性正常刚毛裂翅×②雌性正常刚毛直翅,①雄性正常刚毛裂翅×③雌性小刚毛裂翅进行杂交实验,观察子代表现型。预期实验结果及结论:若前者子代正常刚毛裂翅雌:正常刚毛直翅雄=1:1,后者子代为正常刚毛裂翅雌:小刚毛裂翅雄=1:1,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。) 【解析】 【分析】
根据题干信息和表格分析,子一代和子二代的表现型在雌雄性中没有差异,说明两对等位基因都在常染色体上;子二代的性状分离比接近于9:7,是9:3:3:1的变形,说明两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,且子一代野生型的基因型为AaBb,子二代野生型为A_B_,突变型为A_bb、aaB_、aabb。
【详解】(1)根据以上分析已知,由于子二代性状分离比接近9:7,是9:3:3:1的变式,说明a、b基因符合自由组合定律,所以亮红眼突变基因b不在2号染色体上;已知子一代的基因型为AaBb,则亲本纯合朱红眼雌果蝇的基因型为aaBB,子二代中突变型雌果蝇基因型及其比例为A_bb:aaB:aabb=3:3:1,其中杂合子占4/7。
(2)根据题意分析,该实验的目的是验证D、d和E、e都位于X染色体上,则可以选择具有相对性状的②正常刚毛直翅与③小刚毛裂翅进行正反交实验,观察F1雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体正常刚毛/小刚毛、裂翅/直翅这两对相对性状的表现均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。
【点睛】解答本题的关键是掌握基因的自由组合定律及其实质,能够根据子二代性状分离比“9:7”是“9:3:3:1”的变形判断两对等位基因遵循基因的自由组合定律,进而判断子一代和亲本的基因型。
11.分解尿素的微生物广泛存在于农田等土壤中,某生物实验小组尝试对分解尿素的微生物进行分离与计数,请回答下列问题:
(1)分解尿素的微生物含有的酶是___________,为筛选出能分解尿素的微生物,配制培养基时应以___________作为唯一氮源,因此该培养基属于___________培养基。
(2)对尿素溶液进行灭菌的最适方法是___________。常用来统计样品中活菌数目的方法是___________。
(3)该小组对分解尿素的微生物进行计数时,在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,这样做的目的是___________,然后将1mL样液稀释10000倍,在3个平板上用涂布法分别涂布0.1mL稀释液;经适当培养后,统计活菌数目,每隔一个“时间间隔”统
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计一次菌落数目,最后选取___________作为结果;3个平板的菌落数分别为39、42和45。据此可得出每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数为___________个。
【答案】 (1). 脲酶 (2). 尿素 (3). 选择 (4). 高压蒸汽灭菌 (5). 稀释涂布平板法 (6). 检测培养基平板灭菌是否合格 (7). 菌落数目稳定时的记录 (8). 4.2×106 【解析】 【分析】
由于细菌分解在尿素的过程中合成脲酶,脲酶将尿素分解成氨,会使培养基碱性增强,PH升高,所以可以用检测pH的变化的方法来判断尿素是否被分解,可在培养基中加入酚红指示剂,尿素被分解后产生氨,PH升高,指示剂变红。用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数时,在每一个梯度浓度内,至少要涂布3个平板,选择菌落数在30~300的进行记数,求其平均值,再通过计算得出土壤中细菌总数。
【详解】(1)分解尿素的微生物含有脲酶;培养基的成分一般包括水、无机盐、碳源、氮源,利用培养基对分解尿素的微生物进行筛选,应该用选择培养基,配制培养基时应以尿素作为唯一氮源。
(2)对尿素溶液进行灭菌的最适方法是高压蒸汽灭菌法;常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,其中稀释涂布平板法可以用于活菌的计数。
(3)为了检测培养基平板灭菌是否合格,应该在接种前随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间。在稀释涂布平板法计数时,应该选择菌落数目稳定时的记录职位结果;3个平板的菌落数的平均值=(39+42+45)/3=42个,则每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数=42÷0.1×10000=4.2×106个。
【点睛】解答本题的关键是对于微生物培养技术的掌握及分解尿素的菌的分离和计数的掌握应用,能够利用题干提供的数据和公式计算单位体积中分解尿素的微生物活菌数。 12.用基因工程技术生产羧酸酯酶CarE)制剂的流程如下图所示。回答下列问题:
(1)①过程所需的酶是___________。在构建基因表达载体过程中,构建的重组质粒上启动子的本质和作用是___________。
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(2)实现②过程常用PCR技术,该技术的前提是要有___________,以便合成引物。为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的5′端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是___________。
(3)过程③将重组表达载体导入大肠杆菌时,首先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是___________。然后将___________溶于级缓冲液与该大肠杆菌混合,在一定温度下完成转化。
【答案】 (1). 逆转录酶 (2). 启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段;作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录 (3). 一段已知目的基因的核苷酸序列 (4). 使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连 (5). 使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 (6). 重组质粒(基因表达载体) 【解析】 【分析】
分析图解:图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA;过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增;过程③表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌);过程④表示通过筛选获得工程菌。
【详解】(1)图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA的过程,需要逆转录酶的催化;基因表达载体的组成成分包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等,其中启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段,其作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录。
(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物;根据题意分析,在构建基因表达载体时,需要在引物的5′端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连。
(3)在将目的基因导入大肠杆菌时,需要先用钙离子处理大肠杆菌,使得大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后将重组质粒溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合,在一定温度下完成转化。
【点睛】解答本题的关键是识记基因工程的操作步骤,通过操作步骤确定图中各标号表示的生理过程,明确将目的基因导入微生物需要先用钙离子处理使得微生物细胞处于感受态。
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