果蝇的长翅(B)对残翅(b)是显性,遗传学家曾做过这样的实验:纯合长翅果蝇的幼虫在温度为25 ℃ 条件下培养,成虫表现为长翅;如果将幼虫在35 ℃ —37 ℃ 处理6—24 小时,成虫表现为残翅,这些残翅相互交配产生的后代,在温度为25 ℃ 条件培养,成虫仍然表现为长翅。
(1)已知果蝇翅的发育是经过特定酶催化系列反应的结果。基因型为bb 的果蝇表现出残翅的原因是 ,基因型为BB 的果蝇幼虫在37 ℃下发育为残翅的原因是 。
(2)实验室中只有一试管基因型相同的残翅果蝇,雌雄各半,但不知其残翅性状是基因决定的,还是温度影响造成的。为确定它们的基因型,最简单的实验方案是 。
预测并分析实验结果: 。
(1)隐性纯合子缺少长翅基因,不能合成特定的酶长翅基因能指导特定酶的合成,而在37 ℃ 的温度下,酶的活性受到影响,相关反应不能进行
(2)让这些残翅果蝇雌雄随机交配产卵,在温度为25 ℃ 的条件下培养,观察子代果蝇翅的形状(测交方案不得分)
预测并分析实验结果:
① 子代全部是残翅果蝇,则试管的残翅果蝇的基因型是bb
② 子代全部是长翅果蝇,则试管的残翅果蝇的基因型是BB
③ 子代既有长翅果蝇,也有残翅果蝇,则试管的残翅果蝇的基因型是Bb
阅读下列材料,然后回答相关问题:
功能克隆是根据基因的产物来克隆目的基因。例如镰刀型细胞贫血症,是血红蛋白分子中β—珠蛋白的某氨基酸改变造成的,根据这种变异的β—珠蛋白的氨基酸序列设计核苷酸片段,人工合成此片段作为基因探针,筛选病人有核红细胞的cDNA (由mRNA 反转录产生的DNA)文库,得到变异β—珠蛋白基因的cDNA,与正常人的cDNA 进行比较,确认镰刀型细胞贫血症的致病基因,进而克隆该致病基因。
(1)利用功能克隆技术克隆目的基因,首先要分离纯化特定的蛋白质。从红细胞中释放出血红蛋自常用的方法是 ,纯化蛋白质常用的方法是 。
(2)根据变异的β—珠蛋白的氨基酸序列设计核苷酸片段的过程是 。
(3)基因探针是指 。功能克隆过程中,人工合成的基因探针与目的基因的碱基序列常常不能完全互补吻合,最可能原因是 ,为提高基因探针的灵敏度,应选择 (较长、较短)的基因探针用于DNA 分子杂交。
(1)将红细胞放在蒸馏水中吸水胀破 凝胶色谱法(或电泳、透析法、离心沉降法)
(2)根据变异的β—珠蛋白的氨基酸序列,推测mRNA 的碱基序列,再根据mRNA 的碱基序列设计核苷酸片段
(3)放射性同位素(荧光物质)标记的DNA片段(脱氧核苷酸链)
一种氨基酸可能有几个密码子(或密码的简并、真核生物基因含有内含子等合理答案)较短
某小组在探究“影响酶活性的条件”的实验时,提出“过氧化氢酶的活性是否受pH 影响”的问题,并设计实验的操作步骤如下:
① 向甲、乙试管内各加入2mL 新配制的体积分数为3 %的过氧化氢溶液
② 向甲试管内加入lmL 质量分数为5 %的盐酸,向乙试管内加入lmL 质量分数为5 %的氢氧化钠溶液
③ 向甲、乙试管内各加入2 滴新鲜的质量分数为20 %的猪肝研磨液
④ 观察试管中发生的变化
请依据该小组设计的实验操作步骤,回答下列问题:
(1)过氧化氢分解速率是本实验的因变量,可观测的指标是
(2)作为对照实验,上述操作步骤中存在明显的缺陷,请写出改进方案
在完成改进方案后,预期的实验结果是 。
(3)将制备好的猪肝研磨液分别进行高温和冷藏处理,经高温处理后,实验效果不明显,而冷藏处理不影响实验效果,原因是 。
(4)在与其他小组进行交流时,有同学建议进行定量实验,以不同pH 下出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性,并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。该建议中,所需的时间越长,酶的活性越 。
(1)试管中产生的气泡数量
(2)增加丙试管,在第二步中加入lmL 蒸馏水,其他步骤相同 甲乙两试管中产生的气泡数量较少,丙试管中产生大量的气泡
(3)过氧化氢酶是蛋白质,在高温处理时蛋白质变性,而冷藏时蛋白质没有变性
(4)低(或弱)
假说—演绎法是在观察和分析基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的科学方法。果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。请回答下列问题:
(1)卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢?有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生显性突变,请尝试再写出两种假说: 、
(2)已知这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部直刚毛, Fl 雌雄果蝇随机交配,F2 的表现型及比例是直刚毛雌果蝇:直刚毛雄果蝇:卷刚毛雄果蝇=2:1 : l ,此时最合理的假说是 ,依据这一假说进行演绎推理,设计一个最简单的验证实验,实验设计思路是 ,请绘出验证实验的遗传图解。
(1)亲代生殖细胞中X 染色体上基因发生隐性突变
亲代生殖细胞中常染色体上基因显性突变(或由隐性基因的携带者交配后代发生性状分离、环境影响基因的表达)
(2)亲代生殖细胞中X 染色体上基因发生隐性突变
选择F1中直刚毛雌果蝇与卷刚毛雄果蝇进行测交
1997年,我国科学家首次从人胚胎中分离和克隆出人胚胎干细胞,如下图所示,并分化得到多种体细胞。2007 年,美国学者成功地利用皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞,并利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液功能恢复正常,这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。请回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是 或从 分离出来的一类细胞,在功能上具有 。
(2)胚胎工程的理论基础是 ,胚胎工程的主要技术有 (写出两种)。
(3)皮肤细胞是高度分化的细胞,其分化的根本原因是 ,皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞,其根本原因是 。
(4)与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比,利用皮肤干细胞进行医疗研究具
有 等优势(只要求写出一点)
(1)内细胞团细胞 原始性腺细胞中 全能性(分化成各种组织器官的潜能)
(2)胚胎发育学(体内受精和胚胎发育的研究) 体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术
(3)基因的选择性表达 细胞核中含有一整套的遗传信息
(4)可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议(或皮肤干细胞可以取自自体,不会发生排斥反应,或皮肤干细胞比胚胎干细胞更容易采集等合理答案)
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