学进去

构建可利用纤维素产乙醇的转基因酿酒酵母菌株是解决能源危机的手段之一，为此设计表达载体，思路如下。
(1)外源基因的选择       纤维素常见生物降解途径如下。

酿酒酵母通常无法吸收纤维素、寡糖和纤维二糖，应向酿酒酵母转入上图中三种酶的基因，并使其表达产物在细胞________(内/外)发挥作用。
(2)外源基因的插入方法
同源重组是碱基序列基本相同的DNA区段通过配对、链断裂和再连接而产生片段交换的过程。通过同源重组将外源基因插入染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株，如甲图所示。

酿酒酵母基因组有多个AB短序列。为通过同源重组将外源基因插入AB之间，在设计表达载体时，可采用PCR技术在外源基因两端分别引入A和B,获得乙图所示长片段。PCR时应选用的一对引物为________(从P1~P6中选)。
(3)标记基因的选择   URA3是尿嘧啶合成关键酶基因，常被用作标记基因。另外，URA3编码的蛋白可将外源5-氟乳清酸转化为有毒物质，导致细胞死亡。
①为得到成功插入酶I基因的菌株1，需将酶I基因同URA3一起插入URA3缺陷型酿酒酵母基因组AB之间，并利用__________的培养基筛选存活菌株。
②在后续插入酶Ⅱ基因时，为继续利用URA3作为筛选标记，需切除菌株1的URA3。为此设计表达载体时，还应向URA3两端引入酿酒酵母基因组中不存在的同源区段C和C´,并以下图方式______排列才能通过同源重组达到上述目的。

此后，需要将菌株1在_________的培养基上培养，存活菌株即为URA3被成功切除的菌株1´。
(4)表达载体的构建     综上，为将三种酶基因依次插入酿酒酵母基因组中，在构建表达载体时，A、B、C、C´、URA3和酶基因应采用下图______的排布方式。

变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU均能与___________互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从___________点到___________点。

   

(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：
①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常；②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失；③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线：______________________→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→____________→获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t₁）是途径Ⅱ细胞周期时长（t₂）的三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t₂时间后换用BrdU饲喂，再过t₂时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是_________________________。

土壤盐碱化问题已经成为全球性难题，培育耐盐碱农作物是解决人类粮食安全和农业发展的重要途径。
(1)为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1的作用，研究人员构建过表达植株（AT1-OE）。以高粱cDNA为模板，利用_____方法获取目的基因。如图1，选取最佳限制酶_____处理目的基因和质粒，构建重组质粒并转入农杆菌。将转化成功的农杆菌与高粱愈伤组织共培养，筛选T-DNA成功转入的愈伤组织，使用既能杀死原核细胞，又能杀死真核细胞的潮霉素，效果优于仅能杀死原核细胞的抗生素（如卡那霉素），原因是_____。进一步筛选获得所需愈伤组织，经_____发育成完整植株。同时构建基因敲除植株（AT1-KO）。

(2)检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量，结果发现：相比野生型植株，AT1-KO植株_____，AT1-OE植株表型相反，说明AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用。
(3)高碱条件下，植物细胞内H₂O₂含量升高，推测AT1可能与运输H₂O₂的通道蛋白PIP2有相互作用。利用免疫共沉淀方法进行研究，实验原理如图2，若靶蛋白A和待测蛋白B有相互作用，用磁珠偶联抗A抗体使A沉淀，则B也会被沉淀下来。利用抗GFP抗体与磁珠偶联，对实验组和对照组总蛋白进行免疫共沉淀，实验结果如图3。

①检测总蛋白的目的是_____。
②通过条带_____可以判断，AT1与PIP2有相互作用。若想进一步验证该相互作用，可用_____抗体与新磁珠偶联再次进行实验。
(4)细胞内过量的H₂O₂积累会导致氧化应激，从而导致植物细胞死亡，降低植物存活率。研究显示PIP2磷酸化能够促进H₂O₂外排。综合上述信息，解释敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因是_____。

学习以下材料，回答（1）～（4）题。
世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型的构建
生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）、精神类疾病等密切相关。我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型。
CRISPR/Cas9基因编辑系统能在DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时会发生基因突变而导致靶基因失活。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对多枚猕猴受精卵的BMAL1基因进行敲除，经胚胎移植后获得多只猕猴，有5只表现出BMAL1基因突变，分别命名为A3、A4、A6、A8、A10．这些BMAL1基因敲除猴不再按24小时周期活动，夜间活动明显增多，表现出昼夜活动和睡眠紊乱、焦虑和精神分裂症等症状。其中A6个体的基因敲除最完全，睡眠紊乱症状最明显。野生型和A6的BMAL1基因部分序列如图所示。

   

第一代BMAL1基因敲除猴的不同个体表现出不同程度的节律紊乱症状。为进一步获得理想动物模型，研究团队采集A6个体的成纤维细胞，经SCNT后获得多只BMAL1基因敲除猴。实验大致分为四步。第一，在纺锤体成像显微系统下，通过压电驱动移液管快速去除卵母细胞的纺锤体一染色体复合物；第二，将成纤维细胞引入卵黄周间隙，用病毒介导成纤维细胞与去核卵母细胞融合；第三，在37℃条件下培养，使重构胚在培养基中活化、发育；第四，将325个处于早期的胚胎移植给6 5只代孕母猴，最终获得5只第二代BMAL1基因敲除猕猴模型。
基因检测结果表明，第二代的5只猕猴均具有与A6相同的BMAL1双等位基因突变，且外周血mRNA中不存在野生型BMAL1的转录产物，证明猕猴体内BMAL1基因表达缺失。它们均表现出较多的夜间运动和更严重的睡眠障碍等症状，是更为理想的动物模型。
第二代BMAL1基因敲除猕猴模型的成功构建，预示着批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代正式开启。
(1)实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至_____期。
(2)结合资料，以下说法不合理的是_____。

A．经CRISPR/Cas9基因编辑和胚胎移植获得的第一代5只模型猴基因型相同

B．A6的BMAL1基因所在的一对同源染色体上的碱基变化完全相同

C．从A6获取的成纤维细胞在用于SCNT之前需进行细胞培养

D．利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只猕猴基因型相同

(3)请利用箭头加文字的形式完善第二代BMAL1基因敲除猴的基本构建流程。_____

   

(4)与传统动物模型小鼠相比，利用猕猴进行人类疾病药物研发的优势是_____，与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是_____。

甘蓝型油菜引入我国历史较短，其遗传基础狭隘。菘蓝（别名“板蓝根”）是传统中药材，具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜（体细胞中染色体数为38）与菘蓝（体细胞中染色体数为14）进行体细胞杂交，培育抗病毒的甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系，过程如图1。

   

(1)甘蓝型油菜与菘蓝的体细胞经__________酶处理后获得原生质体，再经__________诱导获得融合细胞。融合细胞接种到含有营养物质和__________的培养基上，经__________过程形成愈伤组织，发育形成完整的再生植株F₁。植物体细胞杂交技术依据的生物学原理有：__________。（至少答出两个）
(2)将F₁与甘蓝型油菜回交，获得BC₁，其染色体组成为__________（只用字母表示）。用BC₁与甘蓝型油菜再一次回交，得到的BC₂植株群体的染色体数目范围是_______。
(3)研究人员从BC₂筛选出7种只含有1条菘蓝染色体的甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系（A、B、C、D、E、F、G）。为探究甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系在抗新冠病毒（SARS-CoV-2）中的作用，研究人员用其提取物处理动物细胞，24h后感染新冠病毒，一段时间后收集病毒细胞培养液，检测病毒的含量，结果如图2。

     

①作为标准参考的GADPH蛋白表达量_______，可排除无关变量对实验结果的影响。
②结果表明：_______。
③尝试说出建立甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系在育种方面的意义：_______。

杨梅是XY型雌雄异株植物，红花对黄花为显性，基因位于X染色体上，果核的轻重、果实的可食率高低各由一对基因控制。纯合红花轻果核高可食率雌株与黄花重果核低可食率雄株杂交，F₁相互杂交，F₂的重果核高可食率：重果核低可食率：轻果核高可食率：轻果核低可食率=9：3：3：1。下列分析错误的是（　　）

A．控制三对性状的基因不一定在三对染色体上

B．F2中的轻果核植株不可能全为雄性植株

C．F2中的低可食率植株一定有雌雄植株

D．F2中的低可食率植株可能全部开黄花

人类某遗传病病因是体内缺乏物质 C，物质C合成途径如图所示，已知基因 A、B均位于X染色体上，I₂基因型为X^AbY，不考虑变异。 根据系谱图，下列分析错误的是（　　）

   

A．基因A、 B同时存在时，个体才不患病

B．I₂与Ⅱ₂基因型不可能相同

C．Ⅱ3的基因型一定为 XAb XaB

D．Ⅲ2与Ⅲ3再生一个患病男孩的概率为 1/8

摆动假说指出，mRNA上的密码子的第一、第二个碱基与tRNA上的反密码子相应的碱基形成强的配对，密码的专一性，主要是由于这两个碱基对的作用。反密码子的第一个碱基（以5′→3′方向，与密码子的第三个碱基配对）决定一个tRNA所能解读的密码子数目。当反密码子的第一个碱基是C或A时，则只能和G或U配对。但当反密码子上的第一个碱基是U或G时，则可以和两个碱基配对，即U可以和A或G配对，G可以和C或U配对。依据摆动假说，下列说法错误的是（       ）

A．细胞中的tRNA和mRNA都是通过转录产生的

B．密码子与编码的氨基酸之间并不都是一一对应的

C．依据摆动假说，推测生物体内tRNA种类多于密码子的种类

D．依据摆动假说，反密码子为UAC，则密码子为GUG或GUA

某蛔虫（2n=4）的基因型为AaBb，其细胞中的DNA双链均被放射性同位素³²P标记。将该蛔虫放入只含³¹P的培养基中培养后，分裂产生的一个子细胞染色体及其基因位置如图所示。已知形成该细胞的过程中只发生了一次遗传物质的异常变化，下列叙述错误的是（       ）

A．若4条染色体均有放射性，说明形成该细胞时只进行减数分裂

B．若细胞中只有1条染色体有放射性，说明形成该细胞至少经过了三次DNA复制

C．若细胞只有①③号染色体有放射性，说明形成该细胞过程中发生了染色体互换

D．若只有①②号染色体有放射性，说明形成该细胞的过程中只发生了1次有丝分裂

赫尔希和蔡斯利用噬菌体证明DNA是遗传物质的实验中，用³²P标记噬菌体的DNA，实验过程如图所示。下列叙述正确的是（       ）

A．该组实验说明噬菌体进入大肠杆菌的物质只有DNA

B．完成该组实验需先后用到带32P标记和不带32P标记的大肠杆菌

C．若在上清液中检测到少量放射性，则可能是②过程搅拌不均匀

D．新噬菌体中只有部分含32P，说明只有部分噬菌体获得亲代的遗传信息