【題目】某些膜內(nèi)蛋白以緊密排列的方陣形式存在稱為OAPsOAPs的分布異常與某些神經(jīng)性和神經(jīng)肌肉性疾病相關(guān)。研究AQP4(一種水通道蛋白)與OAPs結(jié)構(gòu)形成的關(guān)系,有助于揭示上述疾病的機制。請回答問題:

(1)AQP4M1M23兩種分子量相近的亞型,二者均可獨立構(gòu)成四聚體發(fā)揮作用。科研人員發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入并穩(wěn)定表達M23基因的細胞,其細胞膜上有OAPs形成,而敲除該基因的細胞中未見OAPs的形成,該結(jié)果表明______。

(2)科研人員繼續(xù)對M1OAPs形成的關(guān)系進行了研究。

①提取大鼠腦組織的總RNA,通過______法獲得cDNA,并通過______技術(shù)獲得M1基因。

②將M1基因與質(zhì)粒用______酶構(gòu)建基因表達載體,導(dǎo)入中國倉鼠卵巢細胞(CHO)中,用______技術(shù)檢測到受體細胞已成功表達M1蛋白。

③科研人員繼續(xù)實驗,方案及結(jié)果如下。

實驗分組

1對照組

2對照組

3實驗組

實驗處理

a

b

導(dǎo)入M1基因的CHO細胞

培養(yǎng)一段時間后裂解細胞并離心,取上清液中蛋白

檢測指標

用電泳技術(shù)檢測 c 的形成情況

請將表格中的實驗方案補充完整。a______,b______c______。

(3)綜合上述實驗結(jié)果,AQP4OAPs形成的關(guān)系為______。

【答案】M23可促進細胞膜上OAPs聚集 ①逆轉(zhuǎn)錄 PCR ②限制酶和DNA連接酶 抗原抗體雜交 導(dǎo)入M23基因的CHO細胞 導(dǎo)入空質(zhì)粒的CHO細胞 OAPs M1OAPs的形成無關(guān),M23OAPs的形成有關(guān)

【解析】

1、基因工程的操作過程

(1)目的基因的獲取

①從基因文庫中獲取

基因文庫包括:基因組文庫和部分基因文庫(其中的cDNA文庫是利用反轉(zhuǎn)錄法獲取的)

②利用PCR技術(shù)擴增

a.變性(9095):雙鏈DNA模板在熱作用下,氫鍵斷裂,形成單鏈。

b.復(fù)性(5560):引物與DNA模板結(jié)合,形成局部雙鏈。

c.延伸(7075):在Taq酶的作用下,合成與模板互補的子鏈。

d.循環(huán)重復(fù)上述過程,n次循環(huán)后,目的基因的量將被擴增2n倍。

③利用化學(xué)方法人工合成:基因比較小,核苷酸序列已知時,選擇該方法。

(2)基因表達載體的構(gòu)建

①通常用同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,然后用DNA連接酶將二者連接,改造后成為基因表達載體。

②組成:目的基因、標記基因、啟動子、終止子和復(fù)制原點。

(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞

生物種類

植物

動物

微生物

常用方法

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

顯微注射技術(shù)

感受態(tài)細胞法

受體細胞

體細胞或受精卵

受精卵

原核細胞

轉(zhuǎn)化過程

將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的TDNA農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細胞整合到受體細胞染色體的DNA表達

將含有目的基因的表達載體提純取卵(受精卵)→顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動物

Ca2處理細胞感受態(tài)細胞重組表達載體DNA 分子與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子

(4)目的基因的檢測與鑒定

①分子水平的檢測

a.利用DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因的有無。

b.利用分子雜交技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄。

c.利用抗原抗體雜交技術(shù)檢測目的基因的翻譯。

②個體生物學(xué)水平的鑒定,如抗蟲、抗病的接種實驗等。

(1)題干提到導(dǎo)入并穩(wěn)定表達M23基因的細胞,其細胞膜上有OAPs形成,而敲除該基因的細胞中未見OAPs的形成,該結(jié)果表明M23可促進細胞膜上OAPs聚集。

(2)由基因工程的操作過程可知:

①提取大鼠腦組織的總RNA,通過逆轉(zhuǎn)錄法獲得cDNA,并通過PCR技術(shù)獲得M1基因。

②將M1基因與質(zhì)粒用限制酶和DNA連接酶構(gòu)建基因表達載體,導(dǎo)入中國倉鼠卵巢細胞(CHO)中,用抗原抗體技術(shù)檢測到受體細胞已成功表達M1蛋白。

③由(1)可知M23可促進細胞膜上OAPs聚集,由此設(shè)計實驗方案:

實驗分組

1對照組

2對照組

3實驗組

實驗處理

導(dǎo)入M23基因的CHO細胞

導(dǎo)入空質(zhì)粒的CHO細胞

導(dǎo)入M1基因的CHO細胞

培養(yǎng)一段時間后裂解細胞并離心,取上清液中蛋白

檢測指標

用電泳技術(shù)檢測OAPs的形成情況

實驗電泳圖表明M1不能促進細胞膜上OAPs聚集。

(3)由于AQP4M1M23兩種分子量相近的亞型,二者均可獨立構(gòu)成四聚體發(fā)揮作用,經(jīng)實驗表明M23可促進細胞膜上OAPs聚集,M1不能促進細胞膜上OAPs聚集,因此可得,M1OAPs的形成無關(guān),M23OAPs的形成有關(guān)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖為用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗,據(jù)圖回答下列問題:

1)根據(jù)上述實驗對下列問題進行錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)___________的,其內(nèi)的營養(yǎng)成分中____________(填“含有”或“不含有”)32P

2)對下列可能出現(xiàn)的實驗誤差進行

①測定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有08%的放射性,最可能的原因是培養(yǎng)時間較短,有部分噬菌體_______。②當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長,發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是增殖后的噬菌體___________________________________。

3)赫爾希和蔡斯分別用35S32P標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,參照下圖被標記的部位分別是________(填字母編號)。

4)赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗與艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗共同的實驗設(shè)計思路是__________________________________________________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】水分是影響植物生長的環(huán)境因子之一,如圖A-D分別表示某植物在不同條件下測得的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和RuBP羧化酶活性(催化CO2固定的酶)等變化結(jié)果。據(jù)圖回答下列問題:

1)本實驗的可變因素是______;水在光反應(yīng)中分解的產(chǎn)物______為碳反應(yīng)的正常進行起重要作用。

2)要檢測RuBP羧化酶活性,需對植物葉片剪切成小片,加入相應(yīng)的緩沖液后,在低溫條件下經(jīng)處理得到相應(yīng)的勻漿,然后再經(jīng)冷凍離心取______(填懸液上清液沉淀),作酶活性檢測。

3)與第6d時比較,第15d時植物葉肉細內(nèi)的三碳酸含量將相對較______。干旱脅迫36d時,Pn增加對該植物生存的好處是______,據(jù)圖推測引起該指標增加的最可能原因是______

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】某研究小組以吊蘭為實驗材料,研究了單側(cè)光照及一定濃度的Ca2+、La2+對吊蘭根生長的影響,相關(guān)處理后測定了吊蘭根的彎曲度及IAA的濃度,結(jié)果如下表。下列分析錯誤的是

組別

處理

結(jié)果

彎曲度

IAA濃度(mg·g-3FW

Ca2+

La2+

向光側(cè)

背光側(cè)

1

-

-

-

0

299.5

300.2

2

+

-

-

71.3

178.6

416.3

3

+

+

-

82.4

143.3

444.4

4

+

-

+

0

296.6

296.5

注:“+”代表增加處理,“-”代表不增加處理。

A. 單側(cè)光照并未影響吊蘭根部IAA的合成和分解

B. 高濃度IAA對吊蘭根細胞生長可能產(chǎn)生的抑制作用

C. 該實驗說明Ca2+能引起根部IAA的橫向運輸

D. La2+Ca2+IAA的橫向運輸可能產(chǎn)生拮抗作用

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】CIP2A基因在肝細胞癌組織中高表達,科研人員為研究CIP2A基因表達對細胞周期、細胞衰老的影響,進行了以下實驗。請回答問題:

(1)利用病毒作為______,針對CIP2A基因的特定序列設(shè)計合成干擾DNA,將二者構(gòu)建為重組病毒,導(dǎo)入人肝癌細胞系HepG2中,檢測其對CIP2A基因表達的影響,電泳結(jié)果如圖1所示。

1

由于細胞中β-actin蛋白的表達量______,在實驗中可作為標準對照,以排除細胞取樣量、檢測方法等無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。實驗結(jié)果表明______。

(2)為研究CIP2A基因表達對細胞周期的影響,進一步進行實驗,結(jié)果如下圖。

2 3

①由圖2可推測,實驗干擾組的細胞周期被阻斷在______期,影響了______DNA復(fù)制/有關(guān)蛋白質(zhì)的合成)。

②檢測細胞內(nèi)相關(guān)周期蛋白的表達情況(圖3),結(jié)果顯示,抑制CIP2A基因表達使得細胞周期相關(guān)蛋白______表達量增加,推測該蛋白對細胞周期的調(diào)控作用是______

(3)衰老細胞通常細胞核______,細胞內(nèi)β-半乳糖苷酶活性變高,能催化底物X-Gal生成深藍色產(chǎn)物,使顏色更深。研究發(fā)現(xiàn),與空載病毒組相比,實驗干擾組HepG2細胞藍色變深,說明______

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】清水紫花苜蓿適應(yīng)性強、產(chǎn)草量高,營養(yǎng)豐富,但作為飼料易造成家畜臌脹病,而里奧百脈根因富含縮合單寧,能防止家畜臌脹病的發(fā)生。為獲得抗臌脹病的新型苜蓿品種,科研人員進行了如下研究。請回答問題:

(1)剪取清水紫花苜蓿、里奧百脈根無菌苗的下胚軸及子葉作為外植體,接種到培養(yǎng)基中,經(jīng)______過程形成愈傷組織,該過程需要添加______進行調(diào)節(jié)。將兩種材料的愈傷組織用______酶處理,獲得原生質(zhì)體。

(2)為了提高原生質(zhì)體的產(chǎn)量,保證實驗的成功率,還需考慮酶液的滲透壓、酶解時間等因素。分別檢測上述兩個因素對原生質(zhì)體產(chǎn)量的影響,結(jié)果如下圖。

1 2

甘露醇能維持穩(wěn)定的滲透壓,由圖1可知,酶解時宜選用的甘露醇濃度為______。由圖2可知,最適宜的酶解時間為______。

(3)為了方便在熒光倒置顯微鏡下觀察是否發(fā)生異源原生質(zhì)體的融合,可將獲得的原生質(zhì)體______標記,然后用化學(xué)試劑______誘導(dǎo)融合。

(4)利用選擇培養(yǎng)基篩選出異源融合的原生質(zhì)體,再經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種植株。植物體細胞雜交技術(shù)克服了______,使雜種植株具有雙親的遺傳特性,培育出抗臌脹病苜蓿新品種。

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】DNA甲基化是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶(Dnmt)的作用下將甲基選擇性地添加至DNA上的過程,是一種基本的表觀遺傳學(xué)修飾。在不改變DNA序列的前提下控制基因的表達,在多個生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用。DNA異常甲基化與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、細胞癌變有著密切的聯(lián)系;卮鹣铝袉栴}:

1)在Dnmt的催化下,DNA中的C—G兩個核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶,5-甲基胞嘧啶脫氨基生成胸腺嘧啶。與正常DNA分子相比,上述變異產(chǎn)生的DNA的穩(wěn)定性_______(填“低”或“高”)。若一個DNA分子中的一個C—G中的胞嘧啶甲基化后,又發(fā)生脫氨基生成了胸腺嘧啶,則該DNA分子經(jīng)過次復(fù)制后,所產(chǎn)生的子代DNA分子中正常的DNA________________

2)大多數(shù)脊椎動物基因組DNA都有少量的甲基化胞嘧啶,且甲基化位點可隨DNA的復(fù)制而遺傳,這是因為DNA復(fù)制后,_____________________可將新合成的未甲基化的位點進行甲基化,從而控制基因的正常表達。

3)如圖表示控制Dnmt的基因內(nèi)部和周圍的DNA片段情況。圖中數(shù)字表示千堿基對(單位:kb),基因長度共8kb。已知該基因轉(zhuǎn)錄的直接產(chǎn)物mRNA中與d區(qū)間對應(yīng)的區(qū)域會被加工切除,而成為成熟的mRNA。圖中起始密碼子對應(yīng)位點__________(填“是”或“不是”)RNA聚合酶結(jié)合的位點,由該基因控制合成的Dnmt是由_________個氨基酸脫水形成的。

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】在人的神經(jīng)系統(tǒng)中存在如圖所示的一種特殊結(jié)構(gòu),神經(jīng)元C可通過對神經(jīng)元A的作用,導(dǎo)致興奮性突觸前膜釋放的遞質(zhì)量減少,從而影響神經(jīng)元B的遞質(zhì)釋放。下列敘述正確的是

A. 神經(jīng)元AC構(gòu)成軸突一胞體式突觸

B. 神經(jīng)元C釋放的神經(jīng)遞質(zhì)促進神經(jīng)元A興奮并釋放大量遞質(zhì)

C. 神經(jīng)元A釋放的神經(jīng)遞質(zhì)會使神經(jīng)元B膜外電位由負變正

D. 做手術(shù)時,因人體存在這種特殊的結(jié)構(gòu),可能會使大腦皮層產(chǎn)生的痛覺較弱

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖為甲、乙兩個體的甲狀腺激素含量情況,已知甲為正常個體。下列敘述正確的是(  )

A. T3T4為人體僅有的兩種含碘激素B. 若乙為嬰兒,則可能會患呆小病

C. 甲的促甲狀腺激素含量比乙低D. 乙的T3T4含量對下丘腦活動無影響

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案