【題目】基因工程中，GUS基因編碼的酶可將無色底物生成藍色產(chǎn)物，GFP基因會產(chǎn)生綠色熒光蛋白，這兩種基因都可作為標記基因來研究發(fā)育生物學的問題。利用雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)和Cre/loxP重組酶系統(tǒng)技術可更好地實現(xiàn)該研究。請據(jù)圖作答：

（1）圖1為雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖。該系統(tǒng)能夠特異性識別DNA序列并切割特定位點，圖中行使這些功能的分子結構分別是____________、______________。圖中向導RNA與DNA結合的原理是______________。將刪除區(qū)切割后，轉入基因與原DNA片段可通過形成_______________拼接起來，形成新的DNA序列。

（2）雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)可直接在靶細胞內起作用，與傳統(tǒng)的基因工程相比，該操作無需_______________（填寫工具）。與質粒載體導入外源基因比，雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯的基因可以不含________________.

（3）圖2為Cre/loxP重組酶系統(tǒng)作用示意圖。利用雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)可精準地將loxP序列、GUS基因及GFP基因連接，接上35s啟動子之后可在組織中檢測出藍色區(qū)而無綠色熒光區(qū)，這是由于____________基因自身無啟動子而無法表達。Cre基因是重組酶基因，經(jīng)38℃熱處理后可被激活表達，在此前提下組織中可檢測出綠色熒光區(qū)，據(jù)此分析綠色熒光區(qū)形成的原因是___________________________________________________________________________采用_________________________等手段可以擴大組織中綠色熒光區(qū)的面積。

【答案】向導RNA Cas9蛋白 堿基互補配對 磷酸二酯鍵 載體（運載體、質粒） 啟動子、終止子和標記基因 GFP 重組酶能（特異性識別并）切割loxP序列，使GFP基因得以表達 延長熱處理時間

【解析】

生物的性狀受基因控制，生物能發(fā)出綠色熒光是由于生物的DNA分子上含有綠色熒光蛋白基因，基因能通過控制蛋白質的結構直接控制生物性狀；圖1為雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖，由圖可知，向導RNA中有一段識別序列，具有識別功能，可以與特定的DNA序列發(fā)生堿基互補配對，Cas9蛋白則可切割所識別的特定DNA序列；導入的基因和原DNA片段之間需要重新形成磷酸二酯鍵才能連接在一起，形成新的DNA分子，該過程類似于基因工程操作中的構建基因表達載體步驟，據(jù)此作答。

（1）圖1為雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖。該系統(tǒng)能夠特異性識別DNA序列并切割特定位點的原因分別是向導RNA能識別特定序列、Cas9蛋白能定點切割DNA序列。圖中向導RNA與DNA結合的原理是堿基互補配對。將刪除區(qū)切割后，轉入基因與原DNA片段可通過形成磷酸二酯鍵拼接起來，形成新的DNA序列。
（2）雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)可直接在靶細胞內起作用，與傳統(tǒng)的基因工程相比，該操作無需載體（運載體）。與質粒載體導入外源基因比，雙CRISPR/Cas9系統(tǒng)編輯的基因可以不含啟動子、終止子和標記基因。
（3）GUS基因編碼的酶可將無色底物生成藍色產(chǎn)物，GFP基因會產(chǎn)生綠色熒光蛋白，在組織中檢測出藍色區(qū)而無綠色熒光區(qū)，說明GUS基因正常表達而GFP基因不能正常表達，根據(jù)“Cre基因是重組酶基因，經(jīng)38℃熱處理后可被激活表達，在此前提下組織中可檢測出綠色熒光區(qū)”提示，可見GFP基因的正常表達需以Cre基因被激活表達為前提，即GFP基因自身無啟動子，無法啟動自身的表達。通過用Cre重組酶處理后，切割loxP序列，產(chǎn)生GFP基因的啟動子，使GFP基因得以表達。由于Cre基因是重組酶基因，經(jīng)38℃熱處理后可被激活表達，因此熱處理時間越長，越有利于基因的表達，綠色熒光區(qū)的面積就越大。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】由青霉菌中提取的淀粉酶在不同溫度條件下分別催化淀粉反應1h和2h，其產(chǎn)物麥芽糖的相對含量如圖所示。相關分析正確的是

A. 第1h內，酶的最適溫度在45-50℃之間

B. 第1h到第2h，45℃條件下淀粉酶活性提高

C. 第1h到第2h，50℃條件下酶的催化作用明顯

D. 若只生產(chǎn)1h，45℃左右時麥芽糖產(chǎn)量相對較高

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下圖是某細胞的部分結構示意圖，有關敘述錯誤的是

A. 結構①是核糖體，是細胞內蛋白質合成的場所

B. 結構②是線粒體，是真核細胞有氧呼吸的主要場所

C. 結構③是高爾基體，能增大細胞內的膜面積

D. 結構④是葉綠體，是綠色植物細胞光合作用的場所

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】科學家恩格爾曼用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片,發(fā)現(xiàn)好氧細菌大量聚集在如圖所示區(qū)域。以下分析正確的是（ ）

A. 實驗過程中裝片需放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中是為了設置自變量

B. 水綿光合作用產(chǎn)生的O2能進入細菌的線粒體與[H]結合生成H2O

C. 圖中細菌分布的差異是水綿不同區(qū)域光合作用強度不同造成的

D. 水綿葉綠體產(chǎn)生的ATP直接為核DNA復制提供能量

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】果蠅的灰身、黑身是一對相對性狀（相關基因用A、a表示），長翅、殘翅是一對相對性狀（相關基因用B、b表示），A、a和B、b位于兩對同源染色體上。25℃培養(yǎng)發(fā)育為長翅果蠅的幼蟲，如果在35℃環(huán)境中培養(yǎng)，成體全為殘翅�，F(xiàn)有兩只果蠅雜交，將F1幼蟲隨機均分為甲、乙兩組。甲組在25℃環(huán)境中培養(yǎng)，成體的表現(xiàn)型及比例如圖1和圖2所示。乙組在35℃環(huán)境中培養(yǎng)。請回答下列問題：

（1）A、a這對基因的遺傳均遵循____________定律。

（2）親代雌、雄果蠅的基因型分別為__________，F1中黑身長翅果蠅的基因型為_____________，

（3）乙組果蠅的表現(xiàn)型為_____________，純合子所占比例為_____________

（4）為檢測F1中灰身長翅雌果蠅（X）的基因型，讓其與______________（寫表現(xiàn)型）雄果蠅雜交，若F2幼蟲_________________________________,則X果蠅為純合子。

（5）由以上分析可知，生物的表現(xiàn)型由__________________________決定。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】 圖A為某生物體細胞有絲分裂示意圖，圖B表示在一個細胞周期（G1、S、G2組成分裂間期，M為分裂期）中的細胞核內DNA含量的變化曲線；圖C表示某組織中10000個細胞中核DNA含量的情況（用特殊的方法在一個培養(yǎng)基中測得的），請據(jù)圖作答：

（1）圖A表示的是動物細胞進行有絲分裂的_______期，此期細胞中有_______條染色單體。

（2）制作有絲分裂的臨時裝片中，在其分生區(qū)中看到細胞重疊，無法分辨，可能在__________這些操作過程中出現(xiàn)問題。

（3）圖B中，若用含過量的DNA合成抑制劑培養(yǎng)此細胞后，處于________期的細胞會立刻被抑制，再培養(yǎng)______h，則其余細胞都被抑制在S期，去除抑制劑，更換新鮮培養(yǎng)液，細胞將繼續(xù)沿著周期運行，在所有細胞達到_____期終點前，再加入DNA合成抑制劑，則全部細胞都被阻斷在G1期與S期交界處，實現(xiàn)細胞周期同步化。

（4）C圖中的DNA含量由2C到4C的細胞，處在B圖的____________期（填寫圖中符號）。若取樣的10000個細胞中，處于M期（分裂期）的細胞數(shù)目是260個，則處于G2期的細胞數(shù)目是________個。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】如圖為對剛收獲的種子所做的一系列處理，據(jù)圖分析有關說法正確的是

A. ①和②均能夠萌發(fā)形成幼苗B. ③在生物體內主要以化合物形式存在

C. ④和⑤指的是同一種物質D. 點燃后產(chǎn)生CO2中的C只來自于種子的糖類

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】圖甲表示某綠色盆栽植物細胞內的物質轉化過程，①②③④表示相關過程．圖乙表示將該綠色盆栽植物置于密閉容器內暗處理后，測得容器內CO2和O2濃度相等（氣體含量相對值為1）。在天氣晴朗時的早6時將其移至陽光下，日落后移到暗室中繼續(xù)測量兩種氣體的相對含量，變化情況如圖乙所示．結合所學知識，請回答下列問題：

（1）圖甲中表示呼吸作用過程的是________，物質Y分解的場所是_________．若光照突然停止而其他條件不變，則短時間內葉綠體中C5的含量__________ 、C3 的含量__________（填增加、不變、減少）。

（2）圖乙中該植物18時的有機物積累量_______________________（填 >、=、< ），20時的有機物積累量，該植物20時以后的呼吸方式為____________________。

（3）圖乙中光合作用強度與呼吸作用強度相等的時刻是_____________，假設密閉玻璃罩內植株所有進行光合作用的細胞的光合作用強度一致，那么，在該時刻該植株的一個進行光合作用的細胞中物質X的產(chǎn)生速率____________________（填 >、=、< ）物質Y的產(chǎn)生速率。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】回答下列關于草原生態(tài)系統(tǒng)的問題。

（1）草原上不同地段上分布著種類和密度不同的牧草，在水平方向上它們通常呈_________________分布。草原上的植被能防風固沙、保持水土，對于緩解相鄰地區(qū)的沙塵天氣有一定的作用，這體現(xiàn)了生物多樣性的______________價值。

（2）蝗災已成為草原農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的重大危害之一。圖甲示研究者對草原上四種主要蝗蟲密度對牧草產(chǎn)量 （牧草產(chǎn)量=牧草補償量-蝗蟲取食量）影響的實驗結果；圖乙為農(nóng)業(yè)部門對某次“亞洲小車蝗”的爆發(fā)和防治過程中種群密度的調查結果。

①由圖甲可知，該實驗的因變量是______________，甲圖為研究者依據(jù)實驗結果建立的_____________模型。當狹翅雛蝗密度小于5頭/m2時，牧草產(chǎn)量增加，原因是______________，說明蝗蟲只有達到一定量才會導致危害，因為生態(tài)系統(tǒng)具有______________。

②若圖乙是對蝗蟲的幼蟲跳蝻進行調查所獲得的結果，則該調查采用的方法是____________。由圖乙可知，農(nóng)業(yè)工作者在圖中__________點進行了農(nóng)藥防治，隨農(nóng)藥使用次數(shù)的增多防治效果變差；圖中________點是引入害蟲的天敵進行生物防治，利用生物間的____________關系，使防治效果持久而穩(wěn)定；從種群特征考慮，致使“亞洲小車蝗”的數(shù)量在e→f點變化的直接原因是______________。

（3）嚴重的草原火災會破壞生態(tài)系統(tǒng)，但適當?shù)摹暗孛婊稹蹦軣艨葜β淙~，加速生態(tài)系統(tǒng)的__________，還可使部分位置獲得更多光線，促進植物的光合作用，利于植被生長。

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