【題目】閱讀下面的材料,完成(1)~(5)題。
“中中”和“華華”——世界首例體細(xì)胞克隆猴誕生記
在《西游記》中,孫悟空拔下一根汗毛,吹口氣,隨即變出上百只一模一樣的小孫悟空。如今,這看似遙不可及的神話正在成為現(xiàn)實(shí)——2017年11月27日,世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”在我國(guó)誕生;同年12月5日,第二個(gè)體細(xì)胞克隆猴“華華”又“橫空出世”。1月25日,它們的故事登上國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》封面,這意味著中國(guó)科學(xué)家成功突破了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法克隆靈長(zhǎng)類動(dòng)物的世界難題。
在此之前,體細(xì)胞克隆技術(shù)一度風(fēng)光無(wú)限。1997 年,首個(gè)體細(xì)胞克隆動(dòng)物“多莉”羊出生;隨后,利用體細(xì)胞克隆技術(shù)不僅誕生出包括馬、牛、羊、豬和駱駝等在內(nèi)的大型家畜,還誕生了包括小鼠、大鼠、兔、貓和狗在內(nèi)的多種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。然而,與人類最為相近的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物體細(xì)胞克隆難題,卻一直沒(méi)有攻克。
“中中”、“華華”這兩只備受矚目的小猴子是對(duì)可愛(ài)的“姐妹花”,她們的基因都來(lái)自同一個(gè)流產(chǎn)的雌性獼猴胎兒。相關(guān)科研人員從胎兒猴的成纖維細(xì)胞中提取出細(xì)胞核,并將之插入移除細(xì)胞核后的卵細(xì)胞中。他們將 21 個(gè)這樣處理的卵細(xì)胞放入代孕母猴體內(nèi),其中有6只母猴成功受孕,2只最終生產(chǎn)出活的克隆猴。
傳統(tǒng)醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)大量采用小鼠,但藥物研發(fā)通常使用的小鼠模型和人類相差甚遠(yuǎn),在小鼠模型上花費(fèi)巨大資源篩選到的候選藥物用于人類患者后,很多無(wú)效或有不可接受的副作用。猴的生理器官跟人更為相近,所以各種免疫缺陷、腫瘤、代謝紊亂等疾病如果都是因?yàn)榛虻娜毕荩涂梢杂每寺『镏谱髂P。體細(xì)胞克隆猴的成功將推動(dòng)中國(guó)率先發(fā)展出基于非人靈長(zhǎng)類疾病動(dòng)物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)針對(duì)阿爾茨海默癥、自閉癥等腦疾病,以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發(fā)進(jìn)程。
(1)請(qǐng)寫出“中中”、“華華”產(chǎn)生過(guò)程中涉及的三個(gè)生物學(xué)術(shù)語(yǔ):_____。
(2)我國(guó)克隆猴利用的猴胎兒成纖維細(xì)胞,是已分化的體細(xì)胞,從理論上分析,它的細(xì)胞核具有全能性的原因是_____。
(3)下圖能正確表示這一動(dòng)物克隆技術(shù)原理的是_____(選填選項(xiàng)前的符號(hào))。
(4)用體細(xì)胞核移植技術(shù)生產(chǎn)的克隆猴——“中中”和“華華”與核供體動(dòng)物的性狀是否完全相同?為什么?_____。
(5)與小鼠模型相比,克隆猴作為人類疾病及藥物研發(fā)模型生物的優(yōu)點(diǎn)是_____。
【答案】無(wú)性生殖、克隆、分化、細(xì)胞核的全能性、體細(xì)胞核移植技術(shù)、胚胎移植、囊胚、原腸胚、胚胎發(fā)育等 含有本物種的全套遺傳信息 A 否。細(xì)胞質(zhì)中的基因也控制性狀(或基因和環(huán)境共同決定生物性狀、生物性狀也受環(huán)境影響) 猴的生理器官跟人更為相近(猴與人的親緣關(guān)系更近)
【解析】
體細(xì)胞克隆技術(shù)是指采用核移植的方法,利用細(xì)胞拆合或細(xì)胞重組技術(shù),將卵母細(xì)胞去核作為核受體,以體細(xì)胞或含少量細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞核即核質(zhì)體作為核供體,將后者移入前者中,構(gòu)建重組胚,供體核在去核卵母細(xì)胞的胞質(zhì)中重新編程,并啟動(dòng)卵裂,開(kāi)始胚胎發(fā)育過(guò)程,妊娠產(chǎn)仔,克隆出動(dòng)物的技術(shù)。
(1)“中中”、“華華”產(chǎn)生過(guò)程中,涉及體細(xì)胞克隆技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)技術(shù)等,拓展開(kāi)可涉及無(wú)性生殖、克隆、分化、細(xì)胞核的全能性、囊胚、原腸胚、胚胎發(fā)育等諸多相關(guān)生物學(xué)術(shù)語(yǔ);
(2)猴胎兒成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性的原因是其具有全套的遺傳物質(zhì);
(3)分析題意可知,科研人員從胎兒猴的成纖維細(xì)胞中提取出細(xì)胞核,并將之插入移除細(xì)胞核后的卵細(xì)胞中,由此獲得新的胚胎細(xì)胞,結(jié)合題圖可知,A選項(xiàng)符合題意;
(4)基因不全存在于細(xì)胞核中,也有少量存在于細(xì)胞質(zhì)中,且生物的性狀由基因與環(huán)境共同決定,故“中中”與“華華”的性狀與核供體生物不完全相同;
(5)分析題意可知,由于猴的生理器官與人更為相近,故與小鼠模型相比,其作為人類疾病及藥物研發(fā)模型生物更具有優(yōu)勢(shì)。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)是一種比較常見(jiàn)的增塑劑和軟化劑,對(duì)人體有致癌、致畸等作用。某科研小組為了研究紅樹(shù)林植物秋茄是否適宜作為降解水體中DBP的植物,做了如下實(shí)驗(yàn):在適宜的條件下,分別用含有不同質(zhì)量濃度的DBP培養(yǎng)液培育秋茄幼苗,一段時(shí)間后,對(duì)秋茄葉片內(nèi)的葉綠素含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答:
(1)本實(shí)驗(yàn)選擇用葉綠素而不用葉綠體中其他色素的含量來(lái)反映光合作用的強(qiáng)度,首要理由是:只有少數(shù)葉綠素a分子具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用,其他色素分子只能吸收和傳遞光能;其次,由于____________________,因此,植物光合作用所需的光能絕大多數(shù)是由葉綠素吸收的。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)組葉綠素含量均________對(duì)照組,導(dǎo)致卡爾文循環(huán)中形成C5的量________,從而________光合作用強(qiáng)度,使秋茄在低濃度DBP環(huán)境中能正常生長(zhǎng)。
(3)通常可用________(溶劑)來(lái)提取葉綠體中的色素。圖中的曲線________表示葉綠素a含量。
(4)為進(jìn)一步探究秋茄是否具有降解水體中DBP的作用,需要檢測(cè)________________。若________________,則在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi),秋茄適宜作為降解水體中DBP的植物。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖為某植物葉肉細(xì)胞內(nèi)生理活動(dòng)的示意圖,其中a、b代表細(xì)胞結(jié)構(gòu),①~⑤代表物質(zhì),下列說(shuō)法正確的是( )
A.色素只存在于結(jié)構(gòu)a中,可以用無(wú)水乙醇進(jìn)行提取
B.圖中a實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換為光能直接轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的化學(xué)能
C.①②分別為H2O和CO2,該細(xì)胞的光合速率小于呼吸速率
D.⑤代表的物質(zhì)為ATP,圖中細(xì)胞外K+運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)的方式是主動(dòng)運(yùn)輸
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】勤洗手是預(yù)防病毒感染的有效措施。某公司在防控新型冠狀病毒(2019-nCOV)期間推出一款新型免洗洗手凝膠。為衡量該凝膠的清洗效果,研究人員檢測(cè)了凝膠洗手前后,手部細(xì)菌的含量。凝膠洗手前的檢測(cè)流程見(jiàn)下圖。下列敘述正確的是( )
A.統(tǒng)計(jì)洗手前手部細(xì)菌的數(shù)量,選擇的接種方法是平板劃線法
B.除圖中操作外,還需要設(shè)置一組未接種的空白培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)
C.培養(yǎng)基上的一個(gè)菌落只可能來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌
D.初步判斷培養(yǎng)基上菌種的類型,需要用顯微鏡觀察菌體的形狀
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖表示“試管!薄ⅰ翱寺∨!焙汀稗D(zhuǎn)基因!钡呐嘤^(guò)程,有關(guān)說(shuō)法合理的是( )
A.三種牛的培育過(guò)程都經(jīng)過(guò)了受精作用
B.三種牛培育過(guò)程都體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性
C.三種牛培育過(guò)程都用到了胚胎移植技術(shù)
D.三種牛體細(xì)胞中的遺傳信息完全相同
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】圖甲為構(gòu)建重組質(zhì)粒過(guò)程中的三種備選質(zhì)粒,其中Ap為氨芐青霉素抗性基因,Tc為四環(huán)素抗性基因。圖乙為培育轉(zhuǎn)AFPs基因(抗凍基因)番茄的示意圖,外源DNA和質(zhì)粒上均標(biāo)出了酶切位點(diǎn)及相關(guān)抗性基因,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)圖甲中通常選用質(zhì)粒C構(gòu)建重組質(zhì)粒,而不選用質(zhì)粒A或質(zhì)粒B的原因分別是____。
(2)據(jù)圖乙分析,若需使用插入滅活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,應(yīng)優(yōu)先選用限制酶______________切割目的基因和質(zhì)粒。
(3)在構(gòu)建基因表達(dá)載體過(guò)程中常把兩個(gè)啟動(dòng)子串聯(lián)在一起形成雙啟動(dòng)子,加在目的基因上游。雙啟動(dòng)子的作用可能是___________________________________。
(4)圖乙農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒應(yīng)含有T-DNA,其作用是___________。若要獲得抗凍能力更強(qiáng)的抗凍番茄,可以對(duì)AFPs基因進(jìn)行改造,最終得到相應(yīng)的蛋白質(zhì),該過(guò)程需用到________工程。
(5)為使改造后的AFPs基因能夠表達(dá),人工設(shè)計(jì)質(zhì)粒D并對(duì)它的多個(gè)酶切位點(diǎn)進(jìn)行研究。若用HindⅢ酶或KpnⅠ酶單獨(dú)切割質(zhì)粒D,均獲得一條長(zhǎng)鏈,若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同時(shí)切割,則獲得2個(gè)500bp和1個(gè)2666bp片段,若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同時(shí)切割,則獲得2個(gè)250bp和1個(gè)3166bp片段。若以HindⅢ酶切割位點(diǎn)為計(jì)算起點(diǎn),則KpnⅠ酶切割位點(diǎn)與HindⅢ酶切割位點(diǎn)最短長(zhǎng)度為______。
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組,再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。
下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖牵?/span> )
A.用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR I和DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒
B.用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因?qū)爰?xì)胞
C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞
D.用DNA分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】甲圖表示不同濃度生長(zhǎng)素對(duì)植物莖生長(zhǎng)的影響,乙圖表示將盆栽植物橫放時(shí)植物的生長(zhǎng)狀況。下列有關(guān)分析正確的
A.甲圖能說(shuō)明用不同濃度生長(zhǎng)素溶液處理扦插枝條,生根的數(shù)量一定不同
B.乙圖中根的向地性和胚芽鞘的向光性中生長(zhǎng)素的作用原理相似
C.甲圖曲線的含義和乙圖根的生長(zhǎng)狀況都能說(shuō)明生長(zhǎng)素的作用具有兩重性
D.乙圖中a處生長(zhǎng)素的濃度一定大于甲圖中M處的
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科目:高中生物 來(lái)源: 題型:
【題目】某種物質(zhì)S(一種含有C、H、N的有機(jī)物)難以降解,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,只有某些細(xì)菌能降解S。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解S的細(xì)菌菌株。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要甲、乙兩種培養(yǎng)基,甲的組分為無(wú)機(jī)鹽、水和S,乙的組分為無(wú)機(jī)鹽、水、S和Y。
回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶通常采用_______________的方法進(jìn)行滅菌。乙培養(yǎng)基中的Y物質(zhì)是_______________。甲、乙培養(yǎng)基均屬于______________培養(yǎng)基。
(2)實(shí)驗(yàn)中初步估測(cè)搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2×107 個(gè)/mL,若要在每個(gè)平板上涂布100μL稀釋后的菌液,且保證每個(gè)平板上長(zhǎng)出的菌落數(shù)不超過(guò)200個(gè),則至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋________________倍。
(3)在步驟⑤的篩選過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的S超過(guò)某一濃度時(shí),某菌株對(duì)S的降解量反而下降,其原因可能是________________(答出1點(diǎn)即可)。
(4)若要測(cè)定淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù),請(qǐng)寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟________________。
(5)上述實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同,但都能為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供4類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),即________________。
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