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非选择题-解答题 适中0.65 引用1 组卷158
生活中常遇到这样的现象:切开的苹果、久存的荔枝等表面会变色,原因是植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化多酚类底物(无色)生成了褐色物质,此过程称为褐变,不仅会影响外观,还会导致营养损失。请回答下列问题:
(1)自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为细胞内具有______系统,使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中而不能相遇。
(2)研究发现pH和温度都是影响PPO活性的重要因素,且具有叠加效应,荔枝果皮褐变作用机理如图一。一些商贩对荔枝用二氧化硫处理后冷藏,贮藏期可长达40-50天左右。推测其原理是:________________________
(3)熏硫处理的水果存在食品安全隐患,科学家已利用基因工程技术得到了耐褐变转基因苹果,耐褐变机制如图二。要想获得该目的基因,可从苹果细胞中提取总RNA,以其中的mRNA为模板,经________________________合成DNA(即cDNA)。通过PCR技术可在cDNA分子中专一性扩增出目的基因,其原因是________________________

图一

图二


(4)培养耐褐变转基因苹果过程中,下列导入目的基因的方法,可行的是______
A.将耐褐变蛋白注射到苹果受精卵中
B.将苹果花序直接浸没在目的基因溶液中一段时间
C.将目的基因的DNA序列与质粒重组后导入农杆菌,并侵染苹果叶肉细胞
D.将含目的基因的DNA溶液直接注入苹果子房中
(5)研究人员利用了图二的RNA沉默技术。沉默机制是使目的基因的表达序列和多酚氧化酶基因的表达序列必须是______的,且要同时在同一细胞内表达,从而阻断苹果细胞内多酚氧化酶基因的______过程(数字),降低多酚氧化酶基因的表达水平。欲探究RNA沉默干扰是否成功,可检测苹果细胞中______或将苹果切开暴露在空气中观察是否褐变。
20-21高二下·辽宁丹东·期末
知识点:PCR扩增的原理与过程基因工程综合酶综合 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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多酚氧化酶是马铃薯褐变过程中起重要作用的一种酶,可催化多酚类物质产生引起褐变的色素物质。科研人员利用基因工程技术将某目的基因导入马铃薯细胞中,利用RNA干扰机制,特异性降低马铃薯细胞内多酚氧化酶基因的表达水平,使马铃薯被切开后即使长时间暴露在空气中也不会褐变。如图为此过程的原理图。回答下列问题:

(1)要想获得该目的基因,可从马铃薯块茎细胞中提取多酚氧化酶的总RNA,经过_______形成cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出多酚氧化酶基因的cDNA,原因是______________________________
(2)“酶切—连接”方法是构建RNA干扰载体最常用的方法,其构建过程是:通过PCR技术得到大量目的基因的片段(添加了合适的酶切位点);然后将表达载体和RNA干扰片段相连接,形成可用于遗传转化的RNA干扰表达载体。“酶切”和“连接”需要的酶分别是___________。由于目的基因的表达序列和多酚氧化酶基因的表达序列必须是_______的,且要同时在同一细胞内表达,才能发挥RNA干扰作用,因此要在基因表达载体中添加组织特异性启动子。启动子是一段___________,是________识别和结合的部位。
(3)RNA干扰机制主要是阻断了马铃薯细胞内多酚氧化酶基因的______过程,多酚氧化酶基因的mRNA与目的基因转录出的干扰RNA结合后会被细胞内的______降解失活。欲探究RNA干扰是否成功,可检测马铃薯块茎细胞中_________的含量或将马铃薯切开暴露在空气中观察是否褐变。
生活中常遇到这样的现象:切开的苹果、久存的荔枝等表面会变色,原因是植物细胞中的酚氧化酶催化酚类底物(无色)生成了褐色物质,此过程称为褐变,不仅会影响外观,还会导致营养损失。请回答下列问题:
(1)自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中。能实现这样的分类存放是因为细胞内具有______系统,组成该系统的结构具有的功能特性是______。酚氧化酶具有催化作用的机理是酶能够______
(2)用含有酚氧化酶的提取液进行表1的处理,试管A、B对照,说明酚氧化酶的化学本质是______,可用______试剂检测。推测实验后,试管C中的颜色是______,因为______
表1

试管

①酚氧化酶提取液的处理

②加入缓冲液

③加入酚类底物

实验后的颜色

A

不做处理

2mL

2mL

褐色

B

加入蛋白酶10分钟

2mL

2mL

无色

C

加入三氯乙酸(强酸)10分钟

2mL

2mL

(注:加入的蛋白酶、三氯乙酸均为无色溶液)
(3)最近的一些研究表明:十二烷基硫酸钠(SDS)对芒果酚氧化酶有激活作用。某实验小组为验证SDS对酚氧化酶的活性有促进作用,进行了表2中的实验。但有同学认为该实验不能验证SDS能提高多酚氧化酶的活性,需要再增加一组对照组,则该对照组需要加入的物质是______
表2

试管

蒸馏水

适量SDS

酚氧化酶

酚类底物

出现褐色所需的时间

2mL

2mL

2mL

10分钟

2mL

2mL

2mL

5分钟

(注:“—”表示“不加入”)
回答下列(一)(二)小题:
(一)有文章称单位面积手机表面的细菌比马桶按钮上的多。某校甲、乙两研究性学习小组通过如图所示实验展示调查结果。

(1)实验使用的培养基,含有营养物质和______。制备培养基时,应将pH调至______。图中继续实验中可能包含的实验操作有__________________
(2)通过观察菌落的特征可知,手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两研究性学习小组实验操作均正确且完全一致,但结果截然不同。你认为可能的原因是______
(3)实验中,两研究性学习小组采用的接种方法是______。按图示操作取样固定实验员欲测定某手机屏幕的细菌数量,将10mL细菌悬液进行梯度稀释,分别取0.1mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上培养一段时间后,统计菌落数分别为38、40、42,则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2
(二)回答下列有关基因工程的问题:
I.研究人员将某细菌的抗虫基因C转入棉花细胞内,成功获得了抗虫转基因棉花,在一定程度上减少了杀虫剂的使用,减少了环境污染,提高了作物的产量和质量。
(4)提取某细菌总RNA,经逆转录形成互补的DNA(cDNA),再利用PCR技术选择性扩增C基因的cDNA,PCR过程中DNA先后经历高温变性→复性→延伸过程,故反应体系中需加入______酶。
(5)常用农杆菌与经______后的外植体共培养一段时间完成转化,需先将C基因的cDNA插入到T质粒的T-DNA上并导入农杆菌,有利于______。若要检测目的基因是否反向插入,______(填“能”或“不能”)根据带标记的目的基因单链作探针的核酸分子杂交结果判断。
II.基因编辑技术(CRISPR/Cas9技术)是一种对靶向基因进行特定DNA修饰的技术,其原理是由一个向导RNA(sgRNA)分子引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点进行切割(如图)。请据图回答:

(6)从CRISPR/Cas9系统作用示意图看,能够行使特异性识别DNA序列并切割特定位点功能的分子是______。一般来说,在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时,应使用Cas9和______(填“相同”或“不同”)的向导RNA进行基因的相关编辑。
(7)CCR5基因是人体的正常基因,其编码的细胞膜通道蛋白CCR5是HIV入侵辅助性T淋巴细胞的主要辅助受体之一。科研人员依据______的部分序列设计sgRNA序列,导入骨髓造血干细胞中,构建sgRNA-Cas9复合体,以实现对CCR5基因的定向切割,变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上,即可有效阻止HIV侵染新分化生成的______从而有效减缓病症。

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