非选择题-解答题 困难0.15 引用1 组卷427
学习以下材料,回答(1)~(4)题。
乳糖操纵子在转基因动物中的应用前景
乳糖操纵子只存在原核生物中,由调节基因(I)、启动子(P)、操纵基因(O)、结构基因(Z、Y、A)组成(如下图)。若诱导物(乳糖/半乳糖)不存在时,Ⅰ在其自身启动子的作用下编码阻遏蛋白,其分子构象能识别О序列并与之结合,阻止RNA聚合酶与Р的结合,使结构基因无法表达相应的酶;若诱导物存在时,诱导物能和阻遏蛋白结合,使其分子构象发生改变,无法识别О序列,RNA聚合酶与Р结合,Z、Y、A可以分别表达3种酶。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/30/28370629-52e2-4485-b89a-6c110d7c710b.png?resizew=544)
玉米-豆粕饲料是畜牧养殖中重要的蛋白质饲料,但饲料中含有半乳糖苷(抗营养因子)等物质,由于畜禽动物胃肠道内缺乏半乳糖苷酶,导致半乳糖苷在肠道内积聚,进而影响营养物质的吸收。半乳糖苷经肠道微生物发酵产生的NH,等气体还使动物产生胀气,甚至腹泻。因此生产能在动物肠道内表达半乳糖苷酶的转基因动物,可提高饲料中营养物质的利用率,但外源半乳糖苷酶基因在转基因动物中出现过量表达的现象,严重影响转基因动物的健康。
近期科学家结合乳糖操纵子的结构和功能,尝试将乳糖操纵子应用于转基因动物,并对其应用效果和前景进行了分析探讨。一旦乳糖操纵子成功应用于转基因动物,对降低转基因动物的健康风险,培育能有效利用半乳糖苷的动物新品种等方面都有重要的应用价值。
(1)将大肠杆菌接种到含乳糖的培养基中,乳糖与阻遏蛋白结合,导致该蛋白的___________ 发生改变,无法识别О序列,进而启动结构基因的___________ 过程。由此说明,大肠杆菌可在___________ 水平上调控相关基因的表达。
(2)乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶能降低转基因动物的健康风险,其原因是__________ 。
(3)若将乳糖操纵子应用于转基因动物,可为其提供技术和理论依据的研究结果包括__________。
(4)为了将乳糖操纵子成功应用于转基因动物,科学家还准备做下列科研工作。
①修饰乳糖操纵子的I,使其甲基化程度降低。
②修饰乳糖操纵子的P,使其具有组织特异性。
请选择上述一项科研工作,分析其研究意义__________ 。
乳糖操纵子在转基因动物中的应用前景
乳糖操纵子只存在原核生物中,由调节基因(I)、启动子(P)、操纵基因(O)、结构基因(Z、Y、A)组成(如下图)。若诱导物(乳糖/半乳糖)不存在时,Ⅰ在其自身启动子的作用下编码阻遏蛋白,其分子构象能识别О序列并与之结合,阻止RNA聚合酶与Р的结合,使结构基因无法表达相应的酶;若诱导物存在时,诱导物能和阻遏蛋白结合,使其分子构象发生改变,无法识别О序列,RNA聚合酶与Р结合,Z、Y、A可以分别表达3种酶。
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玉米-豆粕饲料是畜牧养殖中重要的蛋白质饲料,但饲料中含有半乳糖苷(抗营养因子)等物质,由于畜禽动物胃肠道内缺乏半乳糖苷酶,导致半乳糖苷在肠道内积聚,进而影响营养物质的吸收。半乳糖苷经肠道微生物发酵产生的NH,等气体还使动物产生胀气,甚至腹泻。因此生产能在动物肠道内表达半乳糖苷酶的转基因动物,可提高饲料中营养物质的利用率,但外源半乳糖苷酶基因在转基因动物中出现过量表达的现象,严重影响转基因动物的健康。
近期科学家结合乳糖操纵子的结构和功能,尝试将乳糖操纵子应用于转基因动物,并对其应用效果和前景进行了分析探讨。一旦乳糖操纵子成功应用于转基因动物,对降低转基因动物的健康风险,培育能有效利用半乳糖苷的动物新品种等方面都有重要的应用价值。
(1)将大肠杆菌接种到含乳糖的培养基中,乳糖与阻遏蛋白结合,导致该蛋白的
(2)乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶能降低转基因动物的健康风险,其原因是
(3)若将乳糖操纵子应用于转基因动物,可为其提供技术和理论依据的研究结果包括__________。
A.调节基因整合到动物染色体上易被甲基化而无法表达 |
B.操纵基因与哺乳动物的启动子整合不影响靶基因的表达 |
C.突变的调节基因导入小鼠细胞,无法检测到阻遏蛋白 |
D.半乳糖苷酶基因导入小鼠细胞,半乳糖苷酶活性显著增加 |
E.将操纵基因和酪氨酸酶基因整合的转基因小鼠,与表达阻遏蛋白的转基因小鼠杂交,饲喂子代小鼠含诱导物的水可调控其皮肤颜色 |
①修饰乳糖操纵子的I,使其甲基化程度降低。
②修饰乳糖操纵子的P,使其具有组织特异性。
请选择上述一项科研工作,分析其研究意义
22-23高三上·北京昌平·期末
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在大肠杆菌的培养基中同时加入葡萄糖和乳糖时,发现大肠杆菌的数量会先增长,稳定一段时间后再增长,科学家经过研究发现大肠杆菌优先利用葡萄糖,当葡萄糖被用完后,再利用乳糖。利用乳糖时,需要乳糖酶基因表达。如图所示,乳糖酶基因由启动子、操纵基因和结构基因三部分组成。同时,细胞中存在激活蛋白(CAP)和阻遏蛋白对乳糖酶基因的转录进行调控。________ (填“有”或“无”)葡萄糖时,激活蛋白才能与CAP结合位点结合,从而激活RNA聚合酶。
(2)阻遏蛋白与操纵基因结合时会阻止_____________ 与启动子的结合,从而阻止结构基因的转录,但是如果细胞中存在乳糖,乳糖会与___________ 结合,使其空间结构发生改变,从而使其无法与操纵基因结合。
(3)如果培养基中有乳糖,也有葡萄糖,则___________ 会抑制CAP的活性,使其无法与CAP结合位点结合,RNA聚合酶的活性受到抑制,乳糖酶基因仍然不能转录。如果培养基中有乳糖,但无葡萄糖,则由于有乳糖,乳糖与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白无法与操纵基因结合,同时,由于无葡萄糖,______________ 会激活RNA聚合酶的活性,乳糖酶基因可以转录。
(4)下列不属于表观遗传机制调控基因表达的是( )
(5)下列有较大可能属于表观遗传现象的是( )
①食用蜂王浆的雌性幼虫长大后成了蜂王
②某人因长期大量抽烟导致部分基因甲基化,诱发了某些疾病
③某同学因为长期玩电子游戏成了高度近视
④某人因长期学习压力过大得了神经衰弱类疾病
(6)长期大量饮用烈性白酒的人不仅会损害自身身体健康,还可能会导致期间所生育的下一代个体出现智障等严重问题,相关说法正确的是( )
(2)阻遏蛋白与操纵基因结合时会阻止
(3)如果培养基中有乳糖,也有葡萄糖,则
(4)下列不属于表观遗传机制调控基因表达的是( )
A.DNA甲基化使部分基因不能表达 |
B.环境改变使某些基因的阻遏蛋白失效 |
C.外源基因引起的RNA干扰阻碍了某些基因的翻译过程 |
D.组蛋白修饰促进或关闭基因表达 |
(5)下列有较大可能属于表观遗传现象的是( )
①食用蜂王浆的雌性幼虫长大后成了蜂王
②某人因长期大量抽烟导致部分基因甲基化,诱发了某些疾病
③某同学因为长期玩电子游戏成了高度近视
④某人因长期学习压力过大得了神经衰弱类疾病
A.①② | B.③④ | C.①③ | D.②④ |
(6)长期大量饮用烈性白酒的人不仅会损害自身身体健康,还可能会导致期间所生育的下一代个体出现智障等严重问题,相关说法正确的是( )
A.高浓度酒精肯定是导致了生殖细胞基因的碱基序列发生改变,下一代才会异常 |
B.这些智障的下一代个体如果不再饮酒,如果再有下一代,则不会出现智障等问题 |
C.只有女性酗酒才会如此,因为女性酗酒才可能使下一代胚胎细胞的甲基化水平降低 |
D.高浓度酒精降低了生殖细胞的甲基化水平,使胚胎发育过程出现异常 |
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