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为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因(1...

为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因(1656个碱基对),利用基因工程大量制备琢α-淀粉酶,实验流程见下图。请回答下列问题:

(1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先合成两条引物,并获得细菌的_______________________

(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的____________________端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的_________________________

(3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中________的设定与引物有关,________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)

①加热至90~95℃(变性)  

②冷却至55~60℃(复性)     

③加热至70~75℃(延伸)

④90~95℃维持时间       

⑤55~60℃维持时间       

⑥70~75℃维持时间

(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列:

图中虚线框内mRNA片段包含________个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第一个密码子最多有________种。

(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下:

缓冲液

50 mmol/LNa2HPO4-KH2PO4

50 mmol/LGly-NaOH

50 mmol/LTris-HCl

pH

6.0

6.5

7.0

7.5

7.5

8.0

8.5

9.0

9.0

9.5

10.0

10.5

酶相对活性%

25.4

40.2

49.8

63.2

70.1

99.5

95.5

85.3

68.1

63.7

41.5

20.8

 

根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为___________________________

 

基因组DNA 5’ 使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连 ② ⑥ 7 16 pH为8.0,缓冲液为50 mmol/LGly-NaOH 【解析】 PCR的原理是DNA双链的复制,原料是四种游离的脱氧核苷酸,需要2种引物,需要耐高温的DNA聚合酶。PCR包括:高温变性;降温复性;延伸子链。 (1)由题干信息可知,海洋生物含有α-淀粉酶基因,因此要首先获得细菌的基因组DNA,从中提取并扩增目的基因。 (2)引物可以引导子链的延伸,脱氧核苷酸是与引物的3’端相连的,故要在引物的5’端假说限制酶切点。常在2条引物上加入不同的限制酶切点,目的是使DNA片段能定向插入基因表达载体,防止自身相连。 (3)PCR扩增时,②退火的温度与引物长短和碱基种类有关。⑥70~75℃维持时间即延伸时间长短与扩增片段的长度有关。 (4)图中含有7个密码子:AUG、CCA、UCA、ACA、AAU、ACU、AAG。虚线框后密码子的第一位碱基是G,第二位有4种可能性,第三位有4种可能性,故密码子种类是4×4=16种。 (5)由图表可知,pH为8.0,缓冲液为50 mmol/LGly-NaOH中酶活性最高,为99.5。
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为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性,科研人员利用SHH基因的非模板链转录合成的RNA作为探针,进行分子杂交实验,以检测SHH基因在角化囊肿中的表达情况。其基本流程如下图(Amp表示氨苄青霉素抗性基因;LacZ基因被SHH基因插入后不表达)。

请回答:

(1)重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时,________(填“需要”或“不需要”)启动子。

(2)步骤②中,用Ca2处理大肠杆菌,使之成为________细胞,然后导入重组载体。实验中,用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌,未导入质粒的细菌将会死亡,原因是这些细菌不含有________基因。

(3)能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X­gal的培养基上会形成蓝色菌落,易于识别。根据上述原理可以初步判断____(填“蓝色”或“白色”)菌落中的大肠杆菌为重组菌。

(4)将制备的探针加入角化囊肿切片中,探针将与__________形成杂交带,进而判断SHH基因的转录情况。

 

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稻田生态系统是我国重要的农田生态系统.卷叶螟和褐飞虱是稻田中的两种害虫,拟水狼蛛是这两种害虫的天敌.此外,稻田中还有杂草、田螺等生物.

请回答下列问题:

(1)卷叶螟和褐飞虱的种间关系是________.当害虫数量增加时,拟水狼蛛的数量会________(填“增加”、“减少”或“保持不变”),这样害虫数量的增长就会受到抑制.这属于生态系统内部的____________调节.

(2)卷叶螟幼虫生活在水稻叶片上,而田螺生活在水中,这体现了群落的__________结构,如用性外激素专一诱捕卷叶螟,这属于利用__________信息控制有害动物.

(3)调查水稻田中田螺(活动能力弱)的种群密度宜采用________法,此方法成功的关键是要做到________________;调查土壤小动物类群丰富度的方法是__________

(4)如在适当时间将鸭引入稻田,鸭能以稻田中的杂草、田螺等有害生物为食,这增加该生态系统____________的复杂程度,从而提高了生态系统的______________稳定性。

 

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下图甲表示北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网,图乙虚线方框内表示一个生态系统,箭头 表示该生态系统能量流动的一般性模型。请据图回答:

(1)图甲中雪兔和狼之间的关系称为_______________

(2)与森林生态系统相比,冻原生态系统抵抗力稳定性________________,因为冻原生态系统__________________________________________________________________________

(3)图乙中 A、B、C、D 合称为_____________,碳在其内以____________的形式进行流动。

(4)“落红不是无情物,化作春泥更护花”、“螳螂捕蝉,黄雀在后”、“飞蛾扑火”分别体现了生态系统的_______________________________________________功能。

(5)在利用天敌控制植物害虫与喷施农药相比,其优点是:______________________________

(6)假如北极狐的食物 1/2 来自雷鸟,1/8 来自植物,且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为 10%,从消费者到消费者的能量传递效率为 20%,如果一定时期内,北极狐种群增加的重量为 80 克,那么直接消耗雷鸟为________克,消耗植物总质量为__________克。

 

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某野外调查小组对某地区种群进行深入调查,获得了下面有关信息资料。如图表示某物种迁到一个新环境后,其种群数量的变化情况。

(1)从曲线的走势来看,该种群刚迁入时,经历了一个快速的增长期,曲线呈现出近似________型增长;当种群数量越来越多,由于环境条件有限,曲线呈现出__________型增长。

(2)该种群的环境容纳量(K值)大约对应于图中的哪个点?_____________

(3)如果此种群是鱼类,应如何捕捞使效益最高?___________________________

(4)在生物圈中,人口的K值是有限的。人口增长过快对生态环境会产生沉重的压力。为此我国应采取______________________________________________________________对策。

 

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南方某地的常绿阔叶林等因过度砍伐而遭到破坏。停止砍伐一段时间后,该地常绿阔叶林逐步得以恢复。下表为恢复过程一次更替的群落类型及其植物组成。

演替阶段
 

群落类型
 

植物种类数/
 

草本植物
 

灌木
 

乔木
 

1
 

草丛
 

34
 

0
 

0
 

2
 

针叶林
 

52
 

12
 

1
 

3
 

针、阔叶混交林
 

67
 

24
 

17
 

4
 

常绿阔叶林
 

106
 

31
 

16
 

 

回答下列问题:

1)该地常绿阔叶林恢复过程中群落演替的类型为            演替。常绿阔叶林遭到破坏后又得以恢复的原因,除了植物的种子或者繁殖体课得到保留外,还可能是原有的        条件也得到基本保留。

2)在有上述群落构成的生态系统中,恢复力稳定性最强的是               生态系统,抵抗力稳定性最强的是               生态系统。

3)与草丛相比,针叶林的动物分层现象较为           (填简单复杂),原因是                                            

 

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