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(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备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,主要目的是________。
(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变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间
(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/L Na2HPO4-KH2PO4 | 50 mmol/L Tris-HCl | 50 mmol/L Gly-NaOH | |||||||||
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 | 95.5 | 99.5 | 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________。
酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。下图所示为操作流程,请回答下列问题:
(1)配制培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,将其溶解、定容后,调节培养基的 ,及时对培养基进行分装,并进行 灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中,在步骤③中将温度约 (在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后倒置培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落,按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有 。
a.为保证无菌操作,接种针、接种环使用前都必须灭菌
b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落
c.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株
(4)步骤⑤中,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和 供应。为监测酵母的活细胞密度,将发酵液稀释1 000倍后,经等体积台盼蓝染液染色,用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数,理论上 色细胞的个数应不少于 ,才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。
正常人体感染病毒会引起发热,发热过程分为体温上升期、高温持续期和体温下降期。下图为体温上升期机体体温调节过程示意图,其中体温调定点是为调节体温于恒定状态,下丘脑体温调节中枢预设的一个温度值,正常生理状态下为37 ℃。请回答下列问题:
(1)图中激素甲的名称是 ,激素乙通过 的途径作用于甲状腺。
(2)体温上升期,人体骨骼肌不随意的节律性收缩,即出现“寒战”,有助于体温 。综合图解分析,体温上升期人体进行体温调节的方式有 。
(3)高温持续期,人体产热量 (在“大于”、“小于”或“等于”中选择)散热量。此阶段人体有时会出现脱水现象,垂体释放抗利尿激素增加,肾小管和集合管 ,从而减少尿量。
(4)体温下降期,机体增加散热的途径有 。
(5)体温上升期,人体会出现心率加快、血压轻度升高等症状,易引发慢性心血管疾病急性发作。请解释血压升高的可能原因: 。
下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题:
(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为 ,其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在 (填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在
(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为 后进入乙,继而在乙的 (填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的 (填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括 (填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成
某城市河流由于生活污水和工业废水的排入,水质逐渐恶化。经过治理后,河水又恢复了清澈。如图表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼,丁为1种水鸟,甲不摄食藻类,箭头指示能量流动方向),如图表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题:
(1)图1所示食物网中,遗漏了一条能量流动途径,该条途径是 。
(2)图1所示食物网中,次级消费者是 ,丁与丙之间的种间关系是 。
(3)根据图1分析,除了图2中已经标出的能量去向之外,乙的能量去向还有 。
(4)结合图2分析,图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率 (在“大于”、“小于”或“等于”中选择)7.6%。
(5)经检测,水体中含有某种可被生物富集的农药,推测此农药含量最高的物种是 。
(6)从生态学角度解释,污染物排放导致水质恶化的主要原因是 。
长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种RNA的合成都以 为原料,催化该反应的酶是 。
(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是 ,此过程中还需要的RNA有 。
(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内 (图示①)中的DNA结合,有的能穿过 (图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的 ,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是 。