【題目】先導編輯技術是利用經(jīng)過改造的Cas9蛋白,在基因組中的特定位點切斷DNA,隨后逆轉(zhuǎn)錄酶在RNA鏈的引導下在切斷處進行基因編輯,其能實現(xiàn)更精準地對DNA進行編輯,該過程流程如圖所示。該技術可以實現(xiàn)基因的定點突變和整合,將修飾好的基因?qū)肱咛ジ杉毎,治療人類某些單基因遺傳病。
(1)基因重組技術工具中的_______酶與先導編輯工具中Cas9蛋白作用相似,但二者的不同之處是前者____________________________________________________________。
(2)下圖為由經(jīng)過修飾的pku基因構建的重組載體,在轉(zhuǎn)化胚胎干細胞時,只有重組載體中整合區(qū)域正確整合到胚胎干細胞染色體DNA上才表示轉(zhuǎn)化成功,而重組載體的其他區(qū)域?qū)⒈话邢蚍纸。在轉(zhuǎn)化中會出現(xiàn)錯誤整合,整合錯誤才會出現(xiàn)重組載體中的兩個HSV-tk中至少會有一個與neor一起整合到染色體DNA上而不被分解。已知含有標記基因neor的細胞具有G418的抗性。HSV-tkl、HSV-tk2的產(chǎn)物都能把DHPG轉(zhuǎn)化成有毒物質(zhì)而使細胞死亡。
①題干中的胚胎干細胞可以來自_____________________________,利用胚胎干細胞為受體細胞是因為其功能上具有________________________。
②胚胎干細胞在體外培養(yǎng)時需要滿足的條件除一定的氣體環(huán)境、充足營養(yǎng)、適宜的溫度和PH外,還應保證____________條件,氣體環(huán)境中的CO2的作用是_____________________。
③轉(zhuǎn)化后的各類胚胎干細胞要依次在含有G418和____________________的培養(yǎng)液中培養(yǎng),在雙重選擇下存活并增值的是正確整合的胚胎干細胞,原因是________________________________________。
【答案】限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶) 識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中的特點部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開 早期胚胎或原始性腺 發(fā)育的全能性 無菌、無毒環(huán)境 維持培養(yǎng)液PH 同時含有G418和DHPG 能在含有G418的培養(yǎng)液存活說明轉(zhuǎn)化后的胚胎干細胞中含neor,能在同時含G418和DHPG的培養(yǎng)液中存活說明轉(zhuǎn)化后的胚胎干細胞中含neor且不含HSV-tk
【解析】
1、根據(jù)題意分析可知,CRISPR/Cas9系統(tǒng)基因編輯技術是利用該基因表達系統(tǒng)中的引導RNA能識別并結合特定的DNA序列,從而引導Cas9蛋白結合到相應位置并剪切DNA,最終實現(xiàn)對靶基因序列的編輯。由于其他DNA序列也含有與引導RNA互補配對的序列,造成引導RNA錯誤結合而出現(xiàn)脫靶現(xiàn)象。
2、基因工程技術的基本步驟:
(1)目的基因的獲。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術擴增和人工合成。
(2)基因表達載體的構建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞:根據(jù)受體細胞不同,導入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛毎姆椒ㄊ歉惺軕B(tài)細胞法。
(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術;②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術;③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
3、DNA重組技術至少需要三種工具:限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶、運載體。構建重組載體時,首先需用限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和運載體,再用DNA連接酶連接目的基因和運載體形成重組載體。胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞,來源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的內(nèi)細胞團),因此獲取的胚胎干細胞應取自囊胚的內(nèi)細胞團。
(1)基因重組技術工具中的限制酶與先導編輯工具中Cas9蛋白作用相似,但二者的不同之處是前者識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中的特點部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。
(2)①題干中的胚胎干細胞可以來自早期胚胎或原始性腺,利用胚胎干細胞為受體細胞是因為其功能上具有發(fā)育的全能性。
②胚胎干細胞在體外培養(yǎng)時需要滿足的條件除一定的氣體環(huán)境、充足營養(yǎng)、適宜的溫度和pH外,還應保證無菌、無毒環(huán)境條件,氣體環(huán)境中的CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH。
③由題意可知,轉(zhuǎn)化后的各類胚胎干細胞要依次在含有G418和同時含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中培養(yǎng),在雙重選擇下存活并增值的是正確整合的胚胎干細胞,原因是能在含有G418的培養(yǎng)液存活說明轉(zhuǎn)化后的胚胎干細胞中含neor,能在同時含G418和DHPG的培養(yǎng)液中存活說明轉(zhuǎn)化后的胚胎干細胞中含neor且不含HSV-tk。
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【題目】重癥肌無力是一種由神經(jīng)—肌肉接頭(一種類似于突觸的結構,如圖)處傳遞功能障礙引發(fā)的疾病,電鏡下可見患者肌膜上乙酰膽堿受體數(shù)量明顯減少。下列相關敘述正確的是( )
A.乙酰膽堿和乙酰膽堿受體的合成與高爾基體直接相關
B.興奮在神經(jīng)—肌肉間以神經(jīng)沖動的形式進行傳遞
C.患者神經(jīng)—肌肉接頭處化學信號向電信號轉(zhuǎn)換過程異常影響動作電位產(chǎn)生
D.據(jù)圖可知,患者乙酰膽堿受體數(shù)量減少一定是因為基因突變而導致乙酰膽堿受體合成受阻
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【題目】圖是某單基因遺傳病在某家庭中的遺傳家譜圖。通過大范圍的調(diào)查得知,該病在某地區(qū)男性中的發(fā)病率為1/25,但目前該病對人們的生活生殖能力沒有影響。下列情境下的分析判斷錯誤的是
A. 如果I1不攜帶該病的致病基因,則理論上該病在該地區(qū)女性中的發(fā)病率是1/625
B. 如果I1攜帶有該病的致病基因,則II3與本地一表現(xiàn)正常的男性結婚,所生男孩中患病的概率為1/18
C. 假如II2是一個XYY患者,但不影響生育,則他與一個正常女子結婚,再生一個性染色體組成為XYY孩子的概率為1/4
D. 如果II2患的是一種常染色體顯性遺傳病,他與一個正常女子結婚,生育一個患病兒子的概率最可能是1/4
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【題目】如圖表示,甲、乙、丙三種細胞生活的液態(tài)環(huán)境,分別用A、B、C表示。下列敘述錯誤的是
A.C中血漿蛋白含量減少會導致B中液體的量增多
B.B中有含有氣體,乙細胞不一定消耗和產(chǎn)生氣體
C.A、B、C的滲透壓和酸堿度都與其中的某些離子有關
D.A、B、C是甲、乙、丙細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介
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【題目】對下列曲線圖的相關描述,不正確的是( )
A.圖(1)縱坐標可以是K+吸收量,橫坐標可以是呼吸作用強度
B.圖(2)縱坐標可以是酶活性,橫坐標可以是溫度
C.若圖(3)中橫坐標表示底物濃度,縱坐標表示反應速率,則①②可表示等量酶在不同溫度下的反應速率曲線
D.若圖(3)中橫坐標表示底物濃度,縱坐標表示反應速率,①表示酶在正常情況下的反應速率與底物濃度的關 系,則④可表示加入酶抑制劑后的反應速率與底物濃度關系
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【題目】下圖為人體內(nèi)兩種重要化合物A與B的化學組成關系,請回答相關問題。
(1)圖中a為________,其結構通式為________________________;b為________,有_________種。
(2)A和B均具有多樣性,B具有多樣性的原因是_______________。
(3)某分子A經(jīng)酶水解后得到若干片段,其中一個片段結構如下圖:
該片段的名稱是____________。若將該片段水解,能產(chǎn)生____________種氨基酸,其水解產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量之和比該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量多了____________。
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【題目】某植物種群中有紅花植株和白花植株兩種類型,花色受2對等位基因(A/a、B/b)控制。紅花植株的自交結果有3種,如圖所示。請回答下列問題:
(1)該植物花色的遺傳符合基因自由組合定律,判斷依據(jù)是___________。
(2)自交2中,親本紅花植株的基因型為___________,F(xiàn)1中出現(xiàn)紅花︰白花=3︰1的條件是___________。
(3)自交3中,F(xiàn)1白花的基因型有___________種。
(4)色素的形成需要經(jīng)歷一系列的生化反應,每一個反應所涉及的酶都與相應的基因有關,已知形成色素的前體物質(zhì)呈白色,請就形成花色的生化途徑提出一個合理假說_____ (文字或圖示均可)
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【題目】下面左圖表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因,右圖是一個家族中該病的遺傳系譜圖(控制基因為B和b)。請據(jù)圖回答:(已知谷氨酸的密碼子是GAA、GAG)
(1)圖中①過程發(fā)生在細胞分裂的_________期。
(2)β鏈堿基組成為___________。
(3)鐮刀型細胞貧血癥的致病基因位于_______(常/X/Y)染色體上,屬于________性遺傳病。
(4)Ⅱ8基因型是________,Ⅱ6和Ⅱ7再生一個患病男孩的概率為_________。要保證Ⅱ9婚配后子代不患此病,從理論上說其配偶的基因型必須為___________。
(5)若圖中正常基因片段中CTT突變?yōu)?/span>CTC,由此基因控制的生物性狀________(會/不會)發(fā)生改變。
(6)圖中體現(xiàn)了基因是通過控制________直接控制生物體性狀的。
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【題目】下圖1為某同學畫的洋蔥根尖分生區(qū)細胞亞顯微結構模式圖;圖2、圖3表示某基因型為AaBb的雄性動物的一個精原細胞減數(shù)分裂過程中的兩個不同時期細胞分裂圖像。請據(jù)圖分析回答問題:
(1)圖1中不應具有的結構是2和____(填數(shù)字序號),在分裂末期,與細胞板的形成直接相關的結構是____(填數(shù)字序號),不屬于生物膜系統(tǒng)的是8和____(填數(shù)字序號)。
(2)圖2細胞的名稱是_______,細胞中含有____條染色單體,____個染色體組。圖示細胞的一條染色體上,同時存在基因A、a的原因是_______。
(3)形成圖2、圖3細胞過程中,在減數(shù)第一次分裂后期,移向細胞某一極的基因可能是_______。
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