【題目】世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒的出現(xiàn),受到人們的強烈譴責?茖W家在進行基因編輯的過程中需要用到限制酶,下表是幾種限制酶的識別序列及其切割位點,圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點。請回答下列有關基因工程的問題:
(1)用圖1中質(zhì)粒和圖2的目的基因構建重組質(zhì)粒,應選用____兩種限制酶切割,酶切后的質(zhì)粒和目的基因片段,通過____酶作用后獲得重組質(zhì)粒。BamHI酶切的DNA末端能與BclI酶切的DNA末端相連接,原因是________,連接部位的6個堿基對序列為_____。
(2)若圖2中目的基因D是人的胰島素基因,科研工作者先從人體胰島B細胞中獲取胰島素mRNA,然后再通過____過程可獲得人胰島素基因。啟動子是____識別和結合的部位,有了它才能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。該基因利用PCR技術進行擴增,DNA合成的方向總是從子鏈的____延伸。PCR的每次循環(huán)分為____三步。
【答案】BclⅠ和HindⅢ DNA連接 黏性末端相同 反轉(zhuǎn)錄 RNA聚合酶 5′端向3′端 變性→復性→延伸
【解析】
1、限制酶主要從原核生物中分離純化出來,能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。形成黏性末端和平末端兩種,不同限制酶切割后的黏性末端也可能相同,故基因工程中也可以用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒。
2、PCR的過程:①高溫變性:DNA解旋過程(PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶,高溫條件下氫鍵可自動解開);低溫復性:引物結合到互補鏈DNA上;③中溫延伸:合成子鏈。
(1)為了保證切割后的目的基因和質(zhì)粒具有相同的黏性末端,常用相同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,由于BamHI酶在質(zhì)粒上的兩個標記基因內(nèi)部均存在切割位點,故不能用BamHI酶切割,故目的基因左側只能用BclⅠ酶切割,結合質(zhì)粒上存在的酶切位點可知,目的基因的右側應選用HindⅢ酶切割,故用圖1中質(zhì)粒和圖2的目的基因構建重組質(zhì)粒,應選用BclⅠ和HindⅢ兩種限制酶切割,酶切后的質(zhì)粒和目的基因片段,通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。根據(jù)表格中各種限制酶識別的序列和切割位點可知,BamHI酶切的DNA與BclI酶切的DNA具有相同的黏性末端,故BamHI酶切的DNA末端能與BclI酶切的DNA末端通過堿基互補配對相連接。連接部位的6個堿基對序列為。
(2)從人體胰島B細胞中獲取胰島素mRNA,需要通過逆轉(zhuǎn)錄過程獲得人胰島素基因。啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,它能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。根據(jù)DNA分子結構的特點,為明確表示DNA的方向,通常將DNA的羥基末端稱為3’端,磷酸基因的末端稱為5′端,當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結合后,DNA聚合酶就能從引物的3′端開始延伸DNA鏈,因此DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。PCR的每次循環(huán)可以分為三步:變性、復性和延伸。
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【題目】效應T細胞可通過細胞膜上TCR受體識別腫瘤細胞上的相應抗原并進行攻擊(如圖1),而腫瘤細胞可通過某種機制逃避機體免疫系統(tǒng)的識別攻擊,以實現(xiàn)免疫逃逸。請回答:
(1)圖1體現(xiàn)了細胞間的信息交流。效應T細胞識別腫瘤細胞過程中發(fā)出信號的細胞是___________;該圖也體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的_____________功能。
(2)研究發(fā)現(xiàn),在腫瘤發(fā)展過程中腫瘤細胞表達出PD-L1蛋白與PD-1受體結合,從而抑制效應T細胞的免疫功能,實現(xiàn)了免疫逃逸(如圖2)。
①利用腫瘤移植技術、基因敲除技術(通過一定的途徑使機體特定的基因失活或缺失的技術),以健康小鼠為實驗動物,設計實驗驗證該腫瘤細胞的免疫逃逸機制。請寫出實驗思路。_________________________。
②為進一步驗證該機制,可另設計一實驗組,即對健康小鼠進行___________,然后注射抗PD-L1抗體。實驗中,注射該抗體的目的是__________________________。
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【題目】我國規(guī)定每升飲用水中大腸桿菌不能超過3個。某興趣小組嘗試對某品牌飲用水的大腸桿菌含量進行檢測,操作簡圖如圖甲,伊紅美藍培養(yǎng)基配方如圖乙。
回答下列相關問題:
(1)圖甲中濾膜的孔徑應________ (“大于”或“小于”)大腸桿菌。受此啟發(fā),對某些不耐高溫的試劑可以怎樣除菌?________________。
(2)配制圖乙中的基礎培養(yǎng)基時,除了水分、無機鹽以外,還應加入________ (一種營養(yǎng)成分)以及________。伊紅美藍培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌菌落呈現(xiàn)黑色,從功能上劃分,該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。
(3)該小組通過統(tǒng)計____________的數(shù)目,計算出單位體積樣品中大腸桿菌數(shù)目。理論上他們的統(tǒng)計值要比實際________ (“偏高”或“偏低”),理由是______________________________________。
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【題目】張某從30歲開始患亨廷頓舞蹈癥,他的兒子、父親、祖母、大姑以及大姑的一兒一女都患該病,但發(fā)病年齡和病情輕重不同。下圖是張某家族的遺傳系譜圖,箭頭所指為張某本人,每個患者旁圓圈中的數(shù)字表示該患者的發(fā)病年齡。Ⅱ1不含該病的致病基因,下列說法錯誤的是
A. 據(jù)圖可知,該病為常染色體顯性遺傳病,具有連續(xù)遺傳的特點
B. 致病基因來自父親的孩子可能比來自母親的孩子發(fā)病年齡早
C. 據(jù)圖可知,Ⅲ4是純合子,Ⅲ3的致病基因來自I2個體,I2為雜合子
D. Ⅳ2與不含亨廷頓舞蹈癥基因的女性結婚,所生女兒患病概率為1/4
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【題目】1831年,一位英國人乘坐“貝格爾”號軍艦作環(huán)球考察;1859年,他發(fā)表了一部科學巨著,創(chuàng)立了進化論,這位一英國人和他的科學巨著是()。
A.莎士比亞和《哈姆雷特》
B.牛頓和《自然竹學的數(shù)學原理》
C.達爾文和《物種起源》
D.赫青黎和《人類在自然界中的位代置》
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【題目】請仔細分析下列各圖,根據(jù)所學知識回答問題
(1)圖甲代表夏季晴朗的一天中植物吸收CO2變化情況,CE段出現(xiàn)的原因是_________,一天中到_______時間該植物積累的有機物總量最多。
(2)某同學研究甲湖泊中x深度生物光合作用和有氧呼吸。具體操作如下:取三個相同的透明玻璃瓶a、b、c,將a先包以黑膠布,再包以鉛箔。用a、b、c三瓶從待測水體深度取水,測定每瓶中水內(nèi)氧容量。將a瓶,b瓶密封再沉入待測水體深度,經(jīng)24小時取出,測兩瓶氧含量,結果如圖乙。則24小時b瓶中生物光合作用制造的氧氣量是_________mol。
(3)菠蘿等植物以氣孔白天關閉,晚上開放的特殊方法適應干旱環(huán)境,如圖為菠蘿葉肉細胞內(nèi)的部分代謝示意圖,分析回答下列問題:
① 圖甲所示,PEP、OAA、RuBP、PGA、C為菠蘿葉肉細胞內(nèi)的部分相關代謝物質(zhì),能參與CO2固定的有______,推測C物質(zhì)最可能是______。
② 干旱條件下,菠蘿葉肉細胞白天進行光合作用時所需CO2的來源有_________;若白天施用某種藥物促進蘋果酸分解,則光補償點將_________。
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【題目】某家系的遺傳系譜圖及部分個體基因型如圖所示,B1、B2、B3是位于X染色體上的等位基因。下列推斷錯誤的是
A. Ⅱ2基因型為XB1XB3的概率是1/2
B. Ⅲ1基因型為XB1Y的概率是1/4
C. Ⅳ2基因型為XB3XB3的概率是1/8
D. Ⅳ1基因型為XB2Y概率是1/4
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【題目】為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(如圖),擬將其與質(zhì)粒(如圖)重組,再借助農(nóng)桿菌導入菊花中。下列操作與實驗目的不符的是( 。
A. 用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ和連接酶構建重組質(zhì)粒
B. 用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因?qū)爰毎?/span>
C. 在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細胞
D. 用DNA分子雜交技術可以檢測C基因是否導入到菊花細胞中
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