【题目】在HIV侵染免疫细胞的过程中,细胞表面的CCR5蛋白是病毒的一个识别位点,协助介导了H进入细胞的过程。自然情况下,CCR5基因可缺失32个碱基对,成为它的等位基因(称为CCR5△32基因),如果一个人是CCR5△32基因的纯合子,那么他的免疫细胞表面没有完整的CCR5蛋白可用,就不易被HIV感染。2018年底,贺建奎团队声称通过 CRISPR/Cas9技术对数个胚胎进行了基因编辑,被编辑的婴儿的所有细胞不能合成完整的CCR5蛋白,从而天生免疫艾滋病。请回答:
(1)CCR5基因的表达需要___________等不可缺少的调控组件,CCR5△32基因指导合成的肽链氨基酸数目减少,原因可能是mRNA______________________。
(2)如图所示,CRISPR/Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统,根据CCR5基因的序列设计sgRNA(向导RNA),该sgRNA的序列与CCR5基因部分序列互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割,使CCR5基因发生碱基对的___________,导致基因突变。该过程中,sgRNA和Cas9n对DNA的共同作用类似___________酶的作用。
(3)为验证胚胎的CCR5基因是否成功被编辑,需要在胚胎发育早期,将细胞的微量全基因组DNA用___________技术进行扩增,然后采用___________技术检测目的基因以及转录出的mRNA是否存在,还需要对___________蛋白进行检测。
(4)贺建奎团队的行为遭到了科学界的强烈谴责,因为_____________________________(写出两点)。
【答案】启动子、终止子 变短(终止密码提前出现) 缺失 限制 PCR 分子杂交 CCR5 无法证实被编辑个体是否能免疫H1V;可能被编辑个体受其他疾病感染的风险提高; 可能被编辑个体的其他基因被破坏
【解析】
1、基因表达载体中启动子是RNA聚合酶识别结合的位点,可驱动基因转录,终止子可控制基因的转录结束。
2、体外扩增目的基因常用PCR技术。
3、对目的基因的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
(1)启动子可以被RNA聚合酶识别,并开始转录,终止子是DNA分子中终止转录的核苷酸序列。若要CCR5基因能够表达,首先需要其能正确转录,故CCR5基因的表达需要启动子、终止子等不可缺少的调控组件。CCR5△32基因与CCR5基因相比缺失了32个碱基,所以CCR5△32基因指导合成的肽链中氨基酸数目减少,可能是突变后的基因转录形成的mRNA变短。
(2)由图可知,sgRNA的序列与CCR5基因部分序列互补配对可诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割,使CCR5基因发生碱基对的缺失,导致基因突变。该过程中,sgRNA和Cas9n对DNA的共同作用类似限制酶的作用。
(3)体外扩增目的基因常用PCR技术。检测目的基因是否导入受体细胞以及目的基因是否转录常用分子杂交技术。若要检测目的基因是否翻译,还需要用CCR5蛋白对其进行检测。
(4)由于该实验无法证实被编辑个体是否能免疫HIV,以及可能被编辑个体受其他疾病感染的风险提高、或者被编辑个体的其他基因可能被破坏等问题存在,使贺建奎团队的行为遭到了科学界的强烈谴责。
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【题目】钠-钾泵是一种专一性的载体蛋白,该蛋白既可催化ATP水解又能促进Na+、K+的转运。 每消耗1 mmol ATP能将3 mmol的Na+泵出细胞,将2 mmol K+泵入细胞内。下图为细胞膜部分结构与功能的示意图,依据此图做出的判断错误的是
A. 细胞膜上的钠-钾泵具有运输和催化的功能
B. 细胞内K+从细胞内流向细胞外可不消耗ATP
C. 钠-钾泵持续运输的过程会导致ADP的大量积累
D. 钠-钾泵的存在说明载体蛋白对离子运输具有选择性
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【题目】某研究人员以白光为对照组,探究不同光质对蕃茄幼苗生长的影响,其他条件均相同且适宜。请据下表中的相关实验数据,回答下列问题:
光质 | 株高(cm) | 茎粗(cm) | 单株干重(mg) | 壮苗指数 |
白光 | 8. 63 | 0. 18 | 46. 59 | 0. 99 |
蓝光 | 6. 77 | 0. 22 | 54. 72 | 1. 76 |
绿光 | 11. 59 | 0. 10 | 30. 47 | 0. 27 |
黄光 | 9. 68 | 0. 15 | 40. 38 | 0. 63 |
红光 | 7. 99 | 0. 20 | 60. 18 | 1. 51 |
(注:壮苗指数越大,反映苗越壮,移栽后生长越好。)
(1)光合色素吸收的光能,有两方面用途:一是将水分解成__________,二是__________,这些反应进行的场所是叶绿体中的__________。
(2)叶肉细胞内光合作用固定CO2的场所是__________,CO2固定是指__________的过程。光合作用合成的糖,一部分转变成蔗糖,还有一部分转变成__________,利于储存能量。
(3)上表所列的观测指标中,__________最能准确、直接反映幼苗的净光合速率大小。结合表中实验数据分析,在大棚栽培蕃茄时,可以采取如下措施来提高蕃茄的产量:在幼苗期增加__________光的照射,达到壮苗的目的;挂果及成熟期,增加__________光的照射,达到提高净光合速率的目的。
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【题目】下图为基因型为AaBb的某个二倍体动物细胞分裂的一组图像,下列相关叙述正确的
A. 甲、丙细胞的分裂方式均为减数分裂,甲细胞是次级精母细胞
B. 甲、丙细胞中同源染色体对数依次为2、2,染色体组数依次为2、2
C. 若不发生基因突变和染色体变异,乙细胞中染色体①上有基因A,则②上有基因A或a
D. 非同源染色体自由组合将导致一个丙细胞产生4种配子
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【题目】某生态系统的食物网中仅有甲、乙、丙、丁四个种群,每个种群只处于一个营养级,共三个营养级。相邻两个营养级间能量传递效率为10%~20%,下表为在相同时间内输入各种群的能量数值相对值。请回答下列问题:
(1)甲和乙的种间关系是___________。该生态系统第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为___________%(结果保留一位小数)。
(2)该生态系统的组成成分除了甲、乙、丙、丁外,还包括:______________________。
(3)在该生态系统中,碳循环在生物群落和无机环境之间主要以___________的形式进行,在生物群落内部,主要以___________的形式传递。碳循环除了具有可反复利用、循环流动的特点外,还具有___________的特点。
(4)与森林生态系统相比,该生态系统在受到外界因素干扰后更容易遭到破坏,原因是_______________________________________________________。
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【题目】下列关于生物变异及育种的叙述,正确的是( )
A. 非同源染色体之间交换部分片段引起的变异属于基因重组
B. γ射线处理使染色体上部分基因丢失引起的变异属于基因突变
C. 利用高度不育的单倍体植株培育新品种能明显缩短育种年限
D. 杂交育种就是将多个品种的优良性状通过染色体变异集中在一起的育种方法
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【题目】中国生物学家参与“人类基因组计划”1%的草图测序工作,生物学家测定的是( )
A.DNA的碱基序列B.mRNA的碱基序列
C.tRNA的碱基序列D.rRNA的碱基序列
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【题目】下列关于群落演替的叙述,错误的是( )
A.原生演替速度通常比次生演替慢
B.人类的活动不会影响群落演替的速度
C.次生林就是原始森林被砍伐后通过次生演替而生长起来的森林
D.从湖底开始的演替属于原生演替
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