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【题目】阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。

达农病患者的新希望——基因治疗

达农病是一种极其罕见的伴X显性遗传病,1981年国际上首次报道该病,2012年我国发现首个病例。达农病因是由于溶酶体相关膜蛋白2(LAMP2)的基因突变,使细胞中负责清除与回收蛋白质的系统丧失功能,进一步导致心脏、骨骼肌、神经系统等功能障碍,最终因心力衰竭而死亡。

达农病至今尚无有效治疗方法,国外有报道通过心脏移植维持生命的治疗手段。20203月发表于《Science Translational Medicine》杂志上的一项新研究中,加利福尼亚大学的研究人员尝试用基因疗法治疗达农病。

基因治疗利用腺相关病毒(DNA病毒)做为基因载体。重组腺相关病毒载体源于非致病的野生型腺相关病毒,具有安全性好、宿主细胞范围广和在体内表达时间长等特点。

基因治疗通过腺相关病毒将治疗性基因输送到特定的组织和器官中,这些治疗性基因在相应的非分裂细胞中以游离体形式稳定存在并表达,从而有效治疗单基因遗传病。携带人LAMP2基因的重组腺相关病毒在达农病模型小鼠的心脏、肝脏和骨骼肌组织均表现出人类LAMP2蛋白表达,改善代谢异常和心脏功能,并提高存活率,在接受基因治疗的小鼠中未检测到抗LAMP2抗体。

该研究团队已开始进行针对达农病的人类临床试验,这也是首次使用基因疗法来治疗遗传性心脏疾病的试验,这项研究对于达农病患者而言是重要的一项进步。

1)达农病属于显性遗传病,但群体发病率极低,请解释可能的原因_________

2)自噬小体是包裹了蛋白或细胞器的囊泡,该囊泡与溶酶体融合过程依赖于生物膜的_________性。

3)请结合上述的报道,谈一谈基因疗法可能成为治疗达农病方法的原因________

4)请结合已有知识,评价基因治疗与心脏移植相比的优势及可能的风险:_________

【答案】基因突变具有低频性的特点;在群体中致病基因频率低;未成年时致死较多,不能产生患病后代 流动 采用腺相关病毒做为基因载体,将LAMP2基因输送到特定的组织和器官中,稳定存在并表达出LAMP2蛋白,使细胞中负责清除与回收蛋白质的系统恢复功能,改善代谢和心脏功能,提高生存机率 优势是:治疗效果更强、更稳定、改善的范围更广,预期存活率提高,可避免免疫排斥反应或避免供体器官不足;风险是:操作相对复杂,成功率较低(转入成功率低、表达率低等),未进行人体临床试验评估

【解析】

分析材料可知,该题主要考察了基因工程的应用,将重组基因载体通过腺病毒运送到相关组织和细胞中,可以代替致病基因表达出相应的蛋白质来治疗遗传病,阅读材料提取关键信息从而分析治疗的作用机理是本题的解题关键。

(1)达农病属于伴X显性遗传病,其本质产生与基因突变有关,而基因突变具有低频性的特点,在群体中突变的概率较低,同时题干信息表明未成年个体致死较多,还未达到生育年龄,因此很少产生患病后代,把致病基因传递下去;

(2)囊泡的本质是具膜小泡,与溶酶体的融合过程依赖于膜的流动性;

(3)根据题干的信息可以看出,科学家主要依靠腺病毒将正常基因导入到患者的部分细胞和组织中,属于体内基因治疗的方法,该方法的大致原理为采用腺相关病毒做为基因载体,将LAMP2基因输送到特定的组织和器官中,稳定存在并表达出LAMP2蛋白,使细胞中负责清除与回收蛋白质的系统恢复功能,改善代谢和心脏功能,提高生存机率;

(4)心脏移植属于遗体器官移植,相比较于心脏移植来说,基因治疗的治疗效果更强、更稳定、改善范围更广,并且治疗效果较好,预期的存活率高,避免了免疫排斥反应和供体器官不足;风险是操作属于分子水平的操作,相对复杂,成功率低,尚未进行人体临床试验评估。

练习册系列答案
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【题目】骨骼肌线粒体Ca2+-ATP酶能催化ATP水解,并将细胞质基质中的Ca2+转运到线粒体基质中。中等强度运动后,Ca2+-ATP酶活性显著下降。以下推测正确的是(

A.Ca2+-ATP酶催化ATP水解可以为Ca2+主动运输提供能量

B.线粒体基质中Ca2+的含量在中等强度运动后保持不变

C.骨骼肌细胞生命活动所需要的能量全部来自于线粒体

D.骨骼肌的酸痛是细胞无氧呼吸导致丙酮酸积累的结果

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【题目】2020223日,南京警方宣布28年前发生在南医大的女生遇害案件告破。在破案过程中起重要作用的是Y染色体-STR DNA数据库(简称Y库)。STR,也称短串联重复序列(short tandem repeat),是由2 - 6个碱基对作为核心单位,串联重复形成的一类DNA序列。它分布于XY及常染色体,可对个人进行身份识别。根据材料结合所学知识回答以下问题:

1)从犯罪分子留在受害人身体中的痕迹物质中提取DNA。粗提取DNA,可以利用其在________mol/L NaCl溶液中溶解度最小的特性,然后通过________试剂来做鉴定,观察溶液是否变蓝。

2PCR扩增Y-STR基因。PCR扩增分为变性、________、延伸三步。根据Y-STR位点两侧50~500bp的保守序列设计_________,可以扩增我们想要的Y-STR序列。扩增出的Y-STR序列可以直接和pUC-T载体相连,这是因为载体的线性DNA序列末端各突出一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,而Taq DNA聚合酶会在目的基因两端自动添加一个碱基为_____________的脱氧核苷酸。

3)根据中国人同姓聚居和联宗修谱的习俗,先在某地域横向筛查不同姓氏男性的Y-STR,与Y库对比,从而锁定嫌疑人所在家系;然后在该家系纵向筛查常染色体STR,从而“以Y找群,以常找人”。这利用了Y染色体遗传具有____________的特点。为了使结果更有说服力,还可以做DNA指纹分析,这时需要用到的工具酶是_____________

4)现场提取检材时往往需对DNA做性别鉴定,可以利用Y染色体上特有的_________基因来确定。

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【题目】桑基鱼塘是一种典型的水陆物质和能量交换型生态农业。回答下列问题:

1)在桑基鱼塘中用桑叶养蚕,蚕沙(蚕类)喂鱼,据此分析鱼同化的能量来自于第_______________营养级。

2)建立这一生态系统的目的是通过科学规划.设计大工生态系统,使_____________时,还可以合理地调整生态系统中的___________流动关系,最终使人类受益。

3)研究者将过量的蚕沙投入鱼塘,会造成鱼塘水体富营养化,浮游藻类大量繁殖,进而引起鱼类缺氧死亡。导致水体缺氧的原因有____________________________________(答两点)

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【题目】免疫脂质体是将抗体通过聚合物结合在脂质体(双层磷脂分子构成)上构建而成的,它利用抗体特异性靶向作用,与肿瘤细胞表面的抗原结合,将脂质体包裹的药物送达病灶部位,这为乳腺癌的治疗提供了一种新途径。

1)人类表皮生长因子受体-2HER2)基因在乳腺癌发生早期具有高表达现象,提高了乳腺癌细胞的转移潜能。研究人员将HER2作为_________刺激小鼠产生免疫反应。获取免疫细胞后,利用_________技术制备单克隆抗体TMAB,其通过阻断_________HER2上的附着,产生抗肿瘤的效应。

2)阿霉素是一种脂溶性小分子,可通过_________方式进入细胞,抑制细胞增殖,但其毒副作用较大,利用脂质体将其包裹,通过缓释可以降低药物对机体的毒副作用。

3)研究者将TMAB与包含阿霉素的脂质体融合,制备出新型的抗乳腺癌药物阿霉素免疫脂质体。为确认阿霉素免疫脂质体的靶向性,研究者设计以下实验,并测定了各组阿霉素进入细胞的量。

组别

阿霉素脂质体

阿霉素免疫脂质体

HER2基因高表达的乳腺癌细胞

a细胞

注:+表示添加;-表示不添加

实验中利用的a是_________细胞,若_________,说明阿霉素免疫脂质体具有靶向性。

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【题目】下列关于生物学实验的叙述,正确的是(

A.观察花生子叶细胞中的脂肪颗粒时可用苏丹IV染液将其染成橘黄色

B.在高倍显微镜下可观察到人口腔上皮细胞中被健那绿染液染色后处于生活状态的线粒体

C.观察植物细胞的质壁分离及有丝分裂实验都可以用洋葱鳞片叶外表皮细胞作实验材料

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【题目】多巴胺是兴奋性神经递质,与中枢神经系统欣快感产生有关。多巴胺发挥作用后可被转运蛋白迅速重吸收回前膜,可卡因也能与该转运蛋白结合,阻断多巴胺的重吸收,吸毒者长期使用可卡因会使多巴胺受体蛋白减少,下列有关分析不正确的是:(

A.中枢神经系统某些神经元存在合成多巴胺的酶

B.长期使用可卡因者需要更多的多巴胺才能产生兴奋

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物种种类(种)

010

1020

2030

3040

草本

9

5

2

0

灌木

2

3

1

0

乔木

0

2

3

2

蝶类

7

5

2

1

1)“林窗”区域与形成“林窗”前相比较,群落垂直结构更____________(填“简单”或“复杂”);“林窗”区域群落演替类型是____________,判断依据是____________

2)随着时间的推移,林窗内草本植物和灌木逐渐消失,其主要原因是____________

330-40年“林窗”区域内物种的多样性____________。为更有效地保护生物多样性,在林区可采取的人工措施是____________

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【题目】下列有关生态系统的叙述,正确的是(

A.生态系统的物质循环发生在种群和无机环境之间

B.使用粪便做肥料,粪便中的能量可以流向植物,从而实现了对能量的多级利用

C.森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量

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同步练习册答案