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CRISPR—Cas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御机制...

CRISPRCas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御机制,可用来对抗入侵的病毒及外源DNA,受此机制启发,科学家们研发了CRISPRCas9基因编辑技术,这是一种对靶向基因进行特定DNA修饰的技术,其原理是由一个向导RNA分子引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的任一目标位点进行切割(见下图)。

1CRISPRCas9基因编辑复合体中Cas9蛋白是由相应基因指导,在细胞的__________中合成的,其工作原理是特异性的切断目标DNA_____________(填具体部位);向导RNA中的识别序列与目标DNA的识别遵循______________原则,该复合体中,决定其在DNA上切割位点的是_______________

2)中国科学家从肺癌患者血液中提取某种细胞,利用CRISPRCas9基因编辑技术加入一个帮助这种细胞定向清除肿瘤的新基因序列,然后再把这些细胞注入患者的血液,以达到杀死癌细胞的目的。这些细胞应该是人体的___________,这种治疗方法属于__________(填“体内”或“体外”)基因治疗。

3)分析上述信息可知,CRISPRCas9基因编辑技术与早期基因工程相比最明显的优势是___________________________________

 

核糖体 磷酸二酯键 碱基互补配对 向导RNA中的识别序列 T淋巴细胞 体外 CRISPR—CaS9基因编辑技术可人为地选择DNA上的目标位点进行切割,目的性更强 【解析】 1、基因工程的工具: (1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。 (2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 (3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 2、紧扣题干信息“通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割”准确答题。 (1)CRISPR—Cas9基因编辑复合体中Cas9蛋白是由相应基因指导,在细胞的核糖体中合成的,其工作原理是特异性的切断目标DNA的磷酸二酯键;向导RNA中的识别序列与目标DNA的识别遵循碱基互补配对原则,该复合体中,决定其在DNA上切割位点的是向导RNA中的识别序列。 (2)这种细胞定向清除肿瘤的新基因序列,然后再把这些细胞注入患者的血液,以达到杀死癌细胞的目的。这些细胞可以杀死癌细胞可判断其应该是人体的T淋巴细胞,这种治疗方法属于体外基因治疗。 (3)分析上述信息可知,与早期基因工程相比,CRISPR—Cas9基因编辑技术可以对特定位点进行编辑,故其最明显的优势是可人为地选择DNA上的目标位点进行切割,目的性更强。
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考点分析:
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某科学兴趣小组从当地种植花生的农民那里听到一个偏方:服用花生地下根茎水煮液可治疗糖尿病。于是该小组设计了“探究花生根茎水煮液对小鼠血糖影响”的实验。

材料与用具:花生根茎水煮液、生理盐水、蒸馏水,糖尿病模型小鼠雌性20只、雄性20只,健康小鼠雌、雄各5只,动物血糖测试仪等。

实验步骤:

1)将_____________________分为四个组并编号BCDE,另取10只健康小鼠作为_____________,设为A组,用血糖测量仪测定各组小鼠的血糖值并统计。

2)给药方法:B组生理盐水;C组花生根茎水煮液低剂量(10g/kg);D组花生根茎水煮液中剂量(20g/kg);E组花生根茎水煮液高剂量(30g/kg)。BE组每天分别按每只0. 2mL灌胃,连续14天。则对A组的操作应是______________。灌胃14天后,进行血糖值的测定,结果见下表。

表:各组灌胃前、后血糖值比较

组别

灌胃前

灌胃

血糖差值

A

9. 044

9. 290

0. 246

B

10. 453

12. 610

2. 157

C

10. 774

10. 546

-0. 228

D

10. 562

9. 987

-0. 575

E

10. 770

9. 801

-0. 969

 

数据根据实验结果进行统计分析。

3)①A组与B组小鼠灌胃后血糖值均较灌胃前有所升高,可能是因灌胃刺激引起紧张导致机体产生的____________(填激素)增多,从而升高小鼠血糖值。

②本实验的结论是______________________________________________________

4)机体内能降低血糖浓度的激素是___________,其生理功能是______________

 

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在水果的栽培中,果实少子的品种更受欢迎。少子品种的类型根据其培育原理可分为激素少子、多倍体少子和易位少子。

1)由于大棚通风较差,昆虫少,不利于番茄授粉,因此,可在开花初期使用_____________(填两种激素)促进果实发育,该途径获得的少子番茄性状___________(填“能”或“不能”)通过有性繁殖遗传给后代。

2)普通西瓜是二倍体,为实现无子的目的可培育三倍体西瓜,培育的第一年用秋水仙素处理母本获得四倍体植株利用的原理是秋水仙素能___________;第二年种植的西瓜所结果实无子的原因是______________

3)三倍体西瓜价格昂贵且育种技术较复杂,研究证明,通过人工诱导染色体易位培育少子西瓜,能有效克服以上缺点,部分育种过程如图1。在发生染色体易位的西瓜中,只有如图2所示的易位纯合体产生的配子育性正常,其余个体产生的配子均有一部分不育。用碘液可鉴定花粉育性,经碘液处理后,育性正常的花粉呈圆形黑色,败育花粉呈形状不规则的浅黄色。

①用60Co辐射后的种子记为M1,播种M1,自交得到的后代为M2。在M1中只有少数个体发生了如图A所示的染色体易位,原因是生物的突变具有___________的特点;若A植株产生的各种类型的配子均有一半不育,则其自交产生的后代中配子育性正常的植株所占比例为__________

②根据所给信息推测A植株自交所结西瓜种子少的原因是______________________。若要大量获得图A所示的少子品种,需筛选出如图2所示的易位纯合体,可从A植株自交产生的M2中选取配子育性正常的单株做父本,与正常的二倍体母本进行杂交得到F1,种植F1并进行花粉育性检查,若显微镜下观察到____________,则父本为易位纯合体。进行杂交的同时应让该单株父本进行自交,以保留该品系。

 

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到过南极中国长城站的人们肯定会记住企鹅,也不会忘记那片如绿草地般的地衣世界。地衣能够耐受零下l30℃的严寒、60℃的高温,以及强紫外线辐射,成为陆地生态系统的支撑。然而因不耐环境污染,地衣在人群富集的城市和农村却极为罕见。地衣往往生活在极端环境中,不仅是当地主要的生产者,而且含有大量特有的且极具价值的次生代谢产物,如地衣多糖,被证明具有极好的抗癌和抗艾滋病能力,而且无任何毒副作用。地衣也经常被用作高级香水的定香剂,还可以用来生产化学试剂,如大家熟知的石蕊试剂。

1)在群落演替中,首先在裸岩上定居的是地衣,其为后续的演替提供了_____________条件,这种演替类型称为_____________

2)多数地衣由真菌(包裹在外)与藻类组成。藻类通过光合作用为真菌提供有机物;真菌为藻类提供水分,其厚实的皮层结构为藻类遮挡了强烈的阳光。有人认为地衣中的藻类作为生产者,其贡献大于真菌,所以地衣中的真菌和藻类构成寄生关系。你认为这种观点正确吗?请说出你的观点,并阐述理由。__________________________________________

3)通过文中资料可知,地衣的作用可以体现出生物多样性的_____________价值。

4)尽管地衣具有重要的经济价值,但是不能对南极地区的地衣进行大规模开发。请根据相关生态学知识分析原因:______________________________________________

 

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研究表明气孔的张开与保卫细胞膜上的H+ATPase有着非常密切的关系。H+ATPase被蓝光诱导激活后就会利用ATP水解释放的能量将H+分泌到细胞外,此时内向K+离子通道开启,细胞外的K+转移进保卫细胞;同时其他相关阴离子在H+协助下也进入保卫细胞,从而使气孔张开。气孔张开运动的相关机理如下图所示。

注:图中两个细胞贴近气孔部分细胞壁较厚,伸缩性较小,外侧较薄

1)保卫细胞膜上的H+ATPase被激活时,细胞内的H+通过____________的方式转移出保卫细胞;据细胞吸水与失水的原理推测,蓝光诱导后气孔张开的原因是__________________

2)植物有时为防止水分过度散失气孔会关闭,此时叶肉细胞仍可进行光合作用,消耗的CO2可来自______________________,但光合速率会明显减慢;气孔开启瞬间植物叶肉细胞消耗C5的速率会___________(填“增大”或“减小”或“不变”)。

3)科研人员利用转基因技术在拟南芥保卫细胞中表达了由光控制的K+通道蛋白BL,试图提高气孔动力,即光照增强时气孔打开的更快,光照减弱时关闭的也更快。

①欲探究BL蛋白是否发挥了此功能,可在变化的光照强度和恒定光照强度下,分别测正常植株和转基因植株的气孔动力,该实验的自变量是_____________________

②若实验表明BL蛋白发挥了预期的作用,而在恒定光照强度下生长的转基因株系生物量积累和用水效率方面,与正常植株无明显差异,说明____________________

 

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利用农杆菌转化法可将抗虫基因导入玉米细胞而获得抗虫植株。下列说法正确的是

A.若对已知序列的抗虫基因进行大量扩增,应用PCR技术

B.将重组的农杆菌Ti质粒喷洒到玉米伤口上,可成功转化

C.利用害虫接种实验可从分子水平检测目的基因是否进入了玉米细胞

D.将抗虫基因导入细胞质可避免通过花粉传播进入其他植物

 

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