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2018年 11月一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿在中国健康诞生。这对双胞胎的一...

2018 11月一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改,使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿,也意味着中国在基因编辑技术用于疾病预防领域实现历史性突破。但同时也带来了伦理上的争论。这次基因手术利用CRISPR/Cas9“敲除”CCR5基因中的部分序列,CCR5(白细胞上的一种蛋白)是HIV病毒入侵机体细胞的主要辅助受体之一,且CCR5缺失的个体拥有正常的免疫功能和炎症反应。请回答以下问题:

1)修改基因,用到的工具酶是______,该项技术属于生物工程的______工程。

2)修改的基因采用______法转入受体细胞,受体细胞最好选择______(精子,卵子,受精卵,体细胞),为什么?______

3)若改造基因后的人细胞在体外要发育到______阶段可以移植到受体体内。

4)有人认为这对双胞胎并没有获得抵抗 HIV的能力,为什么?______

 

限制酶和DNA连接酶 基因 显微注射 受精卵 直接发育成个体(或能表达出全能性) 8~16细胞(或桑葚胚或囊胚) 因为只修改了一个CCR5基因,另一个CCR5基因可以正常表达 【解析】 基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取②基因表达载体的构建③将目的基因导入受体细胞④目的基因的检测与鉴定。DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子.标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 (1)修改基因的技术属于基因工程,该技术需要使用限制酶和DNA连接酶。 (2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;由于受精卵能直接发育成个体,因此受体细胞最好选择受精卵。 (3)若改造基因后的人细胞在体外要发育到8~16细胞(或桑葚胚或囊胚)阶段可以移植到受体体内。 (4)因为只修改了一个 CCR5基因,另一个 CCR5基因可以正常表达,因此这对双胞胎并没有获得抵抗 HIV的能力。
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考点分析:
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将乙型肝炎病毒表面抗原的基因插入酵母菌基因组中,使之在酵母菌细胞中充分表达,获得的产物经纯化后可制成乙型肝炎疫苗。回答下列问题:

1)获取乙型肝炎病毒表面抗原基因的方法有多种,如可根据表面抗原蛋白质的结构推测__________,进而推测目的基因的脱氧核苷酸序列,再进行人工合成。目的基因合成后可在Taq酶的作用下通过PCR技术大量扩增,该技术的原理是_________;扩增前要根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成______________

2)目的基因在导入酵母菌细胞之前需要构建基因表达载体,该过程的工具酶有________。基因表达载体中RNA聚合酶识别和结合的部位被称为_________________________

3)目的基因在受体细胞中是否翻译出蛋白质,可用___________技术来检测。若目的基因导入酵母菌细胞后未能稳定维持和表达其遗传特性,其原因可能是______________________(答出两点即可)。

4)实验证明,一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好,其主要原因是___________

 

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尽管甜瓜的皮色变异丰富,但白、绿、黄仍然是主流皮色,由胡萝卜素、叶绿素、黄酮素等色素的成分及含量的变化决定。为探究甜瓜皮色性状的遗传规律,研究人员以黄皮甜瓜B432和绿皮甜瓜B421为亲本,进行下图所示杂交实验。试回答有关问题:

(1)甜瓜同一植株上既有雄花又有雌花,由此推测甜瓜花的性别是环境诱导____的结果。 

(2)根据本杂交实验结果,可以推测甜瓜果皮颜色的遗传受至少____对等基因控制,并且相关等位基因位于____上。 

(3)F2绿皮甜瓜植株有____种基因型,其中同株雌、雄花授粉后代不会发生性状分离的个体占____F2全部绿皮植株随机授粉,后代中白皮植株占____ 

(4)要鉴定F2的某白皮甜瓜植株的基因型,可以采取两种途径,一是该植株同株异花授粉,二是选择与本研究中的____(性状)个体杂交,根据后代中是否出现一定比例的____(性状)来推断鉴定个体是否纯合。

 

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Ⅰ型糖尿病表现为胰岛素依赖,Ⅱ型糖尿病早期表现为胰岛素抵抗(即机体组织对胰岛素的反应不敏感)。甲乙两人禁食6小时后,服用等量高浓度葡萄糖溶液,每隔30min检测体内血糖浓度,结果如下表,请分析回答:

时间/min

0

30

60

90

120

甲(血糖浓度/mmol.L1

7.2

8.7

8.3

7.9

7.5

乙(血糖浓度/mmol.L1

4.1

6.9

6.1

5.2

4.3

 

1)甲、乙两人可能患有糖尿病的是_____;在饥饿状态下,______可通过有关神经的作用,使______分泌的激素增多,以维持机体正常的血糖含量。

2)Ⅰ型糖尿病患者血液中某些抗体可以损伤自身的某些正常成分而导致疾病,这类疾病属于__________;Ⅱ型糖尿病早期患者_____(填“能”或“不能”)通过注射胰岛素治疗。

3)可促进机体内胰岛B细胞分泌作用增强的因素有_________(填序号)

①血糖浓度升高   ②胰高血糖素分泌增加   ③神经递质的释放   ④血糖浓度降低

4)Ⅰ型糖尿病患者在饥饿且无外源能源物质摄入时,与其在进食后相比,血液中的胰岛素与胰高血糖素的比值_____(高//相同)

 

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科研人员发现某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2的酶活性显著高于野生型。下图AB曲线分别为这两种类型水稻在不同光照强度下的CO2吸收速率。回答下列问题。

1)光照强度为P时的CO2吸收速率表示的是__________(填净光合速率总光合速率)。

2P点以前,限制A种类型水稻光合速率的环境因素主要是__________

3)图中曲线A代表的是突变型水稻,判断依据是__________________

4)对这两种水稻叶绿体色素进行提取,并采用__________(方法)分离色素,其实验结果的差异是__________

 

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研究发现,一些作物的叶照光后移至黑暗环境,短时间内(约1分钟)出现CO2释放量急剧增高的现象,随后释放量减少至与黑暗环境一致。这是因为在光照下叶肉细胞吸收O2,释放CO2。这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,称为光呼吸。

1)在适宜光照强度条件下,叶肉细胞产生O2的具体部位是______,产生CO2的具体部位是______

2)光呼吸与有氧呼吸的共同点是______,细胞呼吸的主要意义是______

3)请依据题中所给信息,简要写出验证植物存在光呼吸现象的实验设计思路______

 

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