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据报道Scripps研究所的科学家开发了一种特殊的分子开关—可逆的RNA开关,该...

据报道Scripps研究所的科学家开发了一种特殊的分子开关可逆的RNA开关,该开关可以嵌入基因疗法中控制基因表达。基因疗法通过将治疗性基因的拷贝插入患者的细胞来发挥作用,但是一旦将基因拷贝传递到患者的细胞中,就无法将其关闭或调节,因此迄今为止只有少数几种基因疗法被FDA批准。回答下列问题:

1)如图为真核细胞中基因表达过程的某一阶段,其中A_________________;图中消耗的有机物有_____________________B合成的方向是______________(填序号)。

①从左向右                 ②从右向左

2)真核细胞中核基因合成的B通过____________进入细胞质,与_____________结合进行蛋白质的合成。在此过程中,B上所蕴含的信息可通过tRNA准确表达的依据是tRNA上的一端携带特定的__________________,另一端的_____________mRNA上的密码子互补配对。

3)在正常人体中,B2100个碱基组成。通过基因疗法将治疗性基因的拷贝插入患者的细胞中,导致所形成的B只有1800个碱基(记作B’)。已知氨基酸的平均相对分子质量为120,通过基因疗法形成B所指导合成的一条多肽的相对分子质量最大为_________________(不考虑终止密码子)。

 

RNA聚合酶 ATP、四种核糖核苷酸 ② 核孔 核糖体 氨基酸 反密码子 61 218 【解析】 据图图示为基因表达的转录过程,A为RNA聚合酶,B为mRNA,C为模板DNA;根据mRNA的延长方向可以推测B的合成的方向为从右向左;翻译过程为:mRNA从核孔进入细胞质后与核糖体结合,以mRNA为模板按照碱基互补原则,在tRNA的作用下,将氨基酸合成蛋白质。 (1)根据真核细胞的基因表达的转录和翻译过程,结合图示过程可以判断,图示过程为转录过程,其中A是RNA聚合酶,该过程消耗的有机物有ATP和四种核糖核苷酸;根据B(mRNA)的延长方向可以推测,B合成的方向是从右向左。 (2)真核细胞中转录后合成的mRNA通过核孔进入细胞质,与核糖体结合进行蛋白质的合成。在此过程中B上所蕴含的信息可通过tRNA准确地表达,是因为tRNA通过其一端的反密码子与mRNA上的密码子进行互补配对,将tRNA所携带的特定的氨基酸放入特定的位置。 (3)由图示可知,B为mRNA,通过基因疗法形成的B含有1800个碱基,其指导合成的蛋白质最多含有600个氨基酸,根据氨基酸脱水缩合过程,可计算出通过基因疗法形成B所指导合成的一条多肽的相对分子质量最大为:600×120-(600-1)×18=61218。
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2019112日,北京市确诊两例由内蒙古输入型的鼠疫患者后,这种传说中的黑死病再次进入人们的视线。回答下列问题:

1)鼠疫杆菌具有荚膜,其荚膜上存在两种抗原成分(F1V),人体中能处理并暴露内环境中这些抗原的细胞是_________________

2)鼠疫杆菌会在宿主体内产生外毒素和内毒素。在免疫学上,外毒素和内毒素都属于_______________________。由此推测,鼠疫杆菌感染者体内浆细胞产生针对鼠疫杆菌的抗体可能不止一种,原因是________________________

3)研究表明,将用鼠疫杆菌活化的T细胞输入小鼠之后,可以有效保护部分小鼠不被鼠疫杆菌感染,可能的原因是活化的T细胞分泌________________,促进B细胞增殖和分化为_____________________________________分泌相应的抗体。

4)鼠疫患者病愈后,一般可获得持久性免疫力,这主要是_________________(填序号)的作用。

①吞噬细胞         ②抗原        ③记忆细胞           ④淋巴因子

5)在研制鼠疫疫苗的过程中,中国西北农林科技大学的研究人员获得了以下4种相关的免疫组:融合蛋白免疫组(rF1-V),联合抗原免疫组(rF1+rV),单一抗原免疫组(rF1rV)。为探究各免疫组对鼠疫的免疫效果,可以进行的实验思路是将小鼠分成等量的4组,分别注射不同的免疫组,定期分别测定___________________________________________

 

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果蝇的正常眼和棒眼、黑背和彩背为两对相对性状,分别由等位基因A/aB/b控制。现有4种纯合品系果蝇:正常眼黑背、正常眼彩背、棒眼黑背、棒眼彩背,某小组对果蝇两对性状进行研究,用正常眼黑背雌果蝇和棒眼彩背雄果蝇杂交,得到F1都是正常眼黑背果蝇,让F1相互交配,F2结果如下表所示。该小组同学在统计结果时,由于疏忽只统计了个体的性状数量,未统计F1F2果蝇中雌雄的性别数量。回答下列问题:

F2表现型

正常眼黑背

正常眼彩背

棒眼黑背

棒眼彩背

数量

272

90

89

31

 

1)果蝇的黑背和彩背性状中,______________是显性性状。

2)能否确定等位基因A/aB/b独立遗传?______________,其原因是F2出现_____________的性状分离比,符合基因的_____________________

3)根据题意,等位基因A/aB/b在染色体上的位置关系有_________________(填序号)种可能(不具体区分在几号染色体上,不考虑XY染色体的同源区)。

1      2        3      4

4)请设计一次杂交实验,确定等位基因A/aB/b在染色体上的位置关系。

实验思路:选择纯合正常眼黑背个体作父本,纯合______________个体作母本,相互交配,统计子代雄果蝇的表现型。

实验结果:若子代雄果蝇全为_______________,则A/aB/b都位于常染色体上,且为非同源染色体;若子代雄果蝇全为__________________,则A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上;若子代雄果蝇全为___________________,则A/a位于X染色体上,B/b位于常染色体上。

 

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水产或家畜养殖污水中含有大量的类固醇,而这类化合物会对人体造成危害,且不易被降解,而丛毛单胞菌是日前用于降解这类有机污染物常用的需氧型菌种。由于抗生素的滥用,污水中含有大量的抗生素残余,这些抗生素会强烈地抑制丛毛单胞菌的作用,从而降低污水处理的效果。结合所学知识,回答下列问题:

1)从自然界中分离出能够降解类固醇化合物的丛毛单胞菌时,一般会从鱼塘废水或附近土壤进行取样,其原因是___________________________________________________________

2)筛选丛毛单胞菌时,通常以________________为唯一碳源的选择培养基进行筛选。制备这一培养基的一般步骤包括计算、称量,溶化、______________、倒平板。

3)研究人员从含抗生素的污水中分离出了3个抗生素耐药型丛毛单胞菌菌株(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)为了测试其在高浓度抗生素条件下的增殖能力,他们进行了如下实验:

①将等量的三种菌株,分别接种到添加了高浓度抗生素和一定量类固醇物质的细菌液体培养基中,测量计算初始培养液中种群密度的相对值,之后不断通入无菌空气,在适宜的条件下进行培养;

②接种培养开始后100小时内,每20小时取样一次,每次每种菌株重复3次计数,常利用_______________法接种进行活菌数的测定,从初始到实验结束,实验过程中需测定计数的样品次数为____________。在测定菌群密度相对值的同时,每次取样还要测定菌液中固醇类物质的浓度。

③下面的曲线图是根据实验过程中所获得的数据绘制而成。

a.与菌株Ⅱ、Ⅲ相比,实验进行到60小时左右时,造成菌株I种群密度下降的原因有______________(填序号)。

①种内斗争加剧           ②营养物质积累

③营养物质消耗           ④代谢废物消耗

b.从污水处理的角度分析及研究数据来看,菌株____________更适合作为污水中类固醇污染物的处理,理由是___________________________________________________________________________

 

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历史上的塞罕坝水草丰茂、森林茂密、禽兽繁集。从1863年开围放垦至解放初期,呈现“飞鸟无栖树,黄沙遮天日”的荒凉景象。1962年之后,两代知青用四十年青春和汗水,营造起万顷林海,成为河的源头、云的故乡、花的世界、林的海洋、珍禽异兽的天堂,这是人类改造自然的伟大创举。回答下列问题:

11863~1962年间,塞罕坝的森林群落被破坏,表明生态系统的_________________具有一定限度。1962年之后,塞罕坝沙漠生物群落发生了_________________演替,以上可说明人类活动可改变群落演替的_________________

2)在塞罕坝的自由放牧区,兔子、牛、羊和平共处,狼与狐正常出没。如图为能量流经兔子这一营养级的示意图,其中G表示流入狐所在营养级的能量,A表示兔摄入的能量,则兔用于自身生长、发育和繁殖的能量由图中__________表示。伴随D出现的碳元素存在形式变化是_______________。若一段时间内,兔子数量增长,则满足的关系是_____________(填序号)。

E>G+F           C-D>G+F      C≥D+G+F          A-B>D+G+F

3)如今的塞罕坝具有丰富的动植物资源、优美的自然风光和优越的气候条件,成为大量游客休闲观光的打卡之地,这主要体现了生物多样性的_____________价值和_________________价值。

 

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2019年诺贝尔生理学或医学奖由发现细胞如何感知氧气变化以及对氧气供应的适应性的三位科学家共同获得。细胞感知氧气变化部分过程如图所示,回答下列问题:

注:HIF-1α:一种由蛋白质组成的转录调控因子;EPO:促红细胞生成素;VEGF:血管内皮生长因子。

1)人体通过红细胞运输氧气,氧气进出红细胞的方式为_______________;人体细胞利用氧气的具体场所是________________________

2HIF-1α调控产生的EPOVEGF可缓解机体缺氧症状,推测EPOVEGF的具体作用机理是EPO可促使人体制造更多的__________________来运输更多的氧气;VEGF可促进______________的生长,为组织和细胞提供更多血液,从而带来更多氧气。

3HIF-1α被识别降解所需的条件有____________(填序号)。

O2         ②双加氧酶          VHL泛素           ④蛋白酶

4)研究发现在肿瘤组织中,利用氧气浓度调节机制可刺激血管形成并重塑新陈代谢,从而使癌细胞有效增殖,试根据上图分析癌细胞有效增殖的机理:肿瘤细胞生长需要消耗更多的能量,但是细胞供给的能量是有限的,因此就会造成____________________________的情况出现。机体处于缺氧的状态时,HIF-1α会与________________相结合,促进相关细胞大量合成___________________,促进新毛细血管的生长和新陈代谢,从而促使癌细胞有效增殖。

 

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