【題目】基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細胞DNA的相同或相似序列,在特定位點上進行替換,從而改變細胞遺傳特性的方法。該技術(shù)可應(yīng)用于解決人體對移植的豬器官產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)上,即利用基因打靶技術(shù)對豬細胞α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造,以消除α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。其主要過程如下:
第一步:從豬囊胚中分離出胚胎干細胞。
第二步:在與靶基因(需要改造的基因)相同的外源性DNA上,插入新霉素抗性基因,構(gòu)建打靶載體。
第三步:打靶載體導(dǎo)入胚胎干細胞,與細胞DNA中的靶基因進行替換。
第四步:改造后的胚胎干細胞篩選、增殖等。
回答下列問題:
(1)選取豬胚胎干細胞作為基因改造的細胞,原因是胚胎干細胞在功能上具有______。
(2)該改造過程中,靶基因具體是指______;插入新霉素抗性基因需要的酶是______,插入該抗性基因的作用是______(答出兩點)。
(3)改造后的胚胎干細胞經(jīng)過誘導(dǎo)發(fā)生增殖和______分化,培育出不合成α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的特定器官,再經(jīng)過一系列改造后為器官移植做準(zhǔn)備。
(4)運用基因打靶技術(shù)進行基因改造的原理是______,該技術(shù)在一定程度上解決了人體移植器官的短缺難題。
【答案】 發(fā)育的全能性 (豬細胞的)α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因 限制酶和DNA連接酶 破壞靶基因,使靶基因不能表達;起篩選作用 定向 基因重組
【解析】[分析]:1.胚胎干細胞是早期胚胎(原腸胚期之前)或原始性腺中分離出來的一類細胞,它具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性。無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境,ES細胞都能被誘導(dǎo)分化為機體幾乎所有的細胞類型,即具有全能性。2. 打靶的目的是對豬細胞α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造,以消除α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥。3. 基因打靶技術(shù)的原理是基因重組,屬于DNA重組技術(shù)。
(1) 胚胎干細胞具有全能性,無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境,ES細胞都能被誘導(dǎo)分化為機體幾乎所有的細胞類型。
(2)分析題干和題圖可知,靶基因具體是指能引起人體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的豬細胞的α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因。插入新霉素抗性基因構(gòu)建打靶載體過程中需要限制酶和DNA連接酶;從新霉素抗性基因插入位點可知,該抗性基因的作用是破壞靶基因,使靶基因不能表達;新霉素抗性基因作為標(biāo)記基因也可用于篩選。
(3)胚胎干細胞具有全能性,根據(jù)題意可知,改造后的胚胎干細胞經(jīng)過誘導(dǎo)發(fā)生增殖,需要定向分化,培育出不合成α—1,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的特定器官,再經(jīng)過一系列改造后為器官移植做準(zhǔn)備。
(4)基因打靶技術(shù)是指利用外源性DNA與細胞DNA的相同或相似序列,在特定位點上進行替換,從而改變細胞遺傳特性的方法。屬于DNA重組技術(shù),遵循的原理是基因重組;
[點睛]:本題考查的知識點有免疫、干細胞的特性、基因工程等,意在考查學(xué)生能從題圖中提取有效信息并結(jié)合這些信息,運用所學(xué)知識與觀點,通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理,做出合理的判斷或得出正確結(jié)論的能力。
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【題目】下圖是某家族某遺傳病系譜圖(受A、a基因控制),請據(jù)圖回答:
(1)該病是_______________________________遺傳病。
(2)Ⅰ3和Ⅱ6的基因型分別是_____________________________________、_____________________________________。
(3)Ⅳ15的基因型是_____________________________________ 、是雜合子的概率是________________________________________。
(4)Ⅲ11為純合子的概率是_________________________________________。
Ⅲ12 和Ⅳ15 可能相同的基因型是_____________________________________。
(5)Ⅲ代中12、13、14都正常,那么Ⅱ7最可能的基因型是_________。Ⅲ代中11與13是-__________________________________,婚姻法規(guī)定不能結(jié)婚,若結(jié)婚生育,該遺傳病發(fā)病率上升為______________________________________。
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【題目】回答下列病毒的遺傳學(xué)問題:
(1)為研究某病毒的致病過程,在實驗室中做了如圖所示的模擬實驗。
①從病毒中分離得到物質(zhì)A,已知A是單鏈的生物大分子,其部分堿基序列為—GAACAUGUU—。將物質(zhì)A加入試管甲中,反應(yīng)后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測定產(chǎn)物X的部分堿基序列是—CTTGTACAA—,則試管甲中模擬的是________過程。
②將提純的產(chǎn)物X加入試管乙,反應(yīng)后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子,則產(chǎn)物Y是________。
③將提純的產(chǎn)物Y加入試管丙中,反應(yīng)后得到產(chǎn)物Z。產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物,則產(chǎn)物Z是________。
(2)若該病毒感染了小鼠上皮細胞,則組成子代病毒外殼的化合物的原料來自________。若該病毒除感染小鼠外,還能感染其他哺乳動物,則說明所有生物共用一套________。該病毒遺傳信息的傳遞過程為________。
(3)如圖表示三種病毒合成自身蛋白質(zhì)和核酸的過程。
①更容易發(fā)生突變的是病毒________,原因是_______________。
②7過程需要的原料是________,需要的酶是______。
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【題目】某同學(xué)利用性狀分離比的模擬實驗裝置,進行如下實驗,從甲、乙兩個容器中各隨機抽出一個小球,記錄組合情況,重復(fù)多次實驗后,結(jié)果發(fā)現(xiàn)AB、Ab、aB、ab的比例接近1∶1∶1∶1。以下關(guān)于該實驗的說法正確的是
A. 甲、乙兩個容器分別代表某動物的雌、雄生殖器官
B. 小球的顏色和字母表示雌、雄配子的種類
C. 該實驗?zāi)M的是減數(shù)分裂過程中非同源染色體上非等位基因的自由組合
D. 每個容器中兩種小球的數(shù)量需相等,但甲、乙兩個容器中小球的總數(shù)可以不同
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【題目】炭疽桿菌能引起人畜患炭疽病。炭疽桿菌兩端截平、呈竹節(jié)狀排列,菌落呈卷發(fā)狀。對炭疽病疑似患者,可根據(jù)噬菌體的寄主專一性,通過實驗進行確診。
(1)細菌培養(yǎng):采集疑似患者的樣本,分離培養(yǎng),獲得可疑菌落。
(2)細菌鑒定:實驗流程圖如下圖所示。
①對配制的液體培養(yǎng)基要采用_________方法滅菌。培養(yǎng)基配制和滅菌時,滅菌與調(diào)節(jié)pH的先后順序是_________。
②挑選可疑菌落制片后,用_______觀察,可看到呈竹節(jié)狀排列的桿菌。
③接種可疑菌后,35℃培養(yǎng)24小時,液體培養(yǎng)基變渾濁,原因是___________________。圖中的對照組試管中應(yīng)加入_______________。兩組試管同時培養(yǎng)6小時后,進行比較,若實驗組液體培養(yǎng)基的渾濁度____________(填“提高”、 “降低”、 “不變”),則可明確疑似患者被炭疽桿菌感染。此實驗依據(jù)的原理是_______________。
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【題目】登革熱病毒入侵人體后,人體主要的免疫反應(yīng)如下圖所示。
(1)登革熱病毒入侵后,部分B細胞活化為相應(yīng)的漿細胞并產(chǎn)生特定抗體。B細胞活化為漿細胞,一般需要什么條件?
___________________________________________________________________________。
(2)受病毒刺激而產(chǎn)生的M抗體對患者的康復(fù)是否有利?試結(jié)合上圖進行簡要說明。
___________________________________________________________________________。
(3)患者初次感染時,14天后可以在體內(nèi)檢測到G抗體,再次感染時第2天就能檢測到G抗體。請簡要解釋再次感染時G抗體迅速出現(xiàn)的原因。
___________________________________________________________________________。
(4)上圖顯示了登革熱患者康復(fù)主要依靠哪種免疫?
___________________________________________________________________________。
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【題目】進食可刺激小腸K細胞分泌多肽GIP,GIP可作用于胰島細胞和脂肪細胞,其作用機制如圖所示(1~4代表細胞膜上的結(jié)構(gòu))。
(1)給大鼠口服或靜脈注射適量葡萄糖,讓二者血糖濃度變化相當(dāng)。但是口服后血漿胰島素水平更高,原因是____________________________。
(2)若某糖尿病大鼠體內(nèi)檢測出了結(jié)構(gòu)3的抗體,_____ (“能”或“不能”)通過注射胰島素控制血糖。
(3)瘦素是脂肪細胞分泌的一種蛋白質(zhì)激素,胰島素可以促進瘦素分泌,反過來瘦素對抑制胰島素的合成、分泌發(fā)揮作用,這種調(diào)節(jié)機制被稱為 ___________ 。
(4)激素調(diào)節(jié)是動物生命活動重要的調(diào)節(jié)方式,機體會源源不斷地產(chǎn)生激素的原因是____。
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【題目】某XY型性別決定的昆蟲,其長翅和小翅進一對相對性狀,受A、a基因的控制;棕眼與綠眼是一對相對性狀,受B、b基因的控制。用純合體(體細胞中不含相應(yīng)的等位基因的個體)進行如下實驗:
實驗一:1只純合的長翅綠眼雌性個體與1只純合的小翅棕眼雄性個體雜交,F(xiàn)1共有521個個體,全表現(xiàn)為長翅棕眼,且性別分化比接近1:1。
實驗二:1只純合的長翅綠眼雄性個體與1只純合的小翅棕眼雌性個體雜交,F(xiàn)1中共有256只長翅棕眼雌性個體、1只長翅綠眼雌性個體(甲)、260只小翅棕眼雄性個體。
在不存在基因突變、染色體交叉互換的情況下,請回答:
(1)A/a與B/b基因中,位于X染色體而不位于Y上的基因是_____________;假設(shè)另一對等位基因也位于性染色體上,可用上述兩個實驗F1中表現(xiàn)型為_____________的雌性個體和實驗_____________的F1中的雄性個體進行雜交,且F2對應(yīng)的性狀表現(xiàn)為_____________,即可證明上述假設(shè)是正確的。
(2)研究發(fā)現(xiàn),A/a與B/b基因獨立遺傳,基因型為bb、Bbb、bbb的個體均表現(xiàn)為綠眼。實驗二F1中長翅綠眼雄性個體(甲)屬于下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的一種變異類型。
①基因型為Bbb的個體表現(xiàn)為綠眼,對此最合理的解釋是________________________。
②假設(shè)具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ變異類型的個體減數(shù)分裂時能正常聯(lián)會與分裂,所形成的受精卵都能發(fā)育成新個體。 為測定甲屬于哪種變異類型,可讓甲與基因型為_____________的正常個體雜交,若雜交子代表現(xiàn)為_____________,則甲為變異類型Ⅲ。
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【題目】為了研究海拉細胞的細胞增殖,以總細胞數(shù)和細胞分裂指數(shù)(細胞群體中分裂細胞所占的百分比)為測定指標(biāo),完善實驗思路,預(yù)測實驗結(jié)果并進行分析與討論(要求:細胞培養(yǎng)至培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足。實驗思路涉及的主要用具須寫出,但具體操作過程不做要求。實驗條件適宜)回答下列問題
(1)完善實驗思路:
①將己知細胞密度的海拉細胞懸液,用移液管加入到各個含細胞培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中,然后置于CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)
②__________對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與處理
(2)預(yù)測實驗結(jié)果(以坐標(biāo)曲線圖形表示實驗結(jié)果):______________________
(3)分析與討論
①細胞計數(shù)時,見到壓在方格線上的細胞如何計數(shù)?_______________
②若要得到大量的G1期細胞,可采用的方法__________,原因是__________。
③若為了檢測某種藥物對該細胞的增殖有促進作用,可在培養(yǎng)液中加入同位素標(biāo)記的物質(zhì)是________,原因是__________。
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