【題目】【生物——選修3:現(xiàn)代生物科技專題】科研人員利用“基因敲除技術”敲除了新生小鼠心肌細胞中的GATA4基因,結果發(fā)現(xiàn)一個分泌型因子FGF16的表達水平降低,小鼠心臟喪失了再生能力,并出現(xiàn)了嚴重的心肌肥大現(xiàn)象。緊接著科研人員利用腺相關病毒載體AAV9,實現(xiàn)了在心肌細胞中“過表達”Fgfl6基因,發(fā)現(xiàn)心肌細胞恢復增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制。這項工作為心肌損傷修復和病理性心肌肥大的臨床治療提供了理論基礎。請回答:
(1)“基因敲除”和“基因工程”技術所依賴的生物學原理是________________。
(2)腺相關病毒載體AAV9作為基因工程的工具,除具備普通“質粒載體”的條件外,還應具有_____________、______________(答出兩點即可)的條件。
(3)目的基因與載體結合過程中需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶。已知限制性內切酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—。請畫出目的基因被限制性內切酶I切割后所形成的黏性末端________________。DNA連接酶對所連接的兩端堿基序列是否有專一性要求?________________。
(4)定性的檢測目的基因的“過表達”產(chǎn)物可采用_____________的方法。
(5)資料說明:_____________、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用,這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡,精細地調控的生物體的性狀。
【答案】基因重組必需是安全的(不會對受體細胞有害,或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去)分子大小應適合(以便提取和在體外進行操作);宿主范圍廣;對靶細胞具有較高的轉化效率;在宿主細胞中不會引起免疫排斥(或免疫排斥較低)(或 )否抗原-抗體雜交基因與基因
【解析】本題考查基因工程及其應用的相關知識,意在考查考生理解相關知識的要點,把握知識間的聯(lián)系,形成知識網(wǎng)絡結構的能力。
(1)根據(jù)題意可知,“基因敲除”和“基因工程”技術所依賴的生物學原理是基因重組,定向改變了受體的基因組成。
(2)根據(jù)題意,科研人員利用腺相關病毒載體AAV9,實現(xiàn)了在心肌細胞中“過表達”Fgfl6基因,發(fā)現(xiàn)心肌細胞恢復增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制,說明腺相關病毒載體AAV9作為基因工程的工具,除具備普通“質粒載體”的條件外,還必需是安全的(不會對受體細胞有害,或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去)、其分子大小應適合(以便提取和在體外進行操作)、其宿主范圍廣、對靶細胞具有較高的轉化效率、在宿主細胞中不會引起免疫排斥(或免疫排斥較低)等條件。
(3)限制性內切酶具有特異性,即一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并在該核苷酸序列內部特定部位切割形成黏性末端或平末端;已知限制性內切酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—,則目的基因被限制性內切酶I切割后所形成的黏性末端為(或 ) ;DNA連接酶對所連接的兩端堿基序列沒有有專一性要求,只在互補的末端間催化形成磷酸二酯鍵。
(4)基因的“表達”產(chǎn)物是蛋白質,定性的檢測目的基因的“表達”產(chǎn)物可采用抗原-抗體雜交的方法,即用特定抗體檢測受體細胞內有無目的基因的“表達”產(chǎn)物(抗原),若形成雜交帶(即抗原-抗體結合物)則說明有目的基因的“表達”產(chǎn)物,反之沒有目的基因的“表達”產(chǎn)物。
(5)綜合上述分析可知,基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用,這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡,精細地調控的生物體的性狀。
名稱 | 作用部位 | 作用底物 | 作用結果 |
限制酶 | 磷酸二酯鍵 | DNA | 將DNA切成兩個片段 |
DNA連接酶 | 磷酸二酯鍵 | DNA片段 | 將兩個DNA片段連接為一個DNA分子 |
DNA聚合酶或熱穩(wěn)定DNA聚合酶 | 磷酸二酯鍵 | 脫氧核苷酸 | 將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端 |
DNA (水解)酶 | 磷酸二酯鍵 | DNA | 將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸 |
解旋酶 | 堿基對之間的氫鍵 | DNA | 將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈,形成兩條長鏈 |
RNA聚合酶 | 磷酸二酯鍵 | 核糖核苷酸 | 將單個核糖核苷酸依次連接到單鏈末端 |
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【題目】下列有關動植物糖類、脂質的敘述中,正確的是
A. 葡萄糖、脫氧核糖是動植物體內共有的單糖
B. 葡萄糖、果糖、蔗糖中存在非還原性糖
C. 糖類是生物體生命活動的主要能源物質
D. 固醇包括膽固醇、性激素、維生素D
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【題目】下列關于加酶洗衣粉的敘述,正確的是
A.高溫易使酶失活,因此冷水洗滌去污效果應該比溫水好
B.洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的促進作用
C.在pH低于7.0的自來水中,堿性蛋白酶依然能起作用
D.洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮作用
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【題目】關于人類紅綠色盲的遺傳,正確的預測是
A. 父親色盲,由女兒一定是色盲 B. 母親色盲,則兒子一定是色盲
C. 祖父母都色盲,則孫子一定是色盲 D. 外祖父母都是色盲,則外孫女一定是色盲
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【題目】下列關于生物變異的敘述,正確的是
A.基因突變可以使基因的種類和數(shù)量發(fā)生改變
B.基因上堿基對的改變一定引起基因結構的改變
C.染色體組整倍增加或減少,必然會導致基因種類的增加
D.非同源染色體某片段的移接只能發(fā)生在減數(shù)分裂中
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【題目】下列有關細胞生物膜的敘述,正確的是
A.低溫影響生物膜的流動性,但不影響物質跨膜運輸
B.核犋具有選擇透過性,各種小分子物質可通過核孔進出細胞核
C.流動鑲嵌模型屬于概念模型
D.生物膜上可發(fā)生信號轉換
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【題目】下圖是測定發(fā)芽種子的呼吸類型所用裝置(假設呼吸底物只有葡萄糖,并且不考慮外界條件的影響),下列有關說法錯誤的是( )
A. A B. B C. C D. D
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【題目】甘蔗和小麥是兩種種植廣泛的農作物。下圖表示在相同且適宜的光照和溫度條件下,兩種農作物在不同胞間CO2濃度下的葉肉細胞的光合速率。
(1)胞間CO2濃度為200時,小麥葉肉細胞中能產(chǎn)生[H]的細胞器有_____________;此時葉肉細胞從胞間吸收的CO2量___________(填“高于”、“低于”、“等于”)10m2s-1。
(2)圖中兩條曲線的交點能不能表示甘蔗和小麥釋放到外界的O2量相等,_______,請試著回答原因:________________________________________。
(3)已知限制光合速率的因素有底物濃度、酶的活性、酶的量等。由此分析:在胞間CO2濃度低于400時,限制小麥光合速率的因素主要是___________;當胞間CO2濃度高于400時,甘蔗的光合速率變化不大而小麥逐漸上升的原因是_______________________。
(4)兩種農作物光合速率的差異是生物長期_____________的結果。
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【題目】細胞是生物體結構和功能的基本單位。對下圖有關敘述正確的是 ( )
A. 能進行光合作用的細胞只有A和D,B一定不能發(fā)生質壁分離
B. 不遵循孟德爾遺傳定律的基因只存在于C和D細胞中
C. A、B的細胞結構復雜,而C、D的細胞結構簡單
D. 與A、B細胞相比,細胞C、D中的DNA結構為單鏈結構
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