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1、答案第 頁,總17頁答案第 頁,總17頁2020生物高考熱點:基因編輯技術(shù)基因編輯技術(shù)指能夠讓人類對目標(biāo)基因進(jìn)行定點“編輯”,實現(xiàn)對特定DNA片段的修飾?;蚓庉嬕蕾囉诮?jīng)過基因工程改造的核酸酶,也稱“分子剪刀”,在基因組中特定位置產(chǎn)生位點特異性雙鏈斷裂(DSB),誘導(dǎo)生物體通過非同源末端連接(NHEJ)或同源重組(HR)來修復(fù)DSB,因為這個修復(fù)過程容易出錯,從而導(dǎo)致靶向突變。早期的基因工程技術(shù)只能將外源或內(nèi)源遺傳物質(zhì)隨機(jī)插入宿主基因組,基因編輯則能定點編輯想要編輯的基因?;蚓庉嬕蕾囉诮?jīng)過基因工程改造的核酸酶,也稱“分子剪刀”,在基因組中特定位置產(chǎn)生位點特異性雙鏈斷裂(DSB),誘導(dǎo)生物體通
2、過非同源末端連接(NHEJ)或同源重組(HR)來修復(fù)DSB,因為這個修復(fù)過程容易出錯,從而導(dǎo)致靶向突變。這種靶向突變就是基因編輯。基因編輯以其能夠高效率地進(jìn)行定點基因組編輯,在基因研究、基因治療和遺傳改良等方面展示出了巨大的潛力。技術(shù)手段基因敲除:如果想使某個基因的功能喪失,可以在這個基因上產(chǎn)生DSB,非同源末端連接(NHEJ)修復(fù)的過程中往往會產(chǎn)生DNA的插入或刪除(indel),造成移碼突變,從而實現(xiàn)基因敲除。特異突變引入:如果想把某個特異的突變引入到基因組上,需要通過同源重組來實現(xiàn),這時候要提供一個含有特異突變同源模版。正常情況下同源重組效率非常低,而在這個位點產(chǎn)生DSB會極大的提高重組
3、效率,從而實現(xiàn)特異突變的引入。定點轉(zhuǎn)基因:與特異突變引入的原理一樣,在同源模版中間加入一個轉(zhuǎn)基因,這個轉(zhuǎn)基因在DSB修復(fù)過程中會被拷貝到基因組中,從而實現(xiàn)定點轉(zhuǎn)基因。通過定點轉(zhuǎn)基因的方法可以把基因插入到人的基因組AAVS1位點,這個位點是一個開放位點,支持轉(zhuǎn)基因長期穩(wěn)定的表達(dá),破壞這個位點對細(xì)胞沒有不良影響,因此被廣泛利用。一、單選題1.近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡單、準(zhǔn)確地進(jìn)行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點進(jìn)行切割。通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列,可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點進(jìn)行切割見圖)。下
4、列相關(guān)敘述錯誤的是Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成若a鏈剪切點附近序列為TCCACAATC,則相應(yīng)的識別序列UCCACAAUC2.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點進(jìn)行切割。通過設(shè)計向?qū)NA中的識別序列,可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點進(jìn)行切割(見下圖)。下列相關(guān)敘述錯誤的是丄ILLULLl1餌ifUriA向?qū)NA可通過轉(zhuǎn)錄形成向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基互補(bǔ)配對原則Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成Cas9蛋白通過破壞目標(biāo)DNA的氫鍵實現(xiàn)對D
5、NA的切割3.前不久誕生的基因編輯嬰兒,是由經(jīng)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)對CCR5基因進(jìn)行了修改的胚胎細(xì)胞孕育的,締造者的初衷是生出能抵抗艾滋病病毒的嬰兒,下列有關(guān)敘述,正確的是()實驗室中培養(yǎng)艾滋病病毒需要用營養(yǎng)齊全的固體培養(yǎng)基嬰兒和艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)分別是DNA和RNA修改的胚胎細(xì)胞孕育出嬰兒說明胚胎細(xì)胞是個體發(fā)育的起點從生命活動的角度理解,基因編輯嬰兒的結(jié)構(gòu)層次是:細(xì)胞、組織、系統(tǒng)42019年12月30日,“基因編輯嬰兒”案在深圳市-一審公開宣判。被告人由于對人類胚胎CCR5基因進(jìn)行定點“編輯”(如改變基因中的部分堿基對),將編輯后的胚胎植入母體誕下一對可免疫艾滋病的雙胞胎女嬰
6、而被判處有期徒刑3年CCR5基因的表達(dá)產(chǎn)物:CCR5蛋白是HIV病毒進(jìn)入人體T細(xì)胞的主要受體之一。下列有關(guān)表述,錯誤的是()人體T細(xì)胞中有CCR5基因,成熟紅細(xì)胞中不含CCR5基因?qū)CR5基因進(jìn)行“編輯”用到的限制酶可通過基因表達(dá)獲得編輯胚胎發(fā)育過程中,DNA聚合酶和RNA聚合酶的結(jié)合位點都在DNA上條染色體上的CCR5基因被編輯后,該染色體在減數(shù)分裂中無法與其同源染色體進(jìn)行聯(lián)會2019年9月11日,中國科學(xué)家鄧宏魁教授研究組實現(xiàn)了對CCR5基因(趨化因子受體5基因)編輯后的成體造血干細(xì)胞在人體內(nèi)長期穩(wěn)定的造血系統(tǒng)重建,完成了世界首例基于基因編輯干細(xì)胞治療艾滋病和白血病的案例。下列有關(guān)說法正
7、確的是()造血干細(xì)胞可以分化產(chǎn)生T細(xì)胞等各種血細(xì)胞,體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性若使CCR5基因的表達(dá)減弱,將有利于HIV病毒侵染T細(xì)胞基因編輯是對基因進(jìn)行改造,其結(jié)果屬于染色體結(jié)構(gòu)變異艾滋病患者由于特異性免疫功能喪失,死于多種病原體的嚴(yán)重感染或惡性腫瘤核基因CCR5控制的CCR5蛋白質(zhì)是HIV入侵人體細(xì)胞的主要受體之一。研究人員對受精卵進(jìn)行基因編輯,將CCR5基因中的32個堿基去除,使之無法在細(xì)胞表面表達(dá)正常受體,以期人類先天免疫艾滋病。下列相關(guān)分析錯誤的是()該變異類型屬于染色體結(jié)構(gòu)的缺失編輯后的基因與原基因互為等位基因編輯后的基因中(A+G)/(C+T)不會改變基因編輯能改變?nèi)祟惢驇欤獓?yán)防
8、濫用世界首例“免疫艾滋病的基因編輯嬰兒”在中國誕生,此新聞一出,輿論瞬間被引爆。下列有關(guān)基因的相關(guān)敘述,正確的是利用類比推理法,證實基因在染色體上呈線性排列等位基因A和a的根本區(qū)別在于所控制的性狀不同每一個基因都是特定的DNA片段,一個DNA分子上有很多基因個基因的兩條脫氧核苷酸鏈可轉(zhuǎn)錄出兩條相同的RNA基因編輯技術(shù)能夠讓人類對目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”,實現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、加入等。將經(jīng)基因編輯后的體細(xì)胞輸回患者體內(nèi),成功“治愈”了白化病女孩Layla,以下敘述正確的是()白化病與艾滋病的預(yù)防都需要進(jìn)行遺傳咨詢對特定DNA片段的敲除與加入屬于基因突變CLayla體內(nèi)的編輯基因會通過卵子遺傳給
9、她的孩子DLayla與正常男性婚配所生男孩全部患病,女孩一半患病9基因編輯是對生物體基因組特定目標(biāo)基因進(jìn)行修飾的一種基因工程技術(shù)。該技術(shù)的實施離不開Cas9的酶和向?qū)NA(gRNA),gRNA能將Cas9引導(dǎo)到特定的DNA序列上進(jìn)行切割。下列有關(guān)敘述錯誤的是Cas9發(fā)揮切割作用要受溫度、PH的影響Cas9能切斷磷酸和脫氧核糖之間的連接C編輯不同基因所選用的gRNA堿基序列相同D.gRNA通過與DNA進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對發(fā)揮作用科學(xué)家采用基因編輯的方法,將小鼠的成纖維細(xì)胞重新編輯為一種多能干細(xì)胞,稱為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞),這種iPS細(xì)胞可以在體外被誘導(dǎo)分化成各種組織和器官,下圖是該操作過
10、程示意圖。下列關(guān)于該過程的說法,錯誤的是產(chǎn)*神經(jīng)州陋肝iWi或殲豔鈿睢i咋酗廂咕舁贏剛晦a、b、c過程的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)iPS細(xì)胞與a過程形成的神經(jīng)細(xì)胞的形態(tài)不同小鼠成纖維細(xì)胞中只有部分基因處于表達(dá)狀態(tài)外源基因能成功表達(dá)的根本原因是小鼠細(xì)胞可以獨立完成轉(zhuǎn)錄等活動據(jù)人民網(wǎng)報道,“一對名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒于2018年11月在中國健康誕生。這對雙胞胎的一個基因經(jīng)過修改,使她們出生后即能天然抵抗艾滋病。這是世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒”。下列有關(guān)說法錯誤的是基因編輯制造人類的行為是不符合倫理道德的基因編輯技術(shù),不一定會改變?nèi)祟愡M(jìn)化的速度和方向,未必有利于人類的進(jìn)化通過基因編輯技術(shù)改變
11、了人類的遺傳物質(zhì),使人類進(jìn)化成新物種基因編輯技術(shù)可用于疾病預(yù)防領(lǐng)域研究,但不能用于編輯嬰兒HIV侵入人體后會與T細(xì)胞相結(jié)合,是由于T細(xì)胞及一些粘膜上皮細(xì)胞表面含有CCR5的特殊蛋白質(zhì)(由CCR5基因編碼)。某醫(yī)療團(tuán)隊從一名天生具有HIV抵抗力、且CCR5基因異常的捐贈者(甲)身上取得骨髓,并將其移植到一名患有白血病、并患有HIV(感染HTV十多年)的患者身上。結(jié)果不但治愈了白血病,而且徹底清除了患者身上的所有HIV。下列說法不正確的是可通過對CCR5基因編輯或敲除實現(xiàn)艾滋病免疫捐贈者(甲)感染HIV后,體內(nèi)既產(chǎn)生了體液免疫,也產(chǎn)生了細(xì)胞免疫艾滋病患者腫瘤的發(fā)病率大大上升,可能是因為HIV是一種
12、致癌因子艾滋病患者的HIV不侵染B細(xì)胞,是因為B細(xì)胞的CCR5基因沒有表達(dá)13.CRISPR/Cas9是一種強(qiáng)大的“基因組編輯”技術(shù),可以對生物的DNA序列進(jìn)行定向的切割,原理如下圖所示,由此可獲得某基因被敲除的生物個體,在敲除個體中,該基因多為雜合。下列相關(guān)說法不正確的是Cas9蛋白是一種能切割DNA的酶可將Cas9蛋白和向?qū)NA導(dǎo)入受體細(xì)胞以實現(xiàn)對DNA序列的定向切割CRISPR/Cas9切割DNA的定向性主要依賴于向?qū)NA若要獲得敲除基因純合的個體,需將子代連續(xù)自交二、綜合題Cas9ri標(biāo)DNA2019年1月24日,國家科學(xué)評論發(fā)表了上??茖W(xué)家團(tuán)隊的一項重要成果,即先通過基因編輯技術(shù)
13、切除獼猴受精卵中的生物節(jié)律核心基因BMAL1,再利用體細(xì)胞克隆技術(shù),獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,這是國際上首次成功構(gòu)建出了一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂的獼猴模型,同時也是世界上首個體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”誕生后,體細(xì)胞克隆猴技術(shù)的首次應(yīng)用?;蚓庉嫾夹g(shù)是上述研究中的核心技術(shù),該技術(shù)中的基因編輯工具是經(jīng)改造的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。該系統(tǒng)由向?qū)NA和Cas9蛋白組成,由向?qū)NA引導(dǎo)Cas9蛋白在特定的基因位點進(jìn)行切割來完成基因的編輯過程,其工作原理如下圖所示。廠/氏矢imiHIIlliIlli識別序列(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi),推測該系統(tǒng)在細(xì)菌體內(nèi)
14、的作用是(2)由于Cas9蛋白沒有特異性,用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因,向?qū)NA的識TOC o 1-5 h z別序列應(yīng)具有的特點是。為了獲得更多的受精卵,可對母獼猴注射激素,使其超數(shù)排卵,判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是。在個體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是該團(tuán)隊利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細(xì)胞克隆出5只后代的實驗中,體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,原因是。(5)在人類生物節(jié)律紊亂機(jī)理硏究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動物更加理想,理由是?;蚓庉嫼笸ㄟ^體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組),與僅通過基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失
15、獼猴(B組)比較,(填“A組”或“B組”)更適合做疾病研究模型動物,理由是。HIV通過識別T細(xì)胞表面特有的蛋白質(zhì)來侵染T細(xì)胞。2018年11月,有學(xué)者宣布,一對經(jīng)過基因編輯的嬰兒在中國健康誕生,這對嬰兒的一個基因被切除,使其出生后即能抵抗HIV,其使用的是CRISPRCas9基因編輯技術(shù)。下圖為Cas9蛋白依據(jù)sgRNA片段切割DNA請回答下列問題:DNA重組技術(shù)主要用到的工具酶包括DNA連接酶和限制酶,圖中充當(dāng)限制酶的物質(zhì)是。Cas9sgRNA復(fù)合體能夠精準(zhǔn)識別某核苷酸序列的原因可能是經(jīng)基因編輯過的嬰兒出生后能夠免遭HIV侵染的直接原因是在獲得轉(zhuǎn)基因動物時一般對受精卵進(jìn)行操作,通過顯微注射技
16、術(shù)將含有目的基因的表達(dá)載體直接注入,目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并表達(dá)的過程稱為操作后的受精卵需要先在發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)以檢查。其培養(yǎng)液必須添加血清等天然成分,后經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)一段時間后,再經(jīng)胚胎移植到雌性動物體內(nèi)發(fā)育。移植胚胎能在受體內(nèi)存活的原因是反應(yīng)?;蚓庉嫾夹g(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景,如果將西紅柿細(xì)胞中與乙烯合成的相關(guān)基因編輯切除,則這種西紅柿的果實將,從而獲得耐儲存的西紅柿新品種。162018年11月,世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒誕生。這項研究用到了能夠精確定位并修飾基因的基因編輯技術(shù)即基因編輯時用約為頭發(fā)二十分之一細(xì)的針把Cas9蛋白和特定的引導(dǎo)序列注射到受精卵中,對CCR5基因進(jìn)行修改,
17、預(yù)期嬰兒出生后能天然抵抗艾滋病病毒。請回答下列問題:艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是,因為,所以至今還未研發(fā)出有效預(yù)防支滋病的疫苗。TOC o 1-5 h z基因編輯時,若要去除基因中的部分序列,則可能用到的酶有。基因編輯時,將Cas9蛋白和特定的引導(dǎo)序列注射到受精卵的方法,用受精卵作為受體細(xì)胞的原因是。基因編輯嬰兒的誕生過程,用到的生物工程技術(shù)有。該項研究引發(fā)社會各界的諸多爭議,請你從倫理學(xué)角度談?wù)剬蚓庉媼雰赫Q生的看法。172018年11月,一對名為“露露”和“娜娜”的基因編輯嬰兒的誕生引發(fā)了國內(nèi)巨大的爭議。基因編輯過程的實質(zhì)是用特殊的引導(dǎo)序列將“基因剪刀Ca9酶”精準(zhǔn)定位到所需修飾的基因上然后進(jìn)
18、行編輯。回答下列問題:(1)科學(xué)家用法將特殊的引導(dǎo)序列與“基因剪刀Ca9酶”導(dǎo)入目的細(xì)胞,上述實例中的受體細(xì)胞為?!奥堵丁焙汀澳饶取逼鋵嵰彩窃嚬軏雰海嚬軏雰菏侵溉斯げ僮魇孤炎雍途釉跅l件下成熟和受精,并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后,再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術(shù);其中早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液中除含有無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外,還需添加維生素、氨基酸、核苷酸、水和血清等。一個處于囊胚期的早期胚胎經(jīng)過胚胎分割技術(shù)可形成兩個甚至多個胚胎,該技術(shù)操作的關(guān)鍵是要做到將均等分割。若科學(xué)家想在早期胚胎時就知道“露露”的性別,可取做DNA分析性別鑒定。18.中國基因編輯嬰兒的誕生讓人們認(rèn)識了CCR5基因,CCR5是T淋巴細(xì)胞膜上的
19、一種蛋白質(zhì),大多數(shù)的HIV都是通過與CCR5結(jié)合來感染宿主細(xì)胞的。少數(shù)CCR532的突變體可以不被HIV毒株侵染。CCR532是指CCR5基因的32個堿基缺失的突變,缺失了與G蛋白信號通路相關(guān)的胞外第三環(huán)結(jié)構(gòu),從而使CCR5蛋白無法正常穿膜表達(dá)于細(xì)胞膜上,進(jìn)而使HIVlgp120不能與CCR532有效結(jié)合,使HIV1不能進(jìn)入宿主細(xì)胞。請回答下列問題:CCR5基因的32個堿基缺失的現(xiàn)象稱為;在自然界中CCR5基因可能存在多種變異類型,這體現(xiàn)了此種變異具有的特點。若人體某基因發(fā)生了該種變異但合成的蛋白質(zhì)沒有改變,則原因可能是。T細(xì)胞的細(xì)胞膜上存在HIV的識別受體,其成分_;HIV能夠進(jìn)入T細(xì)胞,這
20、說明細(xì)胞膜的能力是有限的。HIV的遺傳物質(zhì)是。在宿主細(xì)胞中,遺傳信息由RNA傳遞給DNA的過程稱為艾滋病是一種免疫缺陷病,患者感染HIV后,免疫系統(tǒng)會行彳功能,感染后患者體內(nèi)T細(xì)胞的數(shù)量變化是。參考答案C【解析】【分析】本題以“CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的原理示意圖”為情境,考查學(xué)生對基因的表達(dá)等知識的理解能力?!驹斀狻亢颂求w是蛋白質(zhì)合成的場所,因此Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成,A正確;向?qū)NA中的雙鏈區(qū)堿基對之間遵循堿基互補(bǔ)配對原則,B正確;向?qū)NA通過轉(zhuǎn)錄形成,逆轉(zhuǎn)錄酶催化以RNA為模板合成DNA的過程,C錯誤;由于目標(biāo)DNA中的a鏈可與向?qū)NA中的識別序列的互補(bǔ)
21、鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對,因此若a鏈剪切點附近序列為TCCAGAATC,則相應(yīng)的識別序列為UCCAGAAUC,D正確;故選C。【點睛】解答此題的關(guān)鍵是抓住題意和圖示中的有效信息:“Cas9蛋白、向?qū)NA中20個堿基的識別序列與目標(biāo)DNA中的一條鏈的堿基進(jìn)行互補(bǔ)配對、a鏈為目標(biāo)DNA中的另一條鏈等”,將這些信息與所學(xué)“基因的表達(dá)、核酸的化學(xué)組成、逆轉(zhuǎn)錄等知識有效地聯(lián)系起來,進(jìn)行知識的整合和遷移。D【解析】RNA(向?qū)NA)是以DNA的一條鏈為模板,在RNA聚合酶的作用下,按照堿基互補(bǔ)配對的原則形成的,即通過轉(zhuǎn)錄形成的,A正確;向?qū)NA中的雙鏈區(qū)堿基對間遵循堿基互補(bǔ)配對原則,堿基配對方式為A-U、
22、C-G,B正確;蛋白質(zhì)由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成,C正確;Cas9蛋白是一種核酸內(nèi)切酶,作用部位是DNA分子中特定的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵,D錯誤。3B【解析】【分析】1生物病毒是一類個體微小,結(jié)構(gòu)簡單,只含單一核酸DNA或RNA),必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物。2生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞-組織-器官-系統(tǒng)-個體-種群-群落-生態(tài)系統(tǒng)-生物圈。【詳解】A、病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),不能在培養(yǎng)基上獨立生存,因此不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)病毒,A錯誤;B、艾滋病病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段,嬰兒的遺傳物質(zhì)是DNA,B正確;C、修改的胚胎細(xì)胞孕育出嬰兒說明其具有發(fā)育的全能性,C錯誤;
23、D、從生命活動的角度理解,基因編輯嬰兒的結(jié)構(gòu)層次是:細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng),D錯誤。故選B。4D【解析】【分析】1、HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒,其遺傳物質(zhì)是DNA,其侵染T細(xì)胞時,需要先以RNA為模板合成DNA,DNA再整合到人體的染色體中。2、基因編輯技術(shù)是一種精準(zhǔn)改變目標(biāo)DNA序列的技術(shù),其原理是使基因發(fā)生定向突變。3、(1)基因的表達(dá)即基因控制蛋白質(zhì)的合成過程包括兩個階段:基因是通過控制氨基酸的排列順序控制蛋白質(zhì)合成的。整個過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個主要階段。(2)轉(zhuǎn)錄:轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對原則,合成RNA的過程。(3)翻譯:翻譯是指以mRNA為模板,合成具有一定氨基
24、酸排列順序的蛋白質(zhì)的過程。【詳解】A、人體T細(xì)胞中有CCR5基因,而且表達(dá)出CCR5蛋白,成熟紅細(xì)胞中不含細(xì)胞核,不含CCR5基因,A正確;B、對CCR5基因進(jìn)行“編輯”改變目標(biāo)DNA序列的技術(shù),用到的限制酶和DNA連接酶,限制酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),需要通過基因表達(dá)獲得,B正確;C、DNA復(fù)制需要DNA聚合酶,轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶,而兩者的模板都是DNA,說明DNA聚合酶和RNA聚合酶的結(jié)合位點都在DNA上,C正確;D、一條染色體上的CCR5基因被編輯改變基因中的部分堿基對,形成等位基因,并沒有改變?nèi)旧w的形態(tài)和數(shù)目,該染色體在減數(shù)分裂中與其同源染色體依然能進(jìn)行聯(lián)會,D錯誤。故選D。答案第 頁
25、,總17頁答案第11頁,總17頁5D【解析】【分析】T細(xì)胞易被HIV破壞,與其表面的特殊蛋白質(zhì)CCR5(由CCR5基因編碼)有關(guān),對CCR5基因進(jìn)行編輯,導(dǎo)致其不能正常合成蛋白質(zhì)CCR5,導(dǎo)致HIV不能識別T細(xì)胞,進(jìn)而不能攻擊T細(xì)胞?!驹斀狻緼、動物細(xì)胞的全能性的體現(xiàn)必須是由細(xì)胞發(fā)育成完整的生物個體,A錯誤;B、T細(xì)胞易被HIV破壞,與其表面的特殊蛋白質(zhì)CCR5(由CCR5基因編碼)有關(guān),則若使CCR5基因的表達(dá)減弱,將不利于HIV病毒侵染T細(xì)胞,B錯誤;C、基因編輯是對基因進(jìn)行改造,屬于基因突變,C錯誤;D、艾滋病患者特異性免疫功能喪失,死于多種病原體的嚴(yán)重感染或惡性腫瘤,D正確。故選DoA
26、【解析】【分析】根據(jù)題干信息“將核基因CCR5中的32個堿基去除,使之無法在細(xì)胞表面表達(dá)正常受體”,說明受精卵細(xì)胞內(nèi)基因數(shù)量并沒有增減,只是基因種類改變,這種變異屬于基因突變?!驹斀狻繌念}干信息可知,發(fā)生了堿基對的缺失,屬于基因突變,A錯誤;基因突變發(fā)生了基因結(jié)構(gòu)的改變,而該基因為核基因,突變后的基因與原基因互為等位基因,B正確;編輯后的基因仍是雙鏈DNA,由于堿基互補(bǔ)配對,A的含量等于T的含量,G的含量等于C的含量,(A+G)/(C+T)=1,不會改變,C正確;針對人類生殖細(xì)胞及受精卵的基因編輯超出現(xiàn)有倫理框架技術(shù)可控性低,群體危害性高,不可隨意而為,要嚴(yán)防濫用,D正確?!军c睛】注意:染色體
27、結(jié)構(gòu)變異中片段的缺失與基因突變中堿基對的缺失是有區(qū)別的,前者的缺失會導(dǎo)致染色體上基因數(shù)量減少,而后者的缺失不會導(dǎo)致原染色體DNA中基因數(shù)量減少。C【解析】【分析】孟德爾利用假說-演繹法于1866年進(jìn)行的豌豆雜交實驗,提出遺傳定律;薩頓用類比推理法于1903年研究蝗蟲的減數(shù)分裂,提出假說“基因在染色體上”;摩爾根利用假說-演繹法地1910年進(jìn)行果蠅雜交實驗,證明基因位于染色體上?!驹斀狻緼、薩頓使用類比推理法提出基因在染色體上,但基因在染色體上是摩爾根利用假說-演繹法得以證實的,A錯誤;B、等位基因A和a的根本區(qū)別在于所攜帶的遺傳信息不同,即等位基因A和a的根本區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同,B
28、錯誤;C、基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,一個DNA分子上有很多基因,C正確;D、一個基因的轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板進(jìn)行的,D錯誤。故選Co8B【解析】【分析】遺傳咨詢可以為遺傳病患者或遺傳性異常性狀表現(xiàn)者及其家屬做出診斷,估計疾病或異常性狀再度發(fā)生的可能性等;根據(jù)題意,基因編輯技術(shù)能夠讓人類對目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”,實現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、加入等,屬于基因結(jié)構(gòu)的變異,故屬于基因突變?!驹斀狻堪滩∈莻魅静〔皇沁z傳病,因此艾滋病的預(yù)防不需要進(jìn)行遺傳咨詢,A錯誤;基因編輯技術(shù)是對目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”,實現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、加入,屬于對基因內(nèi)部堿基序列的敲除與加入,屬于基因突變,B正確
29、;根據(jù)題意,基因編輯的是體細(xì)胞,故Layla體內(nèi)的編輯基因不會通過卵子遺傳給她的孩子,C錯誤;基因編輯的是體細(xì)胞,Layla的卵細(xì)胞基因未變,與正常男性婚配,即aaxA_,后代中子女患病情況不確定,D錯誤。9C【解析】【分析】微生物中限制酶被提取出來之后,可以在細(xì)胞外起作用,進(jìn)行DNA的切割,例如基因工程中的限制酶的應(yīng)用就是在細(xì)胞外進(jìn)行的。限制酶作用于兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵,每種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列。【詳解】A、酶的活性受溫度、pH的影響,所以Cas9發(fā)揮切割作用要受溫度、PH的影響,A正確。B、限制酶的作用部位是磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵,Cas9能切斷磷酸和脫氧核糖之
30、間的連接,B正確。C、一般來說,在使用基因編輯工具對不同基因進(jìn)行編輯時,應(yīng)使用Cas9和不同的向?qū)NA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯,C錯誤。D、向?qū)NA中的識別序列可與目標(biāo)DNA單鏈特定區(qū)域進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對,D正確?!军c睛】本題考查了限制酶的相關(guān)知識,意在考查學(xué)生的理解和應(yīng)用所學(xué)知識的要點,把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力。10D【解析】【分析】關(guān)于“細(xì)胞分化”,考生可以從以下幾方面把握:細(xì)胞分化是指在個體發(fā)育中,由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài),結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細(xì)胞分化的特點:普遍性、穩(wěn)定性、不可逆性。細(xì)胞分化的實質(zhì):基因的選擇性表達(dá)。細(xì)胞分化的結(jié)果:使細(xì)胞的種類增多,功能趨
31、于專門化?!驹斀狻縜、b、c過程是誘導(dǎo)分化過程,細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),A正確;神經(jīng)細(xì)胞是經(jīng)iPS細(xì)胞分化形成的,其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了穩(wěn)定性差異,B正確;小鼠成纖維細(xì)胞中基因發(fā)生選擇性表達(dá),故只有部分基因處于表達(dá)狀態(tài),C正確;外源基因能成功表達(dá)的根本原因是所有生物共用同一套遺傳密碼,D錯誤。故選DoC【解析】【分析】基因編輯技術(shù)屬于基因工程,而對于人體胚胎的操作又涉及胚胎工程,所有對于人體的操作都應(yīng)經(jīng)過安全性審查,要符合倫理道德;但用于疾病預(yù)防領(lǐng)域的研究又具有進(jìn)步意義?!驹斀狻緼、對于嚴(yán)格倫理和安全性審查,貿(mào)然做可遺傳的人體胚胎基因的編輯的任何嘗試,是不符合倫理道德的,故A正確;
32、B、基因編輯技術(shù)不能改變進(jìn)化的方向,進(jìn)化的方向是自然選擇決定的,故B正確;C、基因編輯技術(shù)改變了人類的遺傳物質(zhì),但不一定使人類進(jìn)化成新物種,因為不一定產(chǎn)生生殖隔離,故C錯誤;D、基因編輯技術(shù)可用于疾病預(yù)防領(lǐng)域研究,但不能用于編輯嬰兒,故D正確。本題需選擇錯誤的,故答案為CoC【解析】答案第 頁,總17頁答案第 頁,總17頁【分析】本題以艾滋病的治療為背景,考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、免疫等知識,要求考生識記HIV的致病原理,能緊扣題干信息“HIV侵入人體后只與T細(xì)胞相結(jié)合,是因為只有T細(xì)胞表面含有CCR5的特殊蛋白質(zhì)”準(zhǔn)確判斷各選項,屬于考綱識記和理解層次的考查【詳解】根據(jù)題意分析,通過對CCR
33、5基因編輯或敲除可以阻止HIV與T細(xì)胞表面的CCR5結(jié)合,進(jìn)而控制HIV患者體內(nèi)的HIV對T細(xì)胞的感染,最終實現(xiàn)艾滋病免疫,A正確;捐贈者(甲)天生具有HIV抵抗力,捐贈者(甲)感染HIV后,體內(nèi)既能分化出漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體,與HIV結(jié)合,產(chǎn)生體液免疫,HIV進(jìn)入細(xì)胞后,效應(yīng)T細(xì)胞能與宿主細(xì)胞結(jié)合,使其裂解死亡,產(chǎn)生細(xì)胞免疫,B正確;艾滋病患者腫瘤的發(fā)病率大大上升,是因為T細(xì)胞被攻擊,免疫系統(tǒng)的監(jiān)控和清除功能下降,C錯誤;艾滋病患者的HIV不侵染B細(xì)胞,是因為B細(xì)胞的CCR5的基因沒有表達(dá),不會產(chǎn)生由CCR5基因編碼的特殊蛋白質(zhì),D正確。13B【解析】據(jù)圖可知Cas9向?qū)NA核糖核蛋白復(fù)合體可識
34、別并切割特定的DNA序列,向?qū)NA可與DNA單鏈的特定區(qū)段發(fā)生堿基互補(bǔ)配對,實現(xiàn)切割的定向性,Cas9蛋白能催化磷酸二酯鍵的水解,實現(xiàn)對DNA的切割,A項、C項正確;Cas9蛋白是受體細(xì)胞核DNA通過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成的蛋白質(zhì),不需要從外界導(dǎo)入,B項錯誤;在敲除個體中,敲除基因多為雜合,自交后代會出現(xiàn)敲除基因純合的個體,D項正確。14.切割外源DNA,保護(hù)自身能與BMAL1基因特定序列通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合促性腺在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難獼猴與人類親緣關(guān)系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類相近A組A組遺傳背景一致(生物節(jié)律紊亂程度一致
35、),提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性(B組可能存在遺傳背景(基因編輯成功率)差異,降低科學(xué)研究的可靠性和可比性)(或從遺傳背景的一致性角度的其他合理表述)【解析】【分析】由圖可知,向?qū)NA會與DNA上特定部位的堿基發(fā)生互補(bǔ)配對,引導(dǎo)Cas9蛋白在特定的基因位點進(jìn)行切割。【詳解】(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi),該系統(tǒng)可能切割外源DNA,保護(hù)自身。(2)用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因,向?qū)NA能與BMAL1基因特定序列通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合。(3)可對母獼猴注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵,以獲得更多的受精卵。判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀
36、察到兩個極體。在個體水平上,可以觀察到獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂,說明BMAL1基因敲除成功。體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難,故體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。由于獼猴與人類親緣關(guān)系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類相近,故在人類生物節(jié)律紊亂機(jī)理硏究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動物更加理想。基因編輯后通過體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組),與僅通過基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(B組)比較,A組遺傳背景一致,提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性,故A組更適合做疾病研究模型動物?!军c睛】卵子受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體;受精完成的標(biāo)志是雌雄原
37、核的融合。15.Cas9-sgRNA復(fù)合體sgRNA能與特定的DNA片段發(fā)生堿基互補(bǔ)配對T細(xì)胞表面缺少被HIV識別的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化受精狀況和發(fā)育能力子宮對外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥不能成熟【解析】【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟:目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成?;虮磉_(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是
38、感受態(tài)細(xì)胞法。目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因-DNA分子雜交技術(shù);檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA-分子雜交技術(shù);檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)-抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!驹斀狻緿NA重組技術(shù)主要用到的工具酶包括DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶),圖中Cas9-sgRNA復(fù)合體可以充當(dāng)限制酶。Cas9-sgRNA復(fù)合體能夠精確識別某核苷酸序列的原因可能是sgRNA能與特定的DNA片段發(fā)生堿基互補(bǔ)配對。經(jīng)基因編輯過的嬰兒T細(xì)胞表面缺少被HIV識別的蛋白質(zhì),所以出生后能夠免遭HIV侵染。目的基因
39、進(jìn)入受體細(xì)胞并表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化。操作后的受精卵要先在發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)以檢查受精狀況和發(fā)育能力;移植胚胎能在受體內(nèi)存活的原因是子宮對外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。乙烯具有促進(jìn)果實成熟的作用;如果將西紅柿細(xì)胞中與乙烯合成相關(guān)基因編輯切除,則這種西紅柿不能合成乙烯,其果實將不能成熟,從而獲得耐儲存的西紅柿新品種?!军c睛】本題考查基因工程的相關(guān)知識,要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟,掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié),能結(jié)合題干信息準(zhǔn)確答題。16.RNARNA是單鏈,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,容易突變限制酶和DNA連接酶顯微注射法受精卵分化程度低,全能性高早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)違背了醫(yī)療實
40、驗倫理的規(guī)范;沒有遵守科學(xué)倫理;可能危及科學(xué)與社會的關(guān)系,損害中國的國際科學(xué)聲譽;可能會制約醫(yī)學(xué)界對艾滋病治療的進(jìn)一步研究【解析】【分析】基因工程-又叫DNA重組技術(shù),是指按照人們的意愿,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計,并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品.動物核移植的概念:將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎.這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體.核移植得到的動物稱克隆動物.轉(zhuǎn)基因動物培育選用受精卵作為受體細(xì)胞,不需要克隆,兩個過程都沒有減數(shù)分裂,該過程將重組細(xì)胞培養(yǎng)成胚胎過程,需要動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植過程.【詳解】艾滋病病毒的遺傳物
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