最近出版的英国自然科学杂志刊登了一篇由美国和德国科学家共同撰写的研究报告,报告指出:RNA执行细胞DNA的命令,而双链RNA可以关闭某部分基因。研究人员用胆固醇对双链RNA进行修正,再将修正后的双链RNA注射进入细胞,从而关闭了病人体内的某个基因。诺贝尔奖获得者菲力普·夏普教授(美)将这一成果称为“分子生物研究的突破”和“历史性的进步”。他认为“该研究推出了一种全新的医治疾病的方法,因为可以用这种方法来关闭任何可能导致人类病变的基因”。并认为“目前的研究工作为依靠注射双链RNA医治心血管病、糖尿病、肥胖症、传染性肝炎、癌症等重大疾病以及很多传染性疾病奠定了基础”。请回答下列有关问题:
(1)构成双链RNA的基本单位是 ,若已知其一条链中A+U/C+G=0.8,则另一条链中:A+U/C+G= 。
(2)据研究发现,在细胞中导入外源双链RNA分子可以使相应内源基因转录的mRNA降解,从而引发内源基因的沉默,这种对基因表达的抑制作用称为RNA干扰。基因对性状的控制除了转录以外,还需要通过 的过程才能实现,实现该过程必需的基本条件有 和酶及ATP。
(3)糖尿病产生原因有很多,一般认为是胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足。近年来,对胰岛素作用机制的研究进一步深入,对其作用的信号通路已比较清楚。胰岛素作用信号通路是图中的 。如果某人的胰岛素含量并不低,但却出现了典型的糖尿病患者症状,根据下图,你认为可能的原因是 。
(A、B所示细胞通讯方式为人体内常见的两种不同类型的信号分子及其信号传导方式,C、D表示不同的信号分子对靶细胞作用的方式)
(4)青少年型糖尿病是一种多基因遗传病造成的一种内分泌紊乱代谢疾病,对于遗传型糖尿病除采用常规疗法外,一方面可以利用基因工程技术对致病基因进行修复;另一方面可以注射相应的 使致病基因关闭。
内蒙古白绒山羊的血管内皮生长因子基因(VEGF164),若在皮肤毛囊细胞中特异性表达,可促进毛囊发育和毛发生长,显著提高羊毛产量。科学家将该基因导入羊胎儿的成纤维细胞核,成功培育出转基因克隆山羊。技术流程如下图,其中EcoRⅠ、SalⅠ、SphⅠ为限制酶。
请据图回答。
⑴在构建基因表达载体的过程中,应采用______(填限制酶名称)对质粒和含绿色荧光基因的DNA片段进行酶切,再经相应处理形成重组质粒。其中绿色荧光基因的作用是______。
⑵要使VEGF164在皮肤毛囊中表达,须将它与羊绒蛋白基因的______等调控组件重组起来,构建基因表达载体。
⑶图中①将基因表达载体导入胎儿成纤维细胞核的方法是______。将导入成功的细胞核注入到去核的卵母细胞构成重组细胞,培养成早期胚胎,经图中②______技术可培育成转基因克隆山羊。
科学家研究发现一种树突状细胞(DC细胞),能参与人体的免疫的过程(如下图示意),请回答下列问题:
(1)DC细胞处理抗原后,细胞外出现特定的结构能与T细胞有识别作用的受体相结合,激活信号分子(S1、S2)从而激发T细胞出现免疫效应,此过程体现细胞膜的功能。
(2)T细胞发生免疫效应时,它产生的可刺激B细胞增殖分化;效应T细胞也能直接作用于被抗原入侵的靶细胞,发生免疫。
(3)由图知,DC细胞在免疫调节中的具体功能是。
(4)免疫调节不仅积极应对外来抗原的入侵,同时也随时应对体内的异常细胞,这体现了免疫系统的功能。
(5)艾滋病病毒(HIV)通过T淋巴细胞表面的特异性CD4受体识别T淋巴细胞并侵染,从而破坏人类免疫系统。科学家正在研究将病毒引诱到能导致其死亡的人体“陷阱”细胞中,以防止病毒增殖。研究思路是:建构HIV可识别的带有CD4受体的人体细胞,让HIV识别并侵染,侵染这种细胞后的HIV病毒却无法增殖。请简要说明HIV在这种“陷阱”细胞中无法增殖的原因:_____________________________。
正常果蝇体细胞内有4对同源染色体,下图是几种性染色体异常的果蝇的性别、育性等情况。
(1)对果蝇基因组进行研究,应对条染色体上的DNA进行测序。
(2)按照遗传规律,白眼雌果蝇(XrXr)和红眼雄果蝇交配,后代雄果蝇都应该是白眼的,雌果蝇都应该是红眼的;但是会出现偶尔的例外,即会有白眼雌果蝇或者红眼雄果蝇的产生。请用以上性染色体异常的原理解释:白眼雌果蝇或者红眼雄果蝇是在(雌、雄)配子的形成中,产生的异常配子,经过受精后发育而成的。在下图中绘出其中一种异常配子的染色体组成。
(3)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交,在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记作“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能:第一种是环境改变引起表现型变化,但基因型未变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。现提供染色体正常的红眼、白眼雌雄果蝇若干,请设计简便的杂交实验,确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
设计思路:,分析子代的表现型。
结果预测:①若,则是环境改变;
②若,则是基因突变;
③若,则是减数分裂时X染色体不分离。
图甲是在20℃、大气CO2浓度条件下测得的A、B两种植物CO2吸收速率随光照强度变化的关系曲线,图乙是在图甲c 点的光照条件下测得的相关曲线。请据图回答问题:
(1)甲图表明,A、B植物对生存环境的要求差异主要是______________不同。限制乙图m点增加的主要环境因素是_________________。
(2)在农业生产上可采取______________措施提高光能的利用率(至少答出一种)。
(3)乙图中两曲线后段呈下降趋势的原因是_____________________________________。
(4)欲通过检测CO2的释放量来判断植物的呼吸作用强度,除澄清石灰水外,还可用_____________
_______(试剂)检测,通过__________________________________来判断。
下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制“工程菌”的示意图。图a是基因工程中经常选用的载体-pBR322质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因.目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性.为了检查载体是否导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌,将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培养基上,得到如图b的结果(黑点表示菌落).再将灭菌绒布按到图b的培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布平移按到含四环素的培养基上培养,得到如图c的结果(空圈表示与b对照无菌落的位置).据此分析并回答:
(1)pBR322质粒的基本组成单位是。在基因工程中,质粒上的Amrr、Tetr称为基因。
(2)与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是,由此说明。
(3)将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素、四环素培养基上的过程,属于基因工程基本操作中的步骤,该基因工程中的受体细胞是。