学习以下材料,回答问题题。
抗性基因的水平转移
水平基因转移(HGT)是指在不同物种之间或单个细胞内部的细胞器之间以及细胞器和细胞核之间所进行的遗传物质的流动。HGT在生物界普遍存在,在许多原核生物中,HGT贡献了0.5%~25%的基因,是生物进化的主要动力之一。拟南芥、水稻叶绿体中的部分基因转移到核DNA显著提升了其对胁迫信号的响应能力,小立碗藓的核基因组中来自原核生物、真菌及病毒的128个基因在植物由水生向陆生过渡的过程中发挥了重要作用。
抗生素抗性基因被广泛应用于转基因技术中,因此转基因生物体内和环境中存在大量抗性基因。这些抗性基因进入细菌体内会显著增强自然菌株的耐药性,从而导致超级细菌的产生。HGT被认为是细菌耐药性传播的主要驱动因素。
可移动遗传元件是抗性基因发生HGT的必要条件,如质粒、整合子等。整合子是一种可移动性DNA分子,含有3个主要结构:5′端整合酶基因(INTI)表达整合酶;中间可变区,可以携带一个或多个相同或不同的耐药基因;3′端结构因整合子的类型不同而异。外源抗性基因在位点att Ⅰ和att C之间的可逆性捕获和剪切过程如下图。整合子若定位在细菌拟核DNA,可将携带的耐药基因“垂直”传播给子代;若定位于质粒上,则可实现耐药基因跨物种的“水平”传播。
抗性基因的水平转移还受到其他环境因子的影响,如抗生素的滥用提高了抗性基因频率。随着研究者对HGT的机理逐渐明晰,一系列应对措施正在有序推进,而HGT在科研中的应用潜力也被逐渐发掘。
(1)从可遗传变异的类型分析,HGT属于________ ,HGT为进化提供了_____ 。基因在不同物种间转移后能表达出相同产物,这是基于________ 。
(2)下列与抗性基因水平转移有关的说法中,正确的是________ 。
a、抗性基因可通过食物链、水体、土壤等广泛传播
b、经水平转移后的抗性基因不能再进行垂直传播
c、抗性基因水平转移的现象具有普遍性
d、整合酶兼具限制酶和DNA连接酶的功能
e、不同整合子所能携带的抗性基因种类和数量不同
f、 整合子对耐药基因的捕获和剪切能促进HGT
(3)在没有抗生素选择压力的环境中,耐药菌生存竞争力低于敏感菌,而人类活动促进了超级细菌的产生,请从物质和能量观、进化与适应观的角度阐明上述现象产生的原因____ 。
(4)结合文本材料,从基因工程和健康生活的角度,分别提出一项缓解抗性基因水平转移的思路______ 。
抗性基因的水平转移
水平基因转移(HGT)是指在不同物种之间或单个细胞内部的细胞器之间以及细胞器和细胞核之间所进行的遗传物质的流动。HGT在生物界普遍存在,在许多原核生物中,HGT贡献了0.5%~25%的基因,是生物进化的主要动力之一。拟南芥、水稻叶绿体中的部分基因转移到核DNA显著提升了其对胁迫信号的响应能力,小立碗藓的核基因组中来自原核生物、真菌及病毒的128个基因在植物由水生向陆生过渡的过程中发挥了重要作用。
抗生素抗性基因被广泛应用于转基因技术中,因此转基因生物体内和环境中存在大量抗性基因。这些抗性基因进入细菌体内会显著增强自然菌株的耐药性,从而导致超级细菌的产生。HGT被认为是细菌耐药性传播的主要驱动因素。
可移动遗传元件是抗性基因发生HGT的必要条件,如质粒、整合子等。整合子是一种可移动性DNA分子,含有3个主要结构:5′端整合酶基因(INTI)表达整合酶;中间可变区,可以携带一个或多个相同或不同的耐药基因;3′端结构因整合子的类型不同而异。外源抗性基因在位点att Ⅰ和att C之间的可逆性捕获和剪切过程如下图。整合子若定位在细菌拟核DNA,可将携带的耐药基因“垂直”传播给子代;若定位于质粒上,则可实现耐药基因跨物种的“水平”传播。
抗性基因的水平转移还受到其他环境因子的影响,如抗生素的滥用提高了抗性基因频率。随着研究者对HGT的机理逐渐明晰,一系列应对措施正在有序推进,而HGT在科研中的应用潜力也被逐渐发掘。
(1)从可遗传变异的类型分析,HGT属于
(2)下列与抗性基因水平转移有关的说法中,正确的是
a、抗性基因可通过食物链、水体、土壤等广泛传播
b、经水平转移后的抗性基因不能再进行垂直传播
c、抗性基因水平转移的现象具有普遍性
d、整合酶兼具限制酶和DNA连接酶的功能
e、不同整合子所能携带的抗性基因种类和数量不同
f、 整合子对耐药基因的捕获和剪切能促进HGT
(3)在没有抗生素选择压力的环境中,耐药菌生存竞争力低于敏感菌,而人类活动促进了超级细菌的产生,请从物质和能量观、进化与适应观的角度阐明上述现象产生的原因
(4)结合文本材料,从基因工程和健康生活的角度,分别提出一项缓解抗性基因水平转移的思路
更新时间:2023-05-18 15:29:31
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【推荐1】关于现代生物进化理论及应用,回答下列问题:
(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变,突变和___________ 产生进化的原材料,其中基因突变包括自发突变和_____________ 两种类型。
(2)物种指的是能够在自然状态下相互交配并且产生___________ 的一群生物的统称,一旦出现生殖隔离,新的物种即已产生。不同物种之间、________________ 之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化,促进生物多样性的形成。
(3)20世纪中叶,非洲地区疟疾横行,研究发现该地区镰刀型细胞贫血症携带者(Aa)几乎不感染疟疾而死亡,基因型为aa的患者因贫血几乎死于成年前。某科研团队调查发现,该地区人群中婴儿时期基因型AA、Aa和aa的个体分别占81%、18%和1%,处于遗传平衡状态,进一步研究发现该人群中的A和a的基因频率每一代基本保持不变,请问该地区基因型为AA的人群中因疟疾而死亡的个体所占比例是___________ 。
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【推荐2】达尔文在环球考察中发现加拉帕克斯群岛上生活着13个物种的地雀。下图为它们之间的进化关系,据图回答下列问题。
(1)上图体现了达尔文生物进化论的________ 学说。
(2)群岛上的不同种地雀的基因库之间________ (填“是”或“否”)存在明显差异。虽然在羽色、鸣叫、产卵和求偶等方面极为相似,但这些地雀仍属于不同物种,其原因是________ 。
(3)在人饲养的某种地雀的一个种群中,各基因型个体生存和繁殖机会相等,基因型AA、Aa、aa(A对a为显性)的个体分别占40%、40%、20%,人为淘汰该种群中aa个体后,其它基因型个体随机交配一代,则该种群后代的基因A、a的基因频率分别是________ 。判断该种群发生进化的证据有________ 。
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【推荐1】甲图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a~d表示4种基因突变。a丢失T/A,b由T/A 变为C/G,c由T/A变为G/C,d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生,乙图表示基因组成为AaBbDd个体细胞分裂某时期图像,丙图表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请回答:
(1)甲图中过程①所需的原料是________________ 。
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是____________________________ ,在a突变点附近至少再丢失_____ 个碱基对对氨基酸序列的影响最小。
(3)图中_______ 突变对性状无影响,其意义是_________________________ 。
(4)导致乙图中染色体上B、b不同的原因有_______ (变异种类)。
(5)诱发基因突变一般处于图丙中的______ 阶段,而基因重组发生于_____ 阶段(填图中字母)。
注:可能用到密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码(UAG)。
(1)甲图中过程①所需的原料是
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是
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(4)导致乙图中染色体上B、b不同的原因有
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【推荐2】下图是某一动物体(2N=4,基因型为AaBb)五个不同分裂时期细胞的示意图,回答下列问题:
(1)上图为_________ (填“雌性”或“雄性”)动物细胞分裂过程,判断依据是_________ 。
(2)上图细胞中有同源染色体的是________ (填序号);①图细胞分裂产生的子细胞基因型是_____ 。
(3)据图分析,A/a和B/b基因发生重组的时期为_________ (填序号);若该动物产生了一个基因型为aaB的配子,其原因是___________ 。
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解题方法
【推荐3】图1是有关生物变异来源的概念图,图2是某21三体综合征患者21号染色体组成示意图。据图回答下列问题:____________ ,而引起的基因碱基序列的改变。
(2)图1中③指的是____________ ,若④是指随着非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合,则发生的时期为____________ 。
(3)图1中蜜蜂中的雄蜂的体细胞染色体数目与本物种____________ 中的染色体数目相同;蜜蜂中的雄蜂是____________ 倍体。
(4)若图2中21三体综合征患者在减数分裂时3条21号染色体随机移向两极,最终形成具有1条和2条染色体的配子(只考虑图2的基因),则该患者形成的配子基因型有____________ (填具体基因组成)。
(1)图1中①指DNA分子中发生碱基的
(2)图1中③指的是
(3)图1中蜜蜂中的雄蜂的体细胞染色体数目与本物种
(4)若图2中21三体综合征患者在减数分裂时3条21号染色体随机移向两极,最终形成具有1条和2条染色体的配子(只考虑图2的基因),则该患者形成的配子基因型有
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【推荐1】达尔文在南美洲加拉帕戈斯群岛的不同岛屿上发现分别生活着13种地雀,它们的形态各异,食性和栖息场所也各不相同。但是,经过研究发现它们的祖先属于同一个物种。请用现代生物进化理论分析说明加拉帕戈斯群岛地雀的进化过程及原因:
(1)生物进化的基本单位是_____ ,在地雀的后代中具有多种可遗传的变异,为地雀进化提供了_____ 。
(2)刚开始进化时不同岛屿之间的地雀因为有_____ 隔离而不能进行基因交流。
(3)不同岛屿上的地理环境条件不同,使得不同岛屿上的地雀的形态结构向不同方向发生改变,当这种改变达到一定程度就会产生_____ ,导致众多新物种的形成。
(4)若某地雀的种群中基因型AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%,那么这个种群中基因A的频率是_____ 。若该种群中aa个体不适应新环境遭到淘汰,其它基因型个体随机交配一代,没有自然选择,则该种群性状分离比是_____ ,其后代中杂合子占的比例为_____ ,该种群是否发生了进化?_____ 。
(1)生物进化的基本单位是
(2)刚开始进化时不同岛屿之间的地雀因为有
(3)不同岛屿上的地理环境条件不同,使得不同岛屿上的地雀的形态结构向不同方向发生改变,当这种改变达到一定程度就会产生
(4)若某地雀的种群中基因型AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%,那么这个种群中基因A的频率是
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【推荐2】药敏试验(细菌对药物敏感试验的简称),测定采集病人标本中分离的菌株对一些常用药(如各种抗菌素)是否敏感或抗药,以助临床选药的试验。
(1)药敏试验之前需要配置培养基,配置固体培养基一般需要添加凝固剂_______ ,培养基能为细菌的生长提供4类营养物质,即______ 。培养细菌的试剂和器具需要进行灭菌处理,目的是______ 。
(2)第二步操作是接种细菌,可采用______ 或稀释涂布平板法能将单个细菌分散在固体培养基上,后经培养一段时间后可观察到菌落;菌落的含义是________ 。
(3)细菌药敏试验最常用的是纸片法,即在涂满待检菌株的琼脂平板上,贴上浸有某种抗菌素的干纸片,根据各种抗菌素纸片周围抑菌圈的大小来判断此菌株对哪种药最敏感:临床上应选择抑菌圈_______ (填“大”或“小”)的抗生素来治疗。
(4)从遗传与进化的角度分析滥用抗生素的危害是________ 。
(1)药敏试验之前需要配置培养基,配置固体培养基一般需要添加凝固剂
(2)第二步操作是接种细菌,可采用
(3)细菌药敏试验最常用的是纸片法,即在涂满待检菌株的琼脂平板上,贴上浸有某种抗菌素的干纸片,根据各种抗菌素纸片周围抑菌圈的大小来判断此菌株对哪种药最敏感:临床上应选择抑菌圈
(4)从遗传与进化的角度分析滥用抗生素的危害是
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【推荐3】某研究小组将含有相同浓度抗生素I〜IV的四个纸片分别贴放在生长有测试菌的琼脂平板上,在合适的温度条件下培养16h,结果如图所示:
(1)衡量本实验结果的指标是_____________ 。
(2)相关实验操作均严谨规范的情况下,在含有含抗菌药物IV的纸片周围出现了较大的抑菌圈,抑菌圈中字在有若干个测试菌的菌落。对上述现象的成因作出分析______________________ 。
(3)从现代生物进化理论的角度来看,该测试菌进化的实质是_________________ 。
(4)生物进化的内因___________ 外因__________________ 。
(1)衡量本实验结果的指标是
(2)相关实验操作均严谨规范的情况下,在含有含抗菌药物IV的纸片周围出现了较大的抑菌圈,抑菌圈中字在有若干个测试菌的菌落。对上述现象的成因作出分析
(3)从现代生物进化理论的角度来看,该测试菌进化的实质是
(4)生物进化的内因
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