艾滋病病毒(HIV)是一种球形的RNA病毒,下图是HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图。请回答:
(1)图中①表示病毒正侵染淋巴细胞,其中进入寄主细胞的是病毒的________________ 。
(2)遗传学上将过程②称为_______________ 。
(3)③和④的信息传递过程分别称为_______________ 、______________ 。
(4)HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型,其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%,多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难,因此切断传播途径是唯一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是__________ 的结果,这种变异特点与一般生物的不同之处是________ 、________ 。(答出两点),其原因是_____________________________ 。
(5)请你用简图表示出HIV的遗传信息传递规律:________________________________ 。
(1)图中①表示病毒正侵染淋巴细胞,其中进入寄主细胞的是病毒的
(2)遗传学上将过程②称为
(3)③和④的信息传递过程分别称为
(4)HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型,其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%,多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难,因此切断传播途径是唯一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是
(5)请你用简图表示出HIV的遗传信息传递规律:
更新时间:2017-12-12 15:21:04
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【推荐1】习以下材料,回答(1)~(4)题。
Polθ的发现丰富了中心法则的内涵
发现RNA病毒后,科学家完善了克里克提出的“中心法则”,揭示了遗传信息传递的一般规律。真核细胞内“聚合酶θ(Polθ)”的发现又丰富了传统认知。Polθ主要承担检测和修复DNA双链断裂的工作。当DNA双链断裂时,断裂处的5`端被某些酶切后,出现局部单链DNA(ssDNA悬臂),其上有些区域的碱基可互补配对,称为微同源区。微同源区结合后,Polθ可延伸微同源区的3'端,促进双链断裂处DNA的连接(图1),但该过程极易出现突变等错误。Polθ在大多数组织细胞中不表达,但在许多癌细胞中高表达,促进癌细胞生长,同时使其产生耐药性。
为验证Polθ具有图1所示功能,开发了一种绿色荧光蛋白(GFP)报告基因检测法,原理如图2实验组1所示。为进一步探究Po1θ是否还有其他功能,在此基础上,将实验组1中甲片段分别替换为掺入部分RNA的乙、丙片段,导入受体细胞,记为实验组2、3。观察到三组细胞均发出绿色荧光。
上述研究证明Polθ也能够将RNA序列“写入”DNA,是遗传信息在分子间传递的重大发现,这一发现再次丰富了中心法则的内涵。
(1)根据所学知识,用箭头和文字写出中心法则的内容。
(2)分析Polθ修复DNA过程中产生突变的原因可能有___________。
(3)图2所示实验中,导入受体细胞的核酸片段并未与载体相连,则含有GFP基因上、下游的片段还应该有_____________ 。实验组2的结果说明Polθ还具有___________ 功能。阐释实验组3的细胞发绿色荧光的机制______________ 。
(4)说出Polθ酶的发现在医学领域的应用前景。
Polθ的发现丰富了中心法则的内涵
发现RNA病毒后,科学家完善了克里克提出的“中心法则”,揭示了遗传信息传递的一般规律。真核细胞内“聚合酶θ(Polθ)”的发现又丰富了传统认知。Polθ主要承担检测和修复DNA双链断裂的工作。当DNA双链断裂时,断裂处的5`端被某些酶切后,出现局部单链DNA(ssDNA悬臂),其上有些区域的碱基可互补配对,称为微同源区。微同源区结合后,Polθ可延伸微同源区的3'端,促进双链断裂处DNA的连接(图1),但该过程极易出现突变等错误。Polθ在大多数组织细胞中不表达,但在许多癌细胞中高表达,促进癌细胞生长,同时使其产生耐药性。
为验证Polθ具有图1所示功能,开发了一种绿色荧光蛋白(GFP)报告基因检测法,原理如图2实验组1所示。为进一步探究Po1θ是否还有其他功能,在此基础上,将实验组1中甲片段分别替换为掺入部分RNA的乙、丙片段,导入受体细胞,记为实验组2、3。观察到三组细胞均发出绿色荧光。
上述研究证明Polθ也能够将RNA序列“写入”DNA,是遗传信息在分子间传递的重大发现,这一发现再次丰富了中心法则的内涵。
(1)根据所学知识,用箭头和文字写出中心法则的内容。
(2)分析Polθ修复DNA过程中产生突变的原因可能有___________。
A.微同源区的形成造成断裂部位碱基对缺失 |
B.Polθ在催化蛋白质合成过程中不遵循碱基互补配对原则 |
C.延伸微同源区的3'端时,碱基对错配引起基因突变 |
D.将不同来源的DNA片段连接在一起,引起DNA序列改变 |
(4)说出Polθ酶的发现在医学领域的应用前景。
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【推荐2】回答下列(一)(二)小题
(一)丙型肝炎病毒(HCV)是一种RNA病毒,研究者对HCV感染后细胞中与HCV增殖有关的产物以及细胞代谢产物进行了测量(图甲),同时绘制出了HCV对肝细胞代谢影响的示意图(图乙)。
(1)结合图甲中的信息用中心法则的表达方式写出HCV增殖的过程:__________ 。
(2)图乙中物质A为__________ ,物质B为__________ 。进食后,血糖升高,胰岛β细胞接受刺激后分泌胰岛素,不能促进图乙中__________ (填序号)进行。
(3)感染HCV后能引起Ⅱ型糖尿病,可用__________ 试纸检测患者尿液,是否出现颜色变化。除此之外还应检测患者__________ (填激素名称)分泌量是否正常。但有的Ⅱ型糖尿病患者的胰岛素受体受损,患者体内胰岛素含量比正常人__________ (填高、低或正常)。
(二)下表是不同生态系统净初级生产量比较,试回答下列问题:
(1)各地的净初级生产量随__________ 和__________ 的不同而有很大差异。
(2)海洋面积虽然比陆地大一倍,但其年净初级生产量却只有陆地的__________ ,原因是__________ ;但是海洋的次级生产量却相当于陆地次级生产量的三倍多。原因是____________________ 。
(3)下列有关生态系统中生产量和生物量的叙述,正确的是____________________ 。
A.从表中得知热带雨林的总初级生产量与珊瑚礁和藻床的总初级生产量相同
B.次级生产量包括次级生产者用于生长发育繁殖的能量,也包括呼吸消耗的能量
C.通过对动物生物量的计算,可以推测各类动物在生态系统中的相对重要性
D.初级生产者是该生态系统中的生产者,次级生产者是该生态系统中次级消费者
(一)丙型肝炎病毒(HCV)是一种RNA病毒,研究者对HCV感染后细胞中与HCV增殖有关的产物以及细胞代谢产物进行了测量(图甲),同时绘制出了HCV对肝细胞代谢影响的示意图(图乙)。
(1)结合图甲中的信息用中心法则的表达方式写出HCV增殖的过程:
(2)图乙中物质A为
(3)感染HCV后能引起Ⅱ型糖尿病,可用
(二)下表是不同生态系统净初级生产量比较,试回答下列问题:
陆地生态系统 | 热带雨林 | 北方针叶林 | 温带草原 | 苔原 |
净初级生产量(NP) | 2000g/(m2·a) | 800g/(m2·a) | 500g/(m2·a) | 140g/(m2·a) |
海洋生态系统 | 珊瑚礁和藻床 | 河口 | 大陆架 | 开阔海洋 |
净初级生产量(NP) | 2000g/(m2·a) | 1800g/(m2·a) | 360g/(m2·a) | 127g/(m2·a) |
(1)各地的净初级生产量随
(2)海洋面积虽然比陆地大一倍,但其年净初级生产量却只有陆地的
(3)下列有关生态系统中生产量和生物量的叙述,正确的是
A.从表中得知热带雨林的总初级生产量与珊瑚礁和藻床的总初级生产量相同
B.次级生产量包括次级生产者用于生长发育繁殖的能量,也包括呼吸消耗的能量
C.通过对动物生物量的计算,可以推测各类动物在生态系统中的相对重要性
D.初级生产者是该生态系统中的生产者,次级生产者是该生态系统中次级消费者
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【推荐3】新冠病毒(2019nCoV)入侵人体后引起新冠肺炎。2019nCoV有包膜,结构示意图如下图1,其中S、M、E表示3种包膜糖蛋白,N代表核衣壳蛋白;图2表示病毒侵染宿主细胞的增殖过程,RDRP是RNA聚合酶。请据图分析回答问题:
(1)新冠病毒糖蛋白S的基本组成单位是________ 。核衣壳蛋白N的合成场所是________ 。
(2)由图2可知,新冠病毒RNA的功能有:______________ 。a.RNA复制的模板 b.转录的模板c.逆转录的模板d.翻译的模板e.病毒的组成成分抑制逆转录酶的药物__________ (填“能”或“不能”)治疗该病,由此提出一种类似的治疗思路:___________________________ 。
(3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达______________ 的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,灭活处理后制备疫苗。
(4)以RNA为模板,通过RT-PCR(反转录-聚合酶链式反应)技术可获取S蛋白基因。进行RT-PCR时一般需要加入4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸,其原因是在子链延伸过程中dNTP提供___________ ,同时需加入的酶有:_________________ 。
(5)据图3分析,要获取大量S蛋白基因应选择的引物是___________ 。通过电泳鉴定PCR的产物,结果如图4所示。1号泳道为标准(Marker,不同已知长度的DNA片段混合物),2号泳道为阳性对照(提纯的S蛋白基因片段),3号泳道为实验组。3号泳道出现了杂带,可能的原因有________________ 。
①模板受到污染 ②变性温度高 ③引物的特异性不强 ④退火温度偏低⑤退火温度偏高
(6)若病毒+RNA分子用32P标记,其中含碱基A4000个,碱基U6000个,宿主细胞含31P,则产生10个含31P的子代病毒,至少需要消耗宿主细胞_________ 个游离的尿嘧啶核糖核苷酸。
(1)新冠病毒糖蛋白S的基本组成单位是
(2)由图2可知,新冠病毒RNA的功能有:
(3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达
(4)以RNA为模板,通过RT-PCR(反转录-聚合酶链式反应)技术可获取S蛋白基因。进行RT-PCR时一般需要加入4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸,其原因是在子链延伸过程中dNTP提供
(5)据图3分析,要获取大量S蛋白基因应选择的引物是
①模板受到污染 ②变性温度高 ③引物的特异性不强 ④退火温度偏低⑤退火温度偏高
(6)若病毒+RNA分子用32P标记,其中含碱基A4000个,碱基U6000个,宿主细胞含31P,则产生10个含31P的子代病毒,至少需要消耗宿主细胞
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【推荐1】糖皮质激素(GC)是肾上腺皮质分泌的类固醇激素,正常生理条件下,血液中糖皮质激素水平很稳定。应激和炎症标志物可刺激下丘脑—垂体一肾上腺轴(HPA)调控肾上腺皮质分泌GC,在应激反应中GC可通过抑制细胞因子释放、诱导细胞凋亡等途径,调控免疫系统的功能,调控过程如图所示。回答下列问题:(1)GC进入细胞的运输方式通常是___________ 。正常情况下,GC含量的稳定,一方面是因为在GC的分泌过程中,既存在___________ 以放大激素的调节效应,也存在反馈调节使GC含量维持正常生理水平;另一方面的原因是___________ 。
(2)器官移植时,可使用适量GC以提高成功率,其原理是___________ 。
(3)图表示除HPA轴之外还存在另一种免疫调节机制:“脑一脾神经轴”,结合图20及体液免疫过程分析,促进B细胞分化的两个刺激信号为______________________ 。研究发现,去除脾神经的小鼠在接种新冠疫苗后,浆细胞的数量显著减少,可能的原因是___________ 。(4)胆碱类受体是脑一脾神经通路中介导B细胞分化的重要结构。利用以下实验材料及用具,设计实验证明小鼠B细胞缺少胆碱类受体导致体液免疫能力降低。请完成下表。
实验材料及用具:生理状况相同的小鼠若干只、正常造血干细胞、异常(不能编码胆碱类受体的)造血干细胞、X抗原、注射器、抗体定量检测仪器等。
(2)器官移植时,可使用适量GC以提高成功率,其原理是
(3)图表示除HPA轴之外还存在另一种免疫调节机制:“脑一脾神经轴”,结合图20及体液免疫过程分析,促进B细胞分化的两个刺激信号为
实验材料及用具:生理状况相同的小鼠若干只、正常造血干细胞、异常(不能编码胆碱类受体的)造血干细胞、X抗原、注射器、抗体定量检测仪器等。
简要操作步骤 | 实验步骤的目的 |
去除小鼠造血干细胞 | 获得不能产生B细胞的小鼠 |
①移植 | 设置对照组 |
②移植 | 设置实验组 |
对照组和实验组均测定多只小鼠 | ③ |
抗体定量检测仪器测定 | 测定两组小鼠的④ |
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【推荐2】老年人感染新冠后往往病情更严重,死亡率也更高。为了探究老年群体感染新冠后的免疫治疗方案,科学家开展了系列研究。
(1)环境中的病毒大部分被人体的第一道防线阻挡,少部分进入体液,被树突状细胞(DC)摄取、处理、呈递,DC迁移到淋巴结,将___________ 传递给辅助性T细胞,并进一步激活B细胞,产生体液免疫。被病毒感染的细胞激活___________ 细胞,最终裂解靶细胞。
(2)病毒表面的蛋白通过识别人的ACE2受体侵染肺泡细胞,新冠病毒对小鼠的感染率极低,原因是小鼠与人的ACE2受体_______ 不同,新冠病毒无法识别。为了建立新冠肺炎模型小鼠,研究人员将人的ACE2基因转入到小鼠体内,再用病毒感染小鼠并记录存活小鼠数量。图1结果显示,与年轻小鼠相比,老年小鼠感染新冠后的存活率___________ 。
(3)进一步研究发现,感染后老年小鼠比年轻小鼠淋巴结中的DC少,科学家提出两种假设:
假设一:老年小鼠淋巴结中DC增殖能力弱于年轻小鼠
假设二:老年小鼠外周血中的DC迁移至淋巴结的能力弱于年轻小鼠
研究者用荧光分子CFSE标记DC细胞膜后,将其分别注射到年轻和老年小鼠静脉,用流式细胞仪检测淋巴结中不同荧光强度的DC细胞数量,结果如图2。
①被标记的DC进入体内后,随着细胞分裂,新形成的DC细胞膜的荧光强度___________ 。
②结果不支持假设一,支持假设二。依据是:与年轻小鼠比,老年小鼠___________ 。
(4)已有研究发现信号分子PGD含量随着年龄增加逐渐增加,且与DC数量降低有关。敲除PGD基因的老年小鼠感染新冠后死亡率显著低于对照小鼠。据此科学家设计研发___________ PGD与受体结合的新型药物,用于治疗老年群体的新冠感染。相比于针对新冠病毒表面抗原的单克隆抗体药物,该新型药物的突出优点是___________ 。
(1)环境中的病毒大部分被人体的第一道防线阻挡,少部分进入体液,被树突状细胞(DC)摄取、处理、呈递,DC迁移到淋巴结,将
(2)病毒表面的蛋白通过识别人的ACE2受体侵染肺泡细胞,新冠病毒对小鼠的感染率极低,原因是小鼠与人的ACE2受体
(3)进一步研究发现,感染后老年小鼠比年轻小鼠淋巴结中的DC少,科学家提出两种假设:
假设一:老年小鼠淋巴结中DC增殖能力弱于年轻小鼠
假设二:老年小鼠外周血中的DC迁移至淋巴结的能力弱于年轻小鼠
研究者用荧光分子CFSE标记DC细胞膜后,将其分别注射到年轻和老年小鼠静脉,用流式细胞仪检测淋巴结中不同荧光强度的DC细胞数量,结果如图2。
①被标记的DC进入体内后,随着细胞分裂,新形成的DC细胞膜的荧光强度
②结果不支持假设一,支持假设二。依据是:与年轻小鼠比,老年小鼠
(4)已有研究发现信号分子PGD含量随着年龄增加逐渐增加,且与DC数量降低有关。敲除PGD基因的老年小鼠感染新冠后死亡率显著低于对照小鼠。据此科学家设计研发
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【推荐3】乙肝病毒(HBV)携带者肝细胞表面特定的信号分子与T细胞高表达 TIGIT分子结合后,会抑制T细胞活性,导致免疫耐受。为研究 TIGIT的作用,科研人员开展了以下实验,请完善实验思路,预测实验结果并进行分析。
材料与用具:生理状况相同的健康小鼠若干、乙肝病毒携带小鼠若干、抗 TIGIT 单克隆抗体、生理盐水等。
(要求与说明:T细胞不能执行正常免疫应答的现象称免疫耐受,此时,靶细胞很少凋亡;谷丙转氨酶存在于肝细胞内,很少释放到血液中,其在血清中的浓度可作为检测肝细胞损伤程度的指标,具体测定方法不作要求。)
(1)完善实验思路:①将生理状况相同的健康小鼠若干,随机均分成A、B_____ 两组,随机均分成C、D两组;
②________________ :
③A组注射适量生理盐水,B组_______________ ,C组做与A组相同处理,D做与B组相同处理,将四组置于相同适宜条件下饲养;
④每隔一段时间重复②;
⑤统计分析实验数据。
(2)预测实验结果(设计一个坐标,用曲线图表示检测结果)_____________ 。
(3)分析和讨论:
①病毒侵入人体细胞后,__________ 与被侵染的靶细胞密切接触,引起靶细胞裂解死亡。
②实验室制备抗 TIGIT单克隆抗体时,需获取经 TIGIT 免疫的小鼠__________ 用以与瘤细胞融合,抗TIGIT单克隆抗体能与TIGIT分子特异性结合,阻止 TIGIT与肝细胞表面特定的信号分子结合,解除__________ ,增强免疫应答。
③肝脏细胞受损会增加肝癌的风险,T细胞表面的高表达 TIGIT 分子对维持机体的稳态起着_____ (积极/消极)作用。
材料与用具:生理状况相同的健康小鼠若干、乙肝病毒携带小鼠若干、抗 TIGIT 单克隆抗体、生理盐水等。
(要求与说明:T细胞不能执行正常免疫应答的现象称免疫耐受,此时,靶细胞很少凋亡;谷丙转氨酶存在于肝细胞内,很少释放到血液中,其在血清中的浓度可作为检测肝细胞损伤程度的指标,具体测定方法不作要求。)
(1)完善实验思路:①将生理状况相同的健康小鼠若干,随机均分成A、B
②
③A组注射适量生理盐水,B组
④每隔一段时间重复②;
⑤统计分析实验数据。
(2)预测实验结果(设计一个坐标,用曲线图表示检测结果)
(3)分析和讨论:
①病毒侵入人体细胞后,
②实验室制备抗 TIGIT单克隆抗体时,需获取经 TIGIT 免疫的小鼠
③肝脏细胞受损会增加肝癌的风险,T细胞表面的高表达 TIGIT 分子对维持机体的稳态起着
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