高中 | 第2节 DNA的结构 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第2节 DNA的结构

肌营养不良症($\rm MD$)多由单基因突变引起,表现为进行性肌肉退化和萎缩。$\rm SGCA$基因编码区$\rm 157$$\rm G$突变为$\rm A$$\rm c.157G\gt A$)会导致$\rm MD$。研究人员在体外将腺嘌呤碱基编辑蛋白($\rm ABE$$\rm mRNA$$\rm sgRNA$一起导入患者肌肉干细胞($\rm MuSCs$),可以将突变纠正过来。$\rm ABE$包含两部分($\rm Cas9$$\rm ABE$脱氨酶),$\rm Cas9$$\rm sgRNA$结合,找到基因组上编辑的位置,$\rm ABE$脱氨酶将区域Ⅱ的碱基进行编辑,如图$\rm 1$所示。

$\rm 1$方框Ⅰ中,$\rm sgRNA$的序列为                 

[["$\\rm 5$'$\\rm -GUCAG-3$'"]]

由碱基互补配对原则可知,方框Ⅰ内$\rm SGCA$基因的碱基序列是$\rm 3$'$\rm -CAGTC-5$',则互补的$\rm sgRNA$的序列为$\rm 5$'$\rm -GUCAG-3$'。

$\rm ABE$ $\rm mRNA$$\rm sgRNA$需要在体外转录合成,需要                  。(编号选填)

$\rm RNA$聚合酶   ②$\rm RNA$复制酶   ③$\rm NTP$   ④模板   ⑤引物

[["①③④"]]

$\rm ABE$ $\rm mRNA$$\rm sgRNA$需要在体外转录合成,需要④模板、①$\rm RNA$聚合酶、③$\rm NTP$(原料)。

研究人员使用细胞核转染的方法,将$\rm ABE$ $\rm mRNA$$\rm sgRNA$高效地输送到$\rm MuSCs$的细胞核中。以下说法正确的是$\rm (\quad\ \ \ \ )$

["

$\\rm sgRNA$可以翻译出多肽起作用

","

$\\rm ABE$蛋白和$\\rm sgRNA$在细胞核中发挥作用

","

$\\rm ABE$ $\\rm mRNA$可以直接在细胞核中翻译

","

细胞质膜可能在核转染过程出现瞬时小孔

"]
[["BCD"]]

$\rm A$$\rm Cas9$$\rm sgRNA$结合,找到基因组上编辑的位置,所以可以知道$\rm sgRNA$起到向导的作用,找到目标基因的位置,而不是翻译为多肽,$\rm A$错误;

$\rm B$、研究人员使用细胞核转染的方法,将$\rm ABE$ $\rm mRNA$$\rm sgRNA$高效地输送到$\rm MuSCs$的细胞核中,所以$\rm ABE$蛋白和$\rm sgRNA$在细胞核中发挥作用,$\rm B$正确;

$\rm C$、研究人员使用细胞核转染的方法,将$\rm ABE$ $\rm mRNA$输送到$\rm MuSCs$的细胞核中,$\rm ABE$脱氨酶将区域Ⅱ的碱基进行编辑,导入细胞核的是$\rm ABE$ $\rm mRNA$,起作用的是$\rm ABE$脱氨酶,$\rm ABE$ $\rm mRNA$可以直接在细胞核中翻译, $\rm C$正确。

$\rm D$、转染$\rm (transfection)$是真核细胞主动或被动导入外源核酸片段($\rm DNA$$\rm RNA$)而获得新的表型的过程,因为直接到细胞核,所以在细胞质膜可能在核转染过程出现瞬时小孔,$\rm D$正确。

故选:$\rm BCD$

关于$\rm MuSCs$以下说法错误的是$\rm (\quad\ \ \ \ )$

["

$\\rm MuSCs$属于成体干细胞

","

$\\rm MuSCs$可以增殖分化为肌肉细胞

","

$\\rm MuSCs$与神经干细胞表达基因完全不同

","

$\\rm MuSCs$体外培养需要适宜的培养条件

"]
[["C"]]

$\rm A$、成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为,成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力,肌肉干细胞($\rm MuSCs$)只能分化成特定的肌肉细胞或组织,属于成体干细胞,$\rm A$正确;

$\rm B$、由以上分析可知肌肉干细胞($\rm MuSCs$)可以增殖分化为肌肉细胞,$\rm B$正确;

$\rm C$$\rm MuSCs$与神经干细胞表达基因,均有$\rm ATP$合成酶基因的表达,并不是完全不同,$\rm C$错误;

$\rm D$$\rm MuSCs$体外培养需要适宜的培养条件,才能增殖,$\rm D$正确。

故选:$\rm C$

$\rm 1$方框Ⅱ中箭头所示的位置为$\rm c.157G\gt A$,图$\rm 2$为患者体外培养的$\rm MuSCs$ $\rm SGCA$基因编辑后的基因检测结果。

$\rm SGCA$基因检测需要先进行$\rm PCR$,引物在                 (变性$\rm /$退火$\rm /$聚合)步骤与单链$\rm DNA$模板结合。

[["退火"]]

$\rm SGCA$基因检测需要先进行$\rm PCR$,引物在退火步骤与单链$\rm DNA$模板结合。

研究人员认为,直接将这些基因编辑后的$\rm MuSCs$移植到患者的体内不能达到最佳治疗效果。根据图$\rm 2$信息分析原因,并提出改进措施。                                                                                  

[["

原因是$\\rm MuSC$翻译的$\\rm ABE$脱氨酶不能准确找到突变的部位;

改进措施:可以把编码$\\rm sgRNA$的基因导入基因编辑后的$\\rm MuSCs$,然后再移植到患者体内。

"]]

根据图$\rm 2$信息分析加入$\rm sgRNA$后治疗效果好,原因是$\rm MuSC$翻译的$\rm ABE$脱氨酶不能准确找到突变的部位,

改进措施:可以把编码$\rm sgRNA$的基因导入基因编辑后的$\rm MuSCs$,然后再移植到患者体内。

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