瘧疾是一種由瘧原蟲引起的疾病。瘧原蟲為單細胞生物可在按蚊和人兩類宿主中繁殖。我國科學家發(fā)現(xiàn)了治療瘧疾的青蒿素。隨著青蒿素類藥物廣泛應(yīng)用逐漸出現(xiàn)了對青蒿素具有抗藥性的瘧原蟲。
為了研究瘧原蟲對青蒿素的抗藥性機制,將一種青蒿素敏感(S型)的瘧原蟲品種分成兩組:一組逐漸增加青蒿素的濃度,連續(xù)培養(yǎng)若干代,獲得具有抗藥性(R型)的甲群體,另一組為乙群體(對照組)。對甲和乙兩群體進行基因組測序,發(fā)現(xiàn)在甲群體中發(fā)生的9個堿基突變在乙群體中均未發(fā)生,這些突變發(fā)生在9個基因的編碼序列上,其中7個基因編碼的氨基酸序列發(fā)生了改變。
為確定7個突變基因與青蒿素抗藥性的關(guān)聯(lián)性,現(xiàn)從不同病身上獲取若干瘧原蟲樣本,檢測瘧原蟲對青蒿素的抗藥性(與存活率正相關(guān))并測序,以S型瘧原蟲為對照,與對照的基因序列相同的設(shè)為野生型“+”,不同的設(shè)為突變型“-”。部分樣本的結(jié)果如表。
瘧原蟲 | 存活率(%) | 基因1 | 基因2 | 基因3 | 基因4 | 基因5 | 基因6 | 基因7 |
對照 | 0.04 | + | + | + | + | + | + | + |
1 | 0.2 | + | + | + | + | + | + | - |
2 | 3.8 | + | + | + | - | + | + | - |
3 | 5.8 | + | + | + | - | - | + | - |
4 | 23.1 | + | + | + | + | - | - | - |
5 | 27.2 | + | + | + | + | - | - | - |
6 | 27.3 | + | + | + | - | + | - | - |
7 | 28.9 | + | + | + | - | - | - | - |
8 | 31.3 | + | + | + | + | - | - | - |
9 | 58.0 | + | + | + | - | + | - | - |
(1)連續(xù)培養(yǎng)后瘧原蟲獲得抗藥性的原因是
通過基因突變可產(chǎn)生抗青蒿素的個體,連續(xù)培養(yǎng)過程中,在青蒿素的定向選擇作用下,瘧原蟲種群中抗青蒿素的相關(guān)基因的頻率升高,抗藥性個體數(shù)增多
通過基因突變可產(chǎn)生抗青蒿素的個體,連續(xù)培養(yǎng)過程中,在青蒿素的定向選擇作用下,瘧原蟲種群中抗青蒿素的相關(guān)基因的頻率升高,抗藥性個體數(shù)增多
,堿基突變但氨基酸序列不發(fā)生改變的原因是 密碼子具有簡并性
密碼子具有簡并性
。(2)7個基因中與抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的是
基因6
基因6
,判斷的依據(jù)是 與對照組相比,在有突變基因6和7的4~9組中,瘧原蟲的存活率都大幅提高,但在有突變基因7的1、2、3組中,瘧原蟲的存活率提高的幅度不大
與對照組相比,在有突變基因6和7的4~9組中,瘧原蟲的存活率都大幅提高,但在有突變基因7的1、2、3組中,瘧原蟲的存活率提高的幅度不大
。(3)若青蒿素抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的基因突變是導致瘧原蟲抗青蒿素的直接原因,利用現(xiàn)代分子生物學手段,將該突變基因恢復為野生型,而不改變基因組中其他堿基序。經(jīng)這種基因改造后的瘧原蟲對青蒿素的抗藥性表現(xiàn)為
S型(對青蒿素敏感)
S型(對青蒿素敏感)
。(4)根據(jù)生物學知識提出一條防控瘧疾的合理化建議:
做好按蚊的防治工作
做好按蚊的防治工作
。【考點】基因突變的概念、原因、特點及意義.
【答案】通過基因突變可產(chǎn)生抗青蒿素的個體,連續(xù)培養(yǎng)過程中,在青蒿素的定向選擇作用下,瘧原蟲種群中抗青蒿素的相關(guān)基因的頻率升高,抗藥性個體數(shù)增多;密碼子具有簡并性;基因6;與對照組相比,在有突變基因6和7的4~9組中,瘧原蟲的存活率都大幅提高,但在有突變基因7的1、2、3組中,瘧原蟲的存活率提高的幅度不大;S型(對青蒿素敏感);做好按蚊的防治工作
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:164引用:2難度:0.6
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