【精品解析】重庆市西北狼教育联盟2023-2024学年高三上册生物学开学考试卷

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名称 【精品解析】重庆市西北狼教育联盟2023-2024学年高三上册生物学开学考试卷
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文件大小 1.2MB
资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2023-11-13 17:30:45

文档简介

重庆市西北狼教育联盟2023-2024学年高三上册生物学开学考试卷
一、单选题(本大题共15小题,共45.0分)
1.传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头,等到第21d开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻,酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字,这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是(  )
A.葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌,葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋
B.酿酒时糖未耗尽,酵母菌发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多
C.杜杼酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起
D.醋酸菌在O2和糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸
2.下列对发酵工程内容的叙述,错误的是(  )
A.发酵工程的中心环节是在发酵罐内的发酵
B.发酵过程使用的菌种可以从自然界存在的微生物中直接筛选
C.发酵过程中要全程监控发酵罐中的pH、溶解氧和温度等指标
D.通过对微生物细胞产物进行提取、分离和纯化等措施可获得单细胞蛋白
3.如图为利用杂合二倍体柑橘A培育柑橘新品种的主要流程,下列说法不正确的是(  )
A.获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养,②过程获得的植株遗传基因不一定相同
B.③过程可以用灭活病毒诱导法,杂种细胞再经诱导可培养成愈伤组织
C.①过程常利用的酶是纤维素酶和果胶酶,形成的原生质体置于等渗溶液中待用
D.从杂种细胞到三倍体植株需要经过脱分化和再分化,同时该过程需要更换培养基
4.将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示,下列有关叙述正确的是(  )
A.①过程的原理是细胞膜的选择透过性
B.经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并能产生所需抗体
C.②过程需要筛选并克隆化培养杂交瘤细胞
D.抗体的作用是杀死癌细胞
5.如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图,请据图分析,下列相关叙述中,正确的是(  )
A.该实验的正确操作顺序是③→①→②→④→⑤
B.步骤①的目的是初步分离DNA与蛋白质,析出并获得DNA;步骤④中在2mol/L的NaCl溶液中,DNA的溶解度较大
C.⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA,可使用二苯胺试剂来鉴定,沸水浴冷却后,出现蓝色的试管组别是对照组
D.用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近
6.(2023·新课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具,将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接,以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(  )
A.质粒和目的基因都用酶3切割,用E coli DNA连接酶连接
B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割,用T4 DNA连接酶连接
C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割,用T4 DNA连接酶连接
D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割,用E coli DNA连接酶连接
7.下列关于生物技术的安全性与伦理问题的叙述,错误的是(  )
A.转基因生物可能会造成“外来物种”入侵,影响生态系统的基因多样性
B.若基因工程的目的基因来源于自然界,则不存在安全问题
C.中国政府禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆
D.生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等,其有着致病能力强,攻击范围广等特点
8.继蛋白质、脂类、糖类、水、维生素、无机盐之后,纤维素等其他糖类被称为人类的“第七营养素”。下列相关叙述正确的是(  )
A.评价食物中蛋白质成分的营养价值应更注重必需氨基酸的含量
B.糖类代谢发生障碍引起供能不足时,脂肪会大量转化为糖类
C.六大营养素不包括核酸的原因可能是细胞不需要核苷酸
D.无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在
9.下列哪组物质或结构的基本组成单位是相同的(  )
A.植物的纤维素和脂质 B.动物的糖原和抗体
C.人的胰岛素和性激素 D.细菌的质粒和拟核DNA
10.某学习小组在做植物细胞质壁分离与复原的实验时,发现洋葱鳞片叶外表皮不容易撕取,改用洋葱鳞片叶内表皮进行实验。实验试剂有0.3g mL-1的蔗糖溶液及伊红染液。已知伊红是不能被植物细胞吸收的红色染料。下列有关叙述不正确的是(  )
A.该实验至少需要用显微镜观察三次
B.质壁分离与复原实验的“质”包括上图中的②③④⑤
C.在蔗糖溶液中加入伊红染液,步骤d中可观察到液泡呈无色
D.若步骤f未能观察到质壁分离复原现象,可能是细胞失水时间过长而死亡
11.过氧化物酶体是由一层生物膜包围的囊泡状结构,内含过氧化氢酶、氧化酶等多种酶,其中过氧化氢酶催化氧化还原反应中产生的毒性物质过氧化氢分解,从而对细胞起保护作用。下列说法错误的是(  )
A.过氧化物酶体的膜由磷脂双分子层构成基本支架
B.过氧化物酶体中丰富的酶类都能降低反应的活化能
C.植物细胞内能产生氧气的结构或场所不只在叶绿体
D.动物细胞产生氧气的过程会增加细胞内毒性物质的含量
12.如图为细胞中的一种依赖泛素的异常蛋白质降解途径。泛素是由76个氨基酸组成的单链球蛋白,异常蛋白被泛素结合后,进入蛋白酶体被降解。下列叙述正确的是(  )
A.泛素在异常蛋白降解过程中起催化作用
B.ATP的水解常与细胞内的放能反应相联系
C.细胞中合成1分子泛素需要消耗75个水分子
D.蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能
13.(2022高三上·湖北开学考)用紫色洋葱A、B的外表皮细胞分别制成5个装片,依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液,经过相同时间,观察记录原生质体的体积变化,最终绘制结果如图所示。若同种洋葱的外表皮细胞细胞液浓度相同,下列叙述正确的是(  )
A.紫色洋葱的外表皮细胞的细胞壁为全透性的生物膜结构
B.紫色洋葱B的外表皮细胞的细胞液浓度在甲和丙之间,戊附近
C.5种蔗糖溶液中乙的浓度最高,乙溶液处理后细胞的吸水能力减弱
D.将丙、丁组外表皮细胞装片放入清水中,都可发生质壁分离的复原现象
14. 1988年科学家阿格雷成功的将在细胞膜上输送水分子的通道蛋白分离出来,肾小管上皮细胞对原尿中水分的重吸收主要利用的就是这些水通道蛋白。图为肾小管上皮细胞重吸收水分调节过程示意图,下列相关叙述错误的是(  )
A.内质网、高尔基体等细胞器参与了图中囊泡的形成
B.囊泡转移到细胞膜上的过程体现了生物膜的流动性
C.细胞外液渗透压降低会促进囊泡与细胞膜的融合
D.图示过程体现了细胞膜控制物质进出和信息交流的功能
15.如图中甲曲线表示在最适温度下,某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率与pH、温度之间的关系。下列相关分析不正确的是(  )
A.在A点适当提高温度,反应速率将减小,在B点适当增加酶的浓度,反应速率将增大
B.图中E点代表该酶的最适温度,H点代表该酶的最适pH
C.短期保存该酶,适宜条件对应于图中的D、H两点
D.研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应,均可得到上图曲线
二、探究题(本大题共5小题,共55.0分)
16.冬春之交甲流病毒盛行,而预防甲流的最有效措施是注射甲流疫苗。如图甲为某人接种甲流疫苗后体内某细胞分泌甲流病毒抗体(免疫球蛋白)的过程,图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请回答下列问题:
(1)图甲细胞中与抗体的加工和分泌有关的具膜结构有   (填序号)。细胞中   (填名称)等结构共同构成了细胞的生物膜系统,从物质组成来看不同生物膜的功能有一定差异的原因是   。
(2)科学家采用放射性同位素标记的方法研究抗体的合成和分泌路径(图甲)。用放射性同位素3H标记的亮氨酸培养该细胞,通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中放射性出现的位置,发现在细胞内的很多结构中都能观察到。从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了什么?   。
(3)据图乙分析,在抗体的分泌过程中,   (填序号)形成的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜上的特定部位,其原因是囊泡膜上的   (填图乙中的名称)具有特异性识别能力。
17.水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上,能介导水分子跨膜运输,提高水分子的运输速率。将哺乳动物成熟红细胞放入渗透压较低的溶液中,可使其逐渐吸水涨破,此时光线更容易透过红细胞悬浮液,液体由不透明的红色溶液逐渐变澄清,肉眼即可观察到,这种现象称为溶血,溶血时间与水分进入红细胞的速度有关。下图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞体积和初始体积之比的变化曲线,O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度。
(1)在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为“血影”,则“血影”的主要组成成分是   。根据图示可知,猪的红细胞在浓度为   mmol L-1的NaCl溶液中能保持正常形态。
(2)分析图,将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应NaCl溶液中,一段时间后,乙细胞的吸水能力   (填“大于”“小于”或“等于”)红细胞甲,原因是   。
(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所需时间少于肝细胞,结合以上信息分析,其原因可能是   。
(4)有观点认为:低温会使水分通过细胞膜的速率减慢。请以羊血为材料,以溶血现象作为观察实验指标,设计实验验证这一观点。(要求:写出实验思路并预期结果)。
18.饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙,很难被动物吸收利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从土壤中分离产植酸酶细菌菌株的过程示意图。
(1)在实验室培养微生物,   是研究和应用微生物的前提。
(2)为了解土壤中产植酸酶的细菌数量,取10g土壤加入90mL无菌水,制备成细菌悬液,经系列梯度稀释后,获得细胞密度不同的细菌悬液。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布到四个培养基。一段时间后,菌落数分别是17、168、175、167个,则10g土壤中含有此菌的菌体数是   个。
(3)制备产植酸酶的细菌菌株初筛平板时,需要将培养基的pH调至   ,该培养基可采用   法进行灭菌,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入植酸钙的目的是   ,达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
(4)实验结果显示A~E五种菌株中,   是产植酸酶最理想的菌株,依据是   。
19.孤独症谱系障碍与SHANK3基因的分子缺陷密切相关,我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,对猕猴的SHANK3基因进行敲除,首次获得该病的灵长类动物模型。猕猴基因编辑的成功吸引了药物公司的注意,特别是神经科学领域,科学家有望开展猕猴疾病模型的药物效果评价。请结合下面的流程图回答下列问题:
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统是由SgRNA和来自细菌的Cas9蛋白构成的RNA-蛋白复合体,其中的   作为“向导”,负责识别并结合SHANK3基因的特定核苷酸序列。复合体中另一组成分能发挥类似限制酶的作用,负责切开   键,实现对猕猴的SHANK3基因的敲除。推测该蛋白在细菌体内的生理学意义是   。
(2)图中将CRISPR/Cas9注入受精卵的方法是   ,实验中猕猴卵母细胞去核过程去除的“核”实际是   复合物。
(3)对卵母细胞、受精卵、早期胚胎的培养,都需要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是   。
(4)为保证胚胎移植顺利进行,需要对母猴乙进行   处理,使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步。
(5)为得到更多孤独症谱系障碍模型猴,与②③途径相比,采用①③途径的优势在于   。
20.接种疫苗是预防传染病的一项重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播,降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白)。制备重组乙肝疫苗时,需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)导入酵母细胞中表达。回答下列问题。
(1)接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒,原因是   。
(2)制备过程中需要获得适量的乙肝病毒表面抗原基因(目的基因),可利用PCR技术扩增,从如图中选出   (填字母)作为引物。
(3)构建重组表达载体需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是   。
(4)重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,抗生素抗性基因的作用是   。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是   。
(5)最后,可通过   检测目的基因在酵母细胞中是否表达出乙肝病毒表面抗原。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌,但在酒精发酵过程中醋酸菌无法生存,因为醋酸菌是好氧菌,且醋酸菌的最适温度为30~35℃,因此,制作好葡萄酒后,需要敞口处理让醋酸菌进入到发酵液中,不可以直接通入无菌空气,同时还需适当提高发酵温度才能制醋, A错误;
B、酿酒时糖类未耗尽,酵母菌的发酵过程也会停止原因可能是pH降低和酒精含量增多,对发酵起抑制作用,从而导致酵母菌发酵停止, B正确;
C、醋酸菌是好氧菌,杜杼酿酒反成醋是因为醋酸菌的有氧呼吸导致的,这可能是由于发酵装置密封不严造成的,不是酵母菌的有氧呼吸,C错误;
D、醋酸菌在O2充足,但糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~25℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
2.【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、发酵工程般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离,提纯等方面,中心环节是在发酵罐内的发酵,A正确;
B、用于发酵的菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,B正确;
C、发酵过程中的温度pH、溶解氧、罐压、营养物质等都会影响发酵的效率,因此发酵过程中要全程监控发酵罐中的pH、溶解氧和温度等指标,C正确;
D、如果发酵产品是微生物细胞本身,即单细胞蛋白,可在发酵结束之后,采用过滤沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品,D错误。
故答案为:D。
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及
菌体本身。发酵工程般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离,提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全、原料简单污染小、反应专性强,因而可以得到较为专一的产品。
3.【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、由图示可知,柑橘C通过单倍体育种获得,获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养,由于柑橘A产生的花粉的基因型不同,则通过②过程(染色体数目加倍)形成的柑橘C基因型不一定相同,A正确;
B、③过程可以用高Ca2+- 高pH融合法、电融合法、离心法等,灭活病毒诱导法只能适用于动物细胞融合,不适用于植物细胞融合,杂种细胞经脱分化过程可形成愈伤组织,B错误;
C、由于原生质体没细有细胞壁,因此应置于等渗溶液中待用,避免细胞吸水涨破,不能使用蒸馏水,C正确;
D、融合后得到杂种细胞需要在经过诱导(脱分化)形成愈伤组织,并可进一步进发育成完整的杂种植株(三倍体植株),为防止细胞团老化、营养物质不足、代谢物积累等影响培养物生长,需要将培养物转移至新鲜培养基中继续培养,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交技术的实质是将来自两个不同植物原生质体的融合,结果是形成杂种植株。这就需要使用纤维素酶和果胶酶
去除植物细胞壁获得原生质体,再应用化学法(聚乙二醇)或物理方法诱导原生质体融合。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志,细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系。
4.【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、①过程为诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,其原理是细胞膜的流动性,A错误;
B、经①形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体,需要经过抗体阳性检测,筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、②过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养),C正确;D、图中抗体的作用是靶向运输药物,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、单克隆抗体的最主要优点就是特异性强,灵敏度高,能够大量制备。单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂(最广泛的用途):具有准确、高效、简易、快速的优点;②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
5.【答案】B
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、图中表示正确的实验操作顺序是③→②→①→④→⑤,A 错误;
B、步骤①的目的是析出并获得DNA:步骤④中在2mol/L的NaCI溶液中,DNA的溶解度较大,B正确;
C、⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA,可使用二苯胺试剂来鉴定,沸水浴冷却后,出现蓝色的试管组别是实验组,C错误;
D、猪血含DNA太少,用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量不相同,D错误。
故答案为:B。
【分析】DNA粗提取和鉴定过程:
1、实验材料的选取:凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大;
2、破碎细胞,获取含DNA的滤液:动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜,例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液;
3、去除滤液中的杂质:
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCI溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离;
4、DNA的析出与鉴定:
(1)将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液,静置2~3min,溶液中会出现白色丝状物,这就是粗提取的DNA.用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸取上面的水分;(2)取两支20mL的试管,各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCI溶液5mL,将丝状物放入其中一支试管中,用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解.然后,向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂.混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后,比较两支试管溶液颜色的变化,看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
6.【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、由图可知,酶3切割产生平末端,用E.coliDNA连接酶连接只能连接粘性末端,A错误;
B、质粒用酶3切割产生平末端,目的基因用酶1切割产生粘性末端,末端不同不能用T4 DNA连接酶连接,B错误;
C、质粒和目的基因都用酶1和酶2切割二者产生的粘性末端不同,既保证质粒和目的基因两侧产生相同的黏性末端,用T4DNA连接酶连接,也能防止目的基因和质粒自我连接,C正确;
D、质粒和目的基因都用酶2和酶4切割,二者产生的粘性末端相同,质粒和目的基因产生相同的粘性末端,用E.coli DNA连接酶连接不能防止目的基因和质粒自我连接,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因工程的基本工具:
(1)“分子手术刀”-限制性核酸内切酶(限制酶):
①来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列(一般为6个核苷酸组成),并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
③结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
(2)“分子缝合针”-DNA连接酶:
①两种DNA连接酶(E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:
a、相同点:都缝合磷酸二酯键。
b、区别:E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低。
②与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
7.【答案】B
【知识点】生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵,影响生态系统的基因多样性,A正确;
B、若基因工程的目的基因来源于自然界,也可能存在安全问题,B错误;
C、中国政府禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆用于治疗疾病,C正确;
D、生物武器是以微生物毒素、干扰素及重组致病菌等作为病原体,直接或间接通过食物、生活必需品等散布到敌方,造成大规模杀伤的后果,具有传染性强、作用范围广等特点,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、转基因生物的安全性问题包括:
(1)食物安全:滞后效应、出现过敏原、食物的营养成分改变等。
(2)生物安全:基因扩散导致对生物多样性的威胁。
(3)环境安全:对生态系统稳定性及环境的影响。
2、克隆技术:
(1)治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。
(2)生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。中国政府的态度:禁止生殖性克隆人,坚持四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验),不反对治疗性克隆人。
3、生物武器的传播是把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方,可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。
8.【答案】A
【知识点】氨基酸的种类;核酸在生命活动中的作用;糖类的种类及其分布和功能;无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、人体细胞不能合成必需氨基酸,需要从外界获取,因此应注重食物中含有的必需氨基酸,A正确;
B、糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的:糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,且不能大量转化为糖类,B错误;
C、核酸是遗传物质,而核苷酸是核酸的基本单位,细胞需要核苷酸,C错误;
D、无机盐在细胞中主要以离子的形式存在,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、氨基酸根据是否可以在体内合成,氨基酸分为必需氨基酸与非必需氨基酸,能在体内合成的氨基酸是非必需氨基酸,不能在体内合成,必须从食物中获得的氨基酸为必需氨基酸。
2、糖类和脂肪的元素组成都是C、H、O,两者在一定条件下可以相互转化;糖类可以大量转化为脂肪,但是脂肪只有在糖类代谢出现障碍时才能转化糖。
3、核酸的功能:①是细胞内携带遗传信息的物质;②在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
4、无机盐主要以离子的形式存在,其功能:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如:Fe2+是血红蛋白的主要成分;Mg2+是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如血液钙含量低会抽搐。(3)维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
9.【答案】D
【知识点】生物大分子以碳链为骨架
【解析】【解答】A、植物的纤维素的基本组成单位是葡萄糖,脂质的种类有很多,但都不是多聚体, A错误;
B、动物的糖原的基本组成单位是葡萄糖,抗体的化学本质是蛋白质基本组成单位是氨基酸,B错误;
C、人的胰岛素的化学本质是蛋白质基本组成单位是氨基酸,性激素是小分子脂质,C错误;
D、细菌的质粒和拟核DNA的化学本质均是 DNA,基本组成单位都是脱氧核苷酸,D正确。
故答案为:D。
【分析】生物大分子都是多聚体,由许多单体连接而成。包括蛋白质,多糖和核酸。组成生物体的主要元素有:C、H、O、N、P、S,其中氧元素是生物体内含量最多的元素,碳元素是生物体内最基本的元素。蛋白质的基本组成单位是氨基酸,多糖的基本组成单位是葡萄糖,核酸的基本组成单位是核苷酸,氨基酸、葡萄糖、核苷酸都是以碳链为骨架的单体,故生物大分子都是以碳链为骨架。
10.【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、观察细胞的质壁分离和复原的实验需要用显微镜观察3次,第一次观察正常的细胞,第二次观察发生质壁分离的细胞,第三次观察观察发生质壁分离复原的细胞,A正确;
B、质壁分离与复原实验的“质”指原生质层,包括②细胞膜,④液泡膜和⑤细胞质,B错误;
C、在蔗糖溶液中加入伊红染液,由于伊红是不能被植物细胞吸收的红色染料,所以D细胞发生质壁分离时,外界溶液呈红色,而液泡中的细胞液呈无色,C正确;
D、若步骤f未能观察到质壁分离复原现象,可能是细胞失水时间过长导致细胞失去活性而死亡,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
11.【答案】D
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型;酶促反应的原理;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、过氧化物酶体由单层膜围成,生物膜由磷脂双分子层构成基本支架,A正确;
B、酶的作用原理是降低化学反应所需的活化能,B正确;
C、植物细胞内产生氧气的结构不只有发生在叶绿体的类囊体薄膜的光反应,还有过氧化氢酶体也可以产生氧气,C正确;
D、动物细胞产生氧气的过程会分解过氧化氢,过氧化氢对细胞有毒性,因此会降低细胞内毒性物质的含量,D错误。
故答案为:D。
【分析】过氧化物酶体含有以过氧化氢酶为标志的多种酶,过氧化物酶体能有效地清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他毒性物质。此外,过氧化物酶体能有效地进行细胞氧张力的调节;过氧化物酶体参与对细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化。
12.【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;蛋白质在生命活动中的主要功能;ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由题意可知,泛素能与细胞中需要降解的蛋白质结合,这个过程被称为蛋白质泛素化。泛素化蛋白被细胞内蛋白酶体识别,然后被水解,在这个过程中,蛋白酶体起催化作用,A错误;
B、在降解途径中,ATP水解生成ADP和Pi并释放能量,常与细胞内的吸能反应相联系,B错误;
C、泛素是由76个氨基酸组成的单链球蛋白,所以在核糖体上合成,合成1分子泛素过程中生成了75分子水,C错误;
D、蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的生物大分子,氨基酸的结构特点是:至少含有一个氨基和一个羧基,并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子上同时连接了一氢原子和一个R基团,根据R基不同,组成蛋白质的氨基酸分为22种。氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键;氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数。组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序和肽链的空间结构不同导致了蛋白质的结构多样性。
2、ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
13.【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、紫色洋葱的外表皮细胞的细胞壁为全透性,但不是生物膜结构,A错误;
B、由曲线推知,外界蔗糖溶液原始浓度大小:乙>丁>甲>戊>丙,戊浓度时,紫色洋葱B的外表皮细胞体积变化接近于0,B正确;
C、5种蔗糖溶液中乙的浓度最高,乙溶液处理使细胞失水,处理后的细胞的吸水能力增强,C错误;
D、丙组外表皮细胞没有发生质壁分离,所以如果将装片放入清水中,看不到质壁分离的复原现象,D错误。
故答案为:B。
【分析】植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
14.【答案】C
【知识点】细胞膜的功能;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、图中形成的水通道蛋白需要移动到细胞膜上,因此该蛋白的合成过程需要内质网和高尔基体的加工和运输,因此内质网高尔基体等细胞器参与了图中囊泡的形成,A正确;
B、囊泡转移到细胞膜上的过程需要膜与膜融合,体现了生物膜的流动性,B正确;
C、细胞外液渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,会抑制囊泡与细胞膜的融合,从而减少水通道蛋白的合成,使水的重吸收减少,尿量增加,C错误;
D、图示过程体现了细胞膜控制物质进出和信息交流的功能,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的物质交流。
15.【答案】B
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、甲曲线是在最适温度下测定的,故在A点提高温度,反应速率将降低,B点限制反应速率的是酶浓度,故B点适当增加酶的浓度,反应速率增大,A正确;
B、乙曲线左侧不与横轴相交,丙曲线两侧均与横轴相交,据此判断乙、丙分别代表该酶促反应速率与温度、pH之间的关系。图中E点代表酶的最适温度,H点代表酶的最适pH,B正确;
C、酶的保存应该在最适pH(H点)、低温下(D点)保存,C正确;
D、过氧化氢受热易分解,淀粉在酸性条件会分解,故研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应,不可得到上图曲线,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
16.【答案】(1)①③④⑦;细胞膜、细胞器膜、核膜;生物膜上所含蛋白质种类和数量不同
(2)细胞内各结构共同协调配合完成生命活动,细胞在结构和功能上是一个统一的整体
(3)④;蛋白质A
【知识点】细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】(1)抗体的本质是蛋白质,合成场所在②核糖体上,抗体属于分泌蛋白,与其加工和分泌有关的具膜细胞结构有①细胞膜、③内质网、④高尔基体、⑦线粒体。细胞中各种细胞器膜、细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的生物膜系统,从物质组成来看不同生物膜的功能有一定差异的原因是膜上蛋白质的种类和数目不同。
(2)从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了细胞内各结构共同协调配合,完成生命活动,细胞在结构和功能上是一个统一的整体。
(3)图乙是囊泡和细胞膜的融合过程,在抗体的分泌中,④高尔基体形成的囊泡运输到细胞膜上的特定部位,而囊泡膜上的蛋白质A具有识别能力,可与质膜上的蛋白质B特异性结合。
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成了细胞的生物膜系统。各种生物膜在结构和化学组成上大致相同,在结构和功能上具有一定的联系性。内质网是生物膜的转化中心,内质网膜与核膜、细胞膜以及线粒体膜(代谢旺盛时)直接相连,可直接相互转换;与高尔基体膜无直接联系,可以以“出芽”的方式形成囊泡进行转换。
3、功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
17.【答案】(1)磷脂、蛋白质;150
(2)大于;红细胞乙失水量多,细胞液渗透压升高,细胞吸水能力增强
(3)红细胞细胞膜上存在水通道蛋白,吸水能力更快,肝细胞细胞膜上无水通道蛋白,所以红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞
(4)实验思路:将生理状态相同的哺乳动物成熟红细胞均分为甲、乙两组,甲组处于室温条件,乙组低温处理,然后将两组细胞同时置于等量的蒸馏水中,观察两组红细胞溶血时间;预期实验结果为:低温组溶血时间变长。
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的制备方法;渗透作用
【解析】【解答】(1)在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为血影,根据红细胞的结构特点可知,“血影”主要是细胞膜,则“血影”的主要成分是蛋白质和磷脂。根据图示可知,猪的红细胞在浓度为150mmol·L的NaCl溶液中体积不变,能保持正常形态。
(2)由曲线可知,将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中,一段时间后,二者的红细胞体积和初始体积之比均小于1,且乙的比值更小,说明红细胞乙的失水量多于红细胞甲,则红细胞乙的细胞内液渗透压较高,因此红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲。
(3)水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和经过水通道蛋白的协助扩散,将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所
需的时间少于肝细胞,结合以上信息分析,其原因可能是红细胞细胞膜上存在水通道蛋白,吸水能力更快,肝细胞细胞膜上无水通道蛋白,所以红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞。
(4)该实验的目的是验证低温会使水分通过细胞膜的速率减慢,则实验的自变量是温度,因此实验应该设计甲、乙两组(含有等量的相同生理状态的红细胞),分别在正常温度和低温下进行实验,将两组实验的红细胞同时放入相同的等量低渗溶液中,观察甲、乙两组红细胞溶血所需的时间;由于该实验是验证性实验,而低温会使水分通过细胞膜的速率减慢,因此低温组溶血时间变长,该实验的结果是甲组溶血所需时间小于乙组。
【分析】1、细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的,蛋白质分子大都是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
2、水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
18.【答案】(1)防止杂菌污染获得纯净的微生物培养物
(2)1.7×108
(3)中性或弱碱;湿热灭菌或者湿热灭菌的高压蒸汽灭菌;使培养基不透明,从而使经培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈
(4)E;E菌种周围的透明圈最大
【知识点】测定某种微生物的数量
【解析】【解答】(1)微生物实验室培养的关键是防止杂菌污染,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。
(2)稀释平板细菌的计算公式:每克样品中的菌株数=(c÷V)xM,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,因此菌落数为17个的平板不能用,因此10g土壤中含有此菌的菌体数是[(168+175+167)÷3]÷0.1mLx104x10=1.7x108个。
(3)制备产植酸酶细菌菌株初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性或微碱性;该培养基可采用湿热灭菌(或湿热灭菌中的高压蒸汽灭菌);由题干信息可知,固体培养基中加入植酸钙会导致培养基不透明,微生物发酵产生的酸能溶解植酸钙形成透明圈,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入植酸钙的目的是使培养基不透明,从而使经培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈,达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
(4)实验结果显示A~E五种菌株中,E菌种周围的透明圈最大,则E是产植酸酶最理想的菌株。
【分析】1、稀释涂布平板操作的步骤:①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中;②取少量菌液,滴加到培养基表面;③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s;④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
2、统计菌落数目的方法∶(1)显微镜直接计数法①原理∶利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量;②方法∶用计数板计数;③缺点∶不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)①原理∶当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作∶a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数= ( c/V )×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL ) ,M代表稀释倍数。
19.【答案】(1)SgRNA;磷酸二酯;切割外源DNA,保护细菌自身的遗传信息不受干扰
(2)显微注射;纺锤体一染色体
(3)维持培养液的pH
(4)同期发情
(5)①③途径中,提供细胞核的早期胚胎细胞的分化程度更低,恢复其全能性更容易
【知识点】动物细胞培养技术;胚胎移植;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) SgRNA作为“向导”,负责识别并结合SHANK3基因的特定核苷酸序列,复合体中另一组成分能发挥类似限制酶的作用,负责切开磷酸二酯键,实现对猕猴的SHANK3基因的敲除。推测该蛋白在细菌体内的生理学意义是切割外源DNA,保护细菌自身的遗传信息不受干扰。
(2)图中将CRISPR/Cas9注入受精卵的方法是显微注射法,减数分裂II中期(MII期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体一染色体复合物,因此实验中猕猴卵母细胞去核过程去除的“核”实际是纺锤体一染色体复合物。
(3)动物细胞在培养过程中需置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养,CO2是为了维持培养液的pH。
(4)为保证胚胎移植顺利进行,需要对母猴乙进行同期发情处理,使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步。
(5)①③途径中,提供细胞核的早期胚胎细胞的分化程度更低,恢复其全能性更容易。为得到更多孤独症谱系障碍模型猴,①③途径与②③途径相比,①③更有优势。
【分析】1、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2、将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
3、动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
4、胚胎移植对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
20.【答案】(1)重组乙肝疫苗的成分为蛋白质,无法独立在宿主体内增殖
(2)B、C
(3)④
(4)便于重组DNA分子的筛选;RNA聚合酶
(5)抗原-抗体杂交技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)分析题意可知,重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白),由于细胞生物的遗传物质是DNA,而蛋白质注入人体后,不能进行复制,也无法独立增殖,故接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒。
(2) DNA聚合酶只能识别模板链的3'端,因此引物B和引物C与模板链的3'端互补配对,能启动DNA的复制,应选择B和C作为引物。
(3) DNA连接酶能连接DNA片段,脱氧核糖核苷酸的磷酸基团位于5'端,-OH位于3'端,D NA连接酶催化合成磷酸二酯键,即将一条脱氧核糖核苷酸的5’端磷酸基团与另一条脱氧核苷酸的3’-OH 结合形成磷酸二酯键,故选④。
(4)重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,其中抗生素抗性基因作为标记基因,便于重组DNA分子的筛选,启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,可用于驱动基因转录出mRNA,并最终表达出蛋白质。
(5)检测目的基因在酵母细胞中是否表达出乙肝病毒表面抗原可以通过使用相应抗体,利用抗原-抗体杂交技术,检测mRNA是否翻译形成蛋白质。
【分析】1、PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、基因工程技术的基本步骤︰(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,可以遗传给下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段,其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因:DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
1 / 1重庆市西北狼教育联盟2023-2024学年高三上册生物学开学考试卷
一、单选题(本大题共15小题,共45.0分)
1.传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头,等到第21d开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻,酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字,这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述,正确的是(  )
A.葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌,葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋
B.酿酒时糖未耗尽,酵母菌发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多
C.杜杼酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起
D.醋酸菌在O2和糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸
【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌,但在酒精发酵过程中醋酸菌无法生存,因为醋酸菌是好氧菌,且醋酸菌的最适温度为30~35℃,因此,制作好葡萄酒后,需要敞口处理让醋酸菌进入到发酵液中,不可以直接通入无菌空气,同时还需适当提高发酵温度才能制醋, A错误;
B、酿酒时糖类未耗尽,酵母菌的发酵过程也会停止原因可能是pH降低和酒精含量增多,对发酵起抑制作用,从而导致酵母菌发酵停止, B正确;
C、醋酸菌是好氧菌,杜杼酿酒反成醋是因为醋酸菌的有氧呼吸导致的,这可能是由于发酵装置密封不严造成的,不是酵母菌的有氧呼吸,C错误;
D、醋酸菌在O2充足,但糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~25℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
2.下列对发酵工程内容的叙述,错误的是(  )
A.发酵工程的中心环节是在发酵罐内的发酵
B.发酵过程使用的菌种可以从自然界存在的微生物中直接筛选
C.发酵过程中要全程监控发酵罐中的pH、溶解氧和温度等指标
D.通过对微生物细胞产物进行提取、分离和纯化等措施可获得单细胞蛋白
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、发酵工程般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离,提纯等方面,中心环节是在发酵罐内的发酵,A正确;
B、用于发酵的菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,B正确;
C、发酵过程中的温度pH、溶解氧、罐压、营养物质等都会影响发酵的效率,因此发酵过程中要全程监控发酵罐中的pH、溶解氧和温度等指标,C正确;
D、如果发酵产品是微生物细胞本身,即单细胞蛋白,可在发酵结束之后,采用过滤沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品,D错误。
故答案为:D。
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及
菌体本身。发酵工程般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离,提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全、原料简单污染小、反应专性强,因而可以得到较为专一的产品。
3.如图为利用杂合二倍体柑橘A培育柑橘新品种的主要流程,下列说法不正确的是(  )
A.获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养,②过程获得的植株遗传基因不一定相同
B.③过程可以用灭活病毒诱导法,杂种细胞再经诱导可培养成愈伤组织
C.①过程常利用的酶是纤维素酶和果胶酶,形成的原生质体置于等渗溶液中待用
D.从杂种细胞到三倍体植株需要经过脱分化和再分化,同时该过程需要更换培养基
【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、由图示可知,柑橘C通过单倍体育种获得,获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养,由于柑橘A产生的花粉的基因型不同,则通过②过程(染色体数目加倍)形成的柑橘C基因型不一定相同,A正确;
B、③过程可以用高Ca2+- 高pH融合法、电融合法、离心法等,灭活病毒诱导法只能适用于动物细胞融合,不适用于植物细胞融合,杂种细胞经脱分化过程可形成愈伤组织,B错误;
C、由于原生质体没细有细胞壁,因此应置于等渗溶液中待用,避免细胞吸水涨破,不能使用蒸馏水,C正确;
D、融合后得到杂种细胞需要在经过诱导(脱分化)形成愈伤组织,并可进一步进发育成完整的杂种植株(三倍体植株),为防止细胞团老化、营养物质不足、代谢物积累等影响培养物生长,需要将培养物转移至新鲜培养基中继续培养,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交技术的实质是将来自两个不同植物原生质体的融合,结果是形成杂种植株。这就需要使用纤维素酶和果胶酶
去除植物细胞壁获得原生质体,再应用化学法(聚乙二醇)或物理方法诱导原生质体融合。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志,细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系。
4.将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示,下列有关叙述正确的是(  )
A.①过程的原理是细胞膜的选择透过性
B.经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并能产生所需抗体
C.②过程需要筛选并克隆化培养杂交瘤细胞
D.抗体的作用是杀死癌细胞
【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、①过程为诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,其原理是细胞膜的流动性,A错误;
B、经①形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体,需要经过抗体阳性检测,筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、②过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养),C正确;D、图中抗体的作用是靶向运输药物,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、单克隆抗体的最主要优点就是特异性强,灵敏度高,能够大量制备。单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂(最广泛的用途):具有准确、高效、简易、快速的优点;②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
5.如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图,请据图分析,下列相关叙述中,正确的是(  )
A.该实验的正确操作顺序是③→①→②→④→⑤
B.步骤①的目的是初步分离DNA与蛋白质,析出并获得DNA;步骤④中在2mol/L的NaCl溶液中,DNA的溶解度较大
C.⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA,可使用二苯胺试剂来鉴定,沸水浴冷却后,出现蓝色的试管组别是对照组
D.用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近
【答案】B
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、图中表示正确的实验操作顺序是③→②→①→④→⑤,A 错误;
B、步骤①的目的是析出并获得DNA:步骤④中在2mol/L的NaCI溶液中,DNA的溶解度较大,B正确;
C、⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA,可使用二苯胺试剂来鉴定,沸水浴冷却后,出现蓝色的试管组别是实验组,C错误;
D、猪血含DNA太少,用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量不相同,D错误。
故答案为:B。
【分析】DNA粗提取和鉴定过程:
1、实验材料的选取:凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大;
2、破碎细胞,获取含DNA的滤液:动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜,例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液;
3、去除滤液中的杂质:
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCI溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离;
4、DNA的析出与鉴定:
(1)将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液,静置2~3min,溶液中会出现白色丝状物,这就是粗提取的DNA.用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸取上面的水分;(2)取两支20mL的试管,各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCI溶液5mL,将丝状物放入其中一支试管中,用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解.然后,向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂.混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后,比较两支试管溶液颜色的变化,看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
6.(2023·新课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具,将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接,以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(  )
A.质粒和目的基因都用酶3切割,用E coli DNA连接酶连接
B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割,用T4 DNA连接酶连接
C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割,用T4 DNA连接酶连接
D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割,用E coli DNA连接酶连接
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、由图可知,酶3切割产生平末端,用E.coliDNA连接酶连接只能连接粘性末端,A错误;
B、质粒用酶3切割产生平末端,目的基因用酶1切割产生粘性末端,末端不同不能用T4 DNA连接酶连接,B错误;
C、质粒和目的基因都用酶1和酶2切割二者产生的粘性末端不同,既保证质粒和目的基因两侧产生相同的黏性末端,用T4DNA连接酶连接,也能防止目的基因和质粒自我连接,C正确;
D、质粒和目的基因都用酶2和酶4切割,二者产生的粘性末端相同,质粒和目的基因产生相同的粘性末端,用E.coli DNA连接酶连接不能防止目的基因和质粒自我连接,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因工程的基本工具:
(1)“分子手术刀”-限制性核酸内切酶(限制酶):
①来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列(一般为6个核苷酸组成),并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
③结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
(2)“分子缝合针”-DNA连接酶:
①两种DNA连接酶(E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:
a、相同点:都缝合磷酸二酯键。
b、区别:E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低。
②与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
7.下列关于生物技术的安全性与伦理问题的叙述,错误的是(  )
A.转基因生物可能会造成“外来物种”入侵,影响生态系统的基因多样性
B.若基因工程的目的基因来源于自然界,则不存在安全问题
C.中国政府禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆
D.生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等,其有着致病能力强,攻击范围广等特点
【答案】B
【知识点】生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵,影响生态系统的基因多样性,A正确;
B、若基因工程的目的基因来源于自然界,也可能存在安全问题,B错误;
C、中国政府禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆用于治疗疾病,C正确;
D、生物武器是以微生物毒素、干扰素及重组致病菌等作为病原体,直接或间接通过食物、生活必需品等散布到敌方,造成大规模杀伤的后果,具有传染性强、作用范围广等特点,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、转基因生物的安全性问题包括:
(1)食物安全:滞后效应、出现过敏原、食物的营养成分改变等。
(2)生物安全:基因扩散导致对生物多样性的威胁。
(3)环境安全:对生态系统稳定性及环境的影响。
2、克隆技术:
(1)治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。
(2)生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。中国政府的态度:禁止生殖性克隆人,坚持四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验),不反对治疗性克隆人。
3、生物武器的传播是把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方,可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。
8.继蛋白质、脂类、糖类、水、维生素、无机盐之后,纤维素等其他糖类被称为人类的“第七营养素”。下列相关叙述正确的是(  )
A.评价食物中蛋白质成分的营养价值应更注重必需氨基酸的含量
B.糖类代谢发生障碍引起供能不足时,脂肪会大量转化为糖类
C.六大营养素不包括核酸的原因可能是细胞不需要核苷酸
D.无机盐在细胞中主要以化合物的形式存在
【答案】A
【知识点】氨基酸的种类;核酸在生命活动中的作用;糖类的种类及其分布和功能;无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、人体细胞不能合成必需氨基酸,需要从外界获取,因此应注重食物中含有的必需氨基酸,A正确;
B、糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的:糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,且不能大量转化为糖类,B错误;
C、核酸是遗传物质,而核苷酸是核酸的基本单位,细胞需要核苷酸,C错误;
D、无机盐在细胞中主要以离子的形式存在,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、氨基酸根据是否可以在体内合成,氨基酸分为必需氨基酸与非必需氨基酸,能在体内合成的氨基酸是非必需氨基酸,不能在体内合成,必须从食物中获得的氨基酸为必需氨基酸。
2、糖类和脂肪的元素组成都是C、H、O,两者在一定条件下可以相互转化;糖类可以大量转化为脂肪,但是脂肪只有在糖类代谢出现障碍时才能转化糖。
3、核酸的功能:①是细胞内携带遗传信息的物质;②在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
4、无机盐主要以离子的形式存在,其功能:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如:Fe2+是血红蛋白的主要成分;Mg2+是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如血液钙含量低会抽搐。(3)维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
9.下列哪组物质或结构的基本组成单位是相同的(  )
A.植物的纤维素和脂质 B.动物的糖原和抗体
C.人的胰岛素和性激素 D.细菌的质粒和拟核DNA
【答案】D
【知识点】生物大分子以碳链为骨架
【解析】【解答】A、植物的纤维素的基本组成单位是葡萄糖,脂质的种类有很多,但都不是多聚体, A错误;
B、动物的糖原的基本组成单位是葡萄糖,抗体的化学本质是蛋白质基本组成单位是氨基酸,B错误;
C、人的胰岛素的化学本质是蛋白质基本组成单位是氨基酸,性激素是小分子脂质,C错误;
D、细菌的质粒和拟核DNA的化学本质均是 DNA,基本组成单位都是脱氧核苷酸,D正确。
故答案为:D。
【分析】生物大分子都是多聚体,由许多单体连接而成。包括蛋白质,多糖和核酸。组成生物体的主要元素有:C、H、O、N、P、S,其中氧元素是生物体内含量最多的元素,碳元素是生物体内最基本的元素。蛋白质的基本组成单位是氨基酸,多糖的基本组成单位是葡萄糖,核酸的基本组成单位是核苷酸,氨基酸、葡萄糖、核苷酸都是以碳链为骨架的单体,故生物大分子都是以碳链为骨架。
10.某学习小组在做植物细胞质壁分离与复原的实验时,发现洋葱鳞片叶外表皮不容易撕取,改用洋葱鳞片叶内表皮进行实验。实验试剂有0.3g mL-1的蔗糖溶液及伊红染液。已知伊红是不能被植物细胞吸收的红色染料。下列有关叙述不正确的是(  )
A.该实验至少需要用显微镜观察三次
B.质壁分离与复原实验的“质”包括上图中的②③④⑤
C.在蔗糖溶液中加入伊红染液,步骤d中可观察到液泡呈无色
D.若步骤f未能观察到质壁分离复原现象,可能是细胞失水时间过长而死亡
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、观察细胞的质壁分离和复原的实验需要用显微镜观察3次,第一次观察正常的细胞,第二次观察发生质壁分离的细胞,第三次观察观察发生质壁分离复原的细胞,A正确;
B、质壁分离与复原实验的“质”指原生质层,包括②细胞膜,④液泡膜和⑤细胞质,B错误;
C、在蔗糖溶液中加入伊红染液,由于伊红是不能被植物细胞吸收的红色染料,所以D细胞发生质壁分离时,外界溶液呈红色,而液泡中的细胞液呈无色,C正确;
D、若步骤f未能观察到质壁分离复原现象,可能是细胞失水时间过长导致细胞失去活性而死亡,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
11.过氧化物酶体是由一层生物膜包围的囊泡状结构,内含过氧化氢酶、氧化酶等多种酶,其中过氧化氢酶催化氧化还原反应中产生的毒性物质过氧化氢分解,从而对细胞起保护作用。下列说法错误的是(  )
A.过氧化物酶体的膜由磷脂双分子层构成基本支架
B.过氧化物酶体中丰富的酶类都能降低反应的活化能
C.植物细胞内能产生氧气的结构或场所不只在叶绿体
D.动物细胞产生氧气的过程会增加细胞内毒性物质的含量
【答案】D
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型;酶促反应的原理;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、过氧化物酶体由单层膜围成,生物膜由磷脂双分子层构成基本支架,A正确;
B、酶的作用原理是降低化学反应所需的活化能,B正确;
C、植物细胞内产生氧气的结构不只有发生在叶绿体的类囊体薄膜的光反应,还有过氧化氢酶体也可以产生氧气,C正确;
D、动物细胞产生氧气的过程会分解过氧化氢,过氧化氢对细胞有毒性,因此会降低细胞内毒性物质的含量,D错误。
故答案为:D。
【分析】过氧化物酶体含有以过氧化氢酶为标志的多种酶,过氧化物酶体能有效地清除细胞代谢过程中产生的过氧化氢及其他毒性物质。此外,过氧化物酶体能有效地进行细胞氧张力的调节;过氧化物酶体参与对细胞内脂肪酸等高能分子物质的分解转化。
12.如图为细胞中的一种依赖泛素的异常蛋白质降解途径。泛素是由76个氨基酸组成的单链球蛋白,异常蛋白被泛素结合后,进入蛋白酶体被降解。下列叙述正确的是(  )
A.泛素在异常蛋白降解过程中起催化作用
B.ATP的水解常与细胞内的放能反应相联系
C.细胞中合成1分子泛素需要消耗75个水分子
D.蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能
【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;蛋白质在生命活动中的主要功能;ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由题意可知,泛素能与细胞中需要降解的蛋白质结合,这个过程被称为蛋白质泛素化。泛素化蛋白被细胞内蛋白酶体识别,然后被水解,在这个过程中,蛋白酶体起催化作用,A错误;
B、在降解途径中,ATP水解生成ADP和Pi并释放能量,常与细胞内的吸能反应相联系,B错误;
C、泛素是由76个氨基酸组成的单链球蛋白,所以在核糖体上合成,合成1分子泛素过程中生成了75分子水,C错误;
D、蛋白酶体有识别泛素和催化蛋白质水解的功能,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的生物大分子,氨基酸的结构特点是:至少含有一个氨基和一个羧基,并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子上同时连接了一氢原子和一个R基团,根据R基不同,组成蛋白质的氨基酸分为22种。氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键;氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数。组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序和肽链的空间结构不同导致了蛋白质的结构多样性。
2、ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中,能量来源不同∶ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应,放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
13.(2022高三上·湖北开学考)用紫色洋葱A、B的外表皮细胞分别制成5个装片,依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液,经过相同时间,观察记录原生质体的体积变化,最终绘制结果如图所示。若同种洋葱的外表皮细胞细胞液浓度相同,下列叙述正确的是(  )
A.紫色洋葱的外表皮细胞的细胞壁为全透性的生物膜结构
B.紫色洋葱B的外表皮细胞的细胞液浓度在甲和丙之间,戊附近
C.5种蔗糖溶液中乙的浓度最高,乙溶液处理后细胞的吸水能力减弱
D.将丙、丁组外表皮细胞装片放入清水中,都可发生质壁分离的复原现象
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、紫色洋葱的外表皮细胞的细胞壁为全透性,但不是生物膜结构,A错误;
B、由曲线推知,外界蔗糖溶液原始浓度大小:乙>丁>甲>戊>丙,戊浓度时,紫色洋葱B的外表皮细胞体积变化接近于0,B正确;
C、5种蔗糖溶液中乙的浓度最高,乙溶液处理使细胞失水,处理后的细胞的吸水能力增强,C错误;
D、丙组外表皮细胞没有发生质壁分离,所以如果将装片放入清水中,看不到质壁分离的复原现象,D错误。
故答案为:B。
【分析】植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
14. 1988年科学家阿格雷成功的将在细胞膜上输送水分子的通道蛋白分离出来,肾小管上皮细胞对原尿中水分的重吸收主要利用的就是这些水通道蛋白。图为肾小管上皮细胞重吸收水分调节过程示意图,下列相关叙述错误的是(  )
A.内质网、高尔基体等细胞器参与了图中囊泡的形成
B.囊泡转移到细胞膜上的过程体现了生物膜的流动性
C.细胞外液渗透压降低会促进囊泡与细胞膜的融合
D.图示过程体现了细胞膜控制物质进出和信息交流的功能
【答案】C
【知识点】细胞膜的功能;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、图中形成的水通道蛋白需要移动到细胞膜上,因此该蛋白的合成过程需要内质网和高尔基体的加工和运输,因此内质网高尔基体等细胞器参与了图中囊泡的形成,A正确;
B、囊泡转移到细胞膜上的过程需要膜与膜融合,体现了生物膜的流动性,B正确;
C、细胞外液渗透压降低,抗利尿激素分泌减少,会抑制囊泡与细胞膜的融合,从而减少水通道蛋白的合成,使水的重吸收减少,尿量增加,C错误;
D、图示过程体现了细胞膜控制物质进出和信息交流的功能,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的物质交流。
15.如图中甲曲线表示在最适温度下,某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率与pH、温度之间的关系。下列相关分析不正确的是(  )
A.在A点适当提高温度,反应速率将减小,在B点适当增加酶的浓度,反应速率将增大
B.图中E点代表该酶的最适温度,H点代表该酶的最适pH
C.短期保存该酶,适宜条件对应于图中的D、H两点
D.研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应,均可得到上图曲线
【答案】B
【知识点】酶的特性;探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、甲曲线是在最适温度下测定的,故在A点提高温度,反应速率将降低,B点限制反应速率的是酶浓度,故B点适当增加酶的浓度,反应速率增大,A正确;
B、乙曲线左侧不与横轴相交,丙曲线两侧均与横轴相交,据此判断乙、丙分别代表该酶促反应速率与温度、pH之间的关系。图中E点代表酶的最适温度,H点代表酶的最适pH,B正确;
C、酶的保存应该在最适pH(H点)、低温下(D点)保存,C正确;
D、过氧化氢受热易分解,淀粉在酸性条件会分解,故研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应,不可得到上图曲线,D错误。
故答案为:B。
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
二、探究题(本大题共5小题,共55.0分)
16.冬春之交甲流病毒盛行,而预防甲流的最有效措施是注射甲流疫苗。如图甲为某人接种甲流疫苗后体内某细胞分泌甲流病毒抗体(免疫球蛋白)的过程,图乙为该细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请回答下列问题:
(1)图甲细胞中与抗体的加工和分泌有关的具膜结构有   (填序号)。细胞中   (填名称)等结构共同构成了细胞的生物膜系统,从物质组成来看不同生物膜的功能有一定差异的原因是   。
(2)科学家采用放射性同位素标记的方法研究抗体的合成和分泌路径(图甲)。用放射性同位素3H标记的亮氨酸培养该细胞,通过在不同的时间获得细胞并置于特定的环境下观察细胞中放射性出现的位置,发现在细胞内的很多结构中都能观察到。从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了什么?   。
(3)据图乙分析,在抗体的分泌过程中,   (填序号)形成的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜上的特定部位,其原因是囊泡膜上的   (填图乙中的名称)具有特异性识别能力。
【答案】(1)①③④⑦;细胞膜、细胞器膜、核膜;生物膜上所含蛋白质种类和数量不同
(2)细胞内各结构共同协调配合完成生命活动,细胞在结构和功能上是一个统一的整体
(3)④;蛋白质A
【知识点】细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】(1)抗体的本质是蛋白质,合成场所在②核糖体上,抗体属于分泌蛋白,与其加工和分泌有关的具膜细胞结构有①细胞膜、③内质网、④高尔基体、⑦线粒体。细胞中各种细胞器膜、细胞膜以及核膜等结构共同构成了细胞的生物膜系统,从物质组成来看不同生物膜的功能有一定差异的原因是膜上蛋白质的种类和数目不同。
(2)从细胞的结构和功能来看,抗体的合成及分泌过程说明了细胞内各结构共同协调配合,完成生命活动,细胞在结构和功能上是一个统一的整体。
(3)图乙是囊泡和细胞膜的融合过程,在抗体的分泌中,④高尔基体形成的囊泡运输到细胞膜上的特定部位,而囊泡膜上的蛋白质A具有识别能力,可与质膜上的蛋白质B特异性结合。
【分析】1、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
2、细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成了细胞的生物膜系统。各种生物膜在结构和化学组成上大致相同,在结构和功能上具有一定的联系性。内质网是生物膜的转化中心,内质网膜与核膜、细胞膜以及线粒体膜(代谢旺盛时)直接相连,可直接相互转换;与高尔基体膜无直接联系,可以以“出芽”的方式形成囊泡进行转换。
3、功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
17.水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上,能介导水分子跨膜运输,提高水分子的运输速率。将哺乳动物成熟红细胞放入渗透压较低的溶液中,可使其逐渐吸水涨破,此时光线更容易透过红细胞悬浮液,液体由不透明的红色溶液逐渐变澄清,肉眼即可观察到,这种现象称为溶血,溶血时间与水分进入红细胞的速度有关。下图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞体积和初始体积之比的变化曲线,O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度。
(1)在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为“血影”,则“血影”的主要组成成分是   。根据图示可知,猪的红细胞在浓度为   mmol L-1的NaCl溶液中能保持正常形态。
(2)分析图,将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应NaCl溶液中,一段时间后,乙细胞的吸水能力   (填“大于”“小于”或“等于”)红细胞甲,原因是   。
(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所需时间少于肝细胞,结合以上信息分析,其原因可能是   。
(4)有观点认为:低温会使水分通过细胞膜的速率减慢。请以羊血为材料,以溶血现象作为观察实验指标,设计实验验证这一观点。(要求:写出实验思路并预期结果)。
【答案】(1)磷脂、蛋白质;150
(2)大于;红细胞乙失水量多,细胞液渗透压升高,细胞吸水能力增强
(3)红细胞细胞膜上存在水通道蛋白,吸水能力更快,肝细胞细胞膜上无水通道蛋白,所以红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞
(4)实验思路:将生理状态相同的哺乳动物成熟红细胞均分为甲、乙两组,甲组处于室温条件,乙组低温处理,然后将两组细胞同时置于等量的蒸馏水中,观察两组红细胞溶血时间;预期实验结果为:低温组溶血时间变长。
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的制备方法;渗透作用
【解析】【解答】(1)在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为血影,根据红细胞的结构特点可知,“血影”主要是细胞膜,则“血影”的主要成分是蛋白质和磷脂。根据图示可知,猪的红细胞在浓度为150mmol·L的NaCl溶液中体积不变,能保持正常形态。
(2)由曲线可知,将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中,一段时间后,二者的红细胞体积和初始体积之比均小于1,且乙的比值更小,说明红细胞乙的失水量多于红细胞甲,则红细胞乙的细胞内液渗透压较高,因此红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲。
(3)水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和经过水通道蛋白的协助扩散,将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中,发现红细胞吸水涨破所
需的时间少于肝细胞,结合以上信息分析,其原因可能是红细胞细胞膜上存在水通道蛋白,吸水能力更快,肝细胞细胞膜上无水通道蛋白,所以红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞。
(4)该实验的目的是验证低温会使水分通过细胞膜的速率减慢,则实验的自变量是温度,因此实验应该设计甲、乙两组(含有等量的相同生理状态的红细胞),分别在正常温度和低温下进行实验,将两组实验的红细胞同时放入相同的等量低渗溶液中,观察甲、乙两组红细胞溶血所需的时间;由于该实验是验证性实验,而低温会使水分通过细胞膜的速率减慢,因此低温组溶血时间变长,该实验的结果是甲组溶血所需时间小于乙组。
【分析】1、细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的,蛋白质分子大都是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
2、水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
18.饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙,很难被动物吸收利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从土壤中分离产植酸酶细菌菌株的过程示意图。
(1)在实验室培养微生物,   是研究和应用微生物的前提。
(2)为了解土壤中产植酸酶的细菌数量,取10g土壤加入90mL无菌水,制备成细菌悬液,经系列梯度稀释后,获得细胞密度不同的细菌悬液。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布到四个培养基。一段时间后,菌落数分别是17、168、175、167个,则10g土壤中含有此菌的菌体数是   个。
(3)制备产植酸酶的细菌菌株初筛平板时,需要将培养基的pH调至   ,该培养基可采用   法进行灭菌,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入植酸钙的目的是   ,达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
(4)实验结果显示A~E五种菌株中,   是产植酸酶最理想的菌株,依据是   。
【答案】(1)防止杂菌污染获得纯净的微生物培养物
(2)1.7×108
(3)中性或弱碱;湿热灭菌或者湿热灭菌的高压蒸汽灭菌;使培养基不透明,从而使经培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈
(4)E;E菌种周围的透明圈最大
【知识点】测定某种微生物的数量
【解析】【解答】(1)微生物实验室培养的关键是防止杂菌污染,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。
(2)稀释平板细菌的计算公式:每克样品中的菌株数=(c÷V)xM,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,因此菌落数为17个的平板不能用,因此10g土壤中含有此菌的菌体数是[(168+175+167)÷3]÷0.1mLx104x10=1.7x108个。
(3)制备产植酸酶细菌菌株初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性或微碱性;该培养基可采用湿热灭菌(或湿热灭菌中的高压蒸汽灭菌);由题干信息可知,固体培养基中加入植酸钙会导致培养基不透明,微生物发酵产生的酸能溶解植酸钙形成透明圈,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌植酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入植酸钙的目的是使培养基不透明,从而使经培养形成的产植酸酶菌落的周围形成透明圈,达到检测菌种分泌植酸酶的能力。
(4)实验结果显示A~E五种菌株中,E菌种周围的透明圈最大,则E是产植酸酶最理想的菌株。
【分析】1、稀释涂布平板操作的步骤:①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中;②取少量菌液,滴加到培养基表面;③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s;④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
2、统计菌落数目的方法∶(1)显微镜直接计数法①原理∶利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量;②方法∶用计数板计数;③缺点∶不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)①原理∶当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作∶a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数= ( c/V )×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL ) ,M代表稀释倍数。
19.孤独症谱系障碍与SHANK3基因的分子缺陷密切相关,我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,对猕猴的SHANK3基因进行敲除,首次获得该病的灵长类动物模型。猕猴基因编辑的成功吸引了药物公司的注意,特别是神经科学领域,科学家有望开展猕猴疾病模型的药物效果评价。请结合下面的流程图回答下列问题:
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统是由SgRNA和来自细菌的Cas9蛋白构成的RNA-蛋白复合体,其中的   作为“向导”,负责识别并结合SHANK3基因的特定核苷酸序列。复合体中另一组成分能发挥类似限制酶的作用,负责切开   键,实现对猕猴的SHANK3基因的敲除。推测该蛋白在细菌体内的生理学意义是   。
(2)图中将CRISPR/Cas9注入受精卵的方法是   ,实验中猕猴卵母细胞去核过程去除的“核”实际是   复合物。
(3)对卵母细胞、受精卵、早期胚胎的培养,都需要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是   。
(4)为保证胚胎移植顺利进行,需要对母猴乙进行   处理,使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步。
(5)为得到更多孤独症谱系障碍模型猴,与②③途径相比,采用①③途径的优势在于   。
【答案】(1)SgRNA;磷酸二酯;切割外源DNA,保护细菌自身的遗传信息不受干扰
(2)显微注射;纺锤体一染色体
(3)维持培养液的pH
(4)同期发情
(5)①③途径中,提供细胞核的早期胚胎细胞的分化程度更低,恢复其全能性更容易
【知识点】动物细胞培养技术;胚胎移植;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) SgRNA作为“向导”,负责识别并结合SHANK3基因的特定核苷酸序列,复合体中另一组成分能发挥类似限制酶的作用,负责切开磷酸二酯键,实现对猕猴的SHANK3基因的敲除。推测该蛋白在细菌体内的生理学意义是切割外源DNA,保护细菌自身的遗传信息不受干扰。
(2)图中将CRISPR/Cas9注入受精卵的方法是显微注射法,减数分裂II中期(MII期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体一染色体复合物,因此实验中猕猴卵母细胞去核过程去除的“核”实际是纺锤体一染色体复合物。
(3)动物细胞在培养过程中需置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养,CO2是为了维持培养液的pH。
(4)为保证胚胎移植顺利进行,需要对母猴乙进行同期发情处理,使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步。
(5)①③途径中,提供细胞核的早期胚胎细胞的分化程度更低,恢复其全能性更容易。为得到更多孤独症谱系障碍模型猴,①③途径与②③途径相比,①③更有优势。
【分析】1、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2、将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
3、动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
4、胚胎移植对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
20.接种疫苗是预防传染病的一项重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播,降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白)。制备重组乙肝疫苗时,需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)导入酵母细胞中表达。回答下列问题。
(1)接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒,原因是   。
(2)制备过程中需要获得适量的乙肝病毒表面抗原基因(目的基因),可利用PCR技术扩增,从如图中选出   (填字母)作为引物。
(3)构建重组表达载体需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是   。
(4)重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,抗生素抗性基因的作用是   。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是   。
(5)最后,可通过   检测目的基因在酵母细胞中是否表达出乙肝病毒表面抗原。
【答案】(1)重组乙肝疫苗的成分为蛋白质,无法独立在宿主体内增殖
(2)B、C
(3)④
(4)便于重组DNA分子的筛选;RNA聚合酶
(5)抗原-抗体杂交技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)分析题意可知,重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白),由于细胞生物的遗传物质是DNA,而蛋白质注入人体后,不能进行复制,也无法独立增殖,故接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒。
(2) DNA聚合酶只能识别模板链的3'端,因此引物B和引物C与模板链的3'端互补配对,能启动DNA的复制,应选择B和C作为引物。
(3) DNA连接酶能连接DNA片段,脱氧核糖核苷酸的磷酸基团位于5'端,-OH位于3'端,D NA连接酶催化合成磷酸二酯键,即将一条脱氧核糖核苷酸的5’端磷酸基团与另一条脱氧核苷酸的3’-OH 结合形成磷酸二酯键,故选④。
(4)重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,其中抗生素抗性基因作为标记基因,便于重组DNA分子的筛选,启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,可用于驱动基因转录出mRNA,并最终表达出蛋白质。
(5)检测目的基因在酵母细胞中是否表达出乙肝病毒表面抗原可以通过使用相应抗体,利用抗原-抗体杂交技术,检测mRNA是否翻译形成蛋白质。
【分析】1、PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、基因工程技术的基本步骤︰(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,可以遗传给下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段,其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因:DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
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