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文檔簡介
湖北省陽新縣興國高級中學(xué)2025屆生物高三第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測試題注意事項:1.答題前,考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚,將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂;非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫,字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效。4.保持卡面清潔,不要折疊,不要弄破、弄皺,不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題(本大題共7小題,每小題6分,共42分。)1.魏斯曼曾提出:母系和父系生殖細胞在遺傳上都具有影響力,這種影響力就是細胞核。下列關(guān)于細胞核結(jié)構(gòu)和功能的敘述,正確的是()A.核被膜外層與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連B.細胞核是細胞的控制中心和代謝中心C.核糖體在細胞核內(nèi)合成和組裝D.核內(nèi)含有由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)組成的染色質(zhì)2.下列有關(guān)細胞增殖的敘述,正確的是()A.根尖分生區(qū)處于分裂期的細胞數(shù)目較少,原因是大多數(shù)細胞沒有進入細胞周期B.小鼠細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細胞的過程中,一個細胞中X染色體的數(shù)目最多為4條C.蛙紅細胞的無絲分裂中有染色體和紡錘體的出現(xiàn)D.人皮膚生發(fā)層細胞中,中心粒在間期倍增,染色體在后期倍增3.綠葉海天牛(簡稱甲)吸食濱海無隔藻(簡稱乙)后,身體就逐漸變綠,這些“奪來”的葉綠體能夠在甲體內(nèi)長期穩(wěn)定存在,有科學(xué)家推測其原因是在甲的染色體DNA上可能存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因。為證實上述推測,以這種變綠的甲為材料進行實驗,方法和結(jié)果最能支持上述推測的是()A.通過PCR技術(shù)能從甲消化道內(nèi)獲得的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因B.通過核酸分子雜交技術(shù),在甲體內(nèi)檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的RNAC.給甲提供14CO2,一段時間后檢測到其體內(nèi)的部分有機物出現(xiàn)放射性D.用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交,結(jié)果顯示出雜交帶4.下列有關(guān)實驗的說法,正確的是()A.色素提取實驗中,研磨液必須使用濾紙進行過濾B.觀察蝗蟲精巢切片時,能看到有絲分裂中期的細胞C.達爾文通過向光性實驗發(fā)現(xiàn)了植物生長素D.觀察植物細胞的有絲分裂,先解離、染色,再漂洗5.下列有關(guān)生物學(xué)實驗的敘述,正確的是A.低倍鏡下看到洋蔥根尖分生區(qū)細胞呈長方形,排列疏松不規(guī)則B.用顯微鏡觀察洋蔥根尖有絲分裂過程,需要保持細胞生物活性C.加入斐林試劑并水浴加熱才能檢測試管內(nèi)梨汁中是否含還原糖D.葉綠體色素濾液細線浸入層析液,會導(dǎo)致濾紙條上色素帶重疊6.如圖描述了一種鹿的種群生長速率的變化,下列說法錯誤的是()A.1910-1925年間。鹿種群數(shù)量上升的原因可能是食物資源非常充裕B.1925-1940年間,鹿種群數(shù)量下降的原因主要是鹿種群數(shù)量過多,導(dǎo)致種內(nèi)斗爭C.1925年時,鹿種群內(nèi)種內(nèi)斗爭最激烈D.1930年時,大約有12000只鹿在此環(huán)境下生存而不會因饑餓致死7.下圖是某植物在晴天和陰天兩種不同的環(huán)境條件下,凈光合速率隨時間變化的曲線,下列敘述正確的是A.由a~b段可以看出,此時限制葉片光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度和CO2濃度B.在f~h對應(yīng)時段,植物體內(nèi)有機物總量的變化情況是先減少后增加C.h~i段的變化可能與植物體內(nèi)脫落酸的含量增加有關(guān)D.j點時,葉肉細胞內(nèi)光合速率等于呼吸速率8.(10分)2020年初,全國上下團結(jié)一心,共同抗擊新型冠狀病毒疫情。病毒是具包膜的正鏈單鏈RNA病毒,包膜是從宿主細胞獲得的,包膜上有末端膨大為球形的突起。下列有關(guān)新型冠狀病毒的敘述錯誤的是()A.冠狀病毒的包膜含有磷脂雙分子層,突起與病毒對宿主細胞的吸附、侵染等過程有關(guān)B.正確使用醫(yī)用口罩、手套和防護服等,可在一定程度上有效的切斷病毒的傳播途徑C.新型冠狀病毒侵入人體后需復(fù)制兩次才能得到子代正鏈RNA,過程中要經(jīng)歷雙鏈RNA的階段D.病毒在宿主細胞內(nèi)復(fù)制、裝配后,以胞吐方式釋放,這體現(xiàn)了細胞膜的功能特點二、非選擇題9.(10分)2020年1月,武漢爆發(fā)了新冠肺炎,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這種肺炎的病毒為新型冠狀病毒(COVID-19),圖1為新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)示意圖。新冠肺炎重癥患者發(fā)病后會出現(xiàn)呼吸困難和低氧血癥,表現(xiàn)出呼吸急促。哺乳動物血液中CO2和O2濃度變化能夠作用于神經(jīng)系統(tǒng),調(diào)節(jié)呼吸運動的頻率和強度,圖2展示了血液中CO2濃度增高引起的調(diào)節(jié)過程:(1)圖1所示,新型冠狀病毒由RNA和蛋白質(zhì)“N”構(gòu)成的內(nèi)核與外側(cè)的囊膜共同組成,囊膜的主要成分是磷脂和鑲嵌其上的3種蛋白質(zhì)“M”、“E”和“S”。新型冠狀病毒的基因組RNA可直接作為模板,利用宿主細胞的_______________(細胞器)合成病毒的_______________酶,再利用該酶完成病毒遺傳物質(zhì)的復(fù)制。再次侵染過程中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒的囊膜蛋白“S”可以和宿主細胞膜上的_______________相結(jié)合,進一步介導(dǎo)病毒囊膜與細胞膜融合。病毒囊膜能夠與細胞膜融合的原因是_______________。(2)新冠病毒能侵染肺部細胞,導(dǎo)致肺部呼吸困難,機體產(chǎn)生的CO2不能及時排出,從而導(dǎo)致血液中CO2濃度增加,CO2濃度升高會刺激外周化學(xué)感受器和中樞化學(xué)感受器,通過神經(jīng)調(diào)節(jié)引起呼吸急促,請結(jié)合圖2寫出此神經(jīng)調(diào)節(jié)過程中由外周化學(xué)感受器參與的反射弧:_______________。(3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),利用新冠肺炎康復(fù)者的血漿來治療危重癥患者,療效較好,請分析其原因:_______________。10.(14分)蘿卜的蛋白A具有廣泛的抗植物病菌作用,而且對人體沒有影響。我國科學(xué)家欲獲得高效表達蛋白A的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌作為微生物農(nóng)藥,做了相關(guān)研究。(1)研究者用相同的_________酶處理蛋白A基因和pET質(zhì)粒,得到重組質(zhì)粒,再將重組質(zhì)粒置于經(jīng)_________處理的大腸桿菌細胞懸液中,獲得轉(zhuǎn)基因大腸桿菌。(2)檢測發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)入的蛋白A基因在大腸桿菌細胞中表達效率很低,研究者推測不同生物對密碼子具有不同的偏好,因而設(shè)計了與蛋白A基因結(jié)合的兩對引物(引物B和C中都替換了一個堿基),并按圖2方式依次進行4次PCR擴增,以得到新的蛋白A基因。①這是一種定點的_________技術(shù)。②圖2所示的4次PCR應(yīng)該分別如何選擇圖1中所示的引物?請?zhí)顚懸韵卤砀瘢ㄈ暨x用該引物劃“√”,若不選用該引物則劃“×”)。_____引物A引物B引物C引物DPCR1PCR2PCR3PCR4(3)研究者進一步將含有新蛋白A基因的重組質(zhì)粒和_________分別導(dǎo)入大腸桿菌,提取培養(yǎng)液中的蛋白質(zhì),用_________方法檢測并比較三組受體菌蛋白A的表達產(chǎn)物,判斷新蛋白A基因表達效率是否提高。為檢測表達產(chǎn)物的生物活性,研究者將上述各組表達產(chǎn)物加入到長滿了植物病菌的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)一段時間后,比較_________的大小,以確定表達產(chǎn)物的生物活性大小。(4)作為微生物農(nóng)藥,使用時常噴灑蛋白A基因的發(fā)酵產(chǎn)物而不是轉(zhuǎn)蛋白A基因的大腸桿菌,其優(yōu)點是_________。11.(14分)某研究小組選取長勢一致的總狀綠絨蒿為材料,探究不同氮素形態(tài)的氮肥對總狀綠絨蒿幼苗生長的影響,實驗處理如表,實驗結(jié)果如圖。組別氮素形態(tài)濃度CKO0T1NO3?20T2甘氨酸20T3NO3?/NH4+10/10T4NH4+20T5NO3?30T6甘氨酸30T7NO3?/NH4+15/15T8NH4+30請回答下列問題:(1)該實驗的自變量是___________。植物從土壤中吸收的氮可用于合成___________(答出兩種)等有機物,從而有利于光合作用的進行。生產(chǎn)實踐中可通過中耕松土提高植物根對氮肥的吸收量,原理是___________。(2)從幼苗的株高狀況來看,___________(填“低”或“高”)濃度的氮肥促進植物生長更優(yōu)。為促進總狀綠絨高株高的生長,根據(jù)實驗結(jié)果,提出合理的施用氮肥的建議。___________。12.在人體內(nèi),胰島素基因表達后可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈。此肽鏈在細胞器內(nèi)加工時,切去頭部的引導(dǎo)肽及中間的C段肽后,形成由A、E兩條肽鏈組成的胰島素。請回答下列問題。(1)根據(jù)前胰島素原的氨基酸序列設(shè)計前胰島素原基因(簡稱P基因),會設(shè)計出多種脫氧核苷酸序列,這是因為__________________。由于P基因較小,故常用__________________法獲得該基因。(2)人們常選用大腸桿菌作為受體菌,原因是__________________。研究發(fā)現(xiàn)諸如胰島素原等小分子蛋白質(zhì)易被大腸桿菌內(nèi)的蛋白酶水解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在生產(chǎn)時可選用__________________的大腸桿菌作為受體菌。(3)從大腸桿菌中獲取的前胰島素原無生物活性,需在體外用蛋白酶切除引導(dǎo)肽和C段肽。不能從大腸桿菌中直接獲得具有生物活性的胰島素的原因是__________________。
參考答案一、選擇題(本大題共7小題,每小題6分,共42分。)1、A【解析】
細胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁、核基質(zhì)等部分組成。核被膜是指包被細胞核的雙層膜,其外層與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連。核被膜上有核孔復(fù)合體,是蛋白質(zhì)、RNA等大分子出入細胞核的通道。核糖體是自我裝配的細胞器,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和rRNA合成加工成熟之后就要開始裝配核糖體的大小兩個亞基,真核生物核糖體亞基的裝配地點在細胞核的核仁部位,原核生物核糖體亞基的裝配則在細胞質(zhì)中?!驹斀狻緼、由分析可知,核被膜外層與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連,A正確;B、細胞核是細胞代謝的控制中心,B錯誤;C、真核生物的核糖體在細胞核內(nèi)組裝,而原核生物核糖體的組裝則在細胞質(zhì)中進行,C錯誤;D、核內(nèi)的染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)組成,D錯誤。故選A。2、D【解析】
1.一個細胞周期=分裂間期(在前,時間長大約占90%~95%,細胞數(shù)目多)+分裂期(在后,時間短占5%~10%,細胞數(shù)目少)。2.有絲分裂不同時期的特點:(1)間期:進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成;(2)前期:核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體;(3)中期:染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰;(4)后期:著絲點分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;(5)末期:核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。【詳解】A、根尖分生區(qū)處于分裂期的細胞數(shù)目較少,是由于分裂間期時間長,大多數(shù)細胞處于分裂間期,A錯誤;B、卵原細胞減數(shù)第一次分裂過程中細胞內(nèi)含兩條X染色體,減數(shù)第二次分裂過程中含1條或2條X染色體,所以小鼠細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細胞的過程中,一個細胞中X染色體的數(shù)目最多為2條,B錯誤;C、蛙紅細胞的無絲分裂中沒有染色體和紡錘體的出現(xiàn),C錯誤;D、人皮膚生發(fā)層細胞中,中心粒在間期倍增,染色體在后期由于著絲點的分裂而倍增,D正確。故選D?!军c睛】本題考查細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂,要求考生識記細胞有絲分裂和減數(shù)分裂不同時期的特點,掌握有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體行為和數(shù)目變化規(guī)律,能結(jié)合所學(xué)的知識準確判斷各選項。3、D【解析】
目的基因的檢測與鑒定:
1、分子水平上的檢測:①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因---DNA分子雜交技術(shù);②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù);③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。2、個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!驹斀狻緼、通過PCR技術(shù)從甲體內(nèi)的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,這只能說明甲體內(nèi)含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,A錯誤;B、通過核酸分子雜交技術(shù),在甲體內(nèi)檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉(zhuǎn)錄出的RNA,這只能說明甲體內(nèi)含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,B錯誤;C、給甲提供14CO2,一段時間后檢測到其體內(nèi)的部分有機物出現(xiàn)放射性,這說明甲中含有葉綠體,但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,C錯誤;
D、用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交,結(jié)果顯示出雜交帶,這說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因,D正確。故選D。4、B【解析】
1.葉綠體色素提取的原理:葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑,所以,可以在葉片被磨碎以后用乙醇提取葉綠體中的色素,提取后用單層尼龍布進行過濾。色素分離原理:葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得慢.根據(jù)這個原理就可以將葉綠體中不同的色素分離開來。2.精巢中可以同時發(fā)生減數(shù)分裂和有絲分裂,如精原細胞形成精原細胞是有絲分裂,精原細胞形成精細胞是減數(shù)分裂。3.觀察植物細胞的有絲分裂實驗步驟:取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察?!驹斀狻緼、色素提取實驗中,研磨液必須使用單層尼龍布進行過濾,不用濾紙以防對色素的吸附作用,A錯誤;B、根據(jù)以上分析可知,在蝗蟲的精巢中既有有絲分裂也有減數(shù)分裂發(fā)生,因此觀察蝗蟲精巢切片時,能看到有絲分裂中期的細胞,B正確;C、達爾文通過向光性實驗發(fā)現(xiàn)了胚芽鞘尖端可以產(chǎn)生某種刺激,該刺激可以促進尖端一下的伸長區(qū)生長,C錯誤;D、觀察植物細胞的有絲分裂,先解離、漂洗后再染色,D錯誤。故選B。5、C【解析】
1、洋蔥根尖分生區(qū)細胞呈正方形,排列緊密,有的細胞正在分裂,觀察根尖細胞有絲分裂的實驗步驟:取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察。2、斐林試劑與還原糖在水浴加熱的條件下產(chǎn)生磚紅色沉淀。3、綠葉中色素的提取與分離的原理是:色素能夠溶解到有機溶劑乙醇中,綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度大的擴散的快,溶解度小的擴散的慢,因此可以把綠葉中的色素分離?!驹斀狻緼.低倍鏡下看到洋蔥根尖分生區(qū)細胞呈正方形,排列緊密,A錯誤;B.觀察洋蔥根尖有絲分裂過程的實驗過程中,解離步驟已經(jīng)將細胞殺死,故觀察過程中不需要保持細胞生物活性,B錯誤;C.用斐林試劑檢測生物組織中還原糖存在時,需要在加入斐林試劑后并水浴加熱才能檢測到,C正確;D.葉綠體色素濾液細線浸入層析液,會導(dǎo)致濾紙條上無色素帶出現(xiàn),D錯誤。故選C。6、B【解析】
分析圖形:在1905~1925年期間,環(huán)境的容納量是25000;在1925年由于鹿群的數(shù)量非常大,導(dǎo)致資源被過度破壞,導(dǎo)致鹿群的食物減少,資源被破壞,所以在1925~1930期間,環(huán)境容納量持續(xù)下降;所以在1930~1940年期間,環(huán)境容納量大約是12000?!驹斀狻緼、1910-1925年間,鹿種群數(shù)量上升的原因可能是食物資源非常充裕,A正確;B、1925-1940年間鹿種群環(huán)境容納量下降,種內(nèi)斗爭是內(nèi)源性因素,鹿種群數(shù)量下降的主要原因是:在1925年由于鹿群的數(shù)量非常大,導(dǎo)致資源被過度破壞,導(dǎo)致鹿群的食物減少,資源被破壞,所以在1925~1930期間,環(huán)境容納量持續(xù)下降,B錯誤;C、1925年時鹿種群數(shù)量最大,所以種內(nèi)斗爭最激烈,C正確;D、在1905-1925年間,環(huán)境的容納量大約是25000只;在1925年由于鹿群的數(shù)量非常大,導(dǎo)致資源被過度破壞,鹿群的食物減少,所以在1925-1930年間,環(huán)境容納量持續(xù)下降,由圖可知1930年,環(huán)境容納量大約是12000只,D正確。故選B?!军c睛】本題主要考查種群數(shù)量變化等知識,意在考查學(xué)生的理解與表達能力、獲取與處理信息的能力。7、C【解析】
陰天條件下,光照較弱,溫度較低,光照強度和溫度成為限制葉片光合速率的主要環(huán)境因素,A錯誤;在f~h對應(yīng)時段,凈光合速率大于0,有機物總量一直在積累,B錯誤;.h~i段氣孔關(guān)閉,脫落酸能誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉,因此h~i段的變化可能與植物體內(nèi)脫落酸的含量增加有關(guān),C正確;j點時,植物光合作用速度等于呼吸作用,因此葉肉細胞內(nèi)光合速率大于葉肉細胞內(nèi)呼吸速率,D錯誤?!究键c定位】光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化【名師點睛】凈光合速率=總光合速率-呼吸速率,當(dāng)凈光合速率大于0時,表明此時的光合作用強度大于呼吸作用強度;小于0時,則表明光合作用小于呼吸作用。【詳解】請在此輸入詳解!8、D【解析】
本題考查病毒的相關(guān)知識。生物病毒是一類個體微小,結(jié)構(gòu)簡單,只含單一核酸(DNA或RNA),必須在活細胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細胞型微生物?!驹斀狻緼、由題干可知,新型冠狀病毒具有來自宿主細胞的包膜,生物膜的骨架是磷脂雙分子層,其突起易于病毒對宿主細胞的吸附、侵染等,A正確;B、新型冠狀病毒傳播途徑主要空氣傳播,正確使用醫(yī)用口罩、手套和防護服等,可在一定程度上有效的切斷病毒的傳播,B正確;C、新型冠狀病毒侵入人體后以自身的正鏈單鏈RNA為模板,宿主的核糖核苷酸為原料合成負鏈單鏈RNA,然后再以負鏈單鏈RNA為模板,合成負鏈單鏈RNA,需復(fù)制兩次才能得到子代正鏈RNA,過程中要經(jīng)歷雙鏈RNA的階段,C正確;D、病毒在宿主細胞內(nèi)復(fù)制、裝配后,以出芽方式釋放出釋放子代病毒,體現(xiàn)了細胞膜具有流動性的結(jié)構(gòu)特點,而非功能特點,D錯誤。故選D。二、非選擇題9、核糖體RNA聚合酶(RNA復(fù)制酶)受體細胞膜具有一定的流動性外周化學(xué)感受器→傳入神經(jīng)→呼吸中樞→傳出神經(jīng)→呼吸肌康復(fù)者血漿中可能含有大量新型冠狀病毒的抗體,這些抗體特異性地識別并結(jié)合新型冠狀病毒,從而抑制病毒的侵染【解析】
【詳解】(1)新冠病毒不具有獨立代謝能力,必須在活細胞內(nèi)增殖,當(dāng)侵染人呼吸道上皮細胞時,會經(jīng)過吸附、穿入、脫殼、生物合成和成熟釋放等幾個階段。新型冠狀病毒囊膜上有3種蛋白質(zhì)“M”、“E”和“S”,新型冠狀病毒的基因組RNA可直接作為模板,利用宿主細胞的核糖體合成病毒的RNA聚合酶,再利用該酶完成病毒遺傳物質(zhì)的復(fù)制;再次侵染過程中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒的囊膜蛋白“S”可以和宿主細胞膜上的受體相結(jié)合;進一步介導(dǎo)病毒囊膜與細胞膜融合,病毒囊膜能夠與細胞膜融合的原因是細胞膜的流動性。(2)CO2濃度升高會刺激外周化學(xué)感受器和中樞化學(xué)感受器,通過神經(jīng)調(diào)節(jié)引起呼吸急促,CO2濃度升高刺激外周化學(xué)感受器調(diào)節(jié)呼吸的反射?。和庵芑瘜W(xué)感受器→傳入神經(jīng)→呼吸中樞→傳出神經(jīng)→呼吸肌。(3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),利用新冠肺炎康復(fù)者的血漿來治療危重癥患者,療效較好,其原因是康復(fù)者血漿中可能含有大量新型冠狀病毒的抗體,這些抗體特異性地識別并結(jié)合新型冠狀病毒,從而抑制病毒的侵染。【點睛】本題的知識點是免疫調(diào)節(jié)在維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中的作用,對于免疫過程的理解和歸納總結(jié)是本題考查的重點。10、限制酶和DNA連接CaCl2基因突變引物A引物B引物C引物DPCR1√√××PCR2××√√PCR3××××PCR4√××√含有蛋白A基因的重組質(zhì)粒、空質(zhì)粒(pET質(zhì)粒)抗原-抗體雜交抑菌圈對人、畜、農(nóng)作物和自然環(huán)境安全;不會造成基因污染;有效成分純度較高【解析】
(一)基因工程的基本工具1、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。(2)功能:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。(3)結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端。2、“分子縫合針”——DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶(E?coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較:①相同點:都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)別:E?coliDNA連接酶來源于大腸桿菌,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體,可用于連接粘性末端和平末端,但連接效率較低。(2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵.DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。3、“分子運輸車”——載體(1)載體具備的條件:①能在受體細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個限制酶切點,供外源DNA片段插入。③具有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。(2)最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細菌擬核DNA之外,并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(3)其它載體:噬菌體的衍生物、動植物病毒。(二)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的獲取1、目的基因是指:編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。2、原核基因采取直接分離獲得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。3、PCR技術(shù)擴增目的基因(1)原理:DNA雙鏈復(fù)制(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結(jié)合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。第二步:基因表達載體的構(gòu)建1、目的:使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。2、組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因(1)啟動子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。(2)終止子:也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的尾端。(3)標記基因的作用:是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來.常用的標記基因是抗生素抗性基因。第三步:將目的基因?qū)胧荏w細胞1、轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進入受體細胞內(nèi),并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。2、常用的轉(zhuǎn)化方法:將目的基因?qū)胫参锛毎翰捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因?qū)雱游锛毎鹤畛S玫姆椒ㄊ秋@微注射技術(shù).此方法的受體細胞多是受精卵。將目的基因?qū)胛⑸锛毎涸松镒鳛槭荏w細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少,最常用的原核細胞是大腸桿菌,其轉(zhuǎn)化方法是:先用Ca2+處理細胞,使其成為感受態(tài)細胞,再將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合,在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過程。3、重組細胞導(dǎo)入受體細胞后,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據(jù)是標記基因是否表達。第四步:目的基因的檢測和表達1、首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。2、其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。3、最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進行抗原——抗體雜交。4、有時還需進行個體生物學(xué)水平的鑒定,如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。【詳解】(1)在基因工程中,利用相同的限制酶和DNA連接酶處理蛋白A基因和pET質(zhì)粒,得到重組質(zhì)粒;大腸桿菌作為受體細胞,需要用氯化鈣處理,以便重組質(zhì)粒的導(dǎo)入。(2)①根據(jù)題意和圖示分析,經(jīng)過4次PCR技術(shù)后獲得了新的基因,這是一種定點的基因突變技術(shù)。②與研究者推測不同生物對密碼子具有不同的偏好,因而設(shè)計了與蛋白A基因結(jié)合的兩對引物(引物B和C中都替換了一個堿基),因此4次PCR應(yīng)該分別選擇如圖所示的引物如下表所示:引物A引物B引物C引物DPCR1√√××PCR2××√√PCR3××××PCR4√××√(3)根據(jù)實驗中的對照原則,若要比較新蛋白A的表達效率是否提高,則需設(shè)置三組實驗實驗變量的處理分別為:僅含新蛋白質(zhì)A的重組質(zhì)粒,僅含蛋白A的重組質(zhì)粒和空白對照(僅含空質(zhì)粒,以排除空質(zhì)??赡墚a(chǎn)生的影響)。因此,將含有新蛋白A基因的重組質(zhì)粒和含有蛋白A基因的重組質(zhì)粒、空質(zhì)粒(pET質(zhì)粒)分別導(dǎo)入大腸桿菌,提取培養(yǎng)液中的蛋白質(zhì),用抗原——抗體雜交方法檢測并比較三組受體菌蛋白A的表達產(chǎn)物,判斷新蛋白A基因表達效率是否提高。由于蛋白A(或新蛋白A)具有抗菌作用,所以為檢測表達產(chǎn)物的生物活性,研究者將上述各組表達產(chǎn)物加入到長滿了植物病菌的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)一段時間后,比較抑菌圈的大小,以確定表達產(chǎn)物的生物活性大小。(4)作為微生物農(nóng)藥,使用時常噴灑蛋白A基因的發(fā)酵產(chǎn)物而不是轉(zhuǎn)蛋白A基因的大腸桿菌,是因為蛋白A基因的發(fā)酵產(chǎn)物對人、畜、農(nóng)作物和自然環(huán)境安全;不會造成基因污染;有效成分純度較高?!军c睛】本題主要考查基因工程、PCR技術(shù)等相關(guān)知識,考生需要理解和記憶相關(guān)知識,并學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識正確答題。11、不同氮素形態(tài)的氮肥、氮素濃度酶、ATP、葉綠素、NADPH中耕松土可以增加土壤中氧氣含量,促進根細胞有氧呼吸,進而產(chǎn)生更多能量供
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