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![卷03-【冲刺抢分】2023年高考生物临考压轴卷(全国甲卷)(解析版)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/11/14352257/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
卷03-【冲刺抢分】2023年高考生物临考压轴卷(全国甲卷)(解析版)
展开【冲刺抢分】2023年高考生物临考压轴卷(全国甲卷)
高三生物
(考试时间:45分钟 试卷满分:90分)
一、单项选择题:本题共6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1、内质网主要负责膜蛋白和分泌蛋白的合成和加工,只有正确、充分折叠的蛋白质才能被输送到相应部位,而错误折叠的蛋白质被内质网包裹后与某种细胞器融合而被降解。许多疾病的发生与该过程的失调有关,下列分析错误的是( )
A.通过差速离心法可以将内质网从细胞中分离出来
B.内质网具有单层膜结构,能将氨基酸连接成多肽
C.错误折叠的蛋白质不具有生物学功能或功能异常
D.溶酶体参与该降解过程,分解后的产物可再利用
【答案】B
【分析】分离细胞中细胞器的方法是差速离心法;内质网具有单层膜结构,可将多肽链加工、折叠,形成一定的空间结构;溶酶体内含有多种水解酶,是细胞的“消化车间”。
【详解】A、使用差速离心法可以将细胞中的各种细胞器分离出来,包括内质网,A正确;
B、内质网具有单层膜结构,可将多肽链加工、折叠,形成一定的空间结构;将氨基酸连接成多肽(脱水缩合)的场所是核糖体,B错误;
C、蛋白质的结构决定功能,错误折叠的蛋白质不具有正确的空间结构,故其不具有生物学功能或功能异常,C正确;
D、溶酶体内含有多种水解酶,是细胞的“消化车间”,溶酶体参与该降解过程,分解后的产物—氨基酸可再重新被利用,D正确。
故选B。
2、2022年诺贝尔生理学或医学奖得主斯万特·帕博团队完成了对已经灭绝的尼安德特人的基因组测序,同时也通过线粒体DNA测序发现了已经灭绝的新人种。这些研究填补了人类进化史的研究空白,为探索人类的进化历史、研究人之所以为人奠定了科学基础。下列说法正确的是( )
A.对人类基因组进行测序时需要测23条染色体的碱基序列
B.对研究进化来说,基因组序列是比化石更直接的证据
C.基因组序列的比较能为研究不同物种间亲缘关系的远近提供证据
D.古人类进化成现代人的实质是基因型频率改变的过程
【答案】C
【分析】在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高;相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会下降。因此,在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
【详解】A、对人类基因组进行测序时需要测22条常染色体和X、Y染色体,共24条染色体的碱基序列,A错误;
B、化石是研究生物进化最重要、最直接的证据,B错误;
C、亲缘关系越近的生物基因组序列相同率越高,C正确;
D、进化的实质是种群基因频率改变的过程,而不是基因型频率改变,D错误。
故选C。
3、研究发现,核仁的稳定性下降、线粒体功能失调等会引起细胞的衰老,而当线粒体渗透性发生变化,或者外膜破裂时,线粒体膜间腔的蛋白质会释放出来,有些会进入细胞核内调节某些凋亡基因,从而产生凋亡效应。下列叙述正确的是( )
A.线粒体功能失调会导致衰老细胞不能产生能量,物质运输功能降低
B.衰老细胞的核膜内折导致细胞核体积变小,染色质收缩,染色加深
C.内环境渗透压降低可能会诱发细胞程序性死亡
D.线粒体外膜破损导致的凋亡效应不属于由基因决定的细胞自动结束生命的过程
【答案】C
【分析】衰老细胞的特征:细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;有些酶的活性降低;呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、线粒体功能失调会导致衰老细胞产生能量减少,因细胞质基质也可产生少量能量,能量减少物质运输功能降低,A错误;
B、衰老细胞细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深,B错误;
C、内环境渗透压降低可使细胞吸水,线粒体渗透性发生变化,可能导致线粒体外膜破裂,线粒体膜间腔的蛋白质会释放出来,有些会进入细胞核内调节某些凋亡基因,从而诱发细胞程序性死亡,C正确;
D、线粒体外膜破损导致的凋亡效应属于由基因决定的细胞自动结束生命的过程,D错误。
故选C。
4、下列在显微镜下观察到的现象与事实不符的是( )
A.观察质壁分离时,可看到洋葱的紫色中央液泡变小
B.花生子叶细胞经苏丹Ⅳ染色后能看到红色的脂肪颗粒
C.观察核酸在口腔上皮细胞中的分布时,可看到细胞核呈绿色
D.观察洋葱根尖分生区细胞时,可看到细胞板逐渐向四周扩展
【答案】D
【分析】质壁分离的原理: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;质壁分离复原的原理:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
【详解】A、质壁分离时,细胞在失水,可看到洋葱的紫色中央液泡变小,A正确;
B、花生子叶细胞富含脂肪,脂肪颗粒可被苏丹IV染成红色的脂肪,B正确;
C、观察核酸在口腔上皮细胞中的分布时,甲基绿与DNA的亲和力更高,故细胞核呈绿色,C正确;
D、观察洋葱根尖分生区细胞时,细胞已经死亡,故不能看到细胞板逐渐向四周扩展,D错误;
故选D。
5、研究种群和群落的特征,在野生动物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有着重要意义。下图是某群落中甲、乙、丙三个不同生物种群的个体数量与年龄结构示意图,相关叙述错误的是( )
A.若甲、乙具有捕食关系,则甲种群的数量会呈现“S”形增长
B.若甲、乙、丙都是动物种群,则一段时间后丙种群数量可能下降
C.若甲、乙、丙是具有捕食关系的三个动物种群且甲为植食性动物,则乙丙关系为竞争
D.若田鼠种群数量变化趋势如乙种群,但数量会随季节波动,主要原因是食物量的变化
【答案】C
【分析】1、种群特征包括:①种群数量特征:出生率、死亡率,迁入率、迁出率,年龄组成,性别比例;②种群空间特征:集群分布,随机分布,均匀分布;③种内关系:种内竞争,种内互助。
2、群落特征包括:群落的物种组成,种间关系,群落的空间结构,群落的季节性。
【详解】A、由于自然资源、天敌等条件的限制,甲种群的数量会呈现S形增长,A正确;
B、若甲、乙、丙都是动物种群,则一段时间后种群数量下降的可能是丙,因为其年龄组成是衰退型,B正确;
C、若甲、乙、丙是具有捕食关系的三个动物种群,甲为植食性动物,则乙可能捕食丙,或者丙捕食乙,或者乙和丙共同捕食甲,乙、丙为竞争或捕食关系,C错误;
D、据图示可知,乙种群年龄组成为稳定型,持续数年调查田鼠,其种群变化趋势与乙种群相似,但在一年内田鼠数量随季节波动,出现这一现象的主要原因是食物随季节发生变化,D正确。
故选C。
6、人类的某种遗传病由一对等位基因(A/a)控制,某个家系成员关于该病的性状如图所示。下列说法正确的是( )
A.若该病为白化病(常染色体隐性遗传病),则在人群中的发病率等于致病基因的频率
B.若该病为红绿色盲,则1号和3号的基因型相同
C.若该病为白化病,则3号产生的配子中A:a=3:1
D.若该病为红绿色盲,则男性中的发病率等于致病基因的频率
【答案】D
【分析】根据系图谱分析,1和2号个体未患病,子代4号个体患病,因此判断该病为隐性遗传病。
【详解】A、伴X隐性遗传病在男性中的发病率等于致病基因的频率,而白化病为常染色体隐性遗传病,在人群中的发病率等于致病基因的频率的平方,A错误;
B、若该病为红绿色盲,则1号的基因型为XAXa和3号的基因型可能为XAXA或XAXa,故1号和3号的基因型可能不相同,B错误;
C、若该病为白化病,则3号的基因型为AA或Aa中的一种,产生的配子全为A或A:a=1:1,C错误;
D、若该病为红绿色盲,即伴X隐性遗传病,伴X隐性遗传病在男性中的发病率等于致病基因的频率,D正确。
故选D。
二、非选择题:共54分,第29~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第37~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共39分。
29、某科研小组探究了不同遮阴条件对油茶叶绿素含量及其光合特性的影响,得到了如下表所示的结果。油茶叶肉细胞中某种膜结构上含有光合系统PSⅠ和PSⅡ,两系统参与一系列电子传递过程,下图为CK组某种膜结构上发生的反应(数字表示生理过程)。回答下列问题:
遮阴度 | 总叶绿素(mg·g-1FW) | 光合生理指标 | |
Pn值 | Ci值 | ||
CK | 2.215±0.142 | 8.96 | 242.66 |
40% | 2.436±0.243 | 7.61 | 238.87 |
75% | 2.768±0.049 | 5.52 | 238.44 |
90% | 2.808±0.353 | 4.41 | 255.49 |
注:CK为全光照组,Pn表示净光合速率,Ci表示胞间CO2浓度。
(1)油茶叶绿素分布在叶绿体的_________。欲提取油茶叶肉细胞中的叶绿素,通常加入的试剂是_________。
(2)据表可知,随着遮阴比例的增大,油茶叶肉细胞中叶绿素含量也逐渐增加,这一生理变化的意义是_________。遮阴度90%条件下,Pn最低,若气孔导度与对照组相比没有明显变化,结合表格数据分析,引起光合速率下降的主要因素是_________(填“非气孔因素”或“气孔因素”),作出此判断的依据是_________。
(3)图中电子(e-)由水释放出来后,经过一系列的传递体形成电子流,电子中的能量转移到_________中,膜的_________(填“A”或“B”)侧H+浓度更高,图中④过程合成ATP所需的能量来自_________。
(4)夏季久雨或久阴骤晴时,田间油茶成熟叶片会发生光抑制现象,主要原因是叶片在弱光下发育成熟,天气骤晴后光照强度远远大于其生长所需光照强度,导致光合系统_________(填“PSⅠ”或“PSⅡ”)受到损伤,而新生叶则可以通过发育调节很好地适应新的光环境。
【答案】(1) 类囊体薄膜 无水乙醇
(2) 叶绿素含量提高,有利于光合作用的进行,避免因为光照不足导致的光合作用速率下降,这是植物对弱光环境的一种适应 非气孔因素 与对照组相比,遮阴度90%条件下,胞间CO2浓度不仅没有下降,反而有所上升
(3) NADPH B 类囊体膜两侧H+的浓度差
(4)PSⅡ
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
影响光合速率的因素有光照强度、二氧化碳浓度和温度。
【详解】(1)油茶叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,因此光合作用的光反应在该处进行。欲提取油茶叶肉细胞中的叶绿素,根据光合色素能溶解到有机溶剂中的原理,通常加入的试剂无水乙醇。
(2)分析表格数据可知随着遮阴比例的增大,环境中光照逐渐减弱,叶片中叶绿素含量逐渐增多,通过提高叶绿素含量,有利于提高植物的捕光能力,避免因为光照不足导致的光合作用速率下降,这是植物对弱光环境的一种适应。遮阴度90%条件下,Pn最低,若气孔导度与对照组相比没有明显变化,即气孔导度不是引起净光合速率下降的因素,则引起光合速率下降的主要因素是“非气孔因素,因为在该条件下,胞间CO2浓度不仅没有下降,反而有所上升。
(3)图中电子(e-)由水释放出来后,经过一系列的传递体形成电子流,电子中的能量转移到NADPH中,膜的“B”侧H+浓度更高,图中④过程合成ATP所需的能量来自类囊体膜两侧H+的梯度势能。
(4)夏季久雨或久阴骤晴时,田间油茶成熟叶片会发生光抑制现象,主要原因是叶片在弱光下发育成熟,天气骤晴后光照强度远远大于其生长所需光照强度,导致光合系统PSⅡ受到损伤,因为该系统的作用是捕获光能,进而影响了光反应的进行,导致光合作用下降,而新生叶则可以通过发育调节很好地适应新的光环境。
30、我国科学家首次利用菠菜叶肉细胞的类囊体制作成纳米类囊体(NTU),将其注入到小鼠软骨受损的部位,用光照射后,小鼠的关节健康状况得到明显改善。图甲为NTU制备及“包封”过程示意图,图乙为NTU进入受体小鼠软骨细胞发挥作用的示意图。回答下列问题:
(1)菠菜叶肉细胞中的类囊体在光合作用的光反应阶段所起的作用是_____;类囊体与光合作用相适应的特点有_____(答出两点)。
(2)被细胞膜“包封”的NTU以______方式进入小鼠软骨细胞中。“包封”NTU时选用的细胞膜来自受体小鼠而不是其他小鼠,原因是
(3)图乙中小鼠软骨细胞在光照条件下物质合成代谢明显增强,原因是_____。
【答案】(1) 提供光反应的场所 类囊体膜上具有光合色素、类囊体膜上有光反应所需的酶
(2) 胞吞 防止免疫排斥
(3)将类囊体转入小鼠细胞中,光照条件下可以进行光反应,促进细胞中 ATP 和 NADPH 的供应
【分析】叶绿体的类囊体是光合作用光反应的场所,类囊体薄膜上分布着很多色素,如:叶绿素a、b等,这些色素可以吸收光,如红光和蓝紫光等,吸收的光能主要用于两个方面,水的光解和ATP 的合成,另外,类囊体薄膜上也含有很多进行光合作用所必须的酶;光反应的产物有ATP、NADPH和氧气,其中ATP和NADPH中含有活跃的化学能。
【详解】(1)叶绿体的类囊体是光合作用光反应的场所,类囊体薄膜上分布着很多色素,如:叶绿素a、b等,这些色素可以吸收光,如红光和蓝紫光等,吸收的光能主要用于两个方面,水的光解和ATP 的合成,另外,类囊体薄膜上也含有很多进行光合作用所必须的酶。
(2)结合题图可知被细胞膜“包封”的NTU以胞吞方式进入小鼠软骨细胞中,利用了细胞膜的流动性;“包封”NTU时选用的细胞膜来自受体小鼠而不是其他小鼠,同一个个体正常情况下不会攻击来自于自身细胞的成分,故可以防止来源不同的细胞膜出现免疫排斥,提高实验的成功率。
(3)图乙中小鼠软骨细胞中已经成功导入叶肉细胞的类囊体,在光照条件下,类囊体可以发生光反应,光反应的产物有ATP和NADPH,二者均可供能,有利于提高物质合成代谢速率。
31、当大型食肉动物突然消失,生态系统会受到怎样的影响?非洲的戈龙戈萨国家公园因一些原因,当地的生物群落受到毁灭性打击。此后,食草动物数量逐渐恢复,但猎豹、非洲鬣狗等大型肉食动物数量始终没有恢复。研究团队发现,大型食肉动物消失后,南非薮羚的栖息地扩张至树木稀少的泛滥平原,影响了草本植物田繁缕的生长。而当研究团队模拟捕食者的气味和声音时,南非薮羚会感到恐惧,进而返回原先的森林栖息地。回答下列问题:
(1)从营养结构上划分,薮羚属于第二营养级,猎豹属于__________营养级;猎豹同化的能量的去向有___________和__________;区别平原与森林两种不同类型群落的重要特征是__________。
(2)研究团队模拟的捕食者的声音在信息传递中属于___________信息;模拟的捕食者的气味和声音,使薮羚感到恐惧而返回森林栖息地,这说明信息传递在生态系统中的作用是__________.
(3)分析薮羚的食物组成及食物中的营养、能量,结果分别如图所示。
从食物和营养等角度分析,戈龙戈萨国家公园中薮羚更多地从密林迁移到平原的原因是__________;食肉动物的存在会影响区域内植物群落的分布的原因是__________。
【答案】(1) 第三或第四等(第三或更高) 用于呼吸作用以热能散失 用于自身生长、发育和繁殖 物种组成
(2) 物理 能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡
(3) 平原大型食肉动物(捕食者)的数量可能较少,平原中豆科植物丰富且豆科植物具有高营养和高能量 食肉动物的存在会限制食草动物的行为,失去它们的威慑,食草动物将会改变区域内植物群落的分布,反之亦然
【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构。组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者;营养结构是指食物链和食物网。
2、生态系统信息传递的作用:进行正常的生命活动,离不开信息的传递;种群的繁衍,离不开信息的传递;信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡。
【详解】(1)薮羚吃植物,从营养结构上划分,薮羚属于第二营养级,猎豹是顶级消费者,属于第三或更高营养级;猎豹同化的能量一部分用于呼吸作用以热能散失,另一部分用于自身生长、发育和繁殖;不同类型群落的环境不同物种的种类不同,所以区别不同类型群落的重要特征是物种组成。
(2)声音属于物理信息。模拟的捕食者的气味和声音,使薮羚感到恐惧而返回森林栖息地,这说明生态系统中信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的平衡。
(3)豆科植物具有高营养和高能量的特点,薮羚更多地从密林迁移到平原的原因是平原大型食肉动物(捕食者)的数量可能较少,平原中豆科植物丰富且豆科植物具有高营养和高能量;食肉动物可以捕食食草动物,食草动物以植物为食,所以食肉动物的存在会影响区域内植物群落的分布的原因是食肉动物的存在会限制食草动物的行为,失去它们的威慑,食草动物将会改变区域内植物群落的分布,反之亦然。
32、我国科学家成功培育出雌雄两性可育﹑遗传性状稳定的异源四倍体卿鲤,并利用四倍体卿鲤与二倍体鲤鱼培育出生长速度很快的湘云鲤。四倍体卿鲤和湘云鲤的培育过程如图,回答下列问题:
(1)红卿和湘江野鲤杂交产生F1一般是不育的,但在F2中出现了四倍体卿鲤,推测其原因可能是F1的雌雄个体均产生了含_____个染色体组的配子。四倍体卿鲤的一个卵原细胞在减数分裂形成卵细胞的过程中,同源染色体联会配对后会形成_个四分体。
(2)湘云鲤为三倍体,从理论上分析,湘云鲤体细胞中有______条染色体与红鲫体细胞中的染色体是相同的。湘云鲤不会对其他鱼类种质资源(生物体亲代传递给子代的遗传物质)产生干扰作用,原因是______。
(3)人工诱导动物多倍体的方法很多,其中有一种方法叫热休克法。热休克法是用略低于致死温度的高温短时处理正在进行分裂的细胞,推测这种方法的原理是_____。若用这种方法处理受精卵细胞抑制其第一次分裂,在操作时需要注意的是______(答出两点)。
【答案】(1) 2/两 100
(2) 50 湘云鲤为三倍体,不能产生正常的配子,不可育
(3) 抑制纺锤体的形成,从而使染色体不能移向细胞的两极,最终导致染色体数目加倍 保持受精卵的活性、保持受精卵的完整性
【分析】染色体组:细胞中的一组完整非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但又互相协助,携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息;
二倍体是指由受精卵发育而来,且体细胞中含有两个染色体组的生物个体;
四倍体是指由受精卵发育而来,且体细胞中含有四个染色体组的生物个体。
【详解】(1)红卿和湘江野鲤杂交产生的F1为2n=100,即为二倍体,但在F2中出现了四倍体卿鲤,四倍体卿鲤体细胞中含有4个染色体组,由F1产生的雌雄配子结合得到,故其原因可能是F1的雌雄个体均产生了含2个染色体组的配子;四倍体卿鲤体细胞含有4个染色体组,200条染色体,同源染色体在减数第一次分裂前期,两两配对形成四分体,一个四分体包括两条染色体,故四倍体卿鲤的一个卵原细胞在减数分裂形成卵细胞的过程中,同源染色体联会配对后会形成100个四分体。
(2)湘云鲤为三倍体,体细胞中含有3个染色体组,150条染色体,其中四倍体鲫鲤提供2个染色体组,共100条染色体,这100条染色体中有50条来自红鲫;湘云鲤为三倍体,不能产生正常的配子,不可育,因此不会对其他鱼类中质资源产生干扰作用。
(3)人工诱导动物多倍体意味着能使细胞中的染色体数目加倍,热休克法是用略低于致死温度的高温短时处理正在进行分裂的细胞,推测这种方法的原理是抑制纺锤体的形成,从而使染色体不能移向细胞的两极,最终导致染色体数目加倍;结合题干“热休克法是用略低于致死温度的高温短时处理正在进行分裂的细胞”可知若用这种方法处理受精卵细胞抑制其第一次分裂,在操作时需要注意的是保持受精卵的活性、保持受精卵的完整性,使得细胞能进行后续的生命活动。
(二)选考题:共15分。
37.[生物——选修1:生物技术实践](15分)
广西多地盛产辣椒。辣椒油是传统调味佳品,制作方法相当考究。传统的辣椒油在制作时需将辣椒绞碎,再与食用油混合炒制,但辣椒中的辣椒素类物质(辣椒油中引起辛辣感和灼烧感的物质统称为辣椒素类物质,主要成分是辣椒素和二氢辣椒素)的提取效率较低。若在炒制前使用果胶酶处理绞碎的辣椒,则可明显提高提取效率。请回答问题:
(1)辣椒素类物质难溶于水,而易溶于有机溶剂,推测可用__________法提取。
(2)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、__________和__________等。它能分解果胶,破坏辣椒细胞的___________,从而促进辣椒素类物质的释放。
(3)某研究小组为探究果胶酶处理辣椒的最适pH,进行了相关实验,结果如图所示。有同学认为,图中若pH继续降低,曲线会与x轴相交。你认为这种说法______(填“正确”或“错误”),理由是______________________。
(4)辣椒素与二氢辣椒素的分子式分别为C18H27NO3、C18H29NO3,结合所学知识推测,凝胶色谱法_________(填“适用于”或“不适用于”)分离辣椒素与二氢辣椒素,理由是______________________________。
【答案】(1)萃取
(2) 果胶分解酶 果胶酯酶 细胞壁及胞间层
(3) 错误 随pH继续降低,果胶酶会失活而不能发挥作用,但在没有果胶酶的作用下,绞碎的辣椒细胞破壁也会释放辣椒素
(4) 不适用于 辣椒素与二氢辣椒素的相对分子质量差别不大
【分析】1、萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。
2、凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法,所用的凝胶实际上是一些微小的多孔球体,在小球体内部有许多贯穿的通道,当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快,相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。
【详解】(1)分析题意可知,辣椒素类物质难溶于水,而易溶于有机溶剂,适合用萃取法提取。
(2)果胶酶是水解果胶的一类酶的统称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等;植物细胞壁及胞间层都含有果胶,果胶酶能分解果胶,破坏辣椒细胞的细胞壁及胞间层,从而促进辣椒素类物质的释放。
(3)结合图示可知,随pH继续降低,果胶酶会失活而不能发挥作用,但在没有果胶酶的作用下,绞碎的辣椒细胞破壁也会释放辣椒素,因此不会与x轴相交(产量为0),故该同学的说法错误。
(4)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法,由于辣椒素(C18H27NO3)与二氢辣椒素(C18H29NO3)的相对分子质量差别不大,因此不适宜用凝胶色谱法进行分离。
38.[生物——选修3:现代生物科技专题](15分)
糖尿病分为Ⅰ型(主要是由于胰岛B细胞被破坏使胰岛素分泌绝对缺乏而引起)和Ⅱ型(主要是组织细胞对胰岛素不敏感所致)。胰岛素对治疗糖尿病有积极的作用,为了批量生产人工胰岛素,可以采用转基因技术将人胰岛素基因转移到微生物细胞中,随后该胰岛素基因指导微生物细胞产生人胰岛素,可提取并收集胰岛素,用于治疗糖尿病病人。图甲、图乙中箭头表示相关限制酶对质粒和供体DNA的切割位点,请回答下列问题:
(1)利用基因工程批量生产人工胰岛素得以实现的遗传学物质基础是:__________(写出两点)。
(2)基因工程的核心是__________,该项技术操作时不能使用SmaI的原因是__________。为提高成功率,最好用BamHI和HindⅢ两种限制酶处理质粒和目的基因的原因是__________。
(3)将人的胰岛素基因导入微生物细胞最常用的方法是__________ 。受体细胞最好选择酵母菌等真核生物而不用大肠杆菌,因为微生物生产的胰岛素能治疗___________型糖尿病。
【答案】(1)不同生物DNA分子的基本结构相似,所有生物共用一套密码子
(2) 基因表达载体的构建 SmaI会切割切割抗生素抗性基因(标记基因)和目的基因(人胰岛素基因) 可以防止自身环化和反向连接
(3) 感受态细胞法(钙离子处理法) I/1
【分析】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。(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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)利用基因工程批量生产人工胰岛素从分子水平上看,基因工程得以实现的遗传学物质基础是:不同生物DNA分子的基本结构相似,所有生物共用一套密码子。
(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建,也是基因工程的第二步;据图可知,SmaI会切割抗生素抗性基因和目的基因(人胰岛素基因),故该项技术操作时不能使用SmaI;使用BamHI和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和外源DNA,其优点在于可以防止自身环化和反向连接。
(3)将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法(钙离子处理法);酵母菌等真核生物含有内质网和高尔基体等细胞器,能够加工蛋白质,能生产有活性的胰岛素,而I型糖尿病是由于胰岛素分泌不足引起的,故酵母菌生产的胰岛素可用于治疗I型糖尿病。