所属成套资源:【高考三轮冲刺】2023年高考生物考前20天冲刺必刷卷(河北专用)(原卷版+解析版)
必刷卷02——【高考三轮冲刺】2023年高考生物考前20天冲刺必刷卷(河北卷)(原卷版+解析版)
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绝密★启用前
2023年高考生物考前信息必刷卷02
河北专用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
河北地区考试题型为13(单选题)+5(多选题)+非选择题(5),是新教材的第一一届,一共有5本书,不在设置选做题每个大题都是必做。其中试题中涉及的知识点大多是教材的主干知识。
近两年的高考生物命题方向灵活,根据新课改的要求,侧重考查考生分析问题,解决问题能力的考题,。高考命题,必然注重对考生主干知识的考查而且对其侧翼的知识链接也比较强,对考生要求也比较高,要求学生有良好的阅读能力、较高的文字组织能力、信息获取及分析能力,因此也使得试卷对不同能力的考生有一定的区分度。
2022年河北地区的高考题,涉及的知识点大多是教材的主干知识。预测2023年河北地区的新高考,依然会如此。考生的失分主要原因依然是对基本概念和原理理解不深或“懂了”但不能正确地表达。
需要引起重视的是,以生物知识为背景的新情境问题和一些热点科学问题也将在考题中有所呈现,这类题将生物知识、思维方式与生活情境融为一体,能有效考查学生在新情境下对知识的理解及迁移到不同情境的能力,考查学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
第I卷
一、单项选择题:本卷共13题,每题2分,共26分。在每题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、肌醇是人体细胞生存所必需的一种糖类,正常细胞可以在有关酶的作用下自行合成,而急性骨髓性白血病(AML)的肿瘤细胞则必须依赖肌醇转运蛋白( SLC5A3)从内环境中获取。下列相关分析合理的是( )
A 人体骨髓造血干细胞可通过无丝分裂不断产生红细胞
B. AML的肿瘤细胞无法合成肌醇的原因是不含有相关基因
C. 合成肌醇需要细胞中核糖体、内质网、高尔基体的直接参与
D. 阻断SLC5A3功能可使AML细胞死亡而不会伤害正常细胞
【答案】D
【解析】
【分析】分析题意,人体细胞生存需要有“肌醇”这种糖类,正常细胞由于有相关酶可自行合成,AML的肿瘤细胞不能自行合成,必须依赖肌醇转运蛋白( SLC5A3)从内环境中获取。
【详解】A、人体骨髓造血干细胞可通过有丝分裂不断产生红细胞,A错误;
B、根据题干信息,肌醇“正常细胞可以在有关酶的作用下自行合成”,故AML的肿瘤细胞无法合成肌醇的原因是没有相关的酶,B错误;
C、分泌蛋白需要细胞中核糖体、内质网、高尔基体的直接参与,但肌醇是糖类,合成途径与分泌蛋白不同,C错误;
D、由于肌醇是人体细胞生成所必须的糖类,而AML的肿瘤细胞必须依赖肌醇转运蛋白( SLC5A3)从内环境中获取,故阻断SLC5A3功能可使AML细胞由于缺少肌醇而死亡,而正常细胞仍然能正常自行合成肌醇,不受伤害,D正确。
故选D。
2、脂质体是由脂质双分子层构成的闭合球形囊泡,其在生物学和医学上有多种用途。新冠病毒的S蛋白是主要的抗原蛋白。科研人员将新冠病毒S蛋白的mRNA包裹在阳离子脂质体内并递送到人体细胞中,以诱导机体产生免疫反应。下图为该过程的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 脂质体包裹着mRNA能避免mRNA被相关的酶水解
B. S蛋白的mRNA可直接作为抗原刺激机体发生免疫反应
C. 脂质体表面带阳离子有利于被带负电荷的细胞膜吸引
D. S蛋白的mRNA需要经过翻译后才能发挥作用
【答案】B
【解析】
【分析】流动镶嵌模型的基本内容:生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。
【详解】A、结合图示可知,脂质体包裹着mRNA能实现与膜的融合,同时也能避免mRNA被相关的酶水解,A正确;
B、S蛋白的mRNA进入人体细胞中在核糖体上翻译出相应的S蛋白后才能作为抗原刺激机体发生免疫反应,B错误;
C、结合图示可知, 脂质体表面带阳离子有利于被带负电荷的细胞膜吸引,从而顺利实现融合,进入细胞中,C正确;
D、RNA不能作为抗原, S蛋白的mRNA只有经过翻译产生S蛋白后才能发挥免疫反应,D正确故选B。
3、酶是一类生物催化剂,下列有关酶的说法错误的是( )
A. 解旋酶或RNA聚合酶可以使DNA双链解开
B. 利用过氧化氢和过氧化氢酶,探究温度对酶活性的影响
C. 对于一个细胞来说,酶的种类和数量会发生变化
D. 同一个体不同类型的细胞所含酶的种类不完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性、作用条件温和。
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能,在化学反应前后,酶的数量和本质不变。
【详解】A、DNA复制时解旋酶可将DNA双链解开,而基因转录时RNA聚合酶可将DNA双链解开,A正确;
B、过氧化氢的分解受温度的影响,因此不能用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响,B错误;
C、对于一个细胞来说,酶的种类和数量会发生变化,如细胞分化后,酶的种类和数量都会发生改变,C正确;
D、由于细胞分化,同一个体的不同组织的细胞内的生化反应也不完全相同,其所含酶的种类和数量也不完全相同,D正确。
故选B
4、关于细胞生命历程的说法正确的是( )
A. 细胞衰老过程中不存在基因的选择性表达
B. 细胞的分化、衰老和凋亡过程中不需要基因突变,而细胞癌变则需要
C. 衰老的细胞其体积和细胞核的体积都变小,细胞核合成的mRNA减少
D. 端粒学说认为细胞衰老是端粒外侧的正常基因的DNA序列受损引起
【答案】B
【解析】
【分析】1、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。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
【详解】A、细胞衰老也是受基因控制的过程,衰老过程中存在基因的选择性表达,A错误;
B、细胞的分化、衰老和凋亡过程都是正常的生命过程,不需要基因突变,而细胞癌变则需要原癌基因和抑癌基因等相关基因的突变,B正确;
C、衰老的细胞的体积变小,细胞核的体积变大,C错误;
D、端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常,D错误。
故选B。
5、下图为玉米(2n=20)的花粉母细胞减数分裂过程中的显微图片,下列叙述正确的是( )
A. 图中减数分裂的顺序为d→c→a→b
B. 图a所示细胞中含有同源染色体
C. 图d所示细胞处于减数第一次分裂后期
D. 图c所示细胞中正在进行同源染色体分离
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:a细胞处于减数第二次分裂中期(能观察到两个细胞,且染色体排列在赤道板上);b细胞处于减数第二次分裂末期(能观察到4个细胞);c细胞处于减数第一次分裂后期(同源染色体分离);d细胞处于减数第二次分裂后期(观察到2个细胞,染色单体分离形成染色体,分别在细胞的两极)。
【详解】A、结合分析可知,图中减数分裂的顺序依次是c(减数第一次分裂后期)→a(减数第二次分裂中期)→d(减数第二次分裂后期)→b(减数第二次分裂末期),A错误;
B、图a是减数第二次分裂中期,细胞中没有同源染色体,B错误;
C、d细胞能观察到2个细胞,且染色单体分离形成染色体,分别在细胞的两极,处于减数第二次分裂后期,C错误;
D、图c所示细胞中正在进行同源染色体分离,细胞处于减数第一次分裂后期,D正确。
故选D。
6、已知水稻雄蕊的育性受到细胞核基因(R/r)和细胞质基因(S/N)的控制,其中R和N为可育基因,r和S为不育基因,只要存在可育基因,就表现为可育,只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育,受精卵中的细胞质来源于母本。下列有关分析错误的是( )
A. 雄性不育的基因型有1种,雄性可育植株的基因型有5种
B. S(rr)与某品种水稻杂交后代全为雄性不育品种,该品种基因型为N(rr)或S(rr)
C. S(rr)与N(RR)个体杂交,F1自交后代会出现3:1的性状分离现象
D. 在众多的野生型水稻中发现雄性不育株,说明水稻品种具有遗传多样性
【答案】B
【解析】
【分析】由题意分析可知,雄性不育的基因型有S(rr)1种,雄性可育植株的基因型有S(RR)、S(Rr)、N(RR)、N(Rr)和N(rr)5种,S(rr)为雄性不育,只能作为母本,父本必须为雄性可育个体,所以S(rr)与某品种水稻杂交后代全为雄性不育品种,该品种水稻的基因型为N(rr),S(rr)与N(RR)个体杂交,F1基因型为S(Rr),F1自交后代会出现3:1的性状分离现象,在众多的野生型水稻中发现雄性不育株,说明水稻品种具有遗传多样性。
【详解】A、雄性不育的基因型有S(rr)1种,雄性可育植株的基因型有S(RR)、S(Rr)、N(RR)、N(Rr)和N(rr)5种,A正确;
B、S(rr)为雄性不育,只能作为母本,父本必须为雄性可育个体,所以S(rr)与某品种水稻杂交后代全为雄性不育品种,该品种水稻的基因型为N(rr),而不能是S(rr),B错误;
C、S(rr)与N(RR)个体杂交,F1基因型为S(Rr),F1自交后代会出现3:1的性状分离现象,C正确;
D、在众多野生型水稻中发现雄性不育株,说明水稻品种具有遗传多样性,D正确。
故选B。
7、选择是生物进化的重要动力,选择可分为自然选择和人工选择。下列有关叙述,错误的是( )
A. 选择直接作用于生物个体的表现型
B. 新物种形成过程中,自然选择可加速生殖隔离的产生
C. 通过人工选择所获得的新性状不一定能适应自然环境
D. 自然选择能使生物发生定向变异从而使生物定向进化
【答案】D
【解析】
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、自然选择直接作用于生物个体的表现型,最终使种群基因频率发生改变,A正确;
B、自然选择就是自然环境选择能适应环境的生物的过程,这样就使种群的基因频率发生定向改变,最终可能导致新物种的形成,故可以加快生殖隔离的产生,B正确;
C、人工选择所选择出的选择符合人类需要的性状,但人工选择所获得的性状不一定能适应自然环境,C正确;
D、变异是不定向的,自然选择是定向的,D错误。
故选D。
8、下列与高中生物学实验相关的叙述中,不正确的是( )
A. 探究温度对酶活性影响的实验,可选用新鲜的肝脏研磨液
B. 鉴定DNA时,将溶解的粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴
C. 可以采用构建物理模型的方法研究DNA分子的结构特点
D. 观察质壁分离时,用一定浓度的蔗糖溶液处理黑藻的叶片
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查高中生物课本上的有些基础实验,包括探究温度对酶活性的影响实验、DNA的粗提取与鉴定实验、构建DNA的双螺旋结构模型、观察者网细胞的质壁分离和复原实验,回忆和梳理这些实验的原理、过程、结果与结论等,据此分析答题。
【详解】A、新鲜的肝脏研磨液含有过氧化氢酶,可以催化过氧化氢分解,而温度既会影响过氧化氢酶的活性,也会影响过氧化氢的分解,因此探究温度对酶活性的影响时,不能选用新鲜的肝脏研磨液,A错误;
B、DNA与二苯胺混合,水浴加热后产生蓝色,B正确;
C、用构建物理模型的方法研究DNA分子结构,C正确;
D、观察质壁分离时,用一定浓度的蔗糖溶液处理黑藻的叶片,由于蔗糖溶液的浓度高于细胞液浓度,细胞失水而发生质壁分离,D正确。
故选A。
9、人工合成的异戊烯腺嘌呤是一种植物细胞分裂素类生长调节剂,能促进粮食、果树、蔬菜等作物叶绿素增加,增强光合作用,提高产量,还能改善品质,增加瓜果含糖量,提高作物抗病性。下列相关叙述错误的是( )
A. 异戊烯腺嘌呤的主要功能是促进细胞分裂和芽的分化
B. 异戊烯腺嘌呤可用于绿叶蔬菜的保鲜,延长储藏时间
C. 西瓜开花期用异戊烯腺嘌呤均匀喷施,可以提高果实的含糖量
D. 异戊烯腺嘌呤处理二倍体甘薯,可得到四倍体甘薯
【答案】D
【解析】
【分析】由受精卵发育来的、体细胞中含有四个染色体组的生物个体,叫做四倍体。细胞分裂素是从玉米或其他植物中分离或人工合成的植物激素。一般在植物根部产生,是一类促进胞质分裂的物质,促进多种组织的分化和生长。与植物生长素有协同作用。是调节植物细胞生长和发育的植物激素。
【详解】A、异戊烯腺嘌呤的主要功能是促进细胞分裂和芽的分化,A正确;
B、细胞分裂素可用于绿叶蔬菜的保鲜,延长储藏时间,异戊烯腺嘌呤是一种植物细胞分裂素类植物生长调节剂,B正确;
C、西瓜开花期用异戊烯腺嘌呤均匀喷施,可以提高果实的含糖量,C正确;
D、秋水仙素抑制纺锤体的形成,处理二倍体甘薯可得到四倍体甘薯,D错误。
故选D。
10、甲状腺癌患者切除甲状腺后,若长时间不服用甲状腺激素类药物,代谢会失调。下列关于患者相关的叙述正确的是( )
A. 促甲状腺激素含量降低 B. 促甲状腺激素释放激素含量降低
C. 患者代谢水平逐渐下降 D. 通过负反馈调节实现甲状腺激素稳定
【答案】C
【解析】
【分析】甲状腺激素调节过程:下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,促使垂体分泌促甲状腺激素;促甲状腺激素随血液运输到甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌;血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素分泌减少。甲状腺激素的调节过程:下丘脑→促甲状腺激素释放激素→垂体→促甲状腺激素→甲状腺→甲状腺激素,同时甲状腺激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。
【详解】AB、切除甲状腺后,导致甲状腺激素不能合成并分泌,甲状腺激素减少,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和垂体分泌的促甲状腺激素增加,AB错误;
C、甲状腺激素具有促进新陈代谢的作用,该患者不能合成并分泌甲状腺激素,因此患者代谢水平逐渐下降,C正确;
D、甲状腺被切除后,不能合成并分泌甲状腺激素,通过负反馈调节不能实现甲状腺激素稳定,D错误。
故选C。
11、新型冠状病毒的检测方法目前主要有核酸检测法和抗体检测法。下列说法错误的是( )
A. 抗体检测法利用了抗原与抗体特异性结合的原理
B. 感染早期,会出现能检测出核酸而检测不出抗体的情况
C. 患者康复后,会出现能检测出抗体而检测不出核酸的情况
D. 无症状感染者核酸检测和抗体检测均为阳性,但无临床症状,不存在传播风险
【答案】D
【解析】
【分析】体液免疫过程为:(1)感应阶段:除少数抗原可以直接刺激B细胞外,大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理,并暴露出其抗原决定簇;吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,再由T细胞产生淋巴因子作用于B细胞;(2)反应阶段:B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞;(3)效应阶段:浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合,发挥免疫效应。核酸检测法:利用碱基互补配对的原则进行。
【详解】A、抗体只能与特定抗原结合,所以抗体检测法就利用了抗原与抗体特异性结合的原理,A正确;
B、体液免疫需要经过一段时间才会产生抗体,所以感染早期会出现能检测出病毒的核酸而检测不出抗体的情况,B正确;
C、机体通过产生较多的抗体从而将新冠病毒彻底消灭,故患者康复后,会出现能检测出抗体而检测不出病毒的核酸的情况,C正确;
D、无症状感染者由于其体内存在对抗新冠病毒的抗体而没有症状,但是其核酸检测呈阳性,说明其携带新冠病毒,因此存在传播风险,D错误。
故选D。
12、研究者调查了川西北不同退化程度下高寒草地中部分生物组成情况及土壤有机碳含量,相关数据如下表。下列叙述错误的是( )
项目
环境变量
未退化
轻度退化
中度退化
植物
植物种类数
14
13
14
小型土壤
节肢动物组成
螨类
70.89%
46.51%
30.75%
跳虫
10.13%
49.10%
59.09%
昆虫
18.98%
4.39%
10.16%
土壤理化性质
有机碳(g·kg-1)
75.39%
59.95%
69.20%
A. 草地植物和土壤中的小型节肢动物共同组成群落
B. 可用螨类数量评估不同区域高寒草地的退化程度
C. 植物种类多样性降低对不同土壤动物影响不同
D. 土壤有机碳被微生物分解后为植物提供营养物质
【答案】A
【解析】
【分析】1、调查种群密度常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。此外,统计土壤小动物类群丰富度的方法通常有两种:记名计算法和目测估计法。
2、群落的演替类型:初生演替和次生演替。初生演替:指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生演替,如:沙丘、火山岩、冰川泥.次生演替:在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如发芽地下茎)的地方发生的演替。如:火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田。
【详解】A、草地和土壤中的所有生物共同组成群落,A错误;
B、据表格数据分析可知,退化程度越高螨类所占的比例越少,所有可用螨类数量评估不同区域高寒草地的退化程度,B正确;
C、植物种类多样性降低时螨类和昆虫比例减少,但是跳虫比例上升,所以植物种类多样性降低对不同土壤动物的影响不同,C正确;
D、土壤有机碳被微生物分解后释放二氧化碳,可为植物光合作用提供原料,D正确。
故选A。
13、下列有关果酒、果醋和腐乳、泡菜制作的叙述,正确的是( )
A. 参与果酒发酵和果醋发酵微生物都含有线粒体
B. 制作腐乳主要是利用毛霉等微生物进行发酵
C. 果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制作果醋
D. 制作泡菜时乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸和CO2
【答案】B
【解析】
【分析】果酒制作菌种是酵母菌,代谢类型是兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,条件是18~25℃、前期需氧,后期不需氧;
果醋制作的菌种是醋酸菌,代谢类型是需氧型细菌,属于原核细胞,条件是30~35℃、一直需氧;
腐乳制作的菌种主要是毛霉,代谢类型是需氧型真菌,属于真核细胞,条件是15~18℃,一定湿度;
参与泡菜泡制的微生物是乳酸菌,其代谢类型是异养厌氧型。
【详解】A、参与果酒、果醋制作的微生物分别是酵母菌、醋酸菌,其中醋酸菌是原核生物不含线粒体,A错误;
B、制作腐乳主要是利用毛霉等微生物进行发酵,利用其产生的脂肪酶和蛋白酶分解豆腐中的脂肪和蛋白质,B正确;
C、酒制成后除需转移到温度较高环境外,还需醋酸菌且需在有氧环境中才可制作果醋,C错误;
D、乳酸发酵时不产生CO2,D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中。有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14、糖酵解时产生大量还原型高能化合物NADH,在有氧条件下,电子由电子载体所组成的电子传递链传递,最终被O2氧化。下图为细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。下列说法正确的是( )
A. H+由线粒体基质进入线粒体膜间腔时需要蛋白的协助
B. 有氧呼吸过程中在线粒体的内膜上产生H2O和ATP
C. 线粒体内膜两侧H+梯度的形成与电子传递过程无关
D. NADH中的能量通过H+的电化学势能转移到ATP中
【答案】ABD
【解析】
【分析】细胞的需氧呼吸是指需氧代谢类型的细胞在有氧条件下,将细胞内的有机物氧化分解产生CO2和H2O,并将葡萄糖中的化学能转化为其他形式的能量的过程,需氧呼吸有三个阶段:第一阶段称作糖酵解,是葡萄糖生成丙酮酸的过程;第二阶段称作三羧酸循环(柠檬酸循环),丙酮酸经过一系列的氧化反应,最终生成CO2和NADH;第三阶段为电子传递链过程,前两个阶段产生的NADH最终与O2反应生成水,并产生大量能量的过程。
【详解】A、分析题图可知,H+由线粒体基质进入线粒体膜间腔时需要蛋白的协助,A正确;
B、有氧呼吸过程中,第三阶段在线粒体的内膜上进行,前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水,并产生大量能量形成大量ATP,B正确;
C、分析题图可知,还原型辅酶NADH中的H+和电子被电子传递体所接受,结果使得线粒体内膜外侧H+浓度升高,线粒体内膜两侧形成H+梯度,C错误;
D、分析题图,NADH中的H+和电子被电子传递体所接受,使得线粒体内膜外侧H+浓度升高,在线粒体内膜两侧形成一个质子跨膜梯度,NADH中的能量变为H+的电化学势能,再通过H+向膜内跨膜运输变为ATP中的能量,D正确。
故选ABD。
15、苯丙酮尿症是一种常见的氨基酸代谢障碍病,绝大多数患者病因是苯丙氨酸羟化酶(PAH)基因突变导致苯丙氨酸羟化酶缺乏。已知人群中染色体上PAH基因两侧限制性核酸内切酶MspI酶切位点的分布存在两种形式(图1)。图2是某患者的家族系谱图,其中部分成员I1、I2、Ⅱ1和Ⅱ2的DNA经限制性内切酶MspI酶切后进行电泳分离,并利用荧光标记的PAH基因片段与酶切片段杂交,得到DNA条带分布情况如图3,在电泳过程中,分子量较小的条带会因电泳速度过快导致难以观察。下列分析错误的是( )
A. 图2中Ⅱ1与Ⅱ4基因型相同的概率为4/9
B. I2个体19kb的DNA条带中一定含有正常PAH基因
C. Ⅱ3个体一定为PAH基因纯合体,可能有1个探针杂交条带
D. 若Ⅱ4电泳只有19kb的DNA条带,则为PAH基因杂合体的概率为1/2
【答案】ABD
【解析】
【分析】题意分析,苯丙酮尿症是一种常见的氨基酸代谢障碍病,绝大多数患者病因是苯丙氨酸羟化酶(PAH)基因突变导致苯丙氨酸羟化酶缺乏,说明基因是通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物性状的。图2中正常的双亲生出了有病的女儿,说明苯丙酮尿症为常染色体隐性遗传病,父母都是该致病基因的携带者(杂合子),Ⅱ-3个体是隐性纯合子。图3中双亲都是一个条带含有正常PAH基因,另一个条带含有不正常的PAH基因,又因为Ⅱ-2只有23kb一种电泳条带,且正常,说明双亲至少有一个人为23kb含有正常PAH基因,19kb含有不正常的PAH基因。
【详解】A、根据图2可知,此病为常染色体上的隐性遗传病,Ⅱ-1与Ⅱ-4基因型均为AA(1/3)和Aa(2/3),故二者基因型相同的概率为2/3×2/3+1/3×1/3=5/9,A错误;
B、已知人群中染色体上PAH基因两侧限制性核酸内切酶MspI酶切位点的分布存在两种形式,含有两个限制酶切点的可以切割得到23kb的片段,而含有3个限制酶切点的可以切割形成19kb的片段,I-2个体是致病基因的携带者,其两个电泳条带中有一条含有正常PAH基因,还有一条不含正常PAH基因,Ⅱ-2表现正常,电泳结果中只含有23kb一种电泳条带,但不能确定其父母传给他的23kb的条带是正常PAH基因还是不正常PAH基因,只能确定Ⅱ-2至少含有一个正常PAH基因,可能来自其父亲或母亲,若正常PAH基因来自其父亲,则父亲的23kb表示正常PAH基因,19kb表示异常PAH基因,若正常PAH基因来自其母亲,则母亲的23kb表示正常PAH基因,而父亲的19kb可能是正常PAH基因或异常PAH基因,因此I-2的19kb的DNA条带中不一定含有正常PAH基因,B错误;
C、Ⅱ-3个体是患者,一定为PAH基因纯合体(隐性纯合子),可能含有两个相同的PAH基因,也可能含有两个不同的PAH基因,因此可能含有1种或2种电泳条带,可能有1个或2个探针杂交条带,C正确;
D、根据分析可知,双亲至少有一个人为23kb含有正常PAH基因,19kb含有不正常的PAH基因。若Ⅱ-4电泳只有19kb的DNA条带,且表现正常,则说明另一个亲本的23kb含有不正常PAH基因,19kb含有正常PAH基因,因此Ⅱ-4的两个19kb一个来自父亲,一个来母亲,一个表示正常PAH基因,一个表示不正常PAH基因,故Ⅱ-4一定为PAH基因杂合体,D错误。
故选ABD。
【点睛】本题的难点在于不能将23kb和19kb理解为一个显性基因,一个隐性基因,显性基因和隐性基因均有可能存在图示两种PAH基因的限制酶切点,可以将其中一种理解为正常PAH基因,则另一种可描述为不正常的PAH基因
16、下图是红细胞在血浆pH稳定中发挥重要作用的图解,下列叙述错误的是( )
A.组织细胞中CO2从产生场所扩散进入血浆至少穿过5层膜
B.CO2生成H2CO3是在血浆中完成的,碳酸酐酶可以催化碳酸的分解
C.图中组织液中CO2的最终去路主要是形成HCO3-
D.内环境稳态的维持包括pH等理化性质及成分的恒定不变
【答案】BD
【分析】1、内环境是指体内细胞生存的液体环境,主要包括组织液、血浆和淋巴等细胞外液。
2、关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点:
(1)实质:体内渗透压、温度、pH等理化特性呈现动态平衡的过程;
(2)定义:在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态;
(3)调节机制:神经-体液-免疫调节网络;
(4)层面:水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节。
【详解】A、组织细胞中CO2从产生场所扩散进入血浆至少穿过5层膜,分别是线粒体膜2层、组织细胞细胞膜1层、血管壁细胞细胞膜2层,A正确;
B、据图可知,CO2生成H2CO3是在血浆和红细胞中完成的,碳酸酐酶可以催化碳酸的合成,B错误;
C、图示组织液中CO2的最终去路主要是形成HCO3-,占到88%,C正确;
D、内环境稳态的维持包括pH等理化性质及成分的相对稳定,D错误。
故选BD。
17、传统医药实验常以小鼠为研究对象,但因其与人类遗传背景相差较远,而存在诸多弊端。2018年中国科研团队利用一只流产的雌性猕猴胚胎的成纤维细胞经克隆得到一对克隆猴“姐妹花”,它们的诞生具有重大意义。以下相关叙述正确的是( )
A.以小鼠为模型选出的候选药物用于人类患者时,可能无效或有严重的副作用
B.克隆这对猕猴时利用的胚胎细胞核移植技术比体细胞核移植技术更容易成功
C.克隆猴“姐妹花”的培育过程运用了核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
D.通过克隆技术可以短时间内培养大量基因相同的后代,甚至可以改变他们的基因以满足科研需求
【答案】ABC
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、小鼠与人类遗传背景相差较远,以小鼠为型选出的候选药物用于人类患者时,可能无效或有严重的副作用,A正确;
B、克隆这对猕猴时利用的是成纤维细胞,属于体细胞,体细胞核移植技术比胚胎细胞核移植技术更难成功,B正确;
C、动物克隆过程会应用核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术,克隆技术属于无性生殖,C正确;
D、克隆属于无性繁殖,细胞繁殖方式是有丝分裂,先复制后平分,可以短时间内培养大量基因相同的后代,不可以改变他们的基因,D错误。
故选ABC。
18、张家口市怀来县荣获第六批“国家生态文明建设示范区”荣誉称号,该奖项是目前中国生态文明建设领域的最高荣誉。其中湿地生态恢复工程“官厅水库国家湿地公园”先后修复湿地面积5.3万亩,野生植物增加至318种,野生鸟类增加到192种。下列说法错误的是( )
A.该湿地生态系统具有一定的自我调节能力
B.官厅水库吸引了全国各地的游客,体现了生物多样性的间接价值
C.在湿地生态恢复工程中,建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰
D.尽量使用本地物种以减少外来物种入侵遵循了生态工程的自生原理
【答案】BD
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、生态系统具有一定的自我调节能力,故具有一定的稳定性,A正确;
B、间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能),官厅水库吸引了全国各地的游客,体现了生物多样性的直接价值,B错误;
C、在湿地生态恢复工程中,建立缓冲带,尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能,C正确;
D、尽量使用本地物种以减少外来物种入侵遵循了生态工程的协调原理(处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量),D错误。
故选BD。
第II卷
三、非选择题:共 5 题, 共 59分。
19、光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常的情况下发生的一个生理过程,该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成(如图所示),是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中会消耗O2并且生成CO2。光呼吸损耗的能量大约是光合作用储备能量的30%。回答下列问题:
(1)“Rubisco”可能是一种双功能酶,结合上图加以说明___________。若植物光合作用过程中的光呼吸强度大于光合作用强度.推测此时的O2/CO2值__(填“高”或“低”)。
(2)据图可知,光合作用与光呼吸都利用了______为原料,光呼吸发生的场所是__________。
(3)光呼吸与有氧呼吸都冠以“呼吸”二字,二者的“共同”之处表现在________________。
(4)利用塑料大棚种植瓜果蔬菜时,从增产的角度考虑,可以采取的措施有_______________________(答出两点)。
【答案】(1) ①. 该酶既能催化物质C5和CO2反应,也能催化物质C5和O2反应 ②. 高
(2) ①. C5(或五碳化合物) ②. 叶绿体基质和线粒体
(3)光呼吸过程与有氧呼吸过程都消耗O2并生成CO2
(4)提高塑料大棚内C02的浓度;适当提高光照强度;夜间降低温度,减少细胞呼吸消耗;降低光呼吸过程
【解析】
【分析】图中由五碳化合物和二氧化碳生成三碳化合物最终的糖类的过程,即光合作用的暗反应阶段;由图可知,光呼吸的第一阶段也参与了光合作用暗反应阶段中间产物的生成。
【小问1详解】
据图可知,“Rubisco'既催化物质C5和CO2生成C3的反应过程,也能催化物质C5和O2反应生成C3和二磷酸乙醇酸的过程;据题意可知,光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常的情况下发生的一个生理过程,光呼吸可以消耗光反应阶段产生的氧气,故若植物光合作用过程中的光呼吸强度大于光合作用强度,推测此时的O2/CO2值高。
【小问2详解】
据图可知,光合作用与光呼吸都利用了C5作为反应底物(原料);据图可知,光呼吸过程中C5与O2反应生成了C3,在叶绿体基质进行,同时光呼吸会生成二氧化碳,在线粒体中进行,即光呼吸发生的场所是叶绿体基质和线粒体。
【小问3详解】
光呼吸过程与有氧呼吸过程共同点是都需要参与反应,并最终生成CO2。
【小问4详解】
由于“光呼吸损耗的能量大约是光合作用储备能量的30%”,故提高产量可从两方面着手,一是增强过合作用,二是降低呼吸作用:措施有提高塑料大棚内CO2的浓度;适当提高光照强度;夜间降低温度,减少细胞呼吸消耗;降低光呼吸过程等。
【点睛】本题考査光合作用和呼吸作用,结合题干和图示理解题干的概念是解答本题的关键。所给材料与课本内容有所区别,对学生获取信息的能力要求较高。
20、鹌鹑的性别决定方式为ZW型,其体色有野生型、乳酪色和棕色,受一组复等位基因控制,其中B1控制野生型,B2控制乳酪色,B3控制棕色。研究人员进行了相关杂交实验,实验结果如下表所示。回答下列问题:
组别
杂交亲本组合
F1表现型及比例
雌性
雄性
野生型
乳酪色
棕色
野生型
乳酪色
棕色
①
♀野生型×♂乳酪色
—
50%
—
50%
—
—
②
♀野生型×♂棕色
—
25%
25%
50%
—
—
③
♀棕色×♂棕色
—
25%
25%
—
—
50%
④
?
25%
?
?
25%
?
(1)单独根据第________组的杂交组合,可判断出三个复等位基因之间的显隐性关系为________,且可判断出B1、B2和B3基因位于________(填“常”或“Z”)染色体上。
(2)第④组杂交亲本的基因型组合为________________。
(3)让第②组F1的雌雄鹤鹑随机交配,后代中B1基因的频率为________(用分数表示),雄性鹌鹑体色的表现型及比例为________。
(4)某野生型鹤鹑群体中偶然出现了一只棕黄色雄性鹌鹑,研究发现,出现该棕黄色鹌鹑的原因是Z染色体上的某对基因发生了隐性突变。实验小组为了判断该隐性突变基因是否是B1、B2、B3的等位基因,让该棕黄色雄性鹌鹑和棕色雌性鹌鹑交配,再统计F1中________(填“雌性”或“雄性”)鹌鹑的表现型及比例,请写出杂交实验的结果以及对应的实验结论:________________。
【答案】(1) ①. ② ②. B1>B3>B2 ③. Z
(2)ZB1ZB2×ZB2W
(3) ①. 1/3 ②. 野生型:乳酪色:棕色=4:1:3
(4) ①. 雄性 ②. 若子代全部表现为野生型,则该隐性突变基因不是B1、B2、B3的等位基因;若子代表现为棕色或棕黄色,则该隐性突变基因是B1、B2、B3的等位基因
【解析】
【分析】分析题表信息:鹌鹑的性别决定方式为ZW型,雄性为ZZ,雌性为ZW;已知B1控制野生型,B2控制乳酪色,B3控制棕色,组别②中,亲本为♀野生型×♂棕色→子代乳酪色♀:棕色♀:野生型♂=1:1:2,则子代中雌性的乳酪色B2和棕色B3来自亲代父本,则父本基因型为ZB2ZB3,母本为野生型,基因型为ZB1W,据此分析作答。
【小问1详解】
结合分析可知,单独根据第②组ZB1W(野生型)×ZB2ZB3(表现为棕色,则B3对B2为显性)→ZB1ZB2(野生型)、ZB1ZB3(野生型)、ZB2W(乳酪色)、ZB3W(棕色),结果可知,性别与性状相关联,故相关基因位于Z染色体上;且可判断出B1对B2B3为显性,B3对B2为显性,故显隐性关系为B1>B3>B2。
【小问2详解】
已知第四组子代中乳酪色雄性(ZB2ZB2)占25%=1/4,其B2基因分别来自父本和母本,故母本基因型为ZB2W,子代野生型雌性ZB1W占1/4,则亲代父本基因型为ZB1ZB2。
【小问3详解】
第②组F1中ZB1ZB2:ZB1ZB3:ZB2W:ZB3W=1:1:1:1,其中父本产生的配子及比例为1/2ZB1、1/4ZB2、1/4ZB3,母本的配子及及比例为1/4ZB2、1/4ZB3,1/2W,雌雄个体随机交配,利用棋盘法可知子代中雄性鹌鹑体色为野生型:棕色:乳酪色=2/8:3/16:1/16=4:3:1;其中B1的基因频率=1+1+4/18+8=1/3。
【小问4详解】
为了判断该隐性突变基因是否是B1、B2、B3的等位基因,可让该棕黄色雄性鹌鹑和棕色雌性鹌鹑(ZB3W)交配,再统计F1中雄性鹌鹑的表现型及比例:若该隐性突变基因不是B1、B2、B3的等位基因,则杂交后代全为野生型;若该隐性突变基因是B1、B2、B3的等位基因,则代表现为棕色或棕黄色。
【点睛】本题考查ZW型性别决定的伴性遗传和复等位基因的相关知识,意在考查学生对伴性遗传相关知识的理解能力和利用所学知识进行推理的能力,能通过分析、综合分析并解决问题。
21、神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用(Ca2+能与Na+竞争载体结合位点),称为膜屏障作用。为验证膜屏障作用,请完善以下实验思路,并进行分析与讨论。(说明:本实验提供一根神经纤维。生物信号采集仪能显示记录电极处的电位变化,实验中标本用任氏液浸润。任氏液中含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-等,可根据实验需要,对成分含量进行适当调整。)
(1)实验思路:
①实验1:连接神经纤维与生物信号采集仪等,对神经纤维施加一定刺激,在显示屏上出现一次电位变化,并记录。
实验2:进行解除竞争性抑制实验,具体措施:_____________。
③对实验结果的处理与分析。
(2)预测实验结果:设计一个坐标系,以曲线图形式表示实验1和实验2的电位变化情况_____________。
(3)分析与讨论:
①本实验采用的对照方式是______________。为获得电位变化曲线,生物信号采集仪的两电极的连接方式:______________。
②为达实验目的,也可通过测定____________来验证膜屏障作用。
③根据实验分析,血液中Ca2+的含量过低,会发生抽搐的原因是______________。研究发现,钙离子还影响着细胞的膜阈值电位。具体表现为:血钙浓度降低,膜阈值电位绝对值加大,与_______________之间的差值缩小,细胞的兴奋性增加。
【答案】(1)降低任氏液中Ca2+浓度,其他条件不变,重复实验。
(2) (3) ①. 前后自身对照(前后对照、自身对照也给分,只写对照不给分) ②. 一极接膜内,一极接膜外 ③. 膜内Na+含量的变化 ④. Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,动作电位形成加快,神经细胞容易兴奋而使肌肉收缩 ⑤. 静息电位
【解析】
【分析】细胞膜电位包括静息电位和动作电位两种。静息电位是组织细胞安静状态下存在于膜两侧的电位差。动作电位是当细胞受刺激时,在静息电位的基础上发生的电位变化。
【小问1详解】
神经细胞外的Ca2+对Na+的内流具有竞争性抑制作用,要解除竞争性抑制,需降低任氏液中Ca2+浓度,其他条件不变,重复实验。
【小问2详解】
实验1存在Ca2+的竞争性抑制作用,峰值比实验2的低,实验2解除了Ca2+的竞争性抑制。
【小问3详解】
为验证膜屏障作用,解除了Ca2+的竞争性抑制,再观察动作电位的变化,为自身前后对照;膜电位为膜内电位与膜外电位的差值,因此电极的一极接膜内,一极接膜外;Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,动作电位形成加快,神经细胞容易兴奋而使肌肉收缩,因此血液中Ca2+的含量过低,会发生抽搐;膜阈值电位绝对值一般小于静息电位绝对值,需要打破阈值才能使细胞兴奋,若膜阈值电位绝对值与静息电位绝对值接近,则更容易打破静息状态,兴奋性增加。
【点睛】本题主要考查膜电位,要求学生有一定的理解分析能力。
22、1935年加加拿大一枝黄花作为观赏植物在我国引种,后入侵到农田等环境中,表现出明显的优势。为探究其快速入侵的原因,研究者进行了系列实验。
(1)在生态系统营养结构中,加拿大一枝黄花属于_____。
(2)为研究加拿大一枝黄花对农作物的化感作用,某种生物释放的化学物质对生态系统中生物生长产生影响,研究者利用其鲜叶浸提液处理小麦和绿豆结果如图1。
由图1可知,加拿大一枝黄花产生的化感物质对农作物的生长影响不同,依据是_____。
(3)研究者推测化感作用和资源竞争是植物入侵的原因。通过设置不同土壤条件,对本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花进行比较。实验步骤如下:
①在不同氮素浓度下,用上述供体植物和小麦各10株共培养,30天后与相同氮素浓度下单独培养的小麦比较干重,计算生物干扰率。
②移出各培养箱中的植物,将培养液调至实验初始时的氮素浓度水平,移入_____,30天后比较干重,计算化感作用干扰率。
资源竞争干扰率这一指标反映本地化感植物、加拿大一枝黄花与小麦竞争氮素资源从而对小麦生长情况产生的影响,则资源竞争干扰率=_____。基于图2实验结果,有人认为不能证明加拿大一枝黄花具有入侵优势,你是否支持上述观点,并阐明理由_____。
(4)硝化细菌能够将土壤中的氧化为植物根系能够利用的。在低氮土壤环境下,加拿大一枝黄花根系分泌物能够促进硝化细菌的数量增加。综合上述研究结果,闸述加拿大一枝黄花成功人侵的原因。_____
【答案】(1)第一营养级
(2)不同浓度的鲜叶浸提液对小麦种子幼根生长均有抑制作用,且与浓度成正相关;对绿豆幼根的生长表现出低浓度促进高浓度抑制
(3) ①. 与A步骤实验初始时生长状况相同的10株小麦 ②. 生物干扰率-化感作用干扰率 ③. 不支持,各种氮素浓度水平下,加拿大一枝黄花对小麦的生物干扰率、化感作用干扰率以及资源竞争干扰率均高于本地植物
(4)加拿大一枝黄花分泌的化感物质抑制植物生长;通过促进硝化细菌繁殖,提高土壤中氮素含量,增强其资源竞争优势
【解析】
【分析】加拿大一枝黄花是能进行光合作用的自养型生物,属于生产者。根据图1观察可知,不同浓度鲜叶浸提液对于小麦和绿豆种子幼根生长抑制率不同。生物干扰中,既包含了种间的资源竞争,又包含了化感作用的影响,故生物干扰率=资源竞争干扰率+化感作用干扰率。
【小问1详解】
加拿大一枝黄花是能进行光合作用的自养型生物,是生产者,在生态系统营养结构中,属于第一营养级。
【小问2详解】
根据图1可知,对于小麦来说,在实验范围内,随着鲜叶浸提液浓度的提高,种子的幼根生长抑制率逐渐升高,说明不同浓度的鲜叶浸提液对小麦种子幼根生长均有抑制作用,且与浓度成正相关;对于绿豆来说,在实验范围内,当鲜叶浸提液浓度为0.025g·mL-1时,绿豆种子幼根生长抑制率为负值,说明在此浓度下,鲜叶浸提液对种子根系的生长有促进作用,当浓度大于0.05g·mL-1时,随着鲜叶浸提液浓度的升高,种子的幼根生长抑制率逐渐升高,说明在此范围内,不同浓度的鲜叶浸提液对绿豆种子幼根生长均有抑制作用,且与浓度成正相关,综合来说,鲜叶浸提液对绿豆幼根的生长表现出低浓度促进生长高浓度抑制生长。
小问3详解】
实验研究的是不同氮素条件下,对本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花对小麦生长状况的影响。自变量是氮素水平和植物类型(对本地具有化感作用的植物和加拿大一枝黄花),因变量是资源竞争干扰率。为保证实验结果的准确性,其余无关变量应保持相同。由①过程已获得相关生物干扰率数据,其中包括资源竞争的影响与化感作用的影响,②过程在获得化感作用干扰率数据时,应将10株与①过程所使用的生理状态相同的小麦移入相应培养环境中,环境中只有化感物质,没有其他植物,故排除了资源竞争的作用,所得结果只体现化感作用的影响。
分析可知,生物干扰中,既包含了种间的资源竞争,又包含了化感作用的影响,故生物干扰率=资源竞争干扰率+化感作用干扰率,故而资源竞争干扰率=生物干扰率-化感作用干扰率。基于实验2的结果,根据曲线中数据分析可知,在各种氮素水平下,加拿大一枝黄花对小麦的生物干扰率、化感作用干扰率以及资源竞争干扰率均高于本地植物,说明加拿大一枝黄花具有入侵优势。
【小问4详解】
一方面,加拿大一枝黄花分泌的化感物质能够抑制其周围其他植物的生长;另一方面,加拿大一枝黄花根系分泌物能促进硝化细菌数量的增加,从而提高其根系附近氮素水平,有利于其生长。综合以上两点,加拿大一枝黄花在与周围其他植物竞争过程中更占据优势,因而能成功入侵。
【点睛】解决实验性问题时,需要先分析清实验过程中相关变量,明确各个变量之间的关系,再结合实验数据得出最可靠的实验结论。
23、人血清白蛋白(HSA)主要在肝脏中合成,具有重要的医用价值。为制备大量的HSA,以基因工程技术获取重组HSA的两条途径如图1所示;图2中的甲为获取的含有目的基因(HSA基因)的DNA片段,Sau3A Ⅰ、EcoR Ⅰ、BamHⅠ为三种限制酶,图中箭头所指为三种限制酶的酶切位点;图乙是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图;图丙是Ti质粒结构示意图。回答下列问题:
(1)从人体细胞中直接提取的HSA基因,导入到大肠杆菌细胞中不能表达,原因可能是______________。为了获得能在大肠杆菌细胞中表达的HSA基因,可从人体的_______________细胞中提取mRNA,通过反转录获得cDNA(双链),再利用PCR进行扩增,该过程需向反应体系中加入________________、__________、4种脱氧核苷酸、引物和Mg2+,若扩增后得到了32个HSA基因,则该过程共需要______________个引物。
(2)构建基因表达载体时,不能选择限制酶Sau3A Ⅰ切割目的基因,原因是____________________________,为了防止目的基因与质粒间的任意连接,应选择限制酶Sau3A Ⅰ、EcoR Ⅰ切割质粒,选择限制酶___________________充分切割目的基因,质粒上抗生素抗性基因的作用是____________________。
(3)将目的基因导入大肠杆菌时,常用________处理细胞。为了检测水稻胚乳细胞中是否合成了HSA蛋白,可用__________方法;若胚乳细胞中含有HSA基因,但是检测不到HSA蛋白,原因可能是_________________________________。
【答案】(1) 真核基因启动子不能被原核RNA聚合酶识别,转录不能正确起始,且从真核基因组克隆的基因含有内含子,大肠杆菌中没有转录后剪接系统 肝脏 模板DNA Taq聚合酶##耐高温的DNA聚合酶 62
(2) 限制酶Sau3AⅠ切割目的基因会破坏目的基因 BamHⅠ、EcoRⅠ 对目的基因是否导入进行检测
(3) Ca2﹢ 抗原—抗体杂交 目的基因前后的启动子和终止子设计不理想,导致目的基因不能正常表达
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品;基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。
【详解】(1)人体细胞为真核细胞,大肠杆菌为原核细胞,由于真核基因启动子不能被原核RNA聚合酶识别,转录不能正确起始,且从真核基因组克隆的基因含有内含子,大肠杆菌中没有转录后剪接系统,故从人体细胞中直接提取的HSA基因,导入到大肠杆菌细胞中不能表达。人血清白蛋白基因(HSA)主要在肝脏中合成,为了获得能在大肠杆菌中表达的HSA基因,可从人体的肝脏细胞中提取mRNA,通过反转录获得cDNA(双链),PCR反应体系的主要成分应该包含:4种脱氧核苷酸、引物、Mg2﹢、模板DNA、TaqDNA聚合酶。若扩增后得到了32个HAS基因,则该过程共需要32×2-2=62个引物。
(2)限制酶Sau3AⅠ切割目的基因会破坏目的基因,故不能选择限制酶Sau3AⅠ切割目的基因。为了防止目的基因与质粒间的任意连接,应该选择Sau3AⅠ、EcoRⅠ切割质粒。Sau3AⅠ和BamHⅠ的粘性末端相同,故采用BamHⅠ、EcoRⅠ充分切割目的基因。质粒上抗生素抗性基因的主要作用是有利于对目的基因是否导入进行检测。
(3)将目的基因导入大肠杆菌时,常用Ca2﹢处理细胞;为了检测水稻胚乳细胞中是否合成了HSA蛋白,可采用抗原—抗体杂交的方法,若胚乳细胞中含有HAS基因,但是检测不到HSA蛋白,这是由于HSA蛋白质不能正常表达,可能的原因是目的基因前后的启动子和终止子设计不理想,导致目的基因不能正常表达。
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