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文档简介
辽宁省沈阳市交联体2024届高考仿真卷生物试卷考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42分。)1.某生物基因型为AaBb,各基因位置如图。关于细胞增殖中染色体及遗传物质的变化,下列叙述正确的是()A.有丝分裂后期和减数第一次分裂后期,移向细胞两极的基因均是AaBbB.有丝分裂中期和减数第二次分裂后期,细胞中的染色体组数目相同C.减数第一次分裂的细胞有同源染色体,有丝分裂的细胞没有同源染色体D.有丝分裂和减数分裂染色体复制后,细胞中DNA和染色体数目均加倍2.下列有关肺炎双球菌及其转化实验的叙述,错误的是()A.S型肺炎双球菌的DNA能够直接使小鼠患败血症B.R型肺炎双球菌可通过基因重组转化成S型肺炎双球菌C.S型肺炎双球菌的菌体有多糖类的荚膜,形成的菌落表面光滑D.S型肺炎双球菌的多糖不是使R型肺炎双球菌产生稳定遗传变化的物质3.若要利用某目的基因(见图甲)和质粒载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙),限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A.用EcoRⅠ切割目的基因和质粒载体B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和质粒载体C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和质粒载体D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和质粒载体4.下列关于细胞中的元素和化合物的叙述,错误的是()A.磷脂除了含有C、H、O外,还含有P和NB.P是组成细胞膜、细胞核及叶绿素的重要成分C.人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低D.几丁质是一种多糖,可推测其只含C、H、O三种元素5.下列关于植物激素的叙述,错误的是()A.细胞分裂素主要在根尖合成 B.赤霉素可以促进种子萌发和果实发育C.乙烯可以在植物体的各个部位合成 D.脱落酸主要在衰老的叶片和果实中合成6.中华文明传承五千多年,积淀了丰富的生态智慧。如“天人合一”的基本内涵就是人与自然的和谐共处。根据这一思想和生态学知识,下列说法不正确的是()A.适时、有计划地采伐、捕捞有利于保护生态系统,体现了人与自然和谐共处B.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值C.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准D.若“天人合一”,农业生态系统中物质便可自我循环,但能量需系统外提供7.下图表示人体内某些淋巴细胞的分化和免疫过程,X是抗原,Y是抗体,数字①~④表示过程,字母a~e表示细胞。下列相关叙述,正确的是()A.e细胞在非特异性免疫和特异性免疫中的作用完全相同B.当抗原X再次侵入人体时,通过④⑤过程,机体产生更强的免疫反应C.与Y合成和分泌有关的膜性细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体D.细胞a、b、c、d、e都能识别抗原X8.(10分)下图是某种二倍体动物体内发生的细胞内染色体数目变化图,下列叙述正确的是()A.着丝点(粒)分裂发生在DE、HI、JK段B.基因重组发生在AB和KL段C.CD段细胞为次级卵母细胞或第一极体D.AB段同源染色体对数为10对,核DNA与染色体之比始终为2:1二、非选择题9.(10分)普通小麦为六倍体,染色体的组成为AABBDD=42。普通小麦的近缘物种有野生一粒小麦(AA)、提莫菲维小麦(AAGG)和黑麦(RR)等,其中A、B、D、G、R分别表示一个含7条染色体的染色体组。黑麦与普通小麦染色体组具有部分同源关系。研究人员经常采用杂交育种的方法来改善小麦品质。(1)野生一粒小麦含抗条锈病基因和抗白粉病基因,普通小麦无相应的等位基因,改良普通小麦通常采用如下操作:将纯合野生一粒小麦与普通小麦进行杂交获得F1,然后再___________获得F2。若两个基因独立遗传,则在F2中同时具有抗条锈病和抗白粉病的个体最可能占_______________。(2)野生提莫菲维小麦(AAGG)含抗叶斑病基因(位于G组染色体上),可以通过如下方案改良普通小麦:①杂种F1染色体的组成为_______________。②F1产生的配子中,理论上所有配子都含有_______________组染色体。③检测发现F2中G组染色体的抗病基因转移到了A组染色体上,原因是60Co射线照射F1导致细胞内发生___________________________变化,F2与普通小麦杂交选育F3,F3自交多代选育抗叶锈病普通小麦新品种(AABBDD)。(3)利用黑麦(RR)采取与(2)相同的操作改良普通小麦时,培育出了多个具有黑麦优良性状的普通小麦改良品种(AABBDD),而且自交多代稳定遗传。为研究相关机制,科研人员利用黑麦R组第6号、7号、3号染色体和普通小麦特异性引物扩增,相关结果如下:图1R组的6号染色体特异引物pSc119.1扩增结果注:M:标准物;1:黑麦;2:普通小麦;3:R组6号染色体;4~15:待测新品系。图2R组的7号染色体特异引物CGG26扩增结果注:M:标准物;1:黑麦的7号染色体;2:普通小麦;3~8:待测新品系。图3R组的3号染色体特异引物SCM206扩增结果注:M:标准物;1:黑麦的3号染色体;2:普通小麦;3~7:待测新品系。在上述检测中R组6号染色体的750bp条带,R组7号染色体的150bp条带,R组3号染色体的198bp条带对应的品种具有不同的优良抗病性状。其中__________号品系具有全部抗病性状。(4)研究人员通过光学显微镜观察普通小麦改良品种染色体,观察有丝分裂中期染色体的_____________,观察减数分裂染色体的_______________行为,可以从细胞学角度判断新品系是否稳定遗传。(5)进一步利用不同荧光素标记的探针检测小麦和黑麦染色体片段,可知普通小麦改良品种染色体中含有R组染色体片段。由于R组染色体中有普通小麦染色体的同源区段,因此普通小麦改良品种在进行减数分裂时_____________,从而使其细胞中染色体更加稳定,该研究也为小麦品种改良提供新思路。10.(14分)他莫昔芬(Tam)是治疗乳腺癌的药物,患者长期使用后药效降低,科研人员对此进行研究。(1)患乳腺癌的病人几乎都是女性,雌激素能刺激乳腺癌细胞生长和抑制凋亡。雌激素的化学本质是_______________,主要是由女性的____________________分泌的。(2)科研人员测定了初次使用Tam乳腺癌患者的癌细胞(细胞系C)和长期使用Tam乳腺癌患者的癌细胞(细胞系R)在不同Tam浓度下的死亡率,结果如图1。该实验结果表明,长期使用Tam的患者癌细胞对Tam的敏感性____________________。(3)为研究上述现象出现的原因,科研人员进一步测定细胞系C和R的氧气消耗速率及葡萄糖摄取速率,结果如图2。①由该实验结果推测,由于细胞系R的有氧呼吸能力___________,无氧呼吸能力_________,从而促使细胞摄取葡萄糖速率明显提高。②一种验证上述推测的方法是检测并比较________________________产生量。11.(14分)萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用,而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药,做了相关研究。(1)研究者用相同的_________酶处理蛋白A基因和pET质粒,得到重组质粒,再将重组质粒置于经_________处理的大肠杆菌细胞悬液中,获得转基因大肠杆菌。(2)检测发现,转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低,研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好,因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物B和C中都替换了一个碱基),并按图2方式依次进行4次PCR扩增,以得到新的蛋白A基因。①这是一种定点的_________技术。②图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物?请填写以下表格(若选用该引物划“√”,若不选用该引物则划“×”)。_____引物A引物B引物C引物DPCR1PCR2PCR3PCR4(3)研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_________分别导入大肠杆菌,提取培养液中的蛋白质,用_________方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物,判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性,研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上,培养一段时间后,比较_________的大小,以确定表达产物的生物活性大小。(4)作为微生物农药,使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌,其优点是_________。12.棉蚜主要为害棉花等经济作物,普通草蛉是棉蚜的捕食性天敌。科研人员通过人工释放普通草蛉和施用农药分别对棉蚜进行生物防治和化学防治,田中的棉蚜减退率如下表。处理后天数(d)棉蚜减退率(%)生物防治化学防治对照(不作处理)73581-451441-78-782156-81-98备注:棉蚜减退率(%)=处理前棉蚜数-处理后棉蚜数×100%处理前棉蚜数请回答下列问题:(1)在试验田中分为5个地点分别调查,每点调查10株植物上的棉蚜数量,该过程采用的是____取样法。(2)实验期间,生物防治田内棉蚜种群的出生率____死亡率,对照组棉蚜种群数量呈____型增长。(3)在“植物→棉蚜→普通草蛉”食物链中,普通草蛉属于______级消费者,普通草蛉摄入的能量,一部分被普通草蛉同化,另一部分被分解者利用,这里提到的“另一部分的能量”属于第___营养级的能量。(4)对棉蚜的长期防治应以_____防治为主,其显著的优点是_________(答出一点即可)。
参考答案一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42分。)1、B【解题分析】
A/a、B/b属于等位基因,但Ab位于一条同源染色体上,aB位于另一条同源染色体上,连锁遗传,不符合基因自由组合定律。【题目详解】A、有丝分裂后期移向细胞两极的基因是AaBb,但减数第一次分裂后期由于同源染色体分离,移向细胞两极的基因AAbb、aaBB,A错误;B、有丝分裂中期染色体条数为2n,含两个染色体组,减数第二次分裂后期由于着丝点分裂,染色体数暂时增加为2n,也含两个染色体组,B正确;C、减数第一次分裂的细胞有同源染色体,有丝分裂过程中,由于未发生同源染色体分离,细胞中始终有同源染色体,C错误;D、有丝分裂和减数分裂染色体复制后,由于复制后的姐妹染色单体共用着丝点,故细胞中DNA加倍,但染色体数目均未加倍,D错误。故选B。2、A【解题分析】
肺炎双球菌有光滑型(S型)和粗糙型(R型)两种类型。其中S型细菌外面有多糖类的荚膜,有致病性,其菌落是光滑的;R型细菌外面没有荚膜,无致病性,其菌落是粗糙的。在众多的肺炎双球菌菌株中,光滑型菌株(S型菌)是唯一能够引起小鼠患败血症且能引起人类患肺炎的类型。当细菌进入人或动物体后,由于自身免疫的存在,都会被吞噬细胞吞噬消化、消灭。但是由于S型细菌有荚膜,当被吞噬细胞吞噬后,因为有荚膜的保护,就能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化,迅速增殖、扩散,引起机体发生疾病。【题目详解】A、加热杀死的S型肺炎双球菌注射到小鼠体内,小鼠仍活着,说明S型肺炎双球菌的DNA不能直接使小鼠患败血症,A错误;B、将S型的DNA和R型一起培养,可以得到S型菌,说明R型肺炎双球菌可通过基因重组转化成S型肺炎双球菌,B正确;C、S型肺炎双球菌的菌体有多糖类的荚膜,使其不易受宿主免疫系统的攻击,形成的菌落表面光滑,C正确;D、S型肺炎双球菌的多糖不是使R型肺炎双球菌产生稳定遗传变化的物质,DNA是其遗传物质,D正确。故选A。3、D【解题分析】
分析题图:用EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体,产生相同的黏性末端,用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接;用BglI和EcoRI切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段,一种含有目的基因,一种不含目的基因;用Bg1I和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体,也能产生相同的黏性未端,可能会发生反向连接;只有用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体,产生不同的黏性未端,防止发生方向连接,这样目的基因插入运载体后,RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同。【题目详解】A、用EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体,产生相同的黏性未端,用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接,A错误;B、用BglI和EcoRI切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段,一种含有目的基因,一种不含目的基因,且有目的基因的片段与运载体结合时容易发生反向连接,B错误;C、用BglI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体,也能产生相同的黏性末端,可能会发生反向连接,C错误;D、只有用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体,产生不同的黏性未端,防止发生反向连接,这样目的基因插入运载体后,RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同,D正确。故选D。4、B【解题分析】
1、糖类的元素组成是C、H、O,蛋白质的元素组成是C、H、O、N等,不同类的脂质的元素组成不同,脂肪和固醇的元素组成是C、H、O,磷脂的元素组成是C、H、O、N、P,核酸的元素组成是C、H、O、N、P。
2、无机盐的功能有:a、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。b、维持细胞的生命活动,如Ca可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。c、维持细胞的酸碱度。【题目详解】A、磷脂由胆碱、磷酸、甘油、脂肪酸组成,除了含有C、H、O外,还含有P和N,A正确;
B、细胞膜、核膜等生物膜的基本支架是磷脂,细胞核除核膜外还有染色体等成分,染色体主要由DNA进而蛋白质构成,P是组成细胞膜、细胞核的重要成分,Mg2+是叶绿素的必要成分,叶绿素是色素,组成元素还有C、H、O、N,不含磷,B错误;C、动作电位的形成与Na+内流有关,人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,C正确;
D、糖的组成元素只有C、H、O,几丁质属于多糖,广泛存在于甲壳动物和昆虫外骨骼中,可推测其只含C、H、O三种元素,D正确。
故选B。5、D【解题分析】
植物激素是由植物体内产生,并从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。不同的植物激素对植物的生长发育的作用不同。赤霉素的主要作用是促进细胞伸长,从而引起植物的增高,促进种子的萌发和果实的发育;脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;乙烯的主要作用是促进果实成熟;细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂。【题目详解】A、细胞分裂素主要在根尖合成,促进细胞分裂,可促进细胞分裂,植物生长,A正确;B、赤霉素可以促进种子萌发和果实发育,B正确;C、乙烯可以在植物体的各个部位合成,C正确;D、脱落酸的合成部位是根冠、萎蔫的叶片等,在将要脱落的器官和组织中含量多,D错误。故选D。【题目点拨】对不同植物激素的合成部位、分布和功能的区分记忆并把握知识点间的内在联系是解题的关键,最好可以进行列表比较记忆。6、D【解题分析】
1.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。2.生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。3.可持续发展的含义:在不牺牲未来几代人需要的情况下,满足我们这代人的需求,它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。【题目详解】A、适时、有计划地采伐、捕捞有利于生态系统的保护,体现了人与自然和谐共生,A正确;B、生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,这属于生态功能,体现了其间接价值,B正确;C、人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准,C正确;D、农业生态系统中,由于生态系统中的物质以产品形式不断输出,因此仍然依赖于系统外的供应,D错误。故选D。7、B【解题分析】
分析题图可知,该图是淋巴细胞的起源及体液免疫过程,图中,a是T淋巴细胞,b是B淋巴细胞,c是记忆B细胞,d是浆细胞,e是吞噬细胞,X是病原体,Y是抗体。【题目详解】A、吞噬细胞在非特异性免疫中的作用是吞噬、消灭抗原,在特异性免疫中的作用是吞噬、处理、呈递抗原,二者的作用不同,A错误;
B、相同抗原再次侵入机体时,可以直接刺激记忆B细胞,记忆B细胞增殖分化细胞浆细胞,浆细胞产生大量抗体,产生强烈的免疫反应,消灭抗原,即图中④⑤过程,B正确;
C、Y是抗体,属于分泌蛋白,与分泌蛋白合成和分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,其中核糖体是无膜的细胞器,C错误;
D、d细胞是浆细胞,作用是产生抗体,不能识别抗原,D错误。
故选B。8、C【解题分析】
分析曲线图:图示为某种动物细胞生活周期中染色体数目变化图,其中AB表示减数第一次分裂过程;CD段表示减数第二次分裂前期和中期;EF段表示减数第二次分裂后期;GH段表示减数第二次分裂末期;HI表示受精作用,IJ表示有丝分裂间期、前期和中期;KL表示有丝分裂后期;LM表示有丝分裂末期。根据受精受精作用发生在该生物体内,判断该生物为雌性。【题目详解】A、着丝点分裂发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,即DE段和JK段,A错误;B、基因重组发生在减数第一次分裂前期和后期,即AB段,B错误;C、CD段是减数第二次分裂的细胞,同时该生物是雌性个体,所以可以是次级卵母细胞和第一极体,C正确;D、AB段包括卵原细胞,其DNA和染色体之比为1∶1,D错误。故选C。【题目点拨】本题考生要掌握有丝分裂和减数分裂过程中染色体数目的变化规律,并形成统一的整体,易错点根据题干信息分析该个体是雌性动物判断C选项。二、非选择题9、自交9/16AABDG=35A组G组含抗病基因的染色体片段转移到A组染色体上4、7形态、数目、结构联会和平分黑麦染色体与普通小麦染色体的同源区段可进行交叉互换,导致R组染色体片段转移(移接/易位)到普通小麦染色体上【解题分析】试题分析:本题考查杂交育种的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力。本题属于信息给予题,解题的关键是根据题目寻找有效的信息。同时本题也涉及到了减数分裂、有丝分裂、染色体变异等方面的知识,难度较大,需要学生具有一定的识图能力、应用所学知识综合分析、解决问题的能力。(1)野生一粒小麦含抗条锈病基因和抗白粉病基因,普通小麦无相应的等位基因,假如控制抗条锈病基因和抗白粉病基因分别为C和E,则野生型小麦的基因型为CCEE,由于普通小麦无相应的等位基因,将纯合野生一粒小麦与普通小麦进行杂交获得F1,则F1的基因型为COEO(O代表无对应的等位基因),然后再自交获得F2。若两个基因独立遗传,则后代的基因型为C_E_:C_OO:OOE_:OOOO=9:3:3:1,其中在F2中同时具有抗条锈病和抗白粉病的个体(基因型为C_E_)最可能占9/16。(2)①提莫菲维小麦(AAGG)经减数分裂产生的配子染色体组成为AG,普通小麦经过减数分裂产生的配子染色体组成为ABD,二者结合即产生F1,其染色体组成为AABDG,且有35条染色体,②由F1的染色体组成AABDG可知,只有两个A组之间具有同源染色体,而B、D、G组都只有一个染色体组,且B、D、G组之间的染色体互为非同源染色体。在减数分裂产生配子时,由于同源染色体的分离(即A与A的分离),A组染色体会进入每一个配子中,导致每个配子中都含有A组染色体。③由于F2中G组染色体的抗病基因转移到了A组染色体上,说明发生了染色体结构的变异,即60Co射线照射F1导致细胞内发生G组含抗病基因的染色体片段转移到A组染色体上。(3)据图分析可知,R组6号染色体的750bp条带所对应的品种中,3—15号品系具有抗病性状;R组7号染色体的150bp条带所对应的品种中,4、5、7、8号品系具有抗病性状;,R组3号染色体的198bp条带对应的品种中,3、4、6、7具有抗病性状,因此4、7号品系具有全部抗病性状。(4)处于有丝分裂中期的细胞形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察;在减数分裂过程中,同源染色体会发生联会,形成四分体及分离(平分)等规律性变化,因此通过光学显微镜观察普通小麦改良品种染色体,可以观察有丝分裂中期染色体的形态、数目、结构,通过观察减数分裂染色体的联会和平分等规律性变化,可以从细胞学角度判断新品系是否稳定遗传。(5)由于R组染色体中有普通小麦染色体的同源区段,因此普通小麦改良品种在进行减数分裂时黑麦染色体与普通小麦染色体的同源区段可进行交叉互换,导致R组染色体片段转移(移接/易位)到普通小麦染色体上,从而使其细胞中染色体更加稳定,该研究也为小麦品种改良提供新思路。10、固醇卵巢降低减弱增强细胞系C和R的乳酸【解题分析】
识图分析可知,图1中与对照组相比,无论细胞系C还是细胞系R使用Tam后,死亡细胞比例都上升,且随着Tam浓度升高,二者死亡细胞比例都有增大表现,但是细胞系C与细胞系R相比,死亡细胞比例更大,说明患者长期使用Tam后具有了耐药性,癌细胞对Tam的敏感性降低。分析图2,图2是测定细胞系C和R的氧气消耗速率及葡萄糖摄取速率,由图可知,细胞系C氧气消耗速率明显大于细胞系R,但是细胞系R的葡萄糖摄取速率相对值大于细胞系C,说明细胞系R的有氧呼吸减弱,而无氧呼吸能力增强,消耗葡萄糖增多。【题目详解】(1)雌激素的本质是脂质,雌性激素由女性的性腺(卵巢)分泌。(2)根据以上分析可知,长期使用Tam的患者癌细胞的死亡率下降,说明了乳腺癌患者癌细胞对Tam产生了耐药性,患者癌细胞对Tam的敏感性降低。(3)①根据以上分析可知,从图中看出细胞系R的氧气消耗速率降低,说明了其降低了有氧呼吸强度,增加了无氧呼吸强度。②由于人和动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸,所以可以通过检测并比较细胞系C和R的乳酸的产生量验证上述推测。【题目点拨】本题以他莫昔芬(Tam)对乳腺癌的治疗为背景考查雌激素的化学本质和分泌的基础知识,同时考查学生分析图示获取有效信息的能力,通过对图1的分析,判断长期使用Tam乳腺癌患者产生了耐药性,导致癌细胞死亡率降低,通过图2判断细胞系C和R有氧呼吸和无氧呼吸的强度的变化以及消耗葡萄糖的变化,从而验证耐药性产生的原因。11、限制酶和DNA连接CaCl2基因突变引物A引物B引物C引物DPCR1√√××PCR2××√√PCR3××××PCR4√××√含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒(pET质粒)抗原-抗体杂交抑菌圈对人、畜、农作物和自然环境安全;不会造成基因污染;有效成分纯度较高【解题分析】
(一)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,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:①相同点:都缝合磷酸二酯键。②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。3、“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒。(二)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取1、目的基因是指:编码蛋白质的结构基因。2、原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。3、PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步:基因表达载体的构建1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素抗性基因。第三步:将目的基因导入受体细胞1、转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化方法:将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术.此方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。3、重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步:目的基因的检测和表达1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。2、其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原——抗体杂交。4、有时还需进行个体生物学水平的鉴定,如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。【题目详解】(1)在基因工程中,利用相同的限制酶和DNA连接酶处理蛋白A基因和pET质粒,得到重组质粒;大肠杆菌作为受体细胞,需要用氯化钙处理,以便重组质粒的导入。(2)①根据题意和图示分析,经过4次PCR技术后获得了新的基因,这是一种定点的基因突变技术。②与研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好,因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物B和C中都替换了
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