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文档简介

百师联盟山东卷2025届高三第二次诊断性检测生物试卷请考生注意:1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列有关生物变异和进化的叙述,错误的是()A.隔离是物种形成的必要条件B.杂合子Aa自交后代出现性状分离、是基因重组的结果C.无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变D.二倍体西瓜经一定浓度秋水仙素诱导,可得到四倍体西瓜,从而产生新物种2.表是对人类某种单基因遗传病的调查结果,相关分析错误的是()类型第一类第二类第三类父亲正常正常患病母亲患病正常正常儿子全患病正常50人,患病3人正常38人患病8人女儿全正常正常49人正常29人患病6人A.该调查对家庭采取随机抽样B.根据第一类家庭调查结果可推测该病是伴X染色体隐性遗传病C.第二类家庭中出现3名患儿最可能的原因是减数分裂时发生了基因突变D.第三类家庭中部分母亲为纯合子3.下列有关细胞核的叙述,正确的是()A.核被膜外层与光面内质网相连B.核孔复合体是供蛋白质、RNA自由出入的通道C.核仁是核糖体的两个亚基组装成核糖体的场所D.染色质由DNA、蛋白质和少量RNA组成,凝聚程度较低4.玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株,研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析,下列选项中错误的是()A.若过程①的F1自交3代,产生的F4中的纯合抗病植株占7/16B.过程②利用其花药离体培育而成的幼苗能够稳定遗传C.可以用放射性同位素标记的抗病基因作探针以检测③目的基因是否导入受体细胞D.利用④的方法培育“黑农5号”大豆和青霉素高产菌株的原理为基因突变5.在豌豆的DNA中插入一段外来的DNA序列后,使编码淀粉分支酶的基因被打乱,导致淀粉分支酶不能合成,最终导致豌豆种子中淀粉的合成受阻,种子成熟晒干后就形成了皱粒豌豆.下列有关分析正确的是()A.插入的外来DNA序列会随豌豆细胞核DNA分子的复制而复制,复制场所为细胞质B.基因侧重于遗传物质化学组成的描述,DNA侧重描述遗传物质的功能C.淀粉分支酶基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状D.插入的外来DNA序列使淀粉分支酶基因的结构发生了改变,因此该变异属于基因突变6.选择正确的实验试剂是实验成功的关键。下列实验中所选试剂效果最好的是()A.探究酵母菌呼吸作用的方式——BTB(溴麝香草酚蓝)溶液B.观察洋葱表皮细胞质壁分离——1.5g/mL的蔗糖溶液C.叶绿体色素的分离——无水乙醇D.观察细胞有丝分裂中染色体的行为——甲基绿染液二、综合题:本大题共4小题7.(9分)某二倍体植物的花色受相关基因控制的原理如图甲所示,其中A、a,B、b和D、d为3对基因,分别位于不同对染色体上。研究发现,A基因对B基因的表达有抑制作用,且体细胞中的d基因数多于D基因数时,D基因不能表达。图乙表示基因型为aaBbDdd的3种可能的突变体的染色体组成(其他染色体与基因均正常,假定产生的各种配子均能正常存活)。请分析回答下列问题:(1)分析图甲可知,正常情况下,纯合白花植株的基因型有_________种。(2)若让纯合橙红色植株和纯合白色植株杂交获得F1,F1自交产生的F2植株的表现型及比例为白色:橙红色:黄色=12:3:1,则亲本纯合白花植株的基因型是______________。从F2的白花植株中随机抽取,得到纯合子的概率是_____________。(3)图乙中,突变体①③的变异类型分别属于____________。(4)为了确定基因型为aaBbDdd的植株属于图乙中的哪一种突变体,研究人员将该突变体与基因型为aaBBdd的植株杂交,然后观察并统计其子代的表现型及比例。若该突变体为突变体①,则子代中黄花:橙红花=_____;若该突变体为突变体②,则子代中的表现型及比例为________________;若该突变体为突变体③,则子代中的表现型及比例为________________。8.(10分)果蝇的红眼和白眼是一对相对性状,野生型均为红眼,突变型为白眼。摩尔根用野生型红眼雌蝇与突变型白眼雄蝇进行了杂交实验,结果如下:回答下列问题:(1)红眼基因和白眼基因在结构上的区别是____________。(2)根据上述实验结果可知,控制红眼/白眼的等位基因不可能位于常染色体上,否则F2表现型及其分离比应该是____________(3)上述实验中,F2个体凡是白眼均为雄性,凡是____________,由于当时尚未对果蝇的Y染色体有清楚的认识,摩尔根对此实验结果的解释是控制红眼/白眼的基因仅仅位于X染色体上。(4)有人认为在今天看来,仅凭该实验结果尚不能排除Y染色体上有控制红眼/白眼的基因。请以此实验的F1代果蝇、F1雌蝇的测交后代以及自然界的野生型果蝇(不含白眼基因)为材料,从中选出两对杂交组合,对摩尔根解释的可靠性进行独立检验_____________________(要求写出这两对杂交组合及其唯一支持摩尔根解释的预期结果)。9.(10分)[生物——选修3:现代生物科技专题]中国科学院上海神经科学研究所仇子龙研究员等通过构建携带人类自闭症基因MECP2的转基因猴模型及对MECP2转基因猴进行分子遗传学与行为学分析,发现MECP2转基因猴表现出类似人类自闭症的刻板行为与社交障碍等行为。在该研究中,研究人员先通过精巢异种移植,将幼年食蟹猴的精巢移植到裸鼠的背部,实现了食蟹猴精巢提早成熟,从中获得精子,让其完成受精作用,并进一步培养,操作过程如图,从而获得了携带人类自闭症基因MECP2的转基因猴(Z症食蟹猴)。该工作加速了食蟹猴的精子生成速度,缩短了食蟹猴的繁殖周期,对于推动非人灵长类动物模型的应用具有重大意义。回答下列问题:(1)图中将精子注入____________细胞,该细胞处于____________期。(2)将CRISPR/Cas9基因编辑系统注入受精卵后,Cas9蛋白能在特定部位切割MECP2基因(下图虚线所示),使该基因特定部位的两个核苷酸之间的____________断开,经其切割后产生具有____________末端的DNA片段。(3)乙过程对受精卵的培养是在____________中进行的,丙表示的过程是____________。(4)上述获得的Z症食蟹猴,可通过体细胞核移植技术进一步得到克隆Z症食蟹猴。该技术的原理是___________________。所得到的克隆Z症食蟹猴的性状表现为_____________________________。10.(10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_________。11.(15分)甲图表示某草原生态系统的食物网简图,其中E(20000kJ)表示牧草一年固定的太阳能总量,E1、E2、E3(E1+E2+E3=3000kJ)分别表示牲畜、昆虫和鼠三者同化的能量。牧草呼吸消耗的能量为2500kJ,牲畜、昆虫和鼠三者呼吸消耗的能量为600kJ,三者粪便中的能量为500kJ。乙图表示该草原中某一种群的λ随时间变化的曲线。据图回答相关问题:(1)甲图中鹰与狐狸的关系是__________________。该食物网中由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为______________。(2)乙图曲线所示种群在前5年种群数量的变化类型是______增长,在1~20年中种群数量最多的是第______年,20~30年中种群的增长率为________。(3)该草原在第10年曾发生火灾,“野火烧不尽,春风吹又生”是对火灾过后草原生物群落__________演替的真实写照,这体现了生态系统的________稳定性。

参考答案一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)1、B【解析】

隔离是物种形成的必要条件,隔离包括生殖隔离和地理隔离;基因重组是指在减数分裂形成配子过程中,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。【详解】A、隔离是物种形成的必要条件,A正确;B、杂合子Aa自交后代出现性状分离、是等位基因分离的结果,B错误;C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,自然选择决定进化的方向,无论是自然选择还是人工选择作用,都能使种群基因频率发生定向改变,C正确;D、二倍体西瓜经一定浓度秋水仙素诱导,可得到四倍体西瓜,四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交,产生三倍体西瓜,由于三倍体西瓜高度不育,从而证明二倍体西瓜与四倍体西瓜存在生殖隔离,进而证明四倍体西瓜是新物种,D正确。故选B。2、C【解析】

调查人类遗传病时,最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病,如色盲、白化病等;若调查的是遗传病的发病率,则应在群体中抽样调查,选取的样本要足够的多,且要随机取样;若调查的是遗传病的遗传方式,则应以患者家庭为单位进行调查,然后画出系谱图,再判断遗传方式。【详解】A、为保证实验结果的准确性,调查应对家庭采取随机抽样,A正确;B、第一类家庭调查结果为父亲正常,母亲患病,子代表现为儿子全患病,女儿全正常,表现为交叉遗传的特点,可推测该病是伴X染色体隐性遗传病,B正确;C、第二类家庭中出现3名患儿均为男性,与性别相关联,故最可能的原因是该病为伴X隐形遗传病,父亲为XBY,母亲为基因型多数为XBXB,有部分母亲为携带者XBXb,C错误;D、第三类家庭中父亲患病,母亲正常,子代中男女均有患者,若为显性遗传病,则子代正常与患病比例应接近1:1,不符合题意;该病可能为常染色体隐形遗传病,父亲为aa,母亲为AA、Aa;也可能为伴X隐性遗传病,父亲为XaY,母亲为XAXA、XAXa,即有部分母亲为纯合子,D正确。故选C。【点睛】遗传方式判定顺序:先确定是否为伴Y遗传(是否患者全为男性)→确定是否为母系遗传(是否为母系遗传)→确定是显、隐性→确定是常染色体遗传还是伴X遗传。3、D【解析】

细胞核由核被膜、染色质、核仁、核基质等部分组成。核被膜是指包被细胞核的双层膜,其外层与粗面内质网膜相连;核被膜上有核孔复合体,是蛋白质、RNA等大分子出人细胞核的通道;染色质是细胞核中或粗或细的长丝,由DNA和蛋白质组成,细胞核所携带的遗传信息就在染色质的DNA分子中;细胞分裂过程中,染色质凝聚成在光学显微镜下可以看到的染色体,染色体和染色质成分相同,只是凝聚程度不同,是细胞分裂不同时期形状各异的同一种物质;核仁是细胞核中呈圆形或椭圆形的结构,与核糖体的形成有关。【详解】A、核被膜外层与粗面内质网相连,A错误;B、核孔复合体是供蛋白质、RNA等生物大分子进出的通道,但是具有选择性,B错误;C、核仁与核糖体的形成有关,但是并不是核糖体组装的场所,C错误;D、染色质凝聚程度较低,主要由DNA和蛋白质组成,还含有少量的RNA,D正确。故选D。4、B【解析】

题图分析:①为杂交育种,②为单倍体育种,③为基因工程育种,④为人工诱变育种。【详解】A、若过程①的F1(Rr)自交3代产生的F4中杂合子的抗病植株Rr占(1/2)3=1/8,则RR=rr=(1-1/8)/2=7/16,即纯合抗病植株RR占7/16,A正确;B、过程②利用其花药离体培育而成的幼苗为单倍体植株,不能稳定遗传,B错误;C、检测目的基因是否导入受体细胞还可以采用DNA分子杂交技术,即用放射性同位素标记的抗病基因(目的基因)作探针与基因组DNA杂交,C正确;D、过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变,培养青霉素高产菌株采用诱变育种,诱变育种的原理是基因突变,D正确。故选B。【点睛】本题以育种流程图为载体,考查几种育种方法,意在考查考生的识图能力和识记能力;重点考查变异在育种上的应用,要求学生熟练掌握可遗传变异的类型,及诱变育种、杂交育种、单倍体育种和多倍体育种的原理、方法、优缺点和典例。5、D【解析】

A、豌豆的皱粒和圆粒为一对等位基因,位于一对同源染色体上,因此插入的外来DNA序列会随豌豆细胞核DNA分子的复制而复制,复制场所为细胞核,A错误;B、根据基因的定义可知,基因是具有遗传效应的DNA片段,因此基因侧重于描述遗传物质的功能,DNA是脱氧核糖核酸的简称,侧重于化学组成的描述,B错误;C、淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成,进而控制代谢过程,从而间接控制生物的性状,C错误;D、插入的外来DNA序列虽然没有改变原DNA分子的基本结构(双螺旋结构),但是使淀粉分支酶基因的碱基序列发生了改变,因此从一定程度上使基因的结构发生了改变,由于该变异发生于基因的内部,因此该变异属于基因突变,D正确。故选D。6、B【解析】

本题考查叶绿体中色素的提取和分离实验、观察细胞质壁分离实验、观察植物细胞的有丝分裂的实验、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验。绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同。观察洋葱表皮细胞质壁分离实验中,所取试剂的浓度要适宜,不能过高,这样会导致细胞失水过多而死,也不能过低,这样会使实验现象不明显。染色体易被龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料染成深色。【详解】A、探究酵母菌的呼吸方式实验中,可用BTB(溴麝香草酚蓝)溶液检测二氧化碳,溶液由蓝变绿再变黄,但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳,A错误;

B、观察洋葱表皮细胞质壁分离使用1.3g/mL的蔗糖溶液,使用1.5g/mL的蔗糖溶液导致细胞液与外界溶液的浓度差更大,出现质壁分离现象更明显,B正确;

C、叶绿体色素是有机物,色素的分离使用的是层析液,C错误;

D、观察细胞的有丝分裂中染色体行为——龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料,D错误。

故选B。二、综合题:本大题共4小题7、6AABBdd1/6染色体结构的变异(重复或染色体畸变)染色体数目变异(或染色体畸变)1:1黄花:橙红花=3:1,黄花:橙红花=5:1【解析】

1.由题意“3对基因分别位于不同染色体上”可知:该二倍体植物的花色遗传遵循基因的自由组合定律。已知A基因对B基因的表达有抑制作用,所以正常情况下,橙红色为aaB_D_,黄色为aaB_dd,其余情况均为白色。2.依据图乙中基因与染色体的位置关系明辨突变体①、②、③的变异类型(依次为染色体结构变异中的重复、易位和染色体数目变异)。若只考虑D和d基因,则突变体①减数分裂可产生D、dd两种比值相等的配子,突变体②减数分裂可产生D、dd、Dd、d四种比值相等的配子,突变体③减数分裂可产生D、Dd、dd、d四种配子,比例为1:2:1:2。【详解】(1)依题意和分析图甲可知:正常情况下,纯合白花植株的基因型有6种:AABBDD、AAbbDD、AABBdd、AAbbdd、aabbDD、aabbdd。

(2)纯合白花植株和纯合橙红色植株(aaBBDD)杂交,所得F1自交产生的F2植株中白色:橙红色:黄色=12:3:1(为9:3:9:1的变式),说明F1的基因型是AaBBDd,进而推知该亲本纯合白花植株的基因型是AABBdd;F2的白花植株的基因型为A-BB--,可见,从F2的白花植株中随机抽取,得到纯合子的概率是1/3AA×1/2(DD+dd)=1/6。

(3)图乙中,突变体①中的两个d基因在同一条染色体上,此变异类型属于染色体结构变异中的重复;突变体③中的D和d所在的同源染色体有3条,该变异类型属于染色体数目变异。

(4)已知体细胞中的d基因数多于D基因时,D基因不能表达。让突变体aaBbDdd与基因型为aaBBDD的植株杂交。若为突变体①,则其减数分裂可产生的配子及其比例为aBD:aBdd:abD:abdd=1:1:1:1,子代的基因型及其比例为aaBBDD:aaBBDdd:aaBbDD:aaBbDdd=1:1:1:1,所以子代中黄花:橙红花=1:1;若为突变体②,则其减数分裂可产生的配子及其比例为aBD:aBdd:aBDd:aBd:abD:abdd:abDd:abd=1:1:1:1:1:1:1:1,子代的基因型及其比例为aaBBDD:aaBBDdd:aaBBDDd:aaBBDd:aaBbDD:aaBbDdd:aaBbDDd:aaBbDd=1:1:1:1:1:1:1:1,所以子代中黄花:橙红花=3:1;若为突变体③,则其减数分裂可产生的配子及其比例为aBD:aBdd:aBDd:aBd:abD:abdd:abDd:abd=1:1:2:2:1:1:2:2,子代的基因型及其比例为aaBBDD:aaBBDdd:aaBBDDd:aaBBDd:aaBbDD:aaBbDdd:aaBbDDd:aaBbDd=1:1:2:2:1:1:2:2,所以子代中黄花:橙红花=5:1。【点睛】本题考查遗传规律即染色体畸变的相关知识,解题关键是从题中提取信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。8、碱基(脱氧核苷酸)序列的不同红眼♀:红眼♂:白眼♀:白眼♂=3:3:1:1雌性均为红眼杂交组合1:野生型红眼♂×白眼♀预期结果:子一代中所有的雌性都是红眼,雄性都是白眼杂交组合2:野生型红眼♂×F1红眼♀预期结果:红眼♀:红眼♂:白眼♂=2:1:1(杂交组合中将“野生型红眼♂”答成“F1红眼♂”或“红眼♂”均不得分)【解析】

题图及题意分析:摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1都是红眼,说明红眼是显性性状,F1自由交配后,F2中红眼和白眼比例3:1,但白眼全为雄性,说明果蝇颜色的遗传与性别有关,为了解释这一现象,摩尔根做了假说是控制基因在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因,则亲本果蝇的基因型是XAXA和XaY,子一代的基因型为XAXa和XAY,子二代的基因型是XAXA、XAXa、XaY、XAY,表现型红眼雌:红眼雄:白眼雄=2:1:1。【详解】(1)基因是具有遗传效应的DNA片段。白眼基因是由红眼基因突变而来的。基因突变是DNA分子中由于碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。因此,红眼基因和白眼基因在结构上的区别是碱基(脱氧核苷酸)序列的不同。(2)控制红眼/白眼的等位基因如果位于常染色体上,则二者的遗传将和性染色体的遗传呈自由组合关系,F2表现型及其分离比就应该是红眼♀:红眼♂:白眼우:白眼♀=3:3:1:1。(3)F2个体凡是白眼均为雄性,凡是雌性均为红眼(避免写成“红眼均为雌性”或者“雄性均为白眼”),此题意图是考查考生从不同视角观察、发现问题的信息获取能力。(4)检验摩尔根的解释(控制红眼/白眼的基因仅仅位于X染色体上)是否可靠,关键是杂交亲本的选配一定要使杂交结果能够借以区分出常染色体遗传、伴X遗传和既伴X又伴Y(同源区段)的遗传。这就要求杂交的父本是野生型红眼♂(而非F1红眼♂或基因型不确定的红眼♂),野生型红眼♂不含白眼基因,能够区分Y染色体上有没有红眼基因所造成的不同遗传结果。同时要求母本含有白眼基因,以便在伴X染色体遗传的情况下子代雄性个体有机会出现白眼性状,体现伴X遗传的特点,从而与常染色体遗传和伴X、Y同源区段条件下的实验结果相区分。对于杂交组合1:野生型红眼♂×白眼♀,如果控制红眼/白眼的基因在常染色体上,或者在X和Y染色体的同源区段上,子一代无论雌雄将均为红眼;如果仅位于X染色体上,子一代中所有的雌性都是红眼,雄性都是白眼。对于杂交组合2:野生型红眼♂×F1红眼♀,如果控制红眼/白眼的基因在常染色体上,或者在X和Y染色体的同源区段上,子一代无论雌雄将均为红眼;如果仅位于X染色体上,子一代中红眼♀:红眼♂:白眼♂=2:1:1。【点睛】本题以教材经典实验为素材,考查考生对基因结构与功能、基因突变、伴性遗传的理解程度。借助还原科学史的本来面貌,考查考生运用所学知识和假说演绎法对有关遗传学问题进行初步探究的能力。9、次级卵母减数第二次分裂中磷酸二酯键平发育培养液胚胎移植动物细胞核具有全能性绝大多数性状与Z症食蟹猴相同,少数性状与受体的性状相同【解析】

胚胎的早期培养:精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。供体胚胎获得的途径可以指转基因、核移植或体外受精方式得到的。限制酶能够识别DNA中特定的核苷酸序列,切割的部位是核苷酸之间的磷酸二酯键,从而将DNA分子切成两段,出现黏性末端或平末端。【详解】(1)受精时所用的卵母细胞是处于减数第二次分裂中期(MⅡ中期)的次级卵母细胞。(2)结合题中信息分析,Cas9蛋白能在特定部位切割MECP2基因,推测Cas9蛋白为限制酶,由图示可知该基因特定部位断开的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键,经其切割后产生的DNA片段具有平末端。(3)乙过程为早期胚胎培养的过程,受精卵在发育培养液中培养为早期胚胎。丙表示的过程是胚胎移植。(4)利用以上技术获得的Z症食蟹猴,可通过体细胞核移植技术得到克隆Z症食蟹猴可知,该技术利用的原理是动物细胞核具有全能性。克隆Z症食蟹猴的性状中,绝大多数性状与Z症食蟹猴相同,少数性状与受体的性状相同。10、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。【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)

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