山东专用2024年高考生物二轮复习第四篇类型5科技工程类学案

PAGE10-类型5科技工程类规则1:提取题干关键信息要留意科学性和完整性情境类问题的设问,往往围绕关键信息绽开。答题时,要能有效地从题干提取信息,并做完整描述,防止因描述不全而不能得满分。规则2:回答缘由分析类设问时因果关系要明确当描述缘由时,肯定要围绕问题的关键点绽开,缺少关键点就不能得分或不能得满分。规则3:熟记教材基础学问,要做到基本学问不丢分科技工程类试题中,基础学问有关设问往往占有较大比例,要保证这部分内容不丢分,须要熟记教材相关学问,做到基本概念、基本原理“熟记于心”。(2024·山东等级考·T25)(11分)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是,重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为__________________。

(2)依据启动子的作用推想,Wx基因启动子序列的变更影响了_______________________,从而变更了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因限制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列(填“发生”或“不发生”)变更,缘由是__________________________________________________________。

(3)为检测启动子变更对Wx基因表达的影响,科研人员须要检测Wx基因转录产生的mRNA(WxmRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA,缘由是_____________________________________________________。

(4)各品系WxmRNA量的检测结果如图所示,据图推想糯性最强的品系为,缘由是

____________________________________________________________________________________________。

(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(1分)转化(1分)(2)RNA聚合酶与启动子识别和结合①(1分)不发生(1分)编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(1分)(3)逆转录(1分)引物是依据Wx基因的一段已知序列设计合成的(2分)(4)品系3(1分)品系3的WxmRNA最少,限制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强②(2分)

①错答RNA聚合酶与启动子的结合(0分)剖析违反规则3:对教材基础学问记忆不牢,导致因答不全而不得分②错答品系3的WxmRNA最少(1分)剖析违反规则2:糯性与淀粉酶有关,而淀粉酶与Wx基因表达有关,缺少“直链淀粉合成酶”这一关键点1.通过咽拭子取样进行RT-PCR技术检测是目前临床上诊断新型冠状病毒感染疑似患者的常用方法,用于核酸检测的RT-PCR试剂盒的部分工作原理简图如下。回答下列问题:(1)RT-PCR是指以病毒的RNA为模板通过过程合成cDNA,并对cDNA进行PCR扩增的过程。进行RT-PCR过程中,须要加入的酶有__________________________________________________________。

(2)利用RT-PCR试剂盒对新型冠状病毒进行检测时,除借助上述RT-PCR技术外,还须要有特异性探针。制作该探针的依据是,利用该探针对新型冠状病毒进行检测的原理是。

(3)除核酸检测外,探讨人员还研发了基于病毒蛋白的检测技术,该项技术的关键是生产出能与新冠病毒结合的特异性抗体。生产该种抗体的大致方案如下:①向小鼠体内注射新冠病毒的抗原蛋白;②分别免疫小鼠的B淋巴细胞,并与小鼠的骨髓瘤细胞融合,多次筛选、检测,最终获得所需杂交瘤细胞;③将获得的杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培育,获得大量的特异性抗体。上述生产抗体的方案中运用的技术手段有,其中步骤②中获得的杂交瘤细胞具有等特点;步骤③中为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,应实行的措施是。

2.探讨表明,HER2/neu是一种原癌基因,它表达的H蛋白在多种恶性肿瘤特殊是乳腺癌细胞中过量表达。抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长,目前已成为有效的生物治疗手段。(1)原癌基因的作用是___________________________________。

(2)H蛋白是一个跨膜蛋白,结构如图所示。制备免疫小鼠用的H蛋白(抗原)时,应构建胞外区基因,转入原核细胞表达并提纯。选择胞外区的缘由是____________________________________________。

为了扩增出大量胞外区须要用到PCR技术。常规PCR技术一般包括变性、退火、延长等步骤,退火的目的是。设计引物是PCR技术的关键步骤之一,某同学设计的两组引物如表所示。(填“引物对A”或“引物对B”)设计不合理,并说出不合理的理由:_______________________________________。

引物对AP1AAGCCGGGCGCGCCCGGAAP2TTCGGCCCGCGTTATGCGCG引物对BS1GTCCGCTAGTGGCTGTGS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时,需将H蛋白注射到小鼠体内。这样做的目的是___________________________________________。

制备抗H蛋白单克隆抗体时,须要用到细胞融合技术,该技术的主要优点是___________________________________________________。

(4)治疗乳腺癌时,方法之一是单独运用抗H蛋白单克隆抗体,试写出治疗乳腺癌的另一种疗效高、毒副作用小的、不损伤正常细胞的方法:

_______________________________________________________________________________________________________________。

3.土壤农杆菌是一种植物病原菌,它通过根部伤口侵入植物体,刺激植物在被侵入部位形成根瘤,引发根癌。根癌土壤农杆菌质粒的结构如图所示。请回答:(1)质粒存在于很多细菌细胞中,是拟核外能够自我复制的小型,在基因工程中常用作。

(2)根癌土壤农杆菌侵染根细胞后,质粒上的能转移并整合到根细胞基因组中。被侵染的根细胞增殖形成根瘤,原理是

_________________________________________________________。

(3)冠瘿碱中含有丰富的碳源和氮源,探讨表明,根细胞及大部分微生物不能利用冠瘿碱。因此,在根瘤细胞中冠瘿碱的作用是_____________________________________________________。

(4)基因工程中所用的农杆菌质粒须要改造,为不破坏转基因植物的激素平衡,同时又能运载更大的目的基因,改造时应删除农杆菌质粒上的。

4.目前,重组蛋白疫苗、腺病毒疫苗、核酸疫苗等多种类型的新冠病毒疫苗都在研发当中。新冠病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,一男子与新冠肺炎患者有接触史,在进行医学隔离期间,检查发觉该男子血清中有相应的抗S蛋白抗体出现。某探讨小组研制重组蛋白疫苗的简要操作流程如下。请分析回答:(1)疫苗研制试验步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必需运用DNA连接酶,该酶的作用是

___________________________________________________________________________________。

若不进行步骤②而将S蛋白基因干脆导入大肠杆菌,一般状况下,不能得到表达的S蛋白,其缘由是

_____________________________________________________________________________________。

(2)为了检验步骤⑥所表达的S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性,可进行相关试验检测,试验思路是

____________________________________________________________________________________。

(3)过程④的大量生产,需对导入表达载体A的大肠杆菌进行筛选和纯化培育。如图是纯化过程中一个平板的菌落分布,该接种方法是;推想接种时可能的操作失误是。

(4)注射疫苗是预防新冠肺炎的有效途径,但是并不意味着接种过新冠疫苗的人将来不会成为新冠肺炎患者。可能的缘由有

_______________________________________________________________。

5.绿色荧光蛋白(GFP)能在荧光的激发下发岀绿色荧光,该特性可用于检测细胞中目的基因的表达。核基因RNZ编码的核糖核酸酶能催化tRNA的加工,叶绿体中也含有该种酶。为探讨叶绿体中的核糖核酸酶是否由核基因RNZ限制合成,科研人员将核基因RNZ与GFP基因连接形成RNZ-GFP融合基因,该融合基因编码的蛋白质同时具有两种蛋白的特性。(1)将RNZ-GFP融合基因和质粒在酶作用下构建成RNZ-GFP融合基因表达载体,利用该基因表达载体可实现对水稻细胞的。

(2)RNZ-GFP融合基因表达载体的受体细胞最好选择水稻幼苗的(填“分生区”或“成熟区”)细胞,缘由是

__________________________________________________________________。

将导入RNZ—GFP融合基因的水稻细胞培育成完整植株时须要的条件有(答岀两点即可)。

(3)用相宜波长的荧光照耀叶绿体,叶绿体会发岀红色荧光。用荧光照耀转基因水稻细胞,若视察到______________,

即可证明分布在叶绿体中的核糖核酸酶是由核基因RNZ限制合成的。为了使试验结果更严谨,本试验还应将导入生理状况相同的水稻幼苗细胞作为比照,视察到的现象是_____________。

6.为探究酵母菌的细胞呼吸,将部分酵母菌破裂,并做差速离心处理,再将只含有酵母菌线粒体的沉淀物分别放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三支试管中,分别进行如下操作。请回答:组别加入物质氧的消耗量Ⅰ丙酮酸较大Ⅱ葡萄糖几乎为零Ⅲ细胞质基质和葡萄糖较大(1)依据以上试验简述有氧呼吸过程中碳原子的转移途径:

_____________________________________________________。

(2)Ⅰ试管中加入2,4-二硝基苯酚(DNP),DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水的过程没有影响,但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,则DNP会影响的合成。Ⅲ号试管中加入适量的甲烯蓝溶液(甲烯蓝氧化态为蓝色,被还原后为无色),试管中液体呈蓝色,液体表面覆盖适量的石蜡油,37℃保温一段时间后,发觉试管中蓝色变浅,缘由是_______________________________________(3)用酵母菌生产果酒过程中,如发酵罐密闭性不好,酒会变酸并且发酵液表面会形成一层菌膜,形成缘由是。随着发酵的进行,发酵液呈缺氧、酸性,但不影响发酵的进行,缘由是

_________________________________________________。

类型5科技工程类///阅卷案例·析规则///【解析】本题主要考查基因工程的学问。(1)将目的基因和质粒构建成重组载体时,须要运用的酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶,将重组载体导入受体细胞内并维持稳定表达的过程称为转化。(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,Wx启动子序列的变更会影响RNA聚合酶与启动子识别和结合,从而影响基因的转录过程。依据题意可知,该基因工程中编辑的是启动子序列,而启动子序列不参加编码直链淀粉的氨基酸,因此3个突变品系中Wx基因限制合成的直链淀粉的氨基酸序列不发生变更。(3)以细胞中的RNA为原料合成cDNA的过程需经逆转录过程,PCR技术能扩增DNA分子中特定片段的目的基因,缘由是引物是依据Wx基因的一段已知序列设计合成的,而PCR技术扩增的是处于两种引物之间的DNA序列。(4)依据图示可知,品系3的WxmRNA最少,限制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强。答案:(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(1分)转化(1分)(2)RNA聚合酶与启动子识别和结合(1分)不发生(1分)编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(1分)(3)逆转录(1分)引物是依据Wx基因的一段已知序列设计合成的(2分)(4)品系3(1分)品系3的WxmRNA最少,限制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强(2分)///名师预料·练规则///1.【解析】(1)以RNA为模板合成cDNA的过程为逆转录过程,该过程须要逆转录酶的参加,利用PCR技术对cDNA进行扩增时须要耐高温DNA聚合酶的参加。(2)探针是指被放射性同位素标记或荧光标记的一段单链核酸,因此制作该探针的依据是新型冠状病毒的核苷酸序列;利用该探针对新型冠状病毒进行检测的原理是分子杂交。(3)上述方案制备的是单克隆抗体,采纳的技术手段有动物细胞培育、动物细胞融合;杂交瘤细胞的特点是既能快速大量繁殖,又能产生专一的抗体;步骤③中为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,应定期更换培育液。答案:(1)逆转录逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶(2)新型冠状病毒的(核糖)核苷酸序列分子杂交(3)动物细胞培育、动物细胞融合既能快速大量繁殖,又能产生专一的抗体定期更换培育液2.【解析】(1)原癌基因的作用是负责调整细胞周期,限制细胞生长和分裂的进程。(2)由于抗体主要存在于细胞外液中,制备获得的抗体作用于该抗原的胞外区,因此构建胞外区基因,转入原核细胞表达并提纯,作为抗原注射到小鼠体内。PCR利用了DNA的热变性原理,通过限制温度来限制双链的解聚与结合,其中退火的目的是降低温度使引物与模板发生碱基互补配对。分析表格中两对引物可知,引物对A不合理,因为引物对A中P1自身碱基互补配对,引物P1和P2部分发生碱基互补配对,不利于PCR过程引物与目的基因的结合。(3)在制备单克隆抗体时,将H蛋白注射到小鼠体内的目的是使小鼠体内产生相应的B淋巴细胞,还须要用到细胞融合技术,细胞融合技术的优点是突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。(4)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点,在治疗乳腺癌时,可将该单克隆抗体与抗癌药物结合构建“生物导弹”,注入体内,杀死癌细胞。答案:(1)调整细胞周期,限制细胞生长和分裂的进程(2)由于抗体主要存在于细胞外液中,制备获得的抗体作用于该抗原的胞外区引物与模板发生碱基互补配对引物对A引物P1自身碱基互补配对,引物P1和P2部分发生碱基互补配对(3)使小鼠体内产生相应的B淋巴细胞突破有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能(4)将该单克隆抗体与抗癌药物结合构建“生物导弹”,注入体内,杀死癌细胞3.【解析】(1)质粒存在于很多细菌细胞中,是一种袒露的、结构简洁、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制实力的很小的双链环状DNA分子,在基因工程中常用作运载体。(2)根癌土壤农杆菌侵染根细胞后,质粒上的T-DNA可转移并整合到根细胞基因组中。由图示可知,根癌土壤农杆菌质粒上的T-DNA中含有细胞分裂素基因和生长素基因,当根癌土壤农杆菌侵染根细胞后,细胞分裂素基因、生长素基因在植物根细胞内表达,合成的细胞分裂素和生长素促进根细胞分裂和生长,因此能够形成根瘤。(3)冠瘿碱中含有丰富的碳源和氮源,根细胞及大部分微生物不能利用冠瘿碱。因此,在根瘤细胞中冠瘿碱的作用是为根癌土壤农杆菌供应养分物质,有利于其生长和发挥侵染作用。(4)基因工程中所用的农杆菌质粒须要改造,由于受体植物本身含有生长素基因和细胞分裂素基因,为不破坏转基因植物的激素平衡,同时又能运载更大的目的基因,改造时应删除农杆菌质粒上的生长素基因、细胞分裂素基因,冠瘿碱合成基因也可删除。答案:(1)环状DNA分子运载体(2)T-DNA细胞分裂素基因、生长素基因在植物根细胞内表达,合成的细胞分裂素和生长素促进根细胞分裂和生长,形成根瘤(3)为根癌土壤农杆菌供应养分物质(4)生长素基因、细胞分裂素基因(也可以多答上冠瘿碱合成基因)4.【解析】(1)DNA连接酶可以将限制性核酸内切酶切割的载体和S蛋白基因连接起来,构建基因表达载体,干脆将目的基因导入大肠杆菌中,由于S蛋白基因在大肠杆菌中不能稳定存在和复制,也不能转录和翻译,所以不能得到S蛋白。(2)检验S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性,可以利用抗原和抗体特异性结合的特点设计试验:用⑥所表达的S蛋白与新冠肺炎康复病人血清进行抗原—抗体特异性反应试验。(3)图中接种的方法是稀释涂布平板法,在平板上,菌落分布不匀称可能的缘由是涂布不匀称。(4)由于新冠病毒发生变异,使原来的疫苗失去作用;相应的抗体和记忆细胞在体内存活时间有限,所以接种了疫苗的人有可能成为患者。答案:(1)将限制性核酸内切酶切割的载体和S蛋白基因连接起来S蛋白基因在大肠杆菌中不能稳定存在和复制,也不能转录和翻译(2)用⑥所表达的S蛋白与新冠肺炎康复病人血清进行抗原—抗体特异性反应试验(3)稀释涂布平板法涂布不匀称(4)新冠病毒发生变异,使原来的疫苗失去作用;相应的抗体和记忆细胞在体内存活时间有限5.【解析】(1)依据题意可知,RNZ与GFP基因连接形成RNZ-GFP融合基因作为目的基因,质粒属于基因工程中的载体,二者连接构建基因表达载体,该步骤须要限制酶和DNA连接酶的作用,将目的基因导入受体细胞并使其在受体细胞中维持稳定和表达的过程即为转化。(2)将基因表达载体导入植物细胞,由于植物细胞具有全能性,可以选择植物体细胞作为受体细胞,分生区细胞与成熟区细胞相比,分生区细胞分化程度低,分裂实力强,全能性更简洁表达,因此一般选择分生区细胞作为受体细胞。将导入RNZ—GFP融合基因的水稻细胞培育成完整植株须要植物组织培育技术,植物