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内蒙古包头市第九中学2026年高三第三次质量检测试题试卷生物试题
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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.为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤,如下图所示。除了抗原刺激之外,用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析不合理的是( )
A.杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
B.B淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等
C.骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
D.杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
2.古生物学家推测,被原始真核生物吞噬的蓝藻有些未被消化,逐渐进化为叶绿体。下列证据不支持上述推测的是( )
A.叶绿体中的核糖体结构与蓝藻相同
B.叶绿体的内膜成分与蓝藻的细胞膜相似
C.叶绿体的DNA与蓝藻的DNA均为环状
D.叶绿体中大多数蛋白质由细胞核DNA控制合成
3.人胰岛细胞的结构与功能相适应。下列关于此细胞的叙述正确的是( )
A.同一个人的胰岛A细胞和胰岛B细胞的细胞核遗传物质不同,所以它们分泌的激素不同
B.胰岛B细胞在加工、运输和分泌胰岛素的过程中,参与的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体
C.胰岛B细胞中属于生物膜系统的结构有内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、溶酶体膜、细胞膜和核膜
D.胰岛B细胞在有丝分裂过程中,可能会发生基因突变或染色体变异
4.下列叙述中,正确的是( )
A.抑癌基因调节细胞周期,控制细胞生长和分裂
B.细胞的体积和表面积的比值越大,物质运输的效率越高,越有利于细胞与外界进行物质交换
C.生物进化的过程中,种群基因频率发生改变标志着这个种群发生了进化
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA、RNA上,二者在有丝分裂间期比较活跃
5.为了研究两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性,研究人员分别测定了新品种与原种(对照)叶片的净光合速率,结果如图所示。以下说法错误的是
A.实验过程中光照强度和C02初始浓度必须一致
B.可用单位时间内进入叶绿体的C02量表示净光合速率
C.每组实验应重复多次,所得数据取平均值
D.三个品种达到最大净光合速率时的温度没有显著差异
6.某研究小组做了如下实验:在一系列切去尖端的胚芽鞘一侧放置含不同浓度生长素的琼脂块,测定各胚芽鞘弯曲生长的角度(图甲),图乙表示测量的弯曲角度(α值)随生长素浓度增加的变化曲线图。下列对结果的分析正确的是( )
A.胚芽鞘弯曲的生长与体内其他激素无关
B.由于重力因素,若将图甲中胚芽鞘切段倒置会有相同的实验结果
C.由图乙可看出,生长素既能促进胚芽鞘生长,也能抑制胚芽鞘生长
D.促进胚芽鞘生长的最适生长素浓度在1.4 mg/L左右
二、综合题:本大题共4小题
7.(9分)下图为某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。甲病由一对等位基因(A、a)控制,乙病由另一对等位基因(B、b)控制,两对等位基因独立遗传。已知Ⅲ4 携带甲病的致病基因,正常人群中甲病基因携带者的概率为 4%。下表是①~④群体样本有关乙病调查的结果,请分析题意回答下列有关问题:
(1)据图分析,甲病的遗传方式为__________,判断乙病的遗传方式要根据系谱图及表中的__________类家庭。Ⅲ3 的两对等位基因均为杂合的概率为_________。
(2)若Ⅳ1 与一个正常男性结婚,则他们生一个只患乙病男孩的概率是__________。若Ⅳ4 与一个正常女性结婚,则他们生一个表现型正常的女孩,她是甲病基因携带者的概率__________。
(3)下列属于遗传咨询范畴的有__________。
A.详细了解家庭病史 B.推算后代遗传病的再发风险率C.对胎儿进行基因诊断 D.提出防治对策和建议
(4)若Ⅰ1 同时患线粒体肌病(由线粒体 DNA 异常所致),则Ⅱ2、Ⅱ3__________(填“均患该病”、“ 均不患该病”或“无法确定”)。若Ⅲ2 同时患克氏综合征,其性染色体为 XXY,其两条 X 染色体分别来自外祖父和外祖母,说明Ⅲ2 患克氏综合征的原因是__________。
(5)若乙病遗传情况调查中共调查 1000 人(其中男 500 人,女 500 人),调查结果发现患者25 人(其中男 20 人,女 5 人),如果在该人群中还有 15 个携带者,则 b 基因的频率是__________。
8.(10分)人们将某药物蛋白基因(M基因)导入烟草中,使烟草变成批量生产药物蛋白的工厂,将烟草这种人类健康的杀手,变成人类健康的“保护神”。回答下列问题。
(1)根据M基因的有关信息,如_____(答出2点即可),我们可以从基因文库中获得M基因。
(2)M基因进入烟草细胞的载体可以称之为“分子运输车”。具备_____(答出2点即可)等条件才能充当“分子运输车”。将M基因导入烟草细胞比较经济和有效的方法是___________。
(3)利用PCR技术扩增M基因的前提,是要有一段_____,以便合成引物,使反应体系中的M基因解链为单链的条件是______;在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是___________。
(4)上述过程中构建的基因工程表达载体,若只含有M基因是不可以完成任务的,原因是___________。
9.(10分)如图表示草原上某野兔种群数量的变化(K0表示野兔种群在无天敌进入时的环境容纳量),请分析回答相关问题。
(1)图中0→b时段内野兔的死亡率_____(填“大于”“等于”或“小于”)出生率,此阶段该种群的年龄组成最可能为_______型。
(2)某种天敌在图中标注的某个时间点迁入,一段时间后,野兔种群数量达到相对稳定状态,则该时间点最可能是_______。在捕食压力下,野兔种群的环境容纳量降在_______之间。
(3)用标志重捕法调查该草原上某区域的种群数量时,若部分标记个体的标记物不慎脱落,则导致调查结果_______(“偏高”或“偏低”);对捕获的野兔进行性别比例调查,发现其雌雄比例稍大于l,该比例_______(“有利”或“不利”)于种群增长。
(4)该草原随着环境的不断变化,此后可能慢慢长出小灌木丛,甚至有可能继续演替出森林,整个过程属于_____演替。过程中不断出现新的优势种群,这主要体现了不同植被物种对_____的竞争能力不同。研究表明某种生物可以提高人体的免疫力和抵抗力,这体现了生物多样性的__价值。
10.(10分)科研工作者从赤霉菌培养基的滤液中提取到赤霉素(GA)后,研究不同浓度的赤霉素在夏季对油桐净光合作用的影响,相关实验及结果如下图所示。
回答有关问题:
(1)赤霉菌和油桐两者代谢类型的差异在于____________,从细胞器角度分析,其原因是___________________。
(2)据图分析,赤霉素对净光合作用的促进效果最明显的时间是__________。14:00时,净光合速率很低,原因是_______________________。
(3)为进一步探究相应浓度赤霉素对油桐真正光合速率的影响,试补充简要的实验思路________________________________________________________。
11.(15分)基因工程目前已成为生物科学的核心技术,在农牧业、工业、医药卫生等方面有良好的应用前景。回答下列问题:
(1)基因表达载体中的复制原点,本质上是一段富含A—T碱基对的DNA序列,它易与引物结合而成为复制起点的原理是____________。启动子与复制原点的化学本质____________(填“相同”或“不同”),启动子功能的含义主要是________________________。
(2)利用PCR技术扩增目的基因,可在PCR扩增仪中进行的三步反应是____________。若在PCR扩增仪中加入模板DNA分子100个,则经过30次循环后,DNA分子数量将达到____________个。
(3)植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,如抗虫性、抗病性等。我国的抗虫棉就是通过____________法导人抗虫基因____________基因培育成功的;抗病毒的转基因小麦是导入抗病毒基因培育的,使用最多的抗病毒基因有________________________。
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、D
【解析】
根据题意 “为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题”,说明B淋巴细胞中染色体丢失可能会影响抗体分泌。用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞的目的是使B淋巴细胞成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感,可通过设定相应的选择培养基选择出“染色体核型稳定”的B淋巴细胞株。
【详解】
A、杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,可能会导致抗体产生能力下降,A正确;
B、造血干细胞在骨髓中发育成B淋巴细胞,成熟的B细胞主要分布在淋巴结和脾脏,因此可以从抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等处获得B淋巴细胞,B正确;
C、由图可知,在HAT培养基上培养,骨髓瘤细胞死亡,说明骨髓瘤细胞在HAT培养基中无法存活,C正确;
D、题中培养的是可分泌与注射的抗原相关抗体的杂交瘤细胞,不会产生抗EBV抗体,D错误。
故选D。
2、D
【解析】
本题通过古生物学家的推测,分析真核细胞内细胞器的起源问题,结合具体选项作答即可。
【详解】
A、两者的核糖体结构相同,说眀来源相同,A支持;
B、被吞入的蓝藻颗粒成为叶绿体,叶绿体内膜与蓝藻的细胞膜相似,B支持;
C、叶绿体的DNA与蓝藻的DNA均为环状,说明有相似性,C支持;
D、叶绿体大多数蛋白质的合成要依靠细胞核控制,而不是叶绿体内自身DNA控制合成,D不支持。
故选D。
3、C
【解析】
1、生物膜系统的概念:内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
2、分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成多肽,然后进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质,内质网以“出芽”形式形成囊泡,包裹着要运输的蛋白质到达高尔基体,并实现膜融合。在此时,对蛋白质进一步修饰加工,然后再形成囊泡,移动到细胞膜,再次实现膜融合,并将蛋白质分泌到细胞外。
【详解】
A、同一个人的不同体细胞都来自同一个受精卵,所以细胞核中的遗传物质是相同的,A错误;
B、核糖体只参与氨基酸的脱水缩合,不参与加工、运输和分泌蛋白的过程,B错误;
C、胰岛B细胞中的具膜细胞器有内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体,细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,C正确;
D、胰岛B细胞高度分化,不能进行有丝分裂,D错误。
故选C。
本题考查细胞的结构和功能,意在考查考生对所学基础知识的识记和理解能力。
4、C
【解析】
1、细胞不能无限长大的原因:(1)细胞中细胞核所控制的范围有限,所以一般细胞生长到一定体积就会分裂;(2)细胞的表面积与体积的比值叫做相对面积,细胞越小该比值越大,细胞与外界的物质交换速率越快,有利于细胞的生长。
2、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。
【详解】
A、原癌基因可调节细胞周期,控制细胞的生长和分裂进程,A错误;
B、细胞的体积和表面积的比值越小,物质运输的效率越高,越有利于细胞与外界进行物质交换,B错误;
C、生物进化的实质在于种群基因频率的改变,当种群基因频率发生改变时,该种群一定发生了进化,C正确;
D、DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上,二者在有丝分裂间期比较活跃,D错误。
故选C。
5、B
【解析】
A、该实验过程中的光照强度和C02初始浓度均属于无关变量,无关变量在实验过程中必须一致,A项正确;
B、可用单位时间内植物从外界环境中吸收的CO2量表示净光合速率,B项错误;
C、为了减少实验误差,每组实验应重复多次,所得数据取平均值,C项正确;
D、题图显示,三个品种达到最大净光合速率时的温度都是25℃左右,没有显著差异,D项正确。
故选B。
本题以实验为依托,采用图文结合的形式考查学生对实验结果的分析和处理能力。解答此类问题的关键是:由题意并从题图中提取有效信息,准确把握实验目的,采取对比法认真分析曲线的变化趋势,从中找出实验变量(自变量、因变量、无关变量),由此依据实验设计的原则对照各选项作出合理判断。
6、D
【解析】
1.生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用有促进扦插的枝条生根、促进果实发育、防治落花落果等。
2.生长素的作用表现为两重性:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。生长素所发挥的作用,因为浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。
【详解】
A、各种激素对植物生长发育过程的调节,都不是单独起作用的,而是多种激素相互作用,共同调节的结果,胚芽鞘弯曲的生长也不例外,A错误;
B、由于不同器官对生长素的敏感程度不同,尽管有重力因素,将图甲中胚芽鞘切段倒置也不会有相同的实验结果,B错误;
C、图乙中的实验数据都比对照组大,故图乙不能显示生长素既能促进胚芽鞘生长,也能抑制胚芽鞘生长,C错误;
D、图乙中胚芽鞘弯曲最大值对应的生长素浓度为1.4 mg/L,故可推测促进胚芽鞘生长的最适生长素浓度在1.4 mg/L左右,D正确。
故选D。
二、综合题:本大题共4小题
7、常染色体隐性遗传 ② 2/3 497/4000 22/71 ABD 均患该病 Ⅱ2形成卵细胞过程中的减数第一次分裂两条X染色体未分离 3%
【解析】
分析系谱图:Ⅱ1和Ⅱ2都不患甲病,但他们有一个患甲病的儿子(Ⅲ2),说明甲病是隐性遗传病,但I1的儿子正常,说明甲病是常染色体隐性遗传病。Ⅲ3和Ⅲ4都不患乙病,但他们有患乙病的孩子,说明乙病是隐性遗传病,可能是常染色体隐性遗传病,也可能是伴X染色体隐性遗传病。
【详解】
(1)根据系谱图分析可知:甲病是常染色体隐性遗传病,乙病是隐性遗传病。乙病为隐性遗传病,可能是常染色体隐性遗传病,也可能是伴X染色体隐性遗传病,再结合表格中②号家庭中“母病子病,父正女正”的特点可知,该病为伴X染色体隐性遗传病。就甲病而言,Ⅲ3的父母均为Aa,则其基因型及概率为1/3AA、2/3Aa;就乙病而言,Ⅲ3的基因型为XBXb。因此,Ⅲ3两对等位基因均为杂合的概率为2/3×1=2/3。
(2)从患甲病角度分析,Ⅲ3的基因型及概率为1/3AA、2/3Aa,Ⅲ4携带甲病的致病基因,则Ⅲ4的基因型为Aa,可推知后代为AA的概率为1/3×1/2+2/3×1/4=1/3,Aa的概率为1/3×1/2+2/3×1/2=1/2,则IV1为Aa的概率为Aa/(AA+Aa)=3/5。正常人群中甲病基因携带者的概率为4%,因此IV1与人群中一个正常男性结婚,后代患甲病的概率为3/5×4%×1/4=3/500;从患乙病角度分析,Ⅲ3的基因型为XBXb,Ⅲ4不携带乙病的致病基因,则Ⅲ4的基因型为XBY,可推知IV1的基因型及概率为1/2XBXB、1/2XBXb,其与正常男性婚配,后代患乙病的概率为1/2×1/2=1/4。因此,若IV1与一个正常男性结婚,则他们生一个只患乙病男孩的概率是(1-3/500)×1/4×1/2=497/4000。就甲病而言,IV4为AA的概率为2/5,Aa的概率为3/5,其与一个正常女性结婚(正常人群中甲病基因携带者的概率为4%,即AA的概率为96%,Aa的概率为4%),则他们所生孩子的基因型为AA的概率为2/5×96%+2/5×4%×1/2+3/5×96%×1/2+3/5×4%×1/4,Aa的概率为2/5×4%×1/2+3/5×96%×1/2+3/5×4%×1/2,则他们所生表现型正常的女孩是甲病基因携带者的概率为Aa/(AA+Aa)=22/71。
(3)遗传咨询的内容和步骤:医生对咨询对象进行身体检查,了解家庭病史,对是否患有某种遗传病作出诊断;分析遗传病的传递方式;推算出后代的再发风险率;向咨询对象提出防治对策和建议,如终止妊娠、进行产前诊断等,ABD正确。故选ABD。
(4)线粒体中DNA的遗传特点是母系遗传,即母病子全病。因此,若I1同时患线粒体肌病(由线粒体DNA异常所致),则Ⅱ2、Ⅱ3均患病。若Ⅲ2同时患克氏综合征,其性染色体为XXY,其两条X染色体分别来自外祖父和外祖母,说明Ⅲ2的两条X染色体都来自母亲Ⅱ2,且为一对同源染色体,则其患克氏综合征的原因是Ⅱ2形成卵细胞过程中的减数第一次分裂两条X染色体未分离。
(5)假设乙病遗传情况调查中共调查1000人(其中男性500人,女性500人),调查结果发现患者25人(其中男性20人,女性5人),如果在该人群中还有15个携带者,则b基因的频率是b/(B+b)=(20+5×2+15)/(500+500×2)×100%=3%。
本题结合系谱图,考查基因自由组合定律及应用,伴性遗传及应用,首先要求考生能根据系谱图和题干信息“Ⅲ4携带甲遗传病的致病基因,但不携带乙遗传病的致病基因”判断甲、乙的遗传方式;其次根据表现型推断出相应个体的基因型;再利用逐对分析法解题。
8、基因的核苷酸序列、功能、在染色体上的位置、转录产物、表达产物等 能自我复制、有一个或多个切割位点、有标记基因位点、对受体细胞无害等 农杆菌转化法 已知M基因的核苷酸序列 加热至90~95°C Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用,还需要有其他控制元件,如启动子、终止子和标记基因等
【解析】
1、PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。
2、运载体需具备的条件有:①能够自我复制;②有一个或多个限制性酶切割位点;③有特殊的标记基因。
3、将目的基因导入植物细胞的方法有:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。
【详解】
(1)从基因文库中获取目的基因的方法,可以根据目的基因的有关信息,例如,根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA,以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
(2)运载体需具备的条件有:①能够自我复制;②有一个或多个限制性酶切割位点;③有特殊的标记基因。将目的基因导入植物细胞的方法有:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法,采用最多且较经济和有效的方法是农杆菌转化法。
(3)PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。PCR反应中,M基因解链为单链称之为变性,需要控制温度在90~95°C,DNA双螺旋结构解体,双链打开。PCR反应需要较高的温度,大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活,而TaqDNA聚合酶能够耐高温,热稳定性高。
(4)要使目的基因能够表达和发挥作用,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及标记基因等。
本题考查了基因工程技术以及用DNA片段进行PCR扩增等方面的知识,要求能从题干中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。
9、小于 增长型 c K2~K3 偏高 有利 次生演替 阳光 直接使用价值
【解析】
(1)题图表示,野兔的种群数量经过一段时间发展后,达到环境容纳量,并相对稳定,呈S型增长;图中0→b时段内野兔的种群数量处于增长阶段,其死亡率小于出生率,此阶段该种群的年龄组成最可能为增长型。
(2)某种天敌进入一段时间后,野兔种群数量达到了相对稳定状态,环境容纳量在K2与K3之间。推测天敌最可能进入的时间在 c处。
(3)野兔用标志重捕法调查其种群数量时,若部分标记个体的标记物不慎脱落,根据种群数量=N1N2/n(N1表示第一次捕获并标记的数量,n表示第二次捕获中带标记的数量,N2表示第二次捕获数量),当n减少,估算出的种群数量则偏高。摄入食物后,对捕获的野兔进行性别比例调查,发现其雌雄比例稍大于l,该比例有利于种群繁殖而增长。
(4)草原原有土壤条件和部分繁殖体或者种子保留而进行的群落演替属于次生演替。演替过程中主要体现了不同植被物种中优势种群的替代主要是植被物种对阳光的竞争力不同导致。利用生物的药用价值体现的是生物多样性的直接使用价值。
种群增长的“S”型曲线分析
(1)K值及其变化示意图
①同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动;当种群数量偏离平均值的时候,会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
②环境遭受破坏,K值会下降;生物生存的环境改善,K值会上升。
(2)封闭环境中的种群数量变化模型
在封闭环境中,无外源物质和能量的补充,种群数量达到最大值后随资源的消耗和有害物质的积累,最终K值不断降低,种群数量减少甚至消亡。
10、赤霉菌为异养型,油桐为自养型 赤霉菌细胞无叶绿体,油桐叶肉细胞含有叶绿体 11:00 叶片气孔大量关闭,CO2吸收减少 设置三组(GA200mg/L、GA100mg/L、对照组),遮光处理,在不同时刻测量呼吸速率。
【解析】
根据材料及柱形图可知不同浓度的赤霉素是自变量,在不同时间不同浓度的赤霉素对植物的净光合速率的影响不同。
【详解】
(1)赤霉菌是真菌,细胞中没有叶绿体,不能进行光合作用,代谢类型为异养需氧型;油桐属于高等植物,能通过叶绿体利用光能进行光合作用,代谢类型为自养需氧型。
(2)据图可知,11:00时赤霉素对净光合作用的促进效果最明显。推测14:00 时,植物由于“午休”导致净光合速率很低,即叶片气孔大量关闭,CO2吸收减少。
(3)要进一步探究相应浓度赤霉素对油桐真正光合速率的影响,应测各时刻每种浓度赤霉素处理组及对照组的呼吸速率,再利用“呼吸速率+净光合速率”得出相应浓度赤霉素下油桐的真正光合速率。
注意植物的光和午休现象引起的植物净光合速率下降的直接因素是二氧化碳不足。
11、A-T碱基对多,相对氢键少,DNA易解旋 相同 启动子驱动基因转录成mRNA 高温变性,低温退火、中温延伸 100×230 花粉管通道 Bt毒蛋白 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
【解析】
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.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
PCR一般要经历三十多次循环,每次循环可分为变性、复性、延伸三步。在循环之前,常需要进行一次预变性,以便增加大分子模板DNA彻底变性的概率。
PCR过程为:
变性,当温度上升到90 ℃以上时,氢键断裂,双链DNA解旋为单链。
复性,当温度降低到50℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
延伸,温度上升到72 ℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
【详解】
(1)基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等,所以复制原点和启动子化学本质相同,都是一段特定的DNA序列。已知复制原点中含A-T碱基对多,因此含氢键少,结构不稳定,易解旋,可做为复制的起点,而启动子是驱动基因转录成mRNA的。
(2)PCR技术扩增目的基因包括三步反应:高温变性(氢键断裂)、低温退火(复性)形成氢键和中温延伸形成子链。PCR扩增仪可以自动调控温度,实现三步反应循环完成。PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制,结果使DNA呈指数增长,即2n(n为扩增循环的次数),所以100个DNA分子,30次循环,使DNA数量可达到100×230个。
(3)植物基因工程培育抗虫抗病等转基因植物用到的抗虫基因有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因等,我国的抗虫棉就是利用花粉管通道法导入Bt毒蛋白基因培育的;抗病毒基因有病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。
基因表达载体的构建是基因工程的关键步骤,熟知基因表达载体中各部分的结构和功能是解答本题的关键,最后一问提醒学生要关注生物科学的新进展。
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