1、2026年四川省绵阳南山中学下学期高三期中考试仿真卷生物试题 注意事项 1.考生要认真填写考场号和座位序号。 2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。 3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。 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.细胞内的“囊泡”就像“深海中的潜艇”在细胞中“来回穿梭”,参与物质的运输过程,下列有关细胞内囊泡运输的叙述,错误的是( ) A.囊泡运输依赖于生物膜的流动性且消耗能量 B.抗体的运输和分泌
2、过程需要囊泡的参与 C.囊泡只能将物质从胞内运输到胞外 D.细胞内有些大分子物质不能通过囊泡进行运输 2.茉莉花的花色与花瓣细胞中色素的种类和含量有关,控制色素的基因位于一对同源染色体上。某茉莉花的花瓣细胞中某一相关基因发生突变后,花色由紫色变为白色。下列相关叙述错误的是( ) A.该基因突变不能用普通光学显微镜观察识别 B.基因突变发生后,色素种类和含量可能发生变化 C.控制茉莉花白色和紫色的基因是一对等位基因 D.这种变异是体细胞突变造成的,不能遗传给后代 3.任何自然种群是不可能无限增长的,种群达到一定密度后,就会因某些限制因素的作用而停止增长。下列关于种群数量特征
3、与变化的描述正确的是( ) A.样方法可以用于调查某些活动能力强,活动范围大的小动物种群的密度 B.种群的年龄组成和性别比例,均能够间接影响该种群的出生率和迁入率 C.随着种群密度增大,种群死亡率随之增高,这可能与种内斗争加剧有关 D.改善限制种群增长的环境因素,则该种群密度会增加,导致丰富度提高 4.从生长状况相同的一些胚芽鞘上分别对应截取三种切段即S1、S2和S3,然后把这三种切段分别放在不含IAA和赤霉素、含赤霉素、含IAA三种相同浓度的溶液中,培养3天后,测量切段长度,结果如下图。下列叙述正确的是 A.若从幼根获取相应切段进行处理,结果与上图一致 B.实验结果表明赤
4、霉素对切段伸长具有两重性 C.该浓度IAA对切段S2的促进生长作用低于切段S3 D.该实验结果可证明赤霉素和IAA共同作用促进伸长效果更好 5.免疫系统具有防卫、监控和清除功能,免疫系统功能过强或过弱,都会引起机体功能紊乱,以下五种情况分别属于( ) ①有的人一经吸入某种花粉便打喷嚏、鼻塞 ②HIV病毒侵入人体后,攻击T细胞,使人体免疫系统遭到破坏 ③“重症肌无力”病人的神经与肌肉接头处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击,使该受体失去功能 ④“COVID-19”感染时,发现免疫细胞会分泌大量的细胞因子,这些因子在消灭病毒的同时也严重破环了自身的细胞,导致人体发生休克、多功能
5、脏器衰竭等。 ⑤效应T细胞与被新型冠状病毒入侵的宿主细胞密切接触,使这些细胞裂解死亡 A.自身免疫病、免疫缺陷病、过敏反应、过度免疫、免疫缺陷病 B.过敏反应、免疫缺陷病、自身免疫病、过度免疫、细胞免疫 C.过敏反应、过度免疫、免疫缺陷病、自身免疫病、体液免疫 D.过敏反应、免疫缺陷病、自身免疫病、免疫缺陷病、细胞免疫 6.植物紫茉莉的花暮开朝合,被誉为“天然时钟”。若其花色受常染色体上一对等位基因(A、a)控制,将一红花植株与白花植株杂交,F1均为粉红花,F1随机交配,F2中红花:粉红花:白花=1:2:1,下列叙述不正确的是( ) A.亲本红花植株和白花植株都为纯合子
6、B.F2中出现三种花色,这是基因重组的结果 C.红花、粉红花、白花的基因型分别为AA、Aa、aa D.F2中白花与粉红花杂交,F3会出现2种花色 二、综合题:本大题共4小题 7.(9分)前不久,某生物公司的百白破疫苗检验不符合规定。为生产高效价疫苗和简化计划免疫程序,科学家研制出基因工程乙肝-百白破(rHB-DTP)四联疫苗,经各项检测均通过 rHB-DTP四联疫苗制检规程的要求。其有效成分是乙肝病毒表面抗原、百日咳杆菌、白喉杆菌和破伤风杆菌的四种类毒素。请分析回答: (1)为获取百日咳杆菌类毒素的基因,可从百日咳杆菌的细胞中提取对应mRNA,在______的作用下合成双链 cDNA
7、片段,获得的 cDNA片段与百日咳杆菌中该基因碱基序列_____(填“相同”或“不同”)。 (2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小,且序列已知,获得目的基因可采用________,然后通过 PCR技术大量扩增,此技术的前提是已知________________________________。 (3)把目的基因导入受体细胞时,科学家采用了改造后的腺病毒作为载体,写出你认为科学家选它的理由_________________________________________________。(写出 2点) (4)研究发现,如果将白喉杆菌类毒素 20位和 24位的氨基酸改变为半胱氨酸,免疫效
8、果更好,请写出此种技术的基本流程_____________________________________。 (5)实验证明,一定时间内间隔注射该疫苗 3次效果更好,其主要原因是体内产生的_____细胞数量增多,当同种抗原再次侵入人体时二次免疫的特点是_____。 8.(10分)厨余垃圾可加工成有机肥,实现垃圾的再利用。研究人员选定某农场甲、乙两块地,分别长期施用有机肥和化肥后,调查生物多样性结果如下图。 (1)据图分析,乙地与甲地相比,乙地长期施用化肥会导致___________。 (2)若调查土壤小动物类群丰富度,取样采用的方法是___________。 (3)蚯蚓能以土壤中
9、腐叶为食,在生态系统中的成分属于___________;绿色植物同化的能量去向是:___________。 9.(10分)为提高粮食产量,科研工作者以作物甲为材料,探索采用生物工程技术提高光合作用效率的途径。 (1)图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程的模式图。其中环形代谢途径表示的是光合作用中的________ 反应。 (2)如图1所示,在光合作用中R酶催化C5与CO2形成2分子3-磷酸甘油酸。在某些条件下,R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸,后者在酶的催化作用下转换为___________后通过膜上的载体(T)离开叶绿体。再经过代谢途径Ⅰ最终将2分子乙醇
10、酸转换为1分子甘油酸,并释放1分子CO2。 (3)为了减少叶绿体内碳的丢失,研究人员利用转基因技术将编码某种藻类C酶(乙醇酸脱氢酶)的基因和某种植物的M酶(苹果酸合成酶)基因转入作物甲,与原有的代谢途径Ⅲ相连,人为地在叶绿体中建立一个新的乙醇酸代谢途径(图2中的途径Ⅱ)。 ①将C酶和M酶的编码基因转入作物甲,能够实现的目的是:利用途径Ⅱ,通过__________,降低叶绿体基质中该物质的含量,减少其对叶绿体的毒害作用。 ②转基因操作后,途径Ⅲ能够提高光合作用效率的原因是______________。 (4)在图2所述研究成果的基础上,有人提出“通过敲除T蛋白基因来进一步提高光合作用
11、效率”的设想。你认为该设想是否可行并阐述理由。_____________ 10.(10分)几个月来的澳大利亚山火导致大约60多万只蝙蝠失去栖息地,被迫迁移。回答下列问题。 (1)蝙蝠在全球分布有1400种,这可体现生物多样性的_______。 (2)蝙蝠取食、飞行等生命活动几乎完全依赖声波,由此可见,______,离不开信息的传递,蝙蝠等消费者在生态系统中的作用是______________。 (3)蝙蝠可携带狂犬病病毒等50-100种病毒。过去在南美洲为了防止狂犬病爆发,曾用毒药毒杀吸血蝠,甚至用爆炸物摧毁其栖息地。这样做可能导致的风险是___________。(答出2点即可)。
12、4)面对全球性生态环境等问题,人类的必然选择是____________道路。 11.(15分)基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的,将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上,替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2,根据其碱基序列分别合成HB1和HB2,再将两者分别与基因、连接,中间插入正常PKU基因和标记基因,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互
13、换,如图所示。 (1)构建重组载体时,常用的工具酶有________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞_________。 (2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的_________取出,并用_________处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为___________。 (3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个中至少会有一个与一起整合到染色体DNA上。已知含有的细胞具有G418的抗性,、的产物都能把DH
14、PG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是__________的胚胎干细胞,理由是_________。 (4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠__________,说明PKU基因成功表达。 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、C 【解析】 分泌蛋白合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工一内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡
15、→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。据此答题。 【详解】 A、囊泡运输依赖于膜的流动性且需要消耗能量,A正确; B、抗体属于分泌蛋白,其运输和分泌过程需要囊泡的参与,B正确; C、囊泡既能将物质从胞内运输到胞外,也能从胞外运输到胞内,C错误; D、细胞内的大分子物质不都可通过囊泡进行运输,如核酸不通过囊泡进行运输,D正确。 故选C。 2、D 【解析】 可遗传的变异有三种来源:基因突变、染色体变异和基因重组: (1)基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
16、 (2)基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。 (3)染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 【详解】 A、基因突变属于分子水平的变异,不能用普通光学显微镜观察,A正确; B、基因突变发生后,色素种类和含量可能发生变化,从而导致花色改变,B正确; C、控制茉莉花白色的基因是由紫色基因突变产生的等位基因,C正确; D、
17、这种变异是基因突变造成的,属于可遗传变异,即使是体细胞突变造成,也可以通过无性繁殖遗传给后代,D错误。 故选D。 3、C 【解析】 1、种群密度是种群数量的最基本特征。种群密度出生率和死亡率都会影响种群数量的变化,但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的,性别比例通过影响出生率影响数量变化的。 2、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物或活动能力弱,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。 【详解】 A、样方法可以用于调查某些活动能力弱,活动范围小的动物种群的密度,A错误; B、年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数
18、量变化的,性别比例通过影响出生率影响数量变化的,B错误; C、随着种群密度增大,而空间资源有限,种内斗争加剧,种群死亡率随之增高,C正确; D、丰富度是群落中物种数量的多少,改善限制种群增长的环境因素,则该种群密度会增加,但不影响丰富度,D错误。 故选C。 本题考查种群的数量特征和数量变化,特别区分物种丰富度这个概念,物种丰富度是群落水平上的概念。 4、C 【解析】 分析题图:S1为胚芽鞘尖端,具有分裂能力,S3段为成熟组织,不具有分裂能力。柱状图:与对照组相比,赤霉素促进切段S1的生长,IAA抑制切段S1的生长;赤霉素明显促进S2的生长,而对于S3的促进生长的效果不太明显;IAA
19、对S3的促进生长的效果比赤霉素要强,即S2切段对于赤霉素的敏感性要高于切段S3的细胞,而S2切段对于生长素的敏感性要低于切段S3的细胞。 【详解】 A、由于根和芽对生长素的敏感性不同,因此若从幼根获取相应切段进行处理,结果与上图有所不同,A错误; B、图中三个实验结果中赤霉素对切段伸长都是促进作用,没有体现出两重性,B错误; C、据图可知该浓度IAA对切段S2的促进生长作用低于切段S3,C正确; D、由于缺少赤霉素和IAA共同作用的实验组,因此无法得出“赤霉素和IAA共同作用促进伸长效果更好”的结论,D错误; 故选C。 本题考查了植物激素的作用及相应的实验设计,解题关键是对题图的
20、分析:先找出实验的自变量和因变量,再分析坐标图中各柱形的变化规律,结合教材的知识点,分析各选项。 5、B 【解析】 过敏反应是指已经发生免疫的机体,当再次接触到过敏原的时候所发生的组织损伤和功能紊乱。一般可以引起过敏反应的物质 叫做过敏原,如花粉、室内尘土等。自身免疫病是指免疫系统敌我不分的将自身物质当作外来异物来攻击。HIV攻击人体的T细胞会造成获得性免疫缺陷综合征。 【详解】 ①花粉引起人体打喷嚏、鼻塞,属于过敏反应; ②HIV攻击T细胞使得细胞免疫完全丧失、体液免疫几乎丧失,属于免疫缺陷病; ③神经与肌肉接头处的乙酰胆碱受体被当作抗原而受到攻击属于免疫系统攻击自身物质,属于自
21、身免疫病; ④机体分泌的细胞因子在消灭病毒的同时也严重破环了自身的细胞,属于过度免疫; ⑤效应T细胞与被病毒入侵的宿主细胞密切接触,使这些细胞裂解死亡,属于细胞免疫的过程; 故选B。 6、B 【解析】 根据题干中的杂交结果可推知:红花×白花→F1粉红花,F1粉红花自交→红花:粉红花:白花=1:2:1,说明是不完全显性,所以控制红花性状的基因为显性纯合子(AA)或隐性纯合子(aa),控制粉红花性状的基因为杂合子(Aa),控制白花性状的基因为隐性纯合子(aa)或显性纯合子(AA)。 【详解】 A、由分析可知,该性状表现为不完全显性,亲本红花植株和白花植株都为纯合子,A正确; B、F
22、2中出现三种花色,这是F1Aa个体产生A、a两种配子随机结合的结果,B错误; C、由分析可知,粉红花基因型一定为Aa,红花、白花的基因型可分别用AA、aa来表示,C正确; D、F2中白花(aa)与粉红花(Aa)杂交,F3会出现白花、粉红花2种花色,D正确。 故选B。 二、综合题:本大题共4小题 7、逆转录酶 不同 化学方法人工合成(人工化学合成) 一段目的基因的核苷酸序列以便合成引物 能自主复制、有多个限制酶切位点、有标记基因、对宿主细胞无害 从预期蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 记忆
23、 短时间内迅速产生大量的抗体和记忆细胞,免疫预防作用更强 【解析】 1、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。 2、记忆细胞使得二次免疫反应快而强。 【详解】 (1)由mRNA合成cDNA
24、的过程属于逆转录过程,需要逆转录酶。获得的cDNA片段只包含基因的编码区,没有非编码区,因此与百日咳杆菌中该基因碱基序列不同。 (2)可通过化学方法人工合成(人工化学合成)序列较小且已知的基因片段。通过PCR技术大量扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物。 (3)改造后的腺病毒具有能自主复制、有多个限制酶切位点、有标记基因、对宿主细胞无害等特点,故可用做载体。 (4)将白喉杆菌类毒素20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸属于蛋白质工程的范畴,故其基本流程是从预期蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 (5)一定
25、时间内间隔注射该疫苗 3次效果更好,其主要原因是体内产生的记忆细胞数量增多,当同种抗原再次侵入人体时二次免疫的特点是短时间内迅速产生大量的抗体和记忆细胞,免疫预防作用更强。 本题考查了基因工程中目的基因的获取、表达载体的构建、蛋白质工程以及免疫预防等相关知识,综合性较强,要求考生需掌握各知识之间的联系,做到灵活应用,熟能生巧。 8、物种丰富度下降和部分种群数量增加 取样器取样法 分解者 一部分用于自身生长发育繁殖,一部分呼吸作用以热能的形式的散失 【解析】 分析题干和图形可知,横坐标代表的是物种丰富度,甲地施用有机肥,乙地施用化肥,通过比较分析可知长期使用化肥会
26、降低生物的多样性。 【详解】 (1)长期使用化肥会改变土壤的理化性质,分析题中的横坐标,乙地的物种丰富度较甲地低,可见长期使用化肥会导致物种丰富度下降,但分析纵坐标发现,一些种群的数量(密度)上升了。 (2)调查土壤小动物类群丰富度,取样时采取取样器取样法。 (3)蚯蚓分解落叶属于分解者,绿色植物所同化的能量一部分用于自身生长发育繁殖,一部分呼吸作用以热能的形式的散失。 本题考查生态系统的相关知识,考查学生理解能力和获取信息的能力。 9、碳(暗) 乙醇酸 将乙醇酸转换为苹果酸 由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量,使叶绿体基质内 CO2 的浓度增加,直接增加了碳(暗)反应
27、的反应(底)物 该设想可行。理由是:叶绿体膜上的载体 T 仍有可能输出部分乙醇酸,造成叶绿体中碳的丢失。找到并敲除载体 T 的基因,即可减少这一部分碳的丢失,进一步提高光合作用效率。 【解析】 分析图1可知:叶绿体中所示的环形反应的生理过程为卡尔文循环,该循环过程中发生的反应为:在光合作用中R酶催化C5与CO2形成2分子3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸转化成C3,然后C3在来自光反应的ATP和还原剂NADPH以及酶的催化作用下形成有机物和C5。R 酶还可以催化 C5 和 O2 反应生成 1 分子C3 和 1 分子 2-磷酸乙醇酸,后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通过膜上的载体(
28、T)离开叶绿体。再经过代谢途径最终将2分子乙醇酸转换为1分子甘油酸,并释放1分子CO2。 分析图2可知:通过转基因技术人为地在叶绿体中建立一个新的乙醇酸代谢途径Ⅱ,即将乙醇酸通过C酶和M酶的催化作用转化为苹果酸,由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量,苹果酸通过代谢途径Ⅲ,使叶绿体基质内CO2的浓度增加,有利于提高光合速率。 【详解】 (1)分析图1可知,图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程,表示碳(暗)反应的过程图。 (2)分析图1可知,在某些条件下,R酶还可以催化C5 和 O2 反应生成 1 分子C3 和 1 分子 2-磷酸乙醇酸,后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通过膜上的载体(T)离开叶绿体。
29、 (3)①分析图2可知,通过转基因技术将C酶和M酶编码基因转入作物甲,增加了途径Ⅱ,通过该途径将乙醇酸转为苹果酸,降低叶绿体基质中乙醇酸的含量,减少其对叶绿体的毒害作用。 ②转基因操作后,通过途径Ⅱ提高了叶绿体中苹果酸的含量,然后苹果酸经过途径Ⅲ代谢产生了CO2,从而使叶绿体基质内CO2的度增加,提高了碳(暗)反应所需的反应(底)物浓度,有利于提高光合速率。 (4)分析题图可知,T蛋白是叶绿体内外膜上将乙醇酸运出叶绿体的载体,乙醇酸出叶绿体造成叶绿体中碳的丢失。因此找到并敲除该载体的基因,即可减少这一部分碳的丢失,进一步提高光合作用效率。所以通过敲除T蛋白基因来进一步提高光合作用效率的设
30、想是可行的。 本题结合图示考查光合作用的有关内容,要求考生能够熟记并理解光合作用的过程以及物质变化。能够正确识图,分析图1和图2中的代谢途径以及与光合作用之间的关系,获取有效信息,结合光合作用的知识点解决问题。 10、物种多样性 生命活动的进行 能够加快生态系统的物质循环,还对植物的传粉、种子的传播具有重要作用 吸血蝠的抗毒性增强,导致毒药效果下降;失去栖息地导致其四处迁移,增加狂犬病的传播风险;施用毒药和爆炸物会导致环境污染;生物多样性可能降低 可持续发展 【解析】 1、生物多样性包括:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。 2、信息传递在生态系统中
31、的作用:①生命活动的正常进行离不开信息传递;②生物种群的繁衍离不开信息的传递;③信息传递还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。 【详解】 (1)蝙蝠在全球分布有1400种,这体现了蝙蝠这个物种的多样性。 (2)蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行几乎完全依赖声波,由此可见,生命活动的正常进行,离不开信息传递。消费者能通过自身的新陈代谢,将有机物转化为无机物,这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用,可见,消费者的存在能够加快生态系统的物质循环,此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要的作用。 (3)毒药可对吸血蝠的变异进行选择,使抗药性强的变异个体生存下来,通过生殖把抗
32、性基因传给后代,使吸血蝠的抗药性增强。用爆炸物摧毁其栖息地,炸药爆炸后会产生大量的污染物,造成环境污染;其次,吸血蝠失去其栖息地后会四处迁移,增加狂犬病的传播风险;吸血蝠的灭亡会导致生物多样性的降低。 (4)面对全球性生态环境等问题,人类的必然选择是在不牺牲未来几代人需要的情况下,满足我们这代人的需要,追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展,即可持续发展。 本题通过热点问题澳大利亚山火和蝙蝠迁移,考查生物多样性、生态系统的信息传递等相关知识,意在考查识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析、解决问题的能力。 11、限制酶和DNA连接酶 具有全能性 内细胞团细胞 胰蛋
33、白酶或胶原蛋白酶 贴壁生长 正确互换整合 正确互换整合后的染色体上只有只有,无、,具有G418抗性,故能在含有G418和DHPG的培养液中生长,错误互换整合后的细胞中染色体DNA上含有和至少1个,而、的产物都能把DHPG转化成有毒物质,故在含有G418和DHPG的培养液中错误整合的细胞死亡 尿液中霉臭味显著降低 【解析】 DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。构建重组载体时,首先需用限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组载体。胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原
34、始性腺(即囊胚期的内细胞团),因此获取的胚胎干细胞应取自囊胚的内细胞团。结合题图可知,正常互换后的染色体DNA上只有,而无、;错误整合时,载体的两个中至少会有一个与一起整合到染色体DNA上,故由于正确互换后的细胞染色体上有,无、,故对G418有抗性,可在含G418的培养液中正常生活,而错误互换后的染色体DNA上由于含有至少1个,而、的产物都能使细胞死亡,故错误互换的细胞不能生存,据此分析。 【详解】 (1)构建重组载体时,常用的工具酶有限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶。实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞具有全能性。 (2)为
35、获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的内细胞团细胞取出,并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为贴壁生长。 (3)已知含有的细胞具有G418的抗性,、的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡,据分析可知,正确互换后的染色体上只有只有,无、,错误互换后的细胞中染色体DNA上含有和至少1个,因此,转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是正常互换整合的胚胎干细胞,原因是:正确互换后的染色体上只有只有,无、,具有G418抗性,故能在含有G418及同时含有
36、G418和DHPG的培养液中生长,错误互换后的细胞中染色体DNA上含有和至少1个,而、的产物都能把DHPG转化成有毒物质,因此在含有G418和DHPG的培养液中死亡。 (4)苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢途径中的酶缺陷,使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸,导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积,并从尿中大量排出,主要表现为智力低下,尿液中有霉臭味,将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,若PKU基因成功表达,则从个体生物学水平检测,小鼠尿液中霉臭味显著降低。 本题考查了基因工程和胚胎工程等相关知识,要求学生能够识记胚胎干细胞的来源,明确基因表达载体构建过程及目的基因的表达和检测,本题难点在于序列交换后细胞的筛选。






