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高三生物寒假作业（选修三）
1.苏云金杆菌是一种对昆虫有毒害作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。伴孢晶体蛋白经昆虫肠液消化成毒性肽，并因此导致昆虫死亡。自1993年培育转基因植物抗虫棉成功后，研究者又将抗虫基因成功地导入水稻细胞中。在培育转基因植物的研究中，抗除草基因(har)常作为标记基因。这样培育出来的转基因水稻既能抗虫又能抗除草剂，便于田间管理。下图为获得转基因水稻的技术流程，请据图回答：

AGCTA—
T—
(1)水稻细胞的基因结构与苏云金杆菌有所不同，其主要特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)要获得该抗虫基因，可采用　　　　　　　　　　　　　　　　　　等方法。
(3)假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为 ，则能与该运载体连接的抗虫基因分子末端序列是　　　　。
(4)C过程的水稻细胞经过　　　　形成愈伤组织。培养基中除了含有必要营养物质，琼脂和激素外，还必须加入　　　　。该培养基从用途上看属于　　　　。
(5)如果抗虫基因在水稻细胞中成功表达，请用中心法则形式表示该基因的表达过程　　　　　　　　　。
(6)种植上述转基因植物，它所携带的目的基因可能通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
2．苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。

(1)将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有________种DNA片段。
(2)图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得________种重组质粒；如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得________种重组质粒。
(3)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的________。
(4)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的TDNA导入植物细胞，并防止植物细胞中________对T-DNA的降解。
(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞________。
(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的________基因频率的增长速率。
3．南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点完成下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的________、________和________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：
①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物——农田”这一环节去掉，对生态农业系统有
何影响？__________________________________。
(3)在该生态农场中存在如下图所示的物质循环过程，据图分析
不符合生态工程原理的叙述是 (　　)

A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
(4)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？

4．如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：

(1)A细胞是________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。
(2)进行胚胎分割时，应选择发育到________时期的胚胎进行操作。
(3)②指的是________。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是________________。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________________________。
(6)受体母牛必须和供体牛属于________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______________________________。
5．下图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：

(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是从________中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的________细胞就是ES细胞。
(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的________。
(3)图中逆转录病毒的作用是____________，过程③利用了逆转录病毒的______________特性。
(4)“万能细胞”经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是_______________________________。
(5)请说出一种胚胎干细胞的应用： __________________________
6．多年来，每天的食品中含60%～80%的转基因成分，许多美国人竟一无所知。
(1)一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度，反映了转基因食品在安全性方面是_____________________________________________________________________。
(2)科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧，可能原因是什么？___________________________________________________________________。
(3)转基因食品或转基因生物武器都要应用DNA重组技术，该技术的基本工具是什么？
________________________________________________________________________。
(4)生物武器是一种大规模的杀伤性武器，它与常规武器相比有许多特点：①________，②________，③________。
(5)1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申在任何情况下________、________、________生物武器。
7．自然界中有一种含有叶绿体的原生动物——眼虫，这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。某同学提出问题：“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？”他尝试设计出下列具体的实验方案。

结合实验方案回答：
实验原理：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。实验
步骤如下：
(1)①中选的植物材料细胞中，必须有的细胞器是________。
(2)③过程所用的酶是_____________________________________。
(3)④过程除了用电激之外，还可以用________、________等作为诱导因素。
(4)⑤过程动物细胞体外培养需要满足的条件是________、________、________、_______
(5)在整个实验过程中，要强调所用的器械的灭菌和无菌操作，原因是各种杂菌可以在培
养基上面迅速生长，培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和________争夺营养，
而且这些杂菌生长的过程中会生成大量________导致培养物迅速死亡。
(6)在⑤⑥过程中，通常要添加血清，原因是________________________。
（7）如果让动植物杂交种批量培养生产，可以用_____________________技术。
（8）动植物杂交种细胞是否有细胞壁？____________。理由是________________________。

8． PCR技术（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，下图表示合成过程，请据图分析回答：

（1）A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是:( )
A.该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键
B.该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键
C.该过程不需要解旋酶的作用
D.该过程与人体细胞的过程完全相同
(2）C过程要用到的酶是________ 。这种酶在高温下仍保持活性，因此在PCR扩增时可以________ 加入，________ （需要/不需要）再添加。PCR反应除提供酶外，还需要满足的基本条件有：___
（3）如果把模板DNA的两条链用N15标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制"94℃-55℃-72℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有N 15标记的DNA占________ 。
(4）如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸____________个。
（5）PCR中由碱基错配引起的变异属于_____________________。假设对一个DNA进行扩增，第一次循环时某一条模板链上发生碱基错配，则扩增若干次后检测所用DNA的扩增片段，与原DNA相应片段相同的占__________________。 。
⑹由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔的遗传规律的，因此人类可以利用PCR技术合成的DNA进行新子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA控针凝聚于一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条每个人的条码一半与父亲的条码吻合，另一半与母亲的条码相吻合，反复几次，每一种探针可用于寻找DNA的不同部位并形成独特的条码，便可获得超过99.9%的分辨概率。请根据资料回答问题：
　　① “探针”是指________
　　A．某一个完整的小段基因
　　B．目的基因片段的特定DNA
　　C．与目的基因相同的特定双链DNA
　　D．与目的基因互补的特定单链DNA
　 ②条码一半与其母亲的条码吻合，一半与其父亲的条码吻合的原因是__________________________________________________________________________________。

9．以下是有关现代生物技术的两个问题，请回答：
Ⅰ：下列三图分别表示基因的结构示意图和利用基因工程培育抗虫棉过程示意图。请据图回答下列有关问题：
⑴图C中的目的基因是从图A和图B中的哪一个图所表示的基因提取的？___，图C中科学家在进行[①]操作时，要用___________________分别切割运载体和目的基因，运载体的 黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端通过__________________而结合。

⑵[III]是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生F1代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_______。
⑶将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_____________________。
Ⅱ：现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员计划通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列有关问题。
实验原理：________________________________________________________。根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。
材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、适宜浓度的化学物质甲溶液、适宜浓度的化学物质乙溶液、蒸馏水、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片。
实验步骤：
⑴制备细胞悬浮液。
把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。
⑵进行细胞培养。
①取A、B、C3个洁净的培养瓶，分别放入___________________________________；
②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；
③把3个培养瓶放在适宜温度的恒温箱中培养。
⑶制作临时装片。
①当细胞增殖到大约8代左右时，同时从恒温箱中取出3个培养瓶，用_____________处理，加入动物细胞固定液，迅速杀死细胞并固定细胞分裂相；
②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，滴加__________________进行染色，3—5min后，盖上盖玻片。
⑷镜检和统计。
把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜观察，为清晰观察染色体的形态，最好寻找处于______________期的细胞，并与小白鼠正常细胞有丝分裂同时期高倍显微照片进行对比，统计并计算该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）。
结果分析与结论：
⑴经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：QA=1.3%, QB=12.5%, QC=0.1%,
由此可知该实验的结论是__________________________________________。
⑵在实验中，C培养瓶起______________作用，C瓶的Q值说明____________________

高三寒假作用（选修三）参考答案：
1. (1)基因编码区是间隔、不连续的　(2)从基因文库中获取或人工合成基因　

(3) 　

(4)脱分化　除草剂　选择培养基　(5)抗虫基因mRNA伴孢晶体蛋白　(6)叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过叶绿体传递给近缘物种
2. (1)4　(2)2　1　(3)复制　(4)DNA水解酶 (5)表面无相应的特异性受体　(6)抗性
3. (1)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性
(2)①如右图所示：
②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降
(3)C
(4)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定
规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量
较少，该营养级生物数量也较少。
4. (1)(次级)卵母细胞　获能　(2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔　(4)具有相同的遗传物质　
(5)胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 (6)同一物种　受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
5. (1)早期胚胎　内细胞团　(2)全能性 (3)作为基因工程的载体　感染(宿主细胞)　
(4)不会产生免疫排斥反应　(5)用于研究细胞分化和细胞凋亡的机理；用于器官移植等(答出一种即可）
6. (1)相对安全的　(2)转基因生物的潜在危险：如生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等　(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体　(4) 传染性强　污染面广　难以防治　(5)不发展　不生产　不储存
7.⑴叶绿体 ⑵纤维素酶和果胶酶 ⑶病毒 聚乙二醇（振荡、离心、生物、化学因素等） ⑷无菌、无毒的环境 营养 温度和pH 气体环境 ⑸组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡 ⑹由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，通常加入血清、血浆等一些天然成分 ⑺动物细胞培养 ⑻无 因为胚胎在母体子宫中完成胚胎发育
8．⑴C ⑵TaqDNA聚合酶 一次 不需要 DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸等
⑶25% ⑷210-1（a–m） ⑸基因突变 50% ⑹B 其子代的遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲。
9. Ⅰ. ⑴ 图A 同一种限制性内切酶 碱基互补配对原则 ⑵3/4 ⑶发生性状分离
Ⅱ. 实验原理：有毒物质会使动物细胞发生染色体变异
实验步骤：⑵①等量的细胞悬浮液 ⑶①胰蛋白酶液 ②加1—2滴龙胆紫液染色
⑷有丝分裂中 结果分析与结论：⑴甲、乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大 ⑵对照 动物细胞在正常培养状态下染色体变异频率非常低。