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- 2021-09-24 发布
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开封市2020高三模拟考试
理科综合应用能力测试
一、选择题
1.下列有关细胞的结构和功能的叙述,正确的是( )
A. 载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
B. 细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关
C. 线粒体 DNA 位于线粒体外膜上,编码参与呼吸作用的酶
D. 细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了细胞膜以及线粒体的结构和功能。细胞膜主要由脂质与蛋白质构成,还含有少量的糖类。在细胞膜的外表面,有一层由蛋白质和糖类结合形成的糖蛋白,也叫糖被。它在细胞的生命活动中具有重要功能,如保护、润滑、识别等作用。激素与靶细胞膜上相应受体的结合属于细胞之间交流中的间接信息交流。线粒体是具有双层膜的半自主性细胞器,其遗传物质DNA位于基质中。
【详解】A、载体蛋白都是跨膜蛋白,它贯穿在整个磷脂双分子层中,A错误;
B、细胞识别与细胞膜外侧的糖蛋白有关,而糖蛋白由蛋白质和多糖组成,B错误;
C、线粒体 DNA 位于线粒体的基质中,C错误;
D、细胞产生的激素作用于靶细胞膜上相应受体,实现细胞间的信息传递,D正确。
故选D。
2.精准扶贫引进某种经济植物,高三生物小组接手研究该植物是否适合本地生长的项目之一。因此设计了一个测定该根毛细胞液浓度的实验方案,结果如下表。又测定了本地种植地的土壤溶液浓度,发现土壤溶液的浓度适合该植物生长,则本地土壤溶液的浓度最可能是( )
浓度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
质壁分离状况
不分离
刚分离
显著
显著
A. ≥0.2 B. ≤0.2
- 16 -
C. <0.2 D. 0.15<土壤溶液<0.3
【答案】C
【解析】
【分析】
植物的成熟细胞置于一定浓度的外界溶液中,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,根据扩散作用原理,水分子会由细胞液中渗出到外界溶液中,通过渗透作用失水;由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同,细胞壁伸缩性较小,而原生质层伸缩性较大,从而使二者分开,即质壁分离;反之,外界溶液浓度小于细胞液浓度,则细胞通过渗透作用吸水,分离后的质和壁又复原。
【详解】根据表格分析,该植物在浓度为0.15 mol/L的溶液浓度中不分离,而在浓度为0.2 mol/L的溶液中刚好发生质壁分离,而细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围,说明该植物的细胞液浓度为0.15~0.2 mol/L。该植物若适合在本地生长,说明其细胞能够从土壤中吸收水分,则外界溶液浓度低于细胞液浓度,即本地土壤溶液浓度小于0.2 mol/L。
故选C。
3.二倍体百合(2n=24)形成配子过程中的细胞图像如下,下列叙述错误的是( )
A. 图②处于减数第二次分裂后期
B. 图③中,同源染色体的姐妹染色单体发生交叉互换
C. 图⑤中,移向两极的基因组成有可能不相同
D. 上述细胞分裂图像按进行时序排序为①→③→⑤→②→④
【答案】B
【解析】
【分析】
减数分裂过程中的染色体行为变化:
- 16 -
(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:形成两个子细胞,染色体数目减半。(3)减数第二次分裂:①前期:与减数第一次分裂前期相似,染色体首先是散乱地分布于细胞之中。而后再次聚集,形成纺锤体;②中期:染色体的着丝点排列到细胞中央赤道板上。注意此时已经不存在同源染色体了;③后期:每条染色体的着丝点分离,两条姊妹染色单体也随之分开,成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别移向细胞的两极;④末期:重现核膜、核仁,到达两极的染色体,分别进入两个子细胞。两个子细胞的染色体数目与初级精母细胞相比减少了一半。至此,第二次分裂结束。
【详解】A、图②所示细胞正在发生姐妹染色单体的分离,为减数第二次分裂后期,A正确;
B、图③所示细胞为减数第一次分裂前期,此时同源染色体联会,并且同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,不是姐妹染色单体发生交叉互换,B错误;
C、图⑤所示细胞为减数第一次分裂后期,同源染色体分离,同源染色体相同位置上有相同基因,也有等位基因,所以移向两极基因组成可能不同,C正确;
D、图为二倍体百合减数分裂过程中的图,①为减数第一次分裂前的间期,②为减数第二次分裂后期,③为减数第一次分裂前期,④为减数第二次分裂末期,⑤为减数第一次分裂后期,分裂图像按进行时序排序为①→③→⑤→②→④,D正确。
故选B。
4.下列关于生物进化的叙述,错误的是( )
A. 种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件
B. 一个物种的形成或灭绝会影响若干其他物种的进化
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. 若没有其他因素影响,一个随机交配小群体的基因频率在各代保持不变
【答案】D
【解析】
【分析】
现代生物进化理论的基本观点: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;突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。通过它们的综合作用。种群产生分化。最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
- 16 -
【详解】A、种群基因频率的改变实际上就是种群的进化,而当基因频率改变累积到一定的程度不同,就产生了生殖隔离,所以种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件,A正确;
B、一个物种的形成或灭绝,会影响到若干其他物种的进化,因为生物与生物之间存在共同进化,B正确;
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,从而决定生物进化的方向,C正确;
D、虽然没有其他因素影响,但是由于群体数量较少,因此小群体的基因频率在各代可能会发生改变,D错误。
故选D。
【点睛】解答本题的关键是识记和理解现代生物进化理论的基本观点,明确生物进化的实质是种群基因频率的改变、新物种产生的标志是生殖隔离。
5.甲图表示不同浓度生长素对某植物生长的影响,乙图表示将盆栽植物横放时植物的生长状况,下列分析正确的是( )
A. 甲图示生长素的生理作用两重性,图乙中 b、c 点与图甲对应 P 值相同
B. 乙图中茎的背地性与胚芽鞘的向光性中生长素的作用机理不同
C. 乙图中根的向地生长与生长素分布不均有关,不能体现生长素的两重性
D. 用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条,生根的数量有可能相同
【答案】D
【解析】
【分析】
生长素对植物生长双重作用,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,体现在根的向地性、顶端优势上。生长素的双重作用与浓度和器官有关,如根比芽敏感,芽比茎敏感。
【详解】A、根据题意和图示分析可知:甲曲线表明生长素的生理作用具有两重性,P点表示促进作用最大时对应的浓度;乙图中b点表示低浓度的生长素促进根的向地生长,高浓度的生长素促进茎的背地生长,但b、c 点并不一定对应根和茎的最适生长浓度,A错误;
- 16 -
B、由于受重力影响,乙图中c点生长素浓度较高,促进茎背地生长,胚芽鞘的向光性是由于生长素的横向运输,导致背光侧生长素浓度较高,促进其向光生长,二者作用机理都是生长素的促进作用,B错误;
C、根对生长素浓度敏感性强,近地侧的生长素浓度高,抑制根的生长,远地侧生长素浓度低,促进了根的生长,所以根向地生长,体现了生长素的两重性,C错误;
D、根据图示曲线,当浓度不同但促进作用相同时,用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条,生根数量可能相等,D正确。
故选D。
6.下列有关生物与环境的叙述,正确的是( )
A. 负反馈调节不利于生态系统保持相对稳定
B. 无机环境中的物质不可以通过多种途径被生物群落反复利用
C. 生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级
D. 黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目
【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查生态系统的物质循环、能量流动和稳定性,种群和群落的有关知识。组成生物体的化学元素,不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落回到无机环境的循环过程。生产者固定的太阳能的三个去处是:呼吸消耗,下一营养级同化,分解者分解。生态系统保持自身稳定的能力被称为生态系统的自我调节能力,负反馈调节能够使生态系统达到和保持平衡或稳态。调查种群密度的方法有逐个计数法、样方法、灯光诱捕法和标志重捕法。趋光性昆虫的种类很多,可以利用黑光灯诱捕,统计种类数。
【详解】A、生态系统能够保持相对稳定的基础是负反馈调节,A错误;
B、无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用,B错误;
C、生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余能量流入下一个营养级和分解者,C错误;
D、黑光灯能诱捕多种趋光性昆虫,从而可以统计一定范围内趋光性昆虫的种类,D正确。
故选D。
7.叶片中叶绿素含量的多少与农作物产量有关,农科系的学生利用小麦开展了下列一系列科学研究。请回答相关问题。
(1)叶片叶绿素含量的测定:新鲜叶片研磨时所用的无毒提取液是_________,为防止叶绿素被破坏,应加入少量 _________ 。然后过滤并测定滤液的吸光度,计算得出叶绿素含量。(2)用同一株小麦不同发育时期的叶片所测定的净光合速率及相关结果如下表。
- 16 -
叶片
发育情况
最大叶面积(%)
气孔相对开放度
叶绿素含量
净光合速率
a
展开前
19
—
—
-2.8
b
展开中
87
55
1.1
1.6
c
展开完成
100
81
2.9
2.7
d
已成熟
100
100
11.1
5.8
(注:-表示未测数据)“ ”
①与叶片 a 相比,d 叶片生长速度较慢的原因是____。
②与叶片 d 相比,叶片 b 的净光合速率较低,原因可能是__________。
(3)进一步实验研究发现诱变育种所获一种小麦,叶绿素含量是野生型的50%,但产量与野生型小麦相差不大,实验结果如下。请简述此实验的基本思路 _______ 。
【答案】 (1). 无水酒精 (2). 碳酸钙 (3). 叶片内合成的生长素较少 (4). 最大叶面积小、叶绿素含量较小,吸收转化光能较少,光反应程度低;气孔相对开放度小,吸收的二氧化碳较少,暗反应程度低 (5). 将突变型与野生型均设置2组氮肥处理:全程不施氮肥、正常施氮肥,并分别用不同光照强度照射、其它条件相同且适宜。栽培一段时间,测定各组的光合速率
【解析】
【分析】
- 16 -
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中,在研磨绿叶时,溶酶体中的酸性液体可能会破坏色素,因此,在研磨时,应加入少量的碳酸钙。植物生长素的合成部位是具分生能力的组织,已成熟部位分布较少。净光合速率是指植物光合作用积累的有机物,影响净光合速率的内部因素主要包括叶绿素含量、气孔的相对开放度(影响二氧化碳的吸收)、酶的种类等。在实验设计时应当遵循对照原则、单因子变量原则等,无关变量的设计应相同且适宜。
【详解】(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,所以测定叶片中叶绿素的含量,应取新鲜叶片,用无水乙醇提取叶片中的色素。为防止叶绿素被破坏,在研磨时,应加入少量的碳酸钙;
(2)植物体生长素主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子产生.而已成熟的叶片中由于合成的生长素较少,生长速度较慢;与叶片 d 相比,叶片 b 的最大叶面积小,叶绿素含量和气孔相对开度都较低.最大叶面积小,叶绿素含量低直接影响光反应阶段色素对光能的吸收,气孔相对开度低影响二氧化碳的吸收减少,进而影响暗反应二氧化碳的固定。所以叶片 b 的净光合速率较低;
(3)据图分析可知,该实验的目的是探究是否施肥和光照强度对野生型和突变型水稻光合速率的影响。该实验的研究对象为野生型和突变型水稻,分别设置两组生长条件,全程不施氮肥和正常施氮肥,并分别用不同光照强度照射,其它条件相同且适宜。栽培一段时间,测定各组的光合速率以观察实验现象。
【点睛】本题采用图文结合的形式,考查学生对绿叶中色素的提取、光合作用过程及其影响因素等相关知识的识记和理解能力,以及对实验结果的分析能力和实验设计的思路分析能力。本题难点在第三问实验设计思路,从图表的横纵坐标及其他信息可分析出,自变量为光照强度、施肥与否以及植物品种,因变量为光合速率。在设置实验条件时,应当遵循单因子变量原则,即将突变型与野生型均设置2组施肥处理:全程不施氮肥、正常施氮肥,同时给予不同光照强度。其他变量则相同且适宜,栽培一段时间后再统计因变量,即光合速率。
8.进食后,葡萄糖进入胰岛B细胞所引起的胰岛B细胞和组织细胞的一系列生理反应,如下图所示。
- 16 -
(1)进食后,图中 ATP/ADP 的比值上升原因是____。
(2)简述胰岛B细胞内 ATP/ADP 的比值上升促进胰岛素分泌的过程________。
(3)结合图示信息,解释胰岛素所具有“能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低”功能:________。
(4)为研究血浆维生素 D3(用 VD3 表示)与糖尿病的关系,科研人员根据血浆VD3的含量将受试者分为3组,跟踪统计4年后的糖尿病发病率,结果如表。
组别
第一组
第二组
第三组
血浆VD3 (ng/mL)|
VD3<18.6
18.6≤VD3<31
31≤VD3<50
糖尿病的发病率(%)
12.4
4.6
0.0
进一步的研究发现:当胰岛 B 细胞内 Ca2+达到一定浓度后,胰岛素开始释放。请结合上图信息推测血浆VD3在此过程中的相关功能可能是______。
【答案】 (1). 胰岛B细胞内葡萄糖增加,有氧呼吸增强 (2). 细胞膜上K+通道关闭,触发Ca2+通道打开,使Ca2+进入胰岛B细胞中,Ca2+促进含有胰岛素的囊泡的形成、运输和分泌(或运输和分泌) (3). 胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后,增加了细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进葡萄糖进入细胞;促进细胞内的糖原、蛋白质和脂肪合成 (4). 促进胰岛B细胞吸收Ca2+
【解析】
【分析】
- 16 -
分析题图可知,当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞,引起细胞内ATP浓度增加,进而导致ATP敏感的钾离子通道关闭,K+外流受阻,进而触发Ca2+大量内流,由此引起胰岛素分泌,胰岛素通过促进靶细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖减低。
【详解】(1)据图可知,进食后胰岛B细胞的葡萄糖供应增加,首先使细胞内的有氧呼吸过程加强,导致ATP/ADP的比值上升;
(2)据图可知, ATP/ADP的比值上升影响图示ATP敏感的K+通道关闭,Ca2+通道的打开,进入胰岛B细胞后,促进囊泡的形成、运输和分泌;
(3)结合图示信息,胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后降低血糖浓度的途径:增加组织细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,促进葡萄糖进入组织细胞;促进组织细胞内葡萄糖合成糖原、蛋白质和脂肪;
(4)研究发现,当胰岛B细胞内Ca2+达到一定浓度后,胰岛素开始释放。据图信息可推测血浆VD3的功能是促进胰岛B细胞吸收Ca2+。
【点睛】本题是一道综合性考查题目,要求学生理解血糖的调节过程以及胰岛素在血糖调节中的具体作用,同时要求学生能够正确识图分析,获取有效的信息结合所学的知识解决问题是突破该题的关键。
9.缺乏腺苷酸脱氨酶( ada )基因的人体,不能够抵抗任何微生物的感染,只能生活在无菌环境。科学家对患者的基因治疗过程如图,使患者的免疫功能得到了很好的修复。
(1)若病毒 a 侵染人体细胞,引起人体发生相应的免疫反应是 _______。
(2)从分子水平上来看,病毒 b 与病毒 a 的根本变化在于________。
(3)为保障治疗的安全性,科学家已将病毒 a 基因组 RNA 上编码病毒球壳的蛋白基因一律删除掉(基因编辑),以降低病毒的潜在风险。这种潜在的风险是指________。
- 16 -
(4)如图治疗过程中,利用基因编辑技术对 T 淋巴细胞进行改造和修饰,然后再重新注入人体,会不会造成人类基因污染? ______。
【答案】 (1). 细胞免疫 (2). 具有人体正常ada基因 (3). 降低病毒侵染细胞的能力,从而减少病毒在宿主细胞中的增殖 (4). 不会。利用病毒改造和修饰的是T淋巴细胞,不会通过生殖细胞而遗传给后代
【解析】
【分析】
基因治疗:把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。过程①表示获取目的基因,然后将目的基因与病毒a相合形成病毒b,由此可看出运载体是病毒a,基因表达载体是病毒b,目的基因是腺苷酸脱氨酶(ada)基因;过程②表示将目的基因导入受体细胞(T淋巴细胞),常用显微注射法。过程③表示细胞的分离培养和细胞分化。
【详解】(1)从图中分析可知,若病毒 a 侵染人体细胞,人体主要是通过T淋巴细胞对病毒 a起免疫作用,因此属于细胞免疫;
(2)从分子水平上可以看出病毒b与病毒a的不同地方是病毒b具有人体正常ada基因;
(3)为保障治疗的安全性,科学家已将病毒a基因组RNA上编码病毒球壳的蛋白基因一律删除掉(基因编辑),以减少病毒的感染细胞能力,达到降低病毒在宿主细胞中的自我繁殖和侵入其他细胞能力;
(4)如图治疗过程中,利用基因编辑技术对T淋巴细胞进行改造和修饰,然后再重新注入人体,不会造成人类基因污染,因为改造和修饰的是成体免疫细胞,不会通过生殖细胞而遗传给后代。
【点睛】本题考查基因工程和免疫调节的相关知识,要求考生识记基因工程和免疫调节的知识,掌握基因工程的原理及操作步骤,了解基因工程的相关应用,尤其是基因治疗的相关知识,能从材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息结合所学的知识解决相关的生物学问题。
10.中国水稻研究所的科研人员对杂交稻的无融合生殖(不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖过程)进行了研究,解决了杂交水稻一般需要每年制种的问题。
(1)上述水稻杂交种收获的种子种植后失去原杂交种的优良性状,导致水稻杂交种需要每年制种的原因是______。
(2)有两个基因控制水稻无融合生殖过程:含基因
- 16 -
A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因 P 的植株产生的雌配子都不经过受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因 A、P 的影响。用下图1所示杂交方案,获得了无融合生殖的个体。
①子代中Ⅱ、Ⅲ分别自交后获得种子,则Ⅱ上所结种子胚的基因型是 _______ 、Ⅲ上所结种子胚的染色体组数是________ 个。
②理论上,子代Ⅳ作为母本能使子代保持母本基因型的原因是 _________。
(3)我国科研人员尝试利用基因编辑技术敲除杂种水稻的4个相关基因,实现了杂种的无融合生殖(如图2所示)。用基因编辑技术敲除的4个基因在实现无融合生殖过程中的作用是________ 。
(4)无融合技术应用于作物育种,可能会导致 ________多样性降低,存在生态隐患。
【答案】 (1). 具备优良性状的杂交种自交,其后代会发生性状分离 (2). aP或ap (3). 3 (4). IV作为母本,A保证产生雌配子的基因型为AaPp,P保证雌配子AaPp不经过受精作用,直接发育成个体,使子代保持母本基因型AaPp (5). 配子的染色体数目加倍,受精卵中精子来源的染色体消失 (6). 遗传
【解析】
【分析】
- 16 -
杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需要的表现型类型的育种方法,其缺点是后代个体可能发生性状分离,不能保持杂种优势。根据题意分析可知,基因A、P影响雌配子的形成,从而可以使子代保持母本基因型。CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导RNA能识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。
【详解】(1)表现出优良性状的杂交种如显性杂合子,自交后代会发生性状分离,无法保持其杂种优势,因此需要每年制种用于生产;
(2)①子代中Ⅱ自交,其基因型为aaPp,由于含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体, aaPp作母本产生的雌配子基因型为aP或ap ,直接发育成个体所结种子的胚的基因型为aP或ap。若子代Ⅲ自交, 其基因型为Aapp,若作父本,产生雄配子的基因型为Ap、ap, Aapp作母本,由题意知,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,产生雌配子的基因型为Aapp。受精作用后所结种子的胚的染色体组数为3组。②基因型为AaPp的IV作为母本, 含基因A可以保证产生雌配子的基因型为AaPp,含基因P保证雌配子AaPp不经过受精作用,直接发育成个体,所以可以使子代保持母本基因型AaPp;
(3)据图分析,科研人员利用基因编辑技术敲除的4个基因在实现无融合生殖过程中的作用是使减数分裂变成有丝分裂(或“不出现基因重组、配子染色体数目加倍”);受精后,父本来源的染色体消失;
(4)无融合技术应用于作物育种,可以使杂种通过无性繁殖得以保持杂种优势,但也会导致遗传多样性降低,藏有生态隐患。
【点睛】本题以科技前沿技术无融合繁殖技术和基因编辑技术,考查杂交优势、异常减数分裂和基因工程等相关知识,意在考查考生的理解所学知识要点和获取题目信息的能力,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题和探究问题的能力。
[生物——选修1:生物技术实践]
11.咔唑(含N有机物)具有潜在致癌性,且结构稳定难以清除。为了获得高效降解咔唑的微生物,研究人员设计了如图所示的实验方案(①~⑦表示相应的标注操作过程)。请回答下列问题。
(1)图示所用的 “CNFM +咔唑”培养基,属于 _________ 培养基。
(2)②操作的接种采用 ______(实验器具)。
- 16 -
(3)④操作的接种采用 _______方法,其中平板培养的目的是________ 。
(4)在相同、适应环境中进行上述“多瓶培养”操作,可以初步确定_________的锥形瓶中含有高效降解咔唑的微生物。
(5)为鉴定下图1平板中的微生物种类,可作为鉴定依据的有 ______ 。
(6)为了将图1培养基中的真菌与细菌分离,新制了PDA培养基(含马铃薯、葡萄糖、琼脂、蒸馏水)并加入青霉素(抑制细菌细胞壁的合成)。接种时用绒布轻按图1培养基表面,使绒布面沾上菌落,再将绒布轻按在新制培养基表面,培养结果如图2所示
①比较图1、2可知,图1中菌落______(填编号)为细菌,判断理由是______。
②图2中出现菌落5的原因可能是______(写出三种)。
【答案】 (1). 选择 (2). 移液管 (3). 稀释涂布平板法 (4). 筛选出高效降解咔唑的微生物 (5). 含咔唑浓度最低的 (6). 菌落的大小、形状、颜色和表面情况等 (7). 3、4 (8). 细菌无法在含青霉素的培养基中生长 (9). 绒布未灭菌、被抗青霉素细菌污染、培养基灭菌不彻底
【解析】
【分析】
阅读题干和题图可知,本题是利用微生物培养的知识分离高效降解有机污染物的细菌,先分析题图了解分离高效降解有机污染物的内容,然后根据问题的具体内容梳理相关知识点分析解答。
【详解】(1)图示所用的 “CNFM +咔唑”培养基,只允许分解咔唑的微生物生长,具有选择性,属于选择培养基;
(2)从三角锥形瓶中准确移取一定体积的液体所用的仪器为移液管;
(3)从锥形瓶中取菌液接种,用稀释涂布平板法可使接种细菌逐渐稀释,经适宜条件培养,可能形成单个、独立的菌落;再利用含咔唑的固体培养基进行二次筛选,可以获得高效降解咔唑的微生物;
(4)在相同、适应环境中进行多瓶培养操作,瓶中咔唑的剩余量可以初步反应筛选的微生物对咔唑的降解能力,剩余咔唑量最低的锥形瓶中,筛选的微生物的降解能力最高;
- 16 -
(5)菌落特征是细菌分类的依据之一,所以可以通过观察菌落特征鉴定或区分不同的菌种,如颜色、大小、干湿、气味、表面情况等;
(6)①由于细菌无法在含青霉素培养基中生长,所图1中的菌落3、4为细菌。②图2中出现新菌落5的原因可能是绒布未灭菌、或被抗青霉素细菌污染、或培养基灭菌不彻底。
【点睛】识记微生物常用的接种方法,掌握培养基的分类,根据题干情境准确作答。
[生物——选修3:现代生物课件专题]
12.人 t-PA 蛋白能高效溶解血纤维蛋白凝聚血栓。用传统基因工程生产的t-PA给心梗患者大剂量注射却会诱发颅内出血,原因在于其与血纤维蛋白结合的特异性低,但若将其第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,就能显著降低出血副作用。据此,科学家对人t-PA 基因进行序列改造,再采取传统的基因工程方法表达该突变基因,制造出了高性能的t-PA 突变蛋白。
(1)人 t-PA 基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA。丝氨酸的密码子为UCU,突变基因中对应该氨基酸密码子的碱基序列应设计为______。
(2)上述获得突变目的基因的基本途径是 ___。
(3)如图所示 t-PA 突变基因、质粒,用__________限制酶切开该质粒较好。
(4)将相应的重组质粒导入大肠杆菌中,含 t-PA 突变基因的细胞应具有的性状是______。
(5)上述生物工程技术是以_______为基础的,首先通过________,再进行______,以满足医疗需求的。
【答案】 (1). AGA (2). 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的基因脱氧核苷酸序列 (3). Xmal、Bg/II (4). 新霉素抗性且呈白色 (5). 蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 (6). 基因修饰或基因合成 (7). 对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质
【解析】
【分析】
- 16 -
本题考查基因工程和蛋白质工程的相关知识。基因工程的基本操作步骤:获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→得到转基因生物→目的基因检测与鉴定。蛋白质工程可以通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】(1)人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA,根据转录过程碱基互补配对原则,丝氨酸的密码子为UCU,则其模板链编码序列为AGA,要将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,故需将编码序列变为AGA;
(2)蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发,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(基因),以上是蛋白质工程特有的途径;
(3)由于目的基因的两端的碱基序列分别是CCGG、CTAG ,所以应用XmaI和BgII两种限制酶切割,以便于把目的基因连接到质粒pCLY11上;
(4)由图1可知,将连接好的DNA分子导入大肠杆菌中,由于限制酶切割质粒破坏了mlacZ基因,所以含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞应具有的表型是新霉素抗性且呈白色;
(5)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
【点睛】本题综合性较强,难度较大。理清转录中碱基互补配对原则及基因工程的核心步骤即基因表达载体的构建是解题的关键。需要注意的是:蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质。
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