高中生物届世纪金榜教师用书配套练习阶段评估检测八.docx

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高中生物届世纪金榜教师用书配套练习阶段评估检测八

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阶段评估检测（八）

（选修3）

（40分钟　100分）

1.（12分）（2017·乌鲁木齐模拟）2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获得诺贝尔生理学或医学奖。

工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。

基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。

科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。

通过基因测序发现该高产植株与控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因，可以采用PCR技术，该技术的原理是____________________________________________。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约____________个DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫青蒿的___________，获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列___________（填“相同”或“不同”）。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。

请回答：

世纪金榜导学号77982980

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是________识别和结合的部位。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取__________________技术。

目的基因导入组织细胞后，可通过________技术培育出青蒿幼苗。

【解析】

（1）PCR技术是体外迅速扩增DNA片段的技术，通过PCR仪实现。

（2）DNA复制n次，可得到2n个DNA分子，经30次循环，即复制30次，理论上可以产生230个DNA分子。

将含有某种生物不同基因的许多DNA片段导入受体菌群中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库，只包含了一种生物的一部分基因，这种基因文库叫部分基因文库，如cDNA文库。

获得的cDNA只包含了青蒿细胞中该基因的外显子部分，与青蒿细胞中该基因的碱基序列不同。

（3）完整的基因表达载体应包括启动子、目的基因、终止子和标记基因，其中启动子是RNA聚合酶识别与结合的部位，标记基因通常是抗生素抗性基因。

利用限制酶切割目的基因及质粒时，需保证目的基因及抗性基因的完整性，可单独使用EcoRⅠ或同时使用BamHⅠ和HindⅢ，但不能使用SmaⅠ，因为SmaⅠ在目的基因和抗生素抗性基因中均存在切割位点，会破坏这两个基因。

（4）在分子水平检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取抗原-抗体杂交技术。

目的基因导入组织细胞后，利用植物细胞的全能性原理，可通过植物组织培养技术来获取青蒿幼苗。

答案：

（1）DNA双链复制

（2）230　cDNA文库（或部分基因文库）　不同

（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因（答对一个即可）　RNA聚合酶

（4）抗原-抗体杂交　植物组织培养

2.（12分）胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。

请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题：

（1）在动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体________；当次级卵母细胞发育到________时才具备与精子受精的能力，受精的场所是________；判断卵子是否受精的重要标志是________________。

（2）受精过程中防止多精入卵的两道屏障是________和________。

（3）胚胎发育过程首先是卵裂，所得每个子细胞的体积比受精卵________，胚胎发育到________期会导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程叫做孵化。

（4）胚胎干细胞是由囊胚的________或________中分离出来的一类细胞，在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。

【解析】

（1）在动物体内卵子的发生过程中，减数第一次分裂发生在排卵前后；当次级卵母细胞发育到MⅡ中期时才具备与精子受精的能力，受精的场所是输卵管；判断卵子是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。

（2）受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。

（3）胚胎发育过程首先是卵裂，该过程中，细胞通过有丝分裂方式增殖，细胞数目增加，但胚胎的体积不变或略微减小，因此所得每个子细胞的体积比受精卵小；胚胎发育到囊胚期会导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程叫做孵化。

（4）胚胎干细胞是由早期胚胎（囊胚的内细胞团）或原始性腺中分离出来的一类细胞，在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。

答案：

（1）排卵前后　MⅡ中期　输卵管　在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体

（2）透明带反应　卵细胞膜反应（顺序可颠倒）　（3）小　囊胚　（4）内细胞团　原始性腺

3.（13分）（2017·西宁模拟）下图是我国南方农业生态工程的模式图，请据图回答：

（1）鸭在该生态系统中属于第________营养级。

通过鸭的捕食可以控制水稻害虫数量，属于________调节。

（2）调查该生态系统中东方田鼠的种群密度，常用的方法是________。

下图A是某段时间内东方田鼠的种群增长速率曲线，请在下图B中画出这段时间的种群数量变化曲线。

（3）在生态系统中，基本组成元素能在生物群落和无机环境之间不断循环，为什么还要往农田中不断施加化肥？

___________________________。

【解析】

（1）鸭在该生态系统中属于初级、次级消费者，即第二、三营养级。

通过鸭的捕食可以控制水稻害虫数量，属于负反馈调节。

（2）东方田鼠的活动能力强、活动范围比较大，因此调查东方田鼠的种群密度常用标志重捕法。

依据东方田鼠的种群增长速率曲线可知，该鼠的种群数量变化曲线应为“S”型。

（3）稻田中随着农产品的不断输出导致该生态系统的氮元素输出大于输入，因此，要往农田中不断施加化肥。

答案：

（1）二、三　负反馈　

（2）标志重捕法　曲线如下图：

（3）氮元素不断通过产品输出该生态系统

4.（16分）蓝莓中富含的花青素能有效的改善视力。

下图为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓的具体流程的文字图解。

请回答下列问题：

　世纪金榜导学号77982981

蓝莓组织

愈伤组织

长出丛芽

生根

移栽成活

（1）配制植物组织培养所需的固体培养基，除加入水、各种无机盐、各种有机营养成分和植物激素外，还要加入________。

（2）蓝莓进行组织培养时常选取生长旺盛的嫩枝，原因是__________________

___________________________________________________________________。

获得外植体后，要对其进行消毒，此后所进行的接种操作必须在___________旁进行，上述操作的目的是防止_____________污染。

（3）图中①过程，细胞的分化程度会___________（填“升高”“降低”或“不变”）。

为了解两种植物激素的用量对①②③过程的影响，某同学设计了一组实验，相关实验处理如下表：

组　别

A组

B组

C组

生长素和细胞分裂素的用量比值

>1

=1

？

C组中的生长素和细胞分裂素的用量比值应为________；为提高实验的严谨性，有人提出增加一组实验，该组实验的处理方法是________________________。

（4）蓝莓花青素（在中性或碱性溶液中不稳定，在60℃以下的热稳定性较好）的提取，可用溶剂萃取法，考虑到色素提取液作为食品添加剂的安全性问题，在下述方案中，你认为较好的方案是________（填序号）。

①清水+甲醇

②盐酸+乙醇

③柠檬酸+丙酮

④柠檬酸+乙醇

【解析】

（1）植物组织培养通常用固体培养基，需要在培养基中加入琼脂。

（2）生长旺盛的嫩枝中细胞分裂旺盛，细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。

为了防止杂菌污染，需要在酒精灯火焰旁操作。

（3）成熟组织的分化程度高，因此形成的愈伤组织分化程度低。

根据对照原则，C组应填<1。

增加的一组除不添加生长素和细胞分裂素外，其余实验条件要与A、B、C组相同，从而形成对照，充分说明激素的作用。

（4）根据安全性这一原则，甲醇、盐酸、丙酮均对人体有害，因此选④。

答案：

（1）琼脂

（2）细胞分裂旺盛，细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织（生理状况好，容易诱导脱分化和再分化）　酒精灯火焰　杂菌

（3）降低　<1　除不添加生长素和细胞分裂素外，其余实验条件要与A、B、C组相同（或“添加等量蒸馏水”；“不加植物激素”，“其他条件适宜且相同”）　

（4）④

5.（15分）（2017·重庆模拟）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。

用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。

再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。

流程如图所示。

据图回答下列问题：

世纪金榜导学号77982982

（1）过程①所需的酶是________________________________________________。

（2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。

（3）原生质体培养液的浓度要适宜，原因是______________________________。

原生质体经过_____________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。

（4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和________植株的根尖，经过________、________、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。

（5）对杂种植株进行________接种实验，可筛选出具有抗黑腐病的杂种植株。

【解题指南】解答本题的关键是：

（1）明确叶肉细胞与根细胞在细胞器组成上的差异，前者具有叶绿体。

（2）联系细胞壁的作用：

对植物细胞具有保护、支持的作用。

【解析】

（1）细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；过程①是去除细胞壁，需要用纤维素酶和果胶酶处理。

（2）根细胞中不存在叶绿体，而叶肉细胞中存在叶绿体，故可以根据是否有供体的叶绿体存在来初步筛选。

（3）原生质体没有细胞壁，如果渗透压不平衡会发生破裂的现象，为了保持原生质体的完整性，培养液要有适宜的浓度。

原生质体需要经过细胞壁再生形成杂种细胞，然后再经过脱分化和再分化形成杂种植株。

（4）染色体在显微镜下能观察到，要观察染色体变异类型可以与双亲的进行比较，观察染色体要经过解离、漂洗、染色和制片后再使用显微镜进行观察。

（5）在个体水平上可以通过对杂种植株进行黑腐病菌接种实验，可筛选出具有抗黑腐病的杂种植株。

答案：

（1）纤维素酶和果胶酶

（2）叶绿体

（3）保持原生质体的完整性　细胞壁

（4）双亲（或花椰菜和黑芥）　解离　漂洗

（5）黑腐病菌

【方法技巧】植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法

（1）诱导产物（假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B）：

①未融合的细胞：

A和B。

②两两融合的细胞：

AA、BB和AB。

③多细胞融合体。

（2）检测方法：

对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性质进行判断。

①若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。

②若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。

③若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。

④若只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。

6.（16分）（2017·锦州模拟）浙江大学喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。

用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因（如P450基因和红霉素抗性基因）的表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。

某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列问题：

世纪金榜导学号77982983

（1）获得油菜素内酯合成酶基因的方法有______________________________（填两项）。

步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指________________；步骤②用到的酶有________________________。

（2）图中导入重组质粒的方法是________________________________________，

在导入之前应用一定浓度的_________________处理受体细菌。

（3）导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用__________制成探针，检测是否导入了重组基因，在培养基中加入_______________可将含有目的基因的细胞筛选出来。

（4）请你为该课题命名：

_______________________________________________。

【解析】

（1）进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：

从cDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术等。

PCR技术需要用到耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。

在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。

（2）图中的受体细胞是细菌，故用感受态细胞法导入重组质粒，在导入之前应用一定浓度的氯化钙溶液处理受体细菌。

（3）红霉素抗性基因可以作为标记基因用于检测和筛选是否导入了重组基因。

（4）从题图中可以看出，最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。

答案：

（1）从cDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术（任选其中两项即可）　TaqDNA聚合酶　限制酶和DNA连接酶

（2）感受态细胞法　氯化钙溶液

（3）红霉素抗性基因　红霉素

（4）探究转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力

7.（16分）（能力挑战题）青蒿素可用于治疗疟疾，但是青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性种植影响较大。

研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如图中实线框内所示），并且发现酵母细胞也能产生青蒿素的中间产物FPP（如图中虚线框内所示）。

请回答问题：

世纪金榜导学号77982984

（1）在FPP合成酶基因表达过程中，完成过程①需要________酶催化，完成过程②需要的物质有________、________、________等，需要的结构有________。

（2）根据图示代谢过程，科学家在设计培育能生产青蒿素的酵母细胞的过程中，需要向酵母细胞中导入________、________等（填基因名称）。

（3）实验发现，在酵母细胞中导入相关基因后，这些基因能正常表达，但酵母细胞合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是________________________，为提高酵母细胞合成的青蒿素的产量，请提出一个合理的思路：

_____________

___________________________________________________________________。

（4）利用酵母细胞生产青蒿素与从植物体内直接提取相比较，明显的优势有________、________、________等。

【解析】

（1）过程①表示基因的转录，需要RNA聚合酶催化；过程②表示翻译，需要的物质有氨基酸、ATP、tRNA等，需要的结构是核糖体。

（2）结合题意和题图可知酵母细胞中也能合成FPP，FPP形成青蒿素的过程需要ADS酶和CYP71AV1酶的参与，所以要使酵母细胞生产青蒿素，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因等。

（3）由图可知，酵母细胞中部分FPP用于合成固醇，使合成的青蒿素的量减少。

为提高酵母细胞中青蒿素的产量，可以通过基因改造降低ERG9酶的活性，以减少FPP合成固醇，进而增加青蒿素的产量。

（4）利用酵母细胞生产青蒿素与从植物体内直接提取相比较，明显的优势是酵母细胞易培养、繁殖快、代谢旺盛，可提高青蒿素的产量，成本低，可克服地域性种植的限制而适合各地生产等。

答案：

（1）RNA聚合　氨基酸　ATP　tRNA

核糖体

（2）ADS酶基因　CYP71AV1酶基因

（3）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇　通过基因改造降低ERG9酶的活性

（4）青蒿素产量高　成本低　适合各地生产

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