2025届高三二轮复习生物：基因工程的应用+蛋白质工程课件

2.受体细胞的选择 (1)对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，因为植物细胞具有全能性。 (2)对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为： (3)在生产需要加工和分泌的蛋白质时，受体细胞选大肠杆菌还是酵母菌更适宜？ 核心归纳 受精卵的全能性高，而高度分化的动物体细胞的全能性受到抑制。 选酵母菌。大肠杆菌为原核细胞无内质网和高尔基体，无法加工和运输蛋白质；而酵母菌作为真核细胞具有内质网、高尔基体，能对蛋白质进行加工和运输。 ①受体细胞： 原核细胞（常用大肠杆菌） 优点： 繁殖周期短 体积小易于培养操作 多为单细胞 遗传物质相对较少 （3）将目的基因导入微生物细胞——Ca2+处理法 使用Ca2+处理的目的： 增加细胞膜的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态细胞）。 吸收 感受态细胞 03 （2）将目的基因导入动物细胞——显微注射法 PCR技术 PCR技术 DNA-mRNA分子杂交 鱼票月半出品，必是精品 1.PCR在生物学实验中具有非常广泛的用途，下列不属于PCR的应用范畴的是(　　) A.扩增和筛选目的基因 B.检测目的基因是否导入受体细胞 C.检测目的基因是否转录出mRNA D.检测目的基因是否翻译出蛋白质 D ③检测目的基因是否翻译（表达出目的蛋白） 从转基因生物提取出蛋白质和相应的抗体进行杂交，如果出现抗原-抗体杂交带，说明目的基因已经翻译。 抗体 标记抗体 提取蛋白质 抗原 抗体 杂交 04 目的基因的检测与鉴定 ——通过抗原-抗体杂交 转基因生物 鉴定方法 成功标志 抗虫植物 抗病毒（菌）植物 抗盐植物 抗除草剂植物 获取目的基因产物的转基因生物 饲喂害虫（害虫接种实验） 害虫死亡 病毒（菌）接种实验 未染病 盐水浇灌 正常生长 喷洒除草剂 正常生长 提取细胞产物与天然产品进行功能、活性比较 功能、活性正常 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等----个体生物学水平的鉴定 04 目的基因的检测与鉴定 (1)花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，主要适用于双子叶植物和裸子植物。( ) (2)培育转基因动物时，常选择受精卵作为受体细胞，利用显微注射法将目的基因直接注入受精卵中。( ) (3)可以通过盐碱地栽培试验从细胞水平上检测转基因抗盐碱作物是否具有抗盐碱的特性以及抗盐碱的程度。( ) × × × 【基础过关】 （农杆菌转化法） 个体生物学水平 需构建基因表达载体 一、真核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 内含子 外显子 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 编码区： 间隔的、不连续的 有外显子、内含子之分 间隔的、不连续的 外显子： 内含子： 能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列 能转录相应的mRNA，但却不能编码蛋白质的DNA序列 【补充】基因的结构 真核细胞中：不能编码蛋白质的序列=内含子+非编码区序列 编码序列=外显子 转录 前体mRNA 成熟mRNA 非编码区 非编码区 编码区 与RNA聚合酶结合位点 外显子 内含子 1 2 3 4 5 启动子 终止子 剪切、拼接 不完全相同 原因：基因的选择性表达。 【思考】同一个体不同体细胞中DNA转录的起点是否相同 （选“相同/不相同/不完全相同”）？ 为什么？ 【补充】基因的结构 二、原核细胞的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 连续的、不间隔的 成熟mRNA 相应酶去除内含子 转录 翻译 真核基因：编码区（外显子+内含子） 多肽链 前体mRNA 蛋白质 加工 如果把一个真核生物的基因导入原核细胞中表达，一定会产生原来的蛋白质吗？ 提示：一般不能产生原来的蛋白质 原因： ①原核生物细胞里没有相应的酶来去除内含子； ②原核生物没有蛋白质加工系统（如内质网、高尔基体等） 03 将目的基因导入受体细胞 DNA的粗提取与鉴定 一、实验原理： 1．提取DNA的原理 2．鉴定DNA的原理 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 如：(1)DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 (2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。 在一定温度下（沸水浴），DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 不是只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中 DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等 不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA 二、材料用具 1.选材： 注意： 2.试剂： ①研磨液 ②体积分数为95%的酒精 ③2mol/L 的NaCl溶液 ④二苯胺试剂 ⑤蒸馏水 析出DNA，初步分离DNA与蛋白质 溶解DNA，过滤后，DNA在滤液中 鉴定DNA，要现配现用，否则二苯胺变成浅蓝色，影响鉴定效果 含有NaCl、洗涤剂 （猪肝与猪血不同） 1.取材、研磨： 称取30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL 研磨液，充分研磨 研磨的目的： 破碎细胞，使细胞内的DNA释放出来，并溶解于研磨液中 三、方法步骤： 1.加入洗涤剂的目的是 溶解细胞膜、核膜，释放出DNA。 2.加入食盐的目的是 使 DNA 分子溶解于浓 NaCI 溶液中。 （了解即可）研磨液的成分：洗涤剂和食盐 利用动物细胞提取DNA破碎细胞的方法：动物细胞无细胞壁，可直接吸水涨破。 2.过滤或离心，取上清液： （方案一）在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。 （方案二）也可直接将研磨液倒入塑料离心管中，1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。 上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？ 可能含有核蛋白、多糖等杂质 三、方法步骤： ①低温可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制 DNA 降解； ②抑制DNA分子运动，使其易形成沉淀析出 ③低温有利于增加DNA的柔韧性，减少其断裂 在4℃冰箱中放置几分钟： 注意：过滤时不能用滤纸，因为DNA会被吸附在滤纸上 3.预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA （方案一）在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分； （方案二）或将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。 搅拌时应轻缓、并沿一个方向： 减少DNA分子断裂，以便获得较完整的DNA分子 ①低温可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制 DNA 降解； ②低温抑制分子运动，使 DNA 易形成沉淀析出； ③低温有利于增加 DNA 分子的柔韧性，减少其断裂。 为什么用预冷酒精： 试管编号 A（对照组） B（实验组） 步骤1 加入2 mol/L的NaCl溶液5mL 步骤2 不进行任何处理 步骤3 加入4mL二苯胺试剂，混匀 步骤4 沸水浴5 min 实验现象 溶液不变蓝色 实验结论 DNA的鉴定 DNA鉴定的结果 4.NaCl溶液溶解DNA并鉴定 加丝状物或沉淀物 溶液逐渐变为蓝色 DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺会呈现蓝色 ——看提取物颜色 ——看与二苯胺反应颜色的深浅 DNA纯度 DNA的量 不是出现蓝色沉淀 结果分析与评价 观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。 二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因： 研磨不充分，材料中的核物质没有充分释放出来，所提取的DNA含量低 (1)DNA不溶于酒精，但一些蛋白质溶于酒精，可利用这一原理初步分离DNA与蛋白质。( ) (2)研磨之后，通过过滤或离心，DNA会保留在沉淀物中。( ) 解析：研磨之后，通过过滤或离心，DNA会保留在上清液中。 (3)DNA能与二苯胺试剂在常温下反应生成蓝色沉淀。( ) 解析： DNA能与二苯胺试剂在沸水浴下反应，使溶液呈现蓝色，而非蓝色沉淀。 √ × × 【基础过关】 4.在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，甲、乙、丙、丁四个小组除表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均正确，但实验结果却不同。下列有关叙述不正确的是 组别 实验 材料 提取核物质时加入的溶液 去除杂质时加入的溶液 DNA鉴定时加入的试剂 甲 鸡血 蒸馏水 体积分数为95%的酒精(25 ℃) 二苯胺试剂 乙 菜花 蒸馏水 体积分数为95%的酒精(冷却) 双缩脲试剂 丙 猪血 蒸馏水 体积分数为95%的酒精(冷却) 二苯胺试剂 丁 鸡血 蒸馏水 体积分数为95%的酒精(冷却) 二苯胺试剂 A.实验材料选择错误的组别是丙 B.沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁 C.甲组实验现象不明显的原因是25 ℃的酒精对DNA的凝集效果差 D.乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂 √ 不能选择哺乳动物成熟的红细胞，几乎不含DNA 植物细胞要研磨，动物细胞可直接吸水涨破 基因工程的应用 基因工程自20世纪70年代兴起后，得到了飞速的发展，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面，展示出广阔的前景。 医药卫生领域 食品工业方面 农牧业方面 基因工程的应用 1.基因工程在农牧业方面的应用 抗虫功 能的基因 抗 病基因 降解或抵抗 鱼票月半出品，必是精品 蛋白质编 码基因 花青素代谢相关的基因 外源生长激素基因 乳糖酶基因 乳汁 生长激素： 生长素： 动物激素 植物激素 鱼票月半出品，必是精品 2、基因工程在医药卫生领域的应用 基因改造 显微注射 抗原决定基因 克隆 免疫排斥 让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达 鱼票月半出品，必是精品 1.干扰素的化学本质是什么？ 2.干扰素的作用机理是怎样的？ 3.干扰素用于哪些疾病的治疗？ 4.传统生产干扰素的方法是什么？ 5.目前大量生产干扰素的方法是什么？ 6.尝试说出干扰素的生产过程。 糖蛋白 干扰病毒复制 病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等 从人血液中的白细胞内提取 用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得 阅读：资料卡——干扰素，回答下列问题 干扰素基因 质粒 重组质粒 大肠杆菌 大量可生产干扰素的大肠杆菌 培养 导入 构建 抗生素≠干扰素 ①抗生素：抗细菌药物 ②干扰素：抗病毒药物 二、基因工程在医药卫生领域的应用 药用蛋白基因 质粒（含乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件） 基因表达载体 显微注射 受精卵 泌乳期 分泌乳汁 转基因动物 药物 发育 2、让转基因哺乳动物批量生产药物 乳腺(房)生物反应器 1.乳腺生物反应器指的是转基因动物的乳腺吗？ 2.为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起？ 3.药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？为什么？ 4.生物反应器除了用乳腺，还可以用什么器官？ 让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达 几乎所有细胞 膀胱 不是，乳腺生物反应器指的就是这个转基因生物 因为目的基因导入了受精卵，所有细胞都是由同一个受精卵分裂、分化而来的 5.膀胱生物反应器哪些方面优于乳腺生物反应器？ 6.研制膀胱生物反应器时，应如何处理目的基因？ 7.用生物反应器生产药物的优点？ 将目的基因与膀胱细胞中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组 产量高、成本低、容易提取 (1)正常尿液中蛋白质含量很少，所以从尿液中更容易提取分离产物。 (2)不受性别与年龄的限制，受体来源更广泛。 （乳腺生物反应器必须是雌性，且泌乳期才会分泌） 一、蛋白质工程的概念 P93是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。 1.基础: 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 2.操作方法及对象: 改造或合成基因 3.结果: 改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质 4.目的: 获得满足人类生产和生活的需求的蛋白质 5.与基因工程的关系: 为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？ 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造，最终通过改造或合成基因来完成。 方法： 改造或合成基因 ①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大； ②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质； ③基因可以遗传，蛋白质无法遗传； 蛋白质工程的目标： 三、蛋白质工程的基本原理 1.天然蛋白质合成过程： 按照中心法则进行 基因 表达 形成具有特定氨基酸序列的多肽链 形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能 转录翻译 2.蛋白质工程思路： 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 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 获得所需要的蛋白质 → → → → 逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反 项目 蛋白质工程 基因工程 操作对象 操作水平 操作起点 操作流程 结果 实质 联系 基因 基因 DNA分子水平 DNA分子水平 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质 通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状 ①都在生物体外对基因进行操作； ②蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程。 预期蛋白质功能 目的基因 鱼票月半出品，必是精品 如何辨别一个操作是基因工程还是蛋白质工程？ 是否合成新的基因 蛋白质工程 是否对原有基因进行改造 是 否 是 否 蛋白质工程 基因工程 二看蛋白质 一看基因 是否为天然蛋白质 是 否 蛋白质工程 基因工程 方法 蛋白质工程可以实现以下几方面： 提高蛋白质的热稳定性 改变蛋白质的活性，延长作用时间 提高蛋白质的效能 合成嵌合抗体 P102相关信息 例如，我国科学家将来自于玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 另外，还可以把外源基因转入叶绿体DNA中。 一、对转基因产品安全性的争论 怎么避免基因污染？ 生物技术的安全性与伦理问题 （母系遗传，花粉中无） 生殖性克隆和治疗性克隆的比较 类型 生殖性克隆 治疗性克隆 目的 _____________________ ____________ 水平 ________ ______________________________ 在胚胎的处理方式上的区别 生殖性克隆获得的胚胎需要______________________________________________。 获得的早期胚胎主要____________ ____________________________________________________________。 联系 ______________________________________________________ 产生独立生存的新个体 治疗疾病 个体水平 细胞水平、组织水平或器官水平 通过胚胎移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿 用于获得胚胎干细胞,然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定细胞,组织或器官 都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同 试管婴儿和设计试管婴儿的比较 类型 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 不需进行___________ 胚胎移植前需进行___________ 实践应用 解决　　　　问题 用于　　　　　。 联系 二者都是体外受精, 经体外　　　　　　, 再进行_________,在生殖方式上都为____________ 遗传学诊断 遗传学诊断 不孕不育 治疗疾病 早期胚胎培养 胚胎移植 有性生殖 二 禁止生物武器 38 教材梳理 1.生物武器的种类：________类、______类和_________类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌等。 2.特点：致病能力强、攻击范围广。 3.散布途径及危害：生物武器可以______或者通过_____、___________和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。 致病菌 病毒 生化毒剂 直接 食物 生活必需品 任务二：生物武器与常规武器的比较 1.从传播的角度来看，与枪炮、导弹等常规武器相比，生物武器具有如下特点：(1)传播途径____：生物武器可以通过向目标地散播__________等携带病原菌的动物使人感染，或直接污染______、______，或通过______等传播； (2)传播方法______，使用______：生物武器可以随身携带，使用时_______(填“需要”或“不需要”)其他相关设备和装置，使用后一般______________； (3)传播时具有________：多数生物武器传播的是传染病，传染病一般具有________，早期____________，所以更容易___________。 核心探讨 多 跳蚤、蚊子 水源 食物 信件 简单 方便 不需要 不会留下痕迹 潜伏期 潜伏期 不易被发现 大面积暴发 2.生物武器和常规武器的危害有着本质差别，表现在用于制造生物武器的致病菌、病毒等本质上是_______，可以进行大量的__________。一个人受到这些武器伤害后，可以_____________，其危害程度难以估量；生物武器更容易伤害__________等。 3.与常规武器相比，生物武器受自然条件的影响较大的原因是什么？ 　 生物 自我复制 传染很多人 大量平民 提示　病原微生物的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。 4.禁止生物武器公约（P113） (1)1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止发展、生产、储存细菌(生物)及毒素武器和销毁此种武器公约》(简称___________ ____________)，该公约于1975年3月生效。1984年11月，我国也加入了这一公约。 (2)我国在任何情况下_________、_________、_________生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 《禁止生物 武器公约》 不发展 不生产 不储存 　考点训练　 1.下列关于转基因生物与安全性的叙述，正确的是( ) A.转基因培育的植物，理论上目的基因只存在于特定的组织中 B.转基因技术与植物体细胞杂交技术均可打破生殖隔离，实现远缘杂交 　育种，培育出杂种新物种 C.种植转基因抗虫棉时，常间行种植普通棉花以供害虫取食，其主要目 　的是保护物种多样性 D.转基因花粉中若有毒蛋白或过敏蛋白，则它有通过食物链传递而引发 　人类食品安全问题的可能 存在于所有体细胞中 转基因技术培育的物种和原来的非转基因生物属于同一物种 是为了降低害虫的抗性基因进化的频率 D 　考点训练　 2.新冠肺炎使我们对病毒的威力有深刻感受，所以生物武器更是人类要严格禁止的。下列关于生物武器的说法，错误的是( ) A.生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等 B.利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性极强、致死率极高的特点 C.中美两国发布联合声明，重申在一般情况下不发展、不生产、不储存 　生物武器 D.彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识 在任何情况下 C 　考点训练　 3.下列关于生物武器的说法，错误的是（ ） A.我们对待生物武器的态度应明确而坚定，坚决禁止研制生物武器 B.生物武器是利用致病菌、病毒或生化毒剂等形成杀伤力的 C.为了国家安全，可以进行必要的小范围的生物武器研究 D.生物武器不只是对敌方人员有伤害 生物武器几乎对所有人都具有杀伤力，是一种不人道的武器，应坚决禁止 C 周五小测试卷评讲 2025.2.15 1. 卡介苗是我国新生儿免疫接种的“第一针”，接种后会在上臂留下一个圆形的终身疤痕，主要预防结核分枝杆菌引起的疾病。下列有关结核分枝杆菌的叙述，正确的是（　　） A. 细胞壁组成成分是纤维素和果胶 B. 遗传物质彻底水解会得到5种碱基 C. ATP合成的唯一场所是细胞质基质 D. 增殖过程会出现染色质高度螺旋化 C 结核分枝杆菌属于原核生物，其细胞壁的组成成分为肽聚糖 原核生物的遗传物质是DNA，彻底水解后只会得到A、T、C、G4种碱基 原核生物没有线粒体 原核生物没有染色质 2. 生长在海边的红树会从含盐量高的泥滩中吸收盐分，又会通过其叶表面的盐腺主动将盐分排出体外。下列有关红树的叙述，正确的是（　　） A. 根细胞通过被动运输的方式从泥滩中吸收盐分 B. 根细胞通过主动运输的方式从泥滩中吸收水分 C. 叶表面的盐腺通过主动运输的方式将盐分排出体外 D. 盐分不参与维持红树植株和细胞的生命活动 C 植物吸收无机盐：主动运输 植物吸收水分：被动运输（自由扩散、协助扩散） 3. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列有关说法错误的是（　　） A. 过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开 过程①和②为转录，RNA聚合酶将DNA的双链解开 B. lin-4microRNA和lin-14mRNA的碱基排列顺序不相同 C. lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段 D. 设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病 D microRNA 通过与目标 mRNA 结合来抑制基因表达，但单基因隐性遗传病的病因是基因突变导致的功能缺失，而 microRNA 难以直接补充或修复突变的基因 RNA聚合酶功能：1.解旋 2.识别与结合DNA上的启动子 3.断开氢键，催化形成磷酸二酯键 4. 克氏综合征是一种性染色体异常疾病。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因，某克氏综合征患者及其父母的性染色体组成如图。下列有关该患者X染色体上位点1和位点2的分析，正确的是（　　） A. 若都是Xg1，则是精母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常，卵母细胞减数分裂正常 B. 若都是Xg2，则是卵母细胞减数分裂I和Ⅱ同时异常，精母细胞减数分裂正常 C. 若分别是Xg1和Xg2，则是精母细胞减数分裂I异常，卵母细胞减数分裂正常 D. 若分别是Xg1和Xg2，则是精母细胞减数分裂Ⅱ异常，卵母细胞减数分裂正常 卵细胞不含性染色体 卵母细胞MI或MⅡ发生异常，不是同时 C 总结：MI异常→配子为XY MⅡ异常→配子为XX或YY 精子：XXY 精子：Y 卵细胞：XX 精子：XY 卵细胞：X 8. 慢性肾脏病（CKD）和心力衰竭（HF）危害人类健康。同时患这两种疾病的患者受损的肾引发的神经冲动通过脊髓向大脑传导，激活相关脑部结构，再经脊髓、交感神经向肾和心脏传导，形成“肾—脑神经环路”（如下图），加剧肾和心脏的炎症损伤。下列叙述正确的是（　　） A. 图中神经冲动向大脑传导的过程中无能量消耗 B. 交感神经包括①④⑤ C. “肾—脑神经环路”引起CKD和HF的病理过程属于负反馈调节 D. 阻断①②③任一个部位的信号传导都能改善损伤 动作电位的产生、静息电位的恢复（依靠钠钾泵）、神经递质的释放都需要消耗能量 交感神经属于自主神经系统，只包含传出神经 正 D 9. 如图表示某抗原呈递细胞（APC）摄取、加工处理和呈递外源性抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述错误的是（　　） A. APC和③膜上都存在识别抗原的蛋白质结构 B. ③将抗原水解为小分子肽，其中包含抗原肽段 C. MHCⅡ类分子是分泌蛋白，经②④加工后与抗原肽段结合 D. 图中T细胞是细胞毒性T细胞，特异性免疫存在该过程 ①与③要相互识别 图中T细胞是辅助性T细胞 D 抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附，进一步形成沉淀 抗体 相同病原体再次入侵 记忆B细胞 病原体 摄取 抗原呈递细胞 处理呈递 辅助性T细胞 分裂、分化 并分泌 细胞因子 促进 结合 （第二个信号） B细胞 一些病原体直接接触 分裂分化 记忆B细胞 浆细胞 产生分泌 病原体 结合 （第一个信号） 【模型构建】请结合P72-73页，绘制体液免疫完整过程图 分裂 分 化 激活B细胞的条件： 辅助性T细胞分泌的细胞因子促进B细胞的分裂、分化 两个信号 一促进 信号①：病原体和B细胞接触; 信号②：辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合 标记的噬菌体 侵染未标记的大肠杆菌 短时间保温后搅拌 离心 搅拌目的： 保温过短: 保温过长: 离心的目的： 3 赫尔希和蔡斯的实验过程 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 保温是为噬菌体的繁殖提供适宜的温度；短时间是为了使全部噬菌体侵染细菌且未释放。 短时间保温目的： 搅拌不充分: 搅拌过度: 部分噬菌体还未侵染大肠杆菌 部分子代噬菌体已经释放 噬菌体外壳未与大肠杆菌分离 大肠杆菌破裂，子代噬菌体释放 让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 13. 朊病毒侵入牛体内后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。某小组设计实验如下，结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是（　　） A.朊病毒不含核酸，只含蛋白质，元素组成是C、H、N、O、S，无32P B.使牛脑部组织细胞与吸附在细胞表面的朊病毒分离 C.甲试管上清液和沉淀物中可能都含有放射性，乙试管上清液和沉淀物中都没有放射性 D.蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，所以子代蛋白PrPSc是利用现有的蛋白质进行空间结构改变形成的，形成场所不是核糖体 C 未标记的细胞 35S 未标记的细胞 14. 鸡的卷羽（F）对片羽（f）为不完全显性，位于常染色体上，基因型为Ff的个体表现为半卷羽；体型正常（D）对矮小（d）为显性，位于Z染色体上。卷羽鸡适应高温环境，矮小鸡饲料利用率高。为培育耐热节粮型种鸡以实现规模化生产，研究人员拟通过杂交将d基因引入广东特色肉鸡“粤西卷羽鸡”中，育种过程如图。下列分析错误的是（　　） A. 群体I中公鸡的基因型与群体Ⅱ完全相同 B. F1中一定会出现与亲本表型相同的个体 C. 为缩短育种时间，应选择群体I中的母鸡与群体Ⅱ中的公鸡杂交 D. 通过表型筛选群体Ⅲ即可得到稳定遗传的种鸡 由题知：粤西卷羽鸡中不存在d基因，所以亲本都为ZDZD，因此群体I、Ⅱ中公鸡的基因型都是FfZDZd F1全表现为半卷羽，与亲本的表型不同 雌雄杂交，且要避免近缘配种，即避免同一群体杂交 稳定遗传的卷羽矮小鸡的基因型为FFZdZd、FFZdW，因此通过表型即可从群体Ⅲ中筛选出 B FFZDW ffZdZd ffZdW FFZDZD FfZDZd FfZdW FfZDZd FfZDW 15. 逆境响应是指植物应对不良环境的系列反应。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。用野生型（WT）和TS基因功能缺失突变株（ts）进行实验，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A. 研究者实验设计遵循“加法原理” B. 图1表明TS基因编码的蛋白质抑制IAA的合成 C. 据图2推测，长期干旱条件下，TS基因功能会消失 D. 植物通过减少全部激素的含量来协调实现逆境响应 减法原理 TS基因缺失会导致IAA含量降低，推测TS基因编码的蛋白质促进IAA的合成 图2在干旱条件下，突变株的生存率更高，而野生型生存率显著降低，因此推测长期干旱条件下，ts数量会逐渐增多，野生型数量会逐渐减少甚至消失，所以野生型的TS基因功能也会随之消失 C 16. 研究人员选取生境相似，人工干预程度大的小洲湿地和长期无人工干预的咀头湿地，分别研究湿地草本层植物的生态位特征，结果如图所示。下列说法错误的是（　　） A. 两个湿地调查草本层植物物种数量相同 B. 咀头湿地草本层植物对环境的适应能力更强 C. 入侵植物的数量少于乡土植物，但入侵植物可能会逐步占据生态位宽度较小的乡土植物的生存空间 D. 入侵植物与乡土植物之间的竞争强度相较于入侵植物间或乡土植物间更低 4+6=3+7 生态位越宽，适应能力越强 D 生态位重叠越大，竞争强度越高 周末测试卷评讲 2025.2.16 1．2024年4月，科研人员在惠州市惠东县西枝江流域发现一种马口鱼新种——“广东马口鱼”。下列说法错误的是（　　C） A．该鱼不能在海水中养殖，否则其细胞会因渗透失水而导致死亡 B．该新物种的形成是微小变异经过长期的自然选择积累的结果 C．该鱼细胞中通过折叠扩大膜面积的结构有核糖体、内质网等 D．与其它马口鱼存在生殖隔离是确定其为新物种的重要依据 核糖体是没有膜的细胞器 外界浓度更高，细胞失水；外界浓度低，细胞吸水 2．光敏色素是一类蛋白质（色素－蛋白复合体），其被光激活后结构发生变化，信号经过转导，传递到细胞核内，影响特定基因的表达从而表现出生物学效应。下列叙述正确的是（　B　） A．光敏色素主要吸收红光和蓝紫光，为水的光解提供能量 B．光敏色素的调控过程体现了DNA与蛋白质可以双向调控 C．光敏色素能够调控相关基因的表达，属于表观遗传 D．光敏色素被激活后的结构变化属于一种不可逆变化 远红光，不能为水的光解提供能量 B.光敏色素（一类蛋白质）可影响基因的表达，而基因控制蛋白质的合成，故体现了DNA与蛋白质可以双向调控； C、两者机制不同：表观遗传是指不改变DNA序列的情况下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等方式调控基因表达的机制；而光敏色素主要是通过信号传导途径影响转录因子的活性，从而调控相关基因的表达。 D、可逆变化。 3．为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（ D   ）    A．DNA片段的迁移速率与所带电荷有关，与其大小无关 B．该化合物在细胞中可以促进DNA的自我复制 C．注入4h后，该化合物的作用效果最强 D．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡 迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关 B.随时间延长，DNA片段越来越小，说明DNA被该化合物切成小片段，而不是促进DNA复制 C.不一定是4h时最强，没有测定更多处理时间后该化合物的作用效果，C错误； D、该化合物破坏了细胞中的遗传物质可能诱发细胞死亡 离加样孔越远，分子越小；条带越宽，DNA量越多 4.科研人员研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季插条生根的影响，其结果如图1，并进一步研究了激素类似物甲对月季茎段侧芽生长的影响，其结果如图2。下列说法正确的是（　C　） A．由图1可知激素类似物甲和乙对微型月季插条生根起着协同作用 B．由图1可知激素类似物甲在高浓度时对微型月季插条生根具有抑制作用 C．由图2可知激素类似物甲在高浓度时对微型月季茎段侧芽的生长具有抑制作用 D．由图2可知激素类似物甲的浓度大小关系是X＞Y＞Z 图1中甲促进生根，乙抑制生根，二者相抗衡 促进作用（与对照组相比） 图2中X浓度：抑制作用，Y和Z浓度：促进作用，可知X>Y，X>Z。由于存在两个浓度（一大一小）对生长的促进效应相同，因此Y和Z浓度大小不能确定 5.小儿麻痹症是脊髓灰质炎病毒感染脊髓灰质前角的运动神经元（也称传出神经元）引起的疾病。我国科学家研制出的脊髓灰质炎口服活疫苗，为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。下列说法正确的是（　D　） A．小儿麻痹症患者的患肢的随意运动和感觉功能均丧失 B．“活疫苗”是经过减毒处理后的病原体，相当于抗体 C．该疫苗可以识别人体细胞表面的组织相容性抗原 D．接种该疫苗后可能会有轻微发烧的症状，属于正常的免疫反应 感觉功能未丧失，该病毒感染部位是传出神经，不影响上传到大脑皮层 抗原 疫苗作为抗原会使机体产生特异性免疫反应 6.环境激素是指存在于环境中，能使动物内分泌功能失调的一类化学物质，常见的有二噁英、DDT、塑化剂等，下列有关说法正确的是（　C　） A．环境激素由人工合成，动物激素由细胞内的核糖体合成 B．环境激素进入人体后定向运输至天然激素的受体发挥作用 C．环境激素大多数不易分解，会随着食物链发生富集现象 D．环境激素进入人体后通过催化相关生化反应而发挥作用 氨基酸衍生物类和固醇类并不是在核糖体中合成 对机体有调节作用，不具有催化作用 7.某种植株的花色由三对等位基因（如图示）共同控制，其中显性基因D、A、B同时存在时，表现为蓝色；其他情况都为白色。下列相关叙述正确的是（不考虑突变、互换及致死）（　D　） A．该植株可产生8种比例相同的雄配子 B．基因A（a）与B（b）的遗传遵循自由组合定律 C．该植株测交时后代蓝色∶白色＝1∶1 D．该植株自交时后代蓝色∶白色＝3∶5 D、A、B同时存在时，表现为蓝色，测交后代均为白色 4种：AbD、Abd、aBD、aBd 位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律 分对分析，自交时D_∶dd=3∶1，AAbb∶AaBb∶aaBB=1∶2∶1，蓝色：3/4×1/2=3/8 10.实验操作顺序会影响实验的结果，以下选项中正确的是（  D  ） A．探究酶的最适温度实验中，在室温下将酶与底物混合后置于设定的温度下保温 B．抽样检测法调查培养液中酵母菌种群数量时，先将培养液滴在计数室再盖上玻片，待沉淀后计数 C．观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中，装片的制作流程为：解离-染色-漂洗-制片 D．观察洋葱鳞片叶外表皮质壁分离实验中，先用低倍镜观察细胞中的中央液泡的大小以及原生质层的位置，再滴加蔗糖溶液 解离→漂洗→染色→制片 先分别保温再混合 应先盖盖玻片再滴培养液 13.科研人员研究核质互作的实验过程中，发现细胞质雄性不育玉米可被显性核恢复基因（R基因）恢复育性，T基因表示雄性不育基因，作用机理如图所示。下列叙述正确的是（　A　） ［注：通常在括号外表示质基因，括号内表示核基因，如T（RR）］ A．T（Rr）的玉米自交，后代约有1/4为雄性不育个体 B．在玉米体细胞中R基因和T基因均成对存在 C．R与T互为等位基因，其中R为显性、T为隐性 D．T基因所在DNA中含有2个游离的磷酸基团 T基因位于环状DNA（线粒体DNA）上，而环状DNA无游离的磷酸基团 T基因可随母本遗传给子代，所以子代中雄性不育个体的基因型为T（rr），占1/4 细胞质基因（T基因）不是成对存在 T基因位于线粒体DNA上，R位于细胞核中染色体上，二者不是等位基因 14.为持续培养适合广东沿海地区栽培的“高产耐盐碱”优质海水稻植株，某研究小组利用植物体细胞杂交技术对两种优质水稻设计了如下实验流程图。已知耐盐、高产性状分别受细胞质基因和细胞核基因控制，下列叙述正确的是（　A　） A．分别选用叶细胞和根细胞便于①过程通过观察结构与颜色来判断融合情况 B．原生质体A1和B1应在低渗透溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡 C．失活处理后原生质体A2的细胞质和原生质体B2的细胞核失活 D．②过程体现了植物细胞全能性，它是植物体细胞融合的技术基础 植物体细胞融合的技术基础是细胞膜具有一定的流动性 等渗 A2的细胞核失活，B2的细胞质失活 16.下列有关叙述正确的有（   A ） ①有一对夫妻生了四个孩子，其中有一个孩子患有白化病，则双亲一定均为杂合子 ②在“性状模拟分离比”试验中两个桶内的彩球数量一定要相等 ③若致病基因位于XY染色体同源区段，则其遗传与性别无关联 ④孟德尔一对相对性状杂交实验步骤为去雄-套袋-人工授粉-套袋，其中去雄应在开花后对母本去雄 ⑤通常体细胞中基因成对存在，配子中只含有一个基因 ⑥摩尔根和孟德尔的实验都运用了“假说-演绎法” A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 双亲至少都含有一个致病基因，可能均为杂合子，也可能一方为杂合子，另一方为患者 两个桶内的彩球分别表示雌、雌配子 位于性染色体上的基因在遗传时与性别关联 去雄应在开花前 配子中只含有成对基因中的一个 17．（12分）研究人员以黄瓜幼苗为材料，用SA、硫氢化钠（NaHS，H2S外源供体）、PAC（SA抑制剂）、HT（NaHS和H2S清除剂）等试剂开展相关实验，探究低温弱光胁迫下，SA和H2S两者之间的互作关系及对黄瓜幼苗光合作用影响。 注：CK组为喷洒H2O进行预处理后转入适宜温、光条件培养48小时； 其它组均为喷洒对应的试剂（见图）预处理后转入低温、弱光条件培养48小时。 （1）植物内源性H2S是一种脂溶性的小分子化合物，主要由半胱氨酸经酶催化产生。H2S进入植物细胞的方式为　　   　，从氨基酸结构通式推测，H2S中的S来源于　                 　　。 （2）由实验1可以得出结论：低温弱光　 　　（选用“可以/不可以”作答）诱导内源性H2S的产生、SA　　 　（选用“可以/不可以”作答）促进内源性H2S的产生。 自由扩散 （半胱氨酸的）R基 可以 可以 脂溶性物质与细胞膜上磷脂分子具有亲和力 H20与CK对照 SA与H20对照 17．（3）由实验2可以得出结论：低温弱光　 　　（选用“可以/不可以”作答）诱导内源性SA的产生、外源性硫氢化钠对内源性SA产生的影响　 　　（选用“不明显/明显”作答）。 综合实验1和实验2推测：H2S可能作为SA的　　 　（选用“上游/下游”作答）信号参与低温弱光胁迫下黄瓜幼苗的生理活动调控。 （4）如果上述推测正确，请补充完整实验3中HT+SA组和PAC+NaHS组的光合速率柱状图。 PAC+NaHS组与NaHS组柱高几乎一致（2分），HT+SA组柱高在H2O组与SA组之间（2分） 下游 不明显 可以 H20与CK对照 SA与H20对照 上游对下游有影响，下游对上游无影响 HT+SA：SA产生的H2S被HT清除 PAC+NaHS：PAC抑制SA，对NaHS无影响，所以效果与NaHS组相同 说明SA能提高光合速率 18．（13分）果蝇（2n＝8）是一种常见的遗传学材料，对研究基因和染色体的关系等有重要价值。将正常复眼果蝇杂交，子代偶然出现一只无眼突变体（eyeless，记为e）。为确定该个体出现的原因，进行了如下实验： （1）将该无眼突变体果蝇与正常复眼果蝇杂交，F1全是正常复眼，由此可初步判断该无眼突变是　　　突变。正常复眼基因和无眼基因的本质区别是　　 　不同。 （2）将纯合正常复眼（野生型）单体（二倍体生物体细胞中某对同源染色体少一条的个体称为单体，记为2n-1，可以存活并正常繁殖）品系分别与无眼突变型果蝇杂交即可定位无眼基因所在的染色体。比如用无眼突变体与纯合正常复眼Ⅳ-单体果蝇杂交，若子代果蝇的表型为　 　 　，推测无眼基因不位于Ⅳ号染色体上；若子代果蝇的表型为　 　　，推测无眼基因位于Ⅳ号染色体上。因此，为完成果蝇无眼基因的染色体定位，理论上至少需要构建　　　种纯合野生型单体品系。 隐性 脱氧核苷酸排列顺序 全为正常复眼 正常复眼∶无眼＝1∶1 3 无眼突变体基因型： 纯合正常复眼Ⅳ-单体基因型： 二倍体，ee ①若无眼基因不位于Ⅳ号染色体上，EE ②若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，E0 ee×E0→Ee、e0 一共4对同源染色体，排除3对，在剩下1对上 18．（3）若已确定无眼基因位于Ⅳ染色体上，将无眼Ⅳ-单体果蝇和纯合正常复眼Ⅳ-三体（二倍体生物体细胞中某对同源染色体多一条的个体称为三体，记为2n+1，可以存活并正常繁殖）果蝇杂交，在细胞水平上可用　 　　法选出子代中的三体个体，将其相互杂交，所得F2代正常复眼果蝇中染色体数量正常的占　 　　［染色体多两条（四体）时不能存活］。 显微观察 4/13 2 E 2Ee 1EE 1e 2E 4EE 2Ee 2Ee 4致死 2致死 1EE 2致死 1致死 1e 2Ee 1ee 方法：标号为E1 E2 e 产生配子：E1 和 E2 e E2 和 E1 e E1 E2和 e e0 EEE EEe EEE产生的配子：E、EE EEe产生的配子：2E、2Ee、1E、1Ee 染色体数量正常的复眼果蝇中/正常复眼果蝇=4+2+2/36-9-1 19.（12分）从常见中草药黄芪中分离的黄芪多糖已被证明具有良好的抗肿瘤和免疫调节等作用。我国某科研团队也证实半枝莲多糖（SBP-2A）对体外培养的肝癌细胞有抑制作用，为继续研究半枝莲多糖对小鼠体内肝癌的抑制作用及机制，进行如下实验：建立肝癌小鼠模型后，进行相关实验，检测结果如下表所示。请回答以下问题： （1）机体能够裂解肿瘤细胞，主要依靠的是　　    　细胞，这体现了免疫系统的　　      　功能。 （2）获得肝癌小鼠24h后，SBP-2A低、中、高剂量组分别腹腔注射25、50、100mg/kgSBP-2A，黄芪多糖组注射100mg/kg黄芪多糖，模型组腹腔注射　      　　，本实验中，黄芪多糖组的作用是　　                                     　。 细胞毒性T 免疫监视 等体积（等量）的生理盐水 作为阳性对照，用于评估SBP-2A各剂量组的抑癌效果强弱 模型组不注射任何药物 （3）由实验结果分析，黄芪多糖能够抑制肿瘤的原因是　                                  　　。结果显示，SBP-2A中剂量组小鼠抑瘤率高于低剂量组、高剂量组，根据实验数据分析最可能的原因是　　                                                           　，从而达到抑制肿瘤生长的效果。 （4）激活的STAT1蛋白参与细胞凋亡、肿瘤血管生成等多种生物学过程。该团队提取0.025g肿瘤组织中的总蛋白进行电泳（结果如下图），分析其中的STAT1蛋白表达量，并得出结论：高剂量SBP-2A可能是通过提高STAT1蛋白水平来抑制小鼠肝癌肿瘤生长，其依据是　                          　　。 黄芪多糖既能促进免疫器官（如脾脏、胸腺）的生长，还能促进细胞因子（如γ-干扰素）的产生 SBP-2A中剂量组小鼠通过提高胸腺质量，促进免疫细胞的产生来增强小鼠免疫功能 SBP-2A高剂量组的STAT1蛋白表达量条带宽度与黄芪多糖组接近，明显宽于模型组 图 各组肝癌小鼠肿瘤组织STAT1蛋白表达量的比较 84kDa STAT1   模型组 SBP-2A 低剂量组 SBP-2A 中剂量组 SBP-2A 高剂量组 黄芪 多糖组 20.（1）水生植物吸收的N、P可以用于光反应中小分子物质　　      　的合成；这些植物进行光合作用，合成有机物、固碳、供氧，体现了生物多样性的　　　价值；不同生活型水生植物组合利用了群落的垂直分层，意义是　　                                                    　。 （2）随着实验时间的延长，该实验水域难以维持稳定，试从生态系统稳定性角度分析原因　　                                                                                  　。 （3）解释丙组处理后水质综合评分最优的原因：　                                         　　。 ATP、NADPH 间接 提高群落利用阳光等环境资源的能力 该人工生态系统生物组分少，营养结构简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性差 丙组对总氮、总磷去除率都高；丙组中微生物的多样性更加丰富，更能促进污染物的降解 20. （4）资料表明，氮、磷的去除中底泥吸附为重要途径，而氮素的底泥释放是水域的潜在风险，且总氮的底泥吸附量与微生物转化量呈现显著负相关。为修复惠州西湖（人工湖）水体污染，除通过种植水生植物减少底泥吸附量和增加微生物转化外，结合该研究，请再提出1条合理建议：　              　　。 适时清理淤泥 生态问题 提出建议或措施 21.(1)由图可知，Chi3的序列中不能有            （填写图中限制酶的名称）的酶切位点。 (2)p121质粒中的Gus基因，其表达产物能够分解无色的X-Gluc，产生蓝色物质。图中的连接产物转入经Ca2+处理后处于             的大肠杆菌中， 将转化的大肠杆菌涂布于含               的培养基培养，挑取        （填“蓝色”或“白色”）菌落置于液体培养基中扩大培养，以提取足量的质粒用以鉴定和转化。经测序后，验证了获得的重组质粒序列与预期的p121Chi3相同。 XbaI、SacI 能吸收周围环境中DNA X-Gluc 白色 Gus基因被切割下来（不含Gus基因） (3)构建p13Chi3质粒用到了T4连接酶，T4连接酶的作用特点是                              。p13Chi3质粒中已经含有Chi3基因，进行图中操作，构建p121Chi3质粒的目的是                   。 (4)将p121Chi3质粒转入到西瓜中，经鉴定、筛选，获得可以产生几丁质酶的转基因西瓜。这样的西瓜能够对抗真菌感染。写出这种抗菌方式的优点                                         （写出两条）。 21. 既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较低 在Chi3序列前接入启动子序列，方便基因在将来的转基因生物中表达 减少抗真菌药物的使用，保护环境，节省种植成本，节省人力 $$