山東專用2024年高考生物二輪復習第四篇類型5科技工程類學案

PAGE10-類型5科技工程類規(guī)則1:提取題干關鍵信息要留意科學性和完整性情境類問題的設問,往往圍繞關鍵信息綻開。答題時,要能有效地從題干提取信息,并做完整描述,防止因描述不全而不能得滿分。規(guī)則2:回答緣由分析類設問時因果關系要明確當描述緣由時,肯定要圍繞問題的關鍵點綻開,缺少關鍵點就不能得分或不能得滿分。規(guī)則3:熟記教材基礎學問,要做到基本學問不丟分科技工程類試題中,基礎學問有關設問往往占有較大比例,要保證這部分內容不丟分,須要熟記教材相關學問,做到基本概念、基本原理“熟記于心”。(2024·山東等級考·T25)(11分)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉,直鏈淀粉所占比例越小糯性越強。科研人員將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉入水稻,實現了對直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動子序列的定點編輯,從而獲得了3個突變品系。(1)將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質粒構建重組載體時,所需的酶是,重組載體進入水稻細胞并在細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程稱為__________________。

(2)依據啟動子的作用推想,Wx基因啟動子序列的變更影響了_______________________,從而變更了Wx基因的轉錄水平。與野生型水稻相比,3個突變品系中Wx基因限制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列(填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)變更,緣由是__________________________________________________________。

(3)為檢測啟動子變更對Wx基因表達的影響,科研人員須要檢測Wx基因轉錄產生的mRNA(WxmRNA)的量。檢測時分別提取各品系胚乳中的總RNA,經過程獲得總cDNA。通過PCR技術可在總cDNA中專一性的擴增出Wx基因的cDNA,緣由是_____________________________________________________。

(4)各品系WxmRNA量的檢測結果如圖所示,據圖推想糯性最強的品系為,緣由是

____________________________________________________________________________________________。

(1)限制性核酸內切酶和DNA連接酶(1分)轉化(1分)(2)RNA聚合酶與啟動子識別和結合①(1分)不發(fā)生(1分)編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動子(1分)(3)逆轉錄(1分)引物是依據Wx基因的一段已知序列設計合成的(2分)(4)品系3(1分)品系3的WxmRNA最少,限制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強②(2分)

①錯答RNA聚合酶與啟動子的結合(0分)剖析違反規(guī)則3:對教材基礎學問記憶不牢,導致因答不全而不得分②錯答品系3的WxmRNA最少(1分)剖析違反規(guī)則2:糯性與淀粉酶有關,而淀粉酶與Wx基因表達有關,缺少“直鏈淀粉合成酶”這一關鍵點1.通過咽拭子取樣進行RT-PCR技術檢測是目前臨床上診斷新型冠狀病毒感染疑似患者的常用方法,用于核酸檢測的RT-PCR試劑盒的部分工作原理簡圖如下?；卮鹣铝袉栴}:(1)RT-PCR是指以病毒的RNA為模板通過過程合成cDNA,并對cDNA進行PCR擴增的過程。進行RT-PCR過程中,須要加入的酶有__________________________________________________________。

(2)利用RT-PCR試劑盒對新型冠狀病毒進行檢測時,除借助上述RT-PCR技術外,還須要有特異性探針。制作該探針的依據是,利用該探針對新型冠狀病毒進行檢測的原理是。

(3)除核酸檢測外,探討人員還研發(fā)了基于病毒蛋白的檢測技術,該項技術的關鍵是生產出能與新冠病毒結合的特異性抗體。生產該種抗體的大致方案如下:①向小鼠體內注射新冠病毒的抗原蛋白;②分別免疫小鼠的B淋巴細胞,并與小鼠的骨髓瘤細胞融合,多次篩選、檢測,最終獲得所需雜交瘤細胞;③將獲得的雜交瘤細胞在體外條件下做大規(guī)模培育,獲得大量的特異性抗體。上述生產抗體的方案中運用的技術手段有,其中步驟②中獲得的雜交瘤細胞具有等特點;步驟③中為防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害,應實行的措施是。

2.探討表明,HER2/neu是一種原癌基因,它表達的H蛋白在多種惡性腫瘤特殊是乳腺癌細胞中過量表達?？笻蛋白單克隆抗體能抑制過量表達H蛋白的乳腺癌細胞的生長,目前已成為有效的生物治療手段。(1)原癌基因的作用是___________________________________。

(2)H蛋白是一個跨膜蛋白,結構如圖所示。制備免疫小鼠用的H蛋白(抗原)時,應構建胞外區(qū)基因,轉入原核細胞表達并提純。選擇胞外區(qū)的緣由是____________________________________________。

為了擴增出大量胞外區(qū)須要用到PCR技術。常規(guī)PCR技術一般包括變性、退火、延長等步驟,退火的目的是。設計引物是PCR技術的關鍵步驟之一,某同學設計的兩組引物如表所示。(填“引物對A”或“引物對B”)設計不合理,并說出不合理的理由:_______________________________________。

引物對AP1AAGCCGGGCGCGCCCGGAAP2TTCGGCCCGCGTTATGCGCG引物對BS1GTCCGCTAGTGGCTGTGS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG(3)制備抗H蛋白單克隆抗體時,需將H蛋白注射到小鼠體內。這樣做的目的是___________________________________________。

制備抗H蛋白單克隆抗體時,須要用到細胞融合技術,該技術的主要優(yōu)點是___________________________________________________。

(4)治療乳腺癌時,方法之一是單獨運用抗H蛋白單克隆抗體,試寫出治療乳腺癌的另一種療效高、毒副作用小的、不損傷正常細胞的方法:

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3.土壤農桿菌是一種植物病原菌,它通過根部傷口侵入植物體,刺激植物在被侵入部位形成根瘤,引發(fā)根癌。根癌土壤農桿菌質粒的結構如圖所示。請回答:(1)質粒存在于很多細菌細胞中,是擬核外能夠自我復制的小型,在基因工程中常用作。

(2)根癌土壤農桿菌侵染根細胞后,質粒上的能轉移并整合到根細胞基因組中。被侵染的根細胞增殖形成根瘤,原理是

_________________________________________________________。

(3)冠癭堿中含有豐富的碳源和氮源,探討表明,根細胞及大部分微生物不能利用冠癭堿。因此,在根瘤細胞中冠癭堿的作用是_____________________________________________________。

(4)基因工程中所用的農桿菌質粒須要改造,為不破壞轉基因植物的激素平衡,同時又能運載更大的目的基因,改造時應刪除農桿菌質粒上的。

4.目前,重組蛋白疫苗、腺病毒疫苗、核酸疫苗等多種類型的新冠病毒疫苗都在研發(fā)當中。新冠病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,一男子與新冠肺炎患者有接觸史,在進行醫(yī)學隔離期間,檢查發(fā)覺該男子血清中有相應的抗S蛋白抗體出現。某探討小組研制重組蛋白疫苗的簡要操作流程如下。請分析回答:(1)疫苗研制試驗步驟②構建重組表達載體A和重組表達載體B必需運用DNA連接酶,該酶的作用是

___________________________________________________________________________________。

若不進行步驟②而將S蛋白基因干脆導入大腸桿菌,一般狀況下,不能得到表達的S蛋白,其緣由是

_____________________________________________________________________________________。

(2)為了檢驗步驟⑥所表達的S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性,可進行相關試驗檢測,試驗思路是

____________________________________________________________________________________。

(3)過程④的大量生產,需對導入表達載體A的大腸桿菌進行篩選和純化培育。如圖是純化過程中一個平板的菌落分布,該接種方法是;推想接種時可能的操作失誤是。

(4)注射疫苗是預防新冠肺炎的有效途徑,但是并不意味著接種過新冠疫苗的人將來不會成為新冠肺炎患者。可能的緣由有

_______________________________________________________________。

5.綠色熒光蛋白(GFP)能在熒光的激發(fā)下發(fā)岀綠色熒光,該特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。核基因RNZ編碼的核糖核酸酶能催化tRNA的加工,葉綠體中也含有該種酶。為探討葉綠體中的核糖核酸酶是否由核基因RNZ限制合成,科研人員將核基因RNZ與GFP基因連接形成RNZ-GFP融合基因,該融合基因編碼的蛋白質同時具有兩種蛋白的特性。(1)將RNZ-GFP融合基因和質粒在酶作用下構建成RNZ-GFP融合基因表達載體,利用該基因表達載體可實現對水稻細胞的。

(2)RNZ-GFP融合基因表達載體的受體細胞最好選擇水稻幼苗的(填“分生區(qū)”或“成熟區(qū)”)細胞,緣由是

__________________________________________________________________。

將導入RNZ—GFP融合基因的水稻細胞培育成完整植株時須要的條件有(答岀兩點即可)。

(3)用相宜波長的熒光照耀葉綠體,葉綠體會發(fā)岀紅色熒光。用熒光照耀轉基因水稻細胞,若視察到______________,

即可證明分布在葉綠體中的核糖核酸酶是由核基因RNZ限制合成的。為了使試驗結果更嚴謹,本試驗還應將導入生理狀況相同的水稻幼苗細胞作為比照,視察到的現象是_____________。

6.為探究酵母菌的細胞呼吸,將部分酵母菌破裂,并做差速離心處理,再將只含有酵母菌線粒體的沉淀物分別放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三支試管中,分別進行如下操作。請回答:組別加入物質氧的消耗量Ⅰ丙酮酸較大Ⅱ葡萄糖幾乎為零Ⅲ細胞質基質和葡萄糖較大(1)依據以上試驗簡述有氧呼吸過程中碳原子的轉移途徑:

_____________________________________________________。

(2)Ⅰ試管中加入2,4-二硝基苯酚(DNP),DNP對有氧呼吸產生的[H]與氧結合形成水的過程沒有影響,但會使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散,則DNP會影響的合成。Ⅲ號試管中加入適量的甲烯藍溶液(甲烯藍氧化態(tài)為藍色,被還原后為無色),試管中液體呈藍色,液體表面覆蓋適量的石蠟油,37℃保溫一段時間后,發(fā)覺試管中藍色變淺,緣由是_______________________________________(3)用酵母菌生產果酒過程中,如發(fā)酵罐密閉性不好,酒會變酸并且發(fā)酵液表面會形成一層菌膜,形成緣由是。隨著發(fā)酵的進行,發(fā)酵液呈缺氧、酸性,但不影響發(fā)酵的進行,緣由是

_________________________________________________。

類型5科技工程類///閱卷案例·析規(guī)則///【解析】本題主要考查基因工程的學問。(1)將目的基因和質粒構建成重組載體時,須要運用的酶是限制性核酸內切酶和DNA連接酶,將重組載體導入受體細胞內并維持穩(wěn)定表達的過程稱為轉化。(2)啟動子是RNA聚合酶識別并結合的位點,Wx啟動子序列的變更會影響RNA聚合酶與啟動子識別和結合,從而影響基因的轉錄過程。依據題意可知,該基因工程中編輯的是啟動子序列,而啟動子序列不參加編碼直鏈淀粉的氨基酸,因此3個突變品系中Wx基因限制合成的直鏈淀粉的氨基酸序列不發(fā)生變更。(3)以細胞中的RNA為原料合成cDNA的過程需經逆轉錄過程,PCR技術能擴增DNA分子中特定片段的目的基因,緣由是引物是依據Wx基因的一段已知序列設計合成的,而PCR技術擴增的是處于兩種引物之間的DNA序列。(4)依據圖示可知,品系3的WxmRNA最少,限制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強。答案:(1)限制性核酸內切酶和DNA連接酶(1分)轉化(1分)(2)RNA聚合酶與啟動子識別和結合(1分)不發(fā)生(1分)編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動子(1分)(3)逆轉錄(1分)引物是依據Wx基因的一段已知序列設計合成的(2分)(4)品系3(1分)品系3的WxmRNA最少,限制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強(2分)///名師預料·練規(guī)則///1.【解析】(1)以RNA為模板合成cDNA的過程為逆轉錄過程,該過程須要逆轉錄酶的參加,利用PCR技術對cDNA進行擴增時須要耐高溫DNA聚合酶的參加。(2)探針是指被放射性同位素標記或熒光標記的一段單鏈核酸,因此制作該探針的依據是新型冠狀病毒的核苷酸序列;利用該探針對新型冠狀病毒進行檢測的原理是分子雜交。(3)上述方案制備的是單克隆抗體,采納的技術手段有動物細胞培育、動物細胞融合;雜交瘤細胞的特點是既能快速大量繁殖,又能產生專一的抗體;步驟③中為防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害,應定期更換培育液。答案:(1)逆轉錄逆轉錄酶和耐高溫的DNA聚合酶(2)新型冠狀病毒的(核糖)核苷酸序列分子雜交(3)動物細胞培育、動物細胞融合既能快速大量繁殖,又能產生專一的抗體定期更換培育液2.【解析】(1)原癌基因的作用是負責調整細胞周期,限制細胞生長和分裂的進程。(2)由于抗體主要存在于細胞外液中,制備獲得的抗體作用于該抗原的胞外區(qū),因此構建胞外區(qū)基因,轉入原核細胞表達并提純,作為抗原注射到小鼠體內。PCR利用了DNA的熱變性原理,通過限制溫度來限制雙鏈的解聚與結合,其中退火的目的是降低溫度使引物與模板發(fā)生堿基互補配對。分析表格中兩對引物可知,引物對A不合理,因為引物對A中P1自身堿基互補配對,引物P1和P2部分發(fā)生堿基互補配對,不利于PCR過程引物與目的基因的結合。(3)在制備單克隆抗體時,將H蛋白注射到小鼠體內的目的是使小鼠體內產生相應的B淋巴細胞,還須要用到細胞融合技術,細胞融合技術的優(yōu)點是突破了有性雜交方法的局限,使遠緣雜交成為可能。(4)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高,并可能大量制備的特點,在治療乳腺癌時,可將該單克隆抗體與抗癌藥物結合構建“生物導彈”,注入體內,殺死癌細胞。答案:(1)調整細胞周期,限制細胞生長和分裂的進程(2)由于抗體主要存在于細胞外液中,制備獲得的抗體作用于該抗原的胞外區(qū)引物與模板發(fā)生堿基互補配對引物對A引物P1自身堿基互補配對,引物P1和P2部分發(fā)生堿基互補配對(3)使小鼠體內產生相應的B淋巴細胞突破有性雜交方法的局限,使遠緣雜交成為可能(4)將該單克隆抗體與抗癌藥物結合構建“生物導彈”,注入體內,殺死癌細胞3.【解析】(1)質粒存在于很多細菌細胞中,是一種袒露的、結構簡潔、獨立于細菌擬核DNA之外,并具有自我復制實力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子,在基因工程中常用作運載體。(2)根癌土壤農桿菌侵染根細胞后,質粒上的T-DNA可轉移并整合到根細胞基因組中。由圖示可知,根癌土壤農桿菌質粒上的T-DNA中含有細胞分裂素基因和生長素基因,當根癌土壤農桿菌侵染根細胞后,細胞分裂素基因、生長素基因在植物根細胞內表達,合成的細胞分裂素和生長素促進根細胞分裂和生長,因此能夠形成根瘤。(3)冠癭堿中含有豐富的碳源和氮源,根細胞及大部分微生物不能利用冠癭堿。因此,在根瘤細胞中冠癭堿的作用是為根癌土壤農桿菌供應養(yǎng)分物質,有利于其生長和發(fā)揮侵染作用。(4)基因工程中所用的農桿菌質粒須要改造,由于受體植物本身含有生長素基因和細胞分裂素基因,為不破壞轉基因植物的激素平衡,同時又能運載更大的目的基因,改造時應刪除農桿菌質粒上的生長素基因、細胞分裂素基因,冠癭堿合成基因也可刪除。答案:(1)環(huán)狀DNA分子運載體(2)T-DNA細胞分裂素基因、生長素基因在植物根細胞內表達,合成的細胞分裂素和生長素促進根細胞分裂和生長,形成根瘤(3)為根癌土壤農桿菌供應養(yǎng)分物質(4)生長素基因、細胞分裂素基因(也可以多答上冠癭堿合成基因)4.【解析】(1)DNA連接酶可以將限制性核酸內切酶切割的載體和S蛋白基因連接起來,構建基因表達載體,干脆將目的基因導入大腸桿菌中,由于S蛋白基因在大腸桿菌中不能穩(wěn)定存在和復制,也不能轉錄和翻譯,所以不能得到S蛋白。(2)檢驗S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性,可以利用抗原和抗體特異性結合的特點設計試驗:用⑥所表達的S蛋白與新冠肺炎康復病人血清進行抗原—抗體特異性反應試驗。(3)圖中接種的方法是稀釋涂布平板法,在平板上,菌落分布不勻稱可能的緣由是涂布不勻稱。(4)由于新冠病毒發(fā)生變異,使原來的疫苗失去作用;相應的抗體和記憶細胞在體內存活時間有限,所以接種了疫苗的人有可能成為患者。答案:(1)將限制性核酸內切酶切割的載體和S蛋白基因連接起來S蛋白基因在大腸桿菌中不能穩(wěn)定存在和復制,也不能轉錄和翻譯(2)用⑥所表達的S蛋白與新冠肺炎康復病人血清進行抗原—抗體特異性反應試驗(3)稀釋涂布平板法涂布不勻稱(4)新冠病毒發(fā)生變異,使原來的疫苗失去作用;相應的抗體和記憶細胞在體內存活時間有限5.【解析】(1)依據題意可知,RNZ與GFP基因連接形成RNZ-GFP融合基因作為目的基因,質粒屬于基因工程中的載體,二者連接構建基因表達載體,該步驟須要限制酶和DNA連接酶的作用,將目的基因導入受體細胞并使其在受體細胞中維持穩(wěn)定和表達的過程即為轉化。(2)將基因表達載體導入植物細胞,由于植物細胞具有全能性,可以選擇植物體細胞作為受體細胞,分生區(qū)細胞與成熟區(qū)細胞相比,分生區(qū)細胞分化程度低,分裂實力強,全能性更簡潔表達,因此一般選擇分生區(qū)細胞作為受體細胞。將導入RNZ—GFP融合基因的水稻細胞培育成完整植株須要植物組織培育技術,植物