生命科学前沿和现代生物技术

[高三专题复习]

生命科学前沿和现代生物技术

市高三生物中心备课组

【综述】

近年来的高考生物试题中,有不少是以现实问题作为命题的载体,从生命科学发展的热点问题来考查学生的知识和能力的。要考生回答的问题主要是考查对生物知识的理解、学习方法的应用、对人类行为和研究成果的鉴别、反思和评价,这样留给考生发挥创新思维能力的舞台就较大。因此在第二轮复习中不能再把生物囿于教材与大纲,要让生物课与社会、与生活、与科技相联系,要让生物课跟上生命科学发展的步伐,就必须在我们的复习中做适当的渗透和补充,拓宽学生的知识面。如克隆、人类基因组计划、生物芯片开发、酶工程、基因工程、生物技术带来的“生命伦理”概念、人体营养与保健等;如污水处理、西部大开发中的生态环境问题、酸雨、臭氧层空洞、温室效应、赤潮、空气质量报告的分析等;如绿色食品、白色污染、清洁能源、生态农业等;如艾滋病、烟草与吸毒等等。

当然当今生命科学的发展,使得作为考试素材的内容很多,要穷尽高考的一切信息是不可能的,我们要善于借助此类以热点问题为素材的信息题,着力培养自学能力和思维能力。 值得注意的是,随着生命科学的迅猛发展,多年前编制的教材内容出现了一定的局限性或本身教材存在一些争论点,在高考命题中相应出现了一种新的题型——反向论证题。

此类试题以课本知识为载体,以生命科学的新成果新成就为背景给出材料,求证不符合教材的东西,重在考查学生的逆向思维能力和求真务实的态度。反向论证题一般引入生命科学发展的最新成果和最新成就展开,通过对某些知识科学局限性和可能形成的反面影响的探讨,考查学生的科学精神、科学思维方法和对问题本质的认识。这也启示我们不要认为教材中的一切都是对的,要关注生命科学的发展,学会依据事实辩证地分析问题。加强能力训练 试题从以知识立意转向以能力立意,能力训练为主导是综合科目考试的一个原则。试题将避免单纯记忆内容的考查,强调考查学生收集处理材料与信息、再现与鉴别、领会诠释、归纳综合、评价辩证、语言表达、分析解决问题等能力。当然我们讲注重能力培养,是立足基础的,这里的能力是建立在全面掌握基础知识上的,具体是指能使用恰当的专业术语阐述学生的生物学事实、方法、概念和原理;能理解生物学常用图、表等各种表达形式的意义,会用多种表达准确地描述一些生物学现象;通过分析与综合,理解生物体的结构与功能、部分与整体以及生物与环境的关系;正确地解释生物个体、环境和社会中的一些生物学问题;使用恰当的方法验证简单的生物学事实,并对结果进行解释和分析;能应用生物学基本知识分析和解决一些日常生活和社会发展中的有关现实问题,关注生命科学发展中的热点问题。 加强对能力的训练是第二轮复习的重点。复习时,可在老师的指导下自己确定某一专题或核心内容,参考教材和讲义,对知识进行合理归纳、分类和概括,做到理论联系实际;对每一章节知识点的典型习题,要能举一反三,做到实际联系理论,因为这些知识的掌握是能力培养的前提和条件。要进行多角度立体式的剖析,不但要弄清“是什么”,更要理解掌握“为什么”(原因与条件)、“还有什么”(与其他事物、知识的联系),尽可能地深入理解分析,形成科学理性的认识;对一些新角度新背景下的新题型,要学会应用所学知识分析,并找到解决问题的方法。

一般这类题型的命题意图是:从能力立意(决定考查哪些知识和原理)→创设情境(提供材料)→确定设问(提出要考生回答的问题)。其解题思路是:审题→找出问题的实质→联系相关的学科知识→写出完整答案。这就要求在全面复习的基础上,牢牢把握住生物现象的一般

规律、原理和特征,这是解决实际问题的“工具”。对解题思路的剖析不仅有助于同学们能力的提高,也有助于巩固所学知识。

【精例透析】

一、同位素示踪

例1:在光照充足的环境里,将黑藻放入含有18O的水中,过一段时间后,分析18O放

射性的存在,最有可能的是

A 在植物体内的葡萄糖中发现

B 在植物体内的淀粉中发现

C 在植物体内的脂肪、蛋白质、淀粉中均可发现

D 在植物体周围的空气中发现

解析:水光解释放氧。

答案:D

例2:用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条一端,然后探测另一端是否含有放

射性14C的吲哚乙酸存在。枝条及位置如右下图。下列有关处理方法及结果的叙述正确的是

A 处理图甲中A端,不可能在图甲中的B端探测到14C的存在

B 处理图乙中A端,能在图乙中的B端探测到14C的存在

C 处理图乙中B端,能在图乙中的A端探测到14C的存在

D 处理图甲中B端,能在图甲中的A端探测到14C的存在

解析:生长素在植物体内的运输是极性运输,只能从形态学的上

端运向下端,只是在某些局部的区域内(如根尖的生长点)会出现从形态学的下端运往上端。生长素在植物体内的运输可以理解为一种主动运输,在运输过程中是要消耗能量的。

答案:C

例3:科研人人员给农作物施以15N标记的肥料,结果在以此农作物为食物的羊尿中查

出15N元素。请回答下列问题:

(1)含15N的化肥是以状态从土壤进入根细胞的。根吸收矿质元素的主要部位

是 。

(2)含15N的物质所合成的植物蛋白质,在羊消化道内转化为氨基酸,参与此消化作

用的酶;要有 、 、 ,吸收氨基酸的主要器官是 。

(3)在羊体内,含15N的氨基酸被分解脱去,其中含15N的物质最终形成

等废物,随尿排出。

答案:(1)离子 根毛区 (2)胃蛋白酶 胰蛋白酶 肠肽酶 小肠 (3)氨基 尿

例4:如果用15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组

成结构成分中,能够找到的放射性元素为

A 可在外壳中找到15N和35S B 可在DNA中找到15N和32P

C 可在外壳中找到15N D 可在DNA中找到15N、32P和35S

解析:噬菌体由DNA和蛋白质两种成分组成,DNA含有磷酸基和含氮碱基,能够标

记上15N和32P,而蛋白质含有氨基(一NH2)和甲硫氨基酸(含有一SH),能够标记15N和35S。在噬菌体侵染细菌的过程中,蛋白质外壳留在外面,没有进入噬菌体,只有DNA进入噬菌体,并利用细菌的原料(氨基酸和核苷酸)来合成自身的子代蛋白质外壳和子代DNA,因这些原料没有放射性元素标记,所以在子代中,只有在某2个噬菌体中,才能找到原来侵入的那两条DNA单链,其上含有15N和32P。

答案:

B

能力训练:

1.给某种蔬菜施含放射性同位素15N的氮肥,植物吸收后主要用于合成蛋白质。人食

用该种蔬菜后,通过代谢,15N最终出现在中。

A 氨基酸 B 尿素 C 氨 D 蛋白质

2.把菜豆幼苗放在含32P的培养液中培养,一小时后测定表明,幼苗各部分都含32P。

然后将该幼苗转移到不含32P的培养液中,数天后32P

A 不在新的茎叶中 B 主要在新的茎叶中

C 主要在老的茎叶中 D 主要在老的根中

3.将少量15NH4HCO3加入养着金鱼藻和小鱼的玻璃缸中,一段时间后,在,小鱼的排

泄物中找到15N的代谢终产物。写出15N在这个小型生态系统中转变的编号顺序。

A.脱氨基作用 B.氨基转换作用 C.氨基酸缩合 D.蛋白酶的消化作用

E.肽酶的消化作用 F.交换吸附作用 G.离子的主动运输

4.用14CO2示踪,在光合作用过程中,14C在下列分子转移途径是

A 14CO2→叶绿素→ADP B 14CO2→NADP→糖类

C 14CO2→三碳化合物→糖类 D 14CO2→叶绿素→ATP

5.将一株水培草莓用钟罩罩住,在培养液中添加H218O,追踪18O的所在。先在草莓

根毛细胞里发现 ,这是植物细胞对水的 作用,继而钟罩壁上凝结有 ,这是植物的 作用所致。在光照的情况下,罩内空气中又出现 ,这是依赖于

植物的 作用,将钟罩再次移到黑暗环境后 气体减少了,而罩壁上凝结的 反而增加了,这是植物的 作用所致。

6.将生长旺盛的两盆绿色植物分别置于两个玻璃钟罩内,甲罩内的花盆浇足含18O的

水(H218O),乙罩内充足含18O的CO2(C18O2),将两个花盆用塑料袋包扎起来,并用玻璃钟罩密封(如下图),在适宜的温度下光照1小时。请回答:

(1)此时,甲罩壁上出现许多含O的水珠,这些水珠是经植物体的作用产生

的。甲罩内还有许多18O2,这是植物体进行 将H218O分解成和

(2)乙罩壁上出现许多含18O的水珠,这些是植物吸收C18O2进行 作用产生的。

(3)将甲装置移入黑暗环境中,几小时后,罩内的18O2逐渐减少,减少的18O2被转移

到植物体内形成了 。这一生理过程的主要意义是 。

7.如右下图,一株着生7片叶的植物。将第3片和第6片叶用透明小袋包住,并分别

向内充入具有放射性的14CO2,经光照一段时间。请回答:

(1)第1片叶中出现带放射性的糖,主要来自第 片叶。

(2)根系中出现带放射性的糖,主要来自第 片叶。

(3)在地上部分,除第3、6片叶外,含放射性糖最多的

部位是 。

(4)在第3、6片叶中合成的带有放射性的糖是通过茎部

输送出去的。

8.用同位素标记追踪血液中的某些葡萄糖分子,若该分子

流经人的肾脏后又由肾静脉流出,则该分子很可能穿过几层细18

胞膜?

A 2层 B 4层 C 6层 D 0层或8层

9.用同位素叩标记某一噬菌体内的双链DNA分子,让其侵入大肠杆菌繁殖,最后释放出200个后代,则后代中含有32P的噬菌体占总数的

A 2% B 1% C 0.5% D 50%

10.将大肠杆菌放在含有同位素15N的培养基中培养若干代后,细菌DNA所有氮均为15N,它比14N分子密度大,然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养,每隔4小时(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次,测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果DNA复制的密度梯度离心试验如下图。请回答:

(1)中带含有氮元素的是 。

(2)如果测定第四代DNA分子密度,N标记的比例表示为 。

(3)如果将第一代(全中)DNA链的氢键断裂后再测定密度,它的两条一DNA单链在试管中的分布位置应为 。

(4)上述实验表明,子代DNA合成的方式是 。

11.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。请分析:

(1)由实验结果可以推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是 ,另一条链是 。

(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到细菌的DNA用同样的方法分离。请参照上图,将DNA分子可能出现在试管中的位置在右图中标出。

12.愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时,其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后进行显微镜检,利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此,可以肯定被标记的化合物是

A 一种氨基酸 B 尿嘧啶核苷 C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D 葡萄糖

【参考答案】

1.B 2.B 3.FGBCDEA 4.C

5.H218O渗透 H218O 蒸腾 O2 光合作用 H218O

呼吸作用 6.(1)蒸腾光合作用 [H] 18O2 (2)光合

(3)水 为植物的各项生命活动提供能量 7.(1)3

(2)6 (3)顶芽 (4)筛管 8.D 9.B

10.(1)14N、15N (2)1/8中,7/8轻 (3)1/2重,1/2轻

(4)半保留复制 11.15N母链 14N新链 (2)如右图 12.C

二、海洋

海洋中虽然含碘的浓度相当小,每升海水中平均含碘0.06mg,但海洋里碘的总储量仍很惊人,达9.3×1010吨,比陆地上要多得多。

1.碘是人体中激素的重要成分。如果缺碘,人体就会得病。日常生活中,我们除了从海带等藻类中获得碘以外,还主要从 得到碘。

2.一般海带里含碘0.3%~0.5%,有的可高达1%,比海水中碘的浓度高出十几万倍!这种海带细胞富集碘的方式为 。有人试验,如果在海带细胞中含有一定的氰化物,则海带富集碘的能力大大下降,原因就是氰化物阻断了海带细胞的 作用。

3.假如借助于显微镜,我们可以看到与海带细胞富集碘有关的细胞器主要是下列哪个图?答:

A B C

【参考答案】

1.甲状腺 甲状腺机能低下(或大脖子病) 食盐

2.主动运输 呼吸作用

3.电子 A图

三、环境污染

据报导:1999年7月2日河北省沧州市歧口附近海域发生面积400平方公里的赤潮,以酱紫色为主;同日12点天津海域也发生25平方公里的赤潮;7月3日上午9时,河北沧州、天津赤潮面积已扩大至1500平方公里。而去年在广东、香港海域,渤海湾均出现更大面积的赤潮。赤潮是指在一定条件下,海洋中的某些生物在短时间内大量繁殖或聚集的现象,常使海水变红色、褐色。赤潮是一种严重的海洋灾害,不仅污染环境,而且对海洋养殖业构成极大威胁。

请你根据以上资料回答下列问题:

1.赤潮生物主要是甲藻、硅藻,也包括一些原生动物、细菌等。从生物学原理上分析,赤潮生物大量繁殖会对其他海洋生物产生哪些不良影响?

2.从生物、化学、环境因素等方面,分析赤潮发生的原因。

3.如何防治赤潮?

【参考答案】

1.生物的危害主要有以下几种方式:①释放毒素,在水中鱼、虾、贝类等生物吞食这些有毒素的赤潮生物后,引起中毒死亡,即使没有死亡,当这些沉积毒素的海产品被误食也会引起人体或其他生物体中毒,产生危害。 ②有些赤潮生物能向体外分泌粘液,妨碍海洋生物的滤食和呼吸,重者会窒息死亡。 ③赤潮生物大量消耗氧气,造成水体溶解氧减少,

影响海洋生物的生存。 ④大面积的赤潮挡住阳光,影响海洋植物的光合作用,破坏食物链。

2.赤潮发生的原因主要归纳为以下几点:①生物因素:赤潮生物甲藻、硅藻的大量繁殖。 ②化学因素:海水中的营养盐(主要是N、P)以及一些微量元素、有机物等存在,影响着赤潮生物的生长、繁殖和代谢,这些化学因素是赤潮生物形成和发展的基础。 ③环境因素:由于环境污染日益加剧,农业生产施用化肥,灌溉、冲刷出来的废水中含有氮和磷;通常工业废水中都含有有机物、重金属、无机盐;生活废水中也常含有大量有机物、营养盐和磷。这些废水未经处理源源不断流入江河、最后汇入大海。使得大海中的氮和磷的含量过剩,造成海水富营养化,赤潮生物大量繁殖起来,所以环境污染造成的海洋水体富营养化是赤潮产生的根本原因。

3.赤潮的预防措施是:①建立完善的赤潮监管体系,及时发现赤潮,采取防范措施。 ②控制污染:减缓或扭转海域富营养化。 赤潮的治理是:①喷洒化学药品直接杀死赤潮生物,或喷洒絮凝剂,使生物粘在一起,沉降到海底。 ②机械方法:可通过机械设计把赤潮海水吸到船上进行过滤,把赤潮生物分离。 ③用围栏把赤潮发生区围隔起来,避免扩散、污染其他海域。

四、生物质能

生物质能是以生物质为载体的能量,生物质能为人类提供了基本燃料。生物质是生物界一切有生命的可以生长的有机物质,包括动植物和微生物。所有生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人畜粪便和有机废弃物。

生物能具备下列优点:①提供低硫燃料;②提供廉价能源(某些条件下);③将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料);④与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。

至于其缺点有:①植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物;②单位土地面积的有机物能量偏低;③缺乏适合栽种植物的土地;④有机物的水分偏多(50%~95%)。

生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。它直接或间接地来源于植物的光合作用,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就相当于目前人类消耗矿物能的20倍。生物能的开发和利用具有巨大的潜力,目前主要从三个方面研究开发:①建立以沼气为中心的农村新的能量,物质循环系统,使秸杆中的生物能以沼气的形式缓慢地释放出来,解决燃料问题;②建立建立以植物为能源的发电厂,变“能源植物”为“能源作物”,如“石油树”,绿玉树;③种植甘蔗,木薯,玉米,甜菜等,既有利于食品工业的发展,植物残渣又可以制造酒精以代替石油。

五、非典型肺炎

阅读下列材料,回答以下问题:

非典型肺炎主要是由流感病毒、支原体、衣原体、腺病毒以及其它未明的微生物所引起的肺炎。非典型肺炎主要由受感染者的飞沫近距离传播,接触受感染者的分泌物也会感染,是一种呼吸道急性传染病,有比较强的传染力。致病病毒能在空气中存活4到5小时,手会成为它们的依附体,而手又经常接触眼、口、鼻等身体部位,这些粘膜组织的外壳蛋白会成为冠状病毒与人体细胞相结合的受体,进而成为病毒入侵人体的通道。

目前,科学家已分离出非典型肺炎的病原体――新型冠状病毒。为了搞清楚它的来源,科学家作了基因的分析比较,发现分离出的新型冠状病毒与已知的冠状病毒基因同源性达到64%。快速检测非典型肺炎的第一种方法为间接免疫荧光法,即把感染病毒的细菌固定在一个小玻片上,这个玻片上有病毒,然后把病人的血清滴在这个玻片上面,若血清中有跟这个病毒反应的抗体,它俩就可结合,然后加上另外一种带有荧光的试剂,在荧光显微镜下,玻片上会有荧光显现。

1.分析新型冠状病毒与已知的冠状病毒基因间同源性的方法叫 法。

2.根据材料分析,这次的新型冠状病毒可能是通过 产生的全新品种。

3.快速检测非典型肺炎时,病毒与抗体之间的反应称;在荧光显微镜下检测时,玻片上有荧光显现,说明受检者为 。

4.根据这种冠状病毒造成的传染特点,你认为该如何预防,并写出预防的措施。

5.目前流行的非典型肺炎(SARS)引起世界的恐慌,中国疾病防治中心正和世界卫生组织积极配合,寻找病原体,近期工作取得了较大的进展,基本上将病原体锁定为衣原体(一种原核生物)或者冠状病毒,若病原体是衣原体,则其遗传物质是 ;如果是冠状病毒,则其遗传物质是 。

【参考答案】

1.DNA分子杂交 2.基因突变 3.免疫反应 非典型肺炎感染者 4.①SARS是一种传染病,应严格控制传染源、切断传播途径、保护易感人群 ②SARS病是一种呼吸道急性传染病,切断空气传播途径是行之有效的,如病人和接触者戴口罩、保持空气流通、对空气进行消毒等 5.DNA DNA或RNA

【能力训练】

一、选择题

1.把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养,获得了许多完整的植株。这种繁殖方式和细胞工程技术分别属于( )

A.抱子生殖和细胞拆合技术 B.无性生殖和组织培养

C.配子生殖和细胞融合技术 D.卵式生殖和细胞培养

2.将重组DNA导入细菌生产激素或蛋白质的过程一般称为( )

A基因工程 B.细菌工程 C.酶工程 D.微生物工程

3.切取动物控制合成生长激素的基因,注入鲇鱼受精卵中,与其DNA整合后产生生长激素,从而使鲇鱼比同种正常鱼增大3~4倍。此项研究遵循的原理和这项技术分别是( )

A.DNA→RNA→蛋白质和转基因技术 B.RNA→DNA→蛋白质和DNA重组技术

C.DNA→蛋白质→RNA和转基因技术 D.RNA→蛋白质→RNA和细胞核移植技术

4.将甲绵羊体细胞的细胞核移入乙绵羊的去核卵细胞中,再将此卵细胞植入丙绵羊的子宫内发育,出生的小绵羊即“克隆绵羊”,此“克隆绵羊”( )

A.基因型与甲相同,性别一定与甲不同

B.基因型与乙相同,性别一定与乙相同

C.基因型与丙相同,性别一定与丙不同

D.基因型与甲相同,性别一定与甲相同

5.在植物细胞工程中,当原生质体融合成一个细胞后,需要诱导产生出细胞壁,参与这一过程的细胞器是( )

A叶绿体、高尔基体 B.线粒体、高尔基体

C.叶绿体、线粒体 D.线粒体、内质网

6.将人的胰岛素基因,通过基因工程的方法转入大肠杆菌细胞内,结果在大肠杆菌细胞内表达而产生胰岛素,说明:不同种生物共用一套( )

A.遗传信息 B.遗传密码 C.DNA D.RNA

7.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是( ) ①体细胞全能性 ②离体植物器官、组织或细胞 ③根、芽 ④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体

A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④ B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤

C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④

8.能提高良种家畜繁殖能力的生物工程技术是( )

A组织培养 B.细胞融合 C.胚胎移植 D.细胞核移植

9.用于组织培养中的植物器官或组织,称为( )

A.组织切片 B.原生质体 C.外植体 D.愈伤组织

10.下列有关动物胚胎移植的叙述中,不正确的一项是( )

A.从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植

B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态

C.超数排卵技术要使用一定的激素

D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管内进行

11.英国科学家应用哪一种关键的细胞工程技术,培育出著名的“克隆绵羊”——多利( )

A.细胞和组织培养 B.细胞融合 C.动物胚胎移植 D.细胞核移植

12.在运用下列各种细胞工程技术培育生物新产品,操作过程中不可能形成愈伤组织的技术是( )

A.细胞和组织培养 B.植物细胞融合

C.动物胚胎移植 D.细胞核移植

13.在以下4种细胞工程技术中,培育出的新个体中,体内遗传物质均来自一个亲本的是( )

A.细胞和组织培养 B.细胞融合

C.动物胚胎移植 D.细胞核移植

14.当前生物化学的研究方法和技术在工农业生产上被广泛应用的一项新技术是( )

A.酶工程 B.遗传工程 C.发酵工程 D.细胞工程

15.英国克隆羊“多利”的产生、“抗虫棉”的培育、“番茄马铃薯”的创造、单克隆抗体的制备、抗生素的生产依次是下列哪项生物技术取得的成果( )

①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程

A.①②②③④ B.②①③②②③ C.①②④③③ D.①②①③②

16.(1998年上海高考试题)表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是( )

A.试管动物培养 B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植

17.(1999年广东高考试题)下列哪一项属于克隆( )

A.将鸡的某个DNA分子片段整合到小鼠的DNA分子中

B.将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内

C.将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞

D.将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系

二、非选择题

1.生物学家做了下列实验(如图14-3):①用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质;②用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的抗原;③把人和鼠的细胞融合为一,此细胞一半发红色荧光,另一半发绿色荧光,然后把此细胞在37 ℃下培养40分钟,再检查,两种颜色的荧光均匀分布在整个细胞表面。根据上述实验现象回答下列问题:

图14-3

(1)细胞融合时常用的病毒促融剂是_____________。

(2)上述细胞表面的两类荧光染料最终呈均匀分布状态,这是由于细胞具有_____的结果。

(3)这个实验证明构成细胞膜的_______分子和________分子大都是可以_________的,不是静止固定的。

(4)人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的____________。

2.用一根玻璃针将一个变形虫切成两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出,无核部分能短期生存但不能繁殖后代,单独的细胞核则无法生存。如果在去核后3天,再植回一个细胞核,这个变形虫生活正常,如图14-4所示。根据上述结果回答下列问题:

图14-4

(1)正常细胞中核与质的关系是_________________________________。

(2)去核后的变形虫仍能生活一段时间,其原因是__________________。

(3)单独的细胞核不能生存的原因是_______________________________。

3.1978年,美国科学家利用生物工程技术,将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中,然后通过大肠杆菌的繁殖,生产出了人类胰岛素。请回答:

(1)上述人类胰岛素的合成是在_________处进行的,其决定氨基酸排列顺序的mRNA的

模板是由___________基因转录而成的。

(2)合成的该胰岛素含有51个氨基酸,由2条多肽链组成,那么决定它合成的基因中至少应含有碱基________个,若核苷酸的平均分子量为300,则与胰岛素分子对应的mRNA的分子量应为________;若氨基酸的平均分子量为90,该胰岛素的分子量约为_________。

(3)不同种生物之间的基因移植成功,说明了生物共用的是同一套____________。

(4)从进化的角度分析,它能说明____________________。

4.我国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因嫁接到烟草的DNA分子上,使烟草获得了抗病毒的能力,试分析:烟草有了抗病毒的能力,这表明,烟草体内产生了_______。这说明人和烟草共用一套_______,蛋白质合成的方法_______,也说明了DNA是_______。

5.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法将基因a转移到马铃薯植物中,经检测,Amy在成熟块茎细胞的细胞间隙中发现。若将图14-5比作块茎细胞,请据图回答(题内如有括号,请在其中写出结构的标号,根线上写有关内容)

:

图14-5

(1)a已整合到图中[ ]________结构中。

(2)在细胞核是以a为模板合成Amy的_________。

(3)Amy合成后,经[ ]______加工分泌到细胞外,定位在细胞间隙中。

(4)以本图比作块茎细胞的缺陷是该图中多画了[ ]_____________。

(5)如将该细胞置于30%蔗糖溶液中,细胞内的水势将比细胞外的水势____________。

6.图14-6是用萝卜根组织培养的某些过程示意图,请据图回答:

(1)请把组织培养的过程按正常顺序排列(以字母表示)_____________。

(2)图D上的细胞团是___________,它的特点是____________。

(3)图C和图D的培养基______________。

(4)图C的培养物的变化是____________。

(5)从原理上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是________的表现。

图14-6 图14-7

7.图14-7可示为细胞融合技术的一些过程,请据图回答:

(1)从A细胞和B细胞到C细胞的过程中,必须用_________处理。

(2)若A、B细胞为植物细胞,那么这样的细胞已经用酶降解脱掉________。这种酶可能是_________酶,由此生成的A和B细胞称为____________。

(3)若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为淋巴细胞,那么D细胞称为________细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程,称为________过程。这种细胞既能无限繁殖,又能产生___________。

(4)若A为人细胞,B为鼠细胞,并分别用荧光染料标记细胞膜上的蛋白质,在C细胞时,细胞一半发红色荧光,一半发绿色荧光。到D细胞阶段,两种颜色的荧光均匀分布,其原因是_____________________________。

8.(1999年上海高考试题)世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如图14-8所示。请仔细看图后回答下列问题:

(1)写出图中a、b所指的细胞工程名称:a.__________;b.____________。

(2)实施细胞工程a时,所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是___________。

(3)“多利”面部的毛色是________,请根据遗传学原理说明判断根据:_________。

(4)继植物组织培养成功之后,克隆绵羊培育成功,证明动物细胞也具有_________。

(5)请举一例,说明克隆绵羊培育成功的实际意义:__________________。

9.(2000年广东高考试题)目前有关国家正在联合实施一项“人类基因组计划”。这项计划的目标是绘制4张图,每张图均涉及人类一个染色体组的常染色体和性染色体,具体情况如下:两张图上的染色体上都标明人类全部的大约10万个基因的位置(其中一张图用遗传单位表示基因间的距离,另一张图用核苷酸数目表示基因间的距离);一张图显示染色体上全部DNA约30亿个碱基对的排列顺序;还有一张图是基因转录图。参加这项计划的有美、英、日、法、德和中国的科学家,他们在2000年 5月完成计划的90%,2003年将该计划全部完成。

参加这项计划的英国科学家不久前宣布,已在人类第22号染色体上定位679个基因,其中55%是新发现的,这些基因主要与人类的先天性心脏病、免疫功能低下和多种恶性肿瘤等有关。此外还发现第22号染色体上约有160个基因与鼠的基因具有相似的碱基顺序。参加这项计划的中国科学家宣布,在完成基因组计划之后,将重点转向研究中国人的基因,特别是与疾病相关的基因;同时还将应用人类基因组大规模测定碱基顺序的技术,测定出猪、牛等哺乳动物基因组的全部碱基顺序。

试根据以上材料回答下列问题:

(1)“人类基因组计划”需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序。试指出是哪24条件染色体?为什么不是测定23条染色体?

(2) 在上述24条染色体中,估计基因的碱基对数目不超过全部碱基对的10%。试问平均每个基因最多含多少个碱基对?

(3)你认为完成“人类基因组计划”有哪些意义?

参考答案

能力训练

一、选择题

1.B 2.A 3.A 4.D 5.B 6.B 7.A 8.C 9.C 10.A 11.D 12.C 13.A 14.A

15.B 16.C 17.D

二、非选择题

1.(1)仙台病毒 (2)一定的流动性 (3)磷脂分子 蛋白质分子 运动 (4)蛋白质

2.(1)相互依赖,生物体(变形虫)生长发育过程是细胞质和细胞核共同作用的结果 (2)细胞质中原有的mRNA和酶系仍存在,在但过了一定的时间被代谢分解后,无核的细胞也就死亡了。(3)无酶系统

3.(1)大肠杆菌核糖体 人类胰岛素 (2)306 45900 3708 (3)遗传密码 (4)地球上的一切生物都是由共同的祖行进化而来的

4.有抗病毒能力的干扰素 遗传密码 基本相同 遗传物质

5.(1)[8] 染色体(DNA) (2)mRNA (3)[5]高尔基体 (4)[4]叶绿体 (5)高

6.(1)BDCA (2)愈伤组织未分化且较均一 (3)不同 (4)细胞分化导致器官形成 (5)细胞全能性

7.(1)促融剂(如仙台病毒) (2)细胞壁 原生质体裸细胞 (3)杂交瘤细胞 克隆 单一抗体 (4)细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子是可以作相对运动的(细胞膜具有流协性)

8.(1)细胞核移植 胚胎移植 (2)卵细胞体积大、易操作、通过发育可直接表现出状性来 (3)白色“多利”的全部细胞核基因来自白母绵羊 (4)全能性 (5)保存濒危物种,繁殖优良品种,医学上克隆器官„„(以上答案中答出任何一项都给分)

9.(1)是22条常染色体和X、Y两条性染色体,因为X、Y染色体之间具有不相同的基因和碱基顺序,所以一共测定24条染色体 (2)3000 (3)有利于疾病的诊断和治疗;有利于研究生物进化;有利于培育优良的高等动物品种;有利于研究基因表达的调控机制


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