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三简答题

三、简答题

1．（7分）下面图1中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图，图2表示样品DNA经PCR技术（聚合酶链式反应）扩增，可以获取大量DNA克隆分子的合成。

请分析回答：

（1）图l中含有__________种核苷酸；丙氨酸的遗传密码子是__________。

该图表示了DNA中遗传信息的_____________过程。

（2）有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上，一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。

此种贫血症的根本原因是____________________，即________________发生了改变。

（3）图2的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处?

________________________。

（4）现在要通过“PCR”得到图1中DNA片段的1024个克隆片段，则至少要向试管中加入__________个腺嘌呤脱氧核苷酸。

2.（8分）党的十七大报告明确提出建设生态文明。

生态文明是指人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得的物质与精神成果的总和。

下面是江苏某县生态农场物质、能量利用途径部分示意图，请分析回答：

（1）该生态农场突出的优点是：

（2）该生态农场中最基本、最关键的成分是，．

蚯蚓属于（成分）。

果园中的全部生物在生态学上称为

（3）因某种原因果园发生火灾，火灾后此处进行的演替称为‘演替。

（4）对土壤中蚯蚓数量的调查，一般不宜采用标志重捕法的理由是

。

3．（7分）资料显示，近十年来，PCR技术（DNA聚合酶链式反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。

请据图回答：

（1）加热至94℃的目的是使DNA样品的键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过酶的作用来完成的。

通过分析得出新合成的DNA分子中，A=T，C=G，这个事实说明DNA分子的合成遵循。

（2）新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是和。

（3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子（第一代）放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为。

（4）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。

若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（）

A．白细胞DNAB．病毒蛋白质C．血浆抗体D．病毒核酸

4.（9分）我市某校研究性学习小组同学前往市郊调查农业生态系统，经过交流和修改后绘制出了下图，请据图回答有关问题：

（1）你认为该生态系统是否达到良性循环？

并请说明理由：

_____________________。

（2）该生态系统内能量和物质的多级利用的实现，

是根据生态系统的______原理设计的。

（3）沼气池中存在的生物在其细胞中都存在的细胞器有。

（4）如果要提高农业生态系统的抵抗力稳定性，设计该农业生态系统的结构时，可以根据生态系统中生物种群间的原理，

科学增加农田中的。

（5）请你评价以上农业生态系统方案的优点。

。

5.（6分）下图是植物组织培养的简略图解。

请据图回答：

（1）植物组织培养的理论基础是。

（2）利用植物组织培养技术制造人工种子，应选用（填序号）。

人工种子与天然种子相比，有那些优点？

。

（3）在植物组织培养过程中还可以利用物理或化学的手段，对培养的细胞进行诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可以培育成新品种。

你认为对（填序号）进行诱变处理效果最好，理由是。

6．（8分）据报告，美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体内。

上述膀胱的培育过程是：

从患者的膀胱上取下普通邮票一半大小的活细胞样本，膀胱从外到内是由三层构成，即肌肉、胶原质和膀胱上皮。

研究人员将活细胞样本中胶原质剥下，将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养基中培养，约一周后将这些细胞放在一些海绵形状的可生物降解的由胶原质制成的“支架”上继续培养，再过7周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右，布满“支架”，膀胱上皮在内，肌肉在外。

医生将“新膀胱”移植到患者膀胱的上面。

这样新器官会继续生长并与老器官“重组”取代老器官中丧失功能的部分。

培育过程如下图所示：

根据以上资料回答下列问题：

（1）a过程属于细胞工程中的，其培养基与植物组织培养的培养液的主要不同点是前者含有。

在培养基中的培养相当于培养（原代、传代）。

（2）b过程由数万个细胞繁殖到15亿个细胞是的结果，由这些细胞再分别形成肌肉和膀胱上皮的过程要经过。

（3）“新膀胱”移植后，会成为抗原吗？

为什么？

。

7．（11分）单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。

英国科学家米尔斯坦和柯勒设计了—个用小鼠被免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验，图示其实验流程，请回答，

（1）a是　　，b是　　①过程是　，②表示在　　上进行培养。

过程包括了体外培养和　　　　　　　　　　　。

（2）制备单克隆抗体时，选择B淋巴细胞的原因是　　　　　　　　　　　　　　　

（3）③过程如在体外培养，则需要的环境条件是（要求答3项）　　　　　　　　　　

（4）诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是　　　　，植物体细胞杂交之前还需用　　　　　　　　　　　　　　去除细胞壁，植物体细胞杂交技术在一定程度上解决了杂交育种的　　　　　　　　　　　　　　　问题．

8．（8分）胚胎移植的基本程序如下图（以胚胎移植为例），请据图回答：

（1）选择供体母牛、供体公牛的要求是　　　　　　　　　　　。

（2）同期发情处理的方法是注射　　　　　　　　　　　　　　。

（3）哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精?

（　）（多选）

A．精子获能具有差异性

B．精子穿越卵子透明带触及卵黄膜，导致透明带反应

C．精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应

D．精子入卵后，触发卵黄膜封闭作用

（4）受精有关过程有：

①第一次卵裂开始，②释放第二极体，⑧顶体反应，④穿越透明带，⑥雌、雄原核的形成，⑥核膜消失，雌、雄原核融合。

其正确的顺序为　　　　　　　（填序号），受精的标志是　　　　　　　　　

（5）一次给受体移入多胚胎，产生的多个后代，其基因型都相同吗?

为什么?

9．

（7分）下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。

（1）甲育种方式称为　　　　　　　　　　　　　。

（2）通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是　　　　。

（3）乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是　　　　　　。

在通过丙方式获得转基因植株的过程中，核心步骤是　　　　　　　　　　。

（5）甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是　　　　　　　　　　。

10．（7分）阅读下列材料，结合所学知识回答问题：

胚胎干细胞研究——当今生命科学最重要的前沿领域

如何获得人的胚胎干细胞？

目前有两条研究路线：

（一）从受精的人早期胚胎或原始性腺中分离出有关细胞在体外培养和建系；

（二）用人的体细胞核移植到去核的卵发育成人的早期胚胎，然后取出有关细胞在体外培养和建系。

这种方法也称无性克隆。

但是，上述两种方法都引起了很大的争议，成为许多国家反对研究人的胚胎干细胞的理由。

最近，日本京都大学山中伸弥等研究人员使用特殊病毒在成人皮肤细胞中植入四种遗传基因，进行培养后制成了具有类似胚胎干细胞性质的干细胞。

美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家利用病毒在胎儿及新生儿皮肤细胞中植入四种遗传基因进行培育，也获得了同样的干细胞。

以上研究成果论文经权威的《科学》和《细胞》杂志刊登后，全球学术界和舆论即为之轰动，一些报道称这项惊人突破有朝一日将在不会引起争议的情况下，给胚胎克隆技术带来医学上的突破。

2007年12月1日，山中伸弥研究小组再次在《自然•生物科技》杂志上发表最新研究成果，原来制造万能细胞时需使用一个致癌基因，但现在即使不用此致癌基因，也一样能制造出万能细胞。

这项成果将大大提升临床应用的安全性。

同时山中教授表示，这次的研究方法虽说在安全性方面有了突破，但也并非能解决所有安全性问题。

（1）目前获得人的胚胎干细胞的两条路线中，提到的“早期胚胎”和“有关细胞”分别指的是发育到　　　　　　阶段的胚胎和　　　　　　　　　　　细胞。

（2）上文中的“争议”的焦点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）日本和美国科学家在将人的皮肤细胞成功诱导生成类似胚胎干细胞性质的全能干细胞过程中，涉及到哪些技术手段？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（至少说出三种）

这里的“类似胚胎干细胞性质”指的是　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）尽管植入的四种遗传基因的具体作用机制还未完全明了，

但推测肯定与　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　有关。

（5）文中“这次的研究方法虽说在安全性方面有了突破，但也并非能解决所有安全性问题”，就文中提供的信息看，你认为还可能存在什么安全隐患？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

11、酵母菌与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的模式生物，生物兴趣小组对此进行了下列研究。

请你根据他们的研究内容回答问题：

A．酵母细胞的固定化

（1）在制备固定化酵母细胞过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）如果在CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅，说明　　　　　　　　　　　　。

（3）本实验所用的固定化技术是包埋法，而制备固定化酶则不宜用此方法，

原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）利用固定化酵母细胞进行酒精发酵，与直接接种酵母菌相比较有哪些优点？

（说出两点）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

B．利用酵母菌制作果酒

（1）在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌的来源是　　　　　　　　　　　　　　。

（2）酵母菌异化作用的类型是　　　　　　　　；利用酵母菌制作果酒的原理可用反应式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表示。

（3）现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）果汁发酵后是否有酒精产生，可用　　　　　　　　　　　　　　　来检验。

在酸性条件下，该试剂与酒精反应呈现　　　　　　　　　　　　　　　　。

12．（7分）阅读下列材料，然后回答相关问题：

功能克隆是根据基因的产物来克隆目的基因。

例如镰刀型细胞贫血症，是血红蛋白分子中β一珠蛋白的某氨基酸改变造成的，根据这种变异的β一珠蛋白的氨基酸序列设计核苷酸片段，人工合成此片段作为基因探针，筛选病人有核红细胞的cDNA（由mRNA反转录产生的DNA）文库，得到变异β一珠蛋白基因的cDNA，与正常人的cDNA进行比较，确认镰刀型细胞贫血症的致病基因，进而克隆该致病基因。

（1）利用功能克隆技术克隆目的基因，首先要分离纯化特定的蛋白质。

从红细胞中释放出血红蛋白常用的方法是，

纯化蛋白质常用的方法是。

（2）根据变异的B一珠蛋白的氨基酸序列设计核苷酸片段的过程是

。

（3）基因探针是指。

功能克隆过程中，人工合成的基因探针与目的基因的碱基序列常常不能完全互补吻合，最可能原因是，为提高基因探针的灵敏度，应选择（较长、较短）的基因探针用于DNA分子杂交。

13.（9分）1997年，我国科学家首次从人胚胎中分离和克隆出人胚胎干细胞，如下图所示，并分化得到多种体细胞。

2007年，美国学者成功地利用皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞，并利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展，病鼠的血液功能恢复正常，这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。

请同答下列问题：

（1）胚胎干细胞是或从分离出来的一类细胞，在功能上具有。

（2）胚胎工程的理论基础是，

胚胎工程的主要技术有（写出两种）。

（3）皮肤细胞是高度分化的细胞，其分化的根本原因是，皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞，其根本原因是。

（4）与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比，利用皮肤干细胞进行医疗研究具有

等优势（只要求写出一点）。

14.（6分）本题包括A、B两题，请任选一题作答。

A.在上个世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。

（1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是。

与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是酶。

（2）制备固定化酵母细胞，常用的包买材料是，使用了下图中方法〔〕

（填出号码及名称）。

（3）制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和溶液中形成凝胶珠。

部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是。

B.下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。

请据图回答：

（1）胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的。

对胚胎进行分割时，要特别注意将均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。

来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，

因此，胚胎分割可以看作动物的方法之一。

（2）①过程分割出的少量胚体细胞用来做性别鉴定，该技术常采用的方法是。

（3）通常胚胎干细胞可以从（写出两种方法）中分离得到。

（4）早期胚胎中的胚胎干细胞，不仅可以被应用于哺乳动物胚胎性别鉴定，

还可被应用等领域。

15．选做题（6分）

下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：

（1）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_____________。

（2）冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_________________冲洗出来。

（3）从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有_________________。

（4）图中标号3为______________，它将来可发育为胎膜和胚盘。

（5）若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗?

为什么?

__________________

16．（9分）下图表示在生物体外获取DNA（或目的基因）的两种方式。

图一示经PCR技术扩增获取DNA的过程。

PCR是聚合酶链式反应的缩写。

PCR方法模仿体内DNA的复制过程，首先使DNA变性（加热至94℃），两条链解开为单链；然后冷却（至55℃）使引物（DNA复制时所需的约20个核苷酸的短链）与单链相应碱基互补序列结合；再在热稳定DNA聚合酶（Taq酶）作用下进行延伸（加热至72℃），即以4种脱氧核苷酸为原料，在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。

如果2条DNA单链各补上一条新链即成2个DNA。

如此反复循环，DNA以指数形式扩增。

上述过程可以在PCR扩增仪中自动完成。

图二示反转录形成DNA的过程。

即以mRNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA。

请据图分析回答：

（1）图一中的DNA聚合酶的化学本质是，它与人体内的DNA聚合酶相比具有特性。

（2）图一A中的DNA解链过程在人体内可由催化完成。

C过程复制方式的特点是，该过程需要和能量等基本条件。

（3）图二E中的碱基互补配对方式与图一C中的不同之处是。

假设图一中的一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中

已经复制了次。

17．（9分）为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型，请根据所给的实验材料和用具设计实验。

实验目的：

探究酵母菌的呼吸作用类型。

实验原理：

酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，但产物不同。

实验材料和用具：

酵母菌培养液、带橡皮塞的锥形瓶两只、烧杯4个、两根弯曲的带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。

（提示：

假设酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物）

实验方法：

①将实验材料和用具按右图（装置1）安装好。

②如果想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请描述另一个实验装置（装置2）如何设置？

结果预测和结论：

请预测与结论相符合的现象，并在以下表格中填写：

现象（红色液滴移动情况）

结论

装置1中液滴

装置2中液滴

1

只进行有氧呼吸

2

只进行无氧呼吸

3

既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸

进一步探究：

如果要进一步检测酵母菌细胞呼吸产物中有无酒精，常用什么试剂？

。

若颜色变为，说明有酒精产生。

18.（7分）产前诊断是在胎儿出生前，医生用B超检查和基因诊断等手段，确定胎儿是否患有某种疾病。

已知抗维生素D佝偻病是一种X染色体显性遗传病（用D、d表示该对等位基因）。

现有两位孕妇甲与乙，甲正常但丈夫为该病患者，乙为该病患者但丈夫正常。

她们想知道胎儿是否为患者。

（l）医生对甲询问后，只让甲做B超检查确定胎儿性别，因为如果胎儿为女性则，胎儿为男性则；医生对乙询问后得知该女性的父亲正常，便建议对胎儿进行基因诊断，因为乙的基因型为，她丈夫的基因型为，后代男女各有（概率）患病，所以，不能通过性别鉴定的方法来判定后代是否患病。

（2）现对乙孕妇及其丈夫和他们的双胞胎孩子用同位素标记的探针进行基因诊断。

检测基因d的探针称为d探针，检测基因D的探针称为D探针。

先采用PCR方法扩增该对等位基因，然后将PCR产物吸附在一种膜上形成斑点，每次做相同的两份膜，分别用D探针和d探针杂交，可以观察到如下结果：

根据杂交结果，判断个体2和3的基因型分别为▲▲。

19.（8分）美英两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖。

“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸（DNA）可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。

有科研小组通过右图所示的“基因靶向”技术将小鼠棕褐色的毛色基因导入黑色纯种小鼠细胞的ES细胞中。

请据图回答下列间题：

（1）ES细胞来自第3.5天小鼠囊胚中的（填字母）细胞，理论上该细胞在功能上具有。

（2）在胚胎移植过程中，供、受体动物选择好后，要用激素进行的处理，使供、受体的生理状态相同，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。

（3）该实验得到的带突变基因的嵌合体小鼠体内有种基因型的体细胞。

（4）取患者的淋巴细胞（脐带血细胞）作为，插入正常的外源基因后，再回输体内，以替代、修复或纠正有缺陷的基因，这种方法称为；但如果外源基因随机插入，会因位置效应引起紊乱，而很好地解决了这一问题。

（5）与该技术相似，将抗虫基因导入棉花细胞中后可以通过技术，大量获得抗虫棉。

20.（8分）选做题（本题有A、B两题，请任选一题在答题纸指定位置作答，并把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑。

）

A题：

某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。

（1）制备固定化酵母细胞常用法。

（2）制备固定化酵母细胞的过程为

①使干酵母与混合并搅拌，使酵母菌活化；

②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中，配成CaCl2溶液；

③用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液；

④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀；

⑤用注射器将A的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。

（3）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。

a是固定化酵母，b是反应柱。

①从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是：

。

②要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是活塞1和活塞2。

③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在条件下进行。

④装置中的长导管起的作用是。

B题：

运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。

研究发现：

用人的细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。

杂种细胞在持续分裂过程中仅保留鼠的染色体而人类染色体则逐渐丢失，只剩一条或几条。

右图是人的缺乏HGPRT酶突变细胞株（HGPRT-）和小鼠的缺乏TK酶细胞株（TK一）融合后并在HAT培养液中培养的过程，结果表明最终人的染色体在融合细胞中仅存有3号染色体或17号染色体或两者都有。

已知只有同时具有HGPRT酶和TK酶的融合细胞才可在HAT培养液中长期存活与繁殖。

（l）体细胞杂交克服了，过程①常用的生物方法是

（2）过程②中，为了防止细菌的污染，所用培养液应该添加一定量的，此外还要定期用处理细胞，使贴壁生长的细胞脱落形成细胞悬液。

（3）从培养过程看，HAT培养液不仅能提供养料，还起作用

（4）从图示结果看，可以确定人的基因位于号染色体；该方法可以对鼠基因定位吗？

。

21．（8分）某同学以菜花为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，步骤如下：

步骤一：

称取30g菜花，去梗取花，切碎。

步骤二：

将碎菜花放入研钵中，倒入10mL研磨液，充分研磨10min。

步骤三：

在漏斗中垫上滤纸，将菜花研磨液过滤到烧杯中。

在冰箱中放置几分钟，取上清液。

步骤四：

将一倍体积的上清液倒入两倍体积的某溶液中，并用玻璃棒缓缓、轻轻地搅拌溶液。

将絮状物缠绕在玻璃棒上。

请回答下列问题：

（1）请指出并改正该同学实验操作中的错误：

___________________。

（2）步骤二的目的是使菜花细胞破碎，释放DNA，

加入研磨液的主要成分有和等。

（3）如要使步骤三所得上清液中杂质减少，可进行______操作后再置于冰箱。

（4）步骤四中所用两倍体积的某溶液为_________________，需“缓缓、轻轻地”搅拌溶液的原因是。

（5）简要说明鉴定步骤四所得絮状物是DNA的基本实验设计思路：

____________________。

22A．应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。

请据图回答下列问题：

（1）在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具酶是___________，②过程常用的方法是_________。

（2）