2021届江西省新余市高三上学期期末质量检测(一模)理综生物试题(含答案)
展开新余市2020-2021学年度上学期期末质量检测
高三理科综合试题
一、选择题
1. 下列有关细胞的叙述,不正确的是( )
A. RNA和ATP的元素组成相同
B. 没有线粒体蓝细菌细胞进行了有氧呼吸
C. 没有中心体的细胞形成了纺锤体
D. 没有中央液泡的植物细胞发生了明显的质壁分离
【答案】D
【解析】
【分析】原核细胞与真核细胞相比,最大区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体;原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸(DNA和RNA)和蛋白质等物质,据此结合各项分析作答。
【详解】A、RNA和ATP的元素组成都是C、H、O、N、P,元素组成相同,A正确;
B、没有线粒体的蓝细菌细胞但是含有与有氧呼吸有关的酶,可以进行有氧呼吸,B正确;
C、高等植物没有中心体,但可以细胞两极发出星射线,形成纺锤体,C正确;
D、质壁分裂中“质”是原生质层,是指细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质,如果没有液泡也没有原生质层,不能发生质壁分裂,D错误。
故选D。
2. 下图为癌细胞呼吸过程中主要物质变化,①~③为相关生理过程。研究发现,氧气充足时,癌细胞仍主要依赖效率较低的糖酵解途径供应能量,并产生大量乳酸。下列叙述不正确的是( )
A. 癌细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下都能发生
B. 过程②产生ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜
C. 过程③产生的ATP可用于癌细胞主动吸收所需的营养物质
D. 通过抑制糖酵解酶的活性抑制癌细胞增殖,可作为治疗癌症的一种新思路
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图可知,①是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段,即糖酵解过程;②是有氧呼吸二、三阶段;③是无氧呼吸第二阶段。
【详解】A、癌细胞的糖酵解途径,即葡萄糖分解为丙酮酸的过程,在有氧和无氧条件下都能发生,A正确;
B、过程②是有氧呼吸二、三阶段,产生ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜,B正确;
C、过程③是无氧呼吸第二阶段,不产生ATP,C错误;
D、根据题干信息:“氧气充足时,癌细胞仍主要依赖效率较低的糖酵解途径供应能量,并产生大量乳酸。”,可知,通过抑制糖酵解酶的活性抑制癌细胞增殖,可作为治疗癌症的一种新思路,D正确。
故选C。
3. 在细胞分裂过程中,某些正常的染色体可能会发生如图所示的变化,含有环状染色体的细胞能继续进行分裂。某细胞中己有一条环状染色体,不考虑其他变异,关于该细胞有丝分裂的说法不正确的是( )
A. 形成的两个子细胞中可能不含有环状染色体
B. 环状染色体复制后可形成两个环状染色单体
C. 环状染色体着丝点分裂发生在细胞分裂后期
D. 染色体环化不会改变其子细胞中的染色体数目
【答案】A
【解析】
【分析】
1、有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、根据题意,某正在分裂的细胞中已形成一条环状染色体,环状染色体能继续进行细胞分裂,该细胞 进行有丝分裂,其子细胞中均存在环状染色体,A错误;
B、在该细胞分裂过程中,环状染色体复制后可形 成由同一个着丝点连接的两个环状染色单体,B正确;
C、在有丝分裂后期,环状染色体的着丝点仍会分裂, C正确;
D、虽然环状染色体的形成是正常染色体断裂所致,但环状染色体能继续进行有丝分裂,细胞中染 色体数目并未发生改变,则环状染色体不会改变其子细胞中染色体数目,D正确。
故选A。
4. 对于艾弗里肺炎双球菌体外转化实验,一些科学家认为DNA可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗-S,它能产生分解青霉素的酶),提取它的DNA,并将其与对青霉素敏感的R型菌(记为非抗-R)共同培养。结果发现,某些非抗-R型菌被转化为抗-S型菌并能稳定遗传,从而否定了这些科学家的错误认识。下列关于哈赤基斯实验的分析中,正确的是( )
A. 将提取的抗-S型菌的DNA与非抗-R型菌共同培养,在培养基上只会出现光滑型菌落
B. 哈赤基斯的转化实验不仅证明了DNA是转化因子,还证明了DNA是主要的遗传物质
C. 哈赤基斯的实验进一步证明了DNA可以从一个生物个体转移到另一个生物个体内
D. 哈赤基斯的实验证明了抗-S型菌的DNA中的所有基因在非抗-R型菌中都能表达
【答案】C
【解析】
【分析】肺炎双球菌包括R型菌和S型菌,R型菌粗糙无荚膜,S型菌光滑有荚膜。
【详解】A、将提取的抗-S型菌DNA与非抗-R型菌共同培养,在培养基上既有光滑型菌落,也有粗糙型菌落,A错误;
B、哈赤基斯的实验不仅证明了DNA是转化因子,还证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,B错误;
C、哈赤基斯的实验也能说明DNA可以从一个生物个体转移到另一个生物个体内并能够表达,C正确;
D、哈赤基斯的实验证明了抗-S型菌的DNA中,抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因在非抗-R型菌中都能表达,不能证明所有的基因都能在非抗-R型菌中表达,D错误。
故选C。
5. 如图为非洲某地区野兔被注射药物后一年和六年的种群数量关系,下列叙述正确的是( )
A. 药物注射到兔子体内后主要作用是诱发基因突变,以产生抗药性基因
B. 注射药物后1年兔子的死亡率低于注射药物后6年的死亡率
C. 注射药物6年后如果再注射另一种致死药物,死亡率会升高
D. 注射药物后的6年来该野兔种群基因频率发生变化,最终产生了新的物种
【答案】C
【解析】
【分析】1、种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
2、题图分析:比较注射药物后一年和六年的种群特点可知,注射药物六年的种群中耐药个体的比例大幅度升高,死亡比例则减少。
【详解】A、药物是自然选择,自然选择通过定向改变种群基因频率,决定生物进化的方向,A错误;
B、从图分析可知,注射药物后1年兔子的死亡率高于注射药物后6年的死亡率,B错误;
C、从图分析可知,注射药物6年后的野兔因药物一的选择作用,多数野兔对药物一的耐药性强,但其未经另一种药物选择,对另一种药物的耐药性相对较弱,若注射另一种药物,死亡率会升高,C正确;
D、注射药物后的6年来该野兔种群基因频率发生变化,说明野兔进化了,不能说明有新物种产生,D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表,表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧。在bd中点c给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如图乙、图丙所示。下列分析中。正确的是( )
A. 一定范围内随着刺激强度增大,图乙动作电位峰值会变大
B. 图乙①点时Na+的内流速率比②点时更大
C. 图乙曲线处于③点时,图丙曲线正处于④点
D. 图丙曲线处于⑤点时,图甲a处膜外表现为负电位
【答案】C
【解析】
【分析】1.静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
2.兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、动作电位的产生是一定强度的刺激产生的,且动作电位的值不会因为刺激强度的增加而增加,A错误;
B、图乙中显示,①点没有②电位变化的速度快,显然①点时Na+的内流速率比②点时更小,B错误;
C、图乙曲线处于③点时,动作电位最大,因此图丙曲线正处于④点,C正确;
D、图丙曲线处于⑤点时,兴奋刚传过b点,a还处于静息状态,膜外表现为正电位,D错误。
故选C。
【点睛】
7. 研究人员发现:在缺锰环境中生长的绿色植物的叶绿体中缺乏锰稳定蛋白,该植株叶肉细胞放氧量远低于正常植株的叶肉细胞。回答下列有关问题:
(1)上述实例体现了无机盐的功能有__________________________(答出两点即可)。
(2)根据缺锰植株的表现可以推测锰稳定蛋白很可能位于___________________,参与的化学反应名称为_______________________________。
(3)研究发现锰离子借助离子通道进入细胞,而离子通道只有在对特定刺激发生反应时才瞬时打开。该实例体现了蛋白质使得细胞膜具有___________________功能,重金属会导致蛋白质空间构象发生改变__________________(会/不会)影响离子的跨膜运输。
(4)探究Mn是否为小麦生长发育必需的矿质元素实验中,实验组所用培养液为适宜浓度、pH的___________________。若适宜温度下培养一段时间后,观察到实验组和对照组均出现缺素症状,最可能的原因是_________________________。
【答案】 (1). 组成复杂的化合物 、维持细胞正常的生命活动 (2). 类囊体薄膜 (3). 水的光解 (4). 物质运输、信息交流 (5). 会 (6). 只缺乏Mn的“完全培养液” (7). 培养过程中没有通入空气,有氧呼吸受阻,能量供应不足、影响无机盐的吸收
【解析】
【分析】1、无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Fe2+是血红蛋白的主要成分;Mg2+是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如钙可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
2、验证某种元素是植物生长必须的元素的思路:在完全营养液和在缺素营养液中培养某植物,比较两种植物的生长状况,在缺素营养液中不能正常生长、在完全营养液中能正常生长,说明缺的该元素是生长发育所必须的元素,实验设计应该遵循对照原则、单一变量原则,无关变量应该保持一致且适宜。
【详解】(1)锰参与了锰稳定蛋白的合成,缺锰的植株放氧量减少,分别说明无机盐可组成复杂的化合物、维持细胞正常的生命活动。
(2)光反应阶段中的水的光解产生氧气,其场所为类囊体薄膜,缺锰的植株放氧量减少,因此锰稳定蛋白很可能位于类囊体薄膜上,参与的化学反应名称为水的光解。
(3)锰离子借助离子通道进人细胞,体现了蛋白质具有物质运输功能;而离子通道在接受特定刺激时才瞬时打开,说明具有信息交流功能。重金属会导致蛋白质空间构象发生改变,从而影响离子的跨膜运输。
(4)该实验的自变量为是否含有Mn,对照组用完全培养液培养,实验组用只缺乏Mn的“完全培养液”培养,其他条件完全相同。两组均出现缺素症状,很可能是培养过程中没有通入空气,有氧呼吸受阻,能量供应不足,无氧呼吸供能少,影响无机盐的吸收。
【点睛】本题的知识点是无机盐的功能,旨在考查学生根据实验目的分析实验原理、自变量、因变量和无关变量的能力,按照实验设计的对照原则和单一变量的原则完善实验步骤、预期实验结果并获取结论的能力。
8. 图1为植物叶肉细胞代谢的部分过程简图,①~⑦为相关生理过程,图2表示在不同光照强度下该植物细胞的氧气释放速率。请据图回答:
(1)图1中过程④发生的场所为__________,相关生理过程③~⑦中可发生在洋葱鳞片叶表皮细胞中的为____________________。
(2)图2中影响a点的环境因素主要为_____________________,若升高环境温度则d点的变化为_____________________________(上移;下移;不动;无法确定)。
(3)若将该植物放置于密闭容器中.通过仪器测定CO2的变化计算该植物1小时的实际光合作用强度,还需将该密闭容器放置在_______________________________。
(4)叶绿素b/a的比值可作为植物利用弱光能力的判断指标。研究人员发现遮光处理提高了野生型植株中叶绿素b/a的比值。可以通过色素的提取并采用__________法分离色素验证该结论,得出结论的实验现象为________________________________________。
(5)如图为某生物兴趣小组设计的密闭透明玻璃装置,他们要利用该装置检测盆栽植物的真正光合速率。请帮他们改进实验装置,并写出简要的实验设计思路:______________________________。
【答案】 (1). 叶绿体基质 (2). ⑤⑥⑦ (3). 温度、氧气浓度等 (4). 无法确定 (5). 黑暗条件下处理一小时 (6). 纸层析 (7). 遮光组滤纸条上黄绿色色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组 (8). 在盆栽植物侧加入CO2缓冲液,用氧气传感器检测有光条件下单位时间内O2的增加量和无光条件下单位时间内O2的减少量,二者相加计算出真正光合速率
【解析】
【分析】分析图一,①表示水分的吸收,②表示无机盐的吸收,③表示水的光解(光反应),④表示暗反应,⑤表示有氧呼吸的第一阶段,⑥表示有氧呼吸的二、三阶段,⑦表示无氧呼吸的第二阶段。分析图二:a点表示植物细胞只进行呼吸作用;ab表示细胞呼吸速率大于光合速率;b点是光补偿点,表示细胞呼吸速率等于光合速率;b点之后代表光合速度大于呼吸速率,其中d是光饱和点,此时光合速率达到最大。
【详解】(1)图1中过程④表示暗反应,发生的场所是叶绿体基质,洋葱鳞片叶表皮细胞可以发生呼吸作用,不能发生光合作用,所以能发生的作用是⑤⑥⑦。
(2)图二中a点表示植物细胞只进行呼吸作用,影响呼吸作用的主要因素为温度、氧气等。本题中测得得到数据不知道是否在最适温度下得到的,升高温度后光合作用可能是上升,也可能是下降,d点无法判断它的变化。
(3)若将该植物放置于密闭容器中.通过仪器测定CO2的变化计算该植物1小时的实际光合作用强度,还需将该密闭容器放置在黑暗条件下处理一小时,得到细胞呼吸的数据。
(4)分离色素的方法是纸层析法,利用不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的扩散速度较快。遮光处理后叶绿素不能合成,遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组。
(5)如图为某生物兴趣小组设计的密闭透明玻璃装置,他们要利用该装置检测盆栽植物的真正光合速率。请帮他们改进实验装置,并写出简要的实验设计思路:在盆栽植物侧加入CO2缓冲液,用氧气传感器检测有光条件下单位时间内O2的增加量和无光条件下单位时间内O2的减少量,二者相加计算出真正光合速率
【点睛】本题结合细胞代谢过程图和曲线图,考查细胞呼吸和光合作用的综合应用,意在考查考生分析题图提取有效信息的能力;识记能力和能理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识,对生物学问题作出准确判断的能力。
9. 萤火虫(二倍体,XY型)的体色有红色、黄色、棕色三种,受常染色体上的基因E和e、X染色体上的基因F和f控制。已知含有F基因的个体体色均为红色,含E但不含F的个体均为黄色,其余情况体色均为棕色。请回答下列问题:
(1)红色萤火虫的基因型有_____________种,棕色萤火虫的基因型为_____________。若萤火虫的体细胞含M条染色体,则萤火虫基因组的染色体组成为______________。
(2)现有一只红色个体与黄色个体交配,子代中1/16为棕色雄性个体。亲本雌性个体的基因型为_____________,F1雌性中出现黄色个体的概率为_____________。
(3)EeXFXf与EeXFY的杂交后代个体的表现型有_____________种。若杂交后代出现一只三体棕色果蝇(XXY),在不考虑基因突变的情况下,分析其产生的原因可能是_____________。
(4)科研人员将红色和绿色荧光蛋白的基因导入果蝇的受精卵中,筛选出荧光蛋白基因成功整合到常染色体上的转基因果蝇。经检测某雌蝇的体细胞中含有两种荧光蛋白基因(假定荧光蛋白基因均能正常表达)。
①若两种荧光蛋白基因只存在于一条染色体上(不考虑任何变异),此雌蝇与正常雄蝇交配,则后代中能产生荧光的个体所占比值最可能是_____________。
②若两种荧光蛋白基因存在于两条非同源染色体上(不考虑任何变异),此雌蝇与正常雄蝇交配,则后代中能产生荧光的个体所占比值最可能是_____________。
【答案】 (1). 9 (2). eeXfY和eeXfXf (3). (M/2-1)条常染色体+X染色体+Y染色体(或M/2-1+X+Y) (4). EeXFXf (5). 3/8 (6). 4 (7). 雌性亲本减数第二次分裂异常(一条X染色体的姐妹染色单体分开后形成的两条染色体进入同一极),产生了一个XfXf的卵细胞 (8). 1/2 (9). 3/4
【解析】
【分析】据题意分析,红色个体基因型为_ _XFX—、_ _XFY;黄色个体基因型为E_XfY、E_XfXf;棕色基因型为eeXfXf、eeXfY。又因为基因E、e位于常染色体上,基因F、f位于X染色体上,所以在遗传过程中遵循基因的自由组合定律。
【详解】(1)据分析,红色萤火虫的基因型为_ _XFX—,有3×2=6种,_ _XFY,3种,共9种;棕色萤火虫的基因型为eeXfXf、eeXfY。由题知,萤火虫(二倍体,XY型),所以一个染色体组即(M/2-1)条常染色体+X染色体+Y染色体。
(2)一只红色个体与黄色个体交配,子代雄虫中棕色个体eeXfY占1/16,故亲本雌雄个体的基因型分别为EeXFXf,EeXfY,亲本雌性个体的基因型为EeXFXf;F1雌性中黄色个体E_XfXf的概率=3/4×1/2=3/8。
(3)EeXFXf×EeXFY的杂交后代中个体表现型有4种,分别是雄性个体的红色(_ _XFY)、黄色(E_XfY)、棕色(eeXfY);雌性个体都表现为红色。出现一只三体棕色萤火虫的基因型为XfXfY,由于亲本中只有雌性个体的基因型中拥有Xf,并且如果减数第一次分裂异常时同源染色体不分离,会出现XFXf的配子,不符合题意,故原因是雌性亲本减数第二次分裂异常,产生了一个XfXf异常的卵细胞。
(4)①两种荧光蛋白基因只存在于一条染色体上(假设用A和B基因表示),此雌蝇(AB/ab)与正常雄蝇(ab/ab)交配,则后代中能产生荧光的个体所占比值是1/2。
②两种荧光蛋白基因存在于两条非同源染色体上,此雌蝇(AaBb)与正常雄蝇(aabb)交配,则后代中能产生荧光的个体(含A或B)所占比例是3/4。
【点睛】一个卵原细胞减数分裂完成后会形成一个卵细胞,三个极体;一个精原细胞减数分裂完成后会形成四个精细胞。根据题干中的信息推导基因型和表现型的对应关系是本题的解题关键。
10. 如图1是长白山地区不同海拔的9个马尾松林群落的物种数。据图回答下列问题:
(1)现要对某一马尾松林的植物物种数进行调查,图2为其调查结果,则该马尾松林植物的物种数为________________,从曲线可以看出,调查时的做法是________________。若要调查乔木、灌木和草本植物的种群密度,在取样方法和取样大小上的异同是________________。
(2)图1中方框内的“?代表________________。9个群落类型均具有分层现象,这与植物_________________有关。
(3)一般地说,9个不同的群落所处的生态系统中抵抗力稳定性最强的是________________,G、H和I群落类型中,物种丰富度较低,可能是受其所处海拔高度的________________等环境因素的影响。
(4)如E马尾松林过火后,群落要经历演替过程,首先出现的是________________层。演替至顶极群落之前,生态系统固定的太阳能与输出的能量相比要________________。
【答案】 (1). N (2). 逐步扩大样方面积,计数所取样方的物种数,直至物种数不再增加 (3). 取样方法都为样方法,所取样方大小依次为乔木>灌木>草本植物 (4). (整个)群落 (5). 对光的利用 (6). E (7). 温度 (8). 草本 (9). 多
【解析】
分析】1、据图示可知,马尾松林群落的物种丰富度呈先增加后减少的变化趋势,且群落物种多样性在群落发育的中期最高,这个研究过程是以不同海拔的马尾松林群落来代替群落演替的不同阶段,因而最后的结论与教材关于群落演替的一般规律有些出入,这不代表正常演替也是如此的规律;
2、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构:
(一)垂直结构:(1)概念:指群落在垂直方向上的分层现象;(2)原因:植物的分层与对光的利用有关,动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关;
(二)水平结构:(1)概念:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布;(2)原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布;
3、群落演替包括初生演替和次生演替:初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】(1)从图2曲线可以看出,面积大于S2时,物种数不再增加,说明该马尾松林植物的物种数为N,从图2曲线还可看出,调查时的做法是:逐步扩大样方面积,计数所取样方的物种数,直至物种数不再增加,乔木需要的样方最大,灌木其次,草本植物最小,因此关系为:所取样方大小依次为乔木>灌木>草本植物;
(2)图1中已有草本层、灌木层和乔木层三层的物种数,每个群落三层的物种数之和应为该群落的总物种数,由图1可知,图中方框内“?”代表的物种数恰为三个不同高度植物的物种数之和,故方框内“?”代表的应为(整个)群落。群落具有分层现象与植物对光的利用有关,群落下面各层要比上层的光照弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。这种垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力;
(3)一般地说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。由于E群落中物种数最多,说明其所处的生态系统中动植物种类最多,营养结构最复杂,抵抗力稳定性最强。物种丰富度与温度、降水量等环境因素密切相关,长白山地区不同海拔的降水量区别不大,但温度差异很大,所以G、H和I群落类型中,物种丰富度较低,可能是受其所处海拔高度的温度等环境因素的影响;
(4)由于草本层对环境条件如水分等的要求相对较低,所以马尾松林过火后,演替过程中首先出现的是:草本层,演替至顶极群落前,生态系统能量的输入必须要大于输出。
【点睛】本题考查生态学基础知识,意在看到学生的理解能力、获取信息能力和综合运用知识的能力,试题难度中等。
【生物——选修1:生物技术实践】
11. 如今人类已跨入了蛋白质时代,对蛋白质的研究和应用,首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题:
(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步:______________、粗分离、纯化和纯度鉴定。
(2)如果要从红细胞中分离出血红蛋白,实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠檬酸钠,这样做的目的是______________________。
(3)血红蛋白的提取又可以细分为:红细胞的洗涤、_____________________、分离血红蛋白溶液和______________________。其中分离血红蛋白溶液时需要用到______________(仪器)分离出下层红色透明液体。
(4)装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡必须重新装。这是因为_____________________。
(5)欲探究色谱柱的高度是否影响蛋白质分离的因素,应把________________作为自变量,把________________作为无关变量,把大小不同的蛋白质分子的间距作为因变量。
【答案】 (1). 样品处理 (2). 防止血液凝固 (3). 血红蛋白的释放 (4). 透析 (5). 分液漏斗 (6). 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序, 降低分离效果 (7). 色谱柱的高度变化 (8). 缓冲液的用量和 pH、 样品的用量、 温度等因素
【解析】
【分析】
血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液,即样品的处理;再经过透析去除分子量较小的杂质,即样品的粗分离;然后通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去,即样品的纯化;最后经聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
【详解】(1)血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步,包括:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。
(2)柠檬酸钠可以防止血液凝固,因此实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠檬酸钠。
(3)血红蛋白的提取和分离过程中的样品处理阶段包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液和透析,其中分离血红蛋白溶液时需要用分液漏斗分出下层红色透明液体。
(4)凝胶色谱柱内产生的气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。
(5)探究色谱柱的高度是否影响蛋白质分离的因素,应把色谱柱的高度变化作为自变量,把大小不同的蛋白质分子的间距作为因变量,除此之外的其他变量都是无关变量,如缓冲液的用量和pH、样品的用量、温度等因素。
【点睛】本题考查蛋白质的提取和分离,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验步骤、实验采用的方法等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
【生物——选修3:现代生物科技专题】
12. 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。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。回答下列问题:
(1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本,将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前,需用________处理以分散细胞,细胞在培养皿中的培养过程属于______代培养。与植物组织培养的培养基相比,其培养基的主要不同点是含有____________。
(2)约一周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的“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,形成“新膀胱”。细胞数目大量增加,其增殖方式是_______;由这些细胞再形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过_____________。
(3)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。新器官与老器官的“重组”______(填“是”或“不是”)基因重组;“新膀胱”移植后,________(填
“会”或“不会”)引起免疫排斥反应。
(4)除上述方法外,还可将患者的体细胞核移入去核的 _________中,利用体细胞__________技术,形成相应组织、器官用于疾病的治疗。
【答案】 (1). 胰蛋白酶(胶原蛋白酶) (2). 原 (3). 动物血清等 (4). 有丝分裂 (5). 细胞分化 (6). 不是 (7). 不会 (8). 卵母细胞 (9). 核移植
【解析】
【详解】(1)在动物细胞培养之前,需用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理以分散细胞,细胞在培养皿中培养过程属于原代培养。与植物组织培养的培养基相比,其培养基的主要不同点是含有动物血清等。
(2)细胞数目大量增加,其增殖方式是有丝分裂;由这些细胞再形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过细胞分化。
(3)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,新器官与老器官的“重组”不是基因重组;“新膀胱”是由患者自身细胞分化形成,移植后,不会引起免疫排斥反应。
(4)除上述方法外,还可将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中,利用体细胞核移植技术,形成相应组织、器官用于疾病的治疗。
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