2022届宁夏银川一中高三上学期第四次月考理科综合生物试题含解析
展开银川一中2022届高三年级第四次月考
理科综合能力测试
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Al-27 P-31 S-32 Fe-56 Co-59 Cu-64 Ag-108 Ba-137
一、选择题:本题包括13小题。每小题6分,共78分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。
1. 下列事实中,不支持“生命活动离不开细胞”观点的是( )
A. HIV由蛋白质和核酸组成
B. 乙肝病毒依赖人体肝细胞生活
C. 草履虫单细胞动物,它有纤毛可以运动
D. 父母通过精子和卵细胞把遗传物质传给下一代
【答案】A
【解析】
【分析】1、细胞是生命活动的结构单位和功能单位,病毒没有细胞结构,不能独立生活,必须寄生在细胞中进行生活。
2、生命活动离不开细胞是指病毒必需寄生在活细胞中才能进行生命活动,单细胞生物每个细胞能完成各种生命活动,多细胞生物通过各种分化细胞协调完成各种复杂的生命活动。
【详解】A、HIV由蛋白质和核酸组成只说明其结构特点,没有体现生命活动离不开细胞,A错误;
B、乙肝病毒依赖人体肝细胞生活,说明病毒必须依赖细胞生存,B正确;
C、草履虫是单细胞生物,可以运动说明单细胞生物的生命活动离不开细胞,C正确;
D、父母通过精子和卵细胞把遗传物质传给下一代说明遗传等生命活动离不开细胞,D正确。
故选A。
【点睛】本题考查了生物体结构和功能的基本单位,考生要识记并理解生命活动离不开细胞,包括病毒、单细胞生物和多细胞生物,其中非细胞结构的病毒必须在寄主细胞内才能进行代谢和繁殖。
2. 关于酶与ATP的叙述正确的是( )
A. 某种酶经蛋白酶处理后活性不变,推断其组成成分中含有脱氧核糖
B. 酶既能降低化学反应的活化能又能为底物提供能量
C. 酶形成需要消耗ATP,ATP的形成也需要酶的催化
D. ATP在细胞内的含量较多,满足了各种代谢活动的能量需求
【答案】C
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、ATP分子式可简写成A―P~P~P~P。
【详解】A、酶的化学本质多数为蛋白质,少数为RNA,若某种酶经蛋白酶处理后活性不变,说明其不是蛋白质类的酶,那么应该为RNA类的酶,RNA的组成成分中含有核糖,A错误;
B、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能,不能为底物提供能量,B错误;
C、酶的形成属于物质的合成反应,因此需要消耗ATP,ATP的形成同样需要ATP合成酶的催化作用,C正确;
D、ATP在细胞内的含量较少,通过ATP与ADP之间的迅速转化,满足了细胞中绝大多数代谢活动的能量需求,维持了细胞内ATP与ADP的动态平衡,D错误。
故选C。
3. 下列有关实验的叙述,正确的是( )
A. 鸡蛋煮熟后蛋清蛋白是否发生变性可用双缩脲试剂进行鉴定
B. 洋葱鳞片叶外表皮细胞置于较高浓度的KNO3溶液中,发生质壁分离后能自行复原
C. 探究酵母菌呼吸方式时可用溴麝香草酚蓝水溶液检测有无酒精产生
D. 提取并分离绿叶中的色素实验中,叶绿素a的色素带最宽,所以在层析液中溶解度最大
【答案】B
【解析】
【分析】1、把液泡发育良好的植物细胞浸在高渗溶液中时,原生质层收缩而和细胞壁分离,此现象称为质壁分离;把发生了质壁分离现象的细胞再浸入浓度很低的溶液或清水中,外面的水就进入细胞,液泡变大,整个原生质层又慢慢恢复到原来的状态,这种现象叫做质壁分离复原。
2、双缩脲试剂是一种用于鉴定蛋白质的分析化学试剂。它是一种碱性的含铜试液,呈蓝色,由0.1g/mL氢氧化钠或氢氧化钾、0.01g/mL硫酸铜和酒石酸钾钠配制而成,遇到蛋白质显紫色。3、探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理:(1)CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。(2)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。
【详解】A、变性的蛋白质肽键未断裂,依然可与双缩脲试剂发生紫色反应,A错误;
B、洋葱鳞片叶外表皮细胞置于较高浓度的KNO3溶液中,发生质壁分离,由于细胞可以主动吸收K+和NO3-,使细胞内溶液溶度升高,当细胞内溶液浓度高于外界溶液浓度时,细胞会吸水,能自行复原, B正确;
C、探究酵母菌的呼吸方式时可用酸性重铬酸钾溶液检测有无酒精产生,C错误;
D、提取并分离绿叶中的色素时,胡萝卜素在层析液中的溶解度最大,D错误。
故选B
【点睛】
4. 关于生物变异的下列说法,不正确的是( )
A. 联会时的交叉互换实现了染色单体上等位基因的重新组合
B. 用花药离体培养得到的单倍体植株,可能有2个染色体组
C. 基因突变为生物进化提供原始材料,是生物变异的根本来源
D. 通过育种可以培育出新品种,也可能得到新物种
【答案】A
【解析】
【分析】 1、基因重组的类型:
(1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合。
(2)交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。
2、基因突变的意义:产生新基因的途径;是生物变异的根本来源;为生物进化提供原材料。
【详解】A、联会时的交叉互换实现了染色单体上非等位基因重新组合,A错误;
B、用花药离体培养得到的单倍体植株不一定只有一个染色体组,如四倍体植物花药离体培养形成的单倍体植株含有2个染色体组,B正确;
C、生物变异的根本来源是基因突变,基因突变可以产生新基因,C正确;
D、育种可以培育出新品种,也可能得到新物种,如多倍体育种可能得到新物种,D正确。
故选A。
5. 2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安,以表彰他们在“发现温度和触觉感受器”方面作出的贡献。感受器是反射活动中不可缺少的组成部分,下列有关说法中正确的是( )
A. 剧烈运动后我们会产生口渴的感觉,该过程属于反射
B. 下丘脑的温度感受器能帮助我们感知环境中的温差变化
C. 一个完整的反射活动至少需要2个神经细胞的参与
D. 在体温调节的反射活动中,神经冲动在神经纤维上双向传导
【答案】C
【解析】
【分析】反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
【详解】A、剧烈运动后我们会产生口渴的感觉,只有感受器、传入神经、神经中枢,没有传出神经、效应器,该过程不属于反射,A错误;
B、感受温度变化的是体表和内脏器官表面的温度感受器,产生冷觉和热觉的是大脑皮层,B错误;
C、要完成一个完整的反射活动至少需要传入神经元和传出神经元,至少需要2个神经元,C正确;
D、在体温调节的反射活动中,由于突触的存在,神经冲动在神经纤维上单向传导,D错误。
故选C。
6. 随着我国“全面放开三孩”政策的实施,高龄孕妇越来越多,做好遗传病的预防工作显得尤其重要,下列有关优生措施的叙述正确是( )
A. 进行遗传咨询能够避免遗传缺陷的胎儿的出生
B. 通过B超可检测胎儿否患镰刀型细胞贫血症
C. 通过基因诊断不一定能将所有单基因遗传病的胎儿都检测出来
D. 通过基因诊断可检测胎儿是否患21—三体综合征
【答案】C
【解析】
【分析】1、遗传咨询是咨询医师和咨询者就其家庭中遗传病的病因、遗传方式、诊断、治疗、预防、复发风险等所面临的全部问题进行讨论和商谈,最后做出恰当的对策和选择,并在咨询医师的帮助下付诸实施,以达到防治效果的过程。
2、基因诊断是用目前人类对基因组的认识和分子遗传学数据,检查分子结构水平和表达水平,对普通遗传病或家族遗传病做出的诊断。
【详解】A、 遗传咨询不一定能够避免具有遗传缺陷的胎儿的出生,A错误;
B、镰刀型细胞贫血症形成原因是基因突变,无法通过B超观察到镰刀型细胞,故无法判断是否患有,B错误;
C、基因诊断用于单基因遗传病的检测是有一个准确率的,这个准确率并不是百分之百,C正确;
D、21—三体综合征是染色体异常遗传病,不含有致病基因,所以基因诊断不能检测出胎儿是否有21—三体综合征,D错误。
故选C。
7. 下表表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解"实验。根据实验回答下列问题:
试管编号
1号
2号
3号
4号
相同处理
2 mL H2O2溶液
2 mL H2O2溶液
2 mL H2O2溶液
2 mL H2O2溶液
不同处理
常温
90℃水浴
2滴FeCl,溶液
2滴肝脏研磨液
气泡产生情况
不明显
少量
较多
大量
卫生香复燃情况
不复燃
不复燃
变亮
复燃
(资料:经计算,质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液中的Fe3+数,大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。)
(1)本实验的自变量是_______,在本实验中的无关变量有________________ (试举两例)。
(2)与Fe3+相比,过氧化氢酶具有______________性,从作用原理分析,其原因是________________________。
(3)如果将肝脏研磨液煮沸冷却后加入过氧化氢溶液,则反应现象与_______号试管基本相同,本质原因是过氧化氢酶的______________________。
【答案】(1) ①. 温度和催化剂(或反应条件) ②. 反应物的浓度、反应时间
(2) ①. 高效 ②. 同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著
(3) ①. 1 ②. 空间结构被破环
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。
2、酶的特性:①高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高,使得反应速率更快;②专一性:一种酶只能催化一种或一类底物,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽;③温和性:是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。
【小问1详解】
本实验是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,该实验的自变量是温度和催化剂,在本实验中的无关变量有反应物的浓度、反应时间。
【小问2详解】
酶催化化学反应的原理就是降低化学反应活化能,使化学反应更加容易进行;与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,具有高效性。
【小问3详解】
如果将肝脏研磨液煮沸冷却后加入过氧化氢溶液,则反应现象与自然状态下基本相同,即反应现象和1号试管基本相同,因为过氧化氢酶在高温下空间结构被破环而失去活性。
【点睛】本题通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,考查酶的本质、酶的特性、自变量和无关变量的判断,要求考生识记和理解酶的本质和特性,并能结合题意准确作答。
8. 光补偿点指同一叶片在同一时间内,光合作用固定的CO2和呼吸作用释放的CO2等量时的光照强度;光合速率随光照强度增加,当达到某一光照强度时,光合速率不再增加,该光照强度称为光饱和点。下表为长春市西郊老李农场甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据,光补偿点和光饱和点单位为 μmol·m-2 ·s-1 ,最大净光合速率单位为 μmol CO2 ·m-2 ·s-1 。灌浆期幼穗开始积累有机物,谷粒内含物呈白色浆状;蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。回答下列问题:
生长期
光补偿点
光饱和点
最大净光合速率
甲
乙
甲
乙
甲
乙
灌浆期
68
52
1853
1976
21.67
27.26
蜡熟期
75
72
1732
1365
19.17
12.63
(1)从表中的数据推测,单位时间内,_______(填“甲”或“乙”)品种能获得较高产量,理由是__________。
(2)据表分析,水稻从灌浆期到蜡熟期过程中,叶片光合作用速率_________(填“上升”“不变”或“下降”)。
(3)根据该实验的结果推测,从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关。某研究小组设计实验验证该推测。
实验设计思路:__________的叶片,分别测定其叶绿素含量。
预期实验结果和结论:若__________,则说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降是由于叶片的叶绿素含量下降造成的。
【答案】 ①. 乙 ②. 在灌浆期,乙品种的最大净光合速率比甲大,单位时间内 可积累的有机物多 ③. 下降 ④. 分别取在灌浆期和蜡熟期等量的同种水稻 ⑤. 处于灌浆期的水稻叶片的叶绿素含量高
【解析】
【分析】据表分析可知,植物由灌浆期到蜡熟期,甲、乙品种的光补偿点增大,光饱和点降低,最大净光合速率均在下降,即水稻叶片在衰老过程中光合作用下降。
【详解】(1)根据表中数据推测,灌浆期幼穗开始有机物积累,而乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲植物,故乙品种可积累的有机物多,能获得较高的产量。
(2)据表分析可知,植物由灌浆期到蜡熟期,甲、乙品种的光补偿点增大,光饱和点降低,最大净光合速率均在下降,叶片光合作用速率下降。
(3)本实验想验证从灌浆期到蜡熟期水稻最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关,自变量为不同生长发育时期的叶片,因变量为叶片中叶绿素含量。因此实验思路为分别取在灌浆期和蜡熟期等量的同种水稻的叶片,分别测定其叶绿素含量。如果灌浆期叶绿素含量高于蜡熟期,说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降是由于叶片的叶绿素含量下降造成的;如果灌浆期叶绿素含量等于于蜡熟期,说明植物由灌浆期到蜡熟期水稻的最大净光合速率下降与叶片的叶绿素含量无关。
【点睛】本题考查光合作用的相关知识,意在考查学生能从题干中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力。
9. 香米因其晶莹剔透,清香可口被视为稻米中的珍品。科学家研究发现水稻的香味物质由一对等位基因(用D/d表示)控制合成,但这对基因的表达会受另一基因E抑制。为研究水稻香味性状的遗传规律,科研人员利用A(非香稻)、B(香稻)和C(非香稻)三种基因型不同的纯系水稻进行杂交实验,结果如下:
实验1:A×B→F1F2香稻∶非香稻=1∶3
实验2:B×C→F1F2香稻∶非香稻=3∶1
实验3:A×C→F1F2香稻∶非香稻=3∶13
请回答下列有关问题:
(1)由实验_____可知,该两对等位基因的遗传遵循孟德尔自由组合定律。
(2)A品系的基因型为______________;实验1、2中F1的表现型分别为_________________。
(3)若将实验2的F2中香稻和实验3的F2中香稻杂交,则子代香稻中能稳定遗传的占_____。
(4)研究表明:如果将B品系香稻推广到其他地方种植,会出现失去香味现象,这说明______________________________________。
【答案】(1)3 (2) ① DDEE ②. 非香稻、香稻
(3)1/2 (4)个体的表现型是基因型和环境共同作用的结果
【解析】
【分析】由实验3中F1自交后代,香稻∶非香稻=3∶13可知,F1的基因型是DdEe,其中D_E_、ddE_与ddee表现为非香稻,D_ee表现为香稻,因此A、C的基因型分别是DDEE、ddee或ddee、DDEE,再根据实验2F2香稻∶非香稻=3∶1,可知F1的基因型是Ddee,则得出C的基因型是ddee,B的基因型是DDee,A的基因型是DDEE,据此答题。
【小问1详解】
由实验3中F2后代的性状分离比是3∶13,为9∶3∶3∶1的变形,和为16,由此可知控制水稻香味的两对等位基因遵循基因的自由组合定律。
【小问2详解】
由分析可知,A(非香稻)品系的基因型是DDEE;B(香稻)品系的基因型是DDee,C(非香稻)品系的基因型是ddee,由此可知实验1、2中F1的基因型分别是DDEe、Ddee,表现型分别是非香稻、香稻。
【小问3详解】
实验2的F2中香稻的基因型是1/3DDee、2/3Ddee,实验3的F2中香稻的基因型是1/3DDee、2/3Ddee,两者杂交,采用配子法,子代香稻有4/9DDee、4/9Ddee,则香稻中能稳定遗传的占1/2。
【小问4详解】
B品系的基因型是DDee,为纯合子,表现为香稻,后代不发生性状分离,若推广到其他地方种植,会出现失去香味现象,这说明个体的表现型是基因型和环境共同作用的结果。
【点睛】本题考查基因自由组合定律和基因与性状关系的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
10. 秋去冬来,银川的气候逐渐转冷,宝湖公园里出现了众多冬泳的大爷。冬泳是指冬季在室外水域自然水温(往往在10 ℃左右)下的游泳。据此回答下列问题:
(1)冬泳爱好者入水初期与体温调节相关的反射弧中,效应器是指______________;已知乙酰胆碱是一种兴奋性递质,某种药物对乙酰胆碱的合成及释放无影响,但却能导致兴奋传递中断出现骨骼肌不能收缩现象,那么该种药物的作用机理可能是_______________________________________。
(2)游泳一段时间后,人体血糖大量消耗,血糖的主要去向是__________________,骨骼肌细胞的直接供能物质是_______。
(3)力竭指的是在不中断进行一组练习的过程中,如果一直到最后一个动作都不休息,再也不能多做一次的状态。为探究力竭性游泳对小鼠免疫功能的影响,某研究人员将多只生长状况相同的健康小鼠均分为两组,其中一组小鼠进行多次力竭性游泳,另外一组小鼠正常笼养,结果表明力竭性游泳组小鼠的T淋巴细胞的增殖能力和浆细胞的数量都显著下降,这说明小鼠力竭性游泳会降低机体的_____________________(填“非特异性免疫”或“特异性免疫”)功能;力竭性游泳组小鼠体内的浆细胞可能来源于___________________________的增殖、分化。
【答案】(1) ①. 传出神经末稍及其支配的皮肤血管、汗腺、肌肉等(或下丘脑的神经分泌细胞分泌TRH) ②. 破坏突触后膜上的乙酰胆碱受体,使其无法识别乙酰胆碱/无法发挥作用等
(2) ①. 氧化分解供能(或细胞呼吸) ②. ATP
(3) ①. 特异性免疫 ②. B淋巴细胞和记忆细胞
【解析】
【分析】1、寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定。
2、与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,其中胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。3、细胞免疫和体液免疫均属于人体的特异性免疫过程,其中细胞免疫主要是效应T细胞与靶细胞密切接触使其裂解死亡,体液免疫主要是靠T细胞产生淋巴因子,促进B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,浆细胞合成分泌抗体。
【小问1详解】
冬泳爱好者入水初期与体温相关的神经调节的反射弧为:皮肤冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→传出神经末稍及其支配的皮肤血管、汗腺、肌肉等(或下丘脑的神经分泌细胞分泌TRH)。
神经递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上的受体,引起下一个神经元的兴奋或抑制。乙酰胆碱是一种兴奋性递质,由题干所述现象,该种药物的作用机理可能是破坏突触后膜上的乙酰胆碱受体,使其无法识别乙酰胆碱无法发挥作用等。
【小问2详解】
血糖的去路有氧化分解供能、合成肝糖原和肌糖原、转化为氨基酸等非糖物质。游泳一段时间后,人体血糖大量消耗,血糖的主要去路是氧化分解供能, ATP是骨骼肌细胞的直接供能物质。
【小问3详解】
根据题意,研究结果表明力竭性游泳组小鼠的T淋巴细胞的增殖能力和浆细胞的数量都显著下降,T淋巴细胞、浆细胞是特异性免疫过程中的主要免疫细胞,说明小鼠力竭性游泳会降低机体的体液免疫和细胞免疫(或特异性免疫)功能。力竭性游泳组小鼠体内的浆细胞可能来源于B淋巴细胞和记忆细胞的增殖分化。T细胞在特异性免疫过程中的作用有产生淋巴因子,促进B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,增殖分化形成记忆细胞和效应T细胞。
【点睛】本题主要考查血糖调节、体温调节、免疫调节的相关知识,关键考查学生能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法,对某些生物学问题进行解释、推理并做出合理的判断或得出正确结论的能力。
(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
[生物——选修1:生物技术实践]
11. 提取植物有效成分时,不同的有机物具有不同的理化特性,所采用的提取方法也不同。分析下列关于提取植物有效成分的实验,回答相关问题:
(1)薰衣草精油是由薰衣草提取而成的。可以清热解毒,清洁皮肤。下面是某同学设计的提取薰衣草精油的实验流程:
图中的A表示_____过程,在此过程中,影响薰衣草精油提取量的主要因素有_________,B过程是_________,目的是除去____________。
(2)提取柠檬精油时,一般不用上述提取薰衣草精油的方法,原因是上述方法会导致____________________________等问题。
(3)如图所示为将提取的胡萝卜素样品通过_______法进行鉴定的结果,从图中分析可知,层析带________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应β-胡萝卜素,该判断理由是______________。
【答案】(1) ①. 水蒸气蒸馏(水中蒸馏) ②. 蒸馏的温度和时间 ③. 过滤 ④. 固体硫酸钠(或固体Na2SO4)
(2)原料焦糊和有效成分水解
(3) ①. 纸层析 ②. Ⅰ ③. 和标样层析的高度和颜色一致
【解析】
【分析】1、提取植物芳香油常用的方法:蒸馏法、压榨法、萃取法,选用具体的提取方法要根据原料、芳香油的性质进行选择;蒸馏法包括水中蒸馏、水上蒸馏和水汽蒸馏三种方法。
2、玫瑰精油的提取流程:鲜玫瑰花+水→水中蒸馏获得油水混合物→分离油层→加无水硫酸钠除水→过滤得到玫瑰精油,蒸馏的温度和时间会影响精油的提取量;由于柠檬油用水中蒸馏会造成原料焦糊,水蒸气蒸馏会因温度过高导致有效成分分解,因此常用压榨法提取柠檬油,一般流程是:石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→柠檬油;由于胡萝卜素易溶于有机溶剂,挥发性差,不能随水蒸气蒸馏出来,常用萃取法提取胡萝卜素,实验流程:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
【小问1详解】
水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取常用的方法,它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又会重新分出油层和水层。图中A表示水蒸气蒸馏,在此过程中,影响薰衣草精油提取量的主要因素有蒸馏的温度和时间,图1中加入的乙是无水硫酸钠,B过程为过滤,目的是除去固体硫酸钠。
【小问2详解】
由于柠檬精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解,使用水中蒸馏会产生原料焦糊的问题,所以提取柠檬精油时,常采用压榨法。
【小问3详解】
如图所示为将提取的胡萝卜素样品通过纸层析法进行鉴定的结果,根据图中标样的层析带位置可知,层析带I对应β-胡萝卜素,判断理由为和标样层析的高度和颜色一致。
【点睛】本题考查学生了解植物有效成分提取的方法及选择提取方法的原理,蒸馏法、萃取法、压榨法的一般流程和注意事项,把握知识的内在联系,形成知识网络,并结合题干信息进行推理、综合解答问题。
[生物——选修3:现代生物科技专题]
12. 某科学实验室专门为城市农业培育了像葡萄一样的小番茄,这种小番茄也适合在太空种植。科学家利用基因突变将控制生长的终止基因(SP)改造为SP1基因,利用基因敲除(将同源DNA片段导人受体细胞,使同源DNA片段在原有位置替代了靶基因片段)的方法使小番茄的成熟期缩短为40天。如图为SP1基因两端的序列和质粒中相关的序列,已知限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC,限制酶II的识别序列和切点是-↓GATC。
回答下列问题:
(1)构建基因表达载体时,需使用______________(填“限制酶I”或“限制酶II”)切割质粒。目的基因的首端是启动子,启动子在基因中的作用是_____________,驱动基因转录出mRNA。
(2)利用SP1基因敲除SP基因属于生物变异中的_____________,敲除SP基因后的受体细胞需要经组织培养形成完整个体,其中再分化的实质是_____________。
(3)科研人员提取愈伤组织细胞的所有RNA后,先获得cDNA,再进行PCR扩增,但最终未能检测出SP1基因,其可能原因是_______。在个体生物学水平上,SP基因成功表达的鉴定标准为________ 。
(4)转基因技术是一把双刃剑,引发人们在________安全、_______安全、_______安全三个方面发生激烈的争论。
【答案】 ①. 限制酶Ⅰ ②. RNA聚合酶识别和结合的部位 ③. 基因重组 ④. 基因的选择性表达 ⑤. SP1基因未能导入受体细胞或导入受体细胞的SP1基因未能转录 ⑥. 小番茄的成熟期约为40天 ⑦. 食物 ⑧. 生物 ⑨. 环境
【解析】
【分析】
1、基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2、在获取目的基因时,需要用到限制酶;构建基因表达载体时,还需要用到DNA连接酶和运载体。作为运载体,要有合适的限制酶切割位点,具有复制原点,有启动子和终止子,还需要有标记基因。
3、将目的基因导致受体细胞时,依据操作对象不同而采用不同的方法,对于植物采用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,对于动物常用显微注射法,对微生物常用Ca2+处理然后再进行转化。
4、目的基因的检测与鉴定分三个方面:一是用DNA分子杂交检测目的是否导入受体细胞;二是检测目的基因是否转录,用DNA-RNA分子杂交;三是个体水平的检测,检测受体生物是否表达出相应的性状。
【详解】(1)要构建基因表达载体,需要质粒上至少有1个标记基因,如果质粒用限制酶Ⅱ处理,那么geneⅠ和geneⅡ都会被切断,质粒变成了两段线性序列,用限制酶Ⅰ切割只能在geneⅡ上切开一个切口,所以质粒用限制酶Ⅰ切割。启动子在基因中的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位,从而驱动基因转录出mRNA。
(2)利用SP1基因敲除SP基因,并未改变基因的结构,而是将整个基因插入,使目的基因与染色体上原有基因进行了重新组合,属于基因重组。植物组织培养经过脱分化、再分化过程,脱分化的实质是使不分裂的细胞恢复分裂能力;再分化的实质是基因选择性表达的结果。
(3)提取的愈伤组织细胞的RNA通过逆转录过程得到DNA;最终未能检测出SP1基因,可能是因为SP1基因未能导入番茄细胞或导入番茄细胞的SP1基因未能转录。SP1基因能够缩短小番茄的成熟时间,若成功表达,则小番茄的成熟期约为40天。
(4)转基因技术是一把双刃剑,引发人们在食物安全、生物安全、环境安全三个方面发生激烈的争论。
【点睛】本题以“基因敲除”为素材,考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理、操作步骤,掌握各步骤中的相关细节,能结合题中信息准确答题,属于考纲识记和理解层次的考查。
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