第4講 素養(yǎng)提升課-破譯新情境系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)知能增分主觀大題

第4講素養(yǎng)提升課——破譯新情境?系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)知能?增分主觀大題一、破譯新情境——抽象、理性的學(xué)科情境要讀懂[科普科研材料]

在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,以聚乙烯為主要成分的塑料地膜得到廣泛應(yīng)用。在干旱寒冷的氣候條件下,地膜的保水增溫作用尤為顯著,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增效,但帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。地膜殘留物破壞了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和土壤結(jié)構(gòu),對作物生長發(fā)育造成了“負(fù)面效應(yīng)”。研究者以嚙食塑料的昆蟲大蠟螟、黃粉蟲為材料,分離其腸道細(xì)菌,通過人工馴化、共代謝富集、選擇培養(yǎng)等手段篩選出對聚乙烯地膜具有較強(qiáng)降解能力的功能菌株,驗(yàn)證其降解性能,為研制高效降解菌劑加速農(nóng)用地膜殘膜降解、減少“白色污染”、推進(jìn)現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展提供菌種資源。新情境問題(一）

減少“白色污染”,推進(jìn)現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展[內(nèi)蘊(yùn)知識融通](1)將不同來源的大蠟螟、黃粉蟲幼蟲放入飼養(yǎng)盒中,饑餓2d后,加入剪碎的聚乙烯膜片飼喂馴化10d。將飼喂馴化后的蟲體進(jìn)行表面滅菌處理后,用解剖刀劃破蟲體,從中挑出腸道放入滅菌研缽中,加入1~3mL__________充分研磨制備腸道液,將腸道液加到定量的富集培養(yǎng)基中培養(yǎng)。富集培養(yǎng)的目的是_____________________________。

(2)將昆蟲腸道菌富集培養(yǎng)液加入以聚乙烯粉末為_____________的選擇培養(yǎng)液中,適宜條件馴化培養(yǎng)10d。

無菌水增加功能菌株的濃度唯一碳源(3)將一定量的大蠟螟、黃粉蟲的腸道菌馴化培養(yǎng)液分別涂布到固體選擇培養(yǎng)基上,每個樣品做3個平板,并在30℃的__________

中培養(yǎng)5~7d。根據(jù)菌落的特征挑取生長的菌株,在培養(yǎng)基上反復(fù)多次劃線分離、純化,4℃保存?zhèn)溆?。在此步驟中用到的接種方法有_____________________________。

恒溫培養(yǎng)箱稀釋涂布平板法和平板劃線法(4)將篩選出的聚乙烯降解菌在加入定量聚乙烯膜片的基礎(chǔ)培養(yǎng)液中培養(yǎng)5d,測定聚乙烯膜片的失重率,初步比較各菌株的降解能力。據(jù)此推測聚乙烯膜片的失重率與__________________________

_______________________________呈正相關(guān)。

菌株降解聚乙烯的能力(或菌株使聚乙烯膜片減少的質(zhì)量)

(5)欲培育具有降解聚乙烯能力的植物,可利用_______________

__________________技術(shù)得到。請簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

基因工程和植物組織培養(yǎng)

從降解聚乙烯的菌株中獲得降解聚乙烯的相關(guān)基因(目的基因),構(gòu)建Ti質(zhì)粒表達(dá)載體,利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將表達(dá)載體導(dǎo)入到相關(guān)植物細(xì)胞中(并對目的基因進(jìn)行檢測與鑒定),通過植物組織培養(yǎng)將細(xì)胞培養(yǎng)成植株(并檢測植株是否具有降解聚乙烯的能力)[遷移創(chuàng)新訓(xùn)練]1.(2025·漢中一模)近年來,石油工業(yè)飛速發(fā)展,石油污染引起的濕地生態(tài)破壞較為嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn),植物根際微生物對石油的降解起到重要作用。下圖為從某植物根際土壤中篩選出高效石油降解菌的部分流程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題:(1)步驟Ⅰ為石油降解菌的富集培養(yǎng)。稱取1g土壤樣品加入預(yù)先裝有100mL以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基的三角瓶中,在15℃、160r/min的恒溫振蕩搖床中培養(yǎng)6d。在相同的培養(yǎng)條件下連續(xù)培養(yǎng)四個周期。搖床培養(yǎng)的目的是______________________________

_______________________

(寫出2點(diǎn))。在操作Ⅱ、Ⅲ中,采用的接種方法分別是_________________________________。

使細(xì)菌與培養(yǎng)液成分充分接觸,增加培養(yǎng)液中的溶氧量稀釋涂布平板法、平板劃線法解析:步驟Ⅰ為石油降解菌的富集培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖谦@取能降解石油的微生物,所以稱取1g土壤樣品加入100mL滅過菌的以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。搖床培養(yǎng)的目的是使細(xì)菌與培養(yǎng)液成分充分接觸,增加培養(yǎng)液中的溶氧量。操作Ⅱ中應(yīng)使菌落在培養(yǎng)基中均勻分布,接種方法是稀釋涂布平板法;操作Ⅲ為挑菌落進(jìn)一步純化,需要用接種環(huán)進(jìn)一步稀釋菌體,接種方法是平板劃線法。(2)研究人員通常根據(jù)菌落的___________________、隆起程度和顏色等特征來初步區(qū)分不同種的微生物。統(tǒng)計(jì)菌落的種類和數(shù)量時,要每隔24h觀察統(tǒng)計(jì)一次,直到________________________。

解析:可根據(jù)菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等方面來初步區(qū)分不同種的微生物。統(tǒng)計(jì)菌落的種類和數(shù)量時,要每隔24h觀察統(tǒng)計(jì)一次,直到各類菌落數(shù)目穩(wěn)定,這樣可以防止培養(yǎng)時間不足而導(dǎo)致遺漏菌落的種類和數(shù)目。形狀(或大小)

各類菌落數(shù)目穩(wěn)定2.研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌,研究發(fā)現(xiàn)堆肥溫度隨時間變化的曲線如圖1,從堆肥中篩選分離出高效降解角蛋白的嗜熱菌的流程如圖2?；卮鹣铝袉栴}:(1)實(shí)驗(yàn)室常見的細(xì)菌培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分包含H2O、NaCl、蛋白胨和牛肉膏等,其中蛋白胨主要為細(xì)菌提供______、碳源和維生素等。為篩選高效降解角蛋白的嗜熱菌,將堆肥樣品處理后接種至以_________

(填“尿素”“角蛋白”或“蛋白胨”)為唯一氮源的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。

氮源角蛋白解析:雖然各種培養(yǎng)基的配方不同,但一般都含有碳源、氮源、水和無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì),蛋白胨主要為細(xì)菌提供氮源、碳源和維生素等。為篩選高效降解角蛋白的嗜熱菌,將堆肥樣品處理后接種至以角蛋白為唯一氮源的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。(2)堆肥樣品在_____

(填“a”“b”或“c”)點(diǎn)取樣,最可能篩選到目標(biāo)菌。根據(jù)接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果判斷,步驟③的接種方法為

____________________。步驟③接種培養(yǎng)后,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上出現(xiàn)兩種菌落,甲菌落周圍無透明圈,乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈,為篩選目標(biāo)菌,應(yīng)該選擇乙菌落進(jìn)一步純化,選擇的理由為_____________________

______________________。

c稀釋涂布平板法乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈,說明乙菌能降解角蛋白解析:由題意可知,篩選的目標(biāo)菌既要耐高溫又要能夠高效降解角蛋白,所以在c點(diǎn)取樣,最可能達(dá)到目的。由題圖可知,步驟③的接種方法為稀釋涂布平板法。由題意可知,目標(biāo)菌是高效降解角蛋白的嗜熱菌,培養(yǎng)基中乙菌落的周圍出現(xiàn)透明圈,說明乙菌能夠降解角蛋白,故應(yīng)選擇乙菌落進(jìn)一步純化。(3)有人推測,甲菌可能利用了空氣中的氮?dú)庾鳛榈础Ｈ粢M(jìn)一步確定甲菌能否利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?請簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果:_____________________________________________

_________________________________________________________________________________________。解析:將甲菌接種在無氮源培養(yǎng)基上,若甲菌能生長,則說明甲菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?若甲菌不能生長,則說明甲菌不能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈础?/p>

將甲菌接種在無氮源培養(yǎng)基上,若甲菌能生長,則說明甲菌能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?若甲菌不能生長,則說明甲菌不能利用空氣中的氮?dú)庾鳛榈?4)在步驟⑤的篩選過程中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的角蛋白超過某一濃度時,某菌株對角蛋白的降解量反而下降,可能的原因?yàn)開_______

________________________________________________(答一點(diǎn))。

解析:在篩選過程中,若培養(yǎng)基中角蛋白濃度過高,導(dǎo)致細(xì)胞失水,進(jìn)而抑制菌株的生長。培養(yǎng)基中角蛋白濃度過高,導(dǎo)致細(xì)胞失水,進(jìn)而抑制菌株的生長[科普科研材料]

全球變暖引起的高溫脅迫會導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn),闡明高溫抗性分子機(jī)制對于培育耐高溫作物新品種具有重要價(jià)值。材料一

研究表明,水稻高溫抗性與T序列密切相關(guān)。欲將耐熱性更強(qiáng)的非洲稻(C品系)中T序列所在片段轉(zhuǎn)移到耐熱性相對較弱的亞洲稻(W品系)中,通過雜交育種的方法篩選得到N品系(見圖1)。新情境問題(二)

抗高溫作物新品種的培育及其分子機(jī)制的研究材料二

T序列上存在T1和T2兩個非等位基因,采用基因編輯技術(shù)分別獲得了T1和T2基因敲除的W突變植株,高溫處理下,T1和T2突變株的植株存活率分別顯著降低和增高。兩種突變株雜交后得F1,F1自交,獲得了T1和T2基因均敲除的雙突變體植株。檢測發(fā)現(xiàn)雙突變體的耐熱性與T2突變體相似。將T1和T2蛋白分別標(biāo)記上紅色、綠色熒光,常溫條件下,觀察到紅色熒光主要分布在細(xì)胞膜,綠色熒光則分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體。高溫刺激后,細(xì)胞膜上的紅色熒光強(qiáng)度減弱,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的紅色熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng),且和綠色熒光發(fā)生了位置重疊。材料三

T2蛋白含量偏高會破壞類囊體結(jié)構(gòu),高溫條件下,N品系葉綠體中T2蛋白含量顯著低于W品系。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解主要有蛋白酶體降解途徑(MG132為其阻斷劑)和液泡降解途徑(E64d為其阻斷劑),實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)作用機(jī)制如圖2、圖3所示。[內(nèi)蘊(yùn)知識融通](1)根據(jù)材料一,請?jiān)谔摼€框內(nèi)寫出通過雜交的方式獲得N品系的相關(guān)育種流程。圖1顯示,與W品系相比,N品系__________________________________________________________________________。

單株產(chǎn)量在常溫下與W品系無顯著差異(或稍有降低),但在高溫條件下產(chǎn)量顯著增加通過雜交的方式獲得N品系的相關(guān)育種流程如圖所示:(2)材料二中獲得T1和T2基因均敲除的雙突變體植株的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

根據(jù)熒光強(qiáng)度的變化,推測高溫刺激后，___________________________________________

___________。

F1在減數(shù)分裂過程中,T1基因和T2基因所在的染色體片段發(fā)生互換,導(dǎo)致分別產(chǎn)生了T1和T2基因均敲除了的雄配子和雌配子,這樣的雌、雄配子結(jié)合產(chǎn)生了雙突變體植株細(xì)胞膜上的T1蛋白轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,并與T2蛋白結(jié)合(3)圖2結(jié)果表明__________________________________。圖3中A、B、C所表示的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)分別是_______________________。

(4)綜合以上材料分析,闡明非洲稻(C品系)耐高溫的分子機(jī)制:

___________________________________________________________

___________________________________________________________

______________________________________________________。T2蛋白通過液泡降解途徑被降解T1蛋白、T2蛋白、液泡細(xì)胞膜上的T1蛋白接受高溫刺激后,發(fā)生胞吞,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)并與T2蛋白結(jié)合,使T2蛋白進(jìn)一步在液泡內(nèi)降解,導(dǎo)致進(jìn)入葉綠體的T2蛋白減少,從而降低對類囊體膜結(jié)構(gòu)的損傷,使光合作用正常進(jìn)行(5)結(jié)合上述材料的研究成果,提出一項(xiàng)培育耐高溫作物新品種的思路:__________________________________________________

________________________________________________________。

利用基因工程(或轉(zhuǎn)基因技術(shù)),將T1基因?qū)胂嚓P(guān)作物中;誘導(dǎo)作物細(xì)胞中T1基因過量表達(dá);敲除作物細(xì)胞中的T2基因[遷移創(chuàng)新訓(xùn)練]

(2025·棗莊模擬)野生玉米“大芻草”是現(xiàn)代玉米的祖先,原產(chǎn)于墨西哥和中美洲地區(qū)。大芻草的種子外面包裹著堅(jiān)硬的殼因此無法直接食用,人類經(jīng)過長期的培育和選擇,最終形成了今天廣泛種植的玉米。在提高玉米品質(zhì)方面,我國科學(xué)家經(jīng)過多年努力,從野生玉米“大芻草”中,成功找回玉米在長期培育和選擇中丟失的一個控制高蛋白含量的優(yōu)良基因THP9,克隆后將此高蛋白基因轉(zhuǎn)移到玉米細(xì)胞內(nèi),獲得了轉(zhuǎn)基因高蛋白玉米新品種。EcoRⅠBamHⅠKpnⅠMfeⅠHindⅢ請回答相關(guān)問題:(1)若THP9基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈?zhǔn)羌祖?構(gòu)建基因表達(dá)載體時,應(yīng)使用限制酶______________切割圖中質(zhì)粒,使用限制酶_________

_______切割圖中含THP9基因的DNA片段,以獲得能正確表達(dá)THP9基因的重組質(zhì)粒。若THP9基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈?zhǔn)且益?構(gòu)建基因表達(dá)載體時,應(yīng)使用限制酶_______________切割圖中質(zhì)粒,使用限制酶________________切割圖中含THP9基因的DNA片段,以獲得能正確表達(dá)THP9基因的重組質(zhì)粒。這些限制酶一般來源于原核生物,它們不會切割其本身DNA分子的原因可能是其DNA分子中不存在該酶的識別序列或____________________。

HindⅢ、KpnⅠHindⅢ、KpnⅠ

MfeⅠ、HindⅢEcoRⅠ、HindⅢ識別序列已經(jīng)被修飾解析:若THP9基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈?zhǔn)羌祖?圖中THP9基因轉(zhuǎn)錄方向?yàn)閺挠彝?即啟動子位于右端,終止子位于左端,因?yàn)樵摶蛴覀?cè)只有一個酶切位點(diǎn),故一定用HindⅢ切割質(zhì)粒和目的基因,為了保證質(zhì)粒的轉(zhuǎn)錄方向和目的基因的轉(zhuǎn)錄方向一致,因此質(zhì)粒的另一個酶切位點(diǎn)只能選擇KpnⅠ,綜上所述,質(zhì)粒和含THP9基因的DNA片段均用HindⅢ、KpnⅠ切割。若THP9基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈?zhǔn)且益?圖中THP9基因轉(zhuǎn)錄方向?yàn)閺淖笸?即啟動子位于左端,終止子位于右端,因?yàn)樵摶蛴覀?cè)只有一個酶切位點(diǎn),故一定用HindⅢ切割質(zhì)粒和目的基因,對于質(zhì)粒來說,不能用EcoRⅠ進(jìn)行切割,也不能用BamHⅠ切割(會切斷啟動子),那么在HindⅢ的左側(cè)只有MfeⅠ序列,而目的基因不能用該酶切割,與MfeⅠ能形成相同黏性末端的是EcoRⅠ,故含THP9基因的DNA片段用EcoRⅠ、HindⅢ切割,質(zhì)粒用MfeⅠ、HindⅢ切割。限制酶一般來源于原核生物,其DNA分子中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾,故不會切割本身的DNA分子。(2)為了篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞,應(yīng)在添加____________的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng),培養(yǎng)后獲得的菌落不能判定是否含有重組質(zhì)粒,原因是________________________________________________。為了檢測轉(zhuǎn)基因玉米新品種的培育是否成功,科研工作者在個體水平上的檢測方法___________________________________________

____________。

氨芐青霉素含未重組質(zhì)粒(或普通質(zhì)粒)的受體細(xì)胞也能正常生長將轉(zhuǎn)基因玉米田間種植后收獲玉米籽粒,檢測其蛋白質(zhì)含量解析:為了篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞,應(yīng)在添加氨芐青霉素的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng),培養(yǎng)后獲得的菌落不能判定是否含有重組質(zhì)粒,原因是含未重組質(zhì)粒(或普通質(zhì)粒)的受體細(xì)胞也能正常生長。為了檢測轉(zhuǎn)基因玉米新品種的培育是否成功,科研工作者在個體水平上的檢測方法是將轉(zhuǎn)基因玉米田間種植后收獲玉米籽粒,檢測其蛋白質(zhì)含量。(3)玉米是重要的釀酒原料,玉米酒的品質(zhì)不只與玉米的品質(zhì)有關(guān),還與酵母菌有關(guān),優(yōu)良的菌種獲得方法除了從自然界中篩選,還可以通過__________________________獲得。用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)前用等體積的臺盼藍(lán)染液染色,觀察到計(jì)數(shù)室一個小方格中的活酵母菌分布如圖2所示。以此小方格中酵母菌數(shù)作為平均數(shù)進(jìn)行計(jì)算,則1mL培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量為____________個。

誘變育種(或基因工程育種)5.6×107解析:優(yōu)良的菌種獲得方法除了從自然界中篩選,還可以通過誘變育種(或基因工程育種)獲得。據(jù)圖2所示,計(jì)數(shù)方法為記上不記下,計(jì)左不計(jì)右,則圖2小格中酵母菌共有7個,由于計(jì)數(shù)前加入了等體積的臺盼藍(lán)染液,所以培養(yǎng)液中酵母菌的濃度約為7×400×104×2=5.6×107個/mL。二、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)知能——高中生物實(shí)驗(yàn)常用方法[專題提能訓(xùn)練]1.(2025·天津一模)下列關(guān)于教材實(shí)驗(yàn)中所涉及的方法、操作和結(jié)論的敘述,正確的是(

)A.孟德爾研究遺傳規(guī)律及摩爾根證明基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)均運(yùn)用了假說—演繹法B.在“胰島素發(fā)現(xiàn)”和“睪丸分泌雄激素”的研究中,將狗胰管結(jié)扎使胰腺萎縮和將公雞的睪丸摘除后又移植都利用了“減法原理”√C.證明DNA半保留復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)和分泌蛋白的合成和運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)都用到放射性同位素標(biāo)記法D.調(diào)查草地中某雙子葉植物的種群密度和探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用時,選取樣方、挑選菌落均要隨機(jī)取樣解析:孟德爾研究遺傳規(guī)律和摩爾根證明基因在染色體上均運(yùn)用了假說—演繹法,A正確。在“胰島素發(fā)現(xiàn)”過程中,將狗胰管結(jié)扎使胰腺萎縮,利用了“減法原理”;在“睪丸分泌雄激素”的研究中,將公雞的睪丸摘除,利用了“減法原理”,后又將睪丸移植回去,利用了“加法原理”,B錯誤。證明DNA半保留復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn),所用的15N是穩(wěn)定性同位素,不具有放射性;分泌蛋白的合成和運(yùn)輸實(shí)驗(yàn),所用的3H是放射性同位素,C錯誤。調(diào)查草地中某雙子葉植物的種群密度采用樣方法,選取樣方的關(guān)鍵是隨機(jī)取樣;探究抗生素對細(xì)菌的選擇作用,是從抑菌圈邊緣取樣,不能隨機(jī)取樣,D錯誤。2.(2025·菏澤模擬)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法在生物學(xué)研究中有著極其重要的作用,高中生物學(xué)涉及的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法主要有:①同位素標(biāo)記法、②熒光染料標(biāo)記法、③染色觀察法、④差速離心法與密度梯度離心法、⑤樣方法、⑥標(biāo)記重捕法、⑦取樣器取樣法等。下列相關(guān)說法錯誤的是

(

)A.①②均可用于物質(zhì)的示蹤或定位B.③主要用于檢測或鑒定物質(zhì)的含量C.分離各種細(xì)胞器可用④中的差速離心法D.⑤⑥⑦均可估算統(tǒng)計(jì)對象的數(shù)量或密度√解析:①同位素標(biāo)記法和②熒光染料標(biāo)記法均可用于物質(zhì)的示蹤或定位,A正確;③染色觀察法主要用于檢測或鑒定物質(zhì)的種類,B錯誤;分離各種細(xì)胞器用④中的差速離心法,C正確;⑤樣方法、⑥標(biāo)記重捕法、⑦取樣器取樣法均可估算統(tǒng)計(jì)對象的數(shù)量或密度,D正確。3.(2024·深圳二模)科學(xué)精神的本質(zhì)就是求真,科學(xué)方法的訓(xùn)練使人擁有嚴(yán)密的邏輯和批判性的思維。下列關(guān)于科學(xué)方法的表述正確的是

(

)A.施萊登和施旺用“完全歸納法”修正細(xì)胞學(xué)說B.細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程反映了“提出假說”的作用C.卡爾文用“同位素標(biāo)記法”追蹤了CO2中氧的去向D.沃森和克里克用“概念模型”揭示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)√解析:施萊登和施旺通過對部分動植物細(xì)胞的觀察和研究,運(yùn)用“不完全歸納法”找到動植物細(xì)胞的共性,建立了細(xì)胞學(xué)說理論,A錯誤;細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的探索過程從提出假說到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,反映了“提出假說”的作用,B正確;卡爾文用“同位素標(biāo)記法”追蹤了CO2中碳的去向,C錯誤;沃森和克里克用“物理模型”揭示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),D錯誤。4.(2025·?？谀M)下列有關(guān)人類對遺傳探究歷史的說法,正確的是

(

)

研究者研究方法研究對象結(jié)論A艾弗里微生物培養(yǎng)小鼠和肺炎鏈球菌小鼠體內(nèi)的“轉(zhuǎn)化因子”是DNAB赫爾希和蔡斯放射性同位素標(biāo)記噬菌體和大腸桿菌DNA是生物體主要的遺傳物質(zhì)C梅塞爾森和斯塔爾同位素標(biāo)記技術(shù)、差速離心法大腸桿菌DNA是半保留復(fù)制D摩爾根假說—演繹法果蠅基因在染色體上√解析:艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA,該實(shí)驗(yàn)沒有使用小鼠作為實(shí)驗(yàn)材料,A錯誤;赫爾希、蔡斯利用放射性同位素標(biāo)記的噬菌體和大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料,證明DNA是遺傳物質(zhì),B錯誤;梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料,利用同位素標(biāo)記技術(shù)和密度梯度離心法證明了DNA的半保留復(fù)制,C錯誤;摩爾根采用假說—演繹法,以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料,證明基因在染色體上,D正確。三、增分主觀大題——生物技術(shù)類主觀題的題點(diǎn)考法集訓(xùn)高考試題對生物技術(shù)類主觀題的考查內(nèi)容多集中于基因工程,其次是發(fā)酵工程,涉及細(xì)胞工程的內(nèi)容相對較少。對發(fā)酵工程的考查常借助生產(chǎn)實(shí)踐情境,結(jié)合微生物細(xì)胞代謝特點(diǎn)對傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理、過程和微生物篩選與計(jì)數(shù)原理進(jìn)行考查;對基因工程的考查主要是針對基因工程各步驟的操作原理進(jìn)行分析,如限制酶、引物的選擇,基因表達(dá)載體的構(gòu)建,基因表達(dá)產(chǎn)物的檢測等;近兩年對基因工程的考查還常與基因的表達(dá)、遺傳規(guī)律相結(jié)合進(jìn)行命題,試題綜合性強(qiáng),難度較高。審答這類問題,首先明確試題設(shè)問的方向,然后聯(lián)系教材知識或平時訓(xùn)練的解題模型,再組織語言解答。這要求復(fù)習(xí)備考時,要特別重視對教材概念、原理、方法、操作流程等知識的理解和融通。1.(2024·全國甲卷,節(jié)選)合理使用消毒液有助于減少傳染病的傳播。某同學(xué)比較了3款消毒液A、B、C殺滅細(xì)菌的效果,結(jié)果如圖所示。回答下列問題。(1)該同學(xué)采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和菌落計(jì)數(shù)法分別測定同一樣品的細(xì)菌數(shù)量,發(fā)現(xiàn)測得的細(xì)菌數(shù)量前者大于后者,其原因是___________

______________________________________________________________________________________________________。

前者無法區(qū)分細(xì)菌的死活,而后者只有活菌才可以長出菌落而被計(jì)數(shù)(且當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,只能觀察到一個菌落)解析:顯微鏡直接計(jì)數(shù)法無法區(qū)分活細(xì)菌和死細(xì)菌,計(jì)數(shù)時均會計(jì)算在內(nèi),而菌落計(jì)數(shù)法需要先對細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng),只有活菌才可以在培養(yǎng)基上生長并形成單菌落(且當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,只能觀察到一個菌落),故顯微鏡直接計(jì)數(shù)法測得的細(xì)菌數(shù)量大于菌落計(jì)數(shù)法。(2)菌落計(jì)數(shù)過程中,涂布器應(yīng)先在酒精燈上灼燒,冷卻后再涂布。灼燒的目的是_____________________________________,冷卻的目的是___________________________________。解析:用稀釋涂布平板法接種微生物時,為避免雜菌污染,需要先將涂布器在酒精燈上灼燒滅菌,冷卻后再蘸取菌液進(jìn)行涂布,防止涂布器溫度過高殺死目的菌種。

滅菌(殺死涂布器上可能存在的微生物)防止涂布器溫度過高殺死目的菌種(3)據(jù)圖可知?dú)⒕Ч詈玫南疽菏莀_______,判斷依據(jù)是__________________________________________________________________________________________________________________

(答出兩點(diǎn)即可)。解析:由題圖可知,本實(shí)驗(yàn)的自變量為處理時間和消毒液種類,隨著處理時間的延長,A、B、C三種消毒液均可以減少活細(xì)菌的數(shù)量,且使用A消毒液的一組活細(xì)菌減少量最大、減少速率最快,所以A消毒液殺菌效果最好。

A相同時間內(nèi)A消毒液組活細(xì)菌的減少速率大于B、C消毒液組;隨著處理時間的延長,A消毒液組活細(xì)菌減少量多于B、C消毒液組2.(2024·安徽高考,節(jié)選)丁二醇廣泛應(yīng)用于化妝品和食品等領(lǐng)域。興趣小組在已改造的大腸桿菌中引入合成丁二醇的關(guān)鍵基因X,以提高丁二醇的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉栴}。(1)擴(kuò)增X基因時,PCR反應(yīng)中需要使用TaqDNA聚合酶,原因是

_________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析:在PCR反應(yīng)中,需要利用高溫使DNA雙鏈解旋,普通的DNA聚合酶在高溫下會變性失活,而TaqDNA聚合酶在高溫條件下依然具有活性,因此擴(kuò)增X基因時,PCR反應(yīng)中需要使用TaqDNA聚合酶。在PCR反應(yīng)中,需要利用高溫使DNA雙鏈解旋,普通的DNA聚合酶在高溫下會變性失活,而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫,在高溫條件下依然具有活性(2)使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶處理質(zhì)粒和X基因,連接后轉(zhuǎn)化大腸桿菌,并涂布在無抗生素平板上(如圖)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步篩選含目的基因菌株的實(shí)驗(yàn)思路是_____________________________

______________________________________________________________

_____________________________________________________________

_______。

在平板中添加氯霉素,再將在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長的菌落利用影印法影印到添加四環(huán)素的培養(yǎng)基中,在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能正常生長的菌落由導(dǎo)入目的基因的菌株形成解析:據(jù)圖可知,使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶處理質(zhì)粒和X基因時,四環(huán)素抗性基因被破壞,氯霉素抗性基因保留,因此能在含氯霉素的培養(yǎng)基上生存,不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存的大腸桿菌即是含目的基因的菌株,據(jù)此可寫出實(shí)驗(yàn)思路(見答案)。(3)大腸桿菌在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行高密度發(fā)酵時,溫度會升高,其原因是_________________________________________。

解析:大腸桿菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸時會釋放大量能量,這些能量絕大多數(shù)以熱能形式釋放,因此大腸桿菌在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行高密度發(fā)酵時,溫度會升高。大腸桿菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸時會釋放大量熱量3.(2024·河北高考,節(jié)選)新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病,我國科學(xué)家將該病毒相關(guān)基因改造為r2HN,使其在水稻胚乳特異表達(dá),制備獲得r2HN疫苗,并對其免疫效果進(jìn)行了檢測。

回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)所用載體的部分結(jié)構(gòu)及其限制酶識別位點(diǎn)如圖所示。其中GtP為啟動子,若使r2HN僅在水稻胚乳表達(dá),GtP應(yīng)為________

_________________________的啟動子。Nos為終止子,其作用為_____________。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識別位點(diǎn)。因此,可選擇限制酶__________和__________對r2HN基因與載體進(jìn)行酶切,用于表達(dá)載體的構(gòu)建。

在水稻胚乳中特異表達(dá)的基因終止轉(zhuǎn)錄過程HindⅢ

EcoRⅠ解析:根據(jù)題意可知,若使r2HN僅在水稻胚乳表達(dá),GtP(啟動子)應(yīng)為在水稻胚乳中特異表達(dá)的基因的啟動子。Nos為終止子,其作用為終止轉(zhuǎn)錄過程。由圖可知,GtP內(nèi)部含有KpnⅠ的酶切位點(diǎn),用KpnⅠ酶切會破壞啟動子,Nos上游和下游均含有SacⅠ的酶切位點(diǎn),用SacⅠ酶切會使重組基因表達(dá)載體缺失終止子,故構(gòu)建基因表達(dá)載體時,可選擇限制酶HindⅢ和EcoRⅠ對r2HN基因與載體進(jìn)行酶切。(2)獲得轉(zhuǎn)基因植株后,通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)行研究。此類植株自交一代后,r2HN純合體植株的占比為_____。選擇純合體進(jìn)行后續(xù)研究的原因是________________。

解析:選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)行自交一代,根據(jù)分離定律,r2HN純合體植株占1/4。由于純合體植株遺傳性狀穩(wěn)定,故選擇r2HN純合體植株進(jìn)行后續(xù)研究。1/4

遺傳性狀穩(wěn)定(3)利用水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點(diǎn)是________

________________________________

(答出兩點(diǎn)即可)。

解析:利用水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗,有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高、生物安全性較高、提取和處理目標(biāo)產(chǎn)物簡易等優(yōu)點(diǎn)。成本低、生物安全性較高(答案合理即可)4.(2024·重慶高考,節(jié)選)大豆是重要的糧油作物,提高大豆產(chǎn)量是我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要任務(wù)。我國研究人員發(fā)現(xiàn),基因S在大豆品種DN(種子較大)中的表達(dá)量高于品種TL(種子較小),然后克隆了該基因(兩品種中基因S序列無差異)及其上游的啟動子序列,并開展相關(guān)研究。(1)通過基因工程方法,將DN克隆的“啟動子D+基因S”序列導(dǎo)入無基因S的優(yōu)質(zhì)大豆品種YZ。根據(jù)題圖所示信息(不考慮未標(biāo)明序列)判斷構(gòu)建重組表達(dá)載體時,為保證目標(biāo)序列的完整性,不宜使用的限制酶是____________;此外,不宜同時選用酶SpeⅠ和XbaⅠ,原因是___________________________________________________

______________________。

Eco