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河北衡水中学2025-2026学年高二下学期期末综合素质评价 生物试题(含解析)
展开 这是一份河北衡水中学2025-2026学年高二下学期期末综合素质评价 生物试题(含解析),共20页。试卷主要包含了单项选择题,多选题,简答题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(共25题,1-20题,每题1分,21-15题,每题2分,共30分,每道题只有一个正确选项)
1. 下列有关传统发酵技术的叙述错误的是( )
A. 传统发酵以混合菌种的固体或半固体发酵为主
B. 腐乳的发酵毛霉将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,使味道鲜美
C. 制作泡菜时,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
D. 葡萄酒制作完成后,进行果醋发酵需改变的环境条件主要是温度和氧气浓度
2. 下列关于发酵工程基本环节的叙述,正确的是( )
A. 发酵工程中所用的菌种都需通过基因工程构建
B. 培养基在配制后可直接接入菌种进行发酵
C. 发酵工程的中心环节是菌种的扩大培养
D. 发酵过程中需严格控制温度、pH和溶解氧等条件
3. 下列有关微生物培养与应用技术的叙述,正确的是( )
A. 最后一次划线末端与第一次划线首端相连,有利于酵母菌的分离
B. 若要检测水中大肠杆菌是否超标,待检测水样需要经过灭菌后再检测
C. 用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值低
D. 采用稀释涂布平板法接种后,不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单菌落
4. 为了提高甜叶菊的繁育率,科研人员采用如图所示方法培育。下列有关说法错误的是( )
A. 过程①所用的外植体需用酒精和次氯酸钠溶液先后进行消毒
B. ①过程的目的是使已分化细胞失去其特有的结构和功能
C. 获得的试管苗需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中,待其长壮后再移栽入土
D. 从分生区取材培养获得的试管苗能抵抗病毒侵染,可避免甜叶菊品质退化
5. 下列关于动物细胞培养及干细胞的应用的叙述,正确的是( )
A. 人体内的干细胞有ES细胞、成体干细胞、iPS细胞三类
B. 动物细胞培养需要CO2,CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
C. iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化,iPS细胞类似胚胎干细胞
D. 动物细胞培养时,可以用胃蛋白酶将组织分散成单个细胞
6. 蛇毒种类繁多,制备单克隆抗体可以快速检测伤口毒液种类,下列说法正确的是( )
A. 将蛇毒注入小鼠体内进行免疫并从小鼠骨髓中获取相应已免疫的B淋巴细胞
B. 采用灭活病毒诱导法进行细胞融合时,介导融合利用了病毒表面的糖蛋白
C. 筛选能在选择培养基上生存的杂交瘤细胞进行培养就能获得大量单克隆抗体
D. 若控制某种蛇毒产生的基因出现突变,已经制备好的单克隆抗体仍旧有效
7. 下列关于动物细胞核移植技术应用的叙述,错误的是( )
A. 利用体细胞核移植技术,可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
B. 利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物的细胞、组织或器官可用于异种移植
C. 克隆动物与供核动物的遗传性状完全相同,原因是遗传物质主要分布在细胞核中
D. 体细胞核移植的成功率非常低,人类对克隆技术的应用还有很多问题需要解决
8. 下列有关体外受精的叙述错误的是( )
A. 精细胞变形为精子后,细胞核分布在头部,线粒体主要分布在尾部
B. 采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理
C. 精子和卵细胞的识别过程中,两个细胞的细胞膜可直接接触传递信息
D. 在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会立即发生生理反应拒绝多精入卵
9. 下列关于哺乳动物早期胚胎发育及其应用的叙述,正确的是( )
A. 受精卵至囊胚的每个细胞均是全能细胞
B. 桑葚胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
C. 孵化是透明带破裂、原肠胚从透明带中伸展出来的过程
D. 桑葚胚均等分割并移植获得多个后代的过程属于无性生殖
10. 下列关于胚胎移植的叙述正确的是( )
A. 经胚胎移植产生的个体一定是无性生殖的后代
B. 欲获得更多的胚胎可对囊胚的滋养层细胞进行均等分割
C. 同种生物的早期胚胎移植之前无需检测是否存在免疫排斥
D. 胚胎移植的优势是可以充分发挥受体的繁殖潜力
11. 下列关于胚胎工程的叙述错误的是( )
A. 早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系
B. 动物的受精和早期胚胎发育的研究为胚胎工程提供了理论基础
C. 试管牛的遗传特性和性别不受受体母牛的影响
D. 作为胚胎工程的最终技术环节,胚胎移植后无需对受体进行检查
12. 下列关于现代生物技术安全性的叙述,正确的是( )
A. 转基因作物及其产品进入市场前,无需经过严格的安全性评估
B. 利用动物体细胞克隆技术培育的个体,不会存在伦理方面的争议
C. 基因编辑技术在医学领域的应用,需严格遵循相关伦理准则以防止滥用
D. 生殖性克隆面对伦理问题,而治疗性克隆不会面临伦理问题
13. AI与蛋白质工程结合将引发下一代生物技术革命,AI预测可加速蛋白质结构解析、功能优化和设计,蛋白质工程基于蛋白质结构和功能,定点突变或片段替换进行改造蛋白质。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质工程的设计思路和天然蛋白质合成的过程是一样的
B. 基因工程可以制造出大自然中没有的蛋白质满足人类的需求
C. 多肽链上的氨基酸被替换,对应的mRNA上碱基序列也改变
D. 蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列
14. 大肠杆菌经溶菌酶和研磨液处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述错误的是( )
A. 提取DNA时可加入等体积的预冷却的酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B. 将提取的DNA溶于2ml/L的NaCl溶液后,加入二苯胺试剂后即可呈现蓝色
C. 电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D. 由电泳结果推测,质粒上有一个限制酶I和Ⅱ的切点,两个限制酶Ⅲ的切点
15. 多重PCR是指在反应体系中加入多种引物,最终扩增出多种目的DNA片段的技术,如下图。相关叙述错误的是( )
A. 多重PCR加入的引物之间不能互补配对形成局部双链
B. 不同对引物的退火温度差异越大,扩增的特异性越强
C. 多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测
D. 多重PCR可用于多种病原体感染的检测
16. 现代生物技术与生命安全息息相关,既可以造福于人类,也可能引起一系列的安全和伦理问题。下列叙述正确的是( )
A. 生物武器包括两大类,如致病菌类、病毒类
B. 克隆技术可用于器官移植,也能进行人体克隆
C. 只利用基因工程技术就可以让工程菌批量生产干扰素
D. 我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器
17. 水平基因转移是指生物体通过非生殖方式在不同物种或个体之间传递遗传物质的过程。与传统的亲代传递给子代不同,水平基因转移允许基因跨物种流动。下列生物技术中发生的基因转移不属于水平基因转移的是( )
A. 将含人胰岛素基因的表达载体导入大肠杆菌,生产人胰岛素
B. 普通小麦与黑麦杂交,诱导子代染色体加倍获得耐寒的小黑麦
C. 将药用蛋白基因及其调控元件导入受精卵获得动物乳腺生物反应器
D. 借助腺病毒载体将健康人的正常基因转入患者体内进行基因治疗
18. RT- PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术,可以用来检测RNA病毒,具体过程如下,有关叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ需用到游离的脱氧核苷酸、逆转录酶、核酸酶等
B. 利用RT—PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流
C. 图中单链cDNA在PCR扩增n次后,理论上需要引物B 2n-1个
D. 该技术提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量,提高了检测的灵敏度
19. 下列关于制备单克隆抗体的叙述正确的是( )
A. 制备单克隆抗体的过程只涉及动物细胞融合技术
B. 诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合时,只能使用灭活的病毒进行诱导
C. 诱导融合后需利用选择培养基进行筛选,以淘汰未融合的亲本细胞
D. 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞可通过体外培养或注入小鼠腹腔内增殖
20. 同尾酶指识别位点不同但能切出相同黏性末端的限制酶;同裂酶指具有相同识别序列的限制酶(切割位点相同或不同均可)几种基因工程中常用的限制酶如表所示。下列叙述错误的是( )
A. HinPⅡ和HhaI为同裂酶,切出的黏性末端不同
B. HinPⅡ和HpaⅡ切割的产物连接后,其序列不能被GlaⅠ切割
C. 某质粒仅含1个GlaⅠ的识别位点,则该质粒能被NarⅠ切割的概率为1/5
D. HinPⅡ和NarⅠ为同尾酶,它们切割的产物连接后的序列能被GlaⅠ切割
21. 某种嗜盐细菌合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA),可用于制造无污染的“绿色塑料”。下图是从咸水湖中寻找PHA的高产菌种的过程。下列叙述错误的是( )
A. 配制步骤②③④的培养基时,需要相对高浓度的盐溶液
B. 最终获得的目标菌株,具有细菌数量与PHA含量的比值大的特征
C. 步骤③要使用固体培养基培养细菌,才能获得单菌落并纯化菌株
D. 若从土壤中寻找菌种,可能在②之前要对土壤浸出液进行梯度稀释
22. 如图表示植物细胞工程应用的相关操作,相关叙述正确的是( )
A. 上述应用得到的植株体细胞中的染色体数均相同
B. A途径中发生的可遗传变异主要有基因突变和基因重组,该方法属于无性生殖
C. B途径是单倍体育种,与杂交育种相比该育种方法可以明显缩短育种年限
D. E途径体现了植物细胞全能性,且次生代谢物是植物生长所必需的
23. D基因位于X染色体上,X染色体发生图示断裂,且断裂点I、Ⅱ间的染色体片段发生颠倒重接会使D基因的结构改变。用PCR技术对变异后的D基因进行扩增,下列叙述正确的是( )
注:S1和S2、R1,和R2为相应的引物。
A. 选择引物S1和R1,DNA聚合酶只能沿引物的3′端连接脱氧核苷酸
B. 选择引物S2和R2,4种引物均是具有特定碱基排列顺序的短单链核酸
C. 选择引物S1和R1,引物在延伸阶段(72℃时)与模板链结合并开始工作
D. 选择引物S1和R2,至少消耗6个引物后才能得到等长的变异后的D基因
24. 水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸,龙胆酸可被细胞利用。科研人员欲将水杨酸羟化酶基因与红色荧光蛋白基因(mrfp)连接成融合基因,导入工程菌中,以实现对水杨酸的动态监测和清除,基因结构如图所示。现欲通过PCR判断融合基因的连接方向是否正确,应选用的引物组合是( )
A. 引物1和引物3B. 引物1和引物4
C. 引物1和引物2D. 引物2和引物4
25. 引物是PCR反应体系的重要的组分,下图为某目的基因的两端的部分碱基序列,下列选项中的短单链核酸,哪个为扩增该目的基因的最佳的引物( )
A. 5'—ATGCCCAAGATCCGTCAGATC………GAACAC—3'
B. 5'—ATGCCCAAGATCCGTCAGATC—3'
C. 5'—ATGCCCAAGATCCGTCATCTTGGG—3'
D. 3'—TACGGGTTCTAGGCAGTCTTA—5'
二、多选题(共5题,每题3分,共15分,全部选对得3分,少选得1分)
26. 某实验小组采用纸片扩散法对大肠杆菌进行4种抗生素的药物敏感实验,将菌液均匀涂布于固体培养基,贴上浸不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片,在适宜条件培养后测量抑菌圈直径,结果如下表。下列说法正确的是( )
A. 设置“浸无菌水”的对照组可排除滤纸片本身对实验的影响
B. 选用抗生素甲对大肠杆菌进行抑制效果更稳定
C. 若抑菌圈中出现一个菌落,可能是大肠杆菌发生基因突变所致
D. 需先在酒精灯火焰上对涂布器进行消毒,待冷却后再在灯焰旁进行涂布
27. 为了优化胚胎移植技术,研究人员探究了不同移植部位和受体母羊移植经历对同期发情及胚胎移植效果的影响,实验结果如下表。下列相关叙述正确的有( )
A. 为实现同期发情,通常对供、受体母羊注射促性腺激素
B. 受体母羊有移植经历可能会降低后续胚胎移植的产活羔率
C. 母羊进行重复移植时,选择子宫角作为胚胎移植部位更合适
D. 胚胎移植前要检查胚胎的质量,并在囊胚或原肠胚阶段移植
28. 人胰岛素分子容易聚合导致药效降低,可采用PCR技术改造人胰岛素基因(下图),下列说法错误的是( )
A. PCR过程中需要两种引物,经过3轮循环可得到目标基因
B. 通过电泳检测PCR产物,不能确定基因是否改造成功
C. 30轮PCR后,所得突变基因和正常基因含量相当
D. 以一个DNA为模板经3次循环需消耗突变引物8个
29. 启动子包括组成型启动子(在不同组织、部位都能持续表达)和诱导型启动子(只有在激活物存在时才表达)。为快速检测水体中的污染物S,科研人员构建了如下的基因表达载体,将其导入大肠杆菌,通过检测红色荧光的强度估计待测水体中S的相对浓度。已知调控蛋白具有启动红色荧光蛋白基因表达的作用。下列说法错误的是( )
A. 启动子位于基因编码序列的上游,为DNA聚合酶提供结合的位点
B. 调控蛋白基因和红色荧光蛋白基因转录时的反义链(模板链)为同一条链
C. 需通过数据库获取红色荧光蛋白基因的全部碱基序列设计引物进行扩增
D. 启动子1和启动子2应分别选择组成型启动子和诱导型启动子
30. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达,研究人员在图1所示PCR基础上构建图2所示的表达载体,以检测双向启动子的作用效果。下列分析正确的是( )
A. 用图1PCR技术获取GUS基因时,应选择引物1和4
B. 图1PCR至少需经过5次循环才可获得16个双链等长的GUS基因
C. 对含LUC基因的重组质粒用SalⅠ和SphⅠ酶切后可构建图2所示载体
D. 导入图2表达载体的转基因农杆菌可在含有壮观霉素的培养基上生长
三、简答题(共5题,总分55分,请将答案写在答题卡相应位置)
31. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子产生淀粉酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的___________过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,___________(“能”或“不能”)同时产生乙酸和乳酸。
(3)主发酵阶段在菌种活化的过程中,需定时取样,检测酵母的生长状况。可利用稀释涂布平板法检测酵母菌的数量,其原理是___________。也可以利用显微镜直接统计计数,若某次样品经3次10倍稀释后,在25×16型血细胞计数板上统计的5个中格中的细胞数为244个,该样品中酵母细胞的密度为___________个/mL。
(4)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应___________(填“延长”或“缩短”)排气时间间隔。
(5)敲除酿酒酵母中的某个蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。用蛋白固体培养基筛选敲除了该基因的酵母菌,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。筛选时,应选择透明圈___________(“较大”或“较小”)的菌落。
32. Ⅰ.供体细胞的分化状态和表观遗传修饰模式是影响体细胞核移植胚胎发育的重要因素。为研究供体细胞RNAm6A修饰(即RNA某位点的甲基化)水平对猪核移植胚胎发育的影响,研究者进行系列实验。
(1)核移植的受体是去核的卵母细胞,激活重构胚的方法有电刺激、Ca2+载体、___________(答出两种)。胚胎移植实质上是早期胚胎___________。
(2)RNAm6A修饰可通过提高mRNA结构稳定性来影响早期胚胎发育。猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞。研究者比较了两细胞内RNAm6A修饰水平及其作为核供体时重构胚的发育效率,结果如图1、2,结果表明,核供体细胞的分化程度越高,___________越低。
Ⅱ.兰花人工种子由人工种皮、原球茎和人工胚乳构成,原球茎是由胚性细胞组成、形态类似球茎的结构,可发育成完整植株,人工胚乳可调控原球茎的休眠,并为原球茎的发育提供营养成分和激素。回答下列问题:
(3)从盆兰花获取茎尖,这些茎尖作为___________经消毒处理后接种于培养基,茎尖通过___________(填过程)后生长为原球茎。原球茎在发芽培养基上可很快长出幼叶,然后在生根培养基中形成完整植株。
(4)将原球茎切成小块,转入增殖培养基进行继续培养,可以得到大量原球茎,实现兰花的快速繁殖。在增殖培养基中添加椰子水,原球茎会长得更饱满。不同成熟度椰子的椰子水对原球茎生长的促进效果不同,推测原因是不同成熟度椰子的椰子水中营养物质和___________的含量存在差异。
(5)某实验研究发现,与添加用过滤除菌法处理的椰子水(A组)相比,人工胚乳中添加用湿热灭菌法处理的椰子水(B组)使原球茎的休眠时间变短。研究人员推测B组原球茎休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。作出上述推测的依据是:椰子水中有脱落酸;___________;脱落酸不耐高温。
33. 合成生物学可通过人工设计基因线路、利用基因工程技术改造微生物与植物,实现基因时序表达、作物性状改良等精准调控。回答下列有关基因工程与合成生物学应用的问题:
Ⅰ.人工构建“基因振荡器”,可以在微生物细胞内精准控制基因周期性地表达。
(1)研究者合成了如图所示的PB-A、PC-B、PA-C、PB-GFP(GFP为绿色荧光蛋白基因)四种目的基因,将这些基因插入质粒,构建了表达载体。除了切割产生不同的黏性末端外,选择的限制酶还应满足的条件是在目的基因和其他基因内部___________。
(2)检测发现,GFP的表达量出现明显的周期性波动,反映出细胞内基因表达的“振荡”。具体机制可以解释为:在一个波动周期内,当基因B表达量增加时,对于基因A表达的作用是___________(填“抑制”或“促进”),对基因C表达的抑制作用是___________(“增强”或“减弱”),最终导致基因B表达量减少;相似的机制又会使基因B表达量重新增加。
Ⅱ.科研人员根据获得的红花转录因子基因(CtWRI1)的cDNA序列设计引物,通过PCR获得CtWRI1编码序列,并通过烟草遗传转化对其功能进行研究。图甲为实验过程中使用的Ti质粒图谱及T-DNA结构,其中Rifr代表利福平抗性基因,bar代表除草剂抗性基因,LB和RB分别代表T-DNA的左边界和右边界。图乙为不同限制酶的识别序列及切割位点和CtWRI1的结构及转录方向。回答下列问题:
(3)为了将CtWRI1编码序列与图甲中的Ti质粒正确连接,构建引物F和引物R时应在其___________(填“5′”或“3′”)端分别添加___________酶和___________酶的识别序列,通过酶切和连接后可获得连接产物。
(4)CtWRI1转录的模板链的碱基序列为:5′-TTAGCCT……TACCGACAT-3′,请写出引物R的前10位碱基序列:5′___________3′。
(5)通过___________法将CtWRI1编码序列导入烟草细胞,利用含___________的培养基对烟草细胞进行筛选。
34. PCR技术可以用于获取、扩增、检测和鉴定目的基因,还可以在目的基因两端添加某序列等,如图所示。回答下列问题:
(1)图示目的基因的β链的___________(填“左”或“右”)端为5′端。
(2)与DNA复制相比,PCR的每次循环一般分为三步,其中___________所需的温度最高。PCR不需要解旋酶的原因是___________。
(3)引物是一小段___________(填“单”或“双”)链核酸,引物Ⅰ的设计依据是___________。
(4)通过PCR技术检测目的基因时(如图中过程③),可利用引物Ⅰ和引物Ⅲ而不用引物Ⅰ和引物Ⅱ,原因是___________。用琼脂糖凝胶电泳法鉴定PCR产物时,先将得到的产物与含指示剂的凝胶载样缓冲液混合,再将混合液缓慢加入凝胶加样孔,接通电源后,待___________时,停止电泳。
35. 辣椒遗传转化的成功率低,筛选难度大。研究人员以甜菜红素合成基因RUBY为核心构建了可视化载体pKSE-RUBY,使重组细胞在愈伤组织阶段即可表现出肉眼可见的红色,大幅提高了辣椒转化、筛选的效率。载体构建过程如下图所示:
根据图中信息回答以下问题:
(1)扩增基因:扩增RUBY时,上游引物应选择引物___________(填序号)。
(2)处理载体:线性化的载体能提高同源重组的效率,图中以EcRⅠ切开质粒pKSE,再用___________将黏性末端补平,获得线性化载体。
(3)同源重组:由于目的基因与线性化载体的同源区段可发生交换,因此在RUBY两侧需引入同源臂。
①同源臂包含限制酶识别序列及15个碱基对组成的特异性序列,为保证EcRⅠ能在重组质粒上RUBY基因两侧进行切割,下游引物的5′端需添加___________个核苷酸,写出下游引物额外添加序列中3′端的10个碱基:5′___________3′。
(4)鉴定质粒:已知pKSE的全长为16437 bp,RUBY基因全长为3951 bp,则重组质粒经EcRⅠ切割后,再将黏性末端补平,会得到长度为___________bp和___________bp的片段。
生物
(考试时间:90分钟 试卷分值:100分)
一、单项选择题(共25题,1-20题,每题1分,21-15题,每题2分,共30分,每道题只有一个正确选项)
1. 下列有关传统发酵技术的叙述错误的是( )
A. 传统发酵以混合菌种的固体或半固体发酵为主
B. 腐乳的发酵毛霉将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,使味道鲜美
C. 制作泡菜时,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
D. 葡萄酒制作完成后,进行果醋发酵需改变的环境条件主要是温度和氧气浓度
答案:C
解析:
解答过程:A、传统发酵利用自然存在的混合菌种进行发酵,通常以固体发酵或半固体发酵为主,A不符合题意;
B、腐乳发酵过程中,毛霉等微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,使腐乳味道鲜美,B不符合题意;
C、制作泡菜需要严格保证无氧环境,乳酸菌是厌氧菌,开盖放气会使氧气进入,抑制乳酸菌代谢同时易造成杂菌污染,即使有少量产气菌繁殖,发酵产生的气体可通过泡菜坛的水封结构溢出,无需开盖放气,C符合题意;
D、葡萄酒制作是酵母菌在18~25℃、无氧条件下进行酒精发酵,果醋发酵是好氧型醋酸菌在30~35℃、有氧条件下发酵,因此果酒转果醋发酵主要需调整温度和氧气浓度,D不符合题意。
2. 下列关于发酵工程基本环节的叙述,正确的是( )
A. 发酵工程中所用的菌种都需通过基因工程构建
B. 培养基在配制后可直接接入菌种进行发酵
C. 发酵工程的中心环节是菌种的扩大培养
D. 发酵过程中需严格控制温度、pH和溶解氧等条件
答案:D
解析:
解答过程:A、发酵工程的菌种来源包括自然界筛选、诱变育种和基因工程构建等多种方式,并不是所有菌种都必须通过基因工程获得,A错误;
B、培养基配制后,必须进行严格的灭菌操作,以杀灭杂菌,避免对后续发酵造成污染,不能直接接入菌种,B错误;
C、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程;菌种的扩大培养属于发酵前的准备环节,并非中心环节,C错误;
D、在发酵过程中,温度、pH和溶解氧等环境条件直接影响菌种的生长和代谢产物的合成,需要严格监测和控制,D正确。
3. 下列有关微生物培养与应用技术的叙述,正确的是( )
A. 最后一次划线末端与第一次划线首端相连,有利于酵母菌的分离
B. 若要检测水中大肠杆菌是否超标,待检测水样需要经过灭菌后再检测
C. 用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值低
D. 采用稀释涂布平板法接种后,不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单菌落
答案:C
解析:
解答过程:A、平板划线法通过逐步划线稀释菌体以获得单菌落,若最后一次划线末端与第一次划线首端相连,无法达到稀释菌体的效果,不能得到单菌落,不利于酵母菌的分离,A错误;
B、若待检测水样先经过灭菌,会杀死水中的大肠杆菌,导致无法准确检测大肠杆菌的实际含量,B错误;
C、用稀释涂布平板法进行微生物计数时,若两个或多个活菌连在一起,平板上只会形成一个菌落,因此统计的菌落数往往低于实际活菌数,C正确;
D、若菌液浓度过高,涂布后菌体密度过大,会出现多个菌落重叠的情况,无法形成单菌落,只有稀释度适宜的菌液才可在培养基表面形成单菌落,D错误。
4. 为了提高甜叶菊的繁育率,科研人员采用如图所示方法培育。下列有关说法错误的是( )
A. 过程①所用的外植体需用酒精和次氯酸钠溶液先后进行消毒
B. ①过程的目的是使已分化细胞失去其特有的结构和功能
C. 获得的试管苗需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中,待其长壮后再移栽入土
D. 从分生区取材培养获得的试管苗能抵抗病毒侵染,可避免甜叶菊品质退化
答案:D
解析:
解答过程:A、植物组织培养中,外植体消毒的常规操作是先后用酒精、次氯酸钠溶液进行消毒,避免杂菌污染,A正确;
B、过程①是脱分化,该过程的作用是让已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,形成未分化的愈伤组织,B正确;
C、试管苗的适应能力较弱,需要先移栽到消过毒的蛭石或珍珠岩中炼苗,待长势健壮后再移栽到土壤中,C正确;
D、分生区病毒少甚至无病毒,因此培养获得的是脱毒苗,脱毒苗仅本身不带病毒,可避免病毒导致的品质退化,并不具备抵抗病毒侵染的能力,D错误。
5. 下列关于动物细胞培养及干细胞的应用的叙述,正确的是( )
A. 人体内的干细胞有ES细胞、成体干细胞、iPS细胞三类
B. 动物细胞培养需要CO2,CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
C. iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化,iPS细胞类似胚胎干细胞
D. 动物细胞培养时,可以用胃蛋白酶将组织分散成单个细胞
答案:C
解析:
解答过程:A、iPS细胞是人工诱导体细胞得到的诱导多能干细胞,不属于人体内天然存在的干细胞类型,人体内的干细胞主要分为胚胎干细胞(ES细胞)和成体干细胞两类,A错误;
B、动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的pH,不是刺激细胞呼吸,B错误;
C、iPS细胞为诱导多能干细胞,分化能力类似胚胎干细胞,可在适当诱导条件下定向分化为特定的组织、细胞,C正确;
D、胃蛋白酶的最适pH为酸性,而动物细胞培养液的pH为中性偏碱,胃蛋白酶在此环境中会失活,因此需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞,D错误。
6. 蛇毒种类繁多,制备单克隆抗体可以快速检测伤口毒液种类,下列说法正确的是( )
A. 将蛇毒注入小鼠体内进行免疫并从小鼠骨髓中获取相应已免疫的B淋巴细胞
B. 采用灭活病毒诱导法进行细胞融合时,介导融合利用了病毒表面的糖蛋白
C. 筛选能在选择培养基上生存的杂交瘤细胞进行培养就能获得大量单克隆抗体
D. 若控制某种蛇毒产生的基因出现突变,已经制备好的单克隆抗体仍旧有效
答案:B
解析:
解答过程:A、已免疫、可分泌特异性抗体的B淋巴细胞需要从小鼠的脾脏中获取,骨髓是B细胞分化成熟的场所,无法获取已免疫的B淋巴细胞,A错误;
B、灭活病毒诱导动物细胞融合的原理是病毒表面的糖蛋白可与细胞膜上的糖蛋白相互作用,介导细胞膜发生融合,B正确;
C、选择培养基仅能筛选出杂交瘤细胞,这类细胞不一定能产生针对蛇毒的特异性抗体,还需要进一步做克隆化培养和抗体阳性检测,筛选出符合要求的杂交瘤细胞后进行培养才能获得单克隆抗体,C错误;
D、抗体具有特异性,仅能识别特定的抗原决定簇,若控制蛇毒合成的基因发生突变,蛇毒的抗原结构会发生改变,原有单克隆抗体无法识别突变后的蛇毒,将失去效果,D错误。
7. 下列关于动物细胞核移植技术应用的叙述,错误的是( )
A. 利用体细胞核移植技术,可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育
B. 利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物的细胞、组织或器官可用于异种移植
C. 克隆动物与供核动物的遗传性状完全相同,原因是遗传物质主要分布在细胞核中
D. 体细胞核移植的成功率非常低,人类对克隆技术的应用还有很多问题需要解决
答案:C
解析:
解答过程:A、体细胞核移植技术可快速获得与供核优良家畜性状高度相似的个体,能够加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育,A正确;
B、通过体细胞核移植技术培育的转入特定基因的克隆动物,其细胞、组织或器官可降低异种移植时的免疫排斥反应,可作为异种移植的供体,B正确;
C、克隆动物的细胞核遗传物质来自供核动物,但细胞质遗传物质来自提供去核卵母细胞的个体,同时生物的性状还受环境因素影响,因此克隆动物与供核动物的遗传性状并非完全相同,C错误;
D、目前体细胞核移植的成功率仍然很低,还存在克隆动物健康问题、伦理争议等诸多有待解决的问题,D正确。
8. 下列有关体外受精的叙述错误的是( )
A. 精细胞变形为精子后,细胞核分布在头部,线粒体主要分布在尾部
B. 采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理
C. 精子和卵细胞的识别过程中,两个细胞的细胞膜可直接接触传递信息
D. 在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会立即发生生理反应拒绝多精入卵
答案:D
解析:
解答过程:A、精细胞变形为精子时,细胞核成为精子头部的主要结构,线粒体集中在尾部基部形成线粒体鞘,为精子运动供能,A正确;
B、采集的卵母细胞需体外培养至减数第二次分裂中期才具备受精能力,采集的精子需经获能处理后才能完成受精,B正确;
C、精子和卵细胞通过细胞膜直接接触完成识别,属于细胞间直接接触传递信息的方式,C正确;
D、阻止多精入卵的第一道屏障是透明带反应,发生在精子触及卵细胞膜的瞬间;卵细胞膜反应是第二道屏障,发生在精子进入卵细胞之后,D错误。
9. 下列关于哺乳动物早期胚胎发育及其应用的叙述,正确的是( )
A. 受精卵至囊胚的每个细胞均是全能细胞
B. 桑葚胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
C. 孵化是透明带破裂、原肠胚从透明带中伸展出来的过程
D. 桑葚胚均等分割并移植获得多个后代的过程属于无性生殖
答案:D
解析:
解答过程:A、受精卵发育至桑葚胚阶段的所有细胞都具有全能性,但囊胚阶段细胞已分化为滋养层细胞和内细胞团,滋养层细胞不具备全能性,由此可知并非囊胚的每个细胞都是全能细胞,A错误;
B、桑葚胚阶段细胞尚未分化,没有出现内细胞团,内细胞团是囊胚的结构,将来发育成胎儿的各种组织,B错误;
C、孵化是指囊胚进一步扩大导致透明带破裂,囊胚从透明带中伸展出来的过程,发生在囊胚阶段,不是原肠胚阶段,C错误;
D、对桑葚胚进行均等分割后移植获得多个后代的过程,没有经过两性生殖细胞的结合,属于无性生殖,D正确。
10. 下列关于胚胎移植的叙述正确的是( )
A. 经胚胎移植产生的个体一定是无性生殖的后代
B. 欲获得更多的胚胎可对囊胚的滋养层细胞进行均等分割
C. 同种生物的早期胚胎移植之前无需检测是否存在免疫排斥
D. 胚胎移植的优势是可以充分发挥受体的繁殖潜力
答案:C
解析:
解答过程:A、胚胎移植的胚胎来源既可以是体外受精(有性生殖)得到的胚胎,也可以是核移植(无性生殖)得到的胚胎,因此经胚胎移植产生的个体不一定是无性生殖后代,A错误;
B、对囊胚阶段的胚胎进行分割时,需要对内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,无需对滋养层细胞均等分割,B错误;
C、胚胎移植的生理学基础之一是受体子宫对外来的同种早期胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此移植前无需检测免疫排斥,C正确;
D、胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良供体的繁殖潜力,受体仅承担孕育胚胎的职能,并非发挥受体的繁殖潜力,D错误。
11. 下列关于胚胎工程的叙述错误的是( )
A. 早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系
B. 动物的受精和早期胚胎发育的研究为胚胎工程提供了理论基础
C. 试管牛的遗传特性和性别不受受体母牛的影响
D. 作为胚胎工程的最终技术环节,胚胎移植后无需对受体进行检查
答案:D
解析:
解答过程:A、早期胚胎形成后的一定时间内处于游离状态,不会与母体子宫建立组织上的联系,这是胚胎移植过程中可以收集到早期胚胎的生理学基础,A正确;
B、动物的受精机制和早期胚胎的发育规律是胚胎工程的理论基础,相关研究为胚胎工程技术的发展提供了理论支撑,B正确;
C、试管牛的遗传物质来自供体公牛和供体母牛,其遗传特性和性别在受精阶段就已经确定,受体母牛仅为胚胎发育提供孕育场所,不会影响其遗传特性和性别,C正确;
D、胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节,胚胎移植后需要对受体进行是否妊娠的检查,后续还需对分娩过程进行监护,D错误。
12. 下列关于现代生物技术安全性的叙述,正确的是( )
A. 转基因作物及其产品进入市场前,无需经过严格的安全性评估
B. 利用动物体细胞克隆技术培育的个体,不会存在伦理方面的争议
C. 基因编辑技术在医学领域的应用,需严格遵循相关伦理准则以防止滥用
D. 生殖性克隆面对伦理问题,而治疗性克隆不会面临伦理问题
答案:C
解析:
解答过程:A、转基因作物及其产品可能存在食品安全、生态安全等潜在风险,进入市场前必须经过严格的安全性评估,A错误;
B、若将动物体细胞克隆技术应用于人类生殖性克隆,会存在严重的伦理争议,因此该技术的应用并非不存在伦理方面的争议,B错误;
C、基因编辑技术如果被滥用(如随意编辑人类生殖细胞、开展非医疗目的的基因改造等)会带来严重的伦理和社会问题,因此其在医学领域的应用需严格遵循相关伦理准则,C正确;
D、治疗性克隆需要利用人类胚胎开展相关操作,涉及胚胎的生命伦理等问题,同样会面临伦理争议,D错误。
13. AI与蛋白质工程结合将引发下一代生物技术革命,AI预测可加速蛋白质结构解析、功能优化和设计,蛋白质工程基于蛋白质结构和功能,定点突变或片段替换进行改造蛋白质。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质工程的设计思路和天然蛋白质合成的过程是一样的
B. 基因工程可以制造出大自然中没有的蛋白质满足人类的需求
C. 多肽链上的氨基酸被替换,对应的mRNA上碱基序列也改变
D. 蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列
答案:C
解析:
解答过程:A、天然蛋白质的合成遵循中心法则,由DNA转录得到mRNA,再翻译合成蛋白质;而蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发,逆向设计蛋白质结构、推导氨基酸序列、获得对应的改造基因,二者设计思路完全不同,A错误;
B、基因工程的实质是将一种生物的基因转移到另一种生物体内,表达出自然界中已经存在的蛋白质,无法制造自然界不存在的全新蛋白质,B错误;
C、氨基酸是由mRNA上的密码子决定的,若多肽链上的氨基酸被替换,说明对应的密码子发生了改变,因此mRNA上的碱基序列也会改变,C正确;
D、蛋白质工程可通过定点突变或片段替换定向改造蛋白质,仅需要改变对应功能区域的氨基酸序列,不需要改变所有氨基酸序列,D错误。
14. 大肠杆菌经溶菌酶和研磨液处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述错误的是( )
A. 提取DNA时可加入等体积的预冷却的酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B. 将提取的DNA溶于2ml/L的NaCl溶液后,加入二苯胺试剂后即可呈现蓝色
C. 电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D. 由电泳结果推测,质粒上有一个限制酶I和Ⅱ的切点,两个限制酶Ⅲ的切点
答案:B
解析:
解答过程:A、DNA在冷酒精中溶解度很低,提取DNA时加入等体积的预冷却的酒精,是为了让DNA析出,蛋白质等物质溶解,A正确;
B、将提取的DNA溶于2ml/LNaCl溶液后,可用二苯胺试剂在沸水浴进行鉴定,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,B错误;
C、DNA带负电,电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理,C正确;
D、因为质粒的本质是环状的DNA,限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带,可能是该质粒上有一个切割位点,也可能没有切割位点,限制酶Ⅲ处理后有两条条带,说明有两个限制酶Ⅲ的切割位点,D正确。
15. 多重PCR是指在反应体系中加入多种引物,最终扩增出多种目的DNA片段的技术,如下图。相关叙述错误的是( )
A. 多重PCR加入的引物之间不能互补配对形成局部双链
B. 不同对引物的退火温度差异越大,扩增的特异性越强
C. 多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测
D. 多重PCR可用于多种病原体感染的检测
答案:B
解析:
解答过程:A、若引物之间互补配对形成局部双链,会导致引物无法与模板DNA结合,无法启动扩增过程,因此多重PCR加入的引物之间不能互补配对,A正确;
B、不同对引物的退火温度差异越大,越难找到适宜的退火温度保证所有引物都能特异性结合对应模板,会导致扩增特异性下降,不同引物退火温度相近时扩增特异性更强,B错误;
C、不同大小的DNA片段在凝胶中电泳时迁移速率不同,因此多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测,C正确;
D、多重PCR可同时加入针对多种病原体的特异性引物,扩增出对应病原体的DNA片段,因此可用于多种病原体感染的检测,D正确。
16. 现代生物技术与生命安全息息相关,既可以造福于人类,也可能引起一系列的安全和伦理问题。下列叙述正确的是( )
A. 生物武器包括两大类,如致病菌类、病毒类
B. 克隆技术可用于器官移植,也能进行人体克隆
C. 只利用基因工程技术就可以让工程菌批量生产干扰素
D. 我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器
答案:D
解析:
解答过程:A、生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类以及经基因重组的致病菌等多类,并非仅两大类,A错误;
B、我国禁止生殖性克隆人,不允许进行人体克隆,克隆技术仅可用于治疗性克隆如器官移植相关研究,B错误;
C、利用基因工程可获得能合成干扰素的工程菌,但批量生产干扰素还需借助发酵工程对工程菌进行大规模培养,仅靠基因工程无法完成批量生产,C错误;
D、我国对于生物武器的官方态度为在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,D正确。
17. 水平基因转移是指生物体通过非生殖方式在不同物种或个体之间传递遗传物质的过程。与传统的亲代传递给子代不同,水平基因转移允许基因跨物种流动。下列生物技术中发生的基因转移不属于水平基因转移的是( )
A. 将含人胰岛素基因的表达载体导入大肠杆菌,生产人胰岛素
B. 普通小麦与黑麦杂交,诱导子代染色体加倍获得耐寒的小黑麦
C. 将药用蛋白基因及其调控元件导入受精卵获得动物乳腺生物反应器
D. 借助腺病毒载体将健康人的正常基因转入患者体内进行基因治疗
答案:B
解析:
解答过程:A、该过程通过基因工程技术将人源基因转移到大肠杆菌中,属于跨物种的非生殖方式遗传物质转移,符合水平基因转移的特征,A不符合题意;
B、普通小麦和黑麦通过有性杂交(生殖方式)实现遗传物质的交流,后续经染色体加倍获得小黑麦,整个基因转移过程依赖生殖过程完成,不属于水平基因转移,B符合题意;
C、将外源药用蛋白基因导入受精卵的过程属于转基因技术,是通过非生殖方式实现的跨物种遗传物质转移,符合水平基因转移的特征,C不符合题意;
D、借助病毒载体将健康人基因转入患者体内,是不同个体间通过非生殖方式完成的遗传物质转移,符合水平基因转移的特征,D不符合题意。
18. RT- PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术,可以用来检测RNA病毒,具体过程如下,有关叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ需用到游离的脱氧核苷酸、逆转录酶、核酸酶等
B. 利用RT—PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流
C. 图中单链cDNA在PCR扩增n次后,理论上需要引物B 2n-1个
D. 该技术提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量,提高了检测的灵敏度
答案:C
解析:
解答过程:A、过程Ⅰ包括逆转录和DNA复制,需要游离的脱氧核苷酸作为原料,逆转录酶和核酸酶等,A正确;
B、由于生物共用一条密码子表,所以利用RT—PCR技术获取的目的基因可以转入其他物种,且正常表达,因此利用RT—PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流,B正确;
C、经过过程Ⅰ形成双链DNA,所以单链cDNA在PCR扩增n次,实际相当于双链DNA扩增了n-1次,所以根据DNA的半保留复制可知理论上需要2n-1个引物B,C错误;
D、RT- PCR将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应,提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量,提高了检测的灵敏度,D正确。
19. 下列关于制备单克隆抗体的叙述正确的是( )
A. 制备单克隆抗体的过程只涉及动物细胞融合技术
B. 诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合时,只能使用灭活的病毒进行诱导
C. 诱导融合后需利用选择培养基进行筛选,以淘汰未融合的亲本细胞
D. 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞可通过体外培养或注入小鼠腹腔内增殖
答案:D
解析:
解答过程:A、制备单克隆抗体的过程除了动物细胞融合技术,还需要用到动物细胞培养技术来培养杂交瘤细胞、获取抗体,并非只涉及细胞融合技术,A错误;
B、诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合的方法有灭活病毒诱导、聚乙二醇(PEG)诱导、电融合等,灭活病毒不是唯一的诱导方法,B错误;
C、诱导融合后体系中存在未融合的B细胞、未融合的骨髓瘤细胞、融合但具有同种核的细胞和杂交瘤细胞,选择培养基可以淘汰未融合的亲本细胞和融合但具有同种核的细胞,仅保留杂交瘤细胞,C错误;
D、抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞同时具备无限增殖和分泌所需特异性抗体的能力,既可以在体外条件下大规模培养,也可以注入小鼠腹腔内增殖,之后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体,D正确;
20. 同尾酶指识别位点不同但能切出相同黏性末端的限制酶;同裂酶指具有相同识别序列的限制酶(切割位点相同或不同均可)几种基因工程中常用的限制酶如表所示。下列叙述错误的是( )
A. HinPⅡ和HhaI为同裂酶,切出的黏性末端不同
B. HinPⅡ和HpaⅡ切割的产物连接后,其序列不能被GlaⅠ切割
C. 某质粒仅含1个GlaⅠ的识别位点,则该质粒能被NarⅠ切割的概率为1/5
D. HinPⅡ和NarⅠ为同尾酶,它们切割的产物连接后的序列能被GlaⅠ切割
答案:C
解析:
思路:限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,形成黏性末端或平末端。
解答过程:A、同裂酶是指具有相同识别序列的限制酶,HinPⅡ识别和切割位点是5'-G↓CGC-3',HhaⅠ识别和切割位点是5'-GCG↓C-3',二者识别序列均为GCGC,所以HinPⅡ和HhaⅠ为同裂酶。 判断黏性末端是否不同:HinPⅡ切割后产生的黏性末端是 -G和CGC- ,HhaⅠ切割后产生的黏性末端是 -GCG和C- ,二者黏性末端不同,A正确;
B、HinPⅡ识别和切割位点是5'-G↓CGC-3',HpaⅡ识别和切割位点是5'-C↓CGG-3',二者切割产物连接后的序列为 -GCGG- 。GlaⅠ识别和切割位点是5'-GC↓GC-3',连接后的 -GCGG- 序列不能被GlaⅠ识别和切割,B正确;
C、GlaⅠ识别和切割位点是5'-GC↓GC-3',NarⅠ识别和切割位点是5'-GG↓CGCC-3',可以看出NarⅠ识别位点包含了GlaⅠ的识别位点。某质粒仅含1个GlaⅠ的识别位点,由于DNA是双链结构,从概率角度看,随机出现GlaⅠ识别位点(GC↓GC)的概率为 (1/4) 4 =1/256,而NarⅠ识别位点(GG↓CGCC)包含GlaⅠ识别位点,在仅含1个GlaⅠ识别位点的情况下,该质粒能被NarⅠ切割的概率为1/16(因为在GlaⅠ识别位点基础上,前后各增加一个碱基,共16种可能情况,其中有一种是NarⅠ的识别位点),C错误;
D、同尾酶是指识别位点不同但能切出相同黏性末端的限制酶。HinPⅡ识别和切割位点是5'-G↓CGC-3',NarⅠ识别和切割位点是5'-GG↓CGCC-3',二者切割后产生的黏性末端均为 -GCG和C- ,所以HinPⅡ和NarⅠ为同尾酶,连接后的序列能否被GlaⅠ切割:HinPⅡ和NarⅠ切割产物连接后的序列为 -GCGC- ,GlaⅠ识别和切割位点是5'-GC↓GC-3',该序列能被GlaⅠ识别和切割,D正确。
故选C。
21. 某种嗜盐细菌合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA),可用于制造无污染的“绿色塑料”。下图是从咸水湖中寻找PHA的高产菌种的过程。下列叙述错误的是( )
A. 配制步骤②③④的培养基时,需要相对高浓度的盐溶液
B. 最终获得的目标菌株,具有细菌数量与PHA含量的比值大的特征
C. 步骤③要使用固体培养基培养细菌,才能获得单菌落并纯化菌株
D. 若从土壤中寻找菌种,可能在②之前要对土壤浸出液进行梯度稀释
答案:B
解析:
解答过程:A、目标菌株是嗜盐细菌,因此配制培养基时需要高浓度盐以筛选嗜盐菌,A正确,
B、目标菌株需要 PHA 产量高,应是 “PHA 含量与细菌数量的比值大”(即单位细菌产 PHA 多),而非 “细菌数量与 PHA 含量的比值大”,B错误;
C、步骤③使用固体培养基才能形成单菌落(液体培养基无法获得单菌落),进而实现菌株的纯化,C正确;
D、从土壤中找菌种时,需对土壤浸出液梯度稀释,避免菌液浓度过高无法形成单菌落,D正确。
22. 如图表示植物细胞工程应用的相关操作,相关叙述正确的是( )
A. 上述应用得到的植株体细胞中的染色体数均相同
B. A途径中发生的可遗传变异主要有基因突变和基因重组,该方法属于无性生殖
C. B途径是单倍体育种,与杂交育种相比该育种方法可以明显缩短育种年限
D. E途径体现了植物细胞全能性,且次生代谢物是植物生长所必需的
答案:C
解析:
解答过程:A、B途径得到的单倍体幼苗体细胞染色体数为亲本的1/2,F途径体细胞杂交植株的染色体数为两种亲本细胞染色体数之和,因此不同途径得到的植株体细胞染色体数不都相同,A错误;
B、A途径为植物组织培养快速繁殖,属于无性生殖,该过程仅进行有丝分裂,可遗传变异包括基因突变和染色体变异,不发生基因重组(基因重组发生在减数分裂过程中),B错误;
C、B途径是先通过花药离体培养获得单倍体幼苗,再经染色体加倍、筛选得到纯合优良品种,属于单倍体育种,和杂交育种相比该方法可明显缩短育种年限,C正确;
D、E途径仅培养到愈伤组织阶段获得次生代谢物,没有发育为完整个体,未体现植物细胞的全能性;且次生代谢物不是植物生长发育所必需的物质,D错误。
23. D基因位于X染色体上,X染色体发生图示断裂,且断裂点I、Ⅱ间的染色体片段发生颠倒重接会使D基因的结构改变。用PCR技术对变异后的D基因进行扩增,下列叙述正确的是( )
注:S1和S2、R1,和R2为相应的引物。
A. 选择引物S1和R1,DNA聚合酶只能沿引物的3′端连接脱氧核苷酸
B. 选择引物S2和R2,4种引物均是具有特定碱基排列顺序的短单链核酸
C. 选择引物S1和R1,引物在延伸阶段(72℃时)与模板链结合并开始工作
D. 选择引物S1和R2,至少消耗6个引物后才能得到等长的变异后的D基因
答案:A
解析:
解答过程:AB、发生染色体的断裂和重接后,D基因的位置不会发生改变,选择引物S1和R1能扩增出变异后的D基因,DNA聚合酶只能沿引物的3′端连接脱氧核苷酸,A正确,B错误;
C、引物在复性阶段(50℃时)与模板链结合并开始工作,C错误;
D、选择引物S1和R1对D基因进行扩增,从第3轮开始才出现等长的变异后的D基因片段,至少消耗的引物个数为23×2-2=14个,D错误。
故选A。
24. 水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸,龙胆酸可被细胞利用。科研人员欲将水杨酸羟化酶基因与红色荧光蛋白基因(mrfp)连接成融合基因,导入工程菌中,以实现对水杨酸的动态监测和清除,基因结构如图所示。现欲通过PCR判断融合基因的连接方向是否正确,应选用的引物组合是( )
A. 引物1和引物3B. 引物1和引物4
C. 引物1和引物2D. 引物2和引物4
答案:A
解析:
解答过程:PCR技术要求引物与模板链的3'端互补配对,且DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸子链。要判定水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成的融合基因已准确连接,需要选择能扩增出融合基因的引物组合。引物1和引物3可以分别与融合基因中水杨酸羟化酶基因的3'端和mrfp基因的3'端互补配对,从而扩增出融合基因,所以应选择的引物组合是引物1和引物3,A正确。
25. 引物是PCR反应体系的重要的组分,下图为某目的基因的两端的部分碱基序列,下列选项中的短单链核酸,哪个为扩增该目的基因的最佳的引物( )
A. 5'—ATGCCCAAGATCCGTCAGATC………GAACAC—3'
B. 5'—ATGCCCAAGATCCGTCAGATC—3'
C. 5'—ATGCCCAAGATCCGTCATCTTGGG—3'
D. 3'—TACGGGTTCTAGGCAGTCTTA—5'
答案:B
解析:
解答过程:A、引物过长,与DNA母链长度完全相同或互补,不适合用于引物,A错误;
B、引物长度为21个核苷酸,且与DNA的a链的碱基序列相同,则与另一条链b链互补配对,该引物的方向为与DNA的b链的3'端互补配对,B正确;
C、左起第4到第11个碱基CCCAAGAT与后面的碱基ATCTTGGG互补,该引物可发生自身环化,C错误;
D、该引物与目的基因的b链的碱基序列相同,与a链的5'端互补,方向不对,新合成的子链应该由引物的5'端向3'端延伸,引物应与DNA的母链的3'端互补配对,D错误。
二、多选题(共5题,每题3分,共15分,全部选对得3分,少选得1分)
26. 某实验小组采用纸片扩散法对大肠杆菌进行4种抗生素的药物敏感实验,将菌液均匀涂布于固体培养基,贴上浸不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片,在适宜条件培养后测量抑菌圈直径,结果如下表。下列说法正确的是( )
A. 设置“浸无菌水”的对照组可排除滤纸片本身对实验的影响
B. 选用抗生素甲对大肠杆菌进行抑制效果更稳定
C. 若抑菌圈中出现一个菌落,可能是大肠杆菌发生基因突变所致
D. 需先在酒精灯火焰上对涂布器进行消毒,待冷却后再在灯焰旁进行涂布
答案:ABC
解析:
解答过程:A、设置“浸无菌水”的对照组,能排除滤纸片本身对实验结果的干扰,A正确;
B、由表格数据可知,抗生素甲对应的抑菌圈直径最大且较均匀,说明选用抗生素甲对大肠杆菌进行抑制效果更稳定,B正确;
C、若抑菌圈中出现一个菌落,有可能是该菌落对应的大肠杆菌发生了基因突变,从而产生了抗药性,C正确;
D、涂布器灭菌时需先将蘸有酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8 - 10s再进行涂布,而不是先在酒精灯火焰上对涂布器进行消毒,D错误。
27. 为了优化胚胎移植技术,研究人员探究了不同移植部位和受体母羊移植经历对同期发情及胚胎移植效果的影响,实验结果如下表。下列相关叙述正确的有( )
A. 为实现同期发情,通常对供、受体母羊注射促性腺激素
B. 受体母羊有移植经历可能会降低后续胚胎移植的产活羔率
C. 母羊进行重复移植时,选择子宫角作为胚胎移植部位更合适
D. 胚胎移植前要检查胚胎的质量,并在囊胚或原肠胚阶段移植
答案:BC
解析:
解答过程:A、常使用孕激素对供、受体进行同期发情处理,促性腺激素用于超数排卵,A错误;
B、分析表格数据可知,对比无移植经历组 1、2,有移植经历各组产活羔率均降低,B正确;
C、分析表格数据可知,相同移植经历下(如曾接受输卵管移植的3、4组),子宫角组妊娠率、产活羔率均高于输卵管组,故选择子宫角作为胚胎移植部位更合适,C正确;
D、胚胎移植前要检查胚胎的质量,一般选择桑葚胚或囊胚进行胚胎移植,D错误。
故选BC。
28. 人胰岛素分子容易聚合导致药效降低,可采用PCR技术改造人胰岛素基因(下图),下列说法错误的是( )
A. PCR过程中需要两种引物,经过3轮循环可得到目标基因
B. 通过电泳检测PCR产物,不能确定基因是否改造成功
C. 30轮PCR后,所得突变基因和正常基因含量相当
D. 以一个DNA为模板经3次循环需消耗突变引物8个
答案:ACD
解析:
解答过程:A、PCR扩增过程中,一条为突变引物,一条为正常引物,经过2轮循环即可得到目标基因,A错误;
B、PCR产物电泳主要是用于检测PCR扩增是否成功,即是否得到了预期大小的DNA片段。但仅通过电泳检测PCR产物,并不能确定基因是否改造成功。基因改造成功与否不仅取决于是否扩增出特定片段,还涉及基因序列的精确改变、是否插入或缺失特定碱基对、基因表达情况以及是否产生预期的功能变化等多方面。电泳只能直观呈现DNA片段的大小和数量,无法反映基因内部序列的精确改变以及功能上的变化,B错误;
C、30轮PCR后,得到230个DNA分子,其中一个DNA分子只含有正常引物,一个DNA分子只含有突变引物,剩下的DNA分子既含有正常引物又含有突变引物,可见突变基因多于正常基因,C错误;
D、以一个DNA为模板经3次循环需消耗突变引物7个,其中有一个DNA只含有正常引物,D错误。
故选ACD。
29. 启动子包括组成型启动子(在不同组织、部位都能持续表达)和诱导型启动子(只有在激活物存在时才表达)。为快速检测水体中的污染物S,科研人员构建了如下的基因表达载体,将其导入大肠杆菌,通过检测红色荧光的强度估计待测水体中S的相对浓度。已知调控蛋白具有启动红色荧光蛋白基因表达的作用。下列说法错误的是( )
A. 启动子位于基因编码序列的上游,为DNA聚合酶提供结合的位点
B. 调控蛋白基因和红色荧光蛋白基因转录时的反义链(模板链)为同一条链
C. 需通过数据库获取红色荧光蛋白基因的全部碱基序列设计引物进行扩增
D. 启动子1和启动子2应分别选择组成型启动子和诱导型启动子
答案:ABC
解析:
解答过程:A、启动子位于基因编码序列的上游,是RNA聚合酶识别和结合的位点,A错误;
B、由图可知,调控蛋白基因和红色荧光蛋白基因启动子的方向不同,即转录方向不同,两基因的模板链不是同一条链,B错误;
C、需通过数据库获取红色荧光蛋白基因的部分碱基序列(如该基因两端的碱基序列)即可设计引物进行扩增,C错误;
D、调控蛋白需持续表达以感知S的存在,故其启动子1应为组成型启动子(持续表达);红色荧光蛋白需在S存在时才表达,故其启动子2应为诱导型启动子,D正确。
故选ABC。
30. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达,研究人员在图1所示PCR基础上构建图2所示的表达载体,以检测双向启动子的作用效果。下列分析正确的是( )
A. 用图1PCR技术获取GUS基因时,应选择引物1和4
B. 图1PCR至少需经过5次循环才可获得16个双链等长的GUS基因
C. 对含LUC基因的重组质粒用SalⅠ和SphⅠ酶切后可构建图2所示载体
D. 导入图2表达载体的转基因农杆菌可在含有壮观霉素的培养基上生长
答案:BD
解析:
解答过程:A、图1有磷酸的是5',有-OH的是3',PCR扩增时,引物结合在两条单链的3'端,所以PCR技术获取GUS基因时,应选择引物2和3,A错误;
B、PCR过程中,循环n次,产生等长DNA分子的数目为2n-2n个,第1次循环得到2个DNA分子(不等长),第2次循环得到4个DNA分子(不等长);第3次循环得到8个DNA分子(其中有2个等长的目的基因片段 ),第4次循环得到16个DNA分子(其中有8个等长的目的基因片段),第5次循环得到32个DNA分子(其中有22个等长的目的基因片段),故获得16个双链等长的GUS基因至少需经过5次循环,B正确;
C、结合题图可知,对含LUC基因的重组质粒用SphⅠ酶切会破坏LUC基因,C错误;
D、导入图2表达载体的转基因农杆菌有壮观霉素抗性基因,可在含有壮观霉素的培养基上生长,D正确。
三、简答题(共5题,总分55分,请将答案写在答题卡相应位置)
31. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子产生淀粉酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的___________过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,___________(“能”或“不能”)同时产生乙酸和乳酸。
(3)主发酵阶段在菌种活化的过程中,需定时取样,检测酵母的生长状况。可利用稀释涂布平板法检测酵母菌的数量,其原理是___________。也可以利用显微镜直接统计计数,若某次样品经3次10倍稀释后,在25×16型血细胞计数板上统计的5个中格中的细胞数为244个,该样品中酵母细胞的密度为___________个/mL。
(4)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应___________(填“延长”或“缩短”)排气时间间隔。
(5)敲除酿酒酵母中的某个蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。用蛋白固体培养基筛选敲除了该基因的酵母菌,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。筛选时,应选择透明圈___________(“较大”或“较小”)的菌落。
答案:(1)糖化 (2)不能
(3) ①. 当样品的稀释倍数足够高时,培养基表面生长的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌 ②. 1.22×1010
(4)延长 (5)较小
解析:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生淀粉酶(α-淀粉酶),同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的糖化(淀粉酶将淀粉分解成糖浆)过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活。
(3)可利用稀释涂布平板法检测酵母菌的数量,该操作的原理是当样品的稀释倍数足够高时,培养基表面生长的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌,这样可根据菌落的数目判断样液中的活菌数;在25×16型血细胞计数板上共有25个中格,经3次10倍稀释后,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为244÷5×25×103×104=1.22×1010个细胞/mL。
(4)主发酵阶段酵母菌活性高,呼吸旺盛,产生大量CO₂,需要频繁排气;后发酵阶段酵母菌活性降低,呼吸减慢,CO₂产生量减少,因此需要延长排气的时间间隔。
(5)用酪蛋白固体培养基筛选敲除某个蛋白酶基因的酿酒酵母,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈,敲除蛋白酶基因后,酵母菌不能产生蛋白酶,无法水解培养基中的酪蛋白,因此菌落周围透明圈更小,筛选时应选择透明圈较小的菌落。
32. Ⅰ.供体细胞的分化状态和表观遗传修饰模式是影响体细胞核移植胚胎发育的重要因素。为研究供体细胞RNAm6A修饰(即RNA某位点的甲基化)水平对猪核移植胚胎发育的影响,研究者进行系列实验。
(1)核移植的受体是去核的卵母细胞,激活重构胚的方法有电刺激、Ca2+载体、___________(答出两种)。胚胎移植实质上是早期胚胎___________。
(2)RNAm6A修饰可通过提高mRNA结构稳定性来影响早期胚胎发育。猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞。研究者比较了两细胞内RNAm6A修饰水平及其作为核供体时重构胚的发育效率,结果如图1、2,结果表明,核供体细胞的分化程度越高,___________越低。
Ⅱ.兰花人工种子由人工种皮、原球茎和人工胚乳构成,原球茎是由胚性细胞组成、形态类似球茎的结构,可发育成完整植株,人工胚乳可调控原球茎的休眠,并为原球茎的发育提供营养成分和激素。回答下列问题:
(3)从盆兰花获取茎尖,这些茎尖作为___________经消毒处理后接种于培养基,茎尖通过___________(填过程)后生长为原球茎。原球茎在发芽培养基上可很快长出幼叶,然后在生根培养基中形成完整植株。
(4)将原球茎切成小块,转入增殖培养基进行继续培养,可以得到大量原球茎,实现兰花的快速繁殖。在增殖培养基中添加椰子水,原球茎会长得更饱满。不同成熟度椰子的椰子水对原球茎生长的促进效果不同,推测原因是不同成熟度椰子的椰子水中营养物质和___________的含量存在差异。
(5)某实验研究发现,与添加用过滤除菌法处理的椰子水(A组)相比,人工胚乳中添加用湿热灭菌法处理的椰子水(B组)使原球茎的休眠时间变短。研究人员推测B组原球茎休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。作出上述推测的依据是:椰子水中有脱落酸;___________;脱落酸不耐高温。
答案:(1) ①. 乙醇、蛋白酶合成抑制剂 ②. 在相同生理环境条件下空间位置的转移
(2)RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率
(3) ①. 外植体 ②. 脱分化
(4)激素 (5)脱落酸利于维持休眠
解析:
(1)体细胞核移植中,激活重构胚的常用方法有电刺激、Ca²⁺载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等;胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序,胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(2)猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞,前者分化程度比后者低,结合实验结果分析:乙组供体细胞分化程度高于甲组,图1显示乙组RNAm⁶A修饰水平低于甲组,图2显示乙组重构胚发育到各阶段的比例(发育效率)也低于甲组,因此可得出结论:核供体细胞的分化程度越高,RNA修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低。
(3)植物组织培养中,离体用于培养的植物器官/组织称为外植体;分析题意可知,原球茎是由胚性细胞组成、形态类似球茎的结构,已分化的植物组织需要先经脱分化形成愈伤组织,即茎尖通过脱分化后生长为原球茎。
(4)根据题干信息,植物生长需要营养和激素调节,不同成熟度椰子的椰子水中,除营养物质外,植物激素的含量存在差异,因此对原球茎生长的促进效果不同。
(5)分析题意可知,脱落酸存在于椰子水中,脱落酸的功能是维持或延长原球茎的休眠,且脱落酸不耐高温,人工胚乳中添加用湿热灭菌法处理的椰子水(B组)使原球茎的休眠时间变短,原因是湿热灭菌的高温会破坏脱落酸,使B组脱落酸含量降低,因此原球茎休眠时间变短。
33. 合成生物学可通过人工设计基因线路、利用基因工程技术改造微生物与植物,实现基因时序表达、作物性状改良等精准调控。回答下列有关基因工程与合成生物学应用的问题:
Ⅰ.人工构建“基因振荡器”,可以在微生物细胞内精准控制基因周期性地表达。
(1)研究者合成了如图所示的PB-A、PC-B、PA-C、PB-GFP(GFP为绿色荧光蛋白基因)四种目的基因,将这些基因插入质粒,构建了表达载体。除了切割产生不同的黏性末端外,选择的限制酶还应满足的条件是在目的基因和其他基因内部___________。
(2)检测发现,GFP的表达量出现明显的周期性波动,反映出细胞内基因表达的“振荡”。具体机制可以解释为:在一个波动周期内,当基因B表达量增加时,对于基因A表达的作用是___________(填“抑制”或“促进”),对基因C表达的抑制作用是___________(“增强”或“减弱”),最终导致基因B表达量减少;相似的机制又会使基因B表达量重新增加。
Ⅱ.科研人员根据获得的红花转录因子基因(CtWRI1)的cDNA序列设计引物,通过PCR获得CtWRI1编码序列,并通过烟草遗传转化对其功能进行研究。图甲为实验过程中使用的Ti质粒图谱及T-DNA结构,其中Rifr代表利福平抗性基因,bar代表除草剂抗性基因,LB和RB分别代表T-DNA的左边界和右边界。图乙为不同限制酶的识别序列及切割位点和CtWRI1的结构及转录方向。回答下列问题:
(3)为了将CtWRI1编码序列与图甲中的Ti质粒正确连接,构建引物F和引物R时应在其___________(填“5′”或“3′”)端分别添加___________酶和___________酶的识别序列,通过酶切和连接后可获得连接产物。
(4)CtWRI1转录的模板链的碱基序列为:5′-TTAGCCT……TACCGACAT-3′,请写出引物R的前10位碱基序列:5′___________3′。
(5)通过___________法将CtWRI1编码序列导入烟草细胞,利用含___________的培养基对烟草细胞进行筛选。
答案:(1)无切割位点(或识别序列)
(2) ①. 抑制 ②. 减弱
(3) ①. 5′ ②. SacⅠ ③. PstⅠ
(4)CTGCAGTTAG
(5) ①. 农杆菌转化 ②. 除草剂
解析:
(1)构建重组载体时,选择限制酶的原则是:除了产生不同黏性末端保证正确连接外,还需要保证目的基因和其他基因不被破坏,因此要求目的基因和其他基因内部无切割位点(或识别序列),避免切割破坏目的基因/其他基因。
(2)根据题意,基因A、B、C分别表达蛋白A、B、C,蛋白A、B、C分别与启动子PA、PB、PC结合,结合后抑制其下游基因转录,不结合时启动子正常启动转录,因此基因B表达量增加时,蛋白B增多,结合PB抑制基因A的转录,导致蛋白A的量减少,结合PA抑制基因C的转录减弱,导致蛋白C的量增多,对PC抑制作用增强,最终使基因B表达量下降,形成周期性波动。
(3)PCR扩增时,DNA聚合酶从引物的3′端延伸子链,因此限制酶识别序列需要添加在引物的5′端;图甲中T-DNA上有Bal I、Sac I、Pst I、Kpn I位点,因为Ti质粒上存在两个Bal I的识别位点,且一个识别位点不在T-DNA内部,所以不选择Bal I,又因为Kpn I会破坏目的基因的完整性,也不能选择,所以应选择Sac I、Pst I这两种限制酶,为了让CtWRI1正确转录,转录方向需与启动子方向一致,故应在引物F的5'端加SacⅠ,引物R的5'端加PstⅠ,使插入方向正确。
(4)已知CtWRI1基因转录的模板链为5'-TTAGCCT……TACCGACAT-3',引物R为下游引物,与CtWRI1基因的非模板链的3'互补,因此引物R的序列与模板链的5'端一致,已知引物R的5'端加限制酶PstⅠ,PstⅠ的识别序列是5'-CTGCAG-3',模板链的5'端为5'-TTAGCCT-3',因此引物R的前10位碱基序列为5'-CTGCAGTTAG-3'。
(5)将Ti质粒上的目的基因导入植物细胞,常用农杆菌转化法;Ti质粒的T-DNA上有bar(除草剂抗性)基因,会随目的基因整合到植物细胞染色体,因此用含除草剂的培养基筛选成功导入目的基因的烟草细胞。
34. PCR技术可以用于获取、扩增、检测和鉴定目的基因,还可以在目的基因两端添加某序列等,如图所示。回答下列问题:
(1)图示目的基因的β链的___________(填“左”或“右”)端为5′端。
(2)与DNA复制相比,PCR的每次循环一般分为三步,其中___________所需的温度最高。PCR不需要解旋酶的原因是___________。
(3)引物是一小段___________(填“单”或“双”)链核酸,引物Ⅰ的设计依据是___________。
(4)通过PCR技术检测目的基因时(如图中过程③),可利用引物Ⅰ和引物Ⅲ而不用引物Ⅰ和引物Ⅱ,原因是___________。用琼脂糖凝胶电泳法鉴定PCR产物时,先将得到的产物与含指示剂的凝胶载样缓冲液混合,再将混合液缓慢加入凝胶加样孔,接通电源后,待___________时,停止电泳。
答案:(1)左 (2) ①. 变性 ②. PCR中,高温加热可使DNA双链解旋
(3) ①. 单 ②. 目的基因左侧3′端的核苷酸序列(和限制酶B的识别序列)
(4) ①. 只要扩增目的基因的部分特异性序列就可以,不必扩增酶切位点等 ②. 指示剂前沿迁移接近凝胶边缘
解析:
(1)DNA的两条链是反向平行的,子链的延伸方向是5'→3',从图中引物Ⅰ的延伸方向向右可以判断,β链作为模板链,其左端为5'端,右端为3'端。
(2)PCR的每次循环一般分为三步,变性、复性、延伸,其中变性需要的温度最高;细胞内DNA复制需要解旋酶,而PCR利用高温加热可使DNA双链间的氢键断裂,实现解旋,所以不需要解旋酶。
(3)引物是一小段单链核酸,PCR能特异性扩增目的基因,其关键是设计能与目的基因两端特异性序列互补结合的特异性引物,依靠引物的特异性将目的基因“寻找”出来并大量扩增,引物Ⅰ的设计依据的是目的基因左侧3′端的核苷酸序列(和限制酶B的识别序列)。
(4)以扩增目的基因为目的的PCR,不仅要扩增目的基因,还要包括其两端的限制酶的酶切位点等,而以鉴定目的基因为目的的PCR,则只需要扩增出该目的基因部分特异性序列就可以,不必扩增酶切位点等无关序列,能提高检测的特异性和效率;用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时,当指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳,避免条带跑出凝胶。
35. 辣椒遗传转化的成功率低,筛选难度大。研究人员以甜菜红素合成基因RUBY为核心构建了可视化载体pKSE-RUBY,使重组细胞在愈伤组织阶段即可表现出肉眼可见的红色,大幅提高了辣椒转化、筛选的效率。载体构建过程如下图所示:
根据图中信息回答以下问题:
(1)扩增基因:扩增RUBY时,上游引物应选择引物___________(填序号)。
(2)处理载体:线性化的载体能提高同源重组的效率,图中以EcRⅠ切开质粒pKSE,再用___________将黏性末端补平,获得线性化载体。
(3)同源重组:由于目的基因与线性化载体的同源区段可发生交换,因此在RUBY两侧需引入同源臂。
①同源臂包含限制酶识别序列及15个碱基对组成的特异性序列,为保证EcRⅠ能在重组质粒上RUBY基因两侧进行切割,下游引物的5′端需添加___________个核苷酸,写出下游引物额外添加序列中3′端的10个碱基:5′___________3′。
(4)鉴定质粒:已知pKSE的全长为16437 bp,RUBY基因全长为3951 bp,则重组质粒经EcRⅠ切割后,再将黏性末端补平,会得到长度为___________bp和___________bp的片段。
答案:(1)③ (2)DNA聚合酶
(3) ①. 21 ②. TTACGAATTC
(4) ①. 16441 ②. 3961
解析:
(1)PCR扩增基因时,引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,根据图示转录方向为③→④(从左到右),上游引物需结合在目的基因上游,3′端朝向目的基因内部才能完整扩增RUBY,因此选择引物③。
(2)DNA聚合酶可以按照5′→3′方向合成互补链,将EcRⅠ切开产生的黏性末端补平,需要补上脱氧核糖核苷酸,修补磷酸二酯键,故用DNA聚合酶即可。
(3)同源臂包含15个碱基对的特异性序列+6个碱基对的EcRⅠ识别序列,共15+6=21个碱基对,引物为单链,因此下游引物5′端需要添加21个核苷酸;根据图示给出的载体序列5′…AACGAATTC…3′,下游引物额外序列的3′端(靠近RUBY端)10个碱基(5′→3′)为TTACGAATTC ,正好10个核苷酸,故下游引物额外添加序列中3'端的10个碱基序列为:5'-TTACGAATTC -3'。
(4)分析题图,重组质粒中RUBY两侧各有一个EcRI酶切位点,酶切后得到两个片段:原pKSE载体骨架长度为16441bp(将黏性末端的4个碱基补平后),插入的RUBY基因长度为3951 bp,添加一个长度为10bp的同源臂,因此总长度为 3951+10=3961bp。限制酶的名称
识别和切割位点
HinPⅡ
5'-G↓CGC-3'
Glal
5'-GC↓GC-3'
HhaI
5'-GCG↓C-3'
HpaⅡ
5'C↓CGG-3'
NarI
5'-GG↓CGCC-3'
目的基因的两端的部分序列:
a链:5'—ATGCCCAAGATCCGTCA…………GAACAC—3'
b链:3'—TACGGGTTCTAGGCAGT…………CTTGTG—5'
抗生素编号
甲
乙
丙
丁
抑菌圈直径(mm)
26
18
8
0
组别
移植经历
本次移植部位
供、受体羊发情同步率
妊娠率
产活羔率
1
未做过受体
子宫角
26.50
71.25
68.75
2
未做过受体
输卵管
23.20
70.12
67.50
3
曾接受输卵管移植
子宫角
27.75
68.75
64.75
4
曾接受输卵管移植
输卵管
26.50
60.00
53.75
5
曾接受子宫角移植
子宫角
26.35
65.50
63.25
6
曾接受子宫角移植
输卵管
28.50
61.25
56.25
限制酶的名称
识别和切割位点
HinPⅡ
5'-G↓CGC-3'
Glal
5'-GC↓GC-3'
HhaI
5'-GCG↓C-3'
HpaⅡ
5'C↓CGG-3'
NarI
5'-GG↓CGCC-3'
目的基因的两端的部分序列:
a链:5'—ATGCCCAAGATCCGTCA…………GAACAC—3'
b链:3'—TACGGGTTCTAGGCAGT…………CTTGTG—5'
抗生素编号
甲
乙
丙
丁
抑菌圈直径(mm)
26
18
8
0
组别
移植经历
本次移植部位
供、受体羊发情同步率
妊娠率
产活羔率
1
未做过受体
子宫角
26.50
71.25
68.75
2
未做过受体
输卵管
23.20
70.12
67.50
3
曾接受输卵管移植
子宫角
27.75
68.75
64.75
4
曾接受输卵管移植
输卵管
26.50
60.00
53.75
5
曾接受子宫角移植
子宫角
26.35
65.50
63.25
6
曾接受子宫角移植
输卵管
28.50
61.25
56.25
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