2024枣庄滕州高二下学期4月期中考试生物含解析
展开1.答卷前,考生务必用2B铅笔和0.5毫米黑色签字笔(中性笔)将姓名、准考证号、考试科目、试卷类型填涂在答题卡规定的位置上。
2.第I卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔(中性笔)作答,答案写在答题卡的相应位置上。
一、选择题:本题共15小题,小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:“世人云:米过酒甜,此乃不解法候。酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽。”下列有关叙述不正确的是( )
A. “米过酒甜”是因为米中糖类物质过量,发酵停止时仍未被完全消耗
B. “酒冷沸止”说明微生物的代谢产热和释放CO2逐渐停止
C. “曲势尽”的原因可能是米酒中pH或酒精含量升高
D. 酿制米酒所用微生物的呼吸类型为兼性厌氧
2. 下列实验条件的改变,对实验结果影响最小的是( )
A. 用伊红代替刚果红制备培养基鉴别土壤中的纤维素分解菌
B. 用解离液代替胰蛋白酶处理幼龄动物组织获取分离的细胞
C. 用2ml/LNaCl溶液代替无水乙醇析出较为纯净的DNA
D. 用乙醇代替葡萄糖作为底物用于醋酸菌制作各种风味的醋
3. 利用传统的纯粮固态发酵工艺生产高品质白酒过程中有多种微生物参与:将谷物中的大分子物质分解为小分子糖类等物质的a类菌种、将糖类发酵产生酒精的b类菌种、将酒精转化为醋酸的c类菌种、将酒精和酸性物质等转化为有香味酯的d类菌种。下列说法正确的是( )
A. 产酒过程中需经常搅拌原料以增加b类菌种发酵所需氧气
B. 可以使用以纤维素为唯一碳源的培养基来筛选a类菌种
C. 不同白酒的品质差异只取决于d类菌种
D. 控制温度在18~25℃有利于抑制c类菌种的生长而增加产酒量
4. 微生物的实验室培养,获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。下列关于微生物培养和利用的操作中,正确的是( )
A. 对锥形瓶、塞上棉塞的试管、吸管等,用干热灭菌箱进行灭菌
B. 对操作者的双手、衣着以及操作空间等,采用紫外线进行消毒
C. 接种前要了解固体培养基是否被污染可接种蒸馏水来培育检测
D. 高压蒸汽灭菌锅是以水蒸气为介质。在压力为100KPa、温度为121℃的条件下维持2~3h来灭菌的。
5. 野生型菌株在基本培养基和完全培养基上均可繁殖,而营养缺陷型菌株只能在完全培养基上繁殖。筛选营养缺陷型菌株时,可将含菌株的一层基本培养基置于两层基本培养基中先进行培养,待出现菌落后,再向上层倾倒一层完全培养基继续培养,该方法称为夹层平板法,如图1所示。研究人员对大肠杆菌的菌种进行诱变后,利用该方法筛选其中的营养缺陷型菌株,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 完全培养基应在灭菌后立即倒入夹层平板中
B. 该实验无需设置未接种的夹层平板作为对照
C. 经培养后,对首次出现的菌落用记号笔标在皿盖
D. 图2中的小型菌落可能为营养缺陷型菌株形成的新生菌落
6. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,其以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室通过发酵生产出PHA等新型高附加值可降解材料,从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,应在液体培养基中添加包含蔗糖在内的多种有机物作为碳源,并不断提高蔗糖的浓度
B. 为统计培养液中H菌的数目,可在培养过程中定期取样并采用平板划线法进行菌落计数
C. 若菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,则发酵系统不需要进行灭菌处理
D. 若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵,菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇,则说明氧气是高密度培养的限制因素
7. 高压蒸汽条件下持续20分钟会杀死芽孢,因此无菌操作中可利用非致病性的嗜热脂肪杆菌的芽孢作为指示菌来测定灭菌的效果。灭菌时在高压蒸汽灭菌锅的适当位置放置含有生物指示剂的培养液和含芽孢的菌片。灭菌结束后在塑料瓶外挤破含有培养液的玻璃瓶,使嗜热脂肪杆菌菌片浸没在紫色培养液内并进行培养,如下图所示。若芽孢可以生长会使培养液变为黄色。下列叙述错误的是( )
A. 嗜热脂肪杆菌的芽孢耐热性较强,常用作指示菌来测定灭菌的效果
B. 灭菌后含有嗜热脂肪杆菌菌片的紫色培养液属于鉴别培养基
C. 湿热灭菌可利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌
D. 若培养液颜色为黄色而阳性对照组颜色没有变化,说明达到灭菌目的
8. 某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为错误的是( )
A. AB. BC. CD. D
9. 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图:下列表述正确的是( )
A. ③和④过程涉及的激素主要是生长素和赤霉素
B. 用①处理细胞时需要在较高渗透压溶液中进行
C. 灭活是指利用物理或化学手段破坏病毒或细菌的抗原结构进而使其失去感染能力,但是灭活的仙台病毒不可促进②过程
D. 显微镜下供体染色体的存在可作为初步筛选杂种细胞的标志
10. 治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义,具体流程如下图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 个体A提供的卵母细胞通常是指初级卵母细胞
B. 超数排卵是利用外源促性腺激素诱发卵巢排出更多卵子
C. 若将图中获得的组织器官移植至个体A,会发生免疫排斥反应
D. 我国禁止生殖性克隆,主张对治疗性克隆进行有效监管和严格审查
11. CD47是一种跨膜糖蛋白。它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,科学家按照如下图流程进行了实验。下列叙述不正确的是( )
A. 多次进行步骤①的目的是获得更多分泌抗CD47抗体的浆细胞
B. 体外培养单个B细胞也可获得大量抗CD47的单克隆抗体
C. 经筛选可得到既能产生抗CD47抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞
D. 对照组应在巨噬细胞+正常细胞共培养,体系中不加单克隆抗体
12. 植物细胞壁中存在大量不能被动物消化的多聚糖类物质,研究人员通过生物工程技术培育出含多聚糖水解酶基因猪,主要流程如下图,①~⑤表示操作过程。下列有关说法错误的是( )
A. 基因表达载体中构建诱导型启动子,可以利用诱导物激活多聚糖水解酶基因表达
B. 用蛋白酶合成抑制剂激活③过程形成的重构胚使其完成分裂和发育进程
C. 从卵巢中采集的卵母细胞需培养到MⅡ期后用显微操作技术去除核膜包裹的细胞核
D. ④过程的实质是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移
13. 用限制酶EcRV单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRV、MbI联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRV限制酶切割后的一个黏性末端)。下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A. 质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B. 质粒是真核细胞或原核细胞中只能在细胞质中进行自我复制的小型环状DNA分子
C. 若用MbI限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为5.5和8
D. 农杆菌内含有Ti质粒,在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物
14. HA蛋白是禽流感病毒的重要抗原。鸡卵清蛋白是由输卵管上皮细胞中卵清蛋白基因特异性表达后分泌至输卵管内,参与构成鸡蛋清的蛋白质。下图是利用基因工程技术制备HA蛋白鸡输卵管生物反应器的过程。几种可供选择的限制酶识别序列如下,下列说法错误的是( )
A. ①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶、4种游离的脱氧核苷酸等组分
B. 启动子是转录的起点,是RNA聚合酶识别和结合的部位
C. 目的基因与鸡卵清蛋白基因启动子拼接前应先在目的基因两端分别引入HindⅢ和EcRI的识别序列
D. 基因表达载体导入受精鸡胚的胚盘可以使用显微注射法
15. 研究发现,胰岛素进入血液循环后容易被降解,糖尿病患者需要反复注射胰岛素才能达到治疗效果。科研人员借助蛋白质工程改变了胰岛素中的某些氨基酸,提高了胰岛素在患者体内的稳定性,延长了其作用时间。下列有关叙述错误的是( )
A. 蛋白质工程的实质是在DNA分子水平上进行设计和改造蛋白质
B. 氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内是否稳定的原因之一
C. 蛋白质工程难度很大与蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构有关
D. 改造胰岛素应首先从设计胰岛素基因中脱氧核苷酸序列出发
二、不定项选择题,本题共5小题。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确。
16. 我国有历史悠久的传统发酵技术,以此为基础发展起来的发酵工程实现了发酵食品、药物等工业化生产,极大地改善了人们的生活。下列相关叙述正确的是( )
A. 腐乳鲜味来源于毛霉等微生物分泌的蛋白酶对豆腐中蛋白质的分解
B. 酿制啤酒时,焙烤是为了加热杀死种子胚,终止酶的进一步作用
C. 将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗
D. 利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白,可作为食品添加剂
17. miRNA是一类真核生物中广泛存在的单链非编码RNA分子.成熟的miRNA与AGO家族蛋白结合形成沉默复合体,该复合体可通过识别和结合靶基因转录出的mRNA并对其进行剪切或抑制其翻译过程,从而调控生物性状。下列相关分析正确的是( )
A. miRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段
B. 沉默复合体发挥作用的场所是细胞核
C. 利用PCR技术可检测靶基因转录出的mRNA的相对含量
D. 沉默复合体通过碱基互补配对的方式识别靶基因并抑制其表达
18. 用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时,得到以下电泳图谱,其中1号为DNA标准样液(Marker),10号为电泳缓冲液。进行PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析正确的是( )
A. 在凝胶中,DNA的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小等有关,与DNA构象无关
B. PCR产物的分子大小在250~500bp之间,9号样品对应植株不是所需的转基因植株
C. 10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
D. 电泳鉴定时,如果扩增结果不止一条条带可能是因为引物设计过短、退火温度过低等原因
19. 新冠病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体从而引起肺炎.单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵,抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。如图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述,错误的是( )
A. 研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射刺突蛋白对小鼠进行免疫以获得相应抗体
B. 在产生免疫反应的小鼠脾脏细胞中提取B淋巴细胞并诱导其与骨髓瘤细胞融合
C. 经HAT培养基筛选得到杂交瘤细胞经克隆化培养后可直接用于单克隆抗体生产
D. 单克隆抗体可用来制备治疗癌症的“生物导弹”是因为单克隆抗体能杀伤癌细胞
20. PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键碱基,5'端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列如下图。下列叙述不正确的是( )
A. 当温度下降到65℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
B. 一个DNA分子经PCR进行4个循环后共消耗了15对引物
C. PCR反应缓冲液中一般要添加镁离子,因为真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要镁离子激活
D. 用图中引物扩增至少四个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物
三、非选择题。
21. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如图。
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为____。在培养iPS细胞的过程中,培养基中应含有细胞所需的各种营养物质,并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是____。
(2)为提高后代雌性概率,可对可用胚胎的滋养层细胞的DNA进行PCR,选择SRY基因(该基因位于Y染色体上的性别决定基因)____(填“阳性”或“阴性”)的胚胎进行移植。
(3)代孕个体对移入子宫的重构胚____,这为胚胎在受体内的____提供了可能。
(4)胚胎分割可以增加胚胎数量,在对胚胎进行分割时要注意____。
22. 饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质,很难被动物吸收利用,还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。
(1)培养基中除了添加____、____以外,应含有碳源、氮源、水、无机盐等基本营养物质。
(2)接种前进行的一系列操作,目的是____。统计平板上的菌落数,就能大致推测出样品中的活菌数。通常每种稀释液需涂布3个平板,取其平均值,若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是28,则1g土壤中含有此菌的菌株数是____。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数____,原因是____。
(3)若要对上述菌株进行进一步纯化,通常使用的划线工具是____;接种时,在第一区域划线后须将该工具____后再划线。
(4)产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A—E五种菌株中,____是产植酸酶最理想的菌株。
23. 蒂蛀虫是荔枝的重要害虫。科研人员培育转基因抗虫荔枝的过程如下图1所示。图2是SalI、HindⅢ和BamHI三种限制酶的识别序列和切割位点。请回答下列问题:
(1)受体农杆菌细胞在导入重组Ti质粒前,需要先用Ca2+处理,其目的是____。外植体(幼嫩的茎段)经过____形成愈伤组织。在愈伤组织形成的过程中,导致外植体被污染的原因可能是____(答出一点即可)。
(2)研究人员采用了如下图3巢式PCR技术获取抗虫基因,巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应(PCR),使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物(也称外引物)扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物(因为他们在第一次PCR扩增片段的内部,也称内引物)结合在第一次PCR产物内部,使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。
图3
①PCR产物常采用____来鉴定。
②相比于常规PCR,巢式PCR获得错误目标产物概率____,这是因为____。
③为了使抗虫基因定向插入质粒中,第二次PCR扩增时需要在两个引物5'端分别添加的序列是____。
(3)科研人员采用农杆菌转化法将抗虫基因导入荔枝细胞,由于农杆菌中的Ti质粒含有一段____,能携带目的基因进入受体细胞,并将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上。
(4)培育出的荔枝是否具有抗虫性状;可采用鉴定方法是____。
24. 人参和西洋参是五加科人参属药用植物,它们含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,下图1是主要流程:
(1)过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是____。
(2)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M-Rb1含量,结果见图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择____的愈伤组织。
(3)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5-FU对肿瘤的抑制效果:
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是____。培养条件中5%CO2的作用是____,温度为37℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。请根据图3写出计算肿瘤体积变化的公式:____。根据实验结果可以得出的结论有____。
25. 哺乳动物体内一定含量的w—3多不饱和脂肪酸(LCPUFA)可以起到预防心血管疾病的作用,但LCPUFA在大多数动物体内不能合成,只能从食物中摄取。科研人员从秀丽隐杆线虫中获得LCPUFA合成酶基因fat—1(1229bp),培育转fat-1基因家兔,其部分流程如图一所示。
(1)PCR扩增fat-1基因的前提是____,以用于特异性制备PCR扩增需要的引物。PCR扩增过程中,经过5轮循环后,得到的产物中只含一种引物的DNA分子占比为____。
(2)在构建PEBf质粒时,为确保fat-1基因按正确方向插入,需要双酶切,还需对fat-1基因的引物进行相应设计。已知fat-1基因转录的模板链为a链,与b链结合的引物5端添加了限制酶识别序列GAATTC,则另一引物5’端需添加的限制酶识别序列为____,理由是____。
(3)转染是将外源分子如DNA、RNA等导入真核细胞的技术。为了检验图一家兔成纤维细胞是否转染成功,科研人员分别提取培养液中各细胞的DNA,利用fat-1基因引物进行PCR扩增后电泳,部分结果如图二所示。据图分析,1组和2组分别是____细胞组PCR产物。
(4)检测转基因家兔细胞中是否含有LCPUFA合成酶,可采用____技术。如果fat-1基因已正确插入PEB质粒且成功转染,但在转基因家兔细胞中没有检测到LCPUFA合成酶,从构建基因表达载体的角度分析,可能的原因是____。比较内容
植物体细胞杂交
动物细胞融合
A
特殊处理
用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁
用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理可分离出单个细胞
B
诱导融合手段
离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等
PEG融合法、电融合法、灭火病毒诱导法等
C
典型应用
培育种间杂种植物
培养克隆动物
D
培养基区别
通常为固体培养基,含蔗糖和植物激素等
液体培养基,含葡萄糖,含有动物血清等
2023~2024学年度第二学期期中质量检测高二生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必用2B铅笔和0.5毫米黑色签字笔(中性笔)将姓名、准考证号、考试科目、试卷类型填涂在答题卡规定的位置上。
2.第I卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔(中性笔)作答,答案写在答题卡的相应位置上。
一、选择题:本题共15小题,小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:“世人云:米过酒甜,此乃不解法候。酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽。”下列有关叙述不正确的是( )
A. “米过酒甜”是因为米中糖类物质过量,发酵停止时仍未被完全消耗
B. “酒冷沸止”说明微生物的代谢产热和释放CO2逐渐停止
C. “曲势尽”的原因可能是米酒中pH或酒精含量升高
D. 酿制米酒所用微生物的呼吸类型为兼性厌氧
【答案】C
【解析】
【分析】利用酵母菌发酵产生酒精原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、 馒头;参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
【详解】A、酿造米酒的原料富含糖类,米过酒甜是因为米中有糖类物质未被完全消耗,A正确;
B、由于微生物呼吸作用消耗糖类等有机物,会释放能量,且释放的能量绝大多数以热能的形式散失,导致酒液温度产生变化,“酒冷沸止”说明酵母菌的代谢产热和释放CO2逐渐停止,B正确;
C、微生物无氧呼吸,会产生的CO2, 导致液体pH降低,“曲势尽”的原因可能是发酵过程pH降低或酒液中酒精含量升高使发酵停止,C错误;
D、酿制米酒所用的酒曲中主要微生物是酵母菌,酵母菌的呼吸类型为兼性厌氧型,D正确。
故选C。
2. 下列实验条件的改变,对实验结果影响最小的是( )
A. 用伊红代替刚果红制备培养基鉴别土壤中的纤维素分解菌
B. 用解离液代替胰蛋白酶处理幼龄动物组织获取分离的细胞
C. 用2ml/LNaCl溶液代替无水乙醇析出较为纯净的DNA
D. 用乙醇代替葡萄糖作为底物用于醋酸菌制作各种风味的醋
【答案】D
【解析】
【分析】1、DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离;
2、动物细胞培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液,以清除代谢废物;
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质;
(3)温度和pH:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为7.2-7.4;
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH。)
【详解】A、以纤维素为唯一碳源并加入刚果红的培养基经接种后,若微生物能分解纤维素,则会出现以菌落为中心的透明圈,该鉴定培养基不能用伊红代替刚果红,影响较大,A错误;
B、用解离液代替胰蛋白酶处理幼龄动物组织可以杀死部分细胞,影响较大,B错误;
C、用2ml/LNaCl溶液可以进行粗提取,不能代替无水乙醇析出较为纯净的DNA,影响较大,C错误;
A、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸,当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,故用乙醇代替葡萄糖作为底物用于醋酸菌制作各种风味的醋,影响较小,D正确。
故选D。
3. 利用传统的纯粮固态发酵工艺生产高品质白酒过程中有多种微生物参与:将谷物中的大分子物质分解为小分子糖类等物质的a类菌种、将糖类发酵产生酒精的b类菌种、将酒精转化为醋酸的c类菌种、将酒精和酸性物质等转化为有香味酯的d类菌种。下列说法正确的是( )
A. 产酒过程中需经常搅拌原料以增加b类菌种发酵所需氧气
B. 可以使用以纤维素为唯一碳源的培养基来筛选a类菌种
C. 不同白酒的品质差异只取决于d类菌种
D. 控制温度在18~25℃有利于抑制c类菌种的生长而增加产酒量
【答案】D
【解析】
【分析】1、选择培养基指在培养基中加入特殊营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,有利于所需微生物生长的培养基。
2、分析题意可知,b类菌种能产生酒精,主要是酵母菌;c类菌种可将酒精转化为醋酸,故为醋酸菌。
【详解】A、b类菌种可将糖类发酵为酒精,该过程应营造无氧环境,搅拌会增加发酵液中的溶氧量,A错误;
B、分析题意可知,a类菌种可将谷物中的大分子物质分解为小分子糖,并以此作为碳源,故可以使用以谷物为唯一碳源的培养基来筛选a类菌种,B错误;
C、据题意可知,白酒最终产生需要四类菌种的参与,故不同白酒的品种取决于4类菌种,C错误。
D、由题意可知,c类菌种主要是醋酸菌,醋酸菌发酵适宜的温度是30~35℃,而b类菌种酒精发酵所需的适宜温度是18~25℃,故控制温度在18~25℃有利于抑制c类菌种的生长而增加产酒量,D正确。
故选D。
4. 微生物的实验室培养,获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。下列关于微生物培养和利用的操作中,正确的是( )
A. 对锥形瓶、塞上棉塞的试管、吸管等,用干热灭菌箱进行灭菌
B. 对操作者的双手、衣着以及操作空间等,采用紫外线进行消毒
C. 接种前要了解固体培养基是否被污染可接种蒸馏水来培育检测
D. 高压蒸汽灭菌锅是以水蒸气为介质。在压力为100KPa、温度为121℃的条件下维持2~3h来灭菌的。
【答案】A
【解析】
【分析】微生物培养过程中要进行无菌操作,关键就在于防止外来杂菌入侵,其中消毒和灭菌是常用的防止杂菌入侵的方法,微生物的实验室分离的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,通过不同方式的稀释,最终分离得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
【详解】A、对锥形瓶、塞上棉塞的试管、吸管等,用干热灭菌箱进行灭菌,A正确;
B、对操作者的双手采用酒精进行消毒,B错误;
C、接种前要了解固体培养基是否被污染可接种无菌水来培育检测,C错误;
D、高压蒸汽灭菌锅是以水蒸气为介质。在压力为100KPa、温度为121℃的条件下维持15~30min来灭菌的,D错误。
故选A。
5. 野生型菌株在基本培养基和完全培养基上均可繁殖,而营养缺陷型菌株只能在完全培养基上繁殖。筛选营养缺陷型菌株时,可将含菌株的一层基本培养基置于两层基本培养基中先进行培养,待出现菌落后,再向上层倾倒一层完全培养基继续培养,该方法称为夹层平板法,如图1所示。研究人员对大肠杆菌的菌种进行诱变后,利用该方法筛选其中的营养缺陷型菌株,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 完全培养基应在灭菌后立即倒入夹层平板中
B. 该实验无需设置未接种的夹层平板作为对照
C. 经培养后,对首次出现的菌落用记号笔标在皿盖
D. 图2中的小型菌落可能为营养缺陷型菌株形成的新生菌落
【答案】D
【解析】
【分析】由题意知,营养缺陷型是指野生型菌株由于基因突变,致使细胞合成途径出现某些缺陷,丧失合成某些物质的能力,如氨基酸、维生素、碱基等的合成能力出现缺陷,必须在基本培养基(野生型菌株最低营养要求)中添加缺陷的营养物质(补充培养基)才能正常生长的一类突变株。
【详解】A、如果完全培养基在灭菌后立即倒入夹层平板中,可能导致基本培养基上的菌落被高温杀死,A错误;
B、为排除实验操作过程及培养基的配制等方面的影响,所以需要设置未接种的夹层平板作为对照 ,B错误;
C、由于平板需要倒置放置,故对首次出现的菌落做标记时需要标记在培养皿底上,C错误;
D、营养缺陷型菌株只能在完全培养基上生长,而野生型菌株在基本培养基和完全培养基上均可繁殖,小型菌落的形成是由于繁殖速度慢造成的,所以图2中的小型菌落可能为营养缺陷型菌株形成的新生菌落,D正确。
故选D。
6. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,其以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室通过发酵生产出PHA等新型高附加值可降解材料,从而提高了甘蔗的整体利用价值。具体的工艺流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,应在液体培养基中添加包含蔗糖在内的多种有机物作为碳源,并不断提高蔗糖的浓度
B. 为统计培养液中H菌的数目,可在培养过程中定期取样并采用平板划线法进行菌落计数
C. 若菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,则发酵系统不需要进行灭菌处理
D. 若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵,菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇,则说明氧气是高密度培养的限制因素
【答案】D
【解析】
【分析】1、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。
2、统计菌落数目的方法:(1)显微镜直接计数法:①原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量;②方法:用计数板计数;③缺点:不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法): ①原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌.通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作:a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数=(c÷V)×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
【详解】A、由题干信息分析可知,为提高甘蔗的整体利用价值,需提高嗜盐单胞菌H对蔗糖的耐受能力和利用效率,故在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源,并不断提高其浓度,A错误;
B、平板划线法只能分离菌种,不能进行计数,可采用血球计数板计数的方法进行菌落计数,B错误;
C、若菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,在高盐、强碱条件下,也可能有杂菌生长,故该系统仍需要灭菌,C错误;
D、若在适宜营养物浓度、温度和pH条件下发酵,菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期且产生了少量的乙醇,这说明发酵条件中氧气不足,使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇。据此推测可知,氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素,D正确。
故选D。
7. 高压蒸汽条件下持续20分钟会杀死芽孢,因此无菌操作中可利用非致病性的嗜热脂肪杆菌的芽孢作为指示菌来测定灭菌的效果。灭菌时在高压蒸汽灭菌锅的适当位置放置含有生物指示剂的培养液和含芽孢的菌片。灭菌结束后在塑料瓶外挤破含有培养液的玻璃瓶,使嗜热脂肪杆菌菌片浸没在紫色培养液内并进行培养,如下图所示。若芽孢可以生长会使培养液变为黄色。下列叙述错误的是( )
A. 嗜热脂肪杆菌的芽孢耐热性较强,常用作指示菌来测定灭菌的效果
B. 灭菌后含有嗜热脂肪杆菌菌片的紫色培养液属于鉴别培养基
C. 湿热灭菌可利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌
D. 若培养液颜色为黄色而阳性对照组颜色没有变化,说明达到灭菌目的
【答案】D
【解析】
【分析】消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
【详解】A、芽孢是细菌的休眠体,芽孢壁厚,含水量极低,代谢缓慢,抗逆性强,嗜热脂肪杆菌的芽孢耐热性较普通杂菌强,若嗜热脂肪杆菌的芽孢死亡可说明其他杂菌也已死亡,可用作指示菌来测定灭菌的效果,A正确;
B、灭菌后含有嗜热脂肪杆菌菌片的紫色培养液用于鉴别嗜热脂肪杆菌是否存活,因此属于鉴别培养基,B正确;
C、湿热灭菌是一种利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法,其中高压蒸汽灭菌的效果最好,C正确;
D、阳性对照组颜色为黄色,说明灭菌前存在有活性芽孢,灭菌后培养液颜色没有变化说明芽孢不能生长,则已达到灭菌目的,D错误。
故选D。
8. 某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为错误的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,二者融合的原理都是细胞膜的流动性、植物体细胞杂交的原理还包括了植物细胞的全能性;诱导原生质体融合的方法有 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导,而诱导动物细胞融合的方法有离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导。植物体细胞杂交的主要目的是培育新品种,而动物细胞融合的主要目的是用于获得单克隆抗体。
【详解】A、植物细胞有细胞壁,根据酶的专一性,植物体细胞杂交时用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,动物细胞培养时用胰蛋白酶处理分离出单个细胞,A正确;
B、诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法(例如离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等),诱导动物细胞融合的方法是物理方法、化学方法、生物方法(主要是灭活的病毒),B正确;
C、植物体细胞杂交技术可用于培育种间杂种植物,动物细胞融合技术不能用于培养克隆动物,培养克隆动物采用的是核移植技术,C错误;
D、植物组织培养的培养基属于固体培养基,其中含有蔗糖和植物激素;动物细胞培养的培养基属于液体培养基,其中含有葡萄糖和动物血清等,D正确。
故选C。
9. 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图:下列表述正确的是( )
A. ③和④过程涉及的激素主要是生长素和赤霉素
B. 用①处理细胞时需要在较高渗透压溶液中进行
C. 灭活是指利用物理或化学手段破坏病毒或细菌的抗原结构进而使其失去感染能力,但是灭活的仙台病毒不可促进②过程
D. 显微镜下供体染色体的存在可作为初步筛选杂种细胞的标志
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图,其中①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程;②表示诱导原生质体融合的过程;之后再采用植物组织培养技术即可得到杂种植株。
【详解】A、③和④过程为植物组织培养的脱分化和再分化过程,涉及的激素主要是生长素和细胞分裂素,A错误;
B、原生质体没有细胞壁的保护,因此用①处理细胞时需要在较高渗透压溶液中进行,防止细胞吸水涨破,B正确;
C、灭活是指用物理或化学手段杀死病毒、细菌等,但是不损害它们体内有用抗原的方法。灭活的病毒会使病毒蛋白的高级结构受到破坏,蛋白不再有生理活性,所以失去感染、致病和繁殖能力,而灭活的仙台病毒不可用于②过程(植物细胞融合),一般用于动物细胞融合,C错误;
D、用于融合的细胞一个是花椰菜的根细胞,一个是黑介菌的叶肉细胞,其中供体细胞特有的结构为叶绿体,故可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志,含有供体染色体的细胞也可能是未融合的细胞,D错误。
故选B。
10. 治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义,具体流程如下图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 个体A提供的卵母细胞通常是指初级卵母细胞
B. 超数排卵是利用外源促性腺激素诱发卵巢排出更多卵子
C. 若将图中获得的组织器官移植至个体A,会发生免疫排斥反应
D. 我国禁止生殖性克隆,主张对治疗性克隆进行有效监管和严格审查
【答案】A
【解析】
【分析】1、胚胎干细胞可以来自囊胚中的内细胞团,若将图中获得的组织器官移植给个体B不会发生免疫排斥反应;因为B是供核的一方,克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和B相同;
2、治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出人胚胎干细胞(简称ES细胞),获得ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗;生殖性克隆就是以产生新个体为目的克隆,即用生殖技术制造完整的克隆人,目的是产生一个独立生存的个体,于此相对的是研究性克隆或医学性克隆,指的是产生研究所用的克隆细胞,不产生可独立生存的个体。
【详解】A、个体A提供的卵母细胞通常是指MⅡ期的卵母细胞,是次级卵母细胞,不是初级卵母细胞,A错误;
B、超数排卵是应用外源性促性腺激素诱发卵巢的多个卵泡同时发育,并排出具有受精能力的卵子的方法,B正确;
C、在图示过程中,个体B提供的是细胞核,分化形成的组织器官的性状主要是由来自个体B的遗传物质决定的,因此体外培养获得的组织器官移入个体B不会发生免疫排斥反应,如果将图中获得的组织器官移植给个体A有可能会发生免疫排斥反应,C正确;
D、我国对克隆人研究的态度是禁止生殖性克隆,对治疗性克隆进行有效监管和严格审查,D正确。
故选A。
11. CD47是一种跨膜糖蛋白。它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,科学家按照如下图流程进行了实验。下列叙述不正确的是( )
A. 多次进行步骤①目的是获得更多分泌抗CD47抗体的浆细胞
B. 体外培养单个B细胞也可获得大量抗CD47的单克隆抗体
C. 经筛选可得到既能产生抗CD47抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞
D. 对照组应在巨噬细胞+正常细胞共培养,体系中不加单克隆抗体
【答案】D
【解析】
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点;2、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体;
3、单克隆抗体的作用:
①作为诊断试剂:(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点;
②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
【详解】A、多次进行步骤①的目的是加强免疫,获得更多分泌抗CD47抗体的浆细胞,A正确;
B、单个B淋巴细胞进行体外培养,进行无性繁殖,也就是通过克隆形成细胞群,这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体——单克隆抗体,B正确;
C、经两次筛选可得到既能产生抗CD47抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞,C正确;
D、对照组应在巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系中不加入单克隆抗体,D错误。
故选D。
12. 植物细胞壁中存在大量不能被动物消化的多聚糖类物质,研究人员通过生物工程技术培育出含多聚糖水解酶基因猪,主要流程如下图,①~⑤表示操作过程。下列有关说法错误的是( )
A. 在基因表达载体中构建诱导型启动子,可以利用诱导物激活多聚糖水解酶基因表达
B. 用蛋白酶合成抑制剂激活③过程形成的重构胚使其完成分裂和发育进程
C. 从卵巢中采集的卵母细胞需培养到MⅡ期后用显微操作技术去除核膜包裹的细胞核
D. ④过程的实质是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:①为目的基因导入细胞,②为核移植,③为早期胚胎的发育,④为胚胎移植,⑤为产生子代转基因猪。
【详解】A、启动子(RNA聚合酶与之结合启动转录的片段)具有特异性,在基因表达载体中构建诱导型启动子,可以利用诱导物激活多聚糖水解酶基因表达,A正确;
B、用蛋白酶合成抑制剂(电刺激、Ca2+载体等)激活③过程形成的重构胚使其完成分裂和发育进程,B正确;
C、常用显微操作法去除卵母细胞中细胞核的纺锤体—染色体复合物,而非去除核膜包裹的细胞核,C错误;
D、④为胚胎移植,④过程的实质是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移,D正确。
故选C。
13. 用限制酶EcRV单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRV、MbI联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRV限制酶切割后的一个黏性末端)。下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A. 质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B. 质粒是真核细胞或原核细胞中只能在细胞质中进行自我复制的小型环状DNA分子
C. 若用MbI限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为5.5和8
D. 农杆菌内含有Ti质粒,在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物
【答案】D
【解析】
【分析】用限制酶EcR Ⅴ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,说明质粒中含有1个EcR Ⅴ切点,同时用限制酶EcR Ⅴ、Mb Ⅰ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个Mb Ⅰ切点。
【详解】A、质粒是环状DNA分子,不是细胞器,A错误;
B、质粒是最常用的载体之一,其化学本质是小型环状DNA分子,它不仅存在于原核细胞中,也存在于真核细胞中,如酵母菌,在体外,若给予适宜的条件,质粒也可能进行复制,B错误;
C、用限制酶EcR Ⅴ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,说明质粒中含有1个EcR Ⅴ切点,同时用限制酶EcR Ⅴ、Mb Ⅰ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个Mb Ⅰ切点,若用Mb I限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段为2种,总长为14kb,产生的DNA片段长度为6和8,C错误;
D、农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物,其细胞内含有Ti质粒上的T-DNA可以转移并整合到受体细胞染色体DNA上,D正确。
故选D。
14. HA蛋白是禽流感病毒的重要抗原。鸡卵清蛋白是由输卵管上皮细胞中卵清蛋白基因特异性表达后分泌至输卵管内,参与构成鸡蛋清的蛋白质。下图是利用基因工程技术制备HA蛋白鸡输卵管生物反应器的过程。几种可供选择的限制酶识别序列如下,下列说法错误的是( )
A. ①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶、4种游离的脱氧核苷酸等组分
B. 启动子是转录的起点,是RNA聚合酶识别和结合的部位
C. 目的基因与鸡卵清蛋白基因启动子拼接前应先在目的基因两端分别引入HindⅢ和EcRI的识别序列
D. 基因表达载体导入受精鸡胚的胚盘可以使用显微注射法
【答案】C
【解析】
【分析】基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等;启动子是一段由特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出蛋白质;终止子位于基因的下游,作用是终止转录,也是一段有特殊序列结构的DNA片段。
【详解】A、图中①以禽流感病毒RNA形成目的基因DNA过程,为逆转录过程,需要的酶是逆转录酶,逆转录合成的是DNA,需要4种脱氧核苷酸作为原料,A正确;
B、启动子是一段特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是转录的起点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,B正确;
C、要使目的基因能够与启动子结合,目的基因应连接在启动子下游,并借助启动子启动转录过程,按照图中启动子上的箭头方向推测,在重组质粒中目的基因插入的位置位于BamHI和EcRI限制酶切位点之间,故引物应具有BamHI和EcRI限制酶识别序列,C错误;
D、受体细胞为动物细胞时通常采用显微注射法,因此基因表达载体导入受精鸡胚的胚盘可以使用显微注射法,D正确。
故选C。
15. 研究发现,胰岛素进入血液循环后容易被降解,糖尿病患者需要反复注射胰岛素才能达到治疗效果。科研人员借助蛋白质工程改变了胰岛素中某些氨基酸,提高了胰岛素在患者体内的稳定性,延长了其作用时间。下列有关叙述错误的是( )
A. 蛋白质工程的实质是在DNA分子水平上进行设计和改造蛋白质
B. 氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内是否稳定的原因之一
C. 蛋白质工程难度很大与蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构有关
D. 改造胰岛素应首先从设计胰岛素基因中的脱氧核苷酸序列出发
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程的基本流程:根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列(基因)→DNA合成,最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、蛋白质工程的基本流程为:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列(基因)→DNA合成,最终要利用基因工程上来解决蛋白质的合成,因此蛋白质工程的实质是在 DNA 分子水平上进行设计和改造蛋白质,A正确;
B、氨基酸序列差异,导致胰岛素的空间结构有所改变,影响了它的功能,因此氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内是否稳定的原因之一,B正确;
C、多数蛋白质除具有一级结构(即氨基酸顺序)外,还具有复杂的高级结构,即空间结构,而很多蛋白质的空间结构是人们目前还不清楚的,因此实施蛋白质工程的难度很大,C正确;
D、胰岛素属于蛋白质,改造胰岛素应首先从设计预期的蛋白质结构出发,D错误。
故选D。
二、不定项选择题,本题共5小题。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确。
16. 我国有历史悠久的传统发酵技术,以此为基础发展起来的发酵工程实现了发酵食品、药物等工业化生产,极大地改善了人们的生活。下列相关叙述正确的是( )
A. 腐乳的鲜味来源于毛霉等微生物分泌的蛋白酶对豆腐中蛋白质的分解
B. 酿制啤酒时,焙烤是为了加热杀死种子胚,终止酶的进一步作用
C. 将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗
D. 利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白,可作为食品添加剂
【答案】ACD
【解析】
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、腐乳制作过程中有多种微生物参与,其中起主要作用的是毛霉,主要是利用这些微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成 小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,A正确;
B、烘烤加热杀死种子胚,但不使淀粉酶失活,B错误;
C、一种生产乙型肝炎疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵生产,可以大大提高生成效率,C正确;
D、利用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂,甚至制成“人造肉”供人们直接食用,D正确。
故选ACD。
17. miRNA是一类真核生物中广泛存在的单链非编码RNA分子.成熟的miRNA与AGO家族蛋白结合形成沉默复合体,该复合体可通过识别和结合靶基因转录出的mRNA并对其进行剪切或抑制其翻译过程,从而调控生物性状。下列相关分析正确的是( )
A. miRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段
B. 沉默复合体发挥作用的场所是细胞核
C. 利用PCR技术可检测靶基因转录出的mRNA的相对含量
D. 沉默复合体通过碱基互补配对的方式识别靶基因并抑制其表达
【答案】C
【解析】
【分析】基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】A、根据题意,成熟的miRNA与AGO家族蛋白结合形成沉默复合体,该复合体可通过识别和结合靶基因转录出的mRNA并对其进行剪切或抑制其翻译过程,所以miRNA基因的表达过程只有转录阶段,不翻译成蛋白质,A错误;
B、有题干可知,沉默复合体可对靶基因转录出的mRNA并对其进行剪切或抑制翻译过程,因此其发挥作用的场所是细胞质,B错误;
C、现将靶基因转录出的mRNA进行逆转录得到cDNA,再利用PCR技术可检测靶基因转录出的mRNA的相对含量,C正确;
D、沉默复合体通过碱基互补配对的方式识别靶基因转录出的mRNA,不是直接识别靶基因,D错误。
故选C。
18. 用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时,得到以下电泳图谱,其中1号为DNA标准样液(Marker),10号为电泳缓冲液。进行PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析正确的是( )
A. 在凝胶中,DNA的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小等有关,与DNA构象无关
B. PCR产物的分子大小在250~500bp之间,9号样品对应植株不是所需的转基因植株
C. 10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
D. 电泳鉴定时,如果扩增结果不止一条条带可能是因为引物设计过短、退火温度过低等原因
【答案】BCD
【解析】
【分析】分析题图:PCR过程中,可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。4∼9号是转基因植株,理论上应包含目的基因,结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果,推测包含目的基因的片段大小应为250∼500bp,但9号PCR结果不包含250∼500bp片段,所以不是所需转基因植株。
【详解】A、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子的大小和构象等有关,A错误;
B、PCR过程中,可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段,4~9号是转基因植株,理论上应包含目的基因,结合2号野生型和10号电泳缓冲液组的结果,推测包含目的基因的片段大小应为250~500bp,9号PCR结果不包含250~500bp片段,所以不是所需的转基因植株,B正确;
C、10号加入电泳缓冲液,10号的电泳结果能排除反应体系等对结果的干扰,C正确。
D、不止一条条带可能的原因有:引物设计不合理,它们与非目的序列有同源性或容易形成二聚体;退火温度过低;DNA 聚合酶的质量不好等,D正确。
故选BCD。
19. 新冠病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体从而引起肺炎.单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵,抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。如图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述,错误的是( )
A. 研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射刺突蛋白对小鼠进行免疫以获得相应抗体
B. 在产生免疫反应的小鼠脾脏细胞中提取B淋巴细胞并诱导其与骨髓瘤细胞融合
C. 经HAT培养基筛选得到杂交瘤细胞经克隆化培养后可直接用于单克隆抗体的生产
D. 单克隆抗体可用来制备治疗癌症的“生物导弹”是因为单克隆抗体能杀伤癌细胞
【答案】ACD
【解析】
【分析】1、单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合,经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞并经专一抗体检测后,培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可得单克隆抗体。涉及动物细胞培养和动物细胞融合技术;杂交瘤细胞集合了两个细胞的遗传物质,但不一定全部表达。
2、单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,具有准确、快速等优点。
【详解】A、研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射棘突蛋白对小鼠进行免疫以获得相应B淋巴细胞,A错误;
B、在产生免疫反应的小鼠脾脏细胞中提取B淋巴细胞并诱导其与骨髓瘤细胞融合,以获得杂交瘤细胞,B正确;
C、经HAT培养基筛选得到杂交瘤细胞经克隆化培养后还需进行抗体检测才能用于单克隆抗体的生产,C错误;
D、单克隆抗体还可以用来制备治疗癌症的“生物导弹”,因为单克隆抗体能将药物定向带到癌细胞所在的位置,D错误。
故选ACD。
20. PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键碱基,5'端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列如下图。下列叙述不正确的是( )
A. 当温度下降到65℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
B. 一个DNA分子经PCR进行4个循环后共消耗了15对引物
C. PCR反应缓冲液中一般要添加镁离子,因为真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要镁离子激活
D. 用图中引物扩增至少四个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物
【答案】AD
【解析】
【分析】PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成:
1、模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;
2、模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;
3、延伸:DNA聚合酶由降温时结合上的引物开始沿着DNA链合成互补链。此阶段的温度依赖于DNA聚合酶。该步骤时间依赖于聚合酶以及需要合成的DNA片段长度。
【详解】A、当温度下降到55℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合,A错误;
B、复制4次共形成16个DNA分子,32条链,只有两条链不需要引物,因此共消耗15对引物,B正确;
C、因为镁离子是TaqDNA酶不可或缺的辅助因子,镁离子对于稳定核苷酸和稳定扩增体系,提高TaqDNA聚合酶的活性十分重要,C正确;
D、由图示可知,第一、二轮循环合成的子链长度均不同,根据半保留复制特点可知,前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长,第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链,即用图中引物扩增至少3个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物,D错误。
故选AD。
三、非选择题。
21. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如图。
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为____。在培养iPS细胞的过程中,培养基中应含有细胞所需的各种营养物质,并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是____。
(2)为提高后代雌性概率,可对可用胚胎的滋养层细胞的DNA进行PCR,选择SRY基因(该基因位于Y染色体上的性别决定基因)____(填“阳性”或“阴性”)的胚胎进行移植。
(3)代孕个体对移入子宫的重构胚____,这为胚胎在受体内的____提供了可能。
(4)胚胎分割可以增加胚胎数量,在对胚胎进行分割时要注意____。
【答案】(1) ①. 原代培养 ②. 清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,同时为细胞生长、增殖提供充足的营养 (2)阴性
(3) ①. 基本不发生免疫排斥反应 ②. 存活
(4)将内细胞团均等分割
【解析】
【分析】题图分析,黑鼠的体细胞诱导产生多能干细胞(iPS细胞),灰鼠的胚胎经过特殊处理,形成四倍体囊胚,再将iPS细胞注射到四倍体囊胚中形成重组胚胎,经过胚胎移植,最终获得克隆鼠。
【小问1详解】
从黑鼠体内获得体细胞后,获得单细胞悬液,之后对其进行的初次培养称为原代培养。动物细胞培养时要定期更换培养液,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,同时为细胞生长、增殖提供充足的营养。
【小问2详解】
由题意可知,SRY基因是位于Y染色体上的性别决定基因,由该基因表现为雄性,说明应选SRY基因为阴性的胚胎进行移植。
【小问3详解】
代孕个体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
【小问4详解】
胚胎分割时需要选择形态正常和发育良好的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割,应注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎进一步发育。
22. 饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质,很难被动物吸收利用,还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。
(1)培养基中除了添加____、____以外,应含有碳源、氮源、水、无机盐等基本营养物质。
(2)接种前进行的一系列操作,目的是____。统计平板上的菌落数,就能大致推测出样品中的活菌数。通常每种稀释液需涂布3个平板,取其平均值,若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是28,则1g土壤中含有此菌的菌株数是____。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数____,原因是____。
(3)若要对上述菌株进行进一步纯化,通常使用的划线工具是____;接种时,在第一区域划线后须将该工具____后再划线。
(4)产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A—E五种菌株中,____是产植酸酶最理想的菌株。
【答案】(1) ①. 植酸钙 ②. 琼脂
(2) ①. 在固体培养基表面形成单菌落 ②. 2.8×107 ③. 低 ④. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(3) ①. 接种环 ②. 灼烧、冷却 (4)E
【解析】
【分析】平板划线法:①将接种环放到火焰上灼烧,直到接种环的金属丝烧红。②在火焰旁冷却接种环。同时,拔出试管的棉塞。③将试管口通过火焰。④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。⑤将试管口通过火焰,并塞上棉塞。⑥在火焰附近将皿盖打开一条缝隙,用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线,盖上皿盖。⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作,作第三、四、五次划线,注意不要将最后一次划线与第一次的相连。
稀释涂布平板法:①将土样放进盛有无菌水的锥形瓶中,充分摇匀,取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中,依次等比稀释。②取0.1mL菌液,滴加到培养基表面。③将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。④将涂布器放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布。⑤用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。
【小问1详解】
科研人员要从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株,所以培养基要添加植酸钙,按照图示,选用培养基应为固体培养基,应该加入琼脂。
【小问2详解】
由于土壤中细菌数量庞大,必须要对土样进行充分稀释,再将菌液涂布到制备好的选择培养基上,当样品的稀释度足够高时,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,统计平板上的菌落数,就能大致推测出样品中的活菌数。将1g土壤放进99mL的无菌水,再经过3次10倍的稀释,最后取0.1mL进行涂布,获得平均值是28,则培养基上的活菌数已经经过105倍稀释,1g土壤中含有此菌的菌株数是28×105÷0.1=2.8×107。该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数低,因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。
【小问3详解】
若要对上述菌株进行进一步纯化,通常使用的方法是平板划线法,使用的划线工具是接种环;接种时,在第一区域划线后,为了避免被接种环上的菌影响,需要将接种环灼烧、冷却后再划线。
【小问4详解】
产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产植酸酶,在五种菌株中,E的透明区域最大,说明产植酸酶最多,是产植酸酶最理想的菌株。
23. 蒂蛀虫是荔枝的重要害虫。科研人员培育转基因抗虫荔枝的过程如下图1所示。图2是SalI、HindⅢ和BamHI三种限制酶的识别序列和切割位点。请回答下列问题:
(1)受体农杆菌细胞在导入重组Ti质粒前,需要先用Ca2+处理,其目的是____。外植体(幼嫩的茎段)经过____形成愈伤组织。在愈伤组织形成的过程中,导致外植体被污染的原因可能是____(答出一点即可)。
(2)研究人员采用了如下图3巢式PCR技术获取抗虫基因,巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应(PCR),使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物(也称外引物)扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物(因为他们在第一次PCR扩增片段的内部,也称内引物)结合在第一次PCR产物内部,使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。
图3
①PCR产物常采用____来鉴定。
②相比于常规PCR,巢式PCR获得错误目标产物概率____,这是因为____。
③为了使抗虫基因定向插入质粒中,第二次PCR扩增时需要在两个引物5'端分别添加的序列是____。
(3)科研人员采用农杆菌转化法将抗虫基因导入荔枝细胞,由于农杆菌中的Ti质粒含有一段____,能携带目的基因进入受体细胞,并将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上。
(4)培育出的荔枝是否具有抗虫性状;可采用鉴定方法是____。
【答案】(1) ①. 使农杆菌细胞处于一种能够吸收周围环境中DNA的感受态的生理状态 ②. 脱分化 ③. 外植体消毒不彻底(或培养基、接种工具灭菌不彻底或操作过程不符合无菌操作要求)
(2) ①. 琼脂糖凝胶电泳 ②. 低 ③. 如果利用外引物扩增产生了错误片段,则巢式(内)引物能在错误片段上进行配对的概率低 ④. AAGCTT和GTCGAC
(3)T-DNA (4)采摘转基因抗虫荔枝叶片饲喂蒂蛀虫,观察蒂蛀虫的存活情况
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
受体农杆菌细胞在导入重组Ti质粒前,需要先用Ca2+处理,其目的是使农杆菌细胞处于一种能够吸收周围环境中DNA的感受态的生理状态。外植体(幼嫩的茎段)经过脱分化形成愈伤组织。植物组织培养过程中要求进行严格的无菌操作,若外植体消毒不彻底,培养基、接种工具灭菌不彻底,操作过程不符合无菌操作要求,都会导致外植体被污染。
【小问2详解】
①PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
②如果利用外引物扩增产生了错误片段,则巢式(内)引物能在错误片段上进行配对的概率低,故巢式PCR获得错误目标产物概率低。
③由图1可知,BamH I会破坏目的基因,所以可以用Sal I、Hind Ⅲ两种限制酶切割目的基因的两端及质粒,可防止目的基因和质粒的自我环化或反向连接,所以第二次PCR扩增时需要在两个引物5'端分别添加的序列是AAGCTT和GTCGAC。
【小问3详解】
农杆菌含有Ti质粒,Ti质粒含有一段T-DNA,T-DNA能携带目的基因进入受体细胞,并将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。
【小问4详解】
培育出的荔枝是否具有抗虫性状,可从个体水平做抗性实验鉴定,鉴定方法是采摘转基因抗虫荔枝叶片饲喂蒂蛀虫,观察蒂蛀虫的存活情况。
24. 人参和西洋参是五加科人参属的药用植物,它们含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,下图1是主要流程:
(1)过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是____。
(2)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M-Rb1含量,结果见图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择____的愈伤组织。
(3)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5-FU对肿瘤的抑制效果:
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是____。培养条件中5%CO2的作用是____,温度为37℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。请根据图3写出计算肿瘤体积变化的公式:____。根据实验结果可以得出的结论有____。
【答案】(1)蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡
(2)人参(种子胚) (3) ①. 补充未知的营养物质 ②. 维持培养液的pH ③. 给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积 ④. 5-FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5-FU和Rg3联合给药效果更好
【解析】
【分析】植物的组织培养指的是在无菌的条件下,将植物的茎尖、茎段或是叶片等切成小块,培养在特制的培养基上,通过细胞的增殖和分化,使它逐渐发育成完整的植物体。
【小问1详解】
过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡;
【小问2详解】
由图可知,Rg3具有抗癌作用,若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择人参(种子胚)的愈伤组织;
【小问3详解】
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是补充未知的营养物质。培养条件为5%CO2,作用是维持培养液的pH;
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。根据图3计算肿瘤体积变化的公式:给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积。根据实验结果,分析图像,可以得出的结论有5-FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5-FU和Rg3联合给药效果更好。
25. 哺乳动物体内一定含量的w—3多不饱和脂肪酸(LCPUFA)可以起到预防心血管疾病的作用,但LCPUFA在大多数动物体内不能合成,只能从食物中摄取。科研人员从秀丽隐杆线虫中获得LCPUFA合成酶基因fat—1(1229bp),培育转fat-1基因家兔,其部分流程如图一所示。
(1)PCR扩增fat-1基因的前提是____,以用于特异性制备PCR扩增需要的引物。PCR扩增过程中,经过5轮循环后,得到的产物中只含一种引物的DNA分子占比为____。
(2)在构建PEBf质粒时,为确保fat-1基因按正确方向插入,需要双酶切,还需对fat-1基因的引物进行相应设计。已知fat-1基因转录的模板链为a链,与b链结合的引物5端添加了限制酶识别序列GAATTC,则另一引物5’端需添加的限制酶识别序列为____,理由是____。
(3)转染是将外源分子如DNA、RNA等导入真核细胞的技术。为了检验图一家兔成纤维细胞是否转染成功,科研人员分别提取培养液中各细胞的DNA,利用fat-1基因引物进行PCR扩增后电泳,部分结果如图二所示。据图分析,1组和2组分别是____细胞组PCR产物。
(4)检测转基因家兔细胞中是否含有LCPUFA合成酶,可采用____技术。如果fat-1基因已正确插入PEB质粒且成功转染,但在转基因家兔细胞中没有检测到LCPUFA合成酶,从构建基因表达载体的角度分析,可能的原因是____。
【答案】(1) ①. 获得一段已知目的基因的序列 ②. 1/16
(2) ①. GGATCC ②. 另一引物应和a链配对,且转录的模板链是a链,则a链引物所在一侧应靠近启动子,所以应选择BamH I限制酶的序列作为引物5’端序列,即另一引物5’端需添加的限制酶序列为GGATCC
(3)未成功转染和成功转染
(4) ①. 抗原-抗体杂交 ②. 重组质粒缺少启动子和终止子,无法正常转录
【解析】
【分析】1、PCR扩增:目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以单链DNA为模板,在DNA聚合酶作用下进行延伸,如此循环多次。
2、选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则:①不能破坏目的基因;②不能破坏所有的抗性基因;③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因,防止目的基因和质粒反向连接,同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。
【小问1详解】
在进行PCR扩增目的基因时,需要加入引物,引物是根据一段已知目的基因的序列合成的DNA片段。PCR扩增过程中,经过5轮循环后,得到25=32个DNA分子,其中有2个DNA分子只有含有母链,且该DNA分子只含一种引物,故得到的产物中只含一种引物的DNA分子占比为1/16。
【小问2详解】
在构建PEBf质粒时,为确保fat-1基因按正确方向插入,需要双酶切,还需对fat-1基因的引物进行相应设计。已知fat-1基因转录的模板链为a链,与b链结合的引物5'端添加了限制酶识别序列GAATTC,另一引物应和a链配对,且转录的模板链是a链,则a链引物所在一侧应靠近启动子,所以应选择BamH I限制酶的序列作为引物5’端序列,即另一引物5’端需添加的限制酶识别序列序列为GGATCC。
【小问3详解】
据图分析,M2组和1组没有扩增出DNA片段,故细胞内不存在目的基因,即可能是细胞内导入PEB质粒或者未成功转染,而M2组是PEB质粒转染细胞PCR产物,故1组是未转染细胞PCR产物,2组出现一条DNA条带,即为目的基因条带,则细胞内导入的是PEBf质粒,1组和2组分别是未成功转染和成功转染细胞组PCR产物。
【小问4详解】
检测转基因家兔细胞中是否含有LCPUFA合成酶,可采用抗原-抗体杂交技术。如果fat-1基因已正确插入PEB质粒且成功转染,但在转基因家兔细胞中没有检测到LCPUFA合成酶,从构建基因表达载体的角度分析,基因正确插入却无法检测到相应蛋白质,考虑目的基因未正确表达,从构建基因表达载体的角度分析,可能的原因是重组质粒缺少启动子和终止子,无法正常转录。
比较内容
植物体细胞杂交
动物细胞融合
A
特殊处理
用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁
用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理可分离出单个细胞
B
诱导融合手段
离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等
PEG融合法、电融合法、灭火病毒诱导法等
C
典型应用
培育种间杂种植物
培养克隆动物
D
培养基区别
通常为固体培养基,含蔗糖和植物激素等
液体培养基,含葡萄糖,含有动物血清等
山东省枣庄市滕州市2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷: 这是一份山东省枣庄市滕州市2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷,共11页。
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2024枣庄滕州高二上学期期末考试生物试题: 这是一份2024枣庄滕州高二上学期期末考试生物试题,共38页。