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05 生物技术与工程综合题
1.(2023·浙江·统考高考真题)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备__________的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的__________为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为__________和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的__________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用__________计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是__________。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于__________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项?__________
A .甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经__________可形成胚状体或芽。胚状体能长出__________,直接发育形成再生植株。
(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA序列b;M1、M2为序列a的特异性引物,N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路:
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的__________。
Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系,__________为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经__________后,若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的__________个条带,则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
2.(2022·天津·高考真题)研究者拟构建高效筛选系统,将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌,以提高苯丙氨酸产量。
(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB两个标记基因,为去除筛选效率较低的SacB,应选择引物________和________,并在引物的________(5'∕3')端引入XhoⅠ酶识别序列,进行PCR扩增,产物经酶切、连接后环化成载体2。
(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时,引物应包含___________(EcoRⅠ∕HindⅢ∕XhoⅠ)酶识别序列,产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。
(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株,应采用含有__________的平板进行初步筛选。
(4)用一定的方法筛选出如下菌株:P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA,且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为__________。
A.卡那霉素不敏感、链霉素敏感
B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感
C.卡那霉素和链霉素都敏感
D.卡那霉素和链霉素都不敏感
(5)可采用__________技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。
3.(2022·重庆·统考高考真题)研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏法和压榨法提取了某种橘皮的精油(分别简称为HDO和CPO),并研究其抑菌效果的差异。
(1)为便于精油的提取,压榨前需用________浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入NaCl,其作用是________;为除去油层中的水分,需加入________。
(2)无菌条件下,该小组制备了两个大肠杆菌平板,用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO和CPO贴于含菌平板上,37℃培养24h,抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足:①未设置对照,设置本实验对照的做法是________,其作用是________;②不足之处还有________(答两点)。
(3)若HDO的抑菌效果低于CPO,