内容正文:
高三生物十月学情检测
第Ⅰ卷 (选择题 共42分)
一、单项选择题:(每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列关于元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. 组成蛋白质的各种元素中,N元素主要存在于氨基中
B. 原核细胞的拟核中不存在DNA-蛋白质复合物
C. 同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
D. 还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的化学本质是蛋白质,能催化C3的还原
2. 几丁质广泛存在于昆虫外骨骼中。中国科学家解析了几丁质合成酶的结构并阐明了几丁质合成的过程,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中的单糖是葡萄糖,是构成几丁质的基本单位
B. 人体骨骼中除了富含钙质外也含丰富的几丁质
C. 几丁质合成酶既具有亲水性也具有疏水性
D. 几丁质合成酶激活剂可用于防治病虫害
3. 关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B. 核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C. 内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
D. 醋酸菌没有由核膜包被的细胞核,其通过无丝分裂进行增殖
4. 细胞膜上的离子通道可控制离子进出细胞,相关叙述正确的是( )
A. 离子通道对离子的选择具有相对性且运输过程消耗ATP
B. Na+通过离子通道进入神经细胞时,需要与通道蛋白结合
C. 离子通道的选择性与其大小、形状以及带电荷氨基酸的分布有关
D. 钠钾泵是一种离子通道既可以运输Na+又可以运输K+
5. 将某藻类叶片放入一定浓度的溶液中,细胞的变化趋势如图所示,y为相应参数。下列叙述错误的是( )
A. 若y表示液泡体积,则a点时细胞吸水能力最弱
B. 若y表示液泡体积,则该溶液可能是硝酸钾溶液
C. 若y表示液泡体积,则b点时发生质壁分离复原
D. 若将藻类叶片置于清水中,细胞也不会吸水涨破
6. 如图是测定某植物光合作用强度的装置。遮光20min后,甲装置液滴左移2cm,乙装置液滴右移0.5cm;适宜光照20min后,丙装置液滴右移5cm,丁装置液滴右移0.5cm,则该植物在上述光照条件下,总光合作用强度为(单位:cm/h)
A. 6 B. 7 C. 18 D. 21
7. 同位素标记法是常用的生物学实验方法,下列相关叙述正确的是( )
A. 用15N标记DNA分子,通过测定放射性,证明DNA分子的复制方式是半保留复制
B. 用小球藻做14CO2示踪实验,不同时间点对放射性进行分析可研究暗反应的途径
C. 将实验用小白鼠放入含有18O2的培养箱中饲养,其呼出的二氧化碳不含C18O2
D. 用35S和32P分别标记T2噬菌体中蛋白质的羧基、DNA的碱基,探索遗传物质的本质
8. 下列相关实验叙述正确的是( )
A. 在稀释的唾液中加入双缩脲试剂后出现紫色反应说明唾液中含有唾液淀粉酶
B. 利用淀粉酶、淀粉、蔗糖酶探究酶的专一性时,不可用碘液检测反应结果
C. 在过氧化氢溶液充足的情况下,若提高过氧化氢酶的浓度,则酶的活性更高,反应更快
D. 解离液的作用是杀死细胞,使细胞相互分离,固定细胞的分裂相
9. 图1是人类某单基因遗传病的家系图。图2是和该遗传病相关的A和a基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1的相关基因,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果如图3。下列说法正确的是( )
A. 该病属于常染色体隐性或伴X染色体隐性遗传
B. Ⅱ2携带致病基因的概率是1/2
C. 如果Ⅰ2同时是血友病基因携带者,则Ⅱ2和正常男性结婚后代患血友病的概率为1/4
D. 由图2、3可知,分子杂交所用的探针与A基因结合的位置在酶切点①②之间
10. 剂量补偿指的是在XY性别决定的生物中,性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。剂量补偿主要有两种机制:一种是果蝇,雌性细胞两条X染色体中,单条转录效率是雄性单条X染色体转录效率的50%;另一种是哺乳动物,雌性细胞两条X染色体中,随机一条失去活性形成巴氏小体。不考虑基因突变,下列说法正确的是( )
A. 性染色体为XXY患者外形为男性,体细胞内不会形成巴氏小体
B. 性染色体为XXX的果蝇,可能是由于位于X性连锁基因过量表达而死亡
C. 人类伴X染色体隐性遗传病致病基因为Xb,XBXB和XBXb个体表型一定相同
D. 父母色觉正常,生出XXY色盲孩子,可能是父亲提供了XY精子所致
11. 下图为某细胞中相关生理活动,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据下图分析正确的是( )
A. ③过程中,mRNA在核糖体上由左向右移动
B. 图中只有①②③过程存在碱基互补配对
C. 此细胞为真核细胞,真核细胞不一定都可以完成①~⑤过程
D. 若上图细胞为人的神经细胞,用显微镜可观察到其含有23对染色体
12. 下图表示NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰参与癌症进展的机制,相关叙述错误的是( )
A. 与过程①相比,过程③特有的碱基互补配对方式是U-A
B. 在肿瘤组织中NAT10蛋白的表达水平与COL5A1蛋白的表达水平呈负相关
C. 过程②中的mRNA乙酰化修饰,可以提高mRNA的稳定性
D. 靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰,可抑制癌细胞转移
13. 为从泡菜汁中筛选出耐高盐的乳酸菌,某兴趣小组进行了如下操作:取少量泡菜汁样品,采用平板划线法将其接种于一定NaCl浓度梯度的培养基,经培养得到单菌落。下列叙述错误的是( )
A. 所用培养基为选择培养基,且其中需添加维生素
B. 泡菜汁样品需要经过多次稀释后才能进行划线接种
C. 应在无氧条件下培养,分离得到的不一定均为乳酸菌
D. 若选择稀释涂布平板法接种,还可对菌落进行计数
14. 为研究血清饥饿处理对重组胚构建的影响,科研人员用经不同时间血清饥饿处理后的野猪成纤维细胞作为供体,以野猪卵母细胞作为受体进行核移植。结果如下表。
饥饿时间/d
卵裂率(%)
囊胚率(%)
0
75.8
7.7
2
82.7
24.2
4
81.2
22.8
8
70.4
9.1
注:卵裂率指进行分裂的重组细胞占全部重组细胞的比例,囊胚率指获得的囊胚占全部重组细胞的比例
以下说法错误的是( )
A. 核移植时应将供体细胞核注入排出了第一极体的卵母细胞
B. 实验结果表明适当地对供体细胞进行饥饿处理有利于重组胚构建
C. 过度的饥饿处理导致营养成分不足,可能使细胞发生凋亡
D. 获得的囊胚可以移植到生理状态相同的野猪子宫内继续发育
15. 科研人员将两种不同的杂交瘤细胞融合得到双杂交瘤细胞AB,细胞AB能够悬浮在液体培养基中生长增殖,产生双特异性抗体AB,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 可用PEG诱导杂交瘤细胞A和B融合
B. 可利用抗体检测筛选出产抗体AB的双杂交瘤细胞
C. 双杂交瘤细胞AB无需识别α、β抗原就能产生双特异性抗体
D. 双杂交瘤细胞AB传代培养时需用机械的方法或胰蛋白酶处理
二、多项选择题:(每题3分,共计12分。每小题有不止一个选项符合题意。每题全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。)
16. 光合作用和细胞呼吸在植物细胞内是相互依存、密不可分的,其过程如下图所示,Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~⑤代表过程。下列叙述错误的是( )
A. 图中Ⅶ被相邻细胞利用至少要穿过6层生物膜
B. 图中的Ⅱ和Ⅴ、Ⅲ和Ⅵ分别是同一种物质,Ⅰ和Ⅳ是不同物质
C. 上图中②消耗的ATP可以由③④⑤提供
D. 若光照突然降低,短时间内②过程减慢,导致C3含量减少,C5含量增多
17. 双链DNA分子复制起始时从复制原点处双链DNA分子解链,前导链在一段RNA引物的发动下按连续合成的模式完成合成过程,而后随链是按不连续合成的模式不断地完成冈崎片段的合成,且每一个冈崎片段都需要有RNA引物的发动过程。具体过程如图所示。据图分析下列相关叙述正确的是( )
A. 前导链和后随链的碱基排列顺序是相同的
B. 前导链的合成需要DNA聚合酶和RNA聚合酶的共同作用
C. 冈崎片段形成后会在DNA连接酶的作用下合成完整的后随链
D. 细胞内DNA复制的引物和PCR技术中的引物种类是相同的
18. 通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
D. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
19. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. Cas9蛋白相当于限制酶,切割位点是脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C. CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
三、非选择题:(共5小题,计55分,另有3分为卷面分。)
20. Ⅰ.随着生活水平的提高,因糖、脂过量摄入导致的肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等代谢性疾病高发。此类疾病与脂滴的代谢异常有关。
(1)长期大量摄入糖类很容易导致肥胖,从物质转化角度分析,其原因是___________。
(2)脂滴是由单层磷脂分子组成的泡状结构,具有储存中性脂的功能。机体营养匮乏时,脂滴可通过脂解和脂噬两种途径分解为脂肪酸,其形成和代谢过程如图1所示。请在方框内画出含中性脂脂滴的结构__________________________。
(3)细胞脂代谢异常产生的活性氧(ROS)会攻击磷脂分子并影响ATP合成酶的产生。观察NASH模型小鼠(高脂饲料饲喂获得)的肝细胞,补充完善下图2:①_________________、②_________________。
Ⅱ.阿尔茨海默病(AD)主要病理特征是神经细胞外淀粉样蛋白(Aβ)沉积导致相关神经细胞功能下降,引发记忆力减退、认知功能障碍等症状。
(4)Aβ的前体是一种叫APP的跨膜蛋白,其合成过程:在核糖体上合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成,再由囊泡包裹沿着细胞质中的_________________由内质网到达高尔基体并进一步转移到细胞质膜上。在病理状态下APP经异常加工形成palAPP,导致其_________________改变,从而被β分泌酶切割产生Aβ。
(5)蜂王浆(RJ)被称为“超级食品”,具有各种药理学特性。研究人员为探究RJ对AD小鼠学习和记忆能力的影响,进行了以下实验,请完成下表。
实验目的
实验操作及结果
配制RJ原液
将RJ冻干粉以50mg/mL的浓度溶解在无菌PBS缓冲液中,原液保存在-20℃的环境中
直至使用。使用前用0.45μm滤膜过滤,其主要目的是①_________________。
②__________
将6~8周龄的健康雄性小鼠在适宜条件下饲养一周,自由饮食饮水。适应性饲养结束后,用微量注射针向小鼠脑部注射1μL浓度为100ng/μL的OA溶液,构建AD模型组,再将AD模型组分为三组:分别为ORJ(无剂量)组,LRJ(低剂量)组,HRJ(高剂量)组。用微量注射针向另一组小鼠脑部注射等量的ACSF(人工脑脊液),构建CK(对照)组。
变量控制
将4组小鼠每天饲喂等量饲料。LRJ组灌胃RJ200mg/kg/d,HRJ组灌胃RJ400mg/kg/d。
小鼠记忆和
认知实验
把小鼠放于Y迷宫中间区域(如图),让其自由出入三个支臂,进行自发交替反应实验。依次进入三个不同的支臂为一次正确自发交替反应。记录5min内每只小鼠进入三个支臂的顺序,统计进臂总次数N和正确自发交替的次数(n),计算正确自发交替反应率。正确自发交替反应率③__________的动物具有良好的记忆和认知。每只小鼠实验结束后用75%酒精擦拭迷宫,其主要目的是④_________________。
分析实验
结果
记录四组每只小鼠的正确自发交替反应率,取平均值,结果如图。结论:⑤_______________________。
21. 绿色植物光合作用的电子传递由两个光反应系统即光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)相互配合来完成。如图所示,两个光系统之间由细胞色素b6-f复合体(Cyt·b6和Cyt-f)和铁硫蛋白(Fe-SR)组成的复合体连接。
(1)绿色植物的PSⅠ和PSⅡ位于________________上,据图可知,P700是一个吸收远红光(最大吸收峰在700纳米处)的特殊________________分子。
(2)LHCⅡ等受光激发后将接受的光能传到PSⅡ反应中心P680,并在该处发生光化学反应,同时激发出e-,接受e-的最初受体是________________,再传给靠近基质一侧的结合态质体醌(QA),从而推动PSⅡ的最初电子传递。P680失去e-后,变成强氧化剂,它与位于膜内侧的电子传递体M争夺电子而引起水的分解,直接产物为________________。
(3)P700受光激发后,把e-传给A0,经A1、X等,再把e-交给位于膜外侧的Fd与FNR,最后由FNR使NADP+被还原,该过程还要消耗基质中的______,并形成_______留在基质中,用于暗反应中______过程。
(4)PSⅠ辅助复合物中含叶绿体中基因编码的D1蛋白,其能促进光反应。为增强小麦应对高温胁迫的能力,科研人员将控制合成D1蛋白的基因转入小麦染色体DNA上得到M品系,科研人员检测了野生型和M品系小麦在不同温度条件下D1蛋白的含量,结果如下图所示。
据图可知,常温下M品系小麦细胞中D1蛋白含量________________(填“高于”“低于”或“等于”)野生型,将合成D1的基因转入小麦染色体DNA上属于可遗传变异的________________,结合图示推测,高温胁迫下M品系小麦产量明显高于野生型的原因是________________。
22. 图1是免疫荧光染色法(使特定蛋白质带上荧光素标记的示踪技术)处理的正常小鼠(2N=40)一个初级精母细胞的染色体图像,图2是该小鼠减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。
(1)观察哺乳动物配子形成过程中染色体变化更宜选用雄性小鼠的_______________(器官),不选用雌性小鼠的原因是_________________。
(2)图1中共有_______________条染色体,该时段可通过_______________发生基因重组。
(3)若图2纵坐标表示细胞中DNA含量的相对值,则处于cd段的细胞中_______________(选填“有”或“无”)同源染色体;若图2纵坐标表示染色体和核DNA的比值,则图1所示细胞可能处于图2中_________段。
(4)图3是细胞周期的示意图。图4是TdR双阻断法诱导小鼠细胞周期同步化的操作流程,原理是高浓度TdR可抑制DNA复制,使处于S期的细胞受到抑制。
①S期DNA复制所需酶是_________________,需要的原料是_________________。
②T1的时长至少为_______,T2的时长至少为_____________(图3中字母和数学符号表示)。
③步骤三的目的是使处理后的所有细胞都停留在_________________期的交界处。
23. 野生型果蝇眼色是暗红色,暗红色源自于棕色素(受A、a基因控制)与朱红色素(受B、b基因控制)的叠加。研究人员发现了一种不能合成棕色素和朱红色素的白眼纯合突变体品系,用突变体、野生型果蝇进行杂交实验,结果如下表。
亲本组合
子代表型及比例
一
野生型♀
白眼♂
全为暗红眼
二
野生型♂
白眼♀
全为暗红眼
三
组合二中子代
暗红眼♂
白眼♀
暗红眼:白眼=1:1
(1)白眼是_________________染色体上的_________________(隐性、显性)突变性状。
(2)据表推测组合一子代细胞染色体上两对基因的位置关系,请在图上标注出相应位置_____________。
若让组合三子代随机交配一代(假设组合三子代产生配子时染色体行为同其亲本),后代白眼果蝇的比例为_____________。
(3)研究人员在进行杂交组合三时还发现两种不同的结果,如下表:
亲本组合
子代表现型及比例
暗红眼(甲)♂×白眼♀
结果①:全为暗红眼
暗红眼(乙)♂×白眼♀
结果②:暗红眼:棕色眼:朱红眼:白眼=45:5:5:45
出现结果①的原因可能是雄性亲本甲产生携带_____________基因的精子不育导致;
出现结果②的原因最可能是_______________________________________。
(4)进一步研究发现,野生型果蝇及白眼纯合突变体品系均为D+基因纯合子,甲果蝇(如图)的一个D+基因突变为D基因,研究人员在甲果蝇的次级精母细胞中均检测到D基因的表达产物G蛋白,该蛋白与特定的DNA序列r结合,导致精子不育。
①据此判断D、D基因的显隐性关系为____________________。根据杂交结果①可推测D基因与A基因在染色体上的位置关系是___________________________。
②进一步用射线照射甲果蝇,得到一只变异的丙果蝇(如图)。将丙果蝇与白眼雌果蝇杂交,所得子代表型及比例为____________________________。
24. 如图是将乙肝病毒表面主蛋白基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程图。巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母,能将甲醇作为其唯一碳源。该酵母菌体内无天然质粒,科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体,其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中以实现表达。已知当甲醇作为唯一碳源时,该酵母菌中AOX1基因受到诱导而表达,5'AOX1和3'AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子。请分析回答:
(1)与大肠杆菌等原核生物相比,用巴斯德毕赤酵母作为基因工程的受体细胞,其优点是___________________。
(2)要获取HBsAg基因,可采取PCR技术进行大量扩增,其前提是___________________。将HBsAg基因导入酵母菌前需完成基因表达载体的构建获取重组质粒,一是因为HBsAg基因片段小,在细胞中容易丢失;二是因为缺少________________________,HBsAg基因在细胞中不能复制。
(3)为实现HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,应该选择____________________酶切割质粒,并在HBsAg基因两侧的A和B位置接上_________________________,确保定向连接。
(4)酶切获取HBsAg基因后,需用____________酶将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,并将其导入大肠杆菌以获取_________________。
(5)步骤3中应选用______________酶来切割重组质粒以获得重组DNA,然后再将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
(6)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入______以便筛选:若要检测转化后的细胞中是否含有HBsAg基因转录产物,可以用_______方法进行检测。转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入______以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达。
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高三生物十月学情检测
第Ⅰ卷 (选择题 共42分)
一、单项选择题:(每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列关于元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. 组成蛋白质的各种元素中,N元素主要存在于氨基中
B. 原核细胞的拟核中不存在DNA-蛋白质复合物
C. 同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
D. 还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的化学本质是蛋白质,能催化C3的还原
【答案】C
【解析】
【分析】1、蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,可能含有S;原核生物没有成形的细胞核,遗传物质DNA位于拟核。
2、酶的化学本质是蛋白质或RNA,其催化作用,具有专一性和高效性。
3、还原性辅酶Ⅱ(NADPH)通常作为脱氢酶的辅酶,在多种酶促反应中可以作为供氢体。
【详解】A、组成蛋白质的元素主要是C、H、O、N,可能含有S;N元素主要存在于-CO-NH-中,R基可能含有N元素,A错误;
B、原核细胞的拟核中存在DNA-蛋白质复合物,如原核细胞DNA复制时,DNA聚合酶与DNA结合形成了DNA-蛋白质复合物,B错误;
C、骨髓造血干细胞具有分裂能力,进行有丝分裂过程中时核DNA加倍,而浆细胞没有分裂能力,可见同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同,C正确;
D、还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的化学本质不是蛋白质,在C3还原中作为还原剂,而不具有催化作用,D错误。
故选C。
2. 几丁质广泛存在于昆虫外骨骼中。中国科学家解析了几丁质合成酶的结构并阐明了几丁质合成的过程,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中的单糖是葡萄糖,是构成几丁质的基本单位
B. 人体骨骼中除了富含钙质外也含丰富的几丁质
C. 几丁质合成酶既具有亲水性也具有疏水性
D. 几丁质合成酶激活剂可用于防治病虫害
【答案】C
【解析】
【分析】几丁质是一种多糖,又称壳多糖,广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼、真菌的细胞壁中。分析题图可知,几丁质合成的过程主要有三个阶段,第一个阶段,几丁质合成酶将细胞中的单糖转移到细胞膜上用于合成几丁质糖链。第二阶段,新生成的几丁质糖链通过细胞膜上的转运通道释放到细胞外。第三阶段,释放的几丁质链自发组装形成几丁质。
【详解】A、几丁质含有N,其单糖不可能为葡萄糖,A错误;
B、几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼、真菌的细胞壁中,人体骨骼中不含几丁质,B错误;
C、由图可知,几丁质合成酶一部分与磷脂头部接触,一部分与磷脂尾部接触,说明其既具有亲水性也具有疏水性,C正确;
D、几丁质合成酶促进相应的反应利于害虫合成几丁质,不利于防治虫害,D错误。
故选C。
3. 关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A. 细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B. 核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C. 内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
D. 醋酸菌没有由核膜包被的细胞核,其通过无丝分裂进行增殖
【答案】D
【解析】
【分析】内质网 主要分布在动植物细胞中,是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,以及脂质合成的“车间”。
【详解】A、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化及信息传递密切相关,若被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动,A正确;
B、核仁与核糖体的形成有关,其成分主要有DNA、RNA和蛋白质等,B正确;
C、内质网是一个连续的内腔相通的单层膜的膜性管道系统,与蛋白的合成、加工及运输有关,C正确;
D、醋酸菌是原核生物,没有由核膜包被的细胞核,其增殖方式是二分裂,而无丝分裂是真核细胞所特有的增殖方式之一,D错误。
故选D。
4. 细胞膜上的离子通道可控制离子进出细胞,相关叙述正确的是( )
A. 离子通道对离子的选择具有相对性且运输过程消耗ATP
B. Na+通过离子通道进入神经细胞时,需要与通道蛋白结合
C. 离子通道的选择性与其大小、形状以及带电荷氨基酸的分布有关
D. 钠钾泵是一种离子通道既可以运输Na+又可以运输K+
【答案】C
【解析】
【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
【详解】A、通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,所以离子通道对物质的运输具有选择性,但通道蛋白参与协助扩散,不消耗ATP,A错误;
B、分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,所以Na+通过通道蛋白进入神经细胞时,不需要与通道蛋白结合,B错误;
C、离子通道可控制带电荷离子的通过,并且具有选择性,允许特定类型的离子通过,与通道蛋白的大小、形状以及带电荷氨基酸的分布有关,C正确;
D、钠钾泵是细胞膜上同时运输Na+和K+的一种具有ATP酶活性的载体蛋白,D错误。
故选C。
5. 将某藻类叶片放入一定浓度的溶液中,细胞的变化趋势如图所示,y为相应参数。下列叙述错误的是( )
A. 若y表示液泡体积,则a点时细胞吸水能力最弱
B. 若y表示液泡体积,则该溶液可能是硝酸钾溶液
C. 若y表示液泡体积,则b点时发生质壁分离复原
D. 若将藻类叶片置于清水中,细胞也不会吸水涨破
【答案】A
【解析】
【分析】植物的原生质层由细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质组成,相当于一层半透膜,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水,发生质壁分离,质壁分离过程中,液泡体积减小,细胞液的浓度逐渐升高,细胞吸水能力增强。
【详解】A、y表示液泡体积,a点时液泡体积最小,此时细胞失水量最多,细胞液浓度最大,细胞吸水能力最强,A错误;
B、y表示液泡体积,液泡体积先减小后增加,说明细胞发生了质壁分离以及质壁分离的自动复原,故该溶液可能是硝酸钾溶液,B正确;
C、y表示液泡体积,液泡体积先减小后增大,说明细胞先失水,ab段细胞吸水,因此b点时发生质壁分离复原,C正确;
D、将藻类叶片置于清水中,由于植物细胞壁的支持和保护,细胞不会吸水涨破,D正确。
故选A。
6. 如图是测定某植物光合作用强度的装置。遮光20min后,甲装置液滴左移2cm,乙装置液滴右移0.5cm;适宜光照20min后,丙装置液滴右移5cm,丁装置液滴右移0.5cm,则该植物在上述光照条件下,总光合作用强度为(单位:cm/h)
A. 6 B. 7 C. 18 D. 21
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:通过装置分析可知,测定植物的呼吸作用强度和光合作用的不同在于装置中所放入的液体和光照条件不同。甲、乙两装置处在黑暗中,且烧杯中都放入NaOH溶液,吸收二氧化碳,因此液滴的移动就来自于氧气的吸收量,液滴向左移动,则甲、乙装置测定细胞呼吸作用强度;丙、丁两装置置于适宜光照下,且烧杯中都放入NaHCO3溶液,提供原料二氧化碳,因此液滴的移动就来自于氧气的释放量,液滴向右移动,则丙、丁装置测定植物的净光合作用强度。
【详解】ABCD、甲、乙装置中都放入NaOH溶液且进行黑暗处理,能测定植物的呼吸作用强度。乙装置起着矫正作用(排出外界因素对实验结果的干扰),甲、乙装置的中此时液滴的移动是装置中的氧气浓度变化引起的,测定的是呼吸消耗的氧气量,据题干信息,遮光20min后,甲装置液滴左移2cm,乙装置液滴右移0.5cm,则实际上甲装置液滴左移了2+0.5=2.5cm,因此该植物呼吸速率=2.5÷1/3=7.5cm/h。丙、丁装置放在适宜光照下,烧杯中都放入NaHCO3溶液,保证光合作用过程中的二氧化碳供应并维持二氧化碳浓度稳定,则装置中气压的改变是光合作用释放的氧气(净光合作用强度)引起的,即丙装置液滴移动的距离可以反映净光合作用强度大小,丁装置起着对照作用。据题干信息,适宜光照20min后,丙装置液滴右移5cm,丁装置液滴右移0.5cm,丙装置液滴实际右移了5-0.5=4.5cm,因此测得该植物净光合速率为4.5÷1/3=13.5cm/h。总光作用强度=呼吸强度+净光合作用强度=7.5cm/h+13.5cm/h=21cm/h,ABC错误,D正确。
故选D。
7. 同位素标记法是常用的生物学实验方法,下列相关叙述正确的是( )
A. 用15N标记DNA分子,通过测定放射性,证明DNA分子的复制方式是半保留复制
B. 用小球藻做14CO2示踪实验,不同时间点对放射性进行分析可研究暗反应的途径
C. 将实验用小白鼠放入含有18O2的培养箱中饲养,其呼出的二氧化碳不含C18O2
D. 用35S和32P分别标记T2噬菌体中蛋白质的羧基、DNA的碱基,探索遗传物质的本质
【答案】B
【解析】
【分析】同位素标记法也叫同位素示踪法,同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物学研究中,用于研究分泌蛋白的合成过程、噬菌体侵染细菌的实验、光合作用过程中水的来源和二氧化碳的转移途径等方面。
【详解】A、15N没有放射性,半保留复制实验是通过检测DNA的条带(质量)的不同得出来的结论,采用的是密度梯度离心,A错误;
B、用小球藻做14CO2示踪实验,不同时间点对放射性碳进行分析可得出暗反应的途径,B正确;
C、将实验用小白鼠放入含有18O2的培养箱中饲养,可以产生H218O,H218O参与有氧呼吸第二阶段,可以产生C18O2,C错误;
D、用35S和32P分别标记T2噬菌体中蛋白质的R基、DNA的磷酸基团,探索遗传物质的本质,D错误。
故选B。
8. 下列相关实验叙述正确的是( )
A. 在稀释的唾液中加入双缩脲试剂后出现紫色反应说明唾液中含有唾液淀粉酶
B. 利用淀粉酶、淀粉、蔗糖酶探究酶的专一性时,不可用碘液检测反应结果
C. 在过氧化氢溶液充足的情况下,若提高过氧化氢酶的浓度,则酶的活性更高,反应更快
D. 解离液的作用是杀死细胞,使细胞相互分离,固定细胞的分裂相
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质中的肽键可与双缩脲试剂反应呈紫色。
用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液检测实验结果,因为碘液无法检测蔗糖是否水解。
【详解】A、在稀释的唾液中加入双缩脲试剂后出现紫色反应说明唾液中含有蛋白质,但不能证明是唾液淀粉酶,A错误;
B、利用淀粉酶、淀粉、蔗糖酶探究酶的专一性时,能用碘液检测反应淀粉的有无,B正确;
C、过氧化氢酶活性与浓度无关,C错误;
D、解离液中盐酸使细胞相互分离,酒精杀死细胞,固定细胞的分裂相,D正确。
故选D。
9. 图1是人类某单基因遗传病的家系图。图2是和该遗传病相关的A和a基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1的相关基因,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果如图3。下列说法正确的是( )
A. 该病属于常染色体隐性或伴X染色体隐性遗传
B. Ⅱ2携带致病基因的概率是1/2
C. 如果Ⅰ2同时是血友病基因携带者,则Ⅱ2和正常男性结婚后代患血友病的概率为1/4
D. 由图2、3可知,分子杂交所用的探针与A基因结合的位置在酶切点①②之间
【答案】D
【解析】
【分析】分析图1可知,I1和Ⅰ2都不患病,其孩子Ⅱ1患病,因此该病是隐性遗传病,结合图2和图3,I1和Ⅰ2同时携带A和a基因,可知该病属于常染色体遗传病,因此该病属于常染色体隐性遗传。
【详解】A、分析图1可知,I1和Ⅰ2都不患病,其孩子Ⅱ1患病,因此该病是隐性遗传病,结合图2和图3可知,I1和Ⅰ2同时携带A和a基因,可知该病属于常染色体遗传病,A错误;
B、该病属于常染色体隐性遗传,I1和Ⅰ2是致病基因的携带者,Ⅱ2表现正常,所以Ⅱ2的基因型以及概率是1/3AA或者2/3Aa,Ⅱ2携带致病基因的概率是2/3,B错误;
C、血友病是X染色体上隐性遗传病,假设相关基因为B和b,如果Ⅰ2是血友病基因携带者,则Ⅰ2的基因型为XBXb,I1的基因型为XBY,则Ⅱ2的基因型及概率为1/2XBXB和1/2XBXb,Ⅱ2和正常男性(XBY)结婚后代患血友病的概率为1/4×1/2=1/8,C错误;
D、由图 3 可知,Ⅰ1、Ⅰ2有 1.4kb 和 1.2kb 的条带,Ⅱ1(aa)有 1.4kb 的条带,由此可知,1.4kb为a基因片段,1.2kb为A基因片段 ,即分子杂交所用的探针与 A 基因结合的位置在酶切点①②之间,D正确。
故选D。
10. 剂量补偿指的是在XY性别决定的生物中,性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。剂量补偿主要有两种机制:一种是果蝇,雌性细胞两条X染色体中,单条转录效率是雄性单条X染色体转录效率的50%;另一种是哺乳动物,雌性细胞两条X染色体中,随机一条失去活性形成巴氏小体。不考虑基因突变,下列说法正确的是( )
A. 性染色体为XXY患者外形为男性,体细胞内不会形成巴氏小体
B. 性染色体为XXX的果蝇,可能是由于位于X性连锁基因过量表达而死亡
C. 人类伴X染色体隐性遗传病致病基因为Xb,XBXB和XBXb个体表型一定相同
D. 父母色觉正常,生出XXY色盲孩子,可能是父亲提供了XY精子所致
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知,哺乳动物,雌性细胞两条X染色体中,随机一条失去活性形成巴氏小体,若某基因位于X染色体上,则雌性杂合子可能表现为显性性状也可能表现为隐性性状。
【详解】A、哺乳动物细胞中有两条X染色体会随机一条失去活性形成巴氏小体,性染色体为XXY患者外形为男性,体细胞内会形成巴氏小体,A错误;
B、由题意可知,雌性细胞两条X染色体中,单条转录效率是雄性单条X染色体转录效率的50%,不存在性染色体为XXX的果蝇,可能是由于位于X性连锁基因过量表达而死亡,B正确;
C、XBXB和XBXb个体随机一条X染色体失去活性形成巴氏小体,前者表型为显性,后者表型可能为显性或者隐性,C错误;
D、父母色觉正常,生出XXY色盲孩子,父亲的X染色体一定携带正常基因,故子代的X染色体不可能来自父亲,可能是母亲提供了XX卵细胞,父亲提供了Y精子所致,D错误。
故选B。
11. 下图为某细胞中相关生理活动,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据下图分析正确的是( )
A. ③过程中,mRNA在核糖体上由左向右移动
B. 图中只有①②③过程存在碱基互补配对
C. 此细胞为真核细胞,真核细胞不一定都可以完成①~⑤过程
D. 若上图细胞为人的神经细胞,用显微镜可观察到其含有23对染色体
【答案】C
【解析】
【分析】1、基因的表达包括转录和翻译两个阶段,真核细胞的转录主要在细胞核完成,模板是DNA的一条链,原料是游离的核糖核苷酸,翻译在核糖体上进行,原料是氨基酸,需要tRNA识别并转运氨基酸,翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA,但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
2、中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译;少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向 DNA。
【详解】A、③过程中,核糖体在mRNA上由右向左移动,A错误;
B、图中①②③④⑤过程都存在碱基互补配对,B错误;
C、不能分裂的细胞不能进行DNA复制,因此不是所有的真核细胞都可以完成①~⑤过程,C正确;
D、神经细胞不分裂,不会出现染色体,D错误。
故选C。
12. 下图表示NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰参与癌症进展的机制,相关叙述错误的是( )
A. 与过程①相比,过程③特有的碱基互补配对方式是U-A
B. 在肿瘤组织中NAT10蛋白的表达水平与COL5A1蛋白的表达水平呈负相关
C. 过程②中的mRNA乙酰化修饰,可以提高mRNA的稳定性
D. 靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰,可抑制癌细胞转移
【答案】B
【解析】
【分析】识图分析可知,图中COL5A1基因转录形成的mRNA,有的在NAT10蛋白介导下服进行了乙酰化修饰,乙酰化修饰后的mRNA指导了COL5A1蛋白的合成,该蛋白合成后分泌出细胞,促进了胃癌细胞的转移;图中未被NAT10蛋白介导修饰的mRNA会被降解,降解后的产物抑制胃癌细胞的转移,因此可知被乙酰化修饰的mRNA不易被降解,稳定性增强。
【详解】A、据图分析①是转录过程,②是mRNA乙酰化修饰,③是翻译过程,②不遵循碱基互补配对,与①转录相比,过程③翻译过程是RNA与RNA进行配对,特有的碱基互补配对方式为U-A,A正确;
B、由图可知,在NAT10蛋白介导下被乙酰化修饰的COL5A1基因转录形成的mRNA可以通过翻译形成COL5A1蛋白,而未被修饰的COL5A1基因转录形成的mRNA会被降解,而且COL5A1蛋白促进了胃癌细胞的转移,因此发生转移的胃癌患者体内,NAT10蛋白和COL5A1蛋白水平均较高,即NAT10蛋白的表达水平与COL5A1蛋白的表达水平呈正相关,B错误;
C、识图分析可知,图中过程②中COL5A1基因转录形成的mRNA被乙酰化修饰,修饰的mRNA不易被降解,可以提高mRNA的稳定性,C正确;
D、靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰,将会减少COL5A1蛋白的合成,同时利于COL5A1基因转录形成的mRNA 的降解,可抑制癌细胞扩散,D正确。
故选B。
13. 为从泡菜汁中筛选出耐高盐的乳酸菌,某兴趣小组进行了如下操作:取少量泡菜汁样品,采用平板划线法将其接种于一定NaCl浓度梯度的培养基,经培养得到单菌落。下列叙述错误的是( )
A. 所用培养基为选择培养基,且其中需添加维生素
B. 泡菜汁样品需要经过多次稀释后才能进行划线接种
C. 应在无氧条件下培养,分离得到的不一定均为乳酸菌
D. 若选择稀释涂布平板法接种,还可对菌落进行计数
【答案】B
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、该培养基有一定浓度NaCl,能够筛选耐盐菌,属于选择培养基,其中需添加维生素,有利于乳酸菌的生长,A正确;
B、平板划线接种时不需要稀释,B错误;
C、应在无氧条件下培养,分离得到的不一定均为乳酸菌,因为泡菜汁中含有的微生物种类较多,C正确;
D、若选择稀释涂布平板法接种,还可对菌落进行计数,同时也能得到单菌落,D正确。
故选B。
14. 为研究血清饥饿处理对重组胚构建的影响,科研人员用经不同时间血清饥饿处理后的野猪成纤维细胞作为供体,以野猪卵母细胞作为受体进行核移植。结果如下表。
饥饿时间/d
卵裂率(%)
囊胚率(%)
0
75.8
7.7
2
82.7
24.2
4
81.2
22.8
8
70.4
9.1
注:卵裂率指进行分裂的重组细胞占全部重组细胞的比例,囊胚率指获得的囊胚占全部重组细胞的比例
以下说法错误的是( )
A. 核移植时应将供体细胞核注入排出了第一极体的卵母细胞
B. 实验结果表明适当地对供体细胞进行饥饿处理有利于重组胚构建
C. 过度的饥饿处理导致营养成分不足,可能使细胞发生凋亡
D. 获得的囊胚可以移植到生理状态相同的野猪子宫内继续发育
【答案】A
【解析】
【分析】动物体细胞核移植的概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物。
【详解】A、核移植时应将供体细胞核注入去核的卵母细胞中,A错误;
B、由表信息分析可知,与饥饿0d相比,2d时卵裂率和囊胚率相对较高,所以适当地对供体细胞进行饥饿处理有利于重组胚构建,B正确;
C、由表信息可知,当饥饿处理8d时,卵裂率和囊胚率都较低,可能是过度的饥饿处理导致营养成分不足,使细胞发生凋亡,C正确;
D、胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术,所以获得的囊胚可以移植到生理状态相同的野猪子宫内继续发育,D正确。
故选A。
15. 科研人员将两种不同的杂交瘤细胞融合得到双杂交瘤细胞AB,细胞AB能够悬浮在液体培养基中生长增殖,产生双特异性抗体AB,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 可用PEG诱导杂交瘤细胞A和B融合
B. 可利用抗体检测筛选出产抗体AB的双杂交瘤细胞
C. 双杂交瘤细胞AB无需识别α、β抗原就能产生双特异性抗体
D. 双杂交瘤细胞AB传代培养时需用机械的方法或胰蛋白酶处理
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞,利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,再经过两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞),②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群,最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、诱导杂交瘤细胞A和B融合可以用电融合法、PEG诱导融合法和灭火病毒诱导法,A正确;
B、可利用抗原-抗体杂交法筛选出产抗体AB的双杂交瘤细胞,B正确;
C、双杂交瘤细胞AB由杂交瘤细胞A和杂交瘤细胞B融合而来,本身就能产生相应抗体,无需识别α、β抗原就能产生双特异性抗体,C正确;
D、双杂交瘤细胞AB不会出现接触抑制现象,传代培养时无需用机械的方法或胰蛋白酶处理,D错误。
故选D。
二、多项选择题:(每题3分,共计12分。每小题有不止一个选项符合题意。每题全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。)
16. 光合作用和细胞呼吸在植物细胞内是相互依存、密不可分的,其过程如下图所示,Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~⑤代表过程。下列叙述错误的是( )
A. 图中Ⅶ被相邻细胞利用至少要穿过6层生物膜
B. 图中的Ⅱ和Ⅴ、Ⅲ和Ⅵ分别是同一种物质,Ⅰ和Ⅳ是不同物质
C. 上图中②消耗的ATP可以由③④⑤提供
D. 若光照突然降低,短时间内②过程减慢,导致C3含量减少,C5含量增多
【答案】BCD
【解析】
【分析】据图分析,图中①过程表示二氧化碳的固定,②过程表示三碳化合物的还原,③过程表示葡萄糖分解为丙酮酸,④是有氧呼吸第三阶段,⑤是有氧呼吸第二阶段。
【详解】A、由图可知,图中Ⅶ是有氧呼吸第二阶段的产物,表示CO2,产生场所是线粒体基质,被相邻细胞利用是在相邻细胞的叶绿体基质,至少需要穿过线粒体2层膜、线粒体所在细胞的细胞膜1层膜、相邻细胞的细胞膜1层膜、相邻细胞的叶绿体2层膜,至少需要穿过6层生物膜,A正确;
B、由图可知,图中Ⅱ是水光解产物O2,Ⅲ能与C5结合形成C3,表示CO2,V与有氧呼吸前两个阶段产生的Ⅳ参与有氧呼吸第三阶段形成水,Ⅶ是有氧呼吸第二阶段的产物,是CO2,因此V是O2,Ⅳ是NADH,Ⅵ是水,Ⅶ是CO2,Ⅱ(O2)和V(O2)是同一种物质,Ⅲ(CO2)和Ⅶ(CO2)是同一种物质,与Ⅵ(水)不是同一种物质,Ⅰ是NADPH,是还原性辅酶Ⅰ,Ⅳ是NADH,是还原性辅酶Ⅱ,是不同物质,B错误;
C、②过程表示三碳化合物的还原,消耗的ATP可以由光合作用光反应提供,C错误;
D、若光照突然降低,光反应产生的还原氢和ATP减少,短时间内②过程(C3的还原)减慢,而CO2的固定速率不变,故会导致C3含量增加,C5含量减少,D错误。
故选BCD。
17. 双链DNA分子复制起始时从复制原点处双链DNA分子解链,前导链在一段RNA引物的发动下按连续合成的模式完成合成过程,而后随链是按不连续合成的模式不断地完成冈崎片段的合成,且每一个冈崎片段都需要有RNA引物的发动过程。具体过程如图所示。据图分析下列相关叙述正确的是( )
A. 前导链和后随链的碱基排列顺序是相同的
B. 前导链的合成需要DNA聚合酶和RNA聚合酶的共同作用
C. 冈崎片段形成后会在DNA连接酶的作用下合成完整的后随链
D. 细胞内DNA复制的引物和PCR技术中的引物种类是相同的
【答案】BC
【解析】
【分析】DNA分子复制的场所、过程和时间:(1)DNA分子复制的场所:细胞核、线粒体和叶绿体。(2)DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。(3)DNA分子复制的时间:有丝分裂前间期和减数分裂前间期。
【详解】A、前导链和后随链的碱基排列顺序是相反的,A错误;
B、由图可知,在复制起点处,需要RNA聚合酶,在前导链合成子链过程中需要DNA聚合酶的参与,B正确;
C、冈崎片段为一小段的DNA片段,其连接成完整的子链过程中需要DNA连接酶的参与,C正确;
D、细胞内DNA复制的后随链是按不连续合成的模式不断地完成冈崎片段的合成,需要多种引物,而PCR过程中是双链完全打开,不存在像后随链这种多种引物参与的情况,D错误。
故选BC。
18. 通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
D. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据图分析,过程①为接种外植体,②为诱导脱分化形成愈伤组织,③为诱导再分化,④为诱变育种,⑤为植物体细胞杂交。
【详解】A、生长素/细胞分裂素的值高时,利于生根,该值低时利于生芽,过程③需先生芽,再生根,所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养,A错误;
B、过程④常用射线或化学物质处理后经筛选,并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙,B错误;
C、所得三种植株中乙和丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能会发生改变,C错误;
D、过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养,即植物组织培养,D正确。
故选ABC。
19. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. Cas9蛋白相当于限制酶,切割位点是脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C. CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
【答案】ABD
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,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开,因此具有专一性。
【详解】A、Cas9蛋白切割特定基因位点,相当于限制酶,作用于脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键,A错误;
B、向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的,可以在RNA聚合酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸,B错误;
C、CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,SgRNA的序列越短,可识别的DNA上的特定碱基序列越短,越容易发生脱靶现象,即脱靶率越高,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低,C正确;
D、在对不同目标DNA进行编辑时,应使用Cas9蛋白和不同的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑,D错误。
故选ABD。
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
三、非选择题:(共5小题,计55分,另有3分为卷面分。)
20. Ⅰ.随着生活水平的提高,因糖、脂过量摄入导致的肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等代谢性疾病高发。此类疾病与脂滴的代谢异常有关。
(1)长期大量摄入糖类很容易导致肥胖,从物质转化角度分析,其原因是___________。
(2)脂滴是由单层磷脂分子组成的泡状结构,具有储存中性脂的功能。机体营养匮乏时,脂滴可通过脂解和脂噬两种途径分解为脂肪酸,其形成和代谢过程如图1所示。请在方框内画出含中性脂脂滴的结构__________________________。
(3)细胞脂代谢异常产生的活性氧(ROS)会攻击磷脂分子并影响ATP合成酶的产生。观察NASH模型小鼠(高脂饲料饲喂获得)的肝细胞,补充完善下图2:①_________________、②_________________。
Ⅱ.阿尔茨海默病(AD)主要病理特征是神经细胞外淀粉样蛋白(Aβ)沉积导致相关神经细胞功能下降,引发记忆力减退、认知功能障碍等症状。
(4)Aβ的前体是一种叫APP的跨膜蛋白,其合成过程:在核糖体上合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成,再由囊泡包裹沿着细胞质中的_________________由内质网到达高尔基体并进一步转移到细胞质膜上。在病理状态下APP经异常加工形成palAPP,导致其_________________改变,从而被β分泌酶切割产生Aβ。
(5)蜂王浆(RJ)被称为“超级食品”,具有各种药理学特性。研究人员为探究RJ对AD小鼠学习和记忆能力的影响,进行了以下实验,请完成下表。
实验目的
实验操作及结果
配制RJ原液
将RJ冻干粉以50mg/mL的浓度溶解在无菌PBS缓冲液中,原液保存在-20℃的环境中
直至使用。使用前用0.45μm滤膜过滤,其主要目的是①_________________。
②__________
将6~8周龄的健康雄性小鼠在适宜条件下饲养一周,自由饮食饮水。适应性饲养结束后,用微量注射针向小鼠脑部注射1μL浓度为100ng/μL的OA溶液,构建AD模型组,再将AD模型组分为三组:分别为ORJ(无剂量)组,LRJ(低剂量)组,HRJ(高剂量)组。用微量注射针向另一组小鼠脑部注射等量的ACSF(人工脑脊液),构建CK(对照)组。
变量控制
将4组小鼠每天饲喂等量饲料。LRJ组灌胃RJ200mg/kg/d,HRJ组灌胃RJ400mg/kg/d。
小鼠记忆和
认知实验
把小鼠放于Y迷宫中间区域(如图),让其自由出入三个支臂,进行自发交替反应实验。依次进入三个不同的支臂为一次正确自发交替反应。记录5min内每只小鼠进入三个支臂的顺序,统计进臂总次数N和正确自发交替的次数(n),计算正确自发交替反应率。正确自发交替反应率③__________的动物具有良好的记忆和认知。每只小鼠实验结束后用75%酒精擦拭迷宫,其主要目的是④_________________。
分析实验
结果
记录四组每只小鼠的正确自发交替反应率,取平均值,结果如图。结论:⑤_______________________。
【答案】(1)糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪
(2) (3) ①. 细胞的遗传和代谢 ②. 溶酶体膜
(4) ①. 细胞骨架 ②. 空间结构
(5) ①. 除掉RJ溶液中的微生物(过滤除菌) ②. 设置AD模型组和对照组 ③. 高 ④. 消除小鼠留下的气味,防止对下次实验的干扰 ⑤. RJ处理小鼠的自发交替反应率明显高于0RJ组,HRJ处理可使AD小鼠的记忆功能得到显著改善
【解析】
【分析】1、糖类和脂质是可以相互转化的,但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
2、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系.细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架具有锚定支撑细胞器及维持细胞形态的功能,细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【小问1详解】
长期大剂量摄入糖类,糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪,因此很容易导致肥胖。
【小问2详解】
根据题意可知,脂滴是由单层磷脂分子组成的泡状结构,具有储存中性脂的功能,其结构如下: 。
【小问3详解】
细胞核是遗传和代谢的控制中心,细胞核结构受损,影响细胞的遗传和代谢;溶酶体内含有多种酸性水解酶,当溶酶体膜破裂时,其释放水解酶,引发细胞凋亡;由于细胞核受损导致细胞的遗传和代谢异常,内质网面积减少,不能正常合成足量的蛋白质和脂质,溶酶体破裂导致细胞凋亡,线粒体嵴减少致使能量不能正常供应,从而导致干细胞功能受损。
【小问4详解】
细胞骨架在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用,如囊泡就是沿微管移动的,囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架由内质网到达高尔基体并进一步转移到细胞质膜上。在病理状态下APP经异常加工形成palAPP,导致其空间结构改变,从而被β分泌酶切割产生Aβ,进而引起性状改变,表现为患病。
【小问5详解】
本实验的目的是探究RJ对AD小鼠学习和记忆能力的影响,因此实验的自变量为是否使用蜂王浆(RJ),因变量是记忆能力的改变,实验过程中首先制备模型鼠,其操作过程为用微量注射针向小鼠脑部注射1μL浓度为100ng/μL的OA溶液,其目的是构建AD模型组,而后进行分组给与不同处理,而后观察模型鼠学习和记忆能力的变化。即实验思路如下:
配制RJ原液将:RJ冻干粉以50mg/mL的浓度溶解在无菌PBS缓冲液中,原液保存在-20℃的环境中直至使用。使用前用0.45μm滤膜过滤,该操作的目的是除掉RJ溶液中的微生物(过滤除菌),避免对健康小鼠造成影响。
分组编号:设置AD模型组和对照组:将6~8周龄的健康雄性小鼠在适宜条件下饲养一周,自由饮食饮水。适应性饲养结束后,用微量注射针向小鼠脑部注射1μL浓度为100ng/μL的OA溶液,构建AD模型组,再将AD模型组分为三组:分别为0RJ(无剂量)组,LRJ(低剂量)组,HRJ(高剂量)组。用微量注射针向另一组小鼠脑部注射等量的ACSF(人工脑脊液),构建CK(对照)组。给与不同处理:变量控制:将4组小鼠每天饲喂等量饲料。LRJ组灌胃RJ200mg/kg/d,HRJ组灌胃RJ400mg/kg/d。
小鼠记忆和认知实验:把小鼠放于Y迷宫中间区域,让其自由出入三个支臂,进行自发交替反应实验。依次进入三个不同的支臂为一次正确自发交替反应。记录5min内每只小鼠进入三个支臂的顺序,统计进臂总次数N和正确自发交替的次数(n),计算正确自发交替反应率。正确自发交替反应率高的动物具有良好的记忆和认知。每只小鼠实验结束后用75%酒精擦拭迷宫,该操作的目的是消除小鼠留下的气味,防止对下次实验的干扰,使实验结果更具有说服力。而后对各组实验结果求得平均值绘图作比较。
分析实验结果:根据实验数据可知,RJ处理小鼠的自发交替反应速率明显高于0RJ组,且使用浓度较高时,正确自发交替反应率提高更多,因而可说明HRJ处理可使AD小鼠的记忆功能得到显著改善。
21. 绿色植物光合作用的电子传递由两个光反应系统即光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)相互配合来完成。如图所示,两个光系统之间由细胞色素b6-f复合体(Cyt·b6和Cyt-f)和铁硫蛋白(Fe-SR)组成的复合体连接。
(1)绿色植物的PSⅠ和PSⅡ位于________________上,据图可知,P700是一个吸收远红光(最大吸收峰在700纳米处)的特殊________________分子。
(2)LHCⅡ等受光激发后将接受的光能传到PSⅡ反应中心P680,并在该处发生光化学反应,同时激发出e-,接受e-的最初受体是________________,再传给靠近基质一侧的结合态质体醌(QA),从而推动PSⅡ的最初电子传递。P680失去e-后,变成强氧化剂,它与位于膜内侧的电子传递体M争夺电子而引起水的分解,直接产物为________________。
(3)P700受光激发后,把e-传给A0,经A1、X等,再把e-交给位于膜外侧的Fd与FNR,最后由FNR使NADP+被还原,该过程还要消耗基质中的______,并形成_______留在基质中,用于暗反应中______过程。
(4)PSⅠ辅助复合物中含叶绿体中基因编码的D1蛋白,其能促进光反应。为增强小麦应对高温胁迫的能力,科研人员将控制合成D1蛋白的基因转入小麦染色体DNA上得到M品系,科研人员检测了野生型和M品系小麦在不同温度条件下D1蛋白的含量,结果如下图所示。
据图可知,常温下M品系小麦细胞中D1蛋白含量________________(填“高于”“低于”或“等于”)野生型,将合成D1的基因转入小麦染色体DNA上属于可遗传变异的________________,结合图示推测,高温胁迫下M品系小麦产量明显高于野生型的原因是________________。
【答案】(1) ①. (叶绿体)类囊体薄膜 ②. 叶绿素(a)
(2) ①. Pheo ②. 氧气(O2)和H+
(3) ①. H+ ②. NADPH ③. C3的还原
(4) ①. 高于 ②. 基因重组 ③. 野生型小麦高温下D1蛋白含量下降,影响光反应,进而影响光合作用的进行,而M品系D1蛋白含量受高温影响较小
【解析】
【分析】该生物膜为类囊体薄膜,PSⅠ和PSⅡ分布在叶绿体的类囊体薄膜上,绿叶中的色素包括叶绿素和胡萝卜素,可用于吸收、传递、转化光能。光合作用包括光反应和暗反应,光反应中H2O分解为O2和H+,同时光反应还产生了NADPH和ATP,用于暗反应C3的还原过程。
【小问1详解】
PSI和PSⅡ参与绿色植物光合作用的光反应,故位于叶绿体的类囊体薄膜上。据图分析,P700是一个吸收远红光的特殊叶绿素(a)分子。
【小问2详解】
据图分析,LHCⅡ等受光激发后将接受的光能传到PSⅡ反应中心P680,在该处发生光化学反应,同时激发出e-,接受e-的最初受体是Pheo。P680失去e-后变成强氧化剂,与电子传递体M争夺电子引起水的分解,直接产物为氧气(O2)和H+。
【小问3详解】
NADP+被还原时,消耗基质中的H+,形成NADPH,NADPH用于暗反应中C3的还原过程。
【小问4详解】
据图分析,常温下M品系小麦细胞中D1蛋白含量高于野生型。将合成D1的基因转入小麦染色体DNA上属于可遗传变异的基因重组。D1蛋白能促进光反应,野生型小麦高温下D1蛋白含量下降,影响光反应,进而影响光合作用的进行,而M品系D1蛋白含量受高温影响较小,因此高温胁迫下M品系小麦产量明显高于野生型。
22. 图1是免疫荧光染色法(使特定蛋白质带上荧光素标记的示踪技术)处理的正常小鼠(2N=40)一个初级精母细胞的染色体图像,图2是该小鼠减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。
(1)观察哺乳动物配子形成过程中染色体变化更宜选用雄性小鼠的_______________(器官),不选用雌性小鼠的原因是_________________。
(2)图1中共有_______________条染色体,该时段可通过_______________发生基因重组。
(3)若图2纵坐标表示细胞中DNA含量的相对值,则处于cd段的细胞中_______________(选填“有”或“无”)同源染色体;若图2纵坐标表示染色体和核DNA的比值,则图1所示细胞可能处于图2中_________段。
(4)图3是细胞周期的示意图。图4是TdR双阻断法诱导小鼠细胞周期同步化的操作流程,原理是高浓度TdR可抑制DNA复制,使处于S期的细胞受到抑制。
①S期DNA复制所需酶是_________________,需要的原料是_________________。
②T1的时长至少为_______,T2的时长至少为_____________(图3中字母和数学符号表示)。
③步骤三的目的是使处理后的所有细胞都停留在_________________期的交界处。
【答案】(1) ①. 睾丸(或精巢) ②. 雌性小鼠卵巢内进行减数分裂的细胞较少;减数分裂I和减数分裂II不连续(卵巢内的减数分裂不彻底);减数分裂II在输卵管内进行
(2) ①. 40 ②. 互换
(3) ①. 无 ②. cd
(4) ①. DNA聚合酶、解旋酶等(游离的4种) ②. 脱氧核糖核苷酸(或dNTP,或脱氧核苷三磷酸) ③. G2+M+G1 ④. S ⑤. G1、S
【解析】
【分析】减数分裂的过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:染色体散乱的排布与细胞内;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【小问1详解】
由于雌性小鼠卵巢内进行减数分裂的细胞较少,减数分裂I和减数分裂II不连续(卵巢内的减数分裂不彻底),减数分裂II在输卵管内进行,故不选用雌性小鼠,而选择雄性小鼠更适合,部位是睾丸(或精巢)。
【小问2详解】
分析题意,小鼠体细胞中有40条染色体,图1中细胞处于减数第一次分裂前期,此时细胞中的染色体数目与体细胞数目相同,是40条;在减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可以发生互换,属于基因重组。
【小问3详解】
若图2纵坐标表示细胞中DNA含量的相对值,则处于cd段染色体数目减半,处于减数第二次分裂,此时的细胞中无同源染色体;若图2纵坐标表示染色体和核DNA的比值,则纵坐标的数值是1和1/2,则图1所示细胞每条染色体上有2个核DNA分子,处于图2中cd段。
【小问4详解】
①S期DNA复制所需酶是DNA聚合酶、解旋酶等,需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸。
②分析题意,T1的时长至少为G2+M+G1期的时长,以保证所有细胞都出S期,才会使所有细胞都被抑制在G1/S期交界处;T2时长应大于S期时长,以保证被阻断在G1/S期交界处的细胞经过S期,进入到G2期。
③步骤三是再次加入TdR,目的是使处理后的所有细胞都停留在G1、S期的交界处,最终实现细胞周期同步化。
23. 野生型果蝇眼色是暗红色,暗红色源自于棕色素(受A、a基因控制)与朱红色素(受B、b基因控制)的叠加。研究人员发现了一种不能合成棕色素和朱红色素的白眼纯合突变体品系,用突变体、野生型果蝇进行杂交实验,结果如下表。
亲本组合
子代表型及比例
一
野生型♀
白眼♂
全为暗红眼
二
野生型♂
白眼♀
全为暗红眼
三
组合二中子代
暗红眼♂
白眼♀
暗红眼:白眼=1:1
(1)白眼是_________________染色体上的_________________(隐性、显性)突变性状。
(2)据表推测组合一子代细胞染色体上两对基因的位置关系,请在图上标注出相应位置_____________。
若让组合三子代随机交配一代(假设组合三子代产生配子时染色体行为同其亲本),后代白眼果蝇的比例为_____________。
(3)研究人员在进行杂交组合三时还发现两种不同的结果,如下表:
亲本组合
子代表现型及比例
暗红眼(甲)♂×白眼♀
结果①:全为暗红眼
暗红眼(乙)♂×白眼♀
结果②:暗红眼:棕色眼:朱红眼:白眼=45:5:5:45
出现结果①的原因可能是雄性亲本甲产生携带_____________基因的精子不育导致;
出现结果②的原因最可能是_______________________________________。
(4)进一步研究发现,野生型果蝇及白眼纯合突变体品系均为D+基因纯合子,甲果蝇(如图)的一个D+基因突变为D基因,研究人员在甲果蝇的次级精母细胞中均检测到D基因的表达产物G蛋白,该蛋白与特定的DNA序列r结合,导致精子不育。
①据此判断D、D基因的显隐性关系为____________________。根据杂交结果①可推测D基因与A基因在染色体上的位置关系是___________________________。
②进一步用射线照射甲果蝇,得到一只变异的丙果蝇(如图)。将丙果蝇与白眼雌果蝇杂交,所得子代表型及比例为____________________________。
【答案】(1) ①. 常 ②. 隐性
(2) ①. ②. 9/16
(3) ①. a、b ②. 雄性亲本乙在产生配子时同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换(乙减数分裂时发生了互换)
(4) ①. D对D+为显性 ②. 在同一条染色体上 ③. 暗红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇=1∶1
【解析】
【分析】由题干可知,暗红眼果蝇的基因型为AABB,白眼果蝇的基因型为aabb,杂交实验一和二为正反交实验,杂交结果相同,全为暗红眼,说明亲本均为纯合子,暗红眼对白眼为显性,且白眼是常染色体上的隐性突变性状,则子代暗红眼果蝇的基因型为AaBb。杂交实验三属于测交实验,子代比例为暗红眼:白眼=1:1,符合分离定律判断这两对等位基因位于一对同源染色体上。
【小问1详解】
杂交实验一和二为正反交实验,杂交结果相同,说明暗红眼对白眼为显性,且白眼是常染色体上的隐性突变性状。
【小问2详解】
杂交组合三中后代表现为暗红眼:白眼=1:1,因而可推测亲代相关基因中A和B连锁,a和b连锁,因而可推测,组合一子代细胞染色体上两对基因的位置关系可表示如下: ,则子代杂交组合三的子代基因型为1/2AaBb、1/2aabb,如果让组合三子代自由交配一代,因为A和B连锁,a和b连锁,所以组合三子代产生的配子为AB:ab=1:3,后代表型及比例为暗红眼:白眼=7:9,因此白眼果蝇的比例为9/16。
【小问3详解】
出现结果①,即子代全为暗红眼,则出现的原因可能是雄性亲本甲(AaBb)产生携带a、b(a或b)基因的精子不育导致;而结果②出现四种表型,且两多两少,因而可推测,该现象出现的原因最可能是雌性亲本乙在产生配子时,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换,进而产生了四种比例的配子,相关配子的基因型和比例为AB:Ab:aB:ab =45:5:5:45。
【小问4详解】
①题意显示,研究人员在甲果蝇的次级精母细胞中均检测到D基因的表达产物G蛋白,因此,可判断D+、D基因的显隐性关系为D对D+为显性。根据杂交结果①,即后代均表现为暗红眼,说明甲雄蝇产生AB一种可育精子,故子代全为暗红眼,由此推测D基因与A、B基因位于同一条染色体上。
②进一步用射线照射甲果蝇,得到一只变异的丙果蝇,结合图示可知丙果蝇产生的精子类型为DRX:DRYr(不育):D+X:D+Yr(不育)=1:1:1:1,因此将丙果蝇与白眼雌果蝇杂交,所得子代表型及比例为暗红眼雌果蝇:白眼雌果蝇=1:1。
24. 如图是将乙肝病毒表面主蛋白基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程图。巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母,能将甲醇作为其唯一碳源。该酵母菌体内无天然质粒,科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体,其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中以实现表达。已知当甲醇作为唯一碳源时,该酵母菌中AOX1基因受到诱导而表达,5'AOX1和3'AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子。请分析回答:
(1)与大肠杆菌等原核生物相比,用巴斯德毕赤酵母作为基因工程的受体细胞,其优点是___________________。
(2)要获取HBsAg基因,可采取PCR技术进行大量扩增,其前提是___________________。将HBsAg基因导入酵母菌前需完成基因表达载体的构建获取重组质粒,一是因为HBsAg基因片段小,在细胞中容易丢失;二是因为缺少________________________,HBsAg基因在细胞中不能复制。
(3)为实现HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,应该选择____________________酶切割质粒,并在HBsAg基因两侧的A和B位置接上_________________________,确保定向连接。
(4)酶切获取HBsAg基因后,需用____________酶将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,并将其导入大肠杆菌以获取_________________。
(5)步骤3中应选用______________酶来切割重组质粒以获得重组DNA,然后再将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
(6)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入______以便筛选:若要检测转化后的细胞中是否含有HBsAg基因转录产物,可以用_______方法进行检测。转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入______以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达。
【答案】(1)蛋白质合成后,酵母细胞可以在内质网和高尔基体中对其进行加工和修饰并分泌到细胞外,便于提取
(2) ①. 有一段已知的HBsAg基因的核苷酸序列来合成引物 ②. 复制原点
(3) ①. 限制酶SnaBⅠ和AvrⅡ ②. SnaBⅠ、AvrⅡ限制酶识别序列
(4) ①. DNA连接酶 ②. 大量重组质粒
(5)限制酶BglⅡ (6) ①. 卡拉霉素 ②. 分子杂交 /PCR/RT-PCR ③. 甲醇
【解析】
【分析】分析题图:图中质粒含有SnaB、AvrⅡ、BglⅡ和SacI限制酶切割位点,其中SacI位于启动子上,BglⅡ位于终止子上。要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,只能用限制酶SnaB和AvrⅡ切割质粒,要获取含有5′AOXⅠ--3′AOXⅠ段基因,应选用限制酶BglⅡ来切割。
【小问1详解】
巴斯德毕赤酵母为真核细胞,蛋白质合成后,酵母细胞可以在内质网和高尔基体中对其进行加工和修饰并分泌到细胞外,便于提取,与大肠杆菌等原核生物相比,这是用巴斯德毕赤酵母作为基因工程的受体细胞的优点。
【小问2详解】
要获取HBsAg基因,可采取PCR技术进行大量扩增,其前提是有一段已知的HBsAg基因的核苷酸序列来合成引物。将HBsAg基因导入酵母菌前需完成基因表达载体的构建获取重组质粒,一是因为HBsAg基因片段小,在细胞中容易丢失;二是因为缺少复制原点,HBsAg基因在细胞中不能复制。
【小问3详解】
图中质粒含有SnaB、AvrⅡ、BglⅡ和SacI限制酶切割位点,其中SacI位于启动子上,BglⅡ位于终止子上。如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,只能用限制酶SnaBⅠ和AvrⅡ切割质粒,所以应在HBsAg基因两侧的A和B位置接上SnaBⅠ、AvrⅡ限制酶识别序列。这两种酶切割产生的黏性末端不同,这样可以避免质粒和目的基因自身环化,还可以防止目的基因和质粒反向连接,确保定向连接。
【小问4详解】
获取目的基因后,需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒,并将其导入大肠杆菌以获取大量重组质粒。
【小问5详解】
步骤3是要获取含有5′AOX1--3′AOX1段基因,对应重组质粒中限制酶切割位点,可知应选用限制酶BglⅡ来切割重组质粒获得重组DNA,然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
【小问6详解】
5′AOX1--3′AOX1段基因含有卡那霉素抗性基因,因此在培养基中加入卡那霉素以便筛选导入重组质粒的目的菌。若要检测转化后的细胞中是否含有HBsAg基因转录产物,可以用分子杂交方法进行检测。巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌,能将甲醇作为其唯一碳源,同时甲醇能诱导AOX1基因表达,因此转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入甲醇以维持其生活,同时诱导HBSAg基因表达。
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