内容正文:
嘉陵一中高2023级高二下期5月月考
生物试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 下列关于细胞学说建立过程的叙述,不正确的是( )
A. 英国科学家虎克用显微镜观察植物木栓组织,发现并命名了“细胞”
B. 德国科学家施莱登和施旺通过实验观察归纳出“所有的动植物都是由细胞构成的”
C 魏尔肖提出“细胞通过分裂产生新细胞”,对细胞学说进行了修正补充
D. 细胞学说打破了植物学和动物学之间的壁垒,阐明了生物界的统一性和多样性
2. 李斯特氏菌中的致死食源性细菌会在人类的细胞之间快速传递,使人患脑膜炎。其原因是该菌的一种InIc蛋白可通过抑制人类细胞中Tuba蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利
于细菌的转移。下列叙述正确的是
A. 与乳酸菌一样,该菌的遗传物质主要是DNA
B. 该菌使人类细胞发生变形,说明细胞膜具有选择透过性
C. 该菌在人体细胞间快速传递与细胞膜的特性发生改变有关
D. Tuba蛋白和InIC蛋白的合成均需要内质网的加工
3. 若用甲代表大气中CO2库,乙代表生产者,丙代表消费者,丁代表分解者,能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是
A. A B. B C. C D. D
4. 下图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应能量。下列分析错误的是( )
A. 流经图中生态系统的总能量为A
B. 图中的C和B1+C1+D1可分别表示桑树和蚕用于自身生长、发育、繁殖的能量
C. 正常情况下D/C的值大于10%
D. 人工建立该生态系统的目的是实现对能量的多级利用,从而提高能量的传递效率
5. 生态工程的建设已经成为社会关注的热点。下列有关说法错误的是( )
A. 某生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸秆枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣返还农田菜园、果园、苗圃、鱼塘,这主要体现了生态工程的循环原理
B. 矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复与土壤微生物群落的重建,具体实施的措施有人工制造表土、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等
C. 生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,提高了系统生产力,遵循了生态工程的自生原理
D. 在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,遵循了生态工程的协调原理
6. 习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调要秉持生态文明理念。我国正加快推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设,提升生态系统质量和稳定性。下列说法错误的是( )
A. 千姿百态的物种、丰富多彩的基因库、多种多样的生态系统均与协同进化有关
B. 保护生物多样性,关键是要提高生态系统的稳定性
C. 以国家公园为主体的自然保护地体系建设属于就地保护
D. 自然保护地体系中捕食者的存在有利于增加物种多样性
7. 某种含氮有机物的除草剂,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明。其在土壤中不易降解,长期使用会污染土壤破坏生态环境。为修复被破坏的生态环境,按下图选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述正确的是( )
A. 有透明圈的菌落能够利用除草剂中的氮源,应扩大培养
B. 图中培养基在各种成分溶化后先湿热灭菌再调节PH值
C. 实验过程中需要将培养基调至中性或弱酸性
D. 图中接种方法为平板划线法,可对细菌进行计数
8. 《齐民要术》中有关于酿酒的记载:“浸曲三日,如鱼眼汤沸,酸米。其米绝令精细”;有关“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺,“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。下列叙述错误的是( )
A. “用水三斗”是防止酒精浓度过高抑制酵母菌的繁殖
B. 各地酿酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的均为酵母菌
C. “动酒酢法”的原理是醋酸菌在O2充足、糖源缺乏时将酒精转化为醋酸
D. 传统发酵食品的制作过程中,往往不接种菌种,而是利用天然存在的菌种
9. 下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄——马铃薯”植株的技术流程图,下列说法正确的是( )
A. 上述过程中包含着有丝分裂,细胞分化和减数分裂等过程
B. 植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合,此时细胞内高尔基体活动明显增强
C. 已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄—马铃薯”属于三倍体
D. 该过程体现了植物细胞的全能性,杂种植株产生的变异类型属于染色体变异
10. 生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料,培养拟原球茎(简称PLBs, 类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是( )
A. 生物碱是铁皮石斛生长所必需的物质
B. 图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱
C. 培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs
D. 该过程运用了植物细胞培养技术,原理是植物细胞增殖
11. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A. DNA的粗提取与鉴定实验不要求对实验结果精确定量
B. 过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C. 离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
D. 动、植物细胞DNA提取无需在无菌条件下进行
12. PCR反应一般需要加入2种引物,引物设计是目的基因特异性扩增的关键。下列不属于引物设计要求的是
A 能够与两条模板链结合 B. 2种引物之间能碱基互补配对
C. 一段单链核酸 D. 引物长度要合适
13. 不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)的方法。加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR反应最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA。不对称PCR的简单过程如图所示。假设模板DNA分子初始数量为a个,6次循环后开始扩增产生ssDNA。下列有关叙述错误的是( )
A. 限制性引物和非限制性引物均可与模板DNA单链结合
B. 不对称PCR循环6次需要消耗(26-1)a个限制性引物
C. 最后获得的ssDNA中不含非限制性引物
D. 子链的延伸都是从两种引物的3'端开始的
14. 干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,可以用于对抗病毒的感染和癌症,但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,据图分析错误的是( )
A. 图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能
B. 图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达
C. 图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D. 若选用大肠杆菌作为工程菌,也可以直接获得有生物活性的干扰素
15. 下列关于转基因生物与环境安全问题的叙述,错误的是( )
A. 重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B. 杂草化的转基因农作物,可能会影响植物基因库的遗传结构
C. 若转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题
D. 重视转基因技术研发的同时,应重视转基因农作物的安全性评价和管理
二、非选择题:(包括第16-20题,共计55分)
16. 克氏原螯虾俗称“小龙虾”,作为经济食用虾被引入我国。为探究克氏原螯虾对本地物种的影响,研究人员开展了一系列研究。
(1)克氏原螯虾以大型水生植物、浮游藻类、底栖动物、本地鱼虾、有机碎屑等为食,属于生态系统组成成分中的____。
(2)科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒螯蟹存活率,结果如下表。由此得出,存在克氏原螯虾入侵风险的地区,中华绒螯蟹更适合在____的生境下养殖。
生境类型
克氏原螯虾存活率(%)
中华绒螯蟹存活率(%)
单养
混养
单养
混养
洞穴型
63.8
76.7
47.3
14
角落型
48.7
23
35.7
40
空旷型
18.3
34.3
20.3
6.7
(3)沉水植物具有重要的生态价值。为探究克氏原螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长克氏原螯虾对其取食的情况,结果如下图。
比较各组____,说明克氏原螯虾的存在不利于沉水植物的生长。其中对____的影响最为显著。
(4)克氏原螯虾不仅营养价值高,还可作为科研的模式动物,也可用于监控水体污染。根据以上研究,请简述应如何看待克氏原螯虾的引进____。
17. 据图回答下列问题:
(1)发酵工程一般包括菌种的选育,_______,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。啤酒酵母的新陈代谢类型是_______。
(2)啤酒的工业化生产和果酒的家庭制作的原理相同,都利用了_______的原理。
(3)在啤酒的工业化生产过程中,制麦阶段大麦发芽主要是利用大麦发芽时产生________;糖化阶段进行蒸煮的目的是_______,并对糖浆进行灭菌。
(4)在葡萄酒的自然发酵过程中,对葡萄不能进行灭菌处理,原因是_______。
(5)在果酒发酵过程中,尤其要随时监控和调整发酵的温度和pH ,使其保持在适宜、合理的范围内,其主要目的是_______。
(6)请写出一种发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用的原因:_______。
18. RecQ解旋酶(使DNA双链解旋)可以作为多种肿瘤细胞及肿瘤干细胞标志物。以RecQ解旋酶免疫小鼠为材料,融合免疫小鼠脾脏中的细胞及骨髓瘤细胞,筛选出杂交瘤细胞,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb),将制得的单克隆抗体进行稀释并检测其功能。流程如图所示。回答下列问题:
(1)从脾脏中分离细胞作为融合细胞的原因是______,诱导脾脏内的细胞和骨髓瘤细胞进行融合的生物方法是________。
(2)杂交瘤细胞的特点是_______。过程⑤需要进行克隆化培养和____,目的是:____。
(3)制备的mAb常用于肿瘤治疗,推测其治疗肿瘤的原因是(写出具体作用过程):_____。
19. 2023年由西北农林科技大学奶牛种业创新团队培育的首批优质克隆奶牛在宁夏灵武市出生,克隆奶牛的培育流程如图所示。请回答下列问题:
(1)体外进行甲牛体细胞培养时,需提供的气体条件为___________。前期操作若需大量采集获得乙牛的卵母细胞,可用激素对乙牛做___________处理。
(2)一般需将胚胎在体外培养到一定的发育阶段才能进行移植,过程②表示____________,该技术的优势是___________。
(3)奶牛丁的绝大部分性状和___________(填“甲”“乙”或“丙”)牛的性状一致,理由是___________。
(4)除图中所示外,胚胎移植技术中胚胎的来源还有____________(至少答出两点)。
20. HPV—L1重组微环DNA包含HPV(人乳头瘤病毒)的L1基因片段、信号肽(可引导物质或结构到内质网)序列区及标签区,将其作为核酸抗原直接免疫产蛋鸡可获得卵黄抗体,该卵黄抗体可用于HPV的预防和治疗。下图为HPV—L1重组片段的PCR及重组质粒(PP)的构建过程。回答下列问题:
(1)组成质粒ZY781载体的单体是________。作为载体除了需要具备复制原点以及一至多个限制酶识别和切割位点,还需具有______(答三个)等结构。
(2)HPV—L1重组片段的PCR过程中,需要在引物A和引物B的5'端分别连接______,若标签区序列为,设计的引物B的序列为3'CAGCTGGTAGTAGTGGTAGTGGTA5′,则引物B的设计______(填“正确”或“不正确”),理由是______。
(3)通过PCR技术可对基因进行定点突变。用于定点突变的引物长度不能过短,否则会由于_____导致定点突变失败。图中进行定点突变应选择的引物对是______。
(4)L1基因片段编码HPV的主要抗原蛋白,将信号肽序列区与L1基因片段连接一起构建重组微环DNA的目的是______。
(5)利用质粒ZY781构建重组质粒(PP)时,选用限制酶BglⅡ和SalI切割质粒后,需借助电泳等技术回收大片段。琼脂糖凝胶电泳结果中,若除目标条带外,还出现了少量的小片段非特异性扩增带,原因可能是_______(答出1点)。
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嘉陵一中高2023级高二下期5月月考
生物试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 下列关于细胞学说建立过程的叙述,不正确的是( )
A. 英国科学家虎克用显微镜观察植物的木栓组织,发现并命名了“细胞”
B. 德国科学家施莱登和施旺通过实验观察归纳出“所有的动植物都是由细胞构成的”
C. 魏尔肖提出“细胞通过分裂产生新细胞”,对细胞学说进行了修正补充
D. 细胞学说打破了植物学和动物学之间的壁垒,阐明了生物界的统一性和多样性
【答案】D
【解析】
【分析】细胞学说是由德植物学家施莱登和动物学家施旺提出的,其内容为:(1)细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞的产物所构成;(2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;(3)新细胞可以从老细胞中产生。
【详解】A、英国科学家罗伯特•虎克用显微镜观察植物的木栓组织,发现并命名了细胞,A正确;
B、施莱登和施旺观察了部分动植物的组织,利用不完全归纳法归纳出“所有的动植物都是由细胞构成的”,B正确;
C、魏尔肖提出“细胞通过分裂产生新细胞”,为细胞学说进行了修正和补充,进一步完善了细胞学说,C正确;
D、细胞学说指出:一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞的产物所构成,这打破了在植物学和动物学之间的壁垒,从而阐明了生物界的统一性,并未证明生物界和非生物界的差异性,D错误。
故选D。
2. 李斯特氏菌中的致死食源性细菌会在人类的细胞之间快速传递,使人患脑膜炎。其原因是该菌的一种InIc蛋白可通过抑制人类细胞中Tuba蛋白的活性,使细胞膜更易变形而有利
于细菌的转移。下列叙述正确的是
A. 与乳酸菌一样,该菌的遗传物质主要是DNA
B. 该菌使人类细胞发生变形,说明细胞膜具有选择透过性
C. 该菌在人体细胞间快速传递与细胞膜的特性发生改变有关
D. Tuba蛋白和InIC蛋白的合成均需要内质网的加工
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A、根据题意可知,李斯特氏菌是一种细菌,与乳酸菌一样遗传物质都只能是DNA,A错误;
B、该菌使人类细胞发生变形,说明细胞膜具有一定的流动性,B错误;
C、该菌在人体细胞间快速传递与细胞膜的特性发生改变有关,C正确;
D、InIC蛋白是李斯特氏菌的蛋白质,细菌细胞内没有内质网,D错误;
故选C
【点睛】
3. 若用甲代表大气中的CO2库,乙代表生产者,丙代表消费者,丁代表分解者,能正确表示甲、乙、丙、丁在碳循环中的关系的是
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A、丙(消费者)和甲(大气中的CO2库)之间只能是单向箭头,A错误;
B、甲(大气中的CO2库)和乙(生产者)之间应该是双向箭头,而甲(大气中的CO2库)和丁(分解者)之间应该是单向箭头,B错误;
C、生产者可以通过光合作用吸收二氧化碳,也能通过呼吸作用释放二氧化碳,因此甲和乙之间为双向箭头;消费者和分解者都可以通过呼吸作用释放二氧化碳,丙和丁单向箭头指向甲;生产者和消费者的代谢废弃物及遗骸都会被分解者分解,最终归还无机环境,乙和丙单向箭头指向丁,C正确;
D、丙(消费者)的箭头应该指向丁(分解者),D错误。
故选C。
4. 下图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应能量。下列分析错误的是( )
A. 流经图中生态系统的总能量为A
B. 图中的C和B1+C1+D1可分别表示桑树和蚕用于自身生长、发育、繁殖的能量
C. 正常情况下D/C的值大于10%
D. 人工建立该生态系统的目的是实现对能量的多级利用,从而提高能量的传递效率
【答案】D
【解析】
【分析】A表示生产者固定的太阳能总量,B表示桑树呼吸作用消耗的能量,C表示净光合作用,是桑树生长、发育、繁殖等生命活动的所需的能量,B1+C1+D1属于蚕用于蚕生长、发育、繁殖等生命活动。
【详解】A、流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能,应是图中的A,A正确;
B、总光合作用A分为呼吸作用散失的能量B和净光合作用C两部分,图中的C和B1+C1+D1分别是桑树和蚕用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量,B正确;
C、由图可知D=A1+B1+C1+D1,图中D即表示被蚕同化的能量,因此桑树到蚕能量的传递效率为D/A,该传递效率应为10%~20%,故D/C应大于10%,C正确;
D、人工建立该生态系统的目的是实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,而不能提高能量的传递效率,D错误。
故选D。
5. 生态工程的建设已经成为社会关注的热点。下列有关说法错误的是( )
A. 某生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸秆枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣返还农田菜园、果园、苗圃、鱼塘,这主要体现了生态工程的循环原理
B. 矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复与土壤微生物群落的重建,具体实施的措施有人工制造表土、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等
C. 生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,提高了系统生产力,遵循了生态工程的自生原理
D. 在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,遵循了生态工程的协调原理
【答案】C
【解析】
【分析】生态工程的基本原理:(1)循环原理:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高,通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生; (2)自生原理:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,其基础是生态系统的结构与功能;(3)协调原理:生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度;(4)整体原理:生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响。
【详解】A、以沼气工程为中心,将植物秸秆枝叶、人畜粪便等进行循环利用,实现了物质的无废弃化,体现了生态工程的循环原理,A正确;
B、矿区废弃地的生态恢复工程中,植被恢复和土壤微生物群落重建是关键,人工制造表土、控制土壤侵蚀、植被恢复工程等都是有效的措施,B正确;
C、该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,优化了系统结构,实现了经济、社会、生态效益的统一,遵循整体原理,C错误;
D、在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程的协调原理,D正确。
故选C。
6. 习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调要秉持生态文明理念。我国正加快推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设,提升生态系统质量和稳定性。下列说法错误的是( )
A. 千姿百态的物种、丰富多彩的基因库、多种多样的生态系统均与协同进化有关
B. 保护生物多样性,关键是要提高生态系统的稳定性
C. 以国家公园为主体的自然保护地体系建设属于就地保护
D. 自然保护地体系中捕食者的存在有利于增加物种多样性
【答案】B
【解析】
【分析】保护生物多样性的措施:(1)就地保护:主要形式是建立自然保护区,是保护生物多样性最有效的措施。(2)迁地保护:将濒危生物迁出原地,移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心,进行特殊的保护和管理,是对就地保护的补充。(3)建立濒危物种种质库,保护珍贵的遗传资源。(4)加强教育和法制管理,提高公民的环境保护意识。
【详解】A、通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统,A正确;
B、保护生物多样性关键是协调好人与生态环境的关系,减少人类对环境的过度使用,B错误;
C、就地保护包括建立自然保护区以及风景名胜区,故加快以国家公园为主体的自然保护体系属于就地保护,C正确;
D、捕食者与被捕食者也是相互选择,协同进化,捕食者的存在有利于增加物种多样性,D正确。
故选B。
7. 某种含氮有机物的除草剂,在水中溶解度低,含一定量该除草剂的培养基不透明。其在土壤中不易降解,长期使用会污染土壤破坏生态环境。为修复被破坏的生态环境,按下图选育能降解该除草剂的细菌。下列叙述正确的是( )
A. 有透明圈的菌落能够利用除草剂中的氮源,应扩大培养
B. 图中培养基在各种成分溶化后先湿热灭菌再调节PH值
C. 实验过程中需要将培养基调至中性或弱酸性
D. 图中接种方法为平板划线法,可对细菌进行计数
【答案】A
【解析】
【分析】该实验是从土壤中筛选分离能降解除草剂的微生物的过程。这样的实验要将土壤稀释处理,以除草剂为唯一的氮源进行处理筛选土壤微生物,以菌落计数法进行统计计数。
【详解】A、题目中提到,含除草剂的培养基是不透明的。如果某个菌落周围出现透明圈,说明该菌落能够降解除草剂,从而使培养基中的除草剂被分解,形成透明圈,这表明这些细菌能够利用除草剂中的氮源进行生长。因此,这些菌落是目标菌株,应该被扩大培养用于后续的降解实验或应用,A正确;
B、在微生物实验中,培养基的灭菌通常是在调pH后进行的,调pH前灭菌可能导致培养基再次被污染,B错误;
C、实验筛选的是细菌,需要将培养基调至中性或弱碱性,C错误;
D、平板划线法的主要目的是分离单个菌落,而不是计数。细菌计数通常采用稀释涂布平板法。因此,平板划线法不能用于计数,D错误。
故选A。
8. 《齐民要术》中有关于酿酒的记载:“浸曲三日,如鱼眼汤沸,酸米。其米绝令精细”;有关“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺,“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。下列叙述错误的是( )
A. “用水三斗”是防止酒精浓度过高抑制酵母菌的繁殖
B. 各地酿酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的均为酵母菌
C. “动酒酢法”的原理是醋酸菌在O2充足、糖源缺乏时将酒精转化为醋酸
D. 传统发酵食品的制作过程中,往往不接种菌种,而是利用天然存在的菌种
【答案】A
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精。
【详解】AC、“动酒酢法”该方法依据的原理是醋酸菌在氧气充足、糖源不足时将酒精转化为醋酸,"酒一斗,用水三斗,合瓮盛"是防止酒精浓度过高抑制醋酸菌生长繁殖,A错误; C正确;
B、各地酿酒的原材料不同,但发酵过程中都是利用酵母菌的无氧呼吸,B正确;
D、传统发酵食品的制作过程中,往往不接种菌种,而是利用天然存在的菌种,D正确。
故选A。
9. 下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄——马铃薯”植株的技术流程图,下列说法正确的是( )
A. 上述过程中包含着有丝分裂,细胞分化和减数分裂等过程
B. 植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合,此时细胞内高尔基体活动明显增强
C. 已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄—马铃薯”属于三倍体
D. 该过程体现了植物细胞的全能性,杂种植株产生的变异类型属于染色体变异
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析:图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【详解】A、在植物体细胞杂交获得 “番茄 —— 马铃薯” 植株的过程中,从杂种细胞发育成完整植株,有细胞的有丝分裂和细胞分化,但整个过程不涉及减数分裂,A错误;
B、植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,在细胞壁形成时高尔基体活动明显增强,B错误;
C、由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,因此植物体细胞杂交得到的“番茄-马铃薯”属于异源多倍体里面的异源六倍体,C错误;
D、该过程将植物体细胞培养成完整的植株,体现了植物细胞的全能性。杂种植株是由两个不同物种的细胞融合形成的,其染色体数目发生了改变,产生的变异类型属于染色体变异,D正确。
故选D。
10. 生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料,培养拟原球茎(简称PLBs, 类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是( )
A. 生物碱是铁皮石斛生长所必需的物质
B. 图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱
C. 培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs
D. 该过程运用了植物细胞培养技术,原理是植物细胞增殖
【答案】D
【解析】
【分析】在一定的激素和营养等条件的诱导下,外植体可脱分化形成愈伤组织。在脱分化过程中,植物细胞的分化程度逐渐降低,全能性逐渐升高。脱分化形成的愈伤组织由一些排列疏松而无规则,高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞组成。
【详解】A、生物碱是铁皮石斛的次生代谢物,不是细胞进行正常生命活动必需的物质,A错误;
B、题意显示PLBs类似愈伤组织,因此,图中过程①为脱分化形成PLBs,过程②为植物细胞培养过程,不属于再分化,B错误;
C、该实验目的是要生产生物碱,故需要选择生物碱产量/细胞数量的值大的PLBs作为高产细胞系,C错误;
D、该过程中的PLBs类似愈伤组织,运用了植物细胞培养技术,过程②为植物细胞培养过程,原理是植物细胞增殖,D正确。
故选D。
11. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A. DNA的粗提取与鉴定实验不要求对实验结果精确定量
B. 过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C. 离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
D. 动、植物细胞DNA的提取无需在无菌条件下进行
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:
1、DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;
2、DNA不溶于酒精溶液,细胞中某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;
3、在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、DNA的粗提取与鉴定实验对实验结果不需要精确定量,只是定性,A正确;
B、低温时DNA酶的活性较低,过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解,B正确;
C、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀,而不是加速DNA沉淀,C错误;
D、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,D正确。
故选C。
12. PCR反应一般需要加入2种引物,引物设计是目的基因特异性扩增的关键。下列不属于引物设计要求的是
A. 能够与两条模板链结合 B. 2种引物之间能碱基互补配对
C. 一段单链核酸 D. 引物长度要合适
【答案】B
【解析】
【分析】PCR扩增目的基因的前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物,引物能与DNA上特定序列结合,以保证扩增特定DNA片段。
【详解】引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸,但2种引物之间不能碱基互补配对,否则PCR的效率会很低,ACD正确,B错误。
故选B。
13. 不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)的方法。加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR反应最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA。不对称PCR的简单过程如图所示。假设模板DNA分子初始数量为a个,6次循环后开始扩增产生ssDNA。下列有关叙述错误的是( )
A. 限制性引物和非限制性引物均可与模板DNA单链结合
B. 不对称PCR循环6次需要消耗(26-1)a个限制性引物
C. 最后获得的ssDNA中不含非限制性引物
D. 子链的延伸都是从两种引物的3'端开始的
【答案】C
【解析】
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
【详解】A、据图可知,限制性引物和非限制性引物均可与模板DNA单链结合,A正确;
B、PCR扩增时引物是新子链的一部分,假设模板DNA分子初始数量为a个,6次循环后产生26个DNA分子,因此该不对称PCR过程中需要(26-1)·a个限制性引物,B正确;
C、据图可知,除模板链外,最终获得的ssDNA都是以乙链为模板合成的,因此,除模板链外,最终获得的ssDNA中都有非限制性引物,C错误;
D、PCR技术的原理是DNA的半保留复制,DNA复制过程中,子链的延伸都是从引物的3'端开始的,D正确。
故选C。
14. 干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,可以用于对抗病毒的感染和癌症,但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,据图分析错误的是( )
A. 图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能
B. 图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达
C. 图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D. 若选用大肠杆菌作为工程菌,也可以直接获得有生物活性的干扰素
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因,然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程: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→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、由题干可知,题图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,而蛋白质工程的主要依据是蛋白质的预期功能,因此图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能,A正确;
B、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,从而驱动转录,而终止子提供转录终止的信号,因此图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达,B正确;
C、蛋白质工程的实质是对基因进行操作,操作简单,且能遗传给后代,即图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构,C正确;
D、大肠杆菌细胞是原核细胞,只有核糖体这一种细胞器,没有内质网和高尔基体,无法对干扰素进行加工,因此利用蛋白质工程在大肠杆菌细胞中无法得到有生物活性的干扰素,D错误。
故选D。
15. 下列关于转基因生物与环境安全问题的叙述,错误的是( )
A. 重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B. 杂草化的转基因农作物,可能会影响植物基因库的遗传结构
C. 若转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题
D. 重视转基因技术研发的同时,应重视转基因农作物的安全性评价和管理
【答案】C
【解析】
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。(1)有关食物安全问题,反对者的观点是:不能对转基因食物安全性掉以轻心.他们的理由是:①反对“实质性等同”;②担心出现滞后效应;③担心出现新的过敏源;④担心营养成分改变;⑤担心会侵犯宗教信仰者或素食者的权益。(2)有关生物安全问题,反对者的观点是:转基因植物可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁。他们的理由:①转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草;②转基因植物竞争能力强,可能成为“入侵的外来物种”;③转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交,重组出有害的病原体;④可能使杂草成为有抗除草剂基因的“超级杂草”。(3)有关环境安全问题,反对者的观点是:转基因生物会对生态系统稳定性和人类生活环境造成破坏。他们的理由:①转基因植物打破自然物种的原有界限,可能破坏生态系统稳定性;②重组微生物产生的中间产物可能造成二次污染;③重组DNA与微生物杂交是否会产生有害病原微生物;④转基因植物花粉中的有毒蛋白可能通过食物链进入生物。
【详解】A、重组的微生物在降解污染物的过程中所产生的中间产物,可能会对人类生活环境产生二次污染,A正确;
B、转基因作物作为外来品种进入自然生态系统,往往具有较强的“选择优势”,可能会影响植物基因库的遗传结构,淘汰原来栖息地上的物种及其它遗传资源,致使物种呈单一化趋势,造成生物数量剧减,甚至会使原有物种灭绝,导致生物多样性的丧失,B正确;
C、即使转基因植物的外源基因来源于自然界,也可能会产生安全性问题,如某些转基因植物产生的蛋白质可能会成为某些人的新的过敏源,C错误;
D、对转基因生物的管理的总原则是在保证人类健康和环境安全的前提下,促进生物技术的发展,需要重视转基因农作物的安全性评价和管理,D正确。
故选C。
二、非选择题:(包括第16-20题,共计55分)
16. 克氏原螯虾俗称“小龙虾”,作为经济食用虾被引入我国。为探究克氏原螯虾对本地物种的影响,研究人员开展了一系列研究。
(1)克氏原螯虾以大型水生植物、浮游藻类、底栖动物、本地鱼虾、有机碎屑等为食,属于生态系统组成成分中的____。
(2)科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒螯蟹存活率,结果如下表。由此得出,存在克氏原螯虾入侵风险的地区,中华绒螯蟹更适合在____的生境下养殖。
生境类型
克氏原螯虾存活率(%)
中华绒螯蟹存活率(%)
单养
混养
单养
混养
洞穴型
63.8
76.7
47.3
14
角落型
48.7
23
35.7
40
空旷型
18.3
34.3
20.3
67
(3)沉水植物具有重要的生态价值。为探究克氏原螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长克氏原螯虾对其取食的情况,结果如下图。
比较各组____,说明克氏原螯虾的存在不利于沉水植物的生长。其中对____的影响最为显著。
(4)克氏原螯虾不仅营养价值高,还可作为科研的模式动物,也可用于监控水体污染。根据以上研究,请简述应如何看待克氏原螯虾的引进____。
【答案】(1)消费者、分解者
(2)角落型 (3) ①. (试验结束生物量—试验初始生物量)/试验初始生物量 ②. 轮叶黑藻
(4)可以引进,但需加强管理,防止逃逸,避免造成生物入侵
【解析】
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置、占用资源情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。
【小问1详解】
克氏原螯虾可以以植物为食,也可以以有机碎屑为食,因此属于生态系统组成成分中的消费者和分解者。
【小问2详解】
科学家在不同生境与养殖模式下统计克氏原螯虾与中华绒鳌蟹存活率,由表格可以看出,存在克氏原螯虾入侵风险的地区,就是混养的情况下,在角落型的生境下,中华绒鳌蟹的存活率最高,更适合中华绒鳌蟹养殖。
【小问3详解】
为探究克氏原螯虾对沉水植物可能造成的影响,研究人员以三种沉水植物为供试材料,检测不同体长克氏原螯虾对其取食的情况,比较各组(试验结束生物量-试验初始生物量)/试验初始生物量,说明克氏原螯虾的存在不利于沉水植物的生长,图中可以看出,轮叶黑藻的影响最为显著。
【小问4详解】
克氏原螯虾不仅营养价值高,还可作为科研的模式动物,也可用于监控水体污染,这体现了生物多样性的直接价值;引进外来物种时,要注意需加强管理,防止逃逸,避免造成生物入侵。
17. 据图回答下列问题:
(1)发酵工程一般包括菌种的选育,_______,培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。啤酒酵母的新陈代谢类型是_______。
(2)啤酒的工业化生产和果酒的家庭制作的原理相同,都利用了_______的原理。
(3)在啤酒的工业化生产过程中,制麦阶段大麦发芽主要是利用大麦发芽时产生________;糖化阶段进行蒸煮的目的是_______,并对糖浆进行灭菌。
(4)在葡萄酒的自然发酵过程中,对葡萄不能进行灭菌处理,原因是_______。
(5)在果酒发酵过程中,尤其要随时监控和调整发酵的温度和pH ,使其保持在适宜、合理的范围内,其主要目的是_______。
(6)请写出一种发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用的原因:_______。
【答案】(1) ①. 扩大培养 ②. 异养兼性厌氧型
(2)酵母菌无氧呼吸产生酒精
(3) ①. 淀粉酶 ②. 产生风味组分,终止酶的进一步作用
(4)发酵菌来自葡萄表皮的野生型酵母菌
(5)防止温度和pH的变化影响酵母菌细胞内酶的活性,甚至使酶失活
(6)生产条件温和;原料来源丰富且价格低廉;产物专一;废弃物对环境污染小、易处理
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃,生产中是否有酒精的产生,可用重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
2、啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【小问1详解】
发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养(为了获得足够的菌种),培养基的配制,灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。啤酒酵母的新陈代谢类型是异养兼性厌氧型,其在有氧条件下可进行有氧呼吸,在无氧条件下可进行无氧呼吸产生酒精。
【小问2详解】
果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理,即在缺氧环境中酵母菌会分解糖类产生酒精。
【小问3详解】
在啤酒的工业化生产过程中,发芽大麦合成大量淀粉酶,催化淀粉分解为小分子单糖,这属于糖化阶段。糖化阶段进行蒸煮的目的是产生风味组分,终止酶的进一步作用,同时也能起到灭菌的作用。
【小问4详解】
在家庭制作葡萄酒的过程中,发酵菌是来自葡萄表皮的野生型酵母菌,因此葡萄不能进行灭菌处理。
【小问5详解】
在果酒发酵过程中,尤其要随时监控和调整发酵温度和pH ,使其保持在适宜、合理的范围内,这是因为 发酵过程中酵母菌呼吸作用释放热量,其代谢产物积累会使pH降低,而温度和pH的变化影响酶的活性,甚至使酶失活,因此要及时监控、调节温度和pH。
【小问6详解】
目前,发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域得到广泛应用,这是因为发酵过程利用的是微生物的活动,因而生产条件温和;且原料来源丰富、价格低廉;产物专一;废弃物对环境污染小、易处理,因此发酵工程能得到广泛利用。
18. RecQ解旋酶(使DNA双链解旋)可以作为多种肿瘤细胞及肿瘤干细胞标志物。以RecQ解旋酶免疫小鼠为材料,融合免疫小鼠脾脏中的细胞及骨髓瘤细胞,筛选出杂交瘤细胞,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb),将制得的单克隆抗体进行稀释并检测其功能。流程如图所示。回答下列问题:
(1)从脾脏中分离细胞作为融合细胞的原因是______,诱导脾脏内的细胞和骨髓瘤细胞进行融合的生物方法是________。
(2)杂交瘤细胞的特点是_______。过程⑤需要进行克隆化培养和____,目的是:____。
(3)制备的mAb常用于肿瘤治疗,推测其治疗肿瘤的原因是(写出具体作用过程):_____。
【答案】(1) ①. 脾脏内含有大量的B淋巴细胞 ②. 灭活的病毒诱导融合
(2) ①. 能大量增殖并产生抗体 ②. 抗体检测 ③. 筛选出能分泌所需抗体(mAb)的杂交瘤细胞
(3)抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb)可与RecQ解旋酶特异性结合,从而抑制RecQ解旋酶的作用,使肿瘤细胞内的DNA双链不能解开,不能进行DNA复制,从而抑制了肿瘤细胞的增殖
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:制备产生特定抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,克隆化培养和抗体检测,将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖;提取单克隆抗体。
【小问1详解】
脾内含有大量的淋巴细胞,对小鼠注射特定抗原后,可从脾脏获取经免疫的B淋巴细胞,该细胞能产生所需抗体。诱导动物细胞融合的生物方法是灭活病毒诱导法。
【小问2详解】
杂交瘤细胞是经免疫的B细胞与骨髓瘤细胞的融合体,能大量增殖,并产生特定的抗体。过程⑤需要进行克隆化培养和抗体检测,目的是筛选出能分泌所需抗体(mAb)的杂交瘤细胞。
【小问3详解】
抗RwcQ解旋酶单克隆抗体(mAb)可与RwcQ解旋酶特异性结合,从而抑制RwcQ解旋酶的作用,使肿瘤细胞内的DNA双链不能解开,不能进行DNA复制,从而抑制了肿瘤细胞的增殖,因而制备的mAb常用于肿瘤治疗。
19. 2023年由西北农林科技大学奶牛种业创新团队培育的首批优质克隆奶牛在宁夏灵武市出生,克隆奶牛的培育流程如图所示。请回答下列问题:
(1)体外进行甲牛体细胞培养时,需提供的气体条件为___________。前期操作若需大量采集获得乙牛的卵母细胞,可用激素对乙牛做___________处理。
(2)一般需将胚胎在体外培养到一定的发育阶段才能进行移植,过程②表示____________,该技术的优势是___________。
(3)奶牛丁的绝大部分性状和___________(填“甲”“乙”或“丙”)牛的性状一致,理由是___________。
(4)除图中所示外,胚胎移植技术中胚胎的来源还有____________(至少答出两点)。
【答案】(1) ①. 含95%空气和5%CO2的混合气体 ②. 超数排卵
(2) ①. 胚胎移植 ②. 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
(3) ①. 甲 ②. 奶牛丁的绝大部分遗传物质来自甲牛
(4)转入目的基因的胚胎、体外受精后形成的胚胎等
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术的一般步骤:①采集卵母细胞,体外培育到MII期,并通过显微操作去核;②将供体细胞注入去核的卵母细胞;③通过电融合法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚;④用物理或化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程;⑤将胚胎移入受体(代孕母动物)体内,并发育成与供体遗传物质基本相同的个体。
【小问1详解】
动物细胞培养所需要的气体条件为含95%空气和5%CO2的混合气体,其中5%CO2的作用是维持培养液的pH;若需获得大量卵母细胞,可用促性腺激素使乙牛超数排卵。
【小问2详解】
过程②表示获得激活的重组胚胎后进行胚胎移植,植入代孕丙牛母体中,进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
小问3详解】
奶牛丁的绝大部分遗传物质来自甲牛,所以奶牛丁的绝大部分性状和甲牛的性状一致。
【小问4详解】
胚胎移植技术中胚胎的来源有转入目的基因的胚胎、核移植得到的重组胚胎、体外受精后形成的胚胎等。图示中的胚胎来源于(体细胞)核移植得到的重组胚胎。
20. HPV—L1重组微环DNA包含HPV(人乳头瘤病毒)的L1基因片段、信号肽(可引导物质或结构到内质网)序列区及标签区,将其作为核酸抗原直接免疫产蛋鸡可获得卵黄抗体,该卵黄抗体可用于HPV的预防和治疗。下图为HPV—L1重组片段的PCR及重组质粒(PP)的构建过程。回答下列问题:
(1)组成质粒ZY781载体的单体是________。作为载体除了需要具备复制原点以及一至多个限制酶识别和切割位点,还需具有______(答三个)等结构。
(2)HPV—L1重组片段的PCR过程中,需要在引物A和引物B的5'端分别连接______,若标签区序列为,设计的引物B的序列为3'CAGCTGGTAGTAGTGGTAGTGGTA5′,则引物B的设计______(填“正确”或“不正确”),理由是______。
(3)通过PCR技术可对基因进行定点突变。用于定点突变的引物长度不能过短,否则会由于_____导致定点突变失败。图中进行定点突变应选择的引物对是______。
(4)L1基因片段编码HPV的主要抗原蛋白,将信号肽序列区与L1基因片段连接一起构建重组微环DNA的目的是______。
(5)利用质粒ZY781构建重组质粒(PP)时,选用限制酶BglⅡ和SalI切割质粒后,需借助电泳等技术回收大片段。琼脂糖凝胶电泳结果中,若除目标条带外,还出现了少量的小片段非特异性扩增带,原因可能是_______(答出1点)。
【答案】(1) ①. 脱氧(核糖)核苷酸 ②. 启动子、终止子和标记基因
(2) ①. (限制酶)BglⅡ和SalI的识别序列 ②. 不正确 ③. SalI的识别序列未连接在引物的5′端
(3) ①. (引物碱基序列的)特异性下降 ②. 引物2和引物3
(4)利用信号肽将L1基因片段表达的抗原蛋白引导到内质网进行加工
(5)引物设计不够优化,如引物与靶序列有非特异性互补或自身聚合成二聚体、退火温度偏低、酶的量偏高等(答出1点,合理即可)
【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:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,需要热稳定DNA聚合酶。
【小问1详解】
质粒的本质是小型环状的DNA分子,故组成质粒ZY781载体的单体是脱氧核苷酸,作为载体除了需要具备复制原点以及一至多个限制酶识别和切割位点,还需具有启动子、终止子和标记基因等结构。
【小问2详解】
HPV-L1重组片段的PCR过程中,需要在引物A和引物B的5'端分别连接限制酶BglⅡ和SalI的识别序列,若标签区序列为,引物B的序列为3'CACCTGGTAGTAGTGGTAGTGGTA5′,结合图示可知,SalI的识别序为5'GTCGAC3',则引物B的设计不正确,因为SalI的识别序列未连接在引物的5'端。
【小问3详解】
通过PCR技术可对基因进行定点突变。用于定点突变引物长度不能过短,否则会由于引物碱基序列的特异性下降,导致定点突变失败。结和图中突变位点可知,进行定点突变应选择的引物对是引物2和引物3。
【小问4详解】
L1基因片段编码HPV的主要抗原蛋白,将信号肽序列区与L1基因片段连接构建重组微环DNA的目的是利用信号肽将L1基因片段表达的抗原蛋白引导到内质网进行加工。
【小问5详解】
利用质粒ZY781构建重组质粒(PP)时,选用限制酶BglⅡ和Sal1切割质粒后,需借助电泳等技术回收大片段。琼脂糖凝胶电流结果中,若除目标条带外,还出现了少量的小片段非特异性扩增带,原因可能是引物设计不够优化,如引物与靶序列有非特异性互补或自身聚合成二聚体、退火温度偏低、酶的量偏高等。
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