精品解析:山东省济南市2024-2025学年高二下学期期末考试生物试题
2025-07-22
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 济南市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.55 MB |
| 发布时间 | 2025-07-22 |
| 更新时间 | 2026-06-23 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53172567.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025年7月济南市高二期末学习质量检测
生物试题
本试卷满分为100分,考试用时90分钟。
注意事项
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置
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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键等信息如下表,下列叙述正确的是( )
单体
连接键
生物大分子
葡萄糖
—
①
②
③
蛋白质
④
—
DNA
A. ①是淀粉或糖原,二者都是人体细胞内的主要能源物质
B. ②是氨基酸,③是肽键,④是核糖核苷酸
C. ①、②和④都含有C、H、O元素,都以碳链为基本骨架
D. 组成蛋白质的单体有21种,组成DNA的碱基有5种
2. 沉降系数(S)是离心时单位重力物质或结构的沉降速度,沉降系数与细胞结构大小呈正相关。真核细胞的核糖体沉降系数大约为80S,核糖体是由两个亚基组成的复合体,翻译过程中伴随大亚基与tRNA结合及解离、小亚基与mRNA结合及解离,解离后的亚基准备下一轮翻译的起始。下列叙述错误的是( )
A. 生物体中核糖体的形成不一定需要核仁的参与
B. 线粒体、叶绿体和细胞核的沉降系数大于80S
C. 核糖体参与中心体、高尔基体等多种细胞器的形成
D. 大、小亚基发生的解离过程是通过水解肽键完成的
3. 以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素。实验结果表明,叶片不同区域的细胞质流动速率不同,且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B. 细胞内的水与多糖、蛋白质和脂肪等物质结合后失去流动性
C. 材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的条件
D. 叶绿体的运动速率可作为观察细胞质流动速率的标志
4. 哺乳动物体内的某种Rab8蛋白由207个氨基酸组成,可分为“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,其转换过程如下图所示,GTP是指鸟苷三磷酸。该种“活性”Rab8与EHBP1蛋白部分结构发生相互作用,进而使其与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输。下列相关表述正确的是( )
A. 该种Rab8蛋白中最多有一个游离的氨基和一个游离的羧基
B. Rab8蛋白的合成在核糖体上,其空间结构的改变不一定会导致蛋白质变性
C. 该种Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,接受GTP提供的磷酸使蛋白质结构磷酸化
D. 该种Rab8蛋白通过与肌动蛋白部分结构相互作用,转变成“活性”状态,参与囊泡的运输
5. CHIB是一种几丁质降解酶,由4段序列以CBM50-GH18-FN3-CTD方式连接而成。科研人员将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是( )
肽链
甲壳几丁质
昆虫几丁质
真菌几丁质
CBM50-GH18-FN3-CTD
++
+++
++
CBM50
−
−
+++
GH18-FN3-CTD
−
+++
++
GH18
+
−
−
FN3
−
−
−
注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A. 该酶对昆虫几丁质降解的催化活性与CBM50无关
B. CBM50和GH18催化底物不同,但可能存在相互影响
C. FN3无催化活性,但与GH18的催化专一性有关
D. 无法判断该酶对几丁质降解的催化是否与CTD相关
6. 多聚磷酸激酶(PPK2)催化多聚磷酸盐(PoIyP)与AMP反应合成ADP,也可以催化ADP与PoIyP合成ATP。PoIyP中的磷酸基团可以在AMP、ADP、ATP、PoIyP之间高效定向转移,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. AMP是构成RNA的基本单位,全部组成成分为腺嘌呤和核糖
B. ADP中存在一个具有较高转移势能的特殊化学键
C. ATP的合成常与主动运输等许多吸能反应相联系
D. PPK2可以降低不同底物的活化能,因此没有专一性
7. 下列关于腐乳和臭豆腐制作的叙述 正确的是( )
A. 腐乳和臭豆腐都是经过微生物发酵制作并具有独特风味的淀粉食品
B. 多种微生物参与了腐乳和臭豆腐的发酵过程,起主要作用的都是真菌
C. 控制发酵温度的主要目的是利于参与腐乳和臭豆腐发酵微生物的生长和代谢
D. 与发酵之前的物料相比,腐乳和臭豆腐中的有机物种类和能量都有所增加
8. 下列关于醋酸菌和乳酸菌的相关叙述,正确的是( )
A. 适宜条件下,在醋酸菌与乳酸菌共存专用的培养基中添加乙醇,可筛选出醋酸菌
B. 若用于酿酒的葡萄果皮上有醋酸菌,酒酿好后可直接通入无菌空气制作葡萄醋
C. 家庭用乳酸菌和醋酸菌分别制作酸奶和果醋通常都是纯种发酵,属于传统发酵技术
D. 随着泡菜和果醋制作中发酵液pH逐渐降低,泡菜和果醋的口味、品质越来越好
9. 研究发现,香蕉枯萎病是由土壤中的尖孢镰刀菌感染香蕉植株所导致,菌株S具有溶菌特性,可抑制尖孢镰刀菌增殖。研究人员将菌株S施于香蕉种植园的土壤中,并从中筛选出菌株P。为验证菌株P和菌株S对尖孢镰刀菌的抑制具有协同作用,研究人员进行了如下表所示的实验操作。下列叙述错误的是( )
培养基
预先涂布菌株
菌株X在培养平板中生长繁殖后点菌液
实验组1
实验组2
实验组3
固体平板培养基
菌株X
菌株S
菌株P
?
A. 菌株X是尖孢镰刀菌
B. 实验组3中的“?”为菌株S和菌株P
C. 该类实验的因变量通常为抑菌圈的大小
D. 菌株P通过其溶菌特性与菌株S协同抑制尖孢镰刀菌的增殖
10. 植物的快速繁殖是将具有优良性状植株的茎尖等器官、组织、细胞离体培养,获得遗传性状一致植株的技术。芽的诱导常使用加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)的MS培养基,若将用于诱导芽的MS培养基中的大量元素减半,并添加适宜浓度的NAA,可用于进行根的诱导。下列说法正确的是( )
A. 通过植物的快速繁殖可以获得对植物病毒免疫的脱毒苗
B. 植物的快速繁殖后代中的优良性状一定能稳定遗传
C. BA的作用是促进细胞分裂和伸长,促进芽的分化
D. 与诱导芽分化培养基相比,诱导根分化培养基中的渗透压较低
11. 体细胞核移植技术中消除供体细胞携带的表观遗传标志的过程被称为重编程,不完全重编程是导致体细胞核移植胚胎发育效率低的一个重要原因。H3K9me3修饰是一种重要的组蛋白甲基化形式,会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍。研究发现,在猪的核移植胚胎中显微注射编码H3K9me3去甲基化酶的mRNA或沉默供体细胞中SUV39H1/2基因的表达可调节H3K9me3修饰水平,显著提高了克隆胚胎的发育效率。毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂。下列推断合理的是( )
A. SUV39H1/2可能通过其表达产物提高H3K9me3修饰水平
B. 用毛壳素处理供体细胞可降低体细胞核移植胚胎的发育能力
C. 体细胞核移植技术获取后代利用了动物细胞的全能性
D. H3K9me3修饰过程属于重编程,会影响组蛋白的功能
12. 科研人员利用胚胎工程技术大量繁育性状优良山羊的新品种,实验过程如下。下列说法正确的是( )
A. 操作1中FSH为促性腺激素释放激素,目的是使供体羊超数排卵
B. 胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C. 操作2为同期发情处理,雌性羊B须选用遗传性状优良的绵羊
D. 可设法除去早期胚胎中的抗体决定基因,以避免免疫排斥反应
13. 关于“DNA粗提取与鉴定”(实验1)、“DNA片段的扩增及电泳鉴定实验”(实验2)下列说法正确的是( )
A. 实验1中,DNA粗提取时加入95%冷酒精出现白色丝状物后不能用离心法收集
B. 实验1中,DNA分子在2mol/LNaCl溶液中与二苯胺混匀,加热后可反应生成蓝色化合物
C. 实验2中,将扩增得到的PCR产物进行凝胶电泳时,加样前应先接通电源
D. 实验2中,凝胶载样缓冲液中加入的指示剂能与DNA分子结合,用于观察电泳进程
14. 天然胰岛素B链的第20—29位氨基酸是胰岛素分子聚合的关键区域,聚合后的胰岛素活性会降低。科研人员利用蛋白质工程将B28位脯氨酸替换为天冬氨酸从而有效抑制胰岛素聚合。下列有关说法错误的是( )
A. 蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础
B. 该技术需对天然胰岛素的氨基酸序列直接进行操作,进而定向改变B28位脯氨酸
C. 上述胰岛素的改造过程涉及中心法则中遗传信息的流向
D. 可用基因组编辑技术来辅助完成目标碱基的替换
15. 研究人员根据含有S基因的DNA序列,设计了F1、F2、R1和R2等4种备选引物,用于扩增目的片段,引物与DNA结合位点如甲图所示。为选出正确和有效的引物,以含有S基因的DNA为模板进行PCR后,将获得的产物进行电泳,电泳结果如乙图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1-R1
B. 4种引物中可用于特异性扩增目的片段的引物是F1、R1和R2
C. 通常情况下,扩增所用的引物越短,引物特异性越低
D. 在F1和R1的5'端添加的限制酶序列最好避免产生相同的黏性末端
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 蔗糖先从叶肉细胞的细胞质进入细胞外空间,然后再进入筛管-伴胞复合体(SE-CC),最后汇入主叶脉运输到植物体其他部位。蔗糖进入SE-CC过程如下图所示,SE-CC的质膜上有蔗糖-H+共运输载体(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。据图推断,下列相关叙述合理的是( )
A. H+泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,在跨膜运输H+时消耗ATP
B. SU载体只运输与自身的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子
C. SE-CC中的蔗糖浓度高于细胞外空间,属于绿色植物的光合产物
D. 及时运输叶肉细胞中的蔗糖,有利于其进行光合作用
17. 有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并将ADP和Pi合成ATP,然后与接受了电子的O2结合生成水。下列叙述错误的是( )
A. 线粒体基质中合成NADH所需要的H+来自有机物和水
B. 合成ATP的动力来自于线粒体内膜两侧H+的浓度差
C. 与前二个阶段相比,第三阶段能完成有机物的彻底氧化分解
D. 经过有氧呼吸释放出的能量大部分转移到ATP中
18. 某酒厂以高粱为主料,辅以小麦、麸皮(干麦粒外层的表皮),再加入大曲、麸曲及生香酵母进行发酵。大曲和麸曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等。酿造工艺流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 蒸煮后摊晾,降低原料温度后才可撒曲,以免杀死菌种
B. 若酒的表层长出白膜,可能是酒坛密封不严导致乳酸菌大量繁殖所致
C. 撒曲糖化是指利用酵母菌分泌的淀粉酶催化淀粉分解为葡萄糖,葡萄糖为发酵的底物
D. 微生物中的蛋白酶可将原料中的蛋白质分解为小分子多肽和氨基酸,增加酒的风味
19. 科研人员利用茶树(2n=30)的花药培养出茶树植株。下列说法正确的是( )
A. 形成愈伤组织是脱分化的过程,未发生基因的选择性表达
B. 在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可再分化为愈伤组织
C. 茶树花药愈伤组织诱导过程中一般不需要给予光照条件
D. 用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株
20. 大肠杆菌β -半乳糖苷酶(Z酶)可催化底物(X - gal)水解产生蓝色物质。在pUC18质粒中,lacZ'编码Z酶氨基端的一个片段(称为α -肽),该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。已知α -肽、不含α -肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性,共同存在时就会表现出Z酶活性。利用甲、乙构建目的基因的表达载体,下列相关叙述正确的是( )
图中AmpR是氨苄青霉素抗性基因;Sal I、Hind Ⅲ是限制酶识别序列
A. 就筛选功能而言,AmpR是标记基因,lacZ'基因不是标记基因
B. 使用限制酶SalⅠ切割质粒和目的基因所在DNA,仅考虑目的基因和质粒两两连接,在DNA连接酶的作用下可出现3种连接产物
C. 为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌,受体大肠杆菌中编码α -肽的DNA序列缺失,其他序列正常
D. 重组质粒转化后的大肠杆菌先涂布在含氨苄青霉素的选择培养基上,再原位影印到含X - gal的培养基上,选出蓝色菌落中即含有含目的基因的重组质粒
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 蛋白质分选有两条途径,如图1所示。途径1是指细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至细胞核、细胞质基质的特定部位以及线粒体、过氧化物酶体(一种单层膜的细胞器)。途径2是指多肽链合成起始后转移至粗面内质网,再经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。图1中字母表示各类蛋白质,甲、乙、丙代表细胞器。途径2涉及囊泡的融合过程,囊泡膜上v - SNARE与靶膜上t - SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,融合后囊泡内的相关蛋白可参与形成溶酶体,或分布与细胞膜上,或分泌到细胞外,过程如图2所示。
(1)参与无氧呼吸的酶属于图1中______蛋白(填图中字母)。图1中的丙是______,其功能是______。
(2)不同种类蛋白质存在不同分选途径的原因是______。图2过程体现了生物膜具有______功能
(3)生物膜之间不能自发地融合,只有除去亲水膜表面的水分子使膜之间的距离近至1.5 nm时,才能发生膜的融合,据此分析,SNAPs蛋白质主要作用是______。若该蛋白质功能受损,会直接影响的过程是______。
A.促胰液素的分泌 B.自由扩散
C.受精作用 D.转录和翻译
22. 高温胁迫会影响玉米光反应中的电子传递过程,导致其光合作用速率和生长速率降低。研究发现,水杨酸(SA)和6 - 苄氨基嘌呤(6 - BA)可以有效提升高温胁迫下玉米光合作用速率,缓解高温胁迫对玉米生长的影响。为进一步探究SA和6 - BA的缓解机制,某研究小组以玉米为实验材料进行了相关实验,所获取的实验数据如下表所示。
CK
HT
HT + SA
HT + 6 - BA
气孔导度mol/(m²·s⁻¹)
380
250
263
275
胞间CO₂浓度μmol/mol
210
350
325
310
表观光合速率μmol/(m²·s⁻¹)
5.8
3.8
4.6
5.2
叶绿素含量(荧光参数)
2800
2400
2600
2650
注:CK:常温对照(20℃);HT:高温对照(38℃);
(1)可用于提取光合色素的试剂是______,叶绿素在光合作用过程中的功能是______。
(2)在光反应阶段,水分解为氧和H⁺的同时,被叶绿素夺去两个电子。电子经传递,可用于形成NADPH,NADPH的作用有______。光反应阶段完成的能量转换过程是______。
(3)高温胁迫条件下,玉米光合作用固定CO₂的速率变______(填“快”或“慢”),原因可能有______。
(4)据实验结果可知,SA或6 - BA的作用机制是______。
23. 青霉素是世界上第一种应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素,随着高产菌种的选育、发酵技术的发展,青霉素的产量和质量得到提升,生产流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)上述流程图中过程①、②属于发酵工程的________环节,主要目的是________。
(2)过程③________(填“能”或“不能”)用化学药物进行灭菌处理,原因是________。
(3)过程B是发酵工程的中心环节,必须严格控制好温度、pH和溶解氧等发酵条件,使全过程处于最佳状态;同时定期检测________(至少答出两点);若使用搅拌机,搅拌叶轮的转动速度不宜过快,否则会导致________进而影响发酵过程。
(4)发酵工程除了生产药物之外,还可以生产微生物肥料,与常规肥料相比,微生物肥料的优点是________。从经济利益方面考虑,选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素有________。
24. 用EBV(一种病毒颗粒)感染经特定抗原刺激后人的B淋巴细胞,可以获得EBV转化细胞,该种细胞具有极强的增殖能力,但其分泌的抗体性能不稳定且抗体的产量低。为解决该问题,科研人员进行了如图操作。HATR/OuaS表示该种细胞能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力极差;HATS/OuaR表示该种细胞不能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力强。
(1)对EBV转化细胞进行培养一般使用的培养液中通常需要加入________等天然成分。且需维持培养液的pH相对稳定,发挥这一作用的气体为________(写出体积分数)。
(2)骨髓瘤细胞与EBV转化细胞进行细胞融合的方法有________(写出两种)
(3)为筛选获得合适的杂交瘤细胞,在HAT培养基中添加________,在该培养基上能够获得杂交瘤细胞的原因是________。
(4)进一步研究发现,人鼠间细胞融合存在不稳定性,杂交瘤细胞融合率低。科研人员构想将人源细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成细胞SHM,再与EBV转化细胞进行动物细胞融合,以期提高杂交瘤细胞融合率。现需设计实验验证该猜想,请写出实验思路(实验材料:EBV转化细胞,细胞SHM,小鼠骨髓瘤细胞)________。
25. 成熟的番茄果实因细胞壁中的多聚半乳糖醛酸被PG基因(图甲所示)编码的多聚半乳糖醛酸酶分解,使果实变软,不耐贮藏。为获得耐贮藏番茄,科研人员构建反义PG基因重组载体,利用农杆菌转化法导入番茄细胞,成功获得PG基因沉默的转基因品种,具体过程如图乙所示。
(1)完成图乙中③过程需要的条件有_______,其中每次循环包含_______等步骤。若番茄细胞内PG基因以其b链为模板表达,依据图中PG基因碱基序列及限制酶的信息,完成③过程的两种引物的碱基序列(写前10个碱基即可):5'—_______—3 ,5 —_______—3 。
(2)转基因番茄的培育中,完成③—⑤过程,至少共需要_______种酶,过程④中用E8启动子替换Ti质粒上的原有启动子的目的是_______。
(3)利用农杆菌转化法将反义PG基因重组载体导入番茄细胞的原理是_______。图中⑥过程可用含有_______(答“抗生素种类”)的培养基筛选成功转化的大豆细胞。
(4)反义PG基因重组载体导入受体细胞后,目的基因是否稳定维持和表达其遗传特性,需通过检测与鉴定才能知道,可采用_______技术检测番茄植株的染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出mRNA。通过个体生物学水平的鉴定发现,转基因番茄比普通番茄贮存时间明显延长,推测其机理是_______。
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2025年7月济南市高二期末学习质量检测
生物试题
本试卷满分为100分,考试用时90分钟。
注意事项
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置
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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键等信息如下表,下列叙述正确的是( )
单体
连接键
生物大分子
葡萄糖
—
①
②
③
蛋白质
④
—
DNA
A. ①是淀粉或糖原,二者都是人体细胞内的主要能源物质
B. ②是氨基酸,③是肽键,④是核糖核苷酸
C. ①、②和④都含有C、H、O元素,都以碳链为基本骨架
D. 组成蛋白质的单体有21种,组成DNA的碱基有5种
【答案】C
【解析】
【详解】A、①由葡萄糖构成,应为多糖(如淀粉或糖原)。淀粉是植物储能物质,糖原是动物储能物质,但人体主要能源物质是葡萄糖,而非直接以糖原供能,A错误;
B、②为蛋白质单体,即氨基酸;③为肽键;④为DNA单体,应为脱氧核苷酸,而非核糖核苷酸(RNA单体),B错误;
C、①(多糖)、②(氨基酸)、④(脱氧核苷酸)均含C、H、O元素,且均以碳链为骨架,C正确;
D、组成蛋白质的氨基酸有20种,DNA碱基为A、T、C、G共4种,D错误。
故选C。
2. 沉降系数(S)是离心时单位重力物质或结构的沉降速度,沉降系数与细胞结构大小呈正相关。真核细胞的核糖体沉降系数大约为80S,核糖体是由两个亚基组成的复合体,翻译过程中伴随大亚基与tRNA结合及解离、小亚基与mRNA结合及解离,解离后的亚基准备下一轮翻译的起始。下列叙述错误的是( )
A. 生物体中核糖体的形成不一定需要核仁的参与
B. 线粒体、叶绿体和细胞核的沉降系数大于80S
C. 核糖体参与中心体、高尔基体等多种细胞器的形成
D. 大、小亚基发生的解离过程是通过水解肽键完成的
【答案】D
【解析】
【分析】差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。由于细胞内不同细胞器的大小不同,所以常用差速离心法分离细胞内不同的细胞器。
【详解】A、原核生物没有核仁,但原核生物也有核糖体,其核糖体的形成与核仁无关,所以生物体中核糖体的形成不一定需要核仁的参与,故A正确;
B、已知沉降系数与细胞结构大小呈正相关,线粒体、叶绿体和细胞核的结构比核糖体大,真核细胞核糖体沉降系数约为80S,所以线粒体、叶绿体和细胞核的沉降系数大于80S,B正确;
C、中心体无膜结构,主要由蛋白质组成,高尔基体是具膜细胞器,其组成成分也有蛋白质,核糖体是合成蛋白质的场所,所以核糖体参与中心体、高尔基体等多种细胞器的形成,C正确;
D、核糖体大、小亚基是由蛋白质和rRNA组成,大、小亚基发生的解离过程不是水解肽键,因为肽键是连接氨基酸的化学键,而不是连接大、小亚基的,D错误。
故选D。
3. 以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素。实验结果表明,叶片不同区域的细胞质流动速率不同,且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B. 细胞内的水与多糖、蛋白质和脂肪等物质结合后失去流动性
C. 材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的条件
D. 叶绿体的运动速率可作为观察细胞质流动速率的标志
【答案】B
【解析】
【分析】观察细胞质流动选择的材料是黑藻幼嫩的小叶,原因是叶子薄而小,叶绿体较大、数量较少。在适宜的温度和光照强度下,黑藻细胞质的流动速率较快。
【详解】A、实验中比较了新叶与老叶(叶龄不同)以及同一叶片的不同区域,说明自变量包括叶龄和区域,A正确;
B、结合水与细胞内蛋白质、多糖等亲水性物质结合,但脂肪为疏水性物质,通常不参与结合水的形成,B错误;
C、材料新鲜保证细胞活性,温度影响酶活性和代谢速率,光照可能通过光合作用提供能量促进流动,均为实验成功的关键条件,C正确;
D、叶绿体随细胞质基质流动,其运动速率可反映细胞质流动速率,D正确。
故选B。
4. 哺乳动物体内的某种Rab8蛋白由207个氨基酸组成,可分为“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,其转换过程如下图所示,GTP是指鸟苷三磷酸。该种“活性”Rab8与EHBP1蛋白部分结构发生相互作用,进而使其与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输。下列相关表述正确的是( )
A. 该种Rab8蛋白中最多有一个游离的氨基和一个游离的羧基
B. Rab8蛋白的合成在核糖体上,其空间结构的改变不一定会导致蛋白质变性
C. 该种Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,接受GTP提供的磷酸使蛋白质结构磷酸化
D. 该种Rab8蛋白通过与肌动蛋白部分结构相互作用,转变成“活性”状态,参与囊泡的运输
【答案】B
【解析】
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
【详解】A、由题意可知,Rab8蛋白由207个氨基酸组成,至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,A错误;
B、Rab8蛋白存在“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,说明其空间结构的改变不会导致蛋白质变性,B正确;
C、由图示可知,Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,GDP接受GTP提供的磷酸基团形成GTP,然后GTP使Rab8蛋白质结构磷酸化,C错误;
D、“活性”Rab8与EHBP1蛋白部分结构发生相互作用,进而使其与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输,D错误。
故选B。
5. CHIB是一种几丁质降解酶,由4段序列以CBM50-GH18-FN3-CTD方式连接而成。科研人员将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是( )
肽链
甲壳几丁质
昆虫几丁质
真菌几丁质
CBM50-GH18-FN3-CTD
++
+++
++
CBM50
−
−
+++
GH18-FN3-CTD
−
+++
++
GH18
+
−
−
FN3
−
−
−
注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A. 该酶对昆虫几丁质降解的催化活性与CBM50无关
B. CBM50和GH18催化底物不同,但可能存在相互影响
C. FN3无催化活性,但与GH18的催化专一性有关
D. 无法判断该酶对几丁质降解的催化是否与CTD相关
【答案】C
【解析】
【详解】A、原酶(CBM50-GH18-FN3-CTD)和GH18-FN3-CTD(无CBM50)对昆虫几丁质的活性均为+++,说明CBM50与昆虫几丁质催化活性无关,A正确;
B、GH18只对甲壳几丁质有催化活性,CBM50只对真菌几丁质有催化活性,GH18-FN3-CTD只对昆虫几丁质和真菌几丁质有催化活性,两段肽链组合形成的CBM50-GH18-FN3-CTD却对三种几丁质都有催化活性,说明CBM50和GH18催化底物不同,但可能存在相互影响,B正确;
C、GH18只对甲壳几丁质有催化活性,GH18-FN3-CTD对昆虫几丁质和真菌几丁质有催化活性,没有体现GH18催化的专一性,C错误;
D、所有肽链均含 CTD(如 CBM50 - GH18 - FN3 - CTD、GH18 - FN3 - CTD ),无 “不含 CTD” 的对照→ 无法判断 CTD 是否参与催化,D正确。
故选C。
6. 多聚磷酸激酶(PPK2)催化多聚磷酸盐(PoIyP)与AMP反应合成ADP,也可以催化ADP与PoIyP合成ATP。PoIyP中的磷酸基团可以在AMP、ADP、ATP、PoIyP之间高效定向转移,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. AMP是构成RNA的基本单位,全部组成成分为腺嘌呤和核糖
B. ADP中存在一个具有较高转移势能的特殊化学键
C. ATP的合成常与主动运输等许多吸能反应相联系
D. PPK2可以降低不同底物的活化能,因此没有专一性
【答案】B
【解析】
【分析】ATP是细胞直接能源物质,与ADP时刻处于动态转化中。
【详解】A、AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是构成RNA的基本单位,其组成成分包括腺嘌呤、核糖和磷酸,A错误;
B、ADP的结构简式为A - P~P,其中存在一个特殊化学键(~),该化学键具有较高的转移势能,B正确;
C、ATP的合成常与放能反应相联系,而ATP的水解常与主动运输等吸能反应相联系,C错误;
D、PPK2可以催化不同底物反应是因为其能降低不同底物反应的活化能,但酶具有专一性,PPK2只能催化特定类型的反应,即多聚磷酸盐与AMP、ADP之间的磷酸基团转移反应,并非没有专一性,D错误。
故选B。
7. 下列关于腐乳和臭豆腐制作的叙述 正确的是( )
A. 腐乳和臭豆腐都是经过微生物发酵制作并具有独特风味的淀粉食品
B. 多种微生物参与了腐乳和臭豆腐的发酵过程,起主要作用的都是真菌
C. 控制发酵温度的主要目的是利于参与腐乳和臭豆腐发酵微生物的生长和代谢
D. 与发酵之前的物料相比,腐乳和臭豆腐中的有机物种类和能量都有所增加
【答案】C
【解析】
【分析】多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,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;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸,这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。腐乳制作过程主要是:让豆腐上长出毛霉、加盐腌制、加卤汤装瓶、密封腌制.让豆腐上长出毛霉的主要条件是温度保持在15~18℃;加盐腌制时,为防止污染将长满毛霉的豆腐放在瓶中,并逐层加盐,接近瓶口表面的盐要铺厚一些,大约8d以后,豆腐因水分大量被析出而变硬;卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。
【详解】A、腐乳和臭豆腐的原料分别为豆腐(主要含蛋白质和脂肪)和豆制品,并非淀粉类食品,A错误;
B、腐乳制作以毛霉(真菌)为主,臭豆腐制作过程中主要作用的是真菌和细菌,B错误;
C、控制温度是为微生物提供适宜条件,促进其生长代谢(如腐乳前期15-20℃利于毛霉繁殖),C正确;
D、微生物分解大分子有机物,种类增加,但有机物总量减少,能量因微生物呼吸消耗而减少,D错误。
故选C。
8. 下列关于醋酸菌和乳酸菌的相关叙述,正确的是( )
A. 适宜条件下,在醋酸菌与乳酸菌共存专用的培养基中添加乙醇,可筛选出醋酸菌
B. 若用于酿酒的葡萄果皮上有醋酸菌,酒酿好后可直接通入无菌空气制作葡萄醋
C. 家庭用乳酸菌和醋酸菌分别制作酸奶和果醋通常都是纯种发酵,属于传统发酵技术
D. 随着泡菜和果醋制作中发酵液pH逐渐降低,泡菜和果醋的口味、品质越来越好
【答案】A
【解析】
【分析】本题围绕醋酸菌和乳酸菌的代谢特性与发酵应用展开,考查微生物的筛选、发酵条件及传统发酵技术的特点,需结合两种菌的代谢类型(异养需氧型 / 异养厌氧型 )和发酵原理辨析选项。
【详解】A、醋酸菌为好氧菌,乳酸菌为厌氧菌,有氧条件下,在醋酸菌与乳酸菌共存专用的培养基中添加乙醇,醋酸菌可把乙醇氧化为乙酸,从而获取能量,因此可筛选出醋酸菌,A正确;
B、酿酒后的环境(高酒精浓度、低pH)及温度(18-25℃)不适宜醋酸菌直接发酵(需30-35℃),需调整条件,B错误;
C、家庭传统发酵依赖自然菌种(如酸奶中的乳酸菌、环境中的醋酸菌),并非纯种培养,C错误;
D、泡菜制作中乳酸菌产乳酸使pH下降,抑制杂菌且提升风味,酸性过强则可能腐败,不宜使用,D错误;
故选A。
9. 研究发现,香蕉枯萎病是由土壤中的尖孢镰刀菌感染香蕉植株所导致,菌株S具有溶菌特性,可抑制尖孢镰刀菌增殖。研究人员将菌株S施于香蕉种植园的土壤中,并从中筛选出菌株P。为验证菌株P和菌株S对尖孢镰刀菌的抑制具有协同作用,研究人员进行了如下表所示的实验操作。下列叙述错误的是( )
培养基
预先涂布菌株
菌株X在培养平板中生长繁殖后点菌液
实验组1
实验组2
实验组3
固体平板培养基
菌株X
菌株S
菌株P
?
A. 菌株X是尖孢镰刀菌
B. 实验组3中的“?”为菌株S和菌株P
C. 该类实验的因变量通常为抑菌圈的大小
D. 菌株P通过其溶菌特性与菌株S协同抑制尖孢镰刀菌的增殖
【答案】D
【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、因为要验证对尖孢镰刀菌的抑制作用,所以菌株X是尖孢镰刀菌,A正确;
B、了验证协同作用,实验组3中的“?”应为菌株S和菌株P,与实验组1(菌株S)、实验组2(菌株P)形成对照,B正确;
C、在这类抑菌实验中,通常通过观察抑菌圈的大小来衡量抑制效果,抑菌圈越大说明抑制作用越强,所以因变量通常为抑菌圈的大小,C正确;
D、菌株P通过溶菌特性与S协同抑制尖孢镰刀菌的增殖,题干仅明确菌株S具有溶菌特性,未提及菌株P的溶菌特性,其协同作用可能通过其他机制,D错误;
故选D。
10. 植物的快速繁殖是将具有优良性状植株的茎尖等器官、组织、细胞离体培养,获得遗传性状一致植株的技术。芽的诱导常使用加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)的MS培养基,若将用于诱导芽的MS培养基中的大量元素减半,并添加适宜浓度的NAA,可用于进行根的诱导。下列说法正确的是( )
A. 通过植物的快速繁殖可以获得对植物病毒免疫的脱毒苗
B. 植物的快速繁殖后代中的优良性状一定能稳定遗传
C. BA的作用是促进细胞分裂和伸长,促进芽的分化
D. 与诱导芽分化培养基相比,诱导根分化培养基中的渗透压较低
【答案】D
【解析】
【分析】植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此切去一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
【详解】A、脱毒苗是通过茎尖等分生组织培养获得,因分生区病毒少,但并不能对病毒免疫,A错误;
B、快速繁殖属于无性生殖,后代遗传物质与母体一致,但若培养过程中发生基因突变,性状可能改变,B错误;
C、芽的诱导常使用加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)的MS培养基,说明BA为细胞分裂素类似物,其主要促进细胞分裂和芽分化,而细胞伸长由生长素促进,C错误;
D、诱导根时MS培养基中的大量元素减半,导致培养基中的渗透压降低,D正确。
故选D。
11. 体细胞核移植技术中消除供体细胞携带的表观遗传标志的过程被称为重编程,不完全重编程是导致体细胞核移植胚胎发育效率低的一个重要原因。H3K9me3修饰是一种重要的组蛋白甲基化形式,会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍。研究发现,在猪的核移植胚胎中显微注射编码H3K9me3去甲基化酶的mRNA或沉默供体细胞中SUV39H1/2基因的表达可调节H3K9me3修饰水平,显著提高了克隆胚胎的发育效率。毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂。下列推断合理的是( )
A. SUV39H1/2可能通过其表达产物提高H3K9me3修饰水平
B. 用毛壳素处理供体细胞可降低体细胞核移植胚胎的发育能力
C. 体细胞核移植技术获取后代利用了动物细胞的全能性
D. H3K9me3修饰过程属于重编程,会影响组蛋白的功能
【答案】A
【解析】
【详解】体细胞核移植技术(又称体细胞克隆技术)是将体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使其重组并发育成新胚胎,最终培育出与供体细胞核遗传物质基本一致的个体的技术。
【分析】A、SUV39H1/2基因的表达产物可能催化H3K9me3修饰的形成,抑制其表达会降低H3K9me3水平,A正确;
B、毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂,用毛壳素处理供体细胞会抑制SUV39H1/2基因表达,从而调节H3K9me3修饰水平,应是提高体细胞核移植胚胎的发育能力,而不是降低,B错误;
C、体细胞核移植技术依赖的是细胞核的全能性,而非动物细胞的全能性(体细胞本身不具备全能性),C错误;
D、重编程是消除供体细胞携带的表现遗传标志的过程,H3K9me3修饰会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍,说明H3K9me3修饰过程不属于重编程,D错误。
故选A。
12. 科研人员利用胚胎工程技术大量繁育性状优良山羊的新品种,实验过程如下。下列说法正确的是( )
A. 操作1中FSH为促性腺激素释放激素,目的是使供体羊超数排卵
B. 胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C. 操作2为同期发情处理,雌性羊B须选用遗传性状优良的绵羊
D. 可设法除去早期胚胎中的抗体决定基因,以避免免疫排斥反应
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、作1中FSH为促性腺激素,目的是使供体羊超数排卵,A错误;
B、受精是雌雄配子的结合,胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,B正确;
C、操作2为同期发情处理,雌性羊B作为代孕母体,无须选用遗传性状优良的绵羊,C错误;
D、胚胎移植时不存在排斥反应,D错误。
故选B。
13. 关于“DNA粗提取与鉴定”(实验1)、“DNA片段的扩增及电泳鉴定实验”(实验2)下列说法正确的是( )
A. 实验1中,DNA粗提取时加入95%冷酒精出现白色丝状物后不能用离心法收集
B. 实验1中,DNA分子在2mol/LNaCl溶液中与二苯胺混匀,加热后可反应生成蓝色化合物
C. 实验2中,将扩增得到的PCR产物进行凝胶电泳时,加样前应先接通电源
D. 实验2中,凝胶载样缓冲液中加入的指示剂能与DNA分子结合,用于观察电泳进程
【答案】B
【解析】
【分析】1、DNA粗提取和鉴定的原理:(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性;(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色;
2、DNA粗提取和鉴定的过程:(1)实验材料的选取:凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大;(2)破碎细胞,获取含DNA的滤液:动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可,如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜,例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液;(3)去除滤液中的杂质;(4)DNA的析出与鉴定:粗提取的DNA与二苯胺试剂,混合均匀后变蓝。
【详解】A、实验1中,加入95%冷酒精使DNA析出后,可通过离心快速沉淀DNA。因此“不能用离心法收集”的说法错误,A错误;
B、实验1中,DNA在2mol/L NaCl溶液中溶解度较高,此时加入二苯胺试剂并沸水浴加热,DNA会与二苯胺反应生成蓝色化合物。此描述符合实验操作和显色原理,B正确;
C、实验2中,凝胶电泳的正确步骤是加样后再接通电源,以形成电场驱动DNA迁移。若先通电再加样,可能导致样品扩散,C错误;
D、实验2中,凝胶载样缓冲液的指示剂(如溴酚蓝)仅用于标记电泳进程,其本身不与DNA结合。结合DNA的试剂通常是荧光染料(如EB),D错误。
故选B。
14. 天然胰岛素B链的第20—29位氨基酸是胰岛素分子聚合的关键区域,聚合后的胰岛素活性会降低。科研人员利用蛋白质工程将B28位脯氨酸替换为天冬氨酸从而有效抑制胰岛素聚合。下列有关说法错误的是( )
A. 蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础
B. 该技术需对天然胰岛素的氨基酸序列直接进行操作,进而定向改变B28位脯氨酸
C. 上述胰岛素的改造过程涉及中心法则中遗传信息的流向
D. 可用基因组编辑技术来辅助完成目标碱基的替换
【答案】B
【解析】
【详解】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
【分析】A、蛋白质工程以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系为基础,通过修饰或合成基因来改造蛋白质,A正确;
B、蛋白质工程并非直接操作氨基酸序列,而是通过修改基因中的碱基序列来间接改变氨基酸,B错误;
C、改造胰岛素需设计并合成相应DNA,涉及“蛋白质→DNA→mRNA→蛋白质”的遗传信息流动,符合中心法则,C正确;
D、基因组编辑技术可精准替换目标碱基,实现氨基酸的定向替换,D正确。
故选B。
15. 研究人员根据含有S基因的DNA序列,设计了F1、F2、R1和R2等4种备选引物,用于扩增目的片段,引物与DNA结合位点如甲图所示。为选出正确和有效的引物,以含有S基因的DNA为模板进行PCR后,将获得的产物进行电泳,电泳结果如乙图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1-R1
B. 4种引物中可用于特异性扩增目的片段的引物是F1、R1和R2
C. 通常情况下,扩增所用的引物越短,引物特异性越低
D. 在F1和R1的5'端添加的限制酶序列最好避免产生相同的黏性末端
【答案】B
【解析】
【分析】电泳是利用带电粒子在电场中会向相反电极移动的特性,对混合物中不同组分进行分离的技术。混合物中的不同组分在电场中因迁移速度差异而逐渐分开,最终形成可观察的条带,实现分离和鉴定。
【详解】A、从电泳结果乙图来看,只有引物组合F1 - R1扩增出了单一的目的条带(符合特异性扩增的特点),所以能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1 - R1,A正确;
B、由乙图可知,F1 - R1能特异性扩增目的片段,F1 - R2、F2 - R1不能特异性扩增目的片段(出现多条带或无对应条带),所以4种引物中可用于特异性扩增目的片段的引物是F1和R1,B错误;
C、通常情况下,引物越短,与DNA模板链结合的特异性就越低,因为短引物可能会在DNA的多个位置结合,C正确;
D、如果在F1和R1的5'端添加的限制酶序列产生相同的黏性末端,那么在构建基因表达载体等后续操作中,目的基因可能会自身环化或者反向连接等,不利于基因工程的操作,所以最好避免产生相同的黏性末端,D正确。
故选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 蔗糖先从叶肉细胞的细胞质进入细胞外空间,然后再进入筛管-伴胞复合体(SE-CC),最后汇入主叶脉运输到植物体其他部位。蔗糖进入SE-CC过程如下图所示,SE-CC的质膜上有蔗糖-H+共运输载体(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。据图推断,下列相关叙述合理的是( )
A. H+泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,在跨膜运输H+时消耗ATP
B. SU载体只运输与自身的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子
C. SE-CC中的蔗糖浓度高于细胞外空间,属于绿色植物的光合产物
D. 及时运输叶肉细胞中的蔗糖,有利于其进行光合作用
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题图可知H+通过H+泵运输需要消耗细胞中的ATP,为主动运输,故细胞外的H+浓度大于细胞外的H+浓度,H+通过SU载体的运输是顺浓度梯度运输,为协助扩散,在此过程中为蔗糖从细胞外运进细胞内提供能量,蔗糖进入细胞内为主动运输。
【详解】A、由图可知,H+泵运输氢离子时,会催化ATP水解为该过程提供能量,故H+泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,在跨膜运输H+时消耗ATP,A正确;
B、SU载体运输H+是顺浓度梯度的协助扩散,SU运输蔗糖是主动运输,由H+顺浓度梯度提供能量,SU载体属于载体蛋白,只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运都会发生自身构象的改变,B错误;
C、SU载体利用H+的浓度差将蔗糖同向转运进SECC中,说明蔗糖进入SECC中为主动运输,是逆浓度梯度运输,SE-CC内的蔗糖浓度高于细胞外空间,蔗糖是光合作用的产物,C正确;
D、蔗糖属于光合作用的产物,若光合产物输出受阻,会影响光合作用的正常进行,及时运输叶肉细胞中的蔗糖,有利于进行光合作用,D正确。
故选ACD。
17. 有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并将ADP和Pi合成ATP,然后与接受了电子的O2结合生成水。下列叙述错误的是( )
A. 线粒体基质中合成NADH所需要的H+来自有机物和水
B. 合成ATP的动力来自于线粒体内膜两侧H+的浓度差
C. 与前二个阶段相比,第三阶段能完成有机物的彻底氧化分解
D. 经过有氧呼吸释放出的能量大部分转移到ATP中
【答案】CD
【解析】
【详解】A、线粒体基质中合成的 NADH 主要来自有氧呼吸第二阶段。第二阶段中,丙酮酸与水反应生成 CO₂和 NADH,其中的 H⁺一部分来自丙酮酸(有机物),另一部分来自水,A正确;
B、由题干可知,电子传递过程驱动 H⁺从线粒体基质移至内外膜间隙,形成线粒体内膜两侧的 H⁺浓度差(膜间隙 H⁺浓度高,基质低),H⁺经 ATP 合酶返回基质时,浓度差产生的势能驱动 ADP 和 Pi 合成 ATP,B正确;
C、第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸(来自第一阶段葡萄糖的分解)与水反应,被彻底分解为二氧化碳(CO₂),同时产生少量能量和 NADH(还原型辅酶Ⅰ),这一阶段完成了有机物中碳的彻底氧化;第三阶段:发生在线粒体内膜上,前两阶段产生的 NADH 将氢传递给氧气(O₂),结合生成水(H₂O),同时释放大量能量。这一阶段完成了有机物中氢的彻底氧化,因此,第二阶段完成碳的彻底氧化,第三阶段完成氢的彻底氧化,两者共同作用,使有机物(如葡萄糖)最终被分解为 CO₂和 H₂O,实现彻底氧化分解,C错误;
D、有氧呼吸过程中,1 mol葡萄糖彻底氧 化分解可以释放出2870 kJ 的能量,可使977.28 kJ 左右的能量储存在ATP 中, 其余的能量则以热能的形式散失掉了,由此看出释放的能量大部分以热能形式散失,D错误。
故选CD。
18. 某酒厂以高粱为主料,辅以小麦、麸皮(干麦粒外层的表皮),再加入大曲、麸曲及生香酵母进行发酵。大曲和麸曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌,还有乳酸菌、醋酸菌等。酿造工艺流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 蒸煮后摊晾,降低原料温度后才可撒曲,以免杀死菌种
B. 若酒的表层长出白膜,可能是酒坛密封不严导致乳酸菌大量繁殖所致
C. 撒曲糖化是指利用酵母菌分泌的淀粉酶催化淀粉分解为葡萄糖,葡萄糖为发酵的底物
D. 微生物中的蛋白酶可将原料中的蛋白质分解为小分子多肽和氨基酸,增加酒的风味
【答案】BC
【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。
【详解】A、大曲和麸曲中所含的微生物需要适宜的温度才能存活,蒸煮后摊晾,降低原料温度后才可撒曲,以免高温会杀死菌种,A正确;
B、若酒的表层出现白膜,可能原因是酒坛密封不严导致好氧杂菌如醋酸菌污染。而乳酸菌是厌氧菌,酒坛密封不严会有空气流入,乳酸菌不能大量繁殖,B错误;
C、大曲中的根霉和毛霉可分泌淀粉酶和糖化酶,将淀粉水解为葡萄糖,为酵母菌发酵提供底物,酵母菌不能分泌淀粉酶,C错误;
D、毛霉、曲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,增加酒的风味,D正确。
故选BC。
19. 科研人员利用茶树(2n=30)的花药培养出茶树植株。下列说法正确的是( )
A. 形成愈伤组织是脱分化的过程,未发生基因的选择性表达
B. 在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可再分化为愈伤组织
C. 茶树花药愈伤组织诱导过程中一般不需要给予光照条件
D. 用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株
【答案】CD
【解析】
【分析】植物组织培养的具体过程为:外植体脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化为胚状体,形成新植体。
【详解】A、外植体通过脱分化形成愈伤组织,脱分化的过程也是基因选择性表达的过程,A错误;
B、花粉细胞具有全能性,在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可脱分化为愈伤组织,B错误;
C、脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要给予光照条件,再分化过程需要给予光照,C正确;
D、茶树属于二倍体,花粉细胞内只有一个染色体组,不含等位基因,因此用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株,D正确。
故选CD。
20. 大肠杆菌β -半乳糖苷酶(Z酶)可催化底物(X - gal)水解产生蓝色物质。在pUC18质粒中,lacZ'编码Z酶氨基端的一个片段(称为α -肽),该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。已知α -肽、不含α -肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性,共同存在时就会表现出Z酶活性。利用甲、乙构建目的基因的表达载体,下列相关叙述正确的是( )
图中AmpR是氨苄青霉素抗性基因;Sal I、Hind Ⅲ是限制酶识别序列
A. 就筛选功能而言,AmpR是标记基因,lacZ'基因不是标记基因
B. 使用限制酶SalⅠ切割质粒和目的基因所在DNA,仅考虑目的基因和质粒两两连接,在DNA连接酶的作用下可出现3种连接产物
C. 为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌,受体大肠杆菌中编码α -肽的DNA序列缺失,其他序列正常
D. 重组质粒转化后的大肠杆菌先涂布在含氨苄青霉素的选择培养基上,再原位影印到含X - gal的培养基上,选出蓝色菌落中即含有含目的基因的重组质粒
【答案】C
【解析】
【详解】A、AmpR是标记基因,lacZ'基因也是标记基因,β -半乳糖苷酶(Z酶)可催化底物(X - gal)水解产生蓝色物质,A错误。
B、SalⅠ切割质粒限制酶SalⅠ切割质粒和目的基因所在DNA,仅考虑目的基因和质粒两两连接,在DNA连接酶的作用下可出现2种连接产物,一种正向拼接产物,一种反向拼接产物,B错误;
C、α -肽、不含α -肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性,共同存在时就会表现出Z酶活性,为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌,受体大肠杆菌中编码α -肽的DNA序列缺失,其他序列正常,这样导入正常质粒的会因有完整lacZ基因表达出有活性的Z酶,在含X - gal的培养基上形成蓝色菌落,而导入重组质粒的因lacZ基因中α -肽编码序列被破坏,不能形成有活性的Z酶,在含X - gal的培养基上形成白色菌落,C正确。
D、重组质粒转化后的大肠杆菌先涂布在含氨苄青霉素的选择培养基上,筛选出含有质粒(包括重组质粒和正常质粒 )的大肠杆菌;再经影印到含X - gal的培养基上,应选出白色菌落(重组质粒中lacZ基因被破坏,不能产生有活性的Z酶,不能将X - gal水解产生蓝色物质 )才是含有目的基因的重组质粒,D错误。
故选C。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 蛋白质分选有两条途径,如图1所示。途径1是指细胞质基质中完成多肽链的合成,然后转运至细胞核、细胞质基质的特定部位以及线粒体、过氧化物酶体(一种单层膜的细胞器)。途径2是指多肽链合成起始后转移至粗面内质网,再经高尔基体运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。图1中字母表示各类蛋白质,甲、乙、丙代表细胞器。途径2涉及囊泡的融合过程,囊泡膜上v - SNARE与靶膜上t - SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,融合后囊泡内的相关蛋白可参与形成溶酶体,或分布与细胞膜上,或分泌到细胞外,过程如图2所示。
(1)参与无氧呼吸的酶属于图1中______蛋白(填图中字母)。图1中的丙是______,其功能是______。
(2)不同种类蛋白质存在不同分选途径的原因是______。图2过程体现了生物膜具有______功能
(3)生物膜之间不能自发地融合,只有除去亲水膜表面的水分子使膜之间的距离近至1.5 nm时,才能发生膜的融合,据此分析,SNAPs蛋白质主要作用是______。若该蛋白质功能受损,会直接影响的过程是______。
A.促胰液素的分泌 B.自由扩散
C.受精作用 D.转录和翻译
【答案】(1) ①. a ②. 溶酶体 ③. 能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
(2) ①. 不同种类蛋白质存在分选信号(或分选序列、信号肽、信号序列);高尔基体具有分选功能 ②. 控制物质进出、信息交流(或信息传递)
(3) ①. 除去水,拉近生物膜之间距离 ②. A C
【解析】
【分析】图1:甲表示线粒体,丙表示溶酶体。
图2:图示是囊泡膜与靶膜融合过程示意图,囊泡上有一个特殊的V-SNARE蛋白,它与靶膜上的T-SNARE蛋白结合形成稳定的结构后,囊泡和靶膜才能融合,从而将物质准确地运送到相应的位点。
【小问1详解】
无氧呼吸的场所是细胞质基质,a包含参与无氧呼吸的酶。丙表示溶酶体,可以分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
【小问2详解】
由于不同种类蛋白质存在分选信号(或分选序列、信号肽、信号序列)及高尔基体具有分选功能,所以不同种类的蛋白质存在不同的分选途径。图2中,囊泡膜上v - SNARE与靶膜上t - SNARE结合形成SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs结合形成融合复合体,体现了生物膜具有信息交流的功能,囊泡与靶膜融合,实现物质的运输,体现了生物膜具有控制物质进出的功能。
【小问3详解】
SNARE蛋白复合体与SNAPs结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合,结合“SNARE蛋白复合体后,再与SNAPs结合形成融合复合体,该复合体促进囊泡与靶膜的融合”可知,SNAPs蛋白质可以除去水,拉近生物膜之间距离,促进膜的融合。
A、促胰液素的分泌过程涉及囊泡从高尔基体到细胞膜的运输融合过程,若SNAPs功能受损,融合复合体无法正常形成,囊泡不能与靶膜融合,消化酶不能分泌出去,A符合题意;
B、自由扩散不需要囊泡的参与,B不符合题意;
C、受精过程中精子和卵细胞的相互识别和融合的过程,需要SNAPs蛋白的参与,若SNAPs蛋白功能受损,会影响受精作用的正常进行,C符合题意;
D、DNA的转录和翻译与囊泡融合无关,D不符合题意。
故选AC。
22. 高温胁迫会影响玉米光反应中的电子传递过程,导致其光合作用速率和生长速率降低。研究发现,水杨酸(SA)和6 - 苄氨基嘌呤(6 - BA)可以有效提升高温胁迫下玉米光合作用速率,缓解高温胁迫对玉米生长的影响。为进一步探究SA和6 - BA的缓解机制,某研究小组以玉米为实验材料进行了相关实验,所获取的实验数据如下表所示。
CK
HT
HT + SA
HT + 6 - BA
气孔导度mol/(m²·s⁻¹)
380
250
263
275
胞间CO₂浓度μmol/mol
210
350
325
310
表观光合速率μmol/(m²·s⁻¹)
5.8
3.8
4.6
5.2
叶绿素含量(荧光参数)
2800
2400
2600
2650
注:CK:常温对照(20℃);HT:高温对照(38℃);
(1)可用于提取光合色素的试剂是______,叶绿素在光合作用过程中的功能是______。
(2)在光反应阶段,水分解为氧和H⁺的同时,被叶绿素夺去两个电子。电子经传递,可用于形成NADPH,NADPH的作用有______。光反应阶段完成的能量转换过程是______。
(3)高温胁迫条件下,玉米光合作用固定CO₂的速率变______(填“快”或“慢”),原因可能有______。
(4)据实验结果可知,SA或6 - BA的作用机制是______。
【答案】(1) ①. 无水乙醇(或丙酮) ②. 捕获(吸收)(传递、转化)光能
(2) ①. 还原三碳化合物,为暗反应提供能量 ②. 光能转化为电能,电能再转化为化学能
(3) ①. 慢 ②. 高温导致叶绿素含量降低,并抑制类囊体膜上的电子传递链,为暗反应提供的ATP和NADPH的量减少;同时高温抑制光合作用酶的活性,导致光合作用暗反应固定CO2的速度降低
(4)提高叶绿素的含量,提高光反应速率;增大气孔导度,提高暗反应速率
【解析】
【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行。叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素,在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上,暗反应阶段发生在叶绿体基质中。
【小问1详解】
光合色素易溶于有机溶剂,可用无水乙醇提取光合色素。叶绿素可吸收、传递和转化光能。
【小问2详解】
光反应的产物中NADPH可用于三碳化合物的还原,同时还能为C3的还原提供能量。光反应阶段光合色素吸收的光能先是转化为电能,再转化为ATP、NADPH中活跃的化学能。
【小问3详解】
根据表格中数据可知,高温胁迫条件下,叶绿素含量降低,由于叶绿素吸收的光能会促进电子传递链的进行,因此叶绿素含量降低,会抑制类囊体膜上的电子传递链,为暗反应提供的ATP和NADPH的量减少;同时高温还会抑制光合作用酶的活性,导致光合作用暗反应固定CO2的速度降低,因此高温胁迫条件下,玉米光合作用固定CO2的速率变慢。
【小问4详解】
根据表格数据可知,与HT组相比,HT+SA组和HT+6-BA组的叶绿素含量升高,可促进光反应的进行,同时气孔导度增加,可促进暗反应的进行,因此SA或6-BA的作用机制是提高叶绿素的含量,提高光反应速率;增大气孔导度,提高暗反应速率。
23. 青霉素是世界上第一种应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素,随着高产菌种的选育、发酵技术的发展,青霉素的产量和质量得到提升,生产流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)上述流程图中过程①、②属于发酵工程的________环节,主要目的是________。
(2)过程③________(填“能”或“不能”)用化学药物进行灭菌处理,原因是________。
(3)过程B是发酵工程的中心环节,必须严格控制好温度、pH和溶解氧等发酵条件,使全过程处于最佳状态;同时定期检测________(至少答出两点);若使用搅拌机,搅拌叶轮的转动速度不宜过快,否则会导致________进而影响发酵过程。
(4)发酵工程除了生产药物之外,还可以生产微生物肥料,与常规肥料相比,微生物肥料的优点是________。从经济利益方面考虑,选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素有________。
【答案】(1) ①. 扩大培养 ②. 快速增加菌种的数量
(2) ①. 不能 ②. 残留在培养基中的化学药物会影响青霉菌的生长繁殖
(3) ①. 青霉菌数量、青霉素浓度 ②. 菌种细胞破裂、培养液温度升高
(4) ①. 微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等能增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长 ②. 在低成本的培养基上能迅速生长繁殖;生产所需代谢物的产量高;发酵条件易控制;菌种不易变异、退化
【解析】
【分析】发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【小问1详解】
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。图示流程中①、②属于发酵工程的扩大培养,目的是快速增加菌种的数量,保证发酵所需的菌体数量。
【小问2详解】
③过程常用高压蒸汽灭菌法灭菌,若用化学药物进行灭菌,残留在培养基中的化学药物会影响青霉菌的生长繁殖,因此不能用化学药物进行灭菌。
【小问3详解】
发酵过程是发酵工程的中心环节,为保证菌种能以最大的代谢速率产生发酵产物,应严格控制好发酵罐内的温度、pH和溶解氧等发酵条件,使全过程处于最佳状态;同时定期检测青霉菌数量、青霉素浓度,防止代谢产物的积累对发酵过程产生抑制。搅拌叶轮的转动速度过快,可能会导致菌种细胞破裂、培养液温度升高,进而影响菌种的发酵过程。
【小问4详解】
微生物肥料利用了微生物代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等能增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长,有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长,从而减少病害的发生,这是常规肥料所不具备的优点。发酵工程的优点是生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉,产物专一等优点,因此选择发酵工程用的菌种时需要考虑在低成本的培养基上能迅速生长繁殖;生产所需代谢物的产量高;发酵条件易控制;菌种不易变异、退化等,保证发酵工程的低成本、高收益的特点。
24. 用EBV(一种病毒颗粒)感染经特定抗原刺激后人的B淋巴细胞,可以获得EBV转化细胞,该种细胞具有极强的增殖能力,但其分泌的抗体性能不稳定且抗体的产量低。为解决该问题,科研人员进行了如图操作。HATR/OuaS表示该种细胞能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力极差;HATS/OuaR表示该种细胞不能在HAT培养基中生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力强。
(1)对EBV转化细胞进行培养一般使用的培养液中通常需要加入________等天然成分。且需维持培养液的pH相对稳定,发挥这一作用的气体为________(写出体积分数)。
(2)骨髓瘤细胞与EBV转化细胞进行细胞融合的方法有________(写出两种)
(3)为筛选获得合适的杂交瘤细胞,在HAT培养基中添加________,在该培养基上能够获得杂交瘤细胞的原因是________。
(4)进一步研究发现,人鼠间细胞融合存在不稳定性,杂交瘤细胞融合率低。科研人员构想将人源细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成细胞SHM,再与EBV转化细胞进行动物细胞融合,以期提高杂交瘤细胞融合率。现需设计实验验证该猜想,请写出实验思路(实验材料:EBV转化细胞,细胞SHM,小鼠骨髓瘤细胞)________。
【答案】(1) ①. 血清 ②. 5%的CO2
(2)PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
(3) ①. Oua ②. 只有融合的杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长,且对Oua耐受能力强,融合的杂交瘤细胞才能生长
(4)将EBV转化细胞分为甲乙两组在培养瓶中培养,甲组加入适量的细胞SHM,乙组加入等量的小鼠骨髓瘤细胞,用相同方法同时进行细胞融合,统计甲乙两组杂交瘤细胞的融合率。
【解析】
【分析】单克隆抗体制备时,首先要给小鼠免疫,产生相应的浆细胞,然后将浆细胞与骨髓瘤细胞融合,经过选择培养基两次筛选,最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。在单克隆抗体的制备过程中,使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
【小问1详解】
动物细胞培养过程中为补充细胞所需的未知成分,培养基中常加入血清等天然成分。动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%的CO2,其中5%的CO2的作用是维持细胞培养液的pH。
【小问2详解】
诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。
【小问3详解】
由于EBV转化细胞能在HAT培养基中生存和增殖,但对抗病毒药物Oua耐受能力极差,而小鼠骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能生存和增殖,对抗病毒药物Oua耐受能力强,因此可在HAT培养基中添加Oua,只有融合的杂交瘤细胞能在HAT培养基上生长,且对Oua耐受能力强,即融合的杂交瘤细胞才能在此培养基上生长,故用此培养基可筛选出杂交瘤细胞。
【小问4详解】
该实验目的是想证明人源细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成细胞SHM,再与EBV转化细胞进行动物细胞融合,可提高杂交瘤细胞融合率,因此自变量为与SHM融合细胞的种类,因变量为杂交瘤细胞的融合率,故实验思路为:将EBV转化细胞分为甲、乙两组在培养瓶中培养,甲组加入适量的细胞SHM,乙组加入等量的小鼠骨髓瘤细胞,用相同方法同时进行细胞融合,统计甲、乙两组杂交瘤细胞的融合率。
25. 成熟的番茄果实因细胞壁中的多聚半乳糖醛酸被PG基因(图甲所示)编码的多聚半乳糖醛酸酶分解,使果实变软,不耐贮藏。为获得耐贮藏番茄,科研人员构建反义PG基因重组载体,利用农杆菌转化法导入番茄细胞,成功获得PG基因沉默的转基因品种,具体过程如图乙所示。
(1)完成图乙中③过程需要的条件有_______,其中每次循环包含_______等步骤。若番茄细胞内PG基因以其b链为模板表达,依据图中PG基因碱基序列及限制酶的信息,完成③过程的两种引物的碱基序列(写前10个碱基即可):5'—_______—3 ,5 —_______—3 。
(2)转基因番茄的培育中,完成③—⑤过程,至少共需要_______种酶,过程④中用E8启动子替换Ti质粒上的原有启动子的目的是_______。
(3)利用农杆菌转化法将反义PG基因重组载体导入番茄细胞的原理是_______。图中⑥过程可用含有_______(答“抗生素种类”)的培养基筛选成功转化的大豆细胞。
(4)反义PG基因重组载体导入受体细胞后,目的基因是否稳定维持和表达其遗传特性,需通过检测与鉴定才能知道,可采用_______技术检测番茄植株的染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出mRNA。通过个体生物学水平的鉴定发现,转基因番茄比普通番茄贮存时间明显延长,推测其机理是_______。
【答案】(1) ①. 模板、四种脱氧核苷酸、耐高温DNA聚合酶、引物、(缓冲液) ②. 变性、复性、延伸 ③. CTCGAGCAGT ④. AGATCTATCG
(2) ①. 6 ②. 在番茄果实中驱动目的基因反义PG基因特异性表达
(3) ①. 将反义PG基因拼接到农杆菌中Ti质粒上的T-DNA上,利用其特性将目的基因转移到被侵染的番茄细胞中,并将其整合到该细胞的染色体上 ②. 潮霉素
(4) ①. PCR ②. 反义PG基因转录出的mRNA与番茄内PG基因转录出的mRNA进行碱基互补配对,形成了双链RNA,从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶酶基因的翻译过程,使多聚半乳糖醛酸不被分解,番茄不变软
【解析】
【分析】图中:①表示逆转录过程,②表示DNA的复制,③表示PCR,④将质粒上的启动子替换成E8启动子,⑤表示构建基因表达载体,⑥表示把目的基因导入受体细胞。
【小问1详解】
③表示PCR,需要模板、四种脱氧核苷酸、耐高温DNA聚合酶、引物、(缓冲液)等条件。
每次循环包含变性、复性和延伸等操作。
根据Ti质粒上的限制酶识别序列可知,应该选择限制酶BamHⅠ和SalⅠ进行切割,又因为目的基因内部有这两种酶的识别序列,故不能用这种酶切割目的基因,根据图中限制酶的识别序列可知,可以用同尾酶XhoⅠ和BglⅡ分别替代SalⅠ和BamHⅠ切割目的基因,故需要在目的基因的两端加上这两种酶的识别序列。
若番茄细胞内PG基因以其b链为模板表达,则目的基因需要以a链为模板进行转录,即转录的方向为从左向右,结合质粒中的启动子、终止子及两种酶的位置可知,需要在目的基因的左侧加上BglⅡ的识别序列,右侧加上XhoⅠ的识别序列,故在进行PCR扩增时,左侧引物的序列为AGATCTATCG,右侧引物的序列为CTCGAGCAGT。
【小问2详解】
③表示PCR,该过程需要耐高温的DNA聚合酶催化,④将质粒上的启动子替换成E8启动子,该过程需要XhoⅠ和BamHⅠ对质粒进行切割,且需要DNA聚合酶将E8启动子连接在载体上,⑤表示构建基因表达载体,该过程需要用XhoⅠ和BglⅡ切割目的基因,需要用SalⅠ和BamHⅠ切割质粒,再用DNA连接酶把目的基因和质粒连接起来,③→⑤共需要6种酶的催化。E8启动子是番茄果实中特异性表达的基因的启动子,用其替代Ti质粒上的原有启动子,可以在番茄果实中驱动目的基因反义PG基因特异性表达。
【小问3详解】
农杆菌转化法是将反义PG基因拼接到农杆菌中Ti质粒上的T-DNA上,利用其特性将目的基因转移到被侵染的番茄细胞中,并将其整合到该细胞的染色体上。由于T-DNA上含有潮霉素的抗性基因,⑥过程可用含有潮霉素的培养基筛选成功转化的大豆细胞,含目的基因的大豆细胞可以在该培养基上存活。
【小问4详解】
可以提取转基因番茄染色体上的DNA或番茄果实中的mRNA逆转录出DNA,再用PCR进行检测目的基因是否插入番茄的染色体DNA及是否转录出mRNA。反义PG基因转录出的mRNA与番茄内PG基因转录出的mRNA进行碱基互补配对,形成了双链RNA,从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶酶基因的翻译过程,使多聚半乳糖醛酸不被分解,番茄不变软,故转基因番茄比普通番茄贮存时间明显延长。
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