内容正文:
卓越联盟2024—2025学年高二第二学期第三次考试
生物学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修3第1~3章。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 平板划线法是微生物培养时,接种微生物的常用方法。下列有关叙述正确的是( )
A. 应在酒精灯火焰附近完全打开培养皿盖进行划线
B. 平板划线法常用作菌种的分离和计数
C. 最后一次划线的区域菌落最密集
D. 划线结束后需要灼烧接种环,杀灭残留菌种,防止污染环境
【答案】D
【解析】
【分析】平板划线操作的注意事项:①第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌;②灼烧接种环之后,要冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种;③划线时最后一区域不要与第一区域相连;④划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。
【详解】A、平板划线时,为避免杂菌污染,应在酒精灯火焰附近操作,但不能完全打开培养皿盖,只需将皿盖半开并快速划线,A错误;
B、平板划线法用于菌种的分离纯化,而菌落计数需采用稀释涂布平板法,B错误;
C、每次划线前灼烧接种环,菌种逐渐被稀释,最终区域可能形成单菌落,因此最后一次划线的区域菌落最稀疏,C错误;
D、划线结束后灼烧接种环可杀灭残留菌种,防止菌种扩散污染环境或感染操作者,D正确。
故选D。
2. 丙草胺(C17H26ClNO2)是一种应用广泛的除草剂。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中运用的方法是稀释涂布平板法
B. 结果表明,每克土壤中的菌株数为1.7×109个
C 培养基中需要加入丙草胺、牛肉膏等营养物质
D. 长期施用丙草胺的土壤中更容易分离得到能降解丙草胺的细菌
【答案】C
【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,在划线的开始部分,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、从图中可以看到有梯度稀释的操作,并且最后是涂布平板进行培养计数,所以运用的方法是稀释涂布平板法,A正确;
B、由图可知共稀释了106倍,则5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109个,B正确;
C、丙草胺可提供碳源、氮源,配制以丙草胺为唯一氮源(还有其他成分)的选择培养基进行培养,可获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,不需要加入牛肉膏等营养物质,C错误;
D、长期施用丙草胺的土壤中富含降解丙草胺的细菌,因而更容易分离得到能降解丙草胺的细菌,D正确。
故选C。
3. 某研究小组利用菊花叶片获得菊花幼苗的实验流程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中所取菊花叶片需要进行灭菌处理
B. ①②过程中的生长素和细胞分裂素的比例不同
C. 诱导愈伤组织期间一般不需要光照
D. 将丛生芽转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成幼苗
【答案】A
【解析】
【详解】A 、在植物组织培养过程中,所取菊花叶片需要进行消毒处理,而不是灭菌处理,因为灭菌会杀死叶片中的细胞,导致无法进行后续的组织培养,A错误;
B、①是脱分化过程,②是再分化过程,在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素的比例不同会影响细胞的分化方向,当生长素和细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成;当生长素比例高时,有利于根的分化;当细胞分裂素比例高时,有利于芽的分化。所以①②过程中的生长素和细胞分裂素的比例不同,B正确;
C、诱导愈伤组织期间一般不需要光照,因为光照可能会导致细胞过早分化,不利于愈伤组织的形成,C正确;
D、将丛生芽转接到诱导生根的培养基上,在合适的激素比例等条件下,进一步诱导形成幼苗,D正确。
故选A。
4. 科学家在制备植物原生质体时,可以用某种微生物的提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析,该提取液中可能发挥作用的成分是( )
A. 几丁质酶和β-葡聚糖酶 B. 纤维素酶和果胶酶
C. 溶菌酶和DNA酶 D. 蛋白酶和脂肪酶
【答案】B
【解析】
【详解】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,要分解植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶,因此,该提取液中可能发挥作用的成分是纤维素酶和果胶酶,B正确,ACD错误。
故选B。
5. 研究发现,雪莲的次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用。研究人员利用雪莲茎尖作为外植体,诱导其形成愈伤组织,然后对愈伤组织进行处理以形成单细胞或小细胞团,并进行悬浮培养,从细胞培养物中收集提取出相关次生代谢物。下列相关叙述错误的是( )
A. 利用上述过程获取雪莲次生代谢物可以减少对自然环境中的雪莲的破坏
B. 次生代谢物是雪莲生长所必需的物质,在细胞生长的各阶段均可产生
C. 上述愈伤组织也可以被诱导形成脱毒苗
D. 利用促进细胞生长的培养条件,可提高细胞中次生代谢物的含量
【答案】B
【解析】
【详解】A、该过程通过植物组织培养技术生产次生代谢物,避免了直接采摘野生雪莲,从而减少对自然环境中雪莲的破坏,符合可持续发展理念,A正确;
B、次生代谢物不是雪莲生长所必需物质,B错误;
C、茎尖的愈伤组织细胞分裂旺盛,病毒含量少,可进一步诱导形成脱毒苗,C正确;
D、在细胞悬浮培养中,通过优化培养条件促进细胞生长,可以增加生物量,从而提高次生代谢物的总产量,D正确。
故选B。
6. 实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 小鼠皮肤细胞的培养环境中需要O2,但不需要CO2
B. 乙过程中可使用机械方法处理皮肤组织,使其分散成单个细胞
C. 丙过程属于原代培养,丁过程属于传代培养
D. 培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清等成分
【答案】A
【解析】
【分析】题图分析,图示中甲表示从实验小鼠获取皮肤组织,该过程需要对小鼠进行消毒;乙表示用胰蛋白酶将组织细胞分散成单个细胞;丙表示原代培养过程;丁表示传代培养。
【详解】A、小鼠皮肤细胞的培养环境中需要O2,也需要CO2,且二氧化碳具有维持培养液pH稳定的作用,A错误;
B、乙过程中可使用机械方法或胰蛋白酶等处理皮肤组织,使细胞分散开,并制成细胞悬液,B正确;
C、丙过程表示原代培养,动物细胞原代培养过程中往往会出现接触抑制现象,因此需要分瓶培养,此后的培养为传代培养,丁过程属于传代培养,C正确;
D、培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清等成分,其中动物血清的加入满足了细胞对营养物质的需求,因为目前对动物细胞培养所需要的营养物质尚不明确,D正确。
故选A。
7. 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,但使用的方法不完全相同。下列方法一般只适用于动物细胞融合的是( )
A. PEG融合法 B. 灭活病毒诱导法
C. 高Ca2+—高pH融合法 D. 离心法
【答案】B
【解析】
【分析】诱导细胞融合的方法有:物理法、化学法、生物法。其中物理法包括离心、振动和电刺激,化学法中的诱导剂一般为聚乙二醇(PEG),生物法中一般用灭活的病毒。
【详解】动物细胞融合的方法有物理法、化学法和生物法,植物原生质体融合的方法有物理法和化学法,因此生物法是动物细胞融合的特有的方法,一般使用灭活的病毒,B正确,ACD错误。
故选B。
8. 肌红蛋白(Mb)是一种小分子氧结合蛋白,主要存在于心肌和骨骼肌细胞中,心肌损伤后1~3小时即可在血液中检测到。为制备抗Mb的单克隆抗体,科研人员通过细胞工程技术获得杂交瘤细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 该杂交瘤细胞具有分泌特定抗体和无限增殖的能力
B. 利用该杂交瘤细胞制备的单克隆抗体可用于诊断心肌损伤
C. 体外培养的单个记忆B细胞不能用于大量生产抗Mb的单克隆抗体
D. 给小鼠多次注射Mb后,从其血清中分离得到的抗体即为单克隆抗体
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体制备过程: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,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、杂交瘤细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成,既保留了骨髓瘤细胞无限增殖能力,又具备B淋巴细胞分泌特异性抗体的能力,A正确;
B、单克隆抗体特异性强,能与Mb特异性结合,因此可用于检测血液中的Mb,辅助诊断心肌损伤,B正确;
C、记忆B细胞需在抗原刺激下才能增殖分化为浆细胞并分泌抗体,而单个记忆B细胞在体外无法长期存活和大量增殖,因此不能直接用于生产抗体,C正确;
D、多次注射Mb会刺激小鼠体内多种B淋巴细胞活化,产生的抗体来自不同浆细胞,属于多克隆抗体,而非单克隆抗体,D错误。
故选D。
9. 科学家通过实验室技术成功将人工培育的大熊猫胚胎移植到代孕母体体内,从而诞生了全球首例体外受精大熊猫幼崽,这一突破为濒危物种的保护提供了新方向。大熊猫的体外受精实验过程中,未涉及的操作是( )
A. 超数排卵 B. 精子获能处理
C. 细胞核移植 D. 胚胎培养
【答案】C
【解析】
【详解】A、超数排卵是通过促性腺激素处理雌性个体,使其排出更多卵母细胞,这是体外受精中获取卵子的必要步骤,A正确;
B、精子获能处理是使精子具备与卵子受精的能力,体外受精前必须进行该操作,B正确;
C、细胞核移植属于核移植技术(如克隆动物),而体外受精是通过精子和卵子的自然结合形成受精卵,无需移植细胞核,C错误;
D、胚胎培养是将受精卵在体外培养至早期胚胎阶段,为后续移植做准备,属于体外受精的常规操作,D正确。
故选C。
10. 体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。下列叙述正确的是( )
A. 采集的卵母细胞可以直接受精,而采集的精子要进行获能处理才能受精
B. 为获得较多的卵母细胞,可以对雌性供体进行超数排卵处理
C. 胚胎移植前,需要对供体和受体进行免疫检查,以避免发生免疫排斥反应
D. 分割后的胚胎必须经过体外培养才能移植给受体
【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、采集的卵母细胞需在体外培养至MⅡ中期才能受精,而精子需获能处理后方具备受精能力,因此卵母细胞不能直接受精,A错误;
B、超数排卵处理通过注射促性腺激素,促使雌性供体排出更多卵母细胞,以增加可用卵母细胞数量,B正确;
C、胚胎移植时,受体子宫对同种胚胎几乎无免疫排斥反应,因此无需进行供体与受体的免疫检查,C错误;
D、分割后的胚胎(如桑葚胚或囊胚)可直接移植给受体,无需体外培养,D错误。
故选B。
11. 基因工程中需要用到多种工具,下列叙述错误的是( )
A. 使用不同的限制酶切割DNA分子可以避免质粒和目的基因自身环化
B. DNA连接酶可以恢复被限制酶切开的DNA分子的氢键
C. DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端有黏性末端和平末端等
D. 载体除了质粒,还有噬菌体、动植物病毒等
【答案】B
【解析】
【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来。能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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裂。限制酶作用的结果是形成黏性末端或平末端。
【详解】A、使用不同的限制酶切割质粒和目的基因,可产生不同的黏性末端,有效防止自身环化,A正确;
B、DNA连接酶催化的是磷酸二酯键的形成,而非氢键。氢键的恢复依赖互补碱基的配对,B错误;
C、限制酶切割DNA可产生黏性末端(如EcoRI)或平末端(如SmaI),C正确;
D、基因工程常用载体包括质粒、噬菌体衍生物(如λ噬菌体)和动植物病毒等,D正确。
故选B。
12. 基因工程在多个领域取得了突破性进展。下列成果中,未依赖基因工程技术的是( )
A. 通过杂交技术选育抗锈病小麦品种
B. 将耐盐基因导入水稻细胞,以培育耐盐水稻
C. 通过体外基因编辑治疗遗传性囊性纤维化
D. 将人胰岛素基因转入大肠杆菌,使其生产胰岛素
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】A、杂交技术属于传统育种方法,通过不同品种间的交配实现基因重组,未涉及体外DNA操作,A符合题意;
B、将耐盐基因导入水稻需重组DNA技术,属于基因工程,B不符合题意;
C、体外基因编辑直接修改DNA序列,属于基因工程范畴,C不符合题意;
D、将人胰岛素基因转入大肠杆菌使其生产胰岛素,属于基因工程,D不符合题意。
故选A。
13. 干扰素β是一种蛋白质,常用于治疗多发性硬化症。研究人员发现,用甲硫氨酸替换干扰素β第18位的半胱氨酸可以降低其免疫原性。在这项替换研究中,目前可行的直接操作对象是( )
A. 氨基酸 B. 核糖核苷酸
C. 蛋白质 D. 基因
【答案】D
【解析】
【详解】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。通过题干信息可知,可通过蛋白质工程技来完成,蛋白质工程直接改造的是相应的基因,ABC错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 普通小麦和偃麦草的染色体数不同。山融3号是我国科学家利用植物体细胞杂交技术培育出的耐盐小麦品种,培育过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中进行①过程是因为植物细胞壁会阻碍细胞间的杂交
B. 小麦原生质体和偃麦草原生质体的融合体现了细胞膜的流动性
C. ②是再生出细胞壁的原生质体,其在培养基甲中进行再分化形成愈伤组织
D. 培养基乙中需要加入一定浓度的钠盐来模拟高盐环境,从而筛选出③
【答案】ABD
【解析】
【分析】植物细胞外面有一层细胞壁,这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交。因此,在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁,获得原生质体。杂交过程中的一个关键环节是原生质体间的融合,这必须要借助一定的技术手段才能实现。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类-物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高 Ca2+一高pH融合法等,融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发于中完整的杂种植株。
【详解】A、图中①过程是用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体,因为植物细胞壁会阻碍细胞间的杂交,只有去除细胞壁后,原生质体才能更好地融合,A正确;
B、小麦原生质体和偃麦草原生质体的融合过程中,细胞膜相互融合,这体现了细胞膜具有一定的流动性,因为细胞膜的流动性是细胞融合的基础,B正确;
C、②是再生出细胞壁的原生质体,其在培养基甲中进行的是脱分化形成愈伤组织,而不是再分化。再分化是指愈伤组织重新分化形成根、芽等器官的过程,C错误;
D、培养基乙中需要加入一定浓度的钠盐来模拟高盐环境,耐盐的小麦品种能在高盐环境下正常生长,而不耐盐的植株则不能,从而筛选出具有耐盐特性的③(杂种植株),D正确。
故选ABD。
15. 使用细胞毒素类药物治疗乳腺癌可以有效杀死癌细胞,但是其对正常细胞同样有杀伤作用。研究人员通过单克隆抗体生产抗体—药物偶联物(ADC),实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的组成如图1所示,ADC对乳腺癌细胞和正常细胞的作用如图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 图1中a表示药物,b表示抗体
B. 使用ADC可以降低细胞毒素类药物副作用
C. ADC通过b与乳腺癌细胞表面的某些蛋白质特异性识别并结合
D. ADC进入细胞后会被水解酶水解,进而释放药物诱导基因表达,促进细胞凋亡
【答案】AC
【解析】
【详解】A、据图分析,ADC 由抗体和药物偶联而成,其中a能与靶细胞(乳腺癌细胞)特异性结合,应为抗体;b 为药物,A错误;
BC、ADC 通过抗体(a)只与乳腺癌细胞特异性识别并结合,仅在靶细胞处释放药物,减少了对正常细胞的杀伤,从而降低药物副作用胞,B正确,C错误;
D、ADC进入细胞后会被溶酶体中的水解酶水解,进而释放药物诱导基因表达,促进细胞凋亡,D正确。
故选AC。
16. 利用核移植技术培育克隆蛙的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 上述过程体现了蛙肠上皮细胞具有全能性
B. ①过程可以利用化学物质处理等破坏未受精卵的细胞核,从而获得去核卵细胞
C. 体外培养重组细胞时需要在无菌无毒的环境中
D. 若将肠上皮细胞换成胚胎细胞,则克隆蛙的成功率会降低
【答案】AD
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、该过程没有体现蛙肠上皮细胞的细胞核具有全能性(核移植后发育成完整个体,是细胞核全能性体现,而非细胞全能性 ),A错误;
B、在核移植过程中,①过程可以利用化学物质处理等方法破坏未受精卵的细胞核,从而获得去核卵细胞,为后续移入肠上皮细胞的细胞核做准备,B正确;
C、体外培养重组细胞需无菌无毒环境,防止污染影响细胞发育,C正确;
D、胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,肠上皮细胞分化程度高,表现全能性相对困难,因此若将肠上皮细胞换成胚胎细胞,则克隆蛙的成功率会提高,D错误。
故选AD。
17. 实验人员构建了含有Cry1Ac基因(一种抗虫基因)的表达载体,并导入番茄细胞中,以期获得抗虫番茄。为检测转基因抗虫番茄是否培育成功,实验人员结合分子检测进行了初步验证,结果如表所示,WT表示非转基因番茄,1~3号表示转基因抗虫番茄,M是标准参照物。下列分析正确的是( )
番茄类型
M
WT
1号
2号
3号
CrylAc基因
■
■
■
Cry1Ac蛋白
■
■
A. 可以利用农杆菌转化法将含有Cry1Ac基因的表达载体导入番茄细胞中
B. 检测番茄细胞中是否导入CrylAc基因的原理涉及碱基互补配对原则
C. 构建Cry1Ac基因表达载体是培育转基因番茄的核心工作
D. 获得抗虫能力的转基因番茄有1号和3号
【答案】ABC
【解析】
【分析】1、基因工程至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。
2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
【详解】A、将目的基因表达载体导入植物细胞的方法可以用农杆菌转化法,因此,可以利用农杆菌转化法将含有Cry1Ac基因的表达载体导入番茄细胞中,A正确;
B、检测番茄细胞中是否导入CrylAc基因的方法是DNA分子杂交,其原理涉及碱基互补配对原则,B正确;
C、基因工程中目的基因表达载体的构建是核心工作,因而推测,构建Cry1Ac基因表达载体是培育转基因番茄的核心工作,C正确;
D、根据表格可知,转基因番茄有1号和3号,但是否具有抗虫能力还需要进行个体生物学鉴定,D错误。
故选ABC。
18. 枯草杆菌蛋白酶广泛应用于工业和医药领域,其催化活性受pH影响较大。研究人员通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的氨基酸Asp(99)和Glu(156)改成Lys,使其在pH=6时活力提高10倍。下列叙述错误的是( )
A. 该工程的核心是预测改造后蛋白质的空间结构
B. 通过基因修饰改变枯草杆菌的DNA序列可以实现氨基酸的替换
C. 该工程可通过体外化学合成直接替换酶中的氨基酸
D. 改造后的酶的稳定性增强体现了上述工程可创造新物种
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、蛋白质工程的核心是设计并合成所需的基因,而非仅预测结构。预测空间结构是前期步骤,A错误;
B、蛋白质工程通过修改枯草杆菌的DNA中相关基因的碱基序列,从而改变蛋白质的氨基酸序列,实现对蛋白质的定向改造,因此必须通过基因改造实现氨基酸替换,B正确;
C、该工程可通过体外化学合成相应的基因进而指导蛋白质的合成,实现酶中氨基酸的替换,C错误;
D、改造后的酶的稳定性增强体现了上述工程可改变酶的空间结构,但并不是创造新物种,新物种的产生需要通过生殖隔离,D错误。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 三白草和鱼腥草是两种常见的药用植物。研究者欲利用原生质体融合技术将两种药用植物细胞融合,以实现有效成分的工厂化生产,具体操作如图所示。回答下列问题:
(1)在自然条件下,三白草和鱼腥草进行有性杂交不能产生后代,原因是两者之间存在_______。
(2)处理三白草和鱼腥草外植体的过程中,除了使用无菌水,还需要用_______和_______来处理。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_______。
(4)杂种细胞经诱导形成愈伤组织后,检测发现其代谢产物含量较低。请从培养条件角度提出1种改进措施:_______。
(5)与利用传统栽培获取植物有效成分相比,利用植物细胞工厂化生产有效成分的优势有________(答出2点)。
【答案】(1)生殖隔离
(2) ①. 酒精 ②. 次氯酸钠溶液
(3)维持原生质体的形态
(4)调节植物激素比例、优化营养基成分等
(5)不受季节限制、节约土地资源、减少环境污染、产物纯度高等
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植株的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展现出独特的优势。
【小问1详解】
三白草和鱼腥草是两个物种,两者间具有生殖隔离,因而不能通过有性生殖产生后代。
【小问2详解】
处理三白草和鱼腥草外植体的过程中,除了使用无菌水,还需要用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒,其目的是保障组织培养过程中的无菌环境。
【小问3详解】
去除植物细胞壁后,原生质体会失去细胞壁的保护,因而加入适宜浓度的甘露醇使其在等渗溶液中保持自身的形态稳定,有利于处于活性状态。
【小问4详解】
杂种细胞经诱导形成愈伤组织后,检测发现其代谢产物含量较低,由于植物激素、营养条件均会影响细胞代谢,因而可以在调节植物激素比例、优化营养基成分等方面改进培养条件,从而提高代谢产物含量。
【小问5详解】
与利用传统栽培获取植物有效成分相比,利用植物细胞工厂化生产有效成分的优势有不受季节限制、节约土地资源、减少环境污染、而且产物纯度高等,同时也便于人工控制。
20. 人心肌细胞中的肌钙蛋白由肌钙蛋白T(TnT)、肌钙蛋白I(TnI)和肌钙蛋白C(TnC)组成,其中TnI在血液中的含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗TnI的单克隆抗体,科研人员完成了图示过程。回答下列问题:
(1)图中过程①是给小鼠注射_______,从而获得已免疫的B淋巴细胞。
(2)为获得所需要的杂交瘤细胞,需要进行多次筛选。
①步骤B中,需要使用特定的培养基进行筛选,在该培养基上会死亡的细胞是_______。
②步骤B中获得的细胞除了需要进行_______,还需要进行抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,抗体检测的目的是_______。
(3)在步骤D中,杂交瘤细胞可采用注射到_______或进行_______培养等方法,进而获取大量的抗TnI的单克隆抗体。
(4)检测抗TnI单克隆抗体的原理是_______。
【答案】(1)肌钙蛋白I(或TnI)
(2) ①. 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞 ②. 克隆化培养 ③. 确保筛选得到的杂交瘤细胞都能分泌抗TnI的单克隆抗体
(3) ①. 小鼠腹腔内增殖 ②. 体外条件下大规模
(4)抗原—抗体的特异性结合
【解析】
【分析】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。
【小问1详解】
图中过程①是给小鼠注射肌钙蛋白I(TnI),TnI作为抗原,可以刺激小鼠的免疫系统产生相应的B淋巴细胞,为后续细胞融合提供材料。
【小问2详解】
①步骤B中,在特定的培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞会死亡,杂交瘤细胞能正常生长,即该培养基具有选择作用。
②步骤B中获得的杂交瘤细胞,除了需要进行克隆化培养外,还需要通过抗体检测排除不分泌抗体或分泌非目标抗体的杂交瘤细胞,仅保留能产生针对特定抗原的高效抗体的杂交瘤细胞,即抗体检测的目的是确保筛选得到的杂交瘤细胞都能分泌抗TnI的单克隆抗体。
【小问3详解】
在步骤D中,可以将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖或体外条件下大规模培养,进而获取大量的抗TnI的单克隆抗体。
【小问4详解】
检测抗TnI的单克隆抗体的原理是抗原—抗体的特异性结合。
21. 利用体细胞核移植技术快速培育克隆猪的过程如图所示。回答下列问题:
(1)应选用处于_______期的卵母细胞,对其采用显微操作法去“核”,其实是去除_______。
(2)常使用物理或化学方法激活重组细胞,其目的是_______,从而形成早期胚胎。
(3)重组细胞经分裂、发育至_______时期,可移植到受体子宫中。移植之前,需要对受体母猪进行_____处理。
(4)在胚胎移植前,可以对早期胚胎进行胚胎分割处理,操作时要注意_______。进行胚胎分割的目的是_______。克隆猪的表型与B的不完全一致,原因可能是_______(答出1点)。
【答案】(1) ①. MⅡ(或减数分裂Ⅱ中) ②. 纺锤体—染色体复合物
(2)使重组细胞完成细胞分裂和发育进程
(3) ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 同期发情
(4) ①. 将内细胞团均等分割 ②. 提高胚胎利用率 ③. 克隆猪的线粒体基因来自A;克隆猪的表型会受到环境的影响;克隆猪在发育过程中发生了变异
【解析】
【分析】动物细胞工程常用的技术手段有:动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。其中动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础。
【小问1详解】
应选用处于MⅡ期的卵母细胞,因为此时卵母细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性发挥的物质,对其采用显微操作法去“核”,其实是去除纺锤体—染色体复合物。
【小问2详解】
激活重组细胞的方法包括物理和化学方法,期目的是为了使重组细胞完成细胞分裂和发育进程,从而形成早期胚胎。
【小问3详解】
重组细胞经分裂、发育至桑葚胚或囊胚时期,可移植到受体子宫中。移植之前,需要对受体母猪进行同期发情处理,该操作的目的是给移入的胚胎提供几乎相同的生理环境。
【小问4详解】
对早期胚胎进行胚胎分割处理可以提高胚胎利用率,操作时要注意将内细胞团均等分割。克隆猪的表型与B的不完全一致,其原因包括克隆猪的线粒体基因来自A、克隆猪的表型会受到环境的影响以及克隆猪在发育过程中发生的变异等都会导致克隆猪的表型与B的不完全一致。
22. 幽门螺杆菌是一种常见的人类致病菌,其骨架蛋白MreB通过影响脲酶的活性参与调控其致病性。为了研究MreB基因对脲酶活性的具体影响,科学家将该基因导入能合成脲酶且无抗生素抗性的另一种细菌L中,所用质粒和目的基因如图所示。回答下列问题:
(1)研究人员采用PCR技术扩增MreB基因。在扩增体系中,加入了MreB基因、引物、dNTP(脱氧核苷酸)、TaqDNA聚合酶等。PCR反应体系中加入MreB基因的作用是______,TaqDNA聚合酶发挥作用依赖于_______的激活。
(2)图中pK18mobsacB质粒在该工程中的作用是_______。切割pK18mobsacB质粒和MreB基因时应该选择的限制酶组合是_______,不选择另外一种限制酶的原因是______。
(3)将构建成功的重组质粒导入细菌L中,一般先用_______处理细菌L。为了初步筛选成功导入重组质粒的细菌L,根据图中信息,提出简要的思路:__________。
【答案】(1) ①. 提供DNA复制的模板 ②. Mg2+
(2) ①. 将MreB基因送入细菌L中 ②. SamI和XhoI ③. 质粒上含有2个EcoRI的识别位点,选择EcoRI切割质粒会导致质粒失去作用
(3) ①. Ca2+ ②. 将细菌L培养在含有卡那霉素的培养基中,能在其中生长的细菌L即导入了重组质粒
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序是:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
由题意可知:MreB基因为目的基因,在扩增MreB基因的PCR反应体系中,加入MreB基因的作用是提供DNA复制的模板。TaqDNA聚合酶发挥作用依赖于Mg2+的激活。
【小问2详解】
质粒是基因工程中常用的载体,其作用是将目的基因送入受体细胞中。由题意可知:图中的pK18mobsacB质粒在该工程中的作用是将MreB基因送入细菌L中。图中质粒上含有2个EcoRI的识别位点,选择EcoRI切割质粒会导致质粒失去作用,因此选择SamI和XhoI切割质粒和MreB基因。
【小问3详解】
将构建成功的重组质粒导入细菌L中,一般先用Ca2+处理细菌L,使细菌L的细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态。图中质粒上的标记基因是卡那霉素抗性基因,因此为了初步筛选成功导入重组质粒的细菌L,可将细菌L培养在含有卡那霉素的培养基中,能在其中生长的细菌L即导入了重组质粒。
23. 天然β-淀粉酶大多耐热性差,不利于工业化应用。我国学者借助PCR(基因的定点突变技术)改造β-淀粉酶基因,并将改造的基因与质粒重组后导入大肠杆菌中,最终获得耐高温的β-淀粉酶。回答下列问题:
(1)上述过程属于______工程。
(2)该工程的流程如图1所示。
①据图1分析,物质a是______,物质b是______。
②在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是_______。
(3)蛋白质工程是基因工程延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有________、______和利用PCR技术扩增。
(4)某天然β-淀粉酶由484个氨基酸构成,研究发现,将该酶的第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺,耐热性明显提升。结合图2分析,若要通过PCR扩增出改造后的完整β-淀粉酶基因,图2中可选择的引物①~④中最可能含有替换碱基(突变位点)的是______。
(5)要比较蛋白质工程改造后的β-淀粉酶和天然β-淀粉酶的耐热性差异,简要写出实验设计思路:______。
【答案】(1)蛋白质 (2) ①. ①多肽链 ②. mRNA ③. ②密码子的简并
(3) ①. 人工合成 ②. 从基因文库中获取
(4)② (5)将等量的天然β-淀粉酶与改造酶分别在不同温度下处理相同时间后,测定最适条件下剩余酶的活性,通过比较两者活性来分析耐热性差异
【解析】
【分析】基因工程的操作流程:目的基因的筛选与获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
根据蛋白质的功能改变基因的结构,最终获得耐高温的β-淀粉酶,这属于蛋白质工程。
【小问2详解】
①根据蛋白质工程的基本思路可知,物质a是多肽链,物质b是mRNA。
②在生产过程中,物质b(mRNA)可能不同,但不同的密码子可能决定的是相同的氨基酸,因而不同的物质b可能合成的蛋白质空间构象相同。
【小问3详解】
基因工程中获取目的基因的常用方法有人工合成、从基因文库中获取和利用PCR技术扩增。
【小问4详解】
根据β-淀粉酶的编码序列,替换的碱基在编码序列中,则利用的引物应该把编码序列全部扩增在内,故所用的引物是②③。根据引物在PCR扩增时延伸方向是5′→3′,结合转录的模板链是图中下方的DNA链可知,第476位需要替换的碱基最可能位于②中。
【小问5详解】
要比较蛋白质工程改造后的β-淀粉酶和天然β-淀粉酶的耐热性差异,根据实验目的可知,本实验的自变量为两种蛋白酶的种类不同,而后需要在较高温度条件下处理这两种酶相同时间,而后比较两种酶的活性,即相应的设计思路为:将等量的天然β-淀粉酶与改造酶分别在不同温度下处理相同时间后,测定最适条件下剩余酶的活性,通过比较两者活性来分析耐热性差异。
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卓越联盟2024—2025学年高二第二学期第三次考试
生物学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修3第1~3章。
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 平板划线法是微生物培养时,接种微生物常用方法。下列有关叙述正确的是( )
A. 应在酒精灯火焰附近完全打开培养皿盖进行划线
B. 平板划线法常用作菌种的分离和计数
C. 最后一次划线的区域菌落最密集
D. 划线结束后需要灼烧接种环,杀灭残留菌种,防止污染环境
2. 丙草胺(C17H26ClNO2)是一种应用广泛的除草剂。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中运用的方法是稀释涂布平板法
B. 结果表明,每克土壤中的菌株数为1.7×109个
C. 培养基中需要加入丙草胺、牛肉膏等营养物质
D. 长期施用丙草胺的土壤中更容易分离得到能降解丙草胺的细菌
3. 某研究小组利用菊花叶片获得菊花幼苗的实验流程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中所取菊花叶片需要进行灭菌处理
B. ①②过程中的生长素和细胞分裂素的比例不同
C. 诱导愈伤组织期间一般不需要光照
D. 将丛生芽转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成幼苗
4. 科学家在制备植物原生质体时,可以用某种微生物的提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析,该提取液中可能发挥作用的成分是( )
A. 几丁质酶和β-葡聚糖酶 B. 纤维素酶和果胶酶
C. 溶菌酶和DNA酶 D. 蛋白酶和脂肪酶
5. 研究发现,雪莲的次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用。研究人员利用雪莲茎尖作为外植体,诱导其形成愈伤组织,然后对愈伤组织进行处理以形成单细胞或小细胞团,并进行悬浮培养,从细胞培养物中收集提取出相关次生代谢物。下列相关叙述错误的是( )
A. 利用上述过程获取雪莲次生代谢物可以减少对自然环境中的雪莲的破坏
B. 次生代谢物是雪莲生长所必需的物质,在细胞生长的各阶段均可产生
C. 上述愈伤组织也可以被诱导形成脱毒苗
D. 利用促进细胞生长的培养条件,可提高细胞中次生代谢物的含量
6. 实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 小鼠皮肤细胞的培养环境中需要O2,但不需要CO2
B. 乙过程中可使用机械方法处理皮肤组织,使其分散成单个细胞
C. 丙过程属于原代培养,丁过程属于传代培养
D. 培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清等成分
7. 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,但使用的方法不完全相同。下列方法一般只适用于动物细胞融合的是( )
A. PEG融合法 B. 灭活病毒诱导法
C. 高Ca2+—高pH融合法 D. 离心法
8. 肌红蛋白(Mb)是一种小分子氧结合蛋白,主要存在于心肌和骨骼肌细胞中,心肌损伤后1~3小时即可在血液中检测到。为制备抗Mb单克隆抗体,科研人员通过细胞工程技术获得杂交瘤细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 该杂交瘤细胞具有分泌特定抗体和无限增殖的能力
B. 利用该杂交瘤细胞制备的单克隆抗体可用于诊断心肌损伤
C. 体外培养的单个记忆B细胞不能用于大量生产抗Mb的单克隆抗体
D. 给小鼠多次注射Mb后,从其血清中分离得到的抗体即为单克隆抗体
9. 科学家通过实验室技术成功将人工培育的大熊猫胚胎移植到代孕母体体内,从而诞生了全球首例体外受精大熊猫幼崽,这一突破为濒危物种的保护提供了新方向。大熊猫的体外受精实验过程中,未涉及的操作是( )
A. 超数排卵 B. 精子获能处理
C. 细胞核移植 D. 胚胎培养
10. 体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。下列叙述正确的是( )
A. 采集的卵母细胞可以直接受精,而采集的精子要进行获能处理才能受精
B. 为获得较多的卵母细胞,可以对雌性供体进行超数排卵处理
C. 胚胎移植前,需要对供体和受体进行免疫检查,以避免发生免疫排斥反应
D. 分割后的胚胎必须经过体外培养才能移植给受体
11. 基因工程中需要用到多种工具,下列叙述错误的是( )
A. 使用不同的限制酶切割DNA分子可以避免质粒和目的基因自身环化
B. DNA连接酶可以恢复被限制酶切开的DNA分子的氢键
C. DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端有黏性末端和平末端等
D. 载体除了质粒,还有噬菌体、动植物病毒等
12. 基因工程在多个领域取得了突破性进展。下列成果中,未依赖基因工程技术的是( )
A. 通过杂交技术选育抗锈病小麦品种
B. 将耐盐基因导入水稻细胞,以培育耐盐水稻
C. 通过体外基因编辑治疗遗传性囊性纤维化
D. 将人胰岛素基因转入大肠杆菌,使其生产胰岛素
13. 干扰素β是一种蛋白质,常用于治疗多发性硬化症。研究人员发现,用甲硫氨酸替换干扰素β第18位的半胱氨酸可以降低其免疫原性。在这项替换研究中,目前可行的直接操作对象是( )
A. 氨基酸 B. 核糖核苷酸
C. 蛋白质 D. 基因
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 普通小麦和偃麦草的染色体数不同。山融3号是我国科学家利用植物体细胞杂交技术培育出的耐盐小麦品种,培育过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中进行①过程是因为植物细胞壁会阻碍细胞间杂交
B. 小麦原生质体和偃麦草原生质体融合体现了细胞膜的流动性
C. ②是再生出细胞壁的原生质体,其在培养基甲中进行再分化形成愈伤组织
D. 培养基乙中需要加入一定浓度的钠盐来模拟高盐环境,从而筛选出③
15. 使用细胞毒素类药物治疗乳腺癌可以有效杀死癌细胞,但是其对正常细胞同样有杀伤作用。研究人员通过单克隆抗体生产抗体—药物偶联物(ADC),实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的组成如图1所示,ADC对乳腺癌细胞和正常细胞的作用如图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 图1中a表示药物,b表示抗体
B. 使用ADC可以降低细胞毒素类药物的副作用
C. ADC通过b与乳腺癌细胞表面的某些蛋白质特异性识别并结合
D. ADC进入细胞后会被水解酶水解,进而释放药物诱导基因表达,促进细胞凋亡
16. 利用核移植技术培育克隆蛙的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 上述过程体现了蛙肠上皮细胞具有全能性
B. ①过程可以利用化学物质处理等破坏未受精卵的细胞核,从而获得去核卵细胞
C. 体外培养重组细胞时需要在无菌无毒的环境中
D. 若将肠上皮细胞换成胚胎细胞,则克隆蛙的成功率会降低
17. 实验人员构建了含有Cry1Ac基因(一种抗虫基因)的表达载体,并导入番茄细胞中,以期获得抗虫番茄。为检测转基因抗虫番茄是否培育成功,实验人员结合分子检测进行了初步验证,结果如表所示,WT表示非转基因番茄,1~3号表示转基因抗虫番茄,M是标准参照物。下列分析正确的是( )
番茄类型
M
WT
1号
2号
3号
CrylAc基因
■
■
■
Cry1Ac蛋白
■
■
A. 可以利用农杆菌转化法将含有Cry1Ac基因的表达载体导入番茄细胞中
B. 检测番茄细胞中是否导入CrylAc基因的原理涉及碱基互补配对原则
C. 构建Cry1Ac基因表达载体是培育转基因番茄的核心工作
D. 获得抗虫能力的转基因番茄有1号和3号
18. 枯草杆菌蛋白酶广泛应用于工业和医药领域,其催化活性受pH影响较大。研究人员通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的氨基酸Asp(99)和Glu(156)改成Lys,使其在pH=6时活力提高10倍。下列叙述错误的是( )
A. 该工程的核心是预测改造后蛋白质的空间结构
B. 通过基因修饰改变枯草杆菌的DNA序列可以实现氨基酸的替换
C. 该工程可通过体外化学合成直接替换酶中的氨基酸
D. 改造后的酶的稳定性增强体现了上述工程可创造新物种
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 三白草和鱼腥草是两种常见的药用植物。研究者欲利用原生质体融合技术将两种药用植物细胞融合,以实现有效成分的工厂化生产,具体操作如图所示。回答下列问题:
(1)在自然条件下,三白草和鱼腥草进行有性杂交不能产生后代,原因是两者之间存在_______。
(2)处理三白草和鱼腥草外植体的过程中,除了使用无菌水,还需要用_______和_______来处理。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_______。
(4)杂种细胞经诱导形成愈伤组织后,检测发现其代谢产物含量较低。请从培养条件角度提出1种改进措施:_______。
(5)与利用传统栽培获取植物有效成分相比,利用植物细胞工厂化生产有效成分的优势有________(答出2点)。
20. 人心肌细胞中的肌钙蛋白由肌钙蛋白T(TnT)、肌钙蛋白I(TnI)和肌钙蛋白C(TnC)组成,其中TnI在血液中的含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗TnI的单克隆抗体,科研人员完成了图示过程。回答下列问题:
(1)图中过程①是给小鼠注射_______,从而获得已免疫的B淋巴细胞。
(2)为获得所需要的杂交瘤细胞,需要进行多次筛选。
①步骤B中,需要使用特定的培养基进行筛选,在该培养基上会死亡的细胞是_______。
②步骤B中获得的细胞除了需要进行_______,还需要进行抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,抗体检测的目的是_______。
(3)在步骤D中,杂交瘤细胞可采用注射到_______或进行_______培养等方法,进而获取大量的抗TnI的单克隆抗体。
(4)检测抗TnI单克隆抗体的原理是_______。
21. 利用体细胞核移植技术快速培育克隆猪的过程如图所示。回答下列问题:
(1)应选用处于_______期的卵母细胞,对其采用显微操作法去“核”,其实是去除_______。
(2)常使用物理或化学方法激活重组细胞,其目的是_______,从而形成早期胚胎。
(3)重组细胞经分裂、发育至_______时期,可移植到受体子宫中。移植之前,需要对受体母猪进行_____处理。
(4)在胚胎移植前,可以对早期胚胎进行胚胎分割处理,操作时要注意_______。进行胚胎分割的目的是_______。克隆猪的表型与B的不完全一致,原因可能是_______(答出1点)。
22. 幽门螺杆菌是一种常见人类致病菌,其骨架蛋白MreB通过影响脲酶的活性参与调控其致病性。为了研究MreB基因对脲酶活性的具体影响,科学家将该基因导入能合成脲酶且无抗生素抗性的另一种细菌L中,所用质粒和目的基因如图所示。回答下列问题:
(1)研究人员采用PCR技术扩增MreB基因。在扩增体系中,加入了MreB基因、引物、dNTP(脱氧核苷酸)、TaqDNA聚合酶等。PCR反应体系中加入MreB基因的作用是______,TaqDNA聚合酶发挥作用依赖于_______的激活。
(2)图中pK18mobsacB质粒在该工程中的作用是_______。切割pK18mobsacB质粒和MreB基因时应该选择的限制酶组合是_______,不选择另外一种限制酶的原因是______。
(3)将构建成功的重组质粒导入细菌L中,一般先用_______处理细菌L。为了初步筛选成功导入重组质粒的细菌L,根据图中信息,提出简要的思路:__________。
23. 天然β-淀粉酶大多耐热性差,不利于工业化应用。我国学者借助PCR(基因的定点突变技术)改造β-淀粉酶基因,并将改造的基因与质粒重组后导入大肠杆菌中,最终获得耐高温的β-淀粉酶。回答下列问题:
(1)上述过程属于______工程。
(2)该工程的流程如图1所示。
①据图1分析,物质a是______,物质b是______。
②在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是_______。
(3)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有________、______和利用PCR技术扩增。
(4)某天然β-淀粉酶由484个氨基酸构成,研究发现,将该酶的第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺,耐热性明显提升。结合图2分析,若要通过PCR扩增出改造后的完整β-淀粉酶基因,图2中可选择的引物①~④中最可能含有替换碱基(突变位点)的是______。
(5)要比较蛋白质工程改造后的β-淀粉酶和天然β-淀粉酶的耐热性差异,简要写出实验设计思路:______。
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