内容正文:
天津市二十中2024-2025学年第二学期高二年级第二次月考生物试题
一、单选题:本大题共23小题,共46分。
1. 下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A、动植物细胞共有的糖是葡萄糖、核糖、脱氧核糖,麦芽糖、蔗糖、纤维素是植物细胞特有的糖,糖原、乳糖是动物细胞特有的糖,A正确;
B、葡萄糖、果糖是单糖,蔗糖不是还原糖,B错误;
C、脂肪和固醇属于并列关系,都属于脂质,C错误;
D、固醇不是生物大分子,D错误。
故选A。
2. 胰岛素是我们体内与血糖平衡有关的重要激素。胰岛素由A、B两个肽链组成,其中A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,两条链之间通过2个二硫键连接在一起,二硫键是由两个-SH脱去两个H形成的,如下图,下列说法正确的是( )
A. 胰岛素为五十一肽,其中含有50个肽键
B. 51个氨基酸形成胰岛素时,减少了98个氢原子
C. 该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、空间结构决定
D. 该蛋白质至少有2个游离的羧基和2个游离的氨基
【答案】D
【解析】
【分析】脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱出一分子水。脱水缩合过程中的相关计算:
(1)脱去的水分子数=形成的肽键个数=氨基酸个数-肽链条数;
(2)蛋白质分子至少含有的氨基数或羧基数,应该看肽链的条数,有几条肽链,则至少含有几个氨基或几个羧基;
(3)蛋白质分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数-水的个数×18。
【详解】A、胰岛素由A、B两个肽链组成,其中A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,形成51-2=49个肽键,A错误;
B、51个氨基酸形成胰岛素时,脱去51-2=49个水分子,形成3个二硫键,共减少了49×2+3×2=104个氢原子,B错误;
C、蛋白质结构多样性的直接原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别,故该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序以及肽链的空间结构决定,C错误;
D、每条多肽链的两端含一个游离的氨基、羧基,R基中也可能含有氨基、羧基,因此含有两条多肽链的胰岛素至少含有2个游离的羧基和2个游离的氨基,D正确。
故选D。
3. 2017年4月,中国“蛟龙”号载人潜水器在西北印度洋卡尔斯脊热液区新发现27处“海底黑烟囱”。“海底黑烟囱”是指海底富含硫化物的高温热液活动区,其热液喷出时形似“黑烟”。曾经认为是生命禁区的地方却发现了许多前所未见的奇异生物,包括海葵、海蟹、管虫、蠕虫及类似硝化细菌的硫化细菌、嗜热古细菌等许多生物。下列说法错误的是( )
A. “海底黑烟囱”对于人类研究生命的起源有重要参考价值
B. “海底黑烟囱”处生存的生物(A+T)/(G+C)较陆地上多数生物要小
C. “海底黑烟囱”生态系统的能量输入是这里特殊的生产者固定的热能
D. “海底黑烟囱”的微生物体内有可能分离出耐高温的DNA聚合酶
【答案】C
【解析】
【详解】A、“海底黑烟囱”的高温、硫化物环境与早期地球环境类似,为人类研究生命起源提供了重要参考价值,A正确;
B、“海底黑烟囱”生存的生物热稳定性较强,因此DNA中G-C碱基对比例较高(G-C间含3个氢键,结构更稳定),使其(A+T)/(G+C)的比值较陆地上的多数生物小,B正确;
C、该生态系统的能量输入来自化能合成细菌(如硫细菌)所固定的化学能,C错误;
D、嗜热古细菌适应高温环境,其DNA聚合酶需耐高温特性,因此可能分离出耐高温的DNA聚合酶,D正确。
故选C。
4. 下列关于组成细胞的化合物的叙述,错误的是( )
A. 麦芽糖和乳糖的水解产物与斐林试剂共热均会出现砖红色沉淀
B. 单位质量的糖类与脂肪相比较,糖类中O的含量高而H的含量低
C. 组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽键空间结构的差异决定了蛋白质结构的多样性
D. 生物体中的核酸具有携带遗传信息、催化、参与细胞器的构成等多种功能
【答案】C
【解析】
【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
2、糖类由C、H、O三种元素组成,分为单糖、二糖和多糖,是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖。植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。淀粉是植物细胞中的储能物质,糖原是动物细胞中的储能物质。构成多糖的基本单位是葡萄糖。
3、组成脂质的元素主要是C、H、O,有些脂质还含有 P 和 N。脂肪是生物体良好的储能物质,此外还是一种很好的绝热体,分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。磷脂作用是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D。组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。
【详解】A. 麦芽糖的水解产物是葡萄糖,乳糖的水解产物是葡萄糖和半乳糖,它们均属于可溶性还原糖,与斐林试剂共热均会出现砖红色沉淀,A正确;
B. 单位质量的糖类与脂肪相比较,糖类中O的含量高而H的含量低,B正确;
C. 组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链空间结构的差异决定了蛋白质结构的多样性,C错误;
D. 生物体中的核酸是遗传信息的携带者,可以携带遗传信息;有些RNA具有催化功能;rRNA参与核糖体的构成,D正确。
故选C。
5. 豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,古称“幽菽”或“嗜”。早在公元前二世纪,我国就能生产豆豉,西汉初年,其生产、消费已初具规模。北魏贾思勰在《齐民要术·作豉》中也有相关记录。下面是豆豉制作的流程图,装坛放在室外日晒,每天搅拌两次。下列说法正确的是( )
A. 前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶,营养更丰富
B. 传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
C. 调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,所以豆豉制作过程是单一微生物在发挥作用
D. 装坛后日晒可为微生物提供能量,搅拌可为微生物提供氧气
【答案】A
【解析】
【详解】A、前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶,如蛋白酶可以将蛋白质分解为氨基酸,使豆豉营养更丰富,A正确;
B、传统发酵是以混合菌种的固体或半固体发酵为主,B错误;
C、调味过程中添加盐、白酒和调味料均可起到抑制杂菌生长的目的,C错误;
D、该发酵过程中的微生物不能利用光能,D错误。
故选A。
6. 筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后,若细菌能分解淀粉,培养平板经稀碘液处理,会出现以菌落为中心的透明圈(如图),实验结果见下表。
菌种
菌落直径:C(mm)
透明圈直径:H(mm)
H/C
细菌Ⅰ
5.1
11.2
2.2
细菌Ⅱ
8.1
13.0
1.6
有关本实验的叙述,错误的是
A. 培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B. 筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布
C. 以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D. H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
【答案】C
【解析】
【分析】该选择培养基上的唯一碳源是淀粉,只有能利用淀粉的微生物才能存活,微生物分解淀粉后,会产生透明圈。
【详解】培养基一般含有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等成分,A正确;筛选淀粉分解菌时,需要对菌液进行一系列的梯度稀释,再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上进行培养,B正确;由题意可知,以上两种菌均会产生透明圈,说明两种菌均可以产生淀粉酶并分泌到细胞外分解淀粉,C错误;淀粉分解菌的H/C越大,说明其产生的淀粉酶分解的淀粉相对越多,可说明该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强,D正确。因此,本题答案选C。
7. 下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的过程示意图,有关叙述错误的是( )
A. 在配制步骤②③的培养基时,应先调pH再高压蒸汽灭菌
B. 步骤③纯化分解尿素细菌的原理是将聚集的细菌分散,获得单菌落
C. 步骤③采用涂布平板法接种,并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D. 步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种,比较细菌分解尿素的能力
【答案】C
【解析】
【分析】
1、培养基的概念、种类及营养构成:
(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。
(2)种类:固体培养基和液体培养基。
(3)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、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、配制培养基时,应先调pH值后高压蒸汽灭菌,防止杂菌污染,A正确;
B、步骤③纯化分解尿素细菌的原理是将聚集的细菌通过涂布平板法分散,获得单细胞菌落,B正确;
C、步骤③筛选分解尿素的细菌,培养基中应以尿素为唯一氮源,不能加入牛肉膏蛋白胨,C错误;
D、步骤④鉴定细菌分解尿素的能力时,挑取③中不同种的菌落分别接种,比较细菌分解尿素的能力,D正确。
故选C。
8. 平板划线法是通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。如图是平板划线在牛肉膏蛋白胨固体培养基上纯化大肠杆菌示意图,划线的顺序为1→2→3→4→5,下列叙述正确的是( )
A. 划线操作须在火焰上进行
B. 只能在5区域中才可以得到所需菌落
C. 在5区域划线后,要对接种环进行灭菌
D. 操作完后,将培养皿倒置于25℃恒温箱中培养
【答案】C
【解析】
【分析】平板划线法是分离细菌常用的方式,通过不断的划线使得原本聚集的细菌分散开,形成独立的菌株。
【详解】A、 划线操作须在火焰边进行,不是要在火焰上进行,A错误;
B、如果稀释足够充分,操作合理,在5个区域都可能看到所需菌落,B错误;
C、在5区域划线后,划线完成,接种环上还可能残有细菌,需要对接种环进行灭菌,C正确;
D、操作完后,将培养皿倒置于合适的温度下恒温箱中培养,由于本题并未给出该菌种的最适生长温度,不一定是25℃,D错误。
故选C。
【点睛】阅读题干,不要遗漏题干的信息,自然也不要无端的给题干增加没有的信息,如本题中没有说明该细菌的最适宜生长温度,是没有办法确定就是25℃的。
9. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,需要将培养基调制成酸性
B. 该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液,进行涂布
C. 步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了10000倍
D. 若④的平板上菌落平均数为58个,则每克土壤中含有的固氮菌约5.8×106个
【答案】D
【解析】
【分析】用稀释涂布平板法测定菌落数时,在每一个梯度浓度内,至少要涂布3个平板,选择菌落数在30~300的进行记数,求平均值,再通过计算得出总数。
【详解】A、自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,在培养细菌时需要将培养基调制中性或弱碱性,A错误;
B、由图可知,该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,应该用微量移液器从盛有菌液的试管中取0.1mL菌液,再用涂布器涂布,B错误;
C、、步骤①获取土壤一般来自浅层土壤,结合图示可知, 步骤③将土壤悬浮液稀释了1000倍,C错误;
D、若④的平板上菌落平均数为58个,由图可知,稀释倍数为104,根据公式C÷V×M(稀释倍数)=58÷0.1×104=5.8×106,D正确。
故选D。
10. 传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酿酒酵母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形成25~30cm厚的泡盖(气泡层),然后停止通气,进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法正确的是( )
A. 静止发酵阶段酵母菌可直接将淀粉转化为酒精和CO2
B. 用脱落酸溶液浸泡大麦种子可以增加麦芽汁中可发酵糖的含量
C. 泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生大量CO2,能将麦芽汁与空气隔绝
D. 现代发酵工程选育出性状优良的菌种后,即可进行发酵罐内的发酵
【答案】C
【解析】
【分析】现代发酵工程的基本操作过程为:菌种的选育→培养基的配制→灭菌→扩大培养和接种→发酵过程→产品的分离提纯。
【详解】A、酵母菌一般不能直接将淀粉转化为酒精,酿酒的原理是酵母菌可以将葡萄糖转化为酒精和CO2,A错误;
B、脱落酸抑制细胞分裂、抑制植物的生长、也能抑制种子萌发,故用脱落酸溶液浸泡大麦种子不能促进α-淀粉酶的合成,用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α-淀粉酶合成,增加麦芽汁中可发酵糖的含量,B错误;
C、泡盖的形成是由于向发酵池中通入无菌空气后,酵母菌有氧呼吸产生大量的CO2,形成的25~30cm厚气泡层,能将麦芽汁与空气隔绝,C正确;
D、现代发酵工程选育出性状优良的菌种后,为满足发酵过程的需要,还要对菌种进行扩大培养,才能进行发酵罐内的发酵,D错误。
故选C。
11. 下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断正确的是( )
A. 若①是番茄茎尖细胞,则④不能获得抗病毒植株
B. 若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行直接繁育会发生性状分离
C. 若要提高细胞产物紫杉醇的产量,可取红豆杉细胞对获得的③进行扩大培养
D. 同一株植物不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织细胞基因型一定相同
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了植物细胞工程应用以及优点等方面的知识,旨在考查考生的识记能力与知识的迁移运用能力。
【详解】番茄茎尖细胞的病毒极少,甚至没有病毒,所以将番茄茎尖细胞进行离体培养能获得脱毒植株,但不能获得抗病毒植株,A正确;若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行直接繁育是有丝分裂,后代不会发生性状分离,B错误;紫杉醇是红豆杉的细胞产物,若要提高细胞产物紫杉醇的产量,可取红豆杉细胞对获得的②愈伤组织进行扩大培养,C错误;同一株植物不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织细胞基因型不一定相同,如体细胞和花粉所得细胞基因型就不同,D错误。
【点睛】解题的关键识记植物组织培养技术的几方面的应用。
12. 高山红景天在清朝时期曾被康熙钦封为“仙赐草”,在我省仅分布于海林市等地区,为濒危物种,其植株中含有红景天苷(一种次生代谢产物)等物质,具有抗衰老、抗肿瘤等作用,研究人员拟利用植物细胞工程技术获得更多的红景天资源,下列有关叙述正确的是( )
A. 外植体必须要经过灭菌处理后才可以进行接种培养
B. 可通过植物细胞培养提高单个细胞中红景天苷含量
C. 可切取一定大小的茎尖进行组织培养而获得脱毒苗
D. 可用PEG诱导高山红景天原生质体融合获得单倍体
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、植物组织培养过程需要避免杂菌污染,因此,外植体必须要经过消毒处理后才可以进行接种培养,A错误;
B、红景天苷(一种次生代谢产物)等物质,具有抗衰老、抗肿瘤等作用,可通过植物细胞培养提高细胞数量,进而增加培养液中红景天苷含量,B错误;
C、茎尖中带毒少或无毒,因而可切取一定大小的茎尖进行组织培养而获得脱毒苗,C正确;
D、可用PEG诱导高山红景天原生质体融合获得多倍体,D错误。
故选C。
13. 南开大学研究团队展开科研攻关,研制出了集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪,实现了机器人化的细胞核移植流程,世界首例机器人操作的体细胞克隆猪在天津诞生。下列有关克隆技术说法错误的是( )
A. 体细胞克隆猪的核遗传物质绝大部分来自供体细胞,少部分来自受体细胞
B. 通过植物组织培养克隆植物个体时,可通过增大培养基中生长素和细胞分裂素的比值来诱导生根
C. 制备单克隆抗体时,灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶类物质在促进B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程中发挥重要作用
D. 机器人操作诞生体细胞克隆猪这一过程属于无性生殖
【答案】A
【解析】
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经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成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、体细胞克隆猪的细胞核遗传物质来自供体细胞,而细胞质遗传物质来自卵母细胞,A错误;
B、生长素和细胞分裂素的比例可决定分化方向,通过增大培养基中生长素和细胞分裂素的比值可诱导生根,B正确;
C、灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝集,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子中心排布,细胞膜打开,细胞发生融合,C正确;
D、用核移植方法得到的动物称为克隆动物,核移植过程为无性生殖,机器人操作诞生体细胞克隆猪这一过程属于无性生殖,D正确。
故选A。
14. 下图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体—药物偶联物(ADC)的示意图,它由抗体、接头和药物三部分组成,能实现对下图肿瘤细胞的选择性杀伤。相关叙述不正确的是( )
A. ADC可通过胞吞作用进入肿瘤细胞
B. 利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术,可定位诊断肿瘤
C. 肿瘤细胞被ADC选择性杀伤而导致的死亡属于细胞坏死
D. 单克隆抗体制备过程中至少需要经过两次细胞筛选
【答案】C
【解析】
【分析】由于单克隆抗体的特异性强,能特异性识别抗原,因此可以把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、药物等相结合,制成“生物导弹”。借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞,在原位杀死癌细胞.疗效高,副作用小,位置准确。
【详解】A、结合图示可知,ADC进入肿瘤细胞的方式为胞吞,A正确;
B、根据抗原和抗体发生特异性结合的原理可知,利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术,然后通过检测同位素的走向可实现对肿瘤的定位,B正确;
C、肿瘤细胞被ADC选择性杀伤而导致的死对机体有利,属于细胞凋亡,C错误;
D、单克隆抗体制备过程中至少需要经过两次细胞筛选,一次为杂交瘤细胞的筛选,另一次为筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞的筛选,D正确。
故选C。
15. 下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,错误的是( )
A. 图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养
B. ②③过程中至少涉及两次筛选,第一次筛选只是利用了选择性培养基进行筛选,第二次筛选只经过专一抗体检测就能筛选出足量的既能大量增殖,又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞
C. 单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞,这一应用主要体现了单抗在运载药物治疗疾病方面可以发挥功能
D. 图乙过程的技术可以有选择地繁殖某一性别的家畜也可以用于保存物种,但是不能改变动物的核基因
【答案】B
【解析】
【分析】(1)分析图甲:①为从实验动物体内获取免疫的B淋巴细胞;②为诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合并筛选出杂交瘤细胞;③克隆化培养和抗体检测,继而筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;④表示将筛选出的目标杂交瘤细胞注射到实验动物腹腔内增殖,进而从腹水中提取单克隆抗体。(2)分析图乙:表示核移植;表示胚胎移植。
【详解】A.图甲是单克隆抗体制备过程,图乙是克隆羊培育过程,都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养,A正确;
B.②③过程中至少涉及两次筛选,第一次筛选只是利用了选择性培养基进行筛选,第二次筛选利用了克隆化培养和专一抗体检测的方法筛选出足量的既能大量增殖,又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C.单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞,这一应用主要体现了单抗在运载药物治疗疾病方面可以发挥功能,C正确;
D、图乙过程为利用核移植技术培育克隆羊的过程,克隆羊的性别与核供体性别相同,利用该技术可以有选择地繁殖某一性别的家畜,也可以用于保存物种,但是不能改变动物的核基因,D正确。
故选B。
16. Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,可以利用PCR技术检测其转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。如图为克隆猪的培育及Bcl-2基因转录水平检测流程,下列说法错误的是( )
A. 图中涉及的现代生物工程技术有动物体细胞核移植技术、胚胎移植等
B. 在PCR过程中,(Bcl-2cDNA)/cDNA的比值反映Bcl-2基因的转录水平
C. 图中过程X表示逆转录,获得的cDNA可用于克隆猪基因组的测序
D. 采用胚胎分割技术处理早期胚胎,产生同卵多胚的可能性是有限的
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示表示克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程,图中涉及动物体细胞核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植及PCR技术,其中mRNA→cDNA的X过程为逆转录过程。
【详解】A、图示表示克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程,图中涉及动物体细胞核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植及PCR技术,A正确;A正确;
B、cDNA是由mRNA逆转录获得的,在PCR过程中,可以通过检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数,进而计算出总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平,B正确;
C、mRNA→cDNA的过程表示逆转录过程,该过程获得的cDNA中没有启动子、内含子等,不能用于克隆猪基因组的测序,C错误;
D、实践证明,采用胚胎分割技术处理早期胚胎,产生同卵多胚的可能性是有限的,分割的次数越多,成功的可能性越小,D正确。
故选C。
17. 2018年3月物理学家霍金去世,他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”。有研究表明该病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动;也有最新研究结果表明,利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )
A. 诱导多功能干细胞的分化实质是基因的程序性表达,细胞种类增多
B. 将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换,可以起到良好治疗作用
C. 诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同,而蛋白质完全不相同
D. 植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以一定程度改善“渐冻症”
【答案】C
【解析】
【分析】1、细胞分化的实质是基因的选择性表达。
2、胚胎干细胞的主要用途是:①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,在培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合征、青少年糖尿病等;④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能;⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达(程序性表达),导致细胞种类增加,但遗传物质不变,A正确;
B、渐冻症由突变基因导致毒蛋白合成,替换该基因可阻止毒蛋白产生,属于基因治疗手段,B正确;
C、分化后的细胞核DNA相同,但RNA和蛋白质存在差异;合成的蛋白质不完全相同,C错误;
D、神经干细胞可分化为神经元,修复受损运动神经元,从而改善渐冻症症状,D正确。
故选C。
18. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A. 组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B. ①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C. ③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D. 图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
【答案】A
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传;除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
【详解】A、结合题图,重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,A正确;
B、①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞,并未发生突变,B错误;
C、③为动物细胞融合的过程,诱导动物细胞发生融合所用的是灭活的病毒,C错误;
D、图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术,并未运用重组 DNA技术(基因工程中核心技术),D错误。
故选A。
19. 对基因进行编辑是生物学研究的重要手段,如图是对某生物B基因进行定点编辑的过程,该过程中用 sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点,相关说法正确的是( )
A. 通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能
B. 基因定点编辑前需要设计与靶基因序列完全配对的sgRNA
C. 核酸内切酶Cas9可断裂核糖核苷酸之间的化学键
D. 被编辑后的B基因因不能转录而无法表达相关蛋白质
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割,进而将基因Ⅱ切除,连接基因Ⅰ和Ⅲ,形成新的B基因。
【详解】A、通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能,A正确;
B、sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点,因此基因定点编辑前需要设计与被切割基因两端碱基序列配对的sgRNA,B错误;
C、核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的化学键--磷酸二酯键,C错误;
D、被编辑后的B基因仍能进行转录,D错误。
故选A。
20. 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图 1、图 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法正确的是( )
限制酶
BamHI
HindⅢ
EcoRI
SmaI
识别序列及切割位点
G↓GATC C
C CTAG↑G
A↓AGCT T
T TCGA↑A
G↓AATT C
C TTAA↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
A. 重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和运载体
B. 只有用同种限制酶切割 DNA 产生的黏性末端才能互补
C. 用图中质粒和外源基因 DNA 构建重组质粒,可使用 SmaⅠ切割
D. 使用 EcoRⅠ同时处理质粒和外源 DNA,可能会发生质粒或者目的基因的自身环化
【答案】D
【解析】
【分析】限制性核酸内切酶(限制酶)主要是从原核生物中分离纯化出来的;自然界中限制酶的天然作用是破环外来基因;限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端;限制酶本身的合成是受基因控制的,因为限制酶是蛋白质,基因指导蛋白质的合成。
【详解】A、重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶,运载体不是酶,A错误;
B、不同种限制酶切割DNA产生的黏性末端也可能互补,B错误;
C、由于目的基因内部含有SmaI的切割位点,故不能使用SmaI切割目的基因,C错误;
D、使用EcoRI同时处理质粒和外源DNA,可能会发生质粒或者目的基因的自身环化,故可用两种限制酶切割质粒和外源DNA,防止自身环化,D正确。
故选D。
21. 用限制酶EcoR Ⅰ、Kpn Ⅰ和二者的混合物分别降解一个1 000 bp(1 bp即1个碱基对)的DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,凝胶电泳结果如下图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、A选项中的DNA用Kpnl单独酶切会得到600bp和200bp两种长度的DNA分子,与题意不符,A错误;
B、B选项中的DNA用Kpnl单独酶切会得到600bp和400bp两种长度的DNA分子,与题意不符,B错误;
C、C选项中的DNA用Kpn1酶切后得到的DNA分子是1000bp,用EcoR1单独酶切得到200bp和800bp两种长度的DNA分子,用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200bp和400bp两种长度的DNA分子,与题意相符,C正确;
D、D选项中的DNA用Kpnl酶切后得到400bp和600bp两种长度的DNA分子,与题意不符,D错误。
22. 图l表示含有目的基因D的DNA片段和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列.现有MspI、BamHI、MboI、SmaI四种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGG,G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG.下列分析中正确的是( )
A. 若用限制酶MspI完全切割图1中DNA片段,会破坏2个磷酸二酯键
B. 若图1用限制酶SmaI完全切割后会产生4种不同的DNA片段
C. 若切割图2中的质粒以便拼接目的基因D应选择限制酶BamHI和MboI
D. 导入含有目的基因D的重组质粒的细菌在添加抗生素A和B的培养基上不能存活
【答案】D
【解析】
【分析】图1中DNA片段含有2个限制酶SmaⅠ切割位点,若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,能产生2个平末端,产生三种DNA片段,基因D两侧序列为GGATCC,可被限制酶BamHⅠ切割;图2中:质粒含有CCGG序列、GGATCC序列和GATC序列,其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割,GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割,用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因,但没有破环抗生素B抗性基因,因此含有重组质粒的大肠杆菌能抗抗生素B,但不能抗抗生素A。
【详解】图1中DNA片段含有2个限制酶MspI切割位点,若用限制酶MspI完全切割图1中DNA片段,会破坏4个磷酸二酯键,A错误;图1中DNA片段含有2个限制酶SmaⅠ切割位点,若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,能产生2个平末端,产生3种不同的DNA片段,B错误;目的基因两侧是GGATCC序列,质粒上也有该碱基序列,该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列,若用MboI切割,则会将质粒定的两个标记基因都破坏,因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒,应选用限制酶BamHⅠ切割,C错误;用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因,但没有破环抗生素B抗性基因,因此含有重组质粒的大肠杆菌能抗抗生素B,不能抗抗生素A,因此在添加抗生素A和B的培养基上不能存活,D正确。
【点睛】明确限制酶的切割序列及标记基因的作用是解题关键。
23. 外界因素或细胞自身因素均可引起DNA分子断裂。下图是断裂DNA的一种修复模式,其中DNA同源序列是指具有相同或相似核苷酸序列的片段。相关叙述错误的是( )
A. 酶a的作用是形成黏性末端,便于侵入同源序列
B. 过程②中含同源序列的DNA会发生解旋
C. 酶b是DNA聚合酶,以同源序列为模板、侵入单链为引物
D. 修复DNA的核苷酸序列可能改变,这种变异属于基因重组
【答案】D
【解析】
【详解】A、据图可知酶a的作用是将断裂后的平末端转化为黏性末端,便于侵入同源序列,A正确;
B、从图中可以看出,过程②中含同源序列的DNA会发生解旋,为单链入侵的延伸做准备,B正确;
C、酶b连接的是游离的脱氧核苷酸,为DNA聚合酶,以同源序列为模板、侵入单链为引物,催化DNA单链的延伸,C正确;
D、DNA同源序列是指具有相同或相似核苷酸序列的片段,而修复DNA的过程是以同源序列的单链为模板实现的,因此修复部位的核苷酸序列可能改变,这种变异属于基因突变,D错误。
故选D。
二、简答题(本大题共5小题,共54分)。
24. Ⅰ.肉毒梭菌(厌氧性梭状芽孢杆菌)是致死性最高的病原体之一,广泛存在于自然界中。肉毒梭菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素,即肉毒类毒素。它是由两个亚单位(每个亚单位由一条链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子。下图是肉毒类毒素的局部结构简式:
请据此回答:
(1)肉毒梭菌属于_____________(“真核”或“原核”)生物,组成肉毒类毒素的基本单位的结构通式为_________________。
(2)由上图可知,该片段含有_______种单体,在形成该片段时要脱去_______分子水,这个化学反应被称为_______________。
(3)高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是___________________。
Ⅱ.如图是某核苷酸与核苷酸链示意图,据图回答问题:
(4)已知分子结构式的左上角基团为碱基---腺嘌呤,请观察图一后回答下列问题:
①该核苷酸的生物学名称是___________;②该核苷酸是构成_________的原料。
(5)图二为一条核苷酸链示意图,图中所示2的名称分是________________,此结构常由______条图示的核苷酸链构成一个分子。
【答案】(1) ①. 原核 ②.
(2) ①. 5 ②. 4 ③. 脱水缩合
(3)高温改变了肉毒类毒素的空间结构
(4) ①. 腺嘌呤核糖核苷酸 ②. RNA
(5) ①. 脱氧核糖 ②. 2
【解析】
【分析】1、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。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键。
3、分析题图:图示为肉毒类毒素的局部结构简式,该部分含有5个氨基酸分子,且这5个氨基酸的R基依次是-CH2-C6H4OH、-H、-CH3、-CH2-C6H5、-CH2-CH(CH3)2。
4、分析图一:图一为腺嘌呤核糖核苷酸分子结构式。分析图二:图二含有碱基T,属于DNA链,其中1为磷酸,2为脱氧核糖,3为含氮碱基(胞嘧啶),4为胞嘧啶脱氧核苷酸,5为脱氧核苷酸链的片段。
【小问1详解】
肉毒梭菌是细菌,属于原核生物。肉毒类毒素的局部结构为多肽的一部分,肉毒类毒素是由两个亚单位(每个亚单位为一条链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子,其化学本质是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸的结构通式是 。
【小问2详解】
由图可知,该片段含有5个R基且各不相同、4个肽键,说明组成该片段的单体有5种,在形成该片段时要脱去4分子水,由氨基酸形成该片段的化学反应被称为脱水缩合。
【小问3详解】
肉毒类毒素的化学本质是蛋白质,高温会使蛋白质变性,改变了肉毒类毒素的空间结构,使肉毒类毒素失活。
【小问4详解】
①图一为某核苷酸的结构示意图,该核苷酸含有的五碳糖是核糖,含氮碱基为腺嘌呤,所以该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸。②腺嘌呤核糖核苷酸是RNA(核糖核酸)的基本组成原料之一。
【小问5详解】
图二为某核苷酸链示意图,该核苷酸链中含有碱基T,推测该核苷酸链属于构成DNA的脱氧核苷酸链,其中1为磷酸,2为脱氧核糖,3为含氮碱基(胞嘧啶),4为胞嘧啶脱氧核苷酸,5为脱氧核苷酸链。DNA通常由2条图示的脱氧核苷酸链构成一个分子。
【点睛】本题结合肉毒类毒素的局部结构简式,考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的知识;结合某核苷酸与核苷酸链示意图,考查核酸的知识。考生识记氨基酸的结构通式、明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算;识记核酸的结构、明确DNA与RNA组成成分的差异、掌握DNA分子的结构是解题的关键。
25. 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,请根据表格和所学知识回答下列相关问题。
成分
蛋白胨
乳糖
蔗糖
K2HPO4
指示剂
琼脂
含量(g)
10.0
5.0
5.0
2.0
0.2
12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000 mL
(1)从生态系统的成分上看,大肠杆菌属于____________。
(2)若根据用途划分,该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分必需怎样更改?________________________________。
(3)在微生物培养的过程中,为防止杂菌污染,需要对培养基进行_______________________。
(4)图1和图2是培养某细菌的结果图,其对应的接种方法分别是: ____________和____________________。
(5)以下过程中所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌较相似的有_______。
A.制作果酒 B.由果酒制作果醋 C.制作泡菜 D.制作腐乳
【答案】 ①. 分解者 ②. 鉴别 ③. 将蛋白胨改成尿素 ④. 灭菌 ⑤. 稀释涂布平板法 ⑥. 平板划线法 ⑦. BC
【解析】
【分析】1、选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
2、接种微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】(1)生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质与能量,大肠杆菌利用现成的有机物,属于分解者。
(2)从配方表中可看出,该培养基中含有指示剂,可以用来鉴别微生物,故该培养基属于鉴别培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分应该以尿素为唯一氮源,故要将蛋白胨改为尿素。
(3)在微生物培养的过程中,无菌技术是获得纯净培养物的关键,为防止杂菌污染,需要对培养基和培养皿进行严格灭菌。
(4)图1和图2是培养大肠杆菌的结果图,则获得图2效果的接种方法是平板划线法,图1所示接种方法为稀释涂布平板法。
(5)A、制作果酒所用的菌种是酵母菌,酵母菌是真核生物,与大肠杆菌在细胞结构上有明显的差异,A错误;
B、由果酒制作果醋所用的菌种是醋酸菌,醋酸菌和大肠杆菌一样属于原核生物,细胞结构中没有真正的细胞核,与题意相符,B正确;
C、制作泡菜所用的菌种为乳酸菌,乳酸菌与大肠杆菌都属于原核生物,细胞结构相似,与题意相符,C正确;
D、制作腐乳所用的主要菌种为毛霉,毛霉属于真核生物,与大肠杆菌在结构上有明显的不同,D错误。
故选BC。
【点睛】熟知微生物培养技术和操作规程是解答本题的关键,能结合图示正确分析图中的接种方法是解答本题的前提,分解尿素的微生物的分离原理也是本题的考查点。
26. 埃博拉病毒(EBoV)呈纤维状,EBoV衣壳外有包膜,包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白),其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞强烈识别。人感染埃博拉病毒后会引起出血热。治疗疾病的有效方法是注射疫苗或者抗体。如图为制备埃博拉病毒的单克隆抗体的过程,据图回答问题:
(1)埃博拉病毒(EBoV)侵入人体时,在细胞中以RNA为模板,经过______过程,合成相应的DNA,进而指导蛋白质合成,进行增殖。冻干剂型埃博拉病毒疫苗于2017年10月在我国研制成功。以GP蛋白作为疫苗比较安全,其原因是GP蛋白自身没有感染能力,但保留有______结构。
(2)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程体现了细胞膜具有______的结构特点。在体外融合时需要诱导,与诱导植物原生质体融合不同的是:图中还可用______诱导融合。筛选后的所需细胞群应具备的特点是______。
(3)在体外进行动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加______等天然成分。同时,为了维持培养液的pH和供细胞代谢利用,需要提供的气体依次是______。
(4)选出特定的杂交瘤细胞可以在体外或小鼠腹腔内培养,最终从______中获取大量的单克隆抗体。
【答案】 ①. 逆转录 ②. 抗原性 ③. (一定的)流动性 ④. 灭活的病毒 ⑤. 既能无限增殖又能产生与一抗体 ⑥. 血清 ⑦. 二氧化碳和氧气 ⑧. 培养液或小鼠腹水
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的过程:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。
【详解】(1)分析题图可知,埃博拉病毒(EBO)侵入人体时,在细胞中以RNA为模板,在逆转录酶的作用下,经过逆转录过程,合成相应的DNA并指导蛋白质合成,进行增殖。冻干剂型埃博拉病毒疫苗于2017年10月在我国研制成功。以GP蛋白作为疫苗比较安全,其原因是GP蛋白自身没有感染能力,但保留有抗原性。
(2)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点。在体外融合时需要诱导,与诱导植物原生质体融合不同的是图中还可用灭活的病毒融合。筛选后的所需细胞群应具备的特点是既能无限增殖又能产生专一抗体。
(3)在体外进行动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加血清、血浆等天然成分。同时为了维持培养液的pH值,需要提供95%空气和5%的二氧化碳的气体环境。
(4)获得的单克隆抗体最终可以从小鼠腹水或培养液提取。
【点睛】本题结合图解,考查单克隆抗体的制备过程,意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力,属于考纲识记和理解层次的考查。
27. 近日,中国农科院周文彬团队在水稻中发现一个低氮诱导下表达量显著上升的基因OsDREBIC(简称D基因)。为了探究D基因的作用,科研人员将D基因导入野生型水稻,获得转基因水稻。该实验主要流程如下,其中Hygr为潮霉素抗性基因,Kanr为卡拉霉素抗性基因,请回答。
(1)提取水稻的_____,经过逆转录获得cDNA,以cDNA为模板设计引物扩增D基因。为使目的基因与载体正确连接,在设计上游引物时需添加限制酶_____的识别序列。
(2)切割无菌苗叶片置于添加_____(填植物激素的名称)的培养上,诱导形成愈伤组织。农杆菌转化愈伤组织时,用含_____的选择培养基筛选转化的愈伤组织。将经组织培养获得的D基因过度表达水稻种植,发现产量较野生型水稻高41.3%~68%。
(3)进一步研究发现,D基因表达产物发挥转录因子作用。转录因子是一类与基因上游特定序列专一性结合,激活或者抑制基因表达的蛋白质。已知R基因会提高水稻光合作用中二氧化碳固定酶的含量和活性。为探究D转录因子对R基因的表达的影响,团队人员用荧光素酶(能够催化荧光素氧化发光的酶)报告基因法,将_____基因的启动子与荧光素酶基因融合形成嵌合基因表达载体(P1),与另一个含有D基因的表达载体(P2)一起导入水稻原生质体,得到实验组。加入荧光素后,结果如图所示。
①对照组水稻;原生质体应导入_____。
②科学家继续用N基因(氮素吸收转运相关基因)替代R基因,进行如上实验,荧光对比结果类似。结合以上实验结果推测D基因有助于大幅增产的分子机制:_____。
【答案】(1) ①. RNA(或mRNA) ②. BamHI与SmaI
(2) ①. 生长素和细胞分裂素 ②. 潮霉素
(3) ①. R ②. P1+不含有D基因的P2 ③. D基因通过表达D转录因子,同时激活R基因和N基因的表达,分别提高二氧化碳固定酶的含量和活性、促进氮素吸收转运,从而实现水稻大幅增产
【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、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Ca2+处理法。
(4)目的基因的检测与鉴定:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因;②检测目的基因是否转录出了mRNA;③检测目的基因是否翻译成蛋白质;④个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
由题干“逆转录成cDNA”可知,故应提取RNA(或mRNA);限制酶酶切位点需只在启动子与终止子之间,排除NdeI和EcoRI,为使目的基因与载体正确连接,要用两种不同限制酶切割质粒,若用XhoⅠ,另一个无论选BamHI或SmaI,都会将T-DNA上唯一的抗性基因潮霉素抗性基因切去,故应选择BamHI和SmaⅠ。
【小问2详解】
诱导形成愈伤组织,需要培养基的生长素和细胞分裂素比例适中;农杆菌侵染愈伤组织时,Ti质粒只有T-DNA上的基因会转移到受体细胞中,故选用含潮霉素的选择培养基筛选转化的愈伤组织。
【小问3详解】
实验目的为探究D转录因子对R基因的表达的影响。将R基因的启动子与荧光素酶基因融合形成嵌合基因表达载体(P1),与另一个含有D基因的表达载体(P2)一起导入水稻原生质体,加入荧光素后,出现荧光,说明D基因表达产物能与R基因的启动子结合,并激活R基因表达。
①对照组要排除D基因表达外其他无关变量对实验结果的干扰,应选用P1+不含有D基因的P2导入原生质体中。
②D基因有助于大幅增产的原因是:D基因通过表达D转录因子,同时激活R基因和N基因的表达,分别提高二氧化碳固定酶的含量和活性、促进氮素吸收转运,从而实现水稻大幅增产。
28. 玉米是重要的粮食作物,其叶片细胞中的P蛋白是一种水通道蛋白,由P基因编码,在植物生长发育过程中对水分的吸收具有重要的调节功能。科研人员成功培育出超量表达P蛋白的转基因玉米,回答下列问题。
(1)利用PCR技术以图1中的DNA片段为模板扩增P基因,需要的引物有____________(从A、B、C、D四种单链DNA片段中选择)。
(2)培育超量表达P蛋白的转基因玉米过程中所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图2所示。强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被_____________识别并结合,驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达,应优先选用___________________酶组合,将片段和Ti质粒切开后构建重组表达载体。T-DNA在该实验中的作用是__________________________________________。
(3)将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入__________进行筛选,筛选出的愈伤组织______________形成丛芽,最终获得多个转基因玉米株系。
(4)P蛋白在玉米株系的表达量如图3所示,不能选择a4玉米株系作为超量表达P蛋白转基因玉米的生理特性研究的实验材料,理由是____________________________。
【答案】(1)BC (2) ①. RNA聚合酶 ②. BamHI和SacI ③. 将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上
(3) ①. 潮霉素 ②. 再分化##分化
(4)a4玉米株系的P蛋白表达量与野生型玉米差异不显著
【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。
(4) 目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
已知DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,由图1可知,5'端对应的引物分别是B和C。
【小问2详解】
启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,能驱动基因的转录;为使P基因在玉米植株中超量表达,则需要强启动子,因此应优先选用BamH I和Sac I酶组合,将Ti质粒切开后构建重组表达载体;农杆菌中的Ti质粒上的T - DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,因此T - DNA在该实验中的作用是将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上。
【小问3详解】
由图可知,标记基因是潮霉素抗性基因,因此将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织去菌后进行植物组织培养,培养基中需加入潮霉素进行筛选。愈伤组织是一种相对没有分化的薄壁细胞团,经液体悬浮培养可以分散成胚性单细胞,在适宜的培养基中,这种单细胞可以发育成丛芽,再继续发育成转基因玉米株系。
【小问4详解】
a4玉米株系的P蛋白表达量与野生型玉米差异不显著,所以不能选择a4玉米株系作为超量表达P蛋白转基因玉米的生理特性研究的实验材料。
【点睛】本题结合图解,考查基因工程、细胞工程的相关知识,要求考生识记基因工程的概念、操作工具及操作步骤,能正确分析题图;识记植物组织培养的具体过程,能结合所学的知识准确答题。
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天津市二十中2024-2025学年第二学期高二年级第二次月考生物试题
一、单选题:本大题共23小题,共46分。
1. 下列动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 胰岛素是我们体内与血糖平衡有关的重要激素。胰岛素由A、B两个肽链组成,其中A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,两条链之间通过2个二硫键连接在一起,二硫键是由两个-SH脱去两个H形成的,如下图,下列说法正确的是( )
A. 胰岛素为五十一肽,其中含有50个肽键
B. 51个氨基酸形成胰岛素时,减少了98个氢原子
C. 该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、空间结构决定
D. 该蛋白质至少有2个游离的羧基和2个游离的氨基
3. 2017年4月,中国“蛟龙”号载人潜水器在西北印度洋卡尔斯脊热液区新发现27处“海底黑烟囱”。“海底黑烟囱”是指海底富含硫化物的高温热液活动区,其热液喷出时形似“黑烟”。曾经认为是生命禁区的地方却发现了许多前所未见的奇异生物,包括海葵、海蟹、管虫、蠕虫及类似硝化细菌的硫化细菌、嗜热古细菌等许多生物。下列说法错误的是( )
A. “海底黑烟囱”对于人类研究生命的起源有重要参考价值
B. “海底黑烟囱”处生存的生物(A+T)/(G+C)较陆地上多数生物要小
C. “海底黑烟囱”生态系统的能量输入是这里特殊的生产者固定的热能
D. “海底黑烟囱”的微生物体内有可能分离出耐高温的DNA聚合酶
4. 下列关于组成细胞的化合物的叙述,错误的是( )
A. 麦芽糖和乳糖的水解产物与斐林试剂共热均会出现砖红色沉淀
B. 单位质量的糖类与脂肪相比较,糖类中O的含量高而H的含量低
C. 组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽键空间结构的差异决定了蛋白质结构的多样性
D. 生物体中的核酸具有携带遗传信息、催化、参与细胞器的构成等多种功能
5. 豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,古称“幽菽”或“嗜”。早在公元前二世纪,我国就能生产豆豉,西汉初年,其生产、消费已初具规模。北魏贾思勰在《齐民要术·作豉》中也有相关记录。下面是豆豉制作的流程图,装坛放在室外日晒,每天搅拌两次。下列说法正确的是( )
A. 前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶,营养更丰富
B. 传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
C. 调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,所以豆豉制作过程是单一微生物在发挥作用
D. 装坛后日晒可为微生物提供能量,搅拌可为微生物提供氧气
6. 筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后,若细菌能分解淀粉,培养平板经稀碘液处理,会出现以菌落为中心的透明圈(如图),实验结果见下表。
菌种
菌落直径:C(mm)
透明圈直径:H(mm)
H/C
细菌Ⅰ
5.1
11.2
2.2
细菌Ⅱ
8.1
13.0
1.6
有关本实验的叙述,错误的是
A. 培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B. 筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布
C. 以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D. H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
7. 下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的过程示意图,有关叙述错误的是( )
A. 在配制步骤②③的培养基时,应先调pH再高压蒸汽灭菌
B. 步骤③纯化分解尿素细菌的原理是将聚集的细菌分散,获得单菌落
C. 步骤③采用涂布平板法接种,并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D. 步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种,比较细菌分解尿素的能力
8. 平板划线法是通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。如图是平板划线在牛肉膏蛋白胨固体培养基上纯化大肠杆菌示意图,划线的顺序为1→2→3→4→5,下列叙述正确的是( )
A. 划线操作须在火焰上进行
B. 只能在5区域中才可以得到所需菌落
C. 在5区域划线后,要对接种环进行灭菌
D. 操作完后,将培养皿倒置于25℃恒温箱中培养
9. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,需要将培养基调制成酸性
B. 该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液,进行涂布
C. 步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了10000倍
D. 若④的平板上菌落平均数为58个,则每克土壤中含有的固氮菌约5.8×106个
10. 传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酿酒酵母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形成25~30cm厚的泡盖(气泡层),然后停止通气,进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法正确的是( )
A. 静止发酵阶段酵母菌可直接将淀粉转化为酒精和CO2
B. 用脱落酸溶液浸泡大麦种子可以增加麦芽汁中可发酵糖的含量
C. 泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生大量CO2,能将麦芽汁与空气隔绝
D. 现代发酵工程选育出性状优良的菌种后,即可进行发酵罐内的发酵
11. 下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断正确的是( )
A. 若①是番茄茎尖细胞,则④不能获得抗病毒植株
B. 若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行直接繁育会发生性状分离
C. 若要提高细胞产物紫杉醇的产量,可取红豆杉细胞对获得的③进行扩大培养
D. 同一株植物不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织细胞基因型一定相同
12. 高山红景天在清朝时期曾被康熙钦封为“仙赐草”,在我省仅分布于海林市等地区,为濒危物种,其植株中含有红景天苷(一种次生代谢产物)等物质,具有抗衰老、抗肿瘤等作用,研究人员拟利用植物细胞工程技术获得更多的红景天资源,下列有关叙述正确的是( )
A. 外植体必须要经过灭菌处理后才可以进行接种培养
B. 可通过植物细胞培养提高单个细胞中红景天苷含量
C. 可切取一定大小的茎尖进行组织培养而获得脱毒苗
D. 可用PEG诱导高山红景天原生质体融合获得单倍体
13. 南开大学研究团队展开科研攻关,研制出了集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪,实现了机器人化的细胞核移植流程,世界首例机器人操作的体细胞克隆猪在天津诞生。下列有关克隆技术说法错误的是( )
A. 体细胞克隆猪的核遗传物质绝大部分来自供体细胞,少部分来自受体细胞
B. 通过植物组织培养克隆植物个体时,可通过增大培养基中生长素和细胞分裂素的比值来诱导生根
C. 制备单克隆抗体时,灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶类物质在促进B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程中发挥重要作用
D. 机器人操作诞生体细胞克隆猪这一过程属于无性生殖
14. 下图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体—药物偶联物(ADC)的示意图,它由抗体、接头和药物三部分组成,能实现对下图肿瘤细胞的选择性杀伤。相关叙述不正确的是( )
A. ADC可通过胞吞作用进入肿瘤细胞
B. 利用同位素标记的单克隆抗体在特定组织中的成像技术,可定位诊断肿瘤
C. 肿瘤细胞被ADC选择性杀伤而导致的死亡属于细胞坏死
D. 单克隆抗体制备过程中至少需要经过两次细胞筛选
15. 下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,错误的是( )
A. 图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养
B. ②③过程中至少涉及两次筛选,第一次筛选只是利用了选择性培养基进行筛选,第二次筛选只经过专一抗体检测就能筛选出足量的既能大量增殖,又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞
C. 单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞,这一应用主要体现了单抗在运载药物治疗疾病方面可以发挥功能
D. 图乙过程的技术可以有选择地繁殖某一性别的家畜也可以用于保存物种,但是不能改变动物的核基因
16. Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,可以利用PCR技术检测其转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。如图为克隆猪的培育及Bcl-2基因转录水平检测流程,下列说法错误的是( )
A. 图中涉及的现代生物工程技术有动物体细胞核移植技术、胚胎移植等
B. 在PCR过程中,(Bcl-2cDNA)/cDNA的比值反映Bcl-2基因的转录水平
C. 图中过程X表示逆转录,获得的cDNA可用于克隆猪基因组的测序
D. 采用胚胎分割技术处理早期胚胎,产生同卵多胚的可能性是有限的
17. 2018年3月物理学家霍金去世,他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”。有研究表明该病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动;也有最新研究结果表明,利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )
A. 诱导多功能干细胞的分化实质是基因的程序性表达,细胞种类增多
B. 将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换,可以起到良好治疗作用
C. 诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同,而蛋白质完全不相同
D. 植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以一定程度改善“渐冻症”
18. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A. 组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B. ①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C. ③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D. 图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
19. 对基因进行编辑是生物学研究的重要手段,如图是对某生物B基因进行定点编辑的过程,该过程中用 sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点,相关说法正确的是( )
A. 通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能
B. 基因定点编辑前需要设计与靶基因序列完全配对的sgRNA
C. 核酸内切酶Cas9可断裂核糖核苷酸之间的化学键
D. 被编辑后的B基因因不能转录而无法表达相关蛋白质
20. 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图 1、图 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法正确的是( )
限制酶
BamHI
HindⅢ
EcoRI
SmaI
识别序列及切割位点
G↓GATC C
C CTAG↑G
A↓AGCT T
T TCGA↑A
G↓AATT C
C TTAA↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
A. 重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和运载体
B. 只有用同种限制酶切割 DNA 产生的黏性末端才能互补
C. 用图中质粒和外源基因 DNA 构建重组质粒,可使用 SmaⅠ切割
D. 使用 EcoRⅠ同时处理质粒和外源 DNA,可能会发生质粒或者目的基因的自身环化
21. 用限制酶EcoR Ⅰ、Kpn Ⅰ和二者的混合物分别降解一个1 000 bp(1 bp即1个碱基对)的DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,凝胶电泳结果如下图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是
A. B.
C. D.
22. 图l表示含有目的基因D的DNA片段和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列.现有MspI、BamHI、MboI、SmaI四种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGG,G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG.下列分析中正确的是( )
A. 若用限制酶MspI完全切割图1中DNA片段,会破坏2个磷酸二酯键
B. 若图1用限制酶SmaI完全切割后会产生4种不同的DNA片段
C. 若切割图2中的质粒以便拼接目的基因D应选择限制酶BamHI和MboI
D. 导入含有目的基因D的重组质粒的细菌在添加抗生素A和B的培养基上不能存活
23. 外界因素或细胞自身因素均可引起DNA分子断裂。下图是断裂DNA的一种修复模式,其中DNA同源序列是指具有相同或相似核苷酸序列的片段。相关叙述错误的是( )
A. 酶a的作用是形成黏性末端,便于侵入同源序列
B. 过程②中含同源序列的DNA会发生解旋
C. 酶b是DNA聚合酶,以同源序列为模板、侵入单链为引物
D. 修复DNA的核苷酸序列可能改变,这种变异属于基因重组
二、简答题(本大题共5小题,共54分)。
24. Ⅰ.肉毒梭菌(厌氧性梭状芽孢杆菌)是致死性最高的病原体之一,广泛存在于自然界中。肉毒梭菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素,即肉毒类毒素。它是由两个亚单位(每个亚单位由一条链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子。下图是肉毒类毒素的局部结构简式:
请据此回答:
(1)肉毒梭菌属于_____________(“真核”或“原核”)生物,组成肉毒类毒素的基本单位的结构通式为_________________。
(2)由上图可知,该片段含有_______种单体,在形成该片段时要脱去_______分子水,这个化学反应被称为_______________。
(3)高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是___________________。
Ⅱ.如图是某核苷酸与核苷酸链示意图,据图回答问题:
(4)已知分子结构式的左上角基团为碱基---腺嘌呤,请观察图一后回答下列问题:
①该核苷酸的生物学名称是___________;②该核苷酸是构成_________的原料。
(5)图二为一条核苷酸链示意图,图中所示2的名称分是________________,此结构常由______条图示的核苷酸链构成一个分子。
25. 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,请根据表格和所学知识回答下列相关问题。
成分
蛋白胨
乳糖
蔗糖
K2HPO4
指示剂
琼脂
含量(g)
10.0
5.0
5.0
2.0
0.2
12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000 mL
(1)从生态系统的成分上看,大肠杆菌属于____________。
(2)若根据用途划分,该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌,培养基的营养成分必需怎样更改?________________________________。
(3)在微生物培养的过程中,为防止杂菌污染,需要对培养基进行_______________________。
(4)图1和图2是培养某细菌的结果图,其对应的接种方法分别是: ____________和____________________。
(5)以下过程中所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌较相似的有_______。
A.制作果酒 B.由果酒制作果醋 C.制作泡菜 D.制作腐乳
26. 埃博拉病毒(EBoV)呈纤维状,EBoV衣壳外有包膜,包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白),其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞强烈识别。人感染埃博拉病毒后会引起出血热。治疗疾病的有效方法是注射疫苗或者抗体。如图为制备埃博拉病毒的单克隆抗体的过程,据图回答问题:
(1)埃博拉病毒(EBoV)侵入人体时,在细胞中以RNA为模板,经过______过程,合成相应的DNA,进而指导蛋白质合成,进行增殖。冻干剂型埃博拉病毒疫苗于2017年10月在我国研制成功。以GP蛋白作为疫苗比较安全,其原因是GP蛋白自身没有感染能力,但保留有______结构。
(2)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程体现了细胞膜具有______的结构特点。在体外融合时需要诱导,与诱导植物原生质体融合不同的是:图中还可用______诱导融合。筛选后的所需细胞群应具备的特点是______。
(3)在体外进行动物细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加______等天然成分。同时,为了维持培养液的pH和供细胞代谢利用,需要提供的气体依次是______。
(4)选出特定的杂交瘤细胞可以在体外或小鼠腹腔内培养,最终从______中获取大量的单克隆抗体。
27. 近日,中国农科院周文彬团队在水稻中发现一个低氮诱导下表达量显著上升的基因OsDREBIC(简称D基因)。为了探究D基因的作用,科研人员将D基因导入野生型水稻,获得转基因水稻。该实验主要流程如下,其中Hygr为潮霉素抗性基因,Kanr为卡拉霉素抗性基因,请回答。
(1)提取水稻的_____,经过逆转录获得cDNA,以cDNA为模板设计引物扩增D基因。为使目的基因与载体正确连接,在设计上游引物时需添加限制酶_____的识别序列。
(2)切割无菌苗叶片置于添加_____(填植物激素的名称)的培养上,诱导形成愈伤组织。农杆菌转化愈伤组织时,用含_____的选择培养基筛选转化的愈伤组织。将经组织培养获得的D基因过度表达水稻种植,发现产量较野生型水稻高41.3%~68%。
(3)进一步研究发现,D基因表达产物发挥转录因子作用。转录因子是一类与基因上游特定序列专一性结合,激活或者抑制基因表达的蛋白质。已知R基因会提高水稻光合作用中二氧化碳固定酶的含量和活性。为探究D转录因子对R基因的表达的影响,团队人员用荧光素酶(能够催化荧光素氧化发光的酶)报告基因法,将_____基因的启动子与荧光素酶基因融合形成嵌合基因表达载体(P1),与另一个含有D基因的表达载体(P2)一起导入水稻原生质体,得到实验组。加入荧光素后,结果如图所示。
①对照组水稻;原生质体应导入_____。
②科学家继续用N基因(氮素吸收转运相关基因)替代R基因,进行如上实验,荧光对比结果类似。结合以上实验结果推测D基因有助于大幅增产的分子机制:_____。
28. 玉米是重要的粮食作物,其叶片细胞中的P蛋白是一种水通道蛋白,由P基因编码,在植物生长发育过程中对水分的吸收具有重要的调节功能。科研人员成功培育出超量表达P蛋白的转基因玉米,回答下列问题。
(1)利用PCR技术以图1中的DNA片段为模板扩增P基因,需要的引物有____________(从A、B、C、D四种单链DNA片段中选择)。
(2)培育超量表达P蛋白的转基因玉米过程中所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图2所示。强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被_____________识别并结合,驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达,应优先选用___________________酶组合,将片段和Ti质粒切开后构建重组表达载体。T-DNA在该实验中的作用是__________________________________________。
(3)将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入__________进行筛选,筛选出的愈伤组织______________形成丛芽,最终获得多个转基因玉米株系。
(4)P蛋白在玉米株系的表达量如图3所示,不能选择a4玉米株系作为超量表达P蛋白转基因玉米的生理特性研究的实验材料,理由是____________________________。
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