内容正文:
高二生物下学期 期中常考点专攻练
5大常考点必刷
常考点一:传统发酵技术的应用
1.绍兴是黄酒之乡,“麦曲酶长,酵米复芳;白梅酒酿,伴淋寒香;压滤琼浆,煎煮陈藏”是对绍兴黄酒精致复杂酿造工艺的描述。在黄酒的主发酵过程中,“开耙”(搅拌)是极为关键的一步。下列相关叙述错误的是( )
A.接种麦曲有利于淀粉的糖化,有利于“酒酿”菌种发酵
B.煎煮的目的是除去发酵产品中的杂菌,利于酵母菌繁殖
C.陈藏有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应,使酒更加芳香
D.发酵过程中“开耙”可适当提供O2,调节pH,活化酵母
2.酵母菌是高中生物学实验中常用的材料,如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.实验①中,若0.1%溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,则酵母菌进行有氧呼吸
B.实验②中,通过显微计数法统计酵母菌数量时应遵循随机取样原则
C.实验③中,创造无氧环境不但有利于酒精发酵,也可以防止好氧微生物污染发酵液
D.实验④中,利用外力破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁以释放DNA分子作为模板
3.人类利用微生物发酵制作食品已经有几千年的历史,下列相关叙述正确的是( )
A.酵母菌、毛霉、曲霉等多种微生物参与了腐乳的制作
B.家庭制作果醋时,发酵液表面产生的菌膜由乳酸菌形成
C.家庭制作酸奶时,加入少量抗生素可以避免杂菌污染
D.制作果酒过程中,定时拧松瓶盖为酵母菌发酵提供O2
4.中国酒文化博大精深,酿酒技术在我国已有上千年的历史。以下是用苹果酿造果酒果醋的过程,以下说法正确的是( )
A.酵母菌与醋酸杆菌的代谢类型均为异养好氧型
B.果酒转化为果醋所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
C.添加白砂糖有利于酒精的产生,加入醋酸杆菌后发酵条件只需要改变通气情况
D.醋酸发酵前,加入无菌水对苹果果酒进行稀释
5.下列关于生物实验的叙述正确的是( )
A.施旺、施莱登运用不完全归纳法得出一切动植物都由细胞发育而来
B.果酒发酵过程中,每隔12h左右打开瓶盖,释放酵母菌发酵产生的CO2
C.拜尔的实验在黑暗中进行是为了排除光照对胚芽鞘尖端合成生长素的影响
D.分别用含有35S和32P的两种培养基培养细菌,再用上述细菌分别培养病毒,检测子代病毒的放射性可区分是DNA病毒还是RNA病毒
6.某同学利用新鲜葡萄进行果酒、果醋的制作,在制作过程中记录了不同阶段的相关操作及现象。下表是不同操作阶段的操作内容及现象,下列有关叙述错误的是( )
操作阶段
操作内容
现象
果酒制作初期
将葡萄汁装入发酵瓶,留有约1/3的空间,封闭瓶口
瓶中有少量气泡产生
果酒制作中期
持续封闭瓶口
瓶中产生大量气泡
果酒制作后期
继续封闭瓶口
气泡产生速度减慢至几乎无气泡
果醋制作阶段
打开瓶口,发酵瓶通入无菌空气,升高温度
发酵液逐渐变酸,有明显醋香味
A.果酒制作初期瓶中有少量气泡产生,主要与酵母菌的有氧呼吸有关
B.果酒制作中期瓶中产生的大量气泡主要与酵母菌的无氧呼吸有关
C.果酒制作后期瓶中几乎无气泡产生,是因为代谢废物积累导致酵母菌全部死亡
D.果醋制作阶段发酵液变酸且有明显醋香味,是醋酸菌将酒精转化为乙酸的结果
7.为研究添加有机酸对泡菜品质的影响,研究者以未添加有机酸的发酵萝卜泡菜为对照,在老母水(反复使用的泡菜水)中添加 0.089 mol/L(以 0.8%乳酸换算)的不同有机酸(乳酸、乙酸、柠檬酸)来制作发酵萝卜泡菜,部分实验结果如图甲、乙所示。下列叙述正确的是( )
A.乙酸对发酵菌有抑制作用,可延缓发酵进程
B.加入不同有机酸均利于微生物分解亚硝酸盐
C.添加有机酸组的酸碱度会随发酵延长而降低
D.发酵过程中,还原糖与亚硝酸盐的变化同步
8.酵母菌不能直接利用淀粉进行酒精发酵。传统白酒生产工艺是以曲霉菌与酵母菌为主的混合菌种发酵,前者分解淀粉产生葡萄糖,后者利用葡萄糖发酵产生酒精。某科技工作者将曲霉菌中合成淀粉酶的基因N导入酵母菌,培育出转基因酵母菌,实现单一菌种直接利用淀粉通过发酵工程高效生产酒精。回答下列问题:
(1)如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5′端分别引入______和_______限制酶识别序列。
(2)构建的重组质粒,大小约9.5kb(假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变)。进一步筛选构建的质粒,以1~4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。为了检验PCR反应中是否被外源DNA污染,第5组的处理方式是______。初步判断实验组______(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N。
(3)发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过______转化为人类所需要的产物的过程。发酵工程的中心环节是______。酵母菌发酵获得酒精的同时还可以得到大量的菌体,即______,其可以作为食品添加剂或作为动物饲料,提取这些菌体可用的方法是______(填“沉淀”或“蒸馏”)。
常考点二:重组技术DNA技术的基本工具
9.苯丙酮尿症(致病基因用A/a表示)是由PH基因编码的苯丙氨酸羟化酶异常引起的一种遗传病。已知人群中染色体上PH基因两侧限制酶Msp I酶切位点的分布存在两种形式(图1)。一对夫妻婚后生育了一个患有苯丙酮尿症的孩子,②号个体再次怀孕(图2),为确定胎儿是否正常,需要进行产前诊断,提取该家庭所有成员的DNA经Msp I酶切后进行电泳分离,并利用荧光标记的PH基因片段与酶切片段杂交,得到DNA条带分布情况如图3。下列叙述正确的是( )
A.通过图2可知,该遗传病在男女中的发病率不同
B.①号和②号个体23Kb的DNA条带中一定含有正常PH基因
C.④号与②号个体基因型相同的概率是100%
D.④号个体为PH基因杂合子女孩的概率为
10.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用a酶切割,把得到的产物用b酶切割,得到的DNA片段大小如下表所示。a酶和b酶的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法错误的是( )
a酶切割产物( bp)
b酶再次切割产物( bp)
2100;1400;1000;500
1900;200;800;600;1000;300;200
A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列均为3个
B.a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接
C.限制酶将一个DNA分子切成两个片段需要消耗两个水分子
D.用a酶切割与线性DNA分子具有相同碱基序列的质粒,一定能得到4种切割产物
11.“不可能的汉堡”使用非肉素食制作,其外观与口感和牛肉所制成的汉堡近似。此素食汉堡在主料大豆蛋白外,加入由酵母菌产生的大豆根瘤菌血红蛋白,使其具有肉汁感。依据上述信息及已习得知识判断,下列叙述正确的是( )
A.肉汁感是由“不可能的汉堡”中,大豆根瘤菌血红蛋白的核苷酸所造成
B.“不可能的汉堡”使用的大豆根瘤菌血红蛋白,是由基因工程技术产生
C.大豆根瘤菌血红蛋白是一种特殊的大豆蛋白质
D.酵母菌产生大豆根瘤菌血红蛋白的机制,与其产生酒精的机制相同
12.如图1为甲、乙两种单基因遗传病的遗传系谱图,已知甲病相关基因经限制酶SmaI酶切后的电泳图如图2所示,且在男性中甲病的患病概率为1/7,乙病与多指的遗传病类型相同,下列叙述正确的是( )
A.甲病性状的遗传与性别无关 B.SmaI不能识别切割甲病致病基因
C.Ⅱ-5与Ⅱ-6生了一个男孩,正常的概率为1/6
D.Ⅲ-3携带甲病致病基因的概率是1/9
13.CRISPR-Cas系统包含CRISPR基因和Cas基因(CRISPR关联基因)两部分,其中CRISPR是细菌等原核生物基因组内的一段重复序列,当病毒入侵后,某些细菌能够把病毒基因的一小段存储到CRISPR,Cas基因则位于CRISPR基因附近或分散于基因组其他地方,该基因编码的蛋白均可与CRISPR序列区域共同发生作用,CRISPR-Cas系统的组成如图所示,现在CRISPR-Cas9(由一条单链向导RNA和内切核酸酶Cas9组成)已发展成为对靶向基因进行特定修饰的第三代基因编辑技术。下列相关描述错误的是( )
A.CRISPR-Cas系统在基因编辑过程中起到限制酶的作用
B.该实例说明寄生物与寄主之间存在协同进化
C.内切核酸酶Cas9具有专一性
D.CRISPR基因经过转录翻译之后可以与内切核酸酶Cas9对目的基因进行切割
14.2022年1月7日,马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上,虽然这颗心脏仅仅存活了2个月时间,但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了减低免疫排斥反应,研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法正确的是( )
A.sgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA分子,Cas9蛋白的功能与DNA连接酶相似
B.若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去除,通常需设计两个序列不同的sgRNA
C.CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因sgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般sgRNA序列越短,脱靶率越低
D.接受器官移植的受体往往需服用免疫抑制剂来防止出现过敏现象
15.科学家采用了下图所示流程,将除草剂抗性基因导入到玉米细胞中,以期获得抗除草剂性状的转基因玉米。转化过程中常有残留农杆菌附着在愈伤组织表面,进而导致未转化的愈伤组织也可能在含除草剂的培养基中生长,称为假阳性。请回答下列问题:
注:报告基因含有内含子,不能在原核生物中正确表达,其正确表达产物能催化无色物质K呈蓝色
(1)基因表达载体除了含目的基因、特定限制酶切割位点、复制原点外,还必须有________________,以确保导入的基因正常表达。除草剂抗性基因G必须插入到Ti质粒的T-DNA中,原因是________________。
(2)利用PCR技术,可以鉴定被侵染的愈伤组织中是否含有除草剂抗性基因G。除草剂抗性基因G的部分序列如下:
5'-ATGGCT……AGGAAC-3'
3'-TACCGA……TCCTTG-5'
根据上述序列应选择引物________(填字母)进行PCR;一个目的基因G扩增5次,共需要________个引物。
A.引物:5'-TACCGA—3' B.引物:5'—GTTCCT—3'
C.引物:5'—AUGGCU-3' D.引物:5'—ATGGCT—3'
(3)通过在培养基中添加________进行“筛选1”,通常在培养基中添加无色物质K进行“筛选2”的目的是____________。从抗除草剂玉米叶片中提取抗除草剂基因的DNA过程中,加入95%冷酒精的目的是_________。
(4)科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,目的是________________。
常考点三:植物细胞工程
16.科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A.对过程①获取的外植体需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.可根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
C.过程①应将叶片下表皮向下,置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
D.⑤进行脱分化和再分化过程,杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状
17.转录因子Ghl蛋白和GhE1 蛋白能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育,其机制如图所示。下列相关分析正确的是 ( )
A.愈伤组织增殖使用的培养基不需要添加植物激素类物质
B.Gh1 与GhE1 单独作用均能促进GhPs 基因的表达
C.促进GhEl基因的表达可促进愈伤组织分化成根等器官
D.图示是从转录水平对GhPs基因的表达进行调控
18.小麦等禾本科植物的三倍体具有重要的育种价值。下图表示利用三倍体获得新品种的四种方式。下列分析正确的是( )
A.方式①采用物理因素提高了突变率,一定能得到改良品种
B.方式②获得的品种为四倍体,减数分裂时会形成两个四分体
C.方式③通过杂交获得的异源五倍体植株不一定能产生可育后代
D.方式④可用低温处理三倍体幼苗,抑制细胞分裂时纺锤体的形成
19.某科研团队为规模化培育马铃薯脱毒苗,设计了如下流程:取田间马铃薯茎尖→消毒处理→接种至诱导培养基→获得愈伤组织→继代培养→分化出丛状苗→生根→移栽。下列叙述正确的是( )
A.取植株其他部位作为外植体,只要做好消毒操作也能得到脱毒苗
B.若培养基中均加入抗生素抑制杂菌生长,则消毒后无需进行无菌操作
C.诱导分化出丛状苗时,培养基中需要保持细胞分裂素多生长素少
D.在移栽前还需将植株从培养基中移出,移入到含有杂菌的蛭石中进行炼苗
20.下图为植物组织培养流程图,①~③表示相应过程。下列相关叙述正确的是( )
A.组织培养过程也可无明显过程①,直接形成胚状体结构
B.过程②形成的胚状体可用隔绝空气的材料包裹形成人工种子
C.过程③形成的试管苗经炼苗后需移栽到含有多种植物激素的基质上
D.用同一植株体细胞组织块培养获得的试管苗不会出现变异
21.遗传学上将缺失一条染色体的二倍体称为单体,将缺失一对同源染色体的二倍体称为缺体。现有某种植物的单体甲和缺体乙,其产生的配子以及自交或杂交子代的存活率相同;甲、乙缺失的染色体序号不同。下列相关叙述正确的是( )
A.甲在减数分裂过程中形成的四分体数一般为奇数
B.用甲植株的花药进行单倍体育种可以获取缺体植株
C.甲和乙杂交的子代中,分别与甲、乙缺失相同染色体的植株各占一半
D.甲与某种性状的显性纯合子杂交可判断决定该性状的基因是否位于甲缺失的染色体上
22.玉米是我国重要的雌雄同株异花传粉的农作物,其天然杂交(异花授粉)的特性易导致不同品种间发生“串粉”现象,进而影响目标性状的稳定遗传。研究表明,玉米产量与品质受多对农艺性状相关基因的调控,其中结实特性和籽粒糯性是两类具有重要育种价值的遗传性状。已知A、a是与结实有关的基因,B、b是与糯性有关的基因(b控制糯性),两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三类玉米植株,基因型分别为AABB、AaBB、aabb,科学家利用这三类植株进行了四组实验,结实情况如表所示。分析回答下列问题:
组别
①
②
③
④
亲本
甲(♂)×乙(♀)
乙(♂)×甲(♀)
甲(♂)×丙(♀)
丙(♂)×甲(♀)
结实情况
结实
结实
结实
不结实
(1)第④组杂交不结实是由于基因型为______的雌配子不能与另一种基因型的雄配子结合导致,这种现象属于异交不亲和。
(2)利用第(1)题的结论,为培育异交不亲和且能稳定遗传的糯性玉米新品种,研究者以甲、乙、丙三类玉米为材料进行了选育工作。
①第一步:以______为母本,______为父本杂交,获得F1AaBb。
②第二步:再用丙与F1植株杂交得F2,杂交时以______作为母本,原因是______。
③第三步:F2中选择糯性玉米自交获得F3,筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种。
(3)有人认为上述选育方案所需时间较长,请你在上述方案的基础上提出另一种方案以达到加快育种进程的目的______。
常考点四:动物细胞工程
23.基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶以及基因编辑技术增加了两个父系基因组印记控制区域的甲基化,以及母系控制区域的5个去甲基化,经修饰的卵母细胞经早期胚胎培养后进行胚胎移植,成功培育出可育的孤雌小鼠,部分过程如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.基因组印记导致一对等位基因中的一个发生突变而不能表达
B.卵母细胞的体外培养除需加入血清等营养,还需加入干扰素
C.生育出的孤雌小鼠为只含有母系基因的单倍体小鼠
D.与野生型小鼠相比孤雌小鼠的遗传多样性降低,野外生存能力下降
24.如图是“生物导弹”的作用原理,阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列相关说法错误的是( )
A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,具有特异性强,灵敏度高等特点
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA转录和翻译过程
C.单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞,进而治疗癌症
D.单克隆抗体作用的特异性可减轻阿霉素对正常细胞的伤害
25.烟草花叶病毒(TMV)会严重影响烟草的品质和产量,TMV外壳蛋白中15-560残基的肽段具有较强的免疫原性。为了能够快速检测并防控受感染的烟草植株,科研人员运用动物细胞工程技术研发出针对TMV的灵敏且高效的鼠源性单克隆抗体(mAb)检测试纸。下列说法错误的是( )
A.经筛选后的杂交瘤细胞在体外培养时不需要提供特殊的气体环境
B.该检测试纸利用了mAb与TMV的相应肽段特异性结合的特性,从而判断烟草是否被感染
C.用聚乙二醇(PEG)处理已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,能诱导二者融合形成杂交瘤细胞
D.制备mAb时,需用免疫原性较强的TMV的肽段多次免疫实验鼠,以获得更多能产生特异性抗体的B淋巴细胞
26.动物体细胞融合后染色体核型不稳定,来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条,这种现象常应用于基因的定位。在单克隆抗体的制备过程中,杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象(不考虑基因相互作用和其他变异)。为解这个问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列叙述错误的是( )
A.筛选后的杂交瘤细胞具有产生EBV抗体的能力
B.HAT培养基和Oua筛选去除的不止是未融合的BV转化细胞和未融合的骨髓瘤细胞
C.利用抗体检测筛选上图的杂交瘤细胞经克隆化培养可具有持续产生所需抗体的能力
D.若杂交瘤细胞丢失某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上
27.病毒PEDV会使猪患流行性腹泻,在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C(VC),杂交瘤细胞增殖情况及抗体分泌情况如图和表格所示。叙述错误的是( )
VC/(ng·mL-1)
抗体效价
0
1:4000
5
1:4000
10
1:8000
20
1:2000
注:抗体效价指经系列稀释后,能检测出抗原抗体反应的血清最高稀释度的倒数
A.单克隆抗体的制备过程用到了动物细胞融合技术、动物细胞培养技术等
B.克隆化培养得到的杂交瘤细胞产生的抗体不一定能抗PEDV
C.10ng·mL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖
D.20ng·mL-1VC通过抑制细胞增殖降低抗体效价
28.6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体,会有一个随机失活,且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养,再对不同的单细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G-6PD蛋白电泳检测,结果如下图所示。有关叙述错误的是( )。
A.原代培养的细胞中都含有XF基因和XS基因
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞
C.原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞
D.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
29.肿瘤免疫治疗是指通过重新启动并维持肿瘤一免疫循环,恢复、提高机体的抗肿瘤免疫反应,从而控制甚至特异性清除肿瘤的治疗方法。肿瘤免疫治疗在多个肿瘤如黑色素瘤,肾癌和前列腺癌等实体瘤的治疗中表现出了强大的抗肿瘤活性。相对于传统的化疗,肿瘤免疫治疗副作用小,发生率低,不良反应比较轻。回答下列问题:
(1)人体的免疫系统主要有三大功能,其中能及时发现和清除癌细胞,体现的是免疫系统的______功能。肿瘤免疫治疗所采用的具体方法有很多,最终目的都是控制甚至特异性清除肿瘤,从分子角度分析,原因是肿瘤细胞上有______。
(2)T细胞表面的蛋白PD-1是一种重要的免疫抑制分子。它的主要作用是限制慢性炎症、感染或癌症中的T细胞活性。在肿瘤的微环境中,肿瘤细胞能够表达PD-L1,一旦PD-L1和PD-1结合,就会向T细胞传达一种负向调控信号,诱导T细胞进入静息状态而无法识别肿瘤细胞。请分析推测人们利用治疗性抗体治疗肿瘤的机制是______
(3)抗体由恒定区段和可变区段两部分构成,其中可变区段决定抗体的特异性。利用小鼠制备的单克隆抗体,在应用于肿瘤的临床免疫治疗前,需对该抗体进行人源化改造,即将该抗体的______区段替换成人的相应区段,这样处理的目的是______。
(4)研究发现,前列腺癌细胞通过外泌体(细胞分泌的具膜小泡)将PD-L1分泌到细胞外,而外泌体PD-L1也能抑制T细胞的活性。请分析抗PD-L1抗体对前列腺癌的治疗基本无效的原因可能是______(答出一点)。
常考点五:转基因产品的安全性
30.抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
31.我国科研人员借助CRISPR/Cas9技术对小麦的基因进行编辑,获得了抗白粉病小麦。CRISPR/Cas9基因编辑工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列
B.Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键
C.基因编辑小麦没有引入外源基因,理论上来说其安全性高于传统转基因作物
D.sgRNA序列越短,进行基因编辑的过程中“脱靶”的风险越大
32.科学技术与科学发现之间存在相互促进的关系。下列叙述错误的是( )
A.中心法则的发现促进了转基因技术的诞生
B.胚胎发育规律的解析促进了克隆技术的发展
C.同位素标记法的应用促进了DNA双螺旋结构的发现
D.膜片钳技术的发明促进了对动作电位发生原理的认识
33.豇豆对多种害虫具有抗虫能力,根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CPTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后,却发现效果不佳,主要原因是CPTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CPTI基因进行了修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。以下说法正确的是( )
A.该过程中,所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B.水稻产生的蛋白质可能对某些人会造成过敏反应
C.修饰的结果是使该目的基因在受体细胞内得以表达
D.若水稻转基因成功,一定可以在后代中检测到该基因
34.转基因作物的推广种植,大幅提高了粮食产量,取得了巨大的经济效益和生态效益;硕果累累的转基因作物相关研究在带给人们喜悦的同时,也促使人们关注转基因作物的安全性问题。下列有关转基因作物安全性的叙述,错误的是( )
A.抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染
B.转入抗性基因的植物可能成为"入侵物种”,影响生态系统的稳定性
C.大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加
D.只要目的基因来自自然界,培自出的转基因植物就不会有安全性问题
35.下列哪项不属于转基因技术的成果?( )
A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,因而猪的生长速度快、个体大
B.转基因大米中含有β-胡萝卜素,营养丰富、产量高
C.转基因植物合成的某些新蛋白质,引起个别人过敏
D.让转基因牛为人类生产凝血因子,并在牛奶中提取
36.有人认为转基因生物势必会打破自然界物种的界限,改变生态系统中的能量流动和物质循环,会对生态系统的稳定性造成破坏。下列对上述观点的完全反驳的是( )
A.种植转基因抗虫作物,可以减少农药的使用量
B.种植转基因农作物可以保护农田土壤环境
C.转基因生物不会改变生物原有的分类地位,充其量只能说是具有某种特征的同一物种,不会破坏生态系统的稳定性
D.重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物,可能会造成二次污染
37.为了制定出控制转基因大豆向野生大豆基因漂移的安全管理措施,以下不能作为评估风险程度依据的是( )
A.转基因大豆与野生大豆的地理分布 B.转基因大豆与野生物种间的亲缘关系
C.野生大豆的蛋白质含量 D.传粉昆虫的种类和数量
38.1993年,我国科学家就成功地将苏云金芽孢杆菌中的Bt抗虫蛋白基因(Cry基因)整合到棉花的染色体上,培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉。Cry基因家族与各基因表达产物的主要作用对象如表所示。请回答下列问题:
Cry基因家族
表达产物主要作用对象
Cry1、Cry2和Cry9
鳞翅目昆虫幼虫
Cry3、Cry7和Cry8
鞘翅目昆虫幼虫
Cry4和Cry11
双翅目昆虫幼虫
(1)要防治鳞翅目夜蛾科的棉铃虫,应该选择________________基因转入棉花植株,培育转基因抗虫棉,该过程中发生的变异_________(填“是”或“不是”)基因突变。苏云金芽孢杆菌细胞中的Bt抗虫蛋白基因在棉花细胞中也能表达Bt抗虫蛋白,原因是__________________。
(2)研究人员希望培育出能同时抗两类昆虫幼虫的棉花植株。他们将一个Cry2基因和一个Cry11基因随机整合到某棉花植株的染色体上,并让该转基因棉花植株自交,则F1植株中,抗两类昆虫幼虫植株与抗一类昆虫幼虫植株的比例可能为________________。
(3)导入Cry4基因并成功表达Bt抗虫蛋白的棉花植株__________(填“一定”或“不一定”)能杀死所有双翅目昆虫幼虫,原因是__________。
(4)研究发现,转基因植物可能会通过花粉将外源基因传递给非转基因的同种植物或近缘物种,从而造成“基因污染”。将外源基因导入叶绿体DNA中,就可以避免这一现象,原因是____________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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高二生物下学期 期中常考点专攻练
5大常考点必刷
常考点一:传统发酵技术的应用
1.绍兴是黄酒之乡,“麦曲酶长,酵米复芳;白梅酒酿,伴淋寒香;压滤琼浆,煎煮陈藏”是对绍兴黄酒精致复杂酿造工艺的描述。在黄酒的主发酵过程中,“开耙”(搅拌)是极为关键的一步。下列相关叙述错误的是( )
A.接种麦曲有利于淀粉的糖化,有利于“酒酿”菌种发酵
B.煎煮的目的是除去发酵产品中的杂菌,利于酵母菌繁殖
C.陈藏有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应,使酒更加芳香
D.发酵过程中“开耙”可适当提供O2,调节pH,活化酵母
【答案】B
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~25℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、淀粉属于生物大分子物质,淀粉糖化为小分子糖有利于发酵过程中酵母菌对糖类的利用,A正确;
B、煎煮是进行消毒,除去发酵产品中的酵母菌等微生物,利于储藏,B错误;
C、陈储”是将榨出的酒放入罐内存放,此过程有利于黄酒中醇与酸发生酯化反应,使酒更加芳香,C正确;
D、“开耙”(搅拌)是为了让酵母菌进行有氧呼吸,增加酵母菌的数量,有利于活化酵母,D正确。
故选B。
2.酵母菌是高中生物学实验中常用的材料,如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.实验①中,若0.1%溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,则酵母菌进行有氧呼吸
B.实验②中,通过显微计数法统计酵母菌数量时应遵循随机取样原则
C.实验③中,创造无氧环境不但有利于酒精发酵,也可以防止好氧微生物污染发酵液
D.实验④中,利用外力破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁以释放DNA分子作为模板
【答案】A
【详解】A、探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,0.1%溴麝香草酚蓝溶液用于CO2的检测,由蓝变绿再变黄说明有CO2产生,但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生,A错误;
B、通过显微计数法统计酵母菌数量实验中,随机取样可以有效降低因微生物分布不均匀带来的误差,B正确;
C、果酒制作依赖酵母菌的无氧呼吸(产酒精),创造无氧环境既有利于酒精发酵,也能抑制好氧微生物的生长繁殖,从而防止发酵液被污染,C正确;
D、酵母菌具有细胞壁和细胞膜,需要利用外力破坏它们,DNA才能释放出来,故PCR扩增酵母菌DNA片段时,需要先利用外力破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁,释放的DNA分子可作为PCR的模板,D正确。
故选A。
3.人类利用微生物发酵制作食品已经有几千年的历史,下列相关叙述正确的是( )
A.酵母菌、毛霉、曲霉等多种微生物参与了腐乳的制作
B.家庭制作果醋时,发酵液表面产生的菌膜由乳酸菌形成
C.家庭制作酸奶时,加入少量抗生素可以避免杂菌污染
D.制作果酒过程中,定时拧松瓶盖为酵母菌发酵提供O2
【答案】A
【详解】A、腐乳制作中,毛霉起主要作用,其分泌的蛋白酶和脂肪酶分解豆腐中的大分子物质。此外,酵母菌和曲霉等微生物在前期也可能参与发酵,共同促进腐乳风味形成,A正确;
B、果醋制作利用的是醋酸菌(需氧型),发酵液表面的菌膜由醋酸菌大量繁殖形成,而非乳酸菌(用于酸奶和泡菜,且为厌氧型),B错误;
C、抗生素会抑制或杀死乳酸菌(细菌),导致酸奶发酵失败。家庭制作酸奶通常通过高温灭菌原料和密闭环境控制杂菌,C错误;
D、果酒制作中,酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。定时拧松瓶盖的目的是排出产生的CO₂,防止容器爆裂,而非提供O₂(无氧发酵不需要O₂),D错误。
故选A。
4.中国酒文化博大精深,酿酒技术在我国已有上千年的历史。以下是用苹果酿造果酒果醋的过程,以下说法正确的是( )
A.酵母菌与醋酸杆菌的代谢类型均为异养好氧型
B.果酒转化为果醋所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
C.添加白砂糖有利于酒精的产生,加入醋酸杆菌后发酵条件只需要改变通气情况
D.醋酸发酵前,加入无菌水对苹果果酒进行稀释
【答案】D
【详解】A、酵母菌是异养兼性厌氧型微生物,醋酸杆菌为异养好氧型微生物,代谢类型不同,A错误;
B、醋酸发酵利用的是醋酸杆菌,原核细胞,没有线粒体,B错误;
C、添加白砂糖有利于酒精的发酵,多数醋酸杆菌的最适温度为;加入醋酸杆菌后温度需要提高且要通气,C错误;
D、醋酸发酵前,加入无菌水对苹果酒进行稀释,防止酒精浓度过高抑制醋酸杆菌的发酵,D正确。
故选D。
5.下列关于生物实验的叙述正确的是( )
A.施旺、施莱登运用不完全归纳法得出一切动植物都由细胞发育而来
B.果酒发酵过程中,每隔12h左右打开瓶盖,释放酵母菌发酵产生的CO2
C.拜尔的实验在黑暗中进行是为了排除光照对胚芽鞘尖端合成生长素的影响
D.分别用含有35S和32P的两种培养基培养细菌,再用上述细菌分别培养病毒,检测子代病毒的放射性可区分是DNA病毒还是RNA病毒
【答案】A
【分析】1、噬菌体属于侵染细菌的病毒,它没有细胞结构,缺乏自主代谢机制,它的生命活动离不开宿主细胞。
2、病毒中含有DNA或RNA一种核酸,其遗传物质是DNA或RNA。
【详解】A、施旺、施莱登观察了部分动植物,运用不完全归纳法得出一切动植物都由细胞发育而来,A正确;
B、果酒发酵过程中,每隔一段时间左右拧松瓶盖,释放酵母菌发酵产生的CO2,B错误;
C、拜尔的实验在黑暗中进行是为了排除光照对胚芽鞘尖端生长素分布的影响,C错误;
D、分别用含有35S和32P的两种培养基培养细菌,再用上述细菌分别培养病毒,S是蛋白质的特征元素(DNA病毒和RNA病毒都含有蛋白质),P是核酸(DNA和RNA都含有)的特征元素,不能区分DNA病毒还是RNA病毒,D错误。故选A。
6.某同学利用新鲜葡萄进行果酒、果醋的制作,在制作过程中记录了不同阶段的相关操作及现象。下表是不同操作阶段的操作内容及现象,下列有关叙述错误的是( )
操作阶段
操作内容
现象
果酒制作初期
将葡萄汁装入发酵瓶,留有约1/3的空间,封闭瓶口
瓶中有少量气泡产生
果酒制作中期
持续封闭瓶口
瓶中产生大量气泡
果酒制作后期
继续封闭瓶口
气泡产生速度减慢至几乎无气泡
果醋制作阶段
打开瓶口,发酵瓶通入无菌空气,升高温度
发酵液逐渐变酸,有明显醋香味
A.果酒制作初期瓶中有少量气泡产生,主要与酵母菌的有氧呼吸有关
B.果酒制作中期瓶中产生的大量气泡主要与酵母菌的无氧呼吸有关
C.果酒制作后期瓶中几乎无气泡产生,是因为代谢废物积累导致酵母菌全部死亡
D.果醋制作阶段发酵液变酸且有明显醋香味,是醋酸菌将酒精转化为乙酸的结果
【答案】C
【详解】A、果酒制作初期,发酵瓶中留有1/3空间,氧气较充足,酵母菌主要进行有氧呼吸以快速增殖,同时产生CO₂形成少量气泡,A正确;
B、果酒制作中期,氧气逐渐耗尽,酵母菌转为无氧呼吸为主,无氧呼吸产生大量CO₂,导致气泡大量产生,B正确;
C、果酒制作后期瓶中几乎无气泡产生,是因为发酵液中的葡萄糖等营养物质被消耗得差不多了,而不是代谢废物积累导致酵母菌全部死亡,C错误;
D、果醋制作阶段,醋酸菌在氧气充足、温度适宜时,将乙醇氧化为乙酸,导致发酵液变酸并散发醋香味,D正确;
故选C。
7.为研究添加有机酸对泡菜品质的影响,研究者以未添加有机酸的发酵萝卜泡菜为对照,在老母水(反复使用的泡菜水)中添加 0.089 mol/L(以 0.8%乳酸换算)的不同有机酸(乳酸、乙酸、柠檬酸)来制作发酵萝卜泡菜,部分实验结果如图甲、乙所示。下列叙述正确的是( )
A.乙酸对发酵菌有抑制作用,可延缓发酵进程
B.加入不同有机酸均利于微生物分解亚硝酸盐
C.添加有机酸组的酸碱度会随发酵延长而降低
D.发酵过程中,还原糖与亚硝酸盐的变化同步
【答案】A
【详解】A、从甲图可知,添加乙酸组在5d时还原糖较其他组多,因还原糖是发酵菌的能源物质,因而可推测乙酸对发酵菌有抑制作用,从而延缓发酵进程,A 正确;
B、发酵初期,蔬菜中的硝酸盐被微生物分解成亚硝酸盐,从而使亚硝酸盐含量升高,发酵后期,亚硝酸盐会被微生物分解,从而使其含量降低,也即亚硝酸盐含量变化取决于其合成与分解的差值,图中只能看出亚硝酸盐的含量,无法判断其与有机酸的关系,B错误;
C、实验所添加的有机酸是定量的,泡菜的酸碱度不仅与添加的有机酸有关,还与微生物的发酵活动有关,若泡菜发酵后期微生物将营养物质耗尽,则泡菜的酸碱度会保持稳定,C错误;
D、还原糖是发酵菌的能源物质,随着发酵的进行会不断地减少直至为0,亚硝酸盐是微生物分解硝酸盐产生的,但也会被微生物降解,因此随着发酵的进行,亚硝酸盐含量先升高后降低,D错误。
故选A。
8.酵母菌不能直接利用淀粉进行酒精发酵。传统白酒生产工艺是以曲霉菌与酵母菌为主的混合菌种发酵,前者分解淀粉产生葡萄糖,后者利用葡萄糖发酵产生酒精。某科技工作者将曲霉菌中合成淀粉酶的基因N导入酵母菌,培育出转基因酵母菌,实现单一菌种直接利用淀粉通过发酵工程高效生产酒精。回答下列问题:
(1)如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5′端分别引入______和_______限制酶识别序列。
(2)构建的重组质粒,大小约9.5kb(假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变)。进一步筛选构建的质粒,以1~4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。为了检验PCR反应中是否被外源DNA污染,第5组的处理方式是______。初步判断实验组______(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N。
(3)发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过______转化为人类所需要的产物的过程。发酵工程的中心环节是______。酵母菌发酵获得酒精的同时还可以得到大量的菌体,即______,其可以作为食品添加剂或作为动物饲料,提取这些菌体可用的方法是______(填“沉淀”或“蒸馏”)。
【答案】(1) Xho I Xba I
(2) 不加模板(以等量的蒸馏水代替质粒模板) 1
(3) 微生物的代谢 发酵罐内的发酵过程 单细胞蛋白 沉淀
【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。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
【详解】(1)分析图1可知,质粒pYL应该选用Spe Ⅰ和Xho Ⅰ酶切,由于目的基因N含有Spe Ⅰ识别序列,故N基因不能使用Spe Ⅰ酶切,但Xba Ⅰ与其具有相同的黏性末端,基因N酶切时可以用Xba Ⅰ替换Spe Ⅰ,即N基因两端应该含有Xba Ⅰ和Xho Ⅰ识别序列,N基因a链为转录模板链,转录从模板链的3'端→5'端,引物与模板链的3'端结合,因此a链的右边为3'端,将基因与载体正向连接,则引物1的5'端应添加Xho Ⅰ序列,引物2的5'端应添加Xba Ⅰ序列。
(2) 构建重组质粒,大小约9.5kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变,而质粒pYL本身7.2kb,可知目的基因N大小为2.3kb。检验PCR反应中是否被外源DNA污染,第 5 组的处理方式是不加模板(以等量的蒸馏水代替质粒模板),其他条件与实验组相同,因此第5组无条带。1组PCR产物大小与基因N一致,因此初步判断实验组1组的质粒中成功插入了基因N。
(3)发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。 发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程。 酵母菌发酵获得酒精的同时得到的大量菌体,即单细胞蛋白。 提取这些菌体可用的方法是沉淀(蒸馏是用于提取酒精等挥发性物质的方法,沉淀可用于收集菌体)。
常考点二:重组技术DNA技术的基本工具
9.苯丙酮尿症(致病基因用A/a表示)是由PH基因编码的苯丙氨酸羟化酶异常引起的一种遗传病。已知人群中染色体上PH基因两侧限制酶Msp I酶切位点的分布存在两种形式(图1)。一对夫妻婚后生育了一个患有苯丙酮尿症的孩子,②号个体再次怀孕(图2),为确定胎儿是否正常,需要进行产前诊断,提取该家庭所有成员的DNA经Msp I酶切后进行电泳分离,并利用荧光标记的PH基因片段与酶切片段杂交,得到DNA条带分布情况如图3。下列叙述正确的是( )
A.通过图2可知,该遗传病在男女中的发病率不同
B.①号和②号个体23Kb的DNA条带中一定含有正常PH基因
C.④号与②号个体基因型相同的概率是100%
D.④号个体为PH基因杂合子女孩的概率为
【答案】D
【分析】1、根据题意和图2分析可知:3为患病女孩,而其父母正常,说明苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病。①、②、③号分别为杂合子、杂合子、隐性纯合子。
2、根据题意和图3电泳DNA条带分布情况可知:①号个体体内含有两条23kb的DNA条带,一条含有正常PH基因,一条含有异常隐性PH基因;③号体体内含有两条23kb的DNA条带,都是异常隐性PH基因;一条来自①号个体,一条来自②号个体;②、④号个体体内含有一条23kb的DNA条带,一条19kb的DNA条带。由此可知,②号个体体内含有的23kb的DNA条带一定含有异常隐性PH基因,则19kb的DNA条带就含有正常PH基因。④号个体体内含有的23kb的DNA条带应该来自①号个体,所以可能含有异常隐性PH基因,也可能含有正常PH基因,19kb的DNA条带来自②号个体,就含有正常PH基因。
【详解】A、图2中,父母正常,女儿患病,可判断此病为隐性遗传病,若为伴X染色体隐性遗传病,女儿得病,其父亲一定是患者,但该患病女儿的父亲正常,因此该病为常染色体隐性遗传病,故该病在男女中发病率相同,A错误;
B、根据图2推知,①和②号个体的基因型是Aa,③号个体的基因型是aa,图3结果表示,①号个体内含有两条23kb的DNA条带(即体细胞中含2条甲形式的DNA,其中一条上有A基因,一条上有a基因),②号体内含1条23kb的DNA条带和1条19kb的DNA条带(即体细胞中含1条甲形式的DNA和1条乙形式的DNA,且A基因位于乙形式的DNA上,a基因位于甲形式的DNA上),由于③号个体为患者,体内有2条来自①和②号个体的带有a基因的23kb的DNA条带,因此①号个体23kb的DNA条带中一定含有正常PH基因,②号个体19kb的DNA条带中一定含有正常PH基因,B错误;
C、④号个体含有的一条19kb的DNA条带,一定是来自②号亲本且为正常PH基因(A基因),另一条23kb的DNA条带来自①号亲本(其上可能是A基因,也可能是a基因),因此④号个体基因型为AA或Aa,而②号个体基因型为Aa,故二者基因型相同的概率是50%,C错误;
D、④号个体的基因型及概率为1/2AA、1/2Aa,其为杂合子女孩(AaXX)的概率为 1/2×1/2=1/4,D正确。
故选D。
10.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用a酶切割,把得到的产物用b酶切割,得到的DNA片段大小如下表所示。a酶和b酶的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法错误的是( )
a酶切割产物( bp)
b酶再次切割产物( bp)
2100;1400;1000;500
1900;200;800;600;1000;300;200
A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列均为3个
B.a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接
C.限制酶将一个DNA分子切成两个片段需要消耗两个水分子
D.用a酶切割与线性DNA分子具有相同碱基序列的质粒,一定能得到4种切割产物
【答案】D
【分析】分析题图:a酶和b酶识别的脱氧核苷酸序列不同,但切割后产生的黏性末端相同。分析表格:a酶可以把原有DNA切成4段,说明有该DNA分子上有3个切口,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,把大小是500的DNA切成大小分别为200和300两个片段且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有3个。
【详解】A、a酶可以把原有DNA切成4段,说明有该DNA分子上有3个切口,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,把大小是500的DNA切成大小分别为200和300两个片段且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有3个,A正确;
B、由图可以看出a酶和b酶切割后产生的黏性末端相同,它们之间能相互连接,B正确;
C、DNA分子是双链结构,限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需断裂两个磷酸二酯键消耗两个水分子,C正确;
D、质粒是环状DNA分子,与线性DNA相同碱基序列的质粒含有3个a酶的切割位点,则其被a酶切割后可以得到3种切割产物,而不是4种,D错误。
故选D。
11.“不可能的汉堡”使用非肉素食制作,其外观与口感和牛肉所制成的汉堡近似。此素食汉堡在主料大豆蛋白外,加入由酵母菌产生的大豆根瘤菌血红蛋白,使其具有肉汁感。依据上述信息及已习得知识判断,下列叙述正确的是( )
A.肉汁感是由“不可能的汉堡”中,大豆根瘤菌血红蛋白的核苷酸所造成
B.“不可能的汉堡”使用的大豆根瘤菌血红蛋白,是由基因工程技术产生
C.大豆根瘤菌血红蛋白是一种特殊的大豆蛋白质
D.酵母菌产生大豆根瘤菌血红蛋白的机制,与其产生酒精的机制相同
【答案】B
【详解】A、大豆根瘤菌血红蛋白的本质是蛋白质,其功能由氨基酸排列顺序及空间结构决定,而非核苷酸(核酸的基本单位),A错误;
B、酵母菌本身不含大豆根瘤菌血红蛋白基因,需通过基因工程技术将根瘤菌的该基因导入酵母菌,使其表达并产生该蛋白,B正确;
C、大豆根瘤菌血红蛋白由根瘤菌(细菌)的基因控制合成,属于细菌蛋白,而非大豆自身合成的蛋白质,C错误;
D、酵母菌产生血红蛋白需通过基因的转录和翻译(需核糖体),而产酒精是通过无氧呼吸(在细胞质基质中进行),两者机制不同,D错误。
故选B。
12.如图1为甲、乙两种单基因遗传病的遗传系谱图,已知甲病相关基因经限制酶SmaI酶切后的电泳图如图2所示,且在男性中甲病的患病概率为1/7,乙病与多指的遗传病类型相同,下列叙述正确的是( )
A.甲病性状的遗传与性别无关 B.SmaI不能识别切割甲病致病基因
C.Ⅱ-5与Ⅱ-6生了一个男孩,正常的概率为1/6
D.Ⅲ-3携带甲病致病基因的概率是1/9
【答案】B
【分析】多指遗传方式是常染色体显性遗传。根据系谱图和电泳图来判断甲病的遗传方式,可用“假设法”来判断。对于伴X染色体隐性遗传病,男性中的发病率等于人群致病基因的基因频率。
【详解】A、I一1患甲病但对应只有一个条带(该条带就是甲病致病基因且没有被SmaI酶切)、I-2不患甲病但对应有三个条带(下面两个条带是甲病对应正常基因被SmaI酶切产生的两个DNA条带),说明I-2为甲病致病基因的携带者,说明甲病是隐性遗传病,II-1正常,结合图2判断,II-1不含患病基因,所以该病为伴X染色体隐性遗传病,甲病性状的遗传与性别有关,A错误;
B、甲病为伴X染色体隐性遗传病,若控制甲病和乙病的致病基因分别用A/a表示,那么I一1基因型为XaY,I一1只有一个条带(该条带就是甲病致病基因且没有被SmaI酶切);I-2基因型为XAXa,有三个条带(最上面条带就是甲病致病基因且没有被SmaI酶切,下面两个条带是甲病对应正常基因被SmaI酶切产生的两个DNA条带),所以甲病致病基因中不含有Smal识别序列,正常基因中含有Smal识别序列,B正确;
C、甲病为伴X染色体隐性遗传病,乙病与多指的遗传病类型相同,则乙病的遗传方式是常染色体显性遗传。若控制甲病和乙病的致病基因分别用A/a、B/b表示,II-5的基因型为BbXAXa、II-6的基因型为bbXAY,二者生了一个男孩,正常(bbXAY)的概率为1/2×1/2=1/4,C错误;
D、II-3不患甲病,其基因型为XAY,男性中甲病的患病概率为1/7,则说明Xa的基因频率为1/7,XA的基因频率为6/7,则II-4为携带者(XAXa)的概率为(2×1/7×6/7)/(1-1/7×1/7)=12/48=1/4,则Ⅲ-3携带甲病致病基因的概率是1/4×1/2=1/8,D错误。
故选B。
13.CRISPR-Cas系统包含CRISPR基因和Cas基因(CRISPR关联基因)两部分,其中CRISPR是细菌等原核生物基因组内的一段重复序列,当病毒入侵后,某些细菌能够把病毒基因的一小段存储到CRISPR,Cas基因则位于CRISPR基因附近或分散于基因组其他地方,该基因编码的蛋白均可与CRISPR序列区域共同发生作用,CRISPR-Cas系统的组成如图所示,现在CRISPR-Cas9(由一条单链向导RNA和内切核酸酶Cas9组成)已发展成为对靶向基因进行特定修饰的第三代基因编辑技术。下列相关描述错误的是( )
A.CRISPR-Cas系统在基因编辑过程中起到限制酶的作用
B.该实例说明寄生物与寄主之间存在协同进化
C.内切核酸酶Cas9具有专一性
D.CRISPR基因经过转录翻译之后可以与内切核酸酶Cas9对目的基因进行切割
【答案】D
【分析】CRISPR—Cas9的工作原理是Cas蛋白切割外来DNA片段,然后将其整合到CRISPR序列上,CRISPR序列经过转录、切割成为成熟的RNA;成熟的RNA招募Cas蛋白复合物特异性切割病毒同源性DNA,阻止病毒的增殖,起到了免疫作用。
【详解】AC、由于CRISPR—Cas9基因编辑技术可以对特定位点进行编辑,因此CRISPR-Cas系统在基因编辑过程中起到限制酶的作用,内切核酸酶Cas9具有专一性,能使特定部位的磷酸二酯键断开,AC正确;
B、CRISPR-Cas系统中的CRISPR是细菌等原核生物基因组内的一段重复序列,当病毒入侵后,某些细菌能够把病毒基因的一小段存储到 CRISPR,当病毒再次入侵细胞的时候起到免疫作用,这是细菌与病毒协同进化的结果,该实例说明寄生物与寄主之间存在协同进化,B正确;
D、CRISPR-Cas9是由一条单链向导RNA和内切核酸酶Cas9组成,即CRISPR基因经过转录之后可以与内切核酸酶Cas9对目的基因进行切割,D错误。
故选D。
14.2022年1月7日,马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上,虽然这颗心脏仅仅存活了2个月时间,但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了减低免疫排斥反应,研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法正确的是( )
A.sgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA分子,Cas9蛋白的功能与DNA连接酶相似
B.若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去除,通常需设计两个序列不同的sgRNA
C.CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因sgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般sgRNA序列越短,脱靶率越低
D.接受器官移植的受体往往需服用免疫抑制剂来防止出现过敏现象
【答案】B
【分析】基因工程中的操作工具及其作用:①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶),能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶,E·coliDNA连接酶,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击,使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。
【详解】A、“sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割”,Cas9蛋白的功能与限制酶相似,A错误;
B、据图,一个“CRISPR/Cas9系统”只能在DNA分子上切开一个切口。去除一个基因,需在该基因两端各有一个切口,需要设计两个“CRISPR/Cas9系统”,其sgRNA的序列不同,B正确;
C、sgRNA序列越短,DNA分子上与其互补的特定序列会越多,错误结合概率越高,C错误;
D、免疫抑制剂是降低免疫功能,减轻免疫排斥,不是防止出现过敏,D错误。
故选B。
15.科学家采用了下图所示流程,将除草剂抗性基因导入到玉米细胞中,以期获得抗除草剂性状的转基因玉米。转化过程中常有残留农杆菌附着在愈伤组织表面,进而导致未转化的愈伤组织也可能在含除草剂的培养基中生长,称为假阳性。请回答下列问题:
注:报告基因含有内含子,不能在原核生物中正确表达,其正确表达产物能催化无色物质K呈蓝色
(1)基因表达载体除了含目的基因、特定限制酶切割位点、复制原点外,还必须有________________,以确保导入的基因正常表达。除草剂抗性基因G必须插入到Ti质粒的T-DNA中,原因是________________。
(2)利用PCR技术,可以鉴定被侵染的愈伤组织中是否含有除草剂抗性基因G。除草剂抗性基因G的部分序列如下:
5'-ATGGCT……AGGAAC-3'
3'-TACCGA……TCCTTG-5'
根据上述序列应选择引物________(填字母)进行PCR;一个目的基因G扩增5次,共需要________个引物。
A.引物:5'-TACCGA—3' B.引物:5'—GTTCCT—3'
C.引物:5'—AUGGCU-3' D.引物:5'—ATGGCT—3'
(3)通过在培养基中添加________进行“筛选1”,通常在培养基中添加无色物质K进行“筛选2”的目的是________________。从抗除草剂玉米叶片中提取抗除草剂基因的DNA过程中,加入95%冷酒精的目的是________________。
(4)科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,目的是________________。
【答案】(1) 启动子、终止子、标记基因 DNA可转移并整合到受体细胞的染色体DNA上
(2) BD 62
(3) 氨苄青霉素 排除假阳性干扰 析出DNA
(4)防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中,造成环境污染
【分析】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】(1)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点等。T-DNA可转移并整合到受体细胞的染色体DNA上。
(2)PCR技术的原理是DNA的半保留复制,子链合成方向为5'到3',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,PCR扩增时,以母链DNA为模板,遵循碱基互补配对原则将四种脱氧核苷酸依次加到引物的3'端,完成目的基因的扩增,结合题目信息可,本题该选择BD引物进行PCR扩增。利用PCR技术扩增目的基因时,所形成的子代DNA分子中,除来自最初亲本的两条链不含引物,其它新合成的链上均含有引物,所以一个目的基因连续扩增5次,共需要25×2-2=62个引物。
(3)“筛选1”的目的是获得含有目的基因的农杆菌,需要借助质粒上的标记基因,所以添加氨苄青霉素,由于报告基因在原核细胞中无法表达,在真核细胞中才能表达,在“筛选2”时要添加无色物质K是为了排除假阳性。DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精溶液,从抗除草剂玉米叶片中提取抗草丁膦基因的DNA过程中,加入预冷的体积分数为95%的酒精目的是析出DNA。
(4)学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,目的是防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中,造成环境污染。
常考点三:植物细胞工程
16.科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A.对过程①获取的外植体需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.可根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
C.过程①应将叶片下表皮向下,置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
D.⑤进行脱分化和再分化过程,杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状
【答案】B
【详解】A、外植体消毒需先用乙醇消毒30s,然后立即用无菌水冲洗2-3次,再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2-3次。二者为先后使用,而非混合液消毒,混合可能降低消毒效果或损伤外植体,A 错误;
B、细胞壁是植物细胞发生质壁分离的结构基础。若杂种细胞再生细胞壁,在高渗溶液中会发生质壁分离;若未再生细胞壁,则不会发生质壁分离,因此可通过是否发生质壁分离鉴别细胞壁是否再生,B 正确;
C、获取原生质体时,酶溶液需添加渗透压稳定剂(如甘露醇),维持原生质体形态,避免低渗溶液导致原生质体吸水破裂;且叶片下表皮应向下放置,便于酶液接触并分解细胞壁,C 错误;
D、脱分化和再分化可培育出杂种植株,但由于基因互作、表达调控等因素,杂种植株不一定能同时表现马铃薯和西红柿的优良性状,可能出现性状丢失或不良性状,D 错误。
故选 B。
17.转录因子Ghl蛋白和GhE1 蛋白能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育,其机制如图所示。下列相关分析正确的是 ( )
A.愈伤组织增殖使用的培养基不需要添加植物激素类物质
B.Gh1 与GhE1 单独作用均能促进GhPs 基因的表达
C.促进GhEl基因的表达可促进愈伤组织分化成根等器官
D.图示是从转录水平对GhPs基因的表达进行调控
【答案】D
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。
【详解】A、将脱分化产生的愈伤组织在培养基中继续培养,需要添加植物激素类物质,A错误;
B、由图可知,Gh1与GhE1表达后形成的蛋白质相互结合可调控GhPs的表达,Gh1与GhE1单独作用不能调控GhPs基因的表达,B错误;
C、促进GhEl基因的表达,可能会导致GhPs的表达产物增多,从而促进愈伤组织细胞的增殖,抑制愈伤组织分化成根等器官,C错误;
D、Ghl蛋白和GhE1蛋白与GhPs基因上游序列结合,促进GhPs基因的转录,从而对GhPs基因的表达进行调控,D正确。
故选D。
18.小麦等禾本科植物的三倍体具有重要的育种价值。下图表示利用三倍体获得新品种的四种方式。下列分析正确的是( )
A.方式①采用物理因素提高了突变率,一定能得到改良品种
B.方式②获得的品种为四倍体,减数分裂时会形成两个四分体
C.方式③通过杂交获得的异源五倍体植株不一定能产生可育后代
D.方式④可用低温处理三倍体幼苗,抑制细胞分裂时纺锤体的形成
【答案】D
【分析】方式①为诱变育种;方式②为体细胞与配子通过植物体细胞杂交获得的品种,方式③为植物体细胞杂交获得的品种,方式④是多倍体育种。
【详解】A、方式①是通过用射线照射进行诱变育种,诱变育种的原理是基因突变,基因突变具有不定向性,不一定能得到改良品种,A错误;
B、方式②是体细胞与配子通过植物体细胞杂交获得的,方式②获得的品种为四倍体,减数分裂时会形成2n个四分体,B错误;
C、方式③通过植物体细胞杂交获得的,且该植株不可育,C错误;
D、方式④是多倍体育种,可利用低温或秋水仙素处理三倍体幼苗,抑制有丝分裂中纺锤体形成,使细胞中染色体加倍获得的异源六倍体,D正确。
故选D。
19.某科研团队为规模化培育马铃薯脱毒苗,设计了如下流程:取田间马铃薯茎尖→消毒处理→接种至诱导培养基→获得愈伤组织→继代培养→分化出丛状苗→生根→移栽。下列叙述正确的是( )
A.取植株其他部位作为外植体,只要做好消毒操作也能得到脱毒苗
B.若培养基中均加入抗生素抑制杂菌生长,则消毒后无需进行无菌操作
C.诱导分化出丛状苗时,培养基中需要保持细胞分裂素多生长素少
D.在移栽前还需将植株从培养基中移出,移入到含有杂菌的蛭石中进行炼苗
【答案】C
【详解】A、脱毒苗培育需以茎尖分生组织为外植体,因该区域分生能力强且病毒含量低;植株其他部位(如叶片或茎段)可能携带病毒多,仅消毒无法去除内部病毒,故无法保证获得脱毒苗,A错误;
B、抗生素可抑制部分杂菌,但不能完全替代无菌操作(如无菌环境、器械消毒等);若省略无菌操作,残留杂菌仍可污染培养基,导致培养失败,B错误;
C、诱导丛状苗(芽分化)时,需较高细胞分裂素(促进芽形成)与较低生长素(避免生根)的激素比例,以调控器官分化方向,C正确;
D、炼苗是将组培苗移入灭菌基质(如蛭石)中适应环境,而非“含有杂菌的”蛭石,因杂菌会引发病害,不利于幼苗成活,D错误。
故选C。
20.下图为植物组织培养流程图,①~③表示相应过程。下列相关叙述正确的是( )
A.组织培养过程也可无明显过程①,直接形成胚状体结构
B.过程②形成的胚状体可用隔绝空气的材料包裹形成人工种子
C.过程③形成的试管苗经炼苗后需移栽到含有多种植物激素的基质上
D.用同一植株体细胞组织块培养获得的试管苗不会出现变异
【答案】A
【详解】A、部分植物的组织块(如体细胞胚、花药)在适宜激素配比下,无需经过脱分化形成愈伤组织的过程①,可直接分化形成胚状体,符合组织培养的灵活调控特点,A正确;
B、胚状体包裹形成人工种子时,包裹材料(如海藻酸钠)需具备透气性,保证胚状体的呼吸作用;隔绝空气会导致胚状体缺氧死亡,无法萌发,B错误;
C、过程③形成的试管苗经炼苗后,已具备独立生长能力,移栽基质的核心作用是提供支撑和保水保肥,无需额外添加多种植物激素,植物激素仅在组织培养的培养基中调控脱分化和再分化,C错误;
D、同一植株体细胞培养获得的试管苗虽为无性繁殖产物,但可能发生基因突变(培养过程中环境因素诱发)或染色体变异,并非绝对不会出现变异,D错误。
故选A。
21.遗传学上将缺失一条染色体的二倍体称为单体,将缺失一对同源染色体的二倍体称为缺体。现有某种植物的单体甲和缺体乙,其产生的配子以及自交或杂交子代的存活率相同;甲、乙缺失的染色体序号不同。下列相关叙述正确的是( )
A.甲在减数分裂过程中形成的四分体数一般为奇数
B.用甲植株的花药进行单倍体育种可以获取缺体植株
C.甲和乙杂交的子代中,分别与甲、乙缺失相同染色体的植株各占一半
D.甲与某种性状的显性纯合子杂交可判断决定该性状的基因是否位于甲缺失的染色体上
【答案】B
【详解】A、单体甲的体细胞中染色体数目为2n-1,减数分裂时同源染色体联会形成四分体。正常二倍体有n对同源染色体,单体缺失一条,故四分体数目为n-1对。若原二倍体染色体对数为偶数,则n-1为奇数;若为奇数,则n-1为偶数。题目未明确染色体数目,无法确定四分体数目是否为奇数,A错误;
B、甲为单体(2n-1),减数分裂可能产生n和n-1两种配子。单倍体育种通过秋水仙素处理使染色体加倍,n配子加倍为2n(正常二倍体),n-1配子加倍为2n-2(缺体),因此用甲植株的花药进行单倍体育种可以获取缺体植株,B正确;
C、甲缺失染色体m,乙缺失染色体k(缺体)。甲产生的配子中,50%含m,50%不含m;乙的配子均不含k。杂交后,子代关于m的染色体:50%正常(含m)、50%单体(不含m);关于k的染色体:所有子代均为单体(含一个k)。子代中与甲缺失相同染色体(m单体)的占50%,但与乙缺失相同染色体(k缺体)的为0%,C错误;
D、若显性纯合子的显性基因位于甲缺失的染色体上,甲无法传递该基因,子代仅携带显性纯合子的一个显性基因(另一条染色体缺失),表型显性;若基因位于其他染色体,子代携带显性纯合子的显性基因和甲的等位基因,表型仍显性。无论基因是否位于缺失染色体,子代均显性,无法判断,D错误。
故选B。
22.玉米是我国重要的雌雄同株异花传粉的农作物,其天然杂交(异花授粉)的特性易导致不同品种间发生“串粉”现象,进而影响目标性状的稳定遗传。研究表明,玉米产量与品质受多对农艺性状相关基因的调控,其中结实特性和籽粒糯性是两类具有重要育种价值的遗传性状。已知A、a是与结实有关的基因,B、b是与糯性有关的基因(b控制糯性),两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三类玉米植株,基因型分别为AABB、AaBB、aabb,科学家利用这三类植株进行了四组实验,结实情况如表所示。分析回答下列问题:
组别
①
②
③
④
亲本
甲(♂)×乙(♀)
乙(♂)×甲(♀)
甲(♂)×丙(♀)
丙(♂)×甲(♀)
结实情况
结实
结实
结实
不结实
(1)第④组杂交不结实是由于基因型为______的雌配子不能与另一种基因型的雄配子结合导致,这种现象属于异交不亲和。
(2)利用第(1)题的结论,为培育异交不亲和且能稳定遗传的糯性玉米新品种,研究者以甲、乙、丙三类玉米为材料进行了选育工作。
①第一步:以______为母本,______为父本杂交,获得F1AaBb。
②第二步:再用丙与F1植株杂交得F2,杂交时以______作为母本,原因是______。
③第三步:F2中选择糯性玉米自交获得F3,筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种。
(3)有人认为上述选育方案所需时间较长,请你在上述方案的基础上提出另一种方案以达到加快育种进程的目的______。
【答案】(1)A(或AB)
(2) 丙 甲 丙 若F1作母本,由于A基因的雌配子无法接受a基因的雄配子而不能结实,无法获得异交不亲和的糯性玉米
(3)将上述方案中F1(AaBb)产生的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种
【分析】利用单倍体植株培育新品种,能明显缩短育种年限。育种工作者常常采用花药(或花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株,然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍,恢复到正常植株的染色体数目。
【详解】(1)第④组亲本为丙(♂,aabb)× 甲(♀,AABB),不结实的原因是甲产生的雌配子基因型为 AB(含 A 基因),无法与丙产生的含 a 基因的雄配子(ab)结合,因此,不能完成受精的雌配子基因型为A(或 AB)。
(2)①异交不亲和且能稳定遗传的糯性玉米新品种基因型未AAbb,目标获得 F1(AaBb),丙(aabb)作母本时,其含 a 的雌配子可接受甲(AABB)含 A 的雄配子(AB),能顺利结实;若反交(甲作母本、丙作父本),会因异交不亲和无法获得后代。
②若以 F1(AaBb)作母本,其产生的含 A 基因的雌配子无法接受丙(aabb)产生的含 a 基因的雄配子,导致杂交不结实,无法获得目标后代(异交不亲和的糯性玉米),而丙(aabb)作母本时,含 a 的雌配子可接受 F₁的雄配子,能顺利获得 F2。
(3)杂交育种育种周期长,利用单倍体育种缩短育种时间,加快育种进程,即将上述方案中F1(AaBb)产生的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种。
常考点四:动物细胞工程
23.基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶以及基因编辑技术增加了两个父系基因组印记控制区域的甲基化,以及母系控制区域的5个去甲基化,经修饰的卵母细胞经早期胚胎培养后进行胚胎移植,成功培育出可育的孤雌小鼠,部分过程如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.基因组印记导致一对等位基因中的一个发生突变而不能表达
B.卵母细胞的体外培养除需加入血清等营养,还需加入干扰素
C.生育出的孤雌小鼠为只含有母系基因的单倍体小鼠
D.与野生型小鼠相比孤雌小鼠的遗传多样性降低,野外生存能力下降
【答案】D
【分析】分析图示,从卵泡中取出卵母细胞,再将经过甲基化和去甲基化处理的卵母细胞进行早期胚胎培养、胚胎移植等获得孤雌小鼠。
【详解】A、由题干可知,基因组印记是通过甲基化使一个基因不表达,不是基因突变,A错误;
B、动物细胞培养时除需加入血清等营养物质外,还需加入抗生素,防止培养过程中的污染,B错误;
C、通过图示可以看出,孤雌小鼠的获得是对卵母细胞进行处理,培养得到的,含有正常细胞中的染色体数目,因此不是单倍体,且增加了两个父系基因组印记控制区域的甲基化,C错误;
D、孤雌小鼠没有经过受精作用,只有一个亲本的遗传物质,遗传多样性降低,基因被修饰,会影响其他功能,野外生存能力下降,D正确。
故选D。
24.如图是“生物导弹”的作用原理,阿霉素是一种抗肿瘤药物,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列相关说法错误的是( )
A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,具有特异性强,灵敏度高等特点
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA转录和翻译过程
C.单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞,进而治疗癌症
D.单克隆抗体作用的特异性可减轻阿霉素对正常细胞的伤害
【答案】B
【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。
【详解】A、单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,具有特异性强,灵敏度高等特点,A正确;
B、阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,因此活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程,B错误;
C、单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞,进而治疗癌症,C正确;
D、阿霉素对正常细胞也有一定毒性,而单克隆抗体特异性强,从而减轻阿霉素对正常细胞的伤害,D正确。
故选B。
25.烟草花叶病毒(TMV)会严重影响烟草的品质和产量,TMV外壳蛋白中15-560残基的肽段具有较强的免疫原性。为了能够快速检测并防控受感染的烟草植株,科研人员运用动物细胞工程技术研发出针对TMV的灵敏且高效的鼠源性单克隆抗体(mAb)检测试纸。下列说法错误的是( )
A.经筛选后的杂交瘤细胞在体外培养时不需要提供特殊的气体环境
B.该检测试纸利用了mAb与TMV的相应肽段特异性结合的特性,从而判断烟草是否被感染
C.用聚乙二醇(PEG)处理已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,能诱导二者融合形成杂交瘤细胞
D.制备mAb时,需用免疫原性较强的TMV的肽段多次免疫实验鼠,以获得更多能产生特异性抗体的B淋巴细胞
【答案】A
【详解】A、杂交瘤细胞在体外培养时需置于含95%空气和5% CO₂的气体环境中,CO₂用于维持培养液的pH,因此需要特殊气体环境;A错误;
B、单克隆抗体(mAb)能特异性结合TMV的特定肽段,通过抗原-抗体反应检测病毒存在,从而判断感染情况;B正确;
C、聚乙二醇(PEG)是诱导动物细胞融合的常用促融剂,可促使已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合;C正确;
D、多次用TMV的免疫原性肽段免疫小鼠,可增强其体液免疫反应,增加能分泌特异性抗体的B淋巴细胞数量;D正确。
故选A。
26.动物体细胞融合后染色体核型不稳定,来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条,这种现象常应用于基因的定位。在单克隆抗体的制备过程中,杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象(不考虑基因相互作用和其他变异)。为解这个问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列叙述错误的是( )
A.筛选后的杂交瘤细胞具有产生EBV抗体的能力
B.HAT培养基和Oua筛选去除的不止是未融合的BV转化细胞和未融合的骨髓瘤细胞
C.利用抗体检测筛选上图的杂交瘤细胞经克隆化培养可具有持续产生所需抗体的能力
D.若杂交瘤细胞丢失某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上
【答案】A
【详解】A、EBV是为了让其染色体核型相对稳定,并不是做抗原,筛选后的杂交瘤细胞不具有产生EBV抗体的能力,A错误;
B、据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感,骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感”可知,HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞,Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞,B正确;
C、EBV可以使染色体核型相对稳定,利用抗体检测筛选上图的杂交瘤细胞经克隆化培养可具有持续产生所需抗体的能力,C正确;
D、编码单克隆抗体的基因位于染色体上,与亲代杂交瘤细胞相比,若杂交瘤细胞丢失某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上,D正确。
故选A。
27.病毒PEDV会使猪患流行性腹泻,在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C(VC),杂交瘤细胞增殖情况及抗体分泌情况如图和表格所示。叙述错误的是( )
VC/(ng·mL-1)
抗体效价
0
1:4000
5
1:4000
10
1:8000
20
1:2000
注:抗体效价指经系列稀释后,能检测出抗原抗体反应的血清最高稀释度的倒数
A.单克隆抗体的制备过程用到了动物细胞融合技术、动物细胞培养技术等
B.克隆化培养得到的杂交瘤细胞产生的抗体不一定能抗PEDV
C.10ng·mL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖
D.20ng·mL-1VC通过抑制细胞增殖降低抗体效价
【答案】D
【详解】A、单克隆抗体的制备过程中,需要将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞进行融合(动物细胞融合技术),之后对杂交瘤细胞进行培养(动物细胞培养技术)等,A正确;
B、克隆化培养得到的杂交瘤细胞,需要进行抗体检测,因为可能存在产生其他抗体的杂交瘤细胞,所以产生的抗体不一定能抗PEDV,B正确;
C、从柱形图中可以看出,与VC浓度为0ng·mL-1相比,10ng·mL-1VC组的细胞密度更大,说明10ng·mL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖,C正确;
D、从柱形图看,20ng·mL-1VC组的细胞密度仍高于0ng·mL-1和5ng·mL-1组,说明该浓度下细胞增殖未被抑制,仅根据现有图表,不能得出20ng·mL-1VC是通过抑制细胞增殖降低抗体效价的,可能还有其他机制影响抗体效价,D错误。
故选D。
28.6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体,会有一个随机失活,且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养,再对不同的单细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G-6PD蛋白电泳检测,结果如下图所示。有关叙述错误的是( )。
A.原代培养的细胞中都含有XF基因和XS基因
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞
C.原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞
D.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
【答案】D
【分析】1、动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。2、动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。3、动物细胞培养的原理是细胞增殖。
【详解】A、由题意可知,原代培养细胞是基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理得到的,都含有XF和XS,A正确;
B、动物细胞之间的蛋白质,被胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解,分散成单个细胞,B正确;
C、结合题干,基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体会有一个随机失活,故一个细胞中6-磷酸葡萄糖脱氢酶,电泳后只显示一个条带,原代培养的细胞电泳有2个条带,故同时检测了多个细胞,C正确;
D、单克隆培养的细胞,是通过有丝分裂得到的增殖的细胞,故单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7,所含基因相同,表达的基因不一定相同,D错误。
故选D。
29.肿瘤免疫治疗是指通过重新启动并维持肿瘤一免疫循环,恢复、提高机体的抗肿瘤免疫反应,从而控制甚至特异性清除肿瘤的治疗方法。肿瘤免疫治疗在多个肿瘤如黑色素瘤,肾癌和前列腺癌等实体瘤的治疗中表现出了强大的抗肿瘤活性。相对于传统的化疗,肿瘤免疫治疗副作用小,发生率低,不良反应比较轻。回答下列问题:
(1)人体的免疫系统主要有三大功能,其中能及时发现和清除癌细胞,体现的是免疫系统的______功能。肿瘤免疫治疗所采用的具体方法有很多,最终目的都是控制甚至特异性清除肿瘤,从分子角度分析,原因是肿瘤细胞上有______。
(2)T细胞表面的蛋白PD-1是一种重要的免疫抑制分子。它的主要作用是限制慢性炎症、感染或癌症中的T细胞活性。在肿瘤的微环境中,肿瘤细胞能够表达PD-L1,一旦PD-L1和PD-1结合,就会向T细胞传达一种负向调控信号,诱导T细胞进入静息状态而无法识别肿瘤细胞。请分析推测人们利用治疗性抗体治疗肿瘤的机制是______
(3)抗体由恒定区段和可变区段两部分构成,其中可变区段决定抗体的特异性。利用小鼠制备的单克隆抗体,在应用于肿瘤的临床免疫治疗前,需对该抗体进行人源化改造,即将该抗体的______区段替换成人的相应区段,这样处理的目的是______。
(4)研究发现,前列腺癌细胞通过外泌体(细胞分泌的具膜小泡)将PD-L1分泌到细胞外,而外泌体PD-L1也能抑制T细胞的活性。请分析抗PD-L1抗体对前列腺癌的治疗基本无效的原因可能是______(答出一点)。
【答案】(1) 免疫监视 特异性抗原
(2)给患者注射抗PD-L1的抗体或抗PD-1的抗体,阻止T细胞表面的PD-1与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,进而阻断负向调控信号,使T细胞能识别并清除肿瘤细胞
(3) 恒定 降低人对利用小鼠制备的单克隆抗体的免疫排斥反应
(4)抗PD-L1抗体与外泌体PD-L1的结合能力较弱;外泌体PD-L1的含量很高,无法被抗PD-L1抗体全部结合;外泌体可以被运输到抗PD-L1抗体无法发挥作用的区域
【分析】人体的免疫系统有免疫防御、免疫自稳和免疫监视三大基本功能 ,免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用,这是免疫系统最基本的功能;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环稳态的功能;免疫监视提指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生。
【详解】(1)人体的免疫系统主要有免疫防御、免疫自稳和免疫监视三大功能 ,机体能及时发现和清除癌细胞,体现的是免疫系统的免疫监视功能。
通过控制甚至特异性清除肿瘤的肿瘤免疫治疗方法,从分子角度分析,原因是肿瘤细胞上有相应的特异性抗原。
(2)根据小题中给的信息,推测给患者注射抗PD-L1的抗体或抗PD-1的抗体,能阻止T细胞表面的PD-1与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,进而阻断负向调控信号,使T细胞能识别并清除肿瘤细胞。
(3)抗体的可变区段决定抗体的特异性,因此对该抗体进行人源化改造时,为降低人对利用小鼠制备的单克隆抗体的免疫排斥反应,应将该抗体的恒定区段替换成人的相应区段。
(4)前列腺癌细胞会将PD-L1分泌到细胞外,而PD-L1又能抑制T细胞的活性,所以当抗PD-L1抗体与外泌体PD-L1的结合能力较弱或外泌体PD-L1的含量很高,无法被抗PD-L1抗体全部结合或外泌体可以被运输到抗PD-L1抗体无法发挥作用的区域,都将使其对前列腺癌的治疗基本无效。
常考点五:转基因产品的安全性
30.抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
【答案】B
【分析】PCR过程为:①变性,当温度上升到90℃以上时,氢键断裂,双链DNA解旋为单链;②复性,当温度降低到50℃左右是,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;③延伸,温度上升到72℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸,在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
【详解】A、预变性是使模板DNA充分变性,A错误;
B、后延伸过程后延伸是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构,可使目的基因的扩增更加充分,B正确;
C、延伸过程需引物参与,C错误;
D、转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测是否表达,还有安全性问题,D错误;
故选B。
31.我国科研人员借助CRISPR/Cas9技术对小麦的基因进行编辑,获得了抗白粉病小麦。CRISPR/Cas9基因编辑工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列
B.Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键
C.基因编辑小麦没有引入外源基因,理论上来说其安全性高于传统转基因作物
D.sgRNA序列越短,进行基因编辑的过程中“脱靶”的风险越大
【答案】A
【分析】基因工程中的操作工具及其作用:①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶),能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶,E•coliDNA连接酶,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。
【详解】A、在对不同目标DNA进行编辑时,应使用Cas9蛋白和“不同”的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑,A错误;
B、sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,所以sgRNA可以特异性识别目标DNA分子,Cas9蛋白作用于磷酸二酯键,B正确;
C、相较于转基因,基因编辑技术的优势是,可以不引入外源基因,只是在农作物本身的基因上“做手术”,切去一些基因等,提高作物食味品质、改变颜色、增加营养元素,赋予作物抗逆性、抗旱性、抗病性、提高肥料养分利用率等,理论上来说其安全性更高,C正确;
D、CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,SgRNA的序列越短,可识别的DNA上的特定碱基序列越短,越容易发生脱靶现象,即脱靶率越高,“脱靶”的风险越大,D正确。
故选A。
32.科学技术与科学发现之间存在相互促进的关系。下列叙述错误的是( )
A.中心法则的发现促进了转基因技术的诞生
B.胚胎发育规律的解析促进了克隆技术的发展
C.同位素标记法的应用促进了DNA双螺旋结构的发现
D.膜片钳技术的发明促进了对动作电位发生原理的认识
【答案】C
【分析】同位素标记法的基本原理是利用放射性同位素或稳定同位素作为示踪剂,通过追踪其在生物体内的分布和动态变化,来研究生物体内各种生理和生化过程。这种方法可以帮助科学家了解物质在生物体内的代谢途径、反应机制以及与其他物质的相互作用。
【详解】A、中心法则主要描述的是遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程,转基因技术的发展主要是基于基因重组技术和基因编辑技术的进步,中心法则的发现年代在转基因技术之前,另外中心法则揭示了遗传信息在DNA、RNA和蛋白质之间的传递和表达过程,为遗传学提供了基本的理论框架。同时,中心法则也是分子生物学研究的重要内容之一,它揭示了生物大分子在遗传信息传递过程中的相互作用和调控机制。通过深入研究中心法则及其相关概念,可以更好地理解生命活动的本质和规律,为遗传学、分子生物学以及生物技术等领域的发展提供有力支持,所以可以说中心法则促进了转基因技术的诞生,A正确;
B、胚胎发育规律的解析促进了胚胎移植技术的完善,促进了克隆技术的发展,B正确;
C、DNA双螺旋结构的发现并未采取同位素标记法,同位素标记法主要应用于生物分子代谢途径和机理的研究,它并不直接促进DNA双螺旋结构的发现。DNA双螺旋结构的发现主要归功于X射线晶体学研究,C错误;
D、膜片钳技术的发明,使人们有可能将电极插入细胞内,或在仅为几平方微米的细胞膜片上进行记录,从而得以在细胞水平上深入研究生物电的本质,D正确。
故选C。
33.豇豆对多种害虫具有抗虫能力,根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CPTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后,却发现效果不佳,主要原因是CPTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CPTI基因进行了修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。以下说法正确的是( )
A.该过程中,所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B.水稻产生的蛋白质可能对某些人会造成过敏反应
C.修饰的结果是使该目的基因在受体细胞内得以表达
D.若水稻转基因成功,一定可以在后代中检测到该基因
【答案】B
【分析】基因工程的工具:(1)限制酶: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。(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】A、该过程中所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶,运载体不是工具酶,A错误;
B、水稻产生的蛋白质可能对某些人会造成过敏反应,因此转基因生物可能存在食品安全问题,B正确;
C、根据题干信息“经过在体外对CPTI基因进行了修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高”可知,修饰的结果是使该目的基因产物在水稻体内得到积累,而不是使该目的基因在受体细胞内得以表达,C错误;
D、若水稻转基因成功,转基因植株一般视为杂合子,其自交后代会发生性状分离,因此不一定可以在后代中检测到该基因,D错误。
故选B。
34.转基因作物的推广种植,大幅提高了粮食产量,取得了巨大的经济效益和生态效益;硕果累累的转基因作物相关研究在带给人们喜悦的同时,也促使人们关注转基因作物的安全性问题。下列有关转基因作物安全性的叙述,错误的是( )
A.抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染
B.转入抗性基因的植物可能成为"入侵物种”,影响生态系统的稳定性
C.大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加
D.只要目的基因来自自然界,培自出的转基因植物就不会有安全性问题
【答案】D
【分析】转基因生物的安全性问题包括: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)。
【详解】A、抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染,A正确;
B、转基因生物具有某些特殊性质,他们在某地区的竞争能力较强,可能成为“外来物种”,威胁生态系统中其他生物的存在,从而影响生态系统的稳定性,B正确;
C、大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加,C正确;
D、即使目的基因来自自然界,培自出的转基因植物仍然可能会有安全性问题,D错误。
故选D。
35.下列哪项不属于转基因技术的成果?( )
A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,因而猪的生长速度快、个体大
B.转基因大米中含有β-胡萝卜素,营养丰富、产量高
C.转基因植物合成的某些新蛋白质,引起个别人过敏
D.让转基因牛为人类生产凝血因子,并在牛奶中提取
【答案】C
【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),生物安全主要是指转基因生物释放到环境中,可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁。
【详解】A、转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,因而猪的生长速度快,个体大,是转基因生物的成果,A不符合题意;
B、转基因大米中含有β胡萝卜素,营养丰富,产量高,是转基因生物的成果,B不符合题意;
C、转基因植物合成的某些新蛋白质,引起个别人过敏,属于食品安全问题,C符合题意;
D、让转基因牛为人类生产凝血因子,并在牛奶中提取,是转基因生物的成果,D不符合题意。
故选C。
36.有人认为转基因生物势必会打破自然界物种的界限,改变生态系统中的能量流动和物质循环,会对生态系统的稳定性造成破坏。下列对上述观点的完全反驳的是( )
A.种植转基因抗虫作物,可以减少农药的使用量
B.种植转基因农作物可以保护农田土壤环境
C.转基因生物不会改变生物原有的分类地位,充其量只能说是具有某种特征的同一物种,不会破坏生态系统的稳定性
D.重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物,可能会造成二次污染
【答案】C
【分析】生态系统稳定性的维持依赖于生态系统的各种成分及其数量,转基因生物不是一个新物种,不会改变原生物的生态位。
【详解】AB、种植转基因抗虫作物,可以减少农药的使用量,保护农田土壤环境,只是有利于生态系统稳定性的一个方面,不能完全反驳题干观点,AB不符合题意;
C、对题中观点的完全反驳即认为转基因生物不会对生态系统的稳定性造成破坏。转基因生物所转入的只是一两种自然界中已经存在的外源基因,并不会改变生物原有的分类地位,充其量只能说是具有某种特征的同一物种,不会破坏生态系统的稳定性,C符合题意;
D、重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物,可能会造成二次污染,支持题干观点,D不符合题意;
故选C。
37.为了制定出控制转基因大豆向野生大豆基因漂移的安全管理措施,以下不能作为评估风险程度依据的是( )
A.转基因大豆与野生大豆的地理分布 B.转基因大豆与野生物种间的亲缘关系
C.野生大豆的蛋白质含量 D.传粉昆虫的种类和数量
【答案】C
【分析】转基因生物的安全性问题:
(1)有关食物安全问题的担忧:①担心出现滞后效应;②担心出现新的过敏源;③担心营养成分改变;④担心会侵犯宗教信仰者或素食者的权益。
(2)有关生物安全问题的担忧: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)有关环境安全问题的担忧: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、转基因大豆与野生大豆的地理分布的远近与转基因大豆和野生大豆的基因交流有关,A不符合题意;
转基因食品可能出现新的过敏源,诱发过敏反应,A正确;
B、转基因作物与近缘野生种间发生基因交流,进而发生基因漂移,使一些近缘物种表现出转基因的性状,B不符合题意;
C、野生大豆的蛋白质含量只与野生大豆的营养物质有关,C符合题意;
D、传粉昆虫的种类和数量与野生大豆和转基因大豆之间的传粉和基因交流有关,D不符合题意。
故选C。
38.1993年,我国科学家就成功地将苏云金芽孢杆菌中的Bt抗虫蛋白基因(Cry基因)整合到棉花的染色体上,培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉。Cry基因家族与各基因表达产物的主要作用对象如表所示。请回答下列问题:
Cry基因家族
表达产物主要作用对象
Cry1、Cry2和Cry9
鳞翅目昆虫幼虫
Cry3、Cry7和Cry8
鞘翅目昆虫幼虫
Cry4和Cry11
双翅目昆虫幼虫
(1)要防治鳞翅目夜蛾科的棉铃虫,应该选择________________基因转入棉花植株,培育转基因抗虫棉,该过程中发生的变异_________(填“是”或“不是”)基因突变。苏云金芽孢杆菌细胞中的Bt抗虫蛋白基因在棉花细胞中也能表达Bt抗虫蛋白,原因是__________________。
(2)研究人员希望培育出能同时抗两类昆虫幼虫的棉花植株。他们将一个Cry2基因和一个Cry11基因随机整合到某棉花植株的染色体上,并让该转基因棉花植株自交,则F1植株中,抗两类昆虫幼虫植株与抗一类昆虫幼虫植株的比例可能为________________。
(3)导入Cry4基因并成功表达Bt抗虫蛋白的棉花植株__________(填“一定”或“不一定”)能杀死所有双翅目昆虫幼虫,原因是__________。
(4)研究发现,转基因植物可能会通过花粉将外源基因传递给非转基因的同种植物或近缘物种,从而造成“基因污染”。将外源基因导入叶绿体DNA中,就可以避免这一现象,原因是____________。
【答案】(1) Cry1、Cry2或Cry9 不是 所有生物共用一套密码子
(2)3:0或1:1或3:2
(3) 不一定 双翅目昆虫幼虫中存在一些抗Bt抗虫蛋白的突变个体
(4)花粉中几乎不含有叶绿体,因此将基因导入叶绿体DNA中,不会使得外源基因随转基因植物的花粉扩散
【分析】转基因植物的核心原理是将外源基因(目的基因)通过人工手段导入植物细胞,使其在植物体内稳定整合、表达并遗传,从而赋予植物新的性状(如抗虫、抗除草剂、改良品质等)。
【详解】(1)根据表格,Cry1、Cry2 和 Cry9 的表达产物主要作用于鳞翅目昆虫幼虫,而棉铃虫属于鳞翅目夜蛾科,因此应选择 Cry1、Cry2 或 Cry9 基因转入棉花。该过程是将苏云金芽孢杆菌的外源基因(Cry 基因)整合到棉花染色体上,属于基因重组,不是基因突变。所有生物(包括原核生物苏云金芽孢杆菌和真核生物棉花)共用一套 遗传密码,因此原核生物的 Bt 抗虫蛋白基因在棉花细胞中可正常转录和翻译,表达出 Bt 抗虫蛋白。
(2)Cry2基因和一个Cry11基因随机整合到某棉花植株的染色体上,存在三种可能的情况:两基因整合到同一条染色体上、两基因整合到一对同源染色体的两条染色体上、两基因整合到 一对非同源染色体上。若两基因整合到同一条染色体上,转基因棉花基因型可产生两种配子:C2C11(含Cry2和Cry11,抗两类)和00(不含Cry2和Cry11)。自交后代基因型及表型:3/4 C2C11(抗两类)、1/4 00(不抗),即抗两类植株:抗一类植株 =3:0。若两基因整合到一对同源染色体的两条染色体上,转基因棉花基因型可产生两种配子:C2(含Cry2,抗一类)和C11(含Cry11,抗一类)。自交后代基因型及表型:1/4 C2/C2(抗鳞翅目,一类)、2/4 C2/C11(抗两类)、1/4 C11/C11(抗双翅目,一类),即抗两类植株:抗一类植株 =1:1。若两基因整合到 一对非同源染色体上,转基因棉花基因型可产生四种配子:C2C11、C2(含 Cry2,抗一类)和C11(含Cry11,抗一类)、00。自交后代基因型及表型:9/16 C2C11(抗两类)、3/16 C2(抗一类)、3/16C11_(抗一类)、1/16 00(不抗)。即抗两类植株:抗一类植株 =3:2。
(3)导入 Cry4 基因的棉花不一定能杀死所有双翅目昆虫幼虫,原因是:表格中仅明确 Cry4 的作用对象是 “双翅目昆虫幼虫”,但双翅目昆虫幼虫中存在一些抗Bt抗虫蛋白的突变个体。
(4)花粉中几乎不含叶绿体(或叶绿体 DNA 含量极低),仅卵细胞会将叶绿体及其中的外源基因传递给后代。因此,外源基因不会随花粉扩散到非转基因同种植物或近缘物种,从而避免 “基因污染”。
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高二生物下学期 期中常考点专攻练
5大常考点必刷
常考点一:传统发酵技术的应用
1-7:BAADACA
8:(1) Xho I Xba I
(2)不加模板(以等量的蒸馏水代替质粒模板) 1
(3)微生物的代谢 发酵罐内的发酵过程 单细胞蛋白 沉淀
常考点二:重组技术DNA技术的基本工具
9-14:DDBBDB
15:(1)启动子、终止子、标记基因 DNA可转移并整合到受体细胞的染色体DNA上
(2) BD 62 (3)氨苄青霉素 排除假阳性干扰 析出DNA
(4)防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中,造成环境污染
常考点三:植物细胞工程
16-21:BDDCAB
22:(1)A(或AB)
(2)丙 甲 丙 若F1作母本,由于A基因的雌配子无法接受a基因的雄配子而不能结实,无法获得异交不亲和的糯性玉米
(3)将上述方案中F1(AaBb)产生的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种
常考点四:动物细胞工程
23-28:DBAADD
29.(1) 免疫监视 特异性抗原
(2)给患者注射抗PD-L1的抗体或抗PD-1的抗体,阻止T细胞表面的PD-1与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,进而阻断负向调控信号,使T细胞能识别并清除肿瘤细胞
(3)恒定 降低人对利用小鼠制备的单克隆抗体的免疫排斥反应
(4)抗PD-L1抗体与外泌体PD-L1的结合能力较弱;外泌体PD-L1的含量很高,无法被抗PD-L1抗体全部
常考点五:转基因产品的安全性
30-37:BACBDCCC
38:(1)Cry1、Cry2或Cry9 不是 所有生物共用一套密码子
(2)3:0或1:1或3:2
(3)不一定 双翅目昆虫幼虫中存在一些抗Bt抗虫蛋白的突变个体
(4)花粉中几乎不含有叶绿体,因此将基因导入叶绿体DNA中,不会使得外源基因随转基因植物的花粉扩散
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