内容正文:
高二生物下学期 期中易错点专攻练
11大易错点必刷
易错点一:果酒与果醋的制作条件
1-5:BADBA
易错点二:泡菜与亚硝酸盐
6-10:BCBDC
易错点三:腐乳制作
11-15:BCBAA
16.(1)防腐杀菌(抑制杂菌的生长) 亚硝胺
(2) 酒精发酵后期进入了空气,温度上升导致醋酸菌大量生长产生醋酸
(3)冷凝 出油率 (4)性质和使用量 蒸馏
17.(1) 氧气和糖源 C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O (2)让豆腐上长出毛霉 不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质 (3)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸 盐酸酸化 重氮化 N-1一萘基乙二胺盐酸盐
易错点四:无菌与消毒的比较
18-21:CDBC
易错点五:培养基的营养成分及其类型
22-27:BBADBC
28.(1)C (2)D (3)D (4)大于 (5)抗生素IV 对于野生型测试菌具有较强的抑制作用,但测试菌中已经出现能抵抗抗生素IV的抗性突变株
29.(1)筛选目的菌 选择 (2)化合物A 异养需氧型 (3)减少 增加 (4)平板划线(稀释平板涂布法) (5)B (6)灭菌 杀死培养基上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者
易错点六:植物细胞工程技术
30-32:AAB
33.(1)纤维素酶和果胶 酶解液中酶的浓度,酶解时间,离心力大小 (2)启动子、终止子和绿色荧光蛋白基因 转录 翻译 (3)(新鲜)叶肉细胞
易错点七:动物细胞培养和动物细胞融合
34-37:ACCC
38.(1)RNA聚合酶 (2)400 (3)浆细胞 基因的选择性表达 (4)2 筛选出杂交瘤细胞 筛选出产生特定(抗A蛋白)抗体的杂交瘤细胞 细胞增殖(有丝分裂) (5)A蛋白 抗A蛋白的单克隆抗体
易错点八:动物细胞核移植与胚胎工程
39-41:DCB
42.(1)负反馈调节 超声波 输卵管 放射冠和透明带 (2)无菌无毒的环境、温度、pH、气体环境 滋养层 加蒸馏水使盐溶液稀释到0.14mol/L、加95%的冷酒精溶液后静置 (3)细胞核移植
易错点九:工具酶误区
43-45:BDA
易错点十:基因表达载体的构建
46-51:CADDCB
易错点十:PCR技术
52.D
易错点十一:基因的导入与检测
53-58:DCCBCA
59.
(1)DNA合成仪 (2)限制酶和DNA连接酶 逆转录酶 不含有 (3)部分核苷酸序列已知 dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP) 不需要 (4)酵母菌是真核细胞,细胞中含有内质网和高尔基体等多种细胞器,能对生产的蛋白质进行加工和修饰
60.
(1) 农杆菌转化法 可转移的DNA (2)DNA双链复制 四种脱氧核苷酸和引物 热变性(或高温变性等类似意思) (3)λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 (4)特异性强、灵敏度高
61.
(1)限制酶和DNA连接 CaCl2 (2)基因突变
引物A
引物B
引物C
引物D
PCR1
√
√
×
×
PCR2
×
×
√
√
PCR3
×
×
×
×
PCR4
√
×
×
√
(3)含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒(pET质粒) 抗原-抗体杂交 抑菌圈 (4)对人、畜、农作物和自然环境安全;不会造成基因污染;有效成分纯度较高
62.(1)缺失 限制酶 受精卵 显微注射 (2)这两个细胞的基因序列相同,避免因实验组和对照组细胞原有的基因序列差异掩盖“脱靶效应” PCR扩增会产生较多的复制错误,掩盖“脱靶效应”; 利用某种荧光蛋白基因作为标记基因 胰蛋白酶 体外受精技术、胚胎培养技术、胚胎移植技术 (3)如果脱靶效应发生在原癌基因,可能导致细胞癌变
试卷第1页,共3页
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高二生物下学期 期中易错点专攻练
11大易错点必刷
易错点一:果酒与果醋的制作条件
1.制作葡萄酒时,在部分发酵液中加入果胶酶处理一段时间后,得到如下表所示结果,相关叙述错误的是( )
A.果酒制作时一般将温度控制在18~25℃
B.葡萄酒的澄清度随果胶含量减少而下降
C.果胶酶在酸性条件下仍具有催化活性
D.Ⅰ组中还原糖含量高主要是因为有更多的多糖被分解
【答案】B
【分析】1.果胶(1)植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分;(2)半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物,不溶于水;(3)是果汁加工中影响出汁率和果汁澄清度的主要原因。
2、果胶酶(1)定义:分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。(2)作用:a、分解果胶,瓦解植物细胞壁以及胞间层;b、将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。
【详解】A、18-25℃是酵母菌生长和发酵的最适温度,A正确;
B、果胶是果汁加工中影响出汁率和果汁澄清度的主要原因,葡萄酒的澄清度随果胶含量减少而提高,B错误;
C、果胶酶的活性受PH影响,最适作用PH:3.0,C正确;
D、果胶是一类多糖的总称,I、II组作对照,I组加入了果胶酶,果胶含量低,还原糖含量高,II组位加入果胶酶,果胶含量高,还原糖含量低,D正确。
故选B。
2.小李尝试制作果酒,他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验(见图),恰当的做法是( )
A.为提高果酒的品质,可以直接在果汁中加入适量人工培养的酵母菌
B.每隔一段时间,打开阀a通气 C.一直关紧阀a和b
D.由于酵母菌的繁殖能力很强,不需对所用的装置进行消毒处理
【答案】A
【分析】分析实验装置图:图示表示利用酵母菌进行酒精发酵的实验装置,酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧条件下能进行有氧呼吸,大量繁殖;在无氧条件下,能发酵产生酒精和二氧化碳。装置中要加入适量的酵母菌,且关紧阀a和b,但要偶尔打开阀b几秒钟,以便释放出二氧化碳。
【详解】A. 果酒制作所需的菌种是酵母菌,在发酵装置中加入适量的酵母菌可提高果酒的品质,A正确;
B. 由于酵母菌在无氧环境中才会产生酒精,所以要关紧阀a,B错误;
C. 阀 a 连的通气管深入葡萄汁内,不能打开,以免影响酵母菌的无氧呼吸及避免杂菌污染,阀 b 连的通气管偶尔打开的原因是排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2,C错误;
D. 为避免杂菌污染,需对所用的装置进行消毒处理,D错误。
3.下列有关果酒、果醋的发酵过程,说法正确的是( )
A.果酒、果醋的发酵过程都要密封
B.果酒、果醋的发酵过程都要先通气适当时间,再密封
C.要及时将果酒发酵成果醋过程中产生的二氧化碳排出去
D.在酸性条件下,可用重铬酸钾溶液检测有无酒精生成
【答案】D
【分析】1、果酒制作菌种是酵母菌,代谢类型是异养兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,条件是18~25℃、前期需氧,后期不需氧。
2、果醋制作菌种是醋酸菌,属于原核细胞,适宜温度为30~35℃,需要持续通入氧气。
【详解】A、果醋的发酵过程需要一直通入氧气,A错误;
B、果酒发酵过程要先通气适当时间,再密封,而果醋发酵需要一直通入空气,B错误;
C、果醋的发酵过程中不产生二氧化碳,C错误;
D、在酸性条件下,可用重铬酸钾溶液检测有无酒精生成,观察是否出现灰绿色,D正确。
故选D。
4.下列关于传统发酵技术中相关微生物的叙述,正确的是( )
A.在葡萄酒的制作过程中,密封时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B.果醋的生产过程中,具有协同作用的菌种是酵母菌和醋酸菌
C.毛霉属于单细胞细菌,没有由核膜包被的细胞核
D.乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下,也可以将葡萄糖分解成酒精和CO2
【答案】B
【分析】果酒制作的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,酵母菌是单细胞真核生物,具有核膜包被的细胞核;果醋制作的原理是醋酸菌在氧气充足的条件下将糖或者酒精转化成醋酸;乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸。
【详解】A、随着发酵加深,营养物质逐渐消耗,代谢废物逐渐积累,酵母菌生存条件逐渐恶化,酵母菌死亡数量增加,产生的酒精量减少,A错误;
B、生产果醋时,酵母菌使糖转变成酒精,然后醋酸菌使酒精转变为醋酸,二者起协同作用,B正确;
C、毛霉是真核生物,有核膜包被的细胞核,C错误;
D、乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸,产物是乳酸,不是酒精和二氧化碳,D错误。
故选B。
5.某果酒厂的果酒滞销,计划将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设计了如图所示的装置,下列有关说法正确的是
A.甲瓶盛放的是果酒,乙瓶为发酵瓶,丙瓶盛放的是果醋
B.乙瓶中需要加入的微生物进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体
C.若不向乙瓶通入空气,微生物发酵产生醋酸的速率比较低
D.向三个瓶中的样液滴加重铬酸钾溶液就会出现灰绿色
【答案】A
【详解】甲瓶是密封的,是缺氧环境,应是果酒发酵。丙装置通入无菌空气,是果醋发酵。乙瓶为发酵瓶,A正确。
乙瓶中需要加入的微生物为醋酸菌,原核生物,无线粒体,B错误。
微生物发酵产生醋酸需要有氧环境,C错误。
只有甲瓶中会进行无氧呼吸产生酒精,使重铬酸钾溶液就会出现灰绿色。D错误。
易错点二:泡菜与亚硝酸盐
6.下列关于测定亚硝酸盐含量的叙述不正确的是( )
A.亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色
B.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生变化
C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D.样品液显色后,通过与已知浓度的标准显色液比色,可以大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量
【答案】B
【分析】测定亚硝酸盐含量的原理:在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料;将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测对比,可以大致估算出亚硝酸盐的含量。测定亚硝酸盐含量的常用方法是比色法,比色法测定亚硝酸盐含量的一般步骤是:配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色、计算。
【详解】在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色复合物,A正确;由亚硝酸盐检测原理可知,显色是发生化学反应的过程,因此显色反应后亚硝酸盐的理化性质发生改变,B错误;不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同,亚硝酸盐浓度越大,呈现的颜色越深,C正确;测定亚硝酸盐含量的丰富是比色法,将显色后的样品与已知浓度的标准液比色,可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量,D正确。
7.测定亚硝酸盐含量的有关叙述,不正确的是( )
A.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,需在盐酸酸化条件下
B.重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料
C.对显色反应样品进行目测,可精确算出泡菜中亚硝酸盐含量
D.配制溶液所用的提取剂为氯化镉与氯化钡
【答案】C
【详解】A、亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,需在盐酸酸化条件下进行,A正确;
B、重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,B正确;
C、将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量,C错误;
D、配制溶液所用的提取剂为氯化镉与氯化钡,D正确。
【点睛】测定亚硝酸盐含量的方法是比色法,其原理是:在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。据此答题。
8.下列操作过程中需要利用水浴加热的一组是( )
①亚硝酸盐含量的测定 ②DNA的鉴定 ③橘皮精油的提取 ④胡萝卜素的萃取
A.①② B.②④ C.①③ D.①④
【答案】B
【分析】本题考查了生物材料中特殊成分的提取、DNA的粗提取和鉴定等实验,要求考生能够掌握相关实验的原理和方法,并结合所学知识准确判断。
【详解】①亚硝酸盐含量的测定不需要水浴加热,①错误;
②DNA的鉴定需要用沸水浴加热,②正确;
③橘皮精油的提取一般采用压榨法,不需要水浴加热,③错误;
④胡萝卜素易溶于石油醚等脂溶性有机溶剂,常采用萃取法提取,因为有机溶剂都是易燃物,所以应避免明火加热,而采用水浴加热的方法,④正确。
故选B。
9.下列关于亚硝酸盐的叙述,错误的是( )
A.亚硝酸盐为白色粉末,在食品生产中用作食品添加剂
B.绿色食品也会含有亚硝酸盐
C.亚硝酸盐在特定条件下会变成亚硝胺
D.亚硝酸盐具有致癌作用,同时对动物具有致畸和致突变作用
【答案】D
【分析】亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水,在食品生产中可作食品添加剂,亚硝酸盐有一定的毒性,当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3~0.5g时,会引起中毒,达到3g时会引起人死亡;亚硝酸盐本身并没有致癌作用,它在胃酸等酸性环境中可以转化为亚硝胺,亚硝胺是具有致癌作用的物质。
【详解】A、亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水,在食品生产中可作食品添加剂,A正确;
B、绿色食品,特别是蔬菜中含有丰富的硝酸盐,蔬菜放置过久,果煮熟后存放太久,在微生物的作用下硝酸盐可以转化为亚硝酸盐,B正确;
CD、亚硝酸盐本身并没有致癌作用,它在胃酸等酸性环境中可以转化为亚硝胺,亚硝胺是具有致癌作用的物质,同时对动物具有致畸和致突变作用,C正确,D错误。
故选D。
10.关于测定亚硝酸盐含量实验操作的有关叙述,正确的是
A.泡菜制作需要配制盐水,其中盐与水的质量比为5∶1
B.在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色染料
C.制备样品处理液,加入氢氧化铝乳液的目的是去除色素等杂质,澄清溶液
D.泡菜腌制时间的长短会影响亚硝酸盐含量,温度和食盐的用量不影响
【答案】C
【详解】A、泡菜制作需要配制盐水,其中清水与盐的质量比为5∶1,A错误;
B、在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸结合形成玫瑰红色染料,B错误;
C、制备样品处理液,加入氢氧化铝乳液,过滤,目的是去除色素等杂质,澄清溶液,C正确;
D、泡菜腌制时间长短、温度和食盐的用量影响亚硝酸盐含量,D错误。
故选C。
易错点三:腐乳制作
11.下列关于腐乳制作的描述中,错误的是( )
A.加盐和加酒都能够抑制微生物的生长
B.含水量大于85%的豆腐最适合用来制作腐乳
C.必须要有能产生蛋白酶、脂肪酶的微生物参与
D.密封瓶口前最好将瓶口通过火焰灼烧以防杂菌污染
【答案】B
【分析】腐乳制作的原理:毛酶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;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。腐乳制作过程中应注意的细节:
1、用盐腌制时,注意盐的用量。盐的浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高,会影响腐乳的口味。
2、酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
3、在豆腐乳的腌制过程中盐的作用:盐不仅能防止豆腐腐败,还可与分解形成的氨基酸结合成氨基酸钠,使豆腐乳味道鲜美。
4、豆腐乳的前、后期制作中温度和空气条件:豆腐乳的前期制作温度控制在15℃~18℃环境条件下,因为毛霉属需氧型微生物,因而放置在空气中即可;豆腐乳的后期制作温度控制在30℃条件下,且要放入坛中密封坛口。
5、在豆腐乳的后期制作过程中,能防止杂菌生长,利于后期成熟的因素:腌制中的盐、卤汤中的酒、香辛料以及对坛子消毒、装坛密封时用酒精灯火焰处理坛口等,都有抑制微生物生长的作用。
【详解】A、加盐和加酒都能抑制微生物的生长,避免豆腐腐败变质,A正确;
B、含水量70%左右的豆腐最适合用来制作腐乳,B错误;
C、根据腐乳制作的原理可知,在腐乳制作过程中要有能产生蛋白酶的微生物参与,如毛霉,C正确;
D、为了避免杂菌污染,装瓶时,要将瓶口通过酒精灯火焰,迅速用胶条密封保存,D正确。
故选B。
【点睛】本题考查腐乳的制作等知识,要求考生识记参与腐乳制作的微生物及其特点;识记腐乳制作的过程及条件,能结合所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
12.下列相关叙述,正确的是
A.在果酒的制作过程中,应先去除葡萄的枝梗,再进行多次反复冲洗,这样才可以洗得彻底
B.果酒发酵装置中,充气口的作用是在发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳
C.豆腐上长了毛霉后,需加盐腌制8天左右,这样可以抑制微生物的生长,避免豆腐变质,又能使豆腐析出水分,使豆腐块变硬
D.制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子,需要加水密封,目的是隔绝空气,抑制细菌繁殖
【答案】C
【分析】酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活,在有氧时,酵母菌大量繁殖,但是不起到发酵效果;在无氧时可以进行发酵;利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气,在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵,试验流程:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒,制作果酒时应该关闭充气口;腐乳制作过程中,加盐能给腐乳必要的咸味,能析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,还能抑制杂菌的生长,避免豆腐腐败变质;制作泡菜时,泡菜坛的选择标准是火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好,否则容易引起蔬菜腐烂。
【详解】A. 在果酒的制作过程中,应先冲洗葡萄,后去除葡萄的枝梗,以防止杂菌的污染,A错误;
B. 果酒发酵装置中,充气口应关闭,B错误;
C. 豆腐上长了毛霉后,需加盐腌制8天左右,这样可以抑制微生物的生长,避免豆腐变质,又能使豆腐析出水分,使豆腐块变硬,C正确;
D. 制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子,加水密封,有利于乳酸菌繁殖,D错误;
13.下列关于腐乳制作的描述中,错误的是( )
A.在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
B.含水量大于95%的豆腐利于保持形状,适宜制作腐乳
C.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
D.控制发酵温度的主要目的是为酶促反应提供适宜条件
【答案】B
【分析】腐乳的制作是多种微生物共同作用的结果。毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成肽和氨基酸。豆腐的表面长出青色物质仅是制作腐乳的第一步,还需要加盐腌制、配制卤汤等。加盐一方面有利于析出水分,另一方面可以抑制微生物的生长。
【详解】A.根据以上分析可知,在腐乳制作中,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,A正确;
B.含水量为70%左右的豆腐适于制作腐乳,含水量过高的豆腐制腐乳不易成形;B错误;
C.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用,C正确;
D.腐乳发酵过程中发生了酶促反应,酶需要适宜的条件,因此控制发酵温度的主要目的是为酶促反应提供适宜条件,D正确。
故选B。
14.变酸的果酒表面长的一层膜、泡菜坛内长的一层白膜、腐乳外部的一层白色致密的“皮”,它们分别是由哪种菌的繁殖形成的( )
A.醋酸菌、酵母菌、毛霉 B.酵母菌、毛霉、醋酸菌
C.醋酸菌、乳酸菌、毛霉 D.酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
【答案】A
【分析】1、醋酸菌是好氧菌,在氧气充足的条件下可以将乙醇转化成醋酸。
2、泡菜制作的原理是乳酸菌发酵,在泡菜制作过程中,泡菜发酵液的营养丰富,其表面往往含有适量的氧气,适合酵母菌生长繁殖,产膜酵母生长繁殖会在泡菜坛液面上形成一层白膜。
3、腐乳表面的一层致密的皮是由毛霉的匍匐菌丝形成的,它能形成腐乳的体,使腐乳成形。
【详解】醋酸菌是好氧菌,在氧气充足的条件下,可以将酒精转化成乙醛并进一步转化成醋酸,因此密封不严的酒会变酸,且表面形成醋酸菌的菌膜;在泡菜制作过程中,泡菜发酵液的营养丰富,其表面往往含有适量的氧气,适合酵母菌生长繁殖,产膜酵母的生长繁殖会在泡菜坛液面形成一层白膜;腐乳外部的一层白色致密的“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的毛霉的匍匐菌丝。综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
【点睛】本题考查传统发酵技术的应用过程中一些常见现象的解释,明确不同微生物代谢过程中的现象,正确的解释传统发酵技术中出现的现象是本题考查的重点。
15.下列关于腐乳制作的叙述,错误的是
A.含水量大于85%的豆腐利于保持湿度,适宜制作腐乳
B.在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
C.卤汤中的酒可用黄酒
D.装瓶时,应将瓶口通过酒精灯火焰
【答案】A
【分析】腐乳是用豆腐发酵制成,多种微生物参与发酵,其中起主要作用的是毛霉,毛霉是一种丝状真菌具发达的白色菌丝。毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主各种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。
【详解】含水量为70%左右的豆腐适宜制作腐乳,含水量过高,不易成形,A错误;在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与,因为豆腐的主要成分为蛋白质,B正确;卤汤中的酒可以选用料酒、黄酒、米酒、高粱酒等,C正确;装瓶时,应将瓶口通过酒精灯火焰,防止瓶口被污染,D正确;故选A。
【点睛】本题考查了腐乳制作的原理及注意点等方面的知识,意在考查考生的识记能力并能构建一定的知识网络,难度不大。
16.细腻化渣的夹江腐乳和食香雅韵的东坡泡菜是四川的特产,很深受人们喜爱。而在绵阳花城果乡,多家植物园中分季节种植的有多种花卉和水果。其中玫瑰、柑橘等可以作为植物芳香油提取的原料,葡萄、蓝莓等可酿酒。请回答有关生物技术在食品加工及其他方面的应用问题:
(1)人们对泡菜和腐乳的喜好主要是口感但也关注加工中有害物质的含量。腐乳和泡菜制作中都可加一定量的酒和多种香辛料,其目的是使产品具有不同风味口感,也具有________的作用。泡菜和腐乳中超标的亚硝酸盐进入人体内特定条件下会转变成致癌物质_________。所以质检部门会检测亚硝酸盐的含量。
(2)酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味,从发酵条件分析可能的原因是________。
(3)玫瑰精油的提取是通过水分子向原料渗透,使植物精油成分向水中扩散,形成油水共沸物,蒸馏出的水蒸气与精油通过________、油水分离后得到精油。用橘皮来提取精油时,新鲜橘皮要干燥去水,并用石灰水浸透,是为了提高________。
(4)萃取法可明显提高薰衣草精油的提取效率。从影响萃取的因素考虑,萃取的效率主要取决于萃取剂的________;萃取液的浓缩可直接使用________装置。
【答案】 防腐杀菌(抑制杂菌的生长) 亚硝胺 酒精发酵后期进入了空气,温度上升导致醋酸菌大量生长产生醋酸 冷凝 出油率 性质和使用量 蒸馏
【分析】本题涉及到的知识点有腐乳和泡菜的制作、植物有效成分的提取以及果酒和的制作等,回忆和梳理相关知识点,注意没有实验的要点和细节,据此答题。
【详解】(1)制作腐乳和泡菜时需要加一定量的酒和多种香辛料,除了使产品具有不同的风味口感外,还可防腐杀菌;超标的亚硝酸盐进入人体内,在特定条件下会转变成致癌物质亚硝胺。
(2)从发酵条件分析,酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味,可能是因为酒精发酵后期进入了空气,温度上升导致醋酸菌大量生长产生醋酸。
(3)玫瑰精油的提取是通过水分子向原料渗透,使植物精油成分向水中扩散,形成油水共沸物,蒸馏出的水蒸气与精油通过冷凝、油水分离后得到精油;用橘皮来提取精油时,新鲜橘皮要干燥去水,并用石灰水浸透,以提高出油率。
(4)从影响萃取的因素考虑,萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量;萃可直接使用蒸馏装置对萃取液进行浓缩。
【点睛】解答本题的关键是掌握果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理和过程,能够根据不能精油的理化性质判断其提取的方法,进而根据所学知识结合题干要求分析答题。
17.近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。请分析回答下列问题:
(1)在果醋制作时,运用醋酸菌在供应____________充足时,将糖分解成醋酸;在糖源不充足时,也可以利用酒精生成醋酸,请写出该过程的化学反应式:______________________________________。
(2)腐乳制作的流程是: _____________→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。用盐腌制时,应注意控制盐的用量,因为盐的浓度过低,___________________________;盐的浓度过高会影响腐乳的口味。
(3)制作泡菜的原理是________________________________________。蔬菜在腌制过程中,会产生亚硝酸盐。在__________________________条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生___________________反应后,与__________________________结合形成玫瑰红色染料。
【答案】 氧气和糖源 C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O 让豆腐上长出毛霉 不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质 乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸 盐酸酸化 重氮化 N-1一萘基乙二胺盐酸盐
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
(1)在有氧条件下,反应式:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O;
(2)在无氧条件下,反应式:C6H12O6→2C2H6O+2CO2。
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。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
3、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。
4、测定亚硝酸盐含量的操作程序是:(1)配制溶液;(2)制备标准显色液;(3)制备样品处理液;(4)比色。
【详解】(1)醋酸菌是一种好氧细菌,在氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,反应式为C6H12O6→3C2H4O2。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,反应式为C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O。
(2)腐乳制作的流程是:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。用盐腌制时,应注意控制盐的用量,因为盐的浓度过低,不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味。配制卤汤时,应注意控制酒精的含量,控制在12%左右。
(3)乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下,将葡萄糖分解成乳酸。蔬菜在腌制过程中,会产生亚硝酸盐。在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N–1–萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行比较,计算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
【点睛】熟记果醋、果酒和泡菜的制作原理和操作流程,以及亚硝酸盐的测定原理是解答本题的关键。
易错点四:无菌与消毒的比较
18.下列关于微生物的培养和应用的叙述,正确的是( )
A.通过消毒可以杀死物体内所有的微生物
B.利用平板划线法可以统计样品中活菌的数目
C.平板划线法和稀释涂布法常用于微生物的接种
D.使用过的培养基及培养物可以直接丢弃
【答案】C
【分析】消毒是使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子),因此通过消毒不能杀死物体内所有的微生物;利用平板划线法不可以统计样品中活菌的数目,利用稀释涂布平板法可以统计样品中活菌的数目;使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,防止培养物的扩散,造成污染。
【详解】A. 消毒是能够杀灭物体表面和内部的病原菌营养体,但不一定能杀死细菌芽孢的方法,A错误;
B. 微生物的培养中,稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,B错误;
C. 微生物的接种常采用平板划线法和稀释涂布法,C正确;
D. 使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,D错误。
19.稀释涂布平板法分离分解尿素的细菌时使用的涂布器应保存在体积分数为70%的酒精中,取出后又要放在酒精灯火焰上引燃,这两步分别属于什么技术?( )
A.灭菌、灭菌 B.消毒、消毒 C.灭菌、消毒 D.消毒、灭菌
【答案】D
【详解】在稀释涂布平板法中,将涂布器保存在体积分数为70%的酒精中的目的是为了消毒;将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃待酒精燃尽后,冷却8~10s再用,目的是为了灭菌,
故选D
20.高压蒸汽灭菌锅的灭菌原理是以下哪一项( )
A.高压 B.高温 C.高湿 D.高压加高湿
【答案】B
【分析】“高压蒸气灭菌法是一种迅速而有效的灭菌方法。使用高压蒸气灭菌器,利用加热产生蒸气,随着蒸气压力不断增加,温度随之升高,通常压力在103.4kPa(相当旧制的15磅/寸2 或1.05kg/cm2 )时,器内温度可达121.3℃,维持15~30min。可杀灭包括芽孢在内的所有微生物。此法常用于一般培养基、生理盐水、手术器械及敷料等耐湿和耐高温物品的灭菌。”
【详解】高压蒸气灭菌法是利用达121.3℃的高温,维持15~30min,杀灭包括芽孢在内的所有微生物。
故选B。
21.关于微生物的培养,下列说法正确的是
A.培养基、手、接种环、工作台等都需要用适宜的方法灭菌处理
B.制备固体培养基的操作程序为计算、称量、溶化、灭菌、调pH、倒平板
C.平板划线法和稀释涂布平板法都可用于大肠杆菌的纯化培养
D.稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际活菌数多
【答案】C
【详解】A、培养基、接种环、工作台等都需要用适宜的方法灭菌处理,而手只能消毒,不能灭菌,A错误;
B、制备固体培养基的操作程序为计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板,B错误;
C、平板划线法和稀释涂布平板法都可用于大肠杆菌的纯化培养,其中或者还可以用于计数,C正确;
D、由于菌落会重叠,所以稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际活菌数少,D错误。
故选C。
易错点五:培养基的营养成分及其类型
22.科研人员将两种营养缺陷型大肠杆菌A和B在基本培养基中培养,处理及结果如下:单独培养A无菌落;单独培养B无菌落;AB混合培养有菌落;AB之间用微孔滤板(细菌不能通过,DNA可以通过)隔离无菌落。下列叙述错误的是
A.基本培养基提供碳源、氮源等营养物质
B.培养基、实验者双手等都需要灭菌处理
C.混合培养可能发生了基因的转移和重组
D.基因的转移需要两种菌株细胞直接接触
【答案】B
【分析】分析题干,营养缺陷型菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种生长因子的能力,只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。
【详解】A、只含有大量元素和微量元素的培养基常被称为基本培养基,可见基本培养基提供碳源、氮源等营养物质,A正确;
B、实际操作者的双手用化学药剂进行消毒,用酒精擦拭双手,无法进行彻底的灭菌,B错误;
C、培养A无菌落,单独培养B无菌落,AB混合培养有菌落,说明菌株A和菌株B发生了基因重组,产生了互补的生长因子,C正确;
D、AB之间用微孔滤板(细菌不能通过,DNA可以通过)隔离无菌落,说明混合培养会发生基因的转移和重组,但需要两种菌株细胞直接接触,D正确;
故选B。
【点睛】分析不同的培养方法产生的菌落情况,并得出相应的结论是解题的关键。
23.关于微生物的叙述中,正确的是( )
A.所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的
B.根据微生物对碳源需要的差别,可以使用含不同碳源的培养基选择优良的单一纯种
C.所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界
D.细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物
【答案】B
【分析】1、由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
2、常考的真核生物有绿藻、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物等;常考的原核生物有蓝藻(如颤藻、发菜、念珠藻、蓝球藻)、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌等)、支原体、放线菌等;此外,病毒没有细胞结构,既不是真核生物也不是原核生物。
3、微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它们的共同特点是:个体微小,结构简单。
【详解】A、大多数微生物对人类是有益的、如酵母菌,少数微生物对人类是有害的、如黄曲霉能引起肝癌,A错误;
B、根据微生物对碳源需要的差别,可以使用含不同碳源的培养基选择优良的单一纯种,B正确;
C、病毒是一类不具有细胞结构的微生物,病毒不属于原核生物界、真菌界、原生生物界,C错误;
D、细菌和放线菌均属于原核生物,而酵母菌属于真核生物,D错误。
故选B。
24.黑茶是以肉食为主的中国边疆游牧民族的主要饮品。在一系列微生物的作用下,黑茶会产生一种对人体非常有益的金黄色颗粒“金花”。研究人员对“金花”中的微生物进行了分离和鉴定,过程如图。下列说法不正确的是
A.向“金花”样品中加入蒸馏水制成样品悬液
B.可根据菌落特征对菌种进行初步鉴定
C.涂布平板上长出的菌落可通过划线进一步纯化
D.可通过基因组测序对菌种进行准确鉴定
【答案】A
【详解】向“金花”样品中加入无菌水制成样品悬液,A项错误;可根据菌落特征对菌种进行初步鉴定,B项正确;涂布平板上长出的菌落可通过划线进一步纯化,C项正确;可通过基因组测序对菌种进行准确鉴定,D项正确。
25.S型菌有荚膜且具有毒性,R型菌无荚膜也无毒性,二者对青霉素敏感。已知在多代培养的S型菌中存在能抗青霉素的突变型(记为PenrS型,且对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。现用PenrS型菌和R型菌进行如图所示实验,下列分析最合理的是( )
A.甲组中部分小鼠患败血症,可用青霉素治疗
B.乙组中加入青霉素后有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中生长的菌落是PenrS型菌
D.甲组小鼠体内分离的菌接种到含青霉素的培养基上只能产生一种菌落
【答案】D
【分析】1、R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑)。由肺炎双球菌转化实验可知,只有S型菌有毒,会导致小鼠死亡,S型菌的DNA才会使R型菌转化为S型菌。
2、肺炎双球菌体内转化实验:R型细菌→小鼠→存活;S型细菌→小鼠→死亡;加热杀死的S型细菌→小鼠→存活;加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡。
【详解】甲组中部分R型菌可转化为PenrS型菌,使部分小鼠患败血症,由于PenrS型菌能抗青霉素,故不可注射青霉素治疗,A错误;乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后只有被PenrS型的DNA转化的R型菌的菌落能继续生长,B错误;丙组培养基中含有青霉素,R型菌不能生长也不能发生转化,所以不会出现菌落,C错误;甲组小鼠体内分离的菌为PenrS型菌和R型菌,由于R型菌对青霉素敏感,PenrS型菌抗青霉素,所以将分离的菌体接种到含青霉素的培养基上只能产生一种菌落,D正确。
故选D。
26.下列有关微生物培养的叙述,正确的是
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.同一种物质既可作碳源也可作氮源,碳源并不都能提供能量
C.同种物质不可能既作碳源又作氮源
D.配置培养基时蔗糖含量越高越适合微生物的生长
【答案】B
【分析】培养基的成分:碳源、氮源、水和无机盐等。
培养基的用途:
①固体培养基:观察菌落和分离提纯微生物;
②液体:工业大规模培养(微生物工程);
③半固体:观察微生物的运动.
【详解】A. 菌落是由一个细胞发育成的子细胞群体,只含有一种细菌, A错误。
B. 同一种物质既可作碳源也可作氮源,如牛肉膏;碳源并不都能提供能量,如培养自养型微生物的培养基中的CO2或碳酸盐。B正确。
C. 同种物质可能既作碳源又作氮源,如牛肉膏,C错误。
D. 配置培养基时蔗糖含量根据微生物的生长特点具体确定,D错误。
【点睛】本题的知识点是培养基的种类和用途,主要考查学生对基础知识的记忆、理解所学知识的要点和解决问题的能力,要求学生把握知识间的内在联系.
27.伊红—美蓝培养基常用来鉴别大肠杆菌,其原理是( )
A.大肠杆菌在该培养基中形成特定的菌落 B.大肠杆菌能使培养基改变颜色
C.大肠杆菌菌的代谢产物与伊红—美蓝结合,使菌落呈深紫色,并有金属光泽
D.大肠杆菌能在该培养基中很好生活,其余微生物不能很好生活
【答案】C
【详解】伊红为酸性染料,美蓝为碱性染料。大肠杆菌能分解乳糖产生大量的混合酸,菌体带H+,故菌落被染成深紫色,从菌落表面的反射光中还可以看到金属光泽。在碱性环境中不分解乳糖产酸的细菌不着色,伊红和美蓝不能结合。故选C
28.药物敏感试验简称药敏试验,旨在了解病原微生物对各种抗生素的敏感程度,以指导临床合理选用抗生素。纸片扩散法(Kirby-Bauer test)是药敏试验一种常用的方法,它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上,纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,形成递减的梯度浓度,在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制,形成透明的抑菌圈。
【平板的制备】
(1)关于药敏试验所用的琼脂平板制备过程,正确的顺序是_______
A.称量、溶解、定容、调pH、倒平板、灭菌
B.称量、溶解、调pH、定容、倒平板、灭菌
C. 称量、溶解、定容、调pH、灭菌、倒平板
D.称量、溶解、调pH、定容、灭菌、倒平板
(2)培养基的灭菌条件应该设定为__________
A.0.05kg/cm2,62℃,15~30min B.0.05kg/cm2,121℃,15~30min
C. 1.05kg/cm2,62℃,15~30min D.1.05kg/cm2,121℃,15~30min
【测试菌接种】
(3)若使用纸片扩散法进行药敏试验,在平板制备及测试菌接种环节,无需使用的工具是________
【抑菌圈观察】
某研究小组将含有相同浓度抗生素I~IV的四个纸片分别贴放在生长有测试菌的琼脂平板上,在合适的温度条件下孵育16h,结果如图所示:
(4)MIC是药敏试验中评价抗生素药效的常用指标,其定义为某种抗生素对测试菌的最低抑制浓度。根据上图的试验结果可知,对于该试验所用测试菌而言,抗生素I的MIC_________(选填“大于”“小于”或“等于”)抗生素III的MIC。
(5)在相关试验操作均严谨规范的情况下,在含有抗生素IV的纸片周围出现了较大的抑菌圈,抑菌圈中存在有若干个测试菌的菌落。试对上述现象的成因作出分析:________________
【答案】 C D D 大于 抗生素IV 对于野生型测试菌具有较强的抑制作用,但测试菌中已经出现能抵抗抗生素IV的抗性突变株
【分析】1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基其基本过程为计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。
2.纯化大肠杆菌(1)原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个单个菌落就是一个纯化的细菌菌落。(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】(1)培养基制备的基本过程为计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板,因此关于药敏试验所用的琼脂平板制备过程,正确的顺序称量、溶解、定容、调pH、灭菌、倒平板,C正确。
(2)培养基一般采用高压蒸汽灭菌,其灭菌条件一般在压力为100 kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30 min,而100kPa相当于1.05kg/cm2,D正确。
(3)ABC、该实验中,测试菌接种需要利用涂布平板的方法,因此首先需要利用培养皿倒平板,然后用涂布器涂布平板,而涂布器灭菌时需要酒精灯燃烧残余的酒精,ABC正确;
D、平板划线法需要使用接种环,该实验无需使用,D错误。
(4)MIC是药敏试验中评价抗生素药效的常用指标,其定义为某种抗生素对测试菌的最低抑制浓度。分析图解可知,抗生素Ⅰ的透明圈明显小于抗生素Ⅲ,因此对于该试验所用测试菌而言,抗生素I的MIC大于抗生素III的MIC。
(5)在相关试验操作均严谨规范的情况下,在含有抗生素IV的纸片周围出现了较大的抑菌圈,抑菌圈中存在有若干个测试菌的菌落。这种现象可能是由于抗生素IV 对于野生型测试菌具有较强的抑制作用,但测试菌中已经出现能抵抗抗生素IV 的抗性突变株。
【点睛】本题考查了微生物的分离与培养的有关知识,要求学生具有一定的实验设计和操作能力,识记培养基制备的方法以及灭菌的方法和条件,能够结合图示中抑菌圈的大小确定抗生素的抑菌效果。
29.回答下列有关微生物培养的问题。
某化工厂的污水池中,含有一种有害的、难于降解的有机化合物A,研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。
1.培养基中加入化合物A的目的是________,这种培养基属于________培养基。
2 .“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________,同时,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是________。
3. 培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量_______的培养液,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量________。
4. 转为固体培养基培养时,常采用_________的方法接种,获得单菌落后继续筛选。
5. 在培养基的配制过程中,操作方法包括以下步骤,其正确顺序为______。
①溶解 ②调pH值 ③定容 ④包扎 ⑤培养基的分装 ⑥称量 ⑦灭菌
A.①②⑥⑤⑦③④ B.⑥①③②⑤④⑦
C. ⑥①②⑤④⑦③ D.①②⑤④⑥⑦③
6. 实验结束后,使用过的培养基应该进行_______处理后,才能倒掉,这样处理的目的是_______。
【答案】 筛选目的菌 选择 化合物A 异养需氧型 减少 增加 平板划线(稀释平板涂布法) B 灭菌 杀死培养基上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者
【分析】实验室中目的菌株的筛选的原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。培养基的配制过程中,操作顺序如下:称量、溶化、调节pH、分装、加棉塞、包扎,灭菌等。
【详解】1、由题意可知,本实验是分离出能够高效降解的有机化合物A的菌种,所以培养基中加入化合物A的目的是筛选降解的有机化合物A的菌种,这种培养基属于选择培养基。
2、分析培养基配方可知,目的菌”生长所需的氮源和碳源都来自培养基中的化合物A,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是异养需氧型。
3、由于“目的菌”有降解的有机化合物A的作用,所以培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量减少的培养基,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量进一步增加。
4、在转为固体培养基培养时,常采用平板划线法接种,以培养获得由单个细胞繁殖来的菌落。
5、在培养基的配制过程中,根据微生物的生长需要,称量不同的营养物质,然后溶化、调整PH、培养基的分装、加棉塞、包扎、灭菌、定容等,所以正确的顺序是⑥①③②⑤④⑦,故选B。
6、实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理后,才能倒掉,以便杀死培养基上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
【点睛】微生物的实验室培养时高考的热门内容,考生要注意归纳总结相关考点,落脚到教材的知识点,才能正确作答。
易错点六:植物细胞工程技术
30.下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是( )
A.带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B.②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活
C.过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
D.上图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
【答案】A
【详解】植物的茎尖或根尖不带病毒或病毒极少,其他部位带的病毒很多,带叶原基的芽是茎尖,A项符合题意;②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活,B项不符合题意;③是脱分化、④是再分化,两个过程所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,C项不符合题意;细胞的全能性是已经分化的细胞发育成完整个体的潜能。图示过程是离体的带叶原基的芽脱分化形成愈伤组织,再分化形成幼苗,体现了植物细胞的全能性,D项不符合题意。
【名师点睛】解答本题的关键有:一是看懂图、二是能利用植物组织培养的原理和条件的有关知识解题。
31.现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯合子),其中甲种植物的光合作用能力高于乙种植物,但乙种植物很适宜在盐碱地种植,相关性状均由核基因控制。若要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐碱的植株,最佳的方案是
A.利用植物体细胞杂交技术获得目的植株
B.将乙种植物的耐盐碱基因导入甲种植物的卵细胞中,然后进行离体培养
C.使两种植物有性杂交获得F1,再利用单倍体育种技术获得目的植株
D.诱导两种植物的花粉融合,并直接培育成幼苗
【答案】A
【详解】A、C.甲、乙两种植物之间存在生殖隔离,很难通过有性杂交获得F1,而利用植物体细胞杂交技术可以打破生殖隔离,进而获得目的植株,A正确,C错误;
B.将乙种植物的耐盐碱基因导入甲种植物的卵细胞中,然后进行离体培养得到的是高度不育的单倍体植株,B错误;
D.由两种植物的“花粉融合”后直接培育成的幼苗中不含同源染色体,后代不可育,D错误。
故选A。
32.用 32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链,再将这些细胞转入不 含 32P 的培养基中培养,让其分裂和分化,并最终形成完整的玉米植株。下列叙述中不正确的是( )
A.该过程体现了细胞的全能性,所使用培养基中通常需要加入生长素和细胞分裂素
B.由于玉米是自养生物,因此培养基中可不加有机物成分
C.若一个细胞中的染色体总条数和被 32P 标记的染色体条数分别是 40 条和 5 条,则该 细胞可能处于第三次分裂的后期
D.形成玉米植株过程中,细胞发生分化,但细胞内的遗传物质并没有发生变化
【答案】B
【分析】依题可知“由玉米体细胞分裂和分化,并最终形成完整的玉米植株”整个过程是植物组织培养,体现了植物细胞的全能性,全能性是组织细胞具备发育成完整植株的能力,用32P标记玉米体细胞,玉米体细胞的20 条染色体都被标记上32P,放在不含32P的培养基中培养,新合成的DNA子链不带有32P标记。
【详解】由分析可知,该过程体现了细胞的全能性,为促进细胞的分裂和分化,需要在培养基中加入生长素和细胞分裂素,A正确;玉米是自养生物,是玉米植株绿色植物细胞具有光合作用能力合成有机物,但是单个玉米体细胞,细胞中不一定含有叶绿体,不一定进行光合作用,B错误;因玉米正常体细胞有20条染色体,若细胞中的染色体总条数是40条,说明该时期染色体数目加倍,该时期为有丝分裂的后期,因玉米体细胞的20条染色体都被标记32P,第一次分裂后期有40条染色体带有32P标记,第二次分裂后期共有20条染色体带有32P标记,移向同一极的可能有0-20条染色体带有32P标记,所以第三次分裂后期可能含有0-20条染色体带有32P 标记,C正确;细胞分化是基因的选择性表达,遗传物质并没有发生改变,D正确。故选B。
【点睛】掌握植物细胞全能性概念,DNA复制特点以及细胞分裂过程中DNA、染色体数目变化是解决本题的关键。
33.植物中瞬时表达检测是一种快速的分析系统,它被广泛地用于分析基因功能,如基因表达、蛋白活性及蛋白与蛋白的相互作用等。常用的植物瞬时表达系统有洋葱表皮细胞、愈伤组织、烟草叶片及原生质体等。原生质体处于相同的分离周期,导入的外源基因表达具有较好的同步性,同时不需进行长时间的组织培养,因而对原生质体制备条件的优化具有重要意义。
(1)原生质体的分离与纯化:在无菌条件下,取无菌苗叶片,放入含有一定浓度____酶的酶解液,水浴加热处理一段时间后过滤,将滤液采用1000×g离心力离心两分钟,纯化得到原生质体。该过程中,请概述3个影响原生质体产量的因素:____________________。
(2)原生质体活性检测:原生质体活力以一个视野中发绿色荧光的原生质体占该视野中原生质体总数的百分数来表示。在进行原生质体转化时所构建的基因表达载体包括标记基因、复制原点、_______________。若在某原生质体中观察到了绿色荧光,则说明基因在该原生质体中完成了________和_____过程。
(3)一般来说,植物各个器官,如:根、茎、叶、花及愈伤组织等都可作为分离原生质体的材料。其中_______分离得到的原生质体适合用于研究光合活性。
【答案】 纤维素酶和果胶 酶解液中酶的浓度,酶解时间,离心力大小 启动子、终止子和绿色荧光蛋白基因 转录 翻译 (新鲜)叶肉细胞
【分析】本题以原生质体的分离纯化、活性检测为背景,考察基因工程与细胞工程的相关内容。
【详解】(1)植物细胞外面有一层细胞壁,主要成分为纤维素和果胶,为获得具有活力的原生质体,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁。原生质体分离过程中的酶浓度、酶解时间和离心力大小等都会对原生质体的产量和活力产生影响。
(2)基因表达载体包括标记基因、启动子终止子和目的基因,这里的目的基因是绿色荧光蛋白基因。若在某原生质体中观察到了绿色荧光,则说明绿色荧光蛋白基因在该原生质体中完成了转录和翻译过程。
(3)适合用于研究光合活性的原生质体中必须含有叶绿体,因此新鲜叶肉细胞是最合适的材料,而根、茎、花等器官中基本不含有叶绿体,愈伤组织的培养在暗处且不含叶绿体,也不合适。
【点睛】解答本题的关键是掌握基因表达载体的结构、植物体细胞杂交、植物组织培养技术等知识点,明确植物细胞融合前必须用酶解法去掉细胞壁,能够分析基因表达载体的成分和检测目的基因表达产物的方法。
易错点七:动物细胞培养和动物细胞融合
34.“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中正确的有几项( )
①基因工程中用同种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因,酶切产物用DNA连接酶连接,为了保证成功率,需将获得的产物筛选后导入受体细胞
②单克隆抗体制备过程中,在完成细胞融合后,第一次筛选出的是杂交瘤细胞
③单克隆抗体制备过程中,在完成细胞融合后,第二次筛选出的是针对目标抗原的抗体检验为阳性的杂交瘤细胞
④为了快速繁殖无子西瓜,需筛选出特定染色体组数的体细胞才能进行组织培养
A.②③ B.①④ C.③④ D.①②
【答案】A
【分析】1、基因工程中标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
2、单克隆抗体制备的两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
【详解】①基因工程中用同种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因,将酶切产物用DNA连接酶连接,由于连接产物存在目的基因和目的基因的连接体、运载体和运载体的连接体以及目的基因和运载体的连接体,为了保证成功率,需将获得的产物导入受体细胞,然后对受体细胞再进行筛选,即选择出导入重组质粒的受体细胞再继续培养,①错误;
②③单克隆抗体制备的过程中,在完成细胞融合后,第一次筛选出的是杂交瘤细胞,去除了未融合的细胞和自身融合的细胞,第二次筛选出的是针对目标抗原的抗体检验为阳性的杂交瘤细胞,即第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,②③正确;
④为了快速繁殖无子西瓜,可采用植物组织培养的方法,不需要筛选特定染色体组数的体细胞就能进行组织培养,④错误。
故选A。
35.某研究小组为测定某种药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是
A.制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶处理肝组织块
B.培养液需含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等
C.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素
D.甲、乙细胞在持续的传代培养过程中,均会出现停止增殖的现象
【答案】C
【分析】1、动物细胞培养的过程: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、动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质:葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
(3)温度和怕pH。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,常用胰蛋白酶,不能使用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用,但这样的环境不适于细胞生存,A错误;
B、培养液需含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清等,不需要加入生长素,并且生长素属于植物激素,B错误;
C、为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,C正确;
D、肝肿瘤细胞属于癌细胞,癌细胞没有出现接触抑制的现象,不会停止增殖,D错误。
故选C。
【点睛】解答本题的关键是了解到甲细胞是肿瘤细胞,具有无限增殖的能力,不会出现停止增殖的现象。
36.下列关于动物细胞工程的叙述,错误的是( )
A.PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养不能得到优良动物个体
B.使用冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型
C.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
D.胰蛋白酶处理动物组织后,用培养液稀释制成细胞悬浮液
【答案】C
【分析】本题考查动物细胞培养的相关知识,意在考查考生的识记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;能运用所学知识要点,对生物学问题作出准确判断的能力。
【详解】由于动物细胞的全能性受到限制,动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物,A正确;目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型,B正确;基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,使基因结构改变,在显微镜下不能观察到,C错误;动物细胞的培育过程是进行细胞培养时用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞,再用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液,D正确。
【点睛】动物细胞培养只能得到大量细胞或细胞产物,不能得到动物个体。
37.犬细小病毒(CPV)单克隆抗体(Cpv McAb)可抑制病毒对宿主细胞的侵染及病毒的复制,进而杀灭幼犬体内病毒。下列相关叙述,错误的是
A.在Cpv McAb的制备过程中用到了动物细胞培养和动物细胞融合技术
B.给幼犬注射CPV后,CPV抗体检测呈阳性,说明发生了体液免疫反应
C.经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可直接生产Cpv McAb
D.对杂交细胞培养时,需要无菌无毒环境,且温度、气体环境等要适宜
【答案】C
【分析】由题文和选项的描述可知,该题考查学生对单克隆抗体的制备过程及动物细胞培养的相关知识的识记和理解能力。
【详解】在单克隆抗体的制备过程中,使用的动物细胞工程技术有动物细胞培养和动物细胞融合技术,A正确;给幼犬注射CPV后,会激发体液免疫,产生相应的抗体,因此若 CPV抗体检测呈阳性,说明发生了体液免疫反应,B正确;经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞并不都符合人们需要,还需经过克隆化培养和抗体检测,筛选出能分泌CPV McAb的杂交瘤细胞,C错误;对杂交细胞培养时,需要无菌无毒环境,且温度、气体环境等要适宜,D正确。
38.疫苗和抗体已被广泛应用于预防与诊疗传染性疾病的过程,已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如下图所示,请回答下列问题:
(1)③构建A基因重组载体时,启动子和终止子是重新构建的,它们应该能被受体细胞的________所识别,以便于其催化转录过程。
(2)下图为A基因的结构示意图,已知Ⅱ区的碱基数是2000个,其中阴影区域碱基数是800个,空白区域中G和C的总数共有400个,则由该区域转录产生的能指导蛋白质合成的mRNA中A和U总数是________个。
(3)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的________数目。过程⑥的实质为________。
(4)在将X进行扩大培养前,至少需要经过________次筛选,其中包括_______________和__________,扩大培养的原理是________。
(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的________来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较,或用图中的________与分离出的病毒进行特异性检测。
【答案】 RNA聚合酶 400 浆细胞 基因的选择性表达 2 筛选出杂交瘤细胞 筛选出产生特定(抗A蛋白)抗体的杂交瘤细胞 细胞增殖(有丝分裂) A蛋白 抗A蛋白的单克隆抗体
【详解】试题分析:本题考查基因工程、基因的表达、细胞工程、免疫,考查对基因表达载体组成、转录过程、单克隆抗体制备流程与应用、二次免疫及免疫应用的理解。解答此题,可根据基因中碱基比例关系和转录过程中的碱基互补配对原则进行第(2)小题的计算,根据浆细胞和小鼠骨髓瘤细胞的融合结果分析两次筛选的目的。
(1)A基因重组载体中,启动子和终止子是RNA聚合酶的识别部位,以开始和结束转录过程。
(2) Ⅱ区的碱基数为2000个,减去阴影部分碱基数800个,得到空白区的碱基数为1200个,该区段能指导蛋白质合成,其中C和G占400个,则A和T共800个,每条链中A和T有400个,转录以基因的一条单链为模板,根据碱基互补配对原则,转录得到的RNA中A和U应为400个。
(3)给小鼠皮下注射A蛋白时,重复注射几次的目的是让小鼠产生更快、更强的二次免疫反应,使记忆细胞增殖、分化,产生较多的浆细胞。过程⑥为B细胞的分化过程,其实质是基因的选择性表达。
(4)浆细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后,由于存在多种融合细胞,首先要用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞,然后经克隆化培养,用A蛋白作为抗原检测,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞。扩大培养过程中杂交瘤细胞通不断的有丝分裂,增加杂交瘤细胞数目。
(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,图中基因工程生产的病毒表面的A蛋白可作为疫苗,刺激机体产生记忆细胞和抗体,但不会使人致病。对该传染病疑似患者确诊时,可利用单克隆抗体特异性强、灵敏度高的特点,用图中的抗A蛋白的单克隆抗体与分离出的病毒进行特异性检测。
【点睛】DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。
(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若在一条链中=m,在互补链及整个DNA分子中=m。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中=a,则在其互补链中=,而在整个DNA分子中=1。
易错点八:动物细胞核移植与胚胎工程
39.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c 表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是
A.若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B.c可以表示单克隆抗体的制备,③为获得的单克隆抗体
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D.若 b 是试管动物技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
【答案】D
【详解】【分析】由题文和图示分析可知:该题以“动物细胞培养”等为主线,综合考查动物细胞核移植技术、生产单克隆抗体、胚胎移植、试管动物技术等相关知识。
【详解】若a是核移植技术,则①反映了动物体细胞的细胞核具有全能性,A错误;单克隆抗体的制备,需要借助动物细胞培养技术来培养杂交瘤细胞等细胞,但不涉及胚胎移植,因此c不能表示单克隆抗体的制备,B错误;①②③中都需要进行胚胎移植,作为受体的动物品种必须是同种的健康的雌性动物,不一定为珍稀动物,C错误;若 b 是试管动物技术,则借助体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,D正确。
【点睛】理清核移植技术的概念及原理、生产单克隆抗体的过程、试管动物技术的内涵和胚胎移植的意义,据此,结合概念图并利用所学的知识对各选项做出准确的判断。
40.如图Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径,下列相关叙述不正确的是( )
A.胚胎干细胞在体外培养的条件下,可以增殖不发生分化
B.图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎
C.过程Ⅰ、Ⅱ获取早期胚胎过程均属于有性生殖范畴
D.过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化
【答案】C
【分析】分析题图:图中Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径,其中Ⅰ表示体外受精,再从早期胚胎中获取胚胎干细胞;Ⅱ表示的动物体细胞核移植,再从重组的早期胚胎中获取胚胎干细胞。
【详解】A、胚胎干细胞在体外培养的条件下,可以增殖不发生分化,A正确;
B、图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎,囊胚中的内细胞团细胞属于胚胎干细胞,B正确;
C、过程Ⅰ获取早期胚胎的过程属于有性生殖范畴,而过程Ⅱ获取早期胚胎的过程不属于有性生殖范畴,C错误;
D、过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化,D正确。
故选C。
41.下列关于“克隆羊”、“试管羊”、“转基因羊”的说法,合理的是( )
A.这三种羊都是无性繁殖的产物
B.在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱
C.在培育过程中都需要用到核移植技术
D.在培育过程中都需要采集良种公羊的精子
【答案】B
【分析】克隆动物的获得过程:
【详解】A、克隆羊属于无性繁殖,试管羊、转基因羊属于有性生殖,A错误;
B、在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱,B正确;
C、克隆羊在培育过程中需要用到核移植技术,试管羊和转基因羊不需要,C错误;
D、克隆羊在培育过程中不需要采集良种公羊的精子,D错误。
故选B。
42.我国全面二孩政策已于2016年1月1日起正式实施。十二年前,产妇朱女士利用试管婴儿技术,成功生下一个男孩。2016年3月,朱女士决定生育第二个孩子,医院找到当年为她冷冻的“胚胎”,经过捡胎等程序,朱女士已成功怀孕。冷冻12年后复苏、植入,该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。有意思的是,这个沉睡了 12年的“冰宝宝”,跟自己11岁 的亲哥哥其实是“同龄”。请回答以下相关问题:
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,在取卵前通常需要注射促性腺激素,而不是通过服用雌激素来直接促使更多的卵泡发育,原因是过量的雌激素会通过________,从而影响卵巢的发育。医生借助________探测仪等工具用吸卵针从朱女士卵巢中吸取卵母细胞。在体外受精前,将取出的卵母细胞要置于与________中相似的环境,让它进一步发育成熟;受精过程中,精子顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵子的_____,最终进入卵内完成受精作用。
(2)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,都需要满足_______、营养等条件。对移植的胚胎进行性别鉴定,要先从被测囊胚的_______(部位)中取出几个细胞,提取DNA,再利用PCR技术扩增,最后进行基因检测。从细胞中粗提取DNA的操作过程中,可使溶解在2mol/L的氯化钠溶液中的DNA析出的方法有________。
(3)若进行试管婴儿的某夫妇,其中妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷),父亲正常。那么这夫妇要想获得健康的孩子,可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿” (医生要去除女性捐赠者的卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的基因取而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程,除运用胚胎工程的技术手段外,还要特别运用__________________技术。
【答案】 负反馈调节 超声波 输卵管 放射冠和透明带 无菌无毒的环境、温度、pH、气体环境 滋养层 加蒸馏水使盐溶液稀释到0.14mol/L、加95%的冷酒精溶液后静置 细胞核移植
【分析】1、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。
2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
3、线粒体中遗传物质的遗传方式为细胞质遗传(母系遗传)。
【详解】(1)雌激素存在负反馈调节,如果服用过多的雌激素,会导致促性腺激素分泌过少,进而影响卵巢发育,因此在取卵前通常需要注射促性腺激素,而不通过服用雌激素来促进更多的卵泡发育。在体外受精前,可借助超声波探测仪等工具用吸卵针从朱女士卵巢中吸取卵母细胞;卵子形成的减数第二次分裂过程是在输卵管中进行的,因此要将取出的卵母细胞置于与输卵管中相似的环境,让它进一步发育成熟;顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵细胞的放射冠和透明带,最终进入卵细胞。
(2)动物细胞培养需要无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、一定的气体环境及营养等条件;囊胚期的滋养层细胞可以提取其DNA用于性别鉴定;DNA在2mol/L的氯化钠溶液中的溶解度最大,而在0.14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最小,且DNA不溶于95%冷酒精,因此使溶解在2mol/L的氯化钠溶液中的DNA析出的方法有:加蒸馏水使盐溶液稀释到0.14mol/L、加95%的冷酒精溶液后静置。
(3)根据题意分析,三亲婴儿”的获得过程中,医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育,因此该过程除运用胚胎工程的技术手段外,还要特别运用细胞工程中的动物细胞核移植技术。
【点睛】解答本题的关键是掌握激素的分级调节和负反馈调节过程、体外受精、胚胎移植等相关知识点,明确性激素的分泌存在负反馈调节,进而分析注射促性腺激素而不口服性激素的原因,并能够分析三亲婴儿的过程、培育及其涉及到的技术。
易错点九:工具酶误区
43.图1为某种质粒简图,图2表示某外源DNA上的目的基因,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是( )
A.在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割,则可选EcoRⅠ
B.如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后,再用DNA连接酶连接,形成一个含有目的基因的重组DNA,此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有1个
C.为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理
D.一个图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后,含有2个游离的磷酸基团
【答案】B
【详解】目的基因两侧都有,且质粒也有的限制酶是EcoRⅠ,所以在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割,可选EcoRⅠ,A正确;如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后,再用DNA连接酶连接,形成一个含有目的基因的重组DNA,此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有2个,B错误;为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,酶切时可使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理,C正确;一个图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后,产生两个黏性末端,含有2个游离的磷酸基团,D正确。
44.CRISPR/cas9基因编辑技术可对基因进行定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是
A.Cas9蛋白能断裂目标DNA分子中的磷酸二酯键
B.单链向导RNA双链区中嘌呤数等于嘧啶数
C.单链向导RNA的识别序列与DNA分子之间通过氢键连接
D.单链向导RNA可切割DNA上的目标位点
【答案】D
【分析】1.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:常用的运载体有:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
2.由题干信息“由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割”准确答题。
【详解】A、Cas9蛋白为核酸内切酶,能断裂目标DNA分子中磷酸二酯键,A正确;
B、单链向导RNA双链区中遵循碱基互补配对原则,嘌呤数等于嘧啶数,B正确;
D、单链向导RNA的识别序列与DNA分子之间通过氢键连接,C正确;
D、单链向导RNA可识别目标位点,而DNA由核酸内切酶Cas9负责切割,D错误。
故选D。
45.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
【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。
易错点十:基因表达载体的构建
46.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是
A.表达载体中的胰岛素基因可通过胰岛A细胞的mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点
C.借助标记基因筛选出的受体细胞不一定含有目的基因
D.起始密码子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
【分析】基因表达载体的构建
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质;
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端;
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,常用的标记基因是抗生素抗性基因。
【详解】A、由于基因的选择性表达,在人的胰岛A细胞中,没有胰岛素基因转录的mRNA,A错误;
B、表达载体的复制启动于复制原(起)点,胰岛素基因的表达启动于启动子,B错误;
C、标记基因位于运载体上,利用标记基因筛选出来的受体细胞可能只含有运载体而不含有目的基因,C正确;
D、胰岛素基因的表达启动于启动子,终止于终止子,而终止密码子在翻译过程中起作用,D错误。
故选C。
47.我国科学家宣布首次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将人突变的亨廷顿基因,即人外显子1中包含150CAG重复序列精确地插入猪成纤维细胞内的亨廷顿蛋白(HTT)内源性基因中,成功培育出亨廷顿舞蹈症的模型猪,为治疗人类神经细胞功能退行性疾病提供了理想的动物模型。下列有关叙述错误的是
A.将150CAG重复序列插入猪的亨廷顿蛋白内源性基因,引起的变异属于染色体变异
B.CRISPR/Cas9基因编辑技术具有基因工程中的工具酶的作用
C.上述模型猪的培育涉及基因工程、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
D.在模型猪体内,原猪的亨廷顿基因(PigHTT)不再表达
【答案】A
【分析】基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技术自问世以来,就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势,技术不断改进后,更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。
【详解】根据题干信息“将150CAG重复序列插入猪的亨廷顿蛋白内源性基因”分析,相当于基因内部增添了碱基对,应属于基因突变范畴,A错误;“重复序列”插入到猪的亨廷顿蛋白内源性基因之前必须先切割才能将“重复序列”插入其中,再利用连接酶将它们连接在一起,这需要限制酶和DNA连接酶,B正确;题干中模型猪的培育过程中,重复序列的插入涉及基因工程,导入受体细胞后再进一步培育涉及早期胚胎培养,将早期胚胎移到受体子宫中涉及胚胎移植等技术,C正确;将150CAG重复序列插入猪的亨廷顿蛋白内源性基因后,原基因已被破坏,因此不再表达,D正确。
48.大肠杆菌PUC19质粒如下图所示。LacZ基因是PUC19质粒上重要的标记基因,其表达产物能水解x-gal,进而使大肠杆菌菌落呈蓝色。用EcoRI构建重组质粒,导入受体菌(不含LacZ基因和氨苄青霉素抗性基因)并进行检测。下列叙述错误的是
A.检测前用稀释涂布平板法接种受体菌
B.培养基中应含有氨苄青霉素和X-gal
C.挑取菌落的接种环在操作前后都应该灼烧灭菌
D.应挑取培养基表面的蓝色菌落进行扩大培养
【答案】D
【分析】本题考查基因工程的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络结构的能力。
【详解】筛选与分离工程菌需要用稀释涂布平板法将受体菌群接种在培养基表面,A正确;据题干可知,目的菌能够在含有氨苄青霉素和X-gal的培养基上生存,所以筛选与分离时的培养基应含有氨苄青霉素和X-gal,B正确;挑取菌落的接种环在操作前后都应该灼烧灭菌,C正确;据题干可知,受体菌不含LacZ基因和氨苄青霉素抗性基因,不能使大肠杆菌菌落呈蓝色,应挑取培养基表面的含氨苄青霉素抗性基因菌落进行扩大培养,D错误。
【点睛】筛选与分离目的微生物需要使用固体选择培养基,微生物培养的关键是无菌操作。
49.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )
A.将重组质粒导入细菌,细菌涂布在含有四环素的培养基上能生长
B.常用的方法是显微注射法,将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
D.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是只导入了质粒A的细菌
【答案】D
【分析】分析题图:图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图,其中质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因,构建基因表达载体后,破环了质粒A的四环素抗性基因,但抗氨苄青霉素基因正常,所以导入重组质粒或普通质粒的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,但导入重组质粒的大肠杆菌不能抗四环素。
【详解】A、根据以上分析已知,重组质粒的四环素抗性基因被破坏了,所以将重组质粒导入细菌,细菌涂布在含有四环素的培养基上将不能生长,A错误;
B、将重组质粒导入细菌B常用的方法是钙离子处理法(CaCl2溶液);由于重组质粒的抗氨苄青霉素基因未被破坏,所以能在含有氨苄青霉素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌和导入重组质粒的细菌,B错误;
C、目的基因(生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能合成人的生长激素,C错误 ;
D、由于重组质粒的抗四环素基因被破坏,所以在含有四环素的培养基上能生长的只是导入普通质粒A的细菌,D正确。
故选D。
【点睛】本题结合“工程菌”的制造过程,考查基因工程的应用,要求考生识记基因工程的基本操作步骤,明确目的基因插入质粒后会破坏质粒的四环素抗性基因,再对各选项作出准确的判断,属于考纲识记和理解层次的考查。
50.某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHI酶切后,与用BamHI酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,之后受体细胞的类型(对两种抗生素表现出抗性r或敏感性s)不包含( )
A.Ampr、Tetr B.Ampr、Tets C.Amps、Tetr D.Amps、Tets
【答案】C
【分析】1、根据题意分析:四环素抗性基因中有BamHI酶切位点,将此质粒载体用BamHI酶切后,四环素抗性基因被破坏。
2、用得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是:含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。
【详解】大肠杆菌中含有质粒载体的,有两种抗性,即Ampr、Terr ,故A不符合题意;含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌,有氨苄青霉素抗性,但没有四环素抗性,即Ampr、Ters,故B不符合题意;三种大肠杆菌中,不存在有四环素抗性、氨苄青霉素抗性的类型,故C符合题意;含有环状目的基因的大肠杆菌,没有抗性,即Amps、Ters,故D不符合题意。
51.在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答,叙述正确的是( )
①A过程需要的酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶 ②B过程需要加入卡那霉素 进行选择培养 ③C过程为脱分化过程,培养基中只需加入营养物质、琼脂 ④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测 ⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测
A.①②③④⑤ B.①②④⑤ C.③④⑤ D.①③④⑤
【答案】B
【分析】借抗虫棉的培育过程考查基因工程的基本操作程序以及基因分离定律的灵活运用,旨在考查对知识的理解和应用知识解决实际问题的能力。质粒作为运载体的特点:能够自我复制,或整合到染色体上随染色体复制;有多个限制酶切点(便于切割);有标记基因(便于进行检验)目的基因整合到受体细胞的一条染色体上,而其同源染色体上没有该交易时时,基因遗传遵循分离定律。
【详解】①A过程需要的酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶,①正确;
②B过程需要加入卡那霉素进行选择培养,②正确;
③C过程为脱分化过程,培养基中需加入营养物质、琼脂、激素以及卡拉霉素,③错误;
④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测,④正确;
⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测,⑤正确;
故选B。
易错点十:PCR技术
52.科研人员先分别PCR扩增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信号肽基因(编码的肽链能引导新合成的蛋白质转移、分泌),再将它们拼接形成融合基因,并导入大肠杆菌生产尿酸酶。相关叙述错误的是( )
A.扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向
B.构建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外
C.融合基因导入大肠杆菌前需构建基因达载体,以保证目的基因正常表达和遗传
D.在导入融合基因前,应先用NaCl处理大肠杆菌,使其变为感受态细胞
【答案】D
【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.将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为 感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【详解】A、每个基因的两端都有启动子和终止子,它会调节基因的表达,因此扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向,以便它们都能正常表达,A正确;
B、根据题干中原核生物胞外蛋白信号肽基因的功能可知,构建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外,B正确;
C、融合基因导入大肠杆菌前需构建基因表达载体,以保证目的基因正常表达和遗传,C正确;
D、在导入融合基因前,应先用CaCl2处理大肠杆菌,使其变为感受态细胞,D错误。
故选D。
易错点十一:基因的导入与检测
53.动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药品,如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时( )
A.仅仅利用了基因工程技术 B.不需要乳腺蛋白基因的启动子
C.利用基因枪法将含有人的生长激素基因的表达载体导入动物受精卵中
D.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了nRNA-分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质一抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外,还涉及其他现代生物技术如胚胎移植等,A错误;
B、构建重组质粒需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,B错误;
C、将重组质粒导入动物受精卵,常通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵,然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物,C错误;
D、由于转入的目的基因在乳腺中可以高效达,利用乳腺可以分泌蛋白的特性(人的生长激素属于分泌蛋白),所以在进入泌乳期能大量产生人的生长激素,D正确。
故选D。
54.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制备“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功导入的标志是受体细胞能产生生长激素的mRNA
【答案】C
【分析】分析题图:图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的过程。质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因,构建基因表达载体后,破环了质粒A的四环素抗性基因,但氨苄青霉素抗性基因正常,所以导入重组质粒或普通质粒的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,但导入重组质粒的大肠杆菌不能抗四环素。
【详解】将重组质粒导入细菌B常用的方法是钙离子处理法(CaCl2溶液),A错误;由于抗氨苄青霉素的基因未被破坏,所以能在含有氨苄青霉素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌和导入重组质粒的细菌,B错误;由于抗四环素基因被破坏,所以在含有四环素的培养基上能生长的只是导入普通质粒A的细菌,C正确;目的基因成功导入的标志是受体细胞能产生人的生长激素,D错误。
故选C。
【点睛】本题结合“工程菌”的制造过程,考查基因工程的应用,要求考生识记基因工程的基本操作步骤,能分析题图,明确目的基因插入质粒后会破坏质粒的四环素抗性基因,再对选项作出准确的判断,属于考纲识记和理解层次的考查。
55.如图为某种质粒的简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是( )
A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种
B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成重组质粒,该过程形成两个磷酸二酯键
C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
D.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞
【答案】C
【分析】基因工程中,构建基因表达载体选择限制酶的种类时,要保证所选的限制酶能切割质粒和获取目的基因,又要保证使用DNA连接酶连接时,既能让质粒与目的基因相互连接形成重组质粒,又能有效避免质粒自身环化或目的基因自身环化;本题中若单独使用EcoRⅠ或BamHⅠ处理,虽然都能保证质粒与目的基因相互连接形成重组质粒,但都不能有效避免质粒自身环化或目的基因自身环化,因此要同时满足上述两个条件,应同时使用 EcoRⅠ和BamHⅠ处理。
【详解】A、根据题意,目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,将含有目的基因的DNA用EcoRⅠ酶切,会得到含目的基因的DNA片段和不含目的基因的DNA片段;根据质粒的简图可知,将质粒用EcoRⅠ酶切,会得到与质粒周长等长的链状DNA;因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,可生成含目的基因的原DNA片段两个之间进行连接、由含目的基因的DNA片段与质粒周长等长的链状DNA相互连接形成的链状DNA、二倍于原质粒周长的环状DNA三种类型,A错误;
B、DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒,该过程形成四个磷酸二酯键,B错误;
C、EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列不同,获取目的基因和切割质粒时,同时选用EcoRⅠ和BamHⅠ切割,目的基因两端形成的末端不同,切割开的质粒两端形成的末端不同,再用DNA连接酶连接,可以防止目的基因反向连接和质粒自身环化,C正确;
D、题图显示,在构建基因表达载体的过程中质粒中的青霉素抗性基因和四环素抗性基因都不会被破坏,因此能在含青霉素和四环素的培养基中生长的受体细胞不能表明目的基因已成功导入该细胞,D错误。
故选C。
【点睛】本题结合图形考查基因表达载体的构建,要求考生理解构建基因表达载体的方法,明确构建的基因表达载体应含有哪些部件及这些部件的功能,此题难度稍大。
56.关于基因工程的叙述中,错误的是( )
A.培育转基因大肠杆菌时,需要用Ca2+处理细菌获得感受态细胞
B.检测目的基因是否转录成功,需要进行抗原——抗体杂交技术
C.基因治疗的方法包括体内基因治疗与体外基因治疗
D.基因组文库包含某种生物的全部基因,cDNA文库只包含某种生物的部分基因
【答案】B
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】将目的基因导入微生物细胞需要用Ca2+处理细菌获得感受态细胞,A正确;检测目的基因是否转录成功,用的是分子杂交技术,B错误;基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥作用,从而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段。包括体内基因治疗与体外基因治疗,C正确;基因组文库包含某种生物的全部基因,cDNA文库只包含某种生物的部分基因,D正确。
57.转基因抗虫棉的研制过程中,为了检测抗虫基因是否成功导入,最简捷有效的方法是( )
A.用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否存在
B.用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否转录出相应的mRNA
C.直接将培育出的棉株叶片饲喂原本的棉花害虫
D.检测标记基因是否正常地表达出来
【答案】C
【详解】 转基因抗虫棉的研制过程中,为了检测抗虫基因是否成功导入,最简捷有效的方法是直接将培育出的棉株叶片饲喂原本的棉花害虫。
【考点定位】 基因工程的原理及技术
【名师点睛】目的基因的检测与鉴定:
1.分子水平上的检测
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术
2.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等.(例:用虫食用棉花,观察其存活情况,来鉴定棉花是否具有抗虫特性.)
58.研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内,获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。下列操作合理的是
A.设计相应DNA单链片段作为引物,利用PCR技术扩增目的基因
B.利用限制性核酸内切酶和DNA聚合酶构建基因表达载体
C.将基因表达载体导入番茄体细胞之前需用Ca2+处理细胞
D.运用DNA分子杂交技术检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达
【答案】A
【分析】利用转基因技术将鱼的抗冻基因导入番茄体内,获得抗冻能力明显提高的番茄新品种,此过程的基本程序有四步:1、提取目的基因。2、基因表达载体的构建。3、把目的基因导入受体细胞。4、目的基因的检测与鉴定。
【详解】提取目的基因可以用PCR技术进行目的基因的扩增,以一段已知目的基因的核苷酸序列为模板,设计相应DNA单链片段作为引物,可以在短时间内获得大量的目的基因,A正确。构建基因表达载体时要利用限制性核酸内切酶和DNA连接酶进行操作,B错误。将将基因表达载体导入番茄体细胞常用的方法是农杆菌转入法,不用Ca2+处理细胞,C错误。检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达用抗原-抗体杂交的方法,D错误。
【点睛】目的基因的检测和鉴定有三步,不能弄混。第一步:DNA分子杂交技术:检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因。第二步:分子杂交技术:检测目的基因是否转录出了mRNA。第三步:抗原-抗体杂交的方法(或个体生物学水平鉴定):目的基因是否翻译出蛋白质。
59.某科研团队经过长期研究发现了 nemuri基因有促进睡眠的功能。 nemuri基因编码的 NEMURI蛋白由果蝇大脑中的神经元表达,再经糖链化、羧基末端酰胺化等修饰而成。目前,该科研团队正研究采用基因工程技术,生产 NEMURI蛋白药物。回答下列问题:
(1)获取nemuri基因是本研究的第一步。若nemuri基因核苷酸数少,核苷酸序列已知,可以通过_____用化学方法直接人工合成。
(2)研究者可从果蝇的基因文库中获取nemuri基因。基因文库包括基因组文库和部分基因文库,构建基因组文库时,需要用到的酶主要有_____,构建cDNA文库时还需要用到的酶主要是_____。cDNA文库中的基因_____(填“含有”或“不含有”)启动子。
(3)如果nemuri基因的_____,研究者也可据此设计引物,用PCR技术扩增 nemuri基因。PCR技术所需的原料为_____,该技术_____(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
(4)基因工程技术生产蛋白类药物的工程菌有多种,如大肠杆菌、酵母菌、乳酸菌等。该科研团队拟选用酵母菌作为生产 NEMURI蛋白的工程菌,原因是_____。
【答案】 DNA合成仪 限制酶和DNA连接酶 逆转录酶 不含有 部分核苷酸序列已知 dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP) 不需要 酵母菌是真核细胞,细胞中含有内质网和高尔基体等多种细胞器,能对生产的蛋白质进行加工和修饰
【分析】基因工程的基本步骤:目的基因的获取、构建基因表达载体(核心步骤)、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。根据题干信息分析可知,目的基因是nemuri基因,果蝇大脑中的神经元表达,产生的NEMURI蛋白有促进睡眠的功能。
【详解】(1)根据题意分析,已知nemuri基因核苷酸数少,且核苷酸序列已知,则可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
(2)基因文库包括基因组文库和部分基因文库,其中基因组文库构建时需要用到限制酶和DNA连接酶,而构建部分基因文库时一般采用反转录法,需要用到逆转录酶;经过反转录法构建的cDNA文库中的基因是缺乏启动子和终止子的。
(3)利用PCR技术扩增目的基因(nemuri基因),前提是nemuri基因的部分核苷酸序列已知,以便设计引物;PCR技术的原理是双链DNA的复制,需要以dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)为原料,但是不需要解旋酶的催化,其利用高温打开DNA的双螺旋结构。
(4)与原核细胞(大肠杆菌、乳酸菌)相比,酵母菌是真核生物,细胞中含有内质网和高尔基体等多种细胞器,能对生产的蛋白质进行加工和修饰,因此酵母菌更适合作为该基因工程的受体细胞。
【点睛】解答本题的关键是掌握基因工程的四个基本步骤以及每一个步骤的操作要求,明确两种基因文库的大小和范围是不同的,构建方法和基因的结构也是有区别的,进而结合题干要求分析答题。
60.回答下列与基因工程有关的问题:
(1)基因工程技术中,________________是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,基中的Ti质粒上的T—DNA是指______________________。
(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是____________________,需要加入的原料是_____________________,DNA解旋利用的是__________________原理。
(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有________________和___________________。
(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它___________________的优点。
【答案】 农杆菌转化法 可转移的DNA DNA双链复制 四种脱氧核苷酸和引物 热变性(或高温变性等类似意思) λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 特异性强、灵敏度高
【分析】基因工程的基本操作流程:获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→得到转基因生物→目的基因检测与鉴定。
【详解】(1)将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法。基中的Ti质粒上的T—DNA是指可转移的DNA。
(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是DNA双链复制。反应体系中需加入Taq酶、模板和原料(四种脱氧核苷酸、引物)。DNA解旋利用的是热变性原理,即DNA受热变性(或高温变性)后解链为单链。
(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它特异性强、灵敏度高的优点。
【点睛】掌握基因工程的工具和其基本操作流程,结合题意进行分析解答便可。
61.萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用,而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药,做了相关研究。
(1)研究者用相同的_________酶处理蛋白A基因和pET质粒,得到重组质粒,再将重组质粒置于经_________处理的大肠杆菌细胞悬液中,获得转基因大肠杆菌。
(2)检测发现,转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低,研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好,因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物B和C中都替换了一个碱基),并按图2方式依次进行4次PCR扩增,以得到新的蛋白A基因。
①这是一种定点的_________技术。
②图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物?请填写以下表格(若选用该引物划“√”,若不选用该引物则划“×”)。_____
引物A
引物B
引物C
引物D
PCR1
PCR2
PCR3
PCR4
(3)研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_________分别导入大肠杆菌,提取培养液中的蛋白质,用_________方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物,判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性,研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上,培养一段时间后,比较_________的大小,以确定表达产物的生物活性大小。
(4)作为微生物农药,使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌,其优点是_________。
【答案】 限制酶和DNA连接 CaCl2 基因突变
引物A
引物B
引物C
引物D
PCR1
√
√
×
×
PCR2
×
×
√
√
PCR3
×
×
×
×
PCR4
√
×
×
√
含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒(pET质粒) 抗原-抗体杂交 抑菌圈 对人、畜、农作物和自然环境安全;不会造成基因污染;有效成分纯度较高
【分析】(一)基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能: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。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2、“分子缝合针”——DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E•coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E•coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,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连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接黏性末端和平末端,但连接效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键.DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
3、“分子运输车”——载体
(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒。
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1、目的基因是指:编码蛋白质的结构基因。
2、原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3、PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA双链复制
(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步:基因表达载体的构建
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素抗性基因。
第三步:将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2、常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 农杆菌转化法,其次还有基因枪法和 花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 显微注射技术.此方法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是 大肠杆菌,其转化方法是:先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
3、重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步:目的基因的检测和表达
1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术。
2、其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。
3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原——抗体杂交。
4、有时还需进行个体生物学水平的鉴定,如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
【详解】(1)在基因工程中,利用相同的限制酶和DNA连接酶处理蛋白A基因和pET质粒,得到重组质粒;大肠杆菌作为受体细胞,需要用氯化钙处理,以便重组质粒的导入。
(2)①根据题意和图示分析,经过4次PCR技术后获得了新的基因,这是一种定点的基因突变技术。
②PCR扩增时,子链从引物的3'端延伸,第3次PCR时,两条子链互为引物,因此4次PCR应该分别选择如图所示的引物如下表所示:
引物A
引物B
引物C
引物D
PCR1
√
√
×
×
PCR2
×
×
√
√
PCR3
×
×
×
×
PCR4
√
×
×
√
(3)根据实验中的对照原则,若要比较新蛋白A的表达效率是否提高,则需设置三组实验实验变量的处理分别为:仅含新蛋白质A的重组质粒,仅含蛋白A的重组质粒和空白对照(仅含空质粒,以排除空质粒可能产生的影响)。因此,将含有新蛋白A基因的重组质粒和含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒(pET质粒)分别导入大肠杆菌,提取培养液中的蛋白质,用抗原——抗体杂交方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物,判断新蛋白A基因表达效率是否提高。由于蛋白A(或新蛋白A)具有抗菌作用,所以为检测表达产物的生物活性,研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上,培养一段时间后,比较抑菌圈的大小,以确定表达产物的生物活性大小。
(4)作为微生物农药,使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌,是因为蛋白A基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全;不会造成基因污染;有效成分纯度较高。
【点睛】本题主要考查基因工程、PCR技术等相关知识,考生需要理解和记忆相关知识,并学会应用所学知识正确答题。
62.现代基因编辑CRISP/Cas9技术可以对生物的DNA序列进行定点切割。将编码Cas9酶和sgRNA的基因作为外源基因构建基因表达载体后,导入受体细胞,可将细胞内某个基因定向敲除,其作用机理如下图所示。请回答问题。
(1)sgRNA与Cas9酶是一个功能复合体。如图所示,sgRNA有引导作用,与A基因中部分序列碱基互补配对,Cas9酶在配对区域定点切割,导致A基因发生碱基对_________,基因丧失功能。sgRNA与Cas9酶的联合作用类似于_________酶的作用。如果要获得基因敲除动物个体,应以_________作为受体细胞,用_________法导入CRISP/Cas9基因表达载体。
(2)研究人员担心基因编辑发生“脱靶效应”,导致其他非目标基因发生突变,我国科学家对此进行了检测。在小鼠受精卵分裂为两个细胞时,向其中一个细胞注入基因编辑工具,之后将此胚胎移植入母鼠子宫,待其发育到14.5天时,将胚胎取出,把胚胎的细胞全部分散开,分成基因编辑细胞后代和非基因编辑细胞后代两个细胞群,分别提取DNA,测序、比对。结果发现CRISP/Cas9技术的脱靶率很低,而另一类单碱基突变系统的基因编辑技术脱靶率极高。
①用同一受精卵分裂形成的两个细胞作为处理对象和对照,优点是________。
②利用二细胞胚胎分裂产生的子细胞DNA作为测序对象,而不是将实验组细胞和对照组细胞DNA进行PCR扩增后测序,原因是____________________________________。
③为方便将基因编辑细胞后代和非基因编辑细胞后代分开,可在构建基因表达载体时_____________________________________________。
④将胚胎细胞分散开需要利用_________酶的作用。
⑤上述研究除了利用基因编辑技术之外,还利用了多项胚胎工程技术,请写出其中两项技术名称__________________。
(3)基因编辑的“脱靶效应”可能对被编辑个体带来什么不良影响?__________________
【答案】 缺失 限制酶 受精卵 显微注射 这两个细胞的基因序列相同,避免因实验组和对照组细胞原有的基因序列差异掩盖“脱靶效应” PCR扩增会产生较多的复制错误,掩盖“脱靶效应”; 利用某种荧光蛋白基因作为标记基因 胰蛋白酶 体外受精技术、胚胎培养技术、胚胎移植技术 如果脱靶效应发生在原癌基因,可能导致细胞癌变
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)sgRNA与Cas9酶是一个功能复合体。如图所示,sgRNA有引导作用,与A基因中部分序列碱基互补配对,Cas9酶在配对区域定点切割,导致A基因发生碱基对 缺失,基因丧失功能。sgRNA与Cas9酶的联合作用类似于限制酶的作用。如果要获得基因敲除动物个体,应以受精卵作为受体细胞,用显微注射法导入CRISP/Cas9基因表达载体。
(2)①用同一受精卵分裂形成的两个细胞怍为处理对象和对照,优点是这两个细胞的基因序列相同,避免因实验组和对照组细胞原有的基因序列差异掩盖“脱靶效应” 。
②利用二细胞胚胎分裂产生的子细胞DNA作为测序对象,而不是将实验组细胞和对照组细胞DNA进行PCR扩增后测序,原因是PCR扩增会产生较多的复制错误,掩盖“脱靶效应”。
③为方便将基因编辑细胞后代和非基因编辑细胞后代分开,可在构建基因表达载体时利用某种荧光蛋白基因作为标记基因。
④将胚胎细胞分散开需要利用胰蛋白酶的作用。
⑤上述研究除了利用基因编辑技术之外,还利用了多项胚胎工程技术,如体外受精技术、胚胎培养技术、胚胎移植技术。
(3)基因编辑的“脱靶效应”可能对被编辑个体带来的不良影响是如果脱靶效应发生在原癌基因,可能导致细胞癌变。
【点睛】本题以“基因敲除”为题材,考查了基因工程以及基因突变的有关知识,要求考生能够根据敲除过程图解明确敲除的本质,掌握基因突变的概念和类型,再结合所学知识准确答题。
试卷第1页,共3页
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高二生物下学期 期中易错点专攻练
11大易错点必刷
易错点一:果酒与果醋的制作条件
1.制作葡萄酒时,在部分发酵液中加入果胶酶处理一段时间后,得到如下表所示结果,相关叙述错误的是( )
A.果酒制作时一般将温度控制在18~25℃
B.葡萄酒的澄清度随果胶含量减少而下降
C.果胶酶在酸性条件下仍具有催化活性
D.Ⅰ组中还原糖含量高主要是因为有更多的多糖被分解
2.小李尝试制作果酒,他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验(见图),恰当的做法是( )
A.为提高果酒的品质,可以直接在果汁中加入适量人工培养的酵母菌
B.每隔一段时间,打开阀a通气 C.一直关紧阀a和b
D.由于酵母菌的繁殖能力很强,不需对所用的装置进行消毒处理
3.下列有关果酒、果醋的发酵过程,说法正确的是( )
A.果酒、果醋的发酵过程都要密封
B.果酒、果醋的发酵过程都要先通气适当时间,再密封
C.要及时将果酒发酵成果醋过程中产生的二氧化碳排出去
D.在酸性条件下,可用重铬酸钾溶液检测有无酒精生成
4.下列关于传统发酵技术中相关微生物的叙述,正确的是( )
A.在葡萄酒的制作过程中,密封时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B.果醋的生产过程中,具有协同作用的菌种是酵母菌和醋酸菌
C.毛霉属于单细胞细菌,没有由核膜包被的细胞核
D.乳酸菌是厌氧型细菌,在无氧条件下,也可以将葡萄糖分解成酒精和CO2
5.某果酒厂的果酒滞销,计划将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设计了如图所示的装置,下列有关说法正确的是
A.甲瓶盛放的是果酒,乙瓶为发酵瓶,丙瓶盛放的是果醋
B.乙瓶中需要加入的微生物进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体
C.若不向乙瓶通入空气,微生物发酵产生醋酸的速率比较低
D.向三个瓶中的样液滴加重铬酸钾溶液就会出现灰绿色
易错点二:泡菜与亚硝酸盐
6.下列关于测定亚硝酸盐含量的叙述不正确的是( )
A.亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色
B.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生变化
C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D.样品液显色后,通过与已知浓度的标准显色液比色,可以大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量
7.测定亚硝酸盐含量的有关叙述,不正确的是( )
A.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,需在盐酸酸化条件下
B.重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料
C.对显色反应样品进行目测,可精确算出泡菜中亚硝酸盐含量
D.配制溶液所用的提取剂为氯化镉与氯化钡
8.下列操作过程中需要利用水浴加热的一组是( )
①亚硝酸盐含量的测定 ②DNA的鉴定 ③橘皮精油的提取 ④胡萝卜素的萃取
A.①② B.②④ C.①③ D.①④
9.下列关于亚硝酸盐的叙述,错误的是( )
A.亚硝酸盐为白色粉末,在食品生产中用作食品添加剂
B.绿色食品也会含有亚硝酸盐
C.亚硝酸盐在特定条件下会变成亚硝胺
D.亚硝酸盐具有致癌作用,同时对动物具有致畸和致突变作用
10.关于测定亚硝酸盐含量实验操作的有关叙述,正确的是
A.泡菜制作需要配制盐水,其中盐与水的质量比为5∶1
B.在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色染料
C.制备样品处理液,加入氢氧化铝乳液的目的是去除色素等杂质,澄清溶液
D.泡菜腌制时间的长短会影响亚硝酸盐含量,温度和食盐的用量不影响
易错点三:腐乳制作
11.下列关于腐乳制作的描述中,错误的是( )
A.加盐和加酒都能够抑制微生物的生长
B.含水量大于85%的豆腐最适合用来制作腐乳
C.必须要有能产生蛋白酶、脂肪酶的微生物参与
D.密封瓶口前最好将瓶口通过火焰灼烧以防杂菌污染
12.下列相关叙述,正确的是
A.在果酒的制作过程中,应先去除葡萄的枝梗,再进行多次反复冲洗,这样才可以洗得彻底
B.果酒发酵装置中,充气口的作用是在发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳
C.豆腐上长了毛霉后,需加盐腌制8天左右,这样可以抑制微生物的生长,避免豆腐变质,又能使豆腐析出水分,使豆腐块变硬
D.制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子,需要加水密封,目的是隔绝空气,抑制细菌繁殖
13.下列关于腐乳制作的描述中,错误的是( )
A.在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
B.含水量大于95%的豆腐利于保持形状,适宜制作腐乳
C.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
D.控制发酵温度的主要目的是为酶促反应提供适宜条件
14.变酸的果酒表面长的一层膜、泡菜坛内长的一层白膜、腐乳外部的一层白色致密的“皮”,它们分别是由哪种菌的繁殖形成的( )
A.醋酸菌、酵母菌、毛霉 B.酵母菌、毛霉、醋酸菌
C.醋酸菌、乳酸菌、毛霉 D.酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
15.下列关于腐乳制作的叙述,错误的是
A.含水量大于85%的豆腐利于保持湿度,适宜制作腐乳
B.在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
C.卤汤中的酒可用黄酒
D.装瓶时,应将瓶口通过酒精灯火焰
16.细腻化渣的夹江腐乳和食香雅韵的东坡泡菜是四川的特产,很深受人们喜爱。而在绵阳花城果乡,多家植物园中分季节种植的有多种花卉和水果。其中玫瑰、柑橘等可以作为植物芳香油提取的原料,葡萄、蓝莓等可酿酒。请回答有关生物技术在食品加工及其他方面的应用问题:
(1)人们对泡菜和腐乳的喜好主要是口感但也关注加工中有害物质的含量。腐乳和泡菜制作中都可加一定量的酒和多种香辛料,其目的是使产品具有不同风味口感,也具有________的作用。泡菜和腐乳中超标的亚硝酸盐进入人体内特定条件下会转变成致癌物质_________。所以质检部门会检测亚硝酸盐的含量。
(2)酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味,从发酵条件分析可能的原因是________。
(3)玫瑰精油的提取是通过水分子向原料渗透,使植物精油成分向水中扩散,形成油水共沸物,蒸馏出的水蒸气与精油通过________、油水分离后得到精油。用橘皮来提取精油时,新鲜橘皮要干燥去水,并用石灰水浸透,是为了提高________。
(4)萃取法可明显提高薰衣草精油的提取效率。从影响萃取的因素考虑,萃取的效率主要取决于萃取剂的________;萃取液的浓缩可直接使用________装置。
17.近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。请分析回答下列问题:
(1)在果醋制作时,运用醋酸菌在供应____________充足时,将糖分解成醋酸;在糖源不充足时,也可以利用酒精生成醋酸,请写出该过程的化学反应式:______________________________________。
(2)腐乳制作的流程是: _____________→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。用盐腌制时,应注意控制盐的用量,因为盐的浓度过低,___________________________;盐的浓度过高会影响腐乳的口味。
(3)制作泡菜的原理是________________________________________。蔬菜在腌制过程中,会产生亚硝酸盐。在__________________________条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生___________________反应后,与__________________________结合形成玫瑰红色染料。
易错点四:无菌与消毒的比较
18.下列关于微生物的培养和应用的叙述,正确的是( )
A.通过消毒可以杀死物体内所有的微生物
B.利用平板划线法可以统计样品中活菌的数目
C.平板划线法和稀释涂布法常用于微生物的接种
D.使用过的培养基及培养物可以直接丢弃
19.稀释涂布平板法分离分解尿素的细菌时使用的涂布器应保存在体积分数为70%的酒精中,取出后又要放在酒精灯火焰上引燃,这两步分别属于什么技术?( )
A.灭菌、灭菌 B.消毒、消毒 C.灭菌、消毒 D.消毒、灭菌
20.高压蒸汽灭菌锅的灭菌原理是以下哪一项( )
A.高压 B.高温 C.高湿 D.高压加高湿
21.关于微生物的培养,下列说法正确的是
A.培养基、手、接种环、工作台等都需要用适宜的方法灭菌处理
B.制备固体培养基的操作程序为计算、称量、溶化、灭菌、调pH、倒平板
C.平板划线法和稀释涂布平板法都可用于大肠杆菌的纯化培养
D.稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际活菌数多
易错点五:培养基的营养成分及其类型
22.科研人员将两种营养缺陷型大肠杆菌A和B在基本培养基中培养,处理及结果如下:单独培养A无菌落;单独培养B无菌落;AB混合培养有菌落;AB之间用微孔滤板(细菌不能通过,DNA可以通过)隔离无菌落。下列叙述错误的是
A.基本培养基提供碳源、氮源等营养物质
B.培养基、实验者双手等都需要灭菌处理
C.混合培养可能发生了基因的转移和重组
D.基因的转移需要两种菌株细胞直接接触
23.关于微生物的叙述中,正确的是( )
A.所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的
B.根据微生物对碳源需要的差别,可以使用含不同碳源的培养基选择优良的单一纯种
C.所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界
D.细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物
24.黑茶是以肉食为主的中国边疆游牧民族的主要饮品。在一系列微生物的作用下,黑茶会产生一种对人体非常有益的金黄色颗粒“金花”。研究人员对“金花”中的微生物进行了分离和鉴定,过程如图。下列说法不正确的是
A.向“金花”样品中加入蒸馏水制成样品悬液
B.可根据菌落特征对菌种进行初步鉴定
C.涂布平板上长出的菌落可通过划线进一步纯化
D.可通过基因组测序对菌种进行准确鉴定
25.S型菌有荚膜且具有毒性,R型菌无荚膜也无毒性,二者对青霉素敏感。已知在多代培养的S型菌中存在能抗青霉素的突变型(记为PenrS型,且对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。现用PenrS型菌和R型菌进行如图所示实验,下列分析最合理的是( )
A.甲组中部分小鼠患败血症,可用青霉素治疗
B.乙组中加入青霉素后有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中生长的菌落是PenrS型菌
D.甲组小鼠体内分离的菌接种到含青霉素的培养基上只能产生一种菌落
26.下列有关微生物培养的叙述,正确的是
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.同一种物质既可作碳源也可作氮源,碳源并不都能提供能量
C.同种物质不可能既作碳源又作氮源
D.配置培养基时蔗糖含量越高越适合微生物的生长
27.伊红—美蓝培养基常用来鉴别大肠杆菌,其原理是( )
A.大肠杆菌在该培养基中形成特定的菌落 B.大肠杆菌能使培养基改变颜色
C.大肠杆菌菌的代谢产物与伊红—美蓝结合,使菌落呈深紫色,并有金属光泽
D.大肠杆菌能在该培养基中很好生活,其余微生物不能很好生活
28.药物敏感试验简称药敏试验,旨在了解病原微生物对各种抗生素的敏感程度,以指导临床合理选用抗生素。纸片扩散法(Kirby-Bauer test)是药敏试验一种常用的方法,它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上,纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,形成递减的梯度浓度,在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制,形成透明的抑菌圈。
【平板的制备】
(1)关于药敏试验所用的琼脂平板制备过程,正确的顺序是_______
A.称量、溶解、定容、调pH、倒平板、灭菌
B.称量、溶解、调pH、定容、倒平板、灭菌
C. 称量、溶解、定容、调pH、灭菌、倒平板
D.称量、溶解、调pH、定容、灭菌、倒平板
(2)培养基的灭菌条件应该设定为__________
A.0.05kg/cm2,62℃,15~30min B.0.05kg/cm2,121℃,15~30min
C. 1.05kg/cm2,62℃,15~30min D.1.05kg/cm2,121℃,15~30min
【测试菌接种】
(3)若使用纸片扩散法进行药敏试验,在平板制备及测试菌接种环节,无需使用的工具是________
【抑菌圈观察】
某研究小组将含有相同浓度抗生素I~IV的四个纸片分别贴放在生长有测试菌的琼脂平板上,在合适的温度条件下孵育16h,结果如图所示:
(4)MIC是药敏试验中评价抗生素药效的常用指标,其定义为某种抗生素对测试菌的最低抑制浓度。根据上图的试验结果可知,对于该试验所用测试菌而言,抗生素I的MIC_________(选填“大于”“小于”或“等于”)抗生素III的MIC。
(5)在相关试验操作均严谨规范的情况下,在含有抗生素IV的纸片周围出现了较大的抑菌圈,抑菌圈中存在有若干个测试菌的菌落。试对上述现象的成因作出分析:________________
29.回答下列有关微生物培养的问题。
某化工厂的污水池中,含有一种有害的、难于降解的有机化合物A,研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示。
1.培养基中加入化合物A的目的是________,这种培养基属于________培养基。
2 .“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________,同时,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是________。
3. 培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量_______的培养液,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量________。
4. 转为固体培养基培养时,常采用_________的方法接种,获得单菌落后继续筛选。
5. 在培养基的配制过程中,操作方法包括以下步骤,其正确顺序为______。
①溶解 ②调pH值 ③定容 ④包扎 ⑤培养基的分装 ⑥称量 ⑦灭菌
A.①②⑥⑤⑦③④ B.⑥①③②⑤④⑦
C. ⑥①②⑤④⑦③ D.①②⑤④⑥⑦③
6. 实验结束后,使用过的培养基应该进行_______处理后,才能倒掉,这样处理的目的是_______。
易错点六:植物细胞工程技术
30.下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是( )
A.带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B.②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活
C.过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
D.上图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
31.现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯合子),其中甲种植物的光合作用能力高于乙种植物,但乙种植物很适宜在盐碱地种植,相关性状均由核基因控制。若要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐碱的植株,最佳的方案是
A.利用植物体细胞杂交技术获得目的植株
B.将乙种植物的耐盐碱基因导入甲种植物的卵细胞中,然后进行离体培养
C.使两种植物有性杂交获得F1,再利用单倍体育种技术获得目的植株
D.诱导两种植物的花粉融合,并直接培育成幼苗
32.用 32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链,再将这些细胞转入不 含 32P 的培养基中培养,让其分裂和分化,并最终形成完整的玉米植株。下列叙述中不正确的是( )
A.该过程体现了细胞的全能性,所使用培养基中通常需要加入生长素和细胞分裂素
B.由于玉米是自养生物,因此培养基中可不加有机物成分
C.若一个细胞中的染色体总条数和被 32P 标记的染色体条数分别是 40 条和 5 条,则该 细胞可能处于第三次分裂的后期
D.形成玉米植株过程中,细胞发生分化,但细胞内的遗传物质并没有发生变化
33.植物中瞬时表达检测是一种快速的分析系统,它被广泛地用于分析基因功能,如基因表达、蛋白活性及蛋白与蛋白的相互作用等。常用的植物瞬时表达系统有洋葱表皮细胞、愈伤组织、烟草叶片及原生质体等。原生质体处于相同的分离周期,导入的外源基因表达具有较好的同步性,同时不需进行长时间的组织培养,因而对原生质体制备条件的优化具有重要意义。
(1)原生质体的分离与纯化:在无菌条件下,取无菌苗叶片,放入含有一定浓度____酶的酶解液,水浴加热处理一段时间后过滤,将滤液采用1000×g离心力离心两分钟,纯化得到原生质体。该过程中,请概述3个影响原生质体产量的因素:____________________。
(2)原生质体活性检测:原生质体活力以一个视野中发绿色荧光的原生质体占该视野中原生质体总数的百分数来表示。在进行原生质体转化时所构建的基因表达载体包括标记基因、复制原点、_______________。若在某原生质体中观察到了绿色荧光,则说明基因在该原生质体中完成了________和_____过程。
(3)一般来说,植物各个器官,如:根、茎、叶、花及愈伤组织等都可作为分离原生质体的材料。其中_______分离得到的原生质体适合用于研究光合活性。
易错点七:动物细胞培养和动物细胞融合
34.“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中正确的有几项( )
①基因工程中用同种限制性核酸内切酶切割运载体和目的基因,酶切产物用DNA连接酶连接,为了保证成功率,需将获得的产物筛选后导入受体细胞
②单克隆抗体制备过程中,在完成细胞融合后,第一次筛选出的是杂交瘤细胞
③单克隆抗体制备过程中,在完成细胞融合后,第二次筛选出的是针对目标抗原的抗体检验为阳性的杂交瘤细胞
④为了快速繁殖无子西瓜,需筛选出特定染色体组数的体细胞才能进行组织培养
A.②③ B.①④ C.③④ D.①②
35.某研究小组为测定某种药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是
A.制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶处理肝组织块
B.培养液需含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素和动物血清等
C.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素
D.甲、乙细胞在持续的传代培养过程中,均会出现停止增殖的现象
36.下列关于动物细胞工程的叙述,错误的是( )
A.PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养不能得到优良动物个体
B.使用冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型
C.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
D.胰蛋白酶处理动物组织后,用培养液稀释制成细胞悬浮液
37.犬细小病毒(CPV)单克隆抗体(Cpv McAb)可抑制病毒对宿主细胞的侵染及病毒的复制,进而杀灭幼犬体内病毒。下列相关叙述,错误的是
A.在Cpv McAb的制备过程中用到了动物细胞培养和动物细胞融合技术
B.给幼犬注射CPV后,CPV抗体检测呈阳性,说明发生了体液免疫反应
C.经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可直接生产Cpv McAb
D.对杂交细胞培养时,需要无菌无毒环境,且温度、气体环境等要适宜
38.疫苗和抗体已被广泛应用于预防与诊疗传染性疾病的过程,已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如下图所示,请回答下列问题:
(1)③构建A基因重组载体时,启动子和终止子是重新构建的,它们应该能被受体细胞的________所识别,以便于其催化转录过程。
(2)下图为A基因的结构示意图,已知Ⅱ区的碱基数是2000个,其中阴影区域碱基数是800个,空白区域中G和C的总数共有400个,则由该区域转录产生的能指导蛋白质合成的mRNA中A和U总数是________个。
(3)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的________数目。过程⑥的实质为________。
(4)在将X进行扩大培养前,至少需要经过________次筛选,其中包括_______________和__________,扩大培养的原理是________。
(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的________来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较,或用图中的________与分离出的病毒进行特异性检测。
易错点八:动物细胞核移植与胚胎工程
39.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c 表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是
A.若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B.c可以表示单克隆抗体的制备,③为获得的单克隆抗体
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D.若 b 是试管动物技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
40.如图Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径,下列相关叙述不正确的是( )
A.胚胎干细胞在体外培养的条件下,可以增殖不发生分化
B.图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎
C.过程Ⅰ、Ⅱ获取早期胚胎过程均属于有性生殖范畴
D.过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化
41.下列关于“克隆羊”、“试管羊”、“转基因羊”的说法,合理的是( )
A.这三种羊都是无性繁殖的产物
B.在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱
C.在培育过程中都需要用到核移植技术
D.在培育过程中都需要采集良种公羊的精子
42.我国全面二孩政策已于2016年1月1日起正式实施。十二年前,产妇朱女士利用试管婴儿技术,成功生下一个男孩。2016年3月,朱女士决定生育第二个孩子,医院找到当年为她冷冻的“胚胎”,经过捡胎等程序,朱女士已成功怀孕。冷冻12年后复苏、植入,该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。有意思的是,这个沉睡了 12年的“冰宝宝”,跟自己11岁 的亲哥哥其实是“同龄”。请回答以下相关问题:
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,在取卵前通常需要注射促性腺激素,而不是通过服用雌激素来直接促使更多的卵泡发育,原因是过量的雌激素会通过________,从而影响卵巢的发育。医生借助________探测仪等工具用吸卵针从朱女士卵巢中吸取卵母细胞。在体外受精前,将取出的卵母细胞要置于与________中相似的环境,让它进一步发育成熟;受精过程中,精子顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵子的_____,最终进入卵内完成受精作用。
(2)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,都需要满足_______、营养等条件。对移植的胚胎进行性别鉴定,要先从被测囊胚的_______(部位)中取出几个细胞,提取DNA,再利用PCR技术扩增,最后进行基因检测。从细胞中粗提取DNA的操作过程中,可使溶解在2mol/L的氯化钠溶液中的DNA析出的方法有________。
(3)若进行试管婴儿的某夫妇,其中妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷),父亲正常。那么这夫妇要想获得健康的孩子,可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿” (医生要去除女性捐赠者的卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的基因取而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程,除运用胚胎工程的技术手段外,还要特别运用__________________技术。
易错点九:工具酶误区
43.图1为某种质粒简图,图2表示某外源DNA上的目的基因,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是( )
A.在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割,则可选EcoRⅠ
B.如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后,再用DNA连接酶连接,形成一个含有目的基因的重组DNA,此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有1个
C.为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理
D.一个图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后,含有2个游离的磷酸基团
44.CRISPR/cas9基因编辑技术可对基因进行定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是
A.Cas9蛋白能断裂目标DNA分子中的磷酸二酯键
B.单链向导RNA双链区中嘌呤数等于嘧啶数
C.单链向导RNA的识别序列与DNA分子之间通过氢键连接
D.单链向导RNA可切割DNA上的目标位点
45.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
易错点十:基因表达载体的构建
46.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是
A.表达载体中的胰岛素基因可通过胰岛A细胞的mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点
C.借助标记基因筛选出的受体细胞不一定含有目的基因
D.起始密码子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
47.我国科学家宣布首次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将人突变的亨廷顿基因,即人外显子1中包含150CAG重复序列精确地插入猪成纤维细胞内的亨廷顿蛋白(HTT)内源性基因中,成功培育出亨廷顿舞蹈症的模型猪,为治疗人类神经细胞功能退行性疾病提供了理想的动物模型。下列有关叙述错误的是
A.将150CAG重复序列插入猪的亨廷顿蛋白内源性基因,引起的变异属于染色体变异
B.CRISPR/Cas9基因编辑技术具有基因工程中的工具酶的作用
C.上述模型猪的培育涉及基因工程、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
D.在模型猪体内,原猪的亨廷顿基因(PigHTT)不再表达
48.大肠杆菌PUC19质粒如下图所示。LacZ基因是PUC19质粒上重要的标记基因,其表达产物能水解x-gal,进而使大肠杆菌菌落呈蓝色。用EcoRI构建重组质粒,导入受体菌(不含LacZ基因和氨苄青霉素抗性基因)并进行检测。下列叙述错误的是
A.检测前用稀释涂布平板法接种受体菌
B.培养基中应含有氨苄青霉素和X-gal
C.挑取菌落的接种环在操作前后都应该灼烧灭菌
D.应挑取培养基表面的蓝色菌落进行扩大培养
49.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )
A.将重组质粒导入细菌,细菌涂布在含有四环素的培养基上能生长
B.常用的方法是显微注射法,将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
D.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是只导入了质粒A的细菌
50.某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHI酶切后,与用BamHI酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,之后受体细胞的类型(对两种抗生素表现出抗性r或敏感性s)不包含( )
A.Ampr、Tetr B.Ampr、Tets C.Amps、Tetr D.Amps、Tets
51.在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答,叙述正确的是( )
①A过程需要的酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶 ②B过程需要加入卡那霉素 进行选择培养 ③C过程为脱分化过程,培养基中只需加入营养物质、琼脂 ④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测 ⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测
A.①②③④⑤ B.①②④⑤ C.③④⑤ D.①③④⑤
易错点十:PCR技术
52.科研人员先分别PCR扩增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信号肽基因(编码的肽链能引导新合成的蛋白质转移、分泌),再将它们拼接形成融合基因,并导入大肠杆菌生产尿酸酶。相关叙述错误的是( )
A.扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向
B.构建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外
C.融合基因导入大肠杆菌前需构建基因达载体,以保证目的基因正常表达和遗传
D.在导入融合基因前,应先用NaCl处理大肠杆菌,使其变为感受态细胞
易错点十一:基因的导入与检测
53.动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药品,如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时( )
A.仅仅利用了基因工程技术 B.不需要乳腺蛋白基因的启动子
C.利用基因枪法将含有人的生长激素基因的表达载体导入动物受精卵中
D.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
54.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制备“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功导入的标志是受体细胞能产生生长激素的mRNA
55.如图为某种质粒的简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是( )
A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种
B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成重组质粒,该过程形成两个磷酸二酯键
C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
D.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞
56.关于基因工程的叙述中,错误的是( )
A.培育转基因大肠杆菌时,需要用Ca2+处理细菌获得感受态细胞
B.检测目的基因是否转录成功,需要进行抗原——抗体杂交技术
C.基因治疗的方法包括体内基因治疗与体外基因治疗
D.基因组文库包含某种生物的全部基因,cDNA文库只包含某种生物的部分基因
57.转基因抗虫棉的研制过程中,为了检测抗虫基因是否成功导入,最简捷有效的方法是( )
A.用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否存在
B.用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否转录出相应的mRNA
C.直接将培育出的棉株叶片饲喂原本的棉花害虫
D.检测标记基因是否正常地表达出来
58.研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内,获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。下列操作合理的是
A.设计相应DNA单链片段作为引物,利用PCR技术扩增目的基因
B.利用限制性核酸内切酶和DNA聚合酶构建基因表达载体
C.将基因表达载体导入番茄体细胞之前需用Ca2+处理细胞
D.运用DNA分子杂交技术检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达
59.某科研团队经过长期研究发现了 nemuri基因有促进睡眠的功能。 nemuri基因编码的 NEMURI蛋白由果蝇大脑中的神经元表达,再经糖链化、羧基末端酰胺化等修饰而成。目前,该科研团队正研究采用基因工程技术,生产 NEMURI蛋白药物。回答下列问题:
(1)获取nemuri基因是本研究的第一步。若nemuri基因核苷酸数少,核苷酸序列已知,可以通过_____用化学方法直接人工合成。
(2)研究者可从果蝇的基因文库中获取nemuri基因。基因文库包括基因组文库和部分基因文库,构建基因组文库时,需要用到的酶主要有_____,构建cDNA文库时还需要用到的酶主要是_____。cDNA文库中的基因_____(填“含有”或“不含有”)启动子。
(3)如果nemuri基因的_____,研究者也可据此设计引物,用PCR技术扩增 nemuri基因。PCR技术所需的原料为_____,该技术_____(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
(4)基因工程技术生产蛋白类药物的工程菌有多种,如大肠杆菌、酵母菌、乳酸菌等。该科研团队拟选用酵母菌作为生产 NEMURI蛋白的工程菌,原因是_____。
60.回答下列与基因工程有关的问题:
(1)基因工程技术中,________________是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,基中的Ti质粒上的T—DNA是指______________________。
(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是____________________,需要加入的原料是_____________________,DNA解旋利用的是__________________原理。
(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有________________和___________________。
(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它___________________的优点。
61.萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用,而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药,做了相关研究。
(1)研究者用相同的_________酶处理蛋白A基因和pET质粒,得到重组质粒,再将重组质粒置于经_________处理的大肠杆菌细胞悬液中,获得转基因大肠杆菌。
(2)检测发现,转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低,研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好,因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物B和C中都替换了一个碱基),并按图2方式依次进行4次PCR扩增,以得到新的蛋白A基因。
①这是一种定点的_________技术。
②图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物?请填写以下表格(若选用该引物划“√”,若不选用该引物则划“×”)。_____
引物A
引物B
引物C
引物D
PCR1
PCR2
PCR3
PCR4
(3)研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_________分别导入大肠杆菌,提取培养液中的蛋白质,用_________方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物,判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性,研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上,培养一段时间后,比较_________的大小,以确定表达产物的生物活性大小。
(4)作为微生物农药,使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌,其优点是_________。
62.现代基因编辑CRISP/Cas9技术可以对生物的DNA序列进行定点切割。将编码Cas9酶和sgRNA的基因作为外源基因构建基因表达载体后,导入受体细胞,可将细胞内某个基因定向敲除,其作用机理如下图所示。请回答问题。
(1)sgRNA与Cas9酶是一个功能复合体。如图所示,sgRNA有引导作用,与A基因中部分序列碱基互补配对,Cas9酶在配对区域定点切割,导致A基因发生碱基对_________,基因丧失功能。sgRNA与Cas9酶的联合作用类似于_________酶的作用。如果要获得基因敲除动物个体,应以_________作为受体细胞,用_________法导入CRISP/Cas9基因表达载体。
(2)研究人员担心基因编辑发生“脱靶效应”,导致其他非目标基因发生突变,我国科学家对此进行了检测。在小鼠受精卵分裂为两个细胞时,向其中一个细胞注入基因编辑工具,之后将此胚胎移植入母鼠子宫,待其发育到14.5天时,将胚胎取出,把胚胎的细胞全部分散开,分成基因编辑细胞后代和非基因编辑细胞后代两个细胞群,分别提取DNA,测序、比对。结果发现CRISP/Cas9技术的脱靶率很低,而另一类单碱基突变系统的基因编辑技术脱靶率极高。
①用同一受精卵分裂形成的两个细胞作为处理对象和对照,优点是________。
②利用二细胞胚胎分裂产生的子细胞DNA作为测序对象,而不是将实验组细胞和对照组细胞DNA进行PCR扩增后测序,原因是____________________________________。
③为方便将基因编辑细胞后代和非基因编辑细胞后代分开,可在构建基因表达载体时_____________________________________________。
④将胚胎细胞分散开需要利用_________酶的作用。
⑤上述研究除了利用基因编辑技术之外,还利用了多项胚胎工程技术,请写出其中两项技术名称__________________。
(3)基因编辑的“脱靶效应”可能对被编辑个体带来什么不良影响?__________________
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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