精品解析:安徽省滁州市南谯区安徽省滁州中学2025-2026学年高二下学期期中考试生物试卷
2026-05-02
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内容正文:
滁州中学2024级高二下学期期中考试
生物试卷
注意事项:
1.答题前,务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号。
2.答第Ⅰ卷时,每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
一、选择题(本题共有15小题,每小题3分,共45分。给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 腐乳、酸菜等的制作属于传统发酵技术。下列叙述错误的是( )
A. 传统发酵技术以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主
B. 豆腐经酵母、毛霉等发酵后有机物种类增加,蛋白质含量减少
C. 泡菜“咸而不酸”可能是因为盐水浓度过高,抑制乳酸菌发酵所致
D. 某小组成功制得口味佳的泡菜,该过程中乳酸、乳酸菌、亚硝酸盐含量均先增后减
2. 尿素容易保存,是目前使用量较大的一种化学氮肥,尿素分子并不能直接被农作物吸收,只有被尿素分解菌分解成氨之后才能被植物利用。下图是从土壤中分离、计数尿素分解菌的过程,①②过程稀释了10倍。有关分析正确的是( )
A. 乙锥形瓶里盛有9mL无菌水
B. a、b、c培养基可以用牛肉膏蛋白胨培养基
C. ③的接种方法可用平板划线法或稀释涂布平板法
D. 若a、b、c培养基上的菌落数依次为57、58、56个,则10g土样中尿素分解菌数量约为5.7×109个
3. 啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法错误的是( )
A. 焙烤时利用高温杀死了大麦种子胚
B. 酒精的产生主要在后发酵阶段进行
C. 用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生淀粉酶
D. 包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
4. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性,为获得具有抗病性状的花椰菜新品种,研究人员利用植物体细胞杂交技术进行培育,如图1所示。图2是利用蛋白质电泳技术分析了植株中某些特异性蛋白。下列有关说法正确的是( )
A. 过程①需用胰蛋白酶处理花椰菜和紫罗兰细胞,获得原生质体
B. 过程②获得的融合细胞染色体数目均为32条
C. 花椰菜新品种是不可育的四倍体
D. 植株4、5同时含两种植物的特有蛋白,是符合育种目标的杂种植株
5. 紫杉醇是全球最重要的抗癌药物之一,某研究机构设计了如下两个路径来提取。有关叙述正确的是( )
A. 紫杉醇属于次生代谢物,是植物基本的生命活动所必需的产物
B. 通过途径一获得脱毒苗一般选用茎尖等顶端分生区作为外植体
C. 路径二中使用胰蛋白酶能够有效地将细胞分散开,有利于悬浮培养
D. 两个路径均通过植物组织培养获得紫杉醇,原理是植物细胞的全能性
6. 培养基是供微生物、动植物细胞生长和维持所需的人工配制的营养基质。下列叙述正确的是( )
A. 植物原生质体融合所用的培养基中必须加入PEG或Ca2+
B. 动物细胞培养液中营养合理,培养过程中无需定期更换培养液
C. 菊花植物组织培养的MS培养基是液体培养基,其中蔗糖可供能
D. 以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物不一定能分解尿素
7. 动物细胞经原代培养后,往往要进行分瓶培养。下列叙述错误的是( )
A. 分瓶培养收集细胞前均必须用酶将细胞分散开
B. 分瓶培养时均可用离心法收集细胞
C. 分瓶培养时均需将收集的细胞制成细胞悬液
D. 分瓶培养的细胞均可能因细胞密度过大而分裂受阻
8. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A. 过程①中小分子化合物诱导成纤维细胞基因突变为iPS细胞
B. 过程②“去核”的“核”其实是“纺锤体-染色体复合物”
C. 过程③中可使用具有感染能力的病毒来诱导细胞融合
D. 组蛋白去甲基化和乙酰化均不利于重构胚后续的胚胎发育过程
9. “三亲婴儿”的培育过程的技术流程如图,下列相关叙述错误的是( )
A. 该培育过程涉及动物细胞培养、细胞核移植等技术
B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
C. “三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲的全部基因
D. 体外受精前要对精子进行获能处理,将卵母细胞培养成熟
10. 如图表示人体体内受精和胚胎发育的过程,①②③④表示相关生理过程。下列叙述错误的是( )
A. ①过程中,次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ需要精子入卵的刺激
B. ②过程中,受精卵在子宫中开始进行有丝分裂
C. 图中的a可表示囊胚,b可表示原肠胚
D. 透明带破裂后胚胎从中伸展出来的过程叫作孵化
11. 通过多种方法获得的早期胚胎,均需经胚胎移植获得后代(注:下图试管动物通过体外受精获得)。下列相关叙述正确的是( )
A. 胚胎移植前可取内细胞团的细胞进行性别鉴定
B. 受体子宫对植入的胚胎一般不会发生免疫排斥
C. 一般可选择原肠胚阶段的胚胎进行胚胎移植
D. 图中获得的三种动物都能保持亲本的优良遗传特性
12. 下图为不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置(箭头所指),下列错误的是( )
A. 图示4种限制性核酸内切酶均不能够识别和切割RNA分子内的核苷酸序列
B. 若DNA上的碱基随机排列,NotI限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶高
C. 酶切时使用两种限制酶同时处理是为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
D. 用酶Bg1 Ⅱ切出的目的基因与酶BamHI切割的质粒重组后,则不能再被这两种酶切开
13. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的分析,正确的是( )
A. 用蒸馏水使家兔的红细胞涨破,可获取富含DNA的滤液
B. 研磨液在4℃下静置,主要目的是降低DNA分子的溶解度
C. 用二苯胺试剂对粗提取的DNA进行鉴定时无需设置对照实验
D. 研磨液中可加入DNA酶的抑制剂,以防细胞破碎后DNA酶降解DNA
14. 某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata 3基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata 3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A. 据甲图分析,进行PCR扩增时,引物1的模板为M链
B. 2号条带的小鼠是Gata 3-GFP基因纯合子
C. Gata 3-GFP基因转录是以M链为模板
D. 选用引物1和引物3进行PCR,能更好的区分杂合子和纯合子
15. 为提高玉米中赖氨酸含量,科学家通过蛋白质工程将天冬氨酸激酶的第352位苏氨酸变成异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位天冬氨酸变成异亮氨酸。下列有关说法正确的是( )
A. 直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B. 对指导上述两种酶合成的mRNA进行改造
C. 对控制上述两种酶的基因碱基序列进行改造
D. 利用诱变技术促使上述两种酶的基因突变
二、非选择题(本题共有5小题,共55分)
16. 杨梅果实风味独特、酸甜适中,具有很高的营养和保健价值。图1是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题:
(1)传统发酵中,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,这是由于果酒发酵时的_____(答1点)条件抑制了杂菌的生长。常用来检测酒精的化学试剂是_____。果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显_____(少于,多于)果酒发酵时。
(2)果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是_____,温度适宜时果酒发酵时间较短,原因是_____。
(3)杨梅醋的发酵过程中,除必需的营养物质外,还需要往发酵液中持续地通入_____。
(4)如图2表示果酒发酵过程中,发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的曲线。发酵前24 h,糖度变化很小,酒精度上升很慢,其原因是此阶段酵母菌主要进行_____呼吸,大量增殖。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓,其原因是_____、_____使酵母菌的代谢减弱而影响发酵。
17. 科研人员用拟南芥探索获得大量愈伤组织的途径。切取外植体时的损伤可促进内源生长素(IAA)合成并运输到受伤部位,诱导细胞分裂分化。因此,组织培养时常添加2,4-D、NAA等生长素类调节剂。含较高浓度2,4-D的培养基(2,4-D-CIM)可促进愈伤组织增殖,但在实践中发现,2,4-D-CIM中的外植体脱分化形成愈伤组织延迟。为探究其原因,进行相关实验。
(1)外植体经_____形成愈伤组织,经过_____形成芽、根等器官,整个过程中_____(需要,不需要)更换培养基。为创造无菌无毒环境,需对外植体_____。
(2)检测不同培养基中叶片外植体细胞中IAA合成酶基因(YUC)的表达量,由图1结果可知:较高浓度2,4-D_____(填“促进”或“抑制”)IAA的合成。
(3)研究者推测,一定量IAA有利于愈伤组织的形成。为此,在2,4-D-CIM的基础上,再分别添加IAA、NAA,检测接种后外植体细胞IAA响应基因W1的表达情况,结果如图2所示,同时还测量了各组愈伤组织的形成量,结果显示其与W1基因相对表达量呈正相关,证明推测成立。增加两个NAA组是为了进一步确认影响愈伤组织形成的可能是生长素类调节剂的_____。
(4)根据上述所有实验结果,在图3方框中填相关基因,括号中填“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善在愈伤组织形成和增殖过程中相关物质的关系模式图_____。
18. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是_____。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行多次_____和_____,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(3)如图1所示,杂交—杂交瘤细胞技术是单克隆杂交瘤细胞与经_____免疫的_____细胞进行了融合,目的是为了获得既能_____又能_____的抗体。
(4)灭活病毒使细胞膜上的_____重新排布,进而使细胞发生融合。
(5)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是_____。
19. PCR技术可用于基因工程中目的基因的获取、扩增和检测,请分析下列相关问题。
(1)理想状态下,一个DNA片段经过n轮PCR扩增所消耗的引物数量是_____个;耐高温的DNA聚合酶能与引物结合,并从引物的_____(3',5')端连接脱氧核苷酸;PCR过程中用到的引物在允许范围内片段越长,理论上扩增出来的非特异性片段(非目标片段)越_____(多,少)。
(2)PCR扩增缓冲液中Mg2+的作用是_____,PCR的变性、复性、延伸三个阶段需调控到三个不同的温度,如94℃、55℃、72℃,其中_____℃时DNA聚合酶的活性较高。PCR的产物一般通过_____来鉴定。
(3)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测。构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确(图1示插入方向正确),需进行PCR检测。若仅用一对引物,应选择图1中的引物对_____或_____。
(4)如图2所示,在一段未知序列的突变体DNA片段中,插入了已知序列的T-DNA,要想对T-DNA两侧的未知序列进行测序,可用DNA连接酶将该DNA连接成环状后,再用引物_____(填序号)PCR扩增后测序。
20. 某真菌的W基因可编码一种高效降解纤维素的酶,已知乙图中W基因转录方向为从左往右。为使放线菌产生该酶,以图甲中质粒为载体,进行转基因。不同限制酶的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题:
限制酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
MfeⅠ
KpmⅠ
HindⅢ
识别序列及切割位点
5′-G↓GATCC-3′
5′-G↓AATTC-3′
5′-C↓AATTC-3′
5′-GCTAC↓C-3′
5′-A↓AGCTT-3′
(1)限制酶主要是从_____生物中分离纯化出来的。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有_____两种形式。应使用限制酶_____切割图甲中质粒,使用限制酶_____切割图乙中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(2)用上表中的限制酶将双链链状DNA分子中间的W基因切割下来,需要切割_____处,断裂_____个磷酸二酯键,同时产生_____个黏性末端。请在图丙中标出EcoRⅠ切割后产生的一个末端的碱基组成_____。
(3)若PCR获取W基因时,该基因片段两端无任何限制酶的识别序列,则需在引物的_____(3',5')端添加相关限制酶的识别序列。
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滁州中学2024级高二下学期期中考试
生物试卷
注意事项:
1.答题前,务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号。
2.答第Ⅰ卷时,每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
一、选择题(本题共有15小题,每小题3分,共45分。给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 腐乳、酸菜等的制作属于传统发酵技术。下列叙述错误的是( )
A. 传统发酵技术以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主
B. 豆腐经酵母、毛霉等发酵后有机物种类增加,蛋白质含量减少
C. 泡菜“咸而不酸”可能是因为盐水浓度过高,抑制乳酸菌发酵所致
D. 某小组成功制得口味佳的泡菜,该过程中乳酸、乳酸菌、亚硝酸盐含量均先增后减
【答案】D
【解析】
【详解】A、传统发酵技术通常利用自然环境中的混合菌种进行发酵,发酵类型以固体发酵和半固体发酵为主,A正确;
B、豆腐发酵过程中,毛霉、酵母等产生的蛋白酶会将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,因此大分子蛋白质含量减少,同时分解产生的小分子物质使有机物总种类增加,B正确;
C、泡菜发酵依赖乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,若盐水浓度过高,乳酸菌会因渗透失水导致代谢活动受抑制,产酸量减少,出现“咸而不酸”的现象,C正确;
D、泡菜制作过程中,乳酸菌含量先增后减(后期乳酸积累、pH降低抑制乳酸菌繁殖),亚硝酸盐含量先增后减(前期还原菌活动生成亚硝酸盐,后期亚硝酸盐被分解),但乳酸是乳酸菌的代谢产物,会随着发酵进行逐渐积累,不会出现下降的趋势,D错误。
2. 尿素容易保存,是目前使用量较大的一种化学氮肥,尿素分子并不能直接被农作物吸收,只有被尿素分解菌分解成氨之后才能被植物利用。下图是从土壤中分离、计数尿素分解菌的过程,①②过程稀释了10倍。有关分析正确的是( )
A. 乙锥形瓶里盛有9mL无菌水
B. a、b、c培养基可以用牛肉膏蛋白胨培养基
C. ③的接种方法可用平板划线法或稀释涂布平板法
D. 若a、b、c培养基上的菌落数依次为57、58、56个,则10g土样中尿素分解菌数量约为5.7×109个
【答案】D
【解析】
【详解】A、②过程加入了2 mL菌液,若稀释了10倍,则乙锥形瓶里应盛有18 mL无菌水,A错误;
B、牛肉膏和蛋白胨均可提供氮源,a、b、c培养基应以尿素为唯一氮源,B错误;
C、平板划线法不能计数,③的接种方法不能用平板划线法,C错误;
D、若a、b、c培养基上的菌落平均数为57个,10g土样加入90 mL无菌水相当于稀释了10 倍,则由题图可知,共稀释了1×106倍,根据稀释涂布平板法的计算公式,每克样品中的菌落数=(57÷0.1)×106 =5.7×108个,所以10 g土样可含有尿素分解菌5.7×109个,D正确。
3. 啤酒的工业化生产中,大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后,最终过滤、调节、分装。下列说法错误的是( )
A. 焙烤时利用高温杀死了大麦种子胚
B. 酒精的产生主要在后发酵阶段进行
C. 用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生淀粉酶
D. 包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
【答案】B
【解析】
【详解】A、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,A正确;
B、酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,啤酒发酵分为主发酵和后发酵阶段,绝大多数酒精在主发酵阶段产生,后发酵阶段主要作用是改善啤酒风味、转化少量残留糖类,不是酒精产生的主要阶段,B错误;
C、赤霉素可诱导大麦种子合成α-淀粉酶,因此用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就能产生淀粉酶,能简化生产流程、降低成本,C正确;
D、醋酸菌是好氧微生物,可在有氧条件下将酒精转化为醋酸使啤酒变酸,且好氧的醋酸菌会在液体表面繁殖形成菌膜,因此可从菌膜中分离得到醋酸菌,D正确。
4. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性,为获得具有抗病性状的花椰菜新品种,研究人员利用植物体细胞杂交技术进行培育,如图1所示。图2是利用蛋白质电泳技术分析了植株中某些特异性蛋白。下列有关说法正确的是( )
A. 过程①需用胰蛋白酶处理花椰菜和紫罗兰细胞,获得原生质体
B. 过程②获得的融合细胞染色体数目均为32条
C. 花椰菜新品种是不可育的四倍体
D. 植株4、5同时含两种植物的特有蛋白,是符合育种目标的杂种植株
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①是去除植物细胞壁获得原生质体,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此需要用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;
B、原生质体融合时,会得到多种融合细胞:同种原生质体融合也会发生,只有花椰菜和紫罗兰的异源融合细胞染色体数才是18+14=32条,同种花椰菜融合细胞染色体数为36条,同种紫罗兰融合细胞染色体数为28条,B错误;
C、花椰菜新品种属于杂种植株,该植株是四倍体,具有同源染色体,能产生可育的配子,C错误;
D、由图2可知,I有花椰菜的两条蛋白条带,Ⅱ特有紫罗兰的一条蛋白条带;植株4、5同时存在两种植物的特有蛋白条带,说明是同时含有两者遗传物质的杂种植株,能获得紫罗兰的抗病性状,符合育种目标,D正确。
5. 紫杉醇是全球最重要的抗癌药物之一,某研究机构设计了如下两个路径来提取。有关叙述正确的是( )
A. 紫杉醇属于次生代谢物,是植物基本的生命活动所必需的产物
B. 通过途径一获得脱毒苗一般选用茎尖等顶端分生区作为外植体
C. 路径二中使用胰蛋白酶能够有效地将细胞分散开,有利于悬浮培养
D. 两个路径均通过植物组织培养获得紫杉醇,原理是植物细胞的全能性
【答案】B
【解析】
【详解】A、次生代谢物(如紫杉醇、生物碱、萜类等)主要参与防御、抗逆或信号传递,非维持基本生命活动所必需。初级代谢物(如葡萄糖、氨基酸)才是必需的,A错误;
B、茎尖分生组织细胞分裂活跃,病毒复制滞后或无法侵染,是获取脱毒苗的标准外植体来源,B正确;
C、植物细胞具有纤维素和果胶构成的细胞壁,胰蛋白酶(动物源蛋白酶)无效;应使用纤维素酶和果胶酶降解细胞壁以获得单细胞或小细胞团,C错误;
D、路径一确实依赖全能性;但路径二仅进行细胞增殖与代谢产物积累,未发育成植株,不体现全能性,D错误。
6. 培养基是供微生物、动植物细胞生长和维持所需的人工配制的营养基质。下列叙述正确的是( )
A. 植物原生质体融合所用的培养基中必须加入PEG或Ca2+
B. 动物细胞培养液中营养合理,培养过程中无需定期更换培养液
C. 菊花植物组织培养的MS培养基是液体培养基,其中蔗糖可供能
D. 以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物不一定能分解尿素
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物原生质体融合的诱导方法包括物理法(电融合、离心、振荡等)、化学法(PEG诱导、高Ca2+-高pH诱导等),并非必须加入PEG或Ca2+,A错误;
B、动物细胞培养过程中细胞代谢会产生有毒代谢废物,且营养物质会逐渐消耗,因此需要定期更换培养液,B错误;
C、菊花植物组织培养所用的MS培养基为固体培养基(需添加琼脂作为凝固剂),其中蔗糖可作为碳源提供能量,选项中“液体培养基”的表述错误,C错误;
D、以尿素为唯一氮源的培养基上,自生固氮微生物可利用空气中的氮气作为氮源生长,这类微生物不能分解尿素,因此生长的微生物不一定能分解尿素,D正确。
7. 动物细胞经原代培养后,往往要进行分瓶培养。下列叙述错误的是( )
A. 分瓶培养收集细胞前均必须用酶将细胞分散开
B. 分瓶培养时均可用离心法收集细胞
C. 分瓶培养时均需将收集的细胞制成细胞悬液
D. 分瓶培养的细胞均可能因细胞密度过大而分裂受阻
【答案】A
【解析】
【详解】A、动物细胞包括贴壁生长和悬浮生长两种类型,贴壁生长的细胞分瓶前需用胰蛋白酶等酶类处理使细胞分散脱落,但悬浮生长的细胞可直接通过吹打、离心收集,无需酶处理,“均必须用酶”的表述错误,A错误;
B、无论是酶处理后得到的贴壁细胞悬液,还是本身悬浮生长的细胞培养液,都可通过离心法收集细胞,B正确;
C、分瓶培养时需将收集的细胞制成细胞悬液,才能均匀分配到新培养瓶中,保证细胞充分接触营养物质,利于生长增殖,C正确;
D、细胞密度过大时,会出现营养不足、代谢废物积累的问题,贴壁细胞还会出现接触抑制,均会导致细胞分裂受阻,D正确。
8. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A. 过程①中小分子化合物诱导成纤维细胞基因突变为iPS细胞
B. 过程②“去核”的“核”其实是“纺锤体-染色体复合物”
C. 过程③中可使用具有感染能力的病毒来诱导细胞融合
D. 组蛋白去甲基化和乙酰化均不利于重构胚后续的胚胎发育过程
【答案】B
【解析】
【详解】A、①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞,并未发生突变,A错误;
B、在核移植中,通常使用MⅡ期卵母细胞,遗传物质以“纺锤体-染色体复合物”形式存在,故“去核”实际上是去除“纺锤体-染色体复合物”,B正确;
C、③为动物细胞融合的过程,诱导动物细胞发生融合所用的是灭活的病毒,C错误;
D、结合题图,重构胚中加入Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,D错误。
9. “三亲婴儿”的培育过程的技术流程如图,下列相关叙述错误的是( )
A. 该培育过程涉及动物细胞培养、细胞核移植等技术
B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
C. “三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲的全部基因
D. 体外受精前要对精子进行获能处理,将卵母细胞培养成熟
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,“三亲婴儿”的培育过程涉及动物细胞培养(图中卵母细胞和重组细胞的培养)、细胞核移植(母亲卵母细胞的核移入捐献者去核卵母细胞中)、体外受精以及胚胎移植等技术,A正确;
B、该技术没有用到母亲的细胞质,可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,B正确;
C、“三亲婴儿”同时拥有自己父亲(提供一半核DNA)、母亲(提供一半核DNA)及卵母细胞捐献者(提供细胞质基因)的部分基因,C错误;
D、体外受精的常规要求: 精子必须经过获能处理,才能具备受精能力。 卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期(MⅡ 期),才算成熟,具备受精能力,D正确。
10. 如图表示人体体内受精和胚胎发育的过程,①②③④表示相关生理过程。下列叙述错误的是( )
A. ①过程中,次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ需要精子入卵的刺激
B. ②过程中,受精卵在子宫中开始进行有丝分裂
C. 图中的a可表示囊胚,b可表示原肠胚
D. 透明带破裂后胚胎从中伸展出来的过程叫作孵化
【答案】B
【解析】
【详解】A、在受精(①)过程中,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在精子入卵后才完成的,A正确;
B、②过程为受精卵卵裂形成桑葚胚,这一过程发生在输卵管中,而非子宫。子宫是胚胎着床和进一步发育的场所,B错误;
C、胚胎发育的顺序为:受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→胎儿,因此,图中a代表囊胚,b代表原肠胚,C正确;
D、囊胚阶段,随着内部液体增多,囊胚腔扩大,导致透明带破裂,胚胎从透明带中伸展出来,这一过程称为孵化,D正确。
11. 通过多种方法获得的早期胚胎,均需经胚胎移植获得后代(注:下图试管动物通过体外受精获得)。下列相关叙述正确的是( )
A. 胚胎移植前可取内细胞团的细胞进行性别鉴定
B. 受体子宫对植入的胚胎一般不会发生免疫排斥
C. 一般可选择原肠胚阶段的胚胎进行胚胎移植
D. 图中获得的三种动物都能保持亲本的优良遗传特性
【答案】B
【解析】
【详解】A、胚胎移植前做性别鉴定时,应取滋养层细胞检测,取内细胞团会损伤胚胎,影响胚胎后续发育,A错误;
B、受体子宫对植入的外来胚胎一般不会发生免疫排斥,这是胚胎移植能够成功的生理学基础之一,B正确;
C、胚胎移植一般选择桑葚胚或囊胚阶段的胚胎,不选择分化程度更高的原肠胚进行移植,C错误;
D、题干说明试管动物是体外受精获得,属于有性生殖,会发生基因重组,后代性状会发生分离,不能保持亲本的优良遗传特性,D错误。
12. 下图为不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置(箭头所指),下列错误的是( )
A. 图示4种限制性核酸内切酶均不能够识别和切割RNA分子内的核苷酸序列
B. 若DNA上的碱基随机排列,NotI限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶高
C. 酶切时使用两种限制酶同时处理是为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
D. 用酶Bg1 Ⅱ切出的目的基因与酶BamHI切割的质粒重组后,则不能再被这两种酶切开
【答案】B
【解析】
【分析】1、常用的运载体:质粒(质粒是一种裸露的、结构简单、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)、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
2、作为运载体必须具备的条件:①要具有限制酶的切割位点; ②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
3、天然的质粒不能直接作为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
【详解】A、酶具有专一性,限制酶是专门切割DNA序列中一定部位的酶,所以图示4种限制性核酸内切酶均不能够识别和切割RNA分子内的核苷酸序列,A正确;
B、由于Not I限制性核酸内切酶识别的序列比其他三种酶的序列长,若DNA上的碱基随机排列,Not I限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶低,B错误;
C、两种不同的限制酶可产生不同的黏性末端,所以使用两种限制酶同时处理是为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,C正确;
D、用酶BglⅡ切出的目的基因与酶BamHⅠ切割的质粒重组后,6个脱氧核苷酸对序列既不能被限制酶BglⅡ识别,也不能被BamHⅠ识别,所以不可能被这两种酶切开 ,D正确。
故选B。
13. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的分析,正确的是( )
A. 用蒸馏水使家兔的红细胞涨破,可获取富含DNA的滤液
B. 研磨液在4℃下静置,主要目的是降低DNA分子的溶解度
C. 用二苯胺试剂对粗提取的DNA进行鉴定时无需设置对照实验
D. 研磨液中可加入DNA酶的抑制剂,以防细胞破碎后DNA酶降解DNA
【答案】D
【解析】
【详解】A、家兔是哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,几乎不含DNA,无法获取富含DNA的滤液,A错误;
B、研磨液在4℃下静置的主要目的是抑制DNA酶活性,避免DNA被降解,同时使细胞碎片等杂质沉淀,降低DNA溶解度是冷却体积分数为95%的酒精析出DNA的原理,B错误;
C、用二苯胺试剂鉴定DNA时需要设置对照实验,可排除无关变量的干扰,验证显色反应是DNA和二苯胺作用的结果,C错误;
D、细胞破碎后,细胞内的DNA酶会被释放,可降解DNA,研磨液中加入DNA酶抑制剂能防止DNA被降解,提高DNA提取量,D正确。
14. 某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata 3基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata 3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A. 据甲图分析,进行PCR扩增时,引物1的模板为M链
B. 2号条带的小鼠是Gata 3-GFP基因纯合子
C. Gata 3-GFP基因转录是以M链为模板
D. 选用引物1和引物3进行PCR,能更好的区分杂合子和纯合子
【答案】B
【解析】
【详解】A、PCR进行过程中,DNA子链是从5'→3'进行的,所以引物1的模板应为N链,A错误;
B、整合GFP基因后,核酸片段变长,2号个体只有大片段,所以是Gata3-GFP基因纯合子,4号个体只有小片段,是野生型,B正确;
C、据图可知,因启动子在左侧,转录从左向右,转录时是沿着模板链的3'-5',据此推测Gata 3-GFP基因转录是以N链为模板,C错误;
D、若用引物1和引物3进行PCR,杂合子和Gata3-GFP基因纯合子都能扩增出相应的片段则不能区分杂合子和纯合子,D错误。
15. 为提高玉米中赖氨酸含量,科学家通过蛋白质工程将天冬氨酸激酶的第352位苏氨酸变成异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位天冬氨酸变成异亮氨酸。下列有关说法正确的是( )
A. 直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B. 对指导上述两种酶合成的mRNA进行改造
C. 对控制上述两种酶的基因碱基序列进行改造
D. 利用诱变技术促使上述两种酶的基因突变
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质工程通过改造基因间接改变蛋白质结构,而非直接修饰蛋白质空间结构(如高温、强酸等物理化学方法),A错误;
B、mRNA是基因转录的产物,改造mRNA无法遗传至子代,且蛋白质工程的核心是基因层面的改造,B错误;
C、蛋白质工程需对目标基因的碱基序列进行定向修饰(如定点突变),从而改变氨基酸序列和蛋白质功能,符合题干中替换特定氨基酸的操作,C正确;
D、诱变技术(如辐射、化学诱变剂)属于基因突变,具有随机性和不定向性,无法精确控制特定氨基酸的替换,D错误。
故选C。
二、非选择题(本题共有5小题,共55分)
16. 杨梅果实风味独特、酸甜适中,具有很高的营养和保健价值。图1是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题:
(1)传统发酵中,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理,但杂菌却不能正常生长繁殖,这是由于果酒发酵时的_____(答1点)条件抑制了杂菌的生长。常用来检测酒精的化学试剂是_____。果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显_____(少于,多于)果酒发酵时。
(2)果酒制作过程中,酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是_____,温度适宜时果酒发酵时间较短,原因是_____。
(3)杨梅醋的发酵过程中,除必需的营养物质外,还需要往发酵液中持续地通入_____。
(4)如图2表示果酒发酵过程中,发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的曲线。发酵前24 h,糖度变化很小,酒精度上升很慢,其原因是此阶段酵母菌主要进行_____呼吸,大量增殖。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓,其原因是_____、_____使酵母菌的代谢减弱而影响发酵。
【答案】(1) ①. 缺氧/呈酸性 ②. 重铬酸钾 ③. 少于
(2) ①. 细胞质基质 ②. 该温度下与果酒发酵相关的酶活性高,发酵速度快
(3)无菌氧气(或无菌空气)
(4) ①. 有氧 ②. 营养物质的消耗 ③. 高浓度的酒精
【解析】
【小问1详解】
果酒发酵是在18~25℃、缺氧、呈酸性的环境中,其中酵母菌可大量繁殖,而其他绝大多数微生物无法适应这一环境而受到抑制。检验酒精是用酸性条件下的重铬酸钾反应,使溶液变成灰绿色即说明有酒精存在,即检验酒精的试剂是酸性的重铬酸钾。果酒发酵时,酵母菌无氧呼吸产生少量 CO₂;果醋发酵时,醋酸菌是好氧菌,在有氧条件下将酒精转化为醋酸,同时会产生大量 CO₂,且酵母菌在有氧呼吸阶段也会释放更多 CO₂。因此果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显多于果酒发酵时。
【小问2详解】
酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。由于温度影响发酵所需酶的活性,所以只有温度适宜时,果酒发酵酶活性最高,速度最快,时间最短。
【小问3详解】
醋酸菌是好氧菌,必须生活在氧气充足的环境中,且最适生长温度是30~35℃,所以杨梅醋的发酵过程中,需要往发酵液中持续地通入无菌空气(氧气)。
【小问4详解】
酵母菌是兼性厌氧型微生物,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,酵母菌能进行酒精发酵。结合图示曲线分析可知,24h内,糖度变化很小,酒精度上升很慢主要是酵母菌还在大量进行有氧呼吸增殖;但是在96h后,酒精度和糖度的变化都趋于平缓,原因是随着发酵进行,培养液中的葡萄糖(营养物质)被不断消耗,浓度降低,酵母菌可利用的底物减少,代谢速率减慢。酵母菌无氧呼吸产生的酒精会在发酵液中不断积累,高浓度的酒精会抑制酵母菌的酶活性,甚至对酵母菌产生毒害作用,使其代谢减弱,因此 96h 后酒精度和糖度的变化趋于平缓。
17. 科研人员用拟南芥探索获得大量愈伤组织的途径。切取外植体时的损伤可促进内源生长素(IAA)合成并运输到受伤部位,诱导细胞分裂分化。因此,组织培养时常添加2,4-D、NAA等生长素类调节剂。含较高浓度2,4-D的培养基(2,4-D-CIM)可促进愈伤组织增殖,但在实践中发现,2,4-D-CIM中的外植体脱分化形成愈伤组织延迟。为探究其原因,进行相关实验。
(1)外植体经_____形成愈伤组织,经过_____形成芽、根等器官,整个过程中_____(需要,不需要)更换培养基。为创造无菌无毒环境,需对外植体_____。
(2)检测不同培养基中叶片外植体细胞中IAA合成酶基因(YUC)的表达量,由图1结果可知:较高浓度2,4-D_____(填“促进”或“抑制”)IAA的合成。
(3)研究者推测,一定量IAA有利于愈伤组织的形成。为此,在2,4-D-CIM的基础上,再分别添加IAA、NAA,检测接种后外植体细胞IAA响应基因W1的表达情况,结果如图2所示,同时还测量了各组愈伤组织的形成量,结果显示其与W1基因相对表达量呈正相关,证明推测成立。增加两个NAA组是为了进一步确认影响愈伤组织形成的可能是生长素类调节剂的_____。
(4)根据上述所有实验结果,在图3方框中填相关基因,括号中填“+”(表示促进)或“-”(表示抑制),完善在愈伤组织形成和增殖过程中相关物质的关系模式图_____。
【答案】(1) ①. 脱分化 ②. 再分化 ③. 需要 ④. 消毒
(2)抑制 (3)生长素类调节剂的种类(而非含量)
(4)
【解析】
【小问1详解】
植物组织培养中,离体的植物器官、组织或细胞(外植体)首先需要在适宜的培养基上失去其特有的结构和功能,转变为未分化的愈伤组织,这个过程称为脱分化。愈伤组织在一定的激素配比下,会重新分化出根、芽等器官,这个过程称为再分化。由于脱分化和再分化对培养基中营养物质和激素(特别是生长素和细胞分裂素的比例)的要求不同,因此在整个培养过程中需要更换培养基。
为了排除微生物的干扰,实验必须保证无菌环境,外植体作为活体材料,不能高压灭菌,只能进行消毒处理(如用酒精和次氯酸钠溶液处理)。
【小问2详解】
观察图1,与对照组相比,在2,4-D-CIM组中IAA合成酶基因(YUC)的表达量明显降低,说明较高浓度2,4-D抑制IAA的合成。
【小问3详解】
因为研究者推测一定量IAA有利于愈伤组织的形成,并且要证明IAA响应基因W1的表达情况与某一指标正相关来确认推测成立,且已经测量了基因W1的表达情况,同时还测量了各组愈伤组织的形成量。NAA是人工合成的生长素调节剂,添加两个NAA组是为了进一步确认影响愈伤组织形成的是生长素类激素的种类而非含量。
【小问4详解】
根据实验结果可知,较高浓度2,4-D抑制IAA合成酶基因(YUC)的表达,从而抑制IAA合成,而IAA有利于愈伤组织形成,所以模式图为:
18. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是_____。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行多次_____和_____,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(3)如图1所示,杂交—杂交瘤细胞技术是单克隆杂交瘤细胞与经_____免疫的_____细胞进行了融合,目的是为了获得既能_____又能_____的抗体。
(4)灭活病毒使细胞膜上的_____重新排布,进而使细胞发生融合。
(5)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是_____。
【答案】(1)刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞
(2) ①. 克隆化培养 ②. 抗体(阳性)检测
(3) ①. 长春碱 ②. B淋巴 ③. 与长春碱结合 ④. 与肿瘤细胞结合(两空答案顺序可颠倒)
(4)蛋白质和脂质 (5)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在该位置杀死癌细胞
【解析】
【小问1详解】
向小鼠注射癌胚抗原可刺激小鼠产生抗癌胚抗原抗体的B淋巴细胞;
【小问2详解】
脾脏是免疫细胞集中分布的场所,其含有多种B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞有多种,需要进行克隆化培养和抗体检测,才能筛选出所需的杂交瘤细胞;
【小问3详解】
如图所示,注射长春碱的小鼠取其B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合产生杂交—杂交瘤细胞,这样的细胞既能产生抗癌胚抗原的抗体又能产生抗长春碱的抗体;
【小问4详解】
灭活病毒诱导细胞融合的原理:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能与细胞膜表面的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝集,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,使细胞膜打开,细胞发生融合;
【小问5详解】
双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在该位置杀死癌细胞,而对其他细胞损伤较小。
19. PCR技术可用于基因工程中目的基因的获取、扩增和检测,请分析下列相关问题。
(1)理想状态下,一个DNA片段经过n轮PCR扩增所消耗的引物数量是_____个;耐高温的DNA聚合酶能与引物结合,并从引物的_____(3',5')端连接脱氧核苷酸;PCR过程中用到的引物在允许范围内片段越长,理论上扩增出来的非特异性片段(非目标片段)越_____(多,少)。
(2)PCR扩增缓冲液中Mg2+的作用是_____,PCR的变性、复性、延伸三个阶段需调控到三个不同的温度,如94℃、55℃、72℃,其中_____℃时DNA聚合酶的活性较高。PCR的产物一般通过_____来鉴定。
(3)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测。构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确(图1示插入方向正确),需进行PCR检测。若仅用一对引物,应选择图1中的引物对_____或_____。
(4)如图2所示,在一段未知序列的突变体DNA片段中,插入了已知序列的T-DNA,要想对T-DNA两侧的未知序列进行测序,可用DNA连接酶将该DNA连接成环状后,再用引物_____(填序号)PCR扩增后测序。
【答案】(1) ①. 2n+1-2 ②. 3' ③. 少
(2) ①. 激活DNA聚合酶 ②. 72 ③. 电泳
(3) ①. F2和R1 ②. F1和R2(两空答案顺序可颠倒)
(4)①④
【解析】
【小问1详解】
每一轮扩增都需要新的引物来合成新链,n 轮扩增后,新合成的链数为 2n+1−2,每一条新链都需要一个引物,因此消耗引物数量为 2n+1−2。DNA 聚合酶的催化特性是:只能从引物的 3' 端延伸脱氧核苷酸,因为 DNA 链的延伸方向是 5′→3′,新的脱氧核苷酸只能添加到已有的 3' 羟基端上。引物越长,与模板 DNA 的互补配对的特异性就越强,能更精准地结合到目标序列上,理论上扩增出来的非特异性片段(非目标片段)就越少。
【小问2详解】
Mg2+是DNA 聚合酶的激活剂,能显著提高酶的活性,同时还会影响引物退火的效率、DNA 链的解链温度等 PCR 关键反应条件。PCR 的三个阶段温度分别是: 94℃:变性(双链解旋为单链) 55℃:复性(引物与模板结合) 72℃:延伸(Taq 酶催化合成 DNA 链) 。Taq DNA 聚合酶的最适温度为 72℃左右,此时酶的活性最高,延伸效率最好。PCR 产物的长度不同,在电场中的迁移速率不同,因此一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,根据条带的位置判断产物的大小、有无非特异性扩增等。
【小问3详解】
要确定基因连接到质粒中且插入方向正确,需要一对引物分别位于插入片段内部和质粒载体骨架上,这样只有插入方向正确的重组质粒才能扩增出对应条带。 引物对 F2和R1:F2 位于质粒的启动子区域(载体骨架),R1 位于插入的 J 基因内部,若基因正向插入,二者能扩增出目标片段。 引物对 F1和R2:F1 位于插入的 J 基因内部,R2 位于质粒的终止子区域(载体骨架),若基因正向插入,二者也能扩增出目标片段。
【小问4详解】
要对 T-DNA 两侧的未知序列进行测序,先将 DNA 连接成环状,再设计引物进行反向 PCR。 引物①和④位于已知的 T-DNA 序列上,且方向朝向未知序列。环化后,这对引物可以以环状 DNA 为模板,扩增出包含两侧未知序列的片段,从而实现对未知序列的测序。
20. 某真菌的W基因可编码一种高效降解纤维素的酶,已知乙图中W基因转录方向为从左往右。为使放线菌产生该酶,以图甲中质粒为载体,进行转基因。不同限制酶的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题:
限制酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
MfeⅠ
KpmⅠ
HindⅢ
识别序列及切割位点
5′-G↓GATCC-3′
5′-G↓AATTC-3′
5′-C↓AATTC-3′
5′-GCTAC↓C-3′
5′-A↓AGCTT-3′
(1)限制酶主要是从_____生物中分离纯化出来的。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有_____两种形式。应使用限制酶_____切割图甲中质粒,使用限制酶_____切割图乙中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(2)用上表中的限制酶将双链链状DNA分子中间的W基因切割下来,需要切割_____处,断裂_____个磷酸二酯键,同时产生_____个黏性末端。请在图丙中标出EcoRⅠ切割后产生的一个末端的碱基组成_____。
(3)若PCR获取W基因时,该基因片段两端无任何限制酶的识别序列,则需在引物的_____(3',5')端添加相关限制酶的识别序列。
【答案】(1) ①. 原核 ②. 黏性末端和平末端 ③. MfeⅠ和Hind III ④. EcoRⅠ和HindⅢ
(2) ①. 2 ②. 4 ③. 4 ④.
(3)5′
【解析】
【小问1详解】
原核生物为了防御外来DNA的入侵,进化出了限制酶,用于切割外源DNA,所以限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种形式,黏性末端是指切割后形成的具有互补碱基的单链末端;平末端则没有单链突出。根据题图信息“图中W基因转录方向是从左往右”、“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在W基因左侧,终止子应在W基因右侧,W基因右侧只能用Hind Ⅲ切割,W基因左侧有BamH I、Kpn I、EcoR I三种酶切位点,由于限制酶Mfe I和限制酶EcoR I切割露出相同的黏性末端,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶Mfe I、Hind Ⅲ切割图甲中质粒,使用限制酶EcoR I(切割出的黏性末端与Mfe I相同)、Hind Ⅲ切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
【小问2详解】
要从线状DNA中切下中间的W基因,需在W基因两侧各进行1次切割,共2处切割;限制酶切割双链DNA时,1个切割位点会断裂2个磷酸二酯键(每条链各1个),2个位点共断裂4个磷酸二酯键;1个切割位点切割后产生2个黏性末端,2个位点共产生4个黏性末端。 EcoR Ⅰ的识别序列为5'-G↓AATTC-3',切割后产生5'端突出的黏性末端:。
【小问3详解】
PCR扩增时,DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,因此引物的3'端必须与模板链严格互补,不能修改;而引物的5'端为游离端,可额外添加限制酶识别序列,扩增后该序列会被整合到PCR产物的两端,不影响目的基因的扩增。
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