内容正文:
现代生物技术阶段检测二
一、单选题
1.甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中制备葡萄酒,在适宜的条件下进行发酵,发酵过程中,每隔一段时间均排气一次,如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲同学的错误是未夹住发酵瓶的充气管,丙同学的错误是瓶中发酵液过多
B.试验中,甲同学发酵产生的葡萄酒会从充气管中流出
C.若实验中未及时排气,乙同学发酵瓶瓶塞可能被冲开
D.一段时间后,只有乙和丙能够成功得到果酒
2.“共和国勋章”获得者、中国工程院院士、“杂交水稻之父”—袁隆平,于2021年5月22日13时07分在长沙逝世。袁隆平水稻研究团队研究出的耐盐碱水稻创亩产802.9公斤、普通水稻创亩产1200公斤的高产新纪录。下列说法错误的是( )
A.耐盐碱水稻细胞液的浓度比普通水稻细胞液的浓度高
B.耐盐碱水稻细胞吸收无机盐离子的能力更强,与细胞膜上的载体数量有关
C.将水稻花粉经花药离体培养后,可得到稳定遗传的植株
D.耐盐碱水稻细胞内酶的最适片pH可能比普通水稻高
3.将患有线粒体遗传病的妇女的卵母细胞的细胞核移植到健康妇女捐献的去核卵母细胞中,再利用胚胎工程技术,可最终产下了健康的“三亲婴儿”。下列相关叙述错误的是( )
A.该过程需要用到体外受精和胚胎移植等胚胎工程技术
B.在核移植过程中,用物理或化学方法激活重构胚,使其发育为早期胚胎
C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因可以遗传给“三亲婴儿”
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
4.某闭花传粉植物的花色有红色和白色两种,由基因M、m控制;花的位置有顶生和腋生两种,由基因N、n控制。研究人员进行了以下两个实验:
实验一:用红花腋生植株人工传粉给白花顶生植株,F1表型及其比例为红花腋生:红花顶生=1:1,F1中红花腋生植株自花受粉,F2表型及其比例为红花腋生:红花顶生:白花腋生:白花顶生=6:3:2:1。
实验二:从F1两种表型中各选取一株,对它们和两个亲本的两对基因(M、m和N、n)进行PCR扩增,然后进行电泳分离,结果如下图。已知:①条带1和2是一对等位基因的条带,条带3和4是另一对等位基因的条带;②图谱二为实验一中亲代红花腋生植株的电泳图谱。下列说法错误的是( )
A.两对相对性状中,显性性状分别是红花、腋生
B.条带1、4分别代表的基因是m、N
C.F2表型出现的原因可能是基因型为NN的个体完全致死
D.F2表型出现的原因可能是含有基因N的花粉50%致死
阅读下列材料,完成下面小题:
五年前果农承包了一大片荒山,购买、种植了橘子树苗。今年,橘子喜获丰收。果农将橘子一部分销售,一部分制作橘子酒。制作橘子酒过程中,酵母菌将橘子中的葡萄糖、果糖等转化为乙醇,并释放出CO2,主要反应如下所示。
反应1:C6H12O6葡萄糖2CH3COCOOH丙酮酸+4[H] +能量
反应2:CH3COCOOH丙酮酸CH3CHO乙醛+CO2
反应3:CH3CHO乙醛+2[H]C2H5OH乙醇
5.橘子酒酿制过程中,酵母菌的呼吸方式为( )
A.只进行需氧呼吸
B.只进行厌氧呼吸
C.主要进行需氧呼吸
D.主要进行厌氧呼吸
6.酵母菌产生乙醇经过多步反应,下列叙述正确的是( )
A.反应1在细胞溶胶中进行
B.反应2在线粒体基质中进行
C.反应3在线粒体内膜上进行
D.反应生成的C2H5OH量少于CO2
7.橘子酒酿制过程中发生了很多的物质变化和能量变化,下列叙述错误的是( )
A.部分葡萄糖中的部分化学能经需氧呼吸转化为ATP中的化学能
B.部分葡萄糖中的部分化学能经厌氧呼吸转化为ATP中的化学能
C.部分酵母菌只进行需氧呼吸,部分酵母菌只进行厌氧呼吸
D.部分葡萄糖经厌氧呼吸分解,生成二氧化碳和乙醇
8.橘子酒酿制过程中,乙醇的浓度变化为( )
A. B. C. D.
9.CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术, Cas9基因表达的Cas9 蛋白像一把“分子剪刀”,在单链向导RNA(SgRNA)引导下,切割DNA 双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示,下列分析错误的是( )
A.构建重组质粒时,SgRNA 编码序列需要插入到质粒的启动子的下游
B.SgRNA 和Cas9 蛋白形成复合体后,其功能类似限制酶
C.根据目标DNA 设计相应的SgRNA,可实现对目标 DNA的定点切割
D.CRISPR/Cas9识别目标 DNA 序列主要与Cas9蛋白的特异性相关
10.阿特拉津是一种广泛使用的除草剂(含氮有机物),在土壤中不易被降解,长期使用会污染土壤。为修复被阿特拉津污染的土壤,某研究小组按下图所示步骤选育能降解阿特拉津的细菌(已知阿特拉津在水中溶解度低,含一定量阿特拉津的培养基不透明)。下列相关叙述错误的是( )
A.从用途方面来看,该实验所用培养基为含有阿特拉津的选择培养基
B.连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面
C.无透明圈的菌落利用的氮源主要是含氮有机物
D.菌落直径与透明圈直径的比值越小越是理想的菌株
11.2023年1月,3头利用体细胞克隆技术培育高产长寿奶牛陆续出生,这是我国首次采用克隆技术对现存群体中终生产奶量高于100吨的优良荷斯坦奶牛进行种质复原保存及良种繁育,技术流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.供体细胞一般选择优良动物的胚胎干细胞
B.将采集的卵母细胞通过显微操作去核后才能进行核移植
C.重构胚一般要培养到囊胚期或原肠胚期才适合进行移植
D.克隆牛属无性繁殖,犊牛的遗传物质都来自供体细胞
12.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Gata3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Gata3-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.Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达
B.Gata3基因转录后的mRNA可直接被翻译成相应蛋白质
C.2号条带的小鼠是野生型,4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子
D.用引物1和引物3进行PCR,也能通过琼脂糖凝胶电泳法确定GFP基因是否整合成功
13.下列关于制备牛肉膏蛋白胨培养基的叙述,错误的是( )
A.培养基应先调pH再进行灭菌
B.培养基应先灭菌再分装到培养皿
C.溶化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦
D.培养基的制备步骤是:计算→称量→溶化→倒平板
14.实时荧光定量PCR是将荧光标记的探针与待测样本DNA混合,当探针完整时,不产生荧光。在PCR过程中,与目的基因结合的探针被耐高温的DNA聚合酶水解时,可在特定条件下检测到荧光。随着循环次数的增加,荧光信号强度增加。下列相关叙述正确的是( )
A.PCR过程中两种引物的碱基序列不能互补配对
B.耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸的方向均为3′-5′
C.荧光信号达到设定的阈值时,经历的循环数越少,说明含有病变的概率越低
D.若某次PCR反应共产生52个等长的DNA,则需要加入6个荧光探针
15.中国科研团队采用新的胚胎植入前诊断技术(PGD)阻断Leri—Weill软骨发育不良综合征的遗传,使健康婴儿顺利诞生。婴儿的母亲是含显性致病基因(S基因)的杂合子,且S基因位于染色体交换频率高的区域。故为确保PGD检测结果的准确性,分别对第一极体、第二极体(仅来自次级卵母细胞)、囊胚进行检测。下列叙述错误的是( )
A.在操作过程中所用的细胞培养液需加入一定量的动物血清
B.若第一极体中检出S基因,则第二极体和囊胚都不含S基因
C.若第一极体中未检出S基因,则第二极体和囊胚都含S基因
D.通常取囊胚的滋养层细胞对胚胎进行性别鉴定和遗传病筛查
16.新冠肺炎疫情蔓延对我国生物安全防御体系建设提出了新的要求,引起了全社会对生物安全形势的高度关注。以下选项中不会给我国带来生物安全风险的是
A.人类及动植物中可能爆发的重大疫病 B.在全国范围内大面种植转基因农作物
C.保护沿海滩涂红树林中的生物多样性 D.收集我国公民及生物资源的遗传信息
17.大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后,筛选出一株抗花叶病的植株X,取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是
A.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性
B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期,共含有20条染色体
C.植株X连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低
D.抗花叶病属于隐性突变
18.图1为单克隆抗体的制备流程,详细过程②如图2所示,下列相关叙述错误的是( )
A.图1中制备细胞悬液时可采用机械方法或用胰蛋白酶处理
B.图1中过程①筛选出的杂交瘤细胞具有能迅速大量增殖的特点
C.图2中多孔玻璃板的每个孔中要接种多个杂交瘤细胞
D.图2中进行抗体检测是利用了抗原与抗体特异性结合的原理
二、多选题
19.利用核移植克隆人体器官有望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。下图表示利用核移植克隆人体器官的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.从病人体内取出的健康体细胞不会携带任何致病基因
B.上述过程不能够说明离体的动物体细胞具有全能性
C.可以从早期胚胎中分离获取胚胎干细胞
D.图中①②过程都发生了细胞增殖和分化
20.某植物的叶形有条形、披针形、卵形,受一对等位基因A、a控制;花色有紫色、粉色,受另一对等位基因B、b控制。科研人员进行了甲、乙两组杂交实验,亲本杂交得到的F1自由交配得到F2,并利用分子检测技术对亲本和部分F2植株的相关基因进行检测,相关杂交实验及结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.甲组亲本为纯合子,F2中2的叶形性状为披针形
B.甲组F1的基因型为Aa,其电泳条带与F2中的2相同
C.乙组结果显示花色基因BB纯合致死
D.乙组F2的性状比例为2:1
21.下列实验组合,错误的是( )
实验名称
试剂
结果或颜色反应
A
植物细胞的质壁分离与复原
清水
液泡缩小、颜色变深
B
诱导染色体数目加倍
生长素
形成多倍体无子果实
C
DNA粗提取
氯化钠溶液等
白色丝状物析出
D
观察细胞的有丝分裂
龙胆紫等
观察细胞中染色体的动态变化
A.A B.B C.C D.D
22.下列关于动物细胞工程的叙述不合理的是( )
A.动物细胞培养中需先用胃蛋白酶使所取的组织分散成单个细胞
B.动物细胞培养所用的培养液可用来培养禽流感病毒
C.培养的动物细胞可用来检测苏丹红的毒性
D.“生物导弹”利用了单克隆抗体的特异性来识别癌细胞
23.下列有关“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验”的叙述,错误的是( )
A.分离土壤中的尿素分解菌实验中,采集的土样经高温灭菌后,可以用于制取土壤稀释液
B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释度范围不同
C.测定土壤样品中的活菌数目,常用显微镜直接计数法
D.接种土壤微生物稀释液时,平板划线法可以采取连续划线的方法使微生物均匀分布
三、非选择题
24.若小鼠的造血干细胞内Rag2基因缺失,则不能分化为成熟的淋巴细胞。如图是治愈Rag2基因缺失引发的免疫功能缺陷症小鼠的流程图。请回答下列问题:
(1)重组细胞能在体外培养成早期胚胎,但上皮细胞却不能,由此说明____________。
(2)图中②过程所用培养液的成分一般都比较复杂,除了无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以外,还需要添加______________物质。
(3)图中分离出的ES细胞是囊胚中的________________。
25.获得性免疫缺陷综合征(AIDS)的治疗策略研究的持续深入和新兴技术的不断发展为人类免疫缺陷病毒(HIV)的清除提供了可能。其中,CRISPR-Cas基因组编辑作为一种为治愈HIV-1带来了希望的新型疗法,而逐渐步入医学领域的探讨课题中。某研究团队开发了一种工程化外泌体系统(EMT-Cas12a),实现了HIV-1前病毒DNA在体外和体内的切除。回答下列问题。
(1)EMT-Cas12a作为一种递送系统,它承担了基因工程中_____的功能,能够将Cas12amRNA和crRNAs靶向递送至CD4+T细胞,从而独特地优化了细胞特异性靶向。
(2)crRNA是CRISPR-Cas系统的核心向导分子,能携带与入侵核酸互补的序列信息,将Cas蛋白精准引导至HIV基因中的目标位点。该团队使用序列数据库和序列比对工具,鉴定出了碱基序列为5'-CUGGUACAGUUUCAAUAGGACUG-3'的多毒株靶向crRNA,由此确定受该病毒感染的宿主细胞模型的互补核DNA链的碱基序列为_____。
(3)工程化的外泌体经CD4+T细胞表面的受体识别后而被选择性摄取,这体现了细胞膜_____的功能。之后,Cas12amRNA和crRNAs则被递送至细胞质中,Cas12a在靶细胞中表达,并在crRNAs的引导下切割HIV感染的CD4+T细胞中的前病毒基因组片段中的_____。在研究人员使用获得的上述前病毒基因片段构建PEC12cr质粒的首轮PCR中,只用引物甲和引物乙获取目的基因的原因是_____。经过八轮循环后,含有引物甲的前病毒基因片段有_____个(用数字作答)。随后,团队成员将目的基因和_____等元件构建多个不同的PECl2cr质粒。这些质粒分别与pECD63L和pENb1质粒共转染HEK293F细胞以包装加载活性EMT-Cas12a。
(4)研究人员通过蛋白质印迹法,以BlankEXO为对照,分析了EMT-Cas12a中外泌体标志物CD63、TSG101和CD81的表达情况,发现EMT-Cas12a的外泌体蛋白独特地显示出一个额外的约65kDa(相对分子量)的CD63条带。设计实验验证EMT-Cas12a的表征与分泌蛋白的合成和运输中生物膜系统各部分之间的协调配合有关,简要写出实验思路和预期结果_____。
(5)为检测外泌体递送的EMT-Cas12a系统靶向编辑HIV-1感染细胞的基因组的效果,科研人员对提取的细胞DNA的PCR扩增产物进行了琼脂糖凝胶电泳和T7核酸内切酶I(T7EI)酶切检测,其电泳图谱如下图所示:
注:(1)不同的EMT-Cas12a处理组:MF/OS/PD:阳性对照:POS:阴性对照:RP:(2)图中“M”(DNA分子量Marker)为标准参照物;(3)T7EI是一种核酸内切酶,能特异性识别并切割DNA双链中碱基配对错误的区域,这一步是为了检测基因组编辑造成的突变:(4)检测原理:如果Cas12a成功编辑了靶位点,该区域会出现插入或缺失,导致PCR产物的两条DNA链不完全互补,形成错配。
T7EI会切割这些错配区域,产生两条更小的DNA片段。与PCR扩增产物电泳图谱相比,T7EI酶切后出现了两条明显的小条带(MF/OS/PD组的条带旁出现两条明显的阴影小条带),这说明PCR产物中_____(填“存在”或“不存在”)DNA双链中碱基配对错误的区域。
26.尿素是一种高浓度氮肥,通过被土壤中某些细菌分解为氨后,被植物吸收利用。某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌,并统计每克土壤样品中活菌数目,培养基配方如下:
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
蛋白胨
葡萄糖
尿素
琼脂
1.4g
2.1g
0.2g
1.0g
10.0g
l.0g
15.0g
(1)根据培养基的物理性质来看,该同学配制的培养基属于___________培养基,该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌?___________(填“能”或“不能”)。
(2)通常在实验室培养微生物时,需要对培养皿、培养基、接种环进行灭菌,灭菌方法依次是___________、___________、___________。培养细菌时,一般需要将培养基的pH调至___________。
(3)某同学在分离纯化土壤中分解尿素的细菌时,发现培养基上的菌落连成一片,最可能的原因是___________,为避免此种现象发生,正确的操作方法是___________。
27.药用植物板蓝根(2n=14)具有抗病毒及抗菌等作用。油菜是重要的经济作物,但容易受病菌感染。某课题组将“华双3号”油菜(2n=38)与板蓝根进行体细胞融合,以期培育获得抗病菌的油菜杂交种(图1中AK5/AK6/AK8为板蓝根祖先染色体编号)。
(1)研究发现,板蓝根在进化过程中发生了如图1所示的变异,其中涉及的变异类型包括________(多选)。
A.易位 B.倒位 C.缺失 D.重复
(2)下列如图1所示的变异与板蓝根进化的关系说明,合理的是______(多选)。
A.Q以及X区域的保留是自然选择的结果
B.V区域的基因序列改变,为进化提供丰富原材料
C.图1所示的变异过程中仅发生了染色体结构的变异
D.板蓝根相比其祖先因发生了图示变异而环境适应性降低
根肿菌是常见的油菜病原菌。研究发现有些油菜品种具有两对独立遗传的根肿菌抗性基因。为研究抗性基因的遗传规律,以抗性植株和易感植株作为亲本进行杂交,再令F1自交获得F2,经统计F2中易感植株:抗根肿菌植株=15:1。
(3)若用A/a、B/b表示这两对基因,据统计结果推测F2中易感植株的基因型共有________种。抗根肿菌油菜的基因型可表示为_______。
课题组培育板蓝根油菜杂交种的主要流程如图2(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的功能)。
(4)下列关于图2中过程①②③的叙述正确的是_______(多选)。
A.过程①可用聚乙二醇诱导原生质体融合
B.过程②包括细胞壁再生和脱分化
C.过程②和过程③中培养基的成分及比例相同
D.过程③细胞中只发生遗传信息的转录和翻译
(5)植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体,课题组研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响,结果如图3。相关叙述正确的是_______(多选)。
A.板蓝根原生质体产量和活力均优于油菜
B.随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少
C.板蓝根细胞的最佳酶解时间在8-10h范围
D.原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证
(6)结合题干及图2信息,分析只有杂种细胞团才能存活和具有再生愈伤组织能力的原因_______。
28.草甘膦是一种除草剂,但会影响水稻产量。水稻产量与高产基因有关,研究人员拟采用农杆菌转化法对水稻高产基因进行定位,并进一步培育能稳定遗传的抗草甘膦高产水稻新品种。回答下列问题:
Ⅰ.水稻高产基因定位水稻穗粒数可影响水稻产量。农杆菌 Ti质粒的 T-DNA 可以转移并随机插入野生型水稻基因组中(可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点),导致被插入的基因功能丧失,从而得到一系列水稻突变体。研究者从中筛选得到一株穗粒数异常突变体,并进行下列研究。
(1)提取 DNA。采集适量突变体和野生型水稻的幼嫩叶片,分别冷冻后研磨成粉末状,依次加入SDS、RNA酶等试剂,去除蛋白质和____ 等大分子杂质。提取过程中需加入____酶抑制剂并保持轻柔操作,以避免____,从而提高总 DNA提取率。
(2)PCR扩增。对提取获得的两组总DNA分别进行PCR 扩增。为避免外源DNA等因素的污染,微量离心管、枪头和蒸馏水等在 PCR 前需进行____处理。可以通过在紫外灯下直接观察电泳结果中DNA条带的____及粗细程度来评价扩增是否成功。
(3)结果鉴定。分别用EcoRI、Hind Ⅲ、BamHI三种限制酶处理突变体总DNA 扩增产物,处理后进行电泳,并与野生型 DNA 和 Ti质粒对照。电泳后的 DNA 与含放射性同位素标记的 DNA 探针(T-DNA的一条单链) 进行杂交,得到突变体总 DNA 不同酶切处理后的放射性检测结果如图1所示。
①不同酶切结果的杂交带位置不同的原因是:不同酶切后含____的片段长度不同,因此各组 DNA片段在凝胶中电泳时的____不同,最终导致分布于不同位置。
②若杂交结果显示突变体在不同限制酶处理时均出现杂交带,野生型组____(填“有”或“无”) 杂交带, Ti质粒组____(填“有”或“无”) 杂交带,则表明T-DNA 成功插入水稻染色体基因组中,且可判断突变体为T-DNA____位点插入,依据是____ 。(注:T-DNA 上没有 EcoRI、HindⅢ、BamHI三种限制酶的酶切位点)。
(4)用某种限制酶处理突变体的DNA(如图2所示),断开DNA 分子中的____个磷酸二酯键,再用____将两端的黏性末端连接成环,以此为模板,利用下表中的引物①②进行 PCR,扩增出____序列,扩增产物____(填“不含”或“含”)T-DNA 完整序列。经过与野生型水稻基因组序列比对,确定T-DNA 插入2号染色体上的B基因中。
T-DNA序列
引物序列
5ˊ-AACTATGCGC…….CGTAGCCTAT-3ˊ
①5ˊ-GCGCATAGTT-3ˊ
3ˊ-TTGATACGCG…….GCATCGGATA-5ˊ
②5ˊ-CGTAGCCTAT-3ˊ
(5)研究发现,该突变体产量明显低于野生型,据此推测 B基因可____(填“促进”或“抑制”) 水稻穗粒的形成,可控制高产性状。
Ⅱ.抗草甘膦高产水稻培育,研究者构建如图3所示的Ti表达载体,采用农杆菌转化法将抗草甘膦基因R 和基因B转入野生型水稻中,培育稳定遗传的抗草甘膦高产水稻新品种。
(6)转基因技术的理论基础有:T-DNA 和水稻 DNA 均为____结构、生物界共用一套____等。
(7)根据基因表达载体的结构组成分析,Ti质粒中的CaMV35S 是____,其功能是____酶的识别和结合部位。Ti 表达载体中,B基因和R基因转录的模板链的方向____(填“相同”或“相反”)。
(8)现需选出单一位点插入R基因和B基因且稳定遗传的水稻新品种,筛选方案如下:
①转基因后的水稻植株自交,收获种子(F₁) 并播种在含____的选择培养基上,若能够萌发并生长的个体即为____的个体;
②F₁存活个体自交所得种子(F₂) 按单株收种并播种于选择培养基上,选择存活率约____的培养基中的幼苗继续培养获得F₂植株;
③将F₂植株自交所得种子(F₃)按单株收种并播种于选择培养基上,选择种子全部存活的培养基中的幼苗即为单一位点插入且____的抗草甘膦植株。
④为实现最终育种目标,研究人员还需检测____。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
D
D
A
C
B
D
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
D
A
B
C
A
C
BCD
CD
题号
21
22
23
答案
ABD
AB
ACD
1.B
【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。
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:醋酸菌是一种好氧性细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动.实验表明,醋酸菌对氧气的含当量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡.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。
【详解】AB、酒精发酵是无氧呼吸,应提供无氧环境,因此甲同学的操作有误,其未夹住发酵瓶的充气管,导致发酵液从充气管流出,使发酵液变酸;果酒发酵时,发酵罐中的发酵液不能超过容积的2/3,因此丙同学的操作有误,加入的发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口,导致排气时发酵液从排气管中流出,A正确、B错误;
C、乙同学由于未及时排气,导致发酵瓶中气压过大而冲开瓶塞,C正确;
D、酒精发酵是无氧呼吸,应提供无氧环境,因此甲同学的操作有误,其未夹住发酵瓶的充气管,导致发酵液从充气管流出,使发酵液变酸,因此甲同学实际得到的发酵产品是葡萄醋;乙同学操作正确,其进行果酒发酵得到的是果酒;果丙同学的操作虽然有误,但因为其它操作正确,其得到的是葡萄酒,D正确。
故选B。
2.C
【分析】单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个关键的阶段,花药离体培养获得单倍体幼苗,而后经过秋水仙素处理获得纯合子。该育种方法的原理是染色体变异,其典型的优点是明显缩短育种年限,使遗传性状较快稳定。
【详解】A、耐盐碱水稻适合在盐碱地上生活,盐碱地环境中细胞外液的浓度高,据此可推测细胞液的浓度比普通水稻细胞液的浓度高,A正确;
B、植物根细胞吸收无机离子的方式是主动运输,该方式需要消耗能量,并且需要相应的载体,据此可推测,耐盐碱水稻细胞吸收无机盐离子的能力更强,与细胞膜上的载体数量有关,B正确;
C、将水稻花粉经花药离体培养获得单倍体幼苗,对幼苗经过秋水仙素处理可能得到稳定遗传的植株,C错误;
D、耐盐碱水稻细胞吸收无机盐离子的能力强,可能会导致细胞质基质中pH值较高,据此可推测耐盐碱水稻细胞内酶的最适pH可能比普通水稻高,D正确。
故选C。
【点睛】
3.C
【分析】1、动物细胞核移植:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物。动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性。克隆动物的遗传物质来自双亲,其核遗传物质来自供核生物,而细胞质基因来自提供细胞质的生物。
2、动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础。
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】A、“三亲婴儿”的培育过程包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术,A正确;
B、在核移植过程中,需要用物理或化学方法激活核移植产生的重构胚,使其完成发育进程,B正确;
C、捐献者携带的红绿色盲基因位于其细胞核内,而捐献者给三亲婴儿提供的是卵母细胞的细胞质,故捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给“三亲婴儿”,C错误;
D、该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供,质基因由提供去核卵母细胞的妇女提供,D正确。
故选C。
4.D
【分析】基因自由组合定律特殊分离比的解题思路:首先看后代可能的配子组合种类,若组合方式是16种,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律,其亲代基因型为双杂合。写出正常的分离比9:3:3:1。对照题中所给信息进行归类,若分离比为9:7,则为9:(3:3:1),即7是后三种合并的结果;若分离比为9:6:1,则为9:(3:3):1;若分离比为15:1,则为(9:3:3):1。
【详解】A、由实验一:F1中红花腋生植株自花受粉得F2,两对相对性状均出现性状分离现象,因此两对相对性状中,显性性状分别是红花、腋生,A正确;
B、 实验一中F2表型及其之比为9: 3: 3: 1的变形,两对等位基因满足自由组合定律,F1红花无刺植株的基因型为MmNn,由“用红花腋生植株人工传粉给白花顶生植株,F1表型及其比例为红花腋生:红花顶生=1:1”,可知,亲代红花腋生植株的基因型为MMNn,白花有刺植株的基因型为mmnn。由“图谱二为实验一中亲代红花腋生植株(MMNn)的电泳图谱”和“条带1和2是一对等位基因的条带,条带3和4是另一对等位基因的条带”可知,条带1为m,条带2为M。亲代和F1的基因型中仅含M/m和N/n中各一种基因的个体为亲代白花有刺植株(mmnn),因此由图谱一可知,条带3为n,条带4为N,B正确;
C、F2表型及其比例为红花腋生:红花顶生:白花腋生:白花顶生=6:3:2:1,可知,腋生:顶生=2:1,若F2表型出现的原因是某一基因型的个体完全致死所致,则当且仅当致死个体的基因型为NN时才能出现F2四种表型对应的比例,C正确;
D、若F2表型出现的原因是某一基因型的配子部分致死所致,则由F2中“腋生:顶生=2:1”和“F1表型及其之比为红花腋生:红花顶生=1 : 1”可知,含有基因N的卵细胞50%致死,含有基因n的卵细胞和含有基因M、m的花粉均存活,D错误。
故选D。
5.D 6.A 7.C 8.B
【分析】果酒制作利用的是酵母菌,酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸产物为二氧化碳和水,无氧呼吸产物是乙醇和二氧化碳。
5.酵母菌的代谢方式为兼性厌氧菌,橘子酒酿制过程为酒精发酵,酵母菌主要进行厌氧呼吸,所以ABC错误,D正确。
故选D。
6.酵母菌的无氧呼吸在细胞质基质(细胞溶胶)中进行,产生的乙醇和二氧化碳的量相等,所以BCD错误,A正确。
故选A。
7.A、酵母菌的有氧呼吸过程会产生大量能量,部分葡萄糖中的部分化学能经需氧呼吸转化为ATP中的化学能,A正确;
B、酵母菌的无氧呼吸过程会产生少量能量,部分葡萄糖中的部分化学能经厌氧呼吸转化为ATP中的化学能,B正确;
C、酵母菌既可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸,C错误;
D、酵母菌无氧呼吸产物为乙醇和二氧化碳,D正确。
故选C。
8.橘子酒酿制过程,乙醇的浓度先增加后趋于稳定,开始酵母菌无氧呼吸产生乙醇,当乙醇含量达到一定值时会抑制酵母菌的代谢而影响发酵,所以乙醇含量达到稳定,ACD错误,B正确。
故选B。
9.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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、启动子是一段有特殊结构的DNA片段,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,构建重组质粒时,SgRNA编码序列需要插入到质粒的启动子下游,便于转录产生SgRNA,A正确;
B、SgRNA和Cas9蛋白形成复合体后,可切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因,其功能类似于限制酶,B正确;
C、SgRNA可以特异性切割DNA位点,根据目标DNA设计相应的SgRNA,可实现对目标DNA的定点切割,C正确;
D、CRISPR/Cas9识别目标DNA序列主要与SgRNA编码序列有关,D错误。
故选D。
10.C
【分析】选择培养基:培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物生长。
【详解】A、阿特拉津是含氮有机物,可以为微生物提供氮源,因此选育能降解该除草剂的细菌,应以阿特拉津为唯一氮源的培养基作为选择培养基,A正确;
B、选用平板划线法接种是通过连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,以获得单菌落,B正确;
C、无透明圈的菌落利用的氮源主要是氮气,C错误;
D、菌落周围有透明圈的菌落是能够降解阿特拉津的微生物,并且降解该除草剂的能力越强,菌落直径与透明圈直径的比值越小,D正确。
故选C。
11.B
【分析】图示方法是应用体细胞核移植技术克隆高产长寿奶牛,受体细胞可以是从屠宰场收集牛卵巢,采集卵母细胞,在体外培养到减数第二次分裂中期,通过显微操作去核,再将从供体高产长寿奶牛的某一部位上取得的体细胞注入去核后的卵母细胞,通过电融合法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞形成重构胚,用物理或者化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,培养到一定时期,将胚胎移植到代孕母牛体内,生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。
【详解】A、利用体细胞克隆技术培育高产长寿奶牛时,供体细胞一般选择优良动物的体细胞,A错误;
B、采集的卵母细胞需要通过显微操作去核后才能进行核移植,B正确;
C、重构胚一般要培养到桑葚胚或囊胚期才适合进行移植,C错误;
D、克隆牛属无性繁殖,图示过程是将供体细胞注入到了去核后的卵母细胞中,促使它们融合后,激活重构胚进行早期胚胎培养,所以,犊牛的遗传物质绝大部分来自供体细胞,少数(细胞核外的DNA)同时来自供体细胞和受体细胞,D错误。
故选B。
12.D
【详解】A、从图甲可知,Gata3基因与GFP基因共用一个启动子,且题干表明实验得到的杂合子雌雄小鼠能正常表达两种蛋白质,这说明Gata3基因的启动子可以控制GFP基因的表达,A错误;
B、小鼠属于真核生物,其基因转录后的mRNA需要经过加工(如剪接等)才能被翻译成相应蛋白质,B错误;
C、根据图甲中引物的位置可知,以含有GFP基因的DNA为模板进行PCR扩增时得到的是大片段,以不含有GFP基因的DNA(野生型)为模板进行PCR扩增时得到的是小片段,所以2号条带只有大片段,说明其是Gata3-GFP基因纯合子;4号条带只有小片段,说明其是野生型,C错误;
D、引物1和引物3分别位于GFP基因两侧,若GFP基因整合成功,则以整合后的DNA为模板,用引物1和引物3进行PCR能扩增出相应片段,通过琼脂糖凝胶电泳可检测到条带;若未整合成功,则无法扩增出相应片段,也就检测不到条带,D正确。
13.D
【分析】制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。微生物接种的核心是防止杂菌的污染,保证培养物的纯度。
【详解】A、培养基应先调pH再进行灭菌,否则会被再次污染,A正确;
B、培养基应先灭菌再分装到各个培养皿中,B正确;
C、溶化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦,C正确;
D、培养基的制备步骤是:计算→称量→溶化→调pH→灭菌→倒平板,D错误。
故选D。
14.A
【详解】A、PCR的两种引物需分别与模板链的3'端互补,若引物间碱基互补会相互结合,干扰反应,因此设计时确保不互补,A正确;
B、DNA聚合酶催化子链延伸方向为5'→3',而非3'→5',B错误;
C、若荧光信号达到设定的阈值时,经历的循环数越少,说明扩增次数少,说明更多的荧光探针与目的基因进行了碱基互补配对,可推测获得的核酸产物中含有病变的概率越大,C错误;
D、PCR反应中DNA以指数形式扩增,即2n(n为循环次数),若产生52个等长的DNA,由于25=32,26=64,所以循环次数大于5小于6 。最初的模板DNA不需要荧光探针,从第一次循环后开始,每次循环新合成的DNA需要荧光探针,假设循环n次,需要的荧光探针数为2n- 2,当n = 6时,需要的荧光探针数为26-2=62,D错误。
故选A。
15.B
【分析】在减数第一次分裂后期,等位基因会随同源染色体的分开而分离,在减数第二次分裂的过程中不存在同源染色体。若在减数第一次分裂前期,发生同源染色体的非姐妹染色单体的互换,则在减数第二次分裂后期会发生等位基因的分离。
【详解】A、为在所用细胞培养液中添加一些天然成分,需加入一定量的动物血清,A正确;
B、因为母亲是含致病基因(S基因)的杂合子,且S基因位于染色体交换频率高的区域,若第一极体中检测出S基因,则第二极体或卵细胞中,可能有一个含有S基因,卵细胞受精发育成的囊胚可能含S基因,也可能不含S基因,B错误;
C、若第一极体不含S基因,则次级卵母细胞含S基因。减数第二次分裂时,若S基因所在染色体发生交换,则第二极体和囊胚都含S基因,C正确;
D、胚胎植入前诊断通常选取囊胚的滋养层细胞进行检测,以避免损伤胚胎发育的关键细胞,同时滋养层细胞与内细胞团的遗传物质一致,可用于性别鉴定和遗传病筛查,D正确。
故选B。
16.C
【分析】生物安全一般是指由现代生物技术开发和应用对生态环境和人体健康造成的潜在威胁,及对其所采取的一系列有效预防和控制措施。
【详解】A、人类及动植物中可能爆发的重大疫病,会影响生态环境以及人类的生存和发展,会给我国带来生物安全风险,A正确;
B、在全国范围内大面种植转基因农作物,而转基因生物可能对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏,B正确;
C、保护沿海滩涂红树林中的生物多样性,有利于保护生态系统的稳定性,不会给我国带来生物安全风险,C错误;
D、收集我国公民的遗传信息,可能会造成基因歧视,带来许多不公平的社会问题,遗传信息的滥用还会导致社会和政治事件的发生,会给我国带来生物安全风险,D正确。
故选C。
【点睛】本题以“新冠肺炎疫情”为情景,考查考生对生物安全的认识。考生要掌握生物多样性在维持生态系统的稳定性中的作用,以及生物技术可能带来的道德和伦理问题,然后利用分析与综合的科学思维,对各选项进行判断。
17.A
【详解】A、植物细胞具有全能性,与它是否为单倍体无关,只需要其细胞具有该生物体的全套遗传信息即可,A正确;
B、花粉是经减数分裂得到的,其染色体数目是体细胞的一半,单倍体的细胞在有丝分裂后期,由于着丝点的分裂,染色体数目加倍,所以此时细胞内共含有40条染色体,B错误;
C、植株X是杂合体,自交后会产生纯合体,所以连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代提高,C错误;
D、抗花叶病属于显性基因突变,D错误。
故选A。
18.C
【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、图中制备细胞悬液时可采用机械方法或用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理将组织分散成单个细胞,A正确;
B、图1中过程①是将细胞放在选择性培养基上培养,选出能迅速大量增殖的多种杂交瘤细胞,B正确;
C、过程②为筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞,具体做法是:将杂交瘤细胞多倍稀释,接种在多孔的细胞玻璃板上,尽量使每孔细胞不超过一个,通过培养让其增殖,C错误;
D、图2表示过程②,取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入到多孔玻璃板中,在适宜条件下培养,然后利用抗原与抗体特异性结合的原理进行抗体检测,检测阳性反应孔中的细胞还需多次稀释培养并检测,最终将能产生特定(所需)抗体的杂交瘤细胞筛选出来,D正确。
故选C。
19.BCD
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
【详解】A、从病人体内取出的健康体细胞可能携带隐性致病基因,A错误;
B、细胞全能性指高度分化的细胞离体后能发育成完整的生物个体的潜能,因此上述过程不能说明离体的动物体细胞具有全能性,B正确;
C、由图可知,胚胎干细胞可以从囊胚中分离出来,故可以从早期胚胎中分离获取胚胎干细胞,C正确;
D、图中①是由胚胎干细胞分裂分化成脏器组织干细胞和神经组织干细胞,此过程存在细胞增殖和细胞分化,②过程由脏器组织干细胞和神经组织干细胞分裂分化成脏器组织细胞和神经细胞,也存在细胞增殖和分化,D正确。
故选BCD。
20.CD
【详解】AB、甲组叶形有条形、披针形、卵形,受一对等位基因A、a控制,据图可知,亲本条形和卵形只有一条条带,说明都是纯合子(AA或aa),所以杂交后代F1为杂合子Aa(披针形),F1自由交配,F2有AA:Aa:aa=1:2:1,F2中2有两条条带,与F1的电泳条带一致,基因型为Aa,性状为披针形,AB正确;
CD、利用分子检测技术对亲本和部分F2的相关基因进行检测,相关杂交实验及结果如图所示,乙组花色有紫色、粉色,受一对等位基因B、b控制。据图可知,亲本紫花为杂合子Bb,粉花为纯合子(BB或bb),杂交后代F2有两种基因型(一种杂合子,一种纯合子),不能确定存在显性纯合致死现象:若是显性纯合致死,则亲本为紫花Bb和粉花bb,F1为紫花Bb:粉花bb=1:1,F1自由交配,F1配子B:b=1:3,F2为紫花Bb:粉花bb=2:3;若是隐性纯合致死,则亲本为紫花Bb和粉花BB,F1为紫花Bb:粉花BB=1:1,F1自由交配,F1配子B:b=3:1,F2为紫花Bb:粉花BB=2:3,CD错误。
故选CD。
21.ABD
【分析】分析表格可知,本题是观察植物细胞的有丝分裂实验、染色体变异、DNA粗提取、观察植物细胞的质壁分离的综合性考查,先回忆相关实验的知识点,然后结合问题分析解答。
【详解】A、在用清水作为质壁分离复原的试剂时,液泡的体积变大,颜色变迁,A错误;
B、诱导细胞染色体数目加倍使用的试剂是秋水仙素,B错误;
C、DNA在0.14mol/L的溶解度最小,析出,C正确;
D、观察细胞的有丝分裂实验时,细胞是死细胞,不能看到有丝分裂的动态变化,D错误。
故选ABD。
22.AB
【分析】1、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: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PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。(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)。
2、当贴壁细胞分裂生长到互相接触时,细胞就会停止分裂增殖,出现接触抑制,此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。
【详解】A、动物细胞培养用胰蛋白酶使所取的组织分散成单个细胞,A错误;
B、禽流感病毒是寄生生物,应该用相应的活细胞培养,B错误;
C、培养的动物细胞可用来检测包括苏丹红在内的有毒物质的毒性,C正确;
D、“生物导弹”是由抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合而制成的,利用了单克隆抗体的特异性来识别癌细胞,D正确。
故选AB。
23.ACD
【分析】培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
【详解】A、分离土壤中的尿素分解菌实验中,采集的土样经高温灭菌后,其中的微生物全部死亡,不能得到尿素分解菌,A错误;
B、土壤中含有多种微生物,且土壤中各类微生物的数量不同,为了获得不同类型的微生物,就需要按不同的稀释度进行分离,可见,测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释度范围不同,B正确;
C、测定土壤样品中的活菌数目,常用菌落计数法,C错误;
D、接种土壤微生物稀释液时,可借助平板划线法,通过接种环在琼脂固体培养基表面进行连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,但并不能使微生物均匀分布,D错误。
故选ACD。
24.(1)体细胞的细胞质对其细胞核的全能性有抑制作用(或“卵细胞细胞质对细胞核的全能性具有促进作用”)
(2)血清
(3)内细胞团
【分析】图示为通过基因工程技术,进行体外基因治疗,将正常基因导入ES细胞诱导分化产生出正常造血干细胞再重新移植回缺陷小鼠的过程,该过程应用了基因工程技术、核移植技术、动物细胞培养技术等现代生物技术手段。
【详解】(1)上皮细胞是已经分化的细胞,上皮细胞不能在体外培养成早期胚胎,其细胞核的全能性难表达,利用核移植技术获得的重组细胞可以在体外培养成早期胚胎,其细胞核的全能性能表达,说明体细胞的细胞质对其细胞核的全能性有抑制作用(或“卵细胞细胞质对细胞核的全能性具有促进作用”)。
(2)图中②过程为动物细胞培养,培养基中需要添加无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,还需要添加动物血清,防止杂菌污染。
(3)图中分离出的ES细胞(胚胎干细胞)是囊胚中的内细胞团,内细胞团具有全能性。
【点睛】本题考查动物细胞工程的主要内容,包括动物细胞培养、核移植技术,细胞全能性等问题,属于学生需要识记的基本知识点。
25.(1)载体
(2)5'-CAGTCCTATTGAAACTGTACCAG-3'(或 3'-GACCATGTCAAAGTTATCCTGAC-5')
(3) 控制物质进出细胞(或进行细胞间信息交流) 磷酸二酯键 PCR 技术可以特异性扩增目的基因 255 启动子、终止子、标记基因
(4)实验思路:用放射性同位素标记氨基酸,追踪其在细胞内的分布顺序;预期结果:放射性依次出现在核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、外泌体中
(5)存在
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的筛选和获取: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:个体水平上的鉴定。
【详解】(1)EMT-Cas12a 作为递送系统,将 Cas12amRNA 和 crRNA 靶向送至 CD4⁺T 细胞,承担了载体的功能,实现了细胞特异性靶向。
(2)crRNA 碱基序列为 5'-CUGGUACAGUUCAAUAGGACUG-3',根据碱基互补配对原则,对应的互补 DNA 链碱基序列为: 5'-CAGTCCTATTGAACTGTAC CAG-3'(或 3'-GACCATGTCAAGTTATCCTGAC-5')
(3)外泌体经 CD4⁺T 细胞表面受体识别后被选择性摄取,体现了细胞膜控制物质进出细胞(或进行细胞间信息交流)的功能。Cas12a 在 crRNA 引导下切割 HIV 前病毒基因组片段中的磷酸二酯键。只引入引物甲和引物乙和目的基因获取目的基因的原因是PCR 技术可以特异性扩增目的基因。经过 8 轮 PCR 循环,含引物甲的前病毒基因片段有 2⁸ - 1 = 255 个。构建多个不同的 PEC12cr 质粒,需要将目的基因和启动子、终止子、标记基因等元件构建在一起。
(4)实验思路: 用放射性同位素(如 ³H - 亮氨酸)标记 EMT-Cas12a 细胞中的氨基酸。 追踪不同时间放射性在细胞内的分布,观察其在核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜及外泌体中的出现顺序。 若放射性依次出现在核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→外泌体,则验证了生物膜系统各部分在分泌蛋白合成和运输中的协调配合。 预期结果: 放射性标记的 EMT-Cas12a 依次出现在核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,最终富集到外泌体中,证明生物膜系统通过膜融合和运输协调完成分泌过程。
(5)与 PCR 扩增产物电泳图谱相比,T7EI 酶切后出现了两条明显的小条带,说明 PCR 产物中存在DNA 双链中碱基配对错误的区域。 (依据:T7EI 特异性切割碱基配对错误的双链 DNA 区域,产生两条更小的片段,电泳中出现新条带即证明存在错配区域。)
26.(1) 固体 不能
(2) 干热灭菌法 高压蒸汽灭菌法(湿热灭菌) 灼烧灭菌法 中性或弱碱性
(3) 菌液浓度过高 对菌液进行进一步梯度稀释
【分析】稀释涂布平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。 计数时,首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。经培养后,由单个细胞生长繁殖形成菌落,统计菌落数目,即可计算出样品中的含菌数。
【详解】(1)该培养基含有琼脂,属于固体培养基。该培养基中有蛋白胨,蛋白胨含氮元素,其他杂菌可利用蛋白胨中的氮源生长,所以不能筛选出只分解尿素的细菌。
(2)培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌,培养皿常用干热灭菌法灭菌,接种环常用灼烧灭菌法灭菌;细菌生长需要适宜的pH,培养细菌时一般将培养基pH调至中性或微碱性。
(3)释涂布平板法是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,菌落连成一片最可能是菌液浓度过高,细菌过于密集;解决方法是对菌液进行梯度稀释,降低菌液浓度后再涂布。
27.(1)AB
(2)AB
(3) 8 aabb
(4)AB
(5)BC
(6)经R-6G处理后得到的板蓝根同源融合体因线粒体功能受阻而不能进行有氧呼吸,经IOA处理得到的油菜同源融合体因植物细胞呼吸第一阶段受抑制也不能进行有氧呼吸,因而两者都缺少生命活动所需能量而不具有再生能力;杂种细胞团是由两种植物原生质体融合形成,可以发生代谢互补,使有氧呼吸供能过程得以恢复,因此可以生长并获得再生能力
【分析】1、植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两类:物理法和化学法,物理法包括电融合法、离心法;化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法等。
3、植物体细胞杂交的一般步骤是:①先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体;②人工诱导原生质体融合;③融合后的杂种细胞再经过诱导脱分化形成愈伤组织;④通过植物组织培养发育成完整的杂种植株。
【详解】(1)如图所示,非同源染色体AK6和AK8上的Q基因和W基因发生了交换,属于易位;AK5上的基因排序从上到下是KLNM,变异后基因排序是NMVKLQX,NM基因发生了倒位。
故选AB。
(2)A、板蓝根在进化过程中发生如图所示的变异,图示中QX区域被保留了下来,说明Q以及X区域的保留是自然选择的结果,A正确;
B、进化的原材料包括了基因突变、基因重组和染色体变异,V区域的基因序列改变就属于基因突变,因此为进化提供丰富原材料,B正确;
C、如图所示板蓝根进化过程中从最初的2条染色体到3条染色体再到1条染色体,染色体数目发生了改变,因此板蓝根进化过程中发生了染色体结构和数目的变异,C错误;
D、板蓝根相比其祖先因发生了图示变异而环境适应性增强,D错误。
故选AB。
(3)以抗性植株和易感植株作为亲本进行杂交,子一代几乎全部个体均为易感,子二代易感:抗根肿菌=15:1,属于9:3:3:1的变式,且该性状是由两对独立遗传的基因控制的,满足自由组合定律,因此抗根肿菌的基因型为aabb,其它8种基因型均为易感。
(4)A、过程①表示原生质体的融合,可用聚乙二醇诱导原生质体的融合,A正确;
B、过程②是融合后的原生质体形成愈伤组织的过程,包括细胞壁再生和脱分化,B正确;
C、激素含量及种类影响植物细胞的分化和发育,因此培育过程中可通过调整激素的含量来影响细胞发育的方向,因此过程②和过程③中培养基的成分及比例不相同,C错误;
D、过程③细胞中发生遗传信息的复制、转录和翻译,D错误。
故选AB。
(5)A、分析题意和题图可知,在题图提供的酶解时间内,板蓝根原生质体活力优于油菜,但是原生质体的产量相反,A错误;
B、分析题图可知,随着酶解时间延长两种原生质体产量都先增加后减少,B正确;
C、分析题图可知,8-10h范围内,板蓝根原生质体的产量处于较高,所以板蓝根细胞的最佳酶解时间8-10h范围,C正确;
D、原生质体已经去除细胞壁,不能发生质壁分离和复原,所以原生质体活力不可以通过质壁分离与复原实验进行验证,D错误。
故选BC。
(6)经R-6G处理后得到的板蓝根同源融合体因线粒体功能受阻而不能进行有氧呼吸,经IOA处理得到的油菜同源融合体因植物细胞呼吸第一阶段受抑制也不能进行有氧呼吸,因而两者都缺少生命活动所需能量而不具有再生能力;杂种细胞团是由两种植物原生质体融合形成,可以发生代谢互补,使有氧呼吸供能过程得以恢复,因此可以生长并获得再生能力。
28.(1) RNA DNA DNA被分解或断裂
(2) 高压蒸汽灭菌 位置
(3) T-DNA 迁移速率 无 有 单一 用三种不同限制酶处理都只得到一条杂交带,而野生型无杂交带
(4) 4 DNA连接酶 T-DNA插入位点两侧的突变体DNA未知序列 不含
(5)促进
(6) 双螺旋 遗传密码
(7) 启动子 RNA聚合 相反
(8) 草甘膦 成功表达R基因 75% 稳定遗传 转基因水稻植株的产量是否增加
【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;
(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)采集适量突变体和野生型水稻的幼嫩叶片,分别冷冻后研磨成粉末状,依次加入SDS、RNA酶等试剂,去除蛋白质和RNA等大分子杂质。提取过程中需加入DNA酶抑制剂并保持轻柔操作,以避免DNA被分解或断裂,从而提高总 DNA提取率;
(2)PCR是进行DNA的扩增,为避免外源DNA等的污染,PCR实验中使用的相关器具如微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等应提前进行高压蒸汽灭菌处理,可以通过在紫外灯下直接观察电泳结果中DNA条带的位置及粗细程度来评价扩增是否成功;
(3)①不同酶切结果,杂交带的位置不同,这是由于不同酶切后含T-DNA的片段长度不同,因此各组 DNA片段在凝胶中电泳时的迁移速率不同,最终导致分布于不同位置;②若杂交结果显示突变体在不同限制酶处理时均出现杂交带,野生型组无杂交带, Ti质粒组有杂交带,则表明T-DNA 成功插入水稻染色体基因组中,且可判断突变体为T-DNA单一位点插入,依据是用三种不同限制酶处理都只得到一条杂交带,而野生型无杂交带;
(4)用某种限制酶处理突变体的DNA,断开DNA 分子中的4个磷酸二酯键,再用DNA连接酶将两端的黏性末端连接成环,以此为模板,利用引物①②进行 PCR,扩增出T-DNA插入位点两侧的突变体DNA未知序列,扩增产物不含T-DNA 完整序列;
(5)由于该突变体产量明显低于野生型,而突变体内B基因由于插入了T-DNA导致功能丧失,据此推测B基因促进水稻穗粒的形成;
(6)转基因技术的理论基础有:T-DNA 和水稻 DNA 均为双螺旋结构、生物界共用一套密码子等;
(7)基因表达载体的结构应该包括启动子、 终止子、复制原点、限制酶切割位点、标记基因等,由图可知CaMV35S是启动子,功能是RNA聚合酶识别和结合的位点。RNA聚合酶的移动方向是从启动子移向终止子,故两个基因编码链方向相反;
(8)①转基因后的水稻植株自交,收获种子(F₁) 并播种在含草甘膦的选择培养基上,若能够萌发并生长的个体即为成功表达R基因;②F₁存活个体自交所得种子(F₂) 按单株收种并播种于选择培养基上,选择存活率约75%的培养基中的幼苗继续培养获得F₂植株;③将F₂植株自交所得种子(F₃)按单株收种并播种于选择培养基上,选择种子全部存活的培养基中的幼苗即为单一位点插入且稳定遗传的抗草甘膦植株;④为实现最终育种目标,研究人员还需检测转基因植株的产量。
答案第1页,共2页
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