内容正文:
黑龙江省实验中学2025-2026学年度高二学年下学期期中考试
生物学科试题
考试时间:75分钟 总分:100分
一、选择题:本题共25小题,每小题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述,不正确的是( )
A. 两者的正常繁殖都离不开氧气
B. 在无氧条件下,酵母菌可以生产酒精,醋酸菌则不能生产醋酸
C. 两者都是异养生物,生存都离不开葡萄糖
D. 醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸
2. 某科研人员提交了用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法正确的是( )
A. 选择新鲜的葡萄除去枝梗后略加冲洗再榨汁
B. 将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁
C. 酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D. 酒精发酵后拧紧瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵
3. 下图关于微生物的纯培养操作中,划线接种(甲)、培养结果(乙)如图,a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是( )
A. 每次划线前后都要对接种环灼烧灭菌
B. 将菌种进行等比稀释后进行平板划线
C. 图甲中的d区域为划线的起始区域
D. 蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行
4. 灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A. 动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B. 微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C. 为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D. 可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
5. 通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸,生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下列有关谷氨酸发酵过程的叙述,正确的是( )
A. 高浓度营养物质的培养基可以加快谷氨酸棒状杆菌的繁殖速度
B. 可以用过滤、沉淀等方法分离提取谷氨酸
C. 排出发酵罐中的谷氨酸,不利于谷氨酸的合成和产量的提高
D. 发酵液pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺
6. 某种物质X(一种含有C、H、O、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解X。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和X,乙的组分为无机盐、水、X和Y。下列相关叙述中错误的是( )
A. 甲、乙培养基均属于选择培养基,乙培养基组分中的Y物质是琼脂
B. 若要筛选高效降解X的细菌菌株,甲、乙培养基中X是唯一的碳源
C. 步骤⑤的筛选过程中,各培养瓶中的X溶液要有一定的浓度梯度
D. 步骤⑤的筛选过程中,若培养基中的X浓度过高,某菌株对X的降解量可能下降
7. 检验某水体中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准,常用滤膜法测定,其操作流程如图所示。EMB培养基上形成的不同菌落中,大肠杆菌菌落呈深紫色。下列叙述正确的是( )
A. 过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需要进行消毒处理
B. 制备EMB培养基时,待培养基冷却至室温后在酒精灯火焰附近倒平板
C. 接种时用无菌镊子夹取滤膜边缘,将滤膜紧贴于EMB培养基上
D. EMB培养基为选择培养基,培养后平板上的菌落均为大肠杆菌菌落
8. 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。下列说法不正确的是( )
A. 大麦经过发芽,可产生α-淀粉酶
B. 焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C. 使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短啤酒的发酵周期
D. 糖化的目的是利用种子中的α-淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖
9. 某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖,可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养,发育出完整的植株,进行离体培养时不应采用该植株的
A. 茎尖 B. 子房壁 C. 叶片 D. 花粉粒
10. 科研人员在进行某植物的组织培养时,激素配比如表。下列说法错误的是( )
植物组织培养阶段
细胞分裂素浓度/μmol·L-1
生长素浓度/μmol·L-1
I诱导形成愈伤组织
m1
n1
II诱导形成幼芽
m2
n2
III诱导生根
m3
n3
A. Ⅰ阶段通常选择茎尖、幼叶等作为外植体
B. 细胞分裂素的合成部位主要是根尖,其作用是促进细胞的分裂和根的分化
C. 在Ⅰ阶段用秋水仙素对材料进行处理容易获得由单个细胞形成的多倍体
D. Ⅲ阶段之后形成的试管苗需要炼苗才能移栽到大田
11. 沃柑果实色泽艳丽,品质极优,但因果实有籽严重削弱了其市场竞争力。为培育具有市场竞争力的无籽沃柑,研究者设计如下流程。相关叙述正确的是( )
A. ①需使用胰蛋白酶或果胶酶处理
B. 常用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生
C. 获得的三倍体植株都能表现双亲的优良性状
D. ③过程发育成三倍体植株依赖于细胞的全能性
12. 在进行动物细胞培养时,需要( )
A. 用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液
B. 充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸
C. 加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养
D. 定期更换培养液以清除代谢产物
13. 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是( )
A. 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B. 动物细胞培养和植物组织培养都需要将组织分散成单个细胞
C. 植物组织培养能产生新个体,动物细胞培养可使动物细胞生长增殖
D. 动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可用于植物脱除病毒
14. 细胞融合技术有着广泛应用。如图为细胞融合的示意图,据图判断错误的是( )
A. 若d为受精卵,则a、b为获能的精子和MⅡ期的次级卵母细胞
B. 若d为杂种细胞,则c→d过程需要筛选
C. 若a细胞和b细胞是植物细胞,需先脱分化再诱导融合
D. 上述过程不都能证明融合后的细胞仍然具有全能性
15. 现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GⅡ.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10(浓度为5 mg/mL)和1D6(浓度2.2 mg/mL)。利用羊制备羊抗鼠抗体作为质控线组装成胶体金试纸条(见图)。下列说法正确的是( )
A. 单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别不同抗原
B. 胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌
C. 检测时,在控制线和检测线出现两条色带时,表示结果阳性
D. 胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎
16. 下列关于体内受精过程的排序,正确的是( )
①受精卵第一次分裂开始②精子入卵子③获能后精子与卵子相遇并释放多种酶④精子穿越卵细胞膜外的结构⑤雌、雄原核的形成⑥两个原核靠近,核膜消失
A. ③②④⑤①⑥ B. ③②④⑤⑥①
C. ④⑤②①③⑥ D. ③④②⑤⑥①
17. 下图是利用体细胞核移植来克隆高产奶牛的大致流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 体外培养至MⅡ期的卵母细胞要先经过获能处理才能用于后续操作
B. 图中过程①常用显微操作法去除细胞中的纺锤体和染色体的复合物
C. 图中过程③是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中
D. 图中的重构胚中含有卵母细胞和供体细胞的细胞质
18. 2016年,世界上第一例经过核移植操作的“三亲婴儿”在墨西哥出生。至目前“三亲婴儿”技术仍存在争议。关于“三亲婴儿”的培育过程,下列叙述错误的是( )
A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
B. 三亲婴儿是通过核移植技术培养而成,属于无性生殖
C. 三亲婴儿的大多数性状是由母方核供体和父方核供体的遗传物质决定的
D. 卵母细胞捐赠者携带的位于X染色体上的隐性基因不可能遗传给三亲幼体
19. 限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶,下列说法正确的是( )
A. DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键
B. 限制酶能切割T2噬菌体和烟草花叶病毒的核酸
C. 只有用相同限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,才能形成重组质粒
D. 限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,不能剪切自身的DNA
20. 如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A. 在卵裂期,受精卵通过有丝分裂不断增大胚胎体积
B. 在进行步骤③时,应选择发育良好的原肠胚来操作
C. 在胚胎发育中,内细胞团发育为胎盘和胎膜
D. 在进行胚胎分割时,应对内细胞团进行均等分割
21. 一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切割,切割产物通过电泳分离,用大小已知的DNA片段的电泳结果作为分子量标记(下图左边一列)。关于该双链DNA,下列说法错误的是( )
A. 该DNA分子呈环状结构,质量大小为10kb
B. 该DNA分子被NotI切割后含有2个游离的磷酸基团
C. 该DNA分子中有一个NotI识别位点和两个EcoRⅠ切点
D. 两种限制酶在该DNA上的识别位点最短距离为2kb
22. 下列有关“DNA粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 将洋葱研磨液离心后保留沉淀物并加入冷酒精静置后,可收集到DNA
B. 将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后,溶液变为蓝色
C. 将琼脂糖熔化后再稍冷却后,将适量的核酸染料加入并进行混匀
D. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳,并取出凝胶置于紫光外灯下观察和照相
23. 某病毒的检测可以采用实时荧光RTPCR(逆转录聚合酶链式反应)的方法,RTPCR的具体过程如图。下列有关叙述错误的是( )
A. 过程①以mRNA为模板合成单链DNA
B. 过程②③拟对单链cDNA进行第n次循环的扩增,理论上需要n个引物B
C. 该技术用于对某些微量RNA病毒的检测,可提高检测的灵敏度
D. 游离的脱氧核苷酸只能从引物的3′端开始连接
24. 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质,将甜蛋白基因导入黄瓜可提高黄瓜甜味。下图表示甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶酶切位点。下列说法错误的是( )
A. 基因表达载体的构建是培育转基因黄瓜的核心工作
B. 为保证甜蛋白基因正确插入,可用限制酶Xba I和EcoR I切割目的基因及质粒
C. T - DNA的作用是携带甜蛋白基因进入黄瓜细胞并整合到其染色体DNA上
D. 为确定甜蛋白基因是否导入黄瓜细胞,可用PCR技术进行检测
25. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是( )
A. 单倍体育种时,需对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
B. 培育转基因抗虫棉时,需从分子水平及个体水平进行鉴定
C. 胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选
D. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题2分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得2分,选对但不全得0.5分,有选错得0分。
26. 土壤中有丰富的微生物,若要利用其中某种微生物,则需要进行菌种的分离和纯化,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A. 若要筛选分解尿素[CO(NH2)2]的细菌,则尿素可以作为该菌的氮源
B. 理论上每毫升菌液中2号试管的活菌数是4号试管的100倍
C. 4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×109个
D. 该种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
27. 水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
转速(r/min)
55
65
75
85
相对生长速率
0.21
0.25
0.26
0.25
细胞干重(g/L)
7.5
9.7
11.4
9.5
黄酮产量(g/L)
0.2
0.27
0.32
0.25
A. 黄酮产量与细胞干重呈正相关
B. 黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的
C. 氧气的作用是维持悬浮培养的pH
D. 转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累
28. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,使胚胎的发育率和妊娠率提高,具体培育流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 去核时使用的梯度离心、紫外光照射和化学物质处理等方法可以在没有穿透卵母细胞透明带的情况下进行
B. 灭活的仙台病毒表面含有糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚而发生融合
C. 组蛋白低甲基化和高乙酰化水平均有利于重构胚的发育
D. 胚胎移植前需要对供、受体进行免疫检测
29. 为保证实验的成功,选择合适的生物材料非常关键。下列选择合理的是( )
A. 选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率
B. 选择草莓的茎尖进行组织培养可获得抗病毒草莓
C. 以病人的体细胞诱导成iPS细胞,进而形成无免疫排斥的移植器官
D. 对愈伤组织进行诱变处理可筛选出有用的突变体
30. 某科研团队运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,蓄意逃避监管,实施了人类胚胎基因编辑活动。该技术的原理是通过设计向导RNA中的识别序列,引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割(如图)。下列有关叙述正确的是( )
A. 向导RNA可在RNA聚合酶催化下,以核糖核苷酸为原料合成
B. 向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对
C. Cas9蛋白的作用是破坏DNA特定位点脱氧核苷酸之间的氢键
D. 该技术由于存在脱靶等风险,可能会带来一系列安全性及伦理问题
三、非选择题:本部分共4道大题,共40分。
31. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生________酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的________过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是_______。为了提高奶啤品质,筛选产酸量高的醋酸菌,研究人员分离出A1~A4四种菌株,并做了相关发酵实验,醋酸菌的产酸量结果见下表(单位:g/100mL)。由表可知选择菌株_______适合进行后续的发酵,理由是_______。
注:A0为对照菌株:奥尔兰醋酸杆菌
菌株
发酵时间/d
2
3
5
7
9
A0
1.20
4.00
4.86
5.62
5.62
A1
1.68
4.18
4.90
5.80
5.70
A2
1.48
3.68
4.68
5.54
5.50
A3
2.16
4.32
5.60
6.22
5.89
A4
1.68
3.80
4.88
5.60
5.62
(3)主发酵阶段在菌种活化的过程中,需定时取样,检测酵母的生长状况。若某次样品经3次10倍稀释后,经台盼蓝染色(体积不计),在25×16型(25个中方格×16个小方格)血细胞计数板上计数_______色细胞,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为________个细胞/mL。
(4)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应________(从“延长”“缩短”中选填)排气时间间隔。酒精发酵一定时间后,当观察到发酵装置内_______,说明发酵完毕。从食品安全的角度考虑,上述工艺流程图中①的操作应该是________。
32. 同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)常用________酶处理紫花苜蓿与百脉根获得原生质体。步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外,还有________(答两种)等方法。
(2)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_______。融合后的原生质体经过细胞壁再生形成杂种细胞,进而经过_______形成愈伤组织。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,其中起主要作用的是_______。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到杂种植株。据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是_______。此种育种方式的优点是________。
(4)在实验前需要通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,设计思路是________。
33. 为降低人类乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建ADC,过程如图1所示。
(1)动物细胞培养时,可以用________酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,在使用合成培养基培养动物细胞时,还应在培养基中加血清,原因是_______。
(2)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和_______才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。
(3)ADC的中文名称是_______,相比较常规药物,ADC在治疗人类乳腺癌方面的优点是_______。
(4)ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中_______(填细胞器)将其裂解并释放药物。
34. 杜鹃花园艺品种在炎热夏季常出现高温热害症状,RhRCA1基因编码的蛋白质能恢复光合酶部分活性。科研人员从耐热性好的海南杜鹃中获取了RhRCA1基因启动子(prRCA1)并构建了基因表达载体prRCA1-LUS(荧光素酶基因),为研究其调控机制提供了依据,请回答:
(1)可用__________试剂对从海南杜鹃中提取的DNA进行初步鉴定。prRCA1的作用是__________。
(2)prRCA1内部有限制酶Spel的识别序列,所用载体示意图如图,图中载体还缺少的组成元件是_________,构建prRCA1-LUS表达载体过程中需用到限制酶和__________ 酶,应选择限制酶__________对质粒进行切割。设计引物对prRCA1进行PCR扩增时,限制酶的识别序列应加在引物的__________端。已知转录时非模板链的碱基序列为5'-CTACTACCAAGCACCTCCGC……(多个碱基)……AACAGACCCTTGATTTCT-3',若引物a与prRCA1转录时的模板链互补,请写出引物a的前10个碱基的序列5′-__________-3’。
(3)据图可知,将prRCA1基因转入拟南芥(一种植物)叶片中所用方法为_________法。2d后分别进行25℃和37℃处理3h。在叶片反面涂抹萤火虫荧光素后发现,高温37℃热胁迫处理后的拟南芥叶片荧光强度显著高于对照25℃,说明_________(答出一点)。
(4)将转化后收获的拟南芥种子消毒后播种在含有物质_________的培养基中,以筛选抗性苗。后发现第二代植株中抗性分离比为3:1,说明目的基因最可能插入了________(填“一对同源色体中的1条”或“两对同源染色体中的1条”)上。
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黑龙江省实验中学2025-2026学年度高二学年下学期期中考试
生物学科试题
考试时间:75分钟 总分:100分
一、选择题:本题共25小题,每小题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述,不正确的是( )
A. 两者的正常繁殖都离不开氧气
B. 在无氧条件下,酵母菌可以生产酒精,醋酸菌则不能生产醋酸
C. 两者都是异养生物,生存都离不开葡萄糖
D. 醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸
【答案】C
【解析】
【分析】制作果酒的菌种是酵母菌,代谢类型是兼性厌氧型真菌,在有氧呼吸时产生二氧化碳和水,在无氧呼吸时产生酒精和二氧化碳,发酵条件是18~25℃、前期需氧,后期不需氧;制作果醋的菌种是醋酸菌,醋酸菌是好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸,醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A. 酵母菌和醋酸菌的繁殖都不离开氧气,A正确;
B. 酵母菌是兼性厌氧菌,其在有氧呼吸时产生二氧化碳和水,在无氧呼吸时产生酒精和二氧化碳,因此在无氧条件下,利用酵母菌可以生产酒精;醋酸菌是好氧菌,因此不能在无氧条件下利于醋酸菌生产醋酸,B正确;
C. 两者都是异养生物,酵母菌的生存离不开葡萄糖,而醋酸菌在缺少糖源时可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,C错误;
D. 当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,D正确。
2. 某科研人员提交了用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法正确的是( )
A. 选择新鲜的葡萄除去枝梗后略加冲洗再榨汁
B. 将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁
C. 酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D. 酒精发酵后拧紧瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵
【答案】C
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
2、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、选择新鲜的葡萄洗1到2次,除去枝梗后榨汁,除去枝梗后不能再冲洗,避免杂菌通过葡萄皮的破损处进入内部,A错误;
B、葡萄汁不能装满,需装至玻璃瓶的2/3空间,留1/3空间,B错误;
C、酒精发酵期间会产生二氧化碳,故需适时拧松瓶盖,防止发酵瓶爆裂,C正确;
D、醋酸菌是好氧菌,故醋酸发酵时应去除瓶盖,加一层纱布,D错误。
故选C。
3. 下图关于微生物的纯培养操作中,划线接种(甲)、培养结果(乙)如图,a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是( )
A. 每次划线前后都要对接种环灼烧灭菌
B. 将菌种进行等比稀释后进行平板划线
C. 图甲中的d区域为划线的起始区域
D. 蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行
【答案】B
【解析】
【详解】A、平板划线法中每次划线前都要灼烧接种环,保证菌种来自上一次划线的末端,划线结束后也要灼烧接种环,防止污染环境、感染接种者,A正确;
B、平板划线法不需要提前对菌种进行等比稀释,它是通过连续划线的方式,逐步减少接种环上的菌液量,最终获得单菌落;等比稀释是稀释涂布平板法的操作步骤,B错误;
C、平板划线法中,菌液浓度最高的是起始区域,后续划线区域的菌量会逐渐减少,最终在末端区域形成单菌落。从图乙的培养结果可以看到,菌落密度最高的是左上方区域,对应图甲的d区域,因此d是起始区域,C正确;
D、酒精灯火焰旁是无菌区,在该区域操作可以避免空气中的杂菌污染培养基,保证无菌操作,D正确。
4. 灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )
A. 动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行
B. 微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染
C. 为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌
D. 可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【答案】D
【解析】
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和湿热灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。
【详解】A、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A错误;
B、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,而微生物的培养不能加入抗生素,B错误;
C、一般用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,以防止杂菌污染,C错误;
D、可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌,以防止杂菌污染,D正确。
故选D。
5. 通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸,生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下列有关谷氨酸发酵过程的叙述,正确的是( )
A. 高浓度营养物质的培养基可以加快谷氨酸棒状杆菌的繁殖速度
B. 可以用过滤、沉淀等方法分离提取谷氨酸
C. 排出发酵罐中的谷氨酸,不利于谷氨酸的合成和产量的提高
D. 发酵液pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺
【答案】D
【解析】
【详解】A、高浓度营养物质的培养基渗透压过高,会导致谷氨酸棒状杆菌细胞失水,抑制其生长繁殖,无法加快繁殖速度,A错误;
B、谷氨酸是存在于发酵液中的胞外代谢产物,需用蒸馏、萃取、离子交换等方法提取,过滤、沉淀是分离菌体的常用方法,不能用于提取谷氨酸,B错误;
C、谷氨酸发酵过程中,当谷氨酸合成量过多时,就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而使谷氨酸的合成过程中断,因此需要及时的排出谷氨酸,才可以解除抑制作用,即排出发酵罐中的谷氨酸,有利于谷氨酸的合成和产量的提高,C错误;
D、谷氨酸发酵过程中,当发酵液pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌的代谢途径会发生改变,易形成谷氨酰胺(和N-乙酰谷氨酰胺),D正确。
6. 某种物质X(一种含有C、H、O、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解X。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和X,乙的组分为无机盐、水、X和Y。下列相关叙述中错误的是( )
A. 甲、乙培养基均属于选择培养基,乙培养基组分中的Y物质是琼脂
B. 若要筛选高效降解X的细菌菌株,甲、乙培养基中X是唯一的碳源
C. 步骤⑤的筛选过程中,各培养瓶中的X溶液要有一定的浓度梯度
D. 步骤⑤的筛选过程中,若培养基中的X浓度过高,某菌株对X的降解量可能下降
【答案】C
【解析】
【详解】]A、甲、乙培养基均只含有机物X,属于选择培养基,乙培养基组分中除了X外,还加入了Y物质琼脂,从而获得固体培养基,A正确;
B、若要筛选高效降解X的细菌菌株,需要甲、乙培养基中的X是唯一提供碳源的有机物,B正确;
C、步骤⑤的筛选过程中,各培养瓶中的X溶液的浓度要相同,根据X的剩余量筛选出高效降解X的菌株,C错误;
D、步骤⑤的筛选过程中,若培养基中的X浓度过高,会导致菌体失水影响菌体的正常生长,因此某菌株对X的降解量可能下降,D正确。
7. 检验某水体中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准,常用滤膜法测定,其操作流程如图所示。EMB培养基上形成的不同菌落中,大肠杆菌菌落呈深紫色。下列叙述正确的是( )
A. 过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需要进行消毒处理
B. 制备EMB培养基时,待培养基冷却至室温后在酒精灯火焰附近倒平板
C. 接种时用无菌镊子夹取滤膜边缘,将滤膜紧贴于EMB培养基上
D. EMB培养基为选择培养基,培养后平板上的菌落均为大肠杆菌菌落
【答案】C
【解析】
【详解】A、过滤待测水样所用的滤杯、滤膜和滤瓶都需要进行灭菌处理(如高压蒸汽灭菌),而不是简单的“消毒”,A错误;
B、制备EMB培养基时,应在培养基冷却至50℃左右(手摸锥形瓶不烫手)时倒平板,而不是冷却至室温,B错误;
C、接种时使用无菌镊子夹取滤膜边缘(避免污染),并将滤膜紧贴于EMB培养基上,这是滤膜法的标准操作,C正确;
D、EMB培养基是鉴别培养基(含伊红和美蓝,用于区分大肠杆菌与其他细菌),而不是选择培养基,D错误。
8. 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。下列说法不正确的是( )
A. 大麦经过发芽,可产生α-淀粉酶
B. 焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌
C. 使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短啤酒的发酵周期
D. 糖化的目的是利用种子中的α-淀粉酶将淀粉分解成麦芽糖
【答案】B
【解析】
【详解】A、大麦发芽过程中,胚产生的赤霉素可诱导糊粉层细胞合成α-淀粉酶,A正确;
B、焙烤的目的是杀死大麦种子的胚,避免胚继续发芽消耗营养物质,同时需要保留α-淀粉酶的活性,若进行高温灭菌会导致α-淀粉酶变性失活,影响后续糖化过程,因此焙烤不进行灭菌操作,B错误;
C、通过基因工程改造的啤酒酵母可获得发酵效率更高、耐酒精能力更强等优良性状,能够加速发酵过程,缩短发酵周期,C正确;
D、糖化工序中,利用种子产生的α-淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖等可发酵糖,为后续酵母菌发酵提供底物,D正确。
9. 某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖,可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养,发育出完整的植株,进行离体培养时不应采用该植株的
A. 茎尖 B. 子房壁 C. 叶片 D. 花粉粒
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】无性生殖能保持亲本优良性状,植物组织培养就是无性生殖中的一种,但选择的材料不能是花粉粒,否则就为有性生殖中的单性生殖。花粉粒是经减数分裂形成的,在此过程中发生了基因重组,因而不一定能保持亲本的优良性状,故选D。
【点睛】
10. 科研人员在进行某植物的组织培养时,激素配比如表。下列说法错误的是( )
植物组织培养阶段
细胞分裂素浓度/μmol·L-1
生长素浓度/μmol·L-1
I诱导形成愈伤组织
m1
n1
II诱导形成幼芽
m2
n2
III诱导生根
m3
n3
A. Ⅰ阶段通常选择茎尖、幼叶等作为外植体
B. 细胞分裂素的合成部位主要是根尖,其作用是促进细胞的分裂和根的分化
C. 在Ⅰ阶段用秋水仙素对材料进行处理容易获得由单个细胞形成的多倍体
D. Ⅲ阶段之后形成的试管苗需要炼苗才能移栽到大田
【答案】B
【解析】
【详解】A、茎尖、幼叶等外植体分化程度低、全能性易表达,且病毒含量极低,适合作为外植体,A正确;
B、细胞分裂素的合成部位主要是根尖,功能是促进细胞分裂、促进芽的分化,生长素才具有促进根分化的作用,B错误;
C、Ⅰ阶段愈伤组织细胞分裂旺盛,秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍,此时处理容易获得单个细胞发育而来的多倍体,C正确;
D、Ⅲ阶段获得的试管苗长期处于无菌、恒温、高湿的人工培养环境,对外界自然环境的适应能力差,需要经过炼苗提高抗性后才能移栽到大田,D正确。
11. 沃柑果实色泽艳丽,品质极优,但因果实有籽严重削弱了其市场竞争力。为培育具有市场竞争力的无籽沃柑,研究者设计如下流程。相关叙述正确的是( )
A. ①需使用胰蛋白酶或果胶酶处理
B. 常用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生
C. 获得的三倍体植株都能表现双亲的优良性状
D. ③过程发育成三倍体植株依赖于细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【详解】A、制备植物原生质体通常使用果胶酶和纤维素酶,胰蛋白酶用于动物细胞,A错误;
B、PEG可诱导原生质体融合,但细胞壁再生是通过培养过程中的细胞代谢实现,并非由PEG诱导,B错误;
C、三倍体植株的性状表现受基因互作、染色体分离异常等多种因素影响,不一定都能表现双亲的优良性状,C错误;
D、杂种细胞通过植物组织培养(③过程)发育成完整植株,依赖于植物细胞的全能性,D正确。
12. 在进行动物细胞培养时,需要( )
A. 用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液
B. 充入5%CO2以刺激细胞正常呼吸
C. 加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养
D. 定期更换培养液以清除代谢产物
【答案】D
【解析】
【分析】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)。
【详解】A、用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理以获得单细胞悬液,A错误;
B、充入5%CO2是维持培养液的pH,B错误;
C、加入血清为动物细胞提供营养,高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分,C错误;
D、定期更换培养液以清除代谢产物,D正确。
故选D。
13. 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是( )
A. 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B. 动物细胞培养和植物组织培养都需要将组织分散成单个细胞
C. 植物组织培养能产生新个体,动物细胞培养可使动物细胞生长增殖
D. 动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可用于植物脱除病毒
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同,动物细胞培养采用的是液体培养基、植物组织培养采用的是固体培养基,A正确;
B、动物细胞培养需要用胰蛋白酶等处理将组织分散为单个细胞再培养;植物组织培养不需要将组织分散成单个细胞,直接使用离体的组织、器官或细胞(外植体)即可培养,B错误;
C、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,可发育为完整新个体;动物细胞培养的原理是细胞增殖,可实现动物细胞的生长、增殖,C正确;
D、动物细胞培养可通过观察细胞的畸变率检测有毒物质的毒性,茎尖(几乎不含病毒)培养可用于植物脱除病毒,D正确。
14. 细胞融合技术有着广泛应用。如图为细胞融合的示意图,据图判断错误的是( )
A. 若d为受精卵,则a、b为获能的精子和MⅡ期的次级卵母细胞
B. 若d为杂种细胞,则c→d过程需要筛选
C. 若a细胞和b细胞是植物细胞,需先脱分化再诱导融合
D. 上述过程不都能证明融合后的细胞仍然具有全能性
【答案】C
【解析】
【详解】A、受精时,精子需要获能,卵子需发育到MⅡ期才能完成受精,二者融合形成受精卵,A正确;
B、细胞融合后会出现多种类型的细胞(如未融合的 a、b 细胞,自身融合的细胞,以及 a-b 融合的杂种细胞),因此c→d过程需要筛选出杂种细胞,B正确;
C、植物细胞融合的步骤是:先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体,再诱导原生质体融合,脱分化是融合成功后培养过程中的步骤,不是融合前的步骤,C错误;
D、受精卵发育成个体, 植物体细胞杂交植株的形成,能证明杂种细胞的全能性; 单克隆抗体的制备只需要杂交瘤细胞分泌抗体,不需要发育成个体,不能证明全能性, D正确。
15. 现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GⅡ.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10(浓度为5 mg/mL)和1D6(浓度2.2 mg/mL)。利用羊制备羊抗鼠抗体作为质控线组装成胶体金试纸条(见图)。下列说法正确的是( )
A. 单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别不同抗原
B. 胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌
C. 检测时,在控制线和检测线出现两条色带时,表示结果阳性
D. 胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎
【答案】C
【解析】
【详解】A、单克隆抗体1B10和1D6均以GⅡ.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒为抗原制备,因此它们识别的是同一抗原(P颗粒)上的不同表位,A错误;
B、经筛选后的一种杂交瘤细胞只能合成并分泌一种抗体,B错误;
C、检测时,在控制线和检测线出现两条色带时,说明抗原和抗体发生了反应,表示结果阳性,C正确;
D、检测时利用的原理是抗原抗体特异性结合,因此胶体金试纸条不可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎,D错误。
16. 下列关于体内受精过程的排序,正确的是( )
①受精卵第一次分裂开始②精子入卵子③获能后精子与卵子相遇并释放多种酶④精子穿越卵细胞膜外的结构⑤雌、雄原核的形成⑥两个原核靠近,核膜消失
A. ③②④⑤①⑥ B. ③②④⑤⑥①
C. ④⑤②①③⑥ D. ③④②⑤⑥①
【答案】D
【解析】
【详解】获能精子与卵子相遇释放酶后,需先穿越卵细胞膜外的放射冠、透明带等结构才能进入卵子,精子入卵后,尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核还大的核,叫作雄原核。与此同时,精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核。雄、雌原核充分发育后,相向移动,彼此靠近,核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵,因此正确的排序是③④②⑤⑥①,D正确,ABC错误;
17. 下图是利用体细胞核移植来克隆高产奶牛的大致流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 体外培养至MⅡ期的卵母细胞要先经过获能处理才能用于后续操作
B. 图中过程①常用显微操作法去除细胞中的纺锤体和染色体的复合物
C. 图中过程③是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中
D. 图中的重构胚中含有卵母细胞和供体细胞的细胞质
【答案】A
【解析】
【分析】动物核移植是指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。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、体外培养至MⅡ期的卵母细胞不需要进行获能处理就可进行后续操作,A错误;
B、卵母细胞去核通常是用显微操作法去除细胞中的纺锤体和染色体的复合物,B正确;
CD、过程③构建重构胚时是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中,因此图中的重构胚中含有卵母细胞和供体细胞的细胞质,CD正确。
故选A。
18. 2016年,世界上第一例经过核移植操作的“三亲婴儿”在墨西哥出生。至目前“三亲婴儿”技术仍存在争议。关于“三亲婴儿”的培育过程,下列叙述错误的是( )
A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
B. 三亲婴儿是通过核移植技术培养而成,属于无性生殖
C. 三亲婴儿的大多数性状是由母方核供体和父方核供体的遗传物质决定的
D. 卵母细胞捐赠者携带的位于X染色体上的隐性基因不可能遗传给三亲幼体
【答案】B
【解析】
【详解】A、图示表示三亲婴儿的培育过程,由图可知,三亲婴儿的培育采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等,A正确;
B、三亲婴儿的培育过程中,最后一步是体外受精(精子和重构卵母细胞结合),因此本质上还是有性生殖,不是无性生殖,B错误;
C、三亲婴儿的核DNA来自父母(母方核供体和父方精子),线粒体DNA来自捐赠者。因核DNA控制绝大多数性状,故大多数性状由父母核遗传物质决定,C正确;
D、捐赠者仅提供线粒体DNA(位于细胞质),其核DNA(包括X染色体基因)已被去除,故携带的X染色体隐性基因不会遗传给婴儿,D正确。
19. 限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶,下列说法正确的是( )
A. DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键
B. 限制酶能切割T2噬菌体和烟草花叶病毒的核酸
C. 只有用相同限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,才能形成重组质粒
D. 限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,不能剪切自身的DNA
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段形成磷酸二酯键,将单个核苷酸加到已有核苷酸片段上的酶是DNA聚合酶,A错误;
B、限制酶只能识别并切割特定的DNA序列,烟草花叶病毒的核酸是RNA,无法被限制酶切割,B错误;
C、若不同限制酶切割后产生的黏性末端互补(如同尾酶),也可分别处理目的基因和质粒,进而形成重组质粒,并非必须使用相同限制酶,C错误;
D、限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,原核生物自身DNA要么不含该限制酶的识别序列,要么识别序列已被甲基化修饰,因此限制酶不会剪切自身DNA,D正确。
20. 如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是( )
A. 在卵裂期,受精卵通过有丝分裂不断增大胚胎体积
B. 在进行步骤③时,应选择发育良好的原肠胚来操作
C. 在胚胎发育中,内细胞团发育为胎盘和胎膜
D. 在进行胚胎分割时,应对内细胞团进行均等分割
【答案】D
【解析】
【详解】A、卵裂期的特点是:受精卵通过有丝分裂增加细胞数量,但胚胎总体积并不增大,甚至略有缩小,A错误;
B、步骤③是胚胎分割,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚来操作,原肠胚阶段细胞已经高度分化,分割后成活率极低,B错误;
C、在胚胎发育中,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;滋养层细胞才会发育为胎盘和胎膜,C错误;
D、在进行囊胚阶段的胚胎分割时,必须对内细胞团进行均等分割。如果分割不均,会导致胚胎恢复和发育能力差异,影响成活率,D正确。
21. 一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切割,切割产物通过电泳分离,用大小已知的DNA片段的电泳结果作为分子量标记(下图左边一列)。关于该双链DNA,下列说法错误的是( )
A. 该DNA分子呈环状结构,质量大小为10kb
B. 该DNA分子被NotI切割后含有2个游离的磷酸基团
C. 该DNA分子中有一个NotI识别位点和两个EcoRⅠ切点
D. 两种限制酶在该DNA上的识别位点最短距离为2kb
【答案】D
【解析】
【详解】A、单用EcoRⅠ处理和利用EcoRⅠ和NotI双酶切时产生的结果不同,说明DNA含有NotI酶切位点,因为用NotI处理只产生了一个10kb的条带,所以该分子必须是环状的,且长度一定是10kb,A正确;
B、该DNA分子被NotI切割后仅产生一条带,说明该酶只在此环状 DNA 上有 1 处切点,被切开后形成线性 DNA,含有2个游离的磷酸基团,B正确;
C、因为用NotI处理只产生了一个10kb的条带,说明该环状DNA上含有一个NotI切割位点,单用EcoRⅠ处理后产生了4kb和6kb两条带,说明该环状DNA上含有2个EcoRⅠ切割位点,C正确;
D、用EcoRⅠ处理后产生的4kb的片段,进一步被NotI酶切为3kb和1kb的片段,可以得知NotI切点与EcoRⅠ切点的最短距离为1kb,最大距离为3kb,D错误。
22. 下列有关“DNA粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 将洋葱研磨液离心后保留沉淀物并加入冷酒精静置后,可收集到DNA
B. 将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后,溶液变为蓝色
C. 将琼脂糖熔化后再稍冷却后,将适量的核酸染料加入并进行混匀
D. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳,并取出凝胶置于紫光外灯下观察和照相
【答案】C
【解析】
【详解】A、洋葱研磨液离心后,DNA溶解于上清液中,沉淀物为破碎的细胞残渣等杂质,需取上清液加入冷酒精静置析出DNA,A错误;
B、二苯胺与DNA混匀后需要经过沸水浴加热,冷却后溶液才会变为蓝色,常温下混匀不会发生显色反应,B错误;
C、制备琼脂糖凝胶时,刚熔化的琼脂糖温度过高,直接加入核酸染料易导致染料挥发或失活,因此需稍冷却后再加入染料混匀,C正确;
D、待指示剂前沿接近凝胶边缘时可停止电泳,但观察需在紫外光灯下进行,选项中“紫光外灯”表述错误,D错误。
23. 某病毒的检测可以采用实时荧光RTPCR(逆转录聚合酶链式反应)的方法,RTPCR的具体过程如图。下列有关叙述错误的是( )
A. 过程①以mRNA为模板合成单链DNA
B. 过程②③拟对单链cDNA进行第n次循环的扩增,理论上需要n个引物B
C. 该技术用于对某些微量RNA病毒的检测,可提高检测的灵敏度
D. 游离的脱氧核苷酸只能从引物的3′端开始连接
【答案】B
【解析】
【分析】多聚酶链式反应扩增DNA片段:1、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
3、结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
【详解】A、过程①是以mRNA形成单链DNA的过程,表示逆转录,A正确;
B、过程③拟对单键cDNA进行第n次循环的扩增,根据DNA分子半保留复制特点可知,该过程理论上至少需要2n-1个引物B,B错误;
C、利用实时荧光RTPCR技术对某些微量RNA病毒进行检测时可提高检测的灵敏度,是因为增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度),便于检测,C正确;
D、游离的脱氧核苷酸只能从引物的3′端开始连接,D正确。
故选B。
24. 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质,将甜蛋白基因导入黄瓜可提高黄瓜甜味。下图表示甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶酶切位点。下列说法错误的是( )
A. 基因表达载体的构建是培育转基因黄瓜的核心工作
B. 为保证甜蛋白基因正确插入,可用限制酶Xba I和EcoR I切割目的基因及质粒
C. T - DNA的作用是携带甜蛋白基因进入黄瓜细胞并整合到其染色体DNA上
D. 为确定甜蛋白基因是否导入黄瓜细胞,可用PCR技术进行检测
【答案】B
【解析】
【分析】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。选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切制的原则:不能破坏目的基因;不能破坏抗性基因(至少保留一个);最好选择两种限制酶分别切制质粒和目的基因,防止目的基因和质粒反向连接,同时防止目的基因和质粒的自身环化。
【详解】A、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤,即基因表达载体的构建是培育转基因黄瓜的核心工作,A正确;
B、目的基因内有BamH I识别序列,因此不能选择BamH I切目的基因,目的基因左侧只能选择限制酶Xba I切制。由目的基因的转录方向可以推测,目的基因右侧应选择靠近终止子的限制酶Hind Ⅲ,若用Xba I和EcoR I处理切制甜蛋白基因,则目的基因与质粒会发生反向连接,不能正常按转录方向转录,B错误;
C、T - DNA是可以转移的DNA,其作用能将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,故能携带甜蛋白基因进入黄瓜细胞并整合到其染色体DNA上,C正确;
D、目的基因的检测可以采用PCR技术或核酸分子杂交;为确定甜蛋白基因是否导入黄瓜细胞,可用PCR技术进行检测,D正确。
故选B。
25. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是( )
A. 单倍体育种时,需对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
B. 培育转基因抗虫棉时,需从分子水平及个体水平进行鉴定
C. 胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选
D. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【答案】A
【解析】
【分析】1、单克隆抗体制备的两次筛选:①利用选择培养基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进行抗体检测,筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
2、胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选,此时胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。
【详解】A、单倍体育种时,F1的花药不需要筛选直接进行组织培养,之后用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体加倍后,再进行筛选,A错误;
B、培育转基因抗虫棉时,在将目的基因导入受体细胞后,需要从分子水平上鉴定目的基因(Bt基因)是否成功导入、稳定存在和表达,还需要通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来从个体水平上确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性和评估其抗性程度,从而筛选出有较好抗虫特性的转基因抗虫棉。所以,培育转基因抗虫棉时,需从分子水平及个体水平进行筛选,B正确;
C、胚胎移植前,需对通过体外受精或其他方式得到的胚胎进行质量筛选,挑取质量好,活性强的胚胎进行培养或保存,可以提高胚胎移植成功的概率,C正确;
D、制备单克隆抗体时,在筛选出杂交瘤细胞后,需要进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选可获得能分泌所需抗体的细胞。上述筛选过程中的抗原-抗体杂交属于分子水平的筛选,所以,制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故选A。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题2分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得2分,选对但不全得0.5分,有选错得0分。
26. 土壤中有丰富的微生物,若要利用其中某种微生物,则需要进行菌种的分离和纯化,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A. 若要筛选分解尿素[CO(NH2)2]的细菌,则尿素可以作为该菌的氮源
B. 理论上每毫升菌液中2号试管的活菌数是4号试管的100倍
C. 4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×109个
D. 该种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
【答案】CD
【解析】
【详解】A、若目的是筛选分解尿素[CO(NH2)2]的细菌,则尿素可以作为该菌的氮源,A正确;
B、由样品稀释示意图分析可知,2号试管的稀释倍数为103倍,4号试管的稀释倍数为105倍,因此,理论上每毫升菌液中2号试管的活菌数是4号试管的100倍,B正确;
C、4号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(113+106+111)÷3÷0.1×105=1.1×108个,C错误;
D、稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落,使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低,D错误。
27. 水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
转速(r/min)
55
65
75
85
相对生长速率
0.21
0.25
0.26
0.25
细胞干重(g/L)
7.5
9.7
11.4
9.5
黄酮产量(g/L)
0.2
0.27
0.32
0.25
A. 黄酮产量与细胞干重呈正相关
B. 黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的
C. 氧气的作用是维持悬浮培养的pH
D. 转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累
【答案】BC
【解析】
【详解】A、从图中看出,黄酮产量随着细胞干重增加而增加,所以黄酮产量与细胞干重呈正相关,A正确;
B、黄酮属于次生代谢产物,并非细胞生存和生长所必需,B错误;
C、在细胞悬浮培养中,氧气的主要作用是供给细胞有氧呼吸,为细胞分裂和代谢提供能量;维持培养液 pH 的物质是CO2(通过形成碳酸缓冲体系,稳定pH),而非氧气,C错误;
D、75r/min时相对生长速率、细胞干重和黄酮产量均最高,所以转速为75r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累,D正确。
28. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,使胚胎的发育率和妊娠率提高,具体培育流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 去核时使用的梯度离心、紫外光照射和化学物质处理等方法可以在没有穿透卵母细胞透明带的情况下进行
B. 灭活的仙台病毒表面含有糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚而发生融合
C. 组蛋白低甲基化和高乙酰化水平均有利于重构胚的发育
D. 胚胎移植前需要对供、受体进行免疫检测
【答案】ABC
【解析】
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微直接去除法还有人采用密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。
【详解】A、采用梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法去除细胞核。这些方法都是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下实现细胞核的去除或使卵细胞核DNA变性,从而达到去核的目的,A正确;
B、灭活的仙台病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质(主要是磷脂)分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,B正确;
C、研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它,即将组蛋白去甲基化和增加乙酰化(高乙酰化),有利于重构胚的分裂和发育,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、由于供受体处于相同的生理状态,不会发生免疫排斥,故胚胎移植前需要对供、受体进行免疫检测,D错误。
故选ABC。
29. 为保证实验的成功,选择合适的生物材料非常关键。下列选择合理的是( )
A. 选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率
B. 选择草莓的茎尖进行组织培养可获得抗病毒草莓
C. 以病人的体细胞诱导成iPS细胞,进而形成无免疫排斥的移植器官
D. 对愈伤组织进行诱变处理可筛选出有用的突变体
【答案】ACD
【解析】
【分析】动物细胞培养常选择动物胚胎或幼龄动物的组织、器官进行动物细胞培养,细胞分化程度低,细胞分裂能力强,利于细胞增殖,数量增多,动物细胞培养的原理是细胞增殖。
植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,可以采用茎尖组织培养技术脱去病毒,从而获得脱毒苗。
【详解】A、胚胎细胞全能性较高,选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率,A正确;
B、常选用植物的茎尖组织培养以获得脱毒植株,脱毒植株不等同于抗病毒植株,B错误;
C、以病人的体细胞诱导成iPS细胞来自于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,理论上可以避免免疫排斥反应,C正确;
D、愈伤组织细胞处于分生状态,易受外界环境因素影响,因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理,再进行人工选择,可获得优质的突变体,D正确。
故选ACD。
30. 某科研团队运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,蓄意逃避监管,实施了人类胚胎基因编辑活动。该技术的原理是通过设计向导RNA中的识别序列,引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割(如图)。下列有关叙述正确的是( )
A. 向导RNA可在RNA聚合酶催化下,以核糖核苷酸为原料合成
B. 向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对
C. Cas9蛋白的作用是破坏DNA特定位点脱氧核苷酸之间的氢键
D. 该技术由于存在脱靶等风险,可能会带来一系列安全性及伦理问题
【答案】ABD
【解析】
【分析】中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
【详解】A、向导RNA可通过转录形成,该过程需要RNA聚合酶催化,A正确;
B、向导RNA可知图中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对,B正确;
C、Cas9蛋白是一种核酸内切酶,作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、该技术由于存在脱靶等风险,可能会带来一系列安全性及伦理问题,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本部分共4道大题,共40分。
31. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生________酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的________过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是_______。为了提高奶啤品质,筛选产酸量高的醋酸菌,研究人员分离出A1~A4四种菌株,并做了相关发酵实验,醋酸菌的产酸量结果见下表(单位:g/100mL)。由表可知选择菌株_______适合进行后续的发酵,理由是_______。
注:A0为对照菌株:奥尔兰醋酸杆菌
菌株
发酵时间/d
2
3
5
7
9
A0
1.20
4.00
4.86
5.62
5.62
A1
1.68
4.18
4.90
5.80
5.70
A2
1.48
3.68
4.68
5.54
5.50
A3
2.16
4.32
5.60
6.22
5.89
A4
1.68
3.80
4.88
5.60
5.62
(3)主发酵阶段在菌种活化的过程中,需定时取样,检测酵母的生长状况。若某次样品经3次10倍稀释后,经台盼蓝染色(体积不计),在25×16型(25个中方格×16个小方格)血细胞计数板上计数_______色细胞,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为________个细胞/mL。
(4)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应________(从“延长”“缩短”中选填)排气时间间隔。酒精发酵一定时间后,当观察到发酵装置内_______,说明发酵完毕。从食品安全的角度考虑,上述工艺流程图中①的操作应该是________。
【答案】(1) ①. 淀粉酶(α-淀粉酶) ②. 糖化
(2) ①. 醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活 ②. A3 ③. (与对照组和其他菌株比较)在相同的时间内A3产酸量最高最快
(3) ①. 无 ②. 1.22×1010
(4) ①. 延长 ②. 不再有气泡产生 ③. 灭菌处理或巴氏消毒
【解析】
【小问1详解】
酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生淀粉酶(α-淀粉酶),同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的糖化(淀粉酶将淀粉分解成糖浆)过程的时间。
【小问2详解】
接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活。由表可知,选择菌株A3适合进行后续的发酵,理由是(与对照组和其他菌株比较)在相同的时间内A3产酸量最高最快。
【小问3详解】
细胞膜具有选择透过性,用台盼蓝染色,着色的细胞为死细胞。因此,应计数无色细胞。25×16型血细胞计数板上共有25个中格,5个中格中的细胞数为244个,该样品中活酵母细胞的密度为244÷5×25×103×104=1.22×1010个细胞/mL。
【小问4详解】
主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期反应速率变慢,应延长排气时间间隔。发酵一定时间后,观察到发酵罐内不再有气泡产生(即停止酒精发酵),说明发酵基本完毕。从食品安全的角度考虑,在上市或入库前应进行①灭菌处理或巴氏消毒处理。
32. 同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)常用________酶处理紫花苜蓿与百脉根获得原生质体。步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外,还有________(答两种)等方法。
(2)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_______。融合后的原生质体经过细胞壁再生形成杂种细胞,进而经过_______形成愈伤组织。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,其中起主要作用的是_______。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到杂种植株。据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是_______。此种育种方式的优点是________。
(4)在实验前需要通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,设计思路是________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶 ②. Ca2+-高pH融合,电融合法
(2) ①. 原生质体完整性,防止原生质体吸水涨破 ②. 脱分化
(3) ①. 细胞分裂素 ②. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ③. 打破生殖隔离,实现远缘杂交
(4)将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中,培养一段时间后,观察原生质体再生情况,根据再生情况获得各自的临界值。
【解析】
【小问1详解】
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此去除细胞壁、获得原生质体,常用纤维素酶和果胶酶处理。步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外,还有高Ca2+-高pH融合,电融合法等方法。
【小问2详解】
原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,保持原生质体完整性,防止原生质体吸水涨破。融合后的原生质体再生出新的细胞壁说明形成杂种细胞,即杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁,进而经过②脱分化形成愈伤组织。
【小问3详解】
步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,分别是生长素和细胞分裂素,其中起主要作用的是细胞分裂素。由图可知,新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术,该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。植物体细胞杂交获得杂种植株,打破了生殖隔离,实现了远缘杂交。
【小问4详解】
在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,由于需要获得具体的浓度,因此需要将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中,培养一段时间后,观察原生质体再生情况,根据再生情况获得各自的临界值。
33. 为降低人类乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建ADC,过程如图1所示。
(1)动物细胞培养时,可以用________酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,在使用合成培养基培养动物细胞时,还应在培养基中加血清,原因是_______。
(2)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和_______才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。
(3)ADC的中文名称是_______,相比较常规药物,ADC在治疗人类乳腺癌方面的优点是_______。
(4)ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中_______(填细胞器)将其裂解并释放药物。
【答案】(1) ①. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②. 血清中含有多种生长因子、激素、微量元素等,能补充细胞生长所需的未知营养,促进细胞增殖。 (2)抗体检测
(3) ①. 抗体药物偶联物 ②. 特异性强,能定向杀伤乳腺癌细胞,对正常细胞损伤小,副作用低
(4)溶酶体
【解析】
【小问1详解】
动物组织间的细胞通过蛋白质连接,因此用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,可分解细胞间的蛋白质,使组织分散成单个细胞。合成培养基的成分已知,但无法完全模拟体内环境,血清中含有多种生长因子、激素、微量元素等,能补充细胞生长所需的未知营养,促进细胞增殖。
【小问2详解】
过程②得到的杂交瘤细胞,还需经过过程③的克隆化培养和抗体检测(专一抗体阳性检测),才能筛选出既能无限增殖、又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
【小问3详解】
ADC 是 Antibody-Drug Conjugate 的缩写,中文名称为抗体药物偶联物,由单克隆抗体、接头和细胞毒性药物三部分组成。ADC 的抗体部分能特异性识别乳腺癌细胞表面的抗原,将药物定向输送到癌细胞内,精准杀伤癌细胞,而不影响正常细胞,因此相比常规化疗药物,副作用更小、疗效更显著。
【小问4详解】
ADC 进入乳腺癌细胞后,会被溶酶体(含多种水解酶)裂解,释放出细胞毒性药物,发挥杀伤癌细胞的作用。
34. 杜鹃花园艺品种在炎热夏季常出现高温热害症状,RhRCA1基因编码的蛋白质能恢复光合酶部分活性。科研人员从耐热性好的海南杜鹃中获取了RhRCA1基因启动子(prRCA1)并构建了基因表达载体prRCA1-LUS(荧光素酶基因),为研究其调控机制提供了依据,请回答:
(1)可用__________试剂对从海南杜鹃中提取的DNA进行初步鉴定。prRCA1的作用是__________。
(2)prRCA1内部有限制酶Spel的识别序列,所用载体示意图如图,图中载体还缺少的组成元件是_________,构建prRCA1-LUS表达载体过程中需用到限制酶和__________ 酶,应选择限制酶__________对质粒进行切割。设计引物对prRCA1进行PCR扩增时,限制酶的识别序列应加在引物的__________端。已知转录时非模板链的碱基序列为5'-CTACTACCAAGCACCTCCGC……(多个碱基)……AACAGACCCTTGATTTCT-3',若引物a与prRCA1转录时的模板链互补,请写出引物a的前10个碱基的序列5′-__________-3’。
(3)据图可知,将prRCA1基因转入拟南芥(一种植物)叶片中所用方法为_________法。2d后分别进行25℃和37℃处理3h。在叶片反面涂抹萤火虫荧光素后发现,高温37℃热胁迫处理后的拟南芥叶片荧光强度显著高于对照25℃,说明_________(答出一点)。
(4)将转化后收获的拟南芥种子消毒后播种在含有物质_________的培养基中,以筛选抗性苗。后发现第二代植株中抗性分离比为3:1,说明目的基因最可能插入了________(填“一对同源色体中的1条”或“两对同源染色体中的1条”)上。
【答案】(1) ①. 二苯胺 ②. RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质
(2) ①. 复制原点 ②. DNA连接 ③. HindIII和NcoI ④. 5' ⑤. AAGCTTCTAC
(3) ①. 农杆菌转化 ②. prRCA1能够驱动LUS基因表达,具有启动子活性;而且prRCA1能够响应高温胁迫,是热诱导型启动子
(4) ①. 草氨膦 ②. 一对同源染色体中的1条
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
可用二苯胺试剂对从海南杜鹃中提取的DNA进行初步鉴定,prRCA1作为启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质,
【小问2详解】
图中载体还缺少的组成元件是复制原点,构建prRCA1-LUS表达载体过程中需用到限制酶和DNA连接酶,由于prRCA1内部含SpeⅠ位点,应选择不切开prRCA1内部的限制酶,如HindIII和NcoI对质粒进行切割。在设计引物时,限制酶识别序列一般加在引物5′端。给出的非模板链5′-CTACTACCAAGCAC…-3′,其模板链互补序列为3′-GATGATGGTT…-5′。若引物a与模板链配对,则引物a(5′→3′)前10个碱基应与非模板链相同,为5′-AAGCTTCTAC-3’。
【小问3详解】
据图可知,将目的基因导入拟南芥叶片最常用的方法是农杆菌转化法。高温37℃下荧光增强,说明prRCA1能够驱动LUS基因表达,具有启动子活性;而且prRCA1能够响应高温胁迫,是热诱导型启动子。
【小问4详解】
基因载体带有草氨磷抗性基因,故应在含草氨磷的培养基上筛选转基因植株。第二代植株中出现3∶1的抗性分离比,说明目的基因最可能插入在一对同源染色体中的1条上。
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