精品解析:山东省菏泽第一中学2025-2026学年高二下学期期末考前检测生物试题
2026-07-01
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 菏泽市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.19 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58583815.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高二生物期末考前检测
一、单选题:本大题共15小题,共30分。
1. 在淀粉-琼脂块上的5个圆点位置,分别用蘸有不同液体的棉签涂抹,然后将其放入37℃恒温箱中保温。2h后取出淀粉-琼脂块,用碘液(红棕色)处理1min,然后用清水冲洗掉碘液,观察圆点的颜色变化。五种处理的结果记录如下表。下列叙述,错误的是( )
位置
处理圆点的液体
碘液处理后的颜色反应
①
清水
蓝黑色
②
煮沸的新鲜唾液
蓝黑色
③
与盐酸混合的新鲜唾液
蓝黑色
④
新鲜唾液
红棕色
⑤
2%的蔗糖酶溶液
?
A. 圆点①属于对照处理的圆点,因为处理的液体仅为清水,未添加试剂
B. 圆点②和圆点③的颜色反应结果,是由于高温和盐酸改变了唾液中酶的活性
C. 圆点④中唾液进行适当的稀释后得到相同的实验结果,是因为酶具有高效性
D. 若圆点⑤呈现蓝黑色,很可能是使用的蔗糖酶溶液含有淀粉酶
2. 将若干生理状况基本相同,长度为3cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小
B. 蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖
C. 实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多
D. 实验结束后,实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
3. 尿酸是嘌呤类碱基代谢的终产物,如果体内尿酸滞留过多,会引起尿酸以尿酸盐结晶的形式沉积于关节以及关节周围。这些结晶被吞噬细胞吞噬后,会破坏吞噬细胞内的溶酶体膜而引起吞噬细胞自溶性死亡。同时,溶酶体中的水解酶等导致炎症的物质释放出来,引发急性炎症,形成痛风。下列说法错误的是( )
A. ATP与DNA、RNA的分子组成中都含有嘌呤类碱基
B. 尿酸盐结晶进入吞噬细胞需要载体蛋白协助且消耗能量
C. 由尿酸盐结晶引起的吞噬细胞自溶性死亡属于细胞坏死
D. 控制海鲜等嘌呤含量较高食物的摄入可以减少痛风发作
4. 紫外线可刺激人体皮肤黑色素细胞增殖分化,加速黑色素的分泌。黑色素细胞借助树枝状突起伸向邻近的角质层细胞,传递信息并转移黑色素,随着角质层细胞的老化脱落将黑色素排出体外。下列说法错误的是( )
A. 人体皮肤黑色素细胞膜上可能存在紫外线受体
B. 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质约占细胞膜总质量的50%
C. 细胞膜的蛋白质使细胞膜的表面张力升高
D. 细胞膜的磷脂分子能够侧向自由移动有利于黑色素的转移
5. 植物细胞膜上的PMA 可水解ATP 将细胞质中的H⁺排出细胞,形成细胞内外的H⁺浓度梯度。在H⁺浓度梯度驱动下,根细胞膜上的H⁺/Mg2+转运蛋白将Mg2+转运至细胞内。科研人员利用大麦研究了Ca2+和K⁺对Mg2+吸收的影响,结果如表。下列说法错误的是( )
Mg2+吸收量(μmol Mg2+(10g)-1fw8h-1)
Mg2+
Mg2++Ca2+
Mg2++Ca2++K⁺
根系
165
115
15
地上部
88
25
6.5
A. PMA 在H⁺转运过程中自身构象会发生改变
B. 根细胞通过 H⁺ /Mg2+转运蛋白吸收Mg2+时,伴随着 H⁺流出细胞
C. 添加Ca2+后,大麦根系和地上部的Mg2+吸收量明显下降
D. 施肥时,偏施钾肥可能加剧植株缺镁的现象
6. 节食减肥是指通过减少饮食,控制热量摄入,降低体重的一种方式。过度节食减肥会引起营养不良、头晕甚至昏迷等情况,节食终止后会导致体内脂肪快速积累和肥胖。下列叙述正确的是( )
A. 等量脂肪比糖类含能量多,脂肪是生物体利用的主要能源物质
B. 脂肪被分解为甘油、脂肪酸和胆固醇后才能用于氧化分解供能
C. 开始节食后,为满足能量供应,体内脂肪可以大量转化为糖类
D. 节食终止后,糖类转化为脂肪的过程中氧元素的含量降低
7. 抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶(COX)活性的氰化物时,仍能继续进行的呼吸。该过程产生的ATP较少,抗氰呼吸与交替氧化酶(AOX)密切相关,其作用机理如图所示。研究发现,生长在低寒地带的沼泽植物臭菘的花序中含有大量的AOX。下列叙述错误的是( )
A. AOX和COX均能催化O2与NADH结合生成水
B. 抗氰呼吸是不彻底的氧化分解,因此该过程生成的ATP较少
C. AOX与COX对氰化物敏感性不同的直接原因是空间结构不同
D. 臭菘花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发,吸引昆虫传粉
8. 某实验室研制出一种新型果酒果醋两用的发酵装置。制作苹果醋流程为:挑选新鲜苹果—打浆—酶解—接种酵母菌—发酵—接种醋酸菌—发酵—澄清—产品。下列说法错误的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶进行酶解,可提高果汁的产量和澄清度
B. 发酵罐需预留1/3 的空间,主要目的是防止发酵液溢出
C. 果酒发酵时,回旋式单向阀内无气泡排出意味着发酵结束
D. 果醋发酵时,应适当提高发酵温度并打开充氧泵
9. 蛛丝蛋白有着超强的抗张强度,可制成防弹背心、降落伞绳等。下图是培育转基因蜘蛛羊生产蛛丝蛋白的方案。以下叙述错误的是( )
A. 通过逆转录得到蛛丝蛋白基因不含有启动子和内含子
B. 构建含蛛丝蛋白基因的重组质粒是培育转基因蜘蛛羊的核心工作
C. 过程②通常选用基因枪法将重组质粒导入山羊的受精卵中
D. 可利用 PCR 检测山羊的染色体DNA 是否插入了蛛丝蛋白基因
10. IVF杂交系统是一种先进的植物杂交技术,通过在体外环境中对植物的配子(精子和卵细胞)进行操作。该系统在克服生殖障碍、创造新型杂交植物以及拓展遗传资源方面具有重要意义。以下是小麦和水稻的IVF杂交过程。下列说法正确的是( )
A. 配子融合之前需要将处理好的细胞放在低渗溶液中培养
B. 可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进配子融合
C. 植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进生根
D. 该过程所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻
11. 体细胞核移植技术中消除供体细胞携带的表观遗传标志的过程被称为重编程,不完全重编程是导致体细胞核移植胚胎发育效率低的一个重要原因。H3K9me3修饰是一种重要的组蛋白甲基化形式,会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍。研究发现,在猪的核移植胚胎中显微注射编码H3K9me3去甲基化酶的mRNA或沉默供体细胞中SUV39H1/2基因的表达可调节H3K9me3修饰水平,显著提高了克隆胚胎的发育效率。毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂。下列推断合理的是( )
A. SUV39H1/2可能通过其表达产物提高H3K9me3修饰水平
B. 用毛壳素处理供体细胞可降低体细胞核移植胚胎的发育能力
C. 体细胞核移植技术获取后代利用了动物细胞的全能性
D. H3K9me3修饰过程属于重编程,会影响组蛋白的功能
12. 关于“DNA粗提取与鉴定”(实验1)、“DNA片段的扩增及电泳鉴定实验”(实验2)下列说法正确的是( )
A. 实验1中,DNA粗提取时加入95%冷酒精出现白色丝状物后不能用离心法收集
B. 实验1中,DNA分子在2mol/LNaCl溶液中与二苯胺混匀,加热后可反应生成蓝色化合物
C. 实验2中,将扩增得到的PCR产物进行凝胶电泳时,加样前应先接通电源
D. 实验2中,凝胶载样缓冲液中加入的指示剂能与DNA分子结合,用于观察电泳进程
13. 研究人员根据含有S基因的DNA序列,设计了F1、F2、R1和R2等4种备选引物,用于扩增目的片段,引物与DNA结合位点如甲图所示。为选出正确和有效的引物,以含有S基因的DNA为模板进行PCR后,将获得的产物进行电泳,电泳结果如乙图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1-R1
B. 4种引物中可用于特异性扩增目的片段的引物是F1、R1和R2
C. 通常情况下,扩增所用的引物越短,引物特异性越低
D. 在F1和R1的5'端添加的限制酶序列最好避免产生相同的黏性末端
14. 卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Bta4基因,发现Bta4敲除的卵母细胞虽能正常受精,但形成的早期胚胎却全部停滞在1到2细胞阶段,胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A. 卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MII期卵母细胞具备受精能力
B. 早期胚胎发育到2细胞阶段是在透明带内进行的,胚胎的总体积不变
C. 卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组表达的前提条件
D. Bta4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
15. 具核梭杆菌(Fn)侵入肠黏膜后可导致结直肠癌。图为荧光标记滚环扩增法检测Fn的 过 程 ,nusG 基因为Fn 的特异性基因序列,只有当环境中存在该基因序列时,过程②中 锁式探针才能环化;检测探针的荧光基团(FAM)距离淬灭基团(BHQ-1)比较近时,荧 光会被淬灭。图中④为滚环扩增技术(RCA), 此过程中以环化的锁式探针为模板,以nusG 基因单链为相关引物,通过类似于PCR 的过程,获得了长重复单链DNA.下列叙述错误的是( )
A. 与常规PCR相比RCA缺乏变性步骤,推测所用DNA聚合酶可能不具有耐高温的特性
B. 由图推测,应根据nusG 基因的序列设计锁式探针两端的检测臂
C. 若检测样品存在Fn, 检测探针的FAM与BHQ-1距离增大,荧光基团发出荧光
D. 利用荧光标记滚环扩增法检测肠黏膜中的Fn时需获取大量样品
二、不定项选择题:本大题共5小题,共15分。
16. 如图表示丙酮酸进入线粒体后与辅酶A 结合,形成活化的乙酰辅酶A,并释放CO2还原NAD+的过程。下列说法正确的是( )
A. 乙酰辅酶 A继续参与有氧呼吸第二阶段反应,产生 CO₂和 H₂O
B. 细胞呼吸是糖类、脂肪、蛋白质等代谢的枢纽
C. 该过程不需要氧直接参与,可以在无氧环境下进行
D. 该过程丙酮酸中的化学能可以转移到 NADH 和乙酰辅酶 A 中
17. 如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径及能量转换过程,其中①~③表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A. 图中④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B. 能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨⑪
C. 在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦⑨
D. ATP中的化学能可转变为有机物中的化学能而不能转变为光能
18. 平滑肌细胞(SMC)是高等动物血管壁的重要组分,其功能障碍会导致主动脉瘤的发生。为获得血管SMC被特异性标记CE的工具小鼠,研究人员利用转基因小鼠A、B进行杂交实验,获得同时含有如图所示基因的杂合小鼠C。Cre重组酶可识别DNA分子中的loxP序列,当DNA分子上存在两个同向loxP时,Cre重组酶可将两个loxP之间的DNA序列切除。药物他莫昔芬可以使定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核。下列说法正确的是( )
A. 干细胞分化为SMC的标志是细胞中含有肌肉收缩所需的肌动蛋白
B. Cre重组酶-雌激素受体融合基因位于基因表达载体的启动子和终止子之间
C. 将同时含有loxP、Stop和tdT的表达载体导入小鼠骨髓瘤细胞来获得小鼠B
D. 用他莫昔芬饲喂小鼠C后,可观察到小鼠C的SMC发出红色荧光
19. 反硝化细菌在无氧环境中能进行如下反应:2+10e-+12H+→……N2O→N2,为从活性污泥中筛选分离出耐高温的反硝化细菌用于提升高温工业污水的脱氮效率,实验室中筛选目的菌的流程如图所示。下列说法正确的是( )
注:BTB即溴麝香草酚蓝;本实验中BTB培养基的初始pH为6.8,颜色为绿色
A. BTB培养基应以硝酸盐为唯一氮源且置于高温、O2充足的环境中培养
B. 活性污泥样品梯度稀释后可用接种环划线的方式将样液涂布在BTB培养基上
C. 相比图中计数方法,使用细菌计数板对反硝化细菌计数的结果偏低
D. 不考其他生理过程对培养基pH的影响,反硝化细菌菌落周围呈蓝色
20. 下图所示为生物学概念模型。下列有关的理解或分析错误的是( )
A. 若图示为体外受精的过程,需要对取自优良奶牛的卵母细胞培养至MⅡ
B. 若图示为植物体细胞杂交过程,②过程需要用到植物组织培养技术,杂种植株D一定高度不育
C. 若图示为动物体细胞核移植技术,重构胚C的分裂和发育可用Ca2+载体或蛋白酶合成抑制剂激活
D. 若图示为单克隆抗体的制备过程,A、B可表示浆细胞和骨髓瘤细胞
三、非选择题:本大题共5小题,共55分。
21. 酶是活细胞产生的重要的生物催化剂,随着人们对酶分子的结构与功能、酶促反应动力学等研究的深入和发展,逐步形成酶学这一学科。
(1)酶在细胞外_______(填“具有”或“不具有”)催化效应。酶发挥作用时,会与一种或一类底物形成酶—底物复合物,这是酶具有______性的基础。
(2)一般不用H₂O₂为材料探究温度对酶促反应速率的影响,原因是______。温度影响酶促反应速率的作用机理可用下图表示。其中a表示不同温度下底物分子具有的能量,b表示一定范围内温度对酶活性的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。处于曲线c中1、2位点酶分子活性是_______(填“相同”或“不同”)的。据图分析,酶促反应速率是______作用的结果。
(3)研究初期提出的“诱导契合”学说认为,酶和底物结合前,酶的空间结构不完全与底物互补,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构(该结构不可恢复),继而完成酶促反应。已知底物CTH和CU结构不同,酶Sub能分别催化CTH和CU水解,请设计实验探究上述学说的正确性,简要写出实验思路即可______。 (酶促反应中加入的酶与底物充分反应)
实验材料及用具: 酶 Sub、CTH、CU、酶Sub分离过滤装置等
22. 为揭示叶片寿命与光合作用的关系,研究人员以高粱为材料测定了长寿命和短寿命高粱叶片的叶绿素相对含量和CO2吸收速率,结果如图1。(注:整个实验过程不考虑呼吸速率的变化)
(1)叶绿素在光合作用中的作用是 ________ ,与类胡萝卜素相比,叶绿素在层析液中扩散的速度 ________ 。
(2)叶片CO2吸收速率 ________ (填“等于”“大于”或“小于”)叶片光合速率。有人认为叶片变黄是光合速率下降的关键因素,图1实验结果是否支持该观点?请作出判断并说明理由 ________ 。
(3)气孔限制值是用来量化气孔导度(气孔张开的程度)下降对光合速率限制程度的重要指标,该数值越大,气孔限制越强。高粱叶片的气孔限制值如图2。
①气孔导度直接影响光合作用的 ________ 阶段。
②衰老后期,气孔导度下降对 ________ (填“长寿命”或“短寿命”)高粱叶片光合速率的影响更大。
(4)研究发现,短寿命叶片衰老初期水能正常光解,但衰老可导致电子传递链严重受损。据此分析,短寿命高粱叶片CO2吸收速率在衰老后断崖式下降的原因是 ________ 。
23. 如图为应用基因编辑去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成),获得患囊性纤维化的基因编辑小鼠4的培育流程。请回答下列问题:
(1)对1号小鼠使用 ______ 进行超数排卵处理,培养收集处在 MⅡ期的卵母细胞用于核移植。对卵母细胞进行去核操作的原因是_____________。
(2)采集2号小鼠的组织细胞,用 ______ 处理获得分散的成纤维细胞,放置于37℃的CO2培养箱中培养,其中CO2的作用是_______________。在细胞培养过程中,需要定期更换培养液的目的是________。
(3)图中显微注射将供体细胞注入去核的卵母细胞后,要通过 ______ 法使两细胞融合,形成重构胚。重构胚一般需要培养至 ______ 阶段进行胚胎移植。
(4)胚胎移植作为胚胎工程最终技术环节,优势是_______,为了获得更多的遗传背景一致的基因编辑小鼠4,可以采用 ____________技术。
24. 石油烃对土壤有很强的粘附性,表面活性剂能乳化石油烃使石油烃更容易从土壤中洗脱出来。研究团队从东营盐渍化(由NaCl过多引起)土壤石油污染区筛选出一株高效石油降解菌Z-13,选育及相关实验过程如图所示。回答下列问题。
(1)图1①②③培养基中都应添加______为唯一碳源。称取5g土壤用45mL无菌水制成土壤悬液,取1mL土壤悬液加入盛有9mL无菌水的试管中稀释混匀,连续稀释3次后取0.1mL菌液涂布培养,得到的三个平板菌落数分别为199、198、203,计算1g土壤中含有的石油降解菌为______个。
(2)常把①放置在摇床上振荡培养,振荡的作用是_____。应选取②中降解效果最好的菌落进行纯化培养,使用接种环在③中连续划线时,至少需要灼烧_____次。
(3)由图2可知,选用_____作为氮源时Z-13降解石油的效果最好。常见的非耐盐石油降解菌耐盐范围一般低于3%,将该菌株接种在不同盐浓度培养液中培养观察,结果如图3,为确定该菌株在50分钟内能够耐受的最高盐浓度,还需在______盐浓度区间设置浓度梯度进行培养鉴定。
(4)研究发现Z-13可产生脂肽类表面活性剂,综上分析,选用Z-13菌株修复盐渍化石油污染土壤的理由是______。
25. 研究发现,玉米G基因启动子自然突变株系BT-1中G基因的表达量较野生型显著降低,从而表现出对玉米穗腐病(病原菌需破坏植物细胞壁侵入细胞内部汲取营养)较强的抗性。研究G基因与玉米穗腐病的关系,对培育抗玉米穗腐病玉米品种具有重要意义。相关信息如下图所示。回答下列问题。
部分目的基因序列:5'CTACGTTAGCACG……CGATCCGTAATCAT3′
注:LB/RB:T-DNA边界序列;图中所示目的基因序列是逆转录得到的单链;ATG对应起始密码子;TAG对应终止密码子。
以下为限制酶识别序列及切割位点:
Acc65I:5'-G↓GTACC-3′ KpnI:5'-GGTAC↓C-3′ NheI:5'-G↓CTAGC-3' BamHI:5'-G↓GATCC-3′ SpeI:5'-A↓CTAGT-3'
(1)PCR技术扩增G基因过程中与解旋酶作用相同的步骤是______。检测发现G基因中只有一个限制酶(KpnI)识别序列,载体、目的基因及限制酶相关信息如上所示。若要保证G基因的正确连接,可在G基因上游添加________限制酶识别序列,则目的基因上游扩增引物序列应为5'_______3'(写出10个碱基)。
(2)将构建好的G基因过表达载体导入到农杆菌中时,首先用Ca2+处理农杆菌,处理的目的是________。含重组质粒的农杆菌侵染野生型玉米愈伤组织时,培养基中应添加_______抗生素进行筛选,目的是_______。
(3)培养获得G基因过表达植株OE-1后,科研人员又创制了G基因敲除株系KO-1。用穗腐病病原菌分别侵染不同玉米株系后,发现BT-1及KO-1株系中果胶、纤维素含量较野生型及OE-1显著升高,且表现出对穗腐病较强抗性。从结构与功能角度分析G基因与玉米穗腐病抗性之间的关系及作用机制______。
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高二生物期末考前检测
一、单选题:本大题共15小题,共30分。
1. 在淀粉-琼脂块上的5个圆点位置,分别用蘸有不同液体的棉签涂抹,然后将其放入37℃恒温箱中保温。2h后取出淀粉-琼脂块,用碘液(红棕色)处理1min,然后用清水冲洗掉碘液,观察圆点的颜色变化。五种处理的结果记录如下表。下列叙述,错误的是( )
位置
处理圆点的液体
碘液处理后的颜色反应
①
清水
蓝黑色
②
煮沸的新鲜唾液
蓝黑色
③
与盐酸混合的新鲜唾液
蓝黑色
④
新鲜唾液
红棕色
⑤
2%的蔗糖酶溶液
?
A. 圆点①属于对照处理的圆点,因为处理的液体仅为清水,未添加试剂
B. 圆点②和圆点③的颜色反应结果,是由于高温和盐酸改变了唾液中酶的活性
C. 圆点④中唾液进行适当的稀释后得到相同的实验结果,是因为酶具有高效性
D. 若圆点⑤呈现蓝黑色,很可能是使用的蔗糖酶溶液含有淀粉酶
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶的特性:(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应;(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
2、唾液中含有唾液淀粉酶,能将淀粉催化水解为麦芽糖。
3、淀粉遇碘液变蓝黑色是淀粉的特性,题干中的各圆点最后用碘液冲洗后变蓝黑色说明圆点处的淀粉没有被分解,用碘液冲洗后呈红棕色说明圆点处的淀粉被分解。
【详解】A、圆点①处理的液体仅为清水,未添加试剂,属于空白对照处理的圆点,A正确;
B、圆点②加入的是煮沸新鲜唾液,其中淀粉酶的空间结构被高温破坏而失活,,使淀粉未被分解,所以遇碘液呈现蓝黑色,圆点③加入的是与盐酸混合的新鲜唾液,其中淀粉酶的空间结构被盐酸破坏而失活,使淀粉未被分解,所以遇碘液呈现蓝黑色,故圆点②和圆点③的颜色反应结果相同,是由于高温和盐酸改变了唾液中酶的活性,B正确;
C、酶微量高效,即具有高效性,适当稀释酶与新鲜酶作用效果几乎相同;故圆点④中唾液进行适当的稀释后得到相同的实验结果,是因为酶具有高效性,C正确;
D、蔗糖酶具有专一性,不能水解淀粉,故圆点⑤呈现蓝黑色;若使用的蔗糖酶溶液含有淀粉酶,淀粉被分解,原点⑤将呈现红棕色,D错误。
故选D。
2. 将若干生理状况基本相同,长度为3cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小
B. 蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖
C. 实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多
D. 实验结束后,实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
【答案】C
【解析】
【分析】质壁分离的原因分析:1、外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度;2、内因:原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层;3、表现:液泡由大变小,细胞液颜色由浅变深,发生质壁分离,进而说明原生质层具有选择透过性。
【详解】A、对照组中细胞吸水,但由于细胞壁的伸缩性相对较小,所以细胞体积增大较小,即对照组中萝卜条长度增加较少,A正确;
B、细胞发生质壁分离时,当溶质分子不能被细胞吸收时(如蔗糖),细胞不能发生质壁分离的自动复原;而当溶质分子能够被吸收时(不论是主动吸收如KNO3还是被动吸收如甘油),细胞能发生质壁分离的自动复原,B正确;
C、甘油为脂溶性小分子,进入细胞为自由扩散,所以细胞膜上没有运输甘油的载体蛋白,C错误;
D、蔗糖使组织细胞失去水分,所以细胞液浓度变大,甘油组和葡萄糖组由于都吸收了溶质进入细胞,所以细胞液浓度也变大了,D正确。
故选C。
3. 尿酸是嘌呤类碱基代谢的终产物,如果体内尿酸滞留过多,会引起尿酸以尿酸盐结晶的形式沉积于关节以及关节周围。这些结晶被吞噬细胞吞噬后,会破坏吞噬细胞内的溶酶体膜而引起吞噬细胞自溶性死亡。同时,溶酶体中的水解酶等导致炎症的物质释放出来,引发急性炎症,形成痛风。下列说法错误的是( )
A. ATP与DNA、RNA的分子组成中都含有嘌呤类碱基
B. 尿酸盐结晶进入吞噬细胞需要载体蛋白协助且消耗能量
C. 由尿酸盐结晶引起的吞噬细胞自溶性死亡属于细胞坏死
D. 控制海鲜等嘌呤含量较高食物的摄入可以减少痛风发作
【答案】B
【解析】
【分析】细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
【详解】A、ATP又叫腺苷三磷酸,是一种不稳定的高能化合物,由1分子腺嘌呤,1分子核糖和3分子磷酸基团组成。DNA、RNA中含有嘌呤类碱基,A正确;
B、尿酸盐结晶被吞噬细胞吞噬进入细胞的方式是胞吞,属于耗能的过程,不需载体蛋白协助,B错误;
C、有尿酸盐结晶引起的吞噬细胞自溶性死亡,同时,溶酶体中的水解酶等导致炎症的物质释放出来,引发急性炎症,因此属于细胞坏死,C正确;
D、控制含嘌呤量高的食物摄入可减少尿酸盐的合成,减少痛风发作,D正确。
故选B。
4. 紫外线可刺激人体皮肤黑色素细胞增殖分化,加速黑色素的分泌。黑色素细胞借助树枝状突起伸向邻近的角质层细胞,传递信息并转移黑色素,随着角质层细胞的老化脱落将黑色素排出体外。下列说法错误的是( )
A. 人体皮肤黑色素细胞膜上可能存在紫外线受体
B. 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质约占细胞膜总质量的50%
C. 细胞膜的蛋白质使细胞膜的表面张力升高
D. 细胞膜的磷脂分子能够侧向自由移动有利于黑色素的转移
【答案】C
【解析】
【分析】细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
【详解】A、依据题干信息,紫外线可刺激人体皮肤黑色素细胞增殖分化,紫外线是信息分子,黑色素细胞是靶细胞,信息分子与靶细胞的结合需要受体的参与进行,所以人体皮肤黑色素细胞膜上可能存在紫外线受体,A正确;
B、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%-10%,B正确;
C、细胞膜上的蛋白质使细胞膜的表面张力降低,C错误;
D、角质层细胞的老化脱落将黑色素排出体外的过程依赖于膜的流动性,膜的流动性与磷脂分子和蛋白质分子的流动性有关,故细胞膜的磷脂分子能够侧向自由移动有利于黑色素的转移,D正确。
故选C。
5. 植物细胞膜上的PMA 可水解ATP 将细胞质中的H⁺排出细胞,形成细胞内外的H⁺浓度梯度。在H⁺浓度梯度驱动下,根细胞膜上的H⁺/Mg2+转运蛋白将Mg2+转运至细胞内。科研人员利用大麦研究了Ca2+和K⁺对Mg2+吸收的影响,结果如表。下列说法错误的是( )
Mg2+吸收量(μmol Mg2+(10g)-1fw8h-1)
Mg2+
Mg2++Ca2+
Mg2++Ca2++K⁺
根系
165
115
15
地上部
88
25
6.5
A. PMA 在H⁺转运过程中自身构象会发生改变
B. 根细胞通过 H⁺ /Mg2+转运蛋白吸收Mg2+时,伴随着 H⁺流出细胞
C. 添加Ca2+后,大麦根系和地上部的Mg2+吸收量明显下降
D. 施肥时,偏施钾肥可能加剧植株缺镁的现象
【答案】B
【解析】
【分析】由题干PMA可以利用ATP水解产生的能量将细胞质中的H+排出细胞,消耗能量,运输方式为主动运输。
【详解】A、依据题干信息,PMA可以利用ATP水解产生的能量将细胞质中的H+排出细胞,消耗能量,运输方式为主动运输,需要载体蛋白转运,载体蛋白与运输的物质相结合,自身构象发生改变,A正确;
B、依据题干,PMA可以利用ATP水解产生的能量将细胞质中的H+排出细胞,消耗能量,运输方式为主动运输,可知细胞内的H+浓度小于细胞外,根细胞通过 H⁺ /Mg2+转运蛋白吸收Mg2+时,根细胞吸收Mg2+属于主动运输,此过程消耗的是H+电化学梯度势能,故伴随着 H⁺运进细胞,B错误;
C、与Mg2+组相比较,Mg2++Ca2+组的根系和地上部Mg2+吸收量均明显降低,C正确;
D、Mg2++Ca2++K⁺组与Mg2++Ca2+组相比较,Mg2+吸收量下降明显,说明施肥时,偏施钾肥可能会加剧植株缺镁的现象,D正确。
故选B。
6. 节食减肥是指通过减少饮食,控制热量摄入,降低体重的一种方式。过度节食减肥会引起营养不良、头晕甚至昏迷等情况,节食终止后会导致体内脂肪快速积累和肥胖。下列叙述正确的是( )
A. 等量脂肪比糖类含能量多,脂肪是生物体利用的主要能源物质
B. 脂肪被分解为甘油、脂肪酸和胆固醇后才能用于氧化分解供能
C. 开始节食后,为满足能量供应,体内脂肪可以大量转化为糖类
D. 节食终止后,糖类转化为脂肪的过程中氧元素的含量降低
【答案】D
【解析】
【分析】1、糖类分为单糖、二糖和多糖,二糖包括麦芽糖、蔗糖、乳糖,麦芽糖是由2分子葡萄糖形成的,蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖形成的,乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖形成的;多糖包括淀粉、纤维素和糖原,淀粉是植物细胞的储能物质,糖原是动物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的组成成分。
2.脂质分为脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此是良好的储能物质,磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,也参与脂质在血液中的运输。
【详解】A、等量脂肪比糖类中含有的氢多、氧少,因此脂肪在氧化分解时消耗的氧气多,因而释放的能量更多,故脂肪是生物体内良好的储能物质,A错误;
B、脂肪的单体是甘油和脂肪酸,因此脂肪被分解为甘油、脂肪酸后才能用于氧化分解供能,B错误;
C、开始节食后,为满足能量供应,体内脂肪可以转化为糖类实现供能,但脂肪不能大量转化为糖类,C错误;
D、等量的脂肪与糖类相比,其中含有的氢多、氧少,因此,节食终止后,糖类转化为脂肪的过程中氧元素的含量降低,D正确。
故选D。
7. 抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶(COX)活性的氰化物时,仍能继续进行的呼吸。该过程产生的ATP较少,抗氰呼吸与交替氧化酶(AOX)密切相关,其作用机理如图所示。研究发现,生长在低寒地带的沼泽植物臭菘的花序中含有大量的AOX。下列叙述错误的是( )
A. AOX和COX均能催化O2与NADH结合生成水
B. 抗氰呼吸是不彻底的氧化分解,因此该过程生成的ATP较少
C. AOX与COX对氰化物敏感性不同的直接原因是空间结构不同
D. 臭菘花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发,吸引昆虫传粉
【答案】B
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、据题图可知,细胞色素氧化酶COX和交替氧化酶AOX均参与细胞呼吸的第三阶段,能催化O2与NADH结合生成水,A正确;
B、抗氰呼吸也是彻底的氧化分解,抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多,则合成的ATP就更少,B错误;
C、AOX与COX对氰化物敏感性不同,直接原因是空间结构不同,根本原因是基因不同,C正确;
D、生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶(AOX),可通过抗氰呼吸产生更多的热量促进挥发物质挥发,吸引昆虫传粉,D正确。
故选B。
8. 某实验室研制出一种新型果酒果醋两用的发酵装置。制作苹果醋流程为:挑选新鲜苹果—打浆—酶解—接种酵母菌—发酵—接种醋酸菌—发酵—澄清—产品。下列说法错误的是( )
A. 用纤维素酶和果胶酶进行酶解,可提高果汁的产量和澄清度
B. 发酵罐需预留1/3 的空间,主要目的是防止发酵液溢出
C. 果酒发酵时,回旋式单向阀内无气泡排出意味着发酵结束
D. 果醋发酵时,应适当提高发酵温度并打开充氧泵
【答案】B
【解析】
【分析】1、果酒制备的原理是:酵母菌无氧呼吸产生酒精;
2、果醋制备的原理是:
①在糖源、氧气充足时,可直接将葡萄糖氧化为醋酸;
②在糖源不足、氧气充足时,可利用乙醇为原料,在氧气的作用下,将乙醇氧化为乙醛,再进一步将乙醛氧化为乙酸(醋酸)。
【详解】A、用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁,所以用纤维素酶和果胶酶进行酶解,可提高果汁的产量和澄清度,A正确;
B、发酵瓶留1/3的空间能避免发酵过程中发酵液溢出,又能满足发酵初期酵母菌对氧气的需求,因为在有氧条件下酵母菌可进行有氧呼吸,进而可满足酵母菌繁殖对能量的需求,B错误;
C、酒精发酵会产生CO2,若旋式单向阀内无气泡排出意味着发酵结束,C正确;
D、果醋发酵的菌种是醋酸菌,发酵的最适温度是30-35℃(大于酵母菌参与的酒精发酵18-30℃),醋酸菌是异养需氧型,所以果醋发酵时,应适当提高发酵温度并打开充氧泵,D正确。
故选B。
9. 蛛丝蛋白有着超强的抗张强度,可制成防弹背心、降落伞绳等。下图是培育转基因蜘蛛羊生产蛛丝蛋白的方案。以下叙述错误的是( )
A. 通过逆转录得到蛛丝蛋白基因不含有启动子和内含子
B. 构建含蛛丝蛋白基因的重组质粒是培育转基因蜘蛛羊的核心工作
C. 过程②通常选用基因枪法将重组质粒导入山羊的受精卵中
D. 可利用 PCR 检测山羊的染色体DNA 是否插入了蛛丝蛋白基因
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术
【详解】A、启动子和终止子不会转录形成mRNA,所以提取mRNA再经过逆转录形成的蛛丝蛋白基因不含有启动子和内含子,A正确;
B、基因工程的核心工作是构建基因表达载体,所以构建含蛛丝蛋白基因的重组质粒是培育转基因蜘蛛羊的核心工作,B正确;
C、将重组质粒导入动物细胞受精卵常用显微注射技术,C错误;
D、在分子水平的检测,可以使用PCR等技术检测山羊的染色体DNA是否插入了丝蛋白基因,D正确。
故选C。
10. IVF杂交系统是一种先进的植物杂交技术,通过在体外环境中对植物的配子(精子和卵细胞)进行操作。该系统在克服生殖障碍、创造新型杂交植物以及拓展遗传资源方面具有重要意义。以下是小麦和水稻的IVF杂交过程。下列说法正确的是( )
A. 配子融合之前需要将处理好的细胞放在低渗溶液中培养
B. 可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进配子融合
C. 植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进生根
D. 该过程所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻
【答案】D
【解析】
【详解】A、配子融合之前(已经处理形成了原生质体,没有细胞壁)需要将处理好的细胞放在等渗溶液中培养,否则容易吸水胀破,A错误;
B、灭活病毒一般用于动物细胞,不能用于植物配子融合,B错误;
C、植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值小于1的培养基可促进生根,而细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进愈伤组织的形成,C错误;
D、图示人为将配子的原生质体融合在一起(提供配子的有小麦和水稻),所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻,D正确。
故选D。
11. 体细胞核移植技术中消除供体细胞携带的表观遗传标志的过程被称为重编程,不完全重编程是导致体细胞核移植胚胎发育效率低的一个重要原因。H3K9me3修饰是一种重要的组蛋白甲基化形式,会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍。研究发现,在猪的核移植胚胎中显微注射编码H3K9me3去甲基化酶的mRNA或沉默供体细胞中SUV39H1/2基因的表达可调节H3K9me3修饰水平,显著提高了克隆胚胎的发育效率。毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂。下列推断合理的是( )
A. SUV39H1/2可能通过其表达产物提高H3K9me3修饰水平
B. 用毛壳素处理供体细胞可降低体细胞核移植胚胎的发育能力
C. 体细胞核移植技术获取后代利用了动物细胞的全能性
D. H3K9me3修饰过程属于重编程,会影响组蛋白的功能
【答案】A
【解析】
【详解】体细胞核移植技术(又称体细胞克隆技术)是将体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使其重组并发育成新胚胎,最终培育出与供体细胞核遗传物质基本一致的个体的技术。
【分析】A、SUV39H1/2基因的表达产物可能催化H3K9me3修饰的形成,抑制其表达会降低H3K9me3水平,A正确;
B、毛壳素是SUV39H1/2基因表达的特异性化学抑制剂,用毛壳素处理供体细胞会抑制SUV39H1/2基因表达,从而调节H3K9me3修饰水平,应是提高体细胞核移植胚胎的发育能力,而不是降低,B错误;
C、体细胞核移植技术依赖的是细胞核的全能性,而非动物细胞的全能性(体细胞本身不具备全能性),C错误;
D、重编程是消除供体细胞携带的表现遗传标志的过程,H3K9me3修饰会引起某些基因的表达沉默和造成表观遗传重编程障碍,说明H3K9me3修饰过程不属于重编程,D错误。
故选A。
12. 关于“DNA粗提取与鉴定”(实验1)、“DNA片段的扩增及电泳鉴定实验”(实验2)下列说法正确的是( )
A. 实验1中,DNA粗提取时加入95%冷酒精出现白色丝状物后不能用离心法收集
B. 实验1中,DNA分子在2mol/LNaCl溶液中与二苯胺混匀,加热后可反应生成蓝色化合物
C. 实验2中,将扩增得到的PCR产物进行凝胶电泳时,加样前应先接通电源
D. 实验2中,凝胶载样缓冲液中加入的指示剂能与DNA分子结合,用于观察电泳进程
【答案】B
【解析】
【分析】1、DNA粗提取和鉴定的原理:(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性;(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色;
2、DNA粗提取和鉴定的过程:(1)实验材料的选取:凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大;(2)破碎细胞,获取含DNA的滤液:动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液即可,如果实验材料是植物细胞,需要先用洗涤剂溶解细胞膜,例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液;(3)去除滤液中的杂质;(4)DNA的析出与鉴定:粗提取的DNA与二苯胺试剂,混合均匀后变蓝。
【详解】A、实验1中,加入95%冷酒精使DNA析出后,可通过离心快速沉淀DNA。因此“不能用离心法收集”的说法错误,A错误;
B、实验1中,DNA在2mol/L NaCl溶液中溶解度较高,此时加入二苯胺试剂并沸水浴加热,DNA会与二苯胺反应生成蓝色化合物。此描述符合实验操作和显色原理,B正确;
C、实验2中,凝胶电泳的正确步骤是加样后再接通电源,以形成电场驱动DNA迁移。若先通电再加样,可能导致样品扩散,C错误;
D、实验2中,凝胶载样缓冲液的指示剂(如溴酚蓝)仅用于标记电泳进程,其本身不与DNA结合。结合DNA的试剂通常是荧光染料(如EB),D错误。
故选B。
13. 研究人员根据含有S基因的DNA序列,设计了F1、F2、R1和R2等4种备选引物,用于扩增目的片段,引物与DNA结合位点如甲图所示。为选出正确和有效的引物,以含有S基因的DNA为模板进行PCR后,将获得的产物进行电泳,电泳结果如乙图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1-R1
B. 4种引物中可用于特异性扩增目的片段的引物是F1、R1和R2
C. 通常情况下,扩增所用的引物越短,引物特异性越低
D. 在F1和R1的5'端添加的限制酶序列最好避免产生相同的黏性末端
【答案】B
【解析】
【分析】电泳是利用带电粒子在电场中会向相反电极移动的特性,对混合物中不同组分进行分离的技术。混合物中的不同组分在电场中因迁移速度差异而逐渐分开,最终形成可观察的条带,实现分离和鉴定。
【详解】A、从电泳结果乙图来看,只有引物组合F1 - R1扩增出了单一的目的条带(符合特异性扩增的特点),所以能特异性扩增S基因目的片段的引物组合为F1 - R1,A正确;
B、由乙图可知,F1 - R1能特异性扩增目的片段,F1 - R2、F2 - R1不能特异性扩增目的片段(出现多条带或无对应条带),所以4种引物中可用于特异性扩增目的片段的引物是F1和R1,B错误;
C、通常情况下,引物越短,与DNA模板链结合的特异性就越低,因为短引物可能会在DNA的多个位置结合,C正确;
D、如果在F1和R1的5'端添加的限制酶序列产生相同的黏性末端,那么在构建基因表达载体等后续操作中,目的基因可能会自身环化或者反向连接等,不利于基因工程的操作,所以最好避免产生相同的黏性末端,D正确。
故选B。
14. 卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Bta4基因,发现Bta4敲除的卵母细胞虽能正常受精,但形成的早期胚胎却全部停滞在1到2细胞阶段,胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A. 卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MII期卵母细胞具备受精能力
B. 早期胚胎发育到2细胞阶段是在透明带内进行的,胚胎的总体积不变
C. 卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组表达的前提条件
D. Bta4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
【答案】D
【解析】
【详解】A、卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MⅡ期卵母细胞具备受精能力,因此体外受精时通常将次级卵母细胞培养到MⅡ中期,A正确;
B、胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期,2细胞阶段属于卵裂期,卵裂期胚胎的总体积不变,B正确;
C、题意显示“胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解”,由此可知卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件,C正确;
D、Bta4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精,说明该基因与细胞核成熟无关,而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,推测可能是Btg4基因能促使细胞质成熟,D错误。
15. 具核梭杆菌(Fn)侵入肠黏膜后可导致结直肠癌。图为荧光标记滚环扩增法检测Fn的 过 程 ,nusG 基因为Fn 的特异性基因序列,只有当环境中存在该基因序列时,过程②中 锁式探针才能环化;检测探针的荧光基团(FAM)距离淬灭基团(BHQ-1)比较近时,荧 光会被淬灭。图中④为滚环扩增技术(RCA), 此过程中以环化的锁式探针为模板,以nusG 基因单链为相关引物,通过类似于PCR 的过程,获得了长重复单链DNA.下列叙述错误的是( )
A. 与常规PCR相比RCA缺乏变性步骤,推测所用DNA聚合酶可能不具有耐高温的特性
B. 由图推测,应根据nusG 基因的序列设计锁式探针两端的检测臂
C. 若检测样品存在Fn, 检测探针的FAM与BHQ-1距离增大,荧光基团发出荧光
D. 利用荧光标记滚环扩增法检测肠黏膜中的Fn时需获取大量样品
【答案】D
【解析】
【分析】PCR是体外模拟DNA复制的过程,其原理是DNA双链复制。体内DNA复制过程中需要模板、原料、能量、引物和酶等,PCR过程中原料和能量由dNTP提供,酶是热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
【详解】A、由于模板是单链DNA,因此扩增时不需要解旋形成单链,故与常规PCR相比,RCA缺乏变性环节,即该扩增过程不需要在高温条件下进行,因此可说明RCA扩增过程中所使用的DNA聚合酶不具有耐高温特性,A正确;
B、过程②为锁式探针进行连接以实现环化,即在nusG基因一条链与锁式探针碱基互补配对的前提下,通过DNA连接酶形成磷酸二酯键将锁式探针连接形成环状,在设计锁式探针时需保证检测臂中含nusG基因的特异性序列,B正确;
C、若检测样品存在具核酸杆菌,经图2中②-④过程得到的长重复单链DNA与检测探针特异性结合,导致探针两端的FAM与BHQ-1距离增大,发出荧光,C正确;
D、由于长重复单链DNA中可同时结合多个检测探针从而使荧光强度增加,因此提高了该检测方法的灵敏度,无需获取大量样品,D错误。
故选D。
二、不定项选择题:本大题共5小题,共15分。
16. 如图表示丙酮酸进入线粒体后与辅酶A 结合,形成活化的乙酰辅酶A,并释放CO2还原NAD+的过程。下列说法正确的是( )
A. 乙酰辅酶 A继续参与有氧呼吸第二阶段反应,产生 CO₂和 H₂O
B. 细胞呼吸是糖类、脂肪、蛋白质等代谢的枢纽
C. 该过程不需要氧直接参与,可以在无氧环境下进行
D. 该过程丙酮酸中的化学能可以转移到 NADH 和乙酰辅酶 A 中
【答案】BD
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜,有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,合成少量ATP;第三阶段是氧气和NADH反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、根据图示信息可知,丙酮酸进入线粒体后与辅酶A 结合,形成活化的乙酰辅酶A,并释放CO2、还原NAD+,乙酰辅酶A可向氨基酸,甘油、脂肪酸等物质进行转化,A错误;
B、根据图示信息可知,细胞呼吸过程当中产生的产物,乙酰辅酶可以向氨基酸,甘油、脂肪酸等物质进行转化,因此说明细胞呼吸是糖类,脂肪,蛋白质等代谢的枢纽,B正确:
C、根据题干信息可知,该图示表示的为丙酮酸进入到线粒体滞后于辅酶A结合的过程,因此在该过程当中,虽然不需要氧气的直接参与,但是一定要在有氧的条件下才能进行,C错误;
D、由图可知,该过程丙酮酸中的化学能可以转移到 NADH 和乙酰辅酶 A 中,D正确。
故选BD。
17. 如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径及能量转换过程,其中①~③表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A. 图中④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B. 能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨⑪
C. 在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦⑨
D. ATP中的化学能可转变为有机物中的化学能而不能转变为光能
【答案】BD
【解析】
【分析】由图可分析,①是暗反应阶段;②是有氧呼吸第一阶段,③是有氧呼吸第二阶段,④是光反应的光解过程,⑤是三碳化合物还原过程,⑥是有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]的过程,⑦是有氧呼吸的第三阶段,⑧是光反应阶段水光解产生氧气的过程,⑨是有氧呼吸的第三阶段。
【详解】A、④与⑧都是水的光解过程,⑦与⑨都是有氧呼吸的第三阶段,A正确;
B、小麦根尖成熟区细胞只能发生呼吸作用,如②③⑥⑦⑨⑫;不能合成(CH2O),即不能进行⑪,B错误;
C、在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是有氧呼吸的第三阶段,如⑦和⑨,C正确;
D、ATP中的化学能可以转化为光能,如萤火虫尾部发出光,D错误。
故选BD。
18. 平滑肌细胞(SMC)是高等动物血管壁的重要组分,其功能障碍会导致主动脉瘤的发生。为获得血管SMC被特异性标记CE的工具小鼠,研究人员利用转基因小鼠A、B进行杂交实验,获得同时含有如图所示基因的杂合小鼠C。Cre重组酶可识别DNA分子中的loxP序列,当DNA分子上存在两个同向loxP时,Cre重组酶可将两个loxP之间的DNA序列切除。药物他莫昔芬可以使定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核。下列说法正确的是( )
A. 干细胞分化为SMC的标志是细胞中含有肌肉收缩所需的肌动蛋白
B. Cre重组酶-雌激素受体融合基因位于基因表达载体的启动子和终止子之间
C. 将同时含有loxP、Stop和tdT的表达载体导入小鼠骨髓瘤细胞来获得小鼠B
D. 用他莫昔芬饲喂小鼠C后,可观察到小鼠C的SMC发出红色荧光
【答案】ABD
【解析】
【分析】基因工程的基本步骤:(1)获取目的基因(从基因组文库中获取或、利用PCR技术扩增目的基因);(2)基因表达载体的构建(这也是基因工程的核心);(3)将目的基因导入受体细胞(植物、动物、微生物);(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、干细胞分化为 SMC(平滑肌细胞),细胞分化的实质是基因的选择性表达,肌肉收缩所需的肌动蛋白是 SMC 特有的蛋白质,所以细胞中含有肌肉收缩所需的肌动蛋白可作为干细胞分化为 SMC 的标志,A 正确;
B、基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子等结构,Cre 重组酶 - 雌激素受体融合基因作为目的基因,位于基因表达载体的启动子和终止子之间,这样才能保证该基因正常转录,B 正确;
C、要获得小鼠 B,应将同时含有 loxP、Stop 和 tdT 的表达载体导入小鼠的受精卵细胞,而不是骨髓瘤细胞,因为受精卵具有全能性,能够发育成完整个体,C 错误;
D、用他莫昔芬饲喂小鼠 C 后,他莫昔芬可以使定位于细胞质中的雌激素受体进入细胞核,Cre 重组酶(与雌激素受体融合)也进入细胞核,Cre 重组酶可识别 DNA 分子中的 loxP 序列,当 DNA 分子上存在两个同向 loxP 时,Cre 重组酶可将两个 loxP 之间的 Stop 序列切除,tdT 基因得以表达,可观察到小鼠 C 的 SMC 发出红色荧光,D 正确。
故选ABD。
19. 反硝化细菌在无氧环境中能进行如下反应:2+10e-+12H+→……N2O→N2,为从活性污泥中筛选分离出耐高温的反硝化细菌用于提升高温工业污水的脱氮效率,实验室中筛选目的菌的流程如图所示。下列说法正确的是( )
注:BTB即溴麝香草酚蓝;本实验中BTB培养基的初始pH为6.8,颜色为绿色
A. BTB培养基应以硝酸盐为唯一氮源且置于高温、O2充足的环境中培养
B. 活性污泥样品梯度稀释后可用接种环划线的方式将样液涂布在BTB培养基上
C. 相比图中计数方法,使用细菌计数板对反硝化细菌计数的结果偏低
D. 不考其他生理过程对培养基pH的影响,反硝化细菌菌落周围呈蓝色
【答案】D
【解析】
【详解】A、反硝化细菌在无氧环境中进行相应反应,故BTB培养基应以硝酸盐为唯一氮源且置于高温、无氧的环境中培养,A错误;
B、由图可知,分离菌种的方法为稀释涂布平板法,故活性污泥样品梯度稀释后可用涂布器涂布的方式将样液涂布在BTB培养基上,B错误;
C、用特定细菌计数板对反硝化细菌计数时,统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和,故统计结果比活菌的实际数目多,C错误;
D、反硝化细菌在BTB培养基上会使pH由酸性变为碱性,故反硝化细菌菌落周围呈蓝色,D正确。
20. 下图所示为生物学概念模型。下列有关的理解或分析错误的是( )
A. 若图示为体外受精的过程,需要对取自优良奶牛的卵母细胞培养至MⅡ
B. 若图示为植物体细胞杂交过程,②过程需要用到植物组织培养技术,杂种植株D一定高度不育
C. 若图示为动物体细胞核移植技术,重构胚C的分裂和发育可用Ca2+载体或蛋白酶合成抑制剂激活
D. 若图示为单克隆抗体的制备过程,A、B可表示浆细胞和骨髓瘤细胞
【答案】BD
【解析】
【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、体外受精的过程,需要对取自优良奶牛的卵母细胞进行成熟培养,培养至MⅡ,A正确;
B、若图示表示植物体细胞杂交过程,杂种植株是否可育,取决于其能不能正常进行减数分裂,产生正常的生殖细胞,如若可以则是可育的,否则就是不育,B错误;
C、用电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、若图示为单克隆抗体的制备过程,A、B可表示B细胞和骨髓瘤细胞,D错误。
故选BD。
三、非选择题:本大题共5小题,共55分。
21. 酶是活细胞产生的重要的生物催化剂,随着人们对酶分子的结构与功能、酶促反应动力学等研究的深入和发展,逐步形成酶学这一学科。
(1)酶在细胞外_______(填“具有”或“不具有”)催化效应。酶发挥作用时,会与一种或一类底物形成酶—底物复合物,这是酶具有______性的基础。
(2)一般不用H₂O₂为材料探究温度对酶促反应速率的影响,原因是______。温度影响酶促反应速率的作用机理可用下图表示。其中a表示不同温度下底物分子具有的能量,b表示一定范围内温度对酶活性的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。处于曲线c中1、2位点酶分子活性是_______(填“相同”或“不同”)的。据图分析,酶促反应速率是______作用的结果。
(3)研究初期提出的“诱导契合”学说认为,酶和底物结合前,酶的空间结构不完全与底物互补,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构(该结构不可恢复),继而完成酶促反应。已知底物CTH和CU结构不同,酶Sub能分别催化CTH和CU水解,请设计实验探究上述学说的正确性,简要写出实验思路即可______。 (酶促反应中加入的酶与底物充分反应)
实验材料及用具: 酶 Sub、CTH、CU、酶Sub分离过滤装置等
【答案】(1) ①. 具有 ②. 专一
(2) ①. 加热可以给过氧化氢分子提供能量,可加快过氧化氢的分解 ②. 不同 ③. 底物分子的能量和酶活性
(3)设计三组实验,甲组用酶Sub催化CTH(或CU)水解;乙组酶sub和CTH反应(或CU)完成后,过滤去除产物和剩余底物,再催化CU(或CTH)水解;丙组用酶sub直接催化CU(或CTH)的水解。观察并比较三组实验的水解速率。
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质。酶具有高效性、专一性、作用条件较温和等特性。
【小问1详解】
如果条件适宜,酶在细胞外具有催化效应。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。酶发挥作用时,会与一种或一类底物形成酶—底物复合物,这是酶具有专一性的基础。
【小问2详解】
探究温度对酶促反应速率的影响,自变量是温度的不同。由于过氧化氢在自然条件下可以缓慢分解,加热可以给过氧化氢分子提供能量,可加快过氧化氢的分解,所以一般不用H₂O₂为材料。在题图中,a表示不同温度下底物分子具有的能量,b表示一定范围内温度对酶活性的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。处于曲线c中1、2位点的酶促反应的速率是一样的,但温度升高酶的结构会发生改变,所以酶的活性不同。图示中的c曲线是在a、b曲线共同作用下形成的,因此酶促反应速率是底物分子的能量和酶活性作用的结果。
【小问3详解】
酶和底物结合前,酶的空间结构不完全与底物互补,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构,则酶sub催化CTH的过程中,CTH会诱导酶sub的构象改变,改变构象后的酶sub能和CTH结合,无法和CU结合,因此实验设计思路为:设计三组实验,其中甲组用酶Sub催化CTH(或CU)水解;乙组酶sub和CTH反应(或CU)完成后,过滤去除产物和剩余底物,再催化CU(或CTH)水解;丙组用酶sub直接催化CU(或CTH)的水解。观察并比较三组实验的水解速率。
22. 为揭示叶片寿命与光合作用的关系,研究人员以高粱为材料测定了长寿命和短寿命高粱叶片的叶绿素相对含量和CO2吸收速率,结果如图1。(注:整个实验过程不考虑呼吸速率的变化)
(1)叶绿素在光合作用中的作用是 ________ ,与类胡萝卜素相比,叶绿素在层析液中扩散的速度 ________ 。
(2)叶片CO2吸收速率 ________ (填“等于”“大于”或“小于”)叶片光合速率。有人认为叶片变黄是光合速率下降的关键因素,图1实验结果是否支持该观点?请作出判断并说明理由 ________ 。
(3)气孔限制值是用来量化气孔导度(气孔张开的程度)下降对光合速率限制程度的重要指标,该数值越大,气孔限制越强。高粱叶片的气孔限制值如图2。
①气孔导度直接影响光合作用的 ________ 阶段。
②衰老后期,气孔导度下降对 ________ (填“长寿命”或“短寿命”)高粱叶片光合速率的影响更大。
(4)研究发现,短寿命叶片衰老初期水能正常光解,但衰老可导致电子传递链严重受损。据此分析,短寿命高粱叶片CO2吸收速率在衰老后断崖式下降的原因是 ________ 。
【答案】(1) ①. 吸收光能 ②. 慢
(2) ①. 小于 ②. 不支持 ,据图1分析,高粱的叶绿素含量下降明显晚于其叶片CO2吸收速率下降
(3) ①. 暗反应 ②. 长寿命
(4)水光解产生的电子不能正常传递给NADP+,NADPH无法形成从而抑制了暗反应中C3还原,C5的再生也会停止,最终导致叶片CO2吸收速率断崖式下降
【解析】
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段,光反应阶段必须有 光才能进行,光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的,光能被叶绿素等光合色素吸收、传递和转化,将水光解为O2和NADPH,同时利用光能将ADP和Pi合成ATP ,实现光能向活跃化学能的转化;暗反应在叶绿体基质中进行,有没有光都能进行,包含CO2的固定:CO2 和C5结合生成C3,C3的还原:在ATP、NADPH作用下,C3被还原成糖类等有机物,同时再生成C5,实现活跃化学能向稳定化学能的转化。
【小问1详解】
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光反应;叶绿体中的色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,与类胡萝卜素相比,叶绿素在层析液中溶解度低,所以扩散的速度慢。
【小问2详解】
叶片CO2吸收速率代表叶片净光合速率,叶片光合速率=叶片净光合速率+叶片呼吸速率,从图1右图看出净光合速率大于0,所以叶片CO2吸收速率小于叶片光合速率;分析图 1,高粱的叶绿素含量下降明显晚于其叶片CO2吸收速率下降,说明叶片变黄不是光合速率下降的关键因素,故不支持叶片变黄是光合速率下降的关键因素。
【小问3详解】
气孔是CO2进入植物细胞的通道,CO2参与光合作用的暗反应阶段,所以气孔导度直接影响光合作用的暗反应阶段;由图 2 可知,衰老后期,短寿命高粱叶片的气孔限制值下降更明显,几乎接近于0,长寿命高粱下降缓慢,值较大,该数值越大,气孔限制越强,对光合作用影响就越大,所以对长寿命高粱叶片光合速率的影响更大。
【小问4详解】
水光解产生的电子不能正常传递给NADP+,NADPH无法形成从而抑制了暗反应中C3还原,C5的再生也会停止,暗反应速率下降,最终导致叶片CO2吸收速率断崖式下降。
23. 如图为应用基因编辑去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成),获得患囊性纤维化的基因编辑小鼠4的培育流程。请回答下列问题:
(1)对1号小鼠使用 ______ 进行超数排卵处理,培养收集处在 MⅡ期的卵母细胞用于核移植。对卵母细胞进行去核操作的原因是_____________。
(2)采集2号小鼠的组织细胞,用 ______ 处理获得分散的成纤维细胞,放置于37℃的CO2培养箱中培养,其中CO2的作用是_______________。在细胞培养过程中,需要定期更换培养液的目的是________。
(3)图中显微注射将供体细胞注入去核的卵母细胞后,要通过 ______ 法使两细胞融合,形成重构胚。重构胚一般需要培养至 ______ 阶段进行胚胎移植。
(4)胚胎移植作为胚胎工程最终技术环节,优势是_______,为了获得更多的遗传背景一致的基因编辑小鼠4,可以采用 ____________技术。
【答案】(1) ①. 促性腺激素 ②. 使4号个体的核遗传物质全部来自2号个体
(2) ①. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②. 维持培养液的pH ③. 避免代谢产物的积累
(3) ①. 电融合 ②. 桑葚胚或囊胚
(4) ①. 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 ②. 胚胎分割
【解析】
【小问1详解】
超数排卵指的是应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子,采集的卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期才能使用。供体细胞的细胞核拥有完整的遗传信息,对后代的性状表达起主要作用,对卵母细胞进行去核操作,使核基因全部来源于2号小鼠基因编辑后的供体细胞。
【小问2详解】
常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块,使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2,O2是细胞代谢所必需的,CO2的作用是维持培养液的pH。动物细胞培养过程中,需要为细胞创造无菌无毒的环境,定期更换培养液可防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害。
【小问3详解】
动物体细胞核移植技术中,通过电融合法使两细胞融合,形成重构胚。通过体外受精及其他技术获得的胚胎需要发育到桑葚胚或囊胚时期才能进行胚胎移植。
【小问4详解】
胚胎移植的优势能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。若要获得更多基因编辑小鼠,可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。
24. 石油烃对土壤有很强的粘附性,表面活性剂能乳化石油烃使石油烃更容易从土壤中洗脱出来。研究团队从东营盐渍化(由NaCl过多引起)土壤石油污染区筛选出一株高效石油降解菌Z-13,选育及相关实验过程如图所示。回答下列问题。
(1)图1①②③培养基中都应添加______为唯一碳源。称取5g土壤用45mL无菌水制成土壤悬液,取1mL土壤悬液加入盛有9mL无菌水的试管中稀释混匀,连续稀释3次后取0.1mL菌液涂布培养,得到的三个平板菌落数分别为199、198、203,计算1g土壤中含有的石油降解菌为______个。
(2)常把①放置在摇床上振荡培养,振荡的作用是_____。应选取②中降解效果最好的菌落进行纯化培养,使用接种环在③中连续划线时,至少需要灼烧_____次。
(3)由图2可知,选用_____作为氮源时Z-13降解石油的效果最好。常见的非耐盐石油降解菌耐盐范围一般低于3%,将该菌株接种在不同盐浓度培养液中培养观察,结果如图3,为确定该菌株在50分钟内能够耐受的最高盐浓度,还需在______盐浓度区间设置浓度梯度进行培养鉴定。
(4)研究发现Z-13可产生脂肽类表面活性剂,综上分析,选用Z-13菌株修复盐渍化石油污染土壤的理由是______。
【答案】(1) ①. 石油(烃) ②. 2×107
(2) ①. 使细菌与培养液成分充分接触,增加培养液中的溶氧量 ②. 6
(3) ①. NH4Cl ②. 7%~9%
(4)Z-13能耐受较高盐浓度,且产生的生物表面活性剂能乳化石油烃,增大细菌与石油烃的接触面积,从而高效降解石油
【解析】
【分析】接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体--菌落。
【小问1详解】
要筛选石油降解菌,需提供石油(烃)作为唯一碳源,只有能降解石油的菌株才能在该培养基上生长。稀释涂布平板法计数公式: 每克土中菌落数 = 平均菌落数 × 稀释倍数÷涂布体积。 平均菌落数: (199+198+203)÷3=200,稀释倍数为104,所以1g土壤中含有的石油降解菌为200÷0.1×104=2×107个。
【小问2详解】
振荡可使细菌与培养液充分接触,同时增加培养液溶氧量(满足好氧菌呼吸需求)。接种环连续划线时,每次划线前后都需灼烧,接种环在③中共划线5次,故连续划线至少需灼烧6次。
【小问3详解】
图2为不同氮源下Z - 13降解石油的效果,纵坐标为石油降解率,其中“Z - 13 + NH₄Cl”组降解率最高,故选NH4Cl。 ② 耐盐浓度梯度:图3显示,常见耐盐菌耐盐< 3%,但该菌株在7% ~ 9%盐浓度下仍有降解能力;为确定“50分钟内耐受的最高盐浓度”,需在7% ~ 9%区间设置更小的浓度梯度实验。
【小问4详解】
由图3可知,Z - 13耐受较高盐浓度(适应盐渍化土壤环境); 菌株能产生糖脂类表面活性剂,表面活性剂可乳化石油,使石油更易从土壤中洗脱,同时增大细菌与石油的接触面积,从而高效降解石油。
25. 研究发现,玉米G基因启动子自然突变株系BT-1中G基因的表达量较野生型显著降低,从而表现出对玉米穗腐病(病原菌需破坏植物细胞壁侵入细胞内部汲取营养)较强的抗性。研究G基因与玉米穗腐病的关系,对培育抗玉米穗腐病玉米品种具有重要意义。相关信息如下图所示。回答下列问题。
部分目的基因序列:5'CTACGTTAGCACG……CGATCCGTAATCAT3′
注:LB/RB:T-DNA边界序列;图中所示目的基因序列是逆转录得到的单链;ATG对应起始密码子;TAG对应终止密码子。
以下为限制酶识别序列及切割位点:
Acc65I:5'-G↓GTACC-3′ KpnI:5'-GGTAC↓C-3′ NheI:5'-G↓CTAGC-3' BamHI:5'-G↓GATCC-3′ SpeI:5'-A↓CTAGT-3'
(1)PCR技术扩增G基因过程中与解旋酶作用相同的步骤是______。检测发现G基因中只有一个限制酶(KpnI)识别序列,载体、目的基因及限制酶相关信息如上所示。若要保证G基因的正确连接,可在G基因上游添加________限制酶识别序列,则目的基因上游扩增引物序列应为5'_______3'(写出10个碱基)。
(2)将构建好的G基因过表达载体导入到农杆菌中时,首先用Ca2+处理农杆菌,处理的目的是________。含重组质粒的农杆菌侵染野生型玉米愈伤组织时,培养基中应添加_______抗生素进行筛选,目的是_______。
(3)培养获得G基因过表达植株OE-1后,科研人员又创制了G基因敲除株系KO-1。用穗腐病病原菌分别侵染不同玉米株系后,发现BT-1及KO-1株系中果胶、纤维素含量较野生型及OE-1显著升高,且表现出对穗腐病较强抗性。从结构与功能角度分析G基因与玉米穗腐病抗性之间的关系及作用机制______。
【答案】(1) ①. 高温变性 ②. BamHI ③. GGATCCATGA
(2) ①. 使农杆菌处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 潮霉素 ③. 筛选成功插入T-DNA的玉米愈伤组织
(3)G基因抑制玉米植株中果胶和纤维素的合成,降低细胞壁的结构强度,使细胞壁保护作用弱,易被病原菌侵入,从而降低玉米对穗腐病的抗性
【解析】
【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:分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
PCR中高温变性使DNA解旋,与解旋酶作用相同;检测发现玉米G基因中只有一个限制酶(KpnI)识别序列,则目的基因不能使用限制酶(KpnI)切割,避免破坏目的基因,载体也不能用 KpnI切割,NheI和SpeI切割后会产生相同的黏性末端,要保证正确连接,结合载体酶切位点和目的基因序列,可在G基因上游添加BamHI识别序列,根据目的基因单链序列和BamHI识别序列(5'-G↓GATCC-3′ ),与限制酶KpnI(5'-GGTAC↓C-3′)产生相同的黏性末端,便于连接。引物序列:5'- GGATCCATGA-3',其中 前6个碱基GGATCC 是BamHI识别 序列,ATG对应起始密码子。
【小问2详解】
Ca2+处理农杆菌使其成为感受态细胞,使农杆菌处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态;重组质粒含潮霉素抗性基因,故培养基中应添加潮霉素可筛选成功插入T-DNA的玉米愈伤组织细胞。
【小问3详解】
用穗腐病病原菌分别侵染不同玉米株系后,发现BT-1及KO-1株系中果胶、纤维素含量较野生型及OE-1显著升高,G基因表达量降低,会使果胶、纤维素含量升高,细胞壁结构更坚固,能抵御病原菌侵染,增强对穗腐病抗性;G基因过表达则相反,使植株对穗腐病抗性减弱,故可知G基因抑制玉米植株中果胶和纤维素的合成,降低细胞壁的结构强度,使细胞壁保护作用弱,易被病原菌侵入,从而降低玉米对穗腐病的抗性。
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