精品解析:北京市东城区2025—2026学年高二下学期期末考试生物试题
2026-07-11
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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) | 北京市 |
| 地区(市) | 北京市 |
| 地区(区县) | 东城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.78 MB |
| 发布时间 | 2026-07-11 |
| 更新时间 | 2026-07-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58767547.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025—2026学年第二学期期末样卷高二生物
本试卷由样卷和校本题两部分组成,共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(共两节,30分)
在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
第一节(共13题,每题2分,共26分)
1. 蚜虫周围生活着很多生物,体内还有布氏菌等多种微生物,这些生物之间的关系如下图,下列叙述不正确的是( )
A. 蚜虫生活环境中的全部生物构成了生态系统
B. 蚜虫、瓢虫和草蛉都属于生态系统中的消费者
C. 蚜虫和蚂蚁之间可以进行双向的信息传递
D. 图中实线单箭头代表了能量单向流动的方向
2. 制作生态缸时底部依次铺垫石块、沙土和腐殖质,放置金鱼藻、苔藓、铁线蕨等植物,放入虾、小型植食性鱼、蚯蚓等动物,将生态缸放置于光线良好的地方。下列相关叙述不正确的是( )
A. 金鱼藻→某种小型植食性鱼构成了一条食物链
B. 生态缸中放置多种植物可以提高生态系统的稳定性
C. 生态缸中的物质循环离不开腐殖质中微生物的作用
D. 配置得当的生态缸在物质和能量上都能实现自给自足
3. 近年来,绿色发展的理念在我国日益深入人心,建设美丽中国的行动不断升级提速。下列举措不利于改善环境的是( )
A. 使用清洁能源降低碳足迹
B. 建立自然保护区对动植物进行就地保护
C. 从市场上购买非本地动物进行放生
D. 依据“循环”等原理进行生态工程建设
4. 我国传统发酵食品豆豉的制作工艺如下图。渥堆是制作的关键步骤,指将豆子堆成厚实的小堆,放入麻袋中系紧隔绝空气,生成的豆豉具有独特的风味。下列说法不正确的是( )
A. 制曲时黑豆可为霉菌生长提供营养物质
B. 蒸煮和加盐均可起到抑制杂菌生长的作用
C. 前发酵阶段黑豆中的蛋白质被分解为多肽和氨基酸
D. 参与前发酵、后发酵阶段中的菌种呼吸作用类型一致
5. 科学家将病毒的关键蛋白基因导入酵母菌,通过补料分批发酵技术,使酵母细胞内表达出大量病毒关键蛋白并组装成“病毒样颗粒”,该颗粒不含病毒遗传物质,但能作为疫苗进入人体激发免疫反应。下列说法正确的是( )
A. 发酵过程需优化温度、pH和溶解氧等条件
B. 该发酵工程的菌种是通过诱变育种获得的
C. 发酵后可从上清液中获取含有病毒样颗粒的酵母菌
D. 发酵过程无需严格控制无菌的条件
6. 下列有关微生物培养与应用技术的叙述,正确的是( )
A. 配制好的培养基应放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
B. 在酒精灯火焰旁将培养基倒入培养皿后应立即倒置
C. 接种前后,接种环都需要在酒精灯火焰上进行灼烧
D. 紫外线照射可杀死物体表面的所有微生物及其芽孢或孢子
7. 刚脱离机体的神经元在一定程度上能够反映体内的状态,因此与传代培养的神经元相比,原代培养的神经元在研究上具有重要作用。下列相关叙述不正确的是( )
A. 与成年鼠相比,从尚未出生的胎鼠中获取的神经组织更适合进行原代培养
B. 神经组织经胰蛋白酶、胶原蛋白酶或机械的方法处理分散成单个细胞
C. 培养神经元的培养基中通常需要加入血清等天然成分保证细胞所需营养
D. 胰蛋白酶处理、分装到新培养瓶中培养的神经元更适宜用于神经元功能的研究
8. 如下图所示流程可制备双特异性抗体(双抗)。下列叙述不正确的是( )
注:a为抗肿瘤药物结合位点,b为肿瘤膜抗原结合位点
A. 经第一次筛选可得到既无限增殖又产生抗体的杂交瘤细胞
B. 同时给小鼠注射2种抗原,可得到产双抗的B淋巴细胞
C. 通过该技术得到的双抗具有将药物靶向作用于肿瘤细胞的作用
D. 将抗肿瘤药物替换成荧光蛋白,可以辅助进行肿瘤的临床诊断
9. Solexa测序的主要原理是在脱氧核苷酸上添加可逆荧光终止基团,作用是确保每轮PCR只延伸一个碱基即终止反应,同时发出荧光信号进行检测。可逆荧光终止基团应加在脱氧核糖的( )
A. 1′-碱基 B. 2′-氢 C. 3′-羟基 D. 5′-磷酸基团
10. 研究人员希望利用PCR技术扩增目的基因的同时,在下图目的基因的左端添加限制酶XhoⅠ的识别序列,下列相关叙述不正确的是( )
A. 限制酶XhoⅠ切割后形成的末端为黏性末端而非平末端
B. PCR过程中的复性指的是引物与模板链之间恢复双链
C. PCR选择的引物之一序列为5′-CTCGAGATGCT-3′
D. PCR扩增1轮后即可得到含有XhoⅠ识别序列的目的基因
11. 使用农杆菌转化法将抗病基因转入水稻细胞中,利用如图质粒构建基因表达载体,下列相关叙述正确的是( )
A. 构建基因表达载体时使用AhdⅠ和BamHⅠ处理目的基因和质粒
B. 质粒中的T-DNA序列可以整合到水稻细胞染色体DNA中
C. 培养基中添加潮霉素可以筛选成功导入质粒或重组质粒的农杆菌
D. 培养基中添加卡那霉素可以筛选农杆菌成功侵染的水稻细胞
12. 在基因表达过程和基因工程操作过程中,很多酶的作用都与磷酸二酯键有关,下列相关叙述不正确的是( )
A. 转录过程中RNA聚合酶水解DNA的磷酸二酯键使DNA解旋
B. DNA复制时,DNA聚合酶连接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C. 限制酶可以识别DNA特定序列并切割特定位点的磷酸二酯键
D. DNA连接酶可以连接2个DNA片段,恢复之间的磷酸二酯键
13. 下列关于生物工程技术安全性和伦理的叙述,不正确的是( )
A. 生产转基因农作物时,需防止转基因花粉的传播,避免基因污染
B. 通过基因编辑设计试管婴儿是一种有性生殖新技术,不涉及伦理问题
C. 我国主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤武器
D. 将AI技术应用于生物医药领域时要对其可能产生的错误结果进行甄别
第二部分(共两节,70分)
第一节
14. 鄱阳湖是我国第一大淡水湖,由于过度捕捞造成生物多样性逐年衰退。2020年起,我国实施长江流域全面禁捕,科研人员在生态系统水平上对“十年禁渔”效果进行阶段性评估。
(1)鄱阳湖具有涵养水源、调蓄洪水、净化水质和调节气候等重要生态功能,体现了生物多样性的________价值。
(2)依据各种生物占据的空间位置和食性将其划分为22个功能组,构建鄱阳湖生态系统食物网(图1)。大型水生植物为鄱阳湖生态系统中的主要________(组成成分)。许多功能组(如鳙鱼)不位于1~4的水平线上的原因是________。禁渔后,多数鱼类的生物量和所处营养级的变化依次为________。
(3)研究人员选取相关指标来评估禁渔前后生态系统的变化。
①调查各营养级的能量流动情况如图2,图中a~g字母表示相应能量值。第二营养级到第三营养级能量的传递效率计算公式为__________。
②下表中总路径数表示食物链总条数,连接指数表示与某物种发生捕食关系的物种总数。综合上述研究,禁渔后鄱阳湖生态系统的变化包括________(多选)。
A.生物有机物干重更多
B.营养结构更复杂
C.生态系统抵抗力稳定性更强
D.生态系统已达到成熟
指标
连接指数
总路径数
总生物量
总初级生产量/总呼吸量
禁渔前
0.28
725
430
4.77
禁渔后
0.34
2950
583
2.86
注:总初级生产量指单位时间、单位面积生产者固定的全部能量
15. 真菌感染严重影响农作物产量,研究细菌与真菌间的相互作用对于有效防控真菌病害具有重要意义。
(1)在被禾谷镰孢菌(真菌)感染的植株周围取土壤样本,制成菌液,用__________法接种于固体培养基上,分离得到溶杆菌(细菌)。培养基中应含有__________、水和无机盐等营养成分。
(2)已有研究发现,溶杆菌可分泌抗菌物质HSAF抑制真菌生长。研究人员以野生型溶杆菌(WT)和HSAF合成缺陷突变体(ΔH)的菌液为材料,与镰孢菌孢子(繁殖体)进行共培养或分离培养,观察镰孢菌的菌落生长情况,结果如图1.此实验的自变量是__________。
(3)溶杆菌中存在一种类似噬菌体尾部的复合物T6SS,可以将毒素“注射”进与它接触的细菌内部,T6SS中的M蛋白将复合物锚定在靶细胞膜上。为研究T6SS是否也参与抗真菌过程,在ΔH中敲除M基因,构建双突变体ΔHΔM。进行如图2中1~4组的与镰孢菌孢子共培养实验,一段时间后测量真菌菌落面积,实验结果说明__________。为确认M在其中起到重要作用,研究人员补充了第5组实验,请在答题纸上补充第5组的实验结果:__________。
(4)上述研究发现溶杆菌通过__________的方式抑制真菌,请分析与喷施广谱抗真菌药物相比,利用溶杆菌这种抑菌方式进行真菌防治的优势______________________________________。(写出一点即可)。
16. 供体短缺是器官移植面临的重要问题。嵌合胚胎是指由两个或以上遗传背景不同的细胞群共同发育形成的胚胎。研究人员尝试将人多能干细胞(iPSCs)注入猪囊胚中,利用嵌合胚胎技术培养人体器官。
(1)iPSCs具有很强的__________能力,与嵌合体胚胎的成功形成密切相关。
(2)不同的培养基会影响iPSCs的发育状态。如图1,将红色荧光蛋白基因转入iPSCs获得iPSCs-R,利用5种不同培养基进行细胞培养,培养时需置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是__________。将培养的iPSCs-R注入猪的囊胚中,检测红色荧光面积如图2.实验结果说明培养基__________中培养的iPSCs具有更高的形成嵌合体的能力。
(3)SIX1基因是肾脏形成和发育的关键基因。将猪成纤维细胞的SIX1基因敲除,通过________技术获得肾缺陷胚胎。将3~5个iPSCs-R注入SIX1敲除的早期胚胎,最终获得嵌合体胚胎E25.从猪胚胎肾脏区域取样,切片后进行显微观察,结果如图3.
实验中对照组应来自__________胚胎。实验结果说明注入的iPSCs-R正确执行肾脏发育的功能,做出判断的理由是_______________________________________。
17. 热胁迫通过抑制光合作用降低作物产量。RNA前体在特定位点通常会发生C向U的转变,这一过程称为RNA编辑。科研人员对高等植物叶绿体中的RNA编辑与植物响应热胁迫的关系进行研究。
(1)热胁迫时,M蛋白在叶绿体中形成大分子凝聚体。为研究该凝聚体对叶绿体中RNA编辑的影响,进行如下实验:
①ndhD基因编码光合作用关键蛋白。提取不同拟南芥总RNA,经________酶作用生成cDNA,以cDNA为模板进行PCR时,_________酶催化DNA子链延伸。
②对扩增产物进行测序,其中野生型拟南芥特定位点测序结果如图1.比较不同拟南芥的编辑效率,结果如图2.分析结果可知__________。
③密码子ACG编码苏氨酸,AUG是起始密码子并编码甲硫氨酸,根据上述实验结果推测热胁迫导致光合作用关键蛋白合成降低的原因__________。
(2)研究人员制备M基因IDR序列去除的拟南芥M-ΔIDR,M-ΔIDR产生的截短蛋白无法响应热胁迫,但其他功能无影响。向突变体m中导入不同表达载体,得到对应的转基因植株。实验结果进一步证实了M的作用,请补全实验设计并预期结果__________。
(3)已知M蛋白可以结合D蛋白,且D蛋白具有结合ndhD RNA的结构域。制备ndhD RNA探针,设置如图3的反应体系。反应一段时间后进行电泳检测。综合上述实验结果,请从常温或热胁迫中选择一种条件,从下列选项中选择并排序,说明M蛋白调控ndhD RNA编辑的分子机制__________。
a.促进D蛋白与ndhD RNA结合
b.无法促进D蛋白与ndhD RNA结合
c.与D蛋白竞争性结合ndhD RNA
d.M蛋白无法与D蛋白结合
e.M蛋白与D蛋白结合
f.RNA编辑效率下降
g.实现RNA编辑
18. 学习以下材料,回答以下问题。
人工合成“无膜细胞器”在细菌中增强mRNA翻译
细菌作为生物制药和生物工程中的“生产工厂”,被广泛用于合成多种蛋白质。当前的细菌表达系统面临的一个关键问题是,细胞中蛋白质翻译的效率受到其他反应干扰,导致产量较低,稳定性差。研究发现,在一定条件下细胞中mRNA和某些蛋白质可以通过相互作用凝聚在一起,形成一种类似细胞器的“小型反应室”无膜结构。这种结构能够提高被隔离进入“反应室”中的蛋白质翻译体系的效率。
蛋白Pum2能识别并结合PRS标签(由8个核苷酸组成的特定RNA序列)。多肽ELP在浓度高时进行分子聚集,介导形成“反应室”。研究人员据此设计了“反应室”,并在大肠杆菌中探究其功能。向实验组大肠杆菌中同时导入含有融合基因Pum2-ELP-GFP和融合基因mCherry-PRS的表达载体,对照组中导入含有融合基因Pum2-ELP-GFP和mCherry基因的表达载体,其中GFP编码绿色荧光蛋白,mCherry编码红色荧光蛋白。如图1,pBAD为阿拉伯糖诱导型启动子,IPTG可以诱导T7启动子快速启动基因的表达。一段时间后,可通过检测荧光信号强度来判断特定蛋白的翻译效率,实验结果如图2所示。
为进一步确认Pum2结合mRNA但不将其隔离在“反应室”时不会提高蛋白翻译效率,在上述实验基础上补充一个对照组2.检测发现对照组2细胞中的荧光相对强度显著低于实验组,从而进一步确认是“无膜细胞器”提高了翻译的效率。目前,这一技术已成功应用于糖尿病治疗肽GLP-1的合成,并且可以使用特定的设备进行收集和纯化。
(1)蛋白质翻译体系中包括mRNA和翻译的场所__________(细胞器)。
(2)将基因表达载体导入大肠杆菌时,大肠杆菌需用__________处理以形成感受态。图1中先加入阿拉伯糖的目的是__________。
(3)图2实验结果检测的是细胞中__________色荧光的相对强度。请解释加入IPTG一段时间后,实验组细胞中相对荧光强度显著高于对照组的原因__________。
(4)对照组2的大肠杆菌中应导入含有融合基因__________的重组质粒。
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2025—2026学年第二学期期末样卷高二生物
本试卷由样卷和校本题两部分组成,共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(共两节,30分)
在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
第一节(共13题,每题2分,共26分)
1. 蚜虫周围生活着很多生物,体内还有布氏菌等多种微生物,这些生物之间的关系如下图,下列叙述不正确的是( )
A. 蚜虫生活环境中的全部生物构成了生态系统
B. 蚜虫、瓢虫和草蛉都属于生态系统中的消费者
C. 蚜虫和蚂蚁之间可以进行双向的信息传递
D. 图中实线单箭头代表了能量单向流动的方向
【答案】A
【解析】
【详解】A、生态系统由生物群落和非生物的物质和能量共同组成,蚜虫生活环境中的全部生物仅属于生物群落,缺少非生物环境,不能构成生态系统,A错误;
B、蚜虫直接以生产者(植物)为食,瓢虫、草蛉以蚜虫为食,三者均为异养生物,都属于生态系统中的消费者,B正确;
C、生态系统中生物之间的信息传递通常是双向的,蚜虫和蚂蚁为原始合作的种间关系,二者可相互传递信息,C正确;
D、图中实线单箭头代表捕食关系,能量沿食物链单向流动,因此该箭头可代表能量单向流动的方向,D正确。
2. 制作生态缸时底部依次铺垫石块、沙土和腐殖质,放置金鱼藻、苔藓、铁线蕨等植物,放入虾、小型植食性鱼、蚯蚓等动物,将生态缸放置于光线良好的地方。下列相关叙述不正确的是( )
A. 金鱼藻→某种小型植食性鱼构成了一条食物链
B. 生态缸中放置多种植物可以提高生态系统的稳定性
C. 生态缸中的物质循环离不开腐殖质中微生物的作用
D. 配置得当的生态缸在物质和能量上都能实现自给自足
【答案】D
【解析】
【详解】A、食物链的起点为生产者,金鱼藻是生产者属于第一营养级,小型植食性鱼捕食金鱼藻属于第二营养级,二者可构成一条食物链,A正确;
B、放置多种植物可提高生态缸的物种丰富度,使营养结构更复杂,进而提高生态系统的抵抗力稳定性,B正确;
C、腐殖质中的微生物属于分解者,可将动植物遗体、动物粪便中的有机物分解为无机物回归无机环境,是生态系统物质循环必不可少的成分,C正确;
D、生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,生态缸需要不断从外界输入光能才能维持正常运转,能量无法实现自给自足,仅物质可通过循环实现自给自足,D错误。
3. 近年来,绿色发展的理念在我国日益深入人心,建设美丽中国的行动不断升级提速。下列举措不利于改善环境的是( )
A. 使用清洁能源降低碳足迹
B. 建立自然保护区对动植物进行就地保护
C. 从市场上购买非本地动物进行放生
D. 依据“循环”等原理进行生态工程建设
【答案】C
【解析】
【详解】A、使用清洁能源可减少化石燃料的燃烧,降低二氧化碳等温室气体排放,缓解温室效应,有利于改善环境,A不符合题意;
B、建立自然保护区属于就地保护,是保护生物多样性最有效的措施,可保护珍稀动植物及本地生态系统,有利于改善环境,B不符合题意;
C、随意放生非本地动物,可能导致该物种因缺少天敌大量繁殖,引发生物入侵,破坏本地生态平衡、威胁本地物种生存,不利于改善环境,C符合题意;
D、依据循环等原理建设生态工程,可实现物质的循环利用,减少废弃物排放,兼顾生态效益和经济效益,有利于改善环境,D不符合题意。
4. 我国传统发酵食品豆豉的制作工艺如下图。渥堆是制作的关键步骤,指将豆子堆成厚实的小堆,放入麻袋中系紧隔绝空气,生成的豆豉具有独特的风味。下列说法不正确的是( )
A. 制曲时黑豆可为霉菌生长提供营养物质
B. 蒸煮和加盐均可起到抑制杂菌生长的作用
C. 前发酵阶段黑豆中的蛋白质被分解为多肽和氨基酸
D. 参与前发酵、后发酵阶段中的菌种呼吸作用类型一致
【答案】D
【解析】
【详解】A、黑豆含有丰富的蛋白质、糖类等有机物,制曲时可为接种的毛霉等霉菌生长提供碳源、氮源等所需营养物质,A正确;
B、蒸煮通过高温可杀死大部分杂菌,加盐可形成高渗环境使杂菌失水代谢受抑制,二者均可起到抑制杂菌生长的作用,B正确;
C、前发酵阶段毛霉等微生物产生的蛋白酶,可将黑豆中的蛋白质分解为多肽和氨基酸,C正确;
D、前发酵阶段的优势菌种为毛霉,属于需氧型微生物,主要进行有氧呼吸;后发酵阶段渥堆隔绝空气,为厌氧环境,参与的微生物主要进行无氧呼吸,两个阶段菌种的呼吸作用类型不一致,D错误。
5. 科学家将病毒的关键蛋白基因导入酵母菌,通过补料分批发酵技术,使酵母细胞内表达出大量病毒关键蛋白并组装成“病毒样颗粒”,该颗粒不含病毒遗传物质,但能作为疫苗进入人体激发免疫反应。下列说法正确的是( )
A. 发酵过程需优化温度、pH和溶解氧等条件
B. 该发酵工程的菌种是通过诱变育种获得的
C. 发酵后可从上清液中获取含有病毒样颗粒的酵母菌
D. 发酵过程无需严格控制无菌的条件
【答案】A
【解析】
【详解】A、酵母菌的生长、繁殖及代谢产蛋白的过程受温度、pH、溶解氧等环境因素的影响,优化这些条件可以保障酵母菌的代谢活性,提高发酵产量,A正确;
B、该发酵菌种是通过基因工程将病毒关键蛋白基因导入酵母菌获得的,其原理是基因重组,而诱变育种是诱导基因突变,具有不定向性,B错误;
C、病毒样颗粒是在酵母细胞内表达并组装形成的,上清液中是发酵产生的发酵液,含有病毒样颗粒的酵母菌密度较大,静置分层后应处于下层,C错误;
D、发酵过程需要严格控制无菌的条件,防止杂菌污染,D错误。
6. 下列有关微生物培养与应用技术的叙述,正确的是( )
A. 配制好的培养基应放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
B. 在酒精灯火焰旁将培养基倒入培养皿后应立即倒置
C. 接种前后,接种环都需要在酒精灯火焰上进行灼烧
D. 紫外线照射可杀死物体表面的所有微生物及其芽孢或孢子
【答案】C
【解析】
【详解】A、培养基含水分和营养成分,若采用干热灭菌法会导致培养基的水分蒸发、成分被破坏,应该用高压蒸汽灭菌法对其进行灭菌,A错误;
B、将培养基倒入培养皿后,需等培养基冷却凝固后再倒置,若立即倒置,未凝固的培养基可能会流动黏附在皿盖上,影响后续使用,B错误;
C、接种前灼烧接种环可杀灭接种环上的杂菌,避免污染菌种和培养基,接种后灼烧接种环可杀灭残留的菌种,避免其污染环境、感染操作者,因此接种前后接种环都需要在酒精灯火焰上灼烧,C正确;
D、紫外线照射属于消毒的方法,仅能杀死物体表面的部分微生物,无法杀灭芽孢和孢子,只有灭菌操作才能杀灭包括芽孢、孢子在内的所有微生物,D错误。
7. 刚脱离机体的神经元在一定程度上能够反映体内的状态,因此与传代培养的神经元相比,原代培养的神经元在研究上具有重要作用。下列相关叙述不正确的是( )
A. 与成年鼠相比,从尚未出生的胎鼠中获取的神经组织更适合进行原代培养
B. 神经组织经胰蛋白酶、胶原蛋白酶或机械的方法处理分散成单个细胞
C. 培养神经元的培养基中通常需要加入血清等天然成分保证细胞所需营养
D. 胰蛋白酶处理、分装到新培养瓶中培养的神经元更适宜用于神经元功能的研究
【答案】D
【解析】
【详解】A、胎鼠的神经细胞分化程度低、分裂能力更强,成年鼠神经细胞高度分化,分裂能力极弱,因此从胎鼠中获取的神经组织更适合进行原代培养,A正确;
B、动物神经组织细胞间的主要成分为蛋白质,可通过胰蛋白酶、胶原蛋白酶分解细胞间的蛋白质,或通过机械方法将组织分散成单个细胞,B正确;
C、当前人类尚未完全明确动物细胞所需的全部营养物质,因此培养神经元的培养基中需要加入血清等天然成分,提供细胞未知的必需营养,C正确;
D、经胰蛋白酶处理、分装到新培养瓶中培养的神经元属于传代培养的神经元,题干明确说明原代培养的神经元比传代培养的更能反映体内状态,更适宜用于神经元功能的研究,D错误。
8. 如下图所示流程可制备双特异性抗体(双抗)。下列叙述不正确的是( )
注:a为抗肿瘤药物结合位点,b为肿瘤膜抗原结合位点
A. 经第一次筛选可得到既无限增殖又产生抗体的杂交瘤细胞
B. 同时给小鼠注射2种抗原,可得到产双抗的B淋巴细胞
C. 通过该技术得到的双抗具有将药物靶向作用于肿瘤细胞的作用
D. 将抗肿瘤药物替换成荧光蛋白,可以辅助进行肿瘤的临床诊断
【答案】B
【解析】
【详解】A、单克隆抗体制备过程中,第一次筛选利用选择培养基可筛选出杂交瘤细胞,这类细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成,既具备骨髓瘤细胞无限增殖的特点,又具备B淋巴细胞产生抗体的特点,A正确;
B、一个B淋巴细胞只能产生一种特异性抗体,同时给小鼠注射2种抗原,小鼠体内会产生两种分别针对不同抗原的B淋巴细胞,无法得到能产生双抗的单一B淋巴细胞,B错误;
C.双抗的b位点可结合肿瘤膜抗原,a位点可结合抗肿瘤药物,因此可将药物靶向运输到肿瘤细胞处发挥作用,C正确;
D、若将抗肿瘤药物替换为荧光蛋白,双抗结合肿瘤细胞后,可通过检测荧光定位肿瘤组织,辅助肿瘤的临床诊断,D正确。
9. Solexa测序的主要原理是在脱氧核苷酸上添加可逆荧光终止基团,作用是确保每轮PCR只延伸一个碱基即终止反应,同时发出荧光信号进行检测。可逆荧光终止基团应加在脱氧核糖的( )
A. 1′-碱基 B. 2′-氢 C. 3′-羟基 D. 5′-磷酸基团
【答案】C
【解析】
【详解】A、脱氧核糖1'位点连接碱基,修饰该位点会影响碱基互补配对,无法实现单碱基的正常连接延伸,不符合需求,A错误;
B、脱氧核糖2'位点为氢,该基团不参与磷酸二酯键的形成,修饰此处无法阻断后续链的延伸,B错误;
C、脱氧核糖3'位点的游离羟基是形成磷酸二酯键的必需基团,在此处添加可逆终止基团后,单个脱氧核苷酸连接到延伸链后,无游离3'-羟基可与下一个脱氧核苷酸的5'-磷酸反应,可实现每轮仅延伸一个碱基的目的,且后续可去除终止基团恢复延伸能力,符合要求,C正确;
D、脱氧核糖5'位点的磷酸基团是该脱氧核苷酸连接到延伸链上的必需基团,修饰此处会导致该脱氧核苷酸无法被连接到延伸链,无法完成单碱基延伸,D错误。
10. 研究人员希望利用PCR技术扩增目的基因的同时,在下图目的基因的左端添加限制酶XhoⅠ的识别序列,下列相关叙述不正确的是( )
A. 限制酶XhoⅠ切割后形成的末端为黏性末端而非平末端
B. PCR过程中的复性指的是引物与模板链之间恢复双链
C. PCR选择的引物之一序列为5′-CTCGAGATGCT-3′
D. PCR扩增1轮后即可得到含有XhoⅠ识别序列的目的基因
【答案】D
【解析】
【详解】A、限制酶Xho Ⅰ的切割位点位于识别序列中轴线的两侧,所以切割出的末端为黏性末端,A正确;
B、PCR 包括变性→复性→延伸,其中复性指的是引物与模板单链互补配对,恢复局部双链,B正确;
C、PCR的引物与模板链的3′端碱基互补配对,且依据题意需在目的基因的左端添加限制酶XhoⅠ的识别序列,为了不影响扩增目的基因,限制酶的识别序列需要添加在引物的5′,故目的基因左侧的引物序列为5′-CTCGAGATGCT-3′,C正确;
D、据题意可知,只需要在目的基因的一端添加限制酶的识别序列,PCR 扩增 1 轮只能得到两条单链长度不等的 DNA 片段,扩增2轮才能得到含有XhoⅠ识别序列的目的基因,D错误。
11. 使用农杆菌转化法将抗病基因转入水稻细胞中,利用如图质粒构建基因表达载体,下列相关叙述正确的是( )
A. 构建基因表达载体时使用AhdⅠ和BamHⅠ处理目的基因和质粒
B. 质粒中的T-DNA序列可以整合到水稻细胞染色体DNA中
C. 培养基中添加潮霉素可以筛选成功导入质粒或重组质粒的农杆菌
D. 培养基中添加卡那霉素可以筛选农杆菌成功侵染的水稻细胞
【答案】B
【解析】
【详解】A、AhdⅠ在质粒上有两个酶切位点,其中一个位于复制原点处,若使用AhdⅠ处理质粒会破坏复制原点,导致质粒无法在宿主细胞内复制,因此不能选择该酶构建表达载体,A错误;
B、农杆菌的T-DNA为可转移DNA,能够转移到受体植物细胞中,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,这是农杆菌转化法的原理基础,B正确;
C、潮霉素抗性基因的启动子是p35S,属于真核生物特异性启动子,在原核生物农杆菌中无法启动潮霉素抗性基因的表达,因此添加潮霉素无法筛选成功导入质粒的农杆菌,C错误;
D、卡那霉素抗性基因位于T-DNA区域外,不会随T-DNA整合到水稻细胞的染色体DNA中,且其启动子为原核启动子,在真核水稻细胞中无法表达,因此不能用卡那霉素筛选被农杆菌成功侵染的水稻细胞,D错误。
12. 在基因表达过程和基因工程操作过程中,很多酶的作用都与磷酸二酯键有关,下列相关叙述不正确的是( )
A. 转录过程中RNA聚合酶水解DNA的磷酸二酯键使DNA解旋
B. DNA复制时,DNA聚合酶连接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C. 限制酶可以识别DNA特定序列并切割特定位点的磷酸二酯键
D. DNA连接酶可以连接2个DNA片段,恢复之间的磷酸二酯键
【答案】A
【解析】
【详解】A、转录过程中RNA聚合酶可使DNA解旋,该过程破坏的是DNA双链碱基对之间的氢键,不是磷酸二酯键,A错误;
B、DNA复制时,DNA聚合酶可将游离的脱氧核苷酸连接到正在合成的DNA子链上,作用是形成脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,B正确;
C、限制酶具有专一性,能识别DNA的特定核苷酸序列,并切割特定位点的磷酸二酯键,C正确;
D、DNA连接酶可连接具有相同末端的两个DNA片段,在两个片段之间恢复磷酸二酯键,实现DNA片段的拼接,D正确。
13. 下列关于生物工程技术安全性和伦理的叙述,不正确的是( )
A. 生产转基因农作物时,需防止转基因花粉的传播,避免基因污染
B. 通过基因编辑设计试管婴儿是一种有性生殖新技术,不涉及伦理问题
C. 我国主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤武器
D. 将AI技术应用于生物医药领域时要对其可能产生的错误结果进行甄别
【答案】B
【解析】
【详解】A、转基因农作物的花粉若扩散到近缘野生种,会导致外源基因扩散,造成基因污染,因此生产时需防控转基因花粉传播,A正确;
B、基因编辑设计试管婴儿会涉及人类基因的人为改造,易引发基因歧视、生命平等性被破坏等严重伦理问题,并非不涉及伦理,B错误;
C、我国始终主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器,符合我国生物安全立场,C正确;
D、AI技术在生物医药领域的应用结果存在出错的可能,因此必须对其输出结果进行人工甄别,避免风险,D正确。
第二部分(共两节,70分)
第一节
14. 鄱阳湖是我国第一大淡水湖,由于过度捕捞造成生物多样性逐年衰退。2020年起,我国实施长江流域全面禁捕,科研人员在生态系统水平上对“十年禁渔”效果进行阶段性评估。
(1)鄱阳湖具有涵养水源、调蓄洪水、净化水质和调节气候等重要生态功能,体现了生物多样性的________价值。
(2)依据各种生物占据的空间位置和食性将其划分为22个功能组,构建鄱阳湖生态系统食物网(图1)。大型水生植物为鄱阳湖生态系统中的主要________(组成成分)。许多功能组(如鳙鱼)不位于1~4的水平线上的原因是________。禁渔后,多数鱼类的生物量和所处营养级的变化依次为________。
(3)研究人员选取相关指标来评估禁渔前后生态系统的变化。
①调查各营养级的能量流动情况如图2,图中a~g字母表示相应能量值。第二营养级到第三营养级能量的传递效率计算公式为__________。
②下表中总路径数表示食物链总条数,连接指数表示与某物种发生捕食关系的物种总数。综合上述研究,禁渔后鄱阳湖生态系统的变化包括________(多选)。
A.生物有机物干重更多
B.营养结构更复杂
C.生态系统抵抗力稳定性更强
D.生态系统已达到成熟
指标
连接指数
总路径数
总生物量
总初级生产量/总呼吸量
禁渔前
0.28
725
430
4.77
禁渔后
0.34
2950
583
2.86
注:总初级生产量指单位时间、单位面积生产者固定的全部能量
【答案】(1)间接 (2) ①. 生产者 ②. 一种生物可同时占有多个不同的营养级 ③. 生物量增加、营养级升高
(3) ①. b/(a+c)×100% ②. ABC
【解析】
【小问1详解】
鄱阳湖具有涵养水源、调蓄洪水、净化水质和调节气候等重要生态功能,体现了生物多样性的间接价值。
【小问2详解】
大型水生植物为鄱阳湖生态系统中的主要生产者。在复杂食物网中,同一生物会捕食多个不同营养级的生物,因此可同时占有多个不同营养级,所以许多功能组(如鳙鱼)不位于1~4的水平线上;禁渔后停止捕捞,鱼类死亡减少,多数鱼类生物量增加,原捕捞活动占据最高营养级,禁渔后鱼类营养级整体升高。
【小问3详解】
① 能量传递效率=(下一营养级同化量÷上一营养级同化量)×100%。第二营养级的同化量包括生产者流入的a和碎屑流入的c,第三营养级从第二营养级获得的同化量为b,因此传递效率为b/(a+c)×100%。
② A、禁渔后总生物量从430升高到583,总有机物干重更多,A正确;
B、连接指数、总食物链条数都明显增加,说明营养结构更复杂,B正确;
C、生态系统营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强,C正确;
D、成熟稳定的生态系统,总初级生产量与总呼吸量比值接近1,禁渔后该比值仍为2.86远大于1,说明生态系统还在恢复,未达到成熟,D错误。
15. 真菌感染严重影响农作物产量,研究细菌与真菌间的相互作用对于有效防控真菌病害具有重要意义。
(1)在被禾谷镰孢菌(真菌)感染的植株周围取土壤样本,制成菌液,用__________法接种于固体培养基上,分离得到溶杆菌(细菌)。培养基中应含有__________、水和无机盐等营养成分。
(2)已有研究发现,溶杆菌可分泌抗菌物质HSAF抑制真菌生长。研究人员以野生型溶杆菌(WT)和HSAF合成缺陷突变体(ΔH)的菌液为材料,与镰孢菌孢子(繁殖体)进行共培养或分离培养,观察镰孢菌的菌落生长情况,结果如图1.此实验的自变量是__________。
(3)溶杆菌中存在一种类似噬菌体尾部的复合物T6SS,可以将毒素“注射”进与它接触的细菌内部,T6SS中的M蛋白将复合物锚定在靶细胞膜上。为研究T6SS是否也参与抗真菌过程,在ΔH中敲除M基因,构建双突变体ΔHΔM。进行如图2中1~4组的与镰孢菌孢子共培养实验,一段时间后测量真菌菌落面积,实验结果说明__________。为确认M在其中起到重要作用,研究人员补充了第5组实验,请在答题纸上补充第5组的实验结果:__________。
(4)上述研究发现溶杆菌通过__________的方式抑制真菌,请分析与喷施广谱抗真菌药物相比,利用溶杆菌这种抑菌方式进行真菌防治的优势______________________________________。(写出一点即可)。
【答案】(1) ①. 稀释涂布平板或平板划线法 ②. 碳源、氮源
(2)溶杆菌是否与镰孢菌接触,是否分泌HSAF
(3) ①. T6SS通过M参与溶杆菌的抗真菌过程 ②.
与3组一致: (4) ①. 细胞接触 ②. 特异性强,生物防治对环境污染较小
【解析】
【小问1详解】
接种微生物的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,这里要分离得到溶杆菌,所以用稀释涂布平板法接种于固体培养基上。微生物培养基一般都含有碳源、氮源、水和无机盐等营养成分,因此培养基中应含有碳源、氮源、水和无机盐等营养成分。
【小问2详解】
根据题意和图1可知,材料有野生型 WT(可产 HSAF)、突变体 ΔH(HSAF 合成缺陷); 培养方式有共培养、分离培养(滤膜隔开,代谢物可扩散、细胞不接触)。因此实验的自变量有2个:溶杆菌是否与镰孢菌接触,是否分泌HSAF。
【小问3详解】
1 组无菌水:真菌菌落面积最大(无抑制);2组野生型 WT:菌落极小,抑菌最强; 3 组 ΔH(仅缺失 HSAF):有一定抑制,但弱于 WT;4 组 ΔHΔM(同时缺失HSAF、M蛋白,T6SS失活):菌落面积远大于3组,抑菌能力大幅下降。实验结论为T6SS通过M参与溶杆菌的抗真菌过程。第5组实验处理为双突变体ΔHΔM + 回补M基因,导入M基因恢复T6SS功能,恢复部分抑菌能力,证明T6SS通过M参与溶杆菌的抗真菌过程,因此第5组实验结果为真菌菌落面积显著小于4组,接近3组,图示为:。
【小问4详解】
溶杆菌通过直接细胞接触依赖T6SS将毒素注射入真菌细胞的方式抑制真菌生长。图1显示共培养时抑制显著,分离培养时效果减弱,支持该机制。与喷施广谱抗真菌药物相比,这种抑菌方式的优势有:特异性强,只针对靶标真菌,不会破坏其他微生物群落;生物防治对环境污染较小。
16. 供体短缺是器官移植面临的重要问题。嵌合胚胎是指由两个或以上遗传背景不同的细胞群共同发育形成的胚胎。研究人员尝试将人多能干细胞(iPSCs)注入猪囊胚中,利用嵌合胚胎技术培养人体器官。
(1)iPSCs具有很强的__________能力,与嵌合体胚胎的成功形成密切相关。
(2)不同的培养基会影响iPSCs的发育状态。如图1,将红色荧光蛋白基因转入iPSCs获得iPSCs-R,利用5种不同培养基进行细胞培养,培养时需置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是__________。将培养的iPSCs-R注入猪的囊胚中,检测红色荧光面积如图2.实验结果说明培养基__________中培养的iPSCs具有更高的形成嵌合体的能力。
(3)SIX1基因是肾脏形成和发育的关键基因。将猪成纤维细胞的SIX1基因敲除,通过________技术获得肾缺陷胚胎。将3~5个iPSCs-R注入SIX1敲除的早期胚胎,最终获得嵌合体胚胎E25.从猪胚胎肾脏区域取样,切片后进行显微观察,结果如图3.
实验中对照组应来自__________胚胎。实验结果说明注入的iPSCs-R正确执行肾脏发育的功能,做出判断的理由是_______________________________________。
【答案】(1)增殖分化(或分裂分化)
(2) ①. 维持培养液的pH ②. 4CL
(3) ①. 体细胞核移植(克隆) ②. 正常(未敲除SIX1基因的)猪 ③. E25胚胎的肾脏区域,来自iPSCs-R的红色荧光细胞成功表达了肾脏发育关键蛋白SALL1,且形成了和正常对照组结构相似的肾脏
【解析】
【小问1详解】
iPSCs(诱导多能干细胞)属于多能干细胞,具有很强的增殖分化能力,可以分化产生胚胎发育所需的各类细胞,和嵌合体胚胎的成功形成密切相关。
【小问2详解】
动物细胞培养时,CO2的作用是维持培养液的pH稳定;图2的纵坐标是红色荧光面积占囊胚面积的比值,比值越高说明注入的iPSCs-R在嵌合胚胎中占比越高,形成嵌合体的能力越强,4CL培养基组的比值最高,因此4CL培养的iPSCs嵌合能力更高。
【小问3详解】
猪成纤维细胞是已分化的体细胞,要获得基因编辑的胚胎,需要通过体细胞核移植技术,将敲除SIX1的体细胞核移入去核卵母细胞,发育得到肾缺陷胚胎。本实验目的是验证iPSCs能否正常执行肾脏发育功能,对照组应为未进行基因敲除的正常猪胚胎,作为正常肾脏的参照;已知猪自身SIX1被敲除后,无法激活SALL1(肾脏发育关键蛋白)表达形成正常肾脏,而实验结果显示E25胚胎的肾脏区域,红色荧光标记(iPSCs来源)的细胞成功表达了SALL1,且形成了和正常对照组结构相似的肾脏,因此说明iPSCs正确执行了肾脏发育的功能。
17. 热胁迫通过抑制光合作用降低作物产量。RNA前体在特定位点通常会发生C向U的转变,这一过程称为RNA编辑。科研人员对高等植物叶绿体中的RNA编辑与植物响应热胁迫的关系进行研究。
(1)热胁迫时,M蛋白在叶绿体中形成大分子凝聚体。为研究该凝聚体对叶绿体中RNA编辑的影响,进行如下实验:
①ndhD基因编码光合作用关键蛋白。提取不同拟南芥总RNA,经________酶作用生成cDNA,以cDNA为模板进行PCR时,_________酶催化DNA子链延伸。
②对扩增产物进行测序,其中野生型拟南芥特定位点测序结果如图1.比较不同拟南芥的编辑效率,结果如图2.分析结果可知__________。
③密码子ACG编码苏氨酸,AUG是起始密码子并编码甲硫氨酸,根据上述实验结果推测热胁迫导致光合作用关键蛋白合成降低的原因__________。
(2)研究人员制备M基因IDR序列去除的拟南芥M-ΔIDR,M-ΔIDR产生的截短蛋白无法响应热胁迫,但其他功能无影响。向突变体m中导入不同表达载体,得到对应的转基因植株。实验结果进一步证实了M的作用,请补全实验设计并预期结果__________。
(3)已知M蛋白可以结合D蛋白,且D蛋白具有结合ndhD RNA的结构域。制备ndhD RNA探针,设置如图3的反应体系。反应一段时间后进行电泳检测。综合上述实验结果,请从常温或热胁迫中选择一种条件,从下列选项中选择并排序,说明M蛋白调控ndhD RNA编辑的分子机制__________。
a.促进D蛋白与ndhD RNA结合
b.无法促进D蛋白与ndhD RNA结合
c.与D蛋白竞争性结合ndhD RNA
d.M蛋白无法与D蛋白结合
e.M蛋白与D蛋白结合
f.RNA编辑效率下降
g.实现RNA编辑
【答案】(1) ①. 逆转录 ②. Taq酶(耐高温的DNA聚合酶) ③. M蛋白参与RNA编辑,热胁迫时M蛋白形成凝聚体,RNA编辑功能受损 ④. 热胁迫导致M蛋白形成大分子凝聚体,RNA编辑功能受损,能形成起始密码子的mRNA 比例降低,翻译效率降低。
(2)
(3)热胁迫:dbf(常温:eag;)
【解析】
【小问1详解】
①以RNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录,该过程需要逆转录酶的催化。PCR技术中,催化DNA子链延伸的酶是Taq酶(耐高温的DNA聚合酶)。
②分析图2结果可知:热胁迫会降低拟南芥中ndhD RNA的编辑效率;且M蛋白功能缺失(突变体m)会导致编辑效率进一步降低,热胁迫下突变体m的编辑功能受损,说明M蛋白参与RNA编辑,热胁迫时M蛋白形成凝聚体,RNA编辑功能受损。
③由图1可知,RNA编辑可使ACG(编码苏氨酸)转变为AUG(起始密码子),热胁迫下 M 蛋白形成凝聚体,RNA编辑功能受损,能形成起始密码子的mRNA 比例降低,翻译效率降低,导致光合作用关键 ndhD 蛋白合成减少。
【小问2详解】
实验目的是证实M的作用,M-ΔIDR产生的截短蛋白无法响应热胁迫但其他功能无影响,所以实验设计为:将分别导入完整正常 M 基因的表达载体、M-ΔIDR(截短 M 蛋白,无法响应热胁迫、不能形成凝聚体)的表达载体植株不进行热胁迫条件处理和进行热胁迫处理相同时间,检测ndhD 的 RNA 编辑效率。预期结果为:不进行热胁迫处理的植株无大分子凝聚体且ndhD RNA 编辑效率与野生型接近;热处理下M-ΔIDR 截短基因组无法形成大分子凝聚体,但消除了热胁迫对ndhD RNA编辑的抑制,编辑效率与野生型接近,而导入完整正常 M 基因的表达载体的植株能形成大分子凝聚体,但ndhD RNA编辑效率低于40%。
【小问3详解】
热胁迫(42℃)条件下M蛋白调控ndhD RNA编辑的分子机制为:M 蛋白无法与 D 蛋白结合(热胁迫下 M 形成凝聚体,改变复合物功能)(d),无法促进 D 蛋白与 ndhD RNA 结合(复合体减少,游离 RNA 增多)(b),D 蛋白难以结合 RNA,ndhD 的 RNA 编辑效率下降(f)。[或常温条件下M蛋白调控ndhD RNA编辑的分子机制为:M蛋白与D蛋白结合(e),促进D蛋白与ndhD RNA结合(a),实现RNA编辑(g)。]
18. 学习以下材料,回答以下问题。
人工合成“无膜细胞器”在细菌中增强mRNA翻译
细菌作为生物制药和生物工程中的“生产工厂”,被广泛用于合成多种蛋白质。当前的细菌表达系统面临的一个关键问题是,细胞中蛋白质翻译的效率受到其他反应干扰,导致产量较低,稳定性差。研究发现,在一定条件下细胞中mRNA和某些蛋白质可以通过相互作用凝聚在一起,形成一种类似细胞器的“小型反应室”无膜结构。这种结构能够提高被隔离进入“反应室”中的蛋白质翻译体系的效率。
蛋白Pum2能识别并结合PRS标签(由8个核苷酸组成的特定RNA序列)。多肽ELP在浓度高时进行分子聚集,介导形成“反应室”。研究人员据此设计了“反应室”,并在大肠杆菌中探究其功能。向实验组大肠杆菌中同时导入含有融合基因Pum2-ELP-GFP和融合基因mCherry-PRS的表达载体,对照组中导入含有融合基因Pum2-ELP-GFP和mCherry基因的表达载体,其中GFP编码绿色荧光蛋白,mCherry编码红色荧光蛋白。如图1,pBAD为阿拉伯糖诱导型启动子,IPTG可以诱导T7启动子快速启动基因的表达。一段时间后,可通过检测荧光信号强度来判断特定蛋白的翻译效率,实验结果如图2所示。
为进一步确认Pum2结合mRNA但不将其隔离在“反应室”时不会提高蛋白翻译效率,在上述实验基础上补充一个对照组2.检测发现对照组2细胞中的荧光相对强度显著低于实验组,从而进一步确认是“无膜细胞器”提高了翻译的效率。目前,这一技术已成功应用于糖尿病治疗肽GLP-1的合成,并且可以使用特定的设备进行收集和纯化。
(1)蛋白质翻译体系中包括mRNA和翻译的场所__________(细胞器)。
(2)将基因表达载体导入大肠杆菌时,大肠杆菌需用__________处理以形成感受态。图1中先加入阿拉伯糖的目的是__________。
(3)图2实验结果检测的是细胞中__________色荧光的相对强度。请解释加入IPTG一段时间后,实验组细胞中相对荧光强度显著高于对照组的原因__________。
(4)对照组2的大肠杆菌中应导入含有融合基因__________的重组质粒。
【答案】(1)核糖体 (2) ①. 钙离子##氯化钙 ②. 诱导pBAD启动子启动转录,合成mCherry−PRS的mRNA
(3) ①. 红 ②. 实验组的mCherry mRNA带有PRS标签,可被Pum2识别结合,通过ELP的聚集作用被隔离进入无膜“反应室”,翻译效率提升,合成更多红色荧光蛋白mCherry,因此相对荧光强度显著更高
(4)Pum2−GFP和mCherry−PRS
【解析】
【小问1详解】
蛋白质翻译的场所是核糖体,核糖体是蛋白质合成的细胞器,原核生物的翻译过程也发生在核糖体中,因此蛋白质翻译体系中包括mRNA和翻译的场所核糖体。
【小问2详解】
将基因表达载体导入大肠杆菌时,需要用钙离子(氯化钙)处理大肠杆菌,使其成为能吸收外源DNA的生理状态。题干说明pBAD是阿拉伯糖诱导型启动子,因此加入阿拉伯糖的作用是诱导pBAD启动子启动转录,合成mCherry−PRS的mRNA。
【小问3详解】
本实验的观测指标是mCherry的翻译效率,mCherry编码红色荧光蛋白,实验组和对照组的差异是mCherry的mRNA能否进入无膜反应室,因此检测的是红色荧光强度。实验组中带有PRS标签的mCherry mRNA被Pum2结合后,会进入ELP聚集形成的无膜反应室,减少了其他反应的干扰,翻译效率更高,合成更多红色荧光蛋白,因此荧光强度显著高于对照组。
【小问4详解】
对照组2的实验目的是验证“仅Pum2结合mRNA、不隔离进入反应室,无法提高翻译效率”,因此需要保留mCherry的PRS标签(保证Pum2可以结合mRNA),同时去除融合基因中的ELP序列(无法聚集形成反应室),因此需要导入融合基因Pum2−GFP和mCherry−PRS。
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