精品解析:安徽省太和中学2025-2026学年高二下学期7月期末考试生物试题
2026-07-13
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内容正文:
高二年级期末考试生物试卷
(本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间75分钟)
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 气候变化影响生物的生存和生物圈的稳态。为了分析气候变化对种群数量的影响,研究人员调查了某地区鹩莺30年的种群数量变化,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 种群数量总体呈下降趋势,气候变化对雌鸟的影响较大
B. 鹩莺种群数量变化是由性别比例变化直接导致的
C. 图中曲线可以精准预测未来鹩莺种群数量的变化趋势
D. 气候变化可能影响鹩莺种群的迁入率、迁出率、出生率和死亡率
2. 夜鹭是一种珍稀夏候鸟,昼伏夜出,以鱼虾为食,野生型个体羽色为绿翼。近年来,部分夜鹭种群开始适应太湖中繁殖。科研人员在对太湖夜鹭种群的长期监测中,发现了羽毛呈银色光泽的银翼个体。下列相关叙述错误的是( )
A. 白鹭夜伏昼出,与夜鹭实现生态位的分化
B. 秋季太湖中夜鹭种群密度的降低提示该地夜鹭种群为衰退型
C. 太湖中浅水区芦苇丛生、深水区浮游植物富集,属于群落水平结构
D. 若银翼性状为单基因隐性突变导致的,则银翼个体相互交配不会出现绿翼个体
3. Janzen-Connel假说(詹森-康奈尔假说)认为,某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等,从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中,不能用该假说合理解释的是( )
A. 亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大
B. 鸟巢兰种子远离母株萌发时,由于病原菌的侵害减少,故幼苗死亡率降低
C. 中药材三七连续原地栽种,会暴发病虫害导致产量降低
D. 病原菌、昆虫等非密度制约因素,是导致远离母株后代死亡率降低的主要原因
4. 生物絮团技术(BFT)通过在养殖水体中培育以异养细菌、硝化细菌、有机碎屑等为核心的生物絮团,实现水中氨氮、亚硝酸盐等有害物质的转化与利用,同时絮团也可作为鱼、虾的补充饵料。某养殖池采用该技术,定期添加有机碳源,控制水体C/N比,以促进异养细菌将无机氮转化为菌体蛋白。下列叙述正确的是( )
A. 该养殖系统中输入的总能量就是生产者固定的太阳能
B. 生物絮团中的微生物均属于分解者,是物质循环的关键环节
C. 养殖动物的生物量可能高于浮游植物的生物量,使得生物量金字塔倒置
D. 生物絮团作为饵料被鱼、虾摄食,实现了系统中能量的循环流动
5. 土壤中的三种圆虫食性各不相同,甲以植物根系为食,乙以腐生细菌为食,丙以甲、乙为食。在减少施用化肥而增施有机肥的农业试验田中,初期三种圆虫的数量都有所升高。下列说法错误的是( )
A. 土壤中圆虫宜通过取样器取样的方法进行调查研究
B. 长期施用有机肥后,土壤中甲的数量一定会显著增多
C. 若施用的有机肥被铅污染,则丙体内铅含量最高
D. 与施用化肥相比,增施有机肥的农业试验田稳定性可能更高
6. 《中华人民共和国生态环境法典》规定“国家加强生物多样性保护,合理布局建设生物多样性保护空间体系”,同时明确“国家实行耕地养护、修复、轮作休耕和森林、草原、湿地、海洋、江河湖泊休养生息制度”。下列叙述错误的是( )
A. 生物多样性保护空间体系的建设有助于提高生态系统的自我调节能力
B. 轮作休耕制度可恢复土壤肥力,其原理体现了生态工程的自生原理
C. 湿地休养生息可提高其对水污染的净化能力,属于生物多样性的间接价值
D. 禁止在重要生态功能区非法开垦,可减少生境破碎化,使种群变大,种内竞争加剧
7. 桑葚果实富含多种营养成分及黄酮类化合物,以其为原料制作的桑葚酒深受大众欢迎。桑葚酒发酵过程中,乙醇含量和残糖量(未被微生物利用的糖含量)变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 发酵前的残糖量最高,残糖量变化曲线为b
B. 可用溴麝香草酚蓝溶液检测是否有乙醇生成
C. M点处于糖消耗速率和乙醇产生速率最快的阶段
D. 发酵前添加一定比例的葡萄糖可以提高发酵效率
8. 幽门螺杆菌(含有脲酶)感染是慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后,进行分离培养。下列有关叙述正确的是( )
A. 配制鉴别幽门螺杆菌的培养基应采用干热灭菌法进行灭菌
B. 若空白对照组长出了菌落,则应将实验组的菌落数减去空白对照组的菌落数
C. 对幽门螺杆菌进行分离和计数可用平板划线法或稀释涂布平板法
D. 分离纯化幽门螺杆菌时可以使用以尿素为唯一氮源的培养基
9. 百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16h光照和8h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 经酒精消毒处理后的叶片需用无菌水冲洗后就能接种
B. 暗处理和昼夜节律处理所用培养基中,暗处理组应添加较多的蔗糖
C. 若两种处理获得相同质量的愈伤组织,则暗处理消耗的蔗糖较多
D. 由图分析,昼夜节律处理下百岁兰再分化更早,愈伤组织生长更好
10. 为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是( )
细胞核来源
激活的重构胚数量(个)
发育至桑葚胚的比例(%)
成功构建核移植胚胎干细胞系(ntES)的比例(%)
脑
109
39.4
10.1
胰腺
85
15.3
1.2
心脏
82
6.1
0
A. 利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B. 细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C. 利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D. 利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
11. 为探究编码酪氨酸酶的T基因对狗毛色的影响,有人通过如图所示过程获得了两只小狗。下列叙述正确的是( )
A. 采集卵子后立即与获能的精子受精,可有效提高受精率
B. 将胚胎1培养至桑葚胚期,取成纤维细胞完成后续实验
C. 用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚,可获得胚胎2和胚胎3
D. 利用现代生物技术获得的两只小狗毛色和性别可能都不一样
12. 科学家为开发高强度生物医用缝合线,拟通过PCR扩增家蚕“丝心蛋白基因”并导入大肠杆菌表达。如图为丝心蛋白基因的DNA双链结构示意图(P代表5'磷酸端,OH代表3'羟基端,1~4为引物结合位点)。下列叙述错误的是( )
A. PCR扩增该基因时,应选择的引物组合为1和4对应引物
B. 构建丝心蛋白基因表达载体需用限制酶和DNA连接酶
C. 基因表达载体导入细胞前要用Ca2+处理大肠杆菌
D. 大肠杆菌合成的丝心蛋白不具有成熟的结构和功能
13. 植物细胞靠RNA沉默抵御外源基因,植物病毒可产生抑制子抵消该防御。CYP76AD、DODA1是甜菜苷合成必需基因,将多基因表达盒(如图)转入烟草后,仅侵染部位出现红色。叙述正确的是( )
A. 一个DNA分子上有多个基因串联时,均以同一条链作为转录的模板
B. 甜菜苷只在农杆菌侵染的部位合成,在植物体内不会转运
C. 基因P19的存在有利于加强植物对外源基因的防御反应
D. 植物通过阻碍RNA聚合酶与启动子识别与结合来实现RNA转录后水平调控沉默
14. 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. R2特异性较差,与DNA有多个结合位点
C. 引物的所有碱基需与DNA模板互补配对
D. F2为无效引物,没有扩增功能,无法使用
15. 下图为检测残留在生物组织或环境中四环素水平的大肠杆菌工程菌的作用原理,当四环素存在时,大肠杆菌可以发出绿色荧光。下列叙述错误的是( )
注:图中“+”表示促进,“-”表示抑制
A. 图中?处应为“-”,四环素直接解除对启动子2的抑制,使大肠杆菌发光
B. DNA的双螺旋结构是外源基因整合到大肠杆菌DNA上的结构基础
C. 大肠杆菌出现绿色荧光性状受到T基因和绿色荧光基因的共同影响
D. 启动子是基因上游的一段特殊的DNA序列,与RNA聚合酶发生特异性结合
第II卷
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 《中华人民共和国民法典》于2021年1月1日起正式施行。其中规定从即日起,长江重点流域将开始“十年禁渔”。“长江江豚”是我国特有的淡水鲸类,被称为“水中大熊猫”,分布在长江中下游一带,属于极濒危的国家一级保护动物。长江某段部分生物类群及食物关系如图1所示,回答下列问题:
(1)长江生物群落区别于池塘生物群落的重要特征为___________。据图1,鲤鱼与浮游动物的种间关系是___________。
(2)2003~2020年间,长江流域实行每年3至4个月的禁渔期。可开捕后,鱼类很快被捕捞殆尽,鱼类种群难以延续,种群数量更难实现恢复。请从种群数量的角度分析,长江禁渔需“十年”的原因是___________。
(3)研究小组按照环境中的自然泥质和水泥护坡区分为自然岸线、半自然岸线和固化岸线。调查发现长江江豚对不同岸线类型的偏好结果如图2所示(“期望”是指参照大量样本的预测数据,“观测”是指实际数据,占比表示在该岸线类型中长江江豚数量占长江江豚总数量的比例)。由图可知,___________是长江江豚偏好的栖息地类型。调查发现,河岸开发、固化会导致鱼类栖息、产卵水域丧失,请分析长江江豚对栖息地偏好的原因可能是___________。
17. 有研究发现,森林土壤中存在大量能够分解纤维素的菌种。在这些纤维素分解菌种中,部分菌种还能产生抑菌物质抑制其他微生物的繁殖。科学家欲从土壤中分离筛选出既能产纤维素酶,也能产抑菌物质的菌株,进行了如图所示操作,请回答下列有关问题:
(1)该研究小组对使用的培养基采用________法灭菌。灭菌后的培养基需要倒平板操作,冷凝后平板需倒置的目的是________。
(2)用于筛选分解纤维素分解菌的培养基,其主要特点是________,取等量的土壤浸出液接种至100mL普通培养基进行培养,在相同培养条件下获得的菌液,与步骤②选择培养基上获得的菌液相比,浑浊程度明显增大,原因是________
(3)为进一步探究甲、乙、丙、丁4种纤维素分解菌能否产抑菌物质并抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,研究人员在无菌条件下,向培养基上均匀接种一定量的金黄色葡萄球菌,然后在固体培养基上打出A、B、C、D四个均匀圆孔(步骤⑤所示)。将等量等浓度的甲、乙、丙、丁菌液分别接种到平板A、B、C、D四个圆孔中,在相同且适宜条件下培养一段时间。若该实验证明只有丙能产抑菌物质抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,则实验结果应为________
18. Ⅰ.异种器官移植是解决人类器官短缺的重要途径。近年来,我国科研团队在此领域取得了突破性进展,于2025年成功培育出无特定病原体的10基因编辑猪,并利用体细胞核移植技术克隆10基因编辑猪,用于异种器官移植研究,主要技术操作流程如图所示。回答下列问题。
(1)过程②可通过显微操作对MⅡ期卵母细胞进行“去核”,“去核”实际上去除的是“纺锤体—染色体复合物”,理由___________________________________________________________。
(2)过程③需要激活重构胚,目的是____________________________________________________。
(3)研究人员培育10基因编辑猪的过程包括:敲除猪的3个抗原基因(GGTA1、CMAH和β4GalNT2)和导入7个人源基因(hCD55、hCD59、hTBM等),其中敲除猪的3个抗原基因的目的是_______________________________________________。
Ⅱ.我国科学家成功实现了世界首例利用化学重编程多能干细胞治疗1型糖尿病的突破。
(4)若需制备针对胰岛样细胞表面特异性抗原的单克隆抗体,需将____________细胞与骨髓瘤细胞融合,经过筛选和培养获得杂交瘤细胞。单克隆抗体的特异性源于其抗原识别位点的唯一性,该抗体可应用于_______________________________(答1点),其优势在于________________________________。
19. 研究人员在雄性小鼠体细胞内分离出含SRY基因的Y染色体,将克隆后的含SRY基因的DNA注入原核(受精卵的细胞核)中,原核中的酶将DNA整合到小鼠受精卵基因组中,待受精卵发育成早期胚胎后,移植入代孕母体内。当小鼠出生后,取出部分尾部细胞,用分子生物学技术检测SRY转基因的存在情况。研究发现,转SRY基因小鼠的性染色体组成是XX型,却表现出雄性特征。请回答下列问题。
(1)移植的胚胎能在代孕母体内存活的原因是____________;胚胎移植的实质是____________________。
(2)将DNA整合到小鼠受精卵基因组中的酶是____________;检测尾部细胞内有无SRY基因常用的分子生物学技术是____________。
(3)以上研究表明________________________。
20. 种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造,利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中,筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比,突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。
(1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_____。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切,再选择SmaI和_____对Ti质粒进行完全酶切,将产生的黏性末端补平,补平时使用的酶是_____。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌;经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为_____bp,则一定为正向重组质粒。
(2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的,提取基因组DNA,经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段(图乙)。需首先将图乙的片段_____,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后,进行了一系列操作,其中一定可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_____(填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。
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高二年级期末考试生物试卷
(本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间75分钟)
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 气候变化影响生物的生存和生物圈的稳态。为了分析气候变化对种群数量的影响,研究人员调查了某地区鹩莺30年的种群数量变化,结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 种群数量总体呈下降趋势,气候变化对雌鸟的影响较大
B. 鹩莺种群数量变化是由性别比例变化直接导致的
C. 图中曲线可以精准预测未来鹩莺种群数量的变化趋势
D. 气候变化可能影响鹩莺种群的迁入率、迁出率、出生率和死亡率
【答案】D
【解析】
【详解】A、由曲线可知,雄鸟种群数量下降幅度远大于雌鸟,说明气候变化对雄鸟的影响更大,A错误;
B、出生率、死亡率、迁入率和迁出率是直接决定种群数量变化的因素,性别比例通过影响出生率间接影响种群数量,并非直接导致种群数量变化,B错误;
C、图中仅体现了过往30年鹩莺的种群数量变化,未来气候变化等环境条件存在不确定性,且预测种群数量变化还需要参考年龄结构等特征,无法精准预测未来的变化趋势,C错误;
D、气候变化属于环境因素,可通过影响食物、栖息环境等,进而影响鹩莺种群的迁入率、迁出率、出生率和死亡率,D正确。
2. 夜鹭是一种珍稀夏候鸟,昼伏夜出,以鱼虾为食,野生型个体羽色为绿翼。近年来,部分夜鹭种群开始适应太湖中繁殖。科研人员在对太湖夜鹭种群的长期监测中,发现了羽毛呈银色光泽的银翼个体。下列相关叙述错误的是( )
A. 白鹭夜伏昼出,与夜鹭实现生态位的分化
B. 秋季太湖中夜鹭种群密度的降低提示该地夜鹭种群为衰退型
C. 太湖中浅水区芦苇丛生、深水区浮游植物富集,属于群落水平结构
D. 若银翼性状为单基因隐性突变导致的,则银翼个体相互交配不会出现绿翼个体
【答案】B
【解析】
【详解】A、生态位分化可减少种间竞争,白鹭与夜鹭活动时间不同,降低了对资源的竞争,实现了生态位分化,A正确;
B、夜鹭是夏候鸟,秋季种群密度降低是种群季节性迁出导致的,而衰退型年龄结构的判断依据是种群幼年个体少、老年个体多,出生率小于死亡率,种群数量未来呈下降趋势,不能仅依据季节迁徙导致的种群密度下降判定种群为衰退型,B错误;
C、群落的水平结构是指群落中的生物在水平方向上因地形差异、土壤湿度、光照强度不同等因素,呈镶嵌分布的现象,太湖浅水区和深水区分布不同生物类群属于群落水平结构,C正确;
D、若银翼为单基因隐性突变导致,则银翼个体为隐性纯合子,相互交配后代均为隐性纯合子,不会出现显性性状的绿翼个体,D正确。
3. Janzen-Connel假说(詹森-康奈尔假说)认为,某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等,从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中,不能用该假说合理解释的是( )
A. 亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大
B. 鸟巢兰种子远离母株萌发时,由于病原菌的侵害减少,故幼苗死亡率降低
C. 中药材三七连续原地栽种,会暴发病虫害导致产量降低
D. 病原菌、昆虫等非密度制约因素,是导致远离母株后代死亡率降低的主要原因
【答案】D
【解析】
【详解】A、母株附近的病原菌、昆虫会抑制楠木幼苗生长,距离母株越远抑制作用越弱,因此幼苗密度越大,符合假说内容,A不符合题意;
B、远离母株时病原菌侵害减少,幼苗死亡率降低,符合母株周围富集有害病原菌抑制幼苗生长的假说内容,B不符合题意;
C、三七连续原地栽种会导致该地不断积累危害三七的病原菌、害虫,最终暴发病虫害导致产量降低,和假说中同种植物周围富集有害生物抑制自身生长的逻辑一致,C不符合题意;
D、病原菌、昆虫的危害程度和植物种群密度正相关,属于密度制约因素,不符合假说的逻辑,不能用该假说解释,D符合题意。
4. 生物絮团技术(BFT)通过在养殖水体中培育以异养细菌、硝化细菌、有机碎屑等为核心的生物絮团,实现水中氨氮、亚硝酸盐等有害物质的转化与利用,同时絮团也可作为鱼、虾的补充饵料。某养殖池采用该技术,定期添加有机碳源,控制水体C/N比,以促进异养细菌将无机氮转化为菌体蛋白。下列叙述正确的是( )
A. 该养殖系统中输入的总能量就是生产者固定的太阳能
B. 生物絮团中的微生物均属于分解者,是物质循环的关键环节
C. 养殖动物的生物量可能高于浮游植物的生物量,使得生物量金字塔倒置
D. 生物絮团作为饵料被鱼、虾摄食,实现了系统中能量的循环流动
【答案】C
【解析】
【详解】A、该养殖系统中输入的能量不仅包括生产者(浮游植物等)固定的太阳能,还包括人工添加的有机碳源中所含的化学能,以及投喂的饵料中含有的能量,A错误;
B、生物絮团中的微生物不全是分解者,例如硝化细菌属于化能自养型生物,在生态系统中作为生产者;而异养细菌中部分参与分解作用,部分可被养殖动物摄食,属于消费者或分解者,B错误;
C、在养殖池中,浮游植物的生物量可能较低,加上絮团中微生物生物量较大,而养殖动物(如鱼、虾)不仅以浮游植物为食,还以絮团为食,则其生物量较高,可能导致生物量金字塔呈现倒置形态,C正确;
D、能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的,不能循环利用;生物絮团作为饵料仅实现了能量的多级利用,并未形成循环,D错误。
5. 土壤中的三种圆虫食性各不相同,甲以植物根系为食,乙以腐生细菌为食,丙以甲、乙为食。在减少施用化肥而增施有机肥的农业试验田中,初期三种圆虫的数量都有所升高。下列说法错误的是( )
A. 土壤中圆虫宜通过取样器取样的方法进行调查研究
B. 长期施用有机肥后,土壤中甲的数量一定会显著增多
C. 若施用的有机肥被铅污染,则丙体内铅含量最高
D. 与施用化肥相比,增施有机肥的农业试验田稳定性可能更高
【答案】B
【解析】
【详解】A、土壤中的圆虫属于活动能力较强、体型微小的土壤小动物,调查其类群数量适宜采用取样器取样法,A正确;
B、长期施用有机肥后,土壤肥力提升可促进植物生长,甲的食物来源增多,但甲的天敌丙也会因食物(甲、乙)充足而数量上升,对甲的捕食压力增大,同时甲种群还受种内斗争等因素限制,因此甲的数量不一定会显著增多,B错误;
C、铅属于难以降解的重金属,会沿食物链(网)发生生物富集作用,营养级越高的生物体内铅积累量越高,三种圆虫中丙的营养级最高,因此丙体内铅含量最高,C正确;
D、与施用化肥相比,增施有机肥可促进土壤中分解者的繁殖,提升土壤生物类群丰富度,使农田生态系统营养结构更复杂,因此生态系统稳定性可能更高,D正确。
6. 《中华人民共和国生态环境法典》规定“国家加强生物多样性保护,合理布局建设生物多样性保护空间体系”,同时明确“国家实行耕地养护、修复、轮作休耕和森林、草原、湿地、海洋、江河湖泊休养生息制度”。下列叙述错误的是( )
A. 生物多样性保护空间体系的建设有助于提高生态系统的自我调节能力
B. 轮作休耕制度可恢复土壤肥力,其原理体现了生态工程的自生原理
C. 湿地休养生息可提高其对水污染的净化能力,属于生物多样性的间接价值
D. 禁止在重要生态功能区非法开垦,可减少生境破碎化,使种群变大,种内竞争加剧
【答案】D
【解析】
【详解】A、生物多样性保护空间体系建设可提升生态系统物种丰富度,使营养结构更复杂,生态系统自我调节能力与营养结构复杂程度正相关,因此有助于提高自我调节能力,A正确;
B、自生原理指生态系统的生物组分可进行自组织、自我调节、自我维持,轮作休耕依靠土壤中微生物等生物组分的代谢活动分解有机质、补充矿质元素,进而恢复土壤肥力,体现了自生原理,B正确;
C、湿地净化水污染属于生态系统的调节功能,该功能属于生物多样性的间接价值,C正确;
D、减少生境破碎化后生物生存空间更连续充足,环境容纳量升高,虽然种群数量变大,但可利用的资源和空间更多,种内竞争会减弱,D错误。
7. 桑葚果实富含多种营养成分及黄酮类化合物,以其为原料制作的桑葚酒深受大众欢迎。桑葚酒发酵过程中,乙醇含量和残糖量(未被微生物利用的糖含量)变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 发酵前的残糖量最高,残糖量变化曲线为b
B. 可用溴麝香草酚蓝溶液检测是否有乙醇生成
C. M点处于糖消耗速率和乙醇产生速率最快的阶段
D. 发酵前添加一定比例的葡萄糖可以提高发酵效率
【答案】B
【解析】
【详解】A、果酒发酵时酵母菌消耗糖类产生乙醇,因此发酵初始残糖量最高,随发酵进行残糖量逐渐下降,对应曲线b,A正确;
B、溴麝香草酚蓝溶液是检测二氧化碳的试剂,遇二氧化碳会由蓝变绿再变黄;乙醇需要用酸性重铬酸钾溶液检测,B错误;
C、曲线的斜率代表反应速率,M点时残糖量下降的斜率、乙醇含量上升的斜率均最大,说明此时糖消耗速率和乙醇产生速率最快,C正确;
D、葡萄糖是酵母菌发酵的底物,发酵前添加一定比例的葡萄糖可增加底物含量,为酵母菌提供更多呼吸原料,能够提高发酵效率,D正确。
8. 幽门螺杆菌(含有脲酶)感染是慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后,进行分离培养。下列有关叙述正确的是( )
A. 配制鉴别幽门螺杆菌的培养基应采用干热灭菌法进行灭菌
B. 若空白对照组长出了菌落,则应将实验组的菌落数减去空白对照组的菌落数
C. 对幽门螺杆菌进行分离和计数可用平板划线法或稀释涂布平板法
D. 分离纯化幽门螺杆菌时可以使用以尿素为唯一氮源的培养基
【答案】D
【解析】
【详解】A、培养基的灭菌应使用高压蒸汽灭菌法,干热灭菌法适用于玻璃器皿、金属用具等耐高温且需保持干燥的物品,若用干热灭菌法处理培养基会破坏培养基成分、导致水分散失,A错误;
B、若空白对照组长出菌落,说明培养基被污染或操作过程存在杂菌污染,本次实验结果无效,需重新进行实验,不能直接用实验组菌落数减去空白组菌落数,B错误;
C、稀释涂布平板法可用于微生物的分离和计数,平板划线法只能用于分离纯化微生物,无法对微生物进行计数,C错误;
D、幽门螺杆菌含有脲酶,可分解尿素获得氮源,使用以尿素为唯一氮源的选择培养基时,不能利用尿素的微生物无法生长,可实现幽门螺杆菌的分离纯化,D正确。
9. 百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16h光照和8h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 经酒精消毒处理后的叶片需用无菌水冲洗后就能接种
B. 暗处理和昼夜节律处理所用培养基中,暗处理组应添加较多的蔗糖
C. 若两种处理获得相同质量的愈伤组织,则暗处理消耗的蔗糖较多
D. 由图分析,昼夜节律处理下百岁兰再分化更早,愈伤组织生长更好
【答案】C
【解析】
【详解】A、在植物组织培养中,70% 酒精短时消毒后,还要用次氯酸钠(消毒液) 进一步灭菌,之后多次无菌水冲洗,防止杂菌污染,A错误;
B、实验中,无关变量(像培养基中的蔗糖含量、培养基的成分、培养温度等)需要保持一致且适宜,这样才能确保实验结果是由自变量(暗处理和昼夜节律处理)引起的。如果暗处理组和昼夜节律处理组的蔗糖含量不同,就无法判断愈伤组织生长情况的差异是因为光照处理方式不同,还是因为蔗糖含量不同,所以两组的蔗糖含量应相同,B错误;
C、暗处理条件下,植物不能进行光合作用,愈伤组织生长所需的碳源(用于合成有机物)和能量,完全依靠培养基中的蔗糖来提供。而在昼夜节律处理下,植物有光照时间,可以进行光合作用,自身能够合成一部分有机物,从而减少了对培养基中蔗糖的消耗。所以,当要获得相同质量的愈伤组织时,暗处理组因为没有光合作用补充有机物,就需要消耗更多的培养基中的蔗糖,C正确;
D、题目中的图只展示了愈伤组织诱导阶段(脱分化过程)的生长质量情况,并没有涉及再分化阶段的时间、速度等相关数据,所以无法得出 “昼夜节律处理下百岁兰再分化更早” 的结论,D错误。
10. 为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是( )
细胞核来源
激活的重构胚数量(个)
发育至桑葚胚的比例(%)
成功构建核移植胚胎干细胞系(ntES)的比例(%)
脑
109
39.4
10.1
胰腺
85
15.3
1.2
心脏
82
6.1
0
A. 利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B. 细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C. 利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D. 利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
【答案】A
【解析】
【详解】A、差速离心法通过控制不同的离心速率,可将质量不同的细胞组分分离,细胞核质量大,会在较低转速下最先沉淀,因此可从解冻组织匀浆液中获得细胞核,A正确;
B、电融合法是用于诱导供体细胞与去核卵母细胞的细胞膜融合的操作,若已经直接将提取的细胞核注入去核卵母细胞的细胞质中,无需再进行电融合,只需进行激活处理即可,B错误;
C、细胞核全能性是指细胞核含有发育为完整个体的全套遗传物质,具有发育成完整个体的潜能,利用心脏来源的细胞核未成功构建ntES是受当前实验条件限制,不能说明其细胞核本身不具有全能性,C错误;
D、核移植的成功比例受冷冻对不同组织细胞核的损伤程度、操作误差等多种因素影响,不能仅根据成功率更低就直接判定胰腺细胞分化程度更高,且神经细胞属于高度分化的终末细胞,分化程度高于多数胰腺细胞,D错误。
11. 为探究编码酪氨酸酶的T基因对狗毛色的影响,有人通过如图所示过程获得了两只小狗。下列叙述正确的是( )
A. 采集卵子后立即与获能的精子受精,可有效提高受精率
B. 将胚胎1培养至桑葚胚期,取成纤维细胞完成后续实验
C. 用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚,可获得胚胎2和胚胎3
D. 利用现代生物技术获得的两只小狗毛色和性别可能都不一样
【答案】C
【解析】
【详解】A、采集的卵子需要在体外培养至减数第二次分裂中期(MⅡ 中期)才具备受精能力,不能采集后立即和获能精子受精,否则无法正常完成受精,A错误;
B、桑葚胚阶段的细胞尚未分化,还没有成纤维细胞;囊胚仅分化为滋养层细胞和内细胞团,尚未分化形成成纤维细胞,无法直接分离得到成纤维细胞,B错误;
C、核移植后形成的重构胚需人工激活以启动发育程序,常用方法包括蛋白酶合成抑制剂、电脉冲或钙离子载体等,可有效诱导胚胎2和胚胎3的形成,C正确;
D、成纤维细胞甲与乙均来自同一胚胎1,核遗传物质除T基因外其余都相同,性染色体组成一致,故小狗甲与乙性别一定相同。毛色受T基因影响(编码酪氨酸酶),敲除后可能导致白化表型,但其他毛色相关基因未变,因此毛色“可能不同”,D错误。
12. 科学家为开发高强度生物医用缝合线,拟通过PCR扩增家蚕“丝心蛋白基因”并导入大肠杆菌表达。如图为丝心蛋白基因的DNA双链结构示意图(P代表5'磷酸端,OH代表3'羟基端,1~4为引物结合位点)。下列叙述错误的是( )
A. PCR扩增该基因时,应选择的引物组合为1和4对应引物
B. 构建丝心蛋白基因表达载体需用限制酶和DNA连接酶
C. 基因表达载体导入细胞前要用Ca2+处理大肠杆菌
D. 大肠杆菌合成的丝心蛋白不具有成熟的结构和功能
【答案】A
【解析】
【详解】A、PCR扩增的核心规则是:DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链,新链的延伸方向为5'→3'。因此,正确的引物组合应为2和3对应引物,而非1和4,A错误;
B、构建基因表达载体时需用限制酶切割DNA,同时用DNA连接酶连接,B正确;
C、基因表达载体导入细胞前要用Ca2+处理大肠杆菌,以获得感受态细胞,C正确;
D、大肠杆菌没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工,合成的丝心蛋白不具有成熟的结构和功能,D正确。
13. 植物细胞靠RNA沉默抵御外源基因,植物病毒可产生抑制子抵消该防御。CYP76AD、DODA1是甜菜苷合成必需基因,将多基因表达盒(如图)转入烟草后,仅侵染部位出现红色。叙述正确的是( )
A. 一个DNA分子上有多个基因串联时,均以同一条链作为转录的模板
B. 甜菜苷只在农杆菌侵染的部位合成,在植物体内不会转运
C. 基因P19的存在有利于加强植物对外源基因的防御反应
D. 植物通过阻碍RNA聚合酶与启动子识别与结合来实现RNA转录后水平调控沉默
【答案】B
【解析】
【详解】A、一个DNA分子上串联的多个基因,转录时并不一定以同一条链作为模板,不同基因的模板链可能不同,A错误;
B、题干信息:多基因表达盒(含有甜菜苷合成必需基因)转入烟草后,仅侵染部位出现红色,表明甜菜苷只在农杆菌侵染的部位合成,在植物体内不会转运,B正确;
C、P19蛋白是RNA沉默抑制子,它的作用是抵抗宿主的RNA沉默防御反应,也就是削弱植物对外源基因的防御反应,C错误;
D、阻碍 RNA 聚合酶与启动子结合,属于转录水平的调控;而 RNA 沉默属于转录后水平调控,作用于 mRNA 翻译阶段,并不影响 RNA 聚合酶和启动子的识别结合,D错误。
14. 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. R2特异性较差,与DNA有多个结合位点
C. 引物的所有碱基需与DNA模板互补配对
D. F2为无效引物,没有扩增功能,无法使用
【答案】C
【解析】
【详解】A、从乙图可以看到F1-R1组合有扩增出分子量较小的条带,说明这个组合可以扩增出目的片段;而F1-R2组合扩增出的条带分子量更大,说明扩增的是包含S基因的更长的片段,所以能特异性扩增S基因的确实是F1-R1,A正确;
B、根据图乙显示可知,F1-R1引物只扩增出一条片段,F1-R2引物扩增条带为三条,说明R2引物无法特异性的扩增目的条带,B正确;
C、引物设计时并不需要所有碱基都和模板互补配对,只要关键区域(3'端)互补配对,就能完成引导扩增,而且有时为了引入特定突变或酶切位点,还会在引物5'端添加不互补的序列,C错误;
D、根据图乙信息可知,F1-R1能扩增目的1条带,F2-R1无法扩增目的条带,所以F2为无效引物,没有扩增功能,无法使用,D正确。
15. 下图为检测残留在生物组织或环境中四环素水平的大肠杆菌工程菌的作用原理,当四环素存在时,大肠杆菌可以发出绿色荧光。下列叙述错误的是( )
注:图中“+”表示促进,“-”表示抑制
A. 图中?处应为“-”,四环素直接解除对启动子2的抑制,使大肠杆菌发光
B. DNA的双螺旋结构是外源基因整合到大肠杆菌DNA上的结构基础
C. 大肠杆菌出现绿色荧光性状受到T基因和绿色荧光基因的共同影响
D. 启动子是基因上游的一段特殊的DNA序列,与RNA聚合酶发生特异性结合
【答案】A
【解析】
【详解】A、图中?处应为“-”(T蛋白对启动子2的作用是抑制),但四环素并非直接解除对启动子2的抑制,而是通过抑制T蛋白的活性,间接解除T蛋白对启动子2的抑制,使绿色荧光蛋白基因表达。因此“四环素直接解除对启动子2的抑制”表述错误,A错误;
B、DNA的双螺旋结构是不同生物DNA能够重组的结构基础,也是外源基因整合到大肠杆菌DNA(如质粒)上的结构基础,B正确;
C、大肠杆菌能否发出绿色荧光,既受T基因(表达的T蛋白抑制绿色荧光基因的启动子2)的调控,也受绿色荧光基因(表达荧光蛋白)的直接控制,因此性状受二者共同影响,C正确;
D、启动子是基因上游的特殊DNA序列,能够与RNA聚合酶特异性结合,驱动基因转录,这是启动子的核心功能,D正确。
故选A。
第II卷
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16. 《中华人民共和国民法典》于2021年1月1日起正式施行。其中规定从即日起,长江重点流域将开始“十年禁渔”。“长江江豚”是我国特有的淡水鲸类,被称为“水中大熊猫”,分布在长江中下游一带,属于极濒危的国家一级保护动物。长江某段部分生物类群及食物关系如图1所示,回答下列问题:
(1)长江生物群落区别于池塘生物群落的重要特征为___________。据图1,鲤鱼与浮游动物的种间关系是___________。
(2)2003~2020年间,长江流域实行每年3至4个月的禁渔期。可开捕后,鱼类很快被捕捞殆尽,鱼类种群难以延续,种群数量更难实现恢复。请从种群数量的角度分析,长江禁渔需“十年”的原因是___________。
(3)研究小组按照环境中的自然泥质和水泥护坡区分为自然岸线、半自然岸线和固化岸线。调查发现长江江豚对不同岸线类型的偏好结果如图2所示(“期望”是指参照大量样本的预测数据,“观测”是指实际数据,占比表示在该岸线类型中长江江豚数量占长江江豚总数量的比例)。由图可知,___________是长江江豚偏好的栖息地类型。调查发现,河岸开发、固化会导致鱼类栖息、产卵水域丧失,请分析长江江豚对栖息地偏好的原因可能是___________。
【答案】(1) ①. 群落的物种组成 ②. 捕食和种间竞争
(2)种群的延续需要最小种群数量(种群数量过低不利于种群的延续),十年禁渔有助于增加种群数量
(3) ①. 自然岸线 ②. 河岸的开发、固化会导致鱼类栖息、产卵水域丧失,影响江豚的生存和繁殖(使江豚的栖息地减少),且食物来源减少,因此江豚偏好于自然岸线
【解析】
【小问1详解】
长江生物群落区别于池塘生物群落的重要特征为群落的物种组成。图1中鲤鱼与浮游动物有共同的食物,且鲤鱼以浮游动物为食,因而二者的种间关系是捕食和种间竞争。
【小问2详解】
2003-2020年间,长江流域实行每年3至4个月的禁渔期。可开捕后,鱼类很快被捕捞殆尽,鱼类种群难以延续。因而采取长江禁渔“十年”的措施使鱼类恢复,采取这种措施的原因是种群的延续需要最小种群数量(种群数量过低不利于种群的延续),十年禁渔有助于增加种群数量,如果持续捕捞,可能会使某些种群的数量过低,种群无法延续。
【小问3详解】
图2中“期望”是指参照大量样本的预测数据,“观测”是指实际数据,占比表示在该岸线类型中长江江豚数量占长江江豚总数量的比例,根据调查数据可知,长江江豚对自然岸线比较偏好,河岸的开发、固化会导致鱼类栖息、产卵水域丧失,影响鱼类(江豚)生存和繁殖,且江豚的食物来源减少,因此江豚偏好于自然岸线。
17. 有研究发现,森林土壤中存在大量能够分解纤维素的菌种。在这些纤维素分解菌种中,部分菌种还能产生抑菌物质抑制其他微生物的繁殖。科学家欲从土壤中分离筛选出既能产纤维素酶,也能产抑菌物质的菌株,进行了如图所示操作,请回答下列有关问题:
(1)该研究小组对使用的培养基采用________法灭菌。灭菌后的培养基需要倒平板操作,冷凝后平板需倒置的目的是________。
(2)用于筛选分解纤维素分解菌的培养基,其主要特点是________,取等量的土壤浸出液接种至100mL普通培养基进行培养,在相同培养条件下获得的菌液,与步骤②选择培养基上获得的菌液相比,浑浊程度明显增大,原因是________
(3)为进一步探究甲、乙、丙、丁4种纤维素分解菌能否产抑菌物质并抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,研究人员在无菌条件下,向培养基上均匀接种一定量的金黄色葡萄球菌,然后在固体培养基上打出A、B、C、D四个均匀圆孔(步骤⑤所示)。将等量等浓度的甲、乙、丙、丁菌液分别接种到平板A、B、C、D四个圆孔中,在相同且适宜条件下培养一段时间。若该实验证明只有丙能产抑菌物质抑制金黄色葡萄球菌的繁殖,则实验结果应为________
【答案】(1) ①. 高压蒸汽灭菌 ②. 防止冷凝水倒流污染培养基,同时避免培养基水分过快蒸发
(2) ①. 以纤维素为唯一碳源 ②. 普通培养基营养丰富,多种微生物均可生长繁殖,而选择培养基仅允许纤维素分解菌生长,因此普通培养基中菌量更多,浑浊度更高
(3)A、B、D圆孔周围长满金黄色葡萄球菌(无透明圈),仅C圆孔周围出现透明圈(抑菌圈)
【解析】
【小问1详解】
培养基的常用灭菌方法为高压蒸汽灭菌法;倒置平板可避免冷凝水滴落造成杂菌污染,同时减少培养基水分散失。
【小问2详解】
纤维素分解菌能利用纤维素为碳源,而其它微生物不能利用纤维素为碳源,因此用于筛选分解纤维素分解菌的培养基,应以纤维素为唯一碳源,该培养基为选择培养基,仅允许能分解纤维素的菌株利用碳源生长,抑制其他不能利用纤维素的微生物繁殖;普通培养基营养丰富,土壤中多种微生物均可大量增殖,导致菌液浑浊度显著高于以纤维素为唯一碳源的选择培养基。
【小问3详解】
若只有丙能产生抑菌物质,则接种丙菌的C孔周围,金黄色葡萄球菌生长被抑制,会形成透明抑菌圈;而A、B、D孔无抑菌物质,金黄色葡萄球菌能正常生长,孔周围无透明圈。
18. Ⅰ.异种器官移植是解决人类器官短缺的重要途径。近年来,我国科研团队在此领域取得了突破性进展,于2025年成功培育出无特定病原体的10基因编辑猪,并利用体细胞核移植技术克隆10基因编辑猪,用于异种器官移植研究,主要技术操作流程如图所示。回答下列问题。
(1)过程②可通过显微操作对MⅡ期卵母细胞进行“去核”,“去核”实际上去除的是“纺锤体—染色体复合物”,理由___________________________________________________________。
(2)过程③需要激活重构胚,目的是____________________________________________________。
(3)研究人员培育10基因编辑猪的过程包括:敲除猪的3个抗原基因(GGTA1、CMAH和β4GalNT2)和导入7个人源基因(hCD55、hCD59、hTBM等),其中敲除猪的3个抗原基因的目的是_______________________________________________。
Ⅱ.我国科学家成功实现了世界首例利用化学重编程多能干细胞治疗1型糖尿病的突破。
(4)若需制备针对胰岛样细胞表面特异性抗原的单克隆抗体,需将____________细胞与骨髓瘤细胞融合,经过筛选和培养获得杂交瘤细胞。单克隆抗体的特异性源于其抗原识别位点的唯一性,该抗体可应用于_______________________________(答1点),其优势在于________________________________。
【答案】(1)MⅡ期卵母细胞中原有的核仁已解体,核膜已消失(新的核膜和核仁未出现,新的细胞核还没有形成)
(2)使重构胚完成细胞分裂和发育进程
(3)减少异种器官移植时的免疫排斥反应
(4) ①. 已免疫的B淋巴细胞 ②. 疾病诊断或靶向治疗或药物研发 ③. 可大规模生产且纯度高
【解析】
【小问1详解】
MⅡ期卵母细胞处于减数第二次分裂中期,此时原有的核仁已解体,核膜已消失,新的核膜和核仁未出现,新的细胞核还没有形成,所以“去核”实际去除的是“纺锤体-染色体复合物”。
【小问2详解】
使用Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方法激活,激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程。
【小问3详解】
敲除猪的3个抗原基因(GGTA1、CMAH和β4GalNT2),目的是减少异种器官移植时的免疫排斥反应,因为这些抗原基因表达的产物会引发人体免疫系统的攻击。
【小问4详解】
制备单克隆抗体需将已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,经过筛选和培养获得杂交瘤细胞。该抗体是针对胰岛样细胞表面特异性抗原制备的,可用于疾病诊断或靶向治疗或药物研发。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高且能大量生产的特点,故其优势在于可大规模生产且纯度高。
19. 研究人员在雄性小鼠体细胞内分离出含SRY基因的Y染色体,将克隆后的含SRY基因的DNA注入原核(受精卵的细胞核)中,原核中的酶将DNA整合到小鼠受精卵基因组中,待受精卵发育成早期胚胎后,移植入代孕母体内。当小鼠出生后,取出部分尾部细胞,用分子生物学技术检测SRY转基因的存在情况。研究发现,转SRY基因小鼠的性染色体组成是XX型,却表现出雄性特征。请回答下列问题。
(1)移植的胚胎能在代孕母体内存活的原因是____________;胚胎移植的实质是____________________。
(2)将DNA整合到小鼠受精卵基因组中的酶是____________;检测尾部细胞内有无SRY基因常用的分子生物学技术是____________。
(3)以上研究表明________________________。
【答案】(1) ①. 移植的胚胎与母体不存在免疫排斥反应 ②. 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(2) ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. DNA分子杂交技术
(3)SRY基因是决定小鼠雄性的重要基因
【解析】
【小问1详解】
胚胎移植的生理学基础明确提出,受体子宫对移入的外来胚胎几乎不会发生免疫排斥,这是胚胎能在代孕母体内存活的前提;胚胎移植过程中供体提供携带优良遗传信息的胚胎,受体提供适宜孕育的生理环境,实质是早期胚胎在相同生理环境下的空间转移。
【小问2详解】
要将外源DNA整合到小鼠受精卵基因组,需先在体外构建重组载体,限制酶切割载体与目的基因,DNA连接酶连接二者形成重组 DNA,再导入受精卵完成整合,因此该过程需要限制酶和DNA连接酶。检测受体细胞中是否存在目的基因,常用遵循碱基互补配对原则的DNA分子杂交技术,可特异性识别SRY基因的序列。
【小问3详解】
正常性染色体组成为XX的小鼠会发育为雌性,转入SRY基因后发育出雄性特征,直接证明SRY基因是决定小鼠雄性的重要基因,也说明性别这一性状由染色体上的特定基因控制。
20. 种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造,利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中,筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比,突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。
(1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_____。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切,再选择SmaI和_____对Ti质粒进行完全酶切,将产生的黏性末端补平,补平时使用的酶是_____。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌;经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为_____bp,则一定为正向重组质粒。
(2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的,提取基因组DNA,经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段(图乙)。需首先将图乙的片段_____,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后,进行了一系列操作,其中一定可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_____(填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。
【答案】(1) ①. 复制原点 ②. XbaI ③. DNA聚合酶 ④. SmaI和SpeI ⑤. 550bp
(2) ①. 环化 ②. 测序和序列比对
【解析】
【小问1详解】
DNA复制的起点是复制原点,因此Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据SmaI限制酶识别序列可知,酶切形成的是平末端,若质粒仅用SmaI酶切,抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入,且无法区分,为了确定是否是正向重组质粒,因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶,抗除草剂基因需要插入到启动子和终止子之间,因此不能选择BamHI,因为该限制酶会破坏终止子,因此可选择XbaI和SmaI进行酶切,XbaI酶切会形成黏性末端,需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平(可使重组质粒最小,同时PstI酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶抹平,因为DNA聚合酶只能从3'延伸子链)。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌。重组的T-DNA片段上含有一个SmaI酶切位点和一个SpeI酶切位点,可以选择用SmaI和SpeI进行酶切,转录的方向是从模板的3'→5',和质粒对应的方向相同,经过两种酶的酶切后并电泳呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为550bp,若反向接,较短的条带长度近似为200bp。
【小问2详解】
由于后续PCR难以扩增大片段DNA,所以最好选择识别序列为4个碱基的限制酶,原因是识别序列越短,酶切位点越多,切割产生的片段可能越小,更有利于后续的PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的,但此时需要扩增未知序列,因此可以将图乙的片段环化,这样就可以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是否是同一基因,需要准确比对其上的碱基序列,因此对同一个基因的操作为测序和序列比对。
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