精品解析:四川省宜宾市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:
2026年春期________中学校学业质量监测高二年级 生物学
(考试时间:75分钟;总分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 病原学检查发现,引起肺炎的病原体包括新冠病毒、支原体、肺炎链球菌、曲霉菌等多种类型。青霉素能抑制细菌细胞壁的形成,是治疗肺炎链球菌肺炎的首选药物。下列关于这些病原体的叙述,正确的是( )
A. 与曲霉菌相比支原体没有核膜包被的细胞核
B. 可推测青霉素能治疗由新冠病毒引发的肺炎
C. 肺炎链球菌无染色质但有复杂的生物膜系统
D. 以上三类病原体都是以DNA为主要遗传物质
2. 世界卫生组织多次呼吁降低含糖饮料消费以减少糖的摄入,过量摄入糖可能引起体重增加、肥胖、2型糖尿病、龋齿、代谢综合征等。某中心课题组检测并分析了122种现制“奶茶”的成分,部分检测数据(平均值)如下表,其中可溶性糖主要指能溶于水的蔗糖,以及少量的葡萄糖,果糖等。下列相关叙述正确的是( )
营养成分
奶茶(中杯)(84种)
奶盖茶(中杯)(27种)
水果茶(中杯)(11种)
总能量(kJ)
1575
1610
915
碳水化合物(g)
62.5
51.5
51.5
可溶性糖(g)
29.1
40.9
40.1
蛋白质(g)
2.7
2.75
1.0
脂肪(g)
12.5
22.5
1.0
咖啡因(mg)
70
39.8
0
茶多酚(mg)
318
250.5
0
A. 糖类、蛋白质、脂肪的元素组成都含有C、H、O、N、P
B. 鉴定奶盖茶中的脂肪需用95%的酒精洗去多余的苏丹Ⅲ染液
C. 奶盖茶比水果茶总能量高的原因是脂肪和蛋白质的含量较高
D. 利用斐林试剂检验,可以对比三款“奶茶”可溶性糖含量高低
3. 《细胞》杂志提出利用AI开发“虚拟细胞”模型,该模型能精准模拟细胞的动态行为,为探索生命机制打开新的窗口。下列叙述正确的是( )
A. 模拟分泌蛋白合成的路径,核糖体合成后通过囊泡运输至内质网
B. 构建溶酶体模型可模拟分解衰老细胞器,其内部含有多种水解酶
C. 构建虚拟光合作用模型时,需构建内膜向内折叠形成嵴的叶绿体
D. 构建虚拟动物细胞有丝分裂时,可利用蛋白质和DNA构建中心体
4. 在生物学实验中,常选用特定试剂提取、分离、溶解或检测相关物质。下列实验的选用试剂及操作目的匹配正确的是( )
选项
实验名称
选用试剂及操作目的
A
提取和分离绿叶的光合色素
用无水乙醇分离绿叶中的光合色素
B
观察洋葱根尖的有丝分裂
将甲紫溶解在氢氧化钠溶液中配制碱性染料
C
菊花的组织培养
用70%酒精和次氯酸钠溶液对外植体消毒
D
DNA片段的扩增及电泳鉴定
使用DNA解旋酶打开DNA双链
A. A B. B C. C D. D
5. 生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图中甲~丙表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲可能是线粒体内膜,图丙可能是叶绿体内膜
B. 图甲和图丙中ATP的合成均依赖于H+跨膜浓度梯度
C. 若图乙是细胞膜,则a侧具有由糖蛋白分子构成的糖被
D. 甲、乙、丙三幅图只说明了生物膜具有物质运输的作用
6. 如图所示,大分子物质与相应受体结合可通过核孔中的中央栓蛋白入核或出核,从而实现定向转运。下列叙述正确的是( )
A. 核孔实现了细胞与细胞之间的信息交流
B. 核输入受体通过核孔返回细胞质可避免物质浪费
C. 核输出受体空间结构的改变不会影响mRNA出核
D. 中央栓蛋白可通过胞吞、胞吐作用运输大分子物质
7. 如图表示细胞内产生的ATP到细胞外的三种不同的运输方式,ATP除作为直接能源物质,还可以传导信号和作为神经递质发挥作用。下列叙述中错误的是( )
A. ATP水解、载体蛋白磷酸化的过程伴随着能量的转移
B. ATP通过途径②转运到细胞外时,会发生载体蛋白构象的改变
C. 当ATP作为神经递质时,往往通过途径③运输到细胞外且耗能
D. 图示三种运输方式均与膜上蛋白质相关,均需与相应蛋白质结合
8. 尿酸含量偏高可能引发痛风。别嘌呤醇是临床常用的治疗痛风的药物,其作用机制与抑制黄嘌呤氧化酶的活性相关。黄嘌呤氧化酶能催化黄嘌呤(底物)生成尿酸,测定别嘌呤醇对黄嘌呤氧化酶活性的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验的自变量是黄嘌呤的浓度
B. 别嘌呤醇会改变黄嘌呤氧化酶的最适温度和pH
C. 别嘌呤醇通过与黄嘌呤氧化酶结合,提高催化反应的活化能
D. 根据信息推测别嘌呤醇和黄嘌呤在结合黄嘌呤氧化酶时存在竞争
9. 浆水是西北地区的传统饮品,常以蔬菜和面汤为原料,主要利用微生物自然发酵而成,味道微酸爽口,有解暑开胃之效。传统发酵过程如下图,发酵工程则多采用人工接种,在现代发酵罐内进行大规模生产。下列叙述错误的是( )
A. 传统发酵以混合菌种发酵为主,发酵工程中所用菌种大多是单一菌种
B. 蔬菜、器具等“热烫处理”的目的是杀死表面的部分杂菌以降低腐败风险
C. 加“引子”(旧浆水)的目的是增加发酵菌种的含量,以缩短浆水制作的时间
D. 成品浆水呈乳白色,味酸,据图可推断该过程发挥主要作用的微生物是醋酸菌
10. 某研究团队对需钠弧菌(细菌)进行改造,获得能降解5种典型有机污染物的菌VCOD-15;该菌株在石油炼化厂、氯碱化工厂的高盐废水中,仅2天即可净化其中共存的5种有机污染物。以下关于VCOD-15的叙述错误的是( )
A. 纯化VCOD-15常采用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法
B. 对获得的VCOD-15进行培养时,需将培养基调至中性或者弱酸性
C. 培养VCOD-15时,为模拟其原生耐盐环境,培养基中需添加较高浓度的NaCl
D. 该项研究为解决石化废水排污、海洋石油泄漏等全球性环境问题提供了全新的技术方案
11. 甜叶菊所含甜菊糖的甜度高、热量低,成为食品行业受欢迎的新糖源。但利用种子繁殖甜叶菊有很多弊端,其扦插成活率又很低。为了提高甜叶菊的繁育率,科研人员采用如图方法培育。下列有关叙述错误的是( )
A. 从分生区取材培养获得的试管苗能抵抗病毒的侵染
B. 过程①②两个阶段对光照和植物激素的需求均有所不同
C. 为提高成活率,过程②一般先诱导愈伤组织生芽,再诱导生根
D. 通过过程①②形成的试管苗需要炼苗才能移栽到大田
12. 3D细胞培养是一种通过物理或化学手段使动物细胞在三维空间中生长、分化和相互作用,与传统细胞培养相比,3D细胞培养可以更好地模拟细胞在体内环境生长的技术。类器官是一种在体外利用干细胞培养出的3D细胞培养物,类似于人体内器官的组织结构,但缺乏血管系统。下列叙述正确的是( )
A. 类器官直接移植到患者的体内,可以有效解决器官短缺的问题
B. 3D细胞培养时,应置于含95%氧气和5%CO2的混合气体的培养箱中
C. 传统细胞培养时,细胞并不都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
D. 3D细胞培养前需对动物组织进行灭菌处理,培养时需定期更换培养液
13. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 图示技术的难度要明显高于胚胎细胞核移植
B. 用高Ca2+-高pH法激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
C. 移植前要对牛乙和牛丙进行免疫检查,以防止发生免疫排斥反应
D. 如果要提高重构胚的成活率,可对桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割
14. 乳腺生物反应器是通过转基因技术,将外源基因导入动物(如牛、羊)基因组中,并使其在乳腺组织特异性表达,利用动物乳腺高效合成、分泌蛋白的能力,在乳汁中生产药用蛋白或其他高价值产品的生物技术体系。下列叙述正确的是( )
A. 与利用转基因大肠杆菌生产人干扰素相比,乳腺生物反应器得到的产物活性会更高
B. 在构建基因表达载体时,需要将药物蛋白基因和该基因原来的启动子等重组在一起
C. 培育该转基因动物需要将目的基因注入乳腺细胞,才可从乳汁中提取到相应的产品
D. 若需利用乳腺生物反应器生产速效胰岛素类似物,应从设计蛋白质的氨基酸序列出发
15. 下列关于生物技术的安全性和伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及抗生素来形成杀伤力
B. 试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传学诊断和胚胎移植等
C. 干细胞的研究在临床上应用广泛,但存在导致肿瘤发生的风险等问题
D. 转基因食品中的目的基因会进入人体细胞,与细胞中的DNA发生基因重组
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 酵母菌可在NaCl浓度稳定为100 mmol/L的液体培养基(pH为5.0-6.5)中生长,Na+可通过细胞膜上的离子通道进入细胞,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L会导致酵母菌死亡。酵母菌可通过多种方式维持细胞内Na+浓度的相对稳定,部分生理过程如图所示(N、W为转运蛋白)。回答下列问题。
(1)从图中可知酵母菌吸水的方式是__________;Na+通过离子通道进入酵母菌的过程中自身构象__________(填“会”或“不会”)发生改变,在该过程中,加入蛋白质变性剂__________(填“会”或“不会”)降低Na+的运输速率。
(2)转运蛋白N运输Na+的方式是__________,判断依据是__________(答2点)。
(3)据图分析,酵母菌维持细胞质基质中Na+浓度基本稳定的途径是__________。
17. 花生是我国主要油料作物之一,富含多种营养成分。现存在甲乙两个品种的花生,其中一种是耐旱型花生,具有抗旱耐涝、适应性强、高产潜力大等优点,另一品种为普通型花生。为了推广耐旱型花生的种植区域,科研人员以两品种的室内盆栽植株作为实验材料,在中度干旱土壤条件下开展实验,结果如图所示。回答下列问题:
(1)花生叶肉细胞中的光合色素主要存在于叶绿体的__________;干旱会导致普通花生减产,一方面是因为在干旱作用下,花生叶绿素含量降低,导致光反应产生的__________减少,进而导致光合速率降低;另一方面干旱还会使叶片气孔关闭,这会导致__________。
(2)据图分析可知,耐旱品种是__________,干旱条件对两品种花生植株叶绿素含量的影响是__________
(3)有观点认为乙品种植株第20天与第10天对比,净光合速率降低的主要原因是干旱会导致气孔导度下降。据图分析该观点是否合理__________(填“是”或“否”),理由是__________。
18. 研究人员用甲基磺酸乙酯(EMS)处理大肠杆菌,使鸟嘌呤烷基化,导致G−C→A−T,从而获得了无法合成赖氨酸的营养缺陷型菌株。如图是科研人员利用影印法(将丝绒布轻轻按压在平板的菌落表面,粘附菌体。然后将粘有菌落的丝绒布按压到新的培养基上,使菌落“复印”到新平板上)初检赖氨酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题:
注:完全培养基含有该微生物生长繁殖所需的全部营养物质;基本培养基只含有微生物基本生长所需营养、不添加赖氨酸。
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是__________,纯化培养时应检测培养基是否被杂菌污染,具体方法是:__________。
(2)过程①接种后的培养皿不能立即进行倒置培养,原因是__________,进行图示过程②的顺序是先将丝绒布“复印”至__________(基本/完全)培养基上,再“复印”至另一培养基。
(3)赖氨酸缺陷型菌株应在图中的菌落__________中挑选,因为__________。
(4)利用图示方法统计的菌体数目往往比显微镜直接计数法的结果__________(偏低/相等/偏高),原因是__________
19. 癌症免疫疗法是指重新激活抗肿瘤的免疫细胞,进而克服肿瘤的免疫逃逸。某些种类癌细胞表面有高表达的蛋白PSMA,CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于癌细胞与T细胞聚集。图甲为科研人员尝试构建的双特异性抗体PSMA×CD28生产流程图;图乙为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理图。回答下列问题:
(1)制备双特异性抗体涉及多种技术手段,其中__________是动物细胞工程的基础,应先将__________(填物质X的具体名称)分别注射到小鼠体内再分离出B淋巴细胞。
(2)图中过程④用__________进行第一次筛选;过程⑤的第二次筛选采用的方法是__________,从而得到产生所需抗体的杂交瘤细胞。
(3)双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是__________
(4)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构。据图乙分析,杂交瘤细胞A×B会产生多种抗体,原因是__________。
20. 白介素-10(IL-10)是一种多功能的细胞因子,主要参与机体的免疫调节和炎症反应,能抑制肿瘤的生长和转移。科研人员利用大肠杆菌构建人IL-10工程菌,下图为目的基因IL-10的部分序列,请回答下列问题:
目的基因
编码链 5′—ATGCACAGCTCA……ATACGAAACTGA—3′
模板链 3′—TACGTGTCGAGT……TATGCTTTGACT—5′
注:模板链是指基因转录时的模板链,编码链为模板链的互补链
(1)科研人员可以从基因文库中获取人IL-10cDNA基因序列,也可以从相应的细胞中获得mRNA后,在逆转录酶的作用下获得cDNA。再利用PCR技术进行目的基因的扩增,PCR的过程一般包括变性、复性、__________三个步骤,复性的目的是__________
(2)利用PCR技术进行目的基因的扩增,需要设计相应的引物。设计引物时,靠近启动子一侧的引物序列为5′-__________-3′(写出引物序列的前10个核苷酸),引物的作用为__________。
(3)下图显示了IL-10基因附近的限制酶切位点、pET-44质粒的模式图及其相关的限制酶切位点,已知LacZ基因的表达产物为半乳糖苷酶,该酶催化X-gal分解产生蓝色物质,进而使菌落呈现蓝色,否则菌落表现白色。科研人员将转化后的宿主菌接种在含有X-gal和氨苄青霉素的培养基上筛选阳性转化子。据图分析,完成下列问题:
①要将IL-10基因整合到大肠杆菌pET-44质粒中,应选用( )限制酶获取目的基因。若某科研小组仅选用NdeI进行酶切处理,含有重组质粒的菌落( )(填“能”或“不能”或“不一定能”)表达产生IL-10蛋白,原因是( )
②若规范操作并导入了重组质粒,最终阳性转化子的菌落将会呈现( )色,理由是( )。
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2026年春期________中学校学业质量监测高二年级 生物学
(考试时间:75分钟;总分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 病原学检查发现,引起肺炎的病原体包括新冠病毒、支原体、肺炎链球菌、曲霉菌等多种类型。青霉素能抑制细菌细胞壁的形成,是治疗肺炎链球菌肺炎的首选药物。下列关于这些病原体的叙述,正确的是( )
A. 与曲霉菌相比支原体没有核膜包被的细胞核
B. 可推测青霉素能治疗由新冠病毒引发的肺炎
C. 肺炎链球菌无染色质但有复杂的生物膜系统
D. 以上三类病原体都是以DNA为主要遗传物质
【答案】A
【解析】
【详解】A、曲霉菌属于真核生物,具有核膜包被的细胞核,支原体属于原核生物,没有核膜包被的细胞核,A正确;
B、青霉素的作用机理是抑制细菌细胞壁的形成,新冠病毒无细胞结构,不存在细胞壁,青霉素对其没有作用,不能治疗新冠病毒引发的肺炎,B错误;
C、肺炎链球菌是原核生物,没有染色质,同时原核生物只有细胞膜这一种生物膜,无核膜和具膜细胞器,不存在复杂的生物膜系统,C错误;
D、新冠病毒的遗传物质是RNA,不以DNA为遗传物质,且对于特定生物来说遗传物质是固定的,不存在“主要遗传物质”的表述,D错误。
2. 世界卫生组织多次呼吁降低含糖饮料消费以减少糖的摄入,过量摄入糖可能引起体重增加、肥胖、2型糖尿病、龋齿、代谢综合征等。某中心课题组检测并分析了122种现制“奶茶”的成分,部分检测数据(平均值)如下表,其中可溶性糖主要指能溶于水的蔗糖,以及少量的葡萄糖,果糖等。下列相关叙述正确的是( )
营养成分
奶茶(中杯)(84种)
奶盖茶(中杯)(27种)
水果茶(中杯)(11种)
总能量(kJ)
1575
1610
915
碳水化合物(g)
62.5
51.5
51.5
可溶性糖(g)
29.1
40.9
40.1
蛋白质(g)
2.7
2.75
1.0
脂肪(g)
12.5
22.5
1.0
咖啡因(mg)
70
39.8
0
茶多酚(mg)
318
250.5
0
A. 糖类、蛋白质、脂肪的元素组成都含有C、H、O、N、P
B. 鉴定奶盖茶中的脂肪需用95%的酒精洗去多余的苏丹Ⅲ染液
C. 奶盖茶比水果茶总能量高的原因是脂肪和蛋白质的含量较高
D. 利用斐林试剂检验,可以对比三款“奶茶”可溶性糖含量高低
【答案】C
【解析】
【详解】A、糖类的元素组成一般为C、H、O,脂肪的元素组成仅为C、H、O,蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,大多不含P,三者并不都含有C、H、O、N、P,A错误;
B、鉴定脂肪时,需用50%的酒精洗去苏丹Ⅲ染液的浮色,并非95%的酒精,B错误;
C、对比表格数据,奶盖茶与水果茶的碳水化合物含量相近,奶盖茶的脂肪、蛋白质含量显著高于水果茶,糖类、脂肪、蛋白质均为能源物质,且同等质量的脂肪能量更高,因此奶盖茶总能量更高,C正确;
D、斐林试剂仅能检测还原糖(葡萄糖、果糖等),题干中可溶性糖的主要成分蔗糖属于非还原糖,无法用斐林试剂检测,因此不能用斐林试剂对比三款饮品的可溶性糖含量高低,D错误。
3. 《细胞》杂志提出利用AI开发“虚拟细胞”模型,该模型能精准模拟细胞的动态行为,为探索生命机制打开新的窗口。下列叙述正确的是( )
A. 模拟分泌蛋白合成的路径,核糖体合成后通过囊泡运输至内质网
B. 构建溶酶体模型可模拟分解衰老细胞器,其内部含有多种水解酶
C. 构建虚拟光合作用模型时,需构建内膜向内折叠形成嵴的叶绿体
D. 构建虚拟动物细胞有丝分裂时,可利用蛋白质和DNA构建中心体
【答案】B
【解析】
【详解】A、核糖体是无膜结构的细胞器,分泌蛋白在附着核糖体合成后直接进入内质网腔,不需要囊泡运输,囊泡是内质网向高尔基体、高尔基体向细胞膜运输物质的结构,A错误;
B、溶酶体被称为细胞的“消化车间”,内部含有多种酸性水解酶,可分解衰老、损伤的细胞器,也可吞噬杀死侵入细胞的病原体,因此构建溶酶体模型可模拟该功能,B正确;
C、内膜向内折叠形成嵴是线粒体的结构特征,叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒增大膜面积,C错误;
D、中心体的组成成分只有蛋白质,不含DNA,含DNA的细胞器为线粒体、叶绿体,因此构建中心体不需要DNA,D错误。
4. 在生物学实验中,常选用特定试剂提取、分离、溶解或检测相关物质。下列实验的选用试剂及操作目的匹配正确的是( )
选项
实验名称
选用试剂及操作目的
A
提取和分离绿叶的光合色素
用无水乙醇分离绿叶中的光合色素
B
观察洋葱根尖的有丝分裂
将甲紫溶解在氢氧化钠溶液中配制碱性染料
C
菊花的组织培养
用70%酒精和次氯酸钠溶液对外植体消毒
D
DNA片段的扩增及电泳鉴定
使用DNA解旋酶打开DNA双链
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、无水乙醇的作用是提取绿叶中的光合色素,分离光合色素需要使用层析液,A错误;
B、甲紫是将甲紫溶解在醋酸溶液中配制的碱性染料,B错误;
C、菊花组织培养过程中,外植体消毒的操作是依次用70%酒精、次氯酸钠溶液处理,再用无菌水冲洗残留的消毒剂,C正确;
D、DNA片段扩增(PCR技术)中利用高温加热的方式使DNA双链解旋,不需要使用DNA解旋酶,D错误。
5. 生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图中甲~丙表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲可能是线粒体内膜,图丙可能是叶绿体内膜
B. 图甲和图丙中ATP的合成均依赖于H+跨膜浓度梯度
C. 若图乙是细胞膜,则a侧具有由糖蛋白分子构成的糖被
D. 甲、乙、丙三幅图只说明了生物膜具有物质运输的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、图甲进行的是有氧呼吸第三阶段,对应线粒体内膜;图丙进行的是光反应(水的光解、ATP合成),对应叶绿体类囊体薄膜,不是叶绿体内膜,A错误;
B、图甲和图丙中,H+顺浓度梯度跨膜运输时释放的势能驱动ATP合成,二者ATP的合成都依赖H+跨膜浓度梯度,B正确;
C、糖被是细胞膜外表面的糖类分子,既包括和蛋白质结合形成糖蛋白的糖类,也包括和脂质结合形成糖脂的糖类,C错误;
D、三幅图除体现生物膜的物质运输功能外,甲、丙还体现了能量转换功能,乙还可体现信息识别功能,并非只说明了生物膜具有物质运输作用,D错误。
6. 如图所示,大分子物质与相应受体结合可通过核孔中的中央栓蛋白入核或出核,从而实现定向转运。下列叙述正确的是( )
A. 核孔实现了细胞与细胞之间的信息交流
B. 核输入受体通过核孔返回细胞质可避免物质浪费
C. 核输出受体空间结构的改变不会影响mRNA出核
D. 中央栓蛋白可通过胞吞、胞吐作用运输大分子物质
【答案】B
【解析】
【详解】A、核孔实现的是细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流,并非细胞与细胞之间的信息交流,A错误;
B、核输入受体完成大分子的入核转运后返回细胞质,可再次结合相应大分子进行转运,避免了物质的浪费,B正确;
C、蛋白质的空间结构决定其功能,核输出受体空间结构改变会导致其无法与mRNA特异性结合,会影响mRNA出核,C错误;
D、胞吞、胞吐是大分子物质进出细胞的方式,依赖细胞膜的流动性,图中大分子是通过核孔实现核质之间的转运,不属于胞吞、胞吐过程,D错误。
7. 如图表示细胞内产生的ATP到细胞外的三种不同的运输方式,ATP除作为直接能源物质,还可以传导信号和作为神经递质发挥作用。下列叙述中错误的是( )
A. ATP水解、载体蛋白磷酸化的过程伴随着能量的转移
B. ATP通过途径②转运到细胞外时,会发生载体蛋白构象的改变
C. 当ATP作为神经递质时,往往通过途径③运输到细胞外且耗能
D. 图示三种运输方式均与膜上蛋白质相关,均需与相应蛋白质结合
【答案】D
【解析】
【详解】A、ATP水解时特殊化学键断裂释放能量,可使载体蛋白发生磷酸化,能量从ATP转移到磷酸化的载体蛋白中,该过程伴随能量转移,A正确;
B、途径②为主动运输,主动运输过程中载体蛋白会与被运输物质结合,且会发生构象改变以实现物质转运,B正确;
C、神经递质的释放方式为胞吐,对应途径③,胞吐过程依赖膜的流动性,需要消耗能量,C正确;
D、途径①通过通道蛋白运输时,ATP无需和通道蛋白结合,仅通过通道即可跨膜;途径③为胞吐,通过囊泡与细胞膜融合释放ATP,也无需与膜上蛋白质结合,因此并非三种运输方式都需要与相应蛋白质结合,D错误。
8. 尿酸含量偏高可能引发痛风。别嘌呤醇是临床常用的治疗痛风的药物,其作用机制与抑制黄嘌呤氧化酶的活性相关。黄嘌呤氧化酶能催化黄嘌呤(底物)生成尿酸,测定别嘌呤醇对黄嘌呤氧化酶活性的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该实验的自变量是黄嘌呤的浓度
B. 别嘌呤醇会改变黄嘌呤氧化酶的最适温度和pH
C. 别嘌呤醇通过与黄嘌呤氧化酶结合,提高催化反应的活化能
D. 根据信息推测别嘌呤醇和黄嘌呤在结合黄嘌呤氧化酶时存在竞争
【答案】D
【解析】
【详解】A、该实验的自变量为黄嘌呤浓度、是否添加别嘌呤醇,A错误;
B、抑制剂仅影响酶的催化活性,不会改变酶的最适温度和最适 pH,B错误;
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,别嘌呤醇是抑制酶的活性,使黄嘌呤氧化酶无法发挥降低活化能的作用,并不会提高催化反应的活化能,C错误;
D、由图可知,当黄嘌呤浓度足够高时,两组的最大反应速率相同,说明高浓度的黄嘌呤可解除别嘌呤醇的抑制作用,别嘌呤醇和黄嘌呤竞争酶的结合位点,推测二者在结合黄嘌呤氧化酶时存在竞争关系,D正确。
9. 浆水是西北地区的传统饮品,常以蔬菜和面汤为原料,主要利用微生物自然发酵而成,味道微酸爽口,有解暑开胃之效。传统发酵过程如下图,发酵工程则多采用人工接种,在现代发酵罐内进行大规模生产。下列叙述错误的是( )
A. 传统发酵以混合菌种发酵为主,发酵工程中所用菌种大多是单一菌种
B. 蔬菜、器具等“热烫处理”的目的是杀死表面的部分杂菌以降低腐败风险
C. 加“引子”(旧浆水)的目的是增加发酵菌种的含量,以缩短浆水制作的时间
D. 成品浆水呈乳白色,味酸,据图可推断该过程发挥主要作用的微生物是醋酸菌
【答案】D
【解析】
【详解】A、传统发酵是利用自然环境中的混合菌种进行发酵,发酵工程为保证产品品质稳定,通常使用经过纯化的单一菌种,A正确;
B、高温热烫处理可以杀死蔬菜、器具表面的部分杂菌,减少杂菌污染,降低发酵物腐败的风险,B正确;
C、旧浆水(引子)中含有大量发酵所需的目标菌种,加入后可提升初始菌种数量,缩短发酵所需时间,C正确;
D、该发酵过程需要加盖,为厌氧环境,而醋酸菌是好氧微生物,无法在厌氧环境中大量繁殖发挥作用,该过程产酸主要依靠乳酸菌厌氧发酵产生乳酸,因此发挥主要作用的微生物不是醋酸菌,D错误。
10. 某研究团队对需钠弧菌(细菌)进行改造,获得能降解5种典型有机污染物的菌VCOD-15;该菌株在石油炼化厂、氯碱化工厂的高盐废水中,仅2天即可净化其中共存的5种有机污染物。以下关于VCOD-15的叙述错误的是( )
A. 纯化VCOD-15常采用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法
B. 对获得的VCOD-15进行培养时,需将培养基调至中性或者弱酸性
C. 培养VCOD-15时,为模拟其原生耐盐环境,培养基中需添加较高浓度的NaCl
D. 该项研究为解决石化废水排污、海洋石油泄漏等全球性环境问题提供了全新的技术方案
【答案】B
【解析】
【详解】A、纯化细菌等微生物的常用接种方法为稀释涂布平板法和平板划线法,两种方法都能得到单菌落实现VCOD-15的纯化,A正确;
B、VCOD-15属于细菌,培养细菌时需要将培养基pH调至中性或弱碱性,真菌培养基才需要调至弱酸性,B错误;
C、VCOD-15是需钠弧菌,天然可在高盐废水中生存,因此培养时需要添加较高浓度的NaCl模拟其耐盐的原生环境,C正确;
D、该菌株可在高盐环境下快速降解有机污染物,可应用于石化高盐废水处理、高盐的海洋石油泄漏治理等场景,为相关全球性环境问题提供了全新技术方案,D正确。
11. 甜叶菊所含甜菊糖的甜度高、热量低,成为食品行业受欢迎的新糖源。但利用种子繁殖甜叶菊有很多弊端,其扦插成活率又很低。为了提高甜叶菊的繁育率,科研人员采用如图方法培育。下列有关叙述错误的是( )
A. 从分生区取材培养获得的试管苗能抵抗病毒的侵染
B. 过程①②两个阶段对光照和植物激素的需求均有所不同
C. 为提高成活率,过程②一般先诱导愈伤组织生芽,再诱导生根
D. 通过过程①②形成的试管苗需要炼苗才能移栽到大田
【答案】A
【解析】
【详解】A、分生区的病毒极少甚至没有,经组织培养得到的是脱毒苗,仅自身不含病毒,并不具备抵抗病毒侵染的能力,A错误;
B、过程①是脱分化,过程②是再分化:脱分化阶段一般不需要光照,再分化阶段需要光照;且两个阶段所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,因此二者对光照和植物激素的需求均有差异,B正确;
C、过程②再分化时一般先诱导愈伤组织生芽,芽产生后可进行光合作用,后续再诱导生根能有效提高移栽成活率,C正确;
D、试管苗是在无菌、高湿度、温度适宜的人工环境中培育的,对自然环境的适应能力差,需要经过炼苗逐步适应外界环境后,才能移栽到大田,D正确。
12. 3D细胞培养是一种通过物理或化学手段使动物细胞在三维空间中生长、分化和相互作用,与传统细胞培养相比,3D细胞培养可以更好地模拟细胞在体内环境生长的技术。类器官是一种在体外利用干细胞培养出的3D细胞培养物,类似于人体内器官的组织结构,但缺乏血管系统。下列叙述正确的是( )
A. 类器官直接移植到患者的体内,可以有效解决器官短缺的问题
B. 3D细胞培养时,应置于含95%氧气和5%CO2的混合气体的培养箱中
C. 传统细胞培养时,细胞并不都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
D. 3D细胞培养前需对动物组织进行灭菌处理,培养时需定期更换培养液
【答案】C
【解析】
【详解】A、题干明确说明类器官缺乏血管系统,直接移植到患者体内后无法获得充足的营养和氧气供应,难以存活,不能有效解决器官短缺问题,A错误;
B、动物细胞培养的适宜气体环境是95%空气和5%CO2,95%氧气浓度过高会对细胞产生氧化损伤,B错误;
C、传统细胞培养中,并非所有细胞都需要贴壁生长,例如淋巴细胞、杂交瘤细胞等可悬浮生长,无需贴附基质表面就能增殖,C正确;
D、灭菌会杀灭所有微生物同时杀死动物组织中的活细胞,因此细胞培养前仅需对动物组织进行消毒处理,不能进行灭菌,D错误。
13. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 图示技术的难度要明显高于胚胎细胞核移植
B. 用高Ca2+-高pH法激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
C. 移植前要对牛乙和牛丙进行免疫检查,以防止发生免疫排斥反应
D. 如果要提高重构胚的成活率,可对桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割
【答案】A
【解析】
【详解】A、动物体细胞分化程度高,全能性难以恢复,胚胎细胞分化程度低,全能性较易表达,因此体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,A正确;
B、高Ca2+-高pH法是诱导植物原生质体融合的常用方法,激活重构胚常采用电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方法,B错误;
C、受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此移植前不需要对受体牛丙进行免疫检查,C错误;
D、对桑椹胚或囊胚进行胚胎分割的目的是提高胚胎的利用率,获得更多基因型相同的后代,无法提高重构胚本身的成活率,D错误。
14. 乳腺生物反应器是通过转基因技术,将外源基因导入动物(如牛、羊)基因组中,并使其在乳腺组织特异性表达,利用动物乳腺高效合成、分泌蛋白的能力,在乳汁中生产药用蛋白或其他高价值产品的生物技术体系。下列叙述正确的是( )
A. 与利用转基因大肠杆菌生产人干扰素相比,乳腺生物反应器得到的产物活性会更高
B. 在构建基因表达载体时,需要将药物蛋白基因和该基因原来的启动子等重组在一起
C. 培育该转基因动物需要将目的基因注入乳腺细胞,才可从乳汁中提取到相应的产品
D. 若需利用乳腺生物反应器生产速效胰岛素类似物,应从设计蛋白质的氨基酸序列出发
【答案】AD
【解析】
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,仅含有核糖体,无内质网、高尔基体等可对分泌蛋白进行加工修饰的细胞器,生产的人干扰素空间结构异常、活性低;乳腺细胞为真核细胞,具备完整的蛋白加工系统,得到的产物空间结构正常,活性更高,A正确;
B、要实现药物蛋白基因在乳腺组织的特异性表达,构建基因表达载体时,需将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组,而非使用该药物蛋白基因原来的启动子,B错误;
C、培育转基因动物时,需将目的基因注入受精卵,由受精卵发育成的完整个体的所有体细胞(包括乳腺细胞)都携带目的基因,才可在乳腺中表达相应产物;直接将目的基因注入乳腺细胞无法得到可稳定生产的转基因动物,C错误;
D、速效胰岛素类似物是经改造的、天然不存在的蛋白质,属于蛋白质工程的产物,生产该类物质需要先根据预期功能设计蛋白质的氨基酸序列,再推导合成对应的目的基因,D正确。
15. 下列关于生物技术的安全性和伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及抗生素来形成杀伤力
B. 试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传学诊断和胚胎移植等
C. 干细胞的研究在临床上应用广泛,但存在导致肿瘤发生的风险等问题
D. 转基因食品中的目的基因会进入人体细胞,与细胞中的DNA发生基因重组
【答案】C
【解析】
【详解】A、生物武器的类型包括致病菌、病毒、生化毒剂、基因重组的致病菌等,干扰素是抗病毒的免疫活性物质,抗生素是抑制细菌生长的药物,二者均不属于生物武器的成分,A错误;
B、常规试管婴儿仅需要体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植技术即可,植入前的遗传学诊断是设计试管婴儿才需要的技术,并非试管婴儿的必需技术,B错误;
C、干细胞增殖分化能力较强,若临床应用时对其分化方向调控不当,存在异常增殖形成肿瘤的风险,C正确;
D、转基因食品中的目的基因进入人体消化道后,会被消化酶分解为小分子核苷酸,无法以完整的基因形式进入人体细胞,也不会与人体细胞DNA发生基因重组,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 酵母菌可在NaCl浓度稳定为100 mmol/L的液体培养基(pH为5.0-6.5)中生长,Na+可通过细胞膜上的离子通道进入细胞,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L会导致酵母菌死亡。酵母菌可通过多种方式维持细胞内Na+浓度的相对稳定,部分生理过程如图所示(N、W为转运蛋白)。回答下列问题。
(1)从图中可知酵母菌吸水的方式是__________;Na+通过离子通道进入酵母菌的过程中自身构象__________(填“会”或“不会”)发生改变,在该过程中,加入蛋白质变性剂__________(填“会”或“不会”)降低Na+的运输速率。
(2)转运蛋白N运输Na+的方式是__________,判断依据是__________(答2点)。
(3)据图分析,酵母菌维持细胞质基质中Na+浓度基本稳定的途径是__________。
【答案】(1) ①. 自由扩散、协助扩散(易化扩散) ②. 不会 ③. 会
(2) ①. 主动运输 ②. 消耗ATP,且依赖转运蛋白N
(3)通过转运蛋白N将细胞质基质中的Na+主动运输到液泡中储存;通过转运蛋白W将细胞质基质中的Na+主动运输到细胞外
【解析】
【小问1详解】
从图中可知酵母菌吸水的方式是自由扩散、协助扩散(借助水通道蛋白)。离子通道蛋白在转运物质时自身空间构象不会发生改变。离子通道的本质是蛋白质,加入蛋白质变性剂会破坏通道结构,会降低Na+运输速率。
【小问2详解】
据图可知,转运蛋白N运输Na+的过程消耗ATP,且依赖转运蛋白N,因此转运蛋白N运输Na+的方式是主动运输。
【小问3详解】
据图可知,酵母菌通过两条主动运输路径协同调控Na+分布:利用转运蛋白N,消耗ATP将Na+从细胞质基质泵入液泡,实现Na+隔离;借助转运蛋白W,利用H+梯度驱动,将Na+从细胞质基质排出至胞外环境。二者共同作用,确保细胞质基质中Na+浓度始终低于30mmol/L,避免毒性积累。
17. 花生是我国主要油料作物之一,富含多种营养成分。现存在甲乙两个品种的花生,其中一种是耐旱型花生,具有抗旱耐涝、适应性强、高产潜力大等优点,另一品种为普通型花生。为了推广耐旱型花生的种植区域,科研人员以两品种的室内盆栽植株作为实验材料,在中度干旱土壤条件下开展实验,结果如图所示。回答下列问题:
(1)花生叶肉细胞中的光合色素主要存在于叶绿体的__________;干旱会导致普通花生减产,一方面是因为在干旱作用下,花生叶绿素含量降低,导致光反应产生的__________减少,进而导致光合速率降低;另一方面干旱还会使叶片气孔关闭,这会导致__________。
(2)据图分析可知,耐旱品种是__________,干旱条件对两品种花生植株叶绿素含量的影响是__________
(3)有观点认为乙品种植株第20天与第10天对比,净光合速率降低的主要原因是干旱会导致气孔导度下降。据图分析该观点是否合理__________(填“是”或“否”),理由是__________。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. NADPH和ATP ③. CO2 吸收减少,暗反应速率降低,光合速率下降
(2) ①. 甲 ②. 干旱会降低两个品种花生的叶绿素含量,且甲品种叶绿素含量的下降幅度小于乙品种
(3) ①. 否 ②. 若气孔导度下降,胞间CO2浓度应降低,但图中乙品种第20天的胞间CO2浓度明显高于第10天,因此该观点不成立
【解析】
【小问1详解】
光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上;叶绿素吸收光能,叶绿素含量降低会使光反应减弱,产生的 ATP和NADPH减少,暗反应原料不足,光合速率下降;干旱导致气孔关闭,外界CO2 进入叶片的量减少,暗反应因CO2 不足速率减慢,进一步降低光合速率,造成减产。
【小问2详解】
耐旱品种在干旱条件下受影响更小,从左图可知,随干旱天数增加,甲乙品种叶绿素含量均下降,但甲的叶绿素含量始终高于乙,下降幅度更小,更适应干旱,因此耐旱品种是甲。
【小问3详解】
若净光合速率下降是气孔导度下降导致的,气孔导度下降会使 CO2 进入叶肉细胞减少,胞间 CO2 浓度应该降低;但从中间柱状图可知,乙品种第20天胞间CO2 浓度远高于第10天,因此该观点不合理。
18. 研究人员用甲基磺酸乙酯(EMS)处理大肠杆菌,使鸟嘌呤烷基化,导致G−C→A−T,从而获得了无法合成赖氨酸的营养缺陷型菌株。如图是科研人员利用影印法(将丝绒布轻轻按压在平板的菌落表面,粘附菌体。然后将粘有菌落的丝绒布按压到新的培养基上,使菌落“复印”到新平板上)初检赖氨酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题:
注:完全培养基含有该微生物生长繁殖所需的全部营养物质;基本培养基只含有微生物基本生长所需营养、不添加赖氨酸。
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是__________,纯化培养时应检测培养基是否被杂菌污染,具体方法是:__________。
(2)过程①接种后的培养皿不能立即进行倒置培养,原因是__________,进行图示过程②的顺序是先将丝绒布“复印”至__________(基本/完全)培养基上,再“复印”至另一培养基。
(3)赖氨酸缺陷型菌株应在图中的菌落__________中挑选,因为__________。
(4)利用图示方法统计的菌体数目往往比显微镜直接计数法的结果__________(偏低/相等/偏高),原因是__________
【答案】(1) ①. 防止杂菌污染 ②. 将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落产生
(2) ①. 接种后培养基表面的菌液尚未完全渗入,若立即倒置会导致菌液流动,无法形成单菌落 ②. 基本
(3) ①. A ②. 赖氨酸缺陷型菌株不能在基本培养基上生长,但能在完全培养基上生长,菌落A在基本培养基上不能生长,在完全培养基上能生长,所以是赖氨酸缺陷型菌株
(4) ①. 偏低 ②. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
【解析】
【小问1详解】
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。检测培养基是否被杂菌污染,具体方法是将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落产生,若有菌落产生,则说明培养基被污染,否则没有被污染。
【小问2详解】
过程①接种后的培养皿不能立即进行倒置培养,原因是接种后培养基表面的菌液尚未完全渗入,若立即倒置会导致菌液流动,无法形成单菌落。进行图示过程②的顺序是先将丝绒布“复印”至基本培养基上,再“复印”至另一培养基,这样可以通过对比两种培养基上菌落的生长情况来筛选出赖氨酸缺陷型菌株。
【小问3详解】
赖氨酸缺陷型菌株应在图中的菌落A中挑选,因为赖氨酸缺陷型菌株不能在基本培养基上生长,但能在完全培养基上生长,菌落A在基本培养基上不能生长,在完全培养基上能生长,所以是赖氨酸缺陷型菌株。
【小问4详解】
利用图示方法统计的菌体数目往往比显微镜直接计数法的结果偏低,原因是当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,导致统计的菌落数少于实际菌体数。
19. 癌症免疫疗法是指重新激活抗肿瘤的免疫细胞,进而克服肿瘤的免疫逃逸。某些种类癌细胞表面有高表达的蛋白PSMA,CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于癌细胞与T细胞聚集。图甲为科研人员尝试构建的双特异性抗体PSMA×CD28生产流程图;图乙为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理图。回答下列问题:
(1)制备双特异性抗体涉及多种技术手段,其中__________是动物细胞工程的基础,应先将__________(填物质X的具体名称)分别注射到小鼠体内再分离出B淋巴细胞。
(2)图中过程④用__________进行第一次筛选;过程⑤的第二次筛选采用的方法是__________,从而得到产生所需抗体的杂交瘤细胞。
(3)双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是__________
(4)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构。据图乙分析,杂交瘤细胞A×B会产生多种抗体,原因是__________。
【答案】(1) ①. 动物细胞培养 ②. PSMA和CD28
(2) ①. 特定的选择性培养基 ②. 克隆化培养和抗体检测
(3)该双特异性抗体一端结合癌细胞表面的PSMA,另一端结合T细胞表面的CD28,使癌细胞和T细胞聚集,激活T细胞的抗肿瘤免疫作用,进而杀伤癌细胞
(4)杂交瘤细胞A×B同时含有编码两种抗体4种不同肽链的基因,不同肽链随机组合会形成多种结构不同的抗体,因此可产生多种抗体
【解析】
【小问1详解】
动物细胞培养是所有动物细胞工程的技术基础;本实验需要制备针对PSMA和CD28的双特异性抗体,因此需要将两种抗原PSMA、CD28分别注射小鼠,刺激小鼠产生对应的B淋巴细胞。
【小问2详解】
单克隆抗体制备中,第一次筛选用选择性培养基,筛选出杂交瘤细胞,淘汰未融合细胞、同种融合细胞;第二次筛选通过克隆化培养+抗体检测,筛选出能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
【小问3详解】
结合题干“T细胞的有效激活依赖于癌细胞与T细胞聚集”的信息,双特异性抗体的作用机理是同时结合两种细胞,让二者聚集,激活T细胞的杀伤功能,实现抗肿瘤作用。
【小问4详解】
抗PSMA的杂交瘤细胞和抗CD28的杂交瘤细胞融合后,杂交瘤细胞A×B同时含有两种抗体的轻重链编码基因,翻译出的不同肽链随机组合,就能形成多种不同结构的抗体,因此会产生多种抗体。
20. 白介素-10(IL-10)是一种多功能的细胞因子,主要参与机体的免疫调节和炎症反应,能抑制肿瘤的生长和转移。科研人员利用大肠杆菌构建人IL-10工程菌,下图为目的基因IL-10的部分序列,请回答下列问题:
目的基因
编码链 5′—ATGCACAGCTCA……ATACGAAACTGA—3′
模板链 3′—TACGTGTCGAGT……TATGCTTTGACT—5′
注:模板链是指基因转录时的模板链,编码链为模板链的互补链
(1)科研人员可以从基因文库中获取人IL-10cDNA基因序列,也可以从相应的细胞中获得mRNA后,在逆转录酶的作用下获得cDNA。再利用PCR技术进行目的基因的扩增,PCR的过程一般包括变性、复性、__________三个步骤,复性的目的是__________
(2)利用PCR技术进行目的基因的扩增,需要设计相应的引物。设计引物时,靠近启动子一侧的引物序列为5′-__________-3′(写出引物序列的前10个核苷酸),引物的作用为__________。
(3)下图显示了IL-10基因附近的限制酶切位点、pET-44质粒的模式图及其相关的限制酶切位点,已知LacZ基因的表达产物为半乳糖苷酶,该酶催化X-gal分解产生蓝色物质,进而使菌落呈现蓝色,否则菌落表现白色。科研人员将转化后的宿主菌接种在含有X-gal和氨苄青霉素的培养基上筛选阳性转化子。据图分析,完成下列问题:
①要将IL-10基因整合到大肠杆菌pET-44质粒中,应选用( )限制酶获取目的基因。若某科研小组仅选用NdeI进行酶切处理,含有重组质粒的菌落( )(填“能”或“不能”或“不一定能”)表达产生IL-10蛋白,原因是( )
②若规范操作并导入了重组质粒,最终阳性转化子的菌落将会呈现( )色,理由是( )。
【答案】(1) ①. 延伸 ②. 使引物与模板链结合
(2) ①. ATGCACAGCT ②. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
(3) ①. Nde Ⅰ和Xho Ⅰ ②. 不一定能 ③. 目的基因与质粒可能正向连接,也可能反向连接,反向连接时无法表达出目的蛋白 ④. 白 ⑤. 重组质粒LacZ基因被破坏,无法正常表达合成半乳糖苷酶,进而X-gal不能被分解产生蓝色物质,菌落呈现白色
【解析】
【小问1详解】
PCR技术扩增目的基因的过程一般包括变性、复性、延伸三个步骤。复性的目的是使引物与模板链结合。
【小问2详解】
因为启动子启动转录的方向是向右,结合目的基因编码链的碱基序列,靠近启动子一侧的引物序列为5'-ATGCACAGCT-3'。引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。
【小问3详解】
①为了筛选重组质粒,必须保留抗生素抗性基因,不能选择Pst Ⅰ 和BamH Ⅰ,采用双酶切法,据图分析选用的两种限制酶是Nde Ⅰ和Xho Ⅰ。在IL-10基因的上下游分别有一个Nde Ⅰ酶切位点,若是仅选用Nde Ⅰ进行酶切处理,则会产生相同的两个末端,构建的重组质粒会出现两种情况:第一种是目的基因和质粒的正向连接,该种连接可以获得IL-10蛋白。第二种是目的基因和质粒反向连接,反向连接使得目的基因无法表达,无法获得IL-10蛋白,即若某科研小组仅选用NdeⅠ进行酶切处理,含有重组质粒的菌落不一定能表达产生IL-10蛋白。
②由于IL-10基因插入质粒LacZ基因所在位置,重组质粒LacZ基因被破坏,无法正常表达半乳糖苷酶,因为该酶催化X-gal分解产生蓝色物质,故X-gal不能被分解产生蓝色物质使菌落呈现白色,因为阳性转化子为白色菌落。
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