精品解析:宁夏回族自治区银川一中 2025-2026学年高二下学期期末考试生物试卷
2026-07-16
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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) | 宁夏回族自治区 |
| 地区(市) | 银川市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.62 MB |
| 发布时间 | 2026-07-16 |
| 更新时间 | 2026-07-16 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58849173.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:
银川一中2025/2026学年度(下)高二期末考试
生 物 试 卷
一、选择题(共56分,每题2分)
1. 根据生命系统的结构层次相关内容,下列叙述错误的是( )
A. 池塘中的水、阳光等环境因素属于生命系统的一部分
B. “一块骨骼肌”与上述图片中②所属结构层次相同
C. 从生命系统的结构层次来看,一个湖泊中所有的④构成一个种群
D. 上述图片中属于生命系统最基本的层次的只有①
【答案】D
【解析】
【详解】A、生命系统的结构层次包含生态系统,生态系统由生物群落和非生物的物质和能量组成,水、阳光属于非生物的物质和能量,是生态系统的组分,因此属于生命系统的一部分,A正确;
B、②心脏由肌肉组织、结缔组织、神经组织等多种组织构成,属于器官层次;一块骨骼肌同样由多种组织构成、行使特定功能,也属于器官层次,二者结构层次相同,B正确;
C、种群是指同一时间、同一区域内同种生物的所有个体,一个湖泊中所有的④(草履虫)属于同种生物的全部个体,可构成一个种群,C正确;
D、生命系统最基本的层次是细胞,①肌细胞属于细胞层次,④草履虫是单细胞生物,也属于细胞层次,因此属于最基本生命系统层次的不只有①,D错误。
2. 华丽硫珠菌是一种细胞长度可达2cm的巨型细菌,内含两个膜囊:一个包裹DNA,另一个占总体积的73%,充满液体。这一发现使我们对原核生物有了更深入的认知,下列相关叙述错误的是( )
A. 华丽硫珠菌的染色体位于包裹DNA的膜囊中
B. 华丽硫珠菌的发现打破了人们对细菌大小的原有认识
C. 充满液体的膜囊有助于维持细胞的形态,类似于植物的液泡
D. 华丽硫珠菌可能是原核生物向真核生物进化的过渡类型
【答案】A
【解析】
【详解】A、原核生物的遗传物质是裸露的环状DNA,不形成染色体结构,A错误;
B、普通细菌的细胞长度通常为微米级,而华丽硫珠菌长达2cm,远超常规认知,B正确;
C、充满液体的膜囊可能具有储存物质、维持渗透压和细胞形态的功能,与植物液泡功能相似,C正确;
D、包裹DNA的膜囊可能代表原核生物向真核生物细胞核演化的中间阶段,D正确。
故选A。
3. 大肠杆菌作为一种现代生物学中研究最多的模式生物之一,下列叙述错误的是( )
A. 依据大肠杆菌的扫描电镜照片制作的细胞立体模式图不属于物理模型
B. 大肠杆菌与水绵的细胞结构存在差异,体现了细胞的多样性
C. 大肠杆菌主要寄生在人和动物的消化道中,是一种异养生物
D. 将重组质粒导入大肠杆菌,需用Ca2+处理大肠杆菌以提高转化效率
【答案】A
【解析】
【详解】A、物理模型是以实物或图画形式直观表达认识对象特征的模型,依据扫描电镜照片制作的细胞立体模式图属于图画类的物理模型,A错误;
B、大肠杆菌是原核生物,无核膜包被的成形细胞核,水绵是真核生物,有成形细胞核,二者结构差异体现了细胞的多样性,B正确;
C、大肠杆菌不能自身合成有机物,依靠人和动物消化道内的现成有机物获取能量,属于异养生物,C正确;
D、基因工程中用处理大肠杆菌可使其成为感受态细胞,更易吸收外源重组质粒,提高转化效率,D正确。
4. 农谚有云“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列有关种子萌发过程的叙述,错误的是( )
A. 水参与代谢但不组成细胞结构
B. 水可以借助通道蛋白进入细胞
C. 自由水与结合水的比例会升高
D. 有机物的总量减少而种类增多
【答案】A
【解析】
【详解】A、结合水是细胞结构的重要组成部分,而自由水参与代谢,因此“水参与代谢但不组成细胞结构”的说法错误,A错误;
B、水分可通过自由扩散或借助通道蛋白(水通道蛋白)进入细胞,B正确;
C、种子萌发时代谢增强,自由水比例升高,自由水与结合水的比值增大,C正确;
D、萌发时有机物被分解导致总量减少,但分解产物(如葡萄糖、氨基酸等)使有机物种类增多,D正确。
故选A。
5. 下图表示人体内某种化合物的形成和在细胞中的分布情况。下列有关该图的分析,正确的是( )
A. 物质D的空间结构改变,其功能一定发生改变
B. 人体细胞内的物质C1彻底水解可得到8种小分子B
C. 小分子B合成单体C1和C2的过程中需要ATP为其提供能量
D. 化学元素A含有少量微量元素
【答案】C
【解析】
【分析】图中D是DNA,E是RNA,C1、C2是核苷酸。
【详解】A、物质D是DNA,DNA分子复制、转录时均需要DNA分子解旋,均会改变其双螺旋结构,但不失去其功能,A错误;
B、人体细胞内的物质C1是脱氧核糖核苷酸,彻底水解可得到4种碱基,一种五碳糖,磷酸,6种小分子B,B错误;
C、小分子B合成单体C1和C2的过程中需要ATP为其提供能量,C正确;
D、化学元素A指的是构成核酸的元素,C、H、O、N、P,不含有微量元素,D错误。
故选C。
6. 部分奶茶中“奶”的成分为反式脂肪酸(一种不饱和脂肪酸),其可使高密度胆固醇脂蛋白与低密度胆固醇脂蛋白比值降低。下列叙述错误的是( )
A. 脂肪酸的“骨架”是一条由碳原子组成的长链
B. 脂肪酸既是构成脂肪的原料,也是构成磷脂分子的原料
C. 长期饮用奶茶会促进脂质向肝脏运输,诱发高血脂
D. 胆固醇是固醇类物质,参与人体血液中脂质的运输
【答案】C
【解析】
【详解】A、脂肪酸属于脂质,生物大分子及相关有机物均以碳链为基本骨架,脂肪酸的结构骨架就是一条由碳原子组成的长链,A正确;
B、脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸发生反应构成,磷脂由甘油、2分子脂肪酸、磷酸及其他衍生物构成,因此脂肪酸既是构成脂肪的原料,也是构成磷脂的原料,B正确;
C、由题图和题干信息可知,反式脂肪酸会使高密度脂蛋白与低密度脂蛋白比值降低,高密度脂蛋白促进血液中的脂质向肝脏运输,低密度脂蛋白促进肝脏中的脂质向血液运输,因此该比值降低会使脂质向肝脏运输减少,血液中脂质含量升高,诱发高血脂,C错误;
D、固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D,其中胆固醇参与人体血液中脂质的运输,D正确。
7. 为探究鲁秀梨果实成熟过程中糖类的转化机制,通过实验追踪了梨果肉细胞内三种糖类(甲、乙、丙)的含量变化,绘制出成熟过程中糖类含量图。已知:甲是可直接被细胞吸收的单糖,乙需水解后才能被利用,丙是成熟梨中主要的甜味来源且不能水解为甲。下列分析错误的是( )
A. 甲为葡萄糖,可为梨果肉细胞的生命活动提供能量
B. 乙为淀粉,成熟过程中水解体现了作为植物细胞储能物质的功能
C. 丙可能是果糖,是鲁秀梨成熟后甜度提升的关键
D. 青果期梨果肉的还原糖含量高于成熟期
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲是可直接被细胞吸收的单糖,符合葡萄糖的特性。由图可知,甲含量从青果期10升至成熟期55,随成熟度显著增加。葡萄糖可为梨果肉细胞提供更多能量,A正确;
B、乙水解后才能被利用,且青果期含量最高,成熟过程中持续下降,淀粉是植物细胞的储能物质,需在淀粉酶催化下水解为葡萄糖才能被利用。青果期以储存能量为主,淀粉大量积累,成熟时淀粉水解为单糖供能或形成甜味物质,与图像数据完全匹配,B正确;
C、丙是主要甜味来源且不能水解为甲,符合果糖的特性。图中丙含量从青果期5升至成熟期60,成熟期成为含量最高的糖类,是成熟后口感变甜的关键,C正确;
D、还原糖是指能与斐林试剂反应的糖类(如葡萄糖、果糖、麦芽糖),乙若为淀粉(非还原糖),青果期时乙的含量高但还原糖(甲+丙)总量仅15,而成熟期甲(55)+丙(60)=115,还原糖总量远高于青果期,D错误。
故选D。
8. 角蛋白72(KRT72)是由人体巨噬细胞产生并分泌的,其能识别并结合HIV的衣壳蛋白,阻止HIV与巨噬细胞膜结合,从而抑制HIV入侵巨噬细胞。下列叙述正确的是( )
A. 除加热外,酒精、重金属等均能使KRT72肽键断裂而变性
B. HIV的衣壳蛋白是在宿主细胞的核糖体上合成的
C. 可用放射性同位素18O标记KRT72,追踪其与HIV衣壳蛋白结合的过程
D. KRT72能特异性结合HIV衣壳蛋白,依赖细胞间的信息交流与识别
【答案】B
【解析】
【详解】A、酒精、重金属、加热等使蛋白质变性的原理是破坏蛋白质的空间结构,并不会使肽键断裂,A错误;
B、HIV是病毒,没有细胞结构,自身不含核糖体,其衣壳蛋白需要在宿主细胞的核糖体上,利用宿主细胞的原料合成,B正确;
C、是稳定同位素,不具有放射性,不能作为放射性同位素来标记追踪相关过程,C错误;
D、HIV不具有细胞结构,KRT72与HIV衣壳蛋白的结合过程不存在细胞间的信息交流与识别,D错误。
9. 几丁质又称壳多糖,广泛存在于虾蟹壳、真菌等细胞壁中,目前已被用于废水处理、食品包装纸和食品添加剂等领域。下列关于几丁质的叙述,错误的是( )
A. 植物细胞壁中的几丁质可保护植物免受外界环境的伤害
B. 几丁质可被某些微生物分解,故可用于制作环保降解材料
C. 几丁质属于多糖,其单体是含有C、H、O、N的单糖
D. 几丁质可与重金属离子有效结合,故可用于废水处理
【答案】A
【解析】
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,不含有几丁质;几丁质主要存在于真菌细胞壁和甲壳类动物外骨骼中,A错误;
B、几丁质可被某些微生物(如细菌、真菌)分泌的几丁质酶分解,具有可生物降解性,故可用于制作环保降解材料,B正确;
C、几丁质属于多糖,其单体是N-乙酰葡糖胺(一种单糖),含有C、H、O、N四种元素,C正确;
D、几丁质分子中含有氨基等基团,可通过配位或吸附作用与重金属离子(如铅、镉)结合,因此可用于废水处理,D正确。
故选A。
10. 在高倍显微镜下观察到某黑藻叶肉细胞的细胞质处于不断流动的状态,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中细胞的细胞质流动方向为逆时针,实际方向为顺时针
B. 若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动,应将视野亮度适当调亮一些
C. 为了更清楚地观察叶肉细胞内的叶绿体,可撕取稍带些叶肉的下表皮
D. 适当提高温度或光照强度,并选取叶脉附近的细胞观察,可增强实验效果
【答案】D
【解析】
【分析】黑藻为单子叶植物,叶片小而薄,叶肉细胞内有大而清晰且数量较多的叶绿体,液泡无色;可以用光学显微镜观察黑藻的叶绿体及细胞质流动;叶绿体在光照强的时候以较小的面朝向光源,避免被灼伤;光线弱时,以较大的面朝向光源便于吸收较多的光,有利于光合作用。
【详解】A、显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像,因此观察到的细胞质流动方向与实际流动方向是一致的,A错误;
B、由于根毛细胞颜色浅,不易观察,所以若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动,应将视野亮度适当调暗一些,B错误;
C、黑藻的叶片本身较小,一般取下一片叶子直接制成装片即可观察其中的叶绿体,C错误;
D、适当提高温度或光照强度,可促进细胞的代谢,使细胞质的流动速度加快,叶脉附近的水分供应充足,细胞代谢快,容易观察到细胞质流动,D正确。
故选D。
11. 如图为细胞中生物膜系统,其中A~F为结构名称(C、D均为双层膜),①②代表分泌蛋白的转移途径。下列有关叙述正确的是( )
A. 口腔黏膜、胃黏膜都属于生物膜系统
B. F为内质网、C为叶绿体、D为线粒体
C. 细胞质内同时进行多种化学反应时,经常发生相互干扰
D. E、F、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
【答案】D
【解析】
【详解】A、生物膜系统是细胞内的细胞膜、核膜和细胞器膜等结构的统称,口腔黏膜、胃黏膜属于多细胞构成的组织层面结构,不属于生物膜系统,A错误;
B、C可产生O2,为叶绿体;D消耗O2,为线粒体;分泌蛋白的转移路径为内质网→高尔基体→细胞膜,因此E为内质网、F为高尔基体、B为细胞膜,B错误;
C、生物膜可将细胞分隔为多个独立的区室,使细胞质内同时进行的多种化学反应互不干扰,保障生命活动高效有序进行,C错误;
D、E(内质网)出芽形成具膜小泡转移到F(高尔基体),与高尔基体膜融合;高尔基体再形成具膜小泡转移到B(细胞膜),与细胞膜融合,该过程可实现三者膜成分的更新,D正确。
12. 伞藻嫁接与核移植实验(如下图),是证明细胞核功能的经典实验。伞藻是单细胞生物,下列不属于该实验成功的基础的是( )
A. 细胞核中的DNA分子的碱基排列顺序具有特异性
B. 不同伞藻的细胞膜均以磷脂双分子层为基本支架
C. 伞藻“假根”有能传递“核”中遗传信息的物质
D. 伞藻的核孔具有选择透过性,核酸不能通过核孔
【答案】D
【解析】
【详解】A、不同伞藻帽的形状不同,根本原因是细胞核中DNA的碱基排列顺序具有特异性,这是实验能观察到性状差异的基础,A不符合题意;
B、所有细胞的细胞膜都以磷脂双分子层为基本支架,结构的相似性保证了嫁接后不同部分可以愈合、细胞存活,是实验成功的基础,B不符合题意;
C、假根中含细胞核,遗传信息可以从细胞核传递到细胞质控制帽的发育,这是实验成功的基础,C不符合题意;
D、核孔具有选择透过性,部分核酸(如mRNA)可以通过核孔从细胞核进入细胞质,若所有核酸都不能通过核孔,细胞核中的遗传信息就无法表达控制性状,实验不可能得到预期结果,因此该内容不属于实验成功的基础,D符合题意。
13. 中间体是原核细胞细胞膜内陷形成的小泡或细管样结构,其中含有参与有氧呼吸电子传递链的组成成分——细胞色素。下列叙述正确的是( )
A. 图示结构均可以在引起肺炎的支原体细胞中观察到
B. 推测原核细胞的有氧呼吸在细胞膜和细胞质基质中进行
C. 中间体可增大膜面积,其结构和成分与该细胞的光面内质网相同
D. 图示细胞的遗传物质主要是DNA,且以大型环状形式存在
【答案】B
【解析】
【详解】A、肺炎支原体是一种典型的原核细胞,它的显著特征是没有细胞壁, 题目中描述的 “中间体” 是原核细胞细胞膜内陷形成的结构,外层有细胞壁,而支原体没有细胞壁,因此,支原体细胞中不可能观察到图示的中间体结构,A错误;
B、中间体是原核细胞细胞膜内陷形成的小泡或细管样结构,其中含有参与有氧呼吸电子传递链的组成成分——细胞色素,可推测原核细胞的有氧呼吸在细胞膜和细胞质基质中进行,B正确;
C、光面内质网是真核细胞特有的细胞器, 中间体是原核细胞细胞膜的一部分,因此含有中间体的细胞不含有光面内质网,C错误;
D、所有细胞生物(包括原核细胞和真核细胞)的遗传物质都是DNA。“主要是” 这个说法不准确,因为没有其他物质作为主要遗传物质。 原核生物DNA以大型环状形式存在,称为拟核 DNA,D错误。
故选B。
14. 我国药学家屠呦呦因制备抗疟疾药物——青蒿素,荣获2015年的诺贝尔奖。青蒿素的主要作用是干扰疟原虫细胞膜、线粒体的功能,阻断宿主红细胞为其提供营养,导致形成自噬泡,并不断排出虫体外,使疟原虫损失大量细胞质基质而死亡。下列叙述错误的是( )
A. 疟原虫能侵入宿主的红细胞,说明细胞膜控制物质进出是相对的
B. 青蒿素干扰疟原虫的线粒体,将导致该虫供能不足
C. 疟原虫是一种不具有生物膜系统的单细胞生物
D. 细胞质基质是细胞代谢的主要场所,疟原虫丢失胞质会威胁其生存
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,但该功能是相对的,疟原虫等病原体仍能够侵入细胞,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,青蒿素干扰疟原虫的线粒体功能,会导致疟原虫能量供应不足,B正确;
C、疟原虫是单细胞真核生物,具有细胞膜、核膜以及线粒体膜等细胞器膜,共同构成生物膜系统,C错误;
D、细胞质基质是细胞代谢的主要场所,题干信息显示疟原虫损失大量细胞质基质会死亡,说明丢失胞质会威胁其生存,D正确。
15. 微管和微丝是细胞骨架的关键结构之一,下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞骨架在光学显微镜下清晰可见
B. 强光下,植物的叶绿体侧面对光可能与细胞骨架有关
C. 微管结构稳定且不易变化,有利于支撑并维持细胞形态
D. 在洋葱根尖分生区细胞中可以发生微管蛋白组装成中心粒的过程
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞骨架属于亚显微结构,光学显微镜下无法观察到,需要使用电子显微镜才能观察,A错误;
B、细胞骨架具有锚定支撑细胞器、参与细胞器运动的功能,强光下叶绿体调整为侧面对光以避免被灼伤,该运动过程与细胞骨架的调控有关,B正确;
C、微管的结构是动态可变的,可通过解聚、重新组装参与纺锤体形成等生命活动,并非稳定不易变化,C错误;
D、洋葱是高等植物,高等植物细胞中不存在中心粒,因此不会发生微管蛋白组装成中心粒的过程,D错误。
16. 核膜常在某些部位相互融合形成环状开口,即核孔,核孔并非简单的通道,而是由多种蛋白质构成的结构——核孔复合体,其运输方向由物质自身携带的信号序列决定,如图为信号介导的物质进出核孔的过程,相关说法错误的是( )
A. 核膜具有4层磷脂双分子层
B. 核输出受体通过核孔返回细胞核避免物质浪费
C. 大分子物质通过核孔复合体的运输过程需要消耗能量
D. 细胞发生癌变后核膜上核孔的数量会增加
【答案】A
【解析】
【详解】A、核膜为双层膜结构,1层生物膜对应1层磷脂双分子层,因此核膜共有2层磷脂双分子层、4层磷脂分子,A错误;
B、由图可知,核输出受体将大分子物质运输到胞质侧后,会与物质分离并返回细胞核重复利用,可避免物质浪费,B正确;
C、大分子物质通过核孔复合体的运输需要消耗能量,C正确;
D、癌细胞代谢旺盛,核质之间的物质交换和信息交流频率更高,因此核膜上核孔的数量会增加,D正确。
17. 内共生理论认为光合蓝藻(蓝细菌)内共生于非光合作用的真核寄主形成叶绿体,最终进化出光合真核细胞。如图所示,科研人员将基因工程改造的工程蓝藻S转入药物诱导的代谢缺陷型芽殖酵母中,获得嵌合的芽殖酵母Q,以探究内共生的机理。下述结果或事实中,能作为支持内共生理论的依据有( )
①在昼夜交替的条件下,芽殖酵母Q的繁殖速度比野生型芽殖酵母的快;但在无光照条件下则相反
②工程蓝藻S和芽殖酵母Q都有细胞膜,细胞质,核糖体等细胞结构,都以DNA为遗传物质,都能利用DNA指导自身蛋白质的合成
③在加入NTT蛋白抑制剂的培养基中,发现芽殖酵母Q蛋白质的合成受阻;在不加入NTT蛋白抑制剂的培养基中,芽殖酵母Q 可正常合成蛋白质
④在显微镜下观察芽殖酵母Q繁殖若干代后的细胞结构,发现芽殖酵母Q 的后代细胞中都依然完整存在工程蓝藻S
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
【答案】C
【解析】
【详解】①工程蓝藻S在有光时增殖慢,无光时增殖快,而酵母Q(含工程蓝藻S)有光时增殖,无光时不增殖,这说明酵母Q的增殖依赖工程蓝藻S的光合相关功能,符合内共生体(工程蓝藻S)为宿主(酵母Q)提供光合相关支持,支持内共生理论;
②工程蓝藻S和酵母Q的核酸复制、转录、翻译都用自身系统,但内共生理论中,内共生体的部分功能会逐渐依赖宿主,这个实验反而体现两者独立,不支持内共生理论;
③酵母Q的蛋白质合成,在无ANTT(工程蓝藻S的蛋白)时,光合蛋白不能合成,普通蛋白可以,这说明光合相关蛋白依赖内共生的工程蓝藻S,符合内共生体提供光合相关功能,支持内共生理论;
④酵母Q的后代细胞中始终有工程蓝藻S,说明内共生体(工程蓝藻S)能被宿主传递给后代,符合内共生的稳定性,支持内共生理论;
综上所述,支持内共生理论的是①③④,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18. 关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验,下列相关叙述错误的是( )
A. 电泳时,DNA分子的迁移速率与琼脂糖凝胶浓度有关
B. 在同一电场作用下,DNA分子越长,迁移速率越快
C. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳
D. 琼脂糖凝胶中的DNA分子染色后,可在紫外灯下被检测出来
【答案】B
【解析】
【详解】A、琼脂糖凝胶浓度会决定凝胶的孔径大小,浓度越高孔径越小,DNA分子迁移时受到的阻力越大,因此DNA的迁移速率与琼脂糖凝胶浓度有关,A正确;
B、DNA分子带负电,电泳时向正极移动,同一电场作用下,DNA分子越长(相对分子质量越大),迁移时受到的凝胶阻力越大,迁移速率越慢,B错误;
C、若指示剂前沿迁移至凝胶边缘,DNA分子可能会跑出凝胶导致无法检测,因此需待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳,C正确;
D、核酸染料可与DNA分子结合,结合后的复合物在紫外光照射下会发出荧光,因此琼脂糖凝胶中的DNA经染色后可在紫外灯下被检测到,D正确。
19. 乳腺生物反应器是一种利用转基因动物乳腺组织特异性表达外源蛋白的技术,通过动物乳汁高效生产药用蛋白或其他高附加值生物制品。人乳铁蛋白(hLF)广泛分布于乳汁等外分泌液,初乳中含量较高,对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。下列关于乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白(hLF)的叙述,错误的是( )
A. 制备乳腺生物反应器需要对转基因动物的性别进行筛选
B. 实验过程中,采用显微注射的方法将表达载体导入乳腺细胞
C. 转基因动物的各细胞中都存在目的基因,但仅在乳腺细胞中表达
D. 从分子水平上对转基因动物进行检测时,通常用到PCR等技术
【答案】B
【解析】
【详解】A、乳腺生物反应器需要转基因动物分泌乳汁来生产目的蛋白,只有雌性个体具备泌乳能力,因此需要筛选雌性转基因动物,A正确;
B、制备转基因动物时,需将目的基因表达载体通过显微注射法导入动物受精卵,受精卵具备发育成完整个体的全能性,而乳腺细胞是高度分化的体细胞,无法发育为完整个体,不能作为受体细胞,B错误;
C、目的基因导入受精卵后,受精卵经分裂、分化形成的所有体细胞中都存在目的基因,由于构建表达载体时使用了乳腺组织特异性表达的启动子,因此目的基因仅在乳腺细胞中表达,C正确;
D、从分子水平检测转基因动物的基因组中是否插入目的基因时,可利用PCR技术扩增目的基因进行鉴定,D正确。
20. 现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子,用限制性内切核酸酶酶切后进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶H单独酶切,结果如下图1。用酶B单独酶切,结果如下图2。用酶H和酶B同时酶切,结果如下图3。下列相关叙述正确的是( )
A. 酶H有2个识别位点和切割位点
B. 酶B和酶H同时酶切时,有3个识别位点和切割位点
C. 酶B和酶H同时酶切时,能产生完全相同的酶切片段
D. 酶B和酶H有相同的识别位点和切割位点
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题图1可知,酶H单独切割,能产生两个DNA片段,说明酶H有1个识别位点和切割位点,A错误;
B、根据题图3可知,用酶B和酶H同时切割,有四个片段,1个1400bp,2个600bp,1个400bp的片段,说明两种酶同时使用时有3个切割位点,B正确;
C、酶B和酶H同时切割,能产生长度相同的酶切片段,但是碱基序列是否相同则不能确定,C错误;
D、根据前面的分析可知,酶H有1个识别位点和切割位点,据图2可知酶B有2个识别位点和切割位点,两种酶同时使用时有3个切割位点,说明酶B和酶H没有相同的识别位点和切割位点,D错误。
21. 人血清白蛋白(HSA)是血浆蛋白的主要成分。科研人员利用PCR扩增人某条染色体上的DNA分子可获得大量的HSA基因。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中的-OH端为核酸链的3'端
B. 温度降到50°C左右利于引物与模版DNA结合
C. PCR第4次循环共需要消耗的引物是15对
D. PCR循环5次总共获得HSA基因是22个
【答案】C
【解析】
【详解】A、磷酸端为5’端,图中的-OH端为核酸链的3'端,A正确;
B、温度降到50℃左右利于引物与模板DNA结合,该过程为复性,B正确;
C、PCR第4次循环新产生的子代DNA数目为23=8个,DNA有两条链,每个子链的延伸均需要引物,因此,共需要消耗的引物是8对,C错误;
D、PCR循环5次总共获得HSA基因是25-2×5=22个,此时的HSA指的是引物之间的序列,D正确。
22. 大量研究表明,蛋白激酶 SOS2 响应盐胁迫应答,该酶由 SOS2 基因编码。为研究其机制,研究者将质粒 pART27 与 SOS2 基因结合后形成重组质粒。在构建过程中,研究者分别使用“单酶切”和“双酶切”切割质粒与含 SOS2 基因的 DNA 片段(如图),酶切产物用 DNA 连接酶连接。在只考虑产物两两结合的情况下,下列叙述错误的是( )
A. “单酶切”组的产物中含有 SOS2 基因与 SOS2 基因的连接物
B. SOS2 基因与 pART27 的正向连接物只能来自“双酶切”组
C. pART27 与 pART27 的连接物是“单酶切”组的最大产物
D. “单酶切”组连接物的种类较“双酶切”组的连接物多
【答案】B
【解析】
【详解】A、SOS2基因自身连接是“单酶切”的产物之一,A正确;
B、不管是“单酶切法”还是“双酶切法”,均可使SOS2基因与质粒正向(正确)连接,B错误;
C、质粒的相对分子量大于目的基因,故pART27与pART27的连接物是“单酶切”组的最大产物,C正确;
D、单酶切可能造成目的基因反向连接或者目的基因自连或质粒自连,所以“单酶切”组形成的两两结合产物的种类多于“双酶切”组形成的两两连接物种类,D正确。
故选B。
23. 蛋白质工程为医药研发与工业酶改造开辟新路径,AI技术的融入更实现了“从结构预测到功能设计”的跨越——通过模拟蛋白质空间构象变化,可快速设计出具有特定功能的新型蛋白质。下列关于蛋白质工程及AI技术的叙述,正确的是( )
A. 蛋白质工程的核心是直接对蛋白质分子进行改造,通过改变氨基酸序列实现功能优化
B. 药物蛋白的研发需提供靶标蛋白结构解析,再通过AI计算推导靶标蛋白的氨基酸序列
C. 若利用蛋白质工程改造胰岛素,则需要对胰岛素基因进行改造,改造后需进行表达验证
D. 蛋白质工程创造的新型蛋白质,其氨基酸的组成必然是自然界中不存在的特殊氨基酸
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质工程通过基因修饰或基因合成实现对蛋白质的改造或制造,操作对象是基因,A错误;
B、药物蛋白的研发需要提供靶标蛋白结构解析,既然能提供靶标蛋白结构解析,说明已知靶标蛋白氨基酸序列,无需AI推导,B错误;
C、利用蛋白质工程改造胰岛素的基本流程为:先改造胰岛素基因,再通过基因工程导入受体细胞表达,且必须进行功能验证(如活性检测、稳定性测试)以确认改造效果,C正确;
D、蛋白质工程创造的新型蛋白质,其氨基酸仍为自然界常见种类,D错误。
24. 基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因,这些外来基因可伴随被污染生物的繁殖、传播而扩散。下列关于转基因食品安全性与基因污染的叙述,错误的是( )
A. 人吃了转基因食品后,其中的外源基因会直接整合到人类基因组中,造成可遗传变异
B. 转基因植物的花粉若扩散到野生环境中,可能导致基因污染,最终降低野生种群遗传多样性
C. 建立某些人类疾病的转基因动物模型,有利于研究该疾病的致病机制
D. α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性,从而防止基因污染
【答案】A
【解析】
【详解】A、转基因食品中的DNA进入人体消化道后会被酶分解为脱氧核苷酸等小分子,无法以完整基因形式进入细胞,更不可能整合到人的基因组中,A错误;
B、转基因植物的花粉可通过风媒或虫媒传播到野生近缘种,导致外源基因渗入,造成基因污染,进而降低野生种群的遗传多样性,B正确;
C、通过建立转基因动物模型,模拟疾病的发生和发展过程,为研究该病的致病机制和开发治疗药物提供依据,C正确;
D、科学家将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,可阻断淀粉储藏使花粉失去活性,从而防止转基因花粉传播造成基因污染,D正确。
25. 微生物DNA分子中腺嘌呤会被甲基化酶修饰,腺嘌呤的甲基化会影响不同限制酶的切割情况,下表是腺嘌呤甲基化前后某些限制酶切割的情况。下列叙述错误的是( )
限制酶
识别序列
甲基化前
甲基化后
TaqI
5'-T↓CGA-3'
切割
不切割
DpnI
5'-GA↓TC-3'
不切割
切割
ClaI
5'-AT↓CGAT-3'
切割
不切割
BamHI
5'-G↓GATCC-3'
切割
切割
A. DNA腺嘌呤的甲基化并不会改变生物基因的碱基序列
B. DNA腺嘌呤甲基化会导致限制酶切割的特异性降低
C. 通过甲基化“关闭”某些酶切位点时可能“打开”新的酶切位点
D. 当目的基因编码区内有ClaI识别序列时,使用TaqI会破坏目的基因
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA腺嘌呤甲基化属于表观遗传修饰,仅在腺嘌呤上连接甲基基团,不会改变基因的碱基排列顺序,A正确;
B、限制酶的切割特异性指其识别特定核苷酸序列、并在特定位点切割的性质,腺嘌呤甲基化仅改变限制酶对是否发生甲基化的对应序列的切割情况,并未降低限制酶的识别特异性,B错误;
C、由表格可知,甲基化会使TaqI、ClaI的酶切位点无法被切割(位点关闭),同时会使DpnI原本无法切割的位点变为可切割(位点打开),因此“关闭”某些酶切位点时可能“打开”新的酶切位点,C正确;
D、ClaI的识别序列为,其中包含TaqI的识别序列,因此若目的基因编码区有ClaI识别序列,TaqI可识别并切割该序列,破坏目的基因结构,D正确。
26. 为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应,研究者提出了如下思路:剔除猪的某些基因,用猪的器官作为供体。借助CRISPR-Cas9基因编辑技术可以剔除猪的相关基因,下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA的示意图(设计特定的sgRNA可以识别需剔除的DNA序列)。相关叙述错误的是( )
A. 上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因
B. 上述基因编辑过程还需细胞内的限制酶及DNA连接酶参与
C. 上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA
D. sgRNA与目标基因结合的碱基互补配对方式是A-T、U-A、G-C、C-G
【答案】B
【解析】
【详解】A、跨物种器官移植的免疫排斥反应本质是受体免疫系统识别猪细胞表面的抗原(即标明猪细胞身份的标签蛋白)引发的,因此需要剔除相关基因避免排斥,A正确;
B、CRISPR-Cas9技术中,Cas9蛋白本身具备核酸切割功能,承担了限制酶的作用,该过程不需要额外的限制酶参与,B错误;
C、sgRNA可与目标基因的特定序列通过碱基互补配对结合,因此定点切除的目标基因的特异性由sgRNA的序列决定,C正确;
D、sgRNA是RNA,目标基因是双链DNA,二者互补配对时,存在RNA的A与DNA的T配对、RNA的U与DNA的A配对、G和C双向配对,配对方式为A-T、U-A、G-C、C-G,D正确。
27. 一段双链DNA的一条核苷酸链上有2个胞嘧啶(C),其中1个C被甲基化生成5-甲基胞嘧啶(5-mC),C与5-mC进一步被氧化脱氨基分别生成胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。细胞内存在尿嘧啶错配修复系统,该系统能在U的两侧将核苷酸单链切开,清除两切点间包含U的核苷酸片段后再合成正确的片段。下列说法错误的是( )
A. 尿嘧啶错配修复系统具有限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的功能
B. 在修复并进行复制的过程中,可能使用4种核苷酸作为原料
C. 修复时,以切口处末端核苷酸链为引物延伸正确DNA片段
D. 若未被修复,复制两次后,两个位点的C才都会被A替代
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、尿嘧啶错配修复系统具有限制酶(用于在U的两侧切开DNA链)、DNA聚合酶(用于合成新的DNA片段以替换被切除的部分)和DNA连接酶(用于将新合成的DNA片段连接到原有的DNA链上)的功能,A正确;
B、DNA的基本单位是4种脱氧核糖核苷酸,故DNA修复和复制过程中需要四种核苷酸,B正确;
C、DNA子链的延伸方向是5'→3’,在DNA修复过程中,通常以切口处的3’末端作为引物,由DNA聚合酶延伸合成新的DNA片段,C正确;
D、未被修复的C和5-mC在复制过程中会被错误地配对,C会被错误地配对为A,5-mC被氧化脱氨基生成U,U会被配对为A,故若未被修复,在一次复制后两个位点的C都会被A替代,D错误。
故选D。
28. 巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为:先以比目的基因大的DNA片段为模板,用外引物(F1,R1)进行扩增,获得大量含目的基因的中间产物,再以扩增后的中间产物为模板,用内引物(F2,R2)扩增目的基因,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 两对引物的碱基序列不相同,但均应为单链DNA片段
B. 第二轮PCR反应能否进行,是对第一轮PCR反应正确性的鉴定
C. 由于和两套引物都互补的靶序列较少,该技术可大大提高扩增的特异性
D. 如果两套引物一起加入反应体系中,外引物的复性温度应显著低于内引物
【答案】D
【解析】
【分析】PCR技术的原理是细胞内DNA复制,需要模板、原料、能量、酶、引物等条件。PCR一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应。引物是一小段DNA或RNA,它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。
【详解】A、两对引物的碱基序列不相同,但均应为单链DNA片段,以便与模板互补配对,A正确;
B、第二轮PCR使内侧引物以第一轮PCR产物为模板进行再次扩增,第二轮PCR反应能否进行,是对第一轮PCR反应正确性的鉴定,B正确;
C、由于和两套引物同时都互补的靶序列较少,该技术可大大提高扩增的特异性 ,将需要的目的基因扩增出来,C正确;
D、如果两套引物一起加入反应体系中,外引物复性温度要明显高于内引物,使外引物先进行反应,D错误。
故选D。
二、非选择题(共44分)
29. 杜甫诗曰“九月团脐十月尖,持螯饮酒菊花天”。诗中的河蟹肉质鲜美,营养丰富。其可食用部分(蟹肉、蟹黄、蟹膏)的主要营养成分如下表所示(每100g)。
成分
水
能量
蛋白质
脂肪
胆固醇
无机盐
碳水化合物
含量
75.8g
433kj
17.5g
2.6g
267mg
1.8g
2.3g
请回答下列问题:
(1)河蟹细胞中含量最多的化合物是水,常温下水能够维持液体状态,具有流动性,原因是_______________________________。
(2)处于卵巢快速发育阶段的河蟹,由消化腺摄取的胆固醇可快速转移到卵巢中,据此推测胆固醇进入卵巢后可参与_______________的合成,从而调节河蟹的性成熟。河蟹的蟹膏(精巢)在成熟期会大量积累脂肪,从元素组成的角度分析,脂肪作为储能物质优于糖类的原因是___________________。
(3)河蟹体内含有丰富的矿质元素,可作为人体矿质元素的良好来源。人体特定矿质元素摄入不足,会出现相应症状,其中出现地方性甲状腺肿和肌肉抽搐症状是因为缺少_____(单选)。
A. 碘、钙 B. 钠、钙 C. 铁、锌 D. 钾、钠
(4)某兴趣小组欲探究“湖泊围网”与“湖泊放流”两种不同生态环境养殖条件下,河蟹体内蛋白质含量的差异,实验设计如表所示:
组别
“湖泊围网”组
“湖泊放流”组
材料
体型相近的雄蟹20只
体型相近的雄蟹20只
显色反应
选用双缩脲试剂,观察颜色变化
在上述显色反应中,__________________表明样品中蛋白质含量越高。
【答案】(1)水分子之间的氢键比较弱,不断地断裂,又不断地形成,使水保持液体状态
(2) ①. 性激素 ②. 脂肪分子中氧的含量远低于糖类,而氢的比例更高 (3)A
(4)紫色越深
【解析】
【小问1详解】
水分子为极性分子,相邻水分子可通过氢键连接,氢键的作用力较弱,容易断裂也容易重新形成,这种不稳定的氢键连接特性,使得水在常温下可以保持液体状态,同时具有流动性。
【小问2详解】
固醇类物质包括胆固醇、性激素、维生素D,胆固醇是合成性激素的原料,卵巢分泌的性激素可调节生殖发育和性成熟,因此胆固醇进入卵巢后参与性激素的合成。从元素组成对比,脂肪的C、H占比远高于糖类,O占比远低于糖类,氧化分解时等质量的脂肪耗氧量更高,释放的能量比糖类多,因此脂肪是更优良的储能物质。
【小问3详解】
碘是甲状腺激素的必需组成元素,缺碘会导致甲状腺激素合成不足,代偿性增生引发地方性甲状腺肿;血浆中钙离子浓度过低会导致肌肉兴奋性升高,出现抽搐症状,因此对应缺少的元素是碘、钙,选A。
【小问4详解】
双缩脲试剂可与蛋白质中的肽键反应生成紫色络合物,蛋白质含量越高,反应生成的紫色络合物越多,溶液的紫色就越深,因此可通过紫色深浅判断蛋白质含量高低。
30. 动植物细胞模型可以直观地反映动植物细胞的特点,不同组织的细胞形态不同,细胞各结构的大小、数量等也各不相同。下图是两位同学为精心制作的细胞模型附上的平面图,序号代表细胞结构(并未包含细胞内所有的结构)。图1为植物叶片的保卫细胞及气孔结构(保卫细胞为成熟植物细胞,通过成熟大液泡吸水与失水调节气孔开闭),图2为动物脂肪细胞结构。请根据所学知识回答问题。
(1)比较两幅图,图1所示的保卫细胞特有的细胞结构是_______________(填序号)。含有核酸的细胞器有_______________(填序号)。
(2)某同学在对图2脂肪细胞的描述中写道“白色脂肪细胞90%的体积被脂肪滴占据,使细胞质在细胞边缘形成一个圆环,细胞核也被压缩,细胞器较少……”。请根据该同学的描述推测脂肪滴的储存场所为_______________(填序号),该场所的结构特点是_______________(“单层磷脂分子”或“单层膜”)。
(3)研究表明硒对线粒体有稳定作用,当人体缺硒时,下列细胞受影响最严重的是_________(填序号)。
①皮肤表皮细胞 ②心肌细胞 ③成熟的红细胞 ④脂肪细胞
(4)请结合两位同学的模型平面图和所学知识,从细胞结构与功能的关系指出两位同学模型中的至少两处不合理之处,并写出理由_______________________________。
【答案】(1) ①. ①⑤⑦ ②. ①④⑥
(2) ①. ⑮ ②. 单层磷脂分子
(3)② (4)保卫细胞中的液泡过小;脂肪细胞中缺少核糖体和线粒体
【解析】
【小问1详解】
图1为植物细胞,图2为动物细胞,比较两幅图,图1所示的保卫细胞特有的细胞结构是①(叶绿体)⑤(液泡)⑦(细胞壁)。含有核酸的细胞器有④核糖体、⑥线粒体和①叶绿体,核糖体中有RNA,线粒体和叶绿体中有DNA和RNA。
【小问2详解】
脂肪细胞90%的体积被脂肪滴占据,使细胞质在细胞边缘形成一个圆环,细胞核也被压缩,细胞器较少,结合图2可知脂肪滴储存于⑮中。脂肪滴为脂溶性,因此与磷脂的亲脂性尾部结合,细胞质基质为水溶性,与磷脂的亲水性头部结合,因此⑮由单层磷脂分子组成。
【小问3详解】
线粒体是“动力车间”,大部分能量都来源于线粒体,①皮肤表皮细胞、②心肌细胞、③成熟的红细胞 、④脂肪细胞中,心肌细胞对能量的需求量最大,故结合题干“研究表明硒对线粒体有稳定作用”,当人体缺硒时,下列细胞受影响最严重的是②心肌细胞。
【小问4详解】
第一处不合理:图1保卫细胞内的液泡体积过小;题干说明保卫细胞是成熟植物细胞,成熟植物细胞含有占据细胞绝大部分体积的大液泡,依靠大液泡吸水、失水调节气孔开闭,模型中液泡尺寸不符合成熟植物细胞的结构特点,结构无法匹配其调节气孔的生理功能。 第二处不合理:图2动物脂肪细胞模型缺少核糖体与线粒体;脂肪细胞需要核糖体合成相关蛋白质,同时脂肪代谢分解供能依赖线粒体有氧呼吸,两种细胞器均为脂肪细胞完成生命活动必需的结构,模型缺失该两类细胞器,违背结构与功能相适应的规律。
31. 1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,摘取了人工合成蛋白质的桂冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:“AB”法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;“BCA”法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,利用工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请回答下列问题。
(1)“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列,原因是_____________。
(2)________(填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(3)下图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。
①构建基因表达载体时,为了满足需要,会在载体中人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时可以激活或抑制________________。
②为了将目的基因准确插入质粒中,需要在胰岛素基因的两端分别添加限制酶_________的识别序列,可以通过PCR技术在设计引物时添加。经GenBank检索后,得知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-GCATTCTGAGGC-,则其中一种引物设计的序列是5′-_________________-3′。
③β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质。筛选导入重组质粒的大肠杆菌时,在添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上应选择白色的菌落,原因是________(答出2点)。
【答案】(1)绝大多数氨基酸都有几个密码子(或密码子具有简并性,或一种氨基酸可能对应多种密码子)
(2)AB和BCA (3) ①. 目的基因的表达 ②. EcoR I和Xho I ③. GAATTCGCATTCTGAGGC ④. 只有导入了质粒的大肠杆菌才能在添加了氨苄青霉素的培养基上生长;目的基因的插入破坏了 lacz 基因的结构,使其不能正常表达产生 β-半乳糖苷酶,底物 X-gal 不会被分解
【解析】
【小问1详解】
一种氨基酸可能对应多种密码子,即密码子具有简并性,所以AB法中人工合成的两种 DNA片段均有多种可能的序列。
【小问2详解】
结合题干BCA法是通过从人体胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,以及题干“AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种 DNA片段”,而在基因的结构中,启动子在非编码区,是不会被转录和翻译的,故AB和BCA法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
【小问3详解】
①构建基因表达载体时,为了满足需要,会在载体中人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时可以激活或抑制目的基因的表达。
②根据题图,对于目的基因,SalⅠ和NheⅠ的作用位点在目的基因中间,会破坏目的基因,则在引物设计时不能选择这两种限制酶,那么只能在XhoⅠ和MunⅠ和EcoRⅠ中选择,同时质粒上MunⅠ的其中一个作用位点在标记基因上,所以只能选择EcoR I和Xho I两种限制酶,则需要在设计PCR引物时可添加限制酶EcoR I(依据转录方向,将其添加在基因左侧)和Xho I的识别序列;已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-GCATTCTGAGGC-,则其中一种引物设计的序列是5′-GAATTCGCATTCTGAGGC-3′。
③ 只有导入质粒(含氨苄青霉素抗性基因)的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上存活;目的基因插入后破坏了质粒上的lacZ基因,重组质粒无法合成有活性的β-半乳糖苷酶,不能分解X-gal产生蓝色物质,因此含重组质粒的菌落为白色,所以在添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上应选择白色的菌落。
32. 叶绿体转化技术是将外源基因导入植物叶绿体基因组,实现基因稳定整合、表达与遗传的新型植物基因工程技术。回答下列问题:
(1)叶绿体转化技术的优势依赖于叶绿体的结构特点:一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高目的基因的________________。
(2)叶绿体DNA(cpDNA)大多为环状双链,其基因组序列高度保守。研究人员进行了分离叶绿体和提取cpDNA的实验,其中SDS能瓦解生物膜,苯酚使蛋白质变性析出,氯仿与苯酚互溶,用于除去苯酚。完成下表:
实验目的
实验步骤及原理
①匀浆使细胞破碎
将叶片置于4℃冰箱黑暗处理12~24 h后,剪成1 cm长度,放入匀浆机,倒入缓冲液,先低速匀浆2次,再高速匀浆3次,每次5~10 s。匀浆前低温处理的目的是_____________________,保证cpDNA的提取。
②获得叶绿体粗提物
将匀浆液过滤后离心,弃沉淀以去除细胞残骸;将得到的上清液再次离心,弃上清液,即得叶绿体粗提物(第二次离心的速度比第一次_______)。整个过程中线粒体分布在上清液中,从而避免了线粒体DNA对cpDNA的干扰。
③去除核DNA的干扰
向叶绿体粗提物中加入________、缓冲液,37℃静置15 min后,离心后取沉淀,从而去除吸附在叶绿体外膜上的核DNA。
④叶绿体的裂解和cpDNA的粗提取
将纯化的叶绿体加入缓冲液、SDS、蛋白酶K,55℃水浴3 h,使叶绿体裂解,释放出cpDNA,离心取上清液。在上清液中加入苯酚和氯仿,离心后的液体包括上层水相、中层变性蛋白和下层有机溶剂,cpDNA分布于上层水相中,小心用微量移液器吸取该层液体。
⑤沉淀cpDNA
向粗提液中加入3 mol/L醋酸钠及预冷的__________,离心取沉淀物。
(3)科研人员将Bt基因(长度为1180 bp)导入某植物的叶绿体基因组,为鉴定植株转化是否成功,提取疑似转基因植株的叶绿体DNA,利用Bt基因特异性引物进行PCR扩增,将扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳检测,判定转化效果结果如图。第2组没有扩增产物,可能的原因有________。
a.操作过程中叶绿体裂解时间过长,导致cpDNA片段断裂或降解
b.PCR复性时温度过高,引物无法与模板结合
c.第2组cpDNA可能来自未成功导入的植株
d.电泳时间太短,或电压设置错误
【答案】(1)表达量(或拷贝数)
(2) ①. 抑制DNA酶的活性 ②. 高或快 ③. DNA酶 ④. (体积分数)95%酒精
(3)abc
【解析】
【小问1详解】
一个植物细胞内可含有多个叶绿体,而每个叶绿体又包含多个基因组拷贝。这种高拷贝数的结构特点,使得外源目的基因在叶绿体基因组中能够以多拷贝形式存在,从而大大提高目的基因的拷贝数,进而实现外源基因的高效表达。
【小问2详解】
①匀浆使细胞破碎:将叶片于4℃冰箱黑暗饥饿处理12~24h后,剪成1cm长度,放入匀浆机,倒入缓冲液,先低速匀浆2次,再高速匀浆3次,每次5~10s。匀浆前低温处理的目的是抑制DNA酶的活性,有利于cpDNA的提取。
②离心得到叶绿体粗提物:将匀浆液过滤后离心,弃沉淀以去除细胞残骸;将得到的上清液再次离心,弃上清,即得叶绿体粗提物,第二次离心的速度比第一次高。整个过程中线粒体分布在上清液中,从而避免了线粒体DNA对cpDNA的污染。
③去除核DNA的干扰:向叶绿体粗提物中加入DNA酶、缓冲液,37℃静置15 min后,离心后取沉淀,DNA酶可水解DNA从而去除吸附在叶绿体外膜上的核DNA。
⑤ DNA不溶于酒精,向粗提溶液中加入3mol•L-1醋酸钠及预冷的95%酒精,使DNA沉淀,所以离心取沉淀物获取cpDNA。
【小问3详解】
a、叶绿体裂解时间过长,导致cpDNA片段断裂或降解,所无法提取的cpDNA,无法扩增出产物,a正确;
b、PCR时复性温度过高,引物无法与模板结合,无法扩增出相应产物,b正确;
c、第2组cpDNA可能来自未成功导入的植株,没有Bt基因作为模板,也无法扩增出相应产物,c正确;
d、第1组已有清晰条带,说明电泳系统运行正常;若电泳条件错误,第1组也应无条带,d错误。
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银川一中2025/2026学年度(下)高二期末考试
生 物 试 卷
一、选择题(共56分,每题2分)
1. 根据生命系统的结构层次相关内容,下列叙述错误的是( )
A. 池塘中的水、阳光等环境因素属于生命系统的一部分
B. “一块骨骼肌”与上述图片中②所属结构层次相同
C. 从生命系统的结构层次来看,一个湖泊中所有的④构成一个种群
D. 上述图片中属于生命系统最基本的层次的只有①
2. 华丽硫珠菌是一种细胞长度可达2cm的巨型细菌,内含两个膜囊:一个包裹DNA,另一个占总体积的73%,充满液体。这一发现使我们对原核生物有了更深入的认知,下列相关叙述错误的是( )
A. 华丽硫珠菌的染色体位于包裹DNA的膜囊中
B. 华丽硫珠菌的发现打破了人们对细菌大小的原有认识
C. 充满液体的膜囊有助于维持细胞的形态,类似于植物的液泡
D. 华丽硫珠菌可能是原核生物向真核生物进化的过渡类型
3. 大肠杆菌作为一种现代生物学中研究最多的模式生物之一,下列叙述错误的是( )
A. 依据大肠杆菌的扫描电镜照片制作的细胞立体模式图不属于物理模型
B. 大肠杆菌与水绵的细胞结构存在差异,体现了细胞的多样性
C. 大肠杆菌主要寄生在人和动物的消化道中,是一种异养生物
D. 将重组质粒导入大肠杆菌,需用Ca2+处理大肠杆菌以提高转化效率
4. 农谚有云“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列有关种子萌发过程的叙述,错误的是( )
A. 水参与代谢但不组成细胞结构
B. 水可以借助通道蛋白进入细胞
C. 自由水与结合水的比例会升高
D. 有机物的总量减少而种类增多
5. 下图表示人体内某种化合物的形成和在细胞中的分布情况。下列有关该图的分析,正确的是( )
A. 物质D的空间结构改变,其功能一定发生改变
B. 人体细胞内的物质C1彻底水解可得到8种小分子B
C. 小分子B合成单体C1和C2的过程中需要ATP为其提供能量
D. 化学元素A含有少量微量元素
6. 部分奶茶中“奶”的成分为反式脂肪酸(一种不饱和脂肪酸),其可使高密度胆固醇脂蛋白与低密度胆固醇脂蛋白比值降低。下列叙述错误的是( )
A. 脂肪酸的“骨架”是一条由碳原子组成的长链
B. 脂肪酸既是构成脂肪的原料,也是构成磷脂分子的原料
C. 长期饮用奶茶会促进脂质向肝脏运输,诱发高血脂
D. 胆固醇是固醇类物质,参与人体血液中脂质的运输
7. 为探究鲁秀梨果实成熟过程中糖类的转化机制,通过实验追踪了梨果肉细胞内三种糖类(甲、乙、丙)的含量变化,绘制出成熟过程中糖类含量图。已知:甲是可直接被细胞吸收的单糖,乙需水解后才能被利用,丙是成熟梨中主要的甜味来源且不能水解为甲。下列分析错误的是( )
A. 甲为葡萄糖,可为梨果肉细胞的生命活动提供能量
B. 乙为淀粉,成熟过程中水解体现了作为植物细胞储能物质的功能
C. 丙可能是果糖,是鲁秀梨成熟后甜度提升的关键
D. 青果期梨果肉的还原糖含量高于成熟期
8. 角蛋白72(KRT72)是由人体巨噬细胞产生并分泌的,其能识别并结合HIV的衣壳蛋白,阻止HIV与巨噬细胞膜结合,从而抑制HIV入侵巨噬细胞。下列叙述正确的是( )
A. 除加热外,酒精、重金属等均能使KRT72肽键断裂而变性
B. HIV的衣壳蛋白是在宿主细胞的核糖体上合成的
C. 可用放射性同位素18O标记KRT72,追踪其与HIV衣壳蛋白结合的过程
D. KRT72能特异性结合HIV衣壳蛋白,依赖细胞间的信息交流与识别
9. 几丁质又称壳多糖,广泛存在于虾蟹壳、真菌等细胞壁中,目前已被用于废水处理、食品包装纸和食品添加剂等领域。下列关于几丁质的叙述,错误的是( )
A. 植物细胞壁中的几丁质可保护植物免受外界环境的伤害
B. 几丁质可被某些微生物分解,故可用于制作环保降解材料
C. 几丁质属于多糖,其单体是含有C、H、O、N的单糖
D. 几丁质可与重金属离子有效结合,故可用于废水处理
10. 在高倍显微镜下观察到某黑藻叶肉细胞的细胞质处于不断流动的状态,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中细胞的细胞质流动方向为逆时针,实际方向为顺时针
B. 若观察洋葱根毛细胞的细胞质流动,应将视野亮度适当调亮一些
C. 为了更清楚地观察叶肉细胞内的叶绿体,可撕取稍带些叶肉的下表皮
D. 适当提高温度或光照强度,并选取叶脉附近的细胞观察,可增强实验效果
11. 如图为细胞中生物膜系统,其中A~F为结构名称(C、D均为双层膜),①②代表分泌蛋白的转移途径。下列有关叙述正确的是( )
A. 口腔黏膜、胃黏膜都属于生物膜系统
B. F为内质网、C为叶绿体、D为线粒体
C. 细胞质内同时进行多种化学反应时,经常发生相互干扰
D. E、F、B之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
12. 伞藻嫁接与核移植实验(如下图),是证明细胞核功能的经典实验。伞藻是单细胞生物,下列不属于该实验成功的基础的是( )
A. 细胞核中的DNA分子的碱基排列顺序具有特异性
B. 不同伞藻的细胞膜均以磷脂双分子层为基本支架
C. 伞藻“假根”有能传递“核”中遗传信息的物质
D. 伞藻的核孔具有选择透过性,核酸不能通过核孔
13. 中间体是原核细胞细胞膜内陷形成的小泡或细管样结构,其中含有参与有氧呼吸电子传递链的组成成分——细胞色素。下列叙述正确的是( )
A. 图示结构均可以在引起肺炎的支原体细胞中观察到
B. 推测原核细胞的有氧呼吸在细胞膜和细胞质基质中进行
C. 中间体可增大膜面积,其结构和成分与该细胞的光面内质网相同
D. 图示细胞的遗传物质主要是DNA,且以大型环状形式存在
14. 我国药学家屠呦呦因制备抗疟疾药物——青蒿素,荣获2015年的诺贝尔奖。青蒿素的主要作用是干扰疟原虫细胞膜、线粒体的功能,阻断宿主红细胞为其提供营养,导致形成自噬泡,并不断排出虫体外,使疟原虫损失大量细胞质基质而死亡。下列叙述错误的是( )
A. 疟原虫能侵入宿主的红细胞,说明细胞膜控制物质进出是相对的
B. 青蒿素干扰疟原虫的线粒体,将导致该虫供能不足
C. 疟原虫是一种不具有生物膜系统的单细胞生物
D. 细胞质基质是细胞代谢的主要场所,疟原虫丢失胞质会威胁其生存
15. 微管和微丝是细胞骨架的关键结构之一,下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞骨架在光学显微镜下清晰可见
B. 强光下,植物的叶绿体侧面对光可能与细胞骨架有关
C. 微管结构稳定且不易变化,有利于支撑并维持细胞形态
D. 在洋葱根尖分生区细胞中可以发生微管蛋白组装成中心粒的过程
16. 核膜常在某些部位相互融合形成环状开口,即核孔,核孔并非简单的通道,而是由多种蛋白质构成的结构——核孔复合体,其运输方向由物质自身携带的信号序列决定,如图为信号介导的物质进出核孔的过程,相关说法错误的是( )
A. 核膜具有4层磷脂双分子层
B. 核输出受体通过核孔返回细胞核避免物质浪费
C. 大分子物质通过核孔复合体的运输过程需要消耗能量
D. 细胞发生癌变后核膜上核孔的数量会增加
17. 内共生理论认为光合蓝藻(蓝细菌)内共生于非光合作用的真核寄主形成叶绿体,最终进化出光合真核细胞。如图所示,科研人员将基因工程改造的工程蓝藻S转入药物诱导的代谢缺陷型芽殖酵母中,获得嵌合的芽殖酵母Q,以探究内共生的机理。下述结果或事实中,能作为支持内共生理论的依据有( )
①在昼夜交替的条件下,芽殖酵母Q的繁殖速度比野生型芽殖酵母的快;但在无光照条件下则相反
②工程蓝藻S和芽殖酵母Q都有细胞膜,细胞质,核糖体等细胞结构,都以DNA为遗传物质,都能利用DNA指导自身蛋白质的合成
③在加入NTT蛋白抑制剂的培养基中,发现芽殖酵母Q蛋白质的合成受阻;在不加入NTT蛋白抑制剂的培养基中,芽殖酵母Q 可正常合成蛋白质
④在显微镜下观察芽殖酵母Q繁殖若干代后的细胞结构,发现芽殖酵母Q 的后代细胞中都依然完整存在工程蓝藻S
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
18. 关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验,下列相关叙述错误的是( )
A. 电泳时,DNA分子的迁移速率与琼脂糖凝胶浓度有关
B. 在同一电场作用下,DNA分子越长,迁移速率越快
C. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳
D. 琼脂糖凝胶中的DNA分子染色后,可在紫外灯下被检测出来
19. 乳腺生物反应器是一种利用转基因动物乳腺组织特异性表达外源蛋白的技术,通过动物乳汁高效生产药用蛋白或其他高附加值生物制品。人乳铁蛋白(hLF)广泛分布于乳汁等外分泌液,初乳中含量较高,对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。下列关于乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白(hLF)的叙述,错误的是( )
A. 制备乳腺生物反应器需要对转基因动物的性别进行筛选
B. 实验过程中,采用显微注射的方法将表达载体导入乳腺细胞
C. 转基因动物的各细胞中都存在目的基因,但仅在乳腺细胞中表达
D. 从分子水平上对转基因动物进行检测时,通常用到PCR等技术
20. 现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子,用限制性内切核酸酶酶切后进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶H单独酶切,结果如下图1。用酶B单独酶切,结果如下图2。用酶H和酶B同时酶切,结果如下图3。下列相关叙述正确的是( )
A. 酶H有2个识别位点和切割位点
B. 酶B和酶H同时酶切时,有3个识别位点和切割位点
C. 酶B和酶H同时酶切时,能产生完全相同的酶切片段
D. 酶B和酶H有相同的识别位点和切割位点
21. 人血清白蛋白(HSA)是血浆蛋白的主要成分。科研人员利用PCR扩增人某条染色体上的DNA分子可获得大量的HSA基因。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中的-OH端为核酸链的3'端
B. 温度降到50°C左右利于引物与模版DNA结合
C. PCR第4次循环共需要消耗的引物是15对
D. PCR循环5次总共获得HSA基因是22个
22. 大量研究表明,蛋白激酶 SOS2 响应盐胁迫应答,该酶由 SOS2 基因编码。为研究其机制,研究者将质粒 pART27 与 SOS2 基因结合后形成重组质粒。在构建过程中,研究者分别使用“单酶切”和“双酶切”切割质粒与含 SOS2 基因的 DNA 片段(如图),酶切产物用 DNA 连接酶连接。在只考虑产物两两结合的情况下,下列叙述错误的是( )
A. “单酶切”组的产物中含有 SOS2 基因与 SOS2 基因的连接物
B. SOS2 基因与 pART27 的正向连接物只能来自“双酶切”组
C. pART27 与 pART27 的连接物是“单酶切”组的最大产物
D. “单酶切”组连接物的种类较“双酶切”组的连接物多
23. 蛋白质工程为医药研发与工业酶改造开辟新路径,AI技术的融入更实现了“从结构预测到功能设计”的跨越——通过模拟蛋白质空间构象变化,可快速设计出具有特定功能的新型蛋白质。下列关于蛋白质工程及AI技术的叙述,正确的是( )
A. 蛋白质工程的核心是直接对蛋白质分子进行改造,通过改变氨基酸序列实现功能优化
B. 药物蛋白的研发需提供靶标蛋白结构解析,再通过AI计算推导靶标蛋白的氨基酸序列
C. 若利用蛋白质工程改造胰岛素,则需要对胰岛素基因进行改造,改造后需进行表达验证
D. 蛋白质工程创造的新型蛋白质,其氨基酸的组成必然是自然界中不存在的特殊氨基酸
24. 基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因,这些外来基因可伴随被污染生物的繁殖、传播而扩散。下列关于转基因食品安全性与基因污染的叙述,错误的是( )
A. 人吃了转基因食品后,其中的外源基因会直接整合到人类基因组中,造成可遗传变异
B. 转基因植物的花粉若扩散到野生环境中,可能导致基因污染,最终降低野生种群遗传多样性
C. 建立某些人类疾病的转基因动物模型,有利于研究该疾病的致病机制
D. α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性,从而防止基因污染
25. 微生物DNA分子中腺嘌呤会被甲基化酶修饰,腺嘌呤的甲基化会影响不同限制酶的切割情况,下表是腺嘌呤甲基化前后某些限制酶切割的情况。下列叙述错误的是( )
限制酶
识别序列
甲基化前
甲基化后
TaqI
5'-T↓CGA-3'
切割
不切割
DpnI
5'-GA↓TC-3'
不切割
切割
ClaI
5'-AT↓CGAT-3'
切割
不切割
BamHI
5'-G↓GATCC-3'
切割
切割
A. DNA腺嘌呤的甲基化并不会改变生物基因的碱基序列
B. DNA腺嘌呤甲基化会导致限制酶切割的特异性降低
C. 通过甲基化“关闭”某些酶切位点时可能“打开”新的酶切位点
D. 当目的基因编码区内有ClaI识别序列时,使用TaqI会破坏目的基因
26. 为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应,研究者提出了如下思路:剔除猪的某些基因,用猪的器官作为供体。借助CRISPR-Cas9基因编辑技术可以剔除猪的相关基因,下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA的示意图(设计特定的sgRNA可以识别需剔除的DNA序列)。相关叙述错误的是( )
A. 上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因
B. 上述基因编辑过程还需细胞内的限制酶及DNA连接酶参与
C. 上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA
D. sgRNA与目标基因结合的碱基互补配对方式是A-T、U-A、G-C、C-G
27. 一段双链DNA的一条核苷酸链上有2个胞嘧啶(C),其中1个C被甲基化生成5-甲基胞嘧啶(5-mC),C与5-mC进一步被氧化脱氨基分别生成胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。细胞内存在尿嘧啶错配修复系统,该系统能在U的两侧将核苷酸单链切开,清除两切点间包含U的核苷酸片段后再合成正确的片段。下列说法错误的是( )
A. 尿嘧啶错配修复系统具有限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的功能
B. 在修复并进行复制的过程中,可能使用4种核苷酸作为原料
C. 修复时,以切口处末端核苷酸链为引物延伸正确DNA片段
D. 若未被修复,复制两次后,两个位点的C才都会被A替代
28. 巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为:先以比目的基因大的DNA片段为模板,用外引物(F1,R1)进行扩增,获得大量含目的基因的中间产物,再以扩增后的中间产物为模板,用内引物(F2,R2)扩增目的基因,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 两对引物的碱基序列不相同,但均应为单链DNA片段
B. 第二轮PCR反应能否进行,是对第一轮PCR反应正确性的鉴定
C. 由于和两套引物都互补的靶序列较少,该技术可大大提高扩增的特异性
D. 如果两套引物一起加入反应体系中,外引物的复性温度应显著低于内引物
二、非选择题(共44分)
29. 杜甫诗曰“九月团脐十月尖,持螯饮酒菊花天”。诗中的河蟹肉质鲜美,营养丰富。其可食用部分(蟹肉、蟹黄、蟹膏)的主要营养成分如下表所示(每100g)。
成分
水
能量
蛋白质
脂肪
胆固醇
无机盐
碳水化合物
含量
75.8g
433kj
17.5g
2.6g
267mg
1.8g
2.3g
请回答下列问题:
(1)河蟹细胞中含量最多的化合物是水,常温下水能够维持液体状态,具有流动性,原因是_______________________________。
(2)处于卵巢快速发育阶段的河蟹,由消化腺摄取的胆固醇可快速转移到卵巢中,据此推测胆固醇进入卵巢后可参与_______________的合成,从而调节河蟹的性成熟。河蟹的蟹膏(精巢)在成熟期会大量积累脂肪,从元素组成的角度分析,脂肪作为储能物质优于糖类的原因是___________________。
(3)河蟹体内含有丰富的矿质元素,可作为人体矿质元素的良好来源。人体特定矿质元素摄入不足,会出现相应症状,其中出现地方性甲状腺肿和肌肉抽搐症状是因为缺少_____(单选)。
A. 碘、钙 B. 钠、钙 C. 铁、锌 D. 钾、钠
(4)某兴趣小组欲探究“湖泊围网”与“湖泊放流”两种不同生态环境养殖条件下,河蟹体内蛋白质含量的差异,实验设计如表所示:
组别
“湖泊围网”组
“湖泊放流”组
材料
体型相近的雄蟹20只
体型相近的雄蟹20只
显色反应
选用双缩脲试剂,观察颜色变化
在上述显色反应中,__________________表明样品中蛋白质含量越高。
30. 动植物细胞模型可以直观地反映动植物细胞的特点,不同组织的细胞形态不同,细胞各结构的大小、数量等也各不相同。下图是两位同学为精心制作的细胞模型附上的平面图,序号代表细胞结构(并未包含细胞内所有的结构)。图1为植物叶片的保卫细胞及气孔结构(保卫细胞为成熟植物细胞,通过成熟大液泡吸水与失水调节气孔开闭),图2为动物脂肪细胞结构。请根据所学知识回答问题。
(1)比较两幅图,图1所示的保卫细胞特有的细胞结构是_______________(填序号)。含有核酸的细胞器有_______________(填序号)。
(2)某同学在对图2脂肪细胞的描述中写道“白色脂肪细胞90%的体积被脂肪滴占据,使细胞质在细胞边缘形成一个圆环,细胞核也被压缩,细胞器较少……”。请根据该同学的描述推测脂肪滴的储存场所为_______________(填序号),该场所的结构特点是_______________(“单层磷脂分子”或“单层膜”)。
(3)研究表明硒对线粒体有稳定作用,当人体缺硒时,下列细胞受影响最严重的是_________(填序号)。
①皮肤表皮细胞 ②心肌细胞 ③成熟的红细胞 ④脂肪细胞
(4)请结合两位同学的模型平面图和所学知识,从细胞结构与功能的关系指出两位同学模型中的至少两处不合理之处,并写出理由_______________________________。
31. 1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,摘取了人工合成蛋白质的桂冠。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:“AB”法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;“BCA”法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因,利用工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请回答下列问题。
(1)“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列,原因是_____________。
(2)________(填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(3)下图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。
①构建基因表达载体时,为了满足需要,会在载体中人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时可以激活或抑制________________。
②为了将目的基因准确插入质粒中,需要在胰岛素基因的两端分别添加限制酶_________的识别序列,可以通过PCR技术在设计引物时添加。经GenBank检索后,得知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-GCATTCTGAGGC-,则其中一种引物设计的序列是5′-_________________-3′。
③β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质。筛选导入重组质粒的大肠杆菌时,在添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上应选择白色的菌落,原因是________(答出2点)。
32. 叶绿体转化技术是将外源基因导入植物叶绿体基因组,实现基因稳定整合、表达与遗传的新型植物基因工程技术。回答下列问题:
(1)叶绿体转化技术的优势依赖于叶绿体的结构特点:一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高目的基因的________________。
(2)叶绿体DNA(cpDNA)大多为环状双链,其基因组序列高度保守。研究人员进行了分离叶绿体和提取cpDNA的实验,其中SDS能瓦解生物膜,苯酚使蛋白质变性析出,氯仿与苯酚互溶,用于除去苯酚。完成下表:
实验目的
实验步骤及原理
①匀浆使细胞破碎
将叶片置于4℃冰箱黑暗处理12~24 h后,剪成1 cm长度,放入匀浆机,倒入缓冲液,先低速匀浆2次,再高速匀浆3次,每次5~10 s。匀浆前低温处理的目的是_____________________,保证cpDNA的提取。
②获得叶绿体粗提物
将匀浆液过滤后离心,弃沉淀以去除细胞残骸;将得到的上清液再次离心,弃上清液,即得叶绿体粗提物(第二次离心的速度比第一次_______)。整个过程中线粒体分布在上清液中,从而避免了线粒体DNA对cpDNA的干扰。
③去除核DNA的干扰
向叶绿体粗提物中加入________、缓冲液,37℃静置15 min后,离心后取沉淀,从而去除吸附在叶绿体外膜上的核DNA。
④叶绿体的裂解和cpDNA的粗提取
将纯化的叶绿体加入缓冲液、SDS、蛋白酶K,55℃水浴3 h,使叶绿体裂解,释放出cpDNA,离心取上清液。在上清液中加入苯酚和氯仿,离心后的液体包括上层水相、中层变性蛋白和下层有机溶剂,cpDNA分布于上层水相中,小心用微量移液器吸取该层液体。
⑤沉淀cpDNA
向粗提液中加入3 mol/L醋酸钠及预冷的__________,离心取沉淀物。
(3)科研人员将Bt基因(长度为1180 bp)导入某植物的叶绿体基因组,为鉴定植株转化是否成功,提取疑似转基因植株的叶绿体DNA,利用Bt基因特异性引物进行PCR扩增,将扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳检测,判定转化效果结果如图。第2组没有扩增产物,可能的原因有________。
a.操作过程中叶绿体裂解时间过长,导致cpDNA片段断裂或降解
b.PCR复性时温度过高,引物无法与模板结合
c.第2组cpDNA可能来自未成功导入的植株
d.电泳时间太短,或电压设置错误
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