2022-2023学年辽宁省铁岭市昌图县一中高二下学期期中生物含解析
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这是一份2022-2023学年辽宁省铁岭市昌图县一中高二下学期期中生物含解析,共29页。试卷主要包含了单选题,不定项选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023下学期昌图县第一高级中学高二期中考试
生物试卷
一、单选题
1. 制作果酒、果醋和泡菜三个实验的共同点是( )
A. 菌种为异养原核生物 B. 将原料灭菌后再发酵
C. 保证无氧环境下发酵 D. 发酵液最终呈现酸性
【答案】D
【解析】
【分析】制作果酒的菌种是酵母菌,制备果醋的菌种是醋酸菌,制备泡菜的菌种是醋酸菌;制备过程横需要注意防止杂菌污染。
【详解】A、果酒制作时所需的微生物是酵母菌,它属于真核生物中的真菌,果醋制作时所需的微生物是醋酸杆菌,泡菜制作时所需的微生物是原核生物中的乳酸菌,代谢类型中同化作用都属于异养型;A错误;
B、灭菌应是杀灭物体上所有的微生物,包括芽孢和孢子,在果酒、果醋和泡菜制作时对原料只进行了清洗和消毒,没有进行灭菌,B错误。
C、酵母菌代谢类型是异养兼性厌氧,醋酸菌的代谢类型是异养需氧菌,乳酸菌属于异养厌氧细菌;C错误。
D、果酒制作时发酵液产生CO2,所以发酵液酸性,果醋、泡菜制作时因为产生醋酸和乳酸所以发酵液呈酸性;D正确。
故选D。
2. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图Ⅰ所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法正确的是( )
A. 在传统葡萄酒发酵过程中,为避免污染发酵装置需严格灭菌
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×106个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等无需再灼烧灭菌
D. 由图Ⅱ可知,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
【答案】D
【解析】
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作:材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每百毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘10算每升发酵液的微生物数。
【详解】A、在传统葡萄酒发酵过程中,利用的是葡萄皮表面的天然酵母菌,不需要严格灭菌,A错误;
B、若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘1000算每升发酵液的微生物数,故先求平均菌落数为(62+68+74)÷3=68,除以涂布体积0.1mL后等于680个/mL,稀释倍数为1×104,再乘1000,最后为6.8×109个/L,计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上生长出一个菌落,所以数目偏小,B错误;
C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌,玻璃器皿、接种用具可采用干热灭菌,接种时的玻璃瓶口等都需在酒精灯火焰处进行灼烧灭菌,C错误;
D、乙、丙、丁挑取不同的菌落培养,丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养,但培养液没有酒精产生,且瓶内活菌数量不低,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,进行有氧呼吸;丁组的活菌数比乙组少,但是产生的酒精和乙组一样多,所以丁组产生酒精能力比乙强,D正确。
故选D。
3. 野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,赖氨酸营养缺陷型突变菌由于发生基因突变只能在添加了赖氨酸的培养基上生长。下图为以野生型菌株为材料,诱变、纯化赖氨酸营养缺陷突变株的部分流程图,数字代表培养基,A、B、C表示操作步骤。下列有关说法正确是( )
A. 野生型大肠杆菌能够合成所需的全部氨基酸,因此培养基中无需提供氮源
B. ①②④培养基中需添加赖氨酸,而③培养基中不能添加赖氨酸
C. 需将①中的菌液适当稀释后,用接种环蘸取菌液在②上进行划线接种
D. 从④培养基中挑取乙菌落进行纯化培养即可获得所需突变株
【答案】B
【解析】
【分析】由题图信息分析可知,图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用影印法将菌种接种到两种培养基中,分别是基本培养基、完全培养基;野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长,而氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变无法合成某种氨基酸只能在完全培养基上生长,据此利用培养基的种类便可以选择出氨基酸突变株。
【详解】A、野生型大肠杆菌菌株虽然能合成所需的全部氨基酸,但培养基中仍需提供氮源,A错误;
B、图中①②④为完全培养基需添加赖氨酸,③为基本培养基不能添加赖氨酸,B正确;
C、需将①中的菌液适当稀释后,涂布器将菌液均匀的涂布在②表面,C错误;
D、甲在基本培养基中无法生长,在完全培养基中可生长,说明甲是氨基酸缺陷型菌落,故经C过程影印及培养后,可从④培养基中挑取甲菌落进行纯化培养,D错误。
故选B。
4. 某研究小组将基因型为Aa的某植物()幼苗进行培养,并进行了相关实验操作,如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 图中育种过程的原理主要是基因重组和染色体变异
B. 幼苗甲和幼苗丙均是二倍体,幼苗乙是四倍体
C. 植物组织培养时,生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向
D. 从幼苗乙到幼苗丙的培育过程中需要使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:基因型为Aa的某植物幼苗甲经秋水仙素处理后得到的四倍体幼苗乙的基因型为AAaa,四倍体幼苗经植物组织培养得到大量幼苗丙的过程为无性繁殖,故丙的基因型为AAaa。
【详解】A、图中育种过程的原理主要是染色体变异(秋水仙素处理使得染色体数目加倍),该植物没有进行有性生殖,不涉及基因重组,A错误;
B、幼苗丙是由四倍体幼苗乙经植物组织培养得到,故幼苗丙是四倍体,B错误;
C、植物组织培养时,生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向,生长素和细胞分裂素的比例为1,促进愈伤组织的形成;生长素和细胞分裂素的比例大于1 ,有利于诱导根的分化;生长素和细胞分裂素的比例小于1,有利于诱导芽的分化,C正确;
D、从幼苗乙到幼苗丙的培育过程不涉及植物体细胞杂交,不需要使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,D错误。
故选C。
5. 明党参是我国珍稀药用植物,对其进行保护性开发利用的恰当的方法有( )
①利用细胞工程技术,实现药用成分的工厂化生产②大规模培养愈伤组织,直接提取药用成分③大规模栽培组织培养苗,获取药用成分④大规模采集自然界的明党参,将其转移到温室中保护种植
A. ①② B. ①③ C. ①②③④ D. ①②③
【答案】D
【解析】
【分析】植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】①设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产,这样可以减少对明党参的过度开采,①正确;
②大量培养愈伤组织,直接提取药用成分,这样可以减少对明党参过度开采,②正确;
③采用植物组织培养技术,大规模栽培组织培养苗,获取药用成分,这样可以减少对明党参过度开采,③正确;
④利用组织培养获得胚状体,制成人工种子,这样可以减少对明党参过度开采,但大规模采集自然界的明党参,将其转移到温室中保护种植,这不利于对珍稀药用植物的保护,④错误。
故选D。
6. 为解决大面积烧伤病人的植皮难题,科学家研制出人造皮肤,研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养液中进行培养。培养液配制除必需的已知成分外,还必须加入天然成分,细胞才能正常生长和增殖。下列相关叙述正确的是( )
A. 人的皮肤细胞培养前须用胃蛋白酶处理,使细胞分散开
B. 细胞培养过程中只需不断通入氧气,就能保证细胞的正常生命活动
C. 培养液中加入的天然成分可能是血清,用于补充细胞生长和增殖所需的物质
D. 经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤,能直接用于移植
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞的培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、人的皮肤细胞培养前须用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理,使细胞分散开,不能用胃蛋白酶,A错误;
B、细胞培养过程中需适宜的气体环境(95%的空气和5%的CO2)、适宜的温度和pH、无菌无毒的环境等,B错误;
C、在进行动物细胞培养时,通常培养液中需加入血清、血浆等一些天然成分,主要目的是为细胞提供促生长因子,以补充细胞生长和增殖所需的物质,C正确;
D、动物细胞培养过程中存在接触抑制,当细胞与细胞相互靠近时,就会彼此限制细胞的生长和增殖,形成单层细胞,D错误。
故选C。
7. CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,为此他们按照如下流程进行了实验。下列错误的是( )
A. 多次进行步骤①的目的是获得更多已免疫的B淋巴细胞
B. 经多次筛选可得到既能大量增殖又能产生抗CD47抗体的细胞
C. 实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系需放入CO2培养箱
D. 对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于实验组可验证上述推测
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体制备过程需要用到动物细胞融合技术和动物细胞培养技术,该过程中需要对融合细胞进行两次筛选,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
单克隆抗体特异性强、灵敏度高,并能大量制备。
【详解】A、由图可知,①过程为用CD47免疫小鼠,此过程需要多次进行,目的是使小鼠产生更多已免疫的B淋巴细胞,A正确;
B、经多次筛选得到的杂交瘤细胞即具有B淋巴细胞能产生抗CD47抗体的特性,又具有骨髓瘤细胞能大量增殖的特性,B正确;
C、动物细胞培养需要放到含95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养,C正确;
D、由题干“抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用”可知,若实验组中抗CD47的单克隆抗体与肿瘤细胞表面的CD47结合,从而解除了CD47对巨噬细胞的抑制作用,最终导致巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬指数高于对照组,才可以验证科学家们推测,D错误。
故选D。
8. 下图是三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 该技术会将母亲的所有遗传病基因传递给后代
B. 三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
C. 捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
D. 三亲婴儿的培育只需要再将受精卵移植到子宫内即可
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示表示三亲婴儿的培育过程,由图可知,三亲婴儿的培育采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。
【详解】A、该技术母亲只是提供了细胞核,故只有母亲的细胞核基因会传递给子代,A错误;
B、看图可知:三亲婴儿采用了体外受精的技术手段,三亲婴儿的染色体一半来自于母亲提供的细胞核,B错误;
C、捐献者只提供了细胞质,而红绿色盲基因存在于细胞核,故捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿,C正确;
D、三亲婴儿需要在体外将受精卵培育成胚胎,再移植到子宫内,D错误。
故选C。
9. 精子载体法是以精子作为载体携带外源基因进入卵细胞的方法,利用该方法制备转基因鼠的基本流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 导入外源基因的精子需放入ATP溶液中进行获能处理才具备受精能力
B. 导入外源基因的精子和卵细胞经过②过程后即转化完成
C. 过程③需将受精卵体外培养至桑椹胚或囊胚期才可进行胚胎移植
D. 过程④进行同期发情处理以降低代孕母鼠对外来胚胎免疫排斥反应
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎移植:指将雄性动物体内的早期胚胎,或通过体外受精及其他方式获得的胚胎,移植到同种的、 生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
分析题图:图示表示培育转基因鼠的基本流程,其中①是筛选获得导入外源基因的精子的过程,②是体外受精过程,③是早期胚胎培养过程,④是胚胎移植过程。
【详解】A、导入外源基因的精子需放入人工配置的获能液来模仿雌性生殖道内的获能环境来达到获能状态,A错误;
B、转化是指目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化,导入外源基因的精子和卵细胞经过②过程后并不意味着转化完成,B错误;
C、通过转基因、核移植和体外受精技术获得的胚胎,需在体外培养到桑椹胚或囊胚阶段才可移植,C正确;
D、④是胚胎移植过程,需要对受体母鼠用相关激素进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同生理环境,受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,D错误。
故选C。
10. 用XhoI和SalI两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是( )
A. 如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B. 如图中酶切产物可用于构建重组DNA
C. 泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物
D. 图中被酶切的DNA片段是单链DNA
【答案】D
【解析】
【详解】【分析】该题考查DNA的结构、限制酶的特点和功能等。DNA一般是双螺旋结构;限制酶可以识别特定的脱氧核苷酸序列,并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割。
【详解】限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列,不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列,由电泳图可知XhoI和SalI两种酶分别切割时,识别的序列不同,A正确;同种限制酶切割出的DNA片段,具有相同的黏性末端,再用DNA连接酶进行连接,可以构成重组DNA,B正确;Sal I将DNA片段切成4段,Xho I将DNA片段切成3段,根据电泳结果可知泳道①为Sal I,泳道②为Xho I,C正确;限制酶切割双链DNA,酶切后的DNA片段仍然是双链DNA,D错误,所以选D。
【点睛】注意图1两种限制酶的识别位点数量,Sal I有3个识别位点,能将DNA片段切成4段,Xho I有2个识别位点,能将DNA片段切成3段。
11. OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶,研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接,构建多基因表达载体(载体中部分序列如下图所示),利用农杆菌转化法转化水稻,在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径,提高了水稻的产量。下列叙述正确的是 ( )
A. 可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量
B. 四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板
C. 应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞
D. 四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译
【答案】A
【解析】
【分析】1、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。
2、目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
3、将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
【详解】A、可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中表达量,杂交带相对量越多,表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高,A正确;
B、由题图可知,在同一个T-DNA中OsGLO1启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同,四个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板,B错误;
C、卡那霉素抗性基因不在T-DNA中,而潮霉素抗性基因在T-DNA中,应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞,C错误;
D、由题意知,利用农杆菌转化法转化水稻,可使目的基因插入到水稻细胞中染色体的DNA上,所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因,在水稻细胞核内进行转录,在核糖体中进行翻译,D错误。
故选A。
12. 为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不相符的是( )
A. 用限制酶EcoRI和连接酶构建重组质粒
B. 启动子是DNA聚合酶特异性识别和结合的RNA序列
C. 在培养基中添加潮霉素,筛选被转化的菊花细胞
D. 用抗原一抗体杂交法检测基因C在菊花细胞中表达的产物
【答案】B
【解析】
【分析】
1、基因工程的基本工具:分子手术刀”--限制性核酸内切酶(限制酶)、“分子缝合针”--DNA连接酶、“分子运输车”--载体。
2、基因工程的基本操作程序有四步:①目的基因的获取,②基因表达载体的构建,③将目的基因导入受体细胞,④目的基因的检测与鉴定。
3、标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
4、目的基因的检测和表达:(1)首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术。(2)其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。(3)最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的 抗体进行抗原-抗体杂交。(4)有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
【详解】A、据图分析可知,在目的基因的两端、启动子和终止子之间都有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的切割位点,因此可以用限制性核酸内切酶EcoRⅠ切割目的基因和运载体,之后再用DNA连接酶连接形成基因表达载体,A正确;
B、启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,B错误;
C、图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因,应该在培养基中添加潮霉素,筛选被转化的菊花细胞,C正确;
D、用抗原一抗体杂交法检测基因C在菊花细胞中表达的产物,D正确。
故选B。
13. 胰岛素可用于治疗糖尿病,但胰岛素注射后易在皮下堆积,需较长时间才能进入血液,进入血液后又易被分解,因此治疗效果受到影响。下图是新的速效胰岛素的生产过程,有关叙述错误的是( )
A. 新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的主要依据
B. 新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则
C. 若用大肠杆菌生产新的胰岛素,常用处理大肠杆菌
D. 新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程。蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,因此图中合成出新的胰岛素基因最关键的一步是构建新的胰岛素模型,A正确;
B、新的胰岛素生产过程中涉及中心法则,B错误;
C、若要利用大肠杆菌生产新的胰岛素,常用感受态细胞法提高导入的成功率,常用 Ca2+ 处理大肠杆菌,C正确;
D、根据结构与功能相适应的原理分析,新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构,D正确。
故选B。
【点睛】
14. “设计试管婴儿”是指将体外受精形成的胚胎植入母体孕育前,对胚胎进行遗传学诊断,当检测结果符合人们需要时,再把胚胎植入母体孕育。下列有关叙述正确的是( )
A. “设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
B. “设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断
C. “设计试管婴儿”和“试管婴儿”都是无性生殖
D. “设计试管婴儿”技术不符合伦理道德,我们应该强力禁止
【答案】B
【解析】
【分析】试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、“设计试管婴儿”没有应用细胞核移植技术,A错误;
B、“设计试管婴儿”往往是为了治病救人设计的,因此往往需要对胚胎进行遗传学诊断,B正确;
C、“设计试管婴儿”和“试管婴儿”都需要体外受精,都是有性生殖,C错误;
D、“设计试管婴儿”不同于为解决不孕夫妇的生育问题出现的试管婴儿。一般是为了救治病人,需要试管婴儿的骨髓、干细胞、脐带血等,这样的设计都符合伦理道德,D错误;
故选B。
15. 下列关于糖类化合物的叙述,正确的是
A. 葡萄糖、乳糖、蔗糖都是还原糖,元素组成相同
B. 淀粉的水解产物是蔗糖,纤维素的水解产物是麦芽糖
C. 淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
D. 谷物中含量丰富的多糖是淀粉和麦芽糖
【答案】C
【解析】
【分析】糖类的种类及其分布和功能
种类
分子式
分布
生理功能
单
糖
五碳糖
核糖
C5H10O5
动植物细胞
五碳糖是构成核酸的重要物质
脱氧核糖
C5H10O4
六碳糖
葡萄糖
C6H12O6
葡萄糖是细胞的主要能源物质
二
糖
蔗糖
C12H22O11
植物细胞
水解产物中都有葡萄糖
麦芽糖
乳糖
C12H22O11
动物细胞
多
糖
淀粉
(C6H10O5)n
植物细胞
淀粉是植物细胞中储存能量的物质
纤维素
纤维素是细胞壁的组成成分之一
糖原
动物细胞
糖原是动物细胞中储存能量的物质
【详解】A、蔗糖属于非还原糖,A错误;B、淀粉水解能够产生麦芽糖,不能产生蔗糖,B错误;
C、淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖,C正确;
D、麦芽糖是植物二糖,不是多糖,D错误。
故选C。
【点睛】解答本题的关键是识记细胞中糖类的种类和功能,能够对糖类的种类、功能等进行归纳,明确糖类的基本单位是葡萄糖,多糖都是由葡萄糖聚合而成的,进而结合选项分析答题。
二、不定项选择题
16. 为了从土壤中筛选对抗生素有抗性、能高效降解淀粉的微生物,研究人员利用土壤浸出液进行了如图所示操作。下列说法正确的是( )
A. 在X培养基上接种的方法为平板划线法
B. X培养基含有淀粉和抗生素,Y培养基是不含琼脂的液体培养基
C. 菌落①可能是硝化细菌,因不能产生淀粉酶所以无透明圈
D. 图中降解淀粉最高效的是菌落⑤,可根据菌落特征初步判断微生物类型
【答案】BCD
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、根据培养后培养基上形成的菌落分布可知,将含目的菌的土壤浸出液接种在 X 培养基上采用的是稀释涂布平板法, A错误;
B、实验目的是筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物,根据图示中在 X培养基上滴加碘液后形成了透明圈,说明X 培养基上含有淀粉,菌体分解淀粉的能力强,在其周围形成的透明圈就大,同时为了筛选到对抗生素有抗性的菌体,因此 X 培养基还应该含有抗生素, Y 培养基是将筛选到的目的菌扩大培养,为不含琼脂的液体培养基,B正确;
C、菌落①不能降解淀粉,可能是硝化细菌,因不能产生淀粉酶所以无透明圈,C正确;
D、碘液遇淀粉会变蓝,淀粉被分解,蓝色消失,图中⑤的透明圈最大,说明菌体⑤降解淀粉的能力最强,不同菌体形成的菌落特征不同,因此可根据菌落特征初步判断微生物类型, D 正确。
故选BCD。
17. 医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症。获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的树皮中提取,但产量有限,也不利于濒危的红豆杉的保护。研究发现,红豆杉的其他组织细胞也能产生紫杉醇,有人尝试用细胞工程技术生产。如图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量(均为相对值)的数据图。下列说法正确的是( )
A. 培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能与某些产物积累有关
B. 红豆杉细胞经组织培养形成芽原基后方可接种到含有特定激素的培养基中,进而发育成幼苗
C. 在培养过程中,要不断通入无菌空气
D. 利用植物组织培养技术生产紫杉醇,具有产量高、节约资源等优点
【答案】ACD
【解析】
【分析】题图分析:左图中在15~35d时间段内,南方红豆杉细胞增殖速率最快,云南红豆杉其次;右图中云南红豆杉在这段时间内紫杉醇的产量达到最高,说明并不是细胞数目最多,紫杉醇的产量就最多;
【详解】A、由图可知,为获得高产紫杉醇应选云南红豆杉为原料,培养后期紫杉醇产量出现下降的原因包括活细胞数量减少和某些代谢产物积累等,A正确;
B、将红豆杉细胞经组织培养形成愈伤组织后方可接种到含有特定激素的培养基中,进而发育成幼苗,B错误;
C、在细胞培养过程中,要不断通入无菌空气可以防止微生物污染并保证氧气供应充足,而进行搅拌能使细胞与培养液充分接触,C正确;
D、与传统方法提取紫杉醇相比,植物组织培养技术生产紫杉醇具有产量高、节约资源、保护环境等优点,D正确。
故选ACD。
18. 糖蛋白NMB(GPNMB)在包括乳腺癌在内的多种不同肿瘤中均有高表达,目前已被公认为是乳腺癌细胞恶性行为的启动子。在癌细胞中,GPNMB主要位于细胞膜上,而在正常细胞中GPNMB更多的是细胞内的,这使得GPNMB成为ADC药物的理想靶标,科学家将单克隆抗GPNMB抗体与抗癌药物结合形成的抗体-药物偶联物(ADC)导入小鼠模型上进行临床前研究,取得了良好的效果。下列说法正确的是( )
A. 癌细胞凋亡是细胞主动死亡的过程,其过程存在基因的选择性表达
B. 单克隆抗GPNMB抗体与癌细胞膜上的GPNMB特异性结合后,不能直接诱导癌细胞凋亡
C. 将GPNMB反复注射到小鼠体内,从小鼠的血清中也可直接获取单克隆抗GPNMB抗体
D. 用单克隆抗GPNMB抗体制备的ADC只能特异性杀死癌细胞,对正常细胞无毒害作用
【答案】AB
【解析】
【分析】由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以常常被称为细胞编程性死亡。
【详解】A、细胞凋亡与基因选择性表达有关,癌细胞的凋亡属于细胞主动死亡,A正确;
B、GPNMB主要位于细胞膜上,单克隆抗GPNMB抗体与癌细胞膜上的GPNMB特异性结合后,属于间接诱导细胞凋亡,B正确;
C、将GPNMB反复注射到小鼠体内,从小鼠的血清中可获取GPNMB抗体,但不是属于单克隆抗体,C错误;
D、正常细胞中GPNMB更多的是细胞内的,说明有部分正常细胞的GPNMB也在细胞膜上,可能存在毒害作用,D错误。
故选AB。
19. 某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用a醇切割,把得到的产物用b酶切割,得到的DNA片段大小如下表所示。a酶和b酶的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和3个
B. a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接
C. a酶与b酶切断的化学键都是磷酸二酯键
D. 用a酶切割与线性DNA分子具有相同碱基序列的质粒,得到4种切割产物
【答案】ABC
【解析】
【分析】1、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
2、分析题图:a酶和b酶切割的化学键都是磷酸二脂键,且切割后产生的粘性末端相同。
3、分析表格:a酶可以把原有DNA切成4段,说明有该DNA分子上有3个切口,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,再把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,再把500的DNA片段切成大小分别为300和200两个片段,说明b酶的识别序列至少有3个,仅用b酶切割该DNA分子至少可得到四种DNA片段。
【详解】A、a酶可以把DNA切成4段,说明该DNA分子上有3个a酶切点,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,再把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,再把500的DNA片段切成大小分别为300和200两个片段,说明该DNA分子上有3个b酶切点,即b酶的识别序列有3个,A正确;
B、a酶与b酶切出的黏性末端相同,用DNA连接酶可以将它们连接起来,B正确;
C、限制酶切割的化学键都是磷酸二酯键,所以a酶与b酶切断的化学键相同,C正确;
D、根据表格中数据可知,a酶切割三次,所以用a酶切割与线性DNA相同碱基序列的质粒,质粒为环状DNA分子,则能得到3种切割产物,D错误。
故选ABC。
20. 核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内。下列关于核酸的叙述,错误的是( )
A. 核酸中的C存在于含氮碱基、磷酸、五碳糖中
B. DNA具有多样性的主要原因是碱基的排列顺序和空间结构不同
C. 酵母菌的遗传物质为DNA,主要分布于染色体上
D. 生物体中的核酸具有携带遗传信息、催化、参与细胞器的构成等多种功能
【答案】CD
【解析】
【分析】核酸是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。核酸的组成元素:C、H、O、N、P。包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。核酸的基本单位是核苷酸,核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
【详解】A、核酸中的C元素存在于含氮碱基、五碳糖中,磷酸中不含C,A错误;
B、DNA具有多样性的主要原因是其中碱基的排列顺序不同引起的,B错误;
C、酵母菌为真核生物,含有染色体,酵母菌的遗传物质为DNA,主要分布于染色体上,C正确;
D、目前认为核酸是一切生物的遗传物质,因而其上携带有遗传信息,某些RNA有催化作用,且RNA还可参与核糖体的组成,可见,生物体中的核酸具有携带遗传信息、催化、参与细胞器的构成等多种功能,D正确。
故选CD。
三、填空题
21. 肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种致病性极高的神经麻痹毒素,该物质是由两条链盘曲折叠而成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式,请据此回答:
(1)上图所示的片段中,共有________个肽键,________种氨基酸组成。
(2)肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过________过程而成的;一分子肉毒类毒素至少含有________个氨基。
(3)1g肉毒类毒素可毒死20亿只小鼠,但煮沸1min或75℃下加热5~10min,就能使其完全丧失活性。高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其________,变性后的蛋白质________(能/不能)与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
(4)假设有一个链状十肽,分子式为CxHyOzNmSn,组成该十肽的氨基酸有甘氨酸(C2H5O2N)、缬氨酸(C5H11O2N)、赖氨酸(C5H14O2N2)三种,则含有赖氨酸__________个,该多肽彻底水解需要__________水分子。
【答案】(1) ①. 4 ②. 5
(2) ①. 脱水缩合 ②. 2
(3) ①. 变性(空间结构受到破坏) ②. 能
(4) ①. (m-10) ②. 9个
【解析】
【分析】1.构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是 ,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
2.氨基酸通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键。
【小问1详解】
结合图示可知,上图所示的片段中,共有4个肽键,5种氨基酸,因为图中5个氨基酸的R基不同,分别为-CH2-C6H4OH、-H、-CH3、-CH2-C6H5、-CH2-CH-(CH3)2。
【小问2详解】
肉毒类毒素是由两条链盘曲折叠而成的一种生物大分子。由氨基酸经过脱水缩合过程形成的;一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基,因为其结构中包含2条肽链。
【小问3详解】
1g肉毒类毒素可毒死20亿只小鼠,但煮沸1min或75℃下加热5~10min,就能使其完全丧失活性。这是因为高温可使肉毒类毒素的空间结构受到破坏而变性,变性后的蛋白质由于肽键没有断裂,因此能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。
【小问4详解】
假设有一个链状十肽,分子式为CxHyOzNmSn,组成该十肽的氨基酸有甘氨酸(C2H5O2N)、缬氨酸(C5H11O2N)、赖氨酸(C5H14O2N2)三种,观察发现,组成该十肽的氨基酸中只有赖氨酸中R基中含有一个氨基,因此若不考虑其R基上的氮原子,则该十肽应该有10个氮原子,多出的氮原子则存在于赖氨酸的R基中,因此该十肽中含有赖氨酸的数目为(m-10)个,该多肽彻底水解需要9个水分子,因为该十肽形成时脱去了9个水分子。
22. 生物柴油是以野生油料植物,废餐饮油等为原料,通过化学反应制成的可供内燃机使用的燃料,是一种绿色源,其中微生物脂肪酶在催化生产生物柴油中起着重要作用。为筛选产脂肪酶的微生物,石河子大学的科研人员开展了相关研究,请回答下列问题:
(1)产脂肪酶的微生物工要从油污土壤或水体中寻找,原因是________________。
(2)为确保能够分高得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,该培养基的碳源要求为________________。
(3)分离、纯化培养时,可采用__________法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于__________培养基,培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,选择直径__________的菌落进行纯化培养:为提高该步操作的可信度;设置了如下对照实验:
对照组
作用
应出现的现象
未接种的选择培养基
判断选择培养基是否被污染
①__________
接种的牛肉膏蛋白胨培养基
②__________
对照组培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数
(4)从自然界中筛选得到的产脂肪酶的微生物产酶能力普遍较差,可采用__________育种技术改良,获得有应用价值的高产菌株。
【答案】(1)油污土壤或水体中分解脂肪的微生物数量较多
(2)以脂肪(油污)作为唯一碳源
(3) ①. 平板划线法或稀释涂布平板法 ②. 固体 ③. 大 ④. 对照组培养基中没有菌落出现 ⑤. 判断选择培养基的选择作用 (4)诱变
【解析】
【分析】选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长,而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。
【小问1详解】
产脂肪酶的微生物工要从油污土壤或水体中寻找,这是依据生物与环境相适应的原理设计的,即需要在目的菌生活的环境中去寻找它,因为在富含油污的水源或土壤中分解脂肪的微生物含量多。
【小问2详解】
为确保能够分高得到产脂肪酶的微生物,常将土壤或水体稀释液先进行选择培养,其目的是为了增加分解油污的微生物的数量,该培养基的碳源要求应该为以脂肪(或油污)作为唯一碳源,在该培养基中能分解脂肪的微生物能够生长,而其他的微生物不能生长。
【小问3详解】
分离、纯化培养时,可采用平板划线法活稀释涂布平板法接种,从而得到分布均匀的单菌落;从物理形态角度考虑,该培养基属于固体培养基,因为菌落是在固体培养基上表现出来的,培养一段时间后,按照菌落直径大小进行初筛,通常选择直径大的菌落进行纯化培养。为提高该步操作的可信度;设置了如下对照实验:为了判断选择培养基是否被污染,即配制的培养基是否合格,可用未接种的培养基置于相同的环境中培养,若未接种的培养基上没有菌落出现,则说明实验结果可以用于下一步实验的依据;为了判断选择培养基的选择作用,需要将同样的菌液接种到牛肉膏蛋白胨培养基上,并置于相同的环境中进行培养,若牛肉膏蛋白胨,即对照组培养基上的菌落数多于选择培养基上的菌落数,则可证明选择培养基的选择作用。
【小问4详解】
从自然界中筛选得到的产脂肪酶的微生物产酶能力普遍较差,可采用诱变育种技术改良,获得生产高效降解脂肪的菌株,进而获得有应用价值的高产菌株。
23. 花椰菜(2n=18)对黑腐病无抗性,黑芥(2n=16)为花椰菜近缘野生种,对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜种子下胚轴原生质体融合,获得了抗黑腐病的杂合新植株。
请回答下列问题:
(1)用____________酶处理可以获得有活力的原生质体。原生质体融合诱导过程常用的化学物质是____________。
(2)已知供体黑芥叶肉原生质体在UV处理前后形态上没有明显的区别,但是在和下胚轴原生质体融合时较易破碎。在培养3天之内,用显微镜观察细胞中是否存在____________(细胞器),作为早期鉴别杂合细胞的标志,初步筛选出融合细胞。融合细胞依次经过_____________三个过程才能获得新植株。
(3)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数,结果如下表所示。
植株
花椰菜
黑芥
杂合新植株甲
杂合新植株乙
杂合新植株丙
染色体数/条
18
16
58
34
19
根据表中数据,解释杂合新植株甲染色体数目的可能形成原因。____________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 聚乙二醇
(2) ①. 叶绿体 ②. 细胞壁再生,脱分化,再分化
(3)杂合新植株甲发生了两个以上的细胞融合,同时细胞发生了染色体丢失
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
植物体细胞杂交的过程为在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁,获得原生质体,然后诱导原生质体间的融合。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类一物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植株。
【小问1详解】
由分析可知,利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁可获得原生质体。诱导原生质体融合常用化学物质是聚乙二醇。
【小问2详解】
由题意可知,黑芥叶肉原生质体是由叶肉细胞获得的,与下胚轴原生质体的区别是含有叶绿体,因此根据是否含有叶绿体作为初步筛选杂合细胞的标志。融合的原生质体经过组织培养后再生出细胞壁,继续培养经过脱分化和再分化获得新植株。
【小问3详解】
由题意可知,花椰菜有18条染色体,黑芥有16条染色体,融合后得到的细胞有34条染色体。分析表格可知,杂合新植株甲染色体数为58大于34,说明发生了两个以上的细胞融合。若为三个细胞融合,则其染色体数可能为52或50,若为四个细胞融,合染色体数更多,植株甲的染色体数为58,说明该细胞在形成过程中,细胞发生了染色体丢失。
【点睛】本题主要考查植物体细胞杂交的知识,意在考查学生对知识的掌握和理解情况,要求学生熟记基础知识,形成知识网络,能根据题意分析找出关键信息,结合知识正确作答。
24. 糖尿病是近年来高发的“富贵病”,常见类型有遗传型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。遗传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构做出如下设计:取糖尿病患者的细胞,将人的正常胰岛素基因导入其中,然后进行细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能。Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗。目前临床使用的胰岛素制剂注射120min后才出现高峰,与人体生理状态不符。科研人员通过一定的工程技术手段,将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换,获得了速效胰岛素,速效胰岛素已通过临床试验。
(1)对遗传型糖尿病进行基因治疗的方案中,胰岛素基因称为__________。将该基因导入正常细胞所用的方法是__________。
(2)对遗传型糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是__________。
(3)科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素,该技术的实验流程为
其中,流程A是______________________,流程B是__________________________。
(4)与基因工程相比,蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因______________或基因______________,对现有蛋白质进行______________,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需要。
【答案】(1) ①. 目的基因 ②. 显微注射法
(2)基因表达载体的构建
(3) ①. 预期蛋白质的功能 ②. 推测应有的氨基酸序列
(4) ①. 修饰 ②. 合成 ③. 改造
【解析】
【分析】1.基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达;
2.蛋白质工程的过程:根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因);最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【小问1详解】
题中显示,遗传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构做出如下设计:取糖尿病患者的细胞,将人的正常胰岛素基因导入其中,然后进行细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能。可见,该过程中胰岛素基因称为目的基因。将该基因导入正常细胞所用的方法是显微注射法,
【小问2详解】
基因工程的主要步骤包括获取目的基因、基因表达载体的构建,将目的基因导入到受体细胞、目的基因的检测与鉴定,其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
【小问3详解】
图示为蛋白质工程的设计流程,流程A是预期蛋白质的功能,根据结构与功能相适应的原理推测,流程B是推测应有的氨基酸序列,进而根据遗传密码和氨基酸的对应关系以及转录过程中的碱基互补配对原则,推测应有的脱氧核苷酸序列,而后进行相关基因的合成。
【小问4详解】
与基因工程相比,蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需要,该过程中对蛋白质的改造最终还需要落实到基因上,因此被称为第二代基因工程。
25. 口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种动物传染病,目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗。请回答下列问题:
(1)如图是VP1基因、农杆菌Ti质粒结构示意图,若用以构建具有VP1基因的基因表达载体,还需要在质粒中插入______,该结构的作用是______。
(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA,则获得可重组到质粒的VP1基因必须用到______酶。要获得大量VP1基因,可利用PCR技术进行扩增,扩增时需要设计______种引物。PCR技术中所用的DNA聚合酶与生物体内的DNA聚合酶有何区别______。
(3)通常用BamHⅠ、HindⅢ两种限制酶切割VP1基因和Ti质粒的目的是______;要筛选出含有该目的基因表达载体的农杆菌,首先需要在含______的培养基上进行。
(4)VP1基因应插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上,通过转化作用进入番茄细胞并插入到______,使VP1基因能够稳定存在并发挥作用。
(5)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后,要进行免疫效力的测定,具体方法是:将从转基因番茄叶片中提取的VP1蛋白注射到一定数量的豚鼠体内,每半个月注射一次,三次注射后检测豚鼠血液中产生的______数量,为了使结果可信,应设置空白对照组,注射______。
【答案】 ①. 启动子 ②. RNA聚合酶识别、结合的部位,驱动基因转录 ③. 逆转录 ④. 2 ⑤. 耐高温 ⑥. 防止VP1基因、Ti质粒的自身环化(和任意连接) ⑦. 卡那霉素 ⑧. 染色体DNA ⑨. VP1蛋白的抗体 ⑩. 等量生理盐水
【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:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)构建具有VP1基因的基因表达载体还需要在质粒中插入启动子,启动子是RNA聚合酶的识别、结合位点,能启动转录过程。
(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA,可以RNA为模板逆转录获得VPI基因;PCR技术可在体外大量扩增目的基因,该过程中需要设计2种引物分别与模板链结合,PCR扩增过程中需要耐高温的DNA聚合酶催化子链的延伸。
(3)用BamH I、HindIII两种限制酶切割出的末端完全不同,这样可以防止目的基因、运载体自身环化,也能防止目的基因和运载体反向连接,即可以保证目的基因和质粒的定向连接。由图可知,标记基因是卡那霉素抗性基因,因此要筛选出含有该目的基因表达载体的番茄细胞,首先需要在含卡那霉素的培养基上进行。
(4)VP1基因应插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上,通过转化作用进入番茄细胞并插入到染色体DNA,使VP1基因能够稳定维持并发挥作用。
(5)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后,要进行免疫效力的测定,具体方法是:将从转基因番茄叶片中提取的VP1蛋白质注射到一定数量的豚鼠体内,每半个月注射一次,三次注射后检测豚鼠血液中产生的VP1蛋白的抗体数量,为了使结果可信,应设置空白对照组,注射VP1蛋白的抗体等量生理盐水。
【点睛】本题以科研成果为背景考查基因工程和特异性免疫的知识点,要求学生掌握目的基因的获取方法,理解PCR扩增过程以及条件,掌握限制酶的选择原则和作用结果,理解特异性免疫中抗原-抗体特异性结合的特点和实验设计的原则,这是解决第(5)问的关键。
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