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    精品解析:山东省潍坊市2022-2023学年高二下学期期中调研考试生物试题(解析版)
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    精品解析:山东省潍坊市2022-2023学年高二下学期期中调研考试生物试题(解析版)

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    这是一份精品解析:山东省潍坊市2022-2023学年高二下学期期中调研考试生物试题(解析版),共23页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    高二生物
    一、选择题:本题共15小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
    1. 甲流是由甲型流感病毒引起的流感。甲型流感病毒是负链RNA病毒,负链RNA不能直接编码蛋白质,需要通过病毒自身的复制机制产生正链RNA,再用于编码病毒蛋白。奥司他韦能阻止甲型流感病毒在人体宿主细胞的复制和释放,是治疗甲流的有效药物之一。下列说法正确的是(  )
    A. 甲型流感病毒的遗传物质彻底水解的产物有4种
    B. 甲型流感病毒与其宿主细胞结构上的区别主要是无核膜包被的细胞核
    C. 甲型流感病毒感染人体细胞时,只把其核酸注入到宿主细胞内
    D. 使用奥司他韦治疗甲流时,在感染初期使用效果更好
    【答案】D
    【解析】
    【分析】病毒属于非细胞生物,主要由核酸和蛋白质外壳构成,依赖活的宿主细胞才能完成生命活动。病毒的复制方式属于繁殖,自身只提供核酸作为模板,合成核酸和蛋白质的原料及酶等均有宿主细胞提供。
    【详解】A、甲型流感病毒是负链RNA病毒,其遗传物质彻底水解的产物有6种,包括核糖、磷酸和A、U、C、G四种碱基,A错误;
    B、甲型流感病毒没有细胞结构,与其宿主细胞结构上的区别主要是有无细胞结构,B错误;
    C、甲型流感病毒的负链RNA不能直接编码蛋白,需要通过病毒自身的复制机制产生正链RNA,所以甲型流感病毒感染人体细胞时,可能会将其所含的RNA复制酶和RNA一块注入宿主细胞内 ,C错误;
    D、奥司他韦能阻止甲型流感病毒在人体宿主细胞的复制和释放,感染初期进入细胞中的病毒较少,在感染初期使用效果更好,D正确。
    故选D。
    2. 光学显微镜观察细胞结构时,有时需要对样本进行染色,使其在显微镜下更加明显。下列说法错误的是(  )
    A. 若需要观察的样本染色较浅,反光镜应由平面调至凹面
    B. 高倍镜下可看到叶肉细胞中叶绿体的形态和分布,无需染色
    C. 观察花生子叶中的脂肪颗粒时,需先用苏丹Ⅲ染液对其染色
    D. 对洋葱根尖细胞的染色体进行染色,应使用醋酸洋红液等碱性染料
    【答案】A
    【解析】
    【分析】标本染色较浅或无色,为了能够观察到物像,需要调暗视野亮度。
    脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。
    叶肉细胞中的叶绿体,呈绿色、扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可以在高倍显微镜下观察它的形态。
    【详解】A、标本染色较浅或无色,为了能够观察到物像,需要调暗视野亮度,观察时应选用平面镜和小光圈,A错误;
    B、叶绿体含有叶绿素,高倍镜下可看到叶肉细胞中叶绿体的形态和分布,无需染色,B正确;
    C、观察花生子叶中的脂肪颗粒时,需先用苏丹Ⅲ染液对其染色,再用50%乙醇溶液对染色后的花生切片洗去浮色,C正确;
    D、对洋葱根尖细胞的染色体进行染色,应使用醋酸洋红液或甲紫等碱性染料,便于观察,D正确。
    故选A。
    3. 骨骼肌细胞膜损伤后,会被TRIM72分子快速感知,该分子会将细胞内囊泡转运到损伤部位形成膜补丁,进而修复细胞膜。TRIM72属于TRIM蛋白家族成员,具有RING、B-box、Coiled-coil和SPRY四个区域,B-box区相互作用有利于TRIM72分子间二硫键的形成,促进TRIM72的寡聚化,SPRY区能与囊泡结合。下列说法错误的是(  )
    A. 细胞膜受损后会改变细胞膜的通透性,影响细胞的稳态
    B. B-box区与SPRY区功能不同的直接原因是分子结构不同
    C. 多个TRIM72分子形成寡聚体的过程中会脱下水分子
    D. SPRY区能与囊泡结合说明该区域具有一定的亲脂性
    【答案】C
    【解析】
    【分析】细胞膜的功能是:①作为细胞的边界将细胞与外界环境隔开,保护内部环境的稳定,②细胞膜具有控制物质进出的功能,③细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
    【详解】A、细胞膜有控制物质进出细胞的功能,受损后细胞膜通透改变,影响细胞稳态,A正确;
    B、蛋白质的功能不同直接原因是分子结构不同,B正确;
    C、TRIM72分子形成寡聚体的过程中,二硫键的形成,不会脱下水分子,C错误;
    D、SPRY区能与囊泡结合说明该区域具有一定的亲脂性,D正确。
    故选C。
    4. 根结线虫是一种寄生于植物根部的细长线虫,会导致根部形成根结,阻碍营养和水分的吸收。研究发现,一种芽孢杆菌合成的次生代谢产物能抑制根结线虫的生长和繁殖。下列说法正确的是(  )
    A. 根结线虫代谢和遗传的基本单位是细胞核
    B. 根细胞吸收水分的过程体现了细胞膜具有一定的流动性
    C. 与根结线虫细胞相比,根尖分生区细胞特有的结构是细胞壁
    D. 芽孢杆菌合成次生代谢产物的过程需要多种细胞器的分工合作
    【答案】C
    【解析】
    【分析】1、细胞器:
    (1)核糖体是无膜的结构,能将氨基酸脱水缩合形成多肽链(或蛋白质),是蛋白质的“装配机器”。
    (2)溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的化学本质是蛋白质),能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。
    (3)内质网是细胞内表面积最大的膜结构。内质网的功能是蛋白质的加工运输以及与脂质合成有关。
    (4)高尔基体在动物细胞中与分泌物的形成有关,植物中与有丝分裂中细胞壁形成有关。
    (5)液泡主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
    2、原核生物的细胞核没有核膜,即没有真正的细胞核。真核细胞有细胞核。
    【详解】A、根结线虫代谢和遗传的基本单位是细胞,A错误;
    B、根细胞吸收水分的过程体现了细胞膜具有选择透过性,B错误;
    C、与根结线虫是动物,没有细胞壁,与根结线虫细胞相比,根尖分生区细胞特有的结构是细胞壁,C正确;
    D、芽孢杆菌是原核生物,只有核糖体一种细胞器,D错误。
    故选C。
    5. 我国古代劳动人民根据红曲霉有耐酸的特点,采用明矾和酸米来调节酸度抑制杂菌,培养出高纯度的红曲,红曲可以用于传统黄酒的制作。下列说法错误的是(  )
    A. 将红曲加入发酵坛内相当于微生物培养过程中的“接种”
    B. 通过明矾和酸米调节底物的酸度抑制杂菌的生长属于选择培养
    C. 黄酒酿造初期利用木耙搅拌,目的是通气和调节温度以加快菌种的生长繁殖
    D. 黄酒制作属于传统发酵技术,其所用的大米、糯米等需要进行严格灭菌
    【答案】D
    【解析】
    【分析】1、直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
    2、传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。利用传统发酵技术制作的食品还有酒、酱、酱油、醋、泡菜和豆或等。
    【详解】A、微生物培养工程中的“接种”是放入微生物,题干说红曲可以用于传统黄酒的制作,即将红曲加入发酵坛内相当于微生物培养过程中的“接种”,A正确;
    B、选择培养基是允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,所以通过明矾和酸米调节底物的酸度抑制杂菌的生长属于选择培养,B正确;
    C、黄酒酿造初期利用木耙搅拌,增加溶氧量,有利于散热,从而达到通气和调节温度的目的,以加快菌种的生长繁殖,C正确;
    D、黄酒制作属于传统发酵技术,传统发酵技术是直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术,所以其所用的大米、糯米等不需要进行严格灭菌,D错误。
    故选D。
    6. 为纯化某种细菌,某小组在培养基上划线接种了该种细菌,培养结果如图所示。下列说法错误的是(  )

    A. 接种环应该在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧实现灭菌
    B. 每次接种前接种环都需灼烧灭菌,完成图示接种过程至少需灼烧3次
    C. 使用后的培养基在丢弃前要进行灭菌处理,以免污染环境
    D. 为验证培养基灭菌是否合格,该实验应再设计一个未接种的培养基作为对照
    【答案】B
    【解析】
    【分析】微生物实验室培养的关键是防止杂菌污染,无菌操作分为消毒和灭菌,其中消毒只是杀死物体表面的微生物,而杀菌是杀死所有微生物,常用的灭菌方法有高压蒸汽灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌。
    【详解】A、接种时,对接种环等金属用具通常用灼烧灭菌法,将接种环直接在酒精灯火焰的燃烧层充分灼烧,可以迅速彻底地灭菌,A正确;
    B、平板划线法接种和分离微生物时,每划线一次需灼烧一次接种环,最后一次划线结束时,为防止菌种污染仍需要灼烧一次,共需灼烧4次接种环,B错误;
    C、为了防止环境污染或感染操作者,使用过的培养基在丢弃之前要进行灭菌处理,C正确;
    D、微生物培养过程应该进行无菌操作,配制培养基要进行高压蒸汽灭菌,可以将一个未接种的平板倒置培养作为对照以检测培养基灭菌是否彻底,D正确。
    故选B。
    7. 木质素是一类复杂的有机聚合物,在细胞壁的形成中特别重要,赋予木材和树皮刚性且不容易腐烂的特性。科研人员从木材场土壤中筛选分离出木质素分解菌并进行鉴定,实验流程如图所示。下列说法正确的是(  )

    A. 取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要消毒,操作完成后一定要洗手
    B. 图示的接种方法还可用于微生物的计数,统计结果往往比活菌的实际数目少
    C. 若每次稀释倍数都是10倍,则步骤④试管内是9mL无菌水,共将土壤稀释了105倍
    D. 若培养得到⑥所示的菌落,则所用的培养基是以木质素为唯一碳源
    【答案】B
    【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皿制成平板,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梯度稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
    【详解】A、取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌,操作完成后一定要洗手,A错误;
    B、图示的接种方法是稀释涂布平板法,方法还可用于微生物的计数,该方法接种时当两个或多个细胞(细菌)连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,统计结果往往比活菌的实际数目少,B正确;
    C、若每次稀释倍数都是10倍,则步骤④试管内是9mL无菌水,共将土壤稀释了104倍,C错误;
    D、若培养得到了如步骤⑥所示的菌落,已知这些细菌均为异养型细菌,菌5周围没有透明圈,说明菌5不是木质素分解菌;菌1~4周围均有透明圈,说明这些菌是木质素分解菌,则步骤⑥所用的培养基是添加了木质素的牛肉膏蛋白胨的培养基,D错误。
    故选B。
    8. 甜叶菊植株中所含的甜菊糖是理想的蔗糖替代甜味剂,但甜叶菊种子繁殖遗传性状不稳定。科研人员利用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率,其不同阶段的培养结果如图所示。下列说法错误的是(  )

    A. 培养至图1所示过程一般不需要光照
    B. 愈伤组织再分化为根和丛芽,本质上是基因选择性表达的结果
    C. 与图1相比,图2培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1
    D. 若用该技术直接生产甜菊糖,只需培养至图1所示的阶段
    【答案】C
    【解析】
    【分析】1、植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
    2、植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
    【详解】A、培养至图1所示的过程,为脱分化过程,该培养过程一般不需要光照,A正确;
    B、愈伤组织再分化为根和丛芽,发生细胞分化,细胞分化本质上是基因选择性表达的结果,B正确;
    C、图1培养基中(脱分化过程)生长素与细胞分裂素含量的比值约等于1,促进愈伤组织的形成;图2培养基中(再分化过程)生长素与细胞分裂素含量的比值小于1,促进芽的分化,C错误;
    D、若用该技术直接生产甜菊糖(细胞产物),只需培养至图1(愈伤组织)所示的阶段即可,D正确。
    故选D。
    9. 细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是首先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经食品化加工得到肉类食品。下列说法正确的是(  )
    A. 宜用胃蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
    B. 培养过程中需要定期更换培养液,以防止杂菌污染
    C. 体外大规模培养细胞时,培养箱中需要O2,不需要CO2
    D. 肌肉干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织
    【答案】D
    【解析】
    【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
    【详解】A、宜用胰蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞,A错误;
    B、培养过程中需要定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害,B错误;
    C、体外大规模培养细胞时,培养箱中需要O2供细胞代谢利用,需要CO2维持pH,C错误;
    D、成体干细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,肌肉干细胞属于成体干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织,D正确。
    故选D。
    10. 荷斯坦奶牛产奶量高,某公司引进了纯种荷斯坦奶牛,欲利用胚胎移植和胚胎分割技术繁育高产的荷斯坦奶牛群体。下列说法错误的是(  )
    A. 胚胎分割可以提高胚胎的利用率
    B. 胚胎移植一般选择囊胚或原肠胚时期的胚胎
    C. 胚胎分割可看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
    D. 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
    【答案】B
    【解析】
    【分析】1、胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
    2、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
    【详解】A、胚胎分割可以将早期胚胎分割多份,再经移植获得同卵双胎或多胎,所以说胚胎分割可以提高胚胎的利用率,A正确;
    B、胚胎移植一般选择桑葚胚或囊胚时期的胚胎,B错误;
    C、胚胎分割使得来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一,C正确;
    D、胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,D正确。
    故选B。
    11. 科研人员用基因工程的方法从大肠杆菌细胞内获得了干扰素,干扰素主要用于治疗慢性甲型和乙型肝炎。下列说法正确的是(  )
    A. 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白
    B. 转录干扰素基因需要用到解旋酶和RNA聚合酶
    C. 发酵生产的干扰素属于大肠杆菌的初生代谢产物
    D. 只要检测出大肠杆菌细胞中含有干扰素基因就可用于生产干扰素
    【答案】A
    【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】A、干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,A正确;
    B、转录干扰素基因需要用到RNA聚合酶,不需要解旋酶,B错误;
    C、发酵生产的干扰素(细胞生命活动不需要的产物)属于大肠杆菌的次级代谢产物,C错误;
    D、大肠杆菌细胞中有干扰素基因不一定表达,需要检查有没有产生干扰素,D错误。
    故选A。
    12. 科研人员将4个基因(Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4)通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中,然后在培养ES细胞的培养基上培养2~3周后,这些细胞显示出ES细胞的形态,具有活跃的分裂能力,称为iPS细胞。下列说法错误的是(  )
    A. 实验中使用的逆转录病毒属于基因工程中的载体
    B. 导入的4个基因可能与基因表达调控有关
    C. 若要了解每个基因作用的相对大小,实验设计的对照组应导入上述4个基因
    D. iPS细胞进一步分化成各种组织细胞的过程不能体现细胞的全能性
    【答案】D
    【解析】
    【分析】1、iPS细胞是诱导多能干细胞,是在体外诱导体细胞产生的,能分化成为具有特定功能的细胞来治疗疾病。无须破坏胚胎,且避免免疫排斥反应。
    2、ES细胞是胚胎干细胞,来源于早期胚胎,能够分化成为动物体内的任何细胞,并进一步形成组织、器官甚至生物个体。局限性是需从胚胎中获取,涉及伦理问题,限制了它在医学上的应用。
    【详解】A、题干中将4个基因(Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4)通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中,使用的逆转录病毒属于基因工程中的运载体,A正确;
    B、题干中说导入4个基因后,在培养ES细胞培养基上培养2~3周后,这些细胞显示出ES细胞的形态,具有活跃的分裂能力,所以说导入的4个基因可能与基因表达调控有关,B正确;
    C、若要了解每个基因作用的相对大小,实验设计的对照组应导入上述4个基因,实验组分别加入4个基因中的3个基因,通过比较实验组和对照的实验现象,得出每个基因作用的相对大小,C正确;
    D、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,而iPS细胞进一步分化成各种组织细胞的过程能体现细胞的全能性,D错误。
    故选D。
    13. 研究发现,在某植物液泡膜上的Na+/K+逆向转运蛋白可提高其耐盐碱能力。科研人员以该转运蛋白对应的AINHX基因作为目的基因,通过转基因技术培育出了耐盐碱的马铃薯,AINHX基因两端的核苷酸序列如下表所示。下列说法正确的是(  )
    已知序列
    5'-AACTATGCGCTCATGA- - - - GCAATGCGTAGCCTCT
    3'-TTGATACGCGAGTACT- - - - CGTTACGCATCGGAGA
    PCR引物
    ①5'-TTGATACGCGAGTACT ②5'-GCAATGCGTAGCCTCT
    ③5'-AGAGGCTACGCATTGC ④5'-AACTATGCGCTCATGA

    A. 构建表达载体使用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体
    B. 利用PCR技术扩增AINHX基因时,需要选择引物③和④
    C. 培育耐盐碱的马铃薯时,可利用显微注射法将重组载体导入受体细胞
    D. 应从分子水平上对转基因马铃薯进行检测,以确定其能否表现出耐盐碱的特性
    【答案】B
    【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,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
    (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-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是否插入目的基因一 _DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA一-分 子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质一抗原 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】A、构建基因表达载体使用的工具是限制酶、DNA连接酶和载体,使用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,而载体不是工具酶,A错误;
    B、引物是一段已知目的基因的核苷酸序列,③与已知目的基因的这条链3'-TTGATACGCGAGTACT- - - - CGTTACGCATCGGAGA的5'到3'的部分序列相同,④与已知目的基因的这条链5'-AACTATGCGCTCATGA- - - - GCAATGCGTAGCCTCT的5'到3'的部分序列相同,所以利用PCR技术扩增AINHX基因时,需要选择引物③和④,B正确;
    C、培育耐盐碱的马铃薯时,常用农杆菌转化法将重组载体导入受体细胞,C错误;
    D、确定其能否表现出耐盐碱的特性,应从个体水平上对转基因马铃薯进行检测,D错误。
    故选B。
    14. 胰岛素用于治疗糖尿病,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。科研人员研制了速效胰岛素,其生产过程如图所示。下列说法错误的是(  )

    A. 速效胰岛素的生产需要用到蛋白质工程和发酵工程
    B. 大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用
    C. 除人工合成DNA外,还可以通过定点突变技术获得目的基因
    D. 可以用Ca2+处理的方法直接将新的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞中
    【答案】D
    【解析】
    【分析】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、图示的前半部分是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,后半部分是利用发酵工程生产速效胰岛素的过程,A正确;
    B、大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体对胰岛素原进行加工,因此大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用,B正确;
    C、基因定点突变是指按照特定的要求,使基因的特定序列发生插入、删除、置换、重排等变异,除人工合成DNA外,还可以通过定点突变技术获得目的基因,C正确;
    D、可以用Ca2+处理的方法可以将含有新的胰岛素基因的基因表达载体导入大肠杆菌细胞中,D错误。
    故选D。
    15. 下列有关生物技术的安全性与伦理问题说法,正确的是(  )
    A. 可以通过在体内和体外对基因进行敲除、插入等设计完美婴儿
    B. 生殖性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官治疗疾病的技术
    C. 将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物细胞可以防止转基因花粉的传播
    D. 只要有证据表明转基因产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
    【答案】C
    【解析】
    【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。对待转基因技术的利弊,正确的做法应该是趋利避害,不能因噎废食。
    【详解】A、利用基因编辑技术设计试管婴儿,设计完美试管婴儿,已经涉及到新生命的诞生,会造成生物技术安全与伦理问题,不能对婴儿进行基因设计,A错误;
    B、治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官治疗疾病的技术,我国禁止生殖性克隆,B错误;
    C、将玉米的α-淀粉酶基因与目的基因转入植物中,由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏而使花粉失活,因此可以防止转基因花粉的传播,C正确;
    D、科技是把双刃剑,要发展有利的一面,限制有危害的一面,不能因噎废食,D错误。
    故选C。
    二、选择题:本题共5小题,每小题有一个或多个选项符合题目要求。
    16. 线粒体自噬是指将老化、受损的线粒体分解,并产生新线粒体进行替代的过程。下列说法错误的是(  )
    A. 线粒体具双层膜,且内、外膜面积差异不大
    B. 动物细胞内线粒体自噬往往需要溶酶体的参与
    C. 线粒体自噬会导致细胞内ATP的含量明显减少
    D. 线粒体自噬是为维持线粒体和细胞稳态的一种主动性自噬
    【答案】AC
    【解析】
    【分析】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的动力车间,细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
    【详解】A、线粒体具双层膜,内膜内折形成嵴增大膜面积,内、外膜面积差异很大,A错误;
    B、受损的线粒体由双层膜包裹,形成自噬小体,自噬小体最终与溶酶体融合,被其中的水解酶降解,B正确;
    C、ATP在细胞内含量相对稳定,线粒体自噬不会导致细胞内ATP的含量明显减少,C错误;
    D、线粒体自噬可维持线粒体和细胞稳态,是基因控制的一种主动性自噬,D正确。
    故选AC。
    17. 微生物发酵可以将粮食(如玉米、小麦等)及各种植物纤维加工成燃料乙醇,将燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配,就形成了目前广泛使用的乙醇汽油。下列说法正确的是(  )
    A. 微生物发酵结束后,可以采用过滤、沉淀等纯化措施来获得乙醇
    B. 发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量和产物浓度
    C. 可以使用非粮食生物材料(如秸秆)来规避生产乙醇汽油导致粮食短缺的风险
    D. 通过微生物发酵可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白作食品添加剂
    【答案】BC
    【解析】
    【分析】1、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品;如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
    2、按照我国的国家标准,乙醇汽油是90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的,由于燃料乙醇所占比例较低,虽然需要消耗部分粮食,但不会增加粮食短缺的风险。而且在生产燃料乙醇时,可以利用秸杆、稻草等加工转化为乙醇,粮食、稻米用于人们生活,以降低粮食短缺的风险。
    【详解】A、因为微生物发酵结束后,产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,A错误;
    B、发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量和产物浓度,以了解发酵进程,B正确;
    C、乙醇汽油是90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的,由于燃料乙醇所占比例较低,虽然需要消耗部分粮食,但不会增加粮食短缺的风险。而且在生产燃料乙醇时,可以利用秸杆、稻草等加工转化为乙醇,所以可以使用非粮食生物材料(如秸秆)来规避生产乙醇汽油导致粮食短缺的风险,C正确;
    D、单细胞蛋白,也叫微生物蛋白,它是用许多工农业废料及石油废料,人工培养的微生物菌体。因而,单细胞蛋白不是一种纯蛋白质,而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团,通过发酵工程获得的大量的微生物菌体是单细胞蛋白,所以通过微生物发酵可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白,但不能作为食品添加剂,D错误。
    故选BC。
    18. 我国科学家经多年反复试验,获得了体细胞克隆猴。培育过程中,为提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了重构胚,克隆猴的培育流程如图所示。下列说法正确的是(  )

    A. 从胎猴中取出的体细胞,需在添加天然血清的合成培养基中培养
    B. 卵母细胞的“去核”实际是指去除卵母细胞的纺锤体-染色体复合物
    C. TSA处理重构胚可降低组蛋白的乙酰化水平,从而提高胚胎的发育率和妊娠率
    D. 与鼠相比,培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义
    【答案】ABD
    【解析】
    【分析】动物细胞的培养条件:
    (1)营养物质:糖类、氨基酸、无机盐、维生素等构成的合成培养基,通常需要加入血清等天然成分;
    (2)稳定的内环境:
    a.适宜的温度、PH和渗透压;
    b.适宜的气体环境;
    c.无菌、无毒的环境。
    【详解】A、因为动物细胞培养需要在由糖类、氨基酸、无机盐、维生素等构成的合成培养基的基础上,加入血清等天然成分,所以从胎猴中取出的体细胞,需在添加天然血清的合成培养基中培养,A正确;
    B、将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期后,进行去核操作,去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体-染色体结构,B正确;
    C、TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂,用TSA处理重构胚可提高组蛋白的乙酰化水平,调节重构胚相关基因的表达,从而提高胚胎的发育率和妊娠率,C错误;
    D、猴属于灵长类动物,与人更接近,因此与鼠相比,培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义,D正确。
    故选ABD。
    19. 重叠延伸PCR技术是设计含突变点的互补核苷酸片段作为引物,在PCR过程中,互补的核苷酸片段形成重叠,重叠的部分互为模板,通过多次PCR扩增,从而获得突变基因的方法。科研人员将枯草芽孢杆菌的甘油激酶的第270位氨基酸M突变为1,构建出了对甘油高效利用的枯草芽孢杆菌。下列说法正确的是(  )

    A. 通过PCR1获得产物AB需要进行2轮PCR扩增
    B. 无法通过AB下链和CD上链获得突变产物AD
    C. 在同一反应体系中加入四种引物可以同时获得大量产物AB和CD
    D. 通过重叠延伸PCR技术对甘油激酶的改造属于蛋白质工程
    【答案】BD
    【解析】
    【分析】1、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
    2、PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
    【详解】A、通过PCR1获得产物AB需要进行3轮PCR扩增,A错误;
    B、AB下链的延伸方向向左,CD上链的延伸方向向右,所以无法通过AB下链和CD上链获得突变产物AD,B正确;
    C、需要分别在不同的反应体系中通过PCR获得AB和CD,C错误;
    D、通过重叠延伸PCR技术对甘油激酶的改造,创造了自然界不存在的蛋白质,则属于蛋白质工程,D正确。
    故选BD。
    20. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是(  )
    A. DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精,利用这一原理初步分离DNA与蛋白质
    B. 将研磨液过滤到烧杯中,在冰箱放置一段时间后,上清液中含DNA和蛋白质
    C. 将析出的丝状物或沉淀物溶于2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂在沸水浴下鉴定DNA
    D. 实验结果变色不明显,可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放
    【答案】A
    【解析】
    【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;
    【详解】A、DNA不溶于酒精溶液,而细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离,A错误;
    B、DNA提取的实验中,要将研磨液过滤到烧杯中,在冰箱放置一段时间后,取上清液,所以上清液中含有DNA和蛋白质,低温可以防止DNA被分解,B正确;
    C、DNA鉴定时,将提取到的丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂,在水浴加热下呈现蓝色,C正确;
    D、如果出现实验结果变色不明显,可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放,提取的DNA分子减少,D正确。
    故选A。
    三、非选择题:本题共5小题。
    21. 细胞作为生命活动的基本单位,其形态、结构、功能保持相对稳定。如图为高等动物细胞亚显微结构模式图,细胞中的各种结构既各司其职又相互配合,使细胞成为基本的生命系统。

    (1)图中标注的结构中,_______(填标号)参与构成了该细胞的生物膜系统。
    (2)在高等植物细胞中不存在的结构是图中的______(填标号);在原核细胞中也存在的细胞器是_______。
    (3)与皮肤的表皮细胞相比,心肌细胞中_____的数量明显增多,判断的理由是_____。
    (4)某具有分泌功能的动物细胞,在合成并分泌蛋白质前后几种生物膜面积的变化如右图所示。图中b代表的细胞结构对应上图中的_______(填标号),a膜面积发生变化的原因是______。

    【答案】(1)①②④⑥⑦
    (2) ①. ③ ②. 核糖体
    (3) ①. 线粒体 ②. 心肌细胞消耗的能量多,而细胞生命活动所需能量大部分来自线粒体
    (4) ①. ⑥ ②. a代表内质网膜,分泌蛋白的合成与分泌过程中,内质网膜一部分会脱离形成囊泡,使a膜面积减小
    【解析】
    【分析】①细胞膜,②线粒体,③中心体,④内质网,⑤核糖体,⑥高尔基体,⑦细胞核。
    【小问1详解】
    据图可知,①是细胞膜,②是线粒体,③是中心体,④是内质网,⑤是核糖体,⑥是高尔基体,⑦是细胞核,中心体和核糖体没有膜结构,细胞膜、核膜和细胞器膜构成了生物膜系统,则图中的①②④⑥⑦参与构成了该细胞的生物膜系统。
    【小问2详解】
    在高等植物细胞中没有③中心体。原核生物只有核糖体一种细胞器。
    【小问3详解】
    心肌细胞消耗能量多于皮肤细胞,而细胞生命活动所需能量大部分来自线粒体,所以心肌细胞含有较多的线粒体。
    【小问4详解】
    在分泌蛋白合成与分泌过程中,内质网粗加工后“出芽”形成囊泡,囊泡与高尔基体膜融合,这样内质网膜转化为高尔基体膜;高尔基体再加工后,也“出芽”形成囊泡,囊泡与细胞膜融合,这样高尔基体膜就转化为细胞膜。所以分泌蛋白合成与分泌过程中,内质网膜面积减少,即a;细胞膜面积增多,即c;高尔基体膜面积几乎不变,即b。a代表内质网膜,分泌蛋白的合成与分泌过程中,内质网膜一部分会脱离形成囊泡,使a膜面积减小。
    22. 血红蛋白是由血红素和珠蛋白组成,具有运输氧气和二氧化碳的功能。血红素能使血液呈红色;珠蛋白肽链有两种,一种是由141个氨基酸组成的α链,另一种是非α链,包括β、δ、γ三种,各有146个氨基酸。
    (1)β、δ、y三种非α链在结构上不同的原因是______(答出2点即可)。
    (2)不同血红蛋白的珠蛋白肽链组成不同,成人的血红蛋白主要由两条α链和两条β链组成。据此推测,合成这样一分子血红蛋白需要脱掉________个水分子。
    (3)Fe是组成血红素的重要元素,这体现了无机盐具有的_______功能。
    (4)强酸能够改变蛋白质分子内部相互作用力,如氢键、疏水力、范德华力,从而改变蛋白质空间结构使蛋白质变性。变性的蛋白质结构变得伸展、松散,从而暴露出更多的肽键。为验证强酸使蛋白质变性的这一原理,现提供血红蛋白、豆浆、梨汁、双缩脲试剂、斐林试剂、苏丹Ⅲ染液、稀盐酸溶液、蒸馏水,请从中选择合适的材料和试剂设计实验,要求简要写出实验思路并预期实验结果。
    实验思路:________。
    预期实验结果:________。
    【答案】(1)组成肽链的氨基酸种类和排列顺序不同,肽链盘曲折叠形成的空间结构不同
    (2)570 (3)构成细胞内复杂化合物
    (4) ①. 实验思路:选取豆浆作为实验材料,并均等分为甲、乙两组;甲组加入适量的稀盐酸溶液,乙组加入等量的蒸馏水;一段时间后,向甲、乙两组加入等量的双缩脲试剂,观察并比较两组的颜色变化 ②. 预期实验结果:甲、乙两组的溶液都呈紫色,甲组的紫色比乙组更深
    【解析】
    【分析】蛋白质水解后为氨基酸。脱下的水分子数=肽键数目=氨基酸数-肽链数,若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链,则可形成(n-m)个肽键,脱去(n-m)个水分子,至少有氨基和羧基分别为m个。
    【小问1详解】
    蛋白质具有多样性,β、δ、y三种非α链在结构上不同的原因是组成肽链的氨基酸种类和排列顺序不同,肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。
    【小问2详解】
    脱去水分子数=氨基酸数一肽链数,人的血红蛋白主要由两条α链和两条β链组成,则脱掉的水分子=(141+146)×2-4=570个。
    【小问3详解】
    Fe是组成血红素的重要元素,这体现了无机盐具有的构成细胞内复杂化合物的功能。
    【小问4详解】
    分析题意,实验目的是验证强酸使蛋白质变性的这一原理,实验的自变量是酸的有无,因变量是蛋白质是否变性,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:
    实验思路:选取豆浆作为实验材料,并均等分为甲、乙两组;甲组加入适量的稀盐酸溶液,乙组加入等量的蒸馏水;一段时间后,向甲、乙两组加入等量的双缩脲试剂,观察并比较两组的颜色变化。
    预期实验结果:甲、乙两组的溶液都呈紫色,甲组的紫色比乙组更深。
    23. 不同动物乳汁的成分虽各有差异,但都含有丰富的营养成分,是微生物生长繁殖的良好培养基。乳制品一旦被微生物污染,会腐败变质而失去食用价值,甚至引起食物中毒。
    (1)鲜乳汁常用巴氏消毒法处理,其优点是_______。若要制成发酵乳,需要对鲜乳汁进行灭菌后再接种乳酸菌发酵,此处的灭菌是指_______。
    (2)根据食品安全的有关标准,每毫升合格的牛奶中细菌总数不超过50000个。若要测定牛奶中微生物数量,可利用特定的______在显微镜下直接计数,但该方法统计的结果往往比实际的活菌数要偏_____,原因是______。
    (3)通常新挤出的乳汁在25℃可保持6h不腐败变质,在这段时间内细菌是受到抑制的,待乳汁的自身杀菌作用消失后,将乳汁置于室温下,可以观察到乳汁所特有的菌群交替现象,如图所示。推测下列说法合理的是_______。

    A. 新鲜乳汁中含有溶菌酶等抗菌物质,对微生物具有抑制作用
    B. 新挤出的乳汁在25℃保持6h后,乳汁中的微生物全部来自空气
    C. 乳链球菌代谢使乳汁pH降低后,因乳酸杆菌耐酸能力强而开始大量繁殖
    D. 当pH降低至3.0~3.5时,绝大多数细菌受到抑制,真菌开始大量繁殖
    E. 乳汁的乳糖在胨化细菌阶段前基本已消耗掉,能分解蛋白质和脂肪的胨化细菌开始大量繁殖
    【答案】(1) ①. 可以杀死乳汁中的绝大多数微生物,并且不会破坏牛奶的营养成分 ②. 使用强烈理化方法杀死鲜乳汁中所有的微生物
    (2) ①. 细菌计数板(或血细胞计数板) ②. 大 ③. 显微镜直接计数统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和 (3)ACDE
    【解析】
    【分析】1、消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
    2、灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
    3、利用显微镜进行直接计数,也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量,统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
    【小问1详解】
    巴氏消毒法的优点是可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,并且不破坏牛奶的营养成分;若要制成发酵乳,需要对鲜乳汁进行灭菌后再接种乳酸菌发酵,此处的灭菌是指使用强烈的理化方法杀死鲜乳汁内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
    【小问2详解】
    利用显微镜进行直接计数,利用特定的细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量,所以要测定牛奶中微生物数量,可利用特定的细菌计数板(或血细胞计数板)在显微镜下直接计数,该计数结果往往比实际数目偏大,原因是显微镜统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
    【小问3详解】
    A、通常新挤出的乳汁在25℃可保持6h不腐败变质,在这段时间内细菌是受到抑制的,说明新鲜乳汁中含有溶菌酶等抗菌物质,对微生物具有抑制作用,A正确;
    B、新挤出的乳汁在25℃保持6h后,由曲线可知,6h后的乳汁中喊你有少量的乳链球菌和乳酸杆菌,所以6h后乳汁中的微生物不全部来自空气,B错误;
    C、由图可知,6h后,乳链球菌的含量逐渐增加,PH逐渐下降,而乳酸杆菌随着P会下降,乳酸杆菌的数量逐渐增加,所以乳链球菌代谢使乳汁pH降低后,因乳酸杆菌耐酸能力强而开始大量繁殖,C正确;
    D、由图可知,当pH降低至3.0~3.5时,乳链球菌和乳酸杆菌的数量下降直至为0,即绝大多数细菌受到抑制,真菌开始大量繁殖,D正确;
    E、由图可知,PH降至3~3.5时,真菌数量先增加后减少,意味着乳汁中的乳糖基本消耗完了,真菌没有可以利用的碳源,所以数量下降;而胨化细菌因为能分解蛋白质和脂肪,开始大量繁殖,E正确。
    故选ACDE。
    24. 癌症的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细胞,进而克服肿瘤的免疫逃逸、某些种类癌细胞表面高表达银蛋白PSMA,CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。科研人员尝试构建双特异性抗体PSMA×CD28的生产流程,如图1所示;双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理,如图2所示。

    (1)据图1分析,制备双特异性抗体PSMA×CD28的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有_______(答出2点即可)。
    (2)双特异性抗体PSMA×CD28制备时,应先将______(物质X)分别注射到小鼠体内再分离出B淋巴细胞。将B淋巴细胞分别与小鼠的骨髓瘤细胞融合,常用的诱导方法有____(答出2种即可)。
    (3)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2分析,杂交瘤细胞A×B会产生多种抗体,原因是______。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是_____。
    【答案】(1)动物细胞培养、动物细胞融合
    (2) ①. PSMA、CD28 ②. PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
    (3) ①. 融合细胞会表达出两种L链和两种H链,而L链和H链又是随机组合的 ②. 双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA,又能结合CD28,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞
    【解析】
    【分析】1、癌细胞形成的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。
    2、癌细胞的主要特征:①细胞形态发生显著改变;②细胞表面的糖蛋白减少;③获得无限增殖的能力。
    【小问1详解】
    制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养技术。
    【小问2详解】
    双特异性抗体PSMA×CD28制备时,PSMA、CD28相当于抗原,需要先将PSMA、CD28分别注射到小鼠体内刺激小鼠产生B淋巴细胞,再分离出B淋巴细胞。B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
    【小问3详解】
    融合细胞会表达出两种L链和两种H链,而L链和H链又是随机组合的,所以杂交瘤细胞A×B会产生多种抗体。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA,又能结合CD28,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞。
    25. 小鼠肿瘤转移抑制基因(kissl基因)仅在特定组织中表达,在雌性激素诱导下,细胞内信号传导系统可以与kissl基因启动子P的特定区域结合,激活kissl基因的转录。

    (1)利用PCR技术扩增kissl基因时,设计引物的作用是______。PCR是在PCR扩增仪中自动完成的,完成以后常采用_______来鉴定PCR的产物。
    (2)据图分析,在构建kissl基因表达载体时,应使用限制酶______对图1所示质粒和图2所示含kissl基因的DNA片段分别进行切割,此过程选用这两种限制酶的原因是______。
    (3)研究人员扩增了不同长度的启动子片段P1~P5,分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因融合的载体,转入体外培养_______(填“含kissl基因且能表达”或“含kissl基因不能表达”或“不含kissl基因”)的小鼠细胞中,以确定不同片段的转录活性。对导入不同启动子的细胞进行绿色荧光强度检测,结果如图所示请推测哪种启动子片段的转录活性最高,并阐释你的理由_______。根据启动子P的激活机制,推测启动子P应用于基因工程的优势是_______。


    【答案】(1) ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 ②. 琼脂糖凝胶电泳
    (2) ①. HindⅢ和KpnI ②. 目的基因和启动子含HindⅢ和KpnI的识别序列;HindⅢ和KpnI酶切后构建的表达载体中目的基因与启动子的转录方向一致
    (3) ①. 含kiss1基因且能表达 ②. P3的转录活性最高,因为导入P3的细胞中绿色荧光强度最强 ③. 以P作为目的基因的启动子,可通过外源雌激素调控启动子的激活,进而调控目的基因的表达
    【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,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。(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。
    【小问1详解】
    PCR技术中的引物使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。
    【小问2详解】
    质粒上启动子和终止子之间有四个酶切位点,目的基因和启动子上含HindⅢ和KpnI的识别序列,且HindⅢ和KpnI酶切后构建的表达载体中目的基因与启动子的转录方向一致,因此选择限制酶HindⅢ和KpnI对质粒和含kissl基因的DNA片段分别进行切割。
    【小问3详解】
    肿瘤转移抑制基因(kissl基因)仅在特定组织中表达,在雌性激素诱导下,细胞内信号传导系统可以与kissl基因启动子P的特定区域结合,激活kissl基因的转录,实验探究不同片段的转录活性,应选择有kissl基因且能表达的小鼠细胞作为转化的受体细胞,以探究细胞内信号传导系统与哪一片段结合后转录活性最高。由图可知,在不同长度的启动子片段P1~P5,P3的细胞中绿色荧光强度最强,故P3启动子片段的转录活性最高。由题意“细胞内信号传导系统可以与kissl基因启动子P的特定区域结合,激活kissl基因的转录”可知,启动子P应用于基因工程时,以P作为目的基因的启动子,可通过外源雌激素调控启动子的激活,进而调控目的基因的表达。
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