2024年高考生物考前冲刺卷(03)——全国卷新教材适用(解析版)
展开注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。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6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.用特定的方法分离出某动物细胞的3种细胞器,经测定其中3种有机物的含量如图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞器甲是有氧呼吸的场所 B.细胞器乙肯定与分泌蛋白的加工和分泌有关
C.细胞器丙是蛋白质合成的场所 D.硝化细菌与该动物细胞共有的细胞器有甲和丙
【答案】C
【分析】1、分析题图:该细胞为动物细胞,甲有膜结构和核酸,可推断甲细胞器为线粒体;乙的脂质含量不为0,说明乙细胞器有膜结构,但无核酸,可推断乙细胞器为内质网、高尔基体、溶酶体;丙的脂质含量为0,说明没有膜结构,但含有核酸,可推测丙细胞器为核糖体。
2、分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、该细胞为动物细胞,甲有膜结构和核酸,可推断甲细胞器为线粒体,而线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,而有氧呼吸的场所还有细胞质基质,A错误;
B、细胞器乙含有蛋白质和脂质,但不含核酸,可推断乙细胞器为内质网、高尔基体、溶酶体,其中内质网和高尔基体与分泌蛋白的合成有关,而溶酶体与分泌蛋白的加工和分泌无关,B错误;
C、细胞器丙是核糖体,是蛋白质合成的场所,C正确;
D、硝化细菌属于原核细胞,只有核糖体一种细胞器,D错误。
2.下列关于实验安全的叙述错误的是( )
A.若实验者皮肤沾染了苏丹Ⅲ,应立即用体积分数为50%的酒精冲洗
B.在观察植物根尖细胞有丝分裂的实验过程中,要注意实验室的通风
C.蘸有酒精的涂布器在火焰上燃烧时,手持涂布器的部位应低于火焰
D.进行DNA片段扩增及电泳鉴定实验操作时,必须要戴一次性手套
【答案】C
【分析】在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验中,为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理。
【详解】A、苏丹Ⅲ染液有毒,遇脂肪变橘黄色,而苏丹Ⅲ染色易溶于体积分数为50%的酒精,所以若实验者皮肤沾染了苏丹Ⅲ,应立即用体积分数为50%的酒精冲洗,A正确;
B、在观察植物根尖细胞有丝分裂的实验过程中,会用到盐酸、酒精等化学试剂,可能会污染环境,所以要注意实验室的通风,B正确;
C、蘸有酒精的涂布器在火焰上燃烧时,手持涂布器的部位应高于火焰,防止燃烧的酒精滴落伤及实验者,C错误;
D、进行DNA片段扩增及电泳鉴定实验操作时,必须要戴一次性手套,以防止污染,D正确。
3.如图表示基因的作用与性状的表现之间的关系,下列相关叙述正确的是( )
A.①过程与DNA复制的共同点是都以DNA的一条链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B.③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C.人的囊性纤维化症和苯丙酮尿症都是基因通过控制蛋白质结构直接影响表现性状的
D.HIV、大肠杆菌及T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知:①表示转录,②表示转运RNA,③表示翻译。基因对性状的控制:(1)通过控制酶的合成来控制代谢这程,从而控制生物的性状。(2)通过控制蛋白质的结构来直接控制性状。
【详解】A、①过程与DNA复制的不同点是:以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行,A错误;
B、③过程是翻译,直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP,B正确;
C、苯丙酮尿症是通过控制酶的合成来控制代谢这程,从而控制生物的性状;人的囊性纤维化症是通过控制蛋白质的结构来直接控制性状,C错误;
D、HIV是RNA病毒,侵入人体T细胞后,逆转录形成DNA,再进行①③过程,但大肠杆菌和T2噬菌体不侵染人体细胞,D错误。
4.科学家将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合制成了抗体-药物偶联物(ADC),实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.ADC技术中抗体的主要作用是识别并特异性结合癌细胞表面的抗原
B.ADC技术中的抗体与抗原结合后,药物通过胞吞作用进入细胞
C.ADC技术用于提高药物治疗的选择性和降低药物带来的副作用
D.肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程,所以不会产生新蛋白质
【答案】D
【分析】识图分析可知,图中抗体-药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合,利用抗体与抗原的特异性结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。图中ADC的作用机制为:携带药物的抗体与肿瘤细胞膜上的特异性受体结合,然后通过胞吞作用进入到细胞内,抗体被细胞内的溶酶体裂解,释放出药物作用于肿瘤细胞,使肿瘤细胞凋亡。
【详解】A、据图分析,ADC技术中抗体的主要作用是特异性识别并结合癌细胞表面的抗原,从而将药物带进细胞,A正确;
B、据图分析,ADC技术中的抗体与抗原结合后,细胞膜向内凹陷,药物通过胞吞作用进入细胞,B正确;
C、ADC技术可以通过抗体和肿瘤细胞表面的抗原特异性结合,从而将药物精准的带入肿瘤细胞中,提高药物治疗的选择性和降低药物带来的副作用,C正确;
D、肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程,细胞凋亡过程中基因进行选择性表达,因此会产生新蛋白质,D错误。
5.某家系甲病和乙病的系谱图如图所示。已知两病独立遗传,各由一对等位基因控制,且基因不位于Y染色体上。下列叙述错误的是( )
A.甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传
B.乙病的遗传方式可能是常染色体显性遗传
C.若Ⅲ2与一个患甲病的男子结婚,则所生子女患甲病的概率为1/4
D.若Ⅱ4和Ⅱ5再生一个孩子,则所生孩子患两种病的概率是3/16
【答案】C
【分析】由系谱图可知,甲病为常染色体隐性遗传病,乙病可能为常染色体显性遗传病或伴X染色体显性遗传病。
【详解】A、由Ⅰ-1和Ⅰ-2表现型正常,但生出了患病的孩子(Ⅱ-3),所以是隐性遗传病,Ⅱ-3是女性患者,其父亲Ⅰ-1表型正常,所以甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传,A正确;
B、Ⅱ-3和Ⅱ-4是患者,但生出了正常的孩子(Ⅲ-4),所以是显性遗传病。根据男患母女患可判断乙病极有可能是伴X显性遗传病,也可能是常染色体显性遗传病,B正确;
C、若用A、a表示甲病,则Ⅲ-2的基因型为1/3AA、2/3Aa,患甲病的男子的基因型为aa,Ⅲ-2与一个患甲病的男子结婚,所生子女患甲病的概率为(2/3)×(1/2)=1/3,C错误;
D、若乙病为常染色体显性病,则II-4和II-5的基因型均为AaBb,则生一两病均患(aaB_ )孩子的概率为1/4×3/4=3/16;若乙病为伴X显性病,则II-4和II-5的基因型分别为AaXBY和AaXBXb,则生一两病均患(aaXB- )孩子的概率为1/4×3/4=3/16,D正确。
6.将一定数量的酵母菌培养在密闭容器中,容器中加入一定体积的培养液,每天取样计算酵母菌的数量,一段时间后,绘制出如图所示的酵母菌种群数量变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.该种群密度调查采用逐个计数的方法,c点时种群数量达到了K值
B.增大酵母菌的起始浓度,不会改变K值,但会缩短达到K值的时间
C.其他培养条件相同,只通入适量无菌空气不会改变酵母菌种群K值
D.在de段,培养液中酵母菌种群数量减少属于种群数量小幅波动过程
【答案】B
【分析】影响酵母菌种群数量变化的因素有很多:营养物质的量、温度、pH、溶氧量等。酵母菌种群密度调查方法:抽样检测方法。
【详解】A、调查培养液中酵母菌的数量,应该用抽样检测法,在显微镜下对样方中的个体进行计数,逐个计数法往往是调查个体体积较大,种群数量较少的物种,活动范围有限,A错误;
B、因为容器的体积、所加培养液的量等环境条件不变,所以环境容纳量不变,当增加酵母菌的起始浓度后,会缩短达到K值的时间,B正确;
C、题中酵母菌数量是在密闭环境下测得的,如果通入空气,酵母菌进行有氧呼吸,营养物质会得到彻底利用,获得能量较多有利于增殖,因此比无氧环境中酵母菌的数量明显增多,所以会增加K值,C错误;
D、de段酵母菌数量减少是因为资源被消耗殆尽,有害物质不断积累导致的,而不属于种群数量的波动,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
31.(12分)番茄营养价值高于一般蔬菜,栽培广泛。图1是番茄植株光合作用场所及过程示意图。为提高温室番茄产量,研究温室补光情况对番茄净光合速率 Pn的影响,结果如图2所示。
(1)据图2分析,本实验的可变因素为 。
(2)图Ⅰ中吸收可见光的色素位于结构[ ] 上,用纸层析法将色素分离后,在滤纸条上最上端的色素主要吸收 光。
(3)根据图2实验结果分析,与对照组对比,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能 番茄植株的净光合速率,其原因为 。
(4)为提高温室番茄产量,某研究者据图2分析,认为“每日补照4 h红蓝复合光”为最佳补光方案,写出该方案的合理与局限之处。
合理: 。
局限: 。
【答案】(12分,除特殊标记外,每空2分)
(1)补光时长和补光光质种类
(2)[①]类囊体膜 蓝紫光(1分)
(3)提高(1分) 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高叶绿素吸收的光的总量,从而提高净光合速率
(4)合理:补红蓝复合光时,光合速率提高,照射时间4h,净光合速率最高,番茄积累的有机物最多
局限:本实验没有补光大于 4 h的数据,无法判断每日补光4 h是否是最佳,也无法获知红蓝复合光两种光的比例是否会对实验造成影响
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的NADPH
和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。题图分析,图1中反应Ⅰ为光反应,反应Ⅱ为暗反应,A表示氧气,B表示ATP和NADPH,C表示C3,D表示C5。
【详解】(1) 图2是研究温室补光情况对番茄净光合速率 Pn的影响,本实验的自变量是补光时长和补光光质种类,因变量是净光合速率的变化。
(2) 图Ⅰ中吸收可见光的色素位于结构①类囊体膜上,因此,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,用纸层析法可将色素分离,其原理是根据各种色素在层析液中的溶解度不同设计的,在滤纸条上最上端的色素为胡萝卜素,该色素主要吸收蓝紫光。
(3) 根据图2实验结果分析,与对照组对比,无论哪个时间段,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高番茄植株的净光合速率,且补充红蓝复合光效果更好,这是因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,补红蓝复合光、补蓝光和补红光均能提高叶绿素吸收的光的总量,从而提高净光合速率。
(4) 据图2实验结果显示,每日补照4 h红蓝复合光净光合速率增加更多,因而认为“每日补照4 h红蓝复合光”为最佳补光方案,其合理性表现在补红蓝复合光时,光合速率提高,照射时间4h,净光合速率最高,番茄积累的有机物最多;其局限表现在:本实验没有补光大于 4 h的数据,无法判断每日补光4 h是否是最佳,也无法获知红蓝复合光两种光的比例是否会对实验造成影响,更没有探究补充光照消耗的价值能否通过增加净光合速率获得补充。
32.(12分)哺乳动物幼崽的母亲依恋行为是生命历程中的第一种社会行为,近期我国科学家揭示了该行为的调控机制。
(1)神经调节的基本方式是 。母亲气味作为刺激,使幼崽的相关感受器产生兴奋,兴奋沿着传入神经向 传导,经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。
(2)基因T表达产物是神经递质5-羟色胺(5-HT)合成必需的酶。为探究5-HT对幼鼠母亲依恋行为的影响,取一对基因T缺失突变杂合小鼠(+/-)进行杂交,利用杂交子代幼鼠进行如下实验。
①如图1.在测试盒子的两侧分别放置来自幼鼠母亲的巢穴物品(A)和未使用过的巢穴物品(B),幼鼠放置在中间空白处,统计幼鼠在两侧的停留时间,结果如图2所示。实验结果说明 。
②为进一步证实上述结论,研究人员对①操作进行了改进:将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品,其余处理均相同。所得实验结果支持上述结论。改进的目的是 。
(3)母亲气味可激活幼鼠脑中的5-HT能神经元(释放的神经递质为5-HT)和催产素能神经元(释放的神经递质为催产素)。研究人员提出假设:5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元。利用图1装置进行实验以验证该假设,实验组应选择的幼鼠和试剂分别为 (填字母序号),预期实验结果为 。
a.基因T缺失纯合突变体 b.催产素受体基因缺失纯合突变体 c.5-HT d.催产素
【答案】(12分,每空2分)
(1) 反射 神经中枢
(2) 5-HT是幼鼠产生母亲依恋行为所必需的 明确5-HT影响的是幼鼠对母亲气味的特异性反应
(3) b,c 幼鼠在A和B的停留时间无显著差异
【分析】神经调节的基本方式是反射,结构基础是反射弧。
【详解】(1)神经调节的基本方式是反射。母亲气味作为刺激,使幼崽的相关感受器产生兴奋,兴奋沿着传入神经向神经中枢传导,经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。
(2)由图2实验结果可知,基因T缺失突变纯合小鼠在两侧的停留时间无明显差异,有基因T的幼鼠在两侧的停留时间均有明显差异,说明基因T表达产物5-HT是幼鼠产生母亲依恋行为所必需的。
将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品,可排除雌性非母亲的气味的影响,明确5-HT影响的是幼鼠对母亲气味的特异性反应。
(3)要验证5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元,实验组可选择催产素受体基因缺失纯合突变体和5-HT,若实验结果为幼鼠在A和B的停留时间无显著差异,说明:5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元,无法接受到催产素的信息就无法调控幼鼠母亲依恋行为。
33.(11分)科研人员对某湖泊区域内主要鱼类组成和食物关系进行了取样调查,绘制出部分鱼类的食物关系如图所示。请据图回答下列问题:
(1)图中所包含的生态系统组成成分是 翘嘴红鲌与鲚鱼的种间关系是 。
(2)鲚鱼主要摄食枝角类浮游动物,银鱼主要摄食桡足类浮游动物,食性的差异有利与减少两者的 重叠。白虾流向分解者的能量主要储存在 中。
(3)鲢鱼主要生活在水体上层,鲚鱼、银鱼主要生活在水体中上层,而鲤鱼、鲫鱼主要生活在水体底层,这种分层现象体现该群落具有明显的 。这种分层现象的生态学意义是 (答出两点即可)。
(4)若某年该湖泊水体由于富营养化和大型水生植物退化等原因导致生态系统的自净功能严重受损,出现水华现象。请从生物多样性的角度提出两条能够阻止湖泊水华现象再次发生,并恢复此湖泊生态系统功能的有效措施: (答出两点即可)。
【答案】(11分,除特殊标记外,每空2分)
(1)生产者和消费者 捕食和种间竞争
(2)生态位(1分) 白虾的遗体残骸(1分)
(3)垂直结构(1分) 提高动物利用栖息空间和食物条件等环境资源的能力;减小种间竞争的强度
(4)重建、恢复、补种高等大型水生植物;引入(投放)以浮游藻类为食的鱼类;减少对食藻鱼类的过度捕捞
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网两部分。生态系统的成分包括非生物的物质和能量,生产者,消费者和分解者。食物链和食物网是生态系统的营养结构。
2、群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是成层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。影响植被分层的主要因素是阳光,影响动物分层的主要因素是栖息空间和食物。
【详解】(1)食物网中的组成成分为生产者和消费者。翘嘴红鲌与鲚鱼既有种间竞争关系(都捕食白虾)又有捕食关系(翘嘴红鲌捕食鲚鱼)。
(2)食物的差别有助于减少两个物种间的种间竞争,使两者的生态位重叠减少。白虾流向分解者的能量主要储存在白虾的遗体残骸和翘嘴红鲌(白鱼)的粪便中,两者都可被分解者利用。
(3)群落中不同生物在不同水层生活,体现了群落的垂直结构。动物垂直分层的生态学意义包括:提高动物利用栖息空间和食物条件等环境资源的能力;减小种间竞争的强度等。
(4)从生物多样性的角度提出解决此湖泊水华现象发生的措施需要协调湖泊中的物种数量并维持多样性,所以可以通过重建、恢复、补种高等大型水生植物;引入(投放)以浮游藻类为食的鱼类;减少对食藻鱼类的过度捕捞的措施来恢复湖泊生态系统的功能,防止水华的再次发生。
34.(12分)某二倍体豆科植物易感染白粉病而严重影响产量。该植物体内含有E和F基因,E基因决定花粉的育性,F基因决定植株是否存活。科研人员利用基因工程技术将抗白粉病基因随机导入EEFF植株的受精卵,获得改造后的EeFF和EEFf两种抗病植株(e和f分别指抗病基因插入E和F基因)。请回答下列问题:
(1)从E和F基因的角度分析,插入抗病基因,引起其发生的变异为 。
(2)科研人员利用PCR技术检测抗病基因是否插入E(或F)基因中,需合成引物,合成该引物的前提是 。
(3)现选择EeFF与EEFF为亲本进行正反交实验,EeFF分别作为母本和父本时,F1中抗病植株所占的比例分别为1/2和1/3,则E基因失活为e基因使 (填“花粉”或“雌配子”)的育性减少了 ,若EeFF自交,F1中抗病植株所占的比例为 。
(4)为进一步研究这两对基因在同源染色体上的位置关系(不考虑基因突变和交叉互换),科研人员利用两种抗病植株作进一步实验。
将EeFF和EEFf杂交获得F1,在F1中选择基因型为 的植株自交,观察F2的植株中抗病与不抗病性状的比例,从而根据比例确定。
【答案】(12分,每空2分)
(1)基因突变
(2)已知两种基因的部分核苷酸序列
(3) 花粉 1/2 2/3
(4)EeFf
【分析】E基因决定花粉的可育程度,F基因决定植株的是否存活,e和f分别指抗病基因插入E和F基因。
基因的自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物,在进行减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)抗病基因分别插入E和F基因中,E和F基因中的碱基数目增多,从而引起E和F基因的结构发生改变,所以此种变异类型属于基因突变。
(2)科研人员利用PCR技术检测抗病基因是否插入E(或F)基因中,需合成引物,引物是人工合成的两段寡核苷酸序列,一个引物与目的基因一端的一条DNA模板链互补,另一个引物与目的基因另一端的另一条DNA模板链互补,因此合成引物的前提是已知两种基因的部分核苷酸序列。
(3)选择EeFF与EEFF为亲本进行正反交实验,EEFF只产生一种基因型为EF的配子。EeFF作为母本,F1中抗病植株所占的比例为1/2,则母本产生的雌配子及其比例为EF∶eF=1∶1,说明插入的抗病基因没有导致E基因失活;EeFF作为父本时,F1中抗病植株所占的比例为1/3,则父本产生的花粉(雄配子)及其比例为EF∶eF=2∶1,说明E基因失活为e基因使花粉的育性减少了1/2。综上分析,若EeFF 自交,F1中抗病植株所占的比例为1-1/2EF×2/3EF=2/3。
(4)如果两对基因位于两对非同源染色体上,则遵循自由组合定律,否则不遵循,如果EeFF和EEFf杂交获得F1,则可以选择F1中EeFf的植株自交,观察F2的植株中抗病与不抗病性状的比例,从而根据比例确定。结合对(3)的分析可推知∶Ee植株产生的雌配子及其比例为E∶e=1∶1,产生的花粉(雄配子)及其比例为E∶e=2∶1,因此Ee植株自交后代的基因型及其比例为EE∶Ee∶ee=2∶3∶1;F基因决定植株是否存活,Ff植株自交后代的基因型及其比例为FF∶Ff∶ff(死亡)=1∶2∶1;可见,F1中基因型为EeFf的植株自交,若两对基因的遗传满足自由组合定律,则F2中抗病植株所占的比例为的基因型为1-2/6EE×1/3FF=8/9,故F2中抗病植株与不抗病植株的比例为8∶1。如果两对基因位于一对同源染色体上,则母本产生的配子eF∶Ef=1∶1,父本产生的配子为eF∶Ef=1∶2,随机结合后,EEff致死,剩下的子代(eeFF、EeFf)都含有e或f基因即含有抗性基因,因此抗病植株与不抗病植株的比例为1∶0。
35.(7分)酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞壁相互粘附、聚集成团的现象。适当提高酵母絮凝能力,有助于发酵结束时细胞和产物的分离,大幅节约生产成本。科学家研究了R基因对絮凝能力的影响。
(1)葡萄酒生产中,产生酒精的反应式是 ,而酒的颜色主要来自于葡萄皮细胞 (填细胞器的名称)中的花青素。
(2)科研人员利用基因工程技术获得R基因被敲除的酵母菌菌株。
①构建含有卡那霉素抗性基因的重组质粒,用LiCl处理酵母菌,使其处于 生理状态,以实现重组质粒的导入。质粒上的卡那霉素抗性基因通过重组,替换酵母菌的R基因。
②利用含有卡那霉素的培养基获得单菌落。挑取单菌落,利用PCR技术进行扩增,以确定酵母细胞的R基因是否被成功敲除。若单菌落扩增后的DNA样品电泳结果如下图1,则下图2中对应泳道1和泳道2的引物组合分别为 。(填序号)
(3)科研人员对野生菌株和R基因敲除菌株的酒精发酵能力和絮凝能力进行了测定,结果如表。
实验结果表明,获得的R基因敲除菌株符合生产需求,依据是 。
(4)科研人员进一步研究R基因影响絮凝能力的作用机制。
①将R基因敲除菌株和野生菌株分别用无菌水进行梯度稀释。将不同浓度梯度的酵母菌液点样于含30μg/mL钙荧光白(细胞壁组装抑制剂)的YPD平板培养基上,培养适当时间后结果如下图3。
图3
②综合上述实验结果,推测R基因敲除菌株絮凝能力变化的原因是 。
【答案】(7分,除特标记外,每空1分)
(1) 液泡
(2) 能吸收周围环境DNA分子的(感受态) 3和4、2和1(2分)
(3)不影响酒精发酵能力,但絮凝能力提高
(4)R基因敲除使菌株的细胞壁组装能力提高,絮凝能力提高
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)葡萄酒生产中,利用酵母菌的无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,产生酒精的反应式是:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量,而 酒的颜色主要来自于葡萄皮细胞液泡中的花青素。
(2)①构建含有卡那霉素抗性基因的重组质粒,用LiCl处理酵母菌,使其处于能吸收周围环境DNA分子的(感受态)生理状态,以实现重组质粒的导入。质粒上的卡那霉素抗性基因通过重组,替换酵母菌的R基因。
②据图可知,泳道1和泳道2的条带分别为541bp和1076bp,图2中引物应选择一对方向相反的引物,其中引物3和引物4的条带范围在473+68=541bp,而引物1和引物2 的条带范围是(2973-473-590)+66=1076bp,故图2中对应泳道1和泳道2的引物组合分别为3和4、2和1。
(3)分析表格数据可知,与野生菌株相比,R基因敲除不影响酒精发酵能力,但絮凝能力提高,故获得的R基因敲除菌株符合生产需求。
(4)根据图3所示实验结果可推测,R基因敲除菌株絮凝能力变化的原因是R基因敲除使菌株的细胞壁组装能力提高,絮凝能力提高。酒精发酵能力
絮凝能力
野生菌株
4.5%
63.06%
R基因敲除菌株
4.5%
83.12%
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