2024福州师大附中高二下学期4月期中考试生物含解析
展开时间:90分钟 满分:100分
试卷说明:本卷共两大题,答案写在答卷的指定位置上,考试结束后,只交答卷。
一、选择题(共50分,1-5每题1分,6-20每题2分,21-25每题3分,每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求)
1. 人类有意无意地利用微生物发酵制作果酒或其他食品,已有几千年的历史。下列有关传统发酵技术的应用说法不正确的是( )
A. 醋酸发酵属于需氧发酵
B. 制作腐乳需要酵母菌、曲霉、毛霉的发酵
C. 制作泡菜前需将配制好的盐水煮沸,再冷却使用
D. 酒发酵初期通气的目的是促进酵母菌进行有氧呼吸,产生酒精
2. 如图所示装置可用于生物技术实践相关实验,下列有关叙述错误的是( )
A. 装置乙既可用于果酒的制作,又可用于果醋的制作
B. 利用装置甲制作果酒时,瓶中的果汁不能装满,要留大约1/3的空间
C. 用装置乙制作果酒时温度应控制在30℃左右,制作果醋时应适当降温
D. 装置乙的充气口在制作果酒时要先打开后关闭,在制作果醋时要通入无菌空气
3. 如图表示培养和分离某种细菌的部分操作步骤,下列叙述错误的是( )
A. 步骤①倒平板操作时,应在酒精灯火焰旁进行
B. 步骤②接种环应在灼烧并冷却后才可伸入并蘸取菌液划线
C. 步骤③每次划线前都应灼烧,每组划线朝不同方向,使接种物逐渐稀释,培养一段时间后出现单个菌落
D. 步骤④恒温培养箱培养过程需要倒置,皿盖在下,皿底在上
4. 下列有关发酵工程基本环节的说法,错误的是( )
A. 在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期
B. 在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定
C. 培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
D. 灭菌和接种是发酵工程的中心环节
5. 下列关于细胞培养的叙述,正确的是( )
A. 利用植物细胞培养技术获得初生代谢物时,需要在培养基中添加琼脂
B. 体外增养杂交瘤细胞时,培养基加入血清后需湿热灭菌以确保无菌
C. 培养液中加入适量抗生素可防止杂菌污染
D. 分离并纯化固氮菌时,培养基中无需添加碳源但需要添加氮源
6. 微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。为筛选出产油脂的细菌,某小组进行了如图所示的实验。物质甲可将菌体内的油脂染成黑色。下列分析正确的是( )
A 应将土壤菌液系列稀释、灭菌后再涂布到培养基A上
B. 培养基A、B、C都应添加油脂以达到筛选的目的
C. 培养基B中的菌落2和菌落4是产油脂的目的菌
D. 挑选培养基B中的目的菌接种到固体培养基中扩大培养
7. 如图表示通过植物细胞工程技术,利用马铃薯细胞和番茄细胞培育出杂种植株的实验流程.下列相关叙述错误的是( )
A. c过程需要适当时间和强度的光照
B. 经a过程处理时需要将细胞置于无菌水中
C. b过程依赖于细胞膜的流动性
D. 甲是呈不定形的薄壁组织团块
8. 为实现多肉植物规模化生产,科研人员开展了如下研究。相关叙述错误的是( )
A. 过程①宜选择幼嫩的叶片,分别用次氯酸钠和70%的酒精消毒处理
B. 过程②应避光培养
C. 过程③应配制2种培养基,其主要目的是满足不同阶段试管苗对特定激素的需求
D. 过程④应在珍珠岩基质中添加适量蔗糖,为幼苗生长提供碳源
9. 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是( )
A. 制备肝细胞悬液时可用胃蛋白酶处理肝组织
B. 动物细胞培养时通常需要加入血清等天然成分
C. 恒温培养箱中CO2浓度维持在5%左右,主要为了维持细胞内的PH
D. 乙细胞在原代培养过程中,通常会出现停止增殖的现象
10. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确是( )
A. 图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
B. ①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C. ③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D. 组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
11. 传统的多重PCR(MPCR)是在普通PCR的基础上,在同一个反应体系中加入不同的引物对,针对不同的模板或同一模板的不同区段进行特异性的扩增,从而得到多个目的片段的技术。随着科学技术的发展,MPCR技术在扩增方面取得新的突破,不再局限于在同一反应管中进行扩增,而是将不同的引物对和模板分散于相应独立的空间中进行扩增。下列相关叙述错误的是( )
A. 对于同一DNA片段的不同区段进行扩增时,不同引物的碱基排列顺序不能互补
B. 同一反应体系中扩增不同模板时需加入更多耐高温的DNA聚合酶才能使扩增正常进行
C. 在目的DNA片段扩增时,若复性阶段温度控制过高,可能导致无产物
D. PCR扩增DNA时打开双螺旋的方式与细胞内不同,实质都是磷酸二酯键断裂
12. 2023年9月7日法新社报道:中国科学家首次成功地在猪胚胎中培育出含有人细胞的肾脏。科学家利用基因编辑技术敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因、从而在胚胎相应位置创造出一个空位并添加人类多能干细胞来填补这个空位,最终培育拥有人细胞且功能正常的肾脏,下列相关叙述错误的是( )
A. 敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因引起的变异属于基因突变
B. 早期胚胎培养需在CO2培养箱中进行,培养液含有糖类、血清等物质
C. 为获得更多胚胎,可通过注射促性腺激素促使母猪超数排卵
D. 该研究的突破,为解决器官移植中供体短缺问题带来了曙光
13. 在基因工程操作中常用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测不同DNA片段。科研人员利用EcRⅠ和SamⅠ两种限制酶处理某DNA分子,得到如下电泳图谱。其中1号泳道是标准DNA样品,2号、3号、4号分别是EcRⅠ单独处理、SamⅠ单独处理、EcRⅠ和SamⅠ共同处理后的电泳结果。下列说法正确的是( )
A. 该DNA可能是含1000bp的环状DNA分子
B. 电泳图谱中DNA片段越小,距离起点越近
C. EcRⅠ和SamⅠ能够催化DNA的氢键断裂
D. EcRⅠ和SamⅠ的切点最短相距约800bp
14. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法正确的是( )
A. Cas9蛋白相当于限制酶,切割特定基因位点的脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C. CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的sgRNA进行基因编辑
15. 对牛的生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行显微操作和处理可以获得目标个体,以满足人类的各种需求。下列相关叙述正确的是( )
A. 胚胎分割时,需将原肠胚的内细胞团均等分割再体外培养或移植
B. 体外受精时,精子和卵子需在获能液中处理以获得能量
C. 胚胎移植前,供受体母牛需用促性腺激素进行超数排卵
D. 用牛的体细胞进行克隆的成功率显著低于胚胎细胞
16. RTPCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术,可利用此技术获取目的基因,具体过程如图所示,以下说法错误的是( )
A. 设计扩增目的基因的引物时需考虑基因表达载体的序列
B. G—C含量高的引物在与模板链结合时,需要更高的温度
C. 过程Ⅰ需要加入缓冲液、原料、耐高温的DNA聚合酶和引物A等
D. 该技术用于对某些微量RNA病毒的检测,可提高检测的灵敏度
17. 下列有关受精过程和胚胎发育的说法,正确的是( )
A. 精子在雌性动物的子宫中获能后才能参与受精
B. 卵裂期细胞数目增多,每个细胞体积变小,有机物含量和种类不断减少
C. 囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
D. 精子入卵后,保留原有的核膜,细胞核体积增大称为雄原核
18. 如图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,已知所用培养基为“米曲汁乙醇碳酸钙培养基”—米曲汁1000mL、CaCO310g、95%乙醇30mL(灭菌后加入),在该培养基上、醋酸菌菌落周围会形成透明圆。下列有关说法正确的是( )
A. 图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌
B. ②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型酵母菌
C. ①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL
D. 分离、计数的培养基至少制备3个,运用平板划线法
19. 将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin Ⅱ导入杨树细胞,培育成了抗虫杨树。如图表示含目的基因的DNA分子和农杆菌质粒,图中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Ner表示新霉素抗性基因,箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的切割位点。下列叙述不正确的是( )
A. 目的基因插入到质粒的T-DNA上,才能整合到受体细胞染色体中
B. 为使目的基因与质粒高效重组,最好选用EcRⅠ和PstⅠ
C. 成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素、抗新霉素
D. 转化了的杨树细胞在合适条件下经脱分化即可形成抗虫杨树
20. 利用动物细胞融合方法,以SARS病毒棘突蛋白作为抗原制备出单克隆抗体(抗体D)。下图为使用不同抗体抑制病毒感染细胞的检测结果。下列相关叙述不正确的是( )
A. 对照抗体应不与SARS病毒特异性结合
B. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,可获得大量抗体D
C. 检测抗体效果时需将SARS病毒与细胞混合一段时间后再加入抗体
D. 抗体D需达到一定浓度才有明显抑制效果
21. 大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。关于图中操作的说法不正确的是( )
A. 试管1中应加入DNA连接酶处理
B. 试管2中需要使大肠杆菌成为感受态细胞,以便重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中
C. 若大肠杆菌的菌落为蓝色,则质粒未导入大肠杆菌
D. 培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素
22. 传统食醋酿造过程中,发酵液表面产生的凝胶状膜主要为细菌纤维素,研究人员通过 实验研究了细菌纤维素生产过程中各种指标的变化情况,获得的参数曲线如下图。下列有 关叙述正确的是 ( )
A. 食醋酿造过程中的主要菌种为醋酸菌,能在缺少糖源和氧气时将酒精转化为醋酸
B. 传统食醋酿造过程中,发酵液表面的细菌纤维 素来自细菌的高尔基体
C. 菌体的密度检测用的是抽样检测法
D. 随着发酵的进行,发酵液pH 下降,后期应只有醋酸菌在繁殖
23. 干扰素是由淋巴细胞产生的一种细胞因子,在临床上常用于治疗病毒感染性疾病,科研人员通过构建基因工程菌来生产干扰素。下图为构建工程菌的流程图,图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子,目的基因的b链为模板链。下列叙述错误的是( )
A. ②过程需在b链5'端加接NcI的识别序列
B. ①过程需要逆转录酶,RNA可从淋巴细胞中获得
C. ③过程使用了DNA连接酶
D. ④过程常用方法为Ca2+处理法
24. 脂多糖(LPS)是伤寒沙门氏菌的主要致病毒素。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中,利用多肽模拟LPS。多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高,其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。为鉴定多肽A、B模拟、LPS抗原特征的相似程度,研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测,部分实验步骤如图1,实验结果如图2。下列叙述正确的是( )
A. 抗LPS单克隆抗体的制备过程中利用了细胞膜的流动性和细胞的全能性
B. 图1步骤c中与LPS结合的抗体会被洗脱掉,与多肽结合的抗体未被洗脱
C. b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D. 图2表明多肽B模拟LPS效果更好
25. 下图为噬菌体侵染细菌后, 细菌通过一系列相关基因的表达,形成“免疫记忆”。当相同的噬菌体再次侵染细菌时,细菌对其进行“免疫杀灭”的示意图。具体过程是:首次侵染时, 细菌Cas2基因表达的Cas2核酸内切酶会随机低效切断噬菌体DNA双链,并将切下的DNA片段插入CRISPR位点,形成“免疫记忆”。当同种噬菌体再次侵染时,由位点转录产生的crRNA就会将另一种核酸内切酶(如Cas9)准确带到入侵DNA处,并将其切断实现“免疫杀灭”。下列相关叙述错误的是( )
A. 噬菌体侵染细菌时,将其DNA注入细菌体内,蛋白质外壳留在细菌表面
B. ①过程的产物对DNA的碱基序列不具有特异性识别的特点
C. ②过程的碱基配对方式与DNA复制过程中碱基配对方式相同
D. 细菌通过“免疫杀灭”方式,实现自我保护,对其生存是有利的
二、非选择题(共50分)
26. 对生活垃圾进行分类处理,是提高垃圾的资源价值和改善生活环境的重要措施。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于处理湿垃圾,如剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。
(1)科研小组从土壤中筛选产脂肪酶的菌株时,要想达到筛选的目的,该培养基与普通培养基相比,最大的区别是:该培养基___。若要测定土壤中的微生物活菌数,常用的方法是___。
(2)获得产脂肪酶的菌株后,在处理含油垃圾的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。现获得可产脂肪酶的AB两种菌株,并进行了培养研究,结果如图1所示。据图1分析,应选择菌株___进行后续相关研究,理由___。
(3)科研小组从土壤中筛选淀粉分解菌时,加碘液染色后,选择培养基上出现了A、B和C三种菌落(如图2所示)。若要得到淀粉酶活力最高的菌株,应选择___菌落进一步纯化。经检测A菌落为硝化细菌,A菌落能在此培养基上生长且没有形成透明圈的原因是___。
(4)在微生物分解处理垃圾的过程中,纤维素分解菌能够分泌纤维素酶,该酶可将纤维素分解为葡萄糖。若让你从土壤中分离纤维素分解菌,应该选择到的环境中采集土样,为什么?___。
(5)实验室中微生物的分离、纯化和培养试验结束后,为了防止病原微生物污染环境或感染科研工作者,应采取的防护措施有___(至少答2点)。
27. 近年来,随着技术更新速度的加快,植物细胞育种也在快速发展。研究人员发现马铃薯脱毒苗的成苗率和脱毒率与外植体的大小有关,结果如图1;图2是获得马铃薯--番茄的流程图。回答下列问题:
(1)通过植物组织培养技术进行快速繁殖,属于_______生殖。图1表明,马铃薯脱毒苗培育过程中,适宜茎尖大小为_______。
(2)图2诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是____________________。 获得的X细胞中_____(填“含有”或“不含”)同源染色体,由X到出芽生根需要经历的过程是________,此过程常用的植物激素是___________________。
(3)若想获得抗盐植株,可选用融合原生质体形成的愈伤组织作为人工诱变的材料,原因是_______________,且需在___________________________的培养基中筛选。
28. 靶向治疗是目前治疗肿瘤的有效方法之一,其原理是利用抗体等特异性物质作为载体,将药物送到肿瘤部位,对肿瘤进行特异性杀伤,其作用原理如图1所示。为了生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体,科学家创造了制备双特异性抗体的方法,过程如图2所示。请据图分析回答下列问题:
(1)由图1可以看出,抗体是由___条肽链构成的蛋白质,细胞内合成抗体时,其空间结构形成的场所是___。
(2)图2中①过程是给小鼠注射___,从而获得已免疫的B淋巴细胞。
(3)经过HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞,要稀释、滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出抗体检测呈___(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养,进行这一操作的原因是___;通过多次上述操作后获得的细胞具有的特点为___。
(4)图中⑤过程给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是___,图2方框内的主要操作是___。
(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或___,均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
29. 研究人员把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得了成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪,现将两种技术进行比较。请回答有关问题:
(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程。那么获得核移植克隆猪的技术流程是过程___(填序号)。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但由于缺失___方亲本基因,导致其生长发育中出现多种问题,给研究者提供了很好的材料。
(3)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择发育至___的卵母细胞,并用___技术取出细胞核和第一极体。
(4)完成过程③时,应选择发育良好、形态正常的___。进行⑤过程之前,需要对代孕母猪进行___处理,为早期胚胎发育提供相同的生理环境。受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生___反应,这为胚胎存活提供了可能。
30. 靛蓝是最早发现的天然染料之一。研究人员将靛蓝色素酶基因(IDG)与启动子PTL12相连以构建基因表达载体(如图,KpnI、HindⅢ、BamHI、PstI代表不同限制酶,图中质粒上酶的位置为其对应的酶切位点),并最终培育出能在棉纤维细胞中表达靛蓝色素酶的彩色棉新品种。请据图回答下列问题:
(1)图中所示是基因工程操作步骤中的___。
(2)启动子的作用是___,本研究中将IDG与启动了PTL12结合的主要目的是___。
(3)过程①②都使用KpnI切割质粒,目的是___,过程③使用的Ti质粒中的T-DNA内部至少应含有的限制酶是___。
(4)利用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞的过程:首先将___转入农杆菌,然后通过农杆菌侵染植物细胞,将___整合到受体植物细胞的___上。福建师大附中2023-2024学年下学期期中考试
高二生物试卷
时间:90分钟 满分:100分
试卷说明:本卷共两大题,答案写在答卷的指定位置上,考试结束后,只交答卷。
一、选择题(共50分,1-5每题1分,6-20每题2分,21-25每题3分,每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求)
1. 人类有意无意地利用微生物发酵制作果酒或其他食品,已有几千年的历史。下列有关传统发酵技术的应用说法不正确的是( )
A. 醋酸发酵属于需氧发酵
B. 制作腐乳需要酵母菌、曲霉、毛霉的发酵
C. 制作泡菜前需将配制好的盐水煮沸,再冷却使用
D. 酒发酵初期通气的目的是促进酵母菌进行有氧呼吸,产生酒精
【答案】D
【解析】
【分析】参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌,常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上,具有发达的白色菌丝。毛酶等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、醋酸发酵所需菌种是醋酸杆菌,属于好氧型细菌,醋酸发酵、谷氨酸发酵均属于需氧发酵,A正确;
B、多种微生物参与了腐乳的制作,如酵母菌、毛霉、曲霉等,其中起主要作用的是毛霉,B正确;
C、制作泡菜时要配制盐水,需将盐水煮沸和冷却,其中煮沸的目的是杀菌和除去盐水中的空气,冷却的目的是防止杀死原料中的乳酸菌,然后注入装好原料的泡菜坛中,C正确;
D、酵母菌属于兼性厌氧菌,酒发酵初期通气的目的是促进酵母菌进行有氧呼吸,利于酵母菌大量繁殖,发酵时密封操作,进行酒精发酵,D错误。
故选D。
2. 如图所示装置可用于生物技术实践相关实验,下列有关叙述错误的是( )
A. 装置乙既可用于果酒的制作,又可用于果醋的制作
B. 利用装置甲制作果酒时,瓶中的果汁不能装满,要留大约1/3的空间
C. 用装置乙制作果酒时温度应控制在30℃左右,制作果醋时应适当降温
D. 装置乙的充气口在制作果酒时要先打开后关闭,在制作果醋时要通入无菌空气
【答案】C
【解析】
【分析】果酒使用的菌种为酵母菌,属于真菌,条件适宜温度为18~25℃,无氧;果醋制作菌种是醋酸菌,属于原核生物,适宜温度为30~35℃,需要持续通入氧气;腐乳制备的菌种是毛霉,适宜温度为15~18℃,一定湿度。
两种装置都可先用于果酒的制作,后用于果醋的制作,先密封后通入空气。
【详解】AD、装置乙关闭充气口可用于果酒的制作,打开充气口通入无菌空气,可用于果醋的制作,AD正确;
B、利用装置甲制作果酒时,瓶中的果汁不能装满,要留有1/3的空间,防止发酵液溢出,B正确;
C、用装置乙制作果酒时温度应控制在18-25℃左右,制作果醋时温度为30-35℃,C错误。
故选C。
3. 如图表示培养和分离某种细菌的部分操作步骤,下列叙述错误的是( )
A. 步骤①倒平板操作时,应在酒精灯火焰旁进行
B. 步骤②接种环应在灼烧并冷却后才可伸入并蘸取菌液划线
C. 步骤③每次划线前都应灼烧,每组划线朝不同方向,使接种物逐渐稀释,培养一段时间后出现单个菌落
D. 步骤④恒温培养箱培养过程需要倒置,皿盖在下,皿底在上
【答案】C
【解析】
【分析】平板划线法接种操作步骤:①接种环需在火焰上灼烧灭菌;②在火焰旁冷却接种环,打开盛有菌液的试管棉塞;③将冷却得接种环伸入菌液,沾取一环菌液;④将试管口通过火焰,塞上棉塞;⑤将沾有菌液的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上培养皿;⑥接种环火焰灼烧灭菌;⑦待冷却后从第一区域划线的末端开始往第二区内划线,重复以上操作,在第三四五区内划线,注意不要将最后一区的划线与第一区相连。
【详解】A、步骤①倒平板操作时,应在酒精灯火焰旁进行,以防止杂菌污染,A正确;
B、步骤②接种环应在灼烧并冷却后才可伸入并蘸取菌液划线,防止高温将菌种烫死,B正确;
C、步骤③每次划线前后都应灼烧灭菌,每组划线方向应相同,都是从上一次划线的末端开始,使接种物逐渐稀释,培养一段时间后出现单个菌落,C错误;
D、在培养时,需将培养皿的皿盖在下,皿底在上进行倒置并放在恒温培养箱中,培养皿需用记号笔在皿底做好标记,D正确。
故选C。
4. 下列有关发酵工程基本环节的说法,错误的是( )
A. 在啤酒生产中,使用基因工程改造的啤酒酵母,可以加速发酵过程,缩短生产周期
B. 在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定
C. 培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌
D. 灭菌和接种是发酵工程的中心环节
【答案】D
【解析】
【分析】发酵是利用微生物在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程;发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A、啤酒生产需要筛选产酒精量高的酵母菌,因此使用基因工程改造的啤酒酵母,使之产酒精量较高,可以加速发酵过程,缩短生产周期,A正确;
B、在生产实践中,培养基的配方需以满足培养菌种的生存为前提,兼顾成本和原材料获取的方便程度,要经过反复试验才能最终确定,B正确;
C、培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌,防止杂菌污染影响产量,C正确;
D、利用发酵工程获得发酵产品时,通常要经过菌种的选育、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、发酵、产品的分离和提纯等步骤,其中,发酵是发酵工程的中心环节,D错误。
故选D。
5. 下列关于细胞培养的叙述,正确的是( )
A. 利用植物细胞培养技术获得初生代谢物时,需要在培养基中添加琼脂
B. 体外增养杂交瘤细胞时,培养基加入血清后需湿热灭菌以确保无菌
C. 培养液中加入适量抗生素可防止杂菌污染
D. 分离并纯化固氮菌时,培养基中无需添加碳源但需要添加氮源
【答案】C
【解析】
【分析】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。动物细胞培养需要保证培养基的营养(通常要加动物血清)、无菌和无毒的环境、适宜的温度和PH(多数中性)和渗透压、气体条件(95%空气和5%CO2)。
【详解】A、利用植物细胞培养技术获得初生代谢物时需悬浮培养愈伤组织,因此培养基中不能添加琼脂,A错误;
B、血清经过湿热灭菌后活性成分会失活,血清可进行射线除菌或过滤除菌,B错误;
C、动物细胞培养时为防止杂菌污染,可在培养液中加入适量抗生素,C正确;
D、固氮菌能利用氮气转化为氨,为其提供氮源,因此不需要加入氮源,固氮菌一般为异氧型,需要在培养基中加入有机碳源,D错误。
故选C。
6. 微生物合成的油脂是制备生物柴油的新型原料。为筛选出产油脂的细菌,某小组进行了如图所示的实验。物质甲可将菌体内的油脂染成黑色。下列分析正确的是( )
A. 应将土壤菌液系列稀释、灭菌后再涂布到培养基A上
B. 培养基A、B、C都应添加油脂以达到筛选的目的
C. 培养基B中的菌落2和菌落4是产油脂的目的菌
D. 挑选培养基B中的目的菌接种到固体培养基中扩大培养
【答案】C
【解析】
【分析】选择培养基:在微生物学中,将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。
【详解】A、灭菌会杀死土壤菌液中的目的菌,因此土壤菌液不能灭菌,A错误;
B、该实验的目的是筛选能合成油脂的细菌,因此选择培养基中不能加入油脂,B错误;
C、物质甲可将菌体内的油脂染成黑色。依据题图可知,菌落2和菌落4的细胞被染成黑色,说明这两个菌落的微生物都产生了油脂,C正确;
D、一般微生物的扩大培养采用液体培养基,D错误。
故选C。
7. 如图表示通过植物细胞工程技术,利用马铃薯细胞和番茄细胞培育出杂种植株的实验流程.下列相关叙述错误的是( )
A. c过程需要适当时间和强度的光照
B. 经a过程处理时需要将细胞置于无菌水中
C. b过程依赖于细胞膜的流动性
D. 甲是呈不定形的薄壁组织团块
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析,过程a代表植物细胞去壁,过程b代表诱导原生质体融合,过程c代表再分化形成胚状体而后发育成植株的过程。
【详解】A、c过程表示再分化,需要适当时间和强度的光照,有利于叶绿素的合成和叶绿体的形成,A正确;
B、经a过程处理后获得的是原生质体,此时失去了细胞壁的保护,不能将细胞置于无菌水中,否则会由于外界溶液浓度小于细胞液浓度而导致细胞吸水涨破,B错误;
C、b表示诱导原生质体融合,依赖于细胞膜的流动性,C正确;
D、甲表示愈伤组织,呈不定形的薄壁组织团块,具有全能性,D正确。
故选B。
8. 为实现多肉植物的规模化生产,科研人员开展了如下研究。相关叙述错误的是( )
A. 过程①宜选择幼嫩的叶片,分别用次氯酸钠和70%的酒精消毒处理
B. 过程②应避光培养
C. 过程③应配制2种培养基,其主要目的是满足不同阶段试管苗对特定激素的需求
D. 过程④应在珍珠岩基质中添加适量蔗糖,为幼苗生长提供碳源
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养操作流程:①外植体的选择和处理:从具有本品种典型特征、生长健壮、无病虫害的植株上获取生长速度快、性状基本稳定的部位,作为外植体(从植物体上分离出的器官或组织的片段),将流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30s,然后立即用无菌水清洗2~3次;再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次。用无菌滤纸吸去表面的水分,用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。②愈伤组织的诱导与培养:在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。③芽、根的诱导与培养:将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。④炼苗移植:将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,壮苗后再移栽入土。
【详解】A、过程①选取幼嫩的叶片(分化程度相对较低,分裂能力强),在70%的酒精浸泡30s后,立即取出,在无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次,A正确;
B、过程②诱导愈伤组织期间一般不需要光照,为了防止愈伤组织分化成筛管、维管等,应避光培养,B正确;
C、过程③应配制2种培养基,其主要目的是满足不同阶段试管苗对特定激素的需求,生长素/细胞分裂素比值高有利于根的分化、抑制芽的形成,生长素/细胞分裂素比值低有利于芽的分化、抑制根的形成,C正确;
D、过程④将试管苗移植到消过毒的珍珠岩基质中,是为了试管苗适应外界环境,再移栽到土壤中。试管苗能进行光合作用合成有机物,不需要在珍珠岩基质中添加适量蔗糖作为碳源,D错误。
故选D。
9. 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是( )
A. 制备肝细胞悬液时可用胃蛋白酶处理肝组织
B. 动物细胞培养时通常需要加入血清等天然成分
C. 恒温培养箱中CO2浓度维持在5%左右,主要为了维持细胞内的PH
D. 乙细胞在原代培养过程中,通常会出现停止增殖的现象
【答案】BD
【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、动物细胞培养制备细胞悬液时,胃蛋白酶会因为pH不适宜而失去活性,应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,A错误;
B、动物细胞培养时,为保证细胞的正常生长,通常需要加入血清等天然成分,B正确;
C、细胞培养过程需要适宜的pH,恒温培养箱中CO2浓度维持在5%左右,CO2的主要作用是维持培养液的pH,C错误;
D、乙细胞是正常肝细胞,在原代培养过程中,细胞贴壁生长,细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂,D正确。
故选BD。
10. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A. 图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
B. ①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C. ③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合
D. 组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
【答案】D
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传;除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
【详解】A、图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术,并未运用重组 DNA技术(基因工程中核心技术),A错误;
B、①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞,并未发生突变,B错误;
C、③为动物细胞融合的过程,诱导动物细胞发生融合所用的是灭活的病毒,C错误;
D、结合题图,重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,D正确。
故选D。
11. 传统的多重PCR(MPCR)是在普通PCR的基础上,在同一个反应体系中加入不同的引物对,针对不同的模板或同一模板的不同区段进行特异性的扩增,从而得到多个目的片段的技术。随着科学技术的发展,MPCR技术在扩增方面取得新的突破,不再局限于在同一反应管中进行扩增,而是将不同的引物对和模板分散于相应独立的空间中进行扩增。下列相关叙述错误的是( )
A. 对于同一DNA片段的不同区段进行扩增时,不同引物的碱基排列顺序不能互补
B. 同一反应体系中扩增不同模板时需加入更多耐高温的DNA聚合酶才能使扩增正常进行
C. 在目的DNA片段扩增时,若复性阶段温度控制过高,可能导致无产物
D. PCR扩增DNA时打开双螺旋的方式与细胞内不同,实质都是磷酸二酯键断裂
【答案】D
【解析】
【分析】PCR的原理是DNA双链复制;条件:耐高温的DNA聚合酶,两种引物,dNTP,缓冲液,含目的基因的DNA片段。反应过程:变性、复性和延伸。
【详解】A、对同一模板不同区段进行扩增时,不同引物的碱基排列顺序不能互补,如果互补就会形成双链,不能与模板链结合,不能完成扩增,A正确;
B、在同一反应体系中扩增不同模板时需要加入更多耐高温的DNA聚合酶才能使扩增正常进行,因为扩增不同片段需要结合的酶的数量较多,B正确;
C、在目的片段扩增时,温度的控制是实验成败的关键,若复性阶段温度控制过高,导致引物不能与模板链结合,可能导致无产物,C正确;
D、PCR扩增DNA时通过高温将双螺旋打开,而细胞内进行DNA复制通过解旋酶将双螺旋打开,二者断裂的都是氢键,D错误。
故选D。
12. 2023年9月7日法新社报道:中国科学家首次成功地在猪胚胎中培育出含有人细胞的肾脏。科学家利用基因编辑技术敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因、从而在胚胎相应位置创造出一个空位并添加人类多能干细胞来填补这个空位,最终培育拥有人细胞且功能正常的肾脏,下列相关叙述错误的是( )
A. 敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因引起的变异属于基因突变
B. 早期胚胎培养需在CO2培养箱中进行,培养液含有糖类、血清等物质
C. 为获得更多胚胎,可通过注射促性腺激素促使母猪超数排卵
D. 该研究的突破,为解决器官移植中供体短缺问题带来了曙光
【答案】A
【解析】
【分析】1、动物细胞培养的气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2是细胞代谢所必需, CO2主要作用是维持培养液的pH。
2、 动物细胞在体外培养时,培养基中应含有细胞所需细胞进行要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需的细胞培将分瓶量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分。
3、超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
【详解】A、基因突变不改变基因的数量,该技术敲除了两个必须基因,造成的变异不属于基因突变,A错误;
B、进行动物细胞培养时,需置于含有95%空气和5%CO2混合气体的培养箱中培养,B正确;
C、超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。为获得更多胚胎,可通过注射促性腺激素促使母猪超数排卵,C正确;
D、在猪体内培养人源化器官,最终是为了将它用于器官移植,以缓解器官短缺的医疗现状。因此该研究的突破,为解决器官移植中供体短缺问题带来了曙光,D正确。
故选A。
13. 在基因工程操作中常用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测不同DNA片段。科研人员利用EcRⅠ和SamⅠ两种限制酶处理某DNA分子,得到如下电泳图谱。其中1号泳道是标准DNA样品,2号、3号、4号分别是EcRⅠ单独处理、SamⅠ单独处理、EcRⅠ和SamⅠ共同处理后的电泳结果。下列说法正确的是( )
A. 该DNA可能是含1000bp的环状DNA分子
B. 电泳图谱中DNA片段越小,距离起点越近
C. EcRⅠ和SamⅠ能够催化DNA的氢键断裂
D. EcRⅠ和SamⅠ的切点最短相距约800bp
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:用EcRⅠ单独处理或用SamⅠ单独处理都只得到一种大小为1000bp的DNA片段,而用EcRⅠ和SamⅠ共同处理甲后得到长度为200bp和800bp的两种DNA片段,说明甲最可能是含1000bp的环状DNA分子。
【详解】A、据图可知,用EcRⅠ单独处理(2号)或用SamⅠ单独处理(3号)都只得到一种大小为1000bp的DNA片段,说明该DNA最可能是含1000bp的环状DNA分子,A正确;
B、由题意可知,电泳图谱中DNA片 段越小,距离起点越远,说明图上侧端为起始端,B错误;
C、EcRⅠ和SamⅠ都是限制酶,限制酶切割DNA分子,破坏的是作用位点上两脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、由题知,两种限制酶同时切割时则产生800bp和200bp两种长度的DNA片段,所以两种限制酶的酶切位点至少相距200bp,D错误。
故选A。
14. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法正确的是( )
A. Cas9蛋白相当于限制酶,切割特定基因位点的脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C. CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的sgRNA进行基因编辑
【答案】C
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,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开,因此具有专一性。
【详解】A、Cas9蛋白切割特定基因位点,相当于限制酶,作用于脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键,A错误;
B、向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的,可以在RNA聚合酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸,B错误;
C、CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,SgRNA的序列越短,可识别的DNA上的特定碱基序列越短,越容易发生脱靶现象,即脱靶率越高,C正确;
D、在对不同目标DNA进行编辑时,应使用Cas9蛋白和不同的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑,D错误。
故选C。
15. 对牛的生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行显微操作和处理可以获得目标个体,以满足人类的各种需求。下列相关叙述正确的是( )
A. 胚胎分割时,需将原肠胚的内细胞团均等分割再体外培养或移植
B. 体外受精时,精子和卵子需在获能液中处理以获得能量
C. 胚胎移植前,供受体母牛需用促性腺激素进行超数排卵
D. 用牛的体细胞进行克隆的成功率显著低于胚胎细胞
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、胚胎分割时,需将囊胚期的内细胞团均等分割再体外培养或移植,A错误;
B、体外受精时,精子获能是获得受精的能力,不是获得能量,卵细胞不需要在获能液中培养,B错误;
C、体外受精前,供体母牛需用促性腺激素进行超数排卵,C错误;
D、由于胚胎细胞的分化程度比体细胞低,容易表现全能性,因此用牛的体细胞进行克隆的成功率显著低于胚胎细胞,D正确。
故选D。
16. RTPCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术,可利用此技术获取目的基因,具体过程如图所示,以下说法错误的是( )
A. 设计扩增目的基因的引物时需考虑基因表达载体的序列
B. G—C含量高的引物在与模板链结合时,需要更高的温度
C. 过程Ⅰ需要加入缓冲液、原料、耐高温的DNA聚合酶和引物A等
D. 该技术用于对某些微量RNA病毒的检测,可提高检测的灵敏度
【答案】C
【解析】
【分析】设计引物时,引物应当可以与表达载体两端的序列进行互补配对。PCR原理:利用DNA双链复制原理,将基因的核苷酸序列不断地加以复制,使其数量呈指数方式增加。
【详解】A、设计扩增目的基因的引物时,引物应当可以与表达载体两端的序列进行互补配对,所以设计引物时需要考虑基因表达载体的序列,A正确;
B、A—T对之间有两个氢键,G—C对之间有三个氢键,G—C含量高时稳定性高,所以G—C含量高的引物在与模板链结合时,需要更高的温度,B正确;
C、过程Ⅰ是逆转录过程,所以需要加入缓冲液、原料、逆转录酶和引物A等,C错误;
D、该技术用于对某些微量RNA病毒的检测,可提高检测的灵敏度,D正确。
故选C。
17. 下列有关受精过程和胚胎发育的说法,正确的是( )
A. 精子在雌性动物的子宫中获能后才能参与受精
B. 卵裂期细胞数目增多,每个细胞体积变小,有机物含量和种类不断减少
C. 囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
D. 精子入卵后,保留原有的核膜,细胞核体积增大称为雄原核
【答案】C
【解析】
【分析】受精是精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。
【详解】A、精子在雌性动物的生殖道内获能后才能参与受精,A错误;
B、卵裂期细胞数目增多,每个细胞体积变小,有机物含量不断减少,但有机物的种类会增加,B错误;
C、囊胚期的细胞出现了内细胞团和滋养层细胞的分化,分化过程中遗传物质未发生改变,C正确;
D、精子入卵后,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核还大的核,叫作雄原核,D错误。
故选C。
18. 如图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作菌种,已知所用培养基为“米曲汁乙醇碳酸钙培养基”—米曲汁1000mL、CaCO310g、95%乙醇30mL(灭菌后加入),在该培养基上、醋酸菌菌落周围会形成透明圆。下列有关说法正确的是( )
A. 图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌
B. ②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型酵母菌
C. ①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL
D. 分离、计数的培养基至少制备3个,运用平板划线法
【答案】C
【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、培养基需要保持一定的水分,可用湿热灭菌法,如高压蒸汽灭菌,A错误;
B、图示过程为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种,②中的纯培养物来自苹果皮上的野生型醋酸菌,B错误;
C、图示过程共稀释107倍,根据最后三个培养皿的菌落数为75、80、88,平均数为81,可求出菌种浓度为81÷0.1×107=8.1×109个/ml,故①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/ml,C正确;
D、分离计数的培养基需要用稀释涂布平板法至少制备3个,平板划线法只能纯化不能计数,D错误。
故选C。
19. 将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin Ⅱ导入杨树细胞,培育成了抗虫杨树。如图表示含目的基因的DNA分子和农杆菌质粒,图中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Ner表示新霉素抗性基因,箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的切割位点。下列叙述不正确的是( )
A. 目的基因插入到质粒的T-DNA上,才能整合到受体细胞染色体中
B. 为使目的基因与质粒高效重组,最好选用EcRⅠ和PstⅠ
C. 成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素、抗新霉素
D. 转化了的杨树细胞在合适条件下经脱分化即可形成抗虫杨树
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:为使目的基因与质粒高效重组,防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,最好选用两种不同的限制酶作用于含目的基因的DNA和质粒,要想切割出目的基因,限制酶应该位于目的基因的两侧;又因为限制酶PstⅠ和限制酶TthⅢⅠ分别位于标记基因Ampr和NeOr中,因此限制酶PstⅠ和限制酶TthⅢⅠ不能同时使用,即一定需要用到限制酶EcRⅠ;如果限制酶EcRⅠ和TthⅢⅠ同时使用,会破坏质粒中的标记基因NeOr,同时会切除复制原点。因此只能选用EcRⅠ和PstⅠ切割目的基因和质粒,然后再在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。。
【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,因此,目的基因插入到质粒的T-DNA上,可整合到受体细胞染色体中,A正确;
B、为保证目的基因的完整性,不能选用BamHⅠ;为防止自身环化,应选用目的基因两侧的两种不同的限制酶;重组质粒中至少要保留一个抗性基因,TthⅢ1和PstⅠ只能选其中一个;因此可选用EcRⅠ和TthⅢ1或者EcRⅠ和PstⅠ;为保留重组质粒中的复制原点,最好选用EcRⅠ和PstⅠ,B正确;
C、用EcRⅠ和PstⅠ切割会破坏氨苄青霉素抗性基因,但不会破坏新霉素抗性基因,因此成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素,但能抗新霉素,C正确;
D、转化了的杨树细胞在合适条件下经脱分化与再分化可形成抗虫杨树,D错误。
故选D。
20. 利用动物细胞融合方法,以SARS病毒棘突蛋白作为抗原制备出单克隆抗体(抗体D)。下图为使用不同抗体抑制病毒感染细胞的检测结果。下列相关叙述不正确的是( )
A. 对照抗体应不与SARS病毒特异性结合
B. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,可获得大量抗体D
C. 检测抗体效果时需将SARS病毒与细胞混合一段时间后再加入抗体
D. 抗体D需达到一定浓度才有明显抑制效果
【答案】C
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、由图可知,加入对照抗体后病毒感染率基本不变,说明对照抗体不与SARS病毒特异性结合,不能抑制病毒感染细胞,A正确;
B、抗体检测呈阳性,说明该杂交瘤细胞能产生相应的抗体D,因此将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,可从小鼠腹水获取大量单克隆抗体D,B正确;
C、检测抗体效果时,需先将SARS病毒与抗体混合,再让其侵染细胞,观察病毒感染细胞的效果,C错误;
D、据图分析,当抗体D达到一定浓度后,感染率下降明显,抑制效果才明显,D正确。
故选C。
21. 大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。关于图中操作的说法不正确的是( )
A. 试管1中应加入DNA连接酶处理
B. 试管2中需要使大肠杆菌成为感受态细胞,以便重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中
C. 若大肠杆菌的菌落为蓝色,则质粒未导入大肠杆菌
D. 培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素
【答案】C
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、试管1中加入目的基因和运载体,应加入DNA连接酶处理,A正确;
B、试管2中用Ca2+处理,使大肠杆菌属于感受态,这样可将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中,B正确;
C、若大肠杆菌的菌落为蓝色,说明若lacZ基因没有被破坏,则导入大肠杆菌是普通质粒,C错误;
D、由题干信息可知标记基因是氨苄青霉素抗性基因,因此培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素,D正确。
故选C。
22. 传统食醋酿造过程中,发酵液表面产生的凝胶状膜主要为细菌纤维素,研究人员通过 实验研究了细菌纤维素生产过程中各种指标的变化情况,获得的参数曲线如下图。下列有 关叙述正确的是 ( )
A. 食醋酿造过程中的主要菌种为醋酸菌,能在缺少糖源和氧气时将酒精转化为醋酸
B. 传统食醋酿造过程中,发酵液表面的细菌纤维 素来自细菌的高尔基体
C. 菌体的密度检测用的是抽样检测法
D. 随着发酵的进行,发酵液pH 下降,后期应只有醋酸菌在繁殖
【答案】C
【解析】
【分析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。
【详解】A、食醋酿造过程中的主要菌种为醋酸杆菌,为好氧菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸杆菌能将葡萄糖转化为醋酸,在氧气充足,缺少糖源时可将酒精转化为醋酸,A错误;
B、细菌为原核生物,没有高尔基体,B错误;
C、显微镜直接计数是测定细菌数量的常用方法,菌体的密度检测用的是抽样检测的方法,并结合显微镜直接计数法使用,C正确;
D、随着发酵的进行,菌液的pH下降会抑制菌种的生长,后期可能存在醋酸菌和乳酸菌等,D错误。
故选C。
23. 干扰素是由淋巴细胞产生的一种细胞因子,在临床上常用于治疗病毒感染性疾病,科研人员通过构建基因工程菌来生产干扰素。下图为构建工程菌的流程图,图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子,目的基因的b链为模板链。下列叙述错误的是( )
A. ②过程需在b链5'端加接NcI的识别序列
B. ①过程需要逆转录酶,RNA可从淋巴细胞中获得
C. ③过程使用了DNA连接酶
D. ④过程常用方法为Ca2+处理法
【答案】A
【解析】
【分析】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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法;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。
【详解】A、b链是模板链,转录只能从模板链的3′端开始,结合图中质粒上启动子和终止子的方向分析可知,应在a链5′端加接NcI的识别序列,b链5′端加接BamHI的识别序列,才能保证目的基因正向插入质粒,A错误;
B、①过程为逆转录,该过程需要逆转录酶,干扰素由淋巴细胞产生,因此可从淋巴细胞中获得控制干扰素合成的mRNA,B正确;
C、③过程是将目的基因和质粒结合,需要通过DNA连接酶构建磷酸二酯键,C正确;
D、④过程是将构建的表达载体导入大肠杆菌(微生物),常用的方法为Ca2+处理,使其容易吸收周围的DNA,D正确。
故选A。
24. 脂多糖(LPS)是伤寒沙门氏菌主要致病毒素。在研发伤寒沙门氏菌LPS疫苗的过程中,利用多肽模拟LPS。多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高,其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强。为鉴定多肽A、B模拟、LPS抗原特征的相似程度,研究人员利用抗LPS单克隆抗体进行检测,部分实验步骤如图1,实验结果如图2。下列叙述正确的是( )
A. 抗LPS单克隆抗体的制备过程中利用了细胞膜的流动性和细胞的全能性
B. 图1步骤c中与LPS结合的抗体会被洗脱掉,与多肽结合的抗体未被洗脱
C. b过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D. 图2表明多肽B模拟LPS效果更好
【答案】C
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、抗LPS单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术,其原理分别是细胞膜的流动性和细胞增殖,A错误;
B、图1步骤c中,与多肽结合的抗体会被洗脱掉,而LPS固定在检测板上,则未被洗脱的抗体就与LPS结合而残留在检测板上,B错误;
C、b为加入多肽和抗体混合液以鉴定多肽A、B模拟LPS抗原特征的相似程度,该过程利用了抗原和抗体的特异性结合的原理,C正确;
D、由题干知多肽模拟LPS抗原特征的相似程度越高,其与LPS竞争抗体结合位点的能力越强,与多肽结合的抗体会被洗脱掉,而未被洗脱的抗体因与LPS结合而残留在检测板上,未被洗脱的抗体越少的多肽效果越好。图2显示加入多肽A的清洗后检测板上检出的抗体数量比加入多肽B的少,因此模拟LPS效果更好的多肽是多肽A,D错误。
故选C。
25. 下图为噬菌体侵染细菌后, 细菌通过一系列相关基因的表达,形成“免疫记忆”。当相同的噬菌体再次侵染细菌时,细菌对其进行“免疫杀灭”的示意图。具体过程是:首次侵染时, 细菌Cas2基因表达的Cas2核酸内切酶会随机低效切断噬菌体DNA双链,并将切下的DNA片段插入CRISPR位点,形成“免疫记忆”。当同种噬菌体再次侵染时,由位点转录产生的crRNA就会将另一种核酸内切酶(如Cas9)准确带到入侵DNA处,并将其切断实现“免疫杀灭”。下列相关叙述错误的是( )
A. 噬菌体侵染细菌时,将其DNA注入细菌体内,蛋白质外壳留在细菌表面
B. ①过程的产物对DNA的碱基序列不具有特异性识别的特点
C. ②过程的碱基配对方式与DNA复制过程中碱基配对方式相同
D. 细菌通过“免疫杀灭”方式,实现自我保护,对其生存是有利的
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:左图是初次免疫形成免疫记忆,右图为再次感染后的免疫杀灭。左图中细菌当第一次被特定的噬菌体感染后,细菌cas2 基因表达的Cas2核酸内切酶(蛋白质)会随机低效切断入侵的噬菌体DNA双链,并将切下的DNA片段插入CRISPR位点,形成“免疫记忆”。右图中当细菌再次遭遇同种噬菌体时,由CRISPR位点转录产生的crRNA便会将另一种核酸内切酶(如Cas9)准确带到入侵者DNA处,并将之切断,形成“免疫杀灭。
【详解】A、噬菌体属于DNA病毒,噬菌体侵染细菌时,将其DNA注入细菌体内,蛋白质外壳留在细菌表面,A正确;
B、图中的①过程发生在免疫记忆中,分析题意可知,某些细菌在第一次被噬菌体侵染时, cas2基因会表达出Cas2(某种核酸内切酶),该酶能随机切断入侵的 噬菌体DNA,故①过程的产物对DNA的碱基序列不具有特异性识别的特点,B正确;
C、过程②是指由CRISPR转录产生的crRNA与Cas9(另一种核酸内切酶)碱基互补配对结合,相比于DNA复制,过程②特有的碱基配对方式是U-A,C错误;
D、细菌利用如图所示的CRISPR/Cas分子装置消灭入侵噬菌体的过程,属于“免疫杀灭”方式,对其生存是有利的,D正确。
故选C。
二、非选择题(共50分)
26. 对生活垃圾进行分类处理,是提高垃圾的资源价值和改善生活环境的重要措施。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于处理湿垃圾,如剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。
(1)科研小组从土壤中筛选产脂肪酶的菌株时,要想达到筛选的目的,该培养基与普通培养基相比,最大的区别是:该培养基___。若要测定土壤中的微生物活菌数,常用的方法是___。
(2)获得产脂肪酶的菌株后,在处理含油垃圾的同时,可获得单细胞蛋白,实现污染物资源化。现获得可产脂肪酶的AB两种菌株,并进行了培养研究,结果如图1所示。据图1分析,应选择菌株___进行后续相关研究,理由___。
(3)科研小组从土壤中筛选淀粉分解菌时,加碘液染色后,选择培养基上出现了A、B和C三种菌落(如图2所示)。若要得到淀粉酶活力最高的菌株,应选择___菌落进一步纯化。经检测A菌落为硝化细菌,A菌落能在此培养基上生长且没有形成透明圈的原因是___。
(4)在微生物分解处理垃圾的过程中,纤维素分解菌能够分泌纤维素酶,该酶可将纤维素分解为葡萄糖。若让你从土壤中分离纤维素分解菌,应该选择到的环境中采集土样,为什么?___。
(5)实验室中微生物的分离、纯化和培养试验结束后,为了防止病原微生物污染环境或感染科研工作者,应采取的防护措施有___(至少答2点)。
【答案】(1) ①. 以脂肪为唯一碳源 ②. 稀释涂布平板法
(2) ①. B ②. 该菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高,且脂肪剩余比例小,降解脂肪能力强
(3) ①. B ②. 硝化细菌为自养细菌,能够利用空气中的二氧化碳合成有机物,但硝化细菌不能产生淀粉酶,所以无透明圈
(4)纤维素丰富 (5)①对操作台,实验用品进行清洁,无菌处理;②对丢弃物进行无菌处理;③对防护服进行无菌处理;④用肥皂洗手后再用清水冲洗
【解析】
【分析】分析图1:菌株B的增殖速度快,而且其降解脂肪能力强。分析图2:B菌株形成的透明圈最大。
【小问1详解】
因为科研小组要从土壤中筛选产脂肪酶的菌株,因此配制的培养基需要以脂肪为唯一碳源,此培养基为选择培养基,只允许产脂肪酶的菌株生长,其他菌株不能生长。接种微生物常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法,但只有稀释涂布平板法接种可用于菌体计数。
【小问2详解】
根据图1曲线,在相同培养时间时,菌株B的细胞密度大于菌株A,说明B菌株增殖速度快,单细胞蛋白产量高,而且脂肪剩余量小于菌株A,说明菌株B对脂肪的降解能力强于A,故应选B作后续相关研究。
【小问3详解】
淀粉分解菌能将培养基中的淀粉水解供自身生长利用,透明圈越大,说明其对淀粉的分解能力越强,B菌株形成的透明圈最大,故应选择菌株B进行进一步纯化。硝化细菌属于自养生物,能将CO2和H2O合成有机物,供硝化细菌维持自身的生命活动,且硝化细菌不能合成淀粉酶,不能利用培养基中的淀粉,因此硝化细胞能在此培养基上生长却不能形成透明圈。
【小问4详解】
纤维素含量丰富的土壤条件淘汰了绝大多数微生物,而使能分解纤维素的菌株脱颖而出,只有能分解纤维素的菌株才能在这个环境中活下来,因此若从土壤中分离纤维素分解菌,应选择到纤维素含量丰富的环境中采集土样。
【小问5详解】
为了防止病原微生物污染环境或感染科研工作者,应采取的防护措施有:①对操作台和实验用品进行清洁,无菌处理;②对丢弃物进行无菌处理;③对防护服进行无菌处理;④用肥皂洗手后再用清水冲洗等。
27. 近年来,随着技术更新速度的加快,植物细胞育种也在快速发展。研究人员发现马铃薯脱毒苗的成苗率和脱毒率与外植体的大小有关,结果如图1;图2是获得马铃薯--番茄的流程图。回答下列问题:
(1)通过植物组织培养技术进行快速繁殖,属于_______生殖。图1表明,马铃薯脱毒苗培育过程中,适宜的茎尖大小为_______。
(2)图2诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是____________________。 获得的X细胞中_____(填“含有”或“不含”)同源染色体,由X到出芽生根需要经历的过程是________,此过程常用的植物激素是___________________。
(3)若想获得抗盐植株,可选用融合原生质体形成的愈伤组织作为人工诱变的材料,原因是_______________,且需在___________________________的培养基中筛选。
【答案】(1) ①. 无性 ②. 0.27mm
(2) ①. PEG(聚乙二醇或高Ca2+—高pH) ②. 含有 ③. 脱分化和再分化 ④. 生长素和细胞分裂素
(3) ①. 具有分裂分化能力,突变频率高,杂种细胞包含两个物种的全部遗传信息且具有全能性 ②. 含有较高浓度的NaCl
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等,化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
【小问1详解】
通过植物组织培养技术进行快速繁殖,属于无性生殖;由图1可知:茎尖越小,脱毒率越高,但成苗率越低;在茎尖外植体大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【小问2详解】
诱导原生质体融合常用的化学诱导剂PEG(聚乙二醇或高Ca2+—高pH);X细胞是杂交体细胞,融合的每个体细胞都有本物种的同源染色体;由X到出芽生根需要经历的过程是脱分化和再分化,此过程常用的植物激素是生长素和细胞分裂素,一般情况下愈伤组织先分化出芽再分化出根,生根培养基中的激素的种类与比例与形成愈伤组织的培养基是不同的,生根培养基中的生长素比细胞分裂素的比例要大,而愈伤组织培养基中生长素与细胞分裂素的比例基本相同。
【小问3详解】
由于融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息,且具有全能性,同时原生质体具有分裂分化的能力,突变率高,所以可选用融合原生质体作为人工诱变的材料,并需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。
28. 靶向治疗是目前治疗肿瘤的有效方法之一,其原理是利用抗体等特异性物质作为载体,将药物送到肿瘤部位,对肿瘤进行特异性杀伤,其作用原理如图1所示。为了生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体,科学家创造了制备双特异性抗体的方法,过程如图2所示。请据图分析回答下列问题:
(1)由图1可以看出,抗体是由___条肽链构成的蛋白质,细胞内合成抗体时,其空间结构形成的场所是___。
(2)图2中①过程是给小鼠注射___,从而获得已免疫的B淋巴细胞。
(3)经过HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞,要稀释、滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出抗体检测呈___(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养,进行这一操作的原因是___;通过多次上述操作后获得的细胞具有的特点为___。
(4)图中⑤过程给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是___,图2方框内的主要操作是___。
(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或___,均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
【答案】(1) ①. 4 ②. 内质网和高尔基体
(2)癌细胞抗原(肿癌细胞抗原)
(3) ①. 阳性 ②. 从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型(或:筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体并不是单克隆抗体) ③. 既能无限增殖,又能产生特异性抗体
(4) ①. 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 ②. 将⑤步骤产生的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合
(5)注射到小鼠腹腔内增殖
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的过程中,需要经过动物细胞的培养和动物细胞的融合,单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
【小问1详解】
由图1可知,抗体含有4条肽链,肽链之间以二硫键相连。抗体的化学本质是蛋白质,合成场所是核糖体,需要经过内质网和高尔基体的加工才能形成特定的空间结构。
【小问2详解】
①表示用癌细胞抗原对小鼠进行免疫处理,以获得已免疫的B淋巴细胞。
【小问3详解】
制备单克隆抗体的过程中,需要经过两次筛选,第一次是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,由于从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型,故第二次还需要用专一抗体检测,检测出呈阳性的细胞,即能产生针对癌细胞抗原的杂交瘤细胞,进行克隆化培养,该细胞既可以无限增殖,又可以产生特定抗体。
【小问4详解】
⑤过程给小鼠注射抗肿瘤药物是为了刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞,方框内表示将⑤步骤产生的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合,进而筛选出能产生双特异性单克隆抗体的杂交瘤细胞。
小问5详解】
获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或注射到小鼠腹腔内增殖,均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
29. 研究人员把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得了成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪,现将两种技术进行比较。请回答有关问题:
(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程。那么获得核移植克隆猪的技术流程是过程___(填序号)。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但由于缺失___方亲本基因,导致其生长发育中出现多种问题,给研究者提供了很好的材料。
(3)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择发育至___的卵母细胞,并用___技术取出细胞核和第一极体。
(4)完成过程③时,应选择发育良好、形态正常的___。进行⑤过程之前,需要对代孕母猪进行___处理,为早期胚胎发育提供相同的生理环境。受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生___反应,这为胚胎存活提供了可能。
【答案】(1)⑤⑥③④
(2)父 (3) ①. 减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期、减数第二次分裂中期) ②. 显微操作技术
(4) ①. 囊胚或桑葚胚 ②. 同期发情 ③. 免疫排斥
【解析】
【分析】分析题图:图示为体细胞克隆猪的培育流程,其中①表示孤雌激活处理,②表示早期胚胎发育过程,③表示胚胎移植技术,④表示妊娠形成克隆猪,⑤表示核移植过程,⑥表示早期胚胎培养过程。
【小问1详解】
由图可知,图中①②③④过程是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程。
【小问2详解】
卵母细胞含有两个染色体组,因此孤雌生殖克隆猪仍然是含有两个染色体组的二倍体生物,但由于遗传物质只来自卵母细胞,因此缺失父方亲本基因。
【小问3详解】
减数第二次分裂中期卵母细胞,含有使细胞核全能性表达的物质和环境条件,故核移植时,需要选择减数第二次分裂中期去核卵母细胞作为受体细胞,由于减数第二次分裂中期卵母细胞核的位置靠近第一极体,通过显微操作用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体。
【小问4详解】
完成③胚胎移植时,应选择发育良好、形态正常的囊胚或桑葚胚。早期胚胎移植时,必需移植到同种生理状态相同的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功,所以需要对代孕母猪进行同期发情处理,为早期胚胎发育提供相同的生理环境。受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这为胚胎存活提供了可能。
30. 靛蓝是最早发现天然染料之一。研究人员将靛蓝色素酶基因(IDG)与启动子PTL12相连以构建基因表达载体(如图,KpnI、HindⅢ、BamHI、PstI代表不同限制酶,图中质粒上酶的位置为其对应的酶切位点),并最终培育出能在棉纤维细胞中表达靛蓝色素酶的彩色棉新品种。请据图回答下列问题:
(1)图中所示是基因工程操作步骤中的___。
(2)启动子的作用是___,本研究中将IDG与启动了PTL12结合的主要目的是___。
(3)过程①②都使用KpnI切割质粒,目的是___,过程③使用的Ti质粒中的T-DNA内部至少应含有的限制酶是___。
(4)利用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞的过程:首先将___转入农杆菌,然后通过农杆菌侵染植物细胞,将___整合到受体植物细胞的___上。
【答案】(1)基因表达载体的构建
(2) ①. RNA聚合酶识别与结合的部位,驱动转录的开始 ②. 由于PTL12是棉纤维细胞特异启动子,将IDG与特异启动子PTL12结合可以使IDG基因能在棉纤维细胞中特异表达
(3) ①. 形成相同的黏性末端,使PTL12片段后能与IDG按设计方向正确连接,保证IDG的正确表达 ②. HindⅢ和BamHI
(4) ①. 重组Ti质粒 ②. 含目的基因的T-DNA ③. 染色体DNA
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
图示是将目的基因和运载体连接,属于基因工程操作步骤中的基因表达载体的构建,是基因工程的核心。
【小问2详解】
启动子是RNA聚合酶识别与结合的部位,驱动转录的开始;由于PTL12是棉纤维细胞特异启动子,将IDG与特异启动子PTL12结合可以使IDG基因能在棉纤维细胞中特异表达,故本研究中将IDG与启动了PTL12结合。
【小问3详解】
根据图示拼接过程分析,过程①、②均使用了KpnⅠ,可形成相同的黏性末端,使PTL12片段后能与IDG按设计方向正确连接,保证IDG的正确表达;结合过程①、②可以确定“PTL12-IDG”片段的两端分别是HindⅢ和BamH的识别序列,且Ti质粒中仅有T-DNA可转移整合到受体细胞中,因此选择的Ti质粒的T-DNA内部必需有这两种酶识别序列。
【小问4详解】
农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞的过程:首先将重组Ti质粒转入农杆菌,利用重组Ti质粒中的T—DNA能够转移的特性,T—DNA转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体上,使其在受体细胞中稳定存在,并且发挥作用。
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