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层级二　关键突破提升练
突破点1　微生物培养与发酵
1.(2024·山东济宁二模)凯里红酸汤是贵州省凯里地区苗族人民的传统食品,使用新鲜红辣椒、西红柿、食盐、料酒等材料,主要利用乳酸菌发酵而成。因它所独具的鲜红清香、醇酸回甜的特色,被评为中国国家地理标志产品。下列说法正确的是(　　)
A.发酵液表面有一层白膜是乳酸菌大量繁殖的结果
B.为了降低杂菌污染的风险,发酵前需要对盐水煮沸消毒
C.腌制过程中乳酸和亚硝酸盐的含量会先增加后减少再趋于稳定
D.发酵过程中每隔一段时间放气一次以排出CO2,防止发酵液溢出
2.(2024·山东菏泽一模)酸奶主要是用优质牛奶为原料经乳酸菌发酵而成的。为从酸奶中分离出乳酸菌,现用无菌水将酸奶稀释成浓度为10-1 g/mL的悬液,分别取0.1 mL稀释液涂布在3个平板上,置于恒温培养箱中培养,连续6 d定时统计平板上的菌落数。下列相关叙述错误的是(　　)
A.制备培养基时,先倒平板再进行高压蒸汽灭菌,防止污染
B.恒温培养前,需在培养皿底部标明组别和培养日期等信息
C.连续6 d定时统计平板上的菌落数可防止遗漏菌落
D.若平板上菌落过于密集,则需要将酸奶悬液再次稀释重复上述实验
3.(2024·广东湛江二模)蛋白S为菌株C(一种细菌)的分泌产物,可被广泛应用于医药、食品和化工工业。某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和蛋白S产量的影响,结果如表所示。下列说法正确的是 (　　)
碳源 细胞干重/(g·L-1) 蛋白S产量/(g·L-1)
葡萄糖 3.12 0.15
淀粉 0.01 0
制糖废液 2.30 0.18
A.菌株C的培养基的pH一般要调节至酸性
B.培养基中碳源物质浓度越高,菌株合成蛋白S越多
C.适合菌体生长和生产蛋白S的碳源均为葡萄糖
D.菌株C可能因不能合成淀粉酶而无法利用淀粉
4.(2024·天津河西二模)(10分)近年来,水环境中发现的不同程度的抗生素残留,不仅威胁水生生物的生存,还会损害微生物的生态平衡。氧氟沙星(OFL)(化学式:C18H20FN3O4)是一种人工合成的广谱抗菌的氟喹诺酮类药物,某实验小组成功地从废水环境样品中分离得到能降解OFL的菌株X。筛选分离的操作过程如图所示。回答下列问题。
(1)利用细菌处理去除废水中的抗生素,这种方法的不足之处是　　　　　　　　　　　　　　,因此需要筛选抗生素优势降解菌株。
(2)筛选能够降解OFL的菌株时,富集培养基中需要加入　　　　作为唯一碳源或氮源。用于培养菌株X的固体培养基含有水、蛋白胨、酵母提取物和琼脂等成分,其中蛋白胨主要为菌株X提供碳源、氮源和　　　　。
(3)过程Ⅱ、Ⅲ所利用的接种方法是　　　　　　　　　　　。过程Ⅱ中的总稀释次数为8次,在过程Ⅲ中,可以每隔24 h统计一次菌落的数目,选取　　　　　　　　　时的记录作为结果,3个培养基中长出的菌落数量分别是135、153、144,故推测A中细菌的数量为　　　　个/mL。
(4)该实验小组欲进一步探究初始OFL浓度对菌株X降解OFL能力的影响,请补充实验思路:配制等量的含一系列浓度梯度的OFL的液体培养基,将培养基灭菌后,在培养基中接种 　,计算出OFL去除率。
突破点2　比较植物细胞工程和动物细胞工程
5.(2024·广东广州一模)普通六倍体小麦(6n=42)的基因组庞大,其研究工作相对困难;拟南芥(2n=10)是应用广泛的模式植物,其基因组测序已完成,遗传背景相对清晰。以普通小麦胚性愈伤组织来源的原生质体为供体,用紫外线分别照射30 s、1 min、2 min后,再与拟南芥原生质体进行融合,希望将小麦染色体小片段插入拟南芥基因组,从而借助其清晰的遗传背景对小麦基因组进行研究。下列相关说法错误的是(　　)
A.可用聚乙二醇或高Ca2+—高pH融合法等化学方法诱导原生质体融合
B.原生质体融合后,应进一步筛选染色体数为52的细胞来对小麦进行研究
C.外植体经诱导形成愈伤组织的过程需要控制生长素与细胞分裂素的比例
D.该过程还探究了紫外线处理时间(剂量)对供体染色体断裂程度的影响
6.(2024·河北沧州二模)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。某科研单位将小鼠的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,并经过筛选获得能稳定分泌抗HCG单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A.制备单克隆抗体前需以HCG为抗原多次注射给小鼠
B.可用灭活的病毒诱导小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
C.杂交瘤细胞体外培养出现接触抑制现象时需先酶解再分瓶培养
D.与传统抗HCG抗体相比,抗HCG单克隆抗体孕检的准确率更高
7.(2024·天津二模)动物细胞培养时,容易出现凋亡现象。为研究物质Y和E是否能阻断细胞凋亡,利用物质Y和E处理传代培养的细胞,检测某种促进凋亡的蛋白C和内参蛋白G的含量,结果如图。下列叙述不正确的是(　　)
A.该实验的自变量是蛋白C和蛋白G的含量
B.E能阻断细胞凋亡的信号通路
C.接触抑制是细胞需传代培养的原因之一
D.实验还需检测各处理组细胞的存活率
8.(2024·河南模拟)种间体细胞核移植(iSCNT)将供体动物体细胞与来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)的去核卵母细胞融合并激活,以获得较多的重构胚,进而获得动物个体,是体细胞核移植(SCNT)中极具潜力的研究方向之一。由于多种野生动物数量稀少且呈持续下降趋势,因此采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难,甚至无法完成,而从活体或死后不久的野生动物体内采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体,可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是(　　)
A.iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出,然后注入去核的卵母细胞
B.若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少,可先用添加动物血清的固体培养基进行培养
C.iSCNT技术的原理是动物细胞核具有全能性,操作过程中可用Ca2+激活重构胚
D.同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中,遗传物质可能不完全相同
9.(2024·广东广州二模)(11分)植物远志的根是一种重要的传统中药,但该植物具有生长缓慢、繁殖率低等特点。随着近年远志的需求量迅速增长,研究人员用组织培养的方式,建立远志的高效培育体系。回答下列问题。
(1)研究人员取远志不同的组织在基本培养基进行愈伤组织的诱导,筛选最佳外植体(见表a)。再用不同浓度的2,4-D和6-BA组合,对最佳外植体进行诱导,确定最佳的激素浓度组合(见表b)。
表a
外植体 诱导率/% 愈伤组织状态
茎段 18.33 生长较慢
叶 31.67 生长缓慢
根 35.00 生长缓慢
胚轴 59.17 生长较快
表b
组别 植物激素浓度/(mg·L-1) 诱导率/%
2,4-D 6-BA
1 0.2 0.2 65.00
2 0.4 0.4 93.75
3 0.6 0.6 70.00
注:诱导率为接种外植体中形成愈伤组织的比例。
由表a判断,最佳外植体应为　　　　　　。研究发现,植物激素的浓度及相关比例等都会影响植物细胞的发育方向。有人认为,第2组不一定是形成愈伤组织的最佳浓度组合。你是否支持该观点 　　　　(填“支持”或“不支持”),原因是　 　。
(2)用不同浓度的6-BA和NAA组合对诱导出的远志愈伤组织进行丛生芽的分化实验,结果如下图所示。
植物生长调节剂6-BA能促进芽的分化,其功能与　　　　　　　(填激素名称)类似。在生产中,更多地使用6-BA而不是该天然植物激素,其原因是植物生长调节剂具有　 (写出2点)的特点。从实验结果看出,随NAA浓度的上升,愈伤组织丛芽分化率的变化趋势为　　　　　　。
(3)将芽苗植入含有不同浓度吲哚乙酸(IAA)的生根培养基后,生根率见下表。
组别 IAA浓度/(mg·L-1) 生根率/%
1 0.5 62.22
2 1 66.67
3 1.5 41.11
欲探究是否存在较低浓度IAA促进生根,过高浓度IAA抑制生根的现象,则上述实验应如何修改 　。
10.(2024·河北保定二模)(10分)研究发现细胞毒性T细胞通过表面受体(TCR)识别抗原呈递细胞呈递的肿瘤抗原后被激活,进而攻击肿瘤细胞(如图1所示)。图2为肿瘤细胞的一种免疫逃逸机制示意图。其中肿瘤细胞大量表达PD-L1,并能与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,抑制细胞毒性T细胞的活化,使其逃避细胞毒性T细胞的攻击。请根据资料和所学内容,回答下列问题。
图1
图2
(1)TCR的化学本质是　　　　。细胞毒性T细胞通过TCR只能识别带有相应　　　　(填“抗原”或“抗体”)的肿瘤细胞。
(2)为阻断图2中肿瘤细胞的免疫逃逸通路,可利用细胞工程中　　　　制备技术,制备抗　　　　　　　(填“PD-1”或“PD-L1”)的抗体。该抗体注入体内后可通过体液传送与肿瘤细胞相结合,从而解除肿瘤细胞对细胞毒性T细胞的活化抑制。
(3)该种抗体的制备流程如下图所示:
步骤①和步骤⑤应分别向小鼠注射　　　　　　和　　　　　　　　　　　　。过程③中存活的细胞为　　　　。
(4)为应用于肿瘤的临床免疫治疗,需对上述抗体进行人源化改造。除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,这样做的目的是　　　　　。该种嵌合抗体的研制过程属于　　　　工程的研究范畴。
突破点3　表达载体的构建及基因编辑技术
11.如图为某质粒限制酶酶切图谱。某基因不含图中限制酶识别序列,为使PCR扩增的该基因与该质粒构建重组质粒,则扩增的该基因两端需分别引入哪两种限制酶的识别序列 (　　)
注:图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。
A.NdeⅠ和BamHⅠ
B.NdeⅠ和XbaⅠ
C.XbaⅠ和BamHⅠ
D.EcoRⅠ和KpnⅠ
12.(2024·重庆模拟)科学家在昆虫体内发现了可催化分解有机磷农药的酯酶,科学家将编码该酯酶的基因导入大肠杆菌获得工程菌,生产酯酶用于改善有机磷农药造成的环境污染,该过程中所用载体如图所示,下列有关叙述错误的是(　　)
A.把目的基因和载体连接时,可考虑选用载体的Pvit2、KpnⅠ、EcoRⅠ作为目的基因插入位点
B.与图中载体的复制原点、启动子相结合的酶催化形成的化学键名称相同,但是反应物不同
C.科学家筛选目的菌时,在含有氨苄青霉素的固体培养基上长出的菌落,不全是能产生酯酶的目的菌
D.如果该基因整合到某植物的线粒体DNA中,可通过花粉传播开来,从而引起大面积的基因污染
13.(2024·湖南长沙模拟)乳酸菌是乳酸的传统生产菌,但耐酸能力较差,影响产量;酿酒酵母耐酸能力较强,但不产生乳酸。研究者将乳酸菌内催化乳酸生成的乳酸脱氢酶(LDH)基因导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的酵母工程菌株。下图为通过双酶切构建重组质粒的过程。GTG为原核生物偏好的起始密码子编码序列,ATG为真核生物偏好的起始密码子编码序列。下列说法正确的是(　　)
A.引物2的3'端序列应包含XbaⅠ的识别序列
B.重组质粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体
C.PCR反应时,缓冲液中一般要添加Ca2+来激活相关酶
D.引物1的5'端序列应考虑将GTG改为ATG
14.(2024·重庆二模)单细胞生物并没有免疫系统,但是科学家发现细菌中存在消除入侵病毒DNA的功能系统,并发明了CRISPR/Cas9基因编辑技术。该系统主要包含单链向导RNA和Cas9蛋白两个部分,能特异性识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。下列叙述错误的是(　　)
A.Cas9蛋白通过切断磷酸二酯键对DNA进行剪切
B.CRISPR/Cas9基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发染色体结构变异
C.识别序列与β链存在的碱基互补配对方式为U—A、A—T、G—C、C—G
D.向导RNA的序列越短,会导致脱靶率越高
15.(2024·云南昆明模拟)(9分)海洋石油污染给生态环境带来巨大破坏,对人类健康产生不利影响,而土著石油降解微生物(菌株Y)对石油污染物的净化能力有限,可通过基因工程将菌株Y定向改造为高效的石油降解菌(工程菌)来治理海洋石油污染,改造过程如图所示。回答下列问题。
几种限制酶识别序列及切割位点
限制酶 EcoRⅤ SmaⅠ SalⅠ HindⅢ
切割 位点
(1)研究前期需获得菌株Y,可以从　　　分离得到。
(2)为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物的　　　　端添加限制酶识别序列;此外还需用相应的限制酶切割质粒,据图判断,用于处理载体质粒的限制酶是　　　　　　　。
(3)研究人员对构建的符合要求的重组质粒进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,根据相关限制酶识别序列和酶切位点分析:若采用SalⅠ和Hind Ⅲ酶切,得到　　　　种DNA片段;若采用SalⅠ和SmaⅠ酶切,得到　　　　种DNA片段。
(4)为筛选出含有重组质粒的菌落,采用含不同抗生素的平板进行筛选,筛选过程如图所示,可判断含有重组质粒的菌落是A,则平板1中添加的抗生素是　　　　。
(5)为验证工程菌的石油降解率比菌株Y高,请写出实验思路: 　。
层级二　关键突破提升练
突破点1　微生物培养与发酵
1.(2024·山东济宁二模)凯里红酸汤是贵州省凯里地区苗族人民的传统食品,使用新鲜红辣椒、西红柿、食盐、料酒等材料,主要利用乳酸菌发酵而成。因它所独具的鲜红清香、醇酸回甜的特色,被评为中国国家地理标志产品。下列说法正确的是(　　)
A.发酵液表面有一层白膜是乳酸菌大量繁殖的结果
B.为了降低杂菌污染的风险,发酵前需要对盐水煮沸消毒
C.腌制过程中乳酸和亚硝酸盐的含量会先增加后减少再趋于稳定
D.发酵过程中每隔一段时间放气一次以排出CO2,防止发酵液溢出
答案 B
解析发酵液表面有一层白膜是酵母菌大量繁殖的结果,A项错误;发酵前需要对盐水煮沸消毒,可降低杂菌污染的风险,B项正确;腌制过程中亚硝酸盐的含量会先增加后减少再趋于稳定,乳酸含量不断增加随后趋于稳定,C项错误;乳酸发酵过程无CO2生成,D项错误。
2.(2024·山东菏泽一模)酸奶主要是用优质牛奶为原料经乳酸菌发酵而成的。为从酸奶中分离出乳酸菌,现用无菌水将酸奶稀释成浓度为10-1 g/mL的悬液,分别取0.1 mL稀释液涂布在3个平板上,置于恒温培养箱中培养,连续6 d定时统计平板上的菌落数。下列相关叙述错误的是(　　)
A.制备培养基时,先倒平板再进行高压蒸汽灭菌,防止污染
B.恒温培养前,需在培养皿底部标明组别和培养日期等信息
C.连续6 d定时统计平板上的菌落数可防止遗漏菌落
D.若平板上菌落过于密集,则需要将酸奶悬液再次稀释重复上述实验
答案 A
解析制备培养基时,先进行高压蒸汽灭菌再进行倒平板操作,防止污染,A项错误;恒温培养前,需在培养皿底部标明组别、培养日期和稀释度等,便于进行实验统计和对比观察,B项正确;为防止菌落数的遗漏,应连续6 d定时观测统计,C项正确;若平板上菌落过于密集,则需要将酸奶悬液再次稀释重复上述实验,以保证每个平板的菌落数为30~300,D项正确。
3.(2024·广东湛江二模)蛋白S为菌株C(一种细菌)的分泌产物,可被广泛应用于医药、食品和化工工业。某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和蛋白S产量的影响,结果如表所示。下列说法正确的是 (　　)
碳源 细胞干重/(g·L-1) 蛋白S产量/(g·L-1)
葡萄糖 3.12 0.15
淀粉 0.01 0
制糖废液 2.30 0.18
A.菌株C的培养基的pH一般要调节至酸性
B.培养基中碳源物质浓度越高,菌株合成蛋白S越多
C.适合菌体生长和生产蛋白S的碳源均为葡萄糖
D.菌株C可能因不能合成淀粉酶而无法利用淀粉
答案 D
解析细菌的培养基的pH一般要调节至中性或弱碱性,A项错误。培养基中碳源物质浓度过高,可能会使菌株失水死亡,B项错误。分析题表可知,以葡萄糖为碳源时,细胞干重最大,故菌株C生长的最适碳源是葡萄糖;以制糖废液为碳源时,蛋白S产量最高,故用菌株C生产蛋白S的最适碳源是制糖废液,C项错误。分析实验结果可知,碳源为淀粉时菌株C几乎不生长,说明菌株C可能因不能合成淀粉酶而无法利用淀粉,D项正确。
4.(2024·天津河西二模)(10分)近年来,水环境中发现的不同程度的抗生素残留,不仅威胁水生生物的生存,还会损害微生物的生态平衡。氧氟沙星(OFL)(化学式:C18H20FN3O4)是一种人工合成的广谱抗菌的氟喹诺酮类药物,某实验小组成功地从废水环境样品中分离得到能降解OFL的菌株X。筛选分离的操作过程如图所示。回答下列问题。
(1)利用细菌处理去除废水中的抗生素,这种方法的不足之处是　　　　　　　　　　　　　　,因此需要筛选抗生素优势降解菌株。
(2)筛选能够降解OFL的菌株时,富集培养基中需要加入　　　　作为唯一碳源或氮源。用于培养菌株X的固体培养基含有水、蛋白胨、酵母提取物和琼脂等成分,其中蛋白胨主要为菌株X提供碳源、氮源和　　　　。
(3)过程Ⅱ、Ⅲ所利用的接种方法是　　　　　　　　　　　。过程Ⅱ中的总稀释次数为8次,在过程Ⅲ中,可以每隔24 h统计一次菌落的数目,选取　　　　　　　　　时的记录作为结果,3个培养基中长出的菌落数量分别是135、153、144,故推测A中细菌的数量为　　　　个/mL。
(4)该实验小组欲进一步探究初始OFL浓度对菌株X降解OFL能力的影响,请补充实验思路:配制等量的含一系列浓度梯度的OFL的液体培养基,将培养基灭菌后,在培养基中接种 　,计算出OFL去除率。
答案(1)抗生素会抑制细菌的生长繁殖
(2)OFL　维生素
(3)稀释涂布平板法　菌落数目稳定　1.44×1011
(4)等量的菌株X,每隔一段时间取样,测定培养基中OFL的残余含量
解析(1)抗生素会抑制细菌的生长繁殖,因此需要筛选抗生素优势降解菌株来去除废水中的抗生素。(2)筛选能够降解OFL的菌株时,富集培养基中需要加入OFL作为唯一碳源或氮源。蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂,主要为菌株X提供碳源、氮源和维生素。(3)过程Ⅱ、Ⅲ利用的接种方法是稀释涂布平板法,选取菌落数目稳定时的记录作为结果;A中细菌的数量为(135+153+144)÷3×108÷0.1=1.44×1011(个/mL)。(4)欲进一步探究初始OFL浓度对菌株X降解OFL能力的影响,自变量是初始OFL浓度,因变量是菌株X的降解效果,因此可配制等量的含一系列浓度梯度的OFL的液体培养基,将培养基灭菌后,在培养基中接种等量的菌株X,每隔一段时间取样,测定培养基中OFL的残余含量,计算出OFL去除率。
突破点2　比较植物细胞工程和动物细胞工程
5.(2024·广东广州一模)普通六倍体小麦(6n=42)的基因组庞大,其研究工作相对困难;拟南芥(2n=10)是应用广泛的模式植物,其基因组测序已完成,遗传背景相对清晰。以普通小麦胚性愈伤组织来源的原生质体为供体,用紫外线分别照射30 s、1 min、2 min后,再与拟南芥原生质体进行融合,希望将小麦染色体小片段插入拟南芥基因组,从而借助其清晰的遗传背景对小麦基因组进行研究。下列相关说法错误的是(　　)
A.可用聚乙二醇或高Ca2+—高pH融合法等化学方法诱导原生质体融合
B.原生质体融合后,应进一步筛选染色体数为52的细胞来对小麦进行研究
C.外植体经诱导形成愈伤组织的过程需要控制生长素与细胞分裂素的比例
D.该过程还探究了紫外线处理时间(剂量)对供体染色体断裂程度的影响
答案 B
解析诱导植物细胞原生质体融合时,可用聚乙二醇或高Ca2+—高pH融合法等化学方法,A项正确;本实验中,细胞融合的目的是将小麦染色体小片段插入拟南芥基因组,从而借助其清晰的遗传背景对小麦基因组进行研究,而不是单纯得到两细胞核融合的细胞,B项错误;植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,外植体经诱导形成愈伤组织的过程需要控制生长素与细胞分裂素的比例,C项正确;根据题干信息“用紫外线分别照射30 s、1 min、2 min”,可判断实验自变量是紫外线处理时间(剂量),故该过程还探究了紫外线处理时间(剂量)对供体染色体断裂程度的影响,D项正确。
6.(2024·河北沧州二模)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。某科研单位将小鼠的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,并经过筛选获得能稳定分泌抗HCG单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
A.制备单克隆抗体前需以HCG为抗原多次注射给小鼠
B.可用灭活的病毒诱导小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
C.杂交瘤细胞体外培养出现接触抑制现象时需先酶解再分瓶培养
D.与传统抗HCG抗体相比,抗HCG单克隆抗体孕检的准确率更高
答案 C
解析制备抗HCG单克隆抗体时,首先需对小鼠多次注射HCG抗原,以刺激小鼠产生更多的B细胞,A项正确;诱导动物细胞融合的方法有物理法、化学法和生物法,灭活病毒诱导属于生物法,B项正确;体外培养杂交瘤细胞不会出现接触抑制现象,C项错误;单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点,抗HCG单克隆抗体孕检的准确率比传统抗HCG抗体高,D项正确。
7.(2024·天津二模)动物细胞培养时,容易出现凋亡现象。为研究物质Y和E是否能阻断细胞凋亡,利用物质Y和E处理传代培养的细胞,检测某种促进凋亡的蛋白C和内参蛋白G的含量,结果如图。下列叙述不正确的是(　　)
A.该实验的自变量是蛋白C和蛋白G的含量
B.E能阻断细胞凋亡的信号通路
C.接触抑制是细胞需传代培养的原因之一
D.实验还需检测各处理组细胞的存活率
答案 A
解析由题意可知,蛋白C和蛋白G的含量是该实验的因变量,A项错误;根据题干信息可知,物质E处理传代培养后的细胞中不含有蛋白C,而蛋白C可以促进凋亡,所以E能阻断细胞凋亡的信号通路,B项正确;接触抑制是细胞需传代培养的原因之一,因为细胞发生接触抑制时,如果不分瓶培养,细胞通常会停止分裂增殖,最终衰老、死亡,C项正确;实验还需检测各处理组细胞的存活率,才能更好地分析物质Y和E是否能阻断细胞凋亡,D项正确。
8.(2024·河南模拟)种间体细胞核移植(iSCNT)将供体动物体细胞与来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)的去核卵母细胞融合并激活,以获得较多的重构胚,进而获得动物个体,是体细胞核移植(SCNT)中极具潜力的研究方向之一。由于多种野生动物数量稀少且呈持续下降趋势,因此采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难,甚至无法完成,而从活体或死后不久的野生动物体内采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体,可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是(　　)
A.iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出,然后注入去核的卵母细胞
B.若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少,可先用添加动物血清的固体培养基进行培养
C.iSCNT技术的原理是动物细胞核具有全能性,操作过程中可用Ca2+激活重构胚
D.同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中,遗传物质可能不完全相同
答案 D
解析在进行核移植时,可以通过显微操作技术,将供体细胞注入去核的卵母细胞,A项错误;若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少,可先用添加动物血清的液体培养基进行培养,以增加体细胞的数目,B项错误;种间体细胞核移植(iSCNT)技术的原理是动物细胞核具有全能性,操作过程中可用Ca2+载体激活重构胚,C项错误;在种间体细胞核移植(iSCNT)过程中,去核的卵母细胞来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物),获得的重构胚的细胞质遗传物质可能不同,因此同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中,遗传物质可能不完全相同,D项正确。
9.(2024·广东广州二模)(11分)植物远志的根是一种重要的传统中药,但该植物具有生长缓慢、繁殖率低等特点。随着近年远志的需求量迅速增长,研究人员用组织培养的方式,建立远志的高效培育体系。回答下列问题。
(1)研究人员取远志不同的组织在基本培养基进行愈伤组织的诱导,筛选最佳外植体(见表a)。再用不同浓度的2,4-D和6-BA组合,对最佳外植体进行诱导,确定最佳的激素浓度组合(见表b)。
表a
外植体 诱导率/% 愈伤组织状态
茎段 18.33 生长较慢
叶 31.67 生长缓慢
根 35.00 生长缓慢
胚轴 59.17 生长较快
表b
组别 植物激素浓度/(mg·L-1) 诱导率/%
2,4-D 6-BA
1 0.2 0.2 65.00
2 0.4 0.4 93.75
3 0.6 0.6 70.00
注:诱导率为接种外植体中形成愈伤组织的比例。
由表a判断,最佳外植体应为　　　　　　。研究发现,植物激素的浓度及相关比例等都会影响植物细胞的发育方向。有人认为,第2组不一定是形成愈伤组织的最佳浓度组合。你是否支持该观点 　　　　(填“支持”或“不支持”),原因是　 　。
(2)用不同浓度的6-BA和NAA组合对诱导出的远志愈伤组织进行丛生芽的分化实验,结果如下图所示。
植物生长调节剂6-BA能促进芽的分化,其功能与　　　　　　　(填激素名称)类似。在生产中,更多地使用6-BA而不是该天然植物激素,其原因是植物生长调节剂具有　 (写出2点)的特点。从实验结果看出,随NAA浓度的上升,愈伤组织丛芽分化率的变化趋势为　　　　　　。
(3)将芽苗植入含有不同浓度吲哚乙酸(IAA)的生根培养基后,生根率见下表。
组别 IAA浓度/(mg·L-1) 生根率/%
1 0.5 62.22
2 1 66.67
3 1.5 41.11
欲探究是否存在较低浓度IAA促进生根,过高浓度IAA抑制生根的现象,则上述实验应如何修改 　。
答案(1)胚轴　支持　研究中缺乏2,4-D和6-BA的不同浓度组合的相关实验数据
(2)细胞分裂素　原料广泛、容易合成、效果稳定
下降
(3)增加一组空白对照,再增设更高浓度组,其他条件与原有实验相同
解析(1)由表a可知,表中列出的四种外植体中,胚轴的诱导率最高,生长较快,因此最佳外植体应为胚轴。表b中自变量为不同浓度的2,4-D和6-BA组合,但二者比值均为1,没有不同植物激素浓度的比例对诱导率的影响的实验数据,因此支持第2组不一定是形成愈伤组织的最佳浓度组合的观点。(2)细胞分裂素能促进细胞分裂,促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素的合成,因此植物生长调节剂6-BA的功能与细胞分裂素类似。植物生长调节剂是由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。由实验结果可知,在实验所给的浓度范围内,当6-BA浓度相同时,NAA浓度增大,丛芽分化率逐渐减小。(3)支持较低浓度IAA促进生根,过高浓度IAA抑制生根这一结论的结果应和使用蒸馏水的空白对照组比较,若所给浓度下生根率高于空白对照组,则该浓度为促进作用,若所给浓度下生根率低于空白对照组,则该浓度为抑制作用,题中所给实验中没有使用蒸馏水的空白对照组的数据,同时实验组中使用的IAA浓度均较低,因此需要增加一组空白对照,再增设更高浓度组,其他条件与原有实验相同。
10.(2024·河北保定二模)(10分)研究发现细胞毒性T细胞通过表面受体(TCR)识别抗原呈递细胞呈递的肿瘤抗原后被激活,进而攻击肿瘤细胞(如图1所示)。图2为肿瘤细胞的一种免疫逃逸机制示意图。其中肿瘤细胞大量表达PD-L1,并能与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,抑制细胞毒性T细胞的活化,使其逃避细胞毒性T细胞的攻击。请根据资料和所学内容,回答下列问题。
图1
图2
(1)TCR的化学本质是　　　　。细胞毒性T细胞通过TCR只能识别带有相应　　　　(填“抗原”或“抗体”)的肿瘤细胞。
(2)为阻断图2中肿瘤细胞的免疫逃逸通路,可利用细胞工程中　　　　制备技术,制备抗　　　　　　　(填“PD-1”或“PD-L1”)的抗体。该抗体注入体内后可通过体液传送与肿瘤细胞相结合,从而解除肿瘤细胞对细胞毒性T细胞的活化抑制。
(3)该种抗体的制备流程如下图所示:
步骤①和步骤⑤应分别向小鼠注射　　　　　　和　　　　　　　　　　　　。过程③中存活的细胞为　　　　。
(4)为应用于肿瘤的临床免疫治疗,需对上述抗体进行人源化改造。除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,这样做的目的是　　　　　。该种嵌合抗体的研制过程属于　　　　工程的研究范畴。
答案(1)蛋白质　抗原
(2)单克隆抗体　PD-L1
(3)PD-L1蛋白　能分泌抗PD-L1抗体的杂交瘤细胞　杂交瘤细胞
(4)降低免疫排斥　蛋白质
解析(1)细胞毒性T细胞可依靠其表面受体(TCR)识别抗原,识别带有同样抗原的肿瘤细胞对其进行裂解,TCR的化学本质是蛋白质。(2)由图2可知,肿瘤细胞表面的PD-L1通过与细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制细胞毒性T细胞的增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击,故可以通过注射抗PD-L1抗体阻断肿瘤细胞的逃逸通路。制备该种抗体需要用到单克隆抗体技术。抗PD-L1抗体进入人体后,通过体液运输与肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白结合,从而解除肿瘤细胞对细胞毒性T细胞的活化抑制。(3)在进行单克隆抗体制备时首先要向小鼠注射相应的抗原即PD-L1蛋白,以刺激免疫系统相应细胞的增殖。第⑤步时需将能分泌抗PD-L1抗体的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内,使其增殖。过程③是用选择培养基筛选相互融合的杂交瘤细胞,在此培养基中存活的细胞为杂交瘤细胞。(4)由于单克隆抗体是利用鼠的骨髓瘤细胞与浆细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌产生的,对人来说是异物,将该单克隆抗体注入人体后会引起免疫排斥反应。为了降低免疫排斥,需要对单克隆抗体进行改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换成人抗体区段。对这种现有蛋白质进行进一步的加工、修饰和改造属于蛋白质工程的研究范畴。
突破点3　表达载体的构建及基因编辑技术
11.如图为某质粒限制酶酶切图谱。某基因不含图中限制酶识别序列,为使PCR扩增的该基因与该质粒构建重组质粒,则扩增的该基因两端需分别引入哪两种限制酶的识别序列 (　　)
注:图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。
A.NdeⅠ和BamHⅠ
B.NdeⅠ和XbaⅠ
C.XbaⅠ和BamHⅠ
D.EcoRⅠ和KpnⅠ
答案 A
解析构建重组质粒时,要将目的基因插入启动子和终止子之间,而且不能破坏启动子、终止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位。故只能选用NdeⅠ和BamHⅠ切割质粒,因此在PCR扩增的该基因的两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种限制酶的识别序列。
12.(2024·重庆模拟)科学家在昆虫体内发现了可催化分解有机磷农药的酯酶,科学家将编码该酯酶的基因导入大肠杆菌获得工程菌,生产酯酶用于改善有机磷农药造成的环境污染,该过程中所用载体如图所示,下列有关叙述错误的是(　　)
A.把目的基因和载体连接时,可考虑选用载体的Pvit2、KpnⅠ、EcoRⅠ作为目的基因插入位点
B.与图中载体的复制原点、启动子相结合的酶催化形成的化学键名称相同,但是反应物不同
C.科学家筛选目的菌时,在含有氨苄青霉素的固体培养基上长出的菌落,不全是能产生酯酶的目的菌
D.如果该基因整合到某植物的线粒体DNA中,可通过花粉传播开来,从而引起大面积的基因污染
答案 D
解析把目的基因和载体连接时,目的基因要插入启动子、终止子之间才能正常地表达,可选用载体的Pvit2、KpnⅠ、EcoRⅠ作为目的基因插入位点,A项正确。与图中载体的复制原点相结合的是DNA聚合酶,催化形成的化学键名称是磷酸二酯键,反应物是脱氧核苷酸;与启动子相结合的是RNA聚合酶,催化形成的化学键名称也是磷酸二酯键,但是反应物是核糖核苷酸,B项正确。在含有氨苄青霉素的固体培养基上长出的菌落,也可能含有未连接目的基因的质粒,不全是能产生酯酶的目的菌,C项正确。线粒体及其DNA存在于细胞质中,而受精卵的细胞质几乎全部来源于卵细胞,故线粒体内的DNA不会随花粉(精子)传播开来,从而引起大面积的基因污染,D项错误。
13.(2024·湖南长沙模拟)乳酸菌是乳酸的传统生产菌,但耐酸能力较差,影响产量;酿酒酵母耐酸能力较强,但不产生乳酸。研究者将乳酸菌内催化乳酸生成的乳酸脱氢酶(LDH)基因导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的酵母工程菌株。下图为通过双酶切构建重组质粒的过程。GTG为原核生物偏好的起始密码子编码序列,ATG为真核生物偏好的起始密码子编码序列。下列说法正确的是(　　)
A.引物2的3'端序列应包含XbaⅠ的识别序列
B.重组质粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体
C.PCR反应时,缓冲液中一般要添加Ca2+来激活相关酶
D.引物1的5'端序列应考虑将GTG改为ATG
答案 D
解析根据题意可知,含GTG的一端为LDH基因的起始端,为保证通过双酶切以正确方向插入质粒,设计引物1的5'端序列需要包含BamH Ⅰ的识别序列,引物2的5'端序列应包含XbaⅠ的识别序列,A项错误;结合题意可知,质粒上有作为标记基因的尿嘧啶合成酶基因,所以本过程中重组质粒以不能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体,然后在缺乏尿嘧啶的选择培养基上,不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株不能生存,导入重组质粒的酿酒酵母菌株因为获得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存,从而起到筛选作用,B项错误;真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活,因此,PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+,C项错误;设计引物1的5'端序列,应考虑将编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG,以便目的基因在酵母细胞中更好地表达,D项正确。
14.(2024·重庆二模)单细胞生物并没有免疫系统,但是科学家发现细菌中存在消除入侵病毒DNA的功能系统,并发明了CRISPR/Cas9基因编辑技术。该系统主要包含单链向导RNA和Cas9蛋白两个部分,能特异性识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。下列叙述错误的是(　　)
A.Cas9蛋白通过切断磷酸二酯键对DNA进行剪切
B.CRISPR/Cas9基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发染色体结构变异
C.识别序列与β链存在的碱基互补配对方式为U—A、A—T、G—C、C—G
D.向导RNA的序列越短,会导致脱靶率越高
答案 B
解析Cas9蛋白作用对象是DNA,通过切断磷酸二酯键对DNA进行剪切,A项正确;CRISPR/Cas9基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发基因突变,B项错误;根据碱基互补配对原则可推测,识别序列RNA与β链存在的碱基互补配对方式为U—A、A—T、G—C、C—G,C项正确;向导RNA的序列越短,其结合的区域随机性增加,进而导致脱靶率越高,D项正确。
15.(2024·云南昆明模拟)(9分)海洋石油污染给生态环境带来巨大破坏,对人类健康产生不利影响,而土著石油降解微生物(菌株Y)对石油污染物的净化能力有限,可通过基因工程将菌株Y定向改造为高效的石油降解菌(工程菌)来治理海洋石油污染,改造过程如图所示。回答下列问题。
几种限制酶识别序列及切割位点
限制酶 EcoRⅤ SmaⅠ SalⅠ HindⅢ
切割 位点
(1)研究前期需获得菌株Y,可以从　　　分离得到。
(2)为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物的　　　　端添加限制酶识别序列;此外还需用相应的限制酶切割质粒,据图判断,用于处理载体质粒的限制酶是　　　　　　　。
(3)研究人员对构建的符合要求的重组质粒进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,根据相关限制酶识别序列和酶切位点分析:若采用SalⅠ和Hind Ⅲ酶切,得到　　　　种DNA片段;若采用SalⅠ和SmaⅠ酶切,得到　　　　种DNA片段。
(4)为筛选出含有重组质粒的菌落,采用含不同抗生素的平板进行筛选,筛选过程如图所示,可判断含有重组质粒的菌落是A,则平板1中添加的抗生素是　　　　。
(5)为验证工程菌的石油降解率比菌株Y高,请写出实验思路: 　。
答案(1)石油污染的环境中
(2)5'　SmaⅠ和SalⅠ
(3)2　1
(4)卡那霉素
(5)将等量菌株Y和工程菌接种于含等量石油的培养液内,相同时间后分别测算菌株Y和工程菌的石油降解率
解析(1)由题意可知,可以从石油污染的环境中获得土著石油降解微生物(菌株Y)。(2)DNA复制是从子链的5'端开始的,且引物是根据目的基因两端序列设计形成,因此为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物的5'端添加限制酶识别序列。含目的基因的DNA片段利用限制酶EcoRⅤ和SalⅠ进行酶切,质粒上没有限制酶EcoRⅤ的识别序列,但由于该限制酶切割产生的是平末端,因此可以用SmaⅠ切割质粒获得平末端,综上分析,用于处理载体质粒的限制酶是SmaⅠ和SalⅠ。(3)利用限制酶EcoRⅤ和SalⅠ切割目的基因所在的DNA片段,利用限制酶SmaⅠ和SalⅠ切割质粒,形成的重组质粒上只有SalⅠ和Hind Ⅲ的酶切位点,因此若采用SalⅠ和Hind Ⅲ酶切,得到2种DNA片段;若采用SalⅠ和SmaⅠ酶切,只能得到1种DNA片段。(4)重组质粒和普通质粒相比,重组质粒缺少四环素抗性基因,导入质粒的和没有导入质粒的相比,导入质粒的含有卡那霉素抗性基因,因此平板1利用含卡那霉素的培养基选择出导入质粒(导入普通质粒和重组质粒)的微生物。(5)为验证工程菌的石油降解率比菌株Y高,将等量菌株Y和工程菌接种于含等量石油的培养液内,相同时间后分别测算菌株Y和工程菌的石油降解率。层级三　核心素养突破练
1.(2024·江苏盐城模拟)(11分)为研究编码铁运输相关蛋白的基因A(约963 bp)在拟南芥缺铁胁迫响应中的作用,需要构建超量表达A的拟南芥转基因株系。质粒的结构如图2所示。回答下列问题。
(1)图1中,过程①指的是从拟南芥中提取RNA,经　　　　　　催化,合成cDNA;过程②指的是以cDNA为模板,通过PCR扩增目的基因,需要在引物的　　　　　端,加入限制酶　　　　、　　　　　的识别序列。
(2)构建表达载体时,将PCR产物与质粒分别双酶切后,先进行琼脂糖凝胶电泳,将目标片段与无关片段分离,从琼脂糖凝胶中只回收目标片段,再用DNA连接酶进行连接,以避免　　　　　　　　　　　　　。
(3)将转化后得到的单克隆农杆菌进行PCR鉴定,结果如图3所示,根据此结果,科研人员欲选择1、2号菌进行测序,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)将拟南芥的　　　　　直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间,然后培养植株,将得到的种子接种在含有　　　　　(填抗生素名称)的固体培养基上培养,以筛选出成功导入目的基因的阳性植株。
(5)提取转基因及野生型植株的蛋白质进行电泳检测,结果如图4所示。若其中　　　　　　号为转基因植株的蛋白质电泳结果,则说明成功构建超量表达A的拟南芥转基因株系。
2.(2024·天津二模)(13分)磷脂酸(PA)是调节植物生长发育和逆境响应的重要信使物质。为了解植物细胞中PA的动态变化,研究人员用无缝克隆技术将高度专一的PA结合蛋白(PABD)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因融合,构建有效监测细胞PA变化的荧光探针,并测定拟南芥细胞内PA含量。无缝克隆技术连接DNA片段的机理和构建荧光探针表达载体的过程如图所示,请回答下列问题。
注:bar为草胺膦抗性基因;Kanr为卡那霉素抗性基因。
(1)无缝克隆时,T5核酸外切酶(从核苷酸链的外侧向内侧剪切核苷酸)沿　　　　　(填“5'→3'”或“3'→5'”)的方向水解DNA,其目的是形成　　　　　　　　　　　　　　。T5核酸外切酶催化的最适温度为37 ℃,而过程①选择的温度为50 ℃,目的是　　　　　　　,防止过度水解DNA。
(2)过程②两个片段复性后存在“缺口”的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,过程③所需的酶有　。
(3)与传统的酶切再连法相比,无缝克隆技术构建重组质粒的优点有　　　　(多选)。
A.不受限制酶酶切位点的限制
B.不需要使用PCR技术扩增目的基因
C.不会出现目的基因的反向连接和自身环化
(4)PCR扩增GFP基因时需依据　　　　　　　　的部分核苷酸序列设计引物R2。已知引物F1的碱基序列是5'-TCCGGACTCAGATCTCGAGC-3',据图分析,扩增目的片段的所用的引物R2可对应下表中的　　　　　　　(填序号)。
① 5'-AGCTATAGTTCTAGATCTAGATTAACTAGTCTTAGTGGCG-3'
② 5'-TATCGATGGCGCCAGCTGAGGATGGTGAGCAAGGGCGACA-3'
③ 5'-GCTCGAGATCTGAGTCCGGACTTGTACAGCTCGTCCATAA-3'
(5)利用农杆菌花序侵染法转化拟南芥,将获得的种子进行表面消毒,均匀铺在含有　　　　　的培养基上进行筛选和鉴定,将筛选得到的种子种植可得到转基因拟南芥,通过观测转基因拟南芥根尖细胞中　　　　　　　　　　,了解PA的分布和含量。
层级三　核心素养突破练
1.(2024·江苏盐城模拟)(11分)为研究编码铁运输相关蛋白的基因A(约963 bp)在拟南芥缺铁胁迫响应中的作用,需要构建超量表达A的拟南芥转基因株系。质粒的结构如图2所示。回答下列问题。
(1)图1中,过程①指的是从拟南芥中提取RNA,经　　　　　　催化,合成cDNA;过程②指的是以cDNA为模板,通过PCR扩增目的基因,需要在引物的　　　　　端,加入限制酶　　　　、　　　　　的识别序列。
(2)构建表达载体时,将PCR产物与质粒分别双酶切后,先进行琼脂糖凝胶电泳,将目标片段与无关片段分离,从琼脂糖凝胶中只回收目标片段,再用DNA连接酶进行连接,以避免　　　　　　　　　　　　　。
(3)将转化后得到的单克隆农杆菌进行PCR鉴定,结果如图3所示,根据此结果,科研人员欲选择1、2号菌进行测序,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)将拟南芥的　　　　　直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间,然后培养植株,将得到的种子接种在含有　　　　　(填抗生素名称)的固体培养基上培养,以筛选出成功导入目的基因的阳性植株。
(5)提取转基因及野生型植株的蛋白质进行电泳检测,结果如图4所示。若其中　　　　　　号为转基因植株的蛋白质电泳结果,则说明成功构建超量表达A的拟南芥转基因株系。
答案(1)逆转录酶　5'　BamHⅠ　SalⅠ
(2)目标片段与无关片段重新连接(目的基因自连以及质粒自连)
(3)1、2号菌的PCR产物长度与基因A基本相符,但无法确定PCR产物的碱基序列是否与基因A相同
(4)花序　潮霉素
(5)①
解析(1)图1中,过程①是以RNA为模板,经逆转录酶催化,合成cDNA的过程;子链沿着引物3'端延伸形成目的基因,限制酶的识别序列应该加在引物的5'端,即在目的基因的外侧。KpnⅠ会破坏目的基因,Hind Ⅲ会破坏卡那霉素抗性基因,因此选择BamHⅠ、SalⅠ两种限制酶。(2)将PCR产物与质粒分别双酶切,使目的基因及剪切后的质粒两端黏性末端不同,这样可避免目的基因自连以及质粒自连;只回收目标片段,再用DNA连接酶进行连接,以避免目标片段与无关片段重新连接。(3)图3的结果显示1、2号菌含与目的基因长度相同的DNA片段,但1、2号菌是不是目的基因,还要进行碱基序列的检测。(4)将拟南芥的花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间,可以形成农杆菌转化的拟南芥种子。T-DNA上的标记基因是潮霉素抗性基因,因此需将得到的种子接种在含有潮霉素的固体培养基上培养,以筛选出成功导入目的基因的阳性植株。(5)图4的①号目的蛋白条带宽,说明其目的基因表达量高,若①号为转基因植株的蛋白质电泳结果,②号为野生型植株的蛋白质电泳结果,则说明成功构建了超量表达A的拟南芥转基因株系。
2.(2024·天津二模)(13分)磷脂酸(PA)是调节植物生长发育和逆境响应的重要信使物质。为了解植物细胞中PA的动态变化,研究人员用无缝克隆技术将高度专一的PA结合蛋白(PABD)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因融合,构建有效监测细胞PA变化的荧光探针,并测定拟南芥细胞内PA含量。无缝克隆技术连接DNA片段的机理和构建荧光探针表达载体的过程如图所示,请回答下列问题。
注:bar为草胺膦抗性基因;Kanr为卡那霉素抗性基因。
(1)无缝克隆时,T5核酸外切酶(从核苷酸链的外侧向内侧剪切核苷酸)沿　　　　　(填“5'→3'”或“3'→5'”)的方向水解DNA,其目的是形成　　　　　　　　　　　　　　。T5核酸外切酶催化的最适温度为37 ℃,而过程①选择的温度为50 ℃,目的是　　　　　　　,防止过度水解DNA。
(2)过程②两个片段复性后存在“缺口”的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,过程③所需的酶有　。
(3)与传统的酶切再连法相比,无缝克隆技术构建重组质粒的优点有　　　　(多选)。
A.不受限制酶酶切位点的限制
B.不需要使用PCR技术扩增目的基因
C.不会出现目的基因的反向连接和自身环化
(4)PCR扩增GFP基因时需依据　　　　　　　　的部分核苷酸序列设计引物R2。已知引物F1的碱基序列是5'-TCCGGACTCAGATCTCGAGC-3',据图分析,扩增目的片段的所用的引物R2可对应下表中的　　　　　　　(填序号)。
① 5'-AGCTATAGTTCTAGATCTAGATTAACTAGTCTTAGTGGCG-3'
② 5'-TATCGATGGCGCCAGCTGAGGATGGTGAGCAAGGGCGACA-3'
③ 5'-GCTCGAGATCTGAGTCCGGACTTGTACAGCTCGTCCATAA-3'
(5)利用农杆菌花序侵染法转化拟南芥,将获得的种子进行表面消毒,均匀铺在含有　　　　　的培养基上进行筛选和鉴定,将筛选得到的种子种植可得到转基因拟南芥,通过观测转基因拟南芥根尖细胞中　　　　　　　　　　,了解PA的分布和含量。
答案(1)5'→3'　黏性末端　降低酶活性
(2)过程①形成的黏性末端大于互补配对的区段(同源序列)　DNA聚合酶和DNA连接酶
(3)AC
(4)PABD基因和GFP基因　③
(5)草胺膦　绿色荧光点的分布
解析(1)由图可知,无缝克隆时,过程①中T5核酸外切酶沿5'→3'的方向水解DNA,以形成黏性末端。温度能影响酶活性,T5核酸外切酶催化的最适温度为37 ℃,而过程①选择的温度为50 ℃,目的是降低酶活性,防止过度水解DNA。(2)过程②在复性的过程中,两个片段的黏性末端可根据互补序列进行配对结合,但由于过程①形成的黏性末端大于互补配对的区段(同源序列),因此过程②两个片段复性后存在“缺口”。过程③缺口处DNA链的补齐,可以看作DNA分子的复制过程,所需的酶有DNA聚合酶(将游离的单个脱氧核苷酸加到子链3'末端)和DNA连接酶(将两个DNA片段进行连接)。(3)传统的酶切再连法需要用特定的限制酶将目的基因和质粒先进行切割,再用DNA连接酶对目的基因和质粒进行连接,在该过程会形成多个小片段,操作复杂,而无缝克隆技术构建重组质粒不受限制酶酶切位点的限制,不会引入多余碱基,不会出现移码突变,不会出现目的基因的反向连接和自身环化,操作时间短,成功率高,但该过程也需要利用PCR技术扩增目的基因,故选A、C。(4)用于PCR扩增的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的,由重组DNA图可知,GFP基因和PABD基因进行连接,因此PCR扩增GFP基因时需根据GFP基因一端的核苷酸序列和PABD基因一端的核苷酸序列设计引物R2,而设计引物F1仅需根据PABD基因一端的核苷酸序列,由于PCR扩增GFP基因时需根据GFP基因一端的核苷酸序列和PABD基因一端的核苷酸序列引物R2,即引物R2的一部分能与引物F1进行碱基互补配对,观察表中①②③的引物碱基序列可知,③的5'端部分碱基序列与F1的5'端部分碱基序列互补,因此可知,R2可对应于表中的③。(5)由图可知,bar(草胺膦抗性基因)为标记基因,位于T-DNA上,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,因此利用农杆菌花序侵染法转化拟南芥,将获得的种子进行表面消毒,均匀铺在含有草胺膦的培养基上进行筛选和鉴定。由题意“将高度专一的PA结合蛋白(PABD)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因融合,构建有效监测细胞PA变化的荧光探针,并测定拟南芥细胞内PA含量”可知,通过观测转基因拟南芥根尖细胞中绿色荧光点的分布,了解PA的分布和含量。层级一　基础夯实自测练
1.(2024·山西朔州三模)泡姜属于四川风味泡菜,有发汗解表、促进血液循环、驱散寒邪的功效。在腌制泡姜之前,泡菜坛宜用开水烫一遍,腌制过程中,泡菜坛口的水槽中要始终保持有水状态,否则泡菜坛内可能会长出一层白膜。下列有关叙述错误的是(　　)
A.在腌制泡姜前,用开水烫一遍泡菜坛是为了防止杂菌污染
B.在制作泡姜时,加入适量青花椒等香辛料既能防腐又能调节口味
C.泡姜腌制过程泡菜坛内长出白膜是由于氧气进入导致乳酸菌大量繁殖
D.腌制两天后,泡姜的风味逐渐显现,但不宜食用,因为此时泡姜中亚硝酸盐的含量较高
2.(2024·广东广州二模)产黄青霉是一种好氧真菌,其生长繁殖的适宜温度是30 ℃,但在20 ℃的条件下才会大量合成、分泌青霉素。工业上采用玉米浆、棉籽饼等作为原料,通过合理设计,进行青霉素的生产。已知青霉素在碱性条件下易水解,下列叙述错误的是 (　　)
A.要选育符合生产要求的产黄青霉,可采用诱变育种或基因工程育种等方法
B.发酵过程中需要对发酵罐及时加热或降温处理,还要及时调节pH、通入无菌空气
C.发酵过程采用单一菌种进行发酵,有助于提高青霉素的产量和品质
D.发酵结束后,应将发酵液进行离心取菌体并进行破碎处理,从中提取青霉素
3.(2024·贵州贵阳模拟)超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是 (　　)
A.组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化
B.该技术利用了茎尖分生区组织细胞无成熟大液泡、不易形成冰晶的特性
C.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强
D.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒
4.(2024·北京海淀二模)研究者用M病毒膜蛋白对小鼠进行免疫,分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合,通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是(　　)
A.用动物细胞培养液培养M病毒,通过离心可获得膜蛋白作为抗原
B.可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠,以获得更多的浆细胞
C.S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力
D.体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞的全能性
5.(2024·安徽合肥一模)我国科学家突破重重困难,重复多次下图操作过程,获得了两只克隆猴——“中中”和“华华”,率先将体细胞核移植技术成功地应用于非人灵长类动物的克隆。下列有关说法正确的是 (　　)
A.灭活病毒处理是为了促进体细胞核膜与卵母细胞的细胞膜融合
B.重构胚的培养需要一定浓度CO2、适宜的温度和pH等条件
C.用胎猴的体细胞进行克隆的成功率显著低于成年猴的体细胞
D.克隆猴“中中”和“华华”的遗传物质和性状表现完全相同
6.在基因工程中可利用PCR进行体外DNA片段的扩增,PCR产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。下列说法错误的是(　　)
A.PCR利用了DNA热变性的原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚及与引物的结合
B.PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的
C.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水在使用前必须消毒
D.DNA在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小和构象有关
7.(2024·湖北武汉模拟)常见的启动子可分为三类:组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达;诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高。下列叙述错误的是(　　)
A.启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游
B.细胞分化与组织特异性启动子的调控有关,与组成型启动子无关
C.乳腺生物反应器的构建需要将组织特异性启动子与目的基因连接
D.盐诱导型启动子在高盐环境中被激活,可增加农作物的抗逆性
8.(2024·北京模拟)研究者对绿色荧光蛋白进行改造,将其第203位苏氨酸替换为酪氨酸,使改造后的蛋白质在特定光激发后发射橙色光,称为橙色荧光蛋白。关于橙色荧光蛋白的构建,以下说法正确的是(　　)
A.用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白获得目标产物
B.设计定点突变PCR获得橙色荧光蛋白基因
C.PCR扩增获得的产物激发后可以发橙色荧光
D.绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基缺失
9.(2024·全国甲卷)(10分)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果,结果如图所示。回答下列问题。
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量,发现测得的细菌数量前者大于后者,其原因是 　。
(2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液,再从稀释菌液中取200 μL涂布平板,菌落计数的结果为100,据此推算细菌原液中细菌浓度为　　　　　　　个/mL。
(3)菌落计数过程中,涂布器应先在酒精灯上灼烧,冷却后再涂布。灼烧的目的是　 ,
冷却的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是　　　　,判断依据是　 　。(答出两点即可)
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈　　　　　　色。
10.(2024·广东广州二模)(9分)为研究多种血糖调节因子的作用,我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量,科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞,继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠,具体步骤如图所示。请回答下列问题。
(1)图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的　　　　过程类似。该过程结束后,细胞的全能性　　　　(填“提高”或“降低”)。
(2)图中灰鼠形成的受精卵,经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚,可对灰鼠注射　　　　激素,使其超数排卵。
(3)囊胚中的内细胞团将来可以发育成胎儿的　　　　。上图中的重构胚通过①　　　　技术移入代孕白鼠子宫内继续发育,X鼠的体色为　　　　　。上图中可以是雄鼠的有　　　　(填图中相关鼠的名称)。
(4)为确定克隆鼠的培育是否成功,须对X鼠进行　　　　的相关检测。
层级一　基础夯实自测练
1.(2024·山西朔州三模)泡姜属于四川风味泡菜,有发汗解表、促进血液循环、驱散寒邪的功效。在腌制泡姜之前,泡菜坛宜用开水烫一遍,腌制过程中,泡菜坛口的水槽中要始终保持有水状态,否则泡菜坛内可能会长出一层白膜。下列有关叙述错误的是(　　)
A.在腌制泡姜前,用开水烫一遍泡菜坛是为了防止杂菌污染
B.在制作泡姜时,加入适量青花椒等香辛料既能防腐又能调节口味
C.泡姜腌制过程泡菜坛内长出白膜是由于氧气进入导致乳酸菌大量繁殖
D.腌制两天后,泡姜的风味逐渐显现,但不宜食用,因为此时泡姜中亚硝酸盐的含量较高
答案 C
解析在腌制泡姜之前,泡菜坛宜用开水烫一遍,其目的是防止杂菌污染,A项正确;在制作泡姜时,加入适量青花椒等香辛料不仅可以抑制微生物的生长,还能调节泡姜的风味,B项正确;在泡姜腌制过程中,泡菜坛口的水槽中要始终保持有水状态,如果不能确保良好的密封性,泡菜坛内会长出一层白膜,这是因为制作泡菜需要厌氧环境,如果泡菜坛密封不严导致有氧气进入,产膜酵母会大量繁殖,C项错误;腌制两天后,泡姜的风味逐渐显现,但此时还不宜食用,原因是亚硝酸盐的含量较高,一般在腌制10天后食用为宜,D项正确。
2.(2024·广东广州二模)产黄青霉是一种好氧真菌,其生长繁殖的适宜温度是30 ℃,但在20 ℃的条件下才会大量合成、分泌青霉素。工业上采用玉米浆、棉籽饼等作为原料,通过合理设计,进行青霉素的生产。已知青霉素在碱性条件下易水解,下列叙述错误的是 (　　)
A.要选育符合生产要求的产黄青霉,可采用诱变育种或基因工程育种等方法
B.发酵过程中需要对发酵罐及时加热或降温处理,还要及时调节pH、通入无菌空气
C.发酵过程采用单一菌种进行发酵,有助于提高青霉素的产量和品质
D.发酵结束后,应将发酵液进行离心取菌体并进行破碎处理,从中提取青霉素
答案 D
解析发酵工程中性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A项正确。发酵过程中需要严格控制发酵条件,维持产黄青霉的适宜代谢环境,包括及时加热或降温,保持适宜的温度;及时调节pH,保证菌种的生长,避免青霉素水解;通入无菌空气,使其进行有氧呼吸,B项正确。在青霉素生产过程中如果污染了杂菌,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉,C项正确。青霉素是分泌到细胞外的代谢物,提取之前不需要对菌体进行破碎处理,D项错误。
3.(2024·贵州贵阳模拟)超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是 (　　)
A.组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化
B.该技术利用了茎尖分生区组织细胞无成熟大液泡、不易形成冰晶的特性
C.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强
D.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒
答案 C
解析组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化,A项正确;茎尖分生区组织细胞无成熟大液泡,不易形成冰晶,B项正确;经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯只是脱毒,并没有获得抗病毒的能力,C项错误;植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此切取一定大小的茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗,D项正确。
4.(2024·北京海淀二模)研究者用M病毒膜蛋白对小鼠进行免疫,分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合,通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是(　　)
A.用动物细胞培养液培养M病毒,通过离心可获得膜蛋白作为抗原
B.可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠,以获得更多的浆细胞
C.S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力
D.体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞的全能性
答案 B
解析M病毒必须寄生在活细胞中才能完成生命活动,故不能用动物细胞培养液培养M病毒,A项错误;可用M病毒膜蛋白(抗原)多次免疫小鼠,以获得更多的能产生特异性抗体的浆细胞,B项正确;S细胞不是杂交瘤细胞,其具有无限增殖的能力,但不具有产生抗体的能力,C项错误;体外培养单个杂交瘤细胞由于没有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞,因此不能体现细胞的全能性,D项错误。
5.(2024·安徽合肥一模)我国科学家突破重重困难,重复多次下图操作过程,获得了两只克隆猴——“中中”和“华华”,率先将体细胞核移植技术成功地应用于非人灵长类动物的克隆。下列有关说法正确的是 (　　)
A.灭活病毒处理是为了促进体细胞核膜与卵母细胞的细胞膜融合
B.重构胚的培养需要一定浓度CO2、适宜的温度和pH等条件
C.用胎猴的体细胞进行克隆的成功率显著低于成年猴的体细胞
D.克隆猴“中中”和“华华”的遗传物质和性状表现完全相同
答案 B
解析灭活病毒处理是为了促进体细胞的细胞膜与卵母细胞的细胞膜融合,A项错误;动物组织培养需要一定浓度CO2、适宜的温度和pH等条件,B项正确;用胎猴的体细胞进行克隆的成功率显著高于成年猴的体细胞,C项错误;遗传物质相同的个体性状表现不一定完全相同,还受环境因素的影响,D项错误。
6.在基因工程中可利用PCR进行体外DNA片段的扩增,PCR产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。下列说法错误的是(　　)
A.PCR利用了DNA热变性的原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚及与引物的结合
B.PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的
C.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水在使用前必须消毒
D.DNA在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小和构象有关
答案 C
解析PCR利用了DNA热变性的原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚及与引物的结合,A项正确;由于引物的序列具有特异性,所以PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的,B项正确;为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理,C项错误;DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关,D项正确。
7.(2024·湖北武汉模拟)常见的启动子可分为三类:组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达;诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高。下列叙述错误的是(　　)
A.启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游
B.细胞分化与组织特异性启动子的调控有关,与组成型启动子无关
C.乳腺生物反应器的构建需要将组织特异性启动子与目的基因连接
D.盐诱导型启动子在高盐环境中被激活,可增加农作物的抗逆性
答案 B
解析启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,其本质是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,A项正确;根据题干信息“组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达”,可知细胞分化与组成型启动子有关,B项错误;组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达,因此乳腺生物反应器的构建需要将组织特异性启动子与目的基因连接,导入细胞中,保证基因在乳腺细胞中表达,C项正确;根据题干信息“诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高”,可知盐诱导型启动子在高盐环境中被激活,可增加农作物的抗逆性,D项正确。
8.(2024·北京模拟)研究者对绿色荧光蛋白进行改造,将其第203位苏氨酸替换为酪氨酸,使改造后的蛋白质在特定光激发后发射橙色光,称为橙色荧光蛋白。关于橙色荧光蛋白的构建,以下说法正确的是(　　)
A.用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白获得目标产物
B.设计定点突变PCR获得橙色荧光蛋白基因
C.PCR扩增获得的产物激发后可以发橙色荧光
D.绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基缺失
答案 B
解析用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白得到的是各种氨基酸,而不是第203位苏氨酸替换为酪氨酸的橙色荧光蛋白,A项错误;要使绿色荧光蛋白第203位苏氨酸替换为酪氨酸,可以通过对其基因进行定点突变PCR实现,这样基因中控制第203位苏氨酸的碱基序列替换为合成酪氨酸的碱基序列,B项正确;PCR扩增获得的产物是目的基因片段,激发后不能发橙色荧光,只有该基因片段控制合成的蛋白质才会在激发后发橙色荧光,C项错误;绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基替换,D项错误。
9.(2024·全国甲卷)(10分)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果,结果如图所示。回答下列问题。
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量,发现测得的细菌数量前者大于后者,其原因是 　。
(2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液,再从稀释菌液中取200 μL涂布平板,菌落计数的结果为100,据此推算细菌原液中细菌浓度为　　　　　　　个/mL。
(3)菌落计数过程中,涂布器应先在酒精灯上灼烧,冷却后再涂布。灼烧的目的是　 ,
冷却的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是　　　　,判断依据是　 　。(答出两点即可)
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈　　　　　　色。
答案(1)显微镜直接计数法统计细菌总数,菌落计数法只统计活菌数
(2)5 000
(3)灭菌　避免高温杀死细菌
(4)A　相同处理时间下使用A后活细菌减少量最大;使用A达到活细菌减少量最大时所用时间最短
(5)黑(或深紫)
解析(1)显微镜直接计数法是活细菌和死细菌一起计数,菌落计数法只计数活细菌,而且可能出现两个及两个以上活细菌形成一个菌落的情况。(2)由题意可知,菌液稀释倍数为10倍,故细菌原液中细菌浓度为100÷0.2×10=5 000(个/mL)。(3)灼烧的目的是灭菌,冷却的目的是防止温度过高而杀死菌种。(4)与使用消毒液B和C相比,使用消毒液A时,相同处理时间的活细菌减少量最大,减少同等量活细菌所需时间最短。(5)大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈黑(或深紫)色。
10.(2024·广东广州二模)(9分)为研究多种血糖调节因子的作用,我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量,科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞,继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠,具体步骤如图所示。请回答下列问题。
(1)图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的　　　　过程类似。该过程结束后,细胞的全能性　　　　(填“提高”或“降低”)。
(2)图中灰鼠形成的受精卵,经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚,可对灰鼠注射　　　　激素,使其超数排卵。
(3)囊胚中的内细胞团将来可以发育成胎儿的　　　　。上图中的重构胚通过①　　　　技术移入代孕白鼠子宫内继续发育,X鼠的体色为　　　　　。上图中可以是雄鼠的有　　　　(填图中相关鼠的名称)。
(4)为确定克隆鼠的培育是否成功,须对X鼠进行　　　　的相关检测。
答案(1)脱分化　提高
(2)促性腺
(3)各种组织　胚胎移植　黑色　黑鼠和X鼠
(4)胰岛素抵抗
解析(1)黑鼠体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的脱分化过程类似,是组织细胞恢复分裂、分化能力的过程。该过程结束后,细胞的全能性提高。(2)超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱导卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。(3)囊胚中的内细胞团将来可以发育成胎儿的各种组织。将重构胚移入代孕白鼠子宫内的技术为胚胎移植。克隆属于无性繁殖,iPS细胞来自黑鼠,所以X鼠的体色为黑色。图中提供胚胎的灰鼠和代孕白鼠都是雌鼠,可以是雄鼠的有黑鼠和X鼠。(4)据图所示,最终得到了X鼠,而实验最终目的为“开发出胰岛素抵抗模型鼠”,故为确定克隆鼠的培育是否成功,须对X鼠进行胰岛素抵抗的相关检测。

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