人教版(2019) 选择性必修3 生物技术与工程 模块检测卷(二)(课件 解析版 原卷版,共3份)

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人教版(2019) 选择性必修3 生物技术与工程 模块检测卷(二)(课件 解析版 原卷版,共3份)

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模块检测卷(二)
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(共16小题,每小题3分,共48分,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。)
1.下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,下列叙述正确的是(  )
成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示剂 琼脂
含量/g 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000 mL
A.根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B.蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C.该培养基也可用来筛选土壤中的尿素分解菌
D.该培养基的制备流程为灭菌→加入琼脂→倒平板
答案 B
解析 从配方上看,该培养基有琼脂,因此为固体培养基,A错误;蛋白胨(含有蛋白质成分等)可为目标微生物主要提供氮源,B正确;若要筛选出土壤中的尿素分解菌,需要以尿素作为唯一氮源,需要将蛋白胨改为尿素才能用来筛选土壤中的尿素分解菌,C错误;该培养基的制备流程为加入琼脂→灭菌→倒平板,D错误。
2.某同学用白萝卜制作泡菜后,想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡菜汁样品,划线接种于一定NaCl浓度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是(  )
A.筛选得到的微生物不一定是乳酸菌
B.培养基pH偏碱性
C.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
D.若采用涂布接种所用的菌浓度应控制在30~300个/mL
答案 A
解析 参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等,所以分离得到的微生物除了乳酸菌,还会有其他耐高盐的微生物,A正确;大多数细菌生长的最适pH为7.2~7.6,这是因为细菌新陈代谢所必需的酶需要在一定的pH内才能有效发挥。乳酸菌为细菌,培养基pH需调至中性或弱碱性,B错误;平板划线接种时不需要稀释,C错误;涂布用的菌液体积为0.1 mL,培养皿中菌落数要求在30~300个,则涂布用的菌浓度应控制在300 ~3 000个/mL,D错误。
3.人们在研究、利用微生物时,需用无菌技术培养获取纯种微生物,并对其进行计数或保存。下列有关叙述正确的是(  )
A.用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值高
B.平板划线操作中,灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数
C.高压蒸汽灭菌后,打开排气阀,待压力表指针降至“0”后开盖取物
D.获得纯种微生物后,利用涂布平板法接种至斜面培养基上,进行低温保存
答案 B
解析 用稀释涂布平板法进行微生物计数时,由于两个或多个细菌常形成一个菌落,因此结果往往比实际值低,A错误;平板划线法接种时第一次划线前与每次划线后都需要灼烧灭菌,因此灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数,B正确;高压蒸汽灭菌后,待压力表指针降至“0”后打开排气阀,开盖取物,C错误;获得纯种微生物后,利用划线分离法接种至斜面培养基上,进行低温保存,D错误。
4.为获得优良的发酵食品,实验室在三支试管中培养了酵母菌、醋酸菌、乳酸菌。图中甲、乙、丙三支试管的菌种(试管内深色区域表示菌种存在的位置)及其发酵食品对应正确的是(  )
A.甲试管:醋酸菌——泡菜;乙试管:乳酸菌——果酒;丙试管:酵母菌——果醋
B.甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:乳酸菌——泡菜;丙试管:酵母菌——果酒
C.甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:酵母菌——果酒;丙试管:乳酸菌——泡菜
D.甲试管:酵母菌——果酒;乙试管:醋酸菌——果醋;丙试管:乳酸菌——泡菜
答案 B
解析 参与果醋制作的菌种是醋酸菌,为好氧菌,在试管的上层,对应甲试管;参与泡菜制作的菌种是乳酸菌,为厌氧菌,在试管的底层,对应乙试管;参与果酒制作的菌种是酵母菌,为兼性厌氧菌,在试管的各个部分都有分布,对应丙试管。A、C、D错误、B正确。
5.黑啤因其营养成分丰富、口感纯正,备受人们青睐,享有“黑牛奶”的美誉。黑啤的酿造工艺流程如下图。相关叙述错误的是(  )
A.不同品种的啤酒特性与酵母菌的品种密切相关
B.麦汁煮沸的主要目的是杀菌和终止相关酶的作用
C.发酵过程中发酵液的密度有所减小、pH有所降低
D.罐装前通常采用巴氏消毒法杀死啤酒中全部微生物
答案 D
解析 不同种类的酵母具有不同的发酵能力和风味特点,A正确;麦汁煮沸的主要目的是使淀粉酶失活,终止酶的进一步作用,并对糖浆杀菌,B正确;发酵程度的加深,培养基中的营养成分逐渐被消耗,培养液中营养成分的浓度降低,其液体密度自然就下降了,由于发酵过程中细胞呼吸会产生CO2,溶于发酵液会降低发酵液的pH,C正确;罐装前用巴氏消毒法杀死啤酒中大多数微生物,延长它的保存期,D错误。
6.在实验室培养微生物,需要人为地为微生物提供适宜的营养和环境条件。下列关于培养基配制的说法正确的是(  )
A.培养基中需要碳源、氮源、水和无机盐齐全
B.培养基中必须添加琼脂
C.培养基制备中均需调节pH至酸性
D.无论哪种培养基均需要灭菌
答案 D
解析 培养固氮微生物时,培养基中可以不添加氮源,A错误;只有配制固体(或半固体)培养基时才需要添加琼脂,B错误;适宜的pH是微生物生长的必需条件,因此配制过程中需要调节pH,培养霉菌时一般需要将pH调至酸性,培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,C错误;培养基均需要灭菌,D正确。
7.中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题,研究者对组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理(如图),以期获得性状优良的突变株。下列叙述错误的是(  )
A.组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生不定向突变
B.过程①在接种前,外植体常用无水乙醇和氯化汞溶液消毒
C.②③④过程添加的植物激素浓度和比例不相同
D.筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术生产药用成分
答案 B
解析 植物组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生突变,但突变是不定向的,A正确;消毒通常使用体积分数为70%的酒精,不用无水乙醇,B错误;②③④过程添加的植物激素种类相同,但浓度和比例不同,C正确;筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术进行细胞产物的工厂化生产,培养生产药用成分,D正确。
8.航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(  )
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
答案 B
解析 培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌,但是试剂并不都需要灭菌,如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌,否则会使其中的成分失活,A错误;培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH),B正确;心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂增殖,但增殖一定时间后会出现接触抑制,C错误;心肌细胞节律性收缩,受植物性神经的支配,是不随意的,在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动,D错误。
●生物工程的操作常常涉及下面的流程,下列说法正确的是(  )
A.若图为核移植过程,则从卵巢中获取的②卵母细胞可直接作为受体细胞和①供体细胞融合
B.若图为单克隆抗体的制备过程,需要筛选出产生所需抗体的杂交瘤细胞
C.若图为动物细胞融合过程,所获得的动物个体不可育
D.若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④具有两个亲本的全部优良性状
答案 B
解析 若图为核移植过程,在体细胞核移植过程中,应选择成熟的卵母细胞作为受体细胞,因此需要将卵母细胞培养至成熟,不是直接作为受体,A错误;若图为单克隆抗体的制备,则①和②是经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,形成融合细胞需要经过筛选,筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞,B正确;若图为动物细胞融合过程,所获得的是杂交细胞,而不能获得动物个体,C错误;若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④杂交细胞,具有两个亲本的全部遗传物质,D错误。   
●科研人员制作了某哺乳动物三个组织或细胞的基因组文库和cDNA文库,标号如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.若库A中不含甲状腺激素基因,则库B中含血红蛋白基因
B.若库C中含促甲状腺激素基因,则库D中不含胰岛素基因
C.若库E中不含任何基因,则库F中可能含有很少量的基因
D.库A和库B含有相同的基因,但这些基因的长度一般有差别
答案 B
解析 该腺体为胰岛,若库A中不含甲状腺激素基因,说明库A表示cDNA文库,则库B为基因组文库,则库B中含血红蛋白基因,A正确;垂体可以分泌促甲状腺激素,所以若库C中含促甲状腺激素基因,则库C可能是cDNA文库,也可能是基因组文库,库D中含不含胰岛素基因无法确定,B错误;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,由于基因组文库的范围一般比cDNA大,所以若库E中不含任何基因,则库E为cDNA文库,库F为基因组文库,可能含有很少量的基因,C正确;根据cDNA文库的建立过程,其基因中不含有内含子,而基因组文库中虽然有与cDNA文库相同的基因,但是其基因中含有内含子,所以,这些基因的长度一般有差别,D正确。
●动物生物反应器和研究开发重点是动物乳腺反应器,可把人体相关基因导入到哺乳动物的卵细胞中,使生出的转基因动物长大后产生的乳汁中含有人类所需要的不同蛋白质。培育作为“生物反应器”的动物涉及的现代生物技术有(  )
①基因工程 ②体外受精 ③胚胎移植 ④早期胚胎培养   
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
答案 D
解析 培育作为“生物反应器”的动物需要的技术流程为,首先将所需要的不同蛋白质的相关基因通过基因工程技术导入动物的受精卵中,该受精卵可通过体外受精获得,而后将转基因成功的受精卵经早期胚胎培养和胚胎移植,而后培育出能生产所需要的不同蛋白质的动物,该动物称为生物反应器,D正确。
●基因工程中,为方便纯化蛋白质,构建表达载体时可将目的基因序列与标签基因序列连接,表达含有标签的融合蛋白。下图为某质粒编码链(转录时的非模板链)的部分序列。下列相关叙述错误的是(  )
A.转录后的mRNA序列与图中DNA序列一致,仅T替换为U
B.若目的蛋白中只保留组氨酸标签,选择酶切位点时优先考虑NdeⅠ和XhoⅠ(或AvaⅠ)
C.若目的蛋白中保留了组氨酸标签,翻译时标签下游的基因序列不编码氨基酸
D.以组氨酸标签的基因序列为模板设计下游引物,扩增导入成功的目的基因时,获得的序列可能比预期的序列短
答案 D
解析 质粒的编码链不含内含子,与转录后的mRNA链序列一致,仅T换成U,A正确;若目的蛋白中只保留组氨酸标签,选择酶切位点时优先考虑NdeⅠ和XhoⅠ(或AvaⅠ),以去除T7标签的基因序列,同时保留NdeⅠ识别序列中对应的起始密码,B正确;标签下游TGA对应的密码子为UGA,为终止密码,不编码氨基酸,C正确;扩增导入成功的目的基因时,以组氨酸标签的基因序列为模板设计下游引物,获得的序列为目的基因序列+标签基因序列,比预期的序列长,D错误。
9.科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿,被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是:将乙肝抗原基因M导入农杆菌,然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿,体内产生了抗乙肝病毒的抗体,下列叙述错误的是(  )
A.实验用PCR技术对M基因进行扩增,需要两种引物
B.含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上
C.即使M在西红柿中成功表达,也要做个体生物学水平鉴定
D.西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存
答案 B
解析 导入前目的基因需要对M基因扩增,PCR需要两种引物结合M基因的两条链合成相应子链,A正确;含M的T-DNA插入到西红柿染色体DNA上,才能稳定存在和表达,而不是整个Ti质粒,B错误;即使M在西红柿中成功表达,也必须在个体生物学水平鉴定,来确定实际效果,C正确;西红柿种植容易,成本低且易储存,D正确。
10.凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。科学家采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造,将其第20位和第24位氨基酸改变为半胱氨酸,催化能力提高了2倍。下列叙述错误的是(  )
A.该技术需要先预期蛋白质的功能
B.该技术直接操作对象是凝乳酶基因
C.该技术可直接在体外合成凝乳酶
D.改造后的凝乳酶需进行生物功能检测
答案 C
解析 采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造之前需要先预期蛋白质的功能,A正确;蛋白质工程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改造蛋白质,故对凝乳酶进行改造技术中直接操作对象是凝乳酶基因,B正确;该技术不能直接在体外合成凝乳酶,而是对凝乳酶基因进行改造,实现对凝乳酶的改造,C错误;改造后的凝乳酶需进行生物功能检测,以确保获得预期的凝乳酶,D正确。
11.一对夫妇都是O 型血,通过“试管婴儿”技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是(  )
A.“试管婴儿”的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术
B.“试管婴儿”与“克隆动物”的原理相同,不会面临伦理问题
C.该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎
D.可将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”
答案 C
解析 试管婴儿技术不涉及细胞核移植技术,A错误;“试管婴儿”属于有性生殖,而“克隆动物”属于无性生殖,两者原理不同,且两者均会面临伦理问题,B错误;分析题意可知,“异源嵌合体”是指身体中存在来自不同受精卵的细胞群,一对夫妇都是O 型血,却生下一个A型血的孩子,据此推测该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎,被吸收的早期胚胎含有A型血相关基因,C正确;内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,而滋养层发育为胎膜和胎盘,在现有技术条件下,无法将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”,D错误。
12.鱼茶味酸而微咸,富含多种必需氨基酸。鱼茶的发酵菌群主要是乳酸菌,如图是某同学绘制的鱼茶发酵过程中各菌种数量及发酵液pH的变化曲线。下列叙述错误的是(  )
A.与制作传统泡菜类似,鱼茶发酵也无需严格灭菌
B.鱼茶发酵初期,各菌种的种间关系主要是种间竞争
C.利用显微镜直接计数可快速直观检测微生物数量
D.醋酸菌和酵母菌消失的原因都是因为氧气已耗尽
答案 D
解析 传统泡菜制作和鱼茶发酵过程都是传统发酵过程,一般利用的是自然条件下的微生物,不需要严格灭菌,A正确;由图可以看出,醋酸菌、酵母菌和乳酸菌的数量在发生变化,醋酸菌和酵母菌的数量呈先上升后下降趋势,而乳酸菌的含量呈上升趋势,据此推测鱼茶发酵初期各菌种的种间关系主要是种间竞争,B正确;显微镜直接计数可利用血细胞计数板等快速观察并统计微生物的数量,C正确;酵母菌可进行无氧呼吸,消失的原因是养料耗尽、代谢废物积累等,D错误。
13.单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体,但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.体外受精前应将卵母细胞培养至MⅠ中期
B.建立的单倍体胚胎干细胞中只含一条性染色体X或Y
C.上述过程涉及动物细胞培养、体外受精和核移植等操作
D.理论上可用物质激活卵母细胞完成MⅡ实现由①直接转变为④
答案 C
解析 外受精前应将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期,A错误;精子中含有的性染色体为X染色体或Y染色体,卵细胞中含有的性染色体为X染色体,由图可知,在建立单倍体胚胎干细胞过程中,是去除雄原核,所以获得的单倍体干细胞中含有的性染色体是X染色体,而不含Y染色体,B错误;由图可知,在培养单倍体胚胎干细胞的过程中,首先发生体外受精,然后通过核移植去除雄原核,再对去除雄原核的细胞进行培养,C正确;激活卵母细胞完成MⅡ得到的是卵细胞和极体,二者都不具备分裂能力,所以不能得到单倍体胚胎干细胞,D错误。
14.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是(  )
A.将预冷酒精加入上清液后,出现的白色丝状物为粗提取的DNA
B.鉴定DNA时应将丝状物直接加到二苯胺试剂中进行水浴加热
C.将扩增得到的PCR产物与不含指示剂的电泳缓冲液混合,注入加样孔
D.在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小、构象等有关
答案 B
解析 DNA不容易酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,因此将预冷酒精加入上清液后,出现的白色丝状物为粗提取的DNA,A正确;鉴定DNA时,应先将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂并进行沸水浴,B错误;琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中不含指示剂,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在紫外灯下被检测出来,C正确;DNA分子在凝胶中的迁移速率除了与DNA分子大小、构象等有关外,还与凝胶的浓度有关,D正确。
15.图甲为培育转基因生物时选用的载体,图乙是含有目的基因的一段DNA序列,图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述错误的是(  )
A.若通过PCR技术提取该目的基因,应该选用引物甲和引物丙
B.构建表达载体时应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶以及DNA连接酶
C.若将基因表达载体导入大肠杆菌中,需用Ca2+处理大肠杆菌
D.只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞
答案 D
解析 根据乙图引物引导子链延伸的方向可知,若用PCR技术提取该目的基因,所用的引物组成为图乙中引物甲和引物丙,A正确;选择的限制酶应在目的基因两端和质粒上存在识别位点,BamHⅠ会使2种抗性基因都被破坏,同时为防止目的基因和质粒自身环化,应选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割,B正确;将目的基因导入大肠杆菌细胞中,需要用Ca2+处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,C正确;由于选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶,破坏了氨苄青霉素抗性基因,但没有破坏四环素抗性基因,因此应该先用含四环素的培养基筛选出含有基因表达载体和普通质粒的大肠杆菌,再用含氨苄青霉素的培养基筛选含基因表达载体重组质粒的大肠杆菌,D错误。
16.融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,从而将不同来源的任意DNA片段连接起来。其原理如图所示,据图分析错误的是(  )
A.上述过程中使用的引物P2和P3的碱基需要完全互补配对
B.设计引物的目的是为了能够从其3′端开始连接脱氧核苷酸
C.融合PCR的第一步两条链重叠部位可互为另一条链的引物
D.若融合PCR的第二步获得128个融合基因,理论上该过程消耗了254个引物
答案 A
解析 上述过程中使用的引物P2和P3的碱基不需要完全互补配对,只需要与DNA的两条模板链的两端互补配对即可,A错误;引物为一段核苷酸,引物与DNA模板链结合后,能够从其3′端开始连接脱氧核苷酸,开始子链的合成,B正确;结合图示可知,融合PCR的第一步两条链重叠部位即互补配对,可互为另一条链的引物,C正确;若融合PCR的第二步获得了128个融合基因,引物数目和新合成的子链数目相同,即该过程消耗了128×2-2=254(个)引物,D正确。
二、非选择题(共4小题,共52分)
17.(13分)吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关。某研究小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,开展以下探究实验。选取苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH为3.5~4,操作流程如下图。回答下列问题:
(1)步骤②的操作是________________,根据题意,本实验选用的接种方法是________________。
(2)制备步骤③中的培养基,配方中应含有水、无机盐、氮源、________,接种后的平板应放在恒温培养箱中________培养。
(3)每隔24 h统计一次菌落数目,待菌落数目稳定时统计的菌落数往往比活菌的实际数目少的原因是____________________________________________。同时,可根据________对不同菌种进行初步鉴定,其原因是__________________________
______________________________________________________________________。
(4)统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因_________________________________________
_____________________________________________________________(答2点)。
(5)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位
2 cm的部分可安全食用的结论,还需要进一步补充检测_____________________。
答案 (1)梯度稀释(等比稀释) 稀释涂布平板法 (2)碳源 倒置
(3)两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 菌落特征 不同菌种形成的菌落特征存在差异 (4)细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长;青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长
(5)检测上述区域中微生物产生的毒素含量
解析 (1)题图可知,本实验接种前有稀释步骤,故该实验选用的接种方法是稀释涂布平板法,步骤②是梯度稀释(等比稀释)。(2)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐;为防止水滴滴落后污染培养基,接种后的平板应放在恒温培养箱中倒置培养。
(3)稀释涂布平板法统计菌落数目时,由于两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故统计的菌落数往往比活菌的实际数目少;不同菌种形成的菌落特征存在差异,在步骤③中,可根据菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等)对不同菌种进行初步鉴定。(4)统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少,原因可能是:细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长;由于青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长,故青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。(5)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,为了安全起见,还需要检测上述区域中微生物产生的毒素含量。
18.(12分)不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题。
注:X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂; 碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
(1)过程①中需将植物组织经________后接种于 MS 培养基上诱导________过程,产生愈伤组织。
(2)过程②中将愈伤组织加入________________酶液去壁,离心后弃去上清液,加入洗液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是________________________。对红豆杉和柴胡原生质体进行的 A、B 处理分别为________________。
(3)采用二乙酸荧光素(FDA) 法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此应选择________的原生质体用于融合。
(4)过程③常用的化学试剂是____________________,经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。
(5)过程④中,再分化阶段所用培养基需含有植物激素X 和 Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况不同。当植物激素X 多Y少时,未分化细胞群将分化出芽,则植物激素X的名称是____________。
(6)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA 分子标记鉴定,结果如下:
后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12, 形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
由表可知,后代植株中________类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源亲本________的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据是_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案 (1)消毒 脱分化 (2)纤维素酶、果胶酶 去除原生质体上残留的酶液 X射线、碘乙酰胺 (3)有荧光 (4)PEG/聚乙二醇
(5)细胞分裂素 (6)乙 柴胡 甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的 DNA 片段
解析 (1)植物组织培养之前需要对外植体进行消毒,之后诱导脱分化形成愈伤组织。(2)原生质体为去除了植物细胞壁后的结构,要获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞;为了去除原生质体上残留的酶液需要加入洗液多次洗涤后获得原生质体;要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体需要X射线照射,柴胡是受体需要碘乙酰胺处理。(3)根据题干信息可知,荧光的强度与原生质体的活力呈正相关,因此应选择发荧光的原生质体用于融合。(4)诱导原生质体融合常用的化学方法有聚乙二醇融合法;X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂,杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。(5)在植物组织培养中,生长素/细胞分裂素比例高时有利于根的分化,比例低时有利于芽的分化,比例适中促进愈伤组织的形成,因此植物激素X的名称是细胞分裂素。(6)根据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉DNA片段,说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,红豆杉亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。
19.(12分)EV71是引发手足口病的一种人肠道病毒。为制备抗EV71的单克隆抗体,科研人员用小鼠进行实验。
(1)将EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2作为________分别注射到3组小鼠体内,引发小鼠机体的________免疫,产生相应的抗体。
(2)多次免疫后,分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小鼠血清,测定抗体与抗原的结合强度,结果如图所示。EV71免疫的小鼠血清抗体________(填“是”或“不是”)单一抗体,判断依据是_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)在制备单克隆抗体过程中,需要利用的技术有动物细胞融合和____________,常用的诱导动物细胞融合的生物法是________________,化学试剂是________________。
(4)双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如下图:
①固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中,酶标抗体的作用是_____________________________
______________________________________________________________________。
②研究人员获得三种抗EV71单克隆抗体,分别记为A、B、C,为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法,科研人员需要进行________组实验,检测并比较各组实验的产物量。
答案 (1)抗原 体液 (2)不是 EV71免疫的小鼠血清可以结合EV71、VP1和VP2多种抗原 (3)动物细胞培养 灭活病毒诱导法 聚乙二醇(PEG) (4)与待测抗原结合;酶催化检测底物反应,可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量 6
解析 (1)EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2一般可作为抗原;能够引发小鼠机体发生体液免疫,从而产生相应的抗体。(2)分析柱形图可知,EV71免疫的小鼠血清可以与EV71、VP1和VP2多种抗原相结合,由此说明EV71免疫的小鼠血清抗体不是单一抗体。(3)制备单克隆抗体的过程需要利用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养。常用的诱导动物细胞融合的生物法是灭活病毒诱导法,化学试剂是聚乙二醇(PEG)。(4)分析题干可知双抗体夹心法是常用的定量检测抗原的方法,从图中可以发现固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,由此可见在该检测方法中,酶标抗体的作用是与待测抗原结合,另外通过酶催化检测底物反应,可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量。分析可知双抗体夹心法需要任意选择两种抗体,现有A、B、C三种抗体,若用“固定抗体/酶标抗体”的方式来表示,应有A/B,B/A,A/C,C/A,B/C,C/B这6种组合,因此科研人员需要进行6组实验,检测并比较各组实验的产物量。
●下图1是QuickChange定点突变技术及副反应的示意图,其中的F和R代表引物,其上含有突变的碱基序列。请回答下列问题。
(1)图中PCR反应体系进行时,除需要加入引物F和引物R、原始质粒、缓冲液外,还需加入的物质有________________。
(2)已知DpnⅠ酶是一种限制酶,能特异性识别腺嘌呤甲基化的GATC序列。由图可知,在原始质粒上有________(填“0”“1”或“很多”)个DpnⅠ酶的切割位点。为成功获得带缺刻突变质粒,应对来自大肠杆菌的原始质粒进行的处理是______________________________________________________________________。
(3)图中的DH5a细胞是处于________的大肠杆菌,对带缺刻突变质粒进行修复时需要添加____________酶。图中副反应发生的原因是新链退火时,两条新链互补配对,互为复制的____________,扩增出非目的片段。该技术除了图示副反应外,还存在的不足是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)研究人员对QuickChange定点突变技术进行了改进,在两个PCR体系中分别加入单引物F或R,具体过程下图2。
   
①单引物PCR1过程中,假设原始质粒有n个,每循环一次产生________个双链DNA,循环30次需要________个引物F。
②与QuickChange定点突变技术相比,单引物PCR除了能解决第(3)问中的不足,还存在的优点是________________________。
答案 (1)dNTP、Taq酶 (2)很多 使原始质粒中的GATC序列的腺嘌呤甲基化
(3)感受态 DNA连接 模板和引物 引物F和引物R会互补配对,导致PCR产物减少
(4)n 30n 不需要DpnⅠ酶解过程
解析 (1)图中PCR反应体系进行时,除需要加入引物F和引物R、原始质粒、缓冲液外,还需加入的物质有四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)和热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)。(2)已知DpnⅠ酶是一种限制酶,能特异性识别腺嘌呤甲基化的GATC序列。由图可知,在原始质粒上有“很多”个DpnⅠ酶的切割位点。为成功获得带缺刻突变质粒,应对来自大肠杆菌的原始质粒进行甲基化处理,即使原始质粒中的GATC序列的腺嘌呤甲基化,这样可以避免原始质粒上相关基因的表达。
(3)图中的DH5a细胞是处于感受态的大肠杆菌,对带缺刻突变质粒进行修复时需要添加DNA连接酶,这样才能获得完整的质粒。图中副反应发生的原因是新链退火时,两条新链互补配对,互为复制的模板和引物,扩增出非目的片段。该技术除了图示副反应外,还会因为引物F和引物R的互补配对,导致PCR产物减少。(4)①单引物PCR1过程中,假设原始质粒有n个,每循环一次产生n个双链DNA,循环30次需要30n个引物F。②与QuickChange定点突变技术相比,单引物PCR除了能解决第(3)问中的不足,还具有的明显优势是能获得纯度较高的突变质粒和原始质粒,同时不需要经过DpnⅠ酶解过程。
20.(15分)黄瓜花叶病毒能感染多种植物,对烟草的危害尤其严重。病毒的Cu-4基因表达所形成的蛋白是子代病毒形成和释放的关键蛋白。研究人员利用农杆菌转化法获得能表达Cu-4基因反义RNA的转基因烟草,反义RNA与Cu-4基因转录获得的mRNA互补结合形成双链RNA,阻止了mRNA的翻译,从而获得了抵抗该病毒的能力。在Cu-4基因(A链是模板链)一侧连接了带有细菌启动子的四环素抗性基因(在植物细胞该基因会被完整切除),如图1所示。图2是Ti质粒相关基因图谱。
备注:
Cu-4基因长度为300 bp,tetr基因长度为500 bp。Ⅰ-Ⅵ是四种引物。
LB和RB是T-DNA的界,EcoRⅠ和XhoⅠ是两种限制,切割后形成的黏性末端不互补。
P35S和TRBC是仅在植物细胞中发挥功能的启动子和终止子。tetr和ampr分别是四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。所用农杆菌不具有氨苄青霉素、四环素和潮霉素抗性。
(1)人工合成如图1所示的DNA片段后,利用引物组合________(A.引物Ⅰ和Ⅳ;B.引物Ⅱ和Ⅲ;C.引物Ⅰ和Ⅲ;D.引物Ⅱ和Ⅵ)进行PCR扩增,为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,在引物的5′端分别添加________________酶的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有________的培养基进行筛选。
(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是________________________________________。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,其中潮霉素的作用是____________。
(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度________的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中。
(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。研究人员发现将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中可降低基因漂移发生的风险,原理是___________________________________________________。
答案 (1)B XhoⅠ和EcoRⅠ 四环素 (2)增加叶片伤口数量,提高农杆菌侵染成功率 去除农杆菌 (3)300 bp (4)基因漂变常通过传粉过程进行,而受精过程中,雄配子只有细胞核基因传递给了下一代,细胞质基因并未传给下一代(即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代)
解析 (1)人工合成如图1所示的DNA片段,该片段中含带有细菌启动子的四环素抗性基因,为了扩增图示的片段,又因为子链的延伸发生在引物的3′端,且引物与模板链进行反向连接,因此该过程中利用的引物组合为引物Ⅱ和Ⅲ进行PCR扩增,B正确;为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,且能起到促进B链转录的作用,因而需在引物的5′端分别添加XhoⅠ和EcoRⅠ酶的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有四环素的培养基进行筛选,因为重组质粒中含有四环素抗性基因。(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是增加叶片伤口数量,增加植物产生的酚类物质,进而提高农杆菌侵染的成功率。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,由于农杆菌对潮霉素没有抗性,因而其中潮霉素起到了去除农杆菌的作用。(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度300 bp的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中,因为题中显示Cu-4基因的长度为300 bp。(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。转基因作物的安全问题主要表现在通过传粉过程将目的基因转移到近缘物种,进而表现基因污染,而研究人员将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中之后,会使得转基因作物产生的精子或花粉中不含有目的基因,因为精子中几乎不含有质基因,因而可降低基因漂移发生的风险,即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代。模块检测卷(二)
(时间:75分钟 满分:100分) 
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的)
1.下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,下列叙述正确的是 (  )
成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示剂 琼脂
含量/g 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000 mL
根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
蛋白胨可为目标微生物提供氮源
该培养基也可用来筛选土壤中的尿素分解菌
该培养基的制备流程为灭菌→加入琼脂→倒平板
2.某同学用白萝卜制作泡菜后,想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡菜汁样品,划线接种于一定NaCl浓度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是 (  )
筛选得到的微生物不一定是乳酸菌
培养基pH偏碱性
泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
若采用涂布接种所用的菌浓度应控制在30~300个/mL
3.人们在研究、利用微生物时,需用无菌技术培养获取纯种微生物,并对其进行计数或保存。下列有关叙述正确的是 (  )
用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值高
平板划线操作中,灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数
高压蒸汽灭菌后,打开排气阀,待压力表指针降至“0”后开盖取物
获得纯种微生物后,利用涂布平板法接种至斜面培养基上,进行低温保存
4.为获得优良的发酵食品,实验室在三支试管中培养了酵母菌、醋酸菌、乳酸菌。如图中甲、乙、丙三支试管的菌种(试管内深色区域表示菌种存在的位置)及其发酵食品对应正确的是 (  )
甲试管:醋酸菌——泡菜;乙试管:乳酸菌——果酒;丙试管:酵母菌——果醋
甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:乳酸菌——泡菜;丙试管:酵母菌——果酒
甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:酵母菌——果酒;丙试管:乳酸菌——泡菜
甲试管:酵母菌——果酒;乙试管:醋酸菌——果醋;丙试管:乳酸菌——泡菜
5.黑啤因其营养成分丰富、口感纯正,备受人们青睐,享有“黑牛奶”的美誉。黑啤的酿造工艺流程如下图。相关叙述错误的是 (  )
不同品种的啤酒特性与酵母菌的品种密切相关
麦汁煮沸的主要目的是杀菌和终止相关酶的作用
发酵过程中发酵液的密度有所减小、pH有所降低
罐装前通常采用巴氏消毒法杀死啤酒中全部微生物
6.在实验室培养微生物,需要人为地为微生物提供适宜的营养和环境条件。下列关于培养基配制的说法正确的是 (  )
培养基中需要碳源、氮源、水和无机盐齐全
培养基中必须添加琼脂
培养基制备中均需调节pH至酸性
无论哪种培养基均需要灭菌
7.中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题,研究者对组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理(如图),以期获得性状优良的突变株。下列叙述错误的是 (  )
组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生不定向突变
过程①在接种前,外植体常用无水乙醇和氯化汞溶液消毒
②③④过程添加的植物激素浓度和比例不相同
筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术生产药用成分
8.航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是 (  )
培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
9.科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿,被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是:将乙肝抗原基因M导入农杆菌,然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿,体内产生了抗乙肝病毒的抗体,下列叙述错误的是 (  )
实验用PCR技术对M基因进行扩增,需要两种引物
含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上
即使M在西红柿中成功表达,也要做个体生物学水平鉴定
西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存
10.凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。科学家采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造,将其第20位和第24位氨基酸改变为半胱氨酸,催化能力提高了2倍。下列叙述错误的是 (  )
该技术需要先预期蛋白质的功能
该技术直接操作对象是凝乳酶基因
该技术可直接在体外合成凝乳酶
改造后的凝乳酶需进行生物功能检测
11.一对夫妇都是O 型血,通过“试管婴儿”技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是 (  )
“试管婴儿”的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术
“试管婴儿”与“克隆动物”的原理相同,不会面临伦理问题
该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎
可将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”
12.鱼茶味酸而微咸,富含多种必需氨基酸。鱼茶的发酵菌群主要是乳酸菌,如图是某同学绘制的鱼茶发酵过程中各菌种数量及发酵液pH的变化曲线。下列叙述错误的是 (  )
与制作传统泡菜类似,鱼茶发酵也无需严格灭菌
鱼茶发酵初期,各菌种的种间关系主要是种间竞争
利用显微镜直接计数可快速直观检测微生物数量
醋酸菌和酵母菌消失的原因都是因为氧气已耗尽
13.单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体,但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如图所示。下列叙述正确的是 (  )
体外受精前应将卵母细胞培养至MⅠ中期
建立的单倍体胚胎干细胞中只含一条性染色体X或Y
上述过程涉及动物细胞培养、体外受精和核移植等操作
理论上可用物质激活卵母细胞完成MⅡ实现由①直接转变为④
14.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是 (  )
将预冷酒精加入上清液后,出现的白色丝状物为粗提取的DNA
鉴定DNA时应将丝状物直接加到二苯胺试剂中进行水浴加热
将扩增得到的PCR产物与不含指示剂的电泳缓冲液混合,注入加样孔
在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小、构象等有关
15.图甲为培育转基因生物时选用的载体,图乙是含有目的基因的一段DNA序列,图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述错误的是 (  )
若通过PCR技术提取该目的基因,应该选用引物甲和引物丙
构建表达载体时应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶以及DNA连接酶
若将基因表达载体导入大肠杆菌中,需用Ca2+处理大肠杆菌
只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞
16.融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,从而将不同来源的任意DNA片段连接起来。其原理如图所示,据图分析错误的是 (  )
上述过程中使用的引物P2和P3的碱基需要完全互补配对
设计引物的目的是为了能够从其3'端开始连接脱氧核苷酸
融合PCR的第一步两条链重叠部位可互为另一条链的引物
若融合PCR的第二步获得128个融合基因,理论上该过程消耗了254个引物
二、非选择题(共4小题,共52分)
17.(13分)吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关。某研究小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,开展以下探究实验。选取苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH为3.5~4,操作流程如下图。回答下列问题:
(1)(2分)步骤②的操作是        ,根据题意,本实验选用的接种方法是      。
(2)(2分)制备步骤③中的培养基,配方中应含有水、无机盐、氮源、    ,接种后的平板应放在恒温培养箱中    培养。
(3)(4分)每隔24 h统计一次菌落数目,待菌落数目稳定时统计的菌落数往往比活菌的实际数目少的原因是                      。同时,可根据    对不同菌种进行初步鉴定,其原因是                         。
(4)(2分)统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因                    (答2点)。
(5)(3分)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,还需要进一步补充检测                。
18.(12分)不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题。
注:X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂; 碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
(1)(2分)过程①中需将植物组织经    后接种于 MS 培养基上诱导    过程,产生愈伤组织。
(2)(3分)过程②中将愈伤组织加入        酶液去壁,离心后弃去上清液,加入洗液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是            。对红豆杉和柴胡原生质体进行的 A、B 处理分别为        。
(3)(1分)采用二乙酸荧光素(FDA) 法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此应选择    的原生质体用于融合。
(4)(1分)过程③常用的化学试剂是          ,经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。
(5)(2分)过程④中,再分化阶段所用培养基需含有植物激素X 和 Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况不同。当植物激素X 多Y少时,未分化细胞群将分化出芽,则植物激素X的名称是      。
(6)(3分)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA 分子标记鉴定,结果如下:
后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
由表可知,后代植株中    类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源亲本    的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据是            
            。
19.(12分)EV71是引发手足口病的一种人肠道病毒。为制备抗EV71的单克隆抗体,科研人员用小鼠进行实验。
(1)(2分)将EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2作为    分别注射到3组小鼠体内,引发小鼠机体的    免疫,产生相应的抗体。
(2)(2分)多次免疫后,分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小鼠血清,测定抗体与抗原的结合强度,结果如图所示。EV71免疫的小鼠血清抗体    (填“是”或“不是”)单一抗体,判断依据是                         。
(3)(4分)在制备单克隆抗体过程中,需要利用的技术有动物细胞融合和      ,常用的诱导动物细胞融合的生物法是        ,化学试剂是        。
(4)(4分)双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如下图:
①固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中,酶标抗体的作用是                        。
②研究人员获得三种抗EV71单克隆抗体,分别记为A、B、C,为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法,科研人员需要进行    组实验,检测并比较各组实验的产物量。
20.(15分)黄瓜花叶病毒能感染多种植物,对烟草的危害尤其严重。病毒的Cu-4基因表达所形成的蛋白是子代病毒形成和释放的关键蛋白。研究人员利用农杆菌转化法获得能表达Cu-4基因反义RNA的转基因烟草,反义RNA与Cu-4基因转录获得的mRNA互补结合形成双链RNA,阻止了mRNA的翻译,从而获得了抵抗该病毒的能力。在Cu-4基因(A链是模板链)一侧连接了带有细菌启动子的四环素抗性基因(在植物细胞该基因会被完整切除),如图1所示。图2是Ti质粒相关基因图谱。
备注:
Cu-4基因长度为300 bp,tetr基因长度为500 bp。Ⅰ-Ⅵ是四种引物。
LB和RB是T-DNA的界,EcoRⅠ和XhoⅠ是两种限制,切割后形成的黏性末端不互补。
P35S和TRBC是仅在植物细胞中发挥功能的启动子和终止子。tetr和ampr分别是四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。所用农杆菌不具有氨苄青霉素、四环素和潮霉素抗性。
(1)(6分)人工合成如图1所示的DNA片段后,利用引物组合    (A.引物Ⅰ和Ⅳ;B.引物Ⅱ和Ⅲ;C.引物Ⅰ和Ⅲ;D.引物Ⅱ和Ⅵ)进行PCR扩增,为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,在引物的5'端分别添加        酶的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有    的培养基进行筛选。
(2)(4分)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是                    。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,其中潮霉素的作用是      。
(3)(2分)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度    的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中。
(4)(3分)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。研究人员发现将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中可降低基因漂移发生的风险,原理是                        。 (共81张PPT)
模块检测卷(二)
B
一、选择题(共16小题,每小题3分,共48分,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。)
1.下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,下列叙述正确的是(  )
01
02
03
04
05
06
07
08
类题
类题
类题
类题
09
12
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成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示剂 琼脂
含量/g 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000 mL
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A.根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B.蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C.该培养基也可用来筛选土壤中的尿素分解菌
D.该培养基的制备流程为灭菌→加入琼脂→倒平板
解析:从配方上看,该培养基有琼脂,因此为固体培养基,A错误;
蛋白胨(含有蛋白质成分等)可为目标微生物主要提供氮源,B正确;
若要筛选出土壤中的尿素分解菌,需要以尿素作为唯一氮源,需要将蛋白胨改为尿素才能用来筛选土壤中的尿素分解菌,C错误;
该培养基的制备流程为加入琼脂→灭菌→倒平板,D错误。
2.某同学用白萝卜制作泡菜后,想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡菜汁样品,划线接种于一定NaCl浓度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是(  )
A.筛选得到的微生物不一定是乳酸菌
B.培养基pH偏碱性
C.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
D.若采用涂布接种所用的菌浓度应控制在30~300个/mL
A
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解析:参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等,所以分离得到的微生物除了乳酸菌,还会有其他耐高盐的微生物,A正确;
大多数细菌生长的最适pH为7.2~7.6,这是因为细菌新陈代谢所必需的酶需要在一定的pH内才能有效发挥。乳酸菌为细菌,培养基pH需调至中性或弱碱性,B错误;
平板划线接种时不需要稀释,C错误;
涂布用的菌液体积为0.1 mL,培养皿中菌落数要求在30~300个,则涂布用的菌浓度应控制在300 ~3 000个/mL,D错误。
3.人们在研究、利用微生物时,需用无菌技术培养获取纯种微生物,并对其进行计数或保存。下列有关叙述正确的是(  )
A.用稀释涂布平板法进行微生物计数时,结果往往比实际值高
B.平板划线操作中,灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数
C.高压蒸汽灭菌后,打开排气阀,待压力表指针降至“0”后开盖取物
D.获得纯种微生物后,利用涂布平板法接种至斜面培养基上,进行低温保存
B
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解析:用稀释涂布平板法进行微生物计数时,由于两个或多个细菌常形成一个菌落,因此结果往往比实际值低,A错误;
平板划线法接种时第一次划线前与每次划线后都需要灼烧灭菌,因此灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数,B正确;
高压蒸汽灭菌后,待压力表指针降至“0”后打开排气阀,开盖取物,C错误;
获得纯种微生物后,利用划线分离法接种至斜面培养基上,进行低温保存,D错误。
4.为获得优良的发酵食品,实验室在三支试管中培养了酵母菌、醋酸菌、乳酸菌。图中甲、乙、丙三支试管的菌种(试管内深色区域表示菌种存在的位置)及其发酵食品对应正确的是(  )
A.甲试管:醋酸菌——泡菜;乙试管:乳酸菌——
果酒;丙试管:酵母菌——果醋
B.甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:乳酸菌——
泡菜;丙试管:酵母菌——果酒
C.甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:酵母菌——果酒;丙试管:乳酸菌——泡菜
D.甲试管:酵母菌——果酒;乙试管:醋酸菌——果醋;丙试管:乳酸菌——泡菜
B
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解析:参与果醋制作的菌种是醋酸菌,为好氧菌,在试管的上层,对应甲试管;参与泡菜制作的菌种是乳酸菌,为厌氧菌,在试管的底层,对应乙试管;参与果酒制作的菌种是酵母菌,为兼性厌氧菌,在试管的各个部分都有分布,对应丙试管。A、C、D错误、B正确。
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A.甲试管:醋酸菌——泡菜;乙试管:乳酸菌——果酒;丙试管:酵母菌——果醋
B.甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:乳酸菌——泡菜;丙试管:酵母菌——果酒
C.甲试管:醋酸菌——果醋;乙试管:酵母菌——果酒;丙试管:乳酸菌——泡菜
D.甲试管:酵母菌——果酒;乙试管:醋酸菌——果醋;丙试管:乳酸菌——泡菜
5.黑啤因其营养成分丰富、口感纯正,备受人们青睐,享有“黑牛奶”的美誉。黑啤的酿造工艺流程如下图。相关叙述错误的是(  )
A.不同品种的啤酒特性与酵母菌的品种密切相关
B.麦汁煮沸的主要目的是杀菌和终止相关酶的作用
C.发酵过程中发酵液的密度有所减小、pH有所降低
D.罐装前通常采用巴氏消毒法杀死啤酒中全部微生物
D
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解析:不同种类的酵母具有不同的发酵能力和风味特点,A正确;
麦汁煮沸的主要目的是使淀粉酶失活,终止酶的进一步作用,并对糖浆杀菌,B正确;
发酵程度的加深,培养基中的营养成分逐渐被消耗,培养液中营养成分的浓度降低,其液体密度自然就下降了,由于发酵过程中细胞呼吸会产生CO2,溶于发酵液会降低发酵液的pH,C正确;
罐装前用巴氏消毒法杀死啤酒中大多数微生物,延长它的保存期,D错误。
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A.不同品种的啤酒特性与酵母菌的品种密切相关
B.麦汁煮沸的主要目的是杀菌和终止相关酶的作用
C.发酵过程中发酵液的密度有所减小、pH有所降低
D.罐装前通常采用巴氏消毒法杀死啤酒中全部微生物
6.在实验室培养微生物,需要人为地为微生物提供适宜的营养和环境条件。下列关于培养基配制的说法正确的是(  )
A.培养基中需要碳源、氮源、水和无机盐齐全
B.培养基中必须添加琼脂
C.培养基制备中均需调节pH至酸性
D.无论哪种培养基均需要灭菌
D
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解析:培养固氮微生物时,培养基中可以不添加氮源,A错误;
只有配制固体(或半固体)培养基时才需要添加琼脂,B错误;
适宜的pH是微生物生长的必需条件,因此配制过程中需要调节pH,培养霉菌时一般需要将pH调至酸性,培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,C错误;
培养基均需要灭菌,D正确。
7.中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题,研究者对组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理(如图),以期获得性状优良的突变株。下列叙述错误的是(  )
A.组织培养过程中细胞分裂旺盛,
辐射处理易发生不定向突变
B.过程①在接种前,外植体常用
无水乙醇和氯化汞溶液消毒
C.②③④过程添加的植物激素浓度和比例不相同
D.筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术生产药用成分
B
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解析:植物组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生突变,但突变是不定向的,A正确;
消毒通常使用体积分数为70%的酒精,不用无水乙醇,B错误;
②③④过程添加的植物激素种类相同,但浓度和比例不同,C正确;
筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术进行细胞产物的工厂化生产,培养生产药用成分,D正确。
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A.组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生不定向突变
B.过程①在接种前,外植体常用无水乙醇和氯化汞溶液消毒
C.②③④过程添加的植物激素浓度和比例不相同
D.筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术生产药用成分
8.航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(  )
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
B
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解析:培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌,但是试剂并不都需要灭菌,如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌,否则会使其中的成分失活,A错误;
培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH),B正确;
心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂增殖,但增殖一定时间后会出现接触抑制,C错误;
心肌细胞节律性收缩,受植物性神经的支配,是不随意的,在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动,D错误。
●生物工程的操作常常涉及下面的流程,下列说法正确的是(  )
A.若图为核移植过程,则从卵巢中获取的②卵母
细胞可直接作为受体细胞和①供体细胞融合
B.若图为单克隆抗体的制备过程,需要筛选出产
生所需抗体的杂交瘤细胞
C.若图为动物细胞融合过程,所获得的动物个体不可育
D.若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④具有两个亲本的全部优良性状
B
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解析:若图为核移植过程,在体细胞核移植过程中,应选择成熟的卵母细胞作为受体细胞,因此需要将卵母细胞培养至成熟,不是直接作为受体,A错误;
若图为单克隆抗体的制备,则①和②是经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,形成融合细胞需要经过筛选,筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞,B正确;
若图为动物细胞融合过程,所获得的是杂交细胞,而不能获得动物个体,C错误;
若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④杂交细胞,具有两个亲本的全部遗传物质,D错误。   
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A.若图为核移植过程,则从卵巢中获取的②卵母细胞可直接作为受体细胞和①供体细胞融合
B.若图为单克隆抗体的制备过程,需要筛选出产生所需抗体的杂交瘤细胞
C.若图为动物细胞融合过程,所获得的动物个体不可育
D.若图为植物体细胞杂交过程,则形成的④具有两个亲本的全部优良性状
●科研人员制作了某哺乳动物三个组织或细胞的基因组文库和cDNA文库,标号如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.若库A中不含甲状腺激素基因,则库B中含血红
蛋白基因
B.若库C中含促甲状腺激素基因,则库D中不含胰
岛素基因
C.若库E中不含任何基因,则库F中可能含有很少量的基因
D.库A和库B含有相同的基因,但这些基因的长度一般有差别
B
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解析:该腺体为胰岛,若库A中不含甲状腺激素基因,说明库A表示cDNA文库,则库B为基因组文库,则库B中含血红蛋白基因,A正确;
垂体可以分泌促甲状腺激素,所以若库C中含促甲状腺激素基因,则库C可能是cDNA文库,也可能是基因组文库,库D中含不含胰岛素基因无法确定,B错误;
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,由于基因组文库的范围一般比cDNA大,所以若库E中不含任何基因,则库E为cDNA文库,库F为基因组文库,可能含有很少量的基因,C正确;
根据cDNA文库的建立过程,其基因中不含有内含子,而基因组文库中虽然有与cDNA文库相同的基因,但是其基因中含有内含子,所以,这些基因的长度一般有差别,D正确。
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A.若库A中不含甲状腺激素基因,则库B中含血红蛋白基因
B.若库C中含促甲状腺激素基因,则库D中不含胰岛素基因
C.若库E中不含任何基因,则库F中可能含有很少量的基因
D.库A和库B含有相同的基因,但这些基因的长度一般有差别
●动物生物反应器和研究开发重点是动物乳腺反应器,可把人体相关基因导入到哺乳动物的卵细胞中,使生出的转基因动物长大后产生的乳汁中含有人类所需要的不同蛋白质。培育作为“生物反应器”的动物涉及的现代生物技术有(  )
①基因工程 ②体外受精 ③胚胎移植 ④早期胚胎培养   
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
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解析:培育作为“生物反应器”的动物需要的技术流程为,首先将所需要的不同蛋白质的相关基因通过基因工程技术导入动物的受精卵中,该受精卵可通过体外受精获得,而后将转基因成功的受精卵经早期胚胎培养和胚胎移植,而后培育出能生产所需要的不同蛋白质的动物,该动物称为生物反应器,D正确。
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●基因工程中,为方便纯化蛋白质,构建表达载体时可将目的基因序列与标签基因序列连接,表达含有标签的融合蛋白。下图为某质粒编码链(转录时的非模板链)的部分序列。下列相关叙述错误的是(  )
A.转录后的mRNA序列
与图中DNA序列一致,
仅T替换为U
B.若目的蛋白中只保
留组氨酸标签,选择
酶切位点时优先考虑
NdeⅠ和XhoⅠ(或AvaⅠ)
C.若目的蛋白中保留了组氨酸标签,翻译时标签下游的基因序列不编码氨基酸
D.以组氨酸标签的基因序列为模板设计下游引物,扩增导入成功的目的基因时,获得的序列可能比预期的序列短
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解析:质粒的编码链不含内含子,与转录后的mRNA链序列一致,仅T换成U,A正确;
若目的蛋白中只保留组氨酸标签,选择酶切位点时优先考虑NdeⅠ和XhoⅠ(或AvaⅠ),以去除T7标签的基因序列,同时保留NdeⅠ识别序列中对应的起始密码,B正确;
标签下游TGA对应的密码子为UGA,为终止密码,不编码氨基酸,C正确;
扩增导入成功的目的基因时,以组氨酸标签的基因序列为模板设计下游引物,获得的序列为目的基因序列+标签基因序列,比预期的序列长,D错误。
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A.转录后的mRNA序列与图中DNA序列一致,仅T替换为U
B.若目的蛋白中只保留组氨酸标签,选择酶切位点时优先考虑NdeⅠ和XhoⅠ(或AvaⅠ)
C.若目的蛋白中保留了组氨酸标签,翻译时标签下游的基因序列不编码氨基酸
D.以组氨酸标签的基因序列为模板设计下游引物,扩增导入成功的目的基因时,获得的序列可能比预期的序列短
9.科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿,被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是:将乙肝抗原基因M导入农杆菌,然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿,体内产生了抗乙肝病毒的抗体,下列叙述错误的是(  )
A.实验用PCR技术对M基因进行扩增,需要两种引物
B.含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上
C.即使M在西红柿中成功表达,也要做个体生物学水平鉴定
D.西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存
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解析:导入前目的基因需要对M基因扩增,PCR需要两种引物结合M基因的两条链合成相应子链,A正确;
含M的T-DNA插入到西红柿染色体DNA上,才能稳定存在和表达,而不是整个Ti质粒,B错误;
即使M在西红柿中成功表达,也必须在个体生物学水平鉴定,来确定实际效果,C正确;
西红柿种植容易,成本低且易储存,D正确。
10.凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。科学家采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造,将其第20位和第24位氨基酸改变为半胱氨酸,催化能力提高了2倍。下列叙述错误的是(  )
A.该技术需要先预期蛋白质的功能
B.该技术直接操作对象是凝乳酶基因
C.该技术可直接在体外合成凝乳酶
D.改造后的凝乳酶需进行生物功能检测
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解析:采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造之前需要先预期蛋白质的功能,A正确;
蛋白质工程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改造蛋白质,故对凝乳酶进行改造技术中直接操作对象是凝乳酶基因,B正确;
该技术不能直接在体外合成凝乳酶,而是对凝乳酶基因进行改造,实现对凝乳酶的改造,C错误;
改造后的凝乳酶需进行生物功能检测,以确保获得预期的凝乳酶,D正确。
11.一对夫妇都是O 型血,通过“试管婴儿”技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是(  )
A.“试管婴儿”的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术
B.“试管婴儿”与“克隆动物”的原理相同,不会面临伦理问题
C.该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎
D.可将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”
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解析:试管婴儿技术不涉及细胞核移植技术,A错误;
“试管婴儿”属于有性生殖,而“克隆动物”属于无性生殖,两者原理不同,且两者均会面临伦理问题,B错误;
分析题意可知,“异源嵌合体”是指身体中存在来自不同受精卵的细胞群,一对夫妇都是O 型血,却生下一个A型血的孩子,据此推测该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎,被吸收的早期胚胎含有A型血相关基因,C正确;
内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,而滋养层发育为胎膜和胎盘,在现有技术条件下,无法将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”,D错误。
12.鱼茶味酸而微咸,富含多种必需氨基酸。鱼茶的发酵菌群主要是乳酸菌,如图是某同学绘制的鱼茶发酵过程中各菌种数量及发酵液pH的变化曲线。下列叙述错误的是(  )
A.与制作传统泡菜类似,鱼茶发酵也
无需严格灭菌
B.鱼茶发酵初期,各菌种的种间关系
主要是种间竞争
C.利用显微镜直接计数可快速直观检测微生物数量
D.醋酸菌和酵母菌消失的原因都是因为氧气已耗尽
D
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A.与制作传统泡菜类似,鱼茶发酵也无需严格灭菌
B.鱼茶发酵初期,各菌种的种间关系主要是种间竞争
C.利用显微镜直接计数可快速直观检测微生物数量
D.醋酸菌和酵母菌消失的原因都是因为氧气已耗尽
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解析:传统泡菜制作和鱼茶发酵过程都是传统发酵过程,一般利用的是自然条件下的微生物,不需要严格灭菌,A正确;
由图可以看出,醋酸菌、酵母菌和乳酸菌的数量在发生变化,醋酸菌和酵母菌的数量呈先上升后下降趋势,而乳酸菌的含量呈上升趋势,据此推测鱼茶发酵初期各菌种的种间关系主要是种间竞争,B正确;
显微镜直接计数可利用血细胞计数板等快速观察并统计微生物的数量,C正确;
酵母菌可进行无氧呼吸,消失的原因是养料耗尽、代谢废物积累等,D错误。
13.单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体,但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.体外受精前应将卵母细胞培养至MⅠ中期
B.建立的单倍体胚胎干细胞中只含一条性染
色体X或Y
C.上述过程涉及动物细胞培养、体外受精和
核移植等操作
D.理论上可用物质激活卵母细胞完成MⅡ实现由①直接转变为④
C
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解析:外受精前应将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期,A错误;
精子中含有的性染色体为X染色体或Y染色体,卵细胞中含有的性染色体为X染色体,由图可知,在建立单倍体胚胎干细胞过程中,是去除雄原核,所以获得的单倍体干细胞中含有的性染色体是X染色体,而不含Y染色体,B错误;
由图可知,在培养单倍体胚胎干细胞的过程中,首先发生体外受精,然后通过核移植去除雄原核,再对去除雄原核的细胞进行培养,C正确;
激活卵母细胞完成MⅡ得到的是卵细胞和极体,二者都不具备分裂能力,所以不能得到单倍体胚胎干细胞,D错误。
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A.体外受精前应将卵母细胞培养至MⅠ中期
B.建立的单倍体胚胎干细胞中只含一条性染色体X或Y
C.上述过程涉及动物细胞培养、体外受精和核移植等操作
D.理论上可用物质激活卵母细胞完成MⅡ实现由①直接转变为④
14.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是(  )
A.将预冷酒精加入上清液后,出现的白色丝状物为粗提取的DNA
B.鉴定DNA时应将丝状物直接加到二苯胺试剂中进行水浴加热
C.将扩增得到的PCR产物与不含指示剂的电泳缓冲液混合,注入加样孔
D.在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小、构象等有关
B
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解析:DNA不容易酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,因此将预冷酒精加入上清液后,出现的白色丝状物为粗提取的DNA,A正确;
鉴定DNA时,应先将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂并进行沸水浴,B错误;
琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中不含指示剂,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在紫外灯下被检测出来,C正确;
DNA分子在凝胶中的迁移速率除了与DNA分子大小、构象等有关外,还与凝胶的浓度有关,D正确。
15.图甲为培育转基因生物时选用的载体,图乙是含有目的基因的一段DNA序列,图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述错误的是(  )
A.若通过PCR技术提取该目的基因,
应该选用引物甲和引物丙
B.构建表达载体时应选用BclⅠ和
HindⅢ这两种限制酶以及DNA连
接酶
C.若将基因表达载体导入大肠杆菌中,需用Ca2+处理大肠杆菌
D.只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞
D
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解析:根据乙图引物引导子链延伸的方向可知,若用PCR技术提取该目的基因,所用的引物组成为图乙中引物甲和引物丙,A正确;
选择的限制酶应在目的基因两端和质粒上存在识别位点,BamHⅠ会使2种抗性基因都被破坏,同时为防止目的基因和质粒自身环化,应选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割,B正确;
将目的基因导入大肠杆菌细胞中,需要用Ca2+处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,C正确;
由于选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶,破坏了氨苄青霉素抗性基因,但没有破坏四环素抗性基因,因此应该先用含四环素的培养基筛选出含有基因表达载体和普通质粒的大肠杆菌,再用含氨苄青霉素的培养基筛选含基因表达载体重组质粒的大肠杆菌,D错误。
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A.若通过PCR技术提取该目的基因,应该选用引物甲和引物丙
B.构建表达载体时应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶以及DNA连接酶
C.若将基因表达载体导入大肠杆菌中,需用Ca2+处理大肠杆菌
D.只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞
16.融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,从而将不同来源的任意DNA片段连接起来。其原理如图所示,据图分析错误的是(  )
A.上述过程中使用的引物P2和P3的碱基
需要完全互补配对
B.设计引物的目的是为了能够从其3′端
开始连接脱氧核苷酸
C.融合PCR的第一步两条链重叠部位可
互为另一条链的引物
D.若融合PCR的第二步获得128个融合基因,理论上该过程消耗了254个引物
A
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解析:上述过程中使用的引物P2和P3的碱基不需要完全互补配对,只需要与DNA的两条模板链的两端互补配对即可,A错误;
引物为一段核苷酸,引物与DNA模板链结合后,能够从其3′端开始连接脱氧核苷酸,开始子链的合成,B正确;
结合图示可知,融合PCR的第一步两条链重叠部位即互补配对,可互为另一条链的引物,C正确;
若融合PCR的第二步获得了128个融合基因,引物数目和新合成的子链数目相同,即该过程消耗了128×2-2=254(个)引物,D正确。
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A.上述过程中使用的引物P2和P3的碱基需要完全互补配对
B.设计引物的目的是为了能够从其3′端开始连接脱氧核苷酸
C.融合PCR的第一步两条链重叠部位可互为另一条链的引物
D.若融合PCR的第二步获得128个融合基因,理论上该过程消耗了254个引物
二、非选择题(共4小题,共52分)
17.(13分)吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关。某研究小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,开展以下探究实验。选取苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH为3.5~4,操作流程如下图。回答下列问题:
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(1)步骤②的操作是___________________,根据题意,本实验选用的接种方法是________________。
(2)制备步骤③中的培养基,配方中应含有水、无机盐、氮源、________,接种后的平板应放在恒温培养箱中________培养。
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梯度稀释(等比稀释)
稀释涂布平板法
碳源
倒置
(3)每隔24 h统计一次菌落数目,待菌落数目稳定时统计的菌落数往往比活菌的实际数目少的原因是___________________________________________________。同时,可根据______________对不同菌种进行初步鉴定,其原因是_____________________________________________________________________。
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两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
菌落特征
不同菌种形成的菌落特征存在差异
(4)统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因_______________________________________
_____________________________________________________________(答2点)。
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细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果
呈酸性,不适合细菌生长;青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长
(5)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位
2 cm的部分可安全食用的结论,还需要进一步补充检测_____________________
______________。
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检测上述区域中微生物
产生的毒素含量
解析:(1)题图可知,本实验接种前有稀释步骤,故该实验选用的接种方法是稀释涂布平板法,步骤②是梯度稀释(等比稀释)。
(2)虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐;为防止水滴滴落后污染培养基,接种后的平板应放在恒温培养箱中倒置培养。
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(3)稀释涂布平板法统计菌落数目时,由于两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故统计的菌落数往往比活菌的实际数目少;不同菌种形成的菌落特征存在差异,在步骤③中,可根据菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等)对不同菌种进行初步鉴定。
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(4)统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少,原因可能是:细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长;由于青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长,故青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。
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(5)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,为了安全起见,还需要检测上述区域中微生物产生的毒素含量。
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18.(12分)不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题。
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注:X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂; 碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
(1)过程①中需将植物组织经________后接种于 MS 培养基上诱导________过程,产生愈伤组织。
(2)过程②中将愈伤组织加入________________酶液去壁,离心后弃去上清液,加入洗液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是________________________。对红豆杉和柴胡原生质体进行的 A、B 处理分别为________________。
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消毒
脱分化
纤维素酶、果胶酶
去除原生质体上残留的酶液
X射线、碘乙酰胺
(3)采用二乙酸荧光素(FDA) 法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此应选择________的原生质体用于融合。
(4)过程③常用的化学试剂是_______________,经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。
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有荧光
PEG/聚乙二醇
(5)过程④中,再分化阶段所用培养基需含有植物激素X 和 Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况不同。当植物激素X 多Y少时,未分化细胞群将分化出芽,则植物激素X的名称是____________。
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细胞分裂素
(6)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA 分子标记鉴定,结果如下:
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后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12, 形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
由表可知,后代植株中________类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源亲本________的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据是_________________________________________
_____________________________________________________________________。
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柴胡
甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的
染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的 DNA 片段
解析:(1)植物组织培养之前需要对外植体进行消毒,之后诱导脱分化形成愈伤组织。
(2)原生质体为去除了植物细胞壁后的结构,要获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞;为了去除原生质体上残留的酶液需要加入洗液多次洗涤后获得原生质体;要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体需要X射线照射,柴胡是受体需要碘乙酰胺处理。
(3)根据题干信息可知,荧光的强度与原生质体的活力呈正相关,因此应选择发荧光的原生质体用于融合。
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(4)诱导原生质体融合常用的化学方法有聚乙二醇融合法;X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂,杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。
(5)在植物组织培养中,生长素/细胞分裂素比例高时有利于根的分化,比例低时有利于芽的分化,比例适中促进愈伤组织的形成,因此植物激素X的名称是细胞分裂素。
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(6)根据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉DNA片段,说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,红豆杉亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。
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19.(12分)EV71是引发手足口病的一种人肠道病毒。为制备抗EV71的单克隆抗体,科研人员用小鼠进行实验。
(1)将EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2作为________分别注射到3组小鼠体内,引发小鼠机体的________免疫,产生相应的抗体。
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抗原
体液
(2)多次免疫后,分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小鼠血清,测定抗体与抗原的结合强度,结果如图所示。EV71免疫的小鼠血清抗体________(填“是”或“不是”)单一抗体,判断依据是________________________________________
___________________________。
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不是
EV71免疫的小鼠血清可以结合EV71、VP1
和VP2多种抗原
(3)在制备单克隆抗体过程中,需要利用的技术有动物细胞融合和____________,常用的诱导动物细胞融合的生物法是________________,化学试剂是________________。
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动物细胞培养
灭活病毒诱导法
聚乙二醇(PEG)
(4)双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如下图:
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①固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中,酶标抗体的作用是_________________________
_____________________________________________________________________。
②研究人员获得三种抗EV71单克隆抗体,分别记为A、B、C,为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法,科研人员需要进行________组实验,检测并比较各组实验的产物量。
与待测抗原结合;酶催化
检测底物反应,可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量
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解析:(1)EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2一般可作为抗原;能够引发小鼠机体发生体液免疫,从而产生相应的抗体。
(2)分析柱形图可知,EV71免疫的小鼠血清可以与EV71、VP1和VP2多种抗原相结合,由此说明EV71免疫的小鼠血清抗体不是单一抗体。
(3)制备单克隆抗体的过程需要利用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养。常用的诱导动物细胞融合的生物法是灭活病毒诱导法,化学试剂是聚乙二醇(PEG)。
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(4)分析题干可知双抗体夹心法是常用的定量检测抗原的方法,从图中可以发现固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,由此可见在该检测方法中,酶标抗体的作用是与待测抗原结合,另外通过酶催化检测底物反应,可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量。分析可知双抗体夹心法需要任意选择两种抗体,现有A、B、C三种抗体,若用“固定抗体/酶标抗体”的方式来表示,应有A/B,B/A,A/C,C/A,B/C,C/B这6种组合,因此科研人员需要进行6组实验,检测并比较各组实验的产物量。
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●如图1是QuickChange定点突变技术及副反应的示意图,其中的F和R代表引物,其上含有突变的碱基序列。请回答下列问题。
(1)图中PCR反应体系进行时,除需要加入引物F和引物R、原始质粒、缓冲液外,还需加入的物质有________________。
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dNTP、Taq酶
(2)已知DpnⅠ酶是一种限制酶,能特异性识别腺嘌呤甲基化的GATC序列。由图可知,在原始质粒上有________(填“0”“1”或“很多”)个DpnⅠ酶的切割位点。为成功获得带缺刻突变质粒,应对来自大肠杆菌的原始质粒进行的处理是_____________________
__________________________________。
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很多
使原始质粒中的GATC
序列的腺嘌呤甲基化
(3)图中的DH5a细胞是处于________的大肠杆菌,对带缺刻突变质粒进行修复时需要添加____________酶。图中副反应发生的原因是新链退火时,两条新链互补配对,互为复制的____________,扩增出非目的片段。该技术除了图示副反应外,还存在的不足是_____________________________
________________________________。
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感受态
DNA连接
模板和引物
引物F和引物R会互补配对,
导致PCR产物减少
(4)研究人员对QuickChange定点突变技术进行了改进,在两个PCR体系中分别加入单引物F或R,具体过程如图2。
①单引物PCR1过程中,假设原始质粒有n个,每循环一次产生________个双链DNA,循环30次需要________个引物F。
②与QuickChange定点突变技术相比,单引物PCR除了能解决第(3)问中的不足,还存在的优点是________________________。
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n
30n
不需要DpnⅠ酶解过程
解析:(1)图中PCR反应体系进行时,除需要加入引物F和引物R、原始质粒、缓冲液外,还需加入的物质有四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)和热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)。
(2)已知DpnⅠ酶是一种限制酶,能特异性识别腺嘌呤甲基化的GATC序列。由图可知,在原始质粒上有“很多”个DpnⅠ酶的切割位点。为成功获得带缺刻突变质粒,应对来自大肠杆菌的原始质粒进行甲基化处理,即使原始质粒中的GATC序列的腺嘌呤甲基化,这样可以避免原始质粒上相关基因的表达。
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(3)图中的DH5a细胞是处于感受态的大肠杆菌,对带缺刻突变质粒进行修复时需要添加DNA连接酶,这样才能获得完整的质粒。图中副反应发生的原因是新链退火时,两条新链互补配对,互为复制的模板和引物,扩增出非目的片段。该技术除了图示副反应外,还会因为引物F和引物R的互补配对,导致PCR产物减少。
(4)①单引物PCR1过程中,假设原始质粒有n个,每循环一次产生n个双链DNA,循环30次需要30n个引物F。②与QuickChange定点突变技术相比,单引物PCR除了能解决第(3)问中的不足,还具有的明显优势是能获得纯度较高的突变质粒和原始质粒,同时不需要经过DpnⅠ酶解过程。
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20.(15分)黄瓜花叶病毒能感染多种植物,对烟草的危害尤其严重。病毒的Cu-4基因表达所形成的蛋白是子代病毒形成和释放的关键蛋白。研究人员利用农杆菌转化法获得能表达Cu-4基因反义RNA的转基因烟草,反义RNA与Cu-4基因转录获得的mRNA互补结合形成双链RNA,阻止了mRNA的翻译,从而获得了抵抗该病毒的能力。在Cu-4基因(A链是模板链)一侧连接了带有细菌启动子的四环素抗性基因(在植物细胞该基因会被完整切除),如图1所示。图2是Ti质粒相关基因图谱。
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备注:
Cu-4基因长度为300 bp,tetr基因长度为500 bp。Ⅰ-Ⅵ是四种引物。
LB和RB是T-DNA的界,EcoRⅠ和XhoⅠ是两种限制,切割后形成的黏性末端不互补。
P35S和TRBC是仅在植物细胞中发挥功能的启动子和终止子。tetr和ampr分别是四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。所用农杆菌不具有氨苄青霉素、四环素和潮霉素抗性。
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(1)人工合成如图1所示的DNA片段后,利用引物组合________(A.引物Ⅰ和Ⅳ;B.引物Ⅱ和Ⅲ;C.引物Ⅰ和Ⅲ;D.引物Ⅱ和Ⅵ)进行PCR扩增,为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,在引物的5′端分别添加________________酶的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有________的培养基进行筛选。
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B
XhoⅠ和EcoRⅠ
四环素
(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是________________________________________。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,其中潮霉素的作用是____________。
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增加叶片伤口数量,提高农杆菌侵染成功率
去除农杆菌
(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度________的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中。
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300 bp
(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。研究人员发现将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中可降低基因漂移发生的风险,原理是_____________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________ 。
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基因漂变常通过传粉过程进行,而受精过程中,雄配子只有细胞核基因传递给了下一代,细胞质基因并未传给下一代(即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代)
解析:(1)人工合成如图1所示的DNA片段,该片段中含带有细菌启动子的四环素抗性基因,为了扩增图示的片段,又因为子链的延伸发生在引物的3′端,且引物与模板链进行反向连接,因此该过程中利用的引物组合为引物Ⅱ和Ⅲ进行PCR扩增,B正确;为使图1所示的DNA片段能与载体正确连接,且能起到促进B链转录的作用,因而需在引物的5′端分别添加XhoⅠ和EcoRⅠ酶的识别序列,将Ti质粒导入农杆菌后,可使用含有四环素的培养基进行筛选,因为重组质粒中含有四环素抗性基因。
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(2)在将农杆菌接种在烟草叶片前用砂纸轻微摩擦烟草叶片,目的是增加叶片伤口数量,增加植物产生的酚类物质,进而提高农杆菌侵染的成功率。接种一段时间后,将烟草叶片酶解,获取分散的叶肉细胞。将叶肉细胞培养在含有潮霉素的培养基中扩增培养,由于农杆菌对潮霉素没有抗性,因而其中潮霉素起到了去除农杆菌的作用。
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(3)提取叶肉细胞的总DNA,酶切后用相应的PCR引物进行扩增,电泳后若观察到长度300 bp的片段,则说明所需的基因导入植物细胞中,因为题中显示Cu-4基因的长度为300 bp。
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(4)将具有黄瓜花叶病毒抗性的烟草进行自然种植时,需考虑转基因作物的安全性问题。转基因作物的安全问题主要表现在通过传粉过程将目的基因转移到近缘物种,进而表现基因污染,而研究人员将目的基因转移到植物细胞线粒体或叶绿体中之后,会使得转基因作物产生的精子或花粉中不含有目的基因,因为精子中几乎不含有质基因,因而可降低基因漂移发生的风险,即细胞质基因不能通过花粉或精子传递给下一代。
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