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单元检测卷(十二)　发酵工程与细胞工程
(时间:75分钟　分值:100分)
一、选择题:每小题3分,16小题,共48分。在所给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。
1.(2025·山西阳泉期末)张九龄有诗云:红泥乍擘绿蚁浮,玉盌才倾黄蜜剖。寥寥数语生动描绘了色香味俱全的客家米酒。客家米酒的特点之一是甜腻入口,这与其酿酒过程使用的甜酒曲有关,甜酒曲主要含有根霉、毛霉和酵母菌等微生物。下列有关酿酒过程的叙述,错误的是(　　)
A.若酿制的米酒呈酸味,可能与长期封闭酿酒容器有关
B.酵母菌在密闭酿酒容器内初期种群数量呈近似“J”形增长
C.客家人用稻草为酿酒容器“保暖”,主要目的是为了促进酵母菌增殖
D.根霉、毛霉与酵母菌构成竞争关系,应控制酒曲中各种微生物的比例
2.(2025·河南摸底)中药双向发酵技术是以含有活性成分的中草药作为发酵的药性基质,以有益的药用真菌作为发酵的菌种。药用真菌在药性基质上的生长过程中,通过一系列复杂的代谢反应过程产生新的活性成分和生理功能。下列有关叙述错误的是(　　)
A.中药基质为真菌提供生长需要的碳源、氮源等养分
B.优良药用真菌可通过诱变育种或基因工程育种获得
C.发酵产品中新的活性成分可能是真菌的某代谢产物
D.温度、通气状况等环境条件不影响发酵产品的药效
3.(2025·江西联考)黄瓜枯萎病是由尖镰孢菌引起的。研究表明,芽孢杆菌能产生几丁质酶等物质分解尖镰孢菌的细胞壁而被广泛用于黄瓜枯萎病的防治。实验室对抑菌率在69%以上的3株芽孢杆菌进行复筛,结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.该实验的对照组设置是平板上只接种芽孢杆菌
B.实验结果表明N2菌株抑制尖镰孢菌的效果最好
C.挑选出抑制效果最强的菌株后,需要对其进行纯化培养
D.利用尖镰孢菌发酵生产几丁质酶等物质,可用于防治枯萎病
4.(2025·广东揭阳联考)味精的主要成分是谷氨酸钠,其生产工艺流程如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A.谷氨酸棒状杆菌的主要碳源、氮源分别是淀粉、尿素
B.谷氨酸棒状杆菌的呼吸方式和乳酸菌相同
C.发酵过程中应控制发酵液的pH 为弱碱性或中性
D.发酵结束后的发酵液经过滤、离心、纯化、结晶可得到味精
5.(2025·云南昆明联考)嗜盐单胞菌是一类嗜盐好氧微生物,能够在高pH、高盐和高温等极端条件下生长,可利用餐厨垃圾等多种碳源发酵生产高分子聚酯(PHA)。PHA具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性等许多优良性能。下列说法错误的是(　　)
A.使用嗜盐单胞菌发酵可建立抗杂菌污染的开放式发酵系统
B.实验室用嗜盐单胞菌生产PHA时需要提供无氧等发酵条件
C.可采用分离和提纯等方法将PHA从发酵液中分离出来
D.利用嗜盐单胞菌生产PHA有利于对自然环境的保护
6.(2024·江苏南通海安模拟)抗体—药物偶联物(ADC)由单克隆抗体、高效“弹头”药物以及接头三部分构成,能特异性识别肿瘤细胞,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列有关说法错误的是(　　)
A.单克隆抗体的制备需要将免疫后的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.ADC中抗体发挥靶向运输作用,药物发挥治疗效应
C.ADC通过抗体与受体特异性结合后,以主动运输方式进入肿瘤细胞
D.抑制细胞内信息传递或细胞分裂的药物可以作为“弹头”
7.(2025·云南文山联考)植物细胞悬浮培养是将植物细胞或较小的细胞团悬浮在液体培养基中进行培养,在培养过程中能够保持良好的分散状态。这些小的细胞团通常来自植物的愈伤组织,下列叙述正确的是(　　)
A.接种过程中是将已分化的愈伤组织转接到灭菌的培养液中
B.培养液中蔗糖能为植物细胞提供营养并维持一定的渗透压
C.培养过程中需要间断地光照有利于植物细胞进行光合作用
D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物需要培育出胚状体
8.(2025·重庆沙坪坝联考)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到广泛应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养红豆杉细胞并获取紫杉醇(如图)。下列叙述错误的是(　　)
A.选择根尖组织为材料与其细胞分裂能力强,易于诱导形成愈伤组织有关
B.①②不能体现植物细胞具有全能性
C.愈伤组织来源的单个细胞不能进行光合作用,故培养液中应添加牛肉膏、蛋白胨等有机碳源
D.大规模培养高产细胞群时,应向培养液中通入无菌空气
9.(2025·湖南长沙联考)霉豆腐渣的原料是加工豆腐或豆浆后剩下的“副”产品——豆腐渣。采用传统发酵的办法,利用毛霉糖化淀粉和分解大豆蛋白的能力对豆腐渣进行加工,大致过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.将豆腐渣烘干的主要目的是灭菌
B.拌霉即接种,与家庭酿制葡萄酒一样,都采用自然接种的方法
C.图中“ ”处的条件是密封无氧
D.在发酵过程中,豆腐渣中的蛋白质被分解成甘油和氨基酸
10.(2025·重庆摸底)嗜热菌可以在高温环境中生存,其产生的淀粉酶最适温度较高。筛选能产生耐高温淀粉酶的嗜热菌过程如图1所示,其中Ⅰ号培养基用碘液处理的结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A.甲、乙主要是梯度稀释,②是用稀释涂布平板法进行接种
B.图2中淀粉是唯一碳源,周围不显蓝色的菌落含有所需菌种
C.用接种环挑菌在Ⅱ号表面数次划线后培养可分离得到单菌落
D.丙中无琼脂,接种后放入适宜的较高温度培养箱中扩大培养
11.(2025·重庆开学考)我国研究人员经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示,①~⑧表示过程,该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。下列说法错误的是(　　)
A.过程①用含血清的液体培养基,置于95%空气和5%CO2培养箱中培养
B.过程②表示的卵母细胞去核,实际去除的是纺锤体—染色体复合物
C.可用 Ca2+载体或乙醇激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
D.代孕母猴分娩的食蟹猴性状表现与提供卵母细胞的雌性食蟹猴无关
12.(2025·河南开学考)水牛克隆技术在农业领域中的应用主要是针对水牛的繁殖、育种及经济价值方面。其基本流程包括体细胞的采集、受体卵母细胞的获得和去核、体细胞核的移植、细胞融合和激活、重构胚的培养与发育、胚胎移植等步骤。下列相关叙述正确的是(　　)
A.克隆动物与试管动物的生殖方式均为无性生殖
B.卵母细胞的去核方法有梯度离心、Ca2+载体等
C.进行胚胎移植前需对受体母牛进行同期发情处理
D.该过程涉及多项技术,如体外受精、核移植技术等
13.(2025·福建漳州联考)乳腺癌细胞的HER2蛋白是正常组织中的100倍以上,可作为理想的肿瘤治疗靶标。科研人员通过接头将抗HER2抗体与细胞毒素结合,制备出ADC来治疗乳腺癌。ADC的作用机制如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.HER2蛋白不是乳腺癌细胞膜上特有的蛋白
B.可运用动物细胞培养和动物细胞融合技术制备抗HER2抗体
C.ADC被溶酶体酶降解,释放出抗体和细胞毒素使乳腺癌细胞凋亡
D.荧光标记的抗HER2单克隆抗体可用于乳腺癌的定位诊断
14.(2025·甘肃平凉开学考)中华猕猴桃是中国所特有的一种水果,富含维生素C。为探究不同植物生长调节剂种类及浓度组合对不定芽形成的影响,科研人员分别以中华猕猴桃的叶片和叶柄为外植体进行了一系列相关实验,浓度组合如表所示,实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
　　NAA 6-BA　　 0.1 μg·mL-1 0.2 μg·mL-1 0.4 μg·mL-1
2.0 μg·mL-1 1 2 3
1.0 μg·mL-1 4 5 6
0.5 μg·mL-1 7 8 9
注:6-BA为细胞分裂素类生长调节剂,NAA是生长素类生长调节剂。1~9为不同的浓度组合。
A.植物组织培养依据的生物学原理是植物细胞的全能性
B.随6-BA/NAA浓度比值下降,不定芽的再生率先升高后下降
C.后续诱导生根的培养中,培养基中各成分的含量不需要做任何变化
D.作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒,然后立刻用清水清洗2~3次
15.(2024·湖北模拟)人体骨膜组织具有空间诱导定向定型生成软骨结构性组织、器官的能力,这称为空间诱导再生。科研人员基于空间诱导再生机制,利用如图所示的技术流程,成功得到耳形软骨并应用于临床实践。下列叙述错误的是(　　)
A.该项技术需要进行体外细胞培养,且需提供无菌无毒的环境
B.该项技术表明,特定的空间结构可能影响细胞的分裂和分化
C.骨膜组织定向生成软骨组织,并不能体现骨膜细胞的全能性
D.再生出的耳形软骨用于自体移植时,可以避免免疫排斥反应
16.(2025·湖南开学考)2023年我国科研团队在猪体内成功培育出人源中期肾脏,是国际首次成功实现的人源功能性实质器官异种体内再造、为解决供体器官严重短缺问题开辟了新方向。下图为器官异种体内再造基本思路,下列说法错误的是(　　)
A.诱导具有多向分化潜能人多能干细胞分化的实质是动物细胞核具有发育的全能性
B.制备诱导多能干细胞的方法是将相关因子如特定基因、特定蛋白等导入细胞
C.由于供体细胞来源于患者自体,理论上将有效避免器官移植中存在的免疫排斥问题
D.所用的模型猪应缺乏肾脏或肾脏发育基因,异种嵌合胚胎才能发育得到人源化肾脏
二、非选择题:共4小题,52分。
17.(12分)(2025·黑龙江哈尔滨摸底)雅安藏茶是一种黑茶,具有解油腻、去脂减肥、清除自由基等保健功效。藏茶初加工工序主要包括:杀青、揉捻、渥堆和干燥等。杀青是将茶叶放入260~280 ℃左右的铁锅中翻炒;随后将茶叶揉制15分钟初揉成茶坯;渥堆时将茶坯堆积到高1.5~1.7米,并覆盖上棕垫、麻袋等,堆积至茶坯叶色由暗绿变为黄褐、带有酒糟气;再次揉制5分钟左右,将茶叶置于70 ℃左右环境下烘焙干燥;随后压制成型置于适宜条件下自然陈化。
(1)(2分)杀青能快速去除茶叶中的水分,同时还能　　　　　　　　,从而减少茶叶中茶多酚等营养成分的分解。
(2)(4分)渥堆时将茶坯堆积并覆盖上棕垫、麻袋的目的是　　　　　　　　,渥堆过程会产生酒糟气,请写出相关反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)烘焙干燥工序去除茶叶中的水分,有利于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答两点)。
(4)(4分)陈化能够使藏茶具有独特的风味物质。经研究发现,风味物质的形成主要与青霉、黑曲霉和酵母菌等真菌相关,筛选计数风味物质形成相关的菌种应选用　　　　法接种。该过程往往会在培养基中添加一些乳酸,添加乳酸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
18.(12分)(2025·辽宁开学考)非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)辐照某一细胞原生质体,选择性地破坏其细胞核,使其染色体片段化并丧失再生能力;再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与另一原生质体融合,从而实现有限基因的转移,在保留亲本之一全部优良性状的同时,改良其某个不良性状。用这种方法可以将胡萝卜的抗黑腐病性状转移到烟草中,获得抗黑腐病(由真菌引起)烟草杂种植株,流程如图所示。回答下列问题:
(1)(6分)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是　　　　　　　　。与诱导动物细胞融合相比,②过程不宜采用的诱导方法是　　　　　　　　;③④过程中需添加的两种关键性植物激素是　　　　　　　　。
(2)(4分)非对称细胞融合过程中,染色体丢失的程度在同一组合不同的杂种中是不一致的,导致融合后再生后代中的　　　　数量变化很大。影响细胞融合染色体丢失程度的因素,除了紫外线还可能与　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(答两点)等有关。
(3)(2分)对杂种植株进行　　　　　　　　接种实验,可筛选出对黑腐病具有高抗性的杂种植株。
19.(14分)(2025·四川摸底)DHA有许多重要的生理功能,利用微生物发酵法生产DHA逐渐成为研究的热点。研究人员为了优化裂殖壶菌(从海洋中分离)的培养基,选择4 g/L的酵母粉、大豆蛋白胨、豆粕水解液和硫酸铵进行实验,结果如下图1。
回答下列问题:
(1)(4分)本研究中的酵母粉、大豆蛋白胨在微生物培养中的主要作用是　　　　　　　　。本实验的培养基中还需要加入　　　　　　　　。
(2)(2分)据图1分析,本实验选用酵母粉和大豆蛋白胨作为发酵生产DHA的培养基成分,原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(4分)研究人员对酵母粉和大豆蛋白胨进行进一步实验,结果如下图2和图3。与4 g/L酵母粉质量浓度时相比,高酵母粉质量浓度会对裂殖壶菌的生长和DHA的积累产生　　　　(填“抑制”或“促进”)作用。结合本实验的结果,有人认为图3的实验数据的培养条件是在酵母粉为4 g/L时,再添加大豆蛋白胨,请阐述你的观点和理由　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(4分)据图分析,研究人员进行一系列实验的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
20.(14分)(2025·重庆沙坪坝联考)某些种类癌细胞表面有高表达膜蛋白PD-L1,PD-L1能与T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞的活化,使癌细胞实现免疫逃逸。临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗。制备过程如下:
(1)(6分)将等量的纯化PD-1蛋白分别注射到4只小鼠体内,经过二次免疫后测定小鼠抗PD-1抗体的免疫效果。实验中常用半抑制浓度(IC50)评价抗体灵敏度:即取同样浓度的不同来源抗体,分别检测一半抗体被同一种抗原结合时所需抗原的最低浓度。下图为4只小鼠的血清抗体相对浓度和IC50值。
据图分析,制备抗PD-1单克隆抗体时应选择　　　　号小鼠用作细胞融合的供体,依据是　　　　　　　　　　　。取对应小鼠的脾脏细胞用　　　　　　　　试剂诱导与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
(2)(6分)一段时间后,将(1)所得细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,检测原理如下图。
①在检测时需要将PD-1蛋白固定于载体表面制成固相抗原,并加入多孔板培养槽中的　　　　(填“细胞”或“上清液”),待充分反应后洗脱。
②加入酶标抗体,一段时间后需要用洗脱液将未与　　　　　　结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后,颜色越深代表　　　　　　。
(3)(2分)选择抗体检测阳性且产量较高的杂交瘤细胞,可注射入小鼠腹腔,从　　　　　　中提取、分离抗PD-1抗体。
单元检测卷(十三)　基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
1.B　[所有的限制酶都具有专一性,不同限制酶切割产生的黏性末端可能相同,A错误;限制酶能够识别特定的DNA序列并催化磷酸二酯键的断裂,而DNA连接酶能够催化磷酸二酯键的形成,将DNA片段连接起来,B正确;限制酶识别序列越短,则相应酶切位点在DNA中出现的概率越大,因为短序列在DNA中出现的频率较高,C错误;DNA连接酶的功能是将DNA片段连接起来,而不是将游离的单个脱氧核苷酸连接成双链结构,D错误。]
2.A　[基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤,A错误;构建过程中需要将目的基因完整切割下来,此时要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ,B正确;抗卡那霉素基因是标记基因,目的是便于鉴定和筛选含有目的基因(抗原基因)的细胞,C正确;基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等,D正确。]
3.D　[通过基因改造,将使用频率较低的密码子替换,即改变了mRNA中的密码子种类,相关DNA的碱基序列发生改变,但不会出现尿嘧啶,A错误;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,由于DNA中碱基序列发生改变,则转录形成的mRNA序列也发生了改变,B错误;通过基因改造,将使用频率较低的密码子替换,不改变编码情况,相关蛋白质的氨基酸序列不变,蛋白质种类不变,C错误;密码子可编码氨基酸,该技术中将使用频率较低的密码子替换,翻译形成蛋白质的效率提高,D正确。]
4.C　[精子中保留大量的线粒体可以为精子的游动提供能量,对动物通过有性生殖繁育后代具有积极的意义,A正确;叶绿体是具有双层膜结构的细胞器,外源基因需要穿过叶绿体的外膜和内膜才能与叶绿体DNA结合,B正确;花粉细胞中通常不存在叶绿体,所以将转基因烟草的花粉授给普通烟草,产生的后代不能抗虫,C错误;叶肉细胞中有多个叶绿体,则叶绿体转化获得的抗虫基因数量多,其表达量远高于核转化的水平,有利于增加外源抗虫蛋白的含量,D正确。]
5.B　[一种生物的基因能在另一种生物细胞中表达,是因为所有生物共用一套遗传密码,即苏云金杆菌、农杆菌及棉花共用一套遗传密码,A正确;由题意“通过对Bt基因改造,将部分密码子改变为棉花偏爱的密码子”可知,由于密码子的简并,改造后的Bt基因编码的蛋白质中氨基酸序列没有发生改变,B错误;将改造后的Bt基因通过农杆菌转化法导入棉花叶圆片,需通过植物组织培养技术才能培育出转基因抗虫棉,C正确;用棉花的叶片饲喂棉铃虫,根据棉铃虫的死亡情况来确定Bt基因是否赋予棉花抗虫特性以及抗性程度,D正确。]
6.D　[转基因生产的是自然界存在的物质,但是也需要进行安全检测,A错误;我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎性别等,解决不孕夫妇的生殖问题,支持的是采用试管婴儿的技术,B错误;我国允许治疗性克隆,需要对其作有效监管和严格审查,C错误。]
7.A　[可以通过mRNA在逆转录酶的作用下构建cDNA文库,从中获取目的基因,A正确;用限制酶和DNA连接酶处理目的基因和Ti质粒,涉及碱基之间的氢键和DNA片段之间的磷酸二酯键的断裂和形成,B错误;起始密码子位于mRNA上,RNA聚合酶识别的位点是基因中的启动子,C错误;T-DNA可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上,但不能保证目的基因导入率为100%,所以农杆菌的转化不都能培育出转基因植株,D错误。]
8.A　[受精卵全能性易于表达,培育转基因动物时应选择受精卵作为受体细胞,A错误;将目的基因导入受精卵,受精卵发育为早期胚胎,早期胚胎要移植入子宫继续发育,B正确;检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA,可利用碱基互补配对的原理,用DNA分子杂交技术,C正确;转基因动物体细胞含有目的基因,故形成的配子可能含有目的基因,D正确。]
9.D　[由题可知,利用患者血液PBMC重编程为自体iPS细胞,该方法诱导获得iPS细胞的过程无须利用人类胚胎,不存在早期生命的破坏或抛弃过程,可避免伦理问题,A正确;进食后血糖升高,再生胰岛B细胞会合成和分泌胰岛素降低血糖,使血糖维持在正常范围,B正确;胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等,另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖,胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进骨骼肌细胞吸收葡萄糖并促进葡萄糖合成肌糖原,C正确;下丘脑通过自主神经支配胰岛细胞,D错误。]
10.D　[由于DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链,引物Ⅱ和Ⅲ不能作为扩增探针序列的引物,据题干信息“数量较多的非限制性引物将引导合成大量目标DNA单链”可知,若A链为所需的DNA分子探针,即目标DNA单链,则非限制性引物应选用引物Ⅳ,A错误;进行最初10个循环的目的是增加模板DNA的量,以便后期更快得到较多数量的目标DNA单链(单链DNA探针),B错误;引物越短,复性时可与模板链形成的氢键数越少,越容易被高温破坏,因此可设计较短的限制性引物与较长的非限制性引物,适当提高复性温度以避免残留限制性引物与模板结合,从而提高产物生成量,C错误;如果体系中原模板DNA的数量为a,最初10次循环产物为双链DNA分子为210×a个,其中有B链为210×a个,以这些链为模板,利用引物又进行了15次循环,每次循环生成的都是A链,不改变B链的数目,即B每次循环开始都是210×a个,15次循环每次生成A也是210×a个,故最终获得的单链探针数共为15×210a个,D正确。]
11.D　[在酶切阶段,已知序列L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列,不然会将已知序列L切断,A正确;PCR技术的操作步骤依次是高温使DNA变性、低温复性(使DNA单链与引物结合)、中温延伸,B正确;PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合,为保证延伸的是已知序列两侧的未知序列,应该选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对,C正确;PCR的扩增只需要第一次循环前加入足够的限制酶,并不需要每轮都加入,D错误。]
12.A　[由于RNA聚合酶只能识别模板链的3'端,据图可知sfp和idgS基因转录的方向是不同的,因此两基因转录的模板链不同,A正确;将sfp基因插入Ti质粒时,若使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ,则会将终止子1一同切除,故只能用BamHⅠ,将idgS基因插入Ti质粒时,若使用的限制酶是SpeⅠ、BamHⅠ会将启动子1和启动子2切掉,故应用SpeⅠ和SacⅠ,B错误;idgS基因的表达产物是蓝色翠雀花素合成酶,C错误;农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有侵染能力,D错误。]
13.C　[根据中心法则,可从鱼刺中提取mRNA进行逆转录获得cDNA,从中找到与鱼刺发育有关的基因,A正确;PCR扩增时反应体系中需加入模板(DNA的两条链)、引物(一对)、Mg2+等,B正确;利用基因编辑技术获得一条敲除基因B的杂合体少刺草鱼,与野生鱼杂交后,不能通过一代杂交不能获得遗传性状稳定的无刺鱼,C错误;养殖遗传性状稳定的无刺鱼时,若无刺鱼和野生鱼杂交,也可能将基因进行传递,可能会造成生态威胁,D正确。]
14.B　[由题可知,Cry1Ab杀虫蛋白可以和目标昆虫肠道上的特异性受休结合发挥杀虫效应,但是对稻飞虱和拟水狼蛛无害,因此说明褐飞虱和拟水狼蛛肠道内缺乏Cry1Ab受体,A正确;难以分解的物质会随着食物链不断富集,一般来说,营养级越高,生物体内的有害物质的浓度就越高,B错误;Cry1Ab水解酶会水解Cry1Ab,结合题干“Cry1Ab杀虫蛋白可通过食物链转移至褐飞虱和拟水狼蛛体内,并产生富集效应”可知,富集效应的产生和生物体内不含Cry1Ab水解酶有关,C正确;转基因产物转移到其他生物体内可能带来一定的生态风险,D正确。]
15.D　[由图pAH162-sacB可知,将sacB基因插入到pAH162上需要的限制酶是BamHⅠ、EcoRⅠ,A正确;导入重组质粒前,需用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,B正确;为保证正向连接,PCR时应在sacB基因上游引物的5'端添加BamHⅠ识别序列,在sacB基因下游引物的5'端添加EcoRⅠ识别序列,C正确;具有双重选择系统重组质粒的大肠杆菌需能在含四环素的培养基中生长,在含蔗糖的培养基中不生长,D错误。]
16.C　[PCR是一项体外扩增DNA的技术,其原理是DNA半保留复制,过程中遵循碱基互补配对原则,A正确;电泳时,产物的片段越大,迁移速率越慢,故沿电泳方向,核苷酸链长度逐渐减小,B正确;据图可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3'终端的碱基,如+ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3'终端碱基就是A,另外由于每个片段的起始点相同,但终止点不同,因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基;图示电泳结果从上→下,对应的DNA片段为长→短,则对应的DNA测序结果为3'→5',如对照个体的电泳结果最短的条带为+ddCTP泳道组的条带,则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C;因此对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3',对照个体DNA模板链序列与之互补配对,为5'-ATCACGGGTAG-3',C错误;对比患者和对照个体的测序结果可知,患者该段序列中某位点的碱基C突变为T,由于C-G、T-A配对,则患者DNA模板链该段序列中某位点的碱基G突变为A,D正确。]
17.(1)DNA的半保留复制　变性　引物4和引物5
(2)两/2/二　启动子、终止子　(3)无色物质K
(4)HSA基因在转基因植物细胞中不一定能转录和翻译
解析　(1)PCR是一项体外扩增DNA的技术,其原理是DNA的半保留复制;每个循环都包括变性(90 ℃以上)、复性(50 ℃左右)和延伸(72 ℃左右)三步,其中温度最高的步骤为变性;引物需要与模板的3'端结合,据图1分析,若要扩增出只含有内含子2和外显子3的DNA片段,应选择的引物是引物4和引物5。(2)为避免反向连接和自身环化,需要用2种限制酶对目的基因和Ti质粒进行切割;一个重组Ti质粒的组成,除图中所示(标记基因、目的基因)外,还必须包含启动子、终止子等,以保证转录的正常进行。(3)分析题意可知,报告基因表达的产物能催化无色物质K反应生成蓝色物质,故过程①除尽农杆菌后,需将植物细胞转接到含无色物质K的培养基上筛选出转化成功的细胞。(4)基因指导蛋白质的合成包括转录和翻译过程,HSA基因在转基因植物细胞中不一定能转录和翻译,故检测发现HSA基因成功导入植物受体细胞,但仍不能确定转基因水稻是否培育成功。
18.(1)耐高温的DNA聚合酶　EcoRⅠ　终止子　(2)愈伤组织　农杆菌　再分化　(3)通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA;从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质
解析　(1)PCR是根据DNA半保留复制的原理在体外进行DNA复制的技术,体外DNA复制过程中用超过90 ℃的温度处理DNA使其解旋,因此,在子链延伸过程中,4种脱氧核苷酸要在耐高温的DNA聚合酶催化作用下合成新的DNA链。依题意,酶切时,限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。XbaⅠ与HindⅢ识别序列有重叠,不符合题目要求。EcoRⅤ所切末端为平末端,连接效率低,不符合题目要求。EcoRⅠ识别序列与HindⅢ识别序列无重叠,产生的切口是黏性末端,连接效率相对平末端高。为使基因能够正常表达,基因结构的上游和下游各有启动子和终止子,因此,N和J应都为终止子。(2)为获得含蛋白X的水稻材料,首先诱导水稻种子脱分化形成愈伤组织,然后通过农杆菌的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化,再将其转接到含特定激素的培养基上,诱导其再分化形成具有根、茎、叶的完整植株。(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译),可通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA;可从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质。
19.(1)耐高温的DNA聚合　AC　(2)P3　质粒上仅有限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ各1个切割位点,切割后可能得到1个或2个DNA片段,体系中不可能存在4个不同的片段　(3)后　氯霉素　大肠杆菌在液体培养基中能更好地与氧气和其他营养物质接触,有利于其生长繁殖　(4)大肠杆菌中无内质网和高尔基体等结构,翻译所得的肽链未顺利完成加工
解析　(1)PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;引物均是5'端→3'端,且根据目的基因部分已知序列设计合成,能够与目的基因碱基互补配对,由图1可知引物序列应为5'ATTACGGATCG3',5'ACGTTAGCACG3',由目的基因需要插入载体的启动子和终止子之间,故需要的限制酶为BamHⅠ和SalⅠ,根据图2中限制酶的酶切位点可知,为使得扩增出的目的基因带有限制酶的切割序列,应选择的引物是5'……GGATCCATTACGGATCG……3',5'……GTCGACACGTTAGCACG……3',AC符合题意。(2)由图1可知,质粒上只有限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ各1个切割位点,切割后可能得到1个或2个DNA片段,体系中不可能存在4个不同的片段,可见图3中P3一定不符合要求。(3)制备含抗生素M的培养基时,应在调节pH后进行灭菌处理。图1中质粒含有氯霉素抗性基因和四环素抗性基因,而插入目的基因时,四环素抗性基因被破坏了,所以制备含抗生素M的培养基时,抗生素M是指氯霉素。大肠杆菌在液体培养基中能更好地与氧气和其他营养物质接触,有利于其生长繁殖,故通常使用液体培养基进行扩大培养,以增加符合要求的大肠杆菌数量。(4)大肠杆菌属于原核生物,体内无内质网和高尔基体等结构,翻译所得的肽链未顺利完成加工,导致成功导入基因A的大肠杆菌中,基因A顺利完成了转录和翻译,但是最终未得到所需要的蛋白A。
20.(1)显微注射　PCR　(2)①雄蚕　1/4　②4、6　3　③雄蚕　雌性个体中均含有带有Cre酶基因的W染色体,Cre酶可特异性切割T'基因,故雌性不能表达出绿色荧光蛋白而不发出荧光;F2雄性中基因型为T'ZZ或TT'ZZ的个体,因不含Cre基因,不会发生T'基因的切除,故含有T'基因的雄蚕可以表现出绿色荧光
解析　(1)将基因表达载体导入动物受精卵时常采用显微注射法;为检测目的基因是否插入了雄蚕的基因组,可以采用PCR技术。(2)①由题可知,将胚胎发育后期特异性表达的基因的启动子与Cre酶基因定点整合到W染色体上,构建了基因型为TT且特异性表达Cre酶的雌蚕品系,该品系基因型为TTZW与TT'ZZ杂合雄蚕杂交,子代基因型为TTZZ、TT'ZZ、TTZW、TT'ZW,由于Cre酶可以特异性识别LoxP位点,从而将LoxP位点间的DNA片段进行切除,TT'ZW中T'会被W染色体上的Cre酶切除,因此T'基因只能存在于雄蚕(TT'ZZ)中,会表现出绿色荧光的桑蚕(TT'ZZ)占比为1/4。②F1中筛选出TtZW的雌蚕与TT'ZZ的雄蚕进行后续杂交,F2桑蚕的基因型为TTZZ、TT'ZZ、TTZW、TT'ZW,TtZZ、T'tZZ、TtZW、T'tZW,其中T'基因片段比T基因片段长,结合以上结果,在1~6号桑蚕的早期胚胎中,可用于保持下一代品系的雄性个体是4(TTZZ)T't、6(TT'ZZ),由于T'tZW个体中T'会被W染色体上的Cre酶切除,故3号胚胎(T'tZW)可能发生停育。③雌性个体中均含有带有Cre酶基因的W染色体,Cre酶可特异性切割T'基因,故雌性不能表达出绿色荧光蛋白而不发出荧光;F2雄性中基因型为T'tZZ或TT'ZZ的个体,因不含Cre基因,不会发生T'基因的切除,故含有T'基因的雄蚕可以表现出绿色荧光,因此F2桑蚕发育为幼虫后,仍然只有雄蚕可以呈现绿色荧光。

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