1.(2024·山東濟(jì)寧二模)凱里紅酸湯是貴州省凱里地區(qū)苗族人民的傳統(tǒng)食品,使用新鮮紅辣椒、西紅柿、食鹽、料酒等材料,主要利用乳酸菌發(fā)酵而成。因它所獨(dú)具的鮮紅清香、醇酸回甜的特色,被評為中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品。下列說法正確的是( )
A.發(fā)酵液表面有一層白膜是乳酸菌大量繁殖的結(jié)果
B.為了降低雜菌污染的風(fēng)險,發(fā)酵前需要對鹽水煮沸消毒
C.腌制過程中乳酸和亞硝酸鹽的含量會先增加后減少再趨于穩(wěn)定
D.發(fā)酵過程中每隔一段時間放氣一次以排出CO2,防止發(fā)酵液溢出
答案 B
解析發(fā)酵液表面有一層白膜是酵母菌大量繁殖的結(jié)果,A項(xiàng)錯誤;發(fā)酵前需要對鹽水煮沸消毒,可降低雜菌污染的風(fēng)險,B項(xiàng)正確;腌制過程中亞硝酸鹽的含量會先增加后減少再趨于穩(wěn)定,乳酸含量不斷增加隨后趨于穩(wěn)定,C項(xiàng)錯誤;乳酸發(fā)酵過程無CO2生成,D項(xiàng)錯誤。
2.(2024·山東菏澤一模)酸奶主要是用優(yōu)質(zhì)牛奶為原料經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而成的。為從酸奶中分離出乳酸菌,現(xiàn)用無菌水將酸奶稀釋成濃度為10-1 g/mL的懸液,分別取0.1 mL稀釋液涂布在3個平板上,置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),連續(xù)6 d定時統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.制備培養(yǎng)基時,先倒平板再進(jìn)行高壓蒸汽滅菌,防止污染
B.恒溫培養(yǎng)前,需在培養(yǎng)皿底部標(biāo)明組別和培養(yǎng)日期等信息
C.連續(xù)6 d定時統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)可防止遺漏菌落
D.若平板上菌落過于密集,則需要將酸奶懸液再次稀釋重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)
答案 A
解析制備培養(yǎng)基時,先進(jìn)行高壓蒸汽滅菌再進(jìn)行倒平板操作,防止污染,A項(xiàng)錯誤;恒溫培養(yǎng)前,需在培養(yǎng)皿底部標(biāo)明組別、培養(yǎng)日期和稀釋度等,便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計和對比觀察,B項(xiàng)正確;為防止菌落數(shù)的遺漏,應(yīng)連續(xù)6 d定時觀測統(tǒng)計,C項(xiàng)正確;若平板上菌落過于密集,則需要將酸奶懸液再次稀釋重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),以保證每個平板的菌落數(shù)為30~300,D項(xiàng)正確。
3.(2024·廣東湛江二模)蛋白S為菌株C(一種細(xì)菌)的分泌產(chǎn)物,可被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化工工業(yè)。某小組通過實(shí)驗(yàn)比較不同碳源對菌體生長和蛋白S產(chǎn)量的影響,結(jié)果如表所示。下列說法正確的是( )
A.菌株C的培養(yǎng)基的pH一般要調(diào)節(jié)至酸性
B.培養(yǎng)基中碳源物質(zhì)濃度越高,菌株合成蛋白S越多
C.適合菌體生長和生產(chǎn)蛋白S的碳源均為葡萄糖
D.菌株C可能因不能合成淀粉酶而無法利用淀粉
答案 D
解析細(xì)菌的培養(yǎng)基的pH一般要調(diào)節(jié)至中性或弱堿性,A項(xiàng)錯誤。培養(yǎng)基中碳源物質(zhì)濃度過高,可能會使菌株失水死亡,B項(xiàng)錯誤。分析題表可知,以葡萄糖為碳源時,細(xì)胞干重最大,故菌株C生長的最適碳源是葡萄糖;以制糖廢液為碳源時,蛋白S產(chǎn)量最高,故用菌株C生產(chǎn)蛋白S的最適碳源是制糖廢液,C項(xiàng)錯誤。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,碳源為淀粉時菌株C幾乎不生長,說明菌株C可能因不能合成淀粉酶而無法利用淀粉,D項(xiàng)正確。
4.(2024·天津河西二模)(10分)近年來,水環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的不同程度的抗生素殘留,不僅威脅水生生物的生存,還會損害微生物的生態(tài)平衡。氧氟沙星(OFL)(化學(xué)式:C18H20FN3O4)是一種人工合成的廣譜抗菌的氟喹諾酮類藥物,某實(shí)驗(yàn)小組成功地從廢水環(huán)境樣品中分離得到能降解OFL的菌株X。篩選分離的操作過程如圖所示。回答下列問題。
(1)利用細(xì)菌處理去除廢水中的抗生素,這種方法的不足之處是 ,因此需要篩選抗生素優(yōu)勢降解菌株。
(2)篩選能夠降解OFL的菌株時,富集培養(yǎng)基中需要加入 作為唯一碳源或氮源。用于培養(yǎng)菌株X的固體培養(yǎng)基含有水、蛋白胨、酵母提取物和瓊脂等成分,其中蛋白胨主要為菌株X提供碳源、氮源和 。
(3)過程Ⅱ、Ⅲ所利用的接種方法是 。過程Ⅱ中的總稀釋次數(shù)為8次,在過程Ⅲ中,可以每隔24 h統(tǒng)計一次菌落的數(shù)目,選取 時的記錄作為結(jié)果,3個培養(yǎng)基中長出的菌落數(shù)量分別是135、153、144,故推測A中細(xì)菌的數(shù)量為 個/mL。
(4)該實(shí)驗(yàn)小組欲進(jìn)一步探究初始OFL濃度對菌株X降解OFL能力的影響,請補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)思路:配制等量的含一系列濃度梯度的OFL的液體培養(yǎng)基,將培養(yǎng)基滅菌后,在培養(yǎng)基中接種 ,計算出OFL去除率。
答案(1)抗生素會抑制細(xì)菌的生長繁殖
(2)OFL 維生素
(3)稀釋涂布平板法 菌落數(shù)目穩(wěn)定 1.44×1011
(4)等量的菌株X,每隔一段時間取樣,測定培養(yǎng)基中OFL的殘余含量
解析(1)抗生素會抑制細(xì)菌的生長繁殖,因此需要篩選抗生素優(yōu)勢降解菌株來去除廢水中的抗生素。(2)篩選能夠降解OFL的菌株時,富集培養(yǎng)基中需要加入OFL作為唯一碳源或氮源。蛋白胨是將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外觀呈淡黃色的粉劑,主要為菌株X提供碳源、氮源和維生素。(3)過程Ⅱ、Ⅲ利用的接種方法是稀釋涂布平板法,選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)果;A中細(xì)菌的數(shù)量為(135+153+144)÷3×108÷0.1=1.44×1011(個/mL)。(4)欲進(jìn)一步探究初始OFL濃度對菌株X降解OFL能力的影響,自變量是初始OFL濃度,因變量是菌株X的降解效果,因此可配制等量的含一系列濃度梯度的OFL的液體培養(yǎng)基,將培養(yǎng)基滅菌后,在培養(yǎng)基中接種等量的菌株X,每隔一段時間取樣,測定培養(yǎng)基中OFL的殘余含量,計算出OFL去除率。
突破點(diǎn)2 比較植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程
5.(2024·廣東廣州一模)普通六倍體小麥(6n=42)的基因組龐大,其研究工作相對困難;擬南芥(2n=10)是應(yīng)用廣泛的模式植物,其基因組測序已完成,遺傳背景相對清晰。以普通小麥胚性愈傷組織來源的原生質(zhì)體為供體,用紫外線分別照射30 s、1 min、2 min后,再與擬南芥原生質(zhì)體進(jìn)行融合,希望將小麥染色體小片段插入擬南芥基因組,從而借助其清晰的遺傳背景對小麥基因組進(jìn)行研究。下列相關(guān)說法錯誤的是( )
A.可用聚乙二醇或高Ca2+—高pH融合法等化學(xué)方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合
B.原生質(zhì)體融合后,應(yīng)進(jìn)一步篩選染色體數(shù)為52的細(xì)胞來對小麥進(jìn)行研究
C.外植體經(jīng)誘導(dǎo)形成愈傷組織的過程需要控制生長素與細(xì)胞分裂素的比例
D.該過程還探究了紫外線處理時間(劑量)對供體染色體斷裂程度的影響
答案 B
解析誘導(dǎo)植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合時,可用聚乙二醇或高Ca2+—高pH融合法等化學(xué)方法,A項(xiàng)正確;本實(shí)驗(yàn)中,細(xì)胞融合的目的是將小麥染色體小片段插入擬南芥基因組,從而借助其清晰的遺傳背景對小麥基因組進(jìn)行研究,而不是單純得到兩細(xì)胞核融合的細(xì)胞,B項(xiàng)錯誤;植物激素中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素,它們的濃度、比例等都會影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向,外植體經(jīng)誘導(dǎo)形成愈傷組織的過程需要控制生長素與細(xì)胞分裂素的比例,C項(xiàng)正確;根據(jù)題干信息“用紫外線分別照射30 s、1 min、2 min”,可判斷實(shí)驗(yàn)自變量是紫外線處理時間(劑量),故該過程還探究了紫外線處理時間(劑量)對供體染色體斷裂程度的影響,D項(xiàng)正確。
6.(2024·河北滄州二模)人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種糖蛋白。某科研單位將小鼠的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合,并經(jīng)過篩選獲得能穩(wěn)定分泌抗HCG單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.制備單克隆抗體前需以HCG為抗原多次注射給小鼠
B.可用滅活的病毒誘導(dǎo)小鼠B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合
C.雜交瘤細(xì)胞體外培養(yǎng)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象時需先酶解再分瓶培養(yǎng)
D.與傳統(tǒng)抗HCG抗體相比,抗HCG單克隆抗體孕檢的準(zhǔn)確率更高
答案 C
解析制備抗HCG單克隆抗體時,首先需對小鼠多次注射HCG抗原,以刺激小鼠產(chǎn)生更多的B細(xì)胞,A項(xiàng)正確;誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有物理法、化學(xué)法和生物法,滅活病毒誘導(dǎo)屬于生物法,B項(xiàng)正確;體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,C項(xiàng)錯誤;單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、靈敏度高等特點(diǎn),抗HCG單克隆抗體孕檢的準(zhǔn)確率比傳統(tǒng)抗HCG抗體高,D項(xiàng)正確。
7.(2024·天津二模)動物細(xì)胞培養(yǎng)時,容易出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象。為研究物質(zhì)Y和E是否能阻斷細(xì)胞凋亡,利用物質(zhì)Y和E處理傳代培養(yǎng)的細(xì)胞,檢測某種促進(jìn)凋亡的蛋白C和內(nèi)參蛋白G的含量,結(jié)果如圖。下列敘述不正確的是( )
A.該實(shí)驗(yàn)的自變量是蛋白C和蛋白G的含量
B.E能阻斷細(xì)胞凋亡的信號通路
C.接觸抑制是細(xì)胞需傳代培養(yǎng)的原因之一
D.實(shí)驗(yàn)還需檢測各處理組細(xì)胞的存活率
答案 A
解析由題意可知,蛋白C和蛋白G的含量是該實(shí)驗(yàn)的因變量,A項(xiàng)錯誤;根據(jù)題干信息可知,物質(zhì)E處理傳代培養(yǎng)后的細(xì)胞中不含有蛋白C,而蛋白C可以促進(jìn)凋亡,所以E能阻斷細(xì)胞凋亡的信號通路,B項(xiàng)正確;接觸抑制是細(xì)胞需傳代培養(yǎng)的原因之一,因?yàn)榧?xì)胞發(fā)生接觸抑制時,如果不分瓶培養(yǎng),細(xì)胞通常會停止分裂增殖,最終衰老、死亡,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)還需檢測各處理組細(xì)胞的存活率,才能更好地分析物質(zhì)Y和E是否能阻斷細(xì)胞凋亡,D項(xiàng)正確。
8.(2024·河南模擬)種間體細(xì)胞核移植(iSCNT)將供體動物體細(xì)胞與來自不同種、科、目或綱的家畜(馴養(yǎng)動物)的去核卵母細(xì)胞融合并激活,以獲得較多的重構(gòu)胚,進(jìn)而獲得動物個體,是體細(xì)胞核移植(SCNT)中極具潛力的研究方向之一。由于多種野生動物數(shù)量稀少且呈持續(xù)下降趨勢,因此采集精子或卵子開展常規(guī)輔助生殖較為困難,甚至無法完成,而從活體或死后不久的野生動物體內(nèi)采集體細(xì)胞利用iSCNT技術(shù)獲得動物個體,可在一定程度上維持瀕危動物數(shù)量。下列敘述正確的是( )
A.iSCNT技術(shù)必須通過顯微操作技術(shù)將供體細(xì)胞的細(xì)胞核取出,然后注入去核的卵母細(xì)胞
B.若從野生動物體內(nèi)采集到的體細(xì)胞數(shù)目較少,可先用添加動物血清的固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)
C.iSCNT技術(shù)的原理是動物細(xì)胞核具有全能性,操作過程中可用Ca2+激活重構(gòu)胚
D.同一野生動物經(jīng)iSCNT技術(shù)獲得的多個重構(gòu)胚中,遺傳物質(zhì)可能不完全相同
答案 D
解析在進(jìn)行核移植時,可以通過顯微操作技術(shù),將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞,A項(xiàng)錯誤;若從野生動物體內(nèi)采集到的體細(xì)胞數(shù)目較少,可先用添加動物血清的液體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),以增加體細(xì)胞的數(shù)目,B項(xiàng)錯誤;種間體細(xì)胞核移植(iSCNT)技術(shù)的原理是動物細(xì)胞核具有全能性,操作過程中可用Ca2+載體激活重構(gòu)胚,C項(xiàng)錯誤;在種間體細(xì)胞核移植(iSCNT)過程中,去核的卵母細(xì)胞來自不同種、科、目或綱的家畜(馴養(yǎng)動物),獲得的重構(gòu)胚的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)可能不同,因此同一野生動物經(jīng)iSCNT技術(shù)獲得的多個重構(gòu)胚中,遺傳物質(zhì)可能不完全相同,D項(xiàng)正確。
9.(2024·廣東廣州二模)(11分)植物遠(yuǎn)志的根是一種重要的傳統(tǒng)中藥,但該植物具有生長緩慢、繁殖率低等特點(diǎn)。隨著近年遠(yuǎn)志的需求量迅速增長,研究人員用組織培養(yǎng)的方式,建立遠(yuǎn)志的高效培育體系。回答下列問題。
(1)研究人員取遠(yuǎn)志不同的組織在基本培養(yǎng)基進(jìn)行愈傷組織的誘導(dǎo),篩選最佳外植體(見表a)。再用不同濃度的2,4-D和6-BA組合,對最佳外植體進(jìn)行誘導(dǎo),確定最佳的激素濃度組合(見表b)。
表a
表b
注:誘導(dǎo)率為接種外植體中形成愈傷組織的比例。
由表a判斷,最佳外植體應(yīng)為 。研究發(fā)現(xiàn),植物激素的濃度及相關(guān)比例等都會影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。有人認(rèn)為,第2組不一定是形成愈傷組織的最佳濃度組合。你是否支持該觀點(diǎn)? (填“支持”或“不支持”),原因是 。
(2)用不同濃度的6-BA和NAA組合對誘導(dǎo)出的遠(yuǎn)志愈傷組織進(jìn)行叢生芽的分化實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖所示。
植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA能促進(jìn)芽的分化,其功能與 (填激素名稱)類似。在生產(chǎn)中,更多地使用6-BA而不是該天然植物激素,其原因是植物生長調(diào)節(jié)劑具有 (寫出2點(diǎn))的特點(diǎn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,隨NAA濃度的上升,愈傷組織叢芽分化率的變化趨勢為 。
(3)將芽苗植入含有不同濃度吲哚乙酸(IAA)的生根培養(yǎng)基后,生根率見下表。
欲探究是否存在較低濃度IAA促進(jìn)生根,過高濃度IAA抑制生根的現(xiàn)象,則上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何修改? 。
答案(1)胚軸 支持 研究中缺乏2,4-D和6-BA的不同濃度組合的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
(2)細(xì)胞分裂素 原料廣泛、容易合成、效果穩(wěn)定
下降
(3)增加一組空白對照,再增設(shè)更高濃度組,其他條件與原有實(shí)驗(yàn)相同
解析(1)由表a可知,表中列出的四種外植體中,胚軸的誘導(dǎo)率最高,生長較快,因此最佳外植體應(yīng)為胚軸。表b中自變量為不同濃度的2,4-D和6-BA組合,但二者比值均為1,沒有不同植物激素濃度的比例對誘導(dǎo)率的影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),因此支持第2組不一定是形成愈傷組織的最佳濃度組合的觀點(diǎn)。(2)細(xì)胞分裂素能促進(jìn)細(xì)胞分裂,促進(jìn)芽的分化、側(cè)枝發(fā)育、葉綠素的合成,因此植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA的功能與細(xì)胞分裂素類似。植物生長調(diào)節(jié)劑是由人工合成的,對植物的生長、發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì),具有原料廣泛、容易合成、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在實(shí)驗(yàn)所給的濃度范圍內(nèi),當(dāng)6-BA濃度相同時,NAA濃度增大,叢芽分化率逐漸減小。(3)支持較低濃度IAA促進(jìn)生根,過高濃度IAA抑制生根這一結(jié)論的結(jié)果應(yīng)和使用蒸餾水的空白對照組比較,若所給濃度下生根率高于空白對照組,則該濃度為促進(jìn)作用,若所給濃度下生根率低于空白對照組,則該濃度為抑制作用,題中所給實(shí)驗(yàn)中沒有使用蒸餾水的空白對照組的數(shù)據(jù),同時實(shí)驗(yàn)組中使用的IAA濃度均較低,因此需要增加一組空白對照,再增設(shè)更高濃度組,其他條件與原有實(shí)驗(yàn)相同。
10.(2024·河北保定二模)(10分)研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞通過表面受體(TCR)識別抗原呈遞細(xì)胞呈遞的腫瘤抗原后被激活,進(jìn)而攻擊腫瘤細(xì)胞(如圖1所示)。圖2為腫瘤細(xì)胞的一種免疫逃逸機(jī)制示意圖。其中腫瘤細(xì)胞大量表達(dá)PD-L1,并能與細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合,抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化,使其逃避細(xì)胞毒性T細(xì)胞的攻擊。請根據(jù)資料和所學(xué)內(nèi)容,回答下列問題。
圖1
圖2
(1)TCR的化學(xué)本質(zhì)是 。細(xì)胞毒性T細(xì)胞通過TCR只能識別帶有相應(yīng) (填“抗原”或“抗體”)的腫瘤細(xì)胞。
(2)為阻斷圖2中腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸通路,可利用細(xì)胞工程中 制備技術(shù),制備抗 (填“PD-1”或“PD-L1”)的抗體。該抗體注入體內(nèi)后可通過體液傳送與腫瘤細(xì)胞相結(jié)合,從而解除腫瘤細(xì)胞對細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化抑制。
(3)該種抗體的制備流程如下圖所示:
步驟①和步驟⑤應(yīng)分別向小鼠注射 和 。過程③中存活的細(xì)胞為 。
(4)為應(yīng)用于腫瘤的臨床免疫治療,需對上述抗體進(jìn)行人源化改造。除抗原結(jié)合區(qū)域外,其他部分都替換為人抗體區(qū)段,這樣做的目的是 。該種嵌合抗體的研制過程屬于 工程的研究范疇。
答案(1)蛋白質(zhì) 抗原
(2)單克隆抗體 PD-L1
(3)PD-L1蛋白 能分泌抗PD-L1抗體的雜交瘤細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞
(4)降低免疫排斥 蛋白質(zhì)
解析(1)細(xì)胞毒性T細(xì)胞可依靠其表面受體(TCR)識別抗原,識別帶有同樣抗原的腫瘤細(xì)胞對其進(jìn)行裂解,TCR的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(2)由圖2可知,腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1通過與細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面的PD-1蛋白特異性結(jié)合,抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞的增殖分化,從而逃避免疫系統(tǒng)的攻擊,故可以通過注射抗PD-L1抗體阻斷腫瘤細(xì)胞的逃逸通路。制備該種抗體需要用到單克隆抗體技術(shù)?？筆D-L1抗體進(jìn)入人體后,通過體液運(yùn)輸與腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1蛋白結(jié)合,從而解除腫瘤細(xì)胞對細(xì)胞毒性T細(xì)胞的活化抑制。(3)在進(jìn)行單克隆抗體制備時首先要向小鼠注射相應(yīng)的抗原即PD-L1蛋白,以刺激免疫系統(tǒng)相應(yīng)細(xì)胞的增殖。第⑤步時需將能分泌抗PD-L1抗體的雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔內(nèi),使其增殖。過程③是用選擇培養(yǎng)基篩選相互融合的雜交瘤細(xì)胞,在此培養(yǎng)基中存活的細(xì)胞為雜交瘤細(xì)胞。(4)由于單克隆抗體是利用鼠的骨髓瘤細(xì)胞與漿細(xì)胞融合而成的雜交瘤細(xì)胞分泌產(chǎn)生的,對人來說是異物,將該單克隆抗體注入人體后會引起免疫排斥反應(yīng)。為了降低免疫排斥,需要對單克隆抗體進(jìn)行改造,除抗原結(jié)合區(qū)域外,其他部分都替換成人抗體區(qū)段。對這種現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的加工、修飾和改造屬于蛋白質(zhì)工程的研究范疇。
突破點(diǎn)3 表達(dá)載體的構(gòu)建及基因編輯技術(shù)
11.如圖為某質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。某基因不含圖中限制酶識別序列,為使PCR擴(kuò)增的該基因與該質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒,則擴(kuò)增的該基因兩端需分別引入哪兩種限制酶的識別序列?( )
注:圖中限制酶的識別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.EcRⅠ和KpnⅠ
答案 A
解析構(gòu)建重組質(zhì)粒時,要將目的基因插入啟動子和終止子之間,而且不能破壞啟動子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)、抗生素抗性基因等部位。故只能選用NdeⅠ和BamHⅠ切割質(zhì)粒,因此在PCR擴(kuò)增的該基因的兩端需分別引入NdeⅠ和BamHⅠ兩種限制酶的識別序列。
12.(2024·重慶模擬)科學(xué)家在昆蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥的酯酶,科學(xué)家將編碼該酯酶的基因?qū)氪竽c桿菌獲得工程菌,生產(chǎn)酯酶用于改善有機(jī)磷農(nóng)藥造成的環(huán)境污染,該過程中所用載體如圖所示,下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A.把目的基因和載體連接時,可考慮選用載體的Pvit2、KpnⅠ、EcRⅠ作為目的基因插入位點(diǎn)
B.與圖中載體的復(fù)制原點(diǎn)、啟動子相結(jié)合的酶催化形成的化學(xué)鍵名稱相同,但是反應(yīng)物不同
C.科學(xué)家篩選目的菌時,在含有氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基上長出的菌落,不全是能產(chǎn)生酯酶的目的菌
D.如果該基因整合到某植物的線粒體DNA中,可通過花粉傳播開來,從而引起大面積的基因污染
答案 D
解析把目的基因和載體連接時,目的基因要插入啟動子、終止子之間才能正常地表達(dá),可選用載體的Pvit2、KpnⅠ、EcRⅠ作為目的基因插入位點(diǎn),A項(xiàng)正確。與圖中載體的復(fù)制原點(diǎn)相結(jié)合的是DNA聚合酶,催化形成的化學(xué)鍵名稱是磷酸二酯鍵,反應(yīng)物是脫氧核苷酸;與啟動子相結(jié)合的是RNA聚合酶,催化形成的化學(xué)鍵名稱也是磷酸二酯鍵,但是反應(yīng)物是核糖核苷酸,B項(xiàng)正確。在含有氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基上長出的菌落,也可能含有未連接目的基因的質(zhì)粒,不全是能產(chǎn)生酯酶的目的菌,C項(xiàng)正確。線粒體及其DNA存在于細(xì)胞質(zhì)中,而受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來源于卵細(xì)胞,故線粒體內(nèi)的DNA不會隨花粉(精子)傳播開來,從而引起大面積的基因污染,D項(xiàng)錯誤。
13.(2024·湖南長沙模擬)乳酸菌是乳酸的傳統(tǒng)生產(chǎn)菌,但耐酸能力較差,影響產(chǎn)量;釀酒酵母耐酸能力較強(qiáng),但不產(chǎn)生乳酸。研究者將乳酸菌內(nèi)催化乳酸生成的乳酸脫氫酶(LDH)基因?qū)脶劸平湍?獲得能產(chǎn)生乳酸的酵母工程菌株。下圖為通過雙酶切構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程。GTG為原核生物偏好的起始密碼子編碼序列,ATG為真核生物偏好的起始密碼子編碼序列。下列說法正確的是( )
A.引物2的3'端序列應(yīng)包含XbaⅠ的識別序列
B.重組質(zhì)粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株為受體
C.PCR反應(yīng)時,緩沖液中一般要添加Ca2+來激活相關(guān)酶
D.引物1的5'端序列應(yīng)考慮將GTG改為ATG
答案 D
解析根據(jù)題意可知,含GTG的一端為LDH基因的起始端,為保證通過雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒,設(shè)計引物1的5'端序列需要包含BamH Ⅰ的識別序列,引物2的5'端序列應(yīng)包含XbaⅠ的識別序列,A項(xiàng)錯誤;結(jié)合題意可知,質(zhì)粒上有作為標(biāo)記基因的尿嘧啶合成酶基因,所以本過程中重組質(zhì)粒以不能合成尿嘧啶的酵母菌株為受體,然后在缺乏尿嘧啶的選擇培養(yǎng)基上,不能合成尿嘧啶的釀酒酵母菌株不能生存,導(dǎo)入重組質(zhì)粒的釀酒酵母菌株因?yàn)楂@得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存,從而起到篩選作用,B項(xiàng)錯誤;真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活,因此,PCR反應(yīng)緩沖液中一般要添加Mg2+,C項(xiàng)錯誤;設(shè)計引物1的5'端序列,應(yīng)考慮將編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好的GTG轉(zhuǎn)變?yōu)檎婧松锲玫腁TG,以便目的基因在酵母細(xì)胞中更好地表達(dá),D項(xiàng)正確。
14.(2024·重慶二模)單細(xì)胞生物并沒有免疫系統(tǒng),但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中存在消除入侵病毒DNA的功能系統(tǒng),并發(fā)明了CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)。該系統(tǒng)主要包含單鏈向?qū)NA和Cas9蛋白兩個部分,能特異性識別并結(jié)合特定的DNA序列,從而引導(dǎo)Cas9蛋白到相應(yīng)位置并剪切DNA,最終實(shí)現(xiàn)對靶基因序列的編輯。下列敘述錯誤的是( )
A.Cas9蛋白通過切斷磷酸二酯鍵對DNA進(jìn)行剪切
B.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)本質(zhì)上是對靶基因進(jìn)行編輯引發(fā)染色體結(jié)構(gòu)變異
C.識別序列與β鏈存在的堿基互補(bǔ)配對方式為U—A、A—T、G—C、C—G
D.向?qū)NA的序列越短,會導(dǎo)致脫靶率越高
答案 B
解析Cas9蛋白作用對象是DNA,通過切斷磷酸二酯鍵對DNA進(jìn)行剪切,A項(xiàng)正確;CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)本質(zhì)上是對靶基因進(jìn)行編輯引發(fā)基因突變,B項(xiàng)錯誤;根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可推測,識別序列RNA與β鏈存在的堿基互補(bǔ)配對方式為U—A、A—T、G—C、C—G,C項(xiàng)正確;向?qū)NA的序列越短,其結(jié)合的區(qū)域隨機(jī)性增加,進(jìn)而導(dǎo)致脫靶率越高,D項(xiàng)正確。
15.(2024·云南昆明模擬)(9分)海洋石油污染給生態(tài)環(huán)境帶來巨大破壞,對人類健康產(chǎn)生不利影響,而土著石油降解微生物(菌株Y)對石油污染物的凈化能力有限,可通過基因工程將菌株Y定向改造為高效的石油降解菌(工程菌)來治理海洋石油污染,改造過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。
幾種限制酶識別序列及切割位點(diǎn)
(1)研究前期需獲得菌株Y,可以從 分離得到。
(2)為使PCR產(chǎn)物能被限制酶切割,需在引物的 端添加限制酶識別序列;此外還需用相應(yīng)的限制酶切割質(zhì)粒,據(jù)圖判斷,用于處理載體質(zhì)粒的限制酶是 。
(3)研究人員對構(gòu)建的符合要求的重組質(zhì)粒進(jìn)行酶切,假設(shè)所用的酶均可將識別位點(diǎn)完全切開,根據(jù)相關(guān)限制酶識別序列和酶切位點(diǎn)分析:若采用SalⅠ和Hind Ⅲ酶切,得到 種DNA片段;若采用SalⅠ和SmaⅠ酶切,得到 種DNA片段。
(4)為篩選出含有重組質(zhì)粒的菌落,采用含不同抗生素的平板進(jìn)行篩選,篩選過程如圖所示,可判斷含有重組質(zhì)粒的菌落是A,則平板1中添加的抗生素是 。
(5)為驗(yàn)證工程菌的石油降解率比菌株Y高,請寫出實(shí)驗(yàn)思路: 。
答案(1)石油污染的環(huán)境中
(2)5' SmaⅠ和SalⅠ
(3)2 1
(4)卡那霉素
(5)將等量菌株Y和工程菌接種于含等量石油的培養(yǎng)液內(nèi),相同時間后分別測算菌株Y和工程菌的石油降解率
解析(1)由題意可知,可以從石油污染的環(huán)境中獲得土著石油降解微生物(菌株Y)。(2)DNA復(fù)制是從子鏈的5'端開始的,且引物是根據(jù)目的基因兩端序列設(shè)計形成,因此為使PCR產(chǎn)物能被限制酶切割,需在引物的5'端添加限制酶識別序列。含目的基因的DNA片段利用限制酶EcRⅤ和SalⅠ進(jìn)行酶切,質(zhì)粒上沒有限制酶EcRⅤ的識別序列,但由于該限制酶切割產(chǎn)生的是平末端,因此可以用SmaⅠ切割質(zhì)粒獲得平末端,綜上分析,用于處理載體質(zhì)粒的限制酶是SmaⅠ和SalⅠ。(3)利用限制酶EcRⅤ和SalⅠ切割目的基因所在的DNA片段,利用限制酶SmaⅠ和SalⅠ切割質(zhì)粒,形成的重組質(zhì)粒上只有SalⅠ和Hind Ⅲ的酶切位點(diǎn),因此若采用SalⅠ和Hind Ⅲ酶切,得到2種DNA片段;若采用SalⅠ和SmaⅠ酶切,只能得到1種DNA片段。(4)重組質(zhì)粒和普通質(zhì)粒相比,重組質(zhì)粒缺少四環(huán)素抗性基因,導(dǎo)入質(zhì)粒的和沒有導(dǎo)入質(zhì)粒的相比,導(dǎo)入質(zhì)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養(yǎng)基選擇出導(dǎo)入質(zhì)粒(導(dǎo)入普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒)的微生物。(5)為驗(yàn)證工程菌的石油降解率比菌株Y高,將等量菌株Y和工程菌接種于含等量石油的培養(yǎng)液內(nèi),相同時間后分別測算菌株Y和工程菌的石油降解率。碳源
細(xì)胞干重/(g·L-1)
蛋白S產(chǎn)量/(g·L-1)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0
制糖廢液
2.30
0.18
外植體
誘導(dǎo)率/%
愈傷組織狀態(tài)
莖段
18.33
生長較慢
葉
31.67
生長緩慢
根
35.00
生長緩慢
胚軸
59.17
生長較快
組別
植物激素濃度/(mg·L-1)
誘導(dǎo)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
組別
IAA濃度/(mg·L-1)
生根率/%
1
0.5
62.22
2
1
66.67
3
1.5
41.11
限制酶
EcRⅤ
SmaⅠ
SalⅠ
HindⅢ
切割
位點(diǎn)

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