2023屆 二輪復(fù)習(xí) 基因工程 課件 （111張）(多項(xiàng)選擇)

第一部分專題復(fù)習(xí)專題七生物技術(shù)與工程考點(diǎn)3基因工程脈絡(luò)梳理連點(diǎn)成網(wǎng)基因工程的操作對(duì)象是DNA分子，利用限制酶、DNA連接酶、載體等進(jìn)行基因工程的操作，基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用，在基因工程的基礎(chǔ)上，崛起了第二代基因工程—蛋白質(zhì)工程。重要概念優(yōu)化檢測(cè)[例1]

(2020·北京等級(jí)考)為了對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)，研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹基因組中(如圖)。重要概念1基因工程是一種重組DNA技術(shù)為檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因，同時(shí)避免內(nèi)源HMA3基因的干擾，在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，應(yīng)選擇的引物組合是(

)A．①＋③ B．①＋②C．③＋② D．③＋④答案解析解析PCR擴(kuò)增時(shí)，由于子鏈延伸方向?yàn)?′端到3′端，因此應(yīng)在模板DNA兩條鏈的3′端分別設(shè)計(jì)一個(gè)引物，A錯(cuò)誤；為了對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)，研究者擴(kuò)增獲得的DNA片段只要既包含外源高效啟動(dòng)子序列又包含HMA3基因的序列，便可在檢測(cè)是否有HMA3基因的同時(shí)，又可排除內(nèi)源HMA3基因的干擾，若用③＋②或③＋④引物組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增獲得的HMA3基因不包含外源高效啟動(dòng)子序列，C、D錯(cuò)誤；若用①＋②或①＋④引物組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增，獲得的DNA片段符合要求，B正確。[例2]

(2022·北京海淀期末)乳酸乙酯是白酒中重要的呈香物質(zhì)，由乳酸脫氫酶催化產(chǎn)生，影響白酒品質(zhì)和風(fēng)格?？蒲腥藛T將釀酒酵母質(zhì)粒上的丙酮酸脫氫酶基因(PD)替換為植物乳桿菌中的乳酸脫氫酶基因(L－PG)，可獲得乳酸乙酯高產(chǎn)菌株，該過程如圖所示。下列關(guān)于該過程的分析不合理的是(

)A．轉(zhuǎn)入的L－PG基因表達(dá)產(chǎn)物不能影響釀酒酵母活性B．可以利用PCR技術(shù)篩選含有L－PG基因的受體細(xì)胞C．通過同源重組實(shí)現(xiàn)酵母菌的PD基因被替換為L(zhǎng)－PG基因D．標(biāo)記基因Amp′可檢測(cè)是否成功構(gòu)建乳酸乙酯高產(chǎn)菌株答案解析解析釀酒酵母質(zhì)粒上的PD基因替換為L(zhǎng)－PG基因前后，標(biāo)記基因Amp′均正常，故標(biāo)記基因Amp′不能檢測(cè)是否成功構(gòu)建乳酸乙酯高產(chǎn)菌株。[例3]

(多選)下列關(guān)于生物工程中常見的敘述，正確的是(

)A．DNA連接酶可把目的基因與載體的黏性末端的堿基黏合，形成重組DNAB．限制性內(nèi)切核酸酶將一個(gè)DNA分子片段切成兩個(gè)片段需消耗兩個(gè)水分子C．在進(jìn)行基因工程操作中，天然質(zhì)粒需經(jīng)過人工改造后才能作為載體D．利用酶解法處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體，便于進(jìn)行植物雜交育種答案解析解析DNA連接酶可把目的基因與載體的黏性末端或平末端的磷酸二酯鍵黏合，形成重組DNA，A錯(cuò)誤；限制性內(nèi)切核酸酶將一個(gè)DNA分子片段切成兩個(gè)片段，即斷裂兩個(gè)磷酸二酯鍵，因此需消耗兩個(gè)水分子，B正確；在進(jìn)行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的，C正確；用酶處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體，便于植物細(xì)胞融合，屬于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，植物雜交育種一般是通過雜交的方式獲得所需的子代，D錯(cuò)誤。[例4]

(2021·全國(guó)乙卷改編)用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)如圖所示。回答下列問題：(1)常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中____________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是________________。EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ磷酸二酯鍵(3)DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能___________；質(zhì)粒DNA分子上有____________________________，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是______________________________________________________________________________。(4)表達(dá)載體含有啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是指____________________________________________________________________________________。自我復(fù)制一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識(shí)別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程解析解析(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶連接，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段(平末端)用T4DNA連接酶連接。[例5]

(2021·廣東選擇考適應(yīng)性測(cè)試)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可以按照人們的意愿精準(zhǔn)剪切、改變?nèi)我獍谢虻倪z傳信息，對(duì)該研究有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家被授予2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。我國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9等技術(shù)，將人的亨廷頓舞蹈病致病基因(HTT基因)第1外顯子(其中含150個(gè)CAG三核苷酸重復(fù)序列)“敲入”豬基因組內(nèi)，獲得了人—豬“鑲嵌”HTT基因，利用胚胎工程技術(shù)成功地構(gòu)建了亨廷頓舞蹈病的動(dòng)物模型?；卮鹣铝袉栴}：(1)PCR技術(shù)是獲得人HTT基因常用的方法，制備PCR反應(yīng)體系時(shí)，向緩沖溶液中分別加入人HTT基因模板、4種脫氧核糖核苷酸及________________________________等，最后補(bǔ)足H2O。(2)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)中，SgRNA是根據(jù)靶基因設(shè)計(jì)的引導(dǎo)RNA，準(zhǔn)確引導(dǎo)Cas9切割與SgRNA配對(duì)的靶基因DNA序列，由此可見，Cas9在功能上屬于________酶。與CRISPR/Cas9相比，限制酶的特性決定了其具有______________________________的局限性。引物、耐高溫的DNA聚合酶水解只能識(shí)別并切割特定核苷酸序列(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，為確認(rèn)實(shí)驗(yàn)豬細(xì)胞基因組內(nèi)是否含有人—豬“鑲嵌”HTT基因，常用的檢測(cè)手段包括PCR技術(shù)及____________________。(4)含有“敲入”序列的豬胚胎成纖維細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)通過細(xì)胞分裂，數(shù)量不斷增加，當(dāng)細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為___________。貼滿瓶壁的細(xì)胞常用______________________________________進(jìn)行消化處理，以便進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(5)將含有“敲入”序列的豬胚胎成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核導(dǎo)入去核的卵母細(xì)胞的過程，稱為________________________。此后進(jìn)行體外胚胎培養(yǎng)并移植到代孕母豬體內(nèi)，最終獲得亨廷頓舞蹈病動(dòng)物模型。DNA分子雜交技術(shù)接觸抑制胰蛋白酶胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)動(dòng)物體細(xì)胞核移植解析解析(2)第一個(gè)空為水解酶，原因?yàn)楹竺嬉粋€(gè)空：該酶與限制酶相比，限制酶具有某種局限性，則反證該酶不是限制酶，沒該局限性，因此該空不應(yīng)該填“限制酶”，應(yīng)該是水解酶。[例6]

(2021·湖南適應(yīng)性考試)p53基因是一種抑癌基因，在惡性腫瘤患者中突變率達(dá)50%以上。與人相比，大象體內(nèi)含有多對(duì)p53基因，推測(cè)是其很少患腫瘤的主要原因。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究人p53基因在乳腺腫瘤細(xì)胞中的作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增p53基因。首先根據(jù)p53基因的核苷酸序列，設(shè)計(jì)并合成________，其能與變性p53基因單鏈結(jié)合，在______________________催化作用下延伸，如此循環(huán)多次。引物耐高溫的DNA聚合酶(2)p53基因表達(dá)載體的構(gòu)建。如圖所示，表達(dá)載體上除了標(biāo)注的DNA片段外，在p53基因上游還必須擁有的DNA片段(箭頭所示)是________，其作用機(jī)理是______________________________________。外源p53基因插入載體中至少需要兩種工具酶，包括準(zhǔn)確切割DNA的限制性內(nèi)切核酸酶和將雙鏈DNA片段“縫合”起來的_______________。啟動(dòng)子RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄DNA連接酶(3)乳腺腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)。完成倫理學(xué)審查和病人知情同意書簽署后，將患者乳腺腫瘤組織塊剪碎，制成細(xì)胞懸液在適宜的條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)環(huán)境中所需的主要?dú)怏w包括細(xì)胞代謝必需的______和維持培養(yǎng)液pH值的________。保持培養(yǎng)環(huán)境處于無菌無毒條件的操作包括_______________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(4)檢測(cè)p53基因表達(dá)對(duì)乳腺腫瘤細(xì)胞增殖的影響。分別將空載體和p53表達(dá)載體轉(zhuǎn)入腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)，采用特殊方法檢測(cè)細(xì)胞增殖情況，并從培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的________進(jìn)行雜交，檢測(cè)p53基因翻譯成蛋白質(zhì)的情況，探索雜交帶強(qiáng)度與細(xì)胞增殖率相關(guān)性。O2CO2對(duì)培養(yǎng)液和培養(yǎng)器具進(jìn)行滅菌以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作，定期更換培養(yǎng)液等抗體[例7]

(2022·全國(guó)乙卷，38)新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測(cè)和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用。回答下列問題。(1)新冠病毒是一種RNA病毒，檢測(cè)新冠病毒RNA(核酸檢測(cè))可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是______________________，再通過PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷被檢測(cè)者是否感染新冠病毒。(2)為了確保新冠病毒核酸檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)必須依據(jù)新冠病毒RNA中的______________________來進(jìn)行。PCR過程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是________。逆轉(zhuǎn)錄酶(反轉(zhuǎn)錄酶)特異性核苷酸序列復(fù)性(3)某人同時(shí)進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)(檢測(cè)體內(nèi)是否有新冠病毒抗體)，若核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性而抗體檢測(cè)結(jié)果為陽性，說明________________________(答出1種情況即可)；若核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)結(jié)果均為陽性，說明__________________________。(4)常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)，為了制備蛋白疫苗，可以通過基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌莀_______________________________________________________________________________________。曾感染新冠病毒，已康復(fù)已感染新冠病毒，是患者

獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運(yùn)載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定[練]培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉主要有四個(gè)步驟，請(qǐng)?jiān)诿恳粋€(gè)步驟各寫出一個(gè)有聯(lián)系的不重復(fù)的名詞。答案1.Bt蛋白基因、PCR、瓊脂糖凝膠電泳等；2.啟動(dòng)子、基因表達(dá)載體、標(biāo)記基因、重組DNA等；3.受體細(xì)胞、轉(zhuǎn)化、花粉管通道法等；4.檢測(cè)、鑒定、抗原—抗體雜交。答案[例8]科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸的含量，計(jì)劃將天冬氨酸激酶第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍。此操作過程是(

)A．直接改造上述兩種蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)B．直接改造上述兩種酶相應(yīng)的mRNAC．直接改造上述兩種酶相應(yīng)的基因D．重新合成新的基因答案重要概念2蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸[例9]

CCR5是HIV入侵人體輔助性T細(xì)胞的主要輔助受體之一。有科學(xué)家為了使嬰兒一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通過基因編輯破壞了受精卵中的CCR5基因，該做法引起了民眾普遍的擔(dān)憂。下列各項(xiàng)不屬于擔(dān)憂依據(jù)的是(

)A．CCR5基因可能還參與了其他生理過程的調(diào)控B．基因編輯技術(shù)有可能因編輯對(duì)象錯(cuò)誤(脫靶)造成不可預(yù)知的后果C．被編輯個(gè)體受其他疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)提高D．該技術(shù)雖然符合人類倫理道德，但可能存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)答案解析解析該技術(shù)不符合人類倫理道德，D符合題意。重要概念3生物技術(shù)在造福人類社會(huì)的同時(shí)也可能會(huì)帶來安全與倫理問題[例10]

“試管嬰兒”技術(shù)是通過將不孕夫婦的精子和卵細(xì)胞取出，在試管中完成受精，并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到如圖所示的時(shí)期，再將胚胎植入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒，該技術(shù)使一部分不能生育的夫婦重新獲得了生育的機(jī)會(huì)。下列敘述正確的是(

)A．“試管嬰兒”技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是無性生殖B．如圖所示時(shí)期是胚胎發(fā)育的囊胚期，①代表內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，②代表囊胚腔，③代表滋養(yǎng)層C．“試管嬰兒”的形成用到的技術(shù)有人工授精、體內(nèi)培養(yǎng)、核移植D．“試管嬰兒”技術(shù)誕生后，繼而出現(xiàn)了“設(shè)計(jì)試管嬰兒”技術(shù)，二者對(duì)人類的作用是相同的答案[例11]

(多選)下列關(guān)于生物武器及其使用的敘述，正確的是(

)A．生物武器傳播途徑包括空氣傳播、食物傳播、生活必需品傳播等B．利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)制造的新型致病菌可能具有超強(qiáng)的傳染性和致病性C．天花病毒能作為危害極強(qiáng)的生物武器是因?yàn)楝F(xiàn)在的年輕人對(duì)其無特異性免疫能力D．《禁止生物武器公約》中明確提出在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器答案解析解析天花病毒能作為危害極強(qiáng)的生物武器是因?yàn)楝F(xiàn)在的年輕人從未接觸過該病毒，可以讓大批感染者突然發(fā)病，引起嚴(yán)重后果，而不是對(duì)其無特異性免疫能力。[練]

“基因編輯嬰兒”事件被人們廣泛關(guān)注，請(qǐng)談?wù)勀愕目捶ā４鸢覆恢С?；違背倫理、違反法律。答案新題嚴(yán)選洞察趨勢(shì)例(2020·山東等級(jí)考)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉所占比例越小糯性越強(qiáng)。科研人員將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉(zhuǎn)入水稻，實(shí)現(xiàn)了對(duì)直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動(dòng)子序列的定點(diǎn)編輯，從而獲得了3個(gè)突變品系。(1)將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時(shí)，所需的酶是__________________________________，重組載體進(jìn)入水稻細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為________。限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶轉(zhuǎn)化(2)根據(jù)啟動(dòng)子的作用推測(cè)，Wx基因啟動(dòng)子序列的改變影響了____________________________________，從而改變了Wx基因的轉(zhuǎn)錄水平。與野生型水稻相比，3個(gè)突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列________(填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)改變，原因是______________________________________________。(3)為檢測(cè)啟動(dòng)子變化對(duì)Wx基因表達(dá)的影響，科研人員需要檢測(cè)Wx基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA(WxmRNA)的量。檢測(cè)時(shí)分別提取各品系胚乳中的總RNA，經(jīng)_______________________過程獲得總cDNA。通過PCR技術(shù)可在總cDNA中專一性的擴(kuò)增出Wx基因的cDNA，原因是________________________________________________________________________________。RNA聚合酶與啟動(dòng)子的識(shí)別和結(jié)合不發(fā)生編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動(dòng)子逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)引物是根據(jù)Wx基因的一段已知序列設(shè)計(jì)合成的(或引物能與Wx基因的cDNA特異性結(jié)合)(4)各品系WxmRNA量的檢測(cè)結(jié)果如圖所示，據(jù)圖推測(cè)糯性最強(qiáng)的品系為________，原因是_______________________________________________________________________________________。品系3

品系3的WxmRNA最少，控制合成的直鏈淀粉合成酶最少，直鏈淀粉合成量最少，糯性最強(qiáng)第(4)題為分析原因類試題，為高考常考類型，這類題的解題方法是：首先理清題干、題圖中已知條件與結(jié)果之間的邏輯關(guān)系，同時(shí)將所學(xué)的生物學(xué)的基本概念和原理與之聯(lián)系，找到解決這類問題的知識(shí)載體。解析解析(1)將目的基因與Ti質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要限制酶的切割，將目的基因插入載體時(shí)需要DNA連接酶的連接。(2)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn)，如果啟動(dòng)子序列改變將會(huì)影響RNA聚合酶與之識(shí)別和結(jié)合，進(jìn)而影響基因的轉(zhuǎn)錄水平。在真核生物中，編碼蛋白質(zhì)的序列是基因中的編碼區(qū)，編碼區(qū)中不包括啟動(dòng)子序列，因此3個(gè)突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列不發(fā)生改變。[練1－1]

(2022·河南鄭州模擬)為了研究低溫誘導(dǎo)對(duì)某基因的啟動(dòng)子P活性的影響，科研人員進(jìn)行了啟動(dòng)子P的PCR提取、特定表達(dá)載體的構(gòu)建和轉(zhuǎn)基因煙草的功能鑒定。該基因及其啟動(dòng)子P的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)限制酶的切割位點(diǎn)如下圖所示，圖中灰色區(qū)域堿基序列是已知的，啟動(dòng)子P(圖中黑色區(qū)域)及上游堿基序列未知，片段Ⅰ和片段Ⅱ中的字母A～F均表示引物。請(qǐng)回答下列問題。(1)不能直接根據(jù)片段Ⅰ擴(kuò)增啟動(dòng)子P的原因是________________________________________________________________。

啟動(dòng)子P及上游堿基序列未知，無法合成PCR所需要的引物(2)為了能擴(kuò)增正常啟動(dòng)子P，科研人員先用____________________酶處理上圖中的片段Ⅰ，使片段Ⅰ成為環(huán)狀DNA；再將環(huán)狀DNA用________(填“酶1”或“酶2”)處理得到了片段Ⅱ，如下圖所示。根據(jù)片段Ⅱ能不能擴(kuò)增出啟動(dòng)子P？若能，請(qǐng)寫出可選用的引物組合(用C、D、E、F表示)，若不能請(qǐng)說明理由。____________________________。酶1和DNA連接酶2能，可選用的引物組合是D和E(3)已知卡那霉素可抑制煙草細(xì)胞的生長(zhǎng)，基因M可在煙草的根部正常表達(dá)，其表達(dá)產(chǎn)物可將X-Gluc水解生成藍(lán)色物質(zhì)。將啟動(dòng)子P和基因M結(jié)合并與含有卡那霉素抗性基因的Ti－質(zhì)粒重組構(gòu)建基因表達(dá)載體。將表達(dá)載體轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用將啟動(dòng)子P和基因M導(dǎo)入煙草細(xì)胞，用含有______________________的培養(yǎng)基篩選出所需的煙草細(xì)胞，然后經(jīng)過____________獲得轉(zhuǎn)基因煙草植株?？敲顾睾蚗-Gluc組織培養(yǎng)(4)將上述轉(zhuǎn)基因煙草植株分為A、B兩組，A組在常溫(25℃，對(duì)照組)下培養(yǎng)，B組在低溫(4℃，實(shí)驗(yàn)組)下培養(yǎng)，一段時(shí)間后取A、B的幼根，浸入適量________溶液中，觀察煙草細(xì)胞中基因M的表達(dá)情況(表達(dá)強(qiáng)度越大，細(xì)胞表現(xiàn)的藍(lán)色越深)。若A、B組的結(jié)果分別為__________________________，則說明低溫抑制啟動(dòng)子P的功能。X-GlucA藍(lán)色較深、B藍(lán)色較淺解析解析(2)圖中的片段Ⅰ在啟動(dòng)子P的左右兩端各有一個(gè)酶1的切割位點(diǎn)，酶1可切割片段Ⅰ的左右兩端產(chǎn)生相同的末端，再用DNA連接酶連接可形成環(huán)狀DNA；片段Ⅱ的首尾兩端都有灰色區(qū)域，結(jié)合題圖分析可知，片段Ⅱ是用酶2切割處理環(huán)狀DNA產(chǎn)生的。子鏈合成方向是從子鏈的5′－3′，所以可以用引物D和E擴(kuò)增出啟動(dòng)子P。(3)煙草細(xì)胞在卡那霉素中能存活說明轉(zhuǎn)入了質(zhì)粒，能將X-Gluc水解成藍(lán)色說明獲得了基因M的表達(dá)產(chǎn)物，因此用含有卡那霉素和X-Gluc的培養(yǎng)基可以篩選出成功轉(zhuǎn)入目的基因的煙草細(xì)胞。篩選出的煙草細(xì)胞經(jīng)過植物組織培養(yǎng)可獲得轉(zhuǎn)基因植株。解析(4)由題意可知，基因M可在煙草的根部正常表達(dá)，其表達(dá)產(chǎn)物可將X-Gluc水解生成藍(lán)色物質(zhì)，故可用適量X-Gluc溶液檢測(cè)A、B的幼根細(xì)胞中基因M的表達(dá)情況，表達(dá)強(qiáng)度越大，細(xì)胞表現(xiàn)的藍(lán)色越深。若A組藍(lán)色深而B組藍(lán)色較淺，則說明B組低溫使啟動(dòng)子P受抑制，表達(dá)的產(chǎn)物少。[練1－2]

(2022·北京東城高三模擬)中國(guó)甜柿的自然脫澀與乙醛代謝關(guān)鍵酶基因(PDC)密切相關(guān)，推測(cè)澀味程度可能與PDC基因的表達(dá)情況有關(guān)。(1)啟動(dòng)子位于基因首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)子區(qū)域還存在著許多調(diào)控蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，RNA聚合酶和調(diào)控蛋白共同影響了基因的____________。轉(zhuǎn)錄水平(2)為篩選PDC基因的調(diào)控蛋白，科研人員進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。①PDC基因的啟動(dòng)子序列未知，為獲得大量該基因啟動(dòng)子所在片段，可利用限制酶將基因組DNA進(jìn)行酶切，然后在____________的作用下將已知序列信息的接頭片段連接在PDC基因的上游，根據(jù)__________和PDC基因編碼序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR，利用質(zhì)粒A(圖1)構(gòu)建含有PDC基因啟動(dòng)子片段的重組質(zhì)粒并導(dǎo)入代謝缺陷型酵母菌，用不含________的培養(yǎng)基可篩選出成功轉(zhuǎn)化的酵母菌Y1H。注：金擔(dān)子素是一種抗真菌藥物。DNA連接酶接頭片段尿嘧啶②質(zhì)粒G(圖2)上的AD基因表達(dá)出的AD蛋白與啟動(dòng)子足夠靠近時(shí)，能夠激活后續(xù)基因轉(zhuǎn)錄，因此需獲得待測(cè)蛋白與AD蛋白的融合蛋白用于后續(xù)篩選。科研人員從中國(guó)甜柿中提取RNA，將逆轉(zhuǎn)錄形成的各種cDNA與質(zhì)粒G連接后導(dǎo)入酵母菌，此時(shí)應(yīng)選擇質(zhì)粒G中的位點(diǎn)________(填序號(hào)1～5)作為cDNA的插入位點(diǎn)，最終獲得攜帶不同cDNA片段的酵母菌群Y187。4③重組酵母Y187與Y1H能夠進(jìn)行接合生殖，形成的接合子含有兩種酵母菌質(zhì)粒上的所有基因。若接合子能在含有金擔(dān)子素的培養(yǎng)基中生存，則推測(cè)待測(cè)蛋白是PDC基因的調(diào)控蛋白，請(qǐng)結(jié)合圖3闡述作出該推測(cè)的理由_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

接合子中待測(cè)蛋白與AD蛋白形成了融合蛋白，如果待測(cè)蛋白是PDC基因的調(diào)控蛋白，它就能與PDC基因啟動(dòng)子特定區(qū)域結(jié)合，AD蛋白也能靠近PDC基因啟動(dòng)子并激活金擔(dān)子素抗性基因的表達(dá)，使酵母菌表現(xiàn)出金擔(dān)子素抗性解析解析(1)啟動(dòng)子與調(diào)控蛋白對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄與否起調(diào)控作用，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，直接決定轉(zhuǎn)錄起始，后者為間接作用，對(duì)DNA的轉(zhuǎn)錄起到調(diào)控作用。(2)①已知接頭片段連接在PDC基因的上游，且已知序列信息，則可以按照PDC基因啟動(dòng)子上游的接頭片段與PDC基因編碼序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增；由質(zhì)粒A的示意圖可知帶有選擇功能的基因片段有尿嘧啶合成基因、金擔(dān)子素抗性基因兩種，但是金擔(dān)子素抗性基因無啟動(dòng)子無法轉(zhuǎn)錄，所以選擇尿嘧啶合成基因作為標(biāo)記基因，則在選擇培養(yǎng)基配制時(shí)不加尿嘧啶。②cDNA片段需要插入啟動(dòng)子之后，且不能破壞其他蛋白質(zhì)基因的表達(dá)，因此選擇4作為cDNA的插入位點(diǎn)。③依據(jù)題干，重解析組酵母Y187與Y1H接合子應(yīng)同時(shí)含有質(zhì)粒A、質(zhì)粒G，則接合子有質(zhì)粒A為含有PDC基因、金擔(dān)子素抗性基因的質(zhì)粒；質(zhì)粒G為可正常表達(dá)AD蛋白、待測(cè)蛋白的質(zhì)粒，若質(zhì)粒A、G正常執(zhí)行功能，則AD蛋白攜帶的待測(cè)蛋白靠近PDC基因啟動(dòng)子，激活PDC基因的轉(zhuǎn)錄，并激活金擔(dān)子素抗性基因的表達(dá)，使酵母菌表現(xiàn)出金擔(dān)子素抗性。[練1－3]

(2021·天津等級(jí)考)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。研究者將乳酸菌的乳酸脫氫酶基因(LDH)導(dǎo)入釀酒酵母，獲得能產(chǎn)生乳酸的工程菌株。下圖1為乳酸和乙醇發(fā)酵途徑示意圖，圖2為構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)所需的關(guān)鍵條件。(1)乳酸脫氫酶在轉(zhuǎn)基因釀酒酵母中參與厭氧發(fā)酵的場(chǎng)所應(yīng)為________________。(2)獲得轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌株的過程如下：①設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增乳酸脫氫酶編碼序列。為使擴(kuò)增出的序列中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，且能通過雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒，需設(shè)計(jì)引物1和2。其中引物1的5′端序列應(yīng)考慮______________________和__________________。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)包含BamHⅠ的識(shí)別序列將GTG改為ATG②將上述PCR產(chǎn)物和質(zhì)粒重組后，導(dǎo)入大腸桿菌，篩選、鑒定，擴(kuò)增重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒上有______________________，所以能在大腸桿菌中擴(kuò)增。啟動(dòng)子存在物種特異性，易被本物種的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識(shí)別并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，因此重組質(zhì)粒上的乳酸脫氫酶編碼序列________(填“能”或“不能”)在大腸桿菌中高效表達(dá)。③提取重組質(zhì)粒并轉(zhuǎn)入不能合成尿嘧啶的釀酒酵母菌株，在______________的固體培養(yǎng)基上篩選出轉(zhuǎn)基因釀酒酵母，并進(jìn)行鑒定。原核生物復(fù)制原點(diǎn)不能缺失尿嘧啶(3)以葡萄糖為碳源，利用該轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進(jìn)行厭氧發(fā)酵，結(jié)果既產(chǎn)生乳酸，也產(chǎn)生乙醇。若想進(jìn)一步提高其乳酸產(chǎn)量，下列措施中不合理的是________(單選)。A．進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵條件B．使用乳酸菌LDH基因自身的啟動(dòng)子C．敲除釀酒酵母的丙酮酸脫羧酶基因D．對(duì)轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進(jìn)行誘變育種B解析解析(1)酵母細(xì)胞厭氧發(fā)酵即無氧呼吸的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)①設(shè)計(jì)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)胞中更好的表達(dá)；同時(shí)能通過雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒，需要包含BamHⅠ的識(shí)別序列。②將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，重組質(zhì)粒上有原核生物復(fù)制原點(diǎn)，所以能在大腸桿菌中擴(kuò)增。由于啟動(dòng)子存在物種特異性，重組質(zhì)粒上帶有真核釀酒酵母基因的啟動(dòng)子，故重組質(zhì)粒上的乳酸脫氫酶編碼序列在大腸桿菌中不能高效表達(dá)。③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。解析(3)進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵條件，使其更有利于乳酸的產(chǎn)生，可以提高其乳酸產(chǎn)量，A正確；由于啟動(dòng)子存在物種特異性，使用乳酸菌LDH基因自身的啟動(dòng)子，在酵母細(xì)胞中不表達(dá)，B錯(cuò)誤；敲除釀酒酵母的丙酮酸脫羧酶基因，使酵母菌不能釀酒，從而提高乳酸產(chǎn)量，C正確；對(duì)轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進(jìn)行誘變育種，可能會(huì)出現(xiàn)乳酸的高產(chǎn)菌株，D正確。專題雙練分層突破雙練一基礎(chǔ)測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的)1．在三個(gè)培養(yǎng)皿中各加入等量但不同種的大腸桿菌培養(yǎng)基，在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)36小時(shí)后統(tǒng)計(jì)細(xì)菌菌落數(shù)(如表)。下列表述不正確的是(

)培養(yǎng)皿培養(yǎng)基成分培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)Ⅰ瓊脂、糖類35Ⅱ瓊脂、糖類和維生素250Ⅲ瓊脂和維生素0A．培養(yǎng)皿Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ表明瓊脂是培養(yǎng)基中必須營(yíng)養(yǎng)成分B．培養(yǎng)皿Ⅰ和Ⅱ說明維生素是大腸桿菌需要的生長(zhǎng)因子C．培養(yǎng)皿Ⅱ和Ⅲ說明糖類是大腸桿菌需要的碳源D．本實(shí)驗(yàn)使用的都是固體培養(yǎng)基答案解析解析瓊脂只是作為凝固劑，不能為微生物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)成分，A錯(cuò)誤；Ⅱ和Ⅲ對(duì)照，說明大腸桿菌的生長(zhǎng)需要糖類，糖類可以作為碳源，C正確；由于三個(gè)實(shí)驗(yàn)中都加入了凝固劑瓊脂，都是固體培養(yǎng)基，D正確。2．(2022·北京豐臺(tái)一模)釀酒酵母常用于制作葡萄酒、面包等，某同學(xué)利用購買的釀酒酵母制作白葡萄酒。下列操作不正確的是(

)A．購買的干粉菌種需活化后再接種B．將白葡萄清洗后搗碎有助于發(fā)酵C．定期用斐林試劑檢測(cè)發(fā)酵產(chǎn)物D．接種量、溫度等影響放氣頻率答案3．下圖表示玉米(2n＝20)的花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的大致過程。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．過程①是脫分化，形成的愈傷組織細(xì)胞處于未分化狀態(tài)B．過程②進(jìn)行的是有絲分裂，植株A是從試管苗中篩選出的可育二倍體C．過程①和②均要使用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，但兩種激素的比例不同D．可用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精對(duì)花藥進(jìn)行消毒處理答案解析解析過程①是脫分化過程，脫分化后的細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能都發(fā)生了明顯改變，變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)，A正確；過程②是愈傷組織進(jìn)行再分化的過程，植株A是由花藥離體培養(yǎng)而得的單倍體，B錯(cuò)誤。4．(2021·福建適應(yīng)性測(cè)試改編)下圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得克隆奶牛的流程圖。答案下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．過程①通過顯微操作去除細(xì)胞核B．獲得的克隆奶牛是高產(chǎn)奶牛，與供體奶牛完全相同C．過程③可用電融合法使供體細(xì)胞和去核卵母細(xì)胞融合D．過程⑤操作前需要對(duì)代孕母牛進(jìn)行發(fā)情處理解析解析去除牛卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核可以用顯微操作技術(shù)，A正確；克隆奶牛與供體奶牛細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)相同，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)不同，由于受到細(xì)胞質(zhì)基因與環(huán)境的影響，克隆奶牛與供體奶牛不完全相同，B錯(cuò)誤；過程⑤是將早期胚胎移植入代孕母牛的子宮內(nèi)，操作前需要對(duì)代孕母牛進(jìn)行發(fā)情處理，D正確。5．吳茱萸是一種中藥，其主要成分為吳茱萸堿(EVO)，為研究EVO對(duì)人胃癌細(xì)胞增殖的影響及作用機(jī)制，科研人員做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，EVO不僅能通過誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞中p53蛋白的表達(dá)，使其細(xì)胞周期阻滯在G2/M期，還能影響細(xì)胞凋亡蛋白Caspase-3的表達(dá)，最終起到治療胃癌的作用。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．培養(yǎng)胃癌細(xì)胞，需將含動(dòng)物血清的培養(yǎng)基置于恒溫培養(yǎng)箱中B．加入胰蛋白酶制備的胃癌單細(xì)胞懸液，會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象C．p53可能是一種細(xì)胞周期抑制蛋白，EVO能夠抑制胃癌細(xì)胞的增殖D．患者服用EVO后，胃癌細(xì)胞中Caspase-3的含量會(huì)增加答案解析解析胃癌細(xì)胞糖蛋白減少，黏著性降低，不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，B錯(cuò)誤。6．(2021·遼寧適應(yīng)性測(cè)試)PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)，與人體細(xì)胞內(nèi)DNA分子復(fù)制相比，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則B．DNA聚合酶作用的最適溫度不同C．都是邊解旋邊復(fù)制的過程D．復(fù)制方式都是半保留復(fù)制答案解析解析PCR技術(shù)是在較高溫度條件下進(jìn)行的，因此PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高，B正確；PCR技術(shù)是在較高溫度條件下打開雙鏈后進(jìn)行擴(kuò)增的，不是邊解旋邊復(fù)制的，C錯(cuò)誤。7．圖甲、乙中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。下列關(guān)于培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的敘述錯(cuò)誤的是(

)A．若通過PCR技術(shù)獲取該目的基因，應(yīng)該選用引物甲和引物丙B．圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建表達(dá)載體，應(yīng)選用BclⅠ和HindⅢ剪切C．若將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞中，需選用處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)的大腸桿菌D．在受體細(xì)胞中，氨芐青霉素抗性基因和目的基因可同時(shí)表達(dá)答案解析解析PCR技術(shù)能獲得兩個(gè)引物之間的DNA序列，獲取該目的基因，目的基因在引物甲和引物丙之間，應(yīng)該選用引物甲和引物丙，A正確；圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建表達(dá)載體，應(yīng)選用BclⅠ和HindⅢ剪切，既可以將目的基因切下來(獲取目的基因)，又可以保證質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因不被破壞，B正確；在受體細(xì)胞中，氨芐青霉素抗性基因由于目的基因的插入被破壞，不能表達(dá)，D錯(cuò)誤。8．從某海洋動(dòng)物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是(

)A．合成編碼目的肽的DNA片段B．構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽D．篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽答案解析解析蛋白質(zhì)工程的第一步是根據(jù)蛋白質(zhì)的功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，推測(cè)多肽的氨基酸序列，C正確。二、多項(xiàng)選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求)9．泡菜制作方便、口味獨(dú)特，深受人們喜愛，下列敘述正確的是(

)A．泡菜腌制過程中，進(jìn)行發(fā)酵的主要微生物屬于原核生物B．泡菜腌制過程中，需加入一定的抗生素來抑制雜菌的繁殖C．泡菜腌制過程中，用水封的方式保證壇內(nèi)發(fā)酵所需的無氧環(huán)境D．泡菜腌制過程中，亞硝酸鹽的含量會(huì)先增加后減少答案解析解析抗生素會(huì)殺死細(xì)菌，故在泡菜腌制過程中，不能加入抗生素，否則會(huì)影響乳酸菌的繁殖，導(dǎo)致發(fā)酵失敗，B錯(cuò)誤。10．某實(shí)驗(yàn)室做了下圖所示的實(shí)驗(yàn)研究。下列相關(guān)敘述中不正確的是(

)A．與纖維母細(xì)胞相比，過程①形成的誘導(dǎo)干細(xì)胞的全能性較高B．單克隆抗體不需細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助就能釋放到細(xì)胞外C．每個(gè)Y細(xì)胞只產(chǎn)生一種抗體，故過程④不需進(jìn)行篩選D．過程②是誘導(dǎo)干細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程答案解析解析與纖維母細(xì)胞相比，干細(xì)胞的全能性較高，A正確；抗體是大分子化合物，分泌出細(xì)胞的方式是胞吐，需要能量，但不需要載體蛋白，B正確；雖然每個(gè)Y細(xì)胞只產(chǎn)生一種抗體，但從乙小鼠體內(nèi)分離出的Y細(xì)胞有多種，且經(jīng)③過程獲得的Z細(xì)胞有融合的具有同種核的細(xì)胞和多種雜交細(xì)胞，過程④需進(jìn)行篩選，C錯(cuò)誤；過程②是誘導(dǎo)干細(xì)胞分化為多種細(xì)胞，這些細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但遺傳物質(zhì)都未發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。三、非選擇題11．(2021·重慶選擇性考試適應(yīng)性測(cè)試改編)某研究人員設(shè)計(jì)了下列技術(shù)路線，以期獲得甘藍(lán)和蘿卜體細(xì)胞雜交植株。請(qǐng)回答下列問題：(1)制備原生質(zhì)體時(shí)，常用兩種酶處理，分別是________________。誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是________________。原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是________________________。圖中X是___________。(2)為誘導(dǎo)融合體產(chǎn)生不定芽，通常應(yīng)在培養(yǎng)基中加入兩類植物激素，其中起主要作用的是______________。(3)若想獲得抗鹽植株，可選用融合原生質(zhì)體作為人工誘變的材料，原因是_______________________________________________________________________________________，且需在含較高濃度的NaCl培養(yǎng)基中篩選。纖維素酶和果膠酶PEG(聚乙二醇)雜種細(xì)胞再生成細(xì)胞壁愈傷組織細(xì)胞分裂素

具有分裂分化能力，突變頻率高，融合原生質(zhì)體包含了兩個(gè)物種的全部遺傳信息，且具有全能性解析解析(2)植物組織培養(yǎng)中常加入細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素，當(dāng)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值低時(shí)，有利于芽的形成，所以起主要作用的是細(xì)胞分裂素。12．(2022·湖南百所名校聯(lián)考)黃粉蟲可以吞食、降解塑料，利用黃粉蟲腸道微生物對(duì)白色污染進(jìn)行生物降解，是一種綠色環(huán)保的處理工藝。下圖是從黃粉蟲腸道中分離、純化微生物的過程。請(qǐng)回答下列問題：(1)解剖取腸道內(nèi)容物后，進(jìn)行富集培養(yǎng)的目的是______________________________________________________________________。(2)進(jìn)行選擇培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中需加入____________作為唯一的碳源。要判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用，需要設(shè)置_______________________________作為對(duì)照。(3)將培養(yǎng)后的菌液稀釋涂布到固體培養(yǎng)基上，涂布平板時(shí)的工具是________，整個(gè)過程都應(yīng)在____________附近進(jìn)行，待平板上長(zhǎng)出菌落后，選擇所需菌種。

增加塑料降解微生物的濃度，以確保能從腸道中分離到所需要的微生物PVC塑料膜接種了的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基涂布器酒精燈火焰(4)在統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時(shí)，一般選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果，這樣可以防止因_______________________________而遺漏菌落的數(shù)目。(5)與傳統(tǒng)填埋、焚燒相比，黃粉蟲腸道微生物對(duì)白色污染的降解具有________________________________________的優(yōu)點(diǎn)。培養(yǎng)時(shí)間不足(答案合理即可)不會(huì)造成二次污染(答案合理即可)解析解析(1)從腸道內(nèi)容物中分離目的微生物時(shí)，進(jìn)行富集培養(yǎng)的目的是為了增加目的微生物的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。(2)為篩選能降解塑料的微生物，進(jìn)行選擇培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中需加入PVC塑料膜作為唯一的碳源。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中由牛肉膏、蛋白胨提供的碳源大多數(shù)微生物都可以利用，以PVC塑料膜為唯一碳源的培養(yǎng)基只有能分解PVC的微生物可以存活，因此，以牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基作為對(duì)照，能判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用。13．科研人員探究S蛋白在水稻減數(shù)分裂過程中的作用。(1)減數(shù)分裂Ⅰ的主要特征是：______________________________________________________________________________________________(寫出一條)。(2)為確定S蛋白的作用位點(diǎn)，科研人員將紅色熒光標(biāo)記的S蛋白抗體與綠色熒光標(biāo)記的著絲粒特異性蛋白抗體加入到野生型水稻花粉母細(xì)胞樣品中，若熒光顯微鏡下觀察到紅色熒光位點(diǎn)與綠色熒光位點(diǎn)________，則表明S蛋白作用于染色體的著絲粒處。

同源染色體配對(duì)聯(lián)會(huì)(或四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生互換或同源染色體分離，分別移向細(xì)胞的兩極)重疊(3)為探究S蛋白的作用，研究人員構(gòu)建使S蛋白基因沉默的轉(zhuǎn)基因水稻。①提取野生型水稻的總RNA，獲取大量S基因(目的基因)的方法為：通過________過程獲得cDNA，設(shè)計(jì)與_____________________________的引物，進(jìn)而通過PCR擴(kuò)增S基因。②將S基因反向接入質(zhì)粒，構(gòu)建表達(dá)載體，利用____________法將其導(dǎo)入受體細(xì)胞，獲得轉(zhuǎn)基因水稻植株。逆轉(zhuǎn)錄S基因兩端序列特異性結(jié)合農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化③利用____________________技術(shù)檢測(cè)水稻體內(nèi)S蛋白表達(dá)情況，判斷圖1中植株B為轉(zhuǎn)基因水稻，植株B的S蛋白表達(dá)量低的原因是S基因反向接入后，________________________________________________________________________，導(dǎo)致S蛋白條帶變暗。抗原—抗體雜交

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA能與正常S基因的mRNA互補(bǔ)配對(duì)，抑制S基因的翻譯過程(4)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻和野生型水稻減數(shù)分裂Ⅱ后期的染色體行為進(jìn)行觀察，科研人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因水稻在減數(shù)分裂Ⅱ后期姐妹染色單體提前分離，染色體散亂排列(如圖2)，據(jù)此推測(cè)S蛋白的作用是__________________________________________________，從而保證細(xì)胞兩極的兩套染色體形態(tài)和數(shù)目完全相同。抑制著絲粒提前分離(或保證姐妹染色單體同步分開)解析解析(2)根據(jù)題意，S蛋白抗體會(huì)與S蛋白結(jié)合顯紅色熒光，著絲粒特異性蛋白抗體會(huì)跟著絲粒蛋白結(jié)合顯綠色熒光，若觀察到紅色熒光位點(diǎn)與綠色熒光位點(diǎn)重疊，說明S蛋白作用于染色體的著絲粒處。(3)①提取野生型水稻的總RNA，通過逆轉(zhuǎn)錄過程獲得cDNA，設(shè)計(jì)與S基因兩端序列特異性結(jié)合的引物，進(jìn)而通過PCR擴(kuò)增S基因，即可得到大量S基因。雙練二能力提升一、單項(xiàng)選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的)1．(2021·山東等級(jí)考)解脂菌能利用分泌的脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸會(huì)使醇溶青瓊脂平板變?yōu)樯钏{(lán)色。將不能直接吸收脂肪的甲、乙兩種菌分別等量接種在醇溶青瓊脂平板上培養(yǎng)。甲菌菌落周圍呈現(xiàn)深藍(lán)色，乙菌菌落周圍不變色。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．甲菌屬于解脂菌B．實(shí)驗(yàn)中所用培養(yǎng)基以脂肪為唯一碳源C．可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區(qū)域進(jìn)行對(duì)比D．該平板可用來比較解脂菌分泌脂肪酶的能力答案解析解析根據(jù)題干信息“甲菌菌落周圍呈現(xiàn)深藍(lán)色”，說明甲可以分泌脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸會(huì)使醇溶青瓊脂平板變?yōu)樯钏{(lán)色，因此甲菌屬于解脂菌，A正確；乙菌落周圍沒有出現(xiàn)深藍(lán)色，說明乙菌落不能產(chǎn)生脂肪酶，不能利用脂肪為其供能，但乙菌落也可以在培養(yǎng)基上生存，說明該培養(yǎng)基不是以脂肪為唯一碳源，B錯(cuò)誤；可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，更加直觀，C正確；該平板可用來比較解脂菌分泌脂肪酶的能力，觀察指標(biāo)為菌落周圍深藍(lán)色圈的大小，D正確。2．束頂病毒是香蕉的嚴(yán)重病害之一，常用感病植株的莖尖作外植體以獲得脫毒苗。科研人員進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下表所示，敘述錯(cuò)誤的是(

)答案解析解析光學(xué)顯微鏡無法觀察到病毒，D錯(cuò)誤。莖尖預(yù)處理莖尖數(shù)量成活莖尖數(shù)成活率(%)脫毒莖尖數(shù)脫毒率(%)未低溫保存323093.75826.67超低溫保存603355.002060.61A．獲得脫毒苗利用植物細(xì)胞具有全能性的原理B．培養(yǎng)基中常添加生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等激素C．結(jié)果顯示超低溫保存莖尖可以提高脫毒率D．用光學(xué)顯微鏡觀察病毒顆粒檢測(cè)莖尖脫毒率3．哺乳動(dòng)物的單倍體胚胎干細(xì)胞(haESCs)是指只含有一套染色體(性染色體只含X染色體)、擁有類似于正常胚胎干細(xì)胞特性的細(xì)胞類群，可分為孤雌單倍體胚胎干細(xì)胞和孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞兩種類型，在研究隱性基因突變、表觀遺傳修飾和配子發(fā)育中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．在體外培養(yǎng)條件下，haESCs可以只增殖而不發(fā)生細(xì)胞分化B．推測(cè)僅攜帶Y染色體的早期單倍體胚胎可能難以發(fā)育到囊胚階段C．haESCs與成體干細(xì)胞類似，可誘導(dǎo)分化成各種功能的細(xì)胞、組織和器官D．haESCs中通常不含等位基因，為獲取遺傳操作的動(dòng)物模型提供了新思路答案解析解析單倍體胚胎干細(xì)胞是擁有類似于正常胚胎干細(xì)胞特性的細(xì)胞類群，在體外培養(yǎng)條件下，單倍體胚胎干細(xì)胞同樣具有胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)，只增殖而不發(fā)生細(xì)胞分化，A正確；根據(jù)題干信息“單倍體胚胎干細(xì)胞性染色體只含X染色體”推測(cè)，僅攜帶Y染色體的早期單倍體胚胎可能難以發(fā)育到囊胚階段，B正確；單倍體胚胎干細(xì)胞類似于正常胚胎干細(xì)胞，具有發(fā)育的全能性，可誘導(dǎo)分化成各種功能的細(xì)胞、組織和器官，而成體干細(xì)胞來源于已經(jīng)分化組織中的未分化細(xì)胞，如造血干細(xì)胞，只能分化為特定的組織和細(xì)胞，C錯(cuò)誤。4．菌種M和菌種N在發(fā)酵工程應(yīng)用上具有不同的優(yōu)越性，為了獲得具有它們共同優(yōu)良性狀的融合菌，進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn)。已知菌種M為組氨酸依賴(組氨酸合成相關(guān)基因突變?yōu)锽－)，菌種N為色氨酸依賴(色氨酸合成相關(guān)基因突變?yōu)锳－)，下列分析錯(cuò)誤的是(

)A．菌種M和N可通過人工誘變和選擇性培養(yǎng)篩選獲得B．用PEG誘導(dǎo)融合之前需要去除菌種M和N的細(xì)胞壁C．在培養(yǎng)基X中添加組氨酸和色氨酸以篩選出雜種融合菌D．從培養(yǎng)基X中分離出的雜種融合菌P對(duì)兩種氨基酸均不依賴答案解析解析人工誘變可獲得不同類型的突變體，再利用選擇培養(yǎng)基從中選取組氨酸依賴型和色氨酸依賴型的菌種，即為M、N菌種，A正確；由圖示流程可知，M、N菌經(jīng)處理后得到與之前形態(tài)不同的原生質(zhì)體，再用PEG處理，說明M、N菌均有細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，B正確；M菌和N菌融合后的細(xì)胞，同時(shí)含有M、N兩種菌的基因，對(duì)兩種氨基酸均不依賴，故培養(yǎng)基X中應(yīng)不添加組氨酸和色氨酸以篩選出雜種融合菌P，C錯(cuò)誤，D正確。二、多項(xiàng)選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求)5．下圖1是蘋果酒和蘋果醋的現(xiàn)代生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)圖，在制備蘋果醋時(shí)，乙罐內(nèi)先填充經(jīng)滅菌處理的木材刨花，然后加入含醋酸菌的培養(yǎng)液。圖2是與生產(chǎn)過程關(guān)聯(lián)的某些物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化情況。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．甲、乙罐中的微生物的代謝類型不同B．甲罐頂上管道彎曲及加水的目的是防止空氣和雜菌進(jìn)入，以及排氣減壓等C．乙罐中刨木花既有利于發(fā)酵菌的附著，又能為其提供一定的碳源D．圖2中的a、b曲線可分別代表乙酸和酒精的濃度變化規(guī)律答案解析解析甲、乙罐中的微生物分別為酵母菌和醋酸菌，它們的代謝類型分別是異養(yǎng)兼性厭氧型、異養(yǎng)需氧型，A正確；乙罐中刨木花有利于發(fā)酵菌的附著，但不能為其提供一定的碳源，醋酸菌以甲罐中的酒精作為碳源，C錯(cuò)誤；果醋發(fā)酵能將酒精轉(zhuǎn)化為乙酸，因此發(fā)酵過程中酒精含量先增加后減少，而乙酸含量一直升高，且從酒精減少的時(shí)刻開始產(chǎn)生，因此a、b曲線分別代表酒精和乙酸的濃度變化規(guī)律，D錯(cuò)誤。6．亞洲棉的突變型光籽和野生型毛籽是一對(duì)相對(duì)性狀，研究發(fā)現(xiàn)，亞洲棉某突變體的光籽表型與8號(hào)染色體的～880kb至～903kb區(qū)間相關(guān)，研究人員根據(jù)野生型毛籽棉的該區(qū)間設(shè)計(jì)連續(xù)的重疊引物進(jìn)行PCR，產(chǎn)物擴(kuò)增結(jié)果如圖所示，下列說法正確的是(

)A．應(yīng)提取該突變體和野生型亞洲棉的全部染色體DNA進(jìn)行PCRB．上圖中PCR產(chǎn)物的鑒定是通過瓊脂糖凝膠電泳來進(jìn)行的C．據(jù)圖分析可知，分子量較大的擴(kuò)增產(chǎn)物與點(diǎn)樣處的距離較小D．該突變體出現(xiàn)的根本原因是第6對(duì)引物對(duì)應(yīng)區(qū)間發(fā)生了基因突變答案解析解析由于8號(hào)染色體的～880kb至～903kb區(qū)間與突變體的光籽表型相關(guān)，故應(yīng)該提取突變體和野生型的8號(hào)染色體上的DNA進(jìn)行擴(kuò)增，A錯(cuò)誤；題圖中PCR產(chǎn)物的鑒定是通過瓊脂糖凝膠電泳來進(jìn)行的，主要依據(jù)分子量不同，采用外加電場(chǎng)使其分開，B正確；由圖可知，分子量較大的擴(kuò)增產(chǎn)物遷移速率慢，與點(diǎn)樣處的距離較小，C正確；根據(jù)野生型和突變體經(jīng)引物6擴(kuò)增的產(chǎn)物不同可知，8號(hào)染色體上的第6對(duì)引物對(duì)應(yīng)的區(qū)間基因突變是突變體光籽性狀出現(xiàn)的根本原因，D正確。三、非選擇題7．R-7是家蠶體內(nèi)的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列(3′-UTR)結(jié)合，進(jìn)而影響基因的表達(dá)。為研究R-7是否影響家蠶基因B(調(diào)控家蠶眼睛發(fā)育)的表達(dá)，科研人員將基因B中對(duì)應(yīng)3′-UTR的DNA片段與熒光素酶基因(R-7不影響熒光素酶基因的表達(dá))重組，如圖1所示。將該重組載體導(dǎo)入家蠶胚胎細(xì)胞并檢測(cè)其表達(dá)情況，結(jié)果如圖2所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)要想短時(shí)間內(nèi)獲得大量目的基因，需要用到的技術(shù)是________________，該技術(shù)的原理是________________。若將一個(gè)含目的基因的DNA擴(kuò)增n代，則共需消耗________對(duì)引物。(2)圖1中對(duì)應(yīng)3′-UTR的DNA片段應(yīng)插入到位點(diǎn)________，原因是____________________________________________________________。基因工程的核心步驟是______________________，其目的是_________________________________________________________________________________________。PCR擴(kuò)增技術(shù)DNA雙鏈復(fù)制2n－12目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因基因表達(dá)載體的構(gòu)建

使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用(3)科研人員從圖2所示的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)，經(jīng)處理檢測(cè)后獲得相對(duì)熒光值(在適宜條件下，熒光素酶可催化熒光素發(fā)生氧化反應(yīng)并發(fā)出熒光)。實(shí)驗(yàn)組為將重組載體導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，對(duì)照組1為將含有熒光素酶基因的表達(dá)載體(不含對(duì)應(yīng)3′-UTR的DNA片段)導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，則對(duì)照組2應(yīng)為______________________________________________________。由結(jié)果推知R-7通過____________________________________進(jìn)而抑制基因B的表達(dá)。將重組載體導(dǎo)入不含(或去除)R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中與基因B所轉(zhuǎn)錄的mRNA的3′-UTR結(jié)合解析解析(1)短時(shí)間內(nèi)獲得大量目的基因需用到的技術(shù)是PCR擴(kuò)增技術(shù)，該技術(shù)原理是DNA雙鏈復(fù)制。若對(duì)一個(gè)含基因B的DNA擴(kuò)增n代，共得到2n個(gè)DNA，凈增DNA為2n－1，因此共需消耗的引物為2n－1對(duì)。(3)由圖2可知實(shí)驗(yàn)組的相對(duì)熒光值較低，而對(duì)照組1和對(duì)照組2的相對(duì)熒光值較高。又因?yàn)閷?duì)照組1的處理為將含有熒光素酶基因的表達(dá)載體(不含對(duì)應(yīng)3′-UTR的DNA片段)導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，說明沒有3′-UTR片段的細(xì)胞中熒光素酶基因正常表達(dá)，相對(duì)熒光值較高。實(shí)驗(yàn)組為將重組載體導(dǎo)入含R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中，相對(duì)熒光值較低，說明R-7抑制了熒光素酶基因的表達(dá)。由此可以推測(cè)對(duì)照組2的處理應(yīng)為將重組載體導(dǎo)入不含(或去除)R-7的家蠶胚胎細(xì)胞中。由結(jié)果可推知R-7通過與基因B所轉(zhuǎn)錄的mRNA的3′-UTR結(jié)合進(jìn)而抑制基因B的表達(dá)。8．(2020·北京等級(jí)考