大單元8 生物技術(shù)與工程2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專題生物H課后習(xí)題含答案

大單元8生物技術(shù)與工程2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專題生物H課后習(xí)題含答案層級一基礎(chǔ)夯實(shí)自測練學(xué)生用書P207

1.(2024·山西朔州三模)泡姜屬于四川風(fēng)味泡菜,有發(fā)汗解表、促進(jìn)血液循環(huán)、驅(qū)散寒邪的功效。在腌制泡姜之前,泡菜壇宜用開水燙一遍,腌制過程中,泡菜壇口的水槽中要始終保持有水狀態(tài),否則泡菜壇內(nèi)可能會長出一層白膜。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.在腌制泡姜前,用開水燙一遍泡菜壇是為了防止雜菌污染B.在制作泡姜時,加入適量青花椒等香辛料既能防腐又能調(diào)節(jié)口味C.泡姜腌制過程泡菜壇內(nèi)長出白膜是由于氧氣進(jìn)入導(dǎo)致乳酸菌大量繁殖D.腌制兩天后,泡姜的風(fēng)味逐漸顯現(xiàn),但不宜食用,因?yàn)榇藭r泡姜中亞硝酸鹽的含量較高答案C解析在腌制泡姜之前,泡菜壇宜用開水燙一遍,其目的是防止雜菌污染,A項(xiàng)正確;在制作泡姜時,加入適量青花椒等香辛料不僅可以抑制微生物的生長,還能調(diào)節(jié)泡姜的風(fēng)味,B項(xiàng)正確;在泡姜腌制過程中,泡菜壇口的水槽中要始終保持有水狀態(tài),如果不能確保良好的密封性,泡菜壇內(nèi)會長出一層白膜,這是因?yàn)橹谱髋莶诵枰獏捬醐h(huán)境,如果泡菜壇密封不嚴(yán)導(dǎo)致有氧氣進(jìn)入,產(chǎn)膜酵母會大量繁殖,C項(xiàng)錯誤;腌制兩天后,泡姜的風(fēng)味逐漸顯現(xiàn),但此時還不宜食用,原因是亞硝酸鹽的含量較高,一般在腌制10天后食用為宜,D項(xiàng)正確。2.(2024·湖南三模)微生物的次生代謝物對微生物生長不是必需的,一般在微生物生長后期形成。產(chǎn)黃青霉是一種廣泛存在于自然界中的霉菌,是生產(chǎn)青霉素的重要工業(yè)菌種,工業(yè)上生產(chǎn)青霉素的發(fā)酵工程流程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.青霉素屬于次生代謝物,過程①②為使用液體培養(yǎng)基進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)B.過程③使用高壓蒸汽滅菌法滅菌時,要將滅菌鍋中的冷空氣排盡C.發(fā)酵罐中發(fā)酵時,要隨時檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等D.過程⑤采用過濾、沉淀等方法將產(chǎn)黃青霉分離和干燥,即可得到產(chǎn)品答案D解析青霉素屬于次生代謝物,過程①②為擴(kuò)大培養(yǎng),都使用液體培養(yǎng)基,目的是獲得更多菌種,A項(xiàng)正確;使用高壓蒸汽滅菌鍋時,若冷空氣沒有排盡,則可能壓力達(dá)到設(shè)定要求,而鍋內(nèi)并沒有達(dá)到相應(yīng)溫度,從而影響滅菌效果,B項(xiàng)正確;發(fā)酵罐中發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié),要隨時檢測培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等,以了解發(fā)酵進(jìn)程,C項(xiàng)正確;采用過濾、沉淀等方法將產(chǎn)黃青霉分離和干燥,即可得到菌種,青霉素是青霉的代謝物,在發(fā)酵后應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶崛?、分離和純化措施來獲得產(chǎn)品,D項(xiàng)錯誤。3.(2024·湖南長沙二模)紅豆杉(2n=24)能產(chǎn)生具有高抗癌活性的紫杉醇,柴胡(2n=12)生長迅速。紅豆杉—柴胡是通過植物細(xì)胞工程培育的一種既能產(chǎn)生紫杉醇,又能迅速生長的雜交植株。部分培育過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A.獲得原生質(zhì)體的過程需要用纖維素酶和胰蛋白酶去除細(xì)胞壁B.過程①可用高Ca2+—高pH融合法誘導(dǎo),利用了細(xì)胞膜的流動性C.過程②的培養(yǎng)基中需添加適量的生長素類和赤霉素類植物生長調(diào)節(jié)劑D.紅豆杉—柴胡雜種植株是二倍體,能夠產(chǎn)生可育配子答案B解析植物細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠,獲得原生質(zhì)體的過程需要用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,A項(xiàng)錯誤;過程①是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,可用高Ca2+—高pH融合法誘導(dǎo),利用了細(xì)胞膜的流動性,B項(xiàng)正確;過程②為脫分化,該過程需要在培養(yǎng)基中添加適量的生長素類和細(xì)胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)劑,C項(xiàng)錯誤;紅豆杉—柴胡雜種植株是異源四倍體,能夠產(chǎn)生可育配子,D項(xiàng)錯誤。4.(2024·北京海淀二模)研究者用M病毒膜蛋白對小鼠進(jìn)行免疫,分離小鼠脾細(xì)胞并將其與S細(xì)胞融合,通過篩選獲得單個穩(wěn)定分泌單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。下列相關(guān)敘述正確的是()A.用動物細(xì)胞培養(yǎng)液培養(yǎng)M病毒,通過離心可獲得膜蛋白作為抗原B.可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠,以獲得更多的漿細(xì)胞C.S細(xì)胞應(yīng)具備產(chǎn)生抗體和無限增殖的能力D.體外培養(yǎng)單個雜交瘤細(xì)胞獲得大量抗體體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性答案B解析M病毒必須寄生在活細(xì)胞中才能完成生命活動,故不能用動物細(xì)胞培養(yǎng)液培養(yǎng)M病毒,A項(xiàng)錯誤;可用M病毒膜蛋白(抗原)多次免疫小鼠,以獲得更多的能產(chǎn)生特異性抗體的漿細(xì)胞,B項(xiàng)正確;S細(xì)胞不是雜交瘤細(xì)胞,其具有無限增殖的能力,但不具有產(chǎn)生抗體的能力,C項(xiàng)錯誤;體外培養(yǎng)單個雜交瘤細(xì)胞由于沒有發(fā)育為完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞,因此不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性,D項(xiàng)錯誤。5.(2024·安徽合肥一模)我國科學(xué)家突破重重困難,重復(fù)多次下圖操作過程,獲得了兩只克隆猴——“中中”和“華華”,率先將體細(xì)胞核移植技術(shù)成功地應(yīng)用于非人靈長類動物的克隆。下列有關(guān)說法正確的是()A.滅活病毒處理是為了促進(jìn)體細(xì)胞核膜與卵母細(xì)胞的細(xì)胞膜融合B.重構(gòu)胚的培養(yǎng)需要一定濃度CO2、適宜的溫度和pH等條件C.用胎猴的體細(xì)胞進(jìn)行克隆的成功率顯著低于成年猴的體細(xì)胞D.克隆猴“中中”和“華華”的遺傳物質(zhì)和性狀表現(xiàn)完全相同答案B解析滅活病毒處理是為了促進(jìn)體細(xì)胞的細(xì)胞膜與卵母細(xì)胞的細(xì)胞膜融合,A項(xiàng)錯誤;動物組織培養(yǎng)需要一定濃度CO2、適宜的溫度和pH等條件,B項(xiàng)正確;用胎猴的體細(xì)胞進(jìn)行克隆的成功率顯著高于成年猴的體細(xì)胞,C項(xiàng)錯誤;遺傳物質(zhì)相同的個體性狀表現(xiàn)不一定完全相同,還受環(huán)境因素的影響,D項(xiàng)錯誤。6.(不定項(xiàng))(2024·湖南卷)最早的雙脫氧測序法是在PCR反應(yīng)體系中,分別再加入一種少量的雙脫氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子鏈延伸時,雙脫氧核苷三磷酸也遵循堿基互補(bǔ)配對原則,以加入ddATP的體系為例:若配對的為ddATP,延伸終止;若配對的為脫氧腺苷三磷酸(dATP),繼續(xù)延伸;PCR產(chǎn)物變性后電泳檢測。通過該方法測序某疾病患者及對照個體的一段序列,結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是()A.上述PCR反應(yīng)體系中只加入一種引物B.電泳時產(chǎn)物的片段越小,遷移速率越慢C.5'-CTACCCGTGAT-3'為對照個體的一段序列D.患者該段序列中某位點(diǎn)的堿基C突變?yōu)镚答案AC解析利用雙脫氧測序法時,PCR反應(yīng)體系中加入的模板是待測的單鏈DNA,故只需加入一種引物,A項(xiàng)正確。電泳時產(chǎn)物的片段越大,遷移速率越慢,B項(xiàng)錯誤。對照個體測序結(jié)果為5'-CTACCCGTGAT-3',患者個體測序結(jié)果為5'-CTACCTGTGAT-3',對比可知,患者該段序列中某位點(diǎn)的堿基C突變?yōu)門,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯誤。7.(2024·北京模擬)研究者對綠色熒光蛋白進(jìn)行改造,將其第203位蘇氨酸替換為酪氨酸,使改造后的蛋白質(zhì)在特定光激發(fā)后發(fā)射橙色光,稱為橙色熒光蛋白。關(guān)于橙色熒光蛋白的構(gòu)建,以下說法正確的是()A.用蛋白酶直接處理綠色熒光蛋白獲得目標(biāo)產(chǎn)物B.設(shè)計(jì)定點(diǎn)突變PCR獲得橙色熒光蛋白基因C.PCR擴(kuò)增獲得的產(chǎn)物激發(fā)后可以發(fā)橙色熒光D.綠色熒光蛋白基因發(fā)生的突變類型為堿基缺失答案B解析用蛋白酶直接處理綠色熒光蛋白得到的是各種氨基酸,而不是第203位蘇氨酸替換為酪氨酸的橙色熒光蛋白,A項(xiàng)錯誤;要使綠色熒光蛋白第203位蘇氨酸替換為酪氨酸,可以通過對其基因進(jìn)行定點(diǎn)突變PCR實(shí)現(xiàn),這樣基因中控制第203位蘇氨酸的堿基序列替換為合成酪氨酸的堿基序列,B項(xiàng)正確;PCR擴(kuò)增獲得的產(chǎn)物是目的基因片段,激發(fā)后不能發(fā)橙色熒光,只有該基因片段控制合成的蛋白質(zhì)才會在激發(fā)后發(fā)橙色熒光,C項(xiàng)錯誤;綠色熒光蛋白基因發(fā)生的突變類型為堿基替換,D項(xiàng)錯誤。8.(2024·全國甲卷)(10分)合理使用消毒液有助于減少傳染病的傳播。某同學(xué)比較了3款消毒液A、B、C殺滅細(xì)菌的效果,結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)該同學(xué)采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和菌落計(jì)數(shù)法分別測定同一樣品的細(xì)菌數(shù)量,發(fā)現(xiàn)測得的細(xì)菌數(shù)量前者大于后者,其原因是

。

(2)該同學(xué)從100mL細(xì)菌原液中取1mL加入無菌水中得到10mL稀釋菌液,再從稀釋菌液中取200μL涂布平板,菌落計(jì)數(shù)的結(jié)果為100,據(jù)此推算細(xì)菌原液中細(xì)菌濃度為個/mL。

(3)菌落計(jì)數(shù)過程中,涂布器應(yīng)先在酒精燈上灼燒,冷卻后再涂布。灼燒的目的是,

冷卻的目的是。

(4)據(jù)圖可知?dú)⒕Ч詈玫南疽菏?判斷依據(jù)是

。(答出兩點(diǎn)即可)

(5)鑒別培養(yǎng)基可用于反映消毒液殺滅大腸桿菌的效果。大腸桿菌在伊紅—亞甲藍(lán)培養(yǎng)基上生長的菌落呈色。

答案(1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)細(xì)菌總數(shù),菌落計(jì)數(shù)法只統(tǒng)計(jì)活菌數(shù)(2)5000(3)滅菌避免高溫殺死細(xì)菌(4)A相同處理時間下使用A后活細(xì)菌減少量最大;使用A達(dá)到活細(xì)菌減少量最大時所用時間最短(5)黑(或深紫)解析(1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法是活細(xì)菌和死細(xì)菌一起計(jì)數(shù),菌落計(jì)數(shù)法只計(jì)數(shù)活細(xì)菌,而且可能出現(xiàn)兩個及兩個以上活細(xì)菌形成一個菌落的情況。(2)由題意可知,菌液稀釋倍數(shù)為10倍,故細(xì)菌原液中細(xì)菌濃度為100÷0.2×10=5000(個/mL)。(3)灼燒的目的是滅菌,冷卻的目的是防止溫度過高而殺死菌種。(4)與使用消毒液B和C相比,使用消毒液A時,相同處理時間的活細(xì)菌減少量最大,減少同等量活細(xì)菌所需時間最短。(5)大腸桿菌在伊紅—亞甲藍(lán)培養(yǎng)基上生長的菌落呈黑(或深紫)色。9.(2024·湖南模擬)(10分)“中中”和“華華”克隆猴的成功培育標(biāo)志著我國非人靈長類疾病動物模型研究處于國際領(lǐng)先水平?！爸兄小焙汀叭A華”的克隆流程如圖1所示,回答下列問題。圖1(1)圖1中的細(xì)胞a是,從卵巢中采集的細(xì)胞a需在體外培養(yǎng)至期才能用于體細(xì)胞核移植等。

(2)圖中取胎猴期而非成年期的體細(xì)胞的原因是。當(dāng)貼壁細(xì)胞在體外培養(yǎng)過程中發(fā)生現(xiàn)象時,需要對細(xì)胞分瓶進(jìn)行培養(yǎng)。

(3)科研人員發(fā)現(xiàn):對靈長類動物供體細(xì)胞核進(jìn)行表觀遺傳修飾,激活重構(gòu)胚分化潛能調(diào)控基因A的表達(dá),是克隆成功的關(guān)鍵。研究表明染色體組蛋白H3動態(tài)可逆地被修飾酶所改變,從而調(diào)控基因A的表達(dá),如圖2所示。為了激活基因A的表達(dá),研究人員將組蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重構(gòu)胚,同時用組蛋白去乙?；敢种苿㏕SA處理重構(gòu)胚。圖2據(jù)圖2分析,給重構(gòu)胚注入Kdm4d的mRNA來促進(jìn)基因A表達(dá)的機(jī)理是,進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá);TSA可以抑制的活性,(填“提高”或“降低”)組蛋白的乙?；?進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)。

答案(1)母猴a的卵母細(xì)胞MⅡ(減數(shù)分裂Ⅱ中)(2)動物胚胎細(xì)胞比體細(xì)胞的分化程度低,表現(xiàn)全能性相對容易接觸抑制傳代(3)Kdm4d的mRNA可以經(jīng)翻譯產(chǎn)生組蛋白H3去甲基化酶,降低組蛋白H3的甲基化水平組蛋白去乙酰化酶提高解析(1)圖1中的細(xì)胞a是母猴a的卵母細(xì)胞,從卵巢中采集的細(xì)胞a需在體外培養(yǎng)至MⅡ(減數(shù)分裂Ⅱ中)期才能用于體細(xì)胞核移植等。(2)體細(xì)胞分化程度高,表現(xiàn)全能性十分困難,因此動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,所以取胎猴期而非成年期的體細(xì)胞。當(dāng)貼壁細(xì)胞在體外培養(yǎng)過程中發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象時,需要對細(xì)胞分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(3)Kdm4d是組蛋白H3去甲基化酶,則Kdm4d的mRNA可以經(jīng)翻譯產(chǎn)生組蛋白H3去甲基化酶,降低組蛋白H3的甲基化水平,進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)。TSA是組蛋白去乙?；敢种苿?可以抑制組蛋白去乙?；傅淖饔?提高組蛋白的乙?；?進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)。層級二關(guān)鍵突破提升練學(xué)生用書P209

突破點(diǎn)1微生物培養(yǎng)與發(fā)酵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·湖南長沙模擬)下圖是以新鮮藍(lán)莓為原料制作藍(lán)莓酒和藍(lán)莓醋的過程簡圖。下列敘述正確的是()A.在制作藍(lán)莓酒時,溫度應(yīng)該控制在30~35℃B.若O2、糖源充足,藍(lán)莓汁可直接經(jīng)過程③發(fā)酵為藍(lán)莓醋C.在過程④中,榨出的藍(lán)莓汁需經(jīng)過高壓蒸汽滅菌后才能密閉發(fā)酵D.隨著過程④時間的推進(jìn),酒精的產(chǎn)生速率先上升后趨于穩(wěn)定答案B解析釀酒酵母的最適生長溫度約為28℃,故在制作藍(lán)莓酒時,應(yīng)將溫度控制在18~30℃,A項(xiàng)錯誤;醋酸菌是好氧細(xì)菌,當(dāng)O2、糖源都充足時能通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)將糖分解成乙酸,故在O2、糖源充足的條件下,藍(lán)莓汁可直接經(jīng)過程③發(fā)酵為藍(lán)莓醋,B項(xiàng)正確;過程④果酒制作的菌種來源于藍(lán)莓皮上的野生酵母菌,所以藍(lán)莓汁不需經(jīng)過高壓蒸汽滅菌,C項(xiàng)錯誤;發(fā)酵早期,底物充足,發(fā)酵速度較快,酒精的產(chǎn)生速率呈上升趨勢,后來隨著底物的消耗,發(fā)酵速度下降,酒精的產(chǎn)生速率下降,最后底物消耗完,不再產(chǎn)生酒精,D項(xiàng)錯誤。3.(不定項(xiàng))(2024·黑吉遼卷)某些香蕉植株組織中存在的內(nèi)生菌可防治香蕉枯萎病,其篩選流程及抗性檢測如下圖所示。下列操作正確的是()A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉種植園內(nèi),從感病植株上采集樣品B.將采集的樣品充分消毒后,用蒸餾水沖洗,收集沖洗液進(jìn)行無菌檢測C.將無菌檢測合格的樣品研磨,經(jīng)稀釋涂布平板法分離得到內(nèi)生菌的單菌落D.判斷內(nèi)生菌的抗性效果需比較有無接種內(nèi)生菌的平板上的病原菌菌斑大小答案CD解析需要篩選出能防治香蕉枯萎病的內(nèi)生菌,因此應(yīng)在大量感染香蕉枯萎病的香蕉種植園內(nèi),從正常植株上篩選樣品,A項(xiàng)錯誤。消毒后,為了防止雜菌污染應(yīng)用無菌水沖洗,而不是用蒸餾水,B項(xiàng)錯誤。無菌檢測合格指的是植物細(xì)胞外沒有微生物,研磨后經(jīng)稀釋涂布平板法分離得到的就是目標(biāo)菌落,C項(xiàng)正確。由題圖可知,判斷內(nèi)生菌的抗性效果需設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組,對照組不接種內(nèi)生菌,實(shí)驗(yàn)組接種內(nèi)生菌,通過比較病原菌菌斑大小,來判斷抗性效果,病原菌的菌斑越小,抗性效果越好,D項(xiàng)正確。4.(2024·湖南衡陽三模)(14分)磷是維持生物體生長發(fā)育所必需的元素。植酸磷作為植物或飼料中磷的主要儲存形式,由于動植物體內(nèi)缺少水解植酸磷的植酸酶,不能很好地利用飼料及土壤中的植酸磷,造成了磷的浪費(fèi);同時,動物的高磷糞便排入環(huán)境,也造成土壤和水體污染,目前,產(chǎn)植酸酶的細(xì)菌種類有很多,如圖表示科研人員從土壤中分離出植酸酶的A~E5種細(xì)菌菌株的操作過程?；卮鹣铝袉栴}。(1)本實(shí)驗(yàn)用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,其中牛肉膏提供的主要營養(yǎng)是(答出2種即可),培養(yǎng)細(xì)菌時需將pH調(diào)至。

(2)常采用法對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌,滅菌的培養(yǎng)基需要倒平板操作,冷凝后平板需倒置的目的一是,二是避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)。

(3)圖中采用的接種方法是,為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般選擇菌落數(shù)在的平板進(jìn)行計(jì)數(shù),統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目(填“高”或“低”),原因是

。

(4)經(jīng)20℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)后,培養(yǎng)基中出現(xiàn)分解植酸磷的透明圈,圖中透明圈最大的是,可挑取該菌落進(jìn)行純培養(yǎng)。在家畜飼料添加劑中使用植酸酶還需要考慮的因素有(答出2點(diǎn)即可),另外添加植酸酶在一定程度上起到改善環(huán)境的作用,原因是

。

答案(1)碳源、氮源、磷酸鹽和維生素等中性或弱堿性(2)高壓蒸汽滅菌防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成培養(yǎng)基污染(3)稀釋涂布平板法30~300低當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落(4)菌株E溫度、植酸酶的用量(最適濃度)、植酸酶的儲存條件等飼料中添加植酸酶可使磷被充分吸收,減少糞便中磷的排出量,降低對環(huán)境造成的污染解析(1)本實(shí)驗(yàn)所用的培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,其中牛肉膏提供的主要營養(yǎng)是碳源、氮源、磷酸鹽和維生素等,蛋白胨提供的主要營養(yǎng)物質(zhì)是碳源、氮源和維生素等。培養(yǎng)細(xì)菌時需將pH調(diào)至中性或弱堿性。(2)常采用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌,滅菌的培養(yǎng)基需要倒平板操作,冷凝后平板需倒置的目的一是防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基造成培養(yǎng)基污染,二是避免培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)。(3)圖中采用的接種方法是稀釋涂布平板法,為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù),統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低,原因是當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落。(4)經(jīng)20℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)后,培養(yǎng)基中出現(xiàn)分解植酸磷的透明圈,圖中透明圈最大的是菌株E,可挑取該菌落進(jìn)行純培養(yǎng);在家畜飼料添加劑中使用植酸酶還需要考慮的因素有溫度、植酸酶的用量(最適濃度)、植酸酶的儲存條件等,另外添加植酸酶在一定程度上起到改善環(huán)境的作用,原因是飼料中添加植酸酶可使磷被充分吸收,減少糞便中磷的排出量,降低對環(huán)境造成的污染。突破點(diǎn)2比較植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程5.(2024·湖南郴州模擬)我國科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育新品種耐鈉鹽植株的過程(如圖所示),序號代表過程或結(jié)構(gòu)。下列分析正確的是()A.①過程用滅活病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體甲和乙的融合B.②過程表示脫分化,原理是植物細(xì)胞的全能性C.③過程所用的培養(yǎng)基中添加了較高濃度的鈉鹽D.獲得的雜種植株一定能同時表現(xiàn)出雙親的所有優(yōu)良性狀答案C解析滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合用于動物細(xì)胞融合,而甲、乙細(xì)胞屬于植物細(xì)胞,故不可用滅活病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體甲和乙的融合,A項(xiàng)錯誤;②過程表示脫分化,是指將高度分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只臓顟B(tài),并未體現(xiàn)細(xì)胞的全能性,B項(xiàng)錯誤;要篩選出耐鈉鹽植株,需要在含較高濃度的鈉鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng),C項(xiàng)正確;基因的表達(dá)會相互影響,故雜種植株不一定能同時表現(xiàn)出兩個親本的所有優(yōu)良性狀,D項(xiàng)錯誤。6.(2024·湖南二模)我國科學(xué)家經(jīng)過努力,攻克了用核移植方法克隆猴的各項(xiàng)難關(guān),比如在10s內(nèi)完成對次級卵母細(xì)胞的去核操作;將組蛋白去甲基化酶的mRNA和組蛋白去乙酰化酶抑制劑(TSA)注入重構(gòu)胚促進(jìn)重構(gòu)胚的相關(guān)基因表達(dá),提高胚胎的發(fā)育率等。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.可采用梯度離心、紫外線短時間照射等方法,在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性B.染色體中組蛋白發(fā)生甲基化和去乙酰化分子修飾后將有利于重構(gòu)胚相關(guān)基因的表達(dá)C.重構(gòu)胚一般需要在無菌、無毒的環(huán)境條件下培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚階段再進(jìn)行移植D.利用胚胎分割技術(shù)獲得胚胎和利用核移植技術(shù)獲得重構(gòu)胚,都屬于無性繁殖答案B解析可采用梯度離心、紫外線短時間照射等方法,在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性,從而達(dá)到去核的目的,A項(xiàng)正確;組蛋白發(fā)生甲基化和去乙?；肿有揎椇髮⒉焕谥貥?gòu)胚相關(guān)基因的表達(dá),B項(xiàng)錯誤;用于移植的胚胎一般需發(fā)育至桑葚胚或囊胚階段再進(jìn)行移植,C項(xiàng)正確;利用胚胎分割和核移植技術(shù)獲得胚胎都屬于無性繁殖,D項(xiàng)正確。7.(2024·湖南一模)近年來細(xì)胞工程領(lǐng)域成果迭出,方興未艾。細(xì)胞工程的操作常常涉及如下的流程,下列說法錯誤的是()A.若為植物體細(xì)胞雜交過程,需用纖維素酶和果膠酶處理①和②細(xì)胞B.若為單克隆抗體制備過程,④代表篩選出的產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞C.若為動物細(xì)胞融合的過程,誘導(dǎo)形成③雜交細(xì)胞可用滅活病毒誘導(dǎo)或用高Ca2+—高pH處理D.若為試管牛生產(chǎn)的過程,則獲得①精子后需要獲能方可與②卵母細(xì)胞進(jìn)行體外受精答案C解析植物細(xì)胞融合之前需要去除細(xì)胞壁,其細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,因此需用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞。故若圖示為植物體細(xì)胞雜交過程,需用纖維素酶和果膠酶處理①和②細(xì)胞,A項(xiàng)正確。制備單克隆抗體時,選擇被抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合成的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選,最終獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。所以,若圖示為單克隆抗體制備過程,④代表篩選出的產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞,B項(xiàng)正確。若圖示為動物細(xì)胞融合的過程,誘導(dǎo)形成③雜交細(xì)胞可用滅活病毒誘導(dǎo)、PEG融合法、電融合法等,用高Ca2+—高pH處理是誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合的方法,C項(xiàng)錯誤。若圖示為試管牛生產(chǎn)的過程,則采集到的②卵母細(xì)胞和①精子,要分別在體外進(jìn)行成熟培養(yǎng)和獲能處理,然后才能用于體外受精,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?；卮鹣铝袉栴}。(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生長較快表b組別植物激素濃度/(mg·L-1)誘導(dǎo)率/%2,4-D6-BA10.20.265.0020.40.493.7530.60.670.00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。組別IAA濃度/(mg·L-1)生根率/%10.562.222166.6731.541.11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·湖南衡陽模擬)(10分)如圖是科研人員通過雜交瘤細(xì)胞技術(shù)生產(chǎn)能同時識別癌胚抗原和長春堿(一種抗癌藥物)的雙特異性單克隆抗體的部分過程。回答下列問題。(1)過程①處理后(填“需要”或“不需要”)對小鼠進(jìn)行抗體檢測,理由是

。

(2)過程②常用滅活的病毒來誘導(dǎo)融合,其作用機(jī)理是

。

(3)過程③得到的雜交瘤細(xì)胞的特征是。

(4)過程④一般在多孔細(xì)胞培養(yǎng)板上進(jìn)行:先將細(xì)胞懸浮液稀釋到7~10個細(xì)胞/mL,再在每個培養(yǎng)孔中滴入0.1mL細(xì)胞稀釋液,其目的是。

(5)請簡述圖中過程⑤的操作目的:

。

答案(1)需要確保小鼠已產(chǎn)生分泌識別癌胚抗原(相應(yīng))抗體的漿細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)(2)使細(xì)胞互相凝集,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合(3)既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生抗體(4)使每個培養(yǎng)孔盡量只接種一個雜交瘤細(xì)胞(5)獲取能產(chǎn)生所需雙特異性單克隆抗體的單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞解析(1)分析題圖可知,過程①是給小鼠注射癌胚抗原,其目的是使小鼠產(chǎn)生能分泌識別癌胚抗原抗體的漿細(xì)胞,處理后需要對小鼠進(jìn)行抗體檢測,因?yàn)榭贵w和抗原的結(jié)合具有特異性,故可以通過抗體檢測確保小鼠已產(chǎn)生分泌識別癌胚抗原(相應(yīng))抗體的漿細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)。(2)過程②常用滅活的病毒來誘導(dǎo)融合,其作用機(jī)理為使細(xì)胞互相凝集,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合。(3)過程③使用的HAT培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基,通過篩選,只有雜交瘤細(xì)胞可以在此培養(yǎng)基上生長,B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、自身融合的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞均不能在HAT培養(yǎng)基上生長。過程③得到的雜交瘤細(xì)胞的特征是既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生抗體。(4)過程④一般在多孔細(xì)胞培養(yǎng)板上對過程③獲得的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行篩選和培養(yǎng),可以獲得產(chǎn)生所需單克隆抗體的細(xì)胞,在此過程中需要保證使每個培養(yǎng)孔盡量只接種一個雜交瘤細(xì)胞。(5)過程⑤的操作目的是獲取能同時識別癌胚抗原和長春堿的雙特異性單克隆抗體的單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞,進(jìn)而提高癌癥的治療效果。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BamHⅠB.NdeⅠ和XbaⅠC.XbaⅠ和BamHⅠD.EcoRⅠ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·山東二模)由于PCR擴(kuò)增出的目的基因末端為平末端,且無合適的限制酶識別序列,需借助中間載體P將目的基因接入載體E。下圖為兩種載體的結(jié)構(gòu)和相關(guān)限制酶的識別序列,下列敘述正確的是()A.構(gòu)建重組載體P時,應(yīng)選擇EcoRⅤ進(jìn)行酶切,再用DNA連接酶連接B.為了便于該目的基因接入載體E,可用限制酶EcoRⅤ或SmaⅠ切割載體PC.載體P不能作為基因表達(dá)載體,是因?yàn)樗缓鹗济艽a子和終止密碼子D.若受體細(xì)胞表現(xiàn)出抗性基因的相應(yīng)性狀,表明重組載體成功導(dǎo)入受體細(xì)胞答案A解析由于載體E只含有產(chǎn)生黏性末端的酶切位點(diǎn),要使中間載體P接入載體E,同時防止載體E自身環(huán)化,需要用兩種限制酶分別切割載體E和中間載體P,據(jù)圖可知,中間載體P和載體E均含有XhoⅠ和PstⅠ的酶切位點(diǎn),故可選用XhoⅠ和PstⅠ進(jìn)行酶切。載體P的這兩種酶識別位點(diǎn)之間含有EcoRⅤ識別位點(diǎn),并且其切割的為平末端,可以用于連接目的基因,SmaⅠ酶雖然也能切割得到平末端,但是其識別位點(diǎn)沒有位于XhoⅠ和PstⅠ酶識別位點(diǎn)之間,故不能選擇其對中間載體P進(jìn)行切割,酶切片段用DNA連接酶連接,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤。由圖可知,不直接選擇載體P構(gòu)建基因表達(dá)載體是因?yàn)樗缓瑔幼优c終止子,C項(xiàng)錯誤。受體細(xì)胞表現(xiàn)出抗性基因的相應(yīng)性狀,可能是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒,也可能是只導(dǎo)入了空質(zhì)粒(不含目的基因的質(zhì)粒),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(jì)引物1的5'端序列需要包含BamHⅠ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(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—GD.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·湖南懷化三模)(11分)馬鈴薯Y病毒可使煙草葉片黃化、斑駁,整株凋萎。研究發(fā)現(xiàn),馬鈴薯Y病毒的連接蛋白可與植物特定的eIF4E基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄起始因子相互作用,從而啟動自身在植物體內(nèi)的翻譯與增殖。研究人員利用CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)敲除煙草的eIF4E基因,研究煙草對馬鈴薯Y病毒的抗性。CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)表達(dá)特定的sgRNA,引導(dǎo)同時表達(dá)的Cas9蛋白結(jié)合到靶DNA序列上,Cas9蛋白對DNA雙鏈進(jìn)行定向切割,斷裂的DNA在修復(fù)過程中可發(fā)生突變。下圖是用于編輯eIF4E基因的CRISPR-Cas9載體示意圖。請回答下列問題。(1)圖中g(shù)lRNA基因表達(dá)的sglRNA可識別并結(jié)合到eIF4E基因的轉(zhuǎn)錄模板鏈,glRNA基因轉(zhuǎn)錄模板鏈的序列與eIF4E基因的轉(zhuǎn)錄模板鏈的部分序列(填“相同”或“互補(bǔ)”)。啟動Cas9基因轉(zhuǎn)錄的元件是。

(2)將CRISPR-Cas9載體先導(dǎo)入農(nóng)桿菌,目的是。利用農(nóng)桿菌將目的基因?qū)霟煵菁?xì)胞中,利用選擇培養(yǎng)基初步篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和煙草細(xì)胞,培養(yǎng)基中添加的抗生素分別是、。

(3)研究人員對野生型煙草(WT)和gl-18、gl-19等轉(zhuǎn)基因陽性植株進(jìn)行eIF4E基因測序,部分序列如下圖所示。由此可知,經(jīng)CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)編輯后,gl-18、gl-19等轉(zhuǎn)基因陽性植株的eIF4E基因在修復(fù)過程中發(fā)生了。轉(zhuǎn)基因陽性植株gl-30和gl-100經(jīng)自交后獲得純合基因敲除植株并表現(xiàn)出馬鈴薯Y病毒抗性,其他植株自交后代則無抗性,原因可能是

。

WT:TGGATGAATCTGATGATACGGgl-18:TGGACGCATCTGATGATACGGgl-19:TGGATGAATCTGATGATGCGGgl-30:TGGATGAATCTGAT.ATACGGgl-86:TGGATGAATCTAATGATACGGgl-100:TGGATGAATCTGAT.ATACGG注:除圖中的序列之外,其他堿基序列均相同。答案(1)相同Ubi啟動子(2)利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA將目的基因轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞并整合到染色體DNA上卡那霉素或潮霉素潮霉素(3)堿基替換或缺失轉(zhuǎn)基因陽性植株gl-30和gl-100的eIF4E基因在相同位置發(fā)生了堿基缺失,使其自交后代eIF4E基因合成的轉(zhuǎn)錄起始因子結(jié)構(gòu)異常(或使eIF4E基因不能表達(dá)轉(zhuǎn)錄起始因子),不能與馬鈴薯Y病毒相互作用,從而使馬鈴薯Y病毒不能在煙草體內(nèi)翻譯與增殖;而其他植株均發(fā)生的是堿基替換,其自交后代eIF4E基因仍能正常轉(zhuǎn)錄解析(1)glRNA基因表達(dá)的sglRNA可識別并結(jié)合到eIF4E基因的轉(zhuǎn)錄模板鏈,即sglRNA與eIF4E基因的轉(zhuǎn)錄模板鏈堿基互補(bǔ)配對,則glRNA基因轉(zhuǎn)錄模板鏈的序列與eIF4E基因的轉(zhuǎn)錄模板鏈的部分序列相同。啟動Cas9基因轉(zhuǎn)錄的元件是Ubi啟動子,啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,可驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。(2)將CRISPR-Cas9載體先導(dǎo)入農(nóng)桿菌,利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA將目的基因轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞并整合到染色體DNA上。利用選擇培養(yǎng)基初步篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和煙草細(xì)胞,農(nóng)桿菌中含有重組質(zhì)粒,重組質(zhì)粒上含有卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因,因此可在培養(yǎng)基中添加卡那霉素或潮霉素進(jìn)行篩選,農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA將目的基因轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞并整合到染色體DNA上,即煙草細(xì)胞基因組中含有Ti質(zhì)粒的T-DNA片段,該片段上具有潮霉素抗性基因,因此可在培養(yǎng)基中添加潮霉素進(jìn)行篩選。(3)由圖中堿基序列可知,經(jīng)CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)編輯后,轉(zhuǎn)基因陽性植株gl-18、gl-19、gl-86的eIF4E基因在修復(fù)過程中發(fā)生了堿基的替換,轉(zhuǎn)基因陽性植株gl-30和gl-100發(fā)生了堿基的缺失。轉(zhuǎn)基因陽性植株gl-30和gl-100的eIF4E基因在相同位置發(fā)生了堿基缺失,使其自交后代eIF4E基因合成的轉(zhuǎn)錄起始因子結(jié)構(gòu)異常(或使eIF4E基因不能表達(dá)轉(zhuǎn)錄起始因子),不能與馬鈴薯Y病毒相互作用,從而使馬鈴薯Y病毒不能在煙草體內(nèi)翻譯與增殖;而其他植株均發(fā)生的是堿基替換,其自交后代eIF4E基因仍能正常轉(zhuǎn)錄,因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因陽性植株gl-30和gl-100經(jīng)自交后獲得純合基因敲除植株并表現(xiàn)出馬鈴薯Y病毒抗性,其他植株自交后代則無抗性。層級三核心素養(yǎng)突破練學(xué)生用書P213

1.(2024·江蘇鹽城模擬)(11分)為研究編碼鐵運(yùn)輸相關(guān)蛋白的基因A(約963bp)在擬南芥缺鐵脅迫響應(yīng)中的作用,需要構(gòu)建超量表達(dá)A的擬南芥轉(zhuǎn)基因株系。質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)如圖2所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)圖1中,過程①指的是從擬南芥中提取RNA,經(jīng)催化,合成cDNA;過程②指的是以cDNA為模板,通過PCR擴(kuò)增目的基因,需要在引物的端,加入限制酶、的識別序列。

(2)構(gòu)建表達(dá)載體時,將PCR產(chǎn)物與質(zhì)粒分別雙酶切后,先進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,將目標(biāo)片段與無關(guān)片段分離,從瓊脂糖凝膠中只回收目標(biāo)片段,再用DNA連接酶進(jìn)行連接,以避免。

(3)將轉(zhuǎn)化后得到的單克隆農(nóng)桿菌進(jìn)行PCR鑒定,結(jié)果如圖3所示,根據(jù)此結(jié)果,科研人員欲選擇1、2號菌進(jìn)行測序,原因是。

(4)將擬南芥的直接浸沒在含有農(nóng)桿菌的溶液中一段時間,然后培養(yǎng)植株,將得到的種子接種在含有(填抗生素名稱)的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),以篩選出成功導(dǎo)入目的基因的陽性植株。

(5)提取轉(zhuǎn)基因及野生型植株的蛋白質(zhì)進(jìn)行電泳檢測,結(jié)果如圖4所示。若其中號為轉(zhuǎn)基因植株的蛋白質(zhì)電泳結(jié)果,則說明成功構(gòu)建超量表達(dá)A的擬南芥轉(zhuǎn)基因株系。

答案(1)逆轉(zhuǎn)錄酶5'BamHⅠSalⅠ(2)目標(biāo)片段與無關(guān)片段重新連接(目的基因自連以及質(zhì)粒自連)(3)1、2號菌的PCR產(chǎn)物長度與基因A基本相符,但無法確定PCR產(chǎn)物的堿基序列是否與基因A相同(4)花序潮霉素(5)①解析(1)圖1中,過程①是以RNA為模板,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶催化,合成cDNA的過程;子鏈沿著引物3'端延伸形成目的基因,限制酶的識別序列應(yīng)該加在引物的5'端,即在目的基因的外側(cè)。KpnⅠ會破壞目的基因,HindⅢ會破壞卡那霉素抗性基因,因此選擇BamHⅠ、SalⅠ兩種限制酶。(2)將PCR產(chǎn)物與質(zhì)粒分別雙酶切,使目的基因及剪切后的質(zhì)粒兩端黏性末端不同,這樣可避免目的基因自連以及質(zhì)粒自連;只回收目標(biāo)片段,再用DNA連接酶進(jìn)行連接,以避免目標(biāo)片段與無關(guān)片段重新連接。(3)圖3的結(jié)果顯示1、2號菌含與目的基因長度相同的DNA片段,但1、2號菌是不是目的基因,還要進(jìn)行堿基序列的檢測。(4)將擬南芥的花序直接浸沒在含有農(nóng)桿菌的溶液中一段時間,可以形成農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的擬南芥種子。T-DNA上的標(biāo)記基因是潮霉素抗性基因,因此需將得到的種子接種在含有潮霉素的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),以篩選出成功導(dǎo)入目的基因的陽性植株。(5)圖4的①號目的蛋白條帶寬,說明其目的基因表達(dá)量高,若①號為轉(zhuǎn)基因植株的蛋白質(zhì)電泳結(jié)果,②號為野生型植株的蛋白質(zhì)電泳結(jié)果,則說明成功構(gòu)建了超量表達(dá)A的擬南芥轉(zhuǎn)基因株系。2.(2024·天津二模)(13分)磷脂酸(PA)是調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育和逆境響應(yīng)的重要信使物質(zhì)。為了解植物細(xì)胞中PA的動態(tài)變化