河北省邢台市柏乡县等5地2022-2023学年高二5月月考生物试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于腐乳制作的叙述错误的是( )
A.选择制作腐乳的豆腐含水量不宜过大,否则不易成形
B.腌制腐乳的过程中不需要严格进行灭菌处理
C.密封腌制过程中,毛霉不断增殖,并产生大量酶
D.腐乳味道鲜美、易于消化与微生物发酵产生的小分子物质有关
2.经诱变处理后,某细菌群体中基因突变频率增大,但突变体数量仍占极少数。梯度平板法是筛选抗药性突变型细菌的一种简单有效的方法,其操作要点是:先在培养皿中倒入不含抗生素的培养基,立即倾斜培养皿直到凝固为一个斜面;再将培养皿平放,继续倒入含有一定浓度抗生素的培养基,直至形成平面。由此得到的培养基内的抗生素浓度呈线性梯度,一端浓度高,另一端浓度低。可将诱变处理的浓菌液涂在梯度平板上进行培养及筛选,筛选出的抗药性突变型再做抗药性的测定。下列推断正确的是( )
A.生物进化的实质在于种群基因型频率的改变
B.抗生素既是抗药性突变型个体产生的主要诱因也起选择作用
C.培养后,在高浓度抗生素处出现的菌落为抗药性突变型菌株且抗药性强
D.未经诱变处理的该细菌群体不会在梯度平板上生长并形成菌落
3.酵母菌的品质会影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图Ⅰ所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加人100mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A.利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧条件下发酵产酒精,大多数杂菌在该条件下无法繁殖
B.用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数约为6.8×108个/L
C.丙瓶培养液中没有酒精产生,但瓶内活菌数量不低,推测丙瓶进行的是通气培养
D.丁瓶中的活菌数比乙瓶少,但产生的酒精量和乙瓶几乎一样多,所以丁瓶中酵母菌产酒精能力比乙瓶中酵母菌强
4.胞质杂种是指选择两个不同种植物细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,将两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种——华柚2号,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,华柚2号的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A。下列说法错误的是( )
A.制备原生质体时需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.可用电融合法或离心法诱导原生质体A和B的融合
C.华柚2号是雄性不育的胞质杂种说明控制雄性不育的基因位于细胞核中
D.发绿色荧光的杂种细胞C不可用于华柚2号的培养
5.利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,可改变小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”。我国科研人员将一个极体注人(类似于受精作用)修饰后的次级卵母细胞后,最终创造出“孤雌生殖”的小鼠,实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.DNA甲基化能抑制某些基因的表达,而去甲基化可诱导相关基因的重新活化和表达
B.DNA的甲基化属于表观遗传
C.通过图中技术获得的“孤雌生殖”的小鼠都为雌性
D.“孤雌生殖”的小鼠的基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
6.2022年11月,澳大利亚昆士兰大学的一个研究小组利用体外受精技术成功创造了世界上第一个驴胚胎,该技术可用于拯救数十种频临灭绝的驴物种。下列叙述正确的是( )
A.在胚胎工程中应选择遗传特性优良、生产能力强的受体
B.可用促性腺激素释放激素对供体母牛做超数排卵处理
C.若要得到多个该种驴个体,需将桑胚或囊胚的滋养层均等分割后进行移植
D.早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性驴子宫内发育成个体
7.基因工程中的运载体不应具备以下哪种特征( )
A.具有单一的限制酶切割位点
B.要有标记基因以便对重组DNA进行筛选
C.能在宿主细胞中稳定存在并复制
D.对受体细胞无害,且易从供体细胞分离出来
8.DNA的合成、水解、切割等均需酶的催化,下列与核酸相关酶的叙述,错误的是( )
A.DNA酶水解DNA,破坏氢键
B.限制酶用于切割DNA,破坏磷酸二酯键
C.DNA连接酶用于连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键
D.DNA聚合酶用于连接单个的脱氧核苷酸
9.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A.研磨液中SDS的作用是瓦解细胞膜,NaCl的作用是提高DNA的溶解度
B.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近
C.预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性,防止DNA水解,同时还可将DNA析出
D.在沸水浴条件下,DNA与二苯胺反应呈现蓝色
10.转基因抗虫棉花含有Bt蛋白,该蛋白对人体无毒,但是鳞翅目昆虫幼虫的肠道细胞含有Bt蛋白的受体,Bt蛋白与受体结合会导致幼虫肠道壁穿孔,使其死亡。下列叙述正确的是( )
A.促进Bt蛋白的合成有助于提高棉花的抗逆性
B.通过分子杂交技术可以检测目的基因是否转录出了mRNA
C.将Bt蛋白基因导入棉花细胞可以使用显微注射法或农杆菌转化法
D.将棉花材料和农杆菌共同培养之前,需要对棉花材料进行灭菌处
11.基因工程和蛋白质工程技术有很大的应用价值,可用于医药及其他工农业生产中。下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述错误的是( )
A.基因工程操作对象是基因,蛋白质工程操作对象是蛋白质
B.基因工程是蛋白质工程的核心技术,蛋白质工程是第二代基因工程
C.利用蛋白质工程可以生产出自然界中不存在的蛋白质
D.通过蛋白质工程可提高酶的热稳定性
12.基因漂移指转入受体细胞的基因可能从转基因生物体内扩散到环境中,是一种潜在危险。下列关于基因漂移的叙述错误的是( )
A.基因漂移是在分子水平发生的,不容易清除
B.基因漂移可能导致“超级害虫”、“超级杂草”的形成
C.杂草、害虫可从它的近亲获得抗性基因,从而抵抗杀虫剂或除草剂的杀灭
D.转基因作物被动物食用后,目的基因会整合到动物体细胞的核基因组中
13.我国政府一再重申不赞成、不允许、不支持、不接受生殖性克隆人实验,不包括以下哪个原因( )
A.生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性
B.克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念
C.生殖性克隆人实验中存在的技术性问题可以通过基因诊断和染色体检查等方法解决
D.克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人
二、多选题
14.2020年诺贝尔化学奖授予了两位女科学家以表彰她们在基因编辑研究领域做出的卓越贡献。这两位科学家巧用CRISPR/Cas9基因剪刀,以极高的精度编辑了动物、植物和微生物的DNA。CRISPR/Cas9基因组编辑系统工作原理如图所示,关于此技术的理解正确的是( )
A.Cas9蛋白功能类似于基因工程中限制酶的作用
B.DNA-RNA杂交区域既有T—A碱基对也有U—A碱基对
C.在引导RNA中没有氢键,也不存在碱基互补配对
D.利用该技术可实现对特定基因的切割
15.琼脂糖凝胶电泳常用于检测不同大小的DNA片段,电泳图谱中DNA片段越小,距离起点越远。科研人员利用EcoRⅠ和SmaⅠ两种限制酶处理DNA分子甲,得到如下图所示的图谱,其中1号泳道是DNA标准品(含有若干种长度已知的DNA样品,通过与之比较可粗略判断待测DNA样品的长度)的电泳结果,2号、3号、4号是分别用EcoRⅠ单独处理、SmaⅠ单独处理、EcoRⅠ和SmaⅠ共同处理DNA分子甲后的电泳结果。下列说法正确的是( )
A.据图可知,B端是电泳的起始端
B.DNA分子甲最可能为环状DNA分子
C.在DNA分子甲中,EcoRⅠ和SmaⅠ的酶切位点相距约200bp
D.EcoRⅠ和SmaⅠ切DNA分子甲后产生了不同的黏性末端
16.PCR是一种体外快速扩增DNA分子片段的技术,下列有关PCR过程的叙述正确的是( )
A.变性过程中,高温破坏氢键,使DNA解旋
B.复性过程中,引物与DNA模板链依据碱基互补配对原则结合
C.用于PCR反应的引物长度通常为30-40个核苷酸
D.与细胞内DNA复制相比,PCR反应需耐高温的酶
17.胰岛素可用于治疗糖尿病,天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体,皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程,这在一定程度上延缓了疗效。科研工作者希望对胰岛素进行改造,下图是新的速效胰岛素的生产过程示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.该过程属于蛋白质工程,最终还要通过改造或合成基因来完成
B.构建新的速效胰岛素首先要从预期新的胰岛素蛋白质结构开始
C.新的速效胰岛素生产过程可以不必遵循中心法则
D.新的速效胰岛素基因的脱氧核苷酸序列只有特定的一种
18.转基因作物因其具有抗旱、抗寒、抗虫等能力而为粮食短缺的国家所推崇。但是反对者表示:对转基因食物进行的安全性研究都是短期的,无法有效评估人类进食转基因食物几十年或更久以后的风险。请用已学知识判断下列叙述中正确的是( )
A.转基因作物的基因经过重组后,有可能合成对人体有直接或潜在毒性的蛋白质
B.有些基因可能会引起植物体内某些代谢途径发生变化,导致转基因农作物营养成分改变
C.转抗虫基因的植物对昆虫的抗性具有选择作用,会导致昆虫群体中抗性基因频率增加
D.如果转基因植物的外源基因来自于自然界,则不会有安全性问题
三、综合题
19.下图为“乙肝基因工程疫苗”生产过程图解,质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中lac Z基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal,产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。请分析回答下列问题。
回答下列问题。
(1)基因工程的基本操作程序包括:______、______、______和______。
(2)过程①选用限制酶的最佳方案是______。
A.只有Bam HI B.Bam HI和Eco RI C.Eco RV和Bam HI D.Eco RV和Eco RI
(3)构建基因表达载体时,一般将目的基因插在启动子和终止子之间。启动子的作用是______,终止子的作用是______。
(4)过程②需要先将大肠杆菌用______处理,目的是______。
(5)为了筛选含目的基因表达载体的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加入______,培养一段时间后挑选出______(填“蓝色”或“白色”)的菌落进一步培养,从而获得大量目的菌。
(6)目的基因导入受体细胞后,首先要进行分子水平的检测,常用______技术检测目的基因是否翻译出乙肝病毒外壳;其次还需要进行______水平的鉴定。
20.下图表示某生物DNA分子的部分序列及4种限制酶的识别序列,请分析回答下列问题。
限制酶 Eco RI Bam HI Hindl Ⅲ Sac I
识别序列和切割位点 G↓AATTC G↓GATCC A↓AGCTT GAGCT↓C
(1)若目的基因为抗虫基因,需要在连接Ti质粒前进行PCR扩增。PCR是______的缩写,它依据的原理是______。在PCR扩增的反应体系中需加入缓冲液,缓冲液中一般要添加______。除此之外,但应体系中还应加入和______、______、______和______。
(2)PCR扩增一般要经历多次循环,每次循环都可以分为变性、复性和______三步,PCR扩增的产物会以______形式增长。
(3)PCR扩增结束后,切割目的基因时应使用表中的限制酶是______。
21.水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。请根据所学知识回答下列问题。
(1)蛋白质工程的基本思路是:______→______→______→______→______。
(2)将经蛋白质工程改造后得到的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如下图所示。推测两种蛋白酶水解处理后,酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关。
(3)得到控制高抗凝血活性的水蛭蛋白合成的基因后,利用基因工程可以制备乳腺生物反应器,让哺乳动物批量生产高抗凝血活性的水蛭蛋白,此时需要将______与______等调控原件重组在一起。某生物兴趣小组同学大胆推测,用类似方法制备膀胱生物反应器比乳腺生物反应器更有优势,因为它可以不受转基因动物的______(写出两点)的限制。
22.治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞(胚胎干细胞),获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞等),用于相关疾病的治疗。请分析回答下列问题:
(1)治疗性克隆采用的技术有______、______和干细胞培养。
(2)基因工程的核心步骤是______。为治疗遗传性糖尿病,可将正常胰岛素基因导入ES细胞中,可采用______技术,检测该基因是否插入到ES细胞的核基因组上;再将此重组细胞定向诱导分化后,筛选得到可分泌______的胰岛样细胞,并扩增培养后输人患者体内,这种治疗方法称为体外基因治疗。
参考答案:
1.C
【分析】腐乳是用豆腐发酵制成,多种微生物参与发酵,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌具发达的白色菌丝。毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主的各种酶,其中蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
【详解】A、选择制作腐乳的豆腐含水量不宜过大,否则不易成形,一般所选择的豆腐含水量不超过70%,A正确;
B、腐乳制作属于传统发酵技术,因此腌制腐乳的过程中不需要严格进行灭菌处理,B正确;
C、毛霉是需氧型生物,密封腌制过程中,毛霉不会大量繁殖,也不能产生大量酶,C错误;
D、腐乳制作过程中由于微生物的活动将豆腐中的蛋白质、脂肪等分解成小分子物质,再加上腌制过程中加入的调味品等,因而制作的副乳表现为味道鲜美、易于消化,这与微生物发酵产生的小分子物质有关,D正确。
故选C。
2.C
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、生物进化的实质在于种群基因频率的改变,A错误;
B、突变是在选择之前就已发生的,培养基中的抗生素起选择作用,不是抗药性突变型个体产生的主要诱因,B错误;
C、不具有抗药性的细菌会被抗生素杀死,故培养后在高浓度抗生素处出现的菌落为抗药性突变型菌株且抗药性强,C正确;
D、基因突变具有普遍性,未经诱变处理的该细菌中也有具有抗药性的个体,可以在含抗生素的梯度平板上生长并形成菌落,D错误。
故选C。
3.B
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作:材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精;若对菌液计数,需选取菌落数处于30—300的培养皿计数。
【详解】A、在缺氧,呈酸性的环境中,酵母菌能大量生长繁殖,而绝大多数其他微生物都无法生存,即其他杂菌被抑制繁殖生长,葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖,A正确;
B、用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为(62+68+74)÷3÷0.1×105=6.8×107个/L,B错误;
C、据图可知,丙瓶没有酒精,但活菌数量很多,推测丙瓶进行的是通气培养,C正确;
D、丁组活菌数少,但酒精的量非常高,说明酵母菌产酒精能力比乙强,D正确。
故选B。
4.C
【分析】植物体细胞杂交,又称原生质体融合,是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合,所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。
【详解】A、制备原生质体时需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,该过程的原理是酶的专一性,A正确;
B、可用电融合法或离心法诱导原生质体A和B的融合,动物细胞融合还可用灭活的病毒诱导,B正确;
C、雄性不育的胞质杂种华柚2号的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,融合后品种A的细胞核消失,控制雄性不育的基因可能位于线粒体中,C错误;
D、GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中,而融合后的华柚2号不含品种A的细胞核,因此发绿色荧光的杂种细胞应被淘汰,D正确。
故选C。
5.D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、DNA甲基化能抑制某些基因的表达,而去甲基化可诱导相关基因的重新活化和表达,而后通过极体注入修饰后的次级卵母细胞最终获得了孤雌生殖的小鼠,A正确;
B、DNA的甲基化能抑制基因的表达进而引起了性状的改变,而遗传信息并未发生改变,因而属于表观遗传,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,融合细胞进行分裂、分化和发育形成的,故其体内含有两个生殖细胞的染色体,小鼠的性别决定机制为XY型,又由于“极体”和“修饰后的次级卵母细胞”中都只有X染色体,没有Y染色体,所以所有的“孤雌小鼠”都为雌性,C正确;
D、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,D错误。
故选D。
6.D
【分析】胚胎移植:(1)概念:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。(2)胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、胚胎移植中的供体的主要职能是为胚胎移植提供优良遗传特性的胚胎,作为受体的驴应具备健康的体质和正常繁殖能力,A错误;
B、可用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理,B错误;
C、若要得到多个该种驴个体,需将囊胚的内细胞团均等分割后进行移植,C错误;
D、早期胚胎必须移植到经同期发情处理的同种雌性动物子宫内,因此胚胎移植前需要对受体进行同期发情处理,D正确。
故选D。
7.A
【分析】作为运载体必须具备的条件:
①要具有限制酶的切割位点;
②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;
③能在宿主细胞中稳定存在并复制;
④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、作为基因工程的运载体要具有一个至多个限制酶切点,以便与外源基因连接,A错误;
B、作为基因工程的运载体要具有标记基因,便于进行筛选,B正确;
C、作为基因工程的运载体要能在宿主细胞中复制并保存,从而保证目的基因能在宿主细胞中稳定存在并表达,C正确;
D、作为基因工程的运载体应该对受体细胞无害,且容易从供体细胞中分离出来,这样有利于基因工程的实现,D正确。
故选A。
8.A
【分析】DNA连接酶和DNA聚合酶的区别:
①DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上,形成磷酸二酯键;
②DNA连接酶是同时连接双链的切口,而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来;
③DNA连接酶不需要模板,而DNA聚合酶需要模板。
【详解】A、DNA酶水解DNA的过程破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,A错误;
B、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,B正确;
C、DNA连接酶能连接两个DNA片段,连接的是DNA片段之间的磷酸二酯键,C正确;
D、DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上,形成磷酸二酯键,D正确。
故选A。
9.B
【分析】DNA的粗提取和鉴定的原理是:(1)DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同。(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质可以溶液酒精。(3)DNA和蛋白质对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。(4)DNA的鉴定:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺反应生产蓝色。
【详解】A、洗涤剂能瓦解细胞膜,所以研磨液中SDS的作用是瓦解细胞膜,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同(DNA在0.14mol/L的氯化钠中溶解度最低),NaCl的可提高DNA的溶解度,A正确;
B、可在鸡血中提取DNA,兔属于哺乳动物,其成熟的红细胞没有细胞核,不能提取DNA,B错误;
C、在冷的95%酒精溶液中DNA的溶解度最低,DNA的沉淀量最大,还能防止DNA的降解,C正确;
D、鉴定DNA时,将粗提取的产物与二苯胺混合后进行沸水浴,可呈蓝色,D正确。
故选B。
10.B
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因—DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、Bt蛋白与受体结合导致肠道壁穿孔,使幼虫死亡,因此促进Bt蛋白的合成有助于提高植物的抗虫效果,A错误;
B、若要检测转基因棉花细胞中Bt毒蛋白基因是否转录出了mRNA,应采用核酸分子杂交技术,B正确;
C、将Bt蛋白基因导入棉花细胞(植物细胞)的方法可使用农杆菌转化法、基因枪法或花粉管通道法,C错误;
D、将棉花材料和农杆菌共同培养之前,棉花材料需要消毒处理,D错误。
故选B。
11.A
【分析】蛋白质工程指以蛋白质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,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。
【详解】A、基因工程操作对象是基因,蛋白质工程操作对象是基因,A错误;
B、蛋白质工程是第二代基因工程,故基因工程是蛋白质工程的核心技术,B正确;
C、利用蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造或者生产全新的蛋白质,因此可以生产出自然界不存在的蛋白质,C正确;
D、可以通过蛋白质工程改造酶的结构来提高酶的热稳定性,D正确。
故选A。
12.D
【分析】基因漂移指转入的基因(抗除草剂、抗虫、抗病毒基因)可能从转基因植物体内扩散到环境中,是一种潜在危险。
【详解】A、基因是分子水平,则基因漂移是在分子水平发生的,不容易清除,A正确;
BC、杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,导致“超级害虫”、“超级杂草”的形成,从而抵抗杀虫剂或除草剂的杀灭,可能破坏生态系统的稳定性,BC正确;
D、转基因作物被动物食用后,目的基因会被消化,不会被整合到动物体细胞的核基因组中,D错误。
故选D。
13.C
【分析】1、生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
2、中国政府:禁止生殖性克隆人,坚持四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验),不反对治疗性克隆人。
【详解】A、生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性,不利于人类的生存和进化,A不符合题意;
B、生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念,如克隆人的家庭地位难以认定,可能使以血缘为纽带的父子、兄弟和姐妹等人伦关系消亡,B不符合题意;
C、生殖性克隆人实验中存在的技术性问题可以通过基因诊断和染色体检查等方法解决不是我国政府一再重申不赞成、不允许、不支持、不接受生殖性克隆人实验的原因,C符合题意;
D、生殖性克隆是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人,违反了人类伦理道德,D不符合题意。
故选C。
14.ABD
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、分析题意可知,Cas9蛋白功能类似于基因工程中限制酶的作用,Cas9能够切割DNA,A正确;
B、DNA分子的碱基组成是A、T、G、C,RNA的碱基组成是A、U、G、C,故DNA-RNA杂交区域存在T—A碱基对,也有U—A碱基对,B正确;
C、据图可知,向导RNA有折叠成双链的片段,故在单链引导RNA中有氢键,也存在碱基互补配对,C错误;
D、向导RNA能识别并结合特定的DNA序列,所以人为改变向导RNA的序列可实现对特定基因的切割,D正确。
故选ABD。
15.BC
【分析】限制酶主要是从原核生物中分离纯化而来,能识别双链DNA分子中的特定的核苷酸序列,并且使每一条链中的特定部位的磷酸二酯键断开,作用的结果是产生黏性末端或者平末端。
【详解】A、由题意可知,电泳图谱中DNA片段越小,距离起点越远,说明A端为起始端,A错误;
B、由题可知,当仅用一种限制酶切割载体时,仅产生一种长度的DNA片段,因此该载体最有可能为环状DNA分子,B正确;
C、由题知,两种限制酶同时切割时则产生800bp和200bp两种长度的DNA片段,所以两种限制酶的酶切位点至少相距200bp,C正确;
D、由于不知道EcoRⅠ和SmaⅠ的酶切位点,且用EcoRⅠ单独处理、SmaⅠ单独处理产生的片段一样长,则无法判断是否能产生相同的黏性末端,D错误。
故选BC。
16.ABD
【分析】PCR技术:
1、原理:DNA复制。
2、前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
3、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
4、过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、PCR技术是在较高温度条件下进行的,高温破坏氢键,使DNA解旋,作为PCR的模板,A正确;
B、引物是一段已知目的基因的核苷酸序列,引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的,B正确;
C、用于PCR反应的引物长度通常为20-30个核苷酸,C错误;
D、PCR技术是在较高温度条件下进行的,因此PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高,D正确。
故选ABD。
17.BCD
【分析】蛋白质工程的流程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程得到的蛋白质—般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、生产新的胰岛素属于蛋白质过程,根据蛋白质工程的流程可知,最终还必须通过改造或合成基因来完成,因此蛋白质工程被称为第二代基因工程,A正确;
B、构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始,进而推测相应的蛋白质结构,分析所需的基因结构,然后合成相应的基因,B错误;
C、蛋白质的合成受基因的调控,因此,新的胰岛素生产过程中依然遵循中心法则,C错误;
D、由于密码子的简并性,据此推测出的新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种,D错误。
故选BCD。
18.ABC
【分析】转基因生物的安全性问题包括:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。
【详解】A、转基因植物的DNA经过重组后,有可能会发生特异性表达,有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质,A正确;
B、转基因农作物尽管只是部分DNA发生了重组,但是有些基因足以使植物内某些代谢途径发生变化,这可能会导致转基因农作物营养成分的改变,B正确;
C、转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫,对昆虫的抗性具有选择作用,所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加,C正确;
D、如果转基因植物的外源基因来源于自然界,则仍然存在潜在的安全性问题,D错误。
故选ABC。
19.(1) 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
(2)B
(3) RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来
(4) Ca2+ 使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
(5) X-gal 白色
(6) 抗原—抗体杂交 个体生物学
【分析】基因工程基本操作程序:
1.目的基因的获取:方法有PCR,基因文库中获取。
2.基因表达载体的构建:基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点。
3.将目的基因导入受体细胞:导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法;导入动物细胞的方法是显微注射法;导入微生物的方法:感受态细胞法。
4.目的基因的检测与鉴定:(1)分子水平检测。(2)个体生物学水平检测:抗虫抗病接种实验等。
【详解】(1)基因工程的目的是定向改造生物的性状,其基本操作程序包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定,其中基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
(2)过程①为基因表达载体的构建,构建基因表达载体最佳方法是使用双酶切法处理目的基因和载体,使其产生相同的黏性末端,进而通过DNA连接酶构建基因表达载体,选择限制酶的要求是不能破坏目的基因,故不选择EcoRV,可以选择BamHI和EcoRI处理目的基因和质粒。
故选B。
(3)构建基因表达载体时,一般将目的基因插在启动子和终止子之间。启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合位点,驱动转录的开始。终止子使位于基因尾端的一段特殊的DNA序列,其作用是使转录在所需要的地方停下来。
(4)过程②使将基因表达载体导入受体细胞,这里的受体细胞为大肠杆菌,即该操作是将重组质粒导入大肠杆菌中,首先使用钙离子(Ca2+)处理,目的是将大肠杆菌变成感受态细胞,使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化。
(5)为了筛选含目的基因表达载体的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加入X-gal,培养一段时间后挑选出“白色”的菌落进一步培养,从而获得大量目的菌。这是因为LacZ基因编码的酶可使X-gal分解,产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色。而在构建基因表达载体时,目的基因的插入使LacZ基因破坏,不能表达出相应的酶,进而不能使培养基中X-gal分解,因此带有目的基因的细菌菌的菌落呈现白色。
(6)目的基因导入受体细胞后,常用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出乙肝病毒外壳。如果目的基因表达出相应的蛋白质,则可以使用抗原-抗体杂交技术检测出来,其次还需要进行个体生物学水平的鉴定,即检测获得的蛋白质是否能引起特异性免疫反应,产生相应的抗体。
20.(1) 聚合酶链式反应 DNA半保留复制 Mg2+ 模板 引物 原料(4种脱氧核苷酸或dNTPs) Taq酶(耐高温的DNA聚合酶)
(2) 延伸 指数
(3)EcoRI和SacI
【分析】1、PCR技术是在体外对DNA进行扩增,所用的DNA聚合酶与体内DNA聚合酶不同,是耐高温的DNA聚合酶,过程为变性使DNA分子两条链解旋开来,复性是让引物与DNA解旋开来的单链互补配对,延伸是在DNA聚合酶的作用在引物引导下合成子代DNA分子。耐高温的DNA分子中通常含有G与C碱基比例大,因为它们之间形成三个氢键,而A与T之间只有两个氢键。
2、基因工程的工具:(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】(1)PCR技术是在体外对DNA进行扩增,PCR的全称是聚合酶链式反应,其原理是DNA半保留复制。在PCR扩增的反应体系中需加入缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+,Mg2+可激活聚合酶,除此之外,但应体系中还应加入模板、引物、原料(4种脱氧核苷酸或dNTPs)、Taq酶(耐高温的DNA聚合酶)。
(2)PCR一般要经历30多次循环,每次循环可以分为变性、复性和延伸三步,高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;中温延伸:合成子链。PCR扩增的产物会以指数形式增长。
(3)扩增后切割目的基因,根据限制酶识别的序列可以看出,应使用表中的限制酶EcoRI和SacI切割图中的目的基因,这样做使目的基因两端产生了不同的黏性末端,这样可以在目的基因和质粒连接时,防止目的基因和Ti质粒自身环化,保证Ti质粒与目的基因的正确连接。
21.(1) 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 获得所需要的蛋白质
(2)种类
(3) 控制高抗凝血活性的水蛭蛋白合成的基因(药用蛋白基因) 乳腺中特异表达的基因的启动子 性别和生理状态
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】(1)蛋白质工程基本思路是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
(2)据图可知,水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,水解产物中的肽含量随着时间的延长均上升,且差别不大,而水解产物中抗凝血活性有差异,经酶甲处理后,随着酶解时间延长,抗凝血活性先上升后相对稳定,经酶乙处理后,随着酶解时间的延长,抗凝血活性先上升后下降,且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终明显高于经酶乙处理的酶解产物的抗凝血活性;据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关,导致其活性不同的原因可能是对水蛭蛋白进行酶解时所用酶的种类不同,导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。
(3)得到控制高抗凝血活性的水蛭蛋白合成的基因后,利用基因工程可以制备乳腺生物反应器,让哺乳动物批量生产高抗凝血活性的水蛭蛋白,此时需要将控制高抗凝血活性的水蛭蛋白合成的基因(药用蛋白基因)与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控原件重组在一起。与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器的优势在于不受转基因动物性别和生理状态的限制,因为尿液是无论雌雄、无论不同年龄都是要产生的。
22.(1) 动物体细胞核移植 早期胚胎培养
(2) 基因表达载体的构建 DNA分子杂交 胰岛素
【分析】由题干可知,治疗性克隆应用了动物体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎干细胞培养技术。
【详解】(1)治疗性克隆的过程:把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞,可见,治疗性克隆采用的技术有细胞核移植、早期胚胎培养和干细胞培养。
(2)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体,进行基因检测一般用DNA探针,进行DNA分子杂交检测,筛选出可以分泌胰岛素的细胞,这种在体外培养扩增再植入患者体内的治疗方法称为体外基因治疗。
试卷第1页,共3页
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