上海市周浦中學2024-2025學年高三上學期第一次考試生物試題（解析版）

2024學年第一學期高三生物學第一次階段測試時間：60分鐘腐乳和臭豆腐的制作（24分）1.腐乳是大眾喜愛的發(fā)酵食品，腐乳發(fā)酵時微生物通過分解蛋白質(zhì)、脂肪產(chǎn)生的風味物質(zhì)決定了腐乳的口感和品質(zhì)。人工接種純種毛霉生產(chǎn)的腐乳滋味平淡、香氣不佳，研究人員欲從自然發(fā)酵的傳統(tǒng)腐乳中篩選出新的毛霉菌株改良腐乳風味。（1）從自然發(fā)酵的腐乳中獲取菌株用于培養(yǎng)毛霉菌落，以下操作正確的是（）A.培養(yǎng)皿用75%酒精消毒 B.腐乳取樣后紫外燈照射滅菌C.將培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌 D.接種后適宜在室溫下培養(yǎng)（2）酪素培養(yǎng)基的原理是在培養(yǎng)基中添加酪素，如果菌株能產(chǎn)生蛋白酶并分泌到胞外，則能將酪素降解形成透明圈（如圖）。該培養(yǎng)基屬于________。（編號選填）①通用培養(yǎng)基②鑒別培養(yǎng)基③選擇培養(yǎng)基④液體培養(yǎng)整⑤固體培養(yǎng)基（3）Hc值是透明圈直徑與菌落直徑的比值，表為8種毛霉菌株分別接種到酪素培養(yǎng)基培養(yǎng)后測得的Hc值。據(jù)表初步篩選出的三種具有高蛋白酶括力的菌株編號為_________。（編號選填）菌株編號①②③④⑤⑥⑦⑧Hc值3.755.80.504.335.423.083.905.33將原人工接種發(fā)酵工藝所用的毛霉菌株編號為M1，篩選所得的3種菌株分別編號M2、N3、M4，將M1、M2、M3、M4的毛霉孢子以1：1的比例兩兩混合，接種于豆腐小塊表面，分別以接種單一毛霉孢子的豆腐為對照，培養(yǎng)后測定各豆腐毛坯蛋白酶活力和脂肪酶活力如圖所示（柱狀圖上的誤差線“I”代表數(shù)據(jù)的波動范圍）。（4）根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，最優(yōu)的毛霉菌株組合是_______，理由是：_______。根據(jù)以上研究，研究者想通過改造M4菌株形成新的單菌株毛霉發(fā)酵工藝，圖1為M4菌株改造的基本思路，圖2為目的基因上的限制酶識別位點。（5）圖1中目的基因擴增時，所用酶區(qū)別于M4菌株內(nèi)同種酶的特點是______。（6）NedI、EcoRI、FindⅢ三種限制酶的識別序列和酶切位點分別為CA↓TATG、G↓AATTC、A↓ACCTT。擴增圖2中目的基因時，應(yīng)選擇的一對引物是（）A.引物I：—GGGAATTC—；引物Ⅱ：—CTCATATG—B.引物I：—GAATTCCC—；引物II；—CATATGAG—C引物I：—GGAAGCTT—；引物Ⅱ：—AAGCTTCC—D.引物I：—CTCATATG—：引物II：—AAGCTTAAGCTT—（7）關(guān)于圖1中M4菌株改造的基本思路，下列描述正確的是（）A.預(yù)期A指活力更高的蛋白酶B.獲得A的基本策略是定點突變C.獲取目的基因時可采用PCR技術(shù)D.預(yù)期產(chǎn)品一定具備預(yù)期的蛋白質(zhì)功能Ⅱ.長沙臭豆腐是湖南長沙傳統(tǒng)的特色小吃，其主要工藝是將豆腐坯浸入發(fā)酵鹵水一段時間，油炸后拌佐料供人們休閑食用。其加工和風味來源關(guān)鍵在于發(fā)酵鹵水。科研工作者跟蹤鹵水發(fā)酵過程中揮發(fā)性成分、特征風味物質(zhì)及其動態(tài)變化情況，得到一系列結(jié)果。請據(jù)此回答以下問題：（8）臭豆腐和豆腐乳是兩種不同的發(fā)酵食品，上圖中鹵水發(fā)酵的菌種可能來源于________（填“A”或“B”），原因是________。（9）為了使取得的樣品更加具有代表性，每一次取樣之前都應(yīng)該________，從發(fā)酵罐中取出發(fā)酵6、15、30、45、60天的發(fā)酵液樣品進行檢測。試指出該取樣方案的不足之處：________，若要對樣品中的某一種菌計數(shù)，適宜采取的方法是________（10）下圖是發(fā)酵液不同發(fā)酵時間下的pH值以及氨基酸態(tài)氮含量變化，由圖中可知，鹵水發(fā)酵前期，pH值下降，下降的原因可能是________。（11）發(fā)酵液中氨基酸態(tài)氮含量先增加后下降，原因是________。【答案】（1）C（2）②⑤（3）②⑤⑧（4）①.M2M3②.各菌株組合中，蛋白酶活力較高的組合是M1M2、M2M3，脂肪酶活力較高的組合是M2M3，腐乳的風味口感由微生物分解蛋白質(zhì)、脂肪產(chǎn)生的風味物質(zhì)共同決定，因此選擇M2M3組合（5）耐高溫（6）AB（7）BC（8）①.B②.A經(jīng)過高壓蒸煮滅菌，而B并未采取滅菌措施（9）①.搖勻后再取樣②.應(yīng)該還要取發(fā)酵0天的發(fā)酵液樣品進行檢測進行對照③.稀釋涂布平板法（10）微生物例如乳酸菌發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸，造成發(fā)酵液中pH值下降（11）起初微生物產(chǎn)生蛋白酶和肽酶分解豆腐中的蛋白質(zhì)，產(chǎn)生了大量氨基酸，發(fā)酵后期微生物利用氨基酸，造成發(fā)酵液中氨基酸含量下降

【解析】【分析】毛霉屬于真核生物，在腐乳制作的原理主要是利用毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶的催化作用，蛋白質(zhì)最終被水解為氨基酸，脂肪被水解為甘油和脂肪酸，再通過調(diào)味料的作用進而使腐乳具有獨特的風味?！拘?】A、為了防止雜菌污染，培養(yǎng)皿用高壓蒸汽滅菌法滅菌，A錯誤；B、紫外燈照射只是消毒，不是滅菌，B錯誤；C、培養(yǎng)毛霉菌落需要的培養(yǎng)基通過高壓蒸汽滅菌，C正確；D、接種后適需要在適宜的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，D錯誤。故選C。【小問2】酪素培養(yǎng)基的原理是在培養(yǎng)基中添加酪素，如果菌株能產(chǎn)生蛋白酶并分泌到胞外，則能將酪素降解形成透明圈（如圖），據(jù)此可將能夠降解酪素的微生物鑒別出來，因此該培養(yǎng)基屬于鑒別培養(yǎng)基，由于其上能長成菌落，因此從物理狀態(tài)來看，該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基，即②⑤正確?！拘?】Hc值是透明圈直徑與菌落直徑的比值，該值越大說明毛霉降解蛋白質(zhì)能力越強，據(jù)此初步篩選出的三種具有高蛋白酶活力的菌株編號為②⑤⑧?！拘?】表中數(shù)據(jù)顯示，各菌株組合中，蛋白酶活力較高的組合是M1M2、M2M3，脂肪酶活力較高的組合是M2M3，而腐乳的風味口感由微生物分解蛋白質(zhì)、脂肪產(chǎn)生的風味物質(zhì)共同決定，因此選擇M2M3組合能生產(chǎn)成出高質(zhì)量的腐乳?！拘?】PCR擴增目的基因的過程是通過調(diào)節(jié)溫度實現(xiàn)的，且需要耐高溫的DNA聚合酶。據(jù)此推測，圖1中目的基因擴增時，所用酶區(qū)別于M4菌株內(nèi)同種酶的特點是耐高溫?！拘?】ABCD、NedⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ三種限制酶的識別序列和酶切位點分別為CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT。擴增圖2中目的基因時，需要在目的基因的兩端添加相應(yīng)的限制酶識別序列，結(jié)合圖示可知，應(yīng)該添加的限制酶NedⅠ、EcoRⅠ的識別序列，前者位于目的基因的右側(cè)，后者位于目的基因的左側(cè)，因此應(yīng)該選擇的一對引物是AB，因為這兩個引物中分別包含所需要的引物識別序列，有利于后續(xù)目的基因的切割，AB正確，CD錯誤。故選AB?！拘?】A、預(yù)期的A指活力更高的蛋白酶或脂肪酶，A錯誤；B、根據(jù)應(yīng)有的氨基酸序列，推測基因的堿基序列，進而可通過定點突變獲取目的基因，B正確；C、獲取目的基因時可采用PCR技術(shù)，該技術(shù)是體外擴增目的基因的技術(shù)，可實現(xiàn)短時間獲得大量目的基因，C正確；D、理論上預(yù)期產(chǎn)品應(yīng)該具備預(yù)期的蛋白質(zhì)功能，但在實際操作過程中可能存在技術(shù)上、或者其他方面的問題可能導致獲得的蛋白質(zhì)沒有相應(yīng)的功能，D錯誤。故選BC?！拘?】從圖中可知A（冬筍等）經(jīng)高壓蒸煮，即高壓滅菌，因此不存在菌種；而B（熱豆腐片等）沒有高壓滅菌，故可存在微生物，因此后續(xù)混合發(fā)酵，其發(fā)酵的菌種來自B?！拘?】為了使取得的樣品更加具有代表性，每一次取樣之前都應(yīng)該搖勻后再取樣。從發(fā)酵罐中取出發(fā)酵6、15、30、45、60天的發(fā)酵液樣品進行檢測，由于缺乏空白對照，即剛混合好的第0天的樣品分析，故從得到的數(shù)據(jù)分析出來的結(jié)論不具說服力。對微生物進行計數(shù)的方法可以采用稀釋涂布平板法。小問10】結(jié)合圖中信息可知：發(fā)酵初期，發(fā)酵液中pH值降低，推測是微生物利用有機物進行無氧發(fā)酵，產(chǎn)生了諸如乳酸等酸性物質(zhì)，造成溶液的pH值降低?！拘?1】由于發(fā)酵原材料中有豆腐，豆腐中含量較多的有機物有蛋白質(zhì)及肽類，微生物不能直接利用，因此微生物可以產(chǎn)生蛋白酶等胞外酶對蛋白質(zhì)進行水解，水解產(chǎn)物為氨基酸，發(fā)酵后期氨基酸被微生物吸收利用，故溶液體系中的氨基酸含量先增后減。植物細胞工程（21分）2.下圖表示科學家通過植物細胞工程，培育“矮牽?！鬯{煙草”雜種植株的過程。根據(jù)所學知識完成下列問題：（1）利用矮牽牛的莖尖分生組織經(jīng)過一系列實驗操作可得到新的矮牽牛植株的根本原因是________。（2）植物體細胞雜交依據(jù)的生物學原理主要有________。人工誘導原生質(zhì)體融合的方法基本可分為兩大類——物理法和化學法，其中化學法包括________、________，植物體細胞融合完成的標志是________。（3）“矮牽牛-粉藍煙草”雜種植株的體細胞內(nèi)含________條染色體，屬于________倍體植株。Ⅱ.銀杏的次生代謝產(chǎn)物，如銀杏黃酮（具有抑制癌細胞增殖，擴張冠脈血管、增加冠脈血液流量和解除痙攣的作用）、銀杏內(nèi)酯（具有促進腦血微循環(huán)、抑菌抗炎的作用）等，一般從葉片。中取得，但傳統(tǒng)載植方法周期長、成本高、受環(huán)境影響大，無法很好滿足市場需求。因而利用組織培養(yǎng)技術(shù)，從愈傷組織中提取，具有一定的研究意義與應(yīng)用前景。請回答下列相關(guān)問題：（4）研究表明，選擇銀杏葉片比選擇胚作為外植體材料成功率更低，原因可能是誘導葉片脫分化形成________的難度較大。因此，往往選擇細胞生長分裂旺盛的部位作為外植體，但外植體也不能太嫩，因為太嫩的組織細胞雖細胞分裂較旺盛，但在____時次氯酸鈉等藥品滲透也較快，在后續(xù)用________多次沖洗也不易清除，導致細胞易失活甚至破裂。（5）外植體愈傷組織試管苗植株為獲得銀杏陽次生代謝產(chǎn)物，____（填A(yù)“需要”或B：“不需要”）走完如上述流程圖的全過程。有關(guān)做法是：可以將____轉(zhuǎn)入到____培養(yǎng)基中，進一步擴大培養(yǎng)，以提取有益次生代謝物，在此過程中需要做到____操作。與固體培養(yǎng)基培養(yǎng)愈傷組織相比，此做法的優(yōu)點有哪兩項____A．與培養(yǎng)基的結(jié)合更加充分B．受培養(yǎng)基中成分差異的影響較小C．對環(huán)境不敏感D．對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收更容易（6）此外，研究表明，用通氣較為不良的介質(zhì)封口，如塑料膜或玻璃紙，可以提升黃酮和內(nèi)酯的產(chǎn)量，可能原因是________脅迫細胞誘導產(chǎn)生次生代謝物。（7）學習了植物組培技術(shù)后，同學們嘗試進行了以菊花枝條為外植體的組織培養(yǎng)，結(jié)果有同學在首次對菊花繼代培養(yǎng)配制MS生根培養(yǎng)基時，忘記添加NAA（NAA：萘乙酸，為塵長素類似物），結(jié)果與添加NAA的生根培養(yǎng)基中的菊花幼苗相比，無添加NAA培養(yǎng)基中的菊花幼苗也育生根?、其原因可能是________。不過其生根數(shù)量較少且根長較短，可能的原因是________。（8）請例舉植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用________（至少兩項，上述中提到的除外）?！敬鸢浮浚?）矮牽牛的莖尖分生組織含有矮牽牛的全部遺傳物質(zhì)（2）①.細胞膜的流動性②.PEG(或聚乙二醇)促融③.高Ca2+-高pH融合法④.雜種細胞再生出細胞壁（3）①.38②.四（4）①.愈傷組織

②.消毒③.無菌水（5）①.B②.愈傷組織③.液體④.無菌

⑤.AD（6）低氧

（7）①.植物體內(nèi)可以產(chǎn)生內(nèi)源生長素②.植物體內(nèi)可以產(chǎn)生的內(nèi)源生長素較少（8）基因工程育種、單倍體育種等育種【解析】【分析】1、植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。2、植物組織培養(yǎng)的條件：①細胞離體和適宜的外界條件（如適宜溫度、適時的光照、pH和無菌環(huán)境等）；②一定的營養(yǎng)（無機、有機成分）和植物激素（生長素和細胞分裂素）?！拘?】由于矮牽牛的莖尖分生組織含有矮牽牛的全部遺傳物質(zhì)，所以在特定條件下其可發(fā)育為完整的植株?！拘?】植物體細胞雜交依據(jù)的原理是細胞膜的流動性，人工誘導原生質(zhì)體融合的方法很多，基本可分為兩大類物理法和化學法，其中化學法主要用PEG(或聚乙二醇)促融、高Ca2+-高pH融合法等，雜種細胞再生出細胞壁是植物體細胞融合完成的標志?！拘?】“矮牽牛-粉藍煙草”雜種植株的體細胞內(nèi)含有的染色體數(shù)目是矮牽牛和粉藍煙草的體細胞中染色體數(shù)目之和，為14+24=38，屬于四倍體植株?！拘?】選擇銀杏葉片比選擇胚作為外植體材料成功率更低，原因可能是誘導葉片脫分化形成愈傷組織的難度較大。外植體也不能太嫩，因為太嫩的組織細胞雖細胞分裂較旺盛，但在消毒時次氯酸鈉等藥品滲透也較快，在后續(xù)用無菌水多次沖洗也不易清除，導致細胞易失活甚至破裂?！拘?】為獲得銀杏的次生代謝產(chǎn)物，A（不需要）走完如上述流程圖的全過程?？梢詫⒂鷤M織轉(zhuǎn)入到液體培養(yǎng)基中，進一步擴大培養(yǎng)，以提取有益次生代謝物，在此過程中需要做到無菌操作。與固體培養(yǎng)基培養(yǎng)愈傷組織相比，液體培養(yǎng)基培養(yǎng)愈傷組織的優(yōu)點有：與培養(yǎng)基的結(jié)合更加充分、對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收更容易。故選AD?！拘?】研究表明，用通氣較為不良的介質(zhì)封口，如塑料膜或玻璃紙，可以提升黃酮和內(nèi)酯的產(chǎn)量，可能原因是低氧脅迫細胞誘導產(chǎn)生次生代謝物?！拘?】與添加NAA的生根培養(yǎng)基中的菊花幼苗相比，無添加NAA培養(yǎng)基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是植物體內(nèi)可以產(chǎn)生內(nèi)源生長素。不過其生根數(shù)量較少且根長較短，可能的原因是內(nèi)源生長素較少?！拘?】植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用花卉和果樹的快速大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于基因工程育種、單倍體育種等育種過程中。動物細胞工程（23分）3.我國科興及北京生物兩款新冠滅活疫苗均使用Vero細胞（非洲綠猴腎細胞的傳代細胞系）進行病毒擴增培養(yǎng)（見下圖）：（1）動物細胞工程常用的技術(shù)手段有多種，其中________是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。Vero細胞的培養(yǎng)應(yīng)在培養(yǎng)箱中進行，箱內(nèi)的氣體環(huán)境條件為________。（2）Vero細胞的傳代培養(yǎng)過程中需要使用________酶使細胞分散，并在合成培養(yǎng)基中加入________等天然成分。此外，在培養(yǎng)過程中，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，目的是________。（3）將已對新冠病毒發(fā)生免疫的B淋巴細胞和Vero細胞系獲得雜交細胞，再經(jīng)過________篩“選、克隆化培養(yǎng)和________檢測，獲得產(chǎn)生特定抗體的________，用以生產(chǎn)單克隆抗體。單克隆抗體的優(yōu)點是：________。Ⅱ.為研究多種血糖調(diào)節(jié)因子的作用，我國科學家開發(fā)出胰島素抵抗模型鼠。為擴增模型鼠數(shù)量，科學家通過誘導優(yōu)良模型鼠體細胞轉(zhuǎn)化獲得iPS細胞，繼而利用iPS細胞培育出與模型鼠遺傳特性相同的克隆鼠，具體步驟如圖所示。請回答下列問題：（4）圖中黑鼠的體細胞在誘導因子的作用下轉(zhuǎn)化為iPS細胞的過程與植物組織培養(yǎng)中的________過程類似。該過程結(jié)束后，細胞的全能性________（填A(yù)“提高”或B“降低”）。（5）圖中灰鼠形成的受精卵，經(jīng)過一次有絲分裂后可得到雙細胞胚。為獲得更多的雙細胞胚，可對灰鼠注射________激素，使其超數(shù)排卵。圖中的重構(gòu)胚在胚胎移植前需要對供休和受休進行________處理，胚胎移植的實質(zhì)是________。（6）進入代孕白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，X鼠的體色為________；上圖中可以是雄鼠的有________（填圖中相關(guān)鼠的名稱）。（7）若以圖示方法進行人體醫(yī)學實驗，重構(gòu)胚移植后孕育出一個新個體稱為________（填個體“治療性”或“生殖性”）克隆，我國政府堅持的“四不原則”態(tài)度是________任何幼兒相關(guān)實驗。【答案】（1）①.動物細胞培養(yǎng)②.5%CO2、95%空氣（2）①.胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）②.血清③.清除代謝廢物，防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害（3）①.（特定的）選擇培養(yǎng)基②.專一抗體③.雜交瘤細胞④.能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合、并且可以大量制備（4）①.脫分化②.提高（5）①.促性腺②.同期發(fā)情③.早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移（6）①.黑色②.黑鼠和X鼠（7）①.生殖性②.不贊成、不允許、不支持、不接受【解析】【分析】1、動物細胞培養(yǎng)的條件營養(yǎng)：將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴格配置而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。（通常需要加入血清等一些天然成分）無菌、無毒的環(huán)境：添加抗生素溫度、pH和滲透壓：36.5±0.5℃7.2～7.4氣體環(huán)境：O2是細胞代謝所需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。置于含有95%空氣和5%CO2混合氣體的CO2培養(yǎng)箱進行培養(yǎng)。2、題圖分析：分析圖中操作過程，內(nèi)細胞團細胞被iPS細胞取代，最終形成的X鼠細胞核來源于黑鼠，其遺傳特性與黑鼠相同?！拘?】動物細胞工程常用的技術(shù)包括動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合和動物細胞核移植等，其中動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎(chǔ)。Vero細胞的培養(yǎng)應(yīng)置于含有95%空氣和5%CO2混合氣體的CO2培養(yǎng)箱進行培養(yǎng)?！拘?】Vero細胞的傳代培養(yǎng)過程中需要使用胰蛋白酶、膠原蛋白酶使細胞分散。將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，稱為合成培養(yǎng)基。由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚，因此在使用合成培養(yǎng)基時，通常需要加入血清等一些天然成分。為了清除代謝廢物，防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害，在培養(yǎng)過程中，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液。【小問3】將已對新冠病毒發(fā)生免疫的B淋巴細胞和Vero細胞系獲得雜交細胞，再經(jīng)過選擇培養(yǎng)基篩選、篩選出雜交瘤細胞，接著對選擇培養(yǎng)的雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測，獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞，用以生產(chǎn)單克隆抗體。單克隆抗體能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合、并且可以大量制備?！拘?】黑鼠體細胞在誘導因子的作用下轉(zhuǎn)化為iPS細胞的過程與植物組織培養(yǎng)中的脫分化過程類似，是組織細胞恢復分裂分化能力的過程。iPS細胞與小鼠內(nèi)細胞團一樣，具有全能性，該過程結(jié)束后，細胞的全能性提高?！拘?】超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源促性腺激素，誘導卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。圖中的重構(gòu)胚在胚胎移植前需要對供體和受體進行同期發(fā)情處理，胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移?！拘?】克隆屬于無性繁殖，iPS細胞來自黑鼠，所以X鼠的體色為黑色。圖中提供胚胎的灰鼠和代孕白鼠都是雌鼠，可以是雄鼠的有黑鼠和X鼠。【小問7】若以圖示方法進行人體醫(yī)學實驗，重構(gòu)胚移植后孕育出一個新個體稱為生殖性克隆，我國政府堅持的“四不原則”態(tài)度是不贊成、不允許、不支持、不接受任何相關(guān)實驗。構(gòu)建甲醇工程菌（17分）4.近年來隨著甲醇工業(yè)產(chǎn)能過剩的情況日益嚴重，研究人員通過構(gòu)建甲醇工程菌來有效利用甲醇。RuMP途徑是目前研究較多的甲醇同化途徑之一，其中MDH酶是同化甲醇的關(guān)鍵酶之一，現(xiàn)科學家利用下圖質(zhì)粒構(gòu)建表達載體，制備可利用甲醇的大腸桿菌。（1）為了使目的基因能與圖示質(zhì)粒高效正確構(gòu)建表達載體，需在目的基因的兩端加上__________的堿基序列。（編號選填）①EcorRI②KpnI③Acc65I④BglⅡ（2）結(jié)合上述信息，以下敘述正確的是。A.受體細胞應(yīng)選取氨芐青霉素敏感型B.可以使用Ca2+處理大腸桿菌，使重組質(zhì)粒能夠被其吸收C.培養(yǎng)受體細胞的培養(yǎng)基必須加入甲醇D.目的基因成功表達的標志是受體細胞能在培養(yǎng)基上生長（3）待培養(yǎng)12h后，挑取單菌落分離DNA進行PCR擴增，若擴增后的DNA樣品電泳結(jié)果顯示有968bp和1566bp兩個片段，則下圖（深色部分為目的基因區(qū)段）中對應(yīng)兩個片段的引物組合分別為______和____________。（請用圖8中編號選填）（4）檢測上述構(gòu)建的甲醇工程菌，其MDH的表達量遠高于一般大腸桿菌，但仍無法確定是否成功構(gòu)建能同化甲醇能力較強的工程菌。下列敘述中能支持該觀點的是。A.尚未對工程菌合成的相關(guān)蛋白的活性進行測定B.尚未對工程菌分解甲醇的能力進行鑒定C.尚未在個體生物學水平進行抗原-抗體雜交D.尚未對目的基因進行堿基序列的測定和比較（5）利用DNA探針（單鏈DNA）能與待測樣本中mRNA互補結(jié)合形成雙鏈復合雜交體，從而可確定受體細胞中是否含有目的基因。檢測發(fā)現(xiàn)部分受體細胞無目的蛋白卻有目的基因，原因可能是表達過程中的_______過程受阻；現(xiàn)擬對原因做出進一步的精準判斷，請簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果：______________?！敬鸢浮浚?）①④（2）AB（3）①.②④②.⑤⑦（4）AB（5）①.轉(zhuǎn)錄或翻譯②.實驗思路：用目的基因的一條鏈設(shè)計成探針，對目的基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA進行分子雜交，檢測是否出現(xiàn)雜交帶預(yù)期結(jié)果：如果出現(xiàn)雜交帶，說明出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于翻譯過程受阻導致的；如果沒有出現(xiàn)雜交帶，說明出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是轉(zhuǎn)錄過程受阻導致的。【解析】【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成；（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；（3）將目的基因?qū)胧荏w細胞；（4）目的基因的檢測與鑒定?！拘?】由題圖可知，KpnⅠ的酶切位點在Ampr之中，Acc65Ⅰ識別的序列與KpnⅠ識別的序列相同，因此不能選擇KpnⅠ和Acc65Ⅰ，否則會破壞Ampr，因此為了使目的基因能與圖示質(zhì)粒高效正確構(gòu)建表達載體，需在目的基因的兩端加上EcorRⅠ和BglⅡ的堿基序列，即選擇

①④；【小問2】A、要使目的基因能在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定存在并表達，所選擇的受體細胞應(yīng)為氨芐青霉素敏感類型，A正確；B、用Ca2+處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細胞，能使其吸收重組質(zhì)粒，B正確；C、培養(yǎng)受體細胞的培養(yǎng)基不能加入甲醇，C錯誤；D、目的基因成功表達的標志是能利用甲醇，而不是受體細胞能在培養(yǎng)基上生長，D錯誤。故選AB?！拘?】由圖可知，若擴增后的DNA樣品電泳結(jié)果顯示有968bp片段則為②④組合，如果是1566bp片段，則對應(yīng)兩個片段的引物組合分別為⑤⑦；【小問4】檢測上述構(gòu)建的甲醇工程菌，其MDH的表達量遠高于一般大腸桿菌，但仍無法確定是否成功構(gòu)建能同化甲醇能力較強的工程菌?？赡苁窃蚴巧形磳こ叹铣傻南嚓P(guān)蛋白的活性進行測定及尚未對工程菌分解甲醇的能力進行鑒定，故選AB；【小問5】檢測發(fā)現(xiàn)部分受體細胞無目的蛋白卻有目的基因，原因可能是表達過程中的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程受阻；要對原因做出進一步的精準判斷，可以用目的基因的一條鏈設(shè)計成探針，對目的基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA進行分子雜交，檢測是否出現(xiàn)雜交帶，如果出現(xiàn)雜交帶，說明出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于翻譯過程受阻導致的；如果沒有出現(xiàn)雜交帶，說明出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是轉(zhuǎn)錄過程受阻導致的。鋁脅迫（15分）5.鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在酸性土壤中會有較多的離子態(tài)鋁形成鋁脅迫對植物生長發(fā)育造成影響，我國酸性土壤約占全國總土地面積的22%。已有研究表明，甜菜體內(nèi)的甜菜紅素（一種紫紅色的水溶性色素）對植物抵抗鋁肋迫有一定的作用?，F(xiàn)將與甜菜紅素合成相關(guān)的基因BURY利用農(nóng)桿菌特化到擬南芥中，經(jīng)元件處理該基因可在擬南芥原本白色的根細胞中高效表達，以提高擬南芥抵抗鋁脅迫的能力。表1和表2分別是實驗過程中某一步驟所需的反應(yīng)物質(zhì)和反應(yīng)條件。組分體積（30μL）載體3μL緩沖液3μL限制性內(nèi)切核酸酶0.5μL蒸餾水23.5μL表1反應(yīng)溫度反應(yīng)時間25-37℃2h65℃20min4℃59min表2（1）在表1、表2對應(yīng)的步驟完成后，接下來的操作應(yīng)是。A.PCR獲取并擴增BURY基因 B.構(gòu)建含BURY基因表達載體C.將重組DNA分子導入擬南芥細胞 D.篩選含BURY基因的擬南芥細胞（2）表2反應(yīng)程序中65℃處理20min的目的應(yīng)是。A.載體DNA分子變性所需 B.載體DNA分子退火所需C.使限制性內(nèi)切核酸酶失活，結(jié)束反應(yīng) D.維持載體DNA分子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（3）以下最能說明抗鋁脅迫的轉(zhuǎn)基因擬南芥培育成功的是。A.BURY基因存在于根細胞 B.BURY基因轉(zhuǎn)錄出對應(yīng)的mRNAC.根部呈現(xiàn)紫紅色 D.鮮重與野生型擬南芥沒有顯著差異農(nóng)桿菌是植物基因工程中常用到的一種細菌，下表為用米培養(yǎng)農(nóng)桿菌的LB培養(yǎng)基配方，下圖是對培養(yǎng)的農(nóng)桿菌進行菌落計數(shù)。胰蛋白胨10.0g酵母浸粉5.0gNaCl100g蒸餾水1L配制完成后，將pH調(diào)至7.0（4）LB培養(yǎng)基中給農(nóng)桿菌提供碳源和氮源的主要是表3中的_________。（5）圖中的a、b、c、d中加入的都是LB培養(yǎng)基，結(jié)合圖文信息判斷，b、c、d中的是_________（編號選填）培養(yǎng)基，所采用的接種方法是_________（編號選填）。①液體②固體③選擇④鑒定⑤平板劃線法⑥稀釋涂布平板法（6）經(jīng)接種培養(yǎng)后，b、c、d中農(nóng)桿菌菌落數(shù)分別為48、57、60，則在a中農(nóng)桿菌的密度約為_________個/mL。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是植物基因工程中常用的將重組DNA分子導入受體細胞的方法，一般植物的轉(zhuǎn)化如圖。但在轉(zhuǎn)化擬南芥時可以使用隨花法：待擬南芥開花后將花序浸潤在農(nóng)桿菌懸液中1-2min，或吸取農(nóng)桿菌懸流滴加在花蕾上，定期重復操作幾次，農(nóng)桿菌會隨著萌發(fā)的花粉管進入胚囊，含目的基因的表達載體進入囊胚中的卵細胞，受精后待果實成熟，即可獲得含有目的基因的擬南芥種子。（7）圖的①-④過程中需要嚴格控制激素種類和比例的是_________（圖中編號選填），不同細胞中表選擇表達的基因差異較大的過程有_________（圖中編號選填）。（8）若圖中的植物細胞只有1個BURY基因?qū)氩⒄系搅巳旧w上，那么在獲得的轉(zhuǎn)基因植物中，單個細胞內(nèi)最多可同時存在_________個BURY基因。（9）農(nóng)桿菌蘸花法轉(zhuǎn)化擬南芥前，需將擬南芥植株已形成的果實和已經(jīng)開放的花去掉，保留花序上的花蕾再進行菌懸液浸潤花序，這樣做的主要目的是_________。A.能保證在同一時段收獲種子，便于管理B.減少需要操作的花的數(shù)目，利于完全浸潤C.保證浸潤后受精發(fā)育而來的種子有足夠營養(yǎng)供給D.提高含BURY基因的種子所占比例（10）根據(jù)以上圖文信息簡要分析，為獲得能合成甜菜紅素的擬南芥，如圖所示方法和蘸花法轉(zhuǎn)化的差異（至少寫出兩點）_________?！敬鸢浮浚?）B（2）C（3）C（4）胰蛋白胨、酵母浸粉（5）①.②②.⑥（6）5.5×106（7）①.②③②.③④（8）2（9）D（10）圖示過程受體細胞一般是體細胞，而蘸花法轉(zhuǎn)化的是卵細胞；或圖示過程須經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株，蘸花法不需；或圖示過程可直接得到轉(zhuǎn)基因的當代植株，蘸花法轉(zhuǎn)化是子代為轉(zhuǎn)基因植株；或圖示在當代個體就可檢測到轉(zhuǎn)基因性狀，轉(zhuǎn)化法需在子代等等合理即可。【解析】【分析】PCR原理：在高溫作用下，打開DNA雙鏈，每條DNA單鏈作為母鏈，以4種游離脫氧核苷酸為原料，