资源描述
福建省泉州市奕聪中学2025-2026学年高三3月11的生物试题测试卷
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列有关性别决定与伴性遗传的叙述(不考虑突变),正确的是
A.性染色体上的基因都与性别决定有关
B.性染色体上基因的遗传遵循自由组合定律
C.伴X染色体隐性遗传病,人群中女患者远远多于男患者
D.伴X染色体显性遗传病,男患者的女儿均患病,男患者的儿子可能患病
2.某生物兴趣小组在调查人类遗传病时发现一个家族中出现下图所示的患病情况,于是该小组对该遗传病的遗传特点以及该家族不同成员的基因组成进行分析。下列是小组成员甲、乙、丙、丁的分析,其中正确的是( )
A.甲:该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ-2和Ⅱ-3再生一个正常女孩的概率为1/4
B.乙:该病为X染色体隐性遗传病,Ⅰ-3 为该遗传病致病基因的携带者
C.丙:所有的患病个体一定都携带致病基因,但不能确定致病基因的显隐性
D.丁:若Ⅰ-2、Ⅱ-3的某染色体缺失,可在显微镜下观察到
3.酸雨指pH小于5.6的大气降水。在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现,楝树的高度比对照组低约40%,而樟树的高度没有明显差异。结合生态学知识所作的合理推测是
A.酸雨对楝树种群中个体的株高影响较明显
B.酸雨对樟树种群密度的影响比对楝树的大
C.森林生态系统物种丰(富)度不受酸雨影响
D.楝树生长的群落中,其他树种都不耐酸雨
4.适宜温度和光照下,在缺少某无机盐的“完全培养液”中培养水稻幼苗,植物叶片显出缺绿症状,当补充镁盐时,培养一段时间后,上述症状消失,下列有关叙述错误的是( )
A.补充镁盐后该幼苗叶肉细胞内NADPH的合成速率降低
B.该实验说明镁是构成水稻幼苗叶绿素分子的必需元素
C.该实验说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要意义
D.该实验的对照组可用含该无机盐的完全培养液培养植株
5.表是对人类某种单基因遗传病的调查结果,相关分析错误的是( )
类型
第一类
第二类
第三类
父亲
正常
正常
患病
母亲
患病
正常
正常
儿子
全患病
正常50人,患病3人
正常38人患病8人
女儿
全正常
正常49人
正常29人患病6人
A.该调查对家庭采取随机抽样
B.根据第一类家庭调查结果可推测该病是伴X染色体隐性遗传病
C.第二类家庭中出现3名患儿最可能的原因是减数分裂时发生了基因突变
D.第三类家庭中部分母亲为纯合子
6.下列有关细胞的相关说法,正确的是( )
A.生物膜上均有糖蛋白,其作用是参与细胞间的信息交流
B.细胞的物质运输效率与细胞的相对表面积大小呈负相关
C.细胞中核糖体和高尔基体都参与了蛋白质的加工和运输
D.细胞分化、细胞衰老与细胞凋亡都是细胞正常生命历程
二、综合题:本大题共4小题
7.(9分)利用转基因的工程菌生产药用蛋白,近些年在我国制药行业中异军突起。图1表示基因工程常用的一种质粒。
回答有关问题:
(1)SphⅠ和SacⅠ两种限制酶识别并切割不同的DNA序列,将目的基因和质粒都通过SphⅠ和SacⅠ切割,可以避免_______________。拼接成重组质粒,需要加入_______________酶才能完成。
(2)各限制酶在该质粒上分别只有一处识别序列,有关质粒和重组质粒的限制酶酶切片段长度如下表所示。已知质粒被切除的片段长度为0.5kb,则与质粒结合的目的基因长度为_____
kb。质粒上ClaⅠ与PstⅠ区域之间的长度为2.4kb(图1所示),结合图2分析目的基因上ClaI、PstⅠ两种限制酶的切割位点分别为___________(填“a和b”或“b和a”)。
质粒
重组质粒
BglⅡ
6.0kb
7.1kb
ClaⅠ
6.0kb
2.3kb, 4.8kb
PstⅠ
6.0kb
1.5kb, 5.6kb
(3)在筛选导入重组质粒的受体菌时,培养基中加入适量的________________,使导入重组质粒和普通质粒的受体菌都能在该培养基上生长。为了进一步筛选,可以利用抗原-抗体杂交的方法,若出现______________,则该受体菌可以作为工程菌。
(4)若要对药用蛋白的结构进行改造,可利用____________工程对目的基因进行修饰。
8.(10分)研究发现仙人掌和萝卜相比,有一个很特殊的CO2固定过程:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中(如图一所示);白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用(如图二所示)。而萝卜固定CO2过程如图三所示。据图回答下列问题:
(1)据图可知仙人掌和萝卜共有的代谢途径是____________________________。
(2)仙人掌夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反应必需的____________,白天进行光合作用所需的CO2的来源有____________________________________。
(3)在上午11:00点时,突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内,仙人掌和萝卜的叶肉细胞中C3含量的变化趋势分别是_______(填“升高”、“降低”或“基本不变”),原因是________________________。
9.(10分)实验嵌合体是了解哺乳动物发育机制的关键点,也能为不同多潜能干细胞状态的潜能提供咨询的来源。将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里,再将囊胚移入代孕鼠体内发育形成猴鼠嵌合体——猴鼠,可用于器官的移植研究。请回答下列问题:
(1)判断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标志是______________________。
(2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作,可以采取的措施有_______________________ 。胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是__________。根据胚胎干细胞的这种功能特性,当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时,利用胚胎干细胞的治疗思路是________________________。
(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的___________部位能获取所需组织,再将囊胚移入代孕鼠体内,此技术对代孕受体的要求是___________________。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是________,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用___技术。
10.(10分)已知某种二倍体自花传粉植物花的颜色受若干对独立遗传的等位基因(相关基因依次用A/a,B/b,C/c……表示)控制。现用该植物中开红花的植株甲与开黄花的纯合植株乙杂交,F1都开黄花,F1自花传粉产生F2,F2的表现型及比例为黄花:红花=27:37。请回答下列问题:
(1)在减数分裂过程中,等位基因伴随着________分开而分离,分别进入不同配子中。
(2)F1植株的基因型是__________,F2黄花植株的基因型有____________种。F2的红花植株中自交后代发生性状分离的占___________。
(3)将F1的花粉进行离体培养后并用一定浓度秋水仙素处理使其染色体数目加倍,培育成植株群体(M)。理论上,该植株群体(M)的表现型及比例是__________________。
(4)现有一株基因型未知的黄花植株(N),请通过实验来判断其是纯合子还是杂合子(写出最简单的实验思路并预期实验结果和结论)。
实验思路:______________________________。
预期实验结果和结论:__________________。
11.(15分)回答下列(一)、(二)小题:
(一)开发山楂果醋恰好让山楂中的有机酸丰富了果醋的酸味,同时也弥补生食山楂酸味大的缺陷,具体酿制山楂果醋分为以下三个阶段,请将具体过程补充完整。
(1)制备山楂果原汁:选成熟的山楂果,在清水冲洗山楂果_______(填“之前”或“之后”)去梗。将山楂果切片并去籽,再添加_______,酶解适宜时间后压榨取果汁。
(2)乙醇发酵:由于山楂果原汁_______,故发酵液中添加适量蔗糖,以获得酒精含量较高的果酒。果汁中加入活化的________后,在适宜环境下发酵一段时间,当发酵液中停止_______,发酵完毕待过滤,或发酵至_______,上清液即为果酒,用虹吸法取出。
(3)醋酸发酵:将醋化醋杆菌进行扩大培养后,经检查菌体生长正常并无杂菌污染后接种于山楂酒-水中进行发酵,整个发酵过程需要通入_______。在发酵后期加入1.3~1.4%的食盐,其目的是调味和_______,以防止果醋被发酵分解。
(二)下图为转基因抗虫烟草的培育流程,①②③④表示过程,其中②表示利用农杆菌转入受体细胞。回答下列相关问题:
(1)在①过程构建重组质粒时,若用同一种限制性核酸内切酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA片段,使两者形成粘性末端用于拼接,这种方法的明显缺点是目的基因和质粒________(答出2点即可)。另外,影响拼接效率的主要因素,除以上缺点和盐离子浓度、渗透压、温度等环境因素外,还有_______(答出2点即可)。
(2)在②过程中,将图示重组Ti质粒导入农杆菌时可用______处理农杆菌,以提高转化效率。操作之后,需要特定的培养基对农杆菌进行筛选,其原因是_______,最终筛选到的对象在相应选择培养基上的存活情况是________。
(3)在③过程常通过调节_______的适当配比,从愈伤组织诱导出芽和根的_____,并由此再生出新植株。获得转基因烟草后,再通过[④]_______过程实现多个世代组织培养。
参考答案
一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1、D
【解析】
常染色体遗传病,由于致病基因位于常染色体上,遗传与性别无关;X染色体上的隐性遗传病的特点是:男患者多于女患者,表现为交叉遗传,女患者的父亲和儿子都是患者;X染色体上的显性遗传病的特点是女患者多于男患者,男患者的母亲和女儿都是患者;Y染色体上的遗传表现为全男遗传。
【详解】
与决定性别的基因位于性染色体上,但是性染色上的基因不都与性别决定有关,如色盲基因,A错误;性染色体上基因的遗传不一定遵循基因自由组合定律,只有非同源染色体上的非等位基因的遗传才遵循基因自由组合定律,B错误;X染色体的隐性遗传病,男患者多于女患者,C错误;伴X染色体显性遗传病,男性患者的母亲和女儿都患病,男患者的儿子可能患病,D正确。故选:D。
2、D
【解析】
分析系谱图可知,Ⅰ-3和Ⅰ-4正常,Ⅱ-3患病,说明为隐性遗传病,若为伴X隐性遗传病,由于Ⅰ-2患病,则Ⅱ-1应患病,但Ⅱ-1正常,所以该病为常染色体隐性遗传。
【详解】
A、根据Ⅰ-3和Ⅰ-4正常,Ⅱ-3患病,说明为隐性遗传病,A错误;
B、若为伴X隐性遗传病,则母亲患病,儿子应患病,根据Ⅰ-2患病,但Ⅱ-1正常,可知该病不属于伴X隐性遗传,B错误;
C、根据上述分析可知,该病为常染色体隐性遗传病,所有患病个体均为隐性纯合子,C错误;
D、染色体变异可通过显微镜观察,D正确。
故选D。
3、A
【解析】
根据题目信息“在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现,楝树的高度比对照组低约40%,而樟树的高度没有明显差异”,可直接推出酸雨对楝树生长的影响明显大于樟树,A符合题意,B不符合题意;
楝树的生长受酸雨的影响,则一些其他生物的生长也会受酸雨的影响,故酸雨能影响森林生态系统的物种丰富度,C不符合题意;
楝树的生长受酸雨的影响,不能说明群落中其他树种都受酸雨的影响,D不符合题意。
【点睛】充分利用题目信息“在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现,楝树的高度比对照组低约40%,而樟树的高度没有明显差异”判断出酸雨对楝树生长的影响明显大于樟树是正确解答该题的关键。
4、A
【解析】
根据题干信息分析,适宜条件下,在缺少某无机盐的“完全培养液”中培养水稻幼苗,植物叶片显出缺绿症状,说明缺少的无机盐使得叶绿素合成减少;而补充镁盐时,培养一段时间后,上述症状消失,说明镁是构成叶绿素的重要元素。
【详解】
A、补充镁盐后该幼苗叶肉细胞内缺绿症状消失,说明叶绿素含量增加了,则叶肉细胞光反应产生NADPH的速率将增加,A错误;
B、根据以上分析可知,该实验说明镁是构成水稻幼苗叶绿素分子的必需元素,B正确;
C、该实验中缺镁导致植物叶片显出缺绿症状,进而影响了光合作用的进行,说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要意义,C正确;
D、实验组用的是缺少某无机盐的“完全培养液”,因此对照组可用含该无机盐的完全培养液培养植株,D正确。
故选A。
5、C
【解析】
调查人类遗传病时,最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病,如色盲、白化病等;若调查的是遗传病的发病率,则应在群体中抽样调查,选取的样本要足够的多,且要随机取样;若调查的是遗传病的遗传方式,则应以患者家庭为单位进行调查,然后画出系谱图,再判断遗传方式。
【详解】
A、为保证实验结果的准确性,调查应对家庭采取随机抽样,A正确;
B、第一类家庭调查结果为父亲正常,母亲患病,子代表现为儿子全患病,女儿全正常,表现为交叉遗传的特点,可推测该病是伴X染色体隐性遗传病,B正确;
C、第二类家庭中出现3名患儿均为男性,与性别相关联,故最可能的原因是该病为伴X隐形遗传病,父亲为XBY,母亲为基因型多数为XBXB,有部分母亲为携带者XBXb,C错误;
D、第三类家庭中父亲患病,母亲正常,子代中男女均有患者,若为显性遗传病,则子代正常与患病比例应接近1:1,不符合题意;该病可能为常染色体隐形遗传病,父亲为aa,母亲为AA、Aa;也可能为伴X隐性遗传病,父亲为XaY,母亲为XAXA、XAXa,即有部分母亲为纯合子, D正确。
故选C。
遗传方式判定顺序:先确定是否为伴Y遗传(是否患者全为男性)→确定是否为母系遗传(是否为母系遗传)→确定是显、隐性→确定是常染色体遗传还是伴X遗传。
6、D
【解析】
1.真核细胞生物膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。细胞膜与其他生物膜的化学组成大致相同,但是在不同的生物膜中,化学物质的含量有差别,其特定功能主要由膜蛋白决定,一般在细胞膜上具有糖蛋白,与细胞之间的信息交流有关,而细胞器膜上一般没有糖蛋白存在。
2.分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体上进行蛋白质的合成→内质网上进行初步加工,形成比较成熟的蛋白质,通过囊泡包裹运输→囊泡的膜与高尔基体膜融合,蛋白质到的高尔基体进行进一步的加工,形成成熟的蛋白质,再次形成囊泡包裹运输→囊泡的膜与细胞膜融合,胞吐分泌出细胞,在分泌蛋白的合成与分泌过程中需要线粒体提供能量。
【详解】
A、细胞膜上有糖蛋白,其作用是参与细胞间的信息交流,而其他生物膜上一般没有糖蛋白存在,A错误;
B、细胞的相对表面积越大,物质运输效率越高,二者呈现正相关,B错误;
C、根据以上分析可知,核糖体参与了蛋白质的合成,高尔基体参与分泌蛋白质的加工和运输,C错误;
D、细胞分化是生物界中普遍存在的生物现象,是生物个体发育的基础,细胞衰老与细胞凋亡都是生物界的正常现象,因此细胞分化、衰老和凋亡都属于细胞正常的生命历程,D正确。
故选D。
二、综合题:本大题共4小题
7、目的基因和切割后质粒的自身环化 DNA连接 1.6 a和b 氨苄青霉素 杂交带(抗原-抗体复合物) 蛋白质(第二代基因)
【解析】
基因工程的工具酶有限制酶和DNA连接酶,一般用同种限制酶切割质粒和目的基因,但容易造成自身环化现象。
【详解】
(1)目的基因通过SphⅠ和SacⅠ切割产生的末端不同,可避免自身环化,质粒通过SphⅠ和SacⅠ切割,可避免切割后的质粒重新结合而环化;目的基因和质粒结合,需要DNA连接酶连接磷酸二酯键将缺口连接起来。
(2)根据表格信息,质粒为6.0kb,减去被切除的长度为0.5kb的片段,则剩余的为5.5kb,而重组质粒为7.1kb,说明插入的目的基因长度为7.1-5.5=1.6(kb);质粒上含抗四环素基因的ClaⅠ与PstⅠ区域长度为2.4kb,减去被切取的片段长度为0.5kb后为1.9kb,插入的目的基因长度为1.6kb,所以重组质粒上含抗四环素基因的ClaⅠ与PstⅠ区域长度为1.9+1.6=3.5(kb),又根据表格信息,通过ClaⅠ切割重组质粒,产生了2.3kb片段,通过PstⅠ切割重组质粒,产生了1.5kb片段。设PstⅠ切割位点为a,ClaⅠ切割位点为b,则会出现图3中所示结果,而2.3+1.5=3.8,3.8﹥3.6,说明a为ClaI切割位点、b为PstⅠ切割位点,反之则不成立。
(3)重组质粒的抗四环素基因已经由于目的基因的插入而破坏,但氨苄青霉素基因完整,培养基中若加入适量的氨苄青霉素,含普通质粒和重组质粒的受体菌都能存活,而没有导入质粒的细菌会死亡而淘汰;若受体菌成功导入重组质粒,并且目的基因正常表达,则可以产生所需的药用蛋白,通过抗原-抗体杂交的方法,若出现杂交带,则该受体菌可以作为工程菌;通过蛋白质工程对目的基因进行修饰,从而实现对已有的药用蛋白进行改造。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点进行切割。本题的难点在第2问,要根据表中各限制酶的切割片段进行计算。
8、卡尔文循环(C3途径、暗反应) ATP和【H】 苹果酸经脱羧作用释放的、呼吸作用产生的 基本不变、降低 仙人掌白天不从外界吸收CO2,环境中CO2不影响它的CO2固定;萝卜白天需要从环境中获取CO2,CO2吸收少形成的C3含量少
【解析】
1.光合作用的具体的过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜
a.水的光解:2H2O4[H]+O2 b.ATP的生成:ADP+PiATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质
a.CO2的固定:CO2 +C5 2C3 b.三碳化合物的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
【详解】
(1)由图二和图三可知,仙人掌和萝卜共有的代谢途径是卡尔文循环(C3途径)。
(2)进行暗反应需要多种酶和光反应提供的还原氢和ATP;仙人掌晚上虽然能吸收二氧化碳,进行固定形成C3,但由于缺乏ATP和【H】,不能完成C3还原,无法形成有机物;进行光合作用所需的二氧化碳可以来自自身呼吸作用产生的,也可以来自储存在液泡中的苹果酸脱羧作用释放的二氧化碳。
(3)由于仙人掌白天气孔关闭,不从环境中吸收二氧化碳,所以环境二氧化碳浓度降低,不影响仙人掌的C3含量,而萝卜白天气孔开放,从环境中吸收二氧化碳进行二氧化碳固定,当环境二氧化碳浓度降低,导致产生的C3减少,含量降低。
熟知光合作用的过程是解答本题的关键!能够读懂图中显示的生理过程是解答本题的另一关键!
9、雌雄原核融合成合子 添加抗生素和定期更换培养液 胚胎干细胞具有发育的全能性 通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补 内细胞团 同种、生理状态相同、有正常孕育能力的其他雌性动物 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚胎分割
【解析】
胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。
特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
【详解】
(1)判断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标志是雌雄原核融合成合子。
(2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作,可以采取的措施有添加抗生素和定期更换培养液。胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是胚胎干细胞具有发育的全能性。根据胚胎干细胞的这种功能特性,当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时,可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补。
(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位能获取所需组织,再将囊胚移入代孕鼠体内,此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同、有正常孕育能力的其他雌性动物。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。
本题主要考查胚胎干细胞的培养及应用,学生应准确掌握。
10、同源染色体 AaBbCe 8 0 黄花:红花=1:7 实验思路:让该黄花植株(N)自交,单株收获种子,种植后观察子代植株的花色 预期实验结果和结论:若子代植株都开黄花,则N为纯合子;若子代植株出现红花(或出现黄花和红花),则N为杂合子
【解析】
由题干信息“F2的表现型及比例为黄花:红花=27:37”,红花占27/(27+37)=(3/4)3,因此花色受3对等位基因控制,且植株的基因型为A_B_C_时开黄花,其余开红花。
【详解】
(1)在减数分裂形成配子的过程中,等位基因随着同源染色体分开而分离,分别进入不同配子中,随配子遗传给后代。
(2)可以在解题时借助“假设法”进行判断。首先,假设花色受1对等位基因控制,则F2中黄花和红花的分离比应为3:1,这与题中的比例27:37不相符,因此假设不成立;再假设花色受2对等位基因控制,且植株的基因型为A_B_时开黄花,其余开红花,由此可推知F2中黄花和红花的分离比应为9:7,这也与题中的比例27:37不相符,因此假设不成立;接下来假设花色受3对等位基因控制,且植株的基因型为A_B_C_时开黄花,其余开红花,由此可推知F2中黄花和红花的分离比为27:37,这与题中的分离比相符,因此假设成立,即花色由3对等位基因控制;根据F2中黄花和红花的分离比为27:37,推测F1的基因型为AaBbCc。F2黄花植株的基因型有2×2×2=8(种);红花植株的基因型中至少有一对等位基因是隐性纯合的,因此,红花植株的自交后代仍为红花,即子代都不会发生性状分离。
(3)将F1的花粉进行离体培养后并用一定浓度的秋水仙素处理使其染色体数目加倍,继续培育成植株群体(M),由于F1的基因型为AaBbCc,产生的配子有8种,其中只有基因组成为ABC的配子经单倍体育种以后开黄花,其余开红花;理论上,该植株群体(M)的表现型及比例是黄花:红花=1:7。
(4)花色由3对等位基因控制,植株的基因型为A_B_C_时开黄花,其余开红花。黄花植株纯合子的基因型为AABBCC,其自交后代不会发生性状分离,子代都为黄花。黄花植株杂合子的基因型为AaBBCC、AABbCC、AABBCc、AaBbCC、AABbCc、AaBBCc、AaBbCc,其自交后代的表现型有黄花和红花两种。因此,最简便的实验思路是让该黄花植株(N)自交,单株收获种子,种植后观察子代植株的花色即可判断黄花植株N是否为纯合子。
本题考查基因的自由组合定律和单倍体育种的相关知识,旨在考查考生的理解能力和获取信息的能力。
11、之后 果胶酶(和果胶甲酯酶) 含糖量较低 干酵母(悬液) 出现气泡 酵母下沉 无菌空气/氧气 抑制杂菌 反向拼接/倒接、(自身)环化 且的基因的浓度、质粒的浓度、反应时间 氯化钙CaCl2 不是所有的农杆菌都接纳了重组质粒 在含四环素培养基上存活,在含青霉素培养基上死亡 营养物质和生长调节剂/植物激素 项端分生组织 继代培养
【解析】
1.酿酒和制醋是最古老的生物技术。与酒和醋的生产有关的微生物分别是酵母菌和醋杆菌,它们各有不同的菌种。菌种的不同,所产生的酒和醋的风味也不同。本实验的内容是制作果酒和果醋,所用的原料是葡萄或其他果汁。葡萄酒是酵母利用葡萄糖进行酒精发酵(乙醇发酵)的产物。酵母菌只有在无氧条件下才能进行酒精发酵,即将葡萄糖氧化成乙醇,而且当培养液中乙醇的浓度超过16%时,酵母菌就会死亡。葡萄糖氧化成乙醇的反应式如下。
醋杆菌在有氧条件下才能将乙醇氧化为醋酸,醋杆菌所产生的醋酸可使培养液中醋酸的含量高达13%。
2. 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】
(一)(1)制备山楂果原汁通常选成熟的山楂果,为了避免杂菌污染,通常在用清水冲洗山楂果之后去梗。将山楂果切片并去籽,为了提高出汁率和澄清度,通常需要添加果胶酶(和果胶甲酯酶)处理,酶解适宜时间后压榨取果汁。
(2)乙醇发酵时通常需要在发酵液中添加适量蔗糖,以弥补山楂果原汁含糖量较低的不足,同时也是为了满足酵母菌发酵需要的底物量,从而获得酒精含量较高的果酒。然后在果汁中加入活化的干酵母(悬液)后,置于适宜环境下进行发酵,由于酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳,所以在发酵过程中会有气泡产生,当发酵液中不再出现气泡时,意味着发酵完成,然后过滤获得果酒;也可发酵至酵母下沉后,用虹吸法取出上清液即为果酒。
(3)醋酸发酵中,由于醋化醋杆菌在有氧气的条件下将酒精变为为乙醛,进而变为乙醇,所以整个发酵过程需要通入无菌空气/氧气。在发酵后期加入1.3~1.4%的食盐,食盐起到了调味和抑制杂菌的作用,进而防止果醋被其他微生物发酵分解。
(二)(1)①为构建基因表达载体的过程,若用同一种限制性核酸内切酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA片段,则两者会出现相同的粘性末端从而使得拼接变得容易,但这种方法存在明显的缺点是在拼接时会出现反向拼接/倒接、(自身)环化等情况。影响拼接效率的因素主要有盐离子浓度、渗透压、温度等环境因素,除此外,还有且的基因的浓度、质粒的浓度和反应时间也会影响拼接的效率。
(2)②过程为将目的基因导入受体细胞的过程,将图示重组Ti质粒导入农杆菌时,为了提高导入的成功率,可用氯化钙CaCl2 处理农杆菌,以提高转化效率。因为导入的成功率较低,也就是说,并不是所有的农杆菌都接纳了重组质粒,可能有的导入的是普通质粒,或者没有导入成功,所以需要在特定的培养基对农杆菌进行筛选,由于图中重组质粒上含有标记基因四环素抗性基因,而抗青霉素的基因被破坏,为了筛选出成功导入重组质粒的农杆菌,需要将待筛选的农杆菌分别接种在含有四环素的培养基和含青霉素的培养基上进行筛选,最终筛选到成功导入重组质粒的农杆菌在相应选择培养基上的存活情况是在含四环素培养基上存活,在含青霉素培养基上死亡。
(3)③过程为再分化成植株的过程,该过程中需要通过调节营养物质和生长调节剂/植物激素的适当配比,从而实现由愈伤组织诱导出芽和根的项端分生组织的目的,并由此再生出新植株。获得转基因烟草后,再通过[④] 继代培养过程实现多个世代组织培养,从而实现了转基因烟草的扩大培养。
熟知果酒、果醋的制作原理以及基因工程的基本原理和操作要点是解答本题的关键,辨图分析能力是本题考查的主要能力。
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