PET是一种聚酯类塑料，全球每分钟生产约100万个PET塑料瓶。科学家从能够利用PET作为碳源的细菌中分离出了一种能降解PET的解聚酶。PET在70℃时才能完全-组卷网

题型：非选择题-解答题难度：0.4 引用次数：243 题号：22271919

PET是一种聚酯类塑料，全球每分钟生产约100万个PET塑料瓶。科学家从能够利用PET作为碳源的细菌中分离出了一种能降解PET的解聚酶。PET在70℃时才能完全变为液态，便于降解，但PET解聚酶不耐高温。为此，科研人员借助定向进化策略，提高PET解聚酶耐受高温的能力。该策略经历多轮定向进化（每一轮均在上一轮筛选出的目标菌株上开展），其涉及的信息如表所示。

每一轮的基本流程	定向进化（轮次）
每一轮的基本流程	第一轮	第二轮	第三轮	第四轮	第五轮	第六轮
①基因突变和转化	将突变后的PET解聚酶基因导入大肠杆菌
②分离纯化和鉴定的菌株	5种	13种	4种	3种	5种	9种
③提取出的PET解聚酶预保温和酶活测定条件	1h/55℃	1h/60℃	1h/65℃	1h/70℃	1h/80℃	7h/70℃
④选出的PET解聚酶中变化的位点数	2个	1个	2个	3个	3个	5个

(1)研究人员从土壤样品中分离能产生PET解聚酶的细菌时，所使用的培养基成分应包括____________（编号选填）。
①（NH₄）₂SO₄   ②淀粉   ③PET   ④无机盐
(2)据所学知识判断，分离PET解聚酶的细菌所使用的培养基类型属于____________．（编号选填）
①天然培养基   ②合成培养基   ③液体培养基
④通用培养基   ⑤固体培养基   ⑥选择培养基
(3)表中流程②宜选用的接种方法为_____________（平板划线/稀释涂布），其目的是_______。
A.对大肠杆菌进行计数
B．扩大大肠杆菌种群数量
C．便于分离提取PET解聚酶
D．将导入不同突变基因的大肠杆菌分离开
(4)本研究采用的定向进化策略，相比自然界的进化过程，区别是_______。

A．发生基因突变	B．实现个体进化
C．加快进化速度	D．模拟自然选择

(5)据题干及所学知识分析，研究人员在第6轮中设置70℃且长时间保温（7小时）的目的是______________。
(6)据题干信息判断，获取耐高温PET解聚酶的过程涉及_____。

A．基因工程

B．细胞工程

C．发酵工程

D．蛋白质工程

天然PET解聚酶基因（792bp）部分编码链序列以及用于表达载体构建的质粒结构如下图所示：
5’ATGCAGACTAACCCCTATGCTCGCGGG………GATTTTCGCACTGCTAACTGCAGC3'

(7)已知天然PET解聚酶基因不含合适的酶切位点，但可借助PCR解决该问题。据图信息判断，为了便于表达载体的构建，在设计PET解聚酶基因PCR反应体系时，应选择引物_____________。（编号选填）
①5’TACATATGCAGACTAACCCCTATGCTCG3’
②5’TGCTCGAGATGCAGACTAACCCCTATGC3’
③5’TACATATGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
④5’TGCTCGAGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
(8)为鉴定表达载体构建是否正确，研究人员从目标菌株中提取质粒，并经XhoI和NdeI充分处理后进行凝胶电泳。根据下图结果判断，含目的基因的菌落是___________。

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更新时间：2024-03-27 21:22:58 |

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【知识点】微生物的接种方法解读基因表达载体的构建解读蛋白质工程的应用及实例分析基因工程的操作程序综合

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培养基及无菌技术、消毒和灭菌的辨析 PCR技术的基本操作和应用分析

【推荐1】传统发酵食品奶酪是由鲜奶经发酵、浓缩得到的奶制品，发酵过程中起主要作用的是多种乳酸菌，分离纯化这些乳酸菌并从中筛选优良菌种，有利于改良奶酪的品质。回答下列问题。
(1)分离乳酸菌的 MRS培养基成分:蛋白胨10g,牛肉膏 10g,酵母粉5g,K₂HPO₄2g,柠檬酸二铵2g,乙酸钠5g,葡萄糖20g,吐温80(乳化剂,（C₂₄H₄₁O₆）1mL，MgSO₄•7H₂O0.58g，MnSO₄·4H₂O 0.25g,(琼脂15~20g),蒸馏水 1000 mL。调pH 至 6.2~6.4。
上述培养基中的氮源是________，对该培养基常用的灭菌方法是________，灭菌是指________。
(2)粉碎好的奶酪样品与无菌水混合、振荡培养后，接种于 MRS 培养基上进行乳酸菌分离。分离时常用稀释涂布平板法，一般不用平板划线法的原因是_______。
(3)经初步筛选获得的乳酸菌，需利用乳酸菌的 16s rDNA 基因进一步鉴定，确定其种类。16s rDNA 基因序列共有10个保守区①~⑩和9个可变区 V1~V9,16s rDNA 结构如下图所示。

对不同种乳酸菌16s rDNA 的碱基序列进行研究，发现它们的保守区碱基序列基本相同，可变区碱基序列变化较大。在数据库中，不同种乳酸菌的保守区和可变区碱基序列已知。为鉴别某种乳酸菌，需要利用PCR 技术扩增该乳酸菌的 16s rDNA 的部分片段，并与数据库中序列比对。通常选择 V3~V4作为鉴定不同种乳酸菌的重要依据，原因是________，如果通过 PCR 同时扩增出 V3 和 V4可变区，最好依据图中________区段的碱基序列设计引物。在 PCR 反应过程中，引物与模板结合发生在________(填“变性”“复性”或“延伸”)步骤。

2024-04-21更新 | 201次组卷

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【推荐2】某化工厂的污水池中；含有一种有害的、难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示，请分析回答问题：

（1）加入化合物A的培养基属于__________培养基，目的菌生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的______________________________。
（2）转为固体培养时，常采用平板划线的方法接种，获得单菌落后继续筛选，在每次划线之前都要灼烧接种环，目的是__________________________________________________。
（3）某同学计划统计污水池中目的菌的总数，他选用10⁴、10⁵、10⁶的稀释液进行平板培养，每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看还应该设置哪些对照实验在相同条件下同时培养？_______________________________________________________________________________________。
（4）在农业生产研究中，常需要进行微生物的培养和计数。下图是利用平板划线法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，为达到这一目的，操作上应注意。

①____________________________________________________________________。
②____________________________________________________________________。
③_____________________________________________________________________。

2019-05-05更新 | 225次组卷

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非选择题-实验题 | 较难 (0.4)

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【推荐3】自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。步骤如下：
（1）制备稀释倍数范围为__________________________的系列稀释液。
（2）下图中A、B两种接种方法，常用来统计样品活菌数目的方法是[ ]_______________________。

（3）适宜温度下培养。
①为测定大肠杆菌数，在对应稀释倍数为10⁶的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是____________。
A.一个平板，统计的菌落数是23
B.两个平板，统计的菌落数是22和26，取平均值24
C.三个平板，统计的菌落数分别为21、5和52，取平均值26
D.四个平板，统计的菌落数分别是21、30、24和25，取平均值25
②一同学在对应稀释倍数为10⁶的培养基中，测得平板上菌落数的平均值为23.4，那么每毫升样品中的菌落数是（涂布平板时所用稀释液的体积为0.05mL）________________________。

2019-04-18更新 | 78次组卷

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【推荐1】在基因工程的操作中，需要用特定的限制酶切割质粒和目的基因，便于重组和筛选。某科研小组将人的生长激素基因与细菌的DNA分子进行重组，并成功地在细菌B中得以表达。已知限制酶I的识别序列和切点是－G↓ ATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－，据图回答：

(1)分析可知，获取目的基因的过程中，运用了___________法，构建基因表达载体时，需用限制酶___________切取目的基因，用限制酶___________切割质粒。切割后还需利用___________酶，连接质粒和目的基因，该过程遵循___________原则。
(2)将重组质粒导入细菌B时，可用___________处理细胞，使细胞处于___________状态，然后将含有重组质粒的缓冲液与这些细胞混合，完成___________过程。人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为___________。
(3)为了确定细菌B中人的生长激素基因是否转录，可用同位素或荧光素标记的___________作探针进行分子杂交检测。

2019-03-06更新 | 63次组卷

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解题方法

PCR技术的基本操作和应用分析结合实例考查基因工程的应用

【推荐2】中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）是可以无限增殖的细胞。科研人员利用CHO细胞系生产乙肝疫苗的过程是：①将得到的乙肝病毒表面抗原（HBsAg）基因与信号肽基因连接形成融合基因，信号肽可以引导HBsAg进入内质网内进行合成和加工，进而以分泌蛋白的形式分泌到胞外，融合基因的结构如图1所示；②将融合基因插入图2所示的质粒，将重组质粒与带有小鼠二氢叶酸还原酶（dhfr）基因的质粒共转染缺乏二氢叶酸还原酶的CHO细胞；③从CHO细胞系的培养液中分离提取HBsAg，用以生产乙肝疫苗。图1中的F₁~F₄分别为扩增信号肽基因和HBsAg基因时所需的引物。请回答下列问题：

(1)需要通过______技术扩增融合基因，该技术的原理是______。
(2)为了将信号肽基因和HBsAg基因连接在一起，在分别扩增两种基因时，应在引物F₂和引物F₃的5′端引入______。通过PCR检测融合基因是否形成，可选用图1中引物______对连接产物进行扩增。
(3)为了将融合基因正确地插入图2所示的质粒，应选择限制酶______切割质粒。与单独将HBsAg基因转入CHO细胞相比，导入融合基因的好处是______。
(4)缺乏dhfr的CHO细胞在培养基上不能正常生长，因此在筛选表达HBsAg的细胞株时，dhfr基因起______的作用。
(5)在生物反应器中大规模连续培养目标细胞株时，通过______的措施，为培养的细胞株营造无毒的环境。同时要通入______和5%CO₂的混合气体，其中CO₂的主要作用是______。

2024-04-19更新 | 595次组卷

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非选择题-解答题组 | 较难 (0.4)

【推荐3】回答下列（一）、（二）小题：
（一）以大麦为原料酿制啤酒的过程如图所示。

原料的粉碎、糖化（淀粉水解）

→

加入啤酒花、高温蒸煮

→

接种啤酒酵母、发酵

→

分离、消毒分装

(1)啤酒酵母不能直接利用大麦中的淀粉，常利用发芽的大麦种子释放的________完成糖化过程，形成糖浆。向糖浆中加入啤酒花后，高温蒸煮起到对发酵原料的____________作用，同时可促使蛋白质凝固。
(2)发酵过程中发酵的剧烈程度可用发酵罐内液面泡沫的多少来判断，理由是____________。发酵结束后，可对发酵液进行____________（答出2种方法即可）等方法处理，回收啤酒酵母，这些酵母经历过生产条件考验，是选育优良菌株的重要原料。
(3)啤酒含有高热量的糊精类低聚糖，不适合肥胖者饮用，为了生产低热量啤酒，培育能合成糖化酶的啤酒酵母成为研究热点。一种方法是利用糖化酵母（能合成糖化酶）和啤酒酵母进行____________可获得同时具有两者全部遗传物质的重组酵母菌，再将重组酵母菌稀释液涂布在固体培养基上，培养后获得____________，最终选出目标菌株。另一方法是将含糖化酶基因的重组质粒导入啤酒酵母，然后利用____________技术直接检测酵母菌细胞中是否含有目的基因，并筛选菌种。
（二）紫杉醇是从红豆杉中分离出的1种生物碱，因具有广谱抗癌活性和独特抗癌机制而受到医学界青睐。紫杉醇在野生红豆杉植株中含量很低，为了获得更多的紫杉醇，许多科学家进行了多方面的尝试与研究。
(4)快速培育红豆杉植株：利用红豆杉的嫩茎、树皮、胚芽等作为外植体进行培养，可获得组培苗，该过程主要利用的原理是____________，组培苗移栽至特殊基质并检验后作为生产用苗，移栽时，用清水洗掉根部培养基的目的是____________。
(5)红豆杉细胞悬浮培养：红豆杉外植体经____________获得愈伤组织，再将愈伤组织移至____________培养基大量培养。但紫杉醇本身是一种细胞生长的毒性物质，在培养基中的积累量越多，对细胞增殖的抑制越强，为了减弱其抑制作用，可采取的措施有____________（答出1点即可）。
(6)异源表达紫杉醇合成关键酶：利用转基因技术培育高效表达紫杉醇合成关键酶（TwDBAT酶）的平菇，该过程需要构建含TwDBAT基因的_____________载体，该载体中必须含有TwDBAT基因、标记基因、复制起（原）点以及_____________。当转基因平菇大量表达出TwDBAT酶后，再在低温下条件对其进行____________处理并离心，提取获得该胞内酶，从而用于紫杉醇的生物合成。

2022-11-21更新 | 513次组卷

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【推荐1】人白细胞干扰素（IFN-α）是一种由人体某些白细胞产生的抗病毒糖蛋白。下图为IFN-α抗乙肝病毒的作用机理示意图。

请回答下列问题：
（1）人体白细胞受到乙肝病毒感染后，将会合成并分泌IFN -α。IFN-α从合成到分泌依次经过的细胞结构是____________________。
（2）IFN-α能够结合到其他被感染细胞细胞膜上的原因是_______。结合后，病毒的增殖受到抑制的机理是_______。IFN-α的作用体现了蛋白质具有________功能。
（3）为延长IFN-α的保存时间，可以通过蛋白质工程，对IFN-α进行改造。具体的过程是先设计IFN-α________的，推测出应有的氨基酸序列，再找出相应的_________序列，然后通过基因合成或_____，最终生产出符合要求的IFN-α。

2016-11-26更新 | 172次组卷

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解题方法

PCR技术的基本操作和应用分析蛋白质工程与基因工程的异同分析

【推荐2】α-环糊精是食品、医药等常用原料。α-环糊精葡萄糖糖基转移酶（cgt）生产α、β和γ环糊精的混合物，分离纯化十分不便。cgt在芽孢杆菌中的产量较低，诱变效果不佳。cgt的372位天冬氨酸和 89 位酪氨酸是酶与底物作用的关键位点，江南大学一实验室将它们分别替换为赖氨酸和精氨酸后，形成的重组cgt催化特异性提高了27倍。

(1)重叠PCR是常用的 DNA定点突变技术，其原理如图所示。与细胞内的DNA 复制相比，PCR不需要用到_______酶。要完成两处位点的突变，至少要设计________种引物。图中第1对和第2对引物的PCR产物混合、变性、退火后可形成①②两种产物，其中产物①_________（能/不能）延伸，原因是_____________________________________________。
(2)如图是该酶编码（非模板）链的部分序列，请你设计替换372位天冬氨酸到赖氨酸（仅以密码子是AAG为例）的引物 FP2和RP1________________和_________________（只写371位到373位对应的9个碱基序列，并标出5'端和3'端）。

(3)上述过程需要用到____________工程。用大肠杆菌大量生产重组cgt需要解决酶的分泌问题，主要是因为大肠杆菌缺少________________（填细胞器）。成功获得工程菌后，还须对获得的α-环糊精葡萄糖糖基转移酶（cgt）进行活性检测，这是属于____________水平的检测与鉴定。

2024-04-01更新 | 511次组卷

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解题方法

光合色素的提取和分离外部因素对光合作用的影响

【推荐3】番茄体内存在如图所示的两条电子传递途径，其中，PSI、PSⅡ是由光合色素和蛋白质构成的复合体。RCA是Rubisco的激活酶，Rubisco催化CO₂的固定。在高温胁迫下，RCA的活性被抑制，进而降低Rubisco活性，导致光反应吸收的过剩能量激发活性氧（ROS）过量合成，ROS能使PSⅡ失活。回答下列问题。

(1)番茄叶绿体中的色素在层析液中溶解度最低的是____。适宜环境温度下，PSⅡ受光激发将水分解为____，同时产生电子（e^-）；环式电子传递的发生会导致NADPH/ATP的值____。（填“变大”或“变小”或“基本不变”）
(2)科研人员利用野生型番茄植株进行了以下实验，在实验第3天时测得相关实验数据如下表所示：

组别	温度	气孔导度	净光合速率（umol·m^-2·s^-1）	胞间CO₂浓度（ppm）	Rubisco酶活性（U·ml^-1）
甲	25℃	99.2	11.8	282	172
乙	40℃	30.8	1.1	403	51

从光合作用的过程分析，40℃时光合速率较低的原因是____。（答出两点即可）
(3)提出一个利用生物技术工程缓解高温胁迫对Rubisco活性影响的方案：____。

2024-05-21更新 | 466次组卷

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基因工程的基本操作程序分析 PCR技术的基本操作和应用分析

【推荐1】水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，研究小组设计其预期的结构，推测应有的氨基酸序列，合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1，形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的T-DNA中，将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化，在胚乳中获得相应蛋白，最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。

回答下列问题。
(1)研究小组通过PCR扩增Z片段，延伸过程中，____（填原料）在____催化作用下合成新的DNA链。酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体，选择限制酶HindⅢ和____进行切割，可使Z片段插入T-DNA的效率最高。为使基因能够正常表达，质粒上的N和J应都为____。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成____，然后通过____的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其____形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达（转录和翻译），分子水平上的检测方法有____。
(4)从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，合成基因X，进而得到猪瘟疫苗的过程属于____工程的范畴。相较于大肠杆菌，水稻胚乳作为生物反应器制备疫苗的优势及理由是____。

2024-02-28更新 | 240次组卷

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【推荐2】 HIV通过识别T细胞表面特有的蛋白质来侵染T细胞。2018年11月，有学者宣布，一对经过基因编辑的婴儿在中国健康诞生，这对婴儿的一个基因被切除，使其出生后即能抵抗HIV。其使用的是CRISPR—Cas9基因编辑技术，下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA示意图（不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列）。

请回答下列问题：
（1）DNA重组技术主要用到的工具酶包括DNA连接酶和_______________，图中充当该酶的物质是_________________。
（2）Cas9—sgRNA复合体能够精准识别某核苷酸序列的原因可能是____________。
（3）经基因编辑过的婴儿出生后能够免遭HlV侵染的直接原因是________________。
（4）在获得转基因动物时一般对受精卵进行操作，通过___________技术将含有目的基因的表达载体直接注入，目的基因进入受体细胞并表达的过程称为______________。
（5）操作后的受精卵需要先在发育培养液中继续培养以检查其____________，培养液必须添加____________等天然成分，后经____________段时间后，再经胚胎移植到雌性动物体内发育。移植胚胎能在受体内存活的原因是____________反应。
（6）基因编辑技术有着广泛的应用前景，如果将西红柿细胞中与乙烯合成的相关基因编辑切除，则这种西红柿的果实将____________，从而获得耐储存的西红柿新品种。

2019-04-25更新 | 394次组卷

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【推荐3】（一）正常细胞不能合成干扰素，但含有干扰素基因。我国科学家采用基因工程技术生产干扰素a-2b已实现量产。具体做法是将产生干扰素的人白细胞的mRNA分离，反转录得到干扰素基因。将含有四环素、氨苄青霉素抗性基因的质粒PBR322和干扰素基因进行双酶切，用连接酶连接。将重组载体DNA分子在一定条件下导入大肠杆菌，在培养基中筛选培养，检测干扰素的表达量，选出高效表达的工程菌。请回答：
（1）在分化诱导因子作用下，正常细胞可以摆脱抑制、合成干扰素，该过程发生的实质是___________。
（2）据下图分析，构建重组载体DNA分子时，可以选用________________________两种限制酶对质粒pBR322和干扰素基因进行双酶切，目的是既能保证目的基因和质粒正向连接，又能防止_________________________ 、_____________________________（答两点）。

（3）将重组质粒导入大肠杆菌中，然后将细菌涂布到含___________的选择培养基上培养，就可得到含质粒PBR322或重组质粒的细菌单菌落；再从每一个单菌落中挑取部分细菌转涂到含有___________的培养基上，不能生长的绝大部分是含有重组质粒的细菌，原因是___________。
（4）干扰素在体外保存非常困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在-70°C 条件下可以保存半年。实现这一转变需要直接对___________进行修饰或改造，这属于蛋白质工程的范畴。
（二）科学家设计了以下流程，利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失的患者进行基因治疗。请回答：

（1）上图中进行的是________（填“体内”或“体外”）基因治疗，①过程中利用的生物工程技术手段称为________。若导入的干扰素基因序列为已知，则可通过________获取。
（2）ES细胞是由囊胚中的____________分离出来的一类细胞，具有____________性，可以将其培养成人体各种组织器官。
（3）下列关于上述操作中的叙述，正确的是________。
A．①②操作体现了上皮细胞具有全能性
B．③过程可以用农杆菌转化法进行基因导入
C．完成基因导入的细胞就具有了合成并分泌干扰素的能力
D．基因治疗依据的变异原理是基因重组

2020-06-17更新 | 139次组卷

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