题型:非选择题-实验题
难度:0.4
引用次数:64
题号:22709871
马铃薯软腐病是一种细菌性病害,常引起马铃薯栽培品种的块茎腐烂现象。马铃薯二倍体野生种不结块茎,但对软腐病具有高水平的抗性;该抗性遗传模式比较复杂,涉及到的基因分布于整个基因组的12条染色体上。马铃薯栽培种与野生种有性杂交很难成功,研究人员尝试通过植物体细胞杂交技术将抗性基因转移到马铃薯栽培种中。
(1)利用植物体细胞杂交技术,获得了马铃薯四倍体栽培种品系甲(染色体:2n=48)和二倍体野生种乙(染色体:2m=24)的杂种植株丙(染色体:2n=72)若干,对体细胞杂种丙的叶片组织进行离体培养,获得了四倍体株系丁。用马铃薯四倍体栽培种品系甲做父本,与体细胞杂种丙进行回交,获得了五倍体回交后代(戊)。
①马铃薯栽培品种与二倍体野生种有性杂交很难成功的原因是________ 。
②用文字和箭头表示通过植物体细胞杂交技术获得丙的基本过程。
③杂种植株丙是_________ 倍体。如图1所示,上述育种过程得到的丙、丁、戊大部分都能产生块茎,但是形成的块茎在形态和皮色方面呈现出一定的变异。图1中2所示的对照品种为__________ 。(2)按照下列方法对图1所示的块茎进行软腐病抗性的测定:每个株系取10个重约100g的块茎,用打孔器在块垄上打孔后,注入50μL软腐病菌菌液,再将打孔器打出的块茎放回原处,用凡士林密封伤口,称重。放置一周后,将腐烂的块茎组织用水洗掉,用吸水纸吸干水分,重新称重,结果如图2。块茎的病变组织与健康组织间存在明显的界限,不抗软腐病株系的块茎接种部位周围的组织变软腐烂,呈浅黄色或褐色。实验结果说明_________ 。
(3)若要向马铃薯栽培种转入软腐病的抗性基因从而使其获得抗性,具有较大困难。根据本文资料信息分析其原因是___________ 。
(4)科研人员选育出广谱抗软腐病菌的枯草芽孢杆菌,制成菌剂。从发酵工程应用的角度,该菌剂属于___________ 。
(1)利用植物体细胞杂交技术,获得了马铃薯四倍体栽培种品系甲(染色体:2n=48)和二倍体野生种乙(染色体:2m=24)的杂种植株丙(染色体:2n=72)若干,对体细胞杂种丙的叶片组织进行离体培养,获得了四倍体株系丁。用马铃薯四倍体栽培种品系甲做父本,与体细胞杂种丙进行回交,获得了五倍体回交后代(戊)。
①马铃薯栽培品种与二倍体野生种有性杂交很难成功的原因是
②用文字和箭头表示通过植物体细胞杂交技术获得丙的基本过程。
③杂种植株丙是
(3)若要向马铃薯栽培种转入软腐病的抗性基因从而使其获得抗性,具有较大困难。根据本文资料信息分析其原因是
(4)科研人员选育出广谱抗软腐病菌的枯草芽孢杆菌,制成菌剂。从发酵工程应用的角度,该菌剂属于
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(已下线)北京市四中2023-2024学年高二下学期期中考试 生物试题
更新时间:2024-05-06 23:29:28
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(0.4)
【推荐1】杂交育种的过程中雄性不育系植株起着重要作用。请回答下列相关问题:
(一)某自花传粉、闭花授粉的二倍体植物有甲、乙两个品种,均只开白色花。甲品种表现为雄性不育(雄蕊不育),乙品种表现为雄性可育。已知该植株育性由等位基因M、m控制,M对m完全显性;基因T存在时对不育基因有抑制作用,表现为可育。现选取甲品种和乙品种植株杂交,F1全部可育,F1自交得F2,其中有1/2的F1自交后代全部可育,另1/2的F1自交后代中可育株:雄性不育株=13:3。
(1)培育杂交植株时,雄性不育株只能做_____ ,控制甲品种雄性不育的基因是____ ,选育雄性不育株甲的目的是______ 。
(2)杂交亲本甲、乙两品种的基因型分别是__________ ,F2中可育植株基因型共有_____ 种。仅考虑F2中出现雄性不育株的部分,其中的可育株中能稳定遗传的个体所占比例为________ 。
(二)科学家采用诱变育种的方法培育获得了三体新品种,其中 R基因控制雄蕊的发育与成熟,使植株表现为雄性可育,r基因使植株表现为雄性不育,染色体及基因分布如三体图所示。该三体品系减数分裂时,较短的染色体不能正常配对,随机移向细胞一极,含有较短染色体的雄配子无受精能力。
(3)该三体植株进行连续自交,F1的基因型及比例为______ ,F2中三体所占比例为_________ 。
(4)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株,科学家利用基因工程技术将红色花基因H整合到R基因所在的染色体上,r基因所在染色体上有其等位基因,在三体植株自交所得的F1中,确定雄性不育系和雄性可育保持系的方法是______ 。
(一)某自花传粉、闭花授粉的二倍体植物有甲、乙两个品种,均只开白色花。甲品种表现为雄性不育(雄蕊不育),乙品种表现为雄性可育。已知该植株育性由等位基因M、m控制,M对m完全显性;基因T存在时对不育基因有抑制作用,表现为可育。现选取甲品种和乙品种植株杂交,F1全部可育,F1自交得F2,其中有1/2的F1自交后代全部可育,另1/2的F1自交后代中可育株:雄性不育株=13:3。
(1)培育杂交植株时,雄性不育株只能做
(2)杂交亲本甲、乙两品种的基因型分别是
(二)科学家采用诱变育种的方法培育获得了三体新品种,其中 R基因控制雄蕊的发育与成熟,使植株表现为雄性可育,r基因使植株表现为雄性不育,染色体及基因分布如三体图所示。该三体品系减数分裂时,较短的染色体不能正常配对,随机移向细胞一极,含有较短染色体的雄配子无受精能力。
(3)该三体植株进行连续自交,F1的基因型及比例为
(4)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株,科学家利用基因工程技术将红色花基因H整合到R基因所在的染色体上,r基因所在染色体上有其等位基因,在三体植株自交所得的F1中,确定雄性不育系和雄性可育保持系的方法是
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(0.4)
名校
【推荐2】水稻(2n=24)是我国主要的粮食作物之一,请回答下列问题:
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势,但杂交种只能种植一代,其原因是_______________ ,进而影响产量。
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制,研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位,人工构建水稻的单体系(抗病)应有______ 种单体,若感病是由一对隐性基因控制,将感病水稻与水稻单体系中的全部单体分别杂交,留种并单独种植,当子代出现表现型以及比例为______ 时,可将感病基因定位于该单体所缺少的染色体上。
(3)现研究人员将抗病,感病基因(R/r)定位于2号染色体上,已知n-1型配子对外界环境敏感,雄配子不育,现有两个2号单体品种,甲品种抗病但其他性状较差,乙品种不抗病但其他性状优良,育种时通常以__________ 杂交,在其后代中选出单体,再连续多代与乙品种杂交,每次均选择_____________ 单体植株,最后让该单体自交,获得稳定遗传的抗病且其他性状优良的品种。
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势,但杂交种只能种植一代,其原因是
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制,研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位,人工构建水稻的单体系(抗病)应有
(3)现研究人员将抗病,感病基因(R/r)定位于2号染色体上,已知n-1型配子对外界环境敏感,雄配子不育,现有两个2号单体品种,甲品种抗病但其他性状较差,乙品种不抗病但其他性状优良,育种时通常以
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(0.4)
【推荐3】生物变异在进化中具有非常重要的作用,分析下列于生物变异的现象,并回答相关问题:
(1)玉米的高茎(显性)和矮茎(隐性)是一对相对性状(受基因A、a控制);抗病(显性)和感病(隐性)为一对相对性状(受基因B、b控制)。一株基因型为AaBb的植株自交,(基因在染色体的上的位置如下图所示),观察到自交后代四种表现型及比例为: 高茎抗病:高茎感病:矮茎抗病:矮茎感病 =47:1:1:15。
若推测这种现象的出现是基因重组的结果,则发生该基因重组的时期是______________________ 。
若只考虑雄配子的形成过程发生了基因重组,则减数分裂过程中发生基因重组的精原细胞所占比例为______ 。
(2)诱变育种常用物理因素和化学因素进行诱变,请举出其中常用的化学因素的诱变试剂_________ (至少两例),假设青霉菌有104个基因,每个基因的突变频率都是10-5,对于一个有108的个体的青霉菌群来说可能出现的基因突变数目是__________ 。诱变育种常应用于植物,例如芦笋(XY型性别决定植物),芦笋种群中植株不抗旱基因位于X染色体上,经研究发现应用紫外线处理芦笋植株的配子可产生显性突变的抗旱基因。某科研小组用紫外线处理多株不抗旱的雌雄植株的配子使部分配子发生显性突变,并受精获得大量后代,有一定数量的后代为抗旱个体。请分析后代_______________ (能 / 不能)出现抗旱雄株数量明显多于抗旱雌株数量的现象,原因是:________________________ 。
(1)玉米的高茎(显性)和矮茎(隐性)是一对相对性状(受基因A、a控制);抗病(显性)和感病(隐性)为一对相对性状(受基因B、b控制)。一株基因型为AaBb的植株自交,(基因在染色体的上的位置如下图所示),观察到自交后代四种表现型及比例为: 高茎抗病:高茎感病:矮茎抗病:矮茎感病 =47:1:1:15。
若推测这种现象的出现是基因重组的结果,则发生该基因重组的时期是
若只考虑雄配子的形成过程发生了基因重组,则减数分裂过程中发生基因重组的精原细胞所占比例为
(2)诱变育种常用物理因素和化学因素进行诱变,请举出其中常用的化学因素的诱变试剂
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(0.4)
【推荐1】【生物——选修3:现代生物科技专题】青蒿素为名贵药材,由青蒿生产。科研人员尝试从以下方面获得青蒿素:
(1)利用__________ 技术,由青蒿外植体通过_________ (生理过程) 形成愈伤组织。经检测愈伤组织不含青蒿素,而丛芽含少量,造成这种差异的根本原因是_____________ 。
(2)下图1表示青蒿和酵母菌细胞内的物质代谢过程,DXP、FPP、青蒿二烯均为青蒿素前体产物,各种酶由相应基因指导合成。图二表示基因工程实验结果。
①据图1,如果要通过基因工程技术让酵母菌生产青蒿二烯,则目的基因是______ 基因,基因表达载体除目的基因外,还需要有______ 基因便于后期筛选。
②将DXR基因导入青蒿,让DXR基因在青蒿中过量表达,通过增加FPP量最终提高青蒿素产量。除了提高青蒿素前体产物的方法,要获得高产青蒿植株,据图1分析,思路还有:____________ 。图2中,导入空白运载体的实验数据能用来说明_____________ 。
(1)利用
(2)下图1表示青蒿和酵母菌细胞内的物质代谢过程,DXP、FPP、青蒿二烯均为青蒿素前体产物,各种酶由相应基因指导合成。图二表示基因工程实验结果。
①据图1,如果要通过基因工程技术让酵母菌生产青蒿二烯,则目的基因是
②将DXR基因导入青蒿,让DXR基因在青蒿中过量表达,通过增加FPP量最终提高青蒿素产量。除了提高青蒿素前体产物的方法,要获得高产青蒿植株,据图1分析,思路还有:
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(0.4)
【推荐2】回答下列(一)、(二)小题:
(一)猕猴桃营养丰富,富含多种维生素和微量元素,被称为“维生素C之王”。
(1)将猕猴桃清洗、去梗、破碎、压榨后直接制成的猕猴桃果汁通常含有较多的_____ ,因而比较浑浊。
(2)为获得无色澄清的果汁,首先需要进行_______ 处理,然后用________ 的果胶酶处理,以实现酶和底物的分离及酶的重复利用。
(3)猕猴桃果汁中加入活化的酵母菌悬液可用于猕猴桃酒的发酵。发酵开始后,在发酵容器中加入一定量的蔗糖,可提高果酒中________ 的含量。由于维生素C与2,4-二硝基苯肼作用形成红色产物,若要用光电比色法测定猕猴桃酒中维生素C的含量,需要绘制以维生素C质量为横坐标,以_______ 为纵坐标的标准曲线。
(4)将猕猴桃酒稀释后加入醋杆菌可进行醋酸发酵。醋酸发酵过程中需要对原料进行不断的搅拌,目的是为了________ (答出2点)。在果酒和果醋制作的过程中,培养液pH的变化趋势分别为。___________
(二)回答与植物克隆和基因工程有关的问题:
(5)MS培养基是常用的基础培养基,其成分包括水分、无机盐、糖类、维生素和_____ 。生根培养基与发芽培养基相比,除了激素的配比不同,还需要___________ (填“升高”或“降低”)营养物质的浓度,两种培养基的灭菌方法都是__________ 。
(6)进行愈伤组织的诱导和培养时,最好取刚长出的茎或叶,经消毒处理后切取小组织块接种到固体培养基中,通过适当配比的营养物质和______ 诱导形成愈伤组织。
(7)将目的基因导入愈伤组织细胞进行遗传改造,主要途径有:将含有目的基因的重组Ti质粒导入到经_______ 处理的农杆菌中,通过农杆菌感染植物细胞将目的基因导入;也可将目的基因包裹在脂质体(具膜小泡)中,通过与_________ 融合,再分离纯化受体细胞,以便后续的筛选操作;还可以通过____________ 法将目的基因直接导入。
(8)将改造后的愈伤组织诱导培养成再生植株,经筛选后可获得高表达的植株。该过程中影响细胞的生长速度和目的基因表达的因素包括温度、pH、光照、培养基中的营养物质以及__________ (答出2点)等影响。
(一)猕猴桃营养丰富,富含多种维生素和微量元素,被称为“维生素C之王”。
(1)将猕猴桃清洗、去梗、破碎、压榨后直接制成的猕猴桃果汁通常含有较多的
(2)为获得无色澄清的果汁,首先需要进行
(3)猕猴桃果汁中加入活化的酵母菌悬液可用于猕猴桃酒的发酵。发酵开始后,在发酵容器中加入一定量的蔗糖,可提高果酒中
(4)将猕猴桃酒稀释后加入醋杆菌可进行醋酸发酵。醋酸发酵过程中需要对原料进行不断的搅拌,目的是为了
(二)回答与植物克隆和基因工程有关的问题:
(5)MS培养基是常用的基础培养基,其成分包括水分、无机盐、糖类、维生素和
(6)进行愈伤组织的诱导和培养时,最好取刚长出的茎或叶,经消毒处理后切取小组织块接种到固体培养基中,通过适当配比的营养物质和
(7)将目的基因导入愈伤组织细胞进行遗传改造,主要途径有:将含有目的基因的重组Ti质粒导入到经
(8)将改造后的愈伤组织诱导培养成再生植株,经筛选后可获得高表达的植株。该过程中影响细胞的生长速度和目的基因表达的因素包括温度、pH、光照、培养基中的营养物质以及
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(0.4)
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【推荐3】黄连素具有促进排卵和提高受孕率的生殖疗效。作为一种重要的生物碱,黄连素可从中草药黄连、黄柏、三颗针等植物中提取。临床常用来治疗细菌性胃肠炎、痢疾等消化道疾病。请回答下列有关问题。
(1)某生物科研小组利用植物组织培养技术快速大量繁殖含黄连素的黄连等植物。该技术利用的原理是____________________ 。在培养过程中,离体的黄连茎切段需经过__________ 、__________ ,然后培养出根、芽,才能形成完整的黄连小植株。
(2)黄连素具有促进排卵的疗效。卵子在发生过程中,减数第二次分裂是在__________ 的过程中完成的。获能的精子与卵子相遇时,首先发生 ____________________ 反应,使顶体内的酶释放出来。卵子完成受精的标志是____________________ 。
(3)某生物科研小组想利用基因工程的方法获取催化合成黄连素的酶。基因工程操作过程中的核心步骤是__________ ;将目的基因导入大肠杆菌细胞内,首先要用__________ 处理细胞,使之成为感受态细胞。
(1)某生物科研小组利用植物组织培养技术快速大量繁殖含黄连素的黄连等植物。该技术利用的原理是
(2)黄连素具有促进排卵的疗效。卵子在发生过程中,减数第二次分裂是在
(3)某生物科研小组想利用基因工程的方法获取催化合成黄连素的酶。基因工程操作过程中的核心步骤是
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(0.4)
【推荐1】回答下列(一)、(二)小题:
(一)实验表明,细菌中芽孢杆菌降解率最高,真菌中毛霉降解率最高,且两者混合效率更佳。回答与固定化混合菌对土壤中苯并芘(BaP)降解效果有关的问题:
(1)高效降解菌筛选试验:土壤过2mm筛后,分装培养瓶中,每瓶30g,___ ℃高压蒸汽灭菌15min,冷却后,在无菌条件下移入一定量的BaP丙酮溶液,放置过夜。再按10%量接种菌悬液,通过灭菌棉塞控制通气量,以不加菌液为对照,随时补加无菌水,使土壤水分为30%,置25℃恒温箱中避光培养,分别在每隔7d取样测定_____ 。
(2)实验中BaP的降解结果都有一个共同的趋势:前28d降解转化速度快,随后则出现缓慢的反应趋势,有两方面的原因:其一,_____ 降低导致反应速度减慢;其二,BaP降解过程是逐步进行的,中间产物与原加入的BaP的竞争代谢也有降低反应速度趋势的可能性。
(3)固定化混合菌的制备:将蛭石载体处理后,再接种游离的____ ,随着混合菌的生长,部分微生物自然固定在载体上,培养结束后用______ 洗涤固定化混合菌细胞数次,便制得固定化混合菌,以_____ 为对照,通过两者质量差计算蛭石对微生物的______ 。
(二)回答与转基因雷公藤培育过程有关的问题:
(1)将含_____ 酶的混合液在55℃水浴锅中活化,0.22μm微孔滤膜_____ 灭菌。取雷公藤悬浮细胞,加入酶混合液,黑暗条件下______ 培养以分离原生质体。
(2)原生质体的活力检测采用台盼蓝染色法(台盼蓝可穿透死细胞的细胞膜,使死细胞中的DNA着色,但无法进入活细胞内),原生质体活力的计算方法为:_____ 占该视野下原生质体总数的百分比。
(3)由于原生质体来源于黑暗条件下培养的雷公藤悬浮细胞,因此其细胞中不含_____ 。将原生质体与含_____ 的植物表达载体质粒混合,在黑暗条件下完成转化后,再用激光作扫描光源的显微镜观察,统计发出绿色荧光的原生质体数占观察到的所有原生质体数的百分比,以此确认原生质体的转化效率。
(4)将转化后的原生质体进行培养,重新长出细胞壁,形成胚性细胞。此时,应该_____ 培养基中甘露醇浓度,以利于胚性细胞继续培养形成细胞团,然后形成再生植株。再生植株需去除_____ 处理,并进行锻炼后才能移种大田。
(一)实验表明,细菌中芽孢杆菌降解率最高,真菌中毛霉降解率最高,且两者混合效率更佳。回答与固定化混合菌对土壤中苯并芘(BaP)降解效果有关的问题:
(1)高效降解菌筛选试验:土壤过2mm筛后,分装培养瓶中,每瓶30g,
(2)实验中BaP的降解结果都有一个共同的趋势:前28d降解转化速度快,随后则出现缓慢的反应趋势,有两方面的原因:其一,
(3)固定化混合菌的制备:将蛭石载体处理后,再接种游离的
(二)回答与转基因雷公藤培育过程有关的问题:
(1)将含
(2)原生质体的活力检测采用台盼蓝染色法(台盼蓝可穿透死细胞的细胞膜,使死细胞中的DNA着色,但无法进入活细胞内),原生质体活力的计算方法为:
(3)由于原生质体来源于黑暗条件下培养的雷公藤悬浮细胞,因此其细胞中不含
(4)将转化后的原生质体进行培养,重新长出细胞壁,形成胚性细胞。此时,应该
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【推荐2】失败乃成功之母,旁门左道也许能曲径通幽。让我们做一次科学畅想吧。在组织培养某植物中发现,有一个MS培养基中没有加入杠杆激素的培养瓶中也长出了与加有杠杆激素的培养瓶中一样的愈伤组织,瓶中还长出了一些某种真菌的菌落。
(1)回顾操作过程,操作环境的消毒过程、培养基和器具的灭菌过程应该没有问题,可能是对外植体的______ 处理和接种外植体环节没有____________ 进行严格的无菌操作。
(2)研究人员没有放弃这难得的机遇,初步做出一个假设,继续进行实验:
他们就地取材,在_______ 培养基上采用__________ 法纯化培养该真菌。再增设一组实验,具体做法是,在MS培养基中加入经高压蒸汽灭菌处理的该种真菌或经高压蒸汽灭菌处理过的________________ 的培养基,再接种外植体,其他环境条件与正常组培相同,观察能否培养出正常的愈伤组织。
预测结果:如果产生了正常的愈伤组织,支持该假设。如果没有产生愈伤组织,不支持假设。
他们做的假设是:________________ 。
(3)去该植物生长地考察发现,根系发达的植物土壤中该真菌的密度很大。据此推测该植物和该真菌的关系很可能是___________ 。设想将它们融合培育成一种新的植物。先在一定浓度的蔗糖溶液中加入某些酶处理植物,制备出所需的___________ ,真菌也做类似的处理。再经过诱导融合,组培,最终长成新的植物体。所用的一定浓度的蔗糖溶液的主要作用是____________________________ 。
(4)如果新植物成功地融合了真菌的某些特点,具有优于原植物的新性状。请写出一条新性状及猜想的依据____________________ 。
(1)回顾操作过程,操作环境的消毒过程、培养基和器具的灭菌过程应该没有问题,可能是对外植体的
(2)研究人员没有放弃这难得的机遇,初步做出一个假设,继续进行实验:
他们就地取材,在
预测结果:如果产生了正常的愈伤组织,支持该假设。如果没有产生愈伤组织,不支持假设。
他们做的假设是:
(3)去该植物生长地考察发现,根系发达的植物土壤中该真菌的密度很大。据此推测该植物和该真菌的关系很可能是
(4)如果新植物成功地融合了真菌的某些特点,具有优于原植物的新性状。请写出一条新性状及猜想的依据
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(0.4)
解题方法
【推荐3】水稻是一年生雌雄同花植物,自花或异花传粉。水稻稻米蛋白质含量高低与一对完全显性等位基因A、a有关。a是野生型基因,aa种子中蛋白质含量低。A基因启动子中某位置的6个碱基对缺失,使种子中蛋白质含量更高(蛋白质种类不变),稻米营养价值更高。科学家用普通水稻的原生质体作受体细胞通过基因编辑技术培养了一批纯种高蛋白质水稻(基因型AA)并推广种植。
(1)制备水稻的原生质体的方法是_____ ,判断经基因编辑的水稻细胞存活的简单方法是_____ (答一种即可)。
(2)科学家进一步分析发现:与a基因相比,A基因启动子区域结合的蛋白质减少。请分析突变的A基因使水稻种子中蛋白质含量升高的可能原因是_____ 。
(3)将纯种AA与aa的水稻种子混合播种在一块农田中,收获的种子也连年混合播种,则最快在第_____ 年能在同一株稻穗上检测到高蛋白质含量与低蛋白质含量的种子。
(4)鉴定第(3)问中高蛋白含量种子是否是纯合子的最简便方法是_____ ,采用该方法的优点是:_____ (答一点即可,不包括“操作简单”)
(1)制备水稻的原生质体的方法是
(2)科学家进一步分析发现:与a基因相比,A基因启动子区域结合的蛋白质减少。请分析突变的A基因使水稻种子中蛋白质含量升高的可能原因是
(3)将纯种AA与aa的水稻种子混合播种在一块农田中,收获的种子也连年混合播种,则最快在第
(4)鉴定第(3)问中高蛋白含量种子是否是纯合子的最简便方法是
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(0.4)
【推荐1】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。
(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。
(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
(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
(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
(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
(5)红豆杉细胞悬浮培养:红豆杉外植体经
(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
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非选择题-解答题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】家禽的谷物饲料中富含纤维素,但家禽消化道中缺少能降解纤维素的酶,降低了家禽对饲料的吸收与利用。乳酸杆菌是动物胃肠道中的优势有益菌之一,枯草芽孢杆菌可产生降解纤维素的一种酶,这种酶由W基因编码。研究人员将W基因转入乳酸杆菌,规模化生产后将其添加于饲料,以提高家禽的养殖效率。
(1)培养乳酸杆菌时培养基中除添加主要营养物质外还需要添加__________ 以满足其生长对特殊营养物质的需求。农牧业上常将以制糖工业的废液为原料通过发酵获得的__________ 制成微生物饲料提高饲料的品质。
(2)枯草芽孢杆菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向是从左往右。为使乳酸杆菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。
①限制酶主要是从__________ 中分离纯化出来的。应使用限制酶__________ 切割图中质粒,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
②W基因转录的模板链是__________ 。利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是__________ 。
(3)在仅添加氨苄青霉素的培养基上筛选出的细胞不一定是目的细胞,请说明理由:__________ 。为确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力,研究人员将导入了重组质粒的乳酸杆菌接种在__________ 固体鉴别培养基上,若出现__________ 现象,则证明导入成功。
(1)培养乳酸杆菌时培养基中除添加主要营养物质外还需要添加
(2)枯草芽孢杆菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向是从左往右。为使乳酸杆菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。
限制酶 | BamHⅠ | EcoRⅠ | MfeⅠ | KpnⅠ | HindⅢ |
识别序列和切割位点(5′→3′) | G↓GATTC | G↓AATTC | C↓AATTG | GGTAC↓C | A↓AGCTT |
②W基因转录的模板链是
(3)在仅添加氨苄青霉素的培养基上筛选出的细胞不一定是目的细胞,请说明理由:
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【推荐3】抗癌药物紫杉醇是从红豆杉树皮中提取出来的生物活性物质,与化学药抗癌原理不同的是,紫杉醇能与细胞内的微管蛋白结合,使微管在细胞内大量积累,这些微管的积累导致细胞停留在G2期和M期直至死亡。由于红豆杉生长缓慢,资源短缺,生长过程中易发生立枯病、茎腐病、白绢病、疫霉病等病害,使紫杉醇的提取受到了极大限制。科研人员正试图通过多种方法提高紫杉醇的产量。
I.利用组织培养技术
有研究数据表明,通过下图所示的方法来生产紫杉醇,组培细胞中的紫杉醇含量是野生成年红豆杉树皮中含量的12倍。组织培养已成为扩大紫杉醇来源的一条重要途径。
(1)紫杉醇属于红豆杉属植物体产生的_____________ 代谢产物。紫杉醇能促进微管聚合并使之稳定,阻碍了____________ 的形成,从而阻碍肿瘤细胞的分裂,直至死亡。
(2)外植体常选取红豆杉植物的茎尖,其优点是____________ (写出两点)。图中①过程称为____________ 。若再利用上图中愈伤组织进一步获得红豆杉植株的过程中,发现愈伤组织只分裂而不能分化出芽和根,则最可能的原因是____________ 。
Ⅱ.利用微生物发酵途径
植物体内普遍存在内生真菌,它们可以产生与宿主相同或相似的生物活性物质。近年来,研究人员从红豆杉树皮中分离到了能产生抗癌药物紫杉醇的内生真菌。这一发现为解决红豆杉资源短缺,寻找紫杉醇供应问题,开辟了一条用微生物发酵生产的新途径。具体过程如下:
(3)菌株的分离与纯化
取红豆杉的老树皮,_____________ 后,削去表层从内部切取小块,斜插入半固体培养基中。28℃培养3-7d,挑取向培养基基质生长的菌丝体于固体培养基中,纯化2-3次。培养时,通常会添加一定浓度的青霉素和链霉素,主要作用是_____________ 。
(4)菌株的鉴定
①形态学鉴定:将分离的菌株置于固体培养基上,经培养后观察_____________ 。
②分子生物学鉴定:提取菌株基因组DNA作为_____________ ,扩增ITS序列(存在于真核生物中的一段rDNA转录间隔区,被广泛应用于真菌分类、鉴定),通过____________ 检测并回收扩增产物,将纯化后的产物测序,与_____________ 比对分析。
发酵培养:将待培养菌株接种至固体培养基,培养4-5d,无菌生理盐水洗下孢子,接种至液体培养基振荡培养。
(5)紫杉醇的提取:发酵结束后,离心收集上清液,所得菌体用4层纱布挤压过滤,滤后纱布拧干并收集拧出液。合并上清液与纱布过滤及拧出液,____________ 至原过滤体积1/10后,利用紫杉醇易溶于有机溶剂的特性,采用_____________ 的方法进一步分离纯化。
I.利用组织培养技术
有研究数据表明,通过下图所示的方法来生产紫杉醇,组培细胞中的紫杉醇含量是野生成年红豆杉树皮中含量的12倍。组织培养已成为扩大紫杉醇来源的一条重要途径。
(1)紫杉醇属于红豆杉属植物体产生的
(2)外植体常选取红豆杉植物的茎尖,其优点是
Ⅱ.利用微生物发酵途径
植物体内普遍存在内生真菌,它们可以产生与宿主相同或相似的生物活性物质。近年来,研究人员从红豆杉树皮中分离到了能产生抗癌药物紫杉醇的内生真菌。这一发现为解决红豆杉资源短缺,寻找紫杉醇供应问题,开辟了一条用微生物发酵生产的新途径。具体过程如下:
(3)菌株的分离与纯化
取红豆杉的老树皮,
(4)菌株的鉴定
①形态学鉴定:将分离的菌株置于固体培养基上,经培养后观察
②分子生物学鉴定:提取菌株基因组DNA作为
发酵培养:将待培养菌株接种至固体培养基,培养4-5d,无菌生理盐水洗下孢子,接种至液体培养基振荡培养。
(5)紫杉醇的提取:发酵结束后,离心收集上清液,所得菌体用4层纱布挤压过滤,滤后纱布拧干并收集拧出液。合并上清液与纱布过滤及拧出液,
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