酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞壁相互粘附、聚集成团的现象。适当提高酵母絮凝能力,有助于发酵结束时细胞和产物的分离,大幅节约生产成本。科学家研究了R基因对絮凝能力的影响。
(1)葡萄酒生产中,产生酒精的反应式是____ ,而酒的颜色主要来自于葡萄皮细胞____ (填细胞器的名称)中的花青素。
(2)科研人员利用基因工程技术获得R基因被敲除的酵母菌菌株。
①构建含有卡那霉素抗性基因的重组质粒,用LiCl处理酵母菌,使其处于____ 生理状态,以实现重组质粒的导入。质粒上的卡那霉素抗性基因通过重组,替换酵母菌的R基因。
②利用含有卡那霉素的培养基获得单菌落。挑取单菌落,利用PCR技术进行扩增,以确定酵母细胞的R基因是否被成功敲除。若单菌落扩增后的DNA样品电泳结果如下图1,则下图2中对应泳道1和泳道2的引物组合分别为____ 。(填序号)(3)科研人员对野生菌株和R基因敲除菌株的酒精发酵能力和絮凝能力进行了测定,结果如表。
实验结果表明,获得的R基因敲除菌株符合生产需求,依据是____ 。
(4)科研人员进一步研究R基因影响絮凝能力的作用机制。
①将R基因敲除菌株和野生菌株分别用无菌水进行梯度稀释。将不同浓度梯度的酵母菌液点样于含30μg/mL钙荧光白(细胞壁组装抑制剂)的YPD平板培养基上,培养适当时间后结果如下图3。____ 。
(1)葡萄酒生产中,产生酒精的反应式是
(2)科研人员利用基因工程技术获得R基因被敲除的酵母菌菌株。
①构建含有卡那霉素抗性基因的重组质粒,用LiCl处理酵母菌,使其处于
②利用含有卡那霉素的培养基获得单菌落。挑取单菌落,利用PCR技术进行扩增,以确定酵母细胞的R基因是否被成功敲除。若单菌落扩增后的DNA样品电泳结果如下图1,则下图2中对应泳道1和泳道2的引物组合分别为
酒精发酵能力 | 絮凝能力 | |
野生菌株 | 4.5% | 63.06% |
R基因敲除菌株 | 4.5% | 83.12% |
(4)科研人员进一步研究R基因影响絮凝能力的作用机制。
①将R基因敲除菌株和野生菌株分别用无菌水进行梯度稀释。将不同浓度梯度的酵母菌液点样于含30μg/mL钙荧光白(细胞壁组装抑制剂)的YPD平板培养基上,培养适当时间后结果如下图3。
图3
②综合上述实验结果,推测R基因敲除菌株絮凝能力变化的原因是
更新时间:2024-05-10 18:56:24
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【推荐1】图1为利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程图,图2为某同学进行的澄清苹果汁生产实验图。请回答下列问题: ___________ ,使浑浊的果汁变得澄清。
(2)为了进行果酒的发酵生产,通常先分离、纯化酵母菌,然后扩大培养、固定化酵母细胞,最后才接种、发酵。
①在分离纯化酵母菌时,需要进行无菌操作,其中对培养皿通常采用____________ 法灭菌。
②在使用液体培养基扩大培养的过程中,需要不断地振动或搅拌,目的是____________ ,有利于酵母菌的繁殖。
③制备固定化酵母细胞的过程中,如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,说明海藻酸钠___________ ,固定的酵母细胞数目___________ 。
(3)苹果酒经过进一步发酵可形成苹果醋,在此过程中,需要的培养条件是___________ 。
(4)如图2某同学进行的澄清苹果汁实验,将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天,该固定化柱仍可用于苹果汁的制作实验,说明固定化酶可被____________ 使用;在该装置中可以通过____________ 措施保证反应充分进行。
(1)用苹果加工成果汁的过程中,需要加入果胶酶,果胶酶可以将果胶分解成
(2)为了进行果酒的发酵生产,通常先分离、纯化酵母菌,然后扩大培养、固定化酵母细胞,最后才接种、发酵。
①在分离纯化酵母菌时,需要进行无菌操作,其中对培养皿通常采用
②在使用液体培养基扩大培养的过程中,需要不断地振动或搅拌,目的是
③制备固定化酵母细胞的过程中,如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,说明海藻酸钠
(3)苹果酒经过进一步发酵可形成苹果醋,在此过程中,需要的培养条件是
(4)如图2某同学进行的澄清苹果汁实验,将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天,该固定化柱仍可用于苹果汁的制作实验,说明固定化酶可被
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【推荐2】1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论,利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
(1)利用无细胞的酵母汁也可以进行乙醇发酵,说明___________ 。制备无细胞的酵母汁时,酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液,缓冲液的作用是___________ ,以确保酶的活性。可通过台盼蓝染色后镜检的方法检查酵母汁中是否含有活细胞,其细胞学原理主要是___________ 。
(2)为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”、“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”这两个结论,研究小组开展实验,步骤如下表所示(已知乙醇的沸点为78℃)。
请完成表格。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
(1)利用无细胞的酵母汁也可以进行乙醇发酵,说明
(2)为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”、“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”这两个结论,研究小组开展实验,步骤如下表所示(已知乙醇的沸点为78℃)。
请完成表格。
实验步骤(目的) | 实验操作要点 |
分组、编号 | 实验分成6组,编号a~f |
设置实验组和对照组 | a组:葡萄糖溶液+无菌水;b组:葡萄糖溶液+酵母菌 c组:葡萄糖溶液+A溶液;d组:葡萄糖溶液+B溶液 e组:① f组:② |
完成酶促反应 | 将6组反应体系放置在③ |
目的1:排除④ 目的2:⑤ | 将反应体系进行90℃水浴,收集挥发气体冷凝处理 |
乙醇的鉴定 | 利用⑥ |
结果预测 | 若⑦ |
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【推荐3】荔枝酒营养丰富,具有益气健脾、养血益肝等功效。其制作方法如下:首先将鲜荔枝冲洗、沥干、剥皮、去核、榨汁,然后将荔枝汁置于容器中,加入陈米酒,放于阴凉处,密封、浸泡7天后即成。回答下列问题:
(1)制作过程中先进行冲洗、后去除荔枝枝梗,其原因是____________ 。有同学为增加菌种数量,向荔枝汁中加入一定量的砂糖,但没有达到预期目标,原因可能是________________________________________________ 。
(2)该荔枝酒的菌种来源于____________ ,发酵装置需密封的原因是____________ ,放于阴凉处发酵的原因_________________________________________ 。
(3)有同学欲利用荔枝酒制作荔枝醋,需要改变的操作是_________________________________________ 。
(4)荔枝酒制作过程中,发酵液的pH________ (填“增大”或“减小”),检测酒精的试剂是____________ ,现象是_______________________________________________ 。
(1)制作过程中先进行冲洗、后去除荔枝枝梗,其原因是
(2)该荔枝酒的菌种来源于
(3)有同学欲利用荔枝酒制作荔枝醋,需要改变的操作是
(4)荔枝酒制作过程中,发酵液的pH
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【推荐1】人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。通过基因工程技术可以大量制备药物t-PA。
(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因,PCR的原理是____________________ 。扩增时,需要先根据___________ 设计引物。在制备高质量t-PA基因模板时,可以用高温处理的方法去除蛋白质,原因是___________ 。
(2)研究表明,为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高。若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。如图表示相关的目的基因、限制酶及抗性基因。
①改良药物t-PA的生产过程,实质是对现有蛋白质进行改造的过程,它必须通过___________ 来实现,原因主要是___________ 。
②基因工程最核心的步骤是基因表达载体的构建,其目的是___________ 。图中,需选用限制酶___________ 切开质粒,才能与t-PA改良基因高效连接。
③在筛选过程中,应该选择不含___________ 的大肠杆菌作为受体细胞,以便在选择培养基中筛选出导入基因表达载体的大肠杆菌。简要写出筛选的思路为___________ 。
(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因,PCR的原理是
(2)研究表明,为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高。若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。如图表示相关的目的基因、限制酶及抗性基因。
①改良药物t-PA的生产过程,实质是对现有蛋白质进行改造的过程,它必须通过
②基因工程最核心的步骤是基因表达载体的构建,其目的是
③在筛选过程中,应该选择不含
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【推荐2】全球新冠疫情形势仍然非常严峻,尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎,更是威胁着全人类的生命健康。我国陈薇院士团队通过基因工程研发的重组腺病毒疫苗为全球防疫作出了巨大贡献,如图为腺病毒重组体的构建过程示意图。回答下列问题:
(1)新冠病毒核酸定性检测是及早发现新冠疫情的有效途径,其原理是以_________________ 为模板,利用逆转录酶合成DNA,经__________________________________ ,然后在扩增产物中加入特异的核酸探针,如果检测到__________________________________ ,则核酸检测为阳性。
(2)腺病毒载体重组疫苗的巧妙之处在于改造后的腺病毒进入细胞后不会复制,但可使宿主细胞表达S蛋白(抗原)。据图分析,腺病毒疫苗制备的技术要点是将腺病毒的复制基因敲除,以新冠病毒的______________ 基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组,构建_________________ 。将腺病毒的复制基因敲除的目的是__________________________________ 。
(3)腺病毒疫苗只需要注射一针即可完成接种。接种数周后,接种者体内依然可以检测到抗体,推测原因是_________________________________ 。
(1)新冠病毒核酸定性检测是及早发现新冠疫情的有效途径,其原理是以
(2)腺病毒载体重组疫苗的巧妙之处在于改造后的腺病毒进入细胞后不会复制,但可使宿主细胞表达S蛋白(抗原)。据图分析,腺病毒疫苗制备的技术要点是将腺病毒的复制基因敲除,以新冠病毒的
(3)腺病毒疫苗只需要注射一针即可完成接种。接种数周后,接种者体内依然可以检测到抗体,推测原因是
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【推荐3】草甘膦是一种非选择性内吸传导型茎叶处理除草剂,其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性。科研人员试图培育抗草甘膦作物,主要过程如图所示。请回答下列问题:
(1)科研人员从草甘膦严重污染的土壤中分离出一株高抗草甘膦菌株——假单胞杆菌G6,利用______ 技术扩增其基因组,得到具有抗草甘膦特性的G6基因,该基因的表达对EPSP合酶的活性具有______ (“促进”或“抑制”)作用。
(2)通过①过程将G6基因插入Ti质粒的______ ,并利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞,通过②过程可将目的基因插入矮牵牛染色体DNA的原理是_________________ 。
(3)③过程可通过____________ 技术将经过培养、筛选后的矮牵牛细胞培育得到转基因矮牵牛植株。抗草甘膦基因来自假单胞杆菌G6,但经检测它可以在水稻细胞中表达,其原因是细菌和植物共用__________________ 。
(4)科研人员通过④过程对转基因矮牵牛进行个体生物学水平鉴定,最为合理有效的方法是________ ,为了使结果更具有说服力,进行该过程时可选择_____________ 作为对照。
(1)科研人员从草甘膦严重污染的土壤中分离出一株高抗草甘膦菌株——假单胞杆菌G6,利用
(2)通过①过程将G6基因插入Ti质粒的
(3)③过程可通过
(4)科研人员通过④过程对转基因矮牵牛进行个体生物学水平鉴定,最为合理有效的方法是
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【推荐1】某科研人员从苏云金芽孢杆菌中获取BT毒蛋白基因,并将其导入大豆叶肉细胞,培育出抗虫的转基因大豆,主要过程如下。回答下列问题:
(1)质粒上存在潮霉素抗性基因的目的是___________ 。
(2)过程①表示利用PCR获取BT毒蛋白基因,其前提是___________ ;在BT毒蛋白基因两侧分别添加HindⅢ和BamHI限制酶序列,其目的是____________ 。
(3)过程①中BT毒蛋白基因连续扩增5次,形成____________ 个BT毒蛋白基因片段,需要_____________ 个引物。
(4)过程②构建重组质粒时,将BT毒蛋白基因插入启动子和终止子之间的原因是_____________ 。
(5)将重组质粒导入农杆菌时,需要用____________ 处理农杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。过程③筛选具有抗虫能力的大豆,从分子水平上检测BT毒蛋白基因是否表达的方法是_____________ 。
(1)质粒上存在潮霉素抗性基因的目的是
(2)过程①表示利用PCR获取BT毒蛋白基因,其前提是
(3)过程①中BT毒蛋白基因连续扩增5次,形成
(4)过程②构建重组质粒时,将BT毒蛋白基因插入启动子和终止子之间的原因是
(5)将重组质粒导入农杆菌时,需要用
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【推荐2】基因工程操作步骤中目的基因的获取方法可以从生物细胞中分离,其前提是需要进行基因定位。下面表示的是一种基因定位的方法,其原理是通过计算连锁基因之间的交换值来确定一条染色体上两个基因间的图距(如交换值为16%,即表示图距为16个单位)。用籽粒“有色、饱满”双杂合玉米F1与“无色、凹陷”玉米交配,其结果统计如表。
1. 上述基因定位采用的交配方法可称为_________ 法。
2. 上述两个连锁基因之间的图距是__________ 个单位(保留小数点后两位)。
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果。图表示利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的培育过程图解。
3. 在形成图中③的过程中,获取②的途径主要有_____________________________ ,②进入③需要的______________ 协助,为了在该奶牛乳汁中获得血清蛋白必须将血清蛋白基因连接在_____________________________________________ 之后。
4. 若图中③的单细胞进行体外培养的必要条件是______________ ,培养从③到④的过程中一般用未受精的去核卵细胞为受体,不用普通的体细胞的原因是_______________ 。③到④过程具体采用的方法除了电融合,还可以用______________ 来完成,其中的持卵管的作用是_____________________________ 。
5. ⑦与⑥的遗传性状不一样的理由是____________________________ 。
1. 上述基因定位采用的交配方法可称为
2. 上述两个连锁基因之间的图距是
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果。图表示利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的培育过程图解。
3. 在形成图中③的过程中,获取②的途径主要有
4. 若图中③的单细胞进行体外培养的必要条件是
5. ⑦与⑥的遗传性状不一样的理由是
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【推荐3】基因工程在农业和卫生领域已有广泛的应用。例如利用抗虫玉米可以减少化学农药的使用,“山羊乳腺生物反应器的研制”项目可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶等医药产品,造福人类。下图是利用基因工程研发转基因山羊和棉花的示意图,据图回答下列问题:
(1)A是基因工程基本操作程序的第一步,A表示_____________ ,如果直接从苏云金芽孢杆菌中切取抗虫基因,①过程使用的酶区别于DNA酶的特点是_____________ 。
(2)在研究过程中,研究人员首先利用相关基因组,采用_____________ 技术对目的基因进行扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有_____________ 。
(3)将目的基因导入玉米受体细胞的过程中,在③过程中可以采用的方法有_________________________ (要求答出3种方法)
(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其乳汁中是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及预期结果是什么?__________________________ 。
(1)A是基因工程基本操作程序的第一步,A表示
(2)在研究过程中,研究人员首先利用相关基因组,采用
(3)将目的基因导入玉米受体细胞的过程中,在③过程中可以采用的方法有
(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其乳汁中是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及预期结果是什么?
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