纤维素分子不能进入酵母细胞,为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精,构建了含3种不同基因片段的重组质粒,下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。
据图回答:
(1)本研究构建重组质粒时可供选用的限制酶如下,其识别序列如下图,为防止酶切片段的自身环接,可选用的限制酶组合是___________ 或__________ 。
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
(2)设置菌株Ⅰ为对照,是为了验证__________________________ 不携带纤维素酶基因。
(3)纤维素酶基因的表达包括__________ 和__________ 过程,与菌株Ⅱ相比,在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有______________________________ 。
(4)在以纤维素为唯一C源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,菌株_____ 不能存活,原因是________ 。
(5)酵母菌生产酒精的细胞部位是___________ ,产生酒精时细胞的呼吸方式是___________ ,在利用纤维素生产酒精时,菌株Ⅳ更具有优势,因为导入的中重组质粒含有____________ 。使分泌的纤维素酶固定于细胞壁,减少因培养液更新二造成的酶的流失,提高酶的利用率。
据图回答:
(1)本研究构建重组质粒时可供选用的限制酶如下,其识别序列如下图,为防止酶切片段的自身环接,可选用的限制酶组合是
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
(2)设置菌株Ⅰ为对照,是为了验证
(3)纤维素酶基因的表达包括
(4)在以纤维素为唯一C源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,菌株
(5)酵母菌生产酒精的细胞部位是
16-17高三上·北京西城·阶段练习 查看更多[3]
更新时间:2017-11-03 11:29:27
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解题方法
【推荐1】2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼以及德国科学家托马斯·聚德霍夫,以表彰他们发现细胞的“囊泡运输调控机制”。下图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系。COPⅠ、 COPⅡ 是具膜小泡,可以介导蛋白质在甲与乙之间的运输。请据图回答以下问题:
(1)溶酶体起源于乙__________________ 细胞器名称)。除了图中所示的功能外,溶酶体还能够分解_______________ ,以保持细胞的功能稳定。
(2)脂溶性物质容易透过细胞膜,表明细胞膜的主要成分中有______________ 。
(3)COPⅡ具膜小泡负责从甲_________ (细胞器名称)向乙运输“货物”。若定位在甲中的某些蛋白质偶然掺入到乙中,则图中的_______ 可以帮助实现这些蛋白质的回收。
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有________________ 的特点,构成生物膜的基本骨架是______________ ,该细胞分泌出的蛋白质在人体内被运输到靶细胞时,将与靶细胞膜上的______ 结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有 __________________ 的功能。
(5)甲中物质运输到细胞外的过程中一共穿过________ 层磷脂双分子层,能够大大增加细胞内膜面积的细胞器是________ 。
(1)溶酶体起源于乙
(2)脂溶性物质容易透过细胞膜,表明细胞膜的主要成分中有
(3)COPⅡ具膜小泡负责从甲
(4)囊泡与细胞膜融合过程反映了生物膜在结构上具有
(5)甲中物质运输到细胞外的过程中一共穿过
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【推荐2】下图1是细胞膜内陷形成的囊状结构即小窝,小窝与细胞的信息传递等相关。下图2表示小窝蛋白在细胞内合成及被转运到细胞膜上的过程,其中①-⑥表示细胞结构。据图回答下列问题:
(1)小窝内陷可参与的运输方式为____________ ,反映了细胞膜的结构特点___________ 。
(2)图2所示的结构为亚显微结构,是在____________ 下观察到的。分离细胞中不同细胞器常用的方法是___________ 。用磷脂酶处理,图2中功能不受影响的细胞器有_____________ (填序号)。
(3)图1中小窝蛋白分为三段,中间区段主要由______________ (填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成,其余两段均位于细胞的______________ 中。
(4)图2中小窝蛋白合成及被转运到细胞膜上依次经过的细胞器有____________ (填序号),该过程需要的能量主要由_____________ (填名称)提供。若破坏了该细胞的核仁,则小窝蛋白的合成将不能正常进行,原因是_____________ 。
(5)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(101~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图3。据此分析可得到的结论是___________ 。
(1)小窝内陷可参与的运输方式为
(2)图2所示的结构为亚显微结构,是在
(3)图1中小窝蛋白分为三段,中间区段主要由
(4)图2中小窝蛋白合成及被转运到细胞膜上依次经过的细胞器有
(5)小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(101~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图3。据此分析可得到的结论是
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【推荐3】下图为动植物细胞的亚显微结构模式图。据图回答下列问题:
(1)在图1、图2所示细胞中,能够产生[H]的细胞结构有__________ (填序号)。
(2)动植物细胞有丝分裂过程的差异主要与图中的__________ (填序号)等细胞器的功能有关。
(3)图2中不属于细胞生物膜系统的细胞器有__________ (填序号)。若该细胞为胰岛B细胞,则与胰岛素合成分泌相关的细胞器有__________ (填序号)。
(4)大肠杆菌与图1、图2所示细胞在结构上的最主要区别是__________ 。
(1)在图1、图2所示细胞中,能够产生[H]的细胞结构有
(2)动植物细胞有丝分裂过程的差异主要与图中的
(3)图2中不属于细胞生物膜系统的细胞器有
(4)大肠杆菌与图1、图2所示细胞在结构上的最主要区别是
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【推荐1】甲、乙分别是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图,请据图回答下列问题(在[ ]内填序号,______上填文字):
(1)细胞是最基本的生命系统,它的边界是[ ];乙是____________ 细胞。
(2)与植物细胞壁的形成及动物分泌蛋白的加工、分类、包装有关的细胞器是[ ]___________ ;既可以调节细胞内的环境,又可以使细胞保持坚挺的细胞器是[ ]__________ 。
(3)不属于细胞生物膜系统的细胞器有____________ (填序号)。分离各种细胞器常用的方法是__________ 。甲细胞壁的主要成分是_________ 、__________ 。
(4)若图甲为低等植物细胞,还应该添加的细胞器为[ ]__________ ;若为根尖细胞,则应该去掉的细胞器为[ ]__________ 。
(1)细胞是最基本的生命系统,它的边界是[ ];乙是
(2)与植物细胞壁的形成及动物分泌蛋白的加工、分类、包装有关的细胞器是[ ]
(3)不属于细胞生物膜系统的细胞器有
(4)若图甲为低等植物细胞,还应该添加的细胞器为[ ]
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【推荐2】溶酶体内含多种水解酶,有溶解或消化的功能。M6P分选途径是形成溶酶体的重要途径之一,具有 M6P标志的蛋白质能被M6P受体识别,进而包裹形成溶酶体。细胞中溶酶体的形成过程如图所示。(1)高尔基体的顺面区(cis膜囊)和反面区(TGN)在蛋白质的合成分泌过程中发挥不同的作用,其中对蛋白质进行分选的是___ 。
(2)具有M6P标志的溶酶体酶前体能被M6P 受体识别,M6P标志过程是___ ;cis膜囊中没有被M6P标志的蛋白质去向是___ ,这类蛋白质在合成和分泌过程中经过的细胞结构有___ 。
(3)TGN上的M6P受体蛋白能够识别溶酶体酶前体的M6P信号并与之结合,体现了生物膜具有___ 的功能;错误运往细胞外的溶酶体酶通过___ 介导的胞吞作用回收到前溶酶体中,这是溶酶体形成的另一条途径。
(4)溶酶体酶前体糖链的合成起始于___ ,M6P标志的形成在___ 中(均填细胞器的名称)。
(2)具有M6P标志的溶酶体酶前体能被M6P 受体识别,M6P标志过程是
(3)TGN上的M6P受体蛋白能够识别溶酶体酶前体的M6P信号并与之结合,体现了生物膜具有
(4)溶酶体酶前体糖链的合成起始于
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解题方法
【推荐3】图1为细胞膜流动镶嵌模型,图2为细胞核结构模式图。回答下列问题:
(1)实验室一般选用_______________ 放置在蒸馏水中来获取细胞膜。人体内分泌细胞分泌的激素与靶细胞表面受体结合,这一过程与细胞膜_______________ 功能有关。
(2)图1中①的组成元素是_______________ ,③的名称是_______________ 。
(3)研究细胞生物膜有重要的应用价值,科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程体现了细胞膜具有_______________ 的结构特点。
(4)细胞核是遗传信息库,是细胞的_______________ 控制中心,这些功能主要与图2中_______________ (填数字)有关,图2中结构②的作用是_______________ 。
(1)实验室一般选用
(2)图1中①的组成元素是
(3)研究细胞生物膜有重要的应用价值,科学家将磷脂制成包裹药物的小球,通过小球膜与细胞膜的融合,将药物送入细胞,该过程体现了细胞膜具有
(4)细胞核是遗传信息库,是细胞的
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【推荐1】选取合适的实验材料是实验能否成功的关键条件之一。某校甲、乙两个生物兴趣小组的同学为了探究教材中的相关实验,从市场上买了白色洋葱和几包某品牌的高活性干酵母。
(1)甲组选用白色洋葱进行如下实验:
①为了验证洋葱根尖伸长区细胞中含有较少的脂肪:取新鲜的洋葱根尖并作徒手切片,选取2-3片最薄切片放置在载玻片的中央,滴加苏丹Ⅲ染色,并用50%的酒精洗去浮色后,在显微镜下观察,结果几乎观察不到被染成橘黄色的颗粒,最可能的原因是____ 。
②取其鳞片叶外表皮进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时,在盖玻片的一侧滴入含有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的O.3g/L的蔗糖溶液,则在显微镜下观察到原生质层内外的颜色分别是____ ;细胞能够发生质壁分离的内因是____ 。
③为了从鳞片叶的叶肉细胞中提取DNA,他们撕去鳞片叶的内表皮和外表皮,剪碎后放入研钵内,在进行研磨前,还需要加入__ 等物质。
(2)乙组选用酵母菌作材料进行如下实验:
①用活化后的酵母菌来探究呼吸方式,若用澄清的石灰水作为检测试剂,则观测的指标是____ 。
②为了探究酵母菌种群增长的最适温度,在已知15~35℃温度范围内继续实验,下图为视野中观察的实际结果,表为实验过程记录表 (单位:×106个/mL):
则:
a.若使用的血球计数板的计数室长和宽各为1mm,深度为0.1mm,按图1来估计每ml活化液中含酵母菌的数目为____ 个(不考虑死活)。
b.请在答题卡的相应位置,画出上述实验过程中不同温度条件下培养液中酵母菌种群数量达到K值时的柱形图____ 。
c.若其他条件保持不变,适当提高培养液的浓度,则该组别的K值将____ (选填“增加”“减小”或“保持不变”)。
(1)甲组选用白色洋葱进行如下实验:
①为了验证洋葱根尖伸长区细胞中含有较少的脂肪:取新鲜的洋葱根尖并作徒手切片,选取2-3片最薄切片放置在载玻片的中央,滴加苏丹Ⅲ染色,并用50%的酒精洗去浮色后,在显微镜下观察,结果几乎观察不到被染成橘黄色的颗粒,最可能的原因是
②取其鳞片叶外表皮进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时,在盖玻片的一侧滴入含有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的O.3g/L的蔗糖溶液,则在显微镜下观察到原生质层内外的颜色分别是
③为了从鳞片叶的叶肉细胞中提取DNA,他们撕去鳞片叶的内表皮和外表皮,剪碎后放入研钵内,在进行研磨前,还需要加入
(2)乙组选用酵母菌作材料进行如下实验:
①用活化后的酵母菌来探究呼吸方式,若用澄清的石灰水作为检测试剂,则观测的指标是
②为了探究酵母菌种群增长的最适温度,在已知15~35℃温度范围内继续实验,下图为视野中观察的实际结果,表为实验过程记录表 (单位:×106个/mL):
则:
a.若使用的血球计数板的计数室长和宽各为1mm,深度为0.1mm,按图1来估计每ml活化液中含酵母菌的数目为
b.请在答题卡的相应位置,画出上述实验过程中不同温度条件下培养液中酵母菌种群数量达到K值时的柱形图
c.若其他条件保持不变,适当提高培养液的浓度,则该组别的K值将
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【推荐2】腺病毒载体因其转导效率高、宿主细胞范围广以及可以感染不同时期的细胞等优点成为应用最广泛的活病毒载体之一。腺病毒是双链DNA病毒,其基因组中的E1区含有腺病毒复制的必需基因。回答下列问题:
(1)利用腺病毒为载体生产疫苗时,一般将完整的抗原基因插入到缺失E1区的腺病毒中,该过程中用到的工具酶有_____________ ;抗原基因表达时启动子的功能是____________ ;该种载体的优点是____________ 。
(2)培养腺病毒需要以人胚胎肾细胞293(HEK293细胞)为宿主细胞,该细胞具有转染效率高,易于培养等特点。培养HEK293细胞的培养基中除营养物质外还需要加入____________ 等天然成分,且气体环境应设置为_____________ ;HEK293细胞在培养过程中会出现____________ 、_____________ 特点,因此大规模培养时需要用____________ 处理以进行传代培养。
(3)我国研发的重组新冠病毒疫苗以改造后的人5型腺病毒为载体,构建携带抗原基因—S蛋白基因的重组病毒,重组病毒转染改造后的HEK293细胞,扩大培养宿主细胞后经纯化可获得悬浮液,再与辅料配制成肌肉注射剂,注射后可使接种者获得对新冠病毒的免疫能力,上述流程中扩大培养宿主细胞的目的是____________ ;接种者可获得对新冠病毒的免疫能力的原因是____________ 。
(1)利用腺病毒为载体生产疫苗时,一般将完整的抗原基因插入到缺失E1区的腺病毒中,该过程中用到的工具酶有
(2)培养腺病毒需要以人胚胎肾细胞293(HEK293细胞)为宿主细胞,该细胞具有转染效率高,易于培养等特点。培养HEK293细胞的培养基中除营养物质外还需要加入
(3)我国研发的重组新冠病毒疫苗以改造后的人5型腺病毒为载体,构建携带抗原基因—S蛋白基因的重组病毒,重组病毒转染改造后的HEK293细胞,扩大培养宿主细胞后经纯化可获得悬浮液,再与辅料配制成肌肉注射剂,注射后可使接种者获得对新冠病毒的免疫能力,上述流程中扩大培养宿主细胞的目的是
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【推荐3】番茄营养丰富,是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要,科学家们通过基因工程技术,培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图,请回答:
(1)图中载体质粒的实质是____________ 。在番茄新品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞的方法叫做_______________ 。
(2)从图中可见,mRNAl和mRNA2的结合直接导致了_________ 无法合成,最终使番茄获得了抗软化的性状。
(3)普通番茄细胞导入目的基因后,经③过程形成________ ,然后诱导出试管苗,进一步培养成正常植株。
(4)如图甲,获得目的基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的___ 处,DNA连接酶作用于___ 处。(填“a”或“b”)。
(5)如图乙是该目的基因表达过程中的一个阶段,图中3和4的核苷酸相同否?___
说明理由__________________________________________________________________ 。
(1)图中载体质粒的实质是
(2)从图中可见,mRNAl和mRNA2的结合直接导致了
(3)普通番茄细胞导入目的基因后,经③过程形成
(4)如图甲,获得目的基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的
(5)如图乙是该目的基因表达过程中的一个阶段,图中3和4的核苷酸相同否?
说明理由
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【推荐1】油菜种子可榨油用于食物烹饪,为提高油菜种子含油量,研究人员利用基因工程技术将酶D基因和转运肽基因相连得到融合基因,并将该融合基因导入油菜细胞,从而获得了含油量极高的转基因油菜新品种,以下为实验步骤:
(1)研究人员用PCR技术从________ 中获取酶D基因和转运肽基因,这两种基因中含有三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图所示,则用________ 和________ 酶处理这两个基因后,可得到________ (填字母)端相连的融合基因。
(2)将上述融合基因插入图中Ti质粒的T-DNA中,构建________ 并导入农杆菌中,将获得的农杆菌接种在含________ 的培养基上培养,即可得到含融合基因的农杆菌。
(3)将这些农杆菌在营养液中大量培养,然后剪取油菜的叶片放入其中,此过程即基因工程操作中的________________ 这一步骤,此后通过进一步筛选,即可获得转基因油菜叶片细胞。
(4)将该转基因细胞通过________ 技术,可培育成转基因油菜植株。
(1)研究人员用PCR技术从
(2)将上述融合基因插入图中Ti质粒的T-DNA中,构建
(3)将这些农杆菌在营养液中大量培养,然后剪取油菜的叶片放入其中,此过程即基因工程操作中的
(4)将该转基因细胞通过
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【推荐2】磷转运体Q蛋白家族在植物吸收磷元素中发挥重要作用,编码该蛋白家族的基因种类繁多(如Q1、Q2和Q3等)。为通过转基因技术提高紫花苜蓿的耐低磷能力,需筛选出低磷条件下高表达Q蛋白基因(高表达基因对应mRNA的量在细胞中也高)。回答下列问题。
(1)RT-PCR是以mRNA作为模板扩增得到DNA的技术,与传统PCR相比,进行RT-PCR时需额外添加的酶是________ ,反应体系中已存在不同Q蛋白对应mRNA、dNTP和所需的酶,要得到不同的Q蛋白基因,还需在反应体系中加入________ 。利用RT-PCR技术能筛选出高表达基因,推测其判断指标是________ 。
(2)将目的基因转入紫花苜蓿叶片细胞的常用方法是________ ,该方法需先将目的基因整合到Ti质粒的________ 中,由此,目的基因可整合到紫花苜蓿叶片细胞的染色体上。紫花苜蓿叶片细胞可通过________ 技术培养得到完整植株,其依据的原理是________ 。
(3)科学家将绿色荧光蛋白基因连接到筛选所得的目的基因之后,构建得到基因表达载体(两基因共用启动子和终止子,表达产物既能实现Q蛋白功能也能发绿色荧光),导入受体细胞一段时间后,可观测到细胞膜上呈现绿色荧光,说明________ 。这与目的基因的表达产物在细胞吸收磷元素中所发挥的作用相吻合。
(1)RT-PCR是以mRNA作为模板扩增得到DNA的技术,与传统PCR相比,进行RT-PCR时需额外添加的酶是
(2)将目的基因转入紫花苜蓿叶片细胞的常用方法是
(3)科学家将绿色荧光蛋白基因连接到筛选所得的目的基因之后,构建得到基因表达载体(两基因共用启动子和终止子,表达产物既能实现Q蛋白功能也能发绿色荧光),导入受体细胞一段时间后,可观测到细胞膜上呈现绿色荧光,说明
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【推荐3】镰刀菌、立枯丝核菌引起的水稻立枯病造成水稻减产。某科研团队以不具有抗性的连粳11号、龙粳39号两个纯合水稻品种为实验材料,培育抗立枯病的水稻新品种,进行了以下实验。请回答下列问题:
(1)连粳11号对镰刀菌表现为易感病,对立枯丝核菌表现为抗病,而龙粳39号则相反。已知水稻对镰刀菌和立枯丝核菌的抗性分别受非同源染色体上的A/a、B/b基因控制。连粳11号和龙粳39号杂交得到F1,F1自交得到F2,统计F2结果如下图所示。据图可知,连粳11号和龙粳39号的基因型分别为______ ,选择F2中对两种菌均具有抗性的个体自交,单株收获其所结的种子种在一起形成一个株系,不发生性状分离的株系占______ ,将其培育成甲品种。(2)褐飞虱是水稻的害虫,也会造成减产。该团队利用X射线对另一个无褐飞虱抗性的荃优822号纯合水稻进行处理后,发现少数水稻对褐飞虱产生较高抗性,标记为突变型乙。乙5号染色体上某DNA区段与高抗虫性相关,对荃优822号的该区段设计重叠引物,提取乙和荃优822号的5号染色体DNA进行扩增,扩增产物的电泳结果如下图所示据图推测5号染色体上第______ 对引物对应区间(记为N基因)发生了碱基的______ (填“增添”、“缺失”或“替换”)。(3)研究者对N基因进行分离和克隆,以其作为目的基因与Ti质粒的______ 区段进行拼接,导入到水稻甲的叶肉细胞中,经组培获得具有抗立枯病和抗褐飞虱的转基因植株丙。
(4)对丙进行扩大培养,发现有部分丙植株体细胞中含有2个N基因,请写出由丙获得稳定遗传的抗褐飞虱新品种丁的最简便方法:______ 。在作答区域内标出丁植株体细胞内N基因在染色体上的相对位置_____ (请参照图例,圆圈表示细胞,竖线表示染色体,圆点表示基因位点,字母表示基因)。
(1)连粳11号对镰刀菌表现为易感病,对立枯丝核菌表现为抗病,而龙粳39号则相反。已知水稻对镰刀菌和立枯丝核菌的抗性分别受非同源染色体上的A/a、B/b基因控制。连粳11号和龙粳39号杂交得到F1,F1自交得到F2,统计F2结果如下图所示。据图可知,连粳11号和龙粳39号的基因型分别为
(4)对丙进行扩大培养,发现有部分丙植株体细胞中含有2个N基因,请写出由丙获得稳定遗传的抗褐飞虱新品种丁的最简便方法:
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