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1. (2024高三下·湛江模拟) 研究低温条件下番茄细胞WHYI基因对光合作用的影响，对于温度敏感型蔬菜作物的栽培具有重要的实践意义。回答下列问题：
1. （1）研究人员利用重组DNA 技术，将克隆的WHYI基因与外源高效启动子连接，导入番茄基因组中构建WHYI基因的过表达植株（W⁺），如图1所示。启动子是识别、结合酶的部位。若限制酶切割WHYI基因和番茄基因组后形成相同的黏性末端（即图中Ⅰ、Ⅱ处），则会出现（答出2点）等情况，从而导致构建过表达植株的成功率下降。
3. （2） PCR 的产物一般通过电泳来鉴定，结果如图2所示。1号泳道为标准，2号泳道为阳性对照（提纯的相关蛋白基因片段），3号泳道为实验组。1号泳道的条带实质为，若3号泳道有杂带（非目的DNA片段）出现，则原因可能是（答出2 点）。
5. （3）小干扰 RNA（siRNA）能诱导特定基因转录出的 mRNA降解，导致基因沉默。研究人员据此构建了 WHYI 基因的沉默植株（W^-），siRNA因阻断了过程而关闭了WHYI基因。进一步研究发现，番茄细胞WHYI基因影响光反应阶段D1蛋白（可捕捉光能）的含量，且与温度有关。研究人员用特定抗体检测D1蛋白在叶绿体内的含量，结果如表所示。该实验中的自变量为，对比三种番茄的D1蛋白含量可得到的结论是。
  温度
  25 ℃
  4℃
  植株类型
  W⁺
  W
  W^-
  W⁺
  W
  W^-
  D1 蛋白含量
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1. (2024高三下·楚雄模拟) 二十碳五烯酸（EPA）能促进体内饱和脂肪酸代谢，具有降低血液黏稠度、预防心脑血管疾病的功效。研究人员利用转基因技术从海洋生物中提取了EPA合成途径的关键基因pfaB，并将其导入酵母菌内，通过酵母菌发酵生产EPA。图1和图2分别是转基因过程中使用的含目的基因的DNA片段和质粒。回答下列问题：
1. （1）为确保目的基因导入酵母菌后能稳定复制和表达，需要在图2质粒中加入（答出三点）等结构才行。若要将pfaB基因导入植物细胞，可采用（填一种）法。
3. （2）据图可知，为了使目的基因和质粒定向连接，构建重组质粒时应选择限制酶对基因pfaB和质粒进行切割。用PCR技术对基因pfaB进行扩增时，要向仪器中加入足量的引物（填图1中数字），以保证扩增的正常进行。PCR缓冲液中要添加适量的Mg²⁺ ，其目的是。PCR结束后可采用琼脂糖凝胶电泳对扩增产物进行鉴定，一定pH下，在电场中，DNA分子会向着的电极移动，DNA分子在凝胶中的迁移速率与（填两种）等因素有关。
5. （3）有人认为将基因pfaB导入大肠杆菌细胞中，无法得到具有相应生理功能的表达产物，其理由是。
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1. (2024高三下·昭通模拟) 昭通苹果誉满全国，苹果切开后不久颜色便会加深，这种现象称为“褐变”。褐变是由位于细胞的多酚氧化酶（PPO）催化位于液泡中的多酚类物质生成棕色色素所致。据此，科研人员培育出了抗褐变的转基因苹果，其工作流程如图所示，下列叙述正确的是（　　）

A . 要想获得抗褐变的转基因苹果，目的基因可选卡那霉素抗性基因或抑制PPO表达的基因 B . 过程①是基因工程的核心步骤，至少需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与 C . 在步骤③之前，需要用次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片进行灭菌处理 D . 为了评估目的基因对抑制苹果褐变的效果，可与导入不含目的基因质粒的植株作对照

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1. (2024高二下·仁寿期中) 人血清白蛋白（HSA）在临床上的需求量大，由于其来源有限和有生物污染的风险，重组人血清白蛋白（rHSA），成为其重要的替代品。回答下列（一）（二）小题：
（一）途径一：基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌：
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞，获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图，其中I、II、III、IV是四种不同的限制酶，具各自识别的酶切位点如表所示。
限制酶
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
识别序列及切割位点
1. （1）随着测序技术的发展，为获取人血清白蛋白基因，可通过检索获取其编码序列，用化学合成法制备得到。将HSA基因插入质粒中时，最好选择限制酶进行共同切割。将受体酵母菌置于含有的培养基中进行筛选培养，以获得能表达HSA的细胞。重组基因表达载体中的启动子的作用是。
3. （2）工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育，扩大培养、、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面，将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对（填“菌体”或“菌落”）进行直接计数，以评估增殖情况。发酵结束后，采用（答出2点即可）等方法获得所需的发酵产品。
5. （3）（二）途径二：基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器
  I．采集良种供体牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；
  II．构建基因的表达载体，并将其导入奶牛受精卵，形成转基因细胞；
  III．电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎；IV．将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
  实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行处理。
7. （4）实验步骤III中当胚胎发育至囊胚阶段，取其做DNA分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雄性胚胎进行移植。
9. （5）实验步骤IV进行胚胎移植，其实质是。为实现这一工序，需用相应激素对受体进行处理。
11. （6）有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因（答出两点即可）。
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1. (2024高二下·仁寿期中) 紫杉醇是红豆杉产生的一种重要抗癌物质，利用植物组织培养技术获得紫杉醇的基本过程如图所示。回答下列问题：
1. （1）外植体经过程形成愈伤组织。用纤维素酶和果胶酶对愈伤组织进行处理的目的是。
3. （2）将诱导出的愈伤组织接种至装有液体培养基的三角瓶中振荡培养，影响细胞的生长速度和紫杉醇含量的因素除了温度、pH、光照、氧气等条件、培养基的营养物质外，还有等（答出两点）。
5. （3）如要将外源基因导入红豆杉细胞进行遗传改造，图1表示构建重组DNA的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因（tet^r）和氨苄青霉素抗性基因（amp^r），回答下列问题：
  ①图中酶1和酶3分别是；②为筛选出含重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到甲、乙、丙三类菌落，三类菌落形态相同，生长情况如图2所示，应选择的菌落类型是类，未转入质粒的菌落类型是类；（填字母类型）
7. （4）下图是通过植物细胞工程技术培育耐盐杂种植株的过程。回答下列问题：
  上述培育耐盐杂种植株的过程运用了植物体细胞杂交技术，此技术的优势是。若甲植物（2N=18），乙植物（4N=32），则目的植株（填“可育”或“不可育”），原因是。
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1. (2024高三下·广西壮族自治区模拟) 新冠疫苗能有效预防新冠肺炎。目前中国已经上市的疫苗中有重组蛋白疫苗和重组腺病毒载体疫苗等。科研人员选择了SARS-CoV-2的S蛋白基因通过转基因技术制备了重组蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗（如图所示）。回答下列问题：
1. （1）据图1可得到含有多个限制酶切位点的S蛋白基因序列，若要在短时间内获得大量的S蛋白基因，可采取的方法是，该方法的实质是进行。该过程需要人工合成部分核苷酸片段，合成的该片段具有的特点是（答两点）。
3. （2）获得足够量的S蛋白基因后须构建基因表达载体，其目的是。如图2是相关的质粒，要保证S蛋白基因的正确表达，需选用和HindⅢ酶进行切割，且不破坏标记基因。
5. （3）重组腺病毒载体疫苗是把腺病毒中原有与复制相关的基因剔除，替换为新冠病毒S蛋白的基因。与重组蛋白疫苗相比，重组腺病毒载体疫苗对新冠肺炎的预防效果更好，从免疫的角度分析，原因是。
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1. (2024高三·广东模拟) γ—氨基丁酸（简称GABA）是一种天然存在的非蛋白质氨基酸，其具有降低血压、减轻焦虑和抑制糖尿病等功能，因此被用作食品添加剂或膳食补充剂。有研究表明，通过在大肠杆菌中过量表达L—谷氨酸脱羧酶基因，可以提高γ—氨基丁酸的产量。而来源于酿酒酵母的磷酸吡哆醛合酶基因（SNOI基因）和磷酸吡哆醛合酶基因（SNZI基因）可以在大肠杆菌中同时表达。蛋白产物是磷酸吡哆醛合酶SNOI和磷酸吡哆醛合酶SNZI，这两种蛋白产物能够形成复合物，从而提高L—谷氨酸脱羧酶的活性。鉴于此，目前通过构建高产γ—氨基丁酸重组大肠杆菌。已实现γ—氨基丁酸的高效制备。根据以上信息回答下列问题：
1. （1）来源于酿酒酵母的SNOI基因和SNZI基因可以在大肠杆菌中正确表达的原因是。若要体外获得大量的SNOI基因和SNZI基因，可采用技术。该技术的原理是。
3. （2）将SNOI基因和SNZI基因整合到大肠杆菌中时，需用CaCl₂预先处理大肠杆菌，使其处于一种能的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。
5. （3）评价能否获得高产γ—氨基丁酸的重组大肠杆菌时，需要从重组大肠杆菌中提取蛋白质，用相应的抗体检测哪些蛋白？。
7. （4）研发人员利用SNOI基因和SNZI基因构建高产γ—氨基丁酸的重组大肠杆菌，来规模化的发酵生产γ—氨基丁酸。如图是利用发酵技术获得γ—氨基丁酸的过程图，根据该图以及学过的相关知识回答问题。
  写出数字标号处的操作：①，②。为保证产品质量，需要随时检测培养液中的、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加，要严格控制温度、和等发酵条件。
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1. (2024高三·大亚湾模拟) DNA双链断裂（DSB）是真核生物中一种严重的DNA损伤形式，哺乳动物体内存在相关机制修复DSB。在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，例如丢失DNA上的甲基化信息（表观遗传信息改变）或发生基因突变，从而对基因的表达产生影响。已知DSB可以导致生物个体衰老，但相关的分子机制尚未明确。回答下列问题：
1. （1）用I-PpoI酶处理DNA可导致DSB，作用机理见图1。I-PpoI酶由I-PpoI基因编码，能够识别主要存在于非编码区（DNA中不能编码蛋白质的区段）的序列5^'-CTCTCTTAAGGTAGC-3^' ，使第9位A与第10位G之间的键断开，据此可知该酶属于酶。科学家选用该酶诱发DSB，可以尽量减少带来的影响。
3. （2）为了探究DSB是通过表观遗传信息改变还是基因突变导致衰老，科学家以小鼠作为研究材料进行相关实验。该实验的流程大致如图2：
  ①在实验前，利用基因工程技术将I-PpoI基因导入到小鼠细胞中，诱导表达后需通过法检测细胞内是否产生I-PpoI酶。若产生I-PpoI酶，则会导致实验组小鼠发生信息的变化。表观年龄是根据整个基因组有多少碱基失去了原有的甲基作为测量依据。实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄应。
  ②若实验结果为：与对照组相比，实验组小鼠；且当实验组出现明显的衰老表型时，对照组依然保持年轻的状态，则证明DSB引起的表观遗传变化导致衰老。
  ③若出现上述实验结果，科学家还需要对实验组小鼠进行基因治疗，使其恢复年轻时的表观遗传信息。若，则能确立表观遗传变化与衰老之间的因果关系。
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1. (2024高三·汕头模拟) 镉（Cd）是重金属污染物，具有极强毒性。烟草作为重要的经济作物，在生长过程中容易富集Cd，Cd通过烟气进入人体，长期积累可能会引发疾病。N1NRAMP3是定位于液泡膜参与Cd转运的蛋白，研究人员以普通烟草为材料，通过转基因技术研究NINRAMP基因的功能，为研究烟草在Cd胁迫中的适应机制提供理论基础。回答下列问题：
1. （1）从数据库获得NtNRAMP基因的序列，设计引物F和R后利用技术扩增得到NtNRAMP基因的cDNA片段，测序鉴定。使用AscI、SpeI和DNA连接酶等酶将NINRAMP连接到pCambia300-221质粒的T-DNA区域中（图为该T-DNA的左边界至右边界），得到重组质粒pCambia300-NtNRAMP。图示使用AscI、SpeI的过程是（填图中的数字）。
3. （2）将pCambia300-NtNRAMP转入农杆菌，培养基中添加了琼脂与潮霉素，两者的作用分别是形成培养基以便得到单菌落、筛选。含pCambia300-NtNRAMP的农杆菌与烟草愈伤组织共培养，培养后得到12株烟草植株。提取烟草细胞的核DNA用引物F和R进行扩增，对转基因烟草进行鉴定。若扩增到特异性DNA片段，则说明。
5. （3）上述烟草植株经PCR检测和电泳后，结果如图所示：
  注：CK为阴性对照；1~12为待检测植株；A为空白对照；B为pCambia300-NtNRAMP。
  为进一步研究转基因烟草在不同镉浓度胁迫下的NtNRAMP表达量变化，请从上述植株选取适宜的材料，简要写出实验探究思路（要求写出所选3株植株的编号）。
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1. (2024高三下·湛江模拟) 他汀类药物是目前应用广泛、效果理想的降脂药物，醇脱氢酶是该药物催化合成过程中的关键酶。研究人员对酿酒酵母醇脱氢酶基因进行PCR，并将其导入大肠杆菌BL-21中，构建重组醇脱氢酶工程菌，利用LB培养基可大量生产醇脱氢酶。请回答下列问题：
1. （1）对酿酒酵母醇脱氢酶基因进行PCR时，需要先设计引物，引物应选择图1中的。
3. （2） PCR反应过程如图2所示，其中58℃退火45s的目的是。TaqDNA聚合酶在图2中的过程中发挥作用。
5. （3） pET-28b质粒（图3）中a区段表示的是结构，a区段的作用是。构建重组质粒时最好选用限制酶。将构建重组质粒导入BL-21中后，培养在含有的LB固体培养基上，以达到筛选的目的。
  限制酶
  识别序列
  NcoⅠ
  C^↓CATGG
  XhoⅠ
  C^↓TCGAG
  EcoRⅠ
  G^↓AATTC
7. （4）通常用的方法，检测工程菌BL-21是否生产出了醇脱氢酶。
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