高中生物综合题

逆境是指对植物产生伤害的环境，如冰冻、盐渍和干旱等。植物对逆境的抵抗能力是不一样的，受遗传因素和外界因素的双重影响。植物对逆境的抗性强，则植物的电导率低；反之，电导率就高。电导率可以用一定的技术手段测出。现在有人认为脱落酸可以提高植物对逆境的抵抗力。请使用下列材料设计一个实验，以探究脱落酸对植物抗逆性的影响。
材料用品：生长在培养瓶中状态良好且一致的黄瓜幼苗10株、适宜浓度的脱落酸、测定电导率的装置、0.25mol/L NaCl溶液、蒸馏水。
(1)实验中的自变量是               。
(2)实验假设：                                                          。
(3)实验步骤：
第一步：将10株黄瓜幼苗平均分成甲、乙两组；
第二步：                                                                ；
第三步：                                                             ；
第四步：                                                               。
预期结果及结论：
                                                          

科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题：

（1）下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，杂交实验及结果如图1。

据此分析， $F_1$雄果蝇产生＿＿＿＿＿＿种配子，这两对等位基因在染色体上的位置关系为＿＿＿＿＿＿。

（2）果蝇 $A1、A2、A3$为 $3$种不同眼色隐性突变体品系（突变基因位于Ⅱ号染色体上）。为了研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如图2。

据此分析 $A1、A2、A3$和突变型 $F_1$四种突变体的基因型，在相应的图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置（ $A1、A2、A3$隐性突变基因分别用 $al、a2、a3$表示，野生型基因用“ $+$”表示）。

（3）果蝇的正常刚毛（ $B$）对截刚毛（ $b$）为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体上的隐性基因 $t$纯合时，会使性染色体组成为 $XX$的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如图3。

据此分析，亲本的基因型分别为＿＿＿＿＿＿， $F_1$中雄性个体的基因型有＿＿＿＿＿＿种；若自由交配产生 $F_2$，其中截刚毛雄性个体所占比例为＿＿＿＿＿＿， $F_2$雌性个体中纯合子的比例为＿＿＿＿＿＿。

某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：

（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 　＿＿＿＿＿＿。

（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌 $H$，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在＿＿＿＿＿＿ $\mu g•m{L}^{﹣1}$浓度区间进一步实验。

测试菌	抗菌肽浓度/（μg•mL^﹣^1）
	55.20	27.60	13.80	6.90	3.45	1.73	0.86
金黄色葡萄球菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
枯草芽孢杆菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
禾谷镰孢菌	﹣	+	+	+	+	+	+
假丝酵母	﹣	+	+	+	+	+	+

注：“+”表示长菌，“﹣”表示未长菌。

（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因 $M$构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌 $A$。在利用 $A$菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶 $M$。分析可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。

（4）研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、 $pH$以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术？＿＿＿＿＿＿（填“是”或“否”）。

（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（ $MRSA$）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用 $MRSA$感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对 $MRSA$引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是＿＿＿＿＿＿。

①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体

② $MRSA$感染的肺类装配体

③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽

④生理盐水

⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）

⑥万古霉素（抗 $MRSA$的药物）

基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽Cut﹣Dip﹣Budding，简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。

回答下列问题。

（1）图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于＿＿＿＿＿；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和＿＿＿＿＿，该过程还需要光照，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的＿＿＿＿＿。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注＿＿＿＿＿。

（3）图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）已知某酶（ $PDS$）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除 $PDS$基因的 $CRISPR/Cas9$基因编辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B。据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2点即可）。

[生物——选修3：现代生物科技专题]

几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：

（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。

（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是__________________________。

（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。

植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。

（1）植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有________（答出2点即可）。    

（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。

   

（3）用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。    

（4）植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是________（用流程图表示）。    

2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴--"中中"和"华华"。回答下列问题：

（1）"中中"和"华华"的获得涉及核移植过程，核移植是指________。通过核移植 方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________（填"减半""加倍"或"不变"）    

（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________（填"大于"或"小于"）体细胞核移植，其原因是________。    

（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________（填"相同"或"不相同"），性染色体组合________（填"相同"或"不相同"）。

据题回答下列问题：   

（1）博耶( H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达,该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了________(答出两点即可)。    

（2）体外重组的质粒可通过Ca ²⁺参与的________方法导入大肠杆菌细胞:而体外重组的噬菌体DNA通常需与________组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞,在细菌、心肌细胞,叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是________。    

（3）真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用________的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。

真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制．已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）．回答下列问题：

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是________.

（2）若用家蚕作为表达基因A的载体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用________作为载体，其原因是________．

（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体．因为与家蚕相比，大肠杆菌具有________（答出两点即可）等优点．

（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）．

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是________．

某种羊的性别决定为XY型．已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因（N/n）控制；黑毛和白毛由等位基因（M/m）控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题：

（1）公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角，nn无角；母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角．若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现型及其比例为________；公羊的表现型及其比例为________．

（2）某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛：白毛=3：1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若________，则说明M/m是位于X染色体上；若________，则说明M/m是位于常染色体上．

（3）一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有________种；当其位于X染色体上时，基因型有________种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，（如图所示），基因型有________种．

下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程．

回答下列问题：

（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________．过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法．②代表的过程是________．

（2）经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低．因此，选材时必须关注传代次数．

（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是________．

（4）与克隆羊"多莉（利）"培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了________．

图（a）中的三个DNA片段上以此表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHI酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是________．

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示．这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是________．

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是________．

基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源．回答下列问题：

（1）基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者________．

（2）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以________为单位的变异．

（3）基因突变既可由显性基因突变为隐性基因（隐性突变），也可由隐性基因突变为显性基因（显性突变）．若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________ 代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________ 代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________ 代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________ 代中能分离得到隐性突变纯合体．

用 $\mathit{DNA}$ 重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。

回答下列问题：

（1）常用的 $\mathit{DNA}$ 链接酶有 $E.\mathit{coli}\mathit{DNA}$ 连接酶和 $T_4\mathit{DNA}$ 连接酶。如图中 　　酶切割后的 $\mathit{DNA}$ 片段可以用 $E.\mathit{coli}\mathit{DNA}$ 连接酶连接。如图中 　　酶切割后的 $\mathit{DNA}$ 片段可以用 $T_4\mathit{DNA}$ 连接酶连接。

（2） $\mathit{DNA}$ 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 　　。

（3） $\mathit{DNA}$ 重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒 $\mathit{DNA}$ 分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能 　　；质粒 $\mathit{DNA}$ 分子上有 　　便于外源 $\mathit{DNA}$ 插入；质粒 $\mathit{DNA}$ 分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因）。利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是 　　。

（4）表达载体含有启动子，启动子是指 　　。

PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：

（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是         （用数字序号表示）。

（2）操作③中使用的酶是         ，PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、        三步，其中复性的结果是       。

（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与       特异性结合。

（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指       。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。