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13.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,如图所示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.

请回答问题:
(1)纤维素酶基因的表达包括转录和翻译过程,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内质网、高尔基体.
(2)本研究构建重组质粒时可选用四种限制酶,其识别序列如图,为防止酶切片段的自身环接,可选用的限制酶组合是B.
A.①②B.②④C.③④

(3)设置菌株Ⅰ为对照,是为了验证质粒和酵母菌不携带纤维素酶基因.
(4)在以纤维素为唯一碳源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,菌株Ⅱ不能存活,原因是菌株Ⅱ缺少信号肽编码序列,合成的纤维素酶不能分泌到细胞外,细胞并能利用纤维素.
(5)在利用纤维素生产酒精时,菌株W更具有优势,因为导入中的重组质粒含有A基因片段,使分泌的纤维素酶固定于细胞壁,减少因培养液更新造成的酶的流失,提高酶的利用率.

分析 基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成.
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等.
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法.
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等.

解答 解:(1)基因的表达包括转录和翻译两个步骤;菌株Ⅱ的纤维素酶不能分泌到细胞外,而菌株Ⅲ的纤维素酶分泌到细胞外,菌株Ⅳ的纤维素酶分布在细胞壁上,因此与菌株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内质网和高尔基体.
(2)为防止酶切片段的自身连接,选用的限制酶组合产生的黏性末端应不同,而限制酶①②产生的黏性末端相同,限制酶③④产生的黏性末端也相同,因此可选用的限制酶组合为①③或②④.
(3)菌株Ⅰ不能合成纤维素酶,说明质粒DNA和酵母菌基因组不携带纤维素酶基因.
(4)在以纤维素为唯一碳源的培养基上菌株Ⅱ不能存活,原因是菌株Ⅱ缺少信号肽编码序列,合成的纤维素酶不能分泌到细胞外,细胞无可利用的碳源.
(5)由于菌株Ⅳ导入的重组质粒含有A基因片段,使分泌的纤维素酶固定于细胞壁,酶不会因培养液的更新而流失,因此在利用纤维素生产酒精时,菌株Ⅳ更具优势.
故答案为:
(1)转录     翻译     内质网、高尔基体
(2)B
(3)质粒和酵母菌
(4)Ⅱ菌株Ⅱ缺少信号肽编码序列,合成的纤维素酶不能分泌到细胞外,细胞并能利用纤维素
(5)A基因片段

点评 本题考查基因工程、分泌蛋白的合成与分泌及微生物的培养等相关知识,要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤等,掌握各步骤中的相关细节,能结合所学的知识准确分析各小题.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

3.生物体内残留的情况如下表所列,那么最可能的食物链构成是(  )
生物体ABCDE
有机汞浓度mg/kg0.0570.51680.39
A.D→B→C→E→AB.C.D.A→E→C→B→D

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

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C组:用B中的F1与紫色金鱼杂交,统计后代中灰色个体为2867条,紫色个体为189条,比例约为15:1.
(1)任何一种金鱼都可以与野生鲫鱼杂交,其后代都能正常繁殖.这说明金鱼与野生鲫鱼之间不存在生殖隔离现象.
(2)B组实验结果可以说明:①灰色对紫色是显性性状;②该性状遗传是细胞核遗传.
(3)通过上述实验可知,金鱼体色的这对相对性状至少由四对等位基因控制.
(4)如果用拌有甲种激素的饲料饲喂雄性幼鱼,可发育成能育的雌鱼.用拌有乙种激素的饲料饲喂雌性幼鱼,可发育成能育的雄鱼.为了使后代全部为可遗传雄鱼(XY),可实施的育种方案为(提示:性染色体为YY的金鱼个体为可育雄鱼):用拌有甲状腺激素的饲料饲喂正常雄性幼鱼,发育形成可育雌鱼,用该雌鱼与正常雄鱼交配,得到子代,取子代的雄鱼与正常雌鱼交配,所获子代全为雄鱼..

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

1.研究发现,水分子进入植物细胞的两种方式如图所示.下列相关叙述错误的是(  )
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C.水分子通过水通道蛋白是顺其浓度梯度进行的
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8.“有氧运动”近年来很流行,是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态.如图示人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系.结合所学知识,分析下列说法正确的是(  )
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18.在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态.下列叙述正确的是(  )
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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

5.下列有关植物生长素的叙述中,错误的是(  )
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C.植物茎的背地生长现象能够说明生长素作用的两重性
D.豌豆幼苗切段中生长素促进细胞伸长的作用受高浓度乙烯的抑制

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2.如图甲表示某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势,图乙表示该豆科植物叶肉细胞中C3的相对含量在夏季某天24h内(有一段时间乌云遮蔽)的变化趋势.据图回答问题:

(1)图甲中,在12~24h期间,萌发种子的呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸.
(2)图甲中,第48h后,萌发的种子O2吸收速率超过CO2释放速率.其原因是细胞呼吸的底物中可能还有脂肪等物质.
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3.氮肥是农业生产必不可少的肥料.现有某科研小组为研究氮水平对玉米幼苗光合作用的影响,在实验室利用缺少氮元素的完全培养液培养玉米幼苗,定时给各组培养液添加不同浓度的氮元素,培养一段时间后,分别测定各组玉米幼苗相关指标的相对值,结果如表.请分析回答下列有关问题:

培养液中氮浓度( mmol/L)
(mmol/L)
各指标相对值
净光合速率气孔导度酸化酶含量
00.02.00.3
43.72.20.9
84.52.41.6
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