高考生物一轮复习 【测评卷】15 阶段测评卷(十五) 【答案】

阶段测评卷(十五)1.D[解析]引物要能和HIV逆转录形成的DNA序列进行碱基互补配对,因此可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物,A正确;采用DNA分子杂交技术检测是否携带HIV时,应将血液样品中HIV的RNA逆转录后进行PCR检测,即用HIV的RNA序列合成小段DNA作为探针,进行PCR,如果存在HIV,则会出现杂交带,反之则不会出现杂交带,B正确;HIV进入人体后,免疫系统会产生特异性的抗体,而HIV抗原和抗体可以特异性识别,因此可通过抗原—抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原,C正确;HIV进入人体后,免疫系统要经过一定的生理过程才会产生特异性的抗体,需要耗费一定的时间,因此,检测抗体诊断HIV感染比检测抗原、核酸更晚,D错误。2.B[解析]PCR技术中的每个循环由变性、退火(复性)、延伸三个基本反应步骤构成,A正确;每个反应单位中都含有耐高温的DNA聚合酶,催化子链的延伸过程,B错误;带荧光标记的基因探针会与靶分子碱基互补配对从而使其发出荧光,故每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子,C正确;根据荧光是否出现能检测目标DNA的存在,因此数字PCR技术更有利于提高病原体检测的灵敏度,D正确。3.A[解析]由图可知,卡那霉素抗性基因与GFP基因融合到DNA2上后导入大肠杆菌,因此用卡那霉素筛选含DNA2的大肠杆菌,A错误;易错DNA聚合酶能催化DNA的复制,即能催化GFP基因复制,B正确;GFP基因在复制时双螺旋结构打开,容易受内外因素的影响而发生突变,使其突变的频率升高,C正确;连续传代并筛选,逐代淘汰,就会筛选出荧光菌落,从而加速GFP进化,D正确。4.C[解析]由图可知,不直接选择P构建表达载体是因为它不含启动子与终止子,A错误;由于载体E只有产生黏性末端的酶切位点,要使中间载体P接入载体E,同时防止载体E自身环化,需要用两种限制酶分别切割载体E和中间载体P,据图可知,中间载体P和载体E均含有XhoⅠ和PstⅠ识别序列,故可选用XhoⅠ和PstⅠ进行酶切,载体P的这两种酶识别序列中含有EcoRⅤ识别位点,并且其切割后产生平末端,可以用于连接目的基因,SmaⅠ酶虽然也能切割得到平末端,但是其识别位点没有位于XhoⅠ和PstⅠ识别位点之间,故不能选择其对中间载体P进行切割,B错误,C正确;由于是要将目的基因导入大肠杆菌,因此用钙离子处理法最有效,D错误。5.D[解析]据图甲可知,酶D基因和转运肽基因上都有限制酶ClaⅠ切割位点,会产生相同的末端,再利用DNA连接酶连接获得重组目的基因,A正确;根据A项的结果获得重组目的基因上,含有XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶的切割位点,结合图乙,目的基因必须插在启动子和终止子之间,用XbaⅠ和SacⅠ同时切割目的基因和载体片段,连接后获得重组Ti质粒,B正确;根据图乙可知,Ti质粒上含卡那霉素抗性基因,所以将农杆菌接种在含卡那霉素的固体培养基上筛选成功导入Ti质粒的单菌落,C正确;由题意可知,叶绿体转运肽是引导合成的蛋白质进入叶绿体,由于酶D基因与叶绿体转运肽基因重组形成新的目的基因,转基因油菜的酶D基因可以在其他细胞中表达,叶绿体转运肽会引导合成的蛋白质进入叶绿体,D错误。6.B[解析]由题意可知,表达载体导入不能合成尿嘧啶的酵母菌,所以可将尿嘧啶合成基因作为表达载体上的标记基因,若导入表达载体后酵母菌能产生尿嘧啶,说明导入成功,A正确;该方法需利用DNA连接酶实现目的基因与载体的连接,不需要使用限制酶,B错误;扩增目的基因时应在引物的5'端添加与线性化载体两端相同的DNA序列,以便扩增产物与线性化载体具有同源序列,C正确;在以纤维素为唯一碳源的液体培养基中检测酒精含量确定工程菌发酵效果,若能利用纤维素发酵,则证明转基因成功,D正确。7.B[解析]载体中的T-DNA可转移至植物细胞基因组中,A正确。培养基中应加入潮霉素以检测玉米细胞中是否含有目的基因,B错误。转基因玉米的检测与鉴定可以从分子水平进行,如通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA;也可以从个体水平进行,如是否出现目的基因对应的性状,C正确。该玉米具有C-V融合基因,具有高抗虫性,与转一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加,D正确。8.D[解析]启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,故玉米DNA聚合酶不能识别报告基因启动子,A错误;农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物,若想提高农杆菌转化玉米的成功率,可采取的方法是在玉米伤口处加入酚类化合物,故转化愈伤组织时需用酚类化合物处理愈伤组织,B错误;需使用含除草剂的选择培养基筛选出转化的愈伤组织,再诱导愈伤组织再生出抗除草剂转基因玉米,C错误;组织培养获得的转基因植株(核DNA中可能仅插入一个抗除草剂基因)进行自交,在子代含抗除草剂基因的植株中,不一定都是纯合子,继续筛选,最终选育出抗除草剂纯合自交系,故将A自交可得到抗除草剂玉米纯合子,D正确。9.C[解析]引物一般为单链DNA分子,A正确;R基因被T-DNA插入后,R基因被破坏,所以无法表达相应蛋白,B正确;R基因被T-DNA插入后,用P1、P2为引物无法完成PCR,用P1、P2引物进行PCR得到PCR产物证明有R基因,可能是纯合子,也可能是杂合子,C错误;T0为杂合子,自交后代基因型比例理论上为1∶2∶1,图中W、H、M个体的比例不为1∶2∶1,可能是因为调查的样本数量较小,误差较大,D正确。10.C[解析]同尾酶识别的核苷酸序列不同,但是产生的末端相同,因此用同尾酶切割运载体和目的基因,可以产生相同的黏性末端再次连接,A错误;由于DNA子链延伸时总是从5'端到3'端,如果目的基因没有合适的酶切位点,那么可以在引物5'端末尾设计加入酶切位点,再通过PCR进行扩增,B错误;运载体中若标记基因中存在酶切位点,那么经过限制酶酶切后标记基因会被破坏,因此在重组DNA分子中该标记基因不能发挥作用,C正确;表达载体中标记基因和目的基因都需要合适的启动子,由于细胞分化,一般标记基因和目的基因都会选择性表达,D错误。11.C[解析]PCR是体外快速扩增DNA的方法,基因文库中含有人的全部基因,所以可以用PCR进行快速扩增,A正确。目的基因(ada基因)和载体病毒核酸相结合,需要用限制酶切割目的基因和载体,还需要用DNA连接酶进行连接,B正确。病毒不能独立进行新陈代谢,只能在活细胞中进行增殖复制,C错误。基因治疗指的是将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病,达到治疗目的,D正确。12.D[解析]由题图分析可知,构建植物表达载体过程中要选用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ进行酶切,A正确;KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可使融合基因与载体产生相同的末端以确保二者的正确连接,B正确;用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织需无菌操作以防止杂菌污染干扰实验,C正确;用DNA分子杂交技术检测是否插入了目的基因,抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达,D错误。13.C[解析]PCR扩增依据的是DNA分子半保留复制的原理,是体外扩增DNA的一种方式,A正确;PCR技术需要在高温条件下进行变性,故进行PCR扩增需要热稳定的DNA聚合酶,B正确;由于DNA的两条链反向平行,且子链从引物的3'端开始延伸,故利用图中的引物①④组合可扩增出两侧的未知序列,C错误;通过与受体细胞的基因组序列比对,可确定T-DNA的插入位置,D正确。14.D[解析]过程①表示利用mRNA通过反转录法合成目的基因,逆转录过程中需要逆转录酶和脱氧核苷酸,A错误;过程②是目的基因和表达载体连接,该过程中不需要利用DNA聚合酶,B错误;过程③常利用Ca2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞,C错误;PCR技术可用来鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞,D正确。15.D[解析]DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2mol/L的NaCl溶液,DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理,可以初步分离DNA和蛋白质,A、B正确;菜花、香蕉、西红柿、人口腔上皮细胞中均含DNA,均可作为提取DNA的实验材料,C正确;应将提取到的丝状物加入2mol/L的NaCl溶液中溶解,再加入二苯胺试剂,混匀后将试管置于沸水浴中水浴加热5min,指示剂将变蓝,D错误。16.(1)限制酶和DNA连接酶(2)组成型启动子以M蛋白为转录激活因子的启动子(3)ABCD(4)不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平;肿瘤体积或小鼠存活率(5)以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统,以肠道益生菌为受体菌构建工程菌[解析](1)基因工程中,要获取目的基因(如NIR系统相关基因)并对它们进行切割和连接等操作,需要用到限制酶来切割特定的DNA片段,再用DNA连接酶将切割后的片段连接起来,所以需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶。(2)据题干及图可知,P酶催化GTP生成c-di-GMP,c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达。Y基因和M基因共用启动子①,科研人员选用组成型启动子驱动Y和M基因表达,因为组成型启动子不需要诱导物且可持续驱动基因表达,能保证Y基因持续表达产生Y酶(催化c-di-GMP转化为pGpG,防止在黑暗条件下其在细胞内积累而促进M蛋白起作用,影响光控效果),M基因持续表达产生M蛋白(保证光控时被c-di-GMP激活),所以①处应选组成型启动子。P酶在近红外光下被激活后具有较高活性,在黑暗条件下具有较低活性。在近红外光下P酶催化GTP生成c-di-GMP,由于c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定启动子结合,M蛋白是转录激活因子,要实现近红外光对目的基因表达的精准控制,②处应选以M蛋白为转录激活因子的启动子。(3)沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因被敲除后,其自身产生c-di-GMP的能力下降,由于c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合从而激活目的基因表达,所以敲除沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因,可降低目的基因的基础表达水平,A正确;敲除沙门氏菌毒力相关基因,能直接减弱工程菌的毒性,降低对动物体的毒力风险,B正确;NIR系统中Y基因的作用是在无光条件下使系统处于合适状态,降低胞内c-di-GMP水平,避免目的基因在不合适的时候表达,C正确;改变近红外光的强度和照射时间,可调控P酶活性,进而影响c-di-GMP水平,实现目的基因表达的精准控制,D正确。(4)以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统,工程菌接种到小鼠肿瘤内后,不同强度近红外光或不同照射时长会影响PD-L1抗体基因的表达水平,所以可通过检测不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平,来了解工程菌是否按预期工作。治疗的最终效果体现在肿瘤的变化和小鼠的生存情况上,所以还可检测肿瘤体积或小鼠存活率来评价治疗效果。(5)在肠道炎症中活性氧起重要作用,抗氧化酶(如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶)能清除炎症部位的活性氧,抑制炎症性肠病。所以可以以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统,以肠道益生菌为受体菌构建工程菌,这样工程菌可以在肠道炎症部位根据近红外光的调控表达抗氧化酶,清除活性氧,达到治疗炎症性肠病的目的。17.(1)遗传背景清晰、转基因操作简单、繁殖速度快、易于培养等(2)抑制启动子R,F蛋白不表达,解除F蛋白对启动子N的抑制绿色(3)30℃条件下减弱了红色荧光蛋白表达带来的荧光干扰,且降低了对绿色荧光蛋白表达的抑制(4)菌落环带1234所表达荧光蛋白的颜色红、绿、红、绿绿、红、绿红、绿绿(5)将GFP基因替换为A、B酶基因,RFP基因替换为D、E酶基因,加入持续表达启动子连接的X酶基因30℃发酵12小时,随后切换至37℃发酵36小时[解析](1)大肠杆菌是一种常见菌种,其结构简单,生理生化和遗传背景知识明确,对其基因表达调控机制有清楚的了解;大肠杆菌质粒又是最常用的质粒,基因克隆表达系统成熟完善,转基因操作简单;大肠杆菌繁殖速度快,易于大规模培养等。(2)据图甲分析可知,当培养温度为30℃时,C基因编码的C蛋白形成二聚体,抑制启动子R,使F基因无法表达出F蛋白,进而解除F蛋白对启动子N的抑制,使其发生转录促进GFP基因表达绿色荧光蛋白。(3)据图乙分析可知,在N启动子之后增加了L蛋白基因,使其表达出L蛋白,进一步抑制启动子R,因此在30℃条件下,RFP基因无法表达出红色荧光蛋白,减弱了因红色荧光蛋白表达带来的荧光干扰,且进一步抑制了启动子R,使F基因无法表达出F蛋白,解除F蛋白对启动子N的抑制,使其发生转录促进GFP基因表达绿色荧光蛋白,降低对绿色荧光蛋白表达的抑制。(4)据图分析可知,将工程菌稀释涂布在固体培养基上,形成单菌落,培养温度周期控制为37℃培养10小时,随后切换至30℃培养14小时,每个菌落生长2天后可出现4个不同的荧光环带。培养温度为37℃时,C基因编码的C蛋白没有形成二聚体,启动子R正常启动转录,F基因表达出F蛋白对启动子N的抑制,使L蛋白基因、GFP基因表达受抑制,同时RFP基因表达出红色荧光蛋白,培养温度为30℃时,C基因编码的C蛋白形成二聚体,抑制启动子R,使F基因无法表达出F蛋白,进而解除F蛋白对启动子N的抑制,使其发生转录促进GFP基因表达绿色荧光蛋白,所以菌落生长2天后出现的4个不同的荧光环带颜色,根据菌落繁殖的时间顺序分析菌落4个环带所经历的温度顺序:环带1是最早形成的大肠杆菌群,依次经历37℃→30℃→37℃→30℃,故其颜色依次为红、绿、红、绿;同理,环带2是10h后繁殖出的大肠杆菌群,经历30℃→37℃→30℃,颜色为绿、红、绿;环带3经历37℃→30℃,颜色为红、绿;环带4只经历30℃,颜色为绿。(5)据图戊分析获知,4HB由D酶、E酶催化合成,3HB由A酶、B酶催化合成,二者再经X酶催化合成嵌段共聚物或随机共聚物,要想发酵48小时,获得3HB比例为25%的嵌段共聚物。对方案2表达载体的改造:将GFP基因替换为A、B酶基因,RFP基因替换为D、E酶基因,加入持续表达启动子连接的X酶基因。将构建好的表达载体导入大肠杆菌,获得工程菌,以葡萄糖为原料配制培养基,灭菌后加入获得的工程菌,将接种后的培养基在30℃发酵12小时,随后切换至37℃发酵36小时,最后分离获取代谢产物。18.(1)空间结构(2)引物2和引物4(3)较强的稳定性(4)L-C蛋白模块定位到细胞膜上→启动细胞凋亡通路,诱导肿瘤细胞凋亡抗原呈递细胞摄取、加工和呈递肿瘤抗原→活化的细胞毒性T细胞识别并裂解肿瘤细胞(5)①将L细胞和G细胞均包埋于不同厚度的琼脂块中,用以模拟人体不同组织深度;②利用冷却装置控制温度在25℃/37℃之间转换处理L细胞,利用光源控制光照处理G细胞;③利用荧光检测系统,分别检测L细胞和G细胞的荧光强度[解析](1)由图甲可知L蛋白在25℃下空间结构改变→L蛋白锚定到细胞膜,进而活化X蛋白。(2)①明确实验目的:由文本可知实验目的为筛选成功构建的基因表达载体,用PCR筛选基因表达载体需扩增完整的L-X融合基因;②准确解读图乙信息并推理:引物2对应L基因上游,引物4对应X基因下游,用引物2和引物4可扩增包含L基因和X基因的区域,用PCR技术筛选成功构建的基因表达载体,最佳引物组合是引物2和引物4。(3)文本信息中有关键词,关注“经过多次温度转换,L-X蛋白模块响应模式始终相似”的“多次”和“始终”→表明L-X蛋白模块在温度变化中能稳定结合细胞膜并恢复初始状态,具较强的稳定性。(4)①分析实验:已知实验步骤以及实验结果,补充作用机制;②分析文本信息:关注“右侧后腿局部冷却处理→①→释放肿瘤抗原”,由(1)原理可知右侧后腿局部冷却处理后,L-C蛋白模块定位到细胞膜上,活化C蛋白,随后由(4)文本信息可知活化的C蛋白诱导细胞凋亡,随后释放肿瘤抗原;③进一步推理:关注“释放肿瘤抗原→②→左侧后腿肿瘤被抑制”,释放肿瘤抗原后引发机体免疫反应,联系免疫相关内容进行回答,首先是抗原呈递细胞摄取、加工和呈递肿瘤抗原,随后活化的细胞毒性T细胞识别并裂解肿瘤细胞,因此左侧后腿肿瘤被抑制。(5)①分析实验目的:从文本信息中提炼实验目的为验证在治疗癌症时,L-C蛋白模块比G-C蛋白模块更具有临床应用优势,即在治疗浅层组织癌症时,L-C蛋白模块和G-C蛋白模块的治疗效果相似,在治疗深层组织癌症时,L-C蛋白模块比G-C蛋白模块的治疗效果好;②找准自变量:自变量为L蛋白和G蛋白及癌组织深度;③模拟真实实验条件:使用琼脂模拟人体组织,使用冷却装置控制温度转换,利用光源控制光照情况;④明确因变量:因变量为L-TEV蛋白模块和G-TEV蛋白模块的活化程度,依据文本表述,可以荧光蛋白的荧光强度为检测指标;⑤设计实验思路:将L细胞和G细胞均包埋于不同厚度的琼脂块中,用以模拟人体不同组织深度,利用冷却装置控制温度在25℃/37℃之间转换处理L细胞,利用光源控制光照处理G细胞,利用荧光检测系统,分别检测L细胞和G细胞的荧光强度。19.(1)PCR(2)组成型表达(3)左侧E基因:照射蓝光后受到正反馈调控,快速表达大量E蛋白,进而激活F基因表达;右侧E基因:使细胞中始终含有少量E蛋白,保持接受蓝光信号的能力(4)①C②A③a④b(或①A②C③a④b)(5)第1步黑暗条件下培养工程菌至种群数量达到最适第2步红光照射至人β防御素在培养液中达到适宜浓度第3步蓝光照射至工程菌凝集,回收发酵产物第4步红光蓝光同时照射,杀死工程菌[解析](1)已知基因序列信息后,可制作引物,以cDNA为模板通过PCR技术获得目的基因。(2)组成型表达即持续表达,从图甲分析,S蛋白与启动子结合,当存在红光时P蛋白与S蛋白结合导致H基因表达,说明P和S蛋白一直存在,是否结合会影响H基因的表达,故P和S基因是组成型表达。(3)左侧E基因的启动子是CYC,照射蓝光后受到正反馈调控,快速表达大量E蛋白,进而激活F基因表达;右侧E基因的启动子是ACT,为组成型表达的弱启动子,使细胞中始终含有少量E蛋白,保持接受蓝光信号的能力。(4)从图中分析,蓝光照射时可使CYC启动子后续基因表达,红光照射时可使Jub启动子后续基因表达,①②位置选择这两种启动子可保证酵母细胞在红光和蓝光同时照射时才激活致死基因N的表达,①②位置这两种启动子位置可颠倒。为了保证酵母细胞在红光和蓝光同时照射时才激活致死基因N的表达,当④位置是L蛋白结合位点、③位置是T蛋白结合位点时,红光和蓝光同时照射时T基因表达的T蛋白与③位点结合,阻止了L基因的表达,使N基因可以表达而致死。(5)根据题目信息,红光照射使产物增多,蓝光照射使酵母细胞凝集沉淀,红蓝光同时照射使工程菌死亡,具体步骤见答案。20.(1)能吸收周围环境中DNA分子表达量与IBD程度呈正相关(2)Ec菌数量差异y/(x+y)(3)X-gal出现蓝色菌落(4)研究工程菌R对人类肠道稳态是否有负面影响[解析](1)利用Ca2+处理大肠杆菌细胞,可以使细胞处于一种能够吸收周围环境DNA分子的生理状态,从而将重组的基因表达载体导入其中;由图甲可知,启动子P是硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子,因此,只有小鼠患IBD,菌株E中的抗炎蛋白基因才会表达且其表达量与IBD程度呈正相关。(2)①由图乙可知,方案1中的诱导型启动子只有在IBD发生时才会表达绿色荧光蛋白基因,绿色荧光蛋白的数量受Ec菌株数量和IBD发病程度的影响;②方案2中,因为有持续表达启动子Pc,在未受到IBD诱导的时候,菌株Ec表达红色荧光蛋白基因,当受到IBD诱导时,Ec既表达红色荧光蛋白基因,也表达绿色荧光蛋白基因,如此,IBD的患病程度就可以利用同时发红色和绿色荧光的工程菌的数量与所有发荧光的工程菌的数量之比表示,即y/(x+y)。(3)由图丙可知,当小鼠患IBD时,启动子P会让B-sgRNA基因表达,从而使突变基因A-LacZ恢复正常序列,LacZ基因会编码蛋白质使大肠杆菌菌落在含X-gal(无色)的培养基上呈现蓝色,从而记录下曾经患过IBD的情况。(4)工程菌的结构、功能研究清楚后,下一步就是用于人类的疾病治疗,所以需要研究工程菌R对人类肠道稳态是否有负面影响,从而进行进一步的研发。21.(1)Ca2+(2)编码区碱基序列的替换、增添或缺失导致mRNA中终止密码子位置改变,翻译提前或延后终止(3)正常翻译、正确折叠有红色荧光、无绿色荧光(4)C(5)[解析](1)基因工程中当以大肠杆菌作为受体细胞时,常用Ca2+(或CaCl2)处理,使大肠杆菌细胞处于一种容易吸收周围环境中DNA的生理状态,便于重组质粒等外源DNA的导入(选择性必修3教材第82页)。(2)基因编码区的突