2021年生物高考真题及答案解析(广东卷)

2021年生物高考真题(广东卷) 我国新冠疫情防控已取得了举世瞩目的成绩,但全球疫情形势仍然严峻。为更有效地保护人民身体健康, 我国政府正在大力实施全民免费接种新冠疫苗计划, 充分体现了党和国家对人民的关爱。目前接种的新冠 疫苗主要是灭活疫苗,下列叙述正确的是() 接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫 “葛(葛藤)之覃兮,施于中谷(山谷),维叶萋萋。黄鸟于飞,集于灌木,其鸣喈喈”(节选自《诗经葛 覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个() 黄鸟种群B.生物群落C.自然生态系统D.农业生态系统 近年来我国生态文明建设卓有成效,粤港澳大湾区的生态环境也持续改善。研究人员对该地区的水鸟进行 研究,记录到146 种水鸟,隶属9 目21 科,其中有 国家级保护鸟类14 种,近海与海岸带湿地、城市水 域都是水鸟的主要栖息地。该调查结果直接体现了生 物多样性中的() 基因多样性和物种多样性B.种群多样性和物种多样性 物种多样性和生态系统多样性D.基因多样性和生态系统多样性 研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是() PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究 DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的 伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供 主要依据的是() 制取新冠病毒灭活疫苗是对新冠病毒进行特殊处理,使其内部遗传物质 (核酸)失活,但病毒的蛋白质外壳仍 然完整,从而保持免疫原性。 种群:在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群。群落: 在一定的自然区域内,所有的种群组 成一个群落。生态系统:生物群落与 它的无机环境相互作用形成的统一整 生物多样性通常有三个层次的含义,即基因多样性、物种多样性和生态 系统多样性。 生物的分类单位从大到小依次为界、 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,又称细胞程序性死 亡。细胞凋亡是生物体正常发育的基 础、能维持组织细胞数目的相对稳定、 是机体的一种自我保护机制。在成熟 的生物体内,细胞的自然更新、被病原 体感染的细胞的清除,也是通过细胞 凋亡完成的。 威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱;查哥夫提出碱基 的量总是等于T 沃森和克里克在以上基础上提出了DNA 分子的双螺旋结构模型。 解析:赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵 染大肠杆菌的实验,证明了DNA 传物质,与构建DNA双螺旋结构模型 无关; 沃森和克里克提出的DNA半保留复 制机制,是在DNA 双螺旋结构模型之 后提出的; 赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 富兰克林等拍摄的DNA分子X 射线衍射图谱 查哥夫发现的DNA 中嘌呤含量与嘧啶含量相 沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 形增长群落的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K 金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA DNA复制B.转录C.翻译D.逆转 兔的脂肪白色(F)对淡黄色(f)为显性,由常染色体上一对等位基因控制。某兔群由 500 白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成,F、f 15%、85%B.25%、75%C.35%、65%D.45%、55% 秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解 液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸 (如图)。下列叙述正确的是() 培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 乙瓶的溶液由蓝色变为红色,表明酵母菌已产生了CO2 环境容纳量是指在自然环境不受破坏的情况下,一定空间中所能容纳的种群 数量的最大值。当出生率大于死亡率 时,种群密度增加;当出生率等于死亡率 时,种群密度保持稳定;当出生率小于死 亡率时,种群密度降低。 转录是指以DNA 的一条链为模板, 按照碱基互补配对原则,合成 RNA 程。翻译是指以mRNA为模板,合成具 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。 DNA 复制是指以亲代DNA 为模板,按 照碱基互补配对原则,合成子代 DNA 过程。逆转录是指以RNA为模板,按照 碱基互补配对原则,合成DNA 的过程。 基因频率:是指在一个种群的基因库中,某个基因占全部等位基因的比率。 图示为探究酵母菌进行无氧呼吸的装置示意图。酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇 和CO2。 检测乙醇的方法是:橙色的重铬酸钾,在 酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰 绿色。 检测 CO2 的方法是:CO2 可以使澄清的 石灰水变浑浊,也可以使溴麝香草酚蓝水 溶液由蓝变绿再变黄。 实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量10. 孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有 更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群 中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是() 自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊11. 白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。 为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞 发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是() Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组 将Bc作为育种材料,能缩短育种年限 秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株 自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育 12. 在高等植物光合作用的卡文循环中,唯一催化 CO2 固定形 成C3 的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是() Rubisco存在于细胞质基质中 激活Rubisco需要黑暗条件 Rubisco催化CO2 固定需要ATP Rubisco催化C5 和CO2 结合 13. 保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫 鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的 影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 推测3种蔗糖溶液浓度高低为

14. 乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟 过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动,以乙烯利 10. 自然界中的生物,通过激烈 的生存斗争,适应者生存下来, 不适应者被淘汰掉,这就是自 然选择。 11. 根据单倍体、二倍体和多倍 体的概念可知,由受精卵发育 成的生物体细胞中有几个染色 体组就叫几倍体;由配子发育 而来的个体,无论含有几个染 色体组都为单倍体。 单倍体往往是配子发育形成 的,无同源染色体,故高度不 育,而多倍体含多个染色体组, 一般茎秆粗壮,果实种子较大。 12. 详解: Rubisco参与植物光合作用过 程中的暗反应,暗反应场所在 叶绿体基质,故Rubisco 存在于 叶绿体基质中; 暗反应在有光和无光条件下都可以进行,故参与暗反应的 Rubisco的激活时对光无要 Rubisco催化CO2 固定不需 要ATP; Rubisco催化二氧化碳的固 定,即C5 和CO2 结合生成C3 的过程。 13. 气孔是由两两相对而生的 保卫细胞围成的空腔,能够自 动开闭。气孔是植物蒸腾失水 的“门户”,也是植物体与外界进 行气体交换的“窗口”。气孔的张 开和闭合受保卫细胞的控制。 图示:滴加蔗糖溶液一段时 间后,保卫细胞气孔张开一定 程度,说明保卫细胞在蔗糖溶 液中吸收一定水分;滴加蔗 糖溶液后一段时间,保卫细 胞气孔关闭,说明保卫细胞在 蔗糖溶液中失去一定水分, 滴加蔗糖溶液后一段时间, 溶液为处理剂,研究乙烯对香蕉的催熟过程,设计的技术 路线如图。下列分析正确的是() 根据实验安排第6次取样的时间为第10 处理组3个指标的总体变化趋势基本一致 15. 与野生型拟南芥WT 相比,突变体t1 和t2 在正常光照条件 下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图 a,示意 图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进而引起光 合速率差异,但叶绿素含量及其它形状基本一致。在不考 虑叶绿体运动的前体下,下列叙述错误的是() t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强 增加而增加时的光照强度) t2具有更低的光补偿点(光和吸收 CO2 与呼吸 释放CO2 等量时的光照强度) 三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大16. 人类(2n=46)14 号与21 号染色体二者的长臂在着丝点处 融合形成 14/21 平衡易位染色体,该染色体携带者具有正 常的表现型,但在产生生殖细胞的过程中,其细胞中形成 保卫细胞气孔张开程度较大, 说明保卫细胞在蔗糖溶液中 间吸收水分多,且多于蔗糖溶 液,由此推断三种蔗糖溶液 浓度大小为:

14. A:对照组香蕉果实的成熟 会受到乙烯影响,因为对照组 香蕉会产生内源乙烯,故 B:实验材料应尽量选择未开始成熟的香蕉果实,这样内源乙 烯对实验的影响较小,B 错误; C:图示表明每2 天取样一次, 次,为了了解香蕉实验前本身的还原糖量、淀粉量、果皮 色素量,应该从 D:处理组3个指标的总体变化 趋势不一致,应该是还原糖量 增加,淀粉量下降,果皮黄 素增加,D 错误 15. 可知,t1较多的叶 绿体分布在光照下,t2 较少的 叶绿体分布在光照下,由此可 推断,t2 比t1 具有更高的光饱 可知,t1较多的叶绿体 分布在光照下,t2 较少的叶绿 体分布在光照下,由此可推断, t1 比t2 具有更低的光补偿点, 正确;C:通过题干信息可知,三者的 叶绿素含量及其它形状基本一 致,由此推测,三者光合速率的 高低与叶绿素含量无关,故 正确;D:三者光合速率的差异,在一 定光照强度下,随光照强度的 增加而变大,但是超过光的饱 和点,再增大光照强度三者光 合速率的差异不再变化,故 错误;复杂的联会复合物(如图),在进行减数分裂时,若 该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律 (不考虑交叉互换),下列关于平衡易位染色体携带 者的叙述,错误的是() 男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体 女性携带者的卵子最多含24 种形态不同的染色 女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中 种染色体)17. 为积极应对全球气候变化,我国政府在2020 合国大会上宣布,中国于2030年前确保碳达峰(CO2 排放量达到峰值),力争在2060 年前实现碳中和(CO2 排放量与减少量相等),这是中国向全世界的郑重承 诺,彰显了大国责任。回答下列问题: 在自然生态系统中,植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳 的速率大致相等,可以自我维持碳平衡。 自西方工业革命以来,大气中CO2 的浓度持 续增加,引起全球气候变暖,导致的生态后 果主要是极地冰雪和高山冰川融化。 生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是光合作用和化能合成 作用、捕食、分解作用,消费者通过食物网 (链)取食利用,从而将碳元素以含碳有机 物的形式进行传递。 全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题,从全球碳循环的主要途径来看,减少碳 排放和增 加碳储存是实现碳达峰和碳中和的重要 举措。 16. 染色体变异是指染色体结构和数 目的改变。染色体结构的变异主要有 缺失、重复、倒位、易位四种类型。染 色体数目变异可以分为两类:一类是 细胞内个别染色体的增加或减少,另 一类是细胞内染色体数目以染色体组 的形式成倍的增加或减少。 A:14/21 平衡易位染色体,是通过染 色体易位形成,属于染色体变异,可通 过显微镜观察染色体形态,而有丝分 裂中期染色体形态固定,故观察平衡 易位染色体也可选择有丝分裂中期的 细胞,故A 正确。 B:题干信息可知,14/21 平衡易位染 21号两条染色体融 合成一条染色体,故男性携带者的初 级精母细胞含有45 条染色体,故B C:由于发生14/21平衡易位染色体, 该女性卵母细胞中含有45 条染色体, 经过减数分裂该女性携带者的卵子最 多含有23 种形态不同的染色体,故C 错误; D:女性携带者的卵子可能有6 种类型 (只考虑图中的3 种染色体)分别是: 含有14、21号染色体的正常卵细胞; 含有 14/21 平衡易位染色体的卵细 胞;含有 14/21 平衡易位染色体和 21 号染色体的卵细胞;含有14 色体的卵细胞;14/21平衡易位染色 14号染色体;含有 21 号染色 体的卵细胞,故D 正确; 17. 碳达峰:就是我们国家承诺在 2030 年前,二氧化碳的排放不再增长, 达到峰值之后再慢慢减下去;碳中和 主要是通过植物的光合作用存储碳的 过程以及生物的呼吸作用和分解作用 释放碳的过程达到动态平衡。 碳在无机环境和生物群落之间是以二 氧化碳形式进行循环的。碳在生物群 落中,以含碳有机物形式存在。大气中 的碳主要通过植物光合作用进入生物 群落。生物群落中的碳通过动植物的 呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃 料的燃烧等方式可以回到大气中。 18. 太极拳时我国的传统运动项目,其刚柔并济、行云流 水般的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的 精巧调控及各肌群间相互协调而完成。如“白鹤亮 翅”招式中的伸肘动作,伸肌收缩的同时屈肌舒张。 图为伸肘动作在脊髓水射弧基本结构的示意 图中反射弧的效应器是伸肌、屈肌及其相应的运动神经末梢。若肌梭受到适宜刺激, 兴奋传至a 伸肘时,图中抑制性中间神经元的作用是释放抑制性神经递质,导致屈肌运动神经元 抑制,使屈肌舒张。 适量运动有益健康。一些研究认为太极拳等运动可提高肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰 岛素水平相同的情况下,该激素能更好地促 进肌细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖, 降低血糖浓度。 有研究报道,常年坚持太极拳运动的老年人,其血清中 TSH、甲状腺激素等的浓度升 高,因而认为运动能改善老年人的内分泌功 能,其中TSH 水平可以作为评估垂体(填 分泌该激素的腺体名称)功能的指标之一。 19. 人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终 产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球 率过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功 能的蛋白 URAT1 GLUT9重吸收,最终回到血液。 尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前, 是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F 18、反射弧是反射的结构基础,反射弧 包括感受器、传入神经、神经中枢、传 出神经、效应器五个部分,神经节所在 的神经元是传入神经元,效应器是指传 出神经末梢以及其所支配的肌肉或者 腺体。 静息电位是外正内负,主要由钾离子外 流产生和维持,动作电位是外负内正, 主要由钠离子产生和维持 。兴奋在突 触处的传递过程:突出前膜内的突触小 泡释放神经递质,作用于突触后膜上的 受体,突触后膜电位发生变化,使突触 后神经元兴奋或抑制,突触后神经元的 兴奋或抑制取决于神经递质的种类。 胰岛素能促进葡萄糖的去路,即加速组 织细胞对葡萄糖的摄取、利用和存储, 抑制肝糖原的分解和非糖物质的转化, 从而降低血糖。太极拳等运动可以提高 肌细胞对胰岛素的敏感性,在胰岛素水 平相同的情况下,该激素能更好地促进 肌细胞加速摄取、利用和存储葡萄糖, 从而降低血糖浓度。 甲状腺激素的分泌存在分级调节,下丘 脑分泌TRH(促甲状腺激素释放激素) 作用于垂体,促使垂体分泌TSH(促甲 状腺激素)作用于甲状腺,从而使甲状 腺分泌TH(甲状腺激素)。激素通过体 液运输,可通过检测血液中TSH、TH、 TRH 等激素的含量评估相应分泌器官 的功能,从而判断老年人的内分泌功 能。其中 TSH 水平可以作为评估垂体 功能的指标之一。 的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化 酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大 鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组, 另一组灌服F 设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结 果见图。 与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9 在细胞内的合成、 加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体 及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾 小管细胞通过上述蛋白重吸收—尿酸盐,体现了细 胞膜具有选择透过性的功能特性。原尿中还有许 多物质也需要借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜, 这类跨膜运输的具体方式有协助扩散、主动运 URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(下图示意图),该 结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是肾小管细胞 刷状缘形成很多突起,增大吸收面积。 与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是尿酸氧化酶活性低。与其 它两组比较,设置模型组的目的是排除血清尿酸 盐含量降低的原因是由于大鼠体内尿酸氧化酶的 作用(或确保血清尿酸盐含量降低是 根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组 19. (1)分泌蛋白在细胞内的 合成、加工和转运过程需要核 糖体、内质网、高尔基体及线粒 体等细胞器共同参与,由于 URAT1 和GLUT9 与分泌蛋白相 似,因此URAT1 和GLUT9 胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体 及线粒体等细胞器共同参与。 肾小管细胞通过 URAT1 GLUT9蛋白重吸收尿酸盐,体 现了细胞膜的选择透过性。借 助载体蛋白的跨膜运输的方式 有协助扩散和主动运输。 (2)由图可知,肾小管细胞刷 状缘形成很多突起,增大吸收 面积,有利于尿酸盐的重吸收。 (3)模型组灌服尿酸氧化酶抑 制剂,与空白对照组灌服生理 盐水的正常实验大鼠(有尿酸 氧化酶)相比,模型组的自变量 是尿酸氧化酶活性低,与空白 对照组和灌服F 的治疗组比较, 设置模型组的目的是排除血清 尿酸盐含量降低的原因是由于 大鼠体内尿酸氧化酶的作用 (确保血清尿酸盐含量降低是 作用的结果)。(4)根据尿酸盐转运蛋白检测 结果,模型组灌服尿酸氧化酶 抑制剂后转运蛋白增加,灌服F 的治疗组转运蛋白和空白组相 同,可推测 降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 抑制转运蛋白URAT1 GLUT9基因的表达,减少尿酸 盐重吸收。为进一步评价 作用效果,本实验需要增设对照组,将高尿酸血症大鼠灌服E 进行对比,得出两者将尿酸的作用效果。 大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 抑制转运蛋白 URAT1 GLUT9基因的表达,减少尿酸盐 重吸收,为进一步评价F 的作用效果,本实验需 要增设对照组,具体为高尿酸血症大鼠灌服E。 20. 果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重 要的材料。摩尔根等人选育出 M-5 品系并创立了基于该 品系的突变检测技术,可通过观察 F1 F2代的性状及 比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致 死等),确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染 色体。回答下列问题: 果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2 对相对性状的基 因均位于X 染色体上,其遗传总是和性别相关联, 这种现象称为伴性遗传。 图示基于M-5品系的突变检测技术路线 雄果蝇交配,若 得到的 F2 代没有野生型雄果蝇。雌果蝇数目是 雄果蝇的两倍,F2 代中雌果蝇的两种表现型分别 是棒眼杏红眼和 棒眼红眼,此结果说明诱变产生了伴X 染色体隐性完全致死基因突变。该 突变的基因保存在表现型为雌果蝇的细胞内。 上述突变基因可能对应图中的突变(从突变、、中选一项),分析其原因可能是突变 为终止密码子,蛋白质停止表达,使胚胎死亡。 图所示的突变检测技术,具有的优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇X 染色体上 20. 由题基于M-5 品系的突变检 测技术路线可知P:XBrXBr(棒眼 杏红眼) XbRY F1:XBrXbR、XBrY; XBrXbR F2:XBrXBr(棒眼杏红眼雌蝇)、XBrXbR 眼红眼雌蝇)、XBrY(棒眼杏红眼雄蝇)、XbRY(死亡) (1)位于性染色体上的基因,在 遗传过程中总是与性别相关联的 现象,叫伴性遗传。 (2)由分析可知,F2 雌蝇基因型 为:XBrXBr、XBrXbR,因此F2 中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和棒眼红眼,由于F2 有野生型雄蝇,雌蝇数目是雄蝇的两倍,此结果说明诱变产生了 染色体阴性完全致死突变基因,该突变的基因保存在表现型 为雌果蝇的细胞内。 ACUACC,突变前后翻译的氨基酸都是苏氨酸;突变4 号密码 AACAAA,由天冬酰胺变为赖氨酸;突变20 号密码子 UUAUGA,由亮氨酸突变为终 止密码子。因此上述突变基因可 能对应图中的突变,突变后终 止翻译,使胚胎死亡。 (4)图所示的突变检测技术优点 是除能检测上述伴 染色体隐性完全致死基因突变外,还能检测 出果蝇 染色体上的显性基因突变和隐性基因突变;该技术检测 的结果需要通过性别进行区分, 不能检测出果蝇常染色体上的基 因突变,包括常染色体上隐性基 因突变和显性基因突变。 的可见(或 染色体上的显性)基因突变;缺点是不能检测出果蝇常染色体基因突变。(、 点即可)21. [选修1:生物技术实践] 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌 H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料, 在实验室发酵生产PHA 等新型高附加值可降解材料,期望 提高蔗糖的整体利用价值。工艺流程如图。 为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在 液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源,并不断提高 其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将 部分培养物转入新的培养基中继续培养)以获得目 标菌株。培养过程中定期取样并用血细胞计数板 计数方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此 外,选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工 程育种等。(答出两种方法即可) 基于菌株H嗜盐、酸碱耐受力强等特性,研究人员 设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓 度设为60g/L,pH 为10,菌株H 可正常持续发酵 60 天以上。该系统不需要灭菌的原因是盐浓度为 60g/L 的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH 10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁 殖受抑制。 研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH 条件下发酵,结果发现新发酵液中菌 细胞增殖和PHA产量均为达到预期,并产生 21. 微生物的筛选和计数方法: 1)实验室中微生物的筛选原理 实验室筛选:认为提供有利于 目的菌株生长的条件(包括营 养、温度 pH 等),同时抑制或 阻止其他微生物生长。 2)微生物常见的接种方法:稀 释涂布平板法、平板划线)测定微生物数量的方法: 直接计数法:常用显微镜直接 计数法,一般适用于纯培养悬 浮液中各种单细胞菌体的计 数;间接计数法:常用稀释平 板计数法,平板培养基上长出 一个菌落就代表原待测样品中 一个微生物个体。 (1)根据题意分析,该实验的 目的是提高菌株 对蔗糖的耐受能力和利用效率,结合微生 物的代谢需求,其液体培养基 应该以蔗糖作为唯一碳源。并 不断提高其浓度,经多次传代 培养(指培养一段时间后,将部 分培养物转入新的培养基中继 续培养)以获得目标菌株。培养 过程中定期取样并用血细胞计 数板计数的方法进行菌落计 数,评估菌株增殖状况。此外, 选育优良菌株的方法还有诱变 育种、基因工程育种等。 (2)已知,菌株H 具有嗜盐、 酸碱耐受力强等特性,因此等 培养基盐浓度为 60g/L,pH 10时,菌株H 可正常持续发酵 60d 以上,而盐浓度为60g/L 条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH 10的条件下, 其他杂菌的酶变性失活,生长 繁殖受抑制,故该系统不需要 灭菌。 (3)分析题意,扩大培养时, 营养物浓度、温度、pH 等条件 下适宜,而发酵液中菌株 胞增殖和PHA产量均未达到预 期,并产生了少量乙醇等物质, 说明发酵条件中氧气不足 了少量乙醇等物质,说明发酵条件中中 氧气可能是高密度培养的限制因素。 菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋 白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明 其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。 22. [选修3:现代生物科技专题] 非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法,在 细胞外构建多酶催化体系,获得目标产物的新技 术,其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国 科学家设计了 步酶促反应的非细胞合成路线(如图),可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食 品原料),以期解决高温强酸水解方法造成的严 重污染问题,并可以提高产率。 研究人员采用PCR 技术从土壤微生物基 因组中扩增得到目标酶基因。此外,获得 酶基因的方法还 有基因文库中获取、人工合成法。(答出 两种即可) 高质量的DNA 模板是成功扩增出目的基 因的前提条件之一。在制备高质量DNA 板时必须除去蛋白,方法有盐析法、酶解法或高温变性。(答出两种即可) 研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细 胞、pET20b 为表达载体分别进行 的表达。表达载体转化大肠杆菌时,首先应制备感受态细胞。为了检测目的基因 是否成功表达出酶蛋白,需要采用的方法 是抗原-抗体杂交技术。 依图所示流程,在一定温度、pH等条件 种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不 同,可能导致的结果是 有的酶失活而使反应中段。在分子水平上,可以通过 说明发酵条件中氧气不足,使菌种进行无 氧呼吸产生乙醇,即氧气(O2 或溶解氧) 是限制高密度培养的重要因素。 (4)根据酶的专一性可知,菌株H 之所以 能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等 的餐厨垃圾来产生PHA,说明其能分泌蛋 白酶、淀粉酶、脂肪酶等。 22. 基因工程技术的基本步骤: 1)目的基因的获取: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 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; 检测目的基因是否转录出了 mRNA—分 子杂交技术; 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 解析: (1)分析题意,研究人员从土壤微生物基 因组中扩增得到目标酶基因采用了PCR 术,此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。 (2)高质量的DNA 模板是成功扩增出目 的基因的前提条件之一。在制备高质量 DNA 模板时必须除去蛋白质,可根据DNA 和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂 的耐受性去除蛋白质,方法有盐析法、酶 解法或高温变性法等。 改变基因的碱基序列,从而改变蛋 白质的结构,实现对酶特性的改造和 优化。 (3)研究人员使用大肠杆菌BL21 作为受体 细胞、pET20b 为表达载体分别进行4 表达。表达载体转化大肠杆菌时,首先应制备感受态细胞,即利用钙离子处理大肠杆菌,使 其成为感受态细胞,使其易于接受外来的 DNA 分子。基因工程中,酶基因(目的基因) 成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质, 常用抗原-抗体杂交技术进行检测。 (4)依图所示流程,在一定温度、pH 等条件 种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和,若这些 酶最适反应条件不同,则可能导致有的酶失活 而使反应中断。在分子水平上,可以通过改变 基因的碱基序列,从而改变蛋白质的结构,实 现对酶特性的改造和优化。

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注