A.(生物技术实践,9分)生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇,其技术流程为:纤维素酶解→酵母发酵→蒸馏→-成品。
(1)纤维素酶的成本能否下降,是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:土壤→取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。
①最好选择怎样的环境采集土样?
②以下是一种培养基配方:纤维素粉5g、NaN031g、Na2HP04。7H201.2g、KH2P040.9g、MgSO4·7H2O0.5g、KCl0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g(蒸馏水定容到1000ml)。该
培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度,其原理是
③为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基上加入 染液,
将筛选获得的茵液稀释后用 方法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生透明圈的菌落作为菌种进行扩大培养。
④纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢?请设计实验进行检测。
(2)乙醇是酵母菌的发酵产物。发酵时酵母菌直接利用的物质是 。
(3)发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性,从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种,该过程需采用PCR技术扩增目的基因。与体内DNA复制相比,PCR反应体系需加入哪两种特别的物质?
B.(现代生物科技,9分)下图是利用多种生物工程技术获得转基因牛的基本操作流程,请分析回答:
(1)在基因工程的操作程序中,基因工程的核心是 。
(2)在获取目的基因和构建目的基因表达载体的一个目的基因表达载体的组成包括标记基因和 。
(3)一般将受精卵作为目的基因的受体,将目的基因导入受精卵常用的方法C称 法。
(4)流程A和B分别指 和 。
(5)农场放牧要考虑环境承载力,牛粪可以用于沼气生产,它们分别应用了生态工程的_____和__________原理。
植酸酶,是酶的品种之一,在动物饲料加丁中发挥重要作用。植酸酶能分离出植酸分子中的磷,将植酸(盐)降解为肌醇和无机磷,同时释放出与植酸(盐)结合的其它营养物质。
(1)饲料加工过程温度较高,要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时,首先必须了解植酸酶的__ __,最终通过改变植酸酶的__ __,再通过基因工程得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆,可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞最常用的方法是_ ___。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率,科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过方法转入猪的 中。将早期胚胎培养至一定时期通过 方法,从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因植物被推广种植,可能会对生态环境产生怎样的影响? 。
人和哺乳动物的尿中含有尿素,大量尿素的存在会对环境造成污染。土壤中有些细菌含有脲酶,可通过降解尿素作为其生长的氮源。现对土壤中的这类细菌进行分离实验,请回答下列问题:
(1)分离培养细菌时必须进行无菌操作,包括培养基和各种器皿都必须是无菌的,培养基常用的灭菌方法有___ _。
(2)将样液进行一系列的梯度稀释,然后接种培养。在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在 旁进行操作。接种后的培养皿 于37℃的 中培养。
(3)用含有酚红指示剂的培养基筛选能分泌脲酶的细菌,从功能上划分该培养基属于 培养基。若培养基中存在有分解尿素的细菌,其菌落周围会出现红色环带,这是由于尿素被分解产生的 使pH升高,酚红指示剂产生的颜色变化,从而证明这一菌株可以尿素为氮源。变色区域越大,表明该菌株利用尿素力__ _。
野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛,而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛,研究者对果蝇S的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。
(1)根据实验结果分析,果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对 性状,其中长刚毛是_ ___ 性性状。图中①、②基因型(相关基因用A和a表示)依次为 。
(2)实验2结果显示:与野生型不同的表现型有 种。③基因型为 ,在实验2后代中该基因型的比例是 。
(3)根据果蝇③和果蝇S基因型的差异,解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因: 。
(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小,推测相关基因发生的变化为 。
(5)实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F.新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是:虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状,但 ,说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。
下列两图为某哺乳动物细胞分裂过程中核DNA和染色体数量变化的坐标图和细胞的部分生命活动示意。请据图回答:
(1)图甲中③阶段包括 过程。
(2)图乙中c细胞中的染色体共含有 条脱氧核苷酸链,在显微镜下可观察到同源染色体的细胞是 (填字母)。
(3)基因的自由组合发生在图乙 (填字母)细胞中,h细胞的名称是 ,b、c细胞中各含有 个染色体组。
(4)图乙中d细胞形成f细胞的过程称为 。如果e细胞变成了癌细胞,根本原因是 发生了突变。
(5)在图甲中,如果在A点时全部核DNA已用放射性同位素标记,而其后过程中所用的原料不含放射性同位素,则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占全部核苷链的 。
为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)图l的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。
(2)光合作用过程中,C02与C5结合生成 ,消耗的C5由 经过一系列反应再生。
(3)由图可知P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的 ;另一方而是其蛋白质含量较高,含有更多的 。
(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是 。