【題目】近年來,在處理富營養(yǎng)化水體的污水過程中,與化學(xué)、物理除氮方法比較,目前認(rèn)為微生物反硝化去除氮素污染更為經(jīng)濟(jì)有效?蒲泄ぷ髡卟捎没蚬こ碳夹g(shù)構(gòu)建具有定向高效降解含氮化合物能力的工程菌,進(jìn)行了相關(guān)研究。請回答問題。

1)微生物的反硝化作用,是氮循環(huán)中一個重要的生物過程。亞硝酸鹽還原酶(Nir)是該過程的關(guān)鍵酶,是由野生菌株YP4的反硝化基因(nirS)轉(zhuǎn)錄后,再翻譯出具有___________作用的蛋白質(zhì)。

2)工程菌的構(gòu)建

研究者利用NCBI數(shù)據(jù)庫查到nirS基因的堿基序列,設(shè)計引物,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增nirS基因。PCR技術(shù)利用了___________的原理,使用耐高溫Taq酶而未使用普通DNA聚合酶的主要原因是______________________。

研究者用HindⅢBamHI兩種限制酶處理nirS基因與p質(zhì)粒,在_______________酶的作用下進(jìn)行體外連接,用連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5,在含慶大霉素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)并提取質(zhì)粒,如果用HindⅢBamHI雙酶切,得到兩個片斷電泳結(jié)果分別與_______________電泳結(jié)果基本一致,說明獲得重組質(zhì)粒pYP4S。

pYP4S轉(zhuǎn)化到野生菌株YP4中形成工程菌YP4S,培養(yǎng)后進(jìn)行PCR鑒定。為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒,擬設(shè)計引物進(jìn)行PCR鑒定。圖1所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質(zhì)粒中的相應(yīng)位置,PCR鑒定時應(yīng)選擇的最佳一對引物組合是_________。某學(xué)生錯選了圖中的另外一對引物組合,擴(kuò)增出長度為21kb的片段,原因是_______________。

3)檢測工程菌YP4S除氮的效能

工程菌株YP4S在已滅菌的模擬污水中培養(yǎng)36h后,檢測結(jié)果如圖2。結(jié)果表明___________________。

要進(jìn)一步證明工程菌對含氮污水治理更有效,應(yīng)___________________________

【答案】催化 DNA復(fù)制 PCR過程中DNA在高溫下解鏈,這樣的高溫下,普通的DNA聚合酶的生物活性喪失 DNA連接 p質(zhì)粒和插入片段(目的基因) 乙和丙 目的基因反向連接 工程菌株除氮效果優(yōu)于野生菌 .工程菌YP4S與野生菌分別處理實際污水36hⅡ.檢測除氮率

【解析】

分析題干可知:目前認(rèn)為微生物反硝化去除氮素污染更為經(jīng)濟(jì)有效,科研工作者采用基因工程技術(shù)構(gòu)建具有定向高效降解含氮化合物能力的工程菌,故需依據(jù)基因工程的相關(guān)原理進(jìn)行分析作答。

1)亞硝酸鹽還原酶(Nir)是該過程的關(guān)鍵酶,酶是經(jīng)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程形成的有催化作用的蛋白質(zhì)。

2)①PCR技術(shù)依據(jù)的原理是DNA分子的復(fù)制;因PCR過程中DNA解旋是在在高溫下進(jìn)行的(90-95℃),這樣的高溫下,普通的DNA聚合酶的生物活性喪失,故在PCR技術(shù)中應(yīng)采用使用耐高溫的Taq酶。

②連接兩個DNA片段所用的酶是DNA連接酶;因?qū)嶒炛?/span>nirS基因與p質(zhì)粒是分別用HindⅢBamHI兩種限制酶處理的,故若再用HindⅢBamHI雙酶切之后,得到兩個片斷電泳結(jié)果分別與p質(zhì)粒和插入片段(nirS基因)電泳結(jié)果基本一致,可說明獲得重組質(zhì)粒pYP4S。

PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合,沿相反方向合成子鏈,結(jié)合目的基因的插入位置可知,PCR鑒定時應(yīng)選擇的最佳一對引物組合是乙和丙;若某學(xué)生錯選了圖中的另外一對引物組合(甲和乙),只有反向連接后才能擴(kuò)增出長度為21kb的片段 20.1kb)。

3)①圖2結(jié)果表明,無論是總氮還是NH4、NO3的去除率,工程菌株除氮效果優(yōu)于野生菌。

②因圖2是工程菌株YP4S在已滅菌的模擬污水中的處理結(jié)果,故要進(jìn)一步證明工程菌對含氮污水治理更有效,應(yīng)用工程菌YP4S與野生菌分別處理實際污水36h,檢測除氮率。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)ATP的敘述,錯誤的是(

A.①為腺嘌呤,①+②為腺苷

B.++③構(gòu)成的物質(zhì)是轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄的原料之一

C.肌細(xì)胞形狀改變過程中有④的斷裂發(fā)生

D.劇烈運(yùn)動時細(xì)胞的ATP含量保持動態(tài)平衡

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】為研究遮光處理對水仙花凈光合速率的影響,某小組選取生長良好、長勢一致的水仙花盆栽幼苗若干,隨機(jī)均分為4組,其中a組不遮光,bc、d 3組進(jìn)行遮光處理,使光照強(qiáng)度分別為全光照的60%、35%、15%,實驗結(jié)果如下圖所示。請回答下列問題:

1)水仙花吸收光能的色素分布的具體部位是______________;當(dāng)缺乏Mg2時,葉綠素不能合成,說明無機(jī)鹽具有_________________的作用。

2m為曲線a與橫軸的交點,在此光照強(qiáng)度下,水仙花根尖細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的部位有_____________;若適當(dāng)增加CO2濃度,則m點向_____(填)移動。

3)進(jìn)行遮光處理的水仙花,其凈光合速率總體上______(填高于”“低于等于)進(jìn)行全光照的水仙花,這是因為光照不足對呼吸作用影響不大,卻顯著影響光合作用的______階段,導(dǎo)致為暗反應(yīng)階段提供的_____不足。

4)水仙花是人們喜愛的室內(nèi)觀賞花卉之一。據(jù)圖分析,水仙花適宜在室內(nèi)弱光條件下種植的原因是_________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】蘋果除了直接食用外,還可以制作成多種產(chǎn)品,如蘋果汁、蘋果醋等。利用固定化酶技術(shù)和固定化細(xì)胞技術(shù)能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,提高經(jīng)濟(jì)效益。請回答下列問題:

1)利用圖的裝置制作澄清蘋果汁的原理和優(yōu)點是:將果膠酶固定在____的載體上,使酶既能與反應(yīng)物接觸,又能____,同時,固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用,大大降低了生產(chǎn)成本。

2)被固定的果膠酶包括三類:____和果膠酯酶。

3)為了探究果膠酶的最適用量,需要在____條件下進(jìn)行,看看獲得一定量的果汁究竟需要多少果膠酶合適。

4)獲得的蘋果汁可以進(jìn)一步用于蘋果醋的制作,為了研究固定化醋酸菌的相關(guān)特性,實驗室利用下面的裝置進(jìn)行探究。

①利用海藻酸鈉制作含有醋酸菌的凝膠珠屬于固定化細(xì)胞技術(shù)中的 ____法。

②該裝置能夠制作蘋果醋的原理是____

③當(dāng)關(guān)閉開關(guān)后,發(fā)酵很快停止,原因是____。

5)載體固定了酶或細(xì)胞后,使用前 ____(填“需要”或“不需要”)進(jìn)行滅菌。

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】激動素是一種植物生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑,干旱缺水環(huán)境下使用激動素可影響棉花產(chǎn)量。為探究干旱環(huán)境下不同濃度的激動素對棉花產(chǎn)量的影響,某研究小組在棉花生產(chǎn)早期進(jìn)行了實驗,結(jié)果如圖。下列敘述正確的是

A. 激動素直接從植物產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?/span>

B. 該實驗存在兩組空白對照,不符合對照原則

C. 可進(jìn)一步探究棉花生長不同時期激動素的作用效果

D. 缺水環(huán)境下,激動素的作用體現(xiàn)出了兩重性

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)人體生物鐘機(jī)理(部分)如圖所示,下丘腦SCN細(xì)胞中,基因表達(dá)產(chǎn)物PER蛋白濃度呈周期性變化,周期為24h。下列分析正確的是(

A.per基因存在于人體各種細(xì)胞當(dāng)中但不一定表達(dá)

B.①不需要解旋酶,需要RNA聚合酶和脫氧核苷酸

C.圖中的mRNA在核糖體上移動的方向是從右向左

D.PER蛋白濃度升高時會反過來作用于①屬于反饋

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】探究不同濃度的生長素類似物對植物插條生根影響的實驗結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(

A. 實驗中用于扦插的枝條可能帶有芽或幼葉

B. 濃度X、Y、Z之間的大小關(guān)系為YXZ

C. 實驗不能說明該生長素類似物對枝條生根具有兩重性

D. 探究促進(jìn)生根的最適濃度時,可以通過預(yù)實驗減小實驗誤差

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下圖為人體免疫系統(tǒng)清除流感病毒的部分過程示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(  )

A. 細(xì)胞甲為B細(xì)胞,細(xì)胞甲、乙、丙都能接受抗原刺激

B. 細(xì)胞丙參與的免疫過程一定屬于人體的特異性免疫

C. 與細(xì)胞乙相比,細(xì)胞丙的高爾基體和溶酶體都更發(fā)達(dá)

D. 細(xì)胞丙消化抗原—抗體得到的部分產(chǎn)物可被細(xì)胞利用

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】囊鼠的體毛深色(D)對淺色(d)為顯性,若毛色與環(huán)境差異大則易被天敵捕食。調(diào)查不同區(qū)域囊鼠深色表現(xiàn)型頻率,檢測并計算基因頻率,結(jié)果如圖。

下列敘述錯誤的是

A. 深色囊鼠與淺色囊鼠在不同區(qū)域的分布現(xiàn)狀受自然選擇影響

B. 與淺色巖P區(qū)相比,深色熔巖床區(qū)囊鼠的雜合體頻率低

C. 淺色巖Q區(qū)的深色囊鼠的基因型為DD、Dd

D. 與淺色巖Q區(qū)相比,淺色巖P區(qū)囊鼠的隱性純合體頻率高

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案