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截止2020年5月,新冠病毒(2019-nCoV)已在全球210多个国家和地区蔓...

截止20205月,新冠病毒(2019-nCoV)已在全球210多个国家和地区蔓延传播,引发了全球性的“防疫大战”。在防疫战中,尽早确诊并及时隔离是防止新冠病毒过度传播的有效手段。在现有的检测新冠病毒的方法中,最常用的是“荧光PCR法”。其基本原理是:将新冠病毒RNA逆转录为DNA,通过采用多重荧光RTPCR技术,以2019nCOV的两个独立基因ORF1ab基因和N基因的保守区为靶位点设计特异性的引物和一定量的荧光标记的DNA探针,单管双检同时测定新型冠状病毒两个独立基因,消除由于病毒变异带来的漏检风险。

请回答下列问题:

1)“荧光PCR法”所用的试剂盒中通常都应该含有:______________________、引物、四种脱氧核苷酸、缓冲体系。

2)如果要成功将上述两个独立基因分别扩增出来,则在试剂盒中的引物应该有___________种,下图为“基因ORFlab”对应的cDNA片段结构示意图,则与之对应的引物结合的部位应该是图中的___________(用图中数学作答)。

3)在检测过程中,随着PCR的进行,反应产物不断累积,“杂交双链”荧光信号的强度也等比例增加。可通过荧光强度变化监测产物量的变化,从而得到一条荧光扩增曲线图(如图)。

①“平台期”出现的最可能原因是:______________________

②理论上,在检测过程中,有荧光标记的“杂交双链”出现,则说明检测结果呈___________(填“阴”或“阳”)性,但为了保证检测结果的准确性,一般会设定“双链荧光强度”的阈值(如图虚线),即达到或超过阈值时才确诊。现有甲、乙两个待检样本,在检测过程中都出现了上述形态的曲线,但甲的a点比乙的a点明显左移。请给这种结果做出科学合理的解释(试剂盒合格且正常,操作过程规范且准确):______________________

4)某些“阴谋论者”认为新冠病毒是“生物武器”,但这显然是不攻自破的,因为任何热爱和平的国家、组织和个人都不可能去研究这类“人类公敌”。早在1998年,中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中,重申:______________________

 

逆转录酶 热稳定性DNA聚合酶(Taq酶) 4 1和4 试剂盒中的原料和探针数量一定,超出一定的循环数后,荧光标记的“杂交双链”不再增加 阳 甲样本中的新冠病毒含量更高,达到國值所需的循环数更少 在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散 【解析】 PCR原理:在引物作用下,耐热DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。 (1)根据题目信息:“荧光PCR法”基本原理是:将新冠病毒RNA逆转录为DNA,通过采用多重荧光RT一PCR技术,因此,“荧光PCR法”所用的试剂盒中通常都应该含有:逆转录酶、热稳定性DNA聚合酶(Taq酶)、引物、四种脱氧核苷酸、缓冲体系。 (2)根据PCR技术的原理,在扩增DNA分子时,每一条链均需与相应的引物结合才能进行扩增,因此如果要成功将上述两个独立基因分别扩增出来,则在试剂盒中的引物应该有4种;在利用PCR技术扩增DNA分子过程中,DNA聚合酶只能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,又由于DNA的两条链是反向平行的,所以引物与DNA分子单链的3'端(—OH)相结合即图示中的1和4所示部位。 (3)①分析荧光扩增曲线图,图中曲线通过荧光强度变化反映产物量的变化,因此曲线中“平台期”出现的最可能原因是:试剂盒中的原料和探针数量一定,超出一定的循环数后,荧光标记的“杂交双链”不再增加。 ②理论上,在检测过程中,有荧光标记的“杂交双链”出现,则说明检测结果呈阳性;为了保证检测结果的准确性,一般会设定“双链荧光强度”的阈值,即达到或超过阈值时才确诊。现检测结果甲的a点比乙的a点明显左移,说明甲样本中的新冠病毒含量更高,达到國值所需的循环数更少。 (4)在1998年,中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中,重申:在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
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考点分析:
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阿拉伯胶是一种多糖,也称阿拉伯树胶,是一种产于非洲撒哈拉沙漠以南的半沙漠带的天然植物胶,主要包括有树胶醛糖、半乳糖、葡萄糖醛酸等。在食品、医药、化妆品及其他工业上有广泛的应用。其水溶液易被细菌、真菌或酶降解。为研究自然界中微生物对阿拉伯胶的降解作用,研究者从某地合欢树下距离地表深1015cm处的土样中初筛到能合成阿拉伯胶降解酶的“M”菌。

请回答下列问题:

1)某同学将初筛菌液接种在固体培养基上,其中一个平板经培养后的菌落分布如下图所示。该同学采用的接种方法是___________;从结果推测该同学接种时可能出现的失误是:_____________________

2)观察发现:“M菌的菌落为粉白色,菌落初期呈突起絮状。在显微镜下观察到:菌丝白色致密,且有分生孢子,细胞核直径约1μm。可断定“M”菌为___________(填细菌真菌),判断依据是:______________________

3)分离该阿拉伯胶降解酶可用电泳法,其原理是根据蛋白质分子的___________以及分子本身的大小、形状的不同,使之在电场中的___________不同而实现分离。

4)下表中培养液pH均为60,若对“M”中阿拉伯胶降解酶的活力进行测定,则应选用表中的______培养液,不选用的其他培养液的原因分别是:______________________

实验用培养液配方

培养

阿拉

伯胶

阿拉伯  胶酶

NaNO3

牛肉膏

K2HPO4

MgSO4·7H2O

KC1

FeSO4·7H2O

A

25g/L

lg/L

lg/L

05g/L

001g/L

B

25g/L

1μg/L

3g/L

1g/L

1g/L

05g/L

001g/L

C

3 g/L

1g/L

lg/L

05g/L

001g/L

D

25g/L

3 g/L

1g/L

1g/L

05g/L

001g/L

 

 

 

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果蝇个体小、易饲养、养殖成本低、繁殖速度快、易获取,并且其染色体数目少,常作为遗传学研究材料。

1)果蝇的裂翅与直翅由常染色体上的一对等位基因Aa控制,科学家进行了如下实验:

经统计发现F2中直翅∶裂翅=52,试解释上述比例出现的原因:______________________________

2)果蝇翅色有黑色、灰色、无色三种类型,由常染色体上的两对独立遗传的基因(EeRr)控制。当两种显性基因(ER)同时存在时翅膀才表现出颜色,其余情况下均表现为无色。显性基因ER中有一种存在剂量效应,即有一个显性基因时为灰翅,有两个显性基因时为黑翅。请从甲(基因型为eeRR)、乙(基因型为EErr)和丙(基因型为eerr)三种果蝇中选择材料,设计杂交实验来判断存在剂量效应的基因是E还是R

杂交方案:________________________________________

请写出支持基因R存在剂量效应的预期实验结果:______________________________

 

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澄池中生活着多种浮游动植物,以及锦鲤。小桥流水,风景优美。每日都有同学在桥上向水中投食。澄池中大型水溞是常见杂食浮游动物,具有较强的摄食能力,能摄食小型浮游动物及藻类,可用于控制水体中藻类的过度增长。为探究大型溞对澄池中藻类的影响,生物兴趣小组进行了以下相关实验。

1)多次采集池水,混匀后分别装入透明塑料桶中,将塑料桶随机分成5组(C0C4组)。向桶中加入大型搔,使其密度依次为0/L5/L15/L25/L50/L。将水桶置于适宜光照下,每三天计数一次,统计每组水样中藻类植物细胞密度,实验结果如图1

①澄池可看作一个微型生态系统,输入其中的总能量是____________________

②第4天到第7天期间,C0C1C2组藻类植物细胞数量下降的原因可能有__________

a.水体无机盐得不到及时补充

b.有害代谢产物积累

c.浮游动物摄食量大于藻类增殖量

d.输入系统的总能量减少

2)研究同学还统计了各组水体中小型浮游动物的密度变化,结果如图2所示。大型溞与小型浮游动物的种间关系是____________________。据此分析图1C4组对藻类抑制效果反而不如C3组的原因是_____________________

3)由上述实验可知,饲养大型溞可用于防止藻类过度生长,但需考虑大型溞的投放__________等问题。

 

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盐分通过多种胁迫方式伤害植株,如渗透胁迫、离子胁迫等。盐胁迫对植物生长发育最普遍和最显著效应是抑制植物生长,降低植物生物量。细胞分裂素对提高植物抗逆性具有重要作用。研究表明,通过丙酮将细胞分裂素渗入种子,可减轻NaCl对莴苣种子萌发的抑制作用,提高种子发芽率。

1)渗透胁迫中土壤水势降低导致细胞__________,引起植物生理性缺水;离子胁迫造成植株细胞膜损伤,__________功能降低,导致细胞内离子稳态失衡,影响植物生长发育。

2)细胞分裂素可以减轻盐分对种子萌发的抑制作用,此外,另一种促进种子萌发的植物激素是__________,该激素主要在__________合成(填部位名称)。

3)研究发现,低浓度细胞分裂素处理有利于子叶有机物质积累及转运,为幼苗生长提供营养,提高幼苗抗逆性;当细胞分裂素浓度过高时,导致植株细胞内各种酶活性降低;加速幼苗衰老。据此分析,在非盐胁迫下植物幼苗移栽过程中,是否需要添加细胞分裂素促进幼苗生长?请简述理由。_________

 

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1880年恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中,然后用极细的光束照射水绵。他发现好氧细菌只向被光束照射到的部位集中;如果临时装片暴露在光下,细菌则分布在所有受光的部位。请回答下列问题:

1)恩格尔曼的实验设计非常巧妙,试从实验材料的角度进行分析

①水绵的________________,便于观察。

②可通过观察____________________准确判定光合作用进行的部位。

2)在研究不同光质与光合作用的关系时,恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现大量的好氧细菌聚集在M__________光区域(填光的类型)。某同学对好氧细菌聚集在M光区域有如下两种解释:①好氧细菌趋氧引起的;②好氧细菌趋M光区域引起的。请你补充实验排除解释②,要求简要写出实验思路和预期结果。

实验思路:__________________________________________________

预期结果:__________________________________________________

 

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