北师大版 现代生物技术 单元测试.docx
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北师大版现代生物技术单元测试
现代生物技术
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、选择题
1.某研究小组欲研究被石油污染过的土壤中细菌的数量,并从中筛选出能分解石油的细菌。
下列操作错误的是
A.称取和稀释被污染的土壤时应在火焰旁
B.用以石油为唯一碳源的培养基进行筛选
C.分离菌种时可采用稀释涂布平板法接种
D.对细菌进行计数时宜采用平板划线法接种
【答案】D
【解析】试题分析:
据题意,称取和稀释被污染的土壤时应在火焰旁,A正确;用以石油为唯一碳源的培养基进行筛选,B正确;分离菌种时可采用稀释涂布平板法接种,C正确;对细菌进行计数时不宜采用平板划线法接种,D错误。
考点:
本题考查微生物的培养的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力。
2.根据某基因上游和下游的碱基序列,设计合成了用于该基因PCR的两段引物(单链DNA)。
引物与该基因变性DNA(单链DNA)结合为双链DNA的过程称为复性。
下图是两引物的Tm(引物熔解温度,即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度)测定结果,下列叙述错误的是
A.通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系
B.两引物分别是子链延伸的起点,并可以反复利用
C.若两引物的脱氧核苷酸数相同,推测引物2的GC含量较高
D.复性所需温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素
【答案】B
【解析】通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系,以免二者结合,A项正确;两引物参与子链,不能反复利用,B项错误;若两引物的脱氧核苷酸数相同,引物2的熔解温度较高,推测GC含量较高,C项正确;结合以上分析可知,复性所需温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素,D项正确。
3.神州十一号飞船搭载的拟南芥种子,播种后长成植株并编号,单株收获各植株种子,标志着完成了从种子到种子的发育过程,历时48天。
下列叙述正确的是
A.从种子到种子的发育过程体现了细胞的全能性
B.将各编号植株性状与野生型对比,可以发现全部突变基因的表现
C.PCR技术扩增突变基因所用一对引物的碱基序列不同
D.通过测交实验可以判断突变性状的显隐性
【答案】C
【解析】从种子到种子属于自然发育过程,不能体现细胞的全能性,A错误;隐性突变形成的性状不一定在当代表现出来,因此将各编号植株性状与野生型对比,不能发现全部突变基因的表现,B错误;PCR技术扩增突变基因所用一对引物的碱基序列不同,这样可以避免引物之间的互补配对,C正确;测交往往用来鉴定某一显性个体的基因型和它形成的配子类型及其比例,但不能检测突变性状的显隐性,D错误。
【点睛】理清全能性的体现:
①起点:
离体的组织、器官或细胞。
②终点:
发育成完整的个体。
确定是否表现细胞全能性的实例时,要注意“起点”和“终点”以及条件,判断方法如下:
一看起点
起点是“已分化的细胞”
二看终点
终点是“个体”,而不是“组织器官”
4.下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法,不正确的是( )
A.植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素
B.同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
C.先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂也分化
D.先使用生长素,后使用细胞分裂素,有利于细胞分裂和分化
【答案】D
【解析】植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素,被称为“激素杠杆”,A正确;同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向,生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的生长,B正确;先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂也分化,C正确;先使用生长素,后使用细胞分裂素,有利于细胞分裂,但细胞不分化,D错误。
【点睛】解答本题关键能理清植物组织培养中细胞的分化方向与生长素和细胞分裂素的使用顺序以及比例的关系,总结如下:
5.下列有关PCR技术的叙述,错误的是
A.PCR技术利用了DNA的热变性来控制DNA的解聚与结合,不需要解旋酶
B.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从引物的3′端延伸DNA链
C.PCR的引物的基本单位是一定脱氧核苷酸
D.扩增DNA时,需要加入两种引物
【答案】C
【解析】PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开,A正确;DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从引物的3′端延伸DNA链,B正确;引物是一段单链DNA或RNA,因此其基本单位是脱氧核苷酸或核糖核苷酸,C错误;采用PCR技术扩增DNA时,需要加入两种引物,D正确。
【点睛】解答本题,要注意以下几点:
1、PCR扩增DNA,不需要解旋酶,因为高温能自动解开DNA双链。
2、DNA聚合酶不能从DNA分子的起点开始复制DNA,需要引物。
3、引物的化学本质是DNA或RNA。
6.以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。
据图分析,下列说法正确的是()
A.④过程发生的变化是引物与单链DNA结合
B.催化①过程的酶是DNA聚合酶
C.催化①②⑤过程的酶都必须能耐高温
D.过程③需要解旋酶
【答案】A
【解析】分析题图:
图示为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图,其中①是由RNA形成单链DNA的过程,为逆转录过程;②是以单链DNA合成双链DNA的过程,是DNA分子复制过程;③④⑤是多聚酶链式反应扩增DNA片段,其中③是变性、④是复性、⑤是延伸阶段。
④为复性过程,发生的变化是引物与互补DNA链结合,A正确;①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶的催化,B错误;图中②⑤过程为DNA复制,这两个过程都需要DNA聚合酶的催化,其中⑤过程进行的温度是70~75℃,因此催化该过程的DNA聚合酶能耐高温,但催化②过程的酶不耐高温,C错误;过程③为高温解链,该过程不需要解旋酶,D错误。
【点睛】解答D选项,关键要知道DNA复制过程中,双链解开不一定需要解旋酶,PCR技术中,利用高温可以解旋。
7.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是( )
①体细胞全能性
②离体植物器官、组织或细胞
③根、芽
④生长素和细胞分裂素
⑤生长素和乙烯
⑥愈伤组织
⑦再分化
⑧脱分化
⑨植物体
A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④
B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤
C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④
【答案】A
【解析】植物组织培养技术的原理是:
植物细胞具有全能性,即①。
植物组织培养过程:
即②⑧⑥⑦③⑨。
决定植物脱分化和再分化的关键因素是:
植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,被称为“激素杠杆”,因此诱导的激素为生长素和细胞分裂素,即④,故A正确。
8.在PCR扩增DNA的实验中,根据设计,一分子DNA经30次循环后,应得到230个DNA分子,但结果只有210个DNA分子。
出现该现象的原因可能是
①实际循环次数不够
②TaqDNA聚合酶活力不够或其活性受到抑制
③部分引物不能与模板链结合
④系统设计欠妥
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④
【答案】D
【解析】PCR扩增仪中的复制原料有限等,导致DNA复制提前停止,实际循环次数不够,①正确;DNA复制过程相关的酶活性减弱或受抑制,则该酶催化的过程速率减小,从而使DNA复制的效率下降,②正确;如果引物不能与模板链结合,则不能进行DNA的复制过程,③正确;系统设计欠妥,可能导致DNA复制效率下降,④正确,故选D。
9.在PCR反应中,以一个DNA分子作为初始模板,经过两次循环后,含引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的
A.1/2B.1/4C.3/8D.1/8
【答案】C
【解析】聚合酶链式反应(PCR)技术是在人为条件下进行的DNA分子复制技术,而DNA复制为半保留方式,经过2次循环即复制2次,则合成22个DNA拷贝,故最终可得到1×22=4个DNA分子拷贝,共8条单链,而含有引物Ⅰ的DNA单链有3条,含有引物Ⅱ的DNA单链也有3条单链,不含引物的单链只有2条单链,因此含引物Ⅰ的DNA单链占DNA总链数的3/8,故选C。
【点睛】解答本题关键能理解循环的概念,循环一次其实就是指复制一次,再结合复制的特点-半保留复制,就能准确解答本题。
10.下列关于生物工程中常见的几种酶的叙述,正确的是()
A.Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA聚合酶
B.限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗一个水分子
C.T4DNA连接酶只能连接DNA片段的黏性末端
D.纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体,便于植物杂交育种
【答案】A
【解析】Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA聚合酶,A正确;限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段,即断裂两个磷酸二酯键,因此需消耗两个水分子,B错误;T4DNA连接酶可以连接有平末端的DNA片段,也能连接黏性末端的DNA片段,C错误;细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此植物体细胞杂交过程中利用纤维素酶或果胶酶水解细胞壁获得原生质体,但植物杂交育种时不需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,D错误。
【点睛】解答C选项,要注意E•coliDNA连接酶与T4DNA连接酶的区别,E•coliDNA连接酶只能连接黏性末端的DNA片段,T4DNA连接酶可以连接有平末端和黏性末端的DNA片段。
11.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。
图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
以下叙述错误的是
A.由原来的母链为模板合成的两个新DNA分子中,只含有引物A或引物B
B.推测第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为1/8
C.变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键
D.PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高
【答案】B
【解析】两种引物分别和两条单链结合,由原来的母链为模板合成的两个新DNA分子中,只含有引物A或引物B,A项正确;第四轮循环产物共有16个DNA分子,32条单链,其中2条是原模板DNA的2条链,不含引物,剩余30条单链一半含引物A,一半含引物B,所以含A的单链=30÷2=15个,其中含有引物A的DNA片段所占的比例为15/16,B项错误;变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键,C项正确;PCR在细胞外进行,通过高温使DNA解旋,需要耐高温的DNA聚合酶,D项正确。
12.下列有关PCR技术的叙述,错误的是
A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
C.延伸过程中需要TaqDNA聚合酶、ATP、四种脱氧核苷酸
D.PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
【答案】C
【解析】多聚酶链式反应扩增DNA片段时DNA变性过程是通过控制温度打开双链DNA分子中的氢键形成单链结构,在细胞内是通过DNA解旋酶完成的,A正确;复性过程是引物的核苷酸序列上的碱基与单链DNA分子上的核苷酸序列的碱基的结合遵循碱基互补配对原则,B正确;延伸过程中需要热稳定DNA聚合酶、一对引物、四种脱氧核苷酸,C错误;PCR仪扩增DNA与细胞内DNA复制相比,其所需要酶是耐高温的DNA聚合酶,D正确。
13.微量移液器是在一定容量范围内可随意调节的精密取液装置(俗称移液枪),在生物实验中广泛运用。
下列关于其操作正确的是
A.吸液时按住第一档,垂直进入液面并快速松开控制按钮
B.打出液体时先按到第一档,然后立刻再按至第二档
C.每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换
D.移液器使用完毕后,将移液器平放在实验台上并摆放整齐
【答案】C
【解析】先将移液器排放按钮按至第一停点,再将吸液头垂直浸入液面,松开移液器排放按钮要平稳,切记不能过快,以免导致液体吸入移液器内部,A错误;排液时,吸液头紧贴容器壁,先将排放按钮按至第一停点,略作停顿以后,再按至第二停点,这样做可以确保吸液头内无残留液体,B错误;每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换,以免造成污染,C正确;移液器使用完毕后,要用丙酮或强腐蚀性的液体清洗移液器,D错误。
14.有关PCR技术的说法,错误的是
A.是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
B.PCR技术的原理是DNA双链复制
C.操作过程要有一段已知目的基因的核苷酸序列
D.PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
【答案】D
【解析】PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,A正确;PCR技术的原理是DNA双链复制,B正确;PCR技术的前提是要有一段已知的目的基因的核苷酸序列,以便根据该核苷酸序列合成引物,C正确;双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA,可见该过程不需要解旋酶解开双链DNA,D错误。
15.以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图.据图分析,下列说法正确的是
A.催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶,都能耐高温
B.催化①过程的酶是RNA聚合酶
C.④过程发生的变化是引物与单链DNA结合
D.如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%,则一个双链DNA中,A与U之和也占该DNA碱基含量的40%
【答案】C
【解析】图中②⑤过程为DNA复制,这两个过程都需要DNA聚合酶的催化,其中⑤过程进行的温度是70~75℃,因此催化该过程的DNA聚合酶能酶耐高温,但催化②过程的酶不耐高温,A错误;①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶的催化,B错误;④为复性过程,发生的变化是引物与互补DNA链结合,C正确;根据碱基互补原则A-T,U-A,如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%,则一个双链DNA中,A与T之和也占该DNA碱基含量的40%,而DNA分子中不含碱基U,D错误。
【点睛】本题结合图解,考查基因工程、中心法则及其发展、DNA分子结构的主要特点、DNA分子复制等知识,要求考生识记基因工程的原理及操作步骤,掌握各步骤中的相关细节;识记DNA分子复制的条件和DNA分子结构的主要特点,掌握碱基互补配对原则的应用,能正确分析题图,再结合图中信息准确答题。
二、综合题
16.【选项1】PCR技术有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行研究的问题,而被广泛应用,此过程需要一种TaqDNA聚合酶。
请回答有关问题:
(1)体内DNA复制过程中用解旋酶打开双链DNA,而PCR技术中应用______________。
(2)TaqDNA聚合酶是从水生耐热细菌Taq中分离的。
①TaqDNA聚合酶的功能是_______________。
②TaqDNA聚合酶的化学本质为蛋白质,可用________法和________法进行分离。
(3)相对于细菌分离,DNA分子的分离和提取操作要复杂的多。
①在DNA提取中两次用到蒸馏水,其目的分别是_____________、_______________。
②实验中能否以哺乳动物成熟的红细胞为实验材料?
________为什么?
_____________________。
(4)与体内DNA复制相比较,PCR反应要在___________中才能进行,并且要严格控制__________条件。
(5)PCR中加入的引物有_________种,加入引物的作用是__________。
【答案】高温使DNA分子热变性催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键凝胶色谱电泳使血细胞破裂,释放出DNA分子稀释NaCl溶液,使DNA分子析出不能哺乳动物成熟的红细胞中无核DNA分子一定的缓冲溶液温度2作为DNA复制的起点
【解析】试题分析:
本题考查PCR技术和DNA的提取,考查对PCR技术、DNA提取原理的理解和操作流程的识记。
(1)PCR技术中通过高温使DNA分子变性、解旋。
(2)①TaqDNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。
②TaqDNA聚合酶可用凝胶色谱法和电泳法进行分离。
(3)①在DNA提取中,向鸡血细胞中第一次加入蒸馏水目的是使血细胞破裂,释放出DNA分子,第二次加入蒸馏水的目的是稀释NaCl溶液,使DNA分子析出。
②哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,不能用于提取DNA。
(4)PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行,通过加热、降温控制过程的进行。
(5)PCR中加入的引物有2种,加入引物的作用是分别与两条单链的一端结合,作为DNA复制的起点。
17.基因工程制药是制药行业的一支新军,不仅具有独特的优势,发展速度也很快,下图是应用基因工程构建疱疹病毒亚单位疫苗的方法,请根据图示回答下列问题:
(1)提取单纯疱疹病毒DNA后用__________酶切取___________基因作为目的基因,获取目的基因后,要用__________对其进行扩增。
(2)首先,要已知目的基因的_______________,以便人工合成引物。
将过量的引物与目的基因混合,加热到_____℃,使双链DNA解旋成单链,之后冷却到55-60℃,引物与DNA单链结合,下一步,加入_________和4种脱氧核苷酸,升高温度至70-75℃后,完成互补链的合成,如此重复循环多次,直到产生足够供实验用的目的基因。
(3)提取并剪切牛痘DNA,使其与目的基因连接成重组DNA后,在___________中培养一段时间后,分离出无害的病毒(疫苗),它含有与______________相同的外壳。
(4)将分离出的疫苗注射到人体内,激活人体的______________免疫,产生抗体和记忆细胞。
【答案】限制酶外壳蛋白PCR技术一段核苷酸序列90—95Taq酶活细胞单纯疱疹病毒体液
【解析】试题分析:
本题考查基因工程、PCR技术等相关知识,解答本题关键是能识记基因工程的基本步骤,理解PCR技术的原理,再结合题意,就能准确作答。
(1)据题干信息可知,利用疱疹病毒的蛋白质外壳制成疫苗,所以要获得控制合成疱疹病毒蛋白质外壳的基因,即为本实验的目的基因,常利用特定的限制酶进行切割疱疹病毒DNA可以获取目的基因;如果需要大量的目的基因,则可以通过PCR技术进行扩增。
(2)PCR技术可在体外大量扩增目的基因,该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物,PCR反应中温度呈现周期性变化,其中加热到90~95℃使是双链DNA解聚为单链,然后冷却到55-60℃使引物与互补DNA链结合,在加入热稳定性DNA聚合酶和合成DNA的原料,即4种脱氧核苷酸;继续加热到70~75℃,目的是在DNA聚合酶作用下进行延伸。
(3)提取并剪切牛痘DNA,使其与目的基因连接成重组DNA,通过显微注射法将含有牛痘DNA的表达载体导入到牛的活细胞中,经过一段时间培养后,可获得与疱疹病毒相同的外壳。
(4)疫苗注射到人体内后,机体会产生特异性免疫,在特异性免疫中能产生抗体的只有体液免疫过程。
18.【生物-选修3:
现代生物科技专题】嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展并得到了以下试验结果,如图。
据图回答相关问题:
质粒限制酶酶切图谱
(1)已知BglB基因不含图1中限制酶识别序列。
PCR扩增bglB基因时,选用______杆菌基因组DNA作模板,进行扩增的前提是要有一段已知BglB基因的核苷酸序列以便根据这一序列合成___________。
为使PCR扩增的BglB基因重组进该质粒,扩增的BglB基因两端需分别引入________和_______两种不同限制酶的识别序列。
大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为_________________。
(2)根据2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会________________;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在______________(填“50”、“60”、“70”、“80”)℃。
(3)在PCR扩增BglB基因的过程中,加入诱变剂可提高BglB基因的突变率。
经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中_______(多选)。
A.仅针对BglB基因进行诱变 B.BglB基因产生了定向突变
C.BglB基因可快速累积突变 D.BglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
【答案】嗜热土壤芽胞杆菌引物NdeIBamHI转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶(因高温)变性失活60A、C
【解析】试题分析:
分析图2,60~70℃时该酶的相对活性最高,而在40℃和80℃活性均降低,并且酶在高温条件下会失活;分析图3,随着保温时间的延长,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;而随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显。
(1)根据题意可知,嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB),因此PCR扩增bglB基因时,选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板;并要用一段已知BglB基因的核苷酸序列以引物;根据启动子和终止子的生理作用可知,目的基因应导入启动子和终止子之间.图中看出,两者之间存在于三种限制酶切点,但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点,因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列。
(2)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;图2中看出,60~70℃时该酶的相对活性最高,而图3中看出,随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显,因此为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在60℃。
(3)PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变,而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用,A项正确;基因突变具有不定向性,B项错误;突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增,因此可快速累积突变,C项正确;bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D项错误。
19.【生物——选修3:
现代生物科技专题】
屠呦呦获得诺贝尔生理学奖后,最新研究表明,青蒿素还可用于糖尿病的治疗。
研究人员利用基因工程培育出高产的转基因青蒿。
(1)青蒿的cDNA文库,是以从青蒿细胞中提取的_____________为模板,通过_____________(方法)建立,该文库中的基因_____________(填“含有”或“不含有”)启动子。
(2)基因工程操作的核心步骤是__________。
若选择的限制酶切出的DNA片段是平末端,应选择__________进行连接。
(3)目的基因的大量扩增可以采用____________技术,该技术的原理是____________,该技术中需使用一种特殊的酶是____________。
【答案】mRNA反转录不含有基因表达载体的构建T4-DNA连接酶PCRDNA(双链)复制热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)
【解析】试题分析:
基因工程技术的基本步骤:
目的基因的获取:
方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;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
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