内容正文:
2023—2024学年度下学期月考
高二生物(A)
时间:75分钟 分数:100分
范围:选择性必修三第四章结束
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 泡菜制作在中国已有超过3000年的历史。中国泡菜不仅保持新鲜蔬菜原有的色泽,在口感上比新鲜蔬菜更爽脆。下列有关叙述错误的是( )
A. 制作时加入陈泡菜水可增加乳酸菌的含量
B. 煮沸泡菜盐水可杀灭盐水中的杂菌
C. 为加快制作速度,制作时需充入无菌空气
D. 向泡菜坛加入蔬菜时不能装满,应留部分空间
2. 辽宁盛产南国梨,以南果梨为主要原料制酒,开创了世界“果粮混合固态发酵酒”之先河,该酒以果香为体、粮香为魂。下列叙述错误的是( )
A. “果粮混合固态发酵酒”的发酵全过程均需严格的灭菌操作
B. 制作该酒所需的酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型
C. 将南国梨先用清水冲洗再去除果柄,沥干后用于发酵
D. 南国梨和粮食中的多种糖类作为发酵的物质和能量来源
3. 百草枯是一种有机除草剂,对人毒性极大。某科研人员欲筛选一种能高效降解百草枯的菌株,以解决其在土壤中残留的问题。下列有关叙述正确的是( )
A. 培养基应在含有机碳源的基础上添加百草枯
B. 筛选菌种时应从常使用百草枯的土壤中筛选
C. 可用平板划线法对菌种进行分离、纯化、计数
D. 在灭菌后添加酸性或碱性物质调节pH,使微生物正常生长
4. 有些单细胞藻类、酵母菌和细菌等微生物菌体干重中的蛋白质含量可达到40%~80%,这些通过发酵获得的大量微生物菌体,即是单细胞蛋白,将其添加到饲料中可提高饲料的蛋白质含量。下列叙述正确的是( )
A. 在发酵之前需要对菌种进行扩大培养
B. 培养基必须经过严格的灭菌,发酵设备则只需要消毒处理
C. 发酵生产的废弃液可直接排放到外界环境中
D. 发酵结束之后,采取适当的提取、分离、纯化等方法获得单细胞蛋白
5. 重瓣大岩桐(草本植物)的花大而且“重瓣”,具较高观赏价值,但无法产生种子,扦插、分根繁殖速度慢,科研人员用其叶片做外植体,实现了种苗的快速繁殖。下列叙述正确的是( )
A. 重瓣大岩桐的成熟叶比幼嫩叶更适合做外植体
B. 将叶片诱导形成愈伤组织一般需要给予适当的光照
C. 愈伤组织经过脱分化和再分化进而诱导形成试管苗
D. 用叶片快速繁殖的种苗可保持“重瓣”花的特性
6. 下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A. 大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,因此其不是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
B. 在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C. 通过快速繁殖可高效快速地实现种苗的大量繁殖,还可保持优良品种的遗传特性
D. 植物组织培养是指对外植体进行培养诱导其形成完整植株的技术
7. 构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是( )
A. B.
C. D.
8. 抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B. 后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C. 延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D. 转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
9. 2021年11月,复旦大学附属儿科医院为一位7岁患儿进行了脐血干细胞移植手术,成功治愈了STAT3缺陷性高IgE综合征。脐血干细胞中包含较高比例的造血干细胞和间充质干细胞,可以分化出血细胞和结缔组织细胞。据此判断脐血干细胞属于( )
A. 胚胎干细胞 B. 多能干细胞 C. 单能干细胞 D. 全能干细胞
10. 治疗大面积烧伤时,可通过细胞培养构建“人造皮肤”进行移植。下列叙述错误的是( )
A. 使用烧伤病人健康皮肤细胞可培养出不产生免疫排斥反应的“皮肤”
B. 用胰蛋白酶处理皮肤组织,目的是使它分散成单个细胞
C. 贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象
D. 传代培养时,贴壁细胞直接用离心法收集,然后再分瓶培养
11. 马铃薯、香蕉常用无性繁殖的方式进行繁殖,感染的病毒易传给后代,病毒积累会导致其品质变差。下列关于脱毒植株培育的说法正确的是( )
A. 通常选择茎尖、成熟叶片等部位作为外植体
B. 使用酒精浸泡外植体30s后用清水冲洗
C. 诱导生芽、生根的过程中需更换培养基
D. 获得试管苗后应立即移栽到大田土壤中
12. 蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是( )
A. 蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B. 上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C. 可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D. 利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
13. 燃料乙醇是一种绿色燃料。研究人员利用酵母菌以霉变的木薯和小麦为原料,混合发酵生产燃料乙醇,流程图如下。下列叙述错误的是( )
A. I阶段是该发酵生产的中心环节
B. Ⅱ阶段步骤①是接种酵母菌
C. Ⅱ阶段需将pH调至酸性利于菌种发酵
D. Ⅲ阶段步骤②是产品的分离、提纯
14. 下列关于生物技术安全性的叙述,错误的是( )
A. 转入油菜的抗除草剂基因可能通过花粉传入环境中
B. 生物武器可通过吸入或误食、接触带菌物品等侵入人体
C. 克隆哺乳动物实验存在流产率高、胎儿畸形率高等问题
D. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”技术在我国都是被禁止的
15. 在干旱的戈壁和沙漠地区,单峰骆驼凭借巨大的体型、强悍的环境忍受力,成为了名副其实的沙漠之舟,单峰骆驼在野外几乎灭绝。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼。下列叙述正确的是( )
A. 使用性激素对野化单峰雌骆驼A处理以进行超数排卵
B. 为提高体外受精成功率,从野化单峰骆驼B中新采集的精子应直接用于体外受精
C. 通过同期发情处理代孕受体雌性C,可以提升受孕成功率
D. 为提高胚胎的利用率,可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 如图中甲、乙、丙依次表示果酒、果醋和腐乳的制作,①、②、③、④表示它们制作的相同之处,下列相关叙述正确的是( )
A. ①表示两者制作时所用的主要菌种都是单细胞生物
B. ②表示两者制作时所用的主要菌种都属于真核生物
C. ③表示两者制作过程都需要有氧环境
D. ④表示三者制作过程的温度相同
17. 我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因(控制生物节律的核心基因之一)的猕猴甲,发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞,然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴。下列叙述中错误的是( )
A. 猕猴甲体内各种细胞表达的基因不完全相同
B. 克隆猴的胚胎发育过程中不会发生细胞凋亡
C. 五只克隆猴的获得能够证明动物体细胞具有全能性
D. 通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究
18. 下图是研究人员从石油污染的土壤中筛选高效降解石油的细菌(目的菌)流程图。下列叙述正确的是( )
A. 培养皿等用具在使用前后均需在160℃~170℃热空气中消毒
B. 应选择②中培养瓶内“石油含量”显著降低的培养液继续③操作
C. ④中可采用平板划线法对筛选得到的目的菌进行分离纯化
D. 若要研究目的菌生长规律,可用培养液培养目的菌并用细菌计数板计数
19. “掩映橘林千点火,苞霜新橘万株金”。柑橘甜蜜爽口,老少皆宜。为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,科研人员设计了如下流程。相关叙述正确的是( )
A. 过程①需在低渗环境中使用纤维素酶和果胶酶处理
B. 实现过程②依赖膜的流动性和细胞的全能性
C. 过程③中杂种细胞只进行有丝分裂
D. 三倍体植株由于联会发生紊乱可产生无籽柑橘
20. 《诗经》中有“投我以木瓜,报之以琼瑶”的诗句。番木瓜易感染番木瓜环斑病毒(英文缩写为PRSV)而获病。我国华南农业大学的科研人员利用农杆菌转化法,成功培育出转基因番木瓜“华农一号”,大致流程如图所示。下列分析正确的是( )
A. 过程②用限制酶BamHⅠ在Ti质粒切开一个切口暴露出两个游离的磷酸基团
B. 过程③将重组质粒转入农杆菌之前,需先用Ca2+载体处理农杆菌
C. 过程⑤产生的木瓜植株即使有抗PRSV基因也不一定具有抗PRSV的性状
D. 农杆菌能在自然条件下能够侵染双子叶植物
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 酿酒酵母被称为啤酒酵母,最早人们利用它进行啤酒和面包的工业化生产,后来人们从葡萄酒中分离培养出不同的菌株,进一步将其分为果酒用酵母、啤酒用酵母等不同类别。酿酒酵母的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酿酒酵母菌株,进行了下图1实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,灭菌条件相同。请回答下列问题:
(1)制备培养基时,培养基灭菌的常用方法是____。
(2)图1中所用的分离产酒精能力强的酿酒酵母菌株的方法是____。通过计算得出1L葡萄酒过滤液中的活菌数为____个。此数值可能低于实际的活菌数,其原因是____。
(3)图2中设置甲组为对照组的目的是____。
(4)据图2分析,丙组可能是____条件下培养的结果;丁组和乙组比较可以得出的结论是____。
22. 红心猕猴桃属中华猕猴桃的红肉猕猴桃变种,对乙烯很敏感,成熟后极易腐烂变质,不能长期贮藏。近年来,随着人们生活水平的不断提高和对营养健康的追求,红心猕猴桃果酒低酒精度、营养健康养生的特性更受到人们的欢迎。下面是红心猕猴桃酒制作流程图:
原料洗净、削皮→果肉打浆→低温灭菌→调节pH、糖度→加入果胶酶、糖化酶、酵母和乳酸菌→搅拌→避光发酵→发酵液过滤→滤液乳酸菌发酵→陈酿→灭菌→装罐。
回答有关问题:
(1)通过该流程酿制的猕猴桃酒_________(填“是”或“不是”)利用传统发酵技术得到的产品,为什么?_________。
(2)称取800g红心猕猴桃果浆,发酵温度25℃,加入酵母0.5%,分别进行了乳酸菌添加量、初始糖度对红心猕猴桃果酒品质影响的单因素实验。将研究结果绘成曲线如下:
①猕猴桃果汁中的糖分不能完全满足酵母菌的生长繁殖,因此可以添加适量_________使果汁中的糖分增加。如图随着初始糖度的增加,一定浓度范围内猕猴桃酒的酒精度_________,这主要是因为原料充足,酵母菌_________(填呼吸类型)加强。但当初始糖度过大时,酒精度反而降低,可能是因为_________。
②猕猴桃酒中含有有机酸,使果酒产生酸涩的口感,乳酸菌对有机酸(特别是苹果酸)的降解有明显作用,其副产物能增加香气,故生产上用乳酸菌进行二次发酵,由此可见发酵过程中微生物的种类、数量、_________、种间关系等都是造成发酵产品不同风味的重要原因。
(3)工业化生产中,发酵前对菌种进行多次_________培养后再接种,有利于缩短菌种在发酵罐中的发酵时间。发酵时,需要严格控制发酵的_________(写出两点)等。
23. 具有优良性状牛的获得,会大大促进我国畜牧业的发展。下图甲为人工培育优质牛的基本流程,图乙为对体外培养的牛胚胎进行性别鉴定及胚胎分割、移植的过程。回答下列问题:
(1)图甲中a是指用外源_________激素进行_________处理。进行同期发情处理的目的是_________。c是指将_________等早期胚胎移植到受体母牛中,所选择受体母牛的特点是_________。所获得的犊牛的遗传物质来自_________。
(2)图乙中,进行胚胎分割所需要的主要仪器设备有_________,胚胎分割的关键是要注意_________。取滋养层细胞进行性别鉴定的原因是_________。若要培育优良奶牛,则需要对性别鉴定为_________的胚胎进行移植。胚胎分割可以看作动物_________或克隆的方法之一。
24. 干扰素在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病,目前科学家通过构建基因工程菌来获得干扰素,下图示为干扰素基因及几种限制酶的识别位点。回答下列问题:
(1)常利用PCR技术扩增干扰素基因,PCR的原理是_____________________;为确保成功获得基因工程菌,图中引物应选择______________,PCR过程中延伸阶段选用72℃而非95℃综合考虑了两个因素,这两个因素是_________________________________。
(2)设计引物是PCR技术中至关重要的一环。下图所示的引物中,其中一种设计不合理,原因是______________。
(3)强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被______________识别并结合,驱动基因的持续转录。为使干扰素基因在菌体中超量表达,并避免目的基因的反向连接,应选用限制酶______和______切割图中DNA片段。
(4)生产干扰素的工程菌可选用大肠杆菌或酵母菌,选用酵母菌作为受体细胞的优势是___。
(5)干扰素在体外保存相当困难,但如果将其分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以保存半年。请根据蛋白质工程的原理设计实验对干扰素进行改造,使其保存时间延长,则改造思路是_______________。
25. 为制备抗病毒A的单克隆抗体,某研究小组进行了如图甲所示实验,并基于获得的杂交瘤细胞,研制出能同时与α、β两种抗原结合的双特异性单克隆抗体(如图乙所示)。回答下列问题:
(1)制备单细胞悬液前,宜用病毒A作_________处理小鼠甲。所获得的B淋巴细胞能产生抗病毒A的抗体,与基因的_________有关。
(2)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞需经诱导才能发生融合,常用的诱导融合的方法有_________(答2点)等。若只考虑细胞的两两融合,融合细胞有_________种类型,故需要进行筛选1以获得杂交瘤细胞,还需要进行筛选2,原因是_________。获得的能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,既可以在培养基中培养,也可以在_________内培养。
(3)双特异性单克隆抗体的两个可变区能结合不同的抗原,这_________(填“能”或“不能”)说明其没有特异性。若抗原α是某类癌细胞高表达的膜蛋白,而抗原β是T细胞表面受体CD28(已知T细胞的激活依赖于受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集),则该双特异性单克隆抗体可用于治疗该类癌症,理由是_________。通过_________工程技术,可以对双特异性单克隆抗体的可变区进行设计改造,使其更符合人类的需求。
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2023—2024学年度下学期月考
高二生物(A)
时间:75分钟 分数:100分
范围:选择性必修三第四章结束
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 泡菜制作在中国已有超过3000年的历史。中国泡菜不仅保持新鲜蔬菜原有的色泽,在口感上比新鲜蔬菜更爽脆。下列有关叙述错误的是( )
A. 制作时加入陈泡菜水可增加乳酸菌的含量
B. 煮沸泡菜盐水可杀灭盐水中的杂菌
C. 为加快制作速度,制作时需充入无菌空气
D. 向泡菜坛加入蔬菜时不能装满,应留部分空间
【答案】C
【解析】
【分析】泡菜制作利用乳酸菌的无氧呼吸,乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸,不产生二氧化碳。
【详解】A、陈泡菜水中含有大量乳酸菌,制作时加入陈泡菜水可增加乳酸菌的含量,A正确;
B、煮沸泡菜盐水可杀灭盐水中的杂菌,B正确;
C、泡菜制作过程利用的主要是乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,在泡菜制作过程中要制造密封环境,不能通入无菌空气,C错误;
D、向泡菜坛加入蔬菜时不能装满,应留部分空间,以防止发酵旺盛时发酵液外溢,D正确。
故选C。
2. 辽宁盛产南国梨,以南果梨为主要原料制酒,开创了世界“果粮混合固态发酵酒”之先河,该酒以果香为体、粮香为魂。下列叙述错误的是( )
A. “果粮混合固态发酵酒”的发酵全过程均需严格的灭菌操作
B. 制作该酒所需的酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型
C. 将南国梨先用清水冲洗再去除果柄,沥干后用于发酵
D. 南国梨和粮食中的多种糖类作为发酵的物质和能量来源
【答案】A
【解析】
【分析】果酒制备的菌种是酵母菌,属于兼性厌氧型真菌,发酵前期酵母菌先进性有氧呼吸,促进酵母菌的繁殖,后期进行无氧呼吸产生酒精。果酒制作的原理是酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
【详解】A、酵全过程如果经过严格的灭菌操作,会将菌种杀死,A错误;
B、制作该酒所需的酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型,发酵前期酵母菌先进性有氧呼吸,促进酵母菌的繁殖,后期进行无氧呼吸产生酒精,B正确;
C、将南国梨用清水将梨冲洗干净去除果柄(可防止因去除果柄而导致梨果皮的破损而导致材料污染),沥干水分后用于发酵,C 正确;
D、南国梨和粮食中富含多种糖类,可以作为酵母菌发酵所需的物质和能量的来源,D 正确。
故选A。
3. 百草枯是一种有机除草剂,对人毒性极大。某科研人员欲筛选一种能高效降解百草枯的菌株,以解决其在土壤中残留的问题。下列有关叙述正确的是( )
A. 培养基应在含有机碳源的基础上添加百草枯
B. 筛选菌种时应从常使用百草枯的土壤中筛选
C. 可用平板划线法对菌种进行分离、纯化、计数
D. 在灭菌后添加酸性或碱性物质调节pH,使微生物正常生长
【答案】B
【解析】
【分析】欲筛选出能高效降解百草枯的菌株,培养基中应加入百草枯为唯一碳源,不能降解百草枯的细菌在此培养基上不能生存。
【详解】A、百草枯属于有机物,应作为唯一碳源,否则不能筛选出能降解百草枯的菌株,A错误;
B、实验目的是要筛选一种能高效降解百草枯的菌株,筛选菌种时应从常使用百草枯的土壤中筛选,此处含高效降解百草枯的菌株数量较多,B正确;
C、平板划线法不能用于菌种计数,C错误;
D、应在培养基灭菌前调节pH,D错误。
故选B。
4. 有些单细胞藻类、酵母菌和细菌等微生物菌体干重中的蛋白质含量可达到40%~80%,这些通过发酵获得的大量微生物菌体,即是单细胞蛋白,将其添加到饲料中可提高饲料的蛋白质含量。下列叙述正确的是( )
A. 在发酵之前需要对菌种进行扩大培养
B. 培养基必须经过严格的灭菌,发酵设备则只需要消毒处理
C. 发酵生产的废弃液可直接排放到外界环境中
D. 发酵结束之后,采取适当的提取、分离、纯化等方法获得单细胞蛋白
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
【详解】A、接入发酵罐中的菌种总体积需要几立方米到几十立方米,因此,在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养,A正确;
B、发酵工程中一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,因此,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌,B错误;
C、发酵液经过分离,在获得菌体的同时还会有废弃物,可作为肥料利用,不能随便排放到环境中,以防止污染环境,C错误;
D、发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,得到产品,D错误。
故选A。
5. 重瓣大岩桐(草本植物)的花大而且“重瓣”,具较高观赏价值,但无法产生种子,扦插、分根繁殖速度慢,科研人员用其叶片做外植体,实现了种苗的快速繁殖。下列叙述正确的是( )
A. 重瓣大岩桐的成熟叶比幼嫩叶更适合做外植体
B. 将叶片诱导形成愈伤组织一般需要给予适当的光照
C. 愈伤组织经过脱分化和再分化进而诱导形成试管苗
D. 用叶片快速繁殖的种苗可保持“重瓣”花的特性
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
【详解】A、幼嫩叶全能性高,比成熟叶更适合做外植体,A错误;
B、将叶片诱导形成愈伤组织需要避光处理,不能给予光照,B错误;
C、愈伤组织是脱分化形成的,愈伤组织再经再分化可进一步诱导形成试管苗,C错误;
D、用叶片快速繁殖的种苗属于无性生殖,可保持“重瓣”花的特性,D正确。
故选D。
6. 下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A. 大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,因此其不是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
B. 在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C. 通过快速繁殖可高效快速地实现种苗的大量繁殖,还可保持优良品种的遗传特性
D. 植物组织培养是指对外植体进行培养诱导其形成完整植株的技术
【答案】A
【解析】
【分析】植物组织培养技术:
1. 过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
2.原理:植物细胞的全能性。
3.条件:
①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照pH和无菌环境等) ;
②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、 植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等) .作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用) .细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,单倍体能在植株上较充分地显现重组的配子类型,是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料 ,A错误;
B、在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变,因此容易获得突变体,B正确;
C、微型繁殖技术可高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,C正确;
D、组织培养是指植物的任何器官、组织或细胞,在人工预知的控制条件下,于含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养基中,使其生长、分化形成完整植株的过程,D正确。
故选A。
7. 构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】DNA连接酶的作用是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
【详解】单链DNA中,5'端存在游离的磷酸基团,3'端存在-OH,两个DNA片段之间的磷酸基团和-OH在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键,ACD错误,B正确。
故选B。
8. 抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B. 后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C. 延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D. 转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
【答案】B
【解析】
【分析】PCR过程为:①变性,当温度上升到90℃以上时,氢键断裂,双链DNA解旋为单链;②复性,当温度降低到50℃左右是,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;③延伸,温度上升到72℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸,在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
【详解】A、预变性是使模板DNA充分变性,A错误;
B、后延伸过程后延伸是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构,可使目的基因的扩增更加充分,B正确;
C、延伸过程需引物参与,C错误;
D、转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测是否表达,还有安全性问题,D错误;
故选B。
9. 2021年11月,复旦大学附属儿科医院为一位7岁患儿进行了脐血干细胞移植手术,成功治愈了STAT3缺陷性高IgE综合征。脐血干细胞中包含较高比例的造血干细胞和间充质干细胞,可以分化出血细胞和结缔组织细胞。据此判断脐血干细胞属于( )
A. 胚胎干细胞 B. 多能干细胞 C. 单能干细胞 D. 全能干细胞
【答案】B
【解析】
【分析】多能干细胞:具有产生多种类型细胞的能力,但却失去了发育成完整个体的能力,发育潜能受到一定的限制,如造血干细胞。
【详解】A、胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,而脐血干细胞可以分化出血细胞和结缔组织细胞,不能分化为其它细胞,因此脐血干细胞不属于胚胎干细胞,A错误;
B、脐血干细胞可以分化出结构和功能不同的血细胞和结缔组织细胞,属于多能干细胞,B正确;
C、单能干细胞只能分化为一种类型的细胞,而脐血干细胞可以分化出血细胞和结缔组织细胞,C错误;
D、全能干细胞具有形成完整个体的分化潜能,而脐血干细胞只能分化出血细胞和结缔组织细胞,没有体现全能性,不属于全能干细胞,D错误。
故选B。
10. 治疗大面积烧伤时,可通过细胞培养构建“人造皮肤”进行移植。下列叙述错误的是( )
A. 使用烧伤病人健康皮肤细胞可培养出不产生免疫排斥反应的“皮肤”
B. 用胰蛋白酶处理皮肤组织,目的是使它分散成单个细胞
C. 贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象
D. 传代培养时,贴壁细胞直接用离心法收集,然后再分瓶培养
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、用于人造皮肤的细胞取自患者本身而非其他个体,可以有效降低皮肤移植后的排斥反应,A正确;
B、组织中细胞间的主要成分为蛋白质,可以用胰蛋白酶处理细胞组织,以便得到单个细胞,但是处理时间不宜过长,B正确;
CD、贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象,当贴壁培养细胞出现接触抑制时,需要用胰蛋白酶处理,将接触的细胞分散为单个细胞,才可用离心法收集,之后再进行分瓶进行传代培养,C正确,D错误。
故选D。
11. 马铃薯、香蕉常用无性繁殖的方式进行繁殖,感染的病毒易传给后代,病毒积累会导致其品质变差。下列关于脱毒植株培育的说法正确的是( )
A. 通常选择茎尖、成熟叶片等部位作为外植体
B. 使用酒精浸泡外植体30s后用清水冲洗
C. 诱导生芽、生根的过程中需更换培养基
D. 获得试管苗后应立即移栽到大田土壤中
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。其具体流程为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。作物脱毒材料:分生区(如茎尖、芽尖)细胞;植物脱毒方法:进行组织培养;结果:形成脱毒苗。外植体用酒精消毒30s,然后立即用无菌水清洗2~3次;再用次氯酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次。
【详解】A、茎尖病毒极少甚至没有病毒,因此可利用茎尖培育脱毒苗,但一般不选择成熟叶片,A错误;
B、外植体用酒精消毒30s,然后立即用无菌水清洗2~3次,B错误;
C、愈伤组织可先转接到诱导生芽的培养基上,长芽后转接至诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗,C正确;
D、移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D错误。
故选C。
12. 蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是( )
A. 蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B. 上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C. 可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D. 利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质工程的基本思路是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成。
【详解】A、蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程包括转录、翻译两个过程,遵循“中心法则”,A错误;
B、基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成,故上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸,B正确;
C、核酸分子杂交技术不能检测蛋白质,可用抗原抗体杂交技术检测蛋白质,C错误;
D、利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列,进而实现对蛋白质的改造,D错误。
故选B。
13. 燃料乙醇是一种绿色燃料。研究人员利用酵母菌以霉变的木薯和小麦为原料,混合发酵生产燃料乙醇,流程图如下。下列叙述错误的是( )
A. I阶段是该发酵生产的中心环节
B. Ⅱ阶段步骤①是接种酵母菌
C. Ⅱ阶段需将pH调至酸性利于菌种发酵
D. Ⅲ阶段步骤②是产品的分离、提纯
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯(生物分离工程)等方面。
【详解】A、分析题图可知,Ⅱ阶段是该发酵生产的中心环节,A错误;
B、步骤①是接种酵母菌对淀粉分解产生的糖浆进行发酵,B正确;
C、对于真菌而言,适宜的pH为酸性,故Ⅱ阶段需将pH调至酸性利于菌种发酵,C正确;
D、Ⅲ阶段步骤②是产品的分离、提纯,最终获得产品,D正确。
故选A。
14. 下列关于生物技术安全性的叙述,错误的是( )
A. 转入油菜的抗除草剂基因可能通过花粉传入环境中
B. 生物武器可通过吸入或误食、接触带菌物品等侵入人体
C. 克隆哺乳动物实验存在流产率高、胎儿畸形率高等问题
D. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”技术在我国都是被禁止的
【答案】D
【解析】
【分析】生物武器种类:包括致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等。
【详解】A、花粉细胞中也会含有抗除草剂基因,所以可以通过花粉传入环境中,A正确;
B、生物武器中的病原体可以通过吸入、误食、接触带菌物品,被带菌昆虫叮咬等侵入人体,B正确;
C、克隆人技术还待完善,在流产率较高、胎儿畸形的方面还存在问题,C正确;
D、“试管婴儿”技术能解决不孕夫妇的生育问题,目前并没有被禁止,D错误。
故选D。
15. 在干旱的戈壁和沙漠地区,单峰骆驼凭借巨大的体型、强悍的环境忍受力,成为了名副其实的沙漠之舟,单峰骆驼在野外几乎灭绝。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼。下列叙述正确的是( )
A. 使用性激素对野化单峰雌骆驼A处理以进行超数排卵
B. 为提高体外受精成功率,从野化单峰骆驼B中新采集的精子应直接用于体外受精
C. 通过同期发情处理代孕受体雌性C,可以提升受孕成功率
D. 为提高胚胎的利用率,可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割
【答案】C
【解析】
【分析】超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
【详解】A、使用促性腺激素对野化单峰雌骆驼A处理以进行超数排卵,而不是使用性激素处理,A错误;
B、从野化单峰骆驼B中获得的精子需获能处理才具备与培养成熟的卵子受精的能力,B错误;
C、在进行操作前,需要对代孕母体C进行同期发情处理,以保证受体与供体的生理变化是相同的,进而提升受孕成功率,C正确;
D、采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的,内细胞团分割次数越多,分割后胚胎成活的概率越小,D错误。
故选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 如图中甲、乙、丙依次表示果酒、果醋和腐乳的制作,①、②、③、④表示它们制作的相同之处,下列相关叙述正确的是( )
A. ①表示两者制作时所用的主要菌种都是单细胞生物
B. ②表示两者制作时所用的主要菌种都属于真核生物
C. ③表示两者制作过程都需要有氧环境
D. ④表示三者制作过程的温度相同
【答案】ABC
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理:(1)在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖;(2)在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
3、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。
【详解】A、参与甲果酒发酵的微生物是酵母菌,参与乙果醋发酵的微生物是醋酸菌,两者都属于单细胞生物,A正确;
B、参与甲果酒发酵的微生物是酵母菌,为真核生物,参与丙腐乳制作的微生物主要是毛霉,为真核生物,因此②表示两者制作时所用的主要菌种都属于真核生物,B正确;
C、参与乙果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型,③表示两者制作过程都需要有氧环境,C正确;
D、果酒制备的温度是18~25℃,腐乳制备的温度是15~18℃,醋酸菌的适宜温度为30~35℃,D错误。
故选ABC。
17. 我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因(控制生物节律的核心基因之一)的猕猴甲,发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞,然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴。下列叙述中错误的是( )
A. 猕猴甲体内各种细胞表达的基因不完全相同
B. 克隆猴的胚胎发育过程中不会发生细胞凋亡
C. 五只克隆猴的获得能够证明动物体细胞具有全能性
D. 通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究
【答案】BC
【解析】
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体。核移植时,对提供细胞核和细胞质的动物需要进行同期发情处理,使用电脉冲等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、重组细胞发育成猕猴甲过程,需要经过细胞分裂分化过程,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以猕猴甲体内不同细胞中表达的基因不完全相同,A正确;
B、细胞的寿命是有限的,在克隆猴的胚胎发育过程中,衰老细胞的更新要细胞分裂和细胞凋亡,B错误;
C、五只克隆猴的获得证明已经分化的动物体细胞的细胞核仍具有发育为完整个体的潜能,即细胞核具有全能性,C错误;
D、利用基因编辑技术获得的猕猴甲,因彻底敲除BMAL1基因而出现睡眠紊乱的症状,可用于研究BMAL1基因的功能及睡眠的调节,故通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究,D正确。
故选BC。
18. 下图是研究人员从石油污染的土壤中筛选高效降解石油的细菌(目的菌)流程图。下列叙述正确的是( )
A. 培养皿等用具在使用前后均需在160℃~170℃热空气中消毒
B. 应选择②中培养瓶内“石油含量”显著降低的培养液继续③操作
C. ④中可采用平板划线法对筛选得到的目的菌进行分离纯化
D. 若要研究目的菌生长规律,可用培养液培养目的菌并用细菌计数板计数
【答案】BCD
【解析】
【分析】为了从石油污染的土壤中筛选高效降解石油的细菌,在以石油为唯一碳源和氮源的培养基中,只有能降解石油的目的菌才能生长繁殖,而其它不能利用石油为碳源和氮源的一般就不能生长和繁殖,因此可以通过该种选择培养基筛选目的菌。
【详解】A、培养皿等用具在使用前后均需在160℃~170℃热空气中灭菌,A错误;
B、培养瓶内“石油含量”显著降低说明培养液中的菌降解石油能力强,因此选择该培养瓶中的培养液继续③操作,B正确;
C、分离纯化目的菌的方法可以是平板划线法,也可以是稀释涂布平板法,C正确;
D、用培养液培养目的菌并用细菌计数板计数可以研究目的菌生长规律,D正确。
故选BCD。
19. “掩映橘林千点火,苞霜新橘万株金”。柑橘甜蜜爽口,老少皆宜。为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,科研人员设计了如下流程。相关叙述正确的是( )
A. 过程①需在低渗环境中使用纤维素酶和果胶酶处理
B. 实现过程②依赖膜的流动性和细胞的全能性
C. 过程③中杂种细胞只进行有丝分裂
D. 三倍体植株由于联会发生紊乱可产生无籽柑橘
【答案】CD
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术可以将两个不同物种的体细胞诱导融合,从而使得子代具有双亲的部分性状。经过酶解法处理细胞壁,获得原生质体的过程;诱导原生质体融合,获得杂种细胞;脱分化,诱导愈伤组织的形成;再分化,发育为再生植株;最终通过筛选和鉴定获得人们需要的植物类型。该项技术主要应用了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,可以克服了有性杂交远缘不亲和的障碍,扩大了亲本组合的范围。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,但为避免原生质体吸水涨破,一般在等渗或略高渗环境中进行,A错误;
B、实现过程②原生质体的融合依赖膜的流动性,B错误;
C、过程③杂种细胞培育成三倍体植株,此过程中细胞分裂产生体细胞,只进行有丝分裂,C正确;
D、三倍体植株含有3个染色体组,减数分裂时联会发生紊乱,不能产生正常配子,可产生无籽柑橘,D正确。
故选CD。
20. 《诗经》中有“投我以木瓜,报之以琼瑶”的诗句。番木瓜易感染番木瓜环斑病毒(英文缩写为PRSV)而获病。我国华南农业大学的科研人员利用农杆菌转化法,成功培育出转基因番木瓜“华农一号”,大致流程如图所示。下列分析正确的是( )
A. 过程②用限制酶BamHⅠ在Ti质粒切开一个切口暴露出两个游离的磷酸基团
B. 过程③将重组质粒转入农杆菌之前,需先用Ca2+载体处理农杆菌
C. 过程⑤产生的木瓜植株即使有抗PRSV基因也不一定具有抗PRSV的性状
D. 农杆菌能在自然条件下能够侵染双子叶植物
【答案】ACD
【解析】
【分析】分析题图:图中①为逆转录过程,②为基因表达载体的构建过程,③④是采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,⑤是再分化过程。
【详解】A、过程②为基因表达载体的构建过程,用限制酶BamHⅠ在Ti 质粒切开一个切口,会断裂两个磷酸二酯键,暴露出两个游离的磷酸基团,A正确;
B、过程③将重组质粒转入农杆菌之前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态,B错误;
C、过程⑤是再分化过程,如果含有的抗PRSV基因表达,则产生的木瓜植株具有抗PRSV的性状,如果含有的抗PRSV基因没有表达,则产生的木瓜植株不具有抗PRSV的性状,C正确;
D、农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 酿酒酵母被称为啤酒酵母,最早人们利用它进行啤酒和面包的工业化生产,后来人们从葡萄酒中分离培养出不同的菌株,进一步将其分为果酒用酵母、啤酒用酵母等不同类别。酿酒酵母的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酿酒酵母菌株,进行了下图1实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,灭菌条件相同。请回答下列问题:
(1)制备培养基时,培养基灭菌的常用方法是____。
(2)图1中所用的分离产酒精能力强的酿酒酵母菌株的方法是____。通过计算得出1L葡萄酒过滤液中的活菌数为____个。此数值可能低于实际的活菌数,其原因是____。
(3)图2中设置甲组为对照组的目的是____。
(4)据图2分析,丙组可能是____条件下培养的结果;丁组和乙组比较可以得出的结论是____。
【答案】(1)高压蒸汽灭菌法
(2) ①. 稀释涂布平板法 ②. 6.8×109 ③. 计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上生长出一个菌落,所以数目偏小
(3)鉴定培养液是否被杂菌污染
(4) ①. 通入氧气 ②. 丁组产生酒精的能力比乙强
【解析】
【分析】1、酵母菌是兼性厌氧微生物。在无氧条件下进行酒精发酵。
2、图1所示取样后稀释104倍和105倍,在同一稀释倍数下,对3个平板进行了重复计数,这种计数方法是稀释涂布平板法。
3、图2表示甲、乙、丙、丁瓶中所产生的酒精浓度和活菌数量。
【小问1详解】
培养基需要无菌处理,对培养基需要进行高压蒸汽灭菌。
【小问2详解】
图1中所用的分离产酒精能力强的酿酒酵母菌株的方法是稀释涂布平板法。图1所示的六个计数的平板中,当稀释104倍时对应的3个平板菌体数均在30-300之间,可以用于计数,取其平均值为(62+68+72)÷3=68,即这涂布用的0.1mL稀释104倍的样品中约68个活菌,计算可得葡萄酒过滤液的活菌数为68÷0.1×1000×104= 6.8×109个/L,当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的是一个菌落,所以此数值可能低于实际的活菌数。
【小问3详解】
图2中甲组的作用是作为对照组,目的是鉴定培养液灭菌是否彻底以及是否被杂菌污染。
【小问4详解】
据图可知,丙组没有酒精,可能是氧气充足的条件下没有进行酒精发酵。丁组和乙组相比,两锥形瓶内的菌体数量相当,但乙组的酒精浓度更大,因此可知丁组产生酒精的能力比乙强。
22. 红心猕猴桃属中华猕猴桃的红肉猕猴桃变种,对乙烯很敏感,成熟后极易腐烂变质,不能长期贮藏。近年来,随着人们生活水平的不断提高和对营养健康的追求,红心猕猴桃果酒低酒精度、营养健康养生的特性更受到人们的欢迎。下面是红心猕猴桃酒制作流程图:
原料洗净、削皮→果肉打浆→低温灭菌→调节pH、糖度→加入果胶酶、糖化酶、酵母和乳酸菌→搅拌→避光发酵→发酵液过滤→滤液乳酸菌发酵→陈酿→灭菌→装罐。
回答有关问题:
(1)通过该流程酿制的猕猴桃酒_________(填“是”或“不是”)利用传统发酵技术得到的产品,为什么?_________。
(2)称取800g红心猕猴桃果浆,发酵温度25℃,加入酵母0.5%,分别进行了乳酸菌添加量、初始糖度对红心猕猴桃果酒品质影响的单因素实验。将研究结果绘成曲线如下:
①猕猴桃果汁中的糖分不能完全满足酵母菌的生长繁殖,因此可以添加适量_________使果汁中的糖分增加。如图随着初始糖度的增加,一定浓度范围内猕猴桃酒的酒精度_________,这主要是因为原料充足,酵母菌_________(填呼吸类型)加强。但当初始糖度过大时,酒精度反而降低,可能是因为_________。
②猕猴桃酒中含有有机酸,使果酒产生酸涩的口感,乳酸菌对有机酸(特别是苹果酸)的降解有明显作用,其副产物能增加香气,故生产上用乳酸菌进行二次发酵,由此可见发酵过程中微生物的种类、数量、_________、种间关系等都是造成发酵产品不同风味的重要原因。
(3)工业化生产中,发酵前对菌种进行多次_________培养后再接种,有利于缩短菌种在发酵罐中的发酵时间。发酵时,需要严格控制发酵的_________(写出两点)等。
【答案】(1) ①. 不是 ②. 从该酿酒过程的操作分析,利用的不是材料中天然存在的微生物
(2) ①. 蔗糖(葡萄糖) ②. 上升 ③. 无氧呼吸 ④. 初始糖度过大,酵母菌会渗透失水,进而影响发酵 ⑤. 代谢特点
(3) ①. 扩大 ②. 温度、PH、溶氧
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大 量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。
【小问1详解】
从该酿酒过程的操作分析,利用的不是材料中天然存在的微生物,而传统的发酵技术利用的是天然的微生物,因此通过该流程酿制的猕猴桃酒不是利用传统发酵技术得到的产品。
【小问2详解】
①由于猕猴桃果汁中的糖分不能完全满足酵母菌的生长繁殖,因此可以添加适量蔗糖(葡萄糖)使果汁中的糖分增加。据图分析可知,随着初始糖度的增加,一定浓度范围内猕猴桃酒的酒精度上升。酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,酵母菌无氧呼吸加强,产生的酒精增多。如果始糖度过大时,酒精度反而降低,可能是因为初始糖度过大,酵母菌会渗透失水,进而影响发酵。
②发酵产品的风味受发酵过程中微生物的种类、数量、代谢特点、种间关系以及发酵时间、原料等因素有关。
【小问3详解】
工业化生产中,发酵前对菌种进行多次扩大培养后再接种,有利于缩短菌种在发酵罐中的发酵时间。发酵时,需要严格控制发酵的温度、PH、溶氧等因素。
23. 具有优良性状牛的获得,会大大促进我国畜牧业的发展。下图甲为人工培育优质牛的基本流程,图乙为对体外培养的牛胚胎进行性别鉴定及胚胎分割、移植的过程。回答下列问题:
(1)图甲中a是指用外源_________激素进行_________处理。进行同期发情处理的目的是_________。c是指将_________等早期胚胎移植到受体母牛中,所选择受体母牛的特点是_________。所获得的犊牛的遗传物质来自_________。
(2)图乙中,进行胚胎分割所需要的主要仪器设备有_________,胚胎分割的关键是要注意_________。取滋养层细胞进行性别鉴定的原因是_________。若要培育优良奶牛,则需要对性别鉴定为_________的胚胎进行移植。胚胎分割可以看作动物_________或克隆的方法之一。
【答案】(1) ①. 促性腺 ②. 超数排卵 ③. 使供体母牛和受体母牛的生理状态相同 ④. 桑葚胚或囊胚 ⑤. 有健康的体质和正常繁殖能力 ⑥. 供体母牛和供体公牛
(2) ①. 体视显微镜和显微操作仪 ②. 将内细胞团均等分割(取滋养层细胞) ③. 不会影响胚胎的发育 ④. 雌性 ⑤. 无性繁殖
【解析】
【分析】图甲分析,a为促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵;b为胚胎体外培养;c为胚胎移植。图乙分析,对胚胎分割时,应选择的时期为桑葚胚或囊胚期,如果对囊胚进行分割,应该将内细胞团均等分割。
【小问1详解】
过程a为对供体母牛用外源促性腺激素进行超数排卵处理,从而产生更多数量的卵细胞。进行同期发情处理的目的是使供体母牛和受体母牛的生理状态相同。c是指将桑葚胚或囊胚等早期胚胎移植到受体母牛中,所选择受体母牛的特点是有健康的体质和正常繁殖能力。所获得的犊牛是由精子和卵细胞结合的受精卵发育而来,因此遗传物质来自于供体母牛和供体公牛。
【小问2详解】
图乙中,进行胚胎分割所需要的主要仪器设备有体视显微镜和显微操作仪,胚胎分割的关键是要注意将内细胞团均等分割(取滋养层细胞),这样分割得到的胚胎才能正常发育成个体。滋养层细胞最终发育为胚胎的附属结构或胚外结构,取滋养层细胞进行性别鉴定的原因是不会影响胚胎的发育。若要培育优良奶牛,则需要对性别鉴定为雌性的胚胎进行移植。胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
24. 干扰素在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病,目前科学家通过构建基因工程菌来获得干扰素,下图示为干扰素基因及几种限制酶的识别位点。回答下列问题:
(1)常利用PCR技术扩增干扰素基因,PCR的原理是_____________________;为确保成功获得基因工程菌,图中引物应选择______________,PCR过程中延伸阶段选用72℃而非95℃综合考虑了两个因素,这两个因素是_________________________________。
(2)设计引物是PCR技术中至关重要的一环。下图所示的引物中,其中一种设计不合理,原因是______________。
(3)强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被______________识别并结合,驱动基因的持续转录。为使干扰素基因在菌体中超量表达,并避免目的基因的反向连接,应选用限制酶______和______切割图中DNA片段。
(4)生产干扰素的工程菌可选用大肠杆菌或酵母菌,选用酵母菌作为受体细胞的优势是___。
(5)干扰素在体外保存相当困难,但如果将其分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以保存半年。请根据蛋白质工程的原理设计实验对干扰素进行改造,使其保存时间延长,则改造思路是_______________。
【答案】(1) ①. DNA半保留复制 ②. E、C ③. 防止DNA变性(保证引物与模板结合)和保证Taq酶所需温度条件
(2)引物Ⅰ折叠后会发生碱基互补配对(形成发夹结构)
(3) ①. RNA聚合酶 ②. EcoRⅠ ③. SmaⅠ
(4)酵母菌含有内质网和高尔基体,可对蛋白质进行加工和修饰
(5)将基因中一个编码半胱氨酸的碱基序列替换成编码丝氨酸的碱基序列
【解析】
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,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。
【小问1详解】
PCR是一项体外扩增DNA分子的技术,其原理是DNA半保留复制;引物需要与模板的3'端结合,且子链均从5'到3'端延伸,为确保成功获得基因工程菌,需要保证强启动子正常表达,结合题图可知,图中引物应选择E、C;PCR需要通过控制温度实现变性—复性—延伸的循环过程,该过程中,延伸阶段选用72℃而非95℃综合考虑了两个因素,这两个因素是防止DNA变性(保证引物与模板结合)和保证Taq酶所需温度条件。
【小问2详解】
据图可知,引物Ⅰ折叠后会发生碱基互补配对,左侧的AACTG与右侧的TTGAC会发生配对,形成发夹结构,导致PCR无法正常进行。
【小问3详解】
启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录;据图可知,为保证使干扰素基因在菌体中超量表达,应保证酶切位点位于强启动子两侧,且避免目的基因的反向连接,应选择两种限制酶进行切割,故应选择图中的EcoRⅠ和SmaⅠ进行切割。
【小问4详解】
与大肠杆菌(原核生物)相比,酵母菌含有内质网和高尔基体,可对蛋白质进行加工和修饰,故常选用酵母菌作为受体细胞。
【小问5详解】
分析题意,如果将干扰素分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以保存半年,故根据蛋白质工程的原理设计实验对干扰素进行改造的思路是:将基因中一个编码半胱氨酸的碱基序列替换成编码丝氨酸的碱基序列。
25. 为制备抗病毒A的单克隆抗体,某研究小组进行了如图甲所示实验,并基于获得的杂交瘤细胞,研制出能同时与α、β两种抗原结合的双特异性单克隆抗体(如图乙所示)。回答下列问题:
(1)制备单细胞悬液前,宜用病毒A作_________处理小鼠甲。所获得的B淋巴细胞能产生抗病毒A的抗体,与基因的_________有关。
(2)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞需经诱导才能发生融合,常用的诱导融合的方法有_________(答2点)等。若只考虑细胞的两两融合,融合细胞有_________种类型,故需要进行筛选1以获得杂交瘤细胞,还需要进行筛选2,原因是_________。获得的能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,既可以在培养基中培养,也可以在_________内培养。
(3)双特异性单克隆抗体的两个可变区能结合不同的抗原,这_________(填“能”或“不能”)说明其没有特异性。若抗原α是某类癌细胞高表达的膜蛋白,而抗原β是T细胞表面受体CD28(已知T细胞的激活依赖于受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集),则该双特异性单克隆抗体可用于治疗该类癌症,理由是_________。通过_________工程技术,可以对双特异性单克隆抗体的可变区进行设计改造,使其更符合人类的需求。
【答案】(1) ①. 抗原 ②. 选择性表达
(2) ①. PEG融合法、灭活病毒诱导法、电融合法 ②. 3 ③. 经筛选1获得的杂交瘤细胞有多种(,需筛选出能产生抗病毒A单克隆抗体的杂交瘤细胞) ④. 小鼠腹腔
(3) ①. 不能 ②. 该双特异性单克隆抗体既能结合癌细胞高表达的膜蛋白,又能结合T细胞表面受体CD28,使受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞,起到治疗效果 ③. 蛋白质改造
【解析】
【分析】单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【小问1详解】
制备单细胞悬液前,宜用病毒A作抗原处理小鼠甲,诱导小鼠甲产生针对病毒A抗原的B淋巴细胞。所获得的B淋巴细胞能产生抗病毒A的抗体,与基因的选择性表达有关。
【小问2详解】
B淋巴细胞与骨髓瘤细胞需经诱导才能发生融合,常用的诱导融合的方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等。若只考虑细胞的两两融合,融合细胞有3种类型,分别是B淋巴细胞和B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合以及B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。故需要进行筛选1以获得杂交瘤细胞,还需要进行筛选2,原因是经筛选1获得的杂交瘤细胞有多种(,需筛选出能产生抗病毒A单克隆抗体的杂交瘤细胞)。获得的能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,既可以在培养基中培养,也可以在小鼠腹腔内培养。
【小问3详解】
双特异性单克隆抗体的两个可变区能结合不同的抗原,这不能说明其没有特异性,因为该种抗体不能识别结合所有抗原。由于该双特异性单克隆抗体既能结合癌细胞高表达的膜蛋白,又能结合T细胞表面受体CD28,使受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,因此有效激活T细胞杀伤癌细胞,起到治疗效果。通过蛋白质改造工程技术,可以对双特异性单克隆抗体的可变区进行设计改造,使其更符合人类的需求。
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