内容正文:
临沂第十九中学高三年级第五次质量调研考试
生物试题
一、单项选择题
1. 水绵是一种丝状绿藻,而微囊藻属于蓝细菌,具有类似于类囊体的光合片层结构。二者大量繁殖均能引发水华。下列说法正确的是( )
A. 水绵为低等植物,与微囊藻的区别之一是有中心体
B. 水绵和微囊藻的细胞核中都有核酸-蛋白质复合物
C. 微囊藻的光合片层结构可完成光合作用全部过程
D. 水华是由淡水中的N、P元素经生物富集作用引发的
2. 用高浓度的盐酸胍溶液对大豆蛋白进行变性处理经缓冲溶液稀释后,大豆蛋白又可以恢复原来的空间结构(称为“复性”),并且其黏度显著提高。下列叙述正确的是( )
A. 盐酸胍改变了氨基酸的排列顺序引起大豆蛋白变性
B. 煮熟的豆浆经缓冲溶液稀释后大豆蛋白也可复性
C. 高浓度盐酸胍引起大豆蛋白变性类似于蛋白质盐析
D. 变性大豆蛋白不能与双缩脲试剂发生紫色反应
3. 洋葱是常用的生物学实验材料,其成熟的外表皮细胞中富含花青素。下列说法正确的是( )
A. 在低倍光学显微镜下,可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞中的原生质层呈紫色
B. 在质壁分离过程中,洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色加深,吸水能力增大
C. 发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在清水中,都能发生复原现象
D. 洋葱外层鳞片叶汁液丰富、甜度高,可以作为鉴定还原糖的实验材料
4. 油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线如图。下列分析正确的是( )
A. 种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,说明可溶性糖是生命活动的直接能源物质
B. 种子发育过程中,曲线交点表示可溶性糖与脂肪的相互转化处于动态平衡
C. 随种子萌发天数的增加,自由水含量与可溶性糖含量的变化正相关
D. 种子在发育形成和发过程中,有机物的总量和种类保持不变
5. 细胞膜成分的非对称分布是细胞生理反应(如细胞分泌)的基础。最新发现细胞膜中磷脂分子非对称分布的机理:磷脂转运酶在ATP水解的驱动下,将不同头部基团的磷脂分子从细胞膜外侧转运至内侧,从而调控和维持细胞膜的非对称性。Dnf1(一种磷脂转运酶)感知其转运底物磷脂酰胆碱在细胞膜内侧的比例降低时,自发地发生构象变化,提高活性以满足需要。下列有关说法错误的是( )
A. 磷脂酰胆碱是细胞膜中的一种磷脂分子
B. 磷脂转运酶运输磷脂分子需要消耗能量
C. 不同磷脂在细胞膜中比例会改变Dnf1活性
D. 细胞膜内侧的磷脂酰胆碱含量很低
6. 除了温度和pH影响酶活性外,抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为无抑制剂和不同抑制剂的作用机理示意图,图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列分析错误的是( )
A. 非竞争性抑制剂的作用机理与高温对酶活性影响的作用机理相似
B. 竞争性抑制剂可与底物相互竞争酶的活性位点,说明该酶不具有专一性
C. 曲线C表示在酶溶液中添加了非竞争性抑制剂后的作用结果
D. 曲线B在底物浓度为25时,酶的活性位点与底物结合已趋于饱和
7. 萤火虫尾部发光器的发光机理如图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质,可用来快速检测食品表面的微生物。下列叙述正确的是( )
A. 细胞中储存着大量ATP,保证了生命活动的能量之需
B. 荧光素接受ATP水解产生的磷酸基团后形成荧光素酰腺苷酸
C. 检测仪只能检测是否有微生物残留,不能检测微生物含量多少
D. 检测仪既可检测残留需氧型微生物,也可检测厌氧型微生物
8. 菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植物根皮中的鱼藤酮十分敏感,生产上常用鱼藤酮防治害虫。下列推测正确的是( )
A. 鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段
B. NADH脱氢酶分布在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质中
C. 菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的三个阶段都能产生NADH
D. 菜粉蝶幼虫细胞中的NADH主要来自线粒体内膜
9. 如图表示芍药叶肉细胞在不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中CO2和[H]等物质的变化,下列判断正确的是( )
注:①⑧表示生理过程
A. 过程①③产生[H]是相同的物质
B. 过程①②为光合作用的光反应,⑤⑥为暗反应
C. 过程⑦⑧为有氧呼吸第一、二阶段,④为有氧呼吸第三阶段
D. 可能发生在细胞质基质中的细胞代谢过程有③⑦⑧
10. 蓖麻细胞内游离核糖体的小亚基与mRNA结合后,招募核糖体大亚基开始合成一段信号肽,信号肽被内质网上的受体识别后进入网腔延伸、加工形成蓖麻毒素前体(PRC),核糖体随后解体,PRC经高尔基体加工后继续以囊泡的形式运往液泡并降解部分肽段成为蓖麻毒素。蓖麻毒素常被用来合成免疫毒素破坏靶细胞的核糖体。下列说法错误的是( )
A. 信号肽是核糖体附着在内质网上的关键物质
B. 蓖麻毒素是在液泡内加工成熟并进行储存的
C. 蛋白质合成过程中核糖体的位置和数量是动态变化的
D. PRC以囊泡形式运往液泡以防止自身核糖体遭到破坏
11. 结构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作用。某研究团队利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核供体, 以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植,发现异种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象。下列说法错误的是( )
A. 核仁是与核糖体形成有关的细胞器
B. 本实验需要设计牛和羊的同种核移植作为对照
C. 核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构
D. 异种核移植胚胎中某些蛋白质表达量可能减少
12. 下列有关农业谚语及其对应的生命现象的说法, 错误的是( )
A. “玉米带大豆, 十年九不漏”描述的是不同农作物间作套种,可以增加产量
B. “尺麦怕寸水”说明土壤含水量过高会影响根部的细胞呼吸
C. “锄头下面有肥”描述的是松土有利于植物根细胞直接吸收有机肥料
D. “芝麻不打叶,打叶就不结”说明种子储存的有机物主要来自叶片光合作用
13. 用同一打孔器在一白萝卜上打出若干萝卜条,切成相同长度,均分为三组,分别置于等体积的I、Ⅱ、Ⅲ三种溶液中一段时间,b点时将三组实验的萝卜条同时放回相应溶液的低浓度溶液中一段时间。实验期间持续观察萝卜条体积的变化,并计算相对体积,实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 实验的自变量包括溶液的种类和浓度,观测指标是萝卜条的体积变化
B. 随着萝卜条体积减小的同时,萝卜细胞的原生质层逐渐与细胞壁分离
C. 初始I溶液浓度小于Ⅱ溶液,I溶液和Ⅱ溶液中的溶质都能进入细胞
D. b点时Ⅱ溶液的渗透压等于细胞液的渗透压,Ⅲ溶液中的细胞已死亡
14. 为拓宽爱媛橙的销路提高附加值,研究人员利用其果实生产果酒的过程及相关物质变化如图。下列叙述错误的是( )
A. 发酵前将发酵罐口打开通入空气,目的是增加酵母菌数量
B. 破碎打浆和酶解处理可提高爱媛橙果汁的出汁率
C. 采样检测发酵中总糖和酒精度等变化,可有效控制发酵进程
D. 下胶和过滤处理可除去陈酿后溶液中的沉淀物和颗粒悬浮物
15. 已知菌种M为组氨酸依赖型(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活),菌种N为色氨酸依赖型(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活),为了获得具有共同优良性状的融合菌,进行了如下实验。下列分析正确的是( )
A. 获得菌种M和N需先经杂交育种,然后进行选择性培养筛选
B. 用PEG诱导融合前需用纤维素酶和果胶酶去除菌种的细胞壁
C. 经PEG诱导产生的融合细胞类型最多有3种
D. 从不含组氨酸和色氨酸的培养基X中可分离出杂种融合菌P
16. 某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜,并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是( )
A. 外植体消毒的过程:酒精消毒30s→次氯酸钠溶液处理30min→无菌水清洗2~3次
B. 愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块,诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照
C. 诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比,前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高
D. 打开封口后直接用流水冲洗掉幼苗根部的培养基,再移植到灭过菌的蛭石环境中炼苗处理
17. 《本草纲目》提到:“羊乳甘温无毒,润心肺,补肺肾气”中医一直把羊奶看做对肺和气管特别有益的食物。如图表示研究人员利用胚胎工程繁育优质高产奶羊的过程,下列说法错误的是( )
A. 通过①-⑤繁育高产奶羊的过程与克隆羊的原理不同
B. 过程⑤是否成功与供体和受体生理状态一致性密切相关
C. 进行胚胎性别鉴定时,要选择内细胞团细胞进行DNA分析
D. 不同生物进行过程⑤的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期
18. 两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 紫外线照射可诱导中间偃麦草的染色体发生断裂
B. 过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
C. 耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
D. 该育种技术打破了不同物种间的生殖隔离,克服了远缘杂交障碍
19. 进行基因编辑是生物学研究的重要手段,如图是对某二倍体生物B基因进行定点编辑的过程,用sgRNA可指引限制性内切核酸酶Cas9结到特定的切割位点。下列说法错误的是( )
A. 基因定点编辑前,需要设计与片段Ⅱ两端碱基序列配对的sgRNA
B. Cas9通过断裂脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键实现对片段Ⅱ切除
C. 通过分析破坏B基因后的生物体功能变化,可推测B基因的功能
D. 通过基因编辑技术改造后的B基因与编辑前的B基因不是等位基因
20. 新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。制备抗s蛋白的单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,相关叙述正确的是( )
A. 优先选择灭活的新冠病毒免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞
B. 用灭活的仙台病毒诱导已激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合
C. 经过第一次筛选获得能产生抗S蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞
D. 经体外培养得到的单克隆抗体可以与ACE2受体结合阻断病毒的入侵
二、不定项选择题
21. 根据功能特点,在哺乳动物细胞中发现的水通道蛋白(AQPs)可分为水选择型(如AQP2)、水-甘油型(如AQP7)等。其中AQP2只运输水分子, AQP7既能运输水分子,又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子。下列说法正确的是( )
A. 仅有少量水分子通过 AQPs方式进出细胞,多数通过自由扩散
B. 通过 AQPs进行水分子的跨膜转运比直接通过磷脂双分子层要快
C. 若抑制 AQP2的活性,成熟红细胞在蒸馏水中破裂的时间会延长
D. 当机体缺氧时, 细胞膜上 AQP7 排出尿素的速率会明显降低
22. 动物肌肉细胞内除腺苷三磷酸外,还有其他高能磷酸化合物,如磷酸肌酸(C~P)。腺酶苷三磷酸与肌酸(C)的反应如下:A-P~P~P+CA-P~P+C~P下列说法正确的是( )
A. 腺苷三磷酸是细胞生命活动的直接能源物质
B. 磷酸肌酸的水解是放能反应,腺苷三磷酸的合成与吸能反应相联系
C. 腺苷三磷酸水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与C结合,从而形成磷酸肌酸
D. 磷酸肌酸有助于维持细胞内ATP含量的相对稳定
23. 全球气候变化不断加重,多重胁迫对作物生长发育和产量的不利影响日益显著。研究者设计实验分析了玉米苗在最适条件(CT)、单一干旱(D)单一冷害(C),以及干旱和冷害双重胁迫(D&C)下的净光合速率差异如图。下列叙述正确的是( )
A. 25天生长期培养的目的是保证各组玉米苗在胁迫干预前长势一致
B. 单一干旱胁迫下,玉米苗光合作用过程中的O2释放量、C3生成量均会减少
C. 在双重胁迫下,冷害能够明显缓解干旱胁迫对玉米苗生长发育造成的损伤
D. 实验表明,冷害对玉米苗可造成部分不可逆损伤,适度干旱可提高其抗逆性
24. 研究发现,某些致病菌生长繁殖需要外界提供相应的生长因子。将流感嗜血杆菌与金黄色葡萄球菌在血平板上共同培养时,金黄色葡萄球菌周围的流感嗜血杆菌菌落较大,越远则菌落越小,称为卫星现象(图甲)为进一步探究流感嗜血杆菌所需生长因子的种类,把其菌悬液与不含生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板,然后在平板上划分成四个区域,将从血液中提取的V、X两种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中的不同菌落可以通过观察菌落特征进行鉴别
B. 卫星现象可能是金黄色葡萄球菌合成相关生长因子或引起溶血所致
C. 可用加热(破坏血细胞)血琼脂平板进行流感嗜血杆菌的纯培养
D. 图乙结果表明流感嗜血杆菌生长需要生长因子V或X
25. 猪瘟病毒(CSFV)蛋白质外壳上的E2蛋白,对于病毒入侵细胞至关重要。研究人员利用E2蛋白来制备抗CSFV单克隆抗体的过程如图。下列叙述错误的是( )
A. 注射E2蛋白后,从小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞均能产生E2蛋白抗体
B. 过程②可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法,得到的③不一定是杂交瘤细胞
C. 细胞③经一次筛选即可得到足量多的能产生E2蛋白抗体的杂交瘤细胞
D. 此过程生产的单克隆抗体既可用于CSFV的检测,也可用于该种猪瘟的治疗
三、非选择题
26. 如图表示植物细胞细胞质中的无活型RagC转化为激活型RagC,并进一步激活核膜上的mTORC1,抑制物质SKN1,从而抑制SKN1对物质ACAD10的激活作用的过程图解。
(1)构成核膜的基本支架是___________,图中支持核孔具有选择透过性的依据是___________。
(2)据图分析,无活型RagC转化为激活型RagC发生在_______,该过程_______(填“需要”或“不需要”)消耗ATP,激活型RagC对细胞的生长起________(填“促进”或“抑制”)作用。
(3)图示细胞内RagC转运所需的ATP的合成场所可能有___________。由图综合分析可知,核孔的作用是______________________。
27. 某课题组构建了一种非天然的CO2转化循环(CETCH循环),该循环利用多种生物的相关酶组合,最终将CO2转化为羟基乙酸,提高了CO2固定效率。课题组还利用液滴微流控技术,将该循环与菠菜的叶绿体类囊体结合在一起,构建了人造叶绿体如图所示。
(1)在该人造叶绿体中,光反应进行的场所是___________;卡尔文循环包含___________和___________两个基本过程,这与CETCH循环有所不同。
(2)CETCH循环正常进行时,除需要相关酶组合的催化和相应底物外,还需要不断地提供___________。同等条件下,人造叶绿体固定CO2的效率明显高于天然叶绿体,最可能的原因是___________。
(3)在光合作用固定CO2量相等的情况下,该人造叶绿体中糖类的积累量_______(填“高于”“低于”或“等于”)菠菜,原因是_________________。
(4)人造叶绿体具有广阔的应用前景和潜在价值,请举例说明。______________(答出两点即可)。
28. 2021年3月,以色列魏茨曼科学研究所研究团队创建了人造机器子宫,并首次使用它将小鼠胚胎培养了6d(达到小鼠整个妊娠期的1/3,且胚胎发育正常。借助人造子宫,可观察到胚胎成功发育出心脏、胃、头部和四肢等,从而帮助人们解决胚胎发育研究领域的诸多问题。
(1)研究人员首先提取受精之后几天的小鼠胚胎,放到含有特殊生长培养基的培养皿中,胚胎像附着在子宫壁上一样,开始形成三胚层。这说明提取的胚胎在小鼠体内已完成由受精卵→___________的发育。其中受精卵形成经过___________、精子接触卵细胞膜、形成雄原核和雌原核并彼此靠近等阶段,当___________时,说明卵子已受精。
(2)上述胚胎培养两天后,进入下一个发育阶段,开始从每个胚层发育形成器官。此时,研究人员将胚胎放在小烧杯内的营养液中,使溶液保持运动并不断混合,帮助胚胎___________,防止胚胎附着到杯壁上导致死亡。小鼠胚胎能依靠这台人造子宫系统正常生长6天,在此期间可以明显看到胚胎不断变大,成功发育出心脏、胃、头部和四肢等重要器官。同种动物个体间进行胚胎移植前,常不需要对受体和供体进行免疫检查,原因是___________。
(3)若将第(1)问中的胚胎移植到另一雌鼠体内继续发育,则所选代孕母鼠应满足的条件是与供体鼠同种健康且______________________。为了获得更多的克隆鼠,可对第(1)问中的囊胚进行分割,但需要注意___________。
29. 研究人员从土壤中分离获得能分解纤维素的细菌A菌),从A菌中提取一种纤维素酶基因(CBHI,长度为1.4kbp)并进行PCR扩增,然后与高效表达载体pUT质粒(长度为11.bp)连接构建成重组质粒并导入A菌,从而获得分解纤维素能力更强的工程菌(B菌)。
限制酶
识别序列及酶切位点
BglⅡ
A↓GATCT
BstEⅡ
G↓GTAACC
SacⅠ
G↓AGCTC
MspⅠ
G↓CGG
BamHⅠ
G↓GATCC
(1)CBHⅡ基因两端需添加相关酶切位点才能与pUT质连接,因此在扩增CBHⅡ基因时,需要在两种引物上分别添加____________序列和____________序列。PCR中需要添加引物的原因是____________。
(2)为鉴定重组质粒是否构建成功,将重组质粒导入A菌,并将其接种在含____________的培养基上培养,然后提取3个不同菌落的质粒分别进行双酶切验证将酶切片段和CHⅡ基因分别进行电泳,结果如下图2所示。据此分析,菌落____________中成功导入了重组质粒。完整的重组质粒应包括________________________(至少答出三点)。
(3)图3中B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。为了使CBHⅡ基因按照正确的方向与已被酶切的pUT质粒连接,图中酶切位点1和酶切位点2所对应的酶分别是____________,用两种限制酶切割的目的是____________。
(4)为检测B菌的纤维素分解能力,将含有20%纤维素的培养基分为三组,一组接种B菌,一组不做处理,一组接种____________,在相同条件下培养一段时间,测定培养基中纤维素含量,结果如图4所示,说明____________。预期该工程菌在处理废弃物及保护环境方面可能的应用,举一个实例。____________。
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生物试题
一、单项选择题
1. 水绵是一种丝状绿藻,而微囊藻属于蓝细菌,具有类似于类囊体的光合片层结构。二者大量繁殖均能引发水华。下列说法正确的是( )
A. 水绵为低等植物,与微囊藻的区别之一是有中心体
B. 水绵和微囊藻的细胞核中都有核酸-蛋白质复合物
C. 微囊藻的光合片层结构可完成光合作用全部过程
D. 水华是由淡水中的N、P元素经生物富集作用引发的
【答案】A
【解析】
【分析】原核生物与真核生物的根本区别是有无以核膜为界限的细胞核。原核生物无核膜,细胞质中只有核糖体一种细胞器,细胞壁主要成分是肽聚糖。真核细胞有核膜,细胞质中有多种细胞器,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。常见的原核生物菌、放线菌、支原体、蓝细菌和衣原体。
【详解】A、微囊藻属于蓝细菌,是一种原核生物,只有核糖体这一种细胞器,水绵为低等植物,含有中心体,因此水绵与微囊藻的区别之一是水绵有中心体,A正确;
B、微囊藻属于蓝细菌,是一种原核生物,不含有细胞核,B错误;
C、微囊藻的光合片层上的光合色素能够吸收光能,完成光合作用的光反应阶段,光合作用的暗反应阶段在细胞质基质中进行,C错误;
D、水华是由淡水中的N、P等元素含量过高,导致藻类疯狂生长而引起的,与生物富集作用关系不大,D错误。
故选A。
2. 用高浓度的盐酸胍溶液对大豆蛋白进行变性处理经缓冲溶液稀释后,大豆蛋白又可以恢复原来的空间结构(称为“复性”),并且其黏度显著提高。下列叙述正确的是( )
A. 盐酸胍改变了氨基酸的排列顺序引起大豆蛋白变性
B. 煮熟的豆浆经缓冲溶液稀释后大豆蛋白也可复性
C. 高浓度盐酸胍引起大豆蛋白变性类似于蛋白质盐析
D. 变性的大豆蛋白不能与双缩脲试剂发生紫色反应
【答案】C
【解析】
【分析】1、用高浓度的盐酸胍溶液对大豆蛋白进行变性处理经缓冲溶液稀释后,大豆蛋白又可以恢复原来的空间结构,说明这个过程蛋白质的变化是物理变化,没有改变清蛋白质的结构。
2、蛋白质的盐析与变性:
【详解】A、用高浓度的盐酸胍溶液对大豆蛋白进行变性处理经缓冲溶液稀释后,大豆蛋白又可以恢复原来的空间结构,说明这个过程蛋白质的结构没有被破坏,没有改变氨基酸的排列顺序,A错误;
B、蛋白质热变性时,是空间结构被破坏,不可复性,B错误;
C、蛋白质的盐析属于物理性质,蛋白质的空间结构和生理功能不发生变化,与高浓度盐酸胍引起的大豆蛋白变性相似,C正确;
D、变性后的蛋白质的空间结构改变,但其中的肽键没有断裂,因此仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。
故选C。
3. 洋葱是常用的生物学实验材料,其成熟的外表皮细胞中富含花青素。下列说法正确的是( )
A. 在低倍光学显微镜下,可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞中的原生质层呈紫色
B. 在质壁分离过程中,洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色加深,吸水能力增大
C. 发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在清水中,都能发生复原现象
D. 洋葱外层鳞片叶汁液丰富、甜度高,可以作为鉴定还原糖的实验材料
【答案】B
【解析】
【分析】1、细胞发生质壁分离的时间如果过长或者外界的溶液浓度过大,都会造成死亡,不会发生质壁分离复原。
2、发生质壁分离的细胞所失的水分主要自液泡内的水。
3、生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。
【详解】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞中的原生质层无色,液泡呈紫色,A错误;
B、在质壁分离过程中,细胞失水,液泡减小,洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色加深,细胞失水,细胞液的浓度增大,则吸水能力增大,B正确;
C、细胞发生质壁分离的时间如果过长或者外界的溶液浓度过大,就会死亡,这样的细胞浸润在清水中就不能发生质壁分离复原,C错误;
D、洋葱鳞片叶外表皮有色素,在观察还原糖鉴定试验中存在颜色干扰,D错误。
故选B。
【点睛】
4. 油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线如图。下列分析正确的是( )
A. 种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,说明可溶性糖是生命活动的直接能源物质
B. 种子发育过程中,曲线交点表示可溶性糖与脂肪的相互转化处于动态平衡
C. 随种子萌发天数的增加,自由水含量与可溶性糖含量的变化正相关
D. 种子在发育形成和发过程中,有机物的总量和种类保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图信息可知,在植物开花后中,可溶性糖的含量逐渐降低,脂肪的含量逐渐增加;在种子萌发过程中脂肪的含量逐渐降低,可溶性糖的含量逐渐升高。
【详解】A、细胞生命活动的直接能源物质是ATP,A错误;
B、从图中只能看在交点处,种子干重中脂肪和可溶性糖含量相等,然后可溶性糖含量减少,脂肪含量增加,说明可溶性糖可能大量转化成脂肪,所以二者之间的转化速率不相等,B错误;
C、随种子萌发天数的增加,代谢增加,自由水含量增多,同时从图中看出,可溶性糖含量也增加,所以二者呈正相关,C正确;
D、种子在发育形成过程中,有机物总量增加,由于萌发初期不能进行光合作用,故萌发过程中有机物总量减少,D错误。
故选C。
【点睛】
5. 细胞膜成分的非对称分布是细胞生理反应(如细胞分泌)的基础。最新发现细胞膜中磷脂分子非对称分布的机理:磷脂转运酶在ATP水解的驱动下,将不同头部基团的磷脂分子从细胞膜外侧转运至内侧,从而调控和维持细胞膜的非对称性。Dnf1(一种磷脂转运酶)感知其转运底物磷脂酰胆碱在细胞膜内侧的比例降低时,自发地发生构象变化,提高活性以满足需要。下列有关说法错误的是( )
A. 磷脂酰胆碱是细胞膜中的一种磷脂分子
B. 磷脂转运酶运输磷脂分子需要消耗能量
C. 不同磷脂在细胞膜中比例会改变Dnf1的活性
D. 细胞膜内侧的磷脂酰胆碱含量很低
【答案】D
【解析】
【分析】细胞膜的流动镶嵌模型:1、主要成分是蛋白质分子和磷脂分子,还含有少量的糖类。2、脂双层:流动镶嵌模型中最基本的部分,由脂双层组成的膜称为单位膜,由两层磷脂分子组成,磷脂分子具有亲水性的头部和亲脂性的尾部,其两层并不是完全相同的。3、膜蛋白:也和磷脂分子一样,具有水溶性部分和脂溶性部分,有的蛋白质整个贯穿在膜中,有的一部分插在膜中,还有的整个露在膜表面,膜蛋白的分布具有不对称性。4、结构特点:具有一定的流动性。
【详解】A、磷脂转运酶的底物为磷脂分子,故磷脂酰胆碱是细胞膜中的一种磷脂分子,A正确;
B、磷脂转运酶在ATP水解的驱动下,将不同头部基团的磷脂分子从细胞膜外侧转运至内侧,,故磷脂转运酶运输磷脂分子需要消耗能量,B正确;
C、Dnf1(一种磷脂转运酶)感知其转运底物磷脂酰胆碱在细胞膜内侧的比例降低时,自发地发生构象变化,提高活性以满足需要,可知不同磷脂在细胞膜中比例会改变Dnf1的活性,C正确;
D、磷脂酰胆碱在细胞膜内侧比例降低时,Dnf1自发地发生构象变化,提高活性以满足需要,可知细胞膜内侧的磷脂酰胆碱含量应该很高,D错误。
故选D。
6. 除了温度和pH影响酶活性外,抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为无抑制剂和不同抑制剂的作用机理示意图,图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列分析错误的是( )
A. 非竞争性抑制剂的作用机理与高温对酶活性影响的作用机理相似
B. 竞争性抑制剂可与底物相互竞争酶的活性位点,说明该酶不具有专一性
C. 曲线C表示在酶溶液中添加了非竞争性抑制剂后的作用结果
D. 曲线B在底物浓度为25时,酶的活性位点与底物结合已趋于饱和
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:
图甲中的竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位,使酶和底物的结合机会减少,从而降低酶对底物的催化反应速率;非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,降低酶对底物的催化反应速率。
图乙:底物浓度较低时,曲线A的反应速率最高,表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线;加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低,但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高,其催化反应速率又升高,可知曲线B是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线;加入非竞争性抑制剂后会改变酶结构,降低酶的催化反应速率,可知曲线C是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。
【详解】A、非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,改变酶的结构从而降低酶的催化效率;高温会破坏酶的空间结构。二者作用机理相似,A正确;
B、竞争性抑制剂可与底物相互竞争酶的活性位点,是因为竞争性抑制剂与底物结构相似,这正好说明该酶具有专一性,B错误;
C、加入非竞争性抑制剂后,酶的催化反应速率降低,增大底物浓度,反应速率上升不明显,说明曲线C是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线,C正确;
D、曲线B在底物浓度为25时,反应速率已经达到正常值且已最大,是添加了竞争性抑制剂作用的结果,此时酶的活性位点与底物结合已趋于饱和,D正确。
故选B。
7. 萤火虫尾部发光器的发光机理如图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质,可用来快速检测食品表面的微生物。下列叙述正确的是( )
A. 细胞中储存着大量ATP,保证了生命活动的能量之需
B. 荧光素接受ATP水解产生的磷酸基团后形成荧光素酰腺苷酸
C. 检测仪只能检测否有微生物残留,不能检测微生物含量多少
D. 检测仪既可检测残留的需氧型微生物,也可检测厌氧型微生物
【答案】D
【解析】
【分析】1、ATP的中文名称叫三磷酸腺苷,其结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,-代表普通磷酸键,~代表高能磷酸键。ATP为直接能源物质,在体内含量不高,可与ADP在体内迅速转化。
2、ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物,它的大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键。ATP来源于光合作用和呼吸作用。放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。
3、ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质,用来快速检测食品表面的微生物,原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸,后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。
【详解】A、ATP是细胞中的能量货币,但细胞中储存的ATP较少,需要ATP与ADP不断转化,A错误;
B、荧光素接受ATP水解产生的能量后形成荧光素酰腺苷酸,B错误;
C、根据分析可知,微生物残留量越多,产生ATP越多,所发荧光强度越强,C错误;
D、ATP快速荧光检测仪能检测残留的所有能产生ATP的微生物,D正确。
故选D。
8. 菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植物根皮中的鱼藤酮十分敏感,生产上常用鱼藤酮防治害虫。下列推测正确的是( )
A. 鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段
B. NADH脱氢酶分布在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质中
C. 菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的三个阶段都能产生NADH
D. 菜粉蝶幼虫细胞中的NADH主要来自线粒体内膜
【答案】A
【解析】
【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段,第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],发生在线粒体基质中;有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水,发生在线粒体内膜上。
2、根据题干分析,NADH脱氢酶是催化[H]与氧反应的酶,催化有氧呼吸的第三阶段,主要分布在线粒体内膜上;而菜粉蝶幼虫对鱼藤酮十分敏感,说明可利用鱼藤酮来防治菜粉蝶幼虫。
【详解】A、NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶,即催化有氧呼吸的第三阶段,菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶对广泛存在于植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感,说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段,A正确;
B、NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶,即催化有氧呼吸的第三阶段,主要分布在线粒体内膜上,B错误;
C.菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第一和第二两个阶段都能产生NADH,第三阶段不能产生NADH,C错误;
D、有氧呼吸第一阶段产生少量NADH,场所是细胞质基质;有氧呼吸第二阶段产生大量NADH,场所是线粒体基质。因此,菜粉蝶幼虫细胞中的NADH主要来自线粒体内膜,D错误。
故选A。
9. 如图表示芍药叶肉细胞在不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中CO2和[H]等物质的变化,下列判断正确的是( )
注:①⑧表示生理过程
A. 过程①③产生的[H]是相同的物质
B. 过程①②为光合作用的光反应,⑤⑥为暗反应
C. 过程⑦⑧为有氧呼吸第一、二阶段,④为有氧呼吸第三阶段
D. 可能发生在细胞质基质中的细胞代谢过程有③⑦⑧
【答案】D
【解析】
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。有氧呼吸是指细胞或微生物在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把有机物彻底氧化分解(通常以分解葡萄糖为主),产生二氧化碳和水,释放能量,合成大量ATP的过程。
【详解】A、过程①是水的光解,产生的[H]是NADPH,③过程是有氧呼吸一、二阶段,产生[H]是NADH,不是相同的物质,A错误;
B、过程①为光合作用的光反应,①是光反应,水的光解,发生在叶绿体内的类囊体薄膜上,过程②[H]为暗反应的C3还原供还原剂,发生在叶绿体基质中,不属于光反应阶段;⑤为CO2的固定发生在叶绿体的基质中;⑥为C3还原,需要光反应为它提供能量和[H];B错误;
C、过程⑦为呼吸作用(有氧呼吸或无氧呼吸)的第一阶段,③为有氧呼吸的第一、第二阶段,发生在细胞质基质和线粒体中;④为有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜中,C错误;
D、细胞质基质中的细胞代谢过程有③有氧呼吸的第一、二阶段(其中第一阶段在细胞质基质)、过程⑦为呼吸作用(有氧呼吸或无氧呼吸)的第一阶段(细胞质基质)、⑧为有氧呼吸第二阶段(发生在线粒体中)或无氧呼吸第二阶段(发生在细胞质基质中),D正确。
故选D。
10. 蓖麻细胞内游离核糖体的小亚基与mRNA结合后,招募核糖体大亚基开始合成一段信号肽,信号肽被内质网上的受体识别后进入网腔延伸、加工形成蓖麻毒素前体(PRC),核糖体随后解体,PRC经高尔基体加工后继续以囊泡的形式运往液泡并降解部分肽段成为蓖麻毒素。蓖麻毒素常被用来合成免疫毒素破坏靶细胞的核糖体。下列说法错误的是( )
A. 信号肽是核糖体附着在内质网上的关键物质
B. 蓖麻毒素是在液泡内加工成熟并进行储存的
C. 蛋白质合成过程中核糖体的位置和数量是动态变化的
D. PRC以囊泡形式运往液泡以防止自身核糖体遭到破坏
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,蓖麻毒素的形成过程为:游离核糖体的小亚基与mRNA结合→合成信号肽→进入内质网网腔形成蓖麻毒素前体(PRC)→核糖体解体→PRC经高尔基体加工液泡蓖麻毒素。
【详解】A、结合分析可知,游离的核糖体需要借助于信号肽进入内质网,故信号肽是核糖体附着在内质网上的关键物质,A正确;
B、PRC经高尔基体加工后,以囊泡的形式进入液泡,蓖麻毒素是在液泡内加工成熟并进行储存的,B正确;
C、结合分析可知,蛋白质合成过程中游离核糖体会逐渐转变为内质网上附着型核糖体,该过程中核糖体的位置和数量是动态变化的,C正确;
D、PRC是蓖麻毒素的前体物质,其形成蓖麻毒素的过程中核糖体已经解体,结合题意“蓖麻毒素常被用来合成免疫毒素破坏靶细胞的核糖体”可知,能破坏核糖体的物质是蓖麻毒素,故蓖麻毒素在液泡中成熟是防止蓖麻毒素毒害自身核糖体,D错误。
故选D。
11. 结构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作用。某研究团队利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核供体, 以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植,发现异种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象。下列说法错误的是( )
A. 核仁是与核糖体形成有关的细胞器
B. 本实验需要设计牛和羊的同种核移植作为对照
C. 核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构
D. 异种核移植胚胎中某些蛋白质表达量可能减少
【答案】A
【解析】
【分析】动物细胞核具有全能性,利用核移植技术可以体现动物细胞核的全能性。某研究团队利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核供体, 以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植,发现异种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象,说明异种核移植不利于体现动物细胞核全能性。
【详解】A、核仁与核糖体的形成有关,但核仁属于细胞核的一部分,不属于细胞器;原核细胞没有核仁,也能形成核糖体,A错误;
B、本实验的实验组为利用牛(或羊) 的成纤维细胞为核供体, 以羊(或牛)的卵母细胞为受体进行异种核移植,为了保证实验结果的准确性,需要设计牛和羊的同种核移植作为对照,B正确;
C、异种核移植胚胎在其基因组激活时期存在明显的发育阻滞现象,而结构正常的核仁与核糖体对启动早期胚胎基因组的激活具有重要作用,可推测核仁在异种核移植胚胎中可能表现出异常结构,C正确;
D、异种核移植胚胎中发生基因选择性表达,某些蛋白质表达量可能减少,D正确。
故选A。
12. 下列有关农业谚语及其对应的生命现象的说法, 错误的是( )
A. “玉米带大豆, 十年九不漏”描述的是不同农作物间作套种,可以增加产量
B. “尺麦怕寸水”说明土壤含水量过高会影响根部的细胞呼吸
C. “锄头下面有肥”描述的是松土有利于植物根细胞直接吸收有机肥料
D. “芝麻不打叶,打叶就不结”说明种子储存的有机物主要来自叶片光合作用
【答案】C
【解析】
【分析】间作是指在同一生长期内,同一块耕地上间隔地种植两种或两种以上作物。及时松土有利于植物根系进行有氧呼吸,为无机盐的吸收提供能量。
【详解】A、“玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作,不仅充分利用了群落的空间,还因为豆科植物常有根瘤菌与其共生而增加了土壤中的含氮量,促进玉米增产,A正确;
B、“尺麦怕寸水”,是由于土壤中含水量增加会抑制根细胞的有氧呼吸,无氧呼吸产生的酒精会导致烂根,使植物死亡,B正确;
C、“锄头下面有肥”描述的是中耕松土,中耕松士有利于根进行有氧呼吸,促进植物根细胞吸收无机盐等,根细胞不能直接吸收有机物,C错误;
D、叶片是光合作用的器官,种子中的有机物来自叶片光合作用产物的转移,因此“芝麻不打叶,打叶就不结”说明种子储存的有机物主要来自叶片光合作用,D正确。
故选C。
13. 用同一打孔器在一白萝卜上打出若干萝卜条,切成相同长度,均分为三组,分别置于等体积的I、Ⅱ、Ⅲ三种溶液中一段时间,b点时将三组实验的萝卜条同时放回相应溶液的低浓度溶液中一段时间。实验期间持续观察萝卜条体积的变化,并计算相对体积,实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 实验的自变量包括溶液的种类和浓度,观测指标是萝卜条的体积变化
B. 随着萝卜条体积减小的同时,萝卜细胞的原生质层逐渐与细胞壁分离
C. 初始I溶液浓度小于Ⅱ溶液,I溶液和Ⅱ溶液中的溶质都能进入细胞
D. b点时Ⅱ溶液的渗透压等于细胞液的渗透压,Ⅲ溶液中的细胞已死亡
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图可知,图示中Ⅰ溶液内的细胞先发生质壁分离,但随后复原,说明开始时的外界溶液浓度大于细胞液浓度,且溶质能进入细胞;Ⅱ溶液内的细胞也发生了质壁分离,但需要将细胞置于低渗溶液中才能复原,说明开始时的外界溶液浓度大于细胞液浓度,但溶质不能进入细胞;Ⅲ溶液中的细胞只发生了质壁分离,置于低渗溶液中也没有发生复原,说明细胞过度失水而死亡了。
【详解】A、实验的自变量包括溶液的种类和浓度等,萝卜条会失水或吸水,观测指标是萝卜条的体积变化,A正确;
B、萝卜条体积减小是细胞失水所致,细胞失水过程中会发生质壁分离,B正确;
C、曲线Ⅰ与Ⅱ最初重合,说明初始I溶液的浓度与Ⅱ溶液的浓度相同,I溶液中细胞还没有放回低渗溶液内即复原,说明溶质能进入细胞,但Ⅱ溶液中细胞需要放回低渗溶液内细胞才能复原,说明其溶质不能进入细胞,C错误;
D、由图可知,至b点时,Ⅱ溶液的萝卜条体积不再发生变化,说明在b点时,ⅡⅠ溶液的渗透压等于细胞液的渗透压,否则萝卜条会继续失水;Ⅲ溶液中的细胞放入浓度溶液中,萝卜条体积无变化,说明细胞因失水过多已死亡,D正确。
故选C。
14. 为拓宽爱媛橙的销路提高附加值,研究人员利用其果实生产果酒的过程及相关物质变化如图。下列叙述错误的是( )
A. 发酵前将发酵罐口打开通入空气,目的是增加酵母菌数量
B. 破碎打浆和酶解处理可提高爱媛橙果汁的出汁率
C. 采样检测发酵中总糖和酒精度等变化,可有效控制发酵进程
D. 下胶和过滤处理可除去陈酿后溶液中的沉淀物和颗粒悬浮物
【答案】A
【解析】
【分析】左图中加入果胶酶的作用是去除细胞壁,使果汁澄清,提高出汁率。加入活化的酵母菌是为发酵提供菌种。分析右图可知,随着取样时间的延长,总糖量逐渐降低,直至为0。而随着取样时间延长,酒精度逐渐增加,直至稳定。开始时酒精度接近0,说明开始一段时间菌体主要进行有氧呼吸。
【详解】A、酵母菌为兼性厌氧型,在有氧的条件下,进行有氧呼吸,可为菌体繁殖提供大量能量,而在无氧条件下,可发酵产生酒精,但该实验是加入的纯化的活化菌种,为防止杂菌污染,不能将发酵罐口打开通入空气,应向密闭装置中通过无菌空气,A错误;
B、破碎打浆可有利于酶与底物充分接触,果胶酶可将不溶性的果胶分解,从而提高爱媛橙果汁的出汁率,B正确;
C、采样检测发酵中总糖和酒精度等变化,可及时了解发酵装置中糖的剩余量和酒精的生成量,可有效控制发酵进程,C正确;
D、下胶可以澄清葡萄酒、去除沉淀或悬浮物、除去粗糙的单宁物质和异味等,过滤可除去陈酿后溶液中的沉淀物和颗粒悬浮物,D正确。
故选A。
15. 已知菌种M为组氨酸依赖型(在缺乏组氨酸的培养基中无法存活),菌种N为色氨酸依赖型(在缺乏色氨酸的培养基中无法存活),为了获得具有共同优良性状的融合菌,进行了如下实验。下列分析正确的是( )
A. 获得菌种M和N需先经杂交育种,然后进行选择性培养筛选
B. 用PEG诱导融合前需用纤维素酶和果胶酶去除菌种的细胞壁
C. 经PEG诱导产生的融合细胞类型最多有3种
D. 从不含组氨酸和色氨酸的培养基X中可分离出杂种融合菌P
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析可知,a过程为去除菌种的细胞壁,b过程为细胞融合过程,c过程为杂种融合菌的筛选。
【详解】A、菌种M为组氨酸依赖型、菌种N为色氨酸依赖型,为获得突变体菌种M和N可通过人工诱变的方式,然后在特定培养基上选择筛选出菌种M和菌种N,A错误;
B、该菌种的细胞壁的成分不是纤维素和果胶,故不能用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,B错误;
C、过程b产生的两两融合的细胞类型有3种,分别为M细胞和M细胞融合、N细胞和N细胞融合、M细胞和N细胞融合,除此以外,还有多个细胞的融合体,所以经PEG诱导产生的融合细胞类型不只有3种,C错误;
D、菌种M为组氨酸依赖型,说明只是不能合成组氨酸,菌种N为色氨酸依赖型,说明只是不能合成色氨酸,融合杂种菌含有两种菌体的遗传物质,故既能合成组氨酸,也能合成色氨酸,所以从不含组氨酸和色氨酸的培养基X中可分离出杂种融合菌P,D正确。
故选D。
16. 某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜,并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是( )
A. 外植体消毒的过程:酒精消毒30s→次氯酸钠溶液处理30min→无菌水清洗2~3次
B. 愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块,诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照
C. 诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比,前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高
D. 打开封口后直接用流水冲洗掉幼苗根部的培养基,再移植到灭过菌的蛭石环境中炼苗处理
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞,脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽最终形成植物体。影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素。植物激素中细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。生长素和细胞分裂素的比值高时,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。
【详解】A、消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害,故外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精消毒30s后,用无菌水清洗2-3次,再用次氯酸钠处理30min后,立即用无菌水清洗2-3次,A错误;
B、诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照条件,否则会形成维管组织,不会形成愈伤组织,B错误;
C、生长素和细胞分裂素的比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成,即诱导生芽培养基中细胞分裂素所占的比例和用量更高,C正确;
D、移栽时,应先将培养瓶的封口膜打开一段时间,让试管苗在培养间生长几日;然后用流水清洗根部的培养基,再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理,D错误。
故选C。
17. 《本草纲目》提到:“羊乳甘温无毒,润心肺,补肺肾气”中医一直把羊奶看做对肺和气管特别有益的食物。如图表示研究人员利用胚胎工程繁育优质高产奶羊的过程,下列说法错误的是( )
A. 通过①-⑤繁育高产奶羊的过程与克隆羊的原理不同
B. 过程⑤是否成功与供体和受体生理状态的一致性密切相关
C. 进行胚胎性别鉴定时,要选择内细胞团细胞进行DNA分析
D. 不同生物进行过程⑤的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期
【答案】C
【解析】
【分析】分析题中图示,①是体外受精过程,②是早期胚胎培养,③是胚胎分割,④是分割后胚胎的恢复,⑤是胚胎移植。胚胎移植成功的基础是供体和受体生理状态要一致。不同生物进行胚胎移植的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期。
【详解】A、图示奶羊为胚胎分割移植,属于有性生殖,而克隆羊属于无性生殖,两者原理不同,A正确;
B、供体和受体生理状态的相同是胚胎移植成功的基础,B正确;
C、进行胚胎性别鉴定时,要选择囊胚滋养层细胞进行鉴定,C错误;
D、不同生物进行过程⑤的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期,D正确。
故选C。
18. 两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 紫外线照射可诱导中间偃麦草的染色体发生断裂
B. 过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
C. 耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
D. 该育种技术打破了不同物种间的生殖隔离,克服了远缘杂交障碍
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:①表示去壁过程,常用酶解法;②表示用紫外线照射使中间偃麦草的染色体断裂;③表示诱导原生质体融合形成杂种细胞。
【详解】A、若在细胞融合前染色体发生断裂,形成的染色体片段可能不会被全部排出,而是整合到另一个细胞的染色体上留存在杂种细胞中。所以过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂,并进一步整合到另一个细胞的染色体上留存在杂种细胞中,A正确;
B、过程③为诱导融合,植物细胞一般不用灭活的病毒诱导原生质体融合,常采用化学法(聚乙二醇)或物理法(振动、离心、电刺激)诱导原生质体融合,B错误;
C、由题可知,经过体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,说明中间偃麦草的染色体被紫外线照射后发生了断裂,且其片段已经整合到了耐盐小麦的染色体上,C正确。
D、该育种技术为植物体细胞杂交技术,该技术获得耐盐小麦的理论意义在于 突破了物种间的生殖隔离,大大扩展了可用于杂交的亲本组合的范围,D正确。
故选B。
19. 进行基因编辑是生物学研究的重要手段,如图是对某二倍体生物B基因进行定点编辑的过程,用sgRNA可指引限制性内切核酸酶Cas9结到特定的切割位点。下列说法错误的是( )
A. 基因定点编辑前,需要设计与片段Ⅱ两端碱基序列配对的sgRNA
B. Cas9通过断裂脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键实现对片段Ⅱ切除
C. 通过分析破坏B基因后的生物体功能变化,可推测B基因的功能
D. 通过基因编辑技术改造后的B基因与编辑前的B基因不是等位基因
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图可知,sgRNA引限制酶Cas9结合到特定位点进行切割,使B基因中片段Ⅱ被切除,再连接片段Ⅰ和片段Ⅲ,形成新的基因B。
【详解】A、sgRNA可指引限制酶Cas9结合到特定位点进行切割,因此基因定点编辑前需要设计与被切割基因的两端碱基序列配对的sgRNA,A正确;
B、Cas9切断的是DNA片段,所以Cas9切断的是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,来实对片段Ⅱ切除,B正确;
C、通过分析破坏B基因后的生物体功能变化,可推测B基因原有的功能,C正确;
D、通过基因编辑技术改造后的B基因与编辑前的B基因由于位于同源染色体的相同位置,所以它们是等位基因,D错误;
故选D。
20. 新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。制备抗s蛋白的单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,相关叙述正确的是( )
A. 优先选择灭活的新冠病毒免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞
B. 用灭活的仙台病毒诱导已激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合
C. 经过第一次筛选获得能产生抗S蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞
D. 经体外培养得到的单克隆抗体可以与ACE2受体结合阻断病毒的入侵
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、实验目的是制备抗S蛋白的单克隆抗体,所以优先选择S蛋白兔疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,A错误;
B、诱导动物细胞融合可以用灭活的仙台病毒,B正确;
C、至少经过两次筛选才能获得产生抗S蛋白的单克隆抗体的杂交瘤细胞,C错误;
D、经体外培养得到的单克隆抗体可以与S蛋白结合阻断病毒的入侵,D错误。
故选B。
【点睛】
二、不定项选择题
21. 根据功能特点,在哺乳动物细胞中发现的水通道蛋白(AQPs)可分为水选择型(如AQP2)、水-甘油型(如AQP7)等。其中AQP2只运输水分子, AQP7既能运输水分子,又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子。下列说法正确的是( )
A. 仅有少量水分子通过 AQPs方式进出细胞,多数通过自由扩散
B. 通过 AQPs进行水分子的跨膜转运比直接通过磷脂双分子层要快
C. 若抑制 AQP2的活性,成熟红细胞在蒸馏水中破裂的时间会延长
D. 当机体缺氧时, 细胞膜上 AQP7 排出尿素的速率会明显降低
【答案】BC
【解析】
【分析】分析题文描述:借助膜上通道蛋白,物质顺浓度梯度进行跨膜运输,不消耗能量,这种进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散。
【详解】A、仅有少量水分子通过自由扩散进出细胞,更多的水分子借助AQPs以协助扩散方式进出细胞,A错误;
B、由于磷脂双分子层内部具有疏水性,水分子以自由扩散的方式通过细胞膜时会受到一定阻碍,所以通过 AQPs进行水分子的跨膜转运比直接通过磷脂双分子层要快,B正确;
C、若抑制 AQP2的活性,则通过 AQPs进行水分子的跨膜转运受阻,成熟红细胞吸水的速率变慢,在蒸馏水中破裂的时间会延长,C正确;
D、细胞膜上 AQP7 排出尿素的过程属于协助扩散,不需要能量,因此当机体缺氧时,细胞膜上 AQP7 排出尿素的速率不会受到影响,D错误。
故选BC。
22. 动物肌肉细胞内除腺苷三磷酸外,还有其他高能磷酸化合物,如磷酸肌酸(C~P)。腺酶苷三磷酸与肌酸(C)的反应如下:A-P~P~P+CA-P~P+C~P下列说法正确的是( )
A. 腺苷三磷酸是细胞生命活动的直接能源物质
B. 磷酸肌酸的水解是放能反应,腺苷三磷酸的合成与吸能反应相联系
C. 腺苷三磷酸水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与C结合,从而形成磷酸肌酸
D. 磷酸肌酸有助于维持细胞内ATP含量的相对稳定
【答案】ACD
【解析】
【分析】ATP中文名称叫腺苷三磷酸,结构简式A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表特殊化学键。合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用,合成场所在线粒体,叶绿体,细胞质基质。
【详解】A、腺苷三磷酸是细胞生命活动的直接能源物质 ,A正确;
B、磷酸肌酸的水解是放能反应,腺苷三磷酸的合成与放能反应相联系,B错误;
C、腺苷三磷酸水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与 C结合,从而形成磷酸肌酸,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化,C正确;
D、分析可知:磷酸肌酸可以与ADP反应生成ATP和肌酸,ATP也可以与肌酸反应生成磷酸肌酸和ADP,因此磷酸肌酸有助于维持细胞中ATP含量的相对稳定,D正确。
故选ACD。
23. 全球气候变化不断加重,多重胁迫对作物生长发育和产量的不利影响日益显著。研究者设计实验分析了玉米苗在最适条件(CT)、单一干旱(D)单一冷害(C),以及干旱和冷害双重胁迫(D&C)下的净光合速率差异如图。下列叙述正确的是( )
A. 25天生长期培养的目的是保证各组玉米苗在胁迫干预前长势一致
B. 单一干旱胁迫下,玉米苗光合作用过程中的O2释放量、C3生成量均会减少
C. 在双重胁迫下,冷害能够明显缓解干旱胁迫对玉米苗生长发育造成的损伤
D. 实验表明,冷害对玉米苗可造成部分不可逆损伤,适度干旱可提高其抗逆性
【答案】ABD
【解析】
【分析】由图可知:本实验中处理条件和时间是自变量,净光合速率是因变量。玉米在不同条件和不同时期下净合速率不同,在不同条件下,胁迫期中净光合速率由大到小依次为:CT、D、C、D&C,在恢复期,净光合速率变化最大的是D组,其次是D&C,然后是C组,CT组几乎无变化。
【详解】A、实验过程中无关变量要保持一致,25天生长期培养是为了保证玉米的长势这个无关变量保持一致,A正确;
B、单一干旱胁迫下,玉米的净光合速率降低,O2释放量降低,产生的C3减少,B正确;
C、在双重胁迫下,玉米净光合速率下降的幅度更大,所以冷害能够明显加剧干旱胁迫对玉米苗生长发育造成的损伤,C错误;
D、实验中,C组在恢复期的净光合速率变化幅度不大,而D组在恢复期净光合速率变化幅度很大,所以冷害对玉米苗可造成部分不可逆损伤,适度干旱可提高其抗逆性,D正确。
故选ABD。
24. 研究发现,某些致病菌生长繁殖需要外界提供相应的生长因子。将流感嗜血杆菌与金黄色葡萄球菌在血平板上共同培养时,金黄色葡萄球菌周围的流感嗜血杆菌菌落较大,越远则菌落越小,称为卫星现象(图甲)为进一步探究流感嗜血杆菌所需生长因子的种类,把其菌悬液与不含生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成平板,然后在平板上划分成四个区域,将从血液中提取的V、X两种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中的不同菌落可以通过观察菌落特征进行鉴别
B. 卫星现象可能是金黄色葡萄球菌合成相关生长因子或引起溶血所致
C. 可用加热(破坏血细胞)血琼脂平板进行流感嗜血杆菌的纯培养
D. 图乙结果表明流感嗜血杆菌生长需要生长因子V或X
【答案】ABC
【解析】
【分析】据图分析可知,流感嗜血杆菌的菌落主要分布于添加了X和V的区域的交界处,说明该菌生长需要的生长因子是X和V。
菌落的特征:形状、大小、颜色、隆起程度、质地、边缘等。
培养基的营养组成:碳源、氮源、水、无机盐、特殊生长因子。
【详解】A、鉴定不同种的菌落可以观察菌落的特征,比如形态、颜色、隆起程度等,A正确;
B、流感嗜血杆菌与金黄色葡萄球菌在血平板上共同培养时,金黄色葡萄球菌周围的流感嗜血杆菌菌落较大,越远则菌落越小,由此推测卫星现象可能是金黄色葡萄球菌合成相关生长因子或引起溶血所致,B正确;
C、分析题干信息可知,可用加热(破坏血细胞)血琼脂平板进行流感嗜血杆菌纯培养,C正确;
D、图乙结果表明流感嗜血杆菌生长需要生长因子V和X,不是V或X,D错误。
25. 猪瘟病毒(CSFV)蛋白质外壳上的E2蛋白,对于病毒入侵细胞至关重要。研究人员利用E2蛋白来制备抗CSFV单克隆抗体的过程如图。下列叙述错误的是( )
A. 注射E2蛋白后,从小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞均能产生E2蛋白抗体
B. 过程②可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法,得到的③不一定是杂交瘤细胞
C. 细胞③经一次筛选即可得到足量多的能产生E2蛋白抗体的杂交瘤细胞
D. 此过程生产的单克隆抗体既可用于CSFV的检测,也可用于该种猪瘟的治疗
【答案】AC
【解析】
【分析】将浆细胞和骨髓瘤细胞融合,经筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞进行体内或体外培养,获得大量的特异性抗体的技术,称为单克隆抗体的制备。
【详解】A、注射E2蛋白后,从小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞有多种,不一定能产生E2蛋白抗体,A错误;
B、过程②可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法,得到的③可能是杂交瘤细胞,或者是融合的B细胞或是融合的骨髓瘤细胞,B正确;
C、细胞③要进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才可获得足量多的能产生E2蛋白抗体的杂交瘤细胞,C错误;
D、猪瘟病毒(CSFV)的检测采用抗原-抗体杂交技术,抗CSFV的单克隆抗体能与猪瘟病毒(CSFV)蛋白质外壳上的E2蛋白结合,故此过程生产的单克隆抗体可用于CSFV的检测,D正确。
故选AC。
三、非选择题
26. 如图表示植物细胞细胞质中的无活型RagC转化为激活型RagC,并进一步激活核膜上的mTORC1,抑制物质SKN1,从而抑制SKN1对物质ACAD10的激活作用的过程图解。
(1)构成核膜的基本支架是___________,图中支持核孔具有选择透过性的依据是___________。
(2)据图分析,无活型RagC转化为激活型RagC发生在_______,该过程_______(填“需要”或“不需要”)消耗ATP,激活型RagC对细胞的生长起________(填“促进”或“抑制”)作用。
(3)图示细胞内RagC转运所需的ATP的合成场所可能有___________。由图综合分析可知,核孔的作用是______________________。
【答案】 ①. 磷脂双分子层 ②. 无活型RagC 进入和激活型RagC 运出细胞核经过核孔时均需消耗ATP,且有些物质不能通过核孔 ③. 细胞核 ④. 不需要 ⑤. 促进 ⑥. 细胞质基质和线粒体 ⑦. 实现核质之间的物质交换和信息交流
【解析】
【分析】1、细胞核主要结构有:核膜、核仁、染色质。核膜由双层膜构成,膜上有核孔,是细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的孔道。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。原生细胞和真核细胞最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色质,也没有复杂的细胞器,只有核糖体一种细胞器。
2、细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】(1)核膜属于生物膜系统,其基本支架是磷脂双分子层;从图中看出无活型RagC 进入和激活型RagC 运出细胞核经过核孔时均需消耗ATP,且有些物质不能通过核孔,所以核孔有选择透过性。
(2)从图中看出,无活型RagC转化为激活型RagC发生在细胞核内,没有消耗ATP;从图中看出,激活型RagC与核膜上的mTORC1结合,抑制物质SKN1,从而抑制SKN1对物质ACAD10的激活作用,而ACAD10对细胞生长有抑制作用,所以激活型RagC对细胞的生长起促进作用。
(3)植物细胞ATP合成的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,但叶绿体光合作用产生的ATP不用于叶绿体外的其他生理活动过程,故答案为细胞质基质和线粒体。核孔的作用是实现核质之间的物质交换和信息交流。
【点睛】本题主要考查的是细胞核的结构和功能的相关知识,识记教材基础知识,解答(2)需要结合题干分析图解从而得出激活型RagC的作用。
27. 某课题组构建了一种非天然的CO2转化循环(CETCH循环),该循环利用多种生物的相关酶组合,最终将CO2转化为羟基乙酸,提高了CO2固定效率。课题组还利用液滴微流控技术,将该循环与菠菜的叶绿体类囊体结合在一起,构建了人造叶绿体如图所示。
(1)在该人造叶绿体中,光反应进行的场所是___________;卡尔文循环包含___________和___________两个基本过程,这与CETCH循环有所不同。
(2)CETCH循环正常进行时,除需要相关酶组合的催化和相应底物外,还需要不断地提供___________。同等条件下,人造叶绿体固定CO2的效率明显高于天然叶绿体,最可能的原因是___________。
(3)在光合作用固定CO2量相等的情况下,该人造叶绿体中糖类的积累量_______(填“高于”“低于”或“等于”)菠菜,原因是_________________。
(4)人造叶绿体具有广阔的应用前景和潜在价值,请举例说明。______________(答出两点即可)。
【答案】 ①. 类囊体 ②. CO2的固定 ③. C3的还原 ④. ATP和NADPH ⑤. 与天然叶绿体相比,人造叶绿体CETCH循环中催化CO2固定的酶催化效率高 ⑥. 高于 ⑦. 菠菜进行细胞呼吸要消耗糖类 ⑧. 减少CO2释放,缓解温室效应;将人造叶绿体整合进生物体提高光合作用效率;开发清洁能源,缓解石油危机;将人造叶绿体用作人造细胞的产能系统等
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上)包括水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成;光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中)包括CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)在该人造叶绿体中,光反应进行的场所是类囊体;卡尔文循环分为CO2的固定和C3的还原两个基本过程。
(2)CETCH循环正常进行时,因CO2固定效率高,自身产生的ATP和NADPH不能满足需求,除需要相关酶组合的催化和相应底物外,还需要不断地提供ATP和NADPH。同等条件下,人造叶绿体固定CO2的效率高,最可能的原因是有来自多种生物的相关酶组合,使催化CO2固定效率明显高于天然叶绿体。
(4)人造叶绿体能进行光合作用,且效率更高,所以有着广阔的应用范围,如降低大气中CO2,缓解温室效应;整合进入生物体以增强其光合作用;开发清洁能源,缓解石油危机;将人造叶绿体用作人造细胞的产能系统等。
【点睛】本题结合图形,主要考查光合作用的过程,要求考生识记光合作用的原料、场所、条件、物质变化和能量变化,能正确分析图形,获取有效信息,再结合所学知识准确答题。
28. 2021年3月,以色列魏茨曼科学研究所研究团队创建了人造机器子宫,并首次使用它将小鼠胚胎培养了6d(达到小鼠整个妊娠期的1/3,且胚胎发育正常。借助人造子宫,可观察到胚胎成功发育出心脏、胃、头部和四肢等,从而帮助人们解决胚胎发育研究领域的诸多问题。
(1)研究人员首先提取受精之后几天的小鼠胚胎,放到含有特殊生长培养基的培养皿中,胚胎像附着在子宫壁上一样,开始形成三胚层。这说明提取的胚胎在小鼠体内已完成由受精卵→___________的发育。其中受精卵形成经过___________、精子接触卵细胞膜、形成雄原核和雌原核并彼此靠近等阶段,当___________时,说明卵子已受精。
(2)上述胚胎培养两天后,进入下一个发育阶段,开始从每个胚层发育形成器官。此时,研究人员将胚胎放在小烧杯内的营养液中,使溶液保持运动并不断混合,帮助胚胎___________,防止胚胎附着到杯壁上导致死亡。小鼠胚胎能依靠这台人造子宫系统正常生长6天,在此期间可以明显看到胚胎不断变大,成功发育出心脏、胃、头部和四肢等重要器官。同种动物个体间进行胚胎移植前,常不需要对受体和供体进行免疫检查,原因是___________。
(3)若将第(1)问中的胚胎移植到另一雌鼠体内继续发育,则所选代孕母鼠应满足的条件是与供体鼠同种健康且______________________。为了获得更多的克隆鼠,可对第(1)问中的囊胚进行分割,但需要注意___________。
【答案】 ①. 桑葚胚→囊胚 ②. 精子穿越卵细胞膜外结构(如透明带等) ③. 能观察到两个极体或雌、雄原核 ④. 充分接触到营养物质 ⑤. 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 ⑥. 经同期发情处理 ⑦. 将内细胞团均等分割
【解析】
【分析】1、早期胚胎的发育会经历几个阶段:受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。
2、胚胎移植的生理学基础:
(1)动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
(2)早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能.
(3)受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能。
(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
【详解】(1)早期胚胎的发育过程经历了受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚的过程,原肠胚时期发生胚层的分化,形成内、中、外三胚层。其中受精卵形成经过精子穿越卵细胞膜外结构(如透明带等)、精子接触卵细胞膜、形成雄原核和雌原核并彼此靠近等阶段,当能在显微镜下观察到两个极体或新形成的雌、雄原核,则说明卵子已受精。
(2)通过振荡培养胚胎,有助于培养液中的营养物质和胚胎充分的混合,防止胚胎附着到杯壁上导致死亡。同种动物个体间进行胚胎移植前,常不需要对受体和供体进行免疫检查,原因是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
(3)若需要将胚胎移植到另一雌鼠体内继续发育,则所选代孕母鼠应满足的条件是与供体鼠同种健康且经同期发情处理,保证供体和受体生殖器官的生理变化一致,为胚胎移入受体提供相同的生理环境。为了获得更多的克隆鼠,可以对囊胚进行分割,但需要注意将内细胞团均等分割,避免影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。
【点睛】本题考查胚胎工程的相关问题,要求考生识记体内受精和胚胎发育的过程,熟悉胚胎移植和胚胎分割技术的流程,属于识记和理解层次的考查。
29. 研究人员从土壤中分离获得能分解纤维素的细菌A菌),从A菌中提取一种纤维素酶基因(CBHI,长度为1.4kbp)并进行PCR扩增,然后与高效表达载体pUT质粒(长度为11.bp)连接构建成重组质粒并导入A菌,从而获得分解纤维素能力更强的工程菌(B菌)。
限制酶
识别序列及酶切位点
BglⅡ
A↓GATCT
BstEⅡ
G↓GTAACC
SacⅠ
G↓AGCTC
MspⅠ
G↓CGG
BamHⅠ
G↓GATCC
(1)CBHⅡ基因两端需添加相关酶切位点才能与pUT质连接,因此在扩增CBHⅡ基因时,需要在两种引物上分别添加____________序列和____________序列。PCR中需要添加引物的原因是____________。
(2)为鉴定重组质粒是否构建成功,将重组质粒导入A菌,并将其接种在含____________的培养基上培养,然后提取3个不同菌落的质粒分别进行双酶切验证将酶切片段和CHⅡ基因分别进行电泳,结果如下图2所示。据此分析,菌落____________中成功导入了重组质粒。完整的重组质粒应包括________________________(至少答出三点)。
(3)图3中B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。为了使CBHⅡ基因按照正确的方向与已被酶切的pUT质粒连接,图中酶切位点1和酶切位点2所对应的酶分别是____________,用两种限制酶切割的目的是____________。
(4)为检测B菌的纤维素分解能力,将含有20%纤维素的培养基分为三组,一组接种B菌,一组不做处理,一组接种____________,在相同条件下培养一段时间,测定培养基中纤维素含量,结果如图4所示,说明____________。预期该工程菌在处理废弃物及保护环境方面可能的应用,举一个实例。____________。
【答案】 ①. AGATCT ②. GGTAACC ③. 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 ④. 抗生素N ⑤. 2、3 ⑥. 启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点 ⑦. Bgl Ⅱ和 BstEⅡ ⑧. 防止发生自身环化, 保证 CBHⅡ基因和pUT 质粒正确连接 ⑨. A菌 ⑩. B菌分解纤维素能力比A菌更强 ⑪. 降解秸秆,减少秸秆燃烧带来的空气污染
【解析】
【分析】基因工程表达载体构建是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。实验设计遵循实验设计遵循对照原则、单一变量原则和无关变量相同且适宜原则。
【详解】(1)为保证目的基因能正常表达,目的基因应插入到启动子和终止子之间,且应至少保留一个标记基因,故应选择BglⅡ和BstEⅡ进行酶切,故扩增CBHⅡ基因时,需要在两种引物上分别添加AGATCT和GGTAACC序列。使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸,PCR中需要添加引物。
(2)由于用BglⅡ和BstEⅡ进行酶切后,抗生素M抗性基因被破坏,故为鉴定重组质粒是否构建成功,将重组质粒导入A菌,并将其接种在含抗生素N的培养基上培养;据图可知,用BglⅡ和BstEⅡ进行酶切后,该环装DNA应得到两个长度片段,而图2种的2和3酶切片段有两个,符合题意,据此推测,菌落2和3种成功导入了重组质粒。完整的重组质粒应包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点。
(3)B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。为了使CBHⅡ基因按照正确的方向与已被酶切的pUT质粒连接,防止发生自身环化, 保证 CBHⅡ基因和pUT 质粒正确连接,图中酶切位点1和酶切位点2所对应的酶选择Bgl Ⅱ和 BstEⅡ。
(4)本实验的目的是检测B菌的纤维素分解能力,则实验自变量为菌种类型,因变量为纤维素的分解能力,可用纤维素的剩余量进行比较说明,实验设计遵循对照和单一变量原则,故将含有20%纤维素的培养基分为三组,一组接种B菌,一组不做处理,一组接种A菌;据图3可知,对照组1的纤维素含量最高,B菌的纤维素含量最低,说明B菌分解纤维素能力比A菌更强。该工程菌在处理废弃物及保护环境方面可能应用到降解秸秆,减少秸秆燃烧带来的空气污染。
【点睛】本题考查基因工程、微生物分离与培养等知识点,要求学生识记基因工程的原理和操作工具,掌握各操作工具的作用,能结合所学知识准确解答。
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