精品解析:山东省青岛胶州四中2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题
2025-03-29
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内容正文:
高二级部下学期第一次阶段检测
生物检测题
2025.3
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试时长90分钟,满分100分。
第Ⅰ卷(共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2 分,共30分。每题只有一个选项最符合题目要求。
1. 果醋需要10%~12%的糖发酵得到,而宣木瓜原液含糖量仅5%左右。以宣木瓜为材料制作果醋时,果实软化、破碎打浆后向溶液中加入白砂糖,接种酵母菌,敞口培养一天左右转为密闭发酵。当酒精浓度稳定后,接种醋酸菌,进行醋酸发酵。下列叙述错误的是( )
A. 加入白砂糖是为了给酵母菌发酵提供充足碳源
B. 敞口培养的目的是为酵母菌大量繁殖提供氧气
C. 醋酸发酵过程中会产生大量CO2,因此需定时排气
D. 醋酸发酵所需的温度比酵母菌发酵所需要的温度高
2. 噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌,主要以机械钻孔和酶解的方式破坏病原菌的细胞壁。下列叙述错误的是( )
A. 可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌蛭弧菌
B. 用噬菌蛭弧菌对水质进行消毒属于生物消毒法
C. 探究噬菌蛭弧菌的生长规律时,可用细菌计数板计数
D. 与使用抗生素相比,噬菌蛭弧菌能解决病原菌出现的耐药性问题
3. 茄子褐纹病是一种由褐纹病菌引起的病害,给茄子的生长和产量造成很大的影响。科研人员通过筛选出对褐纹病菌有较强拮抗作用的微生物,制备生物农药,用于防治茄子褐纹病。其实验主要流程如下:①茄子褐纹病菌的分离纯化和菌种保存;②土壤根系微生物的分离纯化和菌种保存;③抑菌圈试验筛选较强拮抗作用的根系微生物菌株和菌种保存。(抑菌圈是一个以待测微生物菌落为圆心的圆,其周围细菌生长受到抑制而形成的透明圈)。下列说法错误的是( )
A. 接种前将灭菌的培养基放置一段时间,目的是检测培养基灭菌是否合格
B. ②步骤中,对土壤溶液进行梯度稀释后再涂布的目的是便于计数
C. 抑菌圈试验所用的琼脂平板应该含有茄子褐纹病菌,且该病菌在琼脂中分布均匀
D. 培养一段时间,观察并比较抑菌圈的大小,抑菌圈越大则说明拮抗作用越强
4. 许多食品添加剂都能利用发酵工程生产,如由谷氨酸棒状杆菌(好氧菌)发酵可以得到谷氨酸,进一步处理就能制成谷氨酸钠(味精)。下列关于谷氨酸的发酵生产叙述错误的是( )
A. 与传统发酵技术不同,发酵工程生产谷氨酸需要选育菌种和接种
B. 生产谷氨酸的发酵罐要保持无菌状态,并控制适宜的温度和pH等发酵条件
C. 谷氨酸发酵过程需及时添加营养组分,并不断搅拌保持良好氧气供应
D. 发酵结束后,可采取过滤、沉淀等方法分离提取得到谷氨酸
5. 植物无糖组织培养技术,又称光自养微繁殖技术,它以CO2代替糖作为植物体的碳源。经研究发现,该技术与传统植物组织培养技术相比,能显著提高苗的质量和产苗率,缩短培养周期,降低生产成本。下列说法错误的是( )
A. 同一植物不同部位的细胞获得的愈伤组织基因型相同
B. 脱分化过程只发生在植物组织离体培养过程中
C. CO2代替糖作为植物体的碳源,在一定程度上可以降低杂菌污染
D. 植物无糖组织培养技术需加大培养室中空气流动,从而提高光合速率
6. “白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”,具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的植物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质“白雪公主”草莓流程图。下列说法错误的是( )
A. 通常采用70%的酒精和5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
B. 甲常选用茎尖,原因是该处的病毒极少甚至没有病毒
C. 在植物组织培养过程中,经过筛选可能获得对人们有用的突变体
D. 通过植物组织培养技术得到抗病毒的草莓脱毒苗
7. 利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A. 次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
B. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
C. 获得植物细胞的次生代谢产物,需要再分化过程
D. 该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
8. 细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是首先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经食品化加工得到肉类食品。下列说法正确的是( )
A. 宜用胃蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
B. 培养过程中需要定期更换培养液,以防止杂菌污染
C. 体外大规模培养细胞时,培养箱中需要O2,不需要CO2
D. 肌肉干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织
9. 胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。早期胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 早期胚胎干细胞可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞
B. Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C. 促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D. 将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
10. 甲型H1N1流感病毒表面的神经氨酸酶有4个抗原决定簇,一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)。由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体。如图为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图。下列叙述错误的是( )
A. 多克隆抗体的产生需要多种B细胞参与
B. 诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可以用灭活病毒诱导法
C. 过程①②均涉及细胞的融合
D. 甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现单抗失效而多抗有效的情况
11. 科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体-药物偶联物(ADC),ADC可以选择性杀伤肿瘤细胞,从而大大降低对健康细胞的毒害作用。其作用机制如图所示。下列说法正确的是( )
A. 制备单克隆抗体涉及的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植
B. ADC能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,其原理是抗体与药物特异性结合
C. ADC经胞吞进入肿瘤细胞的过程需要载体蛋白参与并消耗能量
D. 细胞毒素可能通过激活肿瘤细胞中凋亡基因的表达来杀伤肿瘤细胞
12. 某哺乳动物的受精作用和早期胚胎的发育过程如下图所示,有关叙述错误的是( )
A. ②细胞形成后,即在受体子宫内进行有丝分裂,开始发育
B. 多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂,故仅能观察到2个极体
C. ④到⑦过程细胞数量不断增加,但胚胎总体积基本不变
D. ⑨时期的胚胎已经出现细胞分化,不能选择⑩时期的胚胎进行移植
13. 目前,精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一,该方法以精子作为外源基因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列说法不正确的是( )
A. 获取外源基因通常用到的工具酶是限制酶
B. 导入外源基因的精子与卵细胞结合后即可完成转化过程
C. ②采用体外受精技术,受精的标志是观察到两个极体
D. 将外源基因整合到精子的染色体上,是保证外源基因稳定遗传的关键
14. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A. DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精,利用这一原理初步分离DNA与蛋白质
B. 将研磨液过滤到烧杯中,在冰箱放置一段时间后,上清液中含DNA和蛋白质
C. 将析出的丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂在沸水浴下鉴定DNA
D. 实验结果变色不明显,可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放
15. 四种限制酶的切割位点如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 上图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段可用E.coliDNA连接酶连接
B. 图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段,可以用T4 DNA连接酶连接
C. DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段连接的化学键是磷酸二酯键
D. 限制酶能识别特定的核苷酸序列,有专一性,不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,可能有一个或多个选项正确,全对得3分,漏选得1分,错选不得分。
16. GA3是一种由C、H、O三种元素构成的与赤霉素作用类似的植物生长调节剂,能促进茎伸长和种子萌发。GA3的广泛施用会导致其在土壤中残留,研究小组从长期施用GA3农田的土壤中筛选出了能降解GA3的菌株并调查了土壤中能降解GA3的菌的数量,如图所示。下列相关实验内容正确的是( )
A. 过程②将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中来富集培养GA3降解菌
B. 乙培养基中应以GA3为唯一的碳源,可能还有其他微生物的存在
C. 图中3号试管中样品液的稀释倍数为104倍
D. 5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为1.7×108个
17. 胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,下列说法错误的是( )
A. “华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于细胞核中
B. 应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
C. 植物体细胞杂交属于有性生殖,结果是形成杂种细胞
D. 聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液处理可用于诱导原生质体A和B的融合
18. 以纯化鉴定后的重组大杆菌RecQ解旋酶免疫小鼠(2n=40),融合免疫小鼠的脾细胞及骨髓瘤细胞(2n=62-68)筛选杂交瘤细胞,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb);相关检测结果如图A、B所示。有关说法正确的是( )
A. 重组大肠杆菌RecQ解旋酶可刺激相应B淋巴细胞增殖分化
B. 单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和2次抗原检测
C. 杂交瘤细胞在融合的过程中可能会发生染色体数目的丢失
D. 该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,在稀度为1/800时可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合
19. 小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种具有不同功能的细胞,制备流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 用胰蛋白酶处理a处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞
B. 欲提高胚胎的利用率,可用胚胎分割技术将a处细胞团均等分割
C. 囊胚中的细胞都具有发育的全能性
D. a处的细胞与b处的细胞的核基因不相同,mRNA也有差异
20. 下列关于限制酶和 DNA 连接酶的理解,错误的是( )
A. 限制酶能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键
B. DNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的氢键,将两条 DNA 片段的黏性末端之间 的缝隙连接起来
C. 在基因工程操作中,可以用 DNA 聚合酶代替 DNA 连接酶
D. 限制酶广泛存在于动植物体内,微生物内很少分布
第II卷(共55分)
三、非选择题:本部分4道小题,共55分。
21. 牛、羊等反刍动物具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解纤维素。某科研团队按照如图所示的流程分离瘤胃中的纤维素分解菌,实验中需要甲、乙两种培养基。
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是______,无菌技术主要包括_______。
(2)从①开始分离筛选纤维素分解菌,甲培养基中除含有水、无机盐、氮源外还应有_____成分,该培养基按功能来分应为_______培养基。
(3)过程②过程所使用的接种方法是______。科研人员先用0.85%NaCl溶液进行系列稀释而不用无菌水,原因是______。在培养基表面均加入一层无菌的石蜡,其作用是______。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应,研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见图),图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)
(5)在5个细菌培养基平板上,均接种稀释倍数为104的胃部样液0.1mL,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为189、25、417、175和179。则每毫升样品中含有细菌数量为______个。
22. 甲植物(2n=18)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=32)的细胞质中存在抗除草剂基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体,利用的生物学原理是_____。植物的顶芽细胞进行培育,有利于获得脱毒苗,原因是_____。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是_____。过程②可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有_____法等,融合完成的标志是_____。
(3)过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是_____。(答出两点)过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,此时生长素与细胞分裂素的比值____(填“>1”、“<1”或“=1”),此过程必须给予光照,光的作用是_____。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点_____。
(5)在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是_____。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染,原因是_____。
23. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交一杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有_____和_____,对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行_____和_____,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(2)图2方框内至少需要经过_____次筛选,才能获取单克隆杂交-杂交瘤细胞。单克隆杂交-杂交瘤细胞在体外培养时,需要满足的条件是充足的营养,_____的环境,适宜的温度、pH和渗透压以及适宜的气体环境等,气体环境应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是_____。
(3)临床试验发现,从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,直接注入人体治疗效果大大降低。因此鼠源性的双特异性单克隆抗体在注射到人体前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低_____。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是_____。
24. 随着人们对骆驼奶特殊营养价值及辅助医用功效的认识,提高骆驼产奶量已成为提升骆驼产业竞争力和牧民增收的主要途径。在内蒙古世界首例低温保存的骆驼胚胎移植成功,流程如图。回答下列问题:
(1)图中过程①具体采用的措施是_________;骆驼属于刺激性排卵,在交配后排卵,然后在_________完成受精过程,防止多精入卵的两道屏障是_____________。
(2)图中过程②能够进行的生理学基础是______________。在胚胎发育到____________期时可进行胚胎移植,胚胎移植前需要对供体母驼和受体母驼进行__________处理,单峰驼的胚胎能在双峰母驼子宫存活的生理学基础是_______________________________。
(3)为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖,还可采用克隆技术,此过程涉及的技术有_________(答两种)。若对图中获得的胚胎进行分割,需要注意的问题有____________________(答出两点)。
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生物检测题
2025.3
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试时长90分钟,满分100分。
第Ⅰ卷(共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2 分,共30分。每题只有一个选项最符合题目要求。
1. 果醋需要10%~12%的糖发酵得到,而宣木瓜原液含糖量仅5%左右。以宣木瓜为材料制作果醋时,果实软化、破碎打浆后向溶液中加入白砂糖,接种酵母菌,敞口培养一天左右转为密闭发酵。当酒精浓度稳定后,接种醋酸菌,进行醋酸发酵。下列叙述错误的是( )
A. 加入白砂糖是为了给酵母菌发酵提供充足碳源
B. 敞口培养的目的是为酵母菌大量繁殖提供氧气
C. 醋酸发酵过程中会产生大量CO2,因此需定时排气
D. 醋酸发酵所需的温度比酵母菌发酵所需要的温度高
【答案】C
【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。在有氧的情况下酵母菌生长繁殖速度快,把糖分解成二氧化碳和水。在无氧的环境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。
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。
【详解】A、酒精发酵前加入的白砂糖主要是为酵母菌提供碳源,有利于提高酒精的生成量,A错误;
B、敞口的目的是提供氧气,为了酵母菌的繁殖,酵母菌有氧呼吸产生CO2,当大量CO2产生时表明酵母菌的数量已大幅增加,B正确;
C、酒精发酵成醋酸过程中没有二氧化碳,不需要定时排气,C错误;
D、醋酸发酵所需的温度(30-35℃)比酵母菌发酵所需要的温度(18-30℃)高,D正确。
故选C。
2. 噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌,主要以机械钻孔和酶解的方式破坏病原菌的细胞壁。下列叙述错误的是( )
A. 可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌蛭弧菌
B. 用噬菌蛭弧菌对水质进行消毒属于生物消毒法
C. 探究噬菌蛭弧菌的生长规律时,可用细菌计数板计数
D. 与使用抗生素相比,噬菌蛭弧菌能解决病原菌出现的耐药性问题
【答案】A
【解析】
【分析】由题可知,噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌,属于细菌,是异样微生物。
【详解】A、噬菌蛭弧菌是一类专门以捕食细菌为生的胞内寄生菌,不能用牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌蛭弧菌,A错误;
B、生物消毒法为利用一些生物及其产生的物质来杀灭或清除病原微生物的方法,用噬菌蛭弧菌对水质进行消毒属于生物消毒法,B正确;
C、探究噬菌蛭弧菌的生长规律时,可用细菌计数板对不同时间的噬菌蛭弧菌种群数目进行计数,C正确;
D、与使用抗生素相比,噬菌蛭弧菌能解决病原菌出现的耐药性问题,D正确。
故选A。
3. 茄子褐纹病是一种由褐纹病菌引起的病害,给茄子的生长和产量造成很大的影响。科研人员通过筛选出对褐纹病菌有较强拮抗作用的微生物,制备生物农药,用于防治茄子褐纹病。其实验主要流程如下:①茄子褐纹病菌的分离纯化和菌种保存;②土壤根系微生物的分离纯化和菌种保存;③抑菌圈试验筛选较强拮抗作用的根系微生物菌株和菌种保存。(抑菌圈是一个以待测微生物菌落为圆心的圆,其周围细菌生长受到抑制而形成的透明圈)。下列说法错误的是( )
A. 接种前将灭菌的培养基放置一段时间,目的是检测培养基灭菌是否合格
B. ②步骤中,对土壤溶液进行梯度稀释后再涂布的目的是便于计数
C. 抑菌圈试验所用的琼脂平板应该含有茄子褐纹病菌,且该病菌在琼脂中分布均匀
D. 培养一段时间,观察并比较抑菌圈的大小,抑菌圈越大则说明拮抗作用越强
【答案】B
【解析】
【分析】培养基为目的培养菌的生长繁殖提供碳源、氮源、水、无机盐等营养物质;接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间,这样做的目的是需将灭菌的培养基放置一段时间,目的是检测培养基灭菌是否合格。
【详解】A、在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,目的是检测培养基平板灭菌是否合格,若灭菌后的空白平板培养一段时间后没有菌落生长,说明培养基平板灭菌合格,A正确;
B、为了将聚集在一起的菌种分散成单个菌细胞,涂布前需进行梯度稀释,否则,土壤溶液中微生物浓度较高,直接培养很难分离得到单菌落。所以②步骤中,对土壤溶液进行梯度稀释后再涂布的目的是分离得到单菌落,B错误;
CD、抑菌圈是一个以待测微生物菌落为圆心的圆,其周围细菌生长受到抑制而形成的透明圈,本实验是筛选出对褐纹病菌有较强拮抗作用的微生物,因此抑菌圈试验所用的琼脂平板应该含有茄子褐纹病菌,且该病菌在琼脂中分布均匀,培养一段时间后,抑菌圈大的即为对褐纹病菌有较强拮抗作用的微生物,CD正确。
故选B。
4. 许多食品添加剂都能利用发酵工程生产,如由谷氨酸棒状杆菌(好氧菌)发酵可以得到谷氨酸,进一步处理就能制成谷氨酸钠(味精)。下列关于谷氨酸的发酵生产叙述错误的是( )
A. 与传统发酵技术不同,发酵工程生产谷氨酸需要选育菌种和接种
B. 生产谷氨酸的发酵罐要保持无菌状态,并控制适宜的温度和pH等发酵条件
C. 谷氨酸发酵过程需及时添加营养组分,并不断搅拌保持良好氧气供应
D. 发酵结束后,可采取过滤、沉淀等方法分离提取得到谷氨酸
【答案】D
【解析】
【分析】发酵是利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程:菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A、发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵,但发酵工程生产谷氨酸需要选育菌种和接种,A正确;
BC、谷氨酸棒状杆菌需要营养物质、适宜的环境,发酵过程要即时添加必需的营养组分,并严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,BC正确;
D、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品,如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,谷氨酸属于代谢物, D错误。
故选D。
5. 植物无糖组织培养技术,又称光自养微繁殖技术,它以CO2代替糖作为植物体的碳源。经研究发现,该技术与传统植物组织培养技术相比,能显著提高苗的质量和产苗率,缩短培养周期,降低生产成本。下列说法错误的是( )
A. 同一植物不同部位的细胞获得的愈伤组织基因型相同
B. 脱分化过程只发生在植物组织离体培养过程中
C. CO2代替糖作为植物体的碳源,在一定程度上可以降低杂菌污染
D. 植物无糖组织培养技术需加大培养室中空气流动,从而提高光合速率
【答案】A
【解析】
【分析】植物组织培养是利用植物细胞具有全能性,将离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。进而发育成完整个体的过程。
【详解】A、同一植物不同部位的细胞获得的愈伤组织基因型可能相同,如花药离体培养,与体细胞的培养其基因型不同,A错误;
B、只有植物组织离体培养过程中才能发生脱分化过程,B正确;
C、CO2代替糖作为植物体的碳源,缺乏有机碳源,自养型微生物不能生存,则在一定程度上可以降低杂菌污染,C正确;
D、植物无糖组织培养技术需要CO2作为碳源,所以需加大培养室中空气流动,从而提高光合速率,D正确。
故选A。
6. “白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”,具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的植物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质“白雪公主”草莓流程图。下列说法错误的是( )
A. 通常采用70%的酒精和5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
B. 甲常选用茎尖,原因是该处的病毒极少甚至没有病毒
C. 在植物组织培养过程中,经过筛选可能获得对人们有用的突变体
D. 通过植物组织培养技术得到抗病毒的草莓脱毒苗
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
【详解】A、对外植体的消毒通常采用体积分数为70%的酒精和5%次氯酸钠溶液,消毒后需用无菌水进行冲洗,A正确;
B、茎尖的病毒极少甚至没有病毒,所以常用茎尖作为外植体,B正确;
C、在植物组织培养过程中,愈伤组织容易发生突变,经过筛选可能获得对人们有用的突变体,C正确;
D、通过植物组织培养技术得到草莓脱毒苗,但是不抗病毒,D错误。
故选D。
7. 利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A. 次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
B. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
C. 获得植物细胞的次生代谢产物,需要再分化过程
D. 该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【答案】B
【解析】
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低,从植物组织提取会大量破坏植物资源,有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到,因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、次生代谢物不是植物生长所必需的,其含量少,可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量,A错误;
B、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,故可利用植物细胞培养技术获得某些无法通过化学合成途径得到的产物,B正确;
C、获得植物细胞的次生代谢产物只需要培养到愈伤组织时期即可,不需要经过再分化过程,C错误;
D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件,提高了多个细胞中次生代谢物的含量,不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
故选B。
8. 细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是首先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经食品化加工得到肉类食品。下列说法正确的是( )
A. 宜用胃蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
B. 培养过程中需要定期更换培养液,以防止杂菌污染
C. 体外大规模培养细胞时,培养箱中需要O2,不需要CO2
D. 肌肉干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、宜用胰蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞,A错误;
B、培养过程中需要定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害,B错误;
C、体外大规模培养细胞时,培养箱中需要O2供细胞代谢利用,需要CO2维持pH,C错误;
D、成体干细胞具有组织特异性,只能分化为特定的细胞或组织,肌肉干细胞属于成体干细胞具有组织特异性,只能培养获得肌肉、脂肪等组织,D正确。
故选D。
9. 胚胎干细胞存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有自我更新能力,在科学和医学领域具有极高的研究价值。早期胚胎干细胞的发育和自我更新受多个基因调控(如图)。下列叙述错误的是( )
A. 早期胚胎干细胞可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞
B. Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻
C. 促进Stat3和Oct3/4的表达会促进胚胎干细胞向滋养层分化
D. 将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析,胚胎干细胞能自我更新,其中Nanog基因促进胚胎干细胞的增殖,抑制形成原始内胚层;Stat3能抑制胚胎干细胞的增殖和原始内胚层的形成;而OCT3/4能抑制胚胎干细胞表达形成滋养层。
【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性,可分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,A正确;
B、Nanog基因促进胚胎干细胞的增殖,Nanog基因突变可能使胚胎干细胞自我更新受阻,B正确;
C、Stat3抑制胚胎干细胞的增殖和原始内胚层的形成,OCT3/4能抑制胚胎干细胞表达形成滋养层,则促进Stat3和Oct3/4的表达会抑制胚胎干细胞的增殖和分化过程,C错误;
D、由于干细胞可无限增殖,将干细胞用于疾病的临床治疗可能存在导致肿瘤发生的风险,D正确。
故选C。
10. 甲型H1N1流感病毒表面的神经氨酸酶有4个抗原决定簇,一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)。由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体。如图为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图。下列叙述错误的是( )
A. 多克隆抗体的产生需要多种B细胞参与
B. 诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可以用灭活病毒诱导法
C. 过程①②均涉及细胞的融合
D. 甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现单抗失效而多抗有效的情况
【答案】C
【解析】
【分析】根据题干信息“一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体”,每个抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。
【详解】A、一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体,因此需要多种B细胞参与,A正确;
B、诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可用PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法,B正确;
C、过程①是诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合后再用选择性培养基筛选杂交瘤细胞;过程②是用抗体检测和克隆培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞,但过程②不涉及细胞的融合,C错误;
D、甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现原单抗失效,而对没有改变的其他抗原多抗仍有效,D正确。
故选C。
11. 科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体-药物偶联物(ADC),ADC可以选择性杀伤肿瘤细胞,从而大大降低对健康细胞的毒害作用。其作用机制如图所示。下列说法正确的是( )
A. 制备单克隆抗体涉及的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植
B. ADC能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,其原理是抗体与药物特异性结合
C. ADC经胞吞进入肿瘤细胞的过程需要载体蛋白参与并消耗能量
D. 细胞毒素可能通过激活肿瘤细胞中凋亡基因的表达来杀伤肿瘤细胞
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤:对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终可注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、制备单克隆抗体涉及的技术有动物细胞培养、动物细胞融合,没有涉及动物细胞核移植,A错误;
B、ADC能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,其原理是抗体与肿瘤上的抗原特异性结合,B错误;
C、ADC经胞吞进入肿瘤细胞的过程不需要载体蛋白,但需要消耗能量,依赖细胞膜的流动性,C错误;
D、ADC进入细胞后,使肿瘤细胞的溶酶体破裂,释放水解酶,将细胞裂解,推测细胞毒素可能通过激活肿瘤细胞中凋亡基因的表达来杀伤肿瘤细胞,D正确。
故选D。
12. 某哺乳动物的受精作用和早期胚胎的发育过程如下图所示,有关叙述错误的是( )
A. ②细胞形成后,即在受体子宫内进行有丝分裂,开始发育
B. 多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂,故仅能观察到2个极体
C. ④到⑦过程细胞数量不断增加,但胚胎总体积基本不变
D. ⑨时期的胚胎已经出现细胞分化,不能选择⑩时期的胚胎进行移植
【答案】A
【解析】
【分析】受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育。胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂。根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段:桑葚胚、囊胚、原肠胚。
【详解】A、②细胞形成后,即在受体输卵管内进行有丝分裂,开始发育,A错误;
B、多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂 II,因而不会形成第二极体,故在仅能观察到2个极体,B正确;
C、④到⑦过程细胞进行有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积基本不变,在透明带内,C正确;
D、⑨时期是囊胚期,已经出现细胞分化,⑩时期已经开始着床,与母体建立联系,故不能选择⑩时期的胚胎进行移植,D正确。
故选A。
13. 目前,精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一,该方法以精子作为外源基因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列说法不正确的是( )
A. 获取外源基因通常用到的工具酶是限制酶
B. 导入外源基因的精子与卵细胞结合后即可完成转化过程
C. ②采用体外受精技术,受精的标志是观察到两个极体
D. 将外源基因整合到精子的染色体上,是保证外源基因稳定遗传的关键
【答案】B
【解析】
【分析】分析图示可知,图示为转基因鼠的制备过程,①过程是将标记的外源基因导入成熟的精子中,②过程是体外受精,③过程为早期胚胎培养,④过程为胚胎移植。
【详解】A、获得外源基因一般需要用到限制酶,构建基因表达载体用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶,A正确;
B、转化是指目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达,导入外源基因的精子与卵细胞结合的过程并不意味着完成转化,B错误;
C、②采用体外受精技术时,在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子完成了受精,C正确;
D、受精卵中几乎不含精子的细胞质,将外源基因整合到精子的染色体上,是保证外源基因稳定遗传的关键,D正确。
故选B。
14. 关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A. DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精,利用这一原理初步分离DNA与蛋白质
B. 将研磨液过滤到烧杯中,在冰箱放置一段时间后,上清液中含DNA和蛋白质
C. 将析出的丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂在沸水浴下鉴定DNA
D. 实验结果变色不明显,可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放
【答案】A
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度,洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响。
【详解】A、DNA不溶于酒精溶液,而细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离,A错误;
B、DNA提取的实验中,要将研磨液过滤到烧杯中,在冰箱放置一段时间后,取上清液,所以上清液中含有DNA和蛋白质,低温可以防止DNA被分解,B正确;
C、DNA鉴定时,将提取到的丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂,在水浴加热下呈现蓝色,C正确;
D、如果出现实验结果变色不明显,可能是研磨不充分导致DNA不能从细胞核中充分释放,提取的DNA分子减少,D正确。
故选A。
15. 四种限制酶的切割位点如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 上图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段可用E.coliDNA连接酶连接
B. 图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段,可以用T4 DNA连接酶连接
C. DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段连接的化学键是磷酸二酯键
D. 限制酶能识别特定的核苷酸序列,有专一性,不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因工程的基本操作步骤为:获取目的基因、形成重组DNA分子、将重组DNA分子导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达。
2、基因工程的工具:限制性内切核酸酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。
【详解】A、SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后形成的是平末端,E.coliDNA连接酶可以连接,只是效率较低,A正确;
B、SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后形成的是平末端,而T4 DNA连接酶既可以连接具有平末端的DNA片段,又可以连接具有相同黏性末端的DNA片段,B正确;
C、DNA连接酶是催化DNA片段的连接,形成的是磷酸二酯键,C正确;
D、不同的限制酶也可能形成相同的黏性末端,D错误。
故选D。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,可能有一个或多个选项正确,全对得3分,漏选得1分,错选不得分。
16. GA3是一种由C、H、O三种元素构成的与赤霉素作用类似的植物生长调节剂,能促进茎伸长和种子萌发。GA3的广泛施用会导致其在土壤中残留,研究小组从长期施用GA3农田的土壤中筛选出了能降解GA3的菌株并调查了土壤中能降解GA3的菌的数量,如图所示。下列相关实验内容正确的是( )
A. 过程②将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中来富集培养GA3降解菌
B. 乙培养基中应以GA3为唯一的碳源,可能还有其他微生物的存在
C. 图中3号试管中样品液的稀释倍数为104倍
D. 5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为1.7×108个
【答案】ABC
【解析】
【分析】1、培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求;
2、菌株数=(C÷V)×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
【详解】A、将稀释的含有降解GA3的菌株接种到甲瓶培养液中,目的是富集培养GA3降解菌,增大GA3降解菌的数量,A正确;
B、由题意可知,GA3是一种由C、H、O三种元素构成的植物生长调节剂,选择培养基乙是为了获得GA3的降解菌,故培养基中应以GA3为唯一的碳源;由于有些微生物可利用空气中的二氧化碳作为碳源,所以在选择培养时,培养基上可能还有其他微生物,B正确;
C、图中10g土样加入无菌水定容至100mL,稀释了10倍,取1mL加入1号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入2号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,取1mL加入3号试管(含有9mL无菌水)又稀释了10倍,据此推测,图中3号试管中样品液的稀释倍数为104倍,C正确;
D、5号试管稀释了106倍,根据计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数,所以每克土壤中的活菌数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109,D错误。
故选ABC。
17. 胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,下列说法错误的是( )
A. “华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于细胞核中
B. 应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
C. 植物体细胞杂交属于有性生殖,结果是形成杂种细胞
D. 聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液处理可用于诱导原生质体A和B的融合
【答案】ABC
【解析】
【分析】植物体细胞杂交,又称原生质体融合,是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合,所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。
【详解】A、雄性不育的胞质杂种华柚2号的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,融合后品种A的细胞核消失,控制雄性不育的基因可能位于线粒体中,A错误;
B、GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中,而融合后的华柚2号不含品种A的细胞核,因此发绿色荧光的杂种细胞应被淘汰,B错误;
C、植物体细胞杂交属于无性生殖,结果是形成杂种植株,C错误;
D、诱导原生质体融合的化学方法有聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液,即聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液处理可用于诱导原生质体A和B的融合,D正确。
故选ABC。
18. 以纯化鉴定后的重组大杆菌RecQ解旋酶免疫小鼠(2n=40),融合免疫小鼠的脾细胞及骨髓瘤细胞(2n=62-68)筛选杂交瘤细胞,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb);相关检测结果如图A、B所示。有关说法正确的是( )
A. 重组大肠杆菌RecQ解旋酶可刺激相应B淋巴细胞增殖分化
B. 单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和2次抗原检测
C. 杂交瘤细胞在融合的过程中可能会发生染色体数目的丢失
D. 该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,在稀度为1/800时可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合
【答案】ACD
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取B淋巴细胞,将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。
【详解】A、重组大肠杆菌RecQ解旋酶对于小鼠来说是抗原,可以刺激相应B淋巴细胞增殖分化产生其抗体,A正确;
B、单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和1次抗原检测,第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出产特定抗体的杂交瘤细胞,再对该细胞进行克隆化培养和抗原抗体杂交检测,B错误;
C、融合免疫小的脾细胞及骨髓瘤细胞(2n=62-68),可知杂交瘤细胞在融合的过程中可能会发生染色体数目的丢失,C正确;
D、由图B可知,该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,据图2分析,单抗稀释度为1/800时RecQ解旋酶结合DNA活性最低,所以在稀度为1/800时可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合,D正确。
故选ACD。
19. 小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种具有不同功能的细胞,制备流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 用胰蛋白酶处理a处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞
B. 欲提高胚胎的利用率,可用胚胎分割技术将a处细胞团均等分割
C. 囊胚中的细胞都具有发育的全能性
D. a处的细胞与b处的细胞的核基因不相同,mRNA也有差异
【答案】AB
【解析】
【分析】分析题图:图中a为内细胞团细胞,b为滋养层细胞,其中内细胞团细胞具有发育的全能性,属于胚胎干细胞。
【详解】A、胚胎干细胞通常来源于早期胚胎或原始性腺,用胰蛋白酶处理a内细胞团处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞,A正确;
B、欲提高胚胎的利用率,可用胚胎分割技术分割内细胞团,为保证分割后个体的正常生长,需要将内细胞团均等分割,B正确;
C、囊胚中的细胞并不都具有发育的全能性,如滋养层细胞,C错误;
D、a为内细胞团细胞,b为滋养层细胞,a处的细胞与b处的细胞都是由受精卵分裂产生的,含有的核基因相同,但不同类型的细胞是基因选择性表达的结果,它们的mRNA有差异,D错误。
故选AB。
20. 下列关于限制酶和 DNA 连接酶的理解,错误的是( )
A. 限制酶能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键
B. DNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的氢键,将两条 DNA 片段的黏性末端之间 的缝隙连接起来
C. 在基因工程操作中,可以用 DNA 聚合酶代替 DNA 连接酶
D. 限制酶广泛存在于动植物体内,微生物内很少分布
【答案】BCD
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
DNA连接酶是链接两个DNA的片段,形成磷酸二酯键。
【详解】A、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键,A正确;
B、DNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的磷酸二酯键,将两条 DNA 片段的黏性末端之间的缝隙连接起来,B错误;
C、DNA聚合酶将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键,DNA连接酶是链接两个DNA的片段,形成磷酸二酯键。在基因工程操作中,不可以用 DNA 聚合酶代替 DNA 连接酶,C错误;
D、限制酶主要来源于微生物,D错误。
故选BCD。
第II卷(共55分)
三、非选择题:本部分4道小题,共55分。
21. 牛、羊等反刍动物具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解纤维素。某科研团队按照如图所示的流程分离瘤胃中的纤维素分解菌,实验中需要甲、乙两种培养基。
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是______,无菌技术主要包括_______。
(2)从①开始分离筛选纤维素分解菌,甲培养基中除含有水、无机盐、氮源外还应有_____成分,该培养基按功能来分应为_______培养基。
(3)过程②过程所使用的接种方法是______。科研人员先用0.85%NaCl溶液进行系列稀释而不用无菌水,原因是______。在培养基表面均加入一层无菌的石蜡,其作用是______。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应,研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见图),图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)
(5)在5个细菌培养基平板上,均接种稀释倍数为104的胃部样液0.1mL,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为189、25、417、175和179。则每毫升样品中含有细菌数量为______个。
【答案】(1) ①. 防止杂菌污染 ②. 消毒和灭菌
(2) ①. 纤维素 ②. 选择
(3) ①. 稀释涂布平板法 ②. 0.85%NaCl溶液浓度与细胞等渗,可维持细胞形态 ③. 瘤胃中的纤维素分解菌属于厌氧微生物,石蜡密封创设无氧环境,有利于瘤胃中的纤维素分解菌生长发育
(4)菌落① (5)1.81×107
【解析】
【分析】在培养基中加入刚果红,可与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,红色复合物不能形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,从而可筛选纤维素分解菌。
【小问1详解】
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术主要包括消毒和灭菌。
【小问2详解】
微生物的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等,筛选纤维素分解菌时,配置培养基时需要使用纤维素作为唯一的碳源的选择培养基。该培养基按功能来分应为选择培养基。
【小问3详解】
乙培养基上形成的菌落分布均匀,因此②所使用的接种方法是稀释涂布平板法;
无菌水不存在对微生物的保护,因为渗透压的作用,还可能造成微生物吸水过多死亡;0.85%NaCl溶液浓度与细胞等渗,可维持细胞形态,因此过程②常用0.85%NaCl溶液进行系列稀释而不用无菌水;瘤胃中的纤维素分解菌属于厌氧微生物,石蜡密封创设无氧环境,有利于瘤胃中的纤维素分解菌生长繁殖。
【小问4详解】
在刚果红培养基平板上,纤维素分解菌分泌的纤维素酶会使纤维素分解,菌落周围会形成透明圈。图中降解圈大小与纤维素酶的量与活性有关;图中降解纤维素能力最强的菌株是①,因为其周围的透明圈与菌落的直径之比最大。
【小问5详解】
在5个细菌培养基平板上,均接种稀释倍数为104的胃部样液0.1mL,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为189、25、417、175和179,一般取菌落数在30-300之间的平板,则平板的平均菌落数为(189+175+179)÷3=181,则每毫升土壤样液中的细菌数量约为181÷0.1×104=1.81×107个。
22. 甲植物(2n=18)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=32)的细胞质中存在抗除草剂基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体,利用的生物学原理是_____。植物的顶芽细胞进行培育,有利于获得脱毒苗,原因是_____。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是_____。过程②可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有_____法等,融合完成的标志是_____。
(3)过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是_____。(答出两点)过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,此时生长素与细胞分裂素的比值____(填“>1”、“<1”或“=1”),此过程必须给予光照,光的作用是_____。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点_____。
(5)在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是_____。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染,原因是_____。
【答案】(1) ①. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ②. 顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 高Ca2+-高pH融合 ③. 植物细胞再生出细胞壁
(3) ①. 提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压 ②. <1 ③. 促进叶绿素合成
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离,实现远缘杂交
(5) ①. 甲细胞用IOA处理后线粒体失活,细胞生命活动受限;乙细胞经X射线处理后失去分裂能力 ②. 抗除草剂基因位于细胞质中,受精时,只有精子头部(即细胞核)进入卵母细胞
【解析】
【分析】该图为植物体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,制备原生质体,可用酶解法;②为诱导融合过程,可以用聚乙二醇处理;③为杂种细胞再生细胞壁的过程;④为脱分化;⑤为再分化形成杂种植株。
【小问1详解】
利用植物体细胞杂交技术获得新植物体过程中,植物原生质体融合利用细胞膜的流动性,杂种细胞形成新植物体利用植物细胞的全能性;植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗。
【小问2详解】
植物细胞的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性可知,去壁是用纤维素酶和果胶酶;步骤②是促进原生质体融合,可以采用化学法进行诱导,其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法,还有高Ca2+-高pH融合法等;植物原生质体融合完成的标志是再生出细胞壁。
【小问3详解】
过程④为脱分化,蔗糖的作用是提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压;植物组织培养时,细胞分裂素用量较高,即生长素与细胞分裂素的比值<1,有利于芽的分化,抑制根的形成;此过程必须给予光照,光的作用是利于叶绿素的形成。
【小问4详解】
与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点是克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离,实现远缘杂交。
【小问5详解】
分析题意可知,X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体的功能,IOA处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂,因此未融合的细胞和同种细胞的融合细胞均不能正常分裂,都不能形成愈伤组织,只有杂种细胞由于生理互补能形成愈伤组织。丙的抗除草剂基因位于细胞质中,精子的头部几乎只有细胞核,线粒体主要集中在尾部。受精时,精子的头部进入卵母细胞而尾部留在外面,因此质基因一般不会通过花粉遗传给后代,避免了基因污染。
23. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交一杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有_____和_____,对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行_____和_____,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(2)图2方框内至少需要经过_____次筛选,才能获取单克隆杂交-杂交瘤细胞。单克隆杂交-杂交瘤细胞在体外培养时,需要满足的条件是充足的营养,_____的环境,适宜的温度、pH和渗透压以及适宜的气体环境等,气体环境应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是_____。
(3)临床试验发现,从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,直接注入人体治疗效果大大降低。因此鼠源性的双特异性单克隆抗体在注射到人体前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低_____。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是_____。
【答案】(1) ①. 动物细胞培养 ②. 动物细胞融合 ③. 克隆化培养 ④. (专一)抗体检测
(2) ①. 2##两##二 ②. 无菌无毒 ③. 维持培养液的pH (3)免疫排斥反应
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞
【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。
【小问1详解】
制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有动物细胞培养(细胞工程的基础)和动物细胞融合(将B细胞与骨髓瘤细胞融合);为选出能产生专一抗体的杂交瘤细胞,要将选择培养基上筛选出的细胞稀释液滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出专一抗体检测呈阳性的细胞,进行克隆化培养,即对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和(专一)抗体检测,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
【小问2详解】
图2方框内需要经过2次筛选:先筛选得到对长春碱免疫的B淋巴细胞,后筛选出杂交—杂交瘤细胞;单克隆杂交一杂交瘤细胞在体外培养时,需要满足的条件是充足的营养,无菌、无毒的环境,适宜的温度、pH和渗透压,适宜的气体环境等;气体环境应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH。
【小问3详解】
由于从小鼠腹水中提取抗体具有外源性,直接注入人体后会被人体免疫系统识别和清除,因此鼠源性的双特异性单克隆抗体在注射到人体前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低免疫排斥反应。
【小问4详解】
双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,避免了对正常细胞的损伤,因而对人体的副作用更小。
24. 随着人们对骆驼奶特殊营养价值及辅助医用功效的认识,提高骆驼产奶量已成为提升骆驼产业竞争力和牧民增收的主要途径。在内蒙古世界首例低温保存的骆驼胚胎移植成功,流程如图。回答下列问题:
(1)图中过程①具体采用的措施是_________;骆驼属于刺激性排卵,在交配后排卵,然后在_________完成受精过程,防止多精入卵的两道屏障是_____________。
(2)图中过程②能够进行的生理学基础是______________。在胚胎发育到____________期时可进行胚胎移植,胚胎移植前需要对供体母驼和受体母驼进行__________处理,单峰驼的胚胎能在双峰母驼子宫存活的生理学基础是_______________________________。
(3)为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖,还可采用克隆技术,此过程涉及的技术有_________(答两种)。若对图中获得的胚胎进行分割,需要注意的问题有____________________(答出两点)。
【答案】(1) ①. 注射促性腺激素 ②. 输卵管中 ③. 透明带反应和卵细胞膜反应
(2) ①. 早期胚胎处于游离状态,不与母体子宫建立组织上的联系 ②. 桑葚胚或囊胚 ③. 同期发情 ④. 双峰驼对移入的单峰驼胚胎基本不发生免疫排斥反应
(3) ①. 核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养 ②. 胚胎分割的次数不宜过多一般以一次为好、若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分割
【解析】
【分析】分析图示:表示胚胎移植的过程,其中①表示用促性腺激素处理,使母驼超数排卵;②表示冲卵过程;③表示胚胎移植。
【小问1详解】
在胚胎工程操作中,超数排卵过程常用注射促性腺激素处理。排卵是指卵子从卵泡中排出,完成受精的场所是输卵管。防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。
【小问2详解】
哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态,这为胚胎的收集提供了可能。胚胎移植的时期是囊胚或桑葚胚,胚胎移植前需要对供体母驼和受体母驼进行同期发处理,使供受体处于相同的生理状态。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,这是胚胎移植的生理学基础。
【小问3详解】
为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖,可进行细胞核移植技术和克隆动物的培养,这过程存在核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养等一系列技术。进行胚胎分割时,胚胎分割的次数不宜过多一般以一次为好、若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分割。
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