精品解析:陕西省咸阳市实验中学2024-2025学年高二下学期第二次质量检测生物试卷
2025-05-01
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 陕西省 |
| 地区(市) | 咸阳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.41 MB |
| 发布时间 | 2025-05-01 |
| 更新时间 | 2026-02-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51924796.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
咸阳市实验中学2024—2025学年第二学期第二次质量检测
高二生物学试题
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,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。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,计40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. 下图1表示太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系,下图2为科研团队对太湖蓝藻(蓝细菌)水华的发生规律进行研究得到的结果。据图分析,相关说法正确的是( )
A. 结合图2分析,可在12~2月清除底泥、3~4月在上覆水位置打捞蓝细菌,4~11月设置生态浮床与蓝细菌竞争水体有机物以防治水华
B. 若食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,要收获100kJ的食浮游生物鱼类,至少需要1700kJ的浮游藻类
C. 流经该生态系统的总能量为蓝藻等浮游藻类固定的太阳能和碎屑中的化学能
D. 图中二、三营养级之间的能量传递效率为
2. 生物圈中的物质循环主要包括碳循环、氮循环与磷循环等。由于化合物性质不同,氮循环与磷循环的全球性弱于碳循环。下列叙述正确的是( )
A. 生物圈中的碳循环、氮循环与磷循环通常以化合物形式进行循环
B. 生物圈中物质循环通常在生产者、消费者、分解者之间进行循环
C. 微生物可将土壤中难利用的磷转成可利用的离子而促进磷循环
D. 生物群落中各种生产者固定的能量伴随物质循环而进行循环流动
3. 生态系统的维持和发展离不开信息传递。下列相关叙述正确的是( )
A. 雄孔雀通过开屏吸引异性,说明信息可以调节生物的种间关系
B. 莴苣种子必须接受一定波长的光才能萌发说明光信息有利于生物种群的繁衍
C. 利用昆虫的趋光性进行诱杀害虫体现了利用物理信息的生物防治功能
D. 生态系统的信息传递是沿食物链和食物网进行双向传递
4. 2024年国际生物多样性日的主题为“生物多样性、你我共参与”。该主题由联合国《生物多样性公约》秘书处于2023年12月正式公布,旨在呼吁全球各界共同参与《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》的实施,通过政府、企业、社区及个人的协同行动,制止和扭转生物多样性丧失的趋势。下列关于保护生物多样性的叙述,错误的是( )
A. 每一种野生生物都是一个独一无二的基因库,因此必须维持野生生物的多样性
B. 合理引入某种害虫的天敌既能有效控制害虫又有利于增加生物多样性
C. 滇池金线鲃的栖息地受到严重破坏后对金线鲃最有效的保护措施是就地保护
D. 雾霾天气影响物种生育的温度、光照、pH等环境条件,会破坏生物多样性
5. 如图为某地生态工程建设模式图,下列说法正确的是( )
A. 该生态系统的最大优点是遵循循环原理,同时实现能量的多级利用
B. 该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木,饲养牛、猪、鸡等多种畜禽,主要体现了生态工程的协调原理
C. 该生态系统通过加长食物链来达到物质循环利用和再生的目的
D. 该养殖模式完全可以自给自足,无需人为补充能量
6. 下列关于传统发酵技术的说法,正确的是( )
A. 制作泡菜时,坛内装满的新鲜蔬菜需要沥干水分并加入陈泡菜水加速发酵
B. 变酸的酒表面有白膜出现与泡菜坛内有白膜出现都是微生物繁殖所形成
C. 泡菜发酵过程中,坛内只有乳酸菌起作用
D. 发酵是指人们利用微生物,在缺氧的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程
7. 下列关于灭菌与消毒的说法,错误的是( )
A. 煮沸消毒是将物品放在水中加热至100℃即可捞出使用
B. 巴氏消毒随着消毒温度的升高所需要的消毒时间减少
C. 灼烧灭菌通常适用于金属工具,非金属工具一般采用干热灭菌
D. 常用的高压蒸汽灭菌锅是在压强100kpa,温度条件下维持15~30min来灭菌的
8. 科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株Q,步骤如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①~③中,培养液中需加入多环芳烃菲作为唯一碳源
B. 步骤①~③中,将锥形瓶放在摇床上充分振荡,使菌株与培养液充分接触
C. 步骤①~④是利用稀释涂布平板法分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株Q
D. 步骤④中每一区域划线前都要灼烧接种环,待其冷却后才可从上一区域末端划线
9. 细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行干热灭菌处理
B. 采用血细胞计数板计数细菌数优于稀释涂布平板法
C. 由甲、乙、丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D. 野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
10. 下列关于发酵工程说法,正确的是( )
A. 在谷氨酸的发酵生产过程中,酸性条件更有利于谷氨酸的积累
B. 啤酒工业化生产流程中糖化后可以添加糖浆与啤酒花蒸煮产生风味组分
C. 单细胞蛋白是通过微生物发酵获得的蛋白质、糖类、脂质和维生素等物质
D. 性状优良的菌种可从自然界筛选,也可通过诱变育种、杂交育种或基因工程育种获得
11. 转录因子Ghl和GhEl能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育,参与体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑,其机制如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 植物组织培养常用的培养基为MS培养基,其碳源为葡萄糖
B. Gh1基因发生甲基化可能会抑制愈伤组织细胞的增殖
C. 促进GhEl基因的表达可促进愈伤组织分化成根等器官
D. 定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,因为蛭石含丰富的有机质
12. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理
B. ②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合,杂种细胞再生出细胞壁是成功标志
C. 图1过程①是在等渗溶液中进行,过程②是在固体培养基中进行
D. 可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的3和5植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株
13. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶,该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质,从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统,研究人员以肝癌细胞为受体细胞进行实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌的环境
B. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制,因而无需进行传代培养
C. 对照组和实验组应分别为导入TK和未导入TK的肝癌细胞
D. 实验结果表明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统
14. 科学家将两株不同的杂交瘤细胞 A 和B融合形成双杂交瘤细胞AB.双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养基中生长繁殖,产生的双特异性抗体AB结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 用选择培养基即可筛选出双杂交瘤细胞AB
B. 培养双杂交瘤细胞时,需提供CO2维持培养液的渗透压
C. 双杂交瘤细胞进行传代培养时,需使用胰蛋白酶分散处理
D. 抗体AB与抗体A、B相比,可增强对靶细胞的杀伤效果
15. 猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。我国科学家采用一定的技术手段对克隆胚胎进行处理,如图所示,提高了克隆成功率,并在2024年获得了首个活到成年的克隆猴。下列分析错误的是( )
A. 成纤维细胞应注入去除纺锤体—染色体复合物的食蟹猴MⅡ期卵母细胞
B. Kdm4d的mRNA和酶TSA通过定向诱变重构胚进而促进胚胎细胞的正常分化
C. 囊胚b的滋养层将发育为胎盘,为克隆胚胎提供营养但并未改变其遗传特性
D. 该技术在克隆具有特定疾病的模型动物以及辅助生殖等领域有广阔前景
16. 下列有关体内受精及胚胎早期发育的叙述,错误的是( )
A. 精子获能是指精子摆脱精浆中物质的抑制获得受精的能力
B. 防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞膜反应
C. 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,故受精的细胞只看到两个极体
D. 胚胎开始分化的时期是囊胚期
17. 基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶以及基因编辑技术增加了两个父系基因组印记控制区域的甲基化,以及母系控制区域的5个去甲基化,经修饰的卵母细胞经早期胚胎培养后进行胚胎移植,成功培育出可育的孤雌小鼠,部分过程如下图所示。相关叙述正确的是( )
A. “孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
B. 卵母细胞的体外培养除需加入血清等营养,还需加入干扰素
C. 移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来
D. 与野生型小鼠相比,孤雌小鼠的遗传多样性降低,野外生存能力下降
18. 模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述,模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方。对下列两个生物概念模型的理解或者分析正确的组合是( )
①若图1表示植物体细胞杂交过程,则A、B在融合前必须经过胰蛋白酶处理——制备原生质体,形成的C称为杂种细胞,从C到D需要的技术是植物组织培养;
②若图1表示单克隆抗体的制备操作流程图,则C到D可表示筛选杂交瘤细胞的过程;
③若图2中B是核移植技术,C是胚胎移植技术,则形成d的过程体现了高度分化的动物也具有全能性;
④若图2表示植物组织培养过程,获得B、C的生理过程分别是脱分化和再分化
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
19. 现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子。用酶H单独酶切该DNA分子,会得到2000bp和1000bp的片段;用酶G单独酶切该DNA分子,会得到2000bp、600bp和400bp的片段;用酶H和酶G同时酶切该DNA分子,会得到1000bp、600bp和400bp的片段。下列分析合理的是( )
A. DNA连接酶无需识别具体序列即可进行片段连接
B. 酶G和酶H有相同的识别位点和切割位点
C. 酶G有3个识别和切割位点
D. 限制酶通过破坏氢键和磷酸二酯键进行DNA切割
20. “DNA粗提取与鉴定”的实验步骤是:研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同的去杂质方法对实验结果的影响,实验结果如下表所示。下列说法正确的是( )
去杂质方式
沉淀质量(g)
DNA浓度(ng/μL)
OD260/OD280
二苯胺鉴定
离心
0.168
81.5
1.53
蓝色
4℃冰箱静置
0.1028
336.4
1.41
蓝色
注:OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD280为1.8,当存在蛋白质等物质污染时,这一比值会明显降低
A. 粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
B. 对研磨液进行离心是为了加速DNA的沉淀
C. 除了菜花以外,鸡血也可用于DNA的粗提取
D. 根据实验结果可知离心法获得的DNA纯度较低
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、非选择题(本题共5小题,计60分)
21. 在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链,即捕食食物链和碎屑食物链,前者是以活的生物为起点的食物链,后者是以死生物或腐屑为起点的食物链。请结合下图回答问题。
(1)图中全部生物加起来______(填“是”或“不是”)一个生态系统,绿色植物到植食性动物的能量传递效率为(λ2/D1+R1+D2+______)×100%(填图中字母)
(2)丽蝇在动物尸体内产卵,孵化出的幼虫通过腐生获得物质和能量,而幼虫又是其他一些动物的食物。图中符合此营养过程的食物链是:腐屑粪便→______→______。
(3)碎屑食物链以腐屑粪便为第一营养级,以碎屑为食的分解者也占营养级,则图中的顶位肉食动物占据第______营养级。
(4)肉食动物同化能量一部分通过遗体残骸为起点的碎屑食物链最终又被肉食动物同化,这使得生物群落中的能量和物质得以回收利用,这是否说明有些生态系统可完成能量循环而不需要系统外能量补充,并说明理由______。
22. 双休后,某校六位高中生相约吃串串,饭后四人出现腹泻、血便等现象,于是他们对食材及饮食过程进行了分析,并结合DeepSeek查阅了相关资料:
A、食材:各种肉串、生鸡蛋、冻鱼冻虾、各种蔬菜、熟食小酥肉、锅巴等;
B、有同学用生菜包裹烫熟的肉食用,有同学喝了店中提供的免费鲜奶,有同学用生鸡蛋清拌蘸酱小料;
C、未生病的同学们只吃了三鲜锅,没有吃红汤锅(自制老汤);
DeepSeek查阅结果:
来源
症状
沙门氏菌
未煮熟的禽肉、鸡蛋、生牛奶等
腹痛、腹泻、发热、呕吐
致病性大肠杆菌
未煮熟的牛肉、生蔬菜或受污染的水
部分菌株(如O157:H7)可能引发血便,甚至溶血性尿毒综合征
副溶血性弧菌
未煮熟的海鲜(如虾、贝类)
腹痛、腹泻、呕吐、低热等
金黄色葡萄球菌
通过手部污染食物,产生耐高温肠毒素
反复呕吐、上腹剧痛、腹泻
诺如病毒
污染的水、生食(如蔬菜)或感染者处理食物
传染性强,常导致集体腹泻,症状包括水样泻、呕吐
旋毛虫
未煮熟的猪肉或野生动物肉
长期腹泻、腹胀、脂肪泻
其他可能原因:
毒素污染:如蜡样芽孢杆菌(未冷藏的米饭、面条)、亚硝酸盐过量(反复使用的汤底)。
非感染因素:辛辣刺激、过量饮酒、高脂肪饮食导致的胃肠功能紊乱。
根据所学内容结合上述实例,回答下列生物学相关问题:
(1)调查其中一位腹泻同学发现,他在当天主要摄入了大量冻虾等海鲜及免费鲜奶。因食用未煮熟的冻虾而感染副溶血性弧菌,该菌的代谢类型是______;免费鲜奶含有沙门氏菌,其与冻虾消毒方式分别是______。
(2)为什么只吃三鲜锅同学未生病,而吃红汤锅的同学出现症状,请分析可能的原因:_______。
(3)若需要检测红汤锅汤底中大肠杆菌的数量,请写出实验流程:______。
(4)从发酵工程技术角度,为火锅店提出两条预防食源性腹泻的具体措施并说明科学依据:
措施及依据:______。
23. 疟原虫进入人体后会侵入肝细胞,并在肝细胞内分裂增殖,细胞被涨破后疟原虫进入内环境,再侵染正常肝细胞。为研究青蒿素对肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果,请根据以下提供的实验材料与用具,预测实验结果并进行讨论分析。
材料与用具:适宜浓度的青蒿素、已侵入疟原虫的肝细胞、正常肝细胞、细胞培养液、培养瓶、血细胞计数板、A仪器(可用于测定被疟原虫感染的细胞数目)
(要求与说明:细胞数目具体测定方法及过程不作要求,实验条件适宜;青蒿素对肝细胞内疟原虫的增殖有较强的抑制作用)
请回答下列问题:
(1)实验思路:
①选若干培养瓶随机均分为2组,并编号为A(实验组)、B(对照组),请写出A组培养瓶中应有的4种成分:______。
②每隔一段时间用血细胞计数板测定各组的细胞总数,用A仪器测定______细胞数目,并计算其所占的比例。
③对所得的数据进行统计分析。
(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果,其中横坐标为时间):
曲线1表示______。
曲线3表示______。
(3)分析与讨论:研究表明,青蒿素对仓鼠肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果甚微,这说明_______。
(4)青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率,市场需求很大,请你根据所学内容和以下三条信息,提出三条提高青蒿素类药物产量的研究思路______。
①青蒿素的衍生物——双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物,并且它的药物活性比青蒿素的高很多;
②研究人员在对黄花蒿进行组织培养时,发现它的愈伤组织中没有青蒿素,但是由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素;
③四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%,但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。
24. 糖尿病患者由于胰岛B细胞分泌的胰岛素不足等原因,导致长期高血糖而引发血管病变,糖尿病患者伤口部位常出现创面易感染、愈合周期长等现象。研究人员拟开辟促进糖尿病患者伤口愈合的新思路。
(1)血管内皮生长因子(VEGF)可诱导血管内皮细胞增殖、迁移和分化,促进血管生成,使受损组织得以修复和再生。研究人员将含有特异性启动子和VEGF基因的重组质粒导入乳酸菌中,获得图1所示的工程菌,进行了系列研究。
图1注:初始划痕范围内(箭头所示)无细胞,黑色部分为24h后内皮细胞在划痕范围的分布区域
①体外培养血管内皮细胞,可观察到由于细胞______而形成的单层细胞,利用这些细胞进行分组划痕实验,24h后的实验结果如图2所示。结果表明工程乳酸菌具有促进血管内皮细胞______的功能。
②在糖尿病模型小鼠皮肤上制备伤口,分组实验结果(图3)证明工程菌促进伤口愈合的效果最佳,图3中灰色阴影表示______。
③临床治疗时,要将工程菌和抗菌肽(对很多杂菌有强抑制作用)混合注射至伤口处,请综合图1分析抗菌肽的作用______。
(2)酸性环境利于巨噬细胞从M1型(有促炎症特性)向M2型(有抗炎症和组织修复功能)转化。综合上述所有信息,完善图4,以阐释工程乳酸菌促进创面愈合的机制。
①______;②______;③______;④______。
25. CRISPR/Cas9基因编辑的主要作用机理是通过对靶基因的剪切和DNA自我修复来实现靶基因的定点突变。小鼠体内的BMAL1基因具有控制生物节律的功能,某科研小组采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对小鼠受精卵中的BMAL1基因进行敲除。该过程用sgRNA指引Cas9蛋白剪切与sgRNA特异性结合的基因中的靶序列,操作原理如图所示。回答下列问题:
(1)sgRNA特异性结合BMAL1基因中的靶序列时,sgRNA单链与BMAL1基因单链的碱基之间通过______相结合。Cas9蛋白能在BMAL1基因的特定位置进行切割,其作用的化学键为______。
(2)科研人员构建CRISPR/Cas9重组表达载体,这一过程中主要利用的工具酶有______。若已知BMAL1基因靶序列5'-CCTTTCAGCTCATGGTATACAA-3',根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是:5'-______-3'(填字母)。
A.CCTTTCAGCTCATGGTATACAA
B.UUGUAUACCAUGAGCUGAAAGG
C.TTGTATACCATGAGCTGAAAGG
D.TTCAGCCATGGTATCAATCAGG
(3)在对BMAL1基因进行编辑的过程中,若发生了对其他基因进行编辑的现象,最可能的原因是______。
(4)基因组编辑技术可用于疾病治疗,请从癌症的产生机理出发,运用该技术为癌症的治疗设计思路:______。
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咸阳市实验中学2024—2025学年第二学期第二次质量检测
高二生物学试题
注意事项:
1.本试题共8页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,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。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,计40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. 下图1表示太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系,下图2为科研团队对太湖蓝藻(蓝细菌)水华的发生规律进行研究得到的结果。据图分析,相关说法正确的是( )
A. 结合图2分析,可在12~2月清除底泥、3~4月在上覆水位置打捞蓝细菌,4~11月设置生态浮床与蓝细菌竞争水体有机物以防治水华
B. 若食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,要收获100kJ的食浮游生物鱼类,至少需要1700kJ的浮游藻类
C. 流经该生态系统的总能量为蓝藻等浮游藻类固定的太阳能和碎屑中的化学能
D. 图中二、三营养级之间的能量传递效率为
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:据图1可知,图示为太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系。其中蓝藻等浮游藻类为生产者,处于第一营养级,为整个太湖的生物提供有机物。图2为太湖蓝藻水华的发生规律,据图可知,太湖中蓝藻大量生长集中在4-9月。
【详解】A、从图2可知,12 - 2月蓝细菌主要在底泥中,3 - 4月主要在上覆水,4 - 11月有大量蓝细菌且有上浮现象。 生态浮床与蓝细菌竞争是水体中的无机盐等营养物质,而非有机物,A错误;
B、食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成。 按照能量传递效率20%计算,收获100kJ的食浮游生物鱼类,来自浮游动物的能量为100×60% = 60kJ,那么需要浮游藻类的能量为60÷20%÷20% = 1500kJ;来自浮游藻类的能量为100×40% = 40kJ,需要浮游藻类的能量为40÷20% = 200kJ。 总共至少需要浮游藻类的能量为1500 + 200 = 1700kJ,B正确;
C、流经该生态系统的总能量为蓝藻等浮游藻类固定的太阳能,碎屑中的化学能是已经被利用过的能量,不能算入流经该生态系统的总能量,C错误;
D、图中浮游动物属于第二营养级中的生物的一种,如第二营养级还包括食鱼性鱼类,食浮游生物鱼类属于第二和第三营养级,而图中二、三营养级之间的能量传递效率=第三营养级的同化量÷第二营养级的同化量×100%,D错误。
故选B。
2. 生物圈中的物质循环主要包括碳循环、氮循环与磷循环等。由于化合物性质不同,氮循环与磷循环的全球性弱于碳循环。下列叙述正确的是( )
A. 生物圈中的碳循环、氮循环与磷循环通常以化合物形式进行循环
B. 生物圈中物质循环通常在生产者、消费者、分解者之间进行循环
C. 微生物可将土壤中难利用的磷转成可利用的离子而促进磷循环
D. 生物群落中各种生产者固定的能量伴随物质循环而进行循环流动
【答案】C
【解析】
【分析】物质循环是生态系统的功能之一,其中“物质”指的是组成生物体的各种元素,而“循环”发生在生物群落和非生物环境之间。碳循环全过程是在生物圈中进行,碳元素以光合作作或化能合成作用进入生物群落,生物群落中的碳元素通过呼吸作用、分解作用或燃烧回归到无机环境。
【详解】A、生物圈中的碳循环、氮循环与磷循环通常以元素形式进行循环,A错误;
B、物质循环是在生物群落与无机环境间进行的,而非局限于生物群落,B错误;
C、土壤中难利用的磷被微生物作用后可转化为可以利用的离子,促进磷循环过程,C正确;
D、能量只会沿着食物链单向流动,不会循环流动,D错误。
故选C。
3. 生态系统的维持和发展离不开信息传递。下列相关叙述正确的是( )
A. 雄孔雀通过开屏吸引异性,说明信息可以调节生物的种间关系
B. 莴苣种子必须接受一定波长的光才能萌发说明光信息有利于生物种群的繁衍
C. 利用昆虫的趋光性进行诱杀害虫体现了利用物理信息的生物防治功能
D. 生态系统的信息传递是沿食物链和食物网进行双向传递
【答案】C
【解析】
【分析】信息传递的作用有:生命活动的正常进行离不开信息传递,生物种群的繁衍离不开信息传递,信息调节还能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
【详解】A、雄孔雀通过开屏吸引异性,这是发生在同种生物(孔雀)之间的行为,说明信息有利于生物种群的繁衍,而不是调节生物的种间关系(种间关系是指不同种生物之间的关系),A错误;
B、莴苣种子必须接受一定波长的光才能萌发,这体现了生命活动的正常进行,离不开信息的作用,而不是光信息有利于生物种群的繁衍,B错误;
C、光属于物理信息,利用昆虫的趋光性进行诱杀害虫,减少了化学农药的使用,体现了利用物理信息进行生物防治的功能,C正确;
D、生态系统的信息传递往往是双向的,但不一定沿食物链和食物网进行,在非生物环境和生物之间也存在信息传递,D错误。
故选C。
4. 2024年国际生物多样性日的主题为“生物多样性、你我共参与”。该主题由联合国《生物多样性公约》秘书处于2023年12月正式公布,旨在呼吁全球各界共同参与《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》的实施,通过政府、企业、社区及个人的协同行动,制止和扭转生物多样性丧失的趋势。下列关于保护生物多样性的叙述,错误的是( )
A. 每一种野生生物都是一个独一无二的基因库,因此必须维持野生生物的多样性
B. 合理引入某种害虫的天敌既能有效控制害虫又有利于增加生物多样性
C. 滇池金线鲃的栖息地受到严重破坏后对金线鲃最有效的保护措施是就地保护
D. 雾霾天气影响物种生育的温度、光照、pH等环境条件,会破坏生物多样性
【答案】C
【解析】
【分析】1、生物的多样性:生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性;生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2、生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的;(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能);(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、每种野生生物都拥有独特的基因库,其基因多样性对物种适应环境变化和进化至关重要,因此必须维持野生生物的多样性,A正确;
B、合理引入害虫天敌(如瓢虫控制蚜虫)可有效减少农药使用,同时增加物种数量,提升生物多样性,B正确;
C、滇池金线鲃的栖息地若遭严重破坏,就地保护(如建立保护区)可能难以实施,此时最有效的措施应为易地保护(如人工繁殖与异地养护),C错误;
D、雾霾通过改变温度、光照和pH等环境条件,影响物种生存与繁衍,进而破坏生物多样性,D正确。
故选C。
5. 如图为某地的生态工程建设模式图,下列说法正确的是( )
A. 该生态系统的最大优点是遵循循环原理,同时实现能量的多级利用
B. 该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木,饲养牛、猪、鸡等多种畜禽,主要体现了生态工程的协调原理
C. 该生态系统通过加长食物链来达到物质循环利用和再生的目的
D. 该养殖模式完全可以自给自足,无需人为补充能量
【答案】A
【解析】
【分析】生态工程遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【详解】A、据图可知,该生态系统的最大优点在于遵循循环原理,通过将废弃物(如人畜粪便、秸秆等)转化为资源(如沼气、肥料),实现物质循环利用,同时,通过多级利用能量(如农作物→家畜→沼气→肥料),提高能量利用效率,A正确;
B、物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力,可见,该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木,饲养牛、猪、鸡等多种畜禽,主要体现了生态工程的自生原理,B错误;
C、物质循环利用主要通过分解者(如微生物)将有机物分解为无机物,无机物再由生产者合成为有机物,进入生物群落被利用,而不是依靠加长食物链实现的,C错误;
D、该养殖模式通常需要人为补充能量(如饲料、肥料、燃料等),难以完全自给自足,D错误。
故选A。
6. 下列关于传统发酵技术的说法,正确的是( )
A. 制作泡菜时,坛内装满的新鲜蔬菜需要沥干水分并加入陈泡菜水加速发酵
B. 变酸的酒表面有白膜出现与泡菜坛内有白膜出现都是微生物繁殖所形成
C. 泡菜发酵过程中,坛内只有乳酸菌起作用
D. 发酵是指人们利用微生物,在缺氧的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程
【答案】B
【解析】
【分析】1、果酒的制作,选用的菌种为兼性厌氧型的酵母菌。果酒制作的过程中,初期先通气让酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌的繁殖,然后进行酒精发酵时需要对装置进行密封处理。
2、果醋的制作,使用的微生物是醋酸菌。醋酸菌是一种好氧菌。
3、泡菜制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、制作泡菜时,坛内装满的新鲜蔬菜需要沥干水分,目的是防止杂菌污染,但加入的是盐水而不是陈泡菜水加速发酵,陈泡菜水中含有乳酸菌,加入陈泡菜水是为了增加乳酸菌的菌种数量,A错误;
B、变酸的酒表面的白膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的,泡菜坛内的白膜是酵母菌等微生物繁殖形成的,所以变酸的酒表面有白膜出现与泡菜坛内有白膜出现都是微生物繁殖所形成,B正确;
C、泡菜发酵过程中,坛内起作用的主要是乳酸菌,但还有其他微生物存在,并非只有乳酸菌起作用,C错误;
D、发酵是指人们利用微生物,在有氧或无氧的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程,不仅仅是在缺氧条件下,D错误。
故选B。
7. 下列关于灭菌与消毒的说法,错误的是( )
A. 煮沸消毒是将物品放在水中加热至100℃即可捞出使用
B. 巴氏消毒随着消毒温度的升高所需要的消毒时间减少
C. 灼烧灭菌通常适用于金属工具,非金属工具一般采用干热灭菌
D. 常用的高压蒸汽灭菌锅是在压强100kpa,温度条件下维持15~30min来灭菌的
【答案】A
【解析】
【分析】干热灭菌法是指在干燥环境(如火焰或干热空气)进行灭菌的技术。一般有火焰灭菌法和干热空气灭菌法。适用于干燥粉末、凡士林、油脂等。
【详解】A、煮沸消毒时,仅仅将物品在水中加热至100℃就捞出使用是不正确的。因为有些细菌芽孢等耐热微生物,在100℃短时间内不能被完全杀死,通常需要持续一定时间(一般15 - 30分钟或更长)才能达到较好的消毒效果,A错误;
B、巴氏消毒的原理中,温度和时间是相关联的因素。温度升高时,微生物更容易被灭活,所以所需要的消毒时间就会相应减少,B正确;
C、灼烧灭菌温度很高,会损坏非金属工具,所以一般适用于金属工具;非金属工具由于材质特性,一般采用干热灭菌来避免损坏且达到灭菌目的,C正确;
D、高压蒸汽灭菌锅常用的灭菌条件就是在压强100kPa,温度121℃条件下维持15 - 30min来灭菌,这是常见的灭菌操作规范,D正确。
故选A。
8. 科研人员从被石油污染的土壤中分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株Q,步骤如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①~③中,培养液中需加入多环芳烃菲作为唯一碳源
B. 步骤①~③中,将锥形瓶放在摇床上充分振荡,使菌株与培养液充分接触
C. 步骤①~④是利用稀释涂布平板法分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株Q
D. 步骤④中每一区域划线前都要灼烧接种环,待其冷却后才可从上一区域末端划线
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示表示科研人员从被石油污染土壤中分离获得能降解多环芳烃菲菌株Q的主要步骤.其中步骤①→③的培养过程中,培养液中加入多环芳烃菲作为唯一碳源,目的是筛选出菌株Q;该过程还需将锥形瓶放在摇床上振荡,目的有两个,一方面使菌株与培养液充分接触,提高营养物质的利用率;另一方面能增加培养液中的溶氧量。步骤④表示用平板划线法纯化菌株Q的过程,接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌。
【详解】A、步骤①~③中应为选择培养,分离获得能降解石油成分“多环芳烃菲”的菌株Q,因此培养液中需加入多环芳烃菲作为唯一碳源,A正确;
B、步骤①~③中,将锥形瓶放在摇床上充分振荡,使菌株与培养液充分接触,B正确;
C、步骤①-④是先稀释菌液,再用平板划线法分离目的菌株,C错误;
D、步骤④是平板划线,其中为防止杂菌污染,每一区域划线前都要灼烧接种环,同时为了防止菌种被烫死,需待其冷却后才可从上一区域末端划线,D正确。
故选C。
9. 细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行干热灭菌处理
B. 采用血细胞计数板计数细菌数优于稀释涂布平板法
C. 由甲、乙、丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D. 野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
【答案】C
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、实验中的培养皿、滤膜可进行干热灭菌处理,但固体培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,因为干热灭菌可能会导致培养基中的成分发生变化,影响微生物的生长,A错误;
B、稀释涂布平板法统计的是活菌数,血细胞计数板计数时死菌、活菌都计数,对于本实验研究细菌间的竞争情况,采用稀释涂布平板法计数更能反映实际情况,所以稀释涂布平板法优于血细胞计数板计数,B错误;
C、tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白,乙组中野生型可产生tce1蛋白作用于tcel-tcil双突变体,后者无法产生tci1蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生菌在竞争中占据优势;而在丙组中,野生型可产生tce1蛋白作用于tcel突变体,后者可以产生tci1蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生型的生长受到抑制,由此推测, tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性,C正确;
D、由甲组、乙组可知,野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体的竞争中均占优势,由甲组、丙组可知,野生型细菌X在与tcel突变体的竞争中不占优势,D错误。
故选C。
10. 下列关于发酵工程的说法,正确的是( )
A. 在谷氨酸的发酵生产过程中,酸性条件更有利于谷氨酸的积累
B. 啤酒工业化生产流程中糖化后可以添加糖浆与啤酒花蒸煮产生风味组分
C. 单细胞蛋白是通过微生物发酵获得的蛋白质、糖类、脂质和维生素等物质
D. 性状优良的菌种可从自然界筛选,也可通过诱变育种、杂交育种或基因工程育种获得
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、在谷氨酸发酵生产过程中,中性和弱碱性条件有利于谷氨酸积累,酸性条件容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,不利于谷氨酸积累,A错误;
B、啤酒工业化生产流程中糖化后可以添加糖浆与啤酒花蒸煮产生风味组分,B正确;
C、单细胞蛋白指的是通过发酵获得的大量微生物菌体本身,不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等物质,C错误;
D、若微生物为原核生物,原核生物不能进行有性生殖,所以不能通过杂交育种获得优良菌种,D错误。
故选B。
11. 转录因子Ghl和GhEl能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育,参与体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑,其机制如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 植物组织培养常用的培养基为MS培养基,其碳源为葡萄糖
B. Gh1基因发生甲基化可能会抑制愈伤组织细胞的增殖
C. 促进GhEl基因的表达可促进愈伤组织分化成根等器官
D. 定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,因为蛭石含丰富的有机质
【答案】B
【解析】
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。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。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。
【详解】A、植物组织培养常用的培养基为MS培养基,其碳源为蔗糖,A错误;
B、Gh1基因发生甲基化,则会抑制Gh1表达,不能与GhE1的表达产物形成复合物,GhPs不能表达,会抑制愈伤组织细胞的增殖,B正确;
C、促进GhEl基因的表达,可能会导致GhPs的表达产物增多,从而促进愈伤组织细胞的增殖,抑制愈伤组织分化成根等器官,C错误;
D、定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,蛭石是一种矿物质,透气性好、保水保肥能力强,但蛭石并不含丰富的有机质,D错误。
故选B。
12. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理
B. ②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合,杂种细胞再生出细胞壁是成功的标志
C. 图1过程①是在等渗溶液中进行,过程②是在固体培养基中进行
D. 可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的3和5植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株
【答案】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束;杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质;植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株,体现了植物细胞全能性;两个物种细胞的融合体现了细胞膜流动性原理和染色体变异原理,A错误;
B、植物细胞不能用灭活病毒诱导细胞融合,杂交细胞再生出新的细胞壁是植物细胞融合成功的标志之一,发育成完整植株是植物体细胞杂交技术成功的标志,B错误;
C、图1中过程①是制备原生质体,为了保持原生质体的活性,需要在等渗溶液中进行,防止原生质体因吸水或失水而影响活性甚至破裂;过程②是诱导原生质体融合形成杂种细胞,后续的培养过程如脱分化和再分化等可能在固体培养基中进行,C正确;
D、根据图谱分析4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质,是杂种植株,可将病菌悬浮液均匀喷施于4、5号杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株,但图2中的3植株为花椰菜,不是杂种植株,D错误。
故选C。
13. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶,该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质,从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统,研究人员以肝癌细胞为受体细胞进行实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌的环境
B. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制,因而无需进行传代培养
C. 对照组和实验组应分别为导入TK和未导入TK的肝癌细胞
D. 实验结果表明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件:(1)营养物质:无机物(无机盐、微量元素等),有机物(糖、氨基酸、促生长因子等) ,通常需要加入血清;(2)温度、pH和渗透压;(3)无菌、无毒的环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理,通常还要在培养液中加入一定量的抗生素,以防被污染,此外应定期更换培养液,以便清除代谢产物防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害;(4)气体环境(95%的空气+5%CO2的混合气体) ,其中5%CO2气体是为维持培养液的pH稳定。
【详解】A、培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液可以补充细胞生长所需的营养物质,清除细胞代谢产生的废物等,A错误;
B、肝癌细胞在培养过程中不会有接触抑制,但受空间和营养物质限制,仍需要进行传代培养,B错误;
C、对照组应为未导入 TK 的肝癌细胞,实验组应为导入 TK 的肝癌细胞,C错误;
D、据图可知,添加更昔洛韦后,实验组细胞数量明显减少,而对照组变化不大,说明外源基因 TK 与更昔洛韦可组成自杀基因系统,D正确。
故选D。
14. 科学家将两株不同的杂交瘤细胞 A 和B融合形成双杂交瘤细胞AB.双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养基中生长繁殖,产生的双特异性抗体AB结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 用选择培养基即可筛选出双杂交瘤细胞AB
B. 培养双杂交瘤细胞时,需提供CO2维持培养液的渗透压
C. 双杂交瘤细胞进行传代培养时,需使用胰蛋白酶分散处理
D. 抗体AB与抗体A、B相比,可增强对靶细胞的杀伤效果
【答案】D
【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、单克隆抗体制备过程中,杂交瘤细胞需要进行两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞,第二次筛选可用抗原-抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB,A错误;
B、培养双杂交瘤细胞时,需提供CO2维持培养液的pH,B错误;
C、杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞,细胞之间并未接触,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液培养基,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,C错误;
D、双特异性单克隆抗体能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合,将药物送到肿瘤部位,对肿瘤进行特异性杀伤,与直接使用抗肿瘤药物相比,可以增强靶向药对肿瘤细胞的杀伤作用,对人体的副作用更小,D正确。
故选D。
15. 猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。我国科学家采用一定的技术手段对克隆胚胎进行处理,如图所示,提高了克隆成功率,并在2024年获得了首个活到成年的克隆猴。下列分析错误的是( )
A. 成纤维细胞应注入去除纺锤体—染色体复合物的食蟹猴MⅡ期卵母细胞
B. Kdm4d的mRNA和酶TSA通过定向诱变重构胚进而促进胚胎细胞的正常分化
C. 囊胚b的滋养层将发育为胎盘,为克隆胚胎提供营养但并未改变其遗传特性
D. 该技术在克隆具有特定疾病的模型动物以及辅助生殖等领域有广阔前景
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
【详解】A、在体细胞核移植(克隆)过程中,供体细胞(如成纤维细胞)的核需要注入去除了纺锤体-染色体复合物的MII期卵母细胞中,以确保供体细胞的基因组能够替代卵母细胞的基因组,A正确;
B、Kdm4d是一种组蛋白去甲基化酶,TSA(曲古抑菌素A)是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。它们通过调节表观遗传(如DNA甲基化和组蛋白修饰),促进克隆胚胎的正常发育和分化,B错误;
C、囊胚的滋养层会发育为胎盘,为胚胎提供营养,但胎盘不会改变胚胎的遗传特性,C正确;
D、通过克隆技术可以创建特定疾病的动物模型,用于研究疾病机制和药物开发。此外,该技术还可能用于辅助生殖,帮助解决不孕不育等问题,D正确。
故选B。
16. 下列有关体内受精及胚胎早期发育的叙述,错误的是( )
A. 精子获能是指精子摆脱精浆中物质的抑制获得受精的能力
B. 防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞膜反应
C. 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,故受精的细胞只看到两个极体
D. 胚胎开始分化的时期是囊胚期
【答案】B
【解析】
【分析】动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵母细胞的采集和培养:(1)主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子;(2)第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。精子的采集和获能:(1)收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法;(2)对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
【详解】A、精子获能是指精子摆脱精浆中物质的抑制获得受精的能力,体外受精时采集到的成熟的精子需要进行获能处理,A正确;
B、防止多精入卵受精的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用,B错误;
C、多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,故受精的细胞只看到两个极体,一个是第一极体,另一个是次级卵母细胞受精时排出的一个第二极体,C正确;
D、胚胎发育过程中,开始分化的时期是囊胚期,D正确。
故选B。
17. 基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶以及基因编辑技术增加了两个父系基因组印记控制区域的甲基化,以及母系控制区域的5个去甲基化,经修饰的卵母细胞经早期胚胎培养后进行胚胎移植,成功培育出可育的孤雌小鼠,部分过程如下图所示。相关叙述正确的是( )
A. “孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
B. 卵母细胞的体外培养除需加入血清等营养,还需加入干扰素
C. 移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来
D. 与野生型小鼠相比,孤雌小鼠的遗传多样性降低,野外生存能力下降
【答案】D
【解析】
【分析】分析图示,从卵泡中取出卵母细胞,再将经过甲基化和去甲基化处理的卵母细胞进行早期胚胎培养、胚胎移植等获得孤雌小鼠。
【详解】A、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,A错误;
B、动物细胞培养时除需加入血清等营养物质外,还需加入抗生素,防止培养过程中的污染,B错误;
C、囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做孵化,C错误;
D、孤雌小鼠没有经过受精作用,只有一个亲本的遗传物质,遗传多样性降低,基因被修饰,会影响其他功能,野外生存能力下降,D正确。
故选D。
18. 模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述,模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方。对下列两个生物概念模型的理解或者分析正确的组合是( )
①若图1表示植物体细胞杂交过程,则A、B在融合前必须经过胰蛋白酶处理——制备原生质体,形成的C称为杂种细胞,从C到D需要的技术是植物组织培养;
②若图1表示单克隆抗体的制备操作流程图,则C到D可表示筛选杂交瘤细胞的过程;
③若图2中B是核移植技术,C是胚胎移植技术,则形成d的过程体现了高度分化的动物也具有全能性;
④若图2表示植物组织培养过程,获得B、C的生理过程分别是脱分化和再分化
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析,图1可表示基因工程中形成重组DNA的过程,或者细胞工程中形成重组细胞的过程,图2可表示激素调节过程中的分级调节,或者a→B表示核移植,C→d表示胚胎移植。
【详解】①若图1表示植物体细胞杂交过程,A、B在融合前必须经过纤维素酶和果胶酶处理来制备原生质体,而不是胰蛋白酶,胰蛋白酶用于动物细胞培养中分散细胞,①错误;
②若图1表示单克隆抗体的制备操作流程图,C是融合后的细胞,包括杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞融合细胞、B淋巴细胞-B淋巴细胞融合细胞等,C到D可表示筛选杂交瘤细胞的过程,②正确;
③若图2中B是核移植技术,C是胚胎移植技术,形成d的过程体现了高度分化的动物体细胞核具有全能性,③错误;
④若图2表示植物组织培养过程,获得B(愈伤组织)的生理过程是脱分化,获得C(胚状体等)的生理过程是再分化,④正确。
故选D。
19. 现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子。用酶H单独酶切该DNA分子,会得到2000bp和1000bp的片段;用酶G单独酶切该DNA分子,会得到2000bp、600bp和400bp的片段;用酶H和酶G同时酶切该DNA分子,会得到1000bp、600bp和400bp的片段。下列分析合理的是( )
A. DNA连接酶无需识别具体序列即可进行片段连接
B. 酶G和酶H有相同的识别位点和切割位点
C. 酶G有3个识别和切割位点
D. 限制酶通过破坏氢键和磷酸二酯键进行DNA切割
【答案】A
【解析】
【分析】据题分析,用酶 H 单独酶切出现2000bp和1000bp两个片段,说明DNA分子上有一个酶H位点;用酶 G单独酶切出现2000bp、600bp、400bp,说明DNA分子上有两个酶G位点。
【详解】A、DNA连接酶可以将具有相同黏性末端或平末端的DNA片段连接起来,无需识别具体序列,A正确;
B、如果酶G和酶H有相同的识别位点和切割位点,那么用酶H单独酶切和用酶G单独酶切以及两种酶同时酶切得到的片段情况不会是题目中所给的样子。从酶H单独酶切得到2000bp和1000bp的片段,酶G单独酶切得到2000bp、600bp和400bp的片段,两种酶同时酶切得到1000bp、600bp和400bp的片段可知,它们的识别和切割位点不同,B错误;
C、用酶G单独酶切该DNA分子,会得到2000bp、600bp和400bp的片段,说明酶G有2个识别和切割位点,将3000bp的DNA切成了3段,C错误;
D、限制酶通过破坏磷酸二酯键进行DNA切割,而不是破坏氢键和磷酸二酯键,D错误。
故选A。
20. “DNA粗提取与鉴定”的实验步骤是:研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同的去杂质方法对实验结果的影响,实验结果如下表所示。下列说法正确的是( )
去杂质方式
沉淀质量(g)
DNA浓度(ng/μL)
OD260/OD280
二苯胺鉴定
离心
0.168
81.5
1.53
蓝色
4℃冰箱静置
0.1028
336.4
1.41
蓝色
注:OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD280为1.8,当存在蛋白质等物质污染时,这一比值会明显降低
A. 粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
B. 对研磨液进行离心是为了加速DNA的沉淀
C. 除了菜花以外,鸡血也可用于DNA的粗提取
D. 根据实验结果可知离心法获得的DNA纯度较低
【答案】C
【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;③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、粗提取的DNA丝状物放入盐溶液(氯化钠溶液)中,再加入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝,A错误;
B、离心研磨液的目的是加速沉淀,离心能够加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质的沉淀,离心法可以获得更高纯度的DNA,B错误;
C、DNA粗提取与鉴定的实验中,应选择富含DNA的材料,菜花和鸡血均可作为提取DNA的材料,C正确;
D、OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。当存在蛋白质等物质污染时,这一比值会明显降低,据表可知,离心时OD260/OD280为1.51,而4℃冰箱静置时OD260/OD280为1.41,说明离心法可以获得更高纯度的DNA,D错误。
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、非选择题(本题共5小题,计60分)
21. 在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链,即捕食食物链和碎屑食物链,前者是以活的生物为起点的食物链,后者是以死生物或腐屑为起点的食物链。请结合下图回答问题。
(1)图中全部生物加起来______(填“是”或“不是”)一个生态系统,绿色植物到植食性动物的能量传递效率为(λ2/D1+R1+D2+______)×100%(填图中字母)
(2)丽蝇在动物尸体内产卵,孵化出的幼虫通过腐生获得物质和能量,而幼虫又是其他一些动物的食物。图中符合此营养过程的食物链是:腐屑粪便→______→______。
(3)碎屑食物链以腐屑粪便为第一营养级,以碎屑为食的分解者也占营养级,则图中的顶位肉食动物占据第______营养级。
(4)肉食动物的同化能量一部分通过遗体残骸为起点的碎屑食物链最终又被肉食动物同化,这使得生物群落中的能量和物质得以回收利用,这是否说明有些生态系统可完成能量循环而不需要系统外能量补充,并说明理由______。
【答案】(1) ①. 不是 ②. R2+λ3
(2) ①. 大分解者 ②. 肉食动物(或顶位肉食动物) (3)三、四、五、六
(4)不能说明。虽然肉食动物通过碎屑食物链可以回收一部分自身尸体遗骸中的能量,但是在能量传递过程中,各营养级都存在细胞呼吸而损耗能量,因此仍需要来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能
【解析】
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。能量流动的特点是单向流动、逐级递减,流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能。
【小问1详解】
生态系统由生物群落和它的无机环境相互作用而形成,图中仅包含生物部分,没有无机环境,所以图中全部生物加起来不是一个生态系统。能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,绿色植物的同化能量=呼吸作用散失的能量+流入下一营养级的能量+流向分解者的能量,所以λ1=D1+R1+λ2,λ2=D2+R2+λ3,故λ1=D1+R1+D2+R2+λ3,植食性动物的同化量为λ2,绿色植物到植食性动物的能量传递效率为(λ2/D1+R1+D2+R2+λ3)×100%。
【小问2详解】
丽蝇在动物尸体内产卵,孵化出的幼虫通过腐生获得物质和能量,而幼虫又是其他一些动物的食物。图中符合此营养过程的食物链是:腐屑粪便→大分解者→肉食动物(或顶位肉食动物)。
【小问3详解】
顶位肉食动物占据的营养级有第三、四、五、六营养级:腐屑粪便→大分解者→顶位肉食动物(第三营养级)、腐屑粪便→大分解者→肉食动物→顶位肉食动物(第四营养级)、腐屑粪便→小分解者→食微生物者→肉食动物→顶位肉食动物(第五营养级)、腐屑粪便→小分解者→食微生物者→小捕食者→肉食动物→顶位肉食动物(第六营养级)。
【小问4详解】
肉食动物的同化能量一部分通过遗体残骸为起点的碎屑食物链最终又被肉食动物同化,这使得生物群落中的能量和物质得以回收利用,这不能说明有些生态系统可完成能量循环而不需要系统外能量补充,原因是虽然肉食动物通过碎屑食物链可以回收一部分自身尸体遗骸中的能量,但是在能量传递过程中,各营养级都存在细胞呼吸而损耗能量,因此仍需要来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。
22. 双休后,某校六位高中生相约吃串串,饭后四人出现腹泻、血便等现象,于是他们对食材及饮食过程进行了分析,并结合DeepSeek查阅了相关资料:
A、食材:各种肉串、生鸡蛋、冻鱼冻虾、各种蔬菜、熟食小酥肉、锅巴等;
B、有同学用生菜包裹烫熟的肉食用,有同学喝了店中提供的免费鲜奶,有同学用生鸡蛋清拌蘸酱小料;
C、未生病的同学们只吃了三鲜锅,没有吃红汤锅(自制老汤);
DeepSeek查阅结果:
来源
症状
沙门氏菌
未煮熟的禽肉、鸡蛋、生牛奶等
腹痛、腹泻、发热、呕吐
致病性大肠杆菌
未煮熟的牛肉、生蔬菜或受污染的水
部分菌株(如O157:H7)可能引发血便,甚至溶血性尿毒综合征
副溶血性弧菌
未煮熟的海鲜(如虾、贝类)
腹痛、腹泻、呕吐、低热等
金黄色葡萄球菌
通过手部污染食物,产生耐高温肠毒素
反复呕吐、上腹剧痛、腹泻
诺如病毒
污染的水、生食(如蔬菜)或感染者处理食物
传染性强,常导致集体腹泻,症状包括水样泻、呕吐
旋毛虫
未煮熟的猪肉或野生动物肉
长期腹泻、腹胀、脂肪泻
其他可能原因:
毒素污染:如蜡样芽孢杆菌(未冷藏的米饭、面条)、亚硝酸盐过量(反复使用的汤底)。
非感染因素:辛辣刺激、过量饮酒、高脂肪饮食导致的胃肠功能紊乱。
根据所学内容结合上述实例,回答下列生物学相关问题:
(1)调查其中一位腹泻同学发现,他在当天主要摄入了大量冻虾等海鲜及免费鲜奶。因食用未煮熟的冻虾而感染副溶血性弧菌,该菌的代谢类型是______;免费鲜奶含有沙门氏菌,其与冻虾消毒方式分别是______。
(2)为什么只吃三鲜锅的同学未生病,而吃红汤锅的同学出现症状,请分析可能的原因:_______。
(3)若需要检测红汤锅汤底中大肠杆菌的数量,请写出实验流程:______。
(4)从发酵工程技术角度,为火锅店提出两条预防食源性腹泻的具体措施并说明科学依据:
措施及依据:______。
【答案】(1) ①. 异养需氧型 ②. 巴氏消毒与煮沸消毒
(2)红汤锅可能因反复熬煮导致亚硝酸盐积累;或者老汤滋生的金黄色葡萄球菌产生的耐高温肠毒素不会随反复熬煮而分解;
(3)红汤取样→梯度稀释→接种于选择培养基→适宜条件下培养→统计大肠杆菌菌落数
(4)措施一:使用巴氏消毒后的密封包装汤底,依据:既能杀死致病性微生物,又能保留风味。措施二:添加乳酸菌发酵剂抑制杂菌;依据:通过产酸降低pH。措施三:食材预处理采用紫外线照射;依据:物理灭菌,减少初始菌落数。
【解析】
【分析】消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等;灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程,常用的方法有湿热灭菌、灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。
【小问1详解】
未煮熟的海鲜(如虾、贝类)上存在的副溶血性弧菌是异养需氧型细菌。鲜奶的消毒是利用巴氏消毒,冻虾的消毒方式是煮沸消毒。
【小问2详解】
根据资料可知,红锅汤是自制老汤,因反复熬煮导致亚硝酸盐积累或者老汤滋生的金黄色葡萄球菌产生的耐高温肠毒素不会随反复熬煮而分解,导致生病。
【小问3详解】
检测红汤锅汤底中大肠杆菌的数量可以采用稀释涂布平板发进行测定,具体流程是:红汤取样→梯度稀释→接种于选择培养基→适宜条件下培养→统计大肠杆菌菌落数。
【小问4详解】
根据题目资料提示各种微生物的特点可以提出以下措施:措施一:使用巴氏消毒后的密封包装汤底,依据:既能杀死致病性微生物,又能保留风味。措施二:添加乳酸菌发酵剂抑制杂菌;依据:通过产酸降低pH。措施三:食材预处理采用紫外线照射;依据:物理灭菌,减少初始菌落数。
23. 疟原虫进入人体后会侵入肝细胞,并在肝细胞内分裂增殖,细胞被涨破后疟原虫进入内环境,再侵染正常肝细胞。为研究青蒿素对肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果,请根据以下提供的实验材料与用具,预测实验结果并进行讨论分析。
材料与用具:适宜浓度的青蒿素、已侵入疟原虫的肝细胞、正常肝细胞、细胞培养液、培养瓶、血细胞计数板、A仪器(可用于测定被疟原虫感染的细胞数目)
(要求与说明:细胞数目具体测定方法及过程不作要求,实验条件适宜;青蒿素对肝细胞内疟原虫的增殖有较强的抑制作用)
请回答下列问题:
(1)实验思路:
①选若干培养瓶随机均分为2组,并编号为A(实验组)、B(对照组),请写出A组培养瓶中应有的4种成分:______。
②每隔一段时间用血细胞计数板测定各组的细胞总数,用A仪器测定______细胞数目,并计算其所占的比例。
③对所得的数据进行统计分析。
(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果,其中横坐标为时间):
曲线1表示______。
曲线3表示______。
(3)分析与讨论:研究表明,青蒿素对仓鼠肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果甚微,这说明_______。
(4)青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率,市场需求很大,请你根据所学内容和以下三条信息,提出三条提高青蒿素类药物产量的研究思路______。
①青蒿素的衍生物——双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物,并且它的药物活性比青蒿素的高很多;
②研究人员在对黄花蒿进行组织培养时,发现它的愈伤组织中没有青蒿素,但是由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素;
③四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%,但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。
【答案】(1) ①. 肝细胞培养液+肝细胞+侵入疟原虫的肝细胞+适应浓度的青蒿素 ②. 被疟原虫感染的
(2) ①. A组细胞总数 ②. B组细胞总数
(3)青蒿素对疟原虫增殖的抑制效果和宿主细胞的种类有关
(4)用基因工程技术将青蒿素基因或双氢青蒿素基因导入微生物,利用微生物合成青蒿素;用植物组织培养技术,将外植体脱分化形成愈伤组织,再诱导愈伤组织再分化成芽,获取青蒿素;用秋水仙素处理黄花蒿种子或幼苗使之成为四倍体,获取青蒿素;或者用其他合理方法
【解析】
【分析】分析实验步骤可知:该实验的自变量是有无放入青蒿素溶液,因变量是细胞增殖抑制效果,故该实验目的是探究青蒿素对肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果。
【小问1详解】
根据实验目的和给出的实验材料,实验原则,设计实验思路如下:①选若干培养瓶随机均分为2组,并编号为A(实验组)、B(对照组),具体分组如下:A组:肝细胞培养液+肝细胞+侵入疟原虫的肝细胞+适应浓度的青蒿素(实验组),B组:肝细胞培养液+肝细胞+侵入疟原虫的肝细胞(对照组);②每隔一段时间用血细胞计数板测定各组的细胞总数,用仪器A测定被疟原虫感染的细胞数目,并计算被感染细胞所占的比例;③对所得的数据进行统计分析。
【小问2详解】
根据第(1)小题解析可知,检测的指标为A组细胞总数、A组被感染细胞所占比例(%)、B组细胞总数、B组被感染细胞所占比例(%),A组青蒿素对肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果,使没有被侵染疟原虫的肝细胞不断进行有丝分裂,细胞总数增加,被感染的细胞数量所占比例会减少,而B组未加青蒿素,疟原虫不断侵入肝细胞,使肝细胞不能增殖,细胞总数逐渐下降,而被感染的细胞所占比例增加,故曲线1为A组细胞总数,曲线3为B组细胞总数,曲线4为A组被感染细胞所占比例(%)、曲线2为B组被感染细胞所占比例(%)。
【小问3详解】
研究表明,青蒿素对仓鼠肝细胞内疟原虫增殖的抑制效果甚微,这说明青蒿素对疟原虫增殖的抑制效果和宿主细胞的种类有关。
【小问4详解】
根据信息①,可以用基因工程技术将青蒿素基因或双氢青蒿素基因导入微生物,利用微生物合成青蒿素或双氢青蒿素;根据信息②,可以用用植物组织培养技术,将外植体脱分化形成愈伤组织,再诱导愈伤组织再分化成芽,获取青蒿素;根据信息③,可以用秋水仙素处理黄花蒿种子或幼苗使之成为四倍体,再获取青蒿素,或者用其他合理的方法来提高青蒿素类药物的产量。
24. 糖尿病患者由于胰岛B细胞分泌的胰岛素不足等原因,导致长期高血糖而引发血管病变,糖尿病患者伤口部位常出现创面易感染、愈合周期长等现象。研究人员拟开辟促进糖尿病患者伤口愈合的新思路。
(1)血管内皮生长因子(VEGF)可诱导血管内皮细胞增殖、迁移和分化,促进血管生成,使受损组织得以修复和再生。研究人员将含有特异性启动子和VEGF基因的重组质粒导入乳酸菌中,获得图1所示的工程菌,进行了系列研究。
图1注:初始划痕范围内(箭头所示)无细胞,黑色部分为24h后内皮细胞在划痕范围的分布区域
①体外培养血管内皮细胞,可观察到由于细胞______而形成单层细胞,利用这些细胞进行分组划痕实验,24h后的实验结果如图2所示。结果表明工程乳酸菌具有促进血管内皮细胞______的功能。
②在糖尿病模型小鼠皮肤上制备伤口,分组实验结果(图3)证明工程菌促进伤口愈合的效果最佳,图3中灰色阴影表示______。
③临床治疗时,要将工程菌和抗菌肽(对很多杂菌有强抑制作用)混合注射至伤口处,请综合图1分析抗菌肽的作用______。
(2)酸性环境利于巨噬细胞从M1型(有促炎症特性)向M2型(有抗炎症和组织修复功能)转化。综合上述所有信息,完善图4,以阐释工程乳酸菌促进创面愈合的机制。
①______;②______;③______;④______。
【答案】(1) ①. 接触抑制##贴壁生长 ②. 迁移 ③. 未愈合伤口的比例 ④. 抗菌肽作为信息分子,通过系列信号转导途径作用于特异性启动子,促进VEGF基因转录;抑制伤口处杂菌繁殖,为工程菌创造竞争优势
(2) ①. 营养物质和氧气 ②. 免疫 ③. 乳酸 ④. 抗病原体感染、抗炎症反应
【解析】
【分析】动物细胞培养的过程: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。
【小问1详解】
①体外培养血管内皮细胞,可观察到由于细胞接触抑制(或贴壁生长)而形成的单层细胞。由图知,24h后,含工程乳酸菌的划痕宽度比对照组变小,说明工程乳酸菌具有促进血管内皮细胞迁移的功能。
②由图3可知,一开始各组小鼠伤口比例为100%,之后对照组愈合最慢,工程乳酸菌愈合最快,所以最后工程乳酸菌组伤口最小,阴影部分代表未愈合伤口比例。
③伤口会感染很多杂菌,抗菌肽作为信息分子,通过系列信号转导途径作用于特异性启动子,促进VEGF基因转录;抑制伤口处杂菌繁殖,为工程菌创造竞争优势,利于工程菌繁殖。
【小问2详解】
工程菌是乳酸菌,所以一方面分泌VEGF促进血管再生,能为受损细胞运输更多的①营养物质和氧气,同时促进②免疫细胞转移至受损细胞;另一方面可以分泌③乳酸,降低伤口处pH值可以抑制杂菌生长,同时促进巨噬细胞从M1型向M2型转化,引起④抗病原体感染、抗炎症反应,有利于伤口修复和再生。
25. CRISPR/Cas9基因编辑的主要作用机理是通过对靶基因的剪切和DNA自我修复来实现靶基因的定点突变。小鼠体内的BMAL1基因具有控制生物节律的功能,某科研小组采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对小鼠受精卵中的BMAL1基因进行敲除。该过程用sgRNA指引Cas9蛋白剪切与sgRNA特异性结合的基因中的靶序列,操作原理如图所示。回答下列问题:
(1)sgRNA特异性结合BMAL1基因中的靶序列时,sgRNA单链与BMAL1基因单链的碱基之间通过______相结合。Cas9蛋白能在BMAL1基因的特定位置进行切割,其作用的化学键为______。
(2)科研人员构建CRISPR/Cas9重组表达载体,这一过程中主要利用的工具酶有______。若已知BMAL1基因靶序列5'-CCTTTCAGCTCATGGTATACAA-3',根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是:5'-______-3'(填字母)。
A.CCTTTCAGCTCATGGTATACAA
B.UUGUAUACCAUGAGCUGAAAGG
C.TTGTATACCATGAGCTGAAAGG
D.TTCAGCCATGGTATCAATCAGG
(3)在对BMAL1基因进行编辑的过程中,若发生了对其他基因进行编辑的现象,最可能的原因是______。
(4)基因组编辑技术可用于疾病治疗,请从癌症的产生机理出发,运用该技术为癌症的治疗设计思路:______。
【答案】(1) ①. 氢键 ②. 磷酸二酯键
(2) ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. B
(3)其他基因中也具有能与sgRNA互补的碱基序列
(4)利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将人体内变异的原癌基因或抑癌基因进行敲除,移入正常的原癌基因或抑癌基因,从而起到治疗癌症的作用
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)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。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
小鼠体内的BMAL1基因具有控制生物节律的功能,sgRNA单链与BMAL1基因单链的碱基之间通过氢键相结合。Cas9是核酸酶,在编辑过程中能作用于DNA链上的磷酸二酯键,将DNA切断。
【小问2详解】
构建基因表达载体需要的酶有限制酶(切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端)和DNA连接酶(将目的基因和质粒连接成重组质粒)。已知BMAL1基因靶序列5′-CCTTTCAGCTCATGGTATACAA-3′,根据碱基互补配对的原则(A-U、T-A、G-C、C-G),所以gRNA中相应序列是5'-UUGUAUACCAUGAGCUGAAAGG-3',B正确,ACD错误。
故选B。
【小问3详解】
在对BMAL1基因进行编辑的过程中,如果其他基因中也具有能与sgRNA互补的碱基序列,那么sgRNA也可能对其他基因进行编辑。
【小问4详解】
细胞癌变的实质是原癌基因和抑癌基因的突变,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术可将人体内变异的原癌基因或抑癌基因进行切除,移入正常的原癌基因或抑癌基因,起到治疗癌症的作用。
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