内容正文:
资阳中学高2023级第四学期6月月考测试
生 物 试 题
考试时间:75分钟;
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一.单选题(共45分,每题3分)
1. 为修复矿藏开采对土壤、植被等造成的毁坏,采用生态工程技术对矿区开展生态修复。下列叙述错误的是( )
A. 修复首先要对土壤进行改良,为植物生长提供条件
B. 修复应遵循生态工程的协调原理,因地制宜配置物种
C. 修复后,植物多样性提升,丰富了动物栖息环境,促进了群落演替
D. 修复后,生物群落能实现自我更新和维持,体现了生态工程整体原理
2. 南海金沙岛国家湿地公园是南海区唯一的国家级湿地公园。对该湿地进行生态修复时,选择适应当地环境的生物成分并合理布施,同时考虑自然规律、经济和社会的影响力,在A区主要种植挺水植物以及沉水植物,B区主要种植陆生草本植物,C区主要种植灌木,D区主要种植乔木等。下列叙述正确的是( )
A. 与D区比,A区域植物和动物的水平结构的分层现象更复杂
B. 建立南海金沙岛国家湿地公园属于易地保护,可保护生物多样性
C. 该湿地不同区域的修复遵循了生态工程的自生、协调、整体等原理
D. 要研究湿地公园中白鹭的生态位,需研究其年龄结构、出生率和死亡率
3. 鹦鹉热又称鸟热,其病原体为鹦鹉热衣原体(属于具有细胞壁的原核生物),主要寄生在多种鸟类细胞中,偶尔由带菌动物传染给人。下列关于衣原体和其宿主细胞的叙述,正确的是( )
A. 衣原体和鸟类的遗传物质中都含有脱氧核糖
B. 衣原体、人体、鸟类细胞的rRNA合成都与核仁有关
C. 衣原体和人体生命系统的边界分别为细胞壁和细胞膜
D. 衣原体和人体细胞的生物膜系统中不同膜之间可相互转化
4. 鲜枣烘干后即为中药干枣,干枣富含葡萄糖、维生素、铁、钾和蛋白质等。下列说法错误的是( )
A. 糖尿病患者不适合大量食用干枣
B. 鲜枣在烘干过程中损失的主要是自由水
C. 干枣中的蛋白质变性后不能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. 适量食用干枣有助于合成血红蛋白,缓解某些贫血症状
5. 为研究无机盐对植物生长发育的影响,某学习小组将长势相同的若干小麦幼苗均分成甲、乙两组,甲组小麦使用一定量的蒸馏水培养,乙组小麦使用等量且浓度适宜的无机盐溶液培养,一段时间后,乙组小麦长势比甲组更好。下列说法错误的是( )
A. 该实验结果说明无机盐对植物的生长发育具有重要作用
B. 小麦幼苗吸收的无机盐在细胞中主要以离子形式存在
C. 小麦幼苗细胞合成叶绿素、核苷酸等物质时都需要磷酸盐
D. 若提高乙组无机盐溶液的浓度,则其小麦长势可能不如甲组
6. 某同学为探究去除淀粉后的马铃薯提取液中是否含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,进行了如下实验设计,并选用适当试剂进行检测。下列相关叙述不正确的有( )
试管
磷酸葡萄糖溶液/mL
蒸馏水/mL
去除淀粉的马铃薯提取液/mL
煮沸后的去除淀粉的马铃薯提取液/mL
1
1
1
2
1
1
3
1
1
A. 实验前可用碘液检测马铃薯提取液中的淀粉是否完全去除,以保证实验结果准确
B. 若用碘液检测,只有试管2出现蓝色,则说明提取液中含有该酶
C. 若用斐林试剂检测,3支试管均出现砖红色沉淀,则说明提取液中无该酶
D. 高温使试管3中的酶失活,检测结果可进一步说明马铃薯提取液中是否含有该酶
7. 菊花通过调节细胞膜和类囊体膜上两种脂肪酸的相对含量来适应低温,图1和图2表示在不同温度下菊花叶片细胞膜、类囊体膜中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比例,图3表示低温处理下脂肪酸去饱和酶基因的表达情况。下列说法错误的是( )
A. -4℃条件下,细胞膜和类囊体膜上不饱和脂肪酸的含量增加
B. 可以通过抑制脂肪酸去饱和酶的活性来提高菊花的抗寒能力
C. 脂肪酸去饱和酶基因对类囊体膜脂肪酸不饱和程度的调控更显著
D. 菊花抗寒能力与不饱和脂肪酸熔点较低,不容易凝固的特性有关
8. 下列关于真核细胞内细胞结构中的酶和化学反应的叙述,正确的是( )
A. 高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行合成加工
B. 核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3'端
C. 线粒体内含有多种酶,能催化葡萄糖分解为丙酮酸
D. 细胞膜上的ATP水解酶,有助于载体蛋白空间结构的改变
9. 酵母菌液泡中含有CPY 和API等多种水解酶。有些进入液泡的蛋白质要经内质网切除信号肽,高尔基体中添加糖链,进入液泡再切除部分肽段后才能成熟。为研究CPY和API是否经上述途径进入液泡,研究人员利用衣霉素和温度敏感型酵母菌突变体分别进行实验,结果如图所示。
下列叙述错误的是( )
A. 酵母菌液泡与溶酶体的作用类似
B. 在衣霉素作用下 CPY 分子量相对减少
C. 只有 API 需要经上述途径进入液泡
D. API和CPY 在成熟过程中均需切除部分肽段
10. 尼氏体和神经原纤维是神经元的特征性结构,尼氏体由粗面内质网和游离核糖体构成,神经原纤维由微管蛋白、神经丝蛋白等蛋白质纤维构成。当神经元损伤时能引起尼氏体减少乃至消失,在损伤得到恢复后,尼氏体的数量可以恢复。下列说法错误的是( )
A. 尼氏体的主要功能是合成蛋白质,神经递质均在尼氏体合成后储存在突触小泡中
B. 尼氏体数量与神经元的功能有关,可通过尼氏体数量来判断神经元的功能状态
C. 推测神经原纤维能构成神经元的细胞骨架,具有参与细胞内物质运输的功能
D. 神经丝蛋白空间结构的特异性根本上由脱氧核糖核酸中的碱基排列顺序决定
11. 下图为细胞核结构图,下列叙述正确的是( )
A. ①在人体多数细胞内以染色体状态存在
B. ②在有丝分裂过程中形态保持不变
C. ③与细胞膜成分不完全相同但都具有选择透过性
D. 细胞核只需从细胞质获得蛋白质即可执行正常功能
12. 某大型酿造厂致力于通过发酵工程生产高品质的酱油。在不断优化生产工艺的过程中,下列关于发酵工程的叙述,正确的是( )
A. 筛选初始生产菌种时,公司采用传统杂交育种的方式,期望培育出高产菌种,这种方式能精准地将优良性状集中于一体
B. 该酿造厂利用发酵工程生产的单细胞蛋白,是从微生物细胞中提取出来用于提升酱油风味的蛋白质
C. 工厂发酵罐中微生物的生长繁殖与代谢产物的形成过程中,技术人员发现搅拌速度对其毫无影响
D. 在发酵过程中,工厂技术人员时刻关注并严格控制温度、pH、溶解氧等条件,因为它们会极大地影响微生物的生长和代谢
13. 红豆杉的次生产物紫杉醇(由核基因控制合成)是一种高效抗癌药物,但红豆杉具有生长缓慢、自然繁殖率低的特点。不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的部分染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分染色质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交技术将红豆杉(供体)与柴胡(受体)进行融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如图。下列叙述错误的是( )
注:X射线处理能随机破坏染色体结构,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
A. 图中②过程需要用纤维素酶、果胶酶处理
B. 图中I、Ⅱ处理分别为碘乙酰胺、X射线
C. 只有异源融合的原生质体才会进行持续分裂
D. ④过程筛选到的杂种植株能快速高效产生紫杉醇
14. 人 A 组轮状病毒是 5 岁以下婴幼儿急性病毒性胃肠炎的主要病原体,为了对该病毒进行快速诊断,科研人员通过下列流程制备出能与该病毒的 VP6 蛋白特异性结合的单克隆抗体(VP6K)。下列相关叙述正确的是( )
A. 与用高纯度的 VP6 蛋白相比,①过程用轮状病毒可产生更多分泌 VP6K 的 B 淋巴细胞
B. ②过程可通过用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理剪碎的脾脏组织来分离 B 淋巴细胞
C. ③过程可用灭活病毒诱导融合,④过程筛选出的融合细胞均能无限增殖且能产生 VP6K
D. ⑤过程中每个孔尽量接种多个细胞,可将⑥过程筛选出的细胞注入小鼠血液来产生大量 VP6K
15. 滋养层细胞(TE)置换技术是将受精卵中来源于囊胚的内细胞团(ICM)去除,得到一个没有ICM的空TE,再将来自核移植胚胎的ICM注入这个TE空腔,得到重构胚胎(TE置换胚胎)。某团队以恒河猴的胎猴成纤维细胞为核供体进行体细胞核移植后进行TE置换,再将TE置换胚胎移植到同期发情的受体恒河猴体内。下列说法错误的是( )
A. TE置换胚胎移植后得到的恒河猴的染色体组成与供体体细胞完全相同
B. 核移植时若卵母细胞去核不完全,会导致克隆胚胎染色体异常从而发育异常
C. TE置换胚胎移植前需用促性腺激素处理受体恒河猴,以促进同期发情
D. 对TE置换胚胎的滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定,结果无参考价值
二.填空题(共55分)
16. 泛素是一类由单条肽链组成的小分子蛋白质,其单肽链包含 76个氨基酸,泛素主要负责标记细胞中需要被降解的蛋白质。被泛素标记的错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器可被溶酶体降解,其过程如图所示。回答下列问题:
(1)组成泛素的氨基酸通过__________个肽键相连接。
(2)由图可知,损伤的线粒体、错误折叠的蛋白质可被泛素标记,进而被___________ 识别,形成复合物后介导内质网出芽形成吞噬泡。
(3)线粒体中的核酸在溶酶体中初步水解的产物是 ___________,彻底水解的产物一共有 ______________种有机物。
(4)溶酶体能够降解损伤的线粒体的原因是 ____________。溶酶体除了图示功能外,还具有__________等功能。
17. 滚管培养法是分离厌氧微生物的常用方法,其过程为:先将样品稀释液注入盛有 50℃左右培养基的密封试管中,然后将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,带菌的培养基会在试管内壁凝固成薄层,培养一段时间后即可获得单菌落。研究小组按照如图所示流程分离反刍动物瘤胃中的纤维素分解菌。回答下列问题:
(1)Ⅰ过程所用培养基中 ________(填“需要”或“不需要”)添加凝固剂。为了筛选可分解纤维素的微生物,在配制Ⅱ过程所用培养基时,应注意_________ (从培养基成分角度分析)。
(2)实验中所用到的培养皿、试管和培养基等均需要进行灭菌处理。培养基不能使用干热灭菌法灭菌的原因有 ______________(答两点)。
(3)为分析该动物瘤胃中纤维素分解菌的数量,研究小组在 4 个平板上,利用______法各接种稀释倍数为 103的上述纯培养菌液样品 0.1mL,在 ______(填“有氧”或“无氧”)条件下培养一段时间后,平板上的菌落数分别为 48、50、54、56,则每升原菌液样品中纤维素分解菌的数量为__________ 个。
18. 珙桐有“植物活化石”之称,是国家一级重点保护植物。科研人员从珙桐叶中分离出了具有抗肿瘤功效的次生代谢物——槲皮素。野生珙桐资源有限,下图是通过植物细胞工程等技术手段进行珙桐的扩大培养,其中序号代表相应的处理过程。回答下列问题:
(1)通过过程①②③获得植株乙,说明了_________________ ,启动过程②的关键激素是_________。
(2)过程③为____________,过程④得到的诱变体需要经过筛选才能培育成所需新品种,原因是_________。
(3)进行过程⑤时,使用蜗牛消化液也能制备得到原生质体,原因是______________。使用的PEG 作用是__________________。
(4)通过过程⑥可以获得大量的槲皮素,则过程⑥是指_________过程。相比于直接从珙桐提取槲皮素,利用过程⑥的优势除产量更高外,还有____________________(答两点)。
19. 我国研究人员培育出了细胞核移植灵长类动物——食蟹猴,流程如图甲所示,①~②表示过程。研究发现向融合细胞中注入酶X的mRNA后,能显著提高融合细胞发育成囊胚的成功率,这与染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变,调控了相关基因的表达有关,过程如图乙所示。据图分析回答下列问题:
(1)在动物体细胞核移植中,非人灵长类动物的体细胞核移植非常的困难,一方面是由于_____,导致胚胎发育率低;另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
(2)图甲过程①在原代培养时,细胞分裂生长到表面相互接触就会停止分裂增殖,这种现象叫_____,进行传代培养时制备细胞悬液的操作是_____。过程②中供体核进入卵母细胞形成重构胚,可用_____(填出两种)的方法使其激活,完成细胞分裂和发育的进程。
(3)图甲中向融合细胞中注入酶X的mRNA有利于相关基因恢复表达,从而提高实验成功率,据图乙分析,酶X可能是_____。
20. RNA干扰技术是指将的目的基因导入受体生物并在受体生物体内合成出相应的RNA片段,与特定基因的mRNA结合,抑制特定基因在生物体中表达的一种技术。马铃薯褐变会影响其品质,St32基因是引起马铃薯褐变的关键基因,研究人员利用RNA干扰技术获得了抗褐变能力强的转基因马铃薯。
(1)根据题干信息可推测,RNA干扰技术的原理是抑制了基因的______ 过程。
(2)图1为从马铃薯植株细胞中提取到的目的基因,图2为已初步改造的Ti质粒。研究人员将通过农杆菌转化法将目的基因导入马铃薯植株细胞以获得抗褐变的转基因马铃薯。图2中的启动子1应来源于______ (填“农杆菌”或“马铃薯”),启动子的作用是______ 。
(3)BamHⅠ、SmaⅠ、XhoⅠ三种限制酶切割后形成的黏性末端均不相同。根据以上信息,为获得了抗褐变能力强的转基因马铃薯,图1提取的目的基因A、B两端要分别添加______ 的限制酶识别序列。
(4)研究人员通过Ti质粒在转基因马铃薯中引入了外源基因清除系统,利用特定条件激活F基因表达产生F酶来识别并切割F位点,将插入两个F位点间的外源基因全部删除。
①为检测F基因是否导入受体细胞,研究人员设计了与F基因模板链结合的引物P和与非模板链结合的引物N,通过PCR进行基因检测,引物P和引物N分别对应图3中的______ (填字母)。
②根据图2及以上信息,为保证转基因食品安全,上述转基因马铃薯在食用前应进行______ 处理,原因是______ 。
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资阳中学高2023级第四学期6月月考测试
生 物 试 题
考试时间:75分钟;
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一.单选题(共45分,每题3分)
1. 为修复矿藏开采对土壤、植被等造成的毁坏,采用生态工程技术对矿区开展生态修复。下列叙述错误的是( )
A. 修复首先要对土壤进行改良,为植物生长提供条件
B. 修复应遵循生态工程的协调原理,因地制宜配置物种
C. 修复后,植物多样性提升,丰富了动物栖息环境,促进了群落演替
D. 修复后,生物群落能实现自我更新和维持,体现了生态工程整体原理
【答案】D
【解析】
【分析】生态学原理:循环原理:通过系统设计实现不断循环,使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。自生原理:把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统。整体原理:充分考虑生态、经济和社会问题。
【详解】A、矿区土壤常因开采导致污染、结构破坏或肥力低下,修复时需先改良土壤(如去除污染物、补充养分等),为植物生长创造条件,A正确;
B、协调原理要求生物与环境相适应,因地制宜选择本地物种(避免外来物种入侵),符合生态修复的基本原则,B正确;
C、植物多样性提升后,可为动物提供更多食物和栖息地,促进动物种类增加,推动群落向更复杂、稳定的方向演替,C正确;
D、生物群落的自我更新和维持体现的是自生原理(依赖物种多样性和生态系统的内在调节能力),而整体原理强调整个系统的总体功能(自然、经济、社会效益统一),D错误。
故选D。
2. 南海金沙岛国家湿地公园是南海区唯一的国家级湿地公园。对该湿地进行生态修复时,选择适应当地环境的生物成分并合理布施,同时考虑自然规律、经济和社会的影响力,在A区主要种植挺水植物以及沉水植物,B区主要种植陆生草本植物,C区主要种植灌木,D区主要种植乔木等。下列叙述正确的是( )
A. 与D区比,A区域植物和动物的水平结构的分层现象更复杂
B. 建立南海金沙岛国家湿地公园属于易地保护,可保护生物多样性
C. 该湿地不同区域的修复遵循了生态工程的自生、协调、整体等原理
D. 要研究湿地公园中白鹭的生态位,需研究其年龄结构、出生率和死亡率
【答案】C
【解析】
【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【详解】A、在群落垂直结构中体现分层现象,由于D区主要种植乔木等,因此A区域植物和动物的垂直结构的分层现象更简单,A错误;
B、建立南海金沙岛国家湿地公园属于就地保护,可保护生物多样性,B错误;
C、该湿地不同区域选择不同植物进行修复,充分考虑了生物与环境的协调,不同区域植物的合理搭配体现了自生原理,同时综合考虑自然规律、经济和社会影响力,遵循了整体原理,C正确;
D、研究某种生物的生态位,通常需要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,年龄结构、出生率和死亡率是种群的特征,不是研究生态位的主要内容,D错误。
故选C。
3. 鹦鹉热又称鸟热,其病原体为鹦鹉热衣原体(属于具有细胞壁的原核生物),主要寄生在多种鸟类细胞中,偶尔由带菌动物传染给人。下列关于衣原体和其宿主细胞的叙述,正确的是( )
A. 衣原体和鸟类的遗传物质中都含有脱氧核糖
B. 衣原体、人体、鸟类细胞的rRNA合成都与核仁有关
C. 衣原体和人体生命系统的边界分别为细胞壁和细胞膜
D. 衣原体和人体细胞的生物膜系统中不同膜之间可相互转化
【答案】A
【解析】
【分析】由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原核细胞与真核细胞相比,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、核仁和染色体,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
【详解】A、衣原体和鸟类的遗传物质都是DNA,DNA中含有脱氧核糖,A正确;
B、衣原体是原核细胞,细胞中没有细胞核,不具有核仁,表明衣原体细胞的rRNA合成与核仁无关,B错误;
C、衣原体、人体、鸟类都是细胞生物,细胞生命系统的边界均为细胞膜,C错误;
D、真核细胞才具有生物膜系统,衣原体是原核生物,不具有生物膜系统,D错误。
故选A。
4. 鲜枣烘干后即为中药干枣,干枣富含葡萄糖、维生素、铁、钾和蛋白质等。下列说法错误的是( )
A. 糖尿病患者不适合大量食用干枣
B. 鲜枣在烘干过程中损失的主要是自由水
C. 干枣中的蛋白质变性后不能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. 适量食用干枣有助于合成血红蛋白,缓解某些贫血症状
【答案】C
【解析】
【分析】1、铁是构成血红蛋白的重要元素。2、水在细胞中一两种形式存在,绝大多部分水呈游离状态,可以自由流动,叫作自由水;很少一部分水与细胞内其他物质结合,叫作结合水。
【详解】A、糖尿病患者血糖含量偏高,干枣含有大量的葡萄糖,故糖尿病患者不适合大量食用,A正确;
B、水在细胞中以两种形式存在,绝大部分的水呈游离状态,可以自由流动,叫作自由水,鲜枣在烘干过程中损失的主要是自由水,B正确;
C、鲜枣烘干过程中蛋白质变性,其空间结构被破坏,但肽键未断裂,故干枣中的蛋白质能与双缩脲试剂产生紫色反应,C错误;
D、干枣含有铁,适量食用有助于合成血红蛋白,缓解缺铁性贫血的症状,D正确。
故选C。
5. 为研究无机盐对植物生长发育的影响,某学习小组将长势相同的若干小麦幼苗均分成甲、乙两组,甲组小麦使用一定量的蒸馏水培养,乙组小麦使用等量且浓度适宜的无机盐溶液培养,一段时间后,乙组小麦长势比甲组更好。下列说法错误的是( )
A. 该实验结果说明无机盐对植物的生长发育具有重要作用
B. 小麦幼苗吸收的无机盐在细胞中主要以离子形式存在
C. 小麦幼苗细胞合成叶绿素、核苷酸等物质时都需要磷酸盐
D. 若提高乙组无机盐溶液的浓度,则其小麦长势可能不如甲组
【答案】C
【解析】
【分析】无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分;(2)维持细胞的生命活动,如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐;(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、比较甲、乙两组小麦长势,两者自变量为有无无机盐,乙组小麦长势比甲组更好,说明无机盐对植物的生长发育具有重要作用,A正确;
B、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,B正确;
C、叶绿素由C、H、O、N、Mg等元素构成,合成叶绿素时不需要磷酸盐,C错误;
D、若提高乙组无机盐溶液的浓度,乙组小麦可能由于溶液浓度过高,细胞不断失水,从而长势不如甲组小麦,D正确。
故选C。
6. 某同学为探究去除淀粉后的马铃薯提取液中是否含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,进行了如下实验设计,并选用适当试剂进行检测。下列相关叙述不正确的有( )
试管
磷酸葡萄糖溶液/mL
蒸馏水/mL
去除淀粉的马铃薯提取液/mL
煮沸后的去除淀粉的马铃薯提取液/mL
1
1
1
2
1
1
3
1
1
A. 实验前可用碘液检测马铃薯提取液中的淀粉是否完全去除,以保证实验结果准确
B. 若用碘液检测,只有试管2出现蓝色,则说明提取液中含有该酶
C. 若用斐林试剂检测,3支试管均出现砖红色沉淀,则说明提取液中无该酶
D. 高温使试管3中的酶失活,检测结果可进一步说明马铃薯提取液中是否含有该酶
【答案】C
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
【详解】A、本实验的材料是去除淀粉的马铃薯提取液,则可用碘液检测马铃薯提取液中的淀粉是否完全去除,以保证实验结果的准确,A正确;
B、由于马铃薯提取液中的淀粉已经被去掉,若用碘液检测,只有试管2出现蓝色说明产生了淀粉,则说明提取液中含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,B正确;
C、若用斐林试剂检测,3支试管均出现砖红色沉淀,则说明提取液中含有还原糖,不能证明没有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,C错误;
D、煮沸后的去除淀粉的马铃薯提取液,则高温使酶失活,作为对照组,可进一步说明马铃薯提取液中是否含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,D正确。
故选C。
7. 菊花通过调节细胞膜和类囊体膜上两种脂肪酸的相对含量来适应低温,图1和图2表示在不同温度下菊花叶片细胞膜、类囊体膜中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比例,图3表示低温处理下脂肪酸去饱和酶基因的表达情况。下列说法错误的是( )
A. -4℃条件下,细胞膜和类囊体膜上不饱和脂肪酸的含量增加
B. 可以通过抑制脂肪酸去饱和酶的活性来提高菊花的抗寒能力
C. 脂肪酸去饱和酶基因对类囊体膜脂肪酸不饱和程度的调控更显著
D. 菊花抗寒能力与不饱和脂肪酸熔点较低,不容易凝固的特性有关
【答案】B
【解析】
【分析】由题图信息可知,实验的自变量是不同的温度条件,因变量是菊花叶片细胞膜、类囊体膜不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比例以及脂肪酸去饱和酶基因的表达情况。
【详解】A、由图1可知,与25℃和4℃相比,在低温(-4℃)影响下,细胞膜中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例升高了,说明细胞膜上的不饱和脂肪酸的含量上升,饱和脂肪酸含量减少,A正确;
B、由图3可知,与25℃和4℃相比,低温(-4℃)影响下,菊花脂肪酸去饱和酶基因表达量增加,因此可以通过增加脂肪酸去饱和酶的活性来提高菊花的抗寒能力,B错误;
C、由图1和图2可知,与25℃和4℃相比,在低温(-4℃)影响下,细胞膜和类囊体膜中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例都升高了,且类囊体膜中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例升高更多,说明脂肪酸去饱和酶基因对类囊体膜脂肪酸不饱和程度的调控比细胞膜更显著,C正确;
D、根据图示可知,与25℃和4℃相比,在低温(-4℃)影响下,菊花的细胞膜和类囊体膜中不饱和脂肪酸的含量都比较高,因此不饱和脂肪酸具有抗寒的作用,因此菊花抗寒能力与不饱和脂肪酸熔点较低,不容易凝固的特性有关,D正确。
故选B。
8. 下列关于真核细胞内细胞结构中的酶和化学反应的叙述,正确的是( )
A. 高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行合成加工
B. 核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3'端
C. 线粒体内含有多种酶,能催化葡萄糖分解为丙酮酸
D. 细胞膜上的ATP水解酶,有助于载体蛋白空间结构的改变
【答案】D
【解析】
【分析】一般来说,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。
【详解】A、高尔基体是真核细胞内对蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”。从内质网运来的蛋白质(如分泌蛋白)进入高尔基体后,会经过一系列的修饰和加工,故推测高尔基体膜上分布有相应的酶,可对分泌蛋白进行修饰加工,不能合成,A错误;
B、将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程,是由氨酰-tRNA合成酶催化的。这种酶存在于细胞质中,而不是在核糖体上,B错误;
C、葡萄糖分解为丙酮酸发生在细胞溶胶,葡萄糖不能进入线粒体,C错误;
D、细胞膜上的ATP水解酶,ATP水解有助于载体蛋白的磷酸化,使其空间结构的改变,D正确。
故选D。
9. 酵母菌液泡中含有CPY 和API等多种水解酶。有些进入液泡的蛋白质要经内质网切除信号肽,高尔基体中添加糖链,进入液泡再切除部分肽段后才能成熟。为研究CPY和API是否经上述途径进入液泡,研究人员利用衣霉素和温度敏感型酵母菌突变体分别进行实验,结果如图所示。
下列叙述错误的是( )
A. 酵母菌液泡与溶酶体的作用类似
B. 在衣霉素作用下 CPY 分子量相对减少
C. 只有 API 需要经上述途径进入液泡
D. API和CPY 在成熟过程中均需切除部分肽段
【答案】C
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、溶酶体有多种水解酶,酵母菌液泡也含多种水解酶,故酵母菌液泡与溶酶体的作用类似,A正确;
B、根据左图可知,在衣霉素作用下CPY分子量相对减少,API分子量不变,说明CPY的成熟过程中有糖基化,而API的成熟过程中无糖基化,B正确;
C、温度敏感型酵母菌突变体在高温下,内质网到高尔基体囊泡运输受阻,由图可知,温度对API的合成无影响,但导致CPY的成熟过程受阻,说明CPY经过内质网-高尔基体途径进入液泡,API不是,结合B选项可知,CPY需要经上述途径进入液泡,而API不需要,C错误;
D、根据右图,在23℃正常条件下,CPY和API都由分子量较大的前体(上方条带)转变为分子量较小的成熟体(下方条带),说明它们在成熟过程中均切除了部分肽段,D正确。
故选C。
10. 尼氏体和神经原纤维是神经元的特征性结构,尼氏体由粗面内质网和游离核糖体构成,神经原纤维由微管蛋白、神经丝蛋白等蛋白质纤维构成。当神经元损伤时能引起尼氏体减少乃至消失,在损伤得到恢复后,尼氏体的数量可以恢复。下列说法错误的是( )
A. 尼氏体的主要功能是合成蛋白质,神经递质均在尼氏体合成后储存在突触小泡中
B. 尼氏体数量与神经元的功能有关,可通过尼氏体数量来判断神经元的功能状态
C. 推测神经原纤维能构成神经元的细胞骨架,具有参与细胞内物质运输的功能
D. 神经丝蛋白空间结构的特异性根本上由脱氧核糖核酸中的碱基排列顺序决定
【答案】A
【解析】
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架具有锚定支撑细胞器及维持细胞形态的功能,细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、神经递质不一定都是蛋白质,因此不一定均在尼氏体合成,A错误;
B、神经元损伤时能引起尼氏体减少乃至消失,在损伤得到恢复后,尼氏体的数量可以恢复,因此可判断尼氏体数量与神经元的功能有关,可通过尼氏体数量来判断神经元的功能状态,B正确;
C、细胞骨架的化学本质是蛋白质纤维,神经原纤维由微管蛋白、神经丝蛋白等蛋白质纤维构成,因此推测神经原纤维能构成神经元的细胞骨架,具有参与细胞内物质运输的功能,C正确;
D、蛋白质结构由基因决定,神经丝蛋白空间结构的特异性根本上由脱氧核糖核酸中的碱基排列顺序决定,D正确。
故选A。
11. 下图为细胞核结构图,下列叙述正确的是( )
A. ①在人体多数细胞内以染色体状态存在
B. ②在有丝分裂过程中形态保持不变
C. ③与细胞膜成分不完全相同但都具有选择透过性
D. 细胞核只需从细胞质获得蛋白质即可执行正常功能
【答案】C
【解析】
【分析】图示为细胞核的亚显微结构模式图,①为染色质;②为核仁;③为核孔。
【详解】A、人体的多数细胞没有分裂能力,因此①在人体多数细胞内以染色质状态存在,A错误;
B、②为核仁,在有丝分裂前期逐渐解体,在有丝分裂末期重新出现,B错误;
C、③为核孔,与细胞膜成分不完全相同,但都具有选择透过性,细胞膜的组成成分包括磷脂、蛋白质、糖类,核孔是镶嵌在核膜上的复杂结构,包含多种蛋白质,这些蛋白质参与了物质的选择性运输过程,C正确;
D、细胞核不仅需要从细胞质获得蛋白质,还需要其他物质和能量才能执行正常功能,D错误。
故选C。
12. 某大型酿造厂致力于通过发酵工程生产高品质的酱油。在不断优化生产工艺的过程中,下列关于发酵工程的叙述,正确的是( )
A. 筛选初始生产菌种时,公司采用传统杂交育种的方式,期望培育出高产菌种,这种方式能精准地将优良性状集中于一体
B. 该酿造厂利用发酵工程生产的单细胞蛋白,是从微生物细胞中提取出来用于提升酱油风味的蛋白质
C. 工厂发酵罐中微生物的生长繁殖与代谢产物的形成过程中,技术人员发现搅拌速度对其毫无影响
D. 在发酵过程中,工厂技术人员时刻关注并严格控制温度、pH、溶解氧等条件,因为它们会极大地影响微生物的生长和代谢
【答案】D
【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。性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
【详解】A、杂交育种为动植物间的育种方式,不适合用于微生物,且不能精准地将优良性状集中于一体,A错误;
B、单细胞蛋白代表的是微生物菌体,不是微生物的代谢物,B错误;
C、搅拌影响溶氧量和微生物与营养物质的接触面积,对发酵有影响,C错误;
D、要想保证发酵的正常进行,除了及时添加必需的营养组分外,还要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,D正确。
故选D。
13. 红豆杉的次生产物紫杉醇(由核基因控制合成)是一种高效抗癌药物,但红豆杉具有生长缓慢、自然繁殖率低的特点。不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的部分染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分染色质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交技术将红豆杉(供体)与柴胡(受体)进行融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如图。下列叙述错误的是( )
注:X射线处理能随机破坏染色体结构,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
A. 图中②过程需要用纤维素酶、果胶酶处理
B. 图中I、Ⅱ处理分别为碘乙酰胺、X射线
C. 只有异源融合的原生质体才会进行持续分裂
D. ④过程筛选到的杂种植株能快速高效产生紫杉醇
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术
(1)概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合形成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
(2)原理:原生质体融合利用了细胞膜具有一定的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(3)过程:
①利用纤维素酶和果胶酶去除马铃薯细胞和番茄细胞的细胞壁,获得原生质体。
②诱导原生质体融合获得杂种细胞。
③杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成杂种植株。
(4)意义:打破了生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
【详解】A、愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,利用愈伤组织获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶去除最外层的细胞壁,A正确;
B、由题干信息可知,红豆杉为供体,应该用射线破坏其部分染色质;柴胡为受体,不需要用射线处理,结合题图可知,Ⅰ处理为X射线,Ⅱ处理为碘乙酰胺,B错误;
C、异源融合原生质体由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,C正确;
D、植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离,实现远缘杂交,因此过程④筛选到的杂种植物能高效产生紫杉醇,D正确。
故选B。
14. 人 A 组轮状病毒是 5 岁以下婴幼儿急性病毒性胃肠炎的主要病原体,为了对该病毒进行快速诊断,科研人员通过下列流程制备出能与该病毒的 VP6 蛋白特异性结合的单克隆抗体(VP6K)。下列相关叙述正确的是( )
A. 与用高纯度的 VP6 蛋白相比,①过程用轮状病毒可产生更多分泌 VP6K 的 B 淋巴细胞
B. ②过程可通过用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理剪碎的脾脏组织来分离 B 淋巴细胞
C. ③过程可用灭活病毒诱导融合,④过程筛选出的融合细胞均能无限增殖且能产生 VP6K
D. ⑤过程中每个孔尽量接种多个细胞,可将⑥过程筛选出的细胞注入小鼠血液来产生大量 VP6K
【答案】B
【解析】
【分析】1、单克隆抗体的制备过程:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
2、单克隆抗体的应用:(1)作为诊断试剂,具有准确、高效、简易、快速的优点。(2)用于治疗疾病和运载药物。
【详解】A、轮状病毒含有多种抗原,与用高纯度的 VP6 蛋白相比,①过程用轮状病毒可产生较少分泌 VP6K 的 B 淋巴细胞,A错误;
B、动物细胞之间含有弹性纤维等蛋白,可使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理;故②过程可通过用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理剪碎的脾脏组织来分离 B 淋巴细胞,B正确;
C、动物细胞融合可采用灭活病毒诱导,故③过程可用灭活病毒诱导融合,但④过程筛选出的融合细胞为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞均能无限增殖但不一定都能产生 VP6K,C错误;
D、⑤过程中每个孔尽量只接种1个杂交瘤细胞,D错误。
故选B。
15. 滋养层细胞(TE)置换技术是将受精卵中来源于囊胚的内细胞团(ICM)去除,得到一个没有ICM的空TE,再将来自核移植胚胎的ICM注入这个TE空腔,得到重构胚胎(TE置换胚胎)。某团队以恒河猴的胎猴成纤维细胞为核供体进行体细胞核移植后进行TE置换,再将TE置换胚胎移植到同期发情的受体恒河猴体内。下列说法错误的是( )
A. TE置换胚胎移植后得到的恒河猴的染色体组成与供体体细胞完全相同
B. 核移植时若卵母细胞去核不完全,会导致克隆胚胎染色体异常从而发育异常
C. TE置换胚胎移植前需用促性腺激素处理受体恒河猴,以促进同期发情
D. 对TE置换胚胎的滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定,结果无参考价值
【答案】C
【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核,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电刺激等方法可以激活重构胚使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、TE置换胚胎是将核移植胚胎的ICM注入到去除了ICM的空TE中得到的。核移植时,供体细胞(胎猴成纤维细胞)的细胞核进入去核卵母细胞,最终发育成的TE置换胚胎的遗传物质主要来自供体体细胞的细胞核。 由于染色体主要存在于细胞核中,所以TE置换胚胎移植后得到的恒河猴的染色体组成与供体体细胞完全相同,A正确;
B、卵母细胞去核不完全,会使卵母细胞中残留的染色体与供体细胞的染色体共同存在于克隆胚胎中,从而导致克隆胚胎染色体数目异常。 染色体数目异常会影响胚胎的正常发育,导致克隆胚胎发育异常,B正确;
C、同期发情是为了使受体恒河猴的子宫生理状态与供体相同,便于胚胎移植,通常采用的方法是注射孕激素等,而不是促性腺激素,C错误;
D、滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,取滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定等操作,不会影响胚胎本身的发育。 但题中是将胎猴成纤维细胞作为核供体进行体细胞核移植,性别已经由核供体(胎猴成纤维细胞)决定,对TE置换胚胎的滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定没有必要,结果无参考价值,D正确。
故选C。
二.填空题(共55分)
16. 泛素是一类由单条肽链组成的小分子蛋白质,其单肽链包含 76个氨基酸,泛素主要负责标记细胞中需要被降解的蛋白质。被泛素标记的错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器可被溶酶体降解,其过程如图所示。回答下列问题:
(1)组成泛素的氨基酸通过__________个肽键相连接。
(2)由图可知,损伤的线粒体、错误折叠的蛋白质可被泛素标记,进而被___________ 识别,形成复合物后介导内质网出芽形成吞噬泡。
(3)线粒体中的核酸在溶酶体中初步水解的产物是 ___________,彻底水解的产物一共有 ______________种有机物。
(4)溶酶体能够降解损伤的线粒体的原因是 ____________。溶酶体除了图示功能外,还具有__________等功能。
【答案】(1)75 (2)自噬受体
(3) ①. 脱氧核苷酸和核糖核苷酸 ②. 7
(4) ①. 溶酶体中含有分解线粒体结构成分相关的水解酶 ②. 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
【解析】
【分析】溶酶体是“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌;被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞外。
【小问1详解】
泛素含有76个氨基酸,通过脱水缩合形成75个肽键连接成一条链。
【小问2详解】
从图可知,损伤的线粒体、错误折叠的蛋白质可被泛素标记,进而被自噬受体识别,形成复合物后介导内质网出芽形成吞噬泡。
【小问3详解】
核酸包括DNA和RNA,基本单位是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,因此,核酸在溶酶体中初步水解产生核苷酸(或脱氧核苷酸、核糖核苷酸),脱氧核苷酸、核糖核苷酸各4种,共8种。彻底水解可以产生磷酸、A、T、C、G、U、脱氧核糖、核糖,其中有机物有7种。
【小问4详解】
溶酶体能够降解损伤的线粒体的原因是溶酶体内部含有多种水解酶能降解衰老损伤的细胞器;溶酶体除了能分解衰老、损伤的细胞器,还具有能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等功能。
17. 滚管培养法是分离厌氧微生物的常用方法,其过程为:先将样品稀释液注入盛有 50℃左右培养基的密封试管中,然后将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,带菌的培养基会在试管内壁凝固成薄层,培养一段时间后即可获得单菌落。研究小组按照如图所示流程分离反刍动物瘤胃中的纤维素分解菌。回答下列问题:
(1)Ⅰ过程所用培养基中 ________(填“需要”或“不需要”)添加凝固剂。为了筛选可分解纤维素的微生物,在配制Ⅱ过程所用培养基时,应注意_________ (从培养基成分角度分析)。
(2)实验中所用到的培养皿、试管和培养基等均需要进行灭菌处理。培养基不能使用干热灭菌法灭菌的原因有 ______________(答两点)。
(3)为分析该动物瘤胃中纤维素分解菌的数量,研究小组在 4 个平板上,利用______法各接种稀释倍数为 103的上述纯培养菌液样品 0.1mL,在 ______(填“有氧”或“无氧”)条件下培养一段时间后,平板上的菌落数分别为 48、50、54、56,则每升原菌液样品中纤维素分解菌的数量为__________ 个。
【答案】(1) ①. 需要 ②. 以纤维素作为唯一的碳源
(2)①干热灭菌法会使培养基中的水分蒸发②干热灭菌温度过高导致培养基营养成分被破坏
(3) ①. 稀释涂布平板 ②. 无氧 ③. 5.2×108
【解析】
【分析】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——培养基,用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。其中,不含凝固剂(如琼脂)、呈液体状态的培养基为液体培养基,呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基,是实验室中最常用的培养基之一。微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长,可以形成肉眼可见的菌落。人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。
【小问1详解】
Ⅰ过程中为滚管培养法,滚管培养法需将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动,带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层,因此培养基需要加入凝固剂;为了筛选可分解纤维素的微生物,在配制培养基时,应该以纤维素作为唯一的碳源。不同种微生物会在培养基上表现出各自稳定的菌落特征,因此可根据菌落特征来初步区分不同种类分解尿素的微生物。
【小问2详解】
常采用高压蒸汽灭菌对培养基进行灭菌,而高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法的一种。干热灭菌法针对需要保持干燥的物品,若选干热灭菌法会使培养基中的水分蒸发,且干热灭菌温度过高导致培养基营养成分被破坏,因此对培养基进行灭菌时不选择干热灭菌法。
【小问3详解】
为分析该动物瘤胃中纤维素分解菌的数量,研究小组在4个平板上,利用稀释涂布平板法各接种稀释倍数为103的上述纯培养菌液样品0.1mL,滚管培养法是分离厌氧微生物的常用方法,所以要在无氧条件下培养一段时间。为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。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。因此每升原菌液样品中细菌数为(48+50+54+56)÷4÷0.1×103×103=5.2×108个。
18. 珙桐有“植物活化石”之称,是国家一级重点保护植物。科研人员从珙桐叶中分离出了具有抗肿瘤功效的次生代谢物——槲皮素。野生珙桐资源有限,下图是通过植物细胞工程等技术手段进行珙桐的扩大培养,其中序号代表相应的处理过程。回答下列问题:
(1)通过过程①②③获得植株乙,说明了_________________ ,启动过程②的关键激素是_________。
(2)过程③为____________,过程④得到的诱变体需要经过筛选才能培育成所需新品种,原因是_________。
(3)进行过程⑤时,使用蜗牛消化液也能制备得到原生质体,原因是______________。使用的PEG 作用是__________________。
(4)通过过程⑥可以获得大量的槲皮素,则过程⑥是指_________过程。相比于直接从珙桐提取槲皮素,利用过程⑥的优势除产量更高外,还有____________________(答两点)。
【答案】(1) ①. 已分化细胞具有全能性##植物细胞具有全能性 ②. 生长素和细胞分裂素
(2) ①. 再分化 ②. 基因突变具有不定向性
(3) ①. 蜗牛消化液含纤维素酶和果胶酶 ②. 诱导原生质体融合
(4) ①. 植物细胞培养 ②. 生产周期短、不受季节和气候影响、不会破坏植物资源
【解析】
【分析】植物的组织培养又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。过程: 剪接植物器官或组织经过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成组织或器官经过培养发育成一颗完整的植株。
【小问1详解】
通过过程①②③获得植株乙,说明了已分化细胞具有全能性(植物细胞具有全能性)。过程②属于脱分化过程,启动②过程的关键激素的区别是生长素和细胞分裂素的比例。
【小问2详解】
过程③属于再分化过程。由于基因突变具有不定向性,所以诱变体需要经过筛选才能培育成所需新品种。
【小问3详解】
植物细胞变成原生质体需要去掉细胞壁,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程⑤细胞去壁的过程主要使用的是纤维素酶和果胶酶,酶具有专一性,若使用蜗牛消化液也能制备得到原生质体,原因是蜗牛消化液含纤维素酶和果胶酶。使用的PEG 作用是诱导原生质体融合。
【小问4详解】
过程⑥是植物细胞培养的过程,该过程可以获得大量的细胞代谢产物槲皮素。相比于直接从珙桐提取槲皮素,利用过程⑥的优势除产量更高外,还有生产周期短、不受季节和气候影响、不会破坏植物资源。
19. 我国研究人员培育出了细胞核移植灵长类动物——食蟹猴,流程如图甲所示,①~②表示过程。研究发现向融合细胞中注入酶X的mRNA后,能显著提高融合细胞发育成囊胚的成功率,这与染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变,调控了相关基因的表达有关,过程如图乙所示。据图分析回答下列问题:
(1)在动物体细胞核移植中,非人灵长类动物的体细胞核移植非常的困难,一方面是由于_____,导致胚胎发育率低;另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
(2)图甲过程①在原代培养时,细胞分裂生长到表面相互接触就会停止分裂增殖,这种现象叫_____,进行传代培养时制备细胞悬液的操作是_____。过程②中供体核进入卵母细胞形成重构胚,可用_____(填出两种)的方法使其激活,完成细胞分裂和发育的进程。
(3)图甲中向融合细胞中注入酶X的mRNA有利于相关基因恢复表达,从而提高实验成功率,据图乙分析,酶X可能是_____。
【答案】(1)供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态
(2) ①. 接触抑制 ②. 重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,之后再将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养 ③. 电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等
(3)组蛋白乙酰化酶或组蛋白去甲基化酶
【解析】
【分析】1、动物细胞核移植是用体细胞作为供体细胞进行的细胞核移植,将供核细胞注射到培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞中,用人工的方法将其培养成胚胎,再将胚胎移植到雌性动物子宫内,就可以孕育出新的个体。
2、动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
3、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。
【小问1详解】
一方面是由于供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态,导致胚胎发育率低;另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善,所以,非人灵长类动物的体细胞核移植非常的困难。
【小问2详解】
图甲过程①在原代培养时,会出现接触抑制现象,接触抑制是指细胞分裂生长到表面相互接触就会停止分裂增殖的现象。进行传代培养时需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,之后再将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养。过程②中供体核进入卵母细胞形成重构胚,可用电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等的方法使其激活,完成细胞分裂和发育的进程。
【小问3详解】
由图可知,组蛋白乙酰化可激活转录,有利于基因表达,甲基化会抑制转录,因此提高组蛋白乙酰化水平,提高组蛋白去甲基化水平都有利于相关基因恢复表达,则酶X为组蛋白乙酰化酶或组蛋白去甲基化酶。
20. RNA干扰技术是指将的目的基因导入受体生物并在受体生物体内合成出相应的RNA片段,与特定基因的mRNA结合,抑制特定基因在生物体中表达的一种技术。马铃薯褐变会影响其品质,St32基因是引起马铃薯褐变的关键基因,研究人员利用RNA干扰技术获得了抗褐变能力强的转基因马铃薯。
(1)根据题干信息可推测,RNA干扰技术的原理是抑制了基因的______ 过程。
(2)图1为从马铃薯植株细胞中提取到的目的基因,图2为已初步改造的Ti质粒。研究人员将通过农杆菌转化法将目的基因导入马铃薯植株细胞以获得抗褐变的转基因马铃薯。图2中的启动子1应来源于______ (填“农杆菌”或“马铃薯”),启动子的作用是______ 。
(3)BamHⅠ、SmaⅠ、XhoⅠ三种限制酶切割后形成的黏性末端均不相同。根据以上信息,为获得了抗褐变能力强的转基因马铃薯,图1提取的目的基因A、B两端要分别添加______ 的限制酶识别序列。
(4)研究人员通过Ti质粒在转基因马铃薯中引入了外源基因清除系统,利用特定条件激活F基因表达产生F酶来识别并切割F位点,将插入两个F位点间的外源基因全部删除。
①为检测F基因是否导入受体细胞,研究人员设计了与F基因模板链结合的引物P和与非模板链结合的引物N,通过PCR进行基因检测,引物P和引物N分别对应图3中的______ (填字母)。
②根据图2及以上信息,为保证转基因食品安全,上述转基因马铃薯在食用前应进行______ 处理,原因是______ 。
【答案】(1)翻译 (2) ①. 马铃薯 ②. RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录(产生RNA)
(3)SmaⅠ、BamHⅠ
(4) ①. b、c ②. 冷藏(冷/低温) ③. 冷藏处理可以诱导启动子2驱动F基因表达,产生F酶特异性识别和切割F位点,将外源基因删除
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序有四步:①目的基因的筛选和获取,②基因表达载体的构建,③将目的基因导入受体细胞,④目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
由上述对题干的分析可知,目的基因转录处的RNA片段与特定基因的mRNA结合,使得翻译无法正常进行,故RNA干扰技术抑制的是基因表达中的翻译过程。
【小问2详解】
由题意,通过农杆菌转化法将目的基因导入马铃薯植株细胞,且该基因需要在马铃薯细胞中转录,则启动子1应来源于马铃薯。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录(产生RNA)。
【小问3详解】
如图2,目的基因需要插入质粒上的启动子与终止子之间,即启动子1和终止子1之间,故结合图2可知,需要在目的基因的两侧添加SmaⅠ、BamHⅠ限制酶识别序列。又因为St32基因是引起马铃薯褐变的关键基因,要改变马铃薯褐变,则需要导入的目的基因转录的RNA与St32基因转录出的mRNA结合,抑制其翻译过程;结合图1中St32基因的转录反向及启动子的方向,需要将St32基因反向插入图2质粒启动子1和终止子1之间,则图1提取的目的基因A、B两端要分别添加SmaⅠ、BamHⅠ限制酶识别序列。
【小问4详解】
①在PCR技术中,引物是与DNA单链互补配对的一段短链核苷酸。DNA复制时,子链的延伸方向是从5'端到3'端,引物需要与模板链的3'端结合,才能引导DNA聚合酶进行子链的合成。与F基因模板链结合的引物P,其碱基序列应与模板链3'端附近的序列互补,对应图中的b;与非模板链结合的引物N,其碱基序列应与非模板链3'端附近的序列互补,对应图中的c。
②为保证转基因食品安全,上述转基因马铃薯在食用前应进行冷藏(冷/低温)处理,原因是冷藏处理可以诱导启动子2驱动F基因表达,产生F酶特异性识别和切割F位点,将外源基因删除。
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