内容正文:
县级学校高二年级期末联考
生物试题
一 、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 利用传统发酵技术制作的食品是我国传统饮食文化的重要组成部分,下列关于传统发酵技术的叙述错误的是( )
A. 以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 制作果酒过程中无需接种菌种
C. 乳酸发酵过程中微生物种类会发生变化
D. 发酵过程中有机物的干重和种类均减少
【答案】D
【解析】
【分析】1、传统发酵食品所用的是自然菌种,没有进行严格的灭菌,以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主。
2、泡菜的制作原理: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、传统发酵技术通常利用天然混合菌种,并以固体(如腐乳)或半固体(如泡菜)发酵形式为主,A正确;
B、制作果酒时,酵母菌来源于葡萄表面的天然菌种,无需人工接种,B正确;
C、乳酸发酵初期可能有多种微生物,但随着pH下降,乳酸菌逐渐成为优势菌种,微生物种类发生变化,C正确;
D、发酵过程中,有机物被分解为小分子(如葡萄糖→乳酸),干重减少,但种类增加,因此“种类均减少”错误,D错误。
故选D。
2. 某葡萄酒厂生产新产品,利用葡萄与可食用中草药酿造醋保健品,具体流程为:酿酒葡萄→除梗压榨→葡萄液→酒精发酵→过滤→调整酒精度→加入中草药汁液→醋酸发酵→澄清过滤→葡萄原醋,下列相关叙述错误的是( )
A. 接种酵母菌前,应对葡萄液和发酵设备严格灭菌
B. 当氧气不足时,醋酸菌能利用葡萄糖作为能量来源
C. 若酒精度过高,会抑制醋酸菌的生长和繁殖
D. 制作泡菜、果酒和果醋所需的微生物都不能将CO2转变为有机物
【答案】B
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~30℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2、醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。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。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、工业酿制葡萄酒采用的是单一菌种发酵,接种酵母菌前,应对葡萄液和发酵设备严格灭菌,防止杂菌污染,影响产品质量,A正确;
B、醋酸菌为严格好氧菌,氧气不足时无法进行代谢活动,且在图示流程中,醋酸菌的能量来源主要为乙醇而非葡萄糖,B错误;
C、高浓度酒精会抑制醋酸菌的代谢活动,因此酒精发酵结束后,需调整酒精度以利于醋酸发酵,C正确;
D、泡菜(乳酸菌)、果酒(酵母菌)、果醋(醋酸菌)的微生物均为异养型,无法将CO2转变为有机物,D正确。
故选B。
3. 如图表示培养和纯化酵母菌的部分操作步骤,下列相关叙述正确的是
A. 对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌处理
B. 培养基要维持正常的pH和渗透压,调pH一般应在灭菌后
C. 挑取能够在选择培养基上生长的菌落,经步骤③后,能得到纯培养物
D. 步骤③的培养基可用于微生物的分离、鉴定和计数
【答案】C
【解析】
【分析】①是倒平板,②是通过培养可获得单菌落,③是进行平板划线操作。
【详解】A、对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行消毒处理,A错误;
B、培养基要维持正常的pH和渗透压,调pH一般应在灭菌前,B错误;
C、③是进行平板划线操作,挑取能够在选择培养基上生长的菌落,经步骤③后,能得到纯培养物,C正确;
D、步骤③采用的是平板划线法,可用于微生物的分离和鉴定,不能用于计数,D错误。
故选C。
4. 生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量,进行了取样、依次等比稀释、涂布平板、培养、计数等步骤,实验操作过程如下图,下列叙述正确的是( )
A. 以4号试管接种培养基计数,每克土壤中分解尿素菌的估算数目为1.4×108个
B. 图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基,长出的菌落都能合成脲酶
C. 图中某一区域的菌落连成一片的原因可能是稀释倍数不够,也可能是涂布不均匀
D. 图中接种的方法是稀释涂布平板法,统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
【答案】A
【解析】
【分析】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数 时,在每一个梯度浓度内,至少要涂布3个平板,选择菌落数在30~300的进行记数,求其平均值,再通过计算得出土壤中细菌总数。
【详解】A、4号试管稀释的倍数为105,每克土壤中分解尿素菌的估算数目为(275+285+280)÷3÷0.2×105=1.4×108个/g,A正确;
B、以尿素为唯一氮源培养基筛选分解尿素细菌,但长出菌落可能是固氮菌等(可利用空气中氮 ),不一定都能合成脲酶分解尿素,B错误;
C、菌落连成一片,可能涂布不均匀(菌液没分散开 ),C错误;
D、稀释涂布平板法,一个菌落可能由多个活菌繁殖形成,统计菌落数往往比活菌实际数少,D错误。
故选A。
5. 某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,从而在不含色氨酸的培养基上正常生长繁殖,而其突变株则不能。将突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-(仅图1中的某一步受阻)分别划线接种在图2培养基的I、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后发现I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述错误的是( )
A. 该培养基中含有少量色氨酸,酸碱度为中性或弱碱性
B. 3种突变菌株均能将积累的中间产物分泌到细胞外
C. TrpC-菌株继续生长增殖的一端为靠近I区域的一端
D. TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
【答案】C
【解析】
【分析】基因通过中心法则控制性状,包括两种方式:(1)通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状;(2)可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A、依据题干信息“培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖”,推断培养基中存在少量色氨酸,培养细菌一般将pH调至中性或弱碱性,A正确;
B、根据题干信息“继续培养后发现I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖”,说明培养基中3种突变菌株均能将积累的中间产物分泌到细胞外,使其他突变体得以生存,B正确;
C、依据题图及题干信息“突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-分别划线接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖”,“继续培养一段时间后发现Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的细菌继续生长增殖”;分析得知:突变株TrpB-,将分支酸转化为邻氨基苯甲酸受阻,但可将邻氨基苯甲酸转化为吲哚,并进一步转化为色氨酸;突变株TrpC-对应Ⅱ区域,将邻氨基苯甲酸转化为吲哚受阻,但可以将分支酸转化为邻氨基苯甲酸,也可以将吲哚转化为色氨酸;突变株TrpE-对应Ⅲ区域,将吲哚转化为色氨酸受阻,但可以将分支酸转化为邻氨基苯甲酸,并进一步转化为吲哚。Ⅰ区域的TrpB-划线上端与Ⅱ区域临近,可利用Ⅱ区域TrpC-合成的邻氨基苯甲酸进一步合成吲哚及色氨酸生长增殖;Ⅰ区域的TrpB-划线下端与Ⅲ区域临近,可利用Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖;Ⅱ区域的TrpC-划线上端自身不能合成吲哚,临近的Ⅰ区域TrpB-可利用Ⅱ区域合成的邻氨基苯甲酸合成吲哚并进一步合成色氨酸,无多余的吲哚反馈给Ⅱ区域上端,所以Ⅱ区域的TrpC-划线上端不生长;Ⅱ区域的TrpC-划线下端,可利用临近Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖;Ⅲ区域TrpE-由于不能将吲哚转化为色氨酸,所以Ⅲ区域两端不生长增殖,所以Ⅱ区域的TrpC-划线下端靠近Ⅲ区域,可利用临近Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖,而不是靠近Ⅰ区域的一端,C错误;
D、根据C项分析,TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶,导致不能合成吲哚,因此缺乏色氨酸,D正确。
故选C。
6. 潘灯玉露是最具代表性的软叶类多肉植物,因其叶片晶莹剔透等特点,深受广大植 物爱好者青睐。但因潘灯玉露生长速度缓慢、分生能力有限,难以在短时间内大量 取得无性繁殖材料。为进一步满足市场对潘灯玉露的大量需求,某实验团队利用植物微型繁殖技术对其进行繁殖,下表为外源激素对脱分化的影响的相关数据。下列叙述正确的是( )
外源激素对胚性愈伤脱分化的影响
剂量/mg/L
6-BA=0.00
6-BA=0.05
6-BA=0.10
6-BA=0.50
6-BA=1.00
诱导脱分化率/%
NAA=0.10
6.7
26.7
53.3
66.7
40.0
A. 选取无病虫害的潘灯玉露叶片为外植体,并用酒精、次氯酸钠溶液对其进行灭菌
B. 再分化需给予适当光照并按需调整培养基中植物激素等物质的用量
C. 配制0.10 mg/mLNAA+0.10 g/mL6-BA的MS培养基诱导脱分化的效果最好
D. 完成分化的试管苗在培养箱内生长几日即可移栽入土
【答案】B
【解析】
【分析】微生物培养的关键是无菌操作。使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。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。
【详解】A、外植体处理需消毒而非灭菌,酒精和次氯酸钠用于消毒,灭菌会杀死细胞,故选取无病虫害的潘灯玉露叶片为外植体,并用酒精、次氯酸钠溶液对其进行消毒,A错误;
B、再分化需光照以促进叶绿体形成,且需调整生长素/细胞分裂素比例以诱导器官形成,B正确;
C、表格中最佳6-BA浓度为0.50 mg/L,且选项单位错误(0.10 g/mL=100 mg/mL,远超实际浓度),C错误;
D、试管苗移栽前需炼苗(逐步适应外界环境),而非直接移栽,D错误;
故选B。
7. 细胞融合是通过物理、化学或生物手段使两个或多个细胞膜发生重构,形成杂合细胞的过程。白菜一甘蓝的培育、杂交瘤技术都是此项技术的经典应用。下列有关这两项经典应用的叙述,正确的是( )
A. 两项应用的原理都是细胞膜具有一定的流动性且细胞具有全能性
B. 试管苗应该移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上以适应外界环境
C. 两项应用都需要在低渗环境下完成细胞融合
D. 两项应用都能突破生殖隔离,使远缘杂交成为可能
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。诱导动物细胞融合的方法有物理法(电激等)、化学法(聚乙二醇PEG)、生物法(灭活的病毒)等。
【详解】A、细胞融合的原理是细胞膜的流动性,但细胞全能性仅用于植物细胞形成个体,杂交瘤技术无需全能性,A错误;
B、试管苗移栽时需适应外界环境,基质中不含蔗糖(避免微生物污染),B错误;
C、细胞融合需在等渗环境或略高渗的环境中进行(防止细胞破裂),C错误;
D、两项技术均通过细胞融合跨越生殖隔离,实现远缘杂交,D正确。
故选D。
8. 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. 培养双杂交瘤细胞时,需提供 5%的 CO2 以刺激细胞呼吸
B. 双杂交瘤细胞进行传代培养时 ,需先使用胰蛋白酶分散处理
C. 双特异性抗体 AB 可同时与 2 种抗原结合
D. 双特异性抗体 AB 与靶细胞结合 ,可使靶细胞直接裂解死亡
【答案】C
【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、培养双杂交瘤细胞时,需提供5%的CO2维持培养液的pH,A错误;
B、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,将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,不需要用胰蛋白酶处理,B错误;
C、根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测,双抗体可同时与2种抗原结合,C正确;
D、根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性,利用双抗体可以将蛋白类药物运送至靶细胞,从而使药物发挥相应的作用,细胞毒性T细胞才会使靶细胞裂解、死亡,D错误。
故选C。
9. 2022年北京大学、昌平国家实验室邓宏魁课题组首次建立了利用化学小分子诱导人体细胞重编程为多能干细胞(人CiPS 细胞)的技术体系,并利用人CiPS 细胞初步实现了1型糖尿病的功能性治愈,过程如下图iPS 细胞治疗。下列有关说法正确的是( )
A. 两种治疗途径相比,iPS 细胞治疗无须破坏胚胎,应用前景优于治疗性克隆
B. 治疗性克隆所需的卵母细胞可在卵巢中采集且所得的细胞均处于 MⅡ期
C. iPS 细胞治疗可明显降低患者的排斥反应,而治疗性克隆不能
D. CiPS细胞、重构胚、桑葚胚、囊胚期的所有细胞都能表现全能性
【答案】A
【解析】
【分析】细胞移植时,免疫排斥的本质是受体免疫系统识别 “外来细胞”(细胞表面的抗原不同)。若移植细胞来自自身(如iPS细胞由自身体细胞重编程而来、治疗性克隆用自身细胞核),因细胞表面抗原与受体高度一致,可降低免疫排斥反应 。
【详解】A、从图中可知,治疗性克隆需要构建重构胚,会涉及对胚胎的操作,而iPS细胞治疗是通过化学小分子诱导体细胞重编程为多能干细胞再分化为胰岛细胞进行治疗,无须破坏胚胎。在伦理等方面,iPS细胞治疗相对更具优势,应用前景优于治疗性克隆,A正确;
B、治疗性克隆所需的卵母细胞通常在输卵管中采集,从卵巢中采集的卵母细胞一般还需要在体外培养成熟至MⅡ期,B错误;
C、iPS细胞治疗和治疗性克隆都是利用患者自身的细胞来源进行治疗(iPS细胞来自患者体细胞,治疗性克隆的细胞核来自患者体细胞),理论上都能降低患者的排斥反应,C错误;
D、CiPS细胞具有全能性,重构胚也具有全能性,桑葚胚的所有细胞都具有全能性,但囊胚期的细胞开始分化,内细胞团细胞具有全能性,滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,不具有全能性,D错误。
故选A。
10. 2018年最后一头雄性北方白犀牛死亡,仅存的两头雌性北方白犀牛因年龄和健康问题已无法自然繁殖。2019年科学家利用冷冻保存的北方白犀牛精子与雌性北方白犀牛的卵细胞在实验室环境下结合,形成纯种胚胎,并计划将胚胎移植至南方白犀牛(系北方白犀牛的同物种的不同亚种)代孕母体内,但目前尚未公开成功妊娠案例。下列说法错误的是( )
A. 上述胚胎移植未成功可能是因为雌性北方白犀牛不能提供健康的卵细胞影响了胚胎质量
B. 移植的胚胎除了来自体外受精,还可来自体内受精、动物体细胞核移植、胚胎分割等技术手段
C. 上述胚胎移植未成功可能是因为南方白犀牛与北方白犀牛不是一个亚种,增大了实验难度
D. 通过受精形成健康的胚胎是胚胎工程的最终技术环节,它将推动胚胎工程其他技术的研究和应用
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎移植是试管婴儿过程中非常重要的一步,它是将体外受精后形成的胚胎移植入子宫腔,从而帮助女性妊娠的一项辅助生殖技术。
【详解】A、题干指出雌性北方白犀牛因年龄和健康问题无法自然繁殖,说明其卵细胞可能不健康,可能影响胚胎质量,A正确;
B、胚胎移植的胚胎来源包括体外受精、体内受精、核移植(如克隆技术)及胚胎分割等技术,B正确;
C、南方白犀牛与北方白犀牛为同物种不同亚种,生理差异可能导致胚胎移植失败,C正确;
D、胚胎工程的最终技术环节是胚胎移植,而非受精形成胚胎。受精形成胚胎是前期步骤,D错误。
故选D。
11. 下表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,下列说法错误的是( )
限制酶名称
识别序列和切割位点
限制酶名称
识别序列和切割位点
BamHI
G↓GATCC
KpnI
GGTAC↓C
EcoRI
G↓AATTC
Sau3AI
↓GATC
HindII
GTY↓RAC
SmaI
CCC↓GGG
注 :Y=C或T,R=A或G。
A. 所有的限制酶都具有专一性
B. Sau3A I限制酶不可切割BamH I限制酶的识别核苷酸序列
C. BamH I和Sau3A I两种限制酶切割后形成相同的黏性末端
D. Hind Ⅱ识别多种核苷酸序列,EcoR I识别一种核苷酸序列
【答案】B
【解析】
【分析】本题考察限制性内切核酸酶的特性,包括专一性、识别序列及切割位点的关系。需结合表格中不同酶的识别序列和切割位点进行判断。
【详解】A、限制酶的专一性指其只能识别特定核苷酸序列并在特定位点切割,所有限制酶均具有此特性,A正确;
B、Sau3AI的识别序列为↓GATC,BamHI的识别序列为G↓GATCC。Sau3AI可切割BamHI识别序列中的GATC部分(位于BamHI切割位点之后),B错误;
C、BamHI切割后产生黏性末端GATC,Sau3A I切割后也产生GATC的黏性末端,两者黏性末端相同,C正确;
D、HindII的识别序列为GTY↓RAC(Y=C/T,R=A/G),可识别多种序列;EcoRI的识别序列为G↓AATTC,仅一种,D正确。
故选B。
12. 研究人员用图1中质粒和图2中含目的基因的片段构建重组质粒(图中标注了相关限制酶切割位点),将重组质粒导入大肠杆菌后进行筛选及PCR 鉴定。下列叙述正确的是( )
A. 构建重组质粒的过程应选用BamH I 和 Hind Ⅲ两种限制酶
B. 利用PCR 鉴定含目的基因的大肠杆菌时应选用引物乙和引物丙
C. 用Ca2+处理大肠杆菌以便于转入构建好的表达载体
D. 含有重组质粒的大肠杆菌能在添加氨苄青霉素的培养基上生存
【答案】C
【解析】
【分析】1、构建重组DNA所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保具有相同的黏性末端。
2、质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如果所选酶的切点不止一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
【详解】A、构建重组DNA所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保具有相同的黏性末端,但BamH Ⅰ可能使质粒中的两种标记基因都破坏,因此构建重组质粒的过程只能选Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶切割,A错误;
B、PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合,沿相反的方向合成子链,故利用PCR鉴定目的基因时所用的引物为引物甲和引物丙,B错误;
C、用Ca2+处理大肠杆菌可使大肠杆菌更容易捕获外源DNA,故用Ca2+处理大肠杆菌以便于转入构建好的表达载体,C正确;
D、由A项可知,含有重组质粒的大肠杆菌不能在添加氨苄青霉素的培养基上生存,D错误。
故选C。
13. 为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量,研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因 (Bapt)的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞,具体流程如下图。下列相关说法正确的是( )
A. ① 和②过程必需的酶分别是RNA聚合酶和Taq 酶
B. 将超表达载体导入红豆杉细胞的方法是农杆菌转化法
C. 可使用Bapt基因制成的探针检测过程⑤是否成功
D. 改造的红豆杉细胞需组织培养至完整植株再进行紫杉醇提取
【答案】B
【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;
(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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:分子水平鉴定用抗原-抗体杂交技术;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、过程①为逆转录,需要逆转录酶,A错误;
B、将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法,B正确;
C、因为红豆杉细胞中本身存在Bapt基因,不管超表达载体是否成功导入,都能与Bapt基因探针形成杂交分子,因此不能通过Bapt基因探针来检测步骤⑤是否成功,C错误;
D、要获得细胞产物,只需要培养到愈伤组织阶段即可,不需要培育成完整的红豆杉植株,D错误。
故选B。
14. 转基因技术诞生以来,发展迅速,广泛应用于农牧业增产、医药研发、物种保护和 食品生产等方面。下列有关基因工程的应用说法正确的是( )
A. 可通过诱变获得高产青霉素的转基因青霉菌,培育该菌株大量生产青霉素
B. 药用蛋白基因导入哺乳动物基因组,其乳腺就是一个生物反应器,分泌的乳汁中 含有大量药用蛋白
C. 工厂化生产的重组凝乳酶是基因工程和发酵工程结合的产物
D. 将基因工程生产的肠乳糖酶添加在牛奶中可提高人分解乳糖的能力
【答案】C
【解析】
【分析】动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台,使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺,利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力,在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
【详解】A、通过诱变获得高产青霉素的菌株属于诱变得到的育株,不属于转基因青霉菌,A错误;
B、乳腺生物反应器不是指转基因动物的乳腺,而是指转基因动物,B错误;
C、工厂化生产的重组凝乳酶是将编码的凝乳酶基因导入大肠杆菌等工程菌的基因组,再通过工业发酵批量生产凝乳酶,故为基因工程和发酵工程结合的产物,C正确;
D、我国约有1/3的成年人对乳糖不耐受,为了解决这一问题,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响,D错误。
故选C。
15. 人工智能(AI)技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法,为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用,下列叙述错误的是( )
A. AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一,且基因序列中不包含启动子和终止子
B. AI技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议
C. AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析,可以识别疾病相关的基因突变,为精准医疗提供支持
D. AI技术对大量的蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程概念及基本原理(1)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)(2)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。(3)蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。(4)基本途径:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、密码子具有简并性,故AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一,启动子和终止子为非编码区,由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子,A正确;
B、利用AI技术,通过智能穿戴设备和移动应用程序,能够实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议,AI技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化,B正确;
C、AI技术在基因组数据处理和分析中的应用,通过识别疾病相关的基因突变,为精准医疗的实现提供了强大的技术支持,C正确;
D、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,利用AI技术设计新药物,没有对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,不属于蛋白质工程技术,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 葡萄被人们视为珍果,被誉为世界四大水果之首,它营养丰富、用途广泛、色美、气香、味甜,是果中佳品,可鲜食又可酿制葡萄酒、葡萄醋,为了进一步提高经济效益, 某葡萄园的技术员准备对葡萄进行深加工及相应的研究。回答下列问题:
(1)用传统发酵技术制作葡萄酒,将葡萄汁装入发酵瓶时,要留大约1/3的空间,目的是便于发酵初期酵母菌进行_______ (填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)快速繁殖, 以及防止发酵过程中产生的 ________ 造成发酵液溢出。
(2)在葡萄酒发酵的基础上,技术员又准备进行葡萄醋的发酵,接下来的操作应该是打开瓶盖,盖上一层纱布,将温度控制在_______ ℃;用葡萄酒制作葡萄醋的反应简式为 _______________。
(3)在分离纯化酵母菌种时,倒平板操作中,待平板冷凝后通常需要______,以免造成平板污染。与扩大培养时相比,此时配制的培养基还需加入________。培养基需用_______ 法灭菌;判断配制的培养基是否被杂菌污染, 实验思路是___________________________。
【答案】(1) ①. 有氧呼吸 ②. CO₂(“气体”)
(2) ①. 30~35 ②. C₂H₅OH+O₂→ CH₃COOH+H₂O+能量
(3) ①. 倒置培养 ②. 琼脂 ③. 湿热灭菌(或“高压蒸汽灭菌”) ④. 将未接种(或“接种等量无菌水”)的培养基放入适宜温度的恒温箱中培养24~48h, 观察是否有菌落生长
【解析】
【分析】灭菌指用强烈的物理或化学方法杀灭所有微生物,包括致病的和非致病的,以及细菌的芽孢。常用灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌法。高压蒸汽灭菌适用于对一般培养基和玻璃器皿的灭菌,干热灭菌适用于空玻璃器皿的灭菌,微生物接种时的金属接种工具和试管口可以用灼烧灭菌。
【小问1详解】
酵母菌为兼性厌氧型生物,在有氧条件下可快速繁殖,用传统发酵技术制作葡萄酒,将葡萄汁装入发酵瓶时,要留大约1/3的空间,目的是便于发酵初期酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖, 以及防止发酵过程中产生的 CO₂(“气体”) 造成发酵液溢出。
【小问2详解】
醋酸发酵的菌种是醋酸菌,醋酸菌为好氧菌,其发酵的适宜温度为30~35℃。用葡萄酒制作葡萄醋的反应简式为C₂H₅OH+O₂ CH₃COOH+H₂O+能量。
【小问3详解】
在分离纯化酵母菌种时,倒平板操作中,待平板冷凝后通常需要倒置培养,以免皿盖上冷凝水低落造成平板污染。与扩大培养时用液体培养基相比,此时配制的培养基还需加入琼脂,以制备固体培养基。培养基需用湿热灭菌(或“高压蒸汽灭菌”) 法灭菌;判断配制的培养基是否被杂菌污染,可 将未接种(或“接种等量无菌水”)的培养基放入适宜温度的恒温箱中培养24~48h, 观察是否有菌落生长。
17. 西洋参是五加科人参属植物,具有健胃、滋补、强心、降低血脂、镇静和造血等医疗功能。由于西洋参生育期长,需5~6年才能入药,市场供需矛盾突出,迄今为止其有效药用成分西洋参皂苷还不能人工合成。随着植物组织培养技术的发展,西洋参的组织培养和细胞培养研究也有了很大发展,结合两步培养法(即“生长培养”和“生产培养”), 分别针对细胞增殖和代谢产物的合成进行优化,可有效提高西洋参皂苷的生产量。培养 过程如图1所示。回答下列问题:
(1)西洋参皂苷是西洋参的____________ (填“初生”或“次生”)代谢产物。
(2)图中②过程常用____________ (填酶的名称)处理获得西洋参悬浮细胞。
(3)图中甲为________________, ③过程为____________ (填“生长培养”或“生产培养”), ④过程为 ____________ (填“生长培养”或“生产培养”)。
(4)图中③④过程所用的培养基按物理性质分,属于________培养基,使用此种类型的培养基的优势是____________________ (答出2点即可)。
(5)西洋参细胞培养中细胞生长和活性成分的积累过程如图2所示,皂苷总量第21 天达到峰值,据图推测后期皂苷总量下降的原因可能是 ________________ (答出2点即可)。
【答案】(1)次生 (2)纤维素酶、果胶酶
(3) ①. 高产西洋参皂苷的细胞 ②. 生长培养 ③. 生产培养
(4) ①. 液体 ②. 液体培养基有利于悬浮细胞充分进行物质交换(或“有利于与营养物质充分接触”“有利于原料的 利用”“有利于代谢产物的排出”));有利于西洋参皂苷的提取
(5)培养液中的①皂苷合成原料减少、②有害代谢产物的积累、③pH 值的变化,导致④细胞合成量减少 (或“细胞代谢降低”)
【解析】
【分析】植物的组织培养指的是在无菌的条件下,将植物的茎尖、茎段或是叶片等切成小块,培养在特制的培养基上,通过细胞的增殖和分化,使它逐渐发育成完整的植物体。此过程的原理是细胞的全能性。
【小问1详解】
根据信息“西洋参生育期长,需5~6年才能入药”,说明西洋参不是在整个生长发育过程中都能合成西洋参皂苷,故属于次生代谢产物。
【小问2详解】
将愈伤组织分散成单个植物细胞,常用纤维素酶、果胶酶处理。
【小问3详解】
图中甲为西洋参悬浮细胞筛选所得的高产西洋参皂苷的细胞,根据题目信息“结合两步培养法(即生长培养和生产培养),分别针对细胞增殖和代谢产物的合成进行优化”,图中③过程为生长培养,④过程为生产培养。
【小问4详解】
培养悬浮细胞使用的是液体培养基,使用液体培养基培养的优势是有利于悬浮细胞充分进行物质交换(既有利于营养物质的利用也有利于代谢产物的排出);有利于西洋参皂苷的提取。
【小问5详解】
据图2所示,皂苷总量第21天达到峰值,之后下降,但第21天后西洋参细胞的数量仍保持稳定,说明皂苷总量下降的原因是培养液中的皂苷合成原料减少或有害代谢产物的积累、pH值的变化,导致细胞合成量减少。
18. 科研团队利用新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点制备了单克隆抗体1和单克隆抗体2,过程如下图1;采用双抗体夹心法研制了新冠病毒抗原检测试剂盒,原理如下图2。回答下列问题:
(1)在制备单克隆抗体的过程中,给小鼠注射的a是 ________________,X细胞是_____________。
(2)图1中筛选1是用_________进行筛选;筛选2是对细胞进行 ___________________ 和 _________________经多次筛选,就可获得足够数量的_______________ 。
(3)若某人感染新冠病毒,用此试剂盒进行初步诊断,质控线和检测线均呈红色。 其中检测线呈红色的原理是:待测样液中的抗原N 蛋白上的 一 个位点与结合垫上的_________________特异性结合形成复合体,该复合体扩散至检测线,_____________与 ____________ 特异性结合,复合体上的胶体金使检测线呈红色。
【答案】(1) ①. 新冠病毒的抗原N 蛋白(N蛋白) ②. 能产生特定抗体的B 淋巴细胞 (“激活的B淋巴细胞”,“活化的B淋巴细胞”、“已免疫的 B 淋巴细胞”)
(2) ①. 特定的选择培养基(或 “HAT 培养基”) ②. 克隆化培养 ③. 抗体检测 ④. 能分泌所需抗体(或“单克隆抗体”)的杂交瘤细胞
(3) ①. 带胶体金的单克隆抗体1(或“单克隆抗体1”) ②. 抗原N 蛋白的另一个位点 ③. 单克隆抗体2
【解析】
【分析】据题意可知,新冠病毒抗原检测试剂盒检测新冠病毒的原理:如果样本中含有新冠病毒抗原,这时就会首先被结合垫上的金标抗体识别结合,形成“病毒抗原-金标抗体”复合物,并继续向试纸末端的吸水垫方向流动,在检测线上又被其上抗体捕获,在检测线形成“胶体金抗体-病毒抗原-检测线抗体”复合物。由于胶体金大量聚集,因此检测线显现出红色。由于试纸中金标抗体的量是富余的,因此不会全部截留在检测线,还会继续往吸水垫方向流动。当流至质控线时,被专门识别金标抗体的质控线抗体捕获,在质控线形成“金标抗体-质控线抗体”复合物,同样由于胶体金大量积聚,因此质控线显现出红色。
【小问1详解】
在制备单克隆抗体的过程中,给小鼠注射新冠病毒的抗原N蛋白,才能产生抗N蛋白的单克隆抗体,X细胞是能产生抗N蛋白抗体(特定抗体)的B淋巴细胞或多种B淋巴细胞。
【小问2详解】
筛选1是用特定的选择培养基进行筛选;筛选2是对细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体(单克隆抗体)的交杂瘤细胞。
【小问3详解】
若某人感染新冠病毒,用此试剂盒进行初步诊断,待测样液中的抗原N蛋白的一个位点与结合垫上带胶体金的单克隆抗体1特异性结合形成的“抗原-单克隆抗体1-胶体金”复合体,该复合体扩散至检测线,N蛋白的另一个位点与单克隆抗体2特异性结合,复合体上的胶体金使检测线呈红色。
19. 研究人员从某生物体内分离出抗盐基因,其相关信息如图甲所示,利用重组DNA 技术使抗盐基因在植物细胞中表达,需要使用如图乙所示的 Ti 质粒为载体,图中标注限制酶的部位是其酶切位点。回答下列问题:
(1)在构建基因表达载体之前用PCR反应扩增抗盐基因,扩增过程中需以抗盐基因为模板,在2种引物的作用下合成子链,这两种引物____________(填“是”或“不是”)互补配对的核苷酸序列,常采用_______________(填方法名称)来鉴定PCR产物。
(2)研究人员为获得抗盐基因基因片段,设计了一些 PCR 引物(如下表所示),本次利用PCR扩增抗盐基因片段应选用的引物是_________。
项目
DNA序列(省略了部分核苷酸序列)
已知P基因序列
AACTATGCGCTCATGA……GCAATGCGTAGCCTCT
TTGATACGCGAGTACT……CGTTACGCATCGGAGA
PCR引物
①5′-AACTATGCGCTCATGA-3′
②5′-GCAATGCGTAGCCTCT-3′
③5′-AGAGGCTACGCATTGC-3′
④5′-TCATGAGCGCATAGTT-3′
(3)在构建重组 Ti 质粒时,应先对图中所示的抗盐基因片段和 Ti 质粒进行切割,其中 Ti 质粒应选用的限制酶是___________ 。限制酶切割完成后,再用___________酶进行连接。
(4)构建的基因表达载体导入植物细胞后,可接种到含__________的培养基上筛选导入成功的目的细胞;若要判定抗盐基因在目的细胞中是否表达,可以进行分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测__________;从转基因目的细胞中提取蛋白质,用相应的抗体进行______________杂交,检测抗盐基因是否翻译成抗盐蛋白。
【答案】(1) ①. 不是 ②. 琼脂糖凝胶电泳
(2)①、③ (3) ①. EcoRI和 SpeI ②. DNA连接
(4) ①. 潮霉素 ②. 抗盐基因是否转录出了mRNA ③. 抗原-抗体
【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。
(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。
【小问1详解】
在PCR过程中,为避免引物自连,确保PCR反应的特异性和效率,所以引物之间不能是互补配对的碱基序列。PCR产物的鉴定常采用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定。
【小问2详解】
PCR引物作为子链延伸的起点,与模板链的部分碱基互补配对,方向从子链的5'端→3'端,其碱基序列与胰岛素基因两条链的部分碱基序列(5'端→3'端)一致,因此引物应选择①③。
【小问3详解】
为了获得完整的抗性基因和必需的碱基序列(强启动子),应选择MunⅠ和XbaⅠ进行切割,目的基因和质粒必需具有相同的黏性末端,且不能破坏质粒上的启动子,终止子、标记基因等,MunⅠ会破坏卡那霉素抗性基因,XbaⅠ在终止子之外,但EcoRⅠ和MunⅠ切割后可以产生相同的黏性末端,XbaⅠ和SpeⅠ也可以产生相同的黏性末端,所以质粒的切割应选择EcoRI和 SpeI。限制酶切割完成后,再用DNA连接酶进行连接。
【小问4详解】
在重组质粒上具有潮霉素抗性基因和卡那霉素抗性基因,但卡那霉素抗性基因上含有MunⅠ酶切位点,有可能被破坏,所以构建的基因表达载体导入植物细胞后,可接种到含潮霉素的培养基上筛选导入成功的目的细胞;若要判定抗盐基因在目的细胞中是否表达,可以进行分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测抗盐基因是否转录出了mRNA;从转基因目的细胞中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交,检测抗盐基因是否翻译成抗盐基因。
20. 干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,对病毒的防治有重要作用,用基因工程方法让酵母菌生产干扰素,可以使产量大幅度提高。下图是生产干扰素的酵母菌的培育过程。回答下列问题:
(1)要获得更多干扰素基因可用PCR 扩增技术,在 PCR 扩增仪中不断被消耗的物质有 ________和_______。
(2)干扰素基因可从人体T细胞中直接提取,再利用PCR技术进行扩增,在PCR反应体系中一般需要加入Mg2+的原因是________________。
(3)人类干扰素基因能和酵母菌的质粒拼接成功后,能正常表达的理论基础是__________。
(4)干扰素在体外保存相当困难,但如果将其分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以保存半年。请根据蛋白质工程的原理设计实验对干扰素进行改 造,使其保存时间延长,实验设计思路是将基因中____________序列替换成____________序列。
(5)酵母菌等微生物作为工程菌的优点有________(答出两点即可)。将带干扰素基因的质粒导入酵母菌细胞常用Ca2+处理细胞,使其成为________细胞。
【答案】(1) ①. 引物 ②. (4种)脱氧核苷酸(或 “dNTP”)
(2)激活DNA聚合酶
(3)两种生物共用一套遗传密码子,都遵循中心法则。
(4) ①. 编码半胱氨酸的碱基(对) ②. 编码丝氨酸的碱基(对)
(5) ①. 单细胞、繁殖快、遗传物质较少 ②. 感受态
【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。
(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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
【小问1详解】
PCR 技术的原理是DNA 半保留复制。PCR 过程中,在热稳定 DNA 聚合酶的催化下,以 DNA 为模板,以引物为延伸起点,利用 4 种脱氧核糖核苷酸,通过变性、退火、延伸等步骤,体外复制出与母链模板 DNA 互补的子链 DNA,该过程中引物和脱氧核糖核苷酸被不断消耗。
【小问2详解】
Mg2 + 是 Taq DNA 聚合酶等 DNA 聚合酶发挥活性所必需的离子,它可以与酶的活性中心结合,稳定酶的空间结构,使酶保持良好的活性状态,从而促进 DNA 的合成。若 Mg2 + 浓度过低,Taq 酶活力会显著降低,导致 PCR 反应产物减少。
【小问3详解】
DNA 连接酶可以将切割后的目的基因和载体连接起来,形成重组 DNA 分子,实现了 DNA 片段的体外连接,两种生物的基因拼接成功能正常表达的生物学基础是两种生物共用一套遗传密码子,都遵循中心法则。
【小问4详解】
结合蛋白质工程原理,由题意可知,将干扰素分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以保存半年,所以可将干扰素基因中编码半胱氨酸的碱基对序列替换成编码丝氨酸的碱基序列,在表达出新的干扰素即可达成目标。
【小问5详解】
原核生物作为工程菌的优点有单细胞、繁殖快、遗传物质较少;将目的基因导入受体细胞时,用Ca2+处理细胞,使其成感受态细胞,容易吸收周围DNA分子的状态。
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县级学校高二年级期末联考
生物试题
一 、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 利用传统发酵技术制作的食品是我国传统饮食文化的重要组成部分,下列关于传统发酵技术的叙述错误的是( )
A. 以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 制作果酒过程中无需接种菌种
C. 乳酸发酵过程中微生物种类会发生变化
D. 发酵过程中有机物的干重和种类均减少
2. 某葡萄酒厂生产新产品,利用葡萄与可食用中草药酿造醋保健品,具体流程为:酿酒葡萄→除梗压榨→葡萄液→酒精发酵→过滤→调整酒精度→加入中草药汁液→醋酸发酵→澄清过滤→葡萄原醋,下列相关叙述错误的是( )
A. 接种酵母菌前,应对葡萄液和发酵设备严格灭菌
B. 当氧气不足时,醋酸菌能利用葡萄糖作为能量来源
C. 若酒精度过高,会抑制醋酸菌的生长和繁殖
D. 制作泡菜、果酒和果醋所需的微生物都不能将CO2转变为有机物
3. 如图表示培养和纯化酵母菌的部分操作步骤,下列相关叙述正确的是
A. 对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌处理
B. 培养基要维持正常的pH和渗透压,调pH一般应在灭菌后
C. 挑取能够在选择培养基上生长的菌落,经步骤③后,能得到纯培养物
D. 步骤③的培养基可用于微生物的分离、鉴定和计数
4. 生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量,进行了取样、依次等比稀释、涂布平板、培养、计数等步骤,实验操作过程如下图,下列叙述正确的是( )
A. 以4号试管接种培养基计数,每克土壤中分解尿素菌的估算数目为1.4×108个
B. 图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基,长出的菌落都能合成脲酶
C. 图中某一区域的菌落连成一片的原因可能是稀释倍数不够,也可能是涂布不均匀
D. 图中接种的方法是稀释涂布平板法,统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
5. 某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,从而在不含色氨酸的培养基上正常生长繁殖,而其突变株则不能。将突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-(仅图1中的某一步受阻)分别划线接种在图2培养基的I、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后发现I区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述错误的是( )
A. 该培养基中含有少量色氨酸,酸碱度为中性或弱碱性
B. 3种突变菌株均能将积累的中间产物分泌到细胞外
C. TrpC-菌株继续生长增殖的一端为靠近I区域的一端
D. TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
6. 潘灯玉露是最具代表性的软叶类多肉植物,因其叶片晶莹剔透等特点,深受广大植 物爱好者青睐。但因潘灯玉露生长速度缓慢、分生能力有限,难以在短时间内大量 取得无性繁殖材料。为进一步满足市场对潘灯玉露的大量需求,某实验团队利用植物微型繁殖技术对其进行繁殖,下表为外源激素对脱分化的影响的相关数据。下列叙述正确的是( )
外源激素对胚性愈伤脱分化的影响
剂量/mg/L
6-BA=0.00
6-BA=0.05
6-BA=0.10
6-BA=0.50
6-BA=1.00
诱导脱分化率/%
NAA=0.10
6.7
26.7
53.3
66.7
40.0
A. 选取无病虫害的潘灯玉露叶片为外植体,并用酒精、次氯酸钠溶液对其进行灭菌
B. 再分化需给予适当光照并按需调整培养基中植物激素等物质的用量
C. 配制0.10 mg/mLNAA+0.10 g/mL6-BA的MS培养基诱导脱分化的效果最好
D. 完成分化的试管苗在培养箱内生长几日即可移栽入土
7. 细胞融合是通过物理、化学或生物手段使两个或多个细胞膜发生重构,形成杂合细胞的过程。白菜一甘蓝的培育、杂交瘤技术都是此项技术的经典应用。下列有关这两项经典应用的叙述,正确的是( )
A. 两项应用的原理都是细胞膜具有一定的流动性且细胞具有全能性
B. 试管苗应该移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上以适应外界环境
C. 两项应用都需要在低渗环境下完成细胞融合
D. 两项应用都能突破生殖隔离,使远缘杂交成为可能
8. 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. 培养双杂交瘤细胞时,需提供 5%的 CO2 以刺激细胞呼吸
B. 双杂交瘤细胞进行传代培养时 ,需先使用胰蛋白酶分散处理
C. 双特异性抗体 AB 可同时与 2 种抗原结合
D. 双特异性抗体 AB 与靶细胞结合 ,可使靶细胞直接裂解死亡
9. 2022年北京大学、昌平国家实验室邓宏魁课题组首次建立了利用化学小分子诱导人体细胞重编程为多能干细胞(人CiPS 细胞)的技术体系,并利用人CiPS 细胞初步实现了1型糖尿病的功能性治愈,过程如下图iPS 细胞治疗。下列有关说法正确的是( )
A. 两种治疗途径相比,iPS 细胞治疗无须破坏胚胎,应用前景优于治疗性克隆
B. 治疗性克隆所需的卵母细胞可在卵巢中采集且所得的细胞均处于 MⅡ期
C. iPS 细胞治疗可明显降低患者的排斥反应,而治疗性克隆不能
D. CiPS细胞、重构胚、桑葚胚、囊胚期的所有细胞都能表现全能性
10. 2018年最后一头雄性北方白犀牛死亡,仅存的两头雌性北方白犀牛因年龄和健康问题已无法自然繁殖。2019年科学家利用冷冻保存的北方白犀牛精子与雌性北方白犀牛的卵细胞在实验室环境下结合,形成纯种胚胎,并计划将胚胎移植至南方白犀牛(系北方白犀牛的同物种的不同亚种)代孕母体内,但目前尚未公开成功妊娠案例。下列说法错误的是( )
A. 上述胚胎移植未成功可能是因为雌性北方白犀牛不能提供健康的卵细胞影响了胚胎质量
B. 移植的胚胎除了来自体外受精,还可来自体内受精、动物体细胞核移植、胚胎分割等技术手段
C. 上述胚胎移植未成功可能是因为南方白犀牛与北方白犀牛不是一个亚种,增大了实验难度
D. 通过受精形成健康的胚胎是胚胎工程的最终技术环节,它将推动胚胎工程其他技术的研究和应用
11. 下表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,下列说法错误的是( )
限制酶名称
识别序列和切割位点
限制酶名称
识别序列和切割位点
BamHI
G↓GATCC
KpnI
GGTAC↓C
EcoRI
G↓AATTC
Sau3AI
↓GATC
HindII
GTY↓RAC
SmaI
CCC↓GGG
注 :Y=C或T,R=A或G。
A. 所有的限制酶都具有专一性
B. Sau3A I限制酶不可切割BamH I限制酶的识别核苷酸序列
C. BamH I和Sau3A I两种限制酶切割后形成相同的黏性末端
D. Hind Ⅱ识别多种核苷酸序列,EcoR I识别一种核苷酸序列
12. 研究人员用图1中质粒和图2中含目的基因的片段构建重组质粒(图中标注了相关限制酶切割位点),将重组质粒导入大肠杆菌后进行筛选及PCR 鉴定。下列叙述正确的是( )
A. 构建重组质粒的过程应选用BamH I 和 Hind Ⅲ两种限制酶
B. 利用PCR 鉴定含目的基因的大肠杆菌时应选用引物乙和引物丙
C. 用Ca2+处理大肠杆菌以便于转入构建好的表达载体
D. 含有重组质粒的大肠杆菌能在添加氨苄青霉素的培养基上生存
13. 为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量,研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因 (Bapt)的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞,具体流程如下图。下列相关说法正确的是( )
A. ① 和②过程必需的酶分别是RNA聚合酶和Taq 酶
B. 将超表达载体导入红豆杉细胞的方法是农杆菌转化法
C. 可使用Bapt基因制成的探针检测过程⑤是否成功
D. 改造的红豆杉细胞需组织培养至完整植株再进行紫杉醇提取
14. 转基因技术诞生以来,发展迅速,广泛应用于农牧业增产、医药研发、物种保护和 食品生产等方面。下列有关基因工程的应用说法正确的是( )
A. 可通过诱变获得高产青霉素的转基因青霉菌,培育该菌株大量生产青霉素
B. 药用蛋白基因导入哺乳动物基因组,其乳腺就是一个生物反应器,分泌的乳汁中 含有大量药用蛋白
C. 工厂化生产的重组凝乳酶是基因工程和发酵工程结合的产物
D. 将基因工程生产的肠乳糖酶添加在牛奶中可提高人分解乳糖的能力
15. 人工智能(AI)技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法,为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用,下列叙述错误的是( )
A. AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一,且基因序列中不包含启动子和终止子
B. AI技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议
C. AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析,可以识别疾病相关的基因突变,为精准医疗提供支持
D. AI技术对大量的蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 葡萄被人们视为珍果,被誉为世界四大水果之首,它营养丰富、用途广泛、色美、气香、味甜,是果中佳品,可鲜食又可酿制葡萄酒、葡萄醋,为了进一步提高经济效益, 某葡萄园的技术员准备对葡萄进行深加工及相应的研究。回答下列问题:
(1)用传统发酵技术制作葡萄酒,将葡萄汁装入发酵瓶时,要留大约1/3的空间,目的是便于发酵初期酵母菌进行_______ (填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)快速繁殖, 以及防止发酵过程中产生的 ________ 造成发酵液溢出。
(2)在葡萄酒发酵的基础上,技术员又准备进行葡萄醋的发酵,接下来的操作应该是打开瓶盖,盖上一层纱布,将温度控制在_______ ℃;用葡萄酒制作葡萄醋的反应简式为 _______________。
(3)在分离纯化酵母菌种时,倒平板操作中,待平板冷凝后通常需要______,以免造成平板污染。与扩大培养时相比,此时配制的培养基还需加入________。培养基需用_______ 法灭菌;判断配制的培养基是否被杂菌污染, 实验思路是___________________________。
17. 西洋参是五加科人参属植物,具有健胃、滋补、强心、降低血脂、镇静和造血等医疗功能。由于西洋参生育期长,需5~6年才能入药,市场供需矛盾突出,迄今为止其有效药用成分西洋参皂苷还不能人工合成。随着植物组织培养技术的发展,西洋参的组织培养和细胞培养研究也有了很大发展,结合两步培养法(即“生长培养”和“生产培养”), 分别针对细胞增殖和代谢产物的合成进行优化,可有效提高西洋参皂苷的生产量。培养 过程如图1所示。回答下列问题:
(1)西洋参皂苷是西洋参的____________ (填“初生”或“次生”)代谢产物。
(2)图中②过程常用____________ (填酶的名称)处理获得西洋参悬浮细胞。
(3)图中甲为________________, ③过程为____________ (填“生长培养”或“生产培养”), ④过程为 ____________ (填“生长培养”或“生产培养”)。
(4)图中③④过程所用的培养基按物理性质分,属于________培养基,使用此种类型的培养基的优势是____________________ (答出2点即可)。
(5)西洋参细胞培养中细胞生长和活性成分的积累过程如图2所示,皂苷总量第21 天达到峰值,据图推测后期皂苷总量下降的原因可能是 ________________ (答出2点即可)。
18. 科研团队利用新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点制备了单克隆抗体1和单克隆抗体2,过程如下图1;采用双抗体夹心法研制了新冠病毒抗原检测试剂盒,原理如下图2。回答下列问题:
(1)在制备单克隆抗体的过程中,给小鼠注射的a是 ________________,X细胞是_____________。
(2)图1中筛选1是用_________进行筛选;筛选2是对细胞进行 ___________________ 和 _________________经多次筛选,就可获得足够数量的_______________ 。
(3)若某人感染新冠病毒,用此试剂盒进行初步诊断,质控线和检测线均呈红色。 其中检测线呈红色的原理是:待测样液中的抗原N 蛋白上的 一 个位点与结合垫上的_________________特异性结合形成复合体,该复合体扩散至检测线,_____________与 ____________ 特异性结合,复合体上的胶体金使检测线呈红色。
19. 研究人员从某生物体内分离出抗盐基因,其相关信息如图甲所示,利用重组DNA 技术使抗盐基因在植物细胞中表达,需要使用如图乙所示的 Ti 质粒为载体,图中标注限制酶的部位是其酶切位点。回答下列问题:
(1)在构建基因表达载体之前用PCR反应扩增抗盐基因,扩增过程中需以抗盐基因为模板,在2种引物的作用下合成子链,这两种引物____________(填“是”或“不是”)互补配对的核苷酸序列,常采用_______________(填方法名称)来鉴定PCR产物。
(2)研究人员为获得抗盐基因基因片段,设计了一些 PCR 引物(如下表所示),本次利用PCR扩增抗盐基因片段应选用的引物是_________。
项目
DNA序列(省略了部分核苷酸序列)
已知P基因序列
AACTATGCGCTCATGA……GCAATGCGTAGCCTCT
TTGATACGCGAGTACT……CGTTACGCATCGGAGA
PCR引物
①5′-AACTATGCGCTCATGA-3′
②5′-GCAATGCGTAGCCTCT-3′
③5′-AGAGGCTACGCATTGC-3′
④5′-TCATGAGCGCATAGTT-3′
(3)在构建重组 Ti 质粒时,应先对图中所示的抗盐基因片段和 Ti 质粒进行切割,其中 Ti 质粒应选用的限制酶是___________ 。限制酶切割完成后,再用___________酶进行连接。
(4)构建的基因表达载体导入植物细胞后,可接种到含__________的培养基上筛选导入成功的目的细胞;若要判定抗盐基因在目的细胞中是否表达,可以进行分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测__________;从转基因目的细胞中提取蛋白质,用相应的抗体进行______________杂交,检测抗盐基因是否翻译成抗盐蛋白。
20. 干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染,对病毒的防治有重要作用,用基因工程方法让酵母菌生产干扰素,可以使产量大幅度提高。下图是生产干扰素的酵母菌的培育过程。回答下列问题:
(1)要获得更多干扰素基因可用PCR 扩增技术,在 PCR 扩增仪中不断被消耗的物质有 ________和_______。
(2)干扰素基因可从人体T细胞中直接提取,再利用PCR技术进行扩增,在PCR反应体系中一般需要加入Mg2+的原因是________________。
(3)人类干扰素基因能和酵母菌的质粒拼接成功后,能正常表达的理论基础是__________。
(4)干扰素在体外保存相当困难,但如果将其分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在-70℃的条件下,可以保存半年。请根据蛋白质工程的原理设计实验对干扰素进行改 造,使其保存时间延长,实验设计思路是将基因中____________序列替换成____________序列。
(5)酵母菌等微生物作为工程菌的优点有________(答出两点即可)。将带干扰素基因的质粒导入酵母菌细胞常用Ca2+处理细胞,使其成为________细胞。
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