精品解析:四川省眉山市仁寿县校联考2024-2025学年高二下学期6月期末生物试题
2025-08-02
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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-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 眉山市 |
| 地区(区县) | 仁寿县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.91 MB |
| 发布时间 | 2025-08-02 |
| 更新时间 | 2025-08-02 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53312550.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
23级高二下学期期末校校联考
生物试题
一、选择题(20题,每题2.5分,共50分)
1. 蓉蓉在家中制作泡菜时,发现泡菜坛内出现了少量霉斑,泡菜口感偏软且有异味。造成这种现象的主要原因可能是( )
A. 食盐添加比例过高,抑制乳酸菌活动 B. 坛口密封不严,需氧型杂菌大量繁殖
C. 腌制的时间过短,亚硝酸盐含量较高 D. 环境的温度过低,发酵进程显著延缓
2. 某啤酒厂为了改进啤酒发酵工艺,提高啤酒的品质和产量,对发酵过程开展了一系列研究。下列关于啤酒发酵过程的说法,错误的是( )
A. 干燥麦芽碾磨成麦芽粉有利于糖化反应进行
B. 酵母菌在发酵过程能将糖转化为酒精和CO2
C. 发酵完成后立即进行高压灭菌防止杂菌滋生
D. 增加酵母菌的接种量能缩短啤酒的发酵周期
3. 苹果树腐烂病由真菌感染引起,欲从土壤中筛选具有抑制真菌作用的芽孢杆菌,科研人员进行相关实验如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. ①过程将土样溶解到锥形瓶中,需在酒精灯火焰旁操作
B. ②过程稀释时,可以取1mL菌液加入9mL无菌水中
C. ③过程待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置培养
D. 筛选目的菌时,A、B处应该分别接种芽孢杆菌和真菌
4. 某农业科研机构为培育出具备更强抗逆性与优良品质的番茄相关品种,运用植物细胞工程基本技术开展了一系列复杂实验。下列关于该实验过程的叙述,正确的是( )
A. 用聚乙二醇促进番茄与马铃薯原生质体融合,经组织培养均可发育成杂种植株
B. 对二倍体番茄的花粉进行花粉离体培养,最终所得的番茄植株均为纯合二倍体
C. 从番茄幼叶获取的外植体,经消毒后接种只含赤霉素的培养基上可启动脱分化
D. 构建含抗逆基因表达载体导入番茄细胞,经培养的愈伤组织分化受光照的调控
5. 生物碱为铁皮石斛的次级代谢物。下图是以铁皮石斛为材料,培养拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列相关分析,错误的是( )
A. 过程①的培养基需要添加生长素、细胞分裂素来培养PLBs
B. 过程②应该选择细胞数量/生物碱产量比值大的高产细胞系
C. 过程③产生的生物碱是铁皮石斛生存和生长所必需的物质
D. 该过程利用了植物细胞培养技术来进行细胞产物的工厂生产
6. 某生物制药公司为研发新型抗癌药物,利用动物细胞培养技术构建药物筛选模型。下列关于该过程的说法,错误的是( )
A. 培养牛成纤维细胞,使用胰蛋白酶的浓度过高可能会损伤细胞
B. 培养小鼠骨髓瘤细胞,原代培养时因接触抑制细胞会停止分裂
C. 培养大鼠肝细胞,定期更换细胞培养液可防止有害代谢物积累
D. 培养兔淋巴细胞,悬浮培养的细胞在传代培养时用离心法收集
7. 科研人员利用胚胎工程技术快速繁殖良种奶牛的流程如下:良种母牛采卵→良种公牛采精→受精→早期胚胎→移植到受体母牛→分娩。下列相关叙述,错误的是( )
A. 从卵巢中采集的卵母细胞需培养至MII期才能受精
B. 对良种母牛使用雌激素处理以促使该母牛超数排卵
C. 胚胎分割时需要将内细胞团均等分割以保证成活率
D. 受体母牛对植入的胚胎基本不会发生免疫排斥反应
8. 下图是通过动物细胞工程和胚胎工程拯救亚洲黑熊的过程。下列有关说法,正确的是( )
A. 过程①精子入卵后,被激活卵子完成减数第二次分裂并排出第二极体
B. 采集到的野生亚洲黑熊C的精子可与黑熊A的卵细胞直接进行体外受精
C. 重构胚③发育到原肠胚阶段时才可以将胚胎移植到D受体雌性的子宫中
D. 图中妊娠分娩后产生的E后代的遗传物质与F后代的遗传物质完全相同
9. 中国科研人员历经5年多时间,通过体细胞核移植技术成功克隆出“中中”和“华华”两只猕猴,如下图所示。下列关于该过程的分析,错误的是( )
A. 灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理有利于诱导细胞的融合
B. 通过显微操作技术去掉卵母细胞的细胞核能获得去核卵母细胞
C. 重构胚的激活需用灭活的仙台病毒处理以完成细胞分裂和发育
D. 胚胎移植之前需要对供体母猴和代孕母猴进行同期的发情处理
10. 人血清白蛋白(HSA)是血浆蛋白的主要成分。科研人员利用PCR扩增人某条染色体上的DNA分子可获得大量的HSA基因。下列有关叙述错误的是( )
A. HSA基因的扩增应该选择引物Ⅱ和引物Ⅲ
B. 温度降到50℃左右利于引物与模版DNA结合
C. PCR第4次循环共需要消耗的引物是15对
D. PCR循环5次总共获得HSA基因是22个
11. 某同学以香蕉为材料对DNA分子进行粗提取并进行鉴定。下列对该实验的分析,错误的是( )
A. 用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是DNA不溶于酒精
B. 研磨液中2mol/L的NaCl溶液有利于DNA溶解和去除杂质
C. 研磨液经过滤放在4℃冰箱静置后取上清液加入预冷的酒精
D. 析出的丝状物加入4mL二苯胺试剂后溶液即可出现蓝色现象
12. 下图为构建基因表达载体和检测受体细胞是否含有目的基因的过程示意图,其中LacZ基因控制合成的酶可以分解物质X产生蓝色物质,使平板上形成的菌落呈蓝色,否则菌落为白色。下列叙述错误的是( )
A. ①过程需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B. ②过程可用Ca2+处理进而有利于重组DNA的吸收
C. ③过程的培养基中除基本成分外仅需加入物质X
D. 实验结果形成白色菌落的大肠杆菌中含有目的基因
13. 甲型流感病毒的抗原性与感染性与其表面的R蛋白(血凝素蛋白)密切相关,现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程,图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是( )
A. 图甲至少需用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶
B. 图乙进行琼脂糖凝胶电泳时,DNA分子越大,迁移速率就越慢
C. 根据图乙HindIII酶切结果推测,该重组质粒长度可能是2000bp
D. 根据图乙酶切结果推测,BamHI在重组质粒上有6个酶切位点
14. 科学家们致力通过基因工程手段解决各种医学和工业难题。下列关于基因工程技术应用的叙述,错误的是( )
A. 乳腺生物反应器只能在乳腺表达目的基因产物的原因是只有乳腺细胞含有相应启动子序列
B. 我国成功研制出的第一个基因工程药物是重组人干扰素α-1b可以用于治疗慢性乙型肝炎病
C. 利用转基因猪建立器官移植工厂涉及基因工程技术、体细胞核移植技术、胚胎移植技术等
D. 利用基因工程菌来生产工业用酶的优点是酶纯度更高、生产成本显著降低、生产效率较高
15. 生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,会引发人们对它安全性的关注,也会带来新的伦理困惑与挑战。下列有关生物技术的说法,正确的是( )
A. 生物武器危害大的原因是人体不会对制造的新病毒产生免疫反应
B. 将玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物可防止基因污染
C. 证明转基因食品安全比证明转基因食品不安全更容易获得充分证据
D. 生殖性克隆是利用克隆技术产生特定细胞来修复或替代受损的细胞
16. 人体感染链球菌等细菌后可致急性肾小球肾炎,患者体内存在抗原——抗体复合物,并出现蛋白尿。下列叙述正确的是( )
A. 用双缩脲试剂检测蛋白尿,需水浴加热方可呈现出紫色
B. 患者血浆蛋白减少使血浆渗透压升高,可出现组织水肿
C. 链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜
D. 内环境中形成的抗原-抗体复合物可被吞噬细胞吞噬消化
17. 英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现,用不含钙的生理盐水灌注蛙心,其收缩不能维持;用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐( )
A. 对于维持细胞的正常形态有着重要作用
B. 是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
C. 为蛙心细胞提供能量,使得蛙心可持续跳动
D. 对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
18. 科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列说法错误的是( )
A. 微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分
B. 内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
C. SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D. 经囊泡包裹离开内质网蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
19. 研究表明,大约2亿年前,UCYN—C古菌(一种细菌)与深海硅藻(深海热泉生态系统中发现的一种新型固氮真核生物)开始共生,UCYN—C古菌最终演变成了硅藻细胞中的固氮细胞器,命名为硅固氮体。下列相关叙述错误的是( )
A. 深海硅藻进行细胞分裂时,硅固氮体能够随着细胞质分裂而分配到子细胞中
B. 深海硅藻与UCYN—C古菌的共生关系体现了生物在极端环境下的一种适应
C. 深海硅藻和UCYN—C古菌代谢所需的能量均主要由线粒体提供
D. 硅固氮体这一固氮细胞器的发现为研究真核生物的起源提供了新的线索
20. 为了检测细胞膜结构特点,科学家做了如下实验,首先将细胞膜上的蛋白质分子偶联上荧光分子,可检测到荧光强度,再利用高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭(淬灭后荧光物质不再发荧光),停止照射一段时间后检测,发现该区域荧光强度逐渐恢复,过程如图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 本实验可以证明细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
B. 适当提高实验温度能够缩短检测区域荧光强度恢复所需时间
C. 荧光漂白区的恢复说明激光束消失后荧光分子功能恢复
D. 本实验可以为细胞膜上蛋白质移动速率提供定量的数据
二、非选择题(4题,共50分)
21. 磷是植物生长的重要元素,施入土壤中的磷,大多数会与Ca²⁺等阳离子结合形成难溶性磷酸盐。科研人员从贡柑果园土壤中筛选出可以将难溶性或不溶性磷转化成可溶性磷的高效解磷菌,主要流程如下图所示。回答下列问题:
(1)步骤③在最后一次稀释后,在3个平板上分别滴入0.1mL稀释液,经适当培养后,得到的结果分别是39、38、37,据此计算每克土样中的活菌数为______个。运用这种方法统计的菌落数往往比活菌实际数目______(填“少”或“多”),原因是_______。
(2)步骤④中待菌落长好后,应以______为标准来挑选菌落,再进行下一步平板划线操作。通常情况下,对获得的纯菌种可以依据______(如形状、大小、颜色等)对细菌进行初步的鉴定和分类。
(3)实验中欲判断选择培养基是否起到了选择作用,需要设置______作为对照。
(4)为进一步测定初步筛选的三种菌株实际溶解磷的能力,研究人员将它们接种到特定的培养基中,并在37℃、200r·min-1摇床培养,定期取上清液,测定溶液中可溶性磷含量,得到如图的曲线。
实验中用摇床进行培养优点是______(答2点)。本实验结果表明最优良的解磷菌株是______。
22. 毛花猕猴桃营养价值极高,多种植在南方,20多年前生长在山里,无人问津;软枣猕猴桃果皮光滑无毛,果实营养丰富,耐寒。某科研所欲利用这两种猕猴桃体细胞,通过细胞工程的方法培育出猕猴桃新品种,培育过程如下图所示。回答下列问题:
(1)过程①处理所需的酶是______,过程②可以用PEG处理,其目的是______。
(2)从过程④脱分化到过程⑤再分化需要更换新的培养基,原因是______。
(3)图中①→⑤过程通常需要光照的是______过程,光照对该过程的作用是______(答2点)。
(4)科研人员研究不同的原生质体密度对毛花猕猴桃原生质体和软枣猕猴桃原生质体融合率的影响,双核异核融合体结果如下图。
由图可知,双核异核融合体的融合率不能达到100%,可推知该培养液中共存在______种类型的双核融合体。本实验结果表明促进毛花猕猴桃原生质体和软枣猕猴桃原生质体融合的最适密度为______。
23. 目前最常利用杂交瘤杂交法来制备特异性抗体。长春花是野生花卉,其所含长春碱具有良好的抗肿瘤作用。图1是某双特异性抗体作用图,图2是科研人员通过杂交—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部分过程。回答下列问题:
(1)图2中将获得的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,用HAT选择培养基进行第一次筛选。研究显示核酸合成有两个途径:全合成途径和补救合成途径。物质A可以阻断全合成途径(如下图);正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶,但是制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶,因此可用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”作为选择培养基筛选出杂交瘤细胞。
在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合前,将部分培养细胞置于含HAT的选择培养基中培养,一段时间后培养基中______(填“有”或“无”)骨髓瘤细胞生长,说明该HAT培养基符合实验要求。杂交瘤细胞可以在HAT培养基上大量增殖的原因是可以通过______(填“全合成途径”或“补救合成途径”)合成DNA。
(2)图2中还需利用多孔培养板进行第二次筛选,即对上述选择培养的杂交瘤细胞进行______和______;图中获得的单克隆杂交瘤细胞在方框内还需要经过______次筛选,才能获得单克隆杂交—杂交瘤细胞。
(3)与直接使用长春碱相比,图1所示的给药方式对人体的副作用更小,原因是______。
(4)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,该人源化改造的目的是______。
24. 由P基因编码的蛋白P是一种水通道蛋白,该蛋白在植物调节水分吸收方面发挥着重要的作用。科研人员成功培育出超量表达蛋白P的转基因玉米,培育过程所用P基因片段和Ti质粒如图所示。回答下列问题:
(1)为获取足够量的P基因片段,常用PCR技术进行扩增,扩增时设计的引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列______的短单链核酸。研究人员为获得P基因片段,设计了一些PCR引物(如下表所示),本次利用PCR扩增P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
5'-AACTATGCGCTCATGA……GCAATGCGTAGCCTCT-3'
3'-TTGATACGCGAGTACT……CGTTACGCATCGGAGA-5'
PCR引物
①5'-AACTATGCGCTCATGA-3'
②5'-GCAATGCGTAGCCTCT-3'
③5'-AGAGGCTACGCATTGC-3'
④5'-TCATGAGCGCATAGTT-3'
(2)在构建重组Ti质粒时,应先对图中所示的P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。
(3)将构建的基因表达载体导入玉米细胞时,首先将玉米愈伤组织与含有目的基因的重组Ti质粒的农杆菌共培养,然后将其转移至含有______(填“潮霉素”或“卡那霉素”或“潮霉素和卡那霉素”)的培养基中继续培养以筛选转化细胞,理由是_______。筛选出的愈伤组织经脱分化过程发育为试管苗,最终培养成转基因玉米。
(4)该转基因玉米体细胞能超量表达蛋白P,理由是______。
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23级高二下学期期末校校联考
生物试题
一、选择题(20题,每题2.5分,共50分)
1. 蓉蓉在家中制作泡菜时,发现泡菜坛内出现了少量霉斑,泡菜口感偏软且有异味。造成这种现象的主要原因可能是( )
A. 食盐添加比例过高,抑制乳酸菌活动 B. 坛口密封不严,需氧型杂菌大量繁殖
C. 腌制的时间过短,亚硝酸盐含量较高 D. 环境的温度过低,发酵进程显著延缓
【答案】B
【解析】
【分析】泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌,其代谢类型是异养厌氧型,在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖分解为乳酸。泡菜坛内出现了少量霉斑,说明有杂菌污染。
【详解】A、食盐过高虽会抑制乳酸菌,但更可能造成发酵缓慢或失败,而非直接导致霉斑和异味,A错误;
B、泡菜发酵需严格厌氧环境。坛口密封不严会使氧气进入,导致需氧型杂菌(如霉菌、酵母菌)大量繁殖,产生霉斑、异味,并分解蔬菜纤维素,造成口感偏软,B正确;
C、亚硝酸盐是发酵初期产物,含量高可能引起健康风险或轻微异味,但不会导致霉斑或明显软化,C错误;
D、低温会延缓乳酸菌发酵,但通常不会引发霉斑或异味,反而可能抑制杂菌生长,D错误。
故选B。
2. 某啤酒厂为了改进啤酒发酵工艺,提高啤酒的品质和产量,对发酵过程开展了一系列研究。下列关于啤酒发酵过程的说法,错误的是( )
A. 干燥麦芽碾磨成麦芽粉有利于糖化反应进行
B. 酵母菌在发酵过程能将糖转化为酒精和CO2
C. 发酵完成后立即进行高压灭菌防止杂菌滋生
D. 增加酵母菌的接种量能缩短啤酒的发酵周期
【答案】C
【解析】
【详解】A、干燥麦芽碾磨成粉可增大与酶的接触面积,促进淀粉分解为可发酵糖,糖化反应效率提高,A正确;
B、酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵,将葡萄糖转化为乙醇和CO2,B正确;
C、高压灭菌会杀死酵母菌并破坏啤酒风味,实际生产中通过低温、调节pH或过滤等方法控制杂菌,C错误;
D、增加接种量可加快发酵速率,缩短达到产物峰值所需时间,D正确。
故选C。
3. 苹果树腐烂病由真菌感染引起,欲从土壤中筛选具有抑制真菌作用的芽孢杆菌,科研人员进行相关实验如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. ①过程将土样溶解到锥形瓶中,需在酒精灯火焰旁操作
B. ②过程在稀释时,可以取1mL菌液加入9mL无菌水中
C. ③过程待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置培养
D. 筛选目的菌时,A、B处应该分别接种芽孢杆菌和真菌
【答案】D
【解析】
【详解】A、①过程将土样溶解到锥形瓶中,为了防止杂菌污染,需在酒精灯火焰旁操作,A正确;
B、②过程稀释时,若取 1 mL 菌液加入10mL 无菌水中,稀释倍数为11倍,一般梯度稀释时常用10倍稀释,即取1mL 菌液加入9mL 无菌水中,B正确;
C、③过程为倒平板,待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置培养,C正确;
D、筛选目的菌时,A、B处应该分别接种真菌和芽孢杆菌,观察芽孢杆菌对真菌的抑制作用,D错误。
故选D。
4. 某农业科研机构为培育出具备更强抗逆性与优良品质的番茄相关品种,运用植物细胞工程基本技术开展了一系列复杂实验。下列关于该实验过程的叙述,正确的是( )
A. 用聚乙二醇促进番茄与马铃薯原生质体融合,经组织培养均可发育成杂种植株
B. 对二倍体番茄的花粉进行花粉离体培养,最终所得的番茄植株均为纯合二倍体
C. 从番茄幼叶获取的外植体,经消毒后接种只含赤霉素的培养基上可启动脱分化
D. 构建含抗逆基因表达载体导入番茄细胞,经培养的愈伤组织分化受光照的调控
【答案】D
【解析】
【详解】A、 番茄与马铃薯原生质体融合后,经组织培养形成的杂种植株需要考虑杂种细胞的全能性表达等问题,实际操作中并不是都能顺利发育成杂种植株,存在融合后细胞不分裂、不能正常分化等情况,A错误;
B、 对二倍体番茄的花粉进行花粉离体培养,所得的番茄植株是单倍体,B错误;
C、从番茄幼叶获取的外植体,经消毒后接种到含有生长素和细胞分裂素等植物激素比例合适的培养基上才可启动脱分化,C错误;
D、构建含抗逆基因表达载体导入番茄细胞,经培养的愈伤组织分化受光照的调控,光照会影响植物组织培养过程中细胞的分化方向等,D正确。
故选D。
5. 生物碱为铁皮石斛的次级代谢物。下图是以铁皮石斛为材料,培养拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列相关分析,错误的是( )
A. 过程①的培养基需要添加生长素、细胞分裂素来培养PLBs
B. 过程②应该选择细胞数量/生物碱产量比值大的高产细胞系
C. 过程③产生的生物碱是铁皮石斛生存和生长所必需的物质
D. 该过程利用了植物细胞培养技术来进行细胞产物的工厂生产
【答案】BC
【解析】
【分析】在一定的激素和营养等条件的诱导下,外植体可脱分化形成愈伤组织。在脱分化过程中,植物细胞的分化程度逐渐降低,全能性逐渐升高。脱分化形成的愈伤组织由一些排列疏松而无规则,高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞组成。
【详解】A、在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素是常用的植物激素,它们能够调控细胞的分裂和分化,从而促进愈伤组织(类似拟原球茎PLBs)的形成,A正确;
B、该实验目的是要生产生物碱,故过程②需要选择生物碱产量/细胞数量的值大的PLBs作为高产细胞系,B错误;
C、生物碱是铁皮石斛的次生代谢物,不是细胞进行正常生命活动必需的物质,C错误;
D、该过程中的PLBs类似愈伤组织,运用了植物细胞培养技术,可以在实验室条件下大量生产生物碱,因此,该过程利用了植物细胞培养技术来进行细胞产物的工厂生产,D正确。
故选BC。
6. 某生物制药公司为研发新型抗癌药物,利用动物细胞培养技术构建药物筛选模型。下列关于该过程的说法,错误的是( )
A. 培养牛成纤维细胞,使用胰蛋白酶的浓度过高可能会损伤细胞
B. 培养小鼠骨髓瘤细胞,原代培养时因接触抑制细胞会停止分裂
C. 培养大鼠肝细胞,定期更换细胞培养液可防止有害代谢物积累
D. 培养兔淋巴细胞,悬浮培养的细胞在传代培养时用离心法收集
【答案】B
【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。
【详解】A、培养牛成纤维细胞时,如果胰蛋白酶浓度过高,会过度消化细胞膜蛋白,导致细胞损伤,A正确;
B、培养小鼠骨髓瘤细胞时,原代培养中,癌细胞通常失去了接触抑制的特性,因此不会因接触抑制而停止分裂,B错误;
C、培养大鼠肝细胞时,细胞代谢会产生有害物质,定期更换培养液可以补充营养物质并清除这些代谢物,防止其积累对细胞造成毒害,C正确;
D、悬浮培养的细胞在传代培养时用离心法收集,D正确。
故选B。
7. 科研人员利用胚胎工程技术快速繁殖良种奶牛的流程如下:良种母牛采卵→良种公牛采精→受精→早期胚胎→移植到受体母牛→分娩。下列相关叙述,错误的是( )
A. 从卵巢中采集的卵母细胞需培养至MII期才能受精
B. 对良种母牛使用雌激素处理以促使该母牛超数排卵
C. 胚胎分割时需要将内细胞团均等分割以保证成活率
D. 受体母牛对植入的胚胎基本不会发生免疫排斥反应
【答案】B
【解析】
【详解】A、卵母细胞需在体外培养至MII中期才能与精子受精,因为此时细胞核成熟,具备受精能力,A正确;
B、超数排卵需使用促性腺激素,而非雌激素, B错误;
C、胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割,否则分割后的胚胎发育会受阻,C正确;
D、受体母牛子宫对同种胚胎的免疫排斥反应微弱,这是胚胎移植成功的生理基础,D正确。
故选B。
8. 下图是通过动物细胞工程和胚胎工程拯救亚洲黑熊的过程。下列有关说法,正确的是( )
A. 过程①精子入卵后,被激活的卵子完成减数第二次分裂并排出第二极体
B. 采集到的野生亚洲黑熊C的精子可与黑熊A的卵细胞直接进行体外受精
C. 重构胚③发育到原肠胚阶段时才可以将胚胎移植到D受体雌性的子宫中
D. 图中妊娠分娩后产生E后代的遗传物质与F后代的遗传物质完全相同
【答案】A
【解析】
【分析】图中①为体外受精,②为卵母细胞去核处理,③为体细胞核移植形成重构胚。
【详解】A、过程①精子入卵后,被激活的卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体,A正确;
B、采集到的野生亚洲黑熊C的精子要经过获能,黑熊A的卵母细胞要培育到MⅡ才能受精,B错误;
C、重构胚③发育到囊胚或桑葚胚阶段时才可以将胚胎移植到D受体雌性的子宫中,C错误;
D、E后代是体外受精而来,遗传物质来源于A和C,F后代是核移植而来,遗传物质主要来自B,少量来自A,因此E后代的遗传物质与F后代的遗传物质不相同,D错误。
故选A。
9. 中国科研人员历经5年多时间,通过体细胞核移植技术成功克隆出“中中”和“华华”两只猕猴,如下图所示。下列关于该过程的分析,错误的是( )
A. 灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理有利于诱导细胞的融合
B. 通过显微操作技术去掉卵母细胞的细胞核能获得去核卵母细胞
C. 重构胚的激活需用灭活的仙台病毒处理以完成细胞分裂和发育
D. 胚胎移植之前需要对供体母猴和代孕母猴进行同期的发情处理
【答案】C
【解析】
【分析】克隆动物概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经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,这个新的胚胎最终发育成动物个体,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、灭活的仙台病毒具有促融的作用,因此,这里用灭活的仙台病毒短暂处理的作用是诱导细胞融合,A正确;
B、去除卵母细胞中的细胞核常用显微操作技术,B正确;
C、电刺激等物理方法或乙醇载体等化学方法都可以激活重构胚,重构胚的激活不需用灭活的仙台病毒处理,C错误;
D、胚胎移植之前需要对供体母猴和代孕母猴进行同期的发情处理,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境,D正确。
故选C。
10. 人血清白蛋白(HSA)是血浆蛋白的主要成分。科研人员利用PCR扩增人某条染色体上的DNA分子可获得大量的HSA基因。下列有关叙述错误的是( )
A. HSA基因的扩增应该选择引物Ⅱ和引物Ⅲ
B. 温度降到50℃左右利于引物与模版DNA结合
C. PCR第4次循环共需要消耗的引物是15对
D. PCR循环5次总共获得HSA基因是22个
【答案】C
【解析】
【详解】A、磷酸端为5’端,子链的延伸在引物的3’端,引物结合在模板链的3'端,使子链从5'→3'延伸,扩增出HSA基因并用于表达载体的构建,应选择引物Ⅱ和引物III,A正确;
B、温度降到50℃左右利于引物与模板DNA结合,该过程为复性,B正确;
C、PCR第4次循环新产生的子代DNA数目为23=8个,DNA有两条链,每个子链的延伸均需要引物,因此,共需要消耗的引物是8对,C错误;
D、PCR循环5次总共获得HSA基因是25-2×5=22个,此时的HSA指的是引物之间的序列,D正确。
故选C。
11. 某同学以香蕉为材料对DNA分子进行粗提取并进行鉴定。下列对该实验的分析,错误的是( )
A. 用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是DNA不溶于酒精
B. 研磨液中2mol/L的NaCl溶液有利于DNA溶解和去除杂质
C. 研磨液经过滤放在4℃冰箱静置后取上清液加入预冷的酒精
D. 析出的丝状物加入4mL二苯胺试剂后溶液即可出现蓝色现象
【答案】D
【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。
【详解】A、DNA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,A正确;
B、DNA在2mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度较高,搅拌过滤后,DNA存在于滤液中,有利于去除杂质,B正确;
C、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件,将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精的目的是抑制DNA酶的活性,避免DNA被水解,C正确;
D、将析出的丝状物先溶于5ml 2mol/L NaCl溶液中,然后加入4mL二苯胺试剂,混匀后沸水浴中加热可出现蓝色,D错误。
故选D。
12. 下图为构建基因表达载体和检测受体细胞是否含有目的基因的过程示意图,其中LacZ基因控制合成的酶可以分解物质X产生蓝色物质,使平板上形成的菌落呈蓝色,否则菌落为白色。下列叙述错误的是( )
A. ①过程需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B. ②过程可用Ca2+处理进而有利于重组DNA的吸收
C. ③过程的培养基中除基本成分外仅需加入物质X
D. 实验结果形成白色菌落的大肠杆菌中含有目的基因
【答案】C
【解析】
【分析】 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。
【详解】A、①过程表示基因表达载体的构建,需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶,A正确;
B、将目的基因导入大肠杆菌,可用Ca2+处理大肠杆菌使其处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,B正确;
C、从图中看出,在培养基中还需要加入氨苄青霉素抗性基因进行筛选,C错误;
D、目的基因插入会破坏LacZ基因,所以实验结果中形成的白色菌落中的大肠杆菌不含有LacZ基因,说明插入了目的基因,D正确。
故选C
13. 甲型流感病毒的抗原性与感染性与其表面的R蛋白(血凝素蛋白)密切相关,现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程,图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是( )
A. 图甲至少需用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶
B. 图乙进行琼脂糖凝胶电泳时,DNA分子越大,迁移速率就越慢
C. 根据图乙HindIII酶切结果推测,该重组质粒长度可能是2000bp
D. 根据图乙酶切结果推测,BamHI在重组质粒上有6个酶切位点
【答案】D
【解析】
【分析】图甲中①是逆转录过程,②是经过复制形成双链cDNA,③是将R蛋白基因和质粒结合形成基因表达载体,图乙是用限制酶切割后形成的电泳图。
【详解】A、图甲获得重组质粒过程,需要逆转录、形成双链cDNA分子以及R蛋白基因与质粒的重组,所以至少需要应用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶,A正确;
B、待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率,DNA分子越小,迁移的速率越快,DNA分子越大, 迁移速率越慢,B正确;
CD、用Hind III将质粒切割后形成了200bp、400bp和1400bp共3个片段,说明Hind III在重组质粒上有3个酶切位点,由此可知该重组质粒长度可能是200bp+400bp+1400bp=2000bp,用Hind III和Bam HI将质粒切割后形成了200bp、420bp、560bp的片段,2000=420×2+560+200×3,所以一共形成了6个片段,因此共有6个酶切位点,因此Bam HI在重组质粒上有6-3=3个酶切位点,C正确、D错误。
故选D。
14. 科学家们致力通过基因工程手段解决各种医学和工业难题。下列关于基因工程技术应用的叙述,错误的是( )
A. 乳腺生物反应器只能在乳腺表达目的基因产物的原因是只有乳腺细胞含有相应启动子序列
B. 我国成功研制出的第一个基因工程药物是重组人干扰素α-1b可以用于治疗慢性乙型肝炎病
C. 利用转基因猪建立器官移植工厂涉及基因工程技术、体细胞核移植技术、胚胎移植技术等
D. 利用基因工程菌来生产工业用酶的优点是酶纯度更高、生产成本显著降低、生产效率较高
【答案】A
【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、生物体由受精卵发育而来,核基因均相同,乳腺生物反应器只能在乳腺表达目的基因产物的原因是只有乳腺细胞才能使相应启动子序列发挥作用,A错误;
B、重组人干扰素α-1b是用基因工程生产出的干扰素,可以用于治疗慢性乙型肝炎病,是我国成功研制出的第一个基因工程药物,B正确;
C、转基因猪需要将外源基因转入猪受精卵或重组细胞中,猪是哺乳动物,利用转基因猪建立器官移植工厂涉及基因工程技术、体细胞核移植技术、胚胎移植技术等,C正确;
D、挑选基因基因工程菌生产酶,酶纯度高,生产成本显著降低、生产效率较高,D正确。
故选A。
15. 生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,会引发人们对它安全性的关注,也会带来新的伦理困惑与挑战。下列有关生物技术的说法,正确的是( )
A. 生物武器危害大的原因是人体不会对制造的新病毒产生免疫反应
B. 将玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物可防止基因污染
C. 证明转基因食品安全比证明转基因食品不安全更容易获得充分证据
D. 生殖性克隆是利用克隆技术产生特定细胞来修复或替代受损的细胞
【答案】B
【解析】
【分析】转基因生物的安全性的问题:食品安全问题、生物安全、环境安全,对待转基因技术的利弊,正确做法应该是趋利避害,不能因噎废食。
【详解】A、生物武器的危害性在于其可能制造出人体免疫系统无法识别的新病毒,导致缺乏有效免疫反应,A错误;
B、在转基因研究工作中,科学家会采取很多方法防止基因污染,如将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性,因而可以防止转基因花粉的传播,B正确;
C、证明转基因食品安全需要大量的实验、长期的监测等多方面的工作,而要证明其不安全,只要发现一个可能存在的风险点就可以,所以证明转基因食品安全比证明其不安全更难,C错误;
D、生殖性克隆是通过克隆技术产生独立生存的新个体,D错误。
故选B。
16. 人体感染链球菌等细菌后可致急性肾小球肾炎,患者体内存在抗原——抗体复合物,并出现蛋白尿。下列叙述正确的是( )
A. 用双缩脲试剂检测蛋白尿,需水浴加热方可呈现出紫色
B. 患者血浆蛋白减少使血浆渗透压升高,可出现组织水肿
C. 链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜
D. 内环境中形成的抗原-抗体复合物可被吞噬细胞吞噬消化
【答案】D
【解析】
【详解】A.用双缩脲试剂检测蛋白尿时,无需水浴加热直接观察即可;A错误。
B.患者血浆蛋白减少使血浆渗透压降低,可出现组织水肿;B错误。
C.链球菌是原核生物,无高尔基体;C错误。
D.内环境中形成的抗原-抗体复合物可被吞噬细胞吞噬消化;D正确。
故选D。
【定位】本题主要是考查内环境稳态调节的机制,涉及蛋白质的鉴定原理、组织水肿的成因以及免疫调节过程中发生的相应变化等知识点。
17. 英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现,用不含钙的生理盐水灌注蛙心,其收缩不能维持;用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐( )
A. 对于维持细胞的正常形态有着重要作用
B. 是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
C. 为蛙心细胞提供能量,使得蛙心可持续跳动
D. 对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
【答案】D
【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,如Fe2+是血红蛋白的主要成分,Mg2+是叶绿素的必要成分;(2)维持细胞的生命活动,如Ca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】无机盐不是能源物质,不能为蛙心的持续跳动提供能量,由题意知,对离体蛙心进行实验时,用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心,收缩不能维持;用含少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时,说明含钙和钾的生理盐水对于维持蛙的心跳具有重要作用,这说明无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,D正确,ABC错误。
故选D。
18. 科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列说法错误的是( )
A. 微粒体中膜是内质网膜结构的一部分
B. 内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解酶
C. SP合成缺陷的细胞中,分泌蛋白会聚集在内质网腔
D. 经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
【答案】C
【解析】
【分析】核糖体是生产蛋白质的机器,核糖体上合成肽链后经内质网、高尔基体的加工,最终形成具有一定空间结构的蛋白质,才具有生物活性。
【详解】A、微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分,A正确;
B、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含信号肽(SP),说明在内质网腔内“信号肽”被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),B正确;
C、SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中不会合成SP,因此不会聚集在内质网中,C错误;
D、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质需要经高尔基体进一步加工成熟,具有一定空间结构,具有生物活性,D正确。
故选C。
19. 研究表明,大约2亿年前,UCYN—C古菌(一种细菌)与深海硅藻(深海热泉生态系统中发现的一种新型固氮真核生物)开始共生,UCYN—C古菌最终演变成了硅藻细胞中的固氮细胞器,命名为硅固氮体。下列相关叙述错误的是( )
A. 深海硅藻进行细胞分裂时,硅固氮体能够随着细胞质分裂而分配到子细胞中
B. 深海硅藻与UCYN—C古菌的共生关系体现了生物在极端环境下的一种适应
C. 深海硅藻和UCYN—C古菌代谢所需的能量均主要由线粒体提供
D. 硅固氮体这一固氮细胞器的发现为研究真核生物的起源提供了新的线索
【答案】C
【解析】
【分析】1、科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。由真核细胞构成的生物叫作真核生物,由原核细胞构成的生物叫作原核生物。
2、真核细胞和原核细胞最本质的区别在于有无核膜包被的细胞核,原核细胞只有唯一的细胞器核糖体。
【详解】A、在细胞分裂时,硅固氮体能像真核细胞的细胞器那样随着细胞质分裂而分配到子细胞中,A正确;
B、深海环境属于极端环境,深海硅藻与UCYN - C古菌能在这样的环境中形成共生关系,这种共生关系有助于它们更好地在极端环境中生存和繁衍,体现了生物对极端环境的一种适应,B正确;
C、UCYN - C古菌是原核生物,原核生物没有线粒体这种细胞器,其代谢所需能量不是由线粒体提供,C错误;
D、硅固氮体是由细菌演变形成的细胞器,它的发现主要是在固氮机制等方面提供了新的研究方向,为研究真核生物的起源提供新线索,D正确。
故选C。
20. 为了检测细胞膜的结构特点,科学家做了如下实验,首先将细胞膜上的蛋白质分子偶联上荧光分子,可检测到荧光强度,再利用高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭(淬灭后荧光物质不再发荧光),停止照射一段时间后检测,发现该区域荧光强度逐渐恢复,过程如图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 本实验可以证明细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
B. 适当提高实验温度能够缩短检测区域荧光强度恢复所需时间
C. 荧光漂白区的恢复说明激光束消失后荧光分子功能恢复
D. 本实验可以为细胞膜上蛋白质移动速率提供定量的数据
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意可知高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭,一段时间后检测发现该区域荧光强度逐渐恢复,由此判断细胞膜上的荧光发生了移动,说明细胞膜具有流动性。
【详解】A、细胞膜的主要结构成分是磷脂和蛋白质,本实验用荧光标记蛋白质,荧光淬灭区域在一段时间后恢复了荧光强度,由此判断被荧光标记的蛋白质发生了运动,所以本实验可以证明细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,A正确;
B、 温度会影响分子的运动,进而提高膜的流动性,所以适当提高实验温度,有助于被荧光标记的蛋白运动到荧光淬灭区域,能够缩短该区域荧光强度恢复所需时间,B正确;
C、由题可知高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭,淬灭后荧光物质不再发荧光,C错误;
D、本实验中,细胞膜上蛋白质移动速率越快,膜的流动性就越强,发生荧光淬灭的区域恢复荧光强度所需时间就越短,所以可以根据发生荧光淬灭的区域恢复荧光强度所需时间的长短定量的反映细胞膜上蛋白质的移动速率,D正确;
故选C。
二、非选择题(4题,共50分)
21. 磷是植物生长的重要元素,施入土壤中的磷,大多数会与Ca²⁺等阳离子结合形成难溶性磷酸盐。科研人员从贡柑果园土壤中筛选出可以将难溶性或不溶性磷转化成可溶性磷的高效解磷菌,主要流程如下图所示。回答下列问题:
(1)步骤③在最后一次稀释后,在3个平板上分别滴入0.1mL稀释液,经适当培养后,得到的结果分别是39、38、37,据此计算每克土样中的活菌数为______个。运用这种方法统计的菌落数往往比活菌实际数目______(填“少”或“多”),原因是_______。
(2)步骤④中待菌落长好后,应以______为标准来挑选菌落,再进行下一步平板划线操作。通常情况下,对获得的纯菌种可以依据______(如形状、大小、颜色等)对细菌进行初步的鉴定和分类。
(3)实验中欲判断选择培养基是否起到了选择作用,需要设置______作为对照。
(4)为进一步测定初步筛选的三种菌株实际溶解磷的能力,研究人员将它们接种到特定的培养基中,并在37℃、200r·min-1摇床培养,定期取上清液,测定溶液中可溶性磷含量,得到如图的曲线。
实验中用摇床进行培养的优点是______(答2点)。本实验结果表明最优良的解磷菌株是______。
【答案】(1) ①. 3.8×106 ②. 少 ③. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(2) ①. 溶磷圈直径与菌落直径比值较大 ②. 菌落的特征
(3)接种等量土壤悬浮液的牛肉膏蛋白胨培养基
(4) ①. 增加培养液中的溶氧量;使菌株与营养物质充分接触 ②. M-3-01
【解析】
【分析】微生物的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等。筛选目的微生物必须使用选择培养基。从土壤中分离微生物的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株常用的接种方法主要有稀释涂布平板法和平板划线法。
【小问1详解】
步骤③进行了3次稀释,每次稀释了10倍,则共将土壤悬浮液稀释了1000倍。(39+38+37)÷3÷0.1×104=3.8×106个。由于两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此该数值与活菌的实际数目相比偏低。
【小问2详解】
溶磷圈直径(D)与菌落直径(d)比值较大,说明细菌分解磷酸盐的能力较强,所以选择溶磷圈直径(D)与菌落直径(d)比值较大的菌落。不同的微生物具有特定的菌落特征,所以可通过观察菌落的形状、大小、颜色等特征对细菌进行初步的鉴定和分类。
【小问3详解】
采用稀释涂布平板法可对高效解磷菌进行分离和计数,若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需设置接种等量土壤悬浮液的牛肉膏蛋白胨培养基作对照,若该培养基上的微生物种类和数量多,则可证明选择培养基的选择作用。
【小问4详解】
摇床培养是实验室培养需氧微生物的常用方法,使用摇床培养,不仅可以增大培养液中溶氧量,促进微生物的有氧呼吸,而且能够增加菌体与培养液的接触,有利于物质交换,提高营养物质的利用率。根据实验曲线图,培养相同时间后,M-3-01的上清液中可溶性磷含量较高,可知M-3-01实际溶解磷能力最强。
22. 毛花猕猴桃营养价值极高,多种植在南方,20多年前生长在山里,无人问津;软枣猕猴桃果皮光滑无毛,果实营养丰富,耐寒。某科研所欲利用这两种猕猴桃体细胞,通过细胞工程的方法培育出猕猴桃新品种,培育过程如下图所示。回答下列问题:
(1)过程①处理所需的酶是______,过程②可以用PEG处理,其目的是______。
(2)从过程④脱分化到过程⑤再分化需要更换新的培养基,原因是______。
(3)图中①→⑤过程通常需要光照的是______过程,光照对该过程的作用是______(答2点)。
(4)科研人员研究不同的原生质体密度对毛花猕猴桃原生质体和软枣猕猴桃原生质体融合率的影响,双核异核融合体结果如下图。
由图可知,双核异核融合体的融合率不能达到100%,可推知该培养液中共存在______种类型的双核融合体。本实验结果表明促进毛花猕猴桃原生质体和软枣猕猴桃原生质体融合的最适密度为______。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 诱导原生质体融合
(2)愈伤组织形成试管苗的过程中,不同阶段对营养物质和植物激素的需求不同
(3) ①. ⑤ ②. 诱导叶绿素的合成;进行光合作用合成有机物提供能量
(4) ①. 3 ②. 1×106个/mL
【解析】
【分析】题图分析,图示表示植物体细胞杂交的具体过程,其中①表示去壁过程,②为诱导原生质体融合,③为杂种细胞再生出新的细胞壁,④为脱分化,⑤为再分化。
【小问1详解】
过程①(去除植物细胞壁)通常用的操作方法是用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁,因为植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,过程②(诱导原生质体融合)使用的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法和高Ca2+-高pH融合法。
【小问2详解】
从过程④(脱分化)到过程⑤(再分化)需要更换培养基,原因是诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的营养物质以及生长素和细胞分裂素的比例不同,即生长素和细胞分裂素的比例影响植物细胞分化的方向。
【小问3详解】
从愈伤组织培养到试管苗的过程一般需要提供光照,原因是叶绿素的合成需要光照,叶绿素的合成有利于光合作用的进行制造有机物,且光合作用需要光照。即图中①→⑤过程通常需要光照的是⑤。
【小问4详解】
由图可知,双核异核融合体的融合率不能达到100%,在考虑两两融合的情况下,该培养液中共存在3种类型的双核融合体,其中两种是同核融合。根据实验结果可知,促进毛花猕猴桃原生质体和软枣猕猴桃原生质体融合的最适密度为1×106个/mL,因为该条件下,双核双核异核融合率最高。
23. 目前最常利用杂交瘤杂交法来制备特异性抗体。长春花是野生花卉,其所含长春碱具有良好的抗肿瘤作用。图1是某双特异性抗体作用图,图2是科研人员通过杂交—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部分过程。回答下列问题:
(1)图2中将获得的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,用HAT选择培养基进行第一次筛选。研究显示核酸合成有两个途径:全合成途径和补救合成途径。物质A可以阻断全合成途径(如下图);正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶,但是制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶,因此可用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”作为选择培养基筛选出杂交瘤细胞。
在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合前,将部分培养细胞置于含HAT的选择培养基中培养,一段时间后培养基中______(填“有”或“无”)骨髓瘤细胞生长,说明该HAT培养基符合实验要求。杂交瘤细胞可以在HAT培养基上大量增殖的原因是可以通过______(填“全合成途径”或“补救合成途径”)合成DNA。
(2)图2中还需利用多孔培养板进行第二次筛选,即对上述选择培养的杂交瘤细胞进行______和______;图中获得的单克隆杂交瘤细胞在方框内还需要经过______次筛选,才能获得单克隆杂交—杂交瘤细胞。
(3)与直接使用长春碱相比,图1所示的给药方式对人体的副作用更小,原因是______。
(4)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,该人源化改造的目的是______。
【答案】(1) ①. 无 ②. 补救合成途径
(2) ①. 克隆化培养 ②. 抗体检测 ③. 2
(3)携带药物(长春碱)的双特异性单克隆抗体能特异性识别肿瘤细胞,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤
(4)降低抗体诱发免疫反应的强度
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【小问1详解】
图中显示,核苷酸合成有两个途径,物质A可以阻断其中的全合成途径,正常细胞含有补救合成途径所必需得转化酶和激酶,骨髓瘤细胞中缺乏转化酶,因此加入H、A、T三种物质后,骨髓瘤细胞及其自身融合的细胞中缺乏转化酶,无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖;即已经免疫的B淋巴细胞和自身融合的细胞也因高度分化而不能增殖,故在该培养基上能增殖的只有杂交瘤细胞在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合前,因此,将部分培养细胞置于含HAT的选择培养基中培养,培养基中“无”骨髓瘤细胞生长,说明该HAT培养基符合实验要求。杂交瘤细胞可以在HAT培养基上大量增殖的原因是可以通过“补救合成途径”合成DNA。
【小问2详解】
图2中还需利用多孔培养板进行第二次筛选,即对上述选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,进而可以筛选出能产生目标抗体的杂交瘤细胞;图中获得的单克隆杂交瘤细胞还需要与通过注射长春碱获得的B淋巴细胞的融合,因此,在方框内还需要经过2次筛选,才能获得单克隆杂交—杂交瘤细胞。
【小问3详解】
与直接使用长春碱相比,图1所示的给药方式能将药物直接定向给肿瘤细胞进行选择性杀伤,因而对人体的副作用更小,即携带药物(长春碱)的双特异性单克隆抗体能特异性识别肿瘤细胞,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【小问4详解】
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,减少与人体抗原的差异,进而降低抗体诱发免疫反应的强度,降低施用风险。
24. 由P基因编码的蛋白P是一种水通道蛋白,该蛋白在植物调节水分吸收方面发挥着重要的作用。科研人员成功培育出超量表达蛋白P的转基因玉米,培育过程所用P基因片段和Ti质粒如图所示。回答下列问题:
(1)为获取足够量的P基因片段,常用PCR技术进行扩增,扩增时设计的引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列______的短单链核酸。研究人员为获得P基因片段,设计了一些PCR引物(如下表所示),本次利用PCR扩增P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
5'-AACTATGCGCTCATGA……GCAATGCGTAGCCTCT-3'
3'-TTGATACGCGAGTACT……CGTTACGCATCGGAGA-5'
PCR引物
①5'-AACTATGCGCTCATGA-3'
②5'-GCAATGCGTAGCCTCT-3'
③5'-AGAGGCTACGCATTGC-3'
④5'-TCATGAGCGCATAGTT-3'
(2)在构建重组Ti质粒时,应先对图中所示的P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。
(3)将构建基因表达载体导入玉米细胞时,首先将玉米愈伤组织与含有目的基因的重组Ti质粒的农杆菌共培养,然后将其转移至含有______(填“潮霉素”或“卡那霉素”或“潮霉素和卡那霉素”)的培养基中继续培养以筛选转化细胞,理由是_______。筛选出的愈伤组织经脱分化过程发育为试管苗,最终培养成转基因玉米。
(4)该转基因玉米体细胞能超量表达蛋白P,理由是______。
【答案】(1) ①. 互补配对 ②. ①、③
(2) ①. EcoRI和SpeI ②. DNA连接
(3) ①. 潮霉素 ②. 潮霉素基因在Ti质粒的T-DNA中,会与P基因一同转移到玉米愈伤组织细胞的染色体DNA上
(4)该转基因玉米体细胞导入的P基因片段中含有强启动子,强启动子能够促进转录过程,从而合成更多的mRNA,最终翻译形成大量蛋白P
【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】
为获取足够量的P基因片段,常用PCR技术进行扩增,扩增时设计的引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。研究人员为获得P基因片段,设计了一些PCR引物,由于PCR扩增过程中子链的延伸是在引物的3’端进行的,且分别与P基因母链的两端进行碱基配对,因此,本次利用PCR扩增P基因片段应选用的引物是①、③。
【小问2详解】
在构建重组Ti质粒时,应先对图中所示的P基因片段和Ti质粒进行切割,为保证目的基因和质粒的正确连接,其中Ti质粒应选用的限制酶是EcoRI和SpeI,而目的基因的切割应选择MunI和XbaI。限制酶切割完成后,再用DNA连接酶进行连接,因为质粒和目的基因切割后能产生相同且有差异的两端黏性末端,因而可以实现连接。
【小问3详解】
将构建的基因表达载体导入玉米细胞时,首先将玉米愈伤组织与含有目的基因的重组Ti质粒的农杆菌共培养,然后将其转移至含有“潮霉素”的培养基中继续培养以筛选转化细胞,因为质粒的T-DNA中含有潮霉素抗性基因,该基因可以和P基因一同转移到宿主细胞内,因此需要用含有潮霉素的培养基对成功导入P基因的受体细胞进行筛选。筛选出的愈伤组织经脱分化过程发育为试管苗,最终培养成转基因玉米。
【小问4详解】
该转基因玉米体细胞导入的P基因片段中含有强启动子,强启动子能够促进转录过程,从而合成更多的mRNA,最终翻译形成大量蛋白P,即通过基因工程技术实现该转基因玉米体细胞中超量表达蛋白P。
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