内容正文:
辛集市2024—2025学年度第二学期期末教学质量监测
高二生物试卷
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分
2.考试时间75分钟,满分100分,另附卷面分5分。
3.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
4.全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题 共41分)
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 要分析生态系统的结构,不仅要分析其组成成分,还要理清各组分之间的关系。下列叙述正确的是
A. 生态系统由生产者、消费者和分解者三者组成
B. 消费者的存在能加快生态系统的物质循环
C. 食物链和食物网都以生产者为起点,分解者为终点
D. 次级消费者为肉食性动物,属于第二营养级
2. 下列关于生态系统的碳、氮循环的叙述中错误的是( )
A. 氮元素会沿食物链逐渐在生物体内积累,导致出现生物富集现象
B. 碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生
C. 在农业生产中,增加固氮植物的配比可促进氮元素的循环
D. 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
3. 据报道,2015年到2019年长江经济带人均生态足迹由0.3212hm2下降至0.2958hm2。人均生态承载力从0.4607hm2下降到0.4498hm2.结合上述数据,下列叙述错误的是( )
A. 长江经济带这5年处于生态赤字的状态
B. 长江经济带这5年的环境容纳量改变
C. 长江经济带居民绿色环保的生活方式有利于生态足迹的降低
D. 农业科技化和耕地质量的提升可提高长江经济带的生态承载力
4. 制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物,常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )
A. 食用醋的酸味主要来源于乙酸 B. 醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C. 醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D. 葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
5. 下列关于微生物培养技术的叙述,错误的是( )
A. 倒平板时在工作台上完全打开培养皿,倒入适量培养基后立即盖上皿盖
B. 可用干热灭菌法对实验室中的吸管、培养皿、锥形瓶、镊子等进行灭菌
C. 涂布接种时,要待涂布器上酒精燃尽后冷却再使用
D. 若要比较细菌和霉菌形成菌落的形态差异,则配制培养基时需要向其中加入琼脂
6. 下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A. 由于植物细胞都具有全能性,所以选材不影响实验结果
B. 诱导愈伤组织形成及再分化形成芽时,均需要提供适宜光照
C. 愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了满足细胞营养需求
D. 幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
7. 下图为动物细胞培养的基本过程,以下叙述正确的是( )
A. a、b、c、d瓶中的pH一般需要调到酸性条件,以维持细胞生存
B. 将组织用胰蛋白酶处理去掉细胞膜上的糖被,制成b瓶中的细胞悬液
C. c、d瓶中的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、抗生素和动物血清等营养
D. 动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同,但都有有机物
8. 科研人员从供体母牛耳朵上采集细胞,注入到去核的卵母细胞中构建成重构胚,再将发育的胚胎移植到代孕母牛体内,最终获得了克隆牛“垦垦”。下列叙述错误的是( )
A. 进行核移植前,通常需将采集到的卵母细胞在体外培养到MⅡ期
B. Ca2+载体、乙醇等处理能使耳细胞和去核的卵母细胞发生融合
C. 代孕母牛为重构胚发育提供空间和营养,不会影响犊牛的遗传物质
D. 克隆牛“垦垦”的遗传物质与供体牛的遗传物质并不完全相同
9. 下列有关哺乳动物受精过程和早期胚胎发育叙述正确的是( )
A. 在自然条件下,受精和受精卵最初的几次分裂在输卵管中完成
B. 精子需要获能才能与卵子结合,而卵子一经排出即可受精
C. 受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,每个细胞的体积却基本保持不变
D. 囊胚期的内细胞团细胞是完全未分化的细胞,每个细胞都能够单独发育为完整个体
10. 利用洋葱进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,下列相关叙述错误的是( )
A. 该实验的原理之一是DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精
B. 本实验也可用菠菜、猪血等作材料,提取DNA的方法可能有差异
C. 将洋葱研磨后利用纱布进行过滤,再在冰箱中放置后取上清液
D 粗提取时,应用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,搅拌速度不能过快
11. 人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白,可提高人体吸收铁的能力,增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺生物反应器,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A. ①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子
B. ②过程通常显微镜下进行去核、注入等操作
C. 该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白
D. 该过程利用了转基因、胚胎移植等工程技术
12. 杂交技术在生物学上应用广泛,包括个体水平、细胞水平和分子水平都可以运用杂交。下列叙述正确的是( )
A. 生产中培育香蕉脱毒苗常用植物体细胞杂交技术
B. 构建特定疾病模型的动物可用动物细胞杂交瘤技术
C. 抗原—抗体杂交可检测目的基因是否转录出了mRNA
D. DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异
13. 井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素产量
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量
D. 稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有两个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 如图为池塘生态系统中能量流经第一营养级和第二营养级的部分过程示意图,图中字母表示能量值。下列说法错误的是( )
A. 流入该池塘生态系统中的总能量可表示为A+G
B. 第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B+D
C. 第一营养级与第二营养级的传递效率为(B+G-F)/A×100%
D. 摄入量B增大一定会导致第二营养级的同化量增大
15. 铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱,过程及结果如下图。相关叙述正确的是( )
A. 过程①获得的幼芽应先用无水乙醇灭菌30min,再用次氯酸钠溶液处理30s
B. 过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性
C. 过程②固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎的形成
D. 结果表明,生物碱含量与PLBs重量成正相关,光照条件有利于PLBs的生长
16. 为了快速检测某病毒,以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,主要技术路线如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射的是抗原和抗体
B. 步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是能在体外无限增殖
C. 已免疫的B淋巴细胞可通过原代培养扩大其细胞数量
D. 利用多次克隆化培养和抗体检测筛选特定的杂交瘤细胞
17. 下图为基因工程中构建重组质粒的过程示意图,下列有关说法正确的是( )
A. EcoR V切割出来的载体P1为平末端
B. T4DNA连接酶既可以连接平末端又可以连接黏性末端
C. 构建基因表达载体用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体等
D. 天然质粒具备限制酶切割位点,标记基因,即可作为载体
18. 水蛭素是一种蛋白质,可用于预防和治疗血栓。研究发现,用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是( )
A. 水蛭素的改造属于蛋白质工程,自然界中的酶也都可通过该工程进行改造
B. 水蛭素疗效提高的根本原因是水蛭素氨基酸的排列顺序发生了改变
C. 用基因定点突变技术进行碱基的替换可实现水蛭素第47位氨基酸的替换
D. 蛋白质工程可通过合成新基因进而制造出自然界中不存在的蛋白质
第Ⅱ卷(非选择题,共59分)
19. 我国是稻作历史最悠久、水稻遗传资源最丰富的国家之一。回答下列问题。
(1)“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”。青蛙的叫声属于生态系统中的_______信息,该信息体现了生态系统信息传递的作用是________。
(2)某市通过推广“稻鱼共作”养殖,在每年水稻孕穗之前,农民会选择草鱼鱼苗放养在水稻田里。研究人员对水稻常规种植区和“稻鱼共作”养殖试验区杂草密度(株/m2)进行了调查,结果如图1。结合图示分析,试验区的水稻产量明显高于常规区的原因是________。研究人员还发现每亩以666尾草鱼鱼苗投放,可获得最大效益,此调查结果的得出遵循了生态工程的________(答出2点)原理。
(3)科研人员将水稻秸秆粉碎后加入复合菌剂和辅助菌堆肥,制成有机肥栽培白菜,以有效利用秸秆并避免燃烧造成的空气污染或腐解造成的病害传播,实验结果如图2所示(辛普森指数是一种简便的测定群落中物种多样性的指数,辛普森指数值越大,物种多样性越高)。分析结果可知,加入复合菌剂和辅助菌进行堆肥,可_______(填“提高”或“降低”)秸秆的分解速率,理由是________。秸秆堆肥可提高土壤生态系统的抵抗力稳定性,其原因是________。
20. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图。回答下列问题:
(1)下表为两种培养基的配方,步骤④应选其中的___________培养基,原因是___________。
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(2)通过如图所示的方法进行纯化培养时,经步骤③最后一次稀释之后若在5个平板上分别接入0.1mL稀释液,用___________(填工具名称)将稀释液均匀涂布在培养基表面,经适当培养后,5个平板上菌落数分别为28、61、59、50、54个,则可以推测每克土壤中含有的活菌数为___________个,此方法统计的自生固氮菌数量比实际的少,原因是___________。
(3)筛选自生固氮菌菌株时,在固氮菌大菌落四周出现了少量杂菌小菌落,进一步研究表明这些杂菌不能利用空气中的氮气,则其氮源来自于___________。
(4)为了进一步研究纯化得到的3种自生固氮菌(A2、B2、C2)对玉米生长的影响,向实验组的每盆土壤浇50mL接种自生固氮菌的无氮植物营养液,实验结果如下表所示:
处理
株高/cm
茎粗/cm
鲜质量/g
干质量/g
叶绿素含量/(mg·g-1)
CK
30.26±0.35
0.35±0.01
2.17±0.06
0.24±0.01
1.69±0.06
A2
33.66±0.85
0.37±0.01
2.49±0.14
0.26±0.06
2.08±0.07
B2
35.92±0.77
0.38±0.01
2.71±0.20
0.29±0.04
2.01±0.07
C2
32.15±0.92
0.36±0.01
2.41±0.24
0.27±0.01
1.96±0.10
①对照组(CK)土壤的处理为___________。
②实验结果表明:___________。
21. 某研究小组利用品种1和品种2两个鸢尾属远缘种作为亲本,通过植物体细胞杂交技术,培育出了结实率高、观赏性更好和适应性更强的品种3。回答下列问题:
(1)该研究应用了植物组织培养和原生质体融合技术,植物组织培养技术的理论基础是____。实验过程中可用____处理获得原生质体,诱导植物原生质体融合时常用到的物理方法有____(答出1种)。
(2)科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到____种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合细胞的表面____时可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。
(3)植物体细胞杂交技术的关键环节是过程____(填序号)。从过程④到过程⑤需要更换新的培养基,原因是____(答出1点)。
(4)研究人员利用离体培养的品种1细胞生产细胞产物。为了筛选出高产细胞,研究者常用诱变的方法处理____细胞,该细胞团一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变。
22. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下面是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,请分析回答问题:
(1)制备单克隆抗体过程中要用到________和________技术。
(2)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于________,使小鼠产生能分泌相应________的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的________免疫。
(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径,主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,而氨基蝶呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经酶的催化作用合成DNA,而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。
①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分,其中添加的________具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是___________________________________。
(4)此过程生产单克隆抗体可以与________特异性结合,从而诊断早孕。
23. 科学家计划将发光基因导入夹竹桃,将发光的夹竹桃种植到高速公路的两旁,到那时,每当夜幕降临,公路两旁的夹竹桃荧光闪闪,树树相连,公路将变成美丽的荧光世界。下图是转基因发光夹竹桃的培育过程,含发光基因的DNA片段和Ti质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析并回答下列问题:
(1)若发光基因是从萤火虫细胞内提取的mRNA逆转录形成的,则发光基因中__________(填“含有”或“不含”)启动子。利用PCR技术扩增发光基因时,需依据__________合成引物,扩增发光基因的过程中,DNA解旋为单链后要适当___________(填“升高”或“降低”)反应体系温度,以便引物与模板结合。
(2)发光基因应导入Ti质粒的__________上,用图中的Ti质粒和发光基因构建重组质粒时,不宜仅使用BamHⅠ酶切割,原因是______________,应选用_____________酶对外源DNA片段、Ti质粒进行切割。
(3)Ti质粒上的四环素抗性基因的作用是__________________,将转基因发光夹竹桃细胞培养成幼苗,要经过⑤⑥________________两个过程。
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辛集市2024—2025学年度第二学期期末教学质量监测
高二生物试卷
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分
2.考试时间75分钟,满分100分,另附卷面分5分。
3.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
4.全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题 共41分)
一、单项选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 要分析生态系统的结构,不仅要分析其组成成分,还要理清各组分之间的关系。下列叙述正确的是
A. 生态系统由生产者、消费者和分解者三者组成
B. 消费者的存在能加快生态系统的物质循环
C. 食物链和食物网都以生产者为起点,分解者为终点
D. 次级消费者为肉食性动物,属于第二营养级
【答案】B
【解析】
【分析】在生态系统中,生产者通过光合作用,将太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能,从而可以被生物所利用,因此,生产者可以说是生态系统的基石。消费者通过自身的新陈代谢,能将有机物转化为无机物(CO2、水、氨等),这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。可见,消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环。此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
【详解】A、生态系统的结构包括营养结构和组成成分,组成成分包括生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量,A错误;
B、消费者通过自身的新陈代谢,能将有机物转化为无机物(CO2、水、氨等),这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用,故消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环,B正确;
C、食物链和食物网一般指的是通过不是关系建立起来的,以生产者为起点,最高营养级为终点,C错误;
D、次级消费者为肉食性动物,属于第三营养级,D错误。
故选B。
2. 下列关于生态系统的碳、氮循环的叙述中错误的是( )
A. 氮元素会沿食物链逐渐在生物体内积累,导致出现生物富集现象
B. 碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生
C. 在农业生产中,增加固氮植物的配比可促进氮元素的循环
D. 土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
【答案】A
【解析】
【详解】A、生物富集是指生物体由于对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累,使得这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象,如重金属、DDT等物质,氮元素会沿食物链逐渐在生物体内转移,但不会在生物体内积累,不会出现生物富集现象,A错误;
B、物质循环、能量流动和信息传递是生态系统三大功能,它们相互依存、不可分割,故碳、氮循环与生态系统能量传递和信息传递相伴发生,B正确;
C、在农业生产中,增加固氮植物的配比,固氮植物可以将空气中的氮气转化为含氮化合物,从而促进氮元素的循环,C正确;
D、土壤中的微生物的分解作用,能将有机物中的碳转化为无机物释放到无机环境中,是碳返回无机环境的重要过程,D正确。
故选A。
3. 据报道,2015年到2019年长江经济带人均生态足迹由0.3212hm2下降至0.2958hm2。人均生态承载力从0.4607hm2下降到0.4498hm2.结合上述数据,下列叙述错误的是( )
A. 长江经济带这5年处于生态赤字的状态
B. 长江经济带这5年的环境容纳量改变
C. 长江经济带居民绿色环保的生活方式有利于生态足迹的降低
D. 农业科技化和耕地质量的提升可提高长江经济带的生态承载力
【答案】A
【解析】
【分析】生态足迹是指维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积,生态承载力是指某区域在一定条件下区域资源与环境的最大供应能力。一个地区的生态承载力小于生态足迹时,出现生态赤字。
【详解】A、长江经济带这5年,人均生态承载力从0.4607 hm2下降到0.4498 hm2,人均生态足迹由0.3212 hm2下降至0.2958 hm2,人均生态承载力一直大于人均生态足迹,处于生态盈余的状态,A错误;
B、生态承载力是指某区域在一定条件下区域资源与环境的最大供应能力,生态承载力下降,所以这五年的环境容纳量改变,B正确;
C、长江经济带居民绿色环保的生活方式降低吸纳废物所需的土地及水域面积,有利于生态足迹的降低,C正确;
D、农业科技化和耕地质量的提升可提高生产资源的能力,可提高长江经济带的生态承载力,D正确。
故选A。
4. 制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物,常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )
A. 食用醋的酸味主要来源于乙酸 B. 醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C. 醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D. 葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
【答案】D
【解析】
【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、食用醋的酸味主要来自醋酸,醋酸学名乙酸,A正确;
B、醋酸菌是好氧型细菌,不适宜在无氧的条件下生存,B正确;
C、在制醋时,缺失原料的情况下,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶,C正确;
D、醋酸菌属于细菌,没有核膜包被细胞核和众多细胞器,因此没有线粒体,D错误。
故选D。
5. 下列关于微生物培养技术的叙述,错误的是( )
A. 倒平板时在工作台上完全打开培养皿,倒入适量培养基后立即盖上皿盖
B. 可用干热灭菌法对实验室中的吸管、培养皿、锥形瓶、镊子等进行灭菌
C. 涂布接种时,要待涂布器上酒精燃尽后冷却再使用
D. 若要比较细菌和霉菌形成菌落的形态差异,则配制培养基时需要向其中加入琼脂
【答案】A
【解析】
【分析】倒平板操作的步骤:将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞;右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰;用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖;等待平板冷却凝固后,将平板倒过来放置,使皿盖在下、皿底在上,这样可以防止皿盖上的水分滴到培养基上造成培养基的污染。
【详解】A、倒平板时应在酒精灯火焰附近进行,仅打开培养皿一条缝隙,倒入培养基后立即盖上皿盖以防止杂菌污染。若完全打开培养皿会增加污染风险,A错误;
B、干热灭菌适用于耐高温且需保持干燥的玻璃器皿(如培养皿、锥形瓶、吸管)和金属用具(如镊子),B正确;
C、涂布接种时,涂布器需蘸酒精后灼烧灭菌,待酒精燃尽且冷却后再使用,避免高温杀死菌种,C正确;
D、比较细菌和霉菌的菌落形态需使用固体培养基,琼脂是凝固剂,用于配制固体培养基,D正确。
故选A。
6. 下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A. 由于植物细胞都具有全能性,所以选材不影响实验结果
B. 诱导愈伤组织形成及再分化形成芽时,均需要提供适宜光照
C. 愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了满足细胞营养需求
D. 幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养的过程:在一定的激素和营养等条件下,离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,长出芽和根,进一步发育形成植株。
【详解】A、虽然植物细胞都具有全能性,但是不同种类的植物细胞全能性表达能力强弱存在差异,因此选材会影响实验结果,A错误;
B、诱导愈伤组织形成一般不需要光照,愈伤组织再分化形成芽时一般需要提供适宜光照,B错误;
C、愈伤组织形成后需转接培养基,主要是为了改变培养基中激素的种类和配比,以诱导愈伤组织再分化,C错误;
D、幼苗移栽入土前,要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中进行炼苗,使幼苗适应外界环境,D正确。
故选D。
7. 下图为动物细胞培养的基本过程,以下叙述正确的是( )
A. a、b、c、d瓶中的pH一般需要调到酸性条件,以维持细胞生存
B. 将组织用胰蛋白酶处理去掉细胞膜上的糖被,制成b瓶中的细胞悬液
C. c、d瓶中的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、抗生素和动物血清等营养
D. 动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同,但都有有机物
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。一般来说,动物细胞培养需要满足的条件有:营养;无菌、无毒的环境;适宜的温度、pH和渗透压;气体环境。
【详解】A、多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4,因此 a、b、c、d瓶中的pH一般需要调到7.2~7.4之间,以维持细胞生存,A错误;
B、将剪碎的组织用胰蛋白酶处理一段时间,去掉组织细胞间隙中的弹性纤维等蛋白质,使其分散成单个细胞,制成b瓶中的细胞悬液,B错误;
C、c、d瓶中的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等营养,C错误;
D、动物细胞与植物细胞对营养的需求存在差异,因此动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同,但都有有机物,D正确。
故选D。
8. 科研人员从供体母牛耳朵上采集细胞,注入到去核的卵母细胞中构建成重构胚,再将发育的胚胎移植到代孕母牛体内,最终获得了克隆牛“垦垦”。下列叙述错误的是( )
A. 进行核移植前,通常需将采集到的卵母细胞在体外培养到MⅡ期
B. Ca2+载体、乙醇等处理能使耳细胞和去核的卵母细胞发生融合
C. 代孕母牛为重构胚发育提供空间和营养,不会影响犊牛的遗传物质
D. 克隆牛“垦垦”的遗传物质与供体牛的遗传物质并不完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新的胚胎,继而发育成动物个体的技术。用核移植方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、进行核移植前,通常需将采集到的卵母细胞在体外培养到MⅡ期,A正确;
B、Ca2+载体、乙醇等处理的目的是激活重构胚,要使耳细胞和去核的卵母细胞发生融合,可以使用电融合法,B错误;
C、代孕母牛为重构胚发育提供空间和营养,没有为犊牛提供遗传物质,不会影响犊牛的遗传物质,C正确;
D、克隆牛“垦垦”的遗传物质与供体牛的遗传物质并不完全相同,原因是“垦垦”的细胞核遗传物质来自供体牛,“垦垦”的细胞质遗传物质来自供体牛和卵母细胞,D正确。
故选B。
9. 下列有关哺乳动物受精过程和早期胚胎发育叙述正确的是( )
A. 在自然条件下,受精和受精卵最初的几次分裂在输卵管中完成
B. 精子需要获能才能与卵子结合,而卵子一经排出即可受精
C. 受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,每个细胞的体积却基本保持不变
D. 囊胚期的内细胞团细胞是完全未分化的细胞,每个细胞都能够单独发育为完整个体
【答案】A
【解析】
【分析】受精是精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程,包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下,哺乳动物的受精在输卵管内完成。
【详解】AB、卵母细胞被排出后尚未成熟,进入输卵管一边向子宫移动一边成熟,精子与成熟卵母细胞在输卵管结合,完成受精后,在输卵管内即开始分裂和发育,A正确、B错误;
C、胚胎发育卵裂时期细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,因此每个细胞体积会减少,C错误;
D、囊胚期的内细胞团细胞是完全未分化的细胞不能分化为胎膜和胎盘,因此不能单独发育为完整个体,D错误。
故选A。
10. 利用洋葱进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,下列相关叙述错误的是( )
A. 该实验的原理之一是DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精
B. 本实验也可用菠菜、猪血等作材料,提取DNA方法可能有差异
C. 将洋葱研磨后利用纱布进行过滤,再在冰箱中放置后取上清液
D. 粗提取时,应用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,搅拌速度不能过快
【答案】B
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、在“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,这是分离DNA和蛋白质的原理之一,A正确;
B、菠菜细胞有细胞核,猪血中的红细胞没有细胞核,不适于提取DNA,B错误;
C、将洋葱研磨后利用纱布进行过滤,在冰箱中放置的目的是避免DNA酶水解DNA,一段时间后杂质沉淀,DNA进入上清液,C正确;
D、DNA粗提取时,应用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌,搅拌速度不能过快,目的是防止DNA断裂,D正确。
故选B。
11. 人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白,可提高人体吸收铁的能力,增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺生物反应器,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A. ①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子
B. ②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作
C. 该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白
D. 该过程利用了转基因、胚胎移植等工程技术
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程技术的步骤:目的基因的获取,主要有三种方法:基因文库、PCR技术扩增、人工合成;基因表达载体构建,表达载体组成:启动子+目的基因+终止子+标记基因;目的基因导入受体细胞,动物细胞(受体)采用显微注射技术导入,植物细胞(受体)采用农杆菌转化法或基因枪法或花粉管通道法导入,微生物细胞(受体)采用感受态细胞法导入;目的基因检测与鉴定,采用分子检测、个体生物学水平鉴定。
【详解】A、①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子,即RNA酶的结合部位,A正确;
B、②为核移植,通常在显微镜下进行去核、注入等操作,B正确;
C、该过程培养的山羊只有乳腺细胞能分泌人乳铁蛋,C错误;
D、通过生物工程技术制备山羊乳腺生物反应器过程中应用到了转基因(人乳铁蛋白基因导入山羊胚胎成纤维细胞)、核移植(胚胎成纤维细胞和卵母细胞形成重构胚)和胚胎移植(重构胚移入山羊体内)等工程技术,D正确。
故选C。
12. 杂交技术在生物学上应用广泛,包括个体水平、细胞水平和分子水平都可以运用杂交。下列叙述正确的是( )
A. 生产中培育香蕉脱毒苗常用植物体细胞杂交技术
B. 构建特定疾病模型的动物可用动物细胞杂交瘤技术
C. 抗原—抗体杂交可检测目的基因是否转录出了mRNA
D. DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
【详解】A、生产中培育香蕉脱毒苗常用植物组织培养,A错误;
B、动物细胞杂交瘤技术用于制备单克隆抗体,B错误;
C、抗原—抗体杂交用于检测目的基因是否表达出蛋白质,C错误;
D、DNA分子杂交通过碱基配对可检测不同生物DNA分子的差异,D正确。
故选D。
13. 井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量
D. 稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
【答案】D
【解析】
【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、 产品不同,分离提纯的方法一般不同。(1)如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;(2) 如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、 发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、 发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强, 因而可以得到较为专的产物。
【详解】A、基因表达产物是蛋白质,而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素,A错误;
B、JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程会影响JGs的数量,进而影响井冈霉素的产量,B错误;
C、在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量,但若浓度过大,反而会降低井冈霉素的产量,C错误;
D、JGs是一种放线菌,菌体呈丝状生长,形成的菌落难以区分,因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有两个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 如图为池塘生态系统中能量流经第一营养级和第二营养级的部分过程示意图,图中字母表示能量值。下列说法错误的是( )
A. 流入该池塘生态系统中的总能量可表示为A+G
B. 第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B+D
C. 第一营养级与第二营养级的传递效率为(B+G-F)/A×100%
D. 摄入量B增大一定会导致第二营养级的同化量增大
【答案】CD
【解析】
【分析】同化量的去向包括呼吸作用以热能形式散失的能量和用于自身生长、发育、繁殖的能量。用于自身生长、发育、繁殖的能量包括被分解者分解的能量、流入下一营养级的能量和未被利用的。能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值,营养级包括处于这一营养级的所有的生物,而不是一个个体也不是一个种群。
【详解】A、据图可知,流入该池塘生态系统中的总能量包括第一营养级同化的能量A和饵料中的能量G,A正确;
B、第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量=第二营养级摄入的能量B+被分解者利用的能量D,B正确;
C、第一营养级和第二营养级之间的传递效率为第二营养级从第一营养级处同化的能量/A,从图中无法判断第二营养级从第一营养级处同化的能量,C错误;
D、第二营养级的同化量来自第一营养级和饵料的能量,摄入量B增大,但来自饵料的同化量未知,第二营养级的同化量是否增大无法判断,D错误。
故选CD。
15. 铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱,过程及结果如下图。相关叙述正确的是( )
A. 过程①获得的幼芽应先用无水乙醇灭菌30min,再用次氯酸钠溶液处理30s
B. 过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性
C. 过程②固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎的形成
D. 结果表明,生物碱含量与PLBs重量成正相关,光照条件有利于PLBs的生长
【答案】CD
【解析】
【分析】1、左图分析:图示表示应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的试验流程,①是取外植体,②是脱分化,过程③拟原球茎的长大。
2、右图分析:图示表示在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化,三者均随着时间的推移逐渐增多,最终趋于稳定,且PLBs在光照下的重量明显大于在黑暗中的重量。
【详解】A、消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害,故外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精处理30s,无菌水清洗后再用次氯酸钠溶液处理30min,A错误;
B、过程③拟原球茎的长大,涉及的生物学原理是细胞增殖,拟原球茎经有丝分裂而不断生长,B错误;
C、过程②为脱分化,固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎(类似愈伤组织)的形成,C正确;
D、据右图可知,生物碱含量与PLBs重量成正相关,PLBs在光照下重量明显大于在黑暗中的重量,说明光照条件有利于PLBs的生长,D正确。
故选CD。
16. 为了快速检测某病毒,以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,主要技术路线如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射的是抗原和抗体
B. 步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是能在体外无限增殖
C. 已免疫的B淋巴细胞可通过原代培养扩大其细胞数量
D. 利用多次克隆化培养和抗体检测筛选特定的杂交瘤细胞
【答案】AC
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,将多种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,利用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。对上述经选择培养的杂交瘤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的细胞。将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【详解】A、步骤①是注射特定抗原,步骤⑤是将分泌抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养,以获得大量单克隆抗体,A错误;
B、步骤②所用的SP2/0细胞是骨髓瘤细胞,特点是能在体外无限增殖,B正确;
C、单克隆抗体过程中,不需要单独对已免疫的B淋巴细胞进行原代培养扩大其细胞数量,C错误;
D、抗原能和抗体特异性结合,所以利用多次克隆化培养和抗体检测筛选特定的杂交瘤细胞,D正确。
故选AC。
17. 下图为基因工程中构建重组质粒的过程示意图,下列有关说法正确的是( )
A. EcoR V切割出来的载体P1为平末端
B. T4DNA连接酶既可以连接平末端又可以连接黏性末端
C. 构建基因表达载体用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体等
D. 天然质粒具备限制酶切割位点,标记基因,即可作为载体
【答案】AB
【解析】
【分析】限制性内切核酸酶(限制酶)主要是从原核生物中分离纯化出来的;自然界中限制酶的天然作用是破坏外来基因;限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
【详解】A、分析题图可知,EcoR V切制出来的载体P1为平末端,经过酶处理之后才形成了黏性末端,A正确;
B、T4DNA连接酶既可以连接平末端又可以连接黏性末端,但是连接黏性末端的效果更好,B正确;
C、构建基因表达载体用到的工具酶有限制酶(切割目的基因和载体)、DNA连接酶(连接目的基因和载体),C错误;
D、天然质粒具备限制酶切割位点,标记基因外还需要具备启动子和终止子等,不可直接作为载体,D错误。
故选AB。
18. 水蛭素是一种蛋白质,可用于预防和治疗血栓。研究发现,用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是( )
A. 水蛭素的改造属于蛋白质工程,自然界中的酶也都可通过该工程进行改造
B. 水蛭素疗效提高的根本原因是水蛭素氨基酸的排列顺序发生了改变
C. 用基因定点突变技术进行碱基的替换可实现水蛭素第47位氨基酸的替换
D. 蛋白质工程可通过合成新基因进而制造出自然界中不存在的蛋白质
【答案】CD
【解析】
【分析】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。
【详解】A、自然界中的酶大部分是蛋白质,少数是RNA,RNA不能通过基因工程进行改造,A错误;
B、水蛭素疗效提高的根本原因是控制水蛭素合成的基因的碱基排列顺序发生了改变,B错误;
C、改造过程中,用基因定点突变技术对水蛭素基因的碱基对进行替换,从而实现赖氨酸替换水蛭素的第47位的天冬酰胺,C正确;
D、蛋白质工程可通过合成新基因或对现有蛋白质进行基因改造,进而制造出自然界中不存在的蛋白质,D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷(非选择题,共59分)
19. 我国是稻作历史最悠久、水稻遗传资源最丰富的国家之一。回答下列问题。
(1)“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”。青蛙的叫声属于生态系统中的_______信息,该信息体现了生态系统信息传递的作用是________。
(2)某市通过推广“稻鱼共作”养殖,在每年水稻孕穗之前,农民会选择草鱼鱼苗放养在水稻田里。研究人员对水稻常规种植区和“稻鱼共作”养殖试验区的杂草密度(株/m2)进行了调查,结果如图1。结合图示分析,试验区的水稻产量明显高于常规区的原因是________。研究人员还发现每亩以666尾草鱼鱼苗投放,可获得最大效益,此调查结果的得出遵循了生态工程的________(答出2点)原理。
(3)科研人员将水稻秸秆粉碎后加入复合菌剂和辅助菌堆肥,制成有机肥栽培白菜,以有效利用秸秆并避免燃烧造成的空气污染或腐解造成的病害传播,实验结果如图2所示(辛普森指数是一种简便的测定群落中物种多样性的指数,辛普森指数值越大,物种多样性越高)。分析结果可知,加入复合菌剂和辅助菌进行堆肥,可_______(填“提高”或“降低”)秸秆的分解速率,理由是________。秸秆堆肥可提高土壤生态系统的抵抗力稳定性,其原因是________。
【答案】(1) ①. 物理 ②. 生物种群的繁衍,离不开信息的传递
(2) ①. 与常规区相比,“稻鱼共作”能降低杂草密度,从而降低了杂草与水稻的竞争 ②. 协调和整体
(3) ①. 提高 ②. 含有复合菌剂的实验组土壤纤维素酶活性升高 ③. 实验组辛普森指数增加,即土壤微生物多样性增加,生态系统的抵抗力稳定性增加
【解析】
【分析】信息传递在生态系统中的作用:(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。
生态系统稳定性的概念生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。 包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
【小问1详解】
“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”。青蛙的叫声是通过物理方式传递的,属于生态系统中的物理信息,该事实说明生物种群的繁衍,离不开信息的传递,体现了生态系统中信息传递的作用。
【小问2详解】
图示结果表明,试验区的水稻产量明显高于常规区,这是因为与常规区相比,“稻鱼共作”能降低杂草密度,从而降低了杂草与水稻的竞争,进而可以使水稻获得更多的空间、资源,因而能提高产量。研究人员还发现每亩以666尾草鱼鱼苗投放,可获得最大效益,即草鱼育苗投放过多或过少均不能起到明显增产的效果,此调查结果的得出遵循了生态工程的协调和整体原理,即水稻产量的增加提高了经济效益,投放数量上的控制体现了协调原理。
【小问3详解】
实验结果显示,加入复合菌剂和辅助菌进行堆肥,可提高土壤纤维素酶的活性,因而可以为微生物提供丰富的有机物,因而会“提高”秸秆的分解速率。秸秆堆肥可提高土壤生态系统的抵抗力稳定性,这是因为加入复合菌剂和辅助菌进行堆肥会使土壤辛普森指数增加,说明土壤中物种多样性增加,自我调节能力增强,生态系统的抵抗力稳定性增加。
20. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图。回答下列问题:
(1)下表为两种培养基的配方,步骤④应选其中的___________培养基,原因是___________。
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(2)通过如图所示的方法进行纯化培养时,经步骤③最后一次稀释之后若在5个平板上分别接入0.1mL稀释液,用___________(填工具名称)将稀释液均匀涂布在培养基表面,经适当培养后,5个平板上菌落数分别为28、61、59、50、54个,则可以推测每克土壤中含有的活菌数为___________个,此方法统计的自生固氮菌数量比实际的少,原因是___________。
(3)筛选自生固氮菌菌株时,在固氮菌大菌落四周出现了少量杂菌小菌落,进一步研究表明这些杂菌不能利用空气中的氮气,则其氮源来自于___________。
(4)为了进一步研究纯化得到的3种自生固氮菌(A2、B2、C2)对玉米生长的影响,向实验组的每盆土壤浇50mL接种自生固氮菌的无氮植物营养液,实验结果如下表所示:
处理
株高/cm
茎粗/cm
鲜质量/g
干质量/g
叶绿素含量/(mg·g-1)
CK
30.26±0.35
0.35±0.01
2.17±0.06
0.24±0.01
1.69±0.06
A2
33.66±0.85
0.37±0.01
2.49±0.14
0.26±0.06
2.08±0.07
B2
3592±0.77
0.38±0.01
2.71±0.20
0.29±0.04
2.01±0.07
C2
32.15±0.92
0.36±0.01
2.41±0.24
0.27±0.01
1.96±0.10
①对照组(CK)土壤的处理为___________。
②实验结果表明:___________。
【答案】(1) ①. Ashby ②. 该培养基不含氮源,具有选择作用,LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源,不具有选择作用
(2) ①. 涂布器 ②. 5.6×106 ③. 两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的只是一个菌落
(3)自生固氮菌产生的含氮化合物
(4) ①. 每盆土壤浇50mL无氮植物营养液 ②. 3种自生固氮菌都能促进玉米生长,效果B2>A2>C2
【解析】
【分析】自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物,其中,多数是一类叫做自生固氮菌的细菌,能够进行固氮的蓝藻能进行自养,属于生产者。图中10g土壤配制90mL土壤悬浊液,然后取了0.5mL稀释1000倍,再从5mL取0.1mL培养,计数后还需进行数量计算,才能得到土壤中的自生固氮菌数量。
【小问1详解】
步骤④应选其中的Ashby培养基,因为该培养基不含氮源,具有选择作用,LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源,不具有选择作用。
【小问2详解】
分析题图可知该过程通过稀释涂布平板法进行纯化培养,则经步骤③最后一次稀释之后若在5个平板上分别接入0.1mL稀释液,用涂布器将稀释液均匀涂布在培养基表面,经适当培养后,5个平板上菌落数分别为28、61、59、50、54个,稀释涂布平板法计数时需要选择30~300菌落数目的平板进行计数,1mL样液中活菌数计数公式是 C/V×M=(61+59+50+54)÷4÷0.1×104=5.6×106个,因此每克土壤中含有的活菌数为5.6×106个,因为两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的只是一个菌落,故此方法统计的自生固氮菌数量比实际的少。
【小问3详解】
不能固氮的微生物只能利用有机氮源,固氮菌大菌落四周出现了少量杂菌小菌落,这些杂菌不能利用空气中的氮气,则这些杂菌生长繁殖过程所需的氮源来自自身固氮菌产生的含氮化合物。
【小问4详解】
①对照组是空白对照,因此浇50mL无氮植物营养液。②根据实验结果,无论是茎粗、鲜质量、干质量都可以看出3种自生固氮菌都能促进玉米生长,其效果B2>A2>C2。
21. 某研究小组利用品种1和品种2两个鸢尾属远缘种作为亲本,通过植物体细胞杂交技术,培育出了结实率高、观赏性更好和适应性更强的品种3。回答下列问题:
(1)该研究应用了植物组织培养和原生质体融合技术,植物组织培养技术的理论基础是____。实验过程中可用____处理获得原生质体,诱导植物原生质体融合时常用到的物理方法有____(答出1种)。
(2)科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到____种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合细胞的表面____时可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。
(3)植物体细胞杂交技术的关键环节是过程____(填序号)。从过程④到过程⑤需要更换新的培养基,原因是____(答出1点)。
(4)研究人员利用离体培养的品种1细胞生产细胞产物。为了筛选出高产细胞,研究者常用诱变的方法处理____细胞,该细胞团一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变。
【答案】(1) ①. 植物细胞的全能性 ②. 纤维素酶、果胶酶 ③. 离心法##电融合法
(2) ①. 3##三 ②. 既有红色荧光又有绿色荧光
(3) ①. ② ②. 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生长素和细胞分裂素的比例不同
(4)愈伤组织
【解析】
【分析】图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程,该过需要通过酶解法进行,因为植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此需要用到纤维素酶和果胶酶;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【小问1详解】
植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,实验过程中可用纤维素酶和果胶酶处理得到原生质体。常用物理、化学方法诱导原生质体融合,物理方法如离心法处理。
【小问2详解】
若只考虑细胞两两融合的情况,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到3种不同的原生质体,即只有红色荧光(品种1融合而成),只有绿色荧光(品种2融合而成),或既有红色荧光又有绿色荧光(品种1和品种2融合而成),当观察到融合细胞的表面有红色荧光和绿色荧光时,即可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。
【小问3详解】
植物体细胞杂交技术的关键环节是过程②:人工诱导原生质体融合。④表示脱分化、⑤表示再分化,脱分化诱导生成愈伤组织,培养基中生长素含量和细胞分裂素比例适中,再分化诱导生芽培养基中生长素含量小于细胞分裂素,诱导生根培养基中生长素含量大于细胞分裂素,即脱分化形成愈伤组织、愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,所以从过程④脱分化到过程⑤再分化需要更换新的培养基。
【小问4详解】
愈伤组织细胞团一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变,因此研究者常用诱变的方法处理愈伤组织。
22. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下面是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,请分析回答问题:
(1)制备单克隆抗体过程中要用到________和________技术。
(2)制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于________,使小鼠产生能分泌相应________的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的________免疫。
(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径,主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,而氨基蝶呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经酶的催化作用合成DNA,而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。
①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分,其中添加的________具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是___________________________________。
(4)此过程生产的单克隆抗体可以与________特异性结合,从而诊断早孕。
【答案】(1) ①. 动物细胞培养 ②. 动物细胞融合
(2) ①. 抗原 ②. 抗体 ③. 体液
(3) ①. 氨基蝶呤 ②. 能无限增殖并分泌所需抗体
(4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG)
【解析】
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体,具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
2、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞.利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞.第二次筛选:利用多孔板法和抗原﹣抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
3、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:(最广泛的用途)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:主要用于治疗癌症,可制成"生物导弹".
【小问1详解】
制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养技术培养骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞,动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞。
【小问2详解】
制备单克隆抗体过程中,给小鼠注射的HCG相当于抗原,使小鼠产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的体液免疫。
【小问3详解】
①由题述可知在配制的HAT培养基中添加的氨基蝶呤具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞具有能无限增殖并分泌所需抗体的特点。
【小问4详解】
人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,该单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕。
23. 科学家计划将发光基因导入夹竹桃,将发光的夹竹桃种植到高速公路的两旁,到那时,每当夜幕降临,公路两旁的夹竹桃荧光闪闪,树树相连,公路将变成美丽的荧光世界。下图是转基因发光夹竹桃的培育过程,含发光基因的DNA片段和Ti质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析并回答下列问题:
(1)若发光基因是从萤火虫细胞内提取的mRNA逆转录形成的,则发光基因中__________(填“含有”或“不含”)启动子。利用PCR技术扩增发光基因时,需依据__________合成引物,扩增发光基因的过程中,DNA解旋为单链后要适当___________(填“升高”或“降低”)反应体系温度,以便引物与模板结合。
(2)发光基因应导入Ti质粒的__________上,用图中的Ti质粒和发光基因构建重组质粒时,不宜仅使用BamHⅠ酶切割,原因是______________,应选用_____________酶对外源DNA片段、Ti质粒进行切割。
(3)Ti质粒上的四环素抗性基因的作用是__________________,将转基因发光夹竹桃细胞培养成幼苗,要经过⑤⑥________________两个过程。
【答案】(1) ①. 不含 ②. 目的基因两端的核苷酸序列 ③. 降低
(2) ①. T-DNA ②. 防止质粒和目的基因片段自身环化以及目的基因与质粒反向连接 ③. BamHⅠ和HindⅢ
(3) ①. 筛选出含有目的基因的受体细胞 ②. 脱分化、再分化
【解析】
【分析】将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。基因表达载体常包括目的基因、启动子、终止子、标记基因。标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
【小问1详解】
启动子是位于DNA上RNA聚合酶的结合部位,mRNA是由基因启动子后面的序列编码而来的,若发光基因是从萤火虫细胞内提取的mRNA逆转录形成的,则发光基因中不含启动子序列。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因两端的核苷酸序列,其目的是根据这一序列合成引物。扩增目的基因的过程中,DNA解链为单链,后要适当降低反应体系温度,以便引物与模板结合,即低温复性。
【小问2详解】
Ti质粒上具有T-DNA,它能把目的基因整合到受体细胞染色体DNA,因此发光基因应导入Ti质粒的T-DNA上。如果只使用同一种限制性内切酶,则形成的黏性末端都相同,质粒可以和目的基因进行正向和反向重组,同时质粒也可以与质粒重组、目的基因也可与目的基因重组,这样就达不到试验的目的,因此使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止质粒和目的基因片段自身环化以及防止目的基因与质粒反向连接。
【小问3详解】
质粒上四环素抗性基因的作用是筛选出含有目的基因的受体细胞。将离体的细胞培育成完整的植株需要经过脱分化和再分化两个过程。
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