内容正文:
26届高三上期10月考生物试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(15道题,每题3分,共45分)
1. 在细胞的生命活动中,下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是( )
A. 高尔基体 B. 溶酶体 C. 核糖体 D. 端粒
2. 生物大分子是构成细胞生命大厦的基本框架,研究组成生物体的成分对揭示生命现象具有十分重要的意义。下列关于生物大分子的叙述,正确的是( )
A. 多糖结构具有多样性取决于构成多糖的单体种类的多样性
B. 蛋白质、糖类和脂肪是能源物质,糖类是主要的能源物质
C. 真核细胞的DNA分布在细胞核内,RNA分布在细胞质内
D. 在生物体内可以发生水解反应的化合物均属于生物大分子
3. 下图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲~丙的示意图。下列相关叙述中正确的是( )
A. 人的成熟红细胞中的物质丙有2种,其中DNA是遗传物质
B. 只要含有羧基和氨基的物质就是单体1,通过脱水缩合形成物质乙
C. 由单体3组成的物质甲不一定是能源物质,人体肝细胞中物质甲可以补充血糖
D. 水解物质甲、乙或丙都会释放出能量用于各种吸能反应
4. 图甲表示一个渗透作用装置,将半透膜袋缚于玻璃管下端,半透膜袋内装有50mL质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液;图乙表示放置在溶液M中的植物细胞失水量的变化情况。下列有关叙述错误的是( )
A. 图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升
B. 图乙表示植物细胞在某溶液中处理的10min内发生质壁分离,10min后发生质壁分离复原
C. 图乙中A点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强
D. 图甲中当半透膜两侧水分子进出速率相等时,长颈漏斗内液面最高
5. 生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A. Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B. 蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C. 通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D. Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
6. 可立氏循环是指在激烈运动时,肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成的速度,这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸,使再生,保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是( )
A. 肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达
B. 机体进行可立氏循环时,肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量
C. 有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜处被消耗
D. 丙酮酸被还原为乳酸的过程中,产生和少量ATP
7. 如图是叶绿体中进行的光反应示意图,类囊体膜上的光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是色素和蛋白质复合体,可吸收光能进行电子传递,电子最终传递给NADP+后与其反应生成NADPH。膜上的ATP合成酶在顺浓度梯度运输H+的同时催化ATP的合成。下列叙述正确的是( )
A. 膜蛋白功能仅有催化及物质运输
B. 据图分析,O2产生后扩散到细胞外共需要穿过3层生物膜
C. 光反应涉及电子(e-)的一系列变化,电子(e-)的最初供体为水
D. 若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中NADP+减少,则图中电子传递速率会加快
8. 在饥饿胁迫条件下,体外培养细胞中的线粒体会转化形成Swell和Donut两种形态(如图)。Swell失去膜电势后会发生自噬降解;Donut可保持膜电势,若使用药物使Donut失去膜电势,其便不能再为细胞供能,但仍能抵抗自噬。胁迫解除后,Donut能恢复正常状态。下列分析错误的是( )
A. 自噬体生物膜可能来源于内质网和高尔基体
B. 线粒体保持膜电势是其抵抗自噬的前提条件
C. Swell自噬能提供维持细胞生存所需物质和能量
D. 线粒体两种形态的形成与基因的选择性表达有关
9. 生物会经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程,活细胞也一样。下图是人类红细胞的部分演变过程图示。下列相关表述,正确的是( )
A. 造血干细胞分裂时,可以观察到同源染色体的联会现象
B. 幼红细胞转变成网织红细胞前仍能合成一些新的蛋白质
C. 成熟红细胞主要通过有氧呼吸为细胞生命活动提供能量
D. 成熟红细胞衰老后通过启动凋亡基因的表达使自身死亡
10. 某哺乳动物(2n=8)的基因型为HhXBY,图1是该动物体内某细胞正常分裂模式图,图2是测定的该动物体内细胞①~⑤中染色体数与核DNA分子数的关系图。下列叙述正确的是( )
A. 图1细胞中同时存在着X染色体和Y染色体
B. 图2中细胞②的名称是次级精母细胞或极体
C. 图2中一定含有同源染色体的有③④⑤
D. 图2中一定含有两个染色体组的有③④
11. 自然界配子的发生、个体的发育受多种因素制约,存在致死现象。基因型为 Aa的植株自交,子代基因型 AA∶Aa∶aa 的比例可能出现不同的情况。下列分析错误的是( )
A. 若含有a的花粉 50%死亡,则自交后代基因型的比例是2∶3∶1
B. 若 aa个体有 50%死亡,则自交后代基因型的比例是2∶2∶1
C. 若含有a的配子有50%死亡,则自交后代基因型的比例是4∶4∶1
D. 若花粉有 50%死亡,则自交后代基因型的比例是1∶2∶1
12. 下图①②③为某动物的3个精原细胞,其DNA双链均被放射性标记,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞,将这3个细胞置于没有放射性的培养液中继续培养,已知②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极,不考虑图示以外的其他变异,下列叙述正确的是( )
A. 细胞①的变异类型理论上需要通过电子显微镜才能观察到
B. 细胞②经减数分裂1产生的次级精母细胞的基因型可能为aaR
C. 细胞②经减数分裂最终产生8种基因型的配子
D. 若细胞③经一次有丝分裂、一次减数分裂,产生的有放射性的精细胞数量为4~8个
13. 马奶酒是具有民族特色的发酵乳制品,其发酵主要依靠乳酸菌和酵母菌进行乳酸发酵及酒精发酵。当奶中的乳糖被分解后,马奶酒酵母菌优先利用半乳糖,之后同时利用葡萄糖和半乳糖进行生长,而其余微生物都会优先争抢葡萄糖。下列有关叙述错误的是( )
A. 马奶酒酵母菌特殊的营养方式有利于其数量增长
B. 马奶酒的发酵需要在适宜温度下进行并适时排气
C. 发酵中微生物可以使用血细胞计数板进行直接计数
D. 马奶酒酵母菌利用线粒体将葡萄糖分解并释放能量
14. 三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产,操作如下图。下列叙述正确的是( )
A. ①过程除了使用酶解法外,还可以利用盐酸和酒精1:1混合配制的解离液来完成
B. ②过程通常在等渗的培养液中,采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C. ④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根
D. 图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
15. 科研人员通过动物细胞融合技术,将杂交瘤细胞A和B再次融合形成双杂交瘤细胞AB。该双杂交瘤细胞可产生识别两种抗原的双特异性抗体。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 制备杂交瘤细胞A需经过两次筛选,第一次筛选出的细胞均可产生抗α抗体
B. 获得的双杂交瘤细胞需α、β抗原刺激后才能产生双特异性抗体
C. 双杂交瘤细胞在进行传代培养前通常需使用胰蛋白酶使之分散
D. 若双特异性抗体用于肿瘤治疗,则α、β抗原中至少一种为癌细胞表面抗原
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(5道题,共55分)
16. 半夏泻心汤是治疗消化系统病变的一剂药方,也可用于治疗消化道肿瘤。为探讨半夏泻心汤对食管癌细胞生长的影响,研究人员测定了不同浓度的半夏泻心汤作用下体外食管癌细胞的细胞增殖抑制率及不同时期细胞占比,结果如表所示。
组别
半夏泻心汤的浓度(g·mL-1)
细胞增殖抑制率(%)
不同时期细胞占比(%)
处理时间为24 h
处理时间为48 h
处理时间为72 h
G1
S
G2、M
a
0
一
一
一
54.2
19.9
25.9
b
1
22.5
24.1
72.5
57.2
20
22.8
c
2
37.9
78.1
80.7
66.1
16.2
17.7
d
4
51.8
80.7
85.6
71.2
14.4
14.4
注:有丝分裂的细胞周期包括G1(DNA 合成前期)、S(DNA合成期)、G₂(DNA合成后期)和M(分裂期)四个时期。
(1)测定细胞增殖抑制率的实验中,自变量为___________,由实验结果可知,半夏泻心汤对食管癌细胞增殖的具体影响为___________。
(2)G1期细胞进行的主要生理活动为___________和细胞适度生长等。用碱性染料染色后进行显微观察,M期区别于其他时期的主要标志是___________(答一点)。
(3)分析表中数据可知,半夏泻心汤会使食管癌细胞停滞在___________期,可能是由于半夏泻心汤抑制了食管癌细胞的___________过程。
17. 研究发现线粒体外膜含40%的脂类和60%的蛋白质,具有孔蛋白构成的亲水通道,允许相对分子质量为5000D以下的分子通过,1000D以下的分子可自由通过。线粒体的内膜含100种以上的多肽,蛋白质和脂质的比例高于3:1,线粒体内膜通透性很低,仅允许不带电荷的小分子物质通过,大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。物质跨膜运输时所需的能量可由ATP直接提供,也可借助H+浓度梯度。如图为小鼠细胞线粒体内电子传递链中部分物质跨膜转运过程。请回答:
(1)线粒体内膜与外膜相比较,蛋白质的种类更丰富、含量更多,请从结构与功能相适应的角度分析原因:___________。
(2)从图示中可以看出,电子传递链中的能量转换形式依次为:NADH和FADH2中的化学能→___________→H+电化学势能→___________。
(3)由图中可以看出,过程④丙酮酸的跨膜运输方式为___________。研究发现,有氧呼吸前两个阶段产生的NADH所携带的电子经电子传递链最终传递给O2。据图分析,O2浓度的降低将___________(填“促进”或“抑制”)丙酮酸进入线粒体,原因是___________。
18. 月季花属于两性花,其花色中红色和白色由基因R、r控制。研究人员进行了以下实验:
回答下列问题:
(1)月季花的红色和白色这对相对性状中,______为显性性状,该对性状的遗传遵循基因的______定律。
(2)研究人员对该实验结果提出假设:亲本月季产生的雌配子正常,但带有基因R的花粉(雄配子)有一半致死。若该假设成立,则F₁红色月季的基因型有______种,F1红色月季中纯合子占______。为验证此假设,研究人员设计了两组实验:
实验一:F1红色月季(♀)×白色月季(♂);
实验二:F1红色月季(♂)×白色月季(♀)。
①进行实验一时,需要对______(填“红色月季”或“白色月季”)进行去雄处理,在人工授粉后需要进行套袋处理,其目的主要是___________。
②若实验一子代的性状比例为___________,实验二中子代的性状比例为____________,则该假设正确。
19. 单克隆抗体广泛用于流感病毒检测试纸的设计和制作。上图为单克隆抗体的制备流程,下图是H型流感病毒检测试纸示意图,S抗原为该病毒外壳上的特有蛋白,甲乙区域内会固定某些抗体,被固定的抗体不会随着液体在试纸上移动。该检测试纸使用时,先将待测样液滴在左侧的样品垫上,样液在试纸上向右层析扩散,依次经过金垫(含胶体金标记的抗体,当胶体金大量聚集会显示红色)、区域甲、区域乙。然后根据A、B区域是否变红来判断待测样液中是否含有病毒。请回答下列问题。
(1)下图所示检测试纸中检测病毒的区域是___________ (填“甲”或“乙”)。当出现______ (填“仅区域甲”或“仅区域乙”或“甲乙区域”)变红的情况时,检测结果是不可信的,需要重新检测。
(2)利用单克隆抗体技术制备H型流感病毒检测试纸所需要的抗体,至少需要制备______ 种杂交瘤细胞。与植物体细胞杂交相比,诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的特有方式是______ 。
(3)上图单克隆抗体制备流程中,筛选②需要用到的一个重要器材是______ ,使用该器材对杂交瘤细胞进行培养和筛选时需要注意______ 。
20. 毕赤酵母(能以甲醇为唯一碳源)可作为生产抗原蛋白的工程菌。研究人员以图所示质粒为载体,构建含乙型肝炎病毒表面抗原蛋白(HBsAg)基因的重组质粒,将重组质粒导入大肠杆菌中进行扩增,再经酶切后导入毕赤酵母,经同源重组整合到其染色体DNA上。请回答下列问题:
(1)已知HBsAg基因的b链的序列为5'-ATCTACGCGCTCATCCG……CGCAGCAATGAGTAGCG-3'。利用PCR技术获取HBsAg基因时,引物A结合的单链是______(填“a链”或“b链”)。某同学设计了如下的4种引物,其中可选用的引物组合是______。
A.5'-CGGATGAGCGCGTAGATGGATCC-3'
B.5'-GGATCCATCTACGCGCTCATCCG-3'
C.5'-CGCAGCAATGAGTAGCGGGGCCC-3'
D.5'-CCCGGGCGCTACTCATTGCTGCG-3'
(2)科研人员构建HBsAg基因表达载体时,应选用______酶对质粒进行酶切处理,并使用E.coli DNA连接酶将扩增后的HBsAg基因正确插入图所示质粒。将重组载体导入大肠杆菌时,应在含有______的培养基上进行筛选。欲从大肠杆菌中提取DNA,需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心,取______(填“上清液”或“沉淀物”)即获得大肠杆菌的DNA.将重组质粒导入大肠杆菌的目的是______。
(3)转化的酵母菌在培养基上培养时,需向其中加入甲醇,其目的是______。
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26届高三上期10月考生物试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(15道题,每题3分,共45分)
1. 在细胞的生命活动中,下列细胞器或结构不会出现核酸分子的是( )
A. 高尔基体 B. 溶酶体 C. 核糖体 D. 端粒
【答案】A
【解析】
【分析】细胞器的分类:①具有双层膜结构的细胞器有:叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。膜结构是由磷脂双分子层构成。
【详解】A、高尔基体自身的结构和主要功能不涉及核酸。它既不像线粒体、叶绿体那样含有自己的DNA和RNA,也不像核糖体那样由RNA构成。因此,高尔基体中一般不会出现核酸分子,A符合题意;
B、当溶酶体分解衰老的线粒体、叶绿体或核糖体时,会分解其中的DNA和RNA。当它消化病毒或细菌时,也会分解其核酸。因此,在溶酶体的“工作”过程中,其内部是会出现核酸分子的(作为被水解的底物),B不符合题意;
C、核糖体本身就是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质构成的。rRNA是核酸的一种。此外,在翻译过程中,信使RNA(mRNA)作为模板,转运RNA(tRNA)负责运载氨基酸,它们也都会与核糖体结合。所以核糖体必然含有核酸,C不符合题意;
D、端粒的化学本质是DNA—蛋白质复合体。DNA本身就是脱氧核糖核酸,是核酸的一种。所以端粒中会出现核酸,D不符合题意。
故选A。
2. 生物大分子是构成细胞生命大厦的基本框架,研究组成生物体的成分对揭示生命现象具有十分重要的意义。下列关于生物大分子的叙述,正确的是( )
A. 多糖结构具有多样性取决于构成多糖的单体种类的多样性
B. 蛋白质、糖类和脂肪是能源物质,糖类是主要的能源物质
C. 真核细胞的DNA分布在细胞核内,RNA分布在细胞质内
D. 在生物体内可以发生水解反应的化合物均属于生物大分子
【答案】B
【解析】
【详解】A、多糖结构的多样性主要由单体的排列顺序、连接方式及空间结构决定,淀粉、糖原和纤维素均由葡萄糖构成,但结构不同,因而功能不同,A错误;
B、糖类是主要能源物质,脂肪是良好的储能物质,蛋白质在特定情况下(如供能不足)也可分解供能。三者均属于能源物质,B正确;
C、真核细胞的DNA主要分布在细胞核,但线粒体和叶绿体中也含少量DNA;RNA主要在细胞质,但细胞核内也存在(如转录产物),C错误;
D、水解反应不仅限于生物大分子,如二糖、脂肪等小分子也可水解,即细胞中能水解的化合物并非都是生物大分子,D错误。
故选B。
3. 下图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲~丙的示意图。下列相关叙述中正确的是( )
A. 人的成熟红细胞中的物质丙有2种,其中DNA是遗传物质
B. 只要含有羧基和氨基的物质就是单体1,通过脱水缩合形成物质乙
C. 由单体3组成的物质甲不一定是能源物质,人体肝细胞中物质甲可以补充血糖
D. 水解物质甲、乙或丙都会释放出能量用于各种吸能反应
【答案】C
【解析】
【分析】生物体内的大分子物质有多糖、蛋白质和核酸,多糖的组成元素一般只有C、H、O,蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N,核酸的组成元素为C、H、O、N、P。
【详解】A、甲、乙和丙均为大分子,根据组成元素可知,物质甲是多糖,单体3是葡萄糖;物质乙是蛋白质,单体1是氨基酸;物质丙是核酸,单体2是核苷酸。人的成熟红细胞中没有核酸,A错误;
B、单体1是氨基酸,但具有氨基和羧基的物质不一定是氨基酸,氨基酸中至少一个氨基和一个羧基都连在同一个碳原子上,B错误;
C、物质甲是多糖,包括淀粉、纤维素和糖原,其中纤维素不属于能源物质,是构成细胞壁的成分;肝糖原可分解成葡萄糖补充血糖,糖原可作为能源物质,C正确;
D、ATP是各种吸能反应直接的能源物质,大分子物质水解成单体的过程释放能量,但不形成ATP,故不能用于各种吸能反应,D错误。
故选C。
4. 图甲表示一个渗透作用装置,将半透膜袋缚于玻璃管下端,半透膜袋内装有50mL质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液;图乙表示放置在溶液M中的植物细胞失水量的变化情况。下列有关叙述错误的是( )
A. 图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升
B. 图乙表示植物细胞在某溶液中处理的10min内发生质壁分离,10min后发生质壁分离复原
C. 图乙中A点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强
D. 图甲中当半透膜两侧水分子进出速率相等时,长颈漏斗内液面最高
【答案】B
【解析】
【分析】渗透作用发生的条件:半透膜和浓度差。图甲中蔗糖溶液浓度大于清水,装置吸水漏斗液面上升,当内外浓度差产生的渗透压与上升的液面产生的压强相等时,吸水和失水达到动态平衡,液面不再变化。
分析图乙:图乙中OA过程中细胞发生质壁分离,A点之后细胞植物细胞发生质壁分离自动复原现象。
【详解】AD、随着水进入半透膜袋,半透膜袋两侧的浓度差缩小,蔗糖溶液的吸水能力下降,另外,不断高出的液柱也会进一步阻止水进入半透膜袋,因此,图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升,此时长颈漏斗内液面最高,此时半透膜两侧水分子进出速率相等,A、D正确;
B、从图乙信息可知,该植物细胞在5 min内发生质壁分离到最大程度,而后发生质壁分离的复原现象,B错误;
C、图乙中A点植物细胞失水量最大,此时植物细胞的细胞液浓度最大,细胞的吸水能力最强,C正确;
故选B。
5. 生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A. Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B. 蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C. 通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D. Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
【答案】C
【解析】
【分析】主动运输的特点:逆浓度梯度、需要载体蛋白、消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
【详解】A、Na+在液泡中的积累,细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;
B、液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,作为载体蛋白,蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;
C、为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞,外排Na+也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;
D、Na+通过离子通道进入细胞时,Na+不需要与通道蛋白结合,D正确。
故选C。
6. 可立氏循环是指在激烈运动时,肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成的速度,这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸,使再生,保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是( )
A. 肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达
B. 机体进行可立氏循环时,肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量
C. 有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜处被消耗
D. 丙酮酸被还原为乳酸的过程中,产生和少量ATP
【答案】A
【解析】
【详解】A、肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖,根本原因是葡萄糖异生途径相关基因的选择性表达,A正确;
B、人体激烈运动时,肌细胞中既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸,有氧呼吸产生的CO2与消耗的O2相等,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,因此总产生的CO2与总消耗的O2的比值等于1,B错误;
C、有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生,在线粒体内膜处被消耗,C错误;
D、丙酮酸被还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段,该阶段生成NAD+,不产生ATP,D错误。
故选A。
7. 如图是叶绿体中进行的光反应示意图,类囊体膜上的光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是色素和蛋白质复合体,可吸收光能进行电子传递,电子最终传递给NADP+后与其反应生成NADPH。膜上的ATP合成酶在顺浓度梯度运输H+的同时催化ATP的合成。下列叙述正确的是( )
A. 膜蛋白功能仅有催化及物质运输
B. 据图分析,O2产生后扩散到细胞外共需要穿过3层生物膜
C. 光反应涉及电子(e-)的一系列变化,电子(e-)的最初供体为水
D. 若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中NADP+减少,则图中电子传递速率会加快
【答案】C
【解析】
【详解】A、图中ATP合成酶属于膜蛋白,具有催化ATP合成和运输H+的作用,且根据题意“类囊体膜上的光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是色素和蛋白质复合体,可吸收光能进行电子传递”可知,膜蛋白还可以吸收光能等,A错误;
B、分析图示可知,水光解发生在类囊体腔内,因此O2产生后扩散到细胞外共需要穿过类囊体膜1层、叶绿体膜2层和细胞膜1层,共4层生物膜,B错误;
C、在光合作用的光反应阶段发生水的光解,即将水分解成O2、H+和e-,e-参与一系列的氧化还原反应,最终与H+、NADP+结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),所以电子(e-)的最初供体为水,C正确;
D、若CO2浓度降低,CO2固定速率减慢,C3还原速率减慢,消耗的ATP和NADPH减少,因此叶绿体中ADP、NADP+减少,图中H+与NADP+结合形成NADPH速率减慢,故图中电子传递速率会减慢,D错误。
故选C。
8. 在饥饿胁迫条件下,体外培养细胞中的线粒体会转化形成Swell和Donut两种形态(如图)。Swell失去膜电势后会发生自噬降解;Donut可保持膜电势,若使用药物使Donut失去膜电势,其便不能再为细胞供能,但仍能抵抗自噬。胁迫解除后,Donut能恢复正常状态。下列分析错误的是( )
A. 自噬体生物膜可能来源于内质网和高尔基体
B. 线粒体保持膜电势是其抵抗自噬的前提条件
C. Swell自噬能提供维持细胞生存所需物质和能量
D. 线粒体两种形态的形成与基因的选择性表达有关
【答案】B
【解析】
【分析】溶酶体是具有单层膜的细胞器,内部含有多种酸性水解酶,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。被分解后的产物,对细胞有用的物质可以再利用,废物排出细胞外。溶酶体起源于高尔基体,所含的酶在核糖体合成,进入内质网初步加工,再运输到高尔基体进一步加工。pH改变会影响酶的活性。
【详解】A、据图,自噬体被生物膜包围,形成“囊泡”结构,细胞内能产生囊泡的膜结构是内质网和高尔基体,A正确;
B、Donut可保持膜电势,若使用药物使Donut失去膜电势,其便不能再为细胞供能,但仍能抵抗自噬,B错误;
C、Swell自噬后分解成小分子物质,其中含有细胞需要的物质,这些物质被细胞利用,能提供维持细胞生存所需物质和能量,C正确;
D、线粒体两种形态的形成是由其含有的蛋白质的结构决定的,与基因的选择性表达有关,D正确。
故选B。
9. 生物会经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程,活细胞也一样。下图是人类红细胞的部分演变过程图示。下列相关表述,正确的是( )
A. 造血干细胞分裂时,可以观察到同源染色体的联会现象
B. 幼红细胞转变成网织红细胞前仍能合成一些新的蛋白质
C. 成熟红细胞主要通过有氧呼吸为细胞生命活动提供能量
D. 成熟红细胞衰老后通过启动凋亡基因的表达使自身死亡
【答案】B
【解析】
【分析】细胞衰老是一系列复杂的生理生化反应过程,发生的变化量最终反映在细胞的形态结构和生理功能上熟知细胞衰老的特征。如细胞水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢速度减慢等等;细胞凋亡是一个主动地由基因决定的自行结束细胞生命的过程,是细胞程序性死亡。
【详解】A、造血干细胞是保留了分裂和分化能力的细胞,能进行有丝分裂,不能进行减数分裂,有丝分裂过程不存在同源染色体的联会现象,A错误;
B、从图示可知,幼红细胞在进一步演变成网织红细胞之前,有细胞核存在,会进行基因的选择性表达,合成一些新的蛋白质,B正确;
C、成熟红细胞无线粒体,进行无氧呼吸而不进行有氧呼吸,C错误;
D、成熟红细胞无细胞核和众多细胞器,无凋亡基因,D错误。
故选B。
10. 某哺乳动物(2n=8)的基因型为HhXBY,图1是该动物体内某细胞正常分裂模式图,图2是测定的该动物体内细胞①~⑤中染色体数与核DNA分子数的关系图。下列叙述正确的是( )
A. 图1细胞中同时存在着X染色体和Y染色体
B. 图2中细胞②的名称是次级精母细胞或极体
C. 图2中一定含有同源染色体的有③④⑤
D. 图2中一定含有两个染色体组的有③④
【答案】D
【解析】
【详解】A、图1中有4条染色体,8条姐妹染色单体,没有同源染色体,处于减数分裂Ⅱ,不能同时存在X染色体和Y染色体,A错误;
B、该动物的基因型为HhXBY,说明该动物属于雄性,细胞名称不可能是极体,B错误;
CD、由图2可知,①中染色体数和核DNA数都是n,处于减数第二次分裂末期,无同源染色体,含有1个染色体组;②中染色体数为n,核DNA数为2n,处于减数第二次分裂前期、中期,无同源染色体,含有1个染色体组;③中染色体数和核DNA数都是2n,处于减数第二次分裂后期(无同源染色体),或者精原细胞(有同源染色体),含有2个染色体组;④中染色体数为2n,核DNA数为4n,处于减数第一次分裂和有丝分裂前期和中期,有同源染色体,含有2个染色体组;⑤中染色体数和核DNA数都为4n,处于有丝分裂后期,有同源染色体,含有4个染色体组;由此可知,图2中一定含有同源染色体的有④⑤,图2中一定含有两个染色体组的有③④,C错误、D正确。
故选D。
11. 自然界配子的发生、个体的发育受多种因素制约,存在致死现象。基因型为 Aa的植株自交,子代基因型 AA∶Aa∶aa 的比例可能出现不同的情况。下列分析错误的是( )
A. 若含有a的花粉 50%死亡,则自交后代基因型的比例是2∶3∶1
B. 若 aa个体有 50%死亡,则自交后代基因型的比例是2∶2∶1
C. 若含有a的配子有50%死亡,则自交后代基因型的比例是4∶4∶1
D. 若花粉有 50%死亡,则自交后代基因型的比例是1∶2∶1
【答案】B
【解析】
【分析】根据死亡配子情况不同,可先分析雌雄配子的种类及比例,然后用棋盘法或根据基因平衡定律分析后代基因型、表现型。
【详解】A、若含有a的花粉 50%死亡,雌配子A占1/2,a占1/2,雄配子A占2/3,a占1/3,自交后代AA占1/2×2/3=2/6, Aa占1/2×2/3+1/2×1/3=3/6,aa占1/2×1/3=1/6,自交后代基因型的比例是2∶3∶1,A正确;
B、基因型为 Aa的植株自交,子代基因型 AA占1/4,Aa占2/4,aa占1/4,若 aa个体有 50%死亡,子代基因型 AA占2/7,Aa占4/7,aa占1/7,自交后代基因型的比例是2∶4∶1,B错误;
C、若含有a的配子有50%死亡,雌配子和雄配子中都是A占2/3,a占1/3,自交后代AA占2/3×2/3=4/9, Aa占2/3×1/3+2/3×1/3=4/9,aa占1/3×1/3=1/9,自交后代基因型的比例是4∶4∶1,C正确;
D、若花粉有 50%死亡,雌配子和雄配子中都是A占1/2,a占1/2,自交后代AA占1/2×1/2=1/4, Aa占1/2×1/2+1/2×1/2=2/4,aa占1/2×1/2=1/4,则自交后代基因型的比例是1∶2∶1,D正确。
故选B。
12. 下图①②③为某动物的3个精原细胞,其DNA双链均被放射性标记,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞,将这3个细胞置于没有放射性的培养液中继续培养,已知②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极,不考虑图示以外的其他变异,下列叙述正确的是( )
A. 细胞①的变异类型理论上需要通过电子显微镜才能观察到
B. 细胞②经减数分裂1产生的次级精母细胞的基因型可能为aaR
C. 细胞②经减数分裂最终产生8种基因型的配子
D. 若细胞③经一次有丝分裂、一次减数分裂,产生的有放射性的精细胞数量为4~8个
【答案】D
【解析】
【分析】1、精原细胞①中有4条染色体,含有A、a、R、r四种基因,对比正常精原细胞③可知,精原细胞①发生了染色体结构变异中的易位,R基因和a基因发生了位置互换。
2、精原细胞②中含有a基因的染色体多了一条,发生了染色体数目变异。
【详解】A、精原细胞①中有4条染色体,含有A、a、R、r四种基因,对比正常精原细胞③可知,精原细胞①发生了染色体结构变异中的易位;细胞①的变异类型理论上可在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到,A错误;
B、精原细胞②中含有a基因的染色体多了一条,发生了染色体数目变异;细胞②减数分裂过程中产生的次级精母细胞应含有成对的基因,B错误;
C、细胞②经减数分裂最终产生2种基因型的配子,C错误;
D、分析题意,细胞DNA双链均被放射性标记,置于没有放射性的培养液中继续培养,若细胞③经一次有丝分裂,一次减数分裂,由于DNA分子的半保留复制,有丝分裂结束后得到的两个子细胞每条染色体的DNA都只有一条DNA单链被标记,此后进行减数分裂进行DNA复制,每条染色体都只有一条染色体的一个DNA单链被标记,经过减数分裂产生的含放射性核DNA分子的精细胞数量为4~8个,D正确。
故选D。
13. 马奶酒是具有民族特色的发酵乳制品,其发酵主要依靠乳酸菌和酵母菌进行乳酸发酵及酒精发酵。当奶中的乳糖被分解后,马奶酒酵母菌优先利用半乳糖,之后同时利用葡萄糖和半乳糖进行生长,而其余微生物都会优先争抢葡萄糖。下列有关叙述错误的是( )
A. 马奶酒酵母菌特殊的营养方式有利于其数量增长
B. 马奶酒的发酵需要在适宜温度下进行并适时排气
C. 发酵中微生物可以使用血细胞计数板进行直接计数
D. 马奶酒酵母菌利用线粒体将葡萄糖分解并释放能量
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌的代谢类型是兼性厌氧型,乳酸菌的代谢类型是厌氧型。
【详解】A、马奶酒酵母菌株能在生长起始期优先利用半乳糖进行生长,避开对于葡萄糖的激烈竞争,种群数量增长更快,A正确;
B、乳酸菌和酵母菌的发酵需要适宜的温度及无氧环境,因为发酵过程中有二氧化碳产生所以需要适时排气,B正确;
C、微生物计数可以用显微镜直接计数法,需要用到血细胞计数板,C正确;
D、无氧呼吸的整个过程发生在细胞质基质,D错误。
故选D。
14. 三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产,操作如下图。下列叙述正确的是( )
A. ①过程除了使用酶解法外,还可以利用盐酸和酒精1:1混合配制的解离液来完成
B. ②过程通常在等渗的培养液中,采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C. ④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根
D. 图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】B
【解析】
【分析】1、图中三白草和鱼腥草体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,②为原生质体融合,③脱分化形成愈伤组织,④提取代谢产物。
2、植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体,盐酸和酒精1:1混合配制的解离液会杀死细胞,A错误;
B、过程②通常在等渗培养液中,以维持原生质体的正常形态,可以采用化学法(聚乙二醇融合法)或物理法(离心、振动、电激等)诱导原生质体融合,B正确;
C、④过程是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞,从中直接提取次级代谢产物,不需要诱导生芽和生根,C错误;
D、图中过程②原生质体融合体现了细胞膜的流动性,④过程是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞,没有体现植物细胞的全能性,杂种细胞培育成一个完整新的植物体的过程才体现了植物细胞的全能性,D错误。
故选B。
15. 科研人员通过动物细胞融合技术,将杂交瘤细胞A和B再次融合形成双杂交瘤细胞AB。该双杂交瘤细胞可产生识别两种抗原的双特异性抗体。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 制备杂交瘤细胞A需经过两次筛选,第一次筛选出的细胞均可产生抗α抗体
B. 获得的双杂交瘤细胞需α、β抗原刺激后才能产生双特异性抗体
C. 双杂交瘤细胞在进行传代培养前通常需使用胰蛋白酶使之分散
D. 若双特异性抗体用于肿瘤治疗,则α、β抗原中至少一种为癌细胞表面抗原
【答案】D
【解析】
【详解】A、制备杂交瘤细胞A需经过两次筛选,第一次筛选是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选是用抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,第一次筛选后获得的是杂交瘤细胞,但未必都可产生抗α抗体,因而需要进行第二次筛选,A错误;
B、获得的双杂交瘤细胞可以在体外培养条件下无限增殖并产生相应的抗体,不需要α、β抗原刺激,B错误;
C、杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞,细胞之间并未接触,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液培养基,加入新鲜培养液即可,不用胰蛋白酶处理,C错误;
D、若双特异性抗体用于肿瘤治疗,则α、β抗原中至少一种为癌细胞表面抗原,这样抗体才能特异性地识别并结合癌细胞,从而发挥治疗作用,D正确。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(5道题,共55分)
16. 半夏泻心汤是治疗消化系统病变的一剂药方,也可用于治疗消化道肿瘤。为探讨半夏泻心汤对食管癌细胞生长的影响,研究人员测定了不同浓度的半夏泻心汤作用下体外食管癌细胞的细胞增殖抑制率及不同时期细胞占比,结果如表所示。
组别
半夏泻心汤的浓度(g·mL-1)
细胞增殖抑制率(%)
不同时期细胞占比(%)
处理时间为24 h
处理时间为48 h
处理时间为72 h
G1
S
G2、M
a
0
一
一
一
54.2
19.9
25.9
b
1
22.5
24.1
72.5
57.2
20
22.8
c
2
37.9
78.1
80.7
66.1
16.2
17.7
d
4
51.8
80.7
85.6
71.2
14.4
14.4
注:有丝分裂的细胞周期包括G1(DNA 合成前期)、S(DNA合成期)、G₂(DNA合成后期)和M(分裂期)四个时期。
(1)测定细胞增殖抑制率的实验中,自变量为___________,由实验结果可知,半夏泻心汤对食管癌细胞增殖的具体影响为___________。
(2)G1期细胞进行的主要生理活动为___________和细胞适度生长等。用碱性染料染色后进行显微观察,M期区别于其他时期的主要标志是___________(答一点)。
(3)分析表中数据可知,半夏泻心汤会使食管癌细胞停滞在___________期,可能是由于半夏泻心汤抑制了食管癌细胞的___________过程。
【答案】(1) ①. 半夏泻心汤的浓度和处理时间 ②. 在一定浓度内,半夏泻心汤抑制食管癌细胞增殖,且浓度越高,细胞增殖抑制率越高
(2) ①. 合成蛋白质(如DNA聚合酶、解旋酶等) ②. 染色质丝高度螺旋形成棒状的染色体
(3) ①. G1 ②. DNA复制
【解析】
【分析】分析各组实验结果可知,随着添加的半夏泻心汤浓度增大,细胞增殖抑制率逐渐增大,且G1期的细胞占比逐渐增加。
【小问1详解】
由表格数据可知,各组的自变量为是否添加半夏泻心汤及其浓度以及各组的处理时间。对比各组细胞增殖抑制率可知, 在一定浓度内,半夏泻心汤抑制食管癌细胞增殖,且浓度越高,细胞增殖抑制率越高。
【小问2详解】
G1期处于DNA复制前,主要生理活动为合成蛋白质(如DNA聚合酶、解旋酶),为DNA复制做准备。用碱性染料对细胞染色后,最容易染色的结构为染色质(体),因此M期区别于其他时期的主要标志是染色质丝高度螺旋形成棒状的染色体。
【小问3详解】
根据表中各时期的细胞占比可知,随着添加的半夏泻心汤浓度增大,G1期的细胞占比逐渐增加,因此半夏泻心汤会使食管癌细胞停滞在G1期,食管癌细胞无法进入S期,可能是由于半夏泻心汤抑制了食管癌细胞的DNA复制过程。
17. 研究发现线粒体外膜含40%的脂类和60%的蛋白质,具有孔蛋白构成的亲水通道,允许相对分子质量为5000D以下的分子通过,1000D以下的分子可自由通过。线粒体的内膜含100种以上的多肽,蛋白质和脂质的比例高于3:1,线粒体内膜通透性很低,仅允许不带电荷的小分子物质通过,大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。物质跨膜运输时所需的能量可由ATP直接提供,也可借助H+浓度梯度。如图为小鼠细胞线粒体内电子传递链中部分物质跨膜转运过程。请回答:
(1)线粒体内膜与外膜相比较,蛋白质的种类更丰富、含量更多,请从结构与功能相适应的角度分析原因:___________。
(2)从图示中可以看出,电子传递链中的能量转换形式依次为:NADH和FADH2中的化学能→___________→H+电化学势能→___________。
(3)由图中可以看出,过程④丙酮酸的跨膜运输方式为___________。研究发现,有氧呼吸前两个阶段产生的NADH所携带的电子经电子传递链最终传递给O2。据图分析,O2浓度的降低将___________(填“促进”或“抑制”)丙酮酸进入线粒体,原因是___________。
【答案】(1)线粒体内膜上附着有多种呼吸酶并且有特殊的转运蛋白
(2) ①. 电能 ②. ATP中活跃的化学能
(3) ①. 主动运输 ②. 抑制 ③. 丙酮酸通过线粒体内膜时需借助膜两侧建立的H+浓度梯度,而O2浓度的降低不利于膜两侧H+浓度梯度的建立
【解析】
【分析】有氧呼吸可以概括为三个阶段,第一个阶段是葡萄糖分解产生丙酮酸和少量[H],并释放出少量能量,场所是在细胞质基质中,第二个阶段是丙酮酸和水分解产生二氧化碳和[H],并释放少量能量,场所是线粒体基质,第三个阶段是[H]和氧气结合生成水,释放出大量能量,场所是线粒体内膜。无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同,第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。
【小问1详解】
线粒体内膜上附着有多种呼吸酶并且有特殊的转运蛋白,所以与外膜相比较,内膜的蛋白质种类和含量更多。
【小问2详解】
从图示中可以看出,电子传递链中的能量转换形式依次为:NADH和FADH2中的化学能→电能→H+电化学势能→ATP中活跃的化学能。
【小问3详解】
由题干信息“物质跨膜运输时所需的能量可由ATP直接提供,也可借助H+浓度梯度”,可推知过程④丙酮酸的跨膜运输需要由线粒体内膜两侧的H+浓度梯度提供能量,因此过程④丙酮酸的跨膜运输方式为主动运输。O2浓度的降低将抑制丙酮酸运进线粒体,其原因是丙酮酸通过线粒体内膜需借助膜两侧建立的 H+浓度梯度,而O2浓度的降低不利于膜两侧 H+浓度梯度的建立。
18. 月季花属于两性花,其花色中红色和白色由基因R、r控制。研究人员进行了以下实验:
回答下列问题:
(1)月季花的红色和白色这对相对性状中,______为显性性状,该对性状的遗传遵循基因的______定律。
(2)研究人员对该实验结果提出假设:亲本月季产生的雌配子正常,但带有基因R的花粉(雄配子)有一半致死。若该假设成立,则F₁红色月季的基因型有______种,F1红色月季中纯合子占______。为验证此假设,研究人员设计了两组实验:
实验一:F1红色月季(♀)×白色月季(♂);
实验二:F1红色月季(♂)×白色月季(♀)。
①进行实验一时,需要对______(填“红色月季”或“白色月季”)进行去雄处理,在人工授粉后需要进行套袋处理,其目的主要是___________。
②若实验一子代的性状比例为___________,实验二中子代的性状比例为____________,则该假设正确。
【答案】(1) ①. 红色 ②. 分离
(2) ①. 2##二##两 ②. 1/4 ③. 红色月季 ④. 避免外来花粉的干扰 ⑤. 红色月季:白色月季=5:3 ⑥. 红色月季:白色月季=5:6
【解析】
【分析】分离定律的实质:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【小问1详解】
红色月季自交后代中红色月季:白色月季=2:1,即红色月季自交子代发生了性状分离,说明红色为显性性状,白色为隐性性状,该对性状的遗传遵循基因的分离定律。
【小问2详解】
亲本月季产生的雌配子正常,但带有遗传因子R的花粉(雄配子)有一半致死。母本产生的雌配子为1/2R、1/2r,父本产生的花粉为1/3R、2/3r,那么后代红色月季1/6RR、1/2Rr,白色月季1/3rr,则F1红色月季的基因型有RR、Rr两种,F1红色月季中纯合子占1/4。
①实验一需要对母本(红色月季)去雄,在人工授粉前后需要进行套袋处理,可以避免外来花粉的干扰。
②若假设成立,则实验一为红色月季(♀)(1/4RR、3/4Rr)×白色月季(♂)(rr),F1的红色月季(♀)(1/4RR、3/4Rr)产生的雌配子为5/8R、3/8r,白色月季(♂)(rr)产生的花粉为r,则子代为5/8Rr、3/8rr,因此子代的表型及比例为红色月季:白色月季=5:3,实验二为F1的红色月季(♂)(1/4RR、3/4Rr)×白色月季(♀)(rr),F1的红色月季(♂)(1/4RR、3/4Rr),由于带有遗传因子R的花粉(雄配子)有一半致死,所以其产生的花粉为5/11R、6/11r,白色月季(♀)(rr)产生的雌配子为r,故子代为5/11Rr、6/11rr,那么子代表型及比例为红色月季:白色月季=5:6。
19. 单克隆抗体广泛用于流感病毒检测试纸的设计和制作。上图为单克隆抗体的制备流程,下图是H型流感病毒检测试纸示意图,S抗原为该病毒外壳上的特有蛋白,甲乙区域内会固定某些抗体,被固定的抗体不会随着液体在试纸上移动。该检测试纸使用时,先将待测样液滴在左侧的样品垫上,样液在试纸上向右层析扩散,依次经过金垫(含胶体金标记的抗体,当胶体金大量聚集会显示红色)、区域甲、区域乙。然后根据A、B区域是否变红来判断待测样液中是否含有病毒。请回答下列问题。
(1)下图所示检测试纸中检测病毒的区域是___________ (填“甲”或“乙”)。当出现______ (填“仅区域甲”或“仅区域乙”或“甲乙区域”)变红的情况时,检测结果是不可信的,需要重新检测。
(2)利用单克隆抗体技术制备H型流感病毒检测试纸所需要的抗体,至少需要制备______ 种杂交瘤细胞。与植物体细胞杂交相比,诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的特有方式是______ 。
(3)上图单克隆抗体制备流程中,筛选②需要用到的一个重要器材是______ ,使用该器材对杂交瘤细胞进行培养和筛选时需要注意______ 。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 仅区域甲
(2) ①. 2 ②. 灭活的病毒诱导法
(3) ①. 多孔培养板 ②. 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,保证无菌、无毒的环境;控制好温度、pH、气体环境等培养条件。
【解析】
【分析】在单克隆抗体制备过程有两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;对经选择培养的杂交瘤细胞用96孔板培养进行二次筛选,每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,利用抗原抗体杂交法,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检测呈阳性的杂交瘤细胞。
【小问1详解】
检测试纸利用“抗原-抗体特异性结合”原理。金垫中含胶体金标记的抗S抗体1,若待测样液含病毒,S抗原会与胶体金标记的抗S抗体1结合形成复合物,复合物层析至区域甲时,区域甲固定的抗S抗体2会与复合物进一步结合,使胶体金聚集显色,因此,检测病毒的区域是甲;区域乙为质控区,确保测试纸正常,正常情况下,无论是否含病毒,胶体金标记的抗S抗体1都会流至区域乙,使乙显色,若仅区域甲变红,区域乙未显色(质控失败),检测过程存在异常,结果不可信 。
【小问2详解】
单克隆抗体需针对单一性抗原(S抗原),由图得抗S抗体1和抗S抗体2与S抗原特异性结合,所以利用单克隆抗体技术制备H型流感病毒检测试纸所需要的抗体,至少需要制备2种杂交瘤细胞,与植物体细胞杂交相比,诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的特有方式是灭活的病毒诱导法。
【小问3详解】
上图单克隆抗体制备流程中,筛选②需要用到的一个重要器材是多孔培养板,使用该器材对杂交瘤细胞进行培养和筛选时需要注意每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,保证无菌、无毒的环境;控制好温度、pH、气体环境等培养条件。
20. 毕赤酵母(能以甲醇为唯一碳源)可作为生产抗原蛋白的工程菌。研究人员以图所示质粒为载体,构建含乙型肝炎病毒表面抗原蛋白(HBsAg)基因的重组质粒,将重组质粒导入大肠杆菌中进行扩增,再经酶切后导入毕赤酵母,经同源重组整合到其染色体DNA上。请回答下列问题:
(1)已知HBsAg基因的b链的序列为5'-ATCTACGCGCTCATCCG……CGCAGCAATGAGTAGCG-3'。利用PCR技术获取HBsAg基因时,引物A结合的单链是______(填“a链”或“b链”)。某同学设计了如下的4种引物,其中可选用的引物组合是______。
A.5'-CGGATGAGCGCGTAGATGGATCC-3'
B.5'-GGATCCATCTACGCGCTCATCCG-3'
C.5'-CGCAGCAATGAGTAGCGGGGCCC-3'
D.5'-CCCGGGCGCTACTCATTGCTGCG-3'
(2)科研人员构建HBsAg基因表达载体时,应选用______酶对质粒进行酶切处理,并使用E.coli DNA连接酶将扩增后的HBsAg基因正确插入图所示质粒。将重组载体导入大肠杆菌时,应在含有______的培养基上进行筛选。欲从大肠杆菌中提取DNA,需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心,取______(填“上清液”或“沉淀物”)即获得大肠杆菌的DNA.将重组质粒导入大肠杆菌的目的是______。
(3)转化的酵母菌在培养基上培养时,需向其中加入甲醇,其目的是______。
【答案】(1) ①. b链 ②. BD
(2) ①. XmaⅠ、BelⅠ ②. 氨苄青霉素 ③. 沉淀物 ④. 大量扩增含目的基因的重组质粒
(3)诱导HBsAg基因表达,同时也为毕赤酵母提供碳源
【解析】
【分析】培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
在PCR技术获取HBsAg基因时,引物是与模板链的3'端结合,因此,引物A结合的单链是b链。在PCR扩增过程中应在5'端添加相应的酶切位点。利用PCR扩增目的基因时,需要与模板的3'端(b链的左边)结合,并遵循碱基互补配对原则,同时在引物的5'端添加限制酶酶切位点。采用PCR技术扩增HBsAg基因需要使用的引物序列为5'-GCATCCATCTACGCGCTCATCCG-3'和5'-CCCGGCCGC-TACTCATTCCTGCC-3'。
【小问2详解】
在构建重组DNA分子时,质粒用XmaⅠ酶切,与目的基因用Xma Ⅰ酶切获得的黏性末端一侧相连;质粒用Bel Ⅰ酶切获得的黏性末端和目的基因用BamII Ⅰ酶切获得的黏性末端相连,以防止目的基因、载体自身环化或目的基因反向连接,因此科研人员利用限制酶Xma Ⅰ、Bel Ⅰ和E.coliDNA连接酶将HBsAg基因正确插入图1所示质粒。重组质粒上还有氨苄青霉素抗性基因,因此构建重组载体后,导入大肠杆菌,在含有氨苄青霉素的培养基上进行培养。提取DNA时需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心,取沉淀物,获得大肠杆菌的DNA。将重组质粒导入大肠杆菌的目的是让重组质粒在大肠杆菌中大量扩增。
【小问3详解】
将大肠杆菌中获取的HBsAg基因导入毕赤酵母后,转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入甲醇。加入甲醇的作用有两点:一是提供碳源,促进酵母菌的生长和代谢;二是启动甲醇代谢相关的基因表达,从而启动目的基因的表达。
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