精品解析:安徽省阜阳市临泉县安徽省临泉田家炳实验中学(临泉县教师进修学校)2025-2026学年高三上学期1月月考生物试题
2026-01-19
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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 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 阜阳市 |
| 地区(区县) | 临泉县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.79 MB |
| 发布时间 | 2026-01-19 |
| 更新时间 | 2026-01-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56031788.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高三生物
(75分钟;100分)
一、选择题(本大题共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. 视紫红质是人视杆细胞中的一种特殊感光物质,科研人员发现海洋细菌中也存在视紫红质,它利用光能将H+泵出细胞,从而在H+回流时产生能量,细菌可以利用这些能量生长,具体过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 含有视紫红质的细菌,其细胞外H+浓度低于细胞内H+浓度
B. 视紫红质是一种H+通道蛋白,ATP合成酶抑制剂可以抑制视紫红质对H+的运输
C. 在细菌中,视紫红质将H+泵出细胞,由于不需要消耗ATP,因此属于协助扩散
D. 含有视紫红质的细菌,其同化作用类型与硝化细菌的相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、含有视紫红质的细菌,H+从细胞外回流至细胞内时为协助扩散,说明其细胞外H+浓度高于细胞内H+浓度,A错误;
B、视紫红质作为载体蛋白利用光能主动运输H+,在细胞内外建立质子浓度梯度,电化学势能驱动ATP合成酶合成ATP,ATP合成酶抑制剂抑制ATP的合成,而不能抑制视紫红质对H+的主动运输,B错误;
C、视紫红质将H+泵出细胞消耗光能且需要载体,是主动运输,C错误;
D、该细菌同化作用类型是自养型,与硝化细菌一样,D正确。
故选D。
2. 刚果红是一种染料,可以与纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。从落叶较多的腐殖土取10 g土壤,用无菌水稀释106倍后,取0.1 mL涂布到三个平板中(培养基配方:纤维素钠盐5~10 g、酵母膏1 g、土豆汁100 mL、KH2PO4 0.25 g、琼脂15 g、蒸馏水1000 mL)培养,菌落数目稳定后加入刚果红染色,洗去浮色后对纤维素分解菌进行分离与计数,三个平板菌落数无显著差异,平均值为200个,出现透明圈的菌落数平均值为30个。下列叙述错误的是( )
A. 要从土壤中将纤维素分解菌分离出来,应该将它们接种在以纤维素为唯一碳源的培养基上,该培养基属于选择培养基
B. 配好培养基后先用湿热灭菌法对其进行灭菌,然后需要将该培养基pH调为中性或者弱碱性
C. 该培养基中KH2PO4的作用是为微生物的生长提供无机盐和调节pH
D. 10 g土样中纤维素分解菌的数目约为3.0×109个
【答案】B
【解析】
【详解】A、纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素,在以纤维素为唯一碳源的选择培养基上,其他微生物因无法利用纤维素而受抑制,纤维素分解菌可生长形成菌落,该说法正确,A正确;
B、培养基配制时应先调节pH再灭菌,因湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)后pH可能变化,且灭菌前调节可避免灭菌过程中成分变性,B错误;
C、KH2PO4提供磷、钾元素(无机盐),同时作为缓冲物质维持培养基pH稳定(如中和微生物代谢产生的酸),C正确;
D、计算过程: 稀释倍数为106倍, 涂布体积为0.1 mL, 含透明圈菌落数(纤维素分解菌)为30个/平板, 每克稀释液中菌数:30 ÷ 0.1 = 300个/mL;原土样浓度:300 × 106 = 3.0 × 108个/g, 10 g土样中菌数:3.0 × 108 × 10 = 3.0 × 109个,D正确。
故选B。
3. 研究发现许多类型的肿瘤细胞会被巨噬细胞吞噬和摧毁。但多种肿瘤细胞高表达CD47,通过与巨噬细胞表面SIRPα(信号调节蛋白)相互作用,使肿瘤细胞逃避吞噬清除,神经细胞也会表达SIRPα。研究者将含有表达CD47的非肿瘤细胞的培养液均分成两组,一组加入不同浓度的CD47单克隆抗体,另一组加入不同浓度的无关单克隆抗体,然后两组都加入等量的荧光标记的SIRPα,检测细胞表面的荧光强度,结果如图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 肿瘤细胞的CD47与SIRPα相互作用降低了机体免疫监视能力
B. 研制促进CD47基因表达的靶向药物可为肿瘤治疗提供新思路
C. CD47单克隆抗体治疗肿瘤需要达到一定剂量才有效
D. 抗SIRPα的靶向药物对肿瘤有一定疗效,同时也可能会引起神经毒性
【答案】B
【解析】
【详解】A、肿瘤细胞的CD47与巨噬细胞表面SIRPα相互作用,使肿瘤细胞逃避吞噬清除,从而降低了机体免疫监视能力,A正确;
B、抑制肿瘤细胞过度表达CD47基因,可避免肿瘤细胞逃避吞噬清除而起到治疗作用,B错误;
C、从资料信息和实验结果可知,CD47单克隆抗体达到一定浓度后可以阻断CD47与SIRPα的结合,因此,用CD47单克隆抗体治疗肿瘤需要达到一定剂量才有效,C正确;
D、由于神经细胞也会表达SIRPα,抗SIRPα的靶向药物对肿瘤治疗的同时,也可能会引起神经毒性,D正确。
故选B。
4. 草甘膦是一种广谱、内吸、高效的灭生性除草剂,它通过与EPSPS(叶绿体中的一种酶)结合,抑制EPSPS的作用,阻断芳香族氨基酸的合成,从而引起细胞死亡。为了提高普通烟草对草甘膦的抗性,科学家通过转基因的方法将某外源EPSPS基因转入烟草的叶绿体中,使其产生更多的EPSPS,使得转基因烟草对草甘膦的抗性比野生型烟草高出约10倍。下列说法正确的是( )
A 可利用显微注射法将EPSPS基因转入叶绿体中
B. 从生物安全角度分析,把基因转入细胞核比转入叶绿体更安全
C. 利用PCR技术扩增EPSPS基因所需的原料是四种核糖核苷酸
D. EPSPS基因导入成功后,是否赋予烟草对草甘膦的预期抗性,还需进行鉴定
【答案】D
【解析】
【详解】A、显微注射法主要用于动物细胞的基因导入,植物细胞常用农杆菌转化法或基因枪法。叶绿体作为细胞器,其转基因需特殊技术(如叶绿体同质化载体),显微注射法不适用,A错误;
B、将基因转入叶绿体(细胞质基因组)可降低基因通过花粉扩散的风险(因花粉仅含父本核基因),而核基因组转基因可能通过花粉传播至其他物种,故叶绿体转化更安全,B错误;
C、PCR扩增目的基因需热稳定DNA聚合酶(如Taq酶),原料为四种脱氧核糖核苷酸(dNTP),核糖核苷酸是转录(RNA合成)的原料,C错误;
D、外源基因导入后需检测其表达产物(如EPSPS酶活性)及抗性表型(喷洒草甘膦后的存活情况),以确认是否达到预期抗性效果,D正确。
故选D。
5. 再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出眼角膜组织,将其移植到病人体内,成功治疗一名失明患者,且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述错误的是( )
A. 体外培养iPS细胞时要定期更换培养液并且培养液中通常需要加入血清等物质
B. 神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C. 患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
D. 成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞都能被诱导形成iPS细胞
【答案】C
【解析】
【详解】A、体外培养动物细胞需定期更换培养液以维持营养和pH稳定,且培养液中需添加血清(提供生长因子等天然成分),iPS细胞作为动物细胞培养亦需此条件,A正确;
B、神经干细胞可分化为神经细胞修复脑损伤,iPS细胞具有多能性也可定向诱导为神经细胞,二者在阿尔茨海默病(神经退行性疾病)治疗中均有应用潜力,B正确;
C、题干明确使用"异源"iPS细胞(即供体与受体基因不同),但未发生免疫排斥反应,说明移植细胞可能经受体自身体细胞重编程而来,C错误;
D、iPS细胞可通过基因重编程技术将已分化的体细胞(如成纤维细胞、T细胞、B细胞)诱导为多能干细胞,该技术已成熟,D正确。
故选C。
6. 超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述正确的是( )
A. 用茎尖获得脱毒苗的原因是根尖分生区细胞分化程度低,分裂能力强
B. 经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强
C. 超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来是分生区细胞
D. 培养的脱毒苗不需要进行病毒检测即可扩大繁殖
【答案】C
【解析】
【详解】A、用茎尖获得脱毒苗的原因是茎尖分生区细胞代谢旺盛、分裂速度快,且病毒含量极低(或未被侵染),A错误;
B、超低温冷冻脱毒法仅去除植株体内已有病毒,获得无病毒苗,但不会增强其抗病毒能力。未脱毒植株仍可能感染病毒,B错误;
C、超低温处理选择性破坏已分化的细胞(病毒易积累),而分生区细胞分裂旺盛、抗逆性强,更易存活,即超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来的是分生区细胞,C正确;
D、脱毒苗培养过程中可能发生变异或二次感染,需通过病毒检测(如ELISA检测)确认无病毒后才可扩大繁殖,D错误。
故选C。
7. 某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平,体外制备出桑葚胚样全能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚胚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究判断,下列叙述错误的是( )
A. 诱导桑葚胚样细胞时,基因碱基序列没有发生改变,但表达的情况发生改变
B. 据图推测,桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3基因的表达下降
C. 桑葚胚和囊胚期的细胞都具有发育的全能性,属于全能细胞
D. 卵裂期细胞进行有丝分裂,细胞数目变多但胚胎的体积不会增大
【答案】C
【解析】
【详解】A、诱导桑葚胚样细胞时,其本质是细胞分化,基因的碱基序列并未发生改变,但表达的情况发生改变,A正确;
B、通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平,体外制备出桑葚胚样全能细胞,因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3基因的表达下降,B正确;
C、囊胚期的滋养层细胞已经分化,不具有发育的全能性,不属于全能细胞,C错误;
D、胚胎发育的卵裂期细胞进行有丝分裂,细胞数目变多但胚胎的体积不会增大,甚至还略有减小,D正确。
故选C。
8. 如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,有关分析错误的是( )
A. 应用1中的卵母细胞常取自卵巢,要在体外培养至MⅡ期才能用于融合
B. 应用2中供体1和受体牛要进行同期发情处理,供体1还要注射促性腺激素,目的是使其超数排卵
C. 应用3一般选择囊胚或原肠胚进行分割,如果选用囊胚进行分割时一定要将内细胞团进行均等分割
D. 应用4中的胚胎干细胞能培养成肾脏是因为胚胎干细胞具有分裂分化的能力
【答案】C
【解析】
【详解】A、应用1用到了核移植技术和胚胎移植技术,用到的卵母细胞常取自卵巢,但是需要在体外培养到MⅡ期才能用于融合,A正确;
B、应用2用到了体外受精技术和胚胎移植技术,供体1和受体牛要进行同期发情处理,常用外源促性腺激素处理供体1,目的是使其超数排卵,B正确;
C、应用3用到了胚胎分割技术和胚胎移植技术,一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割,选用囊胚进行分割时一定要将内细胞团进行均等分割,C错误;
D、由于干细胞具有分裂分化的能力,所以体外可以获得相应的一些器官,D正确。
故选C。
9. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 生物武器具有传染性强、作用范围广等特点,应该严格禁止使用
B. 应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
C. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D 生物武器由致病微生物、毒素和干扰素等组成
【答案】D
【解析】
【详解】A、生物武器具有传染性强、作用范围广等特点,国际社会已通过《禁止生物武器公约》严格禁止其使用,A正确;
B、转基因植物需严格筛选目的基因,防止产生有害物质或引发生态风险,符合生物安全原则,B正确;
C、反对设计试管婴儿的核心伦理担忧包括技术滥用导致性别选择或基因筛选,违背自然伦理,C正确;
D、生物武器由致病微生物(如细菌、病毒)及其毒素制成,但干扰素是人体免疫细胞产生的抗病毒蛋白,属于治疗性生物制剂,并非生物武器成分,D错误。
故选D。
10. 胰岛素可用于治疗糖尿病,但胰岛素注射后易在皮下堆积,需较长时间才能进入血液,进入血液后又易被分解,因此治疗效果受到影响。如图表示新的速效胰岛素的生产过程。有关叙述正确的是( )
A. 生产新的速效胰岛素是通过直接对胰岛素分子的结构进行定向改造来完成的
B. 新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则
C. 若用大肠杆菌生产新的胰岛素,常用Ca2+处理大肠杆菌
D. 图中新的胰岛素基因不需要加上启动子和终止子就可以表达
【答案】C
【解析】
【详解】A、新的速效胰岛素并非直接对胰岛素分子结构进行定向改造,而是通过改造基因(人工合成新的胰岛素基因)实现的,属于蛋白质工程,A错误;
B、新的胰岛素生产过程中涉及转录、翻译的过程,其涉及中心法则,B错误;
C、把目的基因导入大肠杆菌,常用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,利于重组质粒的进入,C正确;
D、新的胰岛素基因导入大肠杆菌后,需要加上大肠杆菌的启动子和终止子(调控基因的转录)才能在大肠杆菌中表达,D错误。
故选C。
11. 某真菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向是从左往右。为使放线菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。下列说法正确的是( )
限制酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
MfeⅠ
KpnⅠ
HindⅢ
识别序列和切割位点(5'-3')
G↓GATCC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
A. 为了获得能正确表达W基因的重组质粒,应使用限制酶MfeⅠ、HindⅢ切割图中质粒,使用限制酶EcoRⅠ、HindⅢ切割图中含W基因的DNA片段
B. 与质粒中启动子结合的酶是DNA聚合酶
C. W基因转录的模板链是甲链
D. 利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是3'→5'
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据题图信息可知,图中W基因转录方向是从左往右,放线菌质粒启动子到终止子方向为顺时针,故重组质粒的启动子应在W基因左侧,终止子应在W基因右侧,W基因右侧只能用HindⅢ切割,W基因左侧有BamHⅠ、KpnⅠ、EcoRⅠ三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶MfeⅠ、HindⅢ切割图中质粒,使用限制酶EcoRⅠ、HindⅢ切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒,A正确;
B、与质粒中启动子结合的酶是RNA聚合酶,B错误;
C、启动子在W基因的左侧,转录方向是从左向右,mRNA链的合成方向为5'→3',与乙链从左向右3'→5'互补,故W基因转录的模板链是乙链,C错误;
D、利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA(双链)复制,子链延伸的方向为5'→3',D错误。
故选A。
12. 生态恢复是指停止对生态系统的人为干扰,以减轻其负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。为恢复某河段流域水体—河岸带的生物群落,环保人员选择该流域常见的植物进行栽种,植物种类、分布如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在水体—河岸带不同位置上选择不同的植物,主要体现了生态工程的整体原理
B. 该河段生态恢复的过程中群落发生了次生演替
C. 甲、乙、丙、丁的分布体现了群落的水平结构
D. 与恢复前相比,恢复后该生态系统物种丰富度会增加,抵抗力稳定性增强
【答案】A
【解析】
【详解】A、在水体—河岸带不同位置上选择不同的植物,主要体现了生态工程的协调原理,A错误;
B、该河段具有土壤条件及繁殖体,所以该河段生态恢复的过程中群落发生了次生演替,B正确;
C、甲、乙、丙、丁的分布是由地形的起伏导致的,体现了群落的水平结构,C正确;
D、与恢复前相比,恢复后该生态系统物种丰富度会增加,抵抗力稳定性增强,D正确。
故选A。
13. 刺梨果实具有较强的抗氧化、抗炎、降血糖血脂和抗肿瘤活性。将刺梨制成果酒的流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
清洗→打浆→过滤→调整糖度→加焦亚硫酸钾→调整pH→澄清→调整成分→发酵
A. 若利用发酵工程生产刺梨果酒,则发酵过程需要随时检测酵母菌的数量和酒精浓度
B. 若利用发酵工程生产刺梨果酒,则在调整成分之后需要对刺梨汁进行干热灭菌
C. 把果酒盖上纱布放在空气中,发酵温度控制在30~35 ℃,果酒会变成果醋
D. 若利用传统发酵技术进行发酵,则刺梨清洗时不能过度清洗,且发酵过程需要先通气后密封
【答案】B
【解析】
【详解】A、在发酵工程中,需对发酵液中的酵母菌数量和代谢产物(如酒精浓度)进行实时监测,以优化发酵条件,确保产品质量,A正确;
B、干热灭菌适用于玻璃器皿等耐高温物品的灭菌,而刺梨汁为液态营养基质,若采用干热灭菌会破坏营养成分;若利用发酵工程生产刺梨果酒,则在调整成分之后需要对刺梨汁进行湿热灭菌,B错误;
C、果酒变果醋需醋酸菌参与,其适宜温度为30~35℃,且需有氧环境(纱布覆盖利于通气),故把果酒盖上纱布放在空气中,发酵温度控制在30~35 ℃,果酒会变成果醋,C正确;
D、传统发酵技术依赖天然菌种,过度清洗会去除刺梨表面的野生酵母菌;酵母菌为兼性厌氧菌,发酵初期需通气促进繁殖,后期密封进行无氧发酵产酒精,D正确。
故选B。
14. 某种雌雄异株的植物(XY型),其叶片有宽叶和窄叶,受两对等位基因A/a、B/b的控制,花色有淡红色和白色,受等位基因D/d的控制。研究人员利用野生型的纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株为材料进行正反交实验,F1均为宽叶淡红色花,让F1进行自由交配产生F2,F2的结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 根据实验结果分析,该种植物的叶形和花色的隐性性状分别是窄叶、白色花
B. 亲本的基因型组合是aabbDD和AABBdd
C. 若题中三对等位基因的遗传均遵循自由组合定律,则F2的性状分离比是45∶15∶3∶1
D. 据结果可知A/a、B/b基因位于常染色体上,D/d基因位于X染色体上
【答案】D
【解析】
【详解】AD、让纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株为材料进行正反交实验,F1均为宽叶淡红色花,说明宽叶对窄叶为显性、淡红色花对白色花为显性,且性状与性别无关,相关基因均位于常染色体上,A正确,D错误;
B、F2中宽叶∶窄叶≈15∶1,说明该性状由两对独立遗传的基因控制,且F1相关基因型是AaBb,淡红色花∶白色花≈3∶1,说明F1相关基因型是Dd,可进一步推知,亲本(纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株)的基因型组合是aabbDD×AABBdd,B正确;
C、F2中宽叶∶窄叶≈15∶1,淡红色花∶白色花≈3∶1,三对等位基因的遗传均遵循自由组合定律,则F2的性状分离比为45∶15∶3∶1,C正确。
故选D。
15. 堆肥指利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。下图表示堆肥处理时材料内部温度的变化曲线。若要从堆肥材料中筛选出能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,下列相关叙述错误的是( )
A. 从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌最好在c点进行取样
B. 在微生物的培养过程中,要对培养基和培养瓶等进行严格的灭菌处理
C. 若采用平板划线法分离微生物,不需要对取样获得的原液进行适当稀释后再划线
D. 在能源物质充足的前提下,随着堆肥时间的延长,微生物的种类增多
【答案】D
【解析】
【详解】A、筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,该嗜热菌既要耐高温,又要能够高效降解角蛋白,因此最好在c点取样,A正确;
B、在微生物的培养过程中,要对培养基和培养瓶等进行严格的灭菌处理,B正确;
C、采用平板划线法分离微生物,不需要对取样原液进行适当稀释,通过连续多次划线即可达到分离微生物的目的,C正确;
D、a点温度较低且微生物的分解作用刚刚开始,此时堆肥材料中的微生物的数量相对较少,b点时经过一段时间的代谢和增殖,b点的微生物数量比a点的多,b点到c点过程中,堆肥温度逐渐升高,并达到80 ℃左右,该温度条件下不耐热的微生物大量死亡,所以c点时的微生物种类数少于b点时的,D错误。
故选D。
二、非选择题(本大题共5小题,共55分。)
16. 酸菜是一种腌菜,也叫泡菜,古称菹,《齐民要术》中详细介绍了祖先用白菜(古称菘)等原料腌渍酸菜的多种方法。泡菜制作过程主要分三个阶段。
发酵初期:主要是大肠杆菌、酵母菌代谢活跃。
发酵中期(风味最佳):乳酸菌活跃使乳酸不断积累。
发酵后期:乳酸继续增加,到一定程度后会使乳酸菌的生长繁殖被抑制。
请回答下列问题:
(1)制作传统泡菜所利用乳酸菌的代谢类型是______。制作时不能将煮沸的盐水直接倒进装入菜料的泡菜坛中,理由是______。
(2)酵母菌与乳酸菌在细胞结构上的主要区别是______。
(3)发酵中期泡菜坛内发生的主要变化是______(用化学反应式的形式表达)。
(4)如果发酵条件没有控制好,酸菜容易带有致病杂菌而导致腐败,理由是______。
(5)进行销售的泡菜食品还需要进行食品卫生微生物学检验,如对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等微生物进行培养和计数,该过程中所用培养基和接种工具等要进行严格的______处理,用到的接种方法是______。
【答案】(1) ①. 异养厌氧型 ②. 温度过高会杀死乳酸菌,造成发酵失败
(2)酵母菌是真核生物,有以核膜为界限的细胞核,而乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核
(3)C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量
(4)在无氧环境以及温度无法控制时,容易造成某些非乳酸菌的微生物类群占据主导地位(或乳酸菌无法抑制其他非乳酸菌微生物生长),从而导致杂菌污染,使泡菜腐败(合理即可)
(5) ①. 灭菌 ②. 稀释涂布平板法
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
小问1详解】
乳酸菌是厌氧菌,在无氧条件下能将葡萄糖分解为乳酸,所以其代谢类型是异养厌氧型。制作泡菜时,不能将煮沸的盐水直接倒进装入菜料的泡菜坛中,因为温度过高会杀死乳酸菌,造成发酵失败。
【小问2详解】
酵母菌是真核生物,乳酸菌是原核生物,二者在细胞结构上的主要区别是酵母菌是真核生物,有以核膜为界限的细胞核,而乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核。
【小问3详解】
发酵中期主要是乳酸菌活跃使乳酸不断积累,其化学反应式为C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。
【小问4详解】
如果发酵条件没有控制好,酸菜容易带有致病杂菌而导致腐败,因为在无氧环境以及温度无法控制时,容易造成某些非乳酸菌的微生物类群占据主导地位(或乳酸菌无法抑制其他非乳酸菌微生物生长),从而导致杂菌污染,使泡菜腐败。
【小问5详解】
对微生物进行培养和计数时,所用培养基和接种工具等要进行严格的灭菌处理,以避免杂菌污染。常用的接种方法中,稀释涂布平板法可用于微生物的培养和计数。
17. 红豆杉属植物中提取分离出的紫杉醇是一种有效的抗癌药物,其可以抑制癌细胞增殖。传统生产方法是从红豆杉树皮和树叶中提取,但野生红豆杉是濒危物种,这种方法不利于对它们的保护。我国科学家经多年研究,筛选出高产紫杉醇的细胞,通过植物细胞培养技术可获得大量紫杉醇,实现紫杉醇的工厂化生产,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)紫杉醇属于______(填“初生”或“次生”)代谢物,①是______过程。
(2)③过程有没有体现细胞的全能性?请说出理由______。
(3)为了筛选出高产紫杉醇细胞,研究者常用诱变的方法处理愈伤组织,选择愈伤组织作为处理材料的原因是______。
(4)研究人员还尝试运用植物体细胞杂交技术,将红豆杉与柴胡培育获得可产生紫杉醇的柴胡植株。实验过程中可用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体,再用化学法,如PEG融合法、______融合法诱导原生质体融合,融合后得到的杂种细胞可进一步发育成完整的杂种植株,其中启动脱分化和再分化的关键植物激素是______。
(5)与从天然植株中提取相比,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是______(答出两点即可)。
【答案】(1) ①. 次生 ②. 脱分化
(2)没有,该过程没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞
(3)愈伤组织细胞分裂旺盛,细胞要进行DNA复制,此时易发生基因突变
(4) ①. 高Ca2+—高pH ②. 生长素和细胞分裂素
(5)提高了紫杉醇产量、保护了红豆杉资源(合理即可)
【解析】
【分析】植物组织培养技术:(1)过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体);(2)原理:植物细胞的全能性;(3)条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【小问1详解】
紫杉醇是细胞产生的对自身生存无直接必需作用,但具有特殊功能(如抗癌)的物质,属于次生代谢物;①过程是将紫杉外植体培养为愈伤组织,属于脱分化(已分化细胞恢复全能性形成未分化愈伤组织的过程)。
【小问2详解】
③过程没有体现细胞的全能性。③过程仅培养出细胞群(高产细胞群),没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞。
【小问3详解】
愈伤组织细胞分裂旺盛,细胞要进行DNA复制,此时易发生基因突变,故常用诱变的方法处理愈伤组织。
【小问4详解】
原生质体融合的化学方法除PEG融合法外,还有高Ca2+—高pH融合法。启动植物细胞脱分化和再分化的关键植物激素是生长素和细胞分裂素(两者比例调控细胞的分裂与分化方向)。
【小问5详解】
利用该技术生产紫杉醇的意义:保护野生红豆杉资源(避免对濒危物种的破坏);实现紫杉醇的工厂化、规模化生产,提高了紫杉醇产量(不受自然环境和植物生长周期限制,产量稳定)。
18. 反硝化细菌是一类能将硝态氮(-N)通过一系列中间产物(、NO、N2O)还原为气态氮(N2)的细菌群,反硝化作用也是产碱过程。反硝化细菌对于解决水体富营养化和亚硝酸盐对水生动物的毒害具有十分重要的意义。某课题小组通过采集活性污泥样品,并从中分离反硝化细菌,研究影响菌株反硝化作用的主要环境因素,为反硝化细菌在养殖废水处理应用中提供理论指导。反硝化细菌的分离和鉴定流程如下,请回答下列问题:
样品采集→富集培养→反硝化细菌检测→稀释涂布→产气实验→菌种鉴定
(1)将1 mL采集的活性污泥样品加入装有9 mL、pH=7.2的磷酸盐缓冲液的100 mL烧杯中,取样接种到富集培养基中培养,富集培养基的成分有KNO3 2 g、FeSO4 0.2 g、KH2PO4 1 g、MgSO4 0.5 g、NaCl 2g、CaCO3 5 g,其中为反硝化细菌提供氮源的是______,富集培养灭菌后待平板凝固后,应倒置放在超净台上,目的是______。
(2)将富集后的样品进行梯度稀释后,使用涂布器将样液均匀涂布在BTB培养基(BTB培养基初始pH=6.8,BTB是酸碱指示剂,酸性条件下为黄色,中性条件下为绿色,碱性条件下为蓝色)上,每个稀释度下涂布3个培养基是为了______,放在30 ℃环境中培养2~3天后,挑选周围显______色的单菌落在固体培养基上划线分离,获得纯菌株。
(3)将液体培养基倒入大试管中,将杜氏小试管倒立放入大试管中,试管中的气体排尽,接入纯菌株,30 ℃恒温培养5~7 d,观察到小管内有气泡,检测到N2O,即可鉴定纯菌株为目的菌。不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌,原因是______。
(4)向几组等量的灭菌后的反硝化培养基中分别以1%、3%、5%、7%和10%的接种量接入菌株N1,在30 ℃,120 r/min摇床振荡培养,24 h后测量-N降解率等指标,结果如图所示。
①本研究的目的是______。
②当投菌量达到5%时,反硝化效果最好,-N降解率和总脱氮率均较高。当投菌量继续增加,-N降解率和总脱氮率反而下降,推测可能的原因是______(答出一点即可)。
【答案】(1) ①. KNO3 ②. 防止皿盖上的水珠落入培养基,避免培养基中的水分过快挥发
(2) ①. 设置重复实验,取平均值,减少实验误差 ②. 蓝
(3)其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢,硝酸盐浓度同样会降低(合理即可)
(4) ①. 探究反硝化细菌投菌量(接种量)对反硝化效果的影响 ②. 投菌量过大,使培养基中的碳源很快消耗完,细菌数量下降;或由于投菌量过大,耗氧速度加快,使体系中氧气供应不足,不利于细菌生长和代谢(合理即可)
【解析】
【分析】题干以“反硝化细菌的应用价值”为背景,围绕反硝化细菌的分离、鉴定及投菌量对其反硝化效果的影响展开研究:反硝化细菌可将硝态氮还原为氮气,能解决水体富营养化、亚硝酸盐毒害,具有养殖废水处理的应用价值;核心流程:反硝化细菌的分离鉴定流程(样品采集→富集培养→反硝化细菌检测→稀释涂布→产气实验→菌种鉴定);实验内容:通过培养基配制、培养操作、指示剂筛选、投菌量梯度实验,探究反硝化细菌的培养条件与反硝化效果的影响因素。题干涉及的知识点具体包括:微生物培养基的成分分析(培养基中氮源的判断);微生物培养的基本操作:富集培养的目的(增加目标菌的数量);平板倒置的目的(防污染、保水分);稀释涂布平板法的操作(梯度稀释、涂布分离);选择培养的原理:利用反硝化作用的“产碱特性”,结合BTB酸碱指示剂筛选目标菌;实验设计原则:重复实验的意义(减少误差);微生物代谢的环境影响因素:投菌量对反硝化效果(降解率、总脱氮率)的影响。
【小问1详解】
①为反硝化细菌提供氮源的是KNO3:反硝化细菌利用硝态氮作为氮源,培养基中的可提供硝态氮。②平板倒置的目的是防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染,同时避免培养基中的水分过快挥发:微生物培养中平板倒置能减少污染风险,同时维持培养基湿度。
【小问2详解】
① 每个稀释度涂布3个培养基是为了设置重复实验,取平均值以减少实验误差:重复实验可提高实验结果的准确性与可靠性。② 挑选周围显蓝色的单菌落:反硝化作用是产碱过程,会使BTB培养基pH升高,而BTB在碱性条件下显蓝色,此类菌落对应的细菌能进行反硝化作用。
【小问3详解】
不能依据硝酸盐浓度降低鉴定的原因是:活性污泥中的其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢,会导致硝酸盐浓度降低,无法确定是反硝化细菌的作用。
【小问4详解】
①本研究的目的是探究反硝化细菌的投菌量对反硝化效果(降解率、总脱氮率)的影响。
② 投菌量过高反硝化效果下降的原因:投菌量过大,培养基中的碳源等营养物质被快速消耗,细菌因营养不足生长代谢受抑制(或投菌量过大,耗氧速度加快,体系中氧气供应不足,不利于细菌生长代谢)。
19. 柿子香甜可口,常用来酿柿子酒,制作柿子绵绵冰等美食,但不成熟的柿子有涩味,影响口感和健康。据研究,柿子的涩味程度与乙醛代谢关键酶基因(PDC)的表达情况密切相关。请回答下列问题:
(1)利用PCR扩增PDC基因前,需设计引物______(填图甲中的序号),在第______轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段(PDC基因),启动子的作用是______。
(2)利用PCR扩增PDC基因时,需将温度上升到90 ℃后再降温至50 ℃,其目的是______。
(3)利用图乙的质粒A构建含PDC基因的表达载体。为确定限制酶的切点,科研人员用限制酶BamHⅠ和HindⅡ单独或联合酶切质粒A,获得的DNA片段电泳结果如图丙,最左边为DNA标记,1 kb为1000个碱基对,请在下图中标出限制酶的识别序列位置及其之间的距离______。
(4)将已经脱涩处理的柿子破碎,去皮去籽后适宜温度下加入果胶酶以增加果浆含量,并加入能分泌蛋白酶和淀粉酶的红曲霉,红曲霉作用后的产物能为酿酒酵母的生长提供______。
【答案】(1) ①. B、C ②. 三 ③. RNA聚合酶识别和结合的位点,可以用来调节基因的表达
(2)使PDC基因双链解旋为单链后,便于引物与模板链通过碱基互补配对原则结合
(3)见下图:
(4)碳源、氮源
【解析】
【分析】该图展示PDC 基因(目的基因)的双链 DNA 片段,包含 5'→3' 和 3'→5' 两条反向平行的核苷酸链,同时标注了 A、B、C、D 四个区域(分别位于两条链的不同区段)。其核心作用是辅助确定PCR 引物的结合区域:PCR 扩增需要一对引物,分别结合到两条链的 3' 端附近区域,因此图中 B(5' 链的 3' 端区域)、C(3' 链的 3' 端区域)是引物的目标结合位点。环状质粒属于基因工程中常用的表达载体,包含两个关键基因元件:尿嘧啶合成基因:通常作为标记基因,用于筛选缺乏尿嘧啶自主合成能力的受体细胞;金担子素抗性基因:标注“无启动子”,说明该基因本身无法独立启动转录,后续插入目的基因时需搭配启动子,才能驱动该基因(或插入的PDC基因)表达。其作用是作为运载体,将PDC基因导入受体细胞,是构建“含 PDC基因的表达载体”的基础载体元件。
图丙:质粒A的酶切电泳结果(该图是限制酶(BamHⅠ、HindⅡ)单独 / 联合酶切质粒 A 后,DNA 片段的琼脂糖凝胶电泳结果:最左侧为 “DNA 标记”:包含长度已知的DNA 片段(10 kb、8 kb、5 kb、3.5 kb、1 kb),作为片段长度的对照标准;后续泳道依次对应:BamHⅠ单独酶切产物、HindⅡ单独酶切产物、BamHⅠ+HindⅡ联合酶切产物,每个条带代表一种长度的酶切DNA片段。其作用是推断质粒A上限制酶识别位点的数量与位置:通过条带的长度信息,可计算不同酶切位点之间的距离(如联合酶切条带的长度和对应质粒总长,进而确定切点间距)。
【小问1详解】
①引物应选择B 和 C(PCR 引物需与模板 DNA 的两条链分别互补:甲中 B 对应 3' 端模板链的 5' 区域,C 对应 5' 端模板链的 3' 区域,这样才能扩增出包含目的基因的片段)
②第3轮循环开始出现等长的目的基因片段(第 1 轮得到含引物的长片段,第 2 轮得到部分等长片段,第 3 轮开始出现完整等长片段)
③启动子的作用是RNA 聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录
【小问2详解】
温度升至90℃是为了使模板 DNA 双链解旋为单链;降温至50℃是为了使引物与模板 DNA 单链的互补序列结合(退火)
【小问3详解】
环状质粒被限制酶切割时,若有n个切点,会产生n个DNA片段。结合图丙的电泳结果(DNA标记为 10、8、5、3.5、1kb),分析如下:质粒A是环状,通过酶切结果可知:BamHⅠ有2 个识别位点,两个位点之间的距离为2kb;HindⅡ 有1个识别位点,且该位点与其中一个BamHⅠ位点的距离为1kb;剩余片段的长度为7kb。因此在环状质粒上的标注为:两个BamHⅠ位点(间距2kb)、一个HindⅡ位点(与其中一个 BamHⅠ位点间距1kb),剩余段为7kb
【小问4详解】
红曲霉分泌蛋白酶和淀粉酶:蛋白酶将柿子中的蛋白质分解为氨基酸(为酵母提供氮源);淀粉酶将柿子中的淀粉分解为葡萄糖(为酵母提供碳源)。因此红曲霉作用后的产物,能为酿酒酵母的生长提供碳源和氮源
20. 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤癌细胞。但细胞毒素没有特异性,在杀伤癌细胞的同时还会对健康细胞造成伤害,这就限制了它在临床上的应用。为降低癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),通过将细胞毒素与单克隆抗体结合,实现了对癌细胞的选择性杀伤,ADC通常由单克隆抗体、接头和药物三部分组成,过程如图1所示。请回答下列问题:
(1)上述过程①的原理是______,跟植物体细胞杂交相比,动物细胞特有的融合方法是______。
(2)哺乳动物DNA合成可分为两条途径:一是从头合成途径,可被氨基蝶呤(A)阻断;二是补救合成途径,在次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)的存在下,利用次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T)补救合成DNA。正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下,会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡,只有杂交瘤细胞才能存活并增殖,杂交瘤细胞存活并增殖的原因是______。将筛选出的杂交瘤细胞进行______,便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞放在无菌无毒、营养丰富、温度和pH适宜、含______的混合气体的培养箱中进行体外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即可获得大量的单克隆抗体。
(3)研究人员发现,ADC在乳腺癌患者体内的作用过程如图2所示。
ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位癌细胞,如何设计实验证明单克隆抗体能够特异性识别乳腺癌细胞,请写出实验思路:______。
【答案】(1) ①. 动物细胞膜的流动性 ②. 灭活病毒诱导
(2) ①. 杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT,通过补救合成途径合成DNA,可正常分裂增殖 ②. 克隆化培养和抗体检测 ③. 95%空气加5%CO2
(3)取两支试管分别加入等量等浓度的正常细胞悬液和乳腺癌细胞悬液,再分别向两支试管中加入等量且适量的单克隆抗体,一段时间后,检测正常细胞和乳腺癌细胞的死亡率(合理即可)
【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。
【小问1详解】
过程①是动物细胞融合,其原理是动物细胞膜具有流动性。 植物体细胞杂交常用的融合方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇),而动物细胞特有的融合方法是用灭活的病毒诱导。
【小问2详解】
在培养基中含有H、A、T的情况下,杂交瘤细胞存活并增殖的原因是杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT,通过补救合成途径合成DNA,可正常分裂增殖。将筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的细胞。 动物细胞培养时,需要将杂交瘤细胞放在无菌无毒、营养丰富、温度和pH适宜、含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行体外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即可获得大量的单克隆抗体。
【小问3详解】
要证明单克隆抗体能够特异性识别乳腺癌细胞,实验思路为:取两支试管分别加入等量等浓度的正常细胞悬液和乳腺癌细胞悬液,再分别向两支试管中加入等量且适量的单克隆抗体,一段时间后,检测正常细胞和乳腺癌细胞的死亡率。
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高三生物
(75分钟;100分)
一、选择题(本大题共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. 视紫红质是人视杆细胞中的一种特殊感光物质,科研人员发现海洋细菌中也存在视紫红质,它利用光能将H+泵出细胞,从而在H+回流时产生能量,细菌可以利用这些能量生长,具体过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 含有视紫红质细菌,其细胞外H+浓度低于细胞内H+浓度
B. 视紫红质是一种H+通道蛋白,ATP合成酶抑制剂可以抑制视紫红质对H+的运输
C. 在细菌中,视紫红质将H+泵出细胞,由于不需要消耗ATP,因此属于协助扩散
D. 含有视紫红质的细菌,其同化作用类型与硝化细菌的相同
2. 刚果红是一种染料,可以与纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。从落叶较多的腐殖土取10 g土壤,用无菌水稀释106倍后,取0.1 mL涂布到三个平板中(培养基配方:纤维素钠盐5~10 g、酵母膏1 g、土豆汁100 mL、KH2PO4 0.25 g、琼脂15 g、蒸馏水1000 mL)培养,菌落数目稳定后加入刚果红染色,洗去浮色后对纤维素分解菌进行分离与计数,三个平板菌落数无显著差异,平均值为200个,出现透明圈的菌落数平均值为30个。下列叙述错误的是( )
A. 要从土壤中将纤维素分解菌分离出来,应该将它们接种在以纤维素为唯一碳源的培养基上,该培养基属于选择培养基
B. 配好培养基后先用湿热灭菌法对其进行灭菌,然后需要将该培养基pH调为中性或者弱碱性
C. 该培养基中KH2PO4的作用是为微生物的生长提供无机盐和调节pH
D. 10 g土样中纤维素分解菌的数目约为3.0×109个
3. 研究发现许多类型的肿瘤细胞会被巨噬细胞吞噬和摧毁。但多种肿瘤细胞高表达CD47,通过与巨噬细胞表面SIRPα(信号调节蛋白)相互作用,使肿瘤细胞逃避吞噬清除,神经细胞也会表达SIRPα。研究者将含有表达CD47的非肿瘤细胞的培养液均分成两组,一组加入不同浓度的CD47单克隆抗体,另一组加入不同浓度的无关单克隆抗体,然后两组都加入等量的荧光标记的SIRPα,检测细胞表面的荧光强度,结果如图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 肿瘤细胞的CD47与SIRPα相互作用降低了机体免疫监视能力
B. 研制促进CD47基因表达的靶向药物可为肿瘤治疗提供新思路
C. CD47单克隆抗体治疗肿瘤需要达到一定剂量才有效
D. 抗SIRPα的靶向药物对肿瘤有一定疗效,同时也可能会引起神经毒性
4. 草甘膦是一种广谱、内吸、高效的灭生性除草剂,它通过与EPSPS(叶绿体中的一种酶)结合,抑制EPSPS的作用,阻断芳香族氨基酸的合成,从而引起细胞死亡。为了提高普通烟草对草甘膦的抗性,科学家通过转基因的方法将某外源EPSPS基因转入烟草的叶绿体中,使其产生更多的EPSPS,使得转基因烟草对草甘膦的抗性比野生型烟草高出约10倍。下列说法正确的是( )
A. 可利用显微注射法将EPSPS基因转入叶绿体中
B 从生物安全角度分析,把基因转入细胞核比转入叶绿体更安全
C. 利用PCR技术扩增EPSPS基因所需的原料是四种核糖核苷酸
D. EPSPS基因导入成功后,是否赋予烟草对草甘膦的预期抗性,还需进行鉴定
5. 再生医学领域在2019年首次利用异源诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出眼角膜组织,将其移植到病人体内,成功治疗一名失明患者,且未发生免疫排斥反应。下列有关叙述错误的是( )
A. 体外培养iPS细胞时要定期更换培养液并且培养液中通常需要加入血清等物质
B. 神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值
C. 患者未发生免疫排斥反应是因为移植细胞与其自身细胞的基因相同
D. 成纤维细胞、已分化的T细胞、B细胞都能被诱导形成iPS细胞
6. 超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述正确的是( )
A. 用茎尖获得脱毒苗的原因是根尖分生区细胞分化程度低,分裂能力强
B. 经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强
C. 超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来的是分生区细胞
D. 培养的脱毒苗不需要进行病毒检测即可扩大繁殖
7. 某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平,体外制备出桑葚胚样全能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚胚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究判断,下列叙述错误的是( )
A. 诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列没有发生改变,但表达的情况发生改变
B. 据图推测,桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3基因的表达下降
C. 桑葚胚和囊胚期的细胞都具有发育的全能性,属于全能细胞
D. 卵裂期细胞进行有丝分裂,细胞数目变多但胚胎的体积不会增大
8. 如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,有关分析错误的是( )
A. 应用1中的卵母细胞常取自卵巢,要在体外培养至MⅡ期才能用于融合
B. 应用2中供体1和受体牛要进行同期发情处理,供体1还要注射促性腺激素,目的是使其超数排卵
C. 应用3一般选择囊胚或原肠胚进行分割,如果选用囊胚进行分割时一定要将内细胞团进行均等分割
D. 应用4中的胚胎干细胞能培养成肾脏是因为胚胎干细胞具有分裂分化的能力
9. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 生物武器具有传染性强、作用范围广等特点,应该严格禁止使用
B. 应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
C. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D. 生物武器由致病微生物、毒素和干扰素等组成
10. 胰岛素可用于治疗糖尿病,但胰岛素注射后易在皮下堆积,需较长时间才能进入血液,进入血液后又易被分解,因此治疗效果受到影响。如图表示新的速效胰岛素的生产过程。有关叙述正确的是( )
A. 生产新的速效胰岛素是通过直接对胰岛素分子的结构进行定向改造来完成的
B. 新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则
C. 若用大肠杆菌生产新的胰岛素,常用Ca2+处理大肠杆菌
D. 图中新的胰岛素基因不需要加上启动子和终止子就可以表达
11. 某真菌W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向是从左往右。为使放线菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。下列说法正确的是( )
限制酶
BamHⅠ
EcoRⅠ
MfeⅠ
KpnⅠ
HindⅢ
识别序列和切割位点(5'-3')
G↓GATCC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
A. 为了获得能正确表达W基因的重组质粒,应使用限制酶MfeⅠ、HindⅢ切割图中质粒,使用限制酶EcoRⅠ、HindⅢ切割图中含W基因的DNA片段
B. 与质粒中启动子结合的酶是DNA聚合酶
C. W基因转录的模板链是甲链
D. 利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是3'→5'
12. 生态恢复是指停止对生态系统的人为干扰,以减轻其负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。为恢复某河段流域水体—河岸带的生物群落,环保人员选择该流域常见的植物进行栽种,植物种类、分布如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在水体—河岸带不同位置上选择不同的植物,主要体现了生态工程的整体原理
B. 该河段生态恢复的过程中群落发生了次生演替
C. 甲、乙、丙、丁的分布体现了群落的水平结构
D. 与恢复前相比,恢复后该生态系统物种丰富度会增加,抵抗力稳定性增强
13. 刺梨果实具有较强的抗氧化、抗炎、降血糖血脂和抗肿瘤活性。将刺梨制成果酒的流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
清洗→打浆→过滤→调整糖度→加焦亚硫酸钾→调整pH→澄清→调整成分→发酵
A. 若利用发酵工程生产刺梨果酒,则发酵过程需要随时检测酵母菌的数量和酒精浓度
B. 若利用发酵工程生产刺梨果酒,则调整成分之后需要对刺梨汁进行干热灭菌
C. 把果酒盖上纱布放在空气中,发酵温度控制在30~35 ℃,果酒会变成果醋
D. 若利用传统发酵技术进行发酵,则刺梨清洗时不能过度清洗,且发酵过程需要先通气后密封
14. 某种雌雄异株的植物(XY型),其叶片有宽叶和窄叶,受两对等位基因A/a、B/b的控制,花色有淡红色和白色,受等位基因D/d的控制。研究人员利用野生型的纯合窄叶淡红色花植株和纯合宽叶白色花植株为材料进行正反交实验,F1均为宽叶淡红色花,让F1进行自由交配产生F2,F2的结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 根据实验结果分析,该种植物的叶形和花色的隐性性状分别是窄叶、白色花
B. 亲本的基因型组合是aabbDD和AABBdd
C. 若题中三对等位基因的遗传均遵循自由组合定律,则F2的性状分离比是45∶15∶3∶1
D. 据结果可知A/a、B/b基因位于常染色体上,D/d基因位于X染色体上
15. 堆肥指利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。下图表示堆肥处理时材料内部温度的变化曲线。若要从堆肥材料中筛选出能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,下列相关叙述错误的是( )
A. 从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌最好在c点进行取样
B. 在微生物的培养过程中,要对培养基和培养瓶等进行严格的灭菌处理
C. 若采用平板划线法分离微生物,不需要对取样获得的原液进行适当稀释后再划线
D. 在能源物质充足的前提下,随着堆肥时间的延长,微生物的种类增多
二、非选择题(本大题共5小题,共55分。)
16. 酸菜是一种腌菜,也叫泡菜,古称菹,《齐民要术》中详细介绍了祖先用白菜(古称菘)等原料腌渍酸菜的多种方法。泡菜制作过程主要分三个阶段。
发酵初期:主要是大肠杆菌、酵母菌代谢活跃。
发酵中期(风味最佳):乳酸菌活跃使乳酸不断积累。
发酵后期:乳酸继续增加,到一定程度后会使乳酸菌的生长繁殖被抑制。
请回答下列问题:
(1)制作传统泡菜所利用乳酸菌的代谢类型是______。制作时不能将煮沸的盐水直接倒进装入菜料的泡菜坛中,理由是______。
(2)酵母菌与乳酸菌在细胞结构上的主要区别是______。
(3)发酵中期泡菜坛内发生的主要变化是______(用化学反应式的形式表达)。
(4)如果发酵条件没有控制好,酸菜容易带有致病杂菌而导致腐败,理由是______。
(5)进行销售的泡菜食品还需要进行食品卫生微生物学检验,如对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等微生物进行培养和计数,该过程中所用培养基和接种工具等要进行严格的______处理,用到的接种方法是______。
17. 红豆杉属植物中提取分离出的紫杉醇是一种有效的抗癌药物,其可以抑制癌细胞增殖。传统生产方法是从红豆杉树皮和树叶中提取,但野生红豆杉是濒危物种,这种方法不利于对它们的保护。我国科学家经多年研究,筛选出高产紫杉醇的细胞,通过植物细胞培养技术可获得大量紫杉醇,实现紫杉醇的工厂化生产,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)紫杉醇属于______(填“初生”或“次生”)代谢物,①是______过程。
(2)③过程有没有体现细胞的全能性?请说出理由______。
(3)为了筛选出高产紫杉醇细胞,研究者常用诱变的方法处理愈伤组织,选择愈伤组织作为处理材料的原因是______。
(4)研究人员还尝试运用植物体细胞杂交技术,将红豆杉与柴胡培育获得可产生紫杉醇的柴胡植株。实验过程中可用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体,再用化学法,如PEG融合法、______融合法诱导原生质体融合,融合后得到的杂种细胞可进一步发育成完整的杂种植株,其中启动脱分化和再分化的关键植物激素是______。
(5)与从天然植株中提取相比,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是______(答出两点即可)。
18. 反硝化细菌是一类能将硝态氮(-N)通过一系列中间产物(、NO、N2O)还原为气态氮(N2)的细菌群,反硝化作用也是产碱过程。反硝化细菌对于解决水体富营养化和亚硝酸盐对水生动物的毒害具有十分重要的意义。某课题小组通过采集活性污泥样品,并从中分离反硝化细菌,研究影响菌株反硝化作用的主要环境因素,为反硝化细菌在养殖废水处理应用中提供理论指导。反硝化细菌的分离和鉴定流程如下,请回答下列问题:
样品采集→富集培养→反硝化细菌检测→稀释涂布→产气实验→菌种鉴定
(1)将1 mL采集的活性污泥样品加入装有9 mL、pH=7.2的磷酸盐缓冲液的100 mL烧杯中,取样接种到富集培养基中培养,富集培养基的成分有KNO3 2 g、FeSO4 0.2 g、KH2PO4 1 g、MgSO4 0.5 g、NaCl 2g、CaCO3 5 g,其中为反硝化细菌提供氮源的是______,富集培养灭菌后待平板凝固后,应倒置放在超净台上,目的是______。
(2)将富集后的样品进行梯度稀释后,使用涂布器将样液均匀涂布在BTB培养基(BTB培养基初始pH=6.8,BTB是酸碱指示剂,酸性条件下为黄色,中性条件下为绿色,碱性条件下为蓝色)上,每个稀释度下涂布3个培养基是为了______,放在30 ℃环境中培养2~3天后,挑选周围显______色的单菌落在固体培养基上划线分离,获得纯菌株。
(3)将液体培养基倒入大试管中,将杜氏小试管倒立放入大试管中,试管中的气体排尽,接入纯菌株,30 ℃恒温培养5~7 d,观察到小管内有气泡,检测到N2O,即可鉴定纯菌株为目的菌。不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌,原因是______。
(4)向几组等量的灭菌后的反硝化培养基中分别以1%、3%、5%、7%和10%的接种量接入菌株N1,在30 ℃,120 r/min摇床振荡培养,24 h后测量-N降解率等指标,结果如图所示。
①本研究的目的是______。
②当投菌量达到5%时,反硝化效果最好,-N降解率和总脱氮率均较高。当投菌量继续增加,-N降解率和总脱氮率反而下降,推测可能的原因是______(答出一点即可)。
19. 柿子香甜可口,常用来酿柿子酒,制作柿子绵绵冰等美食,但不成熟的柿子有涩味,影响口感和健康。据研究,柿子的涩味程度与乙醛代谢关键酶基因(PDC)的表达情况密切相关。请回答下列问题:
(1)利用PCR扩增PDC基因前,需设计引物______(填图甲中序号),在第______轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段(PDC基因),启动子的作用是______。
(2)利用PCR扩增PDC基因时,需将温度上升到90 ℃后再降温至50 ℃,其目的是______。
(3)利用图乙的质粒A构建含PDC基因的表达载体。为确定限制酶的切点,科研人员用限制酶BamHⅠ和HindⅡ单独或联合酶切质粒A,获得的DNA片段电泳结果如图丙,最左边为DNA标记,1 kb为1000个碱基对,请在下图中标出限制酶的识别序列位置及其之间的距离______。
(4)将已经脱涩处理的柿子破碎,去皮去籽后适宜温度下加入果胶酶以增加果浆含量,并加入能分泌蛋白酶和淀粉酶的红曲霉,红曲霉作用后的产物能为酿酒酵母的生长提供______。
20. 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤癌细胞。但细胞毒素没有特异性,在杀伤癌细胞的同时还会对健康细胞造成伤害,这就限制了它在临床上的应用。为降低癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),通过将细胞毒素与单克隆抗体结合,实现了对癌细胞的选择性杀伤,ADC通常由单克隆抗体、接头和药物三部分组成,过程如图1所示。请回答下列问题:
(1)上述过程①的原理是______,跟植物体细胞杂交相比,动物细胞特有的融合方法是______。
(2)哺乳动物DNA合成可分为两条途径:一是从头合成途径,可被氨基蝶呤(A)阻断;二是补救合成途径,在次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)的存在下,利用次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T)补救合成DNA。正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下,会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡,只有杂交瘤细胞才能存活并增殖,杂交瘤细胞存活并增殖的原因是______。将筛选出的杂交瘤细胞进行______,便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞放在无菌无毒、营养丰富、温度和pH适宜、含______的混合气体的培养箱中进行体外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即可获得大量的单克隆抗体。
(3)研究人员发现,ADC在乳腺癌患者体内的作用过程如图2所示。
ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位癌细胞,如何设计实验证明单克隆抗体能够特异性识别乳腺癌细胞,请写出实验思路:______。
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