精品解析:广东始兴县始兴中学2024-2025学年度第二学期高一生物6月月考试题
2026-01-28
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修2 遗传与进化 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 韶关市 |
| 地区(区县) | 始兴县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.08 MB |
| 发布时间 | 2026-01-28 |
| 更新时间 | 2026-03-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56187363.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:
始兴中学2024-2025学年度第二学期生物6月月考试题
一、单选题(1-12题,每题2分;13-16题,每题4分。共40分)
1. 生态工程倡导“无废弃物农业”的建设。农业废弃物是一种有价值的资源,经过处理后可作为燃料、肥料、饲料、工业原料等,不仅可减轻对环境的污染,还可改良土壤理化性质,提高土壤肥力,增加产品竞争力。下列叙述错误的是( )
A. 生态工程建设要以生态系统的自组织、自我调节能力为基础
B. “无废弃物农业”遵循了循环原理,极大提高了能量传递效率
C. 农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用
D. 在进行生态工程建设时,依据自生原理,合理搭配植物提高生物多样性
2. “小流域综合治理”的”综合”体现在( )
A. 改变单纯造林、减水、减沙等工程模式,同时注重生态效益和经济效益
B. 采用多种植物进行生态工程恢复
C. 运用了多种生物措施
D. 运用了生态工程的整体性原理
3. 某生物兴趣小组以蓝莓为原料,尝试利用传统发酵技术制作蓝莓酒、蓝莓醋,基本流程如下图所示。 下列叙述正确的是( )
A. 为防止杂菌污染需将蓝莓去枝梗后再冲洗干净
B. ③ 、④过程中, 需向发酵装置不断地补充无菌空气
C. ④过程中随着时间的推进, 酒精的产生速率先上升后趋于稳定
D. 密封不严的果酒表面长出的菌膜可能是好氧细菌大量繁殖形成的
4. 在食品加工中,优良菌种的选择对于产品的品质、风味和安全性至关重要,如常用于酸奶的嗜酸乳酸菌(甲菌)、常用于功能性食品和婴幼儿配方食品的双歧杆菌t乙菌)用于酱油的米曲霉菌(丙菌)等。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲菌、乙菌和丙菌的遗传物质是DNA,都主要存在于拟核内
B. 利用嗜酸乳酸菌制作酸奶时,应营造有氧环境利于乳酸发酵
C. 统计每毫升酱油中米曲霉菌数量时,各种接种方法均适宜
D. 从酱油中分离出米曲霉菌时,所用培养基需进行湿热灭菌
5. 下列关于无菌操作技术的说法,正确的是( )
A. 一般通过100℃煮沸5~6 min来对牛奶进行消毒
B. 利用微生物寄生于细菌体内使其裂解的方法属于生物消毒
C. 对灭菌物品进行湿热灭菌时需在160~170℃的条件下维持1~2 h
D. 实验中使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
6. 竹子与水稻同为禾本科不同亚科植物,染色体都是2N=24,但亲和性非常差。我省梅州市农艺师钟章美历经40多年,成功将竹子与水稻进行超远缘有性杂交,培育出了高产、优质的新品种竹稻F,其培育过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. ①过程得到中间材料稻C的原理为染色体变异
B 理论上可以用植物体细胞杂交技术获得竹稻F
C. 竹稻F自交能获得后代,说明竹子和水稻无生殖隔离
D. 通过③过程得到竹稻F可稳定遗传,属于二倍体
7. 关于生物工程技术过程中出现细胞融合的操作,下列叙述正确的是( )
A. 植物体细胞杂交技术,可直接用聚乙二醇处理两种植物细胞进行膜融合
B. 单克隆抗体制备技术,在特定的选择培养基上只有杂交瘤细胞才能存活
C. 动物体细胞核移植技术,融合细胞可直接移植到受体母牛子宫内获得克隆牛
D. 体外受精过程中,获能的精子和培养成熟的卵子在灭活病毒的诱导下融合成受精卵
8. “鉴别”与“筛选”是生物学研究中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是( )
A. 选硝化细菌时,培养基中不加碳源
B. 胚胎移植前,可取滋养层细胞做DNA分析,鉴别动物性别
C. 植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞
D. 用选择培养基对微生物进行筛选时,实验组接种微生物,对照组不接种微生物
9. 转基因成果令人叹为观止,下列成果属于基因工程技术的是( )。
A. 番茄-马铃薯新物种 B. 高产的青霉素菌株
C. 将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内 D. 能进行生物固氮的酵母菌品种
10. 下列实例与所利用的技术或原理不相符的是( )
A. 转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B. 植物原生质体融合和动物细胞融合利用了细胞膜的选择透过性
C. 植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
D. 愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
11. 下列关于DNA片段扩增及电泳鉴定实验的说法,错误的是( )
A. 放入PCR仪前,需要对离心管进行离心,使反应液集中在底部
B. 配置琼脂糖溶液时,需要根据DNA片段的大小调节琼脂糖浓度
C. 电泳时需要的两种缓冲液分别含有核酸染料和指示剂
D. 电泳时,需要根据电泳槽阳极至阴极之间距离设定电压
12. 以下生物学实验的部分操作过程,正确的是( )
选项
实验名称
实验操作
A
酵母菌的纯培养
调节培养基的pH值在湿热灭菌前进行
B
菊花的组织培养
将生长良好的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基,长根后再转接到诱导生芽的培养基
C
DNA的粗提取与鉴定
向装有丝状物的试管中加入4mL二苯胺试剂中,沸水浴中加热,冷却后可观察到溶液变蓝
D
DNA片段的扩增及电泳鉴定
PCR实验使用的微量离心管等在使用前不需灭菌
A. A B. B C. C D. D
13. 下列关于“DNA粗提取和鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的叙述,正确的是( )
A. 步骤2采用滤纸过滤的目的是获取沉淀物
B. DNA分子的迁移速率与其分子量大小及凝胶的浓度等有关
C. 因蛋白质溶于酒精,故步骤3可将DNA与全部蛋白质分离
D. 凝胶中的DNA分子通过染色,可在波长为300nm的紫光灯下被检测出来
14. 某兴趣小组调查了某种单基因遗传病,绘制了某家族的遗传系谱图,结果如图所示。对Ⅱ1和Ⅲ1的相关DNA片段进行扩增及电泳鉴定,结果显示均含有2条条带。不考虑X、Y染色体同源区段与变异,下列判断正确的是( )
A. 该遗传病可能是常染色体或伴X染色体隐性遗传病
B. Ⅲ2可能是该遗传病致病基因携带者,但Ⅲ3不可能是该遗传病致病基因携带者
C. 若Ⅲ4为纯合子,则Ⅳ2的相关DNA片段电泳鉴定出2条条带的概率为1/3
D. 若Ⅲ1和Ⅲ2再生育一个孩子,则生育的女孩不会患病,但生育的男孩可能患病
15. 下图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是( )
A. 农杆菌能在自然条件下侵染单子叶植物和裸子植物
B. ③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上
C. ④的染色体上若含抗虫基因,则③就表现出抗虫性状
D. 基因工程造成的变异,相当于人为的基因重组,产生了定向变异
16. 水果红提中富含槲皮素,槲皮素具有抗氧化、抗癌等多种生物活性。科研人员以二倍体红提和植株F为材料,采用多种途径尝试培育不同品种,培育途径如图所示,其中①~⑤表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 进行过程④前需要用胶原蛋白酶处理植物细胞,从而获得原生质体
B. 过程④可以用离心法、聚乙二醇或灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 上述植株中,属于四倍体只有植株E
D. 途径丙和丁均利用了植物细胞的全能性的原理
二、非选择题
17. 小曲白酒清香纯正,以大米、大麦、小麦等为原料,以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中含多种微生物。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精,传统酿造工艺流程如图1所示。
回答下列问题:
(1)蒸粮的目的是利于糖化(利用霉菌将淀粉水解)和______。蒸粮结束后,蒸熟并摊晾的原料应______后再加入酒曲,以免杀死菌种。然后需将其移至酒坛,并放置在无菌环境中敞开培养一段时间后,再对酒坛进行______处理后,才可高效地进行酒精发酵。最终检验发酵液样品的蒸馏产物是否含有酒精,可用______溶液进行检测。
(2)已知酵母菌不能直接利用淀粉发酵成酒精,若想使其可直接利用淀粉进行发酵,则应导入分解淀粉所需的多种酶的基因(如Amy基因),从而制备新型酵母菌。如图2表示通过PCR技术进行扩增Amy基因后将其导入到质粒的过程。相关步骤如下:
①扩增目的基因。获得相关DNA后,通过PCR技术进行扩增Amy基因。为使目的基因与质粒连接,在设计PCR引物扩增Amy基因时需添加限制酶XhoⅠ的识别序列至①处左端(其中一处)。已知限制酶XhoⅠ识别序列为5'-CTCGAG-3',则其中一种引物设计的序列是5'-______-3'(填写18个碱基)。目的基因在PCR仪中每一次循环可以分为______→退火(复性)→______。
②构建基因表达载体。除图中所标出的结构外,作为载体,质粒还需具备______(答出1点即可)。质粒中的启动子是______识别和结合的部位。因启动子具有物种特异性,故在质粒中插入Amy基因,其上游启动子应选择______(A.大肠杆菌启动子 B.乳酸杆菌启动子 C.农杆菌启动子 D.酵母菌启动子)。
③检测目的基因及其表达产物。已知UGA基因缺陷型酵母菌无法合成尿嘧啶,长时间缺少尿嘧啶,其无法存活,因此UGA常被作为标记基因;尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质。导入目的基因的酵母菌应在______的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要先切除UGA基因,再重新导入另一种目的基因。切去UGA基因的酵母菌应在______的培养基上筛选培养。
18. 治疗性克隆是动物细胞工程的综合应用,它对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义。其基本流程如下图所示,请回答相关问题:
(1)过程①采用的是细胞工程中的_____技术,这个过程中,所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原因是_____。
(2)动物细胞进行分瓶传代培养前,需要用胰蛋白酶处理贴满瓶壁的细胞,因为此时细胞会出现_____现象,如果不及时分瓶培养,细胞就会_____
(3)将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养,而不是直接用体细胞进行细胞培养,原因是_____。
(4)经核移植获得的重组细胞进行体外培养时,培养液中通常要添加_____等一些天然 成分,而气体环境中CO2的主要作用是_____。
(5)若将图中获得的组织器官移植给个体_____(填"A”或“B”),则会发生免疫排斥反应。
19. 云南玉溪“褚橙”是芸香科柑橘属双子叶植物,其果实以味甜皮薄、橙香馥郁、肉质细嫩等诸多优良特质而被誉为橙中精品。果皮还可晾晒制成常见的中药材陈皮,所含橘皮苷、橘皮酸等具有较强的自由基清除能力,能增强细胞的抗氧化能力,还可在一定程度上防治心血管疾病。请结合题干回答下列问题。
(1)橘皮苷属于“褚橙”的______ (填“初生代谢物”或“次生代谢物”)。
(2)科研人员利用细胞工程技术制备抗橘皮苷的单克隆抗体用于快速检测橘皮苷,其基本操作过程如图1所示,图中给小鼠注射橘皮苷—牛血清白蛋白结合抗原的目的是______。③过程使用到______培养基,细胞丙是______,④过程是指______,再经过多次筛选,就可获得所需的细胞丁。
(3)科研小组尝试利用基因工程和发酵工程开发酵母细胞工厂以实现橘皮苷的量产。首先设法获取了橘皮苷合成关键酶基因,如图2所示,在利用PCR技术扩增该基因时,需要合成引物______ (在“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”中选择),连续扩增6次后会形成______个基因片段,至少需要引物______个。扩增完成以后,常采用______法来鉴定PCR的产物。完成基因表达载体的构建后将其导入经______处理的酵母细胞中高效表达,获得橘皮苷。
20. 百合具有观赏、食用和药用等多种价值,科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题:
(1)体细胞杂交育种:进行不同种百合体细胞杂交前,先去除细胞壁获得原生质体,再用______法,诱导原生质体融合,得到杂种细胞后,继续培养,常用____________(填植物激素名称)诱导愈伤组织形成和分化,获得完整的杂种植株,该育种方法的优点是__________________。
(2)单倍体育种:常用__________________的方法来获得单倍体植株,然后经过诱导______,当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。
(3)基因工程育种:研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L,该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图,其中基因gus编码GUS酶,GUS酶活性可反映启动子活性。
研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL,首先选用____________酶切,将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接,再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草()进行病原微生物胁迫,结果如图c。由此可知:三种病原微生物都能诱导pL的活性增强,其中______的诱导作用最强。
21. 通过科学选育和种植管理,我国已成为世界上最大的番茄生产国。回答下列问题:
(1)番茄花是双性花,野生型番茄成熟时果肉为红色。为探究番茄果肉颜色的遗传机制,科学家利用甲(基因A突变为a,果肉黄色)、乙(基因B突变为b,果肉橙色)两种单基因纯合突变体进行杂交实验,结果如图。则F2中橙色果肉植株的基因型有______,红色果肉植株中纯合体的比例为______。
(2)番茄的SlMlol基因是参与白粉病(病菌侵染,会严重降低番茄的产量)发生的易感基因。科学家利用CRISPR/Cas9基因组编辑敲除了番茄的SlMlol基因,获得了抗白粉病的新品种。下图示CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理:Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”,在单链向导RNA(sgRNA)引导下切割DNA双链以敲除目标基因。
Ⅰ.过程②中,将重组质粒导入番茄细胞的常用方法是______。
Ⅱ.在设计sgRNA碱基序列时,依据的是______的部分碱基序列。Cas9蛋白切割DNA双链时作用的化学键是______。
Ⅲ.可采用DNA分子杂交技术检测是否成功敲除SlMlol基因,则操作思路及预期结果是______。
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始兴中学2024-2025学年度第二学期生物6月月考试题
一、单选题(1-12题,每题2分;13-16题,每题4分。共40分)
1. 生态工程倡导“无废弃物农业”的建设。农业废弃物是一种有价值的资源,经过处理后可作为燃料、肥料、饲料、工业原料等,不仅可减轻对环境的污染,还可改良土壤理化性质,提高土壤肥力,增加产品竞争力。下列叙述错误的是( )
A. 生态工程建设要以生态系统的自组织、自我调节能力为基础
B. “无废弃物农业”遵循了循环原理,极大提高了能量传递效率
C. 农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用
D. 在进行生态工程建设时,依据自生原理,合理搭配植物提高生物多样性
【答案】B
【解析】
【分析】生态工程基本原理的判断方法:
(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理;
(2)体现物种多,营养关系复杂;涉及结构、功能、系统组分的比例关系→自生原理;
(3)强调生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力→协调原理;
(4)涉及自然、经济和社会,如林业生态工程建设→整体原理。
【详解】A、生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理,A正确;
B、“无废弃农业”遵循了生态工程的物质循环原理,极大提高了能量利用率,B错误;
C、农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用,C正确;
D、在进行生态工程建设时,应合理搭配植物以提高系统的生物多样性,体现了生态工程的自生原理,D正确。
故选B。
2. “小流域综合治理”的”综合”体现在( )
A. 改变单纯造林、减水、减沙等工程模式,同时注重生态效益和经济效益
B. 采用多种植物进行生态工程恢复
C. 运用了多种生物措施
D. 运用了生态工程的整体性原理
【答案】A
【解析】
【分析】小流域综合治理生态工程:
(1)问题:小流域(河流各级支流的集水区域)水土流失比较严重。
(2)对策:应用生态工程的整体原理、协调与平衡原理,及工程学等原理,通过保土蓄水、耕作、林草、生物等措施,层层设防控制土壤侵蚀。
【详解】A、小流域治理已经从开始时单纯造林和减水、减沙等工程,逐渐转移到生态经济型模式上,以获得最大的生态和经济效率,A正确;
B、采用多种植物进行生态工程恢复--这是小流域综合治理生态工程对策,没有体现综合性,B错误;
C、运用了多种生物措施--这是小流域综合治理生态工程对策,没有体现综合性,C错误;
D、运用了生态工程的整体性原理--这是小流域综合治理生态工程遵循的生态学原理,没有体现综合性,D错误。
故选A。
3. 某生物兴趣小组以蓝莓为原料,尝试利用传统发酵技术制作蓝莓酒、蓝莓醋,基本流程如下图所示。 下列叙述正确的是( )
A. 为防止杂菌污染需将蓝莓去枝梗后再冲洗干净
B. ③ 、④过程中, 需向发酵装置不断地补充无菌空气
C. ④过程中随着时间的推进, 酒精的产生速率先上升后趋于稳定
D. 密封不严的果酒表面长出的菌膜可能是好氧细菌大量繁殖形成的
【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、冲洗应在去枝梗前进行,避免去枝梗时污染物通过伤口进入果肉,A错误;
B、醋酸菌是好氧细菌,制作蓝莓醋时,需向发酵装置不断地补充无菌空气;而酵母菌的酒精发酵需要无氧条件,B错误;
C、发酵早期,酵母菌和底物充足,发酵速率较快,酒精产生速率呈上升趋势,后来随着底物的消耗,发酵速度下降,酒精的产生速率下降,最后底物消耗完,不再产生酒精,C错误;
D、密封不严的果酒表面长出菌膜很可能是醋酸菌等好氧细菌大量繁殖的结果,D正确。
故选D。
4. 在食品加工中,优良菌种的选择对于产品的品质、风味和安全性至关重要,如常用于酸奶的嗜酸乳酸菌(甲菌)、常用于功能性食品和婴幼儿配方食品的双歧杆菌t乙菌)用于酱油的米曲霉菌(丙菌)等。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲菌、乙菌和丙菌的遗传物质是DNA,都主要存在于拟核内
B. 利用嗜酸乳酸菌制作酸奶时,应营造有氧环境利于乳酸发酵
C. 统计每毫升酱油中的米曲霉菌数量时,各种接种方法均适宜
D. 从酱油中分离出米曲霉菌时,所用培养基需进行湿热灭菌
【答案】D
【解析】
【分析】湿热灭菌:利用高温饱和蒸汽进行灭菌。优点是蒸汽穿透力强,灭菌效果可靠,能杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物,是培养基常用的灭菌方法。
【详解】A、甲菌(嗜酸乳酸菌)和乙菌(双歧杆菌)是细菌,遗传物质DNA主要存在于拟核内,而丙菌(米曲霉菌)是真菌,遗传物质DNA主要存在于细胞核中,不是拟核,A错误;
B、嗜酸乳酸菌是厌氧菌,利用其制作酸奶时应营造无氧环境,因为有氧环境会抑制乳酸发酵,B错误;
C、统计每毫升酱油中的米曲霉菌数量时,可采用稀释涂布平板法,而平板划线法不能用于准确计数,C错误;
D、从酱油中分离出米曲霉菌时,所用培养基需进行湿热灭菌,以杀死培养基中的所有微生物,包括芽孢和孢子,防止杂菌污染,D正确。
故选D。
5. 下列关于无菌操作技术的说法,正确的是( )
A. 一般通过100℃煮沸5~6 min来对牛奶进行消毒
B. 利用微生物寄生于细菌体内使其裂解的方法属于生物消毒
C. 对灭菌物品进行湿热灭菌时需在160~170℃的条件下维持1~2 h
D. 实验中使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒处理,以免污染环境
【答案】B
【解析】
【分析】灭菌是指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,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、牛奶不耐高温,牛奶的消毒应采用巴氏消毒法,即在62~65 ℃条件下消毒30分钟或在80~90 ℃条件下处理30 s~1 min,A错误;
B、生物消毒法是利用生物或其代谢物去除环境中部分微生物的方法,比如有的微生物能够寄生在多种细菌体内,使细菌裂解,B正确;
C、对灭菌物品在160~170 ℃的热空气中维持1~2 h是常见的干热灭菌条件,湿热灭菌如高压蒸汽灭菌时,在压力100 kPa、温度为121 ℃的条件下,维持15~30 min来灭菌,C错误;
D、实验中使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,而不是消毒处理。因为消毒一般只能杀死部分微生物,不能完全杀灭芽孢等有较强抗性的微生物,而灭菌可以彻底杀灭包括芽孢在内的所有微生物,以防止污染环境,D错误。
故选B。
6. 竹子与水稻同为禾本科不同亚科植物,染色体都是2N=24,但亲和性非常差。我省梅州市农艺师钟章美历经40多年,成功将竹子与水稻进行超远缘有性杂交,培育出了高产、优质的新品种竹稻F,其培育过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. ①过程得到中间材料稻C的原理为染色体变异
B. 理论上可以用植物体细胞杂交技术获得竹稻F
C. 竹稻F自交能获得后代,说明竹子和水稻无生殖隔离
D. 通过③过程得到竹稻F可稳定遗传,属于二倍体
【答案】B
【解析】
【分析】多倍体育种:原理:染色体变异,方法:最常用的是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制有丝分裂时纺缍丝的形成,染色体不能移动,使得已经加倍的染色体无法平均分配,细胞也无法分裂,当秋水仙素的作用解除后,细胞又恢复正常的生长,然后再复制分裂,就能得到染色体数目加倍的细胞。
【详解】A、①过程是籼稻A与粳稻杂交得到稻C,该过程属于有性杂交,原理是基因重组,而不是染色体变异,A错误;
B、植物体细胞杂交技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,竹子和水稻虽然是不同亚科植物,亲缘性非常差,但理论上可以用植物体细胞杂交技术将竹子和水稻的体细胞融合,经过植物组织培养等技术获得竹稻 F,B正确;
C、竹稻 F是在竹稻E染色体加倍后才可育,而竹稻E是不可育的,竹子和水稻是存在生殖隔离的,C错误;
D、③过程使用秋水仙素处理稻E得到竹稻F,秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,所以竹稻F属于多倍体(可能是四倍体等),而不是二倍体;并且经过秋水仙素处理后得到的竹稻F是纯合子,能稳定遗传,D错误。
故选B。
7. 关于生物工程技术过程中出现细胞融合的操作,下列叙述正确的是( )
A. 植物体细胞杂交技术,可直接用聚乙二醇处理两种植物细胞进行膜融合
B. 单克隆抗体制备技术,在特定的选择培养基上只有杂交瘤细胞才能存活
C. 动物体细胞核移植技术,融合细胞可直接移植到受体母牛子宫内获得克隆牛
D. 体外受精过程中,获能的精子和培养成熟的卵子在灭活病毒的诱导下融合成受精卵
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交时,首先用酶解法去壁,一般使用纤维素酶和果胶酶处理;然后诱导原生质体融合,采用的方法一般包括物理法(离心、电融合法)、化学法(用聚乙二醇处理);培养融合的原生质体再生出新的细胞壁,形成杂种细胞。然后杂种细胞经过植物组织培养技术可以培养形成杂种植株。
【详解】A、若为植物体细胞杂交技术,由于植物细胞的最外层是细胞壁,因此用聚乙二醇处理两种植物细胞后不会直接出现膜融合,应首先用酶解法去壁,A错误;
B、单克隆抗体制备技术中,在特定的选择培养基上同种融合的细胞和未融合的细胞均会死亡,只有杂交瘤细胞才能存活,B正确;
C、若为动物体细胞核移植技术,融合得到的细胞需培养到桑葚胚或囊胚,然后移植到受体母牛子宫内获得克隆牛,C错误;
D、在实施体外受精时,获能的精子与培养成熟的卵子,一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用,不需要用灭活的病毒诱导融合,D错误。
故选B。
8. “鉴别”与“筛选”是生物学研究中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是( )
A. 选硝化细菌时,培养基中不加碳源
B. 胚胎移植前,可取滋养层细胞做DNA分析,鉴别动物性别
C. 植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞
D. 用选择培养基对微生物进行筛选时,实验组接种微生物,对照组不接种微生物
【答案】D
【解析】
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
【详解】A、由于硝化细菌是自养型微生物,能够利用二氧化碳作为碳源,故培养基中可以不加碳源,A正确;
B、胚胎移植前前可取滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,B正确;
C、植物体细胞杂交过程中,同种细胞也可能发生融合,原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞,C正确;
D、选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存,其他微生物不能正常生存,为了确定选择培养基是否具有选择作用,应设计一个在完全培养基上接种的培养皿作对照,D错误。
故选D。
9. 转基因成果令人叹为观止,下列成果属于基因工程技术的是( )。
A. 番茄-马铃薯新物种 B. 高产的青霉素菌株
C. 将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内 D. 能进行生物固氮的酵母菌品种
【答案】D
【解析】
【分析】1、植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
2、动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3、基因治疗:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
【详解】ABC、番茄一马铃薯新物种、将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内都属于细胞工程技术的成果,高产的青霉素菌株是通过诱变育种培育的,ABC不符合题意;
D、能进行生物固氮的酵母菌品种是通过基因工程技术将固氮菌的固氨基因转移到酵母菌细胞中实现的,D符合题意。
故选D。
10. 下列实例与所利用的技术或原理不相符的是( )
A. 转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B. 植物原生质体融合和动物细胞融合利用了细胞膜的选择透过性
C. 植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
D. 愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
【答案】B
【解析】
【分析】1、转基因抗虫棉的培育过程:①在棉花的植株上提取叶肉细胞②在苏云金杆菌上提取相应基因④将提取基因导入植物叶肉细胞的DNA(利用基因重组技术)④通过培养既培养出愈伤组织,进行再分化⑤最后通过组织培养技术,得到含抗虫基因的棉花植株。
2、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖.过程:取动物组织块→剪碎组织一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。
3、动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
【详解】A、转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术,A正确;
B、植物原生质体融合和动物细胞融合利用了细胞膜的流动性,B错误;
C、植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性,C正确;
D、愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关,D正确。
故选B。
11. 下列关于DNA片段扩增及电泳鉴定实验的说法,错误的是( )
A. 放入PCR仪前,需要对离心管进行离心,使反应液集中在底部
B. 配置琼脂糖溶液时,需要根据DNA片段的大小调节琼脂糖浓度
C. 电泳时需要的两种缓冲液分别含有核酸染料和指示剂
D. 电泳时,需要根据电泳槽阳极至阴极之间的距离设定电压
【答案】C
【解析】
【分析】电泳的原理:待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、性状不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。
【详解】A、使用PCR技术的具体操作顺序是:按配方准备好各组分一用微量移液器将各组分依次加入微量离心管中→离心使反应液集中在离心管底部→设计好PCR仪的循环程序一进行PCR反应,因此放入PCR仪前,需要对离心管进行离心,使反应液集中在底部,A正确;
B、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,因此根据DNA片段大小配制一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分子,B正确;
C、凝胶载样缓冲液内含指示剂,琼脂糖溶液加入核酸染料,电泳缓冲液不含有核酸染料,C错误;
D、接通电源,根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压,一般为1~5V/cm,D正确。
故选C。
12. 以下生物学实验的部分操作过程,正确的是( )
选项
实验名称
实验操作
A
酵母菌的纯培养
调节培养基的pH值在湿热灭菌前进行
B
菊花的组织培养
将生长良好的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基,长根后再转接到诱导生芽的培养基
C
DNA的粗提取与鉴定
向装有丝状物的试管中加入4mL二苯胺试剂中,沸水浴中加热,冷却后可观察到溶液变蓝
D
DNA片段的扩增及电泳鉴定
PCR实验使用的微量离心管等在使用前不需灭菌
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】1、酵母菌纯培养的过程分为以下几步:①制备培养基;②灭菌:将配制好的培养基放入高压蒸汽灭菌锅中灭菌,将培养皿放入干热灭菌箱内灭菌;③倒平板;④接种和分离酵母菌;⑤培养酵母菌。
2、菊花组织培养的过程分为:外植体的消毒→外植体的分割→接种→培养→转移培养→移栽。其中,转移培养是再分化过程:培养15-20天后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。要先诱导生芽,再诱导生根。
3、DNA进行鉴定的操作是:将含有DNA的丝状物溶解在2mol/L的NaCI溶液中,搅拌使其充分溶解后,加入4mL的二苯胺试剂,沸水中加热5min,溶液变成蓝色。
【详解】A、酵母菌纯培养的过程中,调节培养基的pH值应该在湿热灭菌前进行,调节好后再进行灭菌, A正确;
B、菊花组织培养的过程分为:外植体的消毒→外植体的分割→接种→培养→转移培养→移栽。其中,转移培养是再分化过程:培养15-20天后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。要先诱导生芽,再诱导生根。因为植物的根通常比芽更易受到损伤,先诱导生根,那么受伤的根细胞可能会影响整个植株的生长和发育。植物的芽通常比根更敏感,能够更快地响应外部刺激。因此,先诱导生芽可以在较短时间内获得完整植株并快速生长,从而增加繁殖速度和减少植株生长不良的情况发生,B错误;
C、DNA粗提取后,对DNA进行鉴定的操作是:先将含有DNA的丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中,搅拌使其充分溶解后,加入4mL的二苯胺试剂,沸水中加热5min,冷却后观察溶液颜色变蓝色,从而鉴定DNA的存在,C错误;
D、在DNA片段的扩增及电泳鉴定实验中,为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理,D错误。
故选A。
13. 下列关于“DNA的粗提取和鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的叙述,正确的是( )
A. 步骤2采用滤纸过滤的目的是获取沉淀物
B. DNA分子的迁移速率与其分子量大小及凝胶的浓度等有关
C. 因蛋白质溶于酒精,故步骤3可将DNA与全部蛋白质分离
D. 凝胶中的DNA分子通过染色,可在波长为300nm的紫光灯下被检测出来
【答案】B
【解析】
【分析】DNA的粗提取和鉴定:利用DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,以及DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,可以将DNA与蛋白质分离开;在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、步骤2采用滤纸过滤的目的是获取DNA的盐溶液,因为DNA在适宜浓度的盐溶液中溶解度较高,A错误;
B、电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理设计的,在凝胶电泳中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,B正确;
C、因蛋白质溶于酒精,故步骤3可将DNA与蛋白质分离,但不能使DNA和全部蛋白质分离,C错误;
D、凝胶中的DNA分子通过染色、可以在波长为300nm的紫外线下被检测出来,据此达到鉴定DNA生物目的,D错误。
故选B。
14. 某兴趣小组调查了某种单基因遗传病,绘制了某家族的遗传系谱图,结果如图所示。对Ⅱ1和Ⅲ1的相关DNA片段进行扩增及电泳鉴定,结果显示均含有2条条带。不考虑X、Y染色体同源区段与变异,下列判断正确的是( )
A. 该遗传病可能是常染色体或伴X染色体隐性遗传病
B. Ⅲ2可能是该遗传病致病基因携带者,但Ⅲ3不可能是该遗传病致病基因携带者
C. 若Ⅲ4为纯合子,则Ⅳ2的相关DNA片段电泳鉴定出2条条带的概率为1/3
D. 若Ⅲ1和Ⅲ2再生育一个孩子,则生育的女孩不会患病,但生育的男孩可能患病
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知,对Ⅱ1和Ⅲ1的相关DNA片段进行扩增及电泳鉴定,结果显示均含有2条条带,说明二人均为杂合子,但二人均不患病,说明该病是隐性遗传病。由图可知,Ⅰ4患病,但其儿子(Ⅱ4)不患病,因此该遗传病不可能是伴X染色体隐性遗传病,说明该病是常染色体隐性遗传病。
【详解】A、I1患病,但其女儿(Ⅱ2和Ⅱ3)不患病,因此该遗传病不可能是伴X染色体显性遗传病。Ⅰ4患病,但其儿子(Ⅱ4)不患病,因此该遗传病不可能是伴X染色体隐性遗传病。Ⅱ1和Ⅲ1电泳鉴定结果显示两人均含有2条条带,且两人均不患该遗传病,因此该遗传病是常染色体隐性遗传病,A错误;
B、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4的基因型均是Aa,Ⅲ2和Ⅲ3均不患该遗传病,但两人均可能为该遗传病致病基因的携带者,且概率均为2/3,B错误;
C、若Ⅲ4为纯合子,则其基因型是AA,Ⅲ4与Ⅲ3(1/3AA或2/3Aa)生育的Ⅳ2为携带者(Aa)的概率是(2/3)×(1/2)=1/3,C正确;
D、Ⅲ1的基因型是Aa,Ⅲ2的基因型可能是AA(1/3)或Aa(2/3),因此两人再生育一个孩子,无论是男孩还是女孩,均可能患该遗传病,D错误。
故选C。
15. 下图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是( )
A. 农杆菌能在自然条件下侵染单子叶植物和裸子植物
B. ③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上
C. ④的染色体上若含抗虫基因,则③就表现出抗虫性状
D. 基因工程造成的变异,相当于人为的基因重组,产生了定向变异
【答案】D
【解析】
【分析】农杆菌转化法的原理是:农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入Ti质粒上的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA分子中。
【详解】A、农杆菌在自然条件下能侵染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有侵染力,A错误;
B、③侵染植物细胞后,重组Ti质粒上的T—DNA整合到④的染色体上,B错误;
C、④的染色体上若含抗虫基因,如果该抗虫基因不能成功转录或转录后不能进行翻译,则⑤就不会表现出抗虫性状,C错误;
D、基因工程的原理是基因重组,基因工程能按照人们的意愿定向改造生物的性状,产生了定向变异,D正确。
故选D。
16. 水果红提中富含槲皮素,槲皮素具有抗氧化、抗癌等多种生物活性。科研人员以二倍体红提和植株F为材料,采用多种途径尝试培育不同品种,培育途径如图所示,其中①~⑤表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 进行过程④前需要用胶原蛋白酶处理植物细胞,从而获得原生质体
B. 过程④可以用离心法、聚乙二醇或灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 上述植株中,属于四倍体的只有植株E
D. 途径丙和丁均利用了植物细胞的全能性的原理
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:途径甲为杂交育种;途径乙为单倍体育种;途径丙为多倍体育种;途径丁为植物体细胞杂交,其中①为花药离体培养,②为人工诱导染色体加倍,③为植物组织培养,④为植物原生质体融合,⑤是植物组织培养。
【详解】A、过程④表示植物原生质体融合,过程④之前需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,从而获取原生质体,A错误;
B、过程④表示植物原生质体融合,灭活的病毒诱导的是动物细胞融合,不能用于植物原生质体融合,B错误;
C、植株A是有性生殖产生的二倍体,植株B是单倍体,植株C是单倍体育种获得的纯合二倍体,植株D是植物组织培养技术获得的二倍体,植株E是多倍体育种获得的四倍体,植株G是植物体细胞杂交技术获得的四倍体,因此属于四倍体植物的有植株E、植株G,C错误;
D、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,过程③和⑤利用的植物组织培养技术,所以途径丙和丁均利用了植物细胞的全能性的原理,D正确。
故选D。
二、非选择题
17. 小曲白酒清香纯正,以大米、大麦、小麦等为原料,以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中含多种微生物。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精,传统酿造工艺流程如图1所示。
回答下列问题:
(1)蒸粮的目的是利于糖化(利用霉菌将淀粉水解)和______。蒸粮结束后,蒸熟并摊晾的原料应______后再加入酒曲,以免杀死菌种。然后需将其移至酒坛,并放置在无菌环境中敞开培养一段时间后,再对酒坛进行______处理后,才可高效地进行酒精发酵。最终检验发酵液样品的蒸馏产物是否含有酒精,可用______溶液进行检测。
(2)已知酵母菌不能直接利用淀粉发酵成酒精,若想使其可直接利用淀粉进行发酵,则应导入分解淀粉所需的多种酶的基因(如Amy基因),从而制备新型酵母菌。如图2表示通过PCR技术进行扩增Amy基因后将其导入到质粒的过程。相关步骤如下:
①扩增目的基因。获得相关DNA后,通过PCR技术进行扩增Amy基因。为使目的基因与质粒连接,在设计PCR引物扩增Amy基因时需添加限制酶XhoⅠ的识别序列至①处左端(其中一处)。已知限制酶XhoⅠ识别序列为5'-CTCGAG-3',则其中一种引物设计的序列是5'-______-3'(填写18个碱基)。目的基因在PCR仪中每一次循环可以分为______→退火(复性)→______。
②构建基因表达载体。除图中所标出的结构外,作为载体,质粒还需具备______(答出1点即可)。质粒中的启动子是______识别和结合的部位。因启动子具有物种特异性,故在质粒中插入Amy基因,其上游启动子应选择______(A.大肠杆菌启动子 B.乳酸杆菌启动子 C.农杆菌启动子 D.酵母菌启动子)。
③检测目的基因及其表达产物。已知UGA基因缺陷型酵母菌无法合成尿嘧啶,长时间缺少尿嘧啶,其无法存活,因此UGA常被作为标记基因;尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质。导入目的基因的酵母菌应在______的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要先切除UGA基因,再重新导入另一种目的基因。切去UGA基因的酵母菌应在______的培养基上筛选培养。
【答案】(1) ①. 消毒 ②. 冷却 ③. 密封 ④. 重铬酸钾
(2) ①. CTCGAGTGCCAGTTATAC ②. 变性 ③. 延伸 ④. 复制原点 ⑤. RNA聚合酶 ⑥. D ⑦. 缺乏尿嘧 ⑧. 含有5-氟乳消酸
【解析】
【分析】基因工程技术基本步骤:
(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。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
蒸粮的目的是利于糖化(利用霉菌将淀粉水解)和利用高温进行消毒,蒸粮结束后,蒸熟并摊晾的原料应冷却,以防止高温杀死菌种;然后需将其移至酒坛,并放置在无菌环境中敞开培养一段时间后,再对酒坛进行密封,进行无氧发酵;最终检验发酵液样品的蒸馏产物是否含有酒精,可用酸性重铬酸钾溶液进行检测。
【小问2详解】
①引物的作用是在脱氧核苷酸链的3'端加入单个的脱氧核苷酸,因此一种引物的设计序列应与核苷酸链碱基互补配对,并且要加入限制酶的识别序列,因此引物设计的序列是5'-CTCGAGTGCCAGTTATAC-3',目的基因在PCR仪中每一次循环可以分为变性→退火(复性)→延伸。
②构建基因表达载体。除图中所标出的启动子、酶切位点、终止子结构外,作为载体,质粒还需具备复制原点;质粒中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。因启动子具有物种特异性,实验目的是制备新型酵母菌,因此故在质粒中插入Amy基因,其上游启动子应选择酵母菌启动子,即D。
③导入目的基因的酵母菌质粒上含UGA,可以合成尿嘧啶,而未导入目的基因的酵母菌由于无法合成尿嘧啶,不能在缺乏尿嘧啶的培养基上存活,因此导入目的基因的酵母菌应在缺乏尿嘧啶的培养基上筛选培养;切去UGA基因的酵母菌无法合成尿嘧啶,而尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质,因此去UGA基因的酵母菌应在含有5-氟乳消酸的培养基上筛选培养。
18. 治疗性克隆是动物细胞工程的综合应用,它对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义。其基本流程如下图所示,请回答相关问题:
(1)过程①采用的是细胞工程中的_____技术,这个过程中,所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原因是_____。
(2)动物细胞进行分瓶传代培养前,需要用胰蛋白酶处理贴满瓶壁的细胞,因为此时细胞会出现_____现象,如果不及时分瓶培养,细胞就会_____
(3)将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养,而不是直接用体细胞进行细胞培养,原因是_____。
(4)经核移植获得的重组细胞进行体外培养时,培养液中通常要添加_____等一些天然 成分,而气体环境中CO2的主要作用是_____。
(5)若将图中获得的组织器官移植给个体_____(填"A”或“B”),则会发生免疫排斥反应。
【答案】 ①. (体细胞)核移植 ②. 传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 ③. 接触抑制 ④. 停止分裂增殖 ⑤. 体细胞核在体细胞中不能表现全能性,而卵母细胞的细胞质可以给它提供表现全能性的环境 ⑥. 血清、血浆 ⑦. 维持培养液的pH ⑧. A
【解析】
【分析】1、治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
2、分析题图:①是核移植技术,②是早期胚胎培养。
3、动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的PH)。
【详解】(1)过程①采用的是细胞工程中的核移植技术,传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,所以所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞。
(2)动物细胞进行分瓶传代培养前,需要用胰蛋白酶处理贴满瓶壁细胞,因为此时细胞会出现接触抑制现象,如果不及时分瓶培养,细胞就会停止分裂增殖。
(3)将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养,而不是直接用体细胞进行细胞培养,原因是体细胞核在体细胞中不能表现全能性,而卵母细胞的细胞质可以给它提供表现全能性的环境。
(4)体细胞进行体外培养时,培养液中通常要添加血清、血浆等一些天然成分,气体环境中CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH值。
(5)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团,若将图中获得的组织器官移植给个体A会发生免疫排斥反应。因为B是供核的一方,克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和B相同,与A不同。
【点睛】本题考查动物体细胞核移植技术、治疗性克隆等知识,提升学生分析问题和解决问题的能力,属于中档题。
19. 云南玉溪“褚橙”是芸香科柑橘属双子叶植物,其果实以味甜皮薄、橙香馥郁、肉质细嫩等诸多优良特质而被誉为橙中精品。果皮还可晾晒制成常见的中药材陈皮,所含橘皮苷、橘皮酸等具有较强的自由基清除能力,能增强细胞的抗氧化能力,还可在一定程度上防治心血管疾病。请结合题干回答下列问题。
(1)橘皮苷属于“褚橙”的______ (填“初生代谢物”或“次生代谢物”)。
(2)科研人员利用细胞工程技术制备抗橘皮苷的单克隆抗体用于快速检测橘皮苷,其基本操作过程如图1所示,图中给小鼠注射橘皮苷—牛血清白蛋白结合抗原的目的是______。③过程使用到______培养基,细胞丙是______,④过程是指______,再经过多次筛选,就可获得所需的细胞丁。
(3)科研小组尝试利用基因工程和发酵工程开发酵母细胞工厂以实现橘皮苷的量产。首先设法获取了橘皮苷合成关键酶基因,如图2所示,在利用PCR技术扩增该基因时,需要合成引物______ (在“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”中选择),连续扩增6次后会形成______个基因片段,至少需要引物______个。扩增完成以后,常采用______法来鉴定PCR的产物。完成基因表达载体的构建后将其导入经______处理的酵母细胞中高效表达,获得橘皮苷。
【答案】(1)次生代谢物
(2) ①. 对小鼠进行免疫,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 ②. 选择 ③. 杂交瘤细胞 ④. 克隆化培养和抗体检测
(3) ①. Ⅱ、Ⅲ ②. 64 ③. 126 ④. 琼脂糖凝胶电泳 ⑤. Ca2+
【解析】
【分析】植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物称为次生代谢产物,甘草酸属于次生代谢产物;细胞产物的工厂化生产,主要应用的技术是植物细胞培养,是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖技术。
【小问1详解】
植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物称为次生代谢物,橘皮苷属于次生代谢物。
【小问2详解】
图中给小鼠注射橘皮苷—牛血清白蛋白结合抗原的目的是对小鼠进行免疫处理,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。过程②是诱导细胞甲和骨髓瘤细胞融合的过程,该过程使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂,是诱导细胞融合的化学方法。然后在选择培养基上进行过程③的第一次筛选后,得到细胞丙是杂交瘤细胞。然后再进行过程④,即对上述培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选获得细胞丁(分泌所需抗体的杂交瘤细胞);最终获得抗橘皮苷单克隆抗体。
【小问3详解】
由于引物的作用是在DNA聚合酶的催化下,在引物的3′端连接上脱氧核苷酸,需要与模板的3′端结合,因此设计的扩增引物位置是图中的Ⅱ、Ⅲ。PCR技术为体外DNA复制,由于每合成1个DNA需要2个引物,扩增6次,得到26=64个DNA,即需要26+1−2=126个引物。扩增完成以后,常采用琼脂糖凝胶电泳法来鉴定PCR的产物。经Ca2+处理的酵母细胞处于容易吸收周围DNA分子的状态,将基因表达载体导入其中从而使其高效表达出橘皮苷。
20. 百合具有观赏、食用和药用等多种价值,科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题:
(1)体细胞杂交育种:进行不同种百合体细胞杂交前,先去除细胞壁获得原生质体,再用______法,诱导原生质体融合,得到杂种细胞后,继续培养,常用____________(填植物激素名称)诱导愈伤组织形成和分化,获得完整的杂种植株,该育种方法的优点是__________________。
(2)单倍体育种:常用__________________的方法来获得单倍体植株,然后经过诱导______,当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。
(3)基因工程育种:研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L,该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图,其中基因gus编码GUS酶,GUS酶活性可反映启动子活性。
研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL,首先选用____________酶切,将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接,再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草()进行病原微生物胁迫,结果如图c。由此可知:三种病原微生物都能诱导pL的活性增强,其中______的诱导作用最强。
【答案】(1) ①. 聚乙二醇(PEG)融合/高-高pH融合 ②. 生长素和细胞分裂素 ③. 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
(2) ①. 花药(或花粉)离体培养 ②. 染色体加倍
(3) ①. HindⅢ、BamHⅠ ②. 交链格孢
【解析】
【分析】因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合,形成杂种细胞,再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化,从而获得完整的杂种植株。
【小问1详解】
诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)和化学法,化学法常用聚乙二醇(PEG)融合、高Ca²⁺ - 高pH融合 。 植物组织培养中,诱导愈伤组织形成和分化常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。 体细胞杂交育种的优点是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,因为不同种的百合存在生殖隔离,通过体细胞杂交可克服这一障碍。
【小问2详解】
获得单倍体植株常用花药(或花粉)离体培养的方法,利用植物细胞的全能性,将花药中的花粉培育成单倍体植株。 单倍体植株高度不育,需要经过诱导染色体加倍,常用秋水仙素处理,使染色体数目恢复到正常体细胞的数目,当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。
【小问3详解】
从图a所示结构中获取启动子pL,要保证获取的片段完整且不破坏启动子结构,应选用HindⅢ、BamHⅠ酶切,因为这两种酶的酶切位点在启动子pL的两端。 从图c可知,在三种病原微生物(尖孢镰刀菌、厚垣镰刀菌、交链格孢)中,交链格孢处理组的GUS酶活性最高,而GUS酶活性可反映启动子活性,所以交链格孢的诱导作用最强。
21. 通过科学选育和种植管理,我国已成为世界上最大的番茄生产国。回答下列问题:
(1)番茄花是双性花,野生型番茄成熟时果肉为红色。为探究番茄果肉颜色的遗传机制,科学家利用甲(基因A突变为a,果肉黄色)、乙(基因B突变为b,果肉橙色)两种单基因纯合突变体进行杂交实验,结果如图。则F2中橙色果肉植株的基因型有______,红色果肉植株中纯合体的比例为______。
(2)番茄的SlMlol基因是参与白粉病(病菌侵染,会严重降低番茄的产量)发生的易感基因。科学家利用CRISPR/Cas9基因组编辑敲除了番茄的SlMlol基因,获得了抗白粉病的新品种。下图示CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理:Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”,在单链向导RNA(sgRNA)引导下切割DNA双链以敲除目标基因。
Ⅰ.过程②中,将重组质粒导入番茄细胞的常用方法是______。
Ⅱ.在设计sgRNA碱基序列时,依据的是______的部分碱基序列。Cas9蛋白切割DNA双链时作用的化学键是______。
Ⅲ.可采用DNA分子杂交技术检测是否成功敲除SlMlol基因,则操作思路及预期结果是______。
【答案】(1) ①. AAbb、Aabb、aabb ②. 1/9
(2) ①. 农杆菌转化法 ②. SlMlo1基因 ③. 磷酸二酯键 ④. 操作思路:从新品种细胞中提取DNA,与SlMlo1基因探针进行杂交。预期结果:没有出现杂交带。
【解析】
【分析】基因自由组合定律:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
由图可知,F2为红色:黄色:橙色≈9:3:4,说明F1基因型为AaBb为红色,由于基因A突变为a,果肉黄色,基因B突变为b,果肉橙色,故红色基因型为A_B_,黄色为aaB_,橙色为A_bb和aabb,甲的基因型为aaBB、乙的基因型为AAbb。则F2中橙色果肉植株的基因型有AAbb、Aabb、aabb,红色果肉植株A_B_=9/16,红色果肉植株中纯合体的比例为1/4×1/4(AABB)÷9/16(A_B_)=1/9。
【小问2详解】
Ⅰ.过程②中,将重组质粒导入植物细胞的常用方法为农杆菌转化法。
Ⅱ.sgRNA通过与目标基因配对结合起到引导作用,因此在设计sgRNA碱基序列时,依据的是SlMlo1基因的部分碱基序列。核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,Cas9蛋白切割DNA双链时作用的化学键是磷酸二酯键。
Ⅲ.用DNA分子杂交技术检测是否成功敲除SlMlol基因,可从新品种细胞中提取DNA,与SlMlo1基因探针进行杂交,根据碱基互补配对原则,若成功敲除,则不会出现杂交带。
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