内容正文:
高二年级生物学科过程性评价反馈卷
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是( )
A. 稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B. 获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
C. 注射促性腺激素可使供体受体母牛同期发情
D. 使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
2. 很多生活实例中蕴含着生物学原理,下列实例与生物学原理对应不准确的是( )
A. 酿酒时先来“水”后来“酒”——酵母菌先进行有氧呼吸后进行无氧呼吸
B. 夏天开瓶后的红酒容易变酸——醋酸菌将乙醇直接转化为醋酸和CO2
C. 泡菜坛内有时会长一层白膜——大量酵母菌聚集在发酵液表面
D. 含抗生素的牛奶无法用来制成酸奶——抗生素会抑制乳酸菌生长、繁殖
3. 研究者筛选西北高原乳酸菌株,通过深层液态发酵中药,提升药效。下列叙述错误的是( )
A. 筛选菌株活性优于野生菌,更适配中药成分环境
B. 发酵降解大分子为小分子,可提升药物吸收效率
C. 液态发酵较固体发酵,更易规模化与连续化生产
D. 液态发酵需通氧并搅拌,利于菌株大量快速增殖
4. 不同的微生物对营养物质的需要有所不同。下列有关某种以为唯一碳源的自养微生物营养物质的叙述,错误的是( )
A. 氮源为该微生物提供必要的氮
B. 碳源也是该微生物的能源物质
C. 无机盐是该微生物不可缺少的营养物质
D. 水是该微生物的营养物质之一
5. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA(一种能够在自然条件下实现生物降解的环保材料),期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 可采用过滤、沉淀等方法将PHA分离和干燥
B. 发酵罐内发酵是本发酵工程的中心环节
C. 发酵过程中需要及时添加必需的营养组分、空气并及时调控pH和温度
D. 搅拌器不断搅拌有利于嗜盐单胞菌与发酵液、充分接触以及加快散热
6. 红色金钱柳细胞内的花青素具有降血糖、抗氧化、抗肿瘤等多种功能。如图是利用红色金钱柳的愈伤组织研究不同浓度2,4-D对其细胞生长与花青素合成影响的实验结果。下列叙述正确的是( )
A. 诱导红色金钱柳形成愈伤组织的过程通常需要光照
B. 利用愈伤组织获得花青素,需要先用胶原蛋白酶处理得到细胞悬浮液
C. 结果表明2,4-D对细胞生长和花青素的合成分别具有促进和抑制作用
D. 利用愈伤组织获得花青素不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制
7. 研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是( )
A. 两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B. 再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C. 花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D. 植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
8. 将人眼睑成纤维细胞传代培养后,再培养形成支架,在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞,培养一段时间后分离获得上皮细胞片层,可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及( )
A. 制备细胞悬液
B. 置于CO2恒温培养箱中培养
C. 离心收集细胞
D. 用胰蛋白酶消化支架后分离片层
9. 干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥作用。体细胞核移植技术和iPS细胞都能生成干细胞,下列叙述错误的是( )
A. 核移植技术生成的胚胎干细胞带有供体细胞核遗传物质
B. iPS细胞存在于早期胚胎中,制备时将特定基因导入细胞获得
C. 成体干细胞包括造血干细胞、精原干细胞等
D. 核移植过程中激活重构胚可以使其完成细胞分裂和发育进程
10. 抗体-药物偶联物(ADC)通过将药物(如细胞毒素)与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC作用机制如图所示,下列叙述正确的是( )
A. ADC的抗体具有靶向运输作用,可以将药物输送到靶细胞
B. 药物具有特异性,可以与靶细胞表面的抗原发生特异性结合
C. 制备ADC抗体时,利用的特定抗原为细胞毒素
D. 与使用细胞毒素类药物进行化疗相比,使用ADC的副作用更大
11. 2015年2月3日,英国议会院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B. 捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
C. 三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D. 三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术
12. 生物技术与工程在社会生产中的应用日益广泛,下列叙述正确的是( )
A. 从动物体内取出组织,用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞
B. 将特定蛋白导入或用小分子化合物诱导已分化的T细胞,可形成iPS细胞
C. 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞
D. 采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚,因这两个时期的细胞未发生分化
13. 从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养,探究高温对卵母细胞成熟的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 选取发育状态一致的卵母细胞进行培养
B. 体外培养卵母细胞时通常加入湿热灭菌后的血清
C. 对采集的卵母细胞进行多次传代培养以产生大量卵细胞
D. 体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率
14. 胚胎工程的许多技术,实际上是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育过程进行的模拟操作。关于下图的叙述正确的是( )
A. 步骤1含体外受精、胚胎移植等操作
B. 代孕母鼠需注射激素使之超数排卵
C. 代孕母鼠子宫内早期胚胎1为桑葚胚
D. 对早期胚胎2进行胚胎分割,可提高小鼠数量
15. 下列技术手段与对应优点不符合的是( )
A. 胚胎分割,提高优质胚胎利用率
B. 核移植,解决器官移植中供体器官的短缺问题
C. 体外受精,为良种家畜快速繁殖提供了可能
D. 胚胎移植,充分发挥雄性优良个体的繁殖潜能
16. 某兴趣小组利用模型构建重组DNA分子,他们在两张纸上分别写出两段DNA序列(序列甲和序列乙),每段序列都含有下列5种限制酶的识别序列,序列甲利用限制酶进行切割,各限制酶的识别序列和切割位点如图所示。下列限制酶中,除SpeⅠ外,有几种酶切割序列乙产生的DNA片段能与序列甲切割产生的DNA片段相连接?( )
A. 一种 B. 两种 C. 三种 D. 四种
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A.B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32小时内定期取样观测发酵效果。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是____、____。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是____菌。
(3)若在实验后发现32小时内随着发酵时间的延长,发酵效果逐渐变好,与发酵时间呈正相关,如要确定发酵的最佳时间,请简要写出设计实验思路____。
(4)从大豆到豆豉,经过微生物的发酵过程,大豆中的成分会发生变化,所含的有机物的总量____(填“增加”“减少”“不变”),有机物的种类____(填“增加”“减少”“不变”)。
18. 微生物降解是治理全球性环境问题---水污染的有效手段之一。聚乙烯醇(PVA)是存在于纺织行业废水和化工污水中的一种难以降解的大分子有机物。PVA能与碘作用产生蓝绿色复合物,PVA被微生物降解后无法与碘作用形成复合物,在平板上出现以菌落为中心的透明圈。下表是某兴趣小组配制的筛选PVA分解菌的培养基配方,图甲中存在以PVA分解菌菌落为中心的透明圈,图乙为利用血细胞计数板对PVA分解菌进行计数的结果图。回答下列问题:
成分
MgSO4
蛋白质
X物质
水
琼脂
用量
5g
10g
7g
1000mL
20g
(1)从物理性质来说,该培养基属于____培养基,其中X物质应为____,该物质为PVA分解菌提供唯一的碳源,从培养基的用途来说,这种培养基属于____培养基。
(2)在配制培养基时除了加入营养物质外,还需加入碘制成蓝绿色平板,接种PVA分解菌并培养一段时间后,在平板上出现以菌落为中心的透明圈,图甲中____越大,说明PVA分解菌降解PVA的能力越强。
(3)获得图甲结果的接种方法是____,该方法可用于统计样品中活菌数目的原理是____。
(4)培养结束后,选择降解PVA能力强的菌落进行扩大培养,得到10mL菌液,吸取其中1mL并稀释100倍后用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm,由400个小格组成)计数,其中一个中格的结果如图乙所示,用图乙的计数结果作为每个中方格的平均值,则10mL菌液中共有____个细菌,由于统计结果一般是____的总和,所以该值____(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
19. 紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素,具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性,图1表示获取紫草宁的大致流程,图2表示紫草细胞悬浮培养时细胞的生长曲线。研究发现,相对于紫草细胞的其他生长时期,紫草宁在紫草细胞生长静止期形成的速度最快。回答下列问题:
(1)紫草宁是紫草细胞产生的一种____代谢物,其化学本质是一类____。
(2)图1中①②过程分别为____、____,①②培养过程中所需培养基____(填“相同”或“不同”),原因是____。
(3)图1中③是植物体细胞杂交过程的关键环节,必须借助一定技术手段,可采用____、____等化学法进行。
(4)推测图1中相同时间内②③④所在途径获取紫草宁最多的是____。图2结果说明在____期有利于紫草宁的大量形成,依据是____。
20. 人体心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTnT)、肌钙蛋白I(cTnI)和肌钙蛋白C(cTnC),其中cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体,科研人员完成了图1所示过程。回答下列问题:
(1)动物细胞培养应在含5%CO₂的恒温培养箱中进行,CO₂的作用是____。
(2)用cTnI作为抗原注射给小鼠后,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的不同于诱导植物原生质体融合的方法是____。
(3)甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是____,②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,其目的是筛选获得____,再将其注入小鼠体内培养,从____中提取到大量的抗cTnI抗体。
(4)酶联免疫吸附双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如图2所示:
据图2分析,固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体能与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中,酶标抗体的作用是____,可通过测定产物量来判断待测抗原量。
(5)单克隆抗体的制备技术是在动物细胞融合技术上发展起来的,具有化学性质单一、特异性强等特性。单克隆抗体在临床上的主要用途有____(至少举2例)。
21. 中科院动物研究所培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答:
(1)过程①需要使用的酶有____。载体上特殊的标记基因的作用是____。
(2)过程③中超数排卵不使用性激素的原因是_____。
(3)如果过程⑤在体外进行,那么卵母细胞需要培养到____期,精子需要进行获能处理。受精过程中____两者发生的生理反应阻止了多精入卵的发生。
(4)图中过程⑦称为____。对胚胎的性别进行鉴定时,常取囊胚的____细胞进行____。
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用胚胎分割技术,对囊胚阶段的胚胎分割时,要注意____。
(6)早期胚胎能在受体雌猴的子宫内存活,其生理学基础是____。
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高二年级生物学科过程性评价反馈卷
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是( )
A. 稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B. 获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
C. 注射促性腺激素可使供体受体母牛同期发情
D. 使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
【答案】C
【解析】
【详解】A、稀释涂布平板法能将菌液中聚集的微生物分散成单个细胞,在培养基表面形成单菌落,可用于菌株分离;同时可通过统计平板上的菌落数推算待测样品的活菌数,兼具分离和计数功能,A正确;
B、植物茎尖的分生组织细胞分裂旺盛,几乎不含病毒,选取茎尖进行植物组织培养可获得马铃薯脱毒苗,B正确;
C、对供体、受体母牛进行同期发情处理时使用的是孕激素,促性腺激素的作用是促进供体母牛超数排卵,不用于同期发情处理,C错误;
D、不同限制酶识别的核苷酸序列存在差异,但切割DNA后可能产生相同的黏性末端,D正确。
2. 很多生活实例中蕴含着生物学原理,下列实例与生物学原理对应不准确的是( )
A. 酿酒时先来“水”后来“酒”——酵母菌先进行有氧呼吸后进行无氧呼吸
B. 夏天开瓶后的红酒容易变酸——醋酸菌将乙醇直接转化为醋酸和CO2
C. 泡菜坛内有时会长一层白膜——大量酵母菌聚集在发酵液表面
D. 含抗生素的牛奶无法用来制成酸奶——抗生素会抑制乳酸菌生长、繁殖
【答案】B
【解析】
【分析】醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30〜35 ℃。
【详解】A、酵母菌是兼性厌氧型生物,酿酒时酵母菌先利用O2进行有氧呼吸产生水和CO2,O2耗尽后酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和CO2,因而表现为酿酒时先来“水”后来“酒”,A正确;
B、夏天开瓶后的红酒容易变酸是因为醋酸菌将乙醇转化成乙醛再转化为醋酸,没有CO2产生,B错误;
C、泡菜坛内有时会长一层白膜是大量酵母菌聚集在发酵液表面形成的,C正确;
D、抗生素可抑制细菌的生长、繁殖,含抗生素的牛奶不能用来制作酸奶,因为抗生素会抑制乳酸菌的生长、繁殖,D正确。
故选B。
3. 研究者筛选西北高原乳酸菌株,通过深层液态发酵中药,提升药效。下列叙述错误的是( )
A. 筛选菌株活性优于野生菌,更适配中药成分环境
B. 发酵降解大分子为小分子,可提升药物吸收效率
C. 液态发酵较固体发酵,更易规模化与连续化生产
D. 液态发酵需通氧并搅拌,利于菌株大量快速增殖
【答案】D
【解析】
【详解】A、筛选菌株的目的就是获得比野生菌活性更优、对中药成分环境适配性更强的菌株,以满足发酵需求,A正确;
B、发酵过程中微生物产生的相关酶可将中药中的大分子物质降解为小分子,小分子物质更易被机体吸收,因此可提升药物吸收效率,B正确;
C、液态发酵的发酵基质混合均匀,发酵条件更易精准调控,相比固体发酵更易实现规模化和连续化生产,C正确;
D、乳酸菌属于厌氧型微生物,无氧条件下才能正常生长繁殖和进行乳酸发酵,液态发酵过程不能通氧,通氧会抑制乳酸菌的代谢和增殖,D错误。
4. 不同的微生物对营养物质的需要有所不同。下列有关某种以为唯一碳源的自养微生物营养物质的叙述,错误的是( )
A. 氮源为该微生物提供必要的氮
B. 碳源也是该微生物的能源物质
C. 无机盐是该微生物不可缺少的营养物质
D. 水是该微生物的营养物质之一
【答案】B
【解析】
【详解】A、氮源的功能是为微生物合成蛋白质、核酸等含氮有机物提供氮元素,是该微生物生长的必要营养成分,A正确;
B、该微生物是自养型微生物,仅以CO2为碳源,CO2为无机物,无法为生命活动提供能量,这类微生物的能源来自光能(如蓝细菌)或氧化无机物释放的化学能(如硝化细菌),B错误;
C、无机盐可以为微生物提供碳、氮之外的必需矿质元素,还能维持细胞渗透压、酶的活性等,是微生物生长不可缺少的营养物质,C正确;
D、水是细胞的重要组成成分,参与细胞内多数代谢反应,是微生物必需的营养物质之一,D正确。
5. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA(一种能够在自然条件下实现生物降解的环保材料),期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 可采用过滤、沉淀等方法将PHA分离和干燥
B. 发酵罐内发酵是本发酵工程的中心环节
C. 发酵过程中需要及时添加必需的营养组分、空气并及时调控pH和温度
D. 搅拌器不断搅拌有利于嗜盐单胞菌与发酵液、充分接触以及加快散热
【答案】A
【解析】
【详解】A、发酵结束之后,对于菌体可采取适当的过滤、沉淀措施来分离;而对于菌体的代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,PHA是嗜盐单胞菌H的代谢产物,采取适当的提取、分离和纯化措施来获得,A错误;
B、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵,B正确;
C、该嗜盐单胞菌为好氧微生物,发酵过程中营养会不断被消耗,环境pH、温度会随代谢改变,因此需要及时补充营养组分、通入空气,同时调控pH和温度保证发酵正常进行,C正确;
D、搅拌的作用是使菌体与发酵液、氧气充分接触,同时可以加快发酵液散热,D正确。
6. 红色金钱柳细胞内的花青素具有降血糖、抗氧化、抗肿瘤等多种功能。如图是利用红色金钱柳的愈伤组织研究不同浓度2,4-D对其细胞生长与花青素合成影响的实验结果。下列叙述正确的是( )
A. 诱导红色金钱柳形成愈伤组织的过程通常需要光照
B. 利用愈伤组织获得花青素,需要先用胶原蛋白酶处理得到细胞悬浮液
C. 结果表明2,4-D对细胞生长和花青素的合成分别具有促进和抑制作用
D. 利用愈伤组织获得花青素不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物脱分化诱导形成愈伤组织的过程通常需要避光,再分化才需要光照,A错误;
B、胶原蛋白酶是动物细胞培养中分散细胞的试剂,植物细胞有细胞壁,分散植物细胞需要用纤维素酶和果胶酶,B错误;
C、由图可知,和不加2,4-D(浓度为0)相比,随着2,4-D浓度升高,生物量(反映细胞生长)和花青素产量都逐渐降低,说明2,4-D对细胞生长和花青素合成都起抑制作用,C错误;
D、利用愈伤组织培养获得花青素属于植物细胞工厂化生产,不需要占用耕地,生产过程几乎不受季节、天气等条件限制,D正确。
7. 研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是( )
A. 两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B. 再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C. 花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D. 植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成为杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的方法。其原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性,去除细胞壁后诱导原生质体融合的方法有离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导,其典型优势是克服远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、两个原生质体融合形成的细胞不一定是杂种细胞,有可能是两个花椰菜原生质体融合或两个黑芥原生质体融合等,A 错误;
B、全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,杂种细胞经过培养形成再生植株 N,这证明了杂种细胞仍具有全能性,B正确;
C、花椰菜和黑芥是不同物种,它们之间存在生殖隔离。原生质体能融合并不能证明不存在生殖隔离,因为生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,C错误;
D、植株 N 是花椰菜(BB,2n=18)和黑芥(CC,2n=16),二者原生质体经 PEG 诱导融合形成杂种细胞后,染色体组成是 BBCC,存在同源染色体,在减数分裂时能正常联会配对,能产生可育配子,D错误。
故选B。
8. 将人眼睑成纤维细胞传代培养后,再培养形成支架,在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞,培养一段时间后分离获得上皮细胞片层,可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及( )
A. 制备细胞悬液
B. 置于CO2恒温培养箱中培养
C. 离心收集细胞
D. 用胰蛋白酶消化支架后分离片层
【答案】D
【解析】
【详解】A、动物细胞培养时,首先需要将组织分散为单个细胞制备成细胞悬液,才能进行后续的传代培养,题干中两种细胞的培养均涉及该操作,A不符合题意;
B、动物细胞培养的必需环境为CO2恒温培养箱,其中CO2的作用是维持培养液的pH稳定,该过程涉及该操作,B不符合题意;
C、细胞传代、接种前均需要通过离心操作分离收集细胞,该过程涉及该操作,C不符合题意;
D、胰蛋白酶的作用是分解细胞间的蛋白质,使细胞相互分散,若用胰蛋白酶消化支架,会破坏上皮细胞间的连接,无法获得完整的上皮细胞片层,因此该过程不涉及该操作,D符合题意。
9. 干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一,在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥作用。体细胞核移植技术和iPS细胞都能生成干细胞,下列叙述错误的是( )
A. 核移植技术生成的胚胎干细胞带有供体细胞核遗传物质
B. iPS细胞存在于早期胚胎中,制备时将特定基因导入细胞获得
C. 成体干细胞包括造血干细胞、精原干细胞等
D. 核移植过程中激活重构胚可以使其完成细胞分裂和发育进程
【答案】B
【解析】
【详解】A、核移植技术是将供体细胞核移入去核卵母细胞构建重构胚,由重构胚分化得到的胚胎干细胞,细胞核遗传物质完全来自供体,因此带有供体细胞核遗传物质,A正确;
B、iPS细胞是诱导多能干细胞,是通过向已分化的体细胞中导入特定基因或转入特定诱导因子获得的,不存在于早期胚胎中,B错误;
C、成体干细胞是存在于成体组织中、具有分裂分化能力的干细胞,造血干细胞可分化为各类血细胞,精原干细胞可分化为精细胞,二者都属于成体干细胞,C正确;
D、核移植获得重构胚后,需要通过电刺激、化学诱导等方式激活重构胚,才能使其启动细胞分裂,完成后续的发育进程,D正确。
10. 抗体-药物偶联物(ADC)通过将药物(如细胞毒素)与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC作用机制如图所示,下列叙述正确的是( )
A. ADC的抗体具有靶向运输作用,可以将药物输送到靶细胞
B. 药物具有特异性,可以与靶细胞表面的抗原发生特异性结合
C. 制备ADC抗体时,利用的特定抗原为细胞毒素
D. 与使用细胞毒素类药物进行化疗相比,使用ADC的副作用更大
【答案】A
【解析】
【详解】A、ADC由抗体、接头和药物组成,其中抗体的主要作用是靶向运输,即通过与靶细胞表面的特异性抗原结合,将连接的药物精准输送到靶细胞,A正确;
B、药物的作用是在靶细胞内发挥治疗效应,而与靶细胞表面抗原发生特异性结合的是抗体,B错误;
C、制备ADC时,利用的特定抗原是靶细胞表面的抗原,而非细胞毒素。细胞毒素是药物的组成部分,C错误;
D、与使用细胞毒素类药物进行化疗相比,使用ADC的副作用更小。因为ADC中的抗体能特异性识别靶细胞,将药物精准输送到靶细胞,减少对正常细胞的损伤,D错误。
11. 2015年2月3日,英国议会院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B. 捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
C. 三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D. 三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术
【答案】C
【解析】
【详解】A、受体母亲提供细胞核,供体提供去核卵母细胞,这样就可避免受体母亲的线粒体遗传物质(线粒体中的致病基因)传递给子代,A正确;
B、红绿色盲属于核基因控制的遗传病,而由图示可知捐献者提供的是去核的卵细胞,因此不会把其携带的红绿色盲基因传递给三亲婴儿,B正确;
C、由图示可知三亲婴儿的染色体来自于母亲和父亲,C错误;
D、由图示可知三亲婴儿的获得运用了动物细胞培养、核移植技术,体外受精形成早期胚胎需要进行早期胚胎培养等,D正确。
故选C。
【点睛】本题考查核移植技术、动物细胞培养、体外受精和早期胚胎培养、胚胎移植及细胞质遗传和核基因遗传等知识。
12. 生物技术与工程在社会生产中的应用日益广泛,下列叙述正确的是( )
A. 从动物体内取出组织,用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞
B. 将特定蛋白导入或用小分子化合物诱导已分化的T细胞,可形成iPS细胞
C. 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞
D. 采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚,因这两个时期的细胞未发生分化
【答案】B
【解析】
【详解】A、从动物体内取出组织经胰蛋白酶处理后直接初次培养得到的是原代细胞,传代细胞是原代培养长满后分瓶继续培养获得的细胞,A错误;
B、iPS细胞(诱导多能干细胞)可通过向已分化的体细胞(如T细胞)导入特定调控蛋白,或用小分子化合物诱导,使体细胞重编程获得,B正确;
C、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合诱导融合后,体系中存在未融合细胞、同种细胞融合的细胞、杂交瘤细胞多种类型,需经两次筛选才能得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,并非融合后就符合要求,C错误;
D、胚胎分割常选用桑葚胚或囊胚,其中桑葚胚细胞未发生分化,但囊胚期细胞已经出现滋养层和内细胞团的分化,D错误。
13. 从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养,探究高温对卵母细胞成熟的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 选取发育状态一致的卵母细胞进行培养
B. 体外培养卵母细胞时通常加入湿热灭菌后的血清
C. 对采集的卵母细胞进行多次传代培养以产生大量卵细胞
D. 体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率
【答案】A
【解析】
【详解】A、选取发育状态一致的卵母细胞进行培养,这样可以排除其他因素的干扰,保证实验结果是由温度这一变量引起的,A正确;
B、体外培养卵母细胞时通常加入血清,但动物血清并不能进行湿热灭菌,否则会使其中部分有效成分失活,B错误;
C、卵母细胞不能进行传代培养,因为卵母细胞是生殖细胞,不具有连续分裂的能力,C错误;
D、由图可知,与只用38.5℃处理24h相比,41℃+38.5℃各处理12h后成熟卵母细胞数量减少,说明高温降低了卵母细胞发育的成熟率,D错误。
14. 胚胎工程的许多技术,实际上是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育过程进行的模拟操作。关于下图的叙述正确的是( )
A. 步骤1含体外受精、胚胎移植等操作
B. 代孕母鼠需注射激素使之超数排卵
C. 代孕母鼠子宫内早期胚胎1为桑葚胚
D. 对早期胚胎2进行胚胎分割,可提高小鼠数量
【答案】C
【解析】
【详解】A、图中起点已经是小鼠受精卵,说明体外受精过程已经完成,步骤1是早期胚胎体外培养、胚胎移植,不包含体外受精,A错误;
B、超数排卵是对提供卵细胞的供体母鼠的处理,代孕母鼠只需要进行同期发情处理,使子宫适宜胚胎着床,不需要超数排卵,B错误;
C、动物早期胚胎发育顺序为:受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚,桑葚胚是实心胚胎,细胞未出现空腔分化,图中早期胚胎1位于囊胚之前,且形似桑葚,为桑葚胚,C正确;
D、胚胎分割需要选择发育良好的桑葚胚或囊胚,原肠胚已经发生高度分化,分割后不易发育成完整个体,图中早期胚胎2位于囊胚之后,属于原肠胚阶段,不适合进行胚胎分割,D错误。
15. 下列技术手段与对应优点不符合的是( )
A. 胚胎分割,提高优质胚胎利用率
B. 核移植,解决器官移植中供体器官的短缺问题
C. 体外受精,为良种家畜快速繁殖提供了可能
D. 胚胎移植,充分发挥雄性优良个体的繁殖潜能
【答案】D
【解析】
【详解】A、胚胎分割可将一枚优质胚胎分割为多份,获得多个遗传物质相同的后代,有效提高优质胚胎的利用率,A正确;
B、通过核移植技术进行治疗性克隆,可获得与患者遗传物质匹配的器官,既避免免疫排斥,又能增加器官来源,可解决供体器官短缺问题,B正确;
C、体外受精可让良种家畜的精子和卵细胞在体外完成受精过程,短时间内获得大量优质胚胎,为良种家畜快速繁殖提供了可能,C正确;
D、胚胎移植的作用是让优良雌性个体仅需提供卵细胞、无需完成妊娠过程,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能,D错误。
16. 某兴趣小组利用模型构建重组DNA分子,他们在两张纸上分别写出两段DNA序列(序列甲和序列乙),每段序列都含有下列5种限制酶的识别序列,序列甲利用限制酶进行切割,各限制酶的识别序列和切割位点如图所示。下列限制酶中,除SpeⅠ外,有几种酶切割序列乙产生的DNA片段能与序列甲切割产生的DNA片段相连接?( )
A. 一种 B. 两种 C. 三种 D. 四种
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,SpeI切割序列甲后产生的黏性末端为-CTAG。 Hind Ⅲ切割序列乙后产生的黏性末端为-AGCT,与-CTAG不互补,不能连接;Xba I切割序列乙后产生的黏性末端为-CTAG,与序列甲经SpeI切割产生的黏性末端互补,能连接;EcoR V切割序列乙后产生的是平末端,与黏性末端无法连接;Xho I切割序列乙后产生的黏性末端为-TCGA,与-CTAG不互补,不能连接。综上,只有XbaI切割序列乙产生的DNA片段能与序列甲切割产生的DNA片段相连接,即有一种酶符合条件,A正确,BCD错误。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17. 豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A.B两桶煮熟大豆中并混匀,再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32小时内定期取样观测发酵效果。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是____、____。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是____菌。
(3)若在实验后发现32小时内随着发酵时间的延长,发酵效果逐渐变好,与发酵时间呈正相关,如要确定发酵的最佳时间,请简要写出设计实验思路____。
(4)从大豆到豆豉,经过微生物的发酵过程,大豆中的成分会发生变化,所含的有机物的总量____(填“增加”“减少”“不变”),有机物的种类____(填“增加”“减少”“不变”)。
【答案】(1) ①. 菌种 ②. 发酵时间
(2)好氧菌 (3)延长发酵时间,间隔相同时间取样观测发酵效果,发酵效果最好时对应的时间即为最佳发酵时间
(4) ①. 减少 ②. 增加
【解析】
【小问1详解】
该实验中,一组用甲菌种、一组用乙菌种,同时在不同发酵时间取样观测,因此两个自变量为菌种和发酵时间。
【小问2详解】
发酵容器上层接触更多氧气,上层发酵效果更好,说明该发酵菌的生命活动需要氧气,属于好氧(需氧)菌。
【小问3详解】
已知32小时内发酵效果随发酵时间延长一直变好,说明最佳发酵时间长于32小时,因此需要继续延长发酵时间,定时检测发酵效果,效果最好的对应时间就是最佳时间。
【小问4详解】
发酵过程中微生物会通过呼吸作用分解大豆中的有机物供自身生命活动,因此有机物总量减少;大豆中的大分子有机物(蛋白质、淀粉等)被微生物分解为多种小分子有机物,因此有机物的种类增加。
18. 微生物降解是治理全球性环境问题---水污染的有效手段之一。聚乙烯醇(PVA)是存在于纺织行业废水和化工污水中的一种难以降解的大分子有机物。PVA能与碘作用产生蓝绿色复合物,PVA被微生物降解后无法与碘作用形成复合物,在平板上出现以菌落为中心的透明圈。下表是某兴趣小组配制的筛选PVA分解菌的培养基配方,图甲中存在以PVA分解菌菌落为中心的透明圈,图乙为利用血细胞计数板对PVA分解菌进行计数的结果图。回答下列问题:
成分
MgSO4
蛋白质
X物质
水
琼脂
用量
5g
10g
7g
1000mL
20g
(1)从物理性质来说,该培养基属于____培养基,其中X物质应为____,该物质为PVA分解菌提供唯一的碳源,从培养基的用途来说,这种培养基属于____培养基。
(2)在配制培养基时除了加入营养物质外,还需加入碘制成蓝绿色平板,接种PVA分解菌并培养一段时间后,在平板上出现以菌落为中心的透明圈,图甲中____越大,说明PVA分解菌降解PVA的能力越强。
(3)获得图甲结果的接种方法是____,该方法可用于统计样品中活菌数目的原理是____。
(4)培养结束后,选择降解PVA能力强的菌落进行扩大培养,得到10mL菌液,吸取其中1mL并稀释100倍后用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm,由400个小格组成)计数,其中一个中格的结果如图乙所示,用图乙的计数结果作为每个中方格的平均值,则10mL菌液中共有____个细菌,由于统计结果一般是____的总和,所以该值____(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
【答案】(1) ①. 固体 ②. 聚乙烯醇(PVA) ③. 选择
(2)透明圈直径/菌落直径比值
(3) ①. 稀释涂布平板法 ②. 当样品稀释度足够高时,培养基表面的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌
(4) ①. 3×109 ②. 活菌和死菌 ③. 大于
【解析】
【小问1详解】
培养基添加了凝固剂琼脂,因此物理性质上属于固体培养基;本实验目的是筛选PVA分解菌,需要以PVA作为唯一碳源,因此X物质为聚乙烯醇(PVA);该培养基只允许能利用PVA的微生物生长,抑制其他微生物,从用途划分属于选择培养基。
【小问2详解】
PVA与碘形成蓝绿色复合物,PVA被降解后不再形成复合物,出现透明圈,因此透明圈直径/菌落直径的比值越大,说明PVA分解菌降解PVA的能力越强。
【小问3详解】
图甲得到分散的单菌落,对应的接种方法是稀释涂布平板法;该方法可用于统计样品中活菌数目,其计数原理为:当样品稀释度足够高时,培养基表面的一个菌落来源于稀释液中的一个活菌。
【小问4详解】
该中格含16个小格,根据“计上不计下,计左不计右”的计数原则共计数得到12个细菌;计数板总体积为1×1×0.1 mm3=10−4 mL,共400个小格。稀释100倍后,稀释液细菌浓度为12/16×400÷10−4=3×106 个/mL,原菌液浓度为3×106×100=3×108 个/mL,10mL原菌液总细菌数为3×108×10=3×109。血细胞计数板无法区分死菌和活菌,统计结果是活菌和死菌的总和,所以该值大于实际值。
19. 紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素,具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性,图1表示获取紫草宁的大致流程,图2表示紫草细胞悬浮培养时细胞的生长曲线。研究发现,相对于紫草细胞的其他生长时期,紫草宁在紫草细胞生长静止期形成的速度最快。回答下列问题:
(1)紫草宁是紫草细胞产生的一种____代谢物,其化学本质是一类____。
(2)图1中①②过程分别为____、____,①②培养过程中所需培养基____(填“相同”或“不同”),原因是____。
(3)图1中③是植物体细胞杂交过程的关键环节,必须借助一定技术手段,可采用____、____等化学法进行。
(4)推测图1中相同时间内②③④所在途径获取紫草宁最多的是____。图2结果说明在____期有利于紫草宁的大量形成,依据是____。
【答案】(1) ①. 次生 ②. 有机物
(2) ①. 脱分化 ②. 再分化 ③. 不同 ④. 脱分化和再分化过程对植物激素的种类和比例需求不同
(3) ①. 聚乙二醇(PEG)诱导法 ②. 高Ca2+−高pH法
(4) ①. ④ ②. 静止 ③. 该时期细胞数量达到最大值,总合成量最高
【解析】
【小问1详解】
植物的代谢产物分为初生代谢产物(生长发育必需)和次生代谢产物(多为对植物非必需的特殊产物,如药物、色素、生物碱等),紫草宁属于次生代谢产物,化学本质为有机物。
【小问2详解】
植物组织培养过程中,外植体经过①脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过②再分化形成芽、根,最终发育为植株;脱分化和再分化阶段,培养基中对植物激素的种类和比例需求不同 ,因此培养基成分不同。
【小问3详解】
植物体细胞杂交的关键环节是原生质体融合,化学诱导原生质体融合常用的方法是聚乙二醇(PEG)诱导法、高Ca²⁺-高pH法。
【小问4详解】
获取紫草宁时,④途径直接筛选高产细胞系进行培养提取产物,不需要培养为完整植株,相同时间内产量最高。结合题干信息和图2可知,紫草宁在静止期合成速度最快,原因是静止期细胞总数量达到最大,因此静止期有利于紫草宁大量生成。
20. 人体心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTnT)、肌钙蛋白I(cTnI)和肌钙蛋白C(cTnC),其中cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体,科研人员完成了图1所示过程。回答下列问题:
(1)动物细胞培养应在含5%CO₂的恒温培养箱中进行,CO₂的作用是____。
(2)用cTnI作为抗原注射给小鼠后,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的不同于诱导植物原生质体融合的方法是____。
(3)甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是____,②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,其目的是筛选获得____,再将其注入小鼠体内培养,从____中提取到大量的抗cTnI抗体。
(4)酶联免疫吸附双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如图2所示:
据图2分析,固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体能与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中,酶标抗体的作用是____,可通过测定产物量来判断待测抗原量。
(5)单克隆抗体的制备技术是在动物细胞融合技术上发展起来的,具有化学性质单一、特异性强等特性。单克隆抗体在临床上的主要用途有____(至少举2例)。
【答案】(1)维持培养液的pH
(2)灭活病毒诱导法 (3) ①. 乙和丙 ②. 能产生抗cTnI抗体的杂交瘤细胞 ③. 小鼠腹水
(4)与待测抗原结合,其标记的酶可催化特定底物产生可检测产物
(5)作为诊断试剂、制备"生物导弹"治疗癌症(或治疗疾病)
【解析】
【小问1详解】
动物细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH稳定。
【小问2详解】
植物原生质体融合的诱导方法为物理法、化学法,动物细胞融合特有的诱导方法是灭活病毒诱导法。
【小问3详解】
据图可知,杂交瘤细胞需要对甲筛选,因此乙和丙应该是筛选得到的杂交瘤细胞;其中①代表用特定的选择培养基进行筛选,②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行克隆化培养和抗体阳性检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,就能获得足够数量的能分泌抗cTnI抗体的杂交瘤细胞;再将其注入小鼠腹腔内培养,从小鼠腹水中提取到大量的抗cTnI抗体。
【小问4详解】
分析图中过程可知,两种抗体与检测的抗原均能结合,但结合部位是不同的;该检测方法中,抗体与待测抗原结合,酶催化特定底物反应产生检测产物,可通过测定产物量来判断待测抗原量。
【小问5详解】
单克隆抗体在临床上的主要用途有:作为特异性诊断试剂检测病原体、肿瘤抗原等,还可用于治疗疾病,或作为药物载体制备"生物导弹"靶向治疗癌症。
21. 中科院动物研究所培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答:
(1)过程①需要使用的酶有____。载体上特殊的标记基因的作用是____。
(2)过程③中超数排卵不使用性激素的原因是_____。
(3)如果过程⑤在体外进行,那么卵母细胞需要培养到____期,精子需要进行获能处理。受精过程中____两者发生的生理反应阻止了多精入卵的发生。
(4)图中过程⑦称为____。对胚胎的性别进行鉴定时,常取囊胚的____细胞进行____。
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用胚胎分割技术,对囊胚阶段的胚胎分割时,要注意____。
(6)早期胚胎能在受体雌猴的子宫内存活,其生理学基础是____。
【答案】(1) ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. 便于重组DNA分子的筛选
(2)过量性激素会通过负反馈调节抑制下丘脑、垂体的功能,抑制促性腺激素分泌,导致性腺萎缩退化
(3) ①. MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期) ②. 透明带和卵细胞膜
(4) ①. 胚胎移植 ②. 滋养层 ③. DNA分析
(5)将内细胞团均等分割
(6)受体雌猴的子宫对外来早期胚胎基本不发生免疫排斥反应
【解析】
【小问1详解】
过程①是构建基因表达载体,需要限制酶切割目的基因和载体,再用DNA连接酶连接获得重组载体;标记基因的作用就是便于重组DNA分子的筛选。
【小问2详解】
超数排卵正常使用促性腺激素;若使用外源性激素,体内性激素含量过高会通过下丘脑-垂体-性腺轴的负反馈调节,抑制促性腺激素分泌,长期作用会导致性腺萎缩,因此不直接使用性激素。
【小问3详解】
体外受精要求卵母细胞必须培养到减数第二次分裂中期(MⅡ中期)才具备受精能力;受精过程中,透明带反应、卵细胞膜反应是两道屏障,共同阻止多精入卵。
【小问4详解】
过程⑦是将早期胚胎移入受体雌猴子宫,该技术为胚胎移植;性别鉴定时取囊胚的滋养层细胞(不损伤内细胞团,对胚胎发育影响小),提取遗传物质进行DNA分析即可。
【小问5详解】
囊胚阶段进行胚胎分割时,必须将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和后续发育。
【小问6详解】
早期胚胎能在受体子宫存活的核心生理学基础是:受体对移入子宫的外来早期胚胎,基本上不发生免疫排斥反应。
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