精品解析:安徽芜湖市第一中学2025——2026学年度第二学期高二期中考试生物
2026-05-04
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内容正文:
芜湖一中2025-2026学年第二学期期中教学质量检测
高二生物试卷
一、选择题:本题共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. 古人用枣制醋的流程大致如下:“作酢(醋)法,凡酢,无问大小,皆得收聚,以七月七日取枣,去皮核,蒸熟,摊令冷,下曲及盐,搅匀,内瓮中,密封泥头,勿令泄气,置日中曝之。后开瓮,至十月,当臭,乃熟。”下列有关叙述错误的是( )
A. “蒸熟,摊令冷”先煮熟再晾凉,前者是为了杀灭杂菌,后者是为了保持微生物的活性
B. “曲”中的醋酸菌能将糖类先转化为酒精,再转化为乙酸
C. “密封泥头”有利于创造无氧环境,有利于微生物酒精发酵
D. “置日中曝之”可提高发酵液的温度,满足醋酸菌代谢需要
【答案】B
【解析】
【详解】A、蒸熟过程可利用高温杀灭枣中的杂菌,避免杂菌污染;晾凉可防止高温杀死加入的曲中的发酵微生物,保持其活性,A正确;
B、“曲”中能将糖类转化为酒精的是酵母菌,醋酸菌不能产生酒精,其可在糖源充足时直接将糖类转化为乙酸,或在糖源不足时将酒精转化为乙酸,B错误;
C、“密封泥头”可隔绝空气,创造无氧环境,利于酵母菌进行无氧呼吸(酒精发酵)产生酒精,为后续醋酸发酵提供底物,C正确;
D、醋酸菌代谢的适宜温度为30~35℃,“置日中曝之”可提升发酵液温度,满足醋酸菌代谢的温度需求,D正确。
2. 某同学食用一款冰淇淋后腹泻,故决定检测该冰淇淋大肠杆菌是否超标。已知大肠杆菌菌落在EMB培养基(伊红—亚甲基蓝琼脂培养基)上呈深紫色。我国饮用水标准规定1mL自来水中的菌落总数不可以超过100个(37℃培养48h)。下列相关叙述正确的是( )
A. 制备培养基的基本过程为:配制培养基→灭菌→调节pH→倒平板
B. 待培养基冷却至50℃左右时将培养基倒入培养皿,随后盖上皿盖立即倒置
C. 若接种冰淇淋原液的EMB培养基上出现了除深紫色菌落外的其他菌落,则说明该培养基被杂菌污染
D. 利用菌落数来推测冰淇淋中大肠杆菌数量时无需对冰淇淋原液进行梯度稀释
【答案】B
【解析】
【详解】A、制备培养基的正确流程为配制培养基→调节pH→灭菌→倒平板,若先灭菌再调节pH会在调pH过程中引入杂菌,A错误;
B、培养基冷却至50℃左右时处于融化状态且不会烫手,适合倒平板,倒完后盖上皿盖倒置,可避免皿盖上的冷凝水滴落污染培养基,B正确;
C、接种冰淇淋原液的培养基出现其他菌落,杂菌可能来自冰淇淋样品本身,无法直接说明培养基被污染,判断培养基是否被污染需设置未接种的空白培养基在相同条件下培养作为对照,C错误;
D、利用菌落数推测大肠杆菌数量采用的是稀释涂布平板法,若冰淇淋原液中大肠杆菌数量过多,会导致菌落重叠无法准确计数,因此需要对原液进行梯度稀释,选取菌落数在30~300区间的平板计数,D错误。
3. 我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺,实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌(细菌)单细胞蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 乙醇梭菌以CO、CO2为主要碳源,具有较强的固碳潜力
B. 乙醇梭菌在发酵罐中的厌氧发酵,是该发酵工程的中心环节
C. 培养乙醇梭菌时应将pH调至中性或弱碱性
D. 发酵完成后,可通过提取、分离和纯化等方法获得单细胞蛋白
【答案】D
【解析】
【详解】A、从工艺图可知,工业尾气经预处理后含有CO、CO2等,能为乙醇梭菌提供碳源,表明乙醇梭菌以CO、CO2为主要碳源,从而具有较强的固碳潜力,A正确;
B、发酵工程中,发酵罐内的发酵过程是将原料转化为目标产物的关键步骤,乙醇梭菌在发酵罐中的厌氧发酵是生产乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白的核心环节,即该发酵工程的中心环节,B正确;
C、乙醇梭菌是细菌,培养细菌时一般应将pH调至中性或弱碱性,以满足其生长所需的环境条件,C正确;
D、乙醇梭菌单细胞蛋白就是乙醇梭菌菌体本身,发酵完成后,应采用过滤、沉淀等方法分离菌体,再进行干燥等操作获得产品,D错误。
4. 转录因子Gh1和GhE1能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育,参与体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑,其机制如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 提高培养基中生长素和细胞分裂素的比例可促进愈伤组织形成芽
B. Gh1基因发生甲基化可能会抑制愈伤组织细胞的增殖
C. 促进GhE1基因的表达可促进愈伤组织再分化
D. Gh1与GhE1单独作用均能调控GhPs基因的表达
【答案】B
【解析】
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。
【详解】A、提高培养基中生长素和细胞分裂素的比例可促进愈伤组织形成根,A错误;
B、甲基化会抑制Gh1表达,不能与GhE1的表达产物形成复合物,GhPs基因不能表达,会抑制愈伤组织细胞的增殖,B正确;
C、促进GhEl基因的表达,可能会导致GhPs的表达产物增多,从而促进愈伤组织细胞的增殖,抑制愈伤组织分化成根等器官,C错误;
D、Gh1与GhE1表达后形成的蛋白质相互结合可调控GhPs的表达,Gh1与GhE1单独作用不能调控GhPs基因的表达,D错误。
故选B。
5. 植物甲细胞核具有耐盐碱效应,植物乙细胞质基因具有高产效应。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程①酶解时间不同可能是因为甲、乙两种植物细胞的细胞壁结构有差异
B. 进行过程②之前需使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活
C. 过程③融合的原生质体需在低渗溶液中保存,以防止过度失水而死亡
D. 过程④一般需避光处理,过程⑤需提供光照
【答案】C
【解析】
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去除细胞壁常用纤维素酶和果胶酶。由于不同植物细胞壁的结构和成分可能存在差异,所以过程①中对甲、乙两种植物叶片进行酶解时所需的时间不同,A正确;
B、已知植物甲细胞核具有耐盐碱效应,植物乙细胞质基因具有高产效应,为培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,应保留甲原生质体的细胞核和乙原生质体的细胞质,所以进行过程②之前需使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活,B正确;
C、过程③融合的原生质体没有细胞壁的保护,在低渗溶液中会吸水胀破,因此不能在低渗溶液中保存,C错误;
D、过程④是脱分化过程,一般需避光处理,以利于愈伤组织的形成;过程⑤是再分化过程,需要提供光照,以利于叶绿素的合成和光合作用的进行,D正确。
6. 细胞划痕实验(WHA)可用于研究癌细胞的迁移能力。在癌细胞长成单层状态时,人为制造一个空白区域(划痕),然后观察、测量划痕边缘的细胞进入空白区域的速率,以此评估细胞的迁移能力。为探究姜黄素对癌细胞迁移的影响,研究人员进行了划痕实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 细胞培养的气体环境为95%空气和5%
B. 细胞贴壁生长时发生的接触抑制现象体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
C. 姜黄素可通过降低癌细胞之间的黏着性来提高其迁移能力
D. 通过观察基因敲除或过表达癌细胞的迁移能力,可研究特定基因在细胞迁移中的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、动物细胞培养的气体环境通常为95% 空气(提供氧气用于细胞呼吸)和5% CO2(维持培养液pH),A正确;
B、接触抑制是细胞相互接触时停止增殖的现象,体现了细胞膜 “进行细胞间信息交流” 的功能(细胞通过细胞膜传递信号),B正确;
C、从题图曲线可知,姜黄素处理组的细胞迁移速率低于对照组,说明姜黄素降低了细胞的迁移能力,而非提高;且细胞迁移能力与细胞间黏着性负相关,若黏着性提高,迁移能力会下降,C错误;
D、通过基因敲除(抑制基因表达)或过表达特定基因,观察细胞迁移能力的变化,是研究基因在细胞迁移中作用的常用方法,D正确。
故选C。
7. B细胞淋巴瘤是一种恶性肿瘤,对该肿瘤的治疗方案目前有双特异性抗体治疗、CAR-T细胞疗法(采集患者自身的T细胞进行基因改造后回输治疗的方法)等。生产用于治疗B细胞淋巴瘤的双特异性抗体过程及其作用机制如图所示。下列说法正确的是( )
注:CD20为癌细胞表面蛋白,CD3为T细胞表面蛋白
A. 图中步骤①为细胞融合,经步骤①得到的融合细胞均具有无限增殖能力
B. 图中抗原X应该为CD20,步骤①后的筛选均是使用选择培养基进行筛选
C. 双特异性抗体既可以识别凝集癌细胞还可以令T细胞识别杀伤癌细胞
D. 与CAR-T细胞疗法相比,双特异性抗体治疗更精准,且减少了排异反应
【答案】C
【解析】
【详解】A、图中步骤①是将骨髓瘤细胞与多种B淋巴细胞进行融合,经步骤①得到的融合细胞包括骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞融合细胞、B淋巴细胞-B淋巴细胞融合细胞、骨髓瘤细胞-B淋巴细胞融合细胞。其中只有骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞融合细胞、骨髓瘤细胞-B淋巴细胞融合细胞具有无限增殖能力,B淋巴细胞-B淋巴细胞融合细胞不具有无限增殖能力,A错误;
B、据图分析,CD20为癌细胞表面蛋白,要获得能产生识别癌细胞表面CD20抗体的B淋巴细胞,图中抗原X应该为CD20;步骤①后的第一次筛选是使用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,但第二次筛选是通过克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、由图可知,双特异性抗体既能与癌细胞表面的CD20结合,识别凝集癌细胞,又能与T细胞表面的CD3结合,令T细胞识别杀伤癌细胞,C正确;
D、CAR-T细胞疗法是采集患者自身的T细胞进行基因改造后回输治疗,使用的是自身细胞,基本不会发生排异反应;而双特异性抗体是外来物质,可能会引发免疫反应,与CAR-T细胞疗法相比,双特异性抗体治疗不会减少排异反应,D错误。
8. 小型猪的心血管系统、消化系统及生理指标与人类高度近似,其被公认为异种器官移植的理想供体。我国科学家通过基因编辑技术将利用体细胞克隆技术(如图)获得的猪肝成功植入人体,实现异种器官移植新突破。下列说法正确的是( )
CMAH基因:合成引起人急性体液性排斥猪抗原;hTBM基因:合成人凝血调节蛋白
A. 该过程涉及基因工程、体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等技术
B. 敲除猪的CMAH基因,能完全避免猪肝植入人体后的免疫排斥反应
C. 可通过高Ca2+-高pH融合法使供体细胞和去核的卵母细胞融合形成重构胚
D. 形成重构胚后直接将重构胚移入代孕母猪体内
【答案】A
【解析】
【详解】A、从图中可知,敲除猪的CMAH基因并导入人hTBM等基因,这属于基因工程技术;将小型猪耳朵细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中,这是体细胞核移植技术;对小型猪耳朵细胞进行培养,这运用了动物细胞培养技术;把重构胚注入代孕母猪体内,属于胚胎移植技术,所以该过程涉及基因工程、体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等技术,A正确;
B、虽然敲除猪的CMAH基因可减少猪抗原的合成,降低免疫排斥反应,但免疫排斥反应是复杂的,除了急性体液性排斥,还有其他类型的免疫反应,所以不能完全避免猪肝植入人体后的免疫排斥反应,B错误;
C、一般使用电融合法促使供体细胞和去核的卵母细胞融合,而高Ca²⁺-高pH融合法通常用于植物原生质体的融合,C错误;
D、重构胚需要激活后,通常发育到桑葚胚或囊胚阶段,再移植入代孕母猪体内,D错误。
9. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( )
A. 通常采用雌性动物生殖道或获能液使精子获得能量后进行受精
B. 将小鼠桑椹胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于无性生殖
C. 体细胞核移植过程中需将采集的卵母细胞在体外培养至MⅡ期并将其完整的细胞核去除
D. 体外受精获得的受精卵需培养至原肠胚期方可移植到受体动物的子宫内
【答案】B
【解析】
【详解】A、精子获能是指精子在雌性生殖道或获能液中获得受精的能力,而非“获得能量”,A错误;
B、胚胎分割是将早期胚胎(如桑椹胚或囊胚)分割成多等份,发育为遗传信息相同的个体,属于无性生殖(不涉及两性生殖细胞结合),B正确;
C、体细胞核移植中,卵母细胞需培养至MⅡ中期(此时无完整细胞核,处于减数第二次分裂中期),去核是去除细胞内的染色体组,而非“完整的细胞核”,C错误;
D、体外受精的受精卵需培养至桑椹胚或囊胚阶段方可移植,原肠胚已进入分化阶段,无法直接移植,D错误。
故选B。
10. 基因工程会用到多种限制酶,下列为部分限制酶的识别序列和酶切位点及其在某质粒上的酶切位点。下列叙述错误的是( )
A. Sau3AⅠ可切割BamHⅠ和Bcl Ⅰ的识别序列,其具有专一性
B. 质粒被BamHⅠ和Bcl Ⅰ切割后,并在DNA连接酶的作用下,会发生环化
C. 构建重组质粒时,切割该质粒的限制酶只能是BamHⅠ
D. 分别用Sau3AⅠ和BamHⅠ切割目的基因和质粒,形成的重组质粒能被Sau3A Ⅰ切成4个片段
【答案】D
【解析】
【详解】A、Sau3AⅠ可切割BamHⅠ和BclⅠ的识别序列,但其仍是识别特定的序列进行切割,具有专一性,A正确;
B、BamHⅠ和BclⅠ切割质粒后,会切出相同且互补的黏性末端,加入DNA连接酶其会发生环化,B正确;
C、构建重组质粒时,目的基因要插入在启动子和终止子之间,则可选择BamHⅠ、Sau3AⅠ和HindⅢ三种限制酶,切割该质粒的限制酶如果用Sau3AⅠ则会在质粒上切出多个切口,如果用HindⅢ则会切坏X抗生素的抗性基因,所以只能用BamHⅠ,C正确;
D、用Sau3AⅠ切割目的基因,用BamHⅠ切割质粒,则重组质粒能被Sau3AⅠ酶切成5个片段,D错误。
故选D。
11. 利用PCR获取和扩增目的基因时,引物的选择非常关键,下列关于引物的说法错误的是( )
A. 引物需要两种,分别与模板链的5’端和3’端结合
B. 若a个目的基因经PCR过程n次循环,则需要的引物总个数为a(2n+1-2)
C. 若采用的引物G、C含量较高,则可以用较高的温度复性
D. 设计引物时,引物内部和引物之间不能形成双链结构
【答案】A
【解析】
【分析】1、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
3、结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
【详解】A、引物需要两种,两种引物通过碱基互补配对与两条模板DNA链结合,与模板链3’端结合,A错误;
B、1个目的基因经PCR过程n次循环,则需要的引物个数为(2n+1-2),a个目的基因经PCR过程n次循环,则需要的引物总个数为a(2n+1-2),B正确;
C、G与C间形成三个氢键,引物中G、C的含量越高,与模板链形成的氢键越多,复性温度可以设置得越高;当设置温度过低,会造成引物与模板链的结合位点增加,导致非特异性条带增多,C正确;
D、引物内部及两种引物之间不能存在碱基互补配对的序列,避免引物通过折叠形成双链区或引物之间形成双链区,D正确。
故选A。
12. 如图表示利用大肠杆菌生产干扰素的部分操作,质粒A中的lacZ基因的表达产物β-半乳糖苷酶可分解无色化合物X-gal而使菌落显蓝色,不含lacZ基因的菌落则呈白色。表格为不同限制酶的识别及切割位点。下列叙述错误的是( )
限制酶
BamH I
Bcl I
Sma I
EcoR I
识别序列及切割位点(5’→3’)
G↓GATCC
T↓GATCA
CCC↓GGG
G↓AATTC
A. 扩增干扰素基因时在一对引物的5'端分别添加BamH I及Sma I识别序列
B. 构建重组质粒B时,需用到BamH I、Bcl I、Sma I、T4DNA连接酶
C. 受体大肠杆菌需具备氨苄青霉素敏感和β-半乳糖苷酶合成缺陷等特征
D. 转化后的菌液经稀释涂布后,挑取蓝色的单菌落作为目标工程菌
【答案】D
【解析】
【详解】A、为使质粒A和干扰素基因能正确连接构建重组质粒B,分析质粒A的结构,不能选择BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ(会破坏标记基因或复制原点),可用Bcl Ⅰ、Sma Ⅰ切割质粒A;分析干扰素基因的结构,不能选择Bcl Ⅰ;结合限制酶识别序列可知,Bcl Ⅰ与BamH Ⅰ切割后形成的黏性末端相同,故可在干扰素基因两侧的引物5'端分别添加BamH Ⅰ、Sma Ⅰ的识别序列,A正确;
B、构建重组质粒B时,用Bcl Ⅰ、Sma Ⅰ切割质粒A,在干扰素基因两侧引物5'端分别添加BamH Ⅰ、Sma Ⅰ的识别序列,由于Sma Ⅰ切割后形成平末端,所以需要用T4 DNA连接酶连接,因此构建重组质粒B时,需用到BamH Ⅰ、Bcl Ⅰ、Sma Ⅰ、T4 DNA连接酶,B正确;
C、重组质粒B携带氨苄青霉素抗性基因,为筛选出成功转入重组质粒B的大肠杆菌,受体菌需为氨苄青霉素敏感型;重组质粒B的lacZ基因被破坏,会使菌落呈白色,为筛选出成功转入重组质粒B的菌落,受体菌需为β-半乳糖苷酶合成缺陷型,C正确;
D、因为重组质粒B的lacZ基因被破坏,不能合成β-半乳糖苷酶,无法分解无色化合物X-gal,所以转化后的菌液经稀释涂布后,应挑选白色的单菌落作为目标工程菌,D错误。
13. 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中TetR表示四环素抗性基因,AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、Sma Ⅰ直线箭头所示为三种限制酶的酶切位点。下列相关叙述错误的是( )
A. 要将人乳铁蛋白基因插入载体,需用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ限制酶同时酶切载体和目的基因
B. 图中能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是复制原点
C. 为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用抗原-抗体杂交技术
D. 可利用显微注射法将重组载体导入供体牛受精卵中
【答案】B
【解析】
【详解】A、从图中可以看出,Sma Ⅰ的酶切位点位于人乳铁蛋白基因内部,若用Sma Ⅰ酶切会破坏目的基因,所以不能用Sma Ⅰ。 而Hind Ⅲ和BamH Ⅰ的酶切位点分别位于人乳铁蛋白基因的两端以及载体上合适的位置,用这两种限制酶同时酶切载体和目的基因,可使目的基因和载体产生相应的黏性末端,便于连接,A正确;
B、启动子位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,从而使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达,而复制原点是DNA复制的起始部位,与基因的特异性表达无关,B错误;
C、检测目的基因是否成功表达,即检测是否合成了相应的蛋白质,可采用抗原-抗体杂交技术,如果有杂交带出现,表明目的基因已成功表达出相应蛋白质,C正确;
D、将重组载体导入动物细胞(如供体牛受精卵),常用的方法是显微注射法,D正确。
14. 天然胰岛素易形成二聚体,使得其治疗效果被降低。科研人员通过蛋白质工程使胰岛素第28位的脯氨酸替换为天冬氨酸,从而抑制了胰岛素的聚合。由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。下列叙述错误的是( )
A. 改造胰岛素从根本上讲就是改造胰岛素的相关基因
B. 若要改变蛋白质的功能,可以对蛋白质的氨基酸序列进行改进
C. 通过定点突变技术获得的新的胰岛素基因可直接导入大肠杆菌,用于发酵生产
D. 通过蛋白质工程对胰岛素改造的过程中,对蛋白质分子结构的了解是非常关键的
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质的结构由对应的基因决定,且改造后的基因可稳定遗传,因此改造胰岛素从根本上讲就是改造胰岛素的相关基因,A正确;
B、蛋白质的功能由结构决定,氨基酸序列是蛋白质的一级结构,对氨基酸序列进行改进可改变蛋白质的空间结构,进而改变蛋白质的功能,B正确;
C、获得的新胰岛素基因属于真核来源基因,含有内含子,大肠杆菌为原核生物,缺乏剪接内含子的转录后加工机制,直接导入无法合成有功能的胰岛素;且目的基因必须先构建基因表达载体才能导入受体细胞,不能直接导入大肠杆菌,C错误;
D、蛋白质工程需要明确蛋白质结构和功能的对应关系,才能实现针对性改造,因此对蛋白质分子结构的了解是非常关键的,D正确。
15. 生物技术在造福人类社会的同时也可能带来安全和伦理问题。下列叙述正确的是( )
A. 应全面禁止试管婴儿技术
B. 应在严格监控和审查条件下发展和生产生物武器
C. 治疗性克隆不存在伦理道德方面的风险
D. 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
【答案】D
【解析】
【详解】A、试管婴儿技术可帮助不孕不育夫妇实现生育需求,有重要的实用价值,应在合理规范下应用,而非全面禁止,A错误;
B、生物武器传染性强、杀伤力大、对公共安全危害极强,我国明确禁止发展、生产、储存生物武器,B错误;
C、治疗性克隆需要使用人类胚胎等材料,仍存在伦理道德方面的争议与风险,C错误;
D、生殖性克隆人违背人类伦理道德,我国对生殖性克隆人明确坚持“四不原则”,即不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,食品工业生产柠檬酸时,可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得,如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。请回答下列问题:
(1)生产柠檬酸的优良菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过_____获得。(至少答出两种育种方法)
(2)据图分析,将菌种接种至A培养基的方法为_____,将该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是_____。
(3)请从培养基营养成分的角度分析,加蛋白胨的作用是_____。
(4)在柠檬酸发酵过程中,操作人员会定时检测培养液中的黑曲霉浓度以了解发酵进程,若将稀释了100倍的培养液用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm,25个中方格,每个中方格包含16个小格)通过显微镜观察计数,则理论上统计的中方格中黑曲霉平均数量应不少于_____个才能达到个/mL的预期浓度。
(5)若用发酵工程制作黄皮甜米酒,为确定黄酒高活性干酵母(YWBY)的添加量及发酵时间,研究人员进行了相关实验,实验结果如下图2所示。根据实验结果制作黄皮甜米酒时,YWBY的最佳接种量及主发酵时间分别是_____。据下图2分析,YWBY接种量为0.12%时,酒精含量最低的原因可能是_____。
【答案】(1)诱变育种、基因工程
(2) ①. 平板划线法 ②. 扩大培养(或增加黑曲霉菌种数量)
(3)提供碳源、氮源、维生素
(4)30 (5) ①. 0.1%、8天 ②. 接种量较大,菌种数量增长过快导致葡萄糖消耗过多,用于酵母菌无氧呼吸产生酒精的葡萄糖减少
【解析】
【小问1详解】
优良菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种、基因工程育种获得。
【小问2详解】
据图分析,将菌种接种至A培养基的方法为平板划线法,将该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养(或增加黑曲霉菌种数量 )。
【小问3详解】
蛋白胨含多种有机物,满足微生物生长需求,能为黑曲霉提供碳源、氮源和维生素等营养物质。
【小问4详解】
血细胞计数板规格1mm×1mm×0.1mm,25个中方格,每个中方格16小格。设中方格中黑曲霉平均数量为x,则1mL原液中数量为 x×25×100÷(0.1×10−3)=7.5×108,计算得x=30 ,即中方格中平均数量不少于30个。
【小问5详解】
为确定黄酒高活性干酵母(YWBY)的添加量及发酵时间,由图可知0.1%YWBY的接种量时酒精的产生量最高,产酒精量比其他接种量高,因此最佳接种量为0.1%。培养第8天酒精的产量和还原糖的含量各组趋于稳定,故YWBY的最佳接种量及主发酵时间分别是0.1%、8天。据图2可知,接种量为0.12%时,酒精含量最低,原因可能是接种量较大,菌数剧增过快导致葡萄糖消耗过多,用于酵母菌无氧呼吸产生酒精的葡萄糖减少。
17. 植物组织培养技术和植物细胞培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有_____(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是_____。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、糖类、水和_____等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的_____进行组织培养。
(4)植物细胞培养常用于植物_____代谢物的生产,在大规模培养高产细胞前,需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产代谢产物的模型分为3种,如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成,则X的合成符合图_____(填“甲”“乙”“丙”),根据该图所示的关系,从培养阶段及其目标角度,提出获得大量X的方法:_____。
【答案】(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快
(2) ①. 有利于胚状体进行呼吸作用 ②. 矿质元素
(3)茎尖 (4) ①. 次生 ②. 丙 ③. 先培养大量细胞,改变条件使细胞停止生长,大量产生X
【解析】
【小问1详解】
植物微型繁殖即植物组织培养,属于无性生殖。常规种子繁殖是有性生殖,有基因重组等过程。植物微型繁殖与常规种子繁殖相比,特点一是能保持植物原有的遗传特性,因为培养材料来自植物体细胞,遗传物质和亲本相同;二是繁殖速度快,能在短时间内获得大量植株。
【小问2详解】
人工种子的胚状体要进行细胞呼吸,需要从外界吸收氧气,并将产生的二氧化碳排出。人工种皮具备透气性,有利于胚状体进行呼吸作用,维持其正常生命活动,保持胚状体的活力。植物生长需要多种营养物质,人工胚乳除了植物激素、糖类、水外,还应含有矿质元素,以满足胚状体生长发育对各种营养的需求。
【小问3详解】
植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒。以茎尖为材料进行组织培养,可获得脱毒苗,用脱毒苗繁殖能减少作物感染病毒。
【小问4详解】
植物细胞培养常用于植物次生代谢物的生产,次生代谢物是植物生长发育过程中产生的,在植物抗病、抗逆等方面有重要作用。分析图甲,细胞生物量增长时代谢产物产量也增长;图乙,细胞生物量增长到一定阶段后代谢产物产量才增长;图丙,细胞生长停止后代谢产物才开始合成。若X只在细胞生长停止后才能合成,则X的合成符合图丙。根据图丙所示关系,为获得大量X,可先进行前期培养,促进细胞生长,培养大量细胞;改变条件使细胞停止生长,当细胞生长停止后,再采取适宜条件,促进代谢产物X的大量合成。
18. 我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示,①~⑥表示相关过程。
(1)科学家已经培育出胚胎细胞核移植猴,获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是_____。
(2)进行图1过程①时,需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH、气体环境以及_____等基本条件;动物组织经处理后的初次培养称为_____,当细胞发生接触抑制时,需先用_____酶处理,再进行离心收集。
(3)胚胎移植的实质是_____。
(4)科研人员发现:对灵长类动物供体细胞核染色体组蛋白H3进行表观遗传修饰,激活重构胚分化潜能调控基因A的表达,是克隆成功的关键。如图2所示,为了激活基因A的表达,研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理重构胚。据图2分析,TSA可以_____(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平,进而促进基因A的表达;给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是:Kdm4d的mRNA可以表达组蛋白H3去甲基化酶,_____。
【答案】(1)体细胞分化程度高,恢复细胞核全能性较难
(2) ①. 无菌、无毒的环境 ②. 原代培养 ③. 胰蛋白酶/胶原蛋白酶
(3)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(4) ①. 提高 ②. 组蛋白H3的甲基化水平降低,对基因A表达的抑制作用减弱
【解析】
【小问1详解】
与胚胎细胞相比,体细胞的分化程度更高,其全能性的恢复更为困难,所以获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植。
【小问2详解】
图1过程①是动物细胞培养,动物细胞培养通常需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH、气体环境以及无菌、无毒的环境等基本条件。动物组织剪碎、酶解处理后,第一次接种到培养瓶的初次培养,称为原代培养;原代培养细胞长满瓶壁发生接触抑制后,分瓶继续培养叫传代培养。胰蛋白酶和胶原蛋白酶都是细胞培养中常用的消化酶,用于将组织块分散成单个细胞,当细胞发生接触抑制时,需先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使细胞分散,再进行离心收集。
【小问3详解】
胚胎移植的核心就是将处于游离状态的早期胚胎,从供体母体转移到生理状态完全同步的受体母体子宫内,让它继续发育,所以胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
【小问4详解】
从图2可知,TSA是组蛋白去乙酰化酶抑制剂,能抑制组蛋白去乙酰化酶的作用,从而提高组蛋白的乙酰化水平,进而促进基因A的表达。给重构胚注入Kdm4d的mRNA,其可以表达组蛋白H3去甲基化酶,使组蛋白H3的甲基化水平降低,对基因A表达的抑制作用减弱,从而促进基因A的表达。
19. 源于细菌的纤维素酶是一种复合酶,能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率,某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株,克隆表达降解纤维素的三种酶(如下图),研究了三种酶混合的协同降解作用,以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。
(1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X,能起到筛选作用的原因是_____。高产纤维素酶菌株筛选时,刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了_____。
(2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是_____。
(3)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有_____。(至少答两点)该过程用_____处理细胞,使其处于一种_____的生理状态。
(4)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理,结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是_____(答出一点)。
生物质原料
降解率(%)
协同系数
酶A
酶B
酶C
混1
混2
混1
混2
小麦秸秆
7.08
6.03
8.19
8.61
26.98
74.33
114.64
玉米秸秆
2.62
1.48
3.76
3.92
9.88
24.98
77.02
玉米芯
0.62
0.48
0.86
0.98
6.79
1.82
11.34
注:混1和混2表示三种酶的混合物
【答案】(1) ①. 只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖 ②. 菌落产生的纤维素酶的活性和量
(2)耐高温的DNA聚合酶
(3) ①. 繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等 ②. Ca2+ ③. 能吸收周围环境中的DNA分子
(4)生物质原料不同、混合物中不同酶的含量不同
【解析】
【小问1详解】
选择培养基允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长,在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中,只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖,从而起到筛选作用。
刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解时,刚果红-纤维素复合物无法形成,培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,透明圈大小直接反映了菌株产生的纤维素酶的活性和量,透明圈越大,说明产生的纤维素酶活性越强,量越多。
【小问2详解】
过程④扩增不同目的基因片段一般采用PCR技术,PCR过程需要在高温下进行DNA的变性、复性和延伸等步骤,所以需要耐高温的DNA聚合酶。
【小问3详解】
大肠杆菌作为受体细胞具有繁殖能力强,能够在短时间内获得大量后代;生理结构和遗传物质简单,便于对其遗传物质进行操作和研究;对环境因素敏感,便于通过控制环境条件来调控其生长和代谢;容易进行遗传操作等优点。在将重组质粒导入大肠杆菌时,用Ca2+处理细胞,使其处于感受态,这种状态下细胞易于吸收周围环境中的DNA分子。
【小问4详解】
分析表格数据可知,不同生物质原料(如小麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯)的协同系数不同,这是因为不同生物质原料本身的结构和成分存在差异,导致三种酶及酶混合物对其降解情况不同;同时,混1和混2中虽然都是三种酶的混合物,但三种酶的含量比例不同,也会使得协同降解效果存在差异,进而导致协同系数存在差异。
20. 双孢蘑菇中的多酚氧化酶(PPO)基因表达出的PPO能催化酚类物质氧化成醌,使双孢蘑菇在采摘后发生褐变。为了减少褐变,增加双孢蘑菇贮藏加工性能,研究人员构建了反义PPO基因表达载体(将PPO基因与载体反向连接),获得了抗褐变双孢蘑菇新品种,具体过程如图所示。回答下列问题:
相关限制酶的识别序列及切割位点:
(1)构建反义PPO基因表达载体时,若科研人员需将PPO基因反向连接整合到图2中质粒上,应使用限制酶_____切割图中质粒,使用限制酶_____切割图中含PPO基因的DNA片段,以获得能反义表达PPO基因的重组质粒,再将重组质粒导入农杆菌。之后将处理过的农杆菌接种在含_____的培养基上,待长出菌落后再影印接种到含_____的培养基上,即可筛选出导入重组质粒的农杆菌。
(2)为确定反义PPO基因进入受体细胞后是否成功转录出mRNA,研究人员拟采用分子杂交技术,利用DNA探针进行检测。不对称PCR常用于制备DNA探针,其原理是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)用作探针,加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR的最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA.非限制性引物应选用上图1中的引物_____。为精确控制产物生成量,研究人员尝试设计了较长的非限制性引物与较短的限制性引物,在进行一定的循环次数后,适当提高复性温度以避免残留限制性引物与模板结合。高复性温度条件下限制性引物不能结合模板链的原因是_____。
(3)抗褐变双孢蘑菇新品种褐变现象明显减少,试推测机理:_____。
【答案】(1) ①. KpnⅠ和MfeI ②. KpnⅠ和EcoRI ③. 卡那霉素 ④. 潮霉素
(2) ①. ① ②. 引物越短,复性时可与模板链形成的氢键数越少,越容易被高温破坏
(3)反义PPO基因转录的mRNA可与PPO基因转录的mRNA发生碱基互补配对,从而抑制翻译过程,导致PPO合成减少或无法合成
【解析】
【小问1详解】
根据图1中羟基基团、磷酸基团以及模板链判断PPO基因转录方向为从左往右,为了构建反义PPO基因表达载体,将PPO基因与载体反向连接,即启动子位于右端,终止子位于左端。对于质粒来说,不能用EcoRⅠ进行切割(会切掉复制原点),不能用BamHⅠ切割(会破坏启动子),所以应使用限制酶KpnⅠ、MfeⅠ、HindⅢ切割图2中质粒。因为质粒不能用BamHⅠ切割,题目中也没有BamHⅠ的同尾酶,所以PPO基因上游只能选择KpnⅠ切割;因为需要将PPO基因与载体反向连接,所以PPO基因的下游只剩下EcoRⅠ(MfeⅠ的同尾酶,切割后能产生相同的黏性末端)可以使用。据图可知,MfeⅠ和EcoRⅠ切割能产生相同的黏性末端,因此使用限制酶KpnⅠ和MfeⅠ切割图中质粒,使用限制酶KpnⅠ和EcoRⅠ切割图中含PPO基因的DNA片段。
使用KpnⅠ和MfeⅠ限制酶处理质粒,破坏了潮霉素抗性基因,而卡那霉素抗性基因完整,故可通过卡那霉素来进一步初步筛选含重组质粒的农杆菌,具体做法是将处理过的农杆菌首先接种在含有卡那霉素的培养基上,未导入质粒的农杆菌会死亡,能在该培养基上生长的农杆菌有可能是含有重组质粒的农杆菌,但也有可能是导入了空质粒(不含目的基因)的农杆菌,故还得将该培养基上农杆菌菌落再影印接种到含有潮霉素的培养基上,若是导入了空质粒(不含目的基因)的农杆菌,则依然能够在含有潮霉素的培养基上生长,若是导入了重组质粒的农杆菌,因潮霉素抗性基因已被破坏,则不能在该培养基上生长,通过对比,即可在含有卡那霉素的培养基上将含有重组质粒的农杆菌菌落筛选出来。
【小问2详解】
DNA聚合酶只能从3’延伸DNA链,引物②和③无意义。将图1中PPO基因上面的单链标记为a链,下面的单链标记为b链,构建的是反义PPO基因表达载体,要将PPO基因与载体反向连接,则b链为所需的转录模板链,即DNA分子探针,则限制性引物应选用引物④,引物④引导合成的序列与b链互补,和a链相同,非限制性引物应选用引物①,扩增后获得更多的b单链作为探针。限制性引物短,其和模板链结合时形成的氢键数目少,容易被高温所破坏,故复性温度高时,限制性引物不能和模板链结合。
【小问3详解】
将图1中PPO基因上面的单链标记为a链,下面的单链标记为b链,反义PPO基因以b链作为模板链转录出mRNA,PPO基因是以a链作为模板链转录出mRNA,a链和b链的碱基序列是互补的,故分别以这两条链为模板链转录出的mRNA的碱基序列也是互补的,可以发生碱基互补配对,从而导致PPO基因转录出的mRNA无法和核糖体结合启动翻译过程,进而导致PPO合成减少或无法合成,双孢蘑菇的褐变减少。
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芜湖一中2025-2026学年第二学期期中教学质量检测
高二生物试卷
一、选择题:本题共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. 古人用枣制醋的流程大致如下:“作酢(醋)法,凡酢,无问大小,皆得收聚,以七月七日取枣,去皮核,蒸熟,摊令冷,下曲及盐,搅匀,内瓮中,密封泥头,勿令泄气,置日中曝之。后开瓮,至十月,当臭,乃熟。”下列有关叙述错误的是( )
A. “蒸熟,摊令冷”先煮熟再晾凉,前者是为了杀灭杂菌,后者是为了保持微生物的活性
B. “曲”中的醋酸菌能将糖类先转化为酒精,再转化为乙酸
C. “密封泥头”有利于创造无氧环境,有利于微生物酒精发酵
D. “置日中曝之”可提高发酵液的温度,满足醋酸菌代谢需要
2. 某同学食用一款冰淇淋后腹泻,故决定检测该冰淇淋大肠杆菌是否超标。已知大肠杆菌菌落在EMB培养基(伊红—亚甲基蓝琼脂培养基)上呈深紫色。我国饮用水标准规定1mL自来水中的菌落总数不可以超过100个(37℃培养48h)。下列相关叙述正确的是( )
A. 制备培养基的基本过程为:配制培养基→灭菌→调节pH→倒平板
B. 待培养基冷却至50℃左右时将培养基倒入培养皿,随后盖上皿盖立即倒置
C. 若接种冰淇淋原液的EMB培养基上出现了除深紫色菌落外的其他菌落,则说明该培养基被杂菌污染
D. 利用菌落数来推测冰淇淋中大肠杆菌数量时无需对冰淇淋原液进行梯度稀释
3. 我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺,实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌(细菌)单细胞蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 乙醇梭菌以CO、CO2为主要碳源,具有较强的固碳潜力
B. 乙醇梭菌在发酵罐中的厌氧发酵,是该发酵工程的中心环节
C. 培养乙醇梭菌时应将pH调至中性或弱碱性
D. 发酵完成后,可通过提取、分离和纯化等方法获得单细胞蛋白
4. 转录因子Gh1和GhE1能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育,参与体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑,其机制如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 提高培养基中生长素和细胞分裂素的比例可促进愈伤组织形成芽
B. Gh1基因发生甲基化可能会抑制愈伤组织细胞的增殖
C. 促进GhE1基因的表达可促进愈伤组织再分化
D. Gh1与GhE1单独作用均能调控GhPs基因的表达
5. 植物甲细胞核具有耐盐碱效应,植物乙细胞质基因具有高产效应。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程①酶解时间不同可能是因为甲、乙两种植物细胞的细胞壁结构有差异
B. 进行过程②之前需使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活
C. 过程③融合的原生质体需在低渗溶液中保存,以防止过度失水而死亡
D. 过程④一般需避光处理,过程⑤需提供光照
6. 细胞划痕实验(WHA)可用于研究癌细胞的迁移能力。在癌细胞长成单层状态时,人为制造一个空白区域(划痕),然后观察、测量划痕边缘的细胞进入空白区域的速率,以此评估细胞的迁移能力。为探究姜黄素对癌细胞迁移的影响,研究人员进行了划痕实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 细胞培养的气体环境为95%空气和5%
B. 细胞贴壁生长时发生的接触抑制现象体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
C. 姜黄素可通过降低癌细胞之间的黏着性来提高其迁移能力
D. 通过观察基因敲除或过表达癌细胞的迁移能力,可研究特定基因在细胞迁移中的作用
7. B细胞淋巴瘤是一种恶性肿瘤,对该肿瘤的治疗方案目前有双特异性抗体治疗、CAR-T细胞疗法(采集患者自身的T细胞进行基因改造后回输治疗的方法)等。生产用于治疗B细胞淋巴瘤的双特异性抗体过程及其作用机制如图所示。下列说法正确的是( )
注:CD20为癌细胞表面蛋白,CD3为T细胞表面蛋白
A. 图中步骤①为细胞融合,经步骤①得到的融合细胞均具有无限增殖能力
B. 图中抗原X应该为CD20,步骤①后的筛选均是使用选择培养基进行筛选
C. 双特异性抗体既可以识别凝集癌细胞还可以令T细胞识别杀伤癌细胞
D. 与CAR-T细胞疗法相比,双特异性抗体治疗更精准,且减少了排异反应
8. 小型猪的心血管系统、消化系统及生理指标与人类高度近似,其被公认为异种器官移植的理想供体。我国科学家通过基因编辑技术将利用体细胞克隆技术(如图)获得的猪肝成功植入人体,实现异种器官移植新突破。下列说法正确的是( )
CMAH基因:合成引起人急性体液性排斥猪抗原;hTBM基因:合成人凝血调节蛋白
A. 该过程涉及基因工程、体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等技术
B. 敲除猪的CMAH基因,能完全避免猪肝植入人体后的免疫排斥反应
C. 可通过高Ca2+-高pH融合法使供体细胞和去核的卵母细胞融合形成重构胚
D. 形成重构胚后直接将重构胚移入代孕母猪体内
9. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( )
A. 通常采用雌性动物生殖道或获能液使精子获得能量后进行受精
B. 将小鼠桑椹胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于无性生殖
C. 体细胞核移植过程中需将采集的卵母细胞在体外培养至MⅡ期并将其完整的细胞核去除
D. 体外受精获得的受精卵需培养至原肠胚期方可移植到受体动物的子宫内
10. 基因工程会用到多种限制酶,下列为部分限制酶的识别序列和酶切位点及其在某质粒上的酶切位点。下列叙述错误的是( )
A. Sau3AⅠ可切割BamHⅠ和Bcl Ⅰ的识别序列,其具有专一性
B. 质粒被BamHⅠ和Bcl Ⅰ切割后,并在DNA连接酶的作用下,会发生环化
C. 构建重组质粒时,切割该质粒的限制酶只能是BamHⅠ
D. 分别用Sau3AⅠ和BamHⅠ切割目的基因和质粒,形成的重组质粒能被Sau3A Ⅰ切成4个片段
11. 利用PCR获取和扩增目的基因时,引物的选择非常关键,下列关于引物的说法错误的是( )
A. 引物需要两种,分别与模板链的5’端和3’端结合
B. 若a个目的基因经PCR过程n次循环,则需要的引物总个数为a(2n+1-2)
C. 若采用的引物G、C含量较高,则可以用较高的温度复性
D. 设计引物时,引物内部和引物之间不能形成双链结构
12. 如图表示利用大肠杆菌生产干扰素的部分操作,质粒A中的lacZ基因的表达产物β-半乳糖苷酶可分解无色化合物X-gal而使菌落显蓝色,不含lacZ基因的菌落则呈白色。表格为不同限制酶的识别及切割位点。下列叙述错误的是( )
限制酶
BamH I
Bcl I
Sma I
EcoR I
识别序列及切割位点(5’→3’)
G↓GATCC
T↓GATCA
CCC↓GGG
G↓AATTC
A. 扩增干扰素基因时在一对引物的5'端分别添加BamH I及Sma I识别序列
B. 构建重组质粒B时,需用到BamH I、Bcl I、Sma I、T4DNA连接酶
C. 受体大肠杆菌需具备氨苄青霉素敏感和β-半乳糖苷酶合成缺陷等特征
D. 转化后的菌液经稀释涂布后,挑取蓝色的单菌落作为目标工程菌
13. 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中TetR表示四环素抗性基因,AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、Sma Ⅰ直线箭头所示为三种限制酶的酶切位点。下列相关叙述错误的是( )
A. 要将人乳铁蛋白基因插入载体,需用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ限制酶同时酶切载体和目的基因
B. 图中能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是复制原点
C. 为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用抗原-抗体杂交技术
D. 可利用显微注射法将重组载体导入供体牛受精卵中
14. 天然胰岛素易形成二聚体,使得其治疗效果被降低。科研人员通过蛋白质工程使胰岛素第28位的脯氨酸替换为天冬氨酸,从而抑制了胰岛素的聚合。由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。下列叙述错误的是( )
A. 改造胰岛素从根本上讲就是改造胰岛素的相关基因
B. 若要改变蛋白质的功能,可以对蛋白质的氨基酸序列进行改进
C. 通过定点突变技术获得的新的胰岛素基因可直接导入大肠杆菌,用于发酵生产
D. 通过蛋白质工程对胰岛素改造的过程中,对蛋白质分子结构的了解是非常关键的
15. 生物技术在造福人类社会的同时也可能带来安全和伦理问题。下列叙述正确的是( )
A. 应全面禁止试管婴儿技术
B. 应在严格监控和审查条件下发展和生产生物武器
C. 治疗性克隆不存在伦理道德方面的风险
D. 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,食品工业生产柠檬酸时,可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得,如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。请回答下列问题:
(1)生产柠檬酸的优良菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过_____获得。(至少答出两种育种方法)
(2)据图分析,将菌种接种至A培养基的方法为_____,将该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是_____。
(3)请从培养基营养成分的角度分析,加蛋白胨的作用是_____。
(4)在柠檬酸发酵过程中,操作人员会定时检测培养液中的黑曲霉浓度以了解发酵进程,若将稀释了100倍的培养液用血细胞计数板(1mm×1mm×0.1mm,25个中方格,每个中方格包含16个小格)通过显微镜观察计数,则理论上统计的中方格中黑曲霉平均数量应不少于_____个才能达到个/mL的预期浓度。
(5)若用发酵工程制作黄皮甜米酒,为确定黄酒高活性干酵母(YWBY)的添加量及发酵时间,研究人员进行了相关实验,实验结果如下图2所示。根据实验结果制作黄皮甜米酒时,YWBY的最佳接种量及主发酵时间分别是_____。据下图2分析,YWBY接种量为0.12%时,酒精含量最低的原因可能是_____。
17. 植物组织培养技术和植物细胞培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有_____(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是_____。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、糖类、水和_____等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的_____进行组织培养。
(4)植物细胞培养常用于植物_____代谢物的生产,在大规模培养高产细胞前,需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产代谢产物的模型分为3种,如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成,则X的合成符合图_____(填“甲”“乙”“丙”),根据该图所示的关系,从培养阶段及其目标角度,提出获得大量X的方法:_____。
18. 我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示,①~⑥表示相关过程。
(1)科学家已经培育出胚胎细胞核移植猴,获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是_____。
(2)进行图1过程①时,需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH、气体环境以及_____等基本条件;动物组织经处理后的初次培养称为_____,当细胞发生接触抑制时,需先用_____酶处理,再进行离心收集。
(3)胚胎移植的实质是_____。
(4)科研人员发现:对灵长类动物供体细胞核染色体组蛋白H3进行表观遗传修饰,激活重构胚分化潜能调控基因A的表达,是克隆成功的关键。如图2所示,为了激活基因A的表达,研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理重构胚。据图2分析,TSA可以_____(填“提高”或“降低”)组蛋白的乙酰化水平,进而促进基因A的表达;给重构胚注入Kdm4d的mRNA来促进基因A表达的机理是:Kdm4d的mRNA可以表达组蛋白H3去甲基化酶,_____。
19. 源于细菌的纤维素酶是一种复合酶,能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率,某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株,克隆表达降解纤维素的三种酶(如下图),研究了三种酶混合的协同降解作用,以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。
(1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X,能起到筛选作用的原因是_____。高产纤维素酶菌株筛选时,刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了_____。
(2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是_____。
(3)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有_____。(至少答两点)该过程用_____处理细胞,使其处于一种_____的生理状态。
(4)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理,结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是_____(答出一点)。
生物质原料
降解率(%)
协同系数
酶A
酶B
酶C
混1
混2
混1
混2
小麦秸秆
7.08
6.03
8.19
8.61
26.98
74.33
114.64
玉米秸秆
2.62
1.48
3.76
3.92
9.88
24.98
77.02
玉米芯
0.62
0.48
0.86
0.98
6.79
1.82
11.34
注:混1和混2表示三种酶的混合物
20. 双孢蘑菇中的多酚氧化酶(PPO)基因表达出的PPO能催化酚类物质氧化成醌,使双孢蘑菇在采摘后发生褐变。为了减少褐变,增加双孢蘑菇贮藏加工性能,研究人员构建了反义PPO基因表达载体(将PPO基因与载体反向连接),获得了抗褐变双孢蘑菇新品种,具体过程如图所示。回答下列问题:
相关限制酶的识别序列及切割位点:
(1)构建反义PPO基因表达载体时,若科研人员需将PPO基因反向连接整合到图2中质粒上,应使用限制酶_____切割图中质粒,使用限制酶_____切割图中含PPO基因的DNA片段,以获得能反义表达PPO基因的重组质粒,再将重组质粒导入农杆菌。之后将处理过的农杆菌接种在含_____的培养基上,待长出菌落后再影印接种到含_____的培养基上,即可筛选出导入重组质粒的农杆菌。
(2)为确定反义PPO基因进入受体细胞后是否成功转录出mRNA,研究人员拟采用分子杂交技术,利用DNA探针进行检测。不对称PCR常用于制备DNA探针,其原理是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)用作探针,加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR的最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA.非限制性引物应选用上图1中的引物_____。为精确控制产物生成量,研究人员尝试设计了较长的非限制性引物与较短的限制性引物,在进行一定的循环次数后,适当提高复性温度以避免残留限制性引物与模板结合。高复性温度条件下限制性引物不能结合模板链的原因是_____。
(3)抗褐变双孢蘑菇新品种褐变现象明显减少,试推测机理:_____。
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