内容正文:
天津市蓟州区2025~2026学年度第二学期期中练习
高二生物学
(I卷)
一、选择题:每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意。
1. 利用苹果制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入活化的醋酸杆菌发酵5天。下列有关叙述正确的是( )
A. 醋酸杆菌和酵母菌均以有丝分裂的方式进行增殖
B. 乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
C. 酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中均需在密闭的条件下完成
D. 不同微生物所需的最适温度不同,接入醋酸杆菌后,应适当降低发酵温度
2. 对培养基、试管和接种环采取的灭菌方法依次是( )
A. 高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌、干热灭菌
B. 干热灭菌、灼烧灭菌、灼烧灭菌
C. 高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌
D. 高压蒸汽灭菌、干热灭菌、干热灭菌
3. 某校学生以培养基为纸,接种环为笔,不同菌种为墨,为我们勾画出一幅微生物版的部分中国地图。在该作品中,白色区域、绿色和黄色区域分别由地衣芽孢杆菌、gxu-a13魏氏藻、胁迫后的魏氏藻绘制而成。下列说法错误的是( )
A. 制备培养基时要满足微生物生长对pH、温度及氧气等的需求
B. 图中作品白色区域培养基的pH一般为中性或弱碱性
C. 本实验接种方法为平板划线法,接种环接种前后都需进行灼烧灭菌
D. 胁迫后的魏氏藻变黄的原因是叶绿素被分解破坏
4. 甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等越来越被人们喜爱。但甘薯属无性繁殖作物,同时又是同源六倍体,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A. 快速繁殖,可解决种苗用量大、成本高的问题
B. 利用茎尖分生组织培养脱毒苗,产品质量得到提高
C. 利用原生质体融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和,充分利用遗传资源
D. 利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,确保得到优良品种
5. 航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频,下列相关叙述错误的是( )
A. 培养心肌细胞时需要为其提供充足的营养和稳定的环境
B. 培养心肌细胞时,应定期更换培养液,以便清除代谢物
C. 培养心肌细胞时,要保证无菌、无毒的培养环境
D. 传代培养时,贴壁的心肌细胞可直接用离心法收集
6. 关于动物细胞培养与植物组织培养的异同点,说法错误的是( )
A. 均为有丝分裂,但是原理不同
B. 均需对培养基进行灭菌处理,但是物理性质不同
C. 均需加入激素,但是激素种类和比例不同
D. 均需无菌操作,但是培养的结果不同
7. 为保护濒危哺乳动物甲,科研工作者对甲的近亲物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究,下列叙述错误的是( )
A. 克隆动物的核基因来源于甲
B. 体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精
C. 囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体
D. 进行胚胎移植前,需要对代孕母体进行同期发情处理
8. 科学技术是一把双刃剑,人们对生物技术安全性的关注,随着生物技术成果的不断涌现而与日俱增。下列叙述错误的是( )
A. 理性看待转基因技术要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
B. 生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
C. 治疗性克隆的研究与应用必须受到相应法律法规的规范限制
D. 生殖性克隆和治疗性克隆都涉及体细胞核移植技术
9. 下列关于基因工程的说法正确的是( )
A. 基因工程所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体
B. 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于原核细胞拟核DNA之外的环状DNA分子
C. 利用农杆菌转化法将目的基因插入T-DNA上进而整合到受体细胞的DNA中,其实质是基因重组
D. 将某药用蛋白基因导入乳腺细胞中,获得乳腺生物反应器
10. 下图表示 PCR 过程中某个阶段反应体系的情况,①②③④表示相关物质,L、R 表示方向。下列叙述正确的是( )
A. ②链从 L 到 R 的方向为 3′→5′,①②链均可作为子链合成的模板
B. PCR 过程需要通过解旋酶断开氢键,且为边解旋边复制
C. 以 1 个 DNA 为模板经 3 次循环需消耗 8 个引物③
D. 物质③的 5′端添加了某序列,至少需经 2 次循环才可获得该序列的双链产物
11. 野生型草莓一般是二倍体,而平常食用的草莓是八倍体。某生物兴趣小组选用八倍体草莓进行了“DNA粗提取与鉴定”实验。下列有关说法错误的是( )
A. 八倍体草莓细胞中的DNA含量高于野生型草莓细胞
B. 研磨液用滤纸过滤后,于4℃冰箱中静置后再取上清液
C. 向上清液中加入体积分数为95%的冷酒精,利于DNA析出
D. 用二苯胺试剂鉴定DNA时,需进行沸水浴加热并冷却处理
12. 基因工程和蛋白质工程是现代生物技术的两项重要技术。下列有关叙述合理的是( )
A. 基因工程和蛋白质工程中不一定都含有转录和翻译过程
B. 通过改造胰岛素基因研发出速效胰岛素属于蛋白质工程的应用
C. 利用基因工程技术可以制造出自然界没有的蛋白质
D. 蛋白质工程不需要对基因的碱基序列进行改造
(Ⅱ卷)
二、非选择题:共52分
13. 酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。下图为操作流程,请回答下列问题:
(1)获取所需酵母纯培养物的过程就是纯培养。配制培养基时,培养基中一般都含有水、碳源、_______、_______等营养物质。
(2)挑取分离平板中长出的单菌落,生产单细胞蛋白可以作为食品添加剂或微生物饲料,按步骤④所示进行划线。下列有关叙述合理的有_______。
a.获得④平板,使用的接种环需要灼烧灭菌5次
b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落
c.为保证无菌操作,接种环使用前必须灭菌
d.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量
e.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株
(3)步骤⑤中,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和_______供应。
14. 瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白(GFP)基因能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP 的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科学家构建了瘦素基因真核表达载体,检测瘦素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及P载体的结构如图所示。回答下列问题。
注:bp指核苷酸对。
(1)PCR扩增瘦素基因时,与引物1互补的a链右侧是脱氧核苷酸链的___________端。
(2)据图推测,构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、____________,以便与酶切后的瘦素基因正确连接。启动子的作用是___________。
(3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中表达具有卡那霉素抗性。本实验中为筛选转化的细胞,应在培养基中添加___________。
(4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是___________(答出2种)。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行___________。
(5)已知HindIII和BamHI在P载体上的切割位点非常非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用HindIII、BamHI分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。请在图中将P载体和重组质粒酶切结果对应位置的条带涂黑________。
15. 中医治疗疾病多用复方,三白草(2n=22)和鱼腥草(2n=24)是同科不同属的两种常见药用植物,二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究人员欲利用植物体细胞杂交技术将复方中的配伍(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,具体操作如图所示。
(1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片,用酒精和次氯酸钠对其______(填“消毒”或“灭菌”),每次处理后用无菌水冲洗叶片2~3次,去除残留在叶片上的药剂,处理后的叶片撕去表皮,切成小片备用。
(2)过程①通常使用_________酶去除细胞壁获取原生质体,同时向三白草和鱼腥草细胞的酶解液中分别加入红、绿荧光色素(荧光色素不影响原生质体的活性)。过程②常利用______(化学诱导剂名称)诱导融合,随后在荧光显微镜下选择__________的融合细胞(杂种原生质体)。
(3)过程③为______,该过程一般_____(填“需要”或“不需要”)光照,得到的愈伤组织细胞通常含有______条染色体。
(4)研究人员研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响,结果如图所示。
注:双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞。
由图可知,促进三白草和鱼腥草原生质体融合的适宜密度为____________。
16. 为降低人类乳腺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,构建抗体一药物偶联物(ADC),过程如图 1 所示。
(1)动物细胞培养时,可以用______酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是__________(至少回答两点)。
(2)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和___________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时,需要控制的气体条件是_____与 5%CO2 的混合气体。
(3)单克隆抗体的优点是____________。单克隆抗体是ADC 中的_______(填“a”或“b”)部分。
(4)ADC 进入乳腺癌细胞后,细胞中___________(细胞器)将其裂解并释放药物。
17. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示,据图回答下列问题:
(1)为了获得更多的胚胎,需用外源促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理,使其________,过程②中产生的精子需进行获能处理,目的是使其具有________。
(2)在受精阶段,保证一个精子和一个卵细胞结合的机制是:精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入________。
(3)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或_______作为受精的标志。
(4)图中移植的胚胎处于________期。为获得雌性杜泊羊,胚胎移植前需鉴定________。为提高胚胎的利用率,尽快获得数量较多的子代杜泊羊,图中⑤过程使用________技术对胚胎进行处理,处理时要注意将内细胞团_______分割。
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天津市蓟州区2025~2026学年度第二学期期中练习
高二生物学
(I卷)
一、选择题:每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意。
1. 利用苹果制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入活化的醋酸杆菌发酵5天。下列有关叙述正确的是( )
A. 醋酸杆菌和酵母菌均以有丝分裂的方式进行增殖
B. 乙醇既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖
C. 酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中均需在密闭的条件下完成
D. 不同微生物所需的最适温度不同,接入醋酸杆菌后,应适当降低发酵温度
【答案】B
【解析】
【分析】果酒制作的原理是酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。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。
【详解】A、酵母菌一般以出芽的方式繁殖,醋酸杆菌(原核生物)以二分裂的方式进行增殖,而且有丝分裂是真核生物特有的增殖方式,A错误;
B、乙醇具有抑菌的作用,因而既是醋酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖,B正确;
C、酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖,再密闭进行酒精发酵;醋酸杆菌为好氧菌,需持续通气,C错误;
D、酵母菌适宜温度是18~30℃,醋酸杆菌最适温度为30~35℃,接入醋酸杆菌后,应适当升高发酵温度,D错误。
故选B。
2. 对培养基、试管和接种环采取的灭菌方法依次是( )
A. 高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌、干热灭菌
B. 干热灭菌、灼烧灭菌、灼烧灭菌
C. 高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌
D. 高压蒸汽灭菌、干热灭菌、干热灭菌
【答案】C
【解析】
【分析】1、灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌(主要适用于金属接种工具)、干热灭菌(主要适用于需要保持干燥的玻璃器具)和高压蒸汽灭菌(主要适用于培养基的灭菌);
2、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】培养基一般用高压蒸汽灭菌、培养皿一般用干热灭菌、接种环一般用灼烧灭菌,ABD错误、C正确。
故选C。
3. 某校学生以培养基为纸,接种环为笔,不同菌种为墨,为我们勾画出一幅微生物版的部分中国地图。在该作品中,白色区域、绿色和黄色区域分别由地衣芽孢杆菌、gxu-a13魏氏藻、胁迫后的魏氏藻绘制而成。下列说法错误的是( )
A. 制备培养基时要满足微生物生长对pH、温度及氧气等的需求
B. 图中作品白色区域培养基的pH一般为中性或弱碱性
C. 本实验接种方法为平板划线法,接种环接种前后都需进行灼烧灭菌
D. 胁迫后的魏氏藻变黄的原因是叶绿素被分解破坏
【答案】A
【解析】
【详解】A、制备培养基时需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求,温度是接种后培养阶段的环境条件,不属于制备培养基时需要满足的微生物生长需求,A错误;
B、不同微生物培养时对pH的要求往往不同,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,在该作品中,白色区域由地衣芽孢杆菌绘制而成,所以该区域pH一般为中性或微碱性,B正确;
C、本实验的接种方法为平板划线法,使用接种环接种时,取菌种前和接种后都需将接种环进行灼烧灭菌,取菌种前避免污染、接种后防止菌种扩散,C正确;
D、魏氏藻的色素包含叶绿素,胁迫会导致叶绿素分解,类胡萝卜素等色素占比上升,从而呈现黄色,D正确。
故选A。
4. 甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等越来越被人们喜爱。但甘薯属无性繁殖作物,同时又是同源六倍体,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A. 快速繁殖,可解决种苗用量大、成本高的问题
B. 利用茎尖分生组织培养脱毒苗,产品质量得到提高
C. 利用原生质体融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和,充分利用遗传资源
D. 利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,确保得到优良品种
【答案】D
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株,植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、利用植物组织培养技术,可在短时间内获得大量试管苗,实现大规模生产,从而降低成本,解决种苗用量大、成本高的问题,A正确;
B、茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染,所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗,产品质量得到提高,B正确;
C、通过植物体细胞杂交技术可以实现两个植物物种间的体细胞杂交,得到同时具有两种遗传物质的植物,可以实现种间的杂交,克服了远缘杂交不亲和的障碍,C正确;
D、愈伤组织具有分裂旺盛的优点,适于诱变育种的取材,能提高突变频率,由于基因突变具有不定向性,因此不能确保得到优良品种,D错误。
故选D。
5. 航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频,下列相关叙述错误的是( )
A. 培养心肌细胞时需要为其提供充足的营养和稳定的环境
B. 培养心肌细胞时,应定期更换培养液,以便清除代谢物
C. 培养心肌细胞时,要保证无菌、无毒的培养环境
D. 传代培养时,贴壁的心肌细胞可直接用离心法收集
【答案】D
【解析】
【详解】A、心肌细胞的正常代谢需要消耗营养物质,且需要适宜的温度、pH、渗透压等稳定环境才能维持正常生命活动,因此培养时需要为其提供充足的营养和稳定的环境,A正确;
B、心肌细胞代谢过程中会产生代谢废物,代谢废物积累会对细胞产生毒害作用,定期更换培养液既可以清除代谢物,也可以补充细胞所需的营养物质,B正确;
C、杂菌污染、有毒物质积累都会导致心肌细胞损伤甚至死亡,因此培养心肌细胞时要保证无菌、无毒的培养环境,C正确;
D、心肌细胞为贴壁生长的细胞,传代培养时需先用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使贴壁细胞脱离培养瓶壁制成细胞悬液后,才能用离心法收集,不能直接对贴壁细胞进行离心收集,D错误。
6. 关于动物细胞培养与植物组织培养的异同点,说法错误的是( )
A. 均为有丝分裂,但是原理不同
B. 均需对培养基进行灭菌处理,但是物理性质不同
C. 均需加入激素,但是激素种类和比例不同
D. 均需无菌操作,但是培养的结果不同
【答案】C
【解析】
【详解】A、动物细胞培养和植物组织培养过程中,细胞的增殖方式都为有丝分裂;植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,二者培养原理不同,A正确;
B、两种培养技术都需要对培养基灭菌,避免杂菌污染干扰培养过程;植物组织培养使用添加琼脂的固体培养基,动物细胞培养使用液体培养基,培养基物理性质不同,B正确;
C、植物组织培养需要加入生长素、细胞分裂素等植物激素,动物细胞培养不需要额外加入激素,只需添加血清、血浆(血清血浆中含有天然激素)等天然成分就可满足培养需求,C错误;
D、两种培养技术都要求无菌操作,避免杂菌污染;植物组织培养最终可获得完整植株,动物细胞培养最终获得大量同类细胞或细胞产物,培养结果不同,D正确。
7. 为保护濒危哺乳动物甲,科研工作者对甲的近亲物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究,下列叙述错误的是( )
A. 克隆动物的核基因来源于甲
B. 体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精
C. 囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体
D. 进行胚胎移植前,需要对代孕母体进行同期发情处理
【答案】C
【解析】
【详解】A、克隆动物的核基因来源于甲,细胞质中的基因来源于乙,A正确;
B、体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精,B正确;
C、囊胚①的内细胞团可发育为个体,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,C错误;
D、进行胚胎移植前,需要对代孕母体进行同期发情处理,这样可以使受体子宫给移入的胚胎创造相同的生理环境,有利于胚胎的存活,D正确。
故选C。
8. 科学技术是一把双刃剑,人们对生物技术安全性的关注,随着生物技术成果的不断涌现而与日俱增。下列叙述错误的是( )
A. 理性看待转基因技术要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
B. 生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
C. 治疗性克隆的研究与应用必须受到相应法律法规的规范限制
D. 生殖性克隆和治疗性克隆都涉及体细胞核移植技术
【答案】B
【解析】
【详解】A、理性看待转基因技术不能主观臆断,需要依靠确凿的科学证据和严谨的逻辑客观分析其利弊影响,A正确;
B、生殖性克隆的目的是获得完整的克隆个体,利用克隆技术产生特定细胞修复或替代受损细胞是治疗性克隆的用途,B错误;
C、治疗性克隆涉及伦理、技术规范等多方面问题,其研究与应用必须受到法律法规的约束,防止技术滥用,C正确;
D、生殖性克隆和治疗性克隆的基础技术均包含体细胞核移植,将体细胞核移入去核卵母细胞构建重组细胞是二者的共同操作步骤,D正确。
9. 下列关于基因工程的说法正确的是( )
A. 基因工程所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体
B. 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于原核细胞拟核DNA之外的环状DNA分子
C. 利用农杆菌转化法将目的基因插入T-DNA上进而整合到受体细胞的DNA中,其实质是基因重组
D. 将某药用蛋白基因导入乳腺细胞中,获得乳腺生物反应器
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)运载体:常用的运载体:质粒、动植物病毒。
【详解】A、载体不属于工具酶,基因工程所需要的工具酶有限制酶、DNA 连接酶,A错误;
B、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于原核细胞拟核DNA之外以及酵母菌的细胞核之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子,B错误;
C、农杆菌转化法的原理是,农杆菌中的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,其实质是基因重组,C正确;
D、要获得乳腺生物反应器,应将药用蛋白基因导入受精卵中,而不是乳腺细胞,因为受精卵具有全能性,D错误。
故选C。
10. 下图表示 PCR 过程中某个阶段反应体系的情况,①②③④表示相关物质,L、R 表示方向。下列叙述正确的是( )
A. ②链从 L 到 R 的方向为 3′→5′,①②链均可作为子链合成的模板
B. PCR 过程需要通过解旋酶断开氢键,且为边解旋边复制
C. 以 1 个 DNA 为模板经 3 次循环需消耗 8 个引物③
D. 物质③的 5′端添加了某序列,至少需经 2 次循环才可获得该序列的双链产物
【答案】D
【解析】
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶):过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶高温条件下氢键可自动解开):低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、根据DNA分子中两条链的反向平行关系可判断,②链从 L 到 R 的方向为 5′→3′,图中①②链均可作为子链合成的模板,A错误;
B、PCR 过程需要通过高温处理使双链中氢键断裂成为单链,而后通过降温使子链和引物之间形成双链结构,而后调节温度是子链沿着引物的3’端延伸,B错误;
C、以 1 个 DNA 为模板经 3 次循环产生的DNA分子数目为23=8,则需消耗 引物③的数目为(8×2-2)÷2=7,C错误;
D、物质③的 5′端添加了某序列,至少需经 2 次循环才可获得以该序列为模板合成的双链DNA产物,D正确。
故选D。
11. 野生型草莓一般是二倍体,而平常食用的草莓是八倍体。某生物兴趣小组选用八倍体草莓进行了“DNA粗提取与鉴定”实验。下列有关说法错误的是( )
A. 八倍体草莓细胞中的DNA含量高于野生型草莓细胞
B. 研磨液用滤纸过滤后,于4℃冰箱中静置后再取上清液
C. 向上清液中加入体积分数为95%的冷酒精,利于DNA析出
D. 用二苯胺试剂鉴定DNA时,需进行沸水浴加热并冷却处理
【答案】B
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不容于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、DNA位于染色体上,八倍体草莓的细胞中含有八个染色体组,其DNA含量高于野生型二倍体草莓细胞,A正确;
B、研磨液用纱布过滤后,于4℃冰箱中静置后再取上清液,B错误;
C、向上清液中加入体积分数为95%的冷酒精,DNA会因不溶于酒精而析出,形成白色的絮状或丝状沉淀,C正确;
D、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,需沸水浴加热冷却后再观察颜色变化,D正确。
故选B。
12. 基因工程和蛋白质工程是现代生物技术的两项重要技术。下列有关叙述合理的是( )
A. 基因工程和蛋白质工程中不一定都含有转录和翻译过程
B. 通过改造胰岛素基因研发出速效胰岛素属于蛋白质工程的应用
C. 利用基因工程技术可以制造出自然界没有的蛋白质
D. 蛋白质工程不需要对基因的碱基序列进行改造
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
【详解】A、基因工程和蛋白质工程都涉及基因对蛋白质合成的控制,所以均含有转录和翻译,A错误;
B、改造胰岛素基因属于对现有蛋白质基因进行改造,属于蛋白质工程,正确;
C、利用蛋白质工程技术可以制造出自然界没有的蛋白质,C错误;
D、蛋白质工程需要通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,即需要对基因的碱基序列进行改造,D错误。
故选B。
(Ⅱ卷)
二、非选择题:共52分
13. 酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母,并进行大量培养。下图为操作流程,请回答下列问题:
(1)获取所需酵母纯培养物的过程就是纯培养。配制培养基时,培养基中一般都含有水、碳源、_______、_______等营养物质。
(2)挑取分离平板中长出的单菌落,生产单细胞蛋白可以作为食品添加剂或微生物饲料,按步骤④所示进行划线。下列有关叙述合理的有_______。
a.获得④平板,使用的接种环需要灼烧灭菌5次
b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落
c.为保证无菌操作,接种环使用前必须灭菌
d.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量
e.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株
(3)步骤⑤中,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和_______供应。
【答案】(1) ①. 氮源 ②. 无机盐
(2)bce (3)O2
【解析】
【小问1详解】
各种培养基的配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。
【小问2详解】
a、获得④平板,图中有5个划线区,每次划线前后都需灭菌,需要灼烧灭菌6次,a错误;
b、菌落一般是单一微生物繁殖形成的种群,划破培养基会造成划线不连续,无法达到稀释的目的,可能造成最后一区域菌体密度过大,从而无法得到单菌落,在划破处即使是单个细胞,单个细胞繁殖而来的菌群会沿着裂痕方向生长,导致形成的菌落不规则,呈条状,故划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落,b正确;
c、为保证无菌操作,接种针、接种环等使用器械在使用前都必须灭菌,c正确;
d、测定酵母菌分解甲醇的效果不需要测定酵母细胞中甲醇的含量,可根据透明圈大小、菌落大小等进行鉴定,d错误;
e、甲醇对于酵母菌起到了选择作用,通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,可获得甲醇高耐受株,e正确。
【小问3详解】
酵母菌在有氧时可大量繁殖,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和O2供应。
14. 瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白(GFP)基因能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP 的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科学家构建了瘦素基因真核表达载体,检测瘦素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及P载体的结构如图所示。回答下列问题。
注:bp指核苷酸对。
(1)PCR扩增瘦素基因时,与引物1互补的a链右侧是脱氧核苷酸链的___________端。
(2)据图推测,构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、____________,以便与酶切后的瘦素基因正确连接。启动子的作用是___________。
(3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中表达具有卡那霉素抗性。本实验中为筛选转化的细胞,应在培养基中添加___________。
(4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是___________(答出2种)。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行___________。
(5)已知HindIII和BamHI在P载体上的切割位点非常非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用HindIII、BamHI分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。请在图中将P载体和重组质粒酶切结果对应位置的条带涂黑________。
【答案】(1)5' (2) ①. 限制酶切割位点 ②. RNA 聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出 mRNA
(3)新霉素 (4) ①. 抗原-抗体杂交、荧光检测 ②. 筛选和扩大培养
(5)
【解析】
【分析】一个基因表达载体的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及标记基因等。RNA聚合酶与启动子结合,驱动基因转录出mRNA;终止子作用是终止转录;标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
【小问1详解】
引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3'端连接脱氧核苷酸,因此引物1左侧为5'端,DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,因此与引物1互补的a链右侧是脱氧核苷酸链的5'端。
【小问2详解】
分析图可知,用Xho Ⅰ酶切会破坏瘦素基因,所以应该用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ切割目的基因,因此构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、Hind Ⅲ和BamH Ⅰ等限制酶的切割位点,以便与酶切后的瘦素基因正确连接。启动子的作用是与RNA聚合酶结合,驱动基因转录出mRNA。
【小问3详解】
Kanr /Neor抗性基因在真核与原核细胞中有不同的启动子或转录后的加工不同或翻译后的加工不同,因此同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同。本实验中受体细胞为小鼠成纤维细胞,为真核细胞,则Kanr/Neor在真核细胞中表达具有新霉素抗性,为筛选转化的细胞,应在培养基中添加新霉素,能存活的细胞为导入重组质粒的受体细胞。
【小问4详解】
瘦素基因表达产物为蛋白质,因此可以用抗原-抗体杂交技术进行检测瘦素基因是否成功表达,同时目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况,即可以检测绿色荧光的强弱。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行筛选然后进行动物细胞扩大培养。
【小问5详解】
由于Hind Ⅲ和BamH I在P载体上的切割位点非常接近,因此用Hind Ⅲ、BamH I对P载体进行切割后,会形成一个大片段,接近4700bp,一个超小片段可忽略,即对P载体酶切产物电泳后,只出现4700bp的条带,若重组质粒构建成功,重组载体上会携带瘦素基因,用Hind Ⅲ、BamH I对重组质粒切割后,会出现两个片段,一个是瘦素基因,一个是近4700bp的片段,则电泳结果会出现两个条带,如图所示:
。
15. 中医治疗疾病多用复方,三白草(2n=22)和鱼腥草(2n=24)是同科不同属的两种常见药用植物,二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究人员欲利用植物体细胞杂交技术将复方中的配伍(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,具体操作如图所示。
(1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片,用酒精和次氯酸钠对其______(填“消毒”或“灭菌”),每次处理后用无菌水冲洗叶片2~3次,去除残留在叶片上的药剂,处理后的叶片撕去表皮,切成小片备用。
(2)过程①通常使用_________酶去除细胞壁获取原生质体,同时向三白草和鱼腥草细胞的酶解液中分别加入红、绿荧光色素(荧光色素不影响原生质体的活性)。过程②常利用______(化学诱导剂名称)诱导融合,随后在荧光显微镜下选择__________的融合细胞(杂种原生质体)。
(3)过程③为______,该过程一般_____(填“需要”或“不需要”)光照,得到的愈伤组织细胞通常含有______条染色体。
(4)研究人员研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响,结果如图所示。
注:双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞。
由图可知,促进三白草和鱼腥草原生质体融合的适宜密度为____________。
【答案】(1)消毒 (2) ①. 纤维素酶、果胶酶 ②. 聚乙二醇##PEG ③. 红、绿荧光
(3) ①. 脱分化 ②. 不需要 ③. 46
(4)1×106个·mL-1
【解析】
【小问1详解】
为防止微生物污染,应取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片,用70%乙醇和2%的次氯酸钠对其消毒。
【小问2详解】
据图示可知,过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以需要用纤维素酶、果胶酶处理破坏细胞壁;
诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG(聚乙二醇)诱导融合。
由于三白草细胞酶解液中加入了红荧光色素,鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素,所以杂种原生质体应该带红、绿荧光色素。
【小问3详解】
过程③为杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织的过程;脱分化不需要光照,常避光进行;愈伤组织细胞与杂种原生质体细胞中染色体数目相同,而杂种原生质体为三白草鱼腥草融合而来,其中的染色体数目=三白草+鱼腥草=22+24=46。
【小问4详解】
由图2柱形图可知,在密度为1×106个mL-1时,双核异核融合体比例最高,说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个mL-1。
16. 为降低人类乳腺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,构建抗体一药物偶联物(ADC),过程如图 1 所示。
(1)动物细胞培养时,可以用______酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是__________(至少回答两点)。
(2)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和___________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时,需要控制的气体条件是_____与 5%CO2 的混合气体。
(3)单克隆抗体的优点是____________。单克隆抗体是ADC 中的_______(填“a”或“b”)部分。
(4)ADC 进入乳腺癌细胞后,细胞中___________(细胞器)将其裂解并释放药物。
【答案】(1) ①. 胰蛋白(或胶原蛋白)(或胰蛋白酶、胶原蛋白酶) ②. 细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累
(2) ①. 抗体检测 ②. 95%空气
(3) ①. 能准确地识别抗原的细微差异,与特定的抗原发生特异性结合,并且可以大量制备(或特异性强、灵敏度高、可大量制备) ②. a
(4)溶酶体
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【小问1详解】
动物细胞培养时,可以用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理动物组织,得到分散的组织细胞,为了保证细胞正常生命活动,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖,即出现接触抑制,其原因是细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累,进而导致生长停止。
【小问2详解】
通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞体外培养时,首先应保证其处于无菌、无毒的环境,否则会受到杂菌污染,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是95%空气与5%CO2的混合气体。
【小问3详解】
单克隆抗体由于纯度高,因而表现出能准确地识别抗原的细微差异,与特定的抗原发生特异性结合,并且可以大量制备(或特异性强、灵敏度高、可大量制备)的典型优点。ADC是抗体-药物偶联物,单克隆抗体的作用是特异性识别结合乳腺癌细胞的抗原,发挥靶向定位作用,对应图中a部分,b是治疗的药物。
【小问4详解】
由图2可知,ADC进入乳腺癌细胞后,溶酶体裂解ADC,释放药物发挥作用。
17. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示,据图回答下列问题:
(1)为了获得更多的胚胎,需用外源促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理,使其________,过程②中产生的精子需进行获能处理,目的是使其具有________。
(2)在受精阶段,保证一个精子和一个卵细胞结合的机制是:精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入________。
(3)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或_______作为受精的标志。
(4)图中移植的胚胎处于________期。为获得雌性杜泊羊,胚胎移植前需鉴定________。为提高胚胎的利用率,尽快获得数量较多的子代杜泊羊,图中⑤过程使用________技术对胚胎进行处理,处理时要注意将内细胞团_______分割。
【答案】(1) ①. 超数排卵 ②. 与卵细胞受精的能力
(2)透明带 (3)雌、雄原核
(4) ①. 囊胚 ②. 性别 ③. 胚胎分割 ④. 均等
【解析】
【小问1详解】
为了获得更多的卵母细胞,需用外源促性腺激素对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。为了使精子具有与卵细胞受精的能力,过程②中产生的精子需进行获能处理。
【小问2详解】
在受精阶段,有生理反应能阻止多精入卵从而保证一个精子和一个卵细胞结合,防止多精入卵的机制是精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带;精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内。
【小问3详解】
受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核。
【小问4详解】
据图分析,图中移植的胚胎处于囊胚期。为获得雌性杜泊羊,胚胎移植前需取滋养层细胞进行性别鉴定。可利用胚胎分割技术获得数量较多的子代杜泊羊。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
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