内容正文:
海林市高级中学2025—2026年度下学期高二学年
(生物)学科期中考试试题
一、单选题(共30分、每题2分)
1. 传说杜康的儿子墨塔在一次酿酒时发酵过头,直至第21天开缸时,发现酒液已变酸但香气扑鼻、酸甜可口,于是将其命名为“醋”。下列叙述正确的是( )
A. 醋酸菌是好氧菌,最适生长温度为18-30℃
B. 当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
C. 果醋制作时先通气进行酒精发酵,再密封进行醋酸发酵
D. 利用醋酸菌细胞呼吸发酵制作酸奶时,溶液的pH逐渐降低
【答案】B
【解析】
【详解】A、醋酸菌是好氧菌,其最适生长温度为30~35℃,18~30℃是酵母菌的最适生长温度,A错误;
B、当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,B正确;
C、制作果酒的酒精发酵阶段,酵母菌需要无氧密封环境才能产生酒精;后续制作果醋的醋酸发酵阶段,醋酸菌为严格好氧菌,必须持续通气供氧才能把酒精转化为醋酸,C错误;
D、制作酸奶的菌种是乳酸菌,醋酸菌为好氧菌,无法在酸奶制作的无氧环境中存活并发挥作用,D错误。
2. 某实验小组在对某大肠杆菌培养液中的大肠杆菌进行计数时,样品的稀释情况如图所示,涂布平板时各组所用稀释液的体积均为0.05 mL。若在F组稀释液对应的培养基中测得的菌落数的平均值为34个,则1 mL原培养液中大肠杆菌的活菌数约为( )
A. 6.8×106个 B. 6.8×108个 C. 1.7×107个 D. 1.7×108个
【答案】B
【解析】
【详解】每毫升样品中的菌落数=平板上的平均菌落数÷涂布的体积×稀释倍数=34÷0.05×106=6.8×108个/mL,B正确,ACD错误。
3. 用植物组织培养技术快速繁殖菊花时,所需培养基的配方如表所示。MS表示培养基,NAA为生长素类似物,6-BA为细胞分裂素类似物。
培养基
配方
结果
甲
MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L
分化出丛状苗
乙
MS+NAA0.1mg/L
分化出根
下列叙述正确的是( )
A. MS培养基中最常用的碳源是葡萄糖
B. 菊花外植体需灭菌后才能接种到培养基中
C. NAA和6-BA比植物天然激素的作用时间持续更长
D. 将培养基甲中的丛状苗转移至培养基乙中培养不需要光照
【答案】C
【解析】
【详解】A、MS培养基最常用的碳源是蔗糖,蔗糖可同时起到提供碳源、维持培养基渗透压的作用,A错误;
B、菊花外植体仅能进行消毒处理,若进行灭菌会直接杀死外植体的活细胞,无法完成组织培养,B错误;
C、NAA和6-BA是人工合成的植物生长调节剂,植物体内没有分解这类物质的相应酶,因此相比植物天然激素,其作用时间更长、效果更稳定,C正确;
D、将丛状苗转移到培养基乙中诱导生根的过程属于再分化阶段,需要光照诱导叶绿素合成,保证幼苗可以进行光合作用正常生长,D错误。
4. 研究人员利用植物体细胞杂交技术,尝试将耐盐碱的野生番茄(核基因组和细胞质基因均完好)与高产但不耐盐碱的栽培番茄(用X射线处理其原生质体,使核基因失活,细胞质基因完好)进行融合,以获得既耐盐碱又高产的番茄新品种丙,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. ①过程应在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B. ②和③过程中,只有③过程发生了基因的选择性表达
C. 再生植株丙的形成证明了原生质体甲或乙仍具有全能性
D. 丙的耐盐碱性状可能来自野生番茄的核基因和细胞质基因
【答案】D
【解析】
【详解】A、原生质体无细胞壁保护,在低渗溶液中会吸水涨破,A错误;
B、②过程为脱分化,③过程为再分化,脱分化和再分化过程均存在基因的选择性表达,B错误;
C、再生植株丙是由杂种细胞经植物组织培养形成的,并非单独的原生质体甲或乙直接发育而来的,因此不能证明原生质体甲或乙仍具有全能性,C错误;
D、耐盐碱性状可能由核基因和细胞质基因共同控制,耐盐碱的野生番茄的核基因组和细胞质基因均完好,而栽培番茄不含耐盐碱基因,故杂种植株丙的耐盐碱性状可能来自野生番茄的核基因和细胞质基因,D正确。
5. 下图为小鼠细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是( )
A. 传代培养至一定代数,所培养的细胞全部都会衰老死亡
B. 为了保证细胞培养所需的无菌环境,可以添加适量的抗生素
C. 培养过程体现了细胞的全能性且存在基因的选择性表达
D. 培养过程中,需要CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养至一定代数,部分细胞的遗传物质可能发生改变,并且带有癌变的特点,能在培养条件下无限制地传代下去,A错误;
B、抗生素能抑制细菌生长,因此为了保证细胞培养所需的无菌、无毒环境,可以添加适量的抗生素,B正确;
C、细胞的全能性是指细胞发育成完整个体的潜能,而小鼠细胞培养仅获得细胞群,没有发育成完整个体,因此不能体现细胞的全能性,C错误;
D、恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,CO2的作用是维持培养液的pH,D错误。
6. “三亲试管婴儿”的培育过程可选用如下技术路线。下列叙述正确的是( )
A. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
B. “三亲婴儿”的遗传物质来自提供细胞核的母亲和提供精子的父亲
C. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
D. 通常用灭活的病毒诱导精子和卵母细胞融合实现体外受精
【答案】C
【解析】
【详解】A、红绿色盲是核基因控制的遗传病,卵母细胞捐献者只提供细胞质,不提供细胞核,因此红绿色盲基因无法遗传给三亲婴儿,A错误;
B、三亲婴儿的遗传物质除了父母提供的核遗传物质,还包含捐献者细胞质中的线粒体遗传物质,B错误;
C、该技术中母亲仅提供细胞核,胎儿的细胞质线粒体来自捐献者,因此可以避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,C正确;
D、灭活病毒是诱导动物细胞融合的方法,体外受精不需要该处理,可在体外适宜条件下完成精子和卵母细胞的受精过程,D错误。
7. 抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”具有诊断早、准确率高的特点。下图为抗HCG单克隆抗体制备流程的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 注射的物质甲为HCG,Z处理的目的是克隆化培养
B. 图中的融合细胞均为杂交瘤细胞并能产生抗HCG的抗体
C. 大规模培养需定期用胃蛋白酶处理并更换培养液
D. 大规模体外培养时,需补充一定浓度的以维持培养液pH
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲是HCG(抗原),注射甲的目的是诱导小鼠产生能分泌抗HCG抗体的B淋巴细胞,这部分正确;但Z处理不仅需要克隆化培养,还需要进行抗体阳性检测,筛选出能产生特异性抗HCG抗体的杂交瘤细胞,A错误;
B、图中的融合细胞不全是杂交瘤细胞,除了杂交瘤细胞,还有B-B细胞、X-X细胞,B错误;
C、大规模动物细胞培养时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散,培养液为弱碱性环境,胃蛋白酶的最适pH为酸性,在弱碱性环境下会失活,所以不能使用胃蛋白酶,C错误;
D、动物细胞体外培养时,气体环境为95%空气和5%CO2,其中CO2的主要作用就是维持培养液的pH,D正确。
8. 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列相关叙述正确的是( )
A. 精子获能后在子宫中与卵细胞完成受精作用
B. 受精卵形成桑葚胚过程中胚胎总体积不断增大
C. 孵化是指原肠胚细胞突破卵细胞膜的过程
D. 精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内
【答案】D
【解析】
【详解】A、哺乳动物受精的场所是输卵管,精子获能后需要移动到输卵管中,才能与处于减数第二次分裂中期的卵细胞完成受精,A错误;
B、受精卵发育至桑葚胚的过程属于卵裂期,该阶段细胞持续进行有丝分裂,但胚胎的总体积基本不变,甚至略有减小,B错误;
C、孵化是囊胚阶段的特征,指囊胚扩大后突破透明带、从透明带中伸展出来的过程,C错误;
D、精子入卵后,卵细胞膜会立即发生卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用),这是防止多精入卵的第二道屏障,能够拒绝其他精子再进入卵内,D正确。
9. 奶牛的自然繁殖率受遗传、营养、管理等多重因素制约,已成为限制高产奶牛种群快速扩繁和牧场经济效益的瓶颈。科研人员利用如图所示的①②两种途径繁殖高产奶牛,以解决上述问题。下列叙述错误的是( )
A. 经①和②路径获得的子代中,仅①需进行性别鉴定
B. 细胞甲处于MⅡ期,该细胞含有一个完整的细胞核
C. ②路径中,获得重构胚与激活重构胚均可用电处理
D. 为获得基因组成相同的子代,可运用胚胎分割技术
【答案】B
【解析】
【详解】A、途径①(试管动物):精子和卵子是随机结合的,子代性别无法提前确定,因此必须进行性别鉴定(如通过胚胎分割后取滋养层细胞做 DNA 分析性别鉴定),以获得高产奶牛(通常选择雌性)。 途径②(克隆动物):核移植的供体细胞来自已知性别的高产奶牛(体细胞的性染色体组成是固定的,如 XX),因此克隆出的子代性别与供体完全一致,无需额外进行性别鉴定,A正确;
B、细胞甲是用于体外受精的卵母细胞,体外受精时,卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期(MⅡ 期),此时卵母细胞的特点是: 减数第一次分裂已经完成,次级卵母细胞停留在 MⅡ 中期,染色体排列在赤道板上,但此时的卵母细胞的核膜已经解体,不存在完整的细胞核(核膜破裂,染色体处于细胞质中),B错误;
C、将体细胞核注入去核卵母细胞后,可通过电融合的方法使供体细胞的细胞膜与卵母细胞膜融合,使细胞核进入卵母细胞,形成重构胚。 重构胚需要被激活才能像受精卵一样进行分裂发育,常用的激活方法包括电脉冲(电激活)、钙离子载体、乙醇等,C正确;
D、胚胎分割技术是将一枚早期胚胎(如囊胚)分割成 2 等份、4 等份或 8 等份,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质(基因组成),因此可以获得基因组成相同的子代,D正确。
10. 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。
11. 研究人员制备了乳腺生物反应器,用其获得具有特殊功能的蛋白质M,基本过程如图所示,①~③表示操作过程,下列说法正确的是( )
A. 具有启动子、复制原点和限制酶切割位点的质粒即可作为运载体
B. ①过程常用显微注射法,②过程形成早期胚胎时不经过细胞的分化
C. 该过程须选择雌性胚胎,胚胎移植前须取滋养层细胞,检测其性别
D. ③过程一般选择发育良好的原肠胚,须对代孕母牛进行同期发情处理
【答案】C
【解析】
【详解】A、质粒作为运载体除了需要具备启动子、复制原点、限制酶切割位点,还有标记基因、终止子等,A错误;
B、①过程导入动物细胞常用显微注射法,②过程形成早期胚胎时需经过细胞的分化,B错误;
C、该过程须选择雌性胚胎, 胚胎移植前须取滋养层细胞(不会损伤内细胞团,不影响胚胎后续发育),检测其性别,以减少对胚胎的影响,C正确;
D、步骤③表示胚胎移植,可选择发育良好的囊胚,且代孕母体需进行同期发情处理,这样可以为移入的胚胎提供相同的生理环境,D错误。
12. 科学家利用AI预测了某种致病病毒的关键蛋白(X蛋白)的三维结构,并基于此设计了一种能特异性抑制X蛋白的药物分子。下列相关叙述错误的是( )
A. AI预测蛋白质结构可加速药物靶点的筛选,缩短药物研发周期
B. 可利用蛋白质工程直接对X蛋白的氨基酸序列进行改造,增强其稳定性
C. 若将编码X蛋白的基因导入大肠杆菌中并让其表达,须使用能在大肠杆菌中发挥作用的启动子
D. 该药物分子与X蛋白结合后,可能改变X蛋白的空间结构,从而抑制其功能
【答案】B
【解析】
【详解】A、AI预测蛋白质三维结构可直接明确药物靶点的结构特征,无需耗费大量时间解析蛋白结构,能够加速药物靶点筛选,缩短药物研发周期,A正确;
B、蛋白质工程的操作对象是基因,无法直接对蛋白质的氨基酸序列进行改造,需通过改造或合成编码X蛋白的基因,再经基因表达获得改造后的X蛋白,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶识别结合、启动转录的序列,不同物种的启动子具有特异性,要让编码X蛋白的基因在大肠杆菌中表达,必须使用可被大肠杆菌RNA聚合酶识别的启动子,C正确;
D、蛋白质的功能由其空间结构决定,药物分子与X蛋白结合后若改变其空间结构,就会导致X蛋白功能异常,实现抑制效果,D正确。
13. CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术,被誉为“基因剪刀”。它的核心原理是利用一段向导RNA(“定位系统”)引导Cas9蛋白(“剪刀”)精确切割目标DNA序列。CRISPR/Cas9技术在农业育种和疾病治疗等多个方面具有广泛应用。下列相关叙述正确的是( )
A. 若目标靶序列(部分)为5′-ATCCGAA-3′,向导RNA的序列应设计为5′-UAGGCUU-3′
B. Cas9类似于基因工程中的限制酶,其作用位点是磷酸二酯键
C. 向导RNA的碱基序列越短,则其在基因上出现定位错误的概率越低
D. 利用CRISPR/Cas9技术编辑癌细胞的原癌基因一定抑制其无限增殖
【答案】B
【解析】
【详解】A、向导RNA与靶DNA序列互补配对时遵循反向平行原则。若靶序列为5′−ATCCGAA−3′,互补向导RNA的序列应为3′−UAGGCUU−5′(即5′−UUCGGAU−3′),A错误;
B、基因工程中限制酶的作用是识别特定DNA序列,切割DNA的磷酸二酯键;Cas9的功能是切割目标DNA,作用位点也是磷酸二酯键,作用类似于限制酶,B正确;
C、向导RNA的碱基序列越短,特异性越低,在基因组中匹配到非目标序列的概率越高,定位错误的概率越高,C错误;
D、基因突变具有不定向性,编辑原癌基因后,突变方向无法确定,不一定能抑制癌细胞的无限增殖,D错误。
14. 下图表示糖类的化学组成和种类,下列相关叙述正确的是( )
A. ①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解
B. ①、②均是可被细胞直接吸收利用的小分子物质
C. ④、⑤分别为纤维素、肌糖原,二者均储存能量,可作为储能物质
D. ①→②→③过程均有水产生
【答案】D
【解析】
【详解】A、①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,单糖不可继续水解,A错误;
B、①是单糖,其中葡萄糖可以被直接吸收利用,②二糖不能被细胞直接吸收,B错误;
C、④、⑤分别为纤维素、肌糖原,其中肌糖原可作为储能物质,纤维素是构成植物细胞壁的结构物质,不是储能物质,C错误;
D、单糖形成二糖,二糖形成多糖的过程都是脱水缩合,均有水产生,D正确。
故选D。
15. 哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,其结构简式如下图所示,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述错误的是( )
A. 催产素含9种氨基酸,7个肽键
B. 图中—S—S—可能表示一个二硫键
C. 组成催产素的不同氨基酸的R基不同
D. 催产素至少含一个游离的氨基和羧基
【答案】A
【解析】
【详解】A、观察催产素结构简式,其含有9个氨基酸,但其中有2个Cys,所以氨基酸种类是8种,肽键数=氨基酸数-肽链数,这里是一条链状结构,所以肽键数为9-1=8个,A错误;
B、图中-S-S-是由两个巯基(-SH)脱氢形成的二硫键,B正确;
C、氨基酸的不同就在于R基的不同,C正确;
D、催产素是一条肽链,一条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,D正确。
二、不定项选择题(共15分、每题3分)
16. 由于某目的基因酶切后的末端为平末端,载体E只有产生黏性末端的酶切位点,需借助中间载体P 将目的基因接入载体E。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 为了便于该目的基因接入载体E,可用限制酶EcoRⅤ或SmaⅠ切割载体P
B. 最后将该目的基因接入载体E,可用限制酶XhoⅠ和PstⅠ切割载体P
C. 载体P不能作为基因表达载体,是因为其没有表达该目的基因的启动子与终止子
D. 若受体细胞表现出抗性基因的相应性状,表明重组载体成功导入了受体细胞
【答案】AD
【解析】
【详解】AB、据题图可知,中间载体P和载体E均含有限制酶Xho Ⅰ和Pst Ⅰ的识别序列,故将目的基因接入载体E,可选用限制酶Xho Ⅰ和Pst Ⅰ切割载体P;载体P的限制酶Xho Ⅰ和Pst Ⅰ之间含有EcoR Ⅴ识别位点,并且其切割的产物为平末端,可以用于连接目的基因,限制酶Sma Ⅰ虽然也能切割得到平末端,但是其识别位点没有位于限制酶Xho Ⅰ和Pst Ⅰ的识别位点之间,故不能选择其对中间载体P进行切割,A错误,B正确;
C、由图可知,载体P是中间质粒,不含有表达目的基因的启动子和终止子,不能表达,C正确;
D、受体细胞表现出抗性基因的相应性状,也可能是导入了空质粒(不含目的基因的质粒),D错误。
17. 琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析,样品1-4的电泳结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙,甲只有限制酶R的一个酶切位点,样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述正确的是( )
A. 配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲液
B. 该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷
C. 甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同
D. 据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液,可维持电泳过程中体系的pH稳定,保证核酸分子正常泳动,A正确;
B、电泳时,样品向+极移动,说明在该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷,符合核酸分子在电泳中的带电特性,B正确;
C、电泳中,DNA分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相同,但影响DNA分子的迁移速率的因素很多,所以碱基对的数量可能不同,C正确;
D、甲只有限制酶R的一个酶切位点,若被酶R完全酶切,只会得到2种DNA片段(2个条带),这两个条带的碱基数量比甲要少,电泳跑的距离要比甲更远,所以据图推测样品4才是甲被酶R完全酶切后的产物,D错误。
故选ABC。
18. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中所用培养基不需要添加氮源,但需要将pH调制成中性或弱酸性
B. 纯化培养时,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液进行涂布
C. 步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了10000倍
D. 若④的平板上菌落平均数为72个,则每克土壤中含有的固氮菌约7.2×106个
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,在培养细菌时需要将培养基调成中性或弱碱性,A错误;
B、由图可知,该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,应该用微量移液器从盛有菌液的试管中取0.1mL菌液,再用涂布器涂布,B错误;
C、步骤①获取土壤一般来自浅层土壤,结合图示可知,步骤③将土壤悬浮液稀释了1000倍,C错误;
D、若④的平板上菌落的平均数为72个,由图可知,稀释倍数为104,每克土壤中含有的固氮菌个数为C÷V×M(稀释倍数)=72÷0.1×104=7.2×106个,D正确。
故选ABC。
19. 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种重要的细胞因子,高浓度时会引发多种疾病。科研人员利用细胞工程技术制备了抗TNF-α的单克隆抗体用于治疗,其核心流程如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 图中①一般为骨髓瘤细胞,通常从小鼠的血液中获得
B. 流程中用于融合的B淋巴细胞,可从免疫小鼠的脾脏中获取
C. 步骤④包含克隆化培养和抗体检测,目标杂交瘤细胞分泌的抗体可特异性识别并结合TNF-α
D. 步骤③用特定的选择培养基是为了筛选出能产生抗TNF-α的抗体的杂交瘤细胞
【答案】BC
【解析】
【详解】A、图中①是骨髓瘤细胞,需要从小鼠的骨髓瘤组织中获取,不能从小鼠血液中获得,A错误;
B、制备单克隆抗体时,抗原免疫小鼠后,可从免疫小鼠的脾脏中获取已免疫的B淋巴细胞用于细胞融合,B正确;
C、步骤④是筛选目标杂交瘤细胞,包含克隆化培养和抗体阳性检测。本实验的目的是制备抗TNF−α的单克隆抗体,因此筛选得到的目标杂交瘤细胞分泌的抗体,可特异性识别并结合TNF−α,C正确;
D、步骤③用特定选择培养基的作用,只是筛选出杂交瘤细胞(淘汰未融合细胞、同种细胞融合的产物),筛选能产生抗TNF−α抗体的杂交瘤细胞是步骤④的目的,D错误。
20. 番茄(2N=24)是二倍体,马铃薯(4N=48)是四倍体。育种工作者利用不同的方法进行了如图所示的四组实验,其中花粉a是番茄花粉,花粉b是马铃薯花粉。下列叙述正确的是( )
A. 植物体A叶肉细胞含24条染色体,植物体B叶肉细胞含12条染色体
B. 从花粉a形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是有丝分裂
C. 与传统杂交育种相比,方式Ⅱ可以大大缩短育种年限
D. 植物体D可能同时具有马铃薯和番茄的特征
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、植物A为番茄(2N=24)韧皮部的细胞组织培养而来,叶肉细胞含24条染色体,植物B为番茄(2N=24)的花粉(N=12)经秋水仙素加倍而来,植物体B叶肉细胞含24条染色体,A错误;
B、花粉a经脱分化、分裂形成幼苗B,其分裂方式是有丝分裂,B正确;
C、方式Ⅱ对花粉a进行离体培养,再用秋水仙素处理使染色体加倍,大大缩短了育种年限,C正确;
D、植物体D为番茄细胞和马铃薯细胞融合而来,可能同时具有马铃薯和番茄的特征,D正确。
三、解答题(共55分、除特殊标注外每空1分)
21. 利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可获得高品质、抗逆性强的杂种植株,流程如图。回答下列问题:
(1)实验中常用_________酶去除细胞壁得到山金柑与早花柠檬原生质体,需要向原生质体培养液中加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_____________。
(2)过程②利用化学试剂_______诱导融合,可通过观察__________进行杂种细胞的初步筛选,愈伤组织形成和生长、分化过程中,培养基中的碳源是_____(填“无机碳源”或“有机碳源”),在③、④过程中发生基因选择性表达的是_____。
(3)为探究6-BA和IAA对愈伤组织再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基,培养后统计愈伤组织再生丛芽的比例(m),以及愈伤组织上的再生丛芽的平均数(n),结果如表所示。
培养基编号
浓度/(mg·L-1)
m/%
n/个
6-BA
IAA
1
0.5
0
76.7
3.1
2
0.1
77.4
6.1
3
0.2
66.7
5.3
4
0.5
60.0
5.0
该实验中,自变量是_____,6-BA属于_______类生长调节剂。分析实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是_____号培养基,当6-BA / IAA的值_____(填“低”或“高”)时,诱导生芽成功率较高。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点是_______________________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 保持原生质体的完整性
(2) ①. 聚乙二醇##PEG ②. 是否再生新细胞壁 ③. 有机碳源 ④. ③④
(3) ①. IAA 浓度 ②. 细胞分裂素 ③. 1 ④. 高
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离,实现远缘杂交
【解析】
【小问1详解】
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,去除细胞壁需要用纤维素酶和果胶酶,获得无壁的原生质体。 原生质体没有细胞壁保护,易吸水胀破。培养液中加入甘露醇(维持渗透压的溶质),目的是维持原生质体内外的渗透压平衡,防止原生质体吸水破裂,保持其结构完整和活性。
【小问2详解】
过程②是原生质体融合,常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG),它能促进原生质体膜融合。植物细胞完成融合的标志是再生出新的细胞壁,因此可以通过观察 “是否再生新细胞壁”,初步筛选出成功融合的杂种细胞。愈伤组织细胞无叶绿体,无法进行光合作用,必须依赖外界提供的有机碳源(如蔗糖)获取能量,因此培养基碳源为有机碳源。③是脱分化形成愈伤组织,④是再分化形成芽、根并发育为植株。 脱分化和再分化过程中,细胞的形态、结构和功能发生变化,是基因选择性表达的结果,因此③、④过程都发生了基因的选择性表达。
【小问3详解】
实验中 6-BA 浓度固定为 0.5 mg・L⁻¹,IAA 浓度分别为 0、0.1、0.2、0.5 mg・L⁻¹,因此自变量是IAA 浓度。由于植物组织培养基中需要添加生长素和细胞分裂,根据题意“某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基”可知,6-BA是人工合成的细胞分裂素类生长调节剂,主要作用是促进细胞分裂、诱导芽的分化。表格中 “n” 表示每个愈伤组织上再生丛芽的平均数,1 号培养基的 n 值为 3.1,是四组中最低的,因此诱导丛芽总数最少的是1 号培养基。植物组织培养中,生长素(IAA)与细胞分裂素(6-BA)的比值会影响分化方向:比值高时,利于根的分化;比值低时,利于芽的分化。故当6-BA / IAA的值高时,诱导生芽成功率较高。
【小问4详解】
传统的有性杂交受生殖隔离限制,不同物种间难以杂交产生可育后代。而植物体细胞杂交技术可以将不同物种的原生质体融合,再培育为杂种植株,打破了物种间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍,是其最核心的优势。
22. 两只克隆小猴“中中”和“华华”是世界首例非人灵长类动物的体细胞克隆猴,这是我国的研究成果。一年后5只世界首例生物节律紊乱的体细胞克隆猴诞生。下图为培育克隆猴的流程,回答问题:
(1)在“中中”“华华”之前,科学家已培育了胚胎细胞克隆猴,胚胎细胞核移植难度明显低于体细胞核移植的原因是________。
(2)科学家首先将采集的卵母细胞培养至________期,然后去核,这里的“去核”实际上是指去除________。核移植过程中用灭活的仙台病毒进行了短暂处理,其目的是________。体外培养重构胚时,需提供适宜的营养及环境条件,推测环境条件包括________。(答出两点)。最后将胚胎移植到经过________处理的代孕母猴体内,最终产出克隆小猴。
(3)我国科研团队采集一只睡眠紊乱最明显的BMAL1基因敲除的猕猴的体细胞,通过核移植技术获得了5只克隆猴,理论上这5只克隆猴之间的细胞核基因型________(填“相同”或“不相同”或“不一定相同”)。为验证上述5只基因敲除猕猴存在昼夜节律紊乱问题,科学家用检测设备监测实验猴,通过行为学分析检测其是否明显表现出睡眠紊乱的症状,对照组的设置应为________。
【答案】(1)胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易
(2) ①. MⅡ(或减数第二次分裂中期) ②. 纺锤体-染色体复合物 ③. 诱导细胞融合 ④. 无菌、无毒的环境,温度、pH、渗透压,气体环境 ⑤. 同期发情
(3) ①. 相同 ②. 与克隆猴生理状态相同的正常个体
【解析】
【小问1详解】
体细胞分化程度高,表现全能性困难,而胚胎细胞分化程度低,表现全能性容易,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
【小问2详解】
去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至减数分裂II中期;去核是指去除纺锤体—染色体复合物;核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理,在此过程中,灭活的仙台病毒的作用是诱导体细胞与去核卵母细胞融合。目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法,核移植的具体操作是将体细胞注入去核卵母细胞,从而得到重构胚,使其具有发育成完整个体的能力;体外培养重构胚时,培养液中除应含有细胞所需要的各种营养物质外,通常需要加入动物血清等一些天然成分,并将其置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养,培养过程中需要定期更换培养基,并创造无菌、无毒环境。胚胎移植前还需对代孕母猴进行同期发情处理,这样可以使移植的胚胎获得相同的生理环境,以保证胚胎能够继续发育。
【小问3详解】
通过核移植技术获得了5只克隆猴,理论上这5只克隆猴之间的细胞核基因型相同,细胞质基因来源于受体细胞;为了验证这5只基因敲除猕猴是否存在昼夜节律紊乱问题,科学家给猴子们佩戴了检测设备,可以随时监测到它们的昼夜活动情况,通过行为学分析检测其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为与克隆猕猴生理状态相同的正常的猕猴个体(不存在BMAL1缺失)。
23. 尼帕病毒(NV)是一种新型人畜共患病毒,该病毒的结构蛋白(X蛋白)可诱导动物机体产生中和抗体,从而防御病毒感染。制备单克隆中和抗体的流程如图所示。回答下列问题。
(1)制备单克隆抗体过程中涉及的动物细胞工程技术包括________。
(2)在体外培养骨髓瘤细胞时,需要在合成培养基中添加________等一些天然成分,气体环境是________。贴壁生长的细胞除营养物质缺乏等因素外,还会出现________现象,此时需要用________等处理后分瓶培养。
(3)在特定培养基Y中不能存活的细胞包括下列________。①B淋巴细胞;②小鼠的骨髓瘤细胞;③B淋巴细胞自身融合的细胞;④小鼠的骨髓瘤细胞自身融合的细胞;⑤杂交瘤细胞
(4)图中符合生产的杂交瘤细胞具有________的特点。最终可从________或________中获得大量的单克隆抗体。
(5)为鉴定单克隆抗体识别抗原的具体区域,可将抗原(X蛋白)进行逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图所示(“+”表示有反应,“-”表示无反应,“aa”表示氨基酸)。结果证明,该单克隆抗体识别抗原(X蛋白)的区域大概为________(填“40~50”、“40~55”或“40~60”)位氨基酸。
【答案】(1)动物细胞培养、动物细胞融合
(2) ①. 血清 ②. 95%空气加5%CO2 ③. 接触抑制 ④. 胰蛋白酶 (3)①②③④
(4) ①. 既能无限增殖、又能产生所需抗体 ②. 小鼠腹水 ③. 培养液
(5)40~55
【解析】
【小问1详解】
单克隆抗体的制备利用了动物细胞培养和动物细胞融合技术,让B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。
【小问2详解】
在体外培养骨髓瘤细胞时,由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,所以需要在合成培养基中添加血清等一些天然成分,细胞培养所需的气体环境是95%空气加5%CO2,其中5%CO2的作用是维持培养液的pH。贴壁生长的细胞除营养物质缺乏等因素外,还会出现接触抑制现象,此时需要用胰蛋白酶等处理,使细胞分散成单个,后分瓶培养。
【小问3详解】
特定培养基Y是用于筛选杂交瘤细胞的,未融合的亲本细胞(①B淋巴细胞、②小鼠的骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(③B淋巴细胞自身融合的细胞、④小鼠的骨髓瘤细胞自身融合的细胞) 在该培养基上不能存活,只有杂交瘤细胞(⑤) 能存活,所以在特定培养基Y中不能存活的细胞包括①②③④。
【小问4详解】
图中符合生产的杂交瘤细胞具有既能无限增殖、又能产生所需抗体的特点。筛选的杂交瘤细胞再将其注射到小鼠的腹腔内增殖或在体外培养合成抗体,故最终能从小鼠腹水或培养液中获得大量的单克隆抗体。
【小问5详解】
根据图可知,1~50氨基酸序列片段与抗体无反应,而1~55氨基酸序列片段与抗体有反应,说明该单克隆抗体识别的区域大概为50~55位氨基酸,50~153氨基酸序列片段与抗体无反应,而40~153氨基酸序列片段与抗体有反应,说明该单克隆抗体识别的区域大概为40~50位氨基酸,综上分析可知,该单克隆抗体识别抗原(X蛋白)的区域大概为40~55位氨基酸。
24. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析并回答下列问题。
(1)图中产生小牛的几个途径中,属于无性繁殖途径的有应用___________(填数字)。
(2)应用1中,为了大量获取细胞B,需对供体2注射___________,使用___________技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为___________。
(3)供体1完成体内受精的场所在___________。在应用2、3、4中,若要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其___________,胚胎移植前需要对受体进行___________处理。
(4)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过___________技术获得二分胚①和②,操作时需要注意___________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【答案】(1)1、3 (2) ①. 促性腺激素 ②. 体细胞核移植 ③. 雌性
(3) ①. 输卵管 ②. 获能 ③. 同期发情
(4) ①. 胚胎分割 ②. 将内细胞团进行均等分割
【解析】
【小问1详解】
应用1采用了核移植技术,形成克隆动物,属于无性生殖;应用2采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,形成的是试管动物,属于有性生殖;应用4表示从早期胚胎或原始性腺中提取胚胎干细胞;应用3采用了胚胎分割技术,属于无性生殖,故图中产生小牛的几个途径中,属于无性繁殖途径的为应用1、3。
【小问2详解】
应用1中,为了大量获取细胞B,即卵母细胞,需要对供体2注射促性腺激素,使其超数排卵,使用动物体细胞核移植技术获得重组细胞,由于供体1是良种荷斯坦高产奶牛,其提供细胞核,所以最终获得的良种小牛为雌性。
【小问3详解】
供体1完成体内受精的场所发生在输卵管内,在应用2、3、4中,若要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行获能处理,因为获能后的精子才具备与卵细胞受精的能力,应用2过程中得到的胚胎应该移植到和供体同种的、生理状态相同的雌性动物体内,因此受体雌性动物需要经过同期发情处理。
【小问4详解】
应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,若要进行性别鉴定,取滋养层细胞进行。
25. 虾青素是雨生红球藻的产物,具有抗氧化和提高免疫力等特点,但并非是其基本生命活动必需的产物。某科研团队从雨生红球藻中克隆虾青素合成关键酶基因(crtZ),通过基因工程改造酿酒酵母构建工程菌株,并结合发酵工艺优化实现虾青素产业化生产。回答下列问题:
(1)目的基因的获取。提取雨生红球藻的总DNA作为________,设计特异性引物扩增crtZ基因,此过程每次循环可以分为________三步。
(2)构建重组DNA分子。图中质粒还缺少的必备元件是________。质粒中启动子的作用是结合________,驱动目的基因高效转录。为使基因crtZ片段能正确连接到图中质粒,应选用限制酶________来处理质粒。
(3)目的基因导入受体细胞。将重组质粒导入大肠杆菌后,需在含________的培养基上筛选,以排除未导入质粒的大肠杆菌;再从阳性大肠杆菌中提取重组质粒,导入URA3基因缺失的酿酒酵母,应在________的培养基上筛选工程酵母,理由是________。
(4)虾青素的部分代谢途径如图所示,通过基因编辑技术将crtZ基因定向整合到酿酒酵母染色体上的ERG3基因中,该方法可避免因________(生理过程)导致的目的基因丢失,提高遗传稳定性;同时能进一步提高虾青素产量,原因是________,这一方案体现了基因工程对微生物________的定向改造。
【答案】(1) ①. 模板 ②. 变性、退火、延伸
(2) ①. 复制原点(复制起点) ②. RNA聚合酶 ③. BamHⅠ和EcoRⅠ
(3) ①. 氨苄青霉素 ②. 不含尿嘧啶 ③. URA3基因缺失的酵母无法合成尿嘧啶,只有导入含URA3基因重组质粒的工程酵母才能在不含尿嘧啶的培养基上存活
(4) ①. 有丝分裂(细胞增殖) ②. ERG3基因被破坏,使更多前体物质用于虾青素合成途径 ③. 代谢途径
【解析】
【小问1详解】
目的基因扩增以雨生红球藻总DNA为模板,特异性引物可精准结合在目的基因的3'端,启动扩增。PCR技术每次循环分为三步:变性(高温使DNA双链解旋)、复性(降温让引物与模板链结合)、延伸(Taq酶催化子链合成),通过多轮循环实现目的基因大量复制。
【小问2详解】
重组质粒的必备元件包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点,图中质粒缺失复制原点。启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,RNA聚合酶结合后可启动目的基因转录为mRNA。分析题图可知,目的基因的两端只有EcoR Ⅰ和Bgl Ⅱ识别序列,目的基因应该用这两种酶切割,为使基因crtZ片段能在受体细胞中表达,应将基因crtZ片段连在启动子和终止子之间,他们之间有Bgl Ⅱ、EcoR I、BamH I和Hind Ⅲ识别序列,但Bgl Ⅱ有一个识别位点在启动子左边,如果使用此酶,有可能会将启动子切除,不能使用此酶,Bgl Ⅱ和BamH I切割后产生的黏性末端相同,为保证目的基因和质粒能正确连接在一起,应该用EcoR I和BamH I切割质粒。
【小问3详解】
分析题图可知,大肠杆菌的筛选标记基因为Ampr(氨苄青霉素抗性基因),故需在含氨苄青霉素的培养基上筛选,未导入质粒的大肠杆菌无抗性,会被淘汰。 酿酒酵母缺失URA3基因,无法合成尿嘧啶,而重组质粒含URA3基因,故需在不含尿嘧啶的培养基上筛选,只有导入含URA3基因重组质粒的工程酵母才能在不含尿嘧啶的培养基上存活从而区分成功转化的酵母。
【小问4详解】
若目的基因仅存在于质粒上,酵母有丝分裂(细胞增殖)过程中,质粒可能随机分配,导致部分子代细胞丢失目的基因;整合到染色体上可避免这一问题,提高遗传稳定性。据代谢途径可知,ERG3基因控制合成麦角固醇,crtZ基因整合到ERG3基因中会破坏其功能,使前体物质无法流向麦角固醇合成途径,转而更多用于虾青素合成,故产量提高。这一方案体现了基因工程对微生物代谢途径的定向改造。
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海林市高级中学2025—2026年度下学期高二学年
(生物)学科期中考试试题
一、单选题(共30分、每题2分)
1. 传说杜康的儿子墨塔在一次酿酒时发酵过头,直至第21天开缸时,发现酒液已变酸但香气扑鼻、酸甜可口,于是将其命名为“醋”。下列叙述正确的是( )
A. 醋酸菌是好氧菌,最适生长温度为18-30℃
B. 当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸
C. 果醋制作时先通气进行酒精发酵,再密封进行醋酸发酵
D. 利用醋酸菌细胞呼吸发酵制作酸奶时,溶液的pH逐渐降低
2. 某实验小组在对某大肠杆菌培养液中的大肠杆菌进行计数时,样品的稀释情况如图所示,涂布平板时各组所用稀释液的体积均为0.05 mL。若在F组稀释液对应的培养基中测得的菌落数的平均值为34个,则1 mL原培养液中大肠杆菌的活菌数约为( )
A. 6.8×106个 B. 6.8×108个 C. 1.7×107个 D. 1.7×108个
3. 用植物组织培养技术快速繁殖菊花时,所需培养基的配方如表所示。MS表示培养基,NAA为生长素类似物,6-BA为细胞分裂素类似物。
培养基
配方
结果
甲
MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L
分化出丛状苗
乙
MS+NAA0.1mg/L
分化出根
下列叙述正确的是( )
A. MS培养基中最常用的碳源是葡萄糖
B. 菊花外植体需灭菌后才能接种到培养基中
C. NAA和6-BA比植物天然激素的作用时间持续更长
D. 将培养基甲中的丛状苗转移至培养基乙中培养不需要光照
4. 研究人员利用植物体细胞杂交技术,尝试将耐盐碱的野生番茄(核基因组和细胞质基因均完好)与高产但不耐盐碱的栽培番茄(用X射线处理其原生质体,使核基因失活,细胞质基因完好)进行融合,以获得既耐盐碱又高产的番茄新品种丙,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. ①过程应在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B. ②和③过程中,只有③过程发生了基因的选择性表达
C. 再生植株丙的形成证明了原生质体甲或乙仍具有全能性
D. 丙的耐盐碱性状可能来自野生番茄的核基因和细胞质基因
5. 下图为小鼠细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是( )
A. 传代培养至一定代数,所培养的细胞全部都会衰老死亡
B. 为了保证细胞培养所需的无菌环境,可以添加适量的抗生素
C. 培养过程体现了细胞的全能性且存在基因的选择性表达
D. 培养过程中,需要CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸
6. “三亲试管婴儿”的培育过程可选用如下技术路线。下列叙述正确的是( )
A. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
B. “三亲婴儿”的遗传物质来自提供细胞核的母亲和提供精子的父亲
C. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
D. 通常用灭活的病毒诱导精子和卵母细胞融合实现体外受精
7. 抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”具有诊断早、准确率高的特点。下图为抗HCG单克隆抗体制备流程的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 注射的物质甲为HCG,Z处理的目的是克隆化培养
B. 图中的融合细胞均为杂交瘤细胞并能产生抗HCG的抗体
C. 大规模培养需定期用胃蛋白酶处理并更换培养液
D. 大规模体外培养时,需补充一定浓度的以维持培养液pH
8. 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列相关叙述正确的是( )
A. 精子获能后在子宫中与卵细胞完成受精作用
B. 受精卵形成桑葚胚过程中胚胎总体积不断增大
C. 孵化是指原肠胚细胞突破卵细胞膜的过程
D. 精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内
9. 奶牛的自然繁殖率受遗传、营养、管理等多重因素制约,已成为限制高产奶牛种群快速扩繁和牧场经济效益的瓶颈。科研人员利用如图所示的①②两种途径繁殖高产奶牛,以解决上述问题。下列叙述错误的是( )
A. 经①和②路径获得的子代中,仅①需进行性别鉴定
B. 细胞甲处于MⅡ期,该细胞含有一个完整的细胞核
C. ②路径中,获得重构胚与激活重构胚均可用电处理
D. 为获得基因组成相同的子代,可运用胚胎分割技术
10. 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
11. 研究人员制备了乳腺生物反应器,用其获得具有特殊功能的蛋白质M,基本过程如图所示,①~③表示操作过程,下列说法正确的是( )
A. 具有启动子、复制原点和限制酶切割位点的质粒即可作为运载体
B. ①过程常用显微注射法,②过程形成早期胚胎时不经过细胞的分化
C. 该过程须选择雌性胚胎,胚胎移植前须取滋养层细胞,检测其性别
D. ③过程一般选择发育良好的原肠胚,须对代孕母牛进行同期发情处理
12. 科学家利用AI预测了某种致病病毒的关键蛋白(X蛋白)的三维结构,并基于此设计了一种能特异性抑制X蛋白的药物分子。下列相关叙述错误的是( )
A. AI预测蛋白质结构可加速药物靶点的筛选,缩短药物研发周期
B. 可利用蛋白质工程直接对X蛋白的氨基酸序列进行改造,增强其稳定性
C. 若将编码X蛋白的基因导入大肠杆菌中并让其表达,须使用能在大肠杆菌中发挥作用的启动子
D. 该药物分子与X蛋白结合后,可能改变X蛋白的空间结构,从而抑制其功能
13. CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术,被誉为“基因剪刀”。它的核心原理是利用一段向导RNA(“定位系统”)引导Cas9蛋白(“剪刀”)精确切割目标DNA序列。CRISPR/Cas9技术在农业育种和疾病治疗等多个方面具有广泛应用。下列相关叙述正确的是( )
A. 若目标靶序列(部分)为5′-ATCCGAA-3′,向导RNA的序列应设计为5′-UAGGCUU-3′
B. Cas9类似于基因工程中的限制酶,其作用位点是磷酸二酯键
C. 向导RNA的碱基序列越短,则其在基因上出现定位错误的概率越低
D. 利用CRISPR/Cas9技术编辑癌细胞的原癌基因一定抑制其无限增殖
14. 下图表示糖类的化学组成和种类,下列相关叙述正确的是( )
A. ①、②、③依次代表单糖、二糖、多糖,它们均可继续水解
B. ①、②均是可被细胞直接吸收利用的小分子物质
C. ④、⑤分别为纤维素、肌糖原,二者均储存能量,可作为储能物质
D. ①→②→③过程均有水产生
15. 哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,其结构简式如下图所示,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述错误的是( )
A. 催产素含9种氨基酸,7个肽键
B. 图中—S—S—可能表示一个二硫键
C. 组成催产素的不同氨基酸的R基不同
D. 催产素至少含一个游离的氨基和羧基
二、不定项选择题(共15分、每题3分)
16. 由于某目的基因酶切后的末端为平末端,载体E只有产生黏性末端的酶切位点,需借助中间载体P 将目的基因接入载体E。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 为了便于该目的基因接入载体E,可用限制酶EcoRⅤ或SmaⅠ切割载体P
B. 最后将该目的基因接入载体E,可用限制酶XhoⅠ和PstⅠ切割载体P
C. 载体P不能作为基因表达载体,是因为其没有表达该目的基因的启动子与终止子
D. 若受体细胞表现出抗性基因的相应性状,表明重组载体成功导入了受体细胞
17. 琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析,样品1-4的电泳结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙,甲只有限制酶R的一个酶切位点,样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述正确的是( )
A. 配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲液
B. 该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷
C. 甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同
D. 据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物
18. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中所用培养基不需要添加氮源,但需要将pH调制成中性或弱酸性
B. 纯化培养时,用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液进行涂布
C. 步骤①获取土壤一般来自表层土壤,步骤③将土壤悬浮液稀释了10000倍
D. 若④的平板上菌落平均数为72个,则每克土壤中含有的固氮菌约7.2×106个
19. 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种重要的细胞因子,高浓度时会引发多种疾病。科研人员利用细胞工程技术制备了抗TNF-α的单克隆抗体用于治疗,其核心流程如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 图中①一般为骨髓瘤细胞,通常从小鼠的血液中获得
B. 流程中用于融合的B淋巴细胞,可从免疫小鼠的脾脏中获取
C. 步骤④包含克隆化培养和抗体检测,目标杂交瘤细胞分泌的抗体可特异性识别并结合TNF-α
D. 步骤③用特定的选择培养基是为了筛选出能产生抗TNF-α的抗体的杂交瘤细胞
20. 番茄(2N=24)是二倍体,马铃薯(4N=48)是四倍体。育种工作者利用不同的方法进行了如图所示的四组实验,其中花粉a是番茄花粉,花粉b是马铃薯花粉。下列叙述正确的是( )
A. 植物体A叶肉细胞含24条染色体,植物体B叶肉细胞含12条染色体
B. 从花粉a形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是有丝分裂
C. 与传统杂交育种相比,方式Ⅱ可以大大缩短育种年限
D. 植物体D可能同时具有马铃薯和番茄的特征
三、解答题(共55分、除特殊标注外每空1分)
21. 利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可获得高品质、抗逆性强的杂种植株,流程如图。回答下列问题:
(1)实验中常用_________酶去除细胞壁得到山金柑与早花柠檬原生质体,需要向原生质体培养液中加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_____________。
(2)过程②利用化学试剂_______诱导融合,可通过观察__________进行杂种细胞的初步筛选,愈伤组织形成和生长、分化过程中,培养基中的碳源是_____(填“无机碳源”或“有机碳源”),在③、④过程中发生基因选择性表达的是_____。
(3)为探究6-BA和IAA对愈伤组织再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基,培养后统计愈伤组织再生丛芽的比例(m),以及愈伤组织上的再生丛芽的平均数(n),结果如表所示。
培养基编号
浓度/(mg·L-1)
m/%
n/个
6-BA
IAA
1
0.5
0
76.7
3.1
2
0.1
77.4
6.1
3
0.2
66.7
5.3
4
0.5
60.0
5.0
该实验中,自变量是_____,6-BA属于_______类生长调节剂。分析实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是_____号培养基,当6-BA / IAA的值_____(填“低”或“高”)时,诱导生芽成功率较高。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点是_______________________。
22. 两只克隆小猴“中中”和“华华”是世界首例非人灵长类动物的体细胞克隆猴,这是我国的研究成果。一年后5只世界首例生物节律紊乱的体细胞克隆猴诞生。下图为培育克隆猴的流程,回答问题:
(1)在“中中”“华华”之前,科学家已培育了胚胎细胞克隆猴,胚胎细胞核移植难度明显低于体细胞核移植的原因是________。
(2)科学家首先将采集的卵母细胞培养至________期,然后去核,这里的“去核”实际上是指去除________。核移植过程中用灭活的仙台病毒进行了短暂处理,其目的是________。体外培养重构胚时,需提供适宜的营养及环境条件,推测环境条件包括________。(答出两点)。最后将胚胎移植到经过________处理的代孕母猴体内,最终产出克隆小猴。
(3)我国科研团队采集一只睡眠紊乱最明显的BMAL1基因敲除的猕猴的体细胞,通过核移植技术获得了5只克隆猴,理论上这5只克隆猴之间的细胞核基因型________(填“相同”或“不相同”或“不一定相同”)。为验证上述5只基因敲除猕猴存在昼夜节律紊乱问题,科学家用检测设备监测实验猴,通过行为学分析检测其是否明显表现出睡眠紊乱的症状,对照组的设置应为________。
23. 尼帕病毒(NV)是一种新型人畜共患病毒,该病毒的结构蛋白(X蛋白)可诱导动物机体产生中和抗体,从而防御病毒感染。制备单克隆中和抗体的流程如图所示。回答下列问题。
(1)制备单克隆抗体过程中涉及的动物细胞工程技术包括________。
(2)在体外培养骨髓瘤细胞时,需要在合成培养基中添加________等一些天然成分,气体环境是________。贴壁生长的细胞除营养物质缺乏等因素外,还会出现________现象,此时需要用________等处理后分瓶培养。
(3)在特定培养基Y中不能存活的细胞包括下列________。①B淋巴细胞;②小鼠的骨髓瘤细胞;③B淋巴细胞自身融合的细胞;④小鼠的骨髓瘤细胞自身融合的细胞;⑤杂交瘤细胞
(4)图中符合生产的杂交瘤细胞具有________的特点。最终可从________或________中获得大量的单克隆抗体。
(5)为鉴定单克隆抗体识别抗原的具体区域,可将抗原(X蛋白)进行逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图所示(“+”表示有反应,“-”表示无反应,“aa”表示氨基酸)。结果证明,该单克隆抗体识别抗原(X蛋白)的区域大概为________(填“40~50”、“40~55”或“40~60”)位氨基酸。
24. 随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,请据图分析并回答下列问题。
(1)图中产生小牛的几个途径中,属于无性繁殖途径的有应用___________(填数字)。
(2)应用1中,为了大量获取细胞B,需对供体2注射___________,使用___________技术获得重组细胞,最终获得的良种小牛性别为___________。
(3)供体1完成体内受精的场所在___________。在应用2、3、4中,若要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其___________,胚胎移植前需要对受体进行___________处理。
(4)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题:对囊胚阶段的胚胎通过___________技术获得二分胚①和②,操作时需要注意___________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
25. 虾青素是雨生红球藻的产物,具有抗氧化和提高免疫力等特点,但并非是其基本生命活动必需的产物。某科研团队从雨生红球藻中克隆虾青素合成关键酶基因(crtZ),通过基因工程改造酿酒酵母构建工程菌株,并结合发酵工艺优化实现虾青素产业化生产。回答下列问题:
(1)目的基因的获取。提取雨生红球藻的总DNA作为________,设计特异性引物扩增crtZ基因,此过程每次循环可以分为________三步。
(2)构建重组DNA分子。图中质粒还缺少的必备元件是________。质粒中启动子的作用是结合________,驱动目的基因高效转录。为使基因crtZ片段能正确连接到图中质粒,应选用限制酶________来处理质粒。
(3)目的基因导入受体细胞。将重组质粒导入大肠杆菌后,需在含________的培养基上筛选,以排除未导入质粒的大肠杆菌;再从阳性大肠杆菌中提取重组质粒,导入URA3基因缺失的酿酒酵母,应在________的培养基上筛选工程酵母,理由是________。
(4)虾青素的部分代谢途径如图所示,通过基因编辑技术将crtZ基因定向整合到酿酒酵母染色体上的ERG3基因中,该方法可避免因________(生理过程)导致的目的基因丢失,提高遗传稳定性;同时能进一步提高虾青素产量,原因是________,这一方案体现了基因工程对微生物________的定向改造。
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