内容正文:
2025—2026学年度第二学期期中考试
高二生物试卷
考试时间:75分钟分值:100分
一、单项选择题:(本题包括15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项最符合题意。)
1. 研究者用酸笋开发具有降低胆固醇功能的益生菌。先将酸笋发酵液接种到含有CaCO3固体培养基上,筛选出乳酸菌,然后将扩大培养后的乳酸菌接种到含胆固醇培养液中,筛选出能高效降解胆固醇的乳酸菌。下列叙述正确的是( )
A. 酸笋发酵过程中需要定期排气以确保发酵罐内压强稳定
B. 培养基上生长的菌落直径与溶钙圈直径比值小的菌落为目标菌落
C. 与酸笋风味形成相关的乳酸菌为厌氧型,所以不会分布在空气中
D. 胆固醇既可为乳酸菌的生长提供氮源,也可参与动物细胞膜的组成
【答案】B
【解析】
【分析】酸笋制作的原理是:乳酸菌在无氧条件下,将糖分解为乳酸。
【详解】A、乳酸菌是厌氧菌,发酵过程中不产生气体,不需要定期排气,A错误;
B、乳酸菌发酵产生的乳酸能与CaCO3发生反应,使CaCO3分解成可溶性物质乳酸钙和CO2,导致菌落周围出现溶钙圈,故溶钙圈直径与菌落直径的比值可代表微生物溶解CaCO3的能力大小,比值越大微生物溶解CaCO3的能力越大,培养基上生长的菌落直径与溶钙圈直径比值小的菌落即为目标菌落,B正确;
C、在自然界中,乳酸菌分布广泛,空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内都分布有乳酸菌,C错误;
D、胆固醇属于脂质,含有C、H、O元素,主要为微生物的生长提供碳源,胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,D错误。
故选B。
2. 与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高。下列相关叙述不正确的是( )
A. 在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
B. 通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
C. 利用发酵工程可以生产微生物肥料来增进土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长
D. 发酵工程中所用的菌种大多是性状优良的单一菌种
【答案】B
【解析】
【详解】A、在发酵环节中,若发酵条件变化,则不仅影响微生物的生长和繁殖,还会通过影响酶的活性来影响微生物的代谢途径,A正确;
B、“单细胞蛋白”是指微生物菌体本身,而不是微生物细胞内的物质,B错误;
C、发酵工程可用于生产微生物肥料,这些肥料可以增强土壤的肥力,改善土壤结构,从而促进植物的生长,C正确;
D、与传统发酵技术不同的是,发酵工程需要避免杂菌污染,所以使用的都是经过严格筛选的单一菌种,D正确。
3. 某酿酒厂以无核黄皮果为辅料研制出黄皮甜米酒,该酒具有消食、润肺和清热解毒等功效。制作黄皮甜米酒的工艺流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 对糯米进行蒸煮可利用高温杀死杂菌,并有利于细胞破裂释放糖类用于发酵
B. 甜酒曲中的根霉能产生糖化酶,将淀粉依次水解为蔗糖、葡萄糖
C. 酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,代谢物的生成在后发酵阶段完成
D. 黄皮甜米酒口感好、酒精度低,适宜长期大量饮用
【答案】A
【解析】
【分析】发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵。
【详解】A、对糯米进行蒸煮的主要目的是使淀粉颗粒吸水膨胀并糊化,便于淀粉酶的作用,同时也可利用高温能杀死原料中的杂菌,并有利于细胞破裂释放糖类用于发酵,A正确;
B、甜酒曲中的根霉能产生糖化酶,将淀粉依次水解为麦芽糖、葡萄糖,B错误;
C、酵母菌的 繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,C错误;
D、黄皮甜米酒虽然口感好、酒精度低,但不适宜长期大量饮用,D错误。
故选A。
4. 某学校生物研究小组以蝴蝶兰为材料开展了植物组织培养试验,相关叙述错误的是( )
A. 取带芽花梗作外植体,是因为芽可产生生长素而更易成活
B. 花梗插入培养基前要用无水酒精和次氯酸钠进行消毒处理
C. 脱分化、再分化等过程使用的培养基中所含的物质比例存在差异
D. “炼苗”目的在于提高组培苗对外界环境条件的适应性
【答案】B
【解析】
【详解】A、带芽花梗的芽可以产生生长素,生长素能够促进外植体生根,因此更容易成活,A正确;
B、花梗插入培养基前消毒需使用体积分数70%的酒精而非无水酒精,无水酒精会直接杀死外植体的活细胞,同时会使菌体表面蛋白快速凝固形成保护膜,无法起到彻底消毒的效果,B错误;
C、脱分化、再分化过程中所需生长素和细胞分裂素的比例不同,除此之外蔗糖浓度、琼脂含量等物质的比例也存在差异,C正确;
D、组培苗长期生长在无菌、恒温、高湿的人工环境中,适应性较差,炼苗可让组培苗逐步适应外界的温度、湿度等自然条件,提高移栽后的存活率,D正确。
5. 为培育“高产耐盐碱”的水稻植株,某研究小组利用植物体细胞杂交技术设计了如下实验流程图。已知耐盐、高产性状分别受细胞质基因和细胞核基因控制,相关叙述错误的是( )
A. ①过程可通过观察原生质体的结构与颜色来判断其融合情况
B. ②过程体现了植物细胞全能性,它是植物体细胞杂交的理论基础
C. 失活处理后,原生质体A2的细胞质和原生质体B2的细胞核失活
D. 去壁处理需用到纤维素酶和果胶酶混合酶液,酶液渗透压可略高于细胞液
【答案】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:
(1)植物体细胞杂交技术:是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
(2)过程:①诱导融合的方法:物理法;化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂;②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成;③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束;④杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、由于叶绿体有颜色且有特定结构,①过程的细胞融合中可通过观察原生质体的结构与颜色来判断其融合情况,A正确;
B、②过程是将杂种细胞经组织培养得到再生植株的过程,植物的组织培养体现了植物细胞全能性,它是植物体细胞杂交的理论基础之一,B正确;
C、由于耐盐、高产性状分别受细胞质基因和细胞核基因控制,在促使原生质体融合前,需对原生质体进行失活处理,分别使原生质体A2的细胞核失活和原生质体B2的细胞质失活,C错误;
D、用纤维素酶和果胶酶混合液酶解细胞壁获取原生质体时应置于较高渗透压溶液中(或等渗溶液)进行,可防止原生质体吸水胀破,D正确。
故选C。
6. 下列有关植物组织培养技术的叙述,错误的是( )
A. 利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体
B. 经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞丧失分裂分化能力
C. 利用茎尖、花粉进行组织培养可分别获得脱毒苗和单倍体植株
D. 培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向
【答案】B
【解析】
【分析】植物组织培养过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,进一步发育成植株。植物组织培养技术有广泛的应用:植物繁殖的新途径(快繁技术、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、愈伤组织细胞处于分生状态,易受外界环境因素影响,因此利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体,A正确;
B、经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞具有细胞全能性,在一定条件下可培育成植株个体,B错误;
C、茎尖部位的病毒较少,花粉是植物的雄配子,染色体数目减半,故利用茎尖、花粉进行组织培养可分别获得脱毒苗和单倍体植株,C正确;
D、决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,如培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向,D正确。
故选B。
7. 我国科学家使用小分子化合物处理小鼠体细胞,成功获得诱导多能干细胞(iPS细胞),降低了通过导入原癌基因c-Myc等基因制备iPS 细胞的潜在成瘤风险。下列叙述错误的是( )
A. iPS 细胞的潜在成瘤风险来自于 c-Myc基因抑制了细胞的分裂分化
B. 单基因遗传病患者使用iPS 细胞治疗后,体内仍可能携带致病基因
C. 人工制备的iPS 细胞同时具备多方向分化的潜能和自我更新的能力
D. 使用非亲缘iPS 细胞不能解决干细胞移植中 HLA 造成的免疫排斥
【答案】A
【解析】
【分析】1、诱导多能干细胞(iPS细胞)能够通过分裂进行自我更新,也能通过细胞分化形成多种不同类型的细胞。
2、原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
【详解】A、原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,因此原癌基因c-Myc等基因会促进细胞的分裂,A错误;
B、单基因遗传病患者使用iPS细胞治疗后,只是利用了iPS细胞分化出正常细胞来替代病变细胞,但体内依旧携带致病基因,B正确;
C、iPS细胞为诱导多能干细胞,能够通过分裂进行自我更新,也能通过细胞分化形成多种不同类型的细胞,因此同时具备多向分化潜能和自我更新能力,C正确;
D、非亲缘iPS细胞HLA不同,使用非亲缘iPS细胞不能解决干细胞移植中HLA造成的免疫排斥,D正确。
故选A。
8. 科研人员研发出单克隆抗体—肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,基本流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 注射的特定抗原是正常肺细胞和肺癌细胞共有的大分子
B. 将特定的抗原注射到小鼠体内,可以从小鼠的血清中获得抗体
C. 步骤③中培养杂交瘤细胞时必须提供动物血清
D. 抗体—肺癌药物偶联物中的a能特异性结合并杀死肿瘤细胞
【答案】B
【解析】
【详解】A、题意显示,科研人员研发出单克隆抗体一肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,据此可推测,该单抗制备过程中需要注射的特定抗原 是肺癌细胞特有的大分子,A错误;
B、步骤1为B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,可用灭活的病毒诱导细胞融合,是动物细胞特有的方法,B正确;
C、步骤3中体外培养杂交瘤细胞时应提供95%空气和5%CO2的气体环境,C错误;
D、抗体一肺癌药物偶联物中b代表肺癌药物,a代表抗体,所以能杀伤肿瘤细胞的为b,D错误。
9. 下列关于生物技术操作或应用的叙述错误的是( )
A. 用松盖培养瓶培养动物细胞,以避免杂菌污染并确保细胞所需的气体供应
B. 核移植时常通过显微操作法去除卵母细胞的核,此操作需刺穿透明带
C. 克隆动物和试管动物培育过程中均需获取卵母细胞和进行胚胎移植
D. 胚胎分割技术中的胚胎可以来源于核移植,提高了胚胎的利用率和成活率
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。。
【详解】A、细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,这与培养箱内的气体可以进入细胞培养皿或培养瓶中,保证细胞对气体的需求,同时避免杂菌污染,A正确;
B、核移植时常通过显微操作法去除卵母细胞的核,显微操作去核需要刺破透明带或卵母细胞质膜,B正确;
C、克隆动物和试管动物培育过程中均需进行胚胎移植和获取卵母细胞,C正确
D、胚胎分割技术中的胚胎可以来源于核移植,能提高胚胎的利用率,不能提高成活率,D错误。
故选D。
10. 下图为某二倍体哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 哺乳动物卵细胞的发生是在雌性动物的卵巢中开始的
B. 受精作用促进次级卵母细胞完成减数第二次分裂
C. 当雌雄原核融合,表示受精作用完成
D. 精子接触透明带时,透明带会发生生理反应从而阻止多精子入卵
【答案】D
【解析】
【详解】A、哺乳动物卵细胞的发生是在雌性动物的卵巢开始进行染色体复制,启动卵细胞的发生,A正确;
B、受精作用促进次级卵母细胞排出第二极体完成减数第二次分裂,进而形成了雌原核,为受精做准备,B正确;
C、受精完成的标志是雌雄原核融合,当卵细胞质膜和透明带之间出现两个极体、雌雄原核融合,表示受精作用完成,C正确;
D、在精子接触卵细胞膜时,会发生透明带反应,能防止多个精子入卵,D错误。
11. 胚胎工程技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法,如奶牛活体采卵—体外胚胎生产(OPU-IVP)技术,该技术流程如图。已知雄性奶牛Y染色体上有一段雄性特异的高度重复序列,依据该重复序列设计引物,建立了用于奶牛胚胎性别鉴定的PCR体系(SRY-PCR)。下列叙述错误的是( )
A. 体外受精后,在透明带和卵细胞膜间观察到两个极体说明受精成功
B. 活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C. 取滋养层细胞进行SRY-PCR,应选择结果为阳性的胚胎进行移植
D. 受体母牛不会发生免疫排斥反应,所以移植前不需要进行免疫检查
【答案】C
【解析】
【分析】体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【详解】A、当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体或者雌、雄原核时,说明卵子已经完成了受精,A正确;
B、活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素是促性腺激素只能作用于性腺,所以只能作用于特定细胞,B正确;
C、取滋养层细胞进行SRY-PCR,结果为阳性的胚胎说明其含有Y染色体,为雄性,为多获得可以生产牛奶的奶牛应该选择结果为阴性的胚胎进行移植,C错误;
D、受体不会对外来胚胎发生免疫排斥,因此不需要进行免疫检查,D正确。
故选C。
12. 1972年,伯格首先在体外进行了DNA 改造的研究,成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列叙述正确的是( )
A. 限制酶和其他酶一样具有专一性,只能识别特定的核苷酸序列
B. 质粒是只存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA 分子
C. 用限制酶酶切获得一个外源基因时,若得到两个切口,有2个磷酸二酯键被断开
D. DNA连接酶只能连接同种限制酶切开的两个DNA片段,重新形成磷酸二酯键
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程的工具:限制酶(能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条母链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂)、DNA连接酶(连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键)、运载体。
【详解】A、限制酶和其他酶一样具有专一性,只能识别特定的核苷酸序列,A正确;
B、质粒不仅存在于细菌中,也可见于酵母菌等真菌以及某些放线菌中,B错误;
C、每个切口处需断开双链DNA的两条链,因此每个切口会断裂2个磷酸二酯键(每条链1个)。若获得一个外源基因需要切割两个切口(如从DNA片段中切下目的基因),则断裂的磷酸二酯键总数为4个,C错误;
D、若不同限制酶切割产生的末端互补,或均为平末端,DNA连接酶(尤其是T4DNA连接酶)也可连接,D错误。
故选A。
13. 如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是( )
A. 导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞
B. 利用农杆菌转化法可将含有目的基因的T-DNA整合到植物受体细胞的染色体DNA上
C. 扩增目的基因时,利用TaqDNA聚合酶从引物a、b的3'端进行子链合成
D. 若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的,则该基因中不含启动子序列
【答案】A
【解析】
【分析】将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。基因表达载体常包括目的基因、启动子、终止子、标记基因。标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
【详解】A、导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞不是乳腺细胞,而是受精卵或早期胚胎细胞,A错误;
B、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,根据农杆菌的这一特点,将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因的T-DNA整合到植物细胞中染色体的DNA上,B正确;
C、引物的延伸方向为3'端,扩增目的基因时,利用耐高温的DNA聚合酶从引物a、b的3'-端进行子链合成,C正确;
D、启动子是位于DNA上RNA聚合酶的结合部位,mRNA是由基因启动子后面的序列编码而来的,若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的,则该基因中不含启动子序列,D正确。
故选A。
14. γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA,构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是( )
A. 上图表明,可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB
B. E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸时,L-谷氨酸钠的作用是供能
C. E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸
D. 可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(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,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是Ca2+转化法;
(4)目的基因的检测与鉴定:包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【详解】 A、图示表明,可以从酿酒酵母S中通过PCR分离得到目的基因gadB,A正确。
B、题意显示,用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一,E.coliB中能表达L-谷氨酸脱羧酶(GadB),因此可用E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸,该过程中L-谷氨酸钠的作用不是供能,B错误;
C、E.coliA中没有L-谷氨酸脱羧酶(GadB),因而不能降解L-谷氨酸,而E.coliB中含有该酶的基因,因而能高效降解L-谷氨酸,高效生产γ-氨基丁酸,C错误;
D、图中质粒下方括号内备注含多克隆位点,表明质粒上含有多种限制酶的识别序列,但无法判断能否用其他酶代替,D错误。
故选A。
15. 生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点,又有本质的区别。下列相关叙述正确的是( )
A. 前者面临伦理问题,后者也会面临伦理问题
B. 生殖性克隆与试管婴儿都属于无性生殖
C. 通过生殖性克隆,可以解决人体移植器官短缺问题
D. 中国政府的态度是禁止治疗性克隆不反对生殖性克隆
【答案】A
【解析】
【分析】1、“治疗性克隆”将使人胚胎干细胞(简称ES细胞)造福于人类的一种非常重要的途径。治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗;
2、“生殖性克隆”就是以产生新个体为目的克隆。即用生殖技术制造完整的克隆人。目的是产生一个独立生存的个体。与此相对的是研究性克隆或医学性克隆,指的是产生研究所用的克隆细胞。不产生可独立生存的个体。
【详解】A、生殖性克隆和治疗性克隆都涉及伦理问题,我国政府不允许进行任何生殖性克隆人实验,也同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题,A正确;
B、生殖性克隆和治疗性克隆两种技术都涉及体细胞核移植技术,属于无性繁殖;试管婴儿是体外精卵结合属于有性生殖,所以它们存在本质上的区别,B错误;
C、生殖性克隆由于涉及到新个体的产生,面临诸多伦理问题,不能用于解决人体移植器官短缺问题,C错误;
D、中国政府的态度是禁止生殖性克隆,支持治疗性克隆,D错误。
故选A。
二、多项选择题:(本题包括4个小题,每小题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题选对但不全的得1分,错选或不答得0分)
16. 活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料。为从染料废水堆积池中的污泥获得分解活性黑5能力强的假单胞杆菌,具体操作流程如下图。相关叙述错误的是( )
A. 培养基Ⅰ中,除了活性黑5以外,还含有水、琼脂、葡萄糖、抗生素
B. 将细菌从培养基Ⅰ转移到培养基Ⅱ的目的是进一步分离纯化细菌
C. 高浓度的活性黑5是为了诱导假单胞杆菌发生基因突变
D. 据图可知,驯化后的假单胞杆菌增强了BVU5基因的复制
【答案】ACD
【解析】
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气的要求。
【详解】A、培养基Ⅰ是选择培养基,除了以活性黑5为唯一氮源外,还需添加的成分是葡萄糖(碳源)、水、琼脂(凝固剂),抗生素起杀菌作用,不在该培养基中使用,A错误;
B、培养基Ⅰ接种的是污泥稀释液,培养基Ⅱ接种的则是培养基Ⅰ中初步筛选出来的菌株,因而将细菌从培养基Ⅰ转移到培养基Ⅱ的目的是进一步分离纯化细菌,B正确;
C、实验目的是从染料废水堆积池中的污泥获得分解活性黑5能力强的假单胞杆菌,使用高浓度的活性黑5的目的是不断筛选出分解黑5能力强的假单胞杆菌,C错误;
D、根据图1分析可知,驯化后的假单胞杆菌BVU5基因表达水平升高,即增强了BVU5基因的转录和翻译,D错误。
故选ACD。
17. 骆驼蓬分布在干旱和半干旱地区,能防风固沙。骆驼蓬合成的多种生物碱具有抗肿瘤作用。科研人员利用骆驼蓬下胚轴进行育苗和生物碱提取,过程如下图。下列说法错误的是( )
A. 下胚轴切段需依次用酒精和次氯酸钠进行消毒处理
B. 除培养基中植物激素比例不同外,进行过程①③的其他条件相同
C. 由无毒下胚轴经组织培养获得的骆驼蓬无毒幼苗可抵抗病毒的侵染
D. 在①②③过程中利用PEG处理培养物,可以获得染色体数加倍的骆驼蓬
【答案】BCD
【解析】
【分析】植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖、作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、为避免杂菌污染,对外植体进行消毒处理的操作为:将流水充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次,A正确;
B、进行①和③过程的外界培养条件不同,①过程不需要光照,③过程需要光照,B错误;
C、由无毒下胚轴经组织培养获得的骆驼蓬无毒幼苗只是不带病毒,并不是能抵抗病毒的侵染,C错误;
D、因植物细胞外面的细胞壁阻碍了细胞间的杂交,所以在①②③过程中利用PEG处理培养物,不能获得染色体数加倍的骆驼蓬,D错误。
故选BCD。
18. t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。但t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高,给心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血。若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,获得改良药物t-PA,能显著降低出血副作用。下列叙述错误的是( )
A. 对t-PA蛋白的改良,是以基因的结构和功能的关系为理论基础
B. 在该研究中目前可行的直接操作对象是控制t-PA合成的基因
C. 通过蛋白质工程制备t-PA蛋白可以不用构建基因表达载体
D. 将改良的t-PA基因直接注入大肠杆菌,是生产改良t-PA蛋白的核心步骤
【答案】ACD
【解析】
【分析】蛋白质工程:指以蛋白质分子的结构规律及其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求(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)。
【详解】A、对t-PA蛋白的改良,属于蛋白质工程的范畴,是以蛋白质的结构和功能的关系为理论基础,A错误;
B、蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成所对应的基因,B正确;
CD、蛋白质工程是基因工程的延伸,同样需要构建表达载体,构建基因表达载体是生产改良t-PA蛋白的核心步骤,CD错误。
故选ACD。
19. 将从苏云金杆菌中获取的Bt基因转入棉花细胞内培育转基因抗虫棉的过程中,需借助多种分子工具经历多个操作步骤。实验人员使用限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割质粒。下图表示常用的限制酶识别序列和切割位点以及质粒上的限制酶切割位点。下列说法正确的是( )
A. 应选用限制酶MunⅠ和Xba Ⅰ切割Bt基因才能使之与切割后的质粒相连
B. 启动子是RNA聚合酶的识别位点,但不是转录成的起始位点序列
C. 从Bt基因扩增到基因表达载体构建完成共需要5种酶发挥催化作用
D. 可通过PCR技术检测棉花的染色体DNA中是否插入了Bt基因
【答案】BD
【解析】
【分析】限制酶识别DNA分子中特定核苷酸序列,在特定的部位将两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。题中根据不同限制酶的识别序列及切割位点,可对限制酶进行选择。
【详解】A、据图,EcoRⅠ切割后的黏性末端和MunⅠ切割后的黏性末端是互补的,NheⅠ切割的黏性末端和SpeⅠ切割的黏性末端是互补的,所以应选择用EcoRⅠ和NheⅠ去切割质粒,用MunⅠ和SpeⅠ切割目的基因,XbaⅠ会切断目的基因,不能选择,A错误;
B、启动子是RNA聚合酶识别的部位, 能驱动基因转录出mRNA。但启动子是非编码区的DNA序列 ,该序列不会作为RNA的转录模板,转录的起始位点是位于启动子后面的序列,B正确;
C、切割质粒需要的酶是EcoRⅠ、NheⅠ,Bt基因扩增需要DNA聚合酶,切割Bt基因需要的酶是MunⅠ、SpeⅠ,将Bt基因和质粒连接需要DNA连接酶,共需要6种酶,C正确;
D、检测棉花的染色体DNA中是否插入了Bt基因,可提取棉花的染色体DNA,用Bt基因的特异性引物进行PCR扩增,如能扩增出Bt基因说明插入成功,反之则失败,D正确。
故选BD。
三、非选择题(共5小题,除特殊说明外,每空1分)
20. 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________________(至少2点)育种获得。
(2)据图分析,将菌种接种至A培养基的方法为_________,此方法能纯化目的菌株的原因是______________,该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是___________________。
(3)与培养基B相比,在制备培养基A时除了添加必要的营养成分外,还需要加入________,在对培养基进行____灭菌法之_____(填“前”或“后”)需将pH调至_____性。
(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7.5×108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____________________。若发酵产品是单细胞蛋白,则往往采用___________方法将其分离和干燥,即可获得产品。
【答案】(1)诱变育种、基因工程
(2) ①. 平板划线法 ②. 划线过程中菌液逐步稀释,最终可得到单个活菌繁殖形成的单菌落,从而纯化菌株 ③. 扩大培养(或增加黑曲霉菌种数量)
(3) ①. 琼脂 ②. 湿热灭菌 ③. 前 ④. 酸性 (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 ③. 过滤、沉淀
【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,该方法通过连续划线稀释菌种,最终得到单菌落实现菌株纯化;将该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养(增加菌种数量,为大规模发酵做准备 )(振荡提供氧气,利于菌种繁殖 )。
【小问3详解】
A是固体培养基,相比液体培养基B需要额外添加琼脂作为凝固剂;培养基灭菌方法为高压蒸汽灭菌法,调节pH需要在灭菌操作前完成;黑曲霉是真菌,培养真菌需将培养基pH调至酸性。
【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,产酒精量比其它接种量高,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。若发酵产品是单细胞蛋白,则往往采用过滤、沉淀方法将其分离和干燥,即可获得产品。
21. 牛支原体是严重危害牛养殖业的一种病原体,它能引起肺炎、关节炎等多种疾病。VspX蛋白是牛支原体表面的一种脂蛋白,在牛支原体感染宿主细胞时起黏附作用。科研人员制备抗VspX单克隆抗体,进行相关研究。请回答下列问题:
(1)以VspX蛋白为抗原制备单克隆抗体,需用纯化的VspX蛋白对小鼠进行多次免疫,其目的是刺激机体产生更多的分泌__________的B淋巴细胞。
(2)将已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,相比较植物细胞,诱导动物细胞融合特有的方法是_________。在HAT培养基上_____细胞不能生长,从而筛选获得杂交瘤细胞,获得的杂交瘤细胞____(填“能”或“不能”)产生专一抗体,所产生的抗体____(填“一定”或“不一定”)能抗VspX蛋白。
(3)将筛选出来的杂交瘤细胞接种到96孔板,进行_______培养和________,目的是获得特点是___________________的杂交瘤细胞。获得的杂交瘤细胞在体外培养或______进一步扩大培养,均可提取出大量的单克隆抗。
(4)将抗VspX抗体与不同抗原进行杂交,免疫印迹分析如图所示,实验结果显示抗VspX单克隆抗体不能与______结合,表明抗VspX抗体具有_____。
【答案】(1)分泌抗VspX抗体的B淋巴细胞
(2) ①. 灭活的病毒诱导 ②. 同种细胞融合的细胞和未融合的 ③. 能 ④. 不一定
(3) ①. 克隆化 ②. 抗体检测(专一抗体阳性检测) ③. VspX蛋白 ④. 注射到小鼠腹腔内
(4) ①. 抗VspX单克隆抗体不能与3、4结合 ②. 特异性
【解析】
【小问1详解】
多次免疫可刺激小鼠机体发生体液免疫,增殖分化产生更多能分泌抗 VspX 蛋白抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。
【小问2详解】
动物细胞融合特有方法:灭活的病毒诱导(植物细胞融合不用该方法);HAT 选择培养基原理:未融合的 B 淋巴细胞、B 淋巴细胞自身融合细胞不能无限增殖,未融合的骨髓瘤细胞因代谢缺陷死亡,因此只有杂交瘤细胞存活;杂交瘤细胞能产生专一抗体,但因免疫后 B 细胞种类多,产生的抗体不一定是抗 VspX 蛋白的抗体,还需后续筛选。
【小问3详解】
杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测,筛选出既能无限增殖、又能产生特异性抗体(VspX蛋白)的杂交瘤细胞;扩大培养方式:体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
【小问4详解】
由图可知:1(VspX 蛋白)、2(牛支原体全菌蛋白)有杂交条带,3、4 无条带,说明该抗体不能与羊无乳支原体(3)、丝状支原体丝状的蛋白结合(4),体现抗体的特异性。
22. 某研究团队利用大鼠(2N=42)、小鼠(2N=40)两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs),为研究进化中不同物种间性状差异的分子机制提供了工具。该团队首先探索获得单倍体胚胎干细胞的研究路径(见图1),据图回答问题。
(1)为了获得尽可能多的M Ⅱ卵母细胞,应使用________激素促进小鼠超数排卵。培养细胞的培养液中通常加入________等天然成分,且需要在含有________混合气体的CO2培养箱中培养。
(2)孤雄单倍体胚胎培养过程中,吸去的是________________,注入的是________________。孤雌单倍胚胎干细胞取自孤雌囊胚中的________。
(3)若诱导孤雄单倍体胚胎干细胞与卵细胞融合得到的半克隆小鼠均为雌性,说明_____________。若将孤雌单倍体干细胞替代精子,注射入卵细胞,获得两个雌性亲本的后代小鼠,该过程涉及的技术有______(填字母)。
a.体细胞核移植 b.体外受精 c.动物细胞培养 d.胚胎移植
(4)该团队进一步尝试利用单倍体胚胎干细胞研究物种间杂交,过程如图2。将两种单倍体干细胞进行融合,得到的AdESCs中染色体数目为________,该方法打破了物种间存在的________获得了杂交胚胎干细胞。
【答案】(1) ①. 促性腺 ②. 血清 ③. 95%空气和5%的CO2
(2) ①. MⅡ卵母细胞的细胞核##纺锤体-染色体复合物 ②. 精子 ③. 内细胞团
(3) ①. 带有Y染色体的孤雄细胞无活性(或带有X染色体的孤雄单倍体干细胞有活性) ②. cd
(4) ①. 41 ②. 生殖隔离##远缘杂交不亲和的障碍
【解析】
【小问1详解】
为了获得尽可能多的MⅡ卵母细胞,需要使用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理。动物细胞培养时,需要在培养基中添加血清等天然成分,且在95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养。
【小问2详解】
据题图分析可知,在孤雄单倍体胚胎的培养过程中,通过显微操作技术,将精子注入去核的MⅡ卵母细胞中,再通过体外培养获得孤雄单倍体胚胎。故吸去的是MⅡ卵母细胞的细胞核(或纺锤体-染色体复合物),由图可知过注入的是精子。孤雌单倍胚胎干细胞则是取自孤雌囊胚中的内细胞团。内细胞团是囊胚中发育成胎儿各种组织的细胞来源,具有发育的全能性。
【小问3详解】
孤雄单倍体胚胎干细胞来源于鼠的精子经过体外诱导、培养获得的,鼠的精子中的性染色体可能是X染色体,也可能是Y染色体,若诱导孤雄单倍体干细胞与卵细胞融合得到的半克隆小鼠均为雌性,说明带有Y染色体的孤雄细胞无活性(或带有X染色体的孤雄单倍体干细胞有活性)。若将孤雌单倍体干细胞替代精子,注射入卵细胞,以获得两个雌性亲本的后代小鼠,该过程涉及的技术有c动物细胞培养和d胚胎移植。首先,需要对孤雌单倍体干细胞进行体外培养,使其增殖并达到一定的数量和质量。然后,将培养好的干细胞注射入卵细胞中,使其与卵细胞融合。最后,将融合后的胚胎移植到雌性小鼠的子宫中,使其发育成后代小鼠。该过程并没有涉及到体外受精和体细胞核移植技术。
【小问4详解】
据题干信息和题图分析可知,大鼠(2N=42)形成的精子染色体数为21,小鼠(2N=40)形成的卵细胞染色体数为20,而AdESCs是由孤雄单倍体胚胎干细胞和孤雌单倍体胚胎干细胞经诱导融合形成的异源二倍体胚胎干细胞,故AdESCs中染色体数目是41;由于大鼠和小鼠属于两个物种,存在生殖隔离,不能杂交产生可育后代,所以该技术创造性地突破了生殖隔离(远缘杂交不亲和的障碍)而获得了杂交胚胎干细胞。
23. 低温是限制农作物产量的重要胁迫因子。科学家将寒带植物中的抗寒基因CBFs转移到拟南芥中构建拟南芥耐寒模型,用于植物低温胁迫机制的相关研究。回答下列问题:
(注:Ampr代表氨苄青霉素抗性基因)
限制酶
识别序列
EcoR Ⅰ
5′G↓AATTC3′
BamH Ⅰ
5′G↓GATCC3′
Sph Ⅰ
5′CGTAC↓G3′
San3A
5′↓GATC3′
Xma Ⅰ
5′C↓CCGGG3′
Asc Ⅰ
5′G↓GCGCGCC3′
Mun Ⅰ
5′C↓AATTG3′
(1)设计引物克隆目的基因。如图所示应选择引物________(填序号)对CBFs基因进行克隆,为了后续能将目的基因正确连接到载体上,应在CBFs基因上游引物的________端添加________(“EcoR Ⅰ”或“BamH Ⅰ”或“Mun Ⅰ”)识别序列。
(2)根据图示Ti质粒的结构,应选用限制酶________切割Ti质粒,并通过________酶进行连接。
(3)用________处理农杆菌方能将重组质粒导入。在培养基中添加________来筛选成功导入质粒的农杆菌。将拟南芥叶片浸泡在转基因农杆菌菌液中一段时间对其进行转化,然后提取叶片中的DNA,通过PCR对CBFs基因是否整合到拟南芥基因组中进行检测,在基因工程中常采用________来鉴定PCR的产物,结果如下图所示。该转基因叶片的基因组中可能已整合CBFs基因,PCR结果中显示出小分子非目标条带,产生的原因可能是________(填字母)。
A.变性温度太低 B.复性温度太低
C.复性温度太高 D.引物特异性弱
(4)已获取成功转入CBFs基因的拟南芥植株,将其放置在________环境中检测拟南芥耐寒模型是否建立成功。成功转基因的拟南芥,通过自交产生的后代,________(填“能”或“不能”)稳定遗传耐寒性状。
【答案】(1) ①. ①④ ②. 5' ③. Munl
(2) ①. EcoRI和SphI ②. DNA连接(酶)
(3) ①. Ca2+ ②. 氨苄青霉素 ③. 琼脂糖凝胶电泳 ④. BD
(4) ①. 寒冷 ②.
能
【解析】
【小问1详解】
PCR扩增时,引物①(3'→5')和④(5'→3')与模板链互补,可扩增目标基因,故选①④。为保证目的基因正确连接到载体,需在引物5'端添加限制酶识别序列。据表可知,EcoRI和Munl是同尾酶,EcoRI能切割目的基因不能用,结合后续Ti质粒切割使用的酶(见第2问)及图示酶切位点分布,上游片段中EcoRI靠近目的基因起始端,EcoRI能切割目的基因不能用,则使用同尾酶Munl,且不切割基因内部,因此上游引物的5'端添加Munl识别序列。
【小问2详解】
BamHI切割标记基因不能用,Sau3A的识别序列包含BamHI的识别序列也不能用;Ti质粒的T-DNA区域需保留完整以确保目的基因转移,图示中EcoRI和SphI位于T-DNA内且无重叠,切割后可产生互补末端便于连接,故选用EcoRI和SphI。切割后通过DNA连接酶将目的基因和切割后的Ti质粒进行连接。
【小问3详解】
用Ca2+处理农杆菌可使其成为感受态细胞能更好地吸收重组质粒。在培养基中添加氨苄青霉素来筛选成功导入质粒的农杆菌,因为Ti质粒上有氨苄青霉素抗性基因(Ampr)。PCR 产物用琼脂糖凝胶电泳鉴定(DNA 片段迁移速率与片段长度成反比)。PCR结果中显示出小分子目标条带,原因可能是复性温度太低,导致引物与模板的结合特异性降低;引物特异性弱也会出现非特异性扩增,产生小分子条带,BD正确,AC错误。
【小问4详解】
将成功转入CBFs基因的拟南芥植株放在寒冷环境中检测拟南芥耐寒模型是否建立成功。转基因的拟南芥,通过自交产生的后代不能稳定遗传耐寒性状,因为导入的基因在后代中可能会发生性状分离,不一定都含有目的基因。
24. 紫杉醇是红豆杉属植物产生的次生代谢产物,能促进微管聚合并使之稳定,从而阻碍肿瘤细胞的分裂直至死亡,目前在临床上已经广泛用于乳腺瘤等的治疗。科研小组设计了如图所示的实验流程:
(1)①为_______过程,_______是启动①②过程的关键激素。胚状体中出现不同类型细胞的根本原因是_______。
(2)下图是某生物兴趣小组设计的植物细胞悬浮培养装置,请同学们评议,下列评议合理的有_______
A. 实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织。制备悬浮细胞
B. 装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C. 装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液
D. 细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备
(3)悬浮培养时发现,即使营养条件充足,红豆杉细胞悬浮培养一段时间也会停止增殖,结合材料分析其原因可能是_______。
(4)生物科研小组为探究不同浓度紫杉醇的抑癌效果,进行如下实验,请完成下表。
实验目的
实验操作
制备药剂
取适量紫杉醇溶于DMSO溶剂中制成母液,并进行梯度稀释。
供给乳腺癌细胞存活必需的营养等条件,同时防止培养过程中①______
用蒸馏水、无机盐、葡萄糖、氨基酸及促生长因子等制备合成培养基,还需添加适量的②______等天然成分、同时要添加适量的青霉素、链霉素。
乳腺癌细胞培养
将培养瓶置于37℃恒温培养箱中培养24小时,水平晃动培养瓶,使③______,再继续培养48小时。
实验分组处理
取2~5号培养皿,分别加入④______,1号培养皿中加入⑤______。置于培养箱中继续培养。
检测结果
24h后检测各培养皿中乳腺癌细胞的存活率。
【答案】(1) ①. 脱分化 ②. 生长素和细胞分裂素 ③. 基因的选择性表达 (2)ACD
(3)培养一段时间后, 培养液中的紫杉醇含量升高,紫杉醇能促进微管聚合并使之稳定,从而抑制了红豆杉细胞的分裂
(4) ①. 杂菌污染 ②. 血清 ③. 乳腺癌细胞与培养液充分混匀 ④. 不同浓度的紫杉醇溶液 ⑤. 培养液
【解析】
【分析】图中①为脱分化过程,②是再分化过程。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织,从而去除细胞壁,制备悬浮细胞。
【小问1详解】
图中①为脱分化过程,②是再分化过程,生长素和细胞分裂素是启动脱分化和再分化的关键激素。胚状体是愈伤组织分化的结果,其出现不同类型细胞的根本原因是基因的选择性表达。
【小问2详解】
A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织,从而去除细胞壁,制备悬浮细胞,A正确;
B、装置中的充气管应置于液面下方,以利于培养液中的溶氧量的增加,不能同时作为排气管,B错误;
C、充气口通入气体的同时可能发生杂菌污染,为了防止杂菌污染培养液,装置充气口需要增设无菌滤器, C正确;
D、温度的条件影响细胞生长、分裂,细胞培养时需要保证适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备,D正确。
故选ACD。
【小问3详解】
悬浮培养时发现,即使营养条件充足,红豆杉细胞悬浮培养一段时间也会停止增殖,其原因是培养一段时间后, 培养液中的紫杉醇含量升高,紫杉醇能促进微管聚合并使之稳定,从而抑制了红豆杉细胞的分裂。
【小问4详解】
动物细胞培养过程中除需要提供适应的营养条件外,还需防止①杂菌污染,故常在合成培养基中添加②血清等天然成分;将乳腺癌细胞培养至分裂高峰时,需要在37°C恒温CO2培养箱中晃动培养瓶,使③乳腺癌细胞与培养液充分混匀,继续培养;本实验的目的是探究不同浓度紫杉醇的抑癌效果,所以应在2~5号培养皿,分别加入④不同浓度的紫杉醇溶液,1号培养皿中加入⑤培养液(作为对照组)。
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2025—2026学年度第二学期期中考试
高二生物试卷
考试时间:75分钟分值:100分
一、单项选择题:(本题包括15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项最符合题意。)
1. 研究者用酸笋开发具有降低胆固醇功能的益生菌。先将酸笋发酵液接种到含有CaCO3固体培养基上,筛选出乳酸菌,然后将扩大培养后的乳酸菌接种到含胆固醇培养液中,筛选出能高效降解胆固醇的乳酸菌。下列叙述正确的是( )
A. 酸笋发酵过程中需要定期排气以确保发酵罐内压强稳定
B. 培养基上生长的菌落直径与溶钙圈直径比值小的菌落为目标菌落
C. 与酸笋风味形成相关的乳酸菌为厌氧型,所以不会分布在空气中
D. 胆固醇既可为乳酸菌的生长提供氮源,也可参与动物细胞膜的组成
2. 与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高。下列相关叙述不正确的是( )
A. 在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
B. 通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
C. 利用发酵工程可以生产微生物肥料来增进土壤肥力、改善土壤结构、促进植株生长
D. 发酵工程中所用的菌种大多是性状优良的单一菌种
3. 某酿酒厂以无核黄皮果为辅料研制出黄皮甜米酒,该酒具有消食、润肺和清热解毒等功效。制作黄皮甜米酒的工艺流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 对糯米进行蒸煮可利用高温杀死杂菌,并有利于细胞破裂释放糖类用于发酵
B. 甜酒曲中的根霉能产生糖化酶,将淀粉依次水解为蔗糖、葡萄糖
C. 酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,代谢物的生成在后发酵阶段完成
D. 黄皮甜米酒口感好、酒精度低,适宜长期大量饮用
4. 某学校生物研究小组以蝴蝶兰为材料开展了植物组织培养试验,相关叙述错误的是( )
A. 取带芽花梗作外植体,是因为芽可产生生长素而更易成活
B. 花梗插入培养基前要用无水酒精和次氯酸钠进行消毒处理
C. 脱分化、再分化等过程使用的培养基中所含的物质比例存在差异
D. “炼苗”目的在于提高组培苗对外界环境条件的适应性
5. 为培育“高产耐盐碱”的水稻植株,某研究小组利用植物体细胞杂交技术设计了如下实验流程图。已知耐盐、高产性状分别受细胞质基因和细胞核基因控制,相关叙述错误的是( )
A. ①过程可通过观察原生质体的结构与颜色来判断其融合情况
B. ②过程体现了植物细胞全能性,它是植物体细胞杂交的理论基础
C. 失活处理后,原生质体A2的细胞质和原生质体B2的细胞核失活
D. 去壁处理需用到纤维素酶和果胶酶混合酶液,酶液渗透压可略高于细胞液
6. 下列有关植物组织培养技术的叙述,错误的是( )
A. 利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体
B. 经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞丧失分裂分化能力
C. 利用茎尖、花粉进行组织培养可分别获得脱毒苗和单倍体植株
D. 培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向
7. 我国科学家使用小分子化合物处理小鼠体细胞,成功获得诱导多能干细胞(iPS细胞),降低了通过导入原癌基因c-Myc等基因制备iPS 细胞的潜在成瘤风险。下列叙述错误的是( )
A. iPS 细胞的潜在成瘤风险来自于 c-Myc基因抑制了细胞的分裂分化
B. 单基因遗传病患者使用iPS 细胞治疗后,体内仍可能携带致病基因
C. 人工制备的iPS 细胞同时具备多方向分化的潜能和自我更新的能力
D. 使用非亲缘iPS 细胞不能解决干细胞移植中 HLA 造成的免疫排斥
8. 科研人员研发出单克隆抗体—肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,基本流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 注射的特定抗原是正常肺细胞和肺癌细胞共有的大分子
B. 将特定的抗原注射到小鼠体内,可以从小鼠的血清中获得抗体
C. 步骤③中培养杂交瘤细胞时必须提供动物血清
D. 抗体—肺癌药物偶联物中的a能特异性结合并杀死肿瘤细胞
9. 下列关于生物技术操作或应用的叙述错误的是( )
A. 用松盖培养瓶培养动物细胞,以避免杂菌污染并确保细胞所需的气体供应
B. 核移植时常通过显微操作法去除卵母细胞的核,此操作需刺穿透明带
C. 克隆动物和试管动物培育过程中均需获取卵母细胞和进行胚胎移植
D. 胚胎分割技术中的胚胎可以来源于核移植,提高了胚胎的利用率和成活率
10. 下图为某二倍体哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 哺乳动物卵细胞的发生是在雌性动物的卵巢中开始的
B. 受精作用促进次级卵母细胞完成减数第二次分裂
C. 当雌雄原核融合,表示受精作用完成
D. 精子接触透明带时,透明带会发生生理反应从而阻止多精子入卵
11. 胚胎工程技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法,如奶牛活体采卵—体外胚胎生产(OPU-IVP)技术,该技术流程如图。已知雄性奶牛Y染色体上有一段雄性特异的高度重复序列,依据该重复序列设计引物,建立了用于奶牛胚胎性别鉴定的PCR体系(SRY-PCR)。下列叙述错误的是( )
A. 体外受精后,在透明带和卵细胞膜间观察到两个极体说明受精成功
B. 活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C. 取滋养层细胞进行SRY-PCR,应选择结果为阳性的胚胎进行移植
D. 受体母牛不会发生免疫排斥反应,所以移植前不需要进行免疫检查
12. 1972年,伯格首先在体外进行了DNA 改造的研究,成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列叙述正确的是( )
A. 限制酶和其他酶一样具有专一性,只能识别特定的核苷酸序列
B. 质粒是只存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA 分子
C. 用限制酶酶切获得一个外源基因时,若得到两个切口,有2个磷酸二酯键被断开
D. DNA连接酶只能连接同种限制酶切开的两个DNA片段,重新形成磷酸二酯键
13. 如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是( )
A. 导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞
B. 利用农杆菌转化法可将含有目的基因的T-DNA整合到植物受体细胞的染色体DNA上
C. 扩增目的基因时,利用TaqDNA聚合酶从引物a、b的3'端进行子链合成
D. 若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的,则该基因中不含启动子序列
14. γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA,构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是( )
A. 上图表明,可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB
B. E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸时,L-谷氨酸钠的作用是供能
C. E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸
D. 可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒
15. 生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点,又有本质的区别。下列相关叙述正确的是( )
A. 前者面临伦理问题,后者也会面临伦理问题
B. 生殖性克隆与试管婴儿都属于无性生殖
C. 通过生殖性克隆,可以解决人体移植器官短缺问题
D. 中国政府的态度是禁止治疗性克隆不反对生殖性克隆
二、多项选择题:(本题包括4个小题,每小题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题选对但不全的得1分,错选或不答得0分)
16. 活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料。为从染料废水堆积池中的污泥获得分解活性黑5能力强的假单胞杆菌,具体操作流程如下图。相关叙述错误的是( )
A. 培养基Ⅰ中,除了活性黑5以外,还含有水、琼脂、葡萄糖、抗生素
B. 将细菌从培养基Ⅰ转移到培养基Ⅱ的目的是进一步分离纯化细菌
C. 高浓度的活性黑5是为了诱导假单胞杆菌发生基因突变
D. 据图可知,驯化后的假单胞杆菌增强了BVU5基因的复制
17. 骆驼蓬分布在干旱和半干旱地区,能防风固沙。骆驼蓬合成的多种生物碱具有抗肿瘤作用。科研人员利用骆驼蓬下胚轴进行育苗和生物碱提取,过程如下图。下列说法错误的是( )
A. 下胚轴切段需依次用酒精和次氯酸钠进行消毒处理
B. 除培养基中植物激素比例不同外,进行过程①③的其他条件相同
C. 由无毒下胚轴经组织培养获得的骆驼蓬无毒幼苗可抵抗病毒的侵染
D. 在①②③过程中利用PEG处理培养物,可以获得染色体数加倍的骆驼蓬
18. t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。但t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高,给心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血。若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,获得改良药物t-PA,能显著降低出血副作用。下列叙述错误的是( )
A. 对t-PA蛋白的改良,是以基因的结构和功能的关系为理论基础
B. 在该研究中目前可行的直接操作对象是控制t-PA合成的基因
C. 通过蛋白质工程制备t-PA蛋白可以不用构建基因表达载体
D. 将改良的t-PA基因直接注入大肠杆菌,是生产改良t-PA蛋白的核心步骤
19. 将从苏云金杆菌中获取的Bt基因转入棉花细胞内培育转基因抗虫棉的过程中,需借助多种分子工具经历多个操作步骤。实验人员使用限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割质粒。下图表示常用的限制酶识别序列和切割位点以及质粒上的限制酶切割位点。下列说法正确的是( )
A. 应选用限制酶MunⅠ和Xba Ⅰ切割Bt基因才能使之与切割后的质粒相连
B. 启动子是RNA聚合酶的识别位点,但不是转录成的起始位点序列
C. 从Bt基因扩增到基因表达载体构建完成共需要5种酶发挥催化作用
D. 可通过PCR技术检测棉花的染色体DNA中是否插入了Bt基因
三、非选择题(共5小题,除特殊说明外,每空1分)
20. 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________________(至少2点)育种获得。
(2)据图分析,将菌种接种至A培养基的方法为_________,此方法能纯化目的菌株的原因是______________,该菌种由A培养基转接至B培养基的目的是___________________。
(3)与培养基B相比,在制备培养基A时除了添加必要的营养成分外,还需要加入________,在对培养基进行____灭菌法之_____(填“前”或“后”)需将pH调至_____性。
(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7.5×108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____________________。若发酵产品是单细胞蛋白,则往往采用___________方法将其分离和干燥,即可获得产品。
21. 牛支原体是严重危害牛养殖业的一种病原体,它能引起肺炎、关节炎等多种疾病。VspX蛋白是牛支原体表面的一种脂蛋白,在牛支原体感染宿主细胞时起黏附作用。科研人员制备抗VspX单克隆抗体,进行相关研究。请回答下列问题:
(1)以VspX蛋白为抗原制备单克隆抗体,需用纯化的VspX蛋白对小鼠进行多次免疫,其目的是刺激机体产生更多的分泌__________的B淋巴细胞。
(2)将已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,相比较植物细胞,诱导动物细胞融合特有的方法是_________。在HAT培养基上_____细胞不能生长,从而筛选获得杂交瘤细胞,获得的杂交瘤细胞____(填“能”或“不能”)产生专一抗体,所产生的抗体____(填“一定”或“不一定”)能抗VspX蛋白。
(3)将筛选出来的杂交瘤细胞接种到96孔板,进行_______培养和________,目的是获得特点是___________________的杂交瘤细胞。获得的杂交瘤细胞在体外培养或______进一步扩大培养,均可提取出大量的单克隆抗。
(4)将抗VspX抗体与不同抗原进行杂交,免疫印迹分析如图所示,实验结果显示抗VspX单克隆抗体不能与______结合,表明抗VspX抗体具有_____。
22. 某研究团队利用大鼠(2N=42)、小鼠(2N=40)两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs),为研究进化中不同物种间性状差异的分子机制提供了工具。该团队首先探索获得单倍体胚胎干细胞的研究路径(见图1),据图回答问题。
(1)为了获得尽可能多的M Ⅱ卵母细胞,应使用________激素促进小鼠超数排卵。培养细胞的培养液中通常加入________等天然成分,且需要在含有________混合气体的CO2培养箱中培养。
(2)孤雄单倍体胚胎培养过程中,吸去的是________________,注入的是________________。孤雌单倍胚胎干细胞取自孤雌囊胚中的________。
(3)若诱导孤雄单倍体胚胎干细胞与卵细胞融合得到的半克隆小鼠均为雌性,说明_____________。若将孤雌单倍体干细胞替代精子,注射入卵细胞,获得两个雌性亲本的后代小鼠,该过程涉及的技术有______(填字母)。
a.体细胞核移植 b.体外受精 c.动物细胞培养 d.胚胎移植
(4)该团队进一步尝试利用单倍体胚胎干细胞研究物种间杂交,过程如图2。将两种单倍体干细胞进行融合,得到的AdESCs中染色体数目为________,该方法打破了物种间存在的________获得了杂交胚胎干细胞。
23. 低温是限制农作物产量的重要胁迫因子。科学家将寒带植物中的抗寒基因CBFs转移到拟南芥中构建拟南芥耐寒模型,用于植物低温胁迫机制的相关研究。回答下列问题:
(注:Ampr代表氨苄青霉素抗性基因)
限制酶
识别序列
EcoR Ⅰ
5′G↓AATTC3′
BamH Ⅰ
5′G↓GATCC3′
Sph Ⅰ
5′CGTAC↓G3′
San3A
5′↓GATC3′
Xma Ⅰ
5′C↓CCGGG3′
Asc Ⅰ
5′G↓GCGCGCC3′
Mun Ⅰ
5′C↓AATTG3′
(1)设计引物克隆目的基因。如图所示应选择引物________(填序号)对CBFs基因进行克隆,为了后续能将目的基因正确连接到载体上,应在CBFs基因上游引物的________端添加________(“EcoR Ⅰ”或“BamH Ⅰ”或“Mun Ⅰ”)识别序列。
(2)根据图示Ti质粒的结构,应选用限制酶________切割Ti质粒,并通过________酶进行连接。
(3)用________处理农杆菌方能将重组质粒导入。在培养基中添加________来筛选成功导入质粒的农杆菌。将拟南芥叶片浸泡在转基因农杆菌菌液中一段时间对其进行转化,然后提取叶片中的DNA,通过PCR对CBFs基因是否整合到拟南芥基因组中进行检测,在基因工程中常采用________来鉴定PCR的产物,结果如下图所示。该转基因叶片的基因组中可能已整合CBFs基因,PCR结果中显示出小分子非目标条带,产生的原因可能是________(填字母)。
A.变性温度太低 B.复性温度太低
C.复性温度太高 D.引物特异性弱
(4)已获取成功转入CBFs基因的拟南芥植株,将其放置在________环境中检测拟南芥耐寒模型是否建立成功。成功转基因的拟南芥,通过自交产生的后代,________(填“能”或“不能”)稳定遗传耐寒性状。
24. 紫杉醇是红豆杉属植物产生的次生代谢产物,能促进微管聚合并使之稳定,从而阻碍肿瘤细胞的分裂直至死亡,目前在临床上已经广泛用于乳腺瘤等的治疗。科研小组设计了如图所示的实验流程:
(1)①为_______过程,_______是启动①②过程的关键激素。胚状体中出现不同类型细胞的根本原因是_______。
(2)下图是某生物兴趣小组设计的植物细胞悬浮培养装置,请同学们评议,下列评议合理的有_______
A. 实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织。制备悬浮细胞
B. 装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C. 装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液
D. 细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备
(3)悬浮培养时发现,即使营养条件充足,红豆杉细胞悬浮培养一段时间也会停止增殖,结合材料分析其原因可能是_______。
(4)生物科研小组为探究不同浓度紫杉醇的抑癌效果,进行如下实验,请完成下表。
实验目的
实验操作
制备药剂
取适量紫杉醇溶于DMSO溶剂中制成母液,并进行梯度稀释。
供给乳腺癌细胞存活必需的营养等条件,同时防止培养过程中①______
用蒸馏水、无机盐、葡萄糖、氨基酸及促生长因子等制备合成培养基,还需添加适量的②______等天然成分、同时要添加适量的青霉素、链霉素。
乳腺癌细胞培养
将培养瓶置于37℃恒温培养箱中培养24小时,水平晃动培养瓶,使③______,再继续培养48小时。
实验分组处理
取2~5号培养皿,分别加入④______,1号培养皿中加入⑤______。置于培养箱中继续培养。
检测结果
24h后检测各培养皿中乳腺癌细胞的存活率。
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