内容正文:
射洪中学高2024级高二下期半期考试
生物试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题共45分)
一、选择题(每小题3分,共45分)
1. 某地近年来构建“300米见绿,500米见园”的山水生态格局,将一条重度污染河流打造成以“荷花→鱼→鸟”为主体的生态景观,河流两岸铺上草坪、种植树木,形成了一片绿意盎然的景象。下列有关叙述错误的是( )
A. 铺上草坪、种植树木有利于实现低碳目标改善空气质量
B. 河流治理改善了生态环境,增大了生态足迹和生态承载力
C. 河流治理后吸引更多鸟类定居能提高该生态系统的稳定性
D. 该地经治理后吸引游客前来踏青体现了生物多样性的直接价值
【答案】B
【解析】
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的; (2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能); (3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、草坪和树木通过光合作用固定CO₂,减少大气碳含量,促进低碳目标并改善空气质量,A正确;
B、生态足迹指人类对资源的需求总量,治理后生态承载力(环境容纳量)提高,但生态足迹应减少而非增大,B错误;
C、鸟类定居增加物种多样性,使营养结构复杂化,自我调节能力增强,从而提高生态系统的稳定性,C正确;
D、吸引游客属于生物多样性在旅游观赏方面的直接价值,D正确。
故选B。
2. 某农业园开创了一套“鸡+鸭+鱼+菜”农业新模式,如图所示。下列有关分析正确的是( )
A. 图中螺旋藻和叉尾鮰细胞结构的主要区别是有无细胞壁
B. 流经该生态系统的总能量是螺旋藻和蔬菜固定的总能量
C. 螺旋藻可充分利用动物粪便中的物质和能量是该模式的优势
D. 该模式几乎没有“废物”产生,遵循了生态工程的循环原理
【答案】D
【解析】
【分析】1、生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
2、生态系统的组成成分包括生产者、分解者、消费者、非生物的物质和能量。
3、能量流动的特点:单向流动、逐级递减。
【详解】A、螺旋藻属于原核生物,叉尾鮰属于真核生物,原核生物和真核生物细胞结构的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核,而不是有无细胞壁,A错误;
B、流经该生态系统的总能量是生产者(螺旋藻和蔬菜)固定的太阳能,以及可能人工投入的饲料等有机物中的化学能,B错误;
C、动物粪便中的能量是被分解者利用的,螺旋藻是生产者,不能直接利用动物粪便中的能量,C错误;
D、该模式中,各种生物产生的废弃物都能被其他生物利用,几乎没有 “废物” 产生,遵循了生态工程的循环原理,D正确。
故选D。
3. 潼川豆豉由高蛋白质原料大豆酿造而成,是绵阳市三台县最具盛名的传统调味品。下列有关叙述错误的是( )
A. 豆豉制作时,酵母、曲霉和毛霉等都参与了发酵,其中起主要作用的是毛霉
B. 毛霉的异化作用类型是厌氧型,因此,豆豉制作过程需要无氧条件下发酵
C. 经微生物作用后,大豆产生的小分子肽和氨基酸等更易被人体消化吸收
D. 现代发酵工程中,可通过优化通氧量、温度等条件以提高发酵产品的质量
【答案】B
【解析】
【分析】腐乳的制作原理:腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行,其中起主要作用的是毛霉,它是一种丝状真菌,新陈代谢类型是异养需氧型;毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、豆豉制作过程中,毛霉分泌蛋白酶分解大豆蛋白,起主要作用,酵母菌和曲霉也参与发酵,A正确;
B、毛霉的异化作用类型为需氧型,其生长繁殖需要氧气,因此豆豉制作初期需提供有氧条件,而非全程无氧,B错误;
C、毛霉产生的蛋白酶将大豆蛋白分解为小分子肽和氨基酸,更易被人体吸收,C正确;
D、现代发酵工程通过控制通氧量、温度等条件,可优化微生物代谢途径,提高发酵产品质量,D正确。
故选B。
4. 发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。下图是发酵工程的基本环节示意图,下列有关叙述错误的是( )
A. 图中①代表接种环节,接种前需对发酵罐进行消毒处理
B. 若获得的产品为谷氨酸,则发酵的pH宜为中性或弱碱性
C. 生产啤酒时,发酵罐内会发生糖转化为酒精和CO2的过程
D. 发酵结束后,可通过过滤、沉淀等方法分离出微生物本身
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、图中①代表接种环节,接种前需对发酵罐进行灭菌处理,而不是消毒处理,因为消毒不能杀死所有的微生物,可能会导致发酵失败,A错误;
B、谷氨酸发酵的适宜 pH 为中性或弱碱性,所以若获得的产品为谷氨酸,则发酵的 pH 宜为中性或弱碱性,B正确;
C、生产啤酒时,利用酵母菌的无氧呼吸,发酵罐内会发生糖转化为酒精和CO2的过程,C正确;
D、若发酵产品是微生物细胞(如单细胞蛋白),可通过过滤、离心、沉淀等物理方法将菌体与发酵液分离。若产品是代谢产物,则需进一步提取纯化,D正确。
故选A。
5. 科研人员为评估某湖泊水体中降解有机物的微生物数量,取1mL湖水依次稀释103、104、105倍,各取0.1mL涂布于选择培养基,培养后统计菌落数(结果如下)。下列有关叙述正确的是( )
稀释倍数
平板1菌落数
平板2菌落数
平板3菌落数
103
456
512
489
104
52
48
55
105
3
6
4
A. 应选择103倍稀释的平板进行计数,计算湖水菌数为4.85×105个/mL
B. 根据湖泊水体微生物的生活环境,需要对湿热灭菌后的培养基调节PH
C. 该实验需设置未接种的平板,判断培养基和操作过程是否有杂菌污染
D. 若改用显微镜直接计数法统计菌体数量,与表中数据相比结果会偏小
【答案】C
【解析】
【分析】稀释涂布平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。 计数时,首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表 一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。经培养后,由单个细胞生长繁殖形成菌落,统计菌落数目,即可计算出样品中的含菌数。
【详解】A、稀释涂布平板法应选择菌落数在30-300之间的平板进行计数。10³倍稀释的平板菌落数均超过300(456、512、489),无法保证计数准确性;而10⁴倍稀释的菌落数(52、48、55)符合要求。计算时应取10⁴倍稀释的平均值(约51),按公式计算为51÷0.1×10⁴=5.1×10⁶个/mL,A错误;
B、培养基的pH应在灭菌前调节,湿热灭菌后一般无需再次调节,否则可能引入杂菌污染,B错误;
C、未接种的平板作为空白对照,若出现菌落则说明培养基灭菌不彻底或操作过程被污染,C正确;
D、显微镜直接计数法会统计死菌和活菌,而稀释涂布平板法仅计数活菌,因此直接计数法结果应偏大,D错误。
故选C。
6. 天山雪莲是一种十分珍贵的植物,分布在我国新疆、西藏等地,是我国三级濒危植物。下图是科学家用雪莲幼茎进行植物组织培养的流程图,下列有关叙述正确的是( )
A. 选取雪莲幼茎作为外植体的主要原因是幼嫩的细胞才具有全能性
B. 图中②、③、④过程均涉及基因的选择性表达,而①过程不涉及
C. 培养基中添加植物激素的浓度、比例会影响植物细胞的发育方向
D. 在整个培养过程中需要提供无菌条件、适宜的温度和持续的光照
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养是指在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、器官等培养在人工配制的培养基上,使其生成完整植株或使其细胞增殖产生细胞代谢产物的技术。
【详解】A、选取天山雪莲的幼茎作为外植体的主要原因是其分裂能力强、分化程度低,更容易诱导脱分化和再分化,而不是因为细胞具有全能性,植物细胞都具有全能性,A错误;
B、图中①过程为外植体脱分化形成愈伤组织,②③④过程为愈伤组织再分化形成根、芽等器官。脱分化和再分化均涉及基因的选择性表达,脱分化是细胞恢复分裂能力、表达与分裂相关的基因,再分化是细胞表达与特定器官形成相关的基因,B错误;
C、生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响植物细胞的发育方向。例如,生长素浓度高、细胞分裂素浓度低时,有利于根的分化;生长素浓度低、细胞分裂素浓度高时,有利于芽的分化,C正确;
D 、整个培养过程中需要提供无菌条件、适宜的温度,但不需要不间断的人工光照,在诱导愈伤组织形成时一般不需要光照,再分化培养时需要光照,D错误。
故选C。
7. 科学家尝试采用多种方法制备诱导获得多能干细胞(iPS细胞),目前可用病人自身的体细胞诱导形成iPS细胞来治疗镰状细胞贫血、骨关节炎等疾病,下列叙述正确的是( )
A. iPS细胞可由成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、成熟红细胞等诱导生成
B. iPS细胞体外增殖方式为有丝分裂,体外分化过程与细胞内基因表达调控有关
C. 将特定基因导入细胞诱导形成iPS细胞比直接将特定蛋白导入来诱导更安全
D. 将iPS细胞分裂、分化形成的特定组织移植回患者后,患者需服用免疫抑制剂
【答案】B
【解析】
【分析】1、iPS细胞是诱导多能干细胞,具有产生多种类型细胞的能力,其功能类似胚胎干细胞。
2、细胞分化的实质是基因的选择性表达。
【详解】A、成熟红细胞(哺乳动物)因无细胞核,无法提供完整遗传信息,无法诱导生成iPS细胞,A错误;
B、iPS细胞为多能干细胞,体外增殖通过有丝分裂完成;分化过程由基因选择性表达调控,B正确;
C、导入基因可能整合宿主基因组,引发癌变风险,而导入蛋白不改变基因组,更安全,C错误;
D、iPS细胞源于患者自身,分化后的组织细胞与患者同源,无免疫排斥,无需免疫抑制剂,D错误。
故选B。
8. 如图所示表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~g为操作过程(不考虑突变),下列有关叙述错误的是( )
A. 在进行图中a过程之前,可用肝素、Ca2+载体等对精子进行获能处理
B. 若需对培育的良种牛进行性别鉴定,应取图中①处的细胞进行处理
C. d、f操作前可用促性腺激素对图中公牛和代孕母牛进行同期发情处理
D. 图中甲与乙的核遗传物质完全相同,而甲与丙的核遗传物质可能不同
【答案】C
【解析】
【分析】图中,a表示体外受精,b表示早期胚胎发育,c表示胚胎分割,d、f表示胚胎移植。
【详解】A、在a体外受精之前,常用肝素、Ca2+载体等对精子进行获能处理,对卵子进行成熟培养,A正确;
B、常取①处滋养层细胞进行性别鉴定,B正确;
C、d、f表示胚胎移植,胚胎移植前需要用孕激素对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理,C错误;
D、甲和乙经胚胎分割形成,遗传物质完全相同,甲和丙来自不同的受精卵,遗传物质不一定相同,D正确。
故选C。
9. 抗CD14单克隆抗体的制备流程如下图所示,下列相关说法错误的是( )
A. ①⑤分别注射分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞和CD14抗原
B. 步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是能够在体外适宜条件下无限增殖
C. 参与②的B淋巴细胞种类较多,有的不能分泌抗CD14抗体
D. ④的培养孔中的检测原理是抗体能与相应的抗原特异性识别并结合
【答案】A
【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效应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。
【详解】A、要获得抗 CD14单克隆抗体,步骤①应该注射 CD14抗原,步骤⑤是将分泌抗 CD14抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养,以获得大量单克隆抗体,A错误;
B、步骤②所用的 SP2/0细胞是骨髓瘤细胞,特点是能在体外无限增殖,B正确;
C、参与②的B淋巴细胞种类较多,有的B淋巴细胞不能分泌抗CD14抗体,所以形成的杂交瘤细胞需要进行筛选,C正确;
D、步骤④则利用了抗原-抗体杂交的原理,用CD14蛋白检测其中是否含抗 CD14蛋白的抗体,检测原理是抗体能与相应的抗原特异性识别并结合,D正确。
故选A。
10. 自体皮肤细胞培养移植是治疗皮肤严重烫伤、烧伤的有效方法。取受损者的皮肤进行处理后置于松盖培养瓶中培养,直至铺满整个培养瓶的底部,单层细胞相互连接形成很薄的“皮肤”。将这些“人造皮肤”移植到患者的伤处进行治疗。下列关于皮肤细胞培养的叙述错误的是( )
A. 可用胰蛋白酶或者机械方法将受损者的皮肤组织分散成单个细胞
B. “人造皮肤”移植回患者的伤处,理论上可以避免免疫排斥反应
C. “人造皮肤”的获得说明皮肤细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点
D. 松盖培养瓶应置于含95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素,定期更换培养液,以清除代谢废物;
(2)营养物质:葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质;
(3)温度和pH;
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、动物细胞培养时,常用胰蛋白酶处理组织块以分解细胞间的蛋白质,使细胞分散,也可结合机械剪碎的方法,A正确;
B、自体皮肤细胞的遗传物质与患者相同,移植后不会引起免疫排斥反应,B正确;
C、动物细胞具有贴壁生长的特性,且在接触其他细胞时会停止分裂(接触抑制),形成单层细胞,C正确;
D、动物细胞培养的气体环境应为95%空气(含约21%O₂)和5%CO₂,而非95%O₂。高浓度O₂会抑制细胞代谢甚至导致细胞损伤,而CO₂用于维持培养液pH,D错误;
故选D。
11. 下列生物技术操作能达成预期目标的是( )
A. 将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者,进行癌症治疗
B. 以尿素为唯一碳源和氮源的选择培养基,筛选土壤中的尿素分解菌
C. 将肠乳糖酶基因导入奶牛的乳腺细胞,培育分泌低乳糖牛乳的奶牛
D. 将玉米的花药离体培养,当年就能培育出能稳定遗传的二倍体植株
【答案】A
【解析】
【详解】A、体外改造T细胞使其具备识别特定癌细胞的能力,回输患者体内后该T细胞可特异性杀伤癌细胞,属于癌症的免疫治疗方案,A正确;
B、筛选尿素分解菌的选择培养基中,尿素只能作为唯一氮源,异养型的尿素分解菌无法利用尿素中的碳作为碳源,需额外添加葡萄糖等碳源,若以尿素为唯一碳源,尿素分解菌无法存活,不能完成筛选,B错误;
C、动物高度分化的乳腺细胞全能性受到严格限制,无法直接发育为完整个体,培育转基因动物需将目的基因导入受精卵或早期胚胎细胞中,C错误;
D、玉米花药离体培养直接得到的是单倍体植株,高度不育且染色体数目仅为正常二倍体的一半,需经秋水仙素诱导染色体加倍后才能得到稳定遗传的二倍体植株,D错误。
12. 植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生一类防御物质,这类物质属于次生代谢物。植物细胞培养过程中,次生代谢物(X)的产生与其细胞生长的关系模型可分为三类,如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 若次生代谢物X随着细胞生长过程不断产生,则X的产生符合图甲
B. 若次生代谢物X在细胞生长停止后才能产生,则X的产生符合图丙
C. 将微生物菌体或其产物加入植物细胞培养基中,可提高目标细胞的X产量
D. 次生代谢物是植物生长所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。 原理是植物细胞具有全能性 。
【详解】A、图甲中细胞生物量增长和次生代谢物X产量增长是同步的,若次生代谢物X随着细胞生长过程不断产生,符合图甲的模型,A正确;
B、图丙中细胞生物量先增长,之后细胞生长停止,次生代谢物X才开始产生并增长,若次生代谢物X在细胞生长停止后才能产生,符合图丙的模型,B正确;
C、因为植物在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫下会产生防御物质(次生代谢物 ),所以将微生物菌体或其产物加入植物细胞培养基中,模拟胁迫环境,可提高目标细胞的X产量,C正确;
D、次生代谢物不是植物生长所必需的,它是植物在特定环境下产生的防御物质等,D错误。
故选D。
13. 高中生物学实验中,同学们常通过染色(或与有色物质结合)来观察、鉴定相关物质或结构。下列对应关系中,错误的是( )
A. 染色体——醋酸洋红液——深色
B. 琼脂糖凝胶中的DNA——二苯胺——蓝色
C. 纤维素——刚果红——红色复合物
D. 大肠杆菌——伊红-美蓝——深紫色
【答案】B
【解析】
【详解】A、染色体能被碱性染料(如醋酸洋红液)染成深色,用于观察细胞分裂,A正确;
B、二苯胺需在沸水浴条件下与DNA反应显蓝色,而琼脂糖凝胶中的DNA未经过溶解或加热处理,无法直接显色,B错误;
C、刚果红与纤维素结合形成红色复合物,用于鉴别纤维素分解菌,C正确;
D、伊红-美蓝可检测大肠杆菌,其代谢产物与之结合形成深紫色菌落,D正确。
故选B。
14. 为提高纤维素的降解效率,某课题组筛选得到了高产纤维素酶菌株X,并克隆表达降解纤维素的三种酶(如下图所示)。下列有关说法正确的是( )
A. 过程①②所使用的培养基,均以纤维素为唯一的碳源
B. 过程④扩增不同目的基因时,子链都从3’→5’延伸
C. 过程⑤构建的基因表达载体必须包含启动子、目的基因、终止密码子、标记基因
D. PCR第n轮循环后,同时含2种引物的DNA分子的占比(2n-1)/2n
【答案】A
【解析】
【详解】A、过程①是筛选纤维素降解细菌,过程②是筛选高产纤维素酶菌株X,为了筛选出能分解纤维素的微生物,所使用的培养基均以纤维素为唯一的碳源,这样只有能分解纤维素的微生物才能生长,A正确;
B、DNA 复制时,子链的延伸方向是从5′→3′,而不是3′→5′,因此,过程④扩增不同的目的基因时,子链从5′→3′延伸 ,B错误;
C、基因表达载体必须包含启动子、目的基因、终止子、标记基因,终止密码子位于mRNA上,不是基因表达载体的组成部分,C错误;
D、PCR第n轮循环后,1个DNA分子共产生2n个 DNA 分子,其中同时含 2 种引物的 DNA 分子数为2n−2( 除去 2 个分别只含一种引物的 DNA 分子 ),所以同时含2种引物的DNA分子的占比为(2n−2)/2n,D错误。
故选A。
15. 质粒K中含有的β-半乳糖苷酶基因。将质粒K导入大肠杆菌细胞后,编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal,产生蓝色物质,使平板中出现蓝色菌落,如下图所示。某课题组以该质粒为载体,采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是( )
A. 若X-gal高温敏感,应在培养基高压蒸汽灭菌后,再加入X-gal
B. 若筛选平板中不含X-gal,则生长出的白色菌落不能确定为目的基因所表达的菌株
C. 因质粒K中含两个标记基因,筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株
D. 该筛选法只能确定编码β-半乳糖苷酶的基因被破坏,而不能确定是目的基因的表达
【答案】C
【解析】
【详解】A、高压蒸汽灭菌法温度较高,若X-gal高温敏感,为避免其失活,应在培养基高压蒸汽灭菌后,冷却到适宜温度时再加入X-gal ,A正确;
B、筛选平板中不含X-gal,就无法通过是否产生蓝色菌落来判断β−半乳糖苷酶基因是否被破坏(从而无法判断是否导入重组质粒 ),所以生长出的白色菌落不能确定为目的基因所表达的菌株,B正确;
C、质粒K中含卡那霉素抗性基因和β−半乳糖苷酶基因两个标记基因,筛选平板中长出的白色菌落,说明β−半乳糖苷酶基因被破坏(插入了目的基因 ),但不能直接确定目的基因一定表达,因为目的基因可能导入但未表达,C错误;
D、该筛选法是依据β−半乳糖苷酶能否分解X-gal产生蓝色物质来判断,只能确定编码β−半乳糖苷酶的基因是否被破坏(若破坏则不能产生蓝色菌落 ),而不能确定目的基因是否表达,因为目的基因表达与否不影响β−半乳糖苷酶基因是否被破坏这一筛选依据,D正确。
故选C。
第II卷(非选择题,共55分)
二、非选题(共55分)
16. 研究发现,根际微生物与水稻分蘖数密切相关,分蘖数又是决定水稻产量的关键。为探究根际微生物对水稻分蘖数的影响,科研人员进行了如下实验。回答下列问题。
(1)已知促进水稻分蘖的细菌可利用尿素作为氮源。研究人员欲从土壤稀释液中分离出能促进水稻分蘖的细菌,需配制以______作为唯一氮源的固体培养基,该培养基所含有的基本营养成分还有________。
(2)将土壤稀释液接种到上述培养基上培养,通常采用_______法。该接种方法还可用于计数,其原理是___________。
(3)为进一步确定筛选出的某种微生物是否具有促进水稻分蘖的功能,可选取生长状况相同的水稻幼苗分为两组,实验组用含有该种微生物的培养液浇灌,对照组用______浇灌。在相同且适宜的环境条件下培养一段时间后,观察并记录水稻的分蘖数。若实验组水稻的平均分蘖数明显______(填“多于”或“少于”)对照组,则说明该组所对应的微生物具有促进水稻分蘖的功能。
【答案】(1) ①. 尿素 ②. 水、碳源、无机盐等
(2) ①. 稀释涂布平板法 ②. 当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌;通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌
(3) ①. 不添加微生物的培养液 ②. 多于
【解析】
【分析】纯化微生物时常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法不易分离出单个菌落,不能计数;稀释涂布平板法能使单菌落分离,便于计数。
【小问1详解】
各种微生物培养基的配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。促进水稻分蘖的细菌可利用尿素作为氮源,欲从土壤稀释液中分离出能促进水稻分蘖的细菌,需配制以尿素作为唯一氮源的固体培养基,该培养基所含有的基本营养成分还有水、碳源、无机盐等。
【小问2详解】
常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。由于土壤中细菌的数量庞大,要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物,必须要对土样进行一系列梯度稀释,然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上,也就是要采用稀释涂布平板法将土壤稀释液接种到上述培养基上培养。稀释涂布平板法可用于微生物的计数,其原理是:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌;通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【小问3详解】
为进一步确定筛选出的某种微生物是否具有促进水稻分蘖的功能,自变量为培养液是否含有该种微生物,因变量是水稻的分蘖数。选取生长状况相同的水稻幼苗分为两组,实验组用含有该种微生物的培养液浇灌,对照组用不添加微生物的常规培养液浇灌。在相同且适宜的环境条件下培养一段时间后,观察并记录水稻的分蘖数。若实验组水稻的平均分蘖数明显多于对照组,则说明该组所对应的微生物具有促进水稻分蘖的功能。
17. 利用转基因小鼠生产人源抗体的技术首先要敲除小鼠的抗体基因,再转入人的全套抗体基因,使得小鼠能够产生人源抗体。回答下列问题:
(1)科研人员采取同源重组方法将小鼠胚胎干细胞(ES)中的鼠源抗体基因敲除。该方法需构建携带同源重组序列的载体,所用的载体需要含有标记基因,目的是_________。
(2)获得敲除小鼠抗体基因的ES细胞后,需将人的抗体基因转入该细胞。该过程所用的BAC载体与含人抗体基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示。
①为获得人抗体基因,需从人的_________细胞中获取mRNA,在_________酶的作用下获得cDNA.
②用图中质粒和目的基因构建基因表达载体时,分别只需要一种限制酶和DNA连接酶便可实现,处理目的基因的限制酶是_________,用该方法切割目的基因、质粒后可能出现目的基因的反向连接或_________。
③现已获得A和B两个重组质粒,欲要通过PCR扩增的方法,检测目的基因“正向”还是“反向”插入质粒,可选择图中“甲、丙”处碱基序列设计引物,若A重组质粒扩增出的片段长于B质粒,则_________质粒是“正向”插入的质粒。
【答案】(1)便于筛选重组DNA是否导入到受体细胞(检测目的基因是否导入到受体细胞)
(2) ①. 浆(B淋巴) ②. 逆转录 ③. Sau3AⅠ ④. 目的基因以及质粒自身环化 ⑤. B
【解析】
【小问1详解】
基因工程中,载体上标记基因的作用是便于筛选重组DNA是否导入到受体细胞(检测目的基因是否导入到受体细胞)。
【小问2详解】
① 抗体是由浆(B淋巴)细胞合成和分泌的,只有浆细胞中抗体基因转录产生抗体的mRNA,因此需要从浆(B淋巴)中获取mRNA,以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下逆转录得到cDNA。 ② 由图可知,Sau3AⅠ既能切割自身识别序列,也能切割BamHⅠ序列,目的基因的两侧分别存在BamHⅠ酶切位点和Sau3AⅠ酶切位点,因此处理目的基因的限制酶是Sau3AⅠ,质粒用BamHⅠ切割即可;用同一种限制酶切割质粒和目的基因后,由于粘性末端相同,连接时除了会出现目的基因反向连接,还会出现目的基因以及质粒自身环化的错误连接情况。 ③ 目的基因正向插入时,方向为:质粒启动子→甲→BamHⅠ位点→丙(目的基因的起始端)→目的基因→丁(目的基因的终止端);引物设计在甲和丙,正向插入时两个引物之间仅间隔短片段,扩增产物长度短;反向插入时目的基因方向颠倒,甲和丙之间间隔整个目的基因,扩增产物长度更长。题目中A扩增片段长于B,因此短片段的B是正向插入的质粒。
18. 植物甲(2N=24)具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙(2N=32)的细胞质中存在抗除草剂基因。研究人员通过植物细胞工程技术将乙细胞质中的抗性基因引入甲中,获得杂种植株,实验流程如下图所示。回答下列问题:
(1)A过程选择顶芽细胞的原因有_________(至少答2点);在进行B过程之前,先要将甲、乙植株顶芽的细胞进行A过程处理,原因是_________。
(2)图中用于培养和筛选的培养基,除了加入必需的营养物质外,还需加入_________以达到筛选的目的。研究人员_________(选填“能”或“不能”)根据细胞中染色体数目和形态来筛选出杂种细胞,理由是_________。
(3)培养出的杂种植株具有_________的性状特征,说明实验取得了成功。
【答案】(1) ①. 分裂能力强;分化程度低,全能性容易表达;茎尖分生组织细胞无病毒或病毒少 ②. 植物细胞存在细胞壁不能融合
(2) ①. 一定比例的生长素、细胞分裂素 ②. 不能 ③. 杂种细胞的染色体数目与植物甲相同
(3)抗除草剂
【解析】
【小问1详解】
植物顶芽细胞属于分生组织,分裂能力强;分化程度低,全能性容易表达;茎尖分生组织细胞无病毒或病毒少,故A过程制备原生质体时选择植物顶芽细胞。由于植物细胞具有细胞壁,不能直接融合,因此需要进行A过程处理去除细胞壁。
【小问2详解】
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性植物激素,用于培养和筛选的培养基中,除了加入必需的营养物质外,还需加入一定比例的生长素、细胞分裂素以达到筛选的目的。结合图示和题干信息可知,植物甲的细胞质失去活性,植物乙的细胞核失去活性,因此融合后的细胞染色体数目与植物甲相同,不能根据细胞中染色体数目和形态来筛选出杂种细胞。
【小问3详解】
植物甲(2N=24)具有由核基因控制的多种优良性状,植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因,将乙细胞质中的抗性基因引入甲中,获得杂种植株,因此培养成的植株具有甲的优良性状且抗除草剂。
19. CD47是一种跨膜糖蛋白,可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测:可通过使用抗CD47的单克隆抗体来解除CD47对巨噬细胞的抑制作用。研究人员以小鼠为实验材料,进行了如下实验。请分析回答:
(1)图中过程①的目的是让小鼠体内产生_________;过程③筛选出的杂交瘤细胞具有_________的特点。
(2)为验证科学家的推测,除图中的实验组外,还需增设一个对照组,该对照组的具体操作为_________。若出现_________的结果,则说明抗CD47的单克隆抗体能解除CD47对巨噬细胞的抑制作用。
(3)若实验证明科学家的推测正确,你认为抗CD47的单克隆抗体的作用机理是_________,从而有利于巨噬细胞发挥吞噬作用。
(4)若想将上述实验的研究成果运用到人类癌症治疗中,还需进行哪些进一步的研究?(答一点)。 ________
【答案】(1) ①. 更多的抗CD47的B淋巴细胞 ②. 既能迅速增殖,又能产生大量抗体
(2) ①. 不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系 ②. 对照组中吞噬细胞的吞噬指数明显低于实验组
(3)抗CD47的单克隆抗体与CD47结合,使得CD47对巨噬细胞的抑制作用解除
(4)鼠源单克隆抗体是否引起人的排斥反应;肿瘤细胞表面的CD47作为治疗靶点的有效性
【解析】
【小问1详解】
CD47对于小鼠是抗原,可引发小鼠特异性免疫反应,产生更多的抗CD47的B淋巴细胞。③为第二次筛选,筛选出足够数量的能分泌特定抗体的杂交瘤细胞,其特点是既能迅速大量增殖,又能产生大量抗体。
【小问2详解】
本实验的目的是证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,实验组设置为“巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系+单克隆抗体”,遵循实验的对照原则和单一变量原则,对照组应设置为“不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系”,检测并比较两组巨噬细胞的吞噬指数。由于具有抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,所以实验组的巨噬细胞的吞噬作用加强,实验组的吞噬指数高于对照组。
【小问3详解】
CD47是一种跨膜糖蛋白,可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用,抗CD47的单克隆抗体与CD47结合,使得CD47对巨噬细胞的抑制作用解除,有利于巨噬细胞发挥吞噬作用。
【小问4详解】
若想将上述实验的研究成果运用到人类癌症治疗中,还可进行研究的是:鼠源单克隆抗体在人体内易引发免疫反应,导致疗效下降和不良反应。需通过人源化改造(如人鼠嵌合抗体)降低免疫原性,或直接使用全人源单抗以提高安全性和疗效。需确认肿瘤细胞表面的CD47作为治疗靶点的有效性。例如,抗CD47抗体通过解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,但需验证该机制在人类癌症中的适用性。
20. 我国科研人员通过图示过程将Bt基因(能够控制合成Bt毒蛋白)转入棉花细胞培育出了转基因抗虫棉。请回答下列问题:
(1)利用PCR技术获得了大量Bt基因,PCR反应需要在缓冲溶液中添加Mg2+,其作用是_________。
(2)Bt基因A端和B端的部分序列如图所示,为了使Bt基因正确插入Ti质粒中,设计引物时需要在A端和B端的引物的5'端分别添加图中_________限制酶的识别序列。结合目的基因的部分碱基序列,请设计引物的碱基序列(至少写16个碱基)。
引物1(A端的引物):5'_________3',引物2(B端的引物):5'_________3'。
(3)据图分析,用Ca2+处理农杆菌后获得感受态细胞,将其与基因表达载体混合完成转化后,在添加_________的培养基中筛选得到含基因表达载体的农杆菌,再将重组农杆菌侵染棉花愈伤组织,在添加_________的培养基上不生长的即为含重组DNA的棉花植株。
(4)可以在分子水平上采用_________的方法来检测Bt基因是否成功表达。
【答案】(1)激活DNA聚合酶
(2) ①. XmaI和MunI ②. CCCGGGTCTGTTGAAT ③. CAATTGCCTGGATGAT
(3) ①. 潮霉素 ②. 卡那霉素
(4)抗原-抗体杂交
【解析】
【小问1详解】
PCR反应中,Taq酶(耐高温的DNA聚合酶 )发挥作用需要Mg2+,Mg2+能激活Taq酶,为其提供适宜的催化环境,保证DNA 扩增反应顺利进行 。所以PCR反应缓冲溶液中添加Mg2+的作用是激活Taq酶(耐高温的DNA聚合酶 )。
【小问2详解】
从图中可知,NheI会破坏所有标记基因,EcoRI会破坏启动子序列,所以应选择限制酶MunI和XmaI切割质粒和目的基因,为保证目的基因(Bt基因)和质粒正向连接,应在Bt基因的B端添加限制酶MunI的识别序列,在A端添加限制酶XmaI的识别序列。因此引物1设计A端引物要引入XmaI限制酶识别序列,所以引物1(A端的引物)为5′-CCCGGGTCTGTTGAAT-3′。;引物2设计B端引物要引入MunI限制酶识别序列,所以引物2(B端的引物)为5′-CAATTGCCTGGATGAT-3′。
【小问3详解】
用Ca2+处理农杆菌获得感受态细胞,与基因表达载体混合转化后,在添加潮霉素的培养基中筛选,因载体含潮霉素抗性基因,可得到含基因表达载体的农杆菌 。重组农杆菌侵染棉花愈伤组织后,在添加卡那霉素的培养基中筛选,可得到成功将Bt基因整合到染色体DNA 上的棉花植株,因T−DNA 整合后,卡那霉素抗性基因被破坏,在含卡那霉素的培养基上不生长的就是重组质粒。
【小问4详解】
检测Bt基因是否成功表达,即检测是否产生相应的毒蛋白,在分子水平上采用抗原 - 抗体杂交的方法检测。
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射洪中学高2024级高二下期半期考试
生物试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题共45分)
一、选择题(每小题3分,共45分)
1. 某地近年来构建“300米见绿,500米见园”的山水生态格局,将一条重度污染河流打造成以“荷花→鱼→鸟”为主体的生态景观,河流两岸铺上草坪、种植树木,形成了一片绿意盎然的景象。下列有关叙述错误的是( )
A. 铺上草坪、种植树木有利于实现低碳目标改善空气质量
B. 河流治理改善了生态环境,增大了生态足迹和生态承载力
C. 河流治理后吸引更多鸟类定居能提高该生态系统的稳定性
D. 该地经治理后吸引游客前来踏青体现了生物多样性的直接价值
2. 某农业园开创了一套“鸡+鸭+鱼+菜”农业新模式,如图所示。下列有关分析正确的是( )
A. 图中螺旋藻和叉尾鮰细胞结构的主要区别是有无细胞壁
B. 流经该生态系统的总能量是螺旋藻和蔬菜固定的总能量
C. 螺旋藻可充分利用动物粪便中的物质和能量是该模式的优势
D. 该模式几乎没有“废物”产生,遵循了生态工程的循环原理
3. 潼川豆豉由高蛋白质原料大豆酿造而成,是绵阳市三台县最具盛名的传统调味品。下列有关叙述错误的是( )
A. 豆豉制作时,酵母、曲霉和毛霉等都参与了发酵,其中起主要作用的是毛霉
B. 毛霉的异化作用类型是厌氧型,因此,豆豉制作过程需要无氧条件下发酵
C. 经微生物作用后,大豆产生的小分子肽和氨基酸等更易被人体消化吸收
D. 现代发酵工程中,可通过优化通氧量、温度等条件以提高发酵产品的质量
4. 发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。下图是发酵工程的基本环节示意图,下列有关叙述错误的是( )
A. 图中①代表接种环节,接种前需对发酵罐进行消毒处理
B. 若获得的产品为谷氨酸,则发酵的pH宜为中性或弱碱性
C. 生产啤酒时,发酵罐内会发生糖转化为酒精和CO2的过程
D. 发酵结束后,可通过过滤、沉淀等方法分离出微生物本身
5. 科研人员为评估某湖泊水体中降解有机物的微生物数量,取1mL湖水依次稀释103、104、105倍,各取0.1mL涂布于选择培养基,培养后统计菌落数(结果如下)。下列有关叙述正确的是( )
稀释倍数
平板1菌落数
平板2菌落数
平板3菌落数
103
456
512
489
104
52
48
55
105
3
6
4
A. 应选择103倍稀释的平板进行计数,计算湖水菌数为4.85×105个/mL
B. 根据湖泊水体微生物的生活环境,需要对湿热灭菌后的培养基调节PH
C. 该实验需设置未接种的平板,判断培养基和操作过程是否有杂菌污染
D. 若改用显微镜直接计数法统计菌体数量,与表中数据相比结果会偏小
6. 天山雪莲是一种十分珍贵的植物,分布在我国新疆、西藏等地,是我国三级濒危植物。下图是科学家用雪莲幼茎进行植物组织培养的流程图,下列有关叙述正确的是( )
A. 选取雪莲幼茎作为外植体的主要原因是幼嫩的细胞才具有全能性
B. 图中②、③、④过程均涉及基因的选择性表达,而①过程不涉及
C. 培养基中添加植物激素的浓度、比例会影响植物细胞的发育方向
D. 在整个培养过程中需要提供无菌条件、适宜的温度和持续的光照
7. 科学家尝试采用多种方法制备诱导获得多能干细胞(iPS细胞),目前可用病人自身的体细胞诱导形成iPS细胞来治疗镰状细胞贫血、骨关节炎等疾病,下列叙述正确的是( )
A. iPS细胞可由成纤维细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、成熟红细胞等诱导生成
B. iPS细胞体外增殖方式为有丝分裂,体外分化过程与细胞内基因表达调控有关
C. 将特定基因导入细胞诱导形成iPS细胞比直接将特定蛋白导入来诱导更安全
D. 将iPS细胞分裂、分化形成的特定组织移植回患者后,患者需服用免疫抑制剂
8. 如图所示表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~g为操作过程(不考虑突变),下列有关叙述错误的是( )
A. 在进行图中a过程之前,可用肝素、Ca2+载体等对精子进行获能处理
B. 若需对培育的良种牛进行性别鉴定,应取图中①处的细胞进行处理
C. d、f操作前可用促性腺激素对图中公牛和代孕母牛进行同期发情处理
D. 图中甲与乙的核遗传物质完全相同,而甲与丙的核遗传物质可能不同
9. 抗CD14单克隆抗体的制备流程如下图所示,下列相关说法错误的是( )
A. ①⑤分别注射分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞和CD14抗原
B. 步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是能够在体外适宜条件下无限增殖
C. 参与②的B淋巴细胞种类较多,有的不能分泌抗CD14抗体
D. ④的培养孔中的检测原理是抗体能与相应的抗原特异性识别并结合
10. 自体皮肤细胞培养移植是治疗皮肤严重烫伤、烧伤的有效方法。取受损者的皮肤进行处理后置于松盖培养瓶中培养,直至铺满整个培养瓶的底部,单层细胞相互连接形成很薄的“皮肤”。将这些“人造皮肤”移植到患者的伤处进行治疗。下列关于皮肤细胞培养的叙述错误的是( )
A. 可用胰蛋白酶或者机械方法将受损者的皮肤组织分散成单个细胞
B. “人造皮肤”移植回患者的伤处,理论上可以避免免疫排斥反应
C. “人造皮肤”的获得说明皮肤细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点
D. 松盖培养瓶应置于含95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养
11. 下列生物技术操作能达成预期目标的是( )
A. 将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者,进行癌症治疗
B. 以尿素为唯一碳源和氮源的选择培养基,筛选土壤中的尿素分解菌
C. 将肠乳糖酶基因导入奶牛的乳腺细胞,培育分泌低乳糖牛乳的奶牛
D. 将玉米的花药离体培养,当年就能培育出能稳定遗传的二倍体植株
12. 植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生一类防御物质,这类物质属于次生代谢物。植物细胞培养过程中,次生代谢物(X)的产生与其细胞生长的关系模型可分为三类,如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 若次生代谢物X随着细胞生长过程不断产生,则X的产生符合图甲
B. 若次生代谢物X在细胞生长停止后才能产生,则X的产生符合图丙
C. 将微生物菌体或其产物加入植物细胞培养基中,可提高目标细胞的X产量
D. 次生代谢物是植物生长所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
13. 高中生物学实验中,同学们常通过染色(或与有色物质结合)来观察、鉴定相关物质或结构。下列对应关系中,错误的是( )
A. 染色体——醋酸洋红液——深色
B. 琼脂糖凝胶中的DNA——二苯胺——蓝色
C. 纤维素——刚果红——红色复合物
D. 大肠杆菌——伊红-美蓝——深紫色
14. 为提高纤维素的降解效率,某课题组筛选得到了高产纤维素酶菌株X,并克隆表达降解纤维素的三种酶(如下图所示)。下列有关说法正确的是( )
A. 过程①②所使用的培养基,均以纤维素为唯一的碳源
B. 过程④扩增不同目的基因时,子链都从3’→5’延伸
C. 过程⑤构建的基因表达载体必须包含启动子、目的基因、终止密码子、标记基因
D. PCR第n轮循环后,同时含2种引物的DNA分子的占比(2n-1)/2n
15. 质粒K中含有的β-半乳糖苷酶基因。将质粒K导入大肠杆菌细胞后,编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal,产生蓝色物质,使平板中出现蓝色菌落,如下图所示。某课题组以该质粒为载体,采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是( )
A. 若X-gal高温敏感,应在培养基高压蒸汽灭菌后,再加入X-gal
B. 若筛选平板中不含X-gal,则生长出的白色菌落不能确定为目的基因所表达的菌株
C. 因质粒K中含两个标记基因,筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株
D. 该筛选法只能确定编码β-半乳糖苷酶的基因被破坏,而不能确定是目的基因的表达
第II卷(非选择题,共55分)
二、非选题(共55分)
16. 研究发现,根际微生物与水稻分蘖数密切相关,分蘖数又是决定水稻产量的关键。为探究根际微生物对水稻分蘖数的影响,科研人员进行了如下实验。回答下列问题。
(1)已知促进水稻分蘖的细菌可利用尿素作为氮源。研究人员欲从土壤稀释液中分离出能促进水稻分蘖的细菌,需配制以______作为唯一氮源的固体培养基,该培养基所含有的基本营养成分还有________。
(2)将土壤稀释液接种到上述培养基上培养,通常采用_______法。该接种方法还可用于计数,其原理是___________。
(3)为进一步确定筛选出的某种微生物是否具有促进水稻分蘖的功能,可选取生长状况相同的水稻幼苗分为两组,实验组用含有该种微生物的培养液浇灌,对照组用______浇灌。在相同且适宜的环境条件下培养一段时间后,观察并记录水稻的分蘖数。若实验组水稻的平均分蘖数明显______(填“多于”或“少于”)对照组,则说明该组所对应的微生物具有促进水稻分蘖的功能。
17. 利用转基因小鼠生产人源抗体的技术首先要敲除小鼠的抗体基因,再转入人的全套抗体基因,使得小鼠能够产生人源抗体。回答下列问题:
(1)科研人员采取同源重组方法将小鼠胚胎干细胞(ES)中的鼠源抗体基因敲除。该方法需构建携带同源重组序列的载体,所用的载体需要含有标记基因,目的是_________。
(2)获得敲除小鼠抗体基因的ES细胞后,需将人的抗体基因转入该细胞。该过程所用的BAC载体与含人抗体基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示。
①为获得人抗体基因,需从人的_________细胞中获取mRNA,在_________酶的作用下获得cDNA.
②用图中质粒和目的基因构建基因表达载体时,分别只需要一种限制酶和DNA连接酶便可实现,处理目的基因的限制酶是_________,用该方法切割目的基因、质粒后可能出现目的基因的反向连接或_________。
③现已获得A和B两个重组质粒,欲要通过PCR扩增的方法,检测目的基因“正向”还是“反向”插入质粒,可选择图中“甲、丙”处碱基序列设计引物,若A重组质粒扩增出的片段长于B质粒,则_________质粒是“正向”插入的质粒。
18. 植物甲(2N=24)具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙(2N=32)的细胞质中存在抗除草剂基因。研究人员通过植物细胞工程技术将乙细胞质中的抗性基因引入甲中,获得杂种植株,实验流程如下图所示。回答下列问题:
(1)A过程选择顶芽细胞的原因有_________(至少答2点);在进行B过程之前,先要将甲、乙植株顶芽的细胞进行A过程处理,原因是_________。
(2)图中用于培养和筛选的培养基,除了加入必需的营养物质外,还需加入_________以达到筛选的目的。研究人员_________(选填“能”或“不能”)根据细胞中染色体数目和形态来筛选出杂种细胞,理由是_________。
(3)培养出的杂种植株具有_________的性状特征,说明实验取得了成功。
19. CD47是一种跨膜糖蛋白,可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测:可通过使用抗CD47的单克隆抗体来解除CD47对巨噬细胞的抑制作用。研究人员以小鼠为实验材料,进行了如下实验。请分析回答:
(1)图中过程①的目的是让小鼠体内产生_________;过程③筛选出的杂交瘤细胞具有_________的特点。
(2)为验证科学家的推测,除图中的实验组外,还需增设一个对照组,该对照组的具体操作为_________。若出现_________的结果,则说明抗CD47的单克隆抗体能解除CD47对巨噬细胞的抑制作用。
(3)若实验证明科学家的推测正确,你认为抗CD47的单克隆抗体的作用机理是_________,从而有利于巨噬细胞发挥吞噬作用。
(4)若想将上述实验的研究成果运用到人类癌症治疗中,还需进行哪些进一步的研究?(答一点)。 ________
20. 我国科研人员通过图示过程将Bt基因(能够控制合成Bt毒蛋白)转入棉花细胞培育出了转基因抗虫棉。请回答下列问题:
(1)利用PCR技术获得了大量Bt基因,PCR反应需要在缓冲溶液中添加Mg2+,其作用是_________。
(2)Bt基因A端和B端的部分序列如图所示,为了使Bt基因正确插入Ti质粒中,设计引物时需要在A端和B端的引物的5'端分别添加图中_________限制酶的识别序列。结合目的基因的部分碱基序列,请设计引物的碱基序列(至少写16个碱基)。
引物1(A端的引物):5'_________3',引物2(B端的引物):5'_________3'。
(3)据图分析,用Ca2+处理农杆菌后获得感受态细胞,将其与基因表达载体混合完成转化后,在添加_________的培养基中筛选得到含基因表达载体的农杆菌,再将重组农杆菌侵染棉花愈伤组织,在添加_________的培养基上不生长的即为含重组DNA的棉花植株。
(4)可以在分子水平上采用_________的方法来检测Bt基因是否成功表达。
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