精品解析:吉林通化市梅河口市第五中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测生物试题
2026-06-02
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | 通化市 |
| 地区(区县) | 梅河口市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.12 MB |
| 发布时间 | 2026-06-02 |
| 更新时间 | 2026-06-07 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58167534.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高二生物
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. 央视3.15晚会曝光老坛酸菜包里的部分酸菜是从外面收购的“土坑酸菜”。泡菜古称菹,是指为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。它是一种在低浓度食盐液中泡制的蔬菜乳酸发酵加工品。下列叙述正确的是( )
A. 泡菜主要是靠盐的渗透压来抑制腐败微生物的生长和繁殖
B. 腌制时间过短和制作过程污染严重等会使土坑酸菜易腐烂变质
C. 泡菜之盐水加热煮沸后应立即加入陈泡菜液以防止杂菌污染
D. 制作泡菜时要选择新鲜的原料,且为创设无氧环境泡菜坛要装满
7. 下面是有关啤酒的工业化生产的流程。下列有关叙述错误的是( )
发芽焙烤碾磨糖化蒸煮发酵消毒终止
A. 焙烤可以杀死大麦种子的胚,并使淀粉酶变性失活
B. 发芽的过程中大麦会产生淀粉酶,便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵
C. 发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程
D. 蒸煮可以杀死糖浆中的微生物,避免杂菌污染
8. 植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术,具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用的描述错误的是( )
A. 可用PEG诱导植物原生质体融合,再生出细胞壁是融合成功的标志
B. 获取植物原生质体时,体现了酶的专一性
C. 植物体细胞杂交技术去壁前,需对两种植物细胞进行灭菌处理,以防止杂菌污染
D. 植物培养基中常用的植物生长调节剂,一般可以分为生长素类、细胞分裂素类
9. 将诱导多能干细胞(简称iPS细胞)移植给急性心肌梗死小鼠,检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法不合理的是( )
A. 该实验仅需要正常小鼠作为对照组
B. 与成体干细胞相比,iPS细胞的分化潜能更强
C. 因为诱导过程无需破坏胚胎,且选择病鼠自身细胞获得iPS细胞再移植可避免免疫排斥,所以应用前景优于胚胎干细胞
D. 培养iPS细胞的培养液中含有动物血清等
10. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是( )
A. 若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B. 若c表示动物细胞融合技术,③为获得的单克隆抗体
C. ①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D. 若b是体外受精技术,则②可提高动物繁殖能力
11. “筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列叙述正确的是( )
①对土壤中分解尿素的细菌进行分离和计数实验,用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,检测选择培养基是否有筛选作用。②重组质粒的鉴定和筛选,需要在重组质粒上保留有抗生素的抗性基因。③统计活菌数目时,选择菌落数30-300的平板进行计数,计数结果往往偏小。④以尿素为唯一氮源的培养基,筛选出的一定是能分解尿素的微生物
A. ②③ B. ①③ C. ③④ D. ①②
12. 为保护和繁殖大熊猫,科研人员进行了如图实验,下列叙述正确的是( )
A. 熊猫甲培育成功原因可能是卵母细胞的细胞质可使细胞核全能性得到表达
B. 图中进行胚胎移植的胚胎可以是原肠胚
C. 图中熊猫甲与亲代雄性大熊猫的性状基本一致
D. 熊猫乙和丙的表型一定相同
13. 2026年1月,我国首个转基因耐旱玉米转化体NAZ—4正式获得农业转基因生物安全证书。该品种通过转入耐旱关键基因BADH,可显著提升玉米在干旱胁迫下的水分利用效率。下列叙述错误的是( )
A. 构建基因表达载体时需要限制酶和DNA连接酶
B. 可通过农杆菌转化法将BADH基因转入玉米细胞
C. 利用抗原—抗体杂交技术可判断BADH基因是否转录
D. BADH基因可能因插入位置不同影响玉米自身基因的表达
14. 科研人员从粘质沙雷氏菌中分离获得了限制酶SmaⅠ,其识别并切割的DNA序列为5´-CCC↓GGG-3´。下列叙述正确的是( )
A. 限制酶的活性不受外界温度影响
B. 该限制酶可破坏磷酸二酯键和氢键
C. 该限制酶切割DNA分子后形成平末端
D. 沙雷氏菌中的SmaⅠ可破坏自身DNA分子
15. 某科研小组从猪源大肠杆菌中扩增得到LTB和ST1两个基因片段,利用重组PCR 技术构建了 LTB—ST1 融合基因,制备过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 引物P2与P3之间不应有互补序列,以防两者发生碱基互补配对
B. 若对②过程得到的 LTB-ST1基因进行扩增应选引物P1和P4
C. 从①到②的过程不需要添加引物
D. PCR1与PCR2 均经过两轮循环可得到其扩增产物
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的,全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 研究者测定了某淡水湖泊生态系统中不同营养级的年能量流动和现存生物量,绘制出能量金字塔和生物量金字塔如图所示,其中,P表示生产者(藻类),C表示消费者,C1、C2、C3代表不同营养级(图中的数字代表能量相对值、生物量,能量单位是kcal·m-2·a-1,生物量单位是g·m-2)。下列叙述错误的是( )
A. 能量金字塔呈正金字塔形,说明分解者不属于生态系统能量流动的环节
B. C1、C2、C3的能量逐级减少,说明营养级越高,生物的个体数量越少
C. P、C和分解者构成了生物群落,C1到C2的能量传递效率约为10.7%
D. 生物量金字塔倒置的原因是生产者P的繁殖速度慢,无法为消费者C1提供足够生物量
17. 土壤中含有许多种类的微生物,某同学进行“探究土壤微生物的分解作用”实验,实验处理和结果如表所示(“√”表示进行处理,“×”表示不进行处理)。下列叙述正确的是( )
组别
甲
乙
实验处理
60℃恒温箱处理土壤1 h
√
×
将落叶埋入土壤一定时间
√
√
实验结果
落叶腐烂状况
不腐烂
腐烂
A. 甲组中可将土壤放入烧杯中,直接放入恒温箱进行恒温处理
B. 甲组60℃恒温处理土壤,目的是排除土壤微生物分解作用
C. 甲、乙两组埋入的落叶的数量相同,埋入的深度也必须相同
D. 该实验说明土壤中微生物能够将落叶中有机物分解成无机物
18. 四川泡菜制作时“盐少易酸、盐多味咸”,食盐用量直接影响发酵过程与食品安全。科研人员研究了在四川泡菜制作过程中,不同NaCl浓度下亚硝酸盐含量随腌制时间的变化,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 由图可知,NaCl浓度越高,亚硝酸盐含量的峰值就相对越低,且峰值出现时间越早
B. 腌制后期亚硝酸盐含量下降的原因是乳酸菌发酵产生的酸性环境,促进了亚硝酸盐的分解
C. 由图可知,NaCl浓度对亚硝酸盐含量的时间动态变化趋势无显著干扰但会影响其生成量
D. 为降低泡菜食用时亚硝酸盐含量,泡菜加工时可采取合理控制腌制的时间、控制好食盐用量等措施
19. 某饲料霉变问题研究中发现,禾谷镰刀菌(霉菌)可产生有毒代谢产物ZEN,同时引发饲料霉变。研究人员从霉变饲料中筛选得到一株细菌X,为探究其降解ZEN的机制,测定了X的不同组分及不同处理的细胞培养液的上清液对ZEN的降解率,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
研究对象及处理方式
ZEN降解率/%
上清液
未处理
65
蛋白酶处理
5
细胞内容物
38
活菌体
37
灭活菌体
22
A. 若用稀释涂布平板法分离纯化细菌X,涂布前需将菌液进行梯度稀释
B. 若要从发霉饲料中分离禾谷镰刀菌,可将样品接种到含青霉素的选择培养基上
C. 推断细菌X降解ZEN的关键活性物质主要分布在胞外,且其化学本质为蛋白质
D. 灭活菌体仍能降解ZEN,推测部分降解酶不依赖活细胞,可能结合在菌体表面发挥作用
20. 体细胞核移植技术效率极低,哈尔滨医科大学研究发现,Nr5a2可显著提升克隆胚胎发育效率。如图为小鼠克隆流程,下列叙述正确的是( )
A. 卵母细胞去核时,需一并去除纺锤体、染色体及第一、第二极体
B. 为提高早期胚胎的利用率,可选取发育良好、形态正常的原肠胚进行均等分割
C. 注入的Nr5a2的mRNA在胚胎发育期和新个体中均可发挥作用
D. 该技术为干细胞再生治疗疾病及人类治疗性克隆提供了新思路
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21. ε-聚赖氨酸(ε-PL)对细菌、酵母菌和霉菌等微生物具有广谱抗菌能力,是一种优良的天然食品防腐剂。为从土壤中筛选出高产ε-PL的菌株(好氧菌),科研人员进行了如图所示的实验,ε-PL可使培养基中的亚甲基蓝褪色,形成透明圈。请回答下列问题:
(1)甲培养基的配方为:甘油10 g、酵母膏(富含氨基酸、核苷酸等)0.1 g、MgSO4·7H2O 0.25 g、(NH4)2SO4 0.66g、H2O 1000 mL,其中可作为微生物碳源的有_____________________,与甲培养基相比,乙培养基需添加的物质有_______________________________。
(2)过程Ⅰ使用了接种工具涂布器,使用前该工具的灭菌方法为________________。
(3)过程Ⅲ接种时,应挑选____号菌落,过程Ⅲ、Ⅳ接种培养的目的是________________。
(4)为检测上述收集到的ε-PL对不同种类微生物的抑制能力,研究人员将不同菌种分别涂布于某培养基表面,再将浸有不同浓度ε-PL的圆形滤纸片置于平板培养基表面,培养后测量清晰区的宽度(单位:mm),得到如下表所示结果。
ε-PL浓度/mg·L-1
20
30
40
50
60
70
大肠杆菌
+
+
7.2
10.8
11.6
13.3
沙门氏菌
+
+
6.5
9.2
10.9
13.0
酿酒酵母
7.2
9.1
12.6
13.4
14.8
-
红曲霉
+
+
+
+
5.1
6.3
注:“+”表示无清晰区,“-”表示未进行实验。
结果显示ε-PL对_____________的抑制作用最强,且ε-PL对四种微生物的抑制效果与浓度_____________(正相关/负相关)。
22. 科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄——马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示。据图回答下列问题:
(1)为获得原生质体,过程①需要利用_____________处理两种植物细胞。
(2)写出一种促进原生质体融合的方法_____________。
(3)过程③和④利用的植物细胞工程技术是_______。病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量较低,品质变差。生产上,作物脱毒也用到了该技术,且常选择茎尖为材料,原因是_________________________。
(4)④过程要进行照光培养,其作用是_____________________________________。
(5)细胞融合完成后,融合细胞的细胞膜表面的荧光颜色可能是______________________。
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_____,获得小牛的过程中使用了_____技术,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. 人胰岛素基因表达的最初产物是一条肽链构成的前胰岛素原,经加工后形成两条肽链(A链和B链)的有生物活性的胰岛素。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:“AB”法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;“BCA”法是利用人体某细胞中的mRNA得到胰岛素基因,表达出胰岛素原后再用特定酶切掉C肽段。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请据下图分析并回答下列问题:
(1)由于一种氨基酸可能对应多种密码子,“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。“BCA”法是利用人体______细胞中的mRNA,再由mRNA经_______得到的胰岛素基因,“AB和BCA”法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)如图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶_______的识别序列,PCR引物应该添加在识别序列的_______(填“3’或5’)端。
(3)PCR扩增的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,下列叙述中正确的有______。
A. PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在复性过程起作用
B. 琼脂糖凝胶电泳主要用来分离DNA,进行电泳时DNA片段越大,迁移速率越大
C. 进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动
D. 琼脂糖溶液中加入的核酸染料利于DNA在紫外灯下被检测
(4)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。经_______(处理方法)大肠杆菌后,与重组质粒混合培养一段时间,将大肠杆菌接种到添加了_______和X-gal的培养基上筛选出_______色的菌落即为工程菌种。
(5)科学家利用蛋白质工程技术,研制出了易吸收、起效快的赖脯胰岛素,获得赖脯胰岛素基因的途径是:从预期的蛋白质功能出发→_______→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
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高二生物
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. 央视3.15晚会曝光老坛酸菜包里的部分酸菜是从外面收购的“土坑酸菜”。泡菜古称菹,是指为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。它是一种在低浓度食盐液中泡制的蔬菜乳酸发酵加工品。下列叙述正确的是( )
A. 泡菜主要是靠盐的渗透压来抑制腐败微生物的生长和繁殖
B. 腌制时间过短和制作过程污染严重等会使土坑酸菜易腐烂变质
C. 泡菜之盐水加热煮沸后应立即加入陈泡菜液以防止杂菌污染
D. 制作泡菜时要选择新鲜的原料,且为创设无氧环境泡菜坛要装满
【答案】B
【解析】
【分析】参与泡菜制作的微生物是乳酸菌,其新陈代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、泡菜主要是靠乳酸菌的发酵生成大量乳酸而不是靠盐的渗透压来抑制腐败微生物的,A错误;
B、与标准化腌制相比,腌制时间过短、制作过程污染严重、密封不严等是造成士坑酸菜易腐烂变质的原因,B正确;
C、泡菜之盐水加热煮沸冷却后才加入陈泡菜液,否则会使陈泡菜液中的乳酸菌失活,C错误;
D、制作泡菜时要选择新鲜的原料的目的是新鲜蔬菜的亚硝酸盐含量低,泡菜坛只能装八成满,因为在泡菜发酵初期,由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃,它们可进行发酵,发酵产物中有较多的CO2,如果泡菜坛装得太满,发酵液可能会溢出坛外;另外,泡菜坛装得太满,会使盐水不太容易完全淹没菜料,从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间,也更方便拿取泡菜,D错误。
故选B。
7. 下面是有关啤酒的工业化生产的流程。下列有关叙述错误的是( )
发芽焙烤碾磨糖化蒸煮发酵消毒终止
A. 焙烤可以杀死大麦种子的胚,并使淀粉酶变性失活
B. 发芽的过程中大麦会产生淀粉酶,便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵
C. 发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程
D. 蒸煮可以杀死糖浆中的微生物,避免杂菌污染
【答案】A
【解析】
【分析】啤酒发酵过程充分地利用了酵母的特性,在发酵开始时,让酵母在溶氧麦汁中大量繁殖,并积累能量,保证了在无氧条件下产生乙醇所需要的菌体数量和能量需要,接入酵母的麦汁进入前发酵后,酵母经过数小时生长带缓期后,才能开始进入生长繁殖,当细胞浓度达到2×107个/ml。麦汁表面开始气泡,这个阶段被称为前发酵,后发酵又称贮酒,其目的是完成残糖的最后发酵,增加啤酒的稳定性,饱充CO2,充分沉淀蛋白质,澄清酒液。
【详解】A、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,A错误;
B、发芽过程产生淀粉酶将淀粉分解成葡萄糖,作为无氧呼吸的底物用于产生酒精,B正确;
C、酵母菌属于兼性厌氧型微生物,发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程,C正确;
D、蒸煮相当于煮沸消毒法,可以杀死糖浆中的微生物,避免杂菌污染,D正确。
故选A。
8. 植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术,具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用的描述错误的是( )
A. 可用PEG诱导植物原生质体融合,再生出细胞壁是融合成功的标志
B. 获取植物原生质体时,体现了酶的专一性
C. 植物体细胞杂交技术去壁前,需对两种植物细胞进行灭菌处理,以防止杂菌污染
D. 植物培养基中常用的植物生长调节剂,一般可以分为生长素类、细胞分裂素类
【答案】C
【解析】
【详解】A、PEG(聚乙二醇)是诱导植物原生质体融合的常用化学试剂,原生质体无细胞壁,融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁,A正确;
B、获取植物原生质体时,使用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,体现了酶的专一性,B正确;
C、灭菌会杀死植物细胞,去壁前仅需对两种植物细胞进行消毒处理,防止杂菌污染的同时保留细胞活性,C错误;
D、植物培养基中常用的植物生长调节剂,一般分为生长素类和细胞分裂素类,二者的配比会调控愈伤组织的分化方向,D正确。
9. 将诱导多能干细胞(简称iPS细胞)移植给急性心肌梗死小鼠,检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法不合理的是( )
A. 该实验仅需要正常小鼠作为对照组
B. 与成体干细胞相比,iPS细胞的分化潜能更强
C. 因为诱导过程无需破坏胚胎,且选择病鼠自身细胞获得iPS细胞再移植可避免免疫排斥,所以应用前景优于胚胎干细胞
D. 培养iPS细胞的培养液中含有动物血清等
【答案】A
【解析】
【详解】A、本实验的目的是验证iPS细胞对急性心肌梗死小鼠的治疗作用,除正常小鼠外,还需要设置未移植iPS细胞的急性心肌梗死小鼠作为空白对照,才能证明iPS细胞的疗效,仅设置正常小鼠作为对照组不符合实验设计的对照原则,A符合题意;
B、成体干细胞属于多能或专能干细胞,分化潜能较低,iPS细胞属于多能干细胞,分化潜能接近胚胎干细胞,显著强于成体干细胞,B不符合题意;
C、胚胎干细胞的获取需要破坏早期胚胎,存在伦理争议,且异体移植易发生免疫排斥,而iPS细胞可由患者自身体细胞诱导获得,无需破坏胚胎,自体移植也可避免免疫排斥,因此应用前景优于胚胎干细胞,C不符合题意;
D、iPS细胞属于动物细胞,动物细胞培养的培养液中需要添加动物血清等天然成分,以补充细胞生长所需的未知营养物质,D不符合题意。
10. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是( )
A. 若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B. 若c表示动物细胞融合技术,③为获得的单克隆抗体
C. ①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D. 若b是体外受精技术,则②可提高动物繁殖能力
【答案】D
【解析】
【分析】1、动物细胞核移植技术表明动物细胞核具有全能性。
2、体外受精包括精子的采集和获得、卵母细胞的采集和培养、体外受精,该技术产生的动物称为试管动物。
3、胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
【详解】A、动物细胞通过核移植技术获得动物个体只能证明动物细胞的细胞核具有全能性,故若a是核移植技术,①反映了动物细胞核也具有全能性,A错误;
B、单克隆抗体的制备,需要借助动物细胞培养技术来培养杂交瘤细胞等细胞,但不涉及胚胎移植,因此c不能表示单克隆抗体的制备,③不能为获得的单克隆抗体,B错误;
C、①②③中都需要进行胚胎移植,作为受体的动物品种必须是同种的健康的雌性动物,不一定为珍稀动物,C错误;
D、若 b 是体外受精技术,则借助体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,D正确。
故选D。
11. “筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列叙述正确的是( )
①对土壤中分解尿素的细菌进行分离和计数实验,用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,检测选择培养基是否有筛选作用。②重组质粒的鉴定和筛选,需要在重组质粒上保留有抗生素的抗性基因。③统计活菌数目时,选择菌落数30-300的平板进行计数,计数结果往往偏小。④以尿素为唯一氮源的培养基,筛选出的一定是能分解尿素的微生物
A. ②③ B. ①③ C. ③④ D. ①②
【答案】B
【解析】
【详解】①牛肉膏蛋白胨培养基为完全培养基,可支持绝大多数细菌生长,将其与尿素选择培养基接种相同稀释度的土壤菌液,若完全培养基菌落数远多于选择培养基,即可证明选择培养基有筛选作用,①正确;
②除了抗生素的抗性基因外,还可以用荧光或显色蛋白报告基因或者是代谢标记或者营养缺陷型互补标记等进行重组质粒的鉴定或筛选,②错误;
③统计活菌数时,若多个活菌粘连在一起仅会形成一个菌落,因此计数结果比实际活菌数偏小,③正确;
④通常以尿素为唯一氮源的培养基筛选的是能合成脲酶、分解尿素的微生物,但也有可能筛选出利用尿素分解菌产生的铵盐的微生物或感染杂菌,④错误。
12. 为保护和繁殖大熊猫,科研人员进行了如图实验,下列叙述正确的是( )
A. 熊猫甲培育成功原因可能是卵母细胞的细胞质可使细胞核全能性得到表达
B. 图中进行胚胎移植的胚胎可以是原肠胚
C. 图中熊猫甲与亲代雄性大熊猫的性状基本一致
D. 熊猫乙和丙的表型一定相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、熊猫甲是通过核移植技术培育的,将体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,卵母细胞的细胞质中含有能促进细胞核全能性表达的物质,所以该培育成功的原因可能是卵母细胞的细胞质可使细胞核全能性得到表达,A正确;
B、胚胎移植通常选择桑椹胚或囊胚阶段的胚胎,原肠胚的细胞分化程度较高,移植成功率低,一般不用于胚胎移植,B错误;
C、据图可知,熊猫甲的细胞核中的遗传物质来自雌性和雄性大熊猫,细胞质遗传物质来自雌性大熊猫,故其性状由亲本雌性大熊猫和雄性大熊猫共同决定,C错误;
D、熊猫乙和熊猫丙是利用胚胎分割获得的胚胎,经胚胎移植获得的,遗传物质相同,但环境因素对其性状表现也有一定的影响,故二者表型未必完全一致,D错误。
13. 2026年1月,我国首个转基因耐旱玉米转化体NAZ—4正式获得农业转基因生物安全证书。该品种通过转入耐旱关键基因BADH,可显著提升玉米在干旱胁迫下的水分利用效率。下列叙述错误的是( )
A. 构建基因表达载体时需要限制酶和DNA连接酶
B. 可通过农杆菌转化法将BADH基因转入玉米细胞
C. 利用抗原—抗体杂交技术可判断BADH基因是否转录
D. BADH基因可能因插入位置不同影响玉米自身基因的表达
【答案】C
【解析】
【详解】A、构建基因表达载体是基因工程的核心步骤,需要用限制酶切割目的基因和运载体以获得匹配的末端,再用DNA连接酶将二者拼接为重组DNA分子,A正确;
B、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法,可用于将BADH基因转入玉米细胞,B正确;
C、抗原—抗体杂交技术的检测对象是蛋白质,用于判断BADH基因是否完成翻译过程,若要判断该基因是否转录,应采用DNA-RNA分子杂交技术,C错误;
D、BADH基因插入玉米基因组的位置是随机的,若插入位点位于玉米自身基因的编码区或调控区域,就可能影响玉米自身基因的表达,D正确。
14. 科研人员从粘质沙雷氏菌中分离获得了限制酶SmaⅠ,其识别并切割的DNA序列为5´-CCC↓GGG-3´。下列叙述正确的是( )
A. 限制酶的活性不受外界温度影响
B. 该限制酶可破坏磷酸二酯键和氢键
C. 该限制酶切割DNA分子后形成平末端
D. 沙雷氏菌中的SmaⅠ可破坏自身DNA分子
【答案】C
【解析】
【详解】A、限制酶的化学本质是蛋白质,酶的活性受温度、pH等外界环境因素的影响,A错误;
B、限制酶的作用是切割DNA分子中的磷酸二酯键,不破坏碱基对之间的氢键,B错误;
C、该限制酶的切割位点位于识别序列的中轴线处,切割后DNA两条链的末端没有单链突出,形成平末端,C正确;
D、沙雷氏菌自身的DNA分子中该限制酶的识别序列会经过甲基化等修饰,不会被自身的SmaⅠ切割破坏,D错误。
15. 某科研小组从猪源大肠杆菌中扩增得到LTB和ST1两个基因片段,利用重组PCR 技术构建了 LTB—ST1 融合基因,制备过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 引物P2与P3之间不应有互补序列,以防两者发生碱基互补配对
B. 若对②过程得到的 LTB-ST1基因进行扩增应选引物P1和P4
C. 从①到②的过程不需要添加引物
D. PCR1与PCR2 均经过两轮循环可得到其扩增产物
【答案】A
【解析】
【分析】PCR技术:
(1)定义: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;
(2)原理:DNA复制;
(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物;
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶,缓冲液等;
(5)过程:高温变性,DNA双链解旋;低温复性,引物与互补链DNA结合;中温延伸,在耐高温的DNA聚合酶作用下合成子链。
【详解】A、LTB基因和ST1基因能融合的关键是引物P2和引物P3部分碱基能互补配对,从而将两个基因融合在一起,A错误;
B、由于LTB-ST1基因是LTB和ST1两个基因片段融合得来,因此若对②过程得到的LTB-ST1基因进行扩增应选引物P1和P4,B正确;
C、两条母链的起始位置的碱基序列即为引物,可以作为子链合成的引物,为DNA聚合酶提供3'端,C正确;
D、DNA子链是从5 '端向3 '端延伸的,为了使杂交链引物P2的碱基末端提供3'端,需要第二次循环,同理PCR2也需要二次循环,D正确。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的,全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 研究者测定了某淡水湖泊生态系统中不同营养级的年能量流动和现存生物量,绘制出能量金字塔和生物量金字塔如图所示,其中,P表示生产者(藻类),C表示消费者,C1、C2、C3代表不同营养级(图中的数字代表能量相对值、生物量,能量单位是kcal·m-2·a-1,生物量单位是g·m-2)。下列叙述错误的是( )
A. 能量金字塔呈正金字塔形,说明分解者不属于生态系统能量流动的环节
B. C1、C2、C3的能量逐级减少,说明营养级越高,生物的个体数量越少
C. P、C和分解者构成了生物群落,C1到C2的能量传递效率约为10.7%
D. 生物量金字塔倒置的原因是生产者P的繁殖速度慢,无法为消费者C1提供足够生物量
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、能量金字塔仅展示食物链中各营养级的能量关系,分解者参与生态系统的能量流动(分解有机物获取能量),属于能量流动环节,A错误;
B、能量沿食物链逐级递减,不代表营养级越高生物个体数量越少,例如“树→虫→鸟”中,第二营养级虫的个体数量远多于第一营养级树,数量金字塔可出现倒置,B错误;
C、生物群落是生态系统中所有生物的总和,生产者(P)、消费者(C)和分解者共同构成生物群落;能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量,C1到C2的传递效率为683/6368≈10.7%,C正确;
D、本题湖泊中生产者为藻类,生物量金字塔倒置的原因是:藻类生长、繁殖速度快,且不断被初级消费者C1捕食,因此现存生物量低于C1,D错误。
17. 土壤中含有许多种类的微生物,某同学进行“探究土壤微生物的分解作用”实验,实验处理和结果如表所示(“√”表示进行处理,“×”表示不进行处理)。下列叙述正确的是( )
组别
甲
乙
实验处理
60℃恒温箱处理土壤1 h
√
×
将落叶埋入土壤一定时间
√
√
实验结果
落叶腐烂状况
不腐烂
腐烂
A. 甲组中可将土壤放入烧杯中,直接放入恒温箱进行恒温处理
B. 甲组60℃恒温处理土壤,目的是排除土壤微生物分解作用
C. 甲、乙两组埋入的落叶的数量相同,埋入的深度也必须相同
D. 该实验说明土壤中微生物能够将落叶中有机物分解成无机物
【答案】BC
【解析】
【详解】A、若直接将盛有土壤的烧杯放入恒温箱,会导致土壤水分大量蒸发,改变土壤理化性质,引入额外无关变量,不符合实验处理要求,A错误;
B、60℃恒温处理可杀灭土壤中的微生物,能排除土壤微生物的分解作用,和乙组形成对照,B正确;
C、落叶数量、埋入深度属于实验无关变量,需保持相同且适宜,避免无关变量干扰实验结果,C正确;
D、该实验仅观察到落叶腐烂,只能证明土壤微生物可分解落叶中的有机物,未对分解产物进行检测,无法证明有机物被分解为无机物,D错误。
18. 四川泡菜制作时“盐少易酸、盐多味咸”,食盐用量直接影响发酵过程与食品安全。科研人员研究了在四川泡菜制作过程中,不同NaCl浓度下亚硝酸盐含量随腌制时间的变化,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 由图可知,NaCl浓度越高,亚硝酸盐含量的峰值就相对越低,且峰值出现时间越早
B. 腌制后期亚硝酸盐含量下降的原因是乳酸菌发酵产生的酸性环境,促进了亚硝酸盐的分解
C. 由图可知,NaCl浓度对亚硝酸盐含量的时间动态变化趋势无显著干扰但会影响其生成量
D. 为降低泡菜食用时亚硝酸盐含量,泡菜加工时可采取合理控制腌制的时间、控制好食盐用量等措施
【答案】AB
【解析】
【详解】A、由图可知,NaCl浓度越高亚硝酸盐峰值相对越低,但峰值出现时间越晚(5%NaCl组峰值出现最早,15%NaCl组峰值出现最晚),并非峰值出现越早,A错误;
B、腌制后期亚硝酸盐下降的主要原因是:乳酸菌发酵产生大量乳酸,使环境pH降低,此时硝酸盐还原菌的活性被抑制,不再产生新的亚硝酸盐,同时原本的亚硝酸盐会被其他微生物分解,B错误;
C、时间动态变化趋势:三条曲线都是 “先升后降”,趋势一致,说明 NaCl 浓度不改变整体变化规律。 生成量:NaCl 浓度越高,峰值越低,说明亚硝酸盐的生成量(峰值)受 NaCl 浓度影响,C正确;
D、由曲线可知,腌制时间、食盐用量都会影响亚硝酸盐含量,因此合理控制腌制时间、控制食盐用量可降低食用时泡菜的亚硝酸盐含量,D正确。
19. 某饲料霉变问题研究中发现,禾谷镰刀菌(霉菌)可产生有毒代谢产物ZEN,同时引发饲料霉变。研究人员从霉变饲料中筛选得到一株细菌X,为探究其降解ZEN的机制,测定了X的不同组分及不同处理的细胞培养液的上清液对ZEN的降解率,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
研究对象及处理方式
ZEN降解率/%
上清液
未处理
65
蛋白酶处理
5
细胞内容物
38
活菌体
37
灭活菌体
22
A. 若用稀释涂布平板法分离纯化细菌X,涂布前需将菌液进行梯度稀释
B. 若要从发霉饲料中分离禾谷镰刀菌,可将样品接种到含青霉素的选择培养基上
C. 推断细菌X降解ZEN的关键活性物质主要分布在胞外,且其化学本质为蛋白质
D. 灭活菌体仍能降解ZEN,推测部分降解酶不依赖活细胞,可能结合在菌体表面发挥作用
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、稀释涂布平板法分离纯化细菌的核心目的是获得单菌落,涂布前进行梯度稀释可将聚集的细菌分散为单个细胞,保证涂布后可长出单菌落,A正确;
B、青霉素是抗生素,主要作用是抑制细菌的细胞壁合成,而禾谷镰刀菌是真菌,青霉素对所有真菌没有选择作用,无法用含青霉素的选择培养基分离该真菌,B错误;
C、表格中未处理的上清液ZEN降解率为65%,远高于细胞内容物的38%,说明降解ZEN的关键活性物质主要分布在胞外;蛋白酶处理后上清液降解率降至5%,根据酶的专一性,蛋白酶仅水解蛋白质,可知该活性物质化学本质为蛋白质,C正确;
D、灭活菌体依然有22%的降解率,说明即使细胞失去活性,依然有物质可以降解ZEN,推测部分降解酶不依赖活细胞的代谢,可以结合在菌体表面发挥作用,D正确。
20. 体细胞核移植技术效率极低,哈尔滨医科大学研究发现,Nr5a2可显著提升克隆胚胎发育效率。如图为小鼠克隆流程,下列叙述正确的是( )
A. 卵母细胞去核时,需一并去除纺锤体、染色体及第一、第二极体
B. 为提高早期胚胎的利用率,可选取发育良好、形态正常的原肠胚进行均等分割
C. 注入的Nr5a2的mRNA在胚胎发育期和新个体中均可发挥作用
D. 该技术为干细胞再生治疗疾病及人类治疗性克隆提供了新思路
【答案】D
【解析】
【详解】A、体细胞核移植选用的是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞,此时细胞仅存在第一极体,第二极体是受精作用完成后才会产生的结构,因此去核时只需去除纺锤体、染色体及第一极体,无需去除第二极体,A错误;
B、胚胎分割需要选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,原肠胚已经发生明显的细胞分化,分割后难以发育为完整个体,不适用于胚胎分割操作,B错误;
C、注入的Nr5a2的mRNA属于外源RNA,会被细胞逐步降解,且不会整合到细胞的基因组中,仅能在胚胎发育早期发挥作用,无法在新个体中持续发挥作用,C错误;
D、该技术提升了克隆胚胎的发育效率,而治疗性克隆的核心是通过体细胞核移植获得早期胚胎,进一步获取胚胎干细胞用于再生治疗,因此该技术为干细胞再生治疗疾病及人类治疗性克隆提供了新思路,D正确。
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21. ε-聚赖氨酸(ε-PL)对细菌、酵母菌和霉菌等微生物具有广谱抗菌能力,是一种优良的天然食品防腐剂。为从土壤中筛选出高产ε-PL的菌株(好氧菌),科研人员进行了如图所示的实验,ε-PL可使培养基中的亚甲基蓝褪色,形成透明圈。请回答下列问题:
(1)甲培养基的配方为:甘油10 g、酵母膏(富含氨基酸、核苷酸等)0.1 g、MgSO4·7H2O 0.25 g、(NH4)2SO4 0.66g、H2O 1000 mL,其中可作为微生物碳源的有_____________________,与甲培养基相比,乙培养基需添加的物质有_______________________________。
(2)过程Ⅰ使用了接种工具涂布器,使用前该工具的灭菌方法为________________。
(3)过程Ⅲ接种时,应挑选____号菌落,过程Ⅲ、Ⅳ接种培养的目的是________________。
(4)为检测上述收集到的ε-PL对不同种类微生物的抑制能力,研究人员将不同菌种分别涂布于某培养基表面,再将浸有不同浓度ε-PL的圆形滤纸片置于平板培养基表面,培养后测量清晰区的宽度(单位:mm),得到如下表所示结果。
ε-PL浓度/mg·L-1
20
30
40
50
60
70
大肠杆菌
+
+
7.2
10.8
11.6
13.3
沙门氏菌
+
+
6.5
9.2
10.9
13.0
酿酒酵母
7.2
9.1
12.6
13.4
14.8
-
红曲霉
+
+
+
+
5.1
6.3
注:“+”表示无清晰区,“-”表示未进行实验。
结果显示ε-PL对_____________的抑制作用最强,且ε-PL对四种微生物的抑制效果与浓度_____________(正相关/负相关)。
【答案】(1) ①. 甘油和酵母膏 ②. 亚甲蓝(或琼脂和亚甲基蓝)
(2)灼烧灭菌法 (3) ①. ① ②. 分离、纯化目的菌
(4) ①. 酿酒酵母 ②. 正相关
【解析】
【小问1详解】
根据甲培养基的配方可知,其中可作为微生物碳源的有甘油和酵母膏,二者均可提供碳源。甲培养基为液体培养基,与甲培养基相比,乙培养基为固体培养基,可筛选高产ε-PL的菌株,需添加的物质有琼脂、亚甲蓝。
【小问2详解】
根据乙培养基中的培养结果可知,过程I采用的接种方法是稀释涂布平板法,因而使用的接种工具为涂布器,即图中的B,该接种工具的灭菌方法为灼烧灭菌法。
【小问3详解】
过程Ⅲ接种时,应挑选①号菌落,因为该菌落周围有透明圈出现,且透明圈与菌落的直径比值大。过程Ⅲ、Ⅳ接种培养的目的是分离、纯化目的菌。
【小问4详解】
表中结果显示,不同浓度的ɛ-PL处理下,酿酒酵母清晰区的宽度最大,说明ɛ-PL对酿酒酵母的抑制作用最强,表中数据显示ɛ-PL对四种微生物的抑制效果均是随浓度增加,抑制作用增强,因此抑制效果与浓度呈正相关。
22. 科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄——马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示。据图回答下列问题:
(1)为获得原生质体,过程①需要利用_____________处理两种植物细胞。
(2)写出一种促进原生质体融合的方法_____________。
(3)过程③和④利用的植物细胞工程技术是_______。病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量较低,品质变差。生产上,作物脱毒也用到了该技术,且常选择茎尖为材料,原因是_________________________。
(4)④过程要进行照光培养,其作用是_____________________________________。
(5)细胞融合完成后,融合细胞的细胞膜表面的荧光颜色可能是______________________。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2)离心法、电融合法、聚乙二醇(PEG)融合法、高 Ca2+ —高pH融合法
(3) ①. 植物组织培养 ②. 茎尖(顶端分生区)的病毒极少,甚至无病毒
(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用
(5)红色荧光和绿色荧光、红色荧光、绿色荧光
【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,使用纤维素酶和果胶酶可以在不损伤原生质体的前提下去除细胞壁,获得原生质体。
【小问2详解】
原生质体融合的诱导方法分为两类:物理法包括离心、振动、电激等,化学法常用聚乙二醇作为诱导剂,以及高 Ca2+ —高pH融合法。
【小问3详解】
过程③是脱分化形成愈伤组织、过程④是再分化形成完整植株,二者共同属于植物组织培养技术;茎尖属于分生组织,细胞分裂速度极快,病毒来不及在该部位积累,几乎不含病毒,因此是作物脱毒的理想材料。
【小问4详解】
④是再分化过程,叶绿素的合成必须有光照参与,照光可以让愈伤组织分化出的芽合成叶绿素,进而进行光合作用,为幼苗生长提供能量和有机物。
【小问5详解】
原生质体融合有三种可能:①番茄原生质体和番茄原生质体同种融合,仅带红色荧光;②马铃薯原生质体和马铃薯原生质体同种融合,仅带绿色荧光;③番茄和马铃薯原生质体异种融合,同时带有两种荧光。
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_____,获得小牛的过程中使用了_____技术,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是输卵管。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,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均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
25. 人胰岛素基因表达的最初产物是一条肽链构成的前胰岛素原,经加工后形成两条肽链(A链和B链)的有生物活性的胰岛素。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法:“AB”法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段,利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素;“BCA”法是利用人体某细胞中的mRNA得到胰岛素基因,表达出胰岛素原后再用特定酶切掉C肽段。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请据下图分析并回答下列问题:
(1)由于一种氨基酸可能对应多种密码子,“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。“BCA”法是利用人体______细胞中的mRNA,再由mRNA经_______得到的胰岛素基因,“AB和BCA”法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
(2)如图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接,在设计PCR引物时可添加限制酶_______的识别序列,PCR引物应该添加在识别序列的_______(填“3’或5’)端。
(3)PCR扩增的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,下列叙述中正确的有______。
A. PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在复性过程起作用
B. 琼脂糖凝胶电泳主要用来分离DNA,进行电泳时DNA片段越大,迁移速率越大
C. 进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动
D. 琼脂糖溶液中加入的核酸染料利于DNA在紫外灯下被检测
(4)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。经_______(处理方法)大肠杆菌后,与重组质粒混合培养一段时间,将大肠杆菌接种到添加了_______和X-gal的培养基上筛选出_______色的菌落即为工程菌种。
(5)科学家利用蛋白质工程技术,研制出了易吸收、起效快的赖脯胰岛素,获得赖脯胰岛素基因的途径是:从预期的蛋白质功能出发→_______→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
【答案】(1) ①. 胰岛B ②. 逆转录
(2) ①. XhoⅠ和MunⅠ ②. 3’ (3)CD
(4) ①. 钙离子处理 ②. 氨苄青霉素 ③. 白
(5)设计预期的蛋白质结构
【解析】
【小问1详解】
胰岛素基因存在于所有细胞中,但只能在胰岛B细胞中表达,结合题意“BCA法是利用人体某细胞中的mRNA得到胰岛素基因,表达出胰岛素原后再用特定酶切掉C肽段”可知,BCA法是从人体胰岛B细胞中获取mRNA,再由mRNA经逆转录过程得到的胰岛素基因。
【小问2详解】
由图可知,对于目的基因,SalI和NheI的作用位点在目的基因的中间,会破坏目的基因,则在引物设计时不能选用这两种限制酶,那么只能在XhoI和MunI和EcoRI中选择;同时质粒上EcoRI的其中一个作用位点是在标记基因上,所以只能选择XhoI和MunI两种限制酶,则需要在设计PCR引物时可添加限制酶XhoI和MunI的识别序列。由于DNA复制时,子链的延伸是从引物的3’端开始的,因此引物需要在模板的3'端开始进行碱基互补配对,即PCR引物应该添加在识别序列的“3’端。
【小问3详解】
A、PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在延伸过程起作用,A错误;
B、琼脂糖凝胶电泳中,DNA片段越小,迁移速率越快;片段越大,迁移越慢,B错误;
C、根据电荷同性相斥、异性相吸引可推测,进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动,C正确;
D、琼脂糖凝胶电泳中常加入核酸染料,凝胶中的DNA分子通过染色才可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来,D正确。
【小问4详解】
将目的基因导入微生物细胞常用的方法是钙离子处理法,使其处于感受态,这样可提高转化率,结合图示可知,将目的基因的插入的位置是在lacZ基因中,会破坏lacZ基因的结构,不能产生β-半乳糖苷酶,根据题干信息“β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质”,故目的基因的插入破坏了lacZ基因的结构,使其不能正常表达产生β-半乳糖苷酶,底物X-gal不会被分解,所以筛选导入重组质粒的大肠杆菌时,在添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上应选择白色的菌落。
【小问5详解】
蛋白质工程的途径:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
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