内容正文:
2025—2026学年度第二学期高二生物期中试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷,草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围:选择性必修3全一册。
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1. 制作泡菜时,由于乳酸菌的发酵作用,发酵产物乳酸不断积累,因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量,将泡菜发酵过程分为三个阶段:发酵初期、发酵中期和发酵后期。下列叙述正确的是( )
A. 发酵初期会有气泡产生,原因是乳酸菌无氧呼吸产生了CO2
B. 制作泡菜过程中,发酵初期先通气培养,发酵中期再密封发酵
C. 发酵中期乳酸的产生使营养物质丰富,其他微生物的数量上升
D. 发酵后期乳酸含量继续增加,发酵速度会逐渐变缓甚至停止
2. 下列有关发酵技术在食品加工中应用的叙述,正确的是( )
A. 为了避免杂菌污染,乳酸菌发酵成酸奶时在牛奶中添加一定量的抗生素
B. 为了提高果酒品质,挑选新鲜葡萄去除枝梗后用蒸馏水反复冲洗再榨汁
C. 为了防止果酒变酸,果酒发酵排气时应避免空气进入及发酵引起的升温
D. 腐乳制作的主要菌种是曲霉
3. 培养基可为微生物的生长、繁殖提供必需的营养物质。根据某些微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理设计培养基,可使其具有只允许特定的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。下列关于选择培养基的说法,错误的是( )
A. 培养基中添加伊红—亚甲蓝,统计饮用水中大肠杆菌的数量
B. 以尿素为唯一氮源的培养基,可将土壤中的尿素分解菌筛选出来
C. 培养基中添加青霉素从而将真菌从混有细菌的培养基上选择出来
D. 用以纤维素为唯一碳源的培养基分离出分解纤维素的微生物
4. 下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤,下列说法不正确的是( )
A. ①步骤使用的培养基是已经灭菌的培养基
B. ①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C. ③到④的过程中,接种环共灼烧了5次
D. ④步骤操作时,不能将第1区和第5区的划线相连
5. 山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如图。下列操作不可行的是( )
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A. 选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B. 培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C. 将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D. 提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
6. 三七对降血糖和降血压有良好的表现,但因其含有吡咯里西啶类生物碱(PAs),长期服用会造成肝肾损伤。某科研团队利用相关技术获得不含PAs且黄酮多糖含量高的新细胞株。下列叙述正确的是( )
A. 直接利用分生区细胞组培,即可获得脱毒(PAs)三七植株
B. 再分化到愈伤组织阶段可获得高产黄酮多糖的细胞株
C. PAs和黄酮多糖都属于植物生长所必需的次生代谢产物
D. 若将三七与西洋参细胞融合,可去壁后用高Ca2+-高pH融合法诱导
7. 中国农业大学韩建永教授团队在细胞培养人造肉领域取得了重要成果。该团队成功建立了稳定的猪胚胎干细胞分离培养技术体系,该细胞系可在体外长期稳定传代,维持多能性和基因组稳定性,已传代超过300代。这一技术突破为细胞培养肉的规模化生产提供了重要的种子细胞来源。下列相关叙述错误的是( )
A. 培养猪胚胎干细胞时,需用到95%空气和5%CO2的混合气体培养箱
B. 进行悬浮培养和贴壁培养时,细胞分裂受阻都可能与有毒代谢物积累有关
C. 使用猪胚胎干细胞培养人造肉时,优点有增殖能力强,传代数次多等
D. 在培养人造肉时,培养液中需添加血清,目的是提供已知的营养成分
8. 阿尔茨海默病患者大脑内Tau蛋白过度磷酸化导致胆碱能神经元损伤、突触丢失,进而引发认知功能衰退。近年来利用诱导多能干细胞(iPS细胞)治疗阿尔茨海默病的研究有了新进展。以下相关叙述不合理的是( )
A. 可以直接将特定的蛋白质导入患者已分化的T细胞中来诱导形成iPS细胞
B. iPS细胞可以来源于患者的体细胞,理论上移植后可以避免免疫排斥反应
C. 可将iPS细胞定向诱导分化为胆碱能神经元,移植到患者大脑的病变区域,恢复认知功能
D. 诱导iPS细胞分化为神经胶质细胞,移植后可增强Tau蛋白的过度磷酸化,保护未损伤的神经元
9. 下列叙述符合基因工程概念的是( )
A. 白菜细胞与甘蓝细胞融合,杂交细胞中含有两种细胞中的全部基因
B. 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株
C. 用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株
D. 自然界中存在的噬菌体感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
10. 下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是( )
A. DNA连接酶可以恢复DNA分子中的磷酸二酯键,在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
B. 序列-CATG↓-和-G↓GATCC-被限制酶切出的黏性末端碱基数相同
C. DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
D. 限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子
11. 对图中的黏性末端的说法正确的是( )
A. 图甲、乙、丙中的黏性末端是由两种限制性核酸内切酶切割产生的
B. 图乙中的限制性核酸内切酶切割位点在A与G之间
C. 如果图甲中的G突变为A,则该限制性核酸内切酶不能识别该切割位点
D. 限制性核酸内切酶和DNA连接酶分别作用于图中的a处和b处
12. 实验小组从苏云金芽孢杆菌中提取Bt毒蛋白,注射到小鼠体内使小鼠产生相应的抗体,再从转基因抗虫棉中提取蛋白质电泳分离后和抗体杂交,然后加入带有特殊标记的抗体以显示出杂交带,具体过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 从转基因抗虫棉中分离出的蛋白质相当于抗原
B. 二抗可能是带有放射性同位素标记的一抗的抗体
C. 若未显示出杂交带,则说明目的基因未导入受体细胞
D. 图示操作的目的是检测转基因棉花是否产生Bt毒蛋白
13. FSHD是一种罕见的神经肌肉疾病,该病是由于DUX4基因突变产生对骨骼肌有毒的DUX4蛋白。研究发现利用反义疗法可治疗该病,即将DUX4的反义基因导入患病组织,从而达到抑制DUX4基因表达的目的。构建DUX4反义基因表达载体的过程如下图所示,已知DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同,但转录的模板链不同。下列说法正确的是( )
A. 利用图中质粒和DUX4基因构建反义基因表达载体时,应选择的限制酶为EcoRI和XbaI
B. 可采用显微注射法将DUX4反义基因表达载体导入受精卵
C. DUX4反义基因转录的mRNA可与DUX4基因转录的mRNA发生碱基互补配对抑制翻译过程
D. 利用DUX4基因序列制备的引物进行PCR可检测DUX4反义基因是否正确插入质粒
14. 关于转基因抗虫棉的培育,某兴趣小组的同学们提出了几种说法,正确的是( )
A. 选择恰当方法分离和筛选出目的基因是基因工程的核心工作
B. 将构建好的载体导入棉花细胞时,常用显微注射技术或花粉管通道法
C. 在转化成功的受体细胞中,起始密码子和终止密码子在目的基因的转录中起作用
D. 获取目的基因、检测目的基因是否插到受体细胞染色体上和是否转录均可利用PCR技术
15. 下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 转基因产品的安全性无需担忧,可放心食用
B. 生殖性克隆人是符合伦理道德的,应大力推广
C. 禁止生物武器的研发和使用,是国际社会的共同约定
D. 基因编辑技术可用于修改人类生殖细胞的基因,以改善人类性状
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 土壤中含有能将难溶性磷酸盐转变成植物可以吸收和利用的可溶性磷的优良解磷菌株Q。图1是某同学利用平板划线法分离菌株Q的示意图,图2是分离鉴别菌株Q的结果。固体培养基中难溶性磷酸盐在菌株Q的作用下溶解,会在菌落周围形成透明圈,透明圈直径(D)与菌落直径(d)的比值(D/d)代表微生物溶解难溶性磷酸盐的能力大小。下表是初步筛选出的三种优良解磷菌株。下列说法不正确的是( )
菌株
透明圈直径(D)
菌落直径(d)
M-3-01
18.8
12.3
B3-5-6
20.7
8.0
T-4-01
9.1
6.5
A. 划线时将沾有菌种的接种环插入培养基
B. 图1只有在第5区域中才能得到所需菌落
C. 图1中,整个过程需要对接种环至少进行6次灼烧
D. 根据实验结果分析溶解难溶性磷酸盐能力最强的菌株是T-4-01
17. 下列关于细胞工程的相关“检测”的叙述,不正确的是( )
A. 单克隆抗体制备获得的杂交瘤细胞是否满足生产需求,可用选择培养基检测
B. 植物体细胞杂交过程中“去壁”过程是否成功,可取样用低渗溶液检测
C. 传代培养的成纤维细胞是否癌变可通过对细胞的染色体进行分析就能确定
D. “作物脱毒”是否成功可以通过接种一定的病毒来检测
18. 印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植
B. 诱导超数排卵所注射的激素能作用于全身细胞
C. 受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D. 步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分相差较大
19. 大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。关于图中操作的叙述不正确的是( )
A. 试管1中应加入限制酶和DNA连接酶
B. 试管2中将重组质粒导入大肠杆菌,需用Ca2+处理大肠杆菌
C. 能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落均呈现白色
D. 试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养
20. 下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述,合理的是( )
A. 转基因产品需进行严格的安全性检测,确保其对人类健康和环境无害
B. 治疗性克隆可用于治疗人类疾病,符合伦理道德,所以所有的克隆都应予以支持
C. 生物武器具有传染性强、危害大的特点,应严格禁止研发和使用
D. 基因编辑技术用于人类生殖细胞的改造,可能会导致基因歧视,应予以限制
三、非选择题:本题共5个小题,共55分。
21. 饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质,很难被动物吸收利用,还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。
(1)上图培养基中至少需要添加_______________等物质。
(2)为防止杂菌污染,要对培养基和培养皿等进行灭菌处理,接种后需将培养皿呈________状态放置。
(3)统计平板上的菌落数,就能大致推测出样品中的活菌数。通常每种稀释液需涂布3个平板,取其平均值,若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是à,则1g土壤中含有此菌的菌株数是________。统计获得的菌落数比实际的活菌数________,原因是________________________________________°
(4)若要对上述菌株进行纯化,在第一区域划线后须将该工具____________后再划线,在第二次划线时须从第一次划线的末端开始,这样做的目的是从上一区域获得菌种。
(5)产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示 A~E 五种菌株中,_______是产植酸酶最理想的菌株。
22. 已知某种青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,研究人员利用植物体细胞杂交技术,培育细胞质中存在抗除草剂基因的优良青花菜新品种,基本流程如图所示,图中字母代表相应的过程。回答下列问题
(1)图中_____(填“甲”或“乙”)植株是青花菜植株。
(2)过程B中可用________(写出一种)等化学方法诱导原生质体融合,原生质体融合的原理是_______。融合前需要去除植物的细胞壁获得原生质体,这一步利用的酶是______________。
(3)由该实验可知,与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术的优点是_____________。从步骤D到步骤E需要更换新的培养基的原因是:随着培养时间的增加,培养基中______不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长;诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的_____________(填激素名称)的比例不同。
(4)无菌技术是成功获得杂种植株的重要因素,下列各项中用化学药剂进行消毒的是_______(填序号)。
①培养皿②培养基③实验操作者的双手④锥形瓶⑤接种环⑥植株顶芽细胞
23. 图1模型图表示细胞融合技术的一些过程,图2是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程,其中①-⑥表示操作过程。请回答以下问题:
(1)若图1过程表示植物体细胞杂交技术部分过程,则a、b细胞是酶解法获取的_______,植物体细胞杂交技术的原理是________________。
(2)若图1过程表示制备单克隆抗体的部分过程,只有融合的杂交瘤细胞才能在培养基上生长,该细胞具有的特点是_____________。获得杂交瘤细胞后,需进行_______,经多次筛选,才可获得足够数量的能分泌特定抗体的细胞。
(3)图2中①过程涉及的精子需进行_____处理,而良种母牛的激素处理中使用的激素是______。图2中显示的早期胚胎中b指的是______。
(4)欲在短时间内获得更多的良种奶牛,常常在图2④之前采用______技术进行操作;为确保得到雌性奶牛,还可以对移植的胚胎进行性别鉴定,请写出该技术对早期胚胎进行性别鉴定的具体操作方法______。
(5)制备单克隆抗体过程中要用到_________技术。
24. 如图是制备含目的基因的“工程菌”的示意图。请回答下列问题。
(1)利用PCR技术特异性扩增目的基因需使用耐高温的DNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶,原因是__________。若PCR过程完成4轮循环,理论上至少需_____个引物4,获得____个目的基因。
(2)为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物____(填“3′端”或“5′端”)添加相应的限制切酶识别序列;过程①中应使用限制酶________切割质粒。
(3)图中启动子的作用是_________;对于实验失败的大肠杆菌及其培养基应进_____处理后再丢弃,以防其污染环境。
(4)PCR技术特异性扩增目的基因过程:变性、_______。
25. 人乳铁蛋白对细菌、病毒和真菌等都有相应的抗性,从而被开发成食品添加剂和保健品等。研究人员为培育出转人乳铁蛋白基因(hLF)奶山羊进行了相关研究,部分过程如下图,其中pBLG为β-乳球蛋白基因启动子,GFP为绿色荧光蛋白基因,neor为新霉素抗性基因,Bc1 I、EcoR I、San3A I和Xba I代表相关限制酶切点。请回答下列问题。
(1)过程①中,只能从人乳腺细胞中提取总RNA进行RT-PCR以获得人乳铁蛋白基因(hLF),其原因是______________。RT-PCR过程中,所需的工具酶有________,为使获得的hLF基因与质粒定向连接,扩增时应选用的一对引物为________。
a、5′-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3′
b、5′-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3′
c、5′-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3′
d、5′-GTTGAATTCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3′
(2)过程②中,应将hLF基因插入到pBLG之后,目的是________。过程③中,使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞,依据的主要原理是____________。
(3)将转染后的山羊耳成纤维细胞先置于含_______的培养基中初筛培养,一段时间后,利用荧光显微镜观察并筛选出______的细胞进行PCR鉴定或培养。
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2025—2026学年度第二学期高二生物期中试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷,草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围:选择性必修3全一册。
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1. 制作泡菜时,由于乳酸菌的发酵作用,发酵产物乳酸不断积累,因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量,将泡菜发酵过程分为三个阶段:发酵初期、发酵中期和发酵后期。下列叙述正确的是( )
A. 发酵初期会有气泡产生,原因是乳酸菌无氧呼吸产生了CO2
B. 制作泡菜过程中,发酵初期先通气培养,发酵中期再密封发酵
C. 发酵中期乳酸的产生使营养物质丰富,其他微生物的数量上升
D. 发酵后期乳酸含量继续增加,发酵速度会逐渐变缓甚至停止
【答案】D
【解析】
【分析】在泡菜发酵过程初期,由于发酵坛内有少量氧气,所以酵母菌会进行有氧呼吸,并产生CO2气体;当氧气耗尽时,开始进行无氧呼吸,该过程也会产生CO2气体,且此时产生的气体会增大坛内气压,使产生的气体和剩余空气从坛沿水槽内溢出。随着发酵过程的进行,乳酸不断积累,当积累到一定程度时,会抑制其他微生物的生长,甚至杀死微生物。到发酵后期,乳酸含量过高,pH过低会抑制乳酸菌的生长。在整个过程中,亚硝酸盐含量的变化是先升高后降低。
【详解】A、发酵初期会有气泡产生,原因是初期还有氧气,酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生了CO2,A错误;
B、制作泡菜过程中,始终是无氧发酵,不能通气,B错误;
C、发酵中期,无氧状态形成,乳酸菌开始活跃,并产生大量乳酸,pH下降,大肠杆菌、酵母菌等杂菌的活动受到抑制,且由于氧气耗尽,需氧型微生物的活动也受到抑制,因此其他微生物的数量下降,C错误;
D、发酵后期乳酸含量继续增加,也会抑制乳酸菌的生命活动,导致发酵速度会逐渐变缓甚至停止,D正确。
故选D。
2. 下列有关发酵技术在食品加工中应用的叙述,正确的是( )
A. 为了避免杂菌污染,乳酸菌发酵成酸奶时在牛奶中添加一定量的抗生素
B. 为了提高果酒品质,挑选新鲜葡萄去除枝梗后用蒸馏水反复冲洗再榨汁
C. 为了防止果酒变酸,果酒发酵排气时应避免空气进入及发酵引起的升温
D. 腐乳制作的主要菌种是曲霉
【答案】C
【解析】
【分析】果酒和果醋制作过程中的相关实验操作:
(1)材料的选择与处理:选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗,除去枝梗。
(2)灭菌:①榨汁机要清洗干净,并晾干。②发酵装置要清洗干净,并用70%的酒精消毒。
(3)榨汁:将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。
(4)发酵:①将葡萄汁装入发酵瓶,要留要大约1/3的空间,并封闭充气口。制葡萄酒的过程中,将温度严格控制在18℃~25℃,时间控制在10~12d左右,可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。
【详解】A、抗生素能抑制细菌生长,乳酸菌发酵成酸奶时在牛奶中不能添加抗生素 ,A错误;
B、为了提高果酒品质,挑选新鲜葡萄先冲洗,再去除枝梗,以免水中的杂菌进入葡萄内部,B错误;
C、果酒变酸是醋酸菌将酒精转化为醋酸,醋酸菌是好氧型细菌,且醋酸菌的最适生长温度是30~35℃,果酒发酵排气时应避免空气进入及发酵引起的升温 ,C正确;
D、腐乳制作的主要菌种是毛霉,其代谢类型为异养好氧型 ,D错误。
故选C。
3. 培养基可为微生物的生长、繁殖提供必需的营养物质。根据某些微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理设计培养基,可使其具有只允许特定的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。下列关于选择培养基的说法,错误的是( )
A. 培养基中添加伊红—亚甲蓝,统计饮用水中大肠杆菌的数量
B. 以尿素为唯一氮源的培养基,可将土壤中的尿素分解菌筛选出来
C. 培养基中添加青霉素从而将真菌从混有细菌的培养基上选择出来
D. 用以纤维素为唯一碳源的培养基分离出分解纤维素的微生物
【答案】A
【解析】
【详解】A、大肠杆菌的代谢产物能与伊红-美蓝发生特定的颜色反应,使菌落呈黑色,接种后培养的结果,伊红—亚甲蓝培养基上的黑色菌落是大肠杆菌,但该方法不能统计大肠杆菌数目,只能鉴别大肠杆菌的有无,A错误;
B、将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上,并在适宜的条件下培养,分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖,而不能利用尿素的微生物则不能生长繁殖,故可将土壤中的尿素分解菌筛选出来,B正确;
C、青霉素能抑制细菌的繁殖,所以要将真菌从其他细菌中分离出来,常采用向培养基中添加青霉素,配制成选择培养基,C正确;
D、筛选分解纤维素的微生物,需要制备以纤维素为唯一碳源的选择培养基,在该培养基上只有能分解纤维素的微生物能够繁殖,D正确。
4. 下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤,下列说法不正确的是( )
A. ①步骤使用的培养基是已经灭菌的培养基
B. ①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C. ③到④的过程中,接种环共灼烧了5次
D. ④步骤操作时,不能将第1区和第5区的划线相连
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,①是倒平板,②是用接种环沾取菌液,③是进行平板划线,④是培养。制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本过程为:计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。
【详解】A、①步骤表示倒平板,在倒平板之前,培养基已经调节过pH并灭过菌,A正确;
B、①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行,防止杂菌污染,B正确;
C、接种环在每次划线前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以③到④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,③到④的过程中共需灼烧接种环6次,C错误;
D、④步骤操作时,不能将第1区和第5区的划线相连,否则就达不到稀释的目的,不能得到由单个细菌繁殖而来的菌落,D正确。
故选C。
5. 山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如图。下列操作不可行的是( )
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A. 选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B. 培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C. 将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D. 提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养技术:1、过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。2、原理:植物细胞的全能性。3、条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等) ;②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒少,取材时常选用其作为外植体,A正确;
B、培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染,加入抗生素可降低杂菌的污染,B正确;
C、将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养,其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4~6周进行一次继代培养,每进行一次继代培养,培养物一般能增殖3~4倍。正因为培养物可以不断继代培养,所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍,可实现快速繁殖,C正确;
D、提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽,D错误。
故选D。
6. 三七对降血糖和降血压有良好的表现,但因其含有吡咯里西啶类生物碱(PAs),长期服用会造成肝肾损伤。某科研团队利用相关技术获得不含PAs且黄酮多糖含量高的新细胞株。下列叙述正确的是( )
A. 直接利用分生区细胞组培,即可获得脱毒(PAs)三七植株
B. 再分化到愈伤组织阶段可获得高产黄酮多糖的细胞株
C. PAs和黄酮多糖都属于植物生长所必需的次生代谢产物
D. 若将三七与西洋参细胞融合,可去壁后用高Ca2+-高pH融合法诱导
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物脱毒通常采用茎尖分生组织培养,因其病毒含量低,但PAs为三七自身合成的生物碱,分生区细胞仍可能含PAs,直接组培无法获得脱毒(PAs)植株,A错误;
B、愈伤组织是脱分化形成的未分化细胞团,而再分化是愈伤组织经诱导形成芽、根等器官的过程。高产细胞株应在愈伤组织阶段筛选或通过诱变获得,而非再分化阶段,B错误;
C、次生代谢产物(如PAs、黄酮多糖)是植物在特定阶段产生的物质,并非植物生长所必需,C错误;
D、植物体细胞杂交需先去除细胞壁获得原生质体,再用高Ca2+-高pH法或PEG诱导融合。三七与西洋参均为植物,该方法适用,D正确。
故选D。
7. 中国农业大学韩建永教授团队在细胞培养人造肉领域取得了重要成果。该团队成功建立了稳定的猪胚胎干细胞分离培养技术体系,该细胞系可在体外长期稳定传代,维持多能性和基因组稳定性,已传代超过300代。这一技术突破为细胞培养肉的规模化生产提供了重要的种子细胞来源。下列相关叙述错误的是( )
A. 培养猪胚胎干细胞时,需用到95%空气和5%CO2的混合气体培养箱
B. 进行悬浮培养和贴壁培养时,细胞分裂受阻都可能与有毒代谢物积累有关
C. 使用猪胚胎干细胞培养人造肉时,优点有增殖能力强,传代数次多等
D. 在培养人造肉时,培养液中需添加血清,目的是提供已知的营养成分
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养液中血清的作用:血清中含有多种维持细胞生长和增殖所必需的物质,包括多种未知的营养成分、生长因子、激素、结合蛋白等。这些成分对于细胞的生长、代谢、贴壁和分化等过程起着重要的调节作用。
【详解】A、培养动物细胞时,通常使用95%空气和5%CO₂的混合气体培养箱。其中,空气提供细胞代谢所需的氧气,CO₂用于维持培养液的pH值,A正确;
B、无论是悬浮培养还是贴壁培养,随着细胞的生长和代谢,有毒代谢物会逐渐积累,这些代谢物可能会对细胞产生毒害作用,阻碍细胞分裂,B正确;
C、胚胎干细胞具有增殖能力强、分化程度低、传代数次多等优点,使用猪胚胎干细胞培养人造肉可以利用这些特性,实现细胞的大量扩增,C正确;
D、在培养人造肉时,培养液中添加血清的主要目的是提供多种未知的营养成分、生长因子、激素等,以满足细胞生长和增殖的需要,而不是提供已知的营养成分,D错误。
故选D。
8. 阿尔茨海默病患者大脑内Tau蛋白过度磷酸化导致胆碱能神经元损伤、突触丢失,进而引发认知功能衰退。近年来利用诱导多能干细胞(iPS细胞)治疗阿尔茨海默病的研究有了新进展。以下相关叙述不合理的是( )
A. 可以直接将特定的蛋白质导入患者已分化的T细胞中来诱导形成iPS细胞
B. iPS细胞可以来源于患者的体细胞,理论上移植后可以避免免疫排斥反应
C. 可将iPS细胞定向诱导分化为胆碱能神经元,移植到患者大脑的病变区域,恢复认知功能
D. 诱导iPS细胞分化为神经胶质细胞,移植后可增强Tau蛋白的过度磷酸化,保护未损伤的神经元
【答案】D
【解析】
【详解】A、T细胞属于高度分化的免疫细胞,直接将特定的蛋白质导入患者已分化的T细胞中来诱导形成iPS细胞,进而通过定向诱导分化成胆碱能神经元替代损伤的神经元,达到治疗的目的,A正确;
B、iPS细胞若源自患者自身体细胞(如成纤维细胞),分化后的移植细胞与自身组织相容性高,可最大限度避免免疫排斥反应,B正确;
C、iPS细胞具有多能性,可定向诱导分化为特定细胞类型(如胆碱能神经元)。移植至病变区域替代损伤神经元,修复神经通路,恢复认知功能,C正确;
D、神经胶质细胞主要起支持、营养神经元的作用,但Tau蛋白过度磷酸化是神经元损伤的直接原因。若移植分化的神经胶质细胞“增强Tau蛋白的过度磷酸化”,反而会加剧神经元损伤,D错误。
故选D。
9. 下列叙述符合基因工程概念的是( )
A. 白菜细胞与甘蓝细胞融合,杂交细胞中含有两种细胞中的全部基因
B. 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株
C. 用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株
D. 自然界中存在的噬菌体感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
【答案】B
【解析】
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品,从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。
【详解】A、白菜细胞与甘蓝细胞融合,杂交细胞中含有两种细胞中的全部基因,这属于植物体细胞杂交,是在细胞水平上进行的,不属于基因工程,A错误;
B、将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株,这是基因工程技术的应用,B正确;
C、用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株,这是诱变育种,与基因工程无关,C错误;
D、基因工程是按照人们的意愿,对生物进行的定向改造,而自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上不符合基因工程的概念,D错误。
故选B。
10. 下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是( )
A. DNA连接酶可以恢复DNA分子中的磷酸二酯键,在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
B. 序列-CATG↓-和-G↓GATCC-被限制酶切出的黏性末端碱基数相同
C. DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
D. 限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA连接酶可恢复磷酸二酯键,用于连接两个DNA片段;DNA聚合酶需要模板,只能将单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链上,功能不同,无法替代DNA连接酶,A错误;
B、序列-CATG↓-切割后产生的黏性末端单链碱基数为4个,-G↓GATCC-切割后产生的黏性末端为GATC,碱基数也为4个,二者黏性末端碱基数相同,B正确;
C、DNA连接酶的作用是催化形成DNA片段之间的磷酸二酯键,目的基因和载体黏性末端的碱基间氢键是自动配对形成的,不需要DNA连接酶参与,C错误;
D、限制酶的作用靶点是双链DNA分子中的磷酸二酯键,不会破坏碱基间的氢键,D错误。
故选B。
11. 对图中的黏性末端的说法正确的是( )
A. 图甲、乙、丙中的黏性末端是由两种限制性核酸内切酶切割产生的
B. 图乙中的限制性核酸内切酶切割位点在A与G之间
C. 如果图甲中的G突变为A,则该限制性核酸内切酶不能识别该切割位点
D. 限制性核酸内切酶和DNA连接酶分别作用于图中的a处和b处
【答案】C
【解析】
【分析】限制酶:(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来;(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;(3)结果:形成黏性末端或平末端。
【详解】A、切割甲的限制酶的识别序列是-GAATTC-,切割乙的限制酶的识别序列是-CAATTG-,切割丙的限制酶的识别序列是-CTTAAG-,故甲、乙、丙的黏性末端是由三种限制酶催化产生的,A错误;
B、据图可知,图乙中的酶切位点在A与C之间,B错误;
C、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,如果甲中的G发生突变,则该限制性核酸内切酶不能识别该切割位点,C正确;
D、构建重组DNA分子所用的限制酶和DNA连接酶作用的均是磷酸二酯键,即这两种酶均作用于a处,D错误。
故选C。
12. 实验小组从苏云金芽孢杆菌中提取Bt毒蛋白,注射到小鼠体内使小鼠产生相应的抗体,再从转基因抗虫棉中提取蛋白质电泳分离后和抗体杂交,然后加入带有特殊标记的抗体以显示出杂交带,具体过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 从转基因抗虫棉中分离出的蛋白质相当于抗原
B. 二抗可能是带有放射性同位素标记的一抗的抗体
C. 若未显示出杂交带,则说明目的基因未导入受体细胞
D. 图示操作的目的是检测转基因棉花是否产生Bt毒蛋白
【答案】C
【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。
(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、基因枪法和花粉管通道法;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感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A 、从转基因抗虫棉中分离出的蛋白质能与小鼠产生的抗体发生特异性结合,所以该蛋白质相当于抗原,A正确。
B 、由图可知,二抗是与一抗结合的,且带有特殊标记,所以二抗可能是带有放射性同位素标记的一抗的抗体,B正确。
C 、若未显示出杂交带,有可能是目的基因导入了受体细胞,但目的基因没有表达,而不是目的基因未导入受体细胞,C错误。
D 、图示操作是通过抗原 - 抗体杂交技术来检测转基因棉花是否产生了 Bt 毒蛋白,D正确。
故选C。
13. FSHD是一种罕见的神经肌肉疾病,该病是由于DUX4基因突变产生对骨骼肌有毒的DUX4蛋白。研究发现利用反义疗法可治疗该病,即将DUX4的反义基因导入患病组织,从而达到抑制DUX4基因表达的目的。构建DUX4反义基因表达载体的过程如下图所示,已知DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同,但转录的模板链不同。下列说法正确的是( )
A. 利用图中质粒和DUX4基因构建反义基因表达载体时,应选择的限制酶为EcoRI和XbaI
B. 可采用显微注射法将DUX4反义基因表达载体导入受精卵
C. DUX4反义基因转录的mRNA可与DUX4基因转录的mRNA发生碱基互补配对抑制翻译过程
D. 利用DUX4基因序列制备的引物进行PCR可检测DUX4反义基因是否正确插入质粒
【答案】C
【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。
(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。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同,但转录的模板链不同,因此DUX4的反义基因的模板链为DUX4基因的编码链,子链延延伸的方向是5'→3',因此DUX4基因右侧连接启动子,左侧连接终止子构建DUX4反义基因表达载体,选用的限制酶为Hind Ⅲ和BamH Ⅰ,A错误;
B、当受体细胞为动物时可选用显微注射法,该病的治疗为将DUX4的反义基因导入患病组织,从而达到抑制DUX4基因表达的目的,因此可采用显微注射法将 DUX4反义基因表达载体导入患病组织,B错误;
C、DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同,但转录的模板链不同。因此,DUX4反义基因转录的 mRNA可与DUX4基因转录的 mRNA发生碱基互补配对,从而抑制其翻译过程导致DUX4蛋白无法合成,C正确;
D、由于DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同,因此,利用DUX4基因序列制备的引物进行PCR不可检测DUX4反义基因是否正确插入质粒,D错误。
故选C。
14. 关于转基因抗虫棉的培育,某兴趣小组的同学们提出了几种说法,正确的是( )
A. 选择恰当方法分离和筛选出目的基因是基因工程的核心工作
B. 将构建好的载体导入棉花细胞时,常用显微注射技术或花粉管通道法
C. 在转化成功的受体细胞中,起始密码子和终止密码子在目的基因的转录中起作用
D. 获取目的基因、检测目的基因是否插到受体细胞染色体上和是否转录均可利用PCR技术
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序是:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
【详解】A、基因工程的核心工作是基因表达载体的构建,A错误;
B、显微注射技术是将目的基因导入动物细胞常用的方法,将目的基因导入植物细胞常用的方法是花粉管通道法和农杆菌转化法,B错误;
C、起始密码子和终止密码子在翻译过程中起作用,C错误;
D、PCR技术可检测受体细胞染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA,获取目的基因也可用PCR技术,D正确。
故选D。
15. 下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 转基因产品的安全性无需担忧,可放心食用
B. 生殖性克隆人是符合伦理道德的,应大力推广
C. 禁止生物武器的研发和使用,是国际社会的共同约定
D. 基因编辑技术可用于修改人类生殖细胞的基因,以改善人类性状
【答案】C
【解析】
【详解】A、转基因产品仍存在食物安全、环境安全等方面的潜在风险,需要经过严格的安全评估才能投入市场,并非完全无需担忧,A错误;
B、生殖性克隆人严重违背人类伦理道德,冲击现有婚姻、家庭等传统伦理秩序,我国明确禁止任何生殖性克隆人的研究,B错误;
C、生物武器具有传染性强、危害范围广、难以防控等特点,《禁止生物武器公约》明确规定禁止生物武器的研发、生产和使用,这是国际社会的共同约定,C正确;
D、修改人类生殖细胞的基因会使改变的基因遗传给后代,对人类基因库造成不可预估的影响,存在严重的伦理和安全风险,我国严格禁止将基因编辑技术用于修改人类生殖细胞基因以改善性状的临床应用,D错误。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 土壤中含有能将难溶性磷酸盐转变成植物可以吸收和利用的可溶性磷的优良解磷菌株Q。图1是某同学利用平板划线法分离菌株Q的示意图,图2是分离鉴别菌株Q的结果。固体培养基中难溶性磷酸盐在菌株Q的作用下溶解,会在菌落周围形成透明圈,透明圈直径(D)与菌落直径(d)的比值(D/d)代表微生物溶解难溶性磷酸盐的能力大小。下表是初步筛选出的三种优良解磷菌株。下列说法不正确的是( )
菌株
透明圈直径(D)
菌落直径(d)
M-3-01
18.8
12.3
B3-5-6
20.7
8.0
T-4-01
9.1
6.5
A. 划线时将沾有菌种的接种环插入培养基
B. 图1只有在第5区域中才能得到所需菌落
C. 图1中,整个过程需要对接种环至少进行6次灼烧
D. 根据实验结果分析溶解难溶性磷酸盐能力最强的菌株是T-4-01
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、平板划线法需将沾有菌种的接种环在固体培养基表面划线,不能插入培养基内部,否则会划破培养基无法完成分离操作,A错误;
B、平板划线过程中随划线次数增加菌种浓度逐渐降低,若稀释度合适,第3、4区域也可能出现单菌落,并非只有第5区域能得到所需菌落,B错误;
C、平板划线操作时,取菌前需灼烧接种环灭菌,每次划线结束后需灼烧接种环再进行下一次划线,5次划线共需灼烧5次,全部划线完成后还需灼烧1次防止菌种污染环境,因此整个过程至少对接种环灼烧6次,C正确;
D、D/d越大代表菌株溶解难溶性磷酸盐的能力越强,计算可得:M-3-01的D/d≈1.53,B3-5-6的D/d≈2.59,T-4-01的D/d≈1.4,因此溶解能力最强的是B3-5-6,D错误。
故选ABD。
17. 下列关于细胞工程的相关“检测”的叙述,不正确的是( )
A. 单克隆抗体制备获得的杂交瘤细胞是否满足生产需求,可用选择培养基检测
B. 植物体细胞杂交过程中“去壁”过程是否成功,可取样用低渗溶液检测
C. 传代培养的成纤维细胞是否癌变可通过对细胞的染色体进行分析就能确定
D. “作物脱毒”是否成功可以通过接种一定的病毒来检测
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、选择培养基只能筛选出杂交瘤细胞,不能鉴定杂交瘤细胞是否满足生产需求(如是否能产生特异性强、灵敏度高且可大量制备的抗体等),要鉴定杂交瘤细胞是否满足生产需求,需要进行抗体检测,A错误;
B、去壁的植物体细胞缺失细胞壁,在低渗溶液中会吸水膨胀甚至涨破,而未去壁植物体细胞有细胞壁的保护,在低渗溶液中不会吸水涨破,所以用低渗溶液可对去壁的植物体细胞进行鉴定,B正确;
C、核型分析是通过观察和分析细胞中染色体的数量、结构和形态来检测细胞是否发生异常的方法,但有些基因突变导致的癌变,染色体的数量、结构、形态不发生改变,无法根据核型分析而确定,C错误;
D、脱毒苗并不等于抗毒苗,接种病毒可能会导致作物再次感染,而不是检测脱毒是否成功。通常,脱毒成功的检测方法是通过分子生物学技术(如PCR)检测病毒的存在与否,D错误。
故选ACD。
18. 印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植
B. 诱导超数排卵所注射的激素能作用于全身细胞
C. 受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D. 步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分相差较大
【答案】AD
【解析】
【分析】由图可知,甲表示体外受精,乙表示胚胎移植。
【详解】A、步骤甲为体外受精,步骤乙为胚胎移植,A正确;
B、诱导超数排卵所用的激素是促性腺激素,只作用于性腺,B错误;
C、受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞中的卵黄,C错误;
D、步骤甲体外受精使用的是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液成分相差较大,D正确。
故选AD。
19. 大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。关于图中操作的叙述不正确的是( )
A. 试管1中应加入限制酶和DNA连接酶
B. 试管2中将重组质粒导入大肠杆菌,需用Ca2+处理大肠杆菌
C. 能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落均呈现白色
D. 试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、试管1是将已切割的质粒和目的基因连接构建重组质粒的步骤,质粒的酶切已在前期完成,加入的目的基因也需预先用同种限制酶切割获得匹配末端,因此试管1仅需要加入DNA连接酶完成连接,不需要额外加入限制酶,A错误;
B、将重组质粒导入大肠杆菌时,需用Ca2+处理大肠杆菌使其成为感受态细胞,易于吸收周围环境中的DNA分子,B正确;
C、能在氨苄青霉素培养基中存活的大肠杆菌均含有携带氨苄青霉素抗性基因的质粒,若为未插入目的基因的自连空质粒,lacZ基因未被破坏,菌落呈蓝色,因此存活菌落不都呈白色,C错误;
D、lacZ基因被破坏时菌落呈白色,这类菌落才是插入了目的基因的重组菌株,因此试管3应选择白色菌落的大肠杆菌扩大培养,D错误。
故选ACD。
20. 下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述,合理的是( )
A. 转基因产品需进行严格的安全性检测,确保其对人类健康和环境无害
B. 治疗性克隆可用于治疗人类疾病,符合伦理道德,所以所有的克隆都应予以支持
C. 生物武器具有传染性强、危害大的特点,应严格禁止研发和使用
D. 基因编辑技术用于人类生殖细胞的改造,可能会导致基因歧视,应予以限制
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、转基因产品存在食物安全、环境安全等潜在风险,因此需进行严格的安全性检测,确保其对人类健康和环境无害,A正确;
B、治疗性克隆可用于疾病治疗,符合伦理要求,但生殖性克隆违反人类伦理道德,我国明确禁止生殖性克隆,并非所有克隆都应予以支持,B错误;
C、生物武器具有传染性强、危害范围广、危害时间长的特点,会对人类安全和生态环境造成极大破坏,应严格禁止研发和使用,C正确;
D、基因编辑技术改造人类生殖细胞后,编辑的基因可遗传给后代,还可能引发基因歧视等社会伦理问题,因此应予以限制,D正确。
三、非选择题:本题共5个小题,共55分。
21. 饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质,很难被动物吸收利用,还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。
(1)上图培养基中至少需要添加_______________等物质。
(2)为防止杂菌污染,要对培养基和培养皿等进行灭菌处理,接种后需将培养皿呈________状态放置。
(3)统计平板上的菌落数,就能大致推测出样品中的活菌数。通常每种稀释液需涂布3个平板,取其平均值,若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是à,则1g土壤中含有此菌的菌株数是________。统计获得的菌落数比实际的活菌数________,原因是________________________________________°
(4)若要对上述菌株进行纯化,在第一区域划线后须将该工具____________后再划线,在第二次划线时须从第一次划线的末端开始,这样做的目的是从上一区域获得菌种。
(5)产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示 A~E 五种菌株中,_______是产植酸酶最理想的菌株。
【答案】(1)水、碳源、氮源和无机盐
(2)倒置 (3) ①. a106 ②. 低##少 ③. 当两个或多个细胞连在一起时,观察计数时只能计为一个菌落 (4)灼烧、冷却
(5)E
【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;根据物理性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。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pH、特殊营养物质和氧气的要求。
【小问1详解】
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,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,因此上图培养基中至少需要添加,应含有碳源、氮源、水、无机盐等基本营养物质。
【小问2详解】
为防止杂菌污染,要对培养基和培养皿等进行灭菌;接种后须将培养皿呈倒置状态放置,这样做的目的是防止培养基中的水分过快蒸发和防止冷凝的水珠倒流污染培养基。
【小问3详解】
菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是a,图中用于计数的稀释倍数为105,则1g土壤中含有此菌的菌株数是a÷0.1×105=a×106个;图示计数方法是稀释涂布平板法,该方法统计获得的菌落数比实际的活菌数低,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,观察计数时只能计为一个菌落。
【小问4详解】
接种时,在第一区域划线后须将接种环灼烧(为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端)并冷却(以免接种环温度太高,杀死菌种)后再划线。
【小问5详解】
产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A-E五种菌株中,E菌株的透明圈最大,说明其水解植酸钙的能力最强,故E是产植酸酶最理想的菌株。
22. 已知某种青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,研究人员利用植物体细胞杂交技术,培育细胞质中存在抗除草剂基因的优良青花菜新品种,基本流程如图所示,图中字母代表相应的过程。回答下列问题
(1)图中_____(填“甲”或“乙”)植株是青花菜植株。
(2)过程B中可用________(写出一种)等化学方法诱导原生质体融合,原生质体融合的原理是_______。融合前需要去除植物的细胞壁获得原生质体,这一步利用的酶是______________。
(3)由该实验可知,与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术的优点是_____________。从步骤D到步骤E需要更换新的培养基的原因是:随着培养时间的增加,培养基中______不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长;诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的_____________(填激素名称)的比例不同。
(4)无菌技术是成功获得杂种植株的重要因素,下列各项中用化学药剂进行消毒的是_______(填序号)。
①培养皿②培养基③实验操作者的双手④锥形瓶⑤接种环⑥植株顶芽细胞
【答案】(1)甲 (2) ①. PEG融合法/高Ca2+-高pH融合法 ②. 细胞膜的流动性 ③. 纤维素酶和果胶酶
(3) ①. 可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 ②. 营养物质/有机物 ③. 生长素和细胞分裂素
(4)③⑥
【解析】
【小问1详解】
青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,则在植物体细胞杂交时应保留青花菜的细胞质,图中的乙原生质体细胞核失去活性,但细胞质正常,应是青花菜远缘植物,甲的原生质体细胞质失活,应表示青花菜植株。
【小问2详解】
诱导原生质体融合的方法有两大类:物理法和化学法,物理法包括电融合法和离心法;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法。即过程B可用PEG融合法/高Ca2+-高pH融合法促融获得杂种细胞;原生质体融合的原理是细胞膜的流动性。因为植物细胞壁的组成成分为纤维素和果胶,因此融合前需用纤维素酶和果胶酶处理植物的细胞壁获得原生质体。
【小问3详解】
不同物种之间存在生殖隔离,故与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术,即该实验方法的优点是可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,该技术的关键环节是B原生质体间的融合过程。从步骤D脱分化到步骤E再分化需要更换新的培养基的原因是:随着培养时间的增加,培养基中营养物质不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长;且诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,前者需要的该比例适中,后者比例根据诱导目标做出调整。
【小问4详解】
无菌技术是成功获得杂种植株的重要因素,③实验操作者的双手、⑥植株顶芽细胞需要用化学药剂进行消毒,①培养皿、②培养基、④锥形瓶、⑤接种环需要采用适当的方法进行灭菌。
23. 图1模型图表示细胞融合技术的一些过程,图2是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程,其中①-⑥表示操作过程。请回答以下问题:
(1)若图1过程表示植物体细胞杂交技术部分过程,则a、b细胞是酶解法获取的_______,植物体细胞杂交技术的原理是________________。
(2)若图1过程表示制备单克隆抗体的部分过程,只有融合的杂交瘤细胞才能在培养基上生长,该细胞具有的特点是_____________。获得杂交瘤细胞后,需进行_______,经多次筛选,才可获得足够数量的能分泌特定抗体的细胞。
(3)图2中①过程涉及的精子需进行_____处理,而良种母牛的激素处理中使用的激素是______。图2中显示的早期胚胎中b指的是______。
(4)欲在短时间内获得更多的良种奶牛,常常在图2④之前采用______技术进行操作;为确保得到雌性奶牛,还可以对移植的胚胎进行性别鉴定,请写出该技术对早期胚胎进行性别鉴定的具体操作方法______。
(5)制备单克隆抗体过程中要用到_________技术。
【答案】(1) ①. 原生质体 ②. 植物细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性
(2) ①. 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 ②. 克隆化培养和抗体检测
(3) ①. 获能 ②. 促性腺激素 ③. 囊胚腔
(4) ①. 胚胎分割 ②. 取滋养层细胞进行DNA分析
(5)动物细胞培养、动物细胞融合
【解析】
【小问1详解】
植物体细胞杂交时,首先要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,获得原生质体,所以a、b细胞是酶解法获取的原生质体。植物体细胞杂交技术中,原生质体的融合依赖于植物细胞膜具有一定的流动性,而最终培育出杂种植株依赖于植物细胞具有全能性,故植物体细胞杂交技术的原理是植物细胞膜具有一定的流动性、植物细胞具有全能性。
【小问2详解】
图1过程表示细胞融合,杂交瘤细胞具有的特点是既能迅速大量增殖,又能产生抗体,获得杂交瘤细胞后,需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,才可获得足够数量的能分泌特定抗体的细胞。
【小问3详解】
图2中①过程表示受精作用,涉及的精子需进行获能处理才具备受精能力。对良种母牛用促性腺激素进行处理,可使其超数排卵。图2中显示的早期胚胎中b指的是囊胚腔。
【小问4详解】
欲在短时间内获得更多的良种奶牛,常常在图2④胚胎移植之前采用胚胎分割技术进行操作,该技术主要的仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。为确保得到雌性奶牛,对早期胚胎进行性别鉴定的具体操作方法是取滋养层细胞进行DNA分析。
【小问5详解】
制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养、动物细胞融合技术。
24. 如图是制备含目的基因的“工程菌”的示意图。请回答下列问题。
(1)利用PCR技术特异性扩增目的基因需使用耐高温的DNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶,原因是__________。若PCR过程完成4轮循环,理论上至少需_____个引物4,获得____个目的基因。
(2)为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物____(填“3′端”或“5′端”)添加相应的限制切酶识别序列;过程①中应使用限制酶________切割质粒。
(3)图中启动子的作用是_________;对于实验失败的大肠杆菌及其培养基应进_____处理后再丢弃,以防其污染环境。
(4)PCR技术特异性扩增目的基因过程:变性、_______。
【答案】(1) ①. 耐高温的DNA聚合酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 ②. 15 ③. 8
(2) ①. 5'端 ②. BamH Ⅰ
(3) ①. 作为RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA ②. 灭菌
(4)复性和延伸
【解析】
【小问1详解】
在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是加热至90℃以上,TaqDNA聚合酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活;PCR技术大量扩增目的基因时,缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2(n+1)-2(n为循环次数),因此PCR过程完成4轮循环,理论上至少需加入引物2(4+1)-2=30(个),其中引物1,4分别为15个,获得目的基因的数量为2n−2n=24−2×4=8。
【小问2详解】
①是基因表达载体的构建过程;若使用限制酶EcoRI切割质粒会将目的基因插入启动子上游,目的基因不能正确表达;使用限制酶HindⅢ切割质粒将破坏标记基因,不利于目的基因的鉴定和筛选,因此该过程中应使用限制酶BamH Ⅰ切割质粒。
【小问3详解】
目的基因上游的启动子是RNA聚合酶的识别和结合部位,能驱动基因转录mRNA;为了防止污染环境,对于大肠杆菌及其培养基应进行灭菌处理。
【小问4详解】
PCR技术特异性扩增目的基因过程:变性、复性和延伸。
25. 人乳铁蛋白对细菌、病毒和真菌等都有相应的抗性,从而被开发成食品添加剂和保健品等。研究人员为培育出转人乳铁蛋白基因(hLF)奶山羊进行了相关研究,部分过程如下图,其中pBLG为β-乳球蛋白基因启动子,GFP为绿色荧光蛋白基因,neor为新霉素抗性基因,Bc1 I、EcoR I、San3A I和Xba I代表相关限制酶切点。请回答下列问题。
(1)过程①中,只能从人乳腺细胞中提取总RNA进行RT-PCR以获得人乳铁蛋白基因(hLF),其原因是______________。RT-PCR过程中,所需的工具酶有________,为使获得的hLF基因与质粒定向连接,扩增时应选用的一对引物为________。
a、5′-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3′
b、5′-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3′
c、5′-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3′
d、5′-GTTGAATTCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3′
(2)过程②中,应将hLF基因插入到pBLG之后,目的是________。过程③中,使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞,依据的主要原理是____________。
(3)将转染后的山羊耳成纤维细胞先置于含_______的培养基中初筛培养,一段时间后,利用荧光显微镜观察并筛选出______的细胞进行PCR鉴定或培养。
【答案】(1) ①. 人乳铁蛋白基因(hLF)只在人乳腺细胞中表达,能转录出相应的mRNA ②. 逆转录酶、耐高温DNA聚合酶 ③. d、b
(2) ①. 使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达 ②. 细胞膜具有一定的流动性
(3) ①. 新霉素 ②. 绿色荧光
【解析】
【小问1详解】
由于人乳铁蛋白基因(hLF)只在人乳腺细胞中表达,能转录出相应的mRNA,因此①过程中只能从人乳腺细胞中提取RNA用于RT-PCR。RT-PCR过程中,逆转录酶将相应的mRNA逆转录为目的基因,PCR时需要耐高温DNA聚合酶。BclI在GFP绿色荧光蛋白基因(标记基因)前后有两个酶切位点,不能选择BclI,San3AI可识别限制酶BclI识别的序列,San3AI也不能选用,只能选取限制酶EcoRI(靠近启动子)、XbaI(靠近终止子),分别在引物的5′端添加GAATTC(EcoRI的识别序列)、TCTAGA(XbaI的识别序列)的识别序列,且为使获得的hLF基因与质粒定向连接,扩增时应选用的一对引物分别为d、b。
【小问2详解】
pBLG基因是β乳球蛋白基因的启动子,可以在乳腺细胞中特异性启动表达,过程②中,hLF基因插入到pBLG之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。过程③中,利用人工膜制成的脂质体可以与受体细胞的细胞膜融合的原理,即细胞膜具有一定的流动性,从而将重组质粒导入受体细胞。
【小问3详解】
GFP为绿色荧光蛋白基因,neor为新霉素抗性基因,成功转入重组质粒的山羊耳成纤维细胞中含有新霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因,因此将转染后的山羊耳成纤维细胞先置于含新霉素的培养基中初筛培养,一段时间后,利用荧光显微镜观察并筛选出绿色荧光的细胞进行PCR鉴定或培养。
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