精品解析:广东省广州市邝维煜纪念中学2025-2026学年高二下学期期中考试生物试题
2026-07-24
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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-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 广州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.17 MB |
| 发布时间 | 2026-07-24 |
| 更新时间 | 2026-07-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58944728.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
A2025学年第二学期邝维煜纪念中学高二年级两校区期中联考
生物学科试题
本试卷共8页,满分为100分,考试用时75分钟。
一、选择题(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 现代发酵工程已广泛应用于食品、医药等领域。下列叙述错误的是( )
A. 发酵原料无需灭菌处理 B. 标准化工艺可控制药品质量
C. 常用经选育的优良菌种 D. 调控发酵条件可改善食品风味
【答案】A
【解析】
【详解】A、发酵原料需彻底灭菌(如高压蒸汽灭菌),以消灭杂菌,避免干扰目标菌种代谢或产生有害物质。若原料不灭菌,杂菌繁殖会导致发酵失败,A错误;
B、标准化工艺通过控制温度、pH、溶氧量等参数,确保微生物代谢稳定,使药品有效成分含量一致,B正确;
C、优良菌种(如高产青霉素的青霉菌)经诱变育种或基因工程改造,可提升产物产量和纯度,是发酵工程的核心要素,C正确;
D、调控发酵条件(如乳酸菌发酵的温度、时间)直接影响代谢产物种类(如有机酸、酯类),从而改善酸奶、奶酪等食品的风味和质地,D正确。
故选A。
2. 某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋,下列相关叙述正确的是( )
A. 果酒发酵时,除去枝梗和腐烂的籽粒后,再用清水冲洗
B. 果酒发酵过程中,培养液的pH会逐渐升高,最终稳定
C. 果醋发酵时,需要在果酒发酵的基础上将温度调整到28℃
D. 果醋发酵时,需打开瓶盖,盖上一层纱布
【答案】D
【解析】
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、进行发酵前,通常要先取新鲜葡萄,用清水冲洗1~2次,再去除葡萄枝梗和腐烂的籽粒,以防止杂菌污染,A错误;
B、果酒发酵过程中,酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳溶于发酵液,pH会降低,呈酸性,B错误;
C、果醋发酵时,需要在果酒发酵的基础上将温度调整到30~35℃,C错误;
D、葡萄酒制作完成后,打开瓶盖盖上一层纱布,适当升高温度可进行葡萄醋的发酵,D正确。
故选D。
3. 下列相关实验操作正确的是( )
A. 配制PCR反应体系时,加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料
B. 利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,在紫外灯下观察结果
C. 将配制的酵母培养基煮沸灭菌并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板
D. 将接种环烧红,迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落
【答案】B
【解析】
【详解】A、PCR的原理是DNA复制,DNA的单体是脱氧核糖核苷酸,配制PCR反应体系时,加入4种脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料,A错误;
B、琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来,B正确;
C、将配制的酵母培养基高压灭菌并冷却到不烫手(50℃左右)后,在酒精灯火焰旁倒平板,C错误;
D、将接种环烧红,待冷却后(避免菌种被烫死),蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落,D错误。
4. 黄瓜枯萎病是由尖镰孢菌引起的。研究表明,芽孢杆菌能产生几丁质酶等物质分解尖镰孢菌的细胞壁而被广泛用于黄瓜枯萎病的防治。实验室对抑菌率在69%以上的3株芽孢杆菌进行复筛,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
N1、N2和N3菌株(四周)对尖镰孢菌(中心)的抑制效果模式图
A. 该实验的对照组设置是平板上只接种芽孢杆菌
B. 实验结果表明N2菌株抑制尖镰孢菌的效果最好
C. 挑选出抑制效果最强的菌株后,需要对其进行纯化培养
D. 利用尖镰孢菌发酵生产几丁质酶等物质,可用于防治枯萎病
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:据图可知,N1菌株组中对应的尖廉孢菌的菌落最小,说明N1菌株的抑制效果最佳,其次是N3菌株。N2菌株组中对应的尖廉孢菌的菌落最大,说明N2菌株抑制效果最差。
【详解】A、该实验研究的是芽孢杆菌对尖镰孢菌的抑制作用,因此对照组设置与图中实验组的区别是平板上只接种尖镰孢菌或在接种芽孢杆菌处接种等量的蒸馏水,A错误;
B、据图可知,这三组实验中,N1菌株组中平板中央的尖镰孢菌菌落最小,说明N1菌株抑制尖镰孢菌增殖的效果最强,B错误;
C、为了确保所使用的菌株是纯净的,不含有其他杂菌,挑选出抑制效果最强的菌株后,需对其进行纯化培养,C正确;
D、依题意,芽孢杆菌主要是通过产生几丁质酶等物质来抑制尖镰孢菌的增殖,因此可利用芽孢杆菌发酵生产几丁质酶等物质,利用这些物质防治枯萎病,D错误。
故选C。
5. 下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是( )
A. 将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
B. 将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗
C. 将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株
D. 将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛
【答案】B
【解析】
【分析】1、若受体细胞为大肠杆菌等单细胞生物,则导入的目的基因会随单细胞生物的生殖遗传给后代。若受体细胞为植物细胞,则导入的目的基因可通过无性繁殖遗传给后代。若受体细胞为动物的受精卵,则导入的目的基因可通过转基因动物的有性生殖遗传给后代。
2、基因治疗是指把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。由于病人的生殖细胞中没有目的基因,因此导入的目的基因不会遗传给后代。
【详解】A、将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌,重组质粒能随细菌分裂而遗传给后代,A不符合题意;
B、将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗时不会改变其他细胞的基因组成,且淋巴细胞不能进行减数分裂,产生配子,所以不会遗传给子代,B符合题意;
C、将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株细胞中都含花青素代谢基因,因而能遗传给后代,C不符合题意;
D、将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛细胞中都含肠乳糖酶基因,因而能遗传给后代, D不符合题意。
故选B。
6. 辣椒素是辣椒产生的次级代谢物,具有强抗氧化活性,可帮助清除机体内的自由基,减少氧化损伤和DNA损伤,从而降低癌症发生的风险。研究人员通过植物组织培养获得辣椒素的一般途径如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在脱毒苗的培养过程中,一般选择茎尖作为外植体
B. 过程①一般不需要光照,过程②需要光照
C. 辣椒素是植物生命活动所必需的次生代谢产物
D. 方法1中一般用固体培养基,方法2中一般用液体培养基
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养:
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。
(2)植物组织培养的原理是:植物细胞的全能性
(3)在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞失去特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块(愈伤组织)的过程。愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程,称为再分化。
(4)生长素与细胞分裂素的用量比值高,有利于根的分化,抑制芽的形成;用量比值低,有利于芽的分化,抑制根的形成;用量比值适中,促进愈伤组织的形成。
【详解】A、茎尖几乎不含病毒或含病毒量极少,所以外植体一般选择茎尖等组织,A正确;
B、过程①是脱分化,一般不需要光照,过程②是再分化,需要光照,B正确;
C、次生代谢产物不是生物生命活动必需的,C错误;
D、方法1是从果实中提取辣椒素,需要培育植株,因此一般用固体培养基,方法2需要培养细胞,一般用液体培养基,D正确。
故选C。
7. 某夫妇中妻子患线粒体基因遗传病,丈夫正常。他们用正常女性捐献的卵母细胞,通过“三亲婴儿”的技术,生下了正常的孩子,其培育过程如下。据图分析,以下叙述错误的是( )
A. 若这对夫妇正常生育,孩子患该病概率是100%
B. 图中甲为患病妻子,乙为卵母细胞捐献者
C. 培育过程运用了核移植技术和胚胎移植技术
D. 三亲婴儿的染色体基因全部来自于这对夫妇
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息:夫妇中妻子患线粒体基因遗传病,丈夫正常,他们用正常女性捐献的卵母细胞,通过“三亲婴儿”的技术生下了正常的孩子可知,志愿者提供去核的卵母细胞、妻子提供丽母细胞的细胞核,丈夫提供正常的精子。
【详解】A、夫妇中妻子患线粒体基因遗传病,属于细胞质遗传,若这对夫妇正常生育,孩子患该病概率是100%,A正确;
B、由图示可知,图中乙提供细胞核,为患病妻子,甲提供去核的卵母细胞,为卵母细胞捐献者,B错误;
C、由图示可知,培育过程运用了核移植技术和胚胎移植技术,C正确;
D、三亲婴儿的染色体基因是由精子和卵细胞的细胞核融合而来,全部来自于这对夫妇,D正确。
故选B。
8. 抗虫作物对害虫的生存产生压力,会使害虫种群抗性基因频率迅速提高,导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果,农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是( )
A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B. 制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中
C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D. 单独种植抗虫棉,并扩大抗虫棉种植面积
【答案】D
【解析】
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全 (对生态系统稳定性的影响),对待转基因技术的利弊,正确的做法应该是趋利避害,不能因噎废食。
【详解】A 、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子,则常规种子长成的普通植株能敏感性(不抗虫)个体提供生存空间,增加与抗虫个体的竞争,避免抗性基因频率升高过快,提高了抗虫棉的抗虫持久性,A不符合题意;
B、制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中,则两种抗虫基因相互作用,能在一定程度上减缓害虫种群抗性基因频率迅速提高的趋势,B不符合题意;
C、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植可以使敏感型个体存活,敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争,不会导致抗性基因频率升高过快,提高了抗虫棉的抗虫持久性,C不符合题意;
D、单独种植抗虫棉,并扩大抗虫棉种植面积会进一步选择并保存抗性强的个体,导致敏感性个体死亡,从而加快害虫种群抗性基因频率提高,不利于抗虫棉的抗虫持久性,D符合题意。
故选D。
9. PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键,5'端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列,dNTP是DNA合成的原料,还可供能。下列相关说法错误的是( )
A. 图示环节所需的温度比下一个环节的低
B. 引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列
C. TaqDNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链
D. 1个循环后,两个子代DNA分子的脱氧核苷酸数量相同
【答案】D
【解析】
【分析】1、PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在体外复制特定的DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、引物、热稳定DNA聚合酶(Tag 酶)。
【详解】A、图示环节为引物与模板碱基互补配对,表示的是复性环节,复性的下一环节为延伸,复性的温度比延伸的温度低,A正确;
B、引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列,保证其与已知模板能碱基配对,在后续扩增的过程中才能进行子链的延伸,B正确;
C、子链是从5'-3'端延伸的,耐高温Tag 酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,C正确;
D、由于两个引物均不在该片段的端点,因此一个循环后,子代DNA双链的脱氧核苷酸数量不相同,D错误。
故选D。
10. 枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸,在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值,被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的天冬氨酸(99)和谷氨酸(156)改成赖氨酸,可使其在一定条件下的活性提高。下列说法正确的是( )
A. 完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现
B. 枯草杆菌蛋白酶活性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类和数量发生了改变
C. 经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传
D. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
【答案】A
【解析】
【详解】A、蛋白质的氨基酸序列由编码它的基因序列决定,要实现氨基酸的替换,需要通过改造对应的基因实现,A正确;
B、题干中仅将2个氨基酸替换为其他种类的氨基酸,该酶的氨基酸数量并未发生改变,B错误;
C、该改造是在基因水平进行的可遗传变异,改造后的性状可以通过复制的基因传递给子代,是可遗传的,C错误;
D、蛋白质工程的最终目的是获得满足人类生产生活需求的蛋白质产品,获取编码蛋白质的基因序列只是中间操作环节,不是最终目的,D错误。
11. 科研人员将Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因通过逆转录病毒转入遗传物质缺陷型小鼠成纤维细胞中,获得iPS细胞,进一步获得克隆鼠,相关流程如图。下列叙述不正确的是( )
A. 实验中需用显微注射法将载体逆转录病毒导入成纤维细胞
B. 可利用减法原理,依次去掉1个基因来判断每个基因作用的相对大小
C. X鼠的遗传物质来自于黑鼠和灰鼠,其体色为黑色
D. 克隆一批遗传背景相同的缺陷型小鼠,可通过对比来分析致病基因
【答案】A
【解析】
【分析】科学家通过体外诱导小鼠成纤细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,将它称为多能干细胞(简称iPS细胞)。
【详解】A、若用病毒作为基因的载体,则不需要进行显微注射导入受体细胞,A错误;
B、减法原理是指在对照实验中,与常态比较,人为去除某种影响因素的条件下,观察该因素对实验结果的影响。在该实验中,可以依次去掉Oct3/4、Sox2、c−Myc和Klf4中的一个基因,然后观察细胞的变化情况,从而判断每个基因作用的相对大小,这符合减法原理的应用,B正确;
C、囊胚的内细胞团可以发育成胎儿的各种组织。图中克隆动物的体色与提供成纤维细胞的黑鼠体色相同,为黑色,C正确;
D、克隆一批遗传背景相同的缺陷型小鼠,这些小鼠除了可能存在的致病基因不同外,其他遗传背景基本相同。通过对比这些小鼠的表现型,可以分析致病基因对生物性状的影响,D正确。
故选A。
12. 如图是某动物细胞培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,叙述错误的是( )
A. 实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞
B. 培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免杂菌污染
C. 曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累
D. 培养至第6天时,新产生的细胞数等于死亡细胞数
【答案】D
【解析】
【分析】分析曲线图可知,ab段表示活细胞密度增加,bc段表示活细胞密度减少;培养0~8天时,死细胞密度增加。培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数。
【详解】A、实验中贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞,A正确;
B、培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免培养过程中杂菌污染,B正确;
C、曲线bc段表示活细胞密度减少而死细胞密度增加,产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等,C正确;
D、图中可以看出培养第6天时,活细胞数等于死亡细胞数,D错误。
故选D。
13. 自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如下图),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列相关叙述错误的是( )
注:PmeI、BamHI、SpeI、SacI为不同限制酶
A. 上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B. 将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是BamHI
C. sfp和idgS基因表达时以DNA的同一条链为模板进行转录
D. 农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI,则会将终止子一同切除,故只能用BamHI;将idgS基因插入Ti质粒时可用SpeI和SacI以避免产生的黏性末端环化,增加构建成功的概率。
【详解】A、靛蓝能够稳定显色,不受pH的影响,故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因,A正确;
B、将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI,则会将终止子一同切除,故只能用BamHI,B正确;
C、sfp和idgS基因具有各自的启动子,表达是相互独立进行的,转录是以DNA的一条链为模板进行的,由启动子方向可知:两基因转录的模板不同,C错误;
D、将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法,故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上,D正确。
故选C。
14. 为探究荷载不同种类药物的抗体-药物偶联物(ADC)的杀伤力,研究人员将等量的药物E、F、E+F分别连接到同种抗体上,制备了三种ADC,并对表达HER-2的乳腺癌细胞株(HER2+)和不表达HER-2的乳腺癌细胞株(HER2-)进行了体外毒性实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 对照组添加的是等量的未连接抗体的药物
B. ADC中抗体的主要作用是靶向运输药物
C. 单克隆抗体对HER-2具有特异性结合作用
D. 药物E和F同时使用的杀伤作用效果更好
【答案】A
【解析】
【分析】1、药物可以杀伤肿瘤细胞,但没有特异性,而抗体能特异性识别肿瘤抗原,ADC实现了对肿瘤细胞的特异性杀伤;
2、根据曲线图可知,自变量为药物的种类和浓度,因变量为乳腺癌细胞的存活率。对照组的HER2+存活率一直较高,E、F、E+F组的HER2+存活率较低,且E+F组的最低,而四个组别的HER2-存活率没有差异且均较高,说明HER-2表达时药物才能发挥作用。
【详解】A、对照组的HER2+细胞存活率较高,所用ADC不携带药物,A错误;
B、ADC中抗体特异性识别癌细胞,并靶向运输药物,从而使药物杀伤癌细胞,B正确;
C、HER-2表达时药物才能发挥作用,推测HER-2能与单克隆抗体特异性结合,C正确;
D、药物E或F单独作用时,细胞存活率比对照组低,药物E和F协同作用时,细胞存活率比药物E或F单独作用时都低,说明药物E和F对乳腺癌细胞都有杀伤作用,且协同作用效果更好,D正确。
故选A。
15. 2024年诺贝尔生理学授予CRISPR-Cas9基因编辑技术改进者。基因组编辑CRISPR-Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的sgRNA构成,在sgRNA引导下,Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断,从而完成对目的基因的编辑。下列叙述错误的是( )
A. 基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列
B. Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键
C. 基因编辑小麦没有引入外源基因,理论上来说其安全性高于传统转基因作物
D. 推测sgRNA序列越短,越容易导致编辑位点出错
【答案】A
【解析】
【详解】A、基因编辑过程中,在向导RNA引导下,Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断,可见Cas9蛋白不能准确识别DNA特定序列,A错误;
B、Cas9-sgRNA复合物切割DNA双链、限制酶切割DNA,二者均可断开DNA分子中特定部位的磷酸二酯键,B正确;
C、传统转基因作物会转入外源基因,而基因编辑仅对生物自身的原有基因进行修饰,没有引入外源基因,理论上安全性高于传统转基因作物,C正确;
D、sgRNA序列越短,基因组中能与其发生碱基互补配对的序列出现的概率越高,越容易结合到非靶位点,导致编辑位点出错,D正确。
16. 研究者构建了下图所示的双质粒表达系统,当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启(如图),而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭。下列表述错误的是( )
注:培养基缺乏色氨酸时
A. 培养基中缺少色氨酸时,阻遏蛋白Cl合成
B. 阻遏蛋白Cl与PL结合,目的基因转录关闭
C. 培养基中富含色氨酸时,目的基因表达水平下降
D. 调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平
【答案】C
【解析】
【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。
【详解】A、培养基中缺少色氨酸时,Ptrp启动子开启,阻遏蛋白Cl合成,A正确;
B、结合图示可知,阻遏蛋白Cl与PL结合,目的基因转录关闭,目的基因不能表达,B正确;
C、培养基中富含色氨酸时,Ptrp启动子关闭,阻遏蛋白Cl无法合成,目的基因表达水平上升,C错误;
D、当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启,而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭,可见,调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平,D正确。
故选C。
二、简答题(5小题,共60分)
17. 尿素是一种重要的农业氮肥,只有当土壤中的微生物分泌脲酶将尿素分解成氨之后,才能被植物利用。
(1)某生物兴趣小组设计了以下实验,并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。
分步实验目标
简易操作
取样
从______等常施加尿素肥料的区域采集土样
配制培养基
称取KH2PO4、NaHPO4、MgSO4·7H2O、____为唯一氮源、葡萄糖、琼脂并用水定容。
灭菌
放入__________(填仪器名称)中121℃灭菌15—30min。
倒平板
待培养基冷却凝固后倒置,以免水分挥发。
接种和分离尿素分解菌
采用__________法接种以分离并计数。
(2)培养2天后,平板上生长有形如霉菌的A菌落,霉菌能在上述选择培养基上生长的原因可能是(多选)____________。
A. 其能分泌脲酶分解尿素
B. 其能将尿素吸收到胞内并利用
C. 其可能与尿素分解菌共生
D. 其具有固氮能力
(3)为了筛选分泌脲酶的细菌,小组重新设计了加入酚红指示剂的培养基。其原理是脲酶催化尿素分解为NH3进而升高pH,尿素分解菌周围会出现__________。
(4)小组成员利用液体培养基对分离的尿素分解菌进行扩大培养。对培养的菌液按以下倍数进行稀释,取0.1mL涂布平板并计数:
稀释103倍
稀释104倍
稀释105倍
平板1
320
65
9
平板2
311
72
17
平板3
337
79
3
计算得知,该菌液每毫升的活菌数是__________,该结果比实际值偏__________。
【答案】(1) ①. 农田(菜园、果园) ②. 尿素 ③. 高压蒸汽灭菌锅 ④. 稀释涂布平板 (2)ABC
(3)红色圈(红色环带、红色区域)
(4) ①. 7.2×106 ②. 小
【解析】
【小问1详解】
从农田(菜园、果园)常施加尿素肥料的区域采集土样。要筛选能降解尿素的细菌,培养基中应以尿素为唯一氮源。培养基灭菌常用高压蒸汽灭菌法。该方法是能杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物,从而达到灭菌目的。高压蒸汽灭菌法采用的仪器是高压蒸汽灭菌锅。采用稀释涂布平板法接种可以分离并计数目的菌。
【小问2详解】
A、如果霉菌能分泌脲酶分解尿素,就可以利用尿素作为氮源在该选择培养基上生长,A符合题意;
B、若霉菌能将尿素吸收到胞内并利用,也能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长,B符合题意;
C、霉菌可能与尿素分解菌共生,借助尿素分解菌对尿素的分解作用获取氮源,从而在培养基上生长,C符合题意;
D、固氮能力仅存在于部分原核生物类群中,霉菌属于真核生物,不具备固氮能力,D不符合题意。
【小问3详解】
由于脲酶催化尿素分解为NH3,NH3会使培养基pH升高,而酚红指示剂在碱性条件下会变红,所以可以通过观察培养基是否变红来筛选分泌脲酶的细菌。当有分泌脲酶的细菌存在时,其周围会出现红色圈(红色环带、红色区域)。
【小问4详解】
在对微生物进行计数时,常用稀释涂布平板法。其原理是将菌液进行一系列梯度稀释,然后取一定体积的稀释液涂布在固体培养基上,经培养后,统计平板上的菌落数,进而推算出菌液中的活菌数。根据公式:每毫升菌液中的活菌数=(C÷V)×M(其中C是平均菌落数,V是涂布平板时所用菌液的体积,M是稀释倍数)。先计算稀释104倍时三个平板的平均菌落数:(65+72+79)÷3=72。已知涂布平板时所用菌液体积V=0.1mL,稀释倍数M=104,则每毫升菌液中的活菌数为72÷0.1×104= 7.2×106,当两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到的只是一个菌落,所以统计的菌落数往往比实际的活菌数少,导致计算结果比实际值偏小。
18. 甲植物(2n=18)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=32)的细胞质线粒体中存在抗除草剂基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体,利用的生物学原理是__________。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是__________。过程②可采用的化学融合方法有__________法(写出1种)等。
(3)过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是__________。过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,此时生长素与细胞分裂素的比值__________(填“>1”、“<1”或“=1”)。
(4)在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是甲细胞用IOA处理后线粒体失活,细胞生命活动受限,________________。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染,原因是________________。
【答案】(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 聚乙二醇(PEG)融合法(或高Ca2+-高pH融合法)
(3) ①. 提供碳源、提供能源、提供营养、维持渗透压 ②. <1
(4) ①. 乙细胞经X射线处理后失去分裂能力 ②. 抗除草剂基因位于细胞质线粒体中,花粉几乎不含细胞质
【解析】
【小问1详解】
植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性,杂种细胞形成新植物体利用植物细胞的全能性。
【小问2详解】
该图为植物体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,制备原生质体,可用酶解法。植物细胞的主要成分是纤维素和果胶,去壁是用纤维素酶和果胶酶。步骤②是促进原生质体融合,可以采用化学法进行诱导,其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法,还有高Ca2+-高pH融合法等。
【小问3详解】
过程④为脱分化,蔗糖的作用是提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压。植物组织培养时,细胞分裂素用量较高,即生长素与细胞分裂素的比值<1,有利于芽的分化,抑制根的形成。
【小问4详解】
已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是甲细胞用IOA处理后线粒体失活,细胞生命活动受限,乙细胞经X射线处理后失去分裂能力。丙的抗除草剂基因位于细胞质中,花粉几乎不含细胞质,因此质基因一般不会通过花粉遗传给后代,避免了基因污染。
19. RecQ解旋酶可作为白血病和乳腺癌肿瘤干细胞标志物。研究人员以经RecQ解旋酶免疫的小鼠为材料,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb),流程如图1所示。将制得的单克隆抗体进行稀释并检测其功能,检测结果如图2所示。回答下列问题:
(1)在制备mAb的过程中,首先要将纯化的RecQ解旋酶注入小鼠体内,其目的是从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得_________细胞。
(2)与诱导植物细胞融合相比,过程③中特有的融合方法是_________。
(3)图1中“杂交瘤细胞Ⅰ”具有_________特点;过程⑤需要对杂交瘤细胞Ⅰ进行克隆化培养和_________以获得足够数量的能分泌mAb的杂交瘤细胞Ⅱ,该过程一般在96孔细胞培养板上进行。先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞·mL-1,再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液,其目的是_________,从而实现单克隆培养。
(4)制备的mAb可用于治疗肿瘤,推测其治疗肿瘤的原理是_________,从而使肿瘤细胞内的DNA双链不能解开,不能进行DNA复制,进而抑制肿瘤细胞的增殖。根据图2检测结果可知,稀释度为_________时的mAb,抑制肿瘤增殖的效果最佳。
【答案】(1)能产生抗RecQ解旋酶抗体的B淋巴
(2)灭活病毒诱导法 (3) ①. 既能迅速大量增殖又能产生抗体 ②. 抗体检测 ③. 使每个孔内尽量只接种一个杂交瘤细胞
(4) ①. mAb可与RecQ解旋酶特异性结合,抑制RecQ解旋酶的作用 ②. 1/800
【解析】
【小问1详解】
脾脏内含有大量的淋巴细胞,对小鼠注射特定抗原后,可从脾脏获取经免疫的B淋巴细胞,将纯化的RecQ解旋酶注入小鼠体内,能产生抗RecQ解旋酶抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
过程③为B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合,可用灭活病毒诱导、电刺激、化学诱导等,植物细胞原生质体融合只能用电刺激、化学诱导等,不能使用灭活的病毒。故与诱导植物细胞融合相比,过程③中特有的融合方法是灭活病毒诱导法。
【小问3详解】
杂交瘤细胞Ⅰ是经免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合体,杂交瘤细胞Ⅰ具有既能迅速大量增殖又能产生抗体的特点。过程⑤需要对选择培养的杂交瘤细胞Ⅰ进行克隆化培养及抗体检测,使每个孔内尽量只接种一个杂交瘤细胞,实现单克隆培养,为使每孔细胞不超过一个,先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞·mL-1,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液。
【小问4详解】
抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb)可与RecQ解旋酶特异性结合,从而抑制RecQ解旋酶的作用,使肿瘤细胞内的DNA双链不能解开,不能进行DNA复制,从而抑制了肿瘤细胞的增殖。由图得知,单抗稀释度为1/800时RecQ解旋酶结合DNA活性最低,可知mAb能特异性与RecQ解旋酶结合可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合,抑制效果最好。
20. 油酸是一种单不饱和脂肪酸,稳定性高,具有较高的营养和保健功能。油酸含量是评价大豆油食用品质和稳定性的重要指标。研究人员利用转基因技术抑制大豆内源FAD2—1基因的表达,获得了油酸比例显著提高的大豆,其油酸含量比普通大豆高51.71%。回答下列问题:
(1)从大豆基因组数据库查找到FAD2—1基因的序列后,可用人工合成的方法获得FAD2—1基因片段,接着用_________技术进行扩增,此技术的原理是_________。
(2)对FAD2-1基因进行XbaI、SacI双酶切,这两种酶作用的化学键是________。将FAD2-1基因反向连接到质粒中,构建反义基因表达载体。重组表达载体、FAD2-1基因的结构如下图所示,a~d表示FAD2-1基因的4个位点。
将FAD2-1基因的________(填图中的字母)位点连接到重组表达载体模板链启动子端,重组表达载体转录产生的mRNA可抑制细胞内FAD2-1基因的表达,其原因是________,形成双链结构,从而抑制FAD2-1基因的mRNA进行翻译。
(3)重组表达载体中包含草铵磷(一种除草剂)抗性基因,转化后可以通过________的方法挑选出存活的大豆植株,收获大豆后检测________,鉴定成功转基因的大豆植株并评价其效果。
【答案】(1) ①. PCR ②. DNA的半保留复制
(2) ①. 磷酸二酯键 ②. d ③. 重组表达载体中目的基因转录产生的mRNA与FAD2—1基因转录产生的mRNA可发生碱基互补配对
(3) ①. 喷施草铵磷 ②. 大豆的油酸含量
【解析】
【小问1详解】
从大豆基因组数据库查找到FAD2-1基因的序列,可用人工合成的方法获得FAD2-1基因片段,根据基因两端的部分序列设计引物,接着用PCR技术进行扩增,PCR技术的原理是DNA的半保留复制。
【小问2详解】
XbaⅠ、SacⅠ两种限制酶作用的化学键是磷酸二酯键。据题可知,需要将FAD2-1基因反向连接到质粒中,构建反义基因表达载体,故应将FAD2-1基因模板链的互补链接入重组表达载体的模板链中,再结合图示,观察转录方向,根据同向连接原则,可将FAD2-1基因的d位点连接到重组表达载体模板链的启动子端,重组表达载体中目的基因转录产生的mRNA与FAD2-1基因转录产生的mRNA可发生碱基互补配对,形成双链结构,从而抑制FAD2-1基因的mRNA进行翻译,抑制细胞内FAD2-1基因的表达。
【小问3详解】
重组质粒中包含草铵磷(一种除草剂)抗性基因,该基因为标记基因,则转化后可通过喷施草铵磷的方法挑选出存活的大豆植株,收获大豆后检测大豆的油酸含量,鉴定成功转基因的大豆植株并评价其效果。
21. 科研人员欲将斑马鱼的vtg基因(图1)插入Luc基因载体(图2),形成vtg-Luc融合基因重组载体并培育转基因斑马鱼。(注:vtg基因内部无图2中的任何限制酶识别序列,Luc基因缺乏启动子序列。Ampr为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,Sau3AI、EcoRI、HindIII、BsrGI、Bcl I为限制酶,表示转录方向)
(1)基因工程的核心步骤是________。为使vtg基因与Luc基因载体正向连接,可选用限制酶________进行双酶切Luc基因载体。
(2)通过PCR获取vtg基因时,需设计合适的引物。依据图1、图2信息,推测引物1包含的碱基序列为________。
A. 5′-GAATTCAACTAT-3′ B. 5′-GAATTCTTGATA-3′
C. 5′-GATCTTGATA-3′ D. 5′-AAGCTTAACTAT-3′
(3)筛选导入vtg-Luc基因重组载体的大肠杆菌,可将大肠杆菌依次放在含有氨苄青霉素、四环素的培养基中培养,筛选________(选填“能”或“不能”)在含有氨苄青霉素的培养基中生长但________(选填“能”或“不能”)在含有四环素的培养基中生长的大肠杆菌即为目的菌。
(4)水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白,E蛋白可以激活vtg基因上游的启动子。Luc基因的表达产物是萤火虫荧光素酶,可以催化荧光素氧化产生荧光。转基因斑马鱼用于检测水体中雌激素污染情况的原理是:斑马鱼的vtg基因在正常情况下不表达,________,根据荧光强度可判断雌激素污染情况。
(5)转基因斑马鱼逃逸可能引发生物安全问题,可考虑采取的措施是________(答1点)。
【答案】(1) ①. 构建基因表达载体 ②. EcoR I、Hind III (2)A
(3) ①. 能 ②. 不能
(4)当水体中有雌激素存在时,斑马鱼vtg基因的启动子被激活,表达Vtg-Luc融合蛋白。在水样中添加荧光素后,Luc催化其产生荧光
(5)导入不育基因、导入仅导致生殖细胞凋亡的基因等
【解析】
【小问1详解】
基因工程四大步骤:目的基因获取→构建基因表达载体(核心)→将载体导入受体细胞→目的基因检测与鉴定。载体携带启动子、终止子、标记基因,保证目的基因稳定存在、复制与表达,是整个工程最关键步骤。要求正向连接,必须双酶切产生两种不同黏性末端,避免质粒自连、目的基因反向插入;要保护Luc基因不被破坏、不被切除,所以不能选用BsrGI、BclI、Sau3AI(能识别切割BclI的酶切位点),只能选用EcoRⅠ、HindⅢ。EcoRⅠ、HindⅢ 酶切位点位于TetR基因内部,双酶切会破坏TetR基因,但氨苄青霉素抗性Ampr完整保留;vtg基因内部无这两种酶切点,不会切断目的基因,能完整插入载体,满足正向融合连接需求。
【小问2详解】
转录方向决定引物顺序:vtg基因上游用EcoRⅠ(识别序列 5′-GAATTC-3′),引物1要匹配基因前端,必须携带EcoRⅠ酶切位点GAATTC;仅A、B选项含 EcoRⅠ 特征序列GAATTC,排除 C、D;引物与模板链反向互补,结合基因上游正向序列为AACTAT,对应选项 A:5′-GAATTCAACTAT-3′。
【小问3详解】
重组载体构建时,EcoRⅠ、HindⅢ切点位于四环素抗性基因TetR内部,酶切后TetR被破坏,失去四环素抗性;氨苄青霉素抗性基因Ampr完整未受损,细胞仍抗氨苄青霉素;阳性重组菌特征:能在氨苄青霉素培养基存活,不能在四环素培养基存活;空质粒细菌:氨苄、四环素都能存活;未导入质粒细菌:两种抗生素培养基均无法存活。
【小问4详解】
当水体中有雌激素存在时,斑马鱼体内产生E蛋白,E蛋白激活vtg基因上游启动子,vtg-Luc融合基因同步转录翻译,合成Vtg-Luc融合蛋白;向水样添加荧光素后,融合蛋白中的荧光素酶(Luc)催化荧光素发生氧化反应,产生荧光。雌激素浓度越高,荧光越强,以此判断水体雌激素污染程度。
【小问5详解】
思路:阻止转基因斑马鱼野外繁殖,阻断基因扩散,举一例即可。①导入不育基因,转基因斑马鱼无法产生可育配子,逃逸后不能繁育后代;②导入仅造成生殖细胞凋亡的基因,破坏生殖能力;③控制养殖环境,设置隔离屏障防止个体逃逸;④转入致死基因,野外特定环境下斑马鱼自动死亡。
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A2025学年第二学期邝维煜纪念中学高二年级两校区期中联考
生物学科试题
本试卷共8页,满分为100分,考试用时75分钟。
一、选择题(本题共16小题,共40分。第1~12小题,每小题2分;第13~16小题,每小题4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. 现代发酵工程已广泛应用于食品、医药等领域。下列叙述错误的是( )
A. 发酵原料无需灭菌处理 B. 标准化工艺可控制药品质量
C. 常用经选育的优良菌种 D. 调控发酵条件可改善食品风味
2. 某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋,下列相关叙述正确的是( )
A. 果酒发酵时,除去枝梗和腐烂的籽粒后,再用清水冲洗
B. 果酒发酵过程中,培养液的pH会逐渐升高,最终稳定
C. 果醋发酵时,需要在果酒发酵的基础上将温度调整到28℃
D. 果醋发酵时,需打开瓶盖,盖上一层纱布
3. 下列相关实验操作正确的是( )
A. 配制PCR反应体系时,加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料
B. 利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,在紫外灯下观察结果
C. 将配制的酵母培养基煮沸灭菌并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板
D. 将接种环烧红,迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落
4. 黄瓜枯萎病是由尖镰孢菌引起的。研究表明,芽孢杆菌能产生几丁质酶等物质分解尖镰孢菌的细胞壁而被广泛用于黄瓜枯萎病的防治。实验室对抑菌率在69%以上的3株芽孢杆菌进行复筛,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
N1、N2和N3菌株(四周)对尖镰孢菌(中心)的抑制效果模式图
A. 该实验的对照组设置是平板上只接种芽孢杆菌
B. 实验结果表明N2菌株抑制尖镰孢菌的效果最好
C. 挑选出抑制效果最强的菌株后,需要对其进行纯化培养
D. 利用尖镰孢菌发酵生产几丁质酶等物质,可用于防治枯萎病
5. 下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是( )
A. 将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
B. 将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗
C. 将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株
D. 将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛
6. 辣椒素是辣椒产生的次级代谢物,具有强抗氧化活性,可帮助清除机体内的自由基,减少氧化损伤和DNA损伤,从而降低癌症发生的风险。研究人员通过植物组织培养获得辣椒素的一般途径如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在脱毒苗的培养过程中,一般选择茎尖作为外植体
B. 过程①一般不需要光照,过程②需要光照
C. 辣椒素是植物生命活动所必需的次生代谢产物
D. 方法1中一般用固体培养基,方法2中一般用液体培养基
7. 某夫妇中妻子患线粒体基因遗传病,丈夫正常。他们用正常女性捐献的卵母细胞,通过“三亲婴儿”的技术,生下了正常的孩子,其培育过程如下。据图分析,以下叙述错误的是( )
A. 若这对夫妇正常生育,孩子患该病概率是100%
B. 图中甲为患病妻子,乙为卵母细胞捐献者
C. 培育过程运用了核移植技术和胚胎移植技术
D. 三亲婴儿的染色体基因全部来自于这对夫妇
8. 抗虫作物对害虫的生存产生压力,会使害虫种群抗性基因频率迅速提高,导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果,农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是( )
A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B. 制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中
C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D. 单独种植抗虫棉,并扩大抗虫棉种植面积
9. PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键,5'端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列,dNTP是DNA合成的原料,还可供能。下列相关说法错误的是( )
A. 图示环节所需的温度比下一个环节的低
B. 引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列
C. TaqDNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链
D. 1个循环后,两个子代DNA分子的脱氧核苷酸数量相同
10. 枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸,在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值,被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的天冬氨酸(99)和谷氨酸(156)改成赖氨酸,可使其在一定条件下的活性提高。下列说法正确的是( )
A. 完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现
B. 枯草杆菌蛋白酶活性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类和数量发生了改变
C. 经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传
D. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
11. 科研人员将Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因通过逆转录病毒转入遗传物质缺陷型小鼠成纤维细胞中,获得iPS细胞,进一步获得克隆鼠,相关流程如图。下列叙述不正确的是( )
A. 实验中需用显微注射法将载体逆转录病毒导入成纤维细胞
B. 可利用减法原理,依次去掉1个基因来判断每个基因作用的相对大小
C. X鼠的遗传物质来自于黑鼠和灰鼠,其体色为黑色
D. 克隆一批遗传背景相同的缺陷型小鼠,可通过对比来分析致病基因
12. 如图是某动物细胞培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果,叙述错误的是( )
A. 实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间,以免损伤细胞
B. 培养液中应适当加入青霉素、链霉素等抗生素,以避免杂菌污染
C. 曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累
D. 培养至第6天时,新产生的细胞数等于死亡细胞数
13. 自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如下图),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列相关叙述错误的是( )
注:PmeI、BamHI、SpeI、SacI为不同限制酶
A. 上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B. 将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是BamHI
C. sfp和idgS基因表达时以DNA的同一条链为模板进行转录
D. 农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
14. 为探究荷载不同种类药物的抗体-药物偶联物(ADC)的杀伤力,研究人员将等量的药物E、F、E+F分别连接到同种抗体上,制备了三种ADC,并对表达HER-2的乳腺癌细胞株(HER2+)和不表达HER-2的乳腺癌细胞株(HER2-)进行了体外毒性实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 对照组添加的是等量的未连接抗体的药物
B. ADC中抗体的主要作用是靶向运输药物
C. 单克隆抗体对HER-2具有特异性结合作用
D. 药物E和F同时使用的杀伤作用效果更好
15. 2024年诺贝尔生理学授予CRISPR-Cas9基因编辑技术改进者。基因组编辑CRISPR-Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的sgRNA构成,在sgRNA引导下,Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断,从而完成对目的基因的编辑。下列叙述错误的是( )
A. 基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列
B. Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键
C. 基因编辑小麦没有引入外源基因,理论上来说其安全性高于传统转基因作物
D. 推测sgRNA序列越短,越容易导致编辑位点出错
16. 研究者构建了下图所示的双质粒表达系统,当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启(如图),而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭。下列表述错误的是( )
注:培养基缺乏色氨酸时
A. 培养基中缺少色氨酸时,阻遏蛋白Cl合成
B. 阻遏蛋白Cl与PL结合,目的基因转录关闭
C. 培养基中富含色氨酸时,目的基因表达水平下降
D. 调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平
二、简答题(5小题,共60分)
17. 尿素是一种重要的农业氮肥,只有当土壤中的微生物分泌脲酶将尿素分解成氨之后,才能被植物利用。
(1)某生物兴趣小组设计了以下实验,并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。
分步实验目标
简易操作
取样
从______等常施加尿素肥料的区域采集土样
配制培养基
称取KH2PO4、NaHPO4、MgSO4·7H2O、____为唯一氮源、葡萄糖、琼脂并用水定容。
灭菌
放入__________(填仪器名称)中121℃灭菌15—30min。
倒平板
待培养基冷却凝固后倒置,以免水分挥发。
接种和分离尿素分解菌
采用__________法接种以分离并计数。
(2)培养2天后,平板上生长有形如霉菌的A菌落,霉菌能在上述选择培养基上生长的原因可能是(多选)____________。
A. 其能分泌脲酶分解尿素
B. 其能将尿素吸收到胞内并利用
C. 其可能与尿素分解菌共生
D. 其具有固氮能力
(3)为了筛选分泌脲酶的细菌,小组重新设计了加入酚红指示剂的培养基。其原理是脲酶催化尿素分解为NH3进而升高pH,尿素分解菌周围会出现__________。
(4)小组成员利用液体培养基对分离的尿素分解菌进行扩大培养。对培养的菌液按以下倍数进行稀释,取0.1mL涂布平板并计数:
稀释103倍
稀释104倍
稀释105倍
平板1
320
65
9
平板2
311
72
17
平板3
337
79
3
计算得知,该菌液每毫升的活菌数是__________,该结果比实际值偏__________。
18. 甲植物(2n=18)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=32)的细胞质线粒体中存在抗除草剂基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体,利用的生物学原理是__________。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是__________。过程②可采用的化学融合方法有__________法(写出1种)等。
(3)过程④中,会在培养基中加入蔗糖,蔗糖的作用是__________。过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上,通常应在培养基中加入两类植物激素,此时生长素与细胞分裂素的比值__________(填“>1”、“<1”或“=1”)。
(4)在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是甲细胞用IOA处理后线粒体失活,细胞生命活动受限,________________。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染,原因是________________。
19. RecQ解旋酶可作为白血病和乳腺癌肿瘤干细胞标志物。研究人员以经RecQ解旋酶免疫的小鼠为材料,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb),流程如图1所示。将制得的单克隆抗体进行稀释并检测其功能,检测结果如图2所示。回答下列问题:
(1)在制备mAb的过程中,首先要将纯化的RecQ解旋酶注入小鼠体内,其目的是从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得_________细胞。
(2)与诱导植物细胞融合相比,过程③中特有的融合方法是_________。
(3)图1中“杂交瘤细胞Ⅰ”具有_________特点;过程⑤需要对杂交瘤细胞Ⅰ进行克隆化培养和_________以获得足够数量的能分泌mAb的杂交瘤细胞Ⅱ,该过程一般在96孔细胞培养板上进行。先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞·mL-1,再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液,其目的是_________,从而实现单克隆培养。
(4)制备的mAb可用于治疗肿瘤,推测其治疗肿瘤的原理是_________,从而使肿瘤细胞内的DNA双链不能解开,不能进行DNA复制,进而抑制肿瘤细胞的增殖。根据图2检测结果可知,稀释度为_________时的mAb,抑制肿瘤增殖的效果最佳。
20. 油酸是一种单不饱和脂肪酸,稳定性高,具有较高的营养和保健功能。油酸含量是评价大豆油食用品质和稳定性的重要指标。研究人员利用转基因技术抑制大豆内源FAD2—1基因的表达,获得了油酸比例显著提高的大豆,其油酸含量比普通大豆高51.71%。回答下列问题:
(1)从大豆基因组数据库查找到FAD2—1基因的序列后,可用人工合成的方法获得FAD2—1基因片段,接着用_________技术进行扩增,此技术的原理是_________。
(2)对FAD2-1基因进行XbaI、SacI双酶切,这两种酶作用的化学键是________。将FAD2-1基因反向连接到质粒中,构建反义基因表达载体。重组表达载体、FAD2-1基因的结构如下图所示,a~d表示FAD2-1基因的4个位点。
将FAD2-1基因的________(填图中的字母)位点连接到重组表达载体模板链启动子端,重组表达载体转录产生的mRNA可抑制细胞内FAD2-1基因的表达,其原因是________,形成双链结构,从而抑制FAD2-1基因的mRNA进行翻译。
(3)重组表达载体中包含草铵磷(一种除草剂)抗性基因,转化后可以通过________的方法挑选出存活的大豆植株,收获大豆后检测________,鉴定成功转基因的大豆植株并评价其效果。
21. 科研人员欲将斑马鱼的vtg基因(图1)插入Luc基因载体(图2),形成vtg-Luc融合基因重组载体并培育转基因斑马鱼。(注:vtg基因内部无图2中的任何限制酶识别序列,Luc基因缺乏启动子序列。Ampr为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,Sau3AI、EcoRI、HindIII、BsrGI、Bcl I为限制酶,表示转录方向)
(1)基因工程的核心步骤是________。为使vtg基因与Luc基因载体正向连接,可选用限制酶________进行双酶切Luc基因载体。
(2)通过PCR获取vtg基因时,需设计合适的引物。依据图1、图2信息,推测引物1包含的碱基序列为________。
A. 5′-GAATTCAACTAT-3′ B. 5′-GAATTCTTGATA-3′
C. 5′-GATCTTGATA-3′ D. 5′-AAGCTTAACTAT-3′
(3)筛选导入vtg-Luc基因重组载体的大肠杆菌,可将大肠杆菌依次放在含有氨苄青霉素、四环素的培养基中培养,筛选________(选填“能”或“不能”)在含有氨苄青霉素的培养基中生长但________(选填“能”或“不能”)在含有四环素的培养基中生长的大肠杆菌即为目的菌。
(4)水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白,E蛋白可以激活vtg基因上游的启动子。Luc基因的表达产物是萤火虫荧光素酶,可以催化荧光素氧化产生荧光。转基因斑马鱼用于检测水体中雌激素污染情况的原理是:斑马鱼的vtg基因在正常情况下不表达,________,根据荧光强度可判断雌激素污染情况。
(5)转基因斑马鱼逃逸可能引发生物安全问题,可考虑采取的措施是________(答1点)。
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