江苏省扬州中学2025—2026学年高二下学期期末考试生物试题
2026-07-29
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摘要:
**基本信息**
聚焦发酵工程、基因工程等现代生物技术,以甲烷氧化菌筛选、隐形脂质体等科研案例为情境,考查生命观念与科学思维
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|15/30|微生物培养(题1)、发酵技术(题2)、PCR原理(题11)|结合油气田取样等真实场景,考查操作细节|
|多选题|4/12|克隆技术伦理(题16)、泡菜发酵(题17)|通过正反例辨析,强化科学态度|
|非选择题|5/58|VB12检测(题20)、双特异性抗体设计(题22)、基因工程应用(题23)|以科研流程为线索,综合考查探究实践与创新应用能力|
内容正文:
扬州中学联培部高二下期末考试
生物 英才D 2026.6
第I卷 (选择题,共42分)
一、单选题:本大题共15小题,每小题2分,共30分,在每题给出的四个选项中,只有一项是最符合题意的
1.甲烷氧化菌单细胞蛋白可作为饲料添加剂,具有较高的营养价值。某研究小组从污泥中筛选、分离甲烷氧化菌用于生产单细胞蛋白。主要步骤:①从油气田取样→②富集培养→③分离纯化→④液态发酵→⑤制备单细胞蛋白。相关叙述错误的是( )
A.步骤①从油气田取样,因其含有丰富的甲烷氧化菌
B.步骤②中的培养基为液体培养基,甲烷为唯一碳源
C.步骤③应选择30~300个菌落的平板进行扩大培养
D.步骤⑤可通过过滤、沉淀等方法获得单细胞蛋白
2.关于啤酒的工业化生产流程,下列相关叙述正确的是( )
A.菌种的选育是啤酒工业化生产流程的中心环节
B.焙烤阶段适当提高温度可以促进种子胚的萌发
C.蒸煮阶段加入啤酒花用于提升啤酒的整体风味
D.常采用高压蒸汽灭菌法在分装前除去发酵菌种
3.中国酒文化博大精深,酿酒技术在我国已有上千年的历史。以下是用苹果酿造果酒果醋的过程,以下说法正确的是( )
A.酵母菌与醋酸杆菌的代谢类型均为异养好氧型
B.果酒转化为果醋所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
C.添加白砂糖有利于酒精的产生,加入醋酸杆菌后发酵条件只需要改变通气情况
D.醋酸发酵前,加入无菌水对苹果果酒进行稀释
4.下列关于传统或现代生物技术的叙述,正确的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定实验中可利用DNA不溶于酒精的特点获得含杂质较少的DNA
B.当果酒发酵结束后,只需打开瓶盖,盖上一层纱布,即可进行果醋发酵
C.克隆动物的培育过程使用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
D.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
5.某入侵植物通过根系分泌物富集能特异性抑制本地植物的病原微生物,从而获得生长优势。其种群扩张后进一步强化此效应,形成不断强大的循环机制。下列相关叙述错误的是( )
A.信息传递能够调节种间关系,影响群落的演替方向
B.该机制为正反馈调节,以维持入侵后生态系统的稳态
C.入侵植物扩张会导致本地植物种群的环境容纳量下降
D.可用稀释涂布平板法对病原微生物进行分离和计数
6.分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成充满液体的球状小泡,称为脂质体。研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇,形成一层保护层,能避免吞噬细胞的识别,并镶嵌上相应的抗体,制造出一种能定向运送药物的“隐形脂质体”(如下图)。目前这种“隐形脂质体”已在癌症治疗中得到应用。下列叙述错误的是( )
A.镶嵌在脂质体表面的抗体,可与靶细胞表面的特定抗原结合以实现精准送药
B.若无聚乙二醇保护层,则脂质体易被吞噬细胞吞噬导致药物不能送至靶细胞
C.药物B分布在磷脂双分子层之间,说明药物B分子中含有较多的亲水基团
D.“隐形脂质体”与靶细胞结合后,能与靶细胞膜融合
7.紫杉醇是一种高效抗癌药物。某科研团队利用红豆杉外植体制备了愈伤组织,研究光照对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响,实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
培养条件
接种干重/(g·L-1)
收获干重/(g·L-1)
紫杉醇含量/%
光照
4.33
9.13
0.0070
黑暗
4.38
12.10
0.0164
A.同一植株外植体经诱导获得的愈伤组织基因型一定相同
B.从外植体开始实验研究过程中需多次调整植物激素比例
C.光照会抑制愈伤组织中有机物的积累并降低紫杉醇含量
D.培养基中的有机物具有为愈伤组织提供能量等多种功能
8.如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程。在人-鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞I、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,I、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,I、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列有关叙述错误的是( )
A.聚乙二醇也可诱导人细胞与小鼠细胞融合
B.编码磷酸甘油酸激酶的基因在X染色体上
C.编码芳烃羟化酶的基因位于11号染色体上
D.培养杂种细胞时,通常需定期更换培养液
9.图示杂交瘤细胞A(分泌抗体A)和B(分泌抗体B)融合成杂交瘤细胞AB(分泌抗体AB,可用于肿瘤治疗)的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.抗体AB能识别抗原α和β,其中至少有一种为癌细胞表面抗原
B.杂交瘤细胞AB需抗原α和β共同刺激后,才能产生抗体AB
C.在传代培养杂交瘤细胞A过程中,需使用胃蛋白酶使之分散
D.制备杂交瘤细胞B过程中,融合得到的细胞均可增殖
10.图中a、b、c表示现代生物技术,①②③表示a、b、c对应的结果。下列相关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制现象
B.若①是试管牛,则a过程体现了动物细胞核具有全能性
C.若b是动物细胞融合技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
D.若③是转基因牛,则c过程可用受精卵作为受体细胞
11.关于“DNA粗提取与鉴定”和“DNA片段扩增及电泳鉴定”实验相关叙述,正确的是( )
A.DNA片段的扩增过程中利用了DNA半保留复制的原理
B.提取到的白色丝状物与二苯胺试剂混合,沸水浴加热5 min后变蓝
C.DNA粗提取时,研磨液在1500 r/min的转速下离心可以加速DNA沉淀
D.电泳可以鉴定DNA片段中的脱氧核苷酸序列
12.植物生物反应器可利用植株、组织或悬浮细胞生产药物蛋白,叶绿体遗传转化借助同源重组将外源基因整合进叶绿体基因组,该转化方式表达量高、安全性好。下列说法错误的是( )
A.植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程
B.把目的基因导入叶绿体DNA中,产生的配子一定含有此目的基因
C.植物叶绿体表达体系可防止目的基因通过花粉在自然界中扩散
D.构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子,使得目的基因只在叶绿体中表达
13.PCR过程中,可通过引物设计对PCR扩增产物序列大小进行调整,图1和图2表示用不同的两对引物对目的序列进行扩增。下列叙述错误的是( )
A.图1引物可使扩增产物序列增大,图2引物可使扩增产物序列减小
B.引物1和引物2分别与两条模板链的3′端互补配对
C.引物3和引物4不能有连续多个互补的碱基序列
D.图2第二轮复制后能获得最终想要的DNA片段
14.PMA(叠氮溴化丙锭)是一种可以插入死细胞DNA的染料,该染料一旦插入到DNA中,就会抑制后续qPCR扩增。利用PMA-qPCR可以快速测得溶液中活菌的数量,PMA处理后,提取样品细菌DNA进行qPCR。(注:qPCR是在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链碱基互补配对的荧光探针,当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子。)下列说法错误的是( )
A.提取样品细菌DNA前需要除去多余的PMA
B.qPCR所用的引物可根据细菌中拟核DNA序列来设计
C.TaqDNA聚合酶具有5'→3'聚合活性和核酸水解酶的活性
D.据图可知每个DNA扩增一次,就产生两个荧光信号
15.大肠杆菌的培养分为生长期和稳定期两个阶段,其胞内莽草酸代谢途径如图甲。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱,且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物,细胞中无法大量积累莽草酸。为通过调控代谢途径中关键酶在不同阶段的合成与分解速率,来保证大肠杆菌生长期正常生长且稳定期大量积累莽草酸,研究者敲除野生型大肠杆菌某相关内源酶基因,并导入图乙两种质粒。下列相关说法正确的是( )
注:M、N为酶A或酶B基因;启动子PGeo仅在生长期开启转录;基因X编码的阻遏蛋白可阻遏启动子PX开启转录;C-端带SsrA短肽的蛋白质可被大肠杆菌逐渐降解。
A.菌株经改造后,胞内阻遏蛋白X的含量在生长期积累、在稳定期保持稳定
B.改造后的菌株在生长期积累莽草酸前体,稳定期高效转化莽草酸
C.质粒①中的M表示酶A基因,质粒②中的N表示酶B基因
D.敲除的内源酶基因是酶B基因,该操作可进一步增加莽草酸的积累
二、多选题:本大题共4小题,每题3分,共计12分,每题有不止一个选项符合题意,每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分
16.生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点,又有本质的区别。下列相关叙述,正确的是( )
A.两者都涉及体细胞核移植技术
B.前者为了产生新个体,后者为了治疗疾病
C.前者面临伦理问题,后者不会面临伦理问题
D.我国允许生殖性克隆动物,但禁止生殖性克隆人
17.泡菜味美却不宜多吃,这是因为腌制食品中含有较多的亚硝酸盐,摄入过量对身体有害。某同学利用传统发酵方法腌制泡菜,并在不同发酵时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.泡菜制作前期需通入氧气以利于发酵菌种繁殖
B.发酵初期和后期造成乳酸菌数量较少的原因相同
C.从亚硝酸盐的含量来看,该泡菜应在11天后食用
D.在腌制泡菜前,需将菜料和发酵罐煮沸进行消毒
18.研究人员利用单克隆抗体技术和单抗氧化还原反应“交换”肽链技术,在体外构建一种能同时结合T细胞表面CD3分子和肿瘤细胞表面特异性抗原(如EGFR)的双特异性抗体,并将其与患者T细胞共同孵育,从而激活T细胞特异性杀伤肿瘤细胞。下列叙述错误的是( )
A.聚乙二醇处理、高Ca2+-高pH处理均可促进瘤细胞和B细胞融合
B.杂交瘤细胞克隆化培养时,需要将其置于含95%空气和5%二氧化碳的混合气体中
C.注射EGFR的小鼠,96孔培养基筛选与EGFR发生凝集反应的杂交瘤细胞一定只有一种
D.用CD3和EGFR作为抗原同时刺激一种B细胞也可以获得产生双特异性抗体的浆细胞
19.蛛丝有超强韧性,其主要成分蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白,具有独特的结构与性质。科学家将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中以生产蛛丝蛋白,下图是蛛丝蛋白基因的DNA片段。在基因工程中可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。下列说法正确的是( )
A.用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因,可选择图中的引物①和④
B.PCR过程在第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因
C.若用限制酶从该DNA片段中直接切取蛛丝蛋白基因,则会破坏2个磷酸二酯键
D.科学家将蛛丝蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起
第II卷 (非选择题,共58分)
三,本大题共五小题,除标明分值的空外,每空一分,共58分
20.检测食品中维生素B12(VB12)的含量具有重要意义。微生物法是一种检测VB12含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖VB12,培养的生物量与培养基提供的VB12量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用________溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的VB12含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括________[选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的VB12;④待测样品液;⑤用于提取VB12的溶液];同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是___________________________________。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物OD值。当OD值________时才能用于计算食品中VB12浓度,原因是___________________________________。
21.家蚕(2n=56)是ZW型性别决定生物,雄蚕产的丝有等级高、弹性好等优点。为尽早筛选出雄蚕以提高效益,科研人员进行了如下育种实验(家蚕卵的颜色受10号染色体上紧密连锁的两对基因A、a和B、b控制,其中黑色卵由A、B共同决定)。回答下列问题
(1)家蚕一个染色体组中共含有_______________条染色体,对其基因组进行测序,需要测定_______________条染色体。
(2)品系1、品系2的产生属于_______________育种方法,该方法变异的原理是_______________。
(3)若无控制颜色的基因会导致受精卵无法发育,品系3与_______________基因型个体的杂交组合是通过子代的颜色直接区分雌性和雄性的最佳组合。
(4)除了上述方法,还可以利用“平衡致死系统”来获得雄蚕。为获得平衡致死系雄蚕(ZEfZeF),科学家利用电离辐射诱变技术先获得A、B、C三种突变体。其中B、C突变体分别有位于Z染色体的非等位隐性致死基因e和f(两对基因均可单独致死),如图所示
为获得平衡致死系雄蚕(ZEfZeF),可用图中突变体B与____________杂交,获得基因型为____________的个体,然后再与_______________杂交,子代中就出现平衡致死系雄蚕。
22.CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA(瘤细胞表面的抗原蛋白),又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如图1所示。回答下列问题。
(1)图1中PD—L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图1推测,其原因是________________。
(2)为了诱导T细胞定向杀伤癌细胞,研究人员通过制备杂交瘤细胞相关技术,生产双特异性抗体的部分过程如下图2、图3所示,图中注射的抗原A和抗原B分别指的是________________。分离出已免疫的B淋巴细胞________(填“需要”或“不需要)通过原代培养扩大细胞数量,原因是________________。
(3)如图2,经过①-②-③-④后得到的融合细胞再经过⑤筛选。筛选过程如图3所示,往往取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入到多孔玻璃板中,若每个孔中有多个细胞,阳性反应孔中的细胞还需多次稀释培养并检测,目的是________。
(4)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL—2含量如图4所示,实验结果说明________________________。
23.回答下列关于基因工程的问题:
(1)acrR蛋白可调控大肠杆菌细胞外排氯霉素,某科研团队根据acrR蛋白的作用机制,将图1中的acrR基因和荧光蛋白mRFP1基因反向连接成融合基因-acrR-启动子1-启动子2-mRFP1-,并将其与图2中的质粒构建成重组质粒,导入特定的大肠杆菌P(不含上述基因)体内,制备出氯霉素诊断试剂盒,以快速检测残留在生物组织中的氯霉素水平。
①利用PCR技术构建融合基因acrR-mRFP1前,需要给引物1添加限制酶识别序列是5′-_____________-3′。
②PCR扩增过程中,DNA解聚后冷却的目的是________________________________________________。
③将目的基因插入重组质粒的过程中,需要用到DNA连接酶和图1中的限制酶__________________。将重组质粒导入大肠杆菌P之前,常需要用____________对菌株进行处理。
④检测受体细胞是否成功导入了重组质粒,除了利用抗生素抗性筛选,还可以利用____________方法。
(2)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质,某甜蛋白基因编码区共含1178个碱基对(如图1)。为改善黄瓜的品质,科学家将该甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞,得到了转基因植株。科学家利用PBI121质粒(如图2),以及两种限制酶,运用农杆菌转化法,将该甜蛋白基因导入黄瓜试管苗叶片细胞,再经植物组织培养获得甜蛋白基因过量表达的转基因黄瓜植株。
上述实现转基因技术过程中,科学家利用了如图2所示PBI121质粒,为了保证目的基因能够正确插入质粒,切割目的基因及PBI121质粒可用的限制酶为____________,若重组质粒利用Sac Ⅰ酶和Hind Ⅲ切割后能得到____________bp左右的片段,则表明目的基因正确插入质粒。
24.长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。
(1)在试管牛E和克隆牛G的培育过程中均用到的现代生物工程技术有______和______。
(2)通过试管动物技术培养发育为早期胚胎后,再经______产生多个基因型相同的后代。对囊胚进行分割时,要特别注意将______均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。
(3)科学家将人体的α-抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中,发现克隆牛G的乳汁中含人的α-抗胰蛋白酶,其原因是______。
(4)我国禁止生殖性克隆实验,原因是______。(至少写出两点)
试卷第12页,共12页
试卷第1页,共12页
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扬州中学联培部高二下期末考试
生物 英才D 2026.6
第I卷 (选择题,共42分)
一、单选题:本大题共15小题,每小题2分,共30分,在每题给出的四个选项中,只有一项是最符合题意的
1.甲烷氧化菌单细胞蛋白可作为饲料添加剂,具有较高的营养价值。某研究小组从污泥中筛选、分离甲烷氧化菌用于生产单细胞蛋白。主要步骤:①从油气田取样→②富集培养→③分离纯化→④液态发酵→⑤制备单细胞蛋白。相关叙述错误的是( )
A.步骤①从油气田取样,因其含有丰富的甲烷氧化菌
B.步骤②中的培养基为液体培养基,甲烷为唯一碳源
C.步骤③应选择30~300个菌落的平板进行扩大培养
D.步骤⑤可通过过滤、沉淀等方法获得单细胞蛋白
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】发酵工程的应用、其他微生物的分离与计数、培养基的类型及其应用
【详解】A、油气田环境中甲烷含量高,甲烷氧化菌可利用甲烷作为碳源,因此该区域甲烷氧化菌丰富,适合作为取样地点,A正确;
B、富集培养使用液体培养基,有利于微生物与营养物质充分接触,提高增殖效率;以甲烷为唯一碳源的选择培养基可筛选出能利用甲烷的甲烷氧化菌,抑制杂菌生长,B正确;
C、选择30~300个菌落的平板是微生物活菌计数的要求,分离纯化后进行扩大培养,应挑选特征符合的单个甲烷氧化菌菌落操作,C错误;
D、单细胞蛋白的本质是微生物菌体,发酵液中的菌体可通过过滤、沉淀等方法分离获取,D正确。
2.关于啤酒的工业化生产流程,下列相关叙述正确的是( )
A.菌种的选育是啤酒工业化生产流程的中心环节
B.焙烤阶段适当提高温度可以促进种子胚的萌发
C.蒸煮阶段加入啤酒花用于提升啤酒的整体风味
D.常采用高压蒸汽灭菌法在分装前除去发酵菌种
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】发酵工程的应用、发酵工程的基本环节
【详解】A、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,菌种选育是发酵工程的前期准备环节,A错误;
B、焙烤阶段的目的是杀死大麦种子的胚,终止种子萌发,即提高温度不会促进胚萌发,B错误;
C、蒸煮麦汁阶段加入啤酒花,既可以赋予啤酒特殊的香气和苦味,还具有防腐作用,可提升啤酒的整体风味,C正确;
D、高压蒸汽灭菌温度较高,会破坏啤酒的风味物质和营养成分,生产中常采用巴氏消毒或过滤法去除发酵菌种,不会使用高压蒸汽灭菌法,D错误。
3.中国酒文化博大精深,酿酒技术在我国已有上千年的历史。以下是用苹果酿造果酒果醋的过程,以下说法正确的是( )
A.酵母菌与醋酸杆菌的代谢类型均为异养好氧型
B.果酒转化为果醋所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
C.添加白砂糖有利于酒精的产生,加入醋酸杆菌后发酵条件只需要改变通气情况
D.醋酸发酵前,加入无菌水对苹果果酒进行稀释
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】果酒和果醋的制作流程及实验分析、果酒和果醋的制作原理、有氧呼吸过程
【详解】A、酵母菌是异养兼性厌氧型微生物,醋酸杆菌为异养好氧型微生物,代谢类型不同,A错误;
B、醋酸发酵利用的是醋酸杆菌,原核细胞,没有线粒体,B错误;
C、添加白砂糖有利于酒精的发酵,多数醋酸杆菌的最适温度为;加入醋酸杆菌后温度需要提高且要通气,C错误;
D、醋酸发酵前,加入无菌水对苹果酒进行稀释,防止酒精浓度过高抑制醋酸杆菌的发酵,D正确。
故选D。
4.下列关于传统或现代生物技术的叙述,正确的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定实验中可利用DNA不溶于酒精的特点获得含杂质较少的DNA
B.当果酒发酵结束后,只需打开瓶盖,盖上一层纱布,即可进行果醋发酵
C.克隆动物的培育过程使用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
D.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】发酵工程的应用、DNA的粗提取及鉴定、果酒和果醋的制作流程及实验分析、克隆
【详解】A、在DNA的粗提取与鉴定实验中,利用DNA不溶于酒精(如乙醇)的特性,加入冷酒精可使DNA沉淀析出,而蛋白质等杂质溶于酒精,从而获得含杂质较少的DNA,A正确;
B、制作果酒和果醋实验中,当果酒制作完成后,需打开瓶盖,盖上一层纱布,同时将温度调 至30~35℃,进行果醋的发酵,B错误;
C、克隆动物的培育过程包括体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植,但不涉及体外受精(体外受精用于有性生殖辅助技术),C错误;
D、单细胞蛋白是指通过发酵工程培养的微生物细胞本身(如酵母菌或细菌),直接作为蛋白质来源,并非从微生物细胞中“提取”蛋白质;发酵工程的目标是生产单细胞蛋白,而非提取过程,D错误。
故选A。
5.某入侵植物通过根系分泌物富集能特异性抑制本地植物的病原微生物,从而获得生长优势。其种群扩张后进一步强化此效应,形成不断强大的循环机制。下列相关叙述错误的是( )
A.信息传递能够调节种间关系,影响群落的演替方向
B.该机制为正反馈调节,以维持入侵后生态系统的稳态
C.入侵植物扩张会导致本地植物种群的环境容纳量下降
D.可用稀释涂布平板法对病原微生物进行分离和计数
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】群落的演替及其影响因素、微生物的接种方法、生态系统中信息的种类、作用及传递过程、群落中生物的种间关系
【详解】A、入侵植物通过根系分泌物(化学信息)抑制本地植物,体现信息传递调节种间关系,并改变群落演替方向,A正确;
B、正反馈会打破原有稳态,加速入侵植物扩张,而负反馈才维持稳态,题干中正反馈强化入侵效应,破坏本地生态平衡,B错误;
C、入侵植物通过抑制本地植物获取资源,导致本地植物的环境容纳量(K值)下降,C正确;
D、稀释涂布平板法可通过单菌落计数分离微生物,适用于病原微生物的分离和计数,D正确。
故选B。
6.分散到水溶液中的磷脂分子会自发组装成充满液体的球状小泡,称为脂质体。研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇,形成一层保护层,能避免吞噬细胞的识别,并镶嵌上相应的抗体,制造出一种能定向运送药物的“隐形脂质体”(如下图)。目前这种“隐形脂质体”已在癌症治疗中得到应用。下列叙述错误的是( )
A.镶嵌在脂质体表面的抗体,可与靶细胞表面的特定抗原结合以实现精准送药
B.若无聚乙二醇保护层,则脂质体易被吞噬细胞吞噬导致药物不能送至靶细胞
C.药物B分布在磷脂双分子层之间,说明药物B分子中含有较多的亲水基团
D.“隐形脂质体”与靶细胞结合后,能与靶细胞膜融合
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】细胞膜的功能、动物细胞融合与单克隆抗体的制备、生物膜的流动镶嵌模型
【详解】A、抗体能与靶细胞表面特定抗原特异性结合,不能与其他细胞结合,从而实现药物精准递送,A正确;
B、聚乙二醇保护层可避免吞噬细胞识别,若无此层,脂质体易被吞噬,药物无法到达靶细胞,B正确;
C、磷脂双分子层内部是疏水端,药物B分布于此,说明其含较多疏水基团,C错误;
D、“隐形脂质体”的主要成分是磷脂,“隐形脂质体”也是一种特殊的膜结构,因为膜具有一定的流动性,“隐形脂质体”与靶细胞结合后,能与靶细胞的细胞膜融合,D正确。
故选C。
7.紫杉醇是一种高效抗癌药物。某科研团队利用红豆杉外植体制备了愈伤组织,研究光照对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响,实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
培养条件
接种干重/(g·L-1)
收获干重/(g·L-1)
紫杉醇含量/%
光照
4.33
9.13
0.0070
黑暗
4.38
12.10
0.0164
A.同一植株外植体经诱导获得的愈伤组织基因型一定相同
B.从外植体开始实验研究过程中需多次调整植物激素比例
C.光照会抑制愈伤组织中有机物的积累并降低紫杉醇含量
D.培养基中的有机物具有为愈伤组织提供能量等多种功能
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】植物组织培养技术综合
【详解】A、同一植株外植体经诱导获得的愈伤组织基因型不一定相同。愈伤组织由体细胞脱分化形成,理论上应保留原植株遗传物质,但培养过程中可能发生突变,A错误;
B、从外植体到愈伤组织培养需经历脱分化、愈伤组织增殖等阶段,不同阶段需调整生长素和细胞分裂素比例以调控细胞分裂与分化,B正确;
C、实验数据表明:黑暗条件下收获干重(12.10 g·L⁻¹)显著高于光照组(9.13 g·L⁻¹),且紫杉醇含量(0.0164%)高于光照组(0.0070%),说明光照抑制愈伤组织生物量积累及紫杉醇合成,C正确;
D、培养基中的有机物(如蔗糖)作为碳源和能源物质,为愈伤组织细胞提供能量、参与代谢产物合成,同时维持渗透压,D正确。
故选A。
8.如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程。在人-鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞I、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,I、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,I、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列有关叙述错误的是( )
A.聚乙二醇也可诱导人细胞与小鼠细胞融合
B.编码磷酸甘油酸激酶的基因在X染色体上
C.编码芳烃羟化酶的基因位于11号染色体上
D.培养杂种细胞时,通常需定期更换培养液
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】动物细胞培养技术、基因在染色体上位置的判定方法问题、动物细胞融合与单克隆抗体的制备
【详解】A、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG(聚乙二醇)融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,A正确;
BC、I、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性,细胞I、Ⅱ、Ⅲ共有的是11号染色体,可以推测乳酸脱氢酶基因最可能在11号染色体上,同时因为Ⅱ没有磷酸甘油酸激酶活性,所以该酶基因不可能在11号染色体上;只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅱ有2号染色体,所以芳烃羟化酶基因最可能在2号染色体上;I、Ⅲ共有的是X染色体和11号染色体,又因为已判定磷酸甘油酸激酶基因不在11号染色体,所以该酶基因应该最可能在X染色体上;只有Ⅲ有胸苷激酶活性,I、Ⅱ、Ⅲ中,只Ⅲ具有17号染色体,所以胸苷激酶基因最可能位于17号染色体上,B正确,C错误;
D、动物细胞培养时培养液还需定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,D正确。
故选C。
9.图示杂交瘤细胞A(分泌抗体A)和B(分泌抗体B)融合成杂交瘤细胞AB(分泌抗体AB,可用于肿瘤治疗)的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.抗体AB能识别抗原α和β,其中至少有一种为癌细胞表面抗原
B.杂交瘤细胞AB需抗原α和β共同刺激后,才能产生抗体AB
C.在传代培养杂交瘤细胞A过程中,需使用胃蛋白酶使之分散
D.制备杂交瘤细胞B过程中,融合得到的细胞均可增殖
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】免疫系统的组成、动物细胞培养技术、动物细胞融合与单克隆抗体的制备
【详解】A、抗体AB的两个抗原结合位点分别识别抗原α和β,题干明确抗体AB可用于肿瘤治疗,说明其能靶向结合癌细胞,因此α和β中至少有一种为癌细胞表面抗原,A正确;
B、杂交瘤细胞AB是由已具备分泌抗体能力的杂交瘤细胞A、B融合获得,本身就能持续合成并分泌抗体AB,无需抗原额外刺激,B错误;
C、动物细胞培养过程中分散细胞使用的是胰蛋白酶或胶原蛋白酶,胃蛋白酶的最适pH为酸性,在动物细胞培养的中性偏碱环境中会失活,无法发挥作用,C错误;
D、制备杂交瘤细胞时,融合得到的细胞包括B细胞-B细胞融合型、骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞融合型、B细胞-骨髓瘤细胞融合型,其中B细胞-B细胞融合的细胞不具备无限增殖能力,D错误。
10.图中a、b、c表示现代生物技术,①②③表示a、b、c对应的结果。下列相关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制现象
B.若①是试管牛,则a过程体现了动物细胞核具有全能性
C.若b是动物细胞融合技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
D.若③是转基因牛,则c过程可用受精卵作为受体细胞
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】动物细胞培养技术、克隆、胚胎移植技术
【详解】A、正常的动物细胞培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制现象,但发生癌变的细胞等培养时无接触抑制,并非所有动物细胞培养均会出现该现象,A错误;
B、试管牛通过体外受精、胚胎培育、胚胎移植获得,发育起点是受精卵,属于有性生殖,不涉及核移植,不能体现动物细胞核的全能性,B错误;
C、动物细胞融合技术的产物是杂交细胞,主要用于单克隆抗体制备等,无法发育为完整个体,不能为良种家畜快速大量繁殖提供可能,C错误;
D、培育转基因动物时,动物受精卵全能性高,常作为目的基因的受体细胞,因此c过程可用受精卵作为受体细胞,D正确。
11.关于“DNA粗提取与鉴定”和“DNA片段扩增及电泳鉴定”实验相关叙述,正确的是( )
A.DNA片段的扩增过程中利用了DNA半保留复制的原理
B.提取到的白色丝状物与二苯胺试剂混合,沸水浴加热5 min后变蓝
C.DNA粗提取时,研磨液在1500 r/min的转速下离心可以加速DNA沉淀
D.电泳可以鉴定DNA片段中的脱氧核苷酸序列
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】DNA的粗提取及鉴定、电泳鉴定
【详解】A、DNA片段的扩增的原理是DNA的半保留复制,通过调控温度实现DNA的变性、复性和延伸过程,完成体外DNA的半保留复制,A正确;
B、粗提取的白色丝状物是析出的DNA,需先溶解在2mol/L的NaCl溶液中,再与二苯胺试剂混合后经沸水浴加热才会变蓝,直接将未溶解的丝状物与二苯胺混合,反应无法充分进行,不会出现蓝色,B错误;
C、DNA粗提取时,研磨液经1500r/min低速离心的目的是去除细胞碎片等不溶性杂质,此时DNA溶解在上清液中,并不会沉淀,C错误;
D、电泳的原理是不同长度的DNA片段迁移速率不同,只能分离、鉴定不同大小的DNA片段,无法测定DNA片段中的脱氧核苷酸序列,D错误。
12.植物生物反应器可利用植株、组织或悬浮细胞生产药物蛋白,叶绿体遗传转化借助同源重组将外源基因整合进叶绿体基因组,该转化方式表达量高、安全性好。下列说法错误的是( )
A.植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程
B.把目的基因导入叶绿体DNA中,产生的配子一定含有此目的基因
C.植物叶绿体表达体系可防止目的基因通过花粉在自然界中扩散
D.构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子,使得目的基因只在叶绿体中表达
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用、将目的基因导入受体细胞、植物细胞工程的实际应用
【详解】A、植物生物反应器需要通过基因工程将外源目的基因导入受体细胞,再借助植物细胞工程(如植物组织培养、细胞悬浮培养)获得植株、组织或悬浮细胞生产药物蛋白,涉及基因工程和植物细胞工程技术,A正确;
B、叶绿体基因属于细胞质基因,植物产生的雄配子(花粉中的精子)几乎不含细胞质,无叶绿体,因此产生的雄配子不含有该目的基因,并非所有配子都含目的基因,B错误;
C、花粉中的精子几乎无细胞质,不含叶绿体,因此叶绿体中的目的基因不会随花粉扩散到其他植物,安全性好,C正确;
D、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因的转录,叶绿体特异启动子只能被叶绿体内的RNA聚合酶识别,因此可使目的基因只在叶绿体中表达,D正确。
13.PCR过程中,可通过引物设计对PCR扩增产物序列大小进行调整,图1和图2表示用不同的两对引物对目的序列进行扩增。下列叙述错误的是( )
A.图1引物可使扩增产物序列增大,图2引物可使扩增产物序列减小
B.引物1和引物2分别与两条模板链的3′端互补配对
C.引物3和引物4不能有连续多个互补的碱基序列
D.图2第二轮复制后能获得最终想要的DNA片段
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】PCR扩增的原理与过程
【详解】A、图1中引物1、2结合在目的序列的外侧区域,扩增产物包含引物外侧的序列,因此产物序列增大;图2中引物3、4结合在目的序列的内部区域,扩增产物仅包含引物之间的序列,因此产物序列减小,A正确;
B、DNA聚合酶只能从引物的 3′端延伸 DNA 链,因此引物需要分别结合两条模板链的3′端,才能启动子链合成,B正确;
C、若引物3和引物4存在连续多个互补碱基,两条引物之间会发生引物互相配对结合,无法正常结合模板DNA,导致PCR扩增失败,因此设计引物时要避免引物间大量互补配对,C正确;
D、PCR中,目的序列的特异性扩增通常在第三轮复制后才会出现想要的DNA片段,第二轮复制后得不到想要的DNA片段,D错误。
14.PMA(叠氮溴化丙锭)是一种可以插入死细胞DNA的染料,该染料一旦插入到DNA中,就会抑制后续qPCR扩增。利用PMA-qPCR可以快速测得溶液中活菌的数量,PMA处理后,提取样品细菌DNA进行qPCR。(注:qPCR是在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链碱基互补配对的荧光探针,当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子。)下列说法错误的是( )
A.提取样品细菌DNA前需要除去多余的PMA
B.qPCR所用的引物可根据细菌中拟核DNA序列来设计
C.TaqDNA聚合酶具有5'→3'聚合活性和核酸水解酶的活性
D.据图可知每个DNA扩增一次,就产生两个荧光信号
【答案】D
【难度】0.45
【知识点】PCR扩增的原理与过程、DNA分子的复制过程、特点及意义
【详解】A、分析题意可知,PMA会插入死细胞DNA并抑制qPCR扩增,若未去除多余PMA,残留染料可能干扰活菌DNA的提取和扩增,实验前需清除游离PMA以保证准确性,A正确;
B、引物的设计原则是与目的基因的一段序列进行碱基互补配对,利用PMA—qPCR可以快速测得溶液中活菌的数量,故qPCR所用的引物可根据细菌中拟核DNA序列来设计,B正确;
C、DNA复制过程中子链的延伸方向为5’→3’,因而可知,TaqDNA聚合酶具有5’→3’聚合活性,能够催化子链DNA的形成,同时结合题意可知,当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子,故该酶还具有核酸水解酶的活性,C正确;
D、题意显示,qPCR是在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链碱基互补配对的荧光探针,当TaqDNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子,即每个DNA扩增一次,就产生一个荧光信号,D错误。
15.大肠杆菌的培养分为生长期和稳定期两个阶段,其胞内莽草酸代谢途径如图甲。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱,且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物,细胞中无法大量积累莽草酸。为通过调控代谢途径中关键酶在不同阶段的合成与分解速率,来保证大肠杆菌生长期正常生长且稳定期大量积累莽草酸,研究者敲除野生型大肠杆菌某相关内源酶基因,并导入图乙两种质粒。下列相关说法正确的是( )
注:M、N为酶A或酶B基因;启动子PGeo仅在生长期开启转录;基因X编码的阻遏蛋白可阻遏启动子PX开启转录;C-端带SsrA短肽的蛋白质可被大肠杆菌逐渐降解。
A.菌株经改造后,胞内阻遏蛋白X的含量在生长期积累、在稳定期保持稳定
B.改造后的菌株在生长期积累莽草酸前体,稳定期高效转化莽草酸
C.质粒①中的M表示酶A基因,质粒②中的N表示酶B基因
D.敲除的内源酶基因是酶B基因,该操作可进一步增加莽草酸的积累
【答案】D
【难度】0.15
【知识点】基因表达载体的构建
【详解】A、由题意可知,要保证大肠杆菌生长期正常生长且稳定期大量积累莽草酸,则生长期让菌株能正常合成细胞生长所需物质,需要酶B把莽草酸继续转化,而在稳定期又能尽量“关闭”对莽草酸的进一步利用,从而高水平积累莽草酸,基因X编码的阻遏蛋白可阻遏启动子PX开启转录,所以菌株经改造后,胞内阻遏蛋白X的含量在生长期保持稳定、在稳定期积累,A错误;
B、改造后的菌株在生长期莽草酸正常转化为细胞生长必需物,并无前体积累,稳定期由于酶B基因受到抑制,酶B的合成受阻,从而提高莽草酸的积累量,B错误;
C、为了保证细胞正常生长,并在稳定期实现莽草酸的大量积累,利用上述两种质粒的调控功能,结合野生型菌株遗传物质的改造,首先对野生型大肠杆菌进行改造,敲除酶B基因;然后将质粒①中的M基因替换为酶B基因,使相关代谢途径酶B在生长期正常表达以保证细胞正常生长,进入稳定期后该酶降解,减少对莽草酸的转化;同时将质粒②中的N基因替换为酶A基因,利用其调控机制在稳定期实现莽草酸合成相关基因的稳定表达,从而大量积累莽草酸,最后将两种质粒导入野生菌株,即质粒①中的M表示酶B基因,质粒②中的N表示酶A基因,C错误;
D、由图甲可知,酶B可将莽草酸转化为细胞生长必需物,欲在稳定期大量积累莽草酸,应敲出酶B对应的基因,D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共4小题,每题3分,共计12分,每题有不止一个选项符合题意,每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分
16.生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点,又有本质的区别。下列相关叙述,正确的是( )
A.两者都涉及体细胞核移植技术
B.前者为了产生新个体,后者为了治疗疾病
C.前者面临伦理问题,后者不会面临伦理问题
D.我国允许生殖性克隆动物,但禁止生殖性克隆人
【答案】ABD
【难度】0.7
【知识点】生物技术中的伦理问题
【详解】A、生殖性克隆和治疗性克隆的核心技术基础都是体细胞核移植,都需要先将体细胞核移入去核卵母细胞构建重组细胞,A正确;
B、生殖性克隆的最终目的是获得完整的新个体,治疗性克隆的目的是诱导胚胎干细胞分化为所需的组织、器官,用于治疗相关疾病,B正确;
C、治疗性克隆涉及人类胚胎的获取、使用等问题,同样存在伦理争议,并非完全不面临伦理问题,C错误;
D、我国坚持禁止生殖性克隆人实验的立场,但允许开展生殖性克隆动物的相关研究,D正确。
17.泡菜味美却不宜多吃,这是因为腌制食品中含有较多的亚硝酸盐,摄入过量对身体有害。某同学利用传统发酵方法腌制泡菜,并在不同发酵时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.泡菜制作前期需通入氧气以利于发酵菌种繁殖
B.发酵初期和后期造成乳酸菌数量较少的原因相同
C.从亚硝酸盐的含量来看,该泡菜应在11天后食用
D.在腌制泡菜前,需将菜料和发酵罐煮沸进行消毒
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】泡菜的腌制、亚硝酸盐含量的测定
【详解】A、泡菜制作的发酵菌种为乳酸菌,属于厌氧型微生物,发酵全程需要保持无氧环境,不能通入氧气,A错误;
B、发酵初期乳酸菌数量少是因为发酵环境中仍残留氧气,厌氧菌乳酸菌的繁殖受抑制,尚未大量增殖;发酵后期乳酸菌数量少是因为发酵产生大量乳酸,pH过低抑制了乳酸菌的生命活动,二者原因不相同,B错误;
C、由图中曲线可知,发酵11天后亚硝酸盐含量已经降至较低水平且保持相对稳定,此时食用安全性高,C正确;
D、腌制泡菜前,发酵罐可煮沸消毒,但菜料不能煮沸处理,否则会杀死菜料表面附着的天然乳酸菌,也会破坏蔬菜的结构和品质,D错误。
18.研究人员利用单克隆抗体技术和单抗氧化还原反应“交换”肽链技术,在体外构建一种能同时结合T细胞表面CD3分子和肿瘤细胞表面特异性抗原(如EGFR)的双特异性抗体,并将其与患者T细胞共同孵育,从而激活T细胞特异性杀伤肿瘤细胞。下列叙述错误的是( )
A.聚乙二醇处理、高Ca2+-高pH处理均可促进瘤细胞和B细胞融合
B.杂交瘤细胞克隆化培养时,需要将其置于含95%空气和5%二氧化碳的混合气体中
C.注射EGFR的小鼠,96孔培养基筛选与EGFR发生凝集反应的杂交瘤细胞一定只有一种
D.用CD3和EGFR作为抗原同时刺激一种B细胞也可以获得产生双特异性抗体的浆细胞
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】动物细胞培养技术、动物细胞融合与单克隆抗体的制备
【详解】A、高Ca2+-高pH处理是促进植物细胞融合的方法,不能用于促进动物细胞融合,A错误;
B、杂交瘤细胞克隆化培养时,需要置于含95%空气(保证有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液pH)的混合气体环境中,B正确;
C、由于EGFR上可能有多个不同的抗原决定簇,注射EGFR的小鼠体内可能产生多种针对不同抗原决定簇的B细胞,因此96孔筛选出的与EGFR发生凝集反应的杂交瘤细胞可能有多种,C错误;
D、一种B细胞(或其产生的浆细胞)只能产生一种特异性抗体,因此无法通过同时刺激一种B细胞获得能同时结合两种不同抗原的双特异性抗体,D错误。
19.蛛丝有超强韧性,其主要成分蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白,具有独特的结构与性质。科学家将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中以生产蛛丝蛋白,下图是蛛丝蛋白基因的DNA片段。在基因工程中可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。下列说法正确的是( )
A.用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因,可选择图中的引物①和④
B.PCR过程在第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因
C.若用限制酶从该DNA片段中直接切取蛛丝蛋白基因,则会破坏2个磷酸二酯键
D.科学家将蛛丝蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起
【答案】BD
【难度】0.4
【知识点】基因表达载体的构建、DNA重组技术的基本工具、PCR扩增的原理与过程
【详解】A、据题图分析可知,磷酸基团为DNA的5'端,羟基为DNA的3'端,由于DNA聚合酶只能从5'→3'延伸子链,所以在PCR扩增中引物与DNA模板链的3'端结合进行延伸,故选择图中引物②和引物③,A错误;
B、PCR过程中,以引物为起点进行DNA链的延伸。在第1次循环后,得到的两个DNA分子只有一端含引物;第2次循环后得到的4个DNA分子中不存在两端都含引物的目的基因;第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因,B正确;
C、若用限制酶从该DNA片段中直接切取蛛丝蛋白基因,则会破坏4个磷酸二酯键,C错误;
D、为了使蛛丝蛋白基因在羊的乳腺中特异性表达,科学家将蛛丝蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,这样启动子可以启动蛛丝蛋白基因在乳腺细胞中表达,D正确。
第II卷 (非选择题,共58分)
三,本大题共五小题,除标明分值的空外,每空一分,共58分
20.检测食品中维生素B12(VB12)的含量具有重要意义。微生物法是一种检测VB12含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖VB12,培养的生物量与培养基提供的VB12量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用________溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的VB12含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括________[选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的VB12;④待测样品液;⑤用于提取VB12的溶液];同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是___________________________________。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物OD值。当OD值________时才能用于计算食品中VB12浓度,原因是___________________________________。
【答案】(1)不相同
(2)无菌等渗
(3) ①②⑤ 检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰
(4) 稳定不再变化 VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确
【难度】0.48
【知识点】其他微生物的分离与计数、培养基的成分及其功能、无菌技术、微生物的培养与菌种保藏
【详解】(1)液体培养基(b)用于培养活化测试菌,需要含有VB12才能供测试菌生长繁殖;液体培养基(c)用于检测样品中VB12含量,本身不含VB12,因此二者成分不相同。
(2)无菌的等渗溶液,可维持菌体正常形态和活性,同时无菌条件能防止杂菌污染,符合操作要求。
(3)阴性空白对照的目的是排除提取VB12的溶剂本身对实验的影响,因此需要保留液体培养基(c)、测试菌液,用提取VB12的溶液代替待测样品液,故选①②⑤。不接种测试菌的对照,可通过OD值变化判断培养体系是否被杂菌污染,排除杂菌对结果的干扰。
(4)该方法依靠最终菌体生物量反映初始VB12浓度,VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确。
21.家蚕(2n=56)是ZW型性别决定生物,雄蚕产的丝有等级高、弹性好等优点。为尽早筛选出雄蚕以提高效益,科研人员进行了如下育种实验(家蚕卵的颜色受10号染色体上紧密连锁的两对基因A、a和B、b控制,其中黑色卵由A、B共同决定)。回答下列问题
(1)家蚕一个染色体组中共含有_______________条染色体,对其基因组进行测序,需要测定_______________条染色体。
(2)品系1、品系2的产生属于_______________育种方法,该方法变异的原理是_______________。
(3)若无控制颜色的基因会导致受精卵无法发育,品系3与_______________基因型个体的杂交组合是通过子代的颜色直接区分雌性和雄性的最佳组合。
(4)除了上述方法,还可以利用“平衡致死系统”来获得雄蚕。为获得平衡致死系雄蚕(ZEfZeF),科学家利用电离辐射诱变技术先获得A、B、C三种突变体。其中B、C突变体分别有位于Z染色体的非等位隐性致死基因e和f(两对基因均可单独致死),如图所示
为获得平衡致死系雄蚕(ZEfZeF),可用图中突变体B与____________杂交,获得基因型为____________的个体,然后再与_______________杂交,子代中就出现平衡致死系雄蚕。
【答案】(1) 28 29
(2) 诱变 染色体结构变异
(3)品系5
(4) 突变体A ZeFWEF 突变体C
【难度】0.42
【知识点】伴性遗传的遗传规律及应用、染色体组型和性别决定、染色体结构的变异、诱变育种
【详解】(1)家蚕的染色体数目为2n=56,且为ZW型性别决定的生物,一个染色体组中共含有28条染色体,对其基因组进行测序,需要测定29条染色体,包括27条常染色体和两个性染色体Z、W。
(2)γ射线处理后,原本在10号染色体上的基因ab、AB转移到Z、W染色体上,是非同源染色体之间的片段交换,属于染色体结构变异中的易位,即品系1、品系2的产生采用了诱变育种方法,该方法变异的原理是染色体结构变异(染色体变异)。
(3)品系3雌的基因型为aabbZWAB,其产生的配子有:abZ、abWAB;aabbZabZ(品系5雄)产生的精子都只含ab(无AB)。杂交后产生的子代雄性为aabbZZ(白色卵);子代雌性为aabbZWAB(黑色卵),可直接通过卵色区分雌雄,符合要求。
(4)要获得平衡致死系雄蚕ZEfZeF,第一步:用突变体B(ZeFZEF)与突变体A(ZWEF)杂交,可获得基因型为ZeFWEF的雌性个体。第二步:再用该雌性个体与突变体C(ZEfZEF)杂交,子代中会出现ZEfZeF(平衡致死系雄蚕)。
22.CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA(瘤细胞表面的抗原蛋白),又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如图1所示。回答下列问题。
(1)图1中PD—L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图1推测,其原因是________________。
(2)为了诱导T细胞定向杀伤癌细胞,研究人员通过制备杂交瘤细胞相关技术,生产双特异性抗体的部分过程如下图2、图3所示,图中注射的抗原A和抗原B分别指的是________________。分离出已免疫的B淋巴细胞________(填“需要”或“不需要)通过原代培养扩大细胞数量,原因是________________。
(3)如图2,经过①-②-③-④后得到的融合细胞再经过⑤筛选。筛选过程如图3所示,往往取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入到多孔玻璃板中,若每个孔中有多个细胞,阳性反应孔中的细胞还需多次稀释培养并检测,目的是________。
(4)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL—2含量如图4所示,实验结果说明________________________。
【答案】(1)PD-1的单克隆抗体与PD-1特异性结合,阻断了PD-L1和PD-1的结合,避免PD-L1抑制T细胞的活化
(2) CD28 PSMA(前后可以交换) B淋巴细胞是高度分化的细胞,不能增殖
(3)筛选出能产生双特异性抗体(抗PSMA×CD28抗体)的单个杂交瘤细胞
(4)PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞,且在一定范围内激活作用随抗体浓度的增加而增强
【难度】0.41
【知识点】动物细胞融合与单克隆抗体的制备
【详解】(1)癌细胞表面的PD-L1和T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。PD-1的单克隆抗体与PD-1特异性结合,阻断了PD-L1和PD-1的结合,避免PD-L1抑制T细胞的活化。
(2)制备双特异性抗体PSMA×CD28,则抗原是CD28和PSMA,将两种物质分别注射到小鼠体内,分离出两类B淋巴细胞,B淋巴细胞是高度分化的细胞,不能增殖,所以不需要通过原代培养扩大细胞数量,可以将这两类B淋巴细胞分别和小鼠的骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,再诱导杂交瘤细胞融合。
(3)若每个孔中有多个细胞,阳性反应孔中的细胞还需多次稀释培养并检测,目的是筛选出能产生双特异性抗体(抗PSMA×CD28抗体)的单个杂交瘤细胞。
(4)自变量是抗体种类,分析图4可知,PSMA×CD28+PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞,且在一定范围内激活作用随PSMA×CD28浓度的增加而增强;单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗都不能显著激活T细胞。
23.回答下列关于基因工程的问题:
(1)acrR蛋白可调控大肠杆菌细胞外排氯霉素,某科研团队根据acrR蛋白的作用机制,将图1中的acrR基因和荧光蛋白mRFP1基因反向连接成融合基因-acrR-启动子1-启动子2-mRFP1-,并将其与图2中的质粒构建成重组质粒,导入特定的大肠杆菌P(不含上述基因)体内,制备出氯霉素诊断试剂盒,以快速检测残留在生物组织中的氯霉素水平。
①利用PCR技术构建融合基因acrR-mRFP1前,需要给引物1添加限制酶识别序列是5′-_____________-3′。
②PCR扩增过程中,DNA解聚后冷却的目的是________________________________________________。
③将目的基因插入重组质粒的过程中,需要用到DNA连接酶和图1中的限制酶__________________。将重组质粒导入大肠杆菌P之前,常需要用____________对菌株进行处理。
④检测受体细胞是否成功导入了重组质粒,除了利用抗生素抗性筛选,还可以利用____________方法。
(2)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质,某甜蛋白基因编码区共含1178个碱基对(如图1)。为改善黄瓜的品质,科学家将该甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞,得到了转基因植株。科学家利用PBI121质粒(如图2),以及两种限制酶,运用农杆菌转化法,将该甜蛋白基因导入黄瓜试管苗叶片细胞,再经植物组织培养获得甜蛋白基因过量表达的转基因黄瓜植株。
上述实现转基因技术过程中,科学家利用了如图2所示PBI121质粒,为了保证目的基因能够正确插入质粒,切割目的基因及PBI121质粒可用的限制酶为____________,若重组质粒利用Sac Ⅰ酶和Hind Ⅲ切割后能得到____________bp左右的片段,则表明目的基因正确插入质粒。
【答案】(1) TCTAGA 使引物与模板DNA单链的互补序列特异性结合 EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ Ca2+ PCR检测/DNA分子杂交
(2) Sac Ⅰ、Xba Ⅰ 2000
【难度】0.42
【知识点】基因表达载体的构建、PCR扩增的原理与过程、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定
【详解】(1)①要将图1中的acrR基因和荧光蛋白mRFP1基因反向连接成融合基因-acrR-启动子1-启动子2-mRFP1-,所以需要将acrR基因的上游与mRFP1基因的上游连接,mRFP1基因的上游有限制酶Spe Ⅰ的切割位点,但是acrR基因上有其切割位点所以不能在引物1添加其切割位点,据图可知Xba Ⅰ切割产生的黏性末端和Spe Ⅰ切割产生的黏性末端相同,所以利用PCR技术构建融合基因acrR-mRFP1前,需要给引物1添加的限制酶Xba Ⅰ的识别序列5'-TCTAGA-3'。
②PCR过程中,高温使DNA解链后冷却,目的是让引物与模板DNA的互补序列特异性结合(PCR的复性步骤)。
③构建重组质粒时,先通过限制酶切割目的基因和质粒,再用DNA连接酶连接得到重组质粒,据图可知融合基因两端对应限制酶为EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ。将重组质粒导入大肠杆菌前,常用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,易于吸收外源DNA。
④检测目的基因是否成功导入,除抗性筛选外,还可以用DNA分子杂交技术或PCR扩增检测目的基因判断。
(2)对比分析目的基因两侧以及PBI121质粒中的酶切位点,结合目的基因的转录方向可知,若要保证目的基因能够正确插入质粒,则需要目的基因左侧连接在靠近启动子的位置,若选择Hind Ⅲ和另外两种限制酶中的一种共同切割目的基因,则目的基因左端会形成Sac I或Xba I切割后形成的黏性末端,目的基因的右侧会形成Hind Ⅲ切割后形成的黏性末端,而质粒中Hind Ⅲ酶切位点比其它两种限制酶更靠近启动子,这样会使目的基因反向插入质粒,因此不能选择Hind Ⅲ酶切割目的基因和质粒,故可选择限制酶Sac I、Xba I切割目的基因及PBI121质粒,以保证目的基因能够正确插入质粒,不发生质粒、目的基因自连,不发生目的基因与质粒反向连接,用限制酶Sac I、Xba I切割目的基因及PBI121质粒,若目的基因正确插入质粒,则目的基因(1178bp)替换了质粒中1900bp的片段,若重组质粒利用Sac I和Hind Ⅲ切割,则能得到1178+822=2000bp左右的片段。
24.长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。
(1)在试管牛E和克隆牛G的培育过程中均用到的现代生物工程技术有______和______。
(2)通过试管动物技术培养发育为早期胚胎后,再经______产生多个基因型相同的后代。对囊胚进行分割时,要特别注意将______均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。
(3)科学家将人体的α-抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中,发现克隆牛G的乳汁中含人的α-抗胰蛋白酶,其原因是______。
(4)我国禁止生殖性克隆实验,原因是______。(至少写出两点)
【答案】(1) 动物细胞培养 胚胎移植
(2) 分割移植/胚胎分割 内细胞团
(3)克隆牛G的乳腺细胞中含有人的α-抗胰蛋白酶基因,并进行了表达。
(4)克隆人只是某些人出于某种目的制造出的产品,没有父母,可能导致心理上受到伤害;技术问题,可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人;冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理观念等。
【难度】0.66
【知识点】生物技术中的伦理问题、基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用、胚胎分割技术、胚胎移植技术
【详解】(1)试管牛E的培育采用了体外受精、早期胚胎发育和胚胎移植技术,克隆牛G的培育采用了核移植、早期胚胎发育和胚胎移植技术,因此试管牛E和克隆牛G的培育过程中都用到了动物细胞培养和胚胎移植技术。
(2)来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型,因此经胚胎分割移植能产生多个基因型相同的后代,对囊胚期的胚胎进行分割时,要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。
(3)将人的α-抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中,这样培育形成的克隆牛G的乳腺细胞中含有人的α-抗胰蛋白酶基因,并进行了表达,因此克隆牛G的乳汁中含人的α-抗胰蛋白酶。
(4)我国禁止生殖性克隆,主要有以下几个原因:①克隆人只是某些人出于某种目的制造出的产品,没有父母,严重违反了人类伦理道德;②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人;④克隆技术尚不成熟,可能克隆出有严重生理缺陷的孩子,但利用克隆技术可以用于医疗和弥补器官移植的不足,因此我国并不反对治疗性克隆。
试卷第16页,共24页
试卷第15页,共24页
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