内容正文:
河北区2025-2026学年度第二学期期末高二年级质量检测
生物学
第I卷
本卷共12题,每题4分,共48分,每小题给出的4个选项中,只有一项是最符合题目要求的
1. 生态系统中的信息传递可以应用于农业生产。小麦与豌豆能分泌某种亲和物质,种在一起能提高作物产量。该种亲和物质属于( )
A. 物理信息 B. 化学信息 C. 生物信息 D. 行为信息
【答案】B
【解析】
【分析】生态系统的信息分为物理信息、化学信息和行为信息。生态系统的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息。生物在生命活动过程中,产生一些可以传递信息的化学物质,诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。动物的特殊行为,对于同种和异种也能够传递某种信息,即生物的行为特征可以体现为行为信息。
【详解】生物在生命活动过程中,产生一些可以传递信息的化学物质,诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。某种亲和物质是一种化学物质,属于化学信息。B正确,ACD错误。
故选B。
2. 人类的生存和发展受益于生物多样性,生物多样性的组成不包括( )
A. 遗传多样性 B. 物种多样性
C. 种群多样性 D. 生态系统多样性
【答案】C
【解析】
【详解】生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,而种群多样性并非生物多样性的组成层次,生物多样性未将种群单独列为一个层次,C错误,ABD正确。
故选C。
3. 风味独特、营养价值高的低度百香果玫瑰茄复合果酒的酿造工艺流程:新鲜百香果→挑选、清洗→切块、打浆→酶解→混合(加玫瑰茄水提物)→调整糖度→巴氏杀菌→固定化酵母接种→酒精发酵→澄清→过滤→杀菌→百香果玫瑰茄复合果酒。下列叙述错误的是( )
A. 接种的酵母菌在有氧呼吸时可进行发酵,形成大量酒精
B. 相比于传统发酵,现代工业发酵技术的灭菌更为严格
C. 百香果玫瑰茄复合果酒的制作过程中,培养液的pH下降
D. 酿酒过程中,发酵液冒出的“气泡”可能是酵母菌的无氧呼吸造成的
【答案】A
【解析】
【详解】A、酵母菌为兼性厌氧型微生物,有氧条件下进行有氧呼吸大量增殖,不产生酒精;只有无氧条件下进行无氧呼吸(酒精发酵)时才会生成酒精,A错误;
B、传统发酵通常利用原料表面的天然菌种,灭菌要求较低;现代工业发酵接种的是特定优良菌种,需要严格灭菌以避免杂菌污染,灭菌更严格,B正确;
C、果酒制作过程中,酵母菌呼吸作用产生的二氧化碳溶于发酵液会形成碳酸,同时还会产生其他酸性代谢产物,因此培养液pH会下降,C正确;
D、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳,有氧呼吸也会产生二氧化碳,因此发酵液冒出的气泡(二氧化碳)可能是酵母菌无氧呼吸造成的,D正确。
4. 野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长;氨基酸营养缺陷型菌株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长。下图展示了纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分环节。下列有关说法正确的是( )
A. 紫外线为物理诱变因素,可诱发细菌染色体变异
B. ①为基本培养基,用来筛选发生变异的大肠杆菌
C. B操作可用接种环蘸取菌液并均匀涂布在②表面
D. 培养基④中菌落 D为相应氨基酸营养缺陷型菌株
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中,分别是基本培养基、完全培养基;在基本培养基中,某氨基酸突变株不能生长,而在完全培养基中能够生长,据此可以选择出氨基酸营养缺陷型菌株。
【详解】A、细菌属于原核生物,没有染色体,A错误;
B、①若为基本培养基,发生氨基酸营养缺陷型的菌株无法合成某种氨基酸,则不能在该培养基中生长,无法进行后续操作,故①为完全培养基,B错误;
C、B操作是先将菌液滴加到培养基的表面,再用涂布器均匀的涂布在②表面,C错误;
D、由题图可知,D菌落在基本培养基中无法生长、而在完全培养基上能够生长,这说明D菌落是氨基酸营养缺陷型菌株,故经C过程影印及培养后,可从④培养基中挑取D菌落进行纯化培养,D正确。
故选D。
5. 谷氨酸棒状杆菌是一种好氧菌,能发酵产生谷氨酸。谷氨酸棒状杆菌内合成的生物素参与细胞膜的合成,不能合成生物素的谷氨酸棒状杆菌细胞膜不完整,细胞膜通透性增大。谷氨酸棒状杆菌在合成谷氨酸的过程中,细胞中谷氨酸积累过多时会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而降低谷氨酸的合成量。下图表示相关的生产流程,下列说法错误的是( )
A. 谷氨酸的发酵生产,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸
B. 进行扩大培养时一般采用固体培养基,目的是为了增大菌种浓度
C. 分离提纯时可采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
D. 选用生物素合成缺陷型谷氨酸棒状杆菌可能会提高谷氨酸的产量
【答案】B
【解析】
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产物的分离、提纯等方面。其中发酵罐中发酵过程是发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养成分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。
【详解】A、谷氨酸棒状杆菌在发酵生产谷氨酸时,控制发酵条件为中性和弱碱性,则会积累谷氨酸,若发酵条件为酸性条件则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,A正确;
B、进行扩大培养的目的是为了增大菌种浓度,一般采用液体培养基,B错误;
C、如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,C正确;
D、依题意,生物素合成缺陷型谷氨酸棒状杆菌的细胞膜通透性增大,谷氨酸可以更容易地排出细胞,如果选用生物素合成缺陷型谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸,可减少细胞内谷氨酸的积累,避免对谷氨酸脱氢酶的抑制,进而提高谷氨酸的产量,D正确。
故选B。
6. 下列有关现代生物技术的叙述,错误的是( )
A. 试管牛和试管苗的培育都利用了细胞的全能性
B. 植物体细胞杂交和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性
C. 转基因羊和克隆羊多利的培育都克服了远缘杂交不亲和的障碍
D. 脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物组织培养技术
【答案】C
【解析】
【详解】A、试管苗通过植物组织培养获得,利用了植物细胞的全能性;试管牛由具有全能性的受精卵发育而来,培育过程也利用了细胞的全能性,A正确;
B、植物体细胞杂交和动物细胞融合都涉及细胞膜融合的过程,均利用了细胞膜的流动性,B正确;
C、转基因羊的培育属于基因工程技术,打破了物种间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍;克隆羊多利的培育是核移植技术,属于同种生物的无性繁殖,不涉及远缘杂交,C错误;
D、脱毒草莓利用植物茎尖分生组织经植物组织培养获得,转基因抗病毒草莓将目的基因导入受体细胞后,也需要通过植物组织培养发育为完整植株,二者都需要使用植物组织培养技术,D正确。
7. 如图是利用奶牛乳腺生产血清白蛋白的过程。下列有关叙述错误的是( )
A. 若要获得同卵双胎或多胎,分割囊胚时需将内细胞团均等分割
B. 将牛组织置于清水中并加入一定量的胰蛋白酶处理可得到单细胞
C. 图中涉及基因工程、动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等技术
D. 选用未受精的卵细胞作为受体细胞是因为其具有让细胞核全能性得到表达的环境
【答案】B
【解析】
【详解】A、对囊胚期胚胎进行分割获得同卵双胎或多胎时,需将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和后续发育,A正确;
B、动物细胞无细胞壁,置于清水中会吸水涨破,处理牛组织获得单细胞时,需将组织置于细胞培养液中并加入一定量的胰蛋白酶处理,B错误;
C、图中导入血清白蛋白基因属于基因工程,牛组织分散培养属于动物细胞培养,体细胞核移入去核卵细胞属于细胞核移植,早期胚胎移入代孕母牛属于胚胎移植,C正确;
D、未受精的卵细胞的细胞质中含有诱导细胞核全能性表达的物质,具备让细胞核全能性表达的环境,因此核移植常选去核未受精卵细胞作为受体,D正确。
8. 我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远缘物种创造出世界首例异种杂合二倍体ES细胞(AdESCs),具体流程见下图。下列叙述错误的是( )
A. 图中的单倍体ES细胞应取自囊胚的内细胞团
B. 单倍体囊胚2的获得用到了核移植、早期胚胎培养等技术
C. AdESCs的染色体组数与大鼠-小鼠体细胞融合的杂种细胞相同
D. 动物细胞融合技术克服了小鼠和大鼠的精卵融合后无法发育的生殖隔离障碍
【答案】C
【解析】
【详解】A、囊胚阶段开始出现细胞分化,分化为滋养层和内细胞团,但内细胞团细胞仍具有全能性,可分化为各种组织和器官,所以图中的单倍体ES细胞应取自囊胚的内细胞团,A正确;
B、由图可知,单倍体囊胚2的获得过程中,先取大鼠的精子移植到去核的卵母细胞中,然后再对移植后的细胞进行早期胚胎培养,此过程涉及到核移植技术和早期胚胎培养等技术,B正确;
C、AdESCs是“杂合二倍体胚胎干细胞”,故体内有2个染色体组,但小鼠-大鼠体细胞融合的杂种细胞,含有小鼠的2个染色体组和大鼠的2个染色体组,因此杂种细胞中通常含有4个染色体组,属于异源4倍体细胞,两者染色体组数不同,C错误;
D、大鼠和小鼠属于不同的物种,存在生殖隔离,因此自然情况下小鼠和大鼠间的配子往往无法完成受精作用,或者即便能完成也不能发育,但用动物细胞融合技术,可诱导形成异源二倍体ES细胞,克服了小鼠和大鼠的精卵融合后无法发育的生殖隔离障碍,D正确。
9. 下图为基因表达载体的模式图。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲表示启动子,位于基因的上游,它是DNA聚合酶识别和结合的部位
B. 乙表示终止密码子,位于基因的下游,其作用是使转录停止
C. 丙表示目的基因,其作用是获得人们所需要的性状
D. 复制原点的存在有利于目的基因在受体细胞中扩增
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲为启动子,位于基因上游,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动转录过程,A错误;
B、乙为终止子,是位于基因下游的DNA序列,作用是终止转录;B错误;
C、丙为标记基因,作用是筛选含有目的基因的受体细胞;C错误;
D、复制原点是DNA复制的起始位点,其存在可使基因表达载体在受体细胞中自主复制,进而使目的基因随载体复制完成扩增,D正确。
10. 某种病毒侵入宿主细胞后,以自身RNA为模板合成DNA并整合到宿主细胞DNA中,宿主细胞分裂时,病毒的遗传信息就传递给了子细胞,具体过程如图所示。下列分析正确的是( )
A. 分子①的形成过程需要脱氧核苷酸和DNA聚合酶
B. 单链DNA的5'端“发夹”作为合成第二条链的引物
C. 分子①和分子②的碱基互补配对方式不完全相同,嘌呤与嘧啶的比值不相同
D. 以病毒RNA为模板合成双链DNA的过程涉及磷酸二酯键的形成和断裂
【答案】D
【解析】
【分析】图示分析,病毒RNA形成分子①为逆转录过程,形成分子②涉及DNA复制过程。
【详解】A、分子①的形成是逆转录的过程,需要原料脱氧核苷酸,需要逆转录酶的参与,不需要DNA聚合酶,A错误;
B、单链DNA的3'端“发夹”作为合成第二条链的引物,B错误;
C、分子①是DNA和RNA杂交双链,配对碱基是A-T、U-A、G-C、C-G,分子②是双链DNA,配对碱基是A-T、T-A、G-C、C-G,碱基互补配对方式不完全相同,双链核酸分子中碱基互补配对,即嘌呤和嘧啶配对,因此嘌呤与嘧啶的比值相同,C错误;
D、结合图示分析,以病毒RNA为模板合成分子①时,涉及磷酸二酯键的形成,形成分子②时切割发夹过程中涉及磷酸二酯键的断裂,D正确。
故选D。
阅读下列材料,完成下面小题:
为实现某种名贵茶树的大规模生产,科研团队采用以下过程探索快速繁殖茶树植株的方案:
11. 根据上述快速繁殖过程的叙述,错误的是( )
A. 生根培养与生芽培养所需条件完全相同
B. 消毒后的种胚需用无菌水多次冲洗
C. 种胚消毒后作为外植体有利于获得脱毒植株
D. 已知侧芽细胞分裂旺盛,培养的茎段保留一个侧芽有利于外植体培养
12. 下表为含不同浓度和配比的6-BA(细胞分裂素类)、IBA(生长素类)培养基对外植体生长的影响,据表分析,下列叙述正确的是( )
6-BA浓度/mg·L⁻¹
IBA浓度/mg·L⁻¹
健壮度
苗高
1.5
2.5
瘦弱
较高
2.0
2.0
健壮
较矮
2.5
1.5
健壮
较高
A. 6-BA浓度升高,有利于苗高增加
B. IBA浓度升高,不利于提高苗的健壮度
C. 6-BA与IBA对外植体作用效果相反
D. 不能确定IBA对苗健壮度作用的两重性
【答案】11. A 12. D
【解析】
【11题详解】
A、生根培养要求生长素与细胞分裂素的比值更高,生芽培养要求该比值更低,二者所需的激素配比等条件并不完全相同,A错误;
B、消毒后的种胚表面残留的消毒剂会损伤外植体,需用无菌水多次冲洗去除残留消毒剂,B正确;
C、种胚发育程度低,几乎不携带病毒,消毒后作为外植体有利于获得脱毒植株,C正确;
D、侧芽细胞分裂旺盛、分化程度低,保留侧芽的茎段更易进行脱分化和再分化,有利于外植体培养,D正确。
【12题详解】
A、6-BA浓度从1.5mg·L⁻¹升高到2.0mg·L⁻¹时,苗高从较高变为较矮,说明6-BA浓度升高不一定有利于苗高增加,A错误;
B、IBA浓度从1.5mg·L⁻¹升高到2.0mg·L⁻¹时,苗的健壮度均为健壮,说明该范围内IBA浓度升高没有降低苗的健壮度,B错误;
C、6-BA和IBA配比适宜时,均能使植株生长健壮,二者作用效果并非完全相反,C错误;
D、激素作用的两重性指低浓度促进、高浓度抑制,本实验未设置不含IBA的空白对照组,也没有更多IBA浓度梯度的实验数据,因此不能确定IBA对苗健壮度作用的两重性,D正确。
第II卷
本卷共5题,共52分
13. 某兴趣小组试图从土壤中分离能分解尿素的细菌,相关流程如图所示。回答下列问题:
(1)某同学配制以下的培养基成分:葡萄糖10.0g、蛋白胨5.0g、KH2PO41.4g 、 Na2HPO42.1g、尿素1.0g、琼脂15.0g、H2O(定容至1L)。分析培养基的成分,根据物理性质可知此培养基属于___________培养基,此培养基_____(填“能”或“不能”)用于分离出能分解尿素的细菌,理由是______________。
(2)将配制好的培养基灭菌,待培养基冷却至___________℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板,培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置的原因是_______________________(答出1点)。
(3)据图分析,该兴趣小组设置了三个培养皿进行接种,所采用的接种方法是_____________,培养一段时间后,选择菌落数为___________的平板进行计数,统计结果比实际活菌数___________(“偏大”或“偏小”),原因是________________。
【答案】(1) ①. 固体 ②. 不能 ③. 蛋白胨也能够提供氮源,尿素不是唯一氮源
(2) ①. 50 ②. 防止培养基皿盖上的冷凝水珠掉入培养基造成二次污染(有利于培养基表面水分的挥发)
(3) ①. 稀释涂布平板法 ②. 30~300 ③. 偏小 ④. 两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
【解析】
【分析】1.培养基的分类
划分标准
培养基种类
特点
物理性质
液体培养基
不加凝固剂
半固体培养基
加凝固剂,如琼脂
固体培养基
化学成分
天然培养基
含化学成分不明确的天然物质
合成培养基
培养基成分明确
用途
选择培养基
允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物生长
鉴别培养基
根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品
2.稀释涂布平板法的原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【小问1详解】
分析培养基的成分,因为该培养基中含有琼脂15.0g,根据物理性质可知此培养基属于固体培养基。若要分离能分解尿素的细菌,需要配制以尿素作为唯一氮源的选择培养基,能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。根据培养基的成分可知,该培养基中含有蛋白胨,其也能作为微生物生长的氮源,尿素不是唯一的氮源,因此该培养基不能用于分离能分解尿素的细菌。
【小问2详解】
配制好的培养基需要进行高压蒸汽灭菌,然后进行倒平板操作。倒平板时需待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近到平板。培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置的原因是防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基,造成污染,而且倒过来放置有利于培养基表面水分的挥发。
【小问3详解】
由图可知,该兴趣小组采用的接种方法有一系列的等比稀释和涂布平板操作,因此采用的接种方法为稀释涂布平板法。使用稀释涂布平板法进行计数时,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,所以统计的活菌数往往比实际数目低,因此统计的结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
14. 甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽,是调节钙磷代谢的主要激素之一,临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体(单抗),并建立定量检测PTH的方法。
(1)人工合成PTH肽链1~25氨基酸组成的多肽(A)和39~84氨基酸组成的多肽(B),分别用A、B多次免疫小鼠。
①取免疫后小鼠的血清,以______的血清为阴性对照,检测血清中抗PTH抗体的效价(效价越高表明免疫效果越好),以确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞。
②取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合,加入聚乙二醇促进______,并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行______,经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。
③将5个杂交瘤细胞株分别注射到______,一段时间后分离获得抗PTH单抗(用A免疫后筛选出的A1,用B免疫后筛选出的B1、B2、B3、B4)。
(2)经抗体配对检测后,筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法(如图)。
①据图分析,捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的______(“相同”或“不同”)位点。
②因为在一定范围内______,所以可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。
(3)研究表明,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血清中全长PTH的含量,还应制备针对______的单抗作为酶标抗体,避免PTH的7~84氨基酸肽段。
【答案】(1) ①. 免疫前小鼠 ②. 细胞融合 ③. 克隆化培养和抗体检测 ④. 小鼠腹腔
(2) ①. 不同 ②. 棕色的深浅与样品中PTH含量呈正相关
(3)PTH的1-6氨基酸组成的多肽
【解析】
【小问1详解】
①为确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞,需要用免疫后小鼠的血清与免疫前小鼠作对照,以检测血清中抗PTH抗体的效价。
②聚乙二醇可促进动物细胞的融合;单克隆抗体制备过程中,有两次筛选,其中第二次筛选是对获得的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。
③单克隆抗体制备时既可进行体内培养也可在体外培养,其中体内培养是将杂交瘤细胞株分别注射到小鼠腹腔,一段时间后分离获得抗PTH单抗。
【小问2详解】
①据图分析,捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的不同位点。
②据图可知,PTH与捕获抗体结合后,再加入酶标抗体。经洗涤并加入底物后可产生棕色底物,且在一定范围内棕色的深浅与样品中 PTH含量呈正相关,故可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。
【小问3详解】
分析题意,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84 氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反,即7~84 氨基酸肽段的存在会干扰上述检测结果的准确性,故应制备针对 PTH 1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体,避免7~84肽段的干扰。
15. 某研究团队利用大鼠(2N=42)、小鼠(2N=40)两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs),为研究进化中不同物种间性状差异的分子机制提供了工具。该团队首先探索获得单倍体胚胎干细胞的研究路径(见图1),据图回答问题。
(1)为了获得尽可能多的MⅡ卵母细胞,应使用_______激素促进小鼠超数排卵。培养细胞的培养液中通常加入血清等天然成分,且需要在含有_______混合气体的CO₂培养箱中培养。
(2)孤雄单倍体胚胎培养过程中,吸去的是________________,孤雌单倍体胚胎干细胞取自孤雌囊胚中的__________________。
(3)若诱导孤雄单倍体胚胎干细胞与卵细胞融合得到的半克隆小鼠均为雌性,说明____________________________。若将孤雌单倍体干细胞替代精子,注射入卵细胞,获得两个雌性亲本的后代小鼠,该过程涉及的技术有______(填字母)。
a.体细胞核移植 b.体外受精
c.动物细胞培养 d.胚胎移植
(4)该团队进一步尝试利用单倍体胚胎干细胞研究物种间杂交,过程如图2。将两种单倍体干细胞进行融合,得到的AdESCs中染色体数目为______,该方法打破了物种间存在的______获得了杂交胚胎干细胞。
【答案】(1) ①. 促性腺 ②. 95%空气和5%的CO2
(2) ①. MⅡ卵母细胞的细胞核##纺锤体-染色体复合物 ②. 内细胞团
(3) ①. 带有Y染色体的孤雄细胞无活性##带有X染色体的孤雄单倍体干细胞有活性 ②. cd
(4) ①. 41 ②. 生殖隔离##远缘杂交不亲和的障碍
【解析】
【小问1详解】
为了获得尽可能多的MⅡ卵母细胞,需要使用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理。动物细胞培养时,需要在培养基中添加血清等天然成分,且在95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养。
【小问2详解】
据题图分析可知,在孤雄单倍体胚胎的培养过程中,通过显微操作技术,将精子注入去核的MⅡ卵母细胞中,再通过体外培养获得孤雄单倍体胚胎,故吸去的是MⅡ卵母细胞的细胞核(或纺锤体-染色体复合物)。孤雌单倍体胚胎干细胞则是取自孤雌囊胚中的内细胞团。内细胞团是囊胚中发育成胎儿各种组织的细胞来源,具有发育的全能性。
【小问3详解】
孤雄单倍体胚胎干细胞来源于鼠的精子经过体外诱导、培养获得的,鼠的精子中的性染色体可能是X染色体,也可能是Y染色体,若诱导孤雄单倍体干细胞与卵细胞融合得到的半克隆小鼠均为雌性,说明带有Y染色体的孤雄细胞无活性(或带有X染色体的孤雄单倍体干细胞有活性)。若将孤雌单倍体干细胞替代精子,注射入卵细胞,以获得两个雌性亲本的后代小鼠,该过程涉及的技术有c动物细胞培养和d胚胎移植。首先,需要对孤雌单倍体干细胞进行体外培养,使其增殖并达到一定的数量和质量。然后,将培养好的干细胞注射入卵细胞中,使其与卵细胞融合。最后,将融合后的胚胎移植到雌性小鼠的子宫中,使其发育成后代小鼠。该过程并没有涉及到体外受精和体细胞核移植技术。
【小问4详解】
据题干信息和题图分析可知,大鼠(2N=42)形成的精子染色体数为21,小鼠(2N=40)形成的卵细胞染色体数为20,而AdESCs是由孤雄单倍体胚胎干细胞和孤雌单倍体胚胎干细胞经诱导融合形成的异源二倍体胚胎干细胞,故AdESCs中染色体数目是41;由于大鼠和小鼠属于两个物种,存在生殖隔离,不能杂交产生可育后代,所以该技术创造性地突破了生殖隔离(远缘杂交不亲和的障碍)而获得了杂交胚胎干细胞。
16. 利用植物细胞工程技术培育出的杂种植株,既具有甲种植物(2M)高产又具有乙种植物(2N)耐盐等性状。其制备流程如图所示。
(1)①去除细胞壁的方法是________,②依据的原理是________,③借助荧光显微镜观察,通过显微操作仪筛选并留取显示________(填“单色荧光”或“双色荧光”)的细胞。
(2)⑤⑥过程在培养条件上的不同是________________(写出两点即可)。
(3)炼苗时一般先闭盖炼苗再开盖炼苗,炼苗的目的是________。给杂种植株以不同炼苗组合方式并统计组培苗移栽存活率,结果如图,图中最佳炼苗组合方式是________。
(4)杂种植株扩大种植前还需要评估,原因是________________。让优良性状缺失的杂种植株与亲本甲或乙回交,后代不育的原因是________________。
【答案】(1) ①. 酶解法 ②. 细胞膜的流动性 ③. 双色荧光
(2)生长素和细胞分裂素的比例、光照条件
(3) ①. 提高组培苗对外界环境条件的适应性 ②. 闭盖炼苗6d后,再开盖炼苗2d
(4) ①. 植物体细胞杂交获得的植株不一定具有人们期望的性状 ②. 回交后代有三个染色体组,联会时会发生紊乱
【解析】
【小问1详解】
①是去除细胞壁获得原生质体的过程,方法是酶解法,由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,用纤维素酶和果胶酶(酶解法)去除细胞壁;②是原生质体的融合过程,原理是细胞膜的流动性;甲原生质体标记绿色荧光、乙标记红色荧光,需要筛选甲-乙融合的杂种原生质体,因此选择双色荧光的细胞。
【小问2详解】
图中⑤是脱分化(杂种细胞→愈伤组织),⑥是再分化(愈伤组织→试管苗),在培养条件上的不同是生长素和细胞分裂素的比例、光照条件:脱分化需要避光,再分化需要光照诱导器官分化;植物激素比例不同,生长素和细胞分裂素的比例调控分化方向,两个过程比例不同。
【小问3详解】
组培苗长期生长在人工可控的高湿环境,炼苗的目的是提高组培苗对外界环境条件的适应性,提高移栽后存活率;从柱状图可知,闭盖炼苗6d后,再开盖炼苗2d的移栽存活率最高,为最佳组合。
【小问4详解】
体细胞杂交获得的杂种植株受基因相互作用等影响,植物体细胞杂交获得的植株不一定具有人们期望的性状,因此扩大种植前需要评估筛选;杂种植株含有甲乙两物种的染色体,与亲本回交后,回交后代有三个染色体组,联会时会发生紊乱,无法产生正常可育配子,因此后代不育。
17. 聚乙烯型塑料应用广泛,但其难降解的特性带来了诸多环境问题。聚酯酰胺(PEAs) 的可水降解性使其有望成为聚乙烯的替代品。某科研团队利用大肠杆菌构建能合成PEAs的工程菌,如图1表示合成PEAs相关基因连接形成的DNA 片段,其中①②③④为引物,图2为载体质粒结构示意图。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增PEAs合成串联基因时,为保证PEAs基因能高效表达,应将强启动子碱基序列的________端与引物__________(①-④编号选填)连接,另一个用于扩增的引物 是______。在 PCR反应体系中,一般要添加,目的是_______。
(2)基因工程中构建基因表达载体的目的是______。
(3)研究人员将强启动子修饰后的PEAs合成串联基因插入图2载体质粒的位点1和位点2之间。图中的LacZ基因编码产生的酶可以分解X -gal , 产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。为了筛选出含有PEAs合成串联基因的大肠杆菌,应在培养基中加入_____并选择___________的菌落。
(4)为了避免工程菌在使用后逃逸造成环境污染,研究人员利用CRISPR/Cas9系统为工程菌 增加了自毁保护体系,机理如图2所示。研究结束后,在培养液中加入B物质,B物质通过_______,使gRNA基因和Cas9基因表达,gRNA和Cas9蛋白形成复合物后,gRNA通过______________识别目标DNA,Cas9蛋白对目标DNA进行剪切,最终使大肠杆菌死亡。gRNA基因可设置为 _____________(填“毒蛋白基因”或“生长必需基因”)的特异性序列。
【答案】(1) ①. 3' ②. ③ ③. ② ④. 激活DNA 聚合酶
(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传,同时使目的基因能够表达和发挥作用
(3) ①. X-gal和四环素 ②. 白色
(4) ①. 解除A蛋白对P2启动子的抑制作用 ②. 碱基互补配对 ③. 生长必需基因
【解析】
【小问1详解】
转录过程中子链沿着5'→3'的方向进行,启动子是RNA聚合酶结合的位点,可驱动下游基因的转录,因此强启动子的3′端需要连接引物才能保证基因正常转录;根据PCR扩增的原理,引物需要与模板的3'端结合,要完整扩增PEAs合成串联基因,需要选择位于两端、方向相反的引物②和③;Mg2+的作用是激活DNA聚合酶,提高酶活性。
【小问2详解】
构建基因表达载体是基因工程的核心步骤,目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,可以遗传给下一代,同时保证目的基因能够表达和发挥功能。
【小问3详解】
目的基因插入LacZ基因内部,会破坏LacZ基因,未插入目的基因的质粒LacZ完整,可表达酶分解X-gal使菌落变蓝;插入目的基因的质粒LacZ失活,菌落为白色,同时质粒携带四环素抗性基因,因此培养基需要加入X-gal和四环素,筛选出白色菌落即为含有目的基因的大肠杆菌。
【小问4详解】
根据图示,原本A蛋白基因的表达被抑制,加入B物质后,B抑制了该抑制作用,即可以解除A蛋白对P2启动子的抑制作用,A蛋白激活启动子P2,使gRNA基因和Cas9基因表达;gRNA通过碱基互补配对特异性识别目标DNA序列;要使工程菌自毁,需要Cas9剪切大肠杆菌生存必需的基因,使工程菌死亡,因此gRNA的识别序列对应大肠杆菌的生长必需基因。
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河北区2025-2026学年度第二学期期末高二年级质量检测
生物学
第I卷
本卷共12题,每题4分,共48分,每小题给出的4个选项中,只有一项是最符合题目要求的
1. 生态系统中的信息传递可以应用于农业生产。小麦与豌豆能分泌某种亲和物质,种在一起能提高作物产量。该种亲和物质属于( )
A. 物理信息 B. 化学信息 C. 生物信息 D. 行为信息
2. 人类的生存和发展受益于生物多样性,生物多样性的组成不包括( )
A. 遗传多样性 B. 物种多样性
C. 种群多样性 D. 生态系统多样性
3. 风味独特、营养价值高的低度百香果玫瑰茄复合果酒的酿造工艺流程:新鲜百香果→挑选、清洗→切块、打浆→酶解→混合(加玫瑰茄水提物)→调整糖度→巴氏杀菌→固定化酵母接种→酒精发酵→澄清→过滤→杀菌→百香果玫瑰茄复合果酒。下列叙述错误的是( )
A. 接种的酵母菌在有氧呼吸时可进行发酵,形成大量酒精
B. 相比于传统发酵,现代工业发酵技术的灭菌更为严格
C. 百香果玫瑰茄复合果酒的制作过程中,培养液的pH下降
D. 酿酒过程中,发酵液冒出的“气泡”可能是酵母菌的无氧呼吸造成的
4. 野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长;氨基酸营养缺陷型菌株无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长。下图展示了纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分环节。下列有关说法正确的是( )
A. 紫外线为物理诱变因素,可诱发细菌染色体变异
B. ①为基本培养基,用来筛选发生变异的大肠杆菌
C. B操作可用接种环蘸取菌液并均匀涂布在②表面
D. 培养基④中菌落 D为相应氨基酸营养缺陷型菌株
5. 谷氨酸棒状杆菌是一种好氧菌,能发酵产生谷氨酸。谷氨酸棒状杆菌内合成的生物素参与细胞膜的合成,不能合成生物素的谷氨酸棒状杆菌细胞膜不完整,细胞膜通透性增大。谷氨酸棒状杆菌在合成谷氨酸的过程中,细胞中谷氨酸积累过多时会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而降低谷氨酸的合成量。下图表示相关的生产流程,下列说法错误的是( )
A. 谷氨酸的发酵生产,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸
B. 进行扩大培养时一般采用固体培养基,目的是为了增大菌种浓度
C. 分离提纯时可采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
D. 选用生物素合成缺陷型谷氨酸棒状杆菌可能会提高谷氨酸的产量
6. 下列有关现代生物技术的叙述,错误的是( )
A. 试管牛和试管苗的培育都利用了细胞的全能性
B. 植物体细胞杂交和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性
C. 转基因羊和克隆羊多利的培育都克服了远缘杂交不亲和的障碍
D. 脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物组织培养技术
7. 如图是利用奶牛乳腺生产血清白蛋白的过程。下列有关叙述错误的是( )
A. 若要获得同卵双胎或多胎,分割囊胚时需将内细胞团均等分割
B. 将牛组织置于清水中并加入一定量的胰蛋白酶处理可得到单细胞
C. 图中涉及基因工程、动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等技术
D. 选用未受精的卵细胞作为受体细胞是因为其具有让细胞核全能性得到表达的环境
8. 我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远缘物种创造出世界首例异种杂合二倍体ES细胞(AdESCs),具体流程见下图。下列叙述错误的是( )
A. 图中的单倍体ES细胞应取自囊胚的内细胞团
B. 单倍体囊胚2的获得用到了核移植、早期胚胎培养等技术
C. AdESCs的染色体组数与大鼠-小鼠体细胞融合的杂种细胞相同
D. 动物细胞融合技术克服了小鼠和大鼠的精卵融合后无法发育的生殖隔离障碍
9. 下图为基因表达载体的模式图。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲表示启动子,位于基因的上游,它是DNA聚合酶识别和结合的部位
B. 乙表示终止密码子,位于基因的下游,其作用是使转录停止
C. 丙表示目的基因,其作用是获得人们所需要的性状
D. 复制原点的存在有利于目的基因在受体细胞中扩增
10. 某种病毒侵入宿主细胞后,以自身RNA为模板合成DNA并整合到宿主细胞DNA中,宿主细胞分裂时,病毒的遗传信息就传递给了子细胞,具体过程如图所示。下列分析正确的是( )
A. 分子①的形成过程需要脱氧核苷酸和DNA聚合酶
B. 单链DNA的5'端“发夹”作为合成第二条链的引物
C. 分子①和分子②的碱基互补配对方式不完全相同,嘌呤与嘧啶的比值不相同
D. 以病毒RNA为模板合成双链DNA的过程涉及磷酸二酯键的形成和断裂
阅读下列材料,完成下面小题:
为实现某种名贵茶树的大规模生产,科研团队采用以下过程探索快速繁殖茶树植株的方案:
11. 根据上述快速繁殖过程的叙述,错误的是( )
A. 生根培养与生芽培养所需条件完全相同
B. 消毒后的种胚需用无菌水多次冲洗
C. 种胚消毒后作为外植体有利于获得脱毒植株
D. 已知侧芽细胞分裂旺盛,培养的茎段保留一个侧芽有利于外植体培养
12. 下表为含不同浓度和配比的6-BA(细胞分裂素类)、IBA(生长素类)培养基对外植体生长的影响,据表分析,下列叙述正确的是( )
6-BA浓度/mg·L⁻¹
IBA浓度/mg·L⁻¹
健壮度
苗高
1.5
2.5
瘦弱
较高
2.0
2.0
健壮
较矮
2.5
1.5
健壮
较高
A. 6-BA浓度升高,有利于苗高增加
B. IBA浓度升高,不利于提高苗的健壮度
C. 6-BA与IBA对外植体作用效果相反
D. 不能确定IBA对苗健壮度作用的两重性
第II卷
本卷共5题,共52分
13. 某兴趣小组试图从土壤中分离能分解尿素的细菌,相关流程如图所示。回答下列问题:
(1)某同学配制以下的培养基成分:葡萄糖10.0g、蛋白胨5.0g、KH2PO41.4g 、 Na2HPO42.1g、尿素1.0g、琼脂15.0g、H2O(定容至1L)。分析培养基的成分,根据物理性质可知此培养基属于___________培养基,此培养基_____(填“能”或“不能”)用于分离出能分解尿素的细菌,理由是______________。
(2)将配制好的培养基灭菌,待培养基冷却至___________℃左右时在酒精灯火焰附近倒平板,培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置的原因是_______________________(答出1点)。
(3)据图分析,该兴趣小组设置了三个培养皿进行接种,所采用的接种方法是_____________,培养一段时间后,选择菌落数为___________的平板进行计数,统计结果比实际活菌数___________(“偏大”或“偏小”),原因是________________。
14. 甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽,是调节钙磷代谢的主要激素之一,临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体(单抗),并建立定量检测PTH的方法。
(1)人工合成PTH肽链1~25氨基酸组成的多肽(A)和39~84氨基酸组成的多肽(B),分别用A、B多次免疫小鼠。
①取免疫后小鼠的血清,以______的血清为阴性对照,检测血清中抗PTH抗体的效价(效价越高表明免疫效果越好),以确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞。
②取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合,加入聚乙二醇促进______,并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行______,经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。
③将5个杂交瘤细胞株分别注射到______,一段时间后分离获得抗PTH单抗(用A免疫后筛选出的A1,用B免疫后筛选出的B1、B2、B3、B4)。
(2)经抗体配对检测后,筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法(如图)。
①据图分析,捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的______(“相同”或“不同”)位点。
②因为在一定范围内______,所以可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。
(3)研究表明,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血清中全长PTH的含量,还应制备针对______的单抗作为酶标抗体,避免PTH的7~84氨基酸肽段。
15. 某研究团队利用大鼠(2N=42)、小鼠(2N=40)两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs),为研究进化中不同物种间性状差异的分子机制提供了工具。该团队首先探索获得单倍体胚胎干细胞的研究路径(见图1),据图回答问题。
(1)为了获得尽可能多的MⅡ卵母细胞,应使用_______激素促进小鼠超数排卵。培养细胞的培养液中通常加入血清等天然成分,且需要在含有_______混合气体的CO₂培养箱中培养。
(2)孤雄单倍体胚胎培养过程中,吸去的是________________,孤雌单倍体胚胎干细胞取自孤雌囊胚中的__________________。
(3)若诱导孤雄单倍体胚胎干细胞与卵细胞融合得到的半克隆小鼠均为雌性,说明____________________________。若将孤雌单倍体干细胞替代精子,注射入卵细胞,获得两个雌性亲本的后代小鼠,该过程涉及的技术有______(填字母)。
a.体细胞核移植 b.体外受精
c.动物细胞培养 d.胚胎移植
(4)该团队进一步尝试利用单倍体胚胎干细胞研究物种间杂交,过程如图2。将两种单倍体干细胞进行融合,得到的AdESCs中染色体数目为______,该方法打破了物种间存在的______获得了杂交胚胎干细胞。
16. 利用植物细胞工程技术培育出的杂种植株,既具有甲种植物(2M)高产又具有乙种植物(2N)耐盐等性状。其制备流程如图所示。
(1)①去除细胞壁的方法是________,②依据的原理是________,③借助荧光显微镜观察,通过显微操作仪筛选并留取显示________(填“单色荧光”或“双色荧光”)的细胞。
(2)⑤⑥过程在培养条件上的不同是________________(写出两点即可)。
(3)炼苗时一般先闭盖炼苗再开盖炼苗,炼苗的目的是________。给杂种植株以不同炼苗组合方式并统计组培苗移栽存活率,结果如图,图中最佳炼苗组合方式是________。
(4)杂种植株扩大种植前还需要评估,原因是________________。让优良性状缺失的杂种植株与亲本甲或乙回交,后代不育的原因是________________。
17. 聚乙烯型塑料应用广泛,但其难降解的特性带来了诸多环境问题。聚酯酰胺(PEAs) 的可水降解性使其有望成为聚乙烯的替代品。某科研团队利用大肠杆菌构建能合成PEAs的工程菌,如图1表示合成PEAs相关基因连接形成的DNA 片段,其中①②③④为引物,图2为载体质粒结构示意图。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增PEAs合成串联基因时,为保证PEAs基因能高效表达,应将强启动子碱基序列的________端与引物__________(①-④编号选填)连接,另一个用于扩增的引物 是______。在 PCR反应体系中,一般要添加,目的是_______。
(2)基因工程中构建基因表达载体的目的是______。
(3)研究人员将强启动子修饰后的PEAs合成串联基因插入图2载体质粒的位点1和位点2之间。图中的LacZ基因编码产生的酶可以分解X -gal , 产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。为了筛选出含有PEAs合成串联基因的大肠杆菌,应在培养基中加入_____并选择___________的菌落。
(4)为了避免工程菌在使用后逃逸造成环境污染,研究人员利用CRISPR/Cas9系统为工程菌 增加了自毁保护体系,机理如图2所示。研究结束后,在培养液中加入B物质,B物质通过_______,使gRNA基因和Cas9基因表达,gRNA和Cas9蛋白形成复合物后,gRNA通过______________识别目标DNA,Cas9蛋白对目标DNA进行剪切,最终使大肠杆菌死亡。gRNA基因可设置为 _____________(填“毒蛋白基因”或“生长必需基因”)的特异性序列。
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