精品解析:四川省南充市高坪中学2025-2026学年高二下学期第二次月考生物试题
2026-08-12
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 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) | 四川省 |
| 地区(市) | 南充市 |
| 地区(区县) | 高坪区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.21 MB |
| 发布时间 | 2026-08-12 |
| 更新时间 | 2026-08-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59175267.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高坪中学2026年春季高2024级第二次月考生物试卷
一、单选题(本题共15小题,第1-10小题每题2分,第11-15小题每题4分,共40分)
1. 葡萄糖异构酶(GI)在工业上应用广泛。研究人员以脯氨酸替代葡萄糖异构酶第138位的甘氨酸,其热稳定性有了很大的提高。下列叙述错误的是( )
A. 可对GI基因相关位点碱基进行替换
B. 可将改造后的GI直接导入大肠杆菌中表达
C. 在细胞中合成改造后的GI遵循中心法则
D. 改造后的GI与原GI的空间构象有所差别
【答案】B
【解析】
【详解】A、对GI基因相关位点碱基进行替换,可实现脯氨酸替代第138位甘氨酸的定点改造,A正确;
B、改造后的GI是蛋白质,不能直接导入大肠杆菌中表达,需将编码改造后的GI基因的表达载体导入受体细胞中表达,B错误;
C、细胞中合成改造后的GI需经过转录和翻译过程,遵循中心法则,C正确;
D、氨基酸序列的改变会影响蛋白质的空间构象,故改造后的GI与原GI的空间构象存在差别,D正确。
2. 下列关于生物技术相关实验操作的描述,正确的是( )
A. 制作酸奶时,要先通气后密封,既能加快乳酸菌繁殖又有利于其发酵
B. 纯化微生物时,所用培养皿、培养基及接种环均需进行灭菌处理
C. 诱导形成愈伤组织时,必须给予适宜温度、pH及光照等环境条件
D. 传代培养动物细胞时,均需先用胰蛋白酶等处理,离心制成细胞悬液后再分瓶培养
【答案】B
【解析】
【详解】A、乳酸菌为严格厌氧型微生物,制作酸奶时全程需要密封,通气会抑制乳酸菌的繁殖和发酵,A错误;
B、纯化微生物需保证无菌环境,培养皿、培养基、接种环等直接接触目标微生物的材料和器具都需要进行灭菌处理,避免杂菌污染,B正确;
C、诱导形成愈伤组织的脱分化阶段不需要光照,光照会诱导维管组织分化,不利于愈伤组织的形成,C错误;
D、培养的动物细胞有两种类型;贴壁生长的细胞和悬浮培养的细胞;只有贴壁生长的动物细胞传代时需要用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁脱落,悬浮培养的动物细胞可直接离心收集后分瓶培养,D错误。
3. 某同学利用蓝莓果实制作果醋,图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B. 过程①中添加适量果胶酶,有利于提高出汁率
C. 过程②中,为使菌种充分吸收营养物质,需每日多次开盖搅拌
D. 过程③发酵时会产生大量气泡,需拧松瓶盖放气
【答案】B
【解析】
【详解】A、果酒发酵的菌种是酵母菌(真核生物,有细胞核、多种细胞器),果醋发酵的菌种是醋酸菌(原核生物,无成形细胞核、只有核糖体一种细胞器),二者细胞结构不同, A错误;
B、过程①是从果实制取果汁,蓝莓果实的细胞壁中含有果胶,添加适量果胶酶可以分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨汁更容易,从而提高出汁率, B正确;
C、过程②是果酒发酵,原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精,发酵过程需要无氧环境,不能多次开盖搅拌(否则会进入氧气,抑制酒精发酵,还会污染杂菌),正确操作是定期拧松瓶盖放气(释放CO₂),而非开盖, C错误;
D、过程③是果醋发酵,醋酸菌是好氧菌,将酒精转化为醋酸的过程不产生CO₂,不会出现大量气泡,不需要放气, D错误。
4. 井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,一定会提高井冈霉素的产量
D. 井冈霉素作为微生物农药来防治水稻病害,有利于农业的可持续发展
【答案】D
【解析】
【详解】A、一般基因只能编码蛋白质,井冈霉素是氨基寡糖类小分子抗生素,并非蛋白质,不存在直接编码井冈霉素的基因,JGs含有合成井冈霉素所需各类合成酶的基因,基因表达产生酶,再通过酶催化一系列生化反应,最终合成井冈霉素,A错误;
B、JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程会影响JGs的数量,进而影响井冈霉素的产量,B错误;
C、在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量,但若浓度过大,反而会降低井冈霉素的产量,C错误;
D、井冈霉素作为微生物农药来防治水稻病害,属于生物防治,不污染环境,不易诱导病原菌产生强耐药性,有利于农业的可持续发展,D正确。
5. 如图是在氧气充足的条件下筛选某种营养缺陷型但高产酒精的酿酒酵母的示意图,已知营养缺陷型酵母只能在完全培养基上生长而不能在基本培养基上生长。原位影印是通过无菌绒布将原培养基上菌落保持位置不变接种到新培养基的过程。下列相关描述正确的是( )
A. 进行紫外线处理的目的是对菌液进行消毒
B. ①②④均为完全培养基,可采用干热灭菌的方法
C. C过程应将菌株分别转印至培养基③④,然后用涂布器涂布均匀
D. 要获得高产酒精的酿酒酵母,应该从④中挑取D菌落进行纯化培养
【答案】D
【解析】
【详解】A、紫外线处理的目的是诱导酵母菌发生基因突变,筛选出营养缺陷型的突变菌株,消毒是杀灭微生物的操作,和该步骤目的不符,A错误;
B、结合题干“营养缺陷型只能在完全培养基生长,不能在基本培养基生长”,图中③是基本培养基(营养缺陷型在③上无法生长,出现无菌落的位置),①②④为完全培养基;但培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌,干热灭菌适用于玻璃器皿、金属用具等,不能用于培养基灭菌,B错误;
C、C过程是原位影印,要求通过无菌绒布保持菌落位置不变转印,不需要用涂布器涂布,涂布器会打乱菌落位置,不符合原位影印的要求,C错误;
D、③是基本培养基,在③上无法生长的营养缺陷型菌株,对应④上的D菌落,因此从④中挑取D菌落进行纯化培养,即可得到目标的营养缺陷型且高产酒精的酿酒酵母,D正确。
6. 水母雪莲是我国一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
转速/(r/ min)
55
65
75
85
相对生长速率
0.21
0.25
0.26
0.25
细胞干重/(g/L)
7.5
9.7
11.4
9.5
黄酮产量/(g/L)
0.2
0.27
0.32
0.25
A. 该工程技术的生物学原理是植物细胞具有全能性
B. 黄酮不是水母雪莲细胞生长和生存所必需的
C. 悬浮培养目的是提高单个水母雪莲细胞中黄酮含量
D. 转速为85 r/min时不利于细胞分裂,有利于黄酮的积累
【答案】B
【解析】
【详解】A、植物细胞全能性的核心是已分化的细胞可发育为完整个体,该技术仅通过培养细胞获得次生代谢产物,并未培育出完整个体,原理不是细胞全能性,A错误;
B、黄酮属于植物次生代谢产物,并非细胞生长、生存所必需的初生代谢产物,B正确;
C、悬浮培养的目的是促进细胞增殖、增加细胞总数量,从而提高黄酮的总产量,并非提高单个细胞内的黄酮含量,C错误;
D、转速为85 r/min时黄酮产量低于65 r/min、75 r/min时的产量,既不利于细胞增殖,也不利于黄酮积累,D错误。
7. 如图表示某种哺乳动物受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 图1中各细胞内的DNA分子数目与体细胞中相同
B. 图2和图3中的极体都将继续分裂
C. 图1到图3的过程发生在子宫
D. 受精的标志是图2中出现雌、雄原核
【答案】D
【解析】
【详解】A、图1中的细胞包括精子、次级卵母细胞和第一极体,在不考虑质DNA的前提下,精子中的DNA数是体细胞的一半,次级卵母细胞和第一极体中的DNA数和体细胞相同,A错误;
B、哺乳动物的极体无法继续分裂,最终会退化消失,B错误;
C、受精作用以及早期胚胎的卵裂过程发生在输卵管中,并非子宫,C错误;
D、受精过程中,精子入卵后会形成雄原核,同时卵细胞被激活完成减数第二次分裂,形成雌原核,雌雄原核的出现是受精发生的标志,D正确。
8. 被称为“沙漠之舟”的单峰骆驼在野外几乎灭绝,科研人员为拯救濒危野化单峰骆驼,利用现代生物技术尝试进行人工培育,流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①通常对B驯养单峰骆驼注射性腺激素使其超数排卵
B. 野化单峰骆驼C可以选择雌性个体,也可以选择雄性个体
C. 可用蛋白酶合成促进剂激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
D. 过程④为胚胎移植,需对受体注射免疫抑制剂使胚胎顺利植入
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:图中①为卵母细胞采集,该过程常用促性腺激素处理B诱导其超数排卵;②为受精作用;③为体细胞和去核的卵母细胞形成重构胚;④为胚胎移植。
【详解】A、过程①通常对 B 驯养单峰骆驼注射外源促性腺激素使其超数排卵,A 错误;
B、野化单峰骆驼 C 为提供细胞核的个体,可以选择雌性个体,也可以选择雄性个体,B 正确;
C、可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C 错误;
D、过程④为胚胎移植,无须对受体注射免疫抑制剂,D 错误。
故选B。
9. 某研究小组以新鲜洋葱为材料进行“DNA粗提取与鉴定”实验。操作流程如下:①组织捣碎后加入研磨液充分研磨;②过滤取滤液,置于4 ℃冰箱静置分层;③取上清液加入等体积预冷的95%酒精;④离心后收集沉淀物;⑤取部分沉淀加NaCl溶解后进行二苯胺鉴定。下列叙述正确的是( )
A. 步骤③中因为DNA不溶于酒精而某些蛋白质可溶,所以冷酒精可使DNA快速析出
B. 步骤⑤鉴定时,直接取④离心收集的沉淀物与二苯胺混合,室温下放置观察颜色变化
C. 若利用提取物进行PCR后,进行琼脂糖凝胶电泳,迁移距离越大的DNA片段相对分子质量越大
D. 步骤②静置后DNA主要存在于沉淀中,需用高浓度NaCl溶液重新溶解
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA不溶于酒精,而细胞中的某些蛋白质可溶于酒精,步骤③中使用预冷的95%酒精,可降低DNA的溶解度,同时抑制核酸酶活性以减少DNA降解,从而使DNA快速析出,A正确;
B、鉴定DNA时,不能直接取白色絮状沉淀物与二苯胺试剂混合,DNA需先溶解在2mol/L的NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂并沸水浴加热,才能呈现蓝色,B错误;
C、DNA片段在琼脂糖凝胶中的迁移速率与分子量成反比,即分子量越小的DNA片段,迁移距离越大,C错误;
D、DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度较高,会溶解于滤液中,步骤②中滤液经4℃静置分层后,DNA主要存在于上清液中,而非沉淀,无需用高浓度NaCl溶液重新溶解,D错误。
10. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造,可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是 ( )
A. 天然蛋白质合成的过程按照中心法则进行,蛋白质工程与之相反
B. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造时,操作对象是干扰素
C. 经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传
D. 对干扰素的改造遇到的难题之一是干扰素的高级结构十分复杂
【答案】B
【解析】
【详解】A、天然蛋白质的合成遵循中心法则(DNA→RNA→蛋白质);蛋白质工程由预期蛋白质功能反向推导基因序列(预期的蛋白质功能→预期的蛋白质结构→氨基酸序列→基因),与中心法则方向相反,A正确;
B、蛋白质工程通过改造或合成基因来改造蛋白质,而非改造蛋白质本身,B错误;
C、改造的干扰素基因可导入工程菌,工程菌通过繁殖实现基因的遗传(进而持续表达改造后的干扰素),C正确;
D、蛋白质的高级结构(空间结构)十分复杂,而蛋白质工程需精准设计蛋白质的空间结构以实现预期功能,这是改造过程中面临的难题之一,D正确。
11. 如图为利用玉米(2n=20)芽尖细胞进行实验的流程示意图。下列叙述正确的是( )
A. 植株C的性状和植株A相同
B. 植株C体细胞有丝分裂后期染色体数与植株B形成的配子染色体数不同
C. 细胞a和细胞c融合为细胞X,所以细胞X含有两个细胞核
D. 植物体细胞杂交是指细胞a和细胞c诱导形成细胞X的过程
【答案】B
【解析】
【详解】A、植株C是花药离体培养得到的单倍体,由配子发育而来,减数分裂形成配子时发生基因重组,且单倍体具有植株弱小、高度不育等特点,性状与二倍体植株A存在明显差异,A错误;
B、玉米2n=20,植株C为单倍体,体细胞染色体数为10,有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数加倍为20,植株B是秋水仙素处理单倍体幼苗得到的二倍体,体细胞染色体数为20,减数分裂形成的配子染色体数为10,二者数值不同,B正确;
C、植物体细胞融合过程中,两个细胞的细胞核会发生融合,最终形成的杂种细胞X仅含有1个细胞核,C错误;
D、植物体细胞杂交包括了植物细胞融合和植物组织培养过程,细胞X的形成只有融合的过程,D错误。
12. 中国科学家利用相关生物学技术,成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 上述过程培育获得的孤雄小鼠的性染色体组成均为XY
B. 甲囊胚内细胞团均等分割可获得具有相同遗传物质的孤雌小鼠
C. 去核卵细胞为孤雄小鼠早期胚胎的发育提供了营养物质
D. 上述技术为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性
【答案】A
【解析】
【详解】A、不考虑致死,孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子,精子的性染色体为X或Y,所以其性染色体可能是XX、XY或YY,A错误;
B、利用胚胎分割的方法对甲进行处理得到了多只孤雌小鼠遗传物质一般相同,注意要将甲囊胚内细胞团均等分割,B正确;
C、去核卵细胞的细胞质中含有丰富的营养物质和促分裂因子,能为早期胚胎发育提供必要的物质和环境支持,C正确;
D、结合题干该技术可成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,未来为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性,有利于相关科学研究发展,D正确。
故选A。
13. 某小组通过PCR(假设引物长度为8个碱基,短于实际长度)获得了含有目的基因的DNA片段,并用限制酶进行酶切(如图),再用所得片段与质粒连接成功构建了基因表达载体。下列叙述正确的是( )
A. 其中一个引物序列为3'-TGCGCAGT-5'
B. 步骤①所用的酶是SpeI和CfoI
C. 用步骤①的酶对质粒进行酶切,至少获得2个片段
D. 构建基因表达载体时需要使用限制酶和DNA聚合酶
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程的工具:(1)限制酶: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。(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体、动植物病毒。
【详解】A、由于引物只能引导子链从5'到3',根据碱基互补配对原则,其中一个引物序列为5'TGCGCAGT-3',A错误;
B、根据三种酶的酶切位点,左侧的黏性末端是使用NheI切割形成的,右边的黏性末端是用CfoI切割形成的,B错误;
C、用步骤①的酶对载体进行酶切,使用了NheI和CfoI进行切割,根据其识别位点以及原本DNA的序列,切割之后至少获得了2个片段,C正确;
D、构建基因表达载体时需要使用限制酶和DNA连接酶,D错误。
故选C。
14. 增强子是可促进基因转录的一小段特殊DNA序列,现用PCR扩增增强子和Bt基因,然后重叠延伸使两片段融合,以实现对 Bt基因表达的调控,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 增强子中含多个起始密码子以促进基因转录
B. 引物B、C的序列需一致以促进两片段融合
C. DNA 单链B、C 混合后才能延伸出融合片段
D. 为获得大量融合片段可用引物A、D扩增融合片段
【答案】D
【解析】
【详解】A、起始密码子位于mRNA上,增强子是DNA序列,不含起始密码子,A错误;
B、引物B、C的序列需互补,这样才能使扩增出的增强子和Bt基因片段在混合后通过引物部分互补结合,进而延伸融合,不是序列一致,B错误;
C、DNA分子延伸过程中,子链合成方向是5端→3端,故DNA单链A、D混合后才能延伸出融合片段(可为DNA聚合酶提供3'端),C错误;
D、融合片段的两端分别是引物A和引物D对应的序列,所以为获得大量融合片段可用引物A、D进行PCR扩增,D正确。
故选D。
15. 基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便进行重组和筛选。如图甲所示,限制酶I的识别序列和切割位点是-↓GATC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切割位点是-G↓GATCC-。图乙展示了将编码四种不同酶的基因OsGLO1、EeCAT、EeGCL和TSR与叶绿体转运肽基因连接,并搭载到农杆菌Ti质粒的T-DNA片段,构建多基因表达载体,最终在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径,从而提高了水稻的产量。根据图示判断下列操作正确的是( )
A. 在图甲过程中,应选择用限制酶I切割质粒,用限制酶Ⅱ切割目的基因
B. 在图甲过程中,应选择用限制酶Ⅱ切割质粒,用限制酶I切割目的基因
C. 图乙中,OsGLO1基因、EeCAT基因的转录模板在DNA分子中的方向相同
D. 应选择用含潮霉素和卡那霉素的选择培养基来筛选转化成功的水稻细胞
【答案】B
【解析】
【分析】限制性核酸内切酶(限制酶)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。结果会产生黏性末端或平末端。
【详解】AB、限制酶I的识别序列和切点是-↓GATC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,可知限制酶I能够识别和切割限制酶Ⅱ切割后的黏性末端;目的基因的右端限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-,目的基因左端是限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,只有用限制酶Ⅰ才能同时将目的基因切割下来;质粒有GeneI和GeneⅡ表示两种标记基因,分别有限制酶I的识别序列和限制酶Ⅱ的识别序列;如果用限制酶Ⅰ切割,则GeneI和GeneⅡ都被破坏,造成重组质粒无标记基因;用限制酶Ⅱ切割,则破坏GeneⅡ,保留GeneI,其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同,可以连接形成重组DNA,A错误,B正确;
C、图中OsGLO1基因和EeCAT基因的启动子方向相反,因此OsGLO1基因、EeCAT基因的转录模板在DNA分子中的方向相反,C错误;
D、农杆菌 Ti 质粒的 T-DNA 片段中含潮霉素抗性基因(目的基因所在区域,可整合到水稻细胞基因组),而卡那霉素抗性基因可能位于 T-DNA 之外(不整合到水稻细胞)。转化成功的水稻细胞仅含潮霉素抗性基因,对卡那霉素敏感。应选择用含潮霉素的选择培养基来筛选转化成功的水稻细胞,D错误。
故选B。
二、非选择题(共5题,共60分)
16. 豆汁是北京独有的、久负盛名的传统风味小吃,以其独特的风味及丰富的营养深受当地居民的喜爱。下图是以绿豆为原料制备豆汁的传统工艺流程。混浆操作通常是将老浆直接倒入绿豆乳中,混合浆的沉淀与酸化过程实际属于乳酸发酵,其主要产酸微生物为乳酸菌。回答下列问题:
(1)混合浆发酵时所需的乳酸菌主要来自________。乳酸发酵过程中,能为乳酸菌同时提供碳源和能源的物质主要是________。
(2)欲测定混合浆中乳酸菌的含量多少,研究小组可采用的接种方法是________(填“平板划线法”或“稀释涂布平板法”),该方法测得的结果通常比实际值________(填“偏高”、“偏低”或“相同”),原因是________。
(3)为了筛选出产酸能力强的乳酸菌菌种,研究小组将不同稀释倍数的酸豆汁液接种到MRS固体培养基(添加了质量分数1.5%碳酸钙,遇酸发生反应会出现透明圈)上,在适宜条件下培养一段时间后,应挑取________的菌落进一步纯化和培养。
(4)将上述得到的乳酸菌分别接种到绿豆乳后,在相同条件下,检测相关指标,结果见下表。应优先选取菌株________作为优化发酵工艺的菌种,理由是________。
菌株类型
检测指标
菌株A
菌株B
菌株C
菌株D
絮凝率(%)
51.61
65.42
53.87
61.37
发酵液pH
3.59
4.09
4.15
3.78
豆汁风味
腐味
清香味
清香味
弱清香味
注:絮凝率与淀粉沉降分离速度正相关,淀粉沉降分离速度越快,豆汁品质越佳。
【答案】(1) ①. 老浆 ②. 绿豆乳中的糖类
(2) ①. 稀释涂布平板法 ②. 偏低 ③. 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
(3)菌落周围有透明圈且菌落直径与透明圈直径比值较小(或菌落周围有透明圈且透明圈直径与菌落直径比值较大)
(4) ①. B ②. 菌株B絮凝率最高,发酵液酸味柔和且豆汁有清香味
【解析】
【小问1详解】
老浆是指上次制作豆汁时保存下来的发酵物,含有较多菌种。根据题干信息“混浆操作通常是将老浆直接倒入绿豆乳中”,可知混合浆发酵时所需的乳酸菌主要来自老浆。糖类是细胞生命活动的重要能源物质,乳酸发酵过程中,绿豆乳中的糖类能为乳酸菌同时提供碳源和能源。
【小问2详解】
获得单菌落的常用方法有平板划线法和稀释涂布平板法,平板划线法无法统计样品中微生物数量,而稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。故测定混合浆中乳酸菌的含量多少,研究小组可采用的接种方法是稀释涂布平板法。稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目偏低,这是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。
【小问3详解】
乳酸菌呼吸作用产生的乳酸能和培养基中的CaCO3反应,CaCO3被分解后在乳酸菌菌落周围会出现透明圈。为筛选出产酸能力强的乳酸菌菌种,应在有透明圈的菌落中挑取菌落直径与透明圈直径比值较小(或透明圈直径与菌落直径比值较大)的菌落进一步纯化和培养。
【小问4详解】
对比表中A、B、C、D四种菌株,菌株B絮凝率最高,发酵液酸味柔和且豆汁有清香味,可作为优化发酵工艺的菌种。
17. 非洲狼尾草光合效率高,为培育高光合效率的水稻新品种,研究人员将粳稻与非洲狼尾草的原生质体融合并培育出杂种幼苗,如图1。研究人员同时开展了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对原生质体融合率的影响实验(已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用),实验结果如图2所示(异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率)。回答下列问题:
(1)图1中,过程①需用________酶处理粳稻与非洲狼尾草的细胞;过程②除了用PEG处理诱导原生质体融合外,还有________(答2点)等具体方法,融合完成的标志是________。
(2)从过程④到过程⑤一般需要更换新的培养基,原因是________,并且过程⑤还需要给予适宜的光照,其作用是________。
(3)分析图2的实验结果,在此基础上,若想要进一步确定诱导粳稻与非洲狼尾草原生质体融合的最适PEG浓度,实验思路是________。
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 电融合法、离心法、高Ca2+—高pH融合法(任选2点) ③. 杂种细胞再生出细胞壁
(2) ①. 过程④、⑤所需培养基中的植物激素(生长素、细胞分裂素)比例不同 ②. 光能诱导叶绿素的产生,并为植物光合作用提供光能
(3)在PEG浓度为30%~40%范围内设置一系列较小的浓度梯度,检测并比较不同PEG浓度下的异源融合率
【解析】
【小问1详解】
过程①是酶解法去除植物细胞壁获得原生质体的过程,植物细胞壁的组成成分主要是纤维素和果胶,所以过程①需要用到纤维素酶和果胶酶处理粳稻与非洲狼尾草的细胞。过程②是诱导原生质体融合的过程,人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法:物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
【小问2详解】
过程④是脱分化获得愈伤组织的过程,过程⑤是再分化获得杂种植物的过程,这两个过程中培养基中植物激素(如生长素和细胞分裂素)的使用比例不同,故从过程④到过程⑤一般需要更换新的培养基。过程⑤还需要给予适宜的光照,因为光照能诱导叶绿素的生成,并为植物光合作用提供光能。
【小问3详解】
图2中当PEG浓度为35%时异源融合率最高,若想要进一步确定诱导粳稻与非洲狼尾草原生质体融合的最佳PEG浓度,应在PEG浓度为30%~40%范围内设置一系列较小的浓度梯度,检测并比较不同PEG浓度下的异源融合率,其中异源融合率最高的PEG浓度即为最适融合浓度。
18. 紧密连接蛋白(CLDN6)在乳腺癌、肝癌等多种癌症中特异性高表达,能促进肿瘤发生、生长和迁移等。美登素(DM1)是一种化疗药物,副作用较大。为实现DM1对肿瘤细胞的靶向作用,研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体并构建抗体-药物偶联物(CLDN6-DM1)。回答下列问题:
(1)CLDN6是一种跨膜蛋白,包括胞外区、跨膜区和胞内区,制备免疫小鼠所用的抗原时,应提取________区基因序列用于设计抗原。
(2)制备单克隆抗体时,先将纯化的抗原间隔多次注射到小鼠体内,其目的是________;一段时间后,再取出免疫小鼠的脾细胞与体外培养的骨髓瘤细胞进行诱导融合,并在特定的选择培养基上初筛得到杂交瘤细胞,该细胞的特点是________;再经克隆化培养和抗体检测,将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠________或在体外大规模培养。
(3)将该单克隆抗体与抗癌药物DM1结合构建抗体-药物偶联物(CLDN6-DM1)。用不同浓度的游离DM1、CLDN6-DM1、IgG-DM1(无关抗体-DM1)分别处理高表达CLDN6细胞和低表达CLDN6细胞,检测细胞活力,结果如图。
①由图可知,CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞,依据是________。
②下图表示抗体-药物偶联物(CLDN6-DM1)的作用机制。
由图分析,CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞的原因是________,再通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用。
【答案】(1)胞外 (2) ①. 刺激小鼠机体产生更多的能分泌特异性抗体的B淋巴细胞,从而提高免疫效果 ②. 既能无限增殖,又能产生特异性抗体的特点 ③. 腹腔内
(3) ①. 与低表达CLDN6细胞相比,随CLDN6-DM1处理浓度的升高,高表达CLDN6细胞活力下降幅度大 ②. CLDN6-DM1与高表达CLDN6细胞上的CLDN6蛋白特异性结合得多,进入细胞中
【解析】
【小问1详解】
CLDN6蛋白是一个跨膜蛋白,包括胞外区、跨膜区和胞内区,其中抗原特性由胞外区决定,因此制备免疫小鼠所用的抗原时,应提取胞外区基因序列用于设计抗原。
【小问2详解】
在制备单克隆抗体时,初次免疫产生的B淋巴细胞数量较少,抗体含量较低。通过间隔多次注射纯化的抗原,可以进行加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的能分泌特异性抗体的B淋巴细胞,从而提高免疫效果。B淋巴细胞能产生特异性抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞能无限增殖,但不能产生抗体。两者融合形成的杂交瘤细胞,继承了双亲细胞的遗传物质,因此具有既能无限增殖,又能产生特异性抗体的特点。筛选出能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞后,可以通过两种方式大量获取单克隆抗体。体外培养:在体外大规模培养杂交瘤细胞,从培养液中提取抗体。体内培养:将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,在腹腔内增殖,然后从小鼠腹水中提取抗体。
【小问3详解】
①据图可知,与低表达CLDN6细胞相比,随CLDN6-DM1处理浓度的升高,高表达CLDN6细胞活力下降幅度大,而相同浓度下IgG-DM1对两种细胞的杀伤作用无明显差异,游离DM1对两种细胞的活力抑制效果相近,因此CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞。
②据图可知,CLDN6-DM1包括3部分,抗体、药物DM1、接头,抗体部分能与高表达CLDN6细胞上的CLDN6蛋白特异性结合得多,进入细胞中,通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用,因此CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞。
19. 根据科学研究发现,乳酸链球菌通过细胞壁上的蛋白酶将牛奶蛋白(如酪蛋白)降解为寡肽,这些寡肽随后被细胞通过特定的寡肽渗透酶(OppA)系统内化,用于细胞生长。为增加OppA基因表达量,研究人员利用质粒和外源片段、强启动子构建了可以高表达OppA的乳酸链球菌菌株。质粒、限制酶识别序列及酶切位点、OppA基因如图所示。请回答下列问题:
(1)结合图示分析,构建OppA基因高表达载体时,应该选择______酶对质粒进行切割,理由是______。
(2)用PCR技术扩增OppA目的基因时,应选用引物______(填序号)。本研究载体使用了乳酸链球菌的复制原点,其目的是______。
(3)已知OppA基因的甲链为编码链(与转录模板链互补的DNA链),甲链的碱基序列为5′-TTACAGCGCTCC-3′,强启动子的碱基序列为5′-CATGC-3′。为便于与质粒连接,请写出OppA基因上游引物的15个碱基序列:5′-______-3′。OppA基因的转录方向是______(填“从左往右”或“从右往左”)。
(4)为了筛选出正确串联了强启动子、OppA基因的重组质粒菌落,研究人员用下表所示含有不同抗生素的平板进行筛选,表中平板类型d加入的抗生素应该是______,得到的M、N、O三类菌落,其生长状况如表中所示(“+”表示生长,“-”表示不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是______。
菌落类型
平板类型
M
N
O
a.无抗生素
+
+
+
b.卡那霉素
−
+
+
c.氨苄青霉素
−
+
−
d
−
+
−
【答案】(1) ①. BamHⅠ、SalⅠ ②. 用这些酶不会破坏全部标记基因(或不会破坏卡那霉素抗性基因)
(2) ①. ②③ ②. 保证载体能在乳酸链球菌细胞中正常复制
(3) ①. GGATCCCATGCTTAC ②. 从左往右
(4) ①. 卡那霉素和氨苄青霉素 ②. O
【解析】
【小问1详解】
图示所用质粒的卡那霉素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因,Hind Ⅲ在这两种标记基因上都有酶切位点,会破坏质粒上的全部标记基因,所以选择Hind Ⅲ进行酶切不合适。图示质粒上,除了Hind Ⅲ,还剩下BamH Ⅰ、Sal Ⅰ的酶切位点,且它们仅破坏氨苄青霉素抗性基因,可以选择BamHⅠ、SalⅠ这两种限制酶切割质粒。
【小问2详解】
PCR扩增时需要一对方向相对的引物,子链DNA的延伸方向是5'→3',引物的3'端必须指向待扩增的DNA区域内部,以保证DNA聚合酶能向模板中间合成新链。引物与碱基互补配对的链方向相反,图中引物①②③④的3'端指向依次是向左、向右、向左、向右,只有引物②③的3'端指向OppA基因区域内部,为所需的引物组合。载体使用乳酸链球菌的复制原点,是为了保证载体能在细胞中复制,也使目的基因能够在细胞中稳定存在并遗传给后代。
【小问3详解】
在(1)中已经分析出在构建重组DNA分子时需要用到BamH I和Sal I识别序列,且看图示转录方向可知BamH I在前,Sal I在后,为了让质粒和OppA基因产生能够互补配对的相同黏性末端,以便在DNA连接酶的作用下将OppA基因定向、准确地插入质粒,需要在扩增OppA基因时,在其中一种引物的5'端添加BamH I识别序列和强启动子。预想在另一种引物的5'端添加Sal I识别序列,但是Sal I在OppA基因内部有酶切位点,不能使用Sal I切割OppA基因,观察、比较限制酶识别序列可知Sal I与Xho I切割后能产生相同的黏性末端,因此在另一种引物的5'端应当添加Xho Ⅰ的识别序列。已知OppA基因甲链的碱基序列为5′-TTACAGCGCTCC-3′,则OppA基因乙链的相应碱基序列为3'-AATGTCGCGAGG-5',,上游引物(即图中的②)5'端与OppA基因乙链的相应碱基序列能进行碱基互补配对,且方向相反,为5'-TTACAGCGCTCC-3'(与甲链的碱基序列相同),再在它5'端加上BamH I识别序列((5'-GGATCC-3')和强启动子的碱基序列(5'-CATGC-3'),OppA基因上游引物的15个碱基序列为5'-GGATCCCATGCTTAC-3'。RNA链的合成方向始终为5→3',这是由RNA聚合酶的催化机制决定的,核苷酸只能添加到RNA链的3'-OH末端。已知OppA基因的甲链为编码链,则乙链为模板链,故图中OppA基因的转录方向是从左往右。
【小问4详解】
在构建重组DNA分子时需要用到BamH I和Sal I切割质粒,它们破坏了质粒上的氨苄青霉素抗性基因,但没有破坏卡那霉素抗性基因,则导入重组质粒的微生物不能在含有氨苄青霉素的培养基上生存,能在含有卡那霉素的培养基上生存。表中平板类型d加入的抗生素应该是卡那霉素和氨苄青霉素。M类菌落只能在无抗生素的培养基上生长,证明它是未导入质粒的菌落;N类菌落能在添加了卡那霉素和氨苄青霉素的培养基上生长,证明它是导入了空载质粒的菌落;O类菌落只能在无抗生素和添加了卡那霉素的培养基上生长,证明它是导入了重组质粒的菌落;根据表中结果判断,应选择的菌落是O。
20. 乳酸菌无氧呼吸过程中第一阶段产生的丙酮酸会在乳酸脱氢酶(LDH)的催化下产生乳酸,科学家通过改造LDH能够高效地生产高纯度的苯乳酸。
(1)科学家拟改造LDH基因成为mLDH基因,需将LDH第52位的酪氨酸替换为亮氨酸,使得活性中心增大,可用于生产苯乳酸。
①先将LDH基因片段连入载体中形成环状质粒,如图。
将突变后的序列设计在引物1中,以环状质粒为PCR的________,再向体系中加入四种脱氧核苷酸(dNTP)、________、________以及碱基替换后的引物进行扩增LDH基因,PCR产物的序列便引入了预期的突变。下列引物序列中符合引物1要求的有________。
A.5'—TGACTGACTAACACTCGGAC—3'
B.5'—TGACTGACAACCACTCGGAC—3'
C.5'—TGACTGACGATCACTCGGAC—3'
D.5'—TGACTGACGAGCACTCGGAC—3'
②上述PCR产物为线性DNA分子,从DNA聚合酶作用角度分析,原因是________;所以改造后的mLDH基因序列位于PCR产物的两侧,需要用________酶将产物两端连接起来,获得含有mLDH基因的质粒。
(2)产生苯乳酸的过程还需FDH酶参与,现需要构建同时含有mLDH、FDH的基因表达载体。根据如图信息,先用限制酶________切割质粒2和空载体,将两种酶切产物连接获得连接产物,再用限制酶________切割质粒1和上一步中的连接产物,连接获得基因表达载体。
(3)上述科学实践属于生物工程中的________工程。
【答案】(1) ①. 模板 ②. 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶) ③. 适宜的缓冲液 ④. AD ⑤. DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,无法催化子链DNA的3'端和5'端之间形成磷酸二酯键 ⑥. DNA连接
(2) ①. NdeI和XhoⅠ ②. NcoⅠ和BamHI
(3)
蛋白质
【解析】
【小问1详解】
①分析题意可知,科学家拟通过PCR技术扩增LDH基因。其模板是环状质粒,需要四种游离的脱氧核苷酸(dNTP)作为原料,利用耐高温的DNA聚合酶催化该过程,还需要适宜的缓冲液。由于亮氨酸的密码子为CUX、UUA、UUG,根据碱基互补配对原则,引物中相同位点(对应题干方框中的“GTA”)对应位点的碱基序列应该是XAG、TAA、CAA(注意方向),其他序列与图中序列相同,AD符合要求,BC不符合要求。故选AD。
②DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,无法催化子链DNA的3'端和5'端之间形成磷酸二酯键,因此以环状质粒为模板扩增得到的产物无法自行环化,最终为线性DNA分子。
题干中扩增得到的PCR产物为链状DNA分子,需要用DNA连接酶将产物两端连接,获得含有mLDH基因的质粒。
【小问2详解】
分析题图可知,质粒1中的mLDH基因适合用NcoⅠ和BamHⅠ切割,质粒2中的FDH适合用XbaⅠ或NdeⅠ和XhoⅠ切割,而空载体中XbaⅠ位点位于启动子中,故不宜选用XbaⅠ。因此,应先用NdeI和XhoⅠ酶切质粒2和空载体,将两种酶切产物连接获得连接产物;再用NcoⅠ和BamHI酶切质粒1和上一步中的连接产物,连接获得基因表达载体。
【小问3详解】
分析题意可知,题干的科学实践中,先设计需要的蛋白质再改造出相应的基因,这属于生物工程中的蛋白质工程。
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高坪中学2026年春季高2024级第二次月考生物试卷
一、单选题(本题共15小题,第1-10小题每题2分,第11-15小题每题4分,共40分)
1. 葡萄糖异构酶(GI)在工业上应用广泛。研究人员以脯氨酸替代葡萄糖异构酶第138位的甘氨酸,其热稳定性有了很大的提高。下列叙述错误的是( )
A. 可对GI基因相关位点碱基进行替换
B. 可将改造后的GI直接导入大肠杆菌中表达
C. 在细胞中合成改造后的GI遵循中心法则
D. 改造后的GI与原GI的空间构象有所差别
2. 下列关于生物技术相关实验操作的描述,正确的是( )
A. 制作酸奶时,要先通气后密封,既能加快乳酸菌繁殖又有利于其发酵
B. 纯化微生物时,所用培养皿、培养基及接种环均需进行灭菌处理
C. 诱导形成愈伤组织时,必须给予适宜温度、pH及光照等环境条件
D. 传代培养动物细胞时,均需先用胰蛋白酶等处理,离心制成细胞悬液后再分瓶培养
3. 某同学利用蓝莓果实制作果醋,图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同
B. 过程①中添加适量果胶酶,有利于提高出汁率
C. 过程②中,为使菌种充分吸收营养物质,需每日多次开盖搅拌
D. 过程③发酵时会产生大量气泡,需拧松瓶盖放气
4. 井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,一定会提高井冈霉素的产量
D. 井冈霉素作为微生物农药来防治水稻病害,有利于农业的可持续发展
5. 如图是在氧气充足的条件下筛选某种营养缺陷型但高产酒精的酿酒酵母的示意图,已知营养缺陷型酵母只能在完全培养基上生长而不能在基本培养基上生长。原位影印是通过无菌绒布将原培养基上菌落保持位置不变接种到新培养基的过程。下列相关描述正确的是( )
A. 进行紫外线处理的目的是对菌液进行消毒
B. ①②④均为完全培养基,可采用干热灭菌的方法
C. C过程应将菌株分别转印至培养基③④,然后用涂布器涂布均匀
D. 要获得高产酒精的酿酒酵母,应该从④中挑取D菌落进行纯化培养
6. 水母雪莲是我国一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
转速/(r/ min)
55
65
75
85
相对生长速率
0.21
0.25
0.26
0.25
细胞干重/(g/L)
7.5
9.7
11.4
9.5
黄酮产量/(g/L)
0.2
0.27
0.32
0.25
A. 该工程技术的生物学原理是植物细胞具有全能性
B. 黄酮不是水母雪莲细胞生长和生存所必需的
C. 悬浮培养目的是提高单个水母雪莲细胞中黄酮含量
D. 转速为85 r/min时不利于细胞分裂,有利于黄酮的积累
7. 如图表示某种哺乳动物受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 图1中各细胞内的DNA分子数目与体细胞中相同
B. 图2和图3中的极体都将继续分裂
C. 图1到图3的过程发生在子宫
D. 受精的标志是图2中出现雌、雄原核
8. 被称为“沙漠之舟”的单峰骆驼在野外几乎灭绝,科研人员为拯救濒危野化单峰骆驼,利用现代生物技术尝试进行人工培育,流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①通常对B驯养单峰骆驼注射性腺激素使其超数排卵
B. 野化单峰骆驼C可以选择雌性个体,也可以选择雄性个体
C. 可用蛋白酶合成促进剂激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
D. 过程④为胚胎移植,需对受体注射免疫抑制剂使胚胎顺利植入
9. 某研究小组以新鲜洋葱为材料进行“DNA粗提取与鉴定”实验。操作流程如下:①组织捣碎后加入研磨液充分研磨;②过滤取滤液,置于4 ℃冰箱静置分层;③取上清液加入等体积预冷的95%酒精;④离心后收集沉淀物;⑤取部分沉淀加NaCl溶解后进行二苯胺鉴定。下列叙述正确的是( )
A. 步骤③中因为DNA不溶于酒精而某些蛋白质可溶,所以冷酒精可使DNA快速析出
B. 步骤⑤鉴定时,直接取④离心收集的沉淀物与二苯胺混合,室温下放置观察颜色变化
C. 若利用提取物进行PCR后,进行琼脂糖凝胶电泳,迁移距离越大的DNA片段相对分子质量越大
D. 步骤②静置后DNA主要存在于沉淀中,需用高浓度NaCl溶液重新溶解
10. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造,可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是 ( )
A. 天然蛋白质合成的过程按照中心法则进行,蛋白质工程与之相反
B. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造时,操作对象是干扰素
C. 经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传
D. 对干扰素的改造遇到的难题之一是干扰素的高级结构十分复杂
11. 如图为利用玉米(2n=20)芽尖细胞进行实验的流程示意图。下列叙述正确的是( )
A. 植株C的性状和植株A相同
B. 植株C体细胞有丝分裂后期染色体数与植株B形成的配子染色体数不同
C. 细胞a和细胞c融合为细胞X,所以细胞X含有两个细胞核
D. 植物体细胞杂交是指细胞a和细胞c诱导形成细胞X的过程
12. 中国科学家利用相关生物学技术,成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 上述过程培育获得的孤雄小鼠的性染色体组成均为XY
B. 甲囊胚内细胞团均等分割可获得具有相同遗传物质的孤雌小鼠
C. 去核卵细胞为孤雄小鼠早期胚胎的发育提供了营养物质
D. 上述技术为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性
13. 某小组通过PCR(假设引物长度为8个碱基,短于实际长度)获得了含有目的基因的DNA片段,并用限制酶进行酶切(如图),再用所得片段与质粒连接成功构建了基因表达载体。下列叙述正确的是( )
A. 其中一个引物序列为3'-TGCGCAGT-5'
B. 步骤①所用的酶是SpeI和CfoI
C. 用步骤①的酶对质粒进行酶切,至少获得2个片段
D. 构建基因表达载体时需要使用限制酶和DNA聚合酶
14. 增强子是可促进基因转录的一小段特殊DNA序列,现用PCR扩增增强子和Bt基因,然后重叠延伸使两片段融合,以实现对 Bt基因表达的调控,如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 增强子中含多个起始密码子以促进基因转录
B. 引物B、C的序列需一致以促进两片段融合
C. DNA 单链B、C 混合后才能延伸出融合片段
D. 为获得大量融合片段可用引物A、D扩增融合片段
15. 基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便进行重组和筛选。如图甲所示,限制酶I的识别序列和切割位点是-↓GATC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切割位点是-G↓GATCC-。图乙展示了将编码四种不同酶的基因OsGLO1、EeCAT、EeGCL和TSR与叶绿体转运肽基因连接,并搭载到农杆菌Ti质粒的T-DNA片段,构建多基因表达载体,最终在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径,从而提高了水稻的产量。根据图示判断下列操作正确的是( )
A. 在图甲过程中,应选择用限制酶I切割质粒,用限制酶Ⅱ切割目的基因
B. 在图甲过程中,应选择用限制酶Ⅱ切割质粒,用限制酶I切割目的基因
C. 图乙中,OsGLO1基因、EeCAT基因的转录模板在DNA分子中的方向相同
D. 应选择用含潮霉素和卡那霉素的选择培养基来筛选转化成功的水稻细胞
二、非选择题(共5题,共60分)
16. 豆汁是北京独有的、久负盛名的传统风味小吃,以其独特的风味及丰富的营养深受当地居民的喜爱。下图是以绿豆为原料制备豆汁的传统工艺流程。混浆操作通常是将老浆直接倒入绿豆乳中,混合浆的沉淀与酸化过程实际属于乳酸发酵,其主要产酸微生物为乳酸菌。回答下列问题:
(1)混合浆发酵时所需的乳酸菌主要来自________。乳酸发酵过程中,能为乳酸菌同时提供碳源和能源的物质主要是________。
(2)欲测定混合浆中乳酸菌的含量多少,研究小组可采用的接种方法是________(填“平板划线法”或“稀释涂布平板法”),该方法测得的结果通常比实际值________(填“偏高”、“偏低”或“相同”),原因是________。
(3)为了筛选出产酸能力强的乳酸菌菌种,研究小组将不同稀释倍数的酸豆汁液接种到MRS固体培养基(添加了质量分数1.5%碳酸钙,遇酸发生反应会出现透明圈)上,在适宜条件下培养一段时间后,应挑取________的菌落进一步纯化和培养。
(4)将上述得到的乳酸菌分别接种到绿豆乳后,在相同条件下,检测相关指标,结果见下表。应优先选取菌株________作为优化发酵工艺的菌种,理由是________。
菌株类型
检测指标
菌株A
菌株B
菌株C
菌株D
絮凝率(%)
51.61
65.42
53.87
61.37
发酵液pH
3.59
4.09
4.15
3.78
豆汁风味
腐味
清香味
清香味
弱清香味
注:絮凝率与淀粉沉降分离速度正相关,淀粉沉降分离速度越快,豆汁品质越佳。
17. 非洲狼尾草光合效率高,为培育高光合效率的水稻新品种,研究人员将粳稻与非洲狼尾草的原生质体融合并培育出杂种幼苗,如图1。研究人员同时开展了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对原生质体融合率的影响实验(已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用),实验结果如图2所示(异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率)。回答下列问题:
(1)图1中,过程①需用________酶处理粳稻与非洲狼尾草的细胞;过程②除了用PEG处理诱导原生质体融合外,还有________(答2点)等具体方法,融合完成的标志是________。
(2)从过程④到过程⑤一般需要更换新的培养基,原因是________,并且过程⑤还需要给予适宜的光照,其作用是________。
(3)分析图2的实验结果,在此基础上,若想要进一步确定诱导粳稻与非洲狼尾草原生质体融合的最适PEG浓度,实验思路是________。
18. 紧密连接蛋白(CLDN6)在乳腺癌、肝癌等多种癌症中特异性高表达,能促进肿瘤发生、生长和迁移等。美登素(DM1)是一种化疗药物,副作用较大。为实现DM1对肿瘤细胞的靶向作用,研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体并构建抗体-药物偶联物(CLDN6-DM1)。回答下列问题:
(1)CLDN6是一种跨膜蛋白,包括胞外区、跨膜区和胞内区,制备免疫小鼠所用的抗原时,应提取________区基因序列用于设计抗原。
(2)制备单克隆抗体时,先将纯化的抗原间隔多次注射到小鼠体内,其目的是________;一段时间后,再取出免疫小鼠的脾细胞与体外培养的骨髓瘤细胞进行诱导融合,并在特定的选择培养基上初筛得到杂交瘤细胞,该细胞的特点是________;再经克隆化培养和抗体检测,将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠________或在体外大规模培养。
(3)将该单克隆抗体与抗癌药物DM1结合构建抗体-药物偶联物(CLDN6-DM1)。用不同浓度的游离DM1、CLDN6-DM1、IgG-DM1(无关抗体-DM1)分别处理高表达CLDN6细胞和低表达CLDN6细胞,检测细胞活力,结果如图。
①由图可知,CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞,依据是________。
②下图表示抗体-药物偶联物(CLDN6-DM1)的作用机制。
由图分析,CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞的原因是________,再通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用。
19. 根据科学研究发现,乳酸链球菌通过细胞壁上的蛋白酶将牛奶蛋白(如酪蛋白)降解为寡肽,这些寡肽随后被细胞通过特定的寡肽渗透酶(OppA)系统内化,用于细胞生长。为增加OppA基因表达量,研究人员利用质粒和外源片段、强启动子构建了可以高表达OppA的乳酸链球菌菌株。质粒、限制酶识别序列及酶切位点、OppA基因如图所示。请回答下列问题:
(1)结合图示分析,构建OppA基因高表达载体时,应该选择______酶对质粒进行切割,理由是______。
(2)用PCR技术扩增OppA目的基因时,应选用引物______(填序号)。本研究载体使用了乳酸链球菌的复制原点,其目的是______。
(3)已知OppA基因的甲链为编码链(与转录模板链互补的DNA链),甲链的碱基序列为5′-TTACAGCGCTCC-3′,强启动子的碱基序列为5′-CATGC-3′。为便于与质粒连接,请写出OppA基因上游引物的15个碱基序列:5′-______-3′。OppA基因的转录方向是______(填“从左往右”或“从右往左”)。
(4)为了筛选出正确串联了强启动子、OppA基因的重组质粒菌落,研究人员用下表所示含有不同抗生素的平板进行筛选,表中平板类型d加入的抗生素应该是______,得到的M、N、O三类菌落,其生长状况如表中所示(“+”表示生长,“-”表示不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是______。
菌落类型
平板类型
M
N
O
a.无抗生素
+
+
+
b.卡那霉素
−
+
+
c.氨苄青霉素
−
+
−
d
−
+
−
20. 乳酸菌无氧呼吸过程中第一阶段产生的丙酮酸会在乳酸脱氢酶(LDH)的催化下产生乳酸,科学家通过改造LDH能够高效地生产高纯度的苯乳酸。
(1)科学家拟改造LDH基因成为mLDH基因,需将LDH第52位的酪氨酸替换为亮氨酸,使得活性中心增大,可用于生产苯乳酸。
①先将LDH基因片段连入载体中形成环状质粒,如图。
将突变后的序列设计在引物1中,以环状质粒为PCR的________,再向体系中加入四种脱氧核苷酸(dNTP)、________、________以及碱基替换后的引物进行扩增LDH基因,PCR产物的序列便引入了预期的突变。下列引物序列中符合引物1要求的有________。
A.5'—TGACTGACTAACACTCGGAC—3'
B.5'—TGACTGACAACCACTCGGAC—3'
C.5'—TGACTGACGATCACTCGGAC—3'
D.5'—TGACTGACGAGCACTCGGAC—3'
②上述PCR产物为线性DNA分子,从DNA聚合酶作用角度分析,原因是________;所以改造后的mLDH基因序列位于PCR产物的两侧,需要用________酶将产物两端连接起来,获得含有mLDH基因的质粒。
(2)产生苯乳酸的过程还需FDH酶参与,现需要构建同时含有mLDH、FDH的基因表达载体。根据如图信息,先用限制酶________切割质粒2和空载体,将两种酶切产物连接获得连接产物,再用限制酶________切割质粒1和上一步中的连接产物,连接获得基因表达载体。
(3)上述科学实践属于生物工程中的________工程。
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