精品解析:四川省泸州市三校联盟2024-2025学年高二下学期第二次联合考试(期末)生物学试题
2026-08-19
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内容正文:
泸州市三校联盟2025年高二下学期第二次联合考试生物学试题
(试卷满分:100分 考试用时:75分钟)
第Ⅰ卷 选择题部分(共45分)
一、单项选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。)
1. 下列有关生命系统的结构层次的叙述,正确的是( )
A. 大熊猫和它的生存环境一起形成群落,不同群落的集合就是生态系统
B. 大熊猫细胞中的化合物参与生命活动,这些化合物既是系统,也是生命系统
C. 动物、植物和微生物的生命系统层次不完全相同,它们最小的层次均为细胞
D. 病毒的生命活动离不开细胞结构,单细胞生物既是细胞层次又是个体层次
2. 硝基体是单细胞藻类吞噬固氮细菌产生的一种细胞器,硝基体结构、功能与固氮细菌高度相似。硝基体为单细胞藻类提供含氮的养料,单细胞藻类细胞核基因编码的蛋白质可以进入硝基体并增强其固氮能力。下列分析正确的是( )
A. 硝基体内不存在其他细胞器
B. 硝基体内存在DNA与蛋白质的复合物
C. 硝基体内的蛋白质均由固氮细菌基因编码
D. 硝基体与单细胞藻类之间是互利共生关系
3. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 抗体属于分泌蛋白,其在细胞内转运与细胞骨架相关
B. 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,其不能用于合成磷脂
C. 腺苷是细胞中重要的化合物,其组成元素与DNA相同
D. 动植物细胞中均含有葡萄糖,可以用斐林试剂来检测确定
4. 三位科学家在“计算蛋白质设计”和“蛋白质结构预测”方面的研究成果获2024年诺贝尔化学奖,以表彰他们在蛋白质研究方面的贡献。下列有关蛋白质的叙述正确的是( )
A. 蛋白质分子的多样性由氨基酸之间的连接方式决定
B. 某氨基酸的分子式为C5H11O2N,则该氨基酸的R基为−C3H7
C. 蛋白质经过加热变性后,无法与双缩脲试剂发生紫色反应
D. 当蛋白质和细胞内的其他分子相互作用时,其空间结构的改变不能恢复
5. 独流老醋为中国三大名醋之一,其由高粱等原料经蒸煮、糖化、酒精发酵、醋酸发酵、过滤等工序酿造而成。下列说法错误的是( )
A. 在酒精发酵、醋酸发酵阶段,发酵液pH均会下降
B. 在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵需升高温度,增加通气量
C. 若醋酸菌以酒精发酵的产物作为碳源,其发酵过程会产生大量气泡
D. 在醋酸发酵阶段的发酵液中,液面处醋酸菌密度大于瓶底处的醋酸菌密度
6. 吃腐烂水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关,某研究小组致力于研究健康饮食,设计实验探究腐烂苹果不同区域微生物的种类和数量以及烂果毒性,实验基本步骤如图所示。请据此判断以下说法正确的是( )
A. 根据本实验探究目的,步骤二采用的接种方法是平板划线法
B. 步骤三在适宜环境下培养8小时即可统计出不同菌液中全部微生物的种类和数量值
C. 若菌落的种类和数量为①>②>③>④>⑤,则离腐烂部位越远的果肉中毒素含量越低
D. 若编号为⑤的部位微生物的数量极少,则切掉①~④后的苹果就可以放心食用
7. 科学家利用如图所示的液态厌氧发酵工艺,实现了利用乙醇梭菌高效生产乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白。下列叙述正确的是( )
A. 优良的乙醇梭菌可从自然界筛选,也可通过基因工程育种改良性状
B. 乙醇梭菌属于异养型生物,扩大培养时需要外界提供有机物作为碳源
C. 发酵过程中,可先通气再进行密闭,以提高乙醇梭菌的数量
D. 若要获得乙醇梭菌的单细胞蛋白,需将细胞进行去壁、破碎等操作
8. 紫花苜蓿(2n=32)是利用最广泛的豆科牧草,但青饲易造成家畜臌胀病。百脉根(2n=24)富含缩合单宁,能防止反刍动物臌胀病的发生。为了改良苜蓿饲用品质,研究人员采用植物体细胞杂交技术培育抗臌胀病型苜蓿,过程如下图。相关叙述正确的是( )
A. 过程①可选择胰蛋白酶,但一定要注意酶的浓度及作用的时长
B. 过程②降低了紫花苜蓿和百脉根原生质体的活性,其目的是降低杂种愈伤组织细胞的活力
C. 与单一PEG诱导融合相比,过程③使用PEG−高Ca2+−高pH法可提高原生质体融合的特异性
D. 过程⑤获得的杂种植物功效有差异的可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等
9. 我国科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的雌性小鼠,且能正常生殖产生后代,这在世界上属首例,其有关技术路线如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 通常用雌激素对母鼠进行处理可获得更多的卵母细胞
B. 取囊胚的内细胞团进行培养可构建孤雌单倍体胚胎干细胞系
C. 第2阶段原核形成时,卵母细胞已完成了减数第二次分裂
D. 将精子注入去核的MⅡ期的卵母细胞可培养出孤雄单倍体胚胎干细胞
10. 我国在胚胎移植领域的成果已处于国际前沿,尤其在异种器官移植和高效繁育技术上。2025年3月,基因编辑猪肾脏成功移植到终末期肾病患者体内(技术流程见下图),术后血肌酐恢复正常,成为亚洲首例活体异种肾移植案例。下列相关叙述错误的是( )
①从猪耳提取体细胞→②基因编辑→③构建胚胎→④移植至代孕母猪体内→培育出无病原体供体
A. 步骤①获得的体细胞培养时,为保证细胞正常增殖,往往要加入动物血清
B. 步骤②基因编辑的目标之一是消除猪细胞表面引发人免疫排斥的关键抗原
C. 步骤③构建胚胎,需要利用体细胞核移植技术、电融合以及早期胚胎培养
D. 为提高步骤④成功率,应对代孕母猪进行同期发情处理,使用免疫抑制剂
11. 一般情况下,限制酶的识别序列越长,在DNA中出现的概率越低,切割频率越小。限制酶K的识别序列为5′-A↓ATATT-3',限制酶L识别序列为5'-GC↓GC-3'。下列叙述正确的是( )
A. 若DNA中碱基随机分布,限制酶L的识别序列在DNA中出现的理论概率是限制酶K的16倍
B. 限制酶K的识别序列更长,故其在不同DNA分子中的切割频率都低于限制酶I
C. 限制酶K的识别序列富含A-T碱基对,表明其切割活性依赖于DNA双链的局部解旋能力
D. 限制酶K和L切割DNA后产生的片段可被T4DNA连接酶“缝合”成一个新的DNA片段
12. 反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 反向PCR应选择引物1和引物4进行PCR扩增
B. 设计的引物中GC含量较高,则复性的温度也应该提高
C. PCR产物是包含已知序列和所有未知序列的环状DNA分子
D. 整个过程需用到限制酶、DNA连接酶和耐高温的DNA聚合酶
13. 某团队为提升猪α干扰素(PoIFN-α)的抗病毒活性,针对其8个关键氨基酸位点进行改造,构建突变体PoIFN-α8s。测序显示,改造后的DNA非模板链序列第5位点由“TAC”突变为“TGC”,导致编码的氨基酸由酪氨酸变为半胱氨酸,其余位点突变未改变氨基酸种类。下列分析错误的是( )
A. 提升猪α干扰素的抗病毒活性是通过改造基因来完成的
B. 第5位点突变可能导致猪α干扰素的空间结构发生改变
C. 密码子AUG、ACG决定的氨基酸依次是酪氨酸、半胱氨酸
D. 其余位点突变未改变氨基酸种类与密码子的简并性有关
14. 基因工程技术在迅猛发展,为人类的生产生活带来很多便利,但同时也带来了一些安全性问题,下列说法正确的是( )
A. 乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与药用蛋白启动子重组后导入动物的受精卵中
B. 将外源生长素基因导入鲤鱼中可提高鲤鱼的生长速度
C. 通过基因组编辑技术可以设计完美试管婴儿
D. 在转基因研究中,科学家通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性来防止基因污染
15. 近年来,我国科研工作者统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,积极选育适宜抗旱杂交稻品种,实现了“水稻上山”,开辟了稻谷生产新途径,形成了新的种植模式。下列相关叙述错误的是( )
A. “水稻上山”主要体现了生态工程中的整体原理
B. 适宜旱种的杂交稻品种的培育成功不能丰富物种多样性
C. “水稻上山”需要退林还耕、退草还田,提高了生态系统的抵抗力稳定性
D. 若新的种植模式能提高水稻产量,则能间接减小生态足迹
第Ⅱ卷 非选择题部分(共55分)
二、非选择题(本题共5个大题,除标注外,每空2分,共55分。)
16. 在农业生产中,施肥是提高作物产量的重要手段。农民会根据矿质元素对作物所起的生理功能,结合作物的需肥规律,适时地、适量地施肥。如钾肥能促进糖分转化和运输,使光合产物迅速运到种子;磷肥能促进各种代谢正常进行,提高作物的抗寒性和抗旱性。请回答下列问题:
(1)磷在细胞内以磷酸基团的形式存在于有机化合物_____________中。(写出两种即可)
(2)光合作用的产物除淀粉外,还有一部分是___________(填一种二糖),可运输到植株各处。
(3)下表为花生各生育期的钾吸收量(%),花生在___________期钾肥吸收量为最高,其原因是__________________________________________。
生育期
苗期
结荚期
成熟期
K
6.7
66.4
4.7
(4)传统农业根据植物的元素缺乏症,往往会向农田投入化肥。但这样做有时仍会导致减产,原因可能是_____________________________。(答出两点即可)
17. 青霉素发酵是高耗氧过程,发酵过程中给微生物持续高效地供氧是保证青霉素持续高产的关键。血红蛋白具有很强的携带O2的能力,将其引入青霉菌是提高青霉素产能的思路之一、血红蛋白不仅存在于人和动物的红细胞中,某些细菌(如透明颤菌)细胞中也存在。研究人员为了将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌,设计了如下图所示的方案。回答下列问题:
注:某氨基酸缺陷型菌株是指该菌株在缺少该种氨基酸的培养基上会暂停生长。
(1)青霉菌在代谢过程产生的青霉素具有杀菌作用,有同学认为无需对培养液进行严格灭菌,请评价该观点并说明原因______________________________。
(2)上述②采用的接种方法是_________,步骤③往培养基中添加的甲硫氨酸,得到的平板中菌落较_________(填“大”或“小”)的菌株即为甲硫氨酸营养缺陷型菌株。
(3)简述图中步骤⑧从融合细胞中筛选目的菌株的基本思路______________________________。
(4)除上述方案,请再提出一种将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌的手段________________________。
18. 土地盐碱化不但造成了资源的破坏,农业生产的巨大损失,而且还对生态环境构成威胁。另外,盐碱化过程通常与荒漠化过程相伴生,甚至相互促进、相互转化。_下图是培养耐盐植株的实验流程图。请回答下列问题:
(1)在一定的营养和激素等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去特有的结构和功能,转变为未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织,该组织称为__________。
(2)用射线处理愈伤组织而不直接处理茎段的原因是_______________________,处理2中添加的物质X为________。
(3)培育脱毒苗时,一般选择植物的分生区组织进行组织培养,原因是__________________。
(4)无菌技术也是成功诱导出耐盐植株的重要因素,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 ④三角锥形瓶 ⑤接种环 ⑥茎段
19. 不孕不育症给许多家庭带来了困扰,对于不能生育的夫妇,可借助试管婴儿技术生育后代。发展至今,试管婴儿技术主要有以下四代,其中,第二至四代是在第一代的基础上,针对不同问题发展而来。
第一代试管婴儿技术,需先对女性实行促排卵,再取女性卵子与丈夫的多个精子体外共培养,完成受精后将受精卵培育为早期胚胎再移植回女方子宫内;
第二代试管婴儿技术又称为卵胞浆内单精子注射技术,在显微镜下将单个精子直接注射到卵细胞胞浆内形成受精卵,其他过程与一代相同;
第三代试管婴儿技术主要针对夫妇患有遗传病的情况,需对移植的早期胚胎进行遗传学筛查,可有效防止遗传病患儿或缺陷儿的妊娠及出生;
第四代试管婴儿技术过程如图所示:
请回答下列问题:
(1)体外受精时,需将精子进行________处理,胚胎移植时选择的早期胚胎为________,移植成功的免疫学基础是_____________________________________。
(2)若不孕不育夫妇的情况为:女方一切正常,男方精子质量不佳、精子数量严重不足。此时应选择第______代试管婴儿技术进行治疗。
(3)第四代试管婴儿技术过程中涉及到的胚胎工程技术有_____________。我国法律明确规定禁止使用第四代试管婴儿技术,根据资料,从受精卵遗传物质来源的角度分析,原因是________________。
20. 科研人员尝试利用鸡新城疫病毒(HB1)基因和传染性支气管炎病毒(H120)基因,采用基因工程技术培育转基因工程菌,以制备二联体疫苗,所需要的限制酶的识别序列和切割位点如表所示,培育流程如图所示。
限制酶
Bcl I
Pvit II
Xba I
Sau3A I
识别序列和切割位点(5′−3′)
T↓GATCA
CAG↓CTG
T↓CTAGA
↓GATC
(1)根据图示信息,应选用限制酶___________________切割质粒,不宜选用限制酶Sau3A I的原因是________________________________________________。
(2)为保证融合基因与质粒的正向连接,在设计PCR引物时,应在b链对应引物上端添加限制酶_______(填种类)的识别序列。根据图表信息,写出该引物的12个碱基序列5′−_______−3′。
(3)为筛选出导入了基因表达载体的大肠杆菌,培养基甲和培养基乙中分别应添加____________、____________(均选填“四环素”或“青霉素”),菌落__________(填图中数字)中的大肠杆菌可用来制备疫苗。
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泸州市三校联盟2025年高二下学期第二次联合考试生物学试题
(试卷满分:100分 考试用时:75分钟)
第Ⅰ卷 选择题部分(共45分)
一、单项选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。)
1. 下列有关生命系统的结构层次的叙述,正确的是( )
A. 大熊猫和它的生存环境一起形成群落,不同群落的集合就是生态系统
B. 大熊猫细胞中的化合物参与生命活动,这些化合物既是系统,也是生命系统
C. 动物、植物和微生物的生命系统层次不完全相同,它们最小的层次均为细胞
D. 病毒的生命活动离不开细胞结构,单细胞生物既是细胞层次又是个体层次
【答案】D
【解析】
【详解】A、群落是同一时间、同一区域内所有生物种群的集合,生态系统是群落与其生存的无机环境共同组成的,仅大熊猫(一个种群)和其生存环境不能构成群落,A错误;
B、生命系统的最基本层次是细胞,细胞中的化合物属于系统,但不具备生命特征,不属于生命系统的范畴,B错误;
C、动物、植物、微生物的生命系统层次确实不完全相同,但微生物中的病毒没有细胞结构,不具有细胞这一生命系统层次,并非三者的最小层次均为细胞,C错误;
D、病毒没有细胞结构,必须寄生在活细胞中才能完成各项生命活动;单细胞生物仅由一个细胞构成完整个体,因此既属于细胞层次,又属于个体层次,D正确。
2. 硝基体是单细胞藻类吞噬固氮细菌产生的一种细胞器,硝基体结构、功能与固氮细菌高度相似。硝基体为单细胞藻类提供含氮的养料,单细胞藻类细胞核基因编码的蛋白质可以进入硝基体并增强其固氮能力。下列分析正确的是( )
A. 硝基体内不存在其他细胞器
B. 硝基体内存在DNA与蛋白质的复合物
C. 硝基体内的蛋白质均由固氮细菌基因编码
D. 硝基体与单细胞藻类之间是互利共生关系
【答案】B
【解析】
【分析】真核生物具有细胞核和众多细胞器,核糖体是合成蛋白质的场所。线粒体和叶绿体都具有一定的自主性,其起源与内共生学说有关。
【详解】A、硝基体是由单细胞藻类吞噬固氮细菌产生的细胞器,其结构与原核生物类似,硝基体内存在核糖体这种细胞器,A错误;
B、硝基体是由单细胞藻类吞噬固氮细菌产生的细胞器,进行转录时,DNA与RNA聚合酶(化学本质为蛋白质)结合形成复合物,B正确;
C、硝基体内的部分蛋白质可以由单细胞藻类细胞核基因编码,如单细胞藻类细胞核基因编码的蛋白质可以进入硝基体并增强其固氮能力,C错误;
D、硝基体是单细胞藻类吞噬固氮细菌产生的一种细胞器,与单细胞藻类不存在种间关系,D错误。
故选B。
3. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 抗体属于分泌蛋白,其在细胞内转运与细胞骨架相关
B. 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,其不能用于合成磷脂
C. 腺苷是细胞中重要的化合物,其组成元素与DNA相同
D. 动植物细胞中均含有葡萄糖,可以用斐林试剂来检测确定
【答案】A
【解析】
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,可参与细胞内的物质运输等生命活动,抗体属于分泌蛋白,其在细胞内的转运过程与细胞骨架相关,A正确;
B、植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,磷脂的组成成分包含甘油、脂肪酸等,因此不饱和脂肪酸可作为原料合成磷脂,B错误;
C、腺苷由腺嘌呤和核糖组成,组成元素为C、H、O、N,DNA的组成元素为C、H、O、N、P,二者组成元素不同,C错误;
D、斐林试剂在水浴加热条件下可与还原糖反应产生砖红色沉淀,葡萄糖是还原糖,但果糖、麦芽糖等也属于还原糖,均能和斐林试剂发生反应,因此无法用斐林试剂确定检测到的还原糖就是葡萄糖,D错误。
4. 三位科学家在“计算蛋白质设计”和“蛋白质结构预测”方面的研究成果获2024年诺贝尔化学奖,以表彰他们在蛋白质研究方面的贡献。下列有关蛋白质的叙述正确的是( )
A. 蛋白质分子的多样性由氨基酸之间的连接方式决定
B. 某氨基酸的分子式为C5H11O2N,则该氨基酸的R基为−C3H7
C. 蛋白质经过加热变性后,无法与双缩脲试剂发生紫色反应
D. 当蛋白质和细胞内的其他分子相互作用时,其空间结构的改变不能恢复
【答案】B
【解析】
【详解】A、蛋白质分子的多样性由氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构决定,所有氨基酸之间的连接方式均为脱水缩合形成肽键,是统一的,与多样性无关,A错误;
B、组成蛋白质的氨基酸的结构通式为C2H4O2N-R,将题干给出的氨基酸分子式C5H11O2N减去通式的公共部分,可得R基为-C3H7,B正确;
C、蛋白质加热变性仅破坏其空间结构,肽键并未断裂,双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应,因此变性蛋白质仍能和双缩脲试剂反应,C错误;
D、蛋白质和细胞内其他分子相互作用时,空间结构的改变通常是可逆的,例如载体蛋白转运物质、酶与底物结合后,空间结构均可恢复,D错误。
5. 独流老醋为中国三大名醋之一,其由高粱等原料经蒸煮、糖化、酒精发酵、醋酸发酵、过滤等工序酿造而成。下列说法错误的是( )
A. 在酒精发酵、醋酸发酵阶段,发酵液pH均会下降
B. 在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵需升高温度,增加通气量
C. 若醋酸菌以酒精发酵的产物作为碳源,其发酵过程会产生大量气泡
D. 在醋酸发酵阶段的发酵液中,液面处醋酸菌密度大于瓶底处的醋酸菌密度
【答案】C
【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。醋酸发酵的主要菌种是醋酸菌。
【详解】A、酒精发酵阶段会产生CO2,使发酵液pH下降,醋酸发酵阶段会产生醋酸,也会使发酵液pH下降,故在酒精发酵、醋酸发酵阶段,发酵液pH均会下降,A正确;
B、醋酸菌是好氧细菌,且其最适生长温度高于酵母菌的,故在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵需升高温度,增加通气量,B正确;
C、若醋酸菌以酒精发酵的产物作为碳源,其发酵过程无CO2产生,不会产生大量气泡,C错误;
D、醋酸菌是好氧细菌,故在醋酸发酵阶段的发酵液中,液面处醋酸菌密度大于瓶底处的醋酸菌密度,D正确。
故选C。
6. 吃腐烂水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或更严重的症状,这可能与微生物代谢产生的毒素有关,某研究小组致力于研究健康饮食,设计实验探究腐烂苹果不同区域微生物的种类和数量以及烂果毒性,实验基本步骤如图所示。请据此判断以下说法正确的是( )
A. 根据本实验探究目的,步骤二采用的接种方法是平板划线法
B. 步骤三在适宜环境下培养8小时即可统计出不同菌液中全部微生物的种类和数量值
C. 若菌落的种类和数量为①>②>③>④>⑤,则离腐烂部位越远的果肉中毒素含量越低
D. 若编号为⑤的部位微生物的数量极少,则切掉①~④后的苹果就可以放心食用
【答案】C
【解析】
【详解】A、本实验需要统计微生物的数量,平板划线法仅可用于微生物的分离纯化,无法实现计数,统计数量应采用稀释涂布平板法,A错误;
B、不同微生物的菌落形成所需时间存在差异,且部分微生物无法在该实验所用培养基上生长繁殖,仅培养8小时不能统计出菌液中全部微生物的种类和数量,B错误;
C、①是离腐烂部位最近的区域,⑤是离腐烂部位最远的区域,菌落种类和数量随离腐烂部位距离增加而递减,说明离腐烂部位越远微生物越少,微生物代谢产生的毒素含量也越低,C正确;
D、微生物产生的毒素可在果肉中扩散,即使编号⑤的区域微生物数量极少,仍可能已经积累了扩散过来的毒素,食用后仍有中毒风险,不能放心食用,D错误。
7. 科学家利用如图所示的液态厌氧发酵工艺,实现了利用乙醇梭菌高效生产乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白。下列叙述正确的是( )
A. 优良的乙醇梭菌可从自然界筛选,也可通过基因工程育种改良性状
B. 乙醇梭菌属于异养型生物,扩大培养时需要外界提供有机物作为碳源
C. 发酵过程中,可先通气再进行密闭,以提高乙醇梭菌的数量
D. 若要获得乙醇梭菌的单细胞蛋白,需将细胞进行去壁、破碎等操作
【答案】A
【解析】
【详解】A、优良的微生物菌株既可以从自然界中直接筛选获得,也可以通过基因工程育种实现性状的定向改良,A正确;
B、由题图可知,发酵时仅提供含无机盐的培养基和CO、CO₂等无机碳源即可满足乙醇梭菌的生长需求,说明乙醇梭菌属于自养型生物,不需要外界提供有机物作为碳源,B错误;
C、乙醇梭菌为厌氧型生物,氧气会抑制其代谢甚至导致其死亡,发酵过程全程需要保持无氧环境,不能通气,C错误;
D、单细胞蛋白指的是微生物菌体本身,仅需将菌体从发酵液中分离、干燥即可获得,不需要进行去壁、破碎操作,去壁、破碎是提取胞内代谢产物的操作,D错误。
8. 紫花苜蓿(2n=32)是利用最广泛的豆科牧草,但青饲易造成家畜臌胀病。百脉根(2n=24)富含缩合单宁,能防止反刍动物臌胀病的发生。为了改良苜蓿饲用品质,研究人员采用植物体细胞杂交技术培育抗臌胀病型苜蓿,过程如下图。相关叙述正确的是( )
A. 过程①可选择胰蛋白酶,但一定要注意酶的浓度及作用的时长
B. 过程②降低了紫花苜蓿和百脉根原生质体的活性,其目的是降低杂种愈伤组织细胞的活力
C. 与单一PEG诱导融合相比,过程③使用PEG−高Ca2+−高pH法可提高原生质体融合的特异性
D. 过程⑤获得的杂种植物功效有差异的可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①是去除植物细胞壁获得原生质体,植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,需用纤维素酶和果胶酶处理;胰蛋白酶是动物细胞培养时用于分散动物细胞的酶,不能用于植物原生质体制备,A错误;
B、过程②用IOA和R-6G分别处理两种原生质体,可使未融合的亲本原生质体代谢受抑制无法分裂,仅融合的杂种细胞可实现代谢互补存活增殖,目的是筛选杂种细胞,并非降低杂种愈伤组织的活力,B错误;
C、PEG诱导融合和PEG−高Ca2+-高pH法均为原生质体融合的诱导方法,二者均无融合特异性,融合过程是随机的,后者仅能提高融合效率,无法提高融合特异性,C错误;
D、杂种细胞形成及增殖过程中可能发生染色体丢失、重组,且遗传物质的表达存在调控差异,因此过程⑤获得的杂种植株功效可能存在差异,D正确。
9. 我国科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1母亲0父亲”的雌性小鼠,且能正常生殖产生后代,这在世界上属首例,其有关技术路线如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 通常用雌激素对母鼠进行处理可获得更多的卵母细胞
B. 取囊胚的内细胞团进行培养可构建孤雌单倍体胚胎干细胞系
C. 第2阶段原核形成时,卵母细胞已完成了减数第二次分裂
D. 将精子注入去核的MⅡ期的卵母细胞可培养出孤雄单倍体胚胎干细胞
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:第1阶段,未减数分裂的卵母细胞经相关酶处理并刺激其进行过程①所示的减数分裂形成卵细胞,体外培养的卵细胞进行过程②所示的有丝分裂和细胞分化形成孤雌单倍体囊胚,从该囊胚中取内细胞团通过过程③体外构建孤雌单倍体胚胎干细胞。第2阶段,孤雌单倍体胚胎干细胞入卵后,形成雄原核的同时,卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核,第2阶段原核形成的图中有两个极体、雌原核和雄原核,说明卵母细胞已完成了减数分裂。
【详解】A、通常用促性腺激素对母鼠进行处理可获得更多的卵母细胞,A错误;
B、内细胞团可发育成胎儿的各组织、器官,因此取囊胚的内细胞团进行培养可构建孤雌单倍体胚胎干细胞系,B正确;
C、图中形成了两个原核时,有两个极体(或第二极体)形成,卵母细胞已完成了减数第二次分裂,C正确;
D、将精子注入去核的MⅡ期的卵母细胞可培养出孤雄单倍体胚胎干细胞,D正确。
故选A。
10. 我国在胚胎移植领域的成果已处于国际前沿,尤其在异种器官移植和高效繁育技术上。2025年3月,基因编辑猪肾脏成功移植到终末期肾病患者体内(技术流程见下图),术后血肌酐恢复正常,成为亚洲首例活体异种肾移植案例。下列相关叙述错误的是( )
①从猪耳提取体细胞→②基因编辑→③构建胚胎→④移植至代孕母猪体内→培育出无病原体供体
A. 步骤①获得的体细胞培养时,为保证细胞正常增殖,往往要加入动物血清
B. 步骤②基因编辑的目标之一是消除猪细胞表面引发人免疫排斥的关键抗原
C. 步骤③构建胚胎,需要利用体细胞核移植技术、电融合以及早期胚胎培养
D. 为提高步骤④成功率,应对代孕母猪进行同期发情处理,使用免疫抑制剂
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程的操作步骤:(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、在动物细胞培养过程中,由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此在培养时,通常需要在培养基中加入动物血清等天然成分,以保证细胞的正常增殖。所以步骤①获得的体细胞培养时,为保证细胞正常增殖,往往要加入动物血清,A正确;
B、异种器官移植面临的主要问题之一是免疫排斥反应,猪细胞表面存在一些引发人免疫排斥的关键抗原。基因编辑的目标之一就是对这些关键抗原进行改造或消除,从而降低免疫排斥反应的发生,提高移植的成功率。所以步骤②基因编辑的目标之一是消除猪细胞表面引发人免疫排斥的关键抗原,B正确;
C、构建用于异种器官移植的胚胎,需要利用体细胞核移植技术将供体体细胞的细胞核移植到去核卵细胞中,形成重组细胞;然后通过电融合等方法激活重组细胞使其分裂发育;最后进行早期胚胎培养,使其发育到一定阶段。所以步骤③构建胚胎,需要利用体细胞核移植技术、电融合以及早期胚胎培养,C正确;
D、为提高步骤④代孕的成功率,应对代孕母猪进行同期发情处理,使代孕母猪的子宫生理状态与供体胚胎相适应,为胚胎植入创造良好的条件。但代孕母猪不会对移植的胚胎产生免疫排斥反应,D错误。
故选D。
11. 一般情况下,限制酶的识别序列越长,在DNA中出现的概率越低,切割频率越小。限制酶K的识别序列为5′-A↓ATATT-3',限制酶L识别序列为5'-GC↓GC-3'。下列叙述正确的是( )
A. 若DNA中碱基随机分布,限制酶L的识别序列在DNA中出现的理论概率是限制酶K的16倍
B. 限制酶K的识别序列更长,故其在不同DNA分子中的切割频率都低于限制酶I
C. 限制酶K的识别序列富含A-T碱基对,表明其切割活性依赖于DNA双链的局部解旋能力
D. 限制酶K和L切割DNA后产生的片段可被T4DNA连接酶“缝合”成一个新的DNA片段
【答案】A
【解析】
【分析】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。
【详解】A、已知DNA中碱基随机分布,且DNA的碱基有4种(A、T、C、G)。 限制酶L的识别序列为5'-GC↓GC-3',共4个碱基,其在DNA中出现的理论概率为 (1/4) 4 。 限制酶K的识别序列为5'-A↓ATATT-3',共6个碱基,其在DNA中出现的理论概率为(1/4)6。 计算(1/4)4÷(1/4)6=(1/4)4−6=(1/4)−2=42=16,即限制酶L的识别序列在DNA中出现的理论概率是限制酶K的16倍,A正确;
B、虽然限制酶K的识别序列更长,在一般情况下,识别序列越长,在DNA中出现的概率越低,切割频率越小。但不同DNA分子的碱基序列不同,若某DNA分子中限制酶K的识别序列较多,而限制酶L的识别序列较少,那么限制酶K在该DNA分子中的切割频率可能高于限制酶L,B错误;
C、限制酶的切割活性依赖于其特定的空间结构和作用机制,而不是依赖于DNA双链的局部解旋能力,C错误;
D、限制酶K和L切割DNA后产生的片段末端不互补,只有互补的末端或都是平末端才能被 T4DNA连接酶“缝合”成一个新的DNA片段,D错误。
故选A。
12. 反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 反向PCR应选择引物1和引物4进行PCR扩增
B. 设计的引物中GC含量较高,则复性的温度也应该提高
C. PCR产物是包含已知序列和所有未知序列的环状DNA分子
D. 整个过程需用到限制酶、DNA连接酶和耐高温的DNA聚合酶
【答案】C
【解析】
【详解】A、DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,要扩增已知序列两侧的未知序列,需选择引物1和引物4,二者向外侧延伸可覆盖未知序列,A正确;
B、G与C之间通过3个氢键连接,引物中GC含量越高,DNA双链稳定性越高,复性所需温度也越高,B正确;
C、PCR扩增的产物为线性双链DNA分子,并非环状DNA,C错误;
D、该过程首先需用限制酶切割获得线性DNA片段,再用DNA连接酶处理得到环化DNA,PCR扩增过程需要耐高温的DNA聚合酶催化子链合成,D正确。
故选C。
13. 某团队为提升猪α干扰素(PoIFN-α)的抗病毒活性,针对其8个关键氨基酸位点进行改造,构建突变体PoIFN-α8s。测序显示,改造后的DNA非模板链序列第5位点由“TAC”突变为“TGC”,导致编码的氨基酸由酪氨酸变为半胱氨酸,其余位点突变未改变氨基酸种类。下列分析错误的是( )
A. 提升猪α干扰素的抗病毒活性是通过改造基因来完成的
B. 第5位点突变可能导致猪α干扰素的空间结构发生改变
C. 密码子AUG、ACG决定的氨基酸依次是酪氨酸、半胱氨酸
D. 其余位点突变未改变氨基酸种类与密码子的简并性有关
【答案】C
【解析】
【分析】转录是以DNA的一条链为模板根据碱基互补配对形成RNA的过程。mRNA上每三个相邻的碱基决定一个氨基酸,为一个密码子,即密码子中碱基与DNA模板链中碱基互补。
【详解】A、因为对编码猪α干扰素的基因进行改造,从而构建突变体提升其抗病毒活性,所以提升猪α干扰素的抗病毒活性是通过改造基因来完成的,A正确;
B、第5位点氨基酸由酪氨酸变为半胱氨酸,氨基酸的改变可能会影响蛋白质的空间结构,所以第5位点突变可能导致猪α干扰素的空间结构发生改变,B正确;
C、DNA非模板链第5位点由“TAC”突变为“TGC”,则模板链由“ATG”突变为“ACG”,转录形成的密码子由“UAC”变为“UGC”,所以密码子“UAC”决定的是酪氨酸,“UGC”决定的氨基酸是半胱氨酸,C错误;
D、由于密码子具有简并性,即一种氨基酸可能由多种密码子决定,所以其余位点突变未改变氨基酸种类与密码子的简并性有关,D正确。
故选C。
14. 基因工程技术在迅猛发展,为人类的生产生活带来很多便利,但同时也带来了一些安全性问题,下列说法正确的是( )
A. 乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与药用蛋白启动子重组后导入动物的受精卵中
B. 将外源生长素基因导入鲤鱼中可提高鲤鱼的生长速度
C. 通过基因组编辑技术可以设计完美试管婴儿
D. 在转基因研究中,科学家通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性来防止基因污染
【答案】D
【解析】
【分析】1、动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台,使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺,利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力,在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称;
2、乳腺生物反应器是最理想的生物反应器,它的优点:(1)药物蛋白只在乳腺内,对动物的生理活动不影响;(2)长期收集也不会对动物造成伤害;(3)产品成本低;(4)无论纯化还是使用都很方便。
【详解】A、乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,通过显微注射等方法导入哺乳动物的受精卵中,A错误;
B、生长素是植物激素,对动物不起作用。将外源生长激素基因导入鲤鱼中,可提高鲤鱼的生长速度,B错误;
C、目前的技术水平还无法通过基因组编辑技术设计出完美的试管婴儿,且“设计试管婴儿”存在伦理争议等诸多问题,C错误;
D、在转基因研究中,科学家通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性,这样花粉就不能正常受精,从而防止基因污染,D正确。
故选D。
15. 近年来,我国科研工作者统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,积极选育适宜抗旱杂交稻品种,实现了“水稻上山”,开辟了稻谷生产新途径,形成了新的种植模式。下列相关叙述错误的是( )
A. “水稻上山”主要体现了生态工程中的整体原理
B. 适宜旱种的杂交稻品种的培育成功不能丰富物种多样性
C. “水稻上山”需要退林还耕、退草还田,提高了生态系统的抵抗力稳定性
D. 若新的种植模式能提高水稻产量,则能间接减小生态足迹
【答案】C
【解析】
【分析】生态工程的原理包括自生、循环、协调、整体原理。生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、水稻上山统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系体现整体原理,A正确;
B、适宜早种的杂交稻品种的培育并没有形成新物种,因此没有增加物种多样性,B正确;
C、抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰使自身的结构与功能保持原状的能力,“水稻上山”需要退林还耕、退草还田,减少了物种丰富度,因此降低了生态系统的抵抗力稳定性,C错误;
D、若新的种植模式能提高水稻产量,则养活现有人口所需的土地面积减小,相当于减小了生态足迹,D正确。
故选C。
第Ⅱ卷 非选择题部分(共55分)
二、非选择题(本题共5个大题,除标注外,每空2分,共55分。)
16. 在农业生产中,施肥是提高作物产量的重要手段。农民会根据矿质元素对作物所起的生理功能,结合作物的需肥规律,适时地、适量地施肥。如钾肥能促进糖分转化和运输,使光合产物迅速运到种子;磷肥能促进各种代谢正常进行,提高作物的抗寒性和抗旱性。请回答下列问题:
(1)磷在细胞内以磷酸基团的形式存在于有机化合物_____________中。(写出两种即可)
(2)光合作用的产物除淀粉外,还有一部分是___________(填一种二糖),可运输到植株各处。
(3)下表为花生各生育期的钾吸收量(%),花生在___________期钾肥吸收量为最高,其原因是__________________________________________。
生育期
苗期
结荚期
成熟期
K
6.7
66.4
4.7
(4)传统农业根据植物的元素缺乏症,往往会向农田投入化肥。但这样做有时仍会导致减产,原因可能是_____________________________。(答出两点即可)
【答案】(1)核酸(核苷酸、DNA、RNA)、磷脂、ATP
(2)蔗糖 (3) ①. 结荚 ②. 钾肥能促使光合产物迅速运到种子,有利于种子饱满,而结荚期是花生种子生长的关键期,所以该时期钾肥的需求量大
(4)投入化肥的种类和数量不当或化肥配比不合理;投入化肥的时期不当;投入化肥的方式不当等
【解析】
【小问1详解】
磷在细胞内以磷酸基团的形式存在于有机化合物核酸、ATP、磷脂等。
【小问2详解】
植物光合产物以二糖蔗糖的形式通过筛管运输到植株各处。
【小问3详解】
从表中分析可知,花生在结荚期钾肥吸收量为最高,由于钾肥能促进糖分转化和运输,使光合产物迅速运到种子,有利于种子饱满,而结荚期是花生种子生长的关键期,所以该时期钾肥的需求量大。
【小问4详解】
若投入化肥的种类和数量不当或投入化肥的时期不当或投入化肥的方式不当等也会导致减产。
17. 青霉素发酵是高耗氧过程,发酵过程中给微生物持续高效地供氧是保证青霉素持续高产的关键。血红蛋白具有很强的携带O2的能力,将其引入青霉菌是提高青霉素产能的思路之一、血红蛋白不仅存在于人和动物的红细胞中,某些细菌(如透明颤菌)细胞中也存在。研究人员为了将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌,设计了如下图所示的方案。回答下列问题:
注:某氨基酸缺陷型菌株是指该菌株在缺少该种氨基酸的培养基上会暂停生长。
(1)青霉菌在代谢过程产生的青霉素具有杀菌作用,有同学认为无需对培养液进行严格灭菌,请评价该观点并说明原因______________________________。
(2)上述②采用的接种方法是_________,步骤③往培养基中添加的甲硫氨酸,得到的平板中菌落较_________(填“大”或“小”)的菌株即为甲硫氨酸营养缺陷型菌株。
(3)简述图中步骤⑧从融合细胞中筛选目的菌株的基本思路______________________________。
(4)除上述方案,请再提出一种将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌的手段________________________。
【答案】(1)不认同该观点,某些杂菌可能会分泌青霉素酶,从而分解青霉素
(2) ①. 稀释涂布平板法 ②. 小
(3)用缺乏甲硫氨酸和精氨酸但其他营养成分齐全的培养基培养融合细胞,能够在培养基上生长的即为杂种菌株
(4)利用基因工程技术,将透明颤菌的血红蛋白基因转入青霉菌
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【小问1详解】
青霉素虽然具有杀菌作用,但它主要是抑制细菌的生长和繁殖,青霉素只能杀死部分微生物,某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉从而干扰青霉素的正常生产过程。所以需要对培养液进行严格灭菌,以保证青霉菌能在相对纯净的环境中生长和发酵。
【小问2详解】
图中平板上的菌落分布比较均匀,该步骤②采用的接种方法是稀释涂布平板法。步骤③往培养基中添加的甲硫氨酸,起到筛选菌株的作用,得到的平板中菌落较小的菌株即为甲硫氨酸营养缺陷型菌株,因为该营养缺陷型菌株生长缓慢,繁殖能力比天然菌株差一些。
【小问3详解】
处理⑧的目的是要筛选得到杂种菌株,可以根据两种“亲本”菌种的特点,采取双营养缺陷的培养基进行筛选。方案为:用缺乏甲硫氨酸和精氨酸但其他营养成分齐全的培养基培养融合细胞,能够在培养基上生长的即为杂种菌株。
【小问4详解】
颤菌属于原核生物,青霉菌属于真核生物, 除了上述方案,将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌的技术手段是:利用基因工程技术,将透明颤菌的血红蛋白基因转入青霉菌。
18. 土地盐碱化不但造成了资源的破坏,农业生产的巨大损失,而且还对生态环境构成威胁。另外,盐碱化过程通常与荒漠化过程相伴生,甚至相互促进、相互转化。_下图是培养耐盐植株的实验流程图。请回答下列问题:
(1)在一定的营养和激素等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去特有的结构和功能,转变为未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织,该组织称为__________。
(2)用射线处理愈伤组织而不直接处理茎段的原因是_______________________,处理2中添加的物质X为________。
(3)培育脱毒苗时,一般选择植物的分生区组织进行组织培养,原因是__________________。
(4)无菌技术也是成功诱导出耐盐植株的重要因素,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 ④三角锥形瓶 ⑤接种环 ⑥茎段
【答案】(1)愈伤组织
(2) ①. 愈伤组织细胞分裂能力强,DNA复制旺盛,容易诱发基因突变 ②. 盐分(盐)
(3)该部位携带(或含有)的病毒极少甚至不携带(或不含有)病毒
(4)③⑥
【解析】
【小问1详解】
在一定的营养和激素等条件的诱导下,已经分化的细胞经过脱分化转变为未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织,这种组织称为愈伤组织。
【小问2详解】
用射线处理愈伤组织而不直接处理茎段的原因是愈伤组织细胞分裂能力强,DNA复制旺盛,容易诱发基因突变,而茎段细胞大多已经分化,不易诱导基因突变。处理2中添加的物质X为盐分,目的是筛选出耐盐的愈伤组织,进而培育出耐盐植株。
【小问3详解】
培育脱毒苗时,一般选择植物的分生区组织进行组织培养,原因是该部位携带(或含有)病毒少或不携带病毒,因此选取该部位进行组织培养可以得到脱毒苗。
【小问4详解】
消毒是用温和方法杀灭物体表面部分微生物(不杀灭芽孢和孢子),灭菌是彻底杀灭所有微生物:①培养皿、②培养基、④三角锥形瓶、⑤接种环都需要灭菌处理;③操作者双手用酒精(化学药剂)擦拭消毒,⑥茎段作为外植体用酒精、次氯酸钠等化学药剂消毒,因此用化学药剂进行消毒的是③⑥。
19. 不孕不育症给许多家庭带来了困扰,对于不能生育的夫妇,可借助试管婴儿技术生育后代。发展至今,试管婴儿技术主要有以下四代,其中,第二至四代是在第一代的基础上,针对不同问题发展而来。
第一代试管婴儿技术,需先对女性实行促排卵,再取女性卵子与丈夫的多个精子体外共培养,完成受精后将受精卵培育为早期胚胎再移植回女方子宫内;
第二代试管婴儿技术又称为卵胞浆内单精子注射技术,在显微镜下将单个精子直接注射到卵细胞胞浆内形成受精卵,其他过程与一代相同;
第三代试管婴儿技术主要针对夫妇患有遗传病的情况,需对移植的早期胚胎进行遗传学筛查,可有效防止遗传病患儿或缺陷儿的妊娠及出生;
第四代试管婴儿技术过程如图所示:
请回答下列问题:
(1)体外受精时,需将精子进行________处理,胚胎移植时选择的早期胚胎为________,移植成功的免疫学基础是_____________________________________。
(2)若不孕不育夫妇的情况为:女方一切正常,男方精子质量不佳、精子数量严重不足。此时应选择第______代试管婴儿技术进行治疗。
(3)第四代试管婴儿技术过程中涉及到的胚胎工程技术有_____________。我国法律明确规定禁止使用第四代试管婴儿技术,根据资料,从受精卵遗传物质来源的角度分析,原因是________________。
【答案】(1) ①. 获能 ②. 桑葚胚或囊胚 ③. 母亲子宫对移入的胚胎几乎不会发生免疫排斥反应
(2)二 (3) ①. 体外受精、胚胎移植、核移植、早期胚胎培养 ②. 发育成新生儿的受精卵中,核基因(核DNA)来自父亲和母亲,质DNA(质基因)来自卵母细胞捐献者,存在伦理方面的争议
【解析】
【小问1详解】
体外受精时,精子需要进行获能处理,这是因为精子在刚射出时并不具备受精能力,它们需要在女性生殖道内经历一系列变化,包括穿越放射冠和透明带等,才能获得受精能力。同时,卵母细胞需要培育至减数第二次分裂中期,即MⅡ期,此时卵母细胞才具备与精子结合形成受精卵的能力。胚胎移植时选择的早期胚胎通常为桑葚胚或囊胚,这是因为这些阶段的胚胎已经发育到一定程度,具有较高的移植成功率。移植成功的免疫学基础是母亲子宫对移入的胚胎不会发生免疫排斥反应,这使得胚胎能够在子宫内着床并发育。
【小问2详解】
对于女方一切正常,男方精子质量不佳、精子数量严重不足的不孕不育夫妇,应选择第二代试管婴儿技术进行治疗。这是因为第二代试管婴儿技术(卵胞浆内单精子注射技术)可以在显微镜下将单个精子直接注射到卵细胞胞浆内形成受精卵,从而解决男方精子质量不佳、数量不足的问题。
【小问3详解】
第四代试管婴儿技术过程中涉及到的胚胎工程技术有细胞核移植、动物细胞培养、体外受精、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。然而,我国法律明确规定禁止使用第四代试管婴儿技术。从受精卵遗传物质来源的角度分析,传统的试管婴儿技术中,受精卵的遗传物质完全来源于父母双方提供的卵子和精子。而第四代试管婴儿技术中发育成新生儿的受精卵中,核基因(核 DNA)来自父亲和母亲,质 DNA(质基因)来自卵母细胞捐献者,存在伦理方面的争议。
20. 科研人员尝试利用鸡新城疫病毒(HB1)基因和传染性支气管炎病毒(H120)基因,采用基因工程技术培育转基因工程菌,以制备二联体疫苗,所需要的限制酶的识别序列和切割位点如表所示,培育流程如图所示。
限制酶
Bcl I
Pvit II
Xba I
Sau3A I
识别序列和切割位点(5′−3′)
T↓GATCA
CAG↓CTG
T↓CTAGA
↓GATC
(1)根据图示信息,应选用限制酶___________________切割质粒,不宜选用限制酶Sau3A I的原因是________________________________________________。
(2)为保证融合基因与质粒的正向连接,在设计PCR引物时,应在b链对应引物上端添加限制酶_______(填种类)的识别序列。根据图表信息,写出该引物的12个碱基序列5′−_______−3′。
(3)为筛选出导入了基因表达载体的大肠杆菌,培养基甲和培养基乙中分别应添加____________、____________(均选填“四环素”或“青霉素”),菌落__________(填图中数字)中的大肠杆菌可用来制备疫苗。
【答案】(1) ①. Xba I、Pvit II ②. 限制酶Sau3A I不仅会切割自己的识别位点,也会切割Bcl I的识别位点,容易造成质粒多处被切割,破坏质粒结构
(2) ①. Xba I ②. TCTAGAAGCTCA
(3) ①. 四环素 ②. 青霉素 ③. 3和5
【解析】
【小问1详解】
限制酶Bcl I的识别和切割位点不在启动子和终止子之间的片段中,限制酶Sau3A I不仅切割自己的识别位点,也会切割Bcl I的识别位点,因此应选择Xba I、Pvit Ⅱ切割质粒,可避免质粒自连及目的基因反接。
【小问2详解】
b链为基因的模板链,接入质粒后b链的3,端→5,端为启动子到终止子方向,因此在设计PCR引物时,应在b链对应引物的5,端加上Xba I序列(5,TCTAGA3,),在a链对应引物的5,端加上Pvit Ⅱ序列。b链对应引物的5,端加上Xba I序列,且b链的引物与b链的3,端配对,序列为5,AGCTCA3,,故该引物的12个碱基序列5,-TCTAGAAGCTCA-3,。
【小问3详解】
基因表达载体上含有四环素抗性基因,培养基甲中添加四环素可以筛选出重组质粒;重组质粒中青霉素抗性基因被破坏,因此培养基乙中应添加青霉素,以利用影印接种法来筛选重组菌;在甲中能生长、乙中不能生长的为重组菌落,即3和5中的大肠杆菌可用来制备疫苗。
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