精品解析:北京市通州区潞河中学2025-2026学年高二下学期期中考试生物学试题
2026-09-16
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内容正文:
潞河中学2025-2026学年第二学期期中质量检测
高二生物学
第一部分
本部分共15题,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺,“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。相关叙述错误的是( )
A. 此酿醋方法依据的原理是特定的微生物可将酒精转化为醋酸
B. 加水稀释的目的是避免酒精浓度过高抑制微生物的生长繁殖
C. “衣(指菌膜)生”是由酵母菌在发酵液表面大量繁殖形成的
D. “挠搅”有利于酒精与微生物的充分接触,且可增加溶解氧
【答案】C
【解析】
【分析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是—种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解为醋酸; 当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30-35℃。
【详解】A、该方法的原理是醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,A正确;
B、加水的目的是对"酒"进行稀释,避免酒精浓度过高杀死醋酸菌(失水过多),B正确;
C、醋酸菌对氧气的含量特别敏感,"衣" 位于变酸的酒表面,是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的,C错误;
D、醋酸菌是一种好氧菌,"挠搅"有利于酒精与醋酸菌充分接触,还可以增加溶液中的溶解氧,D正确。
故选C。
2. 某学校利用平板划线法接种进行酵母菌的纯培养,实验中发现了一些异常现象,下列分析不合理的是( )
选项
异常现象
原因分析
A
平板上产生了杂菌菌落,但未接种的平板上无菌落产生
培养基灭菌不彻底
B
接种后的平板上未形成酵母菌菌落
接种环灼烧后未冷却处理
C
平板上有大量水滴
未进行倒置培养
D
平板上未分离出单个菌落
每次划线前都重新蘸取菌液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】平板划线法纯化菌种时不同阶段灼烧接种环的目的不同:(1)第一次操作:杀死接种环上原有的微生物。(2)每次划线之前:杀死上次划线后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。(3)划线结束后:杀死接种环上残存的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
【详解】A、若培养基灭菌不彻底,则未接种的平板上也会有菌落产生,A错误;
B、接种环灼烧后未冷却处理,则会杀死接种的菌液,因而接种后的平板上未形成酵母菌菌落,B正确;
C、未进行倒置培养,则皿盖上冷凝的水滴会滴落到平板上,C正确;
D、每次划线前都重新蘸取菌液相当于未将菌液稀释,因而平板上可能未分离出单个菌落,D正确。
故选A。
3. 物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物,Y在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解Y的细菌。在筛选目的菌的培养基中观察到几个菌落(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A. 将所选取土壤灭菌后用无菌水稀释涂布于培养基
B. 图中培养基可用牛肉膏、蛋白胨配制
C. 应首选菌落①中的菌株进一步纯化
D. 图中菌落都具有能够降解Y的能力
【答案】C
【解析】
【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的,能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基,可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群,从而提高该种微生物的筛选效率。
【详解】A、土壤稀释液中含有接种的微生物,不能灭菌,A错误;
B、物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物,实验目的是筛选出能降解Y的细菌,所以不能加入牛肉膏、蛋白胨,只能以Y作为唯一氮源,B错误;
C、据图可知,①菌落最小,周围透明圈最大,说明①菌落分解Y的能力最强,所以应该选择①菌落进一步纯化,C正确;
D、据图可知,图中菌落③周围未形成透明圈,不能降解Y,D错误。
故选C。
4. 两烟草品系革新一号(2n=48)和粉蓝(2n=24)通过植物体细胞杂交获得了一个体细胞杂种。该杂种具有72条染色体,形态上有别于双亲,自交可结实,但结实率随温度变化而有所不同。下列叙述错误的是( )
A. 其中原生质体融合体现了细胞膜一定的流动性
B. 体细胞杂种自交可结实说明双亲无生殖隔离
C. 体细胞杂种减数分裂时,双亲染色体相对独立
D. 温度可能影响体细胞杂种减数分裂时的染色体行为
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞(植物体细胞杂交技术),把杂种细胞培育成植株(植物组织培养技术),因此,该技术所依赖的生物学原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、原生质体融合过程依赖细胞膜的流动性实现,即该过程体现了细胞膜一定的流动性,A正确;
B、体细胞杂种自交可结实不能说明双亲无生殖隔离,生殖隔离是否存在需要检测两烟草亲本杂交产生的后代的育性,B错误;
C、体细胞杂种减数分裂时,双亲染色体相对独立,各自进行同源染色体分离和非同源染色体自由组合的过程,C正确;
D、温度会通过影响酶活性来影响细胞代谢过程,而减数分裂过程的进行与细胞代谢密切相关,因此,温度可能影响体细胞杂种减数分裂时的染色体行为,D正确。
故选B。
5. 科学家利用仙台病毒诱导A、B两种动物细胞进行融合,之后进行细胞培养。已知A、B两种细胞各自的生活环境(如下表所示),且融合细胞只能在选择培养基Ⅱ上生长,下列叙述错误的是( )
A细胞
只能在选择培养基Ⅰ上生长,生长环境的pH为4~6
B细胞
只能在选择培养基Ⅱ上生长,生长环境的pH为7~8
A. 可用PEG融合法和电融合法诱导动物细胞融合
B. 选择培养基Ⅱ上存活下来并生长的细胞就是融合细胞
C. 将融合后的细胞置于CO2培养箱以维持培养液的
D. A、B两种动物细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性
【答案】B
【解析】
【分析】诱导动物细胞融合的方法包括物理法、化学法(聚乙二醇等)和生物法(灭活的病毒)。
【详解】A、可用PEG融合法和电融合法、灭活病毒诱导法,诱导动物细胞融合,A正确;
B、虽然融合细胞只能在选择培养基Ⅱ上生长,但在选择培养基Ⅱ上存活下来并生长的细胞不一定都是融合细胞,有可能存在B细胞(因为B细胞原本就能在选择培养基Ⅱ上生长),B错误;
C、将融合后的细胞置于CO2培养箱以维持培养液的pH,C正确;
D、A、B两种动物细胞融合,体现了细胞膜具有流动性,D正确。
故选B。
6. 科研人员制备抗δ病毒N蛋白的单克隆抗体,并鉴定其与N蛋白的结合位点。将N蛋白第91-170位氨基酸(aa)分成3个片段(图a),检测该抗体与3个片段结合的情况,电泳结果如图b。相关叙述错误的是( )
A. 用N蛋白免疫小鼠即可获得单克隆抗体 B. 体外培养杂交瘤细胞时需加入动物血清
C. 第110-130位氨基酸之间存在结合位点 D. 对照组需添加无关抗原
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:
(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合。②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够无限增殖又能产生单一抗体。
(3)克隆化培养和抗体检测。
(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、用N蛋白免疫小鼠不可直接获得单克隆抗体,还需要进行筛选、克隆化培养和抗体检测,A错误;
B、由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全研究清楚,体外培养杂交瘤细胞时需加入动物血清,B正确;
C、分析图b可知,A、B对应的片段能与抗体结合,结合图a可知第110-130位氨基酸之间存在结合位点,C正确;
D、为了保证实验结果的严谨性,对照组需添加无关抗原,D正确。
故选A。
7. 荒漠植物的 Z 基因与其抗旱性强有关。科学家利用 Z 基因和农杆菌的 Ti 质粒(如图,T-DNA 为可转移的 DNA)构建表达载体,培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是( )
A. T-DNA 能整合到小麦细胞染色体上
B. 可用限制酶 ClaⅠ和 SacⅠ处理 Z 基因
C. 可用卡那霉素筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌
D. 可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
【答案】B
【解析】
【详解】A、农杆菌侵染植物细胞后,能将Ti质粒上的T- DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上,A正确;
B、限制酶ClaI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点,且会破坏标记基因卡那霉素抗性基因,限制酶SacI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点,且会破坏复制起点,不能用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因,B错误;
C、农杆菌Ti质粒上存在卡那霉素抗性基因,可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌,C正确;
D、荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关,可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状,D正确。
故选B。
8. 噬菌体展示技术(如图)可将某些蛋白质呈递至噬菌体表面,便于对目标蛋白进行筛选、鉴定。以下对该技术的分析错误的是( )
A. 建立噬菌体展示库需限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B. 可利用抗原一抗体杂交技术筛选目标蛋白
C. 用含有碳源、氮源等营养物质的培养基培养噬菌体
D. 该技术可用于获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因
【答案】C
【解析】
【分析】抗原抗体杂交技术是一种用于检测蛋白质、多肽等大分子的技术,其原理是基于抗原和抗体的特异性结合。
【详解】A、建立噬菌体展示库需要将目标基因和噬菌体DNA相连,需限制性内切核酸酶和DNA连接酶,A正确;
B、抗原一抗体杂交技术是利用特定的抗原与特定的抗体结合,可以筛选目标蛋白,B正确;
C、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能直接用培养基培养,C错误;
D、噬菌体展示技术可将某些蛋白质呈递至噬菌体表面,便于对目标蛋白进行筛选、鉴定,可用于获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因,D正确。
故选C。
9. 为更有效地处理含重金属的废水,研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端,且无合适的限制识别序列,需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是( )
A. 不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码子和终止密码子
B. 将目的基因插入载体P时,应选择SmaⅠ进行醇切,再用DNA连接酶连接
C. 构建载体P和载体E时使用的DNA连接酶均需选用T4DNA连接酶
D. 构建表达载体时,应选择XhoⅠ和PstⅠ酶切载体E和含目的基因的载体P
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:可利用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、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钙离子处理法。(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;②检测目的基因是否转录出了mRNA;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、由图可知,不直接选择Р构建表达载体是因为它不含启动子与终止子,A错误;
BD、由于载体E只有产生黏性末端的酶切位点,要使中间载体Р接入载体E,同时防止载体E自身环化。需要用两种限制酶分别切割载体E和中间载体P,据图可知,中间载体Р和载体E均含有XhoⅠ和PstⅠ酶识别序列。故可选用XhoⅠ和PstI酶进行酶切,载体Р的这两种酶识别序列中含有EcoRV识别位点。并且其切割的为平末端,可以用于连接目的基因,SmaⅠ酶虽然也能切割得到平末端,但是其识别位点没有位于XhoⅠ和PstⅠ酶识别位点之间,故不能选择其对中间载体Р进行切割,B错误,D正确;
C、两种DNA连接酶均可以连接年黏性末端和平末端,但E.coliDNA连接酶连接平末端效率较低,构建载体E时是连接黏性末端,两种都可以用,C错误。
故选D。
10. 利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段,同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异,这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是( )
A. 需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B. 设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C. 反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料
D. PCR添加的两种引物均成为每个主要产物分子的一部分
【答案】A
【解析】
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术;过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链,PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
【详解】A、由于不同的生物DNA具有特异性,故利用PCR技术辨别不同个体时不需要去除粪便中微生物的DNA,A错误;
B、引物是一端目的基因的核苷酸序列,需跟模板配对,因此设计PCR引物时需要考虑物种特异性,B正确;
C、PCR是对目的基因进行扩增的技术,反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料,C正确;
D、引物与模板结合后,DNA聚合酶开始延伸,引物成为产物的一部分,D正确。
故选A。
11. PCR引物的5'端无严格限制,可用于添加限制酶切位点等序列,对该PCR过程理解正确的是( )
A. 图示环节所需的温度比上一个环节的高
B. 设计引物时需已知DNA模板的全部碱基序列
C. Taq DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链
D. 延伸出的子链与DNA模板的碱基序列完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】PCR技术的条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶);PCR的操作过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【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(50℃)环节,复性的上一环节为变性(90℃),复性的温度比变性的温度低,A错误;
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,不需要知道DNA模板的全部碱基序列,B错误;
C、子链是从5'-3'端延伸的,耐高温Taq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,因此延伸出的子链与DNA模板的碱基序列不完全相同,D错误。
故选C。
12. 为利用链霉菌生产药物A,研究者构建重组DNA并导入链霉菌。重组DNA含启动子P、药物A基因和Neo基因(卡那霉素抗性基因)。培养和筛选过程如下图所示。
下列叙述不正确的是( )
A. 导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组
B. 诱变处理可能获得产药物A能力更强的菌株
C. 卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达强度
D. 应选用b培养基上的菌株作为工程菌生产药物A
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程的原理是基因重组,基因工程的基本操作程序为:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组,目的基因会插入到受体细胞的基因组中,发生的可遗传变异类型为基因重组,A正确;
B、基因突变可能大幅度提升生物的优良性状,因此诱变处理可能获得产药物A能力更强的菌株,B正确;
C、药物A基因和Neo基因(卡那霉素抗性基因)共用一个启动子,二者共同表达,所以卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达量,C正确;
D、诱变处理后将菌液稀释后涂布,在含不同浓度卡那霉素的培养基上各接种等量同一稀释度的培养液,应该选择含卡那霉素浓度最高的培养基(即d)上所长出的菌落,其生产药物A的能力也较强,D错误。
故选D。
13. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是( )
A. 基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因
B. 胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义
C. 诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
D. 用选择培养基筛选微生物时,实验组接种微生物,对照组不接种
【答案】B
【解析】
【分析】选择培养基是将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的培养基。
【详解】A、基因工程中利用标记基因筛选出的细胞,只是含有运载体(如质粒),但不一定都含有目的基因。因为运载体导入细胞后,可能存在目的基因未成功连接到运载体上,或者连接成功的运载体未进入细胞等情况,A错误;
B、在胚胎移植前进行性别鉴定,能够按照人们的需求,人工控制动物的性别,比如在一些畜牧业生产中,根据生产目的选择特定性别的胚胎进行移植,这对于人工控制动物的性别具有重要意义,B正确;
C、诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁只能判断原生质体是否融合成功以及融合后的细胞是否具有完整的细胞壁结构,但不能筛选出杂种融合细胞。筛选杂种融合细胞一般需要利用选择培养基等方法,根据杂种细胞与其他细胞在生长特性等方面的差异来进行筛选,C错误;
D、用选择培养基筛选微生物时,实验组和对照组都要接种微生物,对照组使用的是普通培养基,通过对比实验组(选择培养基)和对照组(普通培养基)上微生物的生长情况,才能判断选择培养基是否起到了筛选作用,D错误。
故选B。
14. 水蛭素是一种蛋白质,可用于预防和治疗血栓,但在治疗过程中发现其抗凝血活性低。研究人员欲提高水蛭素抗凝血活性,正确的操作步骤是( )
①确定影响活性的氨基酸序列
②分析水蛭素的空间结构,找到影响其活性的结构域
③推测需要替换的氨基酸序列 ④构建表达载体,使其在受体细胞中表达
⑤PCR技术获得改造后的水蛭素基因 ⑥确定基因中的碱基序列
A. ②①③⑤⑥④ B. ②③⑥①⑤ C. ①②③④⑤⑥ D. ②①③⑥⑤④
【答案】D
【解析】
【详解】运用蛋白质工程技术,先分析水蛭素的空间结构,找到影响其活性的结构域(②),然后确定影响活性的氨基酸序列(①),推测需要替换的氨基酸序列(③),最终确定基因中的碱基序列(⑥),据此通过PCR技术获得改造后的水蛭素基因(⑤),并构建表达载体,使其在受体细胞中表达(④),可提高水蛭素抗凝血活性。因此,主要的操作步骤及排序是②①③⑥⑤④,D正确,ABC错误。
15. 下列关于生物技术安全性与伦理问题的叙述,不正确的是( )
A. 加强对高风险实验室的监管,避免病原微生物的泄露
B. 目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内,可能打破生态平衡
C. 利用基因编辑技术设计试管婴儿,以得到智力超群的“完美婴儿”
D. 利用人成纤维细胞转变成iPS细胞,治疗阿尔茨海默病
【答案】C
【解析】
【详解】A、高风险实验室的病原微生物若泄露可能引发公共安全问题,加强监管是必要的安全措施,符合生物安全原则,A正确;
B、转基因植物的目的基因可能通过花粉传播到其他植物,导致基因污染,破坏生态平衡,属于转基因技术的潜在风险,B正确;
C、基因编辑设计试管婴儿以追求“完美婴儿”属于非医学目的的基因改造,违背伦理道德,且可能引发社会不公,C错误;
D、iPS细胞由成纤维细胞诱导形成,可用于治疗阿尔茨海默病等疾病,属于治疗性克隆的合理应用,不涉及伦理争议,D正确。
第二部分
本部分共6题,共70分。
16. 常规种植的棉花(陆地棉)含有棉酚,棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性,为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株,科研人员将某种棉酚含量低的野生棉(2n=2X=26)与品质好的陆地棉(2n=4X=52)进行了不对称体细胞杂交(n代表配子染色体数,X代表染色体组)。
(1)科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞,用_________酶分别处理,各自获得有活力的原生质体。
(2)用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体,破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量,结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中___________(选填图1中字母)。
(3)将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合,形成的融合细胞经过细胞壁再生,成为完整细胞,进而分裂和脱分化形成愈伤组织,经过_________形成完整的再生植株。
(4)科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗、染色后压片并制成临时装片,显微镜下对有丝分裂_________期的细胞进行观察,比较染色体的形态和数目,分析再生植株的染色体变异类型。
(5)用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1~6进行扩增的结果。据图特定条带判断,再生植株1~6中确定为杂种植株的有___________。
(6)对杂种植株可通过观察__________,筛选出低酚的杂种植物。
【答案】(1)纤维素酶、果胶
(2)B、C、A (3)再分化
(4)中 (5)1、3、5、6
(6)茎、叶黑色细小腺体的多少
【解析】
【小问1详解】
植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成,去除细胞壁制备原生质体,需要纤维素酶和果胶酶。
【小问2详解】
野生棉 2n=26,DNA 含量低,未经处理的野生棉原生质体 DNA 相对含量集中在低值区→B;
紫外线处理野生棉,破坏部分染色体,DNA 总量下降,且 DNA 含量分布更分散(染色体随机断裂,细胞间 DNA 含量差异大)→C;
陆地棉 2n=52,染色体数更多,DNA 相对含量最高→A。
综上所述可知,未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中BCA。
【小问3详解】
植物组织培养两个阶段:外植体→脱分化→愈伤组织;愈伤组织→再分化,长出根、芽,发育成完整再生植株。即将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合,形成的融合细胞经过细胞壁再生,成为完整细胞,进而分裂和脱分化形成愈伤组织,经过再分化形成完整的再生植株。
【小问4详解】
有丝分裂中期染色体的着丝粒整齐排列在赤道板,染色体形态稳定、数目最清晰,适合显微镜下观察染色体形态和数目,判断染色体变异。
【小问5详解】
杂种植株必须同时出现陆地棉和野生棉的特异性条带。1:同时含 Ⅰ、Ⅱ 条带 ;2:只有陆地棉条带;3:同时含双亲条带;4:只有陆地棉条带;5:同时含双亲条带;6:同时含双亲条带,故再生植株1~6中确定为杂种植株的有1、3、5、6。
【小问6详解】
题干信息:棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里许多黑色细小腺体中;棉酚含量低则腺体少。在个体水平,观察茎、叶黑色细小腺体的多少,筛选低酚杂种植株。
17. 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)PTH在甲状旁腺细胞的_______上合成,经加工,通过胞吐分泌到细胞外。
(2)人工合成PTH肽链1-25氨基酸组成的多肽(A肽)和39~84氨基酸组成的多肽(B肽),分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
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,加入灭活病毒诱导细胞融合,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________和抗体检测,经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
③将5个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的5种单抗,分别是对应A肽的A1,对应B肽的B1、B2、B3、B4。
(3)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在PTH的结合位点________。
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。
(4)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。为更准确地检测血中全长PTH的含量,请对上述检测方法提出改进思路______。
【答案】(1)核糖体 (2) ①. 免疫前小鼠 ②. 克隆化培养
(3) ①. 不同 ②. 棕色的深浅与样品中PTH含量呈正相关
(4)制备针对PTH1~6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
【解析】
【小问1详解】
分析题意可知,甲状旁腺激素(PTH)是一种多肽,多肽的合成场所是核糖体;多肽属于大分子物质,分泌到细胞外的方式是胞吐。
【小问2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。
②PEG/聚乙二醇/灭活病毒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。
【小问3详解】
①从图中可以看到,捕获抗体先结合PTH,之后酶标抗体还能结合到PTH上,二者可以同时结合在同一个PTH分子上,说明捕获抗体和酶标抗体在PTH的结合位点不同。
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4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。
18. 营养缺陷型突变体不仅被广泛应用于阐明微生物代谢途径上,而且在遗传现象研究中具有特殊的地位。某研究小组要从黄色短杆菌(能合成L—亮氨酸)中筛选L—亮氨酸缺陷型(不能合成L—亮氨酸)突变菌株,实验流程如图所示。回答下列问题:
(1)微生物培养基一般都含有碳源、氮源、水、无机盐等营养物质,需要经过______法灭菌后才能用于接种。过程①的接种方法是_______。
(2)为了筛选出目标菌种,分别配制了B、C两种培养基,过程②接种时,先将灭菌后的金丝绒(一种布料)与培养皿A中的菌落接触一次,然后像盖印章一样将菌种连续接种到培养皿B和C的培养基表面,培养一段时间后菌落生长情况如图所示,研究人员应该从培养皿_______(填“B”或“C”)中选取菌落,其中菌落_______为目的菌落。
(3)营养缺陷型菌株因自身无法合成某些物质,需在培养基中添加某些特殊物质才能生长。A菌株为甲硫氨酸(met-)和生物素(bio-)缺陷型突变体,B菌株为苏氨酸(thr-)、亮氨酸(leu-)、硫胺素(thi-)缺陷型突变体。A、B单独在不添加特殊物质的培养基上培养都没有出现菌落,用A、B两种菌株混合培养出现了菌落。如果混合培养出现菌落是由于A菌基因突变所致,发生的几率为_______(单基因突变几率为10-7),而实际菌落出现的频率为10-7(B同理),因此科学家判断出现菌落不是基因突变的结果。
进一步推测可能是由于基因的转移重组导致。科学家用某种药物处理A或B菌株使其停止分裂(但不致死),混合并培养,过程及结果如下。
I:处理过的B菌株+未处理的A菌株→基本培养基上无菌落
II:处理过的A菌株+未处理的B菌株→基本培养基上有菌落
结果说明两菌株DNA转移的方向是_______。
a.A→B b.A←B c.AB d.不确定
【答案】(1) ①. 高压蒸汽灭菌/湿热灭菌 ②. 稀释涂布平板法
(2) ①. B ②. 3、6
(3) ①. 10-14 ②. a
【解析】
【小问1详解】
微生物培养基灭菌的常规方法是高压蒸汽灭菌法。 过程①接种后培养皿 A 上形成大量分散单菌落,符合稀释涂布平板法的特征(平板划线法一般菌落集中在划线区域,很难均匀铺满平板形成大量单菌落)。
【小问2详解】
培养基 B:完全培养基(含 L - 亮氨酸),野生型、L - 亮氨酸缺陷突变株都能长;培养基 C:基本培养基(不含 L - 亮氨酸),只有野生型能长,缺陷型不能生长。
影印接种:B 和 C 上位置一一对应。在 B 上长、C 上对应位置不长的菌落,就是 L - 亮氨酸缺陷型。 观察图:B 中3号、 6 号位置在 C 的对应位置无菌落,因此菌落3号和 6号是目的菌落。要在 B 平板挑取。
【小问3详解】
由题意可知,A菌无法合成甲硫氨酸、生物素,B菌无法合成苏氨酸、亮氨酸、硫胺素,而在不添加特殊物质的培养基上没有甲硫氨酸、生物素、苏氨酸、亮氨酸、硫胺素,因此单独培养没有菌落出现。因为A菌无法合成两种物质,因此如果混合培养出现菌落是由于A菌基因突变所致,发生的几率为10-7×10-7=10-14。根据题意分析,科学家用某种药物处理A或B菌株使其停止分裂(但不致死),则处理过的菌株可能将自身的基因转移到未处理的菌株中,根据处理过的B菌株+未处理的A菌株→基本培养基上无菌落,而处理过的A菌株+未处理的B菌株→基本培养基上有菌落,说明两菌株DNA转移的方向是A→B,故选a。
19. 养殖家禽的饲料中富含谷物,纤维素是谷物的重要成分,但家禽消化道中缺少能降解纤维素的酶,阻碍了家禽对饲料的吸收与利用。研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌,将其添加于饲料中,以提高家禽养殖效率。
(1)乳酸杆菌是动物胃肠道的优势细菌之一。家禽肠道内的乳酸杆菌通过细胞_______呼吸产生乳酸等代谢产物,可抑制有害细菌的生长和繁殖,维持肠道的正常机能。
(2)枯草芽孢杆菌分泌可降解纤维素的一种酶,这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因,需使用图1中质粒为载体。图2为克隆得到的含W基因的DNA片段,W基因以乙链为转录模板链,转录时mRNA自身延伸的方向为5’→3’。
①很多启动子具有物种特异性,在图1质粒中插入W基因,其上游启动子应选择_______(填写字母)。
A.枯草芽孢杆菌启动子 B.乳酸杆菌启动子 C.农杆菌启动子
②下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点。
限制酶
EcoRI
BamHI
KpnI
MfeI
HindⅢ
识别序列及切割位点
根据上述信息,应使用限制酶___________切割图1中质粒,使用限制酶___________切割图2中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。所得重组质粒转化乳酸杆菌后,使用含氨苄青霉素的培养基筛选,以得到转入W基因的乳酸杆菌。
(3)已知刚果红是一种染料,可以与纤维素形成红色复合物,但不与纤维素的水解产物发生这种反应。为确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力,研究人员用液体培养基分别培养下表所示菌种。所得部分菌液接种于含纤维素和刚果红的固体鉴定培养基上,另取部分菌液上清液测定酶活力,实验方案及测定结果如下表所示。
菌种
酶活性相对值
乳酸杆菌
未检出
X
未检出
导入了重组质粒的乳酸杆菌
0.96
①表中的X应为______。
②导入了重组质粒的乳酸杆菌菌落周围应出现_______。
(4)解决谷物中纤维素难以被消化吸收的另一思路是将W基因转入家禽中,使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶。上述研究方法与该思路相比,有哪些优点________(写出2点)。
【答案】(1)无氧 (2) ①. B ②. Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ ③. EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ
(3) ①. 导入空质粒的乳酸菌##导入空载体的乳酸菌 ②. 透明圈
(4)家禽转基因难度大,成本高,且通过家禽转基因只能改造一种家禽,本实验通过饲料添加转基因乳酸杆菌可满足各种家禽需要;转基因家禽可能存在食物安全性问题,将转基因乳酸杆菌加入饲料比较安全;转基因乳酸杆菌易扩大培养,生产成本低
【解析】
【小问1详解】
乳酸杆菌是厌氧型生物,通过无氧呼吸产生乳酸。
【小问2详解】
①该基因工程是将枯草芽孢杆菌的W基因导入乳酸杆菌,想让W基因在乳酸杆菌中成功表达,所以应当选择乳酸杆菌启动子,B正确,AC错误。
②选择限制酶时应当注意:a.不能破坏目的基因;b.目的基因首尾都要有切点;c.质粒要确保至少含有一个完整的标记基因;d.质粒上的切点要位于启动子之后、终止子之前;e.目的基因和质粒切割后形成的黏性末端还要能互补配对;经综合分析,Mfe Ⅰ与EcoR Ⅰ切割后产生的黏性末端相同,但Mfe Ⅰ会破坏目的基因,所以质粒使用限制酶Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ切割,含W基因的DNA片段使用限制酶EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ切割(能切下目的基因)。
【小问3详解】
①本实验的目的是“为了确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力”,所以不光有空白对照,还要排除质粒自身的影响,所以X应为导入空质粒(或空载体)的乳酸菌。
②刚果红使纤维素培养基呈红色,若纤维素被分解,则会出现透明圈,由于导入了重组质粒的乳酸杆菌具有分解纤维素的能力,因此导入了重组质粒的乳酸杆菌在此培养基上应出现以菌落为中心的透明圈。
【小问4详解】
对比转基因乳酸菌,若将W基因转入家禽中,进而使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶,转基因难度大,成本高,且通过家禽转基因只能改造一种家禽,而本实验通过饲料添加转基因乳酸杆菌可满足各种家禽需要;转基因家禽可能存在食物安全性问题,将转基因乳酸杆菌加入饲料比较安全;转基因乳酸杆菌易扩大培养,生产成本低。
20. 学习以下材料,回答(1)~(5)。
miR399基因调控柑橘胞质杂种雄性不育
柑橘在我国南方广泛种植,无核是品种改良的主要目标之一。大多数柑橘都可单性结实(果实没有种子也能正常发育)。华柚2号是通过植物体细胞杂交技术获得的优良雄性不育无核种,属非对称融合的胞质杂种,其细胞核基因组全部来自叶肉亲本(HBP),而线粒体基因组来自愈伤亲本(G1)。育种程序如图1:
研究者以HBP为对照,探究华柚2号雄性不育机理。经分析获得多个差异表达基因,其中miR399基因在华柚2号花器官的不同发育时期表达均下调,它通过识别靶基因的响应元件(MRE)后剪切靶基因mRNA来调控花器官发育及花粉育性。为确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因,研究者通过在增强启动子35S下游连接不同的基因片段(a~e,如下表)构建了5种表达载体,将不同的表达载体组合转入烟草细胞。GFP(绿色荧光蛋白基因)正常表达即可在紫外光下观察到叶片发绿色荧光。
编号
35S-基因片段
a
35S
b
35S-miR399
c
35S-UB-GFP
d
35S-突变MRE-GFP
e
35S-Cs-GFP
图2结果表明,miR399能对UB基因的mRNA有效剪切,从而调控发育。SE基因可以抑制花药表面开张,使花药难以开裂释放花粉;CE基因的过表达使花瓣和雄蕊形态异常。研究者通过裂解荧光素酶互补实验证实了SE蛋白和CE蛋白均为UB蛋白的互作蛋白,实验原理为:将萤火虫的荧光素酶分成无活性的N端和C端两段蛋白,将N端和C端各融合不同待测蛋白,如果这两个待测蛋白存在互作,那么荧光素的N和C端将在空间上靠近而恢复活性,催化底物产生荧光。通过检测荧光来判断两蛋白是否存在互作。缺磷(Pi)会使植物相关代谢受到影响,导致花药发育异常从而表现雄性不育。转TM基因(miR399抑制基因)柑橘的总磷含量出现了显著的下调,其Pi转运基因(PHT)表达下调,有机磷释放基因(PAP)表达上调。综上所述,本研究解析了miR399-UB轴调控柑橘花器官发育和雄性不育的分子机理,在基因表达和代谢等不同水平揭示了miR399调控柑橘生殖发育的机制,为继续培养无核柑橘提供了理论支持。
(1)图1中④过程需要用到______技术。
(2)图2中的实验组为b+c和______组。结果说明UB是miR399的靶基因而Cs不是,得出此结论的依据是________。
(3)研究者还检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量,结果为________。进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。
(4)在确定SE和CE是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中,能够检测到发荧光的转基因植物导入的质粒组合应该是________。
(5)请综合以上信息,完善miR399-UB途径调控柑橘雄性不育的模型。________;________;________。
【答案】(1)植物组织培养
(2) ①. b+e ②. b+c组比对照组(a+c)荧光颜色浅;b+e与对照组(a+e)荧光强度接近
(3)与野生型相比,转TM基因烟草miR399的表达量下降,UB基因的表达量上升
(4)“1、4”/“2、3”
(5) ①. 上调 ②. PHT ③. PAP
【解析】
【小问1详解】
图1中④过程是由一个细胞形成一个个体,故需要用到植物组织培养技术。
【小问2详解】
确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因,自变量应为UB或Cs的有无,图2中的实验组为b+c和b+e组。b+c组比对照组(a+c)荧光颜色浅;b+e与对照组(a+e)荧光强度接近,说明UB是miR399的靶基因而Cs不是。
【小问3详解】
TM基因为miR399抑制基因,miR399能对UB基因的mRNA有效剪切,研究者检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量,结果为与野生型相比,转TM基因烟草miR399的表达量下降,UB基因的表达量上升,进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。
【小问4详解】
在确定SE和CE均是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中,能使转基因植物发荧光的质粒组合应同时含有荧光素酶基因的N端和C端,且荧光素酶基因的N端或C端分别与UB基因或其作用蛋白基因结合,据图可知“1、4”/“2、3”符合要求。
【小问5详解】
根据题意可知,miR399能对UB基因的mRNA有效剪切,miR399表达下调,UB基因的表达量会上调;转TM基因(miR399抑制基因)柑橘的总磷含量出现了显著的下调,其Pi转运基因(PHT)表达下调,有机磷释放基因(PAP)表达上调。
21. 疫霉菌感染会造成辣椒严重减产,科研人员开展相关研究。
(1)红光可以激活光敏色素,进而促进H蛋白的合成,调节植物体对病原菌的响应。已知水杨酸(SA)可以抵御疫霉菌侵染,科研人员测定辣椒叶片中的SA含量,如图1。据此推测,红光可通过________加强抵御疫霉菌侵染。
(2)已知P酶催化合成SA.研究发现,正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白;若发生感染,4天后叶片中的H蛋白含量显著升高。额外施加红光处理感染叶片,H蛋白在1小时内可达到相同水平。科研人员推测,H蛋白可能调控P基因表达P酶。为验证上述推测,开展如下实验。
实验一:进行如图2所示转基因操作,随后用荧光素处理获得的转基因辣椒叶片,检测荧光素酶催化荧光素发出的荧光,结果显示,与对照组相比,转基因植株荧光强度较高。图2中,质粒上甲、乙、丙处依次应为________(填选项前字母)。
a.P基因启动子 b.组成型启动子 c.H基因启动子
d.P基因 e.H基因 f.荧光素酶基因
注:组成型启动子能够调控基因在全部组织中稳定转录。
实验二:将不同组分混合保温后,电泳检测标记条带如图3。本实验中的X是_________(填选项前字母)。结果表明,H蛋白直接结合P基因启动子。
a.标记的P基因启动子 b.未标记的P基因启动子
c.标记的无关基因启动子 d.未标记的无关基因启动子
(3)证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论,实验一比实验二更具有说服力,体现在________。
(4)结合以上研究,请提出一种减轻疫霉菌感染造成减产的措施________。
【答案】(1)提高SA含量
(2) ①. a、f、e ②. b
(3)实验一是植物体内实验,荧光强度的检测结果可反映H蛋白促进P基因的表达;实验二是体外实验,不能判断H蛋白对P基因的调控方向
(4)参考样例:给辣椒植株适当增加红光照射;向辣椒植株适时适量喷施SA溶液;培育H基因或P基因过表达的辣椒品种
【解析】
【小问1详解】
已知水杨酸(SA)可以抵御疫霉菌侵染,科研人员测定辣椒叶片中的SA含量,图中结果显示,感染和未感染时,红光处理组的SA含量均高于白光处理组,据此推测,红光可通过提高SA含量加强抵御疫霉菌侵染。
【小问2详解】
基因表达载体应该有的结构有启动子、终止子、目的基因、标记基因等;题意显示,P酶催化合成SA,正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白,若发生感染,4天后叶片中的H蛋白含量显著升高,H蛋白可能作用于P基因的启动子,调控P基因表达P酶,为了验证上述推测,需要通过质粒2将H基因转入辣椒叶片,同时需要通过质粒1转入P基因启动子和荧光素酶基因以便用于检测,因此,图2质粒上甲、乙、丙处依次应为P基因启动子(a)、荧光素酶基因(f)、H基因(e)。结果显示,与对照组相比,转基因植株荧光强度较高,该结果可推测H基因促进了P基因的表达。
将不同组分混合保温后,电泳检测标记条带如图3。本实验的结果表明,H蛋白可直接结合P基因的启动子,又知探针是带有标记的,因此这里的P基因启动子不需要标记,因此,本实验中的X是(b)未标记的P基因启动子,实验结果表明,随着P基因启动子的含量增加,H蛋白与未标记的P基因启动子结合更多,与标记探针结合逐渐减少,最后几乎都与未标记的P基因启动子结合,所以没有条带了,因而可证明H蛋白直接结合P基因启动子,进而调控P基因的表达。
【小问3详解】
证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论,实验一比实验二更具有说服力,这是因为实验一是植物体内实验,即实验中具有了活体环境,实验中荧光强度的检测结果可反映H蛋白促进P基因的表达;而实验二是体外实验,不能判断H蛋白对P基因的调控方向,只能确定H蛋白与P基因的启动子进行了结合。
【小问4详解】
上述研究表明,细胞中SA含量的增加可以抵御疫霉菌侵染,因此需要设法促进辣椒细胞中SA的合成,SA的合成受红光调控;又有研究表明,与SA合成相关的基因有P基因和H基因,且H基因的表达产物能促进P基因的表达,据此设计的减轻疫霉菌感染造成减产的措施如下:给辣椒植株适当增加红光照射(可增加SA的含量);向辣椒植株适时适量喷施SA溶液;培育H基因或P基因过表达的辣椒品种。
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潞河中学2025-2026学年第二学期期中质量检测
高二生物学
第一部分
本部分共15题,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(“酢”同“醋”)法”的酿醋工艺,“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成”。相关叙述错误的是( )
A. 此酿醋方法依据的原理是特定的微生物可将酒精转化为醋酸
B. 加水稀释的目的是避免酒精浓度过高抑制微生物的生长繁殖
C. “衣(指菌膜)生”是由酵母菌在发酵液表面大量繁殖形成的
D. “挠搅”有利于酒精与微生物的充分接触,且可增加溶解氧
2. 某学校利用平板划线法接种进行酵母菌的纯培养,实验中发现了一些异常现象,下列分析不合理的是( )
选项
异常现象
原因分析
A
平板上产生了杂菌菌落,但未接种的平板上无菌落产生
培养基灭菌不彻底
B
接种后的平板上未形成酵母菌菌落
接种环灼烧后未冷却处理
C
平板上有大量水滴
未进行倒置培养
D
平板上未分离出单个菌落
每次划线前都重新蘸取菌液
A. A B. B C. C D. D
3. 物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物,Y在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解Y的细菌。在筛选目的菌的培养基中观察到几个菌落(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A. 将所选取土壤灭菌后用无菌水稀释涂布于培养基
B. 图中培养基可用牛肉膏、蛋白胨配制
C. 应首选菌落①中的菌株进一步纯化
D. 图中菌落都具有能够降解Y的能力
4. 两烟草品系革新一号(2n=48)和粉蓝(2n=24)通过植物体细胞杂交获得了一个体细胞杂种。该杂种具有72条染色体,形态上有别于双亲,自交可结实,但结实率随温度变化而有所不同。下列叙述错误的是( )
A. 其中原生质体融合体现了细胞膜一定的流动性
B. 体细胞杂种自交可结实说明双亲无生殖隔离
C. 体细胞杂种减数分裂时,双亲染色体相对独立
D. 温度可能影响体细胞杂种减数分裂时的染色体行为
5. 科学家利用仙台病毒诱导A、B两种动物细胞进行融合,之后进行细胞培养。已知A、B两种细胞各自的生活环境(如下表所示),且融合细胞只能在选择培养基Ⅱ上生长,下列叙述错误的是( )
A细胞
只能在选择培养基Ⅰ上生长,生长环境的pH为4~6
B细胞
只能在选择培养基Ⅱ上生长,生长环境的pH为7~8
A. 可用PEG融合法和电融合法诱导动物细胞融合
B. 选择培养基Ⅱ上存活下来并生长的细胞就是融合细胞
C. 将融合后的细胞置于CO2培养箱以维持培养液的
D. A、B两种动物细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性
6. 科研人员制备抗δ病毒N蛋白的单克隆抗体,并鉴定其与N蛋白的结合位点。将N蛋白第91-170位氨基酸(aa)分成3个片段(图a),检测该抗体与3个片段结合的情况,电泳结果如图b。相关叙述错误的是( )
A. 用N蛋白免疫小鼠即可获得单克隆抗体 B. 体外培养杂交瘤细胞时需加入动物血清
C. 第110-130位氨基酸之间存在结合位点 D. 对照组需添加无关抗原
7. 荒漠植物的 Z 基因与其抗旱性强有关。科学家利用 Z 基因和农杆菌的 Ti 质粒(如图,T-DNA 为可转移的 DNA)构建表达载体,培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是( )
A. T-DNA 能整合到小麦细胞染色体上
B. 可用限制酶 ClaⅠ和 SacⅠ处理 Z 基因
C. 可用卡那霉素筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌
D. 可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
8. 噬菌体展示技术(如图)可将某些蛋白质呈递至噬菌体表面,便于对目标蛋白进行筛选、鉴定。以下对该技术的分析错误的是( )
A. 建立噬菌体展示库需限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B. 可利用抗原一抗体杂交技术筛选目标蛋白
C. 用含有碳源、氮源等营养物质的培养基培养噬菌体
D. 该技术可用于获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因
9. 为更有效地处理含重金属的废水,研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端,且无合适的限制识别序列,需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是( )
A. 不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码子和终止密码子
B. 将目的基因插入载体P时,应选择SmaⅠ进行醇切,再用DNA连接酶连接
C. 构建载体P和载体E时使用的DNA连接酶均需选用T4DNA连接酶
D. 构建表达载体时,应选择XhoⅠ和PstⅠ酶切载体E和含目的基因的载体P
10. 利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段,同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异,这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是( )
A. 需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B. 设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C. 反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料
D. PCR添加的两种引物均成为每个主要产物分子的一部分
11. PCR引物的5'端无严格限制,可用于添加限制酶切位点等序列,对该PCR过程理解正确的是( )
A. 图示环节所需的温度比上一个环节的高
B. 设计引物时需已知DNA模板的全部碱基序列
C. Taq DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链
D. 延伸出的子链与DNA模板的碱基序列完全相同
12. 为利用链霉菌生产药物A,研究者构建重组DNA并导入链霉菌。重组DNA含启动子P、药物A基因和Neo基因(卡那霉素抗性基因)。培养和筛选过程如下图所示。
下列叙述不正确的是( )
A. 导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组
B. 诱变处理可能获得产药物A能力更强的菌株
C. 卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达强度
D. 应选用b培养基上的菌株作为工程菌生产药物A
13. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是( )
A. 基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因
B. 胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义
C. 诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
D. 用选择培养基筛选微生物时,实验组接种微生物,对照组不接种
14. 水蛭素是一种蛋白质,可用于预防和治疗血栓,但在治疗过程中发现其抗凝血活性低。研究人员欲提高水蛭素抗凝血活性,正确的操作步骤是( )
①确定影响活性的氨基酸序列
②分析水蛭素的空间结构,找到影响其活性的结构域
③推测需要替换的氨基酸序列 ④构建表达载体,使其在受体细胞中表达
⑤PCR技术获得改造后的水蛭素基因 ⑥确定基因中的碱基序列
A. ②①③⑤⑥④ B. ②③⑥①⑤ C. ①②③④⑤⑥ D. ②①③⑥⑤④
15. 下列关于生物技术安全性与伦理问题的叙述,不正确的是( )
A. 加强对高风险实验室的监管,避免病原微生物的泄露
B. 目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内,可能打破生态平衡
C. 利用基因编辑技术设计试管婴儿,以得到智力超群的“完美婴儿”
D. 利用人成纤维细胞转变成iPS细胞,治疗阿尔茨海默病
第二部分
本部分共6题,共70分。
16. 常规种植的棉花(陆地棉)含有棉酚,棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性,为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株,科研人员将某种棉酚含量低的野生棉(2n=2X=26)与品质好的陆地棉(2n=4X=52)进行了不对称体细胞杂交(n代表配子染色体数,X代表染色体组)。
(1)科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞,用_________酶分别处理,各自获得有活力的原生质体。
(2)用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体,破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量,结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中___________(选填图1中字母)。
(3)将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合,形成的融合细胞经过细胞壁再生,成为完整细胞,进而分裂和脱分化形成愈伤组织,经过_________形成完整的再生植株。
(4)科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗、染色后压片并制成临时装片,显微镜下对有丝分裂_________期的细胞进行观察,比较染色体的形态和数目,分析再生植株的染色体变异类型。
(5)用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1~6进行扩增的结果。据图特定条带判断,再生植株1~6中确定为杂种植株的有___________。
(6)对杂种植株可通过观察__________,筛选出低酚的杂种植物。
17. 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)PTH在甲状旁腺细胞的_______上合成,经加工,通过胞吐分泌到细胞外。
(2)人工合成PTH肽链1-25氨基酸组成的多肽(A肽)和39~84氨基酸组成的多肽(B肽),分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
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,加入灭活病毒诱导细胞融合,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________和抗体检测,经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
③将5个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的5种单抗,分别是对应A肽的A1,对应B肽的B1、B2、B3、B4。
(3)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在PTH的结合位点________。
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。
(4)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。为更准确地检测血中全长PTH的含量,请对上述检测方法提出改进思路______。
18. 营养缺陷型突变体不仅被广泛应用于阐明微生物代谢途径上,而且在遗传现象研究中具有特殊的地位。某研究小组要从黄色短杆菌(能合成L—亮氨酸)中筛选L—亮氨酸缺陷型(不能合成L—亮氨酸)突变菌株,实验流程如图所示。回答下列问题:
(1)微生物培养基一般都含有碳源、氮源、水、无机盐等营养物质,需要经过______法灭菌后才能用于接种。过程①的接种方法是_______。
(2)为了筛选出目标菌种,分别配制了B、C两种培养基,过程②接种时,先将灭菌后的金丝绒(一种布料)与培养皿A中的菌落接触一次,然后像盖印章一样将菌种连续接种到培养皿B和C的培养基表面,培养一段时间后菌落生长情况如图所示,研究人员应该从培养皿_______(填“B”或“C”)中选取菌落,其中菌落_______为目的菌落。
(3)营养缺陷型菌株因自身无法合成某些物质,需在培养基中添加某些特殊物质才能生长。A菌株为甲硫氨酸(met-)和生物素(bio-)缺陷型突变体,B菌株为苏氨酸(thr-)、亮氨酸(leu-)、硫胺素(thi-)缺陷型突变体。A、B单独在不添加特殊物质的培养基上培养都没有出现菌落,用A、B两种菌株混合培养出现了菌落。如果混合培养出现菌落是由于A菌基因突变所致,发生的几率为_______(单基因突变几率为10-7),而实际菌落出现的频率为10-7(B同理),因此科学家判断出现菌落不是基因突变的结果。
进一步推测可能是由于基因的转移重组导致。科学家用某种药物处理A或B菌株使其停止分裂(但不致死),混合并培养,过程及结果如下。
I:处理过的B菌株+未处理的A菌株→基本培养基上无菌落
II:处理过的A菌株+未处理的B菌株→基本培养基上有菌落
结果说明两菌株DNA转移的方向是_______。
a.A→B b.A←B c.AB d.不确定
19. 养殖家禽的饲料中富含谷物,纤维素是谷物的重要成分,但家禽消化道中缺少能降解纤维素的酶,阻碍了家禽对饲料的吸收与利用。研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌,将其添加于饲料中,以提高家禽养殖效率。
(1)乳酸杆菌是动物胃肠道的优势细菌之一。家禽肠道内的乳酸杆菌通过细胞_______呼吸产生乳酸等代谢产物,可抑制有害细菌的生长和繁殖,维持肠道的正常机能。
(2)枯草芽孢杆菌分泌可降解纤维素的一种酶,这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因,需使用图1中质粒为载体。图2为克隆得到的含W基因的DNA片段,W基因以乙链为转录模板链,转录时mRNA自身延伸的方向为5’→3’。
①很多启动子具有物种特异性,在图1质粒中插入W基因,其上游启动子应选择_______(填写字母)。
A.枯草芽孢杆菌启动子 B.乳酸杆菌启动子 C.农杆菌启动子
②下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点。
限制酶
EcoRI
BamHI
KpnI
MfeI
HindⅢ
识别序列及切割位点
根据上述信息,应使用限制酶___________切割图1中质粒,使用限制酶___________切割图2中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。所得重组质粒转化乳酸杆菌后,使用含氨苄青霉素的培养基筛选,以得到转入W基因的乳酸杆菌。
(3)已知刚果红是一种染料,可以与纤维素形成红色复合物,但不与纤维素的水解产物发生这种反应。为确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力,研究人员用液体培养基分别培养下表所示菌种。所得部分菌液接种于含纤维素和刚果红的固体鉴定培养基上,另取部分菌液上清液测定酶活力,实验方案及测定结果如下表所示。
菌种
酶活性相对值
乳酸杆菌
未检出
X
未检出
导入了重组质粒的乳酸杆菌
0.96
①表中的X应为______。
②导入了重组质粒的乳酸杆菌菌落周围应出现_______。
(4)解决谷物中纤维素难以被消化吸收的另一思路是将W基因转入家禽中,使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶。上述研究方法与该思路相比,有哪些优点________(写出2点)。
20. 学习以下材料,回答(1)~(5)。
miR399基因调控柑橘胞质杂种雄性不育
柑橘在我国南方广泛种植,无核是品种改良的主要目标之一。大多数柑橘都可单性结实(果实没有种子也能正常发育)。华柚2号是通过植物体细胞杂交技术获得的优良雄性不育无核种,属非对称融合的胞质杂种,其细胞核基因组全部来自叶肉亲本(HBP),而线粒体基因组来自愈伤亲本(G1)。育种程序如图1:
研究者以HBP为对照,探究华柚2号雄性不育机理。经分析获得多个差异表达基因,其中miR399基因在华柚2号花器官的不同发育时期表达均下调,它通过识别靶基因的响应元件(MRE)后剪切靶基因mRNA来调控花器官发育及花粉育性。为确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因,研究者通过在增强启动子35S下游连接不同的基因片段(a~e,如下表)构建了5种表达载体,将不同的表达载体组合转入烟草细胞。GFP(绿色荧光蛋白基因)正常表达即可在紫外光下观察到叶片发绿色荧光。
编号
35S-基因片段
a
35S
b
35S-miR399
c
35S-UB-GFP
d
35S-突变MRE-GFP
e
35S-Cs-GFP
图2结果表明,miR399能对UB基因的mRNA有效剪切,从而调控发育。SE基因可以抑制花药表面开张,使花药难以开裂释放花粉;CE基因的过表达使花瓣和雄蕊形态异常。研究者通过裂解荧光素酶互补实验证实了SE蛋白和CE蛋白均为UB蛋白的互作蛋白,实验原理为:将萤火虫的荧光素酶分成无活性的N端和C端两段蛋白,将N端和C端各融合不同待测蛋白,如果这两个待测蛋白存在互作,那么荧光素的N和C端将在空间上靠近而恢复活性,催化底物产生荧光。通过检测荧光来判断两蛋白是否存在互作。缺磷(Pi)会使植物相关代谢受到影响,导致花药发育异常从而表现雄性不育。转TM基因(miR399抑制基因)柑橘的总磷含量出现了显著的下调,其Pi转运基因(PHT)表达下调,有机磷释放基因(PAP)表达上调。综上所述,本研究解析了miR399-UB轴调控柑橘花器官发育和雄性不育的分子机理,在基因表达和代谢等不同水平揭示了miR399调控柑橘生殖发育的机制,为继续培养无核柑橘提供了理论支持。
(1)图1中④过程需要用到______技术。
(2)图2中的实验组为b+c和______组。结果说明UB是miR399的靶基因而Cs不是,得出此结论的依据是________。
(3)研究者还检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量,结果为________。进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。
(4)在确定SE和CE是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中,能够检测到发荧光的转基因植物导入的质粒组合应该是________。
(5)请综合以上信息,完善miR399-UB途径调控柑橘雄性不育的模型。________;________;________。
21. 疫霉菌感染会造成辣椒严重减产,科研人员开展相关研究。
(1)红光可以激活光敏色素,进而促进H蛋白的合成,调节植物体对病原菌的响应。已知水杨酸(SA)可以抵御疫霉菌侵染,科研人员测定辣椒叶片中的SA含量,如图1。据此推测,红光可通过________加强抵御疫霉菌侵染。
(2)已知P酶催化合成SA.研究发现,正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白;若发生感染,4天后叶片中的H蛋白含量显著升高。额外施加红光处理感染叶片,H蛋白在1小时内可达到相同水平。科研人员推测,H蛋白可能调控P基因表达P酶。为验证上述推测,开展如下实验。
实验一:进行如图2所示转基因操作,随后用荧光素处理获得的转基因辣椒叶片,检测荧光素酶催化荧光素发出的荧光,结果显示,与对照组相比,转基因植株荧光强度较高。图2中,质粒上甲、乙、丙处依次应为________(填选项前字母)。
a.P基因启动子 b.组成型启动子 c.H基因启动子
d.P基因 e.H基因 f.荧光素酶基因
注:组成型启动子能够调控基因在全部组织中稳定转录。
实验二:将不同组分混合保温后,电泳检测标记条带如图3。本实验中的X是_________(填选项前字母)。结果表明,H蛋白直接结合P基因启动子。
a.标记的P基因启动子 b.未标记的P基因启动子
c.标记的无关基因启动子 d.未标记的无关基因启动子
(3)证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论,实验一比实验二更具有说服力,体现在________。
(4)结合以上研究,请提出一种减轻疫霉菌感染造成减产的措施________。
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