黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试卷(原卷版+解析版)
展开一、单选题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共50分)
1. 下列有关发酵与传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A. 发酵工程需要适宜的温度、pH等条件,传统发酵技术不需要
B. 传统发酵技术菌种的来源是原材料中天然存在的微生物或利用前一次发酵产生的发酵物中的微生物
C. 发酵的实质是通过微生物的代谢作用,把原料中的有机物转化为人类所需要的产物的过程
D. 腐乳的发酵就是经过毛霉等微生物的作用,将蛋白质等大分子物质分解为小分子的肽和氨基酸
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种计数。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的制备、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、利用微生物进行发酵需要适宜的温度、pH等条件,传统发酵技术也需要适宜的温度、pH等条件,A错误;
B、直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术,B正确;
C、发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需的产物的过程,C正确;
D、腐乳制作主要是利用了毛霉等微生物产生的脂肪酶、蛋白酶分别将脂肪分解为甘油和脂肪酸,将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,D正确。
故选A。
2. 下列关于制作泡菜的叙述错误的是( )
A. 发酵期间,乳酸不断积累,当质量分数为0.4%-0.8%时,口味、品质最佳
B. 家庭中泡菜加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种
C. 乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸仅在线粒体发生
D. 制作泡菜时腌制方法、时间长短和温度高低都会影响亚硝酸盐的含量
【答案】C
【解析】
【分析】泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌,其代谢类型是异养厌氧型,在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。
【详解】A、发酵期间,乳酸会不断积累,当质量分数为0.4%-0.8%时,口味、品质最佳,A正确;
B、家庭中泡菜加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种,B正确;
C、乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸仅在细胞质基质中发生,C错误;
D、制作泡菜时腌制方法、时间长短和温度高低都会影响亚硝酸盐的含量,所以泡菜的腌制要注意把握时间、控制好温度,D正确。
故选C。
3. 我国早在9000年前就可以运用发酵技术获得产品,为生活增添丰富的色彩。下列说法正确的是( )
A. 制作泡菜时,用水密封泡菜坛的目的是促进酵母菌的无氧呼吸
B. 利用酵母菌进行传统酿酒过程中,无需一直保持无氧的条件
C. 泡菜坛装八成满可以防止发酵过程中酵母菌、乳酸菌等产生的CO2使发酵液溢出
D. 腐乳鲜美的味道主要由曲霉分解蛋白质产生的小分子肽和氨基酸引起
【答案】B
【解析】
【分析】1、制作泡菜的注意事项:(1)盐水煮沸,一是为了消除杂菌,二是为了除去水中的氧气,冷却再用是为了避免高温杀死坛中蔬菜表面的乳酸菌;(2)加水密封是为了阻止外面的空气再进入泡菜坛,为乳酸菌发酵制作泡菜创造无氧的环境条件。若此过程中进入大量氧气,可能导致乳酸菌死亡而好氧菌大量繁殖,使菜腐烂;(3)菜料只能装八成满的原因:初期会有气体产生;要往坛中加盐水没过菜料,所以不能加菜料太满。
2、制作果酒和果醋的注意事项: (1)发酵瓶和榨计机都要用体积分数为70%的酒精消毒;(2)葡萄要先冲洗再去枝梗,以免去枝梗时葡萄破碎,增加被杂菌污染的风险;(3)瓶中留有1/3空间为酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖提供氧气。果酒发酵过程中会产生大量CO2导致瓶内气压升高,需拧松瓶盖放气,但不要完全打开,否则可能会被杂菌污染。
【详解】A、制作泡菜时,用水密封泡菜坛的目的是促进乳酸菌的无氧呼吸,A错误;
B、利用酵母菌酿制果酒时,初始阶段可往装置中通入一定量空气,使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,后期再密封发酵使酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精,B正确;
C、泡菜发酵时,发酵初期酵母菌等的活动会产生气体,使体积膨胀,故泡菜坛装八成满可防止发酵液溢出,乳酸菌只进行无氧呼吸(乳酸发酵)不产生二氧化碳,C错误;
D、多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉 等,其中起主要作用的是毛霉,毛霉通过分泌脂肪酶和蛋白酶将豆腐块中的大分子物质分解为小分子肽和氨基酸,D错误。
故选B。
4. 啤酒的工厂化生产流程中,涉及发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒和终止等若干工艺流程。下列相关说法错误的是( )
A. 焙烤可以使淀粉酶失活但不杀死大麦种子胚
B. 糖化过程中淀粉酶将淀粉分解成为糖浆
C. 蒸煮产生风味组分,终止酶的进一步作用,并对糖浆灭菌
D. 消毒可以杀死啤酒中的大多数微生物,从而延长其保存期
【答案】A
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~25℃℃,生产中是否有酒精的产生,可用重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,A错误;
B、糖化过程中淀粉酶将淀粉分解成为糖浆,B正确;
C、蒸煮相当于煮沸消毒法,可以杀死糖浆中的微生物,避免杂菌污染,同时终止酶的进一步作用,C正确;
D、消毒可以杀死啤酒中的大多数微生物,避免杂菌污染,从而延长其保存期,D正确。
故选A。
5. 设法破坏细菌菌体后,对重组质粒进行提取和鉴定:在强碱性环境中,拟核DNA发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕在一起,而重组质粒变性后会恢复原状。下列有关说法正确的是( )
A. 对上述处理后的细胞混合液离心时,质粒留在沉淀物中
B. 可用预冷的体积分数为95%的酒精析出溶液中的蛋白质杂质
C. 用二苯胺试剂鉴定提取物,溶液变蓝说明质粒重组成功
D. 在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体、动植物病毒等
【答案】D
【解析】
【分析】DNA的粗提取和分离
(1)DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同(0.14ml/L溶解度最低),利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
DNA的鉴定:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、由题干信息可知,在强碱性环境中,拟核DNA发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕在一起,而重组质粒变性后会恢复原状,故对上述处理后的混合液离心时,质粒留在上清液,A错误;
B、DNA不溶于酒精溶液,某些蛋白质则溶于酒精,加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液,DNA会从溶液中析出,而某些蛋白质溶于酒精,B错误;
C、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,故用二苯胺试剂鉴定提取物变蓝色只能说明存在DNA,不能说明质粒重组成功,C错误;
D、在基因工程中,可用作载体的除质粒外,还有噬菌体、动植物病毒等 ,且这些载体往往需要经过改造后才能使用,D正确。
故选D。
6. 下列关于目的基因导入受体细胞的叙述错误的是( )
A. 目的基因进入受体细胞,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化
B. 可以用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使它能吸收周围环境中的DNA分子,有利于重组的基因表达载体导入其中
C. 可以在植物受粉后的一定时间内,剪去柱头,将DNA溶液滴加在花柱切面上,使目的基因借助花粉管通道进入胚囊
D. 农杆菌只能侵染单子叶植物和裸子植物
【答案】D
【解析】
【分析】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绌胞的方法是感受态细胞法。
【详解】A、基因表达载体中包含了目的基因,基因工程中的转化是指目的基因进入受体细胞,并在受体细胞中维持稳定和表达的过程,A正确;
B、可以用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使其能吸收周围环境中的DNA分子(使大肠杆菌处于感受态细胞状态),有利于重组的基因表达载体导入其中,B正确;
C、花粉管通道法:可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注射到子房中,也可以在植物受粉后的一定时间内,剪去柱头,将DNA溶液滴加在花柱切面上,使目的基因借助花粉管通道进入胚囊,C正确;
D、农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物无感染能力,D错误。
故选D。
7. 下列关于消毒和灭菌的说法正确的是( )
A. 消毒比灭菌使用的理化方法更强烈B. 操作空间、操作者的衣着和手要进行灭菌
C. 接种工具、培养基一般进行湿热灭菌D. 玻璃器皿、金属用具可以干热灭菌
【答案】D
【解析】
【分析】灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程,常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、消毒和灭菌的结果不完全相同,消毒只能杀灭物体体表或内部的一部分微生物,不能杀死孢子和芽孢,而灭菌能杀灭环境中一切微生物,包括孢子和芽孢,灭菌使用的理化方法更强烈,A错误;
B、操作空间、操作者的衣着和手要进行消毒,B错误;
C、接种环可以直接在酒精灯的充分燃烧层灼烧灭菌,培养基一般进行湿热灭菌,C错误;
D、能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿、金属用具等可以采用干热灭菌法灭菌,D正确。
故选D。
8. 下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图,下列有关叙述正确的是( )
A. 乙、丙、丁过程所需的培养液成分不同
B. 该培养过程适宜的pH为7.2-7.4,适宜温度为28℃
C. 甲材料需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等方法处理
D. 丁过程为传代培养,没有接触抑制现象
【答案】C
【解析】
【分析】图甲操作是剪碎成肾脏组织块,乙为用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成的单个细胞悬液,丙图为转入培养液中进行原代培养的过程,该过程中细胞会表现为贴壁生长以及接触抑制的特点,丁图为将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养,让细胞培养,该过程为传代培养过程,传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了,一般情况下,细胞传至10~50代时增殖会逐渐缓慢,以至完全停止。
【详解】A、原代培养和传代培养所需的营养成分相同,其中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等,A错误;
B、该培养过程适宜的pH为7.2-7.4,适宜温度为36.50.5℃,B错误;
C、甲材料需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等方法处理,分散成的单个细胞悬液,C正确;
D、丁过程为传代培养,存在接触抑制现象,D错误。
故选C。
9. 利用西柚制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌,发酵6天后,再接入活化的醋酸杆菌,发酵5天。下列分析正确的是( )
A. 西柚中的葡萄糖是酵母菌发酵的底物,在酵母菌的线粒体中被分解
B. 前6天的发酵过程中要注意密封发酵,后5天的发酵过程中要注意通气
C. 醋酸杆菌可以将前期产生的乙醇转化为醋酸,此时应适当降低发酵温度
D. 果醋制作过程中发酵液的pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
【答案】B
【解析】
【分析】果酒制作的原理是酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖原都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
【详解】A、西柚中的葡萄糖在酵母菌的细胞质基质中先分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体中被进一步氧化分解,A错误;
B、酵母菌的发酵过程要在无氧条件下进行,醋酸菌是好氧细菌,其发酵过程要注意通气,B正确;
C、果醋发酵的温度为30~35℃,果酒发酵的温度为18~30℃,进入果醋发酵过程要适当升高温度,C错误;
D、果醋制作过程中发酵液的pH逐渐降低,果酒制作过程中也有CO2溶于发酵液从而使pH下降,D错误。
故选B。
10. 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,下列叙述正确的是( )
A. 根据物理性质划分,该培养基属于液体培养基
B. 蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C. 根据用途划分,该培养基属于选择培养基
D. 该培养基的制备流程为灭菌→加入琼脂→倒平板
【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;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
【详解】A、从配方上看,该培养基有琼脂,因此为固体培养基,A错误;
B、蛋白胨(含有蛋白质成分等)可为目标微生物主要提供氮源,B正确;
C、根据表格可知,该培养基含有指示剂,属于鉴别培养基,C错误;
D、该培养基的制备流程为加入琼脂→灭菌→倒平板,D错误。
故选B。
11. 微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。如图为酵母菌的纯培养的部分操作步骤,下列说法正确的是( )
A. 完成步骤④的过程中,接种环共灼烧处理了5次
B. 以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基中加入尿素和酚红的目的是相同的
C. 制备①步骤使用的培养基过程先灭菌再调pH
D. 接种后,待菌液被培养基吸收,将④倒置培养,皿底上标注菌种及接种日期等信息
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,①是倒平板,②是用接种环沾取菌液,③④是进行平板划线。
【详解】A、接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以完成步骤④中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,完成步骤④共需灼烧接种环6次,A错误;
B、以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基中加入尿素的目的是提供氮源,加入酚红的目的是检测尿素分解后形成的碱性环境,B错误;
C、①步骤表示倒平板,倒平板的培养基需要先调节pH后灭菌,C错误;
D、接种后,待菌液被培养基吸收,将④倒置培养(避免水分过快蒸发和冷凝水污染培养基),皿底上标注菌种及接种日期等信息,D正确。
故选D。
12. 我国科学家早在1963年就成功地培育了人参的组织,后来又实现了利用人参细胞培养来生产人参皂苷。下列叙述错误的是( )
A. 该过程是利用植物细胞培养来获得目标产物的技术
B. 诱导后得到的①的分化程度低于外植体
C. 可用射线处理①获得人参皂苷高产的细胞
D. 进行过程②时常需要用胶源蛋白酶处理①
【答案】D
【解析】
【分析】脱分化:已经分化的细胞经过脱分化,失去其特有的结构和功能,转变为未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,即愈伤组织。
【详解】A、该过程是利用植物细胞培养来获得目标产物(人参皂苷)的技术,A正确;
B、诱导后得到的①为愈伤组织,分化程度低于外植体,B正确;
C、可用射线处理①愈伤组织,促使其发生突变,从中筛选人参皂苷高产的细胞,C正确;
D、进行过程②时需要用酶水解细胞壁,植物细胞壁成分为纤维素和果胶,因此应该用纤维素酶和果胶酶,D错误。
故选D。
13. 生产中培育脱毒马铃薯常用的方法是( )
A. 选择优良品种进行杂交B. 远缘植物体细胞杂交
C. 茎尖分生区组织培养D. 突变体筛选
【答案】C
【解析】
【分析】作物脱毒:1、脱毒原因:长期进行无性繁殖的作物,病毒在体内逐年积累,就会导致作物产量下降,品质变差。2、方法:用分生区的细胞进行组织培养。3.结果:形成脱毒苗。
【详解】ABD、选择优良品种进行杂交、远缘植物体细胞杂交、突变体筛选会使子代获得优良性状,不会消除病毒,ABD错误;
C、植物长期无性繁殖,病毒在体内积累,植物的茎尖无毒或病毒极少,可以组织培养获得无病毒植株,C正确。
故选C。
14. 下图表示牛胚胎移植的流程,其中①~④表示相应的操作过程。相关叙述错误的是
A. 过程①注射相关激素,使供、受体同期发情
B. 过程②注射促性腺激素,达到超数排卵的目的
C 过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D. 过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
【答案】C
【解析】
【详解】分析题图:图示为牛胚胎移植的流程,其中①表示同期发情处理;②表示超数排卵;③表示冲卵;④表示胚胎的收集、检查、培养。图中过程①表示供、受体同期发情处理,该过程需要注射促性腺激素,A正确;过程②是注射促性腺激素,达到超数排卵,B正确;过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎,C错误;过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎,D正确。
【点睛】本题结合胚胎移植流程图,解题关键能识记胚胎移植的基本程序,能准确判断图中各过程的名称。
15. 养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸,这两种物质可被硝化细菌吸收利用。在“养殖池底泥中硝化细菌的分离与计数”实验中正确的是( )
A. 需要配制添加一定浓度铵盐的牛肉膏蛋白胨培养基,以筛选硝化细菌
B. 可以采用稀释涂布平板法进行接种,还需与未接种的空白培养基同时培养
C. 应将培养基置于37℃恒温下培养12h后,统计平板中全部菌落数
D. 若用显微镜进行直接计数,统计的结果一般是活的硝化细菌数
【答案】B
【解析】
【分析】①划线分离或稀释涂布平板法接种后培养基培养时,还需与未接种的空白培养基同时培养,未接种的空白培养基可作为空白对照,用于检查培养基是否灭菌彻底;
②通过显微镜直接计数得到的是视野中全部菌体数目,无法区分死菌与活菌,稀释涂布平板法统计的结果一般是活的细菌数。
【详解】A、根据题目信息可知,硝化细菌能够吸收利用氨及亚硝酸,因此培养基应选用以铵盐为唯一氮源的培养基,不需要添加牛肉膏蛋白胨,A错误;
B、“养殖池底泥中硝化细菌的分离与计数”实验中可以采用稀释涂布平板法进行接种,还需与未接种的空白培养基同时培养,未接种的空白培养基可作为空白对照,确定培养基是否灭菌彻底,B正确;
C、应将培养基置于37℃恒温下培养24~48h后,待菌落数稳定后统计平板中全部菌落数,C错误;
D、通过显微镜直接计数得到的是视野中全部菌体数目,无法区分死菌与活菌,稀释涂布平板法统计的结果一般是活的细菌数,D错误。
故选B。
16. 下列关于植物体细胞杂交与动物细胞融合比较的叙述,正确的是( )
A. 过程中都涉及细胞膜流动性,都需要用酶将细胞分散成单个细胞
B. 都可以用PEG融合法或高Ca2+-高pH融合法诱导融合
C. 两种杂交细胞都能获得杂交前2个细胞的全部优势
D. 前者主要是为了获得杂种植株,后者主要是为了获得杂交细胞
【答案】D
【解析】
【分析】诱导植物细胞融合前,先要采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,获得原生质体;诱导植物原生质体融合时,可以采用物理方法(电激、振动等)和化学方法(聚乙二醇)。
【详解】A、动物细胞融合前需用胰蛋白酶处理使细胞分散开,而植物体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,无需分散为单个细胞,A错误;
B、都可以用PEG融合法诱导融合,高Ca2+-高pH只用于植物原生质体融合,B错误;
C、由于不同来源的遗传物质会相互影响,则两种杂交细胞不一定获得杂交前2个细胞的全部优势,C错误;
D、动物细胞融合技术主要是为了获得细胞产品,即为了获得杂交细胞,而植物体细胞杂交技术主要是为了获得杂种植株,D正确。
故选D。
17. 下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述,错误的是( )
A. 经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防
B. 灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合
C. 用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体
D. 基因工程中常用噬菌体转化植物细胞
【答案】D
【解析】
【分析】、病毒是非细胞生物,只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体;根据遗传物质来分,分为DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白质组成。
【详解】A、经过灭活或减毒处理的病毒可以作为免疫学中的疫苗,疫苗相当于抗原,能激发机体的特异性免疫,用于免疫预防,A正确;
B、促进动物细胞的融合除了物理方法和化学方法外,还可以采用灭活的病毒,B正确;
C、病毒作为抗原可刺激机体发生特异性免疫,产生抗体,用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体,C正确;
D、基因工程中常用农杆菌转化植物细胞,农杆菌的特点是其细胞内的Ti质粒上的T-DNA片段能够转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上,D错误。
故选D。
18. 下列对DNA连接酶的功能描述正确的是( )
A. 将碱基、脱氧核糖、磷酸连接起来
B. 在基因工程中只作用于两个黏性末端
C. 与DNA聚合酶作用的部位相同,作用对象不同
D. 用于DNA复制时母链与子链间形成氢键
【答案】C
【解析】
【分析】DNA连接酶作用于磷酸二酯键,作用对象为DNA分子片段,形成重组DNA分子;DNA聚合酶作用于磷酸二酯键,作用对象为脱氧核苷酸,形成子代DNA分子。
【详解】A、DNA连接酶形成磷酸二酯键,将磷酸和脱氧核糖之间的化学键连接起来,A错误;
B、DNA连接酶在基因工程中可作用于黏性末端或平末端,B错误;
C、DNA连接酶与DNA聚合酶作用的部位相同,都是磷酸二酯键,作用对象不同,DNA连接酶作用于DNA片段,DNA聚合酶作用于单个游离的脱氧核苷酸,C正确;
D、DNA连接酶用于DNA复制时形成磷酸二酯键,D错误。
故选C。
19. 当目的基因和质粒都用Hind Ⅲ处理、连接后,目的基因可能正向插入载体,也可能反向插入载体,为判断目的基因的插入方向,可使用限制酶处理,并进行电泳检测(如图)。下列选项中能判断目的基因插入方向的限制酶是( )
注:EcR Ⅰ、BamH Ⅰ和Hind Ⅲ的识别序列、切割位点均不同,数字表示相邻两个限制酶切点之间的碱基对数(bp),质粒全长20000bp。
A. Hind ⅢB. EcR IC. BamH ID. EcR Ⅰ和Hind Ⅲ
【答案】B
【解析】
【分析】限制酶能特异性地识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列,而且只能切割特定序列中的特定部位。
【详解】A、识图分析可知,图中质粒用限制酶Hind Ⅲ处理,并进行电泳后,无论正向插入还是反向插入的均会出现的DNA片段为:5000+4000=9000bp和1000+2000+5000+3000=11000bp,因此用该限制酶处理后不能判断目的基因的插入方向,A错误;
B、识图分析可知,图中质粒用限制酶EcR I处理,并进行电泳后,正向插入的质粒会出现的DNA片段为:1000+2000+5000=8000bp和5000+4000+3000=12000bp,而反向插入的质粒切割后会出现的DNA片段为:1000+2000+4000=7000bp和5000+3000+5000+3000=13000bp,因此正向插入和反向插入用还限制酶EcR I处理电泳后得到的DNA片段大小不同,可以判断目的基因的插入方向,B正确;
C、识图分析可知,图中质粒用限制酶BamH I处理,并进行电泳后,无论正向插入还是反向插入的均会出现的DNA片段为:5000+1000=6000bp和4000+2000+5000+3000=14000bp,因此用该限制酶处理后不能判断目的基因的插入方向,C错误;
D、识图分析可知,图中质粒用限制酶EcR Ⅰ和Hind Ⅲ共同处理,并进行电泳后,无论正向插入还是反向插入的均会出现的DNA片段为:2000+1000=3000bp、5000bp、4000bp、5000+3000=8000bp,因此用EcR Ⅰ和Hind Ⅲ限制酶处理后不能判断目的基因的插入方向,D错误。
故选B。
20. 下列关于DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定原理的叙述错误的是( )
A. 新鲜的鸡血、大蒜、洋葱等都可作为DNA粗提取的实验材料
B. 因DNA溶于酒精但蛋白质不溶于酒精可分离DNA与蛋白质
C. PCR技术是通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合
D. DNA在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小、构象和凝胶浓度有关
【答案】B
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、新鲜的鸡血、大蒜、洋葱等都含有DNA,因而均可作为DNA粗提取的实验材料,A正确;
B、因DNA不溶于酒精但蛋白质溶于酒精,因而可分离DNA与蛋白质,B错误;
C、PCR是一种体外扩增DNA片段的技术,利用了DNA热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合,C正确;
D、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子的大小和构象等均有关,包括其所带电荷多少,D正确。
故选B。
21. 如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是( )
A. ②④⑤对应的识别序列均能被Sau3A I识别并切割
B. Sau3AⅠ和BamHⅠ切割产生的片段能够相连,但连接后的片段两者都不能再切割
C. BamHⅠ切割的是氢键,AluⅠ切割的是磷酸二酯键
D. T4DNA连接酶即能连接①③,也能连接②⑤,但后者连接效率低
【答案】A
【解析】
【分析】限制性内切核酸酶,简称限制酶:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来;
(2)特异性: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;
(3)结果:形成黏性末端或平末端。
【详解】A、②④⑤对应的识别序列都存在GATC,都能被Sau3AⅠ识别并切割,A正确;
B、BamHⅠ切割G↓GATCC,Sau3AⅠ切割↓GATC,故二者切割后产生的黏性末端是相同的,因此二者切割后产生的黏性末端能够相连,连接后仍然存在GATC的序列,能被Sau3AⅠ切割,但是BamHⅠ不一定能切割,B错误;
C、BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键,C错误;
D、T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端,而图中①、③属于平末端,②⑤是黏性末端,T4DNA连接酶连接平末端时效率较低,D错误。
故选A。
22. THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因,研究者利用基因工程技术将THP9基因转到玉米细胞内,从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中THP9基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述正确的是( )
A. 若采用PCR技术对一个THP9基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2n-1个
B. 构建基因表达载体时,用Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ切割质粒,用EcR Ⅰ、Hind Ⅲ切割目的基因
C. 利用PCR技术获取THP9基因时应选择引物1和引物4
D. PCR过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活RNA聚合酶
【答案】B
【解析】
【分析】由图分析可知,要保证将目的基因切割下来,但是又不破坏目的基因,不能选择MfeⅠ切割目的基因,要保证质粒结构的完整性,不能选择BamHⅠ切割质粒。
【详解】A、开始的THP9基因只有一个,第n-1次结束后的基因有2n-1个,每个基因复制1次需要1对引物,第n次循环需要2n-1对引物,即2n个,A错误;
B、构建基因表达载体时,用Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ切割质粒时,形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3',用EcR Ⅰ、Hind Ⅲ切割目的基因时,形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3',形成的黏性末端对应相同,可以成功将目的基因插入质粒,同时避免目的基因自身环化和随意连接,B正确;
C、利用PCR技术扩增基因时,引物从5'端朝着3'端延伸,故应与模板链3'端配对,故应选择引物2和引物3,C错误;
D、PCR的产物是DNA,所以在过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶,D错误。
故选B。
23. 基因工程、细胞工程都可以克服远缘杂交不亲和的障碍,在农作物新品选育等方面具有广阔的前景和较高的应用价值。下列叙述错误的是( )
A. 实验室中将目的基因导入植物细胞采用最多、最有效的方法是显微注射法
B. 农杆菌转化法的原理是 Ti 质粒中的 T-DNA 具有转移到受体细胞并整合到受体细胞 DNA 上的特性
C. 植物体细胞杂交诱导原生质融合时常用聚乙二醇(PEG)做诱导剂
D. 含有目的基因的细胞或融合形成的杂种细胞能培育成植株的理论基础是细胞的全能性
【答案】A
【解析】
【分析】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。
【详解】A、显微注射法是实验室中将目的基因导入动物细胞采用最多、最有效的方法,A错误;
B、农杆菌的Ti质粒存在T-DNA片段,它具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上,B正确;
C、常用化学诱导法聚乙二醇(PEG)诱导植物原生质体的融合,C正确;
D、植物组织培养的原理是细胞的全能性,D正确。
故选A。
24. 下图表示培育转基因抗病毒农作物的过程图,正确的是( )
A. 过程a需要限制酶和RNA连接酶的参与
B. 过程b需要用CaCl2处理,以提高农作物细胞壁的通透性
C. 抗病毒基因一旦整合到农作物细胞的染色体上,就能正常表达
D. 转基因抗病毒农作物是否培育成功可通过接种特定病毒进行鉴定
【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: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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、图中过程a为构建基因的表达载体,需要用到限制酶和DNA连接酶,A错误;
B、CaCl2处理能提高农杆菌细胞的细胞壁的通透性,B错误;
C、抗病毒基因整合到农作物细胞的染色体上后,不一定能表达(需要进行转录和翻译过程),C错误;
D、转基因抗病毒农作物是否培育成功可通过接种特定病毒,观察番茄是否被感染实验进行鉴定,D正确。
故选D。
25. 为探究M基因的功能,科研人员利用基因工程技术将M基因导入拟南芥中,培育出转M基因拟南芥植株,相关流程如图所示,其中b过程利用了PCR技术。下列相关叙述错误的是( )
A. a、b过程中所需要的酶分别是逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶
B. b过程中将温度降至50℃左右的目的是将双链DNA解聚为单链
C. e过程中,Ti质粒的T-DNA可携带着M基因转移到拟南芥细胞中
D. 获得的转M基因拟南芥植株自交,子代可能会发生性状分离
【答案】B
【解析】
【分析】PCR原理:在高温作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的,实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。
【详解】A、根据图示分析,a过程以mRNA为模板合成DNA,是逆转录过程,需要逆转录酶的催化,b过程为利用PCR技术扩增M基因,该过程需要耐高温的DNA聚合酶催化,A正确;
B、PCR过程中,每次循环可分为变性、复性和延伸三步,其中变性指当温度超过90℃时,双链DNA解聚为单链,复性是指当温度下降到50℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合,B错误;
C、在农杆菌转化法中,将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中,T-DNA可携带着目的基因转移到受体细胞中,C正确;
D、若获得的转M基因拟南芥植株的细胞中只有一条染色体上含有M基因,相当于杂合子,则其自交会发生性状分离,D正确。
故选B。
二、不定项选择题(每题至少有一个选项符合题意。每题3分,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有错选的不得分,共15分)
26. 紫杉醇基一种有效的抗癌药物,传统生产方法是从红豆杉树皮和树叶中提取。如图表示工厂化生产紫杉醇的过程。下列叙述正确的是( )
A. 愈伤化过程中添加生长素和细胞分裂素比例适中
B. 紫杉醇属于细胞的初生代谢产物
C. 该过程几乎不受季节、天气等限制
D. 可利用传代培养的动物癌细胞来检测获得的紫杉醇抗癌活性
【答案】ACD
【解析】
【分析】分析题图可知,该过程利用植物组织培养获得愈伤组织,抑制细胞分化,促进细胞分裂,并进行大规模悬浮培养,从细胞培养液中提取紫杉醇。
【详解】A、生长素和细胞分裂素的相对比例会影响细胞的发育,愈伤化过程中添加生长素和细胞分裂素比例适中,A正确;
B、次生代谢物质是生物体产生的一大类并非生长发育所必需的小分子有机化合物,紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物,B错误;
C、该过程在实验室进行,几乎不受季节、天气等限制,C正确;
D、紫杉醇是一种有效的抗癌药物,故可利用传代培养的动物癌细胞来检测获得的紫杉醇抗癌活性,D正确。
故选ACD。
27. 下图为利用小鼠制备单克隆抗体的过程,相关叙述正确的是( )
A. 从注射特定抗原的小鼠脾脏中获取B淋巴细胞
B. 细胞融合不需要无菌无毒环境,需放在有CO2的环境中
C. 细胞筛选需要使用显微镜辨识获得杂交瘤细胞
D. 单抗检测时取培养液滴加相应抗原出现阳性反应可确定目标细胞
【答案】AD
【解析】
【分析】制备单克隆抗体过程中需要两次筛选,第一次用特定的选择培养基进行筛选,目的是获得融合的杂交瘤细胞,第二次筛选是将杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、从经过抗原注射后的免疫小鼠脾脏中获取能产生专门抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、为了防止污染,细胞融合需要无菌的环境,并需放在有CO2的环境中,B错误;
C、细胞筛选获得杂交瘤细胞时需要在选择培养基上筛选,C错误;
D、单抗检测时可用抗原一抗体实验鉴定,取培养液滴加相应抗原,出现阳性反应的为目标细胞,D正确。
故选AD。
28. 中国科学院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关叙述中正确的是( )
A. 卵母细胞去核的方法是显微操作法,还可以用紫外线短时间照射等方法
B. 兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质
C. 重构胚需要用紫外线短时间照射处理等方法,使之完成细胞分裂和发育进程
D. 在大熊猫早期胚胎移植时,应选择有健康体质和正常繁殖能力的受体
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、细胞全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。植物细胞具有全能性,动物细胞的细胞核具有全能性。
2、动物胚胎发育的基本过程:受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑葚胚→囊胚→原肠胚。囊胚期开始出现细胞分化。
【详解】A、卵母细胞去核的方法有显微直接去除、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法,A正确;
B、兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质,故可用去核后的兔子卵母细胞作为受体细胞,B正确;
C、对卵母细胞进行去核时,除了显微操作外还可以采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等方法处理,去核的卵母细胞与供体细胞通过电融合法融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组胚胎,融合后的重组胚胎,需要用物理或化学的方法进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程,C错误;
D、在大熊猫早期胚胎移植时,应选择有健康体质和正常繁殖能力的受体,以保证胚胎能够正常发育,D正确。
故选ABD。
29. 单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野生单峰骆驼,进行了下图所示研究。请据图分析,下列说法正确的是( )
A. 为使A野生单峰骆驼超数排卵,可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B. 胚胎移植到C体内前收集胚胎并检查,是为了避免受体母骆驼对外来胚胎产生免疫排斥
C. 卵裂期,胚胎的总体积不增加,但有机物种类增加
D. 而可采用胚胎分割技术提高胚胎利用率,胚胎分割移植后获得的动物个体之间性状不完全相同
【答案】CD
【解析】
【分析】胚胎分割是无性繁殖或克隆的方法之一:
(1)概念胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)胚胎分割的基础①理论基础:细胞的全能性。②物质基础:每个细胞的细胞核内都具有相同的遗传物质。
【详解】A、为使A野化单峰骆驼超数排卵,可给其注射适量的促性腺激素,促性腺激素的化学本质为蛋白质,如果添加在饲料里,在消化道内会被水解,A错误;
B、胚胎移植到C体内前收集胚胎并检查,是为了检查胚胎质量和发育情况,此时胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。理论上,受体母牛不会对来自本物种的胚胎产生免疫排斥,B错误;
C、卵裂期,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,早期胚胎发育消耗卵细胞提供的营养物质,有机物总量减少,但有机物种类增多,C正确;
D、可采用胚胎分割技术提高胚胎利用率,由于性状受基因和环境共同影响,所以胚胎分割移植后获得的动物个体之间性状不完全相同,D正确。
故选CD。
30. 下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述错误的是( )
A. 用限制酶剪切获得一个目的基因时产生两个切口,有四个磷酸二酯键被断开
B. 在使用限制酶的同时,必须用解旋酶解开DNA的双螺旋结构
C. DNA连接酶可以连接两个肽链片段
D. T4DNA连接酶和E.cliDNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接
【答案】BCD
【解析】
【分析】1、限制酶:(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。(2)特异性: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。(3)结果:形成黏性末端或平末端。注意:用限制酶切割DNA时,每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
2、DNA连接酶:根据酶的来源不同分为两类:E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低。
【详解】A、用限制酶切割获得一个目的基因时得到两个切口,有4个磷酸二酯键被断开,A正确;
B、在使用限制酶的同时,不需要用解旋酶解开DNA的双螺旋结构,B错误;
C、DNA连接酶可以连接两个DNA片段,C错误
D、T4DNA连接酶能催化平末端和黏性末端的连接,E·cliDNA连接酶只能连接黏性末端,D错误。
故选BCD。
第II卷(非选择题)
三、非选择题题(本题共4小题,共35分。)
31. 抗体—药物偶联物(ADC)能实现细胞毒素类药物对肿瘤细胞的选择性杀伤。基本构建过程如图1所示。ADC在患者体内的作用如图2所示。
(1)ADC通常由______________、接头和______________三部分组成。
(2)步骤①常用方法包括______________融合法、电融合法和______________诱导法等。
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③和抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,其特点是___________________________________。
(4)ADC能降低副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位肿瘤细胞,该过程依赖于______________。
(5)ADC进入肿瘤细胞后,细胞中的______________可将其裂解,释放药物最终可导致______________。
【答案】(1) ①. 抗体 ②. 药物
(2) ①. PEG##聚乙二醇 ②. 灭活病毒
(3)既能无限增殖又能产生大量抗体
(4)抗体与抗原特异性结合
(5) ①. 溶酶体 ②. 乳腺癌细胞的凋亡
【解析】
【分析】由图1可知,①表示动物细胞的融合,②表示筛选杂交瘤细胞,③表示克隆化培养和专一抗体检测。
由图2可知,ADC不识别正常细胞,但可识别并结合乳腺癌细胞。
【小问1详解】
ADC即抗体—药物偶联物,通常由抗体、接头和药物三部分组成。
【小问2详解】
步骤①为动物细胞融合,诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
【小问3详解】
步骤②为杂交瘤细胞的筛选,步骤③为克隆化培养和抗体检测,得到既能无限增殖又能产生大量抗体的杂交瘤细胞。
【小问4详解】
ADC中的单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,让药物作用于乳腺癌细胞,而不是正常的细胞,可以降低乳腺癌治疗药物的副作用,这个过程依赖于抗体与抗原特异性结合,可以有效地治疗疾病。
【小问5详解】
由图可知,ADC进入乳腺癌细胞,溶酶体可以将ADC水解,释放出的药物进入细胞质基质,最终作用于细胞核,引起乳腺癌细胞的凋亡。
32. 科学家用植物体细胞杂交技术,培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,培育过程如下图所示,其中①~⑤表示过程,a~f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)过程①常用______________处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②依据的生物学原理是____________________________。
(3)过程③为______________,是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④表示______________过程,其产物为______________。
(5)番茄体细胞含24条染色体,马铃薯体细胞含48条染色体,二者的每个染色体组均为12条染色体,则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含______________条染色体。若该杂种植株可产花粉,经离体培养得到的植株为_____倍体。
(6)“番茄—马铃薯”杂种植株并没有地上结番茄,地下长马铃薯,最可能的原因是___________________。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2)细胞膜具有一定的流动性 (3)再生出细胞壁
(4) ①. 脱分化 ②. 愈伤组织
(5) ①. 72 ②. 单
(6)生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的
【解析】
【分析】分析题图:①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b,过程②通过物理或化学方法诱导原生质体融合成c,过程③是再生细胞壁形成杂种细胞d,过程④是脱分化过程形成愈伤组织e,过程⑤是再分化生成完整植株。
【小问1详解】
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,过程①可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞以除去细胞壁,得到原生质体;
【小问2详解】
据图分析,过程②表示通过物理或化学方法诱导原生质体融合,依据的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性;
【小问3详解】
过程③是再生细胞壁形成杂种细胞,这是植物体细胞融合完成的标志;
【小问4详解】
据图分析可知,其中过程④表示脱分化过程形成愈伤组织e,愈伤组织是一团未分化的薄壁细胞;
【小问5详解】
番茄体细胞含24条染色体,马铃薯体细胞含48条染色体,则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含72条染色体;若该杂种植株可产花粉,此杂种植株的花粉是生殖细胞,由生殖细胞直接发育而来的生物体都是单倍体。
【点睛】番茄、马铃薯基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以“番茄—马铃薯”杂种植株并没有地上结番茄、地下长马铃薯。
33. 发酵工程可以生产各种食品添加剂,由谷氨酸棒状杆菌等发酵可以得到谷氨酸,谷氨酸钠是它的钠盐,是味精等调味品的主要成分。下图为发酵装置,请回答下列问题:
(1)下列微生物中与谷氨酸棒状杆菌在结构上存在明显区别的是______________(填字母)。
A.醋酸菌 B.新冠病毒 C.黑曲霉 D.保加利亚乳杆菌 E.酵母菌 F.硝化细菌 G.噬菌体
(2)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等,发酵装置如图所示。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸,结果代谢物中出现了大量的乳酸,从发酵条件看,其原因很可能是___________________________。
(3)谷氨酸发酵生产过程中,需要添加氨水,它不仅是细菌生长所需的______________,而且还有调节培养液______________的作用,所以应该分次加入。
(4)谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气,并通过搅拌使空气形成细小的气泡,迅速溶解在培养液中,当培养基中碳氮比为4:1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当碳氮比为3:1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增。在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌代谢物是乳酸或琥珀酸。由此说明谷氨酸棒状杆菌的代谢类型类似于______________(填酵母菌或醋酸菌)。
(5)若用该装置生产果醋,则应控制发酵温度为______________,请写出糖源充足时对应的反应简式_________________________________________________。
(6)发酵工程在食品工业上的应用除了题干所给的食品添加剂之外还有生产______________和______________(如酱油)。
【答案】(1)BCEG (2)氧气供应不足
(3) ①. 氮源 ②. pH
(4)酵母菌 (5) ①. 30~35℃ ②. C6H12O6+O2CH3COOH+H2O+能量
(6) ①. 酶制剂 ②. 传统发酵食品
【解析】
【分析】分析题图:图示表示连续培养的方法,以一定的速度不断添加新的培养基,同时又以同样的速度放出旧的培养基,此工艺流程可以大大提高生产效率。该过程中需要通入无菌空气以及添加培养液,说明微生物的新陈代谢的方式是异养需氧型。
【小问1详解】
ADF、谷氨酸棒状杆菌为原核生物,醋酸菌、保加利亚乳杆菌、消化细菌也为原核生物,与谷氨酸棒状杆菌在结构上无明显差异,ADF不符合题意;
BG、新冠病毒、噬菌体为病毒,无细胞结构,与谷氨酸棒状杆菌在结构上存在明显差异,BG符合题意;
CE、黑曲霉、酵母菌为真核生物,有核膜包被的细胞核,与谷氨酸棒状杆菌在结构上存在明显差异,CE符合题意。
故选BCEG。
【小问2详解】
谷氨酸发酵的培养基成分中有葡萄糖以及通入无菌空气,说明其代谢类型是异养需氧型。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸,结果代谢产物中出现了大量的乳酸,乳酸是不完全代谢的产物,故原因可能是氧气供应不足。
【小问3详解】
氨水是细菌生长所需氮源,同时还有调节培养液pH的作用。
【小问4详解】
根据题意信息,可不断向发酵液中通入无菌空气,另外在无氧条件下,谷氨酸棒状杆菌代谢产物乳酸或琥珀酸,即该菌在有氧条件下和无氧条件下均可生存,说明其代谢类型类似于酵母菌,为兼性厌氧型。
【小问5详解】
醋酸菌的最适生长温度为30~35℃,故在制作果醋的过程中,发酵温度为30~35℃。氧气、糖原充足时,醋酸菌可直接将葡萄糖分解为醋酸,其反应简式为C6H12O6+O2CH3COOH+H2O+能量。
【小问6详解】
发酵工程在食品工业上的应用包括生产传统发酵食品(如酱油),生产各种食品添加剂、生产酶制剂等。
34. 大刍草具有较强的耐盐碱能力,该性状与M蛋白有关。科学家通过PCR技术获取和扩增M蛋白基因(如图1)。将获得的大量M蛋白基因与质粒构建基因表达载体,各部分结构如图2所示。
(1)PCR一般可分为__________三步。据图1分析,PCR过程应选择的引物是__________,引物的作用是__________。
(2)在M蛋白基因两端设计不同黏性末端的目的是__________。质粒中氨苄青霉素抗性基因的作用是_______________。
(3)为实现质粒和M蛋白基因的高效连接,切割质粒时选用限制酶XmaⅠ而不选用限制酶SmaⅠ的原因是__________。为将M蛋白基因连接到质粒上,还需要__________等酶。
【答案】(1) ①. 变性、复性、延伸 ②. Ⅱ、Ⅲ ③. 使DNA聚合酶能够从引物的3′ 端开始连接脱氧核苷酸
(2) ①. 防止M蛋白基因自身环化,保证M蛋白基因在质粒上正向连接(防止自身环化,保证正向连接是两个得分点,答不全不得分) ②. 便于重组DNA分子的筛选
(3) ①. XmaⅠ酶切出的黏性末端与M蛋白基因黏性末端相同,SmaⅠ的酶切末端为平末端,无法与M蛋白基因的黏性末端连接 ②. BglⅡ、DNA连接酶
【解析】
【分析】基因工程的操作步骤: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。基因表达载体的构建是基因工程的核心工作,基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
【小问1详解】
PCR是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术,其过程一般可分为变性、复性、延伸三步。
DNA分子是由两条链按反向平行方式盘旋成的双螺旋结构,DNA的一条单链具有两个末端,有一个游离的磷酸基团的一端为5′ 端,另一端有一个羟基(–OH),称作3′ 端,而且DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸加到引物的3′ 端,据此分析据图1可知,PCR过程应选择的引物是Ⅱ、Ⅲ,引物的作用是:使DNA聚合酶能够从引物的3′ 端开始连接脱氧核苷酸。
【小问2详解】
在M蛋白基因两端设计不同黏性末端,其目的是在构建基因表达载体时,防止M蛋白基因自身环化,保证M蛋白基因在质粒上正向连接。质粒中氨苄青霉素抗性基因属于基因工程中的标记基因,标记基因的作用是:便于重组DNA分子的筛选。
【小问3详解】
分析据图2可知,BglⅡ酶切出的黏性末端的碱基序列能够与M蛋白基因右侧的黏性末端的碱基序列互补配对,XmaⅠ酶切出的黏性末端与M蛋白基因左侧的黏性末端相同,SmaⅠ的酶切末端为平末端,无法与M蛋白基因的黏性末端连接。综上分析,为实现质粒和M蛋白基因的高效连接,切割质粒时选用限制酶XmaⅠ而不选用限制酶SmaⅠ。为将M蛋白基因连接到质粒上,还需要用BglⅡ酶切割质粒,再用DNA连接酶将切割后的质粒与M蛋白基因连接。成分
蛋白胨
乳糖
蔗糖
KHPO4
指示剂
琼脂
含量(g)
10.0
5.0
5.0
2.0
0.2
12.0
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
限制酶
AluⅠ
BamHⅠ
SmaⅠ
Sau3AⅠ
识别序列
切割位点
AG↓CT
TC↑GA
G↓GATCC
CCTAG↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
↓GATC
CTAG↑
EcRⅠ
BamHⅠ
KpnⅠ
MfeⅠ
HindⅢ
黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷(原卷版+解析版): 这是一份黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷(原卷版+解析版),文件包含黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷原卷版docx、黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。
黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷(PDF版附答案): 这是一份黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高一下学期期中考试生物试卷(PDF版附答案),共11页。
黑龙江省齐齐哈尔市龙沙区恒昌中学校2023-2024学年高二下学期4月份能力素养测试生物试题 (原卷版+解析版): 这是一份黑龙江省齐齐哈尔市龙沙区恒昌中学校2023-2024学年高二下学期4月份能力素养测试生物试题 (原卷版+解析版),文件包含黑龙江省齐齐哈尔市龙沙区恒昌中学校2023-2024学年高二下学期4月份能力素养测试生物试题原卷版docx、黑龙江省齐齐哈尔市龙沙区恒昌中学校2023-2024学年高二下学期4月份能力素养测试生物试题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共28页, 欢迎下载使用。