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【生物】江苏省泰州中学2018-2019学年高二下学期第二次月考试题(解析版)
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江苏省泰州中学2018-2019学年高二下学期第二次月考试题
一、单选题
1.下列有关生物体内元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. 细胞干重中含量最多的化学元素是氧
B. 氨基酸、脱氧核苷酸和脂肪酸都含氮元素
C. 构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
D. 抗体、受体、酶和神经递质都具有特异性
【答案】D
【解析】
【分析】
细胞的鲜重中含量最多的蛋白质是水,干重中含量最多的化合物是蛋白质。
【详解】细胞的干重中含量最多的化合物是蛋白质,含量最多的元素是C,A错误;氨基酸、核苷酸含有N元素,脂肪酸不含,B错误;淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,C错误;抗体、受体、酶和神经递质都有特异性,D正确。故选D。
2.下图是细胞结构或细胞模式图,下列有关叙述错误的是( )
A. 以上细胞结构或细胞中都含有DNA、RNA和蛋白质等有机物
B. 甲、乙两种结构都与能量转换有关,具有丙结构的生物比丁高等
C. 甲、乙、丙、丁都具有双层膜结构,丁中不含甲、乙、丙
D. 甲、乙、丙、丁在进行相应生命活动过程中都有水的产生和水的消耗
【答案】C
【解析】
【分析】
甲线粒体,乙叶绿体,丙细胞核,丁原核生物。
【详解】甲线粒体,乙叶绿体,丙细胞核,丁原核生物均含有DNA、RNA和蛋白质等有机物,A正确;甲线粒体是有氧呼吸的主要场所,乙叶绿体是光合作用的场所,都与能量转化有关,具有丙细胞核的是真核生物,比丁原核生物高等,B正确;甲、乙、丙具有双层膜结构,丁不具有双层膜,丁原核生物不含线粒体、叶绿体和细胞核,C错误;甲、乙、丙、丁均进行相关大分子物质的合成会产生水,甲有氧呼吸会消耗水,乙光合作用会消耗水,D正确。故选C。
3.真核细胞具有-些能显著增大膜面积,有利于酶的附着以提高代谢解的结构。下列不属于此类结构的是()
A. 叶绿体的基粒 B. 线粒体的嵴
C. 神经细胞的树突 D. 唾液腺细胞中的内质网
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞的结构和功能相适应,不同的细胞器通过不同的方式增大膜面积,为酶提供大量的附着位点:
1、线粒体内膜折叠成嵴,增大了膜面积并与有氧呼吸有关的酶附着提供场所;
2、内质网是由膜连接而成的网状结构(内连核膜,外连细胞膜,是细胞中最大的细胞器),增大了膜面积;
3、叶绿体是绿色植物光合作用的场所,其增加膜面积的方式是类囊体堆叠成基粒,分布有大量与光合作用有关的酶。
【详解】叶绿体的基粒是由类囊体薄膜堆叠而成的,增大了光合作用光反应的面积,A不符合题意;线粒体的内膜向内凹陷形成嵴,增大了内膜的面积,其上附着了大量与有氧呼吸第三阶段有关的酶,B不符合题意;神经细胞的细胞体上有很多树突,增大了膜面积,有利于神经递质与受体的结合(不是有利于酶的附着),C符合题意;唾液腺细胞的内质网发达,增大了内膜的面积,有利于分泌蛋白(唾液淀粉酶)的加工,D不符合题意。
4.下列关于细胞中核酸的叙述,错误的是()
A. 组成核酸的碱基有5种,核苷酸有8种
B. DNA和RNA都是生物的遗传物质
C. DNA和RNA在细胞质中均有分布
D. DNA和RNA都可以贮存遗传信息
【答案】B
【解析】
【分析】
核酸包括DNA和RNA,DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、T、C、G,DNA主要分布在细胞核中。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、U、C、G,RNA主要分布在细胞质中。
【详解】核酸包括DNA和RNA,组成核酸的碱基有5种,分别是:A、T、C、G、U,核苷酸有8种,其中4种核糖核苷酸、4种脱氧核苷酸,A正确;在自然界中有细胞结构的生物和具有DNA的病毒都以DNA为遗传物质,只有RNA的病毒才以RNA为遗传物质,因此DNA是主要的遗传物质,B错误;DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质,DNA和RNA在细胞质、细胞核中均有分布,C正确;核酸是细胞内携带遗传信息的物质,DNA和RNA都可以贮存遗传信息,D正确。
5.由枯草芽孢杆菌分泌的生物表面活性剂——脂肽,作为高效环保材料已经在化妆品、洗涤工业等领域得到广泛应用。其结构示意如图所示,相关叙述正确的是
A. 该化合物的合成至少要经过7次氨基酸之间的脱水缩合反应
B. 该化合物的合成、分泌过程需要经过核糖体、内质网、高尔基体等结构
C. 该化合物需在加热条件下才能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. 该化合物中游离羧基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关
【答案】D
【解析】
【分析】
由图文可知脂肽是由一条脂肪酸链和一条由7个氨基酸构成的多肽链组成的。
【详解】A、脂肽中有7个氨基酸形成七肽,含有6个肽键,故需要6次氨基酸之间的脱水缩合反应,A错误;
B、枯草芽孢杆菌是原核生物,仅有核糖体,没有内质网、高尔基体,B错误;
C、鉴定蛋白质有无用双缩脲试剂,不需要加热,C错误;
D、该化合物游离的羧基位于多肽链的一端和R基中,氨基酸的种类由R基决定,D正确。
故选D。
6.有学说认为,原始真核生物具有吞噬能力,当其捕获细菌(篮藻)后逐步演化成能进行光合作用的真核生物,演化过程如图所示。若该学说正确,下列叙述错误的是()
A. 原始真核生物吞噬蓝藻体现了细胞膜的流动性
B. 原始真核生物吞噬蓝藻后从异养生物变成自养生物
C. 原始真核生物与被吞噬的蓝藻之间具有共生关系
D. 演化成的能进行光合作用的真核生物的叶绿体有三层膜
【答案】D
【解析】
【分析】
叶绿体是双层膜结构的细胞器,叶绿体的起源是被原始的前真核生物吞噬的光合细菌,这种细菌和前真核生物共生,在长期的共生过程中演化成了叶绿体。
【详解】原始真核生物吞噬蓝藻的方式为胞吞,体现了细胞膜的结构特点流动性,A正确;根据题意分析可知,原始真核生物吞噬蓝藻后由异养型生物变成能够进行光合作用的自养型生物,B正确;图中原始真核生物吞噬的蓝藻时为捕食,吞噬后两者的关系为互利共生,故其种间关系为捕食和互利共生,C正确;演化成的能进行光合作用的真核生物的叶绿体是双层膜结构,D错误。
7.图是细胞内几种有机物及其功能的关系图,m1、m2、m3、m4、分别是有机物Ml、M2、M3、M4的组成部分。下列说法正确的是()
A. 相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,则M1的耗氧量多
B. M3具有物质运输、催化、调节、防御等多种功能
C. m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D. 不同的M4在结构上的区别主要是m4的连接方式不同
【答案】B
【解析】
【分析】
分析题图:题图是细胞内几种有机物及其功能的关系图,细胞中的主要能源物质是糖类,主要储能物质是脂肪,生命活动的主要承担者是蛋白质,遗传信息的携带者是核酸,据此判断大分子物质M1、M2、M3、M4的分别是糖类、脂肪、蛋白质和核酸,其基本组成单位m1、m2、m3、m4分别是葡萄糖、甘油和脂肪酸、氨基酸、核苷酸。
【详解】题图中的M1和M2分别是糖类和脂肪,脂肪分子中氧的含量远远少于糖类、而氢的含量多,所以相同质量的糖类和脂肪被彻底氧化分解,脂肪的耗氧量多,A错误;题图中的M3是蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样,蛋白质的功能有运输(如载体蛋白)、催化(如大多数酶的化学本质是蛋白质)、调节(如胰岛素)、防御(如抗体)等,B正确;五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核苷酸和核糖核苷酸之间的区别,而题图中的m3和m4是氨基酸、核苷酸,C错误;题图中的M4和m4分别是核酸和核苷酸,不同核酸在结构上的区别主要是核苷酸的排列顺序不同,构成核酸的核苷酸的连接方式相同,D错误。
8.下列关于生物学实验操作的叙述中,正确的是 ()
A. 斐林试剂加入苹果汁中水浴加热有砖红色沉淀产生,说明其中含有葡萄糖
B. 观察叶绿体,可撕取捎带些叶肉细胞的菠菜叶表皮制成临时装片
C. 固定化酵母细胞时,注射器距CaCl2溶液液面的高度对凝胶珠形态无影响
D. 在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,前后须用显微镜观察两次
【答案】B
【解析】
【分析】
1、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,还原糖的种类常见的有葡萄糖、果糖和麦芽糖等。
2、用显微镜观察叶绿体的实验中,实验材料选择含叶绿体数量少且叶绿体体积的容易观察,可以选择黑藻或者藓类的小叶,也可以选择菠菜叶,可以撕取捎带些叶肉细胞的菠菜叶下表皮作为实验材料进行观察。
3、在探究植物细胞的吸水和失水实验中,实验开始前制备好临时装片后先观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的形态,然后用0.3g/ml的蔗糖溶液处理后,在低倍显微镜下观察细胞的变化,发生质壁分离后再用清水处理,接着在低倍显微镜下观察细胞是否恢复原状。
4、采用包埋法制备固定酵母细胞的主要步骤:酵母细胞的活化(利用蒸馏水使干酵母恢复正常生活状态)→海藻酸钠、CaCl2溶液的配制(在溶解海藻酸钠溶液的过程中使用小火或间断加热,防止溶液焦糊)→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合(注意冷却海藻酸钠溶液至室温,防止高温破坏酵母菌的活性)→固定化酵母细胞。
【详解】斐林试剂加入苹果汁中水浴加热有砖红色沉淀产生,说明其中含有还原糖,并不一定是葡萄糖,A错误;根据以上分析可知,观察叶绿体,可撕取捎带些叶肉细胞的菠菜叶表皮制成临时装片,B正确;固定化酵母细胞时,CaCl2溶液的作用是使凝胶珠聚沉,因此注射器距CaCl2溶液液面的高度对凝胶珠形态有影响,C错误;在探究植物细胞的吸水和失水实验中,前后须用显微镜观察三次,D错误。
9.图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图,下列相关叙述正确的是()
A. 载体①②③不同的根本原因是控制其合成的基因不同
B. 钠离子运出小肠上皮细胞的方式是协助扩散
C. 运输葡萄糖的载体①③也存在于红细胞膜上
D. 葡萄糖进入小肠上皮细胞是由AIP直接供能
【答案】A
【解析】
【分析】
识图分析可知,图中葡萄糖进入小肠上皮细胞时,从低浓度到高浓度,且需要载体,因此为主动运输的方式;图中钠离子进入小肠上皮细胞时,从高浓度到低浓度,且需要载体,故为协助扩散的方式;而葡萄糖运出小肠上皮细胞时,从高浓度到低浓度,且需要载体,因此为协助扩散;而钠离子运出小肠上皮细胞时,从从低浓度到高浓度,且需要载体,其方式为主动运输。
【详解】载体①②③不同的根本原因是控制其合成的基因不同,A正确;钠离子运出小肠上皮细胞是从低浓度向高浓度运输的,是主动运输,B错误;红细胞吸收葡萄糖是协助运输,但③是运输出细胞的载体,因此只有运输葡萄糖的载体①存在于红细胞膜上,C错误;看图可知,葡萄糖利用钠离子形成的电位差进入小肠上皮细胞属于主动运输,不是由ATP直接供能,D错误。
10.将若干生理状态相同的某植物興随机分为三姐,分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中,一段时间后,测定根吸收Mg2+的量。培养条件及实验结果见下表。下列叙述错误的是( )
A. 该植物幼根对Mg2+的吸收方式是主动运输
B. 温度主要通过影响根细胞膜的流动性而影响对的吸收
C. 氮气环境中该植物幼根细胞吸收Mg2+消耗的ATP 自无氧呼吸
D. 氮气环境不利于该植物幼根对Mg2+的吸收
【答案】B
【解析】
【分析】
分析表格数据可知:该实验的自变量是空气的成分和温度,因变量是离子相对吸收量,由实验结果可以看出:温度和氧气都影响离子相对吸收量,根本原因是离子的吸收为主动运输,需要呼吸作用提供能量,而氧气浓度和温度都影响呼吸作用。
【详解】第一组和第二组对比说明,有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收,说明根对离子的吸收需要消耗能量,因此吸收方式为主动运输,A正确;第一组和第三组对比说明,幼根对该离子的吸收与温度的变化有关,温度较高时,吸收离子较快,温度主要通过影响细胞呼吸而影响根对离子的吸收,B错误;氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子,需要无氧呼吸提供ATP,C正确;第一组和第二组对比说明,氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收,D正确。
11.下列有关“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,正确的是
A. 衣物质地、洗涤方式、洗衣粉种类和用量等属于实验的无关变量
B. 污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标
C. 先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度
D. 相同pH时,加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,考查对照实验的设计与分析能力。根据实验目的可确定实验的自变量、无关变量和因变量,根据酶的特性可确定实验的操作细节,并预测实验结果。
【详解】探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,自变量应是洗衣粉种类的不同,衣物质地、洗涤方式、洗衣粉用量等属于实验的无关变量,A项错误;污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标,即实验的因变量,B项正确;酶在高温时会变性失活,不能用热水溶解加酶洗衣粉,C项错误;酶在适宜的pH下具有较高的催化效率,若偏离最适pH,活性会减低甚至失活,相同pH时,加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉,D项错误。
12.下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于DNA的粗提取
B. 植物材料需先洗涤剂破坏细胞壁再吸水胀破
C. DNA可溶于95%的冷酒精,也可溶于2 mol/L的NaCl溶液
D. 溶有DNA的NaCl溶液加入二苯胺试剂后,需沸水浴加热再观察颜色
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查DNA粗提取与鉴定,考查对DNA粗提取与鉴定实验的实验材料、试剂作用、DNA鉴定方法的理解和识记。明确DNA的溶解性特点是解答本题的关键。
【详解】猪等哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,不能用于DNA的粗提取,A项错误;洗涤剂是一些离子去污剂,它能溶解细胞膜,有利于DNA的释放,B项错误;DNA不溶于95%的冷酒精,C项错误;溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂后,沸水浴加热,溶液会变蓝色,D项正确。
13.下列关于制备牛肉膏蛋白胨培养基的叙述,错误的是()
A. 培养基应先调pH再进行灭菌
B. 培养基应先灭菌再分装到培养皿
C. 溶化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦
D. 高压蒸汽灭菌锅盖时应按顺时针方向依次旋紧螺栓
【答案】D
【解析】
培养基应先调pH再进行灭菌,否则会被再次污染,A正确;培养基应先灭菌再分装到培养皿,B正确;溶化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦,C正确;高压蒸汽灭菌锅加盖时,将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内,再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓,使螺栓松紧一致,勿使漏气,D错误。
14.某兴趣小组学习了酵母麵的固定化技术后,以酵母菌为材料进行“固定化原生质体”实验。下列叙述错误的是()
A. 酵母菌去除细胞壁后更利于胞内物质的分泌
B. 为了提高原生质体的形成率应尽量延长酶解时间
C. 凝胶珠呈白色是因为海藻酸钠的浓度偏低
D. 酶解法去壁制备原生质体应在等渗或略高渗透压的溶液中进行
【答案】B
【解析】
酵母菌去除细胞壁后更利于胞内物质的分泌,A正确;原生质体的形成过程中不能延长酶解时间,否则或破坏细胞原生质体,B错误;凝胶珠呈白色是因为海藻酸钠的浓度偏低,包埋的酵母菌数量少,C正确;酶解法去壁制备原生质体应在等渗或略高渗透压的溶液中进行,防止原生质体在低渗溶液中会吸水涨破,D正确。
【考点定位】制备和应用固相化酶
【名师点睛】解答该题,关键要掌握以下2点:1、凝胶珠的颜色和形状:如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试.刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便Ca2+与Na+充分交换,形成的凝胶珠稳定。2、植物体细胞杂交是首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体;用物理法(离心、振动、电刺激)或者化学法(聚乙二醇)诱导细胞融合,获得融合的原生质体;原生质体再生出细胞壁,获得杂种细胞;杂种细胞经过脱分化和再分化获得杂种植株。
15.将少量的酵母菌提取液加入到足量的葡萄汁中进行果酒制作,16 ℃条件下密封保温-段时间之后,检测到反应体系含有少量的酒精。如对上述实验的某个因子进行改动,实验的 结果也会发生相应的变化。下列有关叙述错误的是()
A. 增加葡萄汁量,初期产生酒精的速率不变
B. 增加酵母提取液量,初期产生酒精的速率上升
C. 间隔通入氧气,若消耗等量有机物,产生的酒精量减少
D. 温度提高到23 ℃,初期酒精浓度不变
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查果酒的制作,考查对果酒制作原理的理解。明确酵母菌的代谢特点是解答本题的关键。酵母菌属于兼性厌氧微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水,在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳。
【详解】原实验中葡萄汁足量,增加葡萄汁量,初期产生酒精的速率不会改变,A项正确;增加酵母提取液量,初期氧气消耗较多,酵母菌较早进入无氧呼吸过程,产生酒精的速率会上升,B项正确;间隔通入氧气,会抑制无氧呼吸过程,产生的酒精量会减少,C项正确;温度提高到23℃,酶活性增强,酵母菌代谢加快,初期酒精浓度会上升,D项错误。
【点睛】本题易错选A项,错因在于审题不细,忽略了题干中的关键词是:“足量的葡萄汁”,因此葡萄汁的量不是产生酒精的限制因素。
16.第二代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断a在胚胎移植前,取胚胎细胞的遗传物质进行分析,筛选出健康胚胎进行移植。下列有关说法错误的是()
A. 精子和卵子一般要放在培养液中共同培养—段时间才能受精
B. 胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞
C. 胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥
D. 试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子
【答案】B
【解析】
试题分析:精子和卵子一般要放在获能溶液或专用的受精溶液共同培养一段时间才能受精,故A正确。胚胎植入前遗传学诊断过程不需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞,因为此时羊水中不含有胚胎细胞,故B错。母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应,保证胚胎正常发育,故C正确。试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子,以免带来社会混乱,故D正确。
考点:本题考查试管婴儿技术相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结能力。
17.下列关于生物学中常见的几种酶的叙述,正确的是()
A. DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B. 用限制性核酸内切酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C. Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温的DNA连接酶
D. 在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果
【答案】B
【解析】
【分析】
限制酶用于切割DNA,称为分子手术刀;DNA连接酶用于缝合两个DNA片段,称为分子缝合针。Taq酶是耐高温的DNA聚合酶,用于PCR扩增技术,将脱氧核苷酸连接到正在形成的子链上;解离根尖分生区细胞时在盐酸的作用下,使植物细胞分散开。
【详解】DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合形成磷酸二酯键,A错误;用限制酶从质粒上切下一个目的基因需打开2个切口,破坏四个磷酸二酯键,消耗4个水分子,B正确;Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温DNA聚合酶,C错误;在解离根尖分生区细胞时加入盐酸使植物细胞相互分散开,D错误。
18.下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. 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
B. 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
C. 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
D. 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
【答案】A
【解析】
【分析】
图中,首先把血清蛋白基因导入牛的细胞中,获得转基因的细胞,取该转基因的细胞核移植到去核的卵细胞中,经过早期胚胎培养及胚胎移植获得转基因奶牛。
【详解】动物细胞需要在特定的培养液中培养,用胰蛋白酶可以分离得到单细胞,A错误;图示有转基因技术、动物细胞的培养、核移植、早期胚胎培养及胚胎移植等技术,B正确;未受精的卵母细胞较大,营养物质丰富,含有促进细胞核全能性表达的物质,C正确;为获得同卵双胎或多胎,可通过胚胎分割获得多个胚胎,一般分割囊胚期的内细胞团,且需均等分割,D正确。故选A。
19.随着“绿水青山就是金山银山”理念的提出,生态经济的重要性日益增显。下列有关叙述错误的是( )
A. 生态经济所遵循的主要原则是循环经济
B. 生态工程的特点是少消耗、低效益、可持续
C. “无废弃物农业”遵循的基本原理是物质循环再生原理
D. 在湿地的周围建立缓冲带可使湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能
【答案】B
【解析】
【分析】
生态经济主要通过实行循环经济的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或另一系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,实现生态经济的主要手段之一是生态工程。
【详解】生态经济的主要原则是循环经济,A正确;生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系,B错误;无废弃物农业主要是变废为宝,基本原理是物质循环再生,C正确;湿地周围的缓冲带有利于其恢复生态功能,D正确。故选B。
20. 图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系。相关叙述正确的是( )
A. 体外受精时,需用促性腺激素处理使精子获能
B. 卵裂期细胞和囊胚细胞均未分化,具有发育的全能性
C. 实验结果表明,卵裂期胚胎移植成功率较高
D. 受孕妇女年龄越大,胚胎移植的流产风险越高
【答案】D
【解析】
试题分析:体外受精时,可以用促性腺激素处理促进超数排卵,精子获能需要一定的获能溶液,故A错误;囊胚期细胞出现分化,故B错误;从图中可以看出,卵裂期胚胎的流产率较高,故C错误;受孕妇女年龄越大卵裂期和囊胚期的流产率增大,故D正确。
考点:本题考查胚胎工程的有关知识,意在考查考生识图能力和能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。
二、多选题
21.下图Ⅰ、II、Ⅲ、IV为四种类型细胞的亚显微结构模式图,下列相关叙述正确的是( )
A. 若细胞I为心肌细胞,则②的数量应较多
B. 细胞Ⅱ、Ⅲ、IV都有胞壁,且组成成分相同
C. 细胞Ⅱ、IV结构上的主要区别在于IV含有③
D. 细胞Ⅲ中设有结构①②,但能进行光合作用和有氧呼吸②
【答案】ACD
【解析】
【分析】
结合题意分析图 图中①是叶绿体、②是线粒体、③是中心体。细胞Ⅰ中无细胞壁,有中心体,属于动物细胞;细胞Ⅱ中有细胞壁、叶绿体和液泡,属于植物细胞;细胞Ⅲ没有形成的细胞核,是蓝藻;细胞Ⅳ中有细胞壁、叶绿体和中心体,属于低等植物细胞。
【详解】若细胞Ⅰ为心肌细胞,则②线粒体的数量应较多,A正确;细胞Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都有细胞壁,但组成成分不相同,B错误;细胞Ⅱ、Ⅳ分别是高等植物细胞、低等植物细胞,主要区别在于Ⅳ含有③中心体,C正确;细胞Ⅲ中没有结构①②,但能进行光合作用和有氧呼吸,D正确。
22.下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述,错误的是
A. 动物细胞培养时,需对细胞进行一次脱分化和两次胰蛋白酶处理
B. 适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短不随细胞培养进程而改变
C. 胚胎工程中常对桑葚胚或囊胚进行一分割,可以获得基因型充全相同的两个胚胎
D. 为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染,应将培养箱抽成真空以消毒,灭菌
【答案】ABD
【解析】
【分析】
1、动物细胞培养:(1)过程:取动物胚胎或幼龄动物组织动--剪碎组织--用胰蛋白酶处理分散成单个细胞--制成细胞悬液--转入培养液中(原代培养)--放入二氧化碳培养箱培养--贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液--转入培养液(传代培养)--放入二氧化碳培养箱培养(95%空气和5%的CO2)。
(2)培养条件:在动物细胞培养过程中做到无菌、无毒;适宜的营养物质、适宜的温度和pH、气体环境。
2、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术,胚胎分割为无性繁殖技术。胚胎分割的材料一般现在发育良好的桑椹胚和囊胚进行分割;存在问题:胚胎分割的分数越多,操作的难度越大,移植的成功率也越低。
【详解】动物细胞培养时,需对细胞或组织进行胰蛋白酶处理,不需要脱分化,A错误;适宜条件下进行动物细胞培养,由于在传代培养过程中有些细胞发生突变,如发生了癌变,因此细胞周期的长短可随细胞培养进程而改变,B错误;胚胎工程中常对桑椹胚或囊胚进行二分割,可以获得基因型完全相同的两个胚胎,C正确;为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染可进行全过程的严格消毒、灭菌,并在培养液中适量添加抗生素,D错误。
23.下图为农杆菌Ti质粒的T DNN区段结构示意图。农杆菌附着植物细胞后,T-DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切、复制,然后进入植物细胞并整合到染色体上,继而诱犮细胞异常生长和分裂,形成植物肿瘤,以下有关叙述正确的是()
A. Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA处
B. 植物肿瘤的形成与A、B两个基因的表达有关
C. 清除植物肿瘤组织中的农杆菌后肿瘤不再生长
D. 利用T-DNA 进行转基因时需要保留LB、RB序列
【答案】ABD
【解析】
【分析】
将目的基因导入植物细胞,常采用农杆菌转化法,农杆菌的特点是:易侵染双子叶植物和裸子植物,农杆菌中有Ti质粒,质粒是独立于拟核之外的环状DNA分子,其上有T-DNA,目的基因在T-DNA的作用下可以插入到受体细胞染色体的DNA上。
【详解】根据以上分析可知,Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA处,A正确;图中A、B两个基因的表达可以合成生长素和细胞分裂素,在这两种激素的作用下诱发植物的异常生长和分裂,形成植物肿瘤组织,B正确;由于T-DNA携带目的基因已经进入植物细胞并整合到染色体上,因此清除植物肿瘤组织中的农杆菌后,植物细胞内仍然具有A、B两个基因,故肿瘤还会生长,C错误;根据题意,T-DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切、复制,然后进入植物细胞并整合到染色体上,因此利用T-DNA 进行转基因时需要保留LB、RB序列,D正确。
24.科学家将番茄和马铃薯细胞利用图示技术获得了“番茄—马铃薯”植株。下列有关叙述正确的是( )
A. 图示技术涉及的原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等
B. 过程②可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合
C. 过程④⑤需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D. f培养基中生长素与细胞分裂素的配比与e培养基中的不同
【答案】ACD
【解析】
【分析】
如图为植物体细胞杂交的过程,①纤维素酶、果胶酶去壁、②原生质体融合、③细胞壁的再生、④脱分化、⑤再分化。
【详解】植物体细胞杂交过程中涉及原生质体的融合和植物组织培养,前者的原理是细胞膜的流动性,后者的原理是细胞的全能性,A正确;原生质体融合的方法有物理法和化学法,不能用灭活的病毒处理,B错误;④脱分化、⑤再分化需要营养成分和激素等条件,C正确;e中发生脱分化,f中再分化出根芽,脱分化和再分化过程所需生长素和细胞分裂素的比例不同,D正确。故选ACD。
25.下图是“DNA的粗提取和鉴定”实验中几个重要操作的示意图,下列叙述正确的是()
A. 图①的原理是DNA溶于酒精,某些蛋白质不溶于酒精
B. 图①和图③都需要玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,以防止破坏DNA
C. 若图③操作后接图②操作,则DNA留在滤液中
D. 若图④操作后接图②操作,则DNA留在纱布上
【答案】CD
【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】由于DNA不溶于酒精,而其它杂质如蛋白质可以溶于酒精,因此利用体积分数为95%的酒精溶液将DNA和蛋白质分离,A错误;图③是加入蒸馏水使鸡血细胞吸水涨破释放DNA的过程,用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,以促进DNA的释放,B错误;若图③操作后接图②过滤操作,则DNA留在滤液中,C正确;图④是加入蒸馏水使氯化钠溶液稀释至大约0.15mol/L,利于DNA的析出,然后接图②多层纱布过滤操作,则DNA留在纱布上,D正确。
三、简答题
26.图1是某动物细胞的部分亚显微结构示意图,图中数字代表细胞结构,图2表示该细胞内部分细胞器的物质组成。回答下列问题:
(1)图1中属于生物膜系统的结构有_____(填数字)。能发生碱基互补配对的细胞器有____(填数字)。
(2)图2中的A和C分别对应图1中的_____、_____(填数字),采用____法可分离得到这些细胞器。
(3)若图1细胞为分泌细胞,在分泌蛋白的合成和分泌过程中,所形成囊泡的膜来自图1中 _____(填数字)。若细胞器④不断从③脱落下来_______(填“会”或“不会”)影响分泌蛋白的合成和分泌。
(4)若图1细胞为癌细胞,由于细胞膜上______等物质减少,容易在体内分散和转移移,若为蛔虫的细胞,图中没有的细胞结构是_____(填数字)。
【答案】 (1). ①②③⑤⑦ (2). ①④ (3). ① (4). ④ (5). 差速离心 (6). ③⑦ (7). 会 (8). 糖蛋白 (9). ①
【解析】
【分析】
分析图1可知①是粒体、②是核膜、③是内质网、④是核糖体、⑤是细胞膜、⑥是中心体、⑦是高尔基体。图2中,A细胞器含有脂质、蛋白质和核酸,说明该细胞器含有生物膜和核酸,动物细胞中应为粒体;B细胞器只含蛋白质和脂质,说明该细胞器含有生物膜,动物细胞中可能为内质网、高尔基体、溶酶体。C细胞器只含蛋白质和核酸,不含磷脂,说明不含生物膜,应为核糖体。
【详解】(1)生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构构成,图1中构成细胞生物膜系统的结构有①线粒体、②核膜、③内质网、⑤细胞膜、⑦高尔基体。①线粒体是半自主复制的细胞器,可进行DNA复制,④核糖体是翻译形成蛋白质的场所,二者均能发生碱基互补配对。
(2)根据分析可知,图2中的A应为线粒体,C应为核糖体,分别对应图1中的①、④,分离细胞器常用差速离心法。
(3)分泌蛋白的形成和分泌过程为:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,所以在分泌蛋白的合成和分泌过程中,所形成囊泡的膜来自图1中③内质网、⑦高尔基体。由于分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖体合成的,所以若细胞器④核糖体不断从③内质网上脱落下来,会影响分泌蛋白的合成和分泌。
(4)癌细胞表面的糖蛋白减少,使细胞容易扩散和转移。若为蛔虫的细胞,图中没有的细胞结构是线粒体即图中的①。
【点睛】本题考查动物细胞结构与功能以及细胞器的结构与功能的知识点,要求学生掌握细胞的结构组成及其功能,理解细胞器的结构组成成分和功能,特别是掌握生物膜系统的组成及功能,要求能够识图分析判断图中各部分结构名称,结合所学的知识点解决问题是突破该题的关键。
27.二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的广泛关注。它可通过抑制线粒体的功能而抑制细胞的生长,其作用机理下图所示。请据图回答下列问题:
(1)核膜的主要成分是__________,共含有__________层磷脂双分子层,线粒体中可合成ATP的部位是________,据图分析,二甲双胍抑制线粒体的功能,进而直接接影响了________的跨核孔运输,最终达到抑制细胞生长的效果。
(2)物质进出核孔是否具有选择性 ?________,RagC进出细胞核需经过__________层生物膜。
(3)下列生理过程可能受二甲双胍影响的是 _________(多选),
A.细胞分裂 B.转录RDA
C.分泌蛋白质 D.细胞质中激活型SagC转化为无活帮RagC
(4)图中物质ACAD10对细胞生长的作用效果为 ______。
【答案】 (1). 蛋白质和磷脂 (2). 2 (3). 线粒体基质和内膜 (4). 无活型和激活型RagC (5). 是 (6). 0 (7). ABC (8). 抑制
【解析】
【分析】
细胞核的核膜是双层膜结构,核孔是大分子物质RNA和蛋白质的通道。
由图可知,细胞质中的无活型RagC通过核孔进入细胞核需要消耗能量,细胞核内被激活的Ragc通过核孔进入细胞质也需要消耗能量;激活型Ragc会激活 mTRC1, mTRC1又会抑制SKN的作用,SKN会激活ACAD10,ACAD10会抑制细胞生长。
【详解】(1)核膜是双层膜结构,主要成分是蛋白质和磷脂,含有2层磷脂双分子层;线粒体中可合成ATP的部位是线粒体基质和内膜;据图分析,二甲双胍抑制线粒体的功能,进而直接景响了无活型和激活型Ragc的跨核孔运输,最终达到抑制细胞生长的效果。
(2)物质进岀核孔是具有选择性,RagC进岀细胞核通过核孔,因此经过0层生物膜。
(3)由于“二甲双胍抑制线粒体的功能”,所以细胞分裂、RNA转录、分泌蛋白运输这些消耗能量的生理过程都受到影响,故选A、B、C。
(4)根据以上分析可知,图中物质ACAD10对细胞生长的作用效果为抑制作用。
【点睛】本题以二甲双胍的抗肿瘤机制为背景考查核膜的结构组成、核孔的作用和线粒体的功能的知识点,要求学生掌握核孔的结构组成以及功能,理解核孔的功能和进出核孔的物质运输特点,这是该题考查的重点。同时要求学生能够识图分析掌握二甲双胍的作用机理,结合所学的知识点解决问题。
28.发酵食品加工中离不开微生物。例如果酒和果醋的制作离不开酵母菌和醋酸菌,腐乳的制作离不开毛霉等微生物。
(1)腐乳是通过微生物发酵制成的佐餐食品,其制作流程如下图所示,请回答有关问题:
让豆腐上长出毛霉-加盐腌制--加卤汤装瓶-密封腌制
①制作腐乳的原料中_______有机物)的含量比较高,毛霉可利用体内的酶将该成分分解成____________小分子有机物
②在用盐掩制腐乳的过程中,若盐的浓度过低易造成______。
③卤汤中酒的含量要控制在________左右,若浓度过高,会造成 _______。
(2)图是利用酵母菌和醋酸菌刺作果酒和果醋的装置示意图,请回答 相关问题:
①酵母菌和醋酸菌在结构上的主要区别是酵母菌_______。
②葡葡汁装入发酵瓶之前要将发酵瓶浦洗干净,用_____消毒。
③制作_____时应将开关打开,长而弯曲的胶管1在发酵过程中的作用是_________。
【答案】 (1). 蛋白质 (2). 小分子肽和氨基酸 (3). 豆腐腐烂变质 (4). 12% (5). 腐乳成熟时间廷长 (6). 有成形细胞核 (7). 70%的酒精 (8). 果醋 (9). 排出C02,防止杂菌污染
【解析】
【分析】
1、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.果酒制作的原理:
(1)在有氧条件下,反应式如下:C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量;
(2)在无氧条件下,反应式如下:C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量。
2、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、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
3、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】(1)①制作腐乳的原料是豆腐,其中蛋白质含量比较高。毛霉可利用蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。
②在用盐腌制腐乳的过程中,若盐的浓度过低则不足以抑制杂菌的生长,导致豆腐腐败变质。
③由于酒精含量过低,不足以抑制杂菌生长,而含量过高,腐乳成熟的时间将延长,因此卤汤中酒的含量要控制在12%左右。
(2)①酵母菌是真核生物,而醋酸菌是原核生物,真核细胞和原核细胞在结构上的主要区别是酵母菌有成形的细胞核。
②葡萄汁装入发酵瓶之前要将发酵瓶清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒。
③果酒制作需要在缺氧环境下,而果醋制作需要氧气,因此制作果醋时应将开关2打开;长而弯曲的胶管1在发酵过程中的作用是排出CO2,同时防止空气中杂菌的污染。
【点睛】本题考查发酵过程的知识点,要求学生掌握果酒和果醋的发酵过程和原理以及注意事项,比较果酒和果醋发酵的过程;掌握腐乳的制作流程和原理,理解发酵过程中微生物的代谢特点和结构特点,这是该题考查的重点。
29.“手机上的细菌比马桶上的还多?”央视和北京卫视的记者都做实验对手机和马桶上的细菌数量进行了调查,调查结果如下。请回答下列问题:
(1)该试验需制备培养基,制备培养基的操作顺序是______。(用下列字母和箭头排序)
a. 倒平板 b. 计算 c. 熔化 d. 称量 e. 灭菌
(2)根据图中结果可知,两电视台展示的实验均采用______法进行接种,该方法使用的接种工具是______。
(3)通过观察菌落的_____、_____等特征,可知手机和马桶上都存在多种微生物。
(4)两电视台实验操作无误且完全一致,但报道结果截然不同,你认为原因可能是______。
(5)实验员按图中方法取样,测定某手机屏幕的细菌数量,从10 mL菌悬液中取出1 mL,稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液,经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为35、36和37,则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2,该方法计数的结果往往比实际结果偏______(填“高”或“低”)。
【答案】 (1). b→d→c→e→a (2). 稀释涂布平板 (3). 涂布器 (4). 形态、大小、颜色、隆起程度、边缘特征 (5). 两实验所取样本不同(取样部位不同或取样时间不同) (6). 1.44×104 (7). 低
【解析】
【分析】
1、据图分析,将手机上的细菌取样后制成了菌悬液,说明该实验需要准备液体培养基;右图显示两个电视台的接种方法都是稀释涂布平板法,央视报道手机屏幕的细菌数远远超过马桶按钮,而北京卫视报道则相反。
2、两种纯化细菌的方法的比较:
【详解】(1)制备培养基的操作顺序是:计算→称量→熔化→灭菌→倒平板,即b→d→c→e→a。
(2)分析题图中菌落分布特点可知,两电视台均采用稀释涂布平板法接种,该方法需要使用涂布器进行涂布。
(3)通过观察菌落的形态、大小、颜色、隆起程度、边缘特征等,可知手机屏幕和马桶按钮都存在多种微生物。
(4)两电视台实验操作无误且完全一致,但报道结果截然不同,可能是手机的取样和马桶的取样都不相同。
(5)图中取样面积是5cm×5cm,根据题意:从10mL菌悬液中取出1mL,稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1mL稀释液,经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为35、36和37,则该手机屏幕的细菌数为(35+36+37)÷3÷0.1×102×10÷(5×5)=1.44×104个/平方厘米。当两个或多个细胞连在一起生长时,平板上观察到的是一个菌落,故统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
【点睛】本题考查了微生物的分离与培养的有关知识,要求考生能够识记培养基的成分,掌握微生物分离和计数的方法,能够根据实验结果推测实验误差的原因等。
30.研究人员利用小鼠的单倍体ES细胞(只有一个染色体组),成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示,请分析回答下列问题:
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶。箭头指向的位置为限制酶的切割位置:Amp是氨苄青霉素抗性基因,Neo是G418抗性基因。
(1)利用PCR技术可以扩增目的基因,PCR反应体系中除含授冲液、模板DNA、dNTP(包含dNTP、dATO、dcTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有_______;引物应选用下图中的 _____(填图中标号)。
(2)已知氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo的小鼠细胞。结合上图推测,过程①选用的2种限制酶是______(选填图中的编号),③处的培养液应添加_____(填“氨苄青霉素”或“G418”)
(3)细胞乙与____类似,图中桑椹胚需要通过_____技术移入代孕小鼠子宫内继续发育,进行该操作前需对小鼠进行_____处理。
【答案】 (1). Taq酶(或耐高温的DNA聚合酶) (2). A和D (3). I 和 II (4). G418 (5). 受精卵 (6). 胚胎移植 (7). 同期发情
【解析】
【分析】
PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,该技术可以在短时间内大量扩增目的基因。步骤:变性→复性→延伸。PCR反应的条件:模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物、耐高温的DNA聚合酶,其中,dNTP的作用是合成DNA的原料、提供能量。
图中用限制酶Ⅰ、Ⅱ切割质粒会破坏氨苄青霉素抗性基因,保留G418抗性基因;用限制酶Ⅲ、Ⅳ切割质粒会破坏G418抗性基因,保留氨苄青霉素抗性基因。不能用Ⅰ、Ⅳ或Ⅱ、Ⅲ同时切割,会同时破坏两个抗性基因。
图中2构建基因表达载体,之后把目的基因导入小鼠单倍体ES细胞中,去其核与次级卵母细胞的进行融合,类似于受精作用。
【详解】(1)根据分析可知,PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有耐高温的DNA聚合酶。为了扩增目的基因的片段,根据图示可知需要在引物A和D作用下以目的基因的两条链为模板合成子代目的基因。
(2)由图可知,过程①②是将目的基因和运载体连接形成重组质粒,即基因表达载体的构建过程。重组质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因,其作用是有利于筛选出含有目的基因的细胞。根据题意可知,氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo′的小鼠细胞,因此应选择Neo′作为标记基因,即质粒上Neo′不能用限制酶切割,则过程①应选用Ⅰ和Ⅱ两种限制酶,图中③处的培养液应添加G418以便于起到筛选的作用。
(3)处理形成的细胞乙与受精卵类似,应用早期胚胎培养技术可以使其发育成桑椹胚。再将桑椹胚通过胚胎移植技术移入代孕小鼠子宫内继续发育,进行该操作前需对受体小鼠进行同期发情处理,以保证供体与受体处于相同或相近的生理状态。
【点睛】本题考查基因工程和胚胎工程的知识点,要求学生掌握基因工程的操作工具限制酶的选择原则,理解PCR扩增技术的原理、过程和条件,掌握胚胎移植的生理学基础,这是该题考查的重点。要求学生能够识图分析判断限制酶的选择和重组质粒的构建过程,利用所学的基因工程的知识点解决问题。
31.看图填空
(1)图一中的ES细胞来源于囊胚中的______(填数字);图二中成纤维细胞转变为iPS细胞,类似于植物组织培养中的_____过程,成纤维细胞一般选择传代培养10代以内的细胞,其原因是______。
(2)与图一相比,图二中将导入特异性外源基因的细胞种植于饲养层细胞上获得iPS细胞团,饲养层细胞可作为提供干细胞________的营养细胞。从伦理学角度分析,优势是______。
(3)克隆培养iPS细胞时,需要加入一定量的____,以防止杂菌污染。早期研究发现在iPS细胞诱导培养的过程中会出现大量不具备细胞功能的细胞,若用锥生素C 处理,嫩那个显著提高iPS细胞的诱导成功率,其原因是________。
(4)研究人员将iPSS胞团注射入缺乏T细胞的小鼠体内,细胞团能继续生长,由此可推测图二中iPS细胞团逐渐退化的原因是 _____。
【答案】 (1). ③ (2). 脱分化 (3). 保持正常的二倍体核型 (4). 分裂、增殖(增殖而不分化) (5). 无需破坏胚胎 (6). 抗生素 (7). 维生素C可诱导其基因重编程 (8). 小鼠丁(受体)发生免疫排斥反应
【解析】
【分析】
胚胎干细胞:1、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。
2、特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
【详解】(1)图一中的ES细胞来源于囊胚中的③内细胞团;图二中成纤维细胞转变为iPS细胞,类似于植物组织培养中的脱分化过程,成纤维细胞一般选择传代培养10代以内的细胞,其原因是保持正常的二倍体核型。
(2)与图一相比,图二中将导入特异性外源基因的细胞种植于饲养层细胞上获得iPS细胞团,饲养层细胞可作为干细胞培养的营养细胞,使胚胎干细胞保持只增殖而不分化的状态。从伦理学角度分析,其优势是无需破坏胚胎。
(3)克隆培养iPS细胞时,需要加入一定量的抗生素,以防止杂菌污染。早期研究发现在iPS细胞诱导培养的过程中会出现大量不具备干细胞功能的细胞,若用维生素C处理,能显著提高iPS细胞的诱导成功率,其原因是维生素C可诱导其基因重编程。
(4)研究人员将iPS细胞团注射入缺乏T细胞的小鼠体内,细胞团能继续生长。由此可推测图二中iPS细胞团逐渐退化的原因是小鼠丁(受体)发生免疫排斥反应。
【点睛】本题考查胚胎干细胞的特点和培养的知识点,要求学生掌握胚胎干细胞的来源、特点和应用是该题考查的重点。要求学生能够识记胚胎干细胞的特点和来源,掌握细胞培养的条件,能够识图分析获取有效信息结合所学的知识点解决问题。
32.植物细胞壁中存在大量不能被猪消化的多聚糖类物质,如半纤维聚多聚糖,果胶质(富含有半乳糖醛酸的多聚糖)等。研究人员通过基因工程,胚胎工程等技术培育出转多聚糖酶基因(manA),主要流程如下图(neo为新霉素抗性基因),回答下列问题:
(1)运用PCR技术扩增DNA分子时,需经过变性→_______→延伸→重复过程,经过4轮循环后,得到的子代DNA分子中,不同时含有两种引物DNA分子占________。
(2)图2中的步骤[①] ____过程,是基因工程基本操作程序中的核心步骤。
(3)通过①过程获得的重组质粒含有4.9kb个碱基对,其中manA基因含有1.8kb个碱基对。现将该重组质粒成功导入受体细胞后,经培养,发现约有50%的细胞能正常表达目的基因产物,原因是________。若用BamH1和EcoRI联合酶切割其中一种重组质粒,只能获得。7kb和3.2kb两种DNA片段,若用上述联合酶切割同等长度的另一种重组质粒,则可获得_____kb长度两种的DNA片段。
(4)在④过程的早期胚胎培养时,通常需要定期更换培养液,目的是_________。
(5) ⑤过程前,通常需对受体母猪注射_______,使其生理状态相同。与普通猪相比,该转基因猪的优势是 _______。
【答案】 (1). 复性(退火) (2). 1/8 (3). 构建基因表达载体 (4). 目的基因与质粒结合时,存在正接和反接两种重组基粒 (5). 1.4和3.5 (6). 清除代谢废物,补充营养物质 (7). 孕激素 (8). 能分泌多聚糖酶,提高饲料的利用率
【解析】
【分析】
1.PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:a.模板DNA经加热至93℃左右,使模板DNA双链解离,使之成为单链,以便它与引物结合;b.温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;c.DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条子链。
2.目的基因的插入位点在启动子和终止子之间,以利于目的基因的表达。
【详解】(1)PCR技术的原理是DNA复制;每次循环需要经过变性、复性(退火)、延伸三步。利用PCR技术扩增目的基因时,由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链,因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增;引物I延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA的延伸,这样,DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列;一个DNA分子四轮复制以后,含有两种引物的DNA分子有24-2=14个,不同时含有两种引物的DNA分子占2/16=1/8。
(2)基因工程基本操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。
(3)通过①过程获得的重组质粒含有4.9 kb个碱基对,其中manA基因含有1.8 kb个碱基对。现将该重组质粒成功导入受体细胞后,经培养,发现约有50%的细胞能正常表达目的基因产物,原因是目的基因与质粒结合时,存在正接和反接两种重组质粒。上述4.9kb的重组质粒有两种形式,若用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种,只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段,说明右侧BamHI和EcoRI之间的长度为1.7;用联合酶切同等长度的另一种重组质粒,则切割的是BamHI左侧的位点,又因为manA基因含有1.8 kb个碱基对,可获得1.7+1.8=3.5kb和4.9-3.5=1.4kb两种DNA片段。
(4)在培养过程中,应定期更换培养液,清除代谢废物,补充营养物质。
(5)胚胎移植前,通常需对受体母猪注射孕激素,使其能同期发情。与普通猪相比,该转多聚糖酶基因(manA)猪的优势是能分泌多聚糖酶,提高饲料的利用率。因为多聚糖酶基因的表达产物为多聚糖酶,它可以水解大量不能被普通猪消化的多聚糖类物质,从而提高饲料的利用率。
【点睛】本题考查基因工程、胚胎工程的知识点,要求学生掌握基因工程的操作工具和操作步骤,尤其掌握限制酶的选择和作用结果,这是该题考查的难点;理解PCR扩增技术的原理、过程和复制结果,识记细胞培养的条件和胚胎移植的步骤,这是该题考查的重点。
33.刚果红能够与纤维素形成红色复合物,可用其鉴定纤维素分解菌。某研究小组将滤纸埋在土壤中,30天后从滤纸上取6 g土壤样品加入30 mL生理盐水中溶解,得到了富有纤维素分解菌的菌原液,并进行如下实验,回答下列问题:
(1)稀释菌原液:为确定合适的稀释倍数,小组成员取1 mL菌原液进行如下图所示的操作,在统计菌落时,发现平板上的平均菌落数为40个,则每毫升菌原液中的细菌数大约为________个。
(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热排气、保温保压适当时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,________,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,才可以取出灭菌的培养基等物品。待培养基冷却至50℃左右时倒平板,在培养基凝固之前加入灭菌的刚果红,从功能上来看,该培养基属于________培养基,培养基中碳源主要是________。
(3)接种与观察:在无菌条件下,用________取0.1 mL稀释后的菌悬液进行图1中________所示的操作,室温放置2~3分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置2~3分钟的目的是__________________。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,图2中D/d的值越________,表示该菌对纤维素分解能力越强。
【答案】 (1). 4×106 (2). 压力表的压力降为零 (3). 鉴别 (4). 纤维素 (5). 移液枪(移液管) (6). 甲 (7). 使菌液完全被培养基吸收 (8). 大
【解析】
【分析】
刚果红染色法原理:刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红——纤维素的复合物便没法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
【详解】(1)分析题图可知菌原液被稀释了10000倍,每毫升菌原液中的细菌数大约为40╳10╳10000=4×106个。
(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热排气、保温保压适当时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,压力表的压力降为零,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,才可以取出灭菌的培养基等物品。待培养基冷却至50℃左右时倒平板,在培养基凝固之前加入灭菌的刚果红,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物,故从功能上来看,该培养基属于鉴别培养基,培养基中碳源主要是纤维素。
(3)接种与观察:在无菌条件下,用移液枪(移液管)取0.1 mL稀释后的菌悬液进行图1中甲所示的操作,室温放置2~3分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置2~3分钟的目的是使菌液完全被培养基吸收。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,根据刚果红染色法原理,图2中D/d的值越大,表示该菌对纤维素分解能力越强。
【点睛】识记微生物常用的接种方法,知道平板划线法只能用于微生物分离,稀释涂布平板法能用于微生物的分离与计数。掌握刚果红染色法的原理,根据题干情境准确作答。
一、单选题
1.下列有关生物体内元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. 细胞干重中含量最多的化学元素是氧
B. 氨基酸、脱氧核苷酸和脂肪酸都含氮元素
C. 构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
D. 抗体、受体、酶和神经递质都具有特异性
【答案】D
【解析】
【分析】
细胞的鲜重中含量最多的蛋白质是水,干重中含量最多的化合物是蛋白质。
【详解】细胞的干重中含量最多的化合物是蛋白质,含量最多的元素是C,A错误;氨基酸、核苷酸含有N元素,脂肪酸不含,B错误;淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,C错误;抗体、受体、酶和神经递质都有特异性,D正确。故选D。
2.下图是细胞结构或细胞模式图,下列有关叙述错误的是( )
A. 以上细胞结构或细胞中都含有DNA、RNA和蛋白质等有机物
B. 甲、乙两种结构都与能量转换有关,具有丙结构的生物比丁高等
C. 甲、乙、丙、丁都具有双层膜结构,丁中不含甲、乙、丙
D. 甲、乙、丙、丁在进行相应生命活动过程中都有水的产生和水的消耗
【答案】C
【解析】
【分析】
甲线粒体,乙叶绿体,丙细胞核,丁原核生物。
【详解】甲线粒体,乙叶绿体,丙细胞核,丁原核生物均含有DNA、RNA和蛋白质等有机物,A正确;甲线粒体是有氧呼吸的主要场所,乙叶绿体是光合作用的场所,都与能量转化有关,具有丙细胞核的是真核生物,比丁原核生物高等,B正确;甲、乙、丙具有双层膜结构,丁不具有双层膜,丁原核生物不含线粒体、叶绿体和细胞核,C错误;甲、乙、丙、丁均进行相关大分子物质的合成会产生水,甲有氧呼吸会消耗水,乙光合作用会消耗水,D正确。故选C。
3.真核细胞具有-些能显著增大膜面积,有利于酶的附着以提高代谢解的结构。下列不属于此类结构的是()
A. 叶绿体的基粒 B. 线粒体的嵴
C. 神经细胞的树突 D. 唾液腺细胞中的内质网
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞的结构和功能相适应,不同的细胞器通过不同的方式增大膜面积,为酶提供大量的附着位点:
1、线粒体内膜折叠成嵴,增大了膜面积并与有氧呼吸有关的酶附着提供场所;
2、内质网是由膜连接而成的网状结构(内连核膜,外连细胞膜,是细胞中最大的细胞器),增大了膜面积;
3、叶绿体是绿色植物光合作用的场所,其增加膜面积的方式是类囊体堆叠成基粒,分布有大量与光合作用有关的酶。
【详解】叶绿体的基粒是由类囊体薄膜堆叠而成的,增大了光合作用光反应的面积,A不符合题意;线粒体的内膜向内凹陷形成嵴,增大了内膜的面积,其上附着了大量与有氧呼吸第三阶段有关的酶,B不符合题意;神经细胞的细胞体上有很多树突,增大了膜面积,有利于神经递质与受体的结合(不是有利于酶的附着),C符合题意;唾液腺细胞的内质网发达,增大了内膜的面积,有利于分泌蛋白(唾液淀粉酶)的加工,D不符合题意。
4.下列关于细胞中核酸的叙述,错误的是()
A. 组成核酸的碱基有5种,核苷酸有8种
B. DNA和RNA都是生物的遗传物质
C. DNA和RNA在细胞质中均有分布
D. DNA和RNA都可以贮存遗传信息
【答案】B
【解析】
【分析】
核酸包括DNA和RNA,DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、T、C、G,DNA主要分布在细胞核中。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖,一分子含氮碱基组成,四种碱基分别是A、U、C、G,RNA主要分布在细胞质中。
【详解】核酸包括DNA和RNA,组成核酸的碱基有5种,分别是:A、T、C、G、U,核苷酸有8种,其中4种核糖核苷酸、4种脱氧核苷酸,A正确;在自然界中有细胞结构的生物和具有DNA的病毒都以DNA为遗传物质,只有RNA的病毒才以RNA为遗传物质,因此DNA是主要的遗传物质,B错误;DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质,DNA和RNA在细胞质、细胞核中均有分布,C正确;核酸是细胞内携带遗传信息的物质,DNA和RNA都可以贮存遗传信息,D正确。
5.由枯草芽孢杆菌分泌的生物表面活性剂——脂肽,作为高效环保材料已经在化妆品、洗涤工业等领域得到广泛应用。其结构示意如图所示,相关叙述正确的是
A. 该化合物的合成至少要经过7次氨基酸之间的脱水缩合反应
B. 该化合物的合成、分泌过程需要经过核糖体、内质网、高尔基体等结构
C. 该化合物需在加热条件下才能与双缩脲试剂产生紫色反应
D. 该化合物中游离羧基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关
【答案】D
【解析】
【分析】
由图文可知脂肽是由一条脂肪酸链和一条由7个氨基酸构成的多肽链组成的。
【详解】A、脂肽中有7个氨基酸形成七肽,含有6个肽键,故需要6次氨基酸之间的脱水缩合反应,A错误;
B、枯草芽孢杆菌是原核生物,仅有核糖体,没有内质网、高尔基体,B错误;
C、鉴定蛋白质有无用双缩脲试剂,不需要加热,C错误;
D、该化合物游离的羧基位于多肽链的一端和R基中,氨基酸的种类由R基决定,D正确。
故选D。
6.有学说认为,原始真核生物具有吞噬能力,当其捕获细菌(篮藻)后逐步演化成能进行光合作用的真核生物,演化过程如图所示。若该学说正确,下列叙述错误的是()
A. 原始真核生物吞噬蓝藻体现了细胞膜的流动性
B. 原始真核生物吞噬蓝藻后从异养生物变成自养生物
C. 原始真核生物与被吞噬的蓝藻之间具有共生关系
D. 演化成的能进行光合作用的真核生物的叶绿体有三层膜
【答案】D
【解析】
【分析】
叶绿体是双层膜结构的细胞器,叶绿体的起源是被原始的前真核生物吞噬的光合细菌,这种细菌和前真核生物共生,在长期的共生过程中演化成了叶绿体。
【详解】原始真核生物吞噬蓝藻的方式为胞吞,体现了细胞膜的结构特点流动性,A正确;根据题意分析可知,原始真核生物吞噬蓝藻后由异养型生物变成能够进行光合作用的自养型生物,B正确;图中原始真核生物吞噬的蓝藻时为捕食,吞噬后两者的关系为互利共生,故其种间关系为捕食和互利共生,C正确;演化成的能进行光合作用的真核生物的叶绿体是双层膜结构,D错误。
7.图是细胞内几种有机物及其功能的关系图,m1、m2、m3、m4、分别是有机物Ml、M2、M3、M4的组成部分。下列说法正确的是()
A. 相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,则M1的耗氧量多
B. M3具有物质运输、催化、调节、防御等多种功能
C. m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D. 不同的M4在结构上的区别主要是m4的连接方式不同
【答案】B
【解析】
【分析】
分析题图:题图是细胞内几种有机物及其功能的关系图,细胞中的主要能源物质是糖类,主要储能物质是脂肪,生命活动的主要承担者是蛋白质,遗传信息的携带者是核酸,据此判断大分子物质M1、M2、M3、M4的分别是糖类、脂肪、蛋白质和核酸,其基本组成单位m1、m2、m3、m4分别是葡萄糖、甘油和脂肪酸、氨基酸、核苷酸。
【详解】题图中的M1和M2分别是糖类和脂肪,脂肪分子中氧的含量远远少于糖类、而氢的含量多,所以相同质量的糖类和脂肪被彻底氧化分解,脂肪的耗氧量多,A错误;题图中的M3是蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样,蛋白质的功能有运输(如载体蛋白)、催化(如大多数酶的化学本质是蛋白质)、调节(如胰岛素)、防御(如抗体)等,B正确;五碳糖和碱基的种类不同是脱氧核苷酸和核糖核苷酸之间的区别,而题图中的m3和m4是氨基酸、核苷酸,C错误;题图中的M4和m4分别是核酸和核苷酸,不同核酸在结构上的区别主要是核苷酸的排列顺序不同,构成核酸的核苷酸的连接方式相同,D错误。
8.下列关于生物学实验操作的叙述中,正确的是 ()
A. 斐林试剂加入苹果汁中水浴加热有砖红色沉淀产生,说明其中含有葡萄糖
B. 观察叶绿体,可撕取捎带些叶肉细胞的菠菜叶表皮制成临时装片
C. 固定化酵母细胞时,注射器距CaCl2溶液液面的高度对凝胶珠形态无影响
D. 在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,前后须用显微镜观察两次
【答案】B
【解析】
【分析】
1、还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,还原糖的种类常见的有葡萄糖、果糖和麦芽糖等。
2、用显微镜观察叶绿体的实验中,实验材料选择含叶绿体数量少且叶绿体体积的容易观察,可以选择黑藻或者藓类的小叶,也可以选择菠菜叶,可以撕取捎带些叶肉细胞的菠菜叶下表皮作为实验材料进行观察。
3、在探究植物细胞的吸水和失水实验中,实验开始前制备好临时装片后先观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的形态,然后用0.3g/ml的蔗糖溶液处理后,在低倍显微镜下观察细胞的变化,发生质壁分离后再用清水处理,接着在低倍显微镜下观察细胞是否恢复原状。
4、采用包埋法制备固定酵母细胞的主要步骤:酵母细胞的活化(利用蒸馏水使干酵母恢复正常生活状态)→海藻酸钠、CaCl2溶液的配制(在溶解海藻酸钠溶液的过程中使用小火或间断加热,防止溶液焦糊)→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合(注意冷却海藻酸钠溶液至室温,防止高温破坏酵母菌的活性)→固定化酵母细胞。
【详解】斐林试剂加入苹果汁中水浴加热有砖红色沉淀产生,说明其中含有还原糖,并不一定是葡萄糖,A错误;根据以上分析可知,观察叶绿体,可撕取捎带些叶肉细胞的菠菜叶表皮制成临时装片,B正确;固定化酵母细胞时,CaCl2溶液的作用是使凝胶珠聚沉,因此注射器距CaCl2溶液液面的高度对凝胶珠形态有影响,C错误;在探究植物细胞的吸水和失水实验中,前后须用显微镜观察三次,D错误。
9.图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图,下列相关叙述正确的是()
A. 载体①②③不同的根本原因是控制其合成的基因不同
B. 钠离子运出小肠上皮细胞的方式是协助扩散
C. 运输葡萄糖的载体①③也存在于红细胞膜上
D. 葡萄糖进入小肠上皮细胞是由AIP直接供能
【答案】A
【解析】
【分析】
识图分析可知,图中葡萄糖进入小肠上皮细胞时,从低浓度到高浓度,且需要载体,因此为主动运输的方式;图中钠离子进入小肠上皮细胞时,从高浓度到低浓度,且需要载体,故为协助扩散的方式;而葡萄糖运出小肠上皮细胞时,从高浓度到低浓度,且需要载体,因此为协助扩散;而钠离子运出小肠上皮细胞时,从从低浓度到高浓度,且需要载体,其方式为主动运输。
【详解】载体①②③不同的根本原因是控制其合成的基因不同,A正确;钠离子运出小肠上皮细胞是从低浓度向高浓度运输的,是主动运输,B错误;红细胞吸收葡萄糖是协助运输,但③是运输出细胞的载体,因此只有运输葡萄糖的载体①存在于红细胞膜上,C错误;看图可知,葡萄糖利用钠离子形成的电位差进入小肠上皮细胞属于主动运输,不是由ATP直接供能,D错误。
10.将若干生理状态相同的某植物興随机分为三姐,分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中,一段时间后,测定根吸收Mg2+的量。培养条件及实验结果见下表。下列叙述错误的是( )
A. 该植物幼根对Mg2+的吸收方式是主动运输
B. 温度主要通过影响根细胞膜的流动性而影响对的吸收
C. 氮气环境中该植物幼根细胞吸收Mg2+消耗的ATP 自无氧呼吸
D. 氮气环境不利于该植物幼根对Mg2+的吸收
【答案】B
【解析】
【分析】
分析表格数据可知:该实验的自变量是空气的成分和温度,因变量是离子相对吸收量,由实验结果可以看出:温度和氧气都影响离子相对吸收量,根本原因是离子的吸收为主动运输,需要呼吸作用提供能量,而氧气浓度和温度都影响呼吸作用。
【详解】第一组和第二组对比说明,有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收,说明根对离子的吸收需要消耗能量,因此吸收方式为主动运输,A正确;第一组和第三组对比说明,幼根对该离子的吸收与温度的变化有关,温度较高时,吸收离子较快,温度主要通过影响细胞呼吸而影响根对离子的吸收,B错误;氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子,需要无氧呼吸提供ATP,C正确;第一组和第二组对比说明,氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收,D正确。
11.下列有关“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,正确的是
A. 衣物质地、洗涤方式、洗衣粉种类和用量等属于实验的无关变量
B. 污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标
C. 先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度
D. 相同pH时,加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,考查对照实验的设计与分析能力。根据实验目的可确定实验的自变量、无关变量和因变量,根据酶的特性可确定实验的操作细节,并预测实验结果。
【详解】探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,自变量应是洗衣粉种类的不同,衣物质地、洗涤方式、洗衣粉用量等属于实验的无关变量,A项错误;污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标,即实验的因变量,B项正确;酶在高温时会变性失活,不能用热水溶解加酶洗衣粉,C项错误;酶在适宜的pH下具有较高的催化效率,若偏离最适pH,活性会减低甚至失活,相同pH时,加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉,D项错误。
12.下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A. 新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于DNA的粗提取
B. 植物材料需先洗涤剂破坏细胞壁再吸水胀破
C. DNA可溶于95%的冷酒精,也可溶于2 mol/L的NaCl溶液
D. 溶有DNA的NaCl溶液加入二苯胺试剂后,需沸水浴加热再观察颜色
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查DNA粗提取与鉴定,考查对DNA粗提取与鉴定实验的实验材料、试剂作用、DNA鉴定方法的理解和识记。明确DNA的溶解性特点是解答本题的关键。
【详解】猪等哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,不能用于DNA的粗提取,A项错误;洗涤剂是一些离子去污剂,它能溶解细胞膜,有利于DNA的释放,B项错误;DNA不溶于95%的冷酒精,C项错误;溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂后,沸水浴加热,溶液会变蓝色,D项正确。
13.下列关于制备牛肉膏蛋白胨培养基的叙述,错误的是()
A. 培养基应先调pH再进行灭菌
B. 培养基应先灭菌再分装到培养皿
C. 溶化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦
D. 高压蒸汽灭菌锅盖时应按顺时针方向依次旋紧螺栓
【答案】D
【解析】
培养基应先调pH再进行灭菌,否则会被再次污染,A正确;培养基应先灭菌再分装到培养皿,B正确;溶化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦,C正确;高压蒸汽灭菌锅加盖时,将盖上的排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内,再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺栓,使螺栓松紧一致,勿使漏气,D错误。
14.某兴趣小组学习了酵母麵的固定化技术后,以酵母菌为材料进行“固定化原生质体”实验。下列叙述错误的是()
A. 酵母菌去除细胞壁后更利于胞内物质的分泌
B. 为了提高原生质体的形成率应尽量延长酶解时间
C. 凝胶珠呈白色是因为海藻酸钠的浓度偏低
D. 酶解法去壁制备原生质体应在等渗或略高渗透压的溶液中进行
【答案】B
【解析】
酵母菌去除细胞壁后更利于胞内物质的分泌,A正确;原生质体的形成过程中不能延长酶解时间,否则或破坏细胞原生质体,B错误;凝胶珠呈白色是因为海藻酸钠的浓度偏低,包埋的酵母菌数量少,C正确;酶解法去壁制备原生质体应在等渗或略高渗透压的溶液中进行,防止原生质体在低渗溶液中会吸水涨破,D正确。
【考点定位】制备和应用固相化酶
【名师点睛】解答该题,关键要掌握以下2点:1、凝胶珠的颜色和形状:如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试.刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便Ca2+与Na+充分交换,形成的凝胶珠稳定。2、植物体细胞杂交是首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体;用物理法(离心、振动、电刺激)或者化学法(聚乙二醇)诱导细胞融合,获得融合的原生质体;原生质体再生出细胞壁,获得杂种细胞;杂种细胞经过脱分化和再分化获得杂种植株。
15.将少量的酵母菌提取液加入到足量的葡萄汁中进行果酒制作,16 ℃条件下密封保温-段时间之后,检测到反应体系含有少量的酒精。如对上述实验的某个因子进行改动,实验的 结果也会发生相应的变化。下列有关叙述错误的是()
A. 增加葡萄汁量,初期产生酒精的速率不变
B. 增加酵母提取液量,初期产生酒精的速率上升
C. 间隔通入氧气,若消耗等量有机物,产生的酒精量减少
D. 温度提高到23 ℃,初期酒精浓度不变
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查果酒的制作,考查对果酒制作原理的理解。明确酵母菌的代谢特点是解答本题的关键。酵母菌属于兼性厌氧微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水,在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳。
【详解】原实验中葡萄汁足量,增加葡萄汁量,初期产生酒精的速率不会改变,A项正确;增加酵母提取液量,初期氧气消耗较多,酵母菌较早进入无氧呼吸过程,产生酒精的速率会上升,B项正确;间隔通入氧气,会抑制无氧呼吸过程,产生的酒精量会减少,C项正确;温度提高到23℃,酶活性增强,酵母菌代谢加快,初期酒精浓度会上升,D项错误。
【点睛】本题易错选A项,错因在于审题不细,忽略了题干中的关键词是:“足量的葡萄汁”,因此葡萄汁的量不是产生酒精的限制因素。
16.第二代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断a在胚胎移植前,取胚胎细胞的遗传物质进行分析,筛选出健康胚胎进行移植。下列有关说法错误的是()
A. 精子和卵子一般要放在培养液中共同培养—段时间才能受精
B. 胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞
C. 胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥
D. 试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子
【答案】B
【解析】
试题分析:精子和卵子一般要放在获能溶液或专用的受精溶液共同培养一段时间才能受精,故A正确。胚胎植入前遗传学诊断过程不需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞,因为此时羊水中不含有胚胎细胞,故B错。母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应,保证胚胎正常发育,故C正确。试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子,以免带来社会混乱,故D正确。
考点:本题考查试管婴儿技术相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结能力。
17.下列关于生物学中常见的几种酶的叙述,正确的是()
A. DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B. 用限制性核酸内切酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C. Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温的DNA连接酶
D. 在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果
【答案】B
【解析】
【分析】
限制酶用于切割DNA,称为分子手术刀;DNA连接酶用于缝合两个DNA片段,称为分子缝合针。Taq酶是耐高温的DNA聚合酶,用于PCR扩增技术,将脱氧核苷酸连接到正在形成的子链上;解离根尖分生区细胞时在盐酸的作用下,使植物细胞分散开。
【详解】DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合形成磷酸二酯键,A错误;用限制酶从质粒上切下一个目的基因需打开2个切口,破坏四个磷酸二酯键,消耗4个水分子,B正确;Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温DNA聚合酶,C错误;在解离根尖分生区细胞时加入盐酸使植物细胞相互分散开,D错误。
18.下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. 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
B. 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
C. 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
D. 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
【答案】A
【解析】
【分析】
图中,首先把血清蛋白基因导入牛的细胞中,获得转基因的细胞,取该转基因的细胞核移植到去核的卵细胞中,经过早期胚胎培养及胚胎移植获得转基因奶牛。
【详解】动物细胞需要在特定的培养液中培养,用胰蛋白酶可以分离得到单细胞,A错误;图示有转基因技术、动物细胞的培养、核移植、早期胚胎培养及胚胎移植等技术,B正确;未受精的卵母细胞较大,营养物质丰富,含有促进细胞核全能性表达的物质,C正确;为获得同卵双胎或多胎,可通过胚胎分割获得多个胚胎,一般分割囊胚期的内细胞团,且需均等分割,D正确。故选A。
19.随着“绿水青山就是金山银山”理念的提出,生态经济的重要性日益增显。下列有关叙述错误的是( )
A. 生态经济所遵循的主要原则是循环经济
B. 生态工程的特点是少消耗、低效益、可持续
C. “无废弃物农业”遵循的基本原理是物质循环再生原理
D. 在湿地的周围建立缓冲带可使湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能
【答案】B
【解析】
【分析】
生态经济主要通过实行循环经济的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或另一系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,实现生态经济的主要手段之一是生态工程。
【详解】生态经济的主要原则是循环经济,A正确;生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系,B错误;无废弃物农业主要是变废为宝,基本原理是物质循环再生,C正确;湿地周围的缓冲带有利于其恢复生态功能,D正确。故选B。
20. 图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系。相关叙述正确的是( )
A. 体外受精时,需用促性腺激素处理使精子获能
B. 卵裂期细胞和囊胚细胞均未分化,具有发育的全能性
C. 实验结果表明,卵裂期胚胎移植成功率较高
D. 受孕妇女年龄越大,胚胎移植的流产风险越高
【答案】D
【解析】
试题分析:体外受精时,可以用促性腺激素处理促进超数排卵,精子获能需要一定的获能溶液,故A错误;囊胚期细胞出现分化,故B错误;从图中可以看出,卵裂期胚胎的流产率较高,故C错误;受孕妇女年龄越大卵裂期和囊胚期的流产率增大,故D正确。
考点:本题考查胚胎工程的有关知识,意在考查考生识图能力和能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力。
二、多选题
21.下图Ⅰ、II、Ⅲ、IV为四种类型细胞的亚显微结构模式图,下列相关叙述正确的是( )
A. 若细胞I为心肌细胞,则②的数量应较多
B. 细胞Ⅱ、Ⅲ、IV都有胞壁,且组成成分相同
C. 细胞Ⅱ、IV结构上的主要区别在于IV含有③
D. 细胞Ⅲ中设有结构①②,但能进行光合作用和有氧呼吸②
【答案】ACD
【解析】
【分析】
结合题意分析图 图中①是叶绿体、②是线粒体、③是中心体。细胞Ⅰ中无细胞壁,有中心体,属于动物细胞;细胞Ⅱ中有细胞壁、叶绿体和液泡,属于植物细胞;细胞Ⅲ没有形成的细胞核,是蓝藻;细胞Ⅳ中有细胞壁、叶绿体和中心体,属于低等植物细胞。
【详解】若细胞Ⅰ为心肌细胞,则②线粒体的数量应较多,A正确;细胞Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都有细胞壁,但组成成分不相同,B错误;细胞Ⅱ、Ⅳ分别是高等植物细胞、低等植物细胞,主要区别在于Ⅳ含有③中心体,C正确;细胞Ⅲ中没有结构①②,但能进行光合作用和有氧呼吸,D正确。
22.下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述,错误的是
A. 动物细胞培养时,需对细胞进行一次脱分化和两次胰蛋白酶处理
B. 适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短不随细胞培养进程而改变
C. 胚胎工程中常对桑葚胚或囊胚进行一分割,可以获得基因型充全相同的两个胚胎
D. 为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染,应将培养箱抽成真空以消毒,灭菌
【答案】ABD
【解析】
【分析】
1、动物细胞培养:(1)过程:取动物胚胎或幼龄动物组织动--剪碎组织--用胰蛋白酶处理分散成单个细胞--制成细胞悬液--转入培养液中(原代培养)--放入二氧化碳培养箱培养--贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液--转入培养液(传代培养)--放入二氧化碳培养箱培养(95%空气和5%的CO2)。
(2)培养条件:在动物细胞培养过程中做到无菌、无毒;适宜的营养物质、适宜的温度和pH、气体环境。
2、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术,胚胎分割为无性繁殖技术。胚胎分割的材料一般现在发育良好的桑椹胚和囊胚进行分割;存在问题:胚胎分割的分数越多,操作的难度越大,移植的成功率也越低。
【详解】动物细胞培养时,需对细胞或组织进行胰蛋白酶处理,不需要脱分化,A错误;适宜条件下进行动物细胞培养,由于在传代培养过程中有些细胞发生突变,如发生了癌变,因此细胞周期的长短可随细胞培养进程而改变,B错误;胚胎工程中常对桑椹胚或囊胚进行二分割,可以获得基因型完全相同的两个胚胎,C正确;为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染可进行全过程的严格消毒、灭菌,并在培养液中适量添加抗生素,D错误。
23.下图为农杆菌Ti质粒的T DNN区段结构示意图。农杆菌附着植物细胞后,T-DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切、复制,然后进入植物细胞并整合到染色体上,继而诱犮细胞异常生长和分裂,形成植物肿瘤,以下有关叙述正确的是()
A. Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA处
B. 植物肿瘤的形成与A、B两个基因的表达有关
C. 清除植物肿瘤组织中的农杆菌后肿瘤不再生长
D. 利用T-DNA 进行转基因时需要保留LB、RB序列
【答案】ABD
【解析】
【分析】
将目的基因导入植物细胞,常采用农杆菌转化法,农杆菌的特点是:易侵染双子叶植物和裸子植物,农杆菌中有Ti质粒,质粒是独立于拟核之外的环状DNA分子,其上有T-DNA,目的基因在T-DNA的作用下可以插入到受体细胞染色体的DNA上。
【详解】根据以上分析可知,Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA处,A正确;图中A、B两个基因的表达可以合成生长素和细胞分裂素,在这两种激素的作用下诱发植物的异常生长和分裂,形成植物肿瘤组织,B正确;由于T-DNA携带目的基因已经进入植物细胞并整合到染色体上,因此清除植物肿瘤组织中的农杆菌后,植物细胞内仍然具有A、B两个基因,故肿瘤还会生长,C错误;根据题意,T-DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切、复制,然后进入植物细胞并整合到染色体上,因此利用T-DNA 进行转基因时需要保留LB、RB序列,D正确。
24.科学家将番茄和马铃薯细胞利用图示技术获得了“番茄—马铃薯”植株。下列有关叙述正确的是( )
A. 图示技术涉及的原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等
B. 过程②可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合
C. 过程④⑤需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D. f培养基中生长素与细胞分裂素的配比与e培养基中的不同
【答案】ACD
【解析】
【分析】
如图为植物体细胞杂交的过程,①纤维素酶、果胶酶去壁、②原生质体融合、③细胞壁的再生、④脱分化、⑤再分化。
【详解】植物体细胞杂交过程中涉及原生质体的融合和植物组织培养,前者的原理是细胞膜的流动性,后者的原理是细胞的全能性,A正确;原生质体融合的方法有物理法和化学法,不能用灭活的病毒处理,B错误;④脱分化、⑤再分化需要营养成分和激素等条件,C正确;e中发生脱分化,f中再分化出根芽,脱分化和再分化过程所需生长素和细胞分裂素的比例不同,D正确。故选ACD。
25.下图是“DNA的粗提取和鉴定”实验中几个重要操作的示意图,下列叙述正确的是()
A. 图①的原理是DNA溶于酒精,某些蛋白质不溶于酒精
B. 图①和图③都需要玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,以防止破坏DNA
C. 若图③操作后接图②操作,则DNA留在滤液中
D. 若图④操作后接图②操作,则DNA留在纱布上
【答案】CD
【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】由于DNA不溶于酒精,而其它杂质如蛋白质可以溶于酒精,因此利用体积分数为95%的酒精溶液将DNA和蛋白质分离,A错误;图③是加入蒸馏水使鸡血细胞吸水涨破释放DNA的过程,用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,以促进DNA的释放,B错误;若图③操作后接图②过滤操作,则DNA留在滤液中,C正确;图④是加入蒸馏水使氯化钠溶液稀释至大约0.15mol/L,利于DNA的析出,然后接图②多层纱布过滤操作,则DNA留在纱布上,D正确。
三、简答题
26.图1是某动物细胞的部分亚显微结构示意图,图中数字代表细胞结构,图2表示该细胞内部分细胞器的物质组成。回答下列问题:
(1)图1中属于生物膜系统的结构有_____(填数字)。能发生碱基互补配对的细胞器有____(填数字)。
(2)图2中的A和C分别对应图1中的_____、_____(填数字),采用____法可分离得到这些细胞器。
(3)若图1细胞为分泌细胞,在分泌蛋白的合成和分泌过程中,所形成囊泡的膜来自图1中 _____(填数字)。若细胞器④不断从③脱落下来_______(填“会”或“不会”)影响分泌蛋白的合成和分泌。
(4)若图1细胞为癌细胞,由于细胞膜上______等物质减少,容易在体内分散和转移移,若为蛔虫的细胞,图中没有的细胞结构是_____(填数字)。
【答案】 (1). ①②③⑤⑦ (2). ①④ (3). ① (4). ④ (5). 差速离心 (6). ③⑦ (7). 会 (8). 糖蛋白 (9). ①
【解析】
【分析】
分析图1可知①是粒体、②是核膜、③是内质网、④是核糖体、⑤是细胞膜、⑥是中心体、⑦是高尔基体。图2中,A细胞器含有脂质、蛋白质和核酸,说明该细胞器含有生物膜和核酸,动物细胞中应为粒体;B细胞器只含蛋白质和脂质,说明该细胞器含有生物膜,动物细胞中可能为内质网、高尔基体、溶酶体。C细胞器只含蛋白质和核酸,不含磷脂,说明不含生物膜,应为核糖体。
【详解】(1)生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等结构构成,图1中构成细胞生物膜系统的结构有①线粒体、②核膜、③内质网、⑤细胞膜、⑦高尔基体。①线粒体是半自主复制的细胞器,可进行DNA复制,④核糖体是翻译形成蛋白质的场所,二者均能发生碱基互补配对。
(2)根据分析可知,图2中的A应为线粒体,C应为核糖体,分别对应图1中的①、④,分离细胞器常用差速离心法。
(3)分泌蛋白的形成和分泌过程为:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,所以在分泌蛋白的合成和分泌过程中,所形成囊泡的膜来自图1中③内质网、⑦高尔基体。由于分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖体合成的,所以若细胞器④核糖体不断从③内质网上脱落下来,会影响分泌蛋白的合成和分泌。
(4)癌细胞表面的糖蛋白减少,使细胞容易扩散和转移。若为蛔虫的细胞,图中没有的细胞结构是线粒体即图中的①。
【点睛】本题考查动物细胞结构与功能以及细胞器的结构与功能的知识点,要求学生掌握细胞的结构组成及其功能,理解细胞器的结构组成成分和功能,特别是掌握生物膜系统的组成及功能,要求能够识图分析判断图中各部分结构名称,结合所学的知识点解决问题是突破该题的关键。
27.二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的广泛关注。它可通过抑制线粒体的功能而抑制细胞的生长,其作用机理下图所示。请据图回答下列问题:
(1)核膜的主要成分是__________,共含有__________层磷脂双分子层,线粒体中可合成ATP的部位是________,据图分析,二甲双胍抑制线粒体的功能,进而直接接影响了________的跨核孔运输,最终达到抑制细胞生长的效果。
(2)物质进出核孔是否具有选择性 ?________,RagC进出细胞核需经过__________层生物膜。
(3)下列生理过程可能受二甲双胍影响的是 _________(多选),
A.细胞分裂 B.转录RDA
C.分泌蛋白质 D.细胞质中激活型SagC转化为无活帮RagC
(4)图中物质ACAD10对细胞生长的作用效果为 ______。
【答案】 (1). 蛋白质和磷脂 (2). 2 (3). 线粒体基质和内膜 (4). 无活型和激活型RagC (5). 是 (6). 0 (7). ABC (8). 抑制
【解析】
【分析】
细胞核的核膜是双层膜结构,核孔是大分子物质RNA和蛋白质的通道。
由图可知,细胞质中的无活型RagC通过核孔进入细胞核需要消耗能量,细胞核内被激活的Ragc通过核孔进入细胞质也需要消耗能量;激活型Ragc会激活 mTRC1, mTRC1又会抑制SKN的作用,SKN会激活ACAD10,ACAD10会抑制细胞生长。
【详解】(1)核膜是双层膜结构,主要成分是蛋白质和磷脂,含有2层磷脂双分子层;线粒体中可合成ATP的部位是线粒体基质和内膜;据图分析,二甲双胍抑制线粒体的功能,进而直接景响了无活型和激活型Ragc的跨核孔运输,最终达到抑制细胞生长的效果。
(2)物质进岀核孔是具有选择性,RagC进岀细胞核通过核孔,因此经过0层生物膜。
(3)由于“二甲双胍抑制线粒体的功能”,所以细胞分裂、RNA转录、分泌蛋白运输这些消耗能量的生理过程都受到影响,故选A、B、C。
(4)根据以上分析可知,图中物质ACAD10对细胞生长的作用效果为抑制作用。
【点睛】本题以二甲双胍的抗肿瘤机制为背景考查核膜的结构组成、核孔的作用和线粒体的功能的知识点,要求学生掌握核孔的结构组成以及功能,理解核孔的功能和进出核孔的物质运输特点,这是该题考查的重点。同时要求学生能够识图分析掌握二甲双胍的作用机理,结合所学的知识点解决问题。
28.发酵食品加工中离不开微生物。例如果酒和果醋的制作离不开酵母菌和醋酸菌,腐乳的制作离不开毛霉等微生物。
(1)腐乳是通过微生物发酵制成的佐餐食品,其制作流程如下图所示,请回答有关问题:
让豆腐上长出毛霉-加盐腌制--加卤汤装瓶-密封腌制
①制作腐乳的原料中_______有机物)的含量比较高,毛霉可利用体内的酶将该成分分解成____________小分子有机物
②在用盐掩制腐乳的过程中,若盐的浓度过低易造成______。
③卤汤中酒的含量要控制在________左右,若浓度过高,会造成 _______。
(2)图是利用酵母菌和醋酸菌刺作果酒和果醋的装置示意图,请回答 相关问题:
①酵母菌和醋酸菌在结构上的主要区别是酵母菌_______。
②葡葡汁装入发酵瓶之前要将发酵瓶浦洗干净,用_____消毒。
③制作_____时应将开关打开,长而弯曲的胶管1在发酵过程中的作用是_________。
【答案】 (1). 蛋白质 (2). 小分子肽和氨基酸 (3). 豆腐腐烂变质 (4). 12% (5). 腐乳成熟时间廷长 (6). 有成形细胞核 (7). 70%的酒精 (8). 果醋 (9). 排出C02,防止杂菌污染
【解析】
【分析】
1、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.果酒制作的原理:
(1)在有氧条件下,反应式如下:C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量;
(2)在无氧条件下,反应式如下:C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量。
2、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、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
3、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】(1)①制作腐乳的原料是豆腐,其中蛋白质含量比较高。毛霉可利用蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。
②在用盐腌制腐乳的过程中,若盐的浓度过低则不足以抑制杂菌的生长,导致豆腐腐败变质。
③由于酒精含量过低,不足以抑制杂菌生长,而含量过高,腐乳成熟的时间将延长,因此卤汤中酒的含量要控制在12%左右。
(2)①酵母菌是真核生物,而醋酸菌是原核生物,真核细胞和原核细胞在结构上的主要区别是酵母菌有成形的细胞核。
②葡萄汁装入发酵瓶之前要将发酵瓶清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒。
③果酒制作需要在缺氧环境下,而果醋制作需要氧气,因此制作果醋时应将开关2打开;长而弯曲的胶管1在发酵过程中的作用是排出CO2,同时防止空气中杂菌的污染。
【点睛】本题考查发酵过程的知识点,要求学生掌握果酒和果醋的发酵过程和原理以及注意事项,比较果酒和果醋发酵的过程;掌握腐乳的制作流程和原理,理解发酵过程中微生物的代谢特点和结构特点,这是该题考查的重点。
29.“手机上的细菌比马桶上的还多?”央视和北京卫视的记者都做实验对手机和马桶上的细菌数量进行了调查,调查结果如下。请回答下列问题:
(1)该试验需制备培养基,制备培养基的操作顺序是______。(用下列字母和箭头排序)
a. 倒平板 b. 计算 c. 熔化 d. 称量 e. 灭菌
(2)根据图中结果可知,两电视台展示的实验均采用______法进行接种,该方法使用的接种工具是______。
(3)通过观察菌落的_____、_____等特征,可知手机和马桶上都存在多种微生物。
(4)两电视台实验操作无误且完全一致,但报道结果截然不同,你认为原因可能是______。
(5)实验员按图中方法取样,测定某手机屏幕的细菌数量,从10 mL菌悬液中取出1 mL,稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液,经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为35、36和37,则该手机屏幕的细菌数为______个/cm2,该方法计数的结果往往比实际结果偏______(填“高”或“低”)。
【答案】 (1). b→d→c→e→a (2). 稀释涂布平板 (3). 涂布器 (4). 形态、大小、颜色、隆起程度、边缘特征 (5). 两实验所取样本不同(取样部位不同或取样时间不同) (6). 1.44×104 (7). 低
【解析】
【分析】
1、据图分析,将手机上的细菌取样后制成了菌悬液,说明该实验需要准备液体培养基;右图显示两个电视台的接种方法都是稀释涂布平板法,央视报道手机屏幕的细菌数远远超过马桶按钮,而北京卫视报道则相反。
2、两种纯化细菌的方法的比较:
【详解】(1)制备培养基的操作顺序是:计算→称量→熔化→灭菌→倒平板,即b→d→c→e→a。
(2)分析题图中菌落分布特点可知,两电视台均采用稀释涂布平板法接种,该方法需要使用涂布器进行涂布。
(3)通过观察菌落的形态、大小、颜色、隆起程度、边缘特征等,可知手机屏幕和马桶按钮都存在多种微生物。
(4)两电视台实验操作无误且完全一致,但报道结果截然不同,可能是手机的取样和马桶的取样都不相同。
(5)图中取样面积是5cm×5cm,根据题意:从10mL菌悬液中取出1mL,稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1mL稀释液,经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为35、36和37,则该手机屏幕的细菌数为(35+36+37)÷3÷0.1×102×10÷(5×5)=1.44×104个/平方厘米。当两个或多个细胞连在一起生长时,平板上观察到的是一个菌落,故统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
【点睛】本题考查了微生物的分离与培养的有关知识,要求考生能够识记培养基的成分,掌握微生物分离和计数的方法,能够根据实验结果推测实验误差的原因等。
30.研究人员利用小鼠的单倍体ES细胞(只有一个染色体组),成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示,请分析回答下列问题:
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶。箭头指向的位置为限制酶的切割位置:Amp是氨苄青霉素抗性基因,Neo是G418抗性基因。
(1)利用PCR技术可以扩增目的基因,PCR反应体系中除含授冲液、模板DNA、dNTP(包含dNTP、dATO、dcTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有_______;引物应选用下图中的 _____(填图中标号)。
(2)已知氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo的小鼠细胞。结合上图推测,过程①选用的2种限制酶是______(选填图中的编号),③处的培养液应添加_____(填“氨苄青霉素”或“G418”)
(3)细胞乙与____类似,图中桑椹胚需要通过_____技术移入代孕小鼠子宫内继续发育,进行该操作前需对小鼠进行_____处理。
【答案】 (1). Taq酶(或耐高温的DNA聚合酶) (2). A和D (3). I 和 II (4). G418 (5). 受精卵 (6). 胚胎移植 (7). 同期发情
【解析】
【分析】
PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,该技术可以在短时间内大量扩增目的基因。步骤:变性→复性→延伸。PCR反应的条件:模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物、耐高温的DNA聚合酶,其中,dNTP的作用是合成DNA的原料、提供能量。
图中用限制酶Ⅰ、Ⅱ切割质粒会破坏氨苄青霉素抗性基因,保留G418抗性基因;用限制酶Ⅲ、Ⅳ切割质粒会破坏G418抗性基因,保留氨苄青霉素抗性基因。不能用Ⅰ、Ⅳ或Ⅱ、Ⅲ同时切割,会同时破坏两个抗性基因。
图中2构建基因表达载体,之后把目的基因导入小鼠单倍体ES细胞中,去其核与次级卵母细胞的进行融合,类似于受精作用。
【详解】(1)根据分析可知,PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有耐高温的DNA聚合酶。为了扩增目的基因的片段,根据图示可知需要在引物A和D作用下以目的基因的两条链为模板合成子代目的基因。
(2)由图可知,过程①②是将目的基因和运载体连接形成重组质粒,即基因表达载体的构建过程。重组质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因,其作用是有利于筛选出含有目的基因的细胞。根据题意可知,氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo′的小鼠细胞,因此应选择Neo′作为标记基因,即质粒上Neo′不能用限制酶切割,则过程①应选用Ⅰ和Ⅱ两种限制酶,图中③处的培养液应添加G418以便于起到筛选的作用。
(3)处理形成的细胞乙与受精卵类似,应用早期胚胎培养技术可以使其发育成桑椹胚。再将桑椹胚通过胚胎移植技术移入代孕小鼠子宫内继续发育,进行该操作前需对受体小鼠进行同期发情处理,以保证供体与受体处于相同或相近的生理状态。
【点睛】本题考查基因工程和胚胎工程的知识点,要求学生掌握基因工程的操作工具限制酶的选择原则,理解PCR扩增技术的原理、过程和条件,掌握胚胎移植的生理学基础,这是该题考查的重点。要求学生能够识图分析判断限制酶的选择和重组质粒的构建过程,利用所学的基因工程的知识点解决问题。
31.看图填空
(1)图一中的ES细胞来源于囊胚中的______(填数字);图二中成纤维细胞转变为iPS细胞,类似于植物组织培养中的_____过程,成纤维细胞一般选择传代培养10代以内的细胞,其原因是______。
(2)与图一相比,图二中将导入特异性外源基因的细胞种植于饲养层细胞上获得iPS细胞团,饲养层细胞可作为提供干细胞________的营养细胞。从伦理学角度分析,优势是______。
(3)克隆培养iPS细胞时,需要加入一定量的____,以防止杂菌污染。早期研究发现在iPS细胞诱导培养的过程中会出现大量不具备细胞功能的细胞,若用锥生素C 处理,嫩那个显著提高iPS细胞的诱导成功率,其原因是________。
(4)研究人员将iPSS胞团注射入缺乏T细胞的小鼠体内,细胞团能继续生长,由此可推测图二中iPS细胞团逐渐退化的原因是 _____。
【答案】 (1). ③ (2). 脱分化 (3). 保持正常的二倍体核型 (4). 分裂、增殖(增殖而不分化) (5). 无需破坏胚胎 (6). 抗生素 (7). 维生素C可诱导其基因重编程 (8). 小鼠丁(受体)发生免疫排斥反应
【解析】
【分析】
胚胎干细胞:1、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。
2、特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
【详解】(1)图一中的ES细胞来源于囊胚中的③内细胞团;图二中成纤维细胞转变为iPS细胞,类似于植物组织培养中的脱分化过程,成纤维细胞一般选择传代培养10代以内的细胞,其原因是保持正常的二倍体核型。
(2)与图一相比,图二中将导入特异性外源基因的细胞种植于饲养层细胞上获得iPS细胞团,饲养层细胞可作为干细胞培养的营养细胞,使胚胎干细胞保持只增殖而不分化的状态。从伦理学角度分析,其优势是无需破坏胚胎。
(3)克隆培养iPS细胞时,需要加入一定量的抗生素,以防止杂菌污染。早期研究发现在iPS细胞诱导培养的过程中会出现大量不具备干细胞功能的细胞,若用维生素C处理,能显著提高iPS细胞的诱导成功率,其原因是维生素C可诱导其基因重编程。
(4)研究人员将iPS细胞团注射入缺乏T细胞的小鼠体内,细胞团能继续生长。由此可推测图二中iPS细胞团逐渐退化的原因是小鼠丁(受体)发生免疫排斥反应。
【点睛】本题考查胚胎干细胞的特点和培养的知识点,要求学生掌握胚胎干细胞的来源、特点和应用是该题考查的重点。要求学生能够识记胚胎干细胞的特点和来源,掌握细胞培养的条件,能够识图分析获取有效信息结合所学的知识点解决问题。
32.植物细胞壁中存在大量不能被猪消化的多聚糖类物质,如半纤维聚多聚糖,果胶质(富含有半乳糖醛酸的多聚糖)等。研究人员通过基因工程,胚胎工程等技术培育出转多聚糖酶基因(manA),主要流程如下图(neo为新霉素抗性基因),回答下列问题:
(1)运用PCR技术扩增DNA分子时,需经过变性→_______→延伸→重复过程,经过4轮循环后,得到的子代DNA分子中,不同时含有两种引物DNA分子占________。
(2)图2中的步骤[①] ____过程,是基因工程基本操作程序中的核心步骤。
(3)通过①过程获得的重组质粒含有4.9kb个碱基对,其中manA基因含有1.8kb个碱基对。现将该重组质粒成功导入受体细胞后,经培养,发现约有50%的细胞能正常表达目的基因产物,原因是________。若用BamH1和EcoRI联合酶切割其中一种重组质粒,只能获得。7kb和3.2kb两种DNA片段,若用上述联合酶切割同等长度的另一种重组质粒,则可获得_____kb长度两种的DNA片段。
(4)在④过程的早期胚胎培养时,通常需要定期更换培养液,目的是_________。
(5) ⑤过程前,通常需对受体母猪注射_______,使其生理状态相同。与普通猪相比,该转基因猪的优势是 _______。
【答案】 (1). 复性(退火) (2). 1/8 (3). 构建基因表达载体 (4). 目的基因与质粒结合时,存在正接和反接两种重组基粒 (5). 1.4和3.5 (6). 清除代谢废物,补充营养物质 (7). 孕激素 (8). 能分泌多聚糖酶,提高饲料的利用率
【解析】
【分析】
1.PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:a.模板DNA经加热至93℃左右,使模板DNA双链解离,使之成为单链,以便它与引物结合;b.温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;c.DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条子链。
2.目的基因的插入位点在启动子和终止子之间,以利于目的基因的表达。
【详解】(1)PCR技术的原理是DNA复制;每次循环需要经过变性、复性(退火)、延伸三步。利用PCR技术扩增目的基因时,由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链,因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增;引物I延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合,进行DNA的延伸,这样,DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列;一个DNA分子四轮复制以后,含有两种引物的DNA分子有24-2=14个,不同时含有两种引物的DNA分子占2/16=1/8。
(2)基因工程基本操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。
(3)通过①过程获得的重组质粒含有4.9 kb个碱基对,其中manA基因含有1.8 kb个碱基对。现将该重组质粒成功导入受体细胞后,经培养,发现约有50%的细胞能正常表达目的基因产物,原因是目的基因与质粒结合时,存在正接和反接两种重组质粒。上述4.9kb的重组质粒有两种形式,若用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种,只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段,说明右侧BamHI和EcoRI之间的长度为1.7;用联合酶切同等长度的另一种重组质粒,则切割的是BamHI左侧的位点,又因为manA基因含有1.8 kb个碱基对,可获得1.7+1.8=3.5kb和4.9-3.5=1.4kb两种DNA片段。
(4)在培养过程中,应定期更换培养液,清除代谢废物,补充营养物质。
(5)胚胎移植前,通常需对受体母猪注射孕激素,使其能同期发情。与普通猪相比,该转多聚糖酶基因(manA)猪的优势是能分泌多聚糖酶,提高饲料的利用率。因为多聚糖酶基因的表达产物为多聚糖酶,它可以水解大量不能被普通猪消化的多聚糖类物质,从而提高饲料的利用率。
【点睛】本题考查基因工程、胚胎工程的知识点,要求学生掌握基因工程的操作工具和操作步骤,尤其掌握限制酶的选择和作用结果,这是该题考查的难点;理解PCR扩增技术的原理、过程和复制结果,识记细胞培养的条件和胚胎移植的步骤,这是该题考查的重点。
33.刚果红能够与纤维素形成红色复合物,可用其鉴定纤维素分解菌。某研究小组将滤纸埋在土壤中,30天后从滤纸上取6 g土壤样品加入30 mL生理盐水中溶解,得到了富有纤维素分解菌的菌原液,并进行如下实验,回答下列问题:
(1)稀释菌原液:为确定合适的稀释倍数,小组成员取1 mL菌原液进行如下图所示的操作,在统计菌落时,发现平板上的平均菌落数为40个,则每毫升菌原液中的细菌数大约为________个。
(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热排气、保温保压适当时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,________,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,才可以取出灭菌的培养基等物品。待培养基冷却至50℃左右时倒平板,在培养基凝固之前加入灭菌的刚果红,从功能上来看,该培养基属于________培养基,培养基中碳源主要是________。
(3)接种与观察:在无菌条件下,用________取0.1 mL稀释后的菌悬液进行图1中________所示的操作,室温放置2~3分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置2~3分钟的目的是__________________。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,图2中D/d的值越________,表示该菌对纤维素分解能力越强。
【答案】 (1). 4×106 (2). 压力表的压力降为零 (3). 鉴别 (4). 纤维素 (5). 移液枪(移液管) (6). 甲 (7). 使菌液完全被培养基吸收 (8). 大
【解析】
【分析】
刚果红染色法原理:刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红——纤维素的复合物便没法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
【详解】(1)分析题图可知菌原液被稀释了10000倍,每毫升菌原液中的细菌数大约为40╳10╳10000=4×106个。
(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热排气、保温保压适当时间后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,压力表的压力降为零,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,才可以取出灭菌的培养基等物品。待培养基冷却至50℃左右时倒平板,在培养基凝固之前加入灭菌的刚果红,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物,故从功能上来看,该培养基属于鉴别培养基,培养基中碳源主要是纤维素。
(3)接种与观察:在无菌条件下,用移液枪(移液管)取0.1 mL稀释后的菌悬液进行图1中甲所示的操作,室温放置2~3分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置2~3分钟的目的是使菌液完全被培养基吸收。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,根据刚果红染色法原理,图2中D/d的值越大,表示该菌对纤维素分解能力越强。
【点睛】识记微生物常用的接种方法,知道平板划线法只能用于微生物分离,稀释涂布平板法能用于微生物的分离与计数。掌握刚果红染色法的原理,根据题干情境准确作答。
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