生物:河南省南阳市2023-2024学年高二下学期期中考试试题 (解析版)
展开1. “细胞是生命活动的基本单位”,下面哪一项叙述不符合这一观点( )
A. 草履虫是单细胞生物,能进行运动和分裂
B. 多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成复杂的生命活动
C. 病毒无细胞结构,病毒的生命活动只能在寄主细胞内完成
D. 离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气
【答案】D
【分析】细胞是生物体结构和功能的基本单位,生命活动离不开细胞,单细胞生物单个细胞就能完成各种生命活动,多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动,病毒虽然没有细胞结构,但它不能独立生活,只有寄生在活细胞中才能表现出生命活动。
【详解】A、单细胞生物一个细胞就是一个生物,而细胞是生物体结构与功能的基本单位,因此,草履虫是单细胞生物,能进行运动和分裂,符合“细胞是生命活动的基本单位”这一观点,A不符合题意;
B、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成复杂的生命活动,符合“细胞是生命活动的基本单位”这一观点,B不符合题意;
C、病毒无细胞结构,不能独立生活,只有寄生在活细胞中才能表现出生命活动,符合“细胞是生命活动的基本单位”这一观点,C不符合题意;
D、叶绿体不是细胞,因此“离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气”不支持细胞是生命活动的基本单位,D符合题意。
故选D。
2. 细胞学说的建立过程是科学家探究、开拓、继承、修正和发展的过程,充满了耐人寻味的曲折。下列相关说法正确的是( )
A. 施莱登和施旺提出,一切生物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
B. 细胞学说的重要意义之一在于阐明了生物界和非生物界的统一性
C. 细胞分裂产生新细胞的结论不仅解释了个体发育,也为后来生物进化论的确立埋下伏笔
D. 魏尔肖通过观察植物的分生区,发现新细胞是由细胞分裂产生的
【答案】C
【分析】细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的,其内容为:
(1)细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞的产物所构成;
(2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;
(3)新细胞可以从老细胞中产生。
【详解】A、施莱登和施旺提出,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,A错误;
B、细胞学说的创立的重要意义之一在于证明了生物体结构的统一性,B错误;
C、细胞学说阐明了动物和植物结构的统一性,其细胞分裂产生新细胞的结论不仅解释了个体发育,也为生物进化论的确立埋下了伏笔,C正确;
D、魏尔肖在观察了多种植物分生区新细胞的形成、动物受精卵的分裂。以及许多动物组织发育过程的基础上,魏尔肖提出:所有的细胞都来源于先前存在的细胞,D错误。
故选C。
3. 图1是普通光学显微镜结构图,图2表示光学显微镜的一组镜头,有目镜和物镜。图3表示镜头与载玻片之间的距离。下列说法正确的是( )
A. 低倍镜下观察清楚后,需先升高镜筒再转动图1中的5,以防玻片破碎
B. 若图2中组合②④对应图3中的B,则图2中组合②③对应图3中的A
C. 转换到高倍镜后,视野变暗,应该调节图1中的2使视野明亮
D. 若图3中A组视野中充满64个细胞,则放大倍数扩大4倍后可看到16个细胞
【答案】B
【分析】(1)使用方法:①移:低倍镜下将观察目标移至视野中央;②换:转动转换器,换成高倍镜;③调:调细准焦螺旋,调大光圈。
(2)放大倍数:放大倍数=目镜×物镜,放大的是长或宽,而不是面积。
(3)成像:倒像。
【详解】A、低倍镜下观察清楚后,直接转动图1中的5转换器换成高倍镜观察,不需要升高镜筒,A错误;
B、图2中组合②④物镜放大倍数小于组合②③,物镜放大倍数越大,与载玻片间的距离越短,故若图2中组合②④对应图3中的B,则图2中组合②③对应图3中的A,B正确;
C、转换到高倍镜后,视野变暗,应该调节图1中的9反光镜使视野明亮,C错误;
D、若图3中A组视野中充满64个细胞,则放大倍数扩大4倍后可看到64/42=4个细胞,D错误。
故选B。
4. 2024年3月22日第三十二届“世界水日”的主题是“Water fr Peace”,下列有关水的说法错误的是( )
A. 细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂,都能参与物质运输和细胞代谢
B. 氢键是水分子间的弱吸引力,决定了水的流动性,是物质运输所必需的
C. 水具有较高的比热容,其温度相对不容易发生变化
D. 气温逐渐降低会使冬小麦体内结合水和自由水的比值逐渐升高
【答案】A
【分析】(1)自由水,细胞中绝大部分以自由水形式存在的,可以自由流动的水,其主要功能是:①细胞内良好的溶剂;②细胞内的生化反应需要水的参与;③多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中;④运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。
(2)结合水:细胞内的一部分与其他物质相结合的水,它是组成细胞结构的重要成分。
(3)代谢旺盛的细胞中,自由水所占比例增加。若细胞中结合水所占比例增大,有利于抵抗不良环境(高温、干旱、寒冷等)。
【详解】A、细胞内的自由水是细胞内良好的溶剂,能参与物质运输和细胞代谢,结合水是细胞内的一部分与其他物质相结合的水,它是组成细胞结构的重要成分,A错误;
B、水分子间弱吸引力氢键不断地断裂,又不断地形成,这决定了其具有流动性,是物质运输所必需,B正确;
C、水具有较高的比热容,吸收相同的热量,其温度不容易发生变化,有利于维持生命系统的稳定性,C正确;
D、气温逐渐降低后植物细胞内自由水与结合水比值下降,冰点降低,有利于提高细胞抗寒能力,D正确。
故选A。
5. MS培养基是目前使用最普遍的植物培养基,该培养基除了水、NH4NO3、KNO3、必需的微量元素等,还需提供的大量元素有( )
A. C、H、P、MnB. P、S、Ca、Mg
C. P、S、Ca、FeD. Mn、M、Cu、Zn
【答案】B
【分析】组成细胞最基本元素是C,基本元素是C、H、O、N,主要元素是C、H、O、N、P、S,大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、M。
【详解】A、Mn是微量元素,A错误;
B、P、S、Ca、Mg都是大量元素,B正确;
C、Fe是微量元素,C错误;
D、Mn、M、Cu、Zn是微量元素,D错误。
故选B。
6. “三减三健”是国家开展的一项全民健康生活方式专项行动,“三减”指减盐、减油、减糖。下列有关细胞中的糖类和脂肪的说法,正确的是( )
A. 人体细胞中的糖类都可以水解
B. 脂肪一般只在糖类代谢发生障碍时大量转化为糖类
C. 磷脂是所有细胞必不可少的脂质
D. 植物脂肪大多含有饱和脂肪酸,在室温时呈液态
【答案】C
【分析】糖类是主要的能源物质,糖类分子一般是由C、H、O三种元素构成的。因为多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1,类似水分子,因而糖类又被称为“碳水化合物”,简写为(CH2O)。 糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。脂质分为脂肪、磷脂和固醇。固醇包括胆固醇、性激素和维生素D;与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此是良好的储能物质。
【详解】A、人体细胞中的糖类可以分为单糖、二糖和多糖,其中只有二糖和多糖可以水解,A错误;
B、在一定条件下,糖类可以大量转化为脂肪储存,但脂肪不能大量转化为糖,B错误;
C、磷脂是构成生物膜的主要脂质分子,是所有细胞必不可少的脂质,C正确;
D、植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态,D错误。
故选C。
7. 下面是人体的氨基酸形成血红蛋白的示意图,请据图分析,以下相关说法错误的是( )
A. 组成蛋白质的氨基酸一定含有C、H、O、N元素
B. 氨基酸间可通过形成氢键使肽链盘曲折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子
C. 血红蛋白中含有Fe说明无机盐在细胞内主要以化合物的形式存在
D. 若血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代,其运输氧的能力可能会大大下降
【答案】C
【分析】氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠的空间结构决定了蛋白质结构多样性,进而决定蛋白质功能的多样性。组成生物体的氨基酸R基各不相同,这些氨基酸可分为必需氨基酸和非必需氨基酸,前者人体细胞中不能合成必须从食物中吸收,后者人体细胞中可以合成。
【详解】A、组成生物体蛋白质的氨基酸的结构通式中至少含有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,另外连在碳原子上的有一个氢原子和一个R基,组成蛋白质的氨基酸一定含有C、H、O、N元素,A正确;
B、氨基酸通过脱水缩合形成多肽,氨基酸间可通过形成氢键使肽链盘曲折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,B正确;
C、无机盐在细胞内主要以离子形式存在,C错误;
D、蛋白质的结构决定功能,若血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代,其结构发生变化,运输氧的能力可能会大大下降,D正确。
故选C。
8. 近来发现胰腺癌患者血液中有一种含量较多的特殊物质-HSATⅡ(即不编码蛋白质的RNA),这一特殊RNA可以作为胰腺癌的生物标记,用于胰腺癌早期诊断。下列叙述正确的是( )
A. HSATII、多糖、脂质都是生物大分子
B. HSATII和患者的遗传物质都主要存在于细胞核中
C. HSATⅡ或患者的遗传物质彻底水解均可得到6种小分子物质
D. 脱氧核苷酸的种类、数目、排列顺序千变万化,使得HSATII具有多样性
【答案】C
【分析】RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,一分子核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成。
【详解】A、脂质不属于生物大分子,A错误;
B、患者的遗传物质是DNA,主要存在于细胞核中,HSATⅡ是一种非编码RNA,主要存在细胞质中,B错误;
C、HSATⅡ是一种非编码RNA,彻底水解后可得到6种终产物,即磷酸、核糖和四种含氮碱基,而患者的遗传物质是DNA,彻底水解后,可得到磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基6种终产物,C正确;
D、HSATⅡ是一种非编码RNA,核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序千变万化,使得HSATII具有多样性,D错误。
故选C。
9. 将下列有关内容依次填入下图各框中,其中包含关系正确的选项是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【分析】脂质的种类与作用:脂肪:储能、维持体温;磷脂:构成膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)结构的重要成分;固醇:维持新陈代谢和生殖起重要调节作用,分为胆固醇、性激素和维生素D。
糖类包括:单糖:葡萄糖(重要能源)、果糖(植物)、核糖、脱氧核糖(构成核酸)、半乳糖(动物)。二糖:蔗糖、麦芽糖(植物);乳糖(动物)。多糖:淀粉、纤维素(植物);糖原(动物)。
【详解】A、生物大分子包括:蛋白质、核酸、多糖;核酸包括脱氧核糖核酸和核糖核酸,核苷酸为其基本单位,A错误;
B、脂质包括脂肪、磷脂和固醇类,固醇类包括维生素D、性激素和胆固醇,B错误;
C、乳糖属于二糖,不是单糖,C错误;
D、无机物包括水和无机盐,水的存在形式有自由水和结合水两种,D正确。
故选D。
10. 图中甲、乙、丙可组成生物体内的相关化合物,乙为一个由α、β、γ三条肽链形成的蛋白质分,共含271个氨基酸,图乙中每条虚线表示一个二硫键。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲为组成乙的基本单位,在人体中组成蛋白质的甲有21种
B. 由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来减少了4832
C. 如果甲中的R基为一C3H5O2,则由两分子甲脱水缩合形成的化合物中含有16个H
D. 丙参与构成的生物大分子主要存在于细胞核中,且在乙的生物合成中具有重要作用
【答案】D
【分析】甲图所示的结构为构成蛋白质的基本单位--氨基酸的结构通式。
乙图所示化合物为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子,该蛋白质含有共含271个氨基酸、三条肽链、4个二硫键(-S-S-),每个二硫键是由两个巯基(-SH)脱去一分子氢形成的。
丙图所示化合物为构成核酸的基本单位核苷酸的结构简式,每个核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基形成。
【详解】A、甲和乙分别是氨基酸和蛋白质,氨基酸是组成蛋白质的基本单位,在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种,A正确;
B、甲和乙分别是氨基酸和蛋白质,由不同的氨基酸形成该蛋白质过程中脱去的水分子数=氨基酸总数-肽链数=271-3=268个、因形成二硫键脱去的氢分子数是4个,即由不同的氨基酸形成该蛋白质过程中相对分子质量比原来减少了(271-3)×18+4×2=4832,B正确;
C、如果甲中的R为-C3H5O2,则由氨基酸的结构通式可知,1分子甲中含有9个H原子,由2分子甲通过脱水缩合形成化合物(二肽)过程中,脱去1分子的水,因此所形成的化合物中含有的H原子的个数等于2分子甲含有的H原子数的总和减去1分子水含有的2个H原子,即9×2-2=16个,C正确;
D、丙是构成核酸的基本单位,可能是脱氧核苷酸则主要存在于细胞核中,也可能是核糖核苷酸则主要存在于细胞质中,D错误。
故选D。
11. 将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来,将其在空气一一水界面上铺展成单分子层,结果测得单分子层的面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是( )
A. 人的肝细胞B. 大肠杆菌细胞
C. 草履虫细胞D. 鸡的成熟红细胞
【答案】B
【分析】将一个细胞中的所有磷脂提取出来,铺成单分子层的面积是细胞膜表面积的2倍,说明该细胞中除了细胞膜外,没有其它的膜结构。大肠杆菌是原核生物,除细胞膜外,无其它的膜结构。
【详解】ACD、人的肝细胞、草履虫细胞和鸡的成熟红细胞中除了细胞膜外,还都有细胞器膜和核膜等结构,因此将组成它们三者的细胞中的磷脂成分全部提取出来并铺成单分子层,其面积必然明显高于原来细胞膜表面积的两倍,ACD错误;
B、大肠杆菌细胞属于原核生物,没有核膜包被的细胞核和各种具膜细胞器,因此,大肠杆菌除细胞膜外没有其他膜结构,其磷脂单分子层的面积是细胞膜表面积的两倍,B正确。
故选B。
12. 如图为细胞膜的亚显微结构模式图和部分功能示意图,下列相关叙述正确的是( )
A. 细胞膜是细胞的一道屏障,对细胞有害的物质不能进入
B. 构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质是固定不动的
C. 图2所示细胞膜的功能的实现与图l中结构③密切相关
D. 细胞膜中物质①②的流动性决定了其具有选择透过性的功能
【答案】C
【分析】图1中的①为磷脂双分子层,②为膜中蛋白质,③为糖蛋白,图2为内分泌细胞分泌激素的作用方式。
【详解】A、细胞膜控制物质进出细胞的功能是相对的,有时病菌病毒也能进入细胞,A错误;
B、细胞膜中磷脂分子可以侧向自由移动,且其中的蛋白质也是大多是运动的,因而细胞膜具有一定的流动性,即细胞膜中物质①②的流动性决定了其具有一定的流动性,B正确;
C、结构③是糖蛋白,有识别作用,图2中激素与细胞膜上的受体结合,受体即是糖蛋白,因此图2所示细胞膜的功能的实现与图1中结构③密切相关,C正确;
D、细胞膜的选择透性不是由流动性决定的,更多的是由膜上的蛋白本身的特性决定的,D错误。
故选C。
13. 为了研究某动物细胞内蛋白质的合成,研究人员在其培养液中添加3H标记的亮氨酸,然后观察相应变化,相关结构关系如图甲所示,测得有关的生物膜面积变化如图乙所示。下列结论中正确的是( )
A. 图甲中细胞膜上能检测到3H
B. 图甲中细胞器③能首先检测到3H
C. 细胞核内不可能出现3H标记
D. 图乙中b对应图甲中的④
【答案】A
【分析】题图分析,图甲中①为游离的核糖体,②为附着在内质网上的核糖体,③为内质网,④为高尔基体;图乙中a为内质网,b为细胞膜,c为高尔基体。
【详解】A、分泌蛋白合成与分泌过程: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,由此过程可知,培养液中添加3H标记的亮氨酸,图甲中细胞膜上能观察到3H标记,A正确;
B、核糖体是合成蛋白质场所,因此图甲中细胞器①和②核糖体上能首先观察到3H,B错误;
C、细胞核上的核孔是大分子物质出入细胞核的通道,当3H标记的亮氨酸参与合成的蛋白质进入细胞核中之后,会使细胞核出现3H标记,C错误;
D、据图可知,b在分泌蛋白合成并分泌过程中膜面积增大,因此表示细胞膜,图甲中的④表示高尔基体,因此图乙中b没有对应图甲中的④,D错误。
故选A。
14. 研究真核细胞的结构和功能时,常采用差速离心法分离细胞器。某同学用该方法对菠菜的叶肉细胞进行了如图所示操作,其中S1-S4表示上清液,P1-P4表示沉淀物。下列叙述错误的是( )
A. 图示四次离心,在分离P4时离心速率最高
B. 全面考虑S1-S4,P1-P4,DNA仅存在于P1、P2、P3中
C. S1、S2、P2、P3适宜条件下均能进行能量转换
D. S1、S2、S3中均有具膜的细胞器
【答案】B
【分析】分析各个部分中所含有的细胞器或细胞结构:P1为细胞核、细胞壁碎片,S1为各种细胞器;P2为叶绿体,S2为除叶绿体之外的细胞器;P3为线粒体,S3为除叶绿体、线粒体之外的细胞器;P4为核糖体,S4为除线粒体、核糖体、叶绿体之外的细胞器;S1包括S2和P2;S2包括S3和P3;S3包括S4和P4。
【详解】A、图示四次离心,试管中的物质或结构质量越来越低,离心机的转速设置应该是依次变大,即在分离P4时离心速率最高,A正确;
B、细胞核、线粒体和叶绿体是含有DNA的结构,则图中的S1含有叶绿体和线粒体、P2为叶绿体、S2和P3都含有线粒体,此外P1为细胞核,也含有DNA,B错误;
C、线粒体和叶绿体都是能进行能量转换细胞器,则图中的S1含有叶绿体和线粒体、P2为叶绿体、S2和P3都含有线粒体,C正确;
D、S1为各种细胞器,S2为除叶绿体之外的细胞器,S3为除叶绿体、线粒体之外的细胞器,S1、S2、S3中均有具膜的细胞器,D正确。
故选B。
15. 下列关于细胞结构与功能的说法错误的是( )
A. 染色体和染色质是同一种物质在不同细胞分裂时期的两种形态
B. 细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关
C. 生物膜系统由具膜结构的细胞器构成
D. 细胞骨架与物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关
【答案】C
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、染色体和染色质是同一种物质在不同细胞分裂时期的两种形态,在分裂间期呈丝状的染色质,在分裂期呈圆柱状的染色体,A正确;
B、细胞核中有染色质,染色质主要由DNA和蛋白质组成,而DNA是遗传物质,因此,细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,即细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关,B正确;
C、细胞器膜(具膜细胞器)和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统,C错误;
D、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系,与物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,D正确。
故选C。
16. 细胞内各种生物膜在结构上既有明确的分工,又有紧密的联系,下图是溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图,下列叙述正确的是( )
A. 图中a、c、d分别表示内质网、高尔基体和线粒体
B. b内合成的水解酶需要核糖体、内质网和高尔基体的直接参与
C. a、b、c、d膜结构的主要成分是磷脂、胆固醇和蛋白质
D. g中消化后的产物一部分在细胞内参与新物质的合成,一部分排出细胞
【答案】D
【分析】分析题图:图示表示溶酶体(一类含多种水解酶,具有单层膜的囊状细胞器)的产生和“消化”衰老线粒体的过程,其中a是高尔基体,b是溶酶体,c是内质网,d是线粒体,d→e→f→g过程表示衰老的细胞器线粒体被溶酶体清除的过程。
【详解】A、据图可知,a能够产生囊泡,是高尔基体,c是内质网,d内膜向内折叠,表示线粒体,A错误;
B、b内含有水解酶,但其合成部位是核糖体,而非溶酶体,此外需要内质网和高尔基体的参与,B错误;
C、a、b、c、d膜结构的主要成分是磷脂和蛋白质,C错误;
D、溶酶体完成“消化”作用后,一部分物质(如氨基酸)可以在细胞内参与新物质的合成,一部分代谢废物可排出体外,D正确。
故选D。
17. 微生物发酵已经广泛应用于人类生活的各个领域。下列关于传统发酵技术的说法中,错误的是( )
A. 制作果酒时,可通过控制发酵的温度、发酵液的pH等措施降低果酒变质的概率
B. 制作果酒的新鲜葡萄应先除去枝梗,再用清水清洗1-2次,除去污物
C. 多种微生物参与了腐乳的制作,如酵母菌、毛霉、曲霉等
D. 泡菜发酵中期由于乳酸不断积累,厌氧状态的形成,乳酸菌成为优势菌种
【答案】B
【分析】(1)泡菜的制作原理是微生物的发酵在食品的制作而成,制作泡菜时要用到乳酸菌,乳酸菌是一种厌氧菌,在无氧的条件下,乳酸菌发酵产生乳酸,使得菜呈现一种特殊的风味,还不改变菜的品质。因此泡菜制作的原理是需利用乳酸菌在无氧条件下发酵形成乳酸菌,在无氧的条件下,乳酸菌发酵产生乳酸,然后制作成泡菜。
(2)参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌,常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上,具有发达的白色菌丝。毛酶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】A、果酒制作过程中,可通过控制发酵的温度、发酵液的pH等措施降低果酒变质的概率,A正确;
B、酿制果酒时,取新鲜葡萄先用清水清洗,在去除枝梗,避免果皮破损,增加被杂菌污染的机会,B错误;
C、参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种,C正确;
D、泡菜发酵中期由于乳酸不断积累,厌氧状态的形成,乳酸菌成为优势菌种,D正确。
故选B。
18. 在实验室进行微生物的培养过程中,无菌技术发挥了重要的作用。下列关于无菌技术的说法,不正确的是( )
A. 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染
B. 无菌技术的目的只是用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染
C. 经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭,不能在常温下长期保存
D. 做好消毒和灭菌工作后,要避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触
【答案】B
【分析】实验室常用的灭菌方法:①灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌。②干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌。③高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
【详解】A、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染,对培养基及培养用具进行严格灭菌处理,A正确;
B、无菌技术的目的除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染,还用来防止污染环境和操作者,B错误;
C、经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭,此时食品中还存在微生物的芽孢和孢子,所以不能在常温下长期保存,长期保存很容易变质,C正确;
D、实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触,防止被污染,D正确。
故选B。
19. 黄河入海口石油降解菌的筛选是修复石油污染,保护黄河的重要工作,如图表示筛选石油降解菌的过程。下列叙述正确的是( )
A. 图示接种方法为稀释涂布平板法,据结果推测lg土壤中石油分解菌数最多为l.6×l06个
B. 分离、纯化石油分解菌时,还可采用平板划线法且该方法也需要进行③步骤操作
C. 稀释涂布时,利用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液,进行涂布
D. 如需使用细菌计数板对保存的菌种进行计数,需要先加盖盖玻片再滴加稀释后的培养液
【答案】D
【分析】由题图可知,
①称取10g土壤;②10g土壤加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中制备土壤悬浮液,稀释了101;③进行梯度稀释,即依次稀释至101、102、103稀释度;④使用稀释涂布平板法筛选菌株,接种了104稀释度菌液0.1mL,长出16个菌落;推测1g土壤中石油分解菌数=16÷0.1×104÷10=1.6×105个;⑤鉴别优质菌种,保存备用,推测使用甘油管藏法或临时保存法。
【详解】A、根据题图分析可知,图示接种方法为稀释涂布平板法,涂布平板的稀释度为104,据结果推测1g土壤中石油分解菌数最少为16÷0.1×104=1.6×106个,A错误;
B、根据题图分析可知,③进行梯度稀释,虽然分离、纯化石油分解菌时,可以采用稀释涂布平板法,也可以采用平板划线法,但平板划线法不需要进行梯度稀释,也就是不需要进行③步骤操作,B错误;
C、稀释涂布时,先取少量菌夜(不超过0.1ml)滴加到培养基表面,再将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却,用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面,而不是利用涂布器从盛有菌液的试管中蘸取菌液,进行涂布,C错误;
D、使用计数板时,先放置盖玻片,然后使培养液从边缘处自行渗入计数室,D正确。
故选D。
20. 固氮菌能固定氮气,提高土壤的氮含量,为植物生长提供充足的氮元素。科研人员从土壤中分离筛选出具有高效固氮能力的自生固氮细菌并进行发酵。根据发酵工程流程图及微生物相关知识,下列叙述错误的是( )
A. 高效固氮菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等
C. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵
D. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身等
【答案】C
【分析】发酵工程的基本环节:(1)菌种的选育:性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。(2)扩大培养:在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。(3)培养基的配制:在菌种确定之后,要选择原料制备培养基。在生产实践中,培养基的配方要经过反复试验才能确定。(4)灭菌:培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。(5)接种:将菌种接种到发酵罐培养液中。(6)发酵:这是发酵工程的中心环节。①在发酵过程中,要随时检测培养波中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。②要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。(7)产品的分离、提纯:①如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用过滤沉淀等方法将菌体分离和干燥,即得到产品。②如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
【详解】A、性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A正确;
B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件,B正确;
C、发酵工程与传统发酵技术最大的区别是发酵工程利用的一般为单一菌种进行发酵,C错误;
D、发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身,D正确。
故选C。
21. 下图为利用玉米的幼苗芽尖细胞进行实验的流程示意图。下列叙述错误的是( )
A. 用花粉培养得到幼苗2的过程需要用到植物组织培养技术
B. 培育植物A的过程,需更换培养基调整生长素和细胞分裂素的比例
C. 培育幼苗1所选用的外植体需要做彻底的灭菌处理
D. 接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌
【答案】C
【分析】图示为利用玉米的幼苗茸尖细胞进行实验的流程示意图,其中幼苗1表示利用芽尖细胞进行植物组织培养获得的植株,为无性繁殖过程,所得植株A的基因型与亲本相同;幼苗2为花药离体培养形成的单倍体,其经过秋水仙素处理可以得到纯合体植株B。
【详解】A、幼苗2为花药离体培养形成单倍体,需要用到植物组织培养技术,A正确;
B、培育植物A的过程利用了植物组织培养技术,包括脱分化和再分化,这两个过程需要的生长素和细胞分裂素的比例有所不同,故需更换培养基以调整生长素和细胞分裂素的比例,B正确;
C、外植体只能进行消毒处理,不能灭菌,C错误;
D、接种操作须在酒精灯火焰旁进行,每次使用后的器械都要进行灭菌,以实现无菌操作,D正确。
故选C。
22. 2020年诺贝尔生理学或医学奖授予发现丙肝病毒的三位科学家。丙肝病毒引起的丙型肝炎可导致肝脏慢性炎症坏死和纤维化,部分患者可发展为肝硬化甚至肝癌。下图为利用小鼠甲为实验材料研制丙肝病毒的单克隆抗体的实验流程。下列叙述错误的是( )
A. 在动物细胞培养时,培养液中除营养物质外还要添加一定量的血清
B. 动物细胞培养时,CO2的主要作用是维持培养液的pH
C. 图中筛选2需要对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测
D. 动物细胞培养时,将其置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养
【答案】D
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞,诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,进行克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,注入小鼠腹腔中培养或者体外培养,最后从小鼠腹水或者培养液中获取单克隆抗体。单克隆抗体制备过程中至少涉及两次筛选,第一次是利用选择性培养基进行初步筛选出杂交瘤细胞,第二次是利用克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖,又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、为了更好地促进动物细胞的培养,尽可能模拟细胞在体内的生活环境,培养液中除营养物质外还要添加一定量的血清、血浆,A正确;
BD、动物细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将其置于含有95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养,CO2的主要作用是维持培养液的pH,B正确,D错误;
C、筛选2需要对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,C正确。
故选D。
23. “国宝”熊猫一直深受大家的喜爱。熊猫在自然条件下受精困难,产子率较低,可以通过胚胎工程提高熊猫的产子率。下列说法错误的是( )
A. 自然条件下,熊猫的受精作用是在雌性熊猫的输卵管内完成的
B. 在精子的刺激下,卵子完成减数分裂II,排出第二极体后形成雌原核
C. 体外受精时,从卵巢内获得的卵母细胞能直接与获能精子完成受精
D. 胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割
【答案】C
【分析】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,进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【详解】A、自然条件下,哺乳动物(比如熊猫)的受精作用在输卵管内完成,完成受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体,A正确;
B、精子入卵后,被激活的卵母细胞完成减数第二次分裂,排出第二极体后,形成雌原核,雌原核一般略小于雄原核,B正确;
C、体外受精时,从卵巢中采集的卵母细胞,一般都要体外经人工培养成熟至MⅡ时,才能与获能的精子受精,C错误;
D、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,D正确。
故选C。
24. 科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细胞与另一只羊的去核卵母细胞融合,然后将重构胚移植到代孕母羊的体内,最终培育出了克隆羊多莉。下表是科学家获得的部分实验数据,下列相关叙述,不合理的是( )
A. 两组羔羊性状与核供体母羊完全相同
B. ②组比①组成功率高,可能因为胚胎细胞分化程度低
C. 本实验涉及到细胞培养、核移植等技术
D. 克隆技术应用于人类,可能存在一定的伦理风险
【答案】A
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括: ①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、由于遗传物质主要在细胞核内,所以两组羔羊性状主要与核供体母羊相同,但还有少部分遗传物质在细胞质内,所以核移植技术获得的动物还可能获得少部分供质动物的性状,A错误;
B、动物胚胎细胞分化程度低、易恢复全能性,故②组比①组成功率高,B正确;
C、本实验涉及到细胞核移植、动物细胞培养,C正确;
D、我国禁止对人类的克隆原因是克隆人一旦成功,将严重威胁着人类社会的稳定,打破原有的人际关系,可能引发一系列社会伦理、道德和法律问题,D正确。
故选A。
25. Leigh氏综合症是一种攻击神经系统的严重神经障碍,其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有的线粒体携带有这种致病基因,她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合症而夭亡,她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。该“三亲婴儿”的孕育过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给“三亲婴儿”
B. Leigh氏综合症的遗传不遵循孟德尔的遗传规律
C. 该男婴孕育的过程中使用了核移植、体外受精、动物细胞培养和胚胎移植等技术
D. “三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
【答案】A
【分析】由题干可知,该三亲男婴形成的过程中,经过捐献者的卵母细胞的细胞质与母亲的卵母细胞的细胞核的结合,形成的重组卵母细胞与精子结合,发育成的早期胚胎经过胚胎移植进入子宫发育。
【详解】A、红绿色盲基因位于细胞核内X染色体上,卵母细胞捐献者不提供染色体基因,A错误;
B、Leigh氏综合症的致病基因位于细胞质内,不遵循孟德尔的遗传规律,B正确;
C、由题干可知,该男婴的形成过程中,经过了核移植,体外受精、动物细胞培养、胚胎移植等过程,其遗传物质来自三个个体,C正确;
D、该婴儿的细胞核基因一半来自母亲,一半来自父亲,线粒体基因来自卵母细胞捐献者,所以该婴儿同时拥有自己父母及捐赠者的部分基因,D正确。
故选A。
26. 下列有关限制性内切核酸酶的叙述,正确的是( )
A. 用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,被水解的磷酸二酯键有2个
B. 限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大
C. —CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D. 只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒,才能形成重组质粒
【答案】B
【分析】限制酶的来源、作用及其结果:(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。(2)作用(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;特别注意: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。
【详解】A、用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,需要切割目的基因的两侧,又因DNA为双链结构,因此要断裂4个磷酸二酯键,即被水解的磷酸二酯键有4个,A错误;
B、限制酶具有专一性,限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大,B正确;
C、—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端不同,分别为—CATG和GATC—,因此不能用DNA连接酶连接,C错误;
D、用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,若产生的黏性末端相同,则也能形成重组质粒,D错误。
故选B。
27. 若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙),限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ(-A↓GATCT-),EcRⅠ(-G↓AATTC-)和Sau3AⅠ(-↓GATC-)。下列分析合理的是( )
A. 用EcRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
B. 用BglⅡ和EcRI切割目的基因和P1噬菌体载体
C. 用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
D. 用EcRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
【答案】D
【分析】限制酶选择原则:
(1)应选择切点位于目的基因两端的,不能位于目的基因内部,防止破坏目的基因,同时为避免目的基因和质粒自身环化或随意连接,可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。
(2)根据质粒特点确定限制酶种类具体原则:
①保证切割的黏性末端与目的基因的相同,以便两者能够连接。
②保证切割后的质粒至少保留一个标记基因,以便进行筛选;保留复制原点,以便在受体细胞中维持稳定和表达。
【详解】A、用EcRⅠ切割目的基因和P1质粒载体,产生相同的黏性末端,用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接,A错误;
B、用BglⅡ和EcRⅠ切割目的基因和P1质粒载体,这与A选项中仅用EcRⅠ切割一样,B错误;
C、用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1质粒载体,会产生相同的黏性末端,可能会发生反向连接,C错误;
D、只有用EcRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1质粒载体,产生不同的黏性末端,防止发生反向连接,且这样目的基因插入运载体后,RNA聚合酶的移动方向与图丙实线方向相同,D正确。
故选D。
28. 胰岛素用于治疗糖尿病,但胰岛素注射后易在皮下堆积,需较长时间才能进入血液,进入血液后又易被分解,因此治疗效果受到影响。科研人员研制了速效胰岛素,其生产过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 速效胰岛素的生产需要用到蛋白质工程和发酵工程
B. 大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用
C. 除人工合成DNA外,还可以通过定点突变技术获得目的基因
D. 可以用Ca2+处理的方法直接将新的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞中
【答案】D
【分析】蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、图示的前半部分是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,后半部分是利用发酵工程生产速效胰岛素的过程,A正确;
B、大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体对胰岛素原进行加工,因此大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用,B正确;
C、基因定点突变是指按照特定的要求,使基因的特定序列发生插入、删除、置换、重排等变异,除人工合成DNA外,还可以通过定点突变技术获得目的基因,C正确;
D、可以用Ca2+处理的方法可以将含有新的胰岛素基因的基因表达载体导入大肠杆菌细胞中,D错误。
故选D。
29. 基因工程与蛋白质工程的区别是( )
A. 基因工程需对基因进行分子水平操作,蛋白质工程不对基因进行操作
B. 基因工程合成的是天然存在的蛋白质,蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质
C. 基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作
D. 基因工程完全不同于蛋白质工程
【答案】B
【分析】蛋白质工程和基因工程的区别:
【详解】AB、蛋白质工程步骤:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质,基因工程步骤:获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定,所以基因工程和蛋白质工程都需要对基因进行分子水平操作,基因工程合成的是天然的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质,A错误,B正确;C、基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质的改造,属于分子水平操作,C错误;
D、蛋白质工程改造基因后还要通过基因工程实现,基因工程是蛋白质工程的关键技术,故蛋白质工程又被称为第二代基因工程,D错误。
故选B。
30. 转基因产品存在“是否安全”的争议。请用已学知识判断,下列说法错误的是( )
A. 转基因产品可能存在基因污染的问题
B. 转基因食品可能会出现营养成分发生改变的现象
C. 转基因产品符合安全标准之后才能上市售卖
D. 食用转基因食品,其中的基因会整合到人的基因组中
【答案】D
【分析】转基因技术应用在社会各个领域中,较为常见的包括利用转基因技术改良农作物、生产疫苗、食品等。含有转基因作物成分的食品被称之为转基因食品,其与非转基因食品具有同样的安全性。各国对转基因生物的管理因为国家不同而异。世界卫生组织以及联合国粮农组织认为:凡是通过安全评价上市的转基因食品,与传统食品一样安全,可以放心食用。
【详解】A、转基因产品在生产过程中目的基因会随着花粉的传播通过受精进入到近缘物种体内,因而可能存在基因污染的问题,A正确;
B、由于目的基因的导入和正常表达可能会使转基因食品出现营养成分发生改变的现象,B正确;
C、严格管理和控制好转基因农产品标识制度,即转基因产品符合安全标准之后才能上市售卖,C正确;
D、食用转基因食品,其中的基因会被消化分解,不会整合到人的基因组中,D错误。
故选D。
二、非选择题(共4小题,共40分)
31. 翟中和院士在其主编《细胞生物学》中说到,我确信哪怕一个最简单的细胞,也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。表达出了细胞经过数亿年的进化,还有太多的未知等待同学们去探索,请同学们欣赏下面几个细胞,并据图回答下列问题([ ]内填序号,横线上填内容):
(1)从结构上来看,图1细胞与图2细胞的根本区别是,图1细胞___________________。
(2)与人体胰岛细胞相比,图2细胞特有的细胞结构有_____________________________。
(3)图2中,控制植物性状的物质主要位于[ ]______中,对细胞核的功能较为全面的阐述是_____________________________。
(4)图3反映的是细胞膜的___________________的功能。
(5)图4支原体的②处糖蛋白很少,从细胞结构的角度分析,其原因是______________。广谱青霉素可抑制细菌的增殖,但支原体对其并不敏感,推测青霉素对细菌的作用位点为__________。作用于核糖体小亚基的四环素类抗生素可抑制支原体和细菌的增殖,却不会抑制人体细胞的增殖,原因是_________________________。
【答案】(1)无以核膜为界限的细胞核
(2)叶绿体、液泡、细胞壁
(3)①. ④细胞核(染色质)②. 细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
(4)进行细胞间的信息交流
(5)①. 支原体(为原核生物)细胞中无内质网和高尔基体(对合成的蛋白质进行加工)②. 细胞壁 ③. 真核细胞(人)和原核细胞(支原体、细菌)的核糖体(小亚基)不同
【分析】据图分析,图1为蓝细菌(蓝藻),图2为植物细胞,图3为两个细胞间进行信息交流,图4为支原体,支原体为原核细胞。
(1)图1为蓝细菌(蓝藻),属于原核细胞,图2为植物细胞,属于真核细胞,二者的根本区别是原核细胞没有核膜包被的细胞核。
(2)人体胰岛细胞为动物细胞,与动物细胞相比,图2的植物细胞特有的结构包括叶绿体、液泡、细胞壁。
(3)控制植物性状的物质是DNA,主要分布在④细胞核中;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
(4)图3反映的是细胞膜进行细胞间信息交流的功能,如精子和卵细胞的识别过程存在图示的信息交流。
(5)糖蛋白是分布在细胞膜上具有识别作用的物质,由于支原体(为原核生物)细胞中无内质网和高尔基体,不能对合成的蛋白质进行加工,因此支原体的②细胞膜处糖蛋白很少;支原体与细菌都是原核生物,但支原体没有细胞壁,广谱青霉素可抑制细菌的增殖,但支原体对其并不敏感,故推测青霉素对细菌的作用位点为细胞壁;作用于核糖体小亚基的四环素类抗生素可抑制支原体和细菌的增殖,却不会抑制人体细胞的增殖,原因是真核细胞(人)和原核细胞(支原体、细菌)的核糖体(小亚基)不同。
32. 青梅果肉营养丰富,成熟的青梅果实易腐烂,不易运输保存。进行青梅果酒研究,既可提高青梅资源利用率,又可提高产品附加值。图1为制作青梅果酒的简易装置图;由于青梅果肉含糖量低,往往在青梅果浆中加入白砂糖后再进行酿制,图2为在青梅果浆中添加白砂糖对酒精度和果酒感官评分的影响(感官评分越高,果酒的品质越高)。
(1)在青梅果酒发酵过程中,图1装置中的充气口应处于____状态,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,目的是________。可在酸性条件下,用______(填试剂名称)检测有无果酒产生。
(2)酿制蓝莓醋的微生物是醋酸菌,该微生物在O2、糖源充足时,生成乙酸的化学反应式是_____。在酿制蓝莓酒的过程中出现酒变酸的原因是____。从图2可看出,青梅果酒酿制时果浆中初始糖浓度为____时效果最佳;在青梅果酒酿制过程中,若发酵时间过长,产酒率不再增加,但会增加被杂菌污染的风险,若被醋酸菌污染,____(填“会”或“不会”)经发酵产生大量醋酸,理由是______(答出2点)。
【答案】(1)①. 关闭 ②. 排气且可避免杂菌污染 ③. 重铬酸钾溶液
(2)①. C6H12O6+2O2→酶→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量 ②. 醋酸菌把酒精转化为乙酸 ③. 20% ④. 不会 ⑤. 酒精发酵是无氧环境,而醋酸发酵需要氧气;且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同
【分析】果酒工艺生产流程:选料→冲洗→压榨过滤→灭菌→接种→发酵→过滤→果酒。
果酒制作过程中温度控制在18—30℃,先通气后密封,发酵10—12d;果醋制作过程中温度控制在30—35℃,全程通气,发酵7—8d。
(1)果酒发酵是在无氧环境中进行的,因此在青梅果酒发酵时,图1装置中的充气口应关闭;排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,目的是排气且可避免杂菌污染。酒精可用酸性重铬酸钾来检测,颜色由橙色变成灰绿色,因此,可在酸性条件下,用重铬酸钾溶液与发酵液反应检测有无果酒产生。
(2)酿制蓝莓醋的微生物是醋酸菌,该微生物在O2、糖源充足时,生成乙酸的化学反应式是C6H12O6+2O2→酶→2CH3COOH+2H2O+2CO2+能量;在酿制蓝莓酒的过程中出现酒变酸的原因是醋酸菌把酒精转化为乙酸;从图2曲线可看出,当初始糖浓度为20%时,酒精度及果酒感官评分均最高。糖类是主要的能源物质,在果汁中加入糖可为酵母菌的生长繁殖提供能源物质,另外,糖是发酵的原料,加入的糖可作为酒精发酵的原料,所以在初始糖度低于20%时,果酒酒精度随初始糖度的增加而增加。果酒发酵后期若被醋酸菌污染,仍不会经发酵产生醋酸,因为酒精发酵是无氧环境,而醋酸菌是需氧型生物,醋酸发酵需要氧气,且酒精发酵与醋酸发酵的温度不同。
33. 双特异性抗体(BsAb)是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,双特异性抗体在自然状态下并不存在,可以通过重组DNA或细胞融合技术人工制备实现。长春花所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。图1是科研人员通过免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术生产双特异性抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图示。回答下列问题。
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是_____。过程③所用的HAT培养基从用途上看属于选择培养基,在该培养基上,_____细胞不能生长,能生长的细胞具有的特点是_____。
(2)过程④中将杂交瘤细胞进行多倍稀释,接种在多孔的细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过培养让其增殖,然后利用_____原理检测各孔上清液中细胞分泌的抗体,筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体的优点有_____。
(3)图1方框内至少需要经过_____次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞因为_____(答出2点)和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是_____。
【答案】(1)①. 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 ②. 未融合的和同种融合的 ③. 既能大量增殖,又能产生抗体
(2)①. 抗原—抗体特异性结合 ②. 能准确识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并可大量制备
(3)①. 2 ②. 细胞密度过大、有害代谢物的积累
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
(1)注射癌胚抗原是为了刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞;HAT选择性培养基是根据次黄嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成途径设计的,未融合的(B细胞或骨髓瘤细胞)和同种融合的细胞(B细胞+B细胞,骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞)不能在该培养基上生长;能生长的为杂交瘤细胞(B细胞+骨髓瘤细胞)既能大量增殖,又能产生抗体。
(2)抗原—抗体特异性结合,可以检测是否产生相应的抗体;单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并可大量制备。
(3)单克隆抗体制备过程中至少涉及两次筛选,第一次是利用选择性培养基进行初步筛选出杂交瘤细胞,第二次是利用克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖,又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。细胞密度过大、有害代谢物的积累,都会导致动物细胞培养受阻,需更换培养液,进行传代培养。
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用更小。
34. 研究发现,大豆GmNF-YA19基因在不同非生物胁迫中均有响应。为研究该基因的功能,科研人员利用PCR扩增GmNF-YA19基因,构建GmNF-YA19基因表达载体并转化烟草,实验过程如下图1、2所示。回答下列问题:
(1)在利用PCR扩增GmNF-YA19基因时,其原理是_______,延伸子链时需加入____酶,需要设计____种特异性引物,引物的作用是__________。
(2)根据图中信息,最好选用_____两种限制酶切割含目的基因的DNA片段和载体,其原因是________。
(3)基因表达载体导入烟草常用____法。有研究表明,GmNF-YA19基因对干旱胁迫的应答最显著,科研人员对GmNF-YA19转基因烟草(OE1、OE2和OE3)的抗旱性进行鉴定。对干旱处理后的WT(野生型)烟草和GmNF-YA19转基因烟草叶片的电解质渗透率及丙二醛(二者反应叶片损伤程度)、可溶性糖和脯氨酸(二者是细胞中渗透压调节物质1含量进行检测,结果如下图3所示。
由结果分析,GmNF-YA19基因调节的机理可能是干旱胁迫下,________。
【答案】(1)①. DNA半保留复制 ②. 耐高温的DNA聚合酶 ③. 2##两 ④. 使DNA聚合酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
(2)①. PvuⅡ和EcRⅠ ②. 保证目的基因和质粒正向连接,避免发生自身环化
(3)①. 农杆菌转化法 ②. GmNF-YA19基因的表达产物促进了可溶性糖和脯氨酸的产生,同时抑制了丙二醛的产生
【分析】基因工程技术的基本步骤:
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。
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。
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。
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。
(1)PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,利用的原理是DNA半保留复制,引物使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,因此延伸子链时需加入耐高温的DNA聚合酶,在利用PCR扩增GmNF-YA19基因时,由于基因结构为双螺旋结构,且在进行复制时,两条单链均可作为模板进行复制,因此,需要设计2种特异性引物,在PCR扩增过程中,引物的作用是与模板链在特定位置发生碱基互补配对,而后使DNA聚合酶从引物的3‘端开始连接脱氧核苷酸。
(2)根据图中信息,在质粒的启动子和终止子中间含有的限制酶为PvuⅡ、KpnⅠ和EcRⅠ三种限制酶切割位点,由于KpnⅠ在质粒中不只一个识别位点,因此最好选用PvuⅡ和EcRⅠ进行切割,且在目的基因的两端也存在着两种酶的识别位点,即选用PvuⅡ和EcRⅠ两种限制酶切割含目的基因的DNA片段和载体,这样可以保证目的基因和质粒正向连接,避免发生自身环化。
(3)将目的基因表达载体导入植物细胞常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法,这里将基因表达载体导入烟草常用农杆菌转化法。实验中对干旱处理后的WT(野生型)烟草和GmNF-YA19转基因烟草叶片的电解质渗透率及丙二醛(二者反应叶片损伤程度)、可溶性糖和脯氨酸(二者是细胞中渗透压调节物质)含量进行检测,根据实验结果可知,转基因烟草在干旱胁迫下,电解质渗透率及丙二醛的含量均较野生型低,且随着干旱时间延长,叶片损伤程度加大,但均低于野生型,同时,可溶性糖和脯氨酸的含量表现为在转基因烟草均高于对照组,且随着盐胁迫时间的延长,这两种物质的含量继续上升,据此可推测,GmNF-YA19基因对干旱胁迫的调节机理可能是干旱胁迫下,GmNF-YA19基因的表达产物促进了可溶性糖和脯氨酸的产生,同时抑制了丙二醛的产生,进而降低了叶片的损伤程度,提高了植物细胞渗透压的调节能力。
①
②
③
④
⑤
A
生物大分子
蛋白质
核酸
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
B
脂质
脂肪
胆固醇
性激素
维生素D
C
单糖
五碳糖
六碳糖
葡萄糖
乳糖
D
无机物
无机盐
水
自由水
结合水
实验组别序号
①
②
核供体细胞
6岁母羊的乳腺上皮细胞
发育到第9天的早期胚胎细胞
融合成功细胞数
277
385
早期发育成功胚胎数
29
90
移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数
1/13
14/27
出生并成活羔羊数
1(多莉)
4
蛋白质工程
基因工程
区别
原理
中心法则的逆推
基因重组
过程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需蛋白质
定向改造生物的遗传特性,获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)
结果
生产自然界没有的蛋白质
生产自然界已有的蛋白质
联系
蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程,因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,所以必须通过基因修饰或基因合成实现
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