[生物]吉林省部分学校2023-2024学年高二下学期期中联考试卷(解析版)
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这是一份[生物]吉林省部分学校2023-2024学年高二下学期期中联考试卷(解析版),共21页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修3第1章~第3章第1节。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年我国世界环境日的主题是“建设人与自然和谐共生的现代化”。我国正在普遍推行垃圾分类制度,其中易腐垃圾(以厨余垃圾和餐饮垃圾为主)是我国城乡生活垃圾的主要成分。下列相关叙述错误的是( )
A. 为获得能分解易腐垃圾的微生物,可以在易腐垃圾集中处寻找
B. 获取土壤样本后先进行灭菌处理,再将其中的微生物扩大培养
C. 在筛选纤维素分解菌的过程中,应以纤维素为唯一碳源
D. 确定对照组无菌后,选择菌落数为30~300的实验组平板进行计数
【答案】B
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;根据物理性质分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。
【详解】A、可以在某微生物适应的生存环境中获得某种微生物,故为获得能分解易腐垃圾的微生物,可以在易腐垃圾集中处寻找,A正确;
B、由于目的菌种存在于土壤样本中,故获取土壤样本后不可以先进行灭菌处理,B错误;
C、在筛选纤维素分解菌的过程中,应以纤维素为唯一碳源,使得目的菌种能生存而其他菌种不能正常生存,C正确;
D、确定对照组无菌后(证明实验组的选择培养基起到了筛选作用,实验组培养基上生存的菌落为目的菌落),选择菌落数为30~300的实验组平板进行计数,D正确。
故选B。
2. 纯化细菌X的部分操作如图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 图中接种环常采用灼烧灭菌法灭菌
B. 步骤①获得的平板冷凝后要倒置
C. 步骤②中每次划线前均需要蘸取少量菌液
D. 步骤③中最后一次划线不能与第一次划线相连
【答案】C
【分析】微生物的研究通常包含微生物的获得、分离纯化、培养以及保存等。单菌落分离法包含划线分离法和涂布分离法,常用于分离获得单菌落。划线分离法是用接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来。稀释平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。
【详解】A、图中接种环常采用在酒精灯火焰的外层进行灼烧灭菌的方法灭菌,A正确;
B、步骤①获得的平板冷凝后要倒置,以防冷凝水落到培养基上,B正确;
C、步骤②中第一次次划线前需要蘸取少量菌液,后面划线时从上一次划线末端进行划线,不需要蘸取菌液,C错误;
D、平板划线法中,,微生物细胞数量将随着划线次数增加而减少,并逐步分散开来,因此步骤③中最后一次划线不能与第一次划线相连,D正确。
故答案为:C。
3. 下列关于微生物培养的基本操作技术的叙述,正确的是( )
A. 牛肉膏蛋白胨培养基中牛肉膏和蛋白胨都提供了维生素
B. 细菌的个体比酵母菌的小,不能用计数板进行观察计数
C. 常用的灭菌方法有煮沸灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌
D. 发酵生产中,谷氨酸棒状杆菌在中性、酸性、碱性条件下均易形成谷氨酸
【答案】A
【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、培养基中的牛肉膏为细菌的生长提供碳源、维生素、磷酸盐,蛋白胨为细菌的生长提供氮源、维生素,因此牛肉膏蛋白胨培养基中牛肉膏和蛋白胨都提供了维生素,A正确;
B、细菌可以利用细菌计数板计数,B错误;
C、煮沸是消毒,不是灭菌方法,C错误;
D、谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要严格控制发酵液的pH,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺,D错误。
故选A。
4. 泡菜是我国的传统发酵食品。泡菜中亚硝酸盐含量(酱腌菜食品的国家标准是20mg·kg-1以下)与腌制时间和食盐浓度的关系如图所示。下列分析合理的是( )
A. 腌制过程中,坛中溶液量增多的原因是细胞呼吸产生水
B. 由图可知,食盐浓度越高,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早、越高
C. 腌制12d后,泡菜中亚硝酸盐含量较低,此时比较适合食用
D. NaCl含量越高亚硝酸盐含量越低,故腌制泡菜时食盐浓度越高越好
【答案】C
【分析】据图分析,图示自变量是腌制时间和食盐浓度,因变量是亚硝酸盐含量,据此分析作答。
【详解】A、腌制过程中,坛中出现溶液量增多现象的主要原因是蔬菜在盐水中失水,A错误;
B、由图可知,食盐浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早、越高,B错误;
C、由图可知,不同盐浓度下腌制12d后,泡菜中亚硝酸盐含量较低,此时比较适合食用,C正确;
D、由题图分析可知:NaCl含量越高亚硝酸盐含量越低,但腌制泡菜食盐浓度过高会抑制乳酸菌的发酵,导致产生的乳酸过少,所以腌制泡菜食盐浓度并不是越高越好,D错误。
故选C。
5. 啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,主要工艺流程如图所示,其中糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子物质。下列叙述错误的是( )
A. 发酵开始前,需要对发酵罐及各种连接管道进行灭菌处理
B. 糖化过程中,温度会影响淀粉的水解速度
C. 蒸煮可以终止酶的进一步作用,也可以对糖浆进行灭菌
D. 当发酵液中的糖分被完全消耗后,酵母菌的发酵才会终止
【答案】D
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成。主发酵又称“前发酵”,是啤酒发酵的主要过程,在这个过程中,酵母完成了增殖、厌氧发酵及其沉淀回收等,消耗了大部分可发酵性糖等成分,排出的发酵代谢产物即啤酒的主要组分。主发酵一般需要6-8天,长的达8-10天。下酒以后,由于嫩啤酒还含有少量的可发酵性糖类,在贮酒罐内会再次出现一个较为旺盛的发酵过程,这个过程即称为“后发酵”。后发酵是传统发酵方式的一个必然过程,需要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【详解】A、发酵开始前,对于发酵罐以及各种连接管道都需要进行彻底灭菌,以防杂菌污染,A正确;
B、糖化过程是利用大麦发芽时产生的淀粉酶对淀粉进行水解,温度会影响淀粉酶活性,因此会影响淀粉的水解速度,B正确;
C、蒸煮过程中淀粉酶的活性丧失,因此蒸煮过程可以终止淀粉酶的进一步作用,并对糖浆灭菌,C正确;
D、在缺氧、酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,但随着无氧呼吸过程中酒精含量的增多,酵母菌的生长受到抑制,因此酵母菌发酵过程未必待糖分消耗完全后才会终止,D错误。
故选D。
6. 人参皂苷是人参的次生代谢物,是人参中重要的活性成分,科研人员利用人参细胞培养来生产人参皂苷,以提高其产率,实现细胞产物的工厂化生产。下列相关叙述错误的是( )
A. 人参皂苷可能不是人参生长和生存所必需的物质
B. 人参中的人参皂苷含量较低,直接提取的成本很高
C. 利用该技术生产人参皂苷可以不受季节、天气等的限制
D. 植物细胞培养的过程体现了植物细胞具有全能性
【答案】D
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
【详解】A、人参皂苷是人参的次生代谢物,可能不是人参生长和生存所必需的物质,A正确;
B、人参中的人参皂苷含量较低,直接提取的成本很高,利用人参细胞培养来生产人参皂苷,可以提高其产率,B正确;
C、利用植物组织培养技术生产人参皂苷具有产量高、速度快、节约资源、不占用耕地、不受季节、天气等的限制的优点,C正确;
D、细胞全能性是发育为完整植株或分化为其他各种细胞的能力,植物细胞培养利用细胞分裂的原理,但未体现细胞具有全能性,D错误。
故选D。
7. 某研究人员设计了如图所示的技术路线,以获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列相关分析错误的是( )
A. 步骤②体现了细胞膜具有一定的流动性
B. 步骤②可以用电融合法或离心法等
C. 步骤④诱导出芽和生根的培养基的成分是完全相同的
D. 该技术打破了生殖隔离,实现了远缘杂交育种
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。图中先用纤维素酶和果胶酶处理植物的体细胞得到原生质体,再诱导原生质体两两融合,利用植物组织培养技术可让融合的原生质体先脱分化形成愈伤组织,然后再分化形成再生植株。人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
【详解】A、步骤②表示诱导两种植物的原生质体融合,体现了细胞膜具有一定的流动性,A正确;
B、电融合法和离心法都可以诱导原生质体的融合,B正确;
C、步骤④诱导出芽和生根的培养基中的植物激素比例不同,C错误;
D、植物体细胞杂交技术打破了生殖隔离,实现了远缘杂交育种,D正确。
故选C。
8. 1958年,斯图尔德等以胡萝卜根韧皮部组织为材料,在培养液中对其进行培养,发现这些细胞可以分化而长成新植株。这一研究成果为细胞全能性理论提供了强有力支持。下列有关动植物细胞全能性的判断,正确的是( )
A. 烟草种间原生质体融合获得体细胞种间杂种植株,说明植物细胞具有全能性
B. 杂交瘤细胞在体外培养条件下无限增殖,说明动物细胞具有全能性
C. 利用胚胎细胞克隆美西螈,说明动物胚胎细胞具有全能性
D. 利用细胞核移植技术克隆猕猴,说明动物体细胞具有全能性
【答案】A
【分析】细胞的全能性指的是单个细胞具有发育成完整个体的起点,判断细胞具有全能性的依据是起点是否是单个细胞,终点是否发育成为一个完整的个体。
【详解】A、植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,从而具备发育成完整植株的遗传能力,因此烟草种间原生质体融合获得体细胞种间杂种植株,可以说明植物细胞具有全能性,A正确;
B、杂交瘤细胞在体外培养条件下无限增殖,并不具有发育成完整个体的潜力,不能说明动 物细胞具有全能性,B错误;
C、利用胚胎细胞克隆美西螈是指将美西螈胚胎细胞细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中形成重组细胞,再培养成新个体,说明动物细胞核具有全能性,C错误;
D、高度分化的动物细胞,从整个细胞来说,它的全能性受到限制,但它的细胞核仍保持着全能性。因为细胞核内含有保持物种遗传性状所需要的全套遗传物质,因此利用细胞核移植技术克隆猕猴,说明动物细胞核具有全能性, D错误。
故选A
9. 病毒的积累会导致马铃薯产量降低。利用茎尖,可通过植物组织培养技术获得马铃薯脱毒植株,培育流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 用茎尖作外植体是因为该组织具有全能性
B. 脱毒植株不含病毒是基因选择性表达的结果
C. 过程②~⑤均需要适当时间和强度的光照
D. 过程②~④中的细胞分裂方式为有丝分裂
【答案】D
【分析】植物的组织培养广义又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
【详解】A、因为茎尖的病毒极少,甚至无病毒,用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,A错误;
B、脱毒植株不含病毒是由于选用的茎尖不带毒的缘故,B错误;
C、过程②~⑤依次为脱分化、再分化生芽、再分化生根、和幼苗生长发育过程,这些过程均需要适当时间,但不是都需要一定强度的光照,通常脱分化过程不需要光照,C错误;
D、过程②~④中的细胞分裂方式为有丝分裂,因为有丝分裂是体细胞进行的主要增殖方式,D正确。
故选D。
10. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础,培养过程中,动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,分瓶之后的培养称为传代培养。下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A. 原代培养过程中,多数细胞悬浮在培养液中生长增殖
B. 进行分瓶培养的原因之一是贴壁细胞发生接触抑制
C. 体外培养时,动物细胞所需营养物质从培养液中获取
D. 体外培养时,需将培养瓶放在含有95%空气和5%CO2的混合培养箱中
【答案】A
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
【详解】A、原代培养过程中,多数种类的动物细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,A错误;
B、正常分裂的细胞在培养瓶中会出现接触抑制现象,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖。当要获得大量细胞时,就要对原代培养的细胞分瓶,进行传代培养,B正确;
C、动物细胞进行体外培养时,无法从内环境中吸收营养物质了,所需营养物质要从培养液中获取,培养液中需要加入糖类、氨基酸、无机盐等营养物质,同时还需要加入动物血清,以保证动物细胞的正常增殖过程,C正确;
D、体外培养时,需将培养瓶放在 CO2培养箱中培养,CO2培养箱需含有95%空气和5%CO2的无菌混合气体,D正确。
故选A。
11. 细胞融合的过程如图所示,其中a、b、c、d表示相关细胞。有关叙述正确的是( )
A. 若a、b是两种植物的细胞,则图示过程可表示植物体细胞杂交
B. 若a是培养成熟的卵母细胞,d是受精卵,则b表示刚排出的精子
C. 若d是受精卵,体外条件下完成图示过程的技术叫作人工授精
D. 若d杂交瘤细胞,b具有无限增殖能力,则a能分泌抗体
【答案】D
【分析】动物细胞融合方法:物理法(离心、电击等)、化学法(聚乙二醇诱导)、 灭活病毒诱导法;植物细胞融合方法:物理法(离心、电击等)、化学法(聚乙二醇诱导)。
【详解】A、若a、b是两种植物的细胞,则植物体细胞杂交技术的最终目的是获得杂交植株而非d杂交细胞,A错误;
B、若a是MⅡ期的卵母细胞,d是受精卵,则b表示获能的精子,B错误;
C、若d是受精卵,体外条件下完成图示过程的技术叫作体外授精,C错误;
D、若d是杂交瘤细胞,b具有无限增殖能力,则a为活化的B淋巴细胞,能分泌抗体,D正确。
故选D。
12. 哺乳动物的受精过程以及早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列关于受精、胚胎早期发育的叙述,错误的是( )
A. 哺乳动物的卵子发育到特定时期才能与获能后的精子完成受精
B. 卵子通过透明带、卵细胞膜的反应来阻止后来的精子进入卵内
C. 实际操作中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
D. 透明带内的早期胚胎细胞均没有发生细胞分化,遗传物质不变
【答案】D
【分析】哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理,然后才能用于体外受精。一般情况下,可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,来促使它们完成受精。
【详解】A、动物排出的卵子成熟程度不同, 有的可能是次级卵母细胞,但它们都要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期时,才具备与精子受精的能力。因此,哺乳动物的卵子发育到特定时期才能与获能后的精子完成受精,A正确;
B、获能后的精子与卵子相遇时,首先它释放出多种酶, 以溶解卵细胞膜外的一些结构,同时借助自身的运动接触卵细胞膜。在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带。 然后,精子入卵。精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,B正确;
C、多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成 两个第二极体。在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,C正确;
D、透明带内发育到囊胚早期,细胞发生了细胞分化,但遗传物质不变,D错误。
故选D。
13. 某国批准了首例“三亲婴儿”的申请,其大致技术路线如图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 图中“三亲婴儿”的培育用到了细胞核移植等技术
B. 图中的“去核”指的是去除卵母细胞的细胞核
C. 核移植完成后可用物理方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
D. 利用该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
【答案】B
【分析】分析题图:图示表示三亲婴儿的培育过程,由图可知,三亲婴儿的培育采用了动物细胞核移植技术、体外受精技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。
【详解】A、据图可知,“三亲婴儿”的培育要利用核移植技术构建卵母细胞,再利用体外受精技术形成受精卵,由此受精卵培养而成的个体即为“三亲婴儿”,A正确;
B、将卵母细胞培养到减数分裂II中期后进行去核操作,此时细胞核已解体,出现的是纺锤体一染色体复合物,故去核的实质是去除卵母细胞中的纺锤体一染色体复合物,而不是细胞核,B错误;
C、核移植完成后可用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、该技术用了捐献者卵母细胞的细胞质、母亲的卵母细胞的细胞核,所以与精子受精后形成的受精卵不含母亲的细胞质。线粒体位于细胞质,因此,利用该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,D正确。
故选B。
14. 早期胚胎形成后需要发育到不同的阶段才能进入子宫,不同动物受精卵进入子宫的时间有明显的差别,如表所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 自然条件下,上述动物的受精卵进入子宫前均在输卵管中发育
B. 将小鼠胚胎移植到受体子宫时,应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎
C. 可以取用马囊胚内细胞团中的细胞进行胚胎移植前的性别鉴定
D. 同物种胚胎移植时,受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
【答案】C
【分析】哺乳动物胚胎发育过程为:受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体。
分析表格可知:不同种动物受精卵的发育速度不同,不同种动物的受精卵进入子宫时的发育天数也不同。
【详解】A、受精的场所是输卵管,受精完成后在输卵管内即开始进行卵裂,根据表格内进入子宫时受精卵的发育阶段可知,自然条件下,上述动物的受精卵进入子宫前均在输卵管中发育,A正确;
B、根据表格可知,小鼠进入子宫时受精卵的发育阶段为桑葚胚,因此将小鼠胚胎移植到受体子宫时,应选择至少发育到桑葚胚阶段的胚胎,B正确;
C、胚胎移植前,应取囊胚期的滋养层进行性别鉴定,C错误;
D、移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应,因此同物种胚胎移植时,受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,D正确。
故选C。
15. 下列关于基因工程中基本工具的叙述,正确的是( )
A. 所有DNA经限制酶切割后都形成黏性末端
B. 基因载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞
C. 限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D. DNA聚合酶能催化磷酸二酯键的形成,可代替DNA连接酶
【答案】B
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,形成黏性末端和平末端两种;
(2)DNA连接酶:据酶的来源不同分为两类:E.cliDNA连接酶、T4 DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端,此外T4 DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低;
(3)运载体:常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
【详解】A、限制酶切割DNA后能产生黏性末端或平末端,A错误;
B、基因载体上的抗性基因可作为标记基因用于筛选含重组DNA的细胞,B正确;
C、限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、DNA聚合酶能催化磷酸二酯键的形成,作用对象是游离的脱氧核苷酸,不可代替DNA连接酶,因为DNA连接酶的作用对象是DNA片段,D错误。
故选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
16. 通常从深海采集的淤泥样本经分离、纯化并筛选可得到产安莎霉素的放线菌。产安莎霉素的放线菌具有一个普遍的共性——氨基酸缺陷,可利用基本培养基对其进行初步筛选。产安莎霉素的放线菌的分离培养流程如图所示。下列叙述错误的是
A. 过程①的接种方法是稀释涂布平板法,接种工具是涂布器
B. 基本培养基与完全培养基中的氨基酸种类可能存在差异
C. 培养基进行灭菌处理后要冷却至25℃左右,再进行倒平板
D. 用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
【答案】CD
【分析】微生物常见的接种的方法
①平板划线法:通过接种环在固体培养基表面连续划线操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经过数次划线后培养,可以分离得到单菌落,这种接种方法称为平板划线法。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、由图可知,过程①所用的接种方法是稀释涂布平板法,该方法所用的接种工具为涂布器,A正确;
B、根据培养结果可推测,基本培养基与完全培养基中的氨基酸种类可能存在差异,B正确;
C、培养基进行灭菌处理后要冷却至50℃左右,再进行倒平板,太低会导致培养基凝固,无法进行倒平板操作,C错误;
D、用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,因为当两个或两个以上的细胞聚集在一起时,只能形成一个菌落,D错误。
故选CD。
17. 科学家将小鼠多能干细胞的4种基因Oct3/4、Sx2、c-Myc和Klf4,同时导入已分化的小鼠成纤维细胞中,结果后者被诱导成类似胚胎干细胞的一类细胞,被称为诱导多能干细胞(iPS细胞)。iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 相比于成纤维细胞,iPS细胞的分化程度更低
B. 小鼠成纤维细胞中不含Oct3/4、Sx2、c-Myc和Klf4基因
C. 若诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,则可用于濒危物种的克隆研究
D. 已分化的T细胞、B细胞等不能被诱导为iPS细胞
【答案】BD
【分析】胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
【详解】A、成纤维细胞被诱导为iPS细胞后,可重新分化为其他各种细胞,故相比于成纤维细胞,iPS细胞的分化程度更低,A正确;
B、小鼠成纤维细胞虽是已分化的细胞,但细胞中含Oct3/4、Sx2、c-Myc和Klf4基因,B错误;
C、如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞,可以进一步诱导产生精子和卵细胞,从而用该技术解决不育问题,则可用于濒危物种的克隆研究,C正确;
D、iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞,D错误。
故选BD。
18. ADC即抗体—药物偶联物,如图所示,其能精准定位肿瘤细胞释放高效细胞毒素。ADC药物不仅能准确识别靶点,而且对非癌细胞不造成影响,相较于其他化疗药物,ADC药物通过抗原、抗体特异性结合的方式大大提高了药效并减少了毒副作用。下列有关叙述正确的是( )
A. ADC由三部分组成,其中③代表细胞毒素物质
B. ADC通过自由扩散或者主动运输进入癌细胞
C. ADC的制备是在单克隆抗体制备的基础上实现的
D. ADC进入细胞后抗体会与靶细胞中的抗原结合
【答案】C
【分析】据图分析,抗体上带有细胞毒素,抗体与靶细胞膜上的特异性受体结合通过胞吞的方式把细胞毒素一并带进靶细胞,引起靶细胞溶酶体膜的破裂,最后导致细胞凋亡。
【详解】A、ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,其中③代表抗体,①代表细胞毒素物质,A错误;
B、ADC通过胞吞进入细胞,B错误;
C、单克隆抗体制备可形成大量所需的抗体,再与药物等结合可形成ADC,C正确;
D、抗体不会在细胞中与抗原结合,而是与癌细胞膜上的抗原结合,D错误。
故选C。
19. 基因工程中常以质粒为载体,某质粒的结构如图所示,其中Sma Ⅰ、EcR Ⅰ表示限制酶切割位点。下列相关叙述正确的是( )
A. 质粒是具有自我复制能力的环状双链DNA分子
B. 质粒上的限制酶切割位点可以供外源基因插入其中
C. 所有的天然质粒均可直接作为基因工程的载体
D. 除了质粒,噬菌体、动植物病毒也可作为基因工程的载体
【答案】ABD
【分析】作为运载体必须具备的条件:
①要具有限制酶的切割位点; ②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来;常见的载体种类有质粒、动植物病毒、λ噬菌体等。
【详解】A、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子,A正确;
B、质粒上应该有多个限制性内切酶切点,这样可以供外源基因插入其中,B正确;
C、基因工程中被用做载体的一般都是经过人工修饰的质粒,C错误;
D、基因工程中常见的载体(“分子搬运工”)种类有质粒、动植物病毒、λ噬菌体等,D正确。
故选ABD。
20. 某小组用限制酶处理DNA后获得了如图所示的3种黏性末端。下列相关叙述错误的是( )
A. 限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的
B. 这3种黏性末端都是由同种限制酶切割获得的
C. T4 DNA连接酶不能连接互补的黏性末端
D. E.cli DNA连接酶可以将甲、乙连接起来
【答案】ABC
【分析】限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
DNA连接酶:(1)根据酶的来源不同分为两类:E.cliDNA连接酶、T4 DNA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。(2)DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
【详解】A、大多数限制酶的识别序列是由6个核苷酸组成的,也有少数限制酶的识别序列是由4个、8个或其他数量核苷酸组成的,A错误;
B、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,甲、乙、丙的核苷酸序列不相同,是由不同的限制酶切割获得的,B错误;
C、T4DNA连接酶既能连接黏性末端,又能连接平末端,C错误;
D、甲、乙切割后形成的黏性末端都是5'-AATT-3',可用E.cli DNA连接酶可以将甲、乙连接起来,D正确。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 研究人员用生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以甘蔗榨糖后含较多蔗糖的废弃液糖蜜为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图所示,PHA可从发酵液中获取。回答下列问题:
(1)发酵工程一般包括菌种的选育,____,培养基的配制、灭菌,接种,发酵罐内发酵,产品的分离、提纯等方面,其中的中心环节是____。
(2)为获得对蔗糖的耐受能力和利用效率较高的菌株H,可将蔗糖作为液体培养基的____,并不断提高其浓度,多代培养选择。培养过程中定期取样并对菌落进行计数,评估菌株增殖状况。
(3)基于菌株H的嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基的盐浓度设为60g·L-1,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。推测该系统不需要灭菌的原因是____。(答出2点)。
(4)榨糖后的甘蔗渣含有大量的纤维素。为高效降解甘蔗渣废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌,在37℃条件下进行甘蔗渣降解实验,结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株____,理由是____。
【答案】(1)①. 扩大培养 ②. 发酵罐内发酵
(2)唯一的碳源(和能源)
(3)盐浓度为60g·L-1的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制
(4)①. C ②. 接种菌株C后,纤维素降解率最高
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。
(1)发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵罐内发酵,产品的分离、提纯等方面。其中发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
(2)为获得对蔗糖的耐受能力和利用效率较高的菌株H,可将蔗糖作为液体培养基的唯一的碳源(和能源),并不断提高其浓度,以抑制不能分解蔗糖以及对蔗糖耐受能力低的菌体繁殖,经多代培养选择,可获得对蔗糖的耐受能力和利用效率较高的菌株H。
(3)由于盐浓度为60g·L-1的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制,因此培养基的盐浓度设为60g·L-1,pH为10时,不需要额外灭菌。
(4)纤维素酶活力最高即可将纤维素分解量达到最大,因此根据表格数据可知,接种菌株C后,纤维素降解率最高,因此在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株C。
22. 为迅速培育大量牛奶产量较高奶牛,研究所利用相关技术进行“试管牛”的培养,流程如图所示。回答下列问题:
(1)图中母牛_____(填“A”或“C”)需要具有生产力强、遗传性状优良等特点。
(2)过程①常用_________激素处理,其目的是______。过程②之前需将从卵巢中取出的卵母细胞置于与输卵管中相似的环境中一段时间之后才能受精,目的是将卵母细胞培养至_______期。
(3)胚胎移植前,可以对处于囊胚期的早期胚胎进行性别鉴定并筛选出_______性早期胚胎进行胚胎移植,胚胎移植的实质是_______。为了获得大量早期胚胎,可对囊胚进行分割,此时要注意将内细胞团均等分割,原因是_______。
【答案】(1)A (2)①. 促性腺 ②. 使供体母牛A超数排卵 ③. 减数第二次分裂中期
(3)①. 雌 ②. 早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移 ③. 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,内细胞团不均等分割会导致胚胎发育受阻或发育不良,甚至出现不能发育等问题
【分析】据图分析,①使使用促性腺激素作用于供体母牛A,使其超数排卵;②是体外受精过程;③胚胎移植的过程。
(1)供体母牛A提供卵细胞,所以需要具有生产力强、遗传性状优良等特点。
(2)过程①常用促性腺激素处理,其目的是使供体母牛A超数排卵。过程②之前需将从卵巢中取出的卵母细胞置于与输卵管中相似的环境中一段时间之后才能受精,目的是将卵母细胞培养至减数第二次分裂中期。
(3)为迅速培育大量牛奶产量较高的奶牛,因此胚胎移植前,可以对处于囊胚期的早期胚胎进行性别鉴定并筛选出雌性早期胚胎进行胚胎移植,胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移。为了获得大量早期胚胎,可对囊胚进行分割,此时要注意将内细胞团均等分割,原因是内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,内细胞团不均等分割会导致胚胎发育受阻或发育不良,甚至出现不能发育等问题。
23. 某小组进行了“DNA的粗提取与鉴定”实验,部分实验步骤如图所示,其中B为可能会加入的某试剂。回答下列问题:
(1)该实验利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是______。
(2)若实验材料A为菜花等硬度较高的植物,则B可能是______酶等,上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁,加强研磨效果。
(3)该小组向滤液C中加入了适量的嫩肉粉(含有木瓜蛋白酶)并将其置于55~60℃下5~10分钟,推测嫩肉粉的作用是______。
(4)将上述滤液C冷却后加入______溶液,静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。将丝状物处理后溶于适量______;ml·L-1的NaCl溶液中进行鉴定。鉴定时所用的是______试剂,DNA遇该试剂会呈现______色,该试剂在使用时应注意的事项有______(答出1点)。
【答案】(1)DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精
(2)纤维素(或纤维素酶、果胶)
(3)促使部分蛋白质水解
(4)①. (预冷的体积分数为95%的)酒精 ②. 2 ③. 二苯胺 ④. 蓝 ⑤. 需要沸水浴加热、需要现用现配
【分析】(1)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。
(2)若实验材料A为菜花等硬度较高的植物,则B可能是纤维素酶等,上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁,加强研磨效果,提高DNA粗提取的效率。
(3)嫩肉粉含有木瓜蛋白酶,可促使部分蛋白质水解,从而有利于蛋白质和DNA分离。
(4) DNA不溶于冷酒精,因此将上述滤液C冷却后加入(预冷的体积分数为95%的)酒精溶液,静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。
将丝状物处理后溶于适量2ml·L-1的NaCl溶液中加入二苯胺试剂,水浴加热条件下溶液会呈现蓝色,该试剂在使用时应注意沸水浴加热、需要现用现配。
24. 假结核耶尔森氏菌分泌的tcel蛋白、tcil蛋白使其在与大肠杆菌等细菌的竞争中占据优势,研究人员利用野生型假结核耶尔森氏菌及其不同缺失突变体进行了实验:将微孔滤膜(细菌不能通过,蛋白质等物质能通过)放置在固体培养基表面,然后在滤膜上滴加一种菌液(下层菌),再放第二张滤膜并在其上滴加等量另一种菌液(上层菌),适宜条件下培养后,将两张滤膜上的菌体刮下计数,计算上层菌与下层菌数量的比值,得到图示结果。回答下列问题:
(1)实验中的培养皿、培养基等需要进行灭菌处理,其中对培养基常用_____法,对培养皿一般不用该方法,原因是_____。
(2)题干中相当于接种的操作是_____,该过程需要用到下列哪种工具?_____。
①接种环 ②涂布器 ③微量移液器
(3)计数上、下层活菌的数量常采用_____法。
(4)请根据实验结果,完善解释“野生型假结核耶尔森氏菌在与其他细菌的竞争中占据优势”的假说:野生型菌分泌的_____蛋白有毒性,会抑制其他细菌,同时分泌的另一种蛋白能_____以免自身损伤。
【答案】(1)①. 高压蒸汽(或湿热灭菌)②. 培养皿灭菌后需要保持干燥
(2)①. 在滤膜上滴加菌液 ②. ③
(3)稀释涂布平板 (4)①. tcel ②. 中和(或降低等)tcel蛋白的毒性
【分析】微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
(1)对培养基进行灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌法。由于培养皿灭菌后需要保持干燥,因此对培养皿等器具灭菌的方法是干热灭菌法。
(2)将微孔滤膜放置在固体培养基表面,然后在滤膜上滴加一种菌液(下层菌),再放第二张滤膜并在其上滴加等量另一种菌液(上层菌),在滤膜上滴加菌液相当于接种的操作。滴加菌液需要用到③微量移液器。
(3)适宜条件下培养后,将两张滤膜上的菌体刮下计数,对活菌进行计数的方法是稀释涂布平板法,具体方法是:先将菌体进行梯度稀释,再涂布到滤膜的表面,待菌落数稳定时进行计数。
(4)由甲组、丙组可知,野生型细菌X在与tcel突变体的竞争中不占优势,即野生型可产生tcel蛋白作用于tcel突变体,后者可以产生tcil蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生型的生长受到抑制,由此推测,tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性。而由甲组、乙组可知,野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体的竞争中占优势,乙组中野生型可产生tcel蛋白作用于tcel-tcil双突变体,后者无法产生tcil蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生菌在竞争中占据优势。
25. 研究表明,转铁蛋白受体(TfR)在多种肿瘤中高表达,其在肿瘤细胞中的主要作用是参与铁离子吸收,而铁离子对包括肿瘤细胞在内的所有细胞的生产和代谢至关重要,由转铁蛋白(Tf)和TfR参与的铁运输过程如图1所示。TfR单克隆抗体能与TfR特异性结合,可阻止肿瘤细胞对铁离子的吸收,进而导致肿瘤细胞死亡,因此可用于控制肿瘤增长,回答下列问题:
(1)据图1,简述TfR单克隆抗体控制肿瘤增长的机理:____。
(2)制备TfR单克隆抗体的基本流程,如图2所示:
①过程Ⅰ中,常用的化学方法是____;“?”表示的内容是____
②由于密度差异导致骨髓瘤细胞与B淋巴细胞不能长时间混匀、____(答出1点)等原因,得到的少数是杂交瘤细胞,因此需要进行筛选1。
③筛选2是对杂交瘤细胞进行____,要进行筛选2的原因是____。
【答案】(1)TfR单克隆抗体与TfR特异性结合,阻止全铁转铁蛋白与TfR结合,从而阻止肿瘤细胞吸收铁离子,进而导致肿瘤细胞死亡
(2)①. PEG融合法 ②. 能分泌TfR抗体的杂交瘤 ③. 细胞融合成功率低、细胞融合是随机的 ④. 克隆化培养和抗体检测 ⑤. 从小鼠脾脏中分离到的B淋巴细胞有多种,形成的杂交瘤细胞有多种
【分析】单克隆抗体的制备一般要经过两次筛选:第一次筛选为从多种融合的细胞中,筛选杂交瘤细胞,即从B淋巴细胞与B淋巴细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞这三种融合细胞中,筛选出融合的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞;第二次筛选是从杂交瘤细胞中筛选出能产生所需抗体的细胞群,然后继续培养,以获得足够数量的细胞,在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
(1)据图可知,铁与Tf结合形成全铁转铁蛋白,全铁转铁蛋白能与细胞膜上的TfR结合,通过胞吞将铁运进细胞,而TfR单克隆抗体与TfR能发生特异性结合,阻止全铁转铁蛋白与TfR结合,从而阻止肿瘤细胞吸收铁离子,进而导致肿瘤细胞死亡,因此TfR单克隆抗体可控制肿瘤增长。
(2)①过程Ⅰ中是诱导动物细胞融合,常用的化学方法是PEG融合法。“?”表示第二次筛选出的能分泌TfR抗体的杂交瘤。
②由于密度差异导致骨髓瘤细胞与B淋巴细胞不能长时间混匀、细胞融合成功率低、细胞融合是随机的等原因,得到的少数是杂交瘤细胞,因此需要进行筛选1。
③筛选1获得的是杂交瘤细胞,但小鼠处在多种抗原刺激下,从小鼠脾脏中分离到的B淋巴细胞有多种,形成的杂交瘤细胞有多种,因此获得的杂交瘤细胞不一定能产生所需的抗体,故还需对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测。动物种类
进入子宫时受精卵的发育时间及发育阶段
时间/d
发育阶段
小鼠
3
桑葚胚
山羊
4
10~16细胞
马
6
囊胚
牛
4~5
8~16细胞
菌株
甘蔗渣总重/g
甘蔗渣残重/g
甘蔗渣失重率/%
纤维素降解率/%
A
2.00
1.51
24.50
16.14
B
2.00
1.53
23.50
14.92
C
2.00
1.42
29.00
23.32
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