山东省临沂市兰山区2021-2022学年高三上学期开学考试生物试卷

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名称 山东省临沂市兰山区2021-2022学年高三上学期开学考试生物试卷
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文件大小 576.1KB
资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2022-08-24 15:00:29

文档简介

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山东省临沂市兰山区2021-2022学年高三上学期开学考试生物试卷
一、单选题
1.(2021高三上·兰山开学考)下列叙述正确的是(  )
A.支原体属于原核生物,细胞含有核糖体和细胞壁
B.酵母菌和白细胞都有细胞骨架
C.在高倍镜下,可观察到黑藻叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成
D.鉴别细胞的死活,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;观察线粒体和叶绿体;细胞骨架
【解析】【解答】A、支原体属于原核生物,其含有核糖体,但不含有细胞壁,A错误;
B、酵母菌和白细胞都属于真核细胞,都具有蛋白质纤维组成的细胞骨架,B正确;
C、电子显微镜下才能观察到叶绿体中的基粒和类囊体,高倍镜下观察不到,C错误;
D、细胞膜具有选择透过性,台盼蓝不是细胞需要的物质,台盼蓝不能进入活细胞内,而死细胞可被台盼蓝染成蓝色,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、原核生物:细胞壁主要成分是肽聚糖,只有核糖体一种细胞器,分裂方式为二分裂,无核膜和核仁,包括蓝细菌、细菌(球菌、杆菌、螺旋菌)、支原体、衣原体、立克次氏体。
2、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构,细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
3、显微结构是指光学显微镜下可以观察到的结构,包括:细胞壁、线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、染色体;在光学显微镜下观察不到,但是在电子显微镜下观察到的结构称为亚显微结构。
2.(2021高三上·兰山开学考)关于生物学实验中同位素标记法的叙述,错误的是(  )
A.运用同位素标记的证明如何转变成糖类
B.运用标记的亮氨酸证明分泌蛋白的合成和运输过程
C.运用放射性同位素证明光合作用中的来自
D.同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物的化学性质相同
【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合;光合作用的发现史;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、CO2是光合作用的原料,根据分析可知,用14C标记的CO2探明了光合作用中碳的转移途径,即证明 CO2 如何转变成糖类,A正确;
B、氨基酸是合成蛋白质的原料,运用3H标记的亮氨酸可证明分泌蛋白的合成和运输过程,B正确;
C、18O不具有放射性,可通过检测释放氧气的质量来证明光合作用中的O2来自H2O,C错误;
D、同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物的化学性质相同,D正确。
故答案为:C。
【分析】同位素标记法:用同位素标记化合物,让它们一起运动、迁移,再用探测仪器进行追踪,可以明白化学反应的详细过程。
方法应用:用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。例如:分泌蛋白合成分泌的过程;证明DNA半保留复制;光合作用中追踪某元素的转移去向,如H218O、14CO2 等;噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,35S标记蛋白质,32P标记DNA分子;标记氮肥中的氮,追踪氮在植物体内和动物体内转移途径等。
3.(2021高三上·兰山开学考)胃幽门螺旋杆菌(Hp)是主要寄生在人体胃幽门部位的致病菌。尿素呼气实验是目前诊断Hp感染最准确的方法,受试者口服标记的尿素胶囊后,尿素在Hp产生的脲酶作用下会分解为和,通过测定受试者吹出的气体是否含有作出判断。下列叙述正确的是(  )
A.感染者呼出的产生于人体细胞有氧呼吸的第二阶段
B.Hp的脲酶在肠消化液的作用下空间结构可能会改变
C.Hp的脲酶在核糖体上合成,并经内质网和高尔基体加工
D.Hp具有细胞壁,细胞壁的成分含有纤维素和果胶
【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;酶的相关综合;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、根据题干信息“受试者口服13C标记的尿素胶囊后,尿素可被Hp产生的脲酶催化分解为 NH3 和 13CO2”可知,感染者呼出的13CO2是幽门螺旋杆菌细胞通过呼吸作用产生的,A错误;
B、肠消化液含有多种蛋白酶,脲酶是蛋白质可能被分解,空间结构可能改变,B正确;
C、Hp是原核生物,没有内质网、高尔基体等众多细胞器,只有核糖体,C错误;
D、Hp具有细胞壁,成分是肽聚糖;纤维素和果胶是植物细胞壁的成分,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体;原核生物没有复杂的细胞器,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
2、一些常考生物的类别:
常考的真核生物:绿藻、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物。
常考的原核生物:蓝细菌、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌等)、支原体、衣原体、放线菌。
4.(2021高三上·兰山开学考)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物是以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与同向跨膜运输,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.叶肉细胞内的浓度大于筛管中的浓度
B.图中ATP酶是一种跨膜蛋白,既能运输物质又能起催化作用
C.叶肉细胞与筛管间浓度差的维持离不开ATP酶
D.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,属于协助扩散
【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、由题干信息“蔗糖分子利用H+形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H+同向跨膜运输”可知,叶肉细胞内的 H+浓度大于筛管中的 H+浓度,A正确;
B、由图可知:ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解,B正确;
C、由图可知:叶肉细胞吸收筛管间H+属于主动运输,故叶肉细胞与筛管间H+浓度差的维持离不开ATP酶,C正确;
D、蔗糖运输到筛管,需要蔗糖载体,动力是H+浓度差,也是主动运输,D错误。
故答案为:D。
【分析】物质跨膜运输:
名 称 运输方向 载体 能量 实  例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
5.(2021高三上·兰山开学考)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质的转化过程。下列叙述正确的是(  )
A.弱光条件下植物没有释放说明未进行光合作用
B.催化固定的酶存在于细胞质基质中
C.固定需要光反应提供ATP
D.适当提高浓度,短时间内含量会升高
【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、弱光条件下,当光合作用速率小于或等于呼吸作用速率时,光合作用产生的O2小于或等于呼吸作用消耗的O2量,不会有O2释放,A错误;
B、催化CO2固定的酶存在于叶绿体基质中,B错误;
C、二氧化碳固定不需要ATP,C错误;
D、二氧化碳主要参与暗反应过程,适当提高CO2浓度可以加快二氧化碳的固定,形成三碳化合物的量增加,短时间内三碳化合物的还原不变,因此会导致三碳化合物的含量上升,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用的具体过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜;
a.水的光解:2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质;
a.CO2的固定:CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原:2C3 →(CH2O)+C5+H2O;
2、有氧呼吸分为三个阶段:
第一阶段:在细胞质的基质中。
反应式:1C6H12O6(葡萄糖)→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)
第二阶段:在线粒体基质中进行;
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP)。
第三阶段:在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
反应式:24[H]+6O2→12H2O+大量能量(34ATP)
3、真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法(如下表):
真正光合速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率
净光合速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率
呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率
6.(2021高三上·兰山开学考)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,正确的是(  )
A.种子在无氧条件下储存可降低呼吸速率,延长其保存时间
B.中耕松土有利于植物根对无机盐的吸收
C.马铃薯储存久了会无氧呼吸产生酒精
D.酸奶过期涨袋是由于乳酸菌无氧呼吸产生了气体造成的
【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、种子一般在低氧条件下储存可降低呼吸速率,延长其保存时间,A错误;
B、中耕松土,可以使土壤疏松,土壤缝隙中的空气增多,有利于根的呼吸作用,促进植物对无机盐的吸收,促进根的生长,B正确;
C、马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,C错误;
D、乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,不产生气体,所以不会导致涨袋,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸原理的应用:
1、用透气纱布或“创可贴”包扎伤口:增加通气量,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
2、酿酒时:早期通气--促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖,后期密封发酵罐--促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精。
3、食醋、味精制作:向发酵罐中通入无菌空气,促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。
4、土壤松土,促进根细胞呼吸作用,有利于主动运输,为矿质元素吸收供应能量。
5、稻田定期排水:促进水稻根细胞有氧呼吸。
6、提倡慢跑:促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
7、细胞呼吸原理具有广泛的应用,如粮食和蔬菜的贮藏:
(1)粮食贮藏的适宜条件是:低温、低氧(CO2浓度较高)和干燥;
(2)水果贮藏的适宜条件是:低温、低氧(CO2浓度较高)和一定湿度。
7.(2021·全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是(  )
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】 A、酵母菌可以进行两种呼吸方式,即有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生能量多,有氧条件下利于酵母菌的增殖,A不符合题意;
B、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行,无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、和[H],并释放少量的能量,B符合题意;
C、酵母菌的第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇,同时生成二氧化碳,C不符合题意;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会生成CO2,D不符合题意。
故答案选:B。
【分析】酵母菌是一种真核生物,优先进行有氧呼吸,可以产生大量能量供机体的生命活动。无氧时,酵母菌亦可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有大量二氧化碳和水,同时释放大量能量。无氧呼吸时,酵母菌可以产生酒精和较少的二氧化碳。
8.(2021高三上·兰山开学考)关于果酒和果醋的发酵叙述正确的是(  )
A.家庭自制果酒要选择新鲜的葡萄除去枝梗后略加清洗然后榨汁
B.酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
C.果醋发酵包括有氧发酵和无氧发酵两个阶段
D.当缺少糖源和氧气时,醋酸菌将乙醇转变为醋酸
【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,但冲洗的次数不能太多,防止去掉葡萄皮上野生型酵母菌,A错误;
B、酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,在发酵过程中密闭,但需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放气,B正确;
C、果醋发酵只有有氧发酵,无无氧发酵,醋酸菌属于好氧性细菌,C错误;
D、醋酸菌是一种好氧菌,当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵;酒精发酵的最佳温度是在18℃~30℃,pH最好是弱酸性.
2、醋酸菌好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
9.(2021高三上·兰山开学考)关于微生物培养的操作叙述正确的是(  )
A.培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌
B.无菌技术包括对操作者的衣着和手进行消毒和灭菌
C.倒平板时应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
D.接种后的培养皿要倒置,防止污染
【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;灭菌技术
【解析】【解答】A、接种环等常用灼烧灭菌法处理,吸管、培养皿等常用干热灭菌法处理,培养基及多种器材用湿热灭菌法处理,A错误;
B、无菌技术包括对操作者的衣着和手进行清洁和消毒,B错误;
C、倒平板时,用左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(10~20mL)倒入培养皿,立即盖上培养皿的皿盖,不能打开皿盖,C错误;
D、接种后的培养皿要倒置,防止培养皿盖上的冷凝水滴落,造成污染,D正确。
故答案为:D。
【分析】消毒和灭菌
  消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子) 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
10.(2021高三上·兰山开学考)关于统计样品中活菌数目的叙述错误的是(  )
A.样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养
B.在同一稀释度下,应至少对三个菌落数为30到300的平板进行重复计数,然后求出平均值
C.统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
D.可以用细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察计数,但统计的结果往往大于活菌数
【答案】C
【知识点】测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、样品的稀释程度直接影响平板上生长的菌落数目,选用一定稀释范围的样品液进行培养,保证获得菌落数在30-300之间,便于计数,A正确;
B、选用一定稀释范围的样品液进行培养,保证获得菌落数在30-300之间。计数时,同一个稀释浓度下应至少对3个平板进行重复计数,然后求平均值,这样可以减小实验误差,B正确;
C、在活菌计数法中,由于两个或多个细菌聚集在一起时长成的是一个菌落,因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,C错误;
D、由于显微镜下统计的微生物细胞包括死亡的细胞在内,所以用该方法测定的微生物数量大于实际的活菌数,D正确。
故答案为:C。
【分析】测定微生物数量的方法:
①直接计数法:常用显微镜直接技术法,一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。
②间接计数法:常用稀释平板计数法,当样品的稀释庋足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌液量不宜过多,因为过多会导致培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果。
11.(2021高三上·兰山开学考)关于发酵工程的叙述,错误的是(  )
A.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者利用单一菌种,后者利用天然的混合菌种
B.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
D.发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、发酵工程应用无菌技术获得纯净的微生物,利用单一菌种;传统发酵技术利用天然的混合菌种,A正确;
B、由分析可知,发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,B正确;
C、单细胞蛋白本生就是一种微生物,并不是一种微生物细胞的提取物,C错误;
D、发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径,D正确。
故答案为:C。
【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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
12.(2021高三上·兰山开学考)下列关于植物细胞工程技术的叙述正确的是(  )
A.接种前需要对外植体灭菌
B.接种时不需要在酒精灯火焰旁进行
C.培养过程中不需要更换培养基
D.诱导愈伤组织期间不需要光照
【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、为避免杂菌污染,接种前需要对外植体进行消毒而非灭菌,A错误;
B、接种操作要在酒精灯火焰旁进行,以避免杂菌污染,B错误;
C、植物细胞工程技术涉及脱分化和再分化过程,它们所需的营养物质、植物激素以及代谢产物均不同,故该过程需要更换培养基,C错误;
D、诱导愈伤组织期间不需要光照,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养技术:
1、过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
2、原理:植物细胞的全能性。
3、条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
13.(2021高三上·兰山开学考)下列有关动物细胞培养的表述,正确的是(  )
A.培养环境中需要氧气,不需要二氧化碳
B.培养的细胞有两类:悬浮生长和贴壁生长,都需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
C.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
D.幼龄动物细胞比老龄动物细胞更易于培养
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术;干细胞的概念及种类
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程既需要O2,也需要CO2,A错误;
B、动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,因此在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养,B错误;
C、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离提取的细胞,干细胞不一定来自胚胎,如造血干细胞,C错误;
D、幼龄动物组织细胞分裂能力强,因此选择幼龄动物的组织细胞更易于培养,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。过程:取动物组织块→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。
2、动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物.
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质.
(3)温度和pH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4.
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
14.(2021高三上·兰山开学考)下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述错误的是(  )
A.都可以用电融合法或PEG融合法诱导
B.杂种细胞都能形成新个体
C.都突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
D.它们的原理都涉及细胞膜的流动性
【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、动物细胞融合与植物体细胞杂交都可用电融合法或聚乙二醇(PEG)作为融合诱导剂,A正确;
B、动物细胞融合形成杂交细胞,植物体细胞杂交可形成交个体,B错误;
C、动物细胞融合与植物体细胞杂交突破了有性杂交方法的局限,克服了远缘杂交不亲和的障碍,使远缘杂交成为可能,C正确;
D、动物细胞融合与植物体细胞杂交的原理都涉及细胞膜的流动性,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较:
项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,(细胞的全能性) 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 克服远缘杂交不亲和,获得杂交植株
动物细胞融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后,诱导细胞融合 离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导 制备单克隆抗体的技术之一
15.(2021高三上·兰山开学考)抗PD-L1单克隆抗体能与癌细胞表面的PD-L1特异性结合,因而具有治疗某些癌症的作用。如图是制备PD-L1单克隆抗体的示意图,下列叙述错误的是(  )
A.图中有两次筛选,第一次筛选所用培养基为选择培养基
B.图中有两次筛选,第二次筛选的原理是抗原-抗体特异性结合
C.图中细胞集落a~d,既能大量繁殖,又能产生PD-L1抗体
D.图中涉及动物细胞融合和动物细胞培养等技术
【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、在单克隆抗体制备过程中,需要两次筛选,第一次筛选需用选择培养基,选择出杂交瘤细胞,A正确;
B、第二次筛选采用抗原-抗体反应,选择出能产生所需要的特定抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、图中a~d是B淋巴细胞和癌细胞融合成的杂交瘤细胞,还未进行抗原刺激,故能大量繁殖但不能产生特异性抗体,C错误;
D、B淋巴细胞和癌细胞的融合体现了动物细胞融合技术,将细胞在培养基中培养体现了动物细胞培养技术,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
2、单克隆抗体制备的主要步骤:(1)抗原制备;(2)免疫动物;(3)免疫脾细胞和骨髓瘤细胞的制备;(4)细胞融合;(5)杂交瘤细胞的选择培养;(6)杂交瘤细胞的筛选;(7)杂交瘤细胞的克隆化;(8)单克隆抗体的鉴定;(9)分泌单克隆抗体杂交瘤细胞系的建立;(10)单克隆抗体的大量制备。依据的原理是细胞膜的流动性、细胞的增殖。
16.(2021高三上·兰山开学考)使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。临床上运用抗体-药物偶联物(ADC)将药物与抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成。下列叙述错误的是(  )
A.ADC中的抗体主要是发挥治疗效应
B.ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原
C.ADC中的抗体可以通过杂交瘤技术大量制备
D.可以将ADC中的药物换成放射性同位素,标记单克隆抗体进行靶向放疗
【答案】A
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、ADC中抗体的作用是特异性识别肿瘤细胞表面的抗原并与之结合,A错误;
B、抗体能特异性识别抗原并与其结合,题中ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原,B正确;
C、杂交瘤细胞可以大量制备单克隆抗体,C正确;
D、用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、抗原:能够引起人体发生免疫反应的物质。如病原体表面的蛋白质等物质,大多数抗原是蛋白质。
2、抗体:机体产生的能与抗原发生特异性免疫反应的物质,其本质为蛋白质。
17.(2021高三上·兰山开学考)下列关于体细胞核移植技术应用的叙述,错误的是(  )
A.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
B.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物,可以作为生物反应器生产许多珍贵的医用蛋白
C.转基因克隆动物不能作为异种移植的供体进行器官移植,因为会发生免疫排斥反应
D.利用体细胞核移植技术培育后代可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、利用体细胞核移植技术已展示出广阔的应用前景,可以快速繁殖具有优良品质的家畜,可以加速家畜遗传改良进程,A正确;
B、利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白,如乳腺生物反应器、膀胱生物反应器等,B正确;
C、设法去除猪抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官,可作为异种移植的供体进行器官移植,C错误;
D、利用体细胞核移植技术培育后代由于细胞质来自卵细胞的供体,可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、动物体细胞核移植的概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体,核移植得到的动物称克隆动物。如克隆羊“多利”。
2、体细胞核移植技术的应用:①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。
18.(2021高三上·兰山开学考)某人利用下图中所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组表达载体。有关叙述错误的是(  )
A.这三种重组表达载体中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的是甲、丙
B.启动子是DNA片段,是RNA连接酶识别和结合的部位
C.抗生素抗性基因便于重组DNA分子的筛选
D.复制原点可以让重组表达载体拥有自主复制的能力,不会随细胞分裂被稀释而最终消失
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、在基因表达载体中,启动子位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样的基因才能表达。图中甲和丙均不符合,所以不能在宿主细胞中表达目的基因产物,A正确;
B、启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,B错误;
C、运载体上的标记基因便于重组DNA分子的筛选,常用的标记基因是抗生素基因,C正确;
D、复制原点是DNA聚合酶识别和结合的位点,可以让重组表达载体拥有自主复制的能力,不会随细胞分裂被稀释而最终消失,D正确;
故答案为:B。
【分析】基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
19.(2021高三上·兰山开学考)下图甲乙中标注了相关限制酶的酶切位点,培育转基因大肠杆菌的叙述错误的是(  )
A.若通过PCR技术提取该目的基因应该选用引物甲和引物丙
B.构建基因表达载体,可选用BamHⅠ剪切
C.构建基因表达载体时为了防止目的基因和质粒的自身环化,可以选用BclⅠ和HindⅢ剪切
D.在导入目的基因的受体细胞中,四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因不能同时表达
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合,沿相反的方向合成子链,故所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙,A正确;
B、构建基因表达载体时至少保留一个标记基因的完整,便于目的基因的检测和筛选;图甲中BamHⅠ同时切割两种标记基因,不能选用BamHⅠ剪切,B错误;
C、图乙中目的基因左侧只能选BclⅠ,而质粒上没有目的基因右侧Sau3A的切点,两者都有Hind Ⅲ的切点,为了防止目的基因与质粒自身环化,故质粒和目的基因构建表达载体,应选用BclⅠ和Hind Ⅲ剪切,C正确;
D、在构建基因表达载体时,使用BclI和HindⅢ两种限制酶切割质粒,氨苄青霉素抗性基因被破坏,不能表达,四环素抗性基因能表达,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
2、PCR技术:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(1)原理:DNA复制。
(2)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
(3)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(4)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
20.(2021高三上·兰山开学考)四种限制酶的切割位点如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.上图中EcoRⅠ、PstⅠ两种酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接
B.图中SmaⅠ、EcoR V两种酶切割后的DNA片段,可以用T4DNA连接酶连接
C.DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段连接的化学键是磷酸二酯键
D.限制酶能识别特定的核苷酸序列,具有专一性,不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、EcoRⅠ、PstⅠ两种酶切割后,都会形成黏性末端,而E.coliDNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的DNA片段,A正确;
B、SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后形成的是平末端,而T4DNA连接酶可以连接具有平末端的DNA片段,B正确;
C、DNA连接酶是催化DNA片段的连接,形成的是磷酸二酯键,C正确;
D、不同的限制酶也可能形成相同的黏性末端,D错误。
故答案为:D。
【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。
(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。
21.(2021高三上·兰山开学考)下列做法或叙述正确的是(  )
A.只要有证据表明产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
B.生殖性克隆与治疗性克隆的区别在于前者面临伦理问题,后者不会面临伦理问题
C.植物花粉存活时间有限,因此转基因农作物不会对生物多样性构成威胁
D.试管婴儿和设计试管婴儿的本质区别在于后者是在前者的基础上,植入前对胚胎进行遗传学检测
【答案】D
【知识点】转基因生物的安全性问题;治疗性克隆的操作过程
【解析】【解答】A、转基因技术产品有害,不应该禁止转基因技术的应用,而应趋利避害,A错误;
B、生殖性克隆与治疗性克隆两者有着本质的区别,我国不反对治疗性克隆,并不能说明治疗性克隆不会面临伦理问题,B错误;
C、转基因农作物的花粉进入自然界后与野生型物种杂交而影响其他生物的生存,对生物多样性构成威胁,C错误;
D、设计试管婴儿往往是为了避免后代患某些遗传病,因此需要在植入前对胚胎进行遗传学检测,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、转基因生物的安全性争论:
(1)基因生物与食物安全:
反方观点:反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变。
正方观点:有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据。
(2)转基因生物与生物安全:对生物多样性的影响
反方观点:扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”。
正方观点:生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限。
(3)转基因生物与环境安全:对生态系统稳定性的影响
反方观点:打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体。
正方观点:不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境。
2、治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。目的是培养出能够用于医学治疗的供体器官,以解决目前临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。
生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
3、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术。
22.(2021高三上·兰山开学考)下列说法错误的是(  )
A.DNA的粗提取是利用不同物质在理化性质方面的差异进行提取的,如DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精
B.DNA遇二苯胺试剂水浴加热后呈现蓝色
C.PCR中引物的作用是使DNA连接酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸
D.电泳的原理是在电场的作用下,带电的DNA分子会向着与它所带电荷相反的方向的电极移动
【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA在不同氯化钠溶液中的溶解度不同,DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中的溶解度最低,高于或低于该浓度,DNA的溶解度都会增大;DNA不溶于酒精,可以用酒精将细胞中溶于酒精的物质溶解而得到较纯的DNA,因此DNA的粗提取是利用不同物质在理化性质方面的差异进行提取的,A正确;
B、DNA遇二苯胺试剂水浴加热后呈现蓝色,B正确;
C、PCR中引物的作用是使DNA连接酶从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸,C错误;
D、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程,由于同性相斥、异性相吸,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动,D正确。
故答案为:C。
【分析】PCR技术:
1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。DNA复制时,子链总是从5'向 3'方向延伸,子链与模板链反向平行,引物所起的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3ˊ端开始连接脱氧核苷酸。
4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
5、过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
23.(2021高三上·兰山开学考)CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑,其原理是由一条单链向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点对特定的DNA序列进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,Cas9蛋白可人为选择DNA上的目标位点进行切割。下列相关叙述错误的是(  )
A.Cas9蛋白具有限制酶的特性
B.Cas9蛋白借助向导RNA对目标分子进行定位依赖于碱基互补配对
C.对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的Cas9蛋白和向导RNA
D.Cas9蛋白切割的位点是氢键
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、结合题意可知,Cas9蛋白可对特定的DNA序列进行切割,具有核酸内切酶的特性,A正确;
B、向导RNA对目标DNA进行序列识别,从而实现Cas9蛋白对DNA分子的定位,这依赖于碱基对间遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点对特定的DNA序列进行切割,不同的目的基因中可能含有相同的碱基序列能被该复合物识别,故对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的Cas9蛋白和向导RNA,C正确;
D、Cas9蛋白相当于限制酶,其切割的位点是磷酸二酯键,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译.后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、逆转录是在逆转录酶的作用下,以RNA为模板合成DNA的过程。
3、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。
4、CRISPR/Cas9系统已广泛应用于科研、农业、医疗等领域.在科研领域,该技术可以快速构建工程化细胞系和模式动物,节约大量科研时间和经费;在农业领域,该技术可以人为改造基因序列,使之符合人们的要求,如改良水稻等粮食作物;在医疗领域,基因编辑技术可以更加准确、深入地了解疾病发病机理和探究基因功能,可以改造人的基因,达到基因治疗的目的等.因此,基因组编辑具有极其广阔的发展前景和应用价值。
24.(2021高三上·兰山开学考)金黄色葡萄球菌(SAU)是细菌性肺炎的病原体之一。细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗,当细菌出现耐药性时疗效下降。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素,研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48h,结果如图。下列相关叙述错误的是(  )
A.A、B、C、D四种抗生素,抑菌效果最佳的是抗生素A
B.配制培养基时应将培养基的pH调至中性或弱碱性
C.对培养基可以采用干热灭菌的方法灭菌
D.滤纸片b周围透明圈中出现一菌落,可能是该菌落发生了基因突变
【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养;灭菌技术
【解析】【解答】A、A、B、C、D四种抗生素,抑菌效果最佳的是抗生素A,A正确;
B、不同的微生物培养需要的pH是不同的,如培养细菌时需将培养基的pH调至中性或微碱性,B正确;
C、对实验使用的培养基采用高压蒸汽的方法灭菌,C错误;
D、滤纸片b周围透明圈中出现一菌落,说明具有抗药性,可能是该菌落发生了基因突变,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、微生物实验室分离中配制培养基的操作步骤:计算→称量→溶解→调pH→灭菌→倒平板。
2、分析题图可知,题图表示分别将含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上培养48小时后,抑菌圈越大,说明该抗生素的抑菌效果越好。
25.(2021高三上·兰山开学考)ATP是细胞的能量“货币”,细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP和UTP等高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是(  )
A.ATP分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解
B.CTP中含有3个磷酸基团,含有C、H、O、N、P五种元素
C.GTP中特殊化学键(高能磷酸键)全部水解后的产物可作为合成DNA分子的原料
D.UTP的合成常伴随放能反应,而吸能反应不一定伴随UTP的水解
【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、细胞膜上的某些蛋白质如钠钾泵可以催化ATP水解,利用其释放的能量使载体蛋白空间结构改变,从而完成主动运输,A正确;
B、CTP和ATP结构类似,只是含氮碱基由腺嘌呤换成胞嘧啶,所以也含有3个磷酸基团,含有C、H、O、N、P五种元素,B正确;
C、GTP的特殊化学键全部水解后的产物是鸟嘌呤核糖核苷酸,是合成RNA的原料,C错误;
D、UTP的合成伴随着特殊化学键的形成,所以常常伴随放能反应,而吸能反应不一定伴随UTP的水解,可以伴随着ATP的水解,D正确。
故答案为:C。
【分析】ATP中文名叫三磷酸腺苷,结构式简写A-P~P~P,其中A表示腺嘌呤核苷,T表示三个,P表示磷酸基团。ATP是生物体的直接能源物质,几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解。ATP在细胞内数量并不很多,可以和ADP迅速转化形成。人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用,高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸,ATP中的能量可用于各种生命活动,可以转变为光能、化学能等,但形成ATP的能量来自于呼吸作用释放的能量或植物的光合作用。
二、多选题
26.(2021高三上·兰山开学考)早期胚胎细胞异常凋亡是目前克隆猪成功率低的主要原因。用实时荧光逆转录PCR技术(RT-qPCR)检测细胞凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平,有助于了解胚胎发育不同时期Bcl-2表达水平与细胞凋亡的关系。下列说法正确的是(  )
A.对重组细胞进行培养时需加入血清等天然成分
B.需要用激素对受体进行同期发情处理
C.利用RT-qPCR技术检测细胞凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平,需提取细胞或组织中的RNA,并在逆转录酶的作用下逆转录成cDNA,再以cDNA为模板进行PCR扩增
D.胚胎在受体子宫发育过程中,其遗传特性不受影响
【答案】A,B,C,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;动物细胞核移植技术;胚胎移植
【解析】【解答】A、对重组细胞进行培养时,其培养基的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常需加入血清、血浆等天然成分,A正确;
B、胚胎移植成功的基础是供体和受体具有相同的生理状况,需要用激素对受体进行同期发情处理,B正确;
C、用实时荧光逆转录PCR技术(RT-qPCR)检测细胞凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平,逆转录是以RNA为模板,在逆转录酶的作用下逆转录形成cDNA,再用cDNA进行扩增,C正确;
D、胚胎在受体子宫发育过程中,受体为供体的胚胎提供发育的条件,其遗传特性不受影响,D正确。
故答案为:ABCD。
【分析】 1、动物细胞的核移植技术:
(1)原理:动物细胞核的全能性和细胞膜具一定的流动性。
(2)种类:动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,前者比较容易。
(3)材料
①供体细胞一般选优良动物的传代培养10代以内的细胞。
②受体细胞一般为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞:
a.卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;
b.卵母细胞体积大,便于操作;
c.卵黄多,营养物质丰富。
2、分析题图:图示为克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程图,图中采用动物体细胞核移植技术,即将良种猪体细胞核移植到去核卵细胞中形成重组细胞;早期胚胎培养技术;胚胎移植技术。
27.(2021高三上·兰山开学考)亚麻籽油富含α-亚麻酸,可以在人体内合成有助于大脑发育的DHA。研究人员期望通过不对称体细胞杂交技术,即用射线处理后染色质钝化破坏的供体原生质体,与未经辐射处理的受体原生质体融合,将亚麻的有益基因转入普通小麦,获得具有受体整套染色体组,仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种。下列分析正确的是(  )
A.亚麻和小麦的原生质体融合常用PEG、灭活病毒等人工方法诱导实现
B.改良小麦杂种植株的形成需要经过脱分化和再分化等培养过程
C.不对称体细胞杂交打破生殖隔离,实现了不同物种间基因的交流
D.改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段
【答案】B,C,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、不能使用灭活的病毒来诱导亚麻和小麦原生质体融合,灭活的病毒适用于动物细胞的融合,A错误;
B、融合的杂种细胞培育形成杂种植株要经过脱分化和再分化过程,B正确;
C、不对称体细胞杂交可实现不同物种之间细胞融合后形成杂种植株,可打破生殖隔离,实现了不同物种间基因的交流,C正确;
D、体细胞杂交过程中可能会发生基因转移,改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段,D正确。
故答案为:BCD。
【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。植物体细胞杂交的所用技术手段是植物原生质体融合、植物组织培养,原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。采用植物体细胞杂交技术培育作物新品种时,需要选择具有优良性状的亲本,植物体细胞杂交打破了生殖隔离的限制,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
28.(2021高三上·兰山开学考)在重组DNA技术中,将外源基因送入受体细胞的载体可以是(  )
A.大肠杆菌 B.动物病毒 C.植物病毒 D.噬菌体
【答案】B,C,D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、大肠杆菌一般不作为外源基因送入受体细胞的载体,A错误;
BCD、常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等,基因工程中所用的运载体是在天然载体的基础上改造的,BCD正确。
故答案为:BCD。
【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。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)载体:常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
29.(2021高三上·兰山开学考)酶抑制作用是指酶的功能基团受到某种物质的影响,导致酶活力降低或丧失,这些物质被称为酶抑制剂。根据酶抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,作用机理如下图。下列相关叙述正确的是(  )
A.由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础
B.由模型B可知,竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶促反应速度
C.由模型C可知,非竞争性抑制剂与酶的特定部位结合,改变了酶的空间结构
D.由以上模型推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
【答案】A,B,C
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、模型A可知,酶与底物的结构特异性契合,即一种酶与一种底物或结构相似的一类底物结合,是酶具有专一性的结构基础,A正确;
B、模型B可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点,使底物无法与酶结合形成酶-底物复合物,进而影响酶促反应速度,B正确;
C、模型C分析,非竞争性抑制剂与酶的特定部位结合(与底物结合位点以外的位点结合),通过改变酶的空间结构,使得底物与酶不能结合,C正确;
D、据图可知,非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构,使酶不能与底物结合,即使增加底物浓度也无法解除,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA。
2、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
3、影响酶促反应的因素:
①底物浓度: 在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快,但达到一定浓度,反应速率不再变化。
②酶浓度: 反应速率随酶浓度的升高而加快。
③pH值:过酸、过碱使酶失活。
④温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。
三、综合题
30.(2021高三上·兰山开学考)尿素含氮量高,化学性质相对稳定,是现代农业生产中一种重要的氮肥,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用,某科研小组为了将土壤中分解尿素的细菌纯化培养,进行了如下操作,请回答相关问题:
成分 葡萄糖 尿素 琼脂
含量(g) 1.4 2.1 0.2 10.0 1.0 15.0
操作 将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1000毫升
(1)上表是尿素分解菌的选择培养基配方,选择培养基是指   。本实验中有两组对照,一组是未接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板和选择培养基平板,另一组是已接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板。前一组的平板上如果   ,可以说明培养基在使用前未被杂菌污染;后一组的平板上如果   ,可以说明选择培养基具有选择作用。
(2)图中图2所示方法接种工具至少需灼烧灭菌   次。
(3)将5g土壤溶于45mL无菌水,再稀释倍,按图[   ]   (填数字及名称)接种方式将0.1mL样品接种到3个培养基上,统计菌落数目为134、131、137,据此可得出每克土壤中的纤维素分解菌活菌数约为   个。若某同学利用相同样品进行接种,只统计出34个菌落,出现该结果的原因是   。
(4)分解尿素的细菌能合成   ,催化尿素分解产生的可以作为细菌生长的氮源。如果培养基中加入了酚红指示剂,尿素分解的产物会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,根据功能划分该培养基属于   培养基。土壤中的某些固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源(如圆褐固氮菌能将大气中的氮气转化为),请设计实验进一步确定平板上分离得到的细菌是否是固氮菌。   (写出简要思路、预期结果和结论)
【答案】(1)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;没有菌落生长;菌落数显著多于同一稀释度的选择培养基平板上的
(2)5
(3)1;稀释涂布平板法;;涂布器灼烧后未冷却#培养液未摇匀,样品中菌体数量少
(4)脲酶;鉴别;将平板上分离得到的细菌接种到无氮源的培养基上培养,若能生长,说明该菌为固氮菌,否则不是固氮菌
【知识点】微生物的分离和培养;尿素分解菌的分离与计数
【解析】【解答】(1)根据分析,选择培养基是指在微生物学中,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。本实验中有两组对照,一组是未接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板和选择培养基平板,可证明灭菌是否彻底;另一组是已接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板。前一组的平板上如果没有菌落生长,可以说明培养基在使用前未被杂菌污染;后一组的平板上如果菌落数显著多于同一稀释度的选择培养基平板上的,可以说明选择培养基具有选择作用。
(2)图中图2所示方法为平板划线法,用接种环划了4次,接种环在使用前、每次使用后均需灼烧,至少需灼烧灭菌5次。
(3)统计菌落数目一般使用稀释涂布平板法,将5g土壤溶于45mL无菌水,再稀释 105 倍,按图[1]稀释涂布平板法接种方式,将0.1mL样品接种到3个培养基上,统计菌落数目为134、131、137,据此可得出每克土壤中的纤维素分解菌活菌数约为( 134+131+137)÷3÷0.1×10×105=1.34×109 个。若某同学利用相同样品进行接种,只统计出34个菌落,与前面统计数据相差很大,出现该结果的原因是涂布器灼烧后未冷却或培养液未摇匀,样品中菌体数量少。
(4)分解尿素的细菌能合成脲酶,催化尿素分解产生的 NH3 可以作为细菌生长的氮源。如果培养基中加入了酚红指示剂,尿素分解的产物 NH3 会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,根据功能划分该培养基属于鉴别培养基。
土壤中的某些固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源,设计实验时用到的是无氮源培养基,然后检测是否有固氮菌即可。简要思路、预期结果和结论:将平板上分离得到的细菌接种到无氮源的培养基上培养,若能生长,说明该菌为固氮菌,否则不是固氮菌,进一步确定平板上分离得到的细菌是否是固氮菌。
【分析】1、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100 kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30 min。
2、平板划线操作的注意事项:
①第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌;
②灼烧接种环之后,要冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种;
③划线时最后一区域不要与第一区域相连;
④划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。
3、测定微生物数量的方法:
①直接计数法:常用显微镜直接技术法,一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。
②间接计数法:常用稀释平板计数法,将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,平板培养基上长出一个菌落就代表原待测样品中一个微生物个体。
31.(2021高三上·兰山开学考)随着生物科学技术的发展,生产动物新个体的方式变得越来越多样化,如图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛。
回答下列问题:
(1)应用1过程中用到的技术有   (答出两项)。重组细胞需要用   等理化方法进行人工激活,目的是   。通过应用1获得的小牛,为   性,是   (选填有性、无性)生殖的产物。
(2)应用2、3、4所用受精卵,可以通过体外受精获得,获得的精子需   处理,卵母细胞培养到   期。为了充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,可以对供体进行   处理。
(3)应用3过程中对桑葚胚阶段的胚胎进行分割时要注意将   。
(4)应用4中,从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞具有   特点。
(5)应用1、2、3的最终技术环节是   。
【答案】(1)体细胞核移植技术、胚胎移植技术;电刺激、乙醇(或载体、蛋白酶合成抑制剂);使其完成细胞分裂和发育进程;雌性;无性
(2)获能;MⅡ中;超数排卵
(3)将内细胞团均等分割
(4)全能性(具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能)
(5)胚胎移植
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎移植;胚胎分割;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)根据分析可知,应用1中应用到了体细胞核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术。核移植形成的重组细胞需要用电刺激、乙醇(或 Ca2+ 载体、蛋白酶合成抑制剂)等理化方法进行人工激活,使其完成细胞分裂和发育的进程。由于供体1与优良公牛能杂交形成受精卵,因此供体1为母牛,供体1提供的细胞核内性染色体组成为XX,故通过应用1获得的小牛为雌性。细胞核移植属于无性繁殖,因此应用1获得的小牛是无性生殖的产物。
(2)体外受精时,需要先将精子进行获能处理,卵细胞培养到MⅡ中期,以使其具备受精能力。为了充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,可以对供体进行超数排卵处理,使其产生更能多的卵细胞。
(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(4)应用4中从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞进行体外培养可获得各种器官和组织,说明胚胎干细胞具有全能性的特点。
(5)胚胎工程最终技术环节是胚胎移植,其优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
【分析】 题图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况,分析题图可知,应用1中:供体1良种荷斯坦高产奶牛提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛;
应用2中:优良公牛和供体1 良种荷斯坦高产奶牛配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;
应用3中:采用了胚胎分割技术;
应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
32.(2021高三上·兰山开学考)人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。通过基因工程技术可以大量制备基因工程药物t-PA。
(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因,PCR的原理是   。此外,大量获得t-PA基因的方法还有   (答出两种)。
(2)高质量的DNA模板是成功扩增目的基因的前提条件之一,在制备DNA模板时,可以用高温处理的方法去除蛋白质,原因是   。
(3)研究表明,为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高,若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。(注:如图表示相关的目的基因、载体及限制酶。pCLY11为质粒,新霉素为抗生素。)请回答下列问题:
①改造t-PA蛋白你认为应该直接对蛋白质进行改造,还是对天然的t-PA基因进行序列改造,原因是?   。
②如图所示,需选用限制酶XmaⅠ和   切开质粒pCLY11,才能与t-PA改良基因高效连接。在基因工程的基本操作过程中,最核心的步骤是基因表达载体的构建,其目的是   。
③应该选择不含   的大肠杆菌作为受体细胞,以便在加入新霉素的选择培养基中筛选出导入质粒的大肠杆菌。筛选出的大肠杆菌菌落并非都是目的菌株,这时选择   色的菌落,进一步培养、检测和鉴定,以选育出能生产改良t-PA蛋白的工程菌株。
【答案】(1)DNA半保留复制;人工合成、从基因文库中获取
(2)蛋白质在高温条件下会变性失活,而DNA虽然在高温时会变性,但在低温时又会复性
(3)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因有:蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传;BgLⅡ;让目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用;(新霉素抗性基因);白
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;蛋白质工程;基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】(1)PCR技术是体外DNA复制的一种技术,其原理是DNA半保留复制,此外,大量获得t-PA基因(目的基因)的方法还有人工合成、从基因文库中获取。
(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一,在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白,DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同,蛋白质在高温条件下会变性失活,而DNA虽然在高温时会变性,但在低温时又会复性,因此能用高温处理的方法去除蛋白质。
(3)①蛋白质结构比较复杂,天然的t-PA基因控制t-PA蛋白的合成,改造t-PA蛋白应该对天然的t-PA基因进行序列改造,其主要原因有:蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传。
②目的基因两端的黏性末端图中已经给出,观察各限制酶的识别序列可知,限制酶XmaI和BglⅡ切割产生的黏性末端能与目的基因的黏性末端碱基互补,要想把目的基因与质粒pCLY11(运载体)拼接起来需要得到相同的黏性末端,因此质粒pCLY11(运载体)也需要限制酶XmaI和BglⅡ切割;基因工程中最核心的一个环节为基因表达载体的构建,其目的是让目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
③限制酶XmaI和BglⅡ会破坏质粒pCLY11上的mlacZ,但不会破坏neor(新霉素抗性基因),质粒pCLY11能产生新霉素抗性物质,选择不含neor(新霉素抗性基因)的大肠杆菌作为受体细胞,这些细胞没有新霉素的抗性,当其导入重组质粒后,质粒上的neor(新霉素抗性基因)使得大肠杆菌具有新霉素抗性,这样可以选择导入质粒pCLY11的大肠杆菌,因此应该选择不含neor(新霉素抗性基因)的大肠杆菌作为受体细胞,以便在加入新霉素的选择培养基中筛选出导入质粒的大肠杆菌。
由于neor(新霉素抗性基因)存在于原有质粒上,若未连目的基因的质粒导入到大肠杆菌中,这些大肠杆菌也可以获得新霉素的抗性;而区分重组质粒和原有质粒的一个标志可以观察mlacZ基因的表达情况,由于重组质粒拼接了目的基因,破坏了mlacZ基因,因此在重组质粒中该基因不表达,菌落呈现白色,而原有基因由于该基因保存完整,可以表达,所以菌落呈现蓝色,因此筛选出的大肠杆菌菌落并非都是目的菌株,这时选择白色的菌落,进一步培养、检测和鉴定,以选育出能生产改良t-PA蛋白的工程菌株。
【分析】1、PCR技术:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。(1)原理:DNA复制。
(2)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
(3)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(4)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。蛋白质工程的过程:(1)根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列: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)。(2)最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
33.(2021高三上·兰山开学考)细胞的生命活动离不开糖类,如图为糖类的概念图,请回答下列问题:
(1)动物乳汁中①是   ,作用是   。
(2)细胞中②共有   种,若构成②的碱基是尿嘧啶,则②中的某种单糖是   。
(3)生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架,图中   (填序号)是生物大分子。生物大分子以   为基本骨架,生物大分子是由许多单体连接形成的   。
(4)植物体中③的种类有   (写名称),作用有   。
(5)在人和动物体内,糖类的过量摄入会导致许多健康问题,请从糖类和脂肪之间的转化程度角度分析“长胖容易减肥难”。
【答案】(1)乳糖;能源物质
(2)8;核糖
(3)③;碳链;多聚体
(4)淀粉和纤维素;储存能量(储能物质)、植物细胞壁的组成成分
(5)糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类
【知识点】化合物推断-综合;糖类的种类及其分布和功能
【解析】【解答】(1)存在动物乳汁中的二糖是乳糖,由一分子葡萄糖和一分子半乳糖形成,作用是提供能源的物质。
(2)细胞中含有两种核糖,分别是DNA和RNA;组成DNA的核苷酸有4种,组成RNA的核苷酸有4种,共8种。若构成②的碱基是尿嘧啶,②是核糖核苷酸,则②中的某种单糖是核糖。
(3)多糖、蛋白质、核酸都属于生物大分子,图中③是生物大分子。生物大分子以碳链为基本骨架,生物大分子是由许多单体连接形成的多聚体。
(4)植物特有的多糖是淀粉和纤维素,淀粉是植物储存能量的物质,纤维素是植物组成细胞壁的成分。
(5)糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,所以“长胖容易减肥难”。
【分析】1、糖类的种类及其在动植物细胞中分布:
①单糖:动植物均有:葡萄糖、核糖、脱氧核糖;植物:果糖;动物:半乳糖。
②二糖:植物:蔗糖、麦芽糖;动物:乳糖。
③多糖:植物:淀粉、纤维素;动物:糖原。
2、据图分析可知,①是二塘,②是核苷酸,③是多糖,④是脂肪。
34.(2021高三上·兰山开学考)下图甲是多细胞绿藻光合作用过程示意图,图乙是环境因素对绿藻光合速率的影响。PSⅠ和PSⅡ是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子传递,在图中膜两侧建立电化学梯度。图中数字表生理过程,字母表示物质。请回答下列问题:
(1)图甲中的膜是   (单、双)层膜,基本支架是   。
(2)植物生命活动离不开水,图甲中自由水的作用有   (写出两点即可)。
(3)图甲中②过程,在特定酶的作用下转变为羧基加到   (选填A、B)分子上,反应形成的产物被还原为糖类。为③过程提供能量的物质是   。
(4)图乙中绿藻的放氧速率比光反应产生氧气的速率   ,理由是   。
(5)图甲中的B物质是   。绿藻在20℃高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为,则在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗生成   μmol的B物质。
【答案】(1)单;磷脂双分子层
(2)良好的溶剂或参与化学反应或水的光解或运送物质
(3)A;ATP(或D )和NADPH
(4)小;绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(5)或三碳化合物;376
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】(1)多细胞绿藻光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜上,类囊体薄膜是单层膜,基本支架是磷脂双分子层。
(2)植物生命活动离不开水,细胞内的水以自由水和结合水的形式存在,其中自由水的作用有:良好的溶剂、参与化学反应、用于水的光解或运送物质等。
(3)图甲中②过程, CO2 在特定酶的作用下转变为羧基加到A分子上,反应形成的产物被还原为糖类。为③过程C3的还原,该过程需要消耗能量,提供能量的物质是光反应产生的ATP(或D )和NADPH。
(4)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
(5)据分析可知,甲中的B物质是C3 (或三碳化合物)。绿藻在20℃高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为38μmol g 1 h 1,由乙图可知,绿藻放氧速率为150μmol g 1 h 1,光合作用产生的氧气速率为188μmol g 1 h 1 ,因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为188μmol,因为1分子的CO2与1分子C5结合形成2分子C3 ,则在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗188μmolCO2生成188×2=376μmol的B物质(C3)。
【分析】光合作用的具体过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜;
a.水的光解:2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质;
a.CO2的固定:CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原:2C3 →(CH2O)+C5+H2O。
2、影响光合作用的环境因素主要包括:
(1)光照强度:在一定范围内,光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强,但光照增强到一定程度时,光合作用强度就不再增加。
(2)CO2:CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2达到一定浓度时,植物才能进行光合作用:。
(3)温度 :温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用,在一定范围内随温度的提高,光合作用加强,温度过高时也会影响酶的活性,使光合作用强度减弱。
(4)水分: 既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质.水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内,如夏季的“午休”现象。
(5)矿质元素 :如Mg是叶绿素的组成成分,N是光合酶的组成成分,P是ATP分子的组成成分等等。
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山东省临沂市兰山区2021-2022学年高三上学期开学考试生物试卷
一、单选题
1.(2021高三上·兰山开学考)下列叙述正确的是(  )
A.支原体属于原核生物,细胞含有核糖体和细胞壁
B.酵母菌和白细胞都有细胞骨架
C.在高倍镜下,可观察到黑藻叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成
D.鉴别细胞的死活,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
2.(2021高三上·兰山开学考)关于生物学实验中同位素标记法的叙述,错误的是(  )
A.运用同位素标记的证明如何转变成糖类
B.运用标记的亮氨酸证明分泌蛋白的合成和运输过程
C.运用放射性同位素证明光合作用中的来自
D.同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物的化学性质相同
3.(2021高三上·兰山开学考)胃幽门螺旋杆菌(Hp)是主要寄生在人体胃幽门部位的致病菌。尿素呼气实验是目前诊断Hp感染最准确的方法,受试者口服标记的尿素胶囊后,尿素在Hp产生的脲酶作用下会分解为和,通过测定受试者吹出的气体是否含有作出判断。下列叙述正确的是(  )
A.感染者呼出的产生于人体细胞有氧呼吸的第二阶段
B.Hp的脲酶在肠消化液的作用下空间结构可能会改变
C.Hp的脲酶在核糖体上合成,并经内质网和高尔基体加工
D.Hp具有细胞壁,细胞壁的成分含有纤维素和果胶
4.(2021高三上·兰山开学考)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物是以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与同向跨膜运输,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.叶肉细胞内的浓度大于筛管中的浓度
B.图中ATP酶是一种跨膜蛋白,既能运输物质又能起催化作用
C.叶肉细胞与筛管间浓度差的维持离不开ATP酶
D.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP,属于协助扩散
5.(2021高三上·兰山开学考)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质的转化过程。下列叙述正确的是(  )
A.弱光条件下植物没有释放说明未进行光合作用
B.催化固定的酶存在于细胞质基质中
C.固定需要光反应提供ATP
D.适当提高浓度,短时间内含量会升高
6.(2021高三上·兰山开学考)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,正确的是(  )
A.种子在无氧条件下储存可降低呼吸速率,延长其保存时间
B.中耕松土有利于植物根对无机盐的吸收
C.马铃薯储存久了会无氧呼吸产生酒精
D.酸奶过期涨袋是由于乳酸菌无氧呼吸产生了气体造成的
7.(2021·全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是(  )
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
8.(2021高三上·兰山开学考)关于果酒和果醋的发酵叙述正确的是(  )
A.家庭自制果酒要选择新鲜的葡萄除去枝梗后略加清洗然后榨汁
B.酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
C.果醋发酵包括有氧发酵和无氧发酵两个阶段
D.当缺少糖源和氧气时,醋酸菌将乙醇转变为醋酸
9.(2021高三上·兰山开学考)关于微生物培养的操作叙述正确的是(  )
A.培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌
B.无菌技术包括对操作者的衣着和手进行消毒和灭菌
C.倒平板时应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
D.接种后的培养皿要倒置,防止污染
10.(2021高三上·兰山开学考)关于统计样品中活菌数目的叙述错误的是(  )
A.样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养
B.在同一稀释度下,应至少对三个菌落数为30到300的平板进行重复计数,然后求出平均值
C.统计的菌落数往往比活菌的实际数目多
D.可以用细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察计数,但统计的结果往往大于活菌数
11.(2021高三上·兰山开学考)关于发酵工程的叙述,错误的是(  )
A.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者利用单一菌种,后者利用天然的混合菌种
B.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
D.发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径
12.(2021高三上·兰山开学考)下列关于植物细胞工程技术的叙述正确的是(  )
A.接种前需要对外植体灭菌
B.接种时不需要在酒精灯火焰旁进行
C.培养过程中不需要更换培养基
D.诱导愈伤组织期间不需要光照
13.(2021高三上·兰山开学考)下列有关动物细胞培养的表述,正确的是(  )
A.培养环境中需要氧气,不需要二氧化碳
B.培养的细胞有两类:悬浮生长和贴壁生长,都需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖
C.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
D.幼龄动物细胞比老龄动物细胞更易于培养
14.(2021高三上·兰山开学考)下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述错误的是(  )
A.都可以用电融合法或PEG融合法诱导
B.杂种细胞都能形成新个体
C.都突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
D.它们的原理都涉及细胞膜的流动性
15.(2021高三上·兰山开学考)抗PD-L1单克隆抗体能与癌细胞表面的PD-L1特异性结合,因而具有治疗某些癌症的作用。如图是制备PD-L1单克隆抗体的示意图,下列叙述错误的是(  )
A.图中有两次筛选,第一次筛选所用培养基为选择培养基
B.图中有两次筛选,第二次筛选的原理是抗原-抗体特异性结合
C.图中细胞集落a~d,既能大量繁殖,又能产生PD-L1抗体
D.图中涉及动物细胞融合和动物细胞培养等技术
16.(2021高三上·兰山开学考)使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。临床上运用抗体-药物偶联物(ADC)将药物与抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成。下列叙述错误的是(  )
A.ADC中的抗体主要是发挥治疗效应
B.ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原
C.ADC中的抗体可以通过杂交瘤技术大量制备
D.可以将ADC中的药物换成放射性同位素,标记单克隆抗体进行靶向放疗
17.(2021高三上·兰山开学考)下列关于体细胞核移植技术应用的叙述,错误的是(  )
A.利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
B.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物,可以作为生物反应器生产许多珍贵的医用蛋白
C.转基因克隆动物不能作为异种移植的供体进行器官移植,因为会发生免疫排斥反应
D.利用体细胞核移植技术培育后代可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代
18.(2021高三上·兰山开学考)某人利用下图中所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组表达载体。有关叙述错误的是(  )
A.这三种重组表达载体中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的是甲、丙
B.启动子是DNA片段,是RNA连接酶识别和结合的部位
C.抗生素抗性基因便于重组DNA分子的筛选
D.复制原点可以让重组表达载体拥有自主复制的能力,不会随细胞分裂被稀释而最终消失
19.(2021高三上·兰山开学考)下图甲乙中标注了相关限制酶的酶切位点,培育转基因大肠杆菌的叙述错误的是(  )
A.若通过PCR技术提取该目的基因应该选用引物甲和引物丙
B.构建基因表达载体,可选用BamHⅠ剪切
C.构建基因表达载体时为了防止目的基因和质粒的自身环化,可以选用BclⅠ和HindⅢ剪切
D.在导入目的基因的受体细胞中,四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因不能同时表达
20.(2021高三上·兰山开学考)四种限制酶的切割位点如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.上图中EcoRⅠ、PstⅠ两种酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接
B.图中SmaⅠ、EcoR V两种酶切割后的DNA片段,可以用T4DNA连接酶连接
C.DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段连接的化学键是磷酸二酯键
D.限制酶能识别特定的核苷酸序列,具有专一性,不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端
21.(2021高三上·兰山开学考)下列做法或叙述正确的是(  )
A.只要有证据表明产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
B.生殖性克隆与治疗性克隆的区别在于前者面临伦理问题,后者不会面临伦理问题
C.植物花粉存活时间有限,因此转基因农作物不会对生物多样性构成威胁
D.试管婴儿和设计试管婴儿的本质区别在于后者是在前者的基础上,植入前对胚胎进行遗传学检测
22.(2021高三上·兰山开学考)下列说法错误的是(  )
A.DNA的粗提取是利用不同物质在理化性质方面的差异进行提取的,如DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精
B.DNA遇二苯胺试剂水浴加热后呈现蓝色
C.PCR中引物的作用是使DNA连接酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸
D.电泳的原理是在电场的作用下,带电的DNA分子会向着与它所带电荷相反的方向的电极移动
23.(2021高三上·兰山开学考)CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑,其原理是由一条单链向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点对特定的DNA序列进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,Cas9蛋白可人为选择DNA上的目标位点进行切割。下列相关叙述错误的是(  )
A.Cas9蛋白具有限制酶的特性
B.Cas9蛋白借助向导RNA对目标分子进行定位依赖于碱基互补配对
C.对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的Cas9蛋白和向导RNA
D.Cas9蛋白切割的位点是氢键
24.(2021高三上·兰山开学考)金黄色葡萄球菌(SAU)是细菌性肺炎的病原体之一。细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗,当细菌出现耐药性时疗效下降。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素,研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上,在适宜条件下培养48h,结果如图。下列相关叙述错误的是(  )
A.A、B、C、D四种抗生素,抑菌效果最佳的是抗生素A
B.配制培养基时应将培养基的pH调至中性或弱碱性
C.对培养基可以采用干热灭菌的方法灭菌
D.滤纸片b周围透明圈中出现一菌落,可能是该菌落发生了基因突变
25.(2021高三上·兰山开学考)ATP是细胞的能量“货币”,细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP和UTP等高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是(  )
A.ATP分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解
B.CTP中含有3个磷酸基团,含有C、H、O、N、P五种元素
C.GTP中特殊化学键(高能磷酸键)全部水解后的产物可作为合成DNA分子的原料
D.UTP的合成常伴随放能反应,而吸能反应不一定伴随UTP的水解
二、多选题
26.(2021高三上·兰山开学考)早期胚胎细胞异常凋亡是目前克隆猪成功率低的主要原因。用实时荧光逆转录PCR技术(RT-qPCR)检测细胞凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平,有助于了解胚胎发育不同时期Bcl-2表达水平与细胞凋亡的关系。下列说法正确的是(  )
A.对重组细胞进行培养时需加入血清等天然成分
B.需要用激素对受体进行同期发情处理
C.利用RT-qPCR技术检测细胞凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平,需提取细胞或组织中的RNA,并在逆转录酶的作用下逆转录成cDNA,再以cDNA为模板进行PCR扩增
D.胚胎在受体子宫发育过程中,其遗传特性不受影响
27.(2021高三上·兰山开学考)亚麻籽油富含α-亚麻酸,可以在人体内合成有助于大脑发育的DHA。研究人员期望通过不对称体细胞杂交技术,即用射线处理后染色质钝化破坏的供体原生质体,与未经辐射处理的受体原生质体融合,将亚麻的有益基因转入普通小麦,获得具有受体整套染色体组,仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种。下列分析正确的是(  )
A.亚麻和小麦的原生质体融合常用PEG、灭活病毒等人工方法诱导实现
B.改良小麦杂种植株的形成需要经过脱分化和再分化等培养过程
C.不对称体细胞杂交打破生殖隔离,实现了不同物种间基因的交流
D.改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段
28.(2021高三上·兰山开学考)在重组DNA技术中,将外源基因送入受体细胞的载体可以是(  )
A.大肠杆菌 B.动物病毒 C.植物病毒 D.噬菌体
29.(2021高三上·兰山开学考)酶抑制作用是指酶的功能基团受到某种物质的影响,导致酶活力降低或丧失,这些物质被称为酶抑制剂。根据酶抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,作用机理如下图。下列相关叙述正确的是(  )
A.由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础
B.由模型B可知,竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶促反应速度
C.由模型C可知,非竞争性抑制剂与酶的特定部位结合,改变了酶的空间结构
D.由以上模型推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制
三、综合题
30.(2021高三上·兰山开学考)尿素含氮量高,化学性质相对稳定,是现代农业生产中一种重要的氮肥,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用,某科研小组为了将土壤中分解尿素的细菌纯化培养,进行了如下操作,请回答相关问题:
成分 葡萄糖 尿素 琼脂
含量(g) 1.4 2.1 0.2 10.0 1.0 15.0
操作 将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1000毫升
(1)上表是尿素分解菌的选择培养基配方,选择培养基是指   。本实验中有两组对照,一组是未接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板和选择培养基平板,另一组是已接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板。前一组的平板上如果   ,可以说明培养基在使用前未被杂菌污染;后一组的平板上如果   ,可以说明选择培养基具有选择作用。
(2)图中图2所示方法接种工具至少需灼烧灭菌   次。
(3)将5g土壤溶于45mL无菌水,再稀释倍,按图[   ]   (填数字及名称)接种方式将0.1mL样品接种到3个培养基上,统计菌落数目为134、131、137,据此可得出每克土壤中的纤维素分解菌活菌数约为   个。若某同学利用相同样品进行接种,只统计出34个菌落,出现该结果的原因是   。
(4)分解尿素的细菌能合成   ,催化尿素分解产生的可以作为细菌生长的氮源。如果培养基中加入了酚红指示剂,尿素分解的产物会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,根据功能划分该培养基属于   培养基。土壤中的某些固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源(如圆褐固氮菌能将大气中的氮气转化为),请设计实验进一步确定平板上分离得到的细菌是否是固氮菌。   (写出简要思路、预期结果和结论)
31.(2021高三上·兰山开学考)随着生物科学技术的发展,生产动物新个体的方式变得越来越多样化,如图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛。
回答下列问题:
(1)应用1过程中用到的技术有   (答出两项)。重组细胞需要用   等理化方法进行人工激活,目的是   。通过应用1获得的小牛,为   性,是   (选填有性、无性)生殖的产物。
(2)应用2、3、4所用受精卵,可以通过体外受精获得,获得的精子需   处理,卵母细胞培养到   期。为了充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,可以对供体进行   处理。
(3)应用3过程中对桑葚胚阶段的胚胎进行分割时要注意将   。
(4)应用4中,从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞具有   特点。
(5)应用1、2、3的最终技术环节是   。
32.(2021高三上·兰山开学考)人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。通过基因工程技术可以大量制备基因工程药物t-PA。
(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因,PCR的原理是   。此外,大量获得t-PA基因的方法还有   (答出两种)。
(2)高质量的DNA模板是成功扩增目的基因的前提条件之一,在制备DNA模板时,可以用高温处理的方法去除蛋白质,原因是   。
(3)研究表明,为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高,若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。(注:如图表示相关的目的基因、载体及限制酶。pCLY11为质粒,新霉素为抗生素。)请回答下列问题:
①改造t-PA蛋白你认为应该直接对蛋白质进行改造,还是对天然的t-PA基因进行序列改造,原因是?   。
②如图所示,需选用限制酶XmaⅠ和   切开质粒pCLY11,才能与t-PA改良基因高效连接。在基因工程的基本操作过程中,最核心的步骤是基因表达载体的构建,其目的是   。
③应该选择不含   的大肠杆菌作为受体细胞,以便在加入新霉素的选择培养基中筛选出导入质粒的大肠杆菌。筛选出的大肠杆菌菌落并非都是目的菌株,这时选择   色的菌落,进一步培养、检测和鉴定,以选育出能生产改良t-PA蛋白的工程菌株。
33.(2021高三上·兰山开学考)细胞的生命活动离不开糖类,如图为糖类的概念图,请回答下列问题:
(1)动物乳汁中①是   ,作用是   。
(2)细胞中②共有   种,若构成②的碱基是尿嘧啶,则②中的某种单糖是   。
(3)生物大分子构成细胞生命大厦的基本框架,图中   (填序号)是生物大分子。生物大分子以   为基本骨架,生物大分子是由许多单体连接形成的   。
(4)植物体中③的种类有   (写名称),作用有   。
(5)在人和动物体内,糖类的过量摄入会导致许多健康问题,请从糖类和脂肪之间的转化程度角度分析“长胖容易减肥难”。
34.(2021高三上·兰山开学考)下图甲是多细胞绿藻光合作用过程示意图,图乙是环境因素对绿藻光合速率的影响。PSⅠ和PSⅡ是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收利用光能进行电子传递,在图中膜两侧建立电化学梯度。图中数字表生理过程,字母表示物质。请回答下列问题:
(1)图甲中的膜是   (单、双)层膜,基本支架是   。
(2)植物生命活动离不开水,图甲中自由水的作用有   (写出两点即可)。
(3)图甲中②过程,在特定酶的作用下转变为羧基加到   (选填A、B)分子上,反应形成的产物被还原为糖类。为③过程提供能量的物质是   。
(4)图乙中绿藻的放氧速率比光反应产生氧气的速率   ,理由是   。
(5)图甲中的B物质是   。绿藻在20℃高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为,则在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗生成   μmol的B物质。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;观察线粒体和叶绿体;细胞骨架
【解析】【解答】A、支原体属于原核生物,其含有核糖体,但不含有细胞壁,A错误;
B、酵母菌和白细胞都属于真核细胞,都具有蛋白质纤维组成的细胞骨架,B正确;
C、电子显微镜下才能观察到叶绿体中的基粒和类囊体,高倍镜下观察不到,C错误;
D、细胞膜具有选择透过性,台盼蓝不是细胞需要的物质,台盼蓝不能进入活细胞内,而死细胞可被台盼蓝染成蓝色,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、原核生物:细胞壁主要成分是肽聚糖,只有核糖体一种细胞器,分裂方式为二分裂,无核膜和核仁,包括蓝细菌、细菌(球菌、杆菌、螺旋菌)、支原体、衣原体、立克次氏体。
2、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构,细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
3、显微结构是指光学显微镜下可以观察到的结构,包括:细胞壁、线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、染色体;在光学显微镜下观察不到,但是在电子显微镜下观察到的结构称为亚显微结构。
2.【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合;光合作用的发现史;光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、CO2是光合作用的原料,根据分析可知,用14C标记的CO2探明了光合作用中碳的转移途径,即证明 CO2 如何转变成糖类,A正确;
B、氨基酸是合成蛋白质的原料,运用3H标记的亮氨酸可证明分泌蛋白的合成和运输过程,B正确;
C、18O不具有放射性,可通过检测释放氧气的质量来证明光合作用中的O2来自H2O,C错误;
D、同位素的物理性质可能有差异,但组成的化合物的化学性质相同,D正确。
故答案为:C。
【分析】同位素标记法:用同位素标记化合物,让它们一起运动、迁移,再用探测仪器进行追踪,可以明白化学反应的详细过程。
方法应用:用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。例如:分泌蛋白合成分泌的过程;证明DNA半保留复制;光合作用中追踪某元素的转移去向,如H218O、14CO2 等;噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,35S标记蛋白质,32P标记DNA分子;标记氮肥中的氮,追踪氮在植物体内和动物体内转移途径等。
3.【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同;酶的相关综合;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、根据题干信息“受试者口服13C标记的尿素胶囊后,尿素可被Hp产生的脲酶催化分解为 NH3 和 13CO2”可知,感染者呼出的13CO2是幽门螺旋杆菌细胞通过呼吸作用产生的,A错误;
B、肠消化液含有多种蛋白酶,脲酶是蛋白质可能被分解,空间结构可能改变,B正确;
C、Hp是原核生物,没有内质网、高尔基体等众多细胞器,只有核糖体,C错误;
D、Hp具有细胞壁,成分是肽聚糖;纤维素和果胶是植物细胞壁的成分,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体;原核生物没有复杂的细胞器,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
2、一些常考生物的类别:
常考的真核生物:绿藻、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物。
常考的原核生物:蓝细菌、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌等)、支原体、衣原体、放线菌。
4.【答案】D
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】A、由题干信息“蔗糖分子利用H+形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H+同向跨膜运输”可知,叶肉细胞内的 H+浓度大于筛管中的 H+浓度,A正确;
B、由图可知:ATP酶既作为K+、H+的载体,又可以催化ATP的水解,B正确;
C、由图可知:叶肉细胞吸收筛管间H+属于主动运输,故叶肉细胞与筛管间H+浓度差的维持离不开ATP酶,C正确;
D、蔗糖运输到筛管,需要蔗糖载体,动力是H+浓度差,也是主动运输,D错误。
故答案为:D。
【分析】物质跨膜运输:
名 称 运输方向 载体 能量 实  例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
5.【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、弱光条件下,当光合作用速率小于或等于呼吸作用速率时,光合作用产生的O2小于或等于呼吸作用消耗的O2量,不会有O2释放,A错误;
B、催化CO2固定的酶存在于叶绿体基质中,B错误;
C、二氧化碳固定不需要ATP,C错误;
D、二氧化碳主要参与暗反应过程,适当提高CO2浓度可以加快二氧化碳的固定,形成三碳化合物的量增加,短时间内三碳化合物的还原不变,因此会导致三碳化合物的含量上升,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用的具体过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜;
a.水的光解:2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质;
a.CO2的固定:CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原:2C3 →(CH2O)+C5+H2O;
2、有氧呼吸分为三个阶段:
第一阶段:在细胞质的基质中。
反应式:1C6H12O6(葡萄糖)→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)
第二阶段:在线粒体基质中进行;
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP)。
第三阶段:在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
反应式:24[H]+6O2→12H2O+大量能量(34ATP)
3、真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法(如下表):
真正光合速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率
净光合速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率 有机物积累速率
呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 有机物消耗速率
6.【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、种子一般在低氧条件下储存可降低呼吸速率,延长其保存时间,A错误;
B、中耕松土,可以使土壤疏松,土壤缝隙中的空气增多,有利于根的呼吸作用,促进植物对无机盐的吸收,促进根的生长,B正确;
C、马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,C错误;
D、乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,不产生气体,所以不会导致涨袋,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞呼吸原理的应用:
1、用透气纱布或“创可贴”包扎伤口:增加通气量,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
2、酿酒时:早期通气--促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖,后期密封发酵罐--促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精。
3、食醋、味精制作:向发酵罐中通入无菌空气,促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。
4、土壤松土,促进根细胞呼吸作用,有利于主动运输,为矿质元素吸收供应能量。
5、稻田定期排水:促进水稻根细胞有氧呼吸。
6、提倡慢跑:促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
7、细胞呼吸原理具有广泛的应用,如粮食和蔬菜的贮藏:
(1)粮食贮藏的适宜条件是:低温、低氧(CO2浓度较高)和干燥;
(2)水果贮藏的适宜条件是:低温、低氧(CO2浓度较高)和一定湿度。
7.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】 A、酵母菌可以进行两种呼吸方式,即有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生能量多,有氧条件下利于酵母菌的增殖,A不符合题意;
B、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行,无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、和[H],并释放少量的能量,B符合题意;
C、酵母菌的第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇,同时生成二氧化碳,C不符合题意;
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会生成CO2,D不符合题意。
故答案选:B。
【分析】酵母菌是一种真核生物,优先进行有氧呼吸,可以产生大量能量供机体的生命活动。无氧时,酵母菌亦可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有大量二氧化碳和水,同时释放大量能量。无氧呼吸时,酵母菌可以产生酒精和较少的二氧化碳。
8.【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作
【解析】【解答】A、选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,但冲洗的次数不能太多,防止去掉葡萄皮上野生型酵母菌,A错误;
B、酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,在发酵过程中密闭,但需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放气,B正确;
C、果醋发酵只有有氧发酵,无无氧发酵,醋酸菌属于好氧性细菌,C错误;
D、醋酸菌是一种好氧菌,当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵;酒精发酵的最佳温度是在18℃~30℃,pH最好是弱酸性.
2、醋酸菌好氧性细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
9.【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;灭菌技术
【解析】【解答】A、接种环等常用灼烧灭菌法处理,吸管、培养皿等常用干热灭菌法处理,培养基及多种器材用湿热灭菌法处理,A错误;
B、无菌技术包括对操作者的衣着和手进行清洁和消毒,B错误;
C、倒平板时,用左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(10~20mL)倒入培养皿,立即盖上培养皿的皿盖,不能打开皿盖,C错误;
D、接种后的培养皿要倒置,防止培养皿盖上的冷凝水滴落,造成污染,D正确。
故答案为:D。
【分析】消毒和灭菌
  消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子) 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
10.【答案】C
【知识点】测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、样品的稀释程度直接影响平板上生长的菌落数目,选用一定稀释范围的样品液进行培养,保证获得菌落数在30-300之间,便于计数,A正确;
B、选用一定稀释范围的样品液进行培养,保证获得菌落数在30-300之间。计数时,同一个稀释浓度下应至少对3个平板进行重复计数,然后求平均值,这样可以减小实验误差,B正确;
C、在活菌计数法中,由于两个或多个细菌聚集在一起时长成的是一个菌落,因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,C错误;
D、由于显微镜下统计的微生物细胞包括死亡的细胞在内,所以用该方法测定的微生物数量大于实际的活菌数,D正确。
故答案为:C。
【分析】测定微生物数量的方法:
①直接计数法:常用显微镜直接技术法,一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。
②间接计数法:常用稀释平板计数法,当样品的稀释庋足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌液量不宜过多,因为过多会导致培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果。
11.【答案】C
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、发酵工程应用无菌技术获得纯净的微生物,利用单一菌种;传统发酵技术利用天然的混合菌种,A正确;
B、由分析可知,发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,B正确;
C、单细胞蛋白本生就是一种微生物,并不是一种微生物细胞的提取物,C错误;
D、发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径,D正确。
故答案为:C。
【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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
12.【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、为避免杂菌污染,接种前需要对外植体进行消毒而非灭菌,A错误;
B、接种操作要在酒精灯火焰旁进行,以避免杂菌污染,B错误;
C、植物细胞工程技术涉及脱分化和再分化过程,它们所需的营养物质、植物激素以及代谢产物均不同,故该过程需要更换培养基,C错误;
D、诱导愈伤组织期间不需要光照,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养技术:
1、过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
2、原理:植物细胞的全能性。
3、条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
13.【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术;干细胞的概念及种类
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程既需要O2,也需要CO2,A错误;
B、动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,因此在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养,B错误;
C、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离提取的细胞,干细胞不一定来自胚胎,如造血干细胞,C错误;
D、幼龄动物组织细胞分裂能力强,因此选择幼龄动物的组织细胞更易于培养,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。过程:取动物组织块→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。
2、动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物.
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质.
(3)温度和pH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4.
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
14.【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;细胞融合的方法
【解析】【解答】A、动物细胞融合与植物体细胞杂交都可用电融合法或聚乙二醇(PEG)作为融合诱导剂,A正确;
B、动物细胞融合形成杂交细胞,植物体细胞杂交可形成交个体,B错误;
C、动物细胞融合与植物体细胞杂交突破了有性杂交方法的局限,克服了远缘杂交不亲和的障碍,使远缘杂交成为可能,C正确;
D、动物细胞融合与植物体细胞杂交的原理都涉及细胞膜的流动性,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较:
项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,(细胞的全能性) 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 克服远缘杂交不亲和,获得杂交植株
动物细胞融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后,诱导细胞融合 离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导 制备单克隆抗体的技术之一
15.【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、在单克隆抗体制备过程中,需要两次筛选,第一次筛选需用选择培养基,选择出杂交瘤细胞,A正确;
B、第二次筛选采用抗原-抗体反应,选择出能产生所需要的特定抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、图中a~d是B淋巴细胞和癌细胞融合成的杂交瘤细胞,还未进行抗原刺激,故能大量繁殖但不能产生特异性抗体,C错误;
D、B淋巴细胞和癌细胞的融合体现了动物细胞融合技术,将细胞在培养基中培养体现了动物细胞培养技术,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
2、单克隆抗体制备的主要步骤:(1)抗原制备;(2)免疫动物;(3)免疫脾细胞和骨髓瘤细胞的制备;(4)细胞融合;(5)杂交瘤细胞的选择培养;(6)杂交瘤细胞的筛选;(7)杂交瘤细胞的克隆化;(8)单克隆抗体的鉴定;(9)分泌单克隆抗体杂交瘤细胞系的建立;(10)单克隆抗体的大量制备。依据的原理是细胞膜的流动性、细胞的增殖。
16.【答案】A
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、ADC中抗体的作用是特异性识别肿瘤细胞表面的抗原并与之结合,A错误;
B、抗体能特异性识别抗原并与其结合,题中ADC中的抗体能特异性识别肿瘤抗原,B正确;
C、杂交瘤细胞可以大量制备单克隆抗体,C正确;
D、用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、抗原:能够引起人体发生免疫反应的物质。如病原体表面的蛋白质等物质,大多数抗原是蛋白质。
2、抗体:机体产生的能与抗原发生特异性免疫反应的物质,其本质为蛋白质。
17.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、利用体细胞核移植技术已展示出广阔的应用前景,可以快速繁殖具有优良品质的家畜,可以加速家畜遗传改良进程,A正确;
B、利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白,如乳腺生物反应器、膀胱生物反应器等,B正确;
C、设法去除猪抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官,可作为异种移植的供体进行器官移植,C错误;
D、利用体细胞核移植技术培育后代由于细胞质来自卵细胞的供体,可以避免细胞核供体的线粒体遗传病基因传递给后代,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、动物体细胞核移植的概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体,核移植得到的动物称克隆动物。如克隆羊“多利”。
2、体细胞核移植技术的应用:①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。
18.【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、在基因表达载体中,启动子位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样的基因才能表达。图中甲和丙均不符合,所以不能在宿主细胞中表达目的基因产物,A正确;
B、启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,B错误;
C、运载体上的标记基因便于重组DNA分子的筛选,常用的标记基因是抗生素基因,C正确;
D、复制原点是DNA聚合酶识别和结合的位点,可以让重组表达载体拥有自主复制的能力,不会随细胞分裂被稀释而最终消失,D正确;
故答案为:B。
【分析】基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
19.【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合,沿相反的方向合成子链,故所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙,A正确;
B、构建基因表达载体时至少保留一个标记基因的完整,便于目的基因的检测和筛选;图甲中BamHⅠ同时切割两种标记基因,不能选用BamHⅠ剪切,B错误;
C、图乙中目的基因左侧只能选BclⅠ,而质粒上没有目的基因右侧Sau3A的切点,两者都有Hind Ⅲ的切点,为了防止目的基因与质粒自身环化,故质粒和目的基因构建表达载体,应选用BclⅠ和Hind Ⅲ剪切,C正确;
D、在构建基因表达载体时,使用BclI和HindⅢ两种限制酶切割质粒,氨苄青霉素抗性基因被破坏,不能表达,四环素抗性基因能表达,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
2、PCR技术:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(1)原理:DNA复制。
(2)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
(3)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(4)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
20.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、EcoRⅠ、PstⅠ两种酶切割后,都会形成黏性末端,而E.coliDNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的DNA片段,A正确;
B、SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后形成的是平末端,而T4DNA连接酶可以连接具有平末端的DNA片段,B正确;
C、DNA连接酶是催化DNA片段的连接,形成的是磷酸二酯键,C正确;
D、不同的限制酶也可能形成相同的黏性末端,D错误。
故答案为:D。
【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。
(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。
21.【答案】D
【知识点】转基因生物的安全性问题;治疗性克隆的操作过程
【解析】【解答】A、转基因技术产品有害,不应该禁止转基因技术的应用,而应趋利避害,A错误;
B、生殖性克隆与治疗性克隆两者有着本质的区别,我国不反对治疗性克隆,并不能说明治疗性克隆不会面临伦理问题,B错误;
C、转基因农作物的花粉进入自然界后与野生型物种杂交而影响其他生物的生存,对生物多样性构成威胁,C错误;
D、设计试管婴儿往往是为了避免后代患某些遗传病,因此需要在植入前对胚胎进行遗传学检测,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、转基因生物的安全性争论:
(1)基因生物与食物安全:
反方观点:反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变。
正方观点:有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据。
(2)转基因生物与生物安全:对生物多样性的影响
反方观点:扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”。
正方观点:生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限。
(3)转基因生物与环境安全:对生态系统稳定性的影响
反方观点:打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体。
正方观点:不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境。
2、治疗性克隆:指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。目的是培养出能够用于医学治疗的供体器官,以解决目前临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。
生殖性克隆:指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
3、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术。
22.【答案】C
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA在不同氯化钠溶液中的溶解度不同,DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中的溶解度最低,高于或低于该浓度,DNA的溶解度都会增大;DNA不溶于酒精,可以用酒精将细胞中溶于酒精的物质溶解而得到较纯的DNA,因此DNA的粗提取是利用不同物质在理化性质方面的差异进行提取的,A正确;
B、DNA遇二苯胺试剂水浴加热后呈现蓝色,B正确;
C、PCR中引物的作用是使DNA连接酶从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸,C错误;
D、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程,由于同性相斥、异性相吸,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动,D正确。
故答案为:C。
【分析】PCR技术:
1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。DNA复制时,子链总是从5'向 3'方向延伸,子链与模板链反向平行,引物所起的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3ˊ端开始连接脱氧核苷酸。
4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
5、过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
23.【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、结合题意可知,Cas9蛋白可对特定的DNA序列进行切割,具有核酸内切酶的特性,A正确;
B、向导RNA对目标DNA进行序列识别,从而实现Cas9蛋白对DNA分子的定位,这依赖于碱基对间遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点对特定的DNA序列进行切割,不同的目的基因中可能含有相同的碱基序列能被该复合物识别,故对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的Cas9蛋白和向导RNA,C正确;
D、Cas9蛋白相当于限制酶,其切割的位点是磷酸二酯键,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译.后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、逆转录是在逆转录酶的作用下,以RNA为模板合成DNA的过程。
3、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。
4、CRISPR/Cas9系统已广泛应用于科研、农业、医疗等领域.在科研领域,该技术可以快速构建工程化细胞系和模式动物,节约大量科研时间和经费;在农业领域,该技术可以人为改造基因序列,使之符合人们的要求,如改良水稻等粮食作物;在医疗领域,基因编辑技术可以更加准确、深入地了解疾病发病机理和探究基因功能,可以改造人的基因,达到基因治疗的目的等.因此,基因组编辑具有极其广阔的发展前景和应用价值。
24.【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养;灭菌技术
【解析】【解答】A、A、B、C、D四种抗生素,抑菌效果最佳的是抗生素A,A正确;
B、不同的微生物培养需要的pH是不同的,如培养细菌时需将培养基的pH调至中性或微碱性,B正确;
C、对实验使用的培养基采用高压蒸汽的方法灭菌,C错误;
D、滤纸片b周围透明圈中出现一菌落,说明具有抗药性,可能是该菌落发生了基因突变,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、微生物实验室分离中配制培养基的操作步骤:计算→称量→溶解→调pH→灭菌→倒平板。
2、分析题图可知,题图表示分别将含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上培养48小时后,抑菌圈越大,说明该抗生素的抑菌效果越好。
25.【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、细胞膜上的某些蛋白质如钠钾泵可以催化ATP水解,利用其释放的能量使载体蛋白空间结构改变,从而完成主动运输,A正确;
B、CTP和ATP结构类似,只是含氮碱基由腺嘌呤换成胞嘧啶,所以也含有3个磷酸基团,含有C、H、O、N、P五种元素,B正确;
C、GTP的特殊化学键全部水解后的产物是鸟嘌呤核糖核苷酸,是合成RNA的原料,C错误;
D、UTP的合成伴随着特殊化学键的形成,所以常常伴随放能反应,而吸能反应不一定伴随UTP的水解,可以伴随着ATP的水解,D正确。
故答案为:C。
【分析】ATP中文名叫三磷酸腺苷,结构式简写A-P~P~P,其中A表示腺嘌呤核苷,T表示三个,P表示磷酸基团。ATP是生物体的直接能源物质,几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解。ATP在细胞内数量并不很多,可以和ADP迅速转化形成。人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用,高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸,ATP中的能量可用于各种生命活动,可以转变为光能、化学能等,但形成ATP的能量来自于呼吸作用释放的能量或植物的光合作用。
26.【答案】A,B,C,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;动物细胞核移植技术;胚胎移植
【解析】【解答】A、对重组细胞进行培养时,其培养基的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常需加入血清、血浆等天然成分,A正确;
B、胚胎移植成功的基础是供体和受体具有相同的生理状况,需要用激素对受体进行同期发情处理,B正确;
C、用实时荧光逆转录PCR技术(RT-qPCR)检测细胞凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平,逆转录是以RNA为模板,在逆转录酶的作用下逆转录形成cDNA,再用cDNA进行扩增,C正确;
D、胚胎在受体子宫发育过程中,受体为供体的胚胎提供发育的条件,其遗传特性不受影响,D正确。
故答案为:ABCD。
【分析】 1、动物细胞的核移植技术:
(1)原理:动物细胞核的全能性和细胞膜具一定的流动性。
(2)种类:动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,前者比较容易。
(3)材料
①供体细胞一般选优良动物的传代培养10代以内的细胞。
②受体细胞一般为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞:
a.卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;
b.卵母细胞体积大,便于操作;
c.卵黄多,营养物质丰富。
2、分析题图:图示为克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程图,图中采用动物体细胞核移植技术,即将良种猪体细胞核移植到去核卵细胞中形成重组细胞;早期胚胎培养技术;胚胎移植技术。
27.【答案】B,C,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、不能使用灭活的病毒来诱导亚麻和小麦原生质体融合,灭活的病毒适用于动物细胞的融合,A错误;
B、融合的杂种细胞培育形成杂种植株要经过脱分化和再分化过程,B正确;
C、不对称体细胞杂交可实现不同物种之间细胞融合后形成杂种植株,可打破生殖隔离,实现了不同物种间基因的交流,C正确;
D、体细胞杂交过程中可能会发生基因转移,改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段,D正确。
故答案为:BCD。
【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。植物体细胞杂交的所用技术手段是植物原生质体融合、植物组织培养,原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。采用植物体细胞杂交技术培育作物新品种时,需要选择具有优良性状的亲本,植物体细胞杂交打破了生殖隔离的限制,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
28.【答案】B,C,D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、大肠杆菌一般不作为外源基因送入受体细胞的载体,A错误;
BCD、常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等,基因工程中所用的运载体是在天然载体的基础上改造的,BCD正确。
故答案为:BCD。
【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。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)载体:常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
29.【答案】A,B,C
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】A、模型A可知,酶与底物的结构特异性契合,即一种酶与一种底物或结构相似的一类底物结合,是酶具有专一性的结构基础,A正确;
B、模型B可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶与底物的结合位点,使底物无法与酶结合形成酶-底物复合物,进而影响酶促反应速度,B正确;
C、模型C分析,非竞争性抑制剂与酶的特定部位结合(与底物结合位点以外的位点结合),通过改变酶的空间结构,使得底物与酶不能结合,C正确;
D、据图可知,非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构,使酶不能与底物结合,即使增加底物浓度也无法解除,D错误。
故答案为:ABC。
【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA。
2、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
3、影响酶促反应的因素:
①底物浓度: 在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快,但达到一定浓度,反应速率不再变化。
②酶浓度: 反应速率随酶浓度的升高而加快。
③pH值:过酸、过碱使酶失活。
④温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。
30.【答案】(1)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;没有菌落生长;菌落数显著多于同一稀释度的选择培养基平板上的
(2)5
(3)1;稀释涂布平板法;;涂布器灼烧后未冷却#培养液未摇匀,样品中菌体数量少
(4)脲酶;鉴别;将平板上分离得到的细菌接种到无氮源的培养基上培养,若能生长,说明该菌为固氮菌,否则不是固氮菌
【知识点】微生物的分离和培养;尿素分解菌的分离与计数
【解析】【解答】(1)根据分析,选择培养基是指在微生物学中,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。本实验中有两组对照,一组是未接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板和选择培养基平板,可证明灭菌是否彻底;另一组是已接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板。前一组的平板上如果没有菌落生长,可以说明培养基在使用前未被杂菌污染;后一组的平板上如果菌落数显著多于同一稀释度的选择培养基平板上的,可以说明选择培养基具有选择作用。
(2)图中图2所示方法为平板划线法,用接种环划了4次,接种环在使用前、每次使用后均需灼烧,至少需灼烧灭菌5次。
(3)统计菌落数目一般使用稀释涂布平板法,将5g土壤溶于45mL无菌水,再稀释 105 倍,按图[1]稀释涂布平板法接种方式,将0.1mL样品接种到3个培养基上,统计菌落数目为134、131、137,据此可得出每克土壤中的纤维素分解菌活菌数约为( 134+131+137)÷3÷0.1×10×105=1.34×109 个。若某同学利用相同样品进行接种,只统计出34个菌落,与前面统计数据相差很大,出现该结果的原因是涂布器灼烧后未冷却或培养液未摇匀,样品中菌体数量少。
(4)分解尿素的细菌能合成脲酶,催化尿素分解产生的 NH3 可以作为细菌生长的氮源。如果培养基中加入了酚红指示剂,尿素分解的产物 NH3 会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,根据功能划分该培养基属于鉴别培养基。
土壤中的某些固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源,设计实验时用到的是无氮源培养基,然后检测是否有固氮菌即可。简要思路、预期结果和结论:将平板上分离得到的细菌接种到无氮源的培养基上培养,若能生长,说明该菌为固氮菌,否则不是固氮菌,进一步确定平板上分离得到的细菌是否是固氮菌。
【分析】1、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100 kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30 min。
2、平板划线操作的注意事项:
①第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌;
②灼烧接种环之后,要冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种;
③划线时最后一区域不要与第一区域相连;
④划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。
3、测定微生物数量的方法:
①直接计数法:常用显微镜直接技术法,一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。
②间接计数法:常用稀释平板计数法,将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,平板培养基上长出一个菌落就代表原待测样品中一个微生物个体。
31.【答案】(1)体细胞核移植技术、胚胎移植技术;电刺激、乙醇(或载体、蛋白酶合成抑制剂);使其完成细胞分裂和发育进程;雌性;无性
(2)获能;MⅡ中;超数排卵
(3)将内细胞团均等分割
(4)全能性(具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能)
(5)胚胎移植
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎移植;胚胎分割;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)根据分析可知,应用1中应用到了体细胞核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术。核移植形成的重组细胞需要用电刺激、乙醇(或 Ca2+ 载体、蛋白酶合成抑制剂)等理化方法进行人工激活,使其完成细胞分裂和发育的进程。由于供体1与优良公牛能杂交形成受精卵,因此供体1为母牛,供体1提供的细胞核内性染色体组成为XX,故通过应用1获得的小牛为雌性。细胞核移植属于无性繁殖,因此应用1获得的小牛是无性生殖的产物。
(2)体外受精时,需要先将精子进行获能处理,卵细胞培养到MⅡ中期,以使其具备受精能力。为了充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,可以对供体进行超数排卵处理,使其产生更能多的卵细胞。
(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(4)应用4中从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞进行体外培养可获得各种器官和组织,说明胚胎干细胞具有全能性的特点。
(5)胚胎工程最终技术环节是胚胎移植,其优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
【分析】 题图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况,分析题图可知,应用1中:供体1良种荷斯坦高产奶牛提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛;
应用2中:优良公牛和供体1 良种荷斯坦高产奶牛配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;
应用3中:采用了胚胎分割技术;
应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
32.【答案】(1)DNA半保留复制;人工合成、从基因文库中获取
(2)蛋白质在高温条件下会变性失活,而DNA虽然在高温时会变性,但在低温时又会复性
(3)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因有:蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传;BgLⅡ;让目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用;(新霉素抗性基因);白
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;蛋白质工程;基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】(1)PCR技术是体外DNA复制的一种技术,其原理是DNA半保留复制,此外,大量获得t-PA基因(目的基因)的方法还有人工合成、从基因文库中获取。
(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一,在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白,DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同,蛋白质在高温条件下会变性失活,而DNA虽然在高温时会变性,但在低温时又会复性,因此能用高温处理的方法去除蛋白质。
(3)①蛋白质结构比较复杂,天然的t-PA基因控制t-PA蛋白的合成,改造t-PA蛋白应该对天然的t-PA基因进行序列改造,其主要原因有:蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传。
②目的基因两端的黏性末端图中已经给出,观察各限制酶的识别序列可知,限制酶XmaI和BglⅡ切割产生的黏性末端能与目的基因的黏性末端碱基互补,要想把目的基因与质粒pCLY11(运载体)拼接起来需要得到相同的黏性末端,因此质粒pCLY11(运载体)也需要限制酶XmaI和BglⅡ切割;基因工程中最核心的一个环节为基因表达载体的构建,其目的是让目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
③限制酶XmaI和BglⅡ会破坏质粒pCLY11上的mlacZ,但不会破坏neor(新霉素抗性基因),质粒pCLY11能产生新霉素抗性物质,选择不含neor(新霉素抗性基因)的大肠杆菌作为受体细胞,这些细胞没有新霉素的抗性,当其导入重组质粒后,质粒上的neor(新霉素抗性基因)使得大肠杆菌具有新霉素抗性,这样可以选择导入质粒pCLY11的大肠杆菌,因此应该选择不含neor(新霉素抗性基因)的大肠杆菌作为受体细胞,以便在加入新霉素的选择培养基中筛选出导入质粒的大肠杆菌。
由于neor(新霉素抗性基因)存在于原有质粒上,若未连目的基因的质粒导入到大肠杆菌中,这些大肠杆菌也可以获得新霉素的抗性;而区分重组质粒和原有质粒的一个标志可以观察mlacZ基因的表达情况,由于重组质粒拼接了目的基因,破坏了mlacZ基因,因此在重组质粒中该基因不表达,菌落呈现白色,而原有基因由于该基因保存完整,可以表达,所以菌落呈现蓝色,因此筛选出的大肠杆菌菌落并非都是目的菌株,这时选择白色的菌落,进一步培养、检测和鉴定,以选育出能生产改良t-PA蛋白的工程菌株。
【分析】1、PCR技术:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。(1)原理:DNA复制。
(2)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
(3)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(4)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。蛋白质工程的过程:(1)根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列: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)。(2)最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
33.【答案】(1)乳糖;能源物质
(2)8;核糖
(3)③;碳链;多聚体
(4)淀粉和纤维素;储存能量(储能物质)、植物细胞壁的组成成分
(5)糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类
【知识点】化合物推断-综合;糖类的种类及其分布和功能
【解析】【解答】(1)存在动物乳汁中的二糖是乳糖,由一分子葡萄糖和一分子半乳糖形成,作用是提供能源的物质。
(2)细胞中含有两种核糖,分别是DNA和RNA;组成DNA的核苷酸有4种,组成RNA的核苷酸有4种,共8种。若构成②的碱基是尿嘧啶,②是核糖核苷酸,则②中的某种单糖是核糖。
(3)多糖、蛋白质、核酸都属于生物大分子,图中③是生物大分子。生物大分子以碳链为基本骨架,生物大分子是由许多单体连接形成的多聚体。
(4)植物特有的多糖是淀粉和纤维素,淀粉是植物储存能量的物质,纤维素是植物组成细胞壁的成分。
(5)糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,所以“长胖容易减肥难”。
【分析】1、糖类的种类及其在动植物细胞中分布:
①单糖:动植物均有:葡萄糖、核糖、脱氧核糖;植物:果糖;动物:半乳糖。
②二糖:植物:蔗糖、麦芽糖;动物:乳糖。
③多糖:植物:淀粉、纤维素;动物:糖原。
2、据图分析可知,①是二塘,②是核苷酸,③是多糖,④是脂肪。
34.【答案】(1)单;磷脂双分子层
(2)良好的溶剂或参与化学反应或水的光解或运送物质
(3)A;ATP(或D )和NADPH
(4)小;绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率
(5)或三碳化合物;376
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】(1)多细胞绿藻光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜上,类囊体薄膜是单层膜,基本支架是磷脂双分子层。
(2)植物生命活动离不开水,细胞内的水以自由水和结合水的形式存在,其中自由水的作用有:良好的溶剂、参与化学反应、用于水的光解或运送物质等。
(3)图甲中②过程, CO2 在特定酶的作用下转变为羧基加到A分子上,反应形成的产物被还原为糖类。为③过程C3的还原,该过程需要消耗能量,提供能量的物质是光反应产生的ATP(或D )和NADPH。
(4)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
(5)据分析可知,甲中的B物质是C3 (或三碳化合物)。绿藻在20℃高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为38μmol g 1 h 1,由乙图可知,绿藻放氧速率为150μmol g 1 h 1,光合作用产生的氧气速率为188μmol g 1 h 1 ,因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为188μmol,因为1分子的CO2与1分子C5结合形成2分子C3 ,则在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗188μmolCO2生成188×2=376μmol的B物质(C3)。
【分析】光合作用的具体过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜;
a.水的光解:2H2O→4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi→ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质;
a.CO2的固定:CO2 +C5→2C3
b.三碳化合物的还原:2C3 →(CH2O)+C5+H2O。
2、影响光合作用的环境因素主要包括:
(1)光照强度:在一定范围内,光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强,但光照增强到一定程度时,光合作用强度就不再增加。
(2)CO2:CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2达到一定浓度时,植物才能进行光合作用:。
(3)温度 :温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用,在一定范围内随温度的提高,光合作用加强,温度过高时也会影响酶的活性,使光合作用强度减弱。
(4)水分: 既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质.水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内,如夏季的“午休”现象。
(5)矿质元素 :如Mg是叶绿素的组成成分,N是光合酶的组成成分,P是ATP分子的组成成分等等。
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