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黑龙江省哈尔滨市南岗区2022-2023学年高二下册生物期末考试试卷
一、选择题:本题共25小题,每小题1分,共25分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·辽宁)下列关于硝化细菌的叙述,错误的是()
A.可以发生基因突变 B.在核糖体合成蛋白质
C.可以进行有丝分裂 D.能以CO2作为碳源
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、硝化细菌是原核生物,拟核里的DNA分子可以发生基因突变,A正确;
B、硝化细菌是原核生物,只有核糖体这一种细胞器,核糖体上可以合成蛋白质,B正确;
C、硝化细菌是原核生物,没有染色体,无法进行有丝分裂,C错误;
D、硝化细菌是化能自氧型生物,可以利用CO2作为碳源,D正确;
故答案为:C
【分析】(1)原核细胞构成的生物叫原核生物,原核细胞没有由核膜包被的细胞核,没有染色体,拟核区域有个环状的裸露DNA分子。
(2)原核细胞中唯一的一种细胞器是核糖体。
2.(2022高一上·光明月考)下图所示的四个方框代表蓝细菌、新冠病毒、水绵和酵母菌,其中阴影部分表示它们都具有的某种物质或结构。阴影部分可能包含( )
A.核糖体 B.染色体 C.DNA D.RNA
【答案】D
【知识点】DNA与RNA的异同;其它细胞器及分离方法;染色体的形态结构
【解析】【解答】A、新冠病毒没有核糖体,A错误;
B、新冠病毒和蓝细菌都不含染色体,B错误;
C、新冠病毒是RNA病毒,不含DNA,C错误;
D、蓝细菌、新冠病毒、水绵和酵母菌都含有RNA,D正确;
故答案为:D
【分析】(1)真核细胞和原核细胞中都有2种核酸,8种核苷酸,5种碱基。
(2) 真核细胞和原核细胞的遗传物质都是DNA,其组成中有4种核苷酸,4种碱基。
(3) 病毒中只有1种核酸(DNA或RNA),4种核苷酸,4种碱基。
3.(2023高二下·南岗期末)下列有关细胞学说的说法,错误的是( )
A.细胞学说使人们认识到植物和动物有共同的结构基础从而打破了动植物学之间横亘的壁垒
B.细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性
C.施莱登和施旺利用完全归纳法得出所有动植物都是由细胞发育而来的
D.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
【答案】C
【知识点】细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、细胞学说使人们认识到植物和动物的统一性,从而打破了动植物学之间横亘的壁,A正确;
B、细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,B正确;
C、施莱登和施旺利用不完全归纳法得出所有动植物都是由细胞发育而来的,C错误;
D、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,D正确;
故答案为:C。
【分析】德国科学家施莱登和施旺创立了细胞学说:
(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
(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
4.(2023高二下·南岗期末)生物组织细胞中含多种化合物,某些化学试剂能够使其产生特定的颜色反应,下列相关叙述正确的是( )
A.甘蔗富含蔗糖且颜色较浅,是检测还原糖的适宜材料
B.将花生子叶切成薄片并用苏丹Ⅲ染色后,即可观察
C.检测蛋白质时,加入双缩脲试剂后需要在50—65℃条件下水浴加热
D.斐林试剂能与还原糖发生作用生成砖红色沉淀,使用时应现配现用
【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、甘蔗含有大量的蔗糖,但蔗糖不含有还原糖,不可以作为检测还原糖的适宜材料,A错误;
B、将花生子叶切成薄片并用苏丹Ⅲ染色后,用酒精漂洗后,显微镜下观察,B错误;
C、检测蛋白质时,加入双缩脲试剂后不需要水浴加热,C错误;
D、斐林试剂能与还原糖发生作用生成砖红色沉淀,使用时应现配现用 ,水浴加热后产生砖红色沉淀,D正确;
故答案为:D。
【分析】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的原理
①还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)+斐林试剂→砖红色沉淀;
②淀粉+碘液→蓝色;
③脂肪+苏丹Ⅲ (苏丹Ⅳ)橘黄色( 红色)(染色后要用50%酒精洗掉浮色);
④蛋白质(多肽)+双缩脲试剂→紫色。
5.(2023高二下·南岗期末)下列关于水和无机盐的叙述,错误的是( )
A.自由水参与体内营养物质的运输和代谢废物的排出
B.细胞代谢的强弱程度与细胞内自由水和结合水的比例相关
C.镁和钙存在于叶绿素和血红蛋白分子中,体现了无机盐在生命活动中起重要作用
D.无机盐绝大多数以离子形式存在,可维持渗透平衡
【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、自由水参与细胞内的代谢活动,参与体内营养物质的运输和代谢废物的排,A正确;
B、细胞代谢的强弱程度与细胞内自由水和结合水的比例相关 ,自由水和结合水的比例越高,代谢越强;反之越弱,B正确;
C、 镁和铁存在于叶绿素和血红蛋白分子中,体现了无机盐在生命活动中起重要作用,C错误;
D、 无机盐绝大多数以离子形式存在,可维持渗透平衡,D正确;
故答案为:C。
【分析】(1)水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。
结合水:与细胞中的某些物质结合,是细胞结构的重要组成成分,约占细胞内全部水分的4.5%。
自由水:以游离的形式存在,可以自由流动,约占细胞内全部水分的95.5%。
自由水作用:①细胞内的良好溶剂;②参与生化反应;③提供液体环境;④运送营养物质和代谢废物。
(2)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,少数以化合物形成存在(如CaCO3)
(3)无机盐的生理作用:
①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。如:Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分、PO43-是合成磷脂、磷酸、ATP 的原料。
②参与细胞的各种生命活动。如:钙离子浓度过低则肌肉抽搐、过高则肌肉乏力。
③无机盐离子参与调解细胞的渗透压和 pH 值。
6.(2023·湖北)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
【答案】A
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构;蛋白质变性的主要因素
【解析】【解答】A、蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质空间结构被破坏,不破坏肽键,A错误;
B、组成球状蛋白的氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,说明外侧主要是极性基团,可溶于水,不易溶于乙醇,B正确;
C、加热使蛋白质空间结构发生改变而引起的蛋白质变性是不可逆的变化,故变性后不能恢复原有的结构和性质,C正确;
D、变性后蛋白质空间结构发生改变,因结构决定功能,故生物活性丧失,D正确。
故答案为:A。
【分析】蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。例如,鸡蛋肉类经煮熟后,蛋白质变性就不能恢复原来状态,原因是高温时蛋白质分子的空间结构变得松散、伸展,容易被蛋白酶水解,因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。经过加热、加酸、酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性,可以达到消毒灭菌的目的。
7.(2022·重庆)将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸,B链末端增加2个精氨酸,可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述,错误的是( )
A.进入人体后需经高尔基体加工 B.比人胰岛素多了2个肽键
C.与人胰岛素有相同的靶细胞 D.可通过基因工程方法生产
【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;蛋白质工程
【解析】【解答】A. 由于B链上多了2个精基酸,故进入人体后要进行加工才能起作用,A正确;
B. B链上多了2个精氨酸,所以多了2个肽键,B正确;
C. 人工胰岛素和人胰岛素作用相同,靶细胞相同,C正确;
D. 基因工程只能生产已有的蛋白质,人工长效胰岛素不属于已有蛋白质,故不能通过基因工程生产,D错误。
故答案为:D。
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)
蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质
蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。
8.(2023高二下·南岗期末)下列关于细胞膜的流动镶嵌模型说法正确的是( )
A.罗伯特森利用光学显微镜提出了“亮一暗一亮”的三明治结构是一种静态模型
B.提取肌细胞中脂质在空气一水界面铺成单分子层的面积恰好为肌细胞表面积的2倍
C.荧光标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验,证明了细胞膜具有流动性
D.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇
【答案】C
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】A、罗伯特森利用光学显微镜提出了“暗一亮一暗”的三明治结构是一种静态模型,A错误;
B、提取人的红细胞细胞中的脂质在空气——水界面铺成单分子层的面积恰好是红细胞表面积的2倍,B错误;
C、荧光标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验,证明了细胞膜具有流动性,C正确;
D、欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的脂质,D错误;
故答案为:C。
【分析】(1)生物膜的结构特点:具有一定的流动性 ,是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
(2)生物膜的功能特点:具有选择透过性,这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。
9.(2022高一上·长春期中)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体膜包裹形成囊泡,在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是( )
A.溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”
B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D.M6P受体缺失的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、动物中的溶酶体,是细胞的“消化车间”,A正确;
B、由题干可知,溶酶体酶的化学本质是蛋白质,核糖体参与蛋白质的合成,B正确;
C、S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志, 带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶,说明S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C正确;
D、由题干可知不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜 ,D错误;
故答案为:D
【分析】(1)溶酶体是细胞内的“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器和细胞,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌 。
(2)分泌蛋白的合成过程:
10.(2022高三上·邢台月考)如图所示为细胞核结构模式图,下列叙述中正确的是( )
A.高等植物成熟筛管细胞中的细胞核,控制着该细胞的代谢和遗传
B.①与②相连接,二者共同参与细胞内蛋白质的加工和运输
C.③为处于凝固状态的遗传物质,不参与细胞代谢,仅起遗传物质的备份作用
D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,“控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质
【答案】D
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、高等植物成熟筛管细胞中无细胞核,A错误;
B、②为核膜,不参与细胞内蛋白质的加工,B错误;
C、③为核仁,不属于遗传物质,C错误;
D、细胞核内合成的信息分子通过核孔到达细胞质后,控制细胞的代谢和遗传,D正确。
故答案为:D。
【分析】细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,是遗传信息库,主要由核膜、核孔、核仁和染色质等构成。
1、核膜:(1)结构:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。(2)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
2、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。
3、染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA和蛋白质。
4、核孔:主要是mRNA、解旋酶、DNA聚合酶等大分子物质进出细胞核的通道。
11.(2023高二下·南岗期末)某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮油,每个小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是( )
A.由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部相对
B.由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜完全相同
C.由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内
D.由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内
【答案】D
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的结构特点
【解析】【解答】磷脂分子由亲水性的“头部”排在外侧,疏水性的“尾部”排在内侧,而细胞中的小油滴疏水,外部溶液亲水,所以磷脂膜应该有单层磷脂分子构成,头部在外,尾部向着油滴。D正确;A、B、C错误;
故答案为:D。
【分析】磷脂分子,是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子;磷脂双分子层 ,其构成了细胞膜(生物膜)的基本支架;亲水性的“头部”排在外侧,疏水性的“尾部”排在内侧。
12.(2023高二下·南岗期末)下列关于微生物发酵的叙述,错误的是( )
A.制作葡萄酒的过程中,将葡萄浆放入发酵瓶中时,应尽可能装满
B.制作果酒的过程中,添加适量蔗糖可获得酒精含量和甜度均较高的果酒
C.制作果醋的过程中,发挥作用的优势菌种是醋酸菌
D.泡菜腌制过程中,可加入已腌制过的泡菜汁来加快发酵进程
【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、制作葡萄酒的过程中,将葡萄浆放入发酵瓶中时,因为酵母菌呼吸作用会产生CO2,装满后的发酵瓶会发生爆瓶现象,所以发酵瓶不能装满,A错误;
B、制作果酒的过程中,添加适量蔗糖可获得酒精含量和甜度均较高的果酒 ,B正确;
C、制作果醋的过程中,发挥作用的优势菌种是醋酸菌,醋酸菌是好养型细菌,C正确;
D、泡菜腌制过程中,可加入已腌制过的泡菜汁来加快发酵进程,因为已腌制过的泡菜汁含有风味的微生物,D正确;
故答案为:A。
【分析】(1)酿酒过程中,前期通入无菌空气让酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;后期封闭发酵罐,让酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精。
(2)果醋制作的原理醋酸菌, 其代谢类型:异养需氧型,对氧气的含量特别敏感。制作原理是在氧气、糖源都充足中醋酸菌能将糖分解成醋酸。
(3)菜发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出,气泡产生的原因是酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生CO2形成的。
13.(2023高二下·南岗期末)某兴趣小组探究庆大霉素和阿米卡星两种抗生素对大肠杆菌的选择作用,获得如下实验结果。兴趣小组还设置含不同浓度抗生素的液体培养基培养大肠杆菌,结果显示抗生素浓度越低,液体越浑浊。下列叙述错误的是( )
A.抑菌圈的直径越大,说明抗生素的抑菌能力越强
B.抑菌圈随大肠杆菌代数增加而变小,说明抗生素对大肠杆菌有选择作用
C.阿米卡星的抑菌效果比庆大霉素小,所以药用效果相对不够理想
D.为了避免产生耐药菌,服用抗生素时要足量、足药程,及时停用对细菌不敏感的药
【答案】C
【知识点】自然选择与适应
【解析】【解答】A、抑菌圈的直径越大,说明杀死的细菌越多,也就说了抑菌圈的直径越大,A正确;
B、抑菌圈随大肠杆菌代数增加而变小,说明大肠杆菌的抗药性增强了,说明抗生素对大肠杆菌有选择作用 ,B正确;
C、从图可知,阿米卡星的抑菌效果比庆大霉素小,使用含不同浓度抗生素的液体培养基培养大肠杆菌,结果显示抗生素浓度越低,液体越浑浊,说明浓度越低,抑菌效果较差,但不能说明阿米卡星的药用效果相对不够理想,C错误;
D、细菌在抗生素的选择作用下,抗药性强的个体存留下来成为优势种群,故为了避免产生耐药菌,服用抗生素时要足量、足药程,及时停用对细菌不敏感的药,D正确;
故答案为:C。
【分析】用药之前,大肠杆菌种群中存在很多种变异类型,说明变异是不定向的;使用抗生素后,大量大肠杆菌被杀死,但是还有部分存活,这是自然选择的结果,这种选择是定向的。使用抗生素后,抗药性弱的大肠杆菌被杀死,抗药性强的大肠杆菌存活下来,这种抗药性可以遗传。这样经过抗生素的长期选择,使得大肠杆菌抗药性逐渐加强。
14.(2023高二下·南岗期末)稀释涂布平板法和平板划线法是分离和纯化微生物的两种重要方法,关于二者的比较,下列说法错误的是( )
A.稀释涂布平板法易形成单菌落并可对微生物进行计数
B.利用稀释涂布平板法进行统计数据时应选择相同稀释度下的培养基
C.平板划线中用蘸有菌液的接种环划一条线后,再次蘸取菌液继续划线
D.二者接种菌液时分别需要用到的工具是涂布器和接种环
【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】A、 稀释涂布平板法可以形成单菌落,并可对微生物进行计数,A正确;
B、利用稀释涂布平板法进行统计数据时应选择相同稀释度下的培养基,B正确;
C、平板划线中用蘸有菌液的接种环划一条线后,需要经过灼烧接种环后,再次蘸取菌液继续划线 ,C错误;
D、 稀释涂布法用的工具是涂布器,平板划线法用到的工具是接种环 ,D正确;
故答案为:C。
【分析】微生物的纯化培养技术:
①平板划线法:是微生物接种的常用方法,最终目的为了获得单菌落。平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过程中。
②稀释涂布平板法:是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。该法在将细胞接种到培养基之前,通过液体稀释的方法分散细胞,最常用的液体稀释方法为 10 倍系列稀释。
③用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落,以便于纯化菌种。
15.(2023高二下·南岗期末)科学家利用植物体细胞杂交技术成功培育出“番茄—马铃薯”杂种植株。下列有关叙述不正确的是( )
A.用传统的有性杂交方法不能得到二者的杂种后代
B.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体
C.诱导原生质体融合的方法有物理法、化学法及灭活的病毒
D.该技术依据的主要原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、番茄和马铃存在生殖隔离,用传统的有性杂交方法无法得到二者的杂交后代,A正确;
B、植物体细胞杂交的过程中,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,B正确;
C、植物体细胞杂交中诱导原生质体融合的方法有物理法、化学法,不能用灭活的病毒,C错误;
D、该技术依据的主要原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,D正确;
故答案为:C。
【分析】(1)植物体细胞杂交技术是将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(2)植物体细胞杂交技术打破生殖隔离、实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
16.(2023高二下·南岗期末)下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,因此其不是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
B.在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C.通过快速繁殖可高效快速地实现种苗的大量繁殖,还可保持优良品种的遗传特性
D.植物组织培养是指对外植体进行培养诱导其形成完整植株的技术
【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、单倍体植物的细胞中不一定只有一套染色体,A错误;
B、在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,属于脱分化状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,B正确;
C、通过快速繁殖可高效快速地实现种苗的大量繁殖,由于这种繁殖属于无性生殖,还可保持优良品种的遗传特性 ,C正确;
D、植物组织培养是指对外植体进行培养诱导其形成完整植株的技术 ,D正确;
故答案为:A。
【分析】(1)植物组织培养技术:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
(2)植物组织培养的注意事项:
①选材:选取根尖、茎尖、形成层部位、最容易诱导脱分化。
②光照:脱分化过程不需要光照,再分化过程一定要有光照。
③细胞全能性表达的条件:离体、无菌;一定的营养物质(水、无机盐、蔗糖、维生素等);激素(主要是细胞分裂素和生长素);适宜的温度和光照(培养后期)。
17.(2023高二下·南岗期末)下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.体内受精、体外受精的共同点是受精前精子均需获能
B.囊胚期的内细胞团,将来可发育为胎儿的各种组织
C.对桑葚胚或囊胚进行分割处理,可培育出基因型相同的两个新个体
D.经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与受体保持一致
【答案】D
【知识点】胚胎移植;胚胎分割;体外受精
【解析】【解答】A、体内受精、体外受精的共同点是受精前精子均需获,A正确;
B、囊胚期的内细胞团,将来可发育为胎儿的各种组织,B正确;
C、对桑葚胚或囊胚进行分割处理,分割后的胚胎的遗传物质来自同一个受精卵,因此可培育出基因型相同的两个新个体 ,C正确;
D、经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与供体保持一致,D错误;
故答案为:D。
【分析】胚胎移植:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。(供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。)
18.(2023高二下·南岗期末)我国科学家利用基因编辑技术,获得一只生物节律核心基因BMAL1敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合,发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴,获得5只克隆猴,用于研究节律机制。以下叙述不正确的是( )
A.克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
B.克隆猴基因组成差异小,作为实验动物便于研究
C.可用灭活的病毒诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合
D.受精卵经基因编辑后形成的胚胎可发育为克隆猴
【答案】D
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、克隆猴是由体细胞的细胞核与去核的卵母细胞融合后培育成的个体,体现了动物体细胞的细胞核具有全能性,A正确;
B、克隆猴属于无性生殖,基因组成差异小,作为实验动物便于研究,B正确;
C、动物细胞融合是可以采用灭活的病毒去诱导,C正确;
D、受精卵经基因编辑后形成的胚胎,属于有性生殖,不属于克隆范畴,D错误;
故答案为:D。
【分析】(1)动物细胞核移植的原理:动物细胞核具有全能性。
(2)克隆动物不是对供体动物100%的复制,原因是克隆动物的亲本有三个,即细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。
克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体,因此,克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。
克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞,因此,克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同。
代孕母体没有为克隆物提供遗传物质,因此,克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。
19.(2023高二下·南岗期末)抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、预变性过程可促进模板DNA全部解聚成DNA单链,A错误;
B、后延时阶段,可以让目的基因的结构更加稳定,扩增的更加充分,B正确;
C、延伸过程需要引物参与,C错误;
D、转基因品种需要对基因安全性进行评估等多项检测才可以上市,D错误;
故答案为:B。
【分析】PCR过程:
①变性:当温度上升到90 ℃以上时,双链DNA解聚为单链。
②复性:温度下降至50 ℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
③延伸:温度升至72 ℃左右时,溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
20.(2023高二下·南岗期末)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒,构建基因表达载体(重组质粒),并转化到受体菌中。下列叙述错误的是( )
A.若用HindⅢ酶切,目的基因转录的产物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切,可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D.若用SphⅠ酶切,携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、若用HindⅢ酶,可能导致目的基因和质粒的连接出现正向或反向连接,导致目的基因在转录和翻译的过程中,产生不同的产物,A正确;
B、用PvuⅠ酶切 ,会破坏氨苄青霉素抗性基因而无法表达,而四环素抗性基因可以表达,但是重组质粒导入受体菌的过程可能失败,所以在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因,B正确;
C、DNA凝胶电泳技术可以用来检测重组质粒中目的基因,若用SphⅠ酶切,可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否,C正确;
D、若用SphⅠ酶切 ,四环素抗性基因会被破坏而无法表达,坏氨苄青霉素抗性基因完好会进行表达,因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素培养基上生存,但是无法在含有四环素的培养基上生存,D错误;
故答案为:D。
【分析】根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。
21.(2023高二下·南岗期末)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、①上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团不应该都是-OH,A错误;
B、②上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团不应该都是P,B错误;
C、③上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团应该是磷酸基团在5‘端,-OH基团在3‘端,C错误;
D、④上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团应该是磷酸基团在5‘端,-OH基团在3‘端,DNA连接酶可以连接两端,D正确;
故答案为:D。
【分析】DNA连接酶连接部位:磷酸二酯键。结果:两个相同的黏性末端的连接。DNA连接酶能连接DNA片段,脱氧核苷酸的磷酸基因位于5‘端,-OH位于3‘。
22.(2023高二下·南岗期末)蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是( )
A.蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B.上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C.可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D.利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程,也是需要经过转录和翻译的过程,是遵循“中心法则”的,A错误;
B、蛋白质工程技术是需要通过基因工程对基因进行改造的,是基因工程的延伸,B正确;
C、可以利用抗原抗体杂交技术检测是否有目标蛋白的合成 ,C错误;
D、利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列,D正确;
故答案为:B。
【分析】蛋白质工程的基本思路:预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
23.(2023高二下·南岗期末)a1-胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病,患者成年后会出现肺气肿及其他疾病,严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞表达人a1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述中错误的是( )
A.载体上绿色荧光蛋白基因(GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B.将目的基因导入羊受精卵中,可以使用显微注射法
C.培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因,故该羊有性生殖产生的后代也都能产生a1-抗胰蛋白酶
D.目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用
【答案】C
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、根据题干,该基因工程中,载体上绿色荧光蛋白基因GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细,A正确;
B、将目的基因导入羊受精卵中,可以使用显微注射法,B正确;
C、培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因,但由于其都是杂合子, 所以该羊有性生殖产生的后代不一定都能产生a1-抗胰蛋白酶,C错误;
D、目的基因与载体重组的过程需要DNA连接酶进行连接催化,D正确;
故答案为:C。
【分析】基因工程的四个步骤:
①目的基因的筛选与获取。
②基因表达载体的构建。
③将目的基因导入受体细胞。
④目的基因的检测与鉴定。
24.(2023高二下·南岗期末)下列关于生物技术的安全性与伦理问题的有关叙述错误的是( )
A.理论上生殖性克隆和治疗性克隆技术都不能丰富人类基因的多样性
B.我国对农业转基因生物实行了标识制度,如注明可能的危害
C.我国对转基因技术的方针之一是推广上要慎重,做到确保安全
D.我国反对生物武器及其技术和设备的扩散,主张全面禁止生物武器
【答案】B
【知识点】转基因生物的安全性问题;克隆的利与弊
【解析】【解答】A、理论上生殖性克隆和治疗性克隆技术都属于无性生殖,都不能丰富人类基因的多样性,A正确;
B、我国对农业转基因生物实行了标识制度,但是转基因生物可能的危害是不确定性的,无法注明,B错误;
C、我国对转基因技术的方针之一是推广上要慎重,做到确保安全,C正确;
D、我国反对生物武器及其技术和设备的扩散,主张全面禁止生物武器 ,D正确;
故答案为:B。
【分析】生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面。
25.(2023高二下·南岗期末)某种土壤细菌可将尿素(CH4N2O)分解为CO2和NH3,但分解产物CO2不能为该菌提供营养。若欲筛选出该种土壤细菌,仅考虑碳源和氮源,下列培养基设置合理的是( )
A.仅尿素就可以,既是碳源也是氮源
B.仅葡萄糖就可以,可以从空气中固氮
C.尿素为氮源,需要葡萄糖作为碳源
D.牛肉膏蛋白胨含C和N,可以满足
【答案】C
【知识点】培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、由题干“ 尿素 分解产物CO2不能为该菌提供营养 ”可知,尿素只能作为氮源,不能作为碳源,A错误;
B、该土壤细菌只能分解尿素作为氮源,无法从空气中固氮,B错误;
C、尿素可以作为氮源,因为其分解产物CO2不能为该菌提供营养,所以需要额外题干碳源,葡萄糖可以作为碳源,C正确;
D、该培养基是为了筛选出该土壤细菌,因此不能利用牛肉膏蛋白质作为碳源和氮源,D错误;
故答案为:C。
【分析】(1)微生物最常用的碳源是糖类,尤其是葡萄糖;最常用的无机氮源是铵盐和硝酸盐。
(2)对异养微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源和能源。
(3)某些微生物之所以需要补充生长因子,往往是由于缺乏合成作为生长因子的物质所需要的酶或合成能力有限。
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,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
26.(2023高二下·南岗期末)对图示的生物学实验的叙述,错误的是( )
A.若图①表示将显微镜镜头由a转换成b,则视野中观察到的细胞数目增多
B.若图②是显微镜某视野下洋葱根尖的图像,则向右移装片能观察清楚c细胞的特点
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动,发现细胞质的流动是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是逆时针
D.当图④视野中的64个组织细胞变为4个时,视野明显变暗
【答案】A,B,C
【知识点】观察细胞的有丝分裂;显微镜;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、若图①表示将显微镜物镜镜头由a转换成b,由低倍镜转为高倍镜,说明观察视野中细胞数目变少,A错误;
B、若图②是显微镜某视野下洋葱根尖的图像中的c点在视野的左方,由于显微镜成像是倒立的虚像,因此物像的移动方向与标本的移动方向相反,故应向左移装片能观察清楚c细胞的特点,B错误;
C、由于显微镜下所成的像是倒立放大的虚像,若图③是在显微镜下观察细胞质流动, 发现细胞质的流动是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是顺时针,C错误;
D、当图④视野中的64个组织细胞变为4个时,说明放大的倍数大了,放大倍数增加时,视野会变暗,细胞数量减少,细胞变大,D正确;
故答案为:A、B、C。
【分析】显微镜的使用
(1)显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数。显微镜放大的是物像的长度或宽度,而不是面积或体积。
(2)目镜与物镜的判断
①目镜:无螺纹,放大倍数与长度呈反比。
②物镜:有纹,放大倍数与长度呈正
(3)“物”与“像”是上下相反,左右相反的关系,即把“物”翻转180°后就是“像”。
(4)视野中观察对象在视野外侧,要将它移到视野中央,遵循“哪偏哪移”原则。如观察对象在视野的左下方,要将它移到视野中央,玻片应向左下方移动。
(5)低倍镜下视野亮、范围大、细胞小、数目多;高倍镜下视野暗、范围小、细胞大、数目少。
27.(2023高二下·南岗期末)果实在成熟过程中,所含的贮藏物进行代谢转化,果实逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。取成熟到第x天和第y天的等量果肉,分别加等量的蒸馏水制成提取液。然后在a、b试管中各加5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL第y天的提取液,如图B。下列对于该实验的一些分析,正确的是( )
A.向a、c试管加入碘液后,c试管中蓝色更深
B.曲线Ⅰ表示还原糖,曲线Ⅱ表示淀粉
C.向b、d试管加入斐林试剂后试管d立即出现比试管b更深的颜色
D.在果实成熟过程中,淀粉不断转变成还原糖
【答案】D
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;检测还原糖的实验
【解析】【解答】分析题干可知,I是淀粉,II是还原糖。
A、随着香蕉成熟时间的增长,淀粉转变为可溶性的还原糖的数量增多,a提取液的时间比c的提取液的时间早,所以a提取液中含有的淀粉含量高,因此a试管中蓝色的颜色更深,c试管中蓝色的颜色比较浅或没有蓝色,A错误;
B、由题干分析可知,曲线I表示淀粉含量的变化曲线,曲线II表示还原糖的含量的变化曲线,B错误;
C、向b、d试管加入斐林试剂是用来检测还原糖的含量的,b提取液的时间比d的提取液的时间早,因此b中含有的还原糖的含量低,但是该检测试验需要在水浴加热的情况下才能出现砖红色沉淀,因此两试管加热斐林试剂是不会出现颜色变化的,C错误;
D、在果实成熟的过程中,淀粉不断转化为还原性糖,因此香蕉成熟的过程中,香蕉会越来越甜,D正确;
故答案为:D。
【分析】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的原理
①还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)+斐林试剂→砖红色沉淀;
②淀粉+碘液→蓝色。
28.(2023高二下·南岗期末)驱动蛋白与细胞内物质运输有关,驱动蛋白家族成员众多,其中典型的驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成的异源四聚体,具有两个球形的头、一个螺旋状的杆和两个扇子状的尾(如图)。驱动蛋白通过头结合和水解ATP,导致颈部发生构象改变,驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”,将“尾部”结合的“货物”转运到指定位置。下列叙述错误的是( )
A.典型的驱动蛋白1中至少含有4个游离的氨基、2个游离的羧基
B.细胞骨架除参与物质运输外,还与细胞运动、分裂等相关
C.合成驱动蛋白1和细胞骨架的原料分别是氨基酸、葡萄糖
D.驱动蛋白分子既具有运输功能,又具有酶的催化特性
【答案】A,C
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构;蛋白质在生命活动中的主要功能
【解析】【解答】A、由题干“ 驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成 ”,可知驱动蛋白1含有4条肽链,因此至少含有4个游离的氨基,4个游离的羧基,A错误;
B、细胞骨架除参与物质运输外,还与细胞运动、分裂是有关的,B正确;
C、细胞骨架是由蛋白纤维组成的,由题干“ 驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成”可知其也是由一种蛋白,两者的原料都是氨基酸,C错误;
D、由题干可知,驱动蛋白具有转运和催化的功能,因此驱动蛋白分子既具有运输功能,又具有酶的催化特性,D正确;
故答案为:A、C。
【分析】蛋白质的功能
(1)构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白,如肌肉、羽毛、头发等。
(2)绝大多数酶是蛋白质 ,有催化作用。
(3)红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有运输功能。
(4)胰岛素起信息传递作用,能够调节机体的生命活动。
(5)抗体有免疫功能。
(6)糖蛋白有信息识别功能。
29.(2023高二下·南岗期末)“掩映橘林千点火,苞霜新橘万株金”。柑橘甜蜜爽口,老少皆宜。为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,科研人员设计了如下流程。相关叙述正确的是( )
A.过程①需在低渗环境中使用纤维素酶和果胶酶处理
B.实现过程②依赖膜的流动性和细胞的全能性
C.过程③中杂种细胞只进行有丝分裂
D.三倍体植株由于联会发生紊乱可产生无籽柑橘
【答案】C,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】分析题图可知: ① 是去除细胞壁的过程; ②是原生质体融合的过程; ③ 是杂种细胞培育成幼苗的过程;
A、过程 ①是去除细胞壁的过程,需要使用的酶是纤维素酶和果胶酶,为了防止获得的原生质体破裂,需要在等渗或略高渗环境中进行,A错误;
B、实现过程②依赖膜的流动性,B错误;
C、过程③是杂种细胞培育成幼苗的过程,此过程需要有细胞的增殖,细胞增殖通过有丝分裂获得,C正确;
D、三倍体含有3个染色体组,减数分裂时联会紊乱,不能产生正常配子,因此可以产生无籽柑橘,D正确;
故答案为:C、D。
【分析】(1)植物体细胞杂交中去除细胞壁用纤维素酶和果胶酶,获得原生质体。
(2)植物体细胞杂交中人工诱导原生质体融合的方法
①物理法:电融合法、离心法等。
②化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
30.(2023高二下·南岗期末)新冠疫情的快速控制,离不开我国政府的科学决策和对新冠病毒(一种RNA病毒)的快速检测能力。荧光定量PCR可定量检测样本中DNA含量,其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链互补的荧光探针,当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子,即DNA每扩增一次,就有一个荧光分子生成(如图),荧光监测系统随时接收荧光信号变化。每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环次数称为循环阈值(Ct值)。下列说法正确的是( )
A.PCR技术不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测
B.做荧光定量PCR之前,需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针
C.Ct值越大,被检测样本中病毒数目越多,对被检测者的危害性越大
D.最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本DNA的含量呈正相关
【答案】A,B,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR技术的原理是DNA双链的复制,新冠病毒的遗传物质是RNA,所以PCR是不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测,A正确;
B、由题干可知,通过病毒的RNA经过逆转录得到cDNA,cDNA在PCR过程中解旋后可以和引物一起与模板结合,因此需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针,B正确;
C、Ct值越小,说明所需要的循环的次数越少,可以理解为样本中病毒含量相对较高,越容易别检测到,如果Ct值越大,说明所需循环的次数越多,检测到时需要更多的时间和循环,提示样本中病毒的含量相对较少,即新冠病毒含量越少,Ct值越高;新冠病毒含量越多,Ct值越小,C错误;
D、由题干“ 加入与某条模板链互补的荧光探针,当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子,即DNA每扩增一次,就有一个荧光分子生成 ”,由此可知反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关,D正确;
故答案为:A、B、D。
【分析】(1)PCR是聚合酶链式反应的缩写,它是一项根据DNA半保留复制的原理,在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
(2)目的:快速扩增目的基因。
(3)原理:DNA半保留复制。
(4)基本条件:DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
31.(2023高二下·南岗期末)某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮源的主要作用是 (答出1点即可)。通常,可 法对培养基进行灭菌。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,原因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是 (答出1点即可)。
【答案】(1)菌T能够分泌纤维素酶
(2)为合成微生物细胞结构提供原料;高压蒸汽灭菌
(3)制造无氧环境;排出二氧化碳;酸性的重铬酸钾溶液
(4)葡萄糖;节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广
【知识点】微生物的分离和培养;微生物发酵及其应用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是细菌T能够分泌纤维素酶。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮源的主要作用是为合成微生物细胞结构提供原料,通常对培养基进行灭菌常用高压蒸汽灭菌法。
(3) 将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境,但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,因为酵母菌呼吸作用产生的 CO2,过多的CO2排不出来回发生爆瓶的现象,因此需适时拧松瓶盖排出内部的CO2,酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液来检测。
(4) 本实验收集的淋洗液中的葡萄糖, 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是: 节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广 。
【分析】(1)培养基的主要成分:水、碳源、氮源、无机盐。还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
(2)灭菌:指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
①适用对象:用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等。
②常用方法:湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等。
(3)酵母菌是一种单细胞真菌,是真核生物。在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。
①CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 。
②酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。
32.(2023高二下·南岗期末)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N蛋白胞外段,制备相应的单克隆抗体,增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。
(1)N蛋白胞外段抗原制备,流程如图1
①构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,目的是 。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞,质粒被包在脂质体 (填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
②质粒在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和 组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
(2)N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图2
①用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用 酶处理,制成细胞悬液,置于含有混合气体的 中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
②用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行 培养。用 技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集 ,提取单克隆抗体。
③利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成 ,实现特异性治疗。
【答案】(1)检测目的基因是否成功导入受体细胞;双分子层中;含N蛋白胞外段基因的核酸
(2)胰蛋白酶或胶原蛋白;CO2培养箱;克隆化;抗原抗体杂交;细胞培养液;抗体-药物偶联物ADC
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) ①构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,标记基因可以帮助筛选出含有目的基因的受体细胞,即目的是检测目的基因是否成功导入受体细胞;由于DNA分子溶于水,磷脂分子之间是疏水的,故质粒被包在脂质体双分子层中。
②质粒在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含N蛋白胞外段基因的核酸组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
(2) ①用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理, 制成细胞悬液,置于含有混合气体的CO2中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
②用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行克隆化培养。由于抗原和抗体之间存在特异性结合,因此用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集细胞培养液 , 提取单克隆抗体。
③利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成抗体-药物偶联物ADC,实现特异性治疗。
【分析】(1)基因表达载体构建的目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的组成:
(2)动物细胞培养需要满足以下条件:
①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分: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。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是 36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(3)单克隆抗体的制备过程:
33.(2020高一上·广州期末)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问题:
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分别加入 试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加 ,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是 。
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示),40℃温育30 min后,分别加入斐林试剂并60℃水浴加热,观察试管内颜色变化。
请继续以下分析:
①设置试管1作为对照,其主要目的是 。
②试管2中应加入的X是 的提取液。
③预测试管3中的颜色变化是 。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是 。
【答案】(1)双缩脲;①②③
(2)碘液;玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少
(3)排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖;发芽前玉米;蓝色→砖红色;淀粉酶已失活
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;酶的特性
【解析】【解答】(1)根据以上分析可知,检测蛋白质或多肽应该用双缩脲试剂;该实验需要用量筒量一定量的蛋白质溶液、双缩脲试剂A液,需要用滴管滴加双缩脲试剂B液,但是该实验不需要加热,也不需要显微镜观察,故答案为:①②③。(2)检测淀粉应该用碘液;胚乳呈现蓝色块状,说明胚乳含有大量的淀粉,而随着时间的延长,蓝色块状变小了,说明玉米发芽的过程中胚乳的淀粉逐渐减少了。(3)①该实验的目的是验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶的作用,在淀粉酶的作用下淀粉水解产生了还原糖,还原糖用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀。1号试管加的是缓冲液和淀粉,作为对照试验,其可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。
②根据单一变量原则,1号试管加的是缓冲液作为对照,3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液。
③3号试管发芽玉米提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解产生了还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色;如4号试管的颜色没有从蓝色变成砖红色,可能是因为淀粉酶已失活,不能催化淀粉水解。
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀).斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。(4)淀粉遇碘液变蓝色.(5)甲基绿能使DNA呈绿色,吡罗红能使RNA呈红色。据此答题。
34.(2023高二下·南岗期末)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序,发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。
回答下列问题:
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与 植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因,用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割,用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达,其上下游序列需具备 。
(3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(如图),用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入 ▲ 。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约 ▲ %的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株 ▲ (填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到 ▲ %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性核酸内切酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见下。
在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。
【答案】(1)野生型
(2)运载体;启动子和终止子
(3)DAI基因和卡那霉素抗性基因;75;自交;100;
【知识点】基因工程的应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)由题干“ 对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。 通过遗传分析和测序,发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因 ”可知,突变体的基因是隐性基因,野生型的基因型是显性基因,将野生型DAI基因转入突变体植株后,转基因植株中有含有显性基因的野生型基因型,也有隐性突变体的基因型,基因型决定表现型, 若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与野生型植株的种子大小相近。
(2) 用PCR反应扩增DAI基因后,需要构建基因表达载体,即用限制性核酸内切酶对PCR产物和运载体进行切割, 用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达,其上下游序列需具备启动子和终止子。
(3) ① 根据图示可知,农杆菌的T-DNA 携带了DAT基因和卡那霉素抗性基因,所以将T1代种子播种在选择培养基上培养, 能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入DAI基因和卡那霉素抗性基因 。
② 农杆菌转化T0代植株并自交,经过选择培养基的选择和培养,T1 代阳性植株中都含有DAI基因,由题干“ T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点 ”可知, T-DNA可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点 ,但是要选出的单一位点插入的植株,相当于一对等位基因的杂合子,其自交后代应该出现3:1的性状分离,因此应该选取约75%的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株即由杂合子和纯合子两种基因型,如果设相关基因为B和b,T2代阳性植株的基因型为BB和Bb,如果与野生型杂交,所得的T3代种子植株都是阳性,无法区分;如果与突变体杂交,即与BB和Bb杂交,得到的T3植株是可以区分的,但是获得的植株不能实现目的基因的稳定遗传,因此需要选择自交,并选取阳性率100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
通过对比限制性核酸内切酶X的识别序列与增野生型和突变型基因片段,可以发现野生型的基因序列不含限制酶X的识别序列,而突变型的基因序列中有一个限制酶X的识别序列,所以野生型基因用限制酶X处理后电泳结果只有150bp的条带,突变型基因用限制酶X处理后会出现100bp和50bp两个条带。具体的电泳图如下:
【分析】(1)基因表达载体构建的目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的组成:
(2)农杆菌转化法:将目的基因导入双子叶植物和裸子植物时最常用的方法。方法步骤:目的基因插入Ti质粒的TDNA中→转入农杆菌→导入植物细胞→目的基因插入植物细胞中的染色体DNA上→目的基因表达。
(3)琼脂糖凝胶电泳
DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团会带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子本身的小和构象有关。
35.(2023高二下·南岗期末)下图为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程,请据图回答问题:
(1) 细胞器膜、核膜和细胞膜等膜结构共同构成真核细胞的 。图中含有膜结构的有 (填字母)。生物膜的基本支架是 ,这些生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,主要原因是组成生物膜的 的种类和数量不同。
(2)分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要多种细胞器参与,这体现了 ,在此过程中许多膜结构之间能够相互转化,说明了 。
(3)据图分析,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是 (填序号)。
(4)研究表明:细胞内利用囊泡运输物质的过程与某种蛋白质(S蛋白)有关。科学家经筛选获得了含有异常结构的S蛋白的酵母菌,与正常酵母菌相比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,具有正常结构的S蛋白的功能可能是促进 。
【答案】(1)生物膜系统;b、c、d、e、f;磷脂双分子层;蛋白质
(2)细胞器之间的协调和配合;生物膜具有流动性/生物膜之间存在间接的联系
(3)⑤⑥⑧
(4)内质网形成的囊泡和高尔基体融合
【知识点】细胞膜的成分;细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】 分析题图可知,a为核糖体,b为细胞核,c为线粒体,d为内质网,e为高尔基体,f为细胞膜;①表示翻译,②③④表示翻译形成的肽链进入各种细胞结构,⑤表示内质网粗加工,⑥表示高尔基体加工,⑦⑧表示分泌蛋白经过高尔基体后的分类、包装与运输。
(1)生物膜系统是由细胞器膜,核膜和细胞膜等膜结构共同组成的;图中含有膜结构的是细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜,分别对应 b、c、d、e、f ;生物膜的基本支架是磷脂双分子层,这些生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,膜的主要成分是磷脂和蛋白质,造成膜功能不同的原因是生物膜上蛋白质的种类和数量不同。
(2)分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要多种细胞器的参与,这体现了细胞器之间的协调配合, 在此过程中许多膜结构之间能够相互转化,说明了生物膜具有流动性/生物膜之间存在间接的联系。
(3)分泌蛋白合成和分泌的过程分别经过的细胞器有:粗面内质网→高尔基体,具体的过程对应图示中的:⑤→⑥→⑧ 。
(4) 研究表明:细胞内利用囊泡运输物质的过程与某种蛋白质(S蛋白)有关。科学家经筛选获得了含有异常结构的S蛋白的酵母菌,与正常酵母菌相比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。由此可以看出S蛋白结构异常会造成内质网形成囊泡无法进行与高尔基进行融合。
【分析】(1)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
(2)膜的基本支架:磷脂双分子层。
膜的主要成分:磷脂和蛋白质。
蛋白质分子有的镶、有的嵌入、有的贯穿(横跨)在磷脂双分子层。这体现膜结构内外的不对称性。
糖蛋白位于细胞膜外表面,参与细胞识别。
膜的结构特点:流动性。
膜的功能特点是具有选择透过性,它主要取决于载体蛋白的种类和数量。
(3)分泌蛋白的分泌过程:
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黑龙江省哈尔滨市南岗区2022-2023学年高二下册生物期末考试试卷
一、选择题:本题共25小题,每小题1分,共25分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·辽宁)下列关于硝化细菌的叙述,错误的是()
A.可以发生基因突变 B.在核糖体合成蛋白质
C.可以进行有丝分裂 D.能以CO2作为碳源
2.(2022高一上·光明月考)下图所示的四个方框代表蓝细菌、新冠病毒、水绵和酵母菌,其中阴影部分表示它们都具有的某种物质或结构。阴影部分可能包含( )
A.核糖体 B.染色体 C.DNA D.RNA
3.(2023高二下·南岗期末)下列有关细胞学说的说法,错误的是( )
A.细胞学说使人们认识到植物和动物有共同的结构基础从而打破了动植物学之间横亘的壁垒
B.细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性
C.施莱登和施旺利用完全归纳法得出所有动植物都是由细胞发育而来的
D.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
4.(2023高二下·南岗期末)生物组织细胞中含多种化合物,某些化学试剂能够使其产生特定的颜色反应,下列相关叙述正确的是( )
A.甘蔗富含蔗糖且颜色较浅,是检测还原糖的适宜材料
B.将花生子叶切成薄片并用苏丹Ⅲ染色后,即可观察
C.检测蛋白质时,加入双缩脲试剂后需要在50—65℃条件下水浴加热
D.斐林试剂能与还原糖发生作用生成砖红色沉淀,使用时应现配现用
5.(2023高二下·南岗期末)下列关于水和无机盐的叙述,错误的是( )
A.自由水参与体内营养物质的运输和代谢废物的排出
B.细胞代谢的强弱程度与细胞内自由水和结合水的比例相关
C.镁和钙存在于叶绿素和血红蛋白分子中,体现了无机盐在生命活动中起重要作用
D.无机盐绝大多数以离子形式存在,可维持渗透平衡
6.(2023·湖北)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
7.(2022·重庆)将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸,B链末端增加2个精氨酸,可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述,错误的是( )
A.进入人体后需经高尔基体加工 B.比人胰岛素多了2个肽键
C.与人胰岛素有相同的靶细胞 D.可通过基因工程方法生产
8.(2023高二下·南岗期末)下列关于细胞膜的流动镶嵌模型说法正确的是( )
A.罗伯特森利用光学显微镜提出了“亮一暗一亮”的三明治结构是一种静态模型
B.提取肌细胞中脂质在空气一水界面铺成单分子层的面积恰好为肌细胞表面积的2倍
C.荧光标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验,证明了细胞膜具有流动性
D.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇
9.(2022高一上·长春期中)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后,S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别,经高尔基体膜包裹形成囊泡,在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中,带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶;不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是( )
A.溶酶体主要分布在动物细胞中,是细胞的“消化车间”
B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C.S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D.M6P受体缺失的细胞中,带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
10.(2022高三上·邢台月考)如图所示为细胞核结构模式图,下列叙述中正确的是( )
A.高等植物成熟筛管细胞中的细胞核,控制着该细胞的代谢和遗传
B.①与②相连接,二者共同参与细胞内蛋白质的加工和运输
C.③为处于凝固状态的遗传物质,不参与细胞代谢,仅起遗传物质的备份作用
D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,“控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质
11.(2023高二下·南岗期末)某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮油,每个小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是( )
A.由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部相对
B.由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜完全相同
C.由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内
D.由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内
12.(2023高二下·南岗期末)下列关于微生物发酵的叙述,错误的是( )
A.制作葡萄酒的过程中,将葡萄浆放入发酵瓶中时,应尽可能装满
B.制作果酒的过程中,添加适量蔗糖可获得酒精含量和甜度均较高的果酒
C.制作果醋的过程中,发挥作用的优势菌种是醋酸菌
D.泡菜腌制过程中,可加入已腌制过的泡菜汁来加快发酵进程
13.(2023高二下·南岗期末)某兴趣小组探究庆大霉素和阿米卡星两种抗生素对大肠杆菌的选择作用,获得如下实验结果。兴趣小组还设置含不同浓度抗生素的液体培养基培养大肠杆菌,结果显示抗生素浓度越低,液体越浑浊。下列叙述错误的是( )
A.抑菌圈的直径越大,说明抗生素的抑菌能力越强
B.抑菌圈随大肠杆菌代数增加而变小,说明抗生素对大肠杆菌有选择作用
C.阿米卡星的抑菌效果比庆大霉素小,所以药用效果相对不够理想
D.为了避免产生耐药菌,服用抗生素时要足量、足药程,及时停用对细菌不敏感的药
14.(2023高二下·南岗期末)稀释涂布平板法和平板划线法是分离和纯化微生物的两种重要方法,关于二者的比较,下列说法错误的是( )
A.稀释涂布平板法易形成单菌落并可对微生物进行计数
B.利用稀释涂布平板法进行统计数据时应选择相同稀释度下的培养基
C.平板划线中用蘸有菌液的接种环划一条线后,再次蘸取菌液继续划线
D.二者接种菌液时分别需要用到的工具是涂布器和接种环
15.(2023高二下·南岗期末)科学家利用植物体细胞杂交技术成功培育出“番茄—马铃薯”杂种植株。下列有关叙述不正确的是( )
A.用传统的有性杂交方法不能得到二者的杂种后代
B.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体
C.诱导原生质体融合的方法有物理法、化学法及灭活的病毒
D.该技术依据的主要原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
16.(2023高二下·南岗期末)下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,因此其不是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
B.在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C.通过快速繁殖可高效快速地实现种苗的大量繁殖,还可保持优良品种的遗传特性
D.植物组织培养是指对外植体进行培养诱导其形成完整植株的技术
17.(2023高二下·南岗期末)下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.体内受精、体外受精的共同点是受精前精子均需获能
B.囊胚期的内细胞团,将来可发育为胎儿的各种组织
C.对桑葚胚或囊胚进行分割处理,可培育出基因型相同的两个新个体
D.经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与受体保持一致
18.(2023高二下·南岗期末)我国科学家利用基因编辑技术,获得一只生物节律核心基因BMAL1敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合,发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴,获得5只克隆猴,用于研究节律机制。以下叙述不正确的是( )
A.克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
B.克隆猴基因组成差异小,作为实验动物便于研究
C.可用灭活的病毒诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合
D.受精卵经基因编辑后形成的胚胎可发育为克隆猴
19.(2023高二下·南岗期末)抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
20.(2023高二下·南岗期末)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒,构建基因表达载体(重组质粒),并转化到受体菌中。下列叙述错误的是( )
A.若用HindⅢ酶切,目的基因转录的产物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切,可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D.若用SphⅠ酶切,携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落
21.(2023高二下·南岗期末)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是( )
A.① B.② C.③ D.④
22.(2023高二下·南岗期末)蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是( )
A.蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B.上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C.可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D.利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
23.(2023高二下·南岗期末)a1-胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病,患者成年后会出现肺气肿及其他疾病,严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞表达人a1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述中错误的是( )
A.载体上绿色荧光蛋白基因(GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B.将目的基因导入羊受精卵中,可以使用显微注射法
C.培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因,故该羊有性生殖产生的后代也都能产生a1-抗胰蛋白酶
D.目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用
24.(2023高二下·南岗期末)下列关于生物技术的安全性与伦理问题的有关叙述错误的是( )
A.理论上生殖性克隆和治疗性克隆技术都不能丰富人类基因的多样性
B.我国对农业转基因生物实行了标识制度,如注明可能的危害
C.我国对转基因技术的方针之一是推广上要慎重,做到确保安全
D.我国反对生物武器及其技术和设备的扩散,主张全面禁止生物武器
25.(2023高二下·南岗期末)某种土壤细菌可将尿素(CH4N2O)分解为CO2和NH3,但分解产物CO2不能为该菌提供营养。若欲筛选出该种土壤细菌,仅考虑碳源和氮源,下列培养基设置合理的是( )
A.仅尿素就可以,既是碳源也是氮源
B.仅葡萄糖就可以,可以从空气中固氮
C.尿素为氮源,需要葡萄糖作为碳源
D.牛肉膏蛋白胨含C和N,可以满足
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,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错得0分。
26.(2023高二下·南岗期末)对图示的生物学实验的叙述,错误的是( )
A.若图①表示将显微镜镜头由a转换成b,则视野中观察到的细胞数目增多
B.若图②是显微镜某视野下洋葱根尖的图像,则向右移装片能观察清楚c细胞的特点
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动,发现细胞质的流动是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是逆时针
D.当图④视野中的64个组织细胞变为4个时,视野明显变暗
27.(2023高二下·南岗期末)果实在成熟过程中,所含的贮藏物进行代谢转化,果实逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。取成熟到第x天和第y天的等量果肉,分别加等量的蒸馏水制成提取液。然后在a、b试管中各加5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL第y天的提取液,如图B。下列对于该实验的一些分析,正确的是( )
A.向a、c试管加入碘液后,c试管中蓝色更深
B.曲线Ⅰ表示还原糖,曲线Ⅱ表示淀粉
C.向b、d试管加入斐林试剂后试管d立即出现比试管b更深的颜色
D.在果实成熟过程中,淀粉不断转变成还原糖
28.(2023高二下·南岗期末)驱动蛋白与细胞内物质运输有关,驱动蛋白家族成员众多,其中典型的驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成的异源四聚体,具有两个球形的头、一个螺旋状的杆和两个扇子状的尾(如图)。驱动蛋白通过头结合和水解ATP,导致颈部发生构象改变,驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”,将“尾部”结合的“货物”转运到指定位置。下列叙述错误的是( )
A.典型的驱动蛋白1中至少含有4个游离的氨基、2个游离的羧基
B.细胞骨架除参与物质运输外,还与细胞运动、分裂等相关
C.合成驱动蛋白1和细胞骨架的原料分别是氨基酸、葡萄糖
D.驱动蛋白分子既具有运输功能,又具有酶的催化特性
29.(2023高二下·南岗期末)“掩映橘林千点火,苞霜新橘万株金”。柑橘甜蜜爽口,老少皆宜。为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,科研人员设计了如下流程。相关叙述正确的是( )
A.过程①需在低渗环境中使用纤维素酶和果胶酶处理
B.实现过程②依赖膜的流动性和细胞的全能性
C.过程③中杂种细胞只进行有丝分裂
D.三倍体植株由于联会发生紊乱可产生无籽柑橘
30.(2023高二下·南岗期末)新冠疫情的快速控制,离不开我国政府的科学决策和对新冠病毒(一种RNA病毒)的快速检测能力。荧光定量PCR可定量检测样本中DNA含量,其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链互补的荧光探针,当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子,即DNA每扩增一次,就有一个荧光分子生成(如图),荧光监测系统随时接收荧光信号变化。每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环次数称为循环阈值(Ct值)。下列说法正确的是( )
A.PCR技术不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测
B.做荧光定量PCR之前,需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针
C.Ct值越大,被检测样本中病毒数目越多,对被检测者的危害性越大
D.最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本DNA的含量呈正相关
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
31.(2023高二下·南岗期末)某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。
回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是 。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮源的主要作用是 (答出1点即可)。通常,可 法对培养基进行灭菌。
(3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,原因是 。发酵液中的乙醇可用 溶液检测。
(4)本实验收集的淋洗液中的 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是 (答出1点即可)。
32.(2023高二下·南岗期末)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N蛋白胞外段,制备相应的单克隆抗体,增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。
(1)N蛋白胞外段抗原制备,流程如图1
①构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,目的是 。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞,质粒被包在脂质体 (填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
②质粒在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和 组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
(2)N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图2
①用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用 酶处理,制成细胞悬液,置于含有混合气体的 中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
②用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行 培养。用 技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集 ,提取单克隆抗体。
③利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成 ,实现特异性治疗。
33.(2020高一上·广州期末)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问题:
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分别加入 试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴加 ,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。由此可得出的结论是 。
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示),40℃温育30 min后,分别加入斐林试剂并60℃水浴加热,观察试管内颜色变化。
请继续以下分析:
①设置试管1作为对照,其主要目的是 。
②试管2中应加入的X是 的提取液。
③预测试管3中的颜色变化是 。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期),则最可能的原因是 。
34.(2023高二下·南岗期末)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序,发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。
回答下列问题:
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与 植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因,用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割,用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达,其上下游序列需具备 。
(3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(如图),用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入 ▲ 。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约 ▲ %的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株 ▲ (填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到 ▲ %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性核酸内切酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见下。
在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。
35.(2023高二下·南岗期末)下图为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图,其中a~f表示相应的细胞结构,①~⑧表示相应的生理过程,请据图回答问题:
(1) 细胞器膜、核膜和细胞膜等膜结构共同构成真核细胞的 。图中含有膜结构的有 (填字母)。生物膜的基本支架是 ,这些生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,主要原因是组成生物膜的 的种类和数量不同。
(2)分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要多种细胞器参与,这体现了 ,在此过程中许多膜结构之间能够相互转化,说明了 。
(3)据图分析,分泌蛋白合成并分泌的过程依次是 (填序号)。
(4)研究表明:细胞内利用囊泡运输物质的过程与某种蛋白质(S蛋白)有关。科学家经筛选获得了含有异常结构的S蛋白的酵母菌,与正常酵母菌相比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,具有正常结构的S蛋白的功能可能是促进 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、硝化细菌是原核生物,拟核里的DNA分子可以发生基因突变,A正确;
B、硝化细菌是原核生物,只有核糖体这一种细胞器,核糖体上可以合成蛋白质,B正确;
C、硝化细菌是原核生物,没有染色体,无法进行有丝分裂,C错误;
D、硝化细菌是化能自氧型生物,可以利用CO2作为碳源,D正确;
故答案为:C
【分析】(1)原核细胞构成的生物叫原核生物,原核细胞没有由核膜包被的细胞核,没有染色体,拟核区域有个环状的裸露DNA分子。
(2)原核细胞中唯一的一种细胞器是核糖体。
2.【答案】D
【知识点】DNA与RNA的异同;其它细胞器及分离方法;染色体的形态结构
【解析】【解答】A、新冠病毒没有核糖体,A错误;
B、新冠病毒和蓝细菌都不含染色体,B错误;
C、新冠病毒是RNA病毒,不含DNA,C错误;
D、蓝细菌、新冠病毒、水绵和酵母菌都含有RNA,D正确;
故答案为:D
【分析】(1)真核细胞和原核细胞中都有2种核酸,8种核苷酸,5种碱基。
(2) 真核细胞和原核细胞的遗传物质都是DNA,其组成中有4种核苷酸,4种碱基。
(3) 病毒中只有1种核酸(DNA或RNA),4种核苷酸,4种碱基。
3.【答案】C
【知识点】细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、细胞学说使人们认识到植物和动物的统一性,从而打破了动植物学之间横亘的壁,A正确;
B、细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,B正确;
C、施莱登和施旺利用不完全归纳法得出所有动植物都是由细胞发育而来的,C错误;
D、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,D正确;
故答案为:C。
【分析】德国科学家施莱登和施旺创立了细胞学说:
(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
(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
4.【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、甘蔗含有大量的蔗糖,但蔗糖不含有还原糖,不可以作为检测还原糖的适宜材料,A错误;
B、将花生子叶切成薄片并用苏丹Ⅲ染色后,用酒精漂洗后,显微镜下观察,B错误;
C、检测蛋白质时,加入双缩脲试剂后不需要水浴加热,C错误;
D、斐林试剂能与还原糖发生作用生成砖红色沉淀,使用时应现配现用 ,水浴加热后产生砖红色沉淀,D正确;
故答案为:D。
【分析】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的原理
①还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)+斐林试剂→砖红色沉淀;
②淀粉+碘液→蓝色;
③脂肪+苏丹Ⅲ (苏丹Ⅳ)橘黄色( 红色)(染色后要用50%酒精洗掉浮色);
④蛋白质(多肽)+双缩脲试剂→紫色。
5.【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用;无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、自由水参与细胞内的代谢活动,参与体内营养物质的运输和代谢废物的排,A正确;
B、细胞代谢的强弱程度与细胞内自由水和结合水的比例相关 ,自由水和结合水的比例越高,代谢越强;反之越弱,B正确;
C、 镁和铁存在于叶绿素和血红蛋白分子中,体现了无机盐在生命活动中起重要作用,C错误;
D、 无机盐绝大多数以离子形式存在,可维持渗透平衡,D正确;
故答案为:C。
【分析】(1)水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。
结合水:与细胞中的某些物质结合,是细胞结构的重要组成成分,约占细胞内全部水分的4.5%。
自由水:以游离的形式存在,可以自由流动,约占细胞内全部水分的95.5%。
自由水作用:①细胞内的良好溶剂;②参与生化反应;③提供液体环境;④运送营养物质和代谢废物。
(2)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,少数以化合物形成存在(如CaCO3)
(3)无机盐的生理作用:
①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。如:Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分、PO43-是合成磷脂、磷酸、ATP 的原料。
②参与细胞的各种生命活动。如:钙离子浓度过低则肌肉抽搐、过高则肌肉乏力。
③无机盐离子参与调解细胞的渗透压和 pH 值。
6.【答案】A
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构;蛋白质变性的主要因素
【解析】【解答】A、蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质空间结构被破坏,不破坏肽键,A错误;
B、组成球状蛋白的氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,说明外侧主要是极性基团,可溶于水,不易溶于乙醇,B正确;
C、加热使蛋白质空间结构发生改变而引起的蛋白质变性是不可逆的变化,故变性后不能恢复原有的结构和性质,C正确;
D、变性后蛋白质空间结构发生改变,因结构决定功能,故生物活性丧失,D正确。
故答案为:A。
【分析】蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。例如,鸡蛋肉类经煮熟后,蛋白质变性就不能恢复原来状态,原因是高温时蛋白质分子的空间结构变得松散、伸展,容易被蛋白酶水解,因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。经过加热、加酸、酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性,可以达到消毒灭菌的目的。
7.【答案】D
【知识点】蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合;蛋白质工程
【解析】【解答】A. 由于B链上多了2个精基酸,故进入人体后要进行加工才能起作用,A正确;
B. B链上多了2个精氨酸,所以多了2个肽键,B正确;
C. 人工胰岛素和人胰岛素作用相同,靶细胞相同,C正确;
D. 基因工程只能生产已有的蛋白质,人工长效胰岛素不属于已有蛋白质,故不能通过基因工程生产,D错误。
故答案为:D。
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)
蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质
蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。
8.【答案】C
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】A、罗伯特森利用光学显微镜提出了“暗一亮一暗”的三明治结构是一种静态模型,A错误;
B、提取人的红细胞细胞中的脂质在空气——水界面铺成单分子层的面积恰好是红细胞表面积的2倍,B错误;
C、荧光标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验,证明了细胞膜具有流动性,C正确;
D、欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的脂质,D错误;
故答案为:C。
【分析】(1)生物膜的结构特点:具有一定的流动性 ,是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
(2)生物膜的功能特点:具有选择透过性,这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。
9.【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、动物中的溶酶体,是细胞的“消化车间”,A正确;
B、由题干可知,溶酶体酶的化学本质是蛋白质,核糖体参与蛋白质的合成,B正确;
C、S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志, 带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶,说明S酶功能丧失的细胞中,衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累,C正确;
D、由题干可知不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜 ,D错误;
故答案为:D
【分析】(1)溶酶体是细胞内的“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器和细胞,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌 。
(2)分泌蛋白的合成过程:
10.【答案】D
【知识点】细胞核的功能;细胞核的结构
【解析】【解答】A、高等植物成熟筛管细胞中无细胞核,A错误;
B、②为核膜,不参与细胞内蛋白质的加工,B错误;
C、③为核仁,不属于遗传物质,C错误;
D、细胞核内合成的信息分子通过核孔到达细胞质后,控制细胞的代谢和遗传,D正确。
故答案为:D。
【分析】细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,是遗传信息库,主要由核膜、核孔、核仁和染色质等构成。
1、核膜:(1)结构:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。(2)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
2、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。
3、染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA和蛋白质。
4、核孔:主要是mRNA、解旋酶、DNA聚合酶等大分子物质进出细胞核的通道。
11.【答案】D
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的结构特点
【解析】【解答】磷脂分子由亲水性的“头部”排在外侧,疏水性的“尾部”排在内侧,而细胞中的小油滴疏水,外部溶液亲水,所以磷脂膜应该有单层磷脂分子构成,头部在外,尾部向着油滴。D正确;A、B、C错误;
故答案为:D。
【分析】磷脂分子,是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子;磷脂双分子层 ,其构成了细胞膜(生物膜)的基本支架;亲水性的“头部”排在外侧,疏水性的“尾部”排在内侧。
12.【答案】A
【知识点】微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、制作葡萄酒的过程中,将葡萄浆放入发酵瓶中时,因为酵母菌呼吸作用会产生CO2,装满后的发酵瓶会发生爆瓶现象,所以发酵瓶不能装满,A错误;
B、制作果酒的过程中,添加适量蔗糖可获得酒精含量和甜度均较高的果酒 ,B正确;
C、制作果醋的过程中,发挥作用的优势菌种是醋酸菌,醋酸菌是好养型细菌,C正确;
D、泡菜腌制过程中,可加入已腌制过的泡菜汁来加快发酵进程,因为已腌制过的泡菜汁含有风味的微生物,D正确;
故答案为:A。
【分析】(1)酿酒过程中,前期通入无菌空气让酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;后期封闭发酵罐,让酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精。
(2)果醋制作的原理醋酸菌, 其代谢类型:异养需氧型,对氧气的含量特别敏感。制作原理是在氧气、糖源都充足中醋酸菌能将糖分解成醋酸。
(3)菜发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出,气泡产生的原因是酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生CO2形成的。
13.【答案】C
【知识点】自然选择与适应
【解析】【解答】A、抑菌圈的直径越大,说明杀死的细菌越多,也就说了抑菌圈的直径越大,A正确;
B、抑菌圈随大肠杆菌代数增加而变小,说明大肠杆菌的抗药性增强了,说明抗生素对大肠杆菌有选择作用 ,B正确;
C、从图可知,阿米卡星的抑菌效果比庆大霉素小,使用含不同浓度抗生素的液体培养基培养大肠杆菌,结果显示抗生素浓度越低,液体越浑浊,说明浓度越低,抑菌效果较差,但不能说明阿米卡星的药用效果相对不够理想,C错误;
D、细菌在抗生素的选择作用下,抗药性强的个体存留下来成为优势种群,故为了避免产生耐药菌,服用抗生素时要足量、足药程,及时停用对细菌不敏感的药,D正确;
故答案为:C。
【分析】用药之前,大肠杆菌种群中存在很多种变异类型,说明变异是不定向的;使用抗生素后,大量大肠杆菌被杀死,但是还有部分存活,这是自然选择的结果,这种选择是定向的。使用抗生素后,抗药性弱的大肠杆菌被杀死,抗药性强的大肠杆菌存活下来,这种抗药性可以遗传。这样经过抗生素的长期选择,使得大肠杆菌抗药性逐渐加强。
14.【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养
【解析】【解答】A、 稀释涂布平板法可以形成单菌落,并可对微生物进行计数,A正确;
B、利用稀释涂布平板法进行统计数据时应选择相同稀释度下的培养基,B正确;
C、平板划线中用蘸有菌液的接种环划一条线后,需要经过灼烧接种环后,再次蘸取菌液继续划线 ,C错误;
D、 稀释涂布法用的工具是涂布器,平板划线法用到的工具是接种环 ,D正确;
故答案为:C。
【分析】微生物的纯化培养技术:
①平板划线法:是微生物接种的常用方法,最终目的为了获得单菌落。平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过程中。
②稀释涂布平板法:是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。该法在将细胞接种到培养基之前,通过液体稀释的方法分散细胞,最常用的液体稀释方法为 10 倍系列稀释。
③用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落,以便于纯化菌种。
15.【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、番茄和马铃存在生殖隔离,用传统的有性杂交方法无法得到二者的杂交后代,A正确;
B、植物体细胞杂交的过程中,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,B正确;
C、植物体细胞杂交中诱导原生质体融合的方法有物理法、化学法,不能用灭活的病毒,C错误;
D、该技术依据的主要原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,D正确;
故答案为:C。
【分析】(1)植物体细胞杂交技术是将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(2)植物体细胞杂交技术打破生殖隔离、实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
16.【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、单倍体植物的细胞中不一定只有一套染色体,A错误;
B、在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,属于脱分化状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,B正确;
C、通过快速繁殖可高效快速地实现种苗的大量繁殖,由于这种繁殖属于无性生殖,还可保持优良品种的遗传特性 ,C正确;
D、植物组织培养是指对外植体进行培养诱导其形成完整植株的技术 ,D正确;
故答案为:A。
【分析】(1)植物组织培养技术:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
(2)植物组织培养的注意事项:
①选材:选取根尖、茎尖、形成层部位、最容易诱导脱分化。
②光照:脱分化过程不需要光照,再分化过程一定要有光照。
③细胞全能性表达的条件:离体、无菌;一定的营养物质(水、无机盐、蔗糖、维生素等);激素(主要是细胞分裂素和生长素);适宜的温度和光照(培养后期)。
17.【答案】D
【知识点】胚胎移植;胚胎分割;体外受精
【解析】【解答】A、体内受精、体外受精的共同点是受精前精子均需获,A正确;
B、囊胚期的内细胞团,将来可发育为胎儿的各种组织,B正确;
C、对桑葚胚或囊胚进行分割处理,分割后的胚胎的遗传物质来自同一个受精卵,因此可培育出基因型相同的两个新个体 ,C正确;
D、经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与供体保持一致,D错误;
故答案为:D。
【分析】胚胎移植:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。(供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。)
18.【答案】D
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、克隆猴是由体细胞的细胞核与去核的卵母细胞融合后培育成的个体,体现了动物体细胞的细胞核具有全能性,A正确;
B、克隆猴属于无性生殖,基因组成差异小,作为实验动物便于研究,B正确;
C、动物细胞融合是可以采用灭活的病毒去诱导,C正确;
D、受精卵经基因编辑后形成的胚胎,属于有性生殖,不属于克隆范畴,D错误;
故答案为:D。
【分析】(1)动物细胞核移植的原理:动物细胞核具有全能性。
(2)克隆动物不是对供体动物100%的复制,原因是克隆动物的亲本有三个,即细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。
克隆动物细胞核基因来自体细胞核供体,因此,克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。
克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞,因此,克隆动物的性状与卵母细胞供体部分相同。
代孕母体没有为克隆物提供遗传物质,因此,克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。
19.【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、预变性过程可促进模板DNA全部解聚成DNA单链,A错误;
B、后延时阶段,可以让目的基因的结构更加稳定,扩增的更加充分,B正确;
C、延伸过程需要引物参与,C错误;
D、转基因品种需要对基因安全性进行评估等多项检测才可以上市,D错误;
故答案为:B。
【分析】PCR过程:
①变性:当温度上升到90 ℃以上时,双链DNA解聚为单链。
②复性:温度下降至50 ℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
③延伸:温度升至72 ℃左右时,溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
20.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、若用HindⅢ酶,可能导致目的基因和质粒的连接出现正向或反向连接,导致目的基因在转录和翻译的过程中,产生不同的产物,A正确;
B、用PvuⅠ酶切 ,会破坏氨苄青霉素抗性基因而无法表达,而四环素抗性基因可以表达,但是重组质粒导入受体菌的过程可能失败,所以在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因,B正确;
C、DNA凝胶电泳技术可以用来检测重组质粒中目的基因,若用SphⅠ酶切,可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否,C正确;
D、若用SphⅠ酶切 ,四环素抗性基因会被破坏而无法表达,坏氨苄青霉素抗性基因完好会进行表达,因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素培养基上生存,但是无法在含有四环素的培养基上生存,D错误;
故答案为:D。
【分析】根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。
21.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、①上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团不应该都是-OH,A错误;
B、②上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团不应该都是P,B错误;
C、③上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团应该是磷酸基团在5‘端,-OH基团在3‘端,C错误;
D、④上的DNA链上的脱氧核苷酸两端的基团应该是磷酸基团在5‘端,-OH基团在3‘端,DNA连接酶可以连接两端,D正确;
故答案为:D。
【分析】DNA连接酶连接部位:磷酸二酯键。结果:两个相同的黏性末端的连接。DNA连接酶能连接DNA片段,脱氧核苷酸的磷酸基因位于5‘端,-OH位于3‘。
22.【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程,也是需要经过转录和翻译的过程,是遵循“中心法则”的,A错误;
B、蛋白质工程技术是需要通过基因工程对基因进行改造的,是基因工程的延伸,B正确;
C、可以利用抗原抗体杂交技术检测是否有目标蛋白的合成 ,C错误;
D、利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列,D正确;
故答案为:B。
【分析】蛋白质工程的基本思路:预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
23.【答案】C
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、根据题干,该基因工程中,载体上绿色荧光蛋白基因GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细,A正确;
B、将目的基因导入羊受精卵中,可以使用显微注射法,B正确;
C、培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因,但由于其都是杂合子, 所以该羊有性生殖产生的后代不一定都能产生a1-抗胰蛋白酶,C错误;
D、目的基因与载体重组的过程需要DNA连接酶进行连接催化,D正确;
故答案为:C。
【分析】基因工程的四个步骤:
①目的基因的筛选与获取。
②基因表达载体的构建。
③将目的基因导入受体细胞。
④目的基因的检测与鉴定。
24.【答案】B
【知识点】转基因生物的安全性问题;克隆的利与弊
【解析】【解答】A、理论上生殖性克隆和治疗性克隆技术都属于无性生殖,都不能丰富人类基因的多样性,A正确;
B、我国对农业转基因生物实行了标识制度,但是转基因生物可能的危害是不确定性的,无法注明,B错误;
C、我国对转基因技术的方针之一是推广上要慎重,做到确保安全,C正确;
D、我国反对生物武器及其技术和设备的扩散,主张全面禁止生物武器 ,D正确;
故答案为:B。
【分析】生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面。
25.【答案】C
【知识点】培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、由题干“ 尿素 分解产物CO2不能为该菌提供营养 ”可知,尿素只能作为氮源,不能作为碳源,A错误;
B、该土壤细菌只能分解尿素作为氮源,无法从空气中固氮,B错误;
C、尿素可以作为氮源,因为其分解产物CO2不能为该菌提供营养,所以需要额外题干碳源,葡萄糖可以作为碳源,C正确;
D、该培养基是为了筛选出该土壤细菌,因此不能利用牛肉膏蛋白质作为碳源和氮源,D错误;
故答案为:C。
【分析】(1)微生物最常用的碳源是糖类,尤其是葡萄糖;最常用的无机氮源是铵盐和硝酸盐。
(2)对异养微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源和能源。
(3)某些微生物之所以需要补充生长因子,往往是由于缺乏合成作为生长因子的物质所需要的酶或合成能力有限。
26.【答案】A,B,C
【知识点】观察细胞的有丝分裂;显微镜;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、若图①表示将显微镜物镜镜头由a转换成b,由低倍镜转为高倍镜,说明观察视野中细胞数目变少,A错误;
B、若图②是显微镜某视野下洋葱根尖的图像中的c点在视野的左方,由于显微镜成像是倒立的虚像,因此物像的移动方向与标本的移动方向相反,故应向左移装片能观察清楚c细胞的特点,B错误;
C、由于显微镜下所成的像是倒立放大的虚像,若图③是在显微镜下观察细胞质流动, 发现细胞质的流动是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是顺时针,C错误;
D、当图④视野中的64个组织细胞变为4个时,说明放大的倍数大了,放大倍数增加时,视野会变暗,细胞数量减少,细胞变大,D正确;
故答案为:A、B、C。
【分析】显微镜的使用
(1)显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数。显微镜放大的是物像的长度或宽度,而不是面积或体积。
(2)目镜与物镜的判断
①目镜:无螺纹,放大倍数与长度呈反比。
②物镜:有纹,放大倍数与长度呈正
(3)“物”与“像”是上下相反,左右相反的关系,即把“物”翻转180°后就是“像”。
(4)视野中观察对象在视野外侧,要将它移到视野中央,遵循“哪偏哪移”原则。如观察对象在视野的左下方,要将它移到视野中央,玻片应向左下方移动。
(5)低倍镜下视野亮、范围大、细胞小、数目多;高倍镜下视野暗、范围小、细胞大、数目少。
27.【答案】D
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;检测还原糖的实验
【解析】【解答】分析题干可知,I是淀粉,II是还原糖。
A、随着香蕉成熟时间的增长,淀粉转变为可溶性的还原糖的数量增多,a提取液的时间比c的提取液的时间早,所以a提取液中含有的淀粉含量高,因此a试管中蓝色的颜色更深,c试管中蓝色的颜色比较浅或没有蓝色,A错误;
B、由题干分析可知,曲线I表示淀粉含量的变化曲线,曲线II表示还原糖的含量的变化曲线,B错误;
C、向b、d试管加入斐林试剂是用来检测还原糖的含量的,b提取液的时间比d的提取液的时间早,因此b中含有的还原糖的含量低,但是该检测试验需要在水浴加热的情况下才能出现砖红色沉淀,因此两试管加热斐林试剂是不会出现颜色变化的,C错误;
D、在果实成熟的过程中,淀粉不断转化为还原性糖,因此香蕉成熟的过程中,香蕉会越来越甜,D正确;
故答案为:D。
【分析】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的原理
①还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)+斐林试剂→砖红色沉淀;
②淀粉+碘液→蓝色。
28.【答案】A,C
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构;蛋白质在生命活动中的主要功能
【解析】【解答】A、由题干“ 驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成 ”,可知驱动蛋白1含有4条肽链,因此至少含有4个游离的氨基,4个游离的羧基,A错误;
B、细胞骨架除参与物质运输外,还与细胞运动、分裂是有关的,B正确;
C、细胞骨架是由蛋白纤维组成的,由题干“ 驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成”可知其也是由一种蛋白,两者的原料都是氨基酸,C错误;
D、由题干可知,驱动蛋白具有转运和催化的功能,因此驱动蛋白分子既具有运输功能,又具有酶的催化特性,D正确;
故答案为:A、C。
【分析】蛋白质的功能
(1)构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白,如肌肉、羽毛、头发等。
(2)绝大多数酶是蛋白质 ,有催化作用。
(3)红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有运输功能。
(4)胰岛素起信息传递作用,能够调节机体的生命活动。
(5)抗体有免疫功能。
(6)糖蛋白有信息识别功能。
29.【答案】C,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】分析题图可知: ① 是去除细胞壁的过程; ②是原生质体融合的过程; ③ 是杂种细胞培育成幼苗的过程;
A、过程 ①是去除细胞壁的过程,需要使用的酶是纤维素酶和果胶酶,为了防止获得的原生质体破裂,需要在等渗或略高渗环境中进行,A错误;
B、实现过程②依赖膜的流动性,B错误;
C、过程③是杂种细胞培育成幼苗的过程,此过程需要有细胞的增殖,细胞增殖通过有丝分裂获得,C正确;
D、三倍体含有3个染色体组,减数分裂时联会紊乱,不能产生正常配子,因此可以产生无籽柑橘,D正确;
故答案为:C、D。
【分析】(1)植物体细胞杂交中去除细胞壁用纤维素酶和果胶酶,获得原生质体。
(2)植物体细胞杂交中人工诱导原生质体融合的方法
①物理法:电融合法、离心法等。
②化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
30.【答案】A,B,D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR技术的原理是DNA双链的复制,新冠病毒的遗传物质是RNA,所以PCR是不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测,A正确;
B、由题干可知,通过病毒的RNA经过逆转录得到cDNA,cDNA在PCR过程中解旋后可以和引物一起与模板结合,因此需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针,B正确;
C、Ct值越小,说明所需要的循环的次数越少,可以理解为样本中病毒含量相对较高,越容易别检测到,如果Ct值越大,说明所需循环的次数越多,检测到时需要更多的时间和循环,提示样本中病毒的含量相对较少,即新冠病毒含量越少,Ct值越高;新冠病毒含量越多,Ct值越小,C错误;
D、由题干“ 加入与某条模板链互补的荧光探针,当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子,即DNA每扩增一次,就有一个荧光分子生成 ”,由此可知反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关,D正确;
故答案为:A、B、D。
【分析】(1)PCR是聚合酶链式反应的缩写,它是一项根据DNA半保留复制的原理,在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
(2)目的:快速扩增目的基因。
(3)原理:DNA半保留复制。
(4)基本条件:DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
31.【答案】(1)菌T能够分泌纤维素酶
(2)为合成微生物细胞结构提供原料;高压蒸汽灭菌
(3)制造无氧环境;排出二氧化碳;酸性的重铬酸钾溶液
(4)葡萄糖;节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广
【知识点】微生物的分离和培养;微生物发酵及其应用;培养基概述及其分类
【解析】【解答】(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是细菌T能够分泌纤维素酶。
(2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮源的主要作用是为合成微生物细胞结构提供原料,通常对培养基进行灭菌常用高压蒸汽灭菌法。
(3) 将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境,但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,因为酵母菌呼吸作用产生的 CO2,过多的CO2排不出来回发生爆瓶的现象,因此需适时拧松瓶盖排出内部的CO2,酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液来检测。
(4) 本实验收集的淋洗液中的葡萄糖, 可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是: 节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广 。
【分析】(1)培养基的主要成分:水、碳源、氮源、无机盐。还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
(2)灭菌:指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
①适用对象:用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等。
②常用方法:湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等。
(3)酵母菌是一种单细胞真菌,是真核生物。在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。
①CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 。
②酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。
32.【答案】(1)检测目的基因是否成功导入受体细胞;双分子层中;含N蛋白胞外段基因的核酸
(2)胰蛋白酶或胶原蛋白;CO2培养箱;克隆化;抗原抗体杂交;细胞培养液;抗体-药物偶联物ADC
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) ①构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,标记基因可以帮助筛选出含有目的基因的受体细胞,即目的是检测目的基因是否成功导入受体细胞;由于DNA分子溶于水,磷脂分子之间是疏水的,故质粒被包在脂质体双分子层中。
②质粒在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含N蛋白胞外段基因的核酸组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
(2) ①用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理, 制成细胞悬液,置于含有混合气体的CO2中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
②用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行克隆化培养。由于抗原和抗体之间存在特异性结合,因此用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集细胞培养液 , 提取单克隆抗体。
③利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成抗体-药物偶联物ADC,实现特异性治疗。
【分析】(1)基因表达载体构建的目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的组成:
(2)动物细胞培养需要满足以下条件:
①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分: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。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是 36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(3)单克隆抗体的制备过程:
33.【答案】(1)双缩脲;①②③
(2)碘液;玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少
(3)排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖;发芽前玉米;蓝色→砖红色;淀粉酶已失活
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;酶的特性
【解析】【解答】(1)根据以上分析可知,检测蛋白质或多肽应该用双缩脲试剂;该实验需要用量筒量一定量的蛋白质溶液、双缩脲试剂A液,需要用滴管滴加双缩脲试剂B液,但是该实验不需要加热,也不需要显微镜观察,故答案为:①②③。(2)检测淀粉应该用碘液;胚乳呈现蓝色块状,说明胚乳含有大量的淀粉,而随着时间的延长,蓝色块状变小了,说明玉米发芽的过程中胚乳的淀粉逐渐减少了。(3)①该实验的目的是验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶的作用,在淀粉酶的作用下淀粉水解产生了还原糖,还原糖用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀。1号试管加的是缓冲液和淀粉,作为对照试验,其可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。
②根据单一变量原则,1号试管加的是缓冲液作为对照,3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液。
③3号试管发芽玉米提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解产生了还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色;如4号试管的颜色没有从蓝色变成砖红色,可能是因为淀粉酶已失活,不能催化淀粉水解。
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀).斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。(4)淀粉遇碘液变蓝色.(5)甲基绿能使DNA呈绿色,吡罗红能使RNA呈红色。据此答题。
34.【答案】(1)野生型
(2)运载体;启动子和终止子
(3)DAI基因和卡那霉素抗性基因;75;自交;100;
【知识点】基因工程的应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)由题干“ 对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。 通过遗传分析和测序,发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因 ”可知,突变体的基因是隐性基因,野生型的基因型是显性基因,将野生型DAI基因转入突变体植株后,转基因植株中有含有显性基因的野生型基因型,也有隐性突变体的基因型,基因型决定表现型, 若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与野生型植株的种子大小相近。
(2) 用PCR反应扩增DAI基因后,需要构建基因表达载体,即用限制性核酸内切酶对PCR产物和运载体进行切割, 用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达,其上下游序列需具备启动子和终止子。
(3) ① 根据图示可知,农杆菌的T-DNA 携带了DAT基因和卡那霉素抗性基因,所以将T1代种子播种在选择培养基上培养, 能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入DAI基因和卡那霉素抗性基因 。
② 农杆菌转化T0代植株并自交,经过选择培养基的选择和培养,T1 代阳性植株中都含有DAI基因,由题干“ T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点 ”可知, T-DNA可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点 ,但是要选出的单一位点插入的植株,相当于一对等位基因的杂合子,其自交后代应该出现3:1的性状分离,因此应该选取约75%的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株即由杂合子和纯合子两种基因型,如果设相关基因为B和b,T2代阳性植株的基因型为BB和Bb,如果与野生型杂交,所得的T3代种子植株都是阳性,无法区分;如果与突变体杂交,即与BB和Bb杂交,得到的T3植株是可以区分的,但是获得的植株不能实现目的基因的稳定遗传,因此需要选择自交,并选取阳性率100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
通过对比限制性核酸内切酶X的识别序列与增野生型和突变型基因片段,可以发现野生型的基因序列不含限制酶X的识别序列,而突变型的基因序列中有一个限制酶X的识别序列,所以野生型基因用限制酶X处理后电泳结果只有150bp的条带,突变型基因用限制酶X处理后会出现100bp和50bp两个条带。具体的电泳图如下:
【分析】(1)基因表达载体构建的目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的组成:
(2)农杆菌转化法:将目的基因导入双子叶植物和裸子植物时最常用的方法。方法步骤:目的基因插入Ti质粒的TDNA中→转入农杆菌→导入植物细胞→目的基因插入植物细胞中的染色体DNA上→目的基因表达。
(3)琼脂糖凝胶电泳
DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团会带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子本身的小和构象有关。
35.【答案】(1)生物膜系统;b、c、d、e、f;磷脂双分子层;蛋白质
(2)细胞器之间的协调和配合;生物膜具有流动性/生物膜之间存在间接的联系
(3)⑤⑥⑧
(4)内质网形成的囊泡和高尔基体融合
【知识点】细胞膜的成分;细胞器之间的协调配合;细胞的生物膜系统
【解析】【解答】 分析题图可知,a为核糖体,b为细胞核,c为线粒体,d为内质网,e为高尔基体,f为细胞膜;①表示翻译,②③④表示翻译形成的肽链进入各种细胞结构,⑤表示内质网粗加工,⑥表示高尔基体加工,⑦⑧表示分泌蛋白经过高尔基体后的分类、包装与运输。
(1)生物膜系统是由细胞器膜,核膜和细胞膜等膜结构共同组成的;图中含有膜结构的是细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜,分别对应 b、c、d、e、f ;生物膜的基本支架是磷脂双分子层,这些生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,膜的主要成分是磷脂和蛋白质,造成膜功能不同的原因是生物膜上蛋白质的种类和数量不同。
(2)分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要多种细胞器的参与,这体现了细胞器之间的协调配合, 在此过程中许多膜结构之间能够相互转化,说明了生物膜具有流动性/生物膜之间存在间接的联系。
(3)分泌蛋白合成和分泌的过程分别经过的细胞器有:粗面内质网→高尔基体,具体的过程对应图示中的:⑤→⑥→⑧ 。
(4) 研究表明:细胞内利用囊泡运输物质的过程与某种蛋白质(S蛋白)有关。科学家经筛选获得了含有异常结构的S蛋白的酵母菌,与正常酵母菌相比,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。由此可以看出S蛋白结构异常会造成内质网形成囊泡无法进行与高尔基进行融合。
【分析】(1)在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
(2)膜的基本支架:磷脂双分子层。
膜的主要成分:磷脂和蛋白质。
蛋白质分子有的镶、有的嵌入、有的贯穿(横跨)在磷脂双分子层。这体现膜结构内外的不对称性。
糖蛋白位于细胞膜外表面,参与细胞识别。
膜的结构特点:流动性。
膜的功能特点是具有选择透过性,它主要取决于载体蛋白的种类和数量。
(3)分泌蛋白的分泌过程:
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