东莞市常平中学等三校2023-2024学年高二下学期期中联考
生物
1. 如图1为果酒、果醋制作装置,图2为果酒发酵中酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A. 制作果酒的整个过程中,夹子①②均关闭,制作果醋时,夹子①②均打开
B. 制作果酒时应将图1装置放在18~30℃环境中,制作果醋时应将温度提高至30~35℃
C. 图2曲线a~b段,瓶内有大量二氧化碳和水产生,导致瓶内气压增大
D. 随着发酵时间的推进,葡萄糖含量降低,乙醇的产生速率先上升后趋于稳定
【答案】B
【解析】
【分析】分析甲图:图甲为利用酵母菌酿制葡萄酒的实验装置,其中充气口①是在连接充气泵进行充气用的;排气口②是在酒精发酵时用来排出CO2的,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染。
【详解】A、制作果酒的过程中,夹子①先打开后关闭,夹子②在发酵过程中间歇打开,果醋发酵时需要氧气,因此用图1装置进行果醋发酵时,需打开夹子①②,A错误;
B、制作果酒的最适温度为18~30℃,应将图1装置放在18~30℃环境中,制作果醋的最适温度为30~35℃,应将温度提高至30~35℃,B正确;
C、图2曲线a~b段,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,酵母菌有氧呼吸过程中氧气消耗量等于二氧化碳产生量,因此瓶内的气压基本不变,C错误;
D、分析图2可知,随着发酵时间的推进,葡萄糖含量降低,乙醇的浓度先上升后趋于稳定,但乙醇的产生速率先上升,后下降为0,D错误。
故选B。
2. 人体细胞本身不能合成L-天冬酰胺酶,但其在大自然中来源十分广泛,许多细菌和真菌都能合成。L-天冬酰胺酶可分解天冬酰胺释放出氨,然后与奈斯勒试剂反应呈棕色。固体培养基:主要成分有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、琼脂、奈斯勒试剂。实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 根据实验结果可知,接种时采用的是平板划线法
B. 该培养基从功能来看属于鉴别培养基,其中充当氮源的成分是牛肉膏
C. 应选择菌落B和菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养
D. 无菌技术还可以避免操作者被有害微生物感染,实验结束后的培养基不能直接丢弃
【答案】D
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、从接种结果来看,菌落分布较为均匀,应该采用的是稀释涂布平板法,A错误;
B、培养基中加入有奈斯勒试剂,若微生物能产生L-天冬酰胺酶则菌落周围会出现棕色圈,因此该培养基从功能来看属于鉴别培养基,其中充当氮源的成分是牛肉膏和蛋白胨,B错误;
C、菌落B和菌落C周围棕色圈的直径相同,但C的菌落直径更小,因此菌落C的单个细胞产生的L-天冬酰胺酶更多,应选择菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养,C错误;
D、无菌技术可用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染,还可以避免操作者被有害微生物感染,但实验结束后为避免环境污染,培养基在丢弃前要进行灭菌处理,D正确。
故选D。
3. 《卫报》2022年3月24日报道,科学家们分析了来自22名匿名捐献者的血液样本,发现近80%的受试人群血液已受到微塑料污染。某科研团队拟分离能降解塑料(聚乙烯,仅含有C、H两种元素)的细菌,解决日益严峻的“白色污染”问题。下列相关叙述错误的是( )
A. 可在塑料回收点附近的土壤进行取样
B. 筛选目标细菌要使用以塑料粉末为唯一碳源的鉴定培养基
C. 若培养基中加入能与聚乙烯结合而显色的染色剂,目标细菌的菌落周围会出现透明圈
D. 观察目标细菌的菌落特征可从形状、大小和颜色等方面入手
【答案】B
【解析】
【分析】菌落:是指由单个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。各种微生物在一定条件下形成的菌落特征,如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等,具有一定的稳定性,是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。
【详解】A、要选择某种微生物,应从其生活环境中去筛选,据此可推测,为了分离能降解塑料(聚乙烯的细菌,则可在塑料回收点附近的土壤进行取样,A正确;
B、筛选目标细菌要使用以塑料粉末为唯一碳源的选择培养基,这样在该培养基上生长的是分解聚乙烯塑料的微生物,B错误;
C、若培养基中加入能与聚乙烯结合而显色的染色剂,则随着目标细菌对聚乙烯的分解,则在菌落周围会出现透明圈,C正确;
D、微生物的菌落是在一定条件下形成的具有稳定特征的子细胞群体,因此观察目标细菌的菌落特征可从形状、大小和颜色等方面入手,D正确。
故选B。
4. 科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素(一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质)第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸,显著提高了它的抗凝血活性,流程图如下。已知天冬酰胺对应的密码子为AAU、AAC,赖氨酸对应的密码子为AAA、GUA等。下列叙述错误的是( )
A. 上图的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的
B. 在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因
C. 上图中大分子物质a和b的单体序列均是唯一的
D. 用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程: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。
【详解】A、据图分析,通过分析预期的水蛭素功能推导出蛋白质的结构,进而明确氨基酸序列,最终确定基因中碱基对的排列顺序,A正确;
B、蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成所对应的基因,B正确;
C、基因a的基本单位是四种脱氧核苷酸,b是mRNA基本单位是四种核糖核苷酸,因此大分子物质a和b的单体序列均不是唯一的,C错误;
D、基因工程是利用已有的基因生产蛋白质,而蛋白质工程师通过改造基因从而获得原本没有的蛋白质,因此用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质,D正确。
故选C。
5. 新冠病毒通过表面刺突蛋白(S蛋白)的活性域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1,可与S蛋白的RBD紧密结合,以干扰新冠病毒的感染。下列叙述不合理的是( )
A. 生产LCB1用到了基因工程操作技术
B. 可直接从细胞中获取基因用于LCB1的生产
C. LCB1的结构可能与S蛋白的抗体有相似之处
D. S蛋白的RBD结构可以为设计LCB1提供信息
【答案】B
【解析】
【分析】1、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。
2、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。
3、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。
4、基本途径:从预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白质工程特有的途径。
【详解】A、生产LCB1用到了蛋白质工程,其中一些步骤用到了基因工程的操作技术,例如人工合成DNA,A正确;
B、由题意可知蛋白质LCB1是一种自然界中不存在的蛋白质,故不能从细胞中获取相应的基因,B错误;
C、S蛋白的抗体能与S蛋白RBD特异性结合,而根据题干可知:LCB1可与S蛋白RBD紧密结合,说明LCB1的结构可能与S蛋白的抗体类似,C正确;
D、由于LCB1可与S蛋白RBD紧密结合,故LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计,D正确。
故选B。
6. 基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因,这些外来基因可伴随被污染的生物的繁殖、传播而扩散。下列有关“基因污染”的叙述中,不正确的是 ( )
A. “基因污染”有可能会从一种生物扩散到其他多种生物
B. 转基因生物有可能成为“外来物种”,影响生态系统的稳定性
C 抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草,从而产生“超级杂草”
D. 转基因植物的外源基因不会遗传给其他生物,故不存在“基因污染”的问题
【答案】D
【解析】
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。
【详解】A、“基因污染”指的是转基因生物的外来基因可能会通过花粉等扩散到其他物种的现象,A正确;
B、转基因生物竞争能力强,可能成为“入侵的外来物种”,影响生态系统的稳定性,B正确;
C、抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草,使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”,C正确;
D、转基因植物可能会存在“基因污染”问题,D错误。
故选D。
7. 中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前,二人曾育有一女,此女患有重度地中海贫血。为了生一个健康的孩子,用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植,设计了这个婴儿。下列有关叙述错误的是( )
A. “设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖
B. “设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断
C. “设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
D. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择,但两者选择的目的不同
【答案】C
【解析】
【分析】1、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。
2、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。
【详解】A、“设计试管婴儿”与“试管婴儿”均利用了体外受精技术,均为有性生殖,A正确;
B、“设计试管婴儿”需利用体外受精、胚胎移植、植入前胚胎遗传学诊断技术等,B正确;
C、“设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术,C错误;
D、试管婴儿对胚胎检测的目的是质量检查,而设计试管婴儿对胚胎检测的目的是进行遗传学检测,以获得性状符合人们要求的胚胎,即“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择,但两者选择的目的不同,D正确。
故选C。
8. 2020年,三位科学家共享诺贝尔生理学或医学奖,因为他们发现了丙型肝炎病毒。丙肝病毒与乙肝病毒都通过血液传播并且会导致严重的肝炎,乙肝病毒的遗传物质中含有碱基T,而丙肝病毒则含有碱基U。下列叙述正确的是( )
A. 两种病毒没有以核膜为界限的细胞核,只有拟核
B. 丙肝病毒可利用人体肝细胞内的核糖体进行蛋白质的合成
C. 丙肝病毒的核酸是DNA,而乙肝病毒的核酸是RNA,更易发生突变
D. 与肝炎患者接触时佩戴口罩可以有效避免感染
【答案】B
【解析】
【分析】病毒没有任何细胞结构,主要由内部的遗传物质和外部的蛋白质外壳组成,不能独立生存,只有寄生在活细胞里才能进行生命活动,一旦离开活细胞就会变成结晶体。病毒自身不能繁殖后代,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分;以核酸和蛋白质等元件的装配实现其大量繁殖,因此病毒在寄主细胞内以复制方式增殖。
【详解】A、病毒无细胞结构,没有细胞核,也没有拟核,A错误;
B、病毒需寄生在活细胞中,并可利用人体肝细胞内的核糖体进行蛋白质的合成,B正确;
C、乙肝病毒的遗传物质中含有碱基T,说明乙肝病毒的核酸是DNA,丙肝病毒则含有碱基U,说明丙肝病毒的核酸是RNA,更易发生突变,C错误;
D、丙肝病毒与乙肝病毒都通过血液传播,佩戴口罩不能有效避免感染,D错误。
故选B。
9. 我国著名微生物学家汤飞凡先生长期从事传染病及疫苗研究,是世界上首位分离出沙眼衣原体的科学家。沙眼衣原体是一类原核生物,下列说法正确的是( )
A. 沙眼衣原体体内有多种细胞器
B. 支原体、衣原体等原核生物都含有细胞壁
C. 沙眼衣原体具有细胞膜、拟核、核糖体等结构
D. 沙眼衣原体和病毒具有相同的增殖方式
【答案】C
【解析】
【分析】由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;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。
【详解】A、沙眼衣原体是原核生物,其体内没有多种细胞器,A错误;
B、支原体是原核生物,但没有细胞壁,B错误;
C、沙眼衣原体是原核生物,具有细胞膜、拟核、核糖体等结构,C正确;
D、沙眼衣原体是原核细胞,其增殖方式为二分裂增殖,与病毒的增殖方式不同,D错误。
故选C。
10. 如下图所示,甲图中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列描述正确的是( )
A. ①比②的放大倍数大,③比④的放大倍数小
B. 把视野里的标本从图中的乙转为丙时,应该增强光照,用较大的光圈
C. 从图中的乙转为丙,正确的调节顺序是:转动转换器→调节光圈→移动标本→转动细准焦螺旋
D. 若使物像放大倍数最大,甲图中的组合一般是②③⑥
【答案】B
【解析】
【分析】显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。目镜的镜头越长,其放大倍数越小;物镜的镜头越长,其放大倍数越大,与玻片的距离也越近,反之则越远。显微镜的放大倍数越大,视野中看的细胞数目越少,细胞越大。
【详解】A、目镜放大倍数与镜筒长度成反比,因此①比②的放大倍数小,物镜放大倍数与镜筒长度成正比,所以③比④放大倍数大,A错误;
B、把视野里的标本从图中的乙转为丙时,即由低倍镜转换为高倍镜观察时,视野变暗,应该增强光照,用较大的光圈,B正确;
C、低倍镜转换为高倍镜时,应先移动装片,将所要观察的目标移到视野中央,正确顺序为:移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋,C错误;
D、物镜放大倍数越大,与载玻片之间的距离越小,若使物像放大倍数最大,应使用放大倍数大的目镜和物镜,所以一般选择甲图中②③⑤组合,D错误。
故选B。
11. 关于真核细胞线粒体的起源,科学家提出了一种解释:约十几亿年前,有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,被吞噬的细菌不仅没有被消化分解,反而在细胞中生存下来。在共同生存繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。下列证据不支持这一论点的是( )
A. 线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA
B. 线粒体能像细菌一样进行分裂增殖
C. 真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应,线粒体DNA和细菌的却不是这样
D. 线粒体内的蛋白质,有少数几种由线粒体DNA指导合成,绝大多数由核DNA指导合成
【答案】D
【解析】
【分析】线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴”,内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。含少量的DNA、RNA。
【详解】A、线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA,这支持内共生学说,A正确;
B、线粒体能像细菌一样进行分裂增殖,这支持内共生学说,B正确;
C、真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列不表现遗传效应,线粒体和细菌的DNA却不是这样,这支持内共生学说,C正确;
D、线粒体内的蛋白质,有少数几种由线粒体DNA指导合成,绝大多数由核指导合成,这不支持内共生学说,D错误。
故选D。
12. 无菌技术包括以下几个方面的叙述,其中正确的是( )
A. 紫外线照射前,适量喷洒石炭酸等消毒液,可以加强消毒效果
B. 不耐高温的牛奶可使用巴氏消毒法,其优点是能够杀死全部微生物,保留牛奶风味
C. 为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D. 在微生物接种的实验中,用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒
【答案】A
【解析】
【分析】无菌技术的概念:无菌操作泛指在培养微生物的操作中,所有防止杂菌污染的方法。灭菌与消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。
【详解】A、用紫外线照射30min,可以杀死物体表面或空气中的微生物,在照射前,适量喷洒石炭酸等消毒液,可以加强消毒效果,A正确;
B、不耐高温的牛奶可使用巴氏消毒法,其优点是可以杀死 牛奶中的绝大多数微生物,并且基本不会破 坏牛奶的营养成分,B错误;
C、为了防止污染,接种环经火焰灭菌、冷却后才可以快速挑取菌落,C错误;
D、在微生物接种的实验中,一般用75%酒精对实验者的双手进行消毒,用紫外线照射30min对超净工作台进行灭菌,D错误。
故选A。
13. 单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示研究。请据图分析,下列说法正确的是( )
A. 为使A野化单峰骆驼超数排卵,可注射适量的促性腺激素
B. 为提高胚胎利用率,可采用体外受精等无性繁殖技术
C. 卵裂期,胚胎的总体积不增加,但有机物总量增加
D. 若①表示体外受精,可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精作用
【答案】A
【解析】
【分析】体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
【详解】A、促性腺激素是作用于性腺细胞的激素,属于促进性激素生成,为使A野化单峰骆驼超数排卵,可注射促性腺激素,A正确;
B、为提高胚胎利用率,可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术实现,通过胚胎分割获得的胚胎遗传特性相同,B错误;
C、卵裂期,胚胎的总体积不增加,但由于细胞呼吸对有机物的消耗,因而有机物总量减少,C错误;
D、若①表示体外受精,不可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MII期卵母细胞完成受精作用,因为获能后的精子才具备受精能力,D错误。
故选A。
14. 细胞学说是现代生物学基础理论之一,具有极为重要的意义。细胞学说的建立漫长而曲折,凝聚了多位科学家的不懈努力,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程。关于细胞学说,以下说法错误的有几项( )
①列文虎克通过观察植物的木栓组织发现并命名了细胞
②罗伯特·胡克用自制的显微镜观察到了不同形态的细菌、红细胞和精子
③施莱登通过完全归纳法得出植物细胞都有细胞核这一结论
④耐格里通过观察根尖成熟区细胞,发现新细胞的产生是细胞分裂的结果
⑤细胞学说揭示了一切动植物的统一性和差异性
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】D
【解析】
【分析】1、细胞学说建立过程:法国的科学家比夏通过对器官的器官的解剖观察,指出器官由组织构成;用显微镜第一次观察到细胞并命名为细胞的科学家是罗伯特 胡克;用自制的显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等的是列文虎克;意大利的马尔比基用显微镜广泛观察了动植物的微细结构;
2、细胞学说是施莱登和施旺首先提出的,细胞学说理论的形成是科学观察和归纳概括的结合的产物,细胞学说提出后,耐格里发现植物分生区新细胞的产生是细胞分裂的结果;魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”;
3、细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的,其内容为:(1)细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞的产物所构成;(2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;(3)新细胞可以从老细胞中产生。
【详解】①列文 虎克用自制的显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等,①错误;
②罗伯特 胡克通过观察植物的木栓组织发现并命名了细胞,②错误;
③施莱登通过不完全归纳法得出植物细胞都有细胞核这一结论,③错误;
④耐格里通过观察分生区细胞,发现新细胞的产生是细胞分裂的结果,④错误;
⑤揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,没有解释差异性和多样性的问题,⑤错误。
ABC错误,D正确。
故选D。
15. 利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”。我国科研人员将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞后(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲基化会关闭基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理后该基因可正常表达
B. “极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合
C. “孤雌小鼠”的染色体条数与代孕母鼠相同,且所有“孤雌小鼠”一定都为雌性
D. “孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
【答案】D
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、分析题意可知,DNA甲基化能关闭某些基因的活性,去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达,A正确;
B、可通过电融合法使两个细胞发生融合,故“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由“极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,融合细胞进行分裂、分化和发育形成的,故其体内含有两个生殖细胞的染色体,其数量与正常受精作用产生的小鼠一致;小鼠的性别决定机制为XY型,又由于“极体”和“修饰后的次级卵母细胞”中都只有X染色体,没有Y染色体,所以所有的“孤雌小鼠”都为雌性,C正确;
D、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,D错误。
故选D。
16. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了以下实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100ml完全培养基,随培养时间的延长,乙、丙、丁培养基均出现浑浊现象。下列说法错误的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌的方法是湿热灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图二可知,乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
【答案】D
【解析】
【分析】1、初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。
2、稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。
【详解】A、次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行,葡萄酒发酵过程中,酵母菌在缺氧、酸性环境中产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖,A正确;
B、分析题图可知,培养基中平均菌落数为(62+68+74)÷3=68,因此用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为:(68÷0.1)×103×104=6.8×109个/L,由于计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上生长出一个菌落,所以此数值可能低于实际的活菌数,B正确;
C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌,玻璃器皿、接种用具可采用干热灭菌,菌种接种过程中的试管口、瓶口等都需在酒精灯火焰处进行灼烧灭菌,C正确;
D、乙、丙、丁挑取不同的菌落培养,丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养,但培养液没有酒精产生,且瓶内活菌数量不低,推测丙瓶是通气培养;甲接种无菌水,瓶中无菌,说明培养基灭菌彻底,无菌操作正常,丁组的活菌数比乙组少,但是产生的酒精和乙组一样多,所以丁组产生酒精能力比乙强,D错误。
故选D。
17. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图。请回答问题。
(1).为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为________,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中宜采用________________法对样品中的活菌进行接种和计数,以评估菌株增殖状况。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml,平板上的平均菌落数为220个,则菌液中H菌的细胞数为 ________个/L。菌落数目需要每隔一段时间统计一次,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样做的目的是________________。
(2).发酵装置中搅拌器的作用是_______________。
(3).基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。分析该系统不需要灭菌的原因是 ___________________ 。
【答案】(1) ①. 唯一碳源 ②. 稀释涂布平板 ③. ④. 防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目
(2)增加培养液中的氧含量(或答增加溶解氧、或答使空气和发酵液充分混合),使菌种和培养液混匀(或答提高原料利用率)
(3)杂菌因失水过多而死亡,酶变性失活
【解析】
【分析】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。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质) 和无机盐。
2、统计菌落数目的方法:
(1)显微镜直接计数法:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。
(2)间接计数法(活菌计数法):当样品的稀释度足够高时,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,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【小问1详解】
为提高菌株 H对蔗糖的耐受能力和利用效率,其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源,并不断提高其浓度,经多次传代培养以获得目标菌株。稀释涂布平板法可以用于统计样品的活菌数目。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1mL,平板上的平均菌落数为220个,则菌液中H菌的细胞数=C÷V×M=220÷0.1×105103=2.2×1011(个/L)。菌落数目统计时为了防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目,需要选取菌落数目稳定时作为结果,增加实验结果的可信度。
【小问2详解】
发酵装置中搅拌器的作用表现在一方面可通过搅拌增加培养液中的氧含量,另一方面可以使菌体与培养液充分接触,提高培养液的利用率。
【小问3详解】
由于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,因此当培养基盐浓度为 60 g/L,pH 为10时,菌株H可正常持续发酵 60 d以上,而盐浓度太高,其他杂菌因不耐盐,会失水过多而死亡;酶发挥作用需要温和的条件下,在pH 为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制,故该系统不需要灭菌。
18. 科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体结构、与抗原结合的情况如图1所示。请回答下列问题。
(1)科研人员将抗原α、β分别注射到不同的小鼠体内,引起机体发生________免疫,其中的________分泌相应抗体。
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,分别经过两次筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第一次筛选一般用________ 培养基,以筛选出________。细胞培养时,需在培养液中加入________(天然成分),且置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是________。如果将得到的两种杂交瘤细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
(3).结合所学知识,应用于肿瘤治疗的双特异性抗体的特点是_______。
【答案】(1) ①. 体液(或特异性) ②. 浆细胞
(2) ①. (HAT)选择 ②. 既能产生抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞 ③. 动物血清 ④. 维持培养液的pH
(3)既能与肿瘤细胞特异性结合,又能与抗肿瘤药物特异性结合,从而降低了抗肿瘤药物的副作用(提高了抗肿瘤药物的靶向性)
【解析】
【分析】1、题图分析:图1中是抗原α、β分别注射到小鼠体内,小鼠分别产生的α、β的两种单克隆抗体;图2中是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体。
2、图中抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。
【小问1详解】
科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内,引起机体发生体液(或特异性)免疫,由浆细胞分泌相应抗体。
【小问2详解】
制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,分别筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第一次筛选要用(HAT)选择培养基,以筛选出既能产生抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞;细胞培养时,为保证细胞的正常生长,需在培养液中加入动物血清,且置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【小问3详解】
应用于肿瘤治疗的双特异性抗体的特点是既能与肿瘤细胞特异性结合,又能与抗肿瘤药物特异性结合,从而降低了抗肿瘤药物的副作用(提高了抗肿瘤药物的靶向性)。
19. 人参和西洋参是五加科人参属的药用植物,它们含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,下图1是主要流程:
(1)人参与西洋参杂交存在花期不遇、F1代结实率低及难获得F2代的现象,说明两者之间存在____,是两个不同的物种。人参和西洋参含有人参皂苷,可以作为药物,体现了生物多样性的____价值。
(2)过程①称为____。过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是____。
(3)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M-Rb1含量,结果见下图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了____。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择____的愈伤组织。
(4)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5-FU对肿瘤的抑制效果:
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是____。培养条件为5%CO2,作用是____、饱和湿度,温度为37℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。请根据图3写出计算肿瘤体积变化的公式:____。根据实验结果可以得出的结论有____。
【答案】(1) ①. 生殖隔离 ②. 直接
(2) ①. 脱分化 ②. 蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡
(3) ①. 杂种优势 ②. 人参(种子胚)
(4) ①. 补充未知的营养物质 ②. 维持培养液的pH ③. 给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积 ④. 5-FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5-FU和Rg3联合给药效果更好
【解析】
【分析】植物的组织培养指的是在无菌的条件下,将植物的茎尖、茎段或是叶片等切成小块,培养在特制的培养基上,通过细胞的增殖和分化,使它逐渐发育成完整的植物体。
【小问1详解】
人参与西洋参杂交存在花期不遇、F1代结实率低及难获得F2代的现象,说明两者之间存在生殖隔离;人参和西洋参含有人参皂苷,可以作为药物,体现了生物多样性的直接价值。
【小问2详解】
过程①脱分化形成愈伤组织,过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡。
【小问3详解】
杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了杂种优势;图中可知,Rg3具有抗癌作用若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择人参(种子胚)的愈伤组织。
【小问4详解】
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是补充未知的营养物质。培养条件为5%CO2,作用是维持培养液的pH、饱和湿度,温度为37℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。根据图3计算肿瘤体积变化的公式:给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积。根据实验结果,分析图像,可以得出的结论有-FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5-FU和Rg3联合给药效果更好。
20. 图1表示利用基因工程制备某种病毒单克隆抗体的操作流程,过程①的mRNA序列为:5'-AUCUAUGCGCUCAUCAG…(中间省略3n个核苷酸序列)…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'。图2表示遗传信息传递过程中发生碱基配对的部分片段示意图。请回答下列问题:
(1)图1中,过程①所用的mRNA只能从病毒感染者的________细胞中提取。过程②需要的酶是________。在重组质粒中,目的基因两侧必须具有________________的核苷酸序列,以保证目的基因在受体细胞中成功表达。过程①—⑦中遵循碱基互补配对原则的有 ________________,需要依赖于生物膜的结构特点而完成的是________________。
(2)科研人员发现,某次制备获得的单克隆抗体氨基酸数目比mRNA正常编码的氨基酸数少了2 个。检测发现,目的基因在复制过程中有一对碱基发生了替换,该对碱基对应于mRNA的上述已知序列中,则目的基因中发生了替换的碱基对是_____________(请将转录模板链碱基写在前面,已知起始密码子是AUG,终止密码子是UAA、UAG、UGA)。
(3)图1过程⑥中核糖体的运动方向为 ________________(选填“从左往右”或“从右往左”),图2所示物质彻底水解,可获得________种不同的小分子物质。
(4).筛选出单克隆抗体后,为满足生产上的需要对其进行改良,这种技术属于________工程,该工程的起点是_________。
【答案】(1) ①. 浆 ②. 限制酶和DNA连接酶 ③. 启动子和终止子 ④. ①②④⑥ ⑤. ⑦
(2)G – C (3) ①. 从左向右 ②. 6
(4) ①. 蛋白质 ②. 预期的蛋白质功能
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
图①为逆转录,需要逆转录酶。利用 mRNA 获得目的基因后,必须再表达产生相应的抗体,因此只能从病毒感染者的浆细胞中提取对应的 mRNA。①为逆转录,②为构建基因表达载体,③是将目的基因导入受体细胞,④为目的基因的转录,⑤是 mRNA 通过核孔进入细胞质,⑥为翻译过程,⑦是抗体的分泌,过程②需要的酶是DNA连接酶和限制酶。在重组质粒中,目的基因两侧必须具有启动子和终止子的核苷酸序列,以保证目的基因在受体细胞中成功表达。过程①—⑦中遵循碱基互补配对原则的有①②④⑥,其中⑦依赖于膜的流动性。
【小问2详解】
根据题干信息,目的基因转录mRNA序列为:5'-AUCUAUGCGCUCAUCAG…(中间省略3n个核苷酸序列)…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'。AUG 为翻译起点,UGA 为翻译终点,因单克隆抗体比原抗体缺少2个氨基酸,说明翻译提前终止。从终止密码子反向前推,第二个密码子 CAG 突变为终止密码子UAG ,RNA中的碱基C变为U,即DNA分子中的碱基对 G - C 被替换为 A - U。故目的基因中发生了替换的碱基对是G – C。
【小问3详解】
由图可知,多肽链的长度是左边短,右边长,故核糖体的运动方向是从左到右的。图2为DNA片段,该物质彻底水解,可以获得4种碱基,一种磷酸分子,一种脱氧核糖,共6种。
【小问4详解】
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。为满足生产上的需要对筛选出单克隆抗体进行改良,这种技术属于蛋白质工程,蛋白质工程的起点是预期的蛋白质功能。
21. 炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病,患者肠道内会产生硫代硫酸盐。科研人员以小鼠为研究对象,建立了下图所示的炎症性肠病检测模型,GFP基因是绿色荧光蛋白基因。
(1)据图分析,可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度,其原因是__________。
(2)研究者利用基因工程技术构建含硫代硫酸盐检测传感器的大肠杆菌工程菌,通过PCR扩增R基因时应该选择的引物是__________,在A、B两端引物的5′端需添加的限制酶识别序列为__________和__________。
限制酶识别序列和酶切位点如下表:
限制酶 HindⅢ BamHⅠ PstⅠ EcoRⅠ BglⅡ
识别序列(5′→3′) A↓AGCTT G↓GATCC C↓TGCAG G↓AATTC A↓GATCT
(3)研究发现患者肠道内硫代硫酸盐生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药,科研人员开发了智能工程菌。科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接,构建出下图所示表达载体(部分片段),导入用___________处理的大肠杆菌细胞内,选用启动子P的优点是__________。
【答案】(1)硫代硫酸盐能够解除R蛋白对启动子B的抑制作用,使GFP基因表达,发出绿色荧光
(2) ①. 引物1和引物4 ②. GGATCC ③. CTGCAG
(3) ①. Ca2+ ②. 仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且能精准治疗IBD
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
硫代硫酸盐能够解除R蛋白对启动子B的抑制作用,使GFP基因表达,发出绿色荧光,所以可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度。
【小问2详解】
获得的目的基因必须包括完整的启动子和终止子,则需要用到引物1和引物4进行PCR。HindⅢ将启动子B破坏,也能用,目的基因应插在PstⅠ和BglⅡ之间,目的基因中含有BglⅡ酶切位点,则不能用BglⅡ进行酶切,但它和BamHⅠ可以切出相同的黏性末端,则需要在A、B两端引物的5′端需添加BamHⅠ和PstⅠ的酶切位点,其识别序列分别为GGATCC和CTGCAG。
【小问3详解】
利用Ca2+处理大肠杆菌细胞,可以使细胞处于一种能够吸收周围环境DNA分子的生理状态,从而将重组的基因表达载体导入其中。启动子P仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且能精准治疗IBD,所以构建表达载体时选用启动子P。东莞市常平中学等三校2023-2024学年高二下学期期中联考
生物
1. 如图1为果酒、果醋制作装置,图2为果酒发酵中酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A. 制作果酒的整个过程中,夹子①②均关闭,制作果醋时,夹子①②均打开
B. 制作果酒时应将图1装置放在18~30℃环境中,制作果醋时应将温度提高至30~35℃
C 图2曲线a~b段,瓶内有大量二氧化碳和水产生,导致瓶内气压增大
D. 随着发酵时间的推进,葡萄糖含量降低,乙醇的产生速率先上升后趋于稳定
2. 人体细胞本身不能合成L-天冬酰胺酶,但其在大自然中的来源十分广泛,许多细菌和真菌都能合成。L-天冬酰胺酶可分解天冬酰胺释放出氨,然后与奈斯勒试剂反应呈棕色。固体培养基:主要成分有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、琼脂、奈斯勒试剂。实验结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 根据实验结果可知,接种时采用的是平板划线法
B. 该培养基从功能来看属于鉴别培养基,其中充当氮源的成分是牛肉膏
C. 应选择菌落B和菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养
D. 无菌技术还可以避免操作者被有害微生物感染,实验结束后的培养基不能直接丢弃
3. 《卫报》2022年3月24日报道,科学家们分析了来自22名匿名捐献者的血液样本,发现近80%的受试人群血液已受到微塑料污染。某科研团队拟分离能降解塑料(聚乙烯,仅含有C、H两种元素)的细菌,解决日益严峻的“白色污染”问题。下列相关叙述错误的是( )
A. 可在塑料回收点附近的土壤进行取样
B. 筛选目标细菌要使用以塑料粉末为唯一碳源的鉴定培养基
C. 若培养基中加入能与聚乙烯结合而显色的染色剂,目标细菌的菌落周围会出现透明圈
D. 观察目标细菌的菌落特征可从形状、大小和颜色等方面入手
4. 科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素(一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质)第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸,显著提高了它的抗凝血活性,流程图如下。已知天冬酰胺对应的密码子为AAU、AAC,赖氨酸对应的密码子为AAA、GUA等。下列叙述错误的是( )
A. 上图的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的
B. 在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因
C. 上图中大分子物质a和b的单体序列均是唯一的
D. 用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质
5. 新冠病毒通过表面刺突蛋白(S蛋白)的活性域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1,可与S蛋白的RBD紧密结合,以干扰新冠病毒的感染。下列叙述不合理的是( )
A. 生产LCB1用到了基因工程的操作技术
B. 可直接从细胞中获取基因用于LCB1的生产
C. LCB1的结构可能与S蛋白的抗体有相似之处
D. S蛋白的RBD结构可以为设计LCB1提供信息
6. 基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因,这些外来基因可伴随被污染的生物的繁殖、传播而扩散。下列有关“基因污染”的叙述中,不正确的是 ( )
A. “基因污染”有可能会从一种生物扩散到其他多种生物
B. 转基因生物有可能成为“外来物种”,影响生态系统的稳定性
C. 抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草,从而产生“超级杂草”
D. 转基因植物的外源基因不会遗传给其他生物,故不存在“基因污染”的问题
7. 中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前,二人曾育有一女,此女患有重度地中海贫血。为了生一个健康的孩子,用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植,设计了这个婴儿。下列有关叙述错误的是( )
A. “设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖
B. “设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断
C. “设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
D. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择,但两者选择的目的不同
8. 2020年,三位科学家共享诺贝尔生理学或医学奖,因为他们发现了丙型肝炎病毒。丙肝病毒与乙肝病毒都通过血液传播并且会导致严重的肝炎,乙肝病毒的遗传物质中含有碱基T,而丙肝病毒则含有碱基U。下列叙述正确的是( )
A. 两种病毒没有以核膜为界限的细胞核,只有拟核
B. 丙肝病毒可利用人体肝细胞内的核糖体进行蛋白质的合成
C. 丙肝病毒的核酸是DNA,而乙肝病毒的核酸是RNA,更易发生突变
D. 与肝炎患者接触时佩戴口罩可以有效避免感染
9. 我国著名微生物学家汤飞凡先生长期从事传染病及疫苗研究,是世界上首位分离出沙眼衣原体的科学家。沙眼衣原体是一类原核生物,下列说法正确的是( )
A. 沙眼衣原体体内有多种细胞器
B. 支原体、衣原体等原核生物都含有细胞壁
C. 沙眼衣原体具有细胞膜、拟核、核糖体等结构
D. 沙眼衣原体和病毒具有相同的增殖方式
10. 如下图所示,甲图中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列描述正确的是( )
A. ①比②的放大倍数大,③比④的放大倍数小
B. 把视野里的标本从图中的乙转为丙时,应该增强光照,用较大的光圈
C. 从图中的乙转为丙,正确的调节顺序是:转动转换器→调节光圈→移动标本→转动细准焦螺旋
D. 若使物像放大倍数最大,甲图中的组合一般是②③⑥
11. 关于真核细胞线粒体的起源,科学家提出了一种解释:约十几亿年前,有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,被吞噬的细菌不仅没有被消化分解,反而在细胞中生存下来。在共同生存繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。下列证据不支持这一论点的是( )
A. 线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA
B. 线粒体能像细菌一样进行分裂增殖
C. 真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应,线粒体DNA和细菌的却不是这样
D. 线粒体内的蛋白质,有少数几种由线粒体DNA指导合成,绝大多数由核DNA指导合成
12. 无菌技术包括以下几个方面的叙述,其中正确的是( )
A. 紫外线照射前,适量喷洒石炭酸等消毒液,可以加强消毒效果
B. 不耐高温的牛奶可使用巴氏消毒法,其优点是能够杀死全部微生物,保留牛奶风味
C. 为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D. 在微生物接种的实验中,用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒
13. 单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示研究。请据图分析,下列说法正确的是( )
A. 为使A野化单峰骆驼超数排卵,可注射适量的促性腺激素
B. 为提高胚胎利用率,可采用体外受精等无性繁殖技术
C. 卵裂期,胚胎总体积不增加,但有机物总量增加
D. 若①表示体外受精,可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精作用
14. 细胞学说是现代生物学基础理论之一,具有极为重要的意义。细胞学说的建立漫长而曲折,凝聚了多位科学家的不懈努力,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程。关于细胞学说,以下说法错误的有几项( )
①列文虎克通过观察植物的木栓组织发现并命名了细胞
②罗伯特·胡克用自制的显微镜观察到了不同形态的细菌、红细胞和精子
③施莱登通过完全归纳法得出植物细胞都有细胞核这一结论
④耐格里通过观察根尖成熟区细胞,发现新细胞的产生是细胞分裂的结果
⑤细胞学说揭示了一切动植物的统一性和差异性
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
15. 利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”。我国科研人员将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞后(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 甲基化会关闭基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理后该基因可正常表达
B. “极体”注入“修饰后的次级卵母细胞”后,可通过电融合法使两细胞融合
C. “孤雌小鼠”的染色体条数与代孕母鼠相同,且所有“孤雌小鼠”一定都为雌性
D. “孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
16. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了以下实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100ml完全培养基,随培养时间的延长,乙、丙、丁培养基均出现浑浊现象。下列说法错误的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌方法是湿热灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图二可知,乙、丙、丁培养基浑浊原因是培养基灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
17. 中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图。请回答问题。
(1).为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为________,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中宜采用________________法对样品中的活菌进行接种和计数,以评估菌株增殖状况。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml,平板上的平均菌落数为220个,则菌液中H菌的细胞数为 ________个/L。菌落数目需要每隔一段时间统计一次,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样做的目的是________________。
(2).发酵装置中搅拌器的作用是_______________。
(3).基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌发酵系统,其培养基盐浓度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。分析该系统不需要灭菌的原因是 ___________________ 。
18. 科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体结构、与抗原结合的情况如图1所示。请回答下列问题。
(1)科研人员将抗原α、β分别注射到不同的小鼠体内,引起机体发生________免疫,其中的________分泌相应抗体。
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,分别经过两次筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第一次筛选一般用________ 培养基,以筛选出________。细胞培养时,需在培养液中加入________(天然成分),且置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是________。如果将得到的两种杂交瘤细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
(3).结合所学知识,应用于肿瘤治疗的双特异性抗体的特点是_______。
19. 人参和西洋参是五加科人参属的药用植物,它们含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,下图1是主要流程:
(1)人参与西洋参杂交存在花期不遇、F1代结实率低及难获得F2代的现象,说明两者之间存在____,是两个不同的物种。人参和西洋参含有人参皂苷,可以作为药物,体现了生物多样性的____价值。
(2)过程①称为____。过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是____。
(3)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M-Rb1含量,结果见下图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了____。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择____的愈伤组织。
(4)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5-FU对肿瘤的抑制效果:
①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是____。培养条件为5%CO2,作用是____、饱和湿度,温度为37℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1mL细胞悬浊液。接种后2周可见背部长出肿块,证明接种成功。
②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组对照组、5-FU组、Rg3组和5-FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。请根据图3写出计算肿瘤体积变化的公式:____。根据实验结果可以得出的结论有____。
20. 图1表示利用基因工程制备某种病毒单克隆抗体的操作流程,过程①的mRNA序列为:5'-AUCUAUGCGCUCAUCAG…(中间省略3n个核苷酸序列)…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'。图2表示遗传信息传递过程中发生碱基配对的部分片段示意图。请回答下列问题:
(1)图1中,过程①所用的mRNA只能从病毒感染者的________细胞中提取。过程②需要的酶是________。在重组质粒中,目的基因两侧必须具有________________的核苷酸序列,以保证目的基因在受体细胞中成功表达。过程①—⑦中遵循碱基互补配对原则的有 ________________,需要依赖于生物膜的结构特点而完成的是________________。
(2)科研人员发现,某次制备获得的单克隆抗体氨基酸数目比mRNA正常编码的氨基酸数少了2 个。检测发现,目的基因在复制过程中有一对碱基发生了替换,该对碱基对应于mRNA的上述已知序列中,则目的基因中发生了替换的碱基对是_____________(请将转录模板链碱基写在前面,已知起始密码子是AUG,终止密码子是UAA、UAG、UGA)。
(3)图1过程⑥中核糖体的运动方向为 ________________(选填“从左往右”或“从右往左”),图2所示物质彻底水解,可获得________种不同的小分子物质。
(4).筛选出单克隆抗体后,为满足生产上的需要对其进行改良,这种技术属于________工程,该工程的起点是_________。
21. 炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病,患者肠道内会产生硫代硫酸盐。科研人员以小鼠为研究对象,建立了下图所示的炎症性肠病检测模型,GFP基因是绿色荧光蛋白基因。
(1)据图分析,可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度,其原因是__________。
(2)研究者利用基因工程技术构建含硫代硫酸盐检测传感器的大肠杆菌工程菌,通过PCR扩增R基因时应该选择的引物是__________,在A、B两端引物的5′端需添加的限制酶识别序列为__________和__________。
限制酶识别序列和酶切位点如下表:
限制酶 HindⅢ BamHⅠ PstⅠ EcoRⅠ BglⅡ
识别序列(5′→3′) A↓AGCTT G↓GATCC C↓TGCAG G↓AATTC A↓GATCT
(3)研究发现患者肠道内硫代硫酸盐的生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药,科研人员开发了智能工程菌。科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接,构建出下图所示表达载体(部分片段),导入用___________处理的大肠杆菌细胞内,选用启动子P的优点是__________。