【生物】北京市昌平区2018-2019学年高二下学期期末考试试卷(解析版)
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北京市昌平区2018-2019学年高二下学期期末考试试卷
一、选择题
1.关于细胞中的有机物,以下叙述错误的是
A. 糖类可作为植物的能源物质
B. 脂质主要由C、H、O三种化学元素组成
C. 蛋白质变性失活是因为肽键断裂
D. DNA是生物的主要遗传物质
【答案】C
【解析】
【分析】
1、细胞中的糖类和脂质:
比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖
脂肪、磷脂、固醇等
合成部位
淀粉:叶绿体
纤维素:高尔基体
糖原:主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理作用
①主要的能源物质;
②构成细胞结构,如糖被、细胞壁;
③核酸的组成成分,如核糖、脱氧核糖
①生物体的储能物质,如脂肪;
②构成细胞膜的重要成分,如磷脂;
③调节新陈代谢和生殖,如性激素
3、蛋白质变性:在高温等条件下,蛋白质分子的空间结构会变得伸展、松散,易被蛋白酶水解。
4、DNA是主要的遗传物质,因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。
【详解】A、淀粉是植物体内主要的储存能源物质,A正确;
B、脂质主要有C、H、O三种元素组成,部分还含有N或P元素,B正确;
C、蛋白质变性是指蛋白质分子的空间结构被破坏,而不是肽键断裂,C错误;
D、绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此DNA是主要的遗传物质,D正确;
故选D。
【点睛】本题是被糖类、脂质、蛋白质和核酸的组成、结构和功能的综合考查,比较识记这四种细胞中的化合物是本题解题的关键。
2.乙肝病毒是能够侵染人类和灵长类动物细胞的DNA病毒,下列说法正确的是
A. 乙肝病毒属于最基本的生命系统
B. 乙肝病毒中含有DNA和RNA两种核酸
C. 乙肝病毒可接种到灭菌的人工培养基上进行分离
D. 乙肝病毒的繁殖过程需要宿主细胞提供物质和能量
【答案】D
【解析】
【分析】
乙型肝炎病毒是引起乙型肝炎的病原体,属嗜肝DNA病毒科,即是由蛋白质外壳和壳内DNA组成,病毒不能独立生存,只能寄生在活细胞内,由宿主提供生命活动所需的物质和能量。
【详解】A、最基本的生命系统是细胞,病毒没有细胞结构,A错误;
B、乙肝病毒内只含有DNA一种核酸,B错误。
C、病毒只能寄生在活细胞内繁殖,不能再人工培养基上生存,C错误;
D、病毒的结构简单,只能营寄生生活,在繁殖过程中需要宿主细胞提供物质和能量,D正确。
【点睛】提取题干信息“乙肝病毒是DNA病毒”再根据病毒的基本特征解题。
3.下列有关生物分子或结构的骨架,叙述错误的是
A. 碳链构成生物大分子的基本骨架
B. 磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架
C. 碱基对排列在内侧构成DNA分子骨架
D. 微管和微丝等蛋白质纤维构成细胞骨架
【答案】C
【解析】
【详解】生物大分子的基本骨架是碳链,A正确;
细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,B正确;
磷酸与脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C错误;
微管和微丝等蛋白质纤维构成细胞骨架,D正确。
4.下列关于真核生物 过程的叙述,正确的是
A. ①过程需在有氧条件下进行
B. ②过程释放的能量远比①过程多
C. 葡萄糖中的能量经①过程全部转移至丙酮酸中
D. 酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程
【答案】D
【解析】
【分析】
分析题干信息“”判断为有氧呼吸或产生酒精的无氧呼吸的过程。
1、有氧呼吸过程:
2、无氧呼吸过程:
【详解】A、分析可知,有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均为①过程,因此①过程在有氧或无氧条件下均可进行,A错误;
B、若②过程为有氧呼吸的第二、三阶段,则②过程产生的能量要比①过程多得多,但若②过程为产生酒精的无氧呼吸的第二阶段,则不产生能量,B错误;
C、葡萄糖中的能量在经①过程中释放少部分,大部分仍储存在丙酮酸中,C错误;
D、酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程,即有氧呼吸和无氧呼吸的第二阶段,并产生CO2,D正确;
【点睛】能从题干中提取信息并联系有氧呼吸和无氧呼吸的过程,是本题解题的关键。
5.下列关于细胞结构和功能的叙述,错误的是
A. 大肠杆菌的二分裂与中心体无关
B. 叶肉细胞的系统边界是细胞壁
C. 真菌分泌纤维素酶需要高尔基体参与
D. 性腺细胞合成性激素需要有发达的内质网
【答案】B
【解析】
【分析】
1、细胞膜的功能:
2、题中相关细胞器的功能
内质网
蛋白质合成和加工、脂质合成的“车间”
高尔基体
蛋白质加工、分类、包装的“车间”及“发送站”
中心体
与细胞有丝分裂有关
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,细胞内不含中心体,其二分裂过程与中心体无关,A正确;
B、细胞膜将细胞与外界环境分隔开,叶肉细胞的边界是细胞膜,B错误;
C、高尔基体和细胞分泌物形成有关,真菌分泌纤维素酶需要高尔基体参与,C正确;
D、性激素的化学本质是脂质,内质网是脂质合成的场所,因此性腺细胞合成性激素需要内质网,D正确;
故选D。
【点睛】对比识记不同细胞结构的结构和功能,是解题的关键。
6.用绿色荧光染料标记细胞膜上的蛋白质,待荧光分布均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,从而使此部位的荧光消失。一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复。下列有关叙述错误的是
A. 细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质
B. 漂白部位荧光的恢复是因为被标记蛋白质恢复空间结构
C. 漂白部位荧光一定程度的恢复是因为细胞膜具有流动性
D. 根据荧光恢复速度可推算细胞膜中蛋白质分子运动速度
【答案】B
【解析】
【分析】
根据题文“绿色荧光标记细胞膜上的蛋白质”联想到“细胞膜流动性的鉴定”的实验,该实验的设计思路是取 A、B 两种动物细胞,分别用红、绿荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质,进行融合实验,观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布
情况。
【详解】A、细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,A正确;
B、题干中提到用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,因此漂白部位荧光的恢复不可能是因为被标记蛋白质恢复空间结构,B错误;
C、用激光束照射细胞表面的某一区域的荧光淬灭后逐渐恢复,说明被荧光标记的某种化学成分在运动,证明细胞膜具有流动性,C正确;
D、从荧光消失到恢复的这段过程可以计算出荧光恢复的速率,同时也可以根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质的流动速度,D正确;
故选B。
【点睛】把本题与细胞膜流动性鉴定实验相联系,把陌生情境转换成熟悉的情境,是本题解题的关键。
7.某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列选项错误的是
A. A曲线代表突变型,B曲线代表野生型
B. 无光照时突变型水稻呼吸速率与野生型基本相同
C. 光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型
D. 光照强度低于P时,限制突变型光合速率的环境因素主要是CO2浓度
【答案】D
【解析】
【分析】
分析题图:二氧化碳的吸收量表示净光合速率,由于突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,在光照强度较弱时,突变型的水稻的光合速率应低于野生型,在P点之前,A曲线的净光合速率低于B曲线,P点之后,由于突变型固定CO2酶的活性显著高于野生型,突变型的净光合速率应高于野生型。A、B曲线与纵坐标交叉的点表示黑暗条件下,两种水稻叶片的CO2释放速率即呼吸速率。
【详解】A、由分析可知,突变型在光照强度弱时光合速率低于野生型,光照强度强时光合速率会高于野生型,故A曲线代表突变型,B曲线代表野生型,A正确;
B、题图中,当光照强度为0时,两种水稻叶片CO2释放速率即呼吸速率相等,B正确;
C、当光照强度高于P时,由于突变型的叶绿素含量较少,而固定CO2酶的活性较高,在光照强度较强的情况下,使得暗反应强度较高,光合速率较高,C正确。
D、当光照强度低于P时,由于突变型的叶绿素含量较少,在弱的光照强度下,光反应强度弱,光合作用强度也弱,此时的限制因素应为光照强度,D错误;
故选D。
【点睛】结合光合作用原理和过程以P点为分界点分析题图是本题解题的关键。
8.下列有关细胞分化的叙述错误的是
“+”表示基因开放表达 “-”表示基因关闭不表达
A. 细胞呼吸酶基因和核糖体rRNA基因在细胞中均表达
B. 胰岛B细胞中不存在血红蛋白基因和抗体基因
C. 可利用基因探针检测细胞中相关基因是否转录
D. 上述三种细胞的差异是基因选择性表达的结果
【答案】B
【解析】
【分析】
1、人体内所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,都含有该生物全部的遗传物质。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,细胞分化的实质是基因的选择性表达,即不同细胞选择表达的基因不完全相同。
3、基因探针即核酸探针,是一段带有检测标记,且顺序已知的与目的基因互补的核酸序列(DNA或RNA)
【详解】A、分析题表可知,细胞呼吸酶基因和核糖体rRNA基因在三种细胞中均为开放表达,A正确;
B、人体内所有体细胞都含有该生物全部的遗传物质,B错误;
C、可利用基因探针中的RNA探针检测相关基因转录得到的mRNA是否存在来判断相关基因是否转录,C正确;
D、以上三种细胞的差异是细胞分化的结果,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,D正确。
故选B。
【点睛】结合细胞分化的内涵分析表格是本题解题的关键。
9.下列关于人体细胞生命历程的叙述,错误的是
A. 高度分化的细胞具有全能性
B. 衰老的细胞代谢速率下降
C. 细胞凋亡不利于机体维持稳态
D. 癌变的细胞膜上糖蛋白减少
【答案】C
【解析】
【分析】
1、细胞的全能性:
2、细胞衰老的特征:
3、细胞凋亡的意义:保证多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
4、细胞癌变的特征:①无限增殖;②形态结构发生显著变化,如癌变的成纤维细胞由扁平梭形变成球形;③细胞表面发生变化,糖蛋白减少→黏着性降低→易于扩散和转移。
【详解】A、高度分化的植物细胞仍具有全能性,但分化程度高的细胞更难表达出细胞的全能性,A正确;
B、衰老的细胞酶活性降低,线粒体数量减少,水分减少,代谢速率降低,B正确;
C、细胞凋亡是细胞的程序性死亡,其意义在于保证多细胞生物体完整正常发育,维持内部环境的稳定,C错误;
D、细胞发生癌变后,细胞表面的糖蛋白减少,黏着性降低,易于扩撒和转移,D正确;
故选C。
【点睛】本体综合考察细胞的全能性、衰老、凋亡和癌变的含义、特征和意义,能够区别联系它们的详细知识点是解题的关键。
10.下列实验不需要使用显微镜的是
A. 花生子叶中脂肪颗粒的观察
B. 根尖细胞有丝分裂染色体的观察
C. 酵母菌无氧呼吸产物酒精的观察
D. 紫色洋葱外表皮细胞质壁分离的观察
【答案】C
【解析】
【分析】
高中生物教材中需要借助显微镜观察的实验有:脂肪的鉴定、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体、观察植物细胞的质壁分离和复原、观察植物细胞的有丝分裂、观察减数分裂、探究酵母菌细胞种群数量变化等。
【详解】A、花生子叶中脂肪颗粒储存在细胞中,是µm级颗粒,十分微小,需要用显微镜观察,A正确;
B、有丝分裂时DNA高度螺旋化而呈现出染色体形态,其大小为nm级的,需要用显微镜观察,B正确;
C、酵母菌无氧呼吸产物酒精的检测是加入重铬酸钾后液体的颜色由灰绿变成橙色,用肉眼即可观察,D错误;
D、细胞结构十分微小,质壁分离现象需要用显微镜才能观察到,D正确;
故选C。
【点睛】本题综合考查高中生物教材中的实验,整理并归纳实验的原理、步骤和注意事项是本题解题的关键。
11.紫草素具有抗菌、消炎效果,可通过植物组织培养技术培养出愈伤组织,从愈伤组织的细胞中提取紫草素,大大加快了紫草素的生产进程。下列叙述正确的是
A. 紫草离体的叶片灭菌后可做外植体
B. 愈伤组织通过减数分裂进行细胞增殖
C. 破碎愈伤组织细胞能提高紫草素的提取率
D. 愈伤组织生产紫草素体现了细胞的全能性
【答案】C
【解析】
【分析】
1、植物组织培养技术
(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程
【详解】A、离体的紫草叶片不能进行彻底的灭菌处理,否则会失去活力,A错误;
B、减数分裂是指有性生殖过程中产生的生殖细胞的细胞分裂过程,愈伤组织增殖分裂属于有丝分裂,B错误;
C、愈伤组织细胞分裂快,从愈伤组织中提取紫草素,可加快生产进程,C正确;
D、植物细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能,愈伤组织生产紫草素不能体现全能性,D错误;
故选C。
【点睛】熟练掌握植物组织培养技术原理及过程,并结合选项中减数分裂等知识解题。
12.下列技术与原理相符的是
A. 发酵技术——无氧呼吸
B. 转基因技术——基因突变
C. 植物体细胞杂交技术——细胞增殖
D. 动物细胞融合技术——细胞膜的流动性
【答案】D
【解析】
【分析】
1、发酵是利用微生物的代谢活动,通过生物催化剂(微生物细胞或酶)将有机物质转化成产品的过程。
2、转基因技术是指利用DNA重组、转化等技术将特定的外源目的基因转移到受体生物中,并使之产生可预期的、定向的遗传改变
3、植物体细胞杂交是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。
4、动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞融合成一个细胞的过程。
【详解】A、发酵可以在无氧条件下进行,如乳酸菌发酵酸奶,也可以在有氧条件下进行,如醋酸菌发酵产生醋酸,A错误;
B、转基因技术的原理是基因重组,B错误;
C、植物体细胞杂交是将植物的原生质体诱导融合再离体培养的技术,C错误;
D、动物细胞融合是利用细胞膜的流动性,将两个或多个动物细胞融合成一个细胞的过程,D正确;
故选D。
【点睛】本题是现代生物科技的综合考查题,理解并识记发酵、转基因、植物体细胞杂交和动物细胞融合等技术是解题的关键。
13.有关现代生物技术应用的叙述,错误的是
A. 单克隆抗体技术可用于制备“生物导弹”
B. 动物细胞培养技术可以克隆出动物个体
C. 植物组织培养技术可用于转基因植物的培育
D. 植物体细胞杂交可打破生殖隔离获得杂种植株
【答案】B
【解析】
【分析】
1、植物体细胞杂交技术:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术,意义在于克服了远缘杂交不亲和的障碍。
2、单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的致敏B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为B细胞杂交瘤。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原表位的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、“生物导弹”即单克隆抗体+放射性同位素、化学药物或细胞毒素,A正确;
B、动物细胞培养的目的是获得细胞及细胞产物,克隆动物还涉及了细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术,B错误;
C、转基因植物中要含有目的基因的受体细胞培养成植株,需要植物组织培养技术,C正确;
D、植物体细胞杂交是将不同种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的植株的技术,可打破生殖隔离,D正确;
故选B。
【点睛】本题综合考查单克隆技术、动物细胞培养技术、转基因技术、植物体细胞杂交技术等,理解不同技术之间的联系是本题解题的关键。
14.实验室常用PCR技术对DNA进行体外扩增,下列相关叙述正确的是
A. 95℃时DNA的磷酸二酯键断开
B. 引物与模板结合后向5’方向延伸
C. 反应过程包括变性→复性→延伸
D. 需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
【答案】C
【解析】
【分析】
PCR技术是模拟体内DNA的天然复制过程,在体外扩增DNA分子的一种分子生物学技术,主要用于扩增位于两段已知序列之间的DNA区段。在待扩增的DNA片段两侧和与其两侧互补的两个寡核苷酸引物,经变性、退火和延伸若干个循环后,DNA扩增2ⁿ倍。 PCR的每个循环过程包括高温变性、低温退火、中温延伸三个不同的事件:(①变性:加热使模板DNA在高温下(94℃左右)双链间的氢键断裂而形成两条单链;②退火;使溶液温度降至50~60℃,模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合,③延伸:溶液反应温度升至72℃,耐热DNA聚合酶以单链DNA为模板,在引物的引导下,利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸(dNTP),按5'→3’方向复制出互补DNA。
【详解】A、95℃时是DNA的氢键断开,A错误;
B、引物与模板结合后向3’方向延伸,D错误;
C、反应过程包括变性→复性→延伸,C正确;
D、PCR技术通过高温解旋,不需要解旋酶,D错误;
故选C。
【点睛】理解PCR技术的原理,明晰PCR技术的条件和过程是解题的关键。
15.下列关于核酸分子杂交的叙述,错误的是
A. 核酸分子杂交遵循碱基互补配对原则
B. 核酸分子杂交可检测目的基因是否存在
C. 核酸分子杂交可检测是否进行翻译
D. 核酸分子杂交可检测目的基因是否发生突变
【答案】C
【解析】
【分析】
核酸分子杂交是核酸研究中一项最基本的实验技术。互补的核苷酸序列通过碱基互补配对形成稳定的杂合双链DNA或RNA分子的过程称为杂交。杂交过程是高度特异性的,可以根据所使用的探针已知序列进行特异性的靶序列检测。
【详解】A、核酸分子杂交指互补的核苷酸序列通过碱基互补配对形成稳定的杂合双链DNA或RNA分子,A正确;
B、核酸分子杂交可以根据所使用的探针已知序列进行特异性的靶序列(DNA序列或RNA序列)检测,B正确;
C、翻译的产物是多肽或蛋白质分子,C错误;
D、由于杂交过程具有高度特异性,可检测出基因是否发生突变,D正确;
故选C。
【点睛】根据题干“核酸分子杂交”提取相应的信息即可解题。
16.以下关于微生物发酵的说法正确的是
A. 利用乳酸菌制作泡菜需经常开盖放气
B. 腐乳发酵后期密封处理利于毛霉繁殖
C. 醋酸杆菌利用线粒体供能进行果醋发酵
D. 利用酵母菌无氧呼吸产生酒精制作果酒
【答案】D
【解析】
【分析】
1、果酒和果醋制作原理与发酵条件:
果酒制作
果醋制作
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵过程
有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:
C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O;
无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:
C6H12O6―→2C2H5OH+2CO2
氧气、糖源充足时:
C6H12O6+2O2―→2CH3COOH+2CO2+2H2O;
缺少糖源、氧气充足时:
C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O
温度
一般酒精发酵 18~25 ℃,繁殖最适为20 ℃左右
最适为 30~35 ℃
气体
前期:需氧,后期:无氧
需要充足的氧气
时间
10~12 天
7~8 天
2、腐乳的制作原理:毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶,分解有机物。
①蛋白质氨基酸+小分子的肽。
②脂肪甘油+脂肪酸。
3、泡菜的制作:菌种附着在蔬菜上的乳酸菌。制作原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应式:C6H12O6→2C3H6O3。
【详解】A、利用乳酸菌制作泡菜时产物是乳酸,没产生气体,所以不需要开盖放气,A错误;
B、腐乳发酵后期密封处理不利于毛霉繁殖,B错误;
C、醋酸杆菌属于原核生物,细胞中没有线粒体,C错误;
D、酵母菌为异养兼性厌氧型生物,利用酵母菌无氧呼吸产生酒精制作果酒,D正确;
故选D。
【点睛】归纳并识记不同微生物发酵的原理和过程是解题的关键。
17.下列有关微生物筛选或鉴别的叙述,错误的是
A. 在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株
B. 尿素分解菌能够将尿素分解为氨使酚红指示剂变红
C. 纤维素分解菌通过分解刚果红染料使菌落周围出现透明圈
D. 在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”
【答案】C
【解析】
【分析】
1、土壤中分解尿素的细菌的分离原理:土壤中的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。
2、纤维素分解菌的筛选
①原理
②筛选方法:刚果红染色法,即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
【详解】A、在培养基中加入抗生素,具有抗性的菌株存活,A正确;
B、尿素分解菌能够将尿素分解为氨,从而使酚红指示剂变红,B正确;
C、纤维素分解菌可以产生纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖,而在纤维素分解酶的菌落周围,由于缺少纤维素而出现透明圈,C错误;
D、在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围,由于乳酸菌产酸与碳酸钙反应,会出现透明圈,D正确。
故选D。
【点睛】理解不同的微生物鉴定需制作不同的选择培养基,并了解各自的原理是解题的关键。
18.科研人员将两种营养缺陷型大肠杆菌A和B在基本培养基中培养,处理及结果如下:单独培养A无菌落;单独培养B无菌落;AB混合培养有菌落;AB之间用微孔滤板(细菌不能通过,DNA可以通过)隔离无菌落。下列叙述错误的是
A. 基本培养基提供碳源、氮源等营养物质
B. 培养基、实验者双手等都需要灭菌处理
C. 混合培养可能发生了基因的转移和重组
D. 基因的转移需要两种菌株细胞直接接触
【答案】B
【解析】
【分析】
分析题干,营养缺陷型菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种生长因子的能力,只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。
【详解】A、只含有大量元素和微量元素的培养基常被称为基本培养基,可见基本培养基提供碳源、氮源等营养物质,A正确;
B、实际操作者的双手用化学药剂进行消毒,用酒精擦拭双手,无法进行彻底的灭菌,B错误;
C、培养A无菌落,单独培养B无菌落,AB混合培养有菌落,说明菌株A和菌株B发生了基因重组,产生了互补的生长因子,C正确;
D、AB之间用微孔滤板(细菌不能通过,DNA可以通过)隔离无菌落,说明混合培养会发生基因的转移和重组,但需要两种菌株细胞直接接触,D正确;
故选B。
【点睛】分析不同的培养方法产生的菌落情况,并得出相应的结论是解题的关键。
19.课外小组欲在体外完成hela(宫颈癌)细胞的培养,相关描述错误的是
A. 体外培养条件应模拟细胞生长的内环境条件
B. 定期更换培养基可及时为细胞补充营养
C. CO2培养箱提供的CO2可促进细胞呼吸
D. 贴壁生长的hela细胞可用胰蛋白酶处理后进行传代培养
【答案】C
【解析】
【分析】
动物细胞培养:
(1)原理:细胞增殖。
(2)培养条件:
①无菌、无毒的环境:对培养液和所有培养用具进行无菌处理,添加抗生素,定期更换培养液以清除代谢产物。
②营养:除正常的有机和无机营养外,通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度和pH:温度为36.5±0.5℃(哺乳动物),pH为7.2~7.4。
④气体环境:含95%空气加5%CO2的混合气体。
动物细胞的培养过程:
【详解】A、动物细胞培养通常需加入血清、血浆等一些天然成分模拟细胞生长的内环境条件,A正确;
B、定期更换培养基可及时为细胞补充营养,以清除代谢产物,B正确;
C、加入CO2的主要作用是维持培养液的pH,C错误;
D、据培养流程可知,贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,制成细胞悬液后转入培养液中进行传代培养,C正确。
故选C。
【点睛】了解并识记动物细胞培养的原理、培养条件和过程是本题解题的关键。
20.有关DNA粗提取及鉴定实验的叙述正确的是
A. 兔血不可替代鸡血进行该实验
B. NaCl溶液浓度越低DNA溶解度越大
C. 利用DNA易溶于95%冷酒精的特性可将其提纯
D. 白色絮状物质滴加二苯胺试剂成蓝色
【答案】A
【解析】
【分析】
DNA的粗提取与鉴定:
1、实验原理
(1)DNA 与蛋白质在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同
溶解规律
2 mol/LNaCl溶液
0.14mol/LNaCl溶液
DNA
溶解
析出
蛋白质
NaCl溶液物质的量浓度从2mol/L逐渐降低的过程中,溶解度逐渐增大
部分发生盐析沉淀
溶解
(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精,利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。
(3)DNA与二苯胺沸水浴加热,呈蓝色。
2、操作流程
材料的选取:选用DNA含量相对较高的生物组织
↓
破碎细胞(以鸡血为例):鸡血细胞→加蒸馏水→用玻璃棒搅拌→用纱布过滤→收集滤液
↓
去除杂质:利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质
↓
DNA的析出:将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液
↓
DNA 的鉴定:在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂,混合均匀后将试管置于沸水中加热5min,溶液变成蓝色
【详解】A、兔为哺乳动物,成熟的红细胞中不含细胞核,不可替代鸡血进行该实验,A正确;
B、DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最大,高于或低于该浓度,溶解度都降低,B错误;
C、DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精,可将DNA与蛋白质进一步分离提纯,C错误;
D、白色絮状物质DNA与二苯胺沸水浴加热,呈蓝色,D错误。
故选A。
【点睛】了解DNA的分离、提纯和鉴定的原理、步骤。
二、非选择题
21.正常细胞内K+浓度约为细胞外的30倍,细胞外Na+浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na+浓度差、K+浓度差减小时,细胞膜上的Na+/K+-ATP酶发挥作用,这种酶可以通过水解ATP,将细胞内的Na+移出膜外,将细胞外的K+移入膜内,具体过程如图1所示。请回答问题:
图1
(1)膜内外Na+具有浓度差,与膜的______性有关。Na+/K+-ATP酶将细胞内的Na+移出膜外的跨膜运输方式是______。
(2)在运输Na+和K+的过程中,Na+/K+-ATP酶的______发生改变,有利于与离子的结合与分离。
图2 图3
(3)比较图2和图3,当Na+和K+______(顺/逆)浓度差流过Na+/K+-ATP酶,将ADP合成ATP,反之则分解ATP,进行ATP合成或分解的反应条件取决于______。从能量角度看,ATP的合成与分解反应分别是______反应。
(4)生物膜系统的______作用及能量是维系细胞有序性的基础,线粒体内膜上主要完成类似图______(填编号)的过程。
【答案】 (1). 选择(或选择透过) (2). 主动转运(或主动运输) (3). 空间结构 (4). 顺 (5). 离子浓度差(或离子流动方向) (6). 吸能和放能 (7). 分隔 (8). 2
【解析】
【分析】
1、分析图1可知,钠离子从细胞内运输到细胞外是从低浓度向高浓度运输,且需要ATP水解提供能量,属于主动运输过程;在该过程中Na+-ATP酶的空间结构发生改变,钾离子从细胞外运输到细胞内也是从低浓度向高浓度运输,且需要ATP水解提供能量,属于主动运输过程,且在该过程中K+-ATP酶的空间结构发生改变。
2、分析图2可知,钠离子从细胞外运输到细胞内、钾离子从细胞内运输到细胞外都是高浓度向低浓度运输,该过程伴随ATP合成的过程,是吸能反应。
3、分析图3可知,钠离子从细胞内运输到细胞外,钾离子从细胞外运输到细胞内都是低浓度向高浓度运输,该过程伴随ATP的水解过程,是放能反应。
【详解】(1)分析题图,细胞外Na+浓度约为细胞内的12倍,这与细胞膜的选择透过性有关;Na+/K+-ATP酶将细胞内的Na+移出膜外是从低浓度向高浓度运输,且需要消耗ATP,是主动运输。
(2)分析图1可知,钠离子的过程中Na+-ATP酶的空间结构发生改变,钾离子的过程中K+-ATP酶的空间结构发生改变,这有利于酶与离子结合。
(3)分析图2和图3可知,钠离子、钾离子从高浓度向低浓度运输时伴随ATP合成的过程,钠离子、钾离子从低浓度向高浓度运输时伴随ATP的水解过程,说明进行ATP合成和分解的反应条件取决于离子流动方向。从能量角度看,ATP的合成与分解反应分别是吸能和放能反应。
(4)生物膜系统把各种细胞器分隔开,使细胞内的许多化学反应可以同时高效、有序地进行,由此可知生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础,线粒体内膜上还原氢与氧气反应生成水,释放能量,该过程伴随ATP的合成过程,类似图2的过程。
【点睛】分析题图1~3中离子运输的方式及伴随的ATP反应是解题的关键。
22.延迟栽培可使产品上市错开高峰期,提高经济效益,已经成为葡萄产业发展的新趋势和新方向。为解决延迟栽培中叶片的衰老问题,科研人员进行了相关实验。请回答问题:
(1)叶绿体中的光合色素分布在______上,能够吸收、传递和转化光能。光反应阶段生成的______参与暗反应阶段,合成有机物提高果实品质。
(2)为研究光质对葡萄叶片衰老的影响,科研人员从8月1日起开始对葡萄进行红光和蓝光补充光照处理,以未补光的作为对照,定期观察叶绿体的超微结构,9月24日结果如下图所示。与对照组相比,红光处理组出现的两个明显变化是______;蓝光处理组比对照组______(提前/滞后)表现出衰老特征。
注:S代表淀粉粒,L代表脂质球(脂质球出现是叶片衰老的主要特征)
(3)叶绿素含量下降也是叶片衰老的显著特征,科研人员继续测定了叶绿素的含量,结果如下表。
注:“—”代表叶片已脱落,未采样
据表可知,9月24日后,叶绿素的含量呈下降趋势,补充红光组叶绿素含量始终______对照组,表明红光延缓了叶片的衰老;比较补充蓝光组和对照组的叶绿素含量,表明蓝光______。
(4)该实验从______水平研究了光质对葡萄叶片衰老的影响。综上所述,______可以有效解决延迟栽培中叶片的衰老问题。
【答案】 (1). 类囊体薄膜(或基粒薄膜) (2). ATP和[H] (3). 淀粉粒较大,未出现脂质球 (4). 提前 (5). 高于 (6). 前期促进叶片的衰老,后期延缓叶片的衰老 (7). 细胞、分子 (8). 补红光处理
【解析】
【分析】
1、光合作用过程:
2、叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出:
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
3、分析题图9月24日的结果可以看出,对照组脂质球明显,淀粉粒不明显,补充红光组的葡萄叶片未出现脂质球,淀粉粒明显,补充蓝光组的葡萄叶片脂质球相较于对照组更大,未出现淀粉粒。由脂质球的出现是叶片衰老的主要特征可推测补充蓝光组对比对照组提前出现衰老特征。
4、分析题表,9月24日后,叶绿素的含量呈下降趋势,补充红光组叶绿素含量始终高于对照组,表明红光延缓了叶片的衰老;比较补充蓝光组和对照组的叶绿素含量,11月8日以前,补充蓝光组叶绿素含量始终低于对照组,11月23日,补充蓝光组叶绿素含量高于对照组,12月8日及23日,对照组已经脱落,补充蓝光组还未脱落,表明蓝光前期促进叶片的衰老,后期延缓叶片的衰老。
【详解】(1)依据叶绿体结构和光合作用过程可知,叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上,能够吸收、传递和转化光能。光反应阶段生成的[H]和ATP参与暗反应阶段,合成有机物提高果实品质。
(2)据分析可知,与对照组相比,红光处理组出现的两个明显变化是淀粉粒较大,未出现脂质球;蓝光处理组比对照组的脂质球更大,且不存在淀粉粒,说明补充蓝光组比对照组提前表现出衰老特征。
(3)据表可知,9月24日后,叶绿素的含量呈下降趋势,补充红光组叶绿素含量始终高于对照组,表明红光延缓了叶片的衰老;比较补充蓝光组和对照组的叶绿素含量,表明蓝光前期促进叶片的衰老,后期延缓叶片的衰老。
(4)该实验定期观察叶绿体的超微结构属于细胞水平,测定叶绿素含量属于分子水平,因此该实验从细胞、分子水平研究了光质对葡萄叶片衰老的影响。根据分子叶绿体超微结构中脂质球和淀粉粒的情况及测定的叶绿素的含量,说明补充红光可以有效解决延迟栽培中叶片的衰老问题。
【点睛】结合光合作用过程,题意分析题图和表格,比较实验组和对照组的数据得出相应结论。
23.CIP2A基因在肝细胞癌组织中高表达,科研人员为研究CIP2A基因表达对细胞周期、细胞衰老的影响,进行了以下实验。请回答问题:
(1)利用病毒作为______,针对CIP2A基因的特定序列设计合成干扰DNA,将二者构建为重组病毒,导入人肝癌细胞系HepG2中,检测其对CIP2A基因表达的影响,电泳结果如图1所示。
图1
由于细胞中β-actin蛋白的表达量______,在实验中可作为标准对照,以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影响。实验结果表明______。
(2)为研究CIP2A基因表达对细胞周期的影响,进一步进行实验,结果如下图。
图2 图3
①由图2可推测,实验干扰组的细胞周期被阻断在______期,影响了______(DNA复制/有关蛋白质的合成)。
②检测细胞内相关周期蛋白的表达情况(图3),结果显示,抑制CIP2A基因表达使得细胞周期相关蛋白______表达量增加,推测该蛋白对细胞周期的调控作用是______。
(3)衰老细胞通常细胞核______,细胞内β-半乳糖苷酶活性变高,能催化底物X-Gal生成深蓝色产物,使颜色更深。研究发现,与空载病毒组相比,实验干扰组HepG2细胞蓝色变深,说明______。
【答案】 (1). 载体 (2). 稳定 (3). 干扰DNA可抑制CIP2A基因的表达 (4). ①G1 (5). 有关蛋白质的合成 (6). ②p21 (7). 使细胞周期延长 (8). 变大 (9). 抑制CIP2A基因表达促进了细胞衰老
【解析】
【分析】
1、细胞周期:
(1)概念:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。
(2)适用范围:①进行有丝分裂的细胞才有细胞周期;②连续分裂的细胞才有细胞周期。
(3)特点:不同类的细胞,其细胞周期不一定不同,分裂间期与分裂期所占比例也不一定相同; 细胞周期的大部分时间处于分裂间期,其为分裂期进行活跃的物质准备,完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
(4) 间期又分为G1期、S期、G2期。
G1期:又称DNA合成前期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成,为S期DNA的复制做准备。
S期:又称DNA合成期,主要进行DNA的复制。
G2期:又称DNA合成后期,主要进行RNA和蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成,为分裂期作准备。
2、细胞衰老特征:细胞膜通透性改变,物质运输功能降低,细胞质水分减少,细胞体积减小,酶活性降低,色素积累,线粒体数量减少,呼吸减慢,细胞核体积增大,核膜内折。
3、分析图1可知,细胞中β-actin蛋白的表达量稳定,在实验中可作为标准对照,以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影响。CIP2A基因表达量降低,表明干扰DNA可抑制CIP2A基因的表达。
4、分析图2,实验干扰组的G1的细胞数量多,说明其细胞周期被阻断在G1期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成,为S期DNA的复制做准备,因此干扰DNA是影响了有关蛋白质的合成。
5、分析图3,检测细胞内相关周期蛋白的表达情况,结果显示,抑制CIP2A基因表达使得细胞周期相关蛋白片p21表达量增加,推测该蛋白对细胞周期的调控作用是使细胞周期延长。
【详解】(1)根据病毒的侵染特性,将病毒作为载体,针对CIP2A基因的特定序列设计合成干扰DNA,将二者构建为重组病毒,导入人肝癌细胞系HepG2中,检测其对CIP2A基因表达的影响,电泳结果显示,由于细胞中β-actin蛋白的表达量稳定,在实验中可作为标准对照,以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影响。实验结果表明干扰DNA可抑制CIP2A基因的表达。
(2)①实验干扰组的G1的细胞数量多,说明其细胞周期被阻断在G1期,主要进行RNA和有关蛋白质的合成,,由此推测干扰DNA影响了有关蛋白质的合成。
②检测细胞内相关周期蛋白的表达情况可知抑制CIP2A基因表达使得细胞周期相关蛋白p21表达量增加,推测该蛋白对细胞周期的调控作用是使细胞周期延长。
(3)衰老细胞通常细胞核变大,细胞内β-半乳糖苷酶活性变高,能催化底物X-Gal生成深蓝色产物,使颜色更深。研究发现,与空载病毒组相比,实验干扰组HepG2细胞蓝色变深,说明抑制CIP2A基因表达促进了细胞衰老。
【点睛】分析题图,结合细胞周期和有丝分裂的不同时期的特征、细胞衰老的特征是本题解题的关键。
24.微生物絮凝剂不仅具有絮凝沉降废水的作用,同时具有自身降解的能力,是一类无毒、安全、环保、不造成二次污染的絮凝剂。科研人员通过生物技术筛选稳定、高效的微生物絮凝剂产生菌。请回答问题:
(1)将取自玉米地的土壤,加入______制成菌液,将菌液接种到培养基中进行富集培养,再通过______法接种到固体培养基,数天后,挑选出生长较好、表面光滑带黏性的单个菌落,分别接种到液体培养基中继续培养。
(2)测定初选菌落对高岭土悬液的絮凝效果,挑选出______的菌株,通过测定该菌株基因序列,与产絮凝剂菌株系统发育进化树进行比对,确定为酱油曲霉。
(3)为进一步确定起主要絮凝作用的是菌体细胞还是菌体释放到发酵上清液中的物质,分别测定发酵液中不同成分对高岭土悬液的絮凝效果,结果如图1。
图1
其中D组的作用是排除_______。实验结果表明_______。
(4)为研究微生物絮凝剂对生活污水中有机物去除效果的影响因素(有机物污染程度用生化需氧量COD表示),科研人员又进行了如下实验。
i.向生活污水中加入4 mL微生物絮凝剂,均分为多组,pH值分别调到1~9,将温度设定为该菌最适生活温度30℃,培养后取样测定COD去除率。结果见图2。
ii.调节生活污水pH值为7,均分为多组,分别加入不同剂量的微生物絮凝剂,将温度设定为30℃,培养后取样测定COD去除率。结果见图3。
①由结果可知,COD去除效果最佳的条件是_______。
②上述实验结论不严谨,请从实验设计中寻找原因_______。
【答案】 (1). 无菌水 (2). 稀释涂布平板(或平板划线) (3). 絮凝率最高 (4). 培养基成分对高岭土悬液絮凝效果的干扰 (5). 起主要絮凝作用的是菌体释放到发酵上清液中的物质 (6). ①pH为7,投加量为1 ml (7). 4 mL微生物絮凝剂下测得的最适pH不一定是该菌生活的最适pH,应该是各组pH下均设系列投放量,或各组投放量下均设系列pH或ii实验中加入不同剂量的微生物絮凝剂导致各组实验的液体总量存在差异
【解析】
【分析】
1、纯化细菌或真菌的方法:
①通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
②稀释涂布平板法: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。
2、分析图1,絮凝率从大到小依次是:上清液>菌体细胞壁悬液>菌体细胞内液>培养基,其中D组的作用是排除培养基成分对高岭土悬液絮凝效果的干扰,实验结果表明起主要絮凝作用的是菌体释放到发酵上清液中的物质。
3、向生活污水中加入4 mL微生物絮凝剂,均分为多组,pH值分别调到1~9,将温度设定为该菌最适生活温度30℃,培养后取样测定COD去除率,结果如图2,pH为7时,对COD的去除率最高。低于7或高于7,去除率都降低。
4、调节生活污水pH值为7,均分为多组,分别加入不同剂量的微生物絮凝剂,将温度设定为30℃,培养后取样测定COD去除率,结果见图3,投加量为1 ml,对COD的去除率最高,但投加入不同剂量的微生物絮凝剂比未投加的对COD的去除率高。
【详解】据微生物培养的原理和过程:
(1)将取自玉米地的土壤,加入无菌水制成菌液,将菌液接种到培养基中进行富集培养,再通过稀释涂布平板法或平板划线法接种到固体培养基。
(2)由于本实验筛选的是微生物絮凝剂产生菌,在测定初选菌落对高岭土悬液的絮凝效果,挑选出絮凝率最高的菌株。
(3)由图1可知,其中D组只含培养基,作用是排除培养基成分对高岭土悬液絮凝效果的干扰;絮凝率从大到小依次是:上清液>菌体细胞壁悬液>菌体细胞内液>培养基,表明起主要絮凝作用的是菌体释放到发酵上清液中的物质。
(4)①由结果可知,COD去除效果最佳的条件是pH为7和投放量为1mL时。
②上述实验结论不严谨,因为4 mL微生物絮凝剂下测得的最适pH不一定是该菌生活的最适pH,因此可将实验改进为在各组pH下均设系列投放量,或各组投放量下均设系列pH或ii实验中加入不同剂量的微生物絮凝剂导致各组实验的液体总量存在差异。
【点睛】分析题图,结合生物实验原则,判断或推测实验的方案设计意图及合理性、科学性,是解题的关键。
25.某些膜内蛋白以紧密排列的方阵形式存在称为OAPs,OAPs的分布异常与某些神经性和神经肌肉性疾病相关。研究AQP4(一种水通道蛋白)与OAPs结构形成的关系,有助于揭示上述疾病的机制。请回答问题:
(1)AQP4有M1和M23两种分子量相近的亚型,二者均可独立构成四聚体发挥作用。科研人员发现导入并稳定表达M23基因的细胞,其细胞膜上有OAPs形成,而敲除该基因的细胞中未见OAPs的形成,该结果表明______。
(2)科研人员继续对M1与OAPs形成的关系进行了研究。
①提取大鼠脑组织的总RNA,通过______法获得cDNA,并通过______技术获得M1基因。
②将M1基因与质粒用______酶构建基因表达载体,导入中国仓鼠卵巢细胞(CHO)中,用______技术检测到受体细胞已成功表达M1蛋白。
③科研人员继续实验,方案及结果如下。
实验分组
1对照组
2对照组
3实验组
实验处理
a
b
导入M1基因的CHO细胞
培养一段时间后裂解细胞并离心,取上清液中蛋白
检测指标
用电泳技术检测 c 的形成情况
请将表格中的实验方案补充完整。a:______,b:______,c:______。
(3)综合上述实验结果,AQP4与OAPs形成的关系为______。
【答案】 (1). M23可促进细胞膜上OAPs聚集 (2). ①逆转录 (3). PCR (4). ②限制酶和DNA连接酶 (5). 抗原抗体杂交 (6). 导入M23基因的CHO细胞 (7). 导入空质粒的CHO细胞 (8). OAPs (9). M1与OAPs的形成无关,M23与OAPs的形成有关
【解析】
【分析】
1、基因工程的操作过程
(1)目的基因的获取
①从基因文库中获取
基因文库包括:基因组文库和部分基因文库(其中的cDNA文库是利用反转录法获取的)。
②利用PCR技术扩增
a.变性(90~95℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链。
b.复性(55~60℃):引物与DNA模板结合,形成局部双链。
c.延伸(70~75℃):在Taq酶的作用下,合成与模板互补的子链。
d.循环重复上述过程,n次循环后,目的基因的量将被扩增2n倍。
③利用化学方法人工合成:基因比较小,核苷酸序列已知时,选择该方法。
(2)基因表达载体的构建
①通常用同一种限制酶切割目的基因和质粒,然后用DNA连接酶将二者连接,改造后成为基因表达载体。
②组成:目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点。
(3)将目的基因导入受体细胞
生物种类
植物
动物
微生物
常用方法
农杆菌转化法
显微注射技术
感受态细胞法
受体细胞
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA 分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
(4)目的基因的检测与鉴定
①分子水平的检测
a.利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无。
b.利用分子杂交技术检测目的基因的转录。
c.利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因的翻译。
②个体生物学水平的鉴定,如抗虫、抗病的接种实验等。
【详解】(1)题干提到“导入并稳定表达M23基因的细胞,其细胞膜上有OAPs形成,而敲除该基因的细胞中未见OAPs的形成”,该结果表明M23可促进细胞膜上OAPs聚集。
(2)由基因工程的操作过程可知:
①提取大鼠脑组织的总RNA,通过逆转录法获得cDNA,并通过PCR技术获得M1基因。
②将M1基因与质粒用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体,导入中国仓鼠卵巢细胞(CHO)中,用抗原—抗体技术检测到受体细胞已成功表达M1蛋白。
③由(1)可知M23可促进细胞膜上OAPs聚集,由此设计实验方案:
实验分组
1对照组
2对照组
3实验组
实验处理
导入M23基因的CHO细胞
导入空质粒的CHO细胞
导入M1基因的CHO细胞
培养一段时间后裂解细胞并离心,取上清液中蛋白
检测指标
用电泳技术检测OAPs的形成情况
实验电泳图表明M1不能促进细胞膜上OAPs聚集。
(3)由于AQP4有M1和M23两种分子量相近的亚型,二者均可独立构成四聚体发挥作用,经实验表明M23可促进细胞膜上OAPs聚集,M1不能促进细胞膜上OAPs聚集,因此可得,M1与OAPs的形成无关,M23与OAPs的形成有关。
【点睛】本题设计基因工程的操作过程,结合情境分析实验结果进行解题。
26.清水紫花苜蓿适应性强、产草量高,营养丰富,但作为饲料易造成家畜臌胀病,而里奥百脉根因富含缩合单宁,能防止家畜臌胀病的发生。为获得抗臌胀病的新型苜蓿品种,科研人员进行了如下研究。请回答问题:
(1)剪取清水紫花苜蓿、里奥百脉根无菌苗的下胚轴及子叶作为外植体,接种到培养基中,经______过程形成愈伤组织,该过程需要添加______进行调节。将两种材料的愈伤组织用______酶处理,获得原生质体。
(2)为了提高原生质体的产量,保证实验的成功率,还需考虑酶液的渗透压、酶解时间等因素。分别检测上述两个因素对原生质体产量的影响,结果如下图。
图1 图2
甘露醇能维持稳定的渗透压,由图1可知,酶解时宜选用的甘露醇浓度为______。由图2可知,最适宜的酶解时间为______。
(3)为了方便在荧光倒置显微镜下观察是否发生异源原生质体的融合,可将获得的原生质体______标记,然后用化学试剂______诱导融合。
(4)利用选择培养基筛选出异源融合的原生质体,再经植物组织培养技术获得杂种植株。植物体细胞杂交技术克服了______,使杂种植株具有双亲的遗传特性,培育出抗臌胀病苜蓿新品种。
【答案】 (1). 脱分化 (2). 植物激素(生长素、细胞分裂素) (3). 纤维素酶和果胶 (4). 0.55mol/L (5). 清水紫花苜蓿酶解10 h,里奥百脉根酶解12 h (6). 分别用两种不同的荧光 (7). PEG(聚乙二醇) (8). 远缘杂交不亲和的障碍
【解析】
【分析】
1、植物组织培养技术
(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程
2、植物体细胞杂交技术
(1)概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(2)过程
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
3、分析题图1可知:随着甘露醇浓度的升高,清水紫花苜蓿、里奥百脉根原生质体产量越高,在甘露醇浓度为0.55mol/L,清水紫花苜蓿和里奥百脉根原生质体产量最高,甘露醇浓度超过0.55mol/L,清水紫花苜蓿、里奥百脉根原生质体产量不再升高。
4、分析图2可知,酶解时间为10h时,清水紫花苜蓿原生质体产量最高,低于或高于10h,产量都降低;酶解时间为12h,里奥百脉根原生质体产量最高,低于或高于12h,产量都降低。
【详解】(1)由植物组织培养技术过程可知,外植体接种到培养基中,经脱分化过程形成愈伤组织,该过程需要添加植物激素(生长素、细胞分裂素)进行调节。由植物体细胞杂交技术过程可知,将两种材料的愈伤组织用纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁,获得原生质体。
(2)分析图1可知,酶解时宜选用的甘露醇浓度为0.55mol/L。分析图2可知,最适宜的酶解时间为酶解时间为10h时,清水紫花苜蓿原生质体产量最高;酶解时间为12h,里奥百脉根原生质体产量最高。
(3)为了方便在荧光倒置显微镜下观察是否发生异源原生质体的融合,可将获得的原生质体分别用不同的荧光标记,然后用化学试剂聚乙二醇诱导融合。
(4)植物体细胞杂交技术的意义克服了克服了远缘杂交不亲和的障碍,使杂种植株具有双亲的遗传特性,培育出抗臌胀病苜蓿新品种。
【点睛】分析题图结合植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的过程和意义是本题解题的关键。