浙科版高中生物选择性必修3模块综合测评含答案
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(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是( )
A.对培养基要进行煮沸灭菌
B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
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.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
D [A项,对培养基要进行高压蒸汽灭菌。B项,倒平板时,用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,而不是完全取下放到一边。C项,接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后,再用其挑取菌落。D项,在微生物的培养中,一般将培养皿倒置,在皿底上用记号笔做标记。]
2.(2020·太原实验中学高二月考)稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是( )
A.操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释
B.需将不同稀释浓度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个菌落
D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理
C [稀释涂布平板法包括系列稀释和涂布平板两个过程,涂布平板之前需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释,A项正确;涂布平板时,需要将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面,B项正确;只有稀释度足够大的菌液才能在培养基表面形成单个菌落,C项错误;操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理,以防止杂菌污染,D项正确。]
3.(2020·河北冀州中学高二月考)下列关于细菌分离、培养的叙述中,正确的是( )
A.不同种类细菌的生长均需要相同碳源
B.常用液体培养基分离获得细菌单菌落
C.用含尿素的培养基可选择分离出能分解利用尿素的细菌
D.含有机磷农药的培养基可分离出降解有机磷农药的细菌
D [不同种类细菌的生长需要的碳源一般不同,A项错误;常用固体或半固体培养基分离获得细菌单菌落,B项错误;用只含尿素作为氮源的培养基可选择分离出能分解尿素的细菌,C项错误;含有机磷农药的培养基可分离出降解有机磷农药的细菌,D项正确。]
4.(2020·山东莱州一中高二月考)物质W是一种含氮有机物,物质W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某小组欲从土壤中筛选出能降解物质W的细菌,结果如图。下列说法错误的是( )
A.透明圈的形成是因为物质W被分解
B.所用的选择培养基应该是以物质W为唯一氮源
C.甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源
D.乙菌落中的细菌都能降解物质W,不需要进一步纯化
D [物质W在培养基中达到一定量时,培养基表现为不透明,因此透明圈的形成是因为物质W被分解,A项正确;要筛选出能降解物质W的细菌,所用的选择培养基应该以物质W为唯一氮源,B项正确;该培养基以物质W为唯一氮源,而甲菌落周围未出现透明圈,因此甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源,C项正确;乙菌落中的细菌不一定都能降解物质W,因此仍需要进一步纯化,D项错误。]
5.2020年新冠肺炎期间,山西向武汉捐赠了古法发酵的陈醋50吨。下列关于发酵和传统发酵技术的说法错误的是( )
A.发酵是利用微生物的代谢将原料转化成人类所需要的产物
B.发酵产物都是微生物细胞厌氧呼吸的产物
C.传统发酵一般是利用天然存在的菌种进行发酵
D.传统发酵通常是家庭式或作坊式的
B [发酵产物并非都是微生物细胞厌氧呼吸的产物。酒精是酵母菌厌氧呼吸的产物;而醋酸是醋酸菌特有的代谢过程产生的代谢产物,不是醋酸菌的细胞呼吸产物。]
6.网传“酵素能够减肥、美颜”,某同学搜索“水果酵素”相关知识得到下面的信息。
酵素概念:
①酵素本义是酶的别称。
②《酵素产品分类导则》中将酵素定义为以动物、植物、菌类等为原料,经微生物发酵制得的含有特定生物活性的产品。
水果酵素制作:
①把水果小块和水按比例放入容器,密封,注意容器内留下20%空间。
②置于阴凉处6个月后,过滤得到的滤液即为“酵素”。有关叙述不正确的是( )
A.在酵素制作时容器内留下20%空间有防止发酵液溢出造成杂菌污染的作用
B.发酵装置在阴凉处放置时,需要间隔一定时间放气,间隔时间保持相等
C.由于水果酵素是低热量的饮品,因此酵素具有一定的减肥功能
D.“酵素”中多种有益微生物、氨基酸、维生素等,是发挥功能的有效成分
B [在酵素制作时容器内留下20%空间既保证酵母菌大量繁殖时对微量氧的需求,又防止发酵旺盛时发酵液溢出造成杂菌污染,A正确;发酵装置放置在阴凉处,需要间隔一定时间放气,因为发酵前期微生物需氧呼吸产生较多CO2,到发酵后期会以厌氧呼吸为主,CO2释放量降低,故放气间隔可延长以避免杂菌污染,B错误;由于水果酵素是低热量的饮品,因此酵素具有一定的减肥功能,C正确;“酵素”中多种有益微生物、氨基酸、维生素等,是发挥功能的有效成分,D正确。]
7.发酵工程与现代生物技术相结合,应用范围越来越广泛。下列关于发酵工程应用的描述错误的是( )
A.运用发酵工程生产的传统发酵食品,产量和质量都得到了明显的提高
B.大多数酶制剂都是通过发酵工程生产的
C.发酵工程生产的单细胞蛋白可以用作微生物肥料
D.基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合大大降低了某些药物的生产成本
C [发酵工程实现了规模化的生产,发酵过程对发酵条件严格控制,提高了产品的产量和质量,A正确;绝大多数酶制剂都是通过发酵工程生产的,B正确;单细胞蛋白可以用作微生物饲料,而不是微生物肥料,C错误;基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合提高了药物的产量,降低了药物的生产成本,D正确。]
8.以二倍体兰花花药为外植体,经植物组织培养过程获得兰花植株,下列相关叙述不正确的是( )
A.为防止杂菌污染,①②③过程要进行严格的无菌操作
B.②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化
C.该育种过程体现了细胞的全能性
D.经④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体
B [植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境,其中外植体要进行消毒处理,而培养基需灭菌处理,即①②③过程要进行严格的无菌操作,A正确;②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于脱分化,B错误;高度分化的细胞首先经过脱分化后形成愈伤组织,然后再分化形成植株,整个育种过程体现了植物细胞的全能性,C正确;④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体兰花植株,D正确。]
9.如图为植物体细胞杂交及组织培养过程示意图。下列说法不正确的是( )
A.过程①②分别需要用胰蛋白酶和聚乙二醇进行处理
B.高尔基体在过程③发挥了重要作用
C.过程⑤需要更换培养基,才能进一步分化为植株
D.若A、B的基因型分别为Rr、Yy,则杂种植株的基因型为RrYy
A [题图中①为用纤维素酶和果胶酶对植物细胞A、B进行去除细胞壁的处理,②为用聚乙二醇融合法等诱导原生质体融合,A错误;③为新细胞壁再生的过程,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,B正确;过程④⑤分别使用诱导脱分化培养基和诱导再分化培养基,⑤需要更换培养基,才能进一步分化为植株,C正确;若A、B的基因型分别为Rr、Yy,则杂种植株的基因型为RrYy,D正确。]
10.用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构,再包裹上人造种皮,可制成人工种子,其过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A.图示过程依据的原理是植物细胞的全能性
B.进行②过程时,不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁
C.再分化发生在④过程,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
D.脱分化过程需避光培养,有利于愈伤组织的形成
C [图示过程依据的原理是植物细胞的全能性,A正确;进行②脱分化过程时,不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁,B正确;再分化发生在③过程,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程,C错误;脱分化形成愈伤组织的过程,需要避光培养,D正确。]
11.研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。下列叙述错误的是( )
A.要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的遗传物质是否发生了变化
B.若该变异株是个别基因的突变体,可采用连续自交的方法,使早熟基因逐渐纯化,培育出新品种
C.若欲加快育种进程,可采集变异株的花药进行离体培养,即可获得高度纯合的新品种
D.若该变异株是染色体数目变异株,减数分裂时同源染色体可能配对紊乱,可采用植物组织培养方法获得新品种
C [要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的遗传物质是否发生了变化,若其遗传物质改变,说明其为可遗传变异,A正确;若该变异株是个别基因的突变体,可通过连续自交,提高纯合子的比例,培育新品种,B正确;花药离体培养的植株为单倍体,高度不育,C错误;若该变异株是染色体数目变异株,减数分裂时同源染色体可能配对紊乱,不能通过有性生殖进行繁殖,可采用无性生殖,如植物组织培养方法获得新品种,D正确。]
12.某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养,下列叙述正确的是( )
A.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理
B.肝细胞培养过程中向培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸
C.为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的干扰素
D.甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙细胞会出现停止增殖的现象
D [制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使组织细胞分散开,选项A错误;肝细胞培养过程中向培养液中通入5%的CO2的目的是维持培养液的pH,而不是刺激细胞呼吸,选项B错误;为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,选项C错误;甲(肝肿瘤细胞)不发生接触抑制现象,而乙(正常肝细胞)具有接触抑制现象,因此甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙细胞会出现停止增殖的现象,选项D正确。]
13.有研究表明渐冻症是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白,从而阻碍了轴突内营养物质的流动;也有最新研究结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )
A.诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞种类增多
B.诱导多能干细胞分化成的多种细胞中遗传物质相同,蛋白质不完全相同
C.诱导多能干细胞分化成多种细胞的过程中核遗传物质逐渐减少
D.植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以在一定程度上改善“渐冻症”
C [诱导多能干细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化使细胞种类增多,A正确;诱导多能干细胞分化成的多种细胞中遗传物质相同,蛋白质不完全相同,B正确;诱导多能干细胞分化成多种细胞的过程中核遗传物质不发生改变,C错误;由“有最新研究结果表明,利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞,然后移植给渐冻症实验鼠,能延长其寿命”可推测植入神经干细胞,使受损的运动功能得到恢复,可以在一定程度上改善“渐冻症”,D正确。]
14.如图是抗HCG(人绒毛膜促性腺激素)单克隆抗体制备流程图,下列相关叙述正确的是( )
① ② ③ ④
A.①过程中促融剂常用聚乙二醇,不可用灭活的病毒
B.②过程中筛选出的杂交瘤细胞都能产生抗HCG抗体
C.③过程中利用了DNA分子杂交的原理
D.④过程中培养液中需要添加动物血清、抗生素等物质
D [①过程促融剂常用灭活的病毒,也可用聚乙二醇,A错误;②过程中筛选出的杂交瘤细胞不一定都能产生抗HCG抗体,还需通过抗体检测,B错误;③过程中利用了抗原和抗体特异性结合的原理,C错误;④过程为动物细胞培养,培养液中需要添加动物血清、抗生素等物质,D正确。]
15.由单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成,一是“瞄准装置”,二是杀伤性“弹头”。下列对此描述不正确的是( )
A.“瞄准装置”由识别癌细胞的单克隆抗体构成
B.“弹头”由放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成
C.“弹头”中的药物有选择性杀伤癌细胞的功能
D.“生物导弹”是利用细胞工程制造出来的
C [单克隆抗体可与抗原(癌细胞)发生特异性结合,起到导向作用,A正确;“弹头”由放射性同位素、化学药物或细胞毒素等物质构成,可以杀伤癌细胞,B正确;“弹头”中的药物不具有选择作用,C错误;单克隆抗体运用了动物细胞工程中的动物细胞培养和动物细胞融合等技术,D正确。]
16.通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,未涉及的操作是( )
A.用显微操作技术处理次级卵母细胞,去除细胞核
B.将精子放入适宜的培养液中培养,使其获能
C.用物理或化学方法激活重组细胞,使其完成发育进程
D.选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体
B [根据题意分析可知,对于受体卵母细胞需要培养到MⅡ期,然后利用显微操作技术去除其细胞核,A不符合题意;该技术需要的是供体细胞核和受体卵母细胞,不需要精子的参与,B符合题意;需要用物理或化学方法激活核移植产生的重组细胞,使其完成发育进程,C不符合题意;选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体,D不符合题意。]
17.研究人员将猴胚胎细胞(a)中的细胞核取出,移植入一雌猴的去核卵母细胞(b)中,得到重组细胞(c),经培养获得胚胎并移植到另一雌猴(d)体内进一步发育,获得克隆猴(e),下列叙述正确的是( )
A.e的细胞内的全部基因都来自a
B.c经一系列增殖和分化形成e的过程中,细胞核起控制作用
C.d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件
D.e的形成过程中没经过受精作用,其体细胞中无同源染色体
B [根据题意可知,e的细胞内的细胞核基因来自a,细胞质基因来自b,A错误;遗传物质主要存在于细胞核,重组细胞c经一系列增殖和分化形成e的过程中,细胞核起控制作用,B正确;d为胚胎发育提供适宜条件,不提供遗传物质,C错误;e的细胞核来源于猴胚胎细胞(a),胚胎细胞含有同源染色体,D错误。]
18.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期。其特点是( )
A.细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性
B.每个细胞体积不变,细胞的数量增加
C.胚胎有机物总量增加,细胞DNA总量不断减少
D.所有细胞的相对表面积减小,核物质(质量)与质物质比值增大
A [卵裂期细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性,A正确;每个细胞体积有所减小,胚胎的总体积不变,B错误;胚胎有机物由于消耗总量减少,细胞DNA总量由于复制而增加,C错误;卵裂期细胞体积减小,细胞的相对表面积增大,而不是核物质(质量)与质物质比值增大,D错误。]
19.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述,错误的是( )
A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B.人工受精后的一定时间内,收集供体原肠胚用于胚胎分割
C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D.一次性给受体母羊植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例
B [在进行胚胎移植时需要对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,使它们处于相同的生理状态,A正确;胚胎分割应该取形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚进行,B错误;胚胎分割技术属于无性繁殖,可获得两个基因型完全相同的胚胎,C正确;胚胎移植可提高优良种畜的繁殖率,即可增加双胞胎和多胞胎的比例,D正确。]
20.将某病毒的外壳蛋白(L1)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接,构建L1-GFP融合基因,再将融合基因与质粒连接构建下图所示表达载体。图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同。下列叙述不正确的是( )
A.构建L1-GFP融合基因需要用到E1、E2、E4三种酶
B.E1、E4双酶切确保L1-GFP融合基因与载体的正确连接
C.GFP可用于检测受体细胞中目的基因是否表达
D.将表达载体转入乳腺细胞培育乳汁中含L1蛋白的转基因羊
D [构建L1-GFP融合基因需要先用限制酶处理获得L1基因和GFP基因,并将二者连接,故需要用到E1、E2、E4三种酶,A正确;图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同,E1、E4双酶切可以有效减少载体自身连接和融合基因自身连接,保证L1-GFP融合基因与载体准确连接,B正确;绿色荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达,C正确;为了获得L1蛋白,可将表达载体转入受精卵中而不是乳腺细胞,用于培育乳汁中含有L1蛋白的转基因羊,D错误。]
21.(2020·江苏苏州高二下月考)新型冠状病毒是一种RNA病毒,临床检测最初采用核酸检测的方法,该方法首先要进行DNA的扩增,其一般过程是先通过一定的方法从患者体内获得RNA外,然后通过相应的酶合成cDNA(互补DNA),最后在特异性引物的帮助下扩增DNA。以下相关说法不正确的是( )
A.此过程中用到了逆转录酶、Taq DNA聚合酶和DNA连接酶等
B.所设计的引物应该能与cDNA特异性结合
C.从患者体内获得的RNA中可能包含患者自身基因转录的RNA
D.核酸检测扩增DNA时用到了PCR技术
A [通过一定的方法从患者体内获得RNA,然后通过相应的酶合成cDNA是逆转录过程,该过程需要用到逆转录酶,扩增DNA时需要用到Taq DNA聚合酶(耐高温的DNA聚合酶),整个过程都不需要DNA连接酶,A错误;所设计的引物应该能与cDNA特异性结合,B正确;从患者体内获得的RNA中除了包含病毒的RNA,还可能包含患者自身基因转录的RNA,C正确;核酸检测扩增DNA时用到了PCR技术,D正确。]
22.(2020·福建宁德期末)利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶,可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是( )
A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体
B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代
C.通过显微注射法将基因表达载体导入山羊乳腺细胞
D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶
C [要得到转基因山羊乳腺生物反应器,在构建基因表达载体时需要乳腺中特异表达的基因的启动子,使目的基因只在乳腺细胞中表达,A正确;通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代,B正确;通过显微注射法将基因表达载体导入山羊受精卵,C错误;山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体,可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶,D正确。]
23.下列有关蛋白质工程的说法正确的是( )
A.蛋白质工程无需构建基因表达载体
B.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
C.蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶
D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质
C [蛋白质工程的基本流程: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)。这是蛋白质工程特有的途径,接下来是按照基因工程的一般步骤进行。因此,基因工程技术利用的工具(限制酶、DNA连接酶、载体)以及操作流程也适用于蛋白质工程技术中,A项错误,C项正确;蛋白质工程生产的蛋白质是改造后的蛋白质或者是新的蛋白质,B项错误;蛋白质工程的操作对象是基因,属于分子水平,D项错误。]
24.我国科学家利用基因工程技术将海藻合成酶基因转移到甘蔗体内,获得了抗旱、高产、高糖的甘蔗新品种。以下关于植物基因工程的说法,正确的是( )
A.我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的
B.可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因
C.抗真菌转基因植物中,可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因
D.提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力,与调节渗透压的基因无关
C [我国转基因抗虫棉是转入了苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育出来的,A错误;我们已经知道目前的抗虫基因主要是Bt抗虫蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因和植物凝集素基因等,B错误;抗真菌转基因植物中,可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因,C正确;科学家可以调节细胞渗透压的基因,来提高作物抗盐碱、抗干旱的能力,这在烟草等植物中已获得了比较明显的成果,D错误。]
25.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部片段,定点改造基因,获得预期的生物体基因序列发生遗传性改变的技术。下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程,该过程中用sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列分析不合理的是( )
A.图中B基因缺失一段核苷酸序列可能导致基因突变
B.图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2的碱基序列相同或互补
C.Cas9可识别特定的核苷酸序列使核苷酸间的磷酸二酯键断裂
D.根据上述处理前后生物体的功能变化,可推测B基因的功能
B [图中B基因缺失一段核苷酸序列可能导致基因突变,A不符合题意;图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2的碱基序列,结合的是不同的DNA区段,故一般情况下二者既不相同也不互补,B符合题意;内切核酸酶Cas9可识别特定的核苷酸序列,并从特定的位点断裂磷酸二酯键,C不符合题意;通过破坏B基因前后生物体的功能变化,可推测B基因的功能,D不符合题意。]
二、非选择题:本题共5小题,共50分。
26.(10分)为检测某品牌酸奶中乳酸菌数量,检验人员进行了如下图所示实验。
分析回答下列问题:
(1)配制图中的培养基时,除了含有水、________和无机盐等主要营养成分外,还应加入适量的维生素和________。
(2)该实验所采用的接种方法是______________。接种后应在________(填“需氧”或“厌氧”)条件下培养。
(3)为防止杂菌污染需要对培养基进行灭菌,灭菌是指__________________
________________。在实验中还要设置未接种的对照组,这样做的目的是
________________________。
(4)各取0.1 mL已稀释105倍的酸奶分别接种到三个培养基平板上培养,记录的菌落数分别为55、56、57,则每克样品中的乳酸菌数为________。
(5)含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶的原因是________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)配制图中的培养基时,除了含有水、碳源、氮源和无机盐等主要营养成分外,还应加入适量的维生素和琼脂。(2)该实验所采用的接种方法是稀释涂布平板法。由于乳酸菌为厌氧细菌,故接种后应在厌氧条件下培养。(3)为防止杂菌污染,需要对培养基进行灭菌,灭菌是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。在实验中还要设置未接种的对照组,这样做的目的是检验培养基灭菌是否合格。(4)各取0.1 mL已稀释105倍的酸奶分别接种到三个培养基平板上培养,记录的菌落数分别为55、56、57,则每克样品中的乳酸菌数为105×(55+56+57)/(3×0.1)=5.6×107(个)。(5)含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,原因是抗生素能杀死乳酸菌。
[答案] (1)碳源、氮源 琼脂 (2)稀释涂布平板法 厌氧 (3)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 检验培养基灭菌是否合格 (4)5.6×107 (5)抗生素能杀死乳酸菌
27.(10分)酿酒酵母(C1)具有良好的发酵性能,但分解苹果酸能力差,过多的苹果酸会使葡萄酒有酸涩感,裂殖酵母(M1)具有极强的降解苹果酸的能力,但发酵性能极差。为了培育新型酵母菌菌种,科研人员采用了以下步骤进行育种。请分析回答下列问题。
(1)步骤一:制备原生质体。培养C1、M1单倍体亲本,加入一定量的0.5%的蜗牛酶液,保温处理一段时间,用一定浓度的高渗缓冲液洗涤,以确保获得更多的原生质体。
①本实验中,蜗牛酶液的作用是________。
②改变蜗牛酶液浓度进行多组实验,结果如图l所示,则酶浓度为________(填“1%”或“1.5%”)时更适宜进行实验。
图1 酶浓度对C1原生质体形成与再生的影响
(2)步骤二:诱导原生质体融合。取等量C1、M1原生质体悬浮液混合,离心后去除上清液,加入一定量40%的________溶液,30 ℃保温20 min,镜检并观察融合情况。
(3)步骤三:融合子的鉴定。测定细胞体积及DNA含量,结果如表所示,从中挑选出融合子Z13、Z15、Z19、Z29,理由是___________________________
_________________________。
(4)步骤四:融合子发酵性能的测定。如图2和图3是对Z29和亲本的降糖能力和降酸能力的测定结果,据图分析可以得出的结论是________的降糖能力和降酸能力均较好,表明_______________________________________________。
图2 融合子Z29与亲本降糖能力的比较
图3 融合子Z29与亲本降酸能力的比较
[解析] (1)①酵母菌具有细胞壁,本实验中,蜗牛酶液的作用是去除细胞壁,以获得原生质体。②分析图1可知,与酶浓度为1%时相比,酶浓度为1.5%时,原生质体的形成率虽略有降低,但其再生率明显升高,因此酶浓度为1.5%时更适宜进行实验。(2)聚乙二醇(PEG)可以促进细胞融合。(3)融合子Z13、Z15、Z19、Z29细胞中DNA含量与两亲本的DNA含量之和较接近,属于杂种细胞。(4)分析图2可知,Z29的降糖能力比M1强,分析图3可知,Z29的降酸能力比双亲均强,说明Z29的降糖能力和降酸能力均较好,表明Z29融合了两亲本的优良性状。
[答案] (1)①去除细胞壁 ②1.5% (2)聚乙二醇(PEG) (3)它们的细胞中DNA含量与两亲本的DNA含量之和较接近 (4)Z29 Z29融合了两亲本的优良性状
28.(10分)(2020·北京海淀区期末)科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可以同时结合两种抗原。
(1)科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内,引起机体的________免疫,使________分泌相应抗体。
(2)科研人员利用上述小鼠的脾脏细胞制备两种杂交瘤细胞。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。
图1
①制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织,用________处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞。将两种杂交瘤细胞用________(试剂)处理促进其融合,在培养基中加入__________(天然成分)进行培养。如果两种细胞融合成功,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。
②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,两条重链的组装依赖于A1或B1(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于A2、a或B2、b(a与b相同)。双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原α、β结合,称为双特异性抗体,如图2所示。请将A1、A2、B1、B2、a、b、α、β等填入下面的表格中。
图2
1
2
3
4
5
6
A2
α
③为使双杂交瘤细胞只产生图2所示的双特异性抗体,降低分离和纯化成本,科研人员对重链、轻链的结构进行改造。改造思路是在恒定区通过改变________________________,进而改变蛋白质的空间结构,实现互补组装的唯一性,这种改造属于现代生物技术中的____________工程。
(3)结合双特异性抗体的特点,请分析其在治疗肿瘤方面的应用前景:
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)抗原进入小鼠体内能够引起机体的体液免疫,使浆细胞分泌抗体。(2)①制备杂交瘤细胞,将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。动物细胞的融合可使用PEG进行诱导,在培养基中加入动物血清进行培养。②图2所示双特异性抗体是双杂交瘤细胞产生的,能同时与抗原α、β结合,由于1是A2,结合图1所示结构可知,3是a,2是B2,4是b,5是α,6是β。③蛋白质的空间结构是由氨基酸的种类和排列顺序决定的,所以可以通过改变氨基酸的种类或排列顺序改变蛋白质的空间结构,这属于蛋白质工程。(3)双特异性抗体可以和两种抗原结合,所以可以研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,特异性杀死肿瘤细胞。
[答案] (1)体液 浆细胞 (2)①胰蛋白酶或胶原蛋白酶 PEG(或聚乙二醇) 动物血清
②
1
2
3
4
5
6
A2
B2
a
b
α
β
③氨基酸的种类或排列顺序 蛋白质 (3)研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,特异性杀死肿瘤细胞
29.(10分)(2020·内蒙古通辽一中模拟)为生产高效价疫苗和简化计划免疫程序,科学家研制出基因工程乙肝—百白破(rHB—DTP)四联疫苗,经各项检测均通过rHB—DTP四联疫苗制检规程的要求。其有效成分是乙肝病毒表面抗原、百日咳杆菌、白喉杆菌和破伤风杆菌的四种类毒素。请分析回答下列问题。
(1)为获取百日咳杆菌类毒素的基因,可从百日咳杆菌的细胞中提取对应________,在逆转录酶的作用下合成双链cDNA片段,获得的cDNA片段与百日咳杆菌中该基因碱基序列________(填“相同”或“不同”)。
(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小,且序列已知,获得目的基因可采用________________________然后通过________大量扩增,此技术的前提是已知一段,目的基因的核苷酸序列以便合成引物。
(3)把目的基因导入受体细胞时,科学家采用了改造后的腺病毒作为载体,写出你认为科学家选它的理由:________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________(至少写出2点)。
(4)研究发现,如果将白喉杆菌类毒素第20位和第24位的氨基酸改变为半胱氨酸,免疫效果更好,请写出此种技术的基本流程。
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(5)实验证明,一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好,其主要原因是体内产生的________数量增多,当同种抗原再次侵入机体时,机体在更短时间内产生体液免疫的原因是什么?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程,故为获取百日咳杆菌类毒素的基因,可从百日咳杆菌的细胞中提取对应mRNA,在逆转录酶的作用下合成双链cDNA片段。获得的cDNA片段只包含基因的编码区,没有非编码区,因此与百日咳杆菌中该基因碱基序列不同。(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小,且序列已知,获得目的基因可采用化学方法人工合成,然后通过PCR技术大量扩增,通过PCR技术大量扩增目的基因的前提是要已知一段目的基因的核苷酸序列,以便合成引物。(3)改造后的腺病毒具有能自主复制、有多个限制酶切位点、有标记基因、对宿主细胞无害等特点,故可用作载体。(4)将白喉杆菌类毒素20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸属于蛋白质工程的范畴,故其基本流程是从预期蛋白质功能出发→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。(5)一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好,其主要原因是体内产生的记忆细胞数量增多,当同种抗原再次侵入机体时二次免疫的特点是短时间内迅速产生大量的抗体和记忆细胞,免疫预防作用更强。
[答案] (1)mRNA 不同 (2)化学方法人工合成(人工化学合成) PCR技术 (3)能自主复制,有多个限制酶切割位点,有标记基因(至少写出2点) (4)从预期蛋白质功能出发→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 (5)记忆细胞 记忆细胞受抗原刺激后迅速增殖分化成浆细胞,快速产生大量抗体
30.(10分)(2020·江苏连云港期末)2020年3月16日,中国科学家陈薇及其团队研制的重组新冠疫苗获批启动临床试验。重组新冠疫苗的制备流程如图所示。回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是________________,被用作载体的Ad5应具备的特点有______________________________________________________________
_________________________________________________________________等。
(2)对人们进行血清抗体检测的方法是________杂交。
(3)为探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果,需要给不同组志愿者分别注射________的疫苗,一段时间后采集血样检测相应抗体的水平。
(4)对新型冠状病毒的检测最常见的方法是RT—PCR,RT—PCR的具体过程如图所示。
①过程Ⅰ和Ⅱ都需要加入缓冲液、原料、酶和引物等,其中加入的酶分别是________、________________。
②RT—PCR过程通过对________的控制影响酶活性和DNA分子结构,从而使得整个反应过程有序进行。
③过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环扩增,理论上需要________个引物B。
[解析] (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建;作为基因工程的载体需要具备的条件有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因、对受体细胞无害等。(2)对人们进行血清抗体检测的方法是抗原—抗体杂交,利用了抗原与相应的抗体发生特异性结合的原理。(3)探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果时,自变量是疫苗的剂量,因此需要给不同组志愿者分别注射不同剂量的疫苗,一段时间后采集血样检测相应抗体的水平。(4)①Ⅰ为逆转录过程,该过程需要逆转录酶的催化;Ⅱ为PCR扩增过程,该过程需要耐高温的DNA聚合酶。②RT—PCR过程通过对温度的控制影响酶活性和DNA分子结构,从而使得整个反应过程有序进行。③过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环扩增,由于起点是单链DNA,先形成一个双链DNA分子,每个双链DNA分子都需要一个引物B,因此经过n次循环形成2n-1个子代DNA分子,共需要2n-1个引物B。
[答案] (1)基因表达载体的构建 能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因、对受体细胞无害 (2)抗原—抗体 (3)不同剂量 (4)①逆转录酶 耐高温的DNA聚合酶 ②温度 ③2n-1
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