2024徐州一中高二下学期4月期中考试生物含解析
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一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 工业污水中含有的多环芳烃类化合物(仅含C、H元素)会造成农田土壤污染。科研人员为了获得具有高效降解多环芳烃类化合物菌株,先从某污水污染的农田土壤中分离出多种细菌,经图示流程获得目的菌。下列相关叙述正确的是下列叙述正确的是( )
A. 甲、乙培养基中应添加葡萄糖、多环芳烃化合物作为碳源
B. 图示固体培养基上可获得纯净培养物,液体培养基可用于扩大培养
C. 步骤②中应用涂布器从甲中蘸取菌液均匀涂布于培养基乙表面
D. 步骤③中应挑选降解圈最大的菌落进行扩大培养
2. 通过差速离心法从大鼠肝脏中分离得到破碎的质膜和呈小泡状的内质网。通过密度梯度离心法进一步分离,测定不同密度的组分中磷脂、蛋白质和RNA的含量,结果如图1。在显微镜下观察密度为1.130g/cm3和1.238g/cm3的组分,结果如图2。
依据上述结果作出的推测,不合理的是( )
A. 质膜和光面内质网主要在图2-a的组分中
B. 图2-b组分中小黑点为核糖体
C. 据图1推测质膜可能有较高的蛋白质含量
D. 图2-b的组分中含有DNA分子
3. 下表中有关人体细胞化合物的各项内容,正确的是( )
A. ①B. ②C. ③D. ④
4. 在食醋酿造的酒精发酵阶段,除了酒精含量显著增加外,乳酸、乙酸等有机酸含量也略有增加。检测不同阶段发酵醪液(加入了酒曲的原料和水)中细菌的相对丰度(数量占比),结果如图。
相关说法错误的是( )
A. 酒曲可为发酵提供产生酒精的微生物
B. 食醋酒精发酵阶段需提供无菌空气
C. 解淀粉乳杆菌具有较强的酒精耐受力
D. 细菌的丰度变化会影响食醋的风味
5. 用一定剂量的紫外线处理具有抗盐特性的拟南芥原生质体可使其染色体片段化,再利用此原生质体与水稻原生质体融合,以获得抗盐水稻植株。以下说法错误的是( )
A 用酶解法去除植物细胞壁
B. 使用灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 通过调整植物激素比例诱导生芽或生根
D. 利用高浓度盐水浇灌筛选抗盐植株
6. 毕赤酵母是一种高效的分泌蛋白表达系统,能用于大量生产外源蛋白质。以下说法正确的是( )
A. 毕赤酵母属于基因工程常用载体
B. 可用显微注射法将目的基因导入毕赤酵母
C. 可用DNA分子杂交技术检测目的基因是否成功表达
D. 用毕赤酵母表达系统生产外源蛋白质可不必裂解酵母菌
7. 我国利用微生物发酵制作酱油的历史悠久,如图是通过发酵制作酱油的流程示意图,相关叙述错误的是( )
A. 制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源
B. 为利于发酵的进行,应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉
C. 米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸
D. 发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长
8. 科学家将鼠抗人大肠癌单克隆抗体基因(ND-1) 与酵母胞嘧啶脱氨酶基因(CD) 融合,在大肠杆菌中成功地表达了单链抗体与酶的融合蛋白,这类蛋白的疗法称为由抗体介导的酶解前药疗法 (ADEPT)。ND-1—CD融合基因的构建方法如图所示。下列有关叙述不合理的是( )
A. 图中两条杂交链的获得至少需要经过2次扩增循环
B. 图中杂交链延伸生成ND-1——CD 融合基因的过程应不用加入引物
C. 获得的融合基因在构建好基因表达载体后可直接被正常状态的大肠杆菌吸收
D. 该融合蛋白应是利用抗体部分特异性的识别人大肠癌细胞并将酶带到靶部位
9. 研究发现,为心梗患者注射适量t-PA蛋白会诱发颅内出血,但若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血等副作用,改良后的t-PA蛋白成为心梗和脑血栓的急救药。下图所示,通过基因工程大量制备改良药物t-PA蛋白,下列说法错误的是( )
A. 制备改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程
B. 利用重组pCLY11质粒可获得牛乳腺生物反应器
C. 选用限制酶XmaI和BglⅡ切割质粒pCLY11,构建重组质粒
D. 成功导入重组质粒的受体细胞在含有新霉素的培养基上能存活,且呈现蓝色
10. 下列关于无菌技术的叙述,错误的是( )
A. 常用湿热灭菌法对培养基灭菌
B. 制作泡菜时,靠水封坛沿灭菌
C. 接种环使用前后都需要灼烧灭菌
D. 组培时可用酒精和次氯酸钠消毒外植体
11. 安徽名菜“臭鳜鱼”是以新鲜鳜鱼为原料,配以食盐、花椒等辅料,由乳酸菌等多种微生物共同发酵制成。下列相关叙述错误的是( )
A. 在制作过程中加入花椒、食盐为了消毒和提味
B. 经过发酵,鳜鱼的蛋白质被分解为肽和氨基酸,肉质变得更加鲜嫩
C. 乳酸菌是厌氧微生物,家庭制作臭鳜鱼需要用保鲜膜将鱼裹好、用重物压实
D. 利用从自然发酵的臭鳜鱼中分离的乳酸菌可以制作酸奶、果醋等其它发酵产品
12. 为探究抗生素对细菌的选择作用,将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上(如下图),一段时间后测量并记录抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌扩大培养,重复实验2~5次。下列叙述不正确的是( )
A. 接种时,将高浓度菌液涂布在平板培养基上
B. ①处滤纸片上不含抗生素,起对照作用
C. 重复2~5次实验后,抑菌圈的直径会变大
D. 抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强
13. 微滴式数字PCR(ddPCR)是一种检测RNA病毒等病原体的手段,原理如图所示,分为样本分散、PCR扩增、检测三个过程。下列有关叙述错误的是( )
A. RNA病毒样本在进行ddPCR检测时,需要先进行逆转录处理
B. 多孔板中如果某个孔没有核酸分子,就不需要加入引物和Taq酶
C. 检测时只要有一个孔出现阳性结果,就可以说明原样本中有病毒核酸
D. 相对于传统手段,ddPCR更加灵敏,更容易检测出微量病毒
14. 下列有关生物技术的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质工程以蛋白质为直接操作对象
B. 为保障转基因产品的安全性,可采取颁布相关法规等措施
C. 在转基因研究工作中,科学家应采取一定的方法防止基因污染
D. 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 高压蒸汽灭菌条件下持续20分钟会杀死芽孢,因此无菌操作中可以利用非致病性的嗜热脂肪杆菌的芽孢作为指示菌来测定灭菌效果。为检验生物指示剂是否出现阳性变化,灭菌结束后需用工具在塑料瓶外挤破安瓿瓶,使菌片浸没在紫色培养液内并进行培养,若芽孢可以生长会使培养液变为黄色。下列叙述错误的是( )
A. 灭菌后培养嗜热脂肪杆菌菌片的紫色培养液属于鉴别培养基
B. 当灭菌锅中的生物指示剂培养结果为阳性时说明灭菌合格
C. 安瓿瓶中培养液的作用是使芽孢复苏
D. 湿热灭菌只能利用高压蒸汽进行灭菌
16. 某科研团队用脱毒技术快速繁殖“阳光玫瑰”葡萄品种,流程如下图所示。下列相关叙述正确的有( )
A. 图中X可以是试管苗的茎尖,此部位病毒浓度很低甚至无病毒
B. 利用此方法得到的脱毒苗,具备了抗病毒的能力,产品质量明显提高
C. 过程①、②所用培养基为MS培养基,根据培养目的还需要适当的加入植物激素
D. 热处理的原理是一些病毒对热不稳定,在35~40℃即钝化失活,而植物基本不受伤害
17. 多重PCR是指在反应体系中加入多种引物,最终扩增出多种目的DNA片段的技术,如下图。相关叙述正确的是( )
A. 多重PCR加入的引物之间不能互补配对形成局部双链
B. 不同对引物的退火温度差异越大,扩增的特异性越强
C. 多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测
D. 多重PCR可用于多种病原体感染的检测
18. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关叙述,正确的有( )
A. 可选用在液体培养基中培养的大肠杆菌作为DNA的粗提取的实验材料
B. 利用DNA溶于2ml/LNaCl溶液不溶于水的特性,取破碎鸡血细胞液的滤质
C. DNA的粗提取时将过滤液放入4℃冰箱可抑制DNA酶的活性
D. 鉴定时,将丝状物DNA直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。
19. 非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是我国第一慢性肝病,其特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。研究发现肝细胞内存在脂质自噬的过程可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。图1表示动物细胞内某些蛋白质的加工、分拣和运输过程,其中甲、乙、丙代表细胞结构,COPⅠ和COPⅡ代表两种囊泡。图2表示脂质自噬的方式及过程。据图回答:
(1)图1中能产生囊泡的结构有______。若定位在乙中的某些蛋白质偶然掺入丙中,则图中的______可以帮助实现这些蛋白质的回收。经乙加工的蛋白质进入丙后,能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体。若M6P受体合成受限,会使溶酶体水解酶在______(填名称)内积累。
(2)溶酶体内含的酸性脂解酶具有降解脂滴作用。酸性脂解酶的合成场所是______, 由氨基酸发生______反应形成肽链,随后肽链经内质网、高尔基体加工修饰成酸性脂解酶,最后“转移”至溶酶体中。
(3)图2中方式①和②中自噬溶酶体形成的结构基础是生物膜具有______。方式③中脂滴膜蛋白PLIN2经分子伴侣Hsc70识别后才可与溶酶体膜上的LAMP2A受体结合进入溶酶体发生降解,推测该自噬方式具有一定的______性。方式③有助于自噬溶酶体的形成,据此推测PLIN2蛋白具有______(填“促进”或“抑制”)脂质自噬的作用。
(4)研究表明,溶酶体内是一个相对独立的空间,其内的pH为5左右,而细胞质基质的pH约为7.2,若有少量溶酶体酶进入细胞质基质______(填“会”或“不会”)引起细胞损伤。
(5)研究表明陈皮具有调节肝脏脂代谢的作用。科研人员通过高脂饮食建立非酒精性脂肪肝大鼠模型,分别灌胃不同剂量的川陈皮素(陈皮的有效成分之一),一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3Ⅰ/LC-3Ⅱ的含量。实验结果如下:
肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高,由实验结果可知川陈皮素对非酒精性脂肪肝病的作用效果表现为______(填“促进”或“抑制”)。在脂质自噬过程中,细胞质中的LC-3Ⅰ蛋白会转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白参与自噬,据此推测川陈皮素可______(填“促进”或“抑制”)LC-3Ⅰ蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白。
20. 科研人员按照如图所示流程从盐湖土壤中分离筛选出了一株高产α-淀粉酶的耐盐性菌株NWU-8,并通过He-Ne激光照射提高该菌株产α-淀粉酶的能力,实验中需要a、b两种培养基,培养基a的组分为牛肉膏、蛋白胨、高浓度NaCl、水,培养基b的组分增加了可溶性淀粉,其余成分与a组一致。回答下列问题。
(1)要在培养基上形成菌落,a、b培养基中均还应加入______,培养基a的作用是______。
(2)He-Ne激光照射诱导后的菌种需要对耐盐性和产酶能力等进行检测和筛选,最后获得的纯净高产菌种进行液体摇瓶发酵,摇瓶培养的目的有______。
a.增大培养液的溶氧量 b.维持pH稳定
c.利于微生物和培养液充分接触 d.防止液体培养基凝固
(3)发酵过程中可通过______法检测活菌的数量。对已有的土壤样液稀释108倍,取0.1ml稀释液涂布平板上,每隔24h统计一次菌落的数目,选取______时的记录作为结果,菌落数分别是145、163、154,推测土壤样液中菌体的数量为______个·mL-1。运用这种方法统计的结果往往较实际值______(填“偏大”或“偏小”)。若改用显微镜直接观察法检测活菌的数量,则计数结果偏离实际值的原因是______。
(4)科研人员欲进一步探究不同NaCl浓度的培养基对菌株NWU-8产α-淀粉酶的影响,设计并实施了相关实验。该实验对照组为______,因变量可通过______进行检测。
21. 某品牌老陈醋有丰富的营养成分,在酿造过程中产生了川芎嗪、黄酮类化合物等对人体有益的物质,极具养生价值。一企业对老配方进行了更新,并设计了如下制作流程。请回答下列问题:
(1)对主粮膨化处理的作用是______。酿制粮食酒时,______(填“需要”或“不需要”)对主粮进行严格的消毒处理,原因是_____。
(2)多次实验发现,经常会在发酵液的液面观察到一层明显的菌膜,该膜是由_________繁殖而成。通过改变______环境条件,可以促进该生物的生命活动。
(3)研究表明,在陈醋的酿造过程中,起主导作用的是醋酸菌,而乳酸菌也存在于醋醅中,其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期______(写出2种)等环境因素的变化,淘汰了部分乳酸菌种类。
(4)乙偶姻和川穹嗪均是山西老陈醋中重要的风味物质,对熏醅阶段中二者的含量进行测定得到了如下结果,由上图可知,川穹嗪最早产生于______,乙偶姻可能在更早的醋酸发酵阶段就开始产生。随着熏醅阶段的进行,乙偶姻与川穹嗪的含量变化趋势______(填“相同”“相反”或“无关联”),推测二者关系为______。
22. 枯草芽孢杆菌所产生的透明质酸是一种应用广泛的粘性多糖,研究者欲改造枯草芽孢杆菌,通过添加诱导型启动子来协调菌体生长与产物生产之间的关系。
(1)图1中透明质酸合成酶基因H以a链为转录模板链,由此可以推测H基因的转录是从其______(填“左侧”或“右侧”)开始的。利用PCR扩增H基因时,设计适当的引物使H基因两侧分别添加相应的限制酶识别序列,则扩增______次才会得到8个等长的目的基因片段。
(2)为通过外源添加诱导剂来控制基因的表达,研究者选择了含木糖诱导型启动子的p质粒。p质粒位点1和2的识别序列所对应的酶分别是 Xh酶和BsaⅠ酶,目的是为了保证______,酶切后加入______酶使它们形成重组质粒。
(3)为协调菌体生长与产物生产之间的关系,将构建好的重组质粒转入经______处理后的枯草芽孢杆菌(D菌),在含______的培养基上筛选,得到枯草芽孢杆菌E(E菌)。对E菌进行工业培养时,培养基应先以蔗糖为唯一碳源,接种2小时后添加______,以诱导E菌产生更多的透明质酸。
(4)质粒在细菌细胞中遗传不稳定、易丢失,研究者尝试将重组质粒进行改造,利用同源区段互换的方法将H基因插入枯草芽孢杆菌D的基因组mpr位点,得到整合型枯草芽孢杆菌F(F菌)。请在图2方框中画出F菌的基因组______。
(5)对三种枯草芽孢杆菌进行培养,结果如图3。
经分析可知,______最适宜工业发酵生产透明质酸,理由包括______。
a. F菌比E菌生长迅速 b. 透明质酸产量高
c. 培养基中不需要添加四环素 d. H基因整合到细菌DNA上,不易丢失
23. 非对称细胞融合是指融合前分别用射线破坏供体的细胞核和用碘乙酰胺破坏受体的细胞质,实现胞质基因和核基因的优化组合。已知甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙植物细胞进行非对称细胞融合相关研究,以期获得高产耐盐碱再生植株。请回答问题。
(1)取甲植物芽尖与乙植物叶片__________(灭菌/消毒)后接种于含一定比例__________(填激素名称)的MS固体培养基上诱导__________,产生愈伤组织;选择生长状况较好的愈伤组织接种于特定的液体培养基传代培养,收集悬浮培养细胞,加入__________酶去除细胞壁,获得原生质体。
(2)将甲植物原生质体经__________处理,乙植物原生质体经__________处理,对处理后的原生质体在显微镜下用__________计数,确定原生质体密度,两种原生质体等体积混合后,添加适宜浓度的PEG和0.08ml/L、pH9.5的CaCl2,目的是__________;诱导一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是终止__________。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由有__________(填字母)
a.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
b.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
c.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
d.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
(4)将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽、生根的培养基上诱导形成再生植株。为初步确定再生植株是否来自于杂种细胞,可通过__________技术进行鉴定。编号
检测化合物
检测试剂
颜色反应
组成单位
主要功能
①
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
脂肪酸
直接能源物质
②
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
氨基酸
承担生命活动
③
糖原
斐林试剂
砖红色
葡萄糖
提供能量
④
核酸
二苯胺染液
绿色
核苷酸
携带遗传信息
组别
谷丙转氨酶(IU/L)
LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值
正常饮食组
44.13
3.15
高脂饮食组
112.26
0.42
高脂饮食+低剂量川陈皮素组
97.37
0.66
高脂饮食+中剂量川陈皮素组
72.34
1.93
高脂饮食+高剂量川陈皮素组
55.20
2.96
徐州一中2022级高二第二学期期中考试
生物试卷
(满分:100分 时长:75分钟)
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 工业污水中含有的多环芳烃类化合物(仅含C、H元素)会造成农田土壤污染。科研人员为了获得具有高效降解多环芳烃类化合物菌株,先从某污水污染的农田土壤中分离出多种细菌,经图示流程获得目的菌。下列相关叙述正确的是下列叙述正确的是( )
A. 甲、乙培养基中应添加葡萄糖、多环芳烃化合物作为碳源
B. 图示固体培养基上可获得纯净培养物,液体培养基可用于扩大培养
C. 步骤②中应用涂布器从甲中蘸取菌液均匀涂布于培养基乙表面
D. 步骤③中应挑选降解圈最大的菌落进行扩大培养
【答案】B
【解析】
【分析】图示表示科研人员从被多环芳烃类化合物污染的土壤中分离出高效降解多环芳烃类化合物的菌株的主要步骤。培养基甲和乙中加入多环芳烃类化合物作为唯一碳源,其目的是筛选出高效降解多环芳烃类化合物的菌株。
【详解】A、该研究的目的是从被多环芳烃类化合物污染的土壤中分离出高效降解多环芳烃类化合物的菌株,所以甲、乙培养基中应以多环芳烃类化合物为唯一碳源,A错误;
B、固体培养基上可用于微生物的纯化获得纯净培养物,液体培养基可用于扩大培养,B正确;
C、步骤②是采用稀释涂布平板法接种并分离高效降解多环芳烃类化合物的菌株(目的菌),应先用微量移液器从甲中取0.1mL菌液滴加到培养基乙的表面,再用涂布器将菌液均匀涂布于培养基乙的表面,C错误;
D、透明圈直径与菌落直径比值越大,说明目的菌降解多环芳烃类化合物的效果越好,因此步骤③应从降解圈直径与菌落直径比值最大的菌落进行挑选菌株并培养,D错误。
故选B。
2. 通过差速离心法从大鼠肝脏中分离得到破碎的质膜和呈小泡状的内质网。通过密度梯度离心法进一步分离,测定不同密度的组分中磷脂、蛋白质和RNA的含量,结果如图1。在显微镜下观察密度为1.130g/cm3和1.238g/cm3的组分,结果如图2。
依据上述结果作出的推测,不合理的是( )
A. 质膜和光面内质网主要在图2-a的组分中
B. 图2-b的组分中小黑点为核糖体
C. 据图1推测质膜可能有较高的蛋白质含量
D. 图2-b的组分中含有DNA分子
【答案】D
【解析】
【分析】提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于DNA的粗提取而言,就是要利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。
【详解】A、密度为1.130g/cm3的组分主要含有磷脂、蛋白质,质膜和光面内质网的主要成分是蛋白质和磷脂,则质膜和光面内质网主要在图2-a的组分中,A不符合题意;
B、密度为1.238g/cm3的组分主要含有RNA,核糖体的成分主要是RNA和蛋白质,则中小黑点为核糖体,B不符合题意;
C、据图1含有磷脂,则主要是生物膜成分,并且蛋白质的含量也很高,则推测质膜可能有较高的蛋白质含量,C不符合题意;
D、离心的结果中含有磷脂、蛋白质和RNA,不含有DNA,所以图2-b的组分中没有DNA分子,D符合题意。
故选D。
3. 下表中有关人体细胞化合物的各项内容,正确的是( )
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】B
【解析】
【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、蔗糖)。
(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染液鉴定,呈橘黄色。
(4)DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、脂肪的基本组成单位是甘油和脂肪酸,脂肪是主要的储能物质,直接能源物质是ATP,A错误;
B、蛋白质是生命活动的承担者,其基本组成单位是氨基酸,可与双缩脲试剂产生紫色反应,B正确;
C、斐林试剂用于鉴定还原糖,糖原不是还原糖,C错误;
D、核酸包括DNA和RNA,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂,D错误。
故选B。
4. 在食醋酿造酒精发酵阶段,除了酒精含量显著增加外,乳酸、乙酸等有机酸含量也略有增加。检测不同阶段发酵醪液(加入了酒曲的原料和水)中细菌的相对丰度(数量占比),结果如图。
相关说法错误的是( )
A. 酒曲可为发酵提供产生酒精的微生物
B. 食醋酒精发酵阶段需提供无菌空气
C. 解淀粉乳杆菌具有较强的酒精耐受力
D. 细菌的丰度变化会影响食醋的风味
【答案】B
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、酿造食醋的过程中的酒精发酵阶段,能产生酒精的微生物是酵母菌,发酵醪液加入了酒曲,故酵母菌是由酒曲提供的,A正确;
B、食醋酒精发酵阶段的产物是酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,要严格密封,B错误;
C、在食醋酿造的酒精发酵阶段,酒精含量显著增加,从柱形图可以看出解淀粉乳杆菌含量也在增加,故解淀粉乳杆菌具有较强的酒精耐受性,C正确;
D、不同的微生物会产生不同的代谢产物,故细菌的丰度变化会影响食醋的风味,D正确;
故选B。
5. 用一定剂量的紫外线处理具有抗盐特性的拟南芥原生质体可使其染色体片段化,再利用此原生质体与水稻原生质体融合,以获得抗盐水稻植株。以下说法错误的是( )
A. 用酶解法去除植物细胞壁
B. 使用灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 通过调整植物激素比例诱导生芽或生根
D. 利用高浓度盐水浇灌筛选抗盐植株
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术: 就是将不同种的植物体细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交的优点是:克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出作物新品种。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,A正确;
B、灭活的病毒只能诱导动物细胞融合,不能诱导植物原生质体融合,B错误;
C、通过调整植物激素的比例可诱导生芽或生根,生长素/细胞分裂素的比值大于1,有利于生根,小于1有利于生芽,C正确;
D、抗盐水稻植株具有抗盐特性,因此利用一定浓度的盐水浇灌可筛选抗盐水稻植株,D正确;
故选B。
6. 毕赤酵母是一种高效的分泌蛋白表达系统,能用于大量生产外源蛋白质。以下说法正确的是( )
A. 毕赤酵母属于基因工程常用的载体
B. 可用显微注射法将目的基因导入毕赤酵母
C. 可用DNA分子杂交技术检测目的基因是否成功表达
D. 用毕赤酵母表达系统生产外源蛋白质可不必裂解酵母菌
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、基因工程常用的载体有这里、λ噬菌体和动植物病毒等,不包括毕赤酵母,A错误;
B、毕赤酵母属于微生物,将目的基因导入微生物的常用方法是钙离子处理法,B错误;
C、毕赤酵母高效表达的产物是蛋白质,可用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否成功表达,C错误;
D、毕赤酵母是一种高效的分泌蛋白表达系统,能用于大量生产外源蛋白质,该类蛋白质合成和加工后可分泌到细胞外,故用毕赤酵母表达系统生产外源蛋白质可不必裂解酵母菌,D正确。
故选D。
7. 我国利用微生物发酵制作酱油历史悠久,如图是通过发酵制作酱油的流程示意图,相关叙述错误的是( )
A. 制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源
B. 为利于发酵的进行,应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉
C. 米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸
D. 发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长
【答案】B
【解析】
【分析】发酵,是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
【详解】A、小麦含有丰富的淀粉、大豆含有丰富的蛋白质,制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源,A正确;
B、为利于发酵的进行,应将大豆蒸熟,待冷却后再加入米曲霉,防止高温条件下米曲霉死亡,B错误;
C、发酵过程中,米曲霉合成和分泌蛋白酶,蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸,C正确;
D、抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,在发酵池中添加食盐能抑制杂菌的生长,还能调节酱油的风味,D。
故选B。
8. 科学家将鼠抗人大肠癌单克隆抗体基因(ND-1) 与酵母胞嘧啶脱氨酶基因(CD) 融合,在大肠杆菌中成功地表达了单链抗体与酶的融合蛋白,这类蛋白的疗法称为由抗体介导的酶解前药疗法 (ADEPT)。ND-1—CD融合基因的构建方法如图所示。下列有关叙述不合理的是( )
A. 图中两条杂交链的获得至少需要经过2次扩增循环
B. 图中杂交链延伸生成ND-1——CD 融合基因的过程应不用加入引物
C. 获得的融合基因在构建好基因表达载体后可直接被正常状态的大肠杆菌吸收
D. 该融合蛋白应是利用抗体部分特异性的识别人大肠癌细胞并将酶带到靶部位
【答案】C
【解析】
【分析】PCR技术:(1)定义:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术;(2)原理:DNA复制;(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物;(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、能量;(5)过程:高温变性,DNA双链解旋;低温复性,引物与互补链DNA结合;中温延伸,在耐高温的DNA聚合酶作用下合成子链。
【详解】A、经过一次循环得到杂交链,引物2端和引物3端都为相应链的5́'端,不可直接延伸子链,为了使杂交链顺利延伸子链,至少需要经过2次循环才能得到如图所示的引物2端和引物3端都为相应链的3́'端杂交链,A正确;
B、杂交链延伸生成ND-1——CD 融合基因的过程中,不需要加入引物,两条母链的起始位置的碱基序列即为引物,可以作为子链合成的引物,为DNA聚合酶提供3'端,B正确;
C、需要利用氯化钙处理大肠杆菌获得感受态细胞,获得的融合基因在构建好基因表达载体才能更好的被大肠杆菌吸收,C错误;
D、抗体可以特异性识别抗原成分,故该融合蛋白应是利用抗体部分特异性的识别人大肠癌细胞并将酶带到靶部位,D正确。
故选C。
9. 研究发现,为心梗患者注射适量t-PA蛋白会诱发颅内出血,但若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血等副作用,改良后的t-PA蛋白成为心梗和脑血栓的急救药。下图所示,通过基因工程大量制备改良药物t-PA蛋白,下列说法错误的是( )
A. 制备改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程
B. 利用重组pCLY11质粒可获得牛乳腺生物反应器
C. 选用限制酶XmaI和BglⅡ切割质粒pCLY11,构建重组质粒
D. 成功导入重组质粒的受体细胞在含有新霉素的培养基上能存活,且呈现蓝色
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。包括四个基本程序:目的基因的筛选与获取、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。
2、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。
【详解】A、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。依题意,改良后的药物t-PA蛋白将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸改良而来,因此,制备改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程,A正确;
B、科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中,由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物,这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。因此,利用重组pCLY11质粒也可获得牛乳腺生物反应器,B正确;
C、t-PA改良基因的黏性末端如图所示,则所选的限制酶所获得的切口应与t-PA改良基因的黏性末端相同,因此需选用限制酶XmaI和BglⅡ切开质粒pCLY11,C正确;
D、结合图示可知,限制酶XmaI和BglⅡ会破坏质粒pCLY11上的mlacZ,但不会破坏新霉素抗性基因,导入重组质粒的大肠杆菌具有新霉素抗性,但由于mlacZ基因被破坏,没有相应产物,因而菌落呈现白色,D错误。
故选D。
10. 下列关于无菌技术的叙述,错误的是( )
A. 常用湿热灭菌法对培养基灭菌
B. 制作泡菜时,靠水封坛沿灭菌
C. 接种环使用前后都需要灼烧灭菌
D. 组培时可用酒精和次氯酸钠消毒外植体
【答案】B
【解析】
【分析】获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则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。
【详解】A、湿热灭菌是一种利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法。其中高压蒸汽灭菌的效果最好,可用于培养基的灭菌,A正确;
B、制作泡菜时,向坛盖边沿的水槽中注满水来隔绝空气,B错误;
C、接种环使用前灼烧灭菌,杀死接种环上的杂菌,接种环使用后灼烧灭菌可以避免菌种污染环境和感染操作者,故接种环使用前后都需要灼烧灭菌,C正确;
D、酒精和次氯酸钠消毒外植体是常见的化学消毒方法,可以杀死外植体表面的微生物,D正确。
故选B。
11. 安徽名菜“臭鳜鱼”是以新鲜鳜鱼为原料,配以食盐、花椒等辅料,由乳酸菌等多种微生物共同发酵制成。下列相关叙述错误的是( )
A. 在制作过程中加入花椒、食盐是为了消毒和提味
B. 经过发酵,鳜鱼的蛋白质被分解为肽和氨基酸,肉质变得更加鲜嫩
C. 乳酸菌是厌氧微生物,家庭制作臭鳜鱼需要用保鲜膜将鱼裹好、用重物压实
D. 利用从自然发酵的臭鳜鱼中分离的乳酸菌可以制作酸奶、果醋等其它发酵产品
【答案】D
【解析】
【分析】乳酸菌是原核生物,其代谢类型为异养厌氧型。
【详解】A、花椒是香辛料,香辛料和食盐都有调节风味、提鲜和杀菌(消毒)的作用,A正确;
B、鳜鱼发酵过程中,乳酸菌等多种微生物分泌蛋白酶把鳜鱼的蛋白质被分解为小分子肽和氨基酸,使鳜鱼肉质变得更加鲜嫩,B正确;
C、乳酸杆菌是厌氧型微生物,腌制时,用保鲜膜将鱼裹好、并用重物进行压实处理,营造无氧环境,有利于乳酸杆菌发酵,C正确;
D、制作果醋利用的微生物是醋酸菌,D错误。
故选D。
12. 为探究抗生素对细菌的选择作用,将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上(如下图),一段时间后测量并记录抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌扩大培养,重复实验2~5次。下列叙述不正确的是( )
A. 接种时,将高浓度菌液涂布在平板培养基上
B. ①处滤纸片上不含抗生素,起对照作用
C. 重复2~5次实验后,抑菌圈的直径会变大
D. 抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强
【答案】C
【解析】
【分析】本实验的思路为:将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上,滤纸片周围会出现抑菌圈,在抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌;若抗生素对细菌起选择作用,则随着培养次数增多,耐药菌的比例增大,在连续培养几代后,抑菌圈的平均直径变小。
【详解】A、将高浓度菌液涂布在平板培养基上,使平板上长出密集菌落,利于观察抑菌圈,A正确;
B、①处滤纸片周围未出现抑菌圈,滤纸片上不含抗生素,起对照作用,B正确;
C、随重复次数增加,抗药菌株的比例增加,抑菌圈的直径会变小,C错误;
D、抑菌圈边缘的菌落可能是耐药菌,所以,抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强,D正确。
故选C。
13. 微滴式数字PCR(ddPCR)是一种检测RNA病毒等病原体的手段,原理如图所示,分为样本分散、PCR扩增、检测三个过程。下列有关叙述错误的是( )
A. RNA病毒样本在进行ddPCR检测时,需要先进行逆转录处理
B. 多孔板中如果某个孔没有核酸分子,就不需要加入引物和Taq酶
C. 检测时只要有一个孔出现阳性结果,就可以说明原样本中有病毒核酸
D. 相对于传统手段,ddPCR更加灵敏,更容易检测出微量病毒
【答案】B
【解析】
【分析】PCR原理:体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。包括变性、复性和延伸三个步骤。
【详解】A、PCR是一项体外扩增DNA分子的技术,新冠病毒的遗传物质是RNA,故新冠病毒样本在进行ddPCR检测时,需要先进行逆转录处理得到DNA,A正确;
B、由于核酸分子无法肉眼观察到,即使某个孔中不含核酸分子也无法得知,故为避免有遗漏,每个多孔板中都需要加入引物和Taq酶,最终通过阳性反应进行鉴定,B错误;
C、阳性结果意味着有核酸分子能与试剂发生碱基互补配对,故检测时只要有一个孔出现阳性结果,就可以说明原样本中有病毒核酸,C正确;
D、相对于传统手段,ddPCR在每个孔中含有少量核酸的条件下即可检测,故更加灵敏,更容易检测出微量病毒,D正确。
故选B。
14. 下列有关生物技术的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质工程以蛋白质为直接操作对象
B. 为保障转基因产品的安全性,可采取颁布相关法规等措施
C. 在转基因研究工作中,科学家应采取一定的方法防止基因污染
D. 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
【答案】A
【解析】
【分析】转基因技术的实质是基因重组,转基因生物的成功培育是转基因技术取得的丰硕成果。该技术具有双刃剑效应,既可以造福人类,也可能给人类带来灾难,面对转基因技术可能产生的负面影响,应理性看待分析,从多个方面,多个角度进行防范,严格管理,有效控制,趋利避害,不能因噎废食。
【详解】A、蛋白质工程是通过改造或修饰基因来实现的,故蛋白质工程的直接操作对象是基因而不是蛋白质,A错误;
B、为保障转基因产品的安全性,可采取颁布相关法规等措施,保障消费者的权益,B正确;
C、在转基因研究工作中,科学家会采取很多方法防止基因污染,若出现基因污染可能会带来意想不到的危害,C正确;
D、我国政府对生殖性克隆人实验的态度是:不赞成、不允许、不支持、不接受,D正确。
故选A。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 高压蒸汽灭菌条件下持续20分钟会杀死芽孢,因此无菌操作中可以利用非致病性的嗜热脂肪杆菌的芽孢作为指示菌来测定灭菌效果。为检验生物指示剂是否出现阳性变化,灭菌结束后需用工具在塑料瓶外挤破安瓿瓶,使菌片浸没在紫色培养液内并进行培养,若芽孢可以生长会使培养液变为黄色。下列叙述错误的是( )
A. 灭菌后培养嗜热脂肪杆菌菌片的紫色培养液属于鉴别培养基
B. 当灭菌锅中的生物指示剂培养结果为阳性时说明灭菌合格
C. 安瓿瓶中培养液的作用是使芽孢复苏
D. 湿热灭菌只能利用高压蒸汽进行灭菌
【答案】BD
【解析】
【分析】消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则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。
【详解】A、灭菌后含有嗜热脂肪杆菌菌片的紫色培养液用于鉴别嗜热脂肪杆菌是否存活,因此属于鉴别培养基,A正确;
B、当灭菌锅中的生物指示剂培养结果为阳性时说明芽孢未死亡,即灭菌不合格,B错误;
C、检验生物指示剂是否出现阳性变化时,有活性的芽孢呈阳性,因此需要培养液使芽孢复苏,C正确;
D、湿热灭菌可利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌,D错误。
故选BD。
16. 某科研团队用脱毒技术快速繁殖“阳光玫瑰”葡萄品种,流程如下图所示。下列相关叙述正确的有( )
A. 图中X可以是试管苗的茎尖,此部位病毒浓度很低甚至无病毒
B. 利用此方法得到的脱毒苗,具备了抗病毒的能力,产品质量明显提高
C. 过程①、②所用培养基为MS培养基,根据培养目的还需要适当的加入植物激素
D. 热处理的原理是一些病毒对热不稳定,在35~40℃即钝化失活,而植物基本不受伤害
【答案】ACD
【解析】
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育形成植株。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例。
【详解】A、图中X可以是试管苗的茎尖,植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,A正确;
B、茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染,利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗,即脱毒苗,脱毒苗不等于抗毒苗,脱毒苗不能使植株具备抗病毒的能力,B错误;
C、植物组织培养常用MS培养基,过程①、②所用的MS培养基需要添加生长素、细胞分裂素等植物激素,C正确;
D、热处理脱毒的基本原理是利用病毒对热不稳定,在高于常温下,如35~40℃,会钝化失活,而植物基本不受伤害,D正确。
故选ACD。
17. 多重PCR是指在反应体系中加入多种引物,最终扩增出多种目的DNA片段的技术,如下图。相关叙述正确的是( )
A. 多重PCR加入的引物之间不能互补配对形成局部双链
B. 不同对引物的退火温度差异越大,扩增的特异性越强
C. 多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测
D. 多重PCR可用于多种病原体感染的检测
【答案】ACD
【解析】
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
【详解】A、多重PCR加入的不同引物的碱基排列顺序不能互补,如果互补,就会造成引物形成双链,不能与模板链结合,降低扩增的效率,A正确;
B、一般而言,引物的GC含量越高,结合特异性越强,扩增的特异性越强,与退火温度关系不大,B错误;
C、电泳技术可分离不同大小的DNA分子,故多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测,C正确;
D、PCR鉴定病原体的原理是碱基互补配对,该体系中加入多种引物,最终扩增出多种目的DNA片段,故多重PCR可用于多种病原体感染的检测,D正确。
故选ACD。
18. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关叙述,正确的有( )
A. 可选用在液体培养基中培养的大肠杆菌作为DNA的粗提取的实验材料
B. 利用DNA溶于2ml/L的NaCl溶液不溶于水的特性,取破碎鸡血细胞液的滤质
C. DNA的粗提取时将过滤液放入4℃冰箱可抑制DNA酶的活性
D. 鉴定时,将丝状物DNA直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
【答案】ABC
【解析】
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离。
【详解】A、大肠杆菌是细菌,含有拟核和质粒,DNA含量也较多,适合提取DNA,故可选用在液体培养基中培养的大肠杆菌作为实验材料,A正确;
B、DNA在2ml/L的NaCl溶液中的溶解度较高,而在水中溶解度较低,将鸡血细胞置于蒸馏水中吸水涨破后,取破碎鸡血细胞液的滤质可得到DNA,B正确;
C、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件,将过滤液放入4℃冰箱的目的是抑制DNA酶的活性,避免DNA被水解,C正确;
D、鉴定时,将丝状物DNA溶于一定浓度的NaCl溶液中得到DNA溶液,往DNA溶液中加入二苯胺试剂然后沸水浴加热,D错误。
故选ABC。
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。
19. 非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是我国第一慢性肝病,其特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。研究发现肝细胞内存在脂质自噬的过程可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。图1表示动物细胞内某些蛋白质的加工、分拣和运输过程,其中甲、乙、丙代表细胞结构,COPⅠ和COPⅡ代表两种囊泡。图2表示脂质自噬的方式及过程。据图回答:
(1)图1中能产生囊泡的结构有______。若定位在乙中的某些蛋白质偶然掺入丙中,则图中的______可以帮助实现这些蛋白质的回收。经乙加工的蛋白质进入丙后,能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体。若M6P受体合成受限,会使溶酶体水解酶在______(填名称)内积累。
(2)溶酶体内含的酸性脂解酶具有降解脂滴作用。酸性脂解酶的合成场所是______, 由氨基酸发生______反应形成肽链,随后肽链经内质网、高尔基体加工修饰成酸性脂解酶,最后“转移”至溶酶体中。
(3)图2中方式①和②中自噬溶酶体形成的结构基础是生物膜具有______。方式③中脂滴膜蛋白PLIN2经分子伴侣Hsc70识别后才可与溶酶体膜上的LAMP2A受体结合进入溶酶体发生降解,推测该自噬方式具有一定的______性。方式③有助于自噬溶酶体的形成,据此推测PLIN2蛋白具有______(填“促进”或“抑制”)脂质自噬的作用。
(4)研究表明,溶酶体内是一个相对独立的空间,其内的pH为5左右,而细胞质基质的pH约为7.2,若有少量溶酶体酶进入细胞质基质______(填“会”或“不会”)引起细胞损伤。
(5)研究表明陈皮具有调节肝脏脂代谢的作用。科研人员通过高脂饮食建立非酒精性脂肪肝大鼠模型,分别灌胃不同剂量的川陈皮素(陈皮的有效成分之一),一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3Ⅰ/LC-3Ⅱ的含量。实验结果如下:
肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高,由实验结果可知川陈皮素对非酒精性脂肪肝病的作用效果表现为______(填“促进”或“抑制”)。在脂质自噬过程中,细胞质中的LC-3Ⅰ蛋白会转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白参与自噬,据此推测川陈皮素可______(填“促进”或“抑制”)LC-3Ⅰ蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白。
【答案】(1) ①. 细胞膜、内质网、高尔基体 ②. COPⅠ ③. 高尔基体
(2) ①. 核糖体 ②. 脱水缩合
(3) ①. 一定的流动性 ②. 专一性(特异性) ③. 促进
(4)不会 (5) ①. 抑制 ②. 促进
【解析】
【分析】1、分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
2、溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的本质是蛋白质),能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。
【小问1详解】
图中乙内质网,丙高尔基体和细胞膜都能够产生囊泡;如果定位在乙内质网的蛋白质掺入了丙高尔基体,则可以通过COPⅠ运回内质网;根据信息“经乙加工的蛋白质进入丙后,能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体”,如果M6P受体合成受限,则这些蛋白质不能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体,将在高尔基体内积累。
【小问2详解】
酸性脂解酶的本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,由氨基酸经过脱水缩合形成多肽链。
【小问3详解】
方式①和②过程中,出现了细胞融合、胞吞等现象,说明自噬溶酶体形成的结构基础是细胞膜具有一定流动性。方式③中分子伴侣-底物复合物形成后,将与溶酶体膜上的受体结合,说明该种自噬方式具有一定的专一性(特异性)。PLIN2蛋白与分子伴侣结合后,再与溶酶体膜上的LAMP2A受体结合进入溶酶体形成自噬溶酶体,方式③有助于自噬溶酶体的形成,说明PLIN2蛋白具有促进脂质自噬的作用。
【小问4详解】
溶酶体内的pH为5左右,而细胞质基质的pH约为7.2,少量的水解酶进入细胞质基质由于pH变化,可能会失去活性,所以不会引起细胞损伤。
【小问5详解】
肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高,与高脂饮食组进行对比,随着川陈皮素用量的提高,小鼠体内谷丙转氨酶(IU/L)的含量逐步降低,说明川陈皮素能抑制非酒精性脂肪肝病的形成。由图表内容可知,随着川陈皮素用量的提高,LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值提高,推测川陈皮素可促进LC-3Ⅰ蛋白转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白,LC-3Ⅱ蛋白能参与脂质自噬,可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。
20. 科研人员按照如图所示流程从盐湖土壤中分离筛选出了一株高产α-淀粉酶的耐盐性菌株NWU-8,并通过He-Ne激光照射提高该菌株产α-淀粉酶的能力,实验中需要a、b两种培养基,培养基a的组分为牛肉膏、蛋白胨、高浓度NaCl、水,培养基b的组分增加了可溶性淀粉,其余成分与a组一致。回答下列问题。
(1)要在培养基上形成菌落,a、b培养基中均还应加入______,培养基a的作用是______。
(2)He-Ne激光照射诱导后的菌种需要对耐盐性和产酶能力等进行检测和筛选,最后获得的纯净高产菌种进行液体摇瓶发酵,摇瓶培养的目的有______。
a.增大培养液的溶氧量 b.维持pH稳定
c.利于微生物和培养液充分接触 d.防止液体培养基凝固
(3)发酵过程中可通过______法检测活菌的数量。对已有的土壤样液稀释108倍,取0.1ml稀释液涂布平板上,每隔24h统计一次菌落的数目,选取______时的记录作为结果,菌落数分别是145、163、154,推测土壤样液中菌体的数量为______个·mL-1。运用这种方法统计的结果往往较实际值______(填“偏大”或“偏小”)。若改用显微镜直接观察法检测活菌的数量,则计数结果偏离实际值的原因是______。
(4)科研人员欲进一步探究不同NaCl浓度的培养基对菌株NWU-8产α-淀粉酶的影响,设计并实施了相关实验。该实验对照组为______,因变量可通过______进行检测。
【答案】(1) ①. 琼脂 ②. 分离出耐盐微生物(耐盐菌) (2)ac
(3) ①. 稀释涂布平板 ②. 菌落数目稳定 ③. 1.54×1011 ④. 偏小 ⑤. 死菌和活菌一起计数导致计数结果偏大
(4) ①. 将菌株NWU-8培养在不含NaCl,但其他营养成分完全一样的培养基上 ②. 碘液
【解析】
【分析】实验室中目的菌株的筛选:
①原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
②从土壤中分离目的微生物的一般步骤是:土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。
③培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌,富集培养可以使用液体培养基,选择培养基是指通过培养混合的微生物,仅得到或筛选出所需要的微生物,其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。
【小问1详解】
要在培养基上形成菌落,a、b培养基中均还应加入琼脂,制备固体培养基,从题中给出的操作流程图来看,培养基a的作用是分离出耐盐微生物(耐盐菌)。
【小问2详解】
摇瓶培养的目的是增大培养液的溶氧量,利于微生物和培养液充分接触,利于其繁殖,即摇瓶培养的目的有ac。
【小问3详解】
稀释涂布平板法可用于活菌计数,发酵过程中可通过稀释涂布平板法检测活菌的数量。对已有的土壤样液稀释108倍,取0.1ml稀释液涂布平板上,每隔24h统计一次菌落的数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,菌落数分别是145、163、154,则平均菌落数为(145+163+154)÷3=154,根据n=C÷V×M可知,土壤样液中菌体的数量为154÷0.1ml×108=1.54×1011个·mL-1。由于当两个活菌相连时平板上只观察到一个菌落,运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小。若改用显微镜直接观察法检测活菌的数量,则计数结果偏离实际值的原因是死菌和活菌一起计数导致计数结果偏大。
【小问4详解】
科研人员欲进一步探究不同NaCl浓度的培养基对菌株NWU-8产α-淀粉酶的影响,则实验的自变量是NaCl浓度,因变量是酶活性。该实验对照组为将菌株NWU-8培养在不含NaCl,但其他营养成分完全一样的培养基上,因变量是酶活性,酶活性不同,相同时间培养基中淀粉剩余量不同,培养基中剩余淀粉可通过碘液进行检测。
21. 某品牌老陈醋有丰富的营养成分,在酿造过程中产生了川芎嗪、黄酮类化合物等对人体有益的物质,极具养生价值。一企业对老配方进行了更新,并设计了如下制作流程。请回答下列问题:
(1)对主粮膨化处理的作用是______。酿制粮食酒时,______(填“需要”或“不需要”)对主粮进行严格的消毒处理,原因是_____。
(2)多次实验发现,经常会在发酵液的液面观察到一层明显的菌膜,该膜是由_________繁殖而成。通过改变______环境条件,可以促进该生物的生命活动。
(3)研究表明,在陈醋的酿造过程中,起主导作用的是醋酸菌,而乳酸菌也存在于醋醅中,其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期______(写出2种)等环境因素的变化,淘汰了部分乳酸菌种类。
(4)乙偶姻和川穹嗪均是山西老陈醋中重要的风味物质,对熏醅阶段中二者的含量进行测定得到了如下结果,由上图可知,川穹嗪最早产生于______,乙偶姻可能在更早的醋酸发酵阶段就开始产生。随着熏醅阶段的进行,乙偶姻与川穹嗪的含量变化趋势______(填“相同”“相反”或“无关联”),推测二者关系为______。
【答案】(1) ①. 加大与红曲菌的接触面积 ②. 不需要 ③. 随着发酵过程的进行,酒精逐渐积累,大多数杂菌对酒精不耐受,杂菌的生命活动受到抑制
(2) ①. 醋酸菌 ②. 升高温度至30-35℃,通入无菌空气
(3)氧气、营养物质、pH等
(4) ①. 熏醅阶段第二天 ②. 相反 ③. 川穹嗪可能是由乙偶姻转化而来
【解析】
【分析】醋酸制作的菌种是醋酸菌,代谢类型是需氧型细菌,属于原核细胞,条件是30~35℃、一直需氧。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【小问1详解】
由题意可知,膨化处理是指将粮食加入密闭容器中,加热加压后突然减压,粮食中的水分汽化膨胀,使其出现许多小孔,变得松脆,这有利于加大与红曲菌的接触面积,使发酵更充分。酿制粮食酒时,不需要对主粮进行严格的消毒处理,原因是随着发酵过程逐渐进行,酒精逐渐积累,大多数杂菌对酒精不耐受,杂菌的生命活动受到抑制。
【小问2详解】
果醋发酵菌种主要是醋酸菌,多次实验发现,经常会在发酵液的液面观察到一层明显的菌膜,该膜是由醋酸菌繁殖而成。与酒精发酵中的酵母菌(兼性厌氧型微生物、最适温度为18~30℃)相比,醋酸菌是需氧微生物,繁殖的最适温度是30-35℃,因此通过改变环境条件升高温度至30-35℃,通入无菌空气,可以促进该生物生命活动。
【小问3详解】
成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期氧气、营养物质、pH等环境因素的变化,使得竞争加剧,淘汰了部分乳酸菌种类。
【小问4详解】
据右图可知,生产线1、2、3都在熏醅第2天就出现了川穹嗪,因此川穹嗪最早产生于熏醅阶段第二天。据左图可知,随着熏醅阶段的进行,乙偶姻含量逐渐下降;据右图可知,随着熏醅阶段的进行,川穹嗪含量逐渐增加,乙偶姻与川穹嗪的含量变化趋势相反,据此可推测二者之间可能的关系是川穹嗪可能是由乙偶姻转化而来。
22. 枯草芽孢杆菌所产生的透明质酸是一种应用广泛的粘性多糖,研究者欲改造枯草芽孢杆菌,通过添加诱导型启动子来协调菌体生长与产物生产之间的关系。
(1)图1中透明质酸合成酶基因H以a链为转录模板链,由此可以推测H基因的转录是从其______(填“左侧”或“右侧”)开始的。利用PCR扩增H基因时,设计适当的引物使H基因两侧分别添加相应的限制酶识别序列,则扩增______次才会得到8个等长的目的基因片段。
(2)为通过外源添加诱导剂来控制基因的表达,研究者选择了含木糖诱导型启动子的p质粒。p质粒位点1和2的识别序列所对应的酶分别是 Xh酶和BsaⅠ酶,目的是为了保证______,酶切后加入______酶使它们形成重组质粒。
(3)为协调菌体生长与产物生产之间的关系,将构建好的重组质粒转入经______处理后的枯草芽孢杆菌(D菌),在含______的培养基上筛选,得到枯草芽孢杆菌E(E菌)。对E菌进行工业培养时,培养基应先以蔗糖为唯一碳源,接种2小时后添加______,以诱导E菌产生更多的透明质酸。
(4)质粒在细菌细胞中遗传不稳定、易丢失,研究者尝试将重组质粒进行改造,利用同源区段互换的方法将H基因插入枯草芽孢杆菌D的基因组mpr位点,得到整合型枯草芽孢杆菌F(F菌)。请在图2方框中画出F菌的基因组______。
(5)对三种枯草芽孢杆菌进行培养,结果如图3。
经分析可知,______最适宜工业发酵生产透明质酸,理由包括______。
a. F菌比E菌生长迅速 b. 透明质酸产量高
c. 培养基中不需要添加四环素 d. H基因整合到细菌DNA上,不易丢失
【答案】(1) ①. 右侧 ②. 4
(2) ①. 目的基因正确插入 ②. DNA连接
(3) ①. Ca2+ ②. 四环素 ③. 木糖
(4) (5) ①. F菌 ②. abcd
【解析】
【分析】1、DNA连接酶和DNA聚合酶是两种不同的酶,主要的区别就在于它们的底物是不一样的,DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键,但是DNA连接酶连接的是DNA片段,DNA聚合酶主要就是将单个脱氧核糖核苷酸按照顺序连接到DNA链上。
2、转录是从DNA链的3'端开始,mRNA自身的延伸方向为5'→3'。
【小问1详解】
由于基因转录方向从模板3’到5’,以a链为转录模板链,由此可以推测H基因的转录是从其右侧开始的。PCR扩增三次后能得到想要的目的基因,如图所示:
此时所有的DNA解开双螺旋后,有8条DNA单链是下一次可以合成所需目的基因的模板链,所以,4代后可以得到等长的8条DNA片段。
【小问2详解】
p质粒位点1和2识别序列所对应的酶分别是 Xh酶和BsaⅠ酶,两种酶切出的末端不同,目的是为了保证目的基因正确插入,酶切后加入DNA连接酶使它们形成重组质粒。
【小问3详解】
将目的基因导人微生物细胞常用Ca2+处理法,Ca2+处理受体细胞,可使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子生理状态,所以将构建好的重组质粒转入经Ca2+处理后的枯草芽孢杆菌(D菌),由图1可知,P质粒含有四环素抗性基因,因此可在含四环素培养基上筛选,得到枯草芽孢杆菌E。枯草芽孢杆菌(D菌)生长需要蔗糖作为碳源和能源物质,2h后由于枯草芽孢杆菌E(E菌)存在木糖诱导型启动子,因此此时可添加木糖。
【小问4详解】
由题意可知,mpr位点为改造后的重组质粒和D菌的同源区段,其间只含有
,所以这一部分互换,将H基因插到了枯草芽孢杆菌的基因组mpr位点,而失去了四环素抗性基因,故最终得到的F菌的基因组为
。
【小问5详解】
由图3可知,F菌最适宜工业发酵生产,原因是:F菌比E菌生长迅速,透明质酸产量高,培养基中不需要添加四环素,H基因整合到细菌DNA上,不易丢失,即abcd。
23. 非对称细胞融合是指融合前分别用射线破坏供体的细胞核和用碘乙酰胺破坏受体的细胞质,实现胞质基因和核基因的优化组合。已知甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙植物细胞进行非对称细胞融合相关研究,以期获得高产耐盐碱再生植株。请回答问题。
(1)取甲植物芽尖与乙植物叶片__________(灭菌/消毒)后接种于含一定比例__________(填激素名称)的MS固体培养基上诱导__________,产生愈伤组织;选择生长状况较好的愈伤组织接种于特定的液体培养基传代培养,收集悬浮培养细胞,加入__________酶去除细胞壁,获得原生质体。
(2)将甲植物原生质体经__________处理,乙植物原生质体经__________处理,对处理后的原生质体在显微镜下用__________计数,确定原生质体密度,两种原生质体等体积混合后,添加适宜浓度的PEG和0.08ml/L、pH9.5的CaCl2,目的是__________;诱导一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是终止__________。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由有__________(填字母)
a.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
b.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
c.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
d.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
(4)将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽、生根的培养基上诱导形成再生植株。为初步确定再生植株是否来自于杂种细胞,可通过__________技术进行鉴定。
【答案】(1) ①. 消毒 ②. 细胞分裂素和生长素 ③. 脱分化 ④. 纤维素酶和果胶酶
(2) ①. 碘乙酰胺 ②. 射线 ③. 血细胞计数板 ④. 促进原生质体融合 ⑤. 终止原生质体融合 (3)abd
(4)PCR
【解析】
【分析】1、植物组织培养是指离体的组织或器官在人工控制的培养基及环境条件下增殖分化成完整植株的一种无菌培养技术;基本过程:离体的植物组织或器官脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化长出丛芽→生根→移栽成活。
2、植物组织培养技术原理:植物细胞的全能性.全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能。原因:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。在生物体内,由于基因的选择性表达细胞不能表现出全能性,而是分化成为不同的组织器官。
3、去细胞壁的方法:酶解法,即在温和的条件下用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
4、植物组织培养过程中要消毒、杀菌和无菌操作的目的:避免杂菌在上面迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长。
【小问1详解】
采用消毒可以保持甲植物芽尖与乙植物叶片活性并避免微生物的污染;MS培养基中通常需要添加细胞分裂素和生长素,以启动细胞分裂、脱分化和再分化;外植体在MS培养基上,经脱分化过程形成愈伤植物;细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,要除去细胞壁得用纤维素酶和果胶酶。
【小问2详解】
由于甲原生质体提供的是核基因,用碘乙酰胺破坏受体的细胞质,使其细胞质失活:乙原生质体提供的是细胞质基因,用射线破坏细胞核,因此需使其细胞核失活。可采用血细胞计数板对原生质体进行计数。添加适宜浓度的PEG和0.08ml/L、pH9.5的CaCl2,目的是促进原生质体融合;加入过量的培养基可降低PEG浓度,使原生质体融合终止。
【小问3详解】
将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞接的失活,无法正常生长、分裂,同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长,分裂:只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核,可以生长、分裂,因此这些愈伤组织只能来自杂种细胞。故选abd。
【小问4详解】
为初步确定再生植株是否来自于杂种细胞,可通过提取纯化再生植株的总DNA,可作为PCR扩增的模板。
编号
检测化合物
检测试剂
颜色反应
组成单位
主要功能
①
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
脂肪酸
直接能源物质
②
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
氨基酸
承担生命活动
③
糖原
斐林试剂
砖红色
葡萄糖
提供能量
④
核酸
二苯胺染液
绿色
核苷酸
携带遗传信息
组别
谷丙转氨酶(IU/L)
LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值
正常饮食组
44.13
3.15
高脂饮食组
112.26
0.42
高脂饮食+低剂量川陈皮素组
97.37
0.66
高脂饮食+中剂量川陈皮素组
72.34
1.93
高脂饮食+高剂量川陈皮素组
55.20
2.96
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