广东省四会中学、广信中学2023-2024学年高二下学期第二次月考生物试题(学生版+教师版)
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注意事项:
1.试卷共8页,答题卷共2页,考试时间:75分钟,卷面满分:100分。
2.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名与考生号、试室号、座位号填写在答题卡上。
3.选择题用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,但注意不能擦破试卷,否则不能扫描。
4.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液。不按要求作答的答案无效。
5.请不要褶皱答题卡,以免无法扫描。
一、选择题:本题共16小题,1-12题每小题2分,13-16题每题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 细胞呼吸的原理广泛应用于生产生活中,下列有关说法正确的是( )
A. 制作米酒时需要先通气再密封,有利于酵母菌先快速繁殖再进行无氧发酵产生酒精
B. 仓库中稻谷的储存需要低温、无氧和潮湿的环境,以减弱呼吸作用,减少有机物消耗
C. 种植水稻时适时排水可以改善氧气供应来避免根系产生过多乳酸,造成水稻出现烂根
D. 制作酸奶时将密闭发酵瓶放在摇床上不断振荡,使乳酸菌与氧气充分接触以促进发酵
【答案】A
【解析】
【分析】1、乳酸菌是厌氧菌,有氧气存在时,会抑制其无氧呼吸。
2、细胞呼吸原理具有广泛的应用,如粮食和蔬菜的贮藏要尽量降低有氧呼吸和无氧呼吸,减少有机物的消耗的同时减少有害物质的产生,如粮食贮藏的适宜条件是:低温、低氧(CO2浓度较高)和干燥;水果贮藏的适宜条件是:低温、低氧(CO2浓度较高)和一定湿度。
【详解】A、酵母菌属于兼性厌氧型,有氧条件下可进行有氧呼吸,为自身繁殖提供更多的能量,无氧条件下,可进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,因此制作米酒时需要先通气再密封,有利于酵母菌先快速繁殖再进行无氧发酵产生酒精,A正确;
B、仓库中稻谷的储存需要低温、低氧和干燥的环境,以减弱呼吸作用,减少有机物消耗,若完全无氧,无氧呼吸增强,有机物分解增多,B错误;
C、水稻根无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳,种植水稻时适时排水可以改善氧气供应来避免根系产生过多酒精,造成水稻出现烂根,C错误;
D、乳酸菌是厌氧菌,有氧条件下会抑制乳酸菌代谢或繁殖,不利于乳酸菌发酵,D错误。
故选A。
2. 我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺,实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 乙醇梭菌以CO、CO2为主要的碳源和能源,具有较强的固碳潜力
B. 乙醇梭菌是自养厌氧型细菌,其厌氧发酵的过程需要进行搅拌
C. 通过该工艺高效生产清洁能源乙醇,可降低生态足迹
D. 乙醇羧菌单细胞蛋白是通过发酵工程而生产的微生物菌体
【答案】A
【解析】
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需要的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、图中显示,乙醇梭菌以CO2为主要的碳源,以CO为主要能源,实现了将无机物转变成有机物的过程,因为自养微生物,A错误;
B、乙醇梭菌是自养厌氧型细菌,其厌氧发酵的过程需要进行搅拌,通过搅拌可使细菌和营养物质充分混合,提高培养基的使用效率,B正确;
C、通过该工艺高效生产清洁能源乙醇,可减少化石燃料的燃烧,进而降低生态足迹,C正确;
|D、乙醇羧菌单细胞蛋白是通过发酵工程而生产的微生物菌体,即单细胞蛋白是微生物菌体本身,D正确。
故选A。
3. 刚果红可与纤维素反应形成红色复合物,但不能与纤维素水解产物发生反应。研究人员在富含纤维素的培养基中加入刚果红,再接种土壤浸出液,准备从土壤中筛选高效降解纤维素的细菌。图表为平板上部分菌落周围出现透明圈的情况,下列有关说法错误的是( )
A. 培养基需要进行灭菌处理,土壤浸出液不需要
B. 图示操作过程所用的接种工具为接种环
C. 培养基的pH需调至中性或弱碱性
D. 图中菌落丁分解纤维素的能力最强
【答案】B
【解析】
【分析】筛选纤维素分解菌应用以纤维素为唯一碳源的选择培养基。刚果红可以与纤维素形成红色复合物,纤维素分解菌产生的纤维素酶可以水解纤维素而使菌落周围出现透明圈,所以可以用刚果红染液鉴别纤维素分解菌。
【详解】A、培养基需要进行高压蒸汽灭菌处理,土壤浸出液含有目的菌种,若进行灭菌处理会杀死菌种,导致实验失败,A正确;
B、图示培养基出现较为均匀分布的菌落,使用的接种工具是涂布器,B错误;
C、微生物培养时应具有适宜的pH,细菌所需的pH是中性或弱碱性,C正确;
D、据表格数据可知,菌落丁H/C最大,说明其分解纤维素的能力最强,D正确。
故选B。
4. 稀释涂布平板是常用的微生物培养方法,下列相关叙述正确的是
A. 灭菌锅中取出的培养基应趁烫时倒平板,如此可对培养皿灭菌
B. 稀释涂布平板法不可用于微生物的分离,可用于微生物的计数
C. 用此法估测的数值往往偏小,应以菌落数最多的平板计数为准
D. 稀释平板涂布分离到的单菌落需进一步纯化,可用平板划线法
【答案】D
【解析】
【分析】稀释平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。计数时,首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。经培养后,由单个细胞生长繁殖形成菌落,统计菌落数目,即可计算出样品中的含菌数。此法所计算的菌数是培养基上长出来的菌落数,故又称活菌计数。
【详解】A、灭菌锅中取出的培养基应放至不烫手时倒平板,A错误;
B、稀释涂布平板法既可用于微生物的分离,也可用于微生物的计数,B错误;
C、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,因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,C错误;
D、平板涂布分离到的单菌落仍需进一步划线纯化,以获得纯种,D正确。
故选D。
5. 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列表述正确的是( )
A. 实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B. ①过程受外源激素的调控,②过程受内源激素的调控
C. 获得脱毒苗常用的外植体是根和芽,脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D. 通过细胞培养获得辣椒素的过程不需要体现细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【分析】图①和②是植物组织培养过程,其中①是脱分化过程、②是再分化过程,上面一种途径是通过植物组织培养技术获得脱毒苗,再从果实中获得相应的产物;下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。
【详解】A、①和②分别表示脱分化和再分化,细胞核中的遗传物质不变,基因发生了选择性表达,但没发生基因突变,A错误;
B、在进行植物组织培养时,需要添加外源激素如生长素和细胞分裂素,需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导生根、生芽,B错误;
C、因为植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至没有病毒,所以将茎尖进行离体培养能获得脱毒植株,脱毒苗不具有更强的抗病毒能力,C错误;
D、由题图可知辣椒素是细胞代谢产物,通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生,不需要发育成植株,所以不需要体现植物细胞的全能性,D正确。
故选D。
6. 将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾中提取的
B. 经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并能产生所需抗体
C. ①促进细胞融合可利用灭活的病毒,不可以利用聚乙二醇作诱导剂
D. 抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、B淋巴细胞是从小鼠的脾中提取的,骨髓瘤细胞是体内浆细胞的恶性克隆性增生形成的,A错误;
B、经①诱导融合过程形成的细胞不都是能无限增殖并产生相应抗体的细胞,还需要经过两次筛选才能获得无限增殖并产生相应抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、①促进动物细胞融合,可利用灭活的病毒,也可以利用聚乙二醇作诱导剂, C错误;
D、过程③中由于单克隆抗体具有高度特异性,使其靶向作用非常准确,D正确。
故选D。
7. 质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况不同,如图表示外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请根据表中提供细菌的生长情况,推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点,正确的一组是( )
A. ①是c;②是b;③是aB. ①是a和b;②是a;③是b
C. ①是a和b;②是b;③是aD. ①是c;②是a;③是b
【答案】A
【解析】
【分析】分析图形可知:(1)a是抗氨苄青霉素基因,如果外源基因插入到a中,此基因结构被破坏,细菌无抗氨苄青霉素能力。将细菌放入含有氨苄青霉素培养基上生长,则会死亡;相反,会存活。(2)b是抗四环素基因,如果外源基因插入到b中,抗四环素基因结构被破坏,细菌无抗四环素能力。将细菌放入含有四环素培养基上生长,则会死亡;相反,会存活。
【详解】第①组:细胞能在含氨苄青霉素培养基上生长,说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏;细菌能在含四环素培养基上的生长,说明抗四环素基因没有被破坏。由此可知,外源基因插入的位置不是a、b,而是c;
第②组:细胞能在含氨苄青霉素培养基上生长,说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏;细菌不能在含四环素培养基上的生长,说明抗四环素基因被破坏。说明了外源基因插入位置是b,不是a;
第③组:细胞不能在含氨苄青霉素培养基上生长,能在含四环素培养基上的生长,说明抗氨苄青霉素基因被破坏,抗四环素基因没有被破坏,由此可知,外源基因插入的位置是a,而不是b。
综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
8. 乳酸菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,其拟核DNA会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间后,质粒将分布在上清液中,我们由此初步获得质粒DNA.下图为用限制酶处理所提取的产物并进行电泳分析的结果。有关DNA的粗提取与鉴定,下列分析正确的是( )
A. 以洋葱为材料提取 DNA时可加入预冷的酒精溶液(体积分数为95%),以使蛋白质等物质析出
B. 可将提取的DNA溶于2m l/LNaCl溶液中,加入二苯胺试剂并沸水浴5min进行鉴定
C. 图中用限制酶Ⅰ和Ⅱ分别处理提取的产物所得到的电泳结果,说明未提取到质粒
D. 溶菌酶能破坏乳酸菌的细胞壁,但不会破坏蓝细菌的细胞壁
【答案】B
【解析】
【分析】DNA的粗提取和鉴定:利用DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,以及DNA在不同浓度的NaCI溶液中溶解度不同,可以将DNA与蛋白质分离开;在一定温度下,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、以洋葱为材料提取DNA时可加入预冷的酒精溶液(体积分数为95%),是为了让DNA析出,A错误;
B、可将提取的 DNA溶于2ml/LNaCl溶液中,加入二苯胺试剂并沸水浴5min 进行鉴定,B正确;
C、用限制酶Ⅰ和Ⅱ分别处理提取的产物,电泳出现 1条带,说明提取到了环状质粒,且它们在质粒上各有一个切点,单独使用时将环状的质粒切成了链状,故只有一个条带;两种限制酶都使用时,能将其切成2个条带,C错误;
D、细菌和蓝细菌的细胞壁主要成分都是肽聚糖,溶菌酶能溶解细菌和蓝细菌的细胞壁,D错误。
故选B。
9. 下列关于蓝细菌和变形虫的结构及其生理活动的叙述,正确的是( )
A. 蓝细菌和变形虫都有细胞壁、细胞膜、细胞质及遗传物质DNA
B. 蓝细菌与变形虫在结构上的根本区别是前者营养方式为自养,后者营养方式为异养
C. 蓝细菌没有叶绿体,但可以进行光合作用;变形虫没有线粒体,但可以进行呼吸作用
D. 蓝细菌的DNA裸露存在,变形虫的核DNA与蛋白质结合形成染色质(体)
【答案】D
【解析】
【分析】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,但部分原核细胞也能进行有氧呼吸和光合作用,原核生物含有细胞膜、细胞质结构,含有核酸和蛋白质等物质。
【详解】A、蓝细菌是原核生物,变形虫是真核生物,共同点是都有细胞膜、细胞质、核糖体,遗传物质都是DNA,变形虫没有细胞壁,A错误;
B、蓝细菌为原核生物,变形虫为真核生物,蓝细菌与变形虫结构上的根本区别是有无以核膜为界限的细胞核,B错误;
C、蓝细菌没有叶绿体,含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用;变形虫是真核生物,有线粒体,C错误;
D、蓝细菌是原核生物,其DNA是裸露,不与蛋白质结合形成染色体,变形虫是真核生物,有真正的细胞核,核DNA与蛋白质结合形成染色质(体),D正确。
故选D。
10. 下图为多种生物(或细胞)结构示意图,下列叙述正确的是( )
A. 衣藻有叶绿体,有眼点和能运动鞭毛,所以衣藻是能进行光合作用的真核动物
B. 蓝细菌和乳酸菌、醋酸菌、大肠杆菌、肺炎支原体都是原核生物
C. 图示所有细胞或结构都含有DNA和RNA,共有的细胞器是核糖体
D. 哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞和蓝细菌一样,都没有细胞核和多种细胞器,所以都是原核细胞
【答案】B
【解析】
【分析】原核生物包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体。
【详解】A、衣藻属于真核植物,不是动物,A错误;
B、蓝细菌、乳酸菌、醋酸菌、大肠杆菌都属于细菌,和支原体都是原核生物,B正确;
C、图中的新冠肺炎病毒只有RNA没有DNA,也没有核糖体,C错误;
D、哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞和蓝细菌一样,都没有细胞核和多种细胞器,但仍然属于真核细胞,D错误。
故选B。
11. 黏菌是一群类似霉菌的生物,在分类学上介于动物和真菌之间,形态各异,多营腐生生活,少 数寄生在经济作物上,危害寄主,与颤蓝细菌一样没有叶绿体。下列有关黏菌和颤蓝细菌的说 法错误的是 ( )
A. 黏菌和颤蓝细菌中都存在 DNA 和 RNA
B. 营寄生生活的黏菌合成蛋白质的场所由宿主细胞提供
C. 黏菌和颤蓝细菌在结构上最大的区别是有无以核膜为界限的细胞核
D. 黏菌是异养生物,颤蓝细菌是自养生物
【答案】B
【解析】
【分析】原核细胞无成形的细胞核,无核膜、核仁、染色体,只有拟核,只有核糖体,没有其它复杂的细胞器,细胞壁主要成分是肽聚糖。
【详解】A 、黏菌属于真核生物,颤蓝细菌属于原核生物,细胞中都存在 DNA 和 RNA ,A 正确;
B 、黏菌合成蛋白质的场所为自身的核糖体,B 错误;
C 、黏菌为真核生物,颤蓝细菌为原核生物,真核生物和原核生物相比,在结构上最大的区别是有无以核膜为界限的细胞核,C 正确;
D 、黏菌多 营腐生生活,少数寄生在经济作物上,为异养生物;颤蓝细菌虽然没有叶绿体,但含有叶绿素和藻 蓝素,是能进行光合作用的自养生物,D 正确。
故选B。
12. 盖塔病毒是一种虫媒病毒,能感染多种脊椎动物。研究发现E2蛋白是该病毒囊膜的主要成分,且具有较强的抗原性。实验人员将编码E2蛋白的基因导入大肠杆菌中制备E2蛋白,并用纯化的E2蛋白免疫小鼠制备抗E2蛋白的单克隆抗体。下列有关说法正确的是( )
A. 该过程涉及的技术有胚胎移植、细胞培养和细胞融合技术
B. 使用纯化的E2蛋白免疫小鼠的目的是大量获得抗E2蛋白的抗体
C. 选择骨髓瘤细胞进行细胞融合原因是该细胞具有全能性
D. 选择培养基上获得的杂交瘤细胞不一定能分泌所需抗体
【答案】D
【解析】
【分析】动物体内每一个致敏B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,利用细胞融合的方法,把致敏B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,就能得到即大量增殖,又产生特定抗体的细胞,再通过动物细胞培养的方法,可获得大量单克隆抗体。
【详解】A、该过程不涉及胚胎移植技术,A错误;
B、使用纯化E2蛋白免疫小鼠的目的是为了获得能产生抗E2蛋白抗体的致敏B淋巴细胞,B错误;
C、选择骨髓瘤细胞进行细胞融合的原因是该细胞具有无限增殖的能力,可以使融合后的细胞在培养过程中大量增殖,C错误;
D、一种抗原刺激机体可使机体产生多种致敏B淋巴细胞,融合而成的杂交瘤细胞也是多种,所以经选择培养基上获得的杂交瘤细胞也不一定能分泌所需抗体,还需要经过抗体检测和筛选,D正确。
故选D。
13. 科学家用紫外线照射板蓝根原生质体,使其部分染色体丢失,将处理后的板蓝根原生质体与油菜原生质体融合,培育出了只含一条板蓝根染色体和油菜全部染色体的非对称杂种植株,该过程运用了非对称细胞融合技术。下列说法正确的是( )
A. 非对称细胞融合技术提高了植物细胞的全能性,属于细胞工程
B. 非对称细胞融合技术降低了不同物种间基因表达的干扰程度
C. 原生质体由细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质组成
D. 融合原生质体需放在无菌水中培养,以防杂菌污染
【答案】B
【解析】
【分析】非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)辐照某一细胞原生质体,选择性地破坏其细胞核,使其染色体片段化并丧失再生能力,再进行与另一原生质体融合,紫外线作用于根细胞原生质体,使染色体片段化,发生了染色体变异,说明非对称细胞融合技术的原理之一是染色体变异(染色体数目变异和染色体结构变异)。
【详解】A、非对称融合过程中部分染色体丢失(断裂),所以会降低植物细胞的全能性,A错误;
B、非对称融合过程中部分染色体丢失,从而降低了不同物种间基因表达的干扰程度,B正确;
C、原生质体是用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁后的植物细胞,而由细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质组成的结构称为原生质层,C错误;
D、原生质体放在无菌水中会吸水涨破,应放到等渗的溶液中,保持原生质体的完整性,D错误。
故选B。
14. 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,相关叙述正确的是( )
A. 过程①常用聚乙二醇诱导细胞融合,利用了细胞膜的选择透过性
B. 过程②筛选得到的杂交瘤细胞可直接用于生产单克隆抗体
C. 过程③采用抗原-抗体杂交反应进行特定杂交瘤细胞的筛选
D. 需要给小鼠注射免疫抑制剂,抑制B细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:给小鼠注射HCG,从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞;
①过程将该B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合;
②过程为杂交瘤细胞的筛选与培养;
③过程为专一抗体检验并筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞;
④过程体外培养。
【详解】A、①过程为诱导动物细胞融合,常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇、电激等,利用了细胞膜的流动性,A错误;
B、②过程为用特定的选择性培养基筛选杂交瘤细胞,在筛选出的杂交瘤细胞中,有的能产生抗HCG抗体,有的不能产生抗HCG抗体,B错误;
C、③过程是对筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,进而筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞,此过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合,C正确;
D、由于B细胞和核骨髓瘤细胞均来自于同一只小鼠。因此不需要给小鼠注射免疫抑制剂,D错误。
故选C。
15. 多溴联苯醚(分子式C12H5Br4O,简称BDE-47)是一种电子垃圾分解后产生的环境污染物,进入人体会对神经系统、生殖系统等产生毒害。为了提高好氧细菌的降解效率,将GB-2细菌内获取的BDE-47降解基因导入WT-G受体菌,构建成基因工程菌1、2、3,如图是对三种菌相关基因的电泳结果。下列叙述错误的是( )
A. 由图可知,工程菌2为降解BDE-47能力强的目的菌株
B. 从GB-2细菌内获取的BDE-47降解基因可通过PCR技术进行扩增
C. 将含有BDE-47降解基因的重组质粒导入WT-G受体菌时,用Ca2+处理会增大导入率
D. 若要增加筛选GB-2细菌的可能性,应从多溴联苯醚污染区取样并进行菌体培养
【答案】A
【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、由图可知,工程菌2含有降解基因,若要鉴定工程菌2的降解能力,需进行相关的降解能力的实验,A错误;
B、从GB-2细菌内获取的BDE-47降解基因可通过PCR技术进行扩增,B正确;
C、Ca2+处理会使受体菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,因此会增大导入率,C正确;
D、污染区的土壤中降解BDE-47的菌体数量相对较多,从污染区取样,再经过菌体培养增加目的菌的浓度,利于筛选得到GB-2细菌,D正确。
故选A。
16. 利用基因工程技术培育出油脂高产的四尾栅藻,是获取生物柴油的新途径。科学家欲从紫苏中提取DGAT1基因(催化油脂合成的关键酶基因),导入到四尾栅藻细胞,获得转基因油脂高产的四尾栅藻,质粒pCAMBIA与PCR扩增出的DGAT1酶切位点如图所示。现有BamHⅠ、BglⅡ、EcRⅠ三种限制酶,它们识别并切割的碱基序列分别为BamHI:5'—G↓GATCC—3',BglⅡ:5'—A↓GATCT—3',EcR I:5'—G↓AATTC—3'。已知启动子往往具有物种特异性,质粒pCAMBIA中EcRI酶切位点与BamHⅠ酶切位点间的最短距离为600bp。用BglⅡ酶切割DGAT1,BamHⅠ酶切割质粒,下列叙述正确的是( )
A. 过程②进行PCR时,需要在两种引物的3'端添加限制酶Bgl Ⅱ的识别序列
B. 在载体pCAMBIA 质粒中插入紫苏DGAT1基因,其上游启动子应选择紫苏的启动子
C. 重组质粒若只考虑两两连接,可得到4种大小不同的连接产物
D. 用EcR I酶对不同的重组质粒进行酶切鉴定,正确连接的重组质粒酶切产物长度为2400bp和800bp
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤: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、基因的检测与鉴定。
【详解】A、过程②是通过PCR技术实现的,由②的扩增产物两端的酶切序列为BglⅡ可知,进行PCR时,需要在两种引物的5'端添加限制酶BglⅡ的识别序列,A错误;
B、要达到让紫苏DGATI基因在四尾栅藻细胞中表达的目的,应该添加四尾栅藻的启动子,B错误;
C、若只考虑DNA片段的两两连接,构建重组质粒时可得到3种大小不同的连接产物,即目的基因自连、质粒自连以及目的基因和质粒相互连接的用产物,C错误;
D、利用EcRI限制酶切割重组质粒进行鉴定。已知质粒pCAMBLA中EcRⅠ的酶切位点与BamHI的酶切位点间的最短距离为600bp,根据质粒pCAMBIA和DGATI基因的长度可知,若利用EcRI限制酶切割重组质粒进行鉴定,正确连接的重组质粒酶切产物应为2400bp和800bp,A组重组质粒为所需质粒,D正确。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 三白草和鱼腥草是同科不同属的两种药用植物,二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。科研人员将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)用到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产的具体操作如图1,进一步研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响,结果如图2。
(1)图1中①过程通过酶解法去除___获取原生质体,并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素(带荧光色素的原生质体仍能融合和再生)。过程②利用化学诱导剂___诱导融合,随后在荧光显微镜下选择带___的杂种原生质体。
(2)由图2可知,促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为___个/mL。
(3)通常情况下,能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响,科研人员取同种小鼠30只,雌雄各半,随机均分为三组,实验处理如下表。
①表格中C组的实验处理为___。
②若实验结果为___,则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。
【答案】(1) ①. 细胞壁 ②. 聚乙二醇(PEG) ③. 双色
(2)1×106 (3) ①. 加入等量的蒸馏水 ②. A、B两组小鼠的胸腺重量相同且都大于C组
【解析】
【分析】分析图可知,图1表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,②为原生质体融合,③为脱分化形成愈伤组织,④为提取代谢产物。图2柱形图中,随着原生质体密度增大,双核异核融合体比例先升高后降低,其中在1×106个·mL-1时, 比例最高,据此答题即可。
【小问1详解】
据图示可知,过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体。诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG((聚乙二醇))诱导融合,所以过程②利用化学诱导剂PEG诱导融合。由于三百草细胞酶解液中加入了红荧光色素,鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素,所以杂种原生质体应该带红、绿双色荧光色素。
【小问2详解】
由图2柱形图可知,在密度为1×106个·mL-1时, 双核异核融合体比例最高,说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个·mL-1。
【小问3详解】
①C组为对照组,根据对A、B两组的处理,C组应用等量的蒸馏水。
②C组为对照组,若实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组,则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。
18. 种子在萌发过程中,细胞内化合物的种类和含量以及细胞代谢发生明显变化。请回答下列有关问题:
(1)萌发的种子能从潮湿的土壤中吸收水分,细胞内自由水增加,细胞代谢速率_____(填“减慢”或“加快”),自由水在细胞中的作用有_____(答出2点即可)。
(2)种子富含淀粉、蛋白质等大分子有机物,种子萌发时,细胞内大分子有机物需要水解成小分子有机物才能氧化供能或转化为其他物质,淀粉彻底水解的产物是_____,该过程需要_____(酶)参与。从萌发到长出叶片进行光合作用之前,种子中有机物的种类和含量的变化规律是_____。
【答案】(1) ①. 加快 ②. 细胞内良好的溶剂、参与生物化学反应、运输营养物质和代谢废物
(2) ①. 葡萄糖 ②. 淀粉酶(和麦芽糖酶) ③. 有机物种类增多,含量减少
【解析】
【分析】细胞中的化合物包括有机化合物和无机化合物,有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸,其中糖类是主要能源物质、脂质种的脂肪是储能物质、蛋白质是生命活动的主要承担者、核酸是一切生物的遗传物质;无机化合物包括水和无机盐。
【小问1详解】
细胞中的自由水与新陈代谢有关,自由水增加,细胞代谢速率会加快;自由水是细胞内良好的溶剂、参与生物化学反应、运输营养物质和代谢废物。
【小问2详解】
淀粉彻底水解变成葡萄糖;淀粉酶能够催化淀粉水解产生麦芽糖,麦芽糖酶能够催化麦芽糖水解产生葡萄糖;从萌发到长出叶片进行光合作用之前,种子不能进行光合作用,只能进行呼吸作用(消耗有机物,产生中间产物),因此种子中有机物的含量减少而种类增加。
19. 在未断奶的小牛胃中存在一种凝乳酶,被广泛应用于奶酪和酸奶的生产。科学家将编码牛凝乳酶的基因(长度1.5kb)导入大肠杆菌获得工程菌,再通过工业发酵批量生产凝乳酶。
(1)提取小牛胃黏膜组织中的mRNA,经逆转录得到cDNA,选择合适的引物进行PCR扩增,PCR引物碱基数一般在20~30个之间,过短则导致____。
(2)如表为操作过程中可能用到的限制酶,图1为获得的目的基因及末端(除黏性末端序列外,其他碱基序列省略),图2为要使用的质粒,其中的Tetr、Ampr分别为四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。对质粒进行切割时,选用的两种限制酶为____。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是____,导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是____。
(3)将转化后的大肠杆菌接种在含____的培养基上进行培养,随机挑取菌落(分别编号为1、2、3、4)培养并提取质粒,用(2)中选用的两种限制酶进行酶切,酶切产物经电泳分离,结果如下图,____号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。
注:M为指示分子大小的标准参照物;小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中
(4)已知凝乳酶第20、24位氨基酸变成半胱氨酸,其活性可显著提高。科研人员希望运用蛋白质工程技术获得活性更强的凝乳酶,请选用合适的措施编号并排序:____。(用箭头表示)
①重组DNA分子导入大肠杆菌
②随机改变凝乳酶基因的序列
③分析突变蛋白功能,设计结构
④改变凝乳酶基因的特定序列
⑤培养细胞后提纯突变蛋白
⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组
【答案】(1)特异性降低
(2) ①. BclⅠ和SmaⅠ ②. 有相同的黏性末端可发生碱基互补配对 ③. 遗传信息的传递都遵循中心法则或生物界共用一套遗传密码
(3) ①. 四环素 ②. 2
(4)③→④→⑥→①→⑤
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
引物与模板之间遵循碱基互补配对原则,若引物太短则特异性降低。
【小问2详解】
基因表达载体构建时,需要将目的基因和运载体切出相同的黏性末端,图示BamHⅠ会破坏目的基因,故对质粒进行切割时,选用的两种酶为BclⅠ和SmaⅠ。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是有相同的黏性末端可发生碱基互补配对,导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是遗传信息的传递都遵循中心法则或生物界共用一套遗传密码。
【小问3详解】
图中构建目基因表达载体时,氨苄青霉素抗性基因被限制酶破坏,故将转化后的大肠杆菌接种在四环素的培养基上进行培养及筛选;如果用BclⅠ和SmaⅠ两种酶切割重组质粒,电泳后将获得分别含有质粒和目的基因的两条条带,2、3含有两条条带,2中其中一条条带为1.5kb,3中其中一条条带为1kb,由于牛凝乳酶的基因大小为1.5kb,所以对应电泳图是菌落2很可能是含目的基因的重组质粒。
【小问4详解】
蛋白质工程的过程为:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),其前提是基因工程,故运用蛋白质工程技术从大肠杆菌中获得活性更强的凝乳酶,具体过程为:③分析突变蛋白功能,设计结构→④改变凝乳酶基因的特定序列→⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组→①重组DNA分子导入大肠杆菌→⑤培养细胞后提纯突变蛋白。
20. 利用体细胞核移植来克隆高产奶牛的大致流程如下图,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶。回答下列问题:
(1)过程①应选用处于___的卵母细胞,采用显微操作法去“核”,其实是去除___。
(2)重构细胞经分裂、发育至___时期,可移植到受体母牛子宫中。移植之前,需要对受体母牛进行___处理。若要获得遗传性状完全相同的多只犊牛,可对重构胚进行___,再进行移植。犊牛的表型不完全与高产奶牛一致,原因可能是___(答一点)。
(3)科研人员为确定Kdm4d的mRNA的作用,进行了如下实验,其中A组用正常培养液培养重构胚,B组用正常培养液培养注入了Kdm4d的mRNA的重构胚,实验结果如图所示。根据实验结果推测Kdm4d的mRNA的作用是___。
【答案】(1) ①. 减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期) ②. 纺锤体—染色体的复合物
(2) ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 同期发情 ③. 胚胎分割 ④. 犊牛的线粒体基因来自普通奶牛;表型也受环境的影响;犊牛发育过程中可能发生了变异
(3)注入mRNA通过翻译产生的去甲基化酶,促进了相关基因的表达进而表现出既能提高融合细胞发育成囊胚的形成率,也能提高囊胚中内细胞团的形成率
【解析】
【分析】将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【小问1详解】
动物细胞核移植时,应选用处于减数第二次分裂中期的细胞,因为处于减数第二次分裂的次级卵母细胞体积较大,便于操作;并且其中含有易于激发细胞核全能性体现的物质,因此过程①应选用处于减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)的卵母细胞。减数分裂Ⅱ中期(MI期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物,采用显微操作法去“核”,其实是去除该复合物。
【小问2详解】
在核移植实验中,一般通过电脉冲(或电刺激)将重构细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段时,可移植到受体母牛子宫中。移植之前,需要对受体母牛进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境。若要获得遗传性状完全相同的多只犊牛,可对重构胚进行胚胎分割。犊牛的表型不完全与高产奶牛一致,原因可能是犊牛的线粒体基因来自普通奶牛;表型也受环境的影响;犊牛发育过程中可能发生了变异。
【小问3详解】
据题意和题图可知,A 组用正常培养液培养重构胚,B组用正常培养液培养注入了 Kdm4d 的 mRNA 的重构胚,A组囊胚的形成率和内细胞团的形成率都低于B组,推测 Kdm4d的mRNA的作用是注入mRNA通过翻译产生的去甲基化酶,促进了相关基因的表达进而表现出既能提高融合细胞发育成囊胚的形成率,也能提高囊胚中内细胞团的形成率。
21. 易错PCR是利用低保真的Taq酶和改变PCR的反应条件,降低DNA复制的准确性,在新DNA链的合成过程中增加碱基错配,从而使扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导DNA序列变异的方法。从自然界中的生物体内分离得到的天然酶,在工业生产环境中催化效率往往较低。下图是研究人员利用易错PCR技术对某种天然酶进行改造,获得了高催化效率的酶的流程示意图。回答下列问题:
(1)在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_____,PCR反应体系中需添加引物,引物的作用是_____
(2)图中步骤①为易错PCR过程,其扩增过程中需要加入Taq酶,这是因为Taq酶具有_____的特点。图中步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用_____处理的受体菌混合,在一定温度下完成转化。转化是指_____。
(3)Taq酶的某一区域负责将碱基与模板链正确地互补配对,Mn2+可以降低这一功能;非互补的碱基对由于氢键不易形成,稳定性差,Mg2+可以提高该错配区的稳定性。因此,与普通PCR相比,易错PCR的反应体系中应适当_____(填“提高”或“降低”)Mn2+浓度、_____(填“提高”或“降低”)Mg2+浓度。
【答案】(1) ①. 温度升高到90℃ ②. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
(2) ①. 耐高温 ②. Ca2+ ③. 目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程
(3) ①. 提高 ②. 提高
【解析】
【分析】PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下,依赖于TaqDNA聚合酶的酶促合成反应。DNA聚合酶以单链DNA为模板,借助一小段双链DNA来启动合成,通过人工合成的引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合,形成部分双链。在适宜的温度和环境下,DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3′-OH末端,并以此为起始点,沿模板5′→3′方向延伸,合成一条新的DNA互补链。
【小问1详解】
在体外利用PCR技术扩增目的基因时,利用DNA高温变性的特点加热至90-95℃,破坏双链之间的氢键,使DNA解链变为单链;用PCR技术扩增目的基因时,需要在PCR扩增仪中加入2种引物,其作用是使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。
【小问2详解】
PCR技术需要高温加热使DNA双链解旋,而Taq酶热稳定性高,即耐高温,故在高温条件下不会失活,因此在降温时仍可发挥作用;步骤②是将重组质粒导入不同受体菌,由于受体菌用钙离子处理后更容易吸收周围环境中的DNA,因此步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用Ca2+处理的受体菌混合,在一定温度下完成转化;转化是指目的基因进入受体细胞,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
【小问3详解】
PCR技术通过DNA的双链复制,在耐高温的TaqDNA聚合酶的催化下,遵循碱基互补配对原则,扩增DNA片段,TaqDNA聚合酶与一般DNA聚合酶相比最大的特点是高温下保持酶的活性或耐高温或热稳定,其某一区域负责将碱基与模板链正确地互补配对,Mn2+可以降低这一功能,提高碱基的错配,而Mg2+可以提高稳定性,故易错PCR时应适当提高Mn2+和Mg2+浓度。菌种
菌落甲
菌落乙
菌落丙
菌落丁
菌落直径:C(mm)
5.8
4.1
7.4
3.1
透明圈直径:H(mm)
8.4
7.6
9.1
8.0
H/C
1.4
1.9
1.2
2.6
细菌在含氨苄青霉素培养基上生长情况
细菌在含四环素培养基上生长情况
①
能生长
能生长
②
能生长
不能生长
③
不能生长
能生长
组别
A组
B组
C组(空白对照组)
实验处理
三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物
三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物
每天一次等量灌胃,连续一周,检测各组小鼠的胸腺重量
限制酶
BamHⅠ
BclⅠ
SmaⅠ
Sau3AⅠ
识别位点及切割位点
—G↓GATCC—
—T↓GATCA—
—CCC↓GGG—
—↓GATC—
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