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高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1北京市豐臺區(qū)2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期4月期中第I卷(選擇題共30分)本部分共30小題,每小題2分,共60分。在每小題給出的四個選項中,選出最符合題意的一項。1.蝦醬是以蝦為原料的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。在乳酸菌、芽孢桿菌等多種微生物共同作用下,原料中的蛋白質(zhì)和脂肪發(fā)生水解,形成蝦醬的特有風(fēng)味。下列敘述錯誤的是()A.蝦醬特有風(fēng)味的形成受發(fā)酵時間的影響B(tài).傳統(tǒng)蝦醬的制作過程需要嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作C.原料中的蛋白質(zhì)會被水解成小分子的肽和氨基酸D.蝦醬發(fā)酵過程微生物種類和數(shù)量的分析有助于改良風(fēng)味【答案】B〖祥解〗直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前子發(fā)酵保存下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵制作食品的技術(shù)一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品,還有醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等?!驹斘觥緼、蝦醬是由微生物發(fā)酵形成的,蝦醬特有風(fēng)味的形成受發(fā)酵條件、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間的影響,A正確;B、傳統(tǒng)蝦醬的制作過程利用原料中帶有的微生物進行發(fā)酵,不需要經(jīng)過嚴(yán)格無菌操作,B錯誤;C、原料中的蛋白質(zhì)會被蛋白酶水解成小分子的肽和氨基酸,C正確;D、蝦醬發(fā)酵由乳酸菌、芽孢桿菌等多種微生物共同參與,蝦醬發(fā)酵過程微生物種類和數(shù)量的分析有助于改良風(fēng)味,D正確。故選B。2.關(guān)于“利用乳酸菌發(fā)酵制作酸奶或泡菜”的實驗,下列相關(guān)敘述正確的是()A.制作泡菜的菜料不可完全淹沒在煮沸后冷卻的鹽水中B.超市未開封牛奶須經(jīng)過高壓蒸汽滅菌后再接種乳酸菌C.發(fā)酵裝置需加滿菜料或牛奶并封裝,以抑制乳酸菌的無氧呼吸D.控制好發(fā)酵時間,避免過量乳酸影響酸奶或泡菜的口味和品質(zhì)【答案】D〖祥解〗泡菜或酸奶的制作離不開乳酸菌。在無氧條件下,乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。【詳析】A、制作泡菜是利用乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的原理,應(yīng)該制造無氧環(huán)境,所以制作泡菜的菜料要完全淹沒在煮沸后冷卻的鹽水中,A錯誤;B、制作酸奶的牛奶若經(jīng)過高壓蒸汽滅菌,會殺死牛奶中的營養(yǎng)成分,并且會使牛奶中的蛋白質(zhì)變性,不利于乳酸菌生長繁殖,一般采用巴氏消毒法對牛奶消毒,B錯誤;C、發(fā)酵裝置加菜料或牛奶時應(yīng)加八成滿并封裝,C錯誤;D、不同的發(fā)酵產(chǎn)品有不同的最佳發(fā)酵條件,控制好發(fā)酵時間,避免過量乳酸影響酸奶或泡菜的口味和品質(zhì),D正確。故選D。3.下圖表示培養(yǎng)和純化酵母菌的部分操作步驟,下列相關(guān)敘述正確的是()A.步驟①倒平板操作時,倒好后應(yīng)立即將其倒過來放置B.步驟②為防止污染,接種環(huán)灼燒滅菌后應(yīng)快速挑取菌落C.步驟③劃線,使接種物逐漸稀釋,培養(yǎng)后出現(xiàn)單個菌落D.步驟④在恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)后,可用于對酵母菌進行計數(shù)【答案】C〖祥解〗根據(jù)題意和圖示分析可知:①是倒平板,②是用接種環(huán)沾取菌液,③是進行平板劃線,④是培養(yǎng)。【詳析】A、步驟①倒平板操作時,倒好后應(yīng)待平板冷卻凝固后再將平板倒過來放置,A錯誤;B、灼燒后的接種環(huán)需在火焰旁冷卻后再沾取菌液進行平板劃線,B錯誤;C、步驟③通過連續(xù)劃線,使接種物逐漸稀釋分布在培養(yǎng)基的表面,在數(shù)次劃線后培養(yǎng),可分離到一個細胞繁殖而來的單個菌落,C正確;D、平板劃線法接種的培養(yǎng)基上,由于起始段菌體密集,所以無法對其計數(shù),D錯誤。故選C。4.皮膚表面存在多種微生物,某同學(xué)擬從中分離出葡萄球菌。下述操作錯誤的是()A.應(yīng)根據(jù)葡萄球菌的特點配置選擇培養(yǎng)基B.需要對配制的培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌C.從皮膚表面取樣時,應(yīng)確保棉拭子無菌D.用取樣后的棉拭子在固體培養(yǎng)基上涂布【答案】D〖祥解〗實驗室常用的消毒和滅菌方法的比較:消毒:煮沸消毒法(一般物品)、巴氏消毒法(一些不耐高溫的液體,如牛奶)、化學(xué)藥劑消毒法(如用酒精擦拭雙手,用氯氣消毒水源等)、紫外線消毒法(接種室、操作臺);滅菌:灼燒滅菌(接種工具)、干熱滅菌(玻璃器皿、金屬用具)、高壓蒸汽滅菌(培養(yǎng)基及容器)。【詳析】A、應(yīng)根據(jù)葡萄球菌的特點配置選擇培養(yǎng)基,A正確;B、培養(yǎng)基通常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌,B正確;C、葡萄球菌需從人體皮膚的微生物中分離,為避免雜菌污染,故需要使用無菌棉拭子從皮膚表面取樣,C正確;D、用取樣后的棉拭子需要進行選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→再將稀釋液涂布到選擇培養(yǎng)基上,D錯誤。故選D。5.井岡霉素是我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種抗生素,它由鏈霉菌井岡變種(JGs)發(fā)酵而來,廣泛應(yīng)用于水稻病害防治。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng),有利于提高井岡霉素產(chǎn)量B.提高發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度,可能會影響JGs存活率C.監(jiān)測JGs發(fā)酵過程中活細胞數(shù)量的變化時最適宜用活菌計數(shù)法D.井岡霉素是糖類衍生物,JGs不含直接編碼成井岡霉素的基因【答案】C〖祥解〗1、發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身。2、產(chǎn)品不同,分離提純的方法般不同。(1)如果產(chǎn)品是菌體,可采用過濾,沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來;(2)如果產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物,可用萃取、蒸餾、離子交換等方法進行提取。3、發(fā)酵過程中要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件。4、發(fā)酵過程一般來說都是在常溫常壓下進行,條件溫和、反應(yīng)安全,原料簡單、污染小,反應(yīng)專一性強,因而可以得到較為專的產(chǎn)物。【詳析】A、JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng),該過程會影響JGs的數(shù)量,進而影響井岡霉素的產(chǎn)量,A正確;B、提高發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度,可能會影響JGs存活率,B正確;C、在發(fā)酵過程中使用的是液體培養(yǎng)基,不適宜用活菌計數(shù)法監(jiān)測細胞數(shù)量變化,C錯誤;D、基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì),而井岡霉素是糖類衍生物,JGs不含直接編碼成井岡霉素的基因,D正確。故選C。6.為培育繁殖周期快、高產(chǎn)人參皂苷的雜種植物,研究人員將人參和胡蘿卜的原生質(zhì)體進行融合,并檢測了原生質(zhì)體密度對融合率的影響,結(jié)果如表。原生質(zhì)體密度(1:1混合)0.5×105個/mL2×105個/mL5×105個/mL10×105個/mL融合率(%)18.635.829.223.6下列相關(guān)敘述不正確的是()A.利用纖維素酶和果膠酶進行去壁處理獲得原生質(zhì)體B.原生質(zhì)體密度過高或過低均不利于原生質(zhì)體的融合C.融合后的原生質(zhì)體經(jīng)過脫分化即可發(fā)育成雜種植株D.對雜種植株需進行生長速度和人參皂苷含量的檢測【答案】C〖祥解〗植物體細胞雜交技術(shù):就是將不同種的植物體細胞原生質(zhì)體在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞培育成完整植物體的技術(shù)?!驹斘觥緼、植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,根據(jù)酶的專一性,利用纖維素酶和果膠酶進行去壁處理獲得原生質(zhì)體,A正確;B、由表格數(shù)據(jù)分析可知,密度過低和密度過高融合率都不高,說明原生質(zhì)體密度過高或過低均不利于原生質(zhì)體的融合,B正確;C、融合后的原生質(zhì)體經(jīng)過脫分化和再分化后可形成雜種植株,C錯誤;D、該實驗?zāi)康氖菫榕嘤敝持芷诳?、高產(chǎn)人參皂苷的雜種植物,因此實驗過程中對雜種植株需進行生長速度和人參皂苷含量的檢測,D正確。故選C。7.植物組織培養(yǎng)技術(shù)通過與常規(guī)育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等相結(jié)合,應(yīng)用于植物生產(chǎn)的多個領(lǐng)域。在下列技術(shù)中,不涉及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是()A.利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B.利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株C.利用細胞工程培育“番茄-馬鈴薯”雜種植株 D.用秋水仙素處理植物幼苗,得到多倍體植株【答案】D〖祥解〗植物組織培養(yǎng)技術(shù):1、過程:離體的植物組織、器官或細胞(外植體)→愈傷組織→胚狀體→植株(新植體)。2、原理:植物細胞的全能性。3、條件:①細胞離體和適宜的外界條件(如適宜溫度、適時的光照、pH和無菌環(huán)境等);②一定的營養(yǎng)成分(無機、有機成分)和植物激素(生長素和細胞分裂素)。4、植物細胞工程技術(shù)的應(yīng)用:植物繁殖的新途徑(包括微型繁殖,作物脫毒、人工種子等)、作物新品種的培育(單倍體育種、突變體的利用)、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。【詳析】A、花藥離體培養(yǎng)需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到單倍體植株,A不符合題意;B、利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株過程中,需要植物組織培養(yǎng)技術(shù)將重組細胞培育成植株,B不符合題意;C、將番茄和馬鈴薯進行體細胞雜交得到雜種細胞,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將雜種細胞培養(yǎng)成雜種植株,C不符合題意;D、利用秋水仙素處理植物幼苗,該幼苗中染色體數(shù)目加倍變成多倍體植株,此過程不需要植物組織培養(yǎng)技術(shù),D符合題意。故選D。8.MEC1細胞是一種常用的動物上皮細胞系,下列關(guān)于MEC1培養(yǎng)的說法錯誤的是()A.在進行傳代培養(yǎng)時需要使用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等進行處理B.使用95%O2+5%CO2混合氣體培養(yǎng),CO2可維持培養(yǎng)液的pHC.傳代培養(yǎng)可以實現(xiàn)解除細胞的接觸抑制,擴增細胞數(shù)量D.細胞生長狀況不佳的可能原因之一是培養(yǎng)液中缺少血清【答案】B〖祥解〗動物細胞培養(yǎng)的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)?!驹斘觥緼、在進行傳代培養(yǎng)時需要使用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等進行處理,形成單個細胞,A正確;B、使用95%空氣+5%CO2混合氣體培養(yǎng),CO2可維持培養(yǎng)液的pH,B錯誤;C、傳代培養(yǎng)可以實現(xiàn)解除細胞的接觸抑制,擴增細胞數(shù)量,C正確;D、血清可以為細胞提供營養(yǎng)物質(zhì),細胞生長狀況不佳的可能原因之一是培養(yǎng)液中缺少血清,D正確。故選B。9.科學(xué)家為高位癱瘓病人采用誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)療法修復(fù)病人受損的脊髓,使得病人恢復(fù)了一定的運動能力,下列相關(guān)說法錯誤的是()A.病人恢復(fù)運動能力,說明iPS細胞具有一定全能性B.保留出生時臍帶血中的干細胞用于培養(yǎng)出iPS細胞C.自體來源的iPS細胞理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)D.已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導(dǎo)成iPS細胞【答案】B〖祥解〗動物和人體內(nèi)少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞,干細胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中,包括胚胎干細胞和成體干細胞等?!驹斘觥緼、誘導(dǎo)iPS細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果,利用的是iPS細胞具有一定全能性,采用誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)療法修復(fù)病人受損的脊髓,使得病人恢復(fù)了一定的運動能力,說明iPS細胞具有一定全能性,A正確;B、iPS細胞為誘導(dǎo)多能干細胞的簡稱,是通過體外誘導(dǎo)成纖維細胞,獲得類似胚胎干細胞的一類細胞,因此臍帶血中的干細胞不用于培養(yǎng)iPS細胞,B錯誤;C、如果是自體器官移植不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng),所以自體移植后不需要用免疫抑制藥物,所以自體來源的iPS細胞理論上可以避免免疫排斥反應(yīng),C正確;D、離體的已分化的細胞經(jīng)過誘導(dǎo)可轉(zhuǎn)化為未分化的狀態(tài),T細胞、B細胞能被誘導(dǎo)為iPS細胞,D正確。故選B。10.各種優(yōu)良純種家畜(如荷斯坦奶牛)價格高昂,借助胚胎工程繁育是畜牧業(yè)中非常重要的手段,下列相關(guān)說法正確的是()A.需對優(yōu)良品種供體母牛和代孕受體母牛進行同步發(fā)情處理B.采集到的精子和卵細胞手應(yīng)立即混合培養(yǎng),以提高受精率C.胚胎干細胞有極高的全能性,可用于獲取大量的同卵多胚D.囊胚孵化非常關(guān)鍵,因此不能用于胚胎分割實現(xiàn)無性繁殖【答案】A〖祥解〗胚胎移植過程:供受體選擇和處理→配種或人工授精→胚胎收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后檢查。【詳析】A、在胚胎移植過程中,需要對供體母牛和代孕受體母牛進行同步發(fā)情處理,使它們的生理狀態(tài)相同。這樣可以為胚胎移入受體子宮提供相同的生理環(huán)境,有利于胚胎的著床和發(fā)育,A正確;B、采集到的精子需要經(jīng)過獲能處理,卵細胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期,才具備受精能力,并非采集到后立即混合培養(yǎng)就能提高受精率,B錯誤;C、胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,但目前難以用胚胎干細胞直接獲得大量同卵多胚,C錯誤;D、囊胚可以進行胚胎分割,胚胎分割技術(shù)是實現(xiàn)無性繁殖的一種方法,且囊胚孵化不是限制其進行胚胎分割的因素,D錯誤。故選A。11.我國科學(xué)家體外誘導(dǎo)食蟹猴胚胎干細胞,形成了類似囊胚的結(jié)構(gòu)(類囊胚)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.該過程中所有細胞均含同源染色體B.在類囊胚階段,細胞逐漸分化C.類囊胚的獲得利用了核移植技術(shù)D.欲研究后續(xù)發(fā)育,需用胚胎移植技術(shù)【答案】C〖祥解〗動物胚胎發(fā)育的基本過程:(1)受精場所是母體的輸卵管。(2)卵裂期:細胞有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小。(3)桑椹胚:胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時,胚胎形成致密的細胞團,形似桑椹,是全能細胞。(4)囊胚:細胞開始出現(xiàn)分化(該時期細胞的全能性仍比較高)。(5)原腸胚:有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔?!驹斘觥緼、誘導(dǎo)食蟹猴胚胎干細胞形成類似囊胚的結(jié)構(gòu)過程中存在細胞分裂分化,細胞中均含同源染色體,A正確;B、在類囊胚階段,細胞開始出現(xiàn)分化,B正確;C、類囊胚的獲得利用了動物細胞培養(yǎng)技術(shù),并沒有進行核移植,C錯誤;D、可借助胚胎移植技術(shù)將類囊胚移植到相應(yīng)的雌性受體中繼續(xù)胚胎發(fā)育,從而可以用來研究類囊胚的后續(xù)發(fā)育,D正確。故選C。12.為了對重金屬污染的土壤進行生物修復(fù),研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動子連接,導(dǎo)入楊樹基因組中(如圖)。為檢測獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因,同時避免內(nèi)源HMA3基因的干擾,在進行PCR擴增時,應(yīng)選擇的引物組合是()A.①+③ B.①+② C.③+② D.③+④【答案】B〖祥解〗根據(jù)圖示中引物的位置可知,引物①擴增的片段含有啟動子和HMA3基因,引物③擴增的片段不含啟動子,引物②擴增的片段既含有啟動子,又含有HMA3基因序列。【詳析】圖示中克隆重金屬轉(zhuǎn)運蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動子連接,導(dǎo)入楊樹基因組中,若要檢測獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因和高效啟動子,需要檢測是否含有高效啟動子序列和HMA3基因序列,應(yīng)選擇的引物組合是①+②,即B正確,ACD錯誤。故選B。13.人胰島素的第20~29位氨基酸序列容易引發(fā)胰島素分子聚合。為抑制該現(xiàn)象,研究人員對人胰島素進行了改造,下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.X射線衍射技術(shù)能為確定胰島素空間結(jié)構(gòu)提供依據(jù)B.可以通過基因的定點突變來實現(xiàn)氨基酸的替換C.改造后胰島素的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化D.改造胰島素時利用的原理是基因重組【答案】D〖祥解〗蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求?!驹斘觥緼、X射線衍射技術(shù)能為確定胰島素空間結(jié)構(gòu)提供依據(jù),A正確;B、可以通過基因的定點突變來實現(xiàn)氨基酸的替換是蛋白質(zhì)工程,B正確;C、由于胰島素中氨基酸結(jié)構(gòu)改變,所以胰島素空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,C正確;D、改造胰島素時利用的原理是基因突變,D錯誤。故選D。14.生物安全是指與生物有關(guān)的各種因素對社會、經(jīng)濟、人類健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)險。下列敘述與我國政府相關(guān)法規(guī)或主張不符的是()A.禁止人的生殖性克隆和治療性克隆B.禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定C.銷售轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)有明確標(biāo)注D.全面禁止和徹底銷毀生物武器【答案】A〖祥解〗生物安全在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,指遺傳修飾生物(如轉(zhuǎn)基因作物)對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成的安全性問題;在生態(tài)領(lǐng)域中,指外來有害生物的引進和擴散,對人類生產(chǎn)和健康造成不利影響的各種傳染病、害蟲、真菌、細菌、線蟲、病毒和雜草等。除此之外,生物安全還包括生物遺傳資源流失、實驗室生物安全、微生物耐藥性、生物恐怖襲擊等。生物安全是人的健康、動植物健康、生態(tài)環(huán)境健康三者安全統(tǒng)一的概念。【詳析】A、我國禁止人人的生殖性克隆,但不反對治療性克隆,A錯誤;B、我國禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定,以避免引發(fā)倫理問題等,B正確;C、銷售轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)有明確標(biāo)注,以確保消費者的知情權(quán),C正確;D、生物武器又是生物制劑、載體和分散手段的綜合利用.生物武器自誕生以來,給人類的生存安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,應(yīng)全面禁止和徹底銷毀生物武器,D正確。故選A。15.下列實驗操作不能達到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.利用不同物質(zhì)在酒精溶液中的溶解度差異粗提DNAB.向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內(nèi)部無菌環(huán)境C.利用雞血或鴨血細胞進行DNA的粗提取和鑒定D.篩選最適的雜交瘤細胞培養(yǎng),獲得單克隆抗體【答案】B〖祥解〗DNA不溶于酒精溶液,但是細胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精溶液.利用這一原理,可以進一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA;DNA遇二苯胺(沸水?。境伤{色,因此,二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑.【詳析】A、DNA不溶于酒精溶液,但是細胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精溶液,利用這一原理,可以進一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA,A正確;B、向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內(nèi)部無氧環(huán)境,不能創(chuàng)造無菌環(huán)境,B錯誤;C、利用雞血或鴨血細胞進行DNA的粗提取和鑒定,C正確;D、篩選最適的雜交瘤細胞培養(yǎng),可以獲得單克隆抗體,D正確。故選B。第Ⅱ卷(非選擇題共70分)本部分共6小題,共70分。16.萬古霉素是治療嚴(yán)重感染的最后選擇,僅在其他抗生素?zé)o效時使用。萬古霉素耐藥菌的出現(xiàn)可能導(dǎo)致“無藥可用”的局面,研究其耐藥機制和傳播途徑可以為耐藥菌的防控提供理論依據(jù)。(1)研究者從醫(yī)院土壤中分離出萬古霉素耐藥菌以用于研究,實驗過程如下:①將土樣加入一定量的________中,等比稀釋;②取適量菌液用________法接種含________的培養(yǎng)基;③培養(yǎng)一段時間,經(jīng)過反復(fù)篩選,得到若干株萬古霉素耐藥菌;④根據(jù)________進行初步鑒定,并與基因庫中________序列比對,經(jīng)鑒定屬于腸球菌。(2)研究者發(fā)現(xiàn):細菌基因突變后會引起細胞壁增厚,從而產(chǎn)生耐藥性。敏感菌的細胞壁末端為D-丙氨酸-D-丙氨酸,萬古霉素與之結(jié)合后,會________細胞壁的合成與增厚,細菌更易死亡。而耐藥菌的細胞壁結(jié)構(gòu)模式圖如下,據(jù)圖推測萬古霉素耐藥菌的耐藥機制:________。(3)一段時間后,研究人員在該環(huán)境中分離出具有萬古霉素耐藥性的金黃色葡萄球菌,進而發(fā)現(xiàn)是由耐藥基因(V基因)在不同菌種之間轉(zhuǎn)移導(dǎo)致。請完善能證明該結(jié)論的實驗設(shè)計,并預(yù)測選擇培養(yǎng)基(同時含萬古霉素和鏈霉素)表面的菌落生長情況。M.萬古霉素耐藥菌——腸球菌(攜帶V基因)N.萬古霉素敏感菌——金黃色葡萄球菌(攜帶鏈霉素抗性基因)組別組1組2組3培養(yǎng)對象a.______單獨培養(yǎng)Nb.______實驗結(jié)果c.______d.______無菌落生長(4)耐藥基因的快速傳播不僅使得多種敏感菌耐藥,更會帶來多重耐藥菌的出現(xiàn)。請嘗試提出任一措施以應(yīng)對這一威脅________?!敬鸢浮浚?)①.無菌水②.涂布平板③.萬古霉素④.菌落特征⑤.DNA/堿基(2)①.阻斷②.機制:耐藥菌能通過酶催化將D-Ala-D-Ala末端替換為D-Ala-D-Lac,萬古霉素?zé)o法識別并結(jié)合。細菌細胞壁可以繼續(xù)合成并增厚,產(chǎn)生耐藥性(3)①.a.M和N混合培養(yǎng)②.b.單獨培養(yǎng)M③.有菌落產(chǎn)生④.無菌落產(chǎn)生(4)加強抗生素的合理使用、使用萬古霉素的病人單獨隔離、醫(yī)療廢棄物無菌處理、新型抗耐藥菌藥物的研發(fā)等〖祥解〗微生物接種常用方法有:平板劃線法和稀釋涂布平板法。平板劃線法:通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面。稀釋涂布平板法:是將菌液進行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面,進行培養(yǎng)。【解析】(1)①加入無菌水是為了將土壤中的微生物稀釋,便于后續(xù)的篩選和培養(yǎng)。②取適量菌液用涂布平板法接種含萬古霉素的培養(yǎng)基,便于觀察和計數(shù)。④根據(jù)菌落特征初步鑒定,并通過與基因庫中的DNA/堿基序列比對,最終鑒定菌株。(2)萬古霉素的作用機理是阻斷細胞壁的合成與增厚。耐藥菌通過酶催化,將D-Ala-D-Ala末端替換為D-Ala-D-Lac,導(dǎo)致萬古霉素?zé)o法識別并結(jié)合,細菌細胞壁可以繼續(xù)合成并增厚,從而產(chǎn)生耐藥性。(3)組1培養(yǎng)對象:為了探究耐藥基因是否可以在不同菌種間轉(zhuǎn)移,需要將M菌和N菌混合培養(yǎng)。組3培養(yǎng)對象:作為對照,需要單獨培養(yǎng)M菌。組1實驗結(jié)果:由于M菌具有萬古霉素耐藥性,因此在含有萬古霉素和鏈霉素的培養(yǎng)基上,M菌可以生長,出現(xiàn)菌落。組2實驗結(jié)果:由于N菌不具有萬古霉素耐藥性,因此在含有萬古霉素和鏈霉素的培養(yǎng)基上,N菌無法生長,無菌落產(chǎn)生。(4)可以加強抗生素的合理使用,避免濫用抗生素。對使用萬古霉素的病人進行單獨隔離,防止耐藥菌的傳播。醫(yī)療廢棄物無菌處理、新型抗耐藥菌藥物的研發(fā)等。17.學(xué)習(xí)以下材料,完成(1)~(4)題。啤酒發(fā)酵的“工程革命”??傳統(tǒng)啤酒發(fā)酵依賴游離酵母菌,需2~3周完成,且酵母菌無法重復(fù)利用。?固定化細胞技術(shù)?通過多孔載體(如殼聚糖-纖維素復(fù)合物)包裹酵母菌,形成“細胞工廠”(圖中C)。清華大學(xué)團隊利用3D打印技術(shù)構(gòu)建?梯度孔徑載體?(外層80μm促進溶氧,內(nèi)層20μm維持厭氧),使酵母增殖與發(fā)酵分區(qū)進行,發(fā)酵周期縮短至5天,存活率達95%。進一步改進,南京工業(yè)大學(xué)團隊加入石墨烯涂層,通過電信號變化實時監(jiān)測酵母代謝狀態(tài)。浙江大學(xué)團隊開發(fā)“光控水凝膠載體”,利用光響應(yīng)特性:藍光下光敏聚合物材料孔徑擴大(溶氧>4mg/L),紅光下收縮(溶氧<0.2mg/L),酵母可重復(fù)利用15批次。利用基因編輯技術(shù),江南大學(xué)團隊改造菌株在殼聚糖載體中連續(xù)使用8批次,酒精產(chǎn)率保持穩(wěn)定。中科院團隊則通過導(dǎo)入植物?萜烯合成酶基因?,使酵母合成芳樟醇(花香),風(fēng)味物質(zhì)種類增加1.5倍。?巴斯夫公司開發(fā)AI模型,動態(tài)調(diào)整發(fā)酵參數(shù)(pH、溶氧),提高糖的利用率。劍橋大學(xué)團隊在酵母菌中引入誘導(dǎo)型“自殺開關(guān)”,當(dāng)溫度>37℃時,酵母菌表達?HSR1基因(熱應(yīng)激響應(yīng)基因)?,啟動程序性死亡。各種發(fā)酵技術(shù)的創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),推動著啤酒產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。(1)與傳統(tǒng)發(fā)酵相比,固定化酵母發(fā)酵技術(shù)的最大優(yōu)點是________,使連續(xù)發(fā)酵成為可能。多孔載體?殼聚糖-纖維素復(fù)合物的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)既能允許________等小分子的擴散,又可防止________的流失。(2)“光控水凝膠載體”的設(shè)計模擬酵母菌在不同發(fā)酵階段對氧氣的需求差異:該載體利用?光敏聚合物材料?,在藍光下分子鏈?zhǔn)嬲?,孔徑擴大便于酵母菌________呼吸從而________;在紅光下分子鏈?zhǔn)湛s,孔徑縮小有利于酵母菌________。(3)結(jié)合文中信息,下列相關(guān)敘述錯誤的是A.固定化酵母細胞技術(shù)只能使用殼聚糖-纖維素復(fù)合物作載體B.導(dǎo)入植物萜烯合成酶基因的酵母不會對生態(tài)環(huán)境造成影響C.利用AI模型調(diào)整發(fā)酵參數(shù),主要是為了提高酵母存活率D.當(dāng)溫度<37℃時,酵母細胞內(nèi)的?HSR1基因并不轉(zhuǎn)錄翻譯(4)請分析在酵母菌中引入誘導(dǎo)型“自殺開關(guān)”有何意義_________?!敬鸢浮浚?)①.易與產(chǎn)物分離、且能反復(fù)利用②.葡萄糖、乙醇③.酵母菌(2)①.有氧②.快速增殖③.進行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精(3)ABC(4)發(fā)酵完成后可主動終止酵母菌活性、防止基因污染、加強生物安全等〖祥解〗基因工程的基本操作程序包括四個步驟:目的基因的獲得、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測和鑒定。其中需要用的基本工具有限制性內(nèi)切核酸酶(簡稱限制酶)、DNA連接酶和運載體。限制酶能夠識別DNA上特定的堿基序列,將DNA從特定的位置切開,用同種的限制酶處理目的DNA和運載體,得到相同的末端,再用DNA連接酶將目的基因和運載體連接起來,形成重組運載體?!窘馕觥浚?)與傳統(tǒng)發(fā)酵相比較,酵母細胞的固定化技術(shù)具有易與產(chǎn)物分離、且能反復(fù)利用的優(yōu)點,從而使續(xù)發(fā)酵成為可能。多孔載體?殼聚糖-纖維素復(fù)合物的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)既能允許葡萄糖、乙醇等小分子的擴散,又能防止酵母菌的流失。(2)細胞較大,乙醇分子量較小,“光控水凝膠載體”的設(shè)計模擬酵母菌在不同發(fā)酵階段對氧氣的需求差異:該載體利用?光敏聚合物材料?,在藍光下分子鏈?zhǔn)嬲梗讖綌U大便于酵母菌進行有氧呼吸,進而實現(xiàn)快速增殖;在紅光下分子鏈?zhǔn)湛s,孔徑縮小有利于酵母菌進行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精。(3)A、固定化細胞技術(shù)?通過多孔載體(如殼聚糖-纖維素復(fù)合物)包裹酵母菌,所以除了使用殼聚糖-纖維素復(fù)合物外,還可以使用其他載體,A錯誤;B、導(dǎo)入植物萜烯合成酶基因的酵母,使酵母合成芳香醇,利用了基因工程技術(shù),對生態(tài)環(huán)境可能造成影響,B錯誤;C、利用AI模型調(diào)整發(fā)酵參數(shù),主要是為了提高糖的利用率,而不是提高酵母存活率,C錯誤;D、當(dāng)溫度>37℃時,酵母菌表達?HSR1基因,啟動程序性死亡,即當(dāng)溫度<37℃時,酵母細胞內(nèi)的?HSR1基因并不轉(zhuǎn)錄翻譯,D正確。故選ABC。(4)依據(jù)題干信息:“劍橋大學(xué)團隊在酵母菌中引入誘導(dǎo)型“自殺開關(guān)”,當(dāng)溫度>37℃時,酵母菌表達?HSR1基因(熱應(yīng)激響應(yīng)基因)?,啟動程序性死亡”,這樣可以使酵母菌在發(fā)酵完成后,自動終止酵母菌活性,進而防止基因污染、加強生物安全等。18.愈傷組織在生物技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用價值。為探究愈傷組織形成過程中的分子調(diào)控機制,研究人員以擬南芥為實驗材料設(shè)計了一系列實驗。(1)植物組織培養(yǎng)是指在一定條件下,將________的植物器官、組織等在適宜條件下誘導(dǎo)經(jīng)過________過程轉(zhuǎn)變?yōu)橛鷤M織,并重新分化,最終形成完成植株的過程。植物激素中________的濃度、比例等會影響著植物細胞的發(fā)育方向。(2)已有研究表明轉(zhuǎn)錄因子W物質(zhì)會影響愈傷組織的形成。①研究者利用生長素受體缺失型幼苗的莖尖在愈傷組織培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,測得轉(zhuǎn)錄因子W的基因相對表達量如圖1所示,結(jié)果顯示:________。②研究人員利用野生型、突變體1(W基因缺失)、突變體2(W基因過表達)進一步設(shè)計實驗,每組分化情況如圖2所示,結(jié)果表明:________。(3)研究人員發(fā)現(xiàn)W物質(zhì)會激活PLT7基因的轉(zhuǎn)錄,推測其通過PLT7調(diào)控愈傷組織的形成。并通過后續(xù)實驗證明該推測。請在下表中補充支持該結(jié)論的實驗組設(shè)計。實驗分組WTW基因過表達______愈傷組織大小+++______+(4)請根據(jù)文中信息,寫出生長素誘導(dǎo)愈傷組織形成的分子機制________?!敬鸢浮浚?)①.離體②.脫分化③.生長素、細胞分裂素(2)①.與野生型植株相比,生長素受體缺失突變體中W基因的相對表達量始終更低②.W物質(zhì)能促進愈傷組織形成,促進芽的分化(3)①.PLT7基因缺失突變體+W基因過表達②.++++(4)〖祥解〗植物組織培養(yǎng)的流程是:離體的植物器官、組織或細胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織,愈傷組織經(jīng)再分化形成胚狀體,長出芽和根,進而形成完整植株?!窘馕觥浚?)植物組織培養(yǎng)是指在一定條件下,將離體的植物器官、組織等在適宜條件下誘導(dǎo)經(jīng)過脫分化過程轉(zhuǎn)變?yōu)橛鷤M織,并重新分化,最終形成完成植株的過程。植物組織培養(yǎng)時,生長素與細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素,因此植物激素中生長素、細胞分裂素的濃度、比例等會影響著植物細胞的發(fā)育方向。(2)①由圖1可知:與野生型植株(WT)相比,生長素受體缺失突變體中W基因的相對表達量始終更低。②由題意可知,突變體1的W基因缺失,不能合成W物質(zhì);突變體2的W基因過表達,合成的W物質(zhì)較正常植株多;野生型含有W基因且W基因表達正常。分析圖2可知:與野生型相比,突變體1的愈傷組織和芽較小,突變體2的愈傷組織和芽較大,表明W物質(zhì)能促進愈傷組織形成,促進芽的分化。(3)W物質(zhì)會激活PLT7基因的轉(zhuǎn)錄,推測其通過PLT7調(diào)控愈傷組織的形成。欲通過后續(xù)實驗證明該推測,則依據(jù)表中信息可推知該實驗的自變量是PLT7基因的有無及W基因表達情況,因變量是愈傷組織大小,因此表中需要補充的一組應(yīng)該是PLT7基因缺失突變體+W基因過表達,W基因過表達組的愈傷組織應(yīng)該是最大的,可表示為“++++”。(4)綜上分析,生長素誘導(dǎo)愈傷組織形成的分子機制為:生長素能夠促進W基因表達,其表達產(chǎn)物W物質(zhì)能夠激活PLT7基因的轉(zhuǎn)錄,進而通過PLT7的調(diào)控來促進愈傷組織的形成。生長素誘導(dǎo)愈傷組織形成的分子機制可用下圖表示。19.生長季節(jié)氣溫每升高2℃,作物產(chǎn)量就會下降3%至13%。為保障全球糧食安全,科學(xué)家擬利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種,培育出在正常條件下能實現(xiàn)高產(chǎn)、在高溫脅迫下能保持穩(wěn)定產(chǎn)量的“氣候智能型”作物。(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的實現(xiàn)需要利用限制酶、________和載體三種基本工具。(2)科學(xué)家實驗后發(fā)現(xiàn):在高溫脅迫下LIN5基因表達量下調(diào),導(dǎo)致發(fā)育中的果實果糖含量下降,導(dǎo)致番茄減產(chǎn)??茖W(xué)家將持續(xù)高表達啟動子與LIN5基因連接后構(gòu)建基因表達載體,通過________導(dǎo)入番茄體內(nèi),獲得了持續(xù)高表達LIN5番茄。測量兩類植株在不同條件下的產(chǎn)量,結(jié)果如圖1。結(jié)果顯示:________;在高溫條件下,兩類植株的果實產(chǎn)量無明顯差異。請結(jié)合上述實驗,提出穩(wěn)定番茄產(chǎn)量的改進方案:________。(3)研究者找到了能響應(yīng)高溫條件表達的熱休克元件HSE??茖W(xué)家構(gòu)建了3類載體(如圖2所示),利用植物中的熒光素酶報告基因檢測改造后LIN5啟動子的功能。請寫出支持上述方案的預(yù)期實驗結(jié)果:________。(4)科學(xué)家重新構(gòu)建了基因表達載體,轉(zhuǎn)入番茄體內(nèi),獲得了新的轉(zhuǎn)基因植物“智能”番茄?!爸悄堋狈言诔睾透邷叵鹿麑嵁a(chǎn)量均高于野生型,而兩種情況下CO2吸收速率與野生型相同。請嘗試提出一種能解釋上述情況的假說,并說明驗證假說時所采用的技術(shù)________。【答案】(1)DNA連接酶(2)①.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或花粉管通道法②.在常溫下,轉(zhuǎn)基因植株的果實產(chǎn)量低于野生型植株③.僅在高溫下提高LIN5的表達量(3)常溫下,熒光強度①②③組相似;高溫下,②組熒光強度高于①組和③組,①和③類似(4)假說:更多光合作用產(chǎn)物從葉片轉(zhuǎn)移到了子房中,使得果實的產(chǎn)量上升。技術(shù):14C同位素標(biāo)記法〖祥解〗基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。(2)基因表達載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞:根據(jù)受體細胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛毎姆椒ㄊ氢}離子處理法。(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR檢測等技術(shù);②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——PCR檢測等技術(shù);③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!窘馕觥浚?)轉(zhuǎn)基因工程需要限制酶、DNA連接酶和載體三種工具。(2)基因表達載體導(dǎo)入番茄(雙子葉植物)的方法通常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或花粉管通道法。分析圖1,常溫下,轉(zhuǎn)基因植株的果實產(chǎn)量低于野生型植株;在高溫條件下,兩類植株的果實產(chǎn)量無明顯差異。高溫條件下,野生型植物產(chǎn)量有所降低,所以為穩(wěn)定番茄產(chǎn)量,僅在高溫下提高LIN5的表達量。(3)①中沒有熱休克元件,②中含有熱休克元件,③中含有反向熱休克元件,所以常溫條件下,三者的熒光素酶都會表達,熒光強度①②③組相似;而高溫條件下,只有②中的熱休克元件可以順序表達,所以②組熒光強度高于①組和③組,①和③類似。(4)“智能”番茄在常溫和高溫下果實產(chǎn)量均高于野生型,而兩種情況下CO2吸收速率與野生型相同,可能是加快了有機物的轉(zhuǎn)移,所以提出假說更多光合作用產(chǎn)物從葉片轉(zhuǎn)移到了子房中,使得果實的產(chǎn)量上升,可采用14C同位素標(biāo)記法進行檢驗。20.科研人員開發(fā)出了能編輯葉綠體基因組的基因編輯系統(tǒng)CyDENT。(1)這套系統(tǒng)的核心是FokI-TALE融合蛋白,F(xiàn)okI是一種低特異性的內(nèi)切核酸酶,TALE是一種能識別特異性序列的DNA結(jié)合蛋白,形成的基因編輯復(fù)合物如圖1。使用CyDENT系統(tǒng)進行基因編輯屬于________水平的研究。研究團隊在CyDENT系統(tǒng)中設(shè)計的TALE-FokI蛋白在功能上類似于常用基因工程工具中的________。(2)研究團隊利用葉綠體定位序列(CTP)構(gòu)建了如圖2所示的基因表達載體,請結(jié)合圖3闡述CyDENT系統(tǒng)編輯葉綠體基因組的機制:________。(3)研究團隊決定進一步挖掘CyDENT編輯系統(tǒng)的潛力,根據(jù)不同的編輯需求選擇不同載體模塊組合成系統(tǒng):例如換用不同類型的啟動子。假設(shè)需要僅在人類大腸組織中編輯名為BST114的細胞核基因,請參照圖2,選擇合適的模塊設(shè)計CyDENT系統(tǒng)的表達載體:①________②________③________終止子(4)CyTENT系統(tǒng)編輯核基因的效率尚不如成熟的CRISPR基因編輯系統(tǒng)。請?zhí)岢鯟yDENT編輯技術(shù)在人類健康領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用方向:________?!敬鸢浮浚?)①.分子②.限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)(2)核糖體合成的TALE-FokI蛋白帶有CTP,CTP可以引導(dǎo)蛋白質(zhì)向葉綠體內(nèi)進行轉(zhuǎn)運,將TALE-FokI蛋白帶入到葉綠體中完成基因編輯(3)①.大腸特異性啟動子②.核定位序列③.BST114序列特異性TALE—FokI融合基因(4)可用于線粒體疾病的基因治療〖祥解〗基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的篩選和獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。(2)基因表達載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞:根據(jù)受體細胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛毎姆椒ㄊ歉惺軕B(tài)細胞法。(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:個體水平上的鑒定?!窘馕觥浚?)使用CyDENT系統(tǒng)進行基因編輯屬于分子水平的研究。FokI是一種低特異性的內(nèi)切核酸酶,TALE是一種能識別特異性序列的DNA結(jié)合蛋白,CyDENT系統(tǒng)中設(shè)計的TALE-FokI蛋白在功能上類似于常用基因工程工具中的限制性內(nèi)切核酸酶。(2)CyDENT系統(tǒng)編輯葉綠體基因組的機制:核糖體合成的TALE-FokI蛋白帶有CTP,CTP可以引導(dǎo)蛋白質(zhì)向葉綠體內(nèi)進行轉(zhuǎn)運,將TALE-FokI蛋白帶入到葉綠體中完成基因編輯。(3)基因表達載體應(yīng)具備:限制酶酶切位點,啟動子,終止子,復(fù)制原點,標(biāo)記基因等。假設(shè)需要僅在人類大腸組織中編輯名為BST114的細胞核基因,設(shè)計CyDENT系統(tǒng)的表達載體:大腸特異性啟動子、核定位序列、BST114序列特異性TALE—FokI融合基因和終止子。(4)科研人員開發(fā)出了能編輯葉綠體基因組的基因編輯系統(tǒng)CyDENT,CyDENT編輯技術(shù)在人類健康領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用方向:可用于線粒體疾病的基因治療。21.系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種自身免疫病。CD132參與構(gòu)成免疫細胞表面白細胞介素(IL,一類細胞因子)受體。研究團隊希望通過研究CD132找到降低免疫應(yīng)答強度的新方法。(1)為確定CD132與SLE的關(guān)系,研究團隊分析了健康人和SLE患者CD132相關(guān)的數(shù)據(jù),結(jié)果如圖1,結(jié)果顯示:________。(2)基于上述數(shù)據(jù),研究團隊嘗試使用單克隆抗體來治療SLE。常用方法是:①注射________對小鼠進行免疫;②取免疫后小鼠的脾臟細胞和________進行融合;③使用________篩選出雜交瘤細胞;④進一步篩選、培養(yǎng)等環(huán)節(jié),獲得符合要求的單克隆抗體。(3)抗體由V區(qū)和C區(qū)構(gòu)成,V區(qū)結(jié)構(gòu)多樣,具有抗原結(jié)合區(qū),C區(qū)結(jié)構(gòu)恒定,如圖2所示。研究團隊?wèi)?yīng)用了一個新思路制備單克隆抗體:①對小鼠進行免疫;②收集小鼠脾臟中的B淋巴細胞,提取其中mRNA,獲得與抗原結(jié)合區(qū)有關(guān)的片段,經(jīng)________獲得cDNA;③cDNA與噬菌體外殼蛋白基因融合,在噬菌體外殼上表達出抗原結(jié)合區(qū),獲得“噬菌體抗體”,如如圖3所示;④請完善設(shè)計流程篩選出最適合使用的“噬菌體抗體”:在96孔板每一孔中加入________,利用________原理檢測,篩選出________;⑤篩選出抗體后,將其相應(yīng)抗原結(jié)合區(qū)片段拷貝出來,“嫁接”至人源抗體IgG4的結(jié)構(gòu)區(qū)上。與(2)中方法制備的單抗相比,該方法最終制備出的單抗最大優(yōu)勢是:________。(4)研究團隊開發(fā)出新CD132的單抗藥物(簡稱2D4),利用SLE模型鼠對2D4和已有的CD132單抗藥物R測試,檢測兩種白細胞介素IL-2和IL-15的下游信號強度,結(jié)果如圖4。根據(jù)測試的結(jié)果和查閱到的一些資料進行分析,研究團隊進一步提出:2D4是一種有效的SLE藥物,且效果比R更好。選出支持該結(jié)論的證據(jù)或資料:________。①CD132參與組成IL-15受體②CD132不參與組成IL-2受體③2D4抗體特異性比R更強④IL-2是維持穩(wěn)態(tài)的重要因子,抑制過強免疫應(yīng)答對自體的殺傷⑤IL-15促進T細胞增殖活化,有助于細胞毒性T細胞持續(xù)存活【答案】(1)SLE患者CD1322啟動子甲基化水平比健康人低,導(dǎo)致CD132表達量更高(2)①.CD132②.骨髓瘤細胞③.選擇培養(yǎng)基(3)①.逆轉(zhuǎn)錄/反轉(zhuǎn)錄②.過量且相等的CD132抗原和數(shù)量相等的“噬菌體抗體”③.抗原-抗體雜交④.陽性反應(yīng)最強的一組⑤.與全鼠源抗體相比,使用部分人源的抗體更不易發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(4)①④⑤〖祥解〗單克隆抗體是由單一B細胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對某一特定抗原的抗體。通常采用雜交瘤技術(shù)來制備,雜交瘤抗體技術(shù)是在細胞融合技術(shù)的基礎(chǔ)上,將具有分泌特異性抗體能力的效應(yīng)B細胞和具有無限繁殖能力的骨髓瘤細胞融合為雜交瘤細胞,雜交瘤細胞既能產(chǎn)生抗體,又能無限增殖。用具備這種特性的單個雜交瘤細胞培養(yǎng)成細胞群,可制備針對一種抗原的特異性抗體即單克隆抗體?!窘馕觥浚?)為了確定CD132與SLE的關(guān)系,分析圖1:SLE患者CD1322啟動子甲基化水平比健康人低,導(dǎo)致CD132表達量更高。(2)單克隆抗體是由單一B細胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對某一特定抗原的抗體。通常采用雜交瘤技術(shù)來制備,雜交瘤抗體技術(shù)是在細胞融合技術(shù)的基礎(chǔ)上,將具有分泌特異性抗體能力的效應(yīng)B細胞和具有無限繁殖能力的骨髓瘤細胞融合為雜交瘤細胞,雜交瘤細胞既能產(chǎn)生抗體,又能無限增殖。用具備這種特性的單個雜交瘤細胞培養(yǎng)成細胞群,可制備針對一種抗原的特異性抗體即單克隆抗體。使用單克隆抗體來治療SLE。常用方法是:①注射CD132對小鼠進行免疫;②取免疫后小鼠的脾臟細胞和骨髓瘤細胞進行融合;③使用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞;④進一步篩選、培養(yǎng)等環(huán)節(jié),獲得符合要求的單克隆抗體。(3)mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄/反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA;選出最適合使用的“噬菌體抗體”:在96孔板每一孔中加入過量且相等的CD132抗原和數(shù)量相等的“噬菌體抗體”利用抗原-抗體雜交原理檢測,篩選出陽性反應(yīng)最強的一組即為最適合使用的“噬菌體抗體”。(4)①CD132參與組成IL-15受體④IL-2是維持穩(wěn)態(tài)的重要因子,抑制過強免疫應(yīng)答對自體的殺傷⑤IL-15促進T細胞增殖活化,有助于細胞毒性T細胞持續(xù)存活新CD132的單抗藥物使用較R產(chǎn)生的IL-2更高且穩(wěn)定,產(chǎn)生的IL-15也較R高,說明2D4是一種有效的SLE藥物,且效果比R更好。北京市豐臺區(qū)2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期4月期中第I卷(選擇題共30分)本部分共30小題,每小題2分,共60分。在每小題給出的四個選項中,選出最符合題意的一項。1.蝦醬是以蝦為原料的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。在乳酸菌、芽孢桿菌等多種微生物共同作用下,原料中的蛋白質(zhì)和脂肪發(fā)生水解,形成蝦醬的特有風(fēng)味。下列敘述錯誤的是()A.蝦醬特有風(fēng)味的形成受發(fā)酵時間的影響B(tài).傳統(tǒng)蝦醬的制作過程需要嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作C.原料中的蛋白質(zhì)會被水解成小分子的肽和氨基酸D.蝦醬發(fā)酵過程微生物種類和數(shù)量的分析有助于改良風(fēng)味【答案】B〖祥解〗直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前子發(fā)酵保存下來的面團、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵制作食品的技術(shù)一般稱為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品,還有醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等?!驹斘觥緼、蝦醬是由微生物發(fā)酵形成的,蝦醬特有風(fēng)味的形成受發(fā)酵條件、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間的影響,A正確;B、傳統(tǒng)蝦醬的制作過程利用原料中帶有的微生物進行發(fā)酵,不需要經(jīng)過嚴(yán)格無菌操作,B錯誤;C、原料中的蛋白質(zhì)會被蛋白酶水解成小分子的肽和氨基酸,C正確;D、蝦醬發(fā)酵由乳酸菌、芽孢桿菌等多種微生物共同參與,蝦醬發(fā)酵過程微生物種類和數(shù)量的分析有助于改良風(fēng)味,D正確。故選B。2.關(guān)于“利用乳酸菌發(fā)酵制作酸奶或泡菜”的實驗,下列相關(guān)敘述正確的是()A.制作泡菜的菜料不可完全淹沒在煮沸后冷卻的鹽水中B.超市未開封牛奶須經(jīng)過高壓蒸汽滅菌后再接種乳酸菌C.發(fā)酵裝置需加滿菜料或牛奶并封裝,以抑制乳酸菌的無氧呼吸D.控制好發(fā)酵時間,避免過量乳酸影響酸奶或泡菜的口味和品質(zhì)【答案】D〖祥解〗泡菜或酸奶的制作離不開乳酸菌。在無氧條件下,乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。【詳析】A、制作泡菜是利用乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的原理,應(yīng)該制造無氧環(huán)境,所以制作泡菜的菜料要完全淹沒在煮沸后冷卻的鹽水中,A錯誤;B、制作酸奶的牛奶若經(jīng)過高壓蒸汽滅菌,會殺死牛奶中的營養(yǎng)成分,并且會使牛奶中的蛋白質(zhì)變性,不利于乳酸菌生長繁殖,一般采用巴氏消毒法對牛奶消毒,B錯誤;C、發(fā)酵裝置加菜料或牛奶時應(yīng)加八成滿并封裝,C錯誤;D、不同的發(fā)酵產(chǎn)品有不同的最佳發(fā)酵條件,控制好發(fā)酵時間,避免過量乳酸影響酸奶或泡菜的口味和品質(zhì),D正確。故選D。3.下圖表示培養(yǎng)和純化酵母菌的部分操作步驟,下列相關(guān)敘述正確的是()A.步驟①倒平板操作時,倒好后應(yīng)立即將其倒過來放置B.步驟②為防止污染,接種環(huán)灼燒滅菌后應(yīng)快速挑取菌落C.步驟③劃線,使接種物逐漸稀釋,培養(yǎng)后出現(xiàn)單個菌落D.步驟④在恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)后,可用于對酵母菌進行計數(shù)【答案】C〖祥解〗根據(jù)題意和圖示分析可知:①是倒平板,②是用接種環(huán)沾取菌液,③是進行平板劃線,④是培養(yǎng)。【詳析】A、步驟①倒平板操作時,倒好后應(yīng)待平板冷卻凝固后再將平板倒過來放置,A錯誤;B、灼燒后的接種環(huán)需在火焰旁冷卻后再沾取菌液進行平板劃線,B錯誤;C、步驟③通過連續(xù)劃線,使接種物逐漸稀釋分布在培養(yǎng)基的表面,在數(shù)次劃線后培養(yǎng),可分離到一個細胞繁殖而來的單個菌落,C正確;D、平板劃線法接種的培養(yǎng)基上,由于起始段菌體密集,所以無法對其計數(shù),D錯誤。故選C。4.皮膚表面存在多種微生物,某同學(xué)擬從中分離出葡萄球菌。下述操作錯誤的是()A.應(yīng)根據(jù)葡萄球菌的特點配置選擇培養(yǎng)基B.需要對配制的培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌C.從皮膚表面取樣時,應(yīng)確保棉拭子無菌D.用取樣后的棉拭子在固體培養(yǎng)基上涂布【答案】D〖祥解〗實驗室常用的消毒和滅菌方法的比較:消毒:煮沸消毒法(一般物品)、巴氏消毒法(一些不耐高溫的液體,如牛奶)、化學(xué)藥劑消毒法(如用酒精擦拭雙手,用氯氣消毒水源等)、紫外線消毒法(接種室、操作臺);滅菌:灼燒滅菌(接種工具)、干熱滅菌(玻璃器皿、金屬用具)、高壓蒸汽滅菌(培養(yǎng)基及容器)?!驹斘觥緼、應(yīng)根據(jù)葡萄球菌的特點配置選擇培養(yǎng)基,A正確;B、培養(yǎng)基通常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌,B正確;C、葡萄球菌需從人體皮膚的微生物中分離,為避免雜菌污染,故需要使用無菌棉拭子從皮膚表面取樣,C正確;D、用取樣后的棉拭子需要進行選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→再將稀釋液涂布到選擇培養(yǎng)基上,D錯誤。故選D。5.井岡霉素是我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種抗生素,它由鏈霉菌井岡變種(JGs)發(fā)酵而來,廣泛應(yīng)用于水稻病害防治。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng),有利于提高井岡霉素產(chǎn)量B.提高發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度,可能會影響JGs存活率C.監(jiān)測JGs發(fā)酵過程中活細胞數(shù)量的變化時最適宜用活菌計數(shù)法D.井岡霉素是糖類衍生物,JGs不含直接編碼成井岡霉素的基因【答案】C〖祥解〗1、發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身。2、產(chǎn)品不同,分離提純的方法般不同。(1)如果產(chǎn)品是菌體,可采用過濾,沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來;(2)如果產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物,可用萃取、蒸餾、離子交換等方法進行提取。3、發(fā)酵過程中要嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件。4、發(fā)酵過程一般來說都是在常溫常壓下進行,條件溫和、反應(yīng)安全,原料簡單、污染小,反應(yīng)專一性強,因而可以得到較為專的產(chǎn)物。【詳析】A、JGs接入發(fā)酵罐前需要擴大培養(yǎng),該過程會影響JGs的數(shù)量,進而影響井岡霉素的產(chǎn)量,A正確;B、提高發(fā)酵培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度,可能會影響JGs存活率,B正確;C、在發(fā)酵過程中使用的是液體培養(yǎng)基,不適宜用活菌計數(shù)法監(jiān)測細胞數(shù)量變化,C錯誤;D、基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì),而井岡霉素是糖類衍生物,JGs不含直接編碼成井岡霉素的基因,D正確。故選C。6.為培育繁殖周期快、高產(chǎn)人參皂苷的雜種植物,研究人員將人參和胡蘿卜的原生質(zhì)體進行融合,并檢測了原生質(zhì)體密度對融合率的影響,結(jié)果如表。原生質(zhì)體密度(1:1混合)0.5×105個/mL2×105個/mL5×105個/mL10×105個/mL融合率(%)18.635.829.223.6下列相關(guān)敘述不正確的是()A.利用纖維素酶和果膠酶進行去壁處理獲得原生質(zhì)體B.原生質(zhì)體密度過高或過低均不利于原生質(zhì)體的融合C.融合后的原生質(zhì)體經(jīng)過脫分化即可發(fā)育成雜種植株D.對雜種植株需進行生長速度和人參皂苷含量的檢測【答案】C〖祥解〗植物體細胞雜交技術(shù):就是將不同種的植物體細胞原生質(zhì)體在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞培育成完整植物體的技術(shù)。【詳析】A、植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,根據(jù)酶的專一性,利用纖維素酶和果膠酶進行去壁處理獲得原生質(zhì)體,A正確;B、由表格數(shù)據(jù)分析可知,密度過低和密度過高融合率都不高,說明原生質(zhì)體密度過高或過低均不利于原生質(zhì)體的融合,B正確;C、融合后的原生質(zhì)體經(jīng)過脫分化和再分化后可形成雜種植株,C錯誤;D、該實驗?zāi)康氖菫榕嘤敝持芷诳?、高產(chǎn)人參皂苷的雜種植物,因此實驗過程中對雜種植株需進行生長速度和人參皂苷含量的檢測,D正確。故選C。7.植物組織培養(yǎng)技術(shù)通過與常規(guī)育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等相結(jié)合,應(yīng)用于植物生產(chǎn)的多個領(lǐng)域。在下列技術(shù)中,不涉及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是()A.利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B.利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株C.利用細胞工程培育“番茄-馬鈴薯”雜種植株 D.用秋水仙素處理植物幼苗,得到多倍體植株【答案】D〖祥解〗植物組織培養(yǎng)技術(shù):1、過程:離體的植物組織、器官或細胞(外植體)→愈傷組織→胚狀體→植株(新植體)。2、原理:植物細胞的全能性。3、條件:①細胞離體和適宜的外界條件(如適宜溫度、適時的光照、pH和無菌環(huán)境等);②一定的營養(yǎng)成分(無機、有機成分)和植物激素(生長素和細胞分裂素)。4、植物細胞工程技術(shù)的應(yīng)用:植物繁殖的新途徑(包括微型繁殖,作物脫毒、人工種子等)、作物新品種的培育(單倍體育種、突變體的利用)、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。【詳析】A、花藥離體培養(yǎng)需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到單倍體植株,A不符合題意;B、利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株過程中,需要植物組織培養(yǎng)技術(shù)將重組細胞培育成植株,B不符合題意;C、將番茄和馬鈴薯進行體細胞雜交得到雜種細胞,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將雜種細胞培養(yǎng)成雜種植株,C不符合題意;D、利用秋水仙素處理植物幼苗,該幼苗中染色體數(shù)目加倍變成多倍體植株,此過程不需要植物組織培養(yǎng)技術(shù),D符合題意。故選D。8.MEC1細胞是一種常用的動物上皮細胞系,下列關(guān)于MEC1培養(yǎng)的說法錯誤的是()A.在進行傳代培養(yǎng)時需要使用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等進行處理B.使用95%O2+5%CO2混合氣體培養(yǎng),CO2可維持培養(yǎng)液的pHC.傳代培養(yǎng)可以實現(xiàn)解除細胞的接觸抑制,擴增細胞數(shù)量D.細胞生長狀況不佳的可能原因之一是培養(yǎng)液中缺少血清【答案】B〖祥解〗動物細胞培養(yǎng)的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)?!驹斘觥緼、在進行傳代培養(yǎng)時需要使用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等進行處理,形成單個細胞,A正確;B、使用95%空氣+5%CO2混合氣體培養(yǎng),CO2可維持培養(yǎng)液的pH,B錯誤;C、傳代培養(yǎng)可以實現(xiàn)解除細胞的接觸抑制,擴增細胞數(shù)量,C正確;D、血清可以為細胞提供營養(yǎng)物質(zhì),細胞生長狀況不佳的可能原因之一是培養(yǎng)液中缺少血清,D正確。故選B。9.科學(xué)家為高位癱瘓病人采用誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)療法修復(fù)病人受損的脊髓,使得病人恢復(fù)了一定的運動能力,下列相關(guān)說法錯誤的是()A.病人恢復(fù)運動能力,說明iPS細胞具有一定全能性B.保留出生時臍帶血中的干細胞用于培養(yǎng)出iPS細胞C.自體來源的iPS細胞理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)D.已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導(dǎo)成iPS細胞【答案】B〖祥解〗動物和人體內(nèi)少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞,干細胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中,包括胚胎干細胞和成體干細胞等。【詳析】A、誘導(dǎo)iPS細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果,利用的是iPS細胞具有一定全能性,采用誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)療法修復(fù)病人受損的脊髓,使得病人恢復(fù)了一定的運動能力,說明iPS細胞具有一定全能性,A正確;B、iPS細胞為誘導(dǎo)多能干細胞的簡稱,是通過體外誘導(dǎo)成纖維細胞,獲得類似胚胎干細胞的一類細胞,因此臍帶血中的干細胞不用于培養(yǎng)iPS細胞,B錯誤;C、如果是自體器官移植不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng),所以自體移植后不需要用免疫抑制藥物,所以自體來源的iPS細胞理論上可以避免免疫排斥反應(yīng),C正確;D、離體的已分化的細胞經(jīng)過誘導(dǎo)可轉(zhuǎn)化為未分化的狀態(tài),T細胞、B細胞能被誘導(dǎo)為iPS細胞,D正確。故選B。10.各種優(yōu)良純種家畜(如荷斯坦奶牛)價格高昂,借助胚胎工程繁育是畜牧業(yè)中非常重要的手段,下列相關(guān)說法正確的是()A.需對優(yōu)良品種供體母牛和代孕受體母牛進行同步發(fā)情處理B.采集到的精子和卵細胞手應(yīng)立即混合培養(yǎng),以提高受精率C.胚胎干細胞有極高的全能性,可用于獲取大量的同卵多胚D.囊胚孵化非常關(guān)鍵,因此不能用于胚胎分割實現(xiàn)無性繁殖【答案】A〖祥解〗胚胎移植過程:供受體選擇和處理→配種或人工授精→胚胎收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后檢查。【詳析】A、在胚胎移植過程中,需要對供體母牛和代孕受體母牛進行同步發(fā)情處理,使它們的生理狀態(tài)相同。這樣可以為胚胎移入受體子宮提供相同的生理環(huán)境,有利于胚胎的著床和發(fā)育,A正確;B、采集到的精子需要經(jīng)過獲能處理,卵細胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期,才具備受精能力,并非采集到后立即混合培養(yǎng)就能提高受精率,B錯誤;C、胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性,但目前難以用胚胎干細胞直接獲得大量同卵多胚,C錯誤;D、囊胚可以進行胚胎分割,胚胎分割技術(shù)是實現(xiàn)無性繁殖的一種方法,且囊胚孵化不是限制其進行胚胎分割的因素,D錯誤。故選A。11.我國科學(xué)家體外誘導(dǎo)食蟹猴胚胎干細胞,形成了類似囊胚的結(jié)構(gòu)(類囊胚)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.該過程中所有細胞均含同源染色體B.在類囊胚階段,細胞逐漸分化C.類囊胚的獲得利用了核移植技術(shù)D.欲研究后續(xù)發(fā)育,需用胚胎移植技術(shù)【答案】C〖祥解〗動物胚胎發(fā)育的基本過程:(1)受精場所是母體的輸卵管。(2)卵裂期:細胞有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體體積并不增加,或略有減小。(3)桑椹胚:胚胎細胞數(shù)目達到32個左右時,胚胎形成致密的細胞團,形似桑椹,是全能細胞。(4)囊胚:細胞開始出現(xiàn)分化(該時期細胞的全能性仍比較高)。(5)原腸胚:有了三胚層的分化,具有囊胚腔和原腸腔?!驹斘觥緼、誘導(dǎo)食蟹猴胚胎干細胞形成類似囊胚的結(jié)構(gòu)過程中存在細胞分裂分化,細胞中均含同源染色體,A正確;B、在類囊胚階段,細胞開始出現(xiàn)分化,B正確;C、類囊胚的獲得利用了動物細胞培養(yǎng)技術(shù),并沒有進行核移植,C錯誤;D、可借助胚胎移植技術(shù)將類囊胚移植到相應(yīng)的雌性受體中繼續(xù)胚胎發(fā)育,從而可以用來研究類囊胚的后續(xù)發(fā)育,D正確。故選C。12.為了對重金屬污染的土壤進行生物修復(fù),研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動子連接,導(dǎo)入楊樹基因組中(如圖)。為檢測獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因,同時避免內(nèi)源HMA3基因的干擾,在進行PCR擴增時,應(yīng)選擇的引物組合是()A.①+③ B.①+② C.③+② D.③+④【答案】B〖祥解〗根據(jù)圖示中引物的位置可知,引物①擴增的片段含有啟動子和HMA3基因,引物③擴增的片段不含啟動子,引物②擴增的片段既含有啟動子,又含有HMA3基因序列?!驹斘觥繄D示中克隆重金屬轉(zhuǎn)運蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動子連接,導(dǎo)入楊樹基因組中,若要檢測獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因和高效啟動子,需要檢測是否含有高效啟動子序列和HMA3基因序列,應(yīng)選擇的引物組合是①+②,即B正確,ACD錯誤。故選B。13.人胰島素的第20~29位氨基酸序列容易引發(fā)胰島素分子聚合。為抑制該現(xiàn)象,研究人員對人胰島素進行了改造,下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.X射線衍射技術(shù)能為確定胰島素空間結(jié)構(gòu)提供依據(jù)B.可以通過基因的定點突變來實現(xiàn)氨基酸的替換C.改造后胰島素的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化D.改造胰島素時利用的原理是基因重組【答案】D〖祥解〗蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求?!驹斘觥緼、X射線衍射技術(shù)能為確定胰島素空間結(jié)構(gòu)提供依據(jù),A正確;B、可以通過基因的定點突變來實現(xiàn)氨基酸的替換是蛋白質(zhì)工程,B正確;C、由于胰島素中氨基酸結(jié)構(gòu)改變,所以胰島素空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,C正確;D、改造胰島素時利用的原理是基因突變,D錯誤。故選D。14.生物安全是指與生物有關(guān)的各種因素對社會、經(jīng)濟、人類健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)險。下列敘述與我國政府相關(guān)法規(guī)或主張不符的是()A.禁止人的生殖性克隆和治療性克隆B.禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定C.銷售轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)有明確標(biāo)注D.全面禁止和徹底銷毀生物武器【答案】A〖祥解〗生物安全在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,指遺傳修飾生物(如轉(zhuǎn)基因作物)對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成的安全性問題;在生態(tài)領(lǐng)域中,指外來有害生物的引進和擴散,對人類生產(chǎn)和健康造成不利影響的各種傳染病、害蟲、真菌、細菌、線蟲、病毒和雜草等。除此之外,生物安全還包括生物遺傳資源流失、實驗室生物安全、微生物耐藥性、生物恐怖襲擊等。生物安全是人的健康、動植物健康、生態(tài)環(huán)境健康三者安全統(tǒng)一的概念。【詳析】A、我國禁止人人的生殖性克隆,但不反對治療性克隆,A錯誤;B、我國禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定,以避免引發(fā)倫理問題等,B正確;C、銷售轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)有明確標(biāo)注,以確保消費者的知情權(quán),C正確;D、生物武器又是生物制劑、載體和分散手段的綜合利用.生物武器自誕生以來,給人類的生存安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,應(yīng)全面禁止和徹底銷毀生物武器,D正確。故選A。15.下列實驗操作不能達到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.利用不同物質(zhì)在酒精溶液中的溶解度差異粗提DNAB.向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內(nèi)部無菌環(huán)境C.利用雞血或鴨血細胞進行DNA的粗提取和鑒定D.篩選最適的雜交瘤細胞培養(yǎng),獲得單克隆抗體【答案】B〖祥解〗DNA不溶于酒精溶液,但是細胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精溶液.利用這一原理,可以進一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA;DNA遇二苯胺(沸水?。境伤{色,因此,二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑.【詳析】A、DNA不溶于酒精溶液,但是細胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精溶液,利用這一原理,可以進一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA,A正確;B、向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內(nèi)部無氧環(huán)境,不能創(chuàng)造無菌環(huán)境,B錯誤;C、利用雞血或鴨血細胞進行DNA的粗提取和鑒定,C正確;D、篩選最適的雜交瘤細胞培養(yǎng),可以獲得單克隆抗體,D正確。故選B。第Ⅱ卷(非選擇題共70分)本部分共6小題,共70分。16.萬古霉素是治療嚴(yán)重感染的最后選擇,僅在其他抗生素?zé)o效時使用。萬古霉素耐藥菌的出現(xiàn)可能導(dǎo)致“無藥可用”的局面,研究其耐藥機制和傳播途徑可以為耐藥菌的防控提供理論依據(jù)。(1)研究者從醫(yī)院土壤中分離出萬古霉素耐藥菌以用于研究,實驗過程如下:①將土樣加入一定量的________中,等比稀釋;②取適量菌液用________法接種含________的培養(yǎng)基;③培養(yǎng)一段時間,經(jīng)過反復(fù)篩選,得到若干株萬古霉素耐藥菌;④根據(jù)________進行初步鑒定,并與基因庫中________序列比對,經(jīng)鑒定屬于腸球菌。(2)研究者發(fā)現(xiàn):細菌基因突變后會引起細胞壁增厚,從而產(chǎn)生耐藥性。敏感菌的細胞壁末端為D-丙氨酸-D-丙氨酸,萬古霉素與之結(jié)合后,會________細胞壁的合成與增厚,細菌更易死亡。而耐藥菌的細胞壁結(jié)構(gòu)模式圖如下,據(jù)圖推測萬古霉素耐藥菌的耐藥機制:________。(3)一段時間后,研究人員在該環(huán)境中分離出具有萬古霉素耐藥性的金黃色葡萄球菌,進而發(fā)現(xiàn)是由耐藥基因(V基因)在不同菌種之間轉(zhuǎn)移導(dǎo)致。請完善能證明該結(jié)論的實驗設(shè)計,并預(yù)測選擇培養(yǎng)基(同時含萬古霉素和鏈霉素)表面的菌落生長情況。M.萬古霉素耐藥菌——腸球菌(攜帶V基因)N.萬古霉素敏感菌——金黃色葡萄球菌(攜帶鏈霉素抗性基因)組別組1組2組3培養(yǎng)對象a.______單獨培養(yǎng)Nb.______實驗結(jié)果c.______d.______無菌落生長(4)耐藥基因的快速傳播不僅使得多種敏感菌耐藥,更會帶來多重耐藥菌的出現(xiàn)。請嘗試提出任一措施以應(yīng)對這一威脅________。【答案】(1)①.無菌水②.涂布平板③.萬古霉素④.菌落特征⑤.DNA/堿基(2)①.阻斷②.機制:耐藥菌能通過酶催化將D-Ala-D-Ala末端替換為D-Ala-D-Lac,萬古霉素?zé)o法識別并結(jié)合。細菌細胞壁可以繼續(xù)合成并增厚,產(chǎn)生耐藥性(3)①.a.M和N混合培養(yǎng)②.b.單獨培養(yǎng)M③.有菌落產(chǎn)生④.無菌落產(chǎn)生(4)加強抗生素的合理使用、使用萬古霉素的病人單獨隔離、醫(yī)療廢棄物無菌處理、新型抗耐藥菌藥物的研發(fā)等〖祥解〗微生物接種常用方法有:平板劃線法和稀釋涂布平板法。平板劃線法:通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面。稀釋涂布平板法:是將菌液進行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面,進行培養(yǎng)。【解析】(1)①加入無菌水是為了將土壤中的微生物稀釋,便于后續(xù)的篩選和培養(yǎng)。②取適量菌液用涂布平板法接種含萬古霉素的培養(yǎng)基,便于觀察和計數(shù)。④根據(jù)菌落特征初步鑒定,并通過與基因庫中的DNA/堿基序列比對,最終鑒定菌株。(2)萬古霉素的作用機理是阻斷細胞壁的合成與增厚。耐藥菌通過酶催化,將D-Ala-D-Ala末端替換為D-Ala-D-Lac,導(dǎo)致萬古霉素?zé)o法識別并結(jié)合,細菌細胞壁可以繼續(xù)合成并增厚,從而產(chǎn)生耐藥性。(3)組1培養(yǎng)對象:為了探究耐藥基因是否可以在不同菌種間轉(zhuǎn)移,需要將M菌和N菌混合培養(yǎng)。組3培養(yǎng)對象:作為對照,需要單獨培養(yǎng)M菌。組1實驗結(jié)果:由于M菌具有萬古霉素耐藥性,因此在含有萬古霉素和鏈霉素的培養(yǎng)基上,M菌可以生長,出現(xiàn)菌落。組2實驗結(jié)果:由于N菌不具有萬古霉素耐藥性,因此在含有萬古霉素和鏈霉素的培養(yǎng)基上,N菌無法生長,無菌落產(chǎn)生。(4)可以加強抗生素的合理使用,避免濫用抗生素。對使用萬古霉素的病人進行單獨隔離,防止耐藥菌的傳播。醫(yī)療廢棄物無菌處理、新型抗耐藥菌藥物的研發(fā)等。17.學(xué)習(xí)以下材料,完成(1)~(4)題。啤酒發(fā)酵的“工程革命”??傳統(tǒng)啤酒發(fā)酵依賴游離酵母菌,需2~3周完成,且酵母菌無法重復(fù)利用。?固定化細胞技術(shù)?通過多孔載體(如殼聚糖-纖維素復(fù)合物)包裹酵母菌,形成“細胞工廠”(圖中C)。清華大學(xué)團隊利用3D打印技術(shù)構(gòu)建?梯度孔徑載體?(外層80μm促進溶氧,內(nèi)層20μm維持厭氧),使酵母增殖與發(fā)酵分區(qū)進行,發(fā)酵周期縮短至5天,存活率達95%。進一步改進,南京工業(yè)大學(xué)團隊加入石墨烯涂層,通過電信號變化實時監(jiān)測酵母代謝狀態(tài)。浙江大學(xué)團隊開發(fā)“光控水凝膠載體”,利用光響應(yīng)特性:藍光下光敏聚合物材料孔徑擴大(溶氧>4mg/L),紅光下收縮(溶氧<0.2mg/L),酵母可重復(fù)利用15批次。利用基因編輯技術(shù),江南大學(xué)團隊改造菌株在殼聚糖載體中連續(xù)使用8批次,酒精產(chǎn)率保持穩(wěn)定。中科院團隊則通過導(dǎo)入植物?萜烯合成酶基因?,使酵母合成芳樟醇(花香),風(fēng)味物質(zhì)種類增加1.5倍。?巴斯夫公司開發(fā)AI模型,動態(tài)調(diào)整發(fā)酵參數(shù)(pH、溶氧),提高糖的利用率。劍橋大學(xué)團隊在酵母菌中引入誘導(dǎo)型“自殺開關(guān)”,當(dāng)溫度>37℃時,酵母菌表達?HSR1基因(熱應(yīng)激響應(yīng)基因)?,啟動程序性死亡。各種發(fā)酵技術(shù)的創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),推動著啤酒產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。(1)與傳統(tǒng)發(fā)酵相比,固定化酵母發(fā)酵技術(shù)的最大優(yōu)點是________,使連續(xù)發(fā)酵成為可能。多孔載體?殼聚糖-纖維素復(fù)合物的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)既能允許________等小分子的擴散,又可防止________的流失。(2)“光控水凝膠載體”的設(shè)計模擬酵母菌在不同發(fā)酵階段對氧氣的需求差異:該載體利用?光敏聚合物材料?,在藍光下分子鏈?zhǔn)嬲梗讖綌U大便于酵母菌________呼吸從而________;在紅光下分子鏈?zhǔn)湛s,孔徑縮小有利于酵母菌________。(3)結(jié)合文中信息,下列相關(guān)敘述錯誤的是A.固定化酵母細胞技術(shù)只能使用殼聚糖-纖維素復(fù)合物作載體B.導(dǎo)入植物萜烯合成酶基因的酵母不會對生態(tài)環(huán)境造成影響C.利用AI模型調(diào)整發(fā)酵參數(shù),主要是為了提高酵母存活率D.當(dāng)溫度<37℃時,酵母細胞內(nèi)的?HSR1基因并不轉(zhuǎn)錄翻譯(4)請分析在酵母菌中引入誘導(dǎo)型“自殺開關(guān)”有何意義_________?!敬鸢浮浚?)①.易與產(chǎn)物分離、且能反復(fù)利用②.葡萄糖、乙醇③.酵母菌(2)①.有氧②.快速增殖③.進行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精(3)ABC(4)發(fā)酵完成后可主動終止酵母菌活性、防止基因污染、加強生物安全等〖祥解〗基因工程的基本操作程序包括四個步驟:目的基因的獲得、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測和鑒定。其中需要用的基本工具有限制性內(nèi)切核酸酶(簡稱限制酶)、DNA連接酶和運載體。限制酶能夠識別DNA上特定的堿基序列,將DNA從特定的位置切開,用同種的限制酶處理目的DNA和運載體,得到相同的末端,再用DNA連接酶將目的基因和運載體連接起來,形成重組運載體?!窘馕觥浚?)與傳統(tǒng)發(fā)酵相比較,酵母細胞的固定化技術(shù)具有易與產(chǎn)物分離、且能反復(fù)利用的優(yōu)點,從而使續(xù)發(fā)酵成為可能。多孔載體?殼聚糖-纖維素復(fù)合物的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)既能允許葡萄糖、乙醇等小分子的擴散,又能防止酵母菌的流失。(2)細胞較大,乙醇分子量較小,“光控水凝膠載體”的設(shè)計模擬酵母菌在不同發(fā)酵階段對氧氣的需求差異:該載體利用?光敏聚合物材料?,在藍光下分子鏈?zhǔn)嬲?,孔徑擴大便于酵母菌進行有氧呼吸,進而實現(xiàn)快速增殖;在紅光下分子鏈?zhǔn)湛s,孔徑縮小有利于酵母菌進行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精。(3)A、固定化細胞技術(shù)?通過多孔載體(如殼聚糖-纖維素復(fù)合物)包裹酵母菌,所以除了使用殼聚糖-纖維素復(fù)合物外,還可以使用其他載體,A錯誤;B、導(dǎo)入植物萜烯合成酶基因的酵母,使酵母合成芳香醇,利用了基因工程技術(shù),對生態(tài)環(huán)境可能造成影響,B錯誤;C、利用AI模型調(diào)整發(fā)酵參數(shù),主要是為了提高糖的利用率,而不是提高酵母存活率,C錯誤;D、當(dāng)溫度>37℃時,酵母菌表達?HSR1基因,啟動程序性死亡,即當(dāng)溫度<37℃時,酵母細
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