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选择性必修3综合测评
全卷满分100分　考试用时90分钟
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.某兴趣小组进行酵母菌发酵实验的装置及实验结果如图所示,下列分析错误的是(　　)
A.气球中的气体在酵母菌细胞溶胶和线粒体中产生
B.酵母细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失
C.由实验结果可知酵母菌呼吸酶的最适温度为40 ℃
D.取部分发酵液在酸性条件下加入重铬酸钾会变为灰绿色
2.在生产、生活和科研实践中,经常通过无菌操作技术避免杂菌的污染。下列叙述正确的是(　　)
A.通过消毒或灭菌,可杀死所有的微生物,包括孢子和芽孢
B.接种环、涂布器等接种用具的灭菌方式只有灼烧灭菌
C.为避免污染,操作尽量在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行
D.对于牛奶等不耐高温的液体,一般采用紫外线照射法进行消毒
阅读下列材料, 回答第3、4题。
　　啤酒是一种以大麦为主要原料,通过麦芽制作→麦芽糖化→加啤酒花→糖汁发酵→分装保存等工艺流程而酿成的酒精饮料。据研究,啤酒产生泡沫的关键在于大麦中所含的LTP1基因表达的LTP1蛋白。大麦中所含的LTP1蛋白质越多,酿成的啤酒泡沫就越多、越持久。科学家将LTP1基因植入啤酒用酵母菌,使它产生大量LTP1蛋白质,这样即使大麦的质量不高,也能酿出泡沫丰富的啤酒,下图为转基因啤酒酵母的生产过程。
3.下列关于啤酒发酵过程的叙述,正确的是(　　)
A.啤酒发酵过程中,发酵罐中要不断地通入无菌空气
B.对麦芽进行糖化时,条件要控制为无氧、较低温度
C.工业化生产啤酒时,需对原料和设备进行消毒处理
D.为了监控发酵进程,可检测酵母菌数量和酒精浓度
4.下列关于转基因啤酒酵母选育过程的叙述,错误的是(　　)
A.LTP1基因PCR扩增时,作为原料的脱氧核苷三磷酸会依次连接到引物5'端
B.为了提高重组DNA分子成功率,常用两种限制酶同时切割质粒和LTP1基因
C.符合生产要求的转基因啤酒酵母,可在含青霉素不含四环素的培养基中生长
D.为了检测转基因酵母是否产生LTP1蛋白,可观察所酿啤酒的泡沫丰富程度
5.嗜热菌又称高温细菌,是一类生活在高温环境中的微生物。研究者从温泉中筛选高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如图1所示。将得到的菌悬液转接于同时含有葡萄糖和淀粉作碳源的固体培养基上培养,得到若干菌落后用碘液作显色处理,结果如图2所示。下列说法正确的是　(　　)
图1
图2
A.甲、乙试管为液体培养基,液体培养基能分离获得嗜热菌单菌落
B.①过程为用蒸馏水稀释,②过程为涂布接种
C.丙试管中嗜热菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和室温条件
D.图2中周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌
6.如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图,下列叙述正确的是(　　)
四倍体兰花叶片愈伤组织根、芽植株
A.①②阶段依次经过了脱分化和再分化过程
B.②阶段会发生减数分裂过程
C.①阶段需要激素,②阶段不需要
D.以此兰花的花药进行离体培养所得到的植株为二倍体
7.下图是通过植物体细胞杂交技术获得杂种植株的流程图,甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
A.经过程①获得的a、b称为原生质体,需悬浮在30%蔗糖溶液中以维持正常形态
B.②过程可用聚乙二醇、电脉冲融合、灭活病毒等方法促融
C.过程③和④分别是脱分化和再分化
D.所获得的d为异源四倍体,属于新物种
8.下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是(　　)
A.胚状体可在不经历愈伤组织阶段的外植体上直接产生
B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞
C.通过植物组织培养技术获得的脱病毒苗,不具有抗病毒的性状
D.离体培养的细胞经人工诱变处理后的突变频率比其在植物体中时更高
9.2022年11月,澳大利亚昆士兰大学的一个研究小组,利用体外受精成功创造了世界上第一个驴胚胎,该技术可用于拯救数十种濒临灭绝的驴物种。下列叙述错误的是(　　)
A.利用胚胎工程技术,可以帮助濒危物种重新繁殖
B.通过体外受精技术,可以将不同遗传背景的驴的精卵结合
C.若要得到多个该驴个体,需将原肠胚均等分割后进行移植培养
D.若要培育成驴个体,可将早期胚胎移植到同期发情的雌性驴子宫内
10.吴茱萸是一种中药,其主要成分为吴茱萸碱(EVO)。为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响及作用机制,科研人员做了相关实验。研究发现,EVO不仅能通过诱导胃癌细胞中p53蛋白的表达,使其细胞周期阻滞在间期和分裂期之间,还能影响细胞凋亡蛋白Caspase3的表达,促进胃癌细胞的凋亡,最终起到治疗胃癌的作用。下列说法错误的是(　　)
A.培养胃癌细胞,需将含动物血清的培养基置于恒温培养箱中
B.加入胰蛋白酶,制备的胃癌单细胞悬液会出现接触抑制现象
C.p53蛋白可能是一种细胞周期抑制蛋白,EVO能够抑制胃癌细胞的增殖
D.患者服用EVO后,胃癌细胞中Caspase3的含量会增加
阅读下列材料,完成第11、12题。
　　以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。下图是应用生物技术培育试管动物、克隆动物和获得组织细胞的流程图,其中①~⑩代表相关的过程。
11.下列关于生物技术应用于人类,在安全与伦理方面观点的叙述,正确的是　(　　)
A.我国不允许利用过程①③⑦⑩产生试管婴儿,解决不孕不育夫妇的生育问题
B.我国允许利用过程①③④⑦⑩产生试管婴儿,避免产生有遗传病的后代
C.我国不允许利用过程②③⑥⑨进行治疗性克隆,获得治疗性细胞、组织
D.我国允许利用过程②③⑧⑩进行生殖性克隆,获得具有优良基因的个体
12.下列关于培育克隆动物和试管动物流程的叙述,正确的是(　　)
A.过程①将人工采集的精子和卵细胞共同培养,便可完成体外受精过程
B.过程③需配制一系列不同成分的培养液,用于胚胎的营养限制性培养
C.过程④可提取囊胚的滋养层细胞进行基因检测,以减少对胚胎的损伤
D.过程⑧胚胎移植前,需对代孕母体注射促性腺激素进行超数排卵处理
13.已知骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT),在HAT选择培养基中不能生长,下列关于杂交瘤细胞制备过程说法错误的是(　　)
A.外界抗原刺激小鼠,小鼠会发生体液免疫
B.可用仙台病毒或聚乙二醇诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合
C.在HAT选择培养基中培养时,未融合的细胞死亡,而融合的细胞均能生长
D.通过HAT选择培养基筛选的杂交瘤细胞需要进行进一步的筛选
14.精子载体法(SMGT)是将精子适当处理,使其携带外源基因,通过人工受精或体外受精等途径获得转基因动物的方法。下图是某研究所利用SMGT法获得转基因鼠的过程,下列叙述正确的是(　　)
A.①过程将标记的外源基因直接导入成熟精子即可
B.导入外源基因的成熟精子不需要进行获能处理就可完成②过程
C.若需要对③产生的早期胚胎进行分割,可选择桑葚胚或囊胚
D.进行过程④操作前,需要对代孕母体进行免疫抑制剂处理
15.如图所示为动物细胞培养过程中细胞增殖情况,下列有关说法正确的是　(　　)
A.OA段包含了原代培养过程,AB段可能发生了接触抑制现象
B.BC段的培养为传代培养,C点细胞发生了癌变
C.在细胞的传代培养过程中,细胞的基因型一定不会发生改变
D.为了得到既能无限增殖又能产生特定抗体的杂交瘤细胞,最好选取图中CD段的细胞与B细胞融合
16.PCR技术可从基因组DNA中扩增目的基因,相关叙述正确的是(　　)
A.PCR过程需要解旋酶和DNA聚合酶
B.每轮循环依次包括变性→延伸→退火3个步骤
C.循环5轮,产物中两条链均只含目的基因片段的DNA分子占11/16
D.PCR扩增体系中需加入两种引物分子,两种引物的碱基序列通常能够互补配对
17.如图是以鸡血为材料进行“DNA的粗提取和鉴定”相关实验的步骤。用高浓度(2 mol/L)的NaCl溶液可溶解DNA,低浓度使DNA析出。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图a中加入蒸馏水使细胞吸水涨破,鸡血可用猪血代替
B.图a和图c操作完成后需过滤,过滤后均取滤液
C.若在图d操作前增加低浓度NaCl溶液处理步骤d1,且重复c和d1,可除去多种杂质
D.图d在滤液中加入冷却的95%酒精后,出现的白色絮状物就是粗提取的DNA
18.人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,但给心梗患者注射大剂量基因工程t-PA蛋白会诱发颅内出血。研究证实,将t-PA蛋白第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低其出血副作用。对天然t-PA基因进行改造,并使其在大肠杆菌细胞内表达,可制造出改良t-PA蛋白。如图表示相关的目的基因、载体及限制酶。pCLY11为质粒,新霉素为抗生素。有关叙述不正确的是(　　)
A.制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程
B.用XmaⅠ和BglⅡ切开pCLY11,才能使其与t-PA改良基因高效连接
C.根据大肠杆菌是否有新霉素抗性进行重组质粒的筛选和鉴定
D.可通过观察lacZ基因的表达情况来区分重组质粒和原有质粒
19.某家系中有甲、乙两种单基因遗传病,其中一种为伴性遗传,已知甲病正常基因两端各自有一个限制酶MstⅡ的识别序列,甲病患者该基因内部碱基对发生改变,又出现了一个该酶的识别序列。将该家系中部分个体的相关基因用MstⅡ剪切扩增后,电泳结果如下图。男性中出现乙病患者的概率为5%。下列叙述正确的是(　　)
A.甲病为伴X染色体隐性遗传,乙病为常染色体显性遗传
B.Ⅱ2与 Ⅱ5基因型相同的概率为2/11
C.Ⅲ2与人群中正常女性婚配,生一个不患病孩子的概率为1/44
D.甲病基因表达出来的肽链长度与正常肽链长度不一定不同
20.转基因抗虫棉在我国的种植面积已占全国棉花种植面积的90%。研究者利用PCR技术检测杂草中有无转基因成分,得到如图所示结果。相关分析错误的是(　　)
A.空白实验是未加入DNA模板得到的电泳结果
B.推测棉田杂草6、7与抗虫棉的亲缘关系较近
C.结果说明校园杂草与棉花间一定存在生殖隔离
D.转基因成分进入杂草体内可能会引发生态问题
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21.(14分)图1表示研究人员为诱变筛选纤维素酶高产菌株进行的相关实验流程,其中透明圈是微生物在固体培养基上消耗特定营养物质形成的。图2、图3是研究纤维素酶的最适温度和热稳定性的结果。请回答下列问题:
图1
图2
图3
(1)本实验中,选择蘑菇培养基质作为纤维素酶高产菌株的来源,这是因为　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)筛选纤维素酶高产菌株时,研究人员将诱变的菌种稀释,制备成菌悬液,涂布到以纤维素作为　　　　　　的培养基上,并在配制培养基时加入琼脂作为　　　　。筛选时,应选择D/d较大的菌株,因为这一指标值越大说明　　　　　　　　　　　　　　越强。为使实验更有说服力,还需设置对照,对照组应该接种　　　　　的菌种。
(3)研究纤维素酶的热稳定性时,首先将纤维素酶液置于35~65 ℃的不同温度条件下保温2 h,再取经上述温度保温处理的和未经保温处理的纤维素酶液,在　　　℃条件下测定纤维素酶的催化速率,计算　　　　　　　　。
(4)生产中使用该纤维素酶时,最好将温度控制在40 ℃左右,原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
22.(10分)下图是植物体细胞杂交过程示意图,请据图回答:
(1)植物体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步骤最常用的方法是酶解法,也就是在温和的条件下用　　　　　　　　等分解植物细胞的细胞壁。
(2)②过程的发生,必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合的物理方法是利用　　　 　　　　　(至少答出两种方法)等促使原生质体融合;化学方法是用　　　　　　等试剂作为诱导剂诱导融合。
(3)③表示融合后的原生质体产生新的细胞壁,新细胞壁的产生与细胞内　　　　　(填细胞器)有密切的关系。
(4)④⑤过程是　　　　和　　　　的过程,在该过程中,细胞分裂方式是　　　　　。
(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以　　　 　　　　　　　　　　　。
23.(13分)巨噬细胞移动抑制因子(Macrophage migration inhibitory factor, MIF)是一种在进化中高度保守的蛋白质,具有重要的生物学功能。研究发现,MIF在哺乳类动物生殖系统各器官和母胎界面均有表达,参与了生殖过程的多个环节,包括胚胎早期发育、胚胎植入、胎盘发育和妊娠维持。为进一步阐明MIF在哺乳动物早期胚胎发育中的作用提供理论支持,通过现代生物技术对MIF在牛胚胎早期发育中的表达模式和功能进行初探。回答下列问题:
(1)根据研究目标,要获得特定的牛胚胎细胞,先采用　　　　　　　的方法大量收集牛卵母细胞,牛卵母细胞培养到　　　　　　　　时期再与解冻并　　　　处理的精子结合,完成体外受精。
(2)体外受精得到的受精卵需要在发育培养液中保温培养。所要维持的气体条件中包含5%的CO2,CO2的作用是　　　　　　　　。进行早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐、有机物、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加　　　　和　　　　。
(3)为探究MIF对牛胚胎早期发育率的影响,采用显微注射MIF抗体的方法来干扰MIF的表达。研究人员采用　　　　　　　技术得到特异性强、纯度高的MIF单克隆抗体。该技术需要一些特殊的诱导因素处理,如　　　　　　、　　　　　　和电脉冲融合等。
(4)用RT-PCR技术[将RNA的逆转录和cDNA的聚合酶链式扩增(PCR)相结合的技术]探究MIF在胚胎早期发育过程中的表达模式。完善实验思路:
Ⅰ.提取不同发育时期牛胚胎中mRNA,逆转录成cDNA作为PCR扩增的　　　　。
Ⅱ.在PCR反应体系中加入　　　　、　　　　　　　　,以　　　　　　　　　　　作为原料,开始扩增。
Ⅲ.PCR扩增后通过仪器观察,初步判断MIF表达量的变化。
24.(11分)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内,进行后续处理(例如,收集植物组织器官异地妥善储存),可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力,研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物,并检测了相关指标。回答下列问题:
(1)为获取YCF1基因,将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接,导入受体菌的群体中储存,这个群体称为该种酵母菌的　　　　　。
(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需要的工具酶是　　　　　　　　　　　　　　　。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因,其作用是　　　　　　　　　　　　　。
(3)进行前期研究时,将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜,常用的方法是　　　　　　　　。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系,采用不育株系作为实验材料的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中,半年后测定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知,与野生型比,转基因植株对Cd具有更强的　　　　(填“耐性”或“富集能力”);据图2可知,对转基因植株的　　　　进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
图1
图2
(5)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析,转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,有利于植株吸水。
25.(12分)与普通玉米相比,甜玉米可溶性糖向淀粉的转化较慢,从而含糖量高、汁多质脆。科研人员培育出超量表达P蛋白转基因甜玉米,提高甜玉米的营养价值。在构建基因表达载体时,所用DNA片段和Ti质粒的结构如图1所示,其中强启动子能驱动基因的持续转录。回答下列问题:
图1
(1)在构建基因表达载体时,应选用的限制酶是　　　　　　,同时利用了T-DNA片段的特性,最终使P基因　　　　　　　　　　　　。将构建的重组Ti质粒导入经过　　　　处理的农杆菌, 然后稀释得到一定浓度的农杆菌液。
(2)双子叶植物受到损伤时,伤口处的细胞分泌酚类化合物会吸引农杆菌移向这些细胞。农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物,为了提高转化的成功率,处理方法是将玉米萌发种子的胚芽尖端割伤,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。处理后再放到含有　　　　的培养基中筛选转化成功的植物细胞。
(3)取转基因甜玉米的细胞,以　　　　　　　　作为探针检测目的基因是否成功表达。
(4)科研人员通过降低淀粉酶合成基因的表达来提高甜玉米中可溶性糖的含量。淀粉酶合成基因的结构如图2,其转录后形成的前体RNA需加工切去内含子对应序列后才能用于翻译。
图2
为验证PMO (吗啉反义寡核苷酸)能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被切去,将PMO注入玉米的受精卵,从发育3天后的胚细胞中提取　　　　,　　　　形成cDNA。根据图2中的DNA片段设计了相应互补的引物1~6,以获得的cDNA为模板进行PCR时需加入的是引物　　　　。用凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物,实验组有目的条带,未注入PMO的对照组无目的条带。某次电泳结果发现实验组和对照组都没有任何条带,从PCR的操作和引物设计角度解释可能的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点)。
答案全解全析
1.C　气球中的气体为二氧化碳,酵母菌需氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质,厌氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞溶胶,A正确;酵母细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,转移到ATP中的能量是很少的一部分,B正确;根据图中气球的体积大小可知,各温度下酵母菌呼吸酶的活性大小为40 ℃>20 ℃>0 ℃,但不能说明酵母菌呼吸酶的最适温度是40 ℃,C错误;取部分发酵液在酸性条件下加入重铬酸钾会变为灰绿色,因为酵母菌厌氧呼吸过程中产生了酒精,D正确。
2.C　灭菌才可以杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子,A错误;接种环、涂布器等接种用具的灭菌方式除了灼烧灭菌外,也可用其他灭菌法进行,如高压蒸汽灭菌,B错误;为避免污染,操作尽量在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行,C正确;对于牛奶等不耐高温的液体一般采用巴氏消毒法,D错误。
3.D　啤酒发酵过程中,发酵罐中先要通入一段时间无菌空气,目的是使酵母菌快速繁殖,后要密闭,目的是让酵母菌厌氧呼吸产生酒精,A错误;对麦芽进行糖化时,条件要控制为有氧、较高温度,B错误;工业化生产啤酒时,需对原料和设备进行灭菌处理,消毒不能杀死所有微生物,C错误;随着发酵的进行,酵母菌数量、产生的酒精含量会有所变化,可通过检测酵母菌数量和酒精浓度来监控发酵进程,D正确。
4.A　LTP1基因PCR扩增时,作为原料的脱氧核苷三磷酸会依次连接到引物3'端,A错误;构建重组DNA分子时,使用同一种限制酶切割质粒和目的基因,可能导致目的基因与质粒的自身环化和反向连接,所以通常用两种限制酶,B正确;据图可知,LTP1基因与质粒相连破坏了抗四环素基因,抗青霉素基因没有破坏,可正常表达,因此符合生产要求的转基因啤酒酵母能在含青霉素不含四环素的培养基中生长,C正确;据题干信息可知,LTP1基因表达LTP1蛋白,大麦中所含的LTP1蛋白质越多,酿成的啤酒泡沫越丰富,D正确。
5.D　甲、乙试管为液体培养基,液体培养基可以用于扩大培养,不能分离出单菌落,微生物在固体培养基上能形成单菌落,A错误;①过程为用无菌水稀释,②过程为涂布接种,B错误;结合题干可知,丙中嗜热菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和高温条件,C错误;图2中有周围不显蓝色的菌落,说明其产生的淀粉酶可以在高温下分解淀粉,所以周围不显蓝色的菌落含有所需的嗜热菌,D正确。
6.A　图中①阶段为脱分化,②阶段为再分化,②阶段产生根、芽是有丝分裂和细胞分化的结果,A正确,B错误;①阶段需要激素,②阶段也需要激素,这两个阶段所需的激素浓度和配比不同,C错误;此兰花的花药经离体培养所得植株为单倍体,D错误。
7.D　经过程①去除植物细胞壁获得的a、b为原生质体,若将得到的原生质体置于30%的蔗糖溶液中,原生质体会失水皱缩,A错误;②是诱导原生质体融合的过程,可用聚乙二醇、电脉冲融合等方法促融,但灭活病毒是诱导动物细胞融合的方法,B错误;③是形成新的细胞壁的过程,④是脱分化过程,C错误;甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,故所获得的d为异源四倍体,属于新物种,D正确。
8.B　胚状体可以从外植体的某些部位直接诱导分化产生,A正确;植物细胞融合时需先去除细胞壁,然后加入诱导剂才能促使细胞融合,所以在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,不能导致细胞融合,无法获得染色体加倍的细胞,B错误;通过植物组织培养技术获得的脱病毒苗,不具有抗病毒的性状,C正确;植物组织培养过程中,离体培养的细胞分裂旺盛,因此容易受到培养条件和外界影响而发生突变,突变频率更高,D正确。
9.C　利用胚胎工程技术,可以帮助濒危物种重新繁殖,A正确;若要得到多个该驴个体,可将囊胚或囊胚期以前的胚胎分割后进行移植培养,C错误。
10.B　动物细胞培养时应在培养液中加入动物血清等天然成分,A正确;癌细胞表面的粘连蛋白减少,黏着性显著降低,不会出现接触抑制现象,B错误;EVO诱导p53蛋白的表达(p53蛋白增加)→癌细胞细胞周期阻滞在间期和分裂期之间→说明EVO可能是一种细胞周期抑制蛋白,抑制细胞增殖,C正确;EVO影响细胞凋亡蛋白Caspase3的表达,促进胃癌细胞凋亡,因此患者服用EVO后,胃癌细胞中Caspase3的含量会增加,从而促进癌细胞凋亡,D正确。
11.B　我国禁止生殖性克隆人,允许试管婴儿、治疗性克隆;我国允许利用过程①③④⑦⑩产生试管婴儿,避免产生有遗传病的后代,B正确。
12.C　人工采集的精子需要获能,卵子需要培养到减数第二次分裂,才能进行体外受精,A错误;进行胚胎体外培养需要配制一系列不同成分的培养液,以满足胚胎不同发育时期的营养需求,B错误;过程④可提取囊胚的滋养层细胞进行基因检测,以减少对胚胎的损伤,C正确;胚胎移植前需要对代孕母体注射孕激素进行同期发情处理,D错误。
13.C　两两融合的细胞包括融合的B淋巴细胞与B淋巴细胞、融合的骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、融合的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞。骨髓瘤细胞虽然能无限增殖,但缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶,B淋巴细胞虽然有次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶,但不能无限增殖,所以在HAT选择培养基中,只有杂交瘤细胞才能生长,C错误;通过HAT选择培养基筛选出的杂交瘤细胞有多种,还需进一步筛选,才能得到产生特异性抗体的杂交瘤细胞,D正确。
14.C　进行过程①时需要将标记的外源基因与载体连接,以构建基因表达载体,然后将基因表达载体通过显微注射的方法导入受体细胞中,A错误;将导入外源基因的成熟精子放入培养液中进行获能处理才可完成②过程,B错误;对早期胚胎进行胚胎分割时可选择发育良好的、形态正常的囊胚或囊胚期以前的胚胎,对囊胚进行分割时,要特别注意内细胞团均等分割,C正确;受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此进行过程④操作前,不需要对代孕母体进行免疫抑制剂处理,D错误。
15.A　动物组织制成细胞悬液后的初次培养称为原代培养,据图可知OA段包含了原代培养过程,AB段可能发生了接触抑制现象,细胞增殖几乎停止,A正确;BC段的培养为传代培养,CD段细胞增殖代数几乎不再上升,没有癌细胞无限增殖的特点,不能说明C点细胞发生了癌变,B错误;在细胞的传代培养过程中,细胞可能发生遗传物质改变,C错误;CD段细胞增殖缓慢,D点以后细胞开始迅速增殖,D点以后细胞可能发生了癌变,形成了癌细胞,为了得到既能无限增殖又能产生特定抗体的杂交瘤细胞,最好选取图中D点后的细胞与B淋巴细胞融合,D错误。
16.C　PCR过程不需要解旋酶,需要耐高温的DNA聚合酶,A错误;每轮循环依次包括变性→退火→延伸3个步骤,B错误;循环5轮,产生32个DNA分子,产物中两条链均只含目的基因片段的DNA分子有25-2×5=22(个),故占11/16,C正确;两种引物分别与DNA的两条单链结合,是子链延伸的起点,引物间碱基序列不能互补配对,否则会形成引物二聚体,不能有效扩增目的基因,D错误。
17.A　猪的成熟的红细胞中不含有DNA,因此进行“DNA的粗提取和鉴定”的实验中不能用猪血代替鸡血,A错误。图a表示加入研磨液的过程,图a过程之后需要进行过滤,上面的过滤物主要是细胞膜、核膜的碎片等杂质,而 DNA 存在于下面的滤液中,所以过滤后应取滤液;图c操作是用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA的过程,图c操作之后过滤,滤液中含有DNA分子,所以过滤后应取滤液,B正确。若在图d操作前增加低浓度NaCl溶液处理步骤d1,可使DNA分子析出,然后析出的含有DNA分子的物质进行操作c,获得含有DNA分子浓度比较高的溶液,重复步骤c和d1,可除去多种杂质,C正确。
18.C　根据题干“对天然t-PA基因进行改造,并使其在大肠杆菌细胞内表达,可制造出改良t-PA蛋白”可知,制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程,A正确;目的基因两端的黏性末端已经给出,通过观察各限制酶的识别序列可知,切割目的基因所使用的限制酶为XmaⅠ和BglⅡ,要想把目的基因与载体pCLY11拼接起来需要得到相同的黏性末端,因此载体pCLY11也需要用XmaⅠ和BglⅡ切割,B正确;由于新霉素抗性基因存在于原有质粒上,若未连接目的基因的质粒导入大肠杆菌中,这些大肠杆菌也可以获得新霉素抗性,因此不能根据大肠杆菌是否有新霉素抗性进行重组质粒的筛选和鉴定,C错误;重组质粒中破坏了lacZ基因,因此重组质粒中lacZ基因不能表达,细胞呈现白色,而原有质粒lacZ基因完整,可以表达,所以细胞呈现蓝色,D正确。
19.D　由电泳图可知,Ⅱ3、Ⅱ4是杂合子且患甲病,Ⅱ5是纯合子且不患甲病,则甲病是显性遗传;若甲病是伴X显性遗传,Ⅲ2应该表现正常,与实际不符,说明甲病是常染色体显性遗传,则乙病是伴性遗传;Ⅱ2、Ⅱ3不患乙病,生出患乙病的Ⅲ1,说明乙病是伴X染色体隐性遗传,A错误。甲病相关基因用A、a表示,乙病相关基因用B、b表示,Ⅱ2和Ⅱ5都表现正常,所以基因型都是aaXBX-,Ⅲ1患乙病,基因型为XbY,Xb来自Ⅱ2,则Ⅱ2的基因型为aaXBXb;Ⅱ5来自家族之外的人群,已知男性中出现乙病患者的概率是5%,即Xb基因频率是5%,那么XB基因频率是95%,XBXb=0.95×0.05×2=0.095,XBXB=0.95×0.95=0.902 5,所以XBXb 占表现正常的比例为0.095÷(0.095+0.902 5)=2/21,B错误。Ⅲ2患甲病不患乙病,基因型为AaXBY(因为Ⅱ5基因型为aaXBX-),由B项可知人群中正常女性基因型为19/21aaXBXB、2/21aaXBXb;Ⅲ2与人群中正常女性婚配,对于甲病,后代正常的概率为1/2,对于乙病,后代正常的概率为19/21+2/21×3/4=41/42,则生一个不患病孩子的概率为1/2×41/42=41/84,C错误。由“已知甲病正常基因两端各自有一个限制酶MstⅡ的识别序列,甲病患者该基因内部碱基对发生改变,又出现了一个该酶的识别序列”可知,甲病基因是基因突变产生的,该基因内部碱基对发生的改变可能是碱基对的插入、缺失或替换,故甲病基因表达出来的肽链长度与正常肽链长度不一定不同,D正确。
20.C　空白实验是未加入DNA模板得到的电泳结果,作为空白对照,A正确;由图可知,棉田杂草6和7含有转基因成分,说明棉田杂草6和7可能与抗虫棉的亲缘关系较近,获得了转基因特性,B正确;根据图中结果不能确定校园杂草与棉花间一定存在生殖隔离,C错误;转基因成分进入杂草内,可能导致杂草获得转基因特性,从而引发生态问题,D正确。
21.答案　(除标注外,每空2分)(1)蘑菇培养基质中富含纤维素,会聚集较多的纤维素分解菌　(2)唯一碳源(1分)　凝固剂(1分)　单个菌体产生的纤维素酶活性　未经诱变　(3)50　酶活性残留率　(4)该温度下,纤维素酶的热稳定性高,作用时间持久,且酶活性相对较高
解析　(2)筛选纤维素酶高产菌株用的培养基应以纤维素作为唯一碳源,并在配制培养基时加入琼脂作为凝固剂,因为在固体培养基上微生物能以菌落的方式呈现出来。为使实验更有说服力,还需设置对照,对照组应该接种未经诱变的菌种,以此作为判断高效降解纤维素的微生物的出现依据。(3)据图2可知,50 ℃是该纤维素酶催化作用的最适温度,因此应在50 ℃下测定纤维素酶的催化速率,而后计算酶活性残留率。酶活性残留率越大意味着酶的热稳定性越高。(4)图中显示,在40 ℃时,纤维素酶的酶活性残留率最大,说明该温度下纤维素酶的热稳定性高,作用时间持久,且此时酶活性相对较高,故生产中使用该纤维素酶时,最好将温度控制在40 ℃左右。
22.答案　(除标注外,每空1分)(1)纤维素酶和果胶酶(2分)　(2)离心、振荡、电刺激　聚乙二醇(PEG)　(3)高尔基体　(4)脱分化　再分化　有丝分裂　(5)克服远缘杂交不亲和的障碍(2分)
解析　分析题图:①表示去除细胞壁,获取原生质体;②表示诱导原生质体融合;③表示产生新细胞壁;④表示脱分化;⑤表示再分化。(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,采用酶解法去除植物细胞壁,常用的酶是纤维素酶和果胶酶。(4)④是由杂种细胞形成愈伤组织的过程,表示脱分化,⑤是由愈伤组织形成杂种植株的过程,表示再分化;在该过程中,细胞分裂方式是有丝分裂。(5)植物体细胞杂交能克服远缘杂交不亲和的障碍,使远缘杂交成为可能。
23.答案　(每空1分)(1)促性腺激素处理　减数第二次分裂(MⅡ)　获能　(2)维持培养液的pH　激素　血清　(3)动物细胞融合　聚乙二醇(PEG)　灭活的病毒　(4)模板　引物　耐高温的Taq DNA聚合酶　4种脱氧核苷三磷酸
解析　(1)哺乳动物的体外受精包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。故要获得特定的牛胚胎细胞,先采用促性腺激素处理的方法大量收集牛卵母细胞,牛卵母细胞培养到减数第二次分裂再与解冻并经获能处理后的精子结合,完成体外受精。(3)将能产生相应抗体的B淋巴细胞和能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合,即采用动物细胞融合技术,可得到特异性强、纯度高的MIF单克隆抗体;该技术需要一些特殊的诱导因素处理,如聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒和电脉冲融合等。(4)PCR技术可用于体外扩增DNA片段,故提取不同发育时期牛胚胎中mRNA并逆转录成cDNA,以cDNA作为PCR扩增的模板。扩增时需要在PCR反应体系中加入耐高温的Taq DNA聚合酶(催化合成子链)、引物(为DNA聚合酶提供结合位点),以4种脱氧核苷三磷酸作为原料,开始扩增DNA片段。
24.答案　(除标注外,每空1分)(1)基因文库　(2)限制性内切核酸酶和DNA连接酶　便于目的基因的检测和鉴定(2分)　(3)农杆菌转化法　避免目的基因在自然界中扩散(2分)　(4)耐性　茎、叶　(5)YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中,提高了细胞液的浓度(2分)
解析　(4)由图1可知,与野生型相比,转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加,说明转基因植株比野生型在Cd污染的环境中生长好,对Cd具有更强的耐性;由于转基因植株的茎和叶中Cd含量较高,所以后续对转基因植株的茎、叶进行处理是缓解土壤Cd污染最为方便有效的方法。(5)YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上,能将细胞质基质中的Cd离子通过主动运输运入液泡内,提高了细胞液的浓度,有利于植株吸水。因此,转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境。
25.答案　(除标注外,每空1分)(1)BamHⅠ和SacⅠ　整合到玉米细胞染色体上并持续表达(2分)　CaCl2溶液(或Ca2+)　(2)在伤口处加入酚类化合物,然后放入农杆菌液浸泡　潮霉素　(3)抗P蛋白的抗体　(4)mRNA　逆转录　2和4　退火温度偏高、引物自连或互连(2分)
解析　(1)根据“强启动子能驱动基因的持续转录”,可知强启动子能被RNA聚合酶识别并结合。为使P基因在玉米植株中超量表达,应确保强启动子和P基因不被破坏;Ti质粒上的终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列,重组后,P基因应位于强启动子和终止子之间;由图1可知,应选用限制酶BamHⅠ和SacⅠ,将DNA片段和Ti质粒切开后构建基因表达载体。用CaCl2溶液处理农杆菌,使农杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,使得构建的重组Ti质粒进入农杆菌中,再利用T-DNA片段(可转移的DNA)的特性,将P基因整合到玉米细胞染色体上并持续表达。(2)据题意“双子叶植物受到损伤时,伤口处的细胞分泌酚类化合物会吸引农杆菌移向这些细胞”,农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物,为了提高转化的成功率,可将玉米萌发种子的胚芽尖端割伤后,在伤口处加入酚类化合物,然后放入农杆菌液浸泡,吸引农杆菌移向细胞;由图1可知重组Ti质粒上的标记基因有潮霉素抗性基因(位于T-DNA片段上)和卡那霉素抗性基因,但转移到玉米细胞中的是重组Ti质粒上的T-DNA片段,因此用含有潮霉素的培养基筛选转化成功的植物细胞。(3)为检测P基因是否翻译成P蛋白,应以抗P蛋白的抗体作为探针检测该基因是否在玉米细胞中成功表达。(4)可以基因的转录产物mRNA为模板,通过逆转录过程得到cDNA;将PMO注入玉米的受精卵中(实验组),若PMO(吗啉反义寡核苷酸)能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被切去,则淀粉酶合成基因转录形成的mRNA上含有内含子1转录的序列,通过逆转录过程得到cDNA片段也含有内含子1序列,以cDNA为模板进行PCR时加入引物2和4,用凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物,实验组有目的条带,未注入PMO的对照组无目的条带;某次实验结果电泳发现实验组和对照组都没有任何条带,解释可能的原因:①退火时的温度偏高(PCR的操作角度),致使引物不能与模板DNA的相应部位结合;②某个引物的碱基序列可以互补配对,或者2种引物的碱基序列可以互补配对(引物设计角度),使引物自连或互连,导致引物不能与模板DNA的相应部位结合。
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