江苏省连云港市灌云县等2地2024-2025学年高二下学期6月月考生物试卷(解析版)
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这是一份江苏省连云港市灌云县等2地2024-2025学年高二下学期6月月考生物试卷(解析版),共28页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
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. 2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射圆满成功。下列有关航天员内环境与稳态的叙述,正确的是( )
A. 内环境稳态是指内环境的渗透压和酸碱度处于动态平衡
B. 内环境的酸碱度发生变化时,机体也可能处于稳态
C. 航天员成熟红细胞呼吸产生的CO2不会显著影响酸碱度
D. 航天员在失重的太空中生活,血钙流失会导致肌无力
【答案】B
【分析】(1)内环境由细胞外液组成,包括组织液、淋巴液、血浆等。内环境是组织细胞生活的直接环境,是细胞与外界环境之间进行物质交换的媒介。细胞外液与生活在其中的细胞之间可以进行物质交换,组织液与血浆之间也可以进行物质交换,但组织液→淋巴液→血浆是单向的。(2)正常机体通过调节作用,使各个器官、系统调节活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫做内环境稳态。
【详解】A、内环境稳态的实质就是内环境的理化性质和化学成分保持相对稳定,其中渗透压和酸碱度属于理化性质,A错误;
B、内环境酸碱度发生变化时,机体可以进行调节,使其处于相对稳定的状态,B正确;
C、成熟的红细胞无线粒体,只能进行无氧呼吸,动物细胞无氧呼吸不产生二氧化碳,C错误;
D、缺钙会导致抽搐,钙离子过多会引起肌无力,D错误。
故选B。
2. 慢跑属于有氧运动,有益健康。下列叙述正确的是( )
A. 跑步过程中血糖消耗增加,骨骼肌对胰岛素摄取量增加
B. 慢跑过程大量出汗,垂体合成的抗利尿激素增多
C. 慢跑过程中,体温相对稳定与排汗量增加有关
D. 运动大量出汗,肾上腺皮质分泌的醛固酮减少,有利于维持盐平衡
【答案】C
【分析】(1)机体维持体温相对恒定的神经中枢在下丘脑,感觉中枢则在大脑皮层,当机体产热大量增加时,通过神经调节,引起皮肤的毛细血管扩张,同时汗腺分泌增强,导致散热加快以维持体温的相对恒定。(2)机体大量出汗导致失水较多,刺激下丘脑渗透压感受器,引起下丘脑合成、垂体释放抗利尿激素,继而促进水的重吸收,以维持体内的水盐平衡。
【详解】A、跑步过程中血糖消耗增加,骨骼肌对葡萄糖的摄取量增加,胰岛素作为降血糖的激素,其不会被骨骼肌细胞摄入,只是会对骨骼肌细胞对糖的摄入量做出调节,A错误;
B、大量出汗使体液流失水分和无机盐,此时垂体释放的抗利尿激素增多,抗利尿激素是由下丘脑的神经分泌细胞合成的,B错误;
C、慢跑时骨骼肌为主要产热器官,机体产热量增加,为了维持体温的相对稳定,通过调节增加散热,因而此时皮肤血管舒张,C正确;
D、运动大量出汗,丢失大量的钠离子,因而肾上腺皮质分泌的醛固酮增加,有利于维持盐平衡,D错误。
故选C。
3. 当环境温度超过32.5℃,倭蜂猴呼吸频率快速升高;而在低温下,则常蜷缩成球状。为探究倭蜂猴体温调节能力及特点,研究人员测定了其在不同环境温度下的体温、静止代谢率BMR(即产热速率)等指标。下列分析错误的是( )
A. 高于32.5℃时,倭蜂猴通过交感神经促进皮肤毛细血管舒张以维持体温
B. 低温时,倭蜂猴可通过皮肤辐射散热,此时蜷缩身体能够减少热量散失
C. 外界温度过低、过高都会导致倭蜂猴静止代谢率BMR较高
D. 倭蜂猴适合在28~30℃的环境中生活,温度过高会导致其体温调节能力下降
【答案】A
【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
【详解】A、高于32.5℃时,倭蜂猴通过副交感神经促进皮肤毛细血管舒张,增加散热,从而维持体温稳定,A错误;
B、低温时,倭蜂猴可通过皮肤辐射散热,此时蜷缩身体,可有效缩小辐射面积,能够减少热量散失,B正确;
C、由图可知,外界温度过低、过高都会导致其倭蜂猴静止代谢率BMR较高,在30℃左右时其静止代谢率BMR相对较低,C正确;
D、由图可知,28~30℃条件下,倭蜂猴体温和静止代谢率BMR变化相对不明显,说明此时其体温调节能力强,倭蜂猴适合在28~30℃的环境中生活,而当温度过高时,倭蜂猴体温和静止代谢率BMR均急剧增大,说明温度过高会导致其体温调节能力下降,D正确。
故选A。
4. 机体在应激条件下会启动针对性的防御性免疫。IL-1、IL-6、TNF-α等细胞因子增多,会刺激下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,使糖皮质激素分泌增多,从而使机体产生抗炎作用,相关过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的反馈调节可放大激素的调节效应
B. 细胞因子、CRH、ACTH、糖皮质激素、神经递质都是通过血液进行运输的
C. 类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、肿瘤患者都可使用糖皮质激素进行治疗
D. 图中的信息分子都能通过和相应的受体直接接触来达到信息交流的目的
【答案】D
【分析】分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑能够控制垂体,再由垂体控制相关腺体。反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制,包括正反馈和负反馈。负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化;正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。
【详解】A、分级调节可以放大激素的调节效应,有利于精细调节,从而维持机体的稳态 ,下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的分级调节可放大激素的调节效应,A错误;
B、神经递质通过组织液进行运输,不是经过血液,B错误;
C、由图可知,糖皮质激素抑制了机体的免疫力,肿瘤患者不可以使用糖皮质激素进行治疗,而类风湿关节炎、系统性红斑狼疮属于自身免疫病,可以使用糖皮质激素抑制免疫功能,减轻患者的病症,C错误;
D、信息分子(如激素、神经递质等)需与靶细胞上的特异性受体结合才能传递信号,图中的信息分子都能通过和相应的受体直接接触来达到信息交流的目的,D正确。
故选D。
5. 过继性治疗适用于肿瘤晚期患者,是指将具有抗肿瘤活性的细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗。过继性治疗相关过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 过继性细胞治疗中,需从健康人体内获得能特异性杀伤肿瘤细胞的细胞毒性T细胞
B. 筛选时,需要加入肿瘤细胞表面抗原筛选出特异性杀伤肿瘤细胞的细胞毒性T细胞
C. 扩大培养时,细胞会因有害代谢物积累、营养物质缺乏和接触抑制等出现分裂受阻
D. 过继性治疗过程中不会产生免疫排斥反应,同时具有特异性强、毒副作用小等优点
【答案】A
【分析】细胞毒性T淋巴细胞对某些病毒、肿瘤细胞等抗原物质具有杀伤作用,与自然杀伤细胞构成机体抗病毒、抗肿瘤免疫的重要防线。
【详解】A、过继性治疗适用于肿瘤晚期患者,是指将具有抗肿瘤活性的细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗,因此过继性治疗通常采用患者自身的细胞,以避免免疫排斥反应,A错误;
B、筛选过程中需加入肿瘤细胞表面抗原,以筛选出能够特异性识别并杀伤肿瘤细胞的细胞毒性T细胞,确保其靶向性,B正确;
C、在体外扩大培养时,动物细胞会因接触抑制(贴壁生长停止)、代谢废物积累和营养不足导致分裂受阻,这是细胞培养的常见限制因素,C正确;
D、若使用自体细胞,过继性治疗不会引发免疫排斥;同时,特异性靶向肿瘤细胞的特性使其毒副作用相对较小,D正确。
故选A。
6. 牵张反射是指有完整神经支配的骨骼肌在受到外力牵拉而被伸长时引起的被牵拉的同一肌肉发生收缩的反射。如图是牵张反射过程示意图,下列有关叙述错误的是( )
A. 图中显示有三个神经元,传出神经元的细胞体位于神经中枢
B. 牵张反射的神经中枢位于脊髓,α传出神经可以接受高级中枢的控制
C. 当骨骼肌过度被牵拉时,会促进α传出神经的活动,使相应肌肉收缩加强
D. 举重运动员在比赛中能举起杠铃并维持一定时间,这体现了神经系统的分级调节
【答案】C
【分析】神经调节的基本方式为反射,结构基础为反射弧。一般数神经元的个数会计算胞体数,一个胞体代表一个神经元,突触上传递具有单向性,因此反射上兴奋传递的方向一般具有单向性的特点。
【详解】A、根据图示可以看出图中共有三个神经元,两个传出神经元的细胞体全部位于神经中枢中,A正确;
B、牵张反射的神经中枢位于脊髓,脊髓是低级神经中枢,α传出神经可以接受高级神经中枢的控制,B正确;
C、当骨骼肌过度被牵拉时,为了防止肌肉损伤,会抑制α传出神经的活动,使相应肌肉舒张,C错误;
D、举重运动员在比赛中能举起杠铃并维持一定时间,这主要是由大脑发出的神经冲动通过脊髓作用于α与γ传出神经的结果,这说明高级中枢可以调控低级中枢,体现了神经系统的分级调节,D正确。
故选C。
7. 科研人员以裙带菜茎为原料,以粮食加工副产品为辅料,通过微生物发酵技术开发裙带菜酱油,下图是其生产工艺流程,下列叙述错误的是( )
A. 裙带菜茎、麦麸、豆粕和小麦混合物中的淀粉均可为曲霉提供碳源和氮源
B. 蒸料可以杀死原料中的部分杂菌,蒸料后冷却的目的是防止高温杀死菌种
C. 通风培养有利于黑曲霉和米曲霉快速生长繁殖、分泌多种水解酶
D. 盐浓度过低容易引起酸醅腐败,浓度过高会抑制蛋白酶活性
【答案】A
【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。
【详解】A、淀粉只含C、H、O,不能提供氮源,A错误;
B、蒸料在高温下进行,可以杀死部分杂菌。蒸料后要接种菌种,因此蒸料后要先冷却,防止高温杀死菌种,B正确;
C、黑曲霉和米曲霉是需氧型生物,通风培养有利于黑曲霉和米曲霉快速生长繁殖、分泌多种水解酶,C正确;
D、适宜浓度食盐有抑制微生物繁殖的作用,盐浓度过低抑制作用弱,容易引起酸醅腐败,浓度过高会抑制蛋白酶活性,D正确。
故选A。
8. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图Ⅰ所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,对瓶中酒精浓度和活菌数量的检测结果如图Ⅱ。下列说法正确的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧、酸性的环境及酵母菌产生的酒精等可抑制所有杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L,比实际值可能偏小
C. 用95%酒精对实验者的双手进行消毒,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图Ⅱ可知,丙瓶应为通入氧气培养,丁瓶中的酵母菌产酒精能力比乙瓶的弱
【答案】B
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作:材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘10算每升发酵液的微生物数。
【详解】A、利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精,大多数杂菌在缺氧酸性、有酒精的环境下无法繁殖,但不能抑制所有杂菌,A错误;
B、若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘103算每升发酵液的微生物数,因此葡萄酒过滤液的活菌数为(62+68+74)÷3÷0.1×104×103=6.8×109(个·L-1),计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上观察到的只是一个菌落,所以数目偏小,B正确;
C、实验者的双手用75%酒精消毒,超净工作台应用紫外线等进行消毒,不能用 95% 酒精消毒 ;菌种接种过程中,试管口、瓶口需通过火焰灼烧灭菌,C 错误;
D、据图Ⅱ可知,甲中没有酵母菌,为对照组,乙、丙、丁挑取不同的菌落培养,丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养,但培养液没有酒精产生,且瓶内活菌数量较高,推测丙瓶是通气培养;丁瓶的活菌数少于乙瓶,但丁瓶中酒精浓度与乙瓶一致,说明丁组酵母菌产酒精能力比乙强,D错误。
故选B。
9. 干细胞的应用前景广阔,诱导多能干细胞(iPS细胞)在治疗某些疾病方面有重要应用价值,下列相关叙述错误的是( )
A. 可将特定基因或特定蛋白导入细胞中来诱导形成iPS细胞
B. iPS细胞具有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期
C. iPS细胞可分化形成多种组织细胞,说明iPS细胞在分裂时很容易发生突变
D. 由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药测试中发挥作用,但存在导致肿瘤发生的风险
【答案】C
【分析】动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞,干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
【详解】A、可通过将特定基因或特定蛋白导入细胞,诱导形成 iPS 细胞,该技术在 iPS 细胞制备中有应用,A正确;
B、iPS 细胞具有分裂和分化能力,有细胞周期;其分化形成的神经细胞是高度分化的细胞,一般不再分裂,不具有细胞周期,B正确;
C、iPS 细胞可分化形成多种组织细胞,是因为其具有全能性相关的基因表达调控机制,而不是分裂时容易发生突变。细胞分化是基因选择性表达的结果,并非突变导致,C错误;
D、iPS 细胞产生的特定细胞可用于新药测试,但其具有增殖分化能力,若调控异常,存在导致肿瘤发生的风险,D正确。
故选C。
10. 胚胎工程技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法,如奶牛活体采卵-体外胚胎生产(OPU-IVP)技术。已知雄性奶牛Y染色体上有一段雄性特异的高度重复序列,依据该重复序列设计引物,建立了用于奶牛胚胎性别鉴定的PCR体系(SRY-PCR)。下列叙述错误的是( )
A. 良种雌性奶牛需用促性腺激素处理使其卵泡发育和超数排卵
B. 培养卵母细胞和早期胚胎时都需提供95%空气和5%CO2的气体环境
C. 体外受精后,在透明带和卵细胞膜间观察到两个极体说明受精成功
D. 取滋养层细胞进行SRY-PCR,应选择结果为阳性的胚胎进行移植
【答案】D
【分析】体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【详解】A、良种雌性奶牛使用促性腺激素处理的主要目的是促进卵泡发育并实现超数排卵,从而获得更多卵细胞用于胚胎移植,A正确;
B、培养卵母细胞和早期胚胎时都需提供95%空气(为其提供氧气)和5%CO2的气体环境(维持培养液的pH),B正确;
C、当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体或者雌、雄原核时,说明卵子已经完成了受精,C正确;
D、取滋养层细胞进行SRY-PCR,结果为阳性的胚胎说明其含有Y染色体,为雄性,为多获得可以生产牛奶的奶牛应该选择结果为阴性的胚胎进行移植,D错误。
故选D。
11. 转基因抗病毒木瓜运用了“病原体衍生抗性”原理,将木瓜环斑病毒(RNA病毒)的外壳蛋白基因(CP基因)经处理后由农杆菌转入木瓜基因组中,赋予木瓜植株对木瓜环斑病毒的抵抗力。下列叙述错误的是( )
A. 对CP基因进行处理需要用到逆转录酶和脱氧核苷酸
B. 处理后的CP基因需构建基因表达载体,以保障其表达
C. 通过农杆菌转化法将Ti质粒的部分片段整合到木瓜基因组
D. 若在木瓜植株检测到CP基因,则说明其具有抗病毒能力
【答案】D
【分析】农杆菌转化法:农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物体受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的 Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。据此如果将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入植物细胞中染色体的DNA上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
【详解】A、木瓜环斑病毒是RNA病毒,其基因的本质是RNA,须经逆转录合成DNA以后才能导入到真核细胞的基因组中,A正确;
B、经逆转录处理后合成DNA还需构建基因表达载体以后才能在植物细胞内表达,B正确;
C、农杆菌转化法Ti质粒上的T-DNA部分才能转移到木瓜基因组中,C正确;
D、若在木瓜植株检测到CP基因,则说明基因导入成功,但不一定表达成功,不一定抗病毒能力,D错误。
故选D。
12. 干扰素是动物细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,可用于对抗病毒的感染,但在体外难以保存。若将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,可在-70℃的条件下保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,以下叙述正确的是( )
A. 改造干扰素应首先从设计干扰素基因中的脱氧核苷酸序列出发
B. 采用基因的定点突变技术或化学诱变技术均可以定向改造天然干扰素的基因序列
C. 将新的干扰素基因插人启动子和终止密码子之间是其成功表达的条件之一
D. 导入新干扰素基因在大肠杆菌体内直接指导合成的蛋白质不是预期的新干扰素
【答案】D
【分析】蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因,然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程: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)。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、改造干扰素应首先从预期干扰素的功能出发,A错误;
B、基因突变具有不定向性,所以化学诱变不能定向改造天然干扰素的基因序列,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,从而驱动转录,而终止子提供转录终止的信号,因此将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一,C错误;
D、动物体内有高尔基体和内质网对蛋白质进行加工,但是大肠杆菌属于原核生物,没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工,能产生没有活性的干扰素,导入的新干扰素基因在大肠杆菌体内直接指导合成的蛋白质不是预期的新干扰素,还需要进行加工,D正确。
故选D。
13. 下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述,正确的是( )
A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B. 治疗性克隆涉及胚胎移植技术,在严格监管下可进行治疗性克隆
C. 可利用基因编辑技术设计试管婴儿,以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿
D. 转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染
【答案】A
【分析】(1)转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。对待转基因技术的利弊,正确的做法应该是趋利避害,不能因噎废食;
(2)生物武器种类:包括致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等。把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方,可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。
【详解】A、生物武器是指有意识地利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标,以达到战争目的的一类武器,包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等,A正确;
B、治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定细胞和组织(如皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植,不涉及胚胎移植技术,B错误;
C、利用基因编辑技术设计试管婴儿以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿存在巨大的伦理争议,并且这种操作可能带来不可预估的风险,目前是被严格禁止的,C错误;
D、转基因作物的目的基因可能会通过花粉扩散到野生植物中,与野生植物杂交,从而造成基因污染,D错误。
故选A。
14. 生物学的发展离不开科学实验,下表中实验操作及现象与实验结论相符的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【分析】实验要遵循单一变量原则、对照原则等基本实验原则。因此,设计实验时,要根据实验目的选择合适的材料、试剂控制无关变量,选择合适的观察或测量因素作因变量,根据单一变量原则和对照原则等基本原则设置自变量。
【详解】A、脊蛙是去除脑但保留脊髓的蛙,刺激其左后肢趾部,后肢出现屈腿反射,因为脑已被去除,此时该反射是由脊髓控制的,而不是脑,A错误;
B、一条狗的小肠黏膜与盐酸混合后刮下,过滤后注射给另一条已切断通往小肠神经的狗,后者胰液分泌明显增加。此实验只能说明存在一种化学物质(后来知道是促胰液素)能促进胰液分泌,但不能就此得出胰液分泌不受神经调节的结论,因为仅该实验无法完全排除神经调节在胰液分泌中的作用,B错误;
C、阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,生殖器官萎缩;恢复正常血液联系,生殖器官可正常发育。这表明下丘脑可能通过血液运输某种物质(如促性腺激素释放激素等)作用于垂体,进而影响生殖器官的发育,所以该动物生殖器官的发育与下丘脑有关,C正确;
D、用高、中、低三种浓度的生长素类生长调节剂处理月季枝条,高浓度处理的枝条生根最多,只能说明在这三种浓度中高浓度促进生根效果相对最好,但不能确定高浓度就是月季生根的最适浓度,最适浓度需要在该高浓度附近进一步缩小浓度梯度进行实验探究,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本部分包括5题,每题3分,共计15分。每题有不止一个选项符合题意。每题全部选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 科学家以蛙的坐骨神经为实验材料,对其进行冷却阻滞处理,随后检测坐骨神经膜内电位的变化,结果如下图所示,图中a、b、c、d表示检测位点。下列分析正确的是( )
A. 电刺激后a处Na+通道的开放可能是由于膜内外电位差引起的
B. 增加膜外K+浓度,静息电位减小,使动作电位峰值上升
C. 冷却阻滞处理后,距离电刺激右侧位置越远的位点兴奋性越弱
D. 推测冷却阻滞可能通过影响膜蛋白活性进而影响Na+的内流
【答案】ACD
【分析】静息电位是外正内负,主要由钾离子外流产生和维持,动作电位是外负内正,主要由钠离子产生和维持。兴奋在突触处的传递过程:突触前膜内的突触小泡释放神经递质,作用于突触后膜上的受体,突触后膜电位发生变化,使突触后神经元兴奋或抑制,突触后神经元的兴奋或抑制取决于神经递质的种类。
【详解】A、神经受到刺激后,兴奋部位膜对离子的通透性发生变化,钠离子通道打开,导致Na+大量内流,引起电位逐步变化,传至a点附近,a点与a点附近形成局部电流,刺激a点Na+通道的开放,A正确;
B、增加膜外K+浓度,K+外流减少,静息电位绝对值减小,而动作电位峰值与K+无关,因此无变化,B错误;
CD、图中结果显示,冷却阻滞处理后,距离电刺激位置越远的位点的兴奋强度越弱,所以冷却阻滞可能通过影响膜蛋白(钠离子通道蛋白)的活性,进而影响Na+的内流来影响神经纤维的兴奋,CD正确。
故选ACD。
16. 在植物腋芽处特异性表达的转录因子BRC1是侧芽生长的核心调控因子。研究表明,生长素、细胞分裂素(CK)、独脚金内酯(SL)、油菜素内酯(BR)等多种植物激素和D53、PIFs、SPL、BZR1等多种信号分子之间的相互作用会影响BRC1的含量从而参与对侧芽生长的调控,调控机理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 红光只能作为信号影响激素代谢并抑制BRC1的表达
B. 照射远红光可能会抑制PIFs的活性,降低生长素的活性进而解除植物的顶端优势
C. 细胞分裂素可抑制BRC1的表达,促进侧芽活化,与独脚金内酯的作用相抗衡
D. 培养枝繁叶茂的优质盆景可激活植物体内的BR、D53、BZR1、PHY信号分子
【答案】AB
【分析】植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
【详解】A、红光可以作为光合作用的能源,也可以作为信号分子,照射红光既能为侧芽生长提供能量,也能提供糖类,A错误;
B、由图可知,照射远红光会抑制光敏色素PHY的作用,使得光敏色素PHY对PIFs的抑制作用减弱,促进PIFs的活性,提高生长素的活性而促进植物的顶端优势,B错误;
C、由图可知,细胞分裂素可抑制BRCl的表达,促进侧芽活化,与独脚金内酯的作用相抗衡,C正确;
D、培养枝繁叶茂的优质盆景需要促进侧芽生长,可激活植物体内的BR、D53、BZR1、PHY信号分子,D正确。
故选AB。
17. 图示利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株的过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①应将叶片下表皮向上,置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中
B. 过程②中的原生质体由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成
C. 过程④常选择不同大小或颜色的双亲原生质体,以便显微镜下直接识别杂合细胞
D. 过程⑤获得的杂种植物功效有差异的可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等
【答案】CD
【分析】植物体细胞杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株,体现的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。在融合之前需先用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁获得原生质体,杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志。
【详解】A、过程①应将叶片上表皮向上(能与溶液接触),置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中去除细胞壁,原生质体没有细胞壁,为避免原生质体吸水涨破,将叶片置于等渗或略高渗溶液中,A错误;
B、原生质层是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成,而原生质体是指植物细胞去除细胞壁后的剩余部分,B错误;
C、为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,C正确;
D、过程⑤获得的杂种植物并没有实现地上没有结番茄,地下也没有长马铃薯,可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等,D正确。
故选CD。
18. 病毒PEDV会使猪患流行性腹泻,在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C(VC),杂交瘤细胞增殖情况及抗体分泌情况如图和表格所示。相关叙述正确的是( )
A. 灭活的病毒与细胞质膜上的脂质作用,诱导融合
B. 通过多次抗体检测,可获得产生抗体能力强的阳性杂交瘤细胞
C. 10ng·mL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖
D. 20ng·mL-1VC通过抑制细胞增殖降低抗体效价
【答案】BC
【分析】柱状图展示了不同浓度维生素对杂交瘤细胞增殖情况的影响。横坐标为VC浓度,设置了0、5、10、20这几个浓度梯度。纵坐标代表杂交瘤细胞数量。当VC浓度为0ng·mL-1时,杂交瘤细胞数量为一个特定值,此为对照组数据,是衡量其他浓度VC对细胞增殖影响的基准。
【详解】A、灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,A错误;
B、通过克隆猴培养、多次抗体检测,可获得产生抗体能力强的阳性杂交瘤细胞,B正确;
C、从图中可以看出,与不添加 VC(0ng·mL-1VC)相比,添加10ng·mL-1VC 时,杂交瘤细胞数量明显增加,故10ng·mL-1VC显著促进杂交瘤细胞增殖,C正确;
D、从图中可知,20ng·mL-1VC时杂交瘤细胞数量与不添加 VC(0ng·mL-1VC)相比,细胞数量增加,故并未抑制细胞增殖,D错误。
故选BC。
19. 琼脂糖凝胶电泳通常用于鉴定PCR产物,下图为电泳图谱,相关叙述正确的是( )
A. DNA分子所带电荷越多,在凝胶中的迁移速率越快
B. 电泳条带的宽度、亮度与PCR起始状态的模板DNA含量呈正相关
C. 样品组出现图示结果可能是因为退火温度过低,引物浓度过高造成的
D. 通过与Marker对比,可知待测样品的大小,其核苷酸组成要进一步测定
【答案】BCD
【分析】PCR产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度,DNA分子的大小和构象等有关,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出。
【详解】A、在琼脂糖凝胶电冰中,DNA分子在凝胶中的迁移速率主要取决于DNA分子的大小,而非所带电荷多少。因为DNA分子本身带有大量负电荷,在电场中都会向正极移动,且在凝胶介质中,分子大小对迁移的阻碍作用更为关键,A正确;
B、起始模板越多,扩增产物积累越快,最终荧光染料(如EB)结合的DNA量越多,条带更亮;所以电泳条带的宽度、亮度与PCR起始状态的模板DNA含量呈正相关,B正确;
C、退火温度过低、引物浓度过高,易导致引物与模板结合非特异性增强,出现多条杂带,与样品组电泳结果(多条带)相符,C正确;
D、DNA电泳只能分析DNA片段大小,碱基的排列顺序要进行基因测序,D正确。
故选D。
三、非选择题:本部分包括5题,共计57分。
20. 生长激素(GH)对机体的生长发育起着关键作用,实验证明生长激素(GH)能诱导肝细胞产生胰岛素样生长素因子1(IGF-1)。研究发现,IGF-1可通过调节胰岛素敏感性,缓解脑胰岛素抵抗,从而改善与糖尿病相关的认知障碍。下图是生长激素(GH)分泌及作用机制图解。请回答下列问题。
(1)该调节机制中的下丘脑是脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等,还与_______等的控制有关。物质A刺激下丘脑分泌GHRH,经体液运输作用于垂体,促进垂体分泌GH,上述过程属于_______调节。
(2)GH的分泌受GHRH和SS的共同调节,这种调节的结构基础是垂体细胞含有_______。GH分泌增多可通过刺激肝脏细胞释放IGF-1间接调节GH的分泌,这种调节机制的意义是_______,它们在促进骨的生长和发育上具有_______作用。人体进入青春期后身体迅速长高的原因是_______。
(3)长期高血糖会引起脑部神经系统受损,导致认知功能出现障碍,引发糖尿病脑病。实验表明姜黄素对糖尿病脑病有一定的治疗效果,据此研究人员进行了以下实验,请完成下表。
【答案】(1)①. 生物节律 ②. 神经-体液调节
(2)①. GHRH和SS的特异性受体 ②. 维持人体内GH含量的相对稳定 ③. 协同 ④. 雄(雌)性激素分泌增加,促进GH分泌,促进蛋白质和软骨的形成
(3)①. 糖尿病小鼠分别加等量的生理盐水和姜黄素 ②. 抑制 ③. 姜黄素通过增加脑部神经细胞中IGF-1的含量,抑制神经元细胞的凋亡,改善神经系统的功能
【分析】由图可知,GH是垂体分泌的激素,可以作用于肝脏、软骨细胞等细胞,其分泌受下丘脑分泌的GHRH的调节。
【解析】(1)下丘脑中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢、血糖调节的中枢,还与生物节律的控制有关。肾上腺皮质激素的分泌,受“下丘脑-垂体-肾上腺轴”的分级调节,即下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(GHRH),这是神经调节,GHRH作用于垂体,使其分泌促肾上腺皮质激素(GH),作用于肾上腺皮质,使其分泌肾上腺皮质激素,这是体液调节,因此上述过程属于神经-体液调节。
(2)GH的分泌受GHRH和SS的共同调节,这种调节的结构基础是垂体细胞含有GHRH和SS的特异性受体。GH分泌增多可通过刺激肝脏细胞释放IGF-1间接调节GH的分泌,这种调节有助于维持人体内GH含量的相对稳定。GH能促进软骨细胞增殖,IGF-1促进软骨细胞分化,说明二者具有协同作用,共同促进骨的生长和发育。雄(雌)性激素分泌增加,促进GH分泌,促进蛋白质和软骨的形成,因此人体进入青春期后身体迅速长高。
(3)①实验目的是探究姜黄素对糖尿病脑病有一定的治疗效果的原理,自变量是姜黄素,同时要排除正常大鼠的影响,因此C、D组实验的处理分别是糖尿病大鼠+生理盐水、糖尿病大鼠+姜黄素。②由图可知,IGF-1的相对含量越高,神经细胞的凋亡率反而越低,二者呈反相关,故推测IGF-1会抑制神经细胞的凋亡。与正常大鼠对比,糖尿病大鼠IGF-1的相对含量较低,而神经细胞的凋亡率较高,经过姜黄素治疗后,IGF-1的相对含量升高,而神经细胞的凋亡率下降,故推测姜黄素通过增加脑部神经细胞中IGF-1的含量,抑制神经元细胞的凋亡,改善神经系统的功能。
21. 情绪是人脑的高级功能之一,若由于压力等引发的消极情绪长期积累可能会使人患抑郁症,检测发现患者突触间隙中的神经递质5-羟色胺(5-HT)含量降低。5-HT主要在大脑DRN神经元胞体区(M区)合成,由DRN神经元的轴突释放,作用于大脑皮层及海马区(N区)突触后膜受体(R1),产生愉悦感。其发挥作用后可被转运体(SERT)回收到突触小体。
(1)当DRN神经元兴奋后,兴奋传至轴突末梢,_______向突触前膜移动并与之融合,以_______方式释放5-HT,与突触后膜上的受体结合后,改变了_______的通透性,此时膜内发生的电位变化是_______。
(2)进一步的研究发现,M区的细胞膜上也存在SERT和5-HT受体(R2)。M区胞外的5-HT可作用于R2,调控DRN神经元动作电位的发放频率,其调节机理如图1所示。抗抑郁药物F能与SERT结合,但使用早期效果不佳。检测正常小鼠(A组)、抑郁小鼠(B组)和脑部注射药物F 2h后抑郁小鼠(C组)的M区胞外5-HT含量,结果如图2所示。
由图可知,药物F使用早期会使_______(选填“M区”“N区”)胞外5-HT相对含量升高,与_______结合的5-HT增多,DRN神经元_______,轴突末梢释放的5-HT减少,从而导致与N区R1结合的5-HT_______,无法产生愉悦感,因此,药物F使用早期效果不佳。
(3)已知DRN神经元胞体内的N蛋白可与SERT结合。为进一步探究抑郁症小鼠M区胞外5-HT增多的原因,将小鼠DRN神经元中的N基因敲低,检测胞体内相关物质含量,结果如图3所示。据图分析,N蛋白的功能是_______。研究人员据此设计出阻断N蛋白与SERT结合的药物Z,弥补药物F的缺点。请在横线上完善药物Z快速缓解抑郁的分子机制1、_______;2、_______。
【答案】(1)①. 突触小泡 ②. 胞吐 ③. 突触后膜对Na+(Na+和Ca2+)④. 由负电位变为正电位
(2)①. M区 ②. R2 ③. 动作电位发放频率降低 ④. 减少
(3)①. 抑制SERT转移到膜上 ②. 5-HT被回收多,与R2结合少 ③. DRN动作电位发放频率恢复正常
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【解析】(1)据题图分析可知,突触小泡是神经元内储存神经递质的小囊泡,当神经元受到刺激并产生兴奋传至轴突末梢时,这些囊泡会移动到突触前膜并与之融合,以胞吐的方式从突触前膜释放神经递质到突触间隙中。神经递质5-羟色胺与受体结合,改变了突触后膜的通透性,使得钠离子内流,引起突触后膜由外正内负转变外负内正,膜内电位变化为由负变正。
(2)结合图2可知,正常小鼠(A组)、抑郁小鼠(B组)和脑部注射药物F 2h后抑郁小鼠(C组)的M区胞外5-HT含量,C组的明显大于A组,药物F使用早期会使M区胞外5-HT相对含量升高;M区胞外的5-HT可作用于R2,因此与R2结合的5-HT增多;M区胞外的5-HT可作用于R2,调控DRN神经元动作电位的发放频率,结合图1可知,与R2结合的5-HT增多,DRN神经元动作电位发放频率降低;轴突末梢释放的5-HT减少,从而导致与N区R1结合的5-HT减少,导致抑郁症产生。
(3) 据题干信息和题图4电泳结果分析可知,与对照组相比,敲低N基因组中N蛋白含量少于对照组,而膜上SERT量多于对照组,说明正常的N基因表达的N蛋白能抑制SERT转移到膜上。抗抑郁药物F能与SERT结合,但使用早期效果不佳,而药物Z的设计原理是阻断N蛋白与SERT的结合,从而改变SERT在细胞膜上的分布和数量,来弥补药物F的缺点。根据题干信息分析可知,抗抑郁药物F能与SERT结合,但使用早期效果不佳。SERT的主要功能是将突触间隙中的5-HT回收到突触前膜,以维持神经递质的平衡。如果药物F促进SERT释放更多5-HT,那么它应该会立即提高突触间隙中5-HT的浓度,从而快速产生抗抑郁效果。但实际上,药物F使用早期效果不佳,说明它并没有促进5-HT的释放,而是可能影响了SERT对5-HT的回收,因此药物Z可能导致5-HT被回收多,与R2结合少。M区胞外5-HT相对含量升高,与R2结合的5-HT增多。而5-HT是兴奋性的神经递质,它作用于突触后膜受体后可以产生愉悦感,并可能通过某种机制调控DRN动作电位的发放频率。因此,突触间隙中5-HT浓度的降低可能导致DRN动作电位发放频率的降低,药物Z可能导致DRN动作电位发放频率恢复正常。
22. 工程化癌症纳米疫苗利用纳米技术封装、运载肿瘤抗原,实现了良好的免疫效果。当纳米颗粒进入人体后,在淋巴结中被呈递给CD8+T细胞,进而促进T细胞的分化和成熟,成熟的免疫细胞再对癌细胞发挥杀伤作用,如图所示。请回答下列问题。
(1)IL-2、IL-6与溶菌酶等物质都属于_______。癌症纳米疫苗注射到人体后,被树突状细胞摄取,随后树突状细胞被活化,并对抗原进行_______,抗原作用于CD8+T细胞后,形成细胞乙,即_______细胞,再作用于癌细胞。
(2)浆细胞除来源于过程①外,还可来源于_______,过程①中细胞甲的作用是_______。
(3)癌症纳米疫苗引起机体产生的免疫类型为_______,机体在免疫活性物质参与下利用免疫细胞杀死癌细胞的过程体现了免疫系统的_______功能。
(4)NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用需要借助_______来实现,其一方面与肿瘤细胞上的受体结合,同时还与NK细胞上的受体结合,进而刺激NK细胞释放肿瘤坏死因子(TNF),激活其他通路杀死肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞_______。
(5)相对于普通灭活疫苗,工程化癌症纳米疫苗的优势在于_______。
【答案】(1)①. 免疫活性物质 ②. (摄取)加工处理和呈递 ③. 细胞毒性T
(2)①. 记忆B细胞 ②. 为B细胞的增殖分化提供第二信号并产生细胞因子
(3)①. 体液免疫和细胞免疫(特异性免疫)②. 免疫监视(监控)
(4)①. M物质(抗体)②. 凋亡
(5)更精准地杀伤癌细胞;同时激发较强的体液免疫和细胞免疫等
【分析】癌细胞的主要特征:(1)无限增殖;(2)形态结构发生显著改变;(3)细胞表面发生变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,易转移。
【解析】(1)免疫活性物质是参与免疫反应的生物活性成分,主要包括抗体、细胞因子、补体系统、溶菌酶等,IL-2、IL-6与溶菌酶等物质都属于免疫活性物质;癌症纳米疫苗注射到人体后,被树突状细胞摄取,随后树突状细胞被活化,并对抗原进行(摄取、)加工处理和呈递,抗原作用于CD8+T细胞后,形成细胞乙,即细胞毒性T细胞,再作用于癌细胞。
(2) 过程①表示B细胞的增殖和分化过程,浆细胞除来源于过程①外,还可来源于记忆B细胞;B细胞的活化除了需要纳米疫苗直接作用于B细胞外,还需要辅助性T细胞(细胞甲)表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,为其增殖分化提供第二信号并产生细胞因子。
(3) 癌症纳米疫苗引起机体产生的免疫类型为体液免疫和细胞免疫,机体在免疫活性物质参与下利用免疫细胞杀死癌细胞的过程体现了免疫系统的免疫监视功能。
(4) 图示NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用需要借助抗体来实现,抗体一方面与靶细胞上的受体结合,同时还与NK细胞上的受体结合,进而刺激NK细胞释放肿瘤坏死因子(TNF),或激活其他通路杀死靶细胞或诱导靶细胞凋亡。
(5) 相对于普通灭活疫苗,工程化癌症纳米疫苗的优势在于可以实现更为精准地杀伤癌细胞,同时激发较强的体液免疫和细胞免疫等。
23. 乳链菌肽是由乳酸乳球菌分泌的一种由34个氨基酸组成的小肽,对许多革兰氏阳性菌,尤其是对引起食品腐败的细菌具有强烈的抑制作用。研究人员从新鲜牛奶中获得多株产乳链菌肽的菌株,进行了如下实验。
(1)筛选菌株:将革兰氏阳性菌均匀涂布于平板上,将已经灭菌的大小相同的滤纸片均匀地摆放在培养基表面,在其上分别滴加等量备选菌株培养液的上清液,对比观察_______,选取抑制作用最强的菌株,图示为培养的结果,下列分析正确的是_______。
A.有些未形成抑菌圈可能是病原菌对该抗生素很敏感
B.有些抑菌圈很小可能与该抗生素扩散速度太慢有关
C.若抑菌圈内出现一个菌落,则该菌落可能由抗药性变异菌体形成
D.从抑菌圈边缘挑取病原菌继续培养,连续选择几代后抑菌圈的直径会变小
(2)纯化菌株:
B过程常用的方法是_______。D过程与C过程相比,培养基中增加的物质是_______。E过程需用_______(填接种工具)将纯化的菌株接种于_______培养基中4°C保存。
(3)为了解乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式是抑制细菌生长、溶菌性杀死细菌(细胞破裂)还是非溶菌性杀死细菌,科研人员将乳链菌肽加入革兰氏阳性菌菌液中,随着发酵时间的延长,检测革兰氏阳性菌的活菌数、除去菌体的上清液中核酸含量,实验结果如下图所示。
以上实验表明乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式为_______,理由是_______。
(4)人们一直都试图将乳链菌肽当作一种抗生素用于医疗方面,由于_______,溶解度不高,以及在其它方面存在着一些缺陷,目前还不适合作为口服药使用。据题推测乳链菌肽在食品生产中的应用价值是_______。
【答案】(1)①. 抑菌圈的大小 ②. BCD
(2)①. 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌法)②. 琼脂(凝固剂)③. 接种环 ④. 固体斜面
(3)①. 非溶菌性杀死细菌 ②. 曲线3活菌数降为零,说明是杀死细菌;除去菌体的上清液中核酸含量没有明显变化,说明不是溶菌
(4)①. 易被人体消化道内的蛋白酶水解 ②. 作为防腐剂
【分析】(1)微生物常见的接种的方法:
平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;
稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落;
(2)实验室中微生物的筛选的原理:是人为提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物生长,用于筛选目的菌株的培养基称为选择培养基。
【解析】(1)由于含有杀菌物质的滤纸片放到滴有细菌培养液的固体培养基上,经过培养,杀菌物质杀死细菌后会在滤纸片周围形成抑菌圈,抑菌圈越大说明杀菌物质的杀菌能力越大,所以本实验中需要对比观察抑菌圈的大小,选取抑制作用最强的菌株。
A、未出现抑菌圈可能的原因是该病原菌对该抗生素不敏感,A错误;
B、不同抑菌药物的抑菌圈直径,因受药物在琼脂中扩散速度的影响而可能不同,故抗生素在平板上的扩散速度太慢可能会导致抑菌圈很小,B正确;
C、部分抑菌圈内出现零散细小的菌落,说明这些菌落对该抗生素具有抗性,可能是菌株出现了抗药性突变,C正确;
D、从抑菌圈边缘的菌落上挑取病原菌继续培养,连续选择几代后抑菌圈的直径会变小,因为经过多次选择后,菌体对抗生素的抗性越来越强,因而抑菌圈会变小,D正确。
故选BCD。
(2)B过程是对培养基进行灭菌,常用的方法是湿热灭菌(高压蒸汽灭菌法)。D过程所需的是固体培养基,而C过程所需的是液体培养基,因此D过程培养基中增加的物质是凝固剂,通常是琼脂。E过程需将纯化的菌株接种于固体斜面培养基中4℃保存,这是菌种临时保存的常用方法,所用工具是接种环。
(3)由图可知,由于曲线3活菌数降为零,说明是非溶菌性杀死细菌;除去菌体的上清液中核酸含量没有明显变化,说明不是溶菌。
(4)乳链菌肽是蛋白质,易被人体消化道内的蛋白酶水解,溶解度不高,在其它方面存在着一些缺陷,因而目前还不适于药用。根据题干,乳链菌肽能有效地杀死或抑制引起食品腐败的革兰氏阳性菌,对人体无毒,推测乳链菌肽在食品生产中的应用价值是作为防腐剂。
24. 持续和大量施用有机磷化合物会严重威胁人畜健康及生态环境,科研人员从邻单胞菌中发现甲基对硫磷水解酶基因mpd,其表达产物MPD能够高效水解无色的甲基对硫磷并且生成亮黄色的对硝基苯酚。将mpd导入枯草芽孢杆菌制备优质菌种,构建表达载体的主要过程如下图所示,请回答下列问题。
(1)过程①采用重叠延伸PCR的方法获得启动子PytkA与信号肽SPnprB的融合基因,除了图示的条件外,扩增PytkA时还需要的条件还有_______,设计引物R2的依据有_______。P2、R1对应于下面的4个引物中的_______。最终要获得大量PytkA+SPnprB融合片段,需要用图中引物_______进行PCR。
a.5′—GCGGGATCCTTTTTTGTGACG—3′
b.5′—GAAAGGGTGATGGCATGCGCAACTTGACCAAG-3′
c5′-CTTGGTCAAGTTGCGCATGCCATCACCCTTTC-3′
d.5′-GCGCTGCAGCTGAGGCCATG-3′
(2)过程③构建表达载体时,需要用_______酶切PytkA+SPnprB+mpd融合片段与载体1,再用DNA连接酶连接,将重组表达载体导入处于感受态的大肠杆菌,接种于含有_______的培养基中37℃培养。
(3)提取构建成功的表达载体,导入枯草芽孢杆菌,需要接种于含有_______的培养基,出现_______,说明得到能成功表达的细胞。
(4)研究人员进一步用A、B两种不同的启动子构建表达载体,探究它们对菌体增殖和mpd基因表达的影响,结果如图2,实际生产中应选用的启动子是_______,理由是_______。
【答案】(1)①. dNTP、(含Mg2+)缓冲液、Taq酶 ②. SPnprB一侧的核苷酸序列和Pst I酶识别序列 ③. b、c ④. P1、R2
(2)①. BamHⅠ和 HindⅢ ②. 卡那霉素
(3)①. 甲基对硫磷 ②. 亮黄色降解圈
(4)①. 启动子B ②. 菌体增长数量较多,酶产量高,MPD 活性高,且后期较稳定
【分析】聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。
【解析】(1)重叠延伸PCR技术,是采用具有互补末端的引物,使 PCR 产物形成了重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起来的技术,PCR是体外DNA复制,因此需要原料脱氧核苷酸(dNTP)、缓冲液、TaqDNA聚合酶;
引物R2是为了扩增SPnprB,且需要在外侧加入Pst I酶识别序列,因此引物R2设计的依据为SPnprB一侧的核苷酸序列和Pst I酶识别序列;重叠延伸需要有一段能互补配对,P2、R1对应于下面的4个引物中的c、b能完全配对,故选b、c。最终要获得大量PytkA+SPnprB融合片段,需要用图中引物P1、R2 进行PCR。
(2)结合图1可知,过程③构建表达载体时,需要用BamHⅠ和HindⅢ酶切PytkA+SPnprB+mpd融合片段与载体1,Pst Ⅰ位于融合基因内部,会破坏融合基因,而EcR Ⅰ位于卡那霉素抗性基因内部,会破坏抗性基因,故选用BamHI和 HindⅢ来进行酶切,以形成不同的黏性末端,防止载体、目的基因的自连,保证目的基因正向接入载体;由于载体上有卡那霉素抗性基因,因此接入含卡那霉素的培养基中,进行筛选。
(3)提取构建成功的表达载体,导入枯草芽孢杆菌,由于含有mpd基因,其表达产物MPD能够高效水解无色的甲基对硫磷并且生成亮黄色的对硝基苯酚,因此接入含有甲基对硫磷的培养基,出现亮黄色降解圈,即表明含有能成功表达的细胞。
(4)含启动子B的重组细胞,菌体增长数量较多,酶产量高,MPD 活性高,且后期较稳定,构建表达载体应采用启动子B。
选项
实验操作及现象
实验结论
A
轻轻刺激脊蛙(去除脑但保留脊髓的蛙)左后肢的趾部,可观察到该后肢出现屈腿反射
蛙后肢的屈腿反射受脑控制
B
一条狗的小肠黏膜与盐酸混合后刮下,过滤后注射给另一条狗(已切断这条狗通往小肠的神经),后者胰液分泌明显增加
胰液分泌不受神经调节
C
阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官可正常发育
该动物生殖器官的发育与下丘脑有关
D
用高、中、低三种浓度的生长素类生长调节剂处理月季的枝条,高浓度处理的枝条生根最多
高浓度是月季生根的最适浓度
VC/(ng·mL-1)
抗体效价
0
1:4000
5
1:4000
10
1:8000
10
1:2000
实验目标
实验操作及结果分析
动物分组
将所有小鼠适应性饲养一周后,随机均分为4组,每组10只,分别为A、B、C、D 4组
对照组和实验组设置与处理
A、B组处理为正常小鼠分别注射适量生理盐水和姜黄素,C、D组的处理为_______。
测定脑部IGF-1相对含量、神经细胞凋亡率及分析
记录相关数据,记录脑部IGF-1相对含量、神经细胞凋亡率,结果如下图。
据图推测,IGF-1会_______神经细胞凋亡,综合上述研究,简述姜黄素治疗糖尿病脑病的机理_______。
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