精品解析:山西省晋城市第一中学校2023-2024学年高二下学期5月月考生物试题
2024-06-03
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2份
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40页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山西省 |
| 地区(市) | 晋城市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.35 MB |
| 发布时间 | 2024-06-03 |
| 更新时间 | 2025-05-31 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45560860.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
晋城一中丹河校区2022级高二年级下学期第四次调研考试试题
生物
本试卷分为第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。请将全部答案按要求写在答卷纸上。
第I卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(本题包括15小题,每小题2分,共30分)
1. 杭州第19届亚运会期间运动员的菜单中宋嫂鱼羹、清炒虾仁、蒜香肋排等江浙美食勾起了看客们的馋虫。这套菜单以新鲜蔬果,优质蛋白为主,是典型的江南地区的菜系。下列相关叙述错误的是( )
A. 运动员摄入宋嫂鱼羹后,其中的淀粉必须经过消化分解才能被细胞吸收利用
B. 就蛋白质而言,高温清炒虾仁过程中其内的营养价值不受影响
C. 蔬果中富含膳食纤维,能够促进胃肠蠕动,降低血糖血脂,有利于预防心血管疾病
D. 肋排中脂肪含量较高,可导致发胖,日常饮食中应避免摄入含脂肪类食物
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质的变性:受热、酸碱、重金属盐、某些有机物(乙醇、甲醛等)、紫外线等作用时蛋白质可发生变性,失去其生理活性;变性是不可逆过程,是化学变化过程。
脂质分为脂肪、磷脂和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D,与糖类相比,脂肪分子中的氢含量多,氧含量少,氧化分解时产生的能量多,因此是良好的储能物质,磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架,固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,也参与脂质在血液中的运输。
【详解】A、人体摄入的淀粉,必须经过消化分解成葡萄糖,才能被细胞吸收利用,A正确;
B、蛋白质不能直接被人体吸收而是要分解成氨基酸后才能被吸收,加热使蛋白质变性,是使蛋白质的空间结构改变,并不影响其氨基酸组成,故加热不影响其营养价值,B正确;
C、膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空,所以多吃一些富含膳食纤维的食物,排便就会通畅,还可降低人体内过高的血脂和血糖等,有利于预防心血管疾病,C正确;
D、脂肪是细胞内良好的储能物质,应适量摄入,D错误。
故选D。
2. 酒酿馒头是先利用糯米制成酒酿,然后将酒酿、酵母和糖调入面粉和成面团发酵后蒸制而成,因带有酒香而得名。下列说法错误的是( )
A. 制作酒酿时应将糯米蒸熟并冷却再拌入酒曲,以防止酵母菌等失活
B. 制作酒酿时糯米中的能量去向有热能散失、转入ATP中和酒精中
C. 酒酿馒头制作过程中NADH还原丙酮酸和氧气,最终产物不同但均产生ATP
D. 酒酿馒头制作过程中酵母菌内丙酮酸分解发生于细胞质基质和线粒体基质
【答案】C
【解析】
【分析】1、果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铬酸钾来检验,该物质与酒精反应呈现灰绿色。
2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同,在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳,在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【详解】A、高温会使酵母菌失活,制作酒酿时应将糯米蒸熟并冷却再拌入酒曲,以防止酵母菌等失活,A正确;
B、制作酒酿的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,即制作酒酿时糯米中的能量去向有热能散失、转入ATP中和酒精中,B正确;
C、制作酒酿的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,即酒酿制作过程中NADH还原丙酮酸生成酒精,不产生ATP,馒头制作的原理是酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳,NADH还原氧气,能产生ATP,C错误;
D、制作酒酿的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,丙酮酸分解(无氧呼吸的第二阶段)发生于细胞质基质;馒头制作的原理是酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳,丙酮酸分解(有氧呼吸的第二阶段)发生于线粒体基质,D正确。
故选C。
3. 国际母乳喂养行动联盟(WABA)确定每年8月1日至7日为“世界母乳喂养周”,以便在世界各地鼓励母乳喂养并改善婴儿健康。母乳含适合新生婴儿的蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷和维生素等营养成分,婴儿的小肠上皮细胞可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白。含n个肽键的某种免疫球蛋白的结构如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. 母乳中的钙元素是构成新生婴儿血红素的重要元素
B. 该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S
C. 若1分子该蛋白质彻底水解,将得到n+1个氨基酸
D. 蛋白质结构多样性与氨基酸间的结合方式密切相关
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质多样性的原因:氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,及肽链盘曲折叠形成的空间结构的多样性。
【详解】A、血红素含有铁元素,而不含钙元素,A错误;
B、由该图信息可知,共含有3个二硫键,每个二硫键的形成,需要两个R基上-SH的参与,所以该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S,B正确;
C、氨基酸数=肽键数+肽链数,由题图信息可知,共有4条肽链,所以彻底水解后可得到n+4个氨基酸,C错误;
D、组成不同蛋白质的氨基酸之间的结合方式均为脱水缩合,不是蛋白质结构多样性的原因,D错误。
故选B。
4. 为了探究半透膜的通透性,研究人员用如图所示装置设计实验,实验操作如下表所示:
组别
①加入材料
②加入材料
①颜色
②颜色
1
淀粉
碘液
蓝色
棕色
2
还原糖
斐林试剂
无色
蓝色
下列有关叙述正确的是( )
A. 若①加入碘液,②加入淀粉,则①颜色为蓝色,②颜色为蓝色
B. 若①加入斐林试剂,②加入淀粉,则①颜色为蓝色,②颜色为砖红色
C. 若①加入淀粉+还原糖,②加入碘液,则①颜色为蓝色,②颜色为棕色
D. 若①加入淀粉+还原糖,②加入斐林试剂,则①颜色为砖红色,②颜色为蓝色
【答案】C
【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,在水浴加热条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。
(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)淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、从表中信息分析得出;碘液能通过半透膜,还原糖、淀粉、斐林试剂不能通过,故若①加入碘液,②加入淀粉,则①颜色为棕色,②颜色为蓝色,A错误;
B、若①加入斐林试剂,②加入淀粉,则①颜色为蓝色,②颜色为无色,B错误;
C、若①加入淀粉+还原糖,②加入碘液,则①颜色为蓝色,②颜色为棕色,C正确;
D、若①加入淀粉+还原糖,②加入斐林试剂需要水浴加热,否则①颜色为无色,②颜色为蓝色,D错误。
故选C。
5. DNA分子的碱基具有吸收260nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时,吸光度偏低;两条链分离时,吸光度升高,因此DNA变性可通过DNA溶液对260nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球菌DNA的变性曲线如图所示,吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度(Tm)。下列说法正确的是( )
A. 加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性
B. A、T碱基对所占比例越高的DNA,变性曲线中Tm值越高
C. 加热至约70℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离
D. 利用PCR技术检测目的基因时需要先将DNA变性
【答案】D
【解析】
【分析】DNA变性的本质原因是:DNA双螺旋分子结构在某种因素的作用下,DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂,使.DNA分子双螺旋结构疏散,双链裂解变成单链,进行解链反应,解链后即称为DNA变性。
【详解】A、加热是使DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA分子双螺旋结构疏散,双链裂解变成单链,进行解链反应,使DNA变性,A错误;
B、A、T碱基对有两个氢键,C、G碱基对有三个氢键,A、T碱基对所占比例越高的DNA变性时需要的温度越低,即变性曲线中Tm值越低,B 错误;
C、加热至约70℃时DNA两条链同时分离, C错误;
D、利用PCR技术检测目的基因时,需要先将DNA变性,使DNA双链打开,D正确。
故选D。
6. 2024年1月呼吸道合胞病毒(RSV)预防性单克隆抗体——尼塞韦单抗正式在中国获批上市,用于预防新生儿和婴儿由RSV引起的下呼吸道感染。科学家将控制尼塞韦单抗结构域的某基因替换了三个碱基以达到延长半衰期的效果。下列说法正确的是( )
A. 尼塞韦单抗的制备利用了基因突变、细胞培养、细胞融合等技术
B. 制备尼塞韦单抗时杂交瘤细胞需要分瓶培养,以防止接触抑制
C. 体外培养杂交瘤细胞时,要通入95%的O2和5%的CO2
D. 为了减轻代谢物积累对细胞的伤害,可在细胞培养液中加入一定量的抗生素
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程: (1)两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)﹔②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。(2)细胞来源:B淋巴细胞:能产生特异性抗体,在体外不能无限繁殖;骨髓瘤细胞不产生专一性抗体,体外能无限繁殖。(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生特异性抗体。(4)提取单克隆抗体:从培养液或小鼠腹水中提取。
【详解】A、科学家将控制尼塞韦单抗结构域的某基因替换了三个碱基,则利用了基因突变的原理,单克隆抗体的制备利用了细胞培养、细胞融合等技术,A正确;
B、制备尼塞韦单抗时杂交瘤细胞培养到一定程度再分瓶培养,液体培养不会出现接触抑制,B错误;
C、体外培养杂交瘤细胞时,要通入95%空气和5%的CO2,C错误;
D、为了减轻代谢物积累对细胞的伤害,必须定期更换培养液,D错误。
故选A。
7. 一对夫妇都是O 型血,通过“试管婴儿”技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是( )
A. “试管婴儿”的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术
B. “试管婴儿”与“克隆动物”的原理相同,不会面临伦理问题
C. 该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎
D. 可将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”
【答案】C
【解析】
【分析】试管婴儿技术的操作 流程是:分别将卵细胞和精子取出后,置于试管内使其受精,并培养成早期胚胎,再将早期胚胎 植入母体内发育成胎儿,孕育成熟后产出。
【详解】A、试管婴儿技术不涉及细胞核移植技术,A错误;
B、“试管婴儿”属于有性生殖,而“克隆动物”属于无性生殖,两者原理不同,且两者均会面临伦理问题,B错误;
C、分析题意可知,“异源嵌合体”是指身体中存在来自不同受精卵的细胞群,一对夫妇都是O 型血,却生下一个A型血的孩子,据此推测该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎,被吸收的早期胚胎含有A型血相关基因,C正确;
D、内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,而滋养层发育为胎膜和胎盘,在现有技术条件下,无法将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”,D错误。
故选C。
8. 线粒体移植疗法(MRT)是将患病母亲卵细胞的核DNA及纺锤体一并移植到仅携带健康线粒体DNA的供体卵细胞(其细胞核DNA已被移除)中,之后再使该卵子受精获得受精卵。MRT可防止线粒体基因突变在母婴之间遗传。下列相关说法错误的是( )
A. 从遗传物质的来源角度该方法获得的为“三亲试管婴儿”,因而引起伦理争议
B. 患病母亲卵细胞与供体卵细胞需要进行同步发育处理
C. 从输卵管冲取的卵细胞经过核移植后不需要再进行处理即可与获能精子发生受精反应
D. 线粒体移植疗法获得的受精卵需要直接移植到母体子宫内
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,将线粒体异常的卵细胞纺锤体移植到正常卵细胞中,该过程就将异常卵细胞的染色体一起移植到正常卵细胞中,实现了核物质的转移,以正常卵细胞的细胞质替换了异常卵细胞的细胞质。
【详解】A、线粒体移植疗法的过程中是用仅携带健康线粒体DNA的供体卵细胞(其细胞核DNA已被移除)和患病母亲的卵细胞的核重组,形成的重组卵再和父亲的精子结合,从遗传物质的来源角度该方法获得的为“三亲试管婴儿”,因而引起伦理争议,A正确;
B、为将患病母亲卵细胞的核DNA及纺锤体一并移植到仅携带健康线粒体DNA的供体卵细胞(其细胞核DNA已被移除)中,患病母亲卵细胞与供体卵细胞需要进行同步发育处理,B正确;
C、从输卵管冲取的卵子已经成熟,不需要再进行处理,即可与获能精子发生受精反应,C正确;
D、线粒体移植疗法获得的受精卵需要发育至桑葚胚或囊胚时,才能移植到母体子宫内,D错误。
故选D。
9. 某实验小组设计了快速检测餐饮食品中金黄色葡萄球菌的方法,主要包括无菌采样、培养基预增菌、煮沸法提取DNA 和实时荧光 PCR技术特异性检测四个步骤。下列叙述错误的是( )
A. 培养基预增菌可以通过保持营养的稳定供给使所提取的菌株均能正常生长
B. 提取 DNA 时需将金黄色葡萄球菌的培养液放入离心机中离心后采集上清液
C. 可根据金黄色葡萄球菌基因组的保守序列设计两种引物,两引物的序列不互补
D. 为满足PCR反应的需求,需控制退火温度及添加 Mg2+以保证DNA 的稳定增长
【答案】B
【解析】
【分析】PCR技术是多聚合酶链式反应,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。用PCR技术扩增目的基因,要先制备目的基因作为模板。
【详解】A、培养基预增菌,目的是增加待测菌的数量,可以通过保持营养的稳定供给使所提取的菌株均能正常生长,A正确;
B、提取DNA时需将金黄色葡萄球菌的培养液放入离心机中进行离心,将上清液去除后对菌体进行采集,B错误;
C、两种引物分别和目的基因的两端的序列互补,两引物的序列不互补,C正确;
D、Mg2+可以提高已发生错配区域的稳定性,为满足PCR反应的需求,需控制退火温度及添加 Mg2+以保证DNA 的稳定增长,D正确。
故选B。
10. 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。
11. 烟草的多糖含量偏高是造成烟叶原料品质不高的重要因素,微生物在烟叶醇化阶段可有效降低烟草的多糖含量。为提高烟叶质量,科研人员筛选出S1~S5微生物菌株,并测定其相关酶活力,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 筛选获得S1~S5微生物菌株时,应以淀粉为唯一碳源
B. 用平板划线法分离单菌落前需对培养液进行稀释
C. 用S1单菌落培养获得的纯培养物对烟叶进行醇化效果最好
D. 烟叶醇化发酵应在低温下进行,以抑制杂菌繁殖
【答案】C
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
①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。
②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。
【详解】A、根据题图信息可知,科研人员筛选出的S1∼S5微生物菌株均能降低烟草中的多糖含量,但不能确定该微生物是否利用淀粉为碳源,A错误;
B、用平板划线法分离单菌落直接使用未经稀释的微生物样本进行划线操作即可达到分离目的,B错误;
C、据图分析可知,科研人员筛选出的S1∼S5微生物菌株均能降低烟草中的多糖含量,S1微生物对降低烟草的多糖酶活力比其他四种都强,故用S1单菌落培养获得的纯培养物对烟叶进行醇化效果最好,C正确。
D、酶催化化学反应需要适宜的温度,烟叶醇化发酵应在适宜的温度下进行,D错误。
故选C。
12. dNTP(包括dATP、dTTP、dGTP、dCTP)的结构与ATP类似,除碱基不同外,dNTP含有脱氧核糖。与dNTP相比,ddNTP的五碳糖为双脱氧核糖,其3'碳位为-H且不能与磷酸形成化学键。现有甲~丁四个PCR反应体系,甲体系中含有放射性磷标记的ddATP(记作ddATP+)和DNA模板链。PCR完成后,经电泳(分子量小的DNA在电场中移动快)将甲体系中一组长度不等的DNA单链分离。丙、乙、丁三个PCR体系与甲相似,分别用于检测T、C、G的碱基序列,检测结果如图。下列说法正确的是( )
A. ddATP+中的放射性磷酸基团应位于ddATP的末端
B. 甲体系中除含ddATP+外,还应含有dTTP、dGTP、dCTP
C. 新掺入脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接在子链的5'端
D. 模板DNA的碱基序列为3'CTGGACTGACAT5'
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子复制的场所、过程和时间:
(1)DNA分子复制的场所:细胞核、线粒体和叶绿体;
(2)DNA分子复制的过程:
①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开;
②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链;
③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子;
(3)DNA分子复制的时间:有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
【详解】A、由于ddNTP的五碳糖为双脱氧核糖,其3'碳位为-H且不能与磷酸形成化学键,因此ddATP+中的放射性磷酸基团不应位于ddATP的末端,A错误;
B、甲体系中除含ddATP+外,还应含有dATP、dTTP、dGTP、dCTP,B错误;
C、PCR扩增时,由5'端向3'端延伸,则新掺入脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接在子链的3'端,C错误;
D、当 ddNTP 结合时,DNA 合成终止,因此DNA合成链可能随机停止在任何碱基处,根据四种碱基的条带位置反向推出DNA序列。 PCR扩增时,由5'端向3'端延伸,则根据电泳图及分子量小的DNA在电场中移动快可知,该DNA片段的待测碱基序列为5'GACCTGACTGTA3',因此模板DNA的碱基序列为3'CTGGACTGACAT5',D正确。
故选D。
13. CRISPR/Cas9基因编辑技术根据靶基因序列设计向导sgRNA,精确引导核酸酶Cas9切割与sgRNA配对的DNA,相关酶在修复断裂DNA的过程中会改变连接部位的碱基序列。科研人员通过删除编码PD-1蛋白基因的2、3、4片段造成蛋白质的功能缺失,制作PD-1基因敲除鼠的流程如图1所示。将体外转录获得的Cas9mRNA和sgRNA导入小鼠的受精卵中,获得了12只基因编辑小鼠。利用PCR鉴定小鼠的基因型,电泳结果如图2所示。已知P1和P2是PCR的引物,下列相关分析正确的是( )
A. 核酸酶 Cas9敲除2、3、4片段作用在磷酸二酯键,引起的变异属于基因重组
B. 欲将基因的2、3、4共3个片段切除,敲除前需要设计3个向导sgRNA
C. 图2中,4和12个体杂交的子代均为基因敲除纯合子(不考虑性别)
D. 图2中,3、5、9个体的体内均能检测到PD-1基因,8和10个体则不能检测到该基因
【答案】C
【解析】
【分析】电泳是指带电粒子在电场的作用下,向与其携带电荷相反的电极迁移的过程。不同带电粒子因分子大小、形状、所带电荷等因素不同,迁移速率也会有所差异。核酸是带负电的生物大分子,其迁移速率主要受核酸片段长度的影响,在电场强度一定时,核酸分子越大,向正极迁移速率越慢。
【详解】A、图1中,通过删除编码PD−1蛋白功能区的2、3、4片段造成蛋白的功能性缺失,指的是将野生型基因内部的部分碱基对剪切,作用在磷酸二酯键,改变的是基因内部的碱基序列,属于可遗传变异中的基因突变,A错误;
B、图1中,需要将基因的2、3、4共3个片段切除,需要设计片段2和片段4的2个sgRNA,B错误;
C、基因敲除后,其核苷酸数量减少,电泳时移动速度快,距离点样孔远,4和12个体均为敲除纯合子,杂交的子代均为基因敲除纯合子,C正确;
D、3和8个体的基因未敲除,5个体和9个体为基因敲除杂合子,体内均能检测到PD-1基因,但是10个体为突变基因纯合子不能检测到PD−1基因,D错误。
故选C。
14. 研究人员利用杏鲍菇(具有双核,AA) 和秀珍菇(具有单核,B) 进行体细胞杂交,以期培养食用菌新品种,流程如图。已知异源融合子因异源基因相混合而获得新的遗传特性,表现出对亲株的拮抗作用,能够在培养基上观察到一条拮抗带。融合后的菌丝,在进行细胞分裂时,会形成一个喙状结构,而单核菌丝不会。
注:高温灭活使原生质体AA仅能生存而无法繁殖。
下列叙述正确的是( )
A. 步骤②中原生质体应在低渗溶液中进行培养并处理
B. 促融后形成的融合菌株可能为AAAA、AAB、BB、AB
C. 在培养基上可以观察到AA菌落、B菌落以及AAB菌落
D. 若有喙状结构和无喙状结构同时出现在拮抗带,步骤③应选择有喙状结构菌丝
【答案】D
【解析】
【分析】高温灭活使原生质体A仅能生存而无法繁殖,因此,培养基上不会有A的菌落。
【详解】A、步骤②中原生质体应在等渗溶液中进行培养并处理,A错误;
BC、高温灭活使原生质体AA仅能生存而无法繁殖,因此不会形成AAAA的融合菌株,也不会出现AA、AB菌落,BC错误;
D、融合后的菌丝,在进行细胞分裂时,会形成一个喙状结构,而单核菌丝不会,因此若有喙状结构和无喙状结构同时出现在拮抗带,步骤③应选择有喙状结构的菌丝,D正确。
故选D。
15. 《全球通史》中说:“古巴导弹危机得到了和平解决……以致促使了几个限制核武器的协定形成:控制核武器实验协定、在现有核国家以外不扩散核武器协定、禁止使用生物武器协定和第一个限制战略武器条约等。”作者意在说明( )
A. 限制核武协定推动了国际格局变化
B. 古巴导弹危机产生的积极影响
C. 两极格局下战争危机得到有效缓解
D. 美苏争霸推动了世界科技进步
【答案】B
【解析】
【分析】由题干分析可知,古巴导弹危机加速了核武器的扩散和非扩散问题的讨论,并促使国际社会加强对核武器的控制和监管。
【详解】A、材料信息无法体现国际格局的变化,A错误;
B、根据题干“古巴导弹危机得到了和平解决……以致促使了几个限制核武器的协定形成”可知,古巴导弹危机促使几个限制核武器的协定形成,一定程度上有利于世界和平,B正确;
C、题干中信息列举了几个限制核武器的协定,但是没有指出战争危机是否得到有效缓解,C错误;
D、材料反映古巴导弹危机和平解决的积极意义,无法体现美苏争霸推动了世界科技进步,D错误。
故选B。
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分。每小题至少有一个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
16. 基因表达的调控可发生在转录前水平,最典型的例子是沙门杆菌两种鞭毛的基因选择性表达。沙门杆菌的两种鞭毛分别由不连锁的两个基因H1、H2编码,且同时只能表达一个。H2基因的上游有一段序列,称hin基因(倒位基因),该基因有H2的启动子,如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 阻遏物基因表达时产生的阻遏物蛋白阻止了RNA聚合酶的功能
B. H1基因能表达是由于基因组内部结构变化使阻遏物蛋白不能合成
C. 据图可知,H2基因和阻遏物基因共用一个启动子
D. H1基因转录出的mRNA经蛋白酶剪切和拼接后可能参与相关调控
【答案】ABC
【解析】
【分析】启动子是RNA聚合酶结合部位,结合后从而使启动基因转录。
【详解】A、阻遏物基因表达时会产生阻遏物蛋白,阻遏物蛋白与 H1基因的启动子结合阻止了RNA 聚合酶的功能,A 正确;
B、倒位基因表达时,可使hin基因发生倒位,这样H2的启动子方向发生了改变,H2基因和阻遏物基因不能表达出H2蛋白和阻遏物蛋白,此时H1基因能表达,B正确;
C、图中H2基因和阻遏物基因转录时形成一个mRNA 分子,故H2基因和阻遏物基因共用一个启动子,C正确;
D、蛋白酶的作用是催化蛋白质水解,mRNA为核酸,不能被蛋白酶剪切和拼接,且沙门杆菌是原核生物,H1基因转录出的mRNA 没有内含子,一般不需要经过剪切和拼接,D错误。
故选ABC。
17. 催产素是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素,具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式(图中三个字母代表不同氨基酸种类)。据此判断下列有关叙述正确的是( )
A. 催产素中含有九个肽键
B. 催产素彻底水解后共得到8种氨基酸
C. 催产素彻底水解需要九个水
D. 形成催产素的过程中相对分子量减少了146
【答案】BD
【解析】
【分析】据图分析:由图可知,催产素含有9个氨基酸,其中有两个Cys通过二硫键相连,所以含有8种氨基酸;两个氨基酸之间的化学键有9个,其中8个是肽键,1个是二硫键。
【详解】A、由图分析可知催产素环状结构是由二硫键形成的,其为链状九肽,共有8个肽键,A错误;
B、由图可知,催产素含有9个8种氨基酸,因此催产素彻底水解后共得到8种氨基酸,B正确;
C、由于催产素中含有8个肽键,因此催产素彻底水解需要8个水,C错误;
D、氨基酸脱水缩合形成催产素过程脱去的水分子数目是8,1个二硫键脱去2个H,因此相对分子量减少8×18+2=146,D正确。
故选BD。
18. 蛋白酶体是一种大分子复合体,其作用是降解细胞内异常的蛋白质。泛素(Ub)是一种小分子蛋白质,介导了蛋白酶体降解蛋白质的过程。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 该过程中可能发生了泛素的磷酸化
B. 蛋白质被降解前,需要多次泛素化标记
C. 蛋白酶体降解蛋白质的过程,不会破坏氢键
D. 内质网中错误折叠的蛋白质可能需由蛋白酶体降解
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
2、氨基酸通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子水的过程。
【详解】A、泛素与异常蛋白质结合的过程,蛋白酶体降解蛋白质的过程均ATP供能,在这个过程中发生了泛素的磷酸化,A正确;
B、泛素蛋白会与异常蛋白质结合,被四个以上泛素标记的蛋白质会被蛋白酶体识别,即蛋白质被降解前,需要多次泛素化标记,B正确;
C、具有一定空间结构的蛋白质含有氢键,蛋白酶体降解蛋白质的过程,会破坏蛋白质中的肽键,也会破坏氢键,C错误;
D、蛋白酶体是一种大分子复合体,其作用是降解细胞内异常的蛋白质,故在内质网中错误折叠的蛋白质可能需由蛋白酶体降解,D正确。
故选ABD。
19. 交错PCR能实现同源基因的重组(如图,仅示单链)。第一轮延伸15s,获得短产物①②。在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸15s,合成交错产物③④。每一轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物-模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因产物。相关叙述正确的是( )
A. 交错PCR原理是DNA半保留复制
B. 交错PCR延伸温度设定为55℃可增加交错次数
C. 上一轮交错产物需与模板链严格配对才能继续下一轮扩增
D. 若交错循环20轮,一共产生220个DNA分子
【答案】AB
【解析】
【分析】PCR技术的原理是模拟生物体内DNA分子复制的过程,利用DNA分子热变性原理,通过控制温度控制控制DNA分子的解聚和结合。
【详解】A、交错PCR是PCR技术的延伸,利用了DNA半保留复制,A正确;
B、在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸15s,合成交错产物③④,故延伸温度设定为55℃可增加交错次数,B正确;
CD、交错延伸PCR与普通PCR技术的区别是每轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物一模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因片段混合产物。故上一轮交错产物不需与模板链完全配对即可继续下一轮扩增,交错循环20轮,也只产生1个DNA分子,CD错误。
故选AB。
20. 苏云金杆菌是杀灭玉米螟的重要生物,灭蚊球孢菌具有杀灭蚊子的效能,某人将这两种菌的原生质体融合获得既能杀蚊又能杀螟的新菌株,过程见下图。微生物原生质体的获得等过程和植物的类似。下列叙述错误的是( )
A. ①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合及细胞壁再生
B. 图中过程与植物体细胞杂交过程相比,去壁方法、诱导融合的方法、所依据的原理均完全相同
C. 离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体
D. 图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株染色体数目加倍
【答案】ABD
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。这种技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面具有独特的优势。
【详解】A、①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合,PEG不具有诱导细胞壁再生的作用,A错误;
B、去除细菌细胞壁和植物细胞的细胞壁都可以用酶解法,但所用酶的种类不同;图中为细菌细胞的杂交过程,与植物体细胞杂交过程相比,诱导融合的方法不完全相同;图中过程与植物体细胞杂交所依据的原理均有细胞膜具有一定的流动性,但植物体细胞杂交还利用了植物细胞具有全能性的原理,将杂种细胞培育为杂种植物,B错误;
C、溶菌酶可以溶解细菌的细胞壁。离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体,C正确;
D、筛选到的融合株,还要从个体生物学水平检测其是否具有杀灭玉米螟和杀灭蚊子的能力,所以图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株既有苏云金杆菌的基因,又有灭蚊球孢菌的基因,但这两种生物是原核生物,不含染色体,D错误。
故选ABD。
第II卷(非选择题,共55分)
21. 光学显微镜是中学生最常用的实验仪器,下图中7 mm、0.5 mm表示观察清楚时物镜与观察物之间的距离。请回答下列问题:
(1)图1表示显微镜的________镜,在观察花生子叶细胞中的脂肪实验中,应先用图中________(填甲或乙)镜观察。
(2)图2表示光学显微镜的一组镜头,目镜标有5×和15×字样,物镜标有10×和40×字样。图3表示镜头与载玻片之间的距离。请据图回答:
①要仔细观察叶绿体的形态时,显微镜的目镜、物镜及其与盖玻片间的距离组合为________________(填序号),此时放大倍数为________倍。
②显微镜目镜为10×、物镜为10×时,视野被相连的96个分生组织细胞所充满,若物镜转换为40×后,则视野中可观察到的细胞数为________个。
③在观察中,c与d的显微视野中比较明亮的是________。
④若在低倍镜下发现有一异物,当移动装片时,异物不动,转换高倍镜后,异物仍可观察到,此异物可能存在于________
A.物镜上 B.目镜上 C.装片上 D.反光镜上
【答案】 ①. 物 ②. 甲 ③. b、c、A ④. 600 ⑤. 6 ⑥. d ⑦. B
【解析】
【分析】显微镜的放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。用显微镜观察植物细胞装片的同一部位时,显微镜的放大倍数越大,看到的细胞就越大,但数目就越少,视野越暗;显微镜的放大倍数越小,看到的细胞就越小,但数目就越多,视野越亮。
【详解】(1)图1中的镜头有螺纹,表示显微镜的物镜。物镜越长,放大倍数越大,因此甲物镜的放大倍数大于乙物镜。在使用显微镜时,应先用低倍镜(甲镜)观察。
(2)①要仔细观察叶绿体的形态时,应使用高倍镜,所以显微镜的目镜、物镜及其与盖玻片间的距离组合为b、c、A,此时放大倍数为15×40=600。
②物镜转换为40×后,则物体的长度和宽度在原来的基础上各放大4倍,因此视野中可观察到的细胞数为96÷4÷4=6个。
③放大倍数越大,视野越暗,因此c与d的显微视野中比较明亮的是d。
④当移动装片时,异物不动;转换高倍镜后,异物仍可观察到,说明异物存在于目镜上。
【点睛】明确目镜和物镜外形上的不同,目镜和物镜镜筒长短与放大倍数之间的关系是解答本题的关键。
22. 幽门螺杆菌是引起胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡等疾病的“罪魁祸首”。如图是幽门螺杆菌结构模式图。请回答:
(1)幽门螺杆菌与酵母菌比较,二者共有的结构是_______________(填序号);二者的主要区别在于幽门螺杆菌_____________________________;其可遗传变异类型有__________________。
(2)沃伦和马歇尔用高倍显微镜观察慢性胃炎活体标本时,意外地发现了某种细菌,而且这种细菌总是出现在慢性胃炎标本中,而在正常胃窦黏膜中则无这种细菌。他们根据这一现象,提出了关于慢性胃炎病因的假设。该假设最可能是____________________________________________。
(3)为了进一步探究影响幽门螺杆菌生长繁殖的因素,某研究性学习小组在培养该菌过程中,发现了在某种细菌(简称W菌)的周围,幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制。他们把W菌接种在专门的培养基上培养,一段时间后,除去W菌,在此培养基上再培养幽门螺杆菌,结果是幽门螺杆菌仍然不能正常生长繁殖。
①据材料分析,研究小组的同学对“造成W菌周围的幽门螺杆菌不能正常生长繁殖”的原因最可能的假设是________________________________________。
②试参照上述材料设计实验验证①中的假设。
A.方法步骤:
a.制备培养基:取两个培养皿,按相同的营养成分配制成甲、乙两个培养基。
b.设置对照:在甲培养基上接种W菌,乙培养基上________________,相同条件下培养一段时间后,对甲培养基进行的操作为____________________ 。
c.接种幽门螺杆菌:在甲、乙两培养基上分别接种相同的幽门螺杆菌。
d.培养观察:在_________________条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B.实验结果:______培养基上幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制,不能正常繁殖,而______培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受抑制,正常繁殖。
【答案】 ①. 1、2、3、5 ②. 没有以核膜为界限的细胞核 ③. 基因突变 ④. 慢性胃炎可能与这种细菌有关 ⑤. W菌产生了不利于幽门螺杆菌生存的物质 ⑥. 不接种W菌 ⑦. 除去W菌 ⑧. 相同且适宜 ⑨. 甲 ⑩. 乙
【解析】
【分析】分析题图:图示为幽门螺杆菌(原核生物)结构模式图,其中1表示细胞壁;2表示细胞膜;3表示核糖体,是蛋白质的合成场所;4表示拟核(其中只有DNA);5表示细胞质基质。
【详解】(1)幽门螺杆菌是原核生物,而酵母菌是真核生物,两者共有的结构是1细胞壁、2细胞膜、3核糖体、5细胞质基质;原核生物与真核生物相比,最大的区别是原核细胞没有以核膜界限的细胞核;与真核细胞相比,原核细胞在结构上最主要的区别是没有核膜包被的成形的细胞核;原核细胞没有染色体,不能进行有性生殖,因此其可遗传变异只有基因突变。
(2)已知这种细菌总是出现在慢性胃炎标本中,而正常的胃窦黏膜则没有这种细菌,因此提出的假设为:慢性胃炎可能与这种细菌有密切关系。
(3)①根据题干信息已知,W菌周围的幽门螺杆菌不能生长繁殖,且除去W菌后再接种幽门螺杆菌仍然不能正常生长繁殖,说明W菌可能产生了不利于幽门螺杆菌生存的物质。
②A、
b、设置对照:本实验的自变量为是否接种W菌,根据实验设计的基本原则,在甲培养基上接种W菌,乙培养基上不接种W菌,相同条件下培养一段时间后,除去甲培养基上的W菌。
d、培养观察:在相同且适宜条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B、实验结果是:甲培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖受到限制,不能正常繁殖,而乙培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受限制,正常繁殖。
【点睛】解答本题应该做到以下几点:
①了解幽门螺杆菌的生活习性,找出实验的自变量和因变量,结合实验设计的基本原则补充实验过程和预测实验结果;
②了解生物变异的类型,分析原核生物变异类型只有基因突变的原因;
③区别原核生物和真核生物,原核生物没有核膜包被的细胞核,只有拟核。
23. 为降低人类乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体一药物偶联物(ADC),过程如下图所示。
(1)动物细胞培养时,可以用____________酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是____________(至少回答两点)。
(2)单克隆抗体的优点是____________。
(3)研究发现,ADC在患者体内的作用如下图所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有____________等作用。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,可导致____________。
③ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,该过程依赖于____________原理。
【答案】(1) ①. 胰蛋白(或胶原蛋白)(或胰蛋白酶、胶原蛋白) ②. 细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累
(2)能准确地识别抗原的细微差异,与特定的抗原发生特异性结合,并且可以大量制备(或特异性强、灵敏度高、可大量制备)
(3) ①. 作为诊断试剂、治疗疾病 ②. 癌细胞凋亡 ③. 抗原-抗体特异性结合
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【小问1详解】
动物细胞培养时,可以用胰蛋白(或胶原蛋白)酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,获得单细胞悬液,为了保证细胞正常生命活动,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖,其原因应该为细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累,进而导致生长停止。
【小问2详解】
通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,此时获得的杂交瘤细胞既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体,通过该过程获得的单克隆抗体表现的优点为纯度高,因而表现出的典型优点是特异性强、灵敏度高,由于杂交瘤细胞可以无限增殖,因此单克隆抗体具有可大量制备的优点。
【小问3详解】
①图中ADC中的单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,让药物作用于乳腺癌细胞,而不是正常的细胞,可以降低乳腺癌治疗药物的副作用,这个过程依赖于特异性的抗原与抗体反应,可以有效地治疗疾病;除外,单克隆抗体还可以作为诊断试剂,如检测相关基因有没有表达成蛋白质,或检测抗原的有无,故单克隆抗体除了运载药物外,还有作为诊断试剂、治疗疾病等应用。
②由图2可知,ADC进入乳腺癌细胞,溶酶体可以将ADC水解,释放出的药物进入细胞质基质,最终作用于细胞核,引起乳腺癌细胞的凋亡。
③单克隆抗体能与细胞表面的抗原特异性结合,能精确地定位乳腺癌细胞,该过程的原理是抗原-抗体特异性结合。
24. 影响小鼠内耳形态的基因A突变会导致遗传性耳聋,研究人员尝试进行基因治疗。
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统由sgRNA及Cas9蛋白组成。图1所示,sgRNA与目标DNA结合,引导Cas9蛋白切割靶序列的双链DNA,导致________键断裂。
(2)同源重组是指在DNA断裂的情况下,含有同源区段的DNA之间发生的重组。科研人员尝试利用同源重组原理对耳聋小鼠进行基因治疗。
①利用________技术扩增野生型小鼠的基因A,再用图2中的限制酶________切割基因A与腺病毒载体形成黏性末端,最后利用________酶进行拼接,构建腺病毒表达载体。科研人员尝试利用该载体与耳聋小鼠的DNA进行同源重组,效果不佳。
②在上述基础上,科研人员又将sgRNA基因、Cas9基因接入了腺病毒表达载体(见图3),同时引入sgRNA的识别序列,目的是________。图3所示的腺病毒表达载体还需要哪些必要的结构或基因_____(多选)。
A.启动子和终止子
B.RNA聚合酶基因
C.标记基因
D.起始密码子和终止密码子
E.反密码子
F.复制原点
(3)将腺病毒表达载体注入耳聋小鼠的单侧耳组织细胞。为评估该治疗方案的效果,研究人员使用同一只小鼠的非注射耳作为对照,而不是另一只没有注射腺病毒表达载体的小鼠,好处是可以排除________对实验结果的影响。
(4)进一步研究结果表明该方案可以有效纠正小鼠的突变基因,从而治疗小鼠的遗传性耳聋。人体内基因A突变也会导致遗传性耳聋,欲将该方案用于临床治疗,从安全性角度还应关注________。
【答案】(1)磷酸二酯键
(2) ①. PCR ②. SpeI和Sal ③. DNA连接酶 ④. 通过CRISPR/Cas9基因编辑系统切割腺病毒表达载体DNA和耳聋模型鼠染色体DNA,使DNA发生断裂,启动同源重组 ⑤. ACF
(3)小鼠的个体差异 (4)该技术对其他功能基因是否存在非特异性编辑
【解析】
【分析】1、实现基因工程的操作至少需要三种“分子工具”,即准确切割DNA分子的 “分子手术刀”——限制酶、将DNA片段再连接起来的“分子缝合针”——DNA连接酶和将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”——载体。
2、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;目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
DNA分子的单体间通过磷酸二酯键相连接,Cas9蛋白切割靶序列的双链DNA,导致靶序列磷酸二酯键断裂。
【小问2详解】
①PCR为体外扩增DNA分子的一项技术,若要扩增野生型小鼠的基因A,则要用到PCR技术。如图2所示,若要利用同源重组原理对耳聋小鼠进行基因治疗,则构建的基因表达载体中应包含同源区a、b,所用的限制酶要能同时把基因A中的同源区a、b切割下来。因此,所用的限制酶是SpeI和Sal,即能把基因A中的同源区a、b切割下来,也在腺病毒载体上有相应切口。利用限制酶所获取的目的片段和腺病毒载体片段,还要用DNA连接酶进行连接,形成重组的基因表达载体。
②利用图2所示的载体与耳聋小鼠的DNA进行同源重组,效果不佳,有可能是未启动重组。将sgRNA基因、Cas9基因接入了腺病毒表达载体,同时引入sgRNA的识别序列,目的是通过CRISPR/Cas9基因编辑系统切割腺病毒表达载体DNA和耳聋模型鼠染色体DNA,使DNA发生断裂,启动同源重组。一个能正常表达的重组基因表达载体应包含有目的基因、标记基因、启动子和终止子、复制原点,因此图3所示的腺病毒表达载体还需要标记基因、启动子和终止子、复制原点,故选ACF。
【小问3详解】
实验过程要遵循单一变量原则,研究人员使用同一只小鼠的非注射耳作为对照,而不是另一只没有注射腺病毒表达载体的小鼠,好处是可以排除小鼠的个体差异对实验结果的影响。
【小问4详解】
欲将该方案用于临床治疗,从安全性角度还应关注该技术对其他功能基因是否存在非特异性编辑。
25. A蛋白是某种激素合成的关键酶。为鉴定该激素合成的部位及生理作用,科研团队利用无缝克隆技术将A蛋白结合蛋白基因(P基因)与葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)融合,构建A蛋白检测探针,通过农杆菌转化法导入拟南芥进行实验。相关原理、过程及质粒的结构如下图所示。
注:①bar为抗草甘膦(一种除草剂)基因;Tetr为四环素抗性基因;Ampr为氨苄青霉素抗性基因②F1、F2、R1、R2为引物③BamH I、Sma I、Bcl I为限制酶
(1)无缝克隆时所需的酶除T5核酸外切酶外还有__________。用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是R2引物5'端序列与_________互补。
(2)利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒,选用的限制酶为__________。扩增融合基因所需的引物R1和F2应选用下列引物组合为________。
①5'-…CTTGGATGAT-3'②5'-…TAAGTTGTCT-3'③5'-…ATTCAACAGA-3' ④5'-…TCTGTTGAAT-3'
(3)利用农杆菌转化法将融合基因导入农杆菌、拟南芥细胞的过程中,需要筛选两次,这两次筛选分别是_________。
(4)葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,将转基因拟南芥置于不同培养液中培养一段时间,然后分离不同部位的组织分别加入X-Gluc进行鉴定,结果如下表所示:
部位
根
茎
叶
完全培养液
蓝色
浅蓝
浅蓝
缺磷培养液
深蓝
蓝色
浅蓝
分析表明,该激素最主要的合成部位是__________,通过实验结果分析该激素的生理作用是_________。
【答案】(1) ①. DNA聚合酶和DNA连接酶 ②. F1(或P基因左侧序列)
(2) ①. Bcl I和Sma I ②. ①④
(3)先筛选出能在含四环素培养基上生长而不能在含氨苄青霉素培养基上生长的农杆菌,再用含草甘膦的培养基筛选出导入融合基因的拟南芥细胞
(4) ①. 根 ②. 促进植物对磷元素的吸收
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
【小问1详解】
由题图信息可知,利用无缝克隆技术将A蛋白结合蛋白基因(P基因)与葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)融合,构建A蛋白检测探针,所以无缝克隆时所需的酶除T5核酸外切酶外还有DNA聚合酶和DNA连接酶。DNA的两条链是反向平行的,用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是R2引物5'端序列与F1(或P基因左侧序列)3'互补。
【小问2详解】
利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒的T-DNA区,如果使用BamH I,会降Ti质粒上的复制原点切掉,剩下的部分在启动子和终止子之间没有限制酶的切割位点,故选择Bcl I和Sma I。根据融合基因的放大图可知,扩增时以DNA的两条链分别作模板,扩增融合基因所需的引物R1和F2应选用下列引物组合为3'端序列可以与④5'-…TCTGTTGAAT-3'配对,5'端序列的互补链可以与①5'-…CTTGGATGAT-3'配对,因此选用的引物组合为①④。
【小问3详解】
利用农杆菌转化法将融合基因导入农杆菌、拟南芥细胞的过程中,需要筛选两次,这两次筛选分别是先筛选出能在含四环素培养基上生长而不能在含氨苄青霉素培养基上生长的农杆菌,再用含草甘膦的培养基筛选出导入融合基因的拟南芥细胞。
【小问4详解】
葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,根据表格可知,在完全培养液中,只有根呈现蓝色,说明该激素最主要的合成部位是根,与完全培养液相比,在缺磷培养液中,根的颜色变为深蓝,而在含磷的完全培养液中出现蓝色,说明该激素的生理作用是促进植物对磷元素的吸收,促进葡萄糖苷酸酶合成,水解X-Gluc呈蓝色。
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晋城一中丹河校区2022级高二年级下学期第四次调研考试试题
生物
本试卷分为第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。请将全部答案按要求写在答卷纸上。
第I卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(本题包括15小题,每小题2分,共30分)
1. 杭州第19届亚运会期间运动员的菜单中宋嫂鱼羹、清炒虾仁、蒜香肋排等江浙美食勾起了看客们的馋虫。这套菜单以新鲜蔬果,优质蛋白为主,是典型的江南地区的菜系。下列相关叙述错误的是( )
A. 运动员摄入宋嫂鱼羹后,其中的淀粉必须经过消化分解才能被细胞吸收利用
B. 就蛋白质而言,高温清炒虾仁的过程中其内的营养价值不受影响
C. 蔬果中富含膳食纤维,能够促进胃肠蠕动,降低血糖血脂,有利于预防心血管疾病
D. 肋排中脂肪含量较高,可导致发胖,日常饮食中应避免摄入含脂肪类食物
2. 酒酿馒头是先利用糯米制成酒酿,然后将酒酿、酵母和糖调入面粉和成面团发酵后蒸制而成,因带有酒香而得名。下列说法错误的是( )
A. 制作酒酿时应将糯米蒸熟并冷却再拌入酒曲,以防止酵母菌等失活
B. 制作酒酿时糯米中的能量去向有热能散失、转入ATP中和酒精中
C. 酒酿馒头制作过程中NADH还原丙酮酸和氧气,最终产物不同但均产生ATP
D. 酒酿馒头制作过程中酵母菌内丙酮酸分解发生于细胞质基质和线粒体基质
3. 国际母乳喂养行动联盟(WABA)确定每年8月1日至7日为“世界母乳喂养周”,以便在世界各地鼓励母乳喂养并改善婴儿健康。母乳含适合新生婴儿的蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷和维生素等营养成分,婴儿的小肠上皮细胞可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白。含n个肽键的某种免疫球蛋白的结构如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A. 母乳中的钙元素是构成新生婴儿血红素的重要元素
B. 该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S
C. 若1分子该蛋白质彻底水解,将得到n+1个氨基酸
D. 蛋白质结构多样性与氨基酸间的结合方式密切相关
4. 为了探究半透膜的通透性,研究人员用如图所示装置设计实验,实验操作如下表所示:
组别
①加入材料
②加入材料
①颜色
②颜色
1
淀粉
碘液
蓝色
棕色
2
还原糖
斐林试剂
无色
蓝色
下列有关叙述正确的是( )
A. 若①加入碘液,②加入淀粉,则①颜色为蓝色,②颜色为蓝色
B. 若①加入斐林试剂,②加入淀粉,则①颜色为蓝色,②颜色为砖红色
C. 若①加入淀粉+还原糖,②加入碘液,则①颜色为蓝色,②颜色为棕色
D. 若①加入淀粉+还原糖,②加入斐林试剂,则①颜色为砖红色,②颜色为蓝色
5. DNA分子的碱基具有吸收260nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时,吸光度偏低;两条链分离时,吸光度升高,因此DNA变性可通过DNA溶液对260nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球菌DNA的变性曲线如图所示,吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度(Tm)。下列说法正确的是( )
A. 加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性
B. A、T碱基对所占比例越高的DNA,变性曲线中Tm值越高
C. 加热至约70℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离
D. 利用PCR技术检测目的基因时需要先将DNA变性
6. 2024年1月呼吸道合胞病毒(RSV)预防性单克隆抗体——尼塞韦单抗正式在中国获批上市,用于预防新生儿和婴儿由RSV引起的下呼吸道感染。科学家将控制尼塞韦单抗结构域的某基因替换了三个碱基以达到延长半衰期的效果。下列说法正确的是( )
A. 尼塞韦单抗的制备利用了基因突变、细胞培养、细胞融合等技术
B. 制备尼塞韦单抗时杂交瘤细胞需要分瓶培养,以防止接触抑制
C. 体外培养杂交瘤细胞时,要通入95%的O2和5%的CO2
D. 为了减轻代谢物积累对细胞的伤害,可在细胞培养液中加入一定量的抗生素
7. 一对夫妇都是O 型血,通过“试管婴儿”技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是( )
A. “试管婴儿”的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术
B. “试管婴儿”与“克隆动物”的原理相同,不会面临伦理问题
C. 该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟早期胚胎
D. 可将2个囊胚的内细胞团与滋养层交换重组,构建“异源嵌合体”
8. 线粒体移植疗法(MRT)是将患病母亲卵细胞的核DNA及纺锤体一并移植到仅携带健康线粒体DNA的供体卵细胞(其细胞核DNA已被移除)中,之后再使该卵子受精获得受精卵。MRT可防止线粒体基因突变在母婴之间遗传。下列相关说法错误的是( )
A. 从遗传物质的来源角度该方法获得的为“三亲试管婴儿”,因而引起伦理争议
B. 患病母亲卵细胞与供体卵细胞需要进行同步发育处理
C. 从输卵管冲取的卵细胞经过核移植后不需要再进行处理即可与获能精子发生受精反应
D. 线粒体移植疗法获得受精卵需要直接移植到母体子宫内
9. 某实验小组设计了快速检测餐饮食品中金黄色葡萄球菌的方法,主要包括无菌采样、培养基预增菌、煮沸法提取DNA 和实时荧光 PCR技术特异性检测四个步骤。下列叙述错误的是( )
A. 培养基预增菌可以通过保持营养的稳定供给使所提取的菌株均能正常生长
B. 提取 DNA 时需将金黄色葡萄球菌的培养液放入离心机中离心后采集上清液
C. 可根据金黄色葡萄球菌基因组的保守序列设计两种引物,两引物的序列不互补
D. 为满足PCR反应的需求,需控制退火温度及添加 Mg2+以保证DNA 的稳定增长
10. 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
11. 烟草的多糖含量偏高是造成烟叶原料品质不高的重要因素,微生物在烟叶醇化阶段可有效降低烟草的多糖含量。为提高烟叶质量,科研人员筛选出S1~S5微生物菌株,并测定其相关酶活力,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 筛选获得S1~S5微生物菌株时,应以淀粉为唯一碳源
B. 用平板划线法分离单菌落前需对培养液进行稀释
C. 用S1单菌落培养获得的纯培养物对烟叶进行醇化效果最好
D. 烟叶醇化发酵应在低温下进行,以抑制杂菌繁殖
12. dNTP(包括dATP、dTTP、dGTP、dCTP)的结构与ATP类似,除碱基不同外,dNTP含有脱氧核糖。与dNTP相比,ddNTP的五碳糖为双脱氧核糖,其3'碳位为-H且不能与磷酸形成化学键。现有甲~丁四个PCR反应体系,甲体系中含有放射性磷标记的ddATP(记作ddATP+)和DNA模板链。PCR完成后,经电泳(分子量小的DNA在电场中移动快)将甲体系中一组长度不等的DNA单链分离。丙、乙、丁三个PCR体系与甲相似,分别用于检测T、C、G的碱基序列,检测结果如图。下列说法正确的是( )
A. ddATP+中放射性磷酸基团应位于ddATP的末端
B. 甲体系中除含ddATP+外,还应含有dTTP、dGTP、dCTP
C. 新掺入脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接在子链的5'端
D. 模板DNA的碱基序列为3'CTGGACTGACAT5'
13. CRISPR/Cas9基因编辑技术根据靶基因序列设计向导sgRNA,精确引导核酸酶Cas9切割与sgRNA配对的DNA,相关酶在修复断裂DNA的过程中会改变连接部位的碱基序列。科研人员通过删除编码PD-1蛋白基因的2、3、4片段造成蛋白质的功能缺失,制作PD-1基因敲除鼠的流程如图1所示。将体外转录获得的Cas9mRNA和sgRNA导入小鼠的受精卵中,获得了12只基因编辑小鼠。利用PCR鉴定小鼠的基因型,电泳结果如图2所示。已知P1和P2是PCR的引物,下列相关分析正确的是( )
A. 核酸酶 Cas9敲除2、3、4片段作用在磷酸二酯键,引起的变异属于基因重组
B. 欲将基因的2、3、4共3个片段切除,敲除前需要设计3个向导sgRNA
C. 图2中,4和12个体杂交的子代均为基因敲除纯合子(不考虑性别)
D. 图2中,3、5、9个体的体内均能检测到PD-1基因,8和10个体则不能检测到该基因
14. 研究人员利用杏鲍菇(具有双核,AA) 和秀珍菇(具有单核,B) 进行体细胞杂交,以期培养食用菌新品种,流程如图。已知异源融合子因异源基因相混合而获得新的遗传特性,表现出对亲株的拮抗作用,能够在培养基上观察到一条拮抗带。融合后的菌丝,在进行细胞分裂时,会形成一个喙状结构,而单核菌丝不会。
注:高温灭活使原生质体AA仅能生存而无法繁殖。
下列叙述正确的是( )
A. 步骤②中原生质体应在低渗溶液中进行培养并处理
B. 促融后形成的融合菌株可能为AAAA、AAB、BB、AB
C. 在培养基上可以观察到AA菌落、B菌落以及AAB菌落
D. 若有喙状结构和无喙状结构同时出现在拮抗带,步骤③应选择有喙状结构的菌丝
15. 《全球通史》中说:“古巴导弹危机得到了和平解决……以致促使了几个限制核武器的协定形成:控制核武器实验协定、在现有核国家以外不扩散核武器协定、禁止使用生物武器协定和第一个限制战略武器条约等。”作者意在说明( )
A. 限制核武协定推动了国际格局变化
B. 古巴导弹危机产生的积极影响
C. 两极格局下战争危机得到有效缓解
D. 美苏争霸推动了世界科技进步
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分。每小题至少有一个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
16. 基因表达的调控可发生在转录前水平,最典型的例子是沙门杆菌两种鞭毛的基因选择性表达。沙门杆菌的两种鞭毛分别由不连锁的两个基因H1、H2编码,且同时只能表达一个。H2基因的上游有一段序列,称hin基因(倒位基因),该基因有H2的启动子,如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 阻遏物基因表达时产生的阻遏物蛋白阻止了RNA聚合酶的功能
B. H1基因能表达是由于基因组内部结构变化使阻遏物蛋白不能合成
C. 据图可知,H2基因和阻遏物基因共用一个启动子
D. H1基因转录出的mRNA经蛋白酶剪切和拼接后可能参与相关调控
17. 催产素是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素,具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式(图中三个字母代表不同氨基酸种类)。据此判断下列有关叙述正确的是( )
A. 催产素中含有九个肽键
B. 催产素彻底水解后共得到8种氨基酸
C. 催产素彻底水解需要九个水
D. 形成催产素的过程中相对分子量减少了146
18. 蛋白酶体是一种大分子复合体,其作用是降解细胞内异常的蛋白质。泛素(Ub)是一种小分子蛋白质,介导了蛋白酶体降解蛋白质的过程。据图分析,下列说法正确的是( )
A. 该过程中可能发生了泛素的磷酸化
B. 蛋白质被降解前,需要多次泛素化标记
C. 蛋白酶体降解蛋白质的过程,不会破坏氢键
D. 内质网中错误折叠的蛋白质可能需由蛋白酶体降解
19. 交错PCR能实现同源基因重组(如图,仅示单链)。第一轮延伸15s,获得短产物①②。在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸15s,合成交错产物③④。每一轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物-模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因产物。相关叙述正确的是( )
A. 交错PCR原理是DNA半保留复制
B. 交错PCR延伸温度设定为55℃可增加交错次数
C. 上一轮交错产物需与模板链严格配对才能继续下一轮扩增
D. 若交错循环20轮,一共产生220个DNA分子
20. 苏云金杆菌是杀灭玉米螟的重要生物,灭蚊球孢菌具有杀灭蚊子的效能,某人将这两种菌的原生质体融合获得既能杀蚊又能杀螟的新菌株,过程见下图。微生物原生质体的获得等过程和植物的类似。下列叙述错误的是( )
A. ①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合及细胞壁再生
B. 图中过程与植物体细胞杂交过程相比,去壁方法、诱导融合的方法、所依据的原理均完全相同
C. 离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体
D. 图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株染色体数目加倍
第II卷(非选择题,共55分)
21. 光学显微镜是中学生最常用的实验仪器,下图中7 mm、0.5 mm表示观察清楚时物镜与观察物之间的距离。请回答下列问题:
(1)图1表示显微镜的________镜,在观察花生子叶细胞中的脂肪实验中,应先用图中________(填甲或乙)镜观察。
(2)图2表示光学显微镜一组镜头,目镜标有5×和15×字样,物镜标有10×和40×字样。图3表示镜头与载玻片之间的距离。请据图回答:
①要仔细观察叶绿体的形态时,显微镜的目镜、物镜及其与盖玻片间的距离组合为________________(填序号),此时放大倍数为________倍。
②显微镜目镜为10×、物镜为10×时,视野被相连的96个分生组织细胞所充满,若物镜转换为40×后,则视野中可观察到的细胞数为________个。
③在观察中,c与d的显微视野中比较明亮的是________。
④若在低倍镜下发现有一异物,当移动装片时,异物不动,转换高倍镜后,异物仍可观察到,此异物可能存在于________
A.物镜上 B.目镜上 C.装片上 D.反光镜上
22. 幽门螺杆菌是引起胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡等疾病的“罪魁祸首”。如图是幽门螺杆菌结构模式图。请回答:
(1)幽门螺杆菌与酵母菌比较,二者共有的结构是_______________(填序号);二者的主要区别在于幽门螺杆菌_____________________________;其可遗传变异类型有__________________。
(2)沃伦和马歇尔用高倍显微镜观察慢性胃炎活体标本时,意外地发现了某种细菌,而且这种细菌总是出现在慢性胃炎标本中,而在正常的胃窦黏膜中则无这种细菌。他们根据这一现象,提出了关于慢性胃炎病因的假设。该假设最可能是____________________________________________。
(3)为了进一步探究影响幽门螺杆菌生长繁殖的因素,某研究性学习小组在培养该菌过程中,发现了在某种细菌(简称W菌)的周围,幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制。他们把W菌接种在专门的培养基上培养,一段时间后,除去W菌,在此培养基上再培养幽门螺杆菌,结果是幽门螺杆菌仍然不能正常生长繁殖。
①据材料分析,研究小组的同学对“造成W菌周围的幽门螺杆菌不能正常生长繁殖”的原因最可能的假设是________________________________________。
②试参照上述材料设计实验验证①中的假设。
A.方法步骤:
a.制备培养基:取两个培养皿,按相同的营养成分配制成甲、乙两个培养基。
b.设置对照:在甲培养基上接种W菌,乙培养基上________________,相同条件下培养一段时间后,对甲培养基进行的操作为____________________ 。
c.接种幽门螺杆菌:在甲、乙两培养基上分别接种相同的幽门螺杆菌。
d.培养观察:在_________________条件下培养甲、乙两个培养基上的幽门螺杆菌。
B.实验结果:______培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖受到抑制,不能正常繁殖,而______培养基上的幽门螺杆菌的生长繁殖不受抑制,正常繁殖。
23. 为降低人类乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体一药物偶联物(ADC),过程如下图所示。
(1)动物细胞培养时,可以用____________酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是____________(至少回答两点)。
(2)单克隆抗体的优点是____________。
(3)研究发现,ADC在患者体内的作用如下图所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有____________等作用。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,可导致____________。
③ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,该过程依赖于____________原理。
24. 影响小鼠内耳形态的基因A突变会导致遗传性耳聋,研究人员尝试进行基因治疗。
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统由sgRNA及Cas9蛋白组成。图1所示,sgRNA与目标DNA结合,引导Cas9蛋白切割靶序列的双链DNA,导致________键断裂。
(2)同源重组是指在DNA断裂的情况下,含有同源区段的DNA之间发生的重组。科研人员尝试利用同源重组原理对耳聋小鼠进行基因治疗。
①利用________技术扩增野生型小鼠的基因A,再用图2中的限制酶________切割基因A与腺病毒载体形成黏性末端,最后利用________酶进行拼接,构建腺病毒表达载体。科研人员尝试利用该载体与耳聋小鼠的DNA进行同源重组,效果不佳。
②在上述基础上,科研人员又将sgRNA基因、Cas9基因接入了腺病毒表达载体(见图3),同时引入sgRNA的识别序列,目的是________。图3所示的腺病毒表达载体还需要哪些必要的结构或基因_____(多选)。
A.启动子和终止子
B.RNA聚合酶基因
C.标记基因
D.起始密码子和终止密码子
E.反密码子
F.复制原点
(3)将腺病毒表达载体注入耳聋小鼠的单侧耳组织细胞。为评估该治疗方案的效果,研究人员使用同一只小鼠的非注射耳作为对照,而不是另一只没有注射腺病毒表达载体的小鼠,好处是可以排除________对实验结果的影响。
(4)进一步研究结果表明该方案可以有效纠正小鼠的突变基因,从而治疗小鼠的遗传性耳聋。人体内基因A突变也会导致遗传性耳聋,欲将该方案用于临床治疗,从安全性角度还应关注________。
25. A蛋白是某种激素合成的关键酶。为鉴定该激素合成的部位及生理作用,科研团队利用无缝克隆技术将A蛋白结合蛋白基因(P基因)与葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)融合,构建A蛋白检测探针,通过农杆菌转化法导入拟南芥进行实验。相关原理、过程及质粒的结构如下图所示。
注:①bar为抗草甘膦(一种除草剂)基因;Tetr为四环素抗性基因;Ampr为氨苄青霉素抗性基因②F1、F2、R1、R2为引物③BamH I、Sma I、Bcl I为限制酶
(1)无缝克隆时所需的酶除T5核酸外切酶外还有__________。用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是R2引物5'端序列与_________互补。
(2)利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒,选用的限制酶为__________。扩增融合基因所需的引物R1和F2应选用下列引物组合为________。
①5'-…CTTGGATGAT-3'②5'-…TAAGTTGTCT-3'③5'-…ATTCAACAGA-3' ④5'-…TCTGTTGAAT-3'
(3)利用农杆菌转化法将融合基因导入农杆菌、拟南芥细胞的过程中,需要筛选两次,这两次筛选分别是_________。
(4)葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,将转基因拟南芥置于不同培养液中培养一段时间,然后分离不同部位的组织分别加入X-Gluc进行鉴定,结果如下表所示:
部位
根
茎
叶
完全培养液
蓝色
浅蓝
浅蓝
缺磷培养液
深蓝
蓝色
浅蓝
分析表明,该激素最主要的合成部位是__________,通过实验结果分析该激素的生理作用是_________。
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