精品解析:陕西省宝鸡市渭滨区2023-2024学年高二下学期期末质量监测生物试卷
2024-08-08
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2份
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36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-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 陕西省 |
| 地区(市) | 宝鸡市 |
| 地区(区县) | 渭滨区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1012 KB |
| 发布时间 | 2024-08-08 |
| 更新时间 | 2024-08-08 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-08-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46734057.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高二生物试题
202406
一、单选题:本大题共30小题,共60分
1. 下列关于微生物培养技术表述正确的是( )
A. 微生物的培养基中都必须加入碳源、氨源、无机盐、水及特殊营养物质
B. 无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C. 微生物生长除受营养因素影响外,还受pH、氧、渗透压的影响
D. 使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒,以免污染环境
2. 接种环、培养皿、培养基、实验操作者的双手所采用的灭菌、消毒方法依次是( )
① 煮沸消毒法 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④化学药剂消毒 ⑤高压蒸汽灭菌
A. ①②③⑤ B. ②③⑤④ C. ②③④⑤ D. ①②⑤④
3. 下列有关用平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌的叙述,正确的是( )
①都需要用固体培养基
②都需要使用接种针进行接种
③都需要在火焰旁进行接种
④都可以用菌落数来计数活菌
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
4. 发酵工程的正确操作过程是( )
①接种与发酵 ②培养基的配制 ③灭菌 ④产品的分离与提纯 ⑤菌种的选育 ⑥扩大培养
A. ①③④⑤②⑥ B. ⑤⑥②③①④ C. ②⑤③①⑥④ D. ⑥⑤②④③①
5. 以下关于微生物的分离、培养和鉴定实验,说法错误的是( )
A. 鉴定纤维素分解菌用刚果红染色法
B. 鉴定分解尿素的细菌需在培养基中加入酚红指示剂
C. 计数土壤中的尿素分解菌应选择菌落数在300以上的平板
D. 分离土壤中的纤维素分解菌要到富含纤维素的环境中去寻找
6. 中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A. 揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B. 发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C. 发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D. 高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
7. 泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌,而在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因及成分分别是( )
A. 乳酸菌是兼性厌氧型微生物,初期进行有氧呼吸产生气体;气体为CO2
B. 发酵初期活动强烈的是酵母菌,其利用氧产生的气体;气体为CO2
C. 因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小,气体被排出;气体为空气
D. 乳酸菌在发酵过程中产生了热量,使坛内温度升高,空气受热膨胀排出;气体为空气
8. 下列有关“分解纤维素的微生物的分离”实验的叙述,正确的是( )
A. 纤维素酶中 C1 酶和葡萄糖苷酶都能将纤维素分解成纤维二糖
B. 在倒平板时加入刚果红,加入前无需对刚果红溶液灭菌
C. 增加样品液中纤维素分解菌浓度时往往利用固体选择培养基
D. 为确定得到的是纤维素分解菌,还需进行产纤维素酶的实验
9. 某同学将自然发酵的甘蔗汁加入体积分数为3%的无水乙醇中,利用高产菌株酿制甘蔗醋。下列分析错误的是( )
A. 醋酸菌可将甘蔗汁中的糖类和乙醇转化为醋酸
B. 添加高产菌株到发酵液后,应高温处理杀灭杂菌
C. 发酵过程需要保持通气,温度控制在30~35℃
D. 培养液中的醋酸浓度不再上升时即可停止发酵
10. 下列关于植物组织培养的叙述中,不正确的是( )
A. 培养基中添加蔗糖可为植物细胞提供营养、调节渗透压
B. 离体的植物幼叶、芽尖、花药等可作为组织培养的外植体
C. 只有生长素比例明显高于细胞分裂素时才能获得胚状体
D. 脱分化阶段一般不需要光照,再分化阶段需要弱光照射
11. 下列技术或方法与原理相符的是( )
A. 人参细胞的大量培养和动物细胞培养——细胞增殖
B. 植物组织培养和单克隆抗体的制备——细胞的全能性
C. 早期胚胎培养和人鼠细胞融合——细胞膜的流动性
D. 转基因抗虫棉和克隆羊多利的培育——基因重组
12. 下列关于动物细胞工程的说法错误的是( )
A. 动物细胞培养瓶内表面要光滑、无毒、易于贴附
B. 胚胎细胞核的移植成功率远高于体细胞核移植
C. 动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
D. 单克隆抗体的最主要优点是特异性强,灵敏度高,能够大量制备
13. 某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处不正确( )
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞培养和融合、单克隆抗体制备等
特殊处理
酶解法去除细胞壁
胃蛋白酶处理制细胞悬浮液
融合方法
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、生物方法
典型应用
无病毒植物培育、种间植物杂交
单克隆抗体的制备等
培养基区别
所用的糖必须为葡萄糖
所用的糖为葡萄糖、添加动物血清
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
14. 将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示,
下列有关叙述错误的是( )
A. ①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
B. 经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并能产生所需抗体
C. ②过程需要筛选并克隆杂交瘤细胞
D. 抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
15. 用下列所示的酶不可能达成实验目的的是
A. 用H2O2酶探究pH对酶活性影响
B. 用Taq酶构建基因表达载体
C. 用胰蛋白酶制备动物细胞悬液
D. 用纤维素酶和果胶酶制备植物原生质体
16. 利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类需要的产品。下列各项中最能说明目的基因在受体细胞中完成了表达的是( )
A. 番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白基因
B. 大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA
C. 酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
D. 山羊乳腺细胞中检测到人凝血酶DNA序列
17. 下列关于胚胎工程的叙述,正确的是( )
A. 胚胎干细胞具有发育的全能性,可从早期胚胎中分离获取
B. 从附睾中采集的精子直接与成熟的卵子受精,可提高体外受精的成功率
C. 对桑椹胚或原肠胚进行分割处理,可培育基因型相同的新个体
D. 受体母畜必须经过免疫学检验,以防止排斥植入的胚胎
18. 采用机械方法将早期胚胎切割后移植,可以获得同卵双胎或多胎,下列说法正确的是( )
A. 胚胎分割时,应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚
B. 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
C. 胚胎分割时,需将囊胚的滋养层进行均等分割
D. 胚胎移植充分发挥雌性优良受体的繁殖潜能
19. 细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用,并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于细胞工程的叙述错误的是( )
A. 利用茎尖组织培养技术培育出的脱毒马铃薯往往比未脱毒马铃薯产量高
B. 利用植物体细胞杂交技术可以获得白菜-甘蓝杂种植株,打破了生殖隔离
C. 使用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎的过程属于有性生殖
D. 将病人自身体细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内,理论上可避免免疫排斥
20. 下列关于胚胎工程的叙述中正确的是( )
A. 在饲料中添加促性腺激素,使供体超数排卵
B. 选择囊胚进行胚胎分割时,应注意将内细胞团均等分割
C. 为了避免发生免疫排斥反应,需要对受体注射免疫抑制剂
D. 胚胎移植前需要检查胚胎质量,并囊胚或原肠胚阶段移植
21. 质粒是基因工程中常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是( )
A. 质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的筛选
B. 天然质粒均可以直接作为载体将目的基因送入受体细胞
C. 质粒是只存在于细菌细胞质中能自我复制的小型环状双链DNA分子
D. 携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制
22. 下列关于基因工程工具酶的叙述,正确的是( )
A. DNA连接酶能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B. E coli DNA连接酶既能连接平末端,也可以连接黏性末端
C. 限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶
D. 限制酶能识别双链DNA分子特定核苷酸序列,并在特定位点进行切割
23. 利用PCR既可以快速扩增特定基因,也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述,错误的是( )
A. PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶
B. 变性过程中,双链DNA的解开不需要解旋酶
C. 退火过程中,引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D. 延伸过程中,需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸
24. 基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—;限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。据图判断,下列操作正确的是( )
A. 质粒用限制酶I切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
B. 质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶I切割
C. 目的基因和质粒均用限制酶I切割
D. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
25. 人的血清白蛋白在临床上需求量很大。科学家培育出一种转基因山羊,其膀胱上皮细胞可以合成人的血清白蛋白并分泌到尿液中。下列叙述正确的是( )
A. 可从人体成熟的红细胞中获取血清白蛋白基因
B. 应选用膀胱上皮细胞作为目的基因的受体细胞
C. 人的血清白蛋白基因只存在于转基因山羊的膀胱上皮细胞中
D. 转基因山羊将人的血清白蛋白分泌到尿液中有利于该蛋白的收集
26. 某生物的基因型为AaBB,通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物AABB,aB,AaBBC,AAaaBBBB ,则以下排列正确的是( )
A. 诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合
B. 杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C. 花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D. 细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种
27. 动物生物反应器的研究开发重点是动物血液反应器和动物乳腺反应器,即把人体相关基因整合到动物胚胎里,使生出的转基因动物血液中或长大后产生的乳汁中含有人类所需要的药用蛋白质。以下相关说法错误的是( )
A. 在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入受精卵中
B. 将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建表达载体
C. 实验过程中采用显微注射的方法导入目的基因
D. 获得的转基因动物只有乳腺细胞内具有目的基因
28. 枯草杆菌蛋白酶广泛应用于洗涤剂、食品等行业。某研究小组利用蛋白质工程将该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缓氨酸替换为亮氨酸,结果发现枯草杆菌蛋白酶的催化活性大幅度提高。下列叙述错误的是( )
A. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
B. 对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能出发
C. 通过基因工程和蛋白质工程生产枯草杆菌蛋白酶的氨基酸序列不同
D. 改造后的枯草杆菌蛋白酶可能是空间结构发生改变导致其催化活性提高
29. 科学家们已通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等。采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是( )
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的合成
④表达出蓝色荧光蛋白
A. ①②③④ B. ④②①③ C. ②③①④ D. ②①③④
30. 生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点,下列叙述错误的是( )
A. 应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
B. 当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
C. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
D. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
二、填空题:本大题共5小题,共40分
31. 吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这和微生物产生的毒素有关。某学习小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,特开展以下实验。用苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH在3.5~4之间,下面是操作流程:
(1)步骤②是____,根据题意,本实验选用的接种方法是____。
(2)步骤③中,为了防止出现微生物之间抑制生长的现象,学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是____(填“选择培养基”或“鉴定培养基”),它们虽然配方不同,但是一般都含有水、碳源、____。
(3)在步骤③中,可根据____对不同菌种进行初步鉴定。每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时记录作为实验结果,这是为了防止____。统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因是____(答2点)。
(4)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,还需要补充实验操作____。
32. 工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的______可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供______。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的______能将发酵池中的蛋白质分解成易于吸收、风味独特的成分,如小分子的肽和______,米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于______(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于______(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是______。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是______(答出1点即可)。
33. 某小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀、硅胶管等材料制作的一种新型的果酒、果醋两用发酵装置,如下图。请分析回答
(1)制作果酒、果醋的微生物的代谢类型分别是______型、______型。
(2)图中______和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作,______能为通入的空气进行无菌过滤,从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气。
(3)酿制果酒时一般将温度控制在______℃,图示装置一般要先通气后紧闭软管夹,通气的目的是______。若要检测果汁发酵后是否有酒精产生,可从出料口取2mL发酵液加入试管,再滴加0.5mL______溶液,观察是否呈现灰绿色。
(4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成,使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水,这样处理的主要好处有______。(至少答出两点)
34. 细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答下列问题。
材料一:人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是______。经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有______特点,再进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌______的杂交瘤细胞。该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是______。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是______。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到______阶段,然后从______(填细胞器)中提取茶碱;一般来说,植物组织培养培育成植株的生殖方式为______。
35. 脑血栓是威胁人类健康的常见疾病,研究发现人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。通过基因工程技术可以大量制备基因工程药物t-PA。
(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因,PCR的原理是______,此外,除上述外获得t-PA基因的方法还有______(答出1种即可)。
(2)研究表明,为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高,若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。据此,先对天然的t-PA基因进行序列改造,然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因,可制造出性能优异的改良t-PA蛋白。(注:如图乙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。)请回答下列问题:
①以上制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程被称为______。已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA,而丝氨酸的密码子为UCU,因此改造后的基因决定第84位丝氨酸的模板链的碱基序列应设计为______。
②如图所示,需选用限制酶______和______切开质粒pCLY11,才能与t-PA改良基因高效连接。与单一酶酶切相比,本操作采用双酶切方法的优点是______。
(3)将连接好的质粒DNA导入大肠杆菌,含t-PA改良基因重组质粒的细胞应具有的性状是______。
A. 新霉素抗性且呈蓝色 B. 新霉素敏感且呈蓝色
C. 新霉素抗性且呈白色 D. 新霉素敏感且呈白色
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高二生物试题
202406
一、单选题:本大题共30小题,共60分
1. 下列关于微生物培养技术表述正确的是( )
A. 微生物的培养基中都必须加入碳源、氨源、无机盐、水及特殊营养物质
B. 无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C. 微生物的生长除受营养因素影响外,还受pH、氧、渗透压的影响
D. 使用后的培养基丢弃前一定要进行消毒,以免污染环境
【答案】C
【解析】
【分析】微生物的营养物质主要包括碳源、氮源、水和无机盐等,配置培养基时一般要考虑微生物的营养物质是否全面、各种营养物质的比例及pH等因素。
【详解】A、培养基不一定都含有碳源、氮源,如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源,分离自生固氮菌的培养基中,不需加入氮源,A错误;
B、操作者的衣着和手只能进行消毒,不能灭菌,要考虑物体的耐受程度,B错误;
C、对于微生物的生长来说,在营养物质供应充分的基础上,pH适宜、渗透压浓度适宜及适宜的氧气对于其生长繁殖都是有利的,C正确;
D、使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌,以免污染环境,D错误。
故选C。
2. 接种环、培养皿、培养基、实验操作者的双手所采用的灭菌、消毒方法依次是( )
① 煮沸消毒法 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④化学药剂消毒 ⑤高压蒸汽灭菌
A. ①②③⑤ B. ②③⑤④ C. ②③④⑤ D. ①②⑤④
【答案】B
【解析】
【分析】
1、使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌(主要适用于金属接种工具)、干热灭菌(主要适用于需要保持干燥的玻璃器具)和高压蒸汽灭菌(主要适用于培养基的灭菌)。
2、消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】根据分析,接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果;培养皿能耐高温,需用干热灭菌;培养基用高压蒸汽灭菌;实际操作者的双手用化学药剂进行消毒,用酒精擦拭双手。
故选B。
3. 下列有关用平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌的叙述,正确的是( )
①都需要用固体培养基
②都需要使用接种针进行接种
③都需要在火焰旁进行接种
④都可以用菌落数来计数活菌
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落,所以都需要用固体培养基,①正确;
②稀释涂布平板法不需要使用接种针进行接种,②错误;
③为防止杂菌污染,操作时都需要在火焰旁进行接种,③正确;
④平板划线法不能用于计数活菌,只能用于分离菌种;稀释涂布平板法可以用来计数活菌,④错误.
故选B。
4. 发酵工程的正确操作过程是( )
①接种与发酵 ②培养基的配制 ③灭菌 ④产品的分离与提纯 ⑤菌种的选育 ⑥扩大培养
A. ①③④⑤②⑥ B. ⑤⑥②③①④ C. ②⑤③①⑥④ D. ⑥⑤②④③①
【答案】B
【解析】
【分析】1.发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
2.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】结合分析可知,发酵工程的基本操作过程为:菌种的选育→扩大培养→培养基的配制→灭菌→接种与发酵过程→产品的分离提纯。因此正确的操作过程是⑤⑥②③①④,即B正确。
故选B。
【点睛】
5. 以下关于微生物的分离、培养和鉴定实验,说法错误的是( )
A. 鉴定纤维素分解菌用刚果红染色法
B. 鉴定分解尿素的细菌需在培养基中加入酚红指示剂
C. 计数土壤中的尿素分解菌应选择菌落数在300以上的平板
D. 分离土壤中的纤维素分解菌要到富含纤维素的环境中去寻找
【答案】C
【解析】
【分析】微生物的研究通常包含微生物的获得、分离纯化、培养以及保存等。单菌落分离法包含划线分离法和涂布分离法,常用于分离获得单菌落。选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长,而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。
【详解】A、纤维素分解菌常用刚果红染色法进行鉴定,能够产生透明圈的菌落就是纤维素分解菌的菌落,A正确;
B、尿素分解菌产生的脲酶能够将尿素分解为氨使酚红指示剂变红色,所以鉴定分解尿素的细菌需在培养基中加入酚红指示剂,B正确;
C、统计土壤中的尿素分解菌应选择菌落数在30~300的平板,C错误;
D、富含纤维素的环境中含有较多的纤维素分解菌,所以分离土壤中的纤维素分解菌要到富含纤维素的环境中去寻找,D正确。
故选C。
6. 中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A. 揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B. 发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C. 发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D. 高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
【答案】C
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA。酶的特性:高效性、专一性以及作用条件温和的特性。
【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,A正确;
B、发酵过程的实质就是酶促反应过程,需要将温度设置在酶的最适温度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能获得更多的茶黄素,B正确;
C、酶的作用条件较温和,发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性,C错误;
D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确。
故选C。
7. 泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌,而在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因及成分分别是( )
A. 乳酸菌是兼性厌氧型微生物,初期进行有氧呼吸产生气体;气体为CO2
B. 发酵初期活动强烈的是酵母菌,其利用氧产生的气体;气体为CO2
C. 因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小,气体被排出;气体为空气
D. 乳酸菌在发酵过程中产生了热量,使坛内温度升高,空气受热膨胀排出;气体为空气
【答案】B
【解析】
【分析】制作泡菜时要用到乳酸菌,乳酸菌发酵产生乳酸,使得菜具有特殊的风味,乳酸菌是厌氧菌,分解有机物是不需要氧气的,因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口,以避免外界空气的进入,否则如果有空气进入,就会抑制乳酸菌的活动,影响泡菜的质量。
【详解】A、乳酸菌是厌氧型微生物,进行无氧呼吸产生乳酸,A错误;
BCD、泡菜发酵初期有气泡产生,是需氧菌如酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2,B正确;CD错误。
故选B。
8. 下列有关“分解纤维素的微生物的分离”实验的叙述,正确的是( )
A. 纤维素酶中 C1 酶和葡萄糖苷酶都能将纤维素分解成纤维二糖
B. 在倒平板时加入刚果红,加入前无需对刚果红溶液灭菌
C. 增加样品液中纤维素分解菌浓度时往往利用固体选择培养基
D. 为确定得到的是纤维素分解菌,还需进行产纤维素酶的实验
【答案】D
【解析】
【分析】1、纤维素分解菌的筛选实验流程为:土壤取样、选择培养、梯度稀释、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上、挑选产生透明圈的菌落。
2、在加入刚果红染液培养基中,刚果红可以与纤维素结合形成红色的复合物。纤维素分解菌可以产生纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖,因此在纤维素分解菌的菌落周围,由于缺少纤维素而出现透明圈,这是刚果红染液可以鉴别纤维素分解菌的原理。
【详解】A、纤维素酶包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,C1酶和CX酶使纤维素分解成纤维二糖,葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖,A错误;
B、刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入,也可以在菌落形成后加入,若在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红,则所加刚果红要进行灭菌,以防杂菌的侵入,影响纤维素分解菌菌落的形成,B错误;
C、使用以纤维素为唯一碳源的液体选择培养基可以增加纤维素分解菌的浓度,且便于筛选,C错误;
D、为确定得到的是纤维素分解菌,还需进行发酵产纤维素酶的实验,可通过纤维素酶分解滤纸后产生的葡萄糖进行定量测定,D正确。
故选D。
9. 某同学将自然发酵的甘蔗汁加入体积分数为3%的无水乙醇中,利用高产菌株酿制甘蔗醋。下列分析错误的是( )
A. 醋酸菌可将甘蔗汁中糖类和乙醇转化为醋酸
B. 添加高产菌株到发酵液后,应高温处理杀灭杂菌
C. 发酵过程需要保持通气,温度控制在30~35℃
D. 培养液中的醋酸浓度不再上升时即可停止发酵
【答案】B
【解析】
【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖,再隔绝氧气进行发酵;酒精发酵的最佳温度是在18~25℃,pH最好是弱酸性。
2、醋酸菌好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30~35℃。
【详解】A、糖原充足时醋酸菌可将糖类转化为醋酸,当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,A正确;
B、高温会将醋酸菌杀死,所以添加高产菌株到发酵液后,不能用高温处理,B错误;
C、醋酸菌是好氧菌,需要保持通气,醋酸菌的最适生长温度约为33℃,因此果醋发酵温度要控制在30~35℃,C正确;
D、持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升,或者培养液中乙醇含量达到最低时,发酵结束,D正确。
故选B。
10. 下列关于植物组织培养的叙述中,不正确的是( )
A. 培养基中添加蔗糖可为植物细胞提供营养、调节渗透压
B. 离体的植物幼叶、芽尖、花药等可作为组织培养的外植体
C. 只有生长素比例明显高于细胞分裂素时才能获得胚状体
D. 脱分化阶段一般不需要光照,再分化阶段需要弱光照射
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
【详解】A、培养基中添加蔗糖的目的是为植物细胞提供营养,而且还可以调节渗透压,A正确;
B、离体的植物器官、组织和细胞均可以作为组织培养的外植体,因此离体的植物幼叶、芽尖、花药都是组织培养的外植体,B正确;
C、只有生长素比例明显高于细胞分裂素时才能促进愈伤组织生根,C错误;
D、脱分化阶段是细胞分裂成为愈伤组织的过程,该过程一般不需要光照,再分化阶段产生的胚状体需要长芽,因此需要弱光照射,D正确。
故选C。
11. 下列技术或方法与原理相符的是( )
A. 人参细胞大量培养和动物细胞培养——细胞增殖
B. 植物组织培养和单克隆抗体的制备——细胞的全能性
C. 早期胚胎培养和人鼠细胞融合——细胞膜的流动性
D. 转基因抗虫棉和克隆羊多利的培育——基因重组
【答案】A
【解析】
【分析】细胞的全能性指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能;植物的组织培养是将离体的细胞培养成植株的过程,体现细胞的全能性;单克隆抗体的制备过程没有将细胞培养成个体,其原理属于细胞增殖;早期胚胎培养进行的是有丝分裂,没有体现细胞膜的流动性;人鼠细胞融合涉及细胞膜的融合过程,故体现细胞膜的流动性这一结构特点;转基因抗虫棉的培育利用的是基因工程技术,其原理是基因重组;克隆羊多利的培育运用的是核移植技术,其原理是动物细胞核的全能性。
【详解】人参细胞培养和动物细胞的培养中细胞要进行有丝分裂,故体现了细胞增殖这一原理,A项正确;植物的组织培养是将离体的细胞培养成植株的过程,体现细胞的全能性,单克隆抗体的制备过程没有将细胞培养成个体,其原理属于细胞增殖,B项错误;早期胚胎培养进行的是有丝分裂,体现了细胞的增殖能力,没有体现膜的流动性,人鼠细胞融合体现了细胞膜的流动性,C项错误;转基因抗虫棉的培育是基因工程,原理是基因重组,克隆羊多利的培育是核移植,胚胎移植,无基因重组,D项错误。
12. 下列关于动物细胞工程的说法错误的是( )
A. 动物细胞培养瓶内表面要光滑、无毒、易于贴附
B. 胚胎细胞核的移植成功率远高于体细胞核移植
C. 动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
D. 单克隆抗体的最主要优点是特异性强,灵敏度高,能够大量制备
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、动物细胞培养过程中为利于细胞贴附,培养瓶内表面要光滑、无毒等,A正确;
B、胚胎细胞全能性高,因此胚胎细胞核的移植成功率远高于体细胞核移植,B正确;
C、动物细胞融合形成的杂种细胞,并不能形成完整个体(或分化为其他各种细胞),因此不能体现动物细胞全能性,C错误;
D、与传统抗体制备方法相比,单克隆抗体的最主要优点是特异性强,灵敏度高,能够大量制备,D正确。
故选C。
13. 某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处不正确( )
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞培养和融合、单克隆抗体制备等
特殊处理
酶解法去除细胞壁
胃蛋白酶处理制细胞悬浮液
融合方法
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、生物方法
典型应用
无病毒植物培育、种间植物杂交
单克隆抗体的制备等
培养基区别
所用的糖必须为葡萄糖
所用的糖为葡萄糖、添加动物血清
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】植物细胞工程的技术手段主要有植物组织培养和植物体细胞杂交,其中植物组织培养是植物细胞工程的基础;动物细胞工程的技术手段主要有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植和核移植,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
【详解】①技术手段:植物细胞工程的技术手段包括植物组织培养和植物体细胞杂交,动物细胞工程的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体制备等,①正确;
②特殊处理:植物体细胞杂交时,需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,动物细胞培养时需要用胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液,②错误;
③融合方法:诱导植物原生质体融合的方法包括物理方法和化学方法,而诱导动物细胞融合的方法还包括生物方法,③正确;
④典型应用:植物组织培养技术可用于作物脱毒,获得脱毒苗,而不是培育无病毒植物,植物体细胞杂交技术可用于种间杂交等;而动物细胞融合和动物细胞培养技术可用于制备单克隆抗体,④错误;
⑤培养液区别:植物组织培养过程中利用蔗糖,⑤错误。
综上所述,D正确,ABC错误。
故选D
14. 将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示,
下列有关叙述错误的是( )
A. ①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
B. 经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并能产生所需抗体
C. ②过程需要筛选并克隆杂交瘤细胞
D. 抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
【答案】B
【解析】
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体.2、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点.②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹。
【详解】A、①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同,都是细胞膜的流动性,A正确;
B、经①形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体,需要经过抗体阳性检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、②过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养),C正确;
D、抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性,D正确。
故选B。
15. 用下列所示的酶不可能达成实验目的的是
A. 用H2O2酶探究pH对酶活性影响
B. 用Taq酶构建基因表达载体
C. 用胰蛋白酶制备动物细胞悬液
D. 用纤维素酶和果胶酶制备植物原生质体
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查酶的有关知识。1、温度会影响过氧化氢的分解,pH值不会影响过氧化氢分解;2、PCR技术:第一步变性(加热到90-95℃),DNA解旋,第二步复性(冷却至55-60℃),引物和DNA模板链结合,第三步延伸(加热至70-75℃),耐高温DNA聚合酶(Taq酶)从引物开始进行互补链的合成;3、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,需要纤维素酶和果胶酶去壁。
【详解】pH值不会影响过氧化氢分解,因此可以用H2O2酶探究pH对酶活性影响,A正确;构建基因表达载体需使用限制酶、DNA连接酶,而Taq酶是用于PCR扩增目的基因,B错误;可以用胰蛋白酶水解动物细胞之间的蛋白质,使动物细胞分散,用于制备动物细胞悬液,C正确;植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,利用酶的专一性,可以用纤维素酶和果胶酶水解去壁,制备植物细胞的原生质体,D正确。因此,本题答案应选B。
【点睛】本题综合考查了生物学实验有关知识,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的使用方法、实验现象等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。
16. 利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类需要的产品。下列各项中最能说明目的基因在受体细胞中完成了表达的是( )
A. 番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白基因
B. 大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA
C. 酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
D. 山羊乳腺细胞中检测到人凝血酶DNA序列
【答案】C
【解析】
【详解】目的基因表达的含义是控制合成相应的蛋白质。番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白基因,但抗冻蛋白基因不一定表达,A项错误;大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA,说明人胰岛素基因完成转录,但不一定合成人的胰岛素,B项错误;酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白,说明人的干扰素基因完成了表达,C项正确;山羊乳腺细胞中检测到人凝血酶DNA序列,说明山羊乳腺细胞中含有人凝血酶基因,但不能说明基因完成表达,D项错误。
17. 下列关于胚胎工程的叙述,正确的是( )
A. 胚胎干细胞具有发育的全能性,可从早期胚胎中分离获取
B. 从附睾中采集的精子直接与成熟的卵子受精,可提高体外受精的成功率
C. 对桑椹胚或原肠胚进行分割处理,可培育基因型相同的新个体
D. 受体母畜必须经过免疫学检验,以防止排斥植入的胚胎
【答案】A
【解析】
【分析】据题文和选项的描述可知:本题考查学生对胚胎干细胞、胚胎移植与分割、体外受精的相关知识的识记和理解能力。
【详解】胚胎干细胞具有发育的全能性,可从早期胚胎或原始性腺中分离获取,A正确;从附睾中采集的精子需经过获能处理后才能与成熟的卵子受精,B错误;对桑椹胚或囊胚进行分割处理,可培育基因型相同的新个体,C错误;受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能,因此受体母畜不必经过免疫学检验,D错误。
18. 采用机械方法将早期胚胎切割后移植,可以获得同卵双胎或多胎,下列说法正确的是( )
A. 胚胎分割时,应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚
B. 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
C. 胚胎分割时,需将囊胚的滋养层进行均等分割
D. 胚胎移植充分发挥雌性优良受体的繁殖潜能
【答案】B
【解析】
【分析】1、胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。2、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【详解】A、胚胎分割时,应选取发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,A错误;
B、来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎,B正确;
C、胚胎分割时需将囊胚阶段的内细胞团进行均等分割,C错误;
D、胚胎移植充分发挥雌性优良供体的繁殖潜能,产生更多的优良后代,D错误。
故选B。
19. 细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用,并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于细胞工程的叙述错误的是( )
A. 利用茎尖组织培养技术培育出的脱毒马铃薯往往比未脱毒马铃薯产量高
B. 利用植物体细胞杂交技术可以获得白菜-甘蓝杂种植株,打破了生殖隔离
C. 使用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎的过程属于有性生殖
D. 将病人自身体细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内,理论上可避免免疫排斥
【答案】C
【解析】
【分析】马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的,它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量降低,品质变差。早在20世纪50年代,科学家就发现植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒。因此,切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
【详解】A、植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,利用茎尖组织培养技术培育的脱毒马铃薯的产量和品质明显优于未脱毒马铃薯,A正确;
B、科学家利用植物体细胞杂交技术获得白菜—甘蓝杂种植株,该植株可产生可育的后代,打破了生殖隔离,B正确;
C、使用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎的过程属于无性生殖,C错误;
D、自体细胞移植,HLA完全相同,可避免免疫排斥,D正确。
故选C。
20. 下列关于胚胎工程的叙述中正确的是( )
A. 在饲料中添加促性腺激素,使供体超数排卵
B. 选择囊胚进行胚胎分割时,应注意将内细胞团均等分割
C. 为了避免发生免疫排斥反应,需要对受体注射免疫抑制剂
D. 胚胎移植前需要检查胚胎质量,并在囊胚或原肠胚阶段移植
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内产生后代,以满足人类的各种需求。理论基础:哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律。
【详解】A、促性腺激素属于蛋白质类激素,只能注射不能饲喂,A错误;
B、选择囊胚进行胚胎分割时,应注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的发育和功能,B正确;
C、受体母牛对外来胚胎不发生免疫排斥反应,因此进行胚胎移植前,不需要对受体注射免疫抑制剂,C错误;
D、胚胎移植前需要检查胚胎质量,并在囊胚或桑葚胚阶段进行移植,此时的胚胎移植的成功率高,D错误。
故选B。
21. 质粒是基因工程中常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是( )
A. 质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的筛选
B. 天然质粒均可以直接作为载体将目的基因送入受体细胞
C. 质粒是只存在于细菌细胞质中能自我复制的小型环状双链DNA分子
D. 携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制
【答案】A
【解析】
【分析】载体是运载着外源DNA进入宿主细胞的“车子”,即运载工具;除质粒外,基因工程的载体还有λ噬菌体的衍生物、植物病毒和动物病毒。
【详解】A、质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的鉴定选择,A正确;
B、天然质粒往往不能直接作为载体,要根据不同的目的和需求进行人工改造后再使用,B错误;
C、质粒是广泛存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链DNA分子,在酵母菌细胞中也含有质粒,C错误;
D、携带目的基因的重组质粒可以整合到宿主细胞的染色体DNA上,并随染色体DNA复制而复制;也可以不整合到染色体DNA上,进行自主复制,D错误。
故选A。
22. 下列关于基因工程工具酶的叙述,正确的是( )
A. DNA连接酶能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B. E coli DNA连接酶既能连接平末端,也可以连接黏性末端
C. 限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶
D. 限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并在特定位点进行切割
【答案】D
【解析】
【分析】DNA连接酶:(1)根据酶的来源不同分为两类:E. coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低。(2)DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
【详解】A、DNA连接酶连接的是核苷酸之间形成的磷酸二酯键,A错误;
B、T4DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端,又能连接双链DNA片段的平末端,E. coliDNA连接酶只能连接黏性末端,B错误;
C、质粒不是基因工程用的工具酶,C错误;
D、限制酶具有专一性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定位点断开DNA,D正确。
故选D。
23. 利用PCR既可以快速扩增特定基因,也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述,错误的是( )
A. PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶
B. 变性过程中,双链DNA的解开不需要解旋酶
C. 退火过程中,引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D. 延伸过程中,需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸
【答案】D
【解析】
【分析】PCR技术:1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。2、原理:DNA复制。3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)5、过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温的TaqDNA聚合酶,A正确;
B、变性过程中,双链DNA的解开不需要解旋酶,该过程通过高温使DNA双链间的氢键断裂,B正确;
C、退火过程中,引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则,即A与T配对,G与C配对,C正确;
D、由于PCR的产物是DNA,故延伸过程中,需要4种脱氧核糖核苷酸作为原料,D错误。
故选D。
24. 基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—;限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。据图判断,下列操作正确的是( )
A. 质粒用限制酶I切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
B. 质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶I切割
C. 目的基因和质粒均用限制酶I切割
D. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,因此限制酶Ⅱ也能作用于限制酶Ⅰ的识别序列。
【详解】限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,可知限制酶Ⅱ能够识别和切割限制酶Ⅰ的识别序列,目的基因的右端限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,目的基因左端是限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,只有用限制酶Ⅱ才能同时将目的基因切割下来;质粒有GeneI和GeneⅡ表示两种标记基因,分别有限制酶I的识别序列和限制酶Ⅱ的识别序列,如果用限制酶Ⅱ切割,则GeneI 和GeneⅡ都被破坏,造成重组质粒无标记基因,用限制酶Ⅰ切割,则破坏GeneⅡ,保留GeneI,其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同,可以连接形成重组DNA,A正确,BCD错误。
故选A。
25. 人的血清白蛋白在临床上需求量很大。科学家培育出一种转基因山羊,其膀胱上皮细胞可以合成人的血清白蛋白并分泌到尿液中。下列叙述正确的是( )
A. 可从人体成熟的红细胞中获取血清白蛋白基因
B. 应选用膀胱上皮细胞作为目的基因的受体细胞
C. 人的血清白蛋白基因只存在于转基因山羊的膀胱上皮细胞中
D. 转基因山羊将人的血清白蛋白分泌到尿液中有利于该蛋白的收集
【答案】D
【解析】
【分析】生物反应器是利用生物体所具有的生物功能,在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。科学家利用转基因山羊,生产血清蛋白,既可以大量生产,又方便了蛋白的提取。
【详解】A、人体成熟的红细胞细胞核退化消失,细胞中无DNA,无基因,A错误;
B、由于膀胱上皮细胞没有全能性,应选用受精卵作为目的基因的受体细胞,以培育得到转基因羊,B错误;
C、由于体细胞都是有丝分裂而来,遗传物质没有改变,因此人体所有体细胞均含有血清白蛋白基因(红细胞在成熟前也有),C错误;
D、转基因山羊将人的血清白蛋白分泌到尿液中,只要收集尿液即可收集该蛋白,D正确。
故选D。
26. 某生物的基因型为AaBB,通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物AABB,aB,AaBBC,AAaaBBBB ,则以下排列正确的是( )
A. 诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合
B. 杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C. 花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D. 细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意分析可知:某生物的基因型为AaBB,转变为①AABB,采用的技术是杂交育种或单倍体育种技术;②aB,采用的技术是花药离体培养;③AaBBC采用的技术是转基因技术;④AAaaBBBB,采用的技术为多倍体育种。
【详解】①将生物的基因型AaBB转变为AABB,常采用的技术是单倍体育种或杂交育种;
②将生物的基因型为AaBB,转变为aB,对比二者可知,目的生物的基因在原生物的基础上减半,属于单倍体,应采用花药进行离体培养技术获得;
③将生物的基因型为AaBB,转变为AaBBC,对比二者可知,材料中无C基因和其等位基因,需要通过基因工程转入C基因,因此采用的育种方法应是基因工程育种(转基因技术);
④将生物的基因型为AaBB,转变为AAaaBBBB,对比二者可知,目的生物的基因在原生物的基础上加倍,需要用秋水仙素处理使染色体加倍,因此采用的育种方法是多倍体育种。
综上分析,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
27. 动物生物反应器的研究开发重点是动物血液反应器和动物乳腺反应器,即把人体相关基因整合到动物胚胎里,使生出的转基因动物血液中或长大后产生的乳汁中含有人类所需要的药用蛋白质。以下相关说法错误的是( )
A. 在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入受精卵中
B. 将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建表达载体
C. 实验过程中采用显微注射的方法导入目的基因
D. 获得的转基因动物只有乳腺细胞内具有目的基因
【答案】D
【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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入到受精卵中,A正确;
B、培育动物生物反应器时,将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建表达载体,B正确;
C、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,C正确;
D、转基因动物的体细胞是由同一个受精卵(含有目的基因)经有丝分裂形成的,故体细胞均含目的基因,D错误。
故选D。
28. 枯草杆菌蛋白酶广泛应用于洗涤剂、食品等行业。某研究小组利用蛋白质工程将该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缓氨酸替换为亮氨酸,结果发现枯草杆菌蛋白酶的催化活性大幅度提高。下列叙述错误的是( )
A. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
B. 对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能出发
C. 通过基因工程和蛋白质工程生产的枯草杆菌蛋白酶的氨基酸序列不同
D. 改造后的枯草杆菌蛋白酶可能是空间结构发生改变导致其催化活性提高
【答案】A
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或者制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需求。
【详解】A、蛋白质工程通过获取编码蛋白质的基因序列信息进而合成相关的基因并最终获得符合人们需求的蛋白质,这是蛋白质工程的最终目的,A错误;
B、对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发,从而对蛋白质的结构进行设计,因此对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能出发,B正确;
C、基因工程生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质,而蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子,两者的氨基酸序列不同,C正确;
D、改造后的蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸,结果发现该酶的催化活性大幅度提高,其原因可能是改变了蛋白酶的空间结构,D正确。
故选A。
29. 科学家们已通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等。采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是( )
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的合成
④表达出蓝色荧光蛋白
A. ①②③④ B. ④②①③ C. ②③①④ D. ②①③④
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达。
【详解】蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达,因此,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列→③蓝色荧光蛋白基因的合成→④表达出蓝色荧光蛋白,D正确,ABC错误。
故选D。
30. 生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点,下列叙述错误的是( )
A. 应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
B. 当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
C. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
D. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
【答案】C
【解析】
【分析】转基因技术的安全性问题包括食物安全、生物安全和环境安全三方面的问题,克隆人和设计试管婴儿涉及伦理道德问题。
【详解】A、考虑生物技术安全性问题,应注意严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质,A正确;
B、治疗性克隆有助于疾病的治疗,较少涉及伦理道德问题,当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆,B正确;
C、生物武器是用致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等来形成杀伤力,干扰素是免疫活性物质,C错误;
D、反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿,导致男女性比失衡,D正确。
故选C。
二、填空题:本大题共5小题,共40分
31. 吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这和微生物产生的毒素有关。某学习小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,特开展以下实验。用苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH在3.5~4之间,下面是操作流程:
(1)步骤②是____,根据题意,本实验选用的接种方法是____。
(2)步骤③中,为了防止出现微生物之间抑制生长的现象,学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是____(填“选择培养基”或“鉴定培养基”),它们虽然配方不同,但是一般都含有水、碳源、____。
(3)在步骤③中,可根据____对不同菌种进行初步鉴定。每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时记录作为实验结果,这是为了防止____。统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因是____(答2点)。
(4)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,还需要补充实验操作____。
【答案】(1) ①. 梯度稀释(等比稀释) ②. 稀释涂布平板法
(2) ①. 选择培养基 ②. 氮源、无机盐
(3) ①. 菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等) ②. 因培养时间不足遗漏菌落数目;细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长 ③. 青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长
(4)检测上述区域中微生物产生的毒素含量
【解析】
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数为30~300、适于计数的平板,在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值。
【小问1详解】
常见的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,题图可知,本实验选用的是稀释涂布平板法,步骤②是梯度稀释(等比稀释)。
【小问2详解】
在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。步骤③中,为了防止出现微生物之间抑制生长的现象,学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是选择培养基,它们虽然配方不同,但是一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。
【小问3详解】
不同菌种形成的菌落特征存在差异,在步骤③中,可根据菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等)对不同菌种进行初步鉴定。每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时记录作为实验结果,这是为了防止因培养时间不足遗漏菌落数目;细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长。由于青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长,故青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。
【小问4详解】
分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,为了安全起见,还需要检测上述区域中微生物产生的毒素含量。
32. 工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的______可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供______。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的______能将发酵池中的蛋白质分解成易于吸收、风味独特的成分,如小分子的肽和______,米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于______(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于______(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是______。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是______(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 蛋白质 ②. 碳源
(2) ①. 蛋白酶 ②. 氨基酸 ③. 异养好氧
(3) ①. 原核生物 ②. 酒精和二氧化碳 ③. 酒精、乳酸、食盐
【解析】
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。2、微生物的生长繁殖一般需要水、无机盐、碳源和氮源等基本营养物质,有些还需要特殊的营养物质如生长因子,还需要满足氧气和pH等条件。3、果酒制作的菌种为酵母菌,其原理是:在有氧的条件下,酵母菌大量繁殖,无氧的条件下,酵母菌产生酒精和二氧化碳。
【小问1详解】
大豆中含有丰富的蛋白质,可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。
【小问2详解】
米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸,使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和需要氧气,说明其代谢类型是异养好氧型。
【小问3详解】
乳酸菌没有核膜包被的细胞核,属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物,既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长,乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长,同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。
33. 某小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀、硅胶管等材料制作的一种新型的果酒、果醋两用发酵装置,如下图。请分析回答
(1)制作果酒、果醋的微生物的代谢类型分别是______型、______型。
(2)图中______和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作,______能为通入的空气进行无菌过滤,从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气。
(3)酿制果酒时一般将温度控制在______℃,图示装置一般要先通气后紧闭软管夹,通气的目的是______。若要检测果汁发酵后是否有酒精产生,可从出料口取2mL发酵液加入试管,再滴加0.5mL______溶液,观察是否呈现灰绿色。
(4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成,使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水,这样处理的主要好处有______。(至少答出两点)
【答案】(1) ①. 异养兼性厌氧 ②. 异养好氧
(2) ①. 充氧泵 ②. 空气过滤器
(3) ①. 18~30 ②. 有利于酵母菌的繁殖 ③. 酸性重铬酸钾
(4)及时排出气体、防止外界杂菌的污染、通过气泡的生成了解发酵状况、排气不需要人工控制等
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理:(1)在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖; (2)在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳;
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【小问1详解】
参与果酒制作的微生物是酵母菌,为异养兼性厌氧型真菌,参与果醋制作的微生物是醋酸菌,为异养好氧细菌;
【小问2详解】
由图示装置可知,通电后的充氧泵和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作,空气过滤器能为通入的空气进行无菌过滤,从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气;
【小问3详解】
酵母菌发酵的最适温度为18~30℃;通气目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;用酸性重铬酸钾可以检测酒精,操作步骤为从出料口取2mL发酵液加入试管,再滴加酸性重铬酸钾溶液,观察溶液是否呈现灰绿色;
【小问4详解】
排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成,使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水,利用水封的原理,不仅能将发酵过程产生的气体及时排出发酵罐,并通过单向阀中气泡的生成了解发酵状况,还能有效隔绝外界空气对发酵介质的氧化及外界杂菌的污染,同时排气不需要人工控制,使用方便。
34. 细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答下列问题。
材料一:人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是______。经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有______特点,再进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌______的杂交瘤细胞。该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是______。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是______。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到______阶段,然后从______(填细胞器)中提取茶碱;一般来说,植物组织培养培育成植株的生殖方式为______。
【答案】(1) ①. 聚乙二醇##PEG ②. 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 ③. 所需抗体(抗HCG抗体) ④. 使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的
(2)怀孕后尿液中含有HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕
(3) ①. 愈伤组织 ②. 液泡 ③. 无性生殖
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
诱导动物细胞融合时,采用的化学诱导试剂是聚乙二醇/PEG。经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞同时具有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的特点,既能迅速大量增殖,又能产生抗体。进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体(抗HCG抗体)的杂交瘤细胞,即最终所需要的杂交瘤细胞。步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测,该过程一般在多孔细胞培养板上进行,用多孔细胞培养板培养时,需要稀释,其目的是使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的。
【小问2详解】
人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体本质为蛋白质,所用检测早孕的方法为抗原-抗体杂交,生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合,怀孕后尿液中含有 HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕。
【小问3详解】
愈伤组织是一群未分化的细胞,液泡中含有无机盐、糖类等有机物,故若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段,愈伤组织细胞呈高度液泡化,然后从其液泡中提取茶碱,由于该过程中没有经过精卵结合,故生殖方式为无性生殖。
35. 脑血栓是威胁人类健康的常见疾病,研究发现人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。通过基因工程技术可以大量制备基因工程药物t-PA。
(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因,PCR的原理是______,此外,除上述外获得t-PA基因的方法还有______(答出1种即可)。
(2)研究表明,为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高,若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。据此,先对天然的t-PA基因进行序列改造,然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因,可制造出性能优异的改良t-PA蛋白。(注:如图乙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。)请回答下列问题:
①以上制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程被称为______。已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA,而丝氨酸的密码子为UCU,因此改造后的基因决定第84位丝氨酸的模板链的碱基序列应设计为______。
②如图所示,需选用限制酶______和______切开质粒pCLY11,才能与t-PA改良基因高效连接。与单一酶酶切相比,本操作采用的双酶切方法的优点是______。
(3)将连接好的质粒DNA导入大肠杆菌,含t-PA改良基因重组质粒的细胞应具有的性状是______。
A. 新霉素抗性且呈蓝色 B. 新霉素敏感且呈蓝色
C. 新霉素抗性且呈白色 D. 新霉素敏感且呈白色
【答案】(1) ①. DNA半保留复制 ②. 人工合成(或从基因文库中获取)
(2) ①. 蛋白质工程 ②. AGA ③. XmaI ④. BglⅡ ⑤. 防止载体和目的基因自身环化以及目的基因和质粒反向连接 (3)C
【解析】
【分析】蛋白质工程的过程:根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列: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);最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【小问1详解】
PCR是体外合成DNA的技术,其原理是DNA半保留复制。对于基因比较小,核苷酸序列已知,也可以直接使用DNA合成仪(化学方法)直接人工合成,此外还可从基因文库中直接获取。
【小问2详解】
①天然的t-PA基因控制t-PA蛋白的合成,改良t-PA蛋白需要对天然的t-PA基因序列进行改造,然后用改造的基因作为目的基因让其表达,从而实现对天然蛋白质的改造,题中合成性能优异的改良t-PA蛋白的过程称为蛋白质工程。已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA,而丝氨酸的密码子为UCU,根据碱基互补配对原则可推测,改造后的基因决定第84位丝氨酸的模板链的碱基序列应设计为AGA。②目的基因两端的黏性末端图中已经给出,观察各限制酶的识别序列可知,限制酶XmaⅠ和BglⅡ切割产生的黏性末端能与目的基因的黏性末端碱基互补,要想把目的基因与质粒pCLY11 (运载体) 拼接起来,需要得到相同的黏性末端,因此质粒pCLY11(运载体)也需要限制酶XmaⅠ和BglⅡ切割。这里用两种不同的限制酶切割质粒是为了使其呈现两种不同的黏性末端分别与目的基因的两个黏性末端连接,这样可以保证目的基因和质粒的正向连接(即防止目的基因和质粒反向连接),同时也可避免目的基因和质粒的自身环化。
【小问3详解】
结合图示可知,限制酶XmaⅠ和BglⅡ会破坏质粒pCLY11上的mlacZ,但不会破坏neor(新霉素抗性基因),导入重组质粒的大肠杆菌具有新霉素抗性,但由于mlacZ基因被破坏,因而菌落呈现白色。
故选C。
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