内容正文:
2024—2025学年度第二学期3月份考试高二生物试题
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单项选择题(本题包括15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 利用山金柑愈伤组织细胞(2N)和早花柠檬叶肉细胞(2N)进行体细胞杂交可以得到高品质的杂种植株。下图是对某杂种植株核DNA和线粒体DNA的来源进行鉴定的结果。下列分析正确的是( )
A. 该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法和灭活病毒诱导法
B. 细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌蒸馏水中以防杂菌污染
C. 可通过比较融合后细胞的颜色进行初步筛选
D. 杂种细胞经过组织培养得到的杂种植株是四倍体
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,杂种植株核DNA与早花柠檬7组重合,线粒体DNA与山金柑7组重合,说明杂种植株的核基因来自早花柠檬,质基因来自山金柑。
【详解】A、该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法,A错误;
B、细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌的等渗的甘露醇溶液中以防杂菌污染,同时防止原生质体吸水涨破,B错误;
C、愈伤组织细胞无色,叶肉细胞因为含有叶绿体为绿色,所以可通过观察叶绿体的有无,即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志,C正确;
D、杂种植株的核基因来自早花柠檬,经过组织培养得到的杂种植株是二倍体,D错误。
故选C。
2. 抗癌药紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的生物活性物质。为减少对紫杉的破坏,科研人员利用组织培养技术提高了紫杉醇的产量。培养过程中细胞生物量与细胞产物之间的关系如图,下列叙述正确的是( )
A. 图中虚线表示细胞生物量,实线表示细胞产物
B. 紫杉醇是紫杉细胞生长所必需的物质
C. 培养过程中体现了植物细胞的全能性
D. 可采用提取、分离和纯化等措施来分离紫杉醇
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,其过程是为离体的植物组织、器官或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,进一步发育植株(新植体)。
【详解】A、紫杉醇是从紫杉细胞中提取出来的物质,应当是先有细胞,后有细胞产物,因此,图中虚线表示细胞产物,实线表示细胞生物量,A错误;
B、紫杉醇属于次级代谢物,不是紫杉细胞生长所必需的物质,B错误;
C、生产紫杉醇只需要培养到愈伤组织就可以,没有体现植物细胞的全能性,C错误;
D、紫杉醇属于细胞代谢物,可采用提取、分离和纯化等措施来分离,D正确。
故选D。
3. 下列关于动物细胞工程的说法,不正确的有几项?( )
①通过PEG融合法、电融合法等方法可以诱导两个动物细胞相互识别而融合为一个细胞
②动物细胞和癌细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
③灭活的病毒失去了其抗原结构,但保留其感染能力,可用于诱导动物细胞融合
④现阶段,体细胞核移植技术成功率非常低,而且绝大多数动物存在健康问题
⑤小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40条,其B淋巴细胞的染色体数为40条,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为80个
⑥动植物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养
⑦动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞具有更高的全能性
A. 4项 B. 5项 C. 6项 D. 7项
【答案】C
【解析】
【分析】诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用诱导因素有PEG、灭活病毒、电激等。灭活病毒诱导细胞融合的原理是:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,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。
【详解】①通过PEG融合法、电融合法等方法可以诱导两个动物细胞融合为一个细胞,但没有涉及相互识别,①错误;
②正常体细胞在培养过程中会出现接触抑制和贴壁生长现象,但癌细胞能无限增殖,故在培养过程中不会出现接触抑制的现象,②错误;
③灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力,但没有破坏抗原结构,③错误;
④现阶段,体细胞核移植技术成功率非常低,而且绝大多数动物存在健康问题,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等,④正确;
⑤小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40条,其B淋巴细胞的染色体数为40条,融合后形成的杂交瘤细胞的核DNA分子数为80个,此外在细胞质中还有少量的DNA分子,⑤错误;
⑥动物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养,植物组织培养时不需要用酶处理,⑥错误;
⑦动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞的分裂能力强,⑦错误。
综上所述,①②③⑤⑥⑦错误,④正确,ABD错误,C正确。
故选C。
4. CD47跨膜蛋白可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞发挥作用。研究发现,多种肿瘤细胞表面的CD47含量是正常细胞的1.6~5.0倍,这可能是导致肿瘤细胞难以被巨噬细胞清除的重要原因之一。为验证抗CD47的单克隆抗体能否减少CD47对巨噬细胞的抑制作用,研究人员利用动物细胞工程研制了该单克隆抗体,过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小鼠注射CD47后产生的B淋巴细胞均可分泌相应抗体
B. 细胞①中可能有一些不能产生抗体,但所有细胞均可无限增殖
C. 筛选a步骤利用HAT选择培养基,获取产生单一抗体的杂交瘤细胞
D. 为验证该单克隆抗体的作用,还需要加入肿瘤细胞进一步实验
【答案】D
【解析】
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点;
2、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。
【详解】A、小鼠注射CD47后产生的B淋巴细胞并不是都可分泌相应抗体,只有浆细胞可以,A错误;
B、细胞①表示两个细胞融合,只考虑两个细胞融合时,有两个B淋巴细胞融合,两个骨髓瘤细胞,1个B淋巴细胞和1个骨髓瘤细胞融合,这些细胞中可能有一些不能产生抗体,有些细胞不可无限增殖,B错误;
C、筛选a步骤利用HAT选择培养基获取杂交瘤细胞,筛选b步骤利用抗原-抗体杂交获取产生单一抗体的杂交瘤细胞,C错误;
D、单克隆抗体是由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体;为验证该单克隆抗体的作用,还需要加入肿瘤细胞进一步实验,D正确。
故选D。
5. 治疗最凶险乳腺癌“HER2+”的抗体-药物偶联物(T-DM1)被纳入2023年医保目录名单。T-DM1由曲妥珠单抗、细胞毒性药物DM1偶联形成。T-DM1作用机制如下图,下列有关叙述错误的是( )
A. 曲妥珠单抗的作用是将DM1准确带至乳腺癌细胞
B. T-DM1被乳腺癌细胞吞噬后释放DM1抑制微管聚合进而导致细胞凋亡
C. 曲妥珠单抗制备中可选择DM1作为抗原刺激小鼠产生免疫应答
D. 利用同位素或荧光标记的曲妥珠单抗可定位诊断HER2+
【答案】C
【解析】
【分析】由于单克隆抗体的特异性强,能特异性识别抗原,因此可以把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、药物等相结合,制成“生物导弹”。借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞,在原位杀死癌细胞。疗效高,副作用小,位置准确。
【详解】A、T-DM1由曲妥珠单抗、细胞毒性药物DM1偶联前成,分析题图曲妥珠单抗可以与细胞膜表面的HER2+特异性结合,将DM1准确带至乳腺癌细胞,A正确;
B、根据题图:T-DM1被乳腺癌细胞吞噬后释放DM1抑制微管聚合,且溶酶体破裂导致细胞凋亡,B正确;
C、DM1是细胞毒性药物,不能与HER2+特异性结合,其免疫小鼠后产生的抗体也不能与HER2+特异性结合,所以不选择它作为制备单抗的抗原,C错误;
D、曲妥珠单抗可以与HER2+特异性结合,因此可以利用同位素或荧光标记的曲妥珠单抗定位诊断HER2+,D正确。
故选C。
6. 科研人员在杂交瘤细胞的基础上获得了双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可以同时结合两种抗原。抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同),如图1。因此双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原α与β结合称为双特异性抗体,如图2。下列叙述错误的是( )
A. 科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内引起体液免疫,分泌相应抗体
B. 制备杂交瘤细胞时,需要多次筛选得到两种杂交瘤细胞
C. 诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
D. 图2中若1是A2,则2、3、4、5、6分别对应a、B2、b、α、β
【答案】D
【解析】
【分析】图1中是抗原α、β分别注射到小鼠体内,小鼠分别产生的α、β的两种单克隆抗体;图2中是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体。图中抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。
【详解】A、抗原α、β分别注射到小鼠体内引起体液免疫,刺激B细胞增殖和分化出记忆B细胞和浆细胞,浆细胞分泌相应抗体,A正确;
B、制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织,用胰蛋白酶处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,多次筛选得到两种杂交瘤细胞,B正确;
C、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,C正确;
D、有一种抗体能同时与抗原α与β结合称为双特异性抗体,由于图2抗体是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体,可变区的重链1和2位置存在A2或B2,若1是A2,则2为B2,根据图1信息判断(a与A2在可变区并结合α,b与B2在可变区并结合β),图2中3与1(A2)在可变区并结合5,故3对应a,5对应α,同时4与2(B2)在可变区并结合6,故4对应b,6对应β,因此 2、3、4、5、6分别对应B2、a、b、α、β,D错误。
故选D。
7. 目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示,染色体全部来自父系的“合子”致死。下列相关叙述错误的是( )
A. “半同卵双胞胎”的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
B. 排卵是卵子从卵泡中排出的过程,图中卵子发育到减数分裂Ⅱ的中期
C. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P1或MM
D. 这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的常染色体可能不同
【答案】C
【解析】
【分析】1、受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合。
2、阻止多精入卵的两道屏障:透明带反应和卵黄膜封闭作用。
3、多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的;MⅠ是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢。MⅡ是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
【详解】A、“半同卵双胞胎”的产生是由于两个精子与一个卵细胞受精引起的,与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关,A正确;
B、排卵是指卵子从卵泡中排出,此时的卵子通常是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞。卵子发育到减数第二次分裂中期才具备受精的能力,故图中卵子发育到减数分裂Ⅱ的中期,B正确;
CD、来自母系的染色体为M,来自父系的染色体为P1、P2,经过复制后,染色体进行组合,若细胞a的染色体组成为MP1,细胞c的染色体均来自父亲,其染色体组成为P1P2,细胞b的染色体组成为MP2,故这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的常染色体可能不同,C错误,D正确。
故选C。
8. 某同学利用洋葱为实验材料,进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述错误的是( )
A. 该同学也可选择鸡血、猪肝等动物细胞为实验材料提取DNA,但方法可能有所不同
B. 将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后,滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后,DNA存在于沉淀物中
C. 向含有DNA的粗提取液中加入体积分数为95%的冷酒精后,出现的白色丝状物为DNA
D. 鉴定DNA时,需先将DNA溶解在2mol/L NaCl溶液,再加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热
【答案】B
【解析】
【分析】1、DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:
①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;
②DNA不容于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;
③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;
④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色;
2、DNA粗提取与鉴定的实验中,不同操作步骤中加水的作用不同,破碎细胞获取含DNA的滤液时加蒸馏水的目的是使血细胞涨破;出去滤液中的杂质时,加蒸馏水的目的是降低NaCl溶液浓度使DNA析出。
【详解】A、不同类型的生物材料(如植物细胞、动物细胞、微生物)中DNA的提取过程虽有相似之处,但也存在差异。例如,使用动物血液作为实验材料时,通常利用红细胞破裂释放出的DNA进行提取,而不需要研磨和去除细胞壁的过程,A正确;
B、在DNA粗提取实验中,通 常首先通过研磨和加入适量的洗涤剂与食盐溶液来释放细胞中的DNA,并破坏细胞膜和其他细胞结构。然后,在此混合液中DNA会溶解在溶液中,并随同蛋白质、多糖等其他物质一起存在。DNA在一定浓度的NaCl溶液中溶解度较高,所以初步处理后的滤液经过离心或静置 后,DNA不会形成沉淀,而是在溶液中,B错误;
C、在DNA提取过程中,当加入高浓度酒精后,DNA会因不溶于酒精而析出,形成白色的絮状或丝状沉淀,这就是粗提取得到的DNA,C正确;
D、鉴定DNA时,常用的方法之一就是二苯胺显色反应。需要将DNA样品溶解在适当的NaCl溶液中,然后加入二苯胺试剂,在沸水中加热后,若存在DNA,则反应液会变为蓝色,D正确。
故选B。
9. Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。取用无血清培养液制成的待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中,下室为有血清培养液,上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜分隔开,放入培养箱中培养,通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 进入下室的肿瘤细胞数量越多,说明肿瘤细胞的分裂能力越强
B. 可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理使动物细胞分散开
C. 肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室
D. 血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动
【答案】A
【解析】
【分析】分析题意和题图:将待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中,下室为有血清培养液,一段时间后计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,数量越多,则说明癌细胞的侵袭能力越强。
【详解】A、由题意可知,可通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,若进入下室的肿瘤细胞数量越多,说明肿瘤细胞的侵袭能力越强,但不能说明肿瘤细胞的分裂能力越强,A错误;
B、获得动物组织块后,可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理使动物细胞分散开,制成细胞悬液,B正确;
C、一开始将肿瘤细胞加入膜上铺有基质胶的上室中,一段时间后在下室发现肿瘤细胞,说明肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室,C正确;
D、上室含无血清培养液,下室含血清培养液,加入上室的肿瘤细胞一段时间后出现在下室中,说明血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动,D正确。
故选A。
10. 一环状DNA分子,设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处;限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处;限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表,请确定C在该环状DNA分子的切点应位于图中的哪处( )
C单独切
长度为0.8和0.2的两个片段
C与A同时切
长度为2个0.2和1个0.6的片段
C与B同时切
长度为2个0.1和1个0.8的片段
A 0.2和0.4处 B. 0.4和0.6处 C. 0.5和0.7处 D. 0.6和0.9处
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据图示分析可知,C单独切割时,获得0.8和0.2两个片段。而C与A同事切割时,获得2个0.2和1个0.6片段,可推知C的切割位点在0.2、0.4、0.6或0.8处。C与B同时切割时,获得2个0.1和1个0.8片段,可确切推知C的一个切割位点肯定在0.2和0.4两处。
故选A。
【点睛】
11. 研究人员欲采用“异源囊胚补全法”将人源iPS 细胞培育出的肾元祖细胞导入囊胚,然后移植到去除生肾区既存的肾元祖细胞的仔猪体内,培育出 100%人源iPS细胞来源的肾单位并实际应用于移植医疗,部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 培育人源肾元祖细胞需向 iPS细胞培养液中加入定向诱导分化剂
B. 过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团
C. 该技术培育的人源肾脏不必考虑肾移植个体之间的遗传差异
D. 过程③操作之前需要对代孕母猪进行同期发情处理
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:①是敲除生肾基因的猪受精卵发育成囊胚的过程,②是荧光标记的人iPS诱导的肾元祖细胞导入囊胚的过程,③是胚胎移植④是分娩。
【详解】A、培育人源肾元祖细胞需向iPS细胞培养液中加入定向诱导分化剂从而获得肾元祖细胞,A正确;
B、过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团,从而保证人源肾细胞的正常发育,因为内细胞团会发育成完整胚胎,B正确;
C、该技术培育的人源肾脏依然需要考虑肾移植个体之间的遗传差异,因为该方法获得的肾脏可能含有囊胚的细胞发育的部分,C错误;
D、过程③操作之前需对代孕仔猪进行同期发情处理,D正确。
故选C。
12. 我国科学家成功培育了体细胞克隆猴。在处理重构胚时,将组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA、组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA注入了重构胚,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。下列叙述错误的是( )
A. 除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理法在没有穿透卵母细胞透明带的去核或使其中的DNA变性
B. TSA能够抑制组蛋白脱乙酰酶的作用从而降低组蛋白的乙酰化水平
C. 组蛋白去甲基化酶KDM4D能够降低组蛋白的甲基化水平
D. 培育克隆猴对研究人类疾病致病机制和研发新药有重要意义
【答案】B
【解析】
【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、在核移植过程中,去除卵母细胞的细胞核时,除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理等方法,这些方法可以在不穿透卵母细胞透明带的情况下使其中的DNA变性,A正确;
B、组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可抑制组蛋白脱乙酰酶的活性,从而抑制组蛋白脱乙酰作用,提高组蛋白的乙酰化水平,B错误;
C、组蛋白去甲基化酶KDM4D可促进组蛋白去甲基化,从而能够降低组蛋白的甲基化水平,C正确;
D、猴属于灵长类动物,与人更接近,培育克隆猴对人类疾病致病机制的研究、新药研发等具有更重要的意义,D正确。
故选B。
13. 苦马豆素(SW)因从灰苦马豆中分离出来而得名,被认为是“未来的肿瘤治疗药物”。为研究不同浓度的苦马豆素对小鼠肿瘤细胞的影响,实验人员进行相关实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 充入培养液的气体中应含5% CO2,以维持培养液的渗透压
B. 对该实验对照组的处理为:加入不含SW的培养液,其他培养条件相同
C. 在实验条件下,SW浓度越高,对细胞生长的抑制作用越强
D. 在实验条件下,SW作用时间越长,对细胞生长的抑制作用越强
【答案】A
【解析】
【分析】本实验的目的是验证苦马豆素对癌症的治疗效果,其自变量是苦马豆素(SW)的浓度和作用时间,因变量是癌细胞的存活率,
【详解】A、充入培养液的气体中应含5%CO2,以维持培养液的pH,A错误;
B、根据单一变量原则,实验组加入不同浓度的SW溶液,对照组加入不含SW的培养液,其他培养条件相同,B正确;
C、根据图示可知,在实验条件下,SW浓度越高,对细胞生长的抑制作用越强,C正确;
D、根据图示可知,SW作用时间越长,对细胞生长的抑制作用越强,D正确。
故选A。
14. 猪因其生理特性、器官大小以及胚胎发育过程等方面与人类存在高度相似性,已成为“种植”人类器官极具潜力的动物模型。如图表示我国科学家利用猪作为载体,培育可供人类移植使用的人源肾脏的相关流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测SIXI和SALLI两种基因是猪肾脏发育必需的基因
B. 去除卵母细胞中的核,指的是去除纺锤体—染色体复合物
C. 注入人源干细胞的目的是使人源干细胞分裂分化产生人的器官
D. 该实验流程中涉及了体外受精、核移植、胚胎移植等生物技术
【答案】D
【解析】
【分析】动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物。
【详解】A、根据SIXI/SALLI缺陷的早期胚胎发育成肾脏缺陷胚胎可知,这两个基因是猪肾脏发育必需的基因,A正确;
B、符合去核标准的卵母细胞处于减数分裂Ⅱ中期,此时的“核”其实是纺锤体—染色体复合物,B正确;
C、干细胞具有较强的分裂和分化能力,注入人源干细胞的目的是使人源干细胞分裂分化产生人的器官,以用于器官移植等,C正确;
D、该实验流程包括了核移植、体外胚胎培养、胚胎移植等生物技术,但不包括体外受精技术,D错误。
故选D。
15. 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,利用其乳腺生产人生长激素,为加速转基因奶牛的繁育,对此转基因奶牛进行克隆,过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 细胞培养前,可采用酶解法将动物组织分散成单个细胞
B. 重组胚胎移植到代孕母牛体内之前不需要进行性别鉴定
C. 可采用电融合法使供体细胞和去核卵母细胞融合
D. 将重组胚胎移到雌性奶牛体内,需要注射免疫抑制剂降低免疫排斥
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎工程是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。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
【详解】A、在进行细胞培养时,取材的动物组织可以用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理一段时间,将组织分散成单个细胞,A正确;
B、对转基因奶牛进行克隆,供核奶牛细胞来自雌性奶牛,所以重组胚胎是雌性,不需要进行性别鉴定,B正确;
C、可采用电融合法使供体细胞和去核卵母细胞融合,供体核进入卵母细胞形成重构胚,C正确;
D、在胚胎移植过程中,供体牛的早期胚胎被植入代孕牛体内,代孕牛通常不会对移植的胚胎产生免疫排斥反应,因此一般不需要对代孕牛注射免疫抑制剂,D错误。
故选D。
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
16. 某质粒中氨苄青霉素抗性基因(AmpR),四环素抗性基因(TetR)和多种限制酶的识别位点如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 基因工程的载体也可选用噬菌体和动植物病毒
B. 质粒和目的基因用ScaI和HindⅢ切割,用四环素进行筛选
C. 质粒和目的基因用SalⅠ和SphⅠ切割,用氨苄青霉素进行筛选
D. 质粒和目的基因用ScaⅠ和PvuⅠ切割,用四环素进行筛选
【答案】B
【解析】
【分析】质粒中的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因是标记基因,标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选。
【详解】A、基因工程的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体,A正确;
B、质粒和目的基因用ScaI和HindⅢ切割,会破坏所有的标记基因,用四环素无法进行筛选,B错误;
C、质粒和目的基因用SalⅠ和SphⅠ切割,会破坏四环素抗性基因,但不会破坏氨苄青霉素抗性基因,可以用氨苄青霉素进行筛选,C正确;
D、质粒和目的基因用ScaⅠ和PvuⅠ切割,不会破坏四环素抗性基因,但会破坏氨苄青霉素抗性基因,可以用四环素进行筛选,D正确。
故选B。
17. CDR移植就是将鼠源单克隆抗体(简称鼠源性单抗)可变区中互补决定区(CDR)序列取代人源抗体相应CDR序列,重组构成人源化抗体。下列有关叙述错误是( )
A. 制备鼠源性单抗时使用的灭活病毒可保证细胞膜分子排布不发生改变
B. 制备鼠源性单抗过程需进行两次筛选,第二次筛选的原理是抗原—抗体杂交
C. 若直接利用未人源化的鼠源单抗进行治疗,机体将会通过细胞免疫清除该抗体
D. 人源化抗体既有鼠源性单抗的特异性与亲和力,又能最大限度地降低免疫排斥
【答案】AC
【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。
【详解】A.制备鼠源性单抗时使用的灭活病毒可使细胞膜分子排布发生改变,进而促进细胞融合,A错误;
B.制备鼠源性单抗过程需进行两次筛选,第一次筛选的原理是利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的原理是抗原—抗体杂交,B正确;
C.抗体参与的是体液免疫,机体将会通过体液免疫清除该抗体,C错误;
D.人源化抗体既有鼠源性单抗的特异性与亲和力,又能最大限度地减弱免疫排斥,降低单抗的副作用,D正确。
故选AC。
18. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. Cas9蛋白相当于限制酶,切割位点是脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C. CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
【答案】ABD
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
【详解】A、Cas9蛋白切割特定基因位点,相当于限制酶,作用于脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键,A错误;
B、向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的,可以在RNA聚合酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸,B错误;
C、CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,SgRNA的序列越短,可识别的DNA上的特定碱基序列越短,越容易发生脱靶现象,即脱靶率越高,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低,C正确;
D、在对不同目标DNA进行编辑时,应使用Cas9蛋白和不同的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑,D错误。
故选ABD。
19. 科学家将c—Myc、KIf4、Sox2和Oct—3/4这四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内,细胞在一定条件下转变成iPS细胞。在适当条件诱导下,iPS细胞可以定向分化成各种细胞。下列相关叙述正确的是( )
A. iPS细胞有丝分裂后期染色体数目与核DNA分子数目相同
B. iPS细胞分化成各种组织细胞过程中DNA序列不变
C. iPS细胞的分裂、分化能力比造血干细胞弱
D. 小鼠成纤维细胞转变成iPS细胞与植物组织培养的脱分化过程类似,T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞
【答案】ABD
【解析】
【分析】图为将c-Myc、KIf4、Sox2和Oct-3/4这四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内,细胞在一定条件下转变成iPS细胞, iPS细胞转化为各种细胞的过程,原因是细胞分化,实质是进行了基因的选择性表达。
【详解】A、iPS细胞有丝分裂后期由于着丝粒分裂,使得此时染色体数目与核DNA分子数目相同,A正确;
B、iPS细胞分化成各种组织细胞的过程中,细胞的形态、结构和生理功能发生改变,细胞分化的实质是基因的选择性表达,使得细胞内信使RNA和蛋白质改变,但DNA不变,B正确;
C、iPS细胞的分裂分化能力比造血干细胞强,C错误;
D、小鼠成纤维细胞转变成iPS细胞与植物组织培养的脱分化过程类似,T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞,D正确。
故选ABD。
20. 克隆动物常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法。前者是用微型注射针将供体细胞核吸出并注入去核卵母细胞质内;后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内,然后促使两个细胞融合。“中中”和“华华”是两只出生在我国的克隆猴,下图是它们的培育流程简图。下列说法错误的是( )
A. 以克隆猴为模型研发新型药物可以有效缩短研发进程
B. 供体细胞注入去核卵母细胞透明带内后需经诱导才能形成重构胚
C. “中中”和“华华”的遗传性状由图中的胎猴和母猴以及环境共同决定
D. 相比之下,细胞质内注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小
【答案】D
【解析】
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟,可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体,核移植时,对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理,使用电刺激等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、克隆猴与人类遗传背景更接近,以其为模型研发药物可有效缩短药物研发进程,A正确;
B、供体细胞注入去核卵母细胞透明带内后,还需要电融合法诱导才能使两细胞融合形成重构胚,B正确;
C、“中中”和“华华”是由透明带下注射法形成的,核DNA均来自供体细胞,但质DNA来自去核卵母细胞和供体细胞,因此“中中”和“华华”的遗传性状由图中的胎猴和母猴以及环境共同决定,C正确;
D、相比细胞质内注射法,透明带下注射法不抽取供体细胞的细胞核,操作简单且对供体细胞核损伤小,同时注射的位置是卵母细胞外的透明带,对卵母细胞的损伤更小,D错误。
故选D。
三、非选择题,每空分
21. 人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)图中向小鼠注射的A是_____。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,该细胞有_____的特点。
(3)从图中可以看出,单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞工程中的_____和_____两大技术。对应的原理分别是_____、_____。
(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而且绝不攻击任何正常细胞,故称为“生物导弹”,这体现了单克隆抗体的优点是_____。
【答案】(1)HPV衣壳蛋白
(2)既能迅速大量增殖,又能产生抗体
(3) ①. 动物细胞培养 ②. 动物细胞融合 ③. 细胞增殖 ④. 细胞膜的流动性
(4) 能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合(特异性强、灵敏度高)
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:对小鼠注射特定的抗原蛋白,使小鼠产生免疫反应,从脾脏中获得相应的B淋巴细胞;将小鼠骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞诱导融合;(筛选①)再用特定的选择性培养基进行筛选,只有融合的杂种细胞才能生长;(筛选②)对上述杂种细胞进行克隆化培养和抗体检测,获得能产生专一抗体的杂交瘤细胞;将杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,最终获得单克隆抗体。
【小问1详解】
为获得抗HPV的单克隆抗体,故图中向小鼠注射的A是HPV衣壳蛋白。
【小问2详解】
图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既有瘤细胞的特征又有B淋巴细胞的特征,即既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
【小问3详解】
单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合两大技术。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,因为在融合过程中,细胞的膜结构发生了融合等变化;动物细胞培养的原理是细胞增殖,通过细胞的不断分裂来实现细胞数量的增加和细胞的培养。
【小问4详解】
单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而且绝不攻击任何正常细胞,这体现了单克隆抗体特异性强的优点,即它能够准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合(特异性强、灵敏度高)。
22. 农业生产中,单倍体植株是良好的遗传育种材料。以下是三种常见获取单倍体植株的技术。请回答下列问题:
(1)方法一:体外诱导单倍体。通常采用__________的方法得到单倍体。
(2)方法二:远缘杂交获得单倍体(图1)。普通大麦和球茎大麦杂交形成杂种胚的过程中发生了基因重组,在发育过程中球茎大麦的染色体逐渐消失,最后形成单倍体大麦。在育性上表现为__________的特点。
(3)方法三:种内杂交获得单倍体。玉米中 CENH3 是一种参与染色体分离的着丝粒蛋白。
①第一步:利用基因编辑技术破坏野生型玉米的CENH3基因,得到突变体。相关机理如图2所示,基因编辑过程中,sgRNA与CENH3识别结合时,遵循__________原则,切割CENH3基因的过程中产生__________个游离的磷酸基团,基因编辑的结果如图3所示
②第二步:突变植株与野生型植株杂交,受精卵在发育过程中来自突变体的染色体全部消失,发育成仅含__________染色体的单倍体。
(4)通过以上三种方式获得的单倍体可通过染色体数目加倍获得稳定的纯系,与传统杂交育种相比,单倍体育种的显著优点是_________。
【答案】(1)花药(花粉)离体培养 (2)高度不育
(3) ①. 碱基互补配对 ②. 2##两##二 ③. 野生型植株(配子) (4)明显缩短育种年限
【解析】
【分析】单倍体育种原理:染色体(数目)变异。优点:明显缩短育种年限,所得个体均为纯合子。缺点:技术复杂。
小问1详解】
单倍体育种中常采用花药(花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导(秋水仙素)使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目,得到染色体数目加倍的纯合体。
小问2详解】
在发育过程中球茎大麦的染色体逐渐消失,最后形成单倍体大麦,单倍体大麦的体细胞中染色体组为一个,在减数分裂过程中,由于没有同源染色体,无法正常配对联会,导致不能产生正常的配子,所以在育性上表现为高度不育的特点。
【小问3详解】
①RNA与DNA识别结合时,遵循碱基互补配对原则,即sgRNA与CENH3识别结合时,遵循碱基互补配对原则。DNA为双链结构,切割CENH3基因时,会将双链DNA切断,每一条链会产生1个游离的磷酸基团,所以切割后产生 2个游离的磷酸基团。②突变植株与野生型植株杂交,受精卵在发育过程中来自突变体的染色体全部消失,则受精卵为单倍体,其染色体组成为野生型植株(另一亲本)配子的染色体。
【小问4详解】
由于二倍体生物通过单倍体育种得到的个体都是纯合子,故与传统杂交育种相比,单倍体育种的显著优点是能够明显缩短育种年限。
23. 下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶I的识别序列和切点是—↓GATC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,写出限制酶Ⅱ的黏性末端_____ (写出方向)在①过程中,应用限制酶__________切割质粒,用限制酶_____切割抗虫基因。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有_____的培养基上,能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入。
(3)导入重组质粒大肠杆菌的表现型是_____。
(4)⑤过程所用技术称为_____,从遗传学角度来看,根本原因是根细胞具有_____。
【答案】(1) ①. ②. Ⅱ ③. Ⅰ(Ⅰ和Ⅱ)
(2)四环素 (3)抗虫性和抗四环素的特性
(4) ①. 植物组织培养 ②. 发育成完整个体的全部遗传物质
【解析】
【分析】对图进行分析可知,①表示构建基因表达载体;②表示将重组质粒导入大肠杆菌细胞内;③表示将大肠杆菌中的质粒转化到农杆菌中;④表示农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞;⑤表示通过组织培养技术把根细胞培养成完整植物体。
【小问1详解】
限制酶Ⅱ的黏性末端为 。限制酶Ⅱ的黏性末端为5'—GATC—3',质粒中两个标记基因中均有限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-,若用该酶切,抗性基因均被破坏,因此在①过程中,用限制酶Ⅱ切割质粒;目的基因(抗虫基因)可以用限制酶Ⅰ或两种酶一起切割,由于两种切割形成的末端序列相同,因此可以连接。
【小问2详解】
根据重组质粒与普通质粒上抗性基因的种类可知,如果成功导入质粒,则大肠杆菌可以在含四环素的培养基上生长,否则死亡,则该选择培养基中应该添加四环素。
【小问3详解】
由图可以看出,导入重组质粒的大肠杆菌可以具有抗四环素和抗虫的特点,因此导入重组质粒大肠杆菌的表现型是抗虫性和抗四环素的特性。
【小问4详解】
⑤表示通过组织培养技术把根细胞培养成完整植物体。植物的组织培养是利用植物细胞的全能性原理。植物细胞的全能性是指植物体的每个具有完整细胞核的细胞,都具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的潜在能力。
24. 科研人员通过基因工程等技术,改良了稻米的营养品质,培育出了铁含量比普通大米较高的转基因水稻。如图为培育转基因水稻过程示意图。
(1)图中过程①需要的操作工具是________
(2)图中Ti质粒上含有潮霉素抗性基因,为了筛检成功导入重组质粒的农杆菌,1号培养基需要加入________,诱导组织细胞脱分化的培养基是_____号培养基。
(3)④⑤⑥技术依据的主要原理是______。
(4)下图1、2为质粒、含目的基因的DNA及其们关限制酶的作用位点为提高实验的效能,应采用限制酶______处理Ti质粒和含目的基因的DNA;限制酶作用于DNA分子中的_______(填化学键名称),用不同的限制酶切割目的基因和载体的原因是_________。
【答案】(1)限制酶、DNA连接酶
(2) ①. 加入潮霉素 ②. 2 (3)植物细胞的全能性
(4) ①. BamH I和Hind Ⅲ ②. 磷酸二酯键 ③. 防止目的基因和载体自身环化及反向连接
【解析】
【分析】1、基因工程的一般操作步骤有:目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达。
2、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。其原理是植物细胞的全能性。
【小问1详解】
图中①表示质粒与目的基因的重组属于构建基因表达载体,通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段,使它们产生相同的黏性末端,然后再用DNA连接酶连接成重组质粒,该过程需要的操作工具是限制酶、DNA连接酶。
【小问2详解】
质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,所以需要在1号培养基中加入潮霉素,水稻细胞经过脱分化后可形成愈伤组织失去分化,2号是诱导愈伤组织形成的培养基。
【小问3详解】
图中④⑤⑥是将水稻幼胚经过脱分化形成愈伤组织,再分化形成再生植株的过程,这属于植物组织培养技术,该技术依据的基本原理是植物细胞具有全能性。
【小问4详解】
由图1和图2可知,由于EcoR Ⅰ会破坏目的基因,故应采用限制酶BamH I和Hind Ⅲ处理Ti质粒和含目的基因的DNA,以防止自身环化,然后经过DNA连接酶的作用将目的基因和质粒相连。限制酶作用于DNA分子中的磷酸二酯键,可将DNA切割成片段,用不同的限制酶切割目的基因和载体,可以产生不同的黏性末端,这样在DNA连接酶的作用下,目的基因和载体就能按照正确的方向进行连接,避免自身环化和反向连接等情况的发生。
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2024—2025学年度第二学期3月份考试高二生物试题
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单项选择题(本题包括15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 利用山金柑愈伤组织细胞(2N)和早花柠檬叶肉细胞(2N)进行体细胞杂交可以得到高品质杂种植株。下图是对某杂种植株核DNA和线粒体DNA的来源进行鉴定的结果。下列分析正确的是( )
A. 该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法和灭活病毒诱导法
B. 细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌蒸馏水中以防杂菌污染
C. 可通过比较融合后细胞的颜色进行初步筛选
D. 杂种细胞经过组织培养得到的杂种植株是四倍体
2. 抗癌药紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的生物活性物质。为减少对紫杉的破坏,科研人员利用组织培养技术提高了紫杉醇的产量。培养过程中细胞生物量与细胞产物之间的关系如图,下列叙述正确的是( )
A. 图中虚线表示细胞生物量,实线表示细胞产物
B. 紫杉醇是紫杉细胞生长所必需的物质
C. 培养过程中体现了植物细胞的全能性
D. 可采用提取、分离和纯化等措施来分离紫杉醇
3. 下列关于动物细胞工程的说法,不正确的有几项?( )
①通过PEG融合法、电融合法等方法可以诱导两个动物细胞相互识别而融合为一个细胞
②动物细胞和癌细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
③灭活的病毒失去了其抗原结构,但保留其感染能力,可用于诱导动物细胞融合
④现阶段,体细胞核移植技术成功率非常低,而且绝大多数动物存在健康问题
⑤小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40条,其B淋巴细胞的染色体数为40条,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为80个
⑥动植物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养
⑦动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织或细胞具有更高的全能性
A. 4项 B. 5项 C. 6项 D. 7项
4. CD47跨膜蛋白可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞发挥作用。研究发现,多种肿瘤细胞表面的CD47含量是正常细胞的1.6~5.0倍,这可能是导致肿瘤细胞难以被巨噬细胞清除的重要原因之一。为验证抗CD47的单克隆抗体能否减少CD47对巨噬细胞的抑制作用,研究人员利用动物细胞工程研制了该单克隆抗体,过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小鼠注射CD47后产生的B淋巴细胞均可分泌相应抗体
B. 细胞①中可能有一些不能产生抗体,但所有细胞均可无限增殖
C. 筛选a步骤利用HAT选择培养基,获取产生单一抗体的杂交瘤细胞
D. 为验证该单克隆抗体的作用,还需要加入肿瘤细胞进一步实验
5. 治疗最凶险乳腺癌“HER2+”的抗体-药物偶联物(T-DM1)被纳入2023年医保目录名单。T-DM1由曲妥珠单抗、细胞毒性药物DM1偶联形成。T-DM1作用机制如下图,下列有关叙述错误的是( )
A. 曲妥珠单抗的作用是将DM1准确带至乳腺癌细胞
B. T-DM1被乳腺癌细胞吞噬后释放DM1抑制微管聚合进而导致细胞凋亡
C. 曲妥珠单抗制备中可选择DM1作为抗原刺激小鼠产生免疫应答
D. 利用同位素或荧光标记的曲妥珠单抗可定位诊断HER2+
6. 科研人员在杂交瘤细胞的基础上获得了双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可以同时结合两种抗原。抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同),如图1。因此双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原α与β结合称为双特异性抗体,如图2。下列叙述错误的是( )
A. 科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内引起体液免疫,分泌相应抗体
B. 制备杂交瘤细胞时,需要多次筛选得到两种杂交瘤细胞
C. 诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
D. 图2中若1是A2,则2、3、4、5、6分别对应a、B2、b、α、β
7. 目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示,染色体全部来自父系的“合子”致死。下列相关叙述错误的是( )
A. “半同卵双胞胎”的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
B. 排卵是卵子从卵泡中排出的过程,图中卵子发育到减数分裂Ⅱ的中期
C. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P1或MM
D. 这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的常染色体可能不同
8. 某同学利用洋葱为实验材料,进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述错误的是( )
A. 该同学也可选择鸡血、猪肝等动物细胞为实验材料提取DNA,但方法可能有所不同
B. 将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后,滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后,DNA存在于沉淀物中
C. 向含有DNA的粗提取液中加入体积分数为95%的冷酒精后,出现的白色丝状物为DNA
D. 鉴定DNA时,需先将DNA溶解在2mol/L NaCl溶液,再加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热
9. Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。取用无血清培养液制成的待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中,下室为有血清培养液,上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜分隔开,放入培养箱中培养,通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 进入下室的肿瘤细胞数量越多,说明肿瘤细胞的分裂能力越强
B. 可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理使动物细胞分散开
C. 肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室
D. 血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动
10. 一环状DNA分子,设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处;限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处;限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表,请确定C在该环状DNA分子的切点应位于图中的哪处( )
C单独切
长度为0.8和0.2的两个片段
C与A同时切
长度为2个0.2和1个0.6的片段
C与B同时切
长度为2个0.1和1个0.8的片段
A. 0.2和0.4处 B. 0.4和0.6处 C. 0.5和0.7处 D. 0.6和0.9处
11. 研究人员欲采用“异源囊胚补全法”将人源iPS 细胞培育出的肾元祖细胞导入囊胚,然后移植到去除生肾区既存的肾元祖细胞的仔猪体内,培育出 100%人源iPS细胞来源的肾单位并实际应用于移植医疗,部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 培育人源肾元祖细胞需向 iPS细胞培养液中加入定向诱导分化剂
B. 过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团
C. 该技术培育的人源肾脏不必考虑肾移植个体之间的遗传差异
D. 过程③操作之前需要对代孕母猪进行同期发情处理
12. 我国科学家成功培育了体细胞克隆猴。在处理重构胚时,将组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA、组蛋白去甲基化酶KDM4D的mRNA注入了重构胚,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。下列叙述错误的是( )
A. 除显微操作去核外,还可采用梯度离心、紫外线照射、化学物质处理法在没有穿透卵母细胞透明带的去核或使其中的DNA变性
B. TSA能够抑制组蛋白脱乙酰酶作用从而降低组蛋白的乙酰化水平
C. 组蛋白去甲基化酶KDM4D能够降低组蛋白的甲基化水平
D. 培育克隆猴对研究人类疾病致病机制和研发新药有重要意义
13. 苦马豆素(SW)因从灰苦马豆中分离出来而得名,被认为是“未来的肿瘤治疗药物”。为研究不同浓度的苦马豆素对小鼠肿瘤细胞的影响,实验人员进行相关实验,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 充入培养液的气体中应含5% CO2,以维持培养液的渗透压
B. 对该实验对照组的处理为:加入不含SW的培养液,其他培养条件相同
C. 在实验条件下,SW浓度越高,对细胞生长的抑制作用越强
D. 在实验条件下,SW作用时间越长,对细胞生长的抑制作用越强
14. 猪因其生理特性、器官大小以及胚胎发育过程等方面与人类存在高度相似性,已成为“种植”人类器官极具潜力的动物模型。如图表示我国科学家利用猪作为载体,培育可供人类移植使用的人源肾脏的相关流程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A. 推测SIXI和SALLI两种基因是猪肾脏发育必需的基因
B. 去除卵母细胞中的核,指的是去除纺锤体—染色体复合物
C. 注入人源干细胞的目的是使人源干细胞分裂分化产生人的器官
D. 该实验流程中涉及了体外受精、核移植、胚胎移植等生物技术
15. 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,利用其乳腺生产人生长激素,为加速转基因奶牛的繁育,对此转基因奶牛进行克隆,过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 细胞培养前,可采用酶解法将动物组织分散成单个细胞
B. 重组胚胎移植到代孕母牛体内之前不需要进行性别鉴定
C 可采用电融合法使供体细胞和去核卵母细胞融合
D. 将重组胚胎移到雌性奶牛体内,需要注射免疫抑制剂降低免疫排斥
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
16. 某质粒中氨苄青霉素抗性基因(AmpR),四环素抗性基因(TetR)和多种限制酶的识别位点如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 基因工程的载体也可选用噬菌体和动植物病毒
B. 质粒和目的基因用ScaI和HindⅢ切割,用四环素进行筛选
C. 质粒和目的基因用SalⅠ和SphⅠ切割,用氨苄青霉素进行筛选
D. 质粒和目的基因用ScaⅠ和PvuⅠ切割,用四环素进行筛选
17. CDR移植就是将鼠源单克隆抗体(简称鼠源性单抗)可变区中互补决定区(CDR)序列取代人源抗体相应CDR序列,重组构成人源化抗体。下列有关叙述错误的是( )
A. 制备鼠源性单抗时使用的灭活病毒可保证细胞膜分子排布不发生改变
B. 制备鼠源性单抗过程需进行两次筛选,第二次筛选的原理是抗原—抗体杂交
C. 若直接利用未人源化的鼠源单抗进行治疗,机体将会通过细胞免疫清除该抗体
D. 人源化抗体既有鼠源性单抗的特异性与亲和力,又能最大限度地降低免疫排斥
18. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法错误的是( )
A. Cas9蛋白相当于限制酶,切割位点是脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C. CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
19. 科学家将c—Myc、KIf4、Sox2和Oct—3/4这四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内,细胞在一定条件下转变成iPS细胞。在适当条件诱导下,iPS细胞可以定向分化成各种细胞。下列相关叙述正确的是( )
A. iPS细胞有丝分裂后期染色体数目与核DNA分子数目相同
B. iPS细胞分化成各种组织细胞过程中DNA序列不变
C. iPS细胞的分裂、分化能力比造血干细胞弱
D. 小鼠成纤维细胞转变成iPS细胞与植物组织培养的脱分化过程类似,T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞
20. 克隆动物常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法。前者是用微型注射针将供体细胞核吸出并注入去核卵母细胞质内;后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内,然后促使两个细胞融合。“中中”和“华华”是两只出生在我国的克隆猴,下图是它们的培育流程简图。下列说法错误的是( )
A. 以克隆猴为模型研发新型药物可以有效缩短研发进程
B. 供体细胞注入去核卵母细胞透明带内后需经诱导才能形成重构胚
C. “中中”和“华华”的遗传性状由图中的胎猴和母猴以及环境共同决定
D. 相比之下,细胞质内注射法对供体细胞核和卵母细胞损伤更小
三、非选择题,每空分
21. 人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,请据图回答:
(1)图中向小鼠注射的A是_____。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,该细胞有_____的特点。
(3)从图中可以看出,单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞工程中的_____和_____两大技术。对应的原理分别是_____、_____。
(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而且绝不攻击任何正常细胞,故称为“生物导弹”,这体现了单克隆抗体的优点是_____。
22. 农业生产中,单倍体植株是良好的遗传育种材料。以下是三种常见获取单倍体植株的技术。请回答下列问题:
(1)方法一:体外诱导单倍体。通常采用__________的方法得到单倍体。
(2)方法二:远缘杂交获得单倍体(图1)。普通大麦和球茎大麦杂交形成杂种胚的过程中发生了基因重组,在发育过程中球茎大麦的染色体逐渐消失,最后形成单倍体大麦。在育性上表现为__________的特点。
(3)方法三:种内杂交获得单倍体。玉米中 CENH3 是一种参与染色体分离的着丝粒蛋白。
①第一步:利用基因编辑技术破坏野生型玉米的CENH3基因,得到突变体。相关机理如图2所示,基因编辑过程中,sgRNA与CENH3识别结合时,遵循__________原则,切割CENH3基因的过程中产生__________个游离的磷酸基团,基因编辑的结果如图3所示
②第二步:突变植株与野生型植株杂交,受精卵在发育过程中来自突变体的染色体全部消失,发育成仅含__________染色体的单倍体。
(4)通过以上三种方式获得的单倍体可通过染色体数目加倍获得稳定的纯系,与传统杂交育种相比,单倍体育种的显著优点是_________。
23. 下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶I的识别序列和切点是—↓GATC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,写出限制酶Ⅱ的黏性末端_____ (写出方向)在①过程中,应用限制酶__________切割质粒,用限制酶_____切割抗虫基因。
(2)将通过②过程得到大肠杆菌涂布在含有_____的培养基上,能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入。
(3)导入重组质粒大肠杆菌的表现型是_____。
(4)⑤过程所用技术称为_____,从遗传学角度来看,根本原因是根细胞具有_____。
24. 科研人员通过基因工程等技术,改良了稻米的营养品质,培育出了铁含量比普通大米较高的转基因水稻。如图为培育转基因水稻过程示意图。
(1)图中过程①需要的操作工具是________
(2)图中Ti质粒上含有潮霉素抗性基因,为了筛检成功导入重组质粒的农杆菌,1号培养基需要加入________,诱导组织细胞脱分化的培养基是_____号培养基。
(3)④⑤⑥技术依据的主要原理是______。
(4)下图1、2为质粒、含目的基因的DNA及其们关限制酶的作用位点为提高实验的效能,应采用限制酶______处理Ti质粒和含目的基因的DNA;限制酶作用于DNA分子中的_______(填化学键名称),用不同的限制酶切割目的基因和载体的原因是_________。
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