内容正文:
奋斗中学2024--2025学年第二学期期中考试
高二生物试题
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 土壤中分解纤维素的细菌的分离与计数的实验过程中,下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )
①土壤取样②称取土壤③稀释土壤溶液④涂布平板﹑⑤微生物的培养
A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤ C. ③④⑤ D. ②③④
2. 用发酵工程生产单细胞蛋白时,对产物进行分离提纯时可采用的方法是
A. 蒸馏、过滤 B. 过滤、沉淀 C. 萃取、离子交换 D. 沉淀、萃取
3. 下图所示菊花组织培养的过程,下列叙述错误的是( )
A. ①过程用酒精、次氯酸钠等对生理状况良好的嫩枝茎段进行表面消毒
B. 通过③过程叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
C. ④过程需要先诱导生根,长出根后再诱导生芽
D. ⑤过程移栽前需要先打开培养瓶瓶盖让试管苗适应外界环境
4. 水稻草丛矮缩病是一种危害水稻生长发育的病毒性疾病,很难防治.后来科学家发现了一个野生水稻种群,这个种群对草丛矮缩病具有比较强的抗性,从而为培育抗草丛矮缩病的水稻新品种找到了必要的基因.这属于生物多样性的( )
A. 生态价值 B. 间接使用价值
C. 潜在使用价值 D. 直接使用价值
5. 科学家用植物体细胞杂交技术,将月季(二倍体,2n=14)的红色花瓣细胞与枸杞(四倍体,4n=48)的叶肉细胞,制备成杂种细胞,并筛选、培养获得杂种植株。下列叙述正确的是( )
A. 获得原生质体可在0.9%NaCl溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理
B. 若只考虑两两融合,则融合后的细胞中染色体均为62条
C. 显微镜下观察到同时含有叶绿体和红色液泡是筛选杂种细胞的标志
D. 植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体结构变异
6. 下列关于人口增长与生态足迹的叙述,正确的是( )
A. 由于科技进步,养活地球人口的环境压力不断减小
B. 生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越少
C. 与食用蔬菜、水果相比,吃牛肉会增大生态足迹
D. 改变人类的生活方式,不能改变生态足迹的大小
7. 《本草纲目》记载,樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种,满足人们食用和药用需要。下列叙述错误的是( )
A. 应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B. 可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C. 富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D 应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素
8. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。相关叙述正确的是( )
A. 培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B. 培育的脱毒苗具有抗病毒的能力
C 实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低
D. 根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60mm
9. 下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A. 用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B. 培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C. 组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D. 再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
10. 人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是( )
A. 细胞融合前应去除细胞壁
B. 高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C. 融合的细胞即为杂交细胞
D. 杂交细胞可能具有生长快速的优势
11. 动物细胞培养的基本过程如图所示,下列叙述正确的是( )
皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2
A. 应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养
B. 甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理
C. 丙过程是传代培养,所有细胞贴壁生长
D. 乙过程是原代培养,一般不会出现接触抑制现象
12. 人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可诱发细胞癌变。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。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体
B. 单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强,可以大量制备
C. 可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
D. 单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性
13. 2018年1月我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴,成为全球首例体 细胞克隆灵长类动物。相关叙述错误的是( )
A. 这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B. 研究中需要使用MII期的成熟卵母细胞作为移植核的受体
C. 培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D. 克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
14. “中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴,它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等
B. 这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C. 融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D. 利用A猴胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些
15. 科研人员研发出单克隆抗体—肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,基本流程如下。相关叙述正确的是( )
A. 注射的特定抗原是正常肺细胞和肺癌细胞共有的大分子
B. 抗体—肺癌药物偶联物中a代表肺癌药物,b代表抗体
C. 经②③最终得到的杂交瘤细胞只能产生针对肺癌细胞的抗体
D. 抗体—肺癌药物偶联物只能定向运输至肺癌细胞,将其杀伤
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 为培育具有市场竞争力的无子柑橘,研究者设计如下流程。下列相关叙述不正确的是( )
A. 过程①需使用几丁质酶处理
B. 实现过程②可采用高Ca2+—高pH融合法
C. 过程③不属于植物体细胞杂交
D. 三倍体植株可结出无子柑橘
17. 进行生物工程设计时,下表各组所选择的实验材料与实验目的配置错误的是( )
组别
实验目的
实验材料
材料特点
A
动物细胞核移植
卵(母)细胞
细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达
B
体细胞诱变育种
愈伤组织细胞
分裂能力强,易诱发突变
C
植物体细胞杂交育种
花粉粒
易于获取,易于培养
D
烧伤患者皮肤细胞移植
自体皮肤生发层细胞
分裂能力强,且不会引起免疫排斥
A A B. B C. C D. D
18. 科学家培育克隆羊时,使用了三种细胞核供体细胞,分别将这些细胞的核移入另一母羊的去核卵母细胞的细胞质中,形成重组细胞,发育成重组胚胎,这些重组胚胎的发育情况如表所示。据此分析不正确的是( )
细胞核供体细胞的类型
妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞
1/13
胚胎成纤维细胞
4/10
早期胚胎细胞
14/27
A. 胚胎成纤维细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高
B. 克隆羊的遗传信息与细胞核的供体细胞完全相同
C. 该结果可说明体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植
D. 重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
19. 据报道,最后一头雄性北方白犀牛去世,至此世界上仅剩两头雌性个体。假如刚死亡的雄性北方白犀牛的所有细胞还有活性,下列方案能再产生雄性北方白犀牛的是( )
A. 将雄性北方白犀牛的DNA提取出来,导入雌性细胞中培育出新个体
B. 将雄性北方白犀牛的体细胞取出,利用组织培养技术培育出新个体
C. 将雄性北方白犀牛的精子与雌性个体的卵母细胞受精,经孕育产生新个体
D. 将雄性北方白犀牛的体细胞核移植到雌性的去核卵母细胞中,经孕育产生新个体
20. 如图所示,科研人员利用诱变方式选育可高产β-胡萝卜素的三孢布拉氏霉菌。未突变菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长。随β-胡萝卜素含量增加,菌体颜色从黄色加深至橙红色。图甲为选育菌种及获得β-胡萝卜素的流程。下列说法正确的是( )
A. 要得到图乙所示的菌落,可用稀释涂布平板法进行②操作,然后培养
B. 经过程①紫外线照射的三孢布拉氏霉菌有的不能在含β-紫罗酮的培养基上生长
C. 进行③操作时,应选择黄色菌落中的菌株继续接种培养
D. 能在添加β-紫罗酮的培养基上长成菌落的细菌,其遗传物质不一定发生改变
三、非选择题(本部分包括5小题,共55分)
21. 淀粉酶在工业生产上应用最早,迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂之一、为了提高淀粉酶的生产水平,首先要从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株。某研究人员对所取土样进行产淀粉酶的细菌的分离操作(A组)和计数操作(B组),过程如图Ⅰ。请回答下列问题:
(1)步骤①取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要_____(填操作),步骤④所用培养基的碳源是_____;步骤⑤⑧接种时需设置未接种培养基做对照,目的是_____。
(2)步骤⑦中,将1 mL菌液分别稀释10倍和100倍,每种稀释度经过步骤⑧各在3个平板上接种(每个平板的接种量为0.1 mL),经适当培养后,2组平板上的菌落数分别为59、57、58和2、7、5.据此可得出每升菌液中的活菌数_____个。
(3)图Ⅱ所用的接种方法_____(填“能”或“不能”)对活菌进行计数;甲、乙、丙为划线的三个区域,为正确完成整个接种过程,接种环至少进行_____次灼烧灭菌。
22. 我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养,最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图,请据图分析回答:
(1)过程③和④分别表示________和________。
(2)在培养过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外,还需要在培养基中加__________。同时,在培养过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证________。
(3)从育种的角度看,植物组织培养与有性生殖相比,优势主要有(列举2条)_______。
(4)在植物组织培养的过程中,可以对________进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于________。
(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒,经组织培养形成植株,经过染色体加倍后长成可育植物,这种育种方法称为____________________,其优点是____________________。
23. 玉米(2N=20)和水稻(2M=24)均为二倍体植物,某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”植株,过程设计如下图所示。请回答下列问题:
(1)①为原生质体的制备过程,该过程需要的酶是____,制备原生质体的过程不能在清水中进行,以防止______。
(2)原生质体融合过程体现了细胞膜____________的结构特点。
(3)图中融合的杂种细胞中含有____________个染色体组,该杂种细胞培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生____________个四分体。
(4)③过程______(填“需要”或“不需要”)在光下进行,④过程中愈伤组织分化的方向与培养基中____________有关。
24. 2018年1月25日全球顶尖学术期刊《细胞》在线发表了中国科学家的一项成果:成功培育全球首例体细胞克隆猴“中中”“华华”。该成果对于构建非人灵长类动物模型、研究人类疾病等具有重要意义。克隆猴的成功,将为阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。下图是“中中”培育过程示意图,请回答下列相关问题。
“中中”培育过程示意图
(1)据图,“中中”的细胞核遗传物质和性状与_____(填“523”或“371”或“220”)一致,“中中”的性染色体组成是____。图中①使用的技术是________。
(2)动物细胞体外培养时首先应保证被培养的细胞处于__________的环境,在细胞体外培养过程中应定期更换培养液,目的是__________________。除上述环境外,动物细胞培养时还需考虑的环境因素有______________。
(3)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞前,必须先去掉受体卵母细胞的核,原因是____________________________________。
25. 紧密连接蛋白(CLDN6)是一种跨膜蛋白,在乳腺癌、肝癌等多种癌症中特异性高表达,能促进肿瘤发生、生长和迁移等,美登素(DM1)是一种抑制微管蛋白聚集的化疗药物,副作用较大。为实现DM1对肿瘤细胞的靶向作用,研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体并构建抗体-药物偶联物,部分过程及作用机制如图,回答下列问题。
(1)本研究中使用的抗原是_____,需多次对小鼠注射该抗原,目的是________。
(2)过程③需要进行的操作是_____。
(3)过程②筛选出的杂交瘤细胞还需要进行过程③处理的目的是______。
(4)过程④构建的抗体-药物偶联物(CLDN6抗体-DM1),其中CLDN6抗体是图中的_______(填“a”或“b”)部分。
(5)据图分析CLDN6抗体-DM1能特异性杀伤肝肿瘤细胞的机制是_____。
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奋斗中学2024--2025学年第二学期期中考试
高二生物试题
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 土壤中分解纤维素的细菌的分离与计数的实验过程中,下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )
①土壤取样②称取土壤③稀释土壤溶液④涂布平板﹑⑤微生物的培养
A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤ C. ③④⑤ D. ②③④
【答案】D
【解析】
【分析】微生物培养的关键是防止杂菌的污染,消毒和灭菌都在一定程度上消灭了杂菌,在火焰旁操作也是为了防止杂菌的污染。
【详解】①土壤是微生物的培养基,土壤取样不需要在火焰旁进行,否则会杀死目的菌株,①错误;
②称取土壤时,为避免杂菌的污染,需要在酒精灯火焰旁进行,②正确;
③稀释土壤溶液时,为避免杂菌的污染,需要在酒精灯火焰旁进行,③正确;
④涂布平板时,为避免杂菌的污染,需要在酒精灯火焰旁进行,④正确;
⑤微生物的培养,需在一定温度的恒温箱中进行,⑤错误。
综上分析,D正确,ABC错误。
故选D。
2. 用发酵工程生产单细胞蛋白时,对产物进行分离提纯时可采用的方法是
A. 蒸馏、过滤 B. 过滤、沉淀 C. 萃取、离子交换 D. 沉淀、萃取
【答案】B
【解析】
【分析】
发酵工程生产的产品有两类:一类是代谢产物,另一类是菌体本身。产品不同,分离提纯的方法一般不同:如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
【详解】用发酵工程生产单细胞蛋白时,采取的方法通常是过滤、沉淀。B符合题意。
故选B。
3. 下图所示菊花组织培养的过程,下列叙述错误的是( )
A. ①过程用酒精、次氯酸钠等对生理状况良好的嫩枝茎段进行表面消毒
B. 通过③过程叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
C. ④过程需要先诱导生根,长出根后再诱导生芽
D. ⑤过程移栽前需要先打开培养瓶的瓶盖让试管苗适应外界环境
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析,①是外植体消毒,②是无菌培养过程,③是脱分化,④是再分化,⑤是移栽。
【详解】A、植物组织培养过程中,应注意无菌操作,故①过程需要对外植体进行消毒处理,用酒精、次氯酸钠等对生理状况良好的嫩枝茎段进行表面消毒,A正确;
B、③表示脱分化形成愈伤组织的过程,该过程叶肉细胞失去了其特有的结构和功能,B正确;
C、④表示再分化,一般先诱导生芽,再诱导生根,C错误;
D、试管苗的光合作用能力较弱,需要逐步适应外界环境才能往大田移栽,故⑤过程移栽前需要先打开培养瓶的瓶盖让试管苗适应外界环境,D正确。
故选C。
4. 水稻草丛矮缩病是一种危害水稻生长发育的病毒性疾病,很难防治.后来科学家发现了一个野生水稻种群,这个种群对草丛矮缩病具有比较强的抗性,从而为培育抗草丛矮缩病的水稻新品种找到了必要的基因.这属于生物多样性的( )
A. 生态价值 B. 间接使用价值
C. 潜在使用价值 D. 直接使用价值
【答案】D
【解析】
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值,水稻中抗矮缩病基因的发现对农产品的品种改良具有直接的价值。
故选D。
5. 科学家用植物体细胞杂交技术,将月季(二倍体,2n=14)的红色花瓣细胞与枸杞(四倍体,4n=48)的叶肉细胞,制备成杂种细胞,并筛选、培养获得杂种植株。下列叙述正确的是( )
A. 获得原生质体可在0.9%NaCl溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理
B. 若只考虑两两融合,则融合后的细胞中染色体均为62条
C. 显微镜下观察到同时含有叶绿体和红色液泡是筛选杂种细胞的标志
D. 植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体结构变异
【答案】C
【解析】
【分析】1、诱导植物细胞融合前,先要采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,获得原生质体。
2、诱导植物原生质体融合的方法:物理法(电激、振动等)、化学法(聚乙二醇)﹔诱导动物细胞融合的方法:物理法(电激、振动等)、化学法(聚乙二醇)、灭活的病毒。
【详解】A、获得植物的原生质体,操作一般在等渗溶液中进行,等渗溶液可维持去除细胞壁后的原生质体的正常形态,去除细胞壁可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,0.9%NaCl溶液不是植物细胞的等渗溶液,A错误;
B、若原生质体均为两两融合,则会形成3种细胞,即月季细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞和杂种细胞,所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条,B错误;
C、枸杞的叶肉细胞由叶绿体,月季的红色花瓣细胞有红色液泡,故显微镜下观察到同时含有叶绿体和红色液泡是筛选杂种细胞的标志,C正确;
D、植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体数目变异,D错误。
故选C。
6. 下列关于人口增长与生态足迹的叙述,正确的是( )
A. 由于科技进步,养活地球人口的环境压力不断减小
B. 生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越少
C. 与食用蔬菜、水果相比,吃牛肉会增大生态足迹
D. 改变人类的生活方式,不能改变生态足迹的大小
【答案】C
【解析】
【分析】生态足迹:又叫生态占用,指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响越大。
【详解】A、尽管科技进步,但是全球人口飞速增长,且有些科技使人类消耗的资源更多,养活地球人口的环境压力不断增大,A错误;
B、生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响越大,B错误;
C、吃蔬菜的食物链是蔬菜→人类,而吃牛肉的食物链是蔬菜→牛→人类,根据能量在食物链中的传递逐级减少的特点分析可知,吃牛肉会增大生态足迹,C正确;
D、生活方式不同,生态足迹的大小可能不同,D错误。
故选C。
7. 《本草纲目》记载,樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种,满足人们食用和药用需要。下列叙述错误的是( )
A. 应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B. 可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C. 富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D. 应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素
【答案】D
【解析】
【分析】植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、应用微型繁殖技术采用茎尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒苗,A正确;
B、由于芽原基和叶原基分裂能力旺盛,因而可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体,B正确;
C、生长素是由色氨酸经过一系列转变产生的,因此,用富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素,C正确;
D、应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢产物槲皮素,D错误。
故选D。
8. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。相关叙述正确的是( )
A. 培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B. 培育的脱毒苗具有抗病毒的能力
C. 实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低
D. 根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60mm
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响。根尖越小,脱毒率越高,成苗率越低。在茎尖外植体大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【详解】A、马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗,所依据的原理是细胞全能性,A错误;
B、培育的脱毒苗不具有抗病毒的能力,B错误;
C、实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,C正确;
D、在茎尖外植体大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm,D错误。
故选C。
【点睛】
9. 下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A. 用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B. 培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C. 组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D. 再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养技术:
过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体);
原理:植物细胞的全能性;
条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用体积分数为70%的酒精消毒,用无菌水清洗,再用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理,最后再用无菌水清洗,A错误;
B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;
C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软,持水性也较好,有利于幼苗的生根和叶片的生长,C错误;
D、再生植株移种大田前,需去除根部残留的培养基,并进行锻炼,以使其能够适应移栽后的环境,提高成活率,D正确。
故选D。
10. 人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是( )
A. 细胞融合前应去除细胞壁
B. 高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C. 融合的细胞即为杂交细胞
D. 杂交细胞可能具有生长快速的优势
【答案】C
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、在细胞融合前,必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,再诱导原生质体融合,A正确;
B、人工诱导原生质体融合有物理法和化学法,用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合,B正确;
C、融合的细胞中有人参根-人参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞,只有人参根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞,C错误;
D、杂交细胞含两种细胞的遗传物质,可能具有生长快速的优势,D正确。
故选C。
11. 动物细胞培养的基本过程如图所示,下列叙述正确的是( )
皮肤组织皮肤细胞细胞培养1细胞培养2
A. 应选择幼龄动物的皮肤组织进行动物细胞培养
B. 甲过程需要用纤维素酶和果胶酶处理
C. 丙过程是传代培养,所有细胞贴壁生长
D. 乙过程是原代培养,一般不会出现接触抑制现象
【答案】A
【解析】
【分析】接触抑制是将多细胞生物的细胞进行体外培养时,分散贴壁生长的细胞一旦相互汇合接触,即停止移动和生长的现象。细胞增殖到一定程度,也就是互相挨在一起的时候,糖蛋白识别了这种信息,就会使细胞停止继续繁殖,这种现象就叫做接触抑制。
【详解】A、幼龄动物的皮肤分裂次数少,脱分化能力强,细胞培养存活率较高,A正确;
B、纤维素酶和果胶酶是用来降解植物细胞壁的酶,动物细胞没有细胞壁,B错误;
C、丙过程是传代培养, 体外培养的动物细胞除贴壁生长外,有的细胞还可以悬浮在培养液中生长增殖,C错误;
D、原代培养中也会出现接触抑制的现象,D错误。
故选A。
12. 人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可诱发细胞癌变。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。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体
B. 单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强,可以大量制备
C. 可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体杂交瘤细胞
D. 单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性
【答案】D
【解析】
分析】
单克隆抗体的制备过程:对小鼠注射特定的抗原蛋白,使小鼠产生免疫反应;得到相应的B淋巴细胞;将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,再用特定的选择培养基进行筛选;在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才能生长(这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体);对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞;最后,将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖,这样,从细胞培养液或小鼠腹水中,就可以提取出大量的单克隆抗体。
【详解】A、由于小鼠骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长,所以,在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体,A正确;
B、单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌,与血清抗体相比,其特点是灵敏度高、特异性强,可以大量制备,B正确;
C、抗原和抗体可特异性结合,故可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合,原理依次是细胞的增殖、细胞膜具有一定的流动性,D错误。
故选D。
【点睛】
13. 2018年1月我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴,成为全球首例体 细胞克隆灵长类动物。相关叙述错误的是( )
A. 这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B. 研究中需要使用MII期的成熟卵母细胞作为移植核的受体
C. 培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D. 克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
【答案】A
【解析】
【分析】1、克隆的概念:只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合,只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体,叫做无性繁殖,即克隆。
2、克隆的特点:其个体保持了供核体生物的遗传性状,产生后代数量多。
3.原因:由于细胞核具有基因组全套遗传信息,生物的体细胞有潜力直接发育成胚胎和形成与核供体完全相同的个体克隆。
【详解】A、因为克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体发育而来的,该过程经过了细胞核移植,只能说明分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,A错误;
B、卵母细胞含有丰富的营养物质,且体积比较大,容易操作;同时卵细胞的细胞质中存在促进核基因表达的物质,因此研究中需要使用用MII期的成熟卵母细胞作为移植核的受体,B正确;
C、克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体,同一个体的细胞的细胞核的基因组是相同的,因此培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同,C正确;
D、克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能,D正确。
故选A。
14. “中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴,它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等
B. 这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C. 融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D. 利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些
【答案】CD
【解析】
【分析】1、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,这个新的胚胎最终发育为动物个体(克隆动物)。
2、图中A猴提供了细胞核,B猴提供了去核的卵细胞,形成融合细胞,将其移植到C猴中产下了2个个体。
【详解】A、图示过程包括核移植技术和胚胎切割移植技术,没有干细胞移植技术,A错误;
B、这两只克隆猕猴是同一个个体提供的细胞核发育而来的,所以不是由同一个受精卵发育而来,B错误;
C、融合细胞的培养过程需要无菌无毒的环境和营养等条件,C正确;
D、胚胎干细胞的全能性比体细胞的全能性高,所以利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些,D正确。
故选CD。
15. 科研人员研发出单克隆抗体—肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,基本流程如下。相关叙述正确的是( )
A. 注射的特定抗原是正常肺细胞和肺癌细胞共有的大分子
B. 抗体—肺癌药物偶联物中a代表肺癌药物,b代表抗体
C. 经②③最终得到的杂交瘤细胞只能产生针对肺癌细胞的抗体
D. 抗体—肺癌药物偶联物只能定向运输至肺癌细胞,将其杀伤
【答案】C
【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、题意显示,科研人员研发出单克隆抗体—肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,据此可推测,该单抗制备过程中需要注射的特定抗原是肺癌细胞特有的大分子,A错误;
B、抗体—肺癌药物偶联物中b代表肺癌药物,a代表抗体,B错误;
C、经②③两次筛选最终得到的杂交瘤细胞只能产生针对肺癌细胞的抗体,而后对其进行大量体外或体内培养,获得特定的抗体,C正确;
D、抗体—肺癌药物偶联物能运输到全身各处,但只能定向作用至肺癌细胞,将其杀伤,D错误。
故选C。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 为培育具有市场竞争力的无子柑橘,研究者设计如下流程。下列相关叙述不正确的是( )
A. 过程①需使用几丁质酶处理
B. 实现过程②可采用高Ca2+—高pH融合法
C. 过程③不属于植物体细胞杂交
D. 三倍体植株可结出无子柑橘
【答案】AC
【解析】
【分析】分析图示可知,①过程为原生质体的制备过程,需要纤维素酶和果胶酶,②过程为原生质体的融合过程,需要诱导剂诱导融合,③过程为植物组织培养的过程。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;
B、②过程为细胞融合过程,依赖细胞膜的流动性,可采用高Ca2+-高pH融合法,B正确;
C、图示流程①②③称为植物体细胞杂交,故③属于植物体细胞杂交,C错误;
D、三倍体植株含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,可产生无子柑橘,D正确。
故选AC。
17. 进行生物工程设计时,下表各组所选择的实验材料与实验目的配置错误的是( )
组别
实验目的
实验材料
材料特点
A
动物细胞核移植
卵(母)细胞
细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达
B
体细胞诱变育种
愈伤组织细胞
分裂能力强,易诱发突变
C
植物体细胞杂交育种
花粉粒
易于获取,易于培养
D
烧伤患者皮肤细胞移植
自体皮肤生发层细胞
分裂能力强,且不会引起免疫排斥
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】卵母细胞适于作为受体细胞,因为卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质.愈伤组织细胞分化程度低,全能性较高,细胞分裂能力强。花粉粒能用于单倍体育种,但不能用于植物体细胞杂交。
【详解】A、动物细胞核移植时,常采用去核卵母细胞作为受体细胞,因为卵母细胞较大,营养丰富,且细胞质能有效激发细胞核全能性表达,A正确;
B、愈伤组织细胞分裂能力强,突变率高,可用于植物的诱变育种,B正确;
C、植物体细胞杂交培育新品种时,应该采用植物体细胞作为实验材料,而不是花粉粒,C错误;
D、烧伤患者皮肤细胞移植,可以选用自体皮肤生发层细胞,是因为生发层细胞分裂能力强,同时采用自己的生发层细胞不会发生排斥反应,D正确。
故选C。
【点睛】
18. 科学家培育克隆羊时,使用了三种细胞核供体细胞,分别将这些细胞的核移入另一母羊的去核卵母细胞的细胞质中,形成重组细胞,发育成重组胚胎,这些重组胚胎的发育情况如表所示。据此分析不正确的是( )
细胞核供体细胞的类型
妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞
1/13
胚胎成纤维细胞
4/10
早期胚胎细胞
14/27
A. 胚胎成纤维细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高
B. 克隆羊的遗传信息与细胞核的供体细胞完全相同
C. 该结果可说明体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植
D. 重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
【答案】AB
【解析】
【分析】克隆羊的培育体现了动物细胞核的全能性,分析表格数据可知:早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高,体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植。
【详解】A、对比表格数据可知,早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞时妊娠成功率最高,A错误;
B、克隆羊的细胞核遗传信息来自供体的细胞核,细胞质的遗传信息来自卵母细胞,因此克隆羊的遗传信息与供体细胞不完全相同,B错误;
C、对比表格中的数据可知,体细胞(乳腺上皮细胞)核移植妊娠成功率低,说明体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植,C正确;
D、卵母细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达,因此重组细胞发育与去核卵细胞的细胞质有关,D正确。
故选AB。
19. 据报道,最后一头雄性北方白犀牛去世,至此世界上仅剩两头雌性个体。假如刚死亡的雄性北方白犀牛的所有细胞还有活性,下列方案能再产生雄性北方白犀牛的是( )
A. 将雄性北方白犀牛的DNA提取出来,导入雌性细胞中培育出新个体
B. 将雄性北方白犀牛的体细胞取出,利用组织培养技术培育出新个体
C. 将雄性北方白犀牛的精子与雌性个体的卵母细胞受精,经孕育产生新个体
D. 将雄性北方白犀牛的体细胞核移植到雌性的去核卵母细胞中,经孕育产生新个体
【答案】CD
【解析】
【分析】克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体。
【详解】A、将雄性北方白犀牛的DNA提取出来,导入雌性细胞中不能培育出新个体,因为基因不能表达,A不符合题意;
B、动物体细胞不能实现全能性,B不符合题意;
C、体外受精后进行胚胎培养和胚胎移植可以培育出试管动物,新个体可能为雄性,C符合题意;
D、利用动物细胞核的全能性可以得到雄性个体的克隆动物,克隆动物的性别仍为雄性,D符合题意。
故选CD。
20. 如图所示,科研人员利用诱变方式选育可高产β-胡萝卜素的三孢布拉氏霉菌。未突变菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长。随β-胡萝卜素含量增加,菌体颜色从黄色加深至橙红色。图甲为选育菌种及获得β-胡萝卜素的流程。下列说法正确的是( )
A. 要得到图乙所示的菌落,可用稀释涂布平板法进行②操作,然后培养
B. 经过程①紫外线照射的三孢布拉氏霉菌有的不能在含β-紫罗酮的培养基上生长
C. 进行③操作时,应选择黄色菌落中的菌株继续接种培养
D. 能在添加β-紫罗酮的培养基上长成菌落的细菌,其遗传物质不一定发生改变
【答案】AB
【解析】
【分析】微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是纯化的菌落。稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂适体培养基的表面,进行培养。
【详解】A、要得到乙培养基中的分布均匀的菌落,可用稀释涂布平板法接种,A正确;
B、过程①紫外线照射的作用是利用物理因素诱导基因突变,由于突变具有低频性和不定向性,被照射的三孢布拉氏霉菌有的突变,有的没有,且突变的方向也不一定,故有的三孢布拉氏霉菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长,B正确;
C、随β-胡萝卜素含量增加,菌体颜色从黄色加深至橙红色,橙红色的菌体为高产菌,进行③操作时,应选择较大的橙红色菌落中的菌株继续接种培养 ,C错误;
D、根据题干可知,未突变的三孢布拉霉负菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长,因此能在添加β-紫罗酮的乙培养基上长成菌落的细菌,发生了突变,其遗传物质一定发生了改变,D错误。
故选AB。
三、非选择题(本部分包括5小题,共55分)
21. 淀粉酶在工业生产上应用最早,迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂之一、为了提高淀粉酶的生产水平,首先要从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株。某研究人员对所取土样进行产淀粉酶的细菌的分离操作(A组)和计数操作(B组),过程如图Ⅰ。请回答下列问题:
(1)步骤①取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要_____(填操作),步骤④所用培养基的碳源是_____;步骤⑤⑧接种时需设置未接种培养基做对照,目的是_____。
(2)步骤⑦中,将1 mL菌液分别稀释10倍和100倍,每种稀释度经过步骤⑧各在3个平板上接种(每个平板的接种量为0.1 mL),经适当培养后,2组平板上的菌落数分别为59、57、58和2、7、5.据此可得出每升菌液中的活菌数_____个。
(3)图Ⅱ所用的接种方法_____(填“能”或“不能”)对活菌进行计数;甲、乙、丙为划线的三个区域,为正确完成整个接种过程,接种环至少进行_____次灼烧灭菌。
【答案】(1) ①. 灭菌 ②. 淀粉 ③. 检测培养基是否被污染
(2)5.8×106 (3) ①. 不能 ②. 4
【解析】
【分析】1、培养基的制备流程:计算→称量→溶解→调pH值→融化琼脂→滤装→包扎标记→灭菌→摆斜面或倒平板。
2、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。
【小问1详解】
在微生物培养过程中,获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵,因此步骤①取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要严格灭菌处理,根据题意可知,该操作过程是从土壤中筛选出产淀粉酶的活性菌株,因此步骤④所用培养基为选择培养基,故所用的碳源是以淀粉为唯一碳源;步骤⑤⑧接种时需设置未接种培养基做对照,目的检测检测配制的培养基是否合格,即是否有杂菌污染;
【小问2详解】
稀释涂布平板法中,一般选用30―300个菌落数进行计数,因此采用稀释10倍和100倍的菌落数分别为59、57、58 和 2、7、5的进行计算,据此可得出每升土壤溶液中的活菌数为:(59+57+58)÷3×10×(0.1×10-3)=5.8×106个;
【小问3详解】
识图分析可知,图Ⅱ所用的接种方法为平板划线法,用该方法可以将微生物分离获得单个菌落,但是不能对活菌进行计数;图中甲、乙、丙为划线的三个区域,说明进行了三次划线操作,接种过程中接种环首先要进行灼烧灭菌,冷却后沾取菌种进行第一次划线,然后在灼烧接种环,冷却后在第一次划线的末端开始第二次划线,以此类推,因此为正确完成整个接种过程,接种环至少进行4次灼烧灭菌。
22. 我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养,最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图,请据图分析回答:
(1)过程③和④分别表示________和________
(2)在培养过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外,还需要在培养基中加__________。同时,在培养过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证________。
(3)从育种的角度看,植物组织培养与有性生殖相比,优势主要有(列举2条)_______。
(4)在植物组织培养的过程中,可以对________进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于________。
(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒,经组织培养形成植株,经过染色体加倍后长成可育植物,这种育种方法称为____________________,其优点是____________________。
【答案】(1) ①. 脱分化 ②. 再分化
(2) ①. 植物激素(或植物激素类似物) ②. 无菌
(3)能保持亲本的优良性状;培养周期短,繁殖效率高;能培育无病毒植株
(4) ①. 愈伤组织 ②. 突变体的利用
(5) ①. 单倍体育种 ②. 缩短育种年限,培育的品种一定是纯种
【解析】
【分析】分析题图:图示表示细胞培养形成兰花植株的过程,其中①表示获取茎尖的切片;②表示从茎尖细胞中分离茎尖细胞;③表示脱分化过程,该过程形成的愈伤组织细胞分化程度低,全能性高;④表示再分化;⑤和⑥表示胚状体发育形成植株。
小问1详解】
过程③为脱分化,过程④为再分化,其中在过程④中既有细胞分裂,又有细胞分化。
【小问2详解】
在植物组织培养过程中,不论是脱分化还是再分化,都需要植物激素(或植物激素类似物)刺激,并且要求操作过程必须保证无菌,避免杂菌污染。
【小问3详解】
植物组织培养的实质是一种无性繁殖,与有性生殖相比,具有保持亲本的优良性状、培养周期短、繁殖效率高、能培育无病毒植株等优点。
【小问4详解】
由于愈伤组织的分化程度低,分裂能力强,全能性高,故在植物组织培养的过程中,可以对愈伤组织进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于突变体利用,但是该种方法具有很大的盲目性。
【小问5详解】
兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒经组织培养形成植株,这种育种方法称为单倍体育种,其优点是明显缩短育种年限,培育的品种一定是纯种。
【点睛】本题结合兰花植株组织培养过程,重点考查植物组织培养技术,解题关键是识记植物组织培养过程、条件和应用等。
23. 玉米(2N=20)和水稻(2M=24)均为二倍体植物,某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”植株,过程设计如下图所示。请回答下列问题:
(1)①为原生质体的制备过程,该过程需要的酶是____,制备原生质体的过程不能在清水中进行,以防止______。
(2)原生质体融合过程体现了细胞膜____________的结构特点。
(3)图中融合的杂种细胞中含有____________个染色体组,该杂种细胞培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生____________个四分体。
(4)③过程______(填“需要”或“不需要”)在光下进行,④过程中愈伤组织分化的方向与培养基中____________有关。
【答案】 ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 原生质层吸水涨破 ③. 具有一定的流动性 ④. 4 ⑤. 22 ⑥. 不需要 ⑦. 植物激素的种类和比例
【解析】
【分析】据图分析,图示为植物体细胞杂交技术,其中①表示利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体的过程;②表示再生细胞壁形成杂种细胞;③表示脱分化,④表示再分化。
【详解】(1)根据以上分析已知,①过程使用的酶是纤维素酶和果胶酶;由于原生质体失去了细胞壁的保护,因此在制备原生质体的过程不能在清水中进行,以防止原生质层吸水涨破。
(2)图示原生质体A与原生质体B融合的过程利用了细胞膜的流动性特点。
(3)由于原生质体A含有2个染色体组,原生质体B也含有2个染色体组,所以融合的杂种细胞中含有4个染色体组;由于原生质体A含有10对同源染色体,原生质体B含12对同源染色体,因此杂种细胞培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生10+12=22个四分体。
(4)③过程表示脱分化,不需要光照;④过程表示再分化,愈伤组织分化的方向与培养基中植物激素的种类和比例有关。
【点睛】解答本题的关键是掌握植物组织培养、植物体细胞杂交技术的过程及其原理,能够准确判断图中各个数字代表的过程的名称,并根据酶的专一性和细胞壁的成分等判断①过程中利用的酶的种类。
24. 2018年1月25日全球顶尖学术期刊《细胞》在线发表了中国科学家的一项成果:成功培育全球首例体细胞克隆猴“中中”“华华”。该成果对于构建非人灵长类动物模型、研究人类疾病等具有重要意义。克隆猴的成功,将为阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。下图是“中中”培育过程示意图,请回答下列相关问题。
“中中”培育过程示意图
(1)据图,“中中”的细胞核遗传物质和性状与_____(填“523”或“371”或“220”)一致,“中中”的性染色体组成是____。图中①使用的技术是________。
(2)动物细胞体外培养时首先应保证被培养的细胞处于__________的环境,在细胞体外培养过程中应定期更换培养液,目的是__________________。除上述环境外,动物细胞培养时还需考虑的环境因素有______________。
(3)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞前,必须先去掉受体卵母细胞的核,原因是____________________________________。
【答案】 ①. 523 ②. XX ③. 胚胎移植 ④. 无菌、无毒 ⑤. 清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 ⑥. 温度、pH、气体环境 ⑦. 使克隆后代的核遗传物质全部来自供体动物提供的体细胞核
【解析】
【分析】1、动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
(3)温度和PH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
2、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动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
【详解】(1)据图可知,“中中”的细胞核遗传物质来自雌性猕猴523,性状应与523号基本一致,性染色体组成应为XX。识图分析可知,图中①为胚胎移植过程。
(2)动物细胞体外培养时应保证被培养的细胞处于无菌、无毒环境,可定期更换培养液,清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。此外,应保持适宜的温度、pH和气体环境,培养箱中应含有95%的氧气和5%的二氧化碳。
(3)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞前,去掉受体卵母细胞的核,目的是使克隆后代的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞的细胞核。
【点睛】本题考查细胞工程、胚胎工程的知识点,考查学生对动物细胞培养条件、核移植过程的理解和识记,解答此题,可根据图解判克隆动物细胞核、细胞质遗传物质的来源,进而断其染色体组成和性状。
25. 紧密连接蛋白(CLDN6)是一种跨膜蛋白,在乳腺癌、肝癌等多种癌症中特异性高表达,能促进肿瘤发生、生长和迁移等,美登素(DM1)是一种抑制微管蛋白聚集的化疗药物,副作用较大。为实现DM1对肿瘤细胞的靶向作用,研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体并构建抗体-药物偶联物,部分过程及作用机制如图,回答下列问题。
(1)本研究中使用的抗原是_____,需多次对小鼠注射该抗原,目的是________。
(2)过程③需要进行的操作是_____。
(3)过程②筛选出的杂交瘤细胞还需要进行过程③处理的目的是______。
(4)过程④构建的抗体-药物偶联物(CLDN6抗体-DM1),其中CLDN6抗体是图中的_______(填“a”或“b”)部分。
(5)据图分析CLDN6抗体-DM1能特异性杀伤肝肿瘤细胞的机制是_____。
【答案】(1) ①. CLDN6蛋白 ②. 刺激机体产生更多的能产生抗体的B淋巴细胞
(2)克隆化培养和抗体检测
(3)得到能分泌抗CLDN6蛋白的杂交瘤细胞
(4)a (5)CLDN6抗体-DM1特异性与肝肿瘤细胞表面的CLDN6结合后,进入细胞中,通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用,导致肿瘤细胞裂解死亡
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:用特定抗原对小鼠进行免疫→从该小鼠脾脏中得到能产生抗体的B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→用特定的选择培养基进行筛选,得到杂交瘤细胞→对选择培养得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选获得足够多的能分泌所需抗体的细胞→将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞进行扩大化培养或注射到小鼠腹腔内增殖→从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【小问1详解】
根据题干信息“研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体”,因此可知本研究中使用的抗原是CLDN6蛋白。在制备单克隆抗体过程中需多次对小鼠注射该抗原,目的是为了刺激机体产生更多的能产生抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
将CLDN6蛋白抗原注射到小鼠体内,从该小鼠脾脏中获得能产生抗体的B淋巴细胞,将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,通过第一次筛选获得杂交瘤细胞,然后对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选后得到能分泌抗CLDN6蛋白的杂交瘤细胞。因此过程①为B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,过程②为筛选获得杂交瘤细胞,过程③为筛选获得能分泌抗CLDN6蛋白的杂交瘤细胞,过程③需要进行的操作是克隆化培养和抗体检测。
【小问3详解】
过程②筛选出的杂交瘤细胞还需要进行第二次筛选的目的是得到能分泌抗CLDN6蛋白的杂交瘤细胞。
【小问4详解】
由图可知,过程④是将获得的a单克隆抗体和b特异性的抗原这两部分,通过接头结合在一起,从而获得了抗体-药物偶联物(CLDN6抗体-DM1)。因此CLDN6抗体是图中的a部分。
【小问5详解】
由图分析,CLDN6抗体-DM1特异性与肝肿瘤细胞表面CLDN6结合,随后该肿瘤细胞以胞吞的方式摄入药物和抗体,CLDN6抗体-DM1进入细胞后,通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用,导致肝肿瘤细胞裂解死亡。
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