精品解析:天津市西青区杨柳青第一中学2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题
2025-05-06
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 西青区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.09 MB |
| 发布时间 | 2025-05-06 |
| 更新时间 | 2025-08-06 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51981885.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:
2024-2025 学年第二学期高二年级期中考试
生物试卷
(2025.04)
一、单选题(本大题共30小题,每题2分,共60分)
1. 豆豉是长江以南地区传统发酵豆制品调味料,参与豆豉发酵的主要微生物为曲霉菌。豆豉的制作过程如图所示,装坛后仍需放在室外日晒一段时间,每天要搅拌两次。下列相关叙述错误的是( )
A. 蒸煮可以让黄豆中的蛋白质结构变得疏松延展,有利于微生物的分解
B. 前期发酵时曲霉菌产生的酶可将黄豆中的有机物分解,使有机物种类增多
C. 调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,添加白酒和风味料只是为了调节风味
D. 每天搅拌两次的目的是为微生物进行有氧呼吸提供充足的氧气
2. “鉴别”与“筛选”是生物学研究中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是( )
A. 选硝化细菌时,培养基中不加碳源
B. 胚胎移植前,可取滋养层细胞做DNA分析,鉴别动物性别
C. 植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞
D. 用选择培养基对微生物进行筛选时,实验组接种微生物,对照组不接种微生物
3. 利用某种微生物发酵生产DHA油脂,可获取DHA(一种不饱和脂肪酸)。下图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. DHA油脂的产量与生物量呈正相关
B. 温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量
C. 葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量
D. 12~60h,DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高
4. 从某污水处理系统中分离出多种细菌,经进一步筛选获得具有高效降低污水中有机污染物(COD为有机污染物分解时化学需氧量)能力的菌株,过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A. 牛肉膏蛋白胨培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌
B. 为确定接种时菌液的最佳稀释倍数可先用显微镜直接计数法统计菌液中的细菌数目
C. 图中平板划线法获得的菌落具有不同的菌落特征
D. 挑取单菌落后接种到液体培养基中培养,目的是扩大化培养菌株
5. 樱桃是人们喜爱的水果,并且其产生的一种次生代谢物——槲皮素具有抗氧化活性。目前已实现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。下列操作或叙述不正确的是( )
A. 通常选取樱桃植株的茎尖组织经消毒后作为外植体,以获得脱毒苗
B. 外植体的脱分化和再分化均需要在适宜激素等条件下进行
C. 次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
6. 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术,下列有关植物组织培养的叙述,错误的是( )
A. 植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B. 培养基中含有营养物,故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照
C. 需用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理
D. 菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素
7. 毛花猕猴桃为二倍体(细胞含2个染色体组),果实大,维C含量高;软枣猕猴桃为四倍体(细胞含4个染色体组),极耐寒,在-40℃下可安全越冬。某农科所利用这两种猕猴桃体细胞,通过细胞工程的方法培育出了新品种,培育过程如图。下列说法正确的是( )
A. 处于有丝分裂后期的杂种植株体细胞中有6个染色体组
B. 高钙离子-高pH融合法可用于图中过程②中a和b的诱导融合
C. 在诱导生根时,培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量
D. 在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞
8. 下列关于植物细胞工程的应用,说法正确的是( )
A 取茎尖分生组织进行组织培养,可实现作物脱毒,提高作物产量
B. 单倍体育种时,需对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
C. 细胞产物的工厂化生产提高了单个细胞中次生代谢物的含量
D. 微型繁殖技术可以改良植物的遗传特性
9. 我国科研工作者运用生物打印技术将肌腱干细胞和骨髓间充质干细胞以分层方式分布在支架中,制备了下图所示的可用于肌腱与骨组织界面再生的多细胞支架。相关叙述正确的是( )
A. 同一个体的肌腱细胞与骨细胞的形态、结构和功能差异是基因选择性缺失的结果
B. 肌腱干细胞与骨髓间充质干细胞能自我更新和分化为成年动物体内的任何一种细胞
C. 体外培养两种干细胞均需要无菌无毒、36.5℃左右、pH7.2~7.4和适宜渗透压条件
D. 利用多细胞支架治疗肌腱断裂可保证异体来源的细胞移植不引起免疫排斥
10. 为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤,如下图所示。除了抗原刺激之外,用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析不合理的是( )
A. 杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
B. B淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的脾脏等
C. 骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
D. 杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
11. 在治疗烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对大面积烧伤的病人,自体健康的皮肤非常有限。为解决该问题,利用动物细胞培养技术可以得到大量的自体健康皮肤。下列关于该技术的叙述,正确的是( )
A. 将烧伤病人的组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理
B. 培养的细胞需要经过脱分化形成愈伤组织
C. 培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
D. 原代培养和传代培养所需的营养液成分不同
12. 甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是( )
A. 需要使用动物细胞培养技术
B. 需要制备用PTH免疫的小鼠
C. 利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D. 筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
13. 下列有关胚胎工程的说法,正确的是( )
A. 胚胎工程中的技术包括胚胎移植、胚胎分割等,不包括体外受精
B. 新采集的精子需要在获能溶液中培养一段时间,才能获得受精的能量
C. 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,并只能影响供体胚胎的细胞质的遗传特性
D. 为获得同卵双胞胎,可在桑椹胚阶段进行胚胎分割,再进行胚胎移植,此过程属于无性繁殖
14. 植物细胞工程与动物细胞工程中所用技术或方法与原理不相符的是( )
A. 植物组织培养和单克隆抗体——细胞的全能性
B. 胰蛋白酶处理动物细胞——酶的专一性
C. 原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性
D. 紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖
15. 软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起,称为极叶(如图所示)。若人工将极叶除去,发育成的个体在足、眼等处有缺陷。以下相关叙述正确的是( )
A. 极叶是减数分裂中细胞质不均分的结果
B. 本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用
C. 受精卵卵裂初期的营养物质主要来源于培养液
D. 该受精卵在卵裂过程中其细胞核内进行DNA的复制和相关蛋白质的合成
16. 据报道,世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛,实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种,下列叙述正确的是( )
A. 解冻后的精子与卵子相遇后,精子释放的多种酶可防止多精入卵现象发生
B. 受精卵形成后,随着卵裂进行,卵裂球细胞的体积变小,有机物总量下降
C. 可通过分离桑葚胚的滋养层细胞进行性别鉴定,选择合适的胚胎进行移植
D. 可通过胚胎分割技术增加其数量,注意将原肠胚阶段内细胞团均等分割
17. 我国科研人员在太空中进行细胞电融合实验,获得烟草黄花品种叶肉细胞与烟草革新一号叶肉细胞的杂交细胞,又成功完成小鼠淋巴细胞和人骨髓瘤细胞杂交实验。相关叙述不正确的是( )
A. 两个电融合实验中,融合前都需用一定浓度的特定酶预处理实验材料
B. 细胞经电融合处理后,需进一步筛选,以淘汰未融合细胞和多核细胞
C. 电融合处理后的烟草细胞经组织培养,可获得具双亲优良性状的植株
D. 经电融合获得的人、鼠杂交瘤细胞,培养过程中体现了细胞的全能性
18. 幽门螺杆菌(Hp)感染会引发胃炎、消化性溃疡等多种疾病。研究人员将Hp的Ipp20基因作为目的基因,通过基因工程制备相应的疫苗,具体操作步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以选择限制酶XhoI和XbaI切割质粒
B. 基因表达载体导入之前,可用Ca2+处理大肠杆菌
C. 培养基A中添加了氯霉素,培养基B中添加了潮霉素
D. 能用来生产Hp疫苗的大肠杆菌在菌落3和5中
19. 生物工程的操作常常涉及到下面的流程模型。下列说法正确的是( )
A. 若图为动物受精过程,镜检细胞③,出现两个极体可作为受精标志
B. 若图为动物体细胞克隆技术,则成体④通常不存在遗传和生理缺陷
C. 若图为植物体细胞杂交过程,则成体④具有①和②的全部优良性状
D. 若图为植物体细胞杂交过程,则形成③常用灭活的病毒直接处理两种植物细胞
20. 多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析,下列相关叙述正确的是( )
A. 胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别
B. ①过程得到的试管动物与供体母本性状相同
C. ③可通过②技术实现扩大化生产,①②可通过③技术实现性状改良
D. ②过程将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆动物是一种培育新物种的方式
21. 第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是( )
A. 采集的卵子需培养至MII期才能与获能的精子进行受精
B. PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲
C. 进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查
D. “理想胚胎”需培养至原肠胚期才能植入子宫
22. 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀死肿瘤细胞,但细胞毒素没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害。构建抗体--药物偶联物(ADC)能对肿瘤细胞进行选择性杀伤,ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 制备单克隆抗体时,获得的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测
B. ADC 中抗体的作用是与肿瘤细胞特异性结合,将药物带到肿瘤细胞
C. ADC与癌细胞识别后,通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
D. 药物在癌细胞内释放并起作用,同时诱导溶酶体破裂,加速了癌细胞的凋亡
23. 下图表示4种限制酶的识别序列和切割位点。下列叙述错误的是( )
A. 四种限制酶都能切断特定核苷酸序列中每条链特定部位的磷酸二酯键和链间氢键
B. 分别经 BglⅡ和 BamH Ⅰ切割的DNA 片段可以用T4DNA 连接酶连接
C. 分别经 Sma I 和 EcoRV 切割的 DNA片段用DNA 连接酶连接的效率较低
D. 分别经BglⅡ和 BamHI切割后再连接的DNA片段不能被这两种限制酶切割
24. 自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如下图,Pme1、BamH1、Spe1、SacI为不同限制酶),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列说法错误的是( )
A. 上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B. 将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是BamHI
C. 农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
D. sfp和idgS基因表达时可能是以T-DNA的同一条链为模板进行转录
25. 关于细胞的结构与功能的关系的描述中,错误的是( )
A. 植物的细胞壁是植物细胞系统的边界 B. 细胞膜上的糖蛋白与细胞表面的识别作用有关
C. 细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心 D. 细胞若失去结构的完整性将大大缩短其寿命
26. 下图中野生型是分泌正常的酵母菌,甲、乙型突变体是部分细胞器膜结构异常、分泌过程出现障碍的酵母菌,另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟。下列叙述错误的是( )
A. 野生型酵母菌的分泌蛋白最初在核糖体上合成
B. 甲型突变体在内质网中积累大量具有完整功能的蛋白质
C. 乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致膜面积增大
D. 丙型突变体中分泌蛋白的合成和运输过程均会减弱
27. 如图表示动物细胞核的结构模式图,数字编号代表相应的结构。下列相关叙述正确的是( )
A. 结构②与大肠杆菌细胞内核糖体的形成有关
B. 动物细胞的遗传物质主要储存在结构①中
C. 结构④是包括DNA在内的大分子进出细胞核的通道
D. 结构③具有选择透过性,而结构④不具有选择透过性
阅读材料,回答问题:
抗生素的长期使用易导致病菌产生严重的耐药性。抗菌肽以其快速杀菌活性、低耐药可能性、免疫调节特性和促进伤口愈合的潜力成为最有前景的抗菌药物。研究发现将抗菌肽第52位的脯氨酸(密码子为CCA)替换成苏氨酸(密码子为ACA)可增强抗菌肽的杀菌活性。科研人员利用大引物PCR定点诱变技术对抗菌肽基因进行改造的过程如图所示。
28. 将抗菌肽第52位的脯氨酸换成苏氨酸,需要将mRNA的对应碱基具体变化为( )
A. G变为A B. G变为T C. C变为G D. C变为A
29. 据图分析, “大引物PCR定点诱变”技术中设计的“诱变引物”应选择( )
A. 5′…CCTTGTAT…3′ B. 5′…CCTGGTAT…3′
C. 5′…ATACCAGG…3′ D. 5′…ATAACAGG…3′
30. 通过PCR3 快速扩增时应选用的引物是( )
A. 大引物和诱变引物 B. 引物1和引物2
C. 引物1和大引物 D. 诱变引物和引物2
二、填空题(本大题共4小题,共40分)
31. 阅读下列关于能源、环境和农业生产方面的材料,回答相关问题:材料I:随着能源和环境问题日益严峻,利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇,对缓解全球能源危机有着重大意义。科研人员开展筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究,过程如下图。请回答:
材料Ⅱ:尿素是一种重要的农业氮肥、但尿素并不能直接被农作物吸收,只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后,才能被植物利用。某课题小组从土壤中分离能够分解尿素的细菌并进行计数的过程如下图所示。
(1)从物理状态来看CMC 平板属于_____________培养基。富集培养后的菌种常采用_________法接种于CMC平板,培养一段时间后,可根据________初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ33。
(2)诱变选育高产纤维素酶的菌株时,通过向培养基中加入刚果红染液筛选出____________与菌落直径比大的菌落。β-葡萄糖苷酶是一种纤维素酶,能将纤维二糖分解为______________。
(3)下图是筛选获得菌株UV-Col6过程中60Co-γ辐照剂量与致死率和正突变率(符合生产需要的突变菌数占诱变后活菌数的比例)的关系。实验结果表明,用60Co-γ射线诱变处理时合适的辐照剂量为___________________________。
(4)土壤中的细菌之所以能将尿素分解,是因为细菌能合成__________。因此,图中培养基应以______________为唯一氮源。在接种前,进行①~⑤系列操作的意图是__________。据题意,每次为使菌液稀释10倍,应加入的无菌水量是________mL。
(5)某同学接种了3个培养皿,一段时间后3个培养皿中分别长出了54个、46个、50个菌落,根据实验结果,该1g土壤样本中约有分解尿素的细菌_________________个。
32. 双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工抗体。PSMA是癌细胞的一种表面抗原。T细胞有效激活依赖于T细胞的表面受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。科研人员尝试构建双特异性抗体PSMA×CD28(简称“PC双抗”)来治疗癌症,制备过程如图1,PC双抗的结构及作用机理如图2。
(1)制备PC双抗的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有______(答出2点)。
(2)制备PC双抗时,应先将______(物质X)分别注射到小鼠体内,通常需要在一定时间内间隔注射3次,其目的是______。
(3)将B淋巴细胞分别与小鼠的骨髓瘤细胞融合,常用的诱导融合方法有______(答出2种)。之后筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合,成功融合的杂交瘤细胞表达两种L链和两种H链。据图2分析,杂交瘤细胞A×B能产生多种抗体,原因是______,因此还需通过筛选才能获得PC双抗。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是______。
33. 长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下图1、2、3分别是牛胚胎移植、早期胚胎培养及克隆羊培育流程图,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有__、__;其中产生试管牛的方式是____________生殖。
(2)与受精有关的过程有:①第一次卵裂开始;②核膜消失,雌、雄原核融合,形成合子;③精子释放多种酶;④精子入卵,卵细胞膜发生生理反应,拒绝其他精子进入卵内;⑤雌雄原核形成。正确的顺序为___________(填序号)。
(3)同期发情处理的目的是_______,这是胚胎移植成功的关键;超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射___________。
(4)图中标号3为_______________,在胚胎移植前可利用其进行_________。
(5)克隆羊“多利”的性状和__________最接近,原因是___________。
34. L-天冬酰胺酶可切断癌细胞中L-天冬酰胺的来源,从而达到治疗癌症的目的。某科研机构欲利用pET22b质粒将L-天冬酰胺酶基因导入对氨苄青霉素敏感的宿主菌中,以构建高效表达 L-天冬酰胺酶的菌株。图1是L-天冬酰胺酶基因附近限制酶的切割位点以及基因两侧的部分碱基序列,图2 是 pET22b质粒的结构模式图及相关限制酶的酶切位点,其中 LacZ 基因编码的半乳糖苷酶可以分解 X-gal产生蓝色物质,使菌落呈蓝色,否则菌落为白色。回答下列问题:
(1)高效启动子是_______________酶结合部位。
(2)利用PCR 以提取的 DNA 为模板扩增目的基因时,需要添加__________酶,此酶需要_____(离子)激活。根据基因两侧的部分碱基序列,B端设计添加的引物序列是_____________(填序号)。① 5' — TAAGTTGTCTCTTAAG—3' ②3' — TAAGTTGTCTCTTAAG—5'
(3)_______是获得高效表达L-天冬酰胺酶的菌株的核心步骤。要将 L-天冬酰胺酶基因与pET22b质粒正确连接,最好使用限制酶______来切割。
(4)将转化后的宿主菌接种在含_____________的固体培养基上,出现的_____________色菌落可初步判定为成功导入重组质粒的宿主菌。
(5)实验结果证实,巴斯德毕赤酵母比大肠杆菌生产的L-天冬酰胺酶活性更高,原因可能是_______________________。
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2024-2025 学年第二学期高二年级期中考试
生物试卷
(2025.04)
一、单选题(本大题共30小题,每题2分,共60分)
1. 豆豉是长江以南地区传统发酵豆制品调味料,参与豆豉发酵的主要微生物为曲霉菌。豆豉的制作过程如图所示,装坛后仍需放在室外日晒一段时间,每天要搅拌两次。下列相关叙述错误的是( )
A. 蒸煮可以让黄豆中的蛋白质结构变得疏松延展,有利于微生物的分解
B. 前期发酵时曲霉菌产生的酶可将黄豆中的有机物分解,使有机物种类增多
C. 调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,添加白酒和风味料只是为了调节风味
D. 每天搅拌两次的目的是为微生物进行有氧呼吸提供充足的氧气
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】A、蒸煮可以让黄豆中的蛋白质变性,因而空间结构被破坏,变得疏松延展,有利于微生物的分解,A正确;
B、前期发酵时曲霉菌产生的酶可将黄豆中的有机物分解,蛋白质被分解成许多小分子肽,脂肪被分解成甘油和脂肪酸,有机物种类增多,B正确;
C、调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒也有抑制杂菌生长的作用,C错误;
D、每天搅拌两次的目的是为相关微生物进行有氧呼吸提供充足的氧气,有利于发酵过程的进行,D正确。
故选C。
2. “鉴别”与“筛选”是生物学研究中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是( )
A. 选硝化细菌时,培养基中不加碳源
B. 胚胎移植前,可取滋养层细胞做DNA分析,鉴别动物性别
C. 植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞
D. 用选择培养基对微生物进行筛选时,实验组接种微生物,对照组不接种微生物
【答案】D
【解析】
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
【详解】A、由于硝化细菌是自养型微生物,能够利用二氧化碳作为碳源,故培养基中可以不加碳源,A正确;
B、胚胎移植前前可取滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,B正确;
C、植物体细胞杂交过程中,同种细胞也可能发生融合,原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞,C正确;
D、选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存,其他微生物不能正常生存,为了确定选择培养基是否具有选择作用,应设计一个在完全培养基上接种的培养皿作对照,D错误。
故选D。
3. 利用某种微生物发酵生产DHA油脂,可获取DHA(一种不饱和脂肪酸)。下图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. DHA油脂的产量与生物量呈正相关
B. 温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量
C. 葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量
D. 12~60h,DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高
【答案】D
【解析】
【分析】1、发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节,在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程,还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件。
2、题图分析:横坐标为发酵时间,纵坐标为发酵过程各种相关物质的含量及生物量。从图可知,随着发酵的进行,葡萄糖逐渐减少,发酵到96h左右减少至0;蛋白胨在0~12h间快速减少,然后缓慢减少,发酵到96小时左右减少至0;生物量和DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐上升。
【详解】A、由图可知,DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐增加,生物量也随着发酵进程逐渐增加,它们的变化呈正相关,A正确;
B、由图可知,生物量与DHA油脂的产量呈正相关,温度和溶解氧影响微生物的生长繁殖,进而影响DHA油脂的产量,B正确;
C、发酵液中葡萄糖被微生物吸收用于呼吸作用产生能量,供其合成DHA油脂,C正确;
D、DHA油脂是一种不饱和脂肪酸,含C、H、O不含N,所以在12~60h,DHA油脂的合成对碳源的需求高,不需要氮源,D错误。
故选D。
4. 从某污水处理系统中分离出多种细菌,经进一步筛选获得具有高效降低污水中有机污染物(COD为有机污染物分解时化学需氧量)能力的菌株,过程如图所示。下列相关说法错误的是( )
A. 牛肉膏蛋白胨培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌
B. 为确定接种时菌液的最佳稀释倍数可先用显微镜直接计数法统计菌液中的细菌数目
C. 图中平板划线法获得的菌落具有不同的菌落特征
D. 挑取单菌落后接种到液体培养基中培养,目的是扩大化培养菌株
【答案】C
【解析】
【分析】1、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。在划线的开始部分,微生物连在一起生长,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。
2、测定微生物数量的方法有显微镜直接计数、统计菌落数目(稀释涂布平板法)。
【详解】A、牛肉膏蛋白胨培养基是常用的细菌基础培养基,可用高压蒸汽灭菌法灭菌,A正确;
B、用显微镜直接计数法统计不同稀释倍数的菌液中的细菌数目,可确定接种时菌液的最佳稀释倍数,B正确;
C、由菌落分布情况可知,在该固体培养基上接种的方法是稀释涂布平板法,C错误;
D、挑取单菌落后接种到液体培养基中培养,目的是增大菌株的数量(扩大培养),D正确。
故选C。
5. 樱桃是人们喜爱的水果,并且其产生的一种次生代谢物——槲皮素具有抗氧化活性。目前已实现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。下列操作或叙述不正确的是( )
A. 通常选取樱桃植株的茎尖组织经消毒后作为外植体,以获得脱毒苗
B. 外植体的脱分化和再分化均需要在适宜激素等条件下进行
C. 次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
【答案】C
【解析】
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低,从植物组织提取会大量破坏植物资源,有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到,因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、通常选取樱桃植株的茎尖组织经消毒后作为外植体,因为茎尖一般不含病毒或含病毒极少,这样可以获得脱毒苗,A正确;
B、外植体的脱分化和再分化都需要在适宜的激素种类及浓度比例等条件下进行,不同的阶段激素的种类和比例往往不同,B正确;
C、次生代谢物不是植物生长发育所必需的,但其具有重要的生理功能或药用价值。选择细胞进行培养时,不仅要考虑产量,还要考虑次生代谢物的含量和活性等因素,C错误;
D、利用组织培养技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物,因为组织培养可以模拟植物体内的生理环境和代谢过程,产生一些特殊的化合物,D正确。
故选C。
6. 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术,下列有关植物组织培养的叙述,错误的是( )
A. 植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B. 培养基中含有营养物,故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照
C. 需用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理
D. 菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素
【答案】B
【解析】
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育形成植株。
【详解】A、植物组织培养过程是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体,植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性,A正确;
B、诱导生芽、生根期间需要一定强度的光照,B错误;
C、进行植物组织培养时,需用酒精(体积分数70%)和次氯酸钠(5%)溶液对外植体进行消毒处理,C正确;
D、培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化,因此菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素,D正确。
故选B。
7. 毛花猕猴桃为二倍体(细胞含2个染色体组),果实大,维C含量高;软枣猕猴桃为四倍体(细胞含4个染色体组),极耐寒,在-40℃下可安全越冬。某农科所利用这两种猕猴桃体细胞,通过细胞工程的方法培育出了新品种,培育过程如图。下列说法正确的是( )
A. 处于有丝分裂后期的杂种植株体细胞中有6个染色体组
B. 高钙离子-高pH融合法可用于图中过程②中a和b的诱导融合
C. 在诱导生根时,培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量
D. 在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:图示表示植物体细胞杂交过程,过程①表示酶解法去除细胞壁获得细胞原生质体的过程,过程②表示原生质体融合的过程,过程③表示再生出新的细胞壁的过程。
【详解】A、题意显示,毛花猕猴桃为二倍体,软枣猕猴桃为四倍体,两者形成的杂种植株有6个染色体组,其体细胞处于有丝分裂后期时,染色体组数目加倍为12个,A错误;
B、②过程为植物原生质体的融合过程,其诱导方法有PEG处理、高钙离子-高pH融合法、离心等,均能诱导a和b的融合,B正确;
C、生长素能促进生根,在诱导生根时,培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量,C错误;
D、在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,由于愈伤组织含有细胞壁,所以细胞不能融合,不可获得染色体加倍的细胞,D错误。
故选B。
8. 下列关于植物细胞工程的应用,说法正确的是( )
A. 取茎尖分生组织进行组织培养,可实现作物脱毒,提高作物产量
B. 单倍体育种时,需对F1的花药进行筛选后才可继续进行组织培养
C. 细胞产物的工厂化生产提高了单个细胞中次生代谢物的含量
D. 微型繁殖技术可以改良植物的遗传特性
【答案】A
【解析】
【分析】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。该技术可以应用于单倍体育种、细胞产物的工厂化生产等领域。
【详解】A、取茎尖分生组织进行组织培养,可实现作物脱毒,提高作物产量,A正确;
B、单倍体育种时F1花药无法筛选,需要对培育的植株进行筛选,B错误;
C、细胞产物的工厂化生产无法提高单个细胞中次生代谢物含量,但可以提高次生代谢物的总量,C错误;
D、微型繁殖技术属于无性繁殖技术,可以保持品种的遗传特性,D错误。
故选A。
9. 我国科研工作者运用生物打印技术将肌腱干细胞和骨髓间充质干细胞以分层方式分布在支架中,制备了下图所示的可用于肌腱与骨组织界面再生的多细胞支架。相关叙述正确的是( )
A. 同一个体的肌腱细胞与骨细胞的形态、结构和功能差异是基因选择性缺失的结果
B. 肌腱干细胞与骨髓间充质干细胞能自我更新和分化为成年动物体内的任何一种细胞
C. 体外培养两种干细胞均需要无菌无毒、36.5℃左右、pH7.2~7.4和适宜渗透压条件
D. 利用多细胞支架治疗肌腱断裂可保证异体来源的细胞移植不引起免疫排斥
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞培养:指从动物细胞中取出相关的组织,将它们分散成单个细胞,然后在适宜的条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。动物细胞培养的条件:①营养:一般用液体培养基,要添加血清,以补充动物细胞所需的未知营养物质;②无菌无毒的环境:培养液定期更换以清除代谢物,防止代谢物积累对细胞自身造成危害;③温度、PH和渗透压:温度为36.5±0.5℃、PH为7.2~7.4。④气体环境:95%空气和5%CO2。
【详解】A、同一个体的肌腱细胞与骨细胞的遗传物质相同,但形态、结构和功能存在差异,这是基因选择性表达的结果,A错误;
B、肌腱干细胞与骨髓间充质干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不能分化为成年动物体内的任何一种细胞,B错误;
C、体外培养两种干细胞均需要提供适宜的条件,如无菌、无毒的环境;营养物质;适宜的温度、pH和渗透压:温度为36.5±0.5℃、PH为7.2~7.4;适宜的气体环境等,C正确;
D、肌腱与骨组织界面再生的多细胞支架所利用的肌腱干细胞和骨髓间充质干细胞可来源于病人本身,将它用于病人体内,理论上可以避免发生免疫排斥反应,而不能保证异体来源的细胞移植不引起免疫排斥,D错误。
故选C。
10. 为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤,如下图所示。除了抗原刺激之外,用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析不合理的是( )
A. 杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
B. B淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的脾脏等
C. 骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
D. 杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
【答案】A
【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、本实验中EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定,而不是刺激B淋巴细胞分化成浆细胞产生抗体,所以该杂交瘤细胞不具有产生抗EBV抗体的能力,A错误;
B、脾、淋巴结和扁桃体是免疫细胞集中分布的场所,因此在制备单克隆抗体的过程中,B淋巴细胞可以来源于抗原刺激后的动物的脾脏等,B正确;
C、由图示分析可知:在HAT选择培养基中,骨髓瘤细胞死亡,即无法存活,C正确;
D、杂交瘤细胞染色体丢失可能引起细胞某些基因丢失,进而导致抗体产生能力下降,D正确。
故选A。
11. 在治疗烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对大面积烧伤的病人,自体健康的皮肤非常有限。为解决该问题,利用动物细胞培养技术可以得到大量的自体健康皮肤。下列关于该技术的叙述,正确的是( )
A. 将烧伤病人的组织分散成单个细胞需要用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理
B. 培养的细胞需要经过脱分化形成愈伤组织
C. 培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
D. 原代培养和传代培养所需的营养液成分不同
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、培养动物细胞时不用胃蛋白酶将组织分散成单个细胞,A错误;
B、动物细胞培养过程不存在脱分化形成愈伤组织,B错误;
C、动物细胞的培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素,除此以外还需要添加动物血清或血浆等天然成分,C正确;
D、原代培养和传代培养所需营养液成分一致,D错误。
故选C。
12. 甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是( )
A. 需要使用动物细胞培养技术
B. 需要制备用PTH免疫小鼠
C. 利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D. 筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
【答案】D
【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、单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养,即需要使用动物细胞培养技术,A正确;
B、该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH,故应用PTH刺激小鼠,使其产生相应的B细胞,B正确;
C、抗原与抗体的结合具有特异性,可利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞,C正确;
D、由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体,故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体,D错误。
故选D。
13. 下列有关胚胎工程的说法,正确的是( )
A. 胚胎工程中的技术包括胚胎移植、胚胎分割等,不包括体外受精
B. 新采集的精子需要在获能溶液中培养一段时间,才能获得受精的能量
C. 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,并只能影响供体胚胎的细胞质的遗传特性
D. 为获得同卵双胞胎,可在桑椹胚阶段进行胚胎分割,再进行胚胎移植,此过程属于无性繁殖
【答案】D
【解析】
【分析】胚胎移植的生理基础:(1)供体与受体相同的生理变化,为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境;(2)胚胎在早期母体中处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能;(3)子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能;(4)胚胎遗传性状不受受体任何影响.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、胚胎工程中的技术包括胚胎移植、胚胎分割等,也包括体外受精,A错误;
B、新采集的精子需要在获能溶液中培养一段时间,才能获得受精的能力,而非能量,B错误;
C、供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,不能影响供体胚胎的细胞质的遗传特性,C错误;
D、为获得同卵双胞胎,可在桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎分割,再进行胚胎移植,胚胎分割属于无性繁殖,D正确。
故选D。
14. 植物细胞工程与动物细胞工程中所用技术或方法与原理不相符的是( )
A. 植物组织培养和单克隆抗体——细胞的全能性
B. 胰蛋白酶处理动物细胞——酶的专一性
C. 原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性
D. 紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖
【答案】A
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是细胞的全能性,植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。
【详解】A、植物组织培养的原理是细胞的全能性,单克隆抗体的制备的原理是细胞膜的流动性和细胞的增殖,A错误;
B、动物细胞间隙的成分主要是蛋白质,利用酶的专一性,可用胰蛋白酶处理动物细胞,使其分散成单个细胞,B正确;
C、用物理法或者化学法使得原生质体融合和动物细胞融合,说明细胞膜具有一定的流动性,C正确;
D、紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养目的是获得更多细胞或细胞产物,其原理只涉及细胞增殖,D正确。
故选A。
15. 软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起,称为极叶(如图所示)。若人工将极叶除去,发育成的个体在足、眼等处有缺陷。以下相关叙述正确的是( )
A. 极叶是减数分裂中细胞质不均分的结果
B. 本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用
C. 受精卵卵裂初期的营养物质主要来源于培养液
D. 该受精卵在卵裂过程中其细胞核内进行DNA的复制和相关蛋白质的合成
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:软体动物卵裂过程的方式是有丝分裂,卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起即第一极叶,然后进行第一次卵裂;第一次卵裂结束后极叶被收入,然后再突出,形成第二极叶,再进行第二次卵裂。
【详解】A、由题干信息可知,极叶是软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起,卵裂的方式是有丝分裂,A错误;
B、由题干信息可知,若人工将极叶除去,发育成的个体在足、眼等处有缺陷,故本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用,B正确;
C、卵细胞体积大,营养物质丰富,可为受精卵的发育提供营养物质,故受精卵卵裂初期的营养物质应来源于细胞质基质,C错误;
D、核糖体是蛋白质合成的场所,故相关蛋白质的合成在细胞质而非细胞核,D错误。
故选B。
16. 据报道,世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛,实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种,下列叙述正确的是( )
A. 解冻后的精子与卵子相遇后,精子释放的多种酶可防止多精入卵现象发生
B. 受精卵形成后,随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,有机物总量下降
C. 可通过分离桑葚胚的滋养层细胞进行性别鉴定,选择合适的胚胎进行移植
D. 可通过胚胎分割技术增加其数量,注意将原肠胚阶段的内细胞团均等分割
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。
(2)桑葚胚:32个细胞左右的胚胎。
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔。
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔,细胞分化在胚胎期达到最大限度。
【详解】A、获能的精子与卵子相遇接触后会释放多种水解酶,溶解卵细胞膜外的一些结构,同时借助自身的运动接触卵细胞膜,透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障,卵细胞膜封闭作用是防止多精入卵的第二道屏障,A错误;
B、随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积基本不变或略有减小,有机物总量下降,B正确;
C、可通过分离囊胚期的滋养层细胞进行性别鉴定,选择合适的胚胎进行移植,C错误;
D、内细胞团是囊胚阶段出现,即通过胚胎分割技术增加其数量,注意将囊胚阶段的内细胞团均等分割,D错误。
故选B。
17. 我国科研人员在太空中进行细胞电融合实验,获得烟草黄花品种叶肉细胞与烟草革新一号叶肉细胞的杂交细胞,又成功完成小鼠淋巴细胞和人骨髓瘤细胞杂交实验。相关叙述不正确的是( )
A. 两个电融合实验中,融合前都需用一定浓度的特定酶预处理实验材料
B. 细胞经电融合处理后,需进一步筛选,以淘汰未融合细胞和多核细胞
C. 电融合处理后的烟草细胞经组织培养,可获得具双亲优良性状的植株
D. 经电融合获得的人、鼠杂交瘤细胞,培养过程中体现了细胞的全能性
【答案】D
【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。动物细胞融合技术是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
【详解】A、因植物细胞外面的细胞壁阻碍了细胞间的杂交,因此在诱导两个品种烟草的叶肉细胞融合之前,先要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁;动物细胞虽然没有细胞壁,但为了防止人骨髓瘤细胞在培养过程中出现贴壁生长,在诱导小鼠淋巴细胞和人骨髓瘤细胞电融合前,也需用一定浓度的特定酶预处理实验材料,A正确;
B、融合后的细胞最初是多核的,经过有丝分裂后,细胞核才能融合,细胞经电融合处理后,需进一步筛选,以淘汰未融合细胞和多核细胞,B正确;
C、电融合处理后的烟草细胞经组织培养,可获得完整的植株。由于该植株的遗传物质来自双亲,所以能具有双亲的优良性状,C正确;
D、经电融合获得的人、鼠杂交瘤细胞,培养过程中体现了细胞膜的流动性,没有体现细胞的全能性,D错误。
故选D。
18. 幽门螺杆菌(Hp)感染会引发胃炎、消化性溃疡等多种疾病。研究人员将Hp的Ipp20基因作为目的基因,通过基因工程制备相应的疫苗,具体操作步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 可以选择限制酶XhoI和XbaI切割质粒
B. 基因表达载体导入之前,可用Ca2+处理大肠杆菌
C. 培养基A中添加了氯霉素,培养基B中添加了潮霉素
D. 能用来生产Hp疫苗的大肠杆菌在菌落3和5中
【答案】C
【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。
【详解】A、根据图示可知,质粒上含有4种限制酶序列,需要选用BamH Ⅰ切割,会切掉启动子或者终止子,如果选用Xho Ⅰ和Pst Ⅰ切割,两个标记基因都会保留,无法区分质粒和重组质粒,因此可以选用限制酶XhoI和XbaI切割质粒,或者选用Pst Ⅰ和XbaI切割质粒,A正确;
B、原核细胞作为受体细胞时,可用Ca2+处理受体细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,更容易将基因表达载体导入其中,B正确;
CD、该过程使用了限制酶 Xho I和Xba I或者是Pst Ⅰ和XbaI切割质粒和Ipp20基因,结合图示可知,在构建目的基因表达载体的过程中氯霉素抗性基因被切割掉,保留了潮霉素抗性基因,不管是正常质粒还是重组质粒都含有潮霉素抗性基因,但只有正常质粒才同时含有氯霉素抗性基因,因此,可以先用含有潮霉素的培养基A筛选出导入正常质粒、重组质粒的大肠杆菌,再采用同位影印接种到含有氯霉素的培养基B和含有潮霉素的培养基A中,此时含有重组质粒的大肠杆菌不能在含有氯霉素的培养基 B上生长,从而与培养基A(对照)相比会消失一些菌落,对照两个平板上减少的菌落就是符合要求的大肠杆菌菌落,结合图示可知,符合要求的大肠杆菌菌落是3和5,C错误,D正确。
故选C。
19. 生物工程的操作常常涉及到下面的流程模型。下列说法正确的是( )
A. 若图为动物受精过程,镜检细胞③,出现两个极体可作为受精标志
B. 若图为动物体细胞克隆技术,则成体④通常不存在遗传和生理缺陷
C. 若图为植物体细胞杂交过程,则成体④具有①和②的全部优良性状
D. 若图为植物体细胞杂交过程,则形成③常用灭活的病毒直接处理两种植物细胞
【答案】A
【解析】
【分析】植物体细胞杂交的流程包括,酶解法获得两种植物细胞的原生质体,诱导原生质体融合,杂种细胞再生出细胞壁是植物体细胞杂交完成的标志,杂种细胞经过脱分化和再分化过程形成杂种植株,该过程的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、若图为动物受精过程,镜检细胞③,实际操作中常以观察到两个极体作为受精的标志,雌雄原核融合是受精完成的标志,A正确;
B、目前绝大多数克隆动物存在健康问题,如表现出遗传和生理缺陷,若图为动物体细胞克隆技术,则成体④通常存在遗传和生理缺陷,B错误;
C、若图为植物体细胞杂交过程,由于基因间的相互作用,则成体④不一定具有①和②的全部优良性状,C错误;
D、若图为植物体细胞杂交过程,则形成③常用物理或化学手段处理两种植物细胞的原生质体,灭活病毒诱导细胞融合的方法是诱导动物细胞融合过程特有的方法,D错误。
故选A。
20. 多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析,下列相关叙述正确的是( )
A. 胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别
B. ①过程得到的试管动物与供体母本性状相同
C. ③可通过②技术实现扩大化生产,①②可通过③技术实现性状改良
D. ②过程将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆动物是一种培育新物种的方式
【答案】C
【解析】
【分析】1、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,这个胚胎最终发育为动物。
2、分析图可知,图中过程①是培育试管动物,过程②是克隆技术,属于无性繁殖,过程③是转基因技术获得转基因动物。
【详解】A、胚胎移植前可取滋养层的细胞鉴定性别,A错误;
B、①过程得到的试管动物性状是由提供卵子的供体母本和提供精子的父本共同决定的,B错误;
C、克隆技术可得到大量同种个体,所以③转基因动物可通过②克隆动物技术实现扩大化生产,转基因技术可导入外源优良基因,所以①②可通过③转基因技术实现性状改良,C正确;
D、过程②是克隆技术,将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中,培育获得克隆动物遗传物质基本与供体牛基本相同,进而得到大量同种个体,所以没有培育新物种,D错误。
故选C。
21. 第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是( )
A. 采集的卵子需培养至MII期才能与获能的精子进行受精
B. PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲
C. 进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查
D. “理想胚胎”需培养至原肠胚期才能植入子宫
【答案】A
【解析】
【分析】1、动物体细胞核移植: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克隆动物。
2、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体;用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、体外受精时,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养MII期,才可以与精子完成受精作用,A正确;
B、PGD是指胚胎植入前的基因诊断,PGD可用于筛选红绿色盲;PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测,PGS可用于筛选唐氏综合征,B错误;
C、受体子宫对外来胚胎几乎不发生免疫反应,因此进行胚胎移植前不需要对夫妻双方进行免疫检查,C错误;
D、“理想胚胎”需培养至桑椹或囊胚才能植入子宫,D错误。
故选A。
22. 使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀死肿瘤细胞,但细胞毒素没有特异性,在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害。构建抗体--药物偶联物(ADC)能对肿瘤细胞进行选择性杀伤,ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 制备单克隆抗体时,获得的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测
B. ADC 中抗体的作用是与肿瘤细胞特异性结合,将药物带到肿瘤细胞
C. ADC与癌细胞识别后,通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
D. 药物在癌细胞内释放并起作用,同时诱导溶酶体破裂,加速了癌细胞的凋亡
【答案】C
【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,单克隆抗体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浆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
【详解】A、制备单克隆抗体时,融合细胞首先需要经过选择性培养基进行筛选获得杂交瘤细胞;还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,用专一抗体检验呈阳性才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,再进行体内或体外培养,大量制备单克隆抗体,A正确;
B、肿瘤细胞相当于抗原,ADC中抗体可以特异性的和肿瘤细胞结合,将药物带到肿瘤细胞,起到导向作用,B正确;
C、ADC与癌细胞识别后,通过胞吞进入细胞体现了细胞膜的流动性特点,C错误;
D、由图可知,药物在癌细胞内释放并起作用,同时诱导溶酶体破裂,加速了癌细胞的凋亡,达到了杀死癌细胞的目的,D正确。
故选C。
23. 下图表示4种限制酶的识别序列和切割位点。下列叙述错误的是( )
A. 四种限制酶都能切断特定核苷酸序列中每条链特定部位的磷酸二酯键和链间氢键
B. 分别经 BglⅡ和 BamH Ⅰ切割的DNA 片段可以用T4DNA 连接酶连接
C. 分别经 Sma I 和 EcoRV 切割的 DNA片段用DNA 连接酶连接的效率较低
D. 分别经BglⅡ和 BamHI切割后再连接的DNA片段不能被这两种限制酶切割
【答案】A
【解析】
【分析】1、基因工程的基本操作步骤为:获取目的基因、形成重组DNA分子、将重组DNA分子导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达。
2、基因工程的工具:限制性内切核酸酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。
【详解】A、 限制酶是特异性地切断特定核苷酸序列中每条链特定部位的磷酸二酯键,但不会破坏链间的氢键,A错误;
B、分别经BglⅡ和BamHⅠ切割的DNA片段具有相同的黏性末端,可以用T4DNA连接酶连接,B正确;
C、分别经SmaⅠ和EcoR V切割的DNA片段得到的是平末端,用DNA连接酶连接平末端的效率比连接黏性末端的低,C正确;
D、由图可知,经BglⅡ和BamHⅠ切割的DNA片段具有相同的黏性末端,因而可用DNA连接酶连接起来,连接起来形成的碱基序列为5’---AGATCC---3’,与BglⅡ和BamH I识别序列不同,因此,BglⅡ和BamH I切割的DNA片段连接后不能被这两种限制酶切割,D正确。
故选A。
24. 自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如下图,Pme1、BamH1、Spe1、SacI为不同限制酶),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列说法错误的是( )
A. 上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B. 将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是BamHI
C. 农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
D. sfp和idgS基因表达时可能是以T-DNA的同一条链为模板进行转录
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI,则会将终止子一同切除,故只能用BamHI;将idgS基因插入Ti质粒时可用SpeI和SacI以避免产生的黏性末端环化,增加构建成功的概率。
【详解】A、靛蓝能够稳定显色,不受pH的影响,故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因,A正确;
B、将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI,则会将终止子一同切除,故只能用BamHI,B正确;
C、将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法,故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上,C正确;
D、sfp和idgS基因具有各自的启动子,表达是相互独立进行的,转录是以DNA的一条链为模板进行的,由启动子方向可知:两基因转录的模板不同,D错误。
故选D。
25. 关于细胞的结构与功能的关系的描述中,错误的是( )
A. 植物的细胞壁是植物细胞系统的边界 B. 细胞膜上的糖蛋白与细胞表面的识别作用有关
C. 细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心 D. 细胞若失去结构的完整性将大大缩短其寿命
【答案】A
【解析】
【分析】细胞质基质是细胞呼吸第一阶段的场所,也能为细胞代谢提供少量的ATP;细胞膜在细胞和环境之间有物质运输、能量交换的功能。细胞膜上的糖蛋白具有识别功能,参与细胞间的信息交流;细胞核是遗传信息库,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心;细胞只有保持结构的完整性才能完成各项生命活动。若失去结构的完整性将大大缩短其寿命,如哺乳动物成熟的红细胞。
【详解】A、植物细胞壁为全透性,细胞膜才是细胞的边界,A错误;
B、细胞膜上糖蛋白具有细胞识别、保护和润滑功能,参与细胞信息交流,B正确;
C、细胞核内染色体是遗传物质DNA的主要载体,则细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心,C正确;
D、细胞只有保证结构的完整性才能正常进行各项生命活动,若失去结构的完整性将大大缩短其寿命,D正确。
故选A。
26. 下图中野生型是分泌正常的酵母菌,甲、乙型突变体是部分细胞器膜结构异常、分泌过程出现障碍的酵母菌,另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟。下列叙述错误的是( )
A. 野生型酵母菌的分泌蛋白最初在核糖体上合成
B. 甲型突变体在内质网中积累大量具有完整功能的蛋白质
C. 乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致膜面积增大
D. 丙型突变体中分泌蛋白的合成和运输过程均会减弱
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:甲型突变体蛋白质进入内质网但不能形成囊泡,所以是内质网结构不正常导致分泌过程出现障碍。乙型突变体蛋白质进入了高尔基体,说明内质网是正常的,所以是高尔基体结构不正常导致分泌过程出现障碍。
【详解】A、野生型酵母菌的分泌蛋白先由核糖体合成,再转移到内质网中进行加工,A正确;
B、根据题干中“分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟”可知,在内质网中积累的大量蛋白质不具有完整功能,B错误;
C、乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致从内质网形成的囊泡与之结合后不再形成新的囊泡,膜面积异常增大,C正确;
D、丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌,提供的ATP减少,导致分泌蛋白的合成和分泌过程均会减弱,D正确。
故选B。
27. 如图表示动物细胞核的结构模式图,数字编号代表相应的结构。下列相关叙述正确的是( )
A. 结构②与大肠杆菌细胞内核糖体的形成有关
B. 动物细胞的遗传物质主要储存在结构①中
C. 结构④是包括DNA在内的大分子进出细胞核的通道
D. 结构③具有选择透过性,而结构④不具有选择透过性
【答案】B
【解析】
【分析】细胞核的结构:
1、核膜(1)结构:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。(2)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
2、核仁:与某种RNA合成以及核糖体的形成有关,在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。
3、染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA和蛋白质。
【详解】A、图中的结构②是核仁,与真核细胞中的核糖体的形成有关,大肠杆菌是原核细胞,没有核仁,A错误;
B、结构①是染色质,细胞的遗传物质DNA主要储存在染色质中,B正确;
C、结构④是核孔,是大分子进出细胞核的通道,但细胞核中的DNA不会进入细胞质,C错误;
D、结构③是核膜,具有选择透过性,结构④核孔也具有选择透过性,D错误。
故选B。
阅读材料,回答问题:
抗生素的长期使用易导致病菌产生严重的耐药性。抗菌肽以其快速杀菌活性、低耐药可能性、免疫调节特性和促进伤口愈合的潜力成为最有前景的抗菌药物。研究发现将抗菌肽第52位的脯氨酸(密码子为CCA)替换成苏氨酸(密码子为ACA)可增强抗菌肽的杀菌活性。科研人员利用大引物PCR定点诱变技术对抗菌肽基因进行改造的过程如图所示。
28. 将抗菌肽第52位的脯氨酸换成苏氨酸,需要将mRNA的对应碱基具体变化为( )
A. G变为A B. G变为T C. C变为G D. C变为A
29. 据图分析, “大引物PCR定点诱变”技术中设计的“诱变引物”应选择( )
A. 5′…CCTTGTAT…3′ B. 5′…CCTGGTAT…3′
C. 5′…ATACCAGG…3′ D. 5′…ATAACAGG…3′
30. 通过PCR3 快速扩增时应选用的引物是( )
A. 大引物和诱变引物 B. 引物1和引物2
C. 引物1和大引物 D. 诱变引物和引物2
【答案】28. D 29. A 30. B
【解析】
【分析】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。其原理是DNA半保留复制。PCR的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。发生的条件有:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
PCR的过程: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);②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【28题详解】
题意显示,抗菌肽第52位的脯氨酸(密码子为CCA)替换成苏氨酸(密码子为ACA),则密码子发生的改变是C变成了A,即将抗菌肽第52位的脯氨酸换成苏氨酸,需要将mRNA的对应碱基具体变化为C变为A,D正确。
故选D。
【29题详解】
抗菌肽第52位的脯氨酸(密码子为CCA)替换成苏氨酸(密码子为ACA),则密码子发生的改变是C变成了A,相应的模板链中发生的变化是G变成了T,结合图示信息可知,抗菌肽基因中相对应的转录模板链的碱基序列为5′…CCTGGTAT…3′ 改变后相关序列应该为5′…CCTTGTAT…3′ ,据此设计的引物应该与模板链的序列相同,因此 “大引物PCR定点诱变”技术中设计的“诱变引物”应选择5′…CCTTGTAT…3′ ,A正确。
故选A。
【30题详解】
PCR3 的目的是获得大量的产物2,引物应该位于目标DNA的两端,因此,快速扩增时应选用的引物是引物1和引物2,B正确。
故选B。
二、填空题(本大题共4小题,共40分)
31. 阅读下列关于能源、环境和农业生产方面的材料,回答相关问题:材料I:随着能源和环境问题日益严峻,利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇,对缓解全球能源危机有着重大意义。科研人员开展筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究,过程如下图。请回答:
材料Ⅱ:尿素是一种重要的农业氮肥、但尿素并不能直接被农作物吸收,只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后,才能被植物利用。某课题小组从土壤中分离能够分解尿素的细菌并进行计数的过程如下图所示。
(1)从物理状态来看CMC 平板属于_____________培养基。富集培养后的菌种常采用_________法接种于CMC平板,培养一段时间后,可根据________初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ33。
(2)诱变选育高产纤维素酶的菌株时,通过向培养基中加入刚果红染液筛选出____________与菌落直径比大的菌落。β-葡萄糖苷酶是一种纤维素酶,能将纤维二糖分解为______________。
(3)下图是筛选获得菌株UV-Col6过程中60Co-γ辐照剂量与致死率和正突变率(符合生产需要的突变菌数占诱变后活菌数的比例)的关系。实验结果表明,用60Co-γ射线诱变处理时合适的辐照剂量为___________________________。
(4)土壤中的细菌之所以能将尿素分解,是因为细菌能合成__________。因此,图中培养基应以______________为唯一氮源。在接种前,进行①~⑤系列操作的意图是__________。据题意,每次为使菌液稀释10倍,应加入的无菌水量是________mL。
(5)某同学接种了3个培养皿,一段时间后3个培养皿中分别长出了54个、46个、50个菌落,根据实验结果,该1g土壤样本中约有分解尿素的细菌_________________个。
【答案】(1) ①. 固体 ②. 稀释涂布平板 ③. 菌落的特征/菌落的形态
(2) ①. 透明圈直径 ②. 葡萄糖
(3)0.6KGy (4) ①. 脲酶 ②. 尿素 ③. 使菌液按一定的梯度稀释 ④. 9
(5)5×107
【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.在划线的开始部分,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】
制作CMC平板属于固体培养基;富集培养后,菌液的浓度较高,一般采用稀释涂布平板法进行接种;培养一段时间后,常常通过菌落的形状、大小、颜色等基本特征进行初步的鉴定,并挑取产纤维素酶菌株XZ33。
【小问2详解】
高产纤维素酶的菌株比普通产纤维素酶的菌株能力较强,产生的纤维素酶较多,因此在刚果红培养基上产生的透明圈直径与菌落直径比较大,可以据此来筛选。β-葡萄糖苷酶是一种纤维素酶,能将纤维二糖分解为葡萄糖。
【小问3详解】
实验结果表明,用60Co-γ射线诱变处理时合适的辐照剂量为0.6KGy时,有最高的正突变率,同时致死率不算太高,可以保证存活的菌株中较大比例的都为高产纤维素酶的菌株。
【小问4详解】
土壤中存在能分解尿素的细菌,这些细菌之所以能将尿素分解,是因为能合成脲酶。要从土壤中筛选能分解尿素的细菌,应该用以尿素为唯一氮源的选择培养基。在接种前,进行①~⑤系列操作的意图是使菌液按一定的梯度稀释,进而获得合适稀释倍数的菌液。根据题意,为使菌液稀释10倍,菌液取1ml,则每次应加入的无菌水量是9ml。
【小问5详解】
根据图解可知,对菌液进行稀释时共稀释了106倍,接种了3个培养皿,一段时间后三个培养皿中分别长出了54个、46个、50个菌落,该1g土壤样本中约有分解尿素的细菌=(54+46+50)÷3×106=5×107个。
32. 双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工抗体。PSMA是癌细胞的一种表面抗原。T细胞有效激活依赖于T细胞的表面受体CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。科研人员尝试构建双特异性抗体PSMA×CD28(简称“PC双抗”)来治疗癌症,制备过程如图1,PC双抗的结构及作用机理如图2。
(1)制备PC双抗的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有______(答出2点)。
(2)制备PC双抗时,应先将______(物质X)分别注射到小鼠体内,通常需要在一定时间内间隔注射3次,其目的是______。
(3)将B淋巴细胞分别与小鼠的骨髓瘤细胞融合,常用的诱导融合方法有______(答出2种)。之后筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合,成功融合的杂交瘤细胞表达两种L链和两种H链。据图2分析,杂交瘤细胞A×B能产生多种抗体,原因是______,因此还需通过筛选才能获得PC双抗。双特异性抗体PSMA×CD28协助杀伤癌细胞的机理是______。
【答案】(1)动物细胞融合、动物细胞培养
(2) ①. PSMA、CD28 ②. 加强免疫,刺激小鼠机体产生更多已免疫的B淋巴细胞
(3) ①. PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 ②. L链和H链随机组合,产生多种抗体 ③. 双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA,又能结合CD28,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞
【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,之后从小鼠脾中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B淋巴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,再通过克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞,最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
结合单克隆抗体的制备过程可知,制备PC双抗的过程中,用到的动物细胞工程技术主要有动物细胞融合和动物细胞培养技术。
【小问2详解】
制备双特异性抗体PSMA×CD28,则抗原是CD28和PSMA,将两种物质分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞;一定时间内间隔注射3次可以加强免疫,刺激小鼠机体产生更多已免疫的B淋巴细胞。
【小问3详解】
将B淋巴细胞分别和小鼠的骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,再诱导杂交瘤细胞融合。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;成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链,所需的双特异性抗体PSMA×CD28是特定的L链和H链结合形成的,L链和H链随机组合而产生多种抗体;双特异性抗体PSMA×CD28既能结合PSMA,又能结合CD28,使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞,协助杀伤癌细胞。
33. 长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下图1、2、3分别是牛胚胎移植、早期胚胎培养及克隆羊培育流程图,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有__、__;其中产生试管牛的方式是____________生殖。
(2)与受精有关的过程有:①第一次卵裂开始;②核膜消失,雌、雄原核融合,形成合子;③精子释放多种酶;④精子入卵,卵细胞膜发生生理反应,拒绝其他精子进入卵内;⑤雌雄原核形成。正确的顺序为___________(填序号)。
(3)同期发情处理的的目的是_______,这是胚胎移植成功的关键;超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射___________。
(4)图中标号3为_______________,在胚胎移植前可利用其进行_________。
(5)克隆羊“多利”的性状和__________最接近,原因是___________。
【答案】(1) ①. 动物细胞培养##早期胚胎培养 ②. 胚胎移植 ③. 有性
(2)③④⑤②① (3) ①. 使供、受体母牛具有相同的生理状况 ②. 促性腺激素
(4) ①. 滋养层细胞 ②. DNA分析、鉴定性别
(5) ①. 白面绵羊 ②. 克隆羊“多利”的细胞核来自白面绵羊,生物体的性状主要是由细胞核基因控制的
【解析】
【分析】分析题图:左侧为胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理;②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查.对受体母牛进行是否妊娠的检查。中间A到E为早期胚胎发育过程,其中1为内细胞团;2为囊胚腔;3为滋养层.右侧为克隆羊的培育过程,其中a为核移植过程,b为胚胎移植过程。
【小问1详解】
试管牛和克隆羊的培育过程中都用到了动物细胞培养、胚胎移植技术等;试管牛的培育采用了体外受精技术,因此产生试管牛的生殖方式属于有性生殖。
【小问2详解】
受精过程为:精子释放多种酶,包括顶体反应、穿越放射冠、穿越透明带(透明带反应)→精子入卵,卵细胞膜发生生理反应,拒绝其他精子进入卵内,卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)、卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。因此,其正确的顺序为③④⑤②①。
【小问3详解】
受体母牛和供体母牛做同期发情处理目的是使供、受体母牛具有相同的生理状况,以保证胚胎移植入相同的生理环境;超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射促性腺激素。
【小问4详解】
图中标号3为滋养层细胞,它将来可发育为胎膜和胚盘。在胚胎移植前可利用其进行DNA分析、鉴定性别,以减少对内细胞团的影响。
【小问5详解】
克隆羊“多利”的细胞核来自白面绵羊,生物体的性状主要是由细胞核基因控制的,所以克隆羊多利的性状和白面绵羊最接近。
34. L-天冬酰胺酶可切断癌细胞中L-天冬酰胺的来源,从而达到治疗癌症的目的。某科研机构欲利用pET22b质粒将L-天冬酰胺酶基因导入对氨苄青霉素敏感的宿主菌中,以构建高效表达 L-天冬酰胺酶的菌株。图1是L-天冬酰胺酶基因附近限制酶的切割位点以及基因两侧的部分碱基序列,图2 是 pET22b质粒的结构模式图及相关限制酶的酶切位点,其中 LacZ 基因编码的半乳糖苷酶可以分解 X-gal产生蓝色物质,使菌落呈蓝色,否则菌落为白色。回答下列问题:
(1)高效启动子是_______________酶的结合部位。
(2)利用PCR 以提取的 DNA 为模板扩增目的基因时,需要添加__________酶,此酶需要_____(离子)激活。根据基因两侧的部分碱基序列,B端设计添加的引物序列是_____________(填序号)。① 5' — TAAGTTGTCTCTTAAG—3' ②3' — TAAGTTGTCTCTTAAG—5'
(3)_______是获得高效表达L-天冬酰胺酶的菌株的核心步骤。要将 L-天冬酰胺酶基因与pET22b质粒正确连接,最好使用限制酶______来切割。
(4)将转化后的宿主菌接种在含_____________的固体培养基上,出现的_____________色菌落可初步判定为成功导入重组质粒的宿主菌。
(5)实验结果证实,巴斯德毕赤酵母比大肠杆菌生产的L-天冬酰胺酶活性更高,原因可能是_______________________。
【答案】(1)RNA聚合
(2) ①. 耐高温的DNA聚合酶 (或 Taq酶) ②. Mg2+ ③. ②
(3) ①. 基因表达载体的构建 ②. EcoRI、KpnI
(4) ①. X-gal ②. 白
(5)酵母菌细胞内有内质网和高尔基体等细胞器,能对多肽链进行加工
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的筛选与获取。(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。
【小问1详解】
启动子是识别、结合RNA聚合酶的部位。
【小问2详解】
PCR扩增需要的条件包括:目的基因作为模板、脱氧核苷酸为原料、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)、缓冲液。PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+,以激活耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)的活性。获取目的基因时设计B端的引物,B端的引物是与B端的3′互补配对,同时,要在引物的5′添加EcoR Ⅰ的识别序列,因此B端的引物序列是3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′。
【小问3详解】
基因表达载体的构建是基因工程的核心。根据图示信息,若用Pst Ⅰ或Bgl Ⅱ会破坏目的基因,若用BamH Ⅰ会破坏氨苄青霉素抗性基因。 若用EcoR Ⅰ对目的基因和质粒进行切割,由于切割后目的基因和质粒两端的黏性末端相同,因此至少会产生4种连接产物,即目的基因自身环化、质粒自身环化、目的基因和质粒正向连接以及目的基因和质粒反向连接。用EcoR Ⅰ和Kpn Ⅰ对目的基因和质粒进行切割,切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同,因此不会出现自身环化和反向连接的情况。
【小问4详解】
用EcoRⅠ和KpnⅠ对目的基因和质粒进行切割,切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同,因此不会出现自身环化和反向连接的情况,但重组质粒由于LacZ基因被切断,无法合成半乳糖苷酶分解X-gal,菌落周围呈白色,因此白色的菌落为成功导入重组质粒的宿主菌。转化后的宿主菌应接种在含X-gal的固体培养基上进行筛选。
【小问5详解】
由于酵母细胞是真核细胞,细胞中内质网、高尔基体能对L-天冬酰胺酶进行加工、包装等,形成有一定空间结构的蛋白质,并分泌到细胞外,便于提取,大肠杆菌为原核细胞,无内质网、高尔基体等细胞器,故用巴斯德毕赤酵母菌作为受体细胞L-天冬酰胺酶活性高于大肠杆菌。
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