精品解析:黑龙江省哈尔滨市第三中学校2024-2025学年高二下学期期中生物试题
2025-06-09
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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) | 黑龙江省 |
| 地区(市) | 哈尔滨市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.37 MB |
| 发布时间 | 2025-06-09 |
| 更新时间 | 2026-04-28 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52504688.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:
哈三中2024-2025学年度下学期高二学年期中考试生物试卷
Ⅰ卷(选择题)
一、单项选择题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共40分)
1. 下列不属于传统发酵技术的是( )
A. 腐乳制作 B. 果醋酿造 C. 青霉素生产 D. 泡菜腌制
2. 某研究性学习小组进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是( )
A. 果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵
B. 可用70%酒精对发酵瓶进行消毒,晾干备用
C. 用果酒做果醋时留有约1/3的空间可以防止发酵旺盛时汁液溢出
D. 变酸的果酒表面观察到的白色菌膜是酵母菌在液面大量繁殖形成的
3. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列叙述正确的是( )
A. 原代培养和传代培养所需的营养液成分不同
B. 为避免培养过程中的杂菌污染,培养瓶盖必须旋紧不漏气
C. 体外培养的动物细胞大多数需要贴附于某些基质的表面才能生长繁殖
D. 进行动物细胞培养的CO2培养箱中的混合气体应含有95%的O2和5%的CO2
4. 哺乳动物的受精过程以及早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列关于受精、胚胎早期发育的叙述,错误的是( )
A. 卵子通过透明带、卵细胞膜发生的生理反应来阻止后来的精子进入卵内
B. 实际操作中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
C. 在自然条件下,哺乳动物的受精过程和早期胚胎的发育均在子宫中完成
D. 体外受精技术中将精子在一定浓度的肝素溶液中培养的目的是诱导精子获能
5. 伯格首先在体外进行了DNA改造的研究,成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列相关叙述正确的是( )
A. E. coliDNA连接酶连接平末端的效率高于T4DNA连接酶
B. DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶都能催化形成磷酸二酯键
C. 不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割,才能产生相同的黏性末端
D. 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,可产生平末端
6. 根据现代生物技术原理,为解决以下四个问题,采用的相应技术手段是( )
①快速培养名贵花卉②打破生殖隔离,实现远缘杂交育种③提高农作物的抗病能力④单细胞蛋白的生产
技术
组织培养
基因工程
发酵工程
体细胞杂交
A
①
②
③
④
B
②
①
④
③
C
①
③
④
②
D
④
②
③
①
A. A B. B C. C D. D
7. 下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的叙述,错误的是( )
A. 进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动
B. 根据DNA片段大小配制一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分子
C. DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小等有关
D. PCR扩增产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合,利于DNA在紫外灯下被检测
8. 基因工程应用广泛,成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是( )
A. 利用X射线、紫外线照射处理培育青霉素高产菌株
B. 将外源生长激素基因导入鲤鱼可提高鲤鱼的生长速率
C. 将来源于某些病毒的抗病基因导入植物中培育抗虫植物
D. 将目的基因与乳腺中特异表达基因的启动子重组可构建乳腺生物反应器
9. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中的选材或操作的叙述,正确的是( )
A. 可选择鸡或者兔的成熟红细胞作为实验材料来获取DNA
B. 利用DNA溶于酒精,而某些蛋白质不溶于酒精的特性,可以初步分离DNA与蛋白质
C. 研磨液倒入离心管中进行离心5min,然后取沉淀物置于烧杯中
D. 将DNA用2moL/L的NaCl溶解后与二苯胺试剂混合均匀,进行沸水浴后,待其冷却观察颜色反应
10. 研究人员将胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸,抑制了胰岛素聚合,从而获得速效胰岛素类似物。下列叙述正确的是( )
A. 该产品是通过直接改造胰岛素来生产的
B. 改变氨基酸的种类不会影响胰岛素的空间结构
C. 可通过定向诱导胰岛素基因碱基增添达到改造目的
D. 胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程相反
11. 在进行传统泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的相对含量变化如图所示,其中亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,硝酸盐还原菌适宜的酸碱度为中性。若摄入过多亚硝酸盐,则对人体有害。下列说法正确的是( )
A. 发酵初期,酵母菌通过无氧呼吸大量繁殖
B. 发酵中期,乳酸菌进行有氧呼吸而大量繁殖产生大量的乳酸
C. 发酵后期,乳酸菌数量下降与营养物质的消耗和乳酸的积累都相关
D. 取食泡菜的时间宜在发酵的初期或后期,因为亚硝酸盐含量较低
12. 土壤中有丰富的微生物,若要利用其中某种微生物,则需要进行菌种的分离和纯化,过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 若要筛选可分解CO(NH2)2的细菌,则CO(NH2)2可以作为该菌的氮源
B. 理论上同一培养基中生长的微生物菌落所表现的形态、大小、颜色均相同
C. 涂布结果表明每克该土样中的活菌数约为1.1×107个
D. 涂布平板法在培养皿中长出的菌落数一定等于最初的活菌数
13. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种。下列叙述错误的是( )
A. 运用植物体细胞杂交技术培育的杂种植物在生产上有较高的应用价值
B. 可采用电融合法、离心法诱导花椰菜和紫罗兰体细胞原生质体融合
C. 愈伤组织的再分化与细胞中植物激素有关,与基因的选择性表达无关
D. 该抗病性状花椰菜植株体细胞中最多含有64条染色体,与花椰菜属于不同物种
14. 安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染。该抗生素是由产自赖氨酸缺陷型放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种,科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育,实验的部分流程如图所示。下列叙述正确的是( )
注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落。
A. 经过A处理,试管中大多数放线菌都可产生安莎霉素
B. 在①中进行扩大培养时,接种后需对培养基进行灭菌处理
C. 培养基③和④在物质种类上的差异在于前者含赖氨酸等特殊营养物质
D. D菌落能产生安莎霉素,而E菌落不能产生安莎霉素
15. 2017年,某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线,下列叙述错误的是( )
A. 该技术可以有效避免母亲线粒体DNA中的致病基因遗传给后代
B. “三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
D. 捐赠者的卵子去核实质是指去掉细胞中的纺锤体——染色体复合物
16. 某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用a酶切割,把得到的产物用b酶切割,得到的DNA片段大小如下表所示。a酶和b酶的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法错误的是( )
a酶切割产物(bp)
b酶再次切割产物(bp)
2100;1400;1000;500
1900;200;800;600;1000;300;200
A. 在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列均为3个
B. 仅用a酶切割该DNA分子需要消耗6个水分子
C. a酶与b酶切出的黏性末端相互连接后的序列不可再被a酶切割
D. 用a酶切割与线性DNA分子具有相同碱基序列的质粒,一定能得到4种切割产物
17. CTLA-4和PD-1均是T细胞表面的受体分子,与特定分子结合后,能抑制T细胞活性甚至使T细胞凋亡,从而使机体肿瘤细胞免受T细胞攻击。抗CTLA-4或抗PD-1的单克隆抗体有较好的抗肿瘤效果。科研人员将两种不同的杂交瘤细胞融合得到双杂交瘤细胞(能够悬浮在液体培养基中生长繁殖),可以从培养液中筛选出同时抗CTLA-4和PD-1的双特异性抗体(如图),实验显示疗效更好。下列叙述正确的是( )
A. 双特异性抗体可以靶向作用两种受体分子,增强细胞免疫
B. 双杂交瘤细胞需要CTLA-4和PD-1刺激,才能产生双特异性抗体
C. 双特异性抗体与肿瘤细胞的结合具有更强的特异性,有更好的抗肿瘤效果
D. 对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,需使用胰蛋白酶处理
18. 线粒体遗传病是由线粒体DNA突变引起,也受核基因的影响。为研究线粒体遗传病的机制,需构建核基因相同的转线粒体永生细胞系。现利用线粒体遗传病患者的淋巴细胞和线粒体DNA缺失的骨肉瘤细胞(ρ°细胞)构建转线粒体永生细胞系,过程如图所示。淋巴细胞受EBV病毒感染后能无限增殖,会被BrdU杀死;ρ°细胞不会被BrdU杀死,但是在含有尿嘧啶的培养基中才能生长。下列叙述错误的是( )
A. 诱导细胞融合时,灭活病毒可使细胞接触处的蛋白质和脂质分子重新排布
B. 淋巴细胞系作为线粒体DNA供体细胞,ρ°细胞作为核供体细胞
C. 选择培养基中加BrdU不加尿嘧啶,可筛选出转线粒体永生细胞
D. 通过克隆化培养和抗体检测,阳性细胞即为转线粒体永生细胞
19. 某科研团队为了验证SGF14a基因在植物应答铝胁迫(生长环境中铝盐较多)中的作用,构建含SGF14a基因的表达载体,将其转化到烟草细胞进而获得转基因烟草,具体操作流程如图所示,已知图中大豆SGF14a基因的A位点和B位点转录后分别对应起始密码子和终止密码子。下列叙述错误的是( )
A. 对SGF14a基因进行PCR时,复制n次需要的引物个数为2n+1-2
B. 经农杆菌转化后的烟草细胞可放在含卡那霉素的培养基中进行筛选
C. 利用PCR扩增SGF14a基因时,选用的引物组合应为引物2和引物3
D. 农杆菌可将携带SGF14a基因的T-DNA整合到烟草细胞的染色体DNA上
20. 研究者将增强绿色荧光蛋白(EGFP)基因与线虫肌动蛋白(Act-1)启动子核心片段重组,利用大肠杆菌表达荧光蛋白,来确定Act-1基因启动子核心片段的活性,其主要步骤如图所示。相关限制酶识别序列和切割位点如表所示,下列叙述正确的是( )
限制酶
HindⅢ
XhoⅠ
NcoⅠ
识别序列及切割位点
5'-A↓AGCTT-3'
5'-C↓TCGAG-3'
5'-C↓CATGG-3'
注:Ori表示复制原点:AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。
A. 利用PCR扩增Act-1基因启动子时,需用到NeoI酶和HindⅢ酶
B. 构建基因表达载体前可在启动子前添加XhoⅠ酶的识别序列
C. 在添加氨苄青霉素的培养基上,获得的菌落均能发出荧光
D. Ori可能富含G—C碱基对,有利于DNA从此处开始解旋
二、不定项选择题(每题至少有一个选项符合题意。每题3分,全部选对得3分,选对但选不全得1分,有错选不得分,共15分)
21. 消毒和灭菌在作用强度和作用效果方面差异显著,下列关于消毒和灭菌的说法正确的是( )
A. 消毒和灭菌均可消灭全部芽孢和孢子
B. 煮沸消毒、巴氏消毒是常用的消毒方法
C. 固体培养基的灭菌一般采用干热灭菌法
D. 湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌是常用的灭菌方法
22. 细胞杂交无论在植物细胞工程中还是动物细胞工程中都不可或缺。如图表示甲、乙两个细胞的杂交过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞工程中植物体细胞杂交和动物细胞融合的原理完全相同
B. 若该过程发生在体细胞克隆牛培养过程中,则甲中的精子需要进行获能处理
C. 若甲、乙均为植物细胞,则可使用灭活病毒诱导两细胞融合
D. 若甲为骨髓瘤细胞,乙为B淋巴细胞,杂交后需要使用选择培养基筛选
23. 下图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体-药物偶联物(ADC)的示意图,它由抗体、接头和药物三部分组成,能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。相关叙述正确的是( )
A. 用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗
B. ADC能识别肿瘤细胞利用了药物特异性杀伤靶细胞的原理
C. 肿瘤细胞被ADC选择性杀伤而导致的死亡属于细胞坏死
D. 细胞膜的流动性是抗体制备过程中细胞融合的基础
24. PCR是聚合酶链式反应的缩写,如图表示PCR的过程,下列叙述错误的是( )
A. 上述反应中A、B、C过程依次是变性、延伸、复性
B. 反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶在B过程起作用
C. 引物a和引物b的长度应适宜,且相互之间不能发生碱基互补配对
D. A过程通过高温破坏DNA分子中的氢键,使双链DNA解聚为单链
25. 为提高植物抗病能力,研究人员将抗病基因(含大约260bp)转入到A 植物中,然后通过PCR 和电泳技术对1~4号A 植物的细胞进行检测。该过程所用质粒与含抗虫基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图1、2所示,电泳检测结果如图3所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 目的基因的筛选与获取是培育转基因A 植物的核心步骤
B. 构建表达载体时应选用BamHI和BclI 这两种限制酶
C. 受体细胞发育为转基因A 植物的过程需在固体培养基上培养
D. 由图3 电泳结果可知,4号植株转基因获得成功
Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题(共45分)
26. 华山参作为传统中药材,具有温肺去痰、平喘止咳的功效,但主产区因由于过度采挖,导致野生资源急剧减少。通过快速繁育技术可为华山参人工栽培提供种苗保障,促进华山参资源深度开发与可持续利用。请回答下列问题:
(1)组织培养时,①过程选用的材料通常是华山参的分生组织,原因是______。
(2)②过程形成的愈伤组织是______团块,最重要的条件是蔗糖溶液浓度的选择,浓度过低会导致______;过高会导致______。
(3)③诱导生芽过程中需添加关键的植物激素是______。
(4)快速繁殖技术的优点是:______。(答两点即可)
27. 2024年3月19日两艘外籍货轮在黄海海域相撞,导致9000多吨原油泄漏入海,这是我国近年来最高级别的船舶污染和海上最大的溢油污染事故,原油污染治理刻不容缓。请回答下列问题:
(1)科研人员从______中分离得到的可以降解原油的细菌,并对降解效率及影响菌株降解效率的相关因素进行了初步研究。实验所用的培养基成分及灭菌方法如下:
分离培养基:原油,水,NH4NO3、K2HPO4等无机盐,琼脂,121℃高压蒸汽灭菌30min保存培养基:葡萄糖,水,NH4NO3、K2HPO4等无机盐,琼脂,121℃高压蒸汽灭菌30min
①培养基配制好后须进行高压蒸汽灭菌,目的是______。
②观察比较上述培养基成分,两种培养基的区别是______。
(2)根据以上措施筛选出两菌株F3、F4,分别测定两者在不同氮磷浓度下对原油的降解率,结果见下图:
①从图中可以看出两菌株对原油的降解率和氮磷浓度的关系为______。
②海水中仅含有微量的氮磷,从图中数据分析,菌株______更具有实用性,原因是______。
28. 近年来由于栖息地碎片化和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过核移植技术、体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。请回答下列问题:
(1)在采集卵母细胞前,需要对动物园亚洲黑熊A注射适量的______,以超数排卵。从动物园亚洲黑熊A的卵巢采集的卵母细胞要在体外培养到______期。
(2)D受体雌性在接受来自黑熊♀A体内的胚胎之前,须和黑熊♀A进行______处理。胚胎移植的优势是______(答出一点即可)。
(3)为了获得更多的胚胎,可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割,对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将______,若要做DNA分析,可取囊胚的______细胞。
(4)获得后代F的生殖方式为______。最终F的遗传物质来自于______。
29. 干燥综合征(SS)是临床常见的一种自身免疫病,患者血清中存在多种抗体,其中以SSB抗体特异性最强。下图表示科研人员利用基因工程技术获得SSB蛋白及利用SSB蛋白对小鼠进行免疫的过程。回答下列问题:
(1)利用RNA通过①过程获得cDNA需要______酶。将SSB基因片段与pET41a质粒“缝合”起来,需要______酶。
(2)为确保与pET41a质粒定向连接,对逆转录得到的cDNA扩增时,应在相应引物的______(填“5′”或“3′”)端加上______酶切位点。
(3)③过程用重组质粒转染大肠杆菌时,需要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是______,然后将处理后的大肠杆菌先接种在添加______的培养基上培养,待长出菌落后再利用无菌膜同位置转移到添加______的培养基上培养,收集______菌落进一步纯化后将菌体破碎处理,筛选得到SSB蛋白。
(4)将改造后的大肠杆菌生产的SSB蛋白注入到小鼠体内是为了检测该蛋白是否具有抗原性,后续实验内容应为抽取小鼠血液,______。(请补充完整实验过程)
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哈三中2024-2025学年度下学期高二学年期中考试生物试卷
Ⅰ卷(选择题)
一、单项选择题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共40分)
1. 下列不属于传统发酵技术的是( )
A. 腐乳制作 B. 果醋酿造 C. 青霉素生产 D. 泡菜腌制
【答案】C
【解析】
【分析】直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
【详解】A、腐乳是以豆腐为材料,利用多种微生物发酵制成,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,故腐乳制作属于传统发酵技术,A不符合题意;
B、果醋是以果汁为材料,利用醋酸菌在有氧条件下发酵制成,故果醋酿造属于传统发酵技术,B不符合题意;
C、青霉素是利用发酵工程生产的,青霉素生产不属于传统发酵技术,C符合题意;
D、泡菜以蔬菜为材料,利用乳酸菌在无氧条件下发酵制成,泡菜腌制属于传统发酵技术,D不符合题意。
故选C。
2. 某研究性学习小组进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是( )
A. 果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵
B. 可用70%酒精对发酵瓶进行消毒,晾干备用
C. 用果酒做果醋时留有约1/3的空间可以防止发酵旺盛时汁液溢出
D. 变酸的果酒表面观察到的白色菌膜是酵母菌在液面大量繁殖形成的
【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、果酒发酵所需的最适温度范围是18℃~25℃,果醋发酵需要的适宜温度范围是30℃~35℃,可见,果酒发酵所需的最适温度低于果醋发酵,A错误;
B、制作果酒和果醋时都可用体积分数为70%的酒精对发酵瓶进行消毒,目的是防止杂菌污染,B正确;
C、用果酒制作时留有约1/3的空间可以防止发酵旺盛时汁液溢出,因为酒精发酵过程中有二氧化碳产生,而果醋发酵过程中没有气体产生,C错误;
D、在变酸的果酒表面观察到的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的, D错误。
故选B。
3. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列叙述正确的是( )
A. 原代培养和传代培养所需的营养液成分不同
B. 为避免培养过程中的杂菌污染,培养瓶盖必须旋紧不漏气
C. 体外培养的动物细胞大多数需要贴附于某些基质的表面才能生长繁殖
D. 进行动物细胞培养的CO2培养箱中的混合气体应含有95%的O2和5%的CO2
【答案】C
【解析】
【分析】1、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。
2、细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
【详解】A、原代培养和传代培养均需要满足细胞增殖所需要的营养条件,即二者所需的营养液成分相同,A错误;
B、为避免培养过程中的杂菌污染,需要再培养液中添加抗生素,培养瓶盖不能旋紧不漏气,否则无法进行气体交换,B错误;
C、体外培养的动物细胞大多数需要贴附于某些基质的表面才能生长繁殖,因为正常细胞生长增殖表现为贴壁生长的特性,C正确;
D、体外培养时,需将培养瓶放在 CO2培养箱中培养,CO2培养箱需含有95%空气和5%CO2的无菌混合气体,D错误。
故选C。
4. 哺乳动物的受精过程以及早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列关于受精、胚胎早期发育的叙述,错误的是( )
A. 卵子通过透明带、卵细胞膜发生的生理反应来阻止后来的精子进入卵内
B. 实际操作中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
C. 在自然条件下,哺乳动物的受精过程和早期胚胎的发育均在子宫中完成
D. 体外受精技术中将精子在一定浓度的肝素溶液中培养的目的是诱导精子获能
【答案】C
【解析】
【分析】哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理,然后才能用于体外受精。一般情况下,可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,来促使它们完成受精。
【详解】A、获能后的精子与卵子相遇时,首先它释放出多种酶, 以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。在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带。 然后,精子入卵。精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,A正确;
B、多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成 两个第二极体。在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,B正确;
C、在自然条件下,哺乳动物受精过程在输卵管中完成,早期胚胎发育先在输卵管,后在子宫,C错误;
D、刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物的生殖道内发生相应的生理变化后,才具备受精能力,这一过程称为精子获能。在体外受精技术中,将精子在一定浓度的肝素溶液中培养,肝素等物质可以模拟雌性动物生殖道内的环境,诱导精子获能,使其获得与卵子受精的能力,D正确。
故选C。
5. 伯格首先在体外进行了DNA改造的研究,成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列相关叙述正确的是( )
A. E. coliDNA连接酶连接平末端的效率高于T4DNA连接酶
B. DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶都能催化形成磷酸二酯键
C. 不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割,才能产生相同的黏性末端
D. 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,可产生平末端
【答案】B
【解析】
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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裂。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)运载体:常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】A、E.coliDNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶,A错误;
B、DNA连接酶可连接 DNA 片段形成磷酸二酯键,DNA聚合酶在 DNA 复制时催化形成磷酸二酯键,RNA聚合酶在转录时催化形成磷酸二酯键,它们都能催化形成磷酸二酯键,B正确;
C、有些不同的限制酶切割后也可能会产生相同的黏性末端,C错误;
D、当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而不是平末端,D错误。
故选B。
6. 根据现代生物技术原理,为解决以下四个问题,采用的相应技术手段是( )
①快速培养名贵花卉②打破生殖隔离,实现远缘杂交育种③提高农作物的抗病能力④单细胞蛋白的生产
技术
组织培养
基因工程
发酵工程
体细胞杂交
A
①
②
③
④
B
②
①
④
③
C
①
③
④
②
D
④
②
③
①
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】1、微型繁殖:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术;
2、动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞;
3、植物基因工程的应用:(1)抗虫转基因植物;(2)抗病转基因植物;(3)抗逆转基因植物;
(4)转基因改良植物品质。总之基因工程在农业上用于生产高产、稳产和具有优良品质的品种,能产生抗逆性品种。
【详解】①植物组织培养技术可用于快速繁殖优良品种,因此快速培养名贵花卉可采用植物组织培育技术;
②体细胞杂交技术可以克服远缘植物有性杂交不亲和的障碍,即打破生殖隔离,实现远缘杂交育种;
③采用植物基因工程技术可培育抗病转基因植株,因此提高农作物的抗病能力可采用基因工程技术;
④单细胞蛋白是微生物菌体本身,因此,单细胞蛋白的生产需要发酵工程实现,即解决①快速培养名贵花卉②克服远缘植物有性杂交不亲和的障碍③提高农作物的抗病能力④单细胞蛋白的生产四个问题,采用的相应技术手段是分别是组织培养、植物体细胞杂交、基因工程和发酵工程,因此C正确,ABD错误。
故选C。
7. 下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的叙述,错误的是( )
A. 进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动
B. 根据DNA片段大小配制一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分子
C. DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小等有关
D. PCR扩增产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合,利于DNA在紫外灯下被检测
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子的琼脂糖凝胶电泳 :DNA分子中具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。
【详解】A、在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动;进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动,A正确;
BC、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关;电泳时需要根据DNA片段大小配制一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分子,BC正确;
D、凝胶中的DNA分子通过染色,可以 在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来;PCR扩增产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合,电泳时指示剂迁移速率较快,在其迁移出凝胶前关闭电泳仪电源,D错误。
故选D。
8. 基因工程应用广泛,成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是( )
A. 利用X射线、紫外线照射处理培育青霉素高产菌株
B. 将外源生长激素基因导入鲤鱼可提高鲤鱼的生长速率
C. 将来源于某些病毒的抗病基因导入植物中培育抗虫植物
D. 将目的基因与乳腺中特异表达基因的启动子重组可构建乳腺生物反应器
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外 DNA 重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】A、利用 X 射线、紫外线照射处理培育青霉素高产菌株,这属于诱变育种,原理是基因突变,不是基因工程,A错误;
B、将外源生长激素基因导入鲤鱼可提高鲤鱼的生长速率,这是将外源基因导入受体生物,属于基因工程的应用,B正确;
C、将来源于某些病毒的抗病基因导入植物中培育抗虫植物,是将特定的基因导入植物细胞,属于基因工程的应用,C正确;
D、将目的基因与乳腺中特异表达基因的启动子重组可构建乳腺生物反应器,这涉及到基因的重组和导入,属于基因工程的应用,D正确。
故选A。
9. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中的选材或操作的叙述,正确的是( )
A. 可选择鸡或者兔的成熟红细胞作为实验材料来获取DNA
B. 利用DNA溶于酒精,而某些蛋白质不溶于酒精的特性,可以初步分离DNA与蛋白质
C. 研磨液倒入离心管中进行离心5min,然后取沉淀物置于烧杯中
D. 将DNA用2moL/L的NaCl溶解后与二苯胺试剂混合均匀,进行沸水浴后,待其冷却观察颜色反应
【答案】D
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性;
(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、兔的成熟红细胞无细胞核,无法作为提取DNA的实验材料,A错误;
B、DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可利用此原理将DNA与蛋白质分离,B错误;
C、将研磨液倒入塑料离心管中离心5min后,取上清液备用,C错误;
D、将DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂,混匀后,在沸水浴条件下,呈蓝色,D正确。
故选D。
10. 研究人员将胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸,抑制了胰岛素聚合,从而获得速效胰岛素类似物。下列叙述正确的是( )
A. 该产品是通过直接改造胰岛素来生产的
B. 改变氨基酸的种类不会影响胰岛素的空间结构
C. 可通过定向诱导胰岛素基因碱基增添达到改造目的
D. 胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程相反
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程概念及基本原理(1)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,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)。(2)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。(3)蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。(4)基本途径: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。
【详解】A、蛋白质工程最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成,即改造胰岛素的过程实际是改造胰岛素基因的过程,A错误;
B、氨基酸的种类及排列顺序影响蛋白质的空间结构,B错误;
C、可通过定向诱导胰岛素基因碱基替换达到第28位氨基酸替换为天冬氨酸的目的,C错误;
D、蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→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),胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程(基因→蛋白质合成)相反,D正确。
故选D。
11. 在进行传统泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的相对含量变化如图所示,其中亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,硝酸盐还原菌适宜的酸碱度为中性。若摄入过多亚硝酸盐,则对人体有害。下列说法正确的是( )
A. 发酵初期,酵母菌通过无氧呼吸大量繁殖
B. 发酵中期,乳酸菌进行有氧呼吸而大量繁殖产生大量的乳酸
C. 发酵后期,乳酸菌数量下降与营养物质的消耗和乳酸的积累都相关
D. 取食泡菜的时间宜在发酵的初期或后期,因为亚硝酸盐含量较低
【答案】C
【解析】
【分析】泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、发酵初期,其中的酵母菌不会大量繁殖,因为缺氧环境中,其无氧呼吸产生的ATP太少,不能满足增殖过程中大量的能量需求,A错误;
B、发酵中期,无氧的环境有利于乳酸菌进行大量繁殖产生大量的乳酸,B错误;
C、发酵后期,乳酸菌数量下降是因为其中的营养物质消耗和乳酸的积累造成的,C正确;
D、取食泡菜的时间宜在发酵的中期靠后期,因为此时的亚硝酸盐含量较低,D错误。
故选C。
12. 土壤中有丰富的微生物,若要利用其中某种微生物,则需要进行菌种的分离和纯化,过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 若要筛选可分解CO(NH2)2的细菌,则CO(NH2)2可以作为该菌的氮源
B. 理论上同一培养基中生长的微生物菌落所表现的形态、大小、颜色均相同
C. 涂布结果表明每克该土样中的活菌数约为1.1×107个
D. 涂布平板法在培养皿中长出的菌落数一定等于最初的活菌数
【答案】A
【解析】
【分析】微生物常用的接种方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、若目的是筛选分解尿素CO(NH2)2的细菌,要以尿素为唯一氮源,则尿素可以作为该菌的氮源,A正确;
B、不同的微生物表现出不同的菌落特征,因此在同一培养基中生长的不同微生物菌落所表现的形态、大小、颜色不同,B错误;
C、4号试管的稀释倍数为104,通过稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(113+106+111)÷3÷0.1×105=1.1×108个,C错误;
D、稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落,使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低,D错误。
故选A。
13. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种。下列叙述错误的是( )
A. 运用植物体细胞杂交技术培育的杂种植物在生产上有较高的应用价值
B. 可采用电融合法、离心法诱导花椰菜和紫罗兰体细胞原生质体融合
C. 愈伤组织的再分化与细胞中植物激素有关,与基因的选择性表达无关
D. 该抗病性状花椰菜植株体细胞中最多含有64条染色体,与花椰菜属于不同物种
【答案】C
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、植物的体细胞杂交是将不同植物细胞的原生质体通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体杂种植株,杂种植物在生产上有较高的应用价值,该育种方法的优势是克服远缘杂交不亲和的障碍,A正确;
B、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此可用酶解法获得原生质体,再采用电融合法、离心法诱导花椰菜和紫罗兰体细胞原生质体融合,B正确;
C、愈伤组织的再分化与培养基中细胞分裂素和生长素的比例有关,与基因的选择性表达也有关,C错误;
D、该抗病性状花椰菜植株含有花椰菜和紫罗兰的遗传物质,属于异源四倍体,与花椰菜属于不同物种,其正常体细胞中含有18+14=32条染色体,有丝分裂后期细胞中染色体数目最多为64条,D正确。
故选C。
14. 安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染。该抗生素是由产自赖氨酸缺陷型放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种,科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育,实验的部分流程如图所示。下列叙述正确的是( )
注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落。
A. 经过A处理,试管中大多数放线菌都可产生安莎霉素
B. 在①中进行扩大培养时,接种后需对培养基进行灭菌处理
C. 培养基③和④在物质种类上的差异在于前者含赖氨酸等特殊营养物质
D. D菌落能产生安莎霉素,而E菌落不能产生安莎霉素
【答案】D
【解析】
【分析】影印培养法是指确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法。主要操作方法是:用灭菌的丝绒覆盖在一块与培养皿同样大小(或略小)的木制圆柱体上,轻轻地在母种培养皿的菌苔上印一下,把细菌菌落全部转移到丝绒面上,然后将这一丝绒面再印在另外的选择性培养基平板上,获得与原始平板完全相同的接种平板。待培养后,比对各培养皿在相同位置出现相同的菌落,从而筛选出适当的菌株。
【详解】A、基因突变是不定向的,且突变频率很低,紫外线处理后只有极少数放线菌可能成为赖氨酸缺陷型放线菌,能产生安莎霉素,A错误;
B、在①中进行菌种的扩大培养时,接种前需对培养基进行灭菌处理,接种后不能灭菌,否则会杀死目标微生物,B错误;
C、②和④中所有微生物都能长出菌落,所以②④是完全培养基,③中没有D菌落,说明③具有选择作用,赖氨酸缺陷型放线菌不能在其中生长,所以③是缺少赖氨酸的不完全培养基,C错误;
D、D菌落在③中不能生存,在④中可以生存,说明D菌落只能生活在完全培养基中,不能生活在缺赖氨酸的完全培养基中,即D菌落是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,可以产生安莎霉素,而E菌落在③④中均能生存,即这种微生物有无赖氨酸均可生存,所以E菌落不是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,不能产生安莎霉素,D正确。
故选D。
15. 2017年,某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线,下列叙述错误的是( )
A. 该技术可以有效避免母亲线粒体DNA中的致病基因遗传给后代
B. “三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿”
D. 捐赠者的卵子去核实质是指去掉细胞中的纺锤体——染色体复合物
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
【详解】A、母亲为“三亲婴儿“提供的是卵母细胞的细胞核,后代的线粒体基因来自捐献者的卵母细胞,故该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,A正确;
B、“三亲婴儿”的细胞核基因一半来自母亲,一半来自父亲,线粒体基因来自于卵母细胞捐献者,故“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因,B正确;
C、捐献者携带的红绿色盲基因位于其细胞核内,而捐献者给三亲婴儿提供的是卵母细胞的细胞质,故捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给“三亲婴儿”,C错误;
D、核移植的受体细胞处于MII期,捐赠者的卵子去核实质是指去掉细胞中的纺锤体-染色体复合物,D正确。
故选C。
16. 某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用a酶切割,把得到的产物用b酶切割,得到的DNA片段大小如下表所示。a酶和b酶的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法错误的是( )
a酶切割产物(bp)
b酶再次切割产物(bp)
2100;1400;1000;500
1900;200;800;600;1000;300;200
A. 在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列均为3个
B. 仅用a酶切割该DNA分子需要消耗6个水分子
C. a酶与b酶切出的黏性末端相互连接后的序列不可再被a酶切割
D. 用a酶切割与线性DNA分子具有相同碱基序列的质粒,一定能得到4种切割产物
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:a酶和b酶识别的脱氧核苷酸序列不同,但切割后产生的黏性末端相同。分析表格:a酶可以把原有DNA切成4段,说明有该DNA分子上有3个切口,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,把大小是500的DNA切成大小分别为200和300两个片段且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有3个。
【详解】A、a酶可以把原有DNA切成4段,说明有该DNA分子上有3个切口,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,把大小是500的DNA切成大小分别为200和300两个片段且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有3个,A正确;
B、DNA分子是双链结构,限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需断裂两个磷酸二酯键消耗两个水分子,该DNA分子含有a酶的3个识别位点,因此用a酶切割该DNA分子需要消耗6个水分子,B正确;
C、限制酶具有特异性,由图可以看出a酶与b酶切出的黏性末端相互连接后的序列不可再被a酶切割,C正确;
D、质粒是环状DNA分子,与线性DNA相同碱基序列的质粒含有3个a酶的切割位点,则其被a酶切割后可以得到3种切割产物,而不是4种,D错误。
故选D。
17. CTLA-4和PD-1均是T细胞表面的受体分子,与特定分子结合后,能抑制T细胞活性甚至使T细胞凋亡,从而使机体肿瘤细胞免受T细胞攻击。抗CTLA-4或抗PD-1的单克隆抗体有较好的抗肿瘤效果。科研人员将两种不同的杂交瘤细胞融合得到双杂交瘤细胞(能够悬浮在液体培养基中生长繁殖),可以从培养液中筛选出同时抗CTLA-4和PD-1的双特异性抗体(如图),实验显示疗效更好。下列叙述正确的是( )
A. 双特异性抗体可以靶向作用两种受体分子,增强细胞免疫
B. 双杂交瘤细胞需要CTLA-4和PD-1刺激,才能产生双特异性抗体
C. 双特异性抗体与肿瘤细胞的结合具有更强的特异性,有更好的抗肿瘤效果
D. 对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,需使用胰蛋白酶处理
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:①给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,然后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;②诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合;③利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;④进行克隆化培养和专一抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;⑤用培养基培养筛选出来的杂交瘤细胞或将其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、根据抗原-抗体特异性结合的原理可知,双特异性抗体可靶向作用于T细胞表面的CTLA-4和PD-1,避免这两类受体分子与特定分子结合后抑制T细胞活性甚至使T细胞凋亡,增强细胞免疫达到更好的抗肿瘤效果,A正确;
B、杂交瘤细胞是由已免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,无需接触抗原就能产生双特异性抗体,B错误;
C、由题意可知:CTLA-4和PD-1均是T细胞表面的受体分子,双克隆抗体应该与T细胞结合,而不是肿瘤细胞,C错误;
D、杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞,细胞之间并未接触,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,D错误。
故选A。
18. 线粒体遗传病是由线粒体DNA突变引起,也受核基因的影响。为研究线粒体遗传病的机制,需构建核基因相同的转线粒体永生细胞系。现利用线粒体遗传病患者的淋巴细胞和线粒体DNA缺失的骨肉瘤细胞(ρ°细胞)构建转线粒体永生细胞系,过程如图所示。淋巴细胞受EBV病毒感染后能无限增殖,会被BrdU杀死;ρ°细胞不会被BrdU杀死,但是在含有尿嘧啶的培养基中才能生长。下列叙述错误的是( )
A. 诱导细胞融合时,灭活病毒可使细胞接触处的蛋白质和脂质分子重新排布
B. 淋巴细胞系作为线粒体DNA供体细胞,ρ°细胞作为核供体细胞
C. 选择培养基中加BrdU不加尿嘧啶,可筛选出转线粒体永生细胞
D. 通过克隆化培养和抗体检测,阳性细胞即为转线粒体永生细胞
【答案】D
【解析】
【分析】由题干信息可知,淋巴细胞受EBV病毒感染后能无限增殖,会被BrdU杀死;ρ°细胞不会被BrdU杀死,但是在含有尿嘧啶的培养基中才能生长,所以在加BrdU不加尿嘧啶的选择培养基中,可筛选出转线粒体永生细胞。
【详解】A、由于灭活病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与其它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,从而使细胞发生融合,A正确;
B、由题干信息可知,利用线粒体遗传病患者的淋巴细胞和线粒体DNA缺失的骨肉瘤细胞ρ°构建转线粒体永生细胞系,则淋巴细胞系作为线粒体DNA供体细胞,ρ°细胞作为核供体细胞,B正确;
C、由题干信息可知,淋巴细胞受EBV病毒感染后能无限增殖,会被BrdU杀死;ρ°细胞不会被BrdU杀死,但是在含有尿嘧啶的培养基中才能生长,所以选择培养基中加BrdU不加尿嘧啶,可筛选出转线粒体永生细胞,C正确;
D、通过选择培养得到的阳性细胞即为转线粒体永生细胞,D错误。
故选D。
19. 某科研团队为了验证SGF14a基因在植物应答铝胁迫(生长环境中铝盐较多)中的作用,构建含SGF14a基因的表达载体,将其转化到烟草细胞进而获得转基因烟草,具体操作流程如图所示,已知图中大豆SGF14a基因的A位点和B位点转录后分别对应起始密码子和终止密码子。下列叙述错误的是( )
A. 对SGF14a基因进行PCR时,复制n次需要的引物个数为2n+1-2
B. 经农杆菌转化后的烟草细胞可放在含卡那霉素的培养基中进行筛选
C. 利用PCR扩增SGF14a基因时,选用的引物组合应为引物2和引物3
D. 农杆菌可将携带SGF14a基因的T-DNA整合到烟草细胞的染色体DNA上
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤
1、目的基因的获取:从基因组文库或cDNA文库筛选、PCR扩增:设计引物扩增特定基因片段、人工合成:已知序列的短基因(如胰岛素基因)。
2、基因表达载体的构建:将目的基因与载体用限制酶切割后,通过DNA连接酶连接。
3、将重组DNA导入受体细胞
原核细胞(如大肠杆菌):用Ca²⁺处理使其成为感受态细胞,吸收重组质粒。
真核细胞:显微注射法、农杆菌转化法、基因枪法。
4、筛选与鉴定:抗性筛选、PCR鉴定、核酸杂交、表达产物检测。
【详解】A、在PCR技术中,DNA复制n次后,DNA分子总数为2n个,脱氧核苷酸链数为2n×2=2n+1。由于亲代DNA分子的两条链不需要引物,从第二次复制开始,每形成一个新的DNA分子都需要引物,所以复制n次需要的引物个数为2n+1-2,A正确;
B、从图中可知,构建的表达载体中含有卡那霉素抗性基因,经农杆菌转化后的烟草细胞若成功导入了表达载体,就会具有卡那霉素抗性,因此可放在含卡那霉素的培养基中进行筛选,能够在该培养基上生长的烟草细胞就可能是成功导入了表达载体的细胞,B正确;
C、 已知大豆SGF14a基因的A位点和B位点转录后分别对应起始密码子和终止密码子,要扩增出完整的SGF14a基因,引物应该分别位于基因的两端,且DNA复制方向是从5'到3',所以选用的引物组合应为引物1和引物4,C错误;
D、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。在本题中,农杆菌可将携带SGF14a基因的T-DNA整合到烟草细胞的染色体DNA上,D正确。
故选C。
20. 研究者将增强绿色荧光蛋白(EGFP)基因与线虫肌动蛋白(Act-1)启动子核心片段重组,利用大肠杆菌表达荧光蛋白,来确定Act-1基因启动子核心片段的活性,其主要步骤如图所示。相关限制酶识别序列和切割位点如表所示,下列叙述正确的是( )
限制酶
HindⅢ
XhoⅠ
NcoⅠ
识别序列及切割位点
5'-A↓AGCTT-3'
5'-C↓TCGAG-3'
5'-C↓CATGG-3'
注:Ori表示复制原点:AmpR表示氨苄青霉素抗性基因。
A. 利用PCR扩增Act-1基因启动子时,需用到NeoI酶和HindⅢ酶
B. 构建基因表达载体前可在启动子前添加XhoⅠ酶的识别序列
C. 在添加氨苄青霉素的培养基上,获得的菌落均能发出荧光
D. Ori可能富含G—C碱基对,有利于DNA从此处开始解旋
【答案】B
【解析】
【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度,DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
【详解】A、利用PCR扩增Act-1基因启动子时,无需加入SalⅠ酶和HindⅢ酶,而是在引物上引入这两种酶的识别序列,A错误;
B、启动子的两边为SalⅠ酶和HindⅢ酶序列,重组质粒中酶识别序列为XhoⅠ酶和HindⅢ酶序列,因此启动子与质粒重组前需添加XhoⅠ酶的识别序列,以便质粒与基因重组,B正确;
C、在添加氨苄青霉素的培养基上获得的菌落有两种:导入空白质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌,只有后者能发出荧光,C错误;
D、Ori可能富含A—T碱基对,氢键数量少,DNA不稳定,有利于DNA从此处开始解旋,D错误。
故选B。
二、不定项选择题(每题至少有一个选项符合题意。每题3分,全部选对得3分,选对但选不全得1分,有错选不得分,共15分)
21. 消毒和灭菌在作用强度和作用效果方面差异显著,下列关于消毒和灭菌的说法正确的是( )
A. 消毒和灭菌均可消灭全部芽孢和孢子
B. 煮沸消毒、巴氏消毒是常用的消毒方法
C. 固体培养基的灭菌一般采用干热灭菌法
D. 湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌是常用的灭菌方法
【答案】BD
【解析】
【分析】消毒只能杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子),而灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
【详解】A、消毒只能杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子),而灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子,A错误;
B、煮沸消毒法是指在100℃煮沸5-6min能杀死微生物细胞和一部分芽孢;巴氏消毒法是在70-75℃煮30min或80℃煮15min,可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,同时基本不会破坏牛奶的营养成分,煮沸消毒、巴氏消毒都是常用的消毒方法,B正确;
C、固体培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法,干热灭菌法适用于耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿、金属工具等,C错误;
D、湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌都是常用的灭菌方法。湿热灭菌是利用高温高压的水蒸气进行灭菌;干热灭菌是在干燥环境(如烘箱)中进行灭菌;灼烧灭菌是直接用火焰灼烧灭菌,常用于接种环、接种针等金属器具的灭菌,D正确。
故选BD。
22. 细胞杂交无论在植物细胞工程中还是动物细胞工程中都不可或缺。如图表示甲、乙两个细胞的杂交过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞工程中植物体细胞杂交和动物细胞融合的原理完全相同
B. 若该过程发生在体细胞克隆牛培养过程中,则甲中的精子需要进行获能处理
C. 若甲、乙均为植物细胞,则可使用灭活病毒诱导两细胞融合
D. 若甲为骨髓瘤细胞,乙为B淋巴细胞,杂交后需要使用选择培养基筛选
【答案】ABC
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,两者原理不同,A错误;
B、克隆牛培养为无性繁殖,不需要受精,不需要对来自父本的精子进行获能处理,克隆牛的培养过程涉及的是动物体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植技术等,B错误;
C、灭活病毒诱导法一般不用于诱导植物细胞融合,C错误;
D、若甲为骨髓瘤细胞,乙为B淋巴细胞,甲、乙杂交后需要使用特定的选择培养基初步筛选出杂交瘤细胞,在该选择培养基中未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,D正确。
故选ABC。
23. 下图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体-药物偶联物(ADC)的示意图,它由抗体、接头和药物三部分组成,能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。相关叙述正确的是( )
A. 用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗
B. ADC能识别肿瘤细胞利用了药物特异性杀伤靶细胞的原理
C. 肿瘤细胞被ADC选择性杀伤而导致的死亡属于细胞坏死
D. 细胞膜的流动性是抗体制备过程中细胞融合的基础
【答案】AD
【解析】
【分析】1、分析题图,抗体-药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别。
2、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,引起细胞癌变的致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
3、细胞凋亡是指由基因所决定的自动结束生命的过程,由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也被称为编程性死亡。细胞坏死是在种种不利因素的影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
【详解】A、抗体能特异性的识别抗原,癌变的细胞可以看成自身抗原,用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗,A正确;
B、据题图分析可知,ADC杀伤特定肿瘤细胞,是通过受体识别肿瘤细胞表面的抗原一抗体复合物来实现的,B错误;
C、肿瘤细胞被ADC选择性杀伤而导致的死亡属于细胞凋亡,C错误;
D、细胞膜的流动性是抗体制备过程中细胞融合的基础,D正确。
故选AD。
24. PCR是聚合酶链式反应的缩写,如图表示PCR的过程,下列叙述错误的是( )
A. 上述反应中A、B、C过程依次是变性、延伸、复性
B. 反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶在B过程起作用
C. 引物a和引物b的长度应适宜,且相互之间不能发生碱基互补配对
D. A过程通过高温破坏DNA分子中的氢键,使双链DNA解聚为单链
【答案】AB
【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:要有一段已知核苷酸序列的目的基因以便合成一对引物;
(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: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;中温延伸:合成子链。
【详解】A、上述反应中A、B、C过程依次是变性、复性、延伸,A错误;
B、反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶的作用是催化合成DNA子链,在C过程中起作用,B错误;
C、引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸,且引物之间不能发生碱基互补配对,C正确;
D、A过程为DNA变性过程,该过程通过高温破坏DNA分子中的氢键,当温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚为单链,D正确。
故选AB。
25. 为提高植物抗病能力,研究人员将抗病基因(含大约260bp)转入到A 植物中,然后通过PCR 和电泳技术对1~4号A 植物的细胞进行检测。该过程所用质粒与含抗虫基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图1、2所示,电泳检测结果如图3所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 目的基因的筛选与获取是培育转基因A 植物的核心步骤
B. 构建表达载体时应选用BamHI和BclI 这两种限制酶
C. 受体细胞发育为转基因A 植物的过程需在固体培养基上培养
D. 由图3 电泳结果可知,4号植株转基因获得成功
【答案】ABD
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序是:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定,操作过程中需要用到的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。
【详解】A、在基因工程的基本操作程序中,基因表达载体的构建是核心步骤,A错误;
B、由图可知,构建基因表达载体时,应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶,若用BamHⅠ,则目的基因两端会因为产生相同的末端而出现自身环化的现象,而且会破坏质粒的2个标记基因,B错误;
C、受体细胞发育为转基因A植物的过程需要应用植物组织细胞培养技术,需在特定营养条件下的固体培养基上培养,C正确;
D、抗病基因片段大约260bp,由图3电泳结果可知,4号植株电泳结果没有任何条带,所以很可能失败,D错误。
故选ABD。
Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题(共45分)
26. 华山参作为传统中药材,具有温肺去痰、平喘止咳的功效,但主产区因由于过度采挖,导致野生资源急剧减少。通过快速繁育技术可为华山参人工栽培提供种苗保障,促进华山参资源深度开发与可持续利用。请回答下列问题:
(1)组织培养时,①过程选用的材料通常是华山参的分生组织,原因是______。
(2)②过程形成的愈伤组织是______团块,最重要的条件是蔗糖溶液浓度的选择,浓度过低会导致______;过高会导致______。
(3)③诱导生芽过程中需添加关键的植物激素是______。
(4)快速繁殖技术的优点是:______。(答两点即可)
【答案】(1)植物的分生组织细胞分化程度低(全能性高),容易培养形成愈伤组织
(2) ①. 不定形的薄壁组织 ②. 不能给细胞提供足够营养物质(或有机物) ③. 渗透压过高使得细胞失水死亡
(3)生长素和细胞分裂素
(4)高效、快速的实现种苗的大量繁殖;保持优良品种的遗传特性。
【解析】
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团块。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程成为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株。
【小问1详解】
植物组织培养中,选用分生组织作为外植体,是因为分生组织细胞具有很强的分裂能力,且分化程度低,全能性容易表达。在华山参的组织培养中,①过程选用分生组织,就是利用了其这些特性,能够更好地诱导形成愈伤组织等后续培养步骤。
【小问2详解】
②过程形成的愈伤组织是排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团块。在培养过程中,蔗糖溶液浓度的选择很重要。当蔗糖溶液浓度过低时,不能给细胞提供足够营养物质(或有机物);而当蔗糖溶液浓度过高时,会使外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞失水,从而导致愈伤组织失水、生长缓慢甚至死亡。
【小问3详解】
在植物组织培养诱导生芽过程中,细胞分裂素和生长素起着关键作用,一般诱导生芽时细胞分裂素与生长素的比值较高,所以③诱导生芽过程中需添加关键的植物激素是细胞分裂素和生长素。
【小问4详解】
快速繁殖技术具有诸多优点,其中包括能保持优良品种的遗传特性,因为植物组织培养属于无性繁殖,不会像有性繁殖那样出现基因重组等导致遗传性状改变的情况;还能快速大量繁殖种苗,通过组织培养可以在短时间内培养出大量的植株,满足生产需求。
27. 2024年3月19日两艘外籍货轮在黄海海域相撞,导致9000多吨原油泄漏入海,这是我国近年来最高级别的船舶污染和海上最大的溢油污染事故,原油污染治理刻不容缓。请回答下列问题:
(1)科研人员从______中分离得到的可以降解原油的细菌,并对降解效率及影响菌株降解效率的相关因素进行了初步研究。实验所用的培养基成分及灭菌方法如下:
分离培养基:原油,水,NH4NO3、K2HPO4等无机盐,琼脂,121℃高压蒸汽灭菌30min保存培养基:葡萄糖,水,NH4NO3、K2HPO4等无机盐,琼脂,121℃高压蒸汽灭菌30min
①培养基配制好后须进行高压蒸汽灭菌,目的是______。
②观察比较上述培养基成分,两种培养基的区别是______。
(2)根据以上措施筛选出两菌株F3、F4,分别测定两者在不同氮磷浓度下对原油的降解率,结果见下图:
①从图中可以看出两菌株对原油的降解率和氮磷浓度的关系为______。
②海水中仅含有微量的氮磷,从图中数据分析,菌株______更具有实用性,原因是______。
【答案】(1) ①. 被原油污染的海水或地下天然油田 ②. 防止杂菌污染 ③. 分离培养基中以原油为唯一碳源,保存培养基中以葡萄糖为唯一碳源
(2) ①. 随着氮磷浓度的增加,F3、F4菌株对原油的降解率均增加,氮磷浓度超过一定数值后,降解率几乎不再发生变化 ②. F₃ ③. 在氮磷浓度较低时,F3的原油降解率更高
【解析】
【分析】虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【小问1详解】
科研人员从原油污染的海水(或受污染的环境)如被原油污染的海水或地下天然油田中分离得到的可以降解原油的细菌。
①培养基配制好后须进行高压蒸汽灭菌,目的是杀灭培养基中的杂菌,防止杂菌污染,保证目标细菌的纯培养
②观察比较上述培养基成分,两种培养基的区别是分离培养基以原油为唯一碳源,保存培养基以葡萄糖为唯一碳源。
【小问2详解】
由图可以看出,随着氮磷浓度的增加,F3、F4菌株对原油的降解率均增加,氮磷浓度超过一定数值后,降解率几乎不再发生变化;海水中仅含有微量的氮磷,从图中数据分析,菌株F3更具有实用性,原因是在低氮磷浓度下,该菌株的原油降解率更高。
28. 近年来由于栖息地碎片化和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过核移植技术、体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。请回答下列问题:
(1)在采集卵母细胞前,需要对动物园亚洲黑熊A注射适量的______,以超数排卵。从动物园亚洲黑熊A的卵巢采集的卵母细胞要在体外培养到______期。
(2)D受体雌性在接受来自黑熊♀A体内的胚胎之前,须和黑熊♀A进行______处理。胚胎移植的优势是______(答出一点即可)。
(3)为了获得更多的胚胎,可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割,对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将______,若要做DNA分析,可取囊胚的______细胞。
(4)获得后代F的生殖方式为______。最终F的遗传物质来自于______。
【答案】(1) ①. 促性腺激素 ②. MⅡ##减数分裂Ⅱ中
(2) ①. 同期发情 ②. 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力或大大缩短了供体本身的繁殖周期
(3) ①. 内细胞团均等分割 ②. 滋养层
(4) ①. 无性生殖 ②. 黑熊A和黑熊B
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理(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;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【小问1详解】
在采集卵母细胞前,需要对动物园亚洲黑熊A注射适量的促性腺激素,以超数排卵。超数排卵排出的细胞必须生长到MⅡ期才具有受精能力。
【小问2详解】
D受体雌性接受来自黑熊♀A体内的胚胎,所以必须和黑熊♀A进行同期发情处理,目的是使体内的生理环境保持一致,提高胚胎的存活率;受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应,这是移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础。胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;大大缩短了供体本身的繁殖周期;使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
【小问3详解】
为了获得更多的胚胎,可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割,胚胎分割时,应选择发育到桑葚胚或囊胚时期的胚胎进行操作,选择对象应是发育良好、形态正常,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,若要做DNA分析,可取囊胚的滋养层细胞。
【小问4详解】
方法Ⅱ通过体细胞核移植获得后代F的生殖方式为无性生殖,即克隆。最终F的遗传物质来自于黑熊A(细胞质遗传物质)和黑熊B(细胞核遗传物质)。
29. 干燥综合征(SS)是临床常见的一种自身免疫病,患者血清中存在多种抗体,其中以SSB抗体特异性最强。下图表示科研人员利用基因工程技术获得SSB蛋白及利用SSB蛋白对小鼠进行免疫的过程。回答下列问题:
(1)利用RNA通过①过程获得cDNA需要______酶。将SSB基因片段与pET41a质粒“缝合”起来,需要______酶。
(2)为确保与pET41a质粒定向连接,对逆转录得到的cDNA扩增时,应在相应引物的______(填“5′”或“3′”)端加上______酶切位点。
(3)③过程用重组质粒转染大肠杆菌时,需要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是______,然后将处理后的大肠杆菌先接种在添加______的培养基上培养,待长出菌落后再利用无菌膜同位置转移到添加______的培养基上培养,收集______菌落进一步纯化后将菌体破碎处理,筛选得到SSB蛋白。
(4)将改造后的大肠杆菌生产的SSB蛋白注入到小鼠体内是为了检测该蛋白是否具有抗原性,后续实验内容应为抽取小鼠血液,______。(请补充完整实验过程)
【答案】(1) ①. 逆转录 ②. DNA连接酶(T4 DNA连接酶或E. coli DNA连接酶)
(2) ①. 5' ②. BamH Ⅰ和Xho Ⅰ
(3) ①. 使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 卡那霉素 ③. 氯霉素 ④. 能在含卡那霉素的培养基上生长而不能在含氯霉素培养基上生长的
(4)提取其中的抗体,利用抗原—抗体杂交的方法检测其是否含有抗SSB的抗体
【解析】
【分析】1、基因工程的四个步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2、在基因工程操作中,常用原核生物作为受体细胞,其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。
【小问1详解】
利用RNA通过①过程(逆转录)获得cDNA需要逆转录酶;DNA连接酶可以将DNA片段连接起来,将SSB基因片段与pET41a质粒“缝合”起来,需要DNA连接酶。
【小问2详解】
对逆转录得到的cDNA扩增时,引物的5'端结合母链的3'端之后DNA聚合酶开始扩增DNA。为确保其与pET41a质粒定向连接,应使用不同种的限制酶切割质粒和目的基因,由图可知,使用EcoR I酶会破坏SSB基因,应选择BamH I和Xho Ⅰ酶切pET41a质粒,故应在相应引物的5'端加上BamH I和Xho Ⅰ酶切位点,使扩增的SSB基因两侧添加上BamH I和Xho Ⅰ识别序列。
【小问3详解】
由题图分析可知:质粒上存在卡那霉素和氯霉素抗性基因,由于Xho Ⅰ酶破坏了氯霉素抗性基因,所以成功组装的重组质粒不能在添加了氯霉素的培养基上生长,③过程用重组质粒转染大肠杆菌时,需要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是使大肠杆菌成为易于吸收外源DNA的生理状态,然后分别将处理后的大肠杆菌先接种在添加卡那霉素的培养基(A)上培养,待长出菌落后再利用无菌膜同位置转移到添加氯霉素的培养基(B)上培养,收集能在含卡那霉素的培养基上生长而不能在含氯霉素培养基上生长的菌落进一步纯化后将菌体破碎处理,经筛选即可得到SSB蛋白。
【小问4详解】
将改造后的大肠杆菌生产的SSB蛋白注入到小鼠体内是为了检测该蛋白是否具有抗原性,如果该蛋白有抗原性,会引起机体的免疫反应,产生相应抗体。则后续实验内容应为抽取小鼠血液,提取其中的抗体,利用抗原—抗体杂交的方法检测其是否含有抗SSB的抗体。
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