内容正文:
侨光中学2025年春季高二年第2次阶段考生物试卷
(考试时间:90 分钟 满分:100 分 )
一、选择题(共25小题,每题2分,共50分)
1. 传统发酵技术是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留下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵,制作食品的技术。下列相关叙述正确的是( )
A. 酿酒过程中密封的时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B. 制作泡菜时坛口要密封,主要是为了避免外界杂菌的污染
C. 利用酵母菌制作馒头时,馒头松软与酵母菌产生的酒精有关
D. 在制作腐乳的过程中,毛霉能将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸
【答案】D
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理:(1)在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,将葡萄糖分解产生二氧化碳和水,释放能量,酵母菌大量繁殖;在无氧条件下,酵母菌无氧呼吸,将葡萄糖分解成二氧化碳和酒精。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
3、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:毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸;脂肪酶将脂肪分解为甘油和脂肪酸。
【详解】A、随着密封时间延长,受原料的限制,酵母菌产生的酒精量先增加后相对稳定,A错误;
B、密封坛口主要是为了营造无氧环境,B错误;
C、馒头松软与酵母菌产生的CO2有关,C错误。
D、制作腐乳的原理之一是,毛霉能将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,D正确。
故选D。
2. “林都”伊春盛产蓝莓,下图是当地居民以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列叙述正确的是( )
A. 发酵过程中为了减少杂菌污染要去梗后再清洗
B. 过程③在氧气、糖源都充足条件下可直接发酵为蓝莓醋
C. 过程③、④中主要发酵菌种的细胞结构相同
D. 过程④⑤的发酵条件不同,过程④所需的最适温度高于过程⑤
【答案】B
【解析】
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、发酵过程中为了减少杂菌污染要先清洗再去梗,A错误;
B、过程③属于果醋发酵,需要醋酸菌参与,醋酸菌在氧气、糖源充足条件下可直接发酵为蓝莓醋,B正确;
C、过程③属于果醋发酵,需要醋酸菌参与,醋酸菌是原核生物,过程④属于蓝莓酒制作,菌种酵母菌,为真核生物,两个发酵的菌种的细胞结构不同,C错误;
D、过程④蓝莓酒制作的菌种是来源于蓝莓上的野生酵母菌,最适温度为18~30℃,过程⑤属于蓝莓醋发酵,所需菌种是醋酸菌,最适温度为30~35℃,两个过程发酵条件不同,过程④所需的最适温度低于过程⑤,D错误。
故选B。
3. 下表表示某培养基的配方(生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽),下列叙述正确的是( )
成分
蛋白胨
葡萄糖
KH2PO4
伊红
亚甲基蓝
蒸馏水
琼脂
含量
10g
10g
2g
0.4g
0.065g
1000mL
15g
A. 从用途分析该培养基属于选择培养基
B. 蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C. 该培养基的制备流程为配置培养基→灭菌→加入琼脂→倒平板
D. 该培养基pH值应调节至酸性
【答案】B
【解析】
【分析】根据物理状态可分为固体培养基、液体培养基、半固体培养基;根据培养功能可分为基础培养基、选择培养基、鉴别培养基等;根据使用范围可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基、真菌培养基等。
【详解】A、从用途分析该培养基属于鉴别培养基,可以鉴别大肠杆菌,A错误;
B、葡萄糖中含有碳,培养基中提供碳源的物质主要是葡萄糖,蛋白胨中富含蛋白质,提供氮源的物质是蛋白胨,B正确;
C、培养基的制备流程为配置培养基→灭菌→倒平板,C错误;
D、由于该培养基用于培养细菌,所以pH值应调节至中性或弱碱性,D错误。
故选B。
4. 微生物油脂又称单细胞油脂,是由酵母菌、细菌等产油的单细胞微生物在一定培养条件下,在体内大量合成并积累的游离脂肪酸类及其他的脂类。下列有关叙述,正确的是( )
A. 实验室获得纯净的产油单细胞微生物的关键是通过消毒、灭菌等无菌技术防止杂菌污染
B. 鉴定产油单细胞微生物的种类一般用固体培养基,生产微生物油脂一般用液体培养基
C. 稀释涂布平板法可用于产油单细胞微生物活菌计数。不适合用于分离产油单细胞微生物
D. 产油单细胞微生物可以从自然界中去筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、稀释涂布平板法:将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
2、平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞,并让其成长为单菌落的方法。
【详解】A、实验室获得纯净的产油单细胞微生物的关键是通过消毒、灭菌等无菌技术防止杂菌污染,如对培养基进行灭菌、对操作环境进行消毒、灭菌等,A正确;
B、鉴定产油单细胞微生物的种类一般用固体培养基,可以通过其上的菌落鉴别不同的微生物,生产微生物油脂一般用液体培养基,可以进行扩大培养获得更多的产物,B正确;
C、稀释涂布平板法可用于产油单细胞微生物活菌计数,也适合用于分离产油单细胞微生物,C错误;
D、产油单细胞微生物可以从自然界中去筛选,也可以通过诱变育种(产生新品种)或基因工程育种(即转基因育种)获得,D正确。
故选ABD。
5. 下列关于发酵工程应用的叙述,错误的是( )
A. 在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,动物食用后能提高免疫力
B. 将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗
C. 与传统的化学农药不同,微生物农药可利用微生物或其代谢物防治病虫害
D. 啤酒生产的主发酵过程应控制合适温度和较高溶解氧以保证酵母菌繁殖
【答案】D
【解析】
【分析】微生物农药是利用微生物或其代谢产物来防治农林害虫的。微生物农药作为生物防治的重要手段,将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。
【详解】A、在青贮饲料中添加乳酸菌,通过乳酸菌的发酵,可以提高饲料品质,使饲料保鲜,同时提高动物免疫力,A正确;
B、一种生产乙型肝炎疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵生产,可以大大提高生成效率,属于发酵工程在医药方面的应用,B正确;
C、发酵工程应用于现代农牧业的很多方面,如生产微生物农药,与传统的化学农药不同,微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的,C正确;
D、主发酵阶段主要是进行一些风味物质的形成以及使啤酒成熟等过程,此时应控制合适温度,但不能有较高溶解氧,因为酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖,不产生酒精,D错误。
故选D。
6. 青霉菌是一种好氧微生物,在青霉菌发酵时,在合成的开始阶段青霉素和头孢霉素有共同的前体,不久出现分支。生产抗生素的发酵罐如图所示,以下叙述正确的是( )
A. 由于青霉素的抗菌作用,通入发酵罐的空气无需灭菌
B. 搅拌能够使氧气与培养液快速混合,但不利于散热
C. 将外源扩环酶基因导入青霉菌,可增加头孢霉素产量
D. 青霉菌的发酵最终获得的青霉素是一种单细胞蛋白
【答案】C
【解析】
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配置、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。
【详解】A、青霉素本身具有杀菌作用,但不能杀灭所有的微生物,因此,发酵罐需要严格灭菌,通入发酵罐的空气需灭菌,A错误;
B、搅拌能够使氧气与培养液快速混合,同时有利于散热,B错误;
C、在青霉菌发酵时,在合成的开始阶段青霉素和头孢霉素有共同的前体,将外源扩环酶基因导入青霉菌,可增加头孢霉素产量,C正确;
D、微生物菌体本身属于单细胞蛋白,青霉素不是单细胞蛋白,D错误。
故选C。
7. 抗生素可由微生物产生,具有抑菌作用,能在琼脂培养基中扩散。在筛选产生抗生素的菌种时,先在琼脂培养基平板上划线接种一种从土壤中获得的甲菌,在27 ℃下培养3天,形成菌落。然后接种乙、丙、丁三种致病菌(图A),继续在同样条件下培养3天,结果如图B。分析结果,得出的结论是( )
①甲菌产生了抗生素 ②丁菌的生长被丙菌产生的抗生素抑制③乙菌的生长被甲菌产生的抗生素抑制④丙菌产生的抗生素抑制了乙菌生长
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
【答案】A
【解析】
【分析】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,即菌落。
【详解】乙、丙、丁三种致病菌不会产生抗生素,否则靠近乙、丙、丁的甲菌落不能生长。从图B来看,乙菌的生长被抑制,最可能的原因是甲菌产生了抗生素,此种抗生素只能抑制乙菌的生长,而对丙、丁两种细菌没有影响。综上所述,①③正确,②④错误。
故选A。
8. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图1所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A. 用稀释涂布平板法统计的菌落数可能低于实际的活菌数
B. 用图Ⅰ中合适的数据计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L
C. 菌种接种过程中的试管口、瓶口等需用灼烧灭菌
D. 由图Ⅱ可知,丁组酵母菌产酒精能力与乙相同
【答案】D
【解析】
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作:材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。
【详解】A、用稀释涂布平板法统计的菌落数可能低于实际的活菌数,是因为两个或两个以上细胞连在一起,平板上生长出一个菌落,A正确;
B、若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘1000算每升发酵液的微生物数,故先求平均菌落数为(62+68+74)÷3=68,除以涂布体积0.1mL后等于680个/mL,稀释倍数为1×104,再乘1000,最后为6.8×109个/L,B正确;
C、菌种接种过程中的试管口、瓶口等需用灼烧灭菌,防止杂菌污染,C正确;
D、由图Ⅱ可知,丁组的活菌数比乙组少,但是产生的酒精和乙组差不多,所以丁组产生酒精能力比乙强,D错误。
故选D。
9. 树莓果实营养丰富,应用组织培养技术可以在短时间内获得大量优质种苗,实现树莓的工厂化生产。下列与树莓组织培养相关叙述正确的是( )
A. 采用组织培养技术对树莓茎尖脱毒处理后,可以抵抗病毒的感染
B. 使用MS培养基时,应将茎尖的形态学上端朝上,并完全插入到培养基中
C. 用幼茎进行组织培养时,需用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液进行消毒
D. 试管苗移栽前应将其在培养箱中打开封口膜几天,再用流水清洗掉根部的培养基
【答案】D
【解析】
【分析】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。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、采用组织培养技术对树莓茎尖脱毒处理后,获得的脱毒苗只是不含病毒,但不可以抵抗病毒的感染,A错误;
B、以茎尖作为外植体进行接种时应将其形态学上端朝上,形态学下端插入培养基中,但不是完全插入到培养基中,B错误;
C、用幼茎进行组织培养时,需用适宜浓度的酒精和次氯酸钠分别进行消毒,且每次消毒后用无菌水进行冲洗,C错误;
D、欲将试管苗移栽前应将其在培养箱中打开封口膜几天进行炼苗,再用流水清洗掉根部的培养基(避免被污染)后进行,D正确。
故选D。
10. 现有甲、乙两物种 (均为二倍体纯种),其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株,但乙种植株很适宜在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株的各自优势,培育出高产耐盐的植株,有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中可行的是( )
A. 利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体目的植株
B. 两种植株杂交后,得到的F1再连续自交可培育出纯种目的植株
C. 两种植株杂交后,得到的F1再利用单倍体育种可较快获得纯种目的植株
D. 诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗,可培育出二倍体目的植株
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程,是指按照人们的意愿,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、甲、乙两种植株均为二倍体纯种,利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种目的植株,A正确;
B、据题干:甲乙为两物种,即甲乙两植株之间存在生殖隔离,因此两者不能杂交,即使能杂交也不能产生可育后代,B错误;
C、结合B选项的分析,两种植株不能杂交,即使能杂交也不能产生可育后代,故也无法产生花粉用于单倍体育种,C错误;
D、诱导两种植株的花粉融合并培育成二倍体幼苗,该二倍体幼苗为异源二倍体,不可育,D错误。
故选A。
11. 图中甲、乙、丙表示生物个体或结构,①~③表示相应过程,下列叙述与图示不符的是( )
A. 若甲为二倍体植株,乙为花粉粒,丙为单倍体,则③过程可以用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
B. 若甲为植物体一部分,乙为愈伤组织,丙为胚状体,则①过程通常在避光适宜温度的条件下进行
C. 若甲为阿尔茨海默症患者,乙为iPS细胞,丙为神经干细胞,则②过程本质基因选择性表达
D. 若甲为成年母羊,乙为去核的卵母细胞,丙为重组细胞(胚胎),则③过程的核心技术是胚胎移植
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎移植,又称受精卵移植,是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状况相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
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。
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、若甲为二倍体植株,乙为花粉粒,丙为单倍体,则①为减数分裂过程,②为花药离体培养过程,③为人工诱导染色体数目加倍的过程,该过程需要用秋水仙素处理幼苗,A错误;
B、若甲为植物体一部分,乙为愈伤组织,丙为胚状体,则①为脱分化过程,②为再分化过程,其中脱分化过程通常在避光的条件下进行,否则不能形成愈伤组织,而是形成维管组织,B正确;
C、若甲为阿尔茨海默病患者,乙为iPS细胞,丙为神经干细胞,则②过程属于细胞分化过程,细胞分化发生的本质是基因的选择性表达,C正确;
D、若甲为成年母羊,乙为去核的卵母细胞,丙为重组细胞(胚胎),则①②为核移植过程,③表示早期胚胎培养和胚胎移植过程,其中胚胎移植是该过程的核心技术,D正确。
故选A。
12. 大量悬浮培养产流感病毒的单克隆动物细胞,可用于流感疫苗的生产。下列有关叙述错误的是( )
A. 培养前,可用机械的方法处理某些组织使其分散成单个细胞
B. 用合成培养基培养动物细胞时一般要加入血清等天然成分
C. 悬浮培养单克隆动物细胞一定程度上能避免接触抑制
D. 传代培养时,悬浮培养的细胞用胰蛋白酶等处理后再离心收集
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的过程: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。动物细胞培养条件:(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)。
【详解】A、培养前,可用机械的方法或者胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理某些组织使其分散成单个细胞,A正确;
B、用合成培养基培养动物细胞时一般要加入血清等天然成分,B正确;
C、悬浮培养单克隆动物细胞一定程度上能避免接触抑制,贴壁培养才会出现接触抑制,C正确;
D、进行传代培养时,悬浮培养的细胞处于游离状态,因而可直接用离心法收集,D错误。
故选D
13. 下列有关生物技术与工程的实验叙述,错误的是( )
A. iPS细胞可以分化成血细胞、神经元、心肌细胞等多种细胞
B. 将PCR产物与核酸染料混合后缓慢注入加样孔在接通电源
C. DNA的粗提取,采用“DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精”的原理
D. DNA分子在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA的大小和构象等有关
【答案】B
【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、高温和洗涤剂具有一定的耐受性。
(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、iPS细胞是诱导多能干细胞,可以分化成血细胞、神经元、心肌细胞等多种细胞,A正确;
B、进行DNA片段的扩增及电泳鉴定时,应先将电泳缓冲液加入电泳槽并没过凝胶1mm,再将PCR产物与核酸染料的混合液缓慢注入加样孔,然后接通电源开始电泳,B错误;
C、DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,可利用这一原理初步分离DNA与蛋白质,C正确;
D、DNA分子在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA的大小和构象等有关,D正确。
故选B
14. CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6-5倍,导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,为此他们按照如下流程进行了实验。下列说法不正确的是( )
A. 进行步骤①的处理目的是使小鼠能产生抗CD47抗体的B细胞
B. 对照组应设置为:巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
C. 利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症
D. 实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备的流程:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、步骤①是向免疫小鼠体内注射特定的抗原,多次进行步骤①可获得更多符合要求的浆细胞(产生抗CD47的抗体的B细胞),A正确;
B、该实验的自变量为单克隆抗体的有无,故对照组的设置应为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞的共培养体系,B错误;
C、结合题意可知,单克隆抗体特异性强、灵敏度高,利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症,C正确;
D、实验组中加入了单克隆抗体,抗体与肿瘤细胞表面的CD47发生特异性结合,从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,而对照组中没有加入单克隆抗体,不能与肿瘤细胞表面的CD47结合,因而无法解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此,实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测,D正确。
故选B。
15. 图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图,图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中过程②细胞数量增加,胚胎的总体积和细胞的全能性几乎不变
B. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期
C. 图乙处于图甲中的a时期,细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘
D. 胚胎发育至b时期即开始了细胞分化,随后发育形成三个胚层
【答案】A
【解析】
【分析】受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育。胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂。根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段:桑葚胚、囊胚、原肠胚。
【详解】A、图甲中过程②为早期胚胎发育过程,受精卵发育到桑椹胚阶段细胞数量增加,但胚胎的总体积和细胞的全能性几乎不变,即桑椹胚的每个细胞均具有发育的全能性,A正确;
B、孵化是指囊胚从透明带出来,孵化后进入原肠胚阶段,可见受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,B错误;
C、图乙为囊胚,其处于图甲中的a时期,细胞⑥为滋养层细胞,将来发育成胎儿的胎膜和胎盘,细胞⑦为内细胞团细胞,将来发育成胚胎的各种组织和器官,C错误;
D、细胞分化开始于囊胚时期,即图中的a时期,D错误。
故选A。
16. 荷斯坦奶牛的产奶量高,科研人员采用体外受精、胚胎分割和胚胎移植等技术提高良种荷斯坦奶牛的繁殖率。下列叙述不合理的是( )
A. 进行体外受精时需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理
B. 体外培养早期胚胎细胞时,需定期更换培养液以便清除细胞代谢物
C. 胚胎移植前,取内细胞团细胞做DNA分析鉴定性别以获得雌性胚胎
D. 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
【答案】C
【解析】
【分析】1、体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、体外受精,该技术产生的动物称为试管动物。
2、胚胎分割:胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一,在处理过程需特别注意的是要将内细胞团均等分割,否则将影响分割后胚胎的恢复和发育,结果是获得多个基因型相同的后代。
【详解】A、进行体外受精时需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养(通常培养到减数第二次分裂中期)和获能处理,使其具备受精能力,A正确;
B、体外培养早期胚胎细胞时,需定期更换培养液以便清除细胞代谢物,防止 细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害,B正确;
C、胚胎移植前,取滋养层细胞进行DNA 分析鉴定性别,C错误;
D、胚胎移植是指将早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术,胚胎移植技术的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,D正确。
故选C。
17. 研究发现,小鼠四倍体胚胎(4n)具有发育缺陷,只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。从正常小鼠获得的ES细胞(2n)能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。由四倍体胚胎与ES细胞组成的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可培育出ES小鼠。下列叙述正确的是( )
A. 嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同
B. 嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织
C. 将正常小鼠2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使2个细胞融合可得到四倍体胚胎
D. 嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可发育
【答案】C
【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。嵌合体-遗传学上用以指不同遗传性状嵌合或混杂表现的个体。
【详解】A、四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织,所以嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同,A错误;
B、嵌合体中的ES具有自我更新能力,很难分化形成胎盘,可分化为胎盘以外的所有细胞类型,B错误;
C、正常小鼠是二倍体,所以两个2细胞期胚胎用灭活病毒等诱导法使细胞融合,可得到一个含四个染色体组的细胞,再经胚胎的早期培养可得到四倍体胚胎,C正确;
D、嵌合体胚胎发育至桑葚胚或囊胚期移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育,D错误。
故选C。
18. 下列关于基因工程技术的叙述,正确的是( )
A. 质粒上常有抗生素合成基因作为标记基因以便筛选重组DNA分子
B. PCR反应中温度的周期性改变是为了耐高温DNA聚合酶催化不同的反应
C. 切割质粒的限制酶能特异性识别4个、6个、8个或其他数量的核苷酸序列
D. 利用PCR等技术检测出棉花细胞中含有抗虫基因代表抗虫棉培育成功
【答案】C
【解析】
【分析】1、在基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等,便于重组DNA分子的筛选。
2、检查转基因抗虫棉是否培育成功,首先是分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA;从转基因棉花中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。其次,还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如,通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
【详解】A、质粒上常有抗生素抗性基因(如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等),作为标记基因,以便筛选重组DNA分子,A错误;
B、PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步,均需不同的温度才能进行,因此PCR反应中温度需要周期性改变,B错误;
C、大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,也有少数限制酶能特异性识别4个、6个、8个或其他数量的核苷酸序列,C正确;
D、利用PCR等技术检测出棉花细胞中含有抗虫基因不能代表抗虫棉培育成功,还需要检测是否转录出了mRNA,是否翻译成Bt抗虫蛋白,以及进行个体生物学水平的鉴定,D错误。
故选C。
19. 常见的启动子可分为三类:组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达;诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高。下列叙述错误的是( )
A. 启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游
B. 细胞分化与组织特异性启动子的调控有关,与组成型启动子无关
C. 乳腺生物反应器的构建需要将组织特异性启动子与目的基因连接
D. 盐诱导型启动子在高盐环境中被激活,可增加农作物的抗逆性
【答案】B
【解析】
【分析】动物基因工程的应用:培育快速生长的转基因动物,如转基因绵羊、转基因鲤鱼;改善畜产品品质的转基因动物,如乳汁中含乳糖较少的转基因牛;生产药物的转基因动物,如利用乳腺生物反应器生产药物;作器官移植供体的转基因动物,如无免疫排斥的转基因猪。
【详解】A、启动子是基因上的RNA聚合酶结合位点,其本质是是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,A正确;
B、根据题干信息“组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达”,所以在细胞分化过程中,与组成型启动子有关,B错误;
C、组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达,而乳腺生物反应器需要将组织特异性启动子与目的基因连接,导入细胞中,保证基因在乳腺细胞中表达,C正确;
D、根据题干信息:诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高,而盐诱导型启动子在高盐环境中被激活,可增加农作物的抗逆性,D正确。
故选B。
20. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造,可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是( )
A. 蛋白质工程与中心法则的信息流动方向是一致的
B. 可用PCR技术检测改造后的干扰素基因是否转录
C. 经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传
D. 蛋白质工程对干扰素的改造遇到的最大难题是设计其高级结构
【答案】A
【解析】
【分析】蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息,在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统,这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物,甚至可以是细胞系统。
【详解】A 、蛋白质工程是根据预期蛋白质功能,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,进而推测出相应的脱氧核苷酸序列,再通过基因修饰或合成来生产蛋白质,其信息流动方向与中心法则(DNA→RNA→蛋白质)不一致,A错误;
B、先以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下,按照碱基互补配对原则合成cDNA(互补DNA)。因为mRNA是以DNA为模板转录而来的,所以逆转录得到的cDNA与转录它的模板DNA序列相同,以逆转录得到的cDNA为模板,进行常规的PCR扩增。如果在PCR扩增产物中能检测到预期大小的目的条带,说明改造后的干扰素基因转录出了相应的mRNA,B正确;
C、改造后的干扰素基因导入工程菌后,能随着工程菌的繁殖而实现遗传,C正确;
D、蛋白质的高级结构十分复杂,目前科学家对大多数蛋白质高级结构的了解还很不够,所以设计蛋白质的高级结构是蛋白质工程对干扰素改造遇到的最大难题,D正确。
故选A。
21. 用限制酶EcoR Ⅰ、Kpn Ⅰ和二者的混合物分别降解一个1 000 bp(1 bp即1个碱基对)的DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,凝胶电泳结果如下图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、A选项中的DNA用Kpnl单独酶切会得到600bp和200bp两种长度的DNA分子,与题意不符,A错误;
B、B选项中的DNA用Kpnl单独酶切会得到600bp和400bp两种长度的DNA分子,与题意不符,B错误;
C、C选项中的DNA用Kpn1酶切后得到的DNA分子是1000bp,用EcoR1单独酶切得到200bp和800bp两种长度的DNA分子,用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200bp和400bp两种长度的DNA分子,与题意相符,C正确;
D、D选项中的DNA用Kpnl酶切后得到400bp和600bp两种长度的DNA分子,与题意不符,D错误。
22. THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因,研究者利用基因工程技术将 THP9基因转到玉米细胞内,从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中 THP9 基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述正确的是( )
A. 若采用PCR 技术对一个 THP9 基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2ⁿ-1个
B. 构建基因表达载体时,用Mfe I 、HindⅢ切割质粒, 用 EcoR I 、HindⅢ切割目的基因
C. 利用PCR 技术获取 THP9 基因时应选择引物1和引物4
D. PCR 过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加 Mg²⁺用于激活 RNA 聚合酶
【答案】B
【解析】
【分析】由图分析可知,要保证将目的基因切割下来,但是又不破坏目的基因,不能选择MfeⅠ切割目的基因,要保证质粒结构的完整性,不能选择BamHⅠ切割质粒。
【详解】A、开始的THP9基因只有一个,第n-1次结束后的基因有2n-1个,每个基因复制1次需要1对引物,第n次循环需要2n-1对引物,即2n个,A错误;
B、构建基因表达载体时,用Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ切割质粒时,形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3',用EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ切割目的基因时,形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3',形成的黏性末端对应相同,可以成功将目的基因插入质粒,同时避免目的基因自身环化和反向连接,B正确;
C、利用PCR技术扩增基因时,引物从5'端朝着3'端延伸,故应与模板链3'端配对,故应选择引物2和引物3,C错误;
D、PCR的产物是DNA,所以在过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶,D错误。
故选B。
23. 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,用限制酶Xho I和Xba I切割,通过基因工程制备相应的疫苗,质粒及操作步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. Ipp20基因整合到大肠杆菌的DNA中属于基因重组
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、基因重组是指控制不同性状的基因发生重新组合,主要发生在有性生殖过程中,但通过基因工程将不同来源的 DNA 拼接,可以赋予生物新的遗传特性,也属于基因重组的范畴,故利用基因工程将Ipp20基因整合到大肠杆菌的DNA中属于基因重组,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。
24. 下图为利用大肠杆菌重组表达系统生产HPV疫苗的过程,质粒中lacZ基因可以编码产生β-半乳糖苷酶,可以分解物质X-gal产生蓝色物质,从而使菌落呈蓝色,否则呈白色。下列有关叙述错误的是( )
A. 构建重组质粒时不选EcoR Ⅰ 以免破坏目的基因
B. 作为受体的大肠杆菌不应含氨苄青霉素抗性基因,以便于筛选
C. 筛选含重组质粒的大肠杆菌,应在培养基中加入X-gal和青霉素
D. 在选择培养基上筛选出含重组质粒的大肠杆菌,应挑选蓝色菌落
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程基本操作顺序:目的基因获取、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。过程①是基因表达载体构建,过程②是目的基因导入受体细胞。基因表达载体必须含有目的基因、标记基因外,启动子、终止子等元件。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质,因此为了使重组质粒中目的基因正常表达,还需要插入启动子和终止子。
【详解】A、目的基因内部含有EcoR Ⅰ 识别位点,构建重组质粒时不选EcoR Ⅰ 以免破坏目的基因,A正确;
B、作为受体的大肠杆菌不应含氨苄青霉素抗性基因,质粒上的氨苄青霉素抗性基为标记基因,含重组质粒的大肠杆菌才可以在含青霉素得培养基上生存,没有导入任何外源DNA的大肠杆菌不含青霉素抗性基因,不能在含青霉素得培养基上生存,进而筛选出含重组质粒的大肠杆菌,B正确;
C、筛选含重组质粒的大肠杆菌,应在培养基中加入X-gal和青霉素,质粒中lacZ基因可使细菌利用培养基中的物质X-gal,从而使菌落呈蓝色,若无该基因,则菌落呈白色,由题意可知,需将目的基因插到lacZ基因的内部,导致lacZ基因被破坏,因此含重组质粒的大肠杆菌菌落显白色;若大肠杆菌菌落显蓝色,说明导入的是不含目的基因的空白质粒;没有导入任何外源DNA的大肠杆菌不含青霉素抗性基因,不能在该培养基上生存,进而筛选出含重组质粒的大肠杆菌,C正确;
D、由题意可知,需将目的基因插到lacZ基因的内部,导致lacZ基因被破坏,因此含重组质粒的大肠杆菌菌落显白色,故应挑选自色菌落,D错误。
故选D
25. 重叠延伸PCR 技术是采用具有互补末端的引物,使 PCR 产物形成了重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起来的技术。某实验小组从猪源大肠杆菌中扩增得到了LTB 基因和ST1基因片段,并用重叠延伸PCR 技术构建了LTB -ST1 融合基因(如图)。下列有关叙述正确的是( )
A. 可在同一个反应体系中进行LTB基因和ST1基因的扩增
B. PCR过程中,第2次循环获得目的链L时所用的引物为P1
C. 图中的引物P2与引物P3的碱基序列均不能互补配对
D. 杂交链延伸生成LTB-ST1融合基因时需要加入引物P1和P4
【答案】B
【解析】
【分析】PCR技术:(1)定义:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术;(2)原理:DNA复制;(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物;(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、能量;(5)过程:高温变性,DNA双链解旋;低温复性,引物与互补链DNA结合;中温延伸,在耐高温的DNA聚合酶作用下合成子链。
【详解】A、引物P2和P3存在碱基互补配对,引物之间的结合会干扰引物和模板链的结合,从而影响PCR过程,因此不能在同一个反应体系中进行LTB 基因和STI 基因的扩增,A错误;
B、DNA子链是从5 '端向3 '端延伸的,为了使杂交链引物P2的碱基末端提供3'端,需要第二次循环,该次循环使用引物P1,B正确;
C、LTB基因和ST1基因能融合的关键是引物P2和引物P3部分碱基能互补配对,从而将两个基因融合在一起,C错误;
D、杂交链延伸生成LTB-ST1融合基因的过程中,不需要加入引物,两条母链的起始位置的碱基序列即为引物,可以作为子链合成的引物,为DNA聚合酶提供3'端,D错误。
故选B。
二、非选择题(共4 题,共50分)
26. 生姜既是一种重要的调味蔬菜,又具有较高的药用价值。科研人员对生姜的繁殖以及药用价值开展了一系列研究。
(1)生姜通常采用无性繁殖方式进行生产。可取生姜茎尖作为组织培养的外植体,经________形成愈伤组织,再进一步培养成幼苗。茎尖作为组织培养的材料,其优点是_________(写出两点)。若利用愈伤组织进一步获得生姜植株的过程中,发现愈伤组织只分裂而不能分化出芽和根,则从培养基的成分分析,最可能的原因是________。
(2)生姜块茎可以提取生姜精油,为进一步研究生姜精油的药用价值,进行了如下实验。
实验一:分别取0.1mL的表皮葡萄球菌(A)、金黄色葡萄球菌(B)、枯草芽孢杆菌(C)悬液,与20mL熔化的培养基混匀。在培养基中制备4个直径为8mm的小孔,向培养基的4个小孔中分别加入不同添加物,添加情况及实验结果如下表所示。
小孔编号
小孔添加物(总体积都是150μL)
对不同菌种的抑菌圈直径(mm)
A
B
C
1
缓冲液和纯生姜精油(体积比1∶1)
13.4
13.3
13.9
2
吐温溶液和纯生姜精油(体积比1∶1)
15.8
15.6
15.6
3
吐温溶液和缓冲液(体积比1:1)
8
8
8
4
缓冲液(空白对照)
8
8
8
①该实验结果表明吐温溶液和纯生姜精油的作用是________。
实验二:实验研究发现生姜精油还有抗衰老的作用,向果蝇饲料中添加不同浓度的生姜精油后,测定衰老相关基因的表达量结果如下图。
②由图可推测SODI基因、TOR基因和MTH基因与细胞衰老的关系是________。
(3)若要将生姜精油应用于相关产品的开发,除了安全性以外,还可以研究哪些问题:________(至少写两点)。
【答案】(1) ①. 脱分化 ②. 细胞分化程度低,容易诱导形成愈伤组织;茎尖中含病毒极少,甚至无病毒 ③. 细胞分裂素和生长素的用量比例不合适(或植物激素比例不合适)
(2) ①. 纯生姜精油具有抑菌的作用,且吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用 ②. SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老,TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老,且随着生姜精油浓度增加,SODI基因的相对表达量越大,TOR基因和MTH基因的相对表达量无明显变化
(3)使用方法、使用剂量、提取方法
【解析】
【分析】植物组织培养技术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。
生长素类和细胞分裂素类物质的比值大时,有利于根的形成;比值小时,则促进芽的形成;生长素类和细胞分裂素类物质的比值相同时,有利于愈伤组织的形成。
【小问1详解】
外植体经过脱分化形成愈伤组织,茎尖细胞分化程度低,容易诱导形成愈伤组织;茎尖中含病毒极少,甚至无病毒,所以作为组织培养的材料。
植物生长素类和细胞分裂素类物质是植物组织培养不可缺少的两类调节物质,两者的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用;若再利用愈伤组织进一步获得红豆杉植株的过程中,发现愈伤组织只分裂而不能分化出芽和根,则最可能的原因是细胞分裂素和生长素的用量比例不合适。
【小问2详解】
由表格可知,小孔添加150μL纯生姜精油对不同菌种的抑菌圈直径比空白对照组以及添加150μL吐温溶液和缓冲液(体积比1:1)都要大,说明纯生姜精油对不同菌种均有抑制作用,另外,小孔添加150μL吐温溶液和纯生姜精油(体积比1:1)对不同菌种的抑菌圈直径比小孔添加150μL纯生姜精油的抑菌圈直径大,说明吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用,综上所述,实验结果表明纯生姜精油具有抑菌的作用,且吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用。
由题意可知,生姜精油具有抗衰老的作用,根据柱形图结果可知,与对照组相比,SODI基因的表达量随生姜精油的浓度增大而增大,而TOR和MTH基因表达量减小,说明SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老,TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老,且随着生姜精油浓度增加,SODI基因的相对表达量越大,TOR基因和MTH基因的相对表达量无明显变化。
【小问3详解】
若要将生姜精油应用于相关产品的开发,需要考虑其安全性以及生姜精油的提取方法(提高提取的纯度和产量)、使用剂量(口服或外用)、使用方法等。
27. 请根据下列两个资料回答相关问题:
资料1:用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到 phESC (孤雌单倍体干细胞),然后利用基因编辑技术沉默 phESC 中的相关基因,使 phESC 的细胞核状态接近精子细胞核的状态,再让其与卵细胞发生受精作用。如图1。
资料2:用化学方法激活小鼠的精子得到 ahESC (孤雄单倍体干细胞),然后对 ahESC中的相关基因进行编辑,使 ahESC 的细胞核具有卵细胞核的特点,再让其与精子发生受精作用并导入去核卵细胞。如图2。
(1)体内受精时,在精子触及卵细胞膜的瞬间,______会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入;精子入卵后,_______也会立即发生生理反应拒绝其他精子再进入。
(2)用_______激素对雌性小鼠进行_______处理可得到较多卵母细胞。
(3)ahESC与精子和去核卵细胞融合后,得到的融合细胞的性染色体组成可能是_______。
(4)据资料分析,只依赖雄性小鼠_______(填“能”或“不能”)用上图方法得到孤雄小鼠,请写出两个理由支持你的判断:
理由1:_______;
理由2:_______。
【答案】(1) ①. 透明带 ②. 卵细胞膜
(2) ①. 促性腺激素 ②. 超数排卵
(3)XX、XY或YY
(4) ①. 不能 ②. 需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中 ③. 体外培养发育成的胚胎必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体
【解析】
【分析】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。精子人卵后,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。精子入卵后,尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核还大的核,叫作雄原核。与此同时,精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核。
【小问1详解】
体内受精时,在精子触及卵细胞膜的瞬间会产生透明带反应,这是防止多精子入卵受精的第一道屏障;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,是防止多精入卵的第二道屏障。
【小问2详解】
用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞。
【小问3详解】
由题意可知,对ahESC中的相关基因进行编辑,ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点,所以ahESC的性染色体是X,ahESC与精子和去核卵母细胞融合,如果融合结果是ahESC - ahESC -去核卵母细胞,得到的融合细胞的性染色体组成是XX,如果融合结果是ahESC - 精子-去核卵母细胞,得到的融合细胞的性染色体组成是XY;如果融合结果是精子-精子-去核卵母细胞,得到的融合细胞的性染色体组成是YY,故ahESC与精子和去核卵母细胞融合后,得到的融合细胞的性染色体组成可能是XX、XY或YY。
【小问4详解】
由图2可知,只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠,因为①需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中;②重构发育成的胚胎必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体。
28. 脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁的一种特有成分,能诱发炎症反应。CD14蛋白是LPS的受体,能识别并结合LPS,在LPS诱发的炎症反应、内毒素休克等病理反应中起重要作用。为制备抗CD14蛋白的单克隆抗体,研究人员通过基因工程构建了含有CD14蛋白基因的重组表达载体,如图1所示。制备抗CD14蛋白的单克隆抗体的过程如图2所示。回答下列问题:
(注:SP2/0细胞是小鼠骨髓瘤细胞系)
(1)限制酶XhoI和SalI切割DNA产生的黏性末端________(填“相同”或“不相同”)。
(2)CD14蛋白基因插入载体时,会形成正向连接和反向连接的两种重组载体。可用XhoI和SalI进行酶切,对CD14蛋白基因插入后的连接方向进行鉴定。若重组载体________(填“能”或“不能”)被再次切开,则说明CD14正向接入载体;若重组载体________(填“能”或“不能”)被再次切开,则说明CD14反向接入载体。该方法具有可行性的理由是________。
(3)从培养液中收集CD14蛋白并对小鼠进行免疫接种。图2中,过程②用灭活的病毒处理,其目的是________。过程④常用_______对抗体进行专一性检测。
(4)图2中,过程⑥是从小鼠的_________中提取抗CD14蛋白的单克隆抗体,这些抗体可减轻革兰氏阴性细菌入侵导致的炎症反应,其原理是________。
【答案】(1)相同 (2) ①. 能 ②. 不能 ③. 正向连接的重组质粒有这两种酶的识别序列和切割位点,反向连接的重组质粒没有这两种酶的识别序列和切割位点
(3) ① 诱导B淋巴细胞和SP2/0细胞融合,产生杂交瘤细胞 ②. CD14蛋白
(4) ①. 腹水(或腹腔) ②. 抗体与CD14蛋白结合后阻止其与LPS结合,从而减轻LPS诱发的炎症反应
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
XhoI和SalI切割DNA产生的黏性末端均为AGCT,故限制酶XhoI和SalI切割DNA产生的黏性末端相同。
【小问2详解】
因为正向连接的重组质粒有这两种酶的识别序列和切割位点,反向连接的重组质粒没有这两种酶的识别序列和切割位点,故若重组载体能被再次切开,则说明CD14正向接入载体。若重组DNA不能被再次切开,则说明CD14反向接入载体。
【小问3详解】
灭活的病毒能够诱导两个动物细胞融合,即诱导B淋巴细胞和SP2/0细胞融合,产生杂交瘤细胞。过程④是为了筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞,需要用抗原—抗体检测的方法进行检测,抗原为CD14蛋白。
【小问4详解】
过程⑥是从小鼠腹水中获取单克隆抗体。单克隆抗体与CD14蛋白结合后,可阻止LPS与CD14蛋白结合,从而减轻LPS诱发的炎症反应。
29. 血栓调节蛋白(TM)只能在血管内皮细胞中合成,具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题,科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白(hTM)的转基因猪。(下图1表示部分研究过程,下表是相关限制酶识别序列及切割位点。)
注:ori是复制原点,T为终止子,Puro为嘌呤霉素抗性基因,pTM为猪血栓调节蛋白。
限制酶
XhoI
claI
EcoRV
识别序列及切割位点
C↓TCGAG
AT↓CGAT
GAT↓ATC
(1)步骤①将pTM启动子插入到质粒1中,其中pTM启动子的作用是:________。
(2)步骤②设计引物时,应该在引物________(填“5’”或“3’”)端加入claI和EcoRV两种限制酶的识别序列。
(3)步骤③将hTM编码区插入质粒2中,该过程中至少需要3种酶,分别是:________。
(4)步骤③获得的质粒3经XhoI、EcoRV酶切后电泳,结果如图2,据结果可初步判断目的基因________(填“成功插入”或“未插入”)质粒。(M为标准参照物,I为待测样本)
(5)将质粒3导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是________。将处理后的成纤维细胞接种至培养皿中培养48h后经________处理分散成单个细胞,再按每孔一个细胞接种至96孔板(如下图)中,加入________筛选获得抗性细胞,再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定,将呈阳性的细胞留存待用。
(6)取留存细胞的细胞核,显微注射到________中,再经过________等技术(至少两种)获得表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
【答案】(1)RNA聚合酶识别和结合的部位,可以驱动基因转录,最终表达出蛋白质
(2)5’ (3)claI、EcoRV、DNA连接酶
(4)成功插入 (5) ①. 显微注射法 ②. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ③. 嘌呤霉素
(6) ①. 去核的MII期卵母细胞 ②. 动物细胞培养、胚胎移植
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
据图1可知,步骤①是在质粒1中插入pTM的启动子,pTM为猪血栓调节蛋白,pTM启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位,可以驱动pTM基因转录出mRNA,最终表达出pTM蛋白。
【小问2详解】
引物的延伸是从3'端开始的,不能进行任何修饰,因此要加入claI和EcoRV两种限制酶的识别序列,需要在引物的5'端。
【小问3详解】
据题意可知,目的基因和质粒都用claI和EcoRV两种限制酶,得到的片段有黏性末端和平末端,需要用T4DNA连接酶连接(用于连接黏性末端和平末端),因此步骤③将hTM编码区插入质粒2中,该过程中至少需要3种酶,即claI、EcoRV、T4DNA连接酶。
【小问4详解】
将步骤③获得的质粒3经XhoⅠ、EcoRⅤ酶切后电泳应当得到2种长度的片段,其中应该含有pTM的启动子+hTM编码区=0.6+1.7=2.3,据图2实际电泳结果得到了5.6kb和2.3kb的2种片段,这说明hTM目的基因已经成功地插入到质粒3。
【小问5详解】
质粒3导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是显微注射法。质粒3经电转染导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养48h后经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞,再按每孔一个细胞接种至96孔板中。质粒中的puro嘌呤霉素抗性基因作为标记基因,培养液中加入嘌呤霉素筛选可获得抗性细胞,即含有质粒或重组质粒的细胞,再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定,将呈阳性的细胞留存待用。
【小问6详解】
最后取留存细胞的细胞核,通过显微注射到去核的MⅡ中期卵母细胞中,再经过早期胚胎培养、胚胎移植技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
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侨光中学2025年春季高二年第2次阶段考生物试卷
(考试时间:90 分钟 满分:100 分 )
一、选择题(共25小题,每题2分,共50分)
1. 传统发酵技术是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留下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵,制作食品的技术。下列相关叙述正确的是( )
A. 酿酒过程中密封的时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B. 制作泡菜时坛口要密封,主要是为了避免外界杂菌的污染
C. 利用酵母菌制作馒头时,馒头松软与酵母菌产生的酒精有关
D. 在制作腐乳的过程中,毛霉能将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸
2. “林都”伊春盛产蓝莓,下图是当地居民以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋过程简图。下列叙述正确的是( )
A. 发酵过程中为了减少杂菌污染要去梗后再清洗
B. 过程③在氧气、糖源都充足条件下可直接发酵为蓝莓醋
C. 过程③、④中主要发酵菌种的细胞结构相同
D. 过程④⑤的发酵条件不同,过程④所需的最适温度高于过程⑤
3. 下表表示某培养基的配方(生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色,并有金属光泽),下列叙述正确的是( )
成分
蛋白胨
葡萄糖
KH2PO4
伊红
亚甲基蓝
蒸馏水
琼脂
含量
10g
10g
2g
0.4g
0.065g
1000mL
15g
A. 从用途分析该培养基属于选择培养基
B. 蛋白胨可为目标微生物提供氮源
C. 该培养基的制备流程为配置培养基→灭菌→加入琼脂→倒平板
D 该培养基pH值应调节至酸性
4. 微生物油脂又称单细胞油脂,是由酵母菌、细菌等产油的单细胞微生物在一定培养条件下,在体内大量合成并积累的游离脂肪酸类及其他的脂类。下列有关叙述,正确的是( )
A. 实验室获得纯净的产油单细胞微生物的关键是通过消毒、灭菌等无菌技术防止杂菌污染
B. 鉴定产油单细胞微生物的种类一般用固体培养基,生产微生物油脂一般用液体培养基
C. 稀释涂布平板法可用于产油单细胞微生物活菌计数。不适合用于分离产油单细胞微生物
D. 产油单细胞微生物可以从自然界中去筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
5. 下列关于发酵工程应用的叙述,错误的是( )
A. 在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,动物食用后能提高免疫力
B. 将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗
C. 与传统的化学农药不同,微生物农药可利用微生物或其代谢物防治病虫害
D. 啤酒生产的主发酵过程应控制合适温度和较高溶解氧以保证酵母菌繁殖
6. 青霉菌是一种好氧微生物,在青霉菌发酵时,在合成的开始阶段青霉素和头孢霉素有共同的前体,不久出现分支。生产抗生素的发酵罐如图所示,以下叙述正确的是( )
A. 由于青霉素的抗菌作用,通入发酵罐的空气无需灭菌
B. 搅拌能够使氧气与培养液快速混合,但不利于散热
C. 将外源扩环酶基因导入青霉菌,可增加头孢霉素产量
D. 青霉菌的发酵最终获得的青霉素是一种单细胞蛋白
7. 抗生素可由微生物产生,具有抑菌作用,能在琼脂培养基中扩散。在筛选产生抗生素的菌种时,先在琼脂培养基平板上划线接种一种从土壤中获得的甲菌,在27 ℃下培养3天,形成菌落。然后接种乙、丙、丁三种致病菌(图A),继续在同样条件下培养3天,结果如图B。分析结果,得出的结论是( )
①甲菌产生了抗生素 ②丁菌的生长被丙菌产生的抗生素抑制③乙菌的生长被甲菌产生的抗生素抑制④丙菌产生的抗生素抑制了乙菌生长
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
8. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图1所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A. 用稀释涂布平板法统计的菌落数可能低于实际的活菌数
B. 用图Ⅰ中合适的数据计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109个/L
C. 菌种接种过程中的试管口、瓶口等需用灼烧灭菌
D. 由图Ⅱ可知,丁组酵母菌产酒精能力与乙相同
9. 树莓果实营养丰富,应用组织培养技术可以在短时间内获得大量优质种苗,实现树莓的工厂化生产。下列与树莓组织培养相关叙述正确的是( )
A. 采用组织培养技术对树莓茎尖脱毒处理后,可以抵抗病毒的感染
B. 使用MS培养基时,应将茎尖的形态学上端朝上,并完全插入到培养基中
C. 用幼茎进行组织培养时,需用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液进行消毒
D. 试管苗移栽前应将其在培养箱中打开封口膜几天,再用流水清洗掉根部的培养基
10. 现有甲、乙两物种 (均为二倍体纯种),其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株,但乙种植株很适宜在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株的各自优势,培育出高产耐盐的植株,有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中可行的是( )
A. 利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体目的植株
B. 两种植株杂交后,得到F1再连续自交可培育出纯种目的植株
C. 两种植株杂交后,得到的F1再利用单倍体育种可较快获得纯种目的植株
D. 诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗,可培育出二倍体目的植株
11. 图中甲、乙、丙表示生物个体或结构,①~③表示相应过程,下列叙述与图示不符的是( )
A. 若甲为二倍体植株,乙为花粉粒,丙为单倍体,则③过程可以用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
B. 若甲为植物体一部分,乙为愈伤组织,丙为胚状体,则①过程通常在避光适宜温度的条件下进行
C. 若甲为阿尔茨海默症患者,乙为iPS细胞,丙为神经干细胞,则②过程本质是基因选择性表达
D. 若甲为成年母羊,乙为去核的卵母细胞,丙为重组细胞(胚胎),则③过程的核心技术是胚胎移植
12. 大量悬浮培养产流感病毒的单克隆动物细胞,可用于流感疫苗的生产。下列有关叙述错误的是( )
A. 培养前,可用机械的方法处理某些组织使其分散成单个细胞
B. 用合成培养基培养动物细胞时一般要加入血清等天然成分
C. 悬浮培养单克隆动物细胞一定程度上能避免接触抑制
D. 传代培养时,悬浮培养的细胞用胰蛋白酶等处理后再离心收集
13. 下列有关生物技术与工程的实验叙述,错误的是( )
A. iPS细胞可以分化成血细胞、神经元、心肌细胞等多种细胞
B. 将PCR产物与核酸染料混合后缓慢注入加样孔接通电源
C. DNA的粗提取,采用“DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精”的原理
D. DNA分子在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA的大小和构象等有关
14. CD47是一种跨膜糖蛋白,它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6-5倍,导致吞噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测,抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,为此他们按照如下流程进行了实验。下列说法不正确的是( )
A. 进行步骤①的处理目的是使小鼠能产生抗CD47抗体的B细胞
B. 对照组应设置为:巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
C. 利用该单克隆抗体可以诊断包括肺癌、结肠癌在内的多种癌症
D. 实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组可验证上述推测
15. 图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图,图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中过程②细胞数量增加,胚胎的总体积和细胞的全能性几乎不变
B. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期
C. 图乙处于图甲中的a时期,细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘
D. 胚胎发育至b时期即开始了细胞分化,随后发育形成三个胚层
16. 荷斯坦奶牛的产奶量高,科研人员采用体外受精、胚胎分割和胚胎移植等技术提高良种荷斯坦奶牛的繁殖率。下列叙述不合理的是( )
A. 进行体外受精时需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理
B. 体外培养早期胚胎细胞时,需定期更换培养液以便清除细胞代谢物
C. 胚胎移植前,取内细胞团细胞做DNA分析鉴定性别以获得雌性胚胎
D. 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
17. 研究发现,小鼠四倍体胚胎(4n)具有发育缺陷,只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。从正常小鼠获得的ES细胞(2n)能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。由四倍体胚胎与ES细胞组成的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可培育出ES小鼠。下列叙述正确的是( )
A. 嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同
B. 嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织
C. 将正常小鼠2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使2个细胞融合可得到四倍体胚胎
D. 嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可发育
18. 下列关于基因工程技术的叙述,正确的是( )
A. 质粒上常有抗生素合成基因作为标记基因以便筛选重组DNA分子
B. PCR反应中温度的周期性改变是为了耐高温DNA聚合酶催化不同的反应
C. 切割质粒的限制酶能特异性识别4个、6个、8个或其他数量的核苷酸序列
D. 利用PCR等技术检测出棉花细胞中含有抗虫基因代表抗虫棉培育成功
19. 常见的启动子可分为三类:组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达;诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高。下列叙述错误的是( )
A. 启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游
B. 细胞分化与组织特异性启动子的调控有关,与组成型启动子无关
C. 乳腺生物反应器的构建需要将组织特异性启动子与目的基因连接
D. 盐诱导型启动子在高盐环境中被激活,可增加农作物的抗逆性
20. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造,可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是( )
A. 蛋白质工程与中心法则的信息流动方向是一致的
B. 可用PCR技术检测改造后的干扰素基因是否转录
C. 经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传
D. 蛋白质工程对干扰素的改造遇到的最大难题是设计其高级结构
21. 用限制酶EcoR Ⅰ、Kpn Ⅰ和二者的混合物分别降解一个1 000 bp(1 bp即1个碱基对)的DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,凝胶电泳结果如下图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是
A. B.
C. D.
22. THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因,研究者利用基因工程技术将 THP9基因转到玉米细胞内,从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中 THP9 基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述正确的是( )
A. 若采用PCR 技术对一个 THP9 基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2ⁿ-1个
B. 构建基因表达载体时,用Mfe I 、HindⅢ切割质粒, 用 EcoR I 、HindⅢ切割目的基因
C. 利用PCR 技术获取 THP9 基因时应选择引物1和引物4
D. PCR 过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加 Mg²⁺用于激活 RNA 聚合酶
23. 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,用限制酶Xho I和Xba I切割,通过基因工程制备相应的疫苗,质粒及操作步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. Ipp20基因整合到大肠杆菌的DNA中属于基因重组
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
24. 下图为利用大肠杆菌重组表达系统生产HPV疫苗的过程,质粒中lacZ基因可以编码产生β-半乳糖苷酶,可以分解物质X-gal产生蓝色物质,从而使菌落呈蓝色,否则呈白色。下列有关叙述错误的是( )
A. 构建重组质粒时不选EcoR Ⅰ 以免破坏目的基因
B. 作为受体的大肠杆菌不应含氨苄青霉素抗性基因,以便于筛选
C. 筛选含重组质粒的大肠杆菌,应在培养基中加入X-gal和青霉素
D. 在选择培养基上筛选出含重组质粒的大肠杆菌,应挑选蓝色菌落
25. 重叠延伸PCR 技术是采用具有互补末端的引物,使 PCR 产物形成了重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起来的技术。某实验小组从猪源大肠杆菌中扩增得到了LTB 基因和ST1基因片段,并用重叠延伸PCR 技术构建了LTB -ST1 融合基因(如图)。下列有关叙述正确的是( )
A. 可在同一个反应体系中进行LTB基因和ST1基因扩增
B. PCR过程中,第2次循环获得目的链L时所用的引物为P1
C. 图中的引物P2与引物P3的碱基序列均不能互补配对
D. 杂交链延伸生成LTB-ST1融合基因时需要加入引物P1和P4
二、非选择题(共4 题,共50分)
26. 生姜既是一种重要的调味蔬菜,又具有较高的药用价值。科研人员对生姜的繁殖以及药用价值开展了一系列研究。
(1)生姜通常采用无性繁殖方式进行生产。可取生姜茎尖作为组织培养的外植体,经________形成愈伤组织,再进一步培养成幼苗。茎尖作为组织培养的材料,其优点是_________(写出两点)。若利用愈伤组织进一步获得生姜植株的过程中,发现愈伤组织只分裂而不能分化出芽和根,则从培养基的成分分析,最可能的原因是________。
(2)生姜块茎可以提取生姜精油,为进一步研究生姜精油的药用价值,进行了如下实验。
实验一:分别取0.1mL的表皮葡萄球菌(A)、金黄色葡萄球菌(B)、枯草芽孢杆菌(C)悬液,与20mL熔化的培养基混匀。在培养基中制备4个直径为8mm的小孔,向培养基的4个小孔中分别加入不同添加物,添加情况及实验结果如下表所示。
小孔编号
小孔添加物(总体积都是150μL)
对不同菌种的抑菌圈直径(mm)
A
B
C
1
缓冲液和纯生姜精油(体积比1∶1)
13.4
13.3
13.9
2
吐温溶液和纯生姜精油(体积比1∶1)
15.8
15.6
15.6
3
吐温溶液和缓冲液(体积比1:1)
8
8
8
4
缓冲液(空白对照)
8
8
8
①该实验结果表明吐温溶液和纯生姜精油的作用是________。
实验二:实验研究发现生姜精油还有抗衰老的作用,向果蝇饲料中添加不同浓度的生姜精油后,测定衰老相关基因的表达量结果如下图。
②由图可推测SODI基因、TOR基因和MTH基因与细胞衰老的关系是________。
(3)若要将生姜精油应用于相关产品的开发,除了安全性以外,还可以研究哪些问题:________(至少写两点)。
27. 请根据下列两个资料回答相关问题:
资料1:用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到 phESC (孤雌单倍体干细胞),然后利用基因编辑技术沉默 phESC 中的相关基因,使 phESC 的细胞核状态接近精子细胞核的状态,再让其与卵细胞发生受精作用。如图1。
资料2:用化学方法激活小鼠的精子得到 ahESC (孤雄单倍体干细胞),然后对 ahESC中的相关基因进行编辑,使 ahESC 的细胞核具有卵细胞核的特点,再让其与精子发生受精作用并导入去核卵细胞。如图2。
(1)体内受精时,在精子触及卵细胞膜的瞬间,______会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入;精子入卵后,_______也会立即发生生理反应拒绝其他精子再进入。
(2)用_______激素对雌性小鼠进行_______处理可得到较多卵母细胞。
(3)ahESC与精子和去核卵细胞融合后,得到的融合细胞的性染色体组成可能是_______。
(4)据资料分析,只依赖雄性小鼠_______(填“能”或“不能”)用上图方法得到孤雄小鼠,请写出两个理由支持你的判断:
理由1:_______;
理由2:_______。
28. 脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁的一种特有成分,能诱发炎症反应。CD14蛋白是LPS的受体,能识别并结合LPS,在LPS诱发的炎症反应、内毒素休克等病理反应中起重要作用。为制备抗CD14蛋白的单克隆抗体,研究人员通过基因工程构建了含有CD14蛋白基因的重组表达载体,如图1所示。制备抗CD14蛋白的单克隆抗体的过程如图2所示。回答下列问题:
(注:SP2/0细胞是小鼠骨髓瘤细胞系)
(1)限制酶XhoI和SalI切割DNA产生的黏性末端________(填“相同”或“不相同”)。
(2)CD14蛋白基因插入载体时,会形成正向连接和反向连接的两种重组载体。可用XhoI和SalI进行酶切,对CD14蛋白基因插入后的连接方向进行鉴定。若重组载体________(填“能”或“不能”)被再次切开,则说明CD14正向接入载体;若重组载体________(填“能”或“不能”)被再次切开,则说明CD14反向接入载体。该方法具有可行性的理由是________。
(3)从培养液中收集CD14蛋白并对小鼠进行免疫接种。图2中,过程②用灭活的病毒处理,其目的是________。过程④常用_______对抗体进行专一性检测。
(4)图2中,过程⑥是从小鼠的_________中提取抗CD14蛋白的单克隆抗体,这些抗体可减轻革兰氏阴性细菌入侵导致的炎症反应,其原理是________。
29. 血栓调节蛋白(TM)只能在血管内皮细胞中合成,具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题,科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白(hTM)的转基因猪。(下图1表示部分研究过程,下表是相关限制酶识别序列及切割位点。)
注:ori是复制原点,T为终止子,Puro为嘌呤霉素抗性基因,pTM为猪血栓调节蛋白。
限制酶
XhoI
claI
EcoRV
识别序列及切割位点
C↓TCGAG
AT↓CGAT
GAT↓ATC
(1)步骤①将pTM启动子插入到质粒1中,其中pTM启动子的作用是:________。
(2)步骤②设计引物时,应该在引物________(填“5’”或“3’”)端加入claI和EcoRV两种限制酶的识别序列。
(3)步骤③将hTM编码区插入质粒2中,该过程中至少需要3种酶,分别是:________。
(4)步骤③获得的质粒3经XhoI、EcoRV酶切后电泳,结果如图2,据结果可初步判断目的基因________(填“成功插入”或“未插入”)质粒。(M为标准参照物,I为待测样本)
(5)将质粒3导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是________。将处理后的成纤维细胞接种至培养皿中培养48h后经________处理分散成单个细胞,再按每孔一个细胞接种至96孔板(如下图)中,加入________筛选获得抗性细胞,再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定,将呈阳性的细胞留存待用。
(6)取留存细胞的细胞核,显微注射到________中,再经过________等技术(至少两种)获得表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
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