精品解析:江苏省海门中学2024-2025学年高二下学期第一次月考生物试题
2025-08-10
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 南通市 |
| 地区(区县) | 海门区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.29 MB |
| 发布时间 | 2025-08-10 |
| 更新时间 | 2026-04-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53412553.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
江苏省海门中学2024—2025学年度第二学期3月份学情调研
高二生物(选修)
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题仅一个选项最符合题意。
1. 生物技术与人们的生活息息相关,在食品制造方面广泛应用。下列有关说法错误的是( )
A. 腌制泡菜的过程中,在盐水中加入少量陈泡菜液可缩短制作时间
B. 与葡萄酒的制作不同,葡萄醋制作过程中所需的发酵温度更高
C. 进行酒精发酵时,主要通过控制通气促进酵母菌繁殖以达到目的
D. 制作腐乳时,酵母、曲霉和毛霉均参与发酵,其中毛霉起主要作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、陈泡菜液含有大量乳酸菌,可增加菌种数量,缩短发酵时间,A正确;
B、酵母菌酒精发酵的适宜温度为18-30℃,而醋酸菌需30-35℃,故葡萄醋发酵温度更高,B正确;
C、酒精发酵为无氧条件,酵母菌繁殖需在有氧条件下进行,控制通气(无氧)主要促进酒精生成而非繁殖,C错误;
D、制作腐乳时,酵母、曲霉和毛霉均参与发酵,其中毛霉起主要作用,D正确。
故选C。
2. 脐橙具有较高的营养和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的橙醋,提高了脐橙的经济价值。脐橙醋的酿造工艺流程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. 破碎获得脐橙汁环节,加入果胶酶有利于提高果汁量
B. 对脐橙汁进行杀菌,有利于酒精发酵获得脐橙酒
C. 脐橙酒的酒精度高,可提供更多底物促进醋酸发酵
D. 利用液体发酵法还可获得大量酵母菌菌体,制备单细胞蛋白
【答案】C
【解析】
【详解】A、加酶榨汁环节加入果胶酶,破坏其细胞壁,有利于提高脐橙汁产量,A正确;
B、酒精发酵前可对脐橙汁进行杀菌,再接种酵母菌,以利于酒精发酵,B正确;
C、若脐橙酒的酒精度过高,应稀释后再用于醋酸发酵,避免酒精浓度过高影响醋酸菌生命活动,C错误;
D、利用液体发酵法还可获得大量酵母菌菌体,制备单细胞蛋白,D正确。
故选C。
3. 井冈霉素是一种氨基寡糖类抗生素,由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,可用于水稻病害防治。下列有关叙述正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素是因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs发酵生产井冈霉素的中心环节是筛选出优良的JGs并接种
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量
D. 稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
【答案】D
【解析】
【详解】A、井冈霉素属于次级代谢产物,其合成由相关基因控制,但基因编码的是合成井冈霉素所需的酶,而非直接编码井冈霉素本身,A错误;
B、发酵生产的中心环节是发酵罐内的培养过程(如温度、pH、溶氧量等条件控制),而非筛选和接种菌种,B错误;
C、提高培养基浓度可能导致渗透压过高,抑制菌体生长,且次级代谢产物主要在菌体生长稳定期合成,过高营养会缩短菌体生长周期,降低产量,C错误;
D、JGs为丝状放线菌,稀释涂布时菌丝体难以分散成单细胞,无法形成单菌落,导致活菌计数不准确,因此不宜用稀释涂布平板法监控活菌数,D正确。
故选D。
4. 研究人员通过组织培养技术培育兰州百合脱毒苗,操作流程如图。下列叙述正确的是( )
A. ①为脱分化,1号培养基中的愈伤组织是具有特定形态的薄壁组织
B. ②为再分化,愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C. 3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D. 百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,可以作为该研究中的外植体
【答案】D
【解析】
【详解】A、在①脱分化过程中,1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块,A错误;
B、愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变,但基因重组发生在减数分裂过程中,而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂,所以不会发生基因重组,B错误;
C、3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1,C错误;
D、百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此可以作为该研究中的外植体,培育脱毒苗,D正确。
故选D。
5. 图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B. 步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C. 原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D. 台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
【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、步骤①添加纤维素酶或果胶酶去除细胞,其原理是酶的专一性,A错误;
B、步骤②吸取原生质体放入等渗液中清洗,否则会导致原生质体吸水涨破,B错误;
C、结合图示可知原生质体处于甘露醇和蔗糖溶液之间,因而可推测原生质体的密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间,C正确;
D、台盼蓝检测后应选择无色的原生质体继续培养,染成蓝色的原生质体活性差或死亡,D错误。
故选C。
6. 花椰菜(2n=18)种植时易遭受病菌侵害,紫罗兰(2n=14)有一定的抗病性。科研人员培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 图1过程的技术原理是植物细胞膜具有流动性、植物细胞具有全能性
B. 图1过程②在固体培养基中进行,完成的标志是两个细胞核融合成一个核
C. 若只考虑原生质体两两融合,图2中4、5植株体细胞染色体数目最多可达到64条
D. 杂种植株叶片上接种病菌后,病斑面积/叶片总面积的值最小的植株抗病性最强
【答案】B
【解析】
【详解】A、图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤,其中原生质体融合过程依赖膜的流动性实现,植物组织培养依赖植物细胞全能性,A正确;
B、为保证组织细胞的活性,图1过程①应在等渗或略微高渗的溶液中进行,过程②应在液体培养基中进行,完成的标志是两个细胞核融合成一个核,且长出新的细胞壁,B错误;
C、若只考虑原生质体两两融合,图2中4、5植株是杂种植株,其细胞(染色体数为32条)在有丝分裂后期染色体数目为64条,C正确;
D、病菌接种到杂种植株叶片一段时间后,若病斑面积占叶片总面积比例越小,则说明该植株抗病性越强,即病斑面积占叶片总面积比例最小的植株是抗病性最强的个体,D正确。
故选B。
7. 图1和图2表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法。下列叙述正确的是( )
A. 图1中4种基因经Ti质粒的T-DNA整合到受体细胞染色体上,促使iPS细胞形成
B. 图2中的卵母细胞培养至MII期再显微操作去核,获得的重构胚激活后诱导分化
C. 上述两种方法均用到动物细胞培养及核移植技术,但得到的组织器官不完全相同
D. 图1的成纤维细胞和图2的体细胞诱导分化过程选择了完全相同的基因进行表达
【答案】B
【解析】
【详解】A、将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法,通过Ti质粒导入即农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法,A错误;
B、图2中的卵母细胞培养至MII期再显微操作去核,获得重构胚后先用物理或化学方法将其激活,再经过诱导分化形成相应的细胞、组织或器官,B正确;
C、图1中的方法没有用到核移植技术,C错误;
D、图1的成纤维细胞和图2的体细胞都是由受精卵分裂分化而来,遗传物质相同,诱导分化的本质是发生了基因的选择性表达,故选择表达的基因不完全相同,D错误。
故选B。
8. 体外受精、胚胎移植和胚胎分割等胚胎工程技术在医学和生产上得到广泛应用。下列对胚胎工程技术的叙述中,正确的是( )
A. 受精的标志是精子的头部穿过卵子的细胞膜
B. 为降低免疫排斥反应,胚胎移植前应对受体动物注射免疫抑制剂
C. 进行DNA分析鉴定动物性别时,需在内细胞团处进行取样
D. 胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
【答案】D
【解析】
【分析】1、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
2、胚胎分割的特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
【详解】A、受精的标志是卵细胞膜和透明带间出现两个极体,A错误;
B、受体一般不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应,胚胎移植一般不需要注射免疫抑制剂,B错误;
C、进行DNA分析鉴定动物性别时,需在滋养层处进行取样,取内细胞团细胞分析鉴定可能会影响胚胎的发育,C错误;
D、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一,D正确。
故选D。
9. 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,利用其乳腺生产人生长激素。为加速转基因奶牛繁育,对该转基因奶牛进行克隆,过程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 转基因技术培育含人生长激素基因的奶牛,最核心的步骤是获取目的基因
B. 只能采用灭活病毒诱导法促使供体细胞和去核卵母细胞融合
C. 重构胚培养至囊胚期,采集滋养层细胞性别鉴定后再进行移植
D. 雌性受体牛进行重构胚移植之前,需进行同期发情处理
【答案】D
【解析】
【详解】A、转基因技术培育含人生长激素基因的奶牛,最核心的步骤是构建基因表达载体,A错误;
B、供体细胞和去核卵母细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法,B错误;
C、供核奶牛细胞来自雌性奶牛,所以重组胚胎一定是雌性,不需要进行性别鉴定,C错误;
D、雌性受体牛进行重构胚移植之前,需进行同期发情处理,提高胚胎存活率,D正确。
故选D。
10. 不同实验会用到不同的“水”,与不同实验的原理相关。下列有关“水”的叙述错误的是( )
A. 质壁分离实验中制作临时装片时,撕取表皮平铺在清水滴中
B. 动物细胞的传代培养过程中,常用生理盐水稀释细胞悬液
C. 植物组织培养过程中,外植体先用清水冲洗,消毒后用无菌水冲洗
D. 常规PCR反应体系的配方中,含盐最多的成分是无菌水
【答案】D
【解析】
【详解】A、质壁分离实验中,制作临时装片时需将表皮细胞置于清水中,使细胞保持正常形态,随后用蔗糖溶液诱导质壁分离,A正确;
B、生理盐水为动物细胞的等渗溶液,动物细胞的传代培养过程中,常用生理盐水稀释细胞悬液,以维持细胞正常的形态,B正确;
C、植物组织培养中,外植体需先用清水冲洗去除表面污物,消毒后用无菌水冲洗以去除残留消毒剂,避免污染,C正确;
D、无菌水不含无机盐离子,D错误。
故选D。
11. 髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此,TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图,相关说法正确的是( )
A. 步骤①和⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和杂交瘤细胞
B. 步骤③筛选得到的细胞需传代培养,以防止出现接触抑制
C. 步骤⑥和植物组织培养过程需要的气体条件基本相同
D. TREM2单克隆抗体的使用可增强免疫系统的免疫防御功能
【答案】A
【解析】
【详解】A、步骤①向小鼠注射TREM2蛋白,让小鼠发生免疫反应,获得能产生抗体的B淋巴细胞;步骤⑤向小鼠腹腔注射杂交瘤细胞,目的是获得单克隆抗体,A正确;
B、步骤③筛选得到的是杂交瘤细胞,能无限增殖,传代培养不会出现接触抑制,B错误;
C、动物细胞培养过程中加入二氧化碳用于调节培养液的pH值,而植物组织培养的过程中不需要二氧化碳培养箱,C错误;
D、TREM2单克隆抗体具有强的特异性,能与TREM2特异性结合,提高肿瘤免疫疗法的疗效,增强免疫系统的免疫监视功能,D错误。
故选A。
12. 某研究团队利用基因编辑技术,对小鼠卵母细胞的7个甲基化印记控制区域进行DNA甲基化重写,并将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞中,成功创造了孤雌生殖的小鼠,操作过程见图。下列叙述错误的有( )
A. 上述甲基化重写改变了小鼠体内的遗传信息
B. 移植后的囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来
C. 该孤雌小鼠的性别一定为雌性
D. 孤雌小鼠的基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、上述甲基化重写属于表观遗传,没有改变DNA的序列,则小鼠体内的遗传信息不会改变,A错误;
B、移植后的囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,由于雌性小鼠中不含Y染色体,因此孤雌小鼠一定为雌性,C正确;
D、“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,D正确。
故选A。
13. 苹果切开后放置一段时间,切口面会逐渐变成深褐色。主要原因是苹果细胞中酚类化合物与空气中的氧接触,细胞中释放的酚氧化酶催化酚类物质被氧化成黄色醌类化合物。下图是培育抗褐变的转基因苹果的过程,下列叙述错误的是( )
A. 目的基因可选择抑制酚氧化酶表达的基因,pCLY14中一定含有启动子
B. 用Ca2+处理苹果嫩叶细胞,使其处于感受态,便于重组质粒导入
C. 步骤④阶段使用的培养基中要加入植物激素和卡那霉素等物质
D. 为了评估目的基因抑制苹果褐变的效果,可与导入含pBI121质粒的植株作对照
【答案】B
【解析】
【详解】A、褐变是细胞中的酚氧化酶催化酚类化合物生成黄色所致,故要想获得抑制褐变的转基因苹果,可选择抑制酚氧化酶表达的基因作为目的基因;目的基因表达需要启动子和终止子,故pCLY14中一定含有启动子,A正确;
B、用Ca2+处理的细胞一般是微生物,不是植物细胞,B错误;
C、步骤④是脱分化阶段,该阶段使用的MS培养基中要加入植物激素(影响细胞的发育方向)和卡那霉素(将含有目的基因的细胞筛选出来),C正确;
D、为了评估目的基因抑制苹果褐变的效果,可与导入不含目的基因质粒的植株作对照,本实验设计的目的是排除质粒导入本身对实验结果的影响,同时也能检测导入目的基因的效果,D正确。
故选B。
14. 研究者将乳酸菌内催化乳酸生成的乳酸脱氢酶基因(LDH)导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的酵母工程菌株。下图为通过双酶切构建重组质粒的过程。GTG为原核生物偏好的起始密码子编码序列,ATG为真核生物偏好的起始密码子编码序列。下列说法正确的是( )
A. 引物2的5'端序列应包含BamHⅠ的识别序列
B. 重组质粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体
C. 进行PCR时,缓冲液中一般要添加Ca2+来激活相关酶
D. 引物1的5'端序列可以考虑将GTG改为ATG
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据题意可知,含GTG的一端为LDH基因的起始,为保证通过双酶切以正确方向插入质粒,设计引物1的5'端序列需要包含BamHI的识别序列,引物2的5'端序列应包含XbaI的识别序列,A错误;
B、结合题意可知,质粒上有作为标记基因尿嘧啶合成酶基因,所以本过程中重组质粒以不能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体,然后在缺乏尿嘧啶的选择培养基上,不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株不能生存,导入重组质粒的酿酒酵母菌株因为获得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存,从而起到筛选作用,B错误;
C、真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活,因此PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+,C错误;
D、设计引物1的5'端序列,应考虑将编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG,以便目的基因在酵母细胞中更好的表达,D正确。
故选D。
15. 水培的洋葱植株主要包括管状叶、鳞片叶和根三个部位,是高中生物实验的常用材料。下列叙述正确的是( )
A. 取洋葱鳞片叶进行光合色素提取与分离实验,在滤纸条上可出现四条色素带
B. 取洋葱管状叶作为外植体,严格灭菌后经脱分化、再分化可发育为新植株
C. 取洋葱鳞片叶进行DNA粗提取,提取物与二苯胺试剂常温下充分反应呈蓝色
D. 用相同方法提取等质量洋葱根尖分生区和成熟区组织的DNA,后者提取量小
【答案】D
【解析】
【详解】A、洋葱鳞片叶细胞中没有叶绿体,不能进行光合色素提取与分离实验,A错误;
B、外植体不能灭菌,灭菌后细胞没有活性,不能发生脱分化和再分化,B错误;
C、DNA粗提取物与二苯胺试剂在沸水浴下反应呈蓝色,C错误;
D、成熟区细胞不分裂,细胞核DNA不复制,而根尖分生区细胞可发生有丝分裂,分裂间期DNA复制,故等质量成熟区组织DNA含量一定小于分生区组织,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本部分4题,每题3分,共12分。漏选得1分,错选或不答的得0分。
16. 科学家将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞悬浮在培养基中增殖,可产生双特异性抗体AB。过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 杂交瘤细胞A、B融合后,利用选择培养基初步筛选出双杂交瘤细胞AB
B. 双杂交瘤细胞同时特异性识别α、β抗原是其产生双特异性抗体的前提
C. 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
D. 将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,腹水能为细胞提供所需的营养条件
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、单克隆抗体制备过程中,杂交瘤细胞需要进行两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞,第二次筛选可用抗原-抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB,A错误;
B、杂交瘤细胞是由已免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,无需识别抗原就能产生抗体,B错误;
C、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,去除上清液培养基,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,C错误;
D、将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中培养,腹水作为天然培养基,为细胞提供各种生长条件,D正确。
故选ABC。
17. 野生型小鼠含有Gata3基因,科研人员在该基因编码区的下游插入了GFP基因编码区,获得Gata3-GFP融合基因并转入小鼠受精卵,获得4只小鼠。设计引物1和引物2,用PCR技术鉴定4只小鼠的基因型,相关基因及PCR产物电泳结果如下图。下列分析正确的是( )
A. 插入后,由不同的启动子驱动Gata3基因与GFP基因转录
B. 融合基因表达时会按顺序依次合成Gata3蛋白和GFP蛋白
C. 2号小鼠为融合基因的纯合子,4号小鼠为野生型小鼠
D. 若用引物1、3,则更易区分融合基因的纯合子和杂合子
【答案】BC
【解析】
【详解】A、GFP基因编码区插入后,Gata3基因与GFP基因由同一启动子驱动转录,A错误;
B、启动子在左侧,转录和翻译的延伸方向均是5'→3',所以先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白,B正确;
C、融合基因为大片段,Gata3基因为小片段,根据电泳结果,2号小鼠仅有融合基因,属于纯合子,4号小鼠仅有Gata3基因,为野生型小鼠,C正确;
D、若用引物1和引物3进行PCR,杂合子和Gata3-GFP基因纯合子都能扩增出相应的片段则不能区分杂合子和纯合子,D错误。
故选BC。
18. CAR-T细胞疗法是通过设计CAR基因,并导入癌症患者的T细胞中,使其转化为CAR-T细胞,CAR-T细胞膜上的CAR蛋白与癌细胞表面抗原特异结合后,激活CAR-T细胞使其增殖、分化,从而实现对癌细胞的特异性杀伤和记忆。下列说法正确的是( )
A. 胞外结合区DNA序列可能来自患者自身的肿瘤浸润淋巴细胞
B. CAR基因缺少启动子,无法在T细胞中复制,故过程②在导入T细胞前完成
C. 重组分子导入T细胞后,应当用PCR技术检验指导CAR合成的基因是否表达成功
D. CAR-T细胞接触癌细胞信息交流后诱导癌细胞凋亡
【答案】AD
【解析】
【详解】A、胞外结合区可实现对癌细胞的特异性杀伤和记忆,因此,取自患者自身的肿瘤浸润淋巴细胞,可以特异性识别癌细胞,A正确;
B、启动子启动目的基因的转录,CAR基因缺少启动子,无法在T细胞中转录,故过程②在导入T细胞前完成,B错误;
C、通过PCR技术可以检测目的基因是否成功插入或转录出mRNA,不能检测蛋白质,故不能检验指导CAR合成的基因是否表达成功(基因表达产物是蛋白质),C错误;
D、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的,故CAR-T细胞接触癌细胞信息交流后诱导癌细胞凋亡,D正确。
故选AD。
19. 下列有关“DNA粗提取与鉴定”“PCR扩增”“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述中,正确的是( )
A. 新鲜洋葱、鸡血、猪肝等都可以作为提取DNA的实验材料
B. 利用DNA和蛋白质在2 mol/L NaCl溶液、70%酒精中的溶解度差异提取DNA
C. PCR扩增反应体系中dNTP既可为扩增提供原料,也可为子链合成提供能量
D. 凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料,能使DNA分子在紫外灯下被检测出来
【答案】AC
【解析】
【详解】A、新鲜洋葱(植物细胞)、鸡血(鸟类红细胞含细胞核)、猪肝(动物细胞含细胞核)均可作为提取DNA的材料,因它们均含有细胞核DNA,A正确;
B、DNA在2 mol/LNaCl溶液中溶解度较高,而蛋白质溶解度较低,但析出DNA需用95%冷酒精,而非70%酒精(常用于消毒),B错误;
C、PCR扩增中,dNTP作为原料,其分解时释放的能量用于形成磷酸二酯键,故既提供原料又提供能量,C正确;
D、凝胶载样缓冲液中的染料(如溴酚蓝)用于指示电泳进程,而检测DNA需在凝胶中加入核酸染料或电泳后染色,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. “不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。疣粒野生稻(2n=24)对白叶枯病有较高抗性,由于不同类型间的有性杂交后代高度不育,限制了野生稻的有利基因向栽培稻(2n=24)的转移,为此研究人员利用“不对称体细胞杂交”技术,将疣粒野生稻的抗白叶枯病特性转移到栽培稻中,过程如下图。请回答下列问题。
注:X射线能随机破坏细胞核中染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
(1)利用“不对称体细胞杂交”技术育种的理论基础有质膜的流动性、______和______。
(2)根据物理性质,实验所用的培养基为______,培养基中添加蔗糖的目的是______。
(3)采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此分析应选择______的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用______计数,以确定原生质体密度。诱导原生质体融合常使用化学试剂______。
(4)诱导融合后,仅异源融合的原生质体可分裂形成再生细胞团,原因是______。
(5)研究人员利用致病性强的两种水稻白叶枯病菌株对72株再生杂种植株进行试验,结果发现共有40株表现出抗性,其中17株对两种菌株均具抗性。综合染色体数目及抗性检测,应优先选择______的杂种植株进行繁育。
【答案】(1) ①. 植物细胞的全能性 ②. 染色体(结构)变异
(2) ①. 固体培养基 ②. 维持渗透压,提供能量
(3) ①. 发荧光 ②. 血细胞计数板 ③. PEG##聚乙二醇
(4)杂种细胞由于融合,补充了细胞质中失活的酶,细胞正常分裂
(5)染色体数目和栽培稻相同且对两种菌株均表现出抗性
【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株的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展现出独特的优势。原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【小问1详解】
根据题干信息:“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株,发生的可遗传变异类型是染色体变异;利用“不对称体细胞杂交”技术育种的理论基础有质膜的流动性、植物细胞的全能性和染色体结构变异。
【小问2详解】
植物组织培养需要使用MS培养基,其中含有凝固剂琼脂,从物理性质上看,研究过程中所用的培养基为固体培养基;培养基中应添加一定浓度的蔗糖,其目的是维持渗透压,提供能量。
【小问3详解】
采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质会留在细胞内发出荧光发出荧光,故应选择发出荧光的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数,以确定原生质体密度。诱导原生质体融合常使用化学试剂是聚乙二醇(PEG)。
【小问4详解】
根据题干信息:大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。为了达到转移抗白叶枯病特性的目的,可先用X射线照射疣粒野生稻的原生质体,使其部分的染色体发生变异,然后用碘乙酰胺处理另一亲本的原生质体,经诱导融合后,从而获得杂种细胞,由于杂种细胞于融合后,补充了细胞质中失活的酶,细胞正常分裂,故经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团;
【小问5详解】
根据题干信息:用致病性强的两种水稻白叶枯病菌株对72株再生杂种植株进行试验,结果发现共有40株表现出抗性,其中17株对两种菌株均具抗性,故应优先选择染色体数目和栽培稻相同且对两种菌株均表现出抗性的杂种植株进行繁育。
21. 黄曲霉毒素(AFB)是黄曲霉(一种真菌)产生的具有强致癌力的代谢产物。为准确检测食品中残留的AFB,科研人员开展下列研究。
(1)科研人员利用小鼠制备抗AFB的单克隆抗体(AFB单抗),过程如图1,过程Ⅰ专门诱导动物细胞融合的方法是使用______,杂交瘤细胞请进行步骤Ⅱ______和Ⅲ______检测,经过多次筛选获得阳性杂交瘤细胞。
(2)单克隆抗体的主要优点是______。食品中的有害残留毒素还可能有黄绿脊霉素(CIT)、伏马菌素(FB)。若想确认上述AFB单抗是否具有极强的特异性,应补充的检测是______,如果实验结果为______(“能”或“不能”)杂交,则说明AFB单抗具有极强的特异性。
(3)科研人员拟将AFB单抗固定在一种新材料上,制备成“检测探针”。已知材料M稳定性、发光性能优势明显,但较难与抗体结合;物质P可提高M对抗体的亲和力。检测探针的制备流程如图2,探针发光性能与物质P的浓度关系如图3。据图3结果,可选择物质P的浓度为______作为生产检测探针的条件,因为该浓度下探针发光性能与更高浓度时______,且可节省成本。
(4)科研人员制备定量检测AFB的免疫试纸,如图4。试纸的T线处固定AFB,C线处固定抗AFB单抗的抗体。在加样处滴加的样液会向右扩散经过T线和C线。若加样处,滴加只含“MP-AFB单抗探针”的样液,能检测到荧光的线为______(T线、C线、T线和C线);若滴加样液中含有MP-AFB单抗探针和高浓度的AFB,T线______(发、不发)荧光。
【答案】(1) ①. 灭活病毒 ②. 克隆化培养 ③. 抗体
(2) ①. 能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原 发生特异性结合,并且可以大量制备 ②. AFB单抗与黄绿青霉素(或CIT)、伏马菌素(或FB)进行抗原-抗体杂交 ③. 不能
(3) ①. 0.8mg/mL ②. 差异较小
(4) ①. T线和C线 ②. 不发
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:注射特定抗原、从小鼠的脾脏中获得产生特定抗体的B淋巴细胞、将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合、用特定选择培养基筛选出杂交瘤细胞、再利用克隆化培养和抗体检测获得足够多数量的能分泌所需抗体的细胞、将该细胞在体外培养或者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单克隆抗体。
【小问1详解】
单克隆抗体制备过程中需要进行细胞培养和细胞融合,运用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术,动物细胞融合常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用灭活的病毒。图中过程 Ⅰ是动物细胞融合并筛选(通过选择培养基筛选)过程,通过过程Ⅰ获得的杂交瘤细胞需进行步骤Ⅱ克隆化培养抗体(阳性) 和Ⅲ单一抗体(阳性)检测,经过多次筛选获得能产生目标抗体的杂交瘤细胞。
【小问2详解】
单克隆抗体的优点:能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。食品中的有害残留毒素还可能有黄绿青霉素(CIT)、伏马菌素(FB)。若想确认上述流程获得的 AFB 单抗具有极强的特异性,则可用AFB单抗与黄绿青霉素(或CIT)、伏马菌素(或FB)进行抗原-抗体杂交,由于抗原和抗体杂交的特异性,因此该实验的结果是不能杂交,则说明AFB单抗具有极强的特异性。
【小问3详解】
由图3结果表明,在物质P浓度为0.8mg/mL时,探针发光性能与更高浓度时差异很小,因此科研时可选择该浓度(0.8mg/mL)作为生产检测探针的条件,可节省成本。
【小问4详解】
分析图4并结合题干信息可知:若加样处,滴加只含“MP-AFB单抗探针”的样液,因为探针中有AFB抗体,可与T线上固定的AFB结合,也可与C线上抗AFB抗体的抗体结合;若滴加样液中含有MP-AFB单抗探针和高浓度的AFB,探针已经与样液中的AFB结合,T线不发荧光。
22. 三峡水库运行后,水位周期性涨落形成了消落带,水土流失导致植被难以生长。有学者提出桑树抗干旱、耐水淹,有望作为消落带生态系统恢复候选植被。同时,利用微生物菌肥,可促进桑树在消落带中生长。为分离、筛选产吲哚乙酸的桑树根际细菌,并检测对不同环境耐受性,研究人员进行了以下操作。
步骤一:样品的采集与保存:将紧贴桑树根表的土壤作为桑树根际土壤,收集至无菌封口袋中编号,4℃保存备用。
步骤二:桑树根际细菌的分离:利用梯度稀释涂布平板法分离细菌,如图。
步骤三:桑树根际细菌的纯化:将上述平板置于28℃培养箱中培养,逐日观察。待平板上长出新菌落后进行纯化培养。
步骤四:筛选产吲哚乙酸(IAA)的根际细菌。结果图见后页(IAA溶液与Salkowski发生显色反应,呈粉红色)。
步骤五:检测菌株对不同环境耐受性。
请回答下列问题。
(1)步骤一中从根表土壤取样,不从深层土壤取样,其原因是______。
(2)步骤二图中的液体量分别是______、______,接种时所采用的工具是______。
(3)步骤三中需将平板倒置培养的原因是______。
(4)步骤四中A、B的处理分别表示______、______,初步判断______(HGS7菌株或HWS1菌株)产IAA的
能力更强。
(5)步骤五的结果如下图(OD值表示菌体浓度)。
HGS7、HWS1两种菌株中对环境适应性较强的是______,理由是______。
(6)施用筛选出的根际细菌能促进桑树生长的原因有______;与施用化学肥料相比,施用微生物菌肥的优点是______。
【答案】(1)根表土壤中存在目标菌株的概率大
(2) ①. 9 ②. 0.1 ③. 涂布器
(3)防止皿盖上的冷凝水滴落入培养基
(4) ①. 液体培养基+Salkawski ②. IAA+Salkawski ③. HWS1菌株
(5) ①. HWS1菌株 ②. 相同盐浓度、pH以及温度下,HWS1菌株的生长量高于HGS7菌株
(6) ①. 筛选出的根际细菌能够为桑树提供生长素和无机盐离子等 ②. 减少环境污染、节约成本
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
(1)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培养基,通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞,经培养后生长繁殖成单菌落,通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。
(2)稀释涂布平板法: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固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
【小问1详解】
根表土壤中存在目标菌株的概率大,故步骤一中从根表土壤取样,不从深层土壤取样。
【小问2详解】
步骤二是利用梯度稀释涂布平板法分离细菌,进行梯度稀释时的一般操作是将1mL菌液移入盛有9 mL的无菌水中,取0.1mL的菌液用于涂布。稀释涂布平板法涂布时所采用的工具是涂布器。
【小问3详解】
为了防止皿盖上的冷凝水滴落入培养基,需将平板倒置培养。
【小问4详解】
为了筛选产吲哚乙酸(IAA)的根际细菌,可设置对照实验,对照组的设置可评估实验条件改变对实验结果产生的影响,该实验可设置两个对照组A:液体培养基+Salkawski;B:IAA+Salkawski;C、D属于实验组。IAA溶液与Salkawski发生显色反应,呈粉红色,C、D两组中,D组粉红色颜色最重,故HWS1菌株产IAA的能力更强。
【小问5详解】
相同盐浓度、pH以及温度下,HWS1菌株的生长量高于HGS7菌株,故HWS1菌株对环境适应性较强
【小问6详解】
根际细菌能够为桑树提供生长素和无机盐离子等,故根际细菌能促进桑树生长。与施用化学肥料相比,施用微生物菌肥能够减少环境污染、节约成本。
23. 为了提升猪瘟病毒疫苗的效果,科研人员构建了猪瘟病毒p30蛋白基因(p30)与白喉毒素无毒突变基因(CRM197A)的融合基因表达质粒,以生产融合蛋白疫苗。图1为质粒构建、疫苗生产以及效果测试示意图,请回答下列问题:
(1)除图1中所示结构外,pET32a质粒上还具有的结构是______,终止子的功能是______。
(2)引物F1-F的设计依据是质粒上游同源序列和______。通过PCR分别扩增p30基因和CRM197A基因时配制的两个反应体系中相同的物质有:缓冲液、无菌水、______等。
(3)筛选时科研人员挑选了5个菌落,提取质粒后加入BamHⅠ、HindⅢ酶切、电泳。结果如图2。可初步判断______号菌落含有构建成功的融合基因表达质粒。p30和CRM197A基因______(含、不含)BamHⅠ、HindⅢ酶切位点,理由是______。
(4)为进一步确认质粒构建成功,科研人员检测上述菌落后发现某个菌落中同时含有空载质粒和融合基因表达质粒,可能的原因是______。
(5)为验证融合蛋白疫苗的效果,将p30蛋白、p30-CRM197A融合蛋白分别注射到小鼠体内,检测抗体含量,结果如图3。据此可以判定融合蛋白疫苗效果更好,依据是______。
【答案】(1) ①. 复制原点 ②. 终止转录
(2) ①. p30(上游)末端序列 ②. 耐高温的 DNA 聚合酶、dNTP
(3) ①. 2 和 4 ②. 不含 ③. 2 和 4 中只有两个条带(或若含有酶切位点,2 和 4 中条带数应多于两条)
(4)涂布平板时含有不同质粒的细菌未分开,形成一个菌落 (或一个细菌同时吸收了空载质 粒和融合表达质粒)
(5)(诱发机体)短时间内产生更多抗体(或作用效果快),长时间维持较高水平抗体(或持 续时间长)
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
质粒需要具有启动子、终止子、标记基因和复制原点;除图1中所示结构外,pET32a质粒上还具有的结构是具有复制原点;终止子的功能是终止转录。
【小问2详解】
由图可知,引物F1-F的设计依据是质粒上游同源序列和p30(上游)末端序列,PCR中共有的物质有缓冲液(含Mg2+)、无菌水、耐高温的DNA聚合酶(以催化DNA的子链的延伸)、dNTP(原料)等,缓冲液的功能是维持适宜的pH,其中的Mg2+具有激活DNA聚合酶的作用。
【小问3详解】
由图1可知,构建成功的融合基因表达质粒经BamH I、Hind Ⅲ酶切含600+500+25=1125个碱基对,结合图2可知,2、4号菌落含有构建成功的融合基因表达质粒。由于2和4中只有两个条带(大的一个条带为质粒的5900个碱基对,小的一个条带为目的基因的1125个碱基对),所以p30和CRM197A基因不含 BamH I、Hind III酶切位点,若含有酶切位点,2和4中条带数应多于两条(2 和 4 中只有两个条带)。
【小问4详解】
由图1可知,上述菌落是经稀释涂布平板法获得的,可能在涂布平板时含有不同质粒的细菌未分开,形成一个菌落,导致某个菌落中同时含有空载质粒和融合基因表达质粒。
【小问5详解】
由图3可知,p30-CRM197A融合蛋白注入小鼠体内后,产生抗体快,维持高抗体量时间长,说明其作为疫苗效果较p30蛋白更好。
24. Ⅰ型遗传性酪氨酸血症(HT1)是一种酪氨酸代谢异常引发肝损伤的疾病。研究人员基于益生大肠杆菌(EcN)设计了一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌(EcN-HT)用于治疗HT1模型小鼠,如图1。其中基因TyrP(编码酪氨酸转运蛋白TyrP)和基因HpaBC(编码酶HpaBC,催化酪氨酸代谢生成无毒物质L-DOPA)均为目的基因。图2表示质粒pUC57的结构示意图,相关限制酶的识别序列和切割位点见表1。请回答:
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
Bg/Ⅱ
EcoRⅠ
MboⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
(1)图2中pfnr的基本组成单位是______。在______条件下,特定的信号分子与pfnr结合,改变其构象后使之与______更有效地结合,启动下游基因表达。
(2)为实现高效构建重组质粒并筛选获得EcN-HT工程菌,研究人员开展以下实验:
Ⅰ.获得含基因TyrP的菌株EcN-T。
①获取基因TyrP;
②选用限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ,分别切割______,构建重组质粒pUC57-T;
③将pUC57-T导入EcN,并将其接种在含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲上,培养一段时间后,菌落呈______色的为目的菌株EcN-T。
Ⅱ.获得含基因TyrP和HpaBC的EcN-HT工程菌。
④获取基因HpaBC;
⑤选用限制酶______,构建重组质粒pUC57-H;
⑥将pUC57-H导入EcN-T,并将其接种在培养基乙上,以筛选出含双质粒的菌株EcN-HT。相比培养基甲,培养基乙特有的成分是______。
(3)图3显示目的基因TyrP两端的部分碱基序列,为获得能与质粒pUC57相连接的目的基因,PCR时设计的引物应选用______。
A. 5'-AAGGCACCCGGG-3'和5'-TGTTACGAATTC-3'
B. 5'-AAGGCACCCGGC-3'和5'-CATTGTGAATTC-3'
C. 5'-GAATTCAAGGCA-3'和5'-CCCGGGCATTGT-3'
D. 5'-GAATTCTGTTAC-3'和5'-CCCGGCAAGGCA-3'
(4)本实验将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒导入受体细胞,与装载在同一个质粒的方法相比,优点有______。
A. 提高导入受体细胞的效率
B. 降低基因逃逸的可能性,不存在生物安全风险
C. 增强基因表达的灵活性
D. 提高基因的稳定性,增强治疗的效果
(5)进一步发现,EcN-HT可缓解HT1模型小鼠肝脏损伤等病症,作用机理是______。
【答案】(1) ①. 脱氧核苷酸 ②. 厌氧 ③. RNA聚合酶
(2) ①. 含基因TyrP的DNA片段和质粒pUC57 ②. 白 ③. Bgl Ⅱ、EcoR Ⅰ ④. 氯霉素 (3)C (4)ACD
(5)EcN-HT可以吸收酪氨酸,使其转变成无毒物质(减少小鼠体内酪氨酸及毒性中间代谢产物的蓄积)
【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。
【小问1详解】
启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA。图2中pfnr为厌氧启动子,其基本组成单位是脱氧核苷酸。在厌氧(或低氧或缺氧)条件下,一些特定的信号分子会与pfnr结合,进而改变其构象或活性,使其能与RNA聚合酶更有效地结合,启动下游基因表达。
【小问2详解】
Ⅰ.获得含基因TyrP的菌株EcN-T。
②构建重组质粒pUC57-T时,目的基因为基因TyrP、载体是质粒pUC57,因此,用限制酶EcoRI和SmaI应分别切割含基因TyrP的DNA片段和质粒pUC57。
③基因lacZr表达的酶蛋白可将无色的X-gal水解成蓝色产物。由图2可知:基因lacZr在限制酶EcoR I的识别序列和切割位点内。构建重组质粒pUC57-T时,用限制酶EcoR I切割质粒pUC57,基因lacZr的结构被破坏,不能表达相应的酶蛋白,所以将pUC57-T导入EcN,并将其接种在含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲上。培养一段时间后,成功导入pUC57-T的菌落呈白色,此白色菌落即为目的菌株EcN-T。
Ⅱ.获得含基因TyrP和HpaBC的EcN-HT工程菌。
⑤构建重组质粒pUC57-T时,选用了限制酶EcoRI和SmaI,这两种酶破坏了标记基因Cmr(氯霉素抗性基因)和lacZ,lacZ表达的酶蛋白可将无色的X-gal水解成蓝色产物,该重组质粒中含有Kanr标记基因(卡那霉素抗性基因),因此筛选受体菌株EcN-T,应使用含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲。目的基因应该插入启动子和终止子之间,可选的限制酶只有Bgl Ⅱ、EcoRⅠ、MboⅠ、SmaⅠ,由于Bgl Ⅱ的识别序列中含有Mbo Ⅰ识别序列,如果使用Mbo Ⅰ,Bgl Ⅱ的识别序列也会被切割,且由于重组质粒pUC57-T破坏了标记基因Cmr(氯霉素抗性基因),为了区分两者不同,那么构建的重组质粒pUC57-H不能破坏该标记基因,因此构建重组质粒pUC57-H需选用限制酶BglⅡ、EcoRⅠ。
⑥综上分析,筛选时,固体培养基乙应加入卡那霉素、氯霉素、X-gal。相比培养基甲,培养基乙特有的成分是氯霉素。
【小问3详解】
由于构建重组质粒pUC57-T时,选用限制酶EcoR I和Sma I分别切割含基因TyrP的DNA片段和质粒pUC57,根据该基因的转录方向和质粒中启动子和终止子的位置,该基因的左端应该加上EcoR Ⅰ识别序列,右端应该加上Sma Ⅰ识别序列,由于DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链,因此左端的引物应该是5'-GAATTC AAGGCA-3',同理,右端的引物是5'-CCCGGG CATTGT-3',ABD错误,C正确。
故选C。
【小问4详解】
A、与装载在同一个质粒的方法相比,将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒,这两种重组质粒均较小,因此能提高导入受体细胞的效率,A正确;
B、将外源基因导入受体细胞,构成的工程菌也可能存在生物安全风险,B错误;
CD、与装载在同一个质粒的方法相比,将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒,这两种重组质粒上的目的基因均容易表达,增强了基因表达的灵活性,同时也使基因的稳定性得以提高,进而增强治疗的效果,CD正确。
故选ACD。
【小问5详解】
I型遗传性酪氨酸血症(HT1)是一种酪氨酸代谢异常引发肝损伤的疾病。在肠道工程益生菌(EcN-HT)体内,基因TyrP编码的酪氨酸转运蛋白TyrP有助于细胞吸收酪氨酸,基因HpaBC编码的酶HpaBC能催化酪氨酸代谢生成无毒物质L-DOPA。可见, EcN-HT可以有效缓解HT1模型小鼠肝脏损伤等病症,其作用机理是:EcN-HT可以吸收酪氨酸,使其转变成无毒物质(减少小鼠体内酪氨酸及毒性中间代谢产物的蓄积)。
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江苏省海门中学2024—2025学年度第二学期3月份学情调研
高二生物(选修)
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题仅一个选项最符合题意。
1. 生物技术与人们的生活息息相关,在食品制造方面广泛应用。下列有关说法错误的是( )
A. 腌制泡菜的过程中,在盐水中加入少量陈泡菜液可缩短制作时间
B. 与葡萄酒的制作不同,葡萄醋制作过程中所需的发酵温度更高
C. 进行酒精发酵时,主要通过控制通气促进酵母菌繁殖以达到目的
D. 制作腐乳时,酵母、曲霉和毛霉均参与发酵,其中毛霉起主要作用
2. 脐橙具有较高的营养和药用价值。采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的橙醋,提高了脐橙的经济价值。脐橙醋的酿造工艺流程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. 破碎获得脐橙汁环节,加入果胶酶有利于提高果汁量
B. 对脐橙汁进行杀菌,有利于酒精发酵获得脐橙酒
C. 脐橙酒的酒精度高,可提供更多底物促进醋酸发酵
D. 利用液体发酵法还可获得大量酵母菌菌体,制备单细胞蛋白
3. 井冈霉素是一种氨基寡糖类抗生素,由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,可用于水稻病害防治。下列有关叙述正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素是因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs发酵生产井冈霉素的中心环节是筛选出优良的JGs并接种
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量
D. 稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
4. 研究人员通过组织培养技术培育兰州百合脱毒苗,操作流程如图。下列叙述正确的是( )
A. ①为脱分化,1号培养基中的愈伤组织是具有特定形态的薄壁组织
B. ②为再分化,愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C. 3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D. 百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,可以作为该研究中的外植体
5. 图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B. 步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C. 原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D. 台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
6. 花椰菜(2n=18)种植时易遭受病菌侵害,紫罗兰(2n=14)有一定的抗病性。科研人员培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 图1过程的技术原理是植物细胞膜具有流动性、植物细胞具有全能性
B. 图1过程②在固体培养基中进行,完成的标志是两个细胞核融合成一个核
C. 若只考虑原生质体两两融合,图2中4、5植株体细胞染色体数目最多可达到64条
D. 杂种植株叶片上接种病菌后,病斑面积/叶片总面积的值最小的植株抗病性最强
7. 图1和图2表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法。下列叙述正确的是( )
A. 图1中4种基因经Ti质粒的T-DNA整合到受体细胞染色体上,促使iPS细胞形成
B. 图2中的卵母细胞培养至MII期再显微操作去核,获得的重构胚激活后诱导分化
C. 上述两种方法均用到动物细胞培养及核移植技术,但得到的组织器官不完全相同
D. 图1的成纤维细胞和图2的体细胞诱导分化过程选择了完全相同的基因进行表达
8. 体外受精、胚胎移植和胚胎分割等胚胎工程技术在医学和生产上得到广泛应用。下列对胚胎工程技术的叙述中,正确的是( )
A. 受精的标志是精子的头部穿过卵子的细胞膜
B. 为降低免疫排斥反应,胚胎移植前应对受体动物注射免疫抑制剂
C. 进行DNA分析鉴定动物性别时,需在内细胞团处进行取样
D. 胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
9. 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,利用其乳腺生产人生长激素。为加速转基因奶牛繁育,对该转基因奶牛进行克隆,过程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 转基因技术培育含人生长激素基因的奶牛,最核心的步骤是获取目的基因
B. 只能采用灭活病毒诱导法促使供体细胞和去核卵母细胞融合
C. 重构胚培养至囊胚期,采集滋养层细胞性别鉴定后再进行移植
D. 雌性受体牛进行重构胚移植之前,需进行同期发情处理
10. 不同实验会用到不同的“水”,与不同实验的原理相关。下列有关“水”的叙述错误的是( )
A. 质壁分离实验中制作临时装片时,撕取表皮平铺在清水滴中
B. 动物细胞的传代培养过程中,常用生理盐水稀释细胞悬液
C. 植物组织培养过程中,外植体先用清水冲洗,消毒后用无菌水冲洗
D. 常规PCR反应体系的配方中,含盐最多的成分是无菌水
11. 髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此,TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。下图为TREM2单克隆抗体的制备流程图,相关说法正确的是( )
A. 步骤①和⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和杂交瘤细胞
B. 步骤③筛选得到的细胞需传代培养,以防止出现接触抑制
C. 步骤⑥和植物组织培养过程需要的气体条件基本相同
D. TREM2单克隆抗体的使用可增强免疫系统的免疫防御功能
12. 某研究团队利用基因编辑技术,对小鼠卵母细胞的7个甲基化印记控制区域进行DNA甲基化重写,并将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞中,成功创造了孤雌生殖的小鼠,操作过程见图。下列叙述错误的有( )
A. 上述甲基化重写改变了小鼠体内的遗传信息
B. 移植后的囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来
C. 该孤雌小鼠的性别一定为雌性
D. 孤雌小鼠的基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同
13. 苹果切开后放置一段时间,切口面会逐渐变成深褐色。主要原因是苹果细胞中酚类化合物与空气中的氧接触,细胞中释放的酚氧化酶催化酚类物质被氧化成黄色醌类化合物。下图是培育抗褐变的转基因苹果的过程,下列叙述错误的是( )
A. 目的基因可选择抑制酚氧化酶表达的基因,pCLY14中一定含有启动子
B. 用Ca2+处理苹果嫩叶细胞,使其处于感受态,便于重组质粒导入
C. 步骤④阶段使用的培养基中要加入植物激素和卡那霉素等物质
D. 为了评估目的基因抑制苹果褐变的效果,可与导入含pBI121质粒的植株作对照
14. 研究者将乳酸菌内催化乳酸生成的乳酸脱氢酶基因(LDH)导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的酵母工程菌株。下图为通过双酶切构建重组质粒的过程。GTG为原核生物偏好的起始密码子编码序列,ATG为真核生物偏好的起始密码子编码序列。下列说法正确的是( )
A. 引物2的5'端序列应包含BamHⅠ的识别序列
B. 重组质粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体
C. 进行PCR时,缓冲液中一般要添加Ca2+来激活相关酶
D. 引物1的5'端序列可以考虑将GTG改为ATG
15. 水培的洋葱植株主要包括管状叶、鳞片叶和根三个部位,是高中生物实验的常用材料。下列叙述正确的是( )
A. 取洋葱鳞片叶进行光合色素提取与分离实验,在滤纸条上可出现四条色素带
B. 取洋葱管状叶作为外植体,严格灭菌后经脱分化、再分化可发育为新植株
C. 取洋葱鳞片叶进行DNA粗提取,提取物与二苯胺试剂常温下充分反应呈蓝色
D. 用相同方法提取等质量洋葱根尖分生区和成熟区组织的DNA,后者提取量小
二、多项选择题:本部分4题,每题3分,共12分。漏选得1分,错选或不答的得0分。
16. 科学家将两株不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞悬浮在培养基中增殖,可产生双特异性抗体AB。过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 杂交瘤细胞A、B融合后,利用选择培养基初步筛选出双杂交瘤细胞AB
B. 双杂交瘤细胞同时特异性识别α、β抗原是其产生双特异性抗体的前提
C. 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
D. 将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,腹水能为细胞提供所需的营养条件
17. 野生型小鼠含有Gata3基因,科研人员在该基因编码区的下游插入了GFP基因编码区,获得Gata3-GFP融合基因并转入小鼠受精卵,获得4只小鼠。设计引物1和引物2,用PCR技术鉴定4只小鼠的基因型,相关基因及PCR产物电泳结果如下图。下列分析正确的是( )
A. 插入后,由不同的启动子驱动Gata3基因与GFP基因转录
B. 融合基因表达时会按顺序依次合成Gata3蛋白和GFP蛋白
C. 2号小鼠为融合基因的纯合子,4号小鼠为野生型小鼠
D. 若用引物1、3,则更易区分融合基因的纯合子和杂合子
18. CAR-T细胞疗法是通过设计CAR基因,并导入癌症患者的T细胞中,使其转化为CAR-T细胞,CAR-T细胞膜上的CAR蛋白与癌细胞表面抗原特异结合后,激活CAR-T细胞使其增殖、分化,从而实现对癌细胞的特异性杀伤和记忆。下列说法正确的是( )
A. 胞外结合区DNA序列可能来自患者自身的肿瘤浸润淋巴细胞
B. CAR基因缺少启动子,无法在T细胞中复制,故过程②在导入T细胞前完成
C. 重组分子导入T细胞后,应当用PCR技术检验指导CAR合成的基因是否表达成功
D. CAR-T细胞接触癌细胞信息交流后诱导癌细胞凋亡
19. 下列有关“DNA粗提取与鉴定”“PCR扩增”“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述中,正确的是( )
A. 新鲜洋葱、鸡血、猪肝等都可以作为提取DNA的实验材料
B. 利用DNA和蛋白质在2 mol/L NaCl溶液、70%酒精中的溶解度差异提取DNA
C. PCR扩增反应体系中dNTP既可为扩增提供原料,也可为子链合成提供能量
D. 凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料,能使DNA分子在紫外灯下被检测出来
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. “不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。疣粒野生稻(2n=24)对白叶枯病有较高抗性,由于不同类型间的有性杂交后代高度不育,限制了野生稻的有利基因向栽培稻(2n=24)的转移,为此研究人员利用“不对称体细胞杂交”技术,将疣粒野生稻的抗白叶枯病特性转移到栽培稻中,过程如下图。请回答下列问题。
注:X射线能随机破坏细胞核中染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
(1)利用“不对称体细胞杂交”技术育种的理论基础有质膜的流动性、______和______。
(2)根据物理性质,实验所用的培养基为______,培养基中添加蔗糖的目的是______。
(3)采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此分析应选择______的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用______计数,以确定原生质体密度。诱导原生质体融合常使用化学试剂______。
(4)诱导融合后,仅异源融合的原生质体可分裂形成再生细胞团,原因是______。
(5)研究人员利用致病性强的两种水稻白叶枯病菌株对72株再生杂种植株进行试验,结果发现共有40株表现出抗性,其中17株对两种菌株均具抗性。综合染色体数目及抗性检测,应优先选择______的杂种植株进行繁育。
21. 黄曲霉毒素(AFB)是黄曲霉(一种真菌)产生的具有强致癌力的代谢产物。为准确检测食品中残留的AFB,科研人员开展下列研究。
(1)科研人员利用小鼠制备抗AFB的单克隆抗体(AFB单抗),过程如图1,过程Ⅰ专门诱导动物细胞融合的方法是使用______,杂交瘤细胞请进行步骤Ⅱ______和Ⅲ______检测,经过多次筛选获得阳性杂交瘤细胞。
(2)单克隆抗体的主要优点是______。食品中的有害残留毒素还可能有黄绿脊霉素(CIT)、伏马菌素(FB)。若想确认上述AFB单抗是否具有极强的特异性,应补充的检测是______,如果实验结果为______(“能”或“不能”)杂交,则说明AFB单抗具有极强的特异性。
(3)科研人员拟将AFB单抗固定在一种新材料上,制备成“检测探针”。已知材料M稳定性、发光性能优势明显,但较难与抗体结合;物质P可提高M对抗体的亲和力。检测探针的制备流程如图2,探针发光性能与物质P的浓度关系如图3。据图3结果,可选择物质P的浓度为______作为生产检测探针的条件,因为该浓度下探针发光性能与更高浓度时______,且可节省成本。
(4)科研人员制备定量检测AFB的免疫试纸,如图4。试纸的T线处固定AFB,C线处固定抗AFB单抗的抗体。在加样处滴加的样液会向右扩散经过T线和C线。若加样处,滴加只含“MP-AFB单抗探针”的样液,能检测到荧光的线为______(T线、C线、T线和C线);若滴加样液中含有MP-AFB单抗探针和高浓度的AFB,T线______(发、不发)荧光。
22. 三峡水库运行后,水位周期性涨落形成了消落带,水土流失导致植被难以生长。有学者提出桑树抗干旱、耐水淹,有望作为消落带生态系统恢复候选植被。同时,利用微生物菌肥,可促进桑树在消落带中生长。为分离、筛选产吲哚乙酸的桑树根际细菌,并检测对不同环境耐受性,研究人员进行了以下操作。
步骤一:样品的采集与保存:将紧贴桑树根表的土壤作为桑树根际土壤,收集至无菌封口袋中编号,4℃保存备用。
步骤二:桑树根际细菌的分离:利用梯度稀释涂布平板法分离细菌,如图。
步骤三:桑树根际细菌的纯化:将上述平板置于28℃培养箱中培养,逐日观察。待平板上长出新菌落后进行纯化培养。
步骤四:筛选产吲哚乙酸(IAA)的根际细菌。结果图见后页(IAA溶液与Salkowski发生显色反应,呈粉红色)。
步骤五:检测菌株对不同环境耐受性。
请回答下列问题。
(1)步骤一中从根表土壤取样,不从深层土壤取样,其原因是______。
(2)步骤二图中的液体量分别是______、______,接种时所采用的工具是______。
(3)步骤三中需将平板倒置培养的原因是______。
(4)步骤四中A、B的处理分别表示______、______,初步判断______(HGS7菌株或HWS1菌株)产IAA的
能力更强。
(5)步骤五的结果如下图(OD值表示菌体浓度)。
HGS7、HWS1两种菌株中对环境适应性较强的是______,理由是______。
(6)施用筛选出的根际细菌能促进桑树生长的原因有______;与施用化学肥料相比,施用微生物菌肥的优点是______。
23. 为了提升猪瘟病毒疫苗的效果,科研人员构建了猪瘟病毒p30蛋白基因(p30)与白喉毒素无毒突变基因(CRM197A)的融合基因表达质粒,以生产融合蛋白疫苗。图1为质粒构建、疫苗生产以及效果测试示意图,请回答下列问题:
(1)除图1中所示结构外,pET32a质粒上还具有的结构是______,终止子的功能是______。
(2)引物F1-F的设计依据是质粒上游同源序列和______。通过PCR分别扩增p30基因和CRM197A基因时配制的两个反应体系中相同的物质有:缓冲液、无菌水、______等。
(3)筛选时科研人员挑选了5个菌落,提取质粒后加入BamHⅠ、HindⅢ酶切、电泳。结果如图2。可初步判断______号菌落含有构建成功的融合基因表达质粒。p30和CRM197A基因______(含、不含)BamHⅠ、HindⅢ酶切位点,理由是______。
(4)为进一步确认质粒构建成功,科研人员检测上述菌落后发现某个菌落中同时含有空载质粒和融合基因表达质粒,可能的原因是______。
(5)为验证融合蛋白疫苗的效果,将p30蛋白、p30-CRM197A融合蛋白分别注射到小鼠体内,检测抗体含量,结果如图3。据此可以判定融合蛋白疫苗效果更好,依据是______。
24. Ⅰ型遗传性酪氨酸血症(HT1)是一种酪氨酸代谢异常引发肝损伤的疾病。研究人员基于益生大肠杆菌(EcN)设计了一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌(EcN-HT)用于治疗HT1模型小鼠,如图1。其中基因TyrP(编码酪氨酸转运蛋白TyrP)和基因HpaBC(编码酶HpaBC,催化酪氨酸代谢生成无毒物质L-DOPA)均为目的基因。图2表示质粒pUC57的结构示意图,相关限制酶的识别序列和切割位点见表1。请回答:
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
Bg/Ⅱ
EcoRⅠ
MboⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
(1)图2中pfnr的基本组成单位是______。在______条件下,特定的信号分子与pfnr结合,改变其构象后使之与______更有效地结合,启动下游基因表达。
(2)为实现高效构建重组质粒并筛选获得EcN-HT工程菌,研究人员开展以下实验:
Ⅰ.获得含基因TyrP的菌株EcN-T。
①获取基因TyrP;
②选用限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ,分别切割______,构建重组质粒pUC57-T;
③将pUC57-T导入EcN,并将其接种在含有X-gal、卡那霉素的固体培养基甲上,培养一段时间后,菌落呈______色的为目的菌株EcN-T。
Ⅱ.获得含基因TyrP和HpaBC的EcN-HT工程菌。
④获取基因HpaBC;
⑤选用限制酶______,构建重组质粒pUC57-H;
⑥将pUC57-H导入EcN-T,并将其接种在培养基乙上,以筛选出含双质粒的菌株EcN-HT。相比培养基甲,培养基乙特有的成分是______。
(3)图3显示目的基因TyrP两端的部分碱基序列,为获得能与质粒pUC57相连接的目的基因,PCR时设计的引物应选用______。
A. 5'-AAGGCACCCGGG-3'和5'-TGTTACGAATTC-3'
B. 5'-AAGGCACCCGGC-3'和5'-CATTGTGAATTC-3'
C. 5'-GAATTCAAGGCA-3'和5'-CCCGGGCATTGT-3'
D. 5'-GAATTCTGTTAC-3'和5'-CCCGGCAAGGCA-3'
(4)本实验将TyrP基因和HpaBC基因分别构建两种重组质粒导入受体细胞,与装载在同一个质粒的方法相比,优点有______。
A. 提高导入受体细胞的效率
B. 降低基因逃逸的可能性,不存在生物安全风险
C. 增强基因表达的灵活性
D. 提高基因的稳定性,增强治疗的效果
(5)进一步发现,EcN-HT可缓解HT1模型小鼠肝脏损伤等病症,作用机理是______。
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