内容正文:
威远中学校2026届高三上11月阶段性考试
生物学试题
一、选择题:(每题3分,共45分)
1. 下列对生物体有机物的相关叙述,正确的是( )
A. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
B. 胆固醇参与动植物细胞膜的组成,还参与血液中脂质的运输
C. 蛋白质中的N元素主要存在于氨基中,核酸中的N元素主要存在于碱基中
D. 脂肪、核酸、糖原等生物大分子都以碳链为基本骨架
2. “细胞的结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一,下列叙述错误的是( )
A. 蛋白质合成旺盛的细胞中,其核孔数目较多
B. 叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积,有利于化学反应的高效进行
C. 唾液腺细胞中高尔基体较发达,有利于分泌蛋白的合成、加工和运输
D. 人成熟的红细胞无细胞核和细胞器,有利于血红蛋白运输氧气
3. 研究发现,核仁稳定性下降、线粒体功能失调等会引起细胞衰老。而当线粒体渗透性发生变化,其膜间隙中的细胞色素C等蛋白质会释放至细胞质,可激活一类被称为 Caspase的蛋白酶(凋亡执行者),进而引发一系列反应,最终导致细胞凋亡。据此分析,下列叙述正确的是( )
A. 线粒体功能失调会导致衰老细胞不能产生能量,物质运输功能降低
B. 线粒体广泛分布于发菜、绿藻、水绵等生物细胞中
C. 核仁稳定性下降和线粒体功能失调均可能通过影响基因的表达过程来引起细胞衰老
D. 线粒体膜间隙的蛋白质释放到细胞核中,直接激活凋亡基因转录,从而引发细胞凋亡
4. 头籽北极虾的肌细胞中存在一种冷适应型乳酸脱氢酶 (LDH-c)。低温下,该酶可高效催化丙酮酸转化为乳酸。酶的结构稳定是其降低活化能的基础,已知在一定范围内温度越高,因热变性而失活的酶分子数量越多。下图表示温度对LDH-c酶促反应速率的影响。下列叙述正确的是( )
A. LDH-c催化丙酮酸转化为乳酸的过程中会生成少量ATP
B. 若用LDH-c抑制剂处理,肌细胞呼吸速率将降为0
C. 7.5℃、22.5℃条件下,酶降低的活化能程度不同,反应速率相同
D 温度从30℃降低到10℃,LDH-c 酶活性先增大后减小
5. 科学研究发现,某植物细胞利用ATP酶和质子泵把细胞内的H+泵出,导致细胞外H+浓度较高,形成细胞内外的H+浓度差;“H+—蔗糖载体”能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 质子泵是蛋白质,同时具有运输功能和催化功能
B. 该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H+浓度的影响
C. 若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验,则该植物细胞不会发生质壁分离后自动复原的现象
D. 质子泵将H+运出细胞外的方式与蔗糖进入细胞方式相同
6. 基因型为YyGg的雄性果蝇(2n=8)体内,一个精原细胞所有核DNA分子的一条链均被32P标记,在含31P的培养液中进行减数分裂,观察到图示细胞,不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A. 该细胞形成过程中一定发生了基因重组
B. 该细胞中含有32P的DNA分子可能为2个
C. 该细胞形成精细胞DNA中可能不含有32P
D. 该精原细胞经减数分裂最终产生4种配子
7. 中心法则是遗传信息在细胞内转移的基本法则,如图是关于中心法则中的某些信息传递过程模式图,下列相关说法正确的是( )
A. 若C为DNA,D为DNA,则A是脱氧核苷酸,B可以是RNA聚合酶
B. 若C为DNA,D为RNA,则产物D均可编码多肽链
C. 若C为RNA,D为DNA,则HIV侵染T细胞后会发生该过程
D. 若B为核糖体,则C上任意3个碱基组成一个密码子
8. 下列有关生物学实验的说法,正确的是( )
A. 用光学显微镜观察洋葱根尖分生区有丝分裂中期细胞,染色体和纺锤体清晰可见
B. 菊花组织培养时,先诱导愈伤组织生芽再诱导生根,移栽前需在蛭石或珍珠岩环境中培养
C. DNA 粗提取实验中,研磨液过滤或离心后应取沉淀物加入95%冷酒精析出白色丝状DNA
D. 格里菲斯实验中使R型细菌转化为S型细菌的物质主要是DNA
9. 如图甲和乙是蛋白质翻译的过程。下列有关说法正确的是( )
说明:苯、甲、甘、天、色、丙分别代表苯丙氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸
A. 图甲合成的多肽链中氨基酸的排列顺序为天-甘-甲-苯-色-丙…
B. 图乙的右侧为 mRNA 的5'端
C. 甘氨酸的密码子为3'GCU5'
D. 图乙中合成的四条多肽链的氨基酸排列顺序不同
10. 2024年11月,国际领先的安赛搏植物细胞培养产线在西部 (重庆)科学城投产,该技术通过“外植体诱导愈伤组织→筛选优质的愈伤组织→通过设备扩大培养”的流程,实现天山雪莲细胞的工厂化生产。下列叙述错误的是( )
A. 进行植物细胞培养时需要对外植体进行消毒,以降低培养过程中杂菌污染的可能性
B. 外植体诱导形成愈伤组织时,培养体系中生长素和细胞分裂素的比例约为1:1
C. 诱导形成愈伤组织时需要给予光照,以满足植物光合作用的条件
D. 通过设备扩大培养的过程中,需严格控制温度、pH等培养条件
11. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述不正确的是( )
A. 在培养基中加入不同浓度的氯化钠,可筛选出抗盐突变的微生物
B. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 胚胎移植前可取囊胚期少量滋养层细胞进行性别鉴定和遗传病筛查
D. 甘蓝根细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体都是杂种细胞
12. 研究团队在某批次果汁样品中发现了高产胞外多糖的乳酸菌突变株,可以使果汁质地变得更绵密。为优化发酵工艺,研究人员用平板划线法进行乳酸菌突变株的纯培养,纯培养过程的部分操作步骤如图甲所示。图乙为三种不同的划线操作。下列叙述正确的是( )
A. 操作前图甲中培养皿、培养基应进行干热灭菌,接种环进行灼烧灭菌
B. 图甲中的步骤①倒平板后,应立即将培养皿倒置,以免冷凝水滴落污染培养基
C. 图乙中划线操作正确的是图B,进行该划线操作一共要灼烧接种环5次
D. 接种后在进行培养时需通入无菌空气,为乳酸菌突变株有氧呼吸提供条件
13. 鹌鹑(性别决定方式为ZW型)在繁殖期颈后部的长羽冠和短羽冠分别由基因G和g控制。现有一对繁殖期表现为短羽冠的雄性和长羽冠的雌性鹌鹑杂交,得到一雄一雌两只子代。对亲子代个体进行基因检测,电泳结果如图,不考虑基因位于性染色体同源区段的情况。下列叙述错误的是( )
A. 基因G和g位于常染色体上
B. ①和③是子代个体的基因检测结果
C. 若亲本继续繁殖,子代个体的基因型都相同
D. F1相互交配,子代繁殖期出现长羽冠雄性的概率为3/4
14. 荒漠植物的 Z 基因与其抗旱性强有关。科学家利用 Z 基因和农杆菌的 Ti 质粒(如图,T-DNA 为可转移的 DNA)构建表达载体,培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是( )
A. T-DNA 能整合到小麦细胞染色体上
B. 可用限制酶 ClaⅠ和 SacⅠ处理 Z 基因
C. 可用卡那霉素筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌
D. 可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
15. 研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ-1不含g基因。随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( )
A. Ⅲ-3个体的致病基因可追溯源自I-2
B. Ⅲ-5细胞中失活的X染色体源自母方
C. Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白
D. 若Ⅲ-6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2
二、简答题:(共55分)
16. 如图表示在光照、温度等条件适宜的情况下,环境中CO2浓度分别对甲、乙两种绿色植物光合速率的影响。CO2补偿点是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。请回答下列问题:
(1)植物甲将H2O分解为NADPH和氧气的过程中发生的能量转换是____。若其他环境条件不变,要使植物甲经过一昼夜(12小时白天,12小时黑夜)能获得有机物的积累,则白天CO2浓度必须大于____μmol/mL。
(2)在光照强度、温度等其他条件适宜情况下,将上述两种绿色植物置于初始CO2浓度为600 μmol/mL的同一密闭容器中。一段时间后,发现两种植物的光合速率都降低,其中光合速率首先开始降低的是植物____,若科研人员在密闭容器中通入一定量的18O2,结果在光合作用产生的有机物中检测到了18O,请写出该过程中氧元素的转移途径:____。
(3)干旱会导致绿色植物气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,植物乙比植物甲生长得更好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是____。
17. 库尔勒香梨主要种植在中国新疆的库尔勒和阿克苏地区,因其独特的香气和高品质深受消费者青睐。新疆地区频繁出现的极端低温天气,会对梨树的健康和产量产生严重影响。研究发现,HB基因家族编码的转录因子(一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子)在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥着关键作用。回答下列问题:
(1)研究人员分别在越冬初期(TB)、越冬最冷期(TM)、越冬末期(TF)分析了库尔勒香梨的3个HB基因(HB3、HB23、HB66)的相对表达水平,结果如图所示。
①在HB基因表达转录因子的过程中,核糖体在mRNA上沿________(填“3'端→5'端”或“5'端→3'端”)的方向移动。表达出的转录因子可通过________进入细胞核,能特异性识别相应抗寒基因上游的启动子,并与________酶结合,启动后续抗寒基因的转录过程。
②据图可知,HB3、HB23、HB66基因的相对表达水平均在________最高。请结合图示分析,低温胁迫下HB基因表达量变化对库尔勒香梨越冬的意义:________。
(2)研究人员进一步分析了HB基因的5′-ATG-3'(与转录模板链互补)碱基序列上游的启动子,发现有54.84%的启动子内都有低温响应诱导元件,有78.49%的启动子内含有脱落酸响应元件。
①HB基因的:5′-ATG-3'是编码氨基酸的起始位点,该位点对应的反密码子是5'-_______3'。在低温胁迫时,HB基因的启动子中________响应,可以使HB基因得以表达。
②据上述信息分析,为提高库尔勒香梨抗低温胁迫能力,可采取的有效措施是________。
18. 黄瓜卷须是其重要的形态特征之一,某研究团队在田间发现了一株黄瓜卷须缺陷突变体,并对相关基因进行了研究。现将该株黄瓜卷须缺陷突变体与卷须正常的植株进行杂交,结果如表所示。回答下列问题:
表型和株数
P
卷须正常
卷须缺陷
F1
均为卷须正常
F2
卷须正常
卷须缺陷
873株
272株
(1)黄瓜的卷须缺陷属于________(填“显性”或“隐性”)性状,控制卷须缺陷与卷须正常的基因的遗传遵循________定律,判断的依据是________。
(2)SSR是分布于黄瓜各条染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR3分别位于黄瓜的1号和3号染色体上,且在正常亲本和缺陷亲本中的长度不相同。为了对控制黄瓜卷须的基因进行染色体定位,电泳检测上述实验中的亲本、F1及F2中卷须缺陷植株的SSR1和SSR3的扩增产物,结果如图所示。
①据图推测,控制卷须的基因位于________(填“1号”或“3号”)染色体上。
②检测结果表明,15、17和40号卷须缺陷植株同时含有两个亲本的SSR1序列,其根本原因最可能是________。
③检测结果表明,包括15和40号卷须缺陷植株在内的半数植株同时含有两个亲本的SSR3序列,分析其根本原因最可能是________,随后产生的具有来自正常亲本3号染色体的配子与具有来自缺陷亲本3号染色体的配子受精发育而来。
19. 双特异性抗体可同时与癌细胞和免疫细胞特异性结合,它一端与癌细胞结合,一端与T细胞结合,将T细胞拉近癌细胞,大大提高了杀灭癌细胞的效率。CD19是癌细胞表面的抗原蛋白,CD3蛋白受体位于T细胞表面,与抗体结合后,其免疫功能得到激活。下图是研究人员通过杂交瘤细胞技术生产双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题:
(1)注射的抗原A是指________。
(2)对经HAT培养基选择培养后的杂交瘤细胞进行________,经过多次筛选,就可以获得足够数量的单克隆杂交瘤细胞。
(3)过程②和④所用诱导方法与诱导植物细胞融合所用方法的不同之处是_______。过程③培养杂交瘤细胞时要置于含有_______的混合气体的CO2培养箱中进行培养。过程⑤筛选获得的细胞具有的特点是_______。
(4)与从动物血清中分离的抗体相比,通过双杂交瘤细胞得到双特异性单克隆抗体的优点是_______(答出2点)。
20. 全球每年因农业活动释放的甲烷约60%来自稻田,稻田常用的磺酰脲类除草剂会抑制稻田甲烷氧化菌的活性,使它们降解甲烷的效率下降。为降低稻田甲烷排放,科研人员以图a所示质粒为载体,构建含编码除草剂水解酶的sulE基因的重组质粒,获得能够同时降解甲烷和磺酰脲类除草剂的工程菌株LW13-sulE,其中的T启动子是一种甲烷诱导型启动子。相应限制酶的酶切位点如图c所示。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增sulE基因时,体系中因参与反应不断消耗而浓度下降组分有________(答出两点即可),为了使目的基因和质粒能正确连接,应选用________酶对质粒切割处理。
(2)将重组质粒导入甲烷氧化菌前一般先用Ca2+处理,其目的是________。转化后再放入含甲烷的培养基中培养,其中甲烷的作用是________,筛选________的菌落为目的菌株。
(3)为确定目的基因是否与T启动子正确连接,科研人员进一步设计了相关引物如图d所示,应选择________(填选项)引物进行PCR扩增并检测产物是否符合预期大小。
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ①②
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威远中学校2026届高三上11月阶段性考试
生物学试题
一、选择题:(每题3分,共45分)
1. 下列对生物体有机物的相关叙述,正确的是( )
A. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
B. 胆固醇参与动植物细胞膜的组成,还参与血液中脂质的运输
C. 蛋白质中的N元素主要存在于氨基中,核酸中的N元素主要存在于碱基中
D. 脂肪、核酸、糖原等生物大分子都以碳链为基本骨架
【答案】A
【解析】
【详解】A、多肽链通过氢键形成二级结构,核酸单链如tRNA,可在链内形成氢键,形成特定的空间结构,A正确;
B、胆固醇是动物细胞膜的重要成分,此外还可参与血液中脂质的运输,植物细胞膜通常不含胆固醇,B错误;
C、蛋白质的氨基会与羧基发生脱水缩合过程,最终N元素主要存在于-CO-NH-结构中,核酸的N元素存在于碱基中,C错误;
D、生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸,均以碳链为骨架,脂肪不属于大分子,D错误。
故选A。
2. “细胞的结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一,下列叙述错误的是( )
A. 蛋白质合成旺盛的细胞中,其核孔数目较多
B. 叶绿体和线粒体以不同的方式增大膜面积,有利于化学反应的高效进行
C. 唾液腺细胞中高尔基体较发达,有利于分泌蛋白的合成、加工和运输
D. 人成熟的红细胞无细胞核和细胞器,有利于血红蛋白运输氧气
【答案】C
【解析】
【详解】A、核孔是核质间物质交换的通道,蛋白质合成旺盛的细胞需要更多RNA(如mRNA)通过核孔运输到细胞质,因此核孔数目较多,A正确;
B、叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒增大膜面积,线粒体通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积,两者均有利于酶促反应的高效进行,B正确;
C、分泌蛋白的合成是在核糖体上,内质网和高尔基体对分泌蛋白进行加工和运输,唾液腺细胞中核糖体、内质网和高尔基体较发达,有利于分泌蛋白的合成、加工和运输,因此,高尔基体与蛋白质的合成无关,C错误。
D、成熟红细胞无细胞核和细胞器,腾出空间容纳大量血红蛋白,有利于血红蛋白运输氧气,D正确。
故选C。
3. 研究发现,核仁稳定性下降、线粒体功能失调等会引起细胞衰老。而当线粒体渗透性发生变化,其膜间隙中的细胞色素C等蛋白质会释放至细胞质,可激活一类被称为 Caspase的蛋白酶(凋亡执行者),进而引发一系列反应,最终导致细胞凋亡。据此分析,下列叙述正确的是( )
A. 线粒体功能失调会导致衰老细胞不能产生能量,物质运输功能降低
B. 线粒体广泛分布于发菜、绿藻、水绵等生物细胞中
C. 核仁稳定性下降和线粒体功能失调均可能通过影响基因的表达过程来引起细胞衰老
D. 线粒体膜间隙的蛋白质释放到细胞核中,直接激活凋亡基因转录,从而引发细胞凋亡
【答案】C
【解析】
【详解】A、线粒体功能失调会导致ATP合成减少,但细胞质基质仍可通过无氧呼吸产生少量ATP,A错误;
B、发菜属于蓝藻(原核生物),其细胞中不含线粒体,而绿藻和水绵为真核生物,含有线粒体,B错误;
C、核仁与核糖体形成有关,核仁稳定性下降会影响蛋白质(酶)的合成,从而干扰基因表达;线粒体功能失调导致能量供应不足,可能影响基因表达所需酶和原料的合成,两者均可能通过影响基因表达引发细胞衰老,C正确;
D、线粒体膜间隙的细胞色素C释放至细胞质后激活Caspase蛋白酶,而非直接进入细胞核激活凋亡基因转录,D错误。
故选C。
4. 头籽北极虾的肌细胞中存在一种冷适应型乳酸脱氢酶 (LDH-c)。低温下,该酶可高效催化丙酮酸转化为乳酸。酶的结构稳定是其降低活化能的基础,已知在一定范围内温度越高,因热变性而失活的酶分子数量越多。下图表示温度对LDH-c酶促反应速率的影响。下列叙述正确的是( )
A. LDH-c催化丙酮酸转化为乳酸的过程中会生成少量ATP
B. 若用LDH-c抑制剂处理,肌细胞的呼吸速率将降为0
C. 7.5℃、22.5℃条件下,酶降低的活化能程度不同,反应速率相同
D. 温度从30℃降低到10℃,LDH-c 酶活性先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A、丙酮酸转化为乳酸属于无氧呼吸第二阶段,无氧呼吸仅第一阶段产生少量ATP,第二阶段不产生ATP。因此,LDH-c 催化该过程不会生成 ATP,A错误;
B、肌细胞可进行有氧呼吸和无氧呼吸,LDH-c仅参与无氧呼吸的乳酸发酵过程。即使用 LDH-c 抑制剂,肌细胞仍可通过有氧呼吸维持呼吸速率,不会降为0,B错误;
C、从图中可见,7.5℃和 22.5℃时反应速率相同。酶降低活化能的程度与酶活性直接相关:7.5℃时酶活性较低(但热变性少),22.5℃时酶因热变性失活较多(但初始活性高),最终反应速率相同,但酶降低活化能的程度不同,C正确;
D、由图可知,该酶的最适温度在15℃,温度从30℃降低到10℃时,30℃下已因热变性失活的酶无法恢复活性,D错误。
故选C。
5. 科学研究发现,某植物细胞利用ATP酶和质子泵把细胞内的H+泵出,导致细胞外H+浓度较高,形成细胞内外的H+浓度差;“H+—蔗糖载体”能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 质子泵是蛋白质,同时具有运输功能和催化功能
B. 该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H+浓度的影响
C. 若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验,则该植物细胞不会发生质壁分离后自动复原的现象
D. 质子泵将H+运出细胞外的方式与蔗糖进入细胞方式相同
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:植物细胞利用ATP酶和质子泵把细胞内的H+泵出,可见细胞内的H+泵出需要消耗能量,需要载体,为主动运输,H+-蔗糖载体”能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞,可见该植物细胞在蔗糖溶液中,可以吸收外界溶液的蔗糖,会发生质壁分离自动复原。
【详解】A、由图可知,质子泵作为载体蛋白,可以催化ATP水解,同时运输H+,所以同时具有运输功能和催化功能,A正确;
B、由于温度影响酶的活性,因此影响H+的运输,从而影响膜外H+的浓度,而蔗糖的运输是由“H+-蔗糖载体”依靠H+浓度差完成的,所以该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H+浓度的影响,B正确;
C、若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验,如果外界蔗糖溶液浓度过高,会导致该植物细胞发生质壁分离现象,但蔗糖可以进入细胞,增加细胞液的浓度,所以该植物细胞会发生质壁分离后自动复原的现象,C错误;
D、质子泵将H+运出细胞外的方式与蔗糖进入细胞方式相同,都是从低浓度向高浓度运输的主动运输,D正确。
故选C。
6. 基因型为YyGg的雄性果蝇(2n=8)体内,一个精原细胞所有核DNA分子的一条链均被32P标记,在含31P的培养液中进行减数分裂,观察到图示细胞,不考虑突变。下列叙述错误的是( )
A. 该细胞形成过程中一定发生了基因重组
B. 该细胞中含有32P的DNA分子可能为2个
C. 该细胞形成精细胞DNA中可能不含有32P
D. 该精原细胞经减数分裂最终产生4种配子
【答案】B
【解析】
【详解】A、图示细胞处于减数第二次分裂后期,细胞中出现G和g基因,且该果蝇基因型为YyGg,说明在减数第一次分裂前期(含Gg的同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换)发生了基因重组,A正确;
BC、雄性果蝇体细胞中含有8条染色体,由于一个精原细胞所有核DNA分子的一条链均被32P标记,在含31P的培养液中进行减数分裂,因此该细胞中每条染色体中只有一条染色单体具有32P标记,根据图示可知细胞处于减数第二次分裂后期,说明该初级精母细胞在减数第一次分裂时同源染色体之间发生了交换,故该细胞中含有32P的DNA分子可能为4个或5个,该细胞继续分裂,由于着丝粒分裂,染色单体形成的染色体,随机移向两极,可能出现不含32P的DNA都移向一极,故形成的精细胞DNA中可能不含有32P,B错误,C正确;
D、由于该细胞形成过程中发生了基因重组,所以该精原细胞经减数分裂最终产生4种配子,即YG、Yg、yG、yg,D正确。
故选B。
7. 中心法则是遗传信息在细胞内转移的基本法则,如图是关于中心法则中的某些信息传递过程模式图,下列相关说法正确的是( )
A. 若C为DNA,D为DNA,则A是脱氧核苷酸,B可以是RNA聚合酶
B. 若C为DNA,D为RNA,则产物D均可编码多肽链
C. 若C为RNA,D为DNA,则HIV侵染T细胞后会发生该过程
D. 若B为核糖体,则C上任意3个碱基组成一个密码子
【答案】C
【解析】
【分析】中心法则所要阐述的内容就是生物界遗传信息的流动方向,即遗传信息可以从DNA流向DNA,也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,但遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质,也不能从蛋白质流向RNA或DNA;发展后的中心法则又增添了从RNA流向RNA和从RNA流向DNA,即RNA复制和逆转录。
【详解】A、若C为DNA,D为DNA,则该过程表示DNA复制过程,原料是脱氧核苷酸,酶是DNA聚合酶和解旋酶,A错误;
B、若C为DNA,D为RNA,则该过程表示转录过程,产物D包括rRNA、mRNA和tRNA,其中可以编码多肽链只有mRNA,B错误;
C、若C为RNA,D为DNA,则该过程表示逆转录过程,HIV是逆转录病毒,因此HIV侵染T细胞后,会在T细胞中增殖,会发生该过程,C正确;
D、若B为核糖体,则该过程表示翻译过程,C为mRNA,并非任意3个碱基就组成一个密码子,D错误。
故选C。
8. 下列有关生物学实验的说法,正确的是( )
A. 用光学显微镜观察洋葱根尖分生区有丝分裂中期细胞,染色体和纺锤体清晰可见
B. 菊花组织培养时,先诱导愈伤组织生芽再诱导生根,移栽前需在蛭石或珍珠岩环境中培养
C. DNA 粗提取实验中,研磨液过滤或离心后应取沉淀物加入95%冷酒精析出白色丝状DNA
D. 格里菲斯实验中使R型细菌转化为S型细菌的物质主要是DNA
【答案】B
【解析】
【详解】A、洋葱根尖分生区有丝分裂中期,染色体形态固定、数目清晰,但纺锤体是光学显微镜下看不到的(纺锤体由微管组成,需电子显微镜观察),A错误;
B、菊花组织培养时,先诱导愈伤组织生芽再诱导生根,移栽前需在蛭石或珍珠岩等环境炼苗,使其适应外界环境,B正确;
C、DNA粗提取实验中,研磨液过滤或离心后应取上清液(DNA溶解在上清液中),加入95%冷酒精析出白色丝状DNA,不是沉淀物,C错误;
D、格里菲斯实验仅发现S型细菌中存在“转化因子”,但未明确其化学本质为DNA,D错误。
故选B。
9. 如图甲和乙是蛋白质翻译的过程。下列有关说法正确的是( )
说明:苯、甲、甘、天、色、丙分别代表苯丙氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸
A. 图甲合成的多肽链中氨基酸的排列顺序为天-甘-甲-苯-色-丙…
B. 图乙的右侧为 mRNA 的5'端
C. 甘氨酸的密码子为3'GCU5'
D. 图乙中合成的四条多肽链的氨基酸排列顺序不同
【答案】B
【解析】
【详解】A、tRNA携带氨基酸的一侧是3'端(从携带氨基酸的一侧开始读反密码子),故甲图中mRNA从左往右是翻译方向(5'→3'),故合成氨基酸的顺序为苯-甲-甘-天-色-丙,A错误;
B、翻译时,核糖体沿mRNA的5'→3'移动,根据肽链的长短可知,越长的合成的时间越早,翻译方向为从右往左,因此图乙的右侧为 mRNA 的5'端,B正确;
C、图甲中翻译的方向是从右向左进行,因此甘氨酸的密码子为5'GCU3',C错误;
D、乙图中是相同模板链进行翻译,但是目前合成的四条多肽链长短不一致,氨基酸的排列顺序是相同的,D错误。
故选B。
10. 2024年11月,国际领先的安赛搏植物细胞培养产线在西部 (重庆)科学城投产,该技术通过“外植体诱导愈伤组织→筛选优质的愈伤组织→通过设备扩大培养”的流程,实现天山雪莲细胞的工厂化生产。下列叙述错误的是( )
A. 进行植物细胞培养时需要对外植体进行消毒,以降低培养过程中杂菌污染的可能性
B. 外植体诱导形成愈伤组织时,培养体系中生长素和细胞分裂素的比例约为1:1
C. 诱导形成愈伤组织时需要给予光照,以满足植物光合作用的条件
D. 通过设备扩大培养的过程中,需严格控制温度、pH等培养条件
【答案】C
【解析】
【详解】A、外植体需进行消毒处理(如酒精和次氯酸钠),以减少杂菌污染,但消毒不同于灭菌(灭菌会彻底杀灭微生物),A正确;
B、诱导愈伤组织时,生长素与细胞分裂素的比例约为1:1,可促进细胞脱分化形成愈伤组织,B正确;
C、愈伤组织的形成需脱分化,此过程需避光条件(光照可能诱导分化),C错误;
D、扩大培养需稳定环境条件(如温度、pH)以保证细胞正常代谢,D正确。
故选C。
11. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述不正确的是( )
A. 在培养基中加入不同浓度的氯化钠,可筛选出抗盐突变的微生物
B. 制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 胚胎移植前可取囊胚期少量滋养层细胞进行性别鉴定和遗传病筛查
D. 甘蓝根细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体的都是杂种细胞
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,在经过三次筛选:①筛选能够产生单一抗体的B淋巴细胞②筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)③筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测:专一抗体检验阳性,获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞。最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、在培养基中添加不同浓度氯化钠可创造选择压力,只有抗盐突变微生物能在高盐环境中生存,因此该法能筛选抗盐突变体,A正确;
B、制备单克隆抗体时,初次筛选获得杂交瘤细胞,二次筛选需通过抗原-抗体杂交(分子水平)确认所需抗体,B正确;
C、囊胚滋养层细胞可用于遗传学分析(如性别鉴定、遗传病筛查),且取样不影响胚胎发育,C正确;
D、甘蓝根细胞无叶绿体,白菜叶肉细胞原生质体自身含叶绿体,未融合的白菜原生质体再生后仍可见叶绿体,故观察到叶绿体的不一定是杂种细胞,D错误。
故选D。
12. 研究团队在某批次果汁样品中发现了高产胞外多糖的乳酸菌突变株,可以使果汁质地变得更绵密。为优化发酵工艺,研究人员用平板划线法进行乳酸菌突变株的纯培养,纯培养过程的部分操作步骤如图甲所示。图乙为三种不同的划线操作。下列叙述正确的是( )
A. 操作前图甲中培养皿、培养基应进行干热灭菌,接种环进行灼烧灭菌
B. 图甲中的步骤①倒平板后,应立即将培养皿倒置,以免冷凝水滴落污染培养基
C. 图乙中划线操作正确的是图B,进行该划线操作一共要灼烧接种环5次
D. 接种后在进行培养时需通入无菌空气,为乳酸菌突变株有氧呼吸提供条件
【答案】C
【解析】
【详解】A、培养基应采用高压蒸汽灭菌,而非干热灭菌;接种环采用灼烧灭菌,A错误;
B、倒平板后需待培养基冷却凝固后再倒置,若立即倒置,未凝固的培养基会流出,B错误;
C、平板划线法的正确操作是图 B(每次划线从上次末端开始,实现梯度稀释)。划线过程中,每次划线前及最后一次划线后均需灼烧接种环,图B共4次划线,需灼烧5次,C正确;
D、乳酸菌是厌氧菌,培养时需创造无氧环境,不能通入空气,D错误。
故选C。
13. 鹌鹑(性别决定方式为ZW型)在繁殖期颈后部的长羽冠和短羽冠分别由基因G和g控制。现有一对繁殖期表现为短羽冠的雄性和长羽冠的雌性鹌鹑杂交,得到一雄一雌两只子代。对亲子代个体进行基因检测,电泳结果如图,不考虑基因位于性染色体同源区段的情况。下列叙述错误的是( )
A. 基因G和g位于常染色体上
B. ①和③是子代个体的基因检测结果
C. 若亲本继续繁殖,子代个体的基因型都相同
D. F1相互交配,子代繁殖期出现长羽冠雄性的概率为3/4
【答案】D
【解析】
【详解】若基因在Z染色体上,繁殖期表现出短羽冠的雄性基因型为ZgZg,和一繁殖期表现出长羽冠的雌性鹌鹑(基因型为ZGW)杂交,子代为ZGZg和ZgW,根据电泳结果,四个个体两个杂合子两个纯合子,且两个纯合子基因型不同,和题目不符;若基因在常染色体上,短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为GG,子代的基因型Gg,则1和3是子代,2和4是亲代,与题目相符。若短羽冠的雄性基因型为gg,长羽冠的雌性鹌鹑基因型为Gg,子代基因型为Gg和gg,与题目不符,故亲本的基因型为gg(雄性)和GG(雌性),子代个体的基因型都是Gg,若亲本继续繁殖,子代个体的基因型都相同, F1的基因型为Gg,相互交配,子代中GG:Gg:gg=1:2:1,无论雌雄都是长羽冠:短羽冠=3:1,所以子代繁殖期出现雄性长羽冠的概率为1/2×3/4=3/8,ABC正确,D错误。
故选D。
14. 荒漠植物的 Z 基因与其抗旱性强有关。科学家利用 Z 基因和农杆菌的 Ti 质粒(如图,T-DNA 为可转移的 DNA)构建表达载体,培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是( )
A. T-DNA 能整合到小麦细胞染色体上
B. 可用限制酶 ClaⅠ和 SacⅠ处理 Z 基因
C. 可用卡那霉素筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌
D. 可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
【答案】B
【解析】
【详解】A、农杆菌侵染植物细胞后,能将Ti质粒上的T- DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上,A正确;
B、限制酶ClaI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点,且会破坏标记基因卡那霉素抗性基因,限制酶SacI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点,且会破坏复制起点,不能用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因,B错误;
C、农杆菌Ti质粒上存在卡那霉素抗性基因,可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌,C正确;
D、荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关,可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状,D正确。
故选B。
15. 研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ-1不含g基因。随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( )
A. Ⅲ-3个体的致病基因可追溯源自I-2
B. Ⅲ-5细胞中失活的X染色体源自母方
C. Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白
D. 若Ⅲ-6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2
【答案】C
【解析】
【分析】基因的分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、Ⅱ-1、Ⅱ-2不患该病,但后代Ⅲ-3患该病,且Ⅱ-1不含g基因,所以该病为伴X染色体隐性遗传病,由于Ⅱ-1不含g基因,所以Ⅲ-3的致病基因来自Ⅱ-2,Ⅱ-2的致病基因来自Ⅰ-1,而不是Ⅰ-2,A错误;
B、已知Ⅱ-4基因型为XGY,Ⅱ-3的基因型为XgXg,Ⅲ-5的基因型为XGXg,随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白,说明两条X染色体都有可能失活,所以Ⅲ-5细胞中失活的X染色体不一定源自母方,B错误;
C、已知Ⅱ-1不含g基因,其基因型为XGY,Ⅱ-2的基因型为XGXg,Ⅲ-2的基因型为XGXG或XGXg,若其基因型为XGXG,则所有细胞中都检测不出g蛋白,所以Ⅲ-2所有细胞中可能检测不出g蛋白,C正确;
D、已知Ⅱ-4基因型为XGY,Ⅱ-3的基因型为XgXg,Ⅲ-6的基因型为XGXg,与某男性(X?Y)婚配,生出不患该遗传病男孩(XGY)的概率为1/4,D错误。
故选C。
二、简答题:(共55分)
16. 如图表示在光照、温度等条件适宜情况下,环境中CO2浓度分别对甲、乙两种绿色植物光合速率的影响。CO2补偿点是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。请回答下列问题:
(1)植物甲将H2O分解为NADPH和氧气的过程中发生的能量转换是____。若其他环境条件不变,要使植物甲经过一昼夜(12小时白天,12小时黑夜)能获得有机物的积累,则白天CO2浓度必须大于____μmol/mL。
(2)在光照强度、温度等其他条件适宜情况下,将上述两种绿色植物置于初始CO2浓度为600 μmol/mL的同一密闭容器中。一段时间后,发现两种植物的光合速率都降低,其中光合速率首先开始降低的是植物____,若科研人员在密闭容器中通入一定量的18O2,结果在光合作用产生的有机物中检测到了18O,请写出该过程中氧元素的转移途径:____。
(3)干旱会导致绿色植物气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,植物乙比植物甲生长得更好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是____。
【答案】(1) ①. 光能转化为ATP(和NADPH)中活跃的化学能 ②. 150
(2) ①. 甲 ②. 18O2→H218O→C18O2→(CH218O)
(3)植物乙的CO2补偿点低于植物甲,植物乙能够更好地适应CO2浓度较低的环境
【解析】
【分析】分析图示可知,图示描述的是二氧化碳浓度对甲、乙两种植物光合速率的影响,二氧化碳浓度为350μmol/mL时,乙植物已达到最大光合速率,而甲植物还没有达到最大光合速率,真光合速率=净光合速率+呼吸速率,由图可知,甲植物的呼吸速率大于乙植物,二氧化碳浓度为350μmol/mL时,二者的净光合速率相等,甲植物的真光合速率大于乙植物的真光合速率。
【小问1详解】
植物甲将H2O分解为NADPH和氧气是光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,其发生的能量转换是光能转化为ATP(和NADPH)中活跃的化学能。植物甲经过一昼夜呼吸作用消耗=24×20μmol/mL=480μmol/mL,光合作用固定速率= 480/12μmol/mL=40μmol/mL,则净光合速率=真正的光合速率-呼吸速率=40μmol/mL-20 μmol/mL=20 μmol/mL,由图可知,要想获得有机物的积累,则白天净光合速率要大于20μmol/mL,因此CO2浓度必须大于150μmol/mL。
【小问2详解】
在光照强度、温度等其他条件适宜情况下,将上述两种绿色植物置于初始CO2浓度为600 μmol/mL的同一密闭容器中,此时甲、乙两植物都达到了CO2饱和点,随着光合作用的进行,容器中CO2浓度逐渐降低;植物甲CO2饱和点大于植物乙CO2饱和点,所以当CO2浓度降低时植物甲光合速率首先降低。当通入一定量的18O2时,氧气中的氧元素首先会进入线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段,转移至H218O中,产生的H218O会参与有氧呼吸的第二阶段,与丙酮酸结合后可转移至C18O2中,从线粒体中释放出的C18O2会进入叶绿体中参与光合作用的暗反应阶段,生成糖类(CH218O),故该过程中氧元素的转移途径为:18O2→H218O→C18O2→(CH218O)。
【小问3详解】
干旱会导致绿色植物气孔开度减小,CO2吸收减少,由于植物乙的CO2补偿点低于植物甲,则植物乙能够更好地适应CO2浓度较低的环境,因此光合作用受影响较小的植物是植物乙,植物乙比植物甲生长得更好。
17. 库尔勒香梨主要种植在中国新疆库尔勒和阿克苏地区,因其独特的香气和高品质深受消费者青睐。新疆地区频繁出现的极端低温天气,会对梨树的健康和产量产生严重影响。研究发现,HB基因家族编码的转录因子(一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子)在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥着关键作用。回答下列问题:
(1)研究人员分别在越冬初期(TB)、越冬最冷期(TM)、越冬末期(TF)分析了库尔勒香梨的3个HB基因(HB3、HB23、HB66)的相对表达水平,结果如图所示。
①在HB基因表达转录因子的过程中,核糖体在mRNA上沿________(填“3'端→5'端”或“5'端→3'端”)的方向移动。表达出的转录因子可通过________进入细胞核,能特异性识别相应抗寒基因上游的启动子,并与________酶结合,启动后续抗寒基因的转录过程。
②据图可知,HB3、HB23、HB66基因的相对表达水平均在________最高。请结合图示分析,低温胁迫下HB基因表达量变化对库尔勒香梨越冬的意义:________。
(2)研究人员进一步分析了HB基因的5′-ATG-3'(与转录模板链互补)碱基序列上游的启动子,发现有54.84%的启动子内都有低温响应诱导元件,有78.49%的启动子内含有脱落酸响应元件。
①HB基因的:5′-ATG-3'是编码氨基酸的起始位点,该位点对应的反密码子是5'-_______3'。在低温胁迫时,HB基因的启动子中________响应,可以使HB基因得以表达。
②据上述信息分析,为提高库尔勒香梨抗低温胁迫能力,可采取的有效措施是________。
【答案】(1) ①. 5'端→3'端 ②. 核孔 ③. RNA聚合 ④. 越冬最冷期 ⑤. 低温胁迫下HB基因表达量增加,可增强库尔勒香梨对低温的抵抗能力
(2) ①. CAU ②. 低温响应诱导元件 ③. 利用适宜浓度的脱落酸处理库尔勒香梨植株,以增强HB基因的表达
【解析】
【分析】基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,主要在细胞核中进行;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,发生在核糖体上。
【小问1详解】
①翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,翻译时核糖体的移动方向是从mRNA的5'端到3'端。翻译的场所是在核糖体,那么表达出的转录因子可以通过核孔进入细胞核,特异性识别相应抗寒基因上游的启动子,启动后续抗寒基因的转录过程,转录过程中需要的是RNA聚合酶,故其进入细胞核后与RNA聚合酶结合。
②分析题图可知,HB3、HB23、HB66这3个基因的相对表达水平均在TM(越冬最冷期)时最高。据图可知,温度越低,HB基因表达量越高,其表达产物转录因子越多,启动更多抗寒基因的转录,即低温胁迫下HB基因表达量增加,可增强库尔勒香梨对低温的抵抗能力。
【小问2详解】
①HB基因的5′-ATG-3'是编码氨基酸的起始位点,那么它的模板链为5′-CAT-3',转录出来的mRNA为5′-AUG-3',在翻译时密码子和反密码子碱基互补配对,故与其配对的反密码子为5'-CAU-3'。在受到低温胁迫时,HB基因的启动子中低温响应诱导元件响应,HB基因表达转录因子,转录因子通过结合基因启动子,启动抗寒基因的表达。
②HB基因的启动子中有78.49%的启动子内含有脱落酸响应元件,故可利用适宜浓度的脱落酸处理库尔勒香梨植株,以增强HB基因的表达来提高库尔勒香梨抗低温胁迫能力。
18. 黄瓜卷须是其重要的形态特征之一,某研究团队在田间发现了一株黄瓜卷须缺陷突变体,并对相关基因进行了研究。现将该株黄瓜卷须缺陷突变体与卷须正常的植株进行杂交,结果如表所示。回答下列问题:
表型和株数
P
卷须正常
卷须缺陷
F1
均为卷须正常
F2
卷须正常
卷须缺陷
873株
272株
(1)黄瓜的卷须缺陷属于________(填“显性”或“隐性”)性状,控制卷须缺陷与卷须正常的基因的遗传遵循________定律,判断的依据是________。
(2)SSR是分布于黄瓜各条染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR3分别位于黄瓜的1号和3号染色体上,且在正常亲本和缺陷亲本中的长度不相同。为了对控制黄瓜卷须的基因进行染色体定位,电泳检测上述实验中的亲本、F1及F2中卷须缺陷植株的SSR1和SSR3的扩增产物,结果如图所示。
①据图推测,控制卷须的基因位于________(填“1号”或“3号”)染色体上。
②检测结果表明,15、17和40号卷须缺陷植株同时含有两个亲本的SSR1序列,其根本原因最可能是________。
③检测结果表明,包括15和40号卷须缺陷植株在内的半数植株同时含有两个亲本的SSR3序列,分析其根本原因最可能是________,随后产生的具有来自正常亲本3号染色体的配子与具有来自缺陷亲本3号染色体的配子受精发育而来。
【答案】(1) ①. 隐性 ②. 分离 ③. F1卷须正常个体杂交所得F2卷须正常与缺陷满足3:1的性状分离比
(2) ①. 1号 ②. F1在减数分裂Ⅰ前期时,SSR1所在染色体片段发生了互换 ③. F1减数分裂时同源染色体分离,1号与3号非同源染色体自由组合
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
小问1详解】
F1卷须正常个体杂交所得F2卷须正常与缺陷满足3:1的性状分离比,因此控制卷须缺陷与卷须正常的基因的遗传遵循基因的分离定律。黄瓜的卷须缺陷属于隐性性状,卷须正常属于显性性状。
【小问2详解】
①由电泳图谱可知,F2卷须缺陷植株中都含有缺陷亲本的SSR1,而SSR1和SSR3分别位于黄瓜的1号和3号染色体上,故推测控制卷须的基因位于1号染色体上。
②由电泳图谱可知,F2卷须缺陷植株中15、17和40号卷须缺陷植株同时含有两个亲本的SSR1序列,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期时,SSR1所在染色体片段发生了互换,产生了同时含正常亲本和缺陷亲本的SSR1的配子。
③包括15和40号卷须缺陷植株在内的半数植株同时含有两个亲本的SSR3序列,根本原因是F1减数分裂时同源染色体分离,1号与3号非同源染色体自由组合,随后产生的具有来自正常亲本3号染色体的配子与具有来自缺陷亲本3号染色体的配子受精发育而来。
19. 双特异性抗体可同时与癌细胞和免疫细胞特异性结合,它一端与癌细胞结合,一端与T细胞结合,将T细胞拉近癌细胞,大大提高了杀灭癌细胞的效率。CD19是癌细胞表面的抗原蛋白,CD3蛋白受体位于T细胞表面,与抗体结合后,其免疫功能得到激活。下图是研究人员通过杂交瘤细胞技术生产双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题:
(1)注射的抗原A是指________。
(2)对经HAT培养基选择培养后的杂交瘤细胞进行________,经过多次筛选,就可以获得足够数量的单克隆杂交瘤细胞。
(3)过程②和④所用诱导方法与诱导植物细胞融合所用方法的不同之处是_______。过程③培养杂交瘤细胞时要置于含有_______的混合气体的CO2培养箱中进行培养。过程⑤筛选获得的细胞具有的特点是_______。
(4)与从动物血清中分离的抗体相比,通过双杂交瘤细胞得到双特异性单克隆抗体的优点是_______(答出2点)。
【答案】(1)CD3蛋白受体
(2)克隆化培养和抗体检测
(3) ①. 可用灭活的病毒诱导法 ②. 95%空气和5%CO2 ③. 既能大量增殖,又能产生双特异性抗体
(4)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(特异性强)、可以大量制备、双特异性单克隆抗体可以识别两种抗原、大大提高杀灭癌细胞效率(答出两点即可)
【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;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,即用培养基培养或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】
给小鼠注射CD19蛋白,是为了从小鼠的脾脏中获得已免疫的B淋巴细胞,该细胞能够产生特定抗体;分析题意,本过程的目的是得到双特异性抗体,故为保证最终双特异性抗体的产生,注射的抗原A应是CD3蛋白受体。
【小问2详解】
对经HAT培养基选择培养后的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,就可以获得足够数量的单克隆杂交瘤细胞。
【小问3详解】
过程②和④是诱导动物细胞融合,该过程所用诱导方法与诱导植物细胞融合所用方法的不同之处是可用灭活的病毒诱导法。过程③培养杂交瘤细胞时的气体条件是95%空气加5%CO2的混合气体,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH;过程⑤是融合细胞的筛选,筛选后得到的细胞是杂交瘤细胞,特点是既能无限增殖,又能产生双特异性抗体。
【小问4详解】
双特异性单克隆抗体的优点是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(特异性强)、可以大量制备、双特异性单克隆抗体可以识别两种抗原、大大提高杀灭癌细胞效率。
20. 全球每年因农业活动释放的甲烷约60%来自稻田,稻田常用的磺酰脲类除草剂会抑制稻田甲烷氧化菌的活性,使它们降解甲烷的效率下降。为降低稻田甲烷排放,科研人员以图a所示质粒为载体,构建含编码除草剂水解酶的sulE基因的重组质粒,获得能够同时降解甲烷和磺酰脲类除草剂的工程菌株LW13-sulE,其中的T启动子是一种甲烷诱导型启动子。相应限制酶的酶切位点如图c所示。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增sulE基因时,体系中因参与反应不断消耗而浓度下降的组分有________(答出两点即可),为了使目的基因和质粒能正确连接,应选用________酶对质粒切割处理。
(2)将重组质粒导入甲烷氧化菌前一般先用Ca2+处理,其目的是________。转化后再放入含甲烷的培养基中培养,其中甲烷的作用是________,筛选________的菌落为目的菌株。
(3)为确定目的基因是否与T启动子正确连接,科研人员进一步设计了相关引物如图d所示,应选择________(填选项)引物进行PCR扩增并检测产物是否符合预期大小。
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ①②
【答案】(1) ① 引物和脱氧核苷酸 ②. XmaⅠ和BclⅠ
(2) ①. 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 提供碳源且诱导sulE基因表达 ③. 能在含氨苄青霉素的培养基生长且不发绿色荧光 (3)A
【解析】
【分析】1、PCR技术是对体内DNA复制过程的模仿,也需要模板、原料、酶和引物等。待扩增的DNA分子是模板,原料是4种脱氧核苷三磷酸,即dNTP,N代表A、T、G、C四种碱基。
2、基因工程的基本操作步骤包括获取目的基因、构建重组DNA分子、将重组DNA 分子导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
【小问1详解】
在PCR技术获取sulE基因时,随着DNA的合成,体系中因参与反应不断消耗而浓度下降的组分有引物和脱氧核苷酸,因为在DNA合成过程中引物和原料在不断被消耗,为了使目的基因和质粒能正确连接,需要通过双酶切实现,根据图示可知,在构建重组DNA分子时,需要获得具有相同黏性末端的目的基因和质粒,为保证目的基因的完整性,再结合图中目的基因的转录方向以及质粒的转录方向分析,质粒应选择BclⅠ和BamHⅠ进行酶切,因为BamHⅠ和BclⅠ酶切所产生的黏性末端相同,SmaⅠ和XmaⅠ限制酶识别序列是一样的,只是切割位点不一样,因此质粒上SmaⅠ识别序列可以被XmaⅠ酶切,获得和目的基因一段相同的黏性末端。综上所述,质粒上SmaⅠ限制酶识别序列用XmaⅠ酶切,与目的基因用XmaⅠ酶切获得的黏性末端一侧相连;质粒用BclⅠ酶切获得的黏性末端和目的基因用BamHⅠ酶切获得的黏性末端相连,因此科研人员利用限制酶和E.coliDNA连接酶将sulE基因正确插入图1所示质粒时,应选用XmaⅠ、BclⅠ酶对质粒进行酶切处理。
【小问2详解】
将重组质粒导入甲烷氧化菌前一般先用Ca2+处理,这样可以提高转化效率,因为处理后的甲烷氧化菌处于容易吸收外源DNA的状态,转化后再放入含甲烷的培养基中培养,其中甲烷可提供碳源且诱导sulE基因表达(因为T启动子是一种甲烷诱导型启动子),筛选能在含氨苄青霉素的培养基生长且不发绿色荧光的菌落作为目的菌株。因为构建重组质粒中含有氨苄青霉素的抗性基因,没有导入质粒和没有导入重组质粒的甲烷氧化菌均不能存活。重组质粒上绿色荧光蛋白基因被破坏,而空白质粒含有绿色荧光蛋白基因,因此成功导入重组质粒的甲烷氧化菌不能发绿色荧光。
【小问3详解】
T启动子是一种甲烷诱导型启动子,因此甲烷除了提供碳源外,还可诱导目的基因的表达,为确定目的基因是否与T启动子正确连接,根据图示引物的位置可知,选择引物①③可扩增出目的基因和T启动子结合的序列,且不浪费资源,(若选择①④,即使没有实现和目的基因的重组,也有PCR扩增产物),A正确。
故选A。
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