精品解析:河南省新蔡县第一高级中学2025-2026学年高二下学期4月考试生物试题
2026-04-16
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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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 驻马店市 |
| 地区(区县) | 新蔡县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.14 MB |
| 发布时间 | 2026-04-16 |
| 更新时间 | 2026-04-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57378355.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:
新蔡一高2025-2026学年高二下四月份月考生物试卷
一、单选题(每空2分,共40分)
1. 小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,细胞周期基本相同,但上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角,且黏附在培养瓶内壁上;而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述正确的是( )
A. 培养液需要定期更换的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染
B. 细胞培养应在CO2培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C. 该淋巴细胞可能会因为细胞密度过大等因素而分裂受阻
D. 对该上皮细胞传代培养时,可直接用离心法收集
2. 英国某医院的医生利用基因诊断和胚胎筛选技术,使一对拥有乳腺癌家族病史的英国夫妇顺利孕育了一名排除乳腺癌隐患的婴儿。下列有关叙述不正确的是( )
A. 这项技术属于“设计试管婴儿”,该技术的使用应受到限制
B. 该项技术中涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
C. 为保证胚胎移植成功,可将受精卵在体外培养至原肠胚时期
D. 在进行乳腺癌基因诊断时可运用PCR技术
3. “蒲萄酒、金叵罗,吴姬十五细马驮。”诗中提及的“蒲萄酒”即葡萄酒,是人类利用酵母菌的发酵制作而来。通过醋酸菌的发酵作用还可以制作葡萄醋。下列有关果酒和果醋制作的说法,正确的是( )
A. 酵母菌和醋酸菌都属于真核生物
B. 当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇直接转化成醋酸
C. 在酒精发酵旺盛时,醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸
D. 制作果酒过程应先通入无菌空气,促进酵母菌大量繁殖
4. 发酵工程中,将获得的微生物细胞制品称为单细胞蛋白,单细胞蛋白的营养含量丰富,蛋白质含量高,可直接制作成食品,或者作为食品添加剂和饲料添加剂使用。下列叙述错误的是( )
A. 通过发酵工程获得单细胞蛋白比农业和畜牧业获得蛋白质的周期短,不受季节地域限制
B. 通过发酵工程获得单细胞蛋白的发酵原料取材广泛,可以做到“废弃物资源化”
C. 单细胞蛋白并不是蛋白质的纯净物,其得名是因为细胞干重中蛋白质的含量多
D. 在发酵产物的分离环节,可以通过离心、沉淀、蒸馏、萃取的方法获得单细胞蛋白
5. 为解决人口老龄化程度加深的问题,党中央进一步优化生育政策,实施一对夫妻可以生育三个子女政策。一些高龄妇女希望通过试管婴儿技术再生一个孩子。下列有关叙述错误的是( )
A. 高龄妇女都通过注射性激素的方法增加排卵数量
B. 从卵巢中采集的卵母细胞培养至MⅡ期达到成熟
C. 在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入
D. 人体通过体外受精获得试管胚胎,试管婴儿属于有性生殖
6. “筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中不正确的是( )
A. 单克隆抗体制备,第一次筛选的目的是选出杂交瘤细胞
B. 单克隆抗体制备,第二次筛选的细胞既能无限增殖又能产生特定抗体
C. 基因工程,通过标记基因筛选出的细胞都含有目的基因
D. 植物体细胞杂交,原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选
7. 在发酵工程中,利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸。下列说法正确的是( )
A. 优良的菌种只能从自然界已有的菌种中选育
B. 菌种扩大培养时为了防止杂菌污染,可加入大量抗生素
C. 发酵过程中需要严格控制温度、pH等条件,以保证菌种的生长和代谢
D. 在发酵结束之后,可采用过滤、沉淀等方法分离提纯谷氨酸
8. 利用山金柑愈伤组织细胞(2N)和早花柠檬叶肉细胞(2N)进行体细胞杂交可以得到高品质的杂种植株。下图是对某杂种植株核DNA和线粒体DNA的来源进行鉴定的结果。下列分析正确的是( )
A. 该技术为无性生殖,可通过比较融合后细胞的颜色进行初步筛选
B. 细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌蒸馏水中以防杂菌污染
C. 该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法和灭活病毒诱导法
D. 杂种植株是四倍体,其核DNA只来自早花柠檬,线粒体DNA只来自山金柑
9. 细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞,但也会对健康细胞造成伤害,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC)。ADC又被称作“生物导弹”,通常由抗体、接头和药物三部分组成,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 杂交瘤细胞释放单克隆抗体体现了细胞膜的结构特点是具有选择透过性
B. 接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,造成正常细胞被破坏
C. ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
D. 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体不可定位诊断肿瘤
10. 某品质优秀的良种肉牛,其饱和脂肪酸含量很低、营养价值极高。科研工作者借助胚胎工程快速繁殖肉牛的流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 从卵巢采集的卵母细胞可直接与获能的精子完成受精
B. 早期胚胎培养液无须定期更换
C. 胚胎移植前要检查胚胎质量并可在囊胚阶段进行移植
D. 注射免疫抑制剂可避免代孕母牛对植入胚胎产生排斥反应
11. DNA、RNA、蛋白质和脂质等在理化性质方面存在差异,可利用这些差异,选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,正确的是( )
A. 材料充分研磨后,需要在漏斗中垫上滤纸进行过滤
B. 使用二苯胺试剂能有效测定不同提取液中DNA的纯度差别
C. 上清液中应加入体积相等的、-4℃预冷的体积分数为90%的酒精溶液
D. DNA的提取不需要在无菌条件下进行
12. 下列关于基因工程技术的叙述,错误的是( )
A. 基因工程的操作水平属于分子水平,其原理为基因重组
B. 基因工程中的基因载体都是小型环状DNA---质粒
C. 基因工程中对基因的剪切和拼接过程是在生物体外完成的
D. 基因工程能定向改造生物遗传性状,实现了不同物种间的基因交流
13. CRISPR/Cas13d技术是一项以向导RNA(gRNA)引导Cas13d蛋白定向作用于靶向RNA的新兴技术。研究人员设计了若干个gRNA,分别靶向病毒RNA基因组的不同肽编码区,但不影响人体细胞的RNA,作用机理如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. gRNA通过与靶向RNA碱基互补配对将Cas13d引导至特定位点
B. Cas13d能定向切开相邻两个核糖核苷酸之间的磷酸二酯键
C. 与限制性核酸内切酶相比,Cas13d具有特异性识别能力
D. 该技术有望成为一种能定向、灵活治疗RNA病毒感染的新方法
14. 小麦和水稻是我国主要粮食作物,其中赖氨酸含量很低,科研人员通过以下操作,将辣椒中的含赖氨酸较高的某蛋白基因转入小麦,流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 逆转录合成DNA的过程需要DNA聚合酶催化
B. 通过逆转录获得的cDNA有多种
C. 目的基因直接导入小麦就能表达高赖氨酸蛋白
D. T0代转基因植株一定可培育出纯合含高赖氨酸蛋白的植株
15. 利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。实验得到表达Gata3 - GFP蛋白质的杂合子小鼠,交配获得Gata3 - GFP基因纯合子小鼠。为鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是( )
A. Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达
B. 翻译时先合成GFP蛋白,再合成Gata3蛋白
C. 2号小鼠是Gata3 - GFP基因的纯合子,4号小鼠是野生型
D. 用引物1和引物3进行PCR,能更好区分杂合子和纯合子
16. 下图是某兴趣小组PCR产物琼脂糖凝胶电泳的结果。有关分析正确的是( )
A. 凝胶加样孔应在A端,且A端应连接电源的正极
B. 1号和2号泳道的PCR产物具有相同的碱基排列顺序
C. 若两个PCR产物分子质量接近,可延长电泳时间以区分条带
D. 琼脂糖熔化并稍冷却后,倒入模具让其完全凝固,再加入适量核酸染料
17. 下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点。下列叙述正确的是( )
限制酶名称
识别序列和切割位点
限制酶名
识别序列和切割位点
BamH I
5'-G↓GATCC-3'
Sau3A I
5'-↓GATC-3'
Alu I
5'-AG↓CT-3'
Sma I
5'-CCC↓GGG-3'
Hind Ⅱ
5'-GTY↓RAC-3'
注:Y为C或T,R为A或G。
A. Hind Ⅱ能识别GTTAAC序列,也能识别GTCGAC序列
B. Alu I和Sma I切割后的序列不能通过T4DNA连接酶相连
C. BamH I和Sau3A I两种限制酶可识别相同的序列但切割后形成不同的黏性末端
D. Alu I和Sau3A I破坏的都是识别序列中心轴线处的磷酸二酯键,因而形成平末端
18. 纳米抗体具有高亲和力、高稳定性、可溶性、低生产成本且能结合多种表位等优势,在疾病的预防、诊断和治疗方面有着广阔的应用前景。利用噬菌体展示技术制备纳米抗体(抗体展示在噬菌体表面)的流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 同一个体不同细胞中的遗传物质相同,因此过程①可分离B或T淋巴细胞提取总RNA
B. 过程②逆转录PCR中,利用逆转录酶即可获得编码纳米抗体的基因双链片段
C. 过程②纳米抗体基因与噬菌体外壳蛋白基因融合插入载体中,利用抗原一抗体特异性结合筛选噬菌体
D. 过程③可选择转化骨髓瘤细胞,利用骨髓瘤细胞无限增殖的特点生产足够数量的纳米抗体
19. 用Xho I和 Sal I 两种限制性内切核酸酶分别处理同一 DNA 片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述正确的是( )
A. PCR 扩增图1 所示 DNA片段所需温度最高的步骤是复性
B. 图2中泳道②是用 XhoⅠ处理得到的酶切产物
C. 图2中酶切产物可用DNA聚合酶催化重组
D. DNA 聚合酶和 DNA 连接酶起作用时都需要模板
20. 如图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图,现用PCR技术扩增该基因,其中1—4表示DNA上引物可能结合的位置,下列叙述错误的是( )
A. 图中的1、4分别是两种引物结合的位置
B. 复性温度不宜太低,避免引物和模板链错配
C. 以一个DNA片段为模板经3次循环需要消耗14个引物
D. 可在引物的5'端添加限制酶的识别序列,便于构建重组质粒
二、解答题
21. 豆瓣酱又称蚕豆酱,是以蚕豆瓣为主要蛋白质原料制成的豆酱之一,属于大豆发酵食品;酱的制备原理主要是利用微生物代谢,其成为人们生活中必备的一种调味品。制作过程如下:蚕豆→去皮→浸泡→蒸熟、冷却→混合面粉→接种→制曲→保温发酵→翻酱→蚕豆酱。回答下列问题:
(1)蒸豆一方面可以利用高温使蚕豆中蛋白质空间结构松散容易发酵,另一方面可以________。
(2)用于豆瓣酱接种的主要微生物是米曲霉菌,其能够产生曲酸,请根据蚕豆的主要成分以及混合面粉,推测米曲霉能够分泌的酶及作用是_____。酱曲的传统做法是在敞口的条件下培养的,菌种来源于______,该过程不会产生有害杂菌的原因是________。
(3)制作过程中翻酱的目的是_______。
22. 科学家想通过制备单克隆抗体的方法来治疗和预防新型冠状病毒肺炎。回答下列问题:
(1)在疫情期间,采用康复者恢复期的血浆进行治疗在临床上有较好的效果,由这种方法获取的抗体不仅产量低而且纯度低,而单克隆抗体的突出优点在于它_____________并能大量制备。
(2)单克隆抗体的制备过程中,运用了细胞工程中的_____________和_____________技术,将新型冠状病毒的抗原蛋白注入小鼠的目的是_________________________________________________。
(3)在单克隆抗体的制备过程中进行了两次筛选,进行第二次筛选的目的是_________________________。
(4)利用小鼠制备的单克隆抗体在临床上不能直接用于人体,还需要对抗体进行人源化,即对鼠源单克隆抗体进行改造,使其大部分氨基酸序列为人源序列所替代,该过程的意义是____________________________。
23. 美国科幻小说家罗维克(D.Rorvick)写了一本名叫《克隆人》的书,克隆一词逐渐引起人们的关注。伴随着牛、鼠、猪乃至猴这种与人类生物特征最为相近的灵长类动物陆续被克隆成功,可能在未来的某一天,罗维克书中的描述成为现实。如图表示获得克隆猴的流程示意图。回答下列问题:
(1)图中所选择的猕猴胎儿体细胞做供体的优点是______,卵母细胞一般要培养到______(时期)。
(2)克隆猴的成功降生说明了已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,它之所以具有全能性是因为______。
(3)进行核移植之前需要对猕猴胎儿体细胞进行培养,培养过程中为防止细胞代谢产物对细胞自身的危害,通常需要______。
(4)过程④实质上是________,移植胚胎能够存活的前提是______________。
(5)克隆猴与“试管婴儿”的区别主要是________________。
24. 慢病毒可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达目的基因的效果。地中海贫血症是一种单基因遗传病,常见的治疗手段是进行异体骨髓(造血干细胞)移植。科学家利用生物工程技术获得能够自体移植的细胞,具体操作过程如图。
(1)慢病毒表达载体构建时,切割载体的工具酶是____________,这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的____________键断开。在慢病毒表达载体中以GFP基因(绿色荧光蛋白基因)作为标记基因,目的是______________________。
(2)用表达载体和包装载体转染包装细胞,一段时间后可以获得能够转化患者多能干细胞的慢病毒。与正常病毒相比较,这种慢病毒的主要特点是_________________________。
(3)理论上在获得成功转化的多能干细胞后,需要诱导其定向分化为________细胞,然后植入患者骨髓,该方法虽然操作复杂,但效果较为可靠。将多能干细胞在适宜条件下培养时,导致悬浮培养的多能干细胞分裂受阻的因素有__________________(写出两点)。
25. 低温是限制农作物产量的重要胁迫因子。科学家将寒带植物中的抗寒基因CBFs转移到拟南芥中,先通过基因工程构建重组表达载体,再导入拟南芥体细胞,结合植物细胞工程培育耐寒植株,用于植物低温胁迫机制的相关研究。据图回答下列问题:
限制酶
识别序列
EcoR I
5′G↓AATTC3′
BamH I
5′G↓GATCC3′
Sph I
5′CGTAC↓G3′
Sau3 A
5′↓GATC3′
Xma I
5′C↓CCGGG3′
Asc I
5′G↓GCGCGGG3′
Mun I
5′C↓AATTG3′
(1)PCR扩增CBFs基因时,应选择图中引物___________,扩增产物一般通过___________技术来鉴定。
(2)根据图示Ti质粒的结构,应选用限制酶___________切割Ti质粒,为了后续能将目的基因正确连接到载体上,应在CBFs基因上游引物的5′端添加___________(“Sph I”或“Sau3 A”或“Mun I”)识别序列,并通过___________酶进行连接,连接后导入农杆菌;在培养基中添加___________来筛选成功导入质粒的农杆菌。
(3)现已获取转入CBFs基因的拟南芥体细胞,利用___________技术可检测其是否转录出相应mRNA。
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新蔡一高2025-2026学年高二下四月份月考生物试卷
一、单选题(每空2分,共40分)
1. 小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,细胞周期基本相同,但上皮细胞在培养时,呈现扁平不规则多角,且黏附在培养瓶内壁上;而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述正确的是( )
A. 培养液需要定期更换的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染
B. 细胞培养应在CO2培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C. 该淋巴细胞可能会因为细胞密度过大等因素而分裂受阻
D. 对该上皮细胞传代培养时,可直接用离心法收集
【答案】C
【解析】
【分析】 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处理分散成单个细胞继续传代培养。动物细胞培养需要的条件有:①无菌、无毒的环境;②营养;③温度和pH;④气体环境:95%空气+5%CO2;动物细胞培养技术主要应用在:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质等。
【详解】A、培养液需要定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,A错误;
B、细胞培养应在CO2培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液pH,B错误;
C、当细胞密度过大,有害代谢物积累,培养液中物质缺乏会导致其分裂受阻,C正确;
D、对该上皮细胞传代培养时,需要先用胰蛋白酶等处理,再用离心法收集,D错误。
故选C。
2. 英国某医院的医生利用基因诊断和胚胎筛选技术,使一对拥有乳腺癌家族病史的英国夫妇顺利孕育了一名排除乳腺癌隐患的婴儿。下列有关叙述不正确的是( )
A. 这项技术属于“设计试管婴儿”,该技术的使用应受到限制
B. 该项技术中涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
C. 为保证胚胎移植成功,可将受精卵在体外培养至原肠胚时期
D. 在进行乳腺癌基因诊断时可运用PCR技术
【答案】C
【解析】
【分析】体外受精技术:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能处理、受精、胚胎的早期培养、胚胎移植。
【详解】A、这项技术属于“设计试管婴儿”,该技术的使用应受到限制,A正确;
B、该项技术中涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术,B正确;
C、为保证胚胎移植成功,可将受精卵在体外培养4-8细胞期,C错误;
D、在进行乳腺癌基因诊断时可运用PCR技术扩增基因,D正确。
故选C。
3. “蒲萄酒、金叵罗,吴姬十五细马驮。”诗中提及的“蒲萄酒”即葡萄酒,是人类利用酵母菌的发酵制作而来。通过醋酸菌的发酵作用还可以制作葡萄醋。下列有关果酒和果醋制作的说法,正确的是( )
A. 酵母菌和醋酸菌都属于真核生物
B. 当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇直接转化成醋酸
C. 在酒精发酵旺盛时,醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸
D. 制作果酒过程应先通入无菌空气,促进酵母菌大量繁殖
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌是兼性厌氧性微生物,在无氧条件下进行酒精发酵,可用于酿酒;醋酸菌是好氧细菌,当氧气、糖源都充足时能通过复杂化学反应将糖分解成乙酸,当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸。
【详解】A、酵母菌是真核生物,醋酸菌是原核生物,A错误;
B、缺少糖源时,醋酸菌则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,B错误;
C、酒精发酵旺盛时应为无氧条件,而醋酸菌是好氧菌,在无氧条件下不能存活,C错误;
D、在制作果酒时,先通入无菌空气的目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖,后密封的目的是让酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精,D正确。
故选D。
4. 发酵工程中,将获得的微生物细胞制品称为单细胞蛋白,单细胞蛋白的营养含量丰富,蛋白质含量高,可直接制作成食品,或者作为食品添加剂和饲料添加剂使用。下列叙述错误的是( )
A. 通过发酵工程获得单细胞蛋白比农业和畜牧业获得蛋白质的周期短,不受季节地域限制
B. 通过发酵工程获得单细胞蛋白的发酵原料取材广泛,可以做到“废弃物资源化”
C. 单细胞蛋白并不是蛋白质的纯净物,其得名是因为细胞干重中蛋白质的含量多
D. 在发酵产物的分离环节,可以通过离心、沉淀、蒸馏、萃取的方法获得单细胞蛋白
【答案】D
【解析】
【分析】1、发酵工程生产的产品有两类:一类是代谢产物,另一类是菌体本身。
2、产品不同,分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;②如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。
【详解】A、与通过农业和畜牧业获得蛋白质相比,通过发酵工程获得单细胞蛋白具有周期短、不受季节地域限制的优点,A正确;
B、发酵工程本身具有发酵原料取材广泛的特点,所以通过发酵工程获得单细胞蛋白的发酵原料取材广泛,可以做到“废弃物资源化” ,B正确;
C、单细胞蛋白是指微生物细胞制品,并不是蛋白质的纯净物,其得名是因为细胞干重中蛋白质的含量多,C正确;
D、发酵工程的产品如果是微生物细胞本身,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来,而如果发酵产品是微生物代谢产物时,可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取,D错误。
故选D。
5. 为解决人口老龄化程度加深的问题,党中央进一步优化生育政策,实施一对夫妻可以生育三个子女政策。一些高龄妇女希望通过试管婴儿技术再生一个孩子。下列有关叙述错误的是( )
A. 高龄妇女都通过注射性激素的方法增加排卵数量
B. 从卵巢中采集的卵母细胞培养至MⅡ期达到成熟
C. 在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入
D. 人体通过体外受精获得试管胚胎,试管婴儿属于有性生殖
【答案】A
【解析】
【分析】超数排卵是手段是注射促性腺激素。体外受精的卵母细胞需要培养至MⅡ期达到成熟,才能具备受精能力。透明带反应:在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入。卵细胞膜反应:精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内。
【详解】A、一般通过注射促性腺激素增加排卵数量,A错误;
B、从卵巢中采集的卵母细胞培养至MⅡ期达到成熟,才能具备受精能力,B正确;
C、透明带反应:在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入,C正确;
D、人体通过体外受精获得试管胚胎,涉及到减数分裂形成配子的过程,所以试管婴儿属于有性生殖,D正确。
故选A。
6. “筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中不正确的是( )
A. 单克隆抗体制备,第一次筛选的目的是选出杂交瘤细胞
B. 单克隆抗体制备,第二次筛选的细胞既能无限增殖又能产生特定抗体
C. 基因工程,通过标记基因筛选出的细胞都含有目的基因
D. 植物体细胞杂交,原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选
【答案】C
【解析】
【分析】1、标记基因的作用:鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
2、基因突变的特点:基因突变具有普遍性、低频性(个体的基因突变率低,但种群中个体数,其突变率较高)、随机性、不定向性、多害少利性。
3、单克隆抗体制备的两次筛选:①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);②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
【详解】A、第一次筛选是选出杂交瘤细胞,即去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞,A正确;
B、第二次筛选是选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、标记基因位于运载体上,因此基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定都含有重组质粒,也可能含有普通质粒,C错误;
D、植物体细胞杂交过程中,诱导原生质体融合后,可获得多种融合细胞,因此需要对获得的细胞进行筛选,D正确。
故选C。
【点睛】
7. 在发酵工程中,利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸。下列说法正确的是( )
A. 优良的菌种只能从自然界已有的菌种中选育
B. 菌种扩大培养时为了防止杂菌污染,可加入大量抗生素
C. 发酵过程中需要严格控制温度、pH等条件,以保证菌种的生长和代谢
D. 在发酵结束之后,可采用过滤、沉淀等方法分离提纯谷氨酸
【答案】C
【解析】
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点,在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用,形成了规模庞大的发酵工业。
【详解】A、优良的菌种可以从自然界中筛选、可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A错误;
B、抗生素主要用于治疗细菌感染,在发酵工程中一般不使用抗生素来防止杂菌污染,B错误;
C、发酵过程中需要严格控制温度、pH等发酵条件,以保证菌种的生长和代谢,C正确;
D、如果发酵产品是微生物细胞本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,而谷氨酸是代谢物,应当根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获取产品,D错误。
故选C。
8. 利用山金柑愈伤组织细胞(2N)和早花柠檬叶肉细胞(2N)进行体细胞杂交可以得到高品质的杂种植株。下图是对某杂种植株核DNA和线粒体DNA的来源进行鉴定的结果。下列分析正确的是( )
A. 该技术为无性生殖,可通过比较融合后细胞的颜色进行初步筛选
B. 细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌蒸馏水中以防杂菌污染
C. 该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法和灭活病毒诱导法
D. 杂种植株是四倍体,其核DNA只来自早花柠檬,线粒体DNA只来自山金柑
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:根据两图可知,杂种植株的核基因只来自早花柠檬;杂种植株的线粒体基因只来自山金柑。
【详解】A、体细胞杂交过程没有生殖细胞的生成,为无性生殖技术,由于山金柑愈伤组织细胞不含叶绿体,而早花柠檬叶肉细胞含有叶绿体,因此可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选,A正确;
B、细胞融合后获得的融合原生质体若放在无菌水中,由于无细胞壁的限制,会吸水涨破,B错误;
C、诱导原生质体融合不能用灭活病毒诱导法,C错误;
D、由图可知,杂种植株的线粒体基因只来自山金柑,核基因只来自早花柠檬,因此仍是二倍体,D错误。
故选A。
9. 细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞,但也会对健康细胞造成伤害,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体—药物偶联物(ADC)。ADC又被称作“生物导弹”,通常由抗体、接头和药物三部分组成,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 杂交瘤细胞释放单克隆抗体体现了细胞膜的结构特点是具有选择透过性
B. 接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,造成正常细胞被破坏
C. ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
D. 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体不可定位诊断肿瘤
【答案】B
【解析】
【分析】题意分析,科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体药物偶联物(ADC),其中抗体与靶细胞膜上的特异性受体结合,通过胞吞的方式把细胞毒素一并带进靶细胞,最后导致细胞凋亡,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、 杂交瘤细胞分泌单克隆抗体体现了细胞膜的结构特点是具有流动性,而不是选择透过性,A错误;
B、 接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,药物分子如果脱落就可能造成正常细胞被破坏,B正确;
C、 ADC中的抗体能特异性识别肿瘤细胞,但杀伤肿瘤细胞的是药物部分,C错误;
D、 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤,D错误。
故选B。
10. 某品质优秀的良种肉牛,其饱和脂肪酸含量很低、营养价值极高。科研工作者借助胚胎工程快速繁殖肉牛的流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 从卵巢采集的卵母细胞可直接与获能的精子完成受精
B. 早期胚胎培养液无须定期更换
C. 胚胎移植前要检查胚胎质量并可在囊胚阶段进行移植
D. 注射免疫抑制剂可避免代孕母牛对植入胚胎产生排斥反应
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:
1、对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);
2、配种或人工授精;
3、对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段);
4、对胚胎进行移植;
5、移植后的检查。
【详解】A、从卵巢采集的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才可与获能的精子完成受精,A错误;
B、早期胚胎培养液需要定期更换,以防止有害物质积累,毒害细胞,B错误;
C、胚胎移植前需要检查胚胎质量,并在桑葚胚或囊胚阶段移植,C正确;
D、受体子宫一般不会对植入胚胎产生排斥反应,因此不需要给代孕母牛注射免疫抑制剂,D错误。
故选C。
11. DNA、RNA、蛋白质和脂质等在理化性质方面存在差异,可利用这些差异,选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,正确的是( )
A. 材料充分研磨后,需要在漏斗中垫上滤纸进行过滤
B. 使用二苯胺试剂能有效测定不同提取液中DNA的纯度差别
C. 上清液中应加入体积相等的、-4℃预冷的体积分数为90%的酒精溶液
D. DNA的提取不需要在无菌条件下进行
【答案】D
【解析】
【分析】DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异,可以利用这些差异,选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。例如,DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理,可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2mol/L的NaCl溶液。在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、在漏斗中垫上纱布进行过滤,A错误;
B、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,二苯胺只能鉴定有无DNA,不能鉴定DNA的纯度,B错误;
C、上清液加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%),C错误;
D、DNA提取一般情况下不需要在无菌环境下进行,D正确。
故选D。
12. 下列关于基因工程技术的叙述,错误的是( )
A. 基因工程的操作水平属于分子水平,其原理为基因重组
B. 基因工程中的基因载体都是小型环状DNA---质粒
C. 基因工程中对基因的剪切和拼接过程是在生物体外完成的
D. 基因工程能定向改造生物遗传性状,实现了不同物种间的基因交流
【答案】B
【解析】
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,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.
(1)原理:基因重组;
(2)工具:限制酶、DNA连接酶和运载体;
(3)操作步骤: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.
【详解】A、基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术,操作水平属于分子水平,其生物学原理是基因重组,A正确;
B、在基因工程中使用的载体除质粒外,还有入噬菌体的衍生物、动植物病毒等,B错误;
C、基因工程中获取目的基因、构建基因表达载体和将目的基因导入受体细胞是在细胞外进行,即基因工程中对基因的剪切和拼接过程是在生物体外完成的,C正确;
D、目的是定向改造生物的遗传性状基因工程的原理是基因重组,能定向改造生物遗传性状,实现了不同物种间的基因交流,D正确。
故选B。
13. CRISPR/Cas13d技术是一项以向导RNA(gRNA)引导Cas13d蛋白定向作用于靶向RNA的新兴技术。研究人员设计了若干个gRNA,分别靶向病毒RNA基因组的不同肽编码区,但不影响人体细胞的RNA,作用机理如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. gRNA通过与靶向RNA碱基互补配对将Cas13d引导至特定位点
B. Cas13d能定向切开相邻两个核糖核苷酸之间的磷酸二酯键
C. 与限制性核酸内切酶相比,Cas13d具有特异性识别能力
D. 该技术有望成为一种能定向、灵活治疗RNA病毒感染的新方法
【答案】C
【解析】
【分析】1、分析题图:CRISPR/Cas13d技术是一项以向导RNA (gRNA)引导Cas13d蛋白定向作用于靶向RNA的新兴技术,该技术可将病毒RNA基因组切割形成RNA片段。
2、RNA的基本单位是核糖核苷酸,DNA的基本单位是脱氧核苷酸。
【详解】A、由图可知,gRNA与靶向RNA中特定序列能通过碱基互补配对形成RNA-RNA杂合双链,然后将Cas13d蛋白引导至特定位点,A正确;
B、Cas13d能定向切开相邻两个核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,B正确;
C、限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别一种核苷酸序列,并在特定的位点进行切割,结合图解可知,与限制性核酸内切酶相比,Cas13d不具有特异性识别能力,C错误;
D、向导RNA (gRNA) 可定向作用于靶向RNA,因此该技术有望成为一种能定向、灵活治疗RNA病毒感染的新方法,D正确。
故选C。
14. 小麦和水稻是我国主要粮食作物,其中赖氨酸含量很低,科研人员通过以下操作,将辣椒中的含赖氨酸较高的某蛋白基因转入小麦,流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 逆转录合成DNA的过程需要DNA聚合酶催化
B. 通过逆转录获得的cDNA有多种
C. 目的基因直接导入小麦就能表达高赖氨酸蛋白
D. T0代转基因植株一定可培育出纯合含高赖氨酸蛋白的植株
【答案】B
【解析】
【详解】A、逆转录是RNA→DNA的过程,该过程合成DNA的过程需要逆转录酶来催化,A错误;
B、逆转录是以RNA为模板,在逆转录酶催化作用下合成DNA的过程,因此可能会得到多种cDNA,B正确;
C、目的基因需要与载体结合构建基因表达载体才能导入小麦细胞,C错误;
D、T0代转基因植株不一定能培育出纯合含高赖氨酸蛋白的植株,还需要经过分子水平和个体水平的检测,D错误。
故选B。
15. 利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。实验得到表达Gata3 - GFP蛋白质的杂合子小鼠,交配获得Gata3 - GFP基因纯合子小鼠。为鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是( )
A. Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达
B. 翻译时先合成GFP蛋白,再合成Gata3蛋白
C. 2号小鼠是Gata3 - GFP基因的纯合子,4号小鼠是野生型
D. 用引物1和引物3进行PCR,能更好区分杂合子和纯合子
【答案】C
【解析】
【详解】A、分析图中可知,启动子在左侧,GFP基因整合于Gata3基因的右侧,启动子启动转录后,可以使GFP基因转录,Gata3基因的启动子能控制GFP基因的表达,A错误;
B、因启动子在左侧,转录的方向向右,合成的mRNA从左向右为5'→3',刚好是翻译的方向,所以翻译时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白,B错误;
C、整合GFP基因后,核酸片段变长,2号个体只有大片段,所以是Gata3-GFP基因纯合子,4号个体只有小片段,是野生型,C正确;
D、用引物1和引物3进行PCR扩增,杂合子和Gata3—GFP基因纯合子都能扩增出相应片段,因此无法区分杂合子和纯合子,D错误。
故选C。
16. 下图是某兴趣小组PCR产物琼脂糖凝胶电泳的结果。有关分析正确的是( )
A. 凝胶加样孔应在A端,且A端应连接电源的正极
B. 1号和2号泳道的PCR产物具有相同的碱基排列顺序
C. 若两个PCR产物分子质量接近,可延长电泳时间以区分条带
D. 琼脂糖熔化并稍冷却后,倒入模具让其完全凝固,再加入适量核酸染料
【答案】C
【解析】
【详解】A、DNA分子带负电,电泳时DNA会从负极向正极迁移;DNA分子越小,移动速度越快,距离加样孔越远,可知A端为加样孔,连接电源负极,A错误;
B、1号和2号PCR产物长度(碱基对数目)相同,但不代表碱基排列顺序相同,B错误;
C、若两个产物分子质量(大小)接近,延长电泳时间可扩大二者迁移距离的差异,能更好区分条带,C正确;
D、制备凝胶时,核酸染料需要在琼脂糖熔化冷却后、倒胶凝固前加入,混匀后再倒入模具凝固,D错误。
17. 下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点。下列叙述正确的是( )
限制酶名称
识别序列和切割位点
限制酶名
识别序列和切割位点
BamH I
5'-G↓GATCC-3'
Sau3A I
5'-↓GATC-3'
Alu I
5'-AG↓CT-3'
Sma I
5'-CCC↓GGG-3'
Hind Ⅱ
5'-GTY↓RAC-3'
注:Y为C或T,R为A或G。
A. Hind Ⅱ能识别GTTAAC序列,也能识别GTCGAC序列
B. Alu I和Sma I切割后的序列不能通过T4DNA连接酶相连
C. BamH I和Sau3A I两种限制酶可识别相同的序列但切割后形成不同的黏性末端
D. Alu I和Sau3A I破坏的都是识别序列中心轴线处的磷酸二酯键,因而形成平末端
【答案】A
【解析】
【详解】A、Hind Ⅱ 的识别序列为 5'-GTY↓RAC-3',其中Y为C或T,R为 A或G。GTTAAC中Y=T、R=A,GTCGAC 中 Y=C、R=G,因此 Hind Ⅱ 能识别这两种序列,A正确;
B、Alu Ⅰ(切割后形成平末端)和 Sma Ⅰ(切割后形成平末端)切割后的序列可通过 T4DNA 连接酶相连,T4DNA 连接酶可连接平末端和黏性末端,B错误;
C、BamH Ⅰ 识别序列为 5'-G↓GATCC-3',Sau3A Ⅰ 识别序列为 5'-↓GATC-3',二者识别序列不同,但切割后可形成互补的黏性末端,C错误;
D、Alu Ⅰ 切割识别序列中心轴线处的磷酸二酯键,形成平末端;Sau3A Ⅰ 切割后形成黏性末端,并非平末端,D错误。
18. 纳米抗体具有高亲和力、高稳定性、可溶性、低生产成本且能结合多种表位等优势,在疾病的预防、诊断和治疗方面有着广阔的应用前景。利用噬菌体展示技术制备纳米抗体(抗体展示在噬菌体表面)的流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 同一个体不同细胞中的遗传物质相同,因此过程①可分离B或T淋巴细胞提取总RNA
B. 过程②逆转录PCR中,利用逆转录酶即可获得编码纳米抗体的基因双链片段
C. 过程②纳米抗体基因与噬菌体外壳蛋白基因融合插入载体中,利用抗原一抗体特异性结合筛选噬菌体
D. 过程③可选择转化骨髓瘤细胞,利用骨髓瘤细胞无限增殖的特点生产足够数量的纳米抗体
【答案】C
【解析】
【详解】A、T淋巴细胞并不产生抗体,只有B淋巴细胞增殖分化形成的浆细胞才产生抗体(B淋巴细胞能编码产生抗体的mRNA),因此仅需要分离B淋巴细胞提取其总的mRNA即可,A错误;
B、过程2是逆转录PCR,包括逆转和PCR扩增两个步骤,首先需要以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下合成cDNA(单链);然后需要DNA聚合酶(如Taq酶)作用下进行PCR扩增,才能获得双链DNA片段,B错误;
C、过程②是将编码纳米抗体的基因与噬菌体外壳蛋白基因融合,使得目的蛋白展示在噬菌体表面,随后通过抗原-抗体特异性结合,筛选出能够展示纳米抗体的阳性噬菌体,C正确;
D、噬菌体是专门寄生在大肠杆菌内部的,因此过程③选择转化大肠杆菌,D错误。
故选C。
19. 用Xho I和 Sal I 两种限制性内切核酸酶分别处理同一 DNA 片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述正确的是( )
A. PCR 扩增图1 所示 DNA片段所需温度最高的步骤是复性
B. 图2中泳道②是用 XhoⅠ处理得到的酶切产物
C. 图2中酶切产物可用DNA聚合酶催化重组
D. DNA 聚合酶和 DNA 连接酶起作用时都需要模板
【答案】B
【解析】
【详解】A、PCR扩增图1所示DNA片段所需温度最高的步骤是变性,A错误;
B、据图分析,XhoⅠ在该DNA片段上有2处酶切部位,用XhoⅠ处理该DNA片段可得到3段酶切产物,如泳道②所示;SalⅠ在该DNA片段上有3处酶切部位,用SalⅠ处理该DNA片段可得到4段酶切产物,如泳道①所示,B正确;
C、DNA聚合酶是催化单个核苷酸连接到已有的核酸片段3'末端的羟基上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,图2中酶切产物应使用DNA连接酶催化,C错误;
D、DNA聚合酶以一条DNA链为模板,催化形成与模板链互补的DNA子链;而DNA连接酶催化具有互补黏性末端或平末端的DNA片段连接起来,它不需要模板,D错误。
20. 如图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图,现用PCR技术扩增该基因,其中1—4表示DNA上引物可能结合的位置,下列叙述错误的是( )
A. 图中的1、4分别是两种引物结合的位置
B. 复性温度不宜太低,避免引物和模板链错配
C. 以一个DNA片段为模板经3次循环需要消耗14个引物
D. 可在引物的5'端添加限制酶的识别序列,便于构建重组质粒
【答案】A
【解析】
【详解】A、磷酸端是5’端,而引物与模板链为互补配对关系,因此能扩增目的基因的左侧引物应该与3部位结合,而右侧引物结合在2部位,A错误;
B、复性温度不宜太低,否则引物和模板链错配几率增加,非目的片段增多,B正确;
C、以一个DNA片段为模板经3次循环能获得23=8个DNA片段,则需要消耗的引物数目为8×2-2=14个引物,C正确;
D、为了构建重组质粒,可在引物的5'端添加相应的限制酶的识别序列,保证目的基因和质粒的连接,D正确。
二、解答题
21. 豆瓣酱又称蚕豆酱,是以蚕豆瓣为主要蛋白质原料制成的豆酱之一,属于大豆发酵食品;酱的制备原理主要是利用微生物代谢,其成为人们生活中必备的一种调味品。制作过程如下:蚕豆→去皮→浸泡→蒸熟、冷却→混合面粉→接种→制曲→保温发酵→翻酱→蚕豆酱。回答下列问题:
(1)蒸豆一方面可以利用高温使蚕豆中蛋白质空间结构松散容易发酵,另一方面可以________。
(2)用于豆瓣酱接种的主要微生物是米曲霉菌,其能够产生曲酸,请根据蚕豆的主要成分以及混合面粉,推测米曲霉能够分泌的酶及作用是_____。酱曲的传统做法是在敞口的条件下培养的,菌种来源于______,该过程不会产生有害杂菌的原因是________。
(3)制作过程中翻酱的目的是_______。
【答案】(1)消灭杂菌
(2) ①. 蛋白酶和淀粉酶,分解蛋白质和淀粉 ②. 空气 ③. 米曲霉产生的曲酸等物质能够抑制其他杂菌繁殖
(3)发酵过程中会产热,翻酱可以加快散热,防止局部温度过高影响米曲霉生长以及品质
【解析】
【小问1详解】
蒸豆一方面可以利用高温使蚕豆中蛋白质空间结构松散容易发酵,另一方面可以利用高温消灭杂菌,防止杂菌感染。
【小问2详解】
蚕豆的主要成分是蛋白质,米曲霉菌能利用蚕豆以及混合面粉发酵制备豆瓣酱,说明其能分泌蛋白酶和淀粉酶,可将蛋白质和淀粉分解为小分子化合物。酱曲的传统做法是在敞口的条件下培养的,说明菌种来源于空气中,由于发酵过程中米曲霉产生的曲酸等物质能够抑制其他杂菌繁殖,因此在敞口发酵的过程中一般也不会有杂菌污染。
【小问3详解】
由于发酵过程中会产热,翻酱可以加快散热,防止局部温度过高影响米曲霉生长以及品质,因此制作过程中常需要翻酱。
22. 科学家想通过制备单克隆抗体的方法来治疗和预防新型冠状病毒肺炎。回答下列问题:
(1)在疫情期间,采用康复者恢复期的血浆进行治疗在临床上有较好的效果,由这种方法获取的抗体不仅产量低而且纯度低,而单克隆抗体的突出优点在于它_____________并能大量制备。
(2)单克隆抗体的制备过程中,运用了细胞工程中的_____________和_____________技术,将新型冠状病毒的抗原蛋白注入小鼠的目的是_________________________________________________。
(3)在单克隆抗体的制备过程中进行了两次筛选,进行第二次筛选的目的是_________________________。
(4)利用小鼠制备的单克隆抗体在临床上不能直接用于人体,还需要对抗体进行人源化,即对鼠源单克隆抗体进行改造,使其大部分氨基酸序列为人源序列所替代,该过程的意义是____________________________。
【答案】 ①. 特异性强、灵敏度高 ②. 动物细胞融合 ③. 动物细胞培养 ④. 刺激小鼠产生能分泌抗新型冠状病毒抗体的浆细胞 ⑤. 获得能够分泌抗新型冠状病毒抗体的杂交瘤细胞 ⑥. 鼠源单克隆抗体对人而言可能是异种抗原,经人源化后能保留抗体的特异性,降低其异源性
【解析】
【分析】单克隆抗体
(1)抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
(2)单克隆抗体的制备过程: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。
(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的抗体。
(4)单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备。
【详解】(1)单克隆抗体由于是由单个杂交瘤细胞增殖后分泌产生的抗体,其突出优点在于它特异性强、灵敏度高,并能大量制备。
(2)单克隆抗体的制备过程中,运用了细胞工程中的动物细胞融合和动物细胞培养技术,将新型冠状病毒的抗原蛋白注入小鼠的目的是激发小鼠的特异性免疫,使它产生能分泌抗新型冠状病毒抗体的浆细胞。
(3)在单克隆抗体的制备过程中进行了两次筛选,第一次是筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能够分泌抗新型冠状病毒抗体的杂交瘤细胞。
(4)对抗体进行人源化,是为了防止人体对外源性蛋白产生免疫排斥,即由于鼠源单克隆抗体对人而言可能是异种抗原,故需经人源化后能保留抗体的特异性,降低其异源性。
【点睛】本题考查单克隆抗体的相关知识点,并结合当下热点新冠病毒作为应用场景,属于理解应用层次的考查。
23. 美国科幻小说家罗维克(D.Rorvick)写了一本名叫《克隆人》的书,克隆一词逐渐引起人们的关注。伴随着牛、鼠、猪乃至猴这种与人类生物特征最为相近的灵长类动物陆续被克隆成功,可能在未来的某一天,罗维克书中的描述成为现实。如图表示获得克隆猴的流程示意图。回答下列问题:
(1)图中所选择的猕猴胎儿体细胞做供体的优点是______,卵母细胞一般要培养到______(时期)。
(2)克隆猴的成功降生说明了已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,它之所以具有全能性是因为______。
(3)进行核移植之前需要对猕猴胎儿体细胞进行培养,培养过程中为防止细胞代谢产物对细胞自身的危害,通常需要______。
(4)过程④实质上是________,移植胚胎能够存活的前提是______________。
(5)克隆猴与“试管婴儿”的区别主要是________________。
【答案】 ①. 胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易 ②. 减数第二次分裂中期( MII中期) ③. 细胞核内包含生长发育的全部遗传信息 ④. 定期更换培养液 ⑤. 早期胚胎在相同生理环境条件下的空间位置的转移 ⑥. 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 ⑦. 前者是无性生殖,后者是有性生殖
【解析】
【分析】图示过程为克隆猴的培育过程,①为从猕猴胎儿的体细胞中获取A所示的细胞核,②是对卵母细胞去核,③是激活重组细胞并使其发育为早期胚胎,④是胚胎移植,⑤是得到克隆猴。
【详解】(1)由于胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,所以图中选择猕猴胎儿的体细胞做供体细胞。在进行核移植时,卵母细胞一般要培养到减数第二次分裂中期( MII中期)才能去核。
(2)已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性的原因是:细胞核内包含生长发育的全部遗传信息。
(3)进行核移植之前需要采用动物细胞培养技术对猕猴胎儿体细胞进行培养,培养过程中通常需要定期更换培养液,以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(4)过程④是胚胎移植,胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下的空间位置的转移。移植胚胎能够存活的前提是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。
(5)克隆猴是借助核移植技术培育而成的,是无性生殖的产物。“试管婴儿”是借助体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术培育而成的,是有性生殖的产物。
【点睛】本题以“克隆猴”的培育为情境,考查学生对核移植的过程及其原理、胚胎移植、动物细胞培养的条件等相关知识的识记和理解能力,以及识图分析能力。
24. 慢病毒可以将外源基因有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达目的基因的效果。地中海贫血症是一种单基因遗传病,常见的治疗手段是进行异体骨髓(造血干细胞)移植。科学家利用生物工程技术获得能够自体移植的细胞,具体操作过程如图。
(1)慢病毒表达载体构建时,切割载体的工具酶是____________,这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的____________键断开。在慢病毒表达载体中以GFP基因(绿色荧光蛋白基因)作为标记基因,目的是______________________。
(2)用表达载体和包装载体转染包装细胞,一段时间后可以获得能够转化患者多能干细胞的慢病毒。与正常病毒相比较,这种慢病毒的主要特点是_________________________。
(3)理论上在获得成功转化的多能干细胞后,需要诱导其定向分化为________细胞,然后植入患者骨髓,该方法虽然操作复杂,但效果较为可靠。将多能干细胞在适宜条件下培养时,导致悬浮培养的多能干细胞分裂受阻的因素有__________________(写出两点)。
【答案】(1) ①. 限制酶 ②. 磷酸二酯 ③. 便于直观方便地检验慢病毒是否导入受体细胞##便于进行筛选
(2)在宿主细胞中不能增殖##不具致病性
(3) ①. 造血干 ②. 培养液中细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
【解析】
【小问1详解】
构建含有目的基因的表达载体过程中,切割载体的工具酶是限制酶,可以使目的基因和载体形成相同的黏性末端,限制酶可作用于其所识别序列中两个相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。在慢病毒表达载体中以GFP基因(绿色荧光蛋白基因)作为标记基因,便于直观方便地检验慢病毒是否导入受体细胞。
【小问2详解】
与正常病毒相比较,这种慢病毒在宿主细胞中不能增殖,不具致病性。
【小问3详解】
在获得成功转化的多能干细胞后,需要诱导其定向分化为造血干细胞,然后植入患者骨髓,以达到治疗目的。悬浮培养的细胞会因培养液中细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
25. 低温是限制农作物产量的重要胁迫因子。科学家将寒带植物中的抗寒基因CBFs转移到拟南芥中,先通过基因工程构建重组表达载体,再导入拟南芥体细胞,结合植物细胞工程培育耐寒植株,用于植物低温胁迫机制的相关研究。据图回答下列问题:
限制酶
识别序列
EcoR I
5′G↓AATTC3′
BamH I
5′G↓GATCC3′
Sph I
5′CGTAC↓G3′
Sau3 A
5′↓GATC3′
Xma I
5′C↓CCGGG3′
Asc I
5′G↓GCGCGGG3′
Mun I
5′C↓AATTG3′
(1)PCR扩增CBFs基因时,应选择图中引物___________,扩增产物一般通过___________技术来鉴定。
(2)根据图示Ti质粒的结构,应选用限制酶___________切割Ti质粒,为了后续能将目的基因正确连接到载体上,应在CBFs基因上游引物的5′端添加___________(“Sph I”或“Sau3 A”或“Mun I”)识别序列,并通过___________酶进行连接,连接后导入农杆菌;在培养基中添加___________来筛选成功导入质粒的农杆菌。
(3)现已获取转入CBFs基因的拟南芥体细胞,利用___________技术可检测其是否转录出相应mRNA。
【答案】(1) ①. ①④ ②. (琼脂糖凝胶)电泳
(2) ①. EcoR I和Sph I ②. Mun I ③. DNA连接 ④. 氨苄青霉素
(3)PCR等(或核酸分子杂交、RNA分子杂交、DNA分子杂交)
【解析】
【小问1详解】
PCR 扩增时,引物与模板链的3'结合,沿着5'→3'的方向延伸子链,由图可知,扩增目标基因时应选择引物①④。克隆产物一般通过(琼脂糖凝胶)电泳技术来鉴定。
【小问2详解】
基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建;结合目的基因和质粒,CBFs基因应插入质粒的启动子和终止子之间,BamH Ⅰ切割标记基因不能用,Sau3A的识别序列包含BamH Ⅰ的识别序列也不能用,Ti质粒的T-DNA区域需保留完整以确保目的基因转移,图示中EcoR I和Sph I位于T-DNA内且无重叠,切割后可产生黏性末端便于连接,故选用EcoR I和Sph I切割Ti质粒。
由于使用EcoRI会破坏目的基因结构的完整性,可使用Mun I切割目的基因(与EcoR I有相同的黏性末端),即上游引物的5′端添加Mun I识别序列,切割后通过DNA连接酶将目的基因和切割后的Ti质粒进行连接。成功导入重组Ti质粒的农杆菌含有氨苄青霉素抗性基因,因此在培养基中添加氨苄青霉素来筛选成功导入质粒的农杆菌。
【小问3详解】
检测转入CBFs基因的拟南芥植株没有表达出相应的mRNA,可以用PCR技术进行检测。
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