内容正文:
高二5月份生物素养能力提升
一、单选题(共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列关于传统发酵技术和发酵工程的叙述,正确的是( )
A. 泡菜制作过程中的亚硝酸盐和乳酸的含量都是逐渐升高后趋于稳定
B. 生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法
C. 吃水果“酵素”可实现美容、减肥、促进消化和提高免疫力的功效
D. 可根据单细胞蛋白性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品
2. 在微生物学中使用选择培养基让特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的过程称为选择培养。在选择培养基中添加一些特殊物质,则可配制成鉴别培养基。下列说法错误的是( )
A. 分离酵母菌、霉菌等真菌时,可在培养基中加入青霉素
B. 以尿素为唯一氮源的培养基分离出的细菌可能不止一种
C. 固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明固氮菌为自养型生物
D. 在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,可筛选纤维素分解菌
3. 在家畜养殖过程中,某些微生物可使家畜粪便中的氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3,影响畜禽健康。为筛选粪便中既能利用氨氮化合物又能减少NH3产生的微生物,学习小组进行实验获得目的菌株。影印法可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种相同菌落。下列说法正确的是( )
A. 实验中的粪便样本和培养基都可以用高压蒸汽灭菌,而玻璃器皿一般用干热灭菌
B. 用稀释涂布平板法检测①中活菌数时,平板上的一个菌落就是一个细菌
C. ②可分别选取平板上的4、6菌落进行培养用于后续实验
D. 学习小组应选择菌株甲添加在粪便中以减少NH3的产生
4. 生长圈法是基于营养缺陷型指示菌与目的菌株共生关系建立的微生物筛选技术。目前,工业上用大肠杆菌赖氨酸缺陷型指示菌,从土壤中筛选谷氨酸棒状杆菌高产赖氨酸菌株,通过生长圈大小快速初筛,再结合发酵复筛确定生产株。如图表示上述初筛目的菌株时,某一平板上的菌落及生长圈的形成情况。下列叙述错误的是( )
A. 图中微生物乙、丙、丁都是赖氨酸缺陷型大肠杆菌
B. 初筛阶段,配制的固体培养基中应不含有赖氨酸
C. 图中微生物己最可能是初筛时被选中的目的菌株
D. 进行发酵复筛目的菌株时,无需用到该指示菌
5. 紫杉醇是一种天然的化疗药物,可以通过诱导细胞周期停滞来抑制癌细胞的增殖。天然紫杉醇主要从红豆杉的树皮和树叶中提取,但产量有限。目前科学家利用植物细胞培养技术来大量获得紫杉醇,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 紫杉醇是一种小分子物质,是红豆杉基本生命活动所必需的物质
B. 该过程属于发酵工程,需在无菌条件下对植物细胞大规模培养
C. ①过程为脱分化,该过程中已分化的细胞转变成未分化细胞
D. ②③过程经历了再分化,需要在固体培养基上培养
6. 胡萝卜(2n=18)具有健脾和中,滋肝明目,化痰止咳,清热解毒的功效。羊角芹(2n=12)可入药,味苦、辛、性平,有祛风止痛的功效。科研人员利用胡萝卜、羊角芹进行育种,如图为部分育种流程。下列分析正确的是( )
A. 用秋水仙素处理植株①的种子或幼苗可使其染色体数目加倍
B. 获得植株③的过程中必须在分裂间期用γ射线处理愈伤组织
C. 获得植株④,生成芽、根的过程中由于再分化使得基因选择性表达
D. 植株⑤不分裂的体细胞中含有4个染色体组,自交可育
7. 神经元特异性烯醇化酶(NSE)是神经内分泌肿瘤的特异性肿瘤标志物。临床上常用抗NSE的单克隆抗体对NSE进行检测。下列对制备抗NSE的单克隆抗体的叙述,错误的是( )
A. 一般从注射了NSE的小鼠的脾脏中分离B淋巴细胞
B. 灭活的病毒和PEG都可诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
C. 用HAT培养基筛选得到的融合的杂交瘤细胞都可产生抗NSE的抗体
D. 将抗肿瘤药物与该单克隆抗体偶联,可减少药物对正常细胞的损伤
8. 科学家用植物体细胞杂交技术,将二倍体月季(2n=14)的红色花瓣细胞与四倍体枸杞(4n=48)的叶肉细胞为外植体,制备成杂种细胞,并筛选、培养获得杂种植株。下列说法错误的是( )
A. 对外植体的消毒过程为:流水冲洗→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗→酒精溶液处理→无菌水清洗
B. 可用高Ca2+-高pH诱导原生质体融合,若只考虑两两融合,则形成的杂种细胞中染色体数目最多为192条
C. 当原生质体再生出细胞壁代表了融合结束,同时含有叶绿体和红色液泡是筛选杂种细胞的依据
D. 杂种植株形成过程中,需调控生长素和细胞分裂素的比值,适当提高生长素的比例有利于促进根的分化
9. 甲状旁腺激素(PTH)是调节钙、磷代谢的主要激素之一,临床上PTH含量是低钙血症等疾病的重要诊断指标。现有两种抗PTH单克隆抗体A1、B1,科研人员将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 筛选杂交瘤细胞的特定选择培养基中,只有融合的杂交瘤细胞才能生长
B. 据图可知,PTH可使底物发生显色反应,从而通过棕色深浅来测定PTH的含量
C. B1和A1均可与待测样本中的PTH特异性结合,但二者与PTH结合的位点不同
D. 单克隆抗体不仅可用于诊断疾病,还可形成运载药物的抗体—药物偶联物以治疗疾病
10. 杜泊羊生长速度快、肉质好,可通过胚胎工程快速繁殖。关于胚胎工程的说法正确的是( )
A. 受精时精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜迅速发生生理反应防止多精入卵
B. 胚胎在囊胚期继续分化,囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
C. 用外源促性腺激素对供体进行超数排卵处理并对受体进行免疫检查以防发生免疫排斥
D. 可对桑葚胚或囊胚进行胚胎分割获得同卵多胎杜泊羊,其遗传特性与供体完全相同
11. 下图表示生物工程常用技术的流程,下列叙述错误的是( )
A. 若上图表示用良种牛体细胞克隆牛的培育流程,要通过细胞培养得到大量的供体细胞1,需将动物组织块分散成单个细胞
B. 若上图表示利用胚胎工程繁殖试管牛的操作流程,若要进一步增大良种牛的繁殖数量可对胚胎4进行分割处理
C. 若上图表示单克隆抗体的制备流程:用来促进细胞1和细胞2融合的灭活病毒,并未破坏其抗原结构
D. 若上图表示植物体细胞杂交流程,形成3的过程表示原生质层的融合过程,完成融合的标志是再生新的细胞壁
12. 关于“DNA的粗提取与鉴定”和“琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物”实验,下列说法错误的是( )
A. DNA粗提取实验所用的研磨液中含有抑制DNA酶活性的物质
B. DNA鉴定过程中,DNA的双螺旋结构会发生改变
C. 凝胶载样缓冲液中的指示剂可使DNA在紫外灯下被检测出来
D. 若PCR过程中复性温度过低,电泳时可能会出现非特异性条带
13. 乙肝疫苗是通过基因工程将乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的基因导入酵母菌中表达,再利用发酵工程大规模生产获得的。已知HBsAg不能被酵母菌分泌到细胞外。下列相关叙述错误的是( )
A. 为了提高转基因的成功率,可以通过PCR技术扩增基因
B. 可以利用抗HBsAg抗体在分子水平上检测基因的表达产物
C. 可利用酵母菌大量生产乙肝疫苗,在发酵之前需要对菌种进行扩大培养
D. 发酵结束后从培养液中提取HBsAg,并对提取的HBsAg进行纯化、灭活
14. 科研人员通过基因编辑技术将绿色荧光蛋白(GFP)基因整合到野生型小鼠P蛋白基因的一端,如图1所示。随机挑取5个品系细胞通过PCR验证GFP的导入情况,结果如图2所示。据此推测在进行PCR扩增时,所选择的引物为( )
A. F1,R1 B. F2,R1 C. F1,R2 D. F2,R2
15. DNA探针是一段带有检测标记,且顺序已知的、与目的基因互补的DNA序列。为获得荧光标记的DNA探针,在反应体系中加入酶、缓冲液、H2O、4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)和适量序列为5'-TAGACCCAATTGGG-3'的单链DNA。下列说法正确的是( )
A. 该反应体系中加入ATP为子链的延伸提供能量
B. 缓冲溶液中一般要添加Ca2+用于激活DNA聚合酶
C. 该反应体系中因缺乏引物而无法扩增出产物
D. 利用该反应体系可获得两种荧光标记的探针
16. 基因工程会用到多种限制酶,下列为部分限制酶的识别序列和酶切位点及其在某质粒上的酶切位点。下列叙述错误的是( )
A. Sau3AⅠ可切割BamHⅠ和Bcl Ⅰ的识别序列,其具有专一性
B. 质粒被BamHⅠ和Bcl Ⅰ切割后,并在DNA连接酶的作用下,会发生环化
C. 构建重组质粒时,切割该质粒的限制酶只能是BamHⅠ
D. 分别用Sau3AⅠ和BamHⅠ切割目的基因和质粒,形成的重组质粒能被Sau3A Ⅰ切成4个片段
二、非选择题(共5小题,共52分)
17. 某醋厂生产的老醋因其乳酸含量高而独具风味。该老醋采用独特的分层固体发酵法,其流程如图1所示,发酵过程中醋酸杆菌密度变化如图2所示。酒醅是经蒸煮糊化的粮食原料拌入糖化剂(如曲粉)和酒曲,正在进行酒精发酵的固态物料;醋醅是含有酒精的物料拌入疏松材料(如谷壳、麸皮)和醋酸杆菌菌种后,正在进行醋酸发酵的固态物料。回答下列问题:
(1)酒醅中酒精发酵的主要微生物在进行酒精发酵时,将葡萄糖分解为酒精和CO2的过程发生在该微生物的__________(细胞结构)中。酒精发酵和醋酸发酵中__________发酵所需的最适温度更高。
(2)结合图示分析,前15天只翻动A层,此时A层醋酸杆菌快速增长,原因是__________;与颠倒前相比,B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是______________(写2点)等。
(3)发酵过程中,发酵缸中__________(填“上”或“下”)层醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化加剧了不同种类乳酸菌的__________,淘汰了部分乳酸菌种类。
(4)图1中发酵缸内的发酵过程__________(填“需要”或“不需要”)进行严格的无菌操作,原因是_________。
18. 某化工厂污水池中的有害有机化合物X(含C、H、O、N等元素)难以降解,研究人员利用化合物X、磷酸盐、镁盐及微量元素配制培养基,旨在筛选能高效降解X的好氧细菌(目的菌),实验主要步骤如图所示(含化合物X的培养基不透明)。回答下列问题:
(1)图1过程中,振荡培养的作用是________,且在振荡培养若干天的过程中,为满足其有氧呼吸需求,需向培养液中通入________。
(2)图1过程中,培养若干天后,应选择培养瓶中化合物X含量显著___________(填“降低”或“增加”)的培养液接种,在接种到固体培养基前,若要对培养液中的目的菌进行计数,常采用稀释涂布平板法而不采用显微镜直接计数法,主要原因是______。
(3)图甲中接种时,按1→2→3→4→5顺序进行划线,每次划线前对接种环的处理是___________,目的是________。
(4)图乙中出现透明圈的原因是__________。若要进一步比较不同菌株对化合物X的降解能力,可通过测量______________来进行判断。
19. 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示,请分析回答:
(1)体外培养动物细胞时,首先应保证其处于________的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要CO2培养箱培养。
(2)用________对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞。
(3)要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚,此卵母细胞应在体外培养到MⅡ期,对卵母细胞进行去核时,可以采用__________(至少答出两种)方法进行处理,可利用_______的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠。
(4)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_______。
(5)据图分析只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠,请写出两个支持这个判断的理由。
理由1:_______;
理由2:_______。
20. CD20是B淋巴细胞的特异性膜蛋白之一,研究者设计如下图1所示的技术流程制备抗CD20的单克隆抗体。请回答下列问题:
(1)步骤A从小鼠的脾中取出部分组织,用________酶处理,制成细胞悬液,然后将其置于含有________混合气体的CO2培养箱中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞。骨髓瘤细胞培养过程中,细胞生长________(从“会”“不会”中选填)出现接触抑制现象。
(2)步骤B为诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合,此时除了可以采用PEG融合法、电融合法,还可以用________法。融合操作后,体系中出现多种类型细胞的原因是________。
(3)步骤C为用特定的选择培养基筛选,得到的细胞具有________的特点。步骤D为在96孔板上进行________,经多次筛选,就可获得足够数量的能产生抗CD20蛋白的杂交瘤细胞。
(4)抗体由恒定区段和可变区段两部分构成,其中可变区段决定抗体的特异性。利用小鼠制备的单克隆抗体,在应用于肿瘤的临床免疫治疗前,需对该抗体进行人源化改造,即将该抗体的________区段替换成人的相应区段,这样处理的目的是________。
(5)IL-10是一种免疫抑制因子。研究者研究了抗CD20单抗和IL-10联合治疗对四组糖尿病鼠的自身免疫反应及胰岛B细胞再生作用的影响,结果如图2、图3所示。该结果表明________。
21. 某真菌的W基因可编码一种高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向为从左往右,为使细菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。
限制酶
BamH I
EcoR I
Mfe I
Kpn I
Hind Ⅲ
识别序列和切割位点
G↓GATCC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
(1)从真菌中获取相应基因后通过PCR技术扩增W基因序列,扩增结果用_____检测,检测结果显示有多个条带,试从引物设计的角度分析原因__________。一个DNA经过5轮循环后,得到的子代DNA分子中,同时含有2种引物的DNA分子所占的比例为_______,引物的作用是_______。
(2)基因工程的核心步骤是___________,这一步骤应使用限制酶________切割图中质粒,使用限制酶__________切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(3)W基因转录时应以________链为模板,形成的mRNA的序列为5′-UGAACGCUA……(中间序列)…GUCGACUCG-3′。则用于PCR扩增的引物中应有的序列为_________。
A.5′-TGAACGCTA…
B.5′-CGAGTCGAC…
C.5′-ACTTGCGAT…
D.5′-GCTCAGCTG…
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高二5月份生物素养能力提升
一、单选题(共16小题,每小题3分,共48分)
1. 下列关于传统发酵技术和发酵工程的叙述,正确的是( )
A. 泡菜制作过程中的亚硝酸盐和乳酸的含量都是逐渐升高后趋于稳定
B. 生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法
C. 吃水果“酵素”可实现美容、减肥、促进消化和提高免疫力的功效
D. 可根据单细胞蛋白性质采取适当的提取、分离和纯化措施获得产品
【答案】B
【解析】
【详解】A、泡菜制作过程中,乳酸菌发酵产生乳酸,乳酸含量逐渐升高后趋于稳定;但亚硝酸盐含量变化呈现"先升高后下降"的趋势(因硝酸盐还原菌早期活跃,后期被抑制),并非持续升高,A错误;
B、消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物;生物消毒法指利用生物或其代谢产物(如抗生素、溶菌酶、噬菌体等)抑制或清除部分微生物的方法,B正确;
C、水果"酵素"实为发酵产物,主要含有机酸、糖类等,无科学证据表明其具有美容、减肥或增强免疫等特殊功效,C错误;
D、如果发酵产品是微生物细胞本身(单细胞蛋白), 可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物, 可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
故选B。
2. 在微生物学中使用选择培养基让特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的过程称为选择培养。在选择培养基中添加一些特殊物质,则可配制成鉴别培养基。下列说法错误的是( )
A. 分离酵母菌、霉菌等真菌时,可在培养基中加入青霉素
B. 以尿素为唯一氮源的培养基分离出的细菌可能不止一种
C. 固氮菌能在不加氮源的培养基中生长,说明固氮菌为自养型生物
D. 在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,可筛选纤维素分解菌
【答案】C
【解析】
【分析】选择培养基的原理是:不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同。有的适于酸性环境,有的适于碱性环境;例如从土壤中分离放线菌时,可在培养基中加入10%的酚数滴,抑制细菌和真菌的生长;如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度的食盐。
【详解】A、酵母菌和霉菌都是真菌,而青霉素可抑制细菌的生长,故分离酵母菌、霉菌等真菌时,可在培养基中加入青霉素,A正确;
B、能分解尿素的细菌有多种,B正确;
C、自养型微生物可自己制造有机物,固氮菌不能自己制造有机物,C错误;
D、在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红,当纤维素被分解后,其与纤维素形成的红色复合物就无法形成,出现透明圈,故可筛选纤维素分解菌,D正确。
故选C。
3. 在家畜养殖过程中,某些微生物可使家畜粪便中的氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3,影响畜禽健康。为筛选粪便中既能利用氨氮化合物又能减少NH3产生的微生物,学习小组进行实验获得目的菌株。影印法可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种相同菌落。下列说法正确的是( )
A. 实验中的粪便样本和培养基都可以用高压蒸汽灭菌,而玻璃器皿一般用干热灭菌
B. 用稀释涂布平板法检测①中活菌数时,平板上的一个菌落就是一个细菌
C. ②可分别选取平板上的4、6菌落进行培养用于后续实验
D. 学习小组应选择菌株甲添加在粪便中以减少NH3的产生
【答案】C
【解析】
【详解】A、粪便样本用来提供目的菌种,不能灭菌,玻璃器皿一般用干热灭菌,A错误;
B、用稀释涂布平板法检测①中活菌数时,平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌,而不是平板上的一个菌落是一个细菌,B错误;
C、结合题意,②筛选的应是只能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验,应选择4、6,C正确;
D、由图可知,甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶,且乙同时分泌脲酶抑制剂,粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3,所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少,D错误。
故选C。
4. 生长圈法是基于营养缺陷型指示菌与目的菌株共生关系建立的微生物筛选技术。目前,工业上用大肠杆菌赖氨酸缺陷型指示菌,从土壤中筛选谷氨酸棒状杆菌高产赖氨酸菌株,通过生长圈大小快速初筛,再结合发酵复筛确定生产株。如图表示上述初筛目的菌株时,某一平板上的菌落及生长圈的形成情况。下列叙述错误的是( )
A. 图中微生物乙、丙、丁都是赖氨酸缺陷型大肠杆菌
B. 初筛阶段,配制的固体培养基中应不含有赖氨酸
C. 图中微生物己最可能是初筛时被选中的目的菌株
D. 进行发酵复筛目的菌株时,无需用到该指示菌
【答案】C
【解析】
【详解】A、大肠杆菌赖氨酸缺陷型指示菌自身不能合成赖氨酸,需要在含有赖氨酸的培养基中才能生长,图中微生物乙、丙、丁周围形成了生长圈,说明它们依赖目的菌株产生的赖氨酸才能生长,所以都是赖氨酸缺陷型大肠杆菌,A正确;
B、因为要筛选能产生赖氨酸的谷氨酸棒状杆菌,初筛阶段,配制的固体培养基中应不含有赖氨酸,这样只有能产生赖氨酸的菌株周围的赖氨酸缺陷型大肠杆菌才能生长形成生长圈,B正确;
C、微生物甲周围的生长圈最大,说明它产生的赖氨酸最多,所以最可能是初筛时被选中的目的菌株,C错误;
D、进行发酵复筛目的菌株时,只需测量发酵液中赖氨酸的实际含量即可确定高产菌株,无需用到该指示菌,D正确。
5. 紫杉醇是一种天然的化疗药物,可以通过诱导细胞周期停滞来抑制癌细胞的增殖。天然紫杉醇主要从红豆杉的树皮和树叶中提取,但产量有限。目前科学家利用植物细胞培养技术来大量获得紫杉醇,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 紫杉醇是一种小分子物质,是红豆杉基本生命活动所必需的物质
B. 该过程属于发酵工程,需在无菌条件下对植物细胞大规模培养
C. ①过程为脱分化,该过程中已分化的细胞转变成未分化细胞
D. ②③过程经历了再分化,需要在固体培养基上培养
【答案】C
【解析】
【详解】A、紫杉醇是小分子物质,属于次生代谢物,不是红豆杉基本生命活动所必需的物质,A错误;
B、该过程属于植物细胞工程,需在无菌条件下进行,B错误;
C、①过程为脱分化,该过程中已分化的细胞转变成未分化细胞,C正确;
D、②③过程属于植物细胞的悬浮培养,没有经历再分化,且需要在液体培养基中培养,D错误。
故选C。
6. 胡萝卜(2n=18)具有健脾和中,滋肝明目,化痰止咳,清热解毒的功效。羊角芹(2n=12)可入药,味苦、辛、性平,有祛风止痛的功效。科研人员利用胡萝卜、羊角芹进行育种,如图为部分育种流程。下列分析正确的是( )
A. 用秋水仙素处理植株①的种子或幼苗可使其染色体数目加倍
B. 获得植株③的过程中必须在分裂间期用γ射线处理愈伤组织
C. 获得植株④,生成芽、根的过程中由于再分化使得基因选择性表达
D. 植株⑤不分裂的体细胞中含有4个染色体组,自交可育
【答案】D
【解析】
【详解】A、据图分析:植株①不结种子,用秋水仙素处理植株①的幼苗可使其染色体数目加倍,不可处理其种子,A错误;
B、基因突变具有随机性,获得植株③的过程中并不是必须在分裂间期用γ射线处理愈伤组织,也可在其它时期,B错误;
C、获得植株④,生成芽、根的过程中是由于先基因选择性表达,然后使其发生再分化,C错误;
D、植株⑤的体细胞中含有胡萝卜的2个染色体组和羊角芹的2个染色体组,共4个染色体组,自交可育,D正确。
故选D。
7. 神经元特异性烯醇化酶(NSE)是神经内分泌肿瘤的特异性肿瘤标志物。临床上常用抗NSE的单克隆抗体对NSE进行检测。下列对制备抗NSE的单克隆抗体的叙述,错误的是( )
A. 一般从注射了NSE的小鼠的脾脏中分离B淋巴细胞
B. 灭活的病毒和PEG都可诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
C. 用HAT培养基筛选得到的融合的杂交瘤细胞都可产生抗NSE的抗体
D. 将抗肿瘤药物与该单克隆抗体偶联,可减少药物对正常细胞的损伤
【答案】C
【解析】
【详解】A、制备抗NSE的单克隆抗体时,需先将NSE作为抗原注射到小鼠体内,使小鼠发生特异性免疫,产生能分泌抗NSE抗体的B淋巴细胞,这类B淋巴细胞主要分布在小鼠脾脏中,因此可从小鼠脾脏中分离所需B淋巴细胞,A正确;
B、诱导动物细胞融合的方法包括化学法(PEG即聚乙二醇诱导)、生物法(灭活的病毒诱导)、物理法(电融合等),因此灭活的病毒和PEG都可诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,B正确;
C、HAT培养基的作用是筛选出B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,但小鼠脾脏中分离的B淋巴细胞存在多种类型,部分杂交瘤细胞分泌的抗体不是抗NSE的抗体,还需要进行特异抗体检测才能筛选出能产生抗NSE抗体的杂交瘤细胞,因此HAT培养基筛选得到的杂交瘤细胞并非都可产生抗NSE的抗体,C错误;
D、该单克隆抗体可特异性识别神经内分泌肿瘤表面的NSE抗原,将抗肿瘤药物与该单克隆抗体偶联制成“生物导弹”,可使药物定向作用于肿瘤细胞,减少药物对正常细胞的损伤,D正确。
8. 科学家用植物体细胞杂交技术,将二倍体月季(2n=14)的红色花瓣细胞与四倍体枸杞(4n=48)的叶肉细胞为外植体,制备成杂种细胞,并筛选、培养获得杂种植株。下列说法错误的是( )
A. 对外植体的消毒过程为:流水冲洗→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗→酒精溶液处理→无菌水清洗
B. 可用高Ca2+-高pH诱导原生质体融合,若只考虑两两融合,则形成的杂种细胞中染色体数目最多为192条
C. 当原生质体再生出细胞壁代表了融合结束,同时含有叶绿体和红色液泡是筛选杂种细胞的依据
D. 杂种植株形成过程中,需调控生长素和细胞分裂素的比值,适当提高生长素的比例有利于促进根的分化
【答案】A
【解析】
【详解】1、诱导植物细胞融合前,先要采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,获得原生质体;2、诱导植物原生质体融合的方法:物理法(电激、振动等)、化学法(聚乙二醇)﹔诱导动物细胞融合的方法:物理法(电激、振动等)、化学法(聚乙二醇)、灭活的病毒。
【分析】A、外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精消毒30s后,用无菌水清洗2-3次,再用次氯酸钠处理30min后,立即用无菌水清洗2-3次,因此外植体消毒的正确顺序应为:流水冲洗→酒精处理→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗,A错误;
B、月季(2n=14)和枸杞(4n=48)的原生质体融合时,若两个四倍体枸杞的原生质体融合,染色体数目最多为48×2=96条,在有丝分裂后期为192条,B正确;
C、当原生质体再生出细胞壁代表生成了一个新的植物细胞,也代表了融合结束,同时含有叶绿体(来自四倍体枸杞的叶肉细胞)和红色液泡(来自二倍体月季的红色花瓣细胞)是筛选杂种细胞的依据,C正确;
D、生长素与细胞分裂素的比值高时促进根分化,杂种植株形成过程中,需调控生长素和细胞分裂素的比值,适当提高生长素的比例有利于促进根的分化,D正确。
故选A。
9. 甲状旁腺激素(PTH)是调节钙、磷代谢的主要激素之一,临床上PTH含量是低钙血症等疾病的重要诊断指标。现有两种抗PTH单克隆抗体A1、B1,科研人员将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法,如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 筛选杂交瘤细胞的特定选择培养基中,只有融合的杂交瘤细胞才能生长
B. 据图可知,PTH可使底物发生显色反应,从而通过棕色深浅来测定PTH的含量
C. B1和A1均可与待测样本中的PTH特异性结合,但二者与PTH结合的位点不同
D. 单克隆抗体不仅可用于诊断疾病,还可形成运载药物的抗体—药物偶联物以治疗疾病
【答案】B
【解析】
【详解】A、筛选杂交瘤细胞的特定选择培养基中,未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长,A正确;
B、PTH是调节钙、磷代谢的激素,不能起到催化作用,据图可知,可使底物发生显色反应的是辣根过氧化物酶,棕色越深,说明PTH的含量越高,B错误;
C、据图可知,B1和A1均可与待测样本中的PTH特异性结合,但二者与PTH结合的位点不同,C正确;
D、单克隆抗体灵敏度高,特异性强,可以大量制备;单克隆抗体不仅可用于诊断疾病,还可形成运载药物的抗体—药物偶联物以治疗疾病,D正确。
故选B。
10. 杜泊羊生长速度快、肉质好,可通过胚胎工程快速繁殖。关于胚胎工程的说法正确的是( )
A. 受精时精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜迅速发生生理反应防止多精入卵
B. 胚胎在囊胚期继续分化,囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
C. 用外源促性腺激素对供体进行超数排卵处理并对受体进行免疫检查以防发生免疫排斥
D. 可对桑葚胚或囊胚进行胚胎分割获得同卵多胎杜泊羊,其遗传特性与供体完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎分割:借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜,从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。
【详解】A、卵细胞膜反应发生在精子进入卵细胞膜时,而非触及的瞬间。透明带反应才是精子进入透明带时触发的第一道屏障,A错误;
B、囊胚期的内细胞团确实分化为胎儿的各种组织,滋养层则发育为胎膜和胎盘,B正确;
C、受体子宫对胚胎基本无免疫排斥,无需免疫检查,C错误;
D、胚胎分割后的个体遗传特性与供体胚胎相同,但供体胚胎的遗传物质来自父本和母本,与“供体(母体)”并非完全相同,D错误。
故选B。
11. 下图表示生物工程常用技术的流程,下列叙述错误的是( )
A. 若上图表示用良种牛体细胞克隆牛的培育流程,要通过细胞培养得到大量的供体细胞1,需将动物组织块分散成单个细胞
B. 若上图表示利用胚胎工程繁殖试管牛的操作流程,若要进一步增大良种牛的繁殖数量可对胚胎4进行分割处理
C. 若上图表示单克隆抗体的制备流程:用来促进细胞1和细胞2融合的灭活病毒,并未破坏其抗原结构
D. 若上图表示植物体细胞杂交流程,形成3的过程表示原生质层的融合过程,完成融合的标志是再生新的细胞壁
【答案】D
【解析】
【分析】1、动物细胞培养的具体过程:取胚胎或幼龄动物的器官或组织--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。
2、利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物,具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程。
【详解】A、为避免接触抑制并使细胞与培养液充分接触,通过细胞培养得到大量的供体细胞1,需将动物组织块分散成单个细胞,A正确;
B、若要进一步增大良种牛的繁殖数量可对胚胎4进行分割处理,这属于无性繁殖范畴,B正确;
C、若图表示单克隆抗体的制备流程:用来促进细胞1和细胞2融合的灭活病毒,并未破坏其抗原结构,只是失去其感染能力,C正确;
D、植物体细胞杂交过程,形成3的过程表示原生质体(而非原生质层)的融合,完成融合的标志是再生新的细胞壁,D错误。
故选D。
12. 关于“DNA的粗提取与鉴定”和“琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物”实验,下列说法错误的是( )
A. DNA粗提取实验所用的研磨液中含有抑制DNA酶活性的物质
B. DNA鉴定过程中,DNA的双螺旋结构会发生改变
C. 凝胶载样缓冲液中的指示剂可使DNA在紫外灯下被检测出来
D. 若PCR过程中复性温度过低,电泳时可能会出现非特异性条带
【答案】C
【解析】
【详解】A、DNA粗提取实验的研磨液中含有可抑制DNA酶活性的物质,避免DNA被DNA酶降解,A正确;
B、DNA鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应,高温会使DNA的双螺旋结构解开,结构发生改变,B正确;
C、凝胶电泳中是核酸染料结合DNA后,可使DNA在紫外灯下被检测出来;凝胶载样缓冲液中的指示剂仅用于指示电泳的迁移进度,无法让DNA在紫外灯下被检测,C错误;
D、PCR过程中若复性温度过低,引物易与模板DNA的非特异性位点结合,引发非特异性扩增,电泳时就会出现非特异性条带,D正确。
13. 乙肝疫苗是通过基因工程将乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的基因导入酵母菌中表达,再利用发酵工程大规模生产获得的。已知HBsAg不能被酵母菌分泌到细胞外。下列相关叙述错误的是( )
A. 为了提高转基因的成功率,可以通过PCR技术扩增基因
B. 可以利用抗HBsAg抗体在分子水平上检测基因的表达产物
C. 可利用酵母菌大量生产乙肝疫苗,在发酵之前需要对菌种进行扩大培养
D. 发酵结束后从培养液中提取HBsAg,并对提取的HBsAg进行纯化、灭活
【答案】D
【解析】
【详解】A、PCR技术可在体外大量扩增目的基因(HBsAg基因),从而增加导入的成功率,A正确;
B、HBsAg基因的表达产物是蛋白质,利用抗原-抗体特异性结合的原理,可用抗HBsAg抗体进行检测,B正确;
C、发酵工程中需先对菌种进行扩大培养以增加菌体数量,再转入发酵罐进行大规模生产,C正确;
D、题干明确HBsAg不能被酵母菌分泌到细胞外,说明其存在于细胞内,需通过破碎细胞提取,而非直接从培养液中获取,D错误。
故选D。
14. 科研人员通过基因编辑技术将绿色荧光蛋白(GFP)基因整合到野生型小鼠P蛋白基因的一端,如图1所示。随机挑取5个品系细胞通过PCR验证GFP的导入情况,结果如图2所示。据此推测在进行PCR扩增时,所选择的引物为( )
A. F1,R1 B. F2,R1 C. F1,R2 D. F2,R2
【答案】A
【解析】
【详解】结合图1和图2推测,P-GFP融合基因电泳后的DNA片段较大,未插入GFP基因则电泳后的DNA片段较小,5个品系细胞中有的只扩增出小片段或大片段,有的两种片段均有,应选择图1中的引物组合是F1、R1,A正确,BCD错误。
故选A。
15. DNA探针是一段带有检测标记,且顺序已知的、与目的基因互补的DNA序列。为获得荧光标记的DNA探针,在反应体系中加入酶、缓冲液、H2O、4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)和适量序列为5'-TAGACCCAATTGGG-3'的单链DNA。下列说法正确的是( )
A. 该反应体系中加入ATP为子链的延伸提供能量
B. 缓冲溶液中一般要添加Ca2+用于激活DNA聚合酶
C. 该反应体系中因缺乏引物而无法扩增出产物
D. 利用该反应体系可获得两种荧光标记的探针
【答案】C
【解析】
【分析】PCR反应体系需要耐高温的DNA聚合酶、扩增缓冲液、水等,还需要引物。
【详解】A、该反应体系中加入dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP为子链的延伸提供能量,A错误;
B、缓冲溶液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶,B错误;
C、DNA聚合酶不能从头合成DNA,必须在模板上存在引物才能启动链延伸,该反应体系中因缺乏引物而无法扩增出产物,C正确;
D、反应体系中只有一个单链DNA模板(5’-TAGACCCAATTGGG-3’),只能合成一种与其互补的DNA链(序列为5’-CCCAATTGGGTCTA-3’)。使用荧光标记的dATP后,新合成的链会被荧光标记,但仅产生一种探针(即互补链)。模板本身未标记,且序列无自身互补性,不会产生第二种探针,D错误。
故选C。
16. 基因工程会用到多种限制酶,下列为部分限制酶的识别序列和酶切位点及其在某质粒上的酶切位点。下列叙述错误的是( )
A. Sau3AⅠ可切割BamHⅠ和Bcl Ⅰ的识别序列,其具有专一性
B. 质粒被BamHⅠ和Bcl Ⅰ切割后,并在DNA连接酶的作用下,会发生环化
C. 构建重组质粒时,切割该质粒的限制酶只能是BamHⅠ
D. 分别用Sau3AⅠ和BamHⅠ切割目的基因和质粒,形成的重组质粒能被Sau3A Ⅰ切成4个片段
【答案】D
【解析】
【详解】A、Sau3AⅠ可切割BamHⅠ和BclⅠ的识别序列,但其仍是识别特定的序列进行切割,具有专一性,A正确;
B、BamHⅠ和BclⅠ切割质粒后,会切出相同且互补的黏性末端,加入DNA连接酶其会发生环化,B正确;
C、构建重组质粒时,目的基因要插入在启动子和终止子之间,则可选择BamHⅠ、Sau3AⅠ和HindⅢ三种限制酶,切割该质粒的限制酶如果用Sau3AⅠ则会在质粒上切出多个切口,如果用HindⅢ则会切坏X抗生素的抗性基因,所以只能用BamHⅠ,C正确;
D、用Sau3AⅠ切割目的基因,用BamHⅠ切割质粒,则重组质粒能被Sau3AⅠ酶切成5个片段,D错误。
故选D。
二、非选择题(共5小题,共52分)
17. 某醋厂生产的老醋因其乳酸含量高而独具风味。该老醋采用独特的分层固体发酵法,其流程如图1所示,发酵过程中醋酸杆菌密度变化如图2所示。酒醅是经蒸煮糊化的粮食原料拌入糖化剂(如曲粉)和酒曲,正在进行酒精发酵的固态物料;醋醅是含有酒精的物料拌入疏松材料(如谷壳、麸皮)和醋酸杆菌菌种后,正在进行醋酸发酵的固态物料。回答下列问题:
(1)酒醅中酒精发酵的主要微生物在进行酒精发酵时,将葡萄糖分解为酒精和CO2的过程发生在该微生物的__________(细胞结构)中。酒精发酵和醋酸发酵中__________发酵所需的最适温度更高。
(2)结合图示分析,前15天只翻动A层,此时A层醋酸杆菌快速增长,原因是__________;与颠倒前相比,B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是______________(写2点)等。
(3)发酵过程中,发酵缸中__________(填“上”或“下”)层醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化加剧了不同种类乳酸菌的__________,淘汰了部分乳酸菌种类。
(4)图1中发酵缸内的发酵过程__________(填“需要”或“不需要”)进行严格的无菌操作,原因是_________。
【答案】(1) ①. 细胞质基质 ②. 醋酸
(2) ①. 翻动A层可增加氧气含量,醋酸杆菌为好氧菌,在有氧条件下快速繁殖 ②. 氧气、营养物质、pH
(3) ①. 下 ②. 种间竞争
(4) ①. 不需要 ②. 发酵液中的酒精、醋酸等代谢产物具有一定抑菌作用,且发酵环境(如温度、pH)不利于多数杂菌生长
【解析】
【小问1详解】
酒精发酵的主要微生物是酵母菌,酵母菌将葡萄糖分解为酒精和CO2的过程属于无氧呼吸,发生在细胞质基质。酒精发酵最适温度为18-25℃,醋酸发酵最适温度为30-35℃,因此醋酸发酵所需的最适温度更高。
【小问2详解】
前15天每天翻动A层,翻动A层可增加氧气含量,醋酸杆菌为好氧菌,在有氧条件下快速繁殖,所以A层醋酸杆菌快速增长。颠倒前B层位于下层,缺氧,醋酸杆菌增殖缓慢;颠倒后B层变为上层,氧气含量升高,同时可利用的营养物质更充足,发酵产醋酸也会改变发酵液pH,因此影响B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素为氧气、营养物质、pH。
【小问3详解】
乳酸菌是厌氧微生物,发酵缸下层氧气更少,缺氧环境更有利于乳酸菌繁殖积累乳酸;发酵后期营养物质减少,不同种类的乳酸菌对营养和空间进行争夺,种间竞争加剧,不适应当前环境的乳酸菌种类被淘汰,因此成熟醋醅中乳酸菌种类减少。
【小问4详解】
该发酵过程不需要严格无菌操作,因为发酵液中的酒精、醋酸等代谢产物具有一定抑菌作用,且发酵环境(如温度、pH)不利于多数杂菌生长。
18. 某化工厂污水池中的有害有机化合物X(含C、H、O、N等元素)难以降解,研究人员利用化合物X、磷酸盐、镁盐及微量元素配制培养基,旨在筛选能高效降解X的好氧细菌(目的菌),实验主要步骤如图所示(含化合物X的培养基不透明)。回答下列问题:
(1)图1过程中,振荡培养的作用是________,且在振荡培养若干天的过程中,为满足其有氧呼吸需求,需向培养液中通入________。
(2)图1过程中,培养若干天后,应选择培养瓶中化合物X含量显著___________(填“降低”或“增加”)的培养液接种,在接种到固体培养基前,若要对培养液中的目的菌进行计数,常采用稀释涂布平板法而不采用显微镜直接计数法,主要原因是______。
(3)图甲中接种时,按1→2→3→4→5顺序进行划线,每次划线前对接种环的处理是___________,目的是________。
(4)图乙中出现透明圈的原因是__________。若要进一步比较不同菌株对化合物X的降解能力,可通过测量______________来进行判断。
【答案】(1) ①. 使菌体与营养物质充分接触,提高营养物质的利用率(增加溶氧量) ②. 无菌空气
(2) ①. 降低 ②. 显微镜直接计数法不能区分死菌与活菌,会导致计数结果偏大
(3) ①. 灼烧并冷却 ②. 灼烧接种环可杀灭残留菌种,防止污染,冷却后再划线是避免高温杀死菌种,这样操作能逐步稀释菌种,最终获得单菌落
(4) ①. 目的菌降解化合物X,使菌落周围的化合物X浓度降低,培养基透明度增加,从而出现透明圈 ②. 透明圈直径与菌落直径的比值
【解析】
【小问1详解】
图示过程中振荡培养的作用是使菌体与营养物质充分接触,提高营养物质的利用率(增加溶氧量)。能高效降解X的细菌是好氧菌,为满足其有氧呼吸需求,需向培养液中通入无菌空气。
【小问2详解】
培养若干天后,应选择培养瓶中化合物X含量显著降低的培养液接种,稀释涂布平板法是通过菌落数估算活菌数,显微镜直接计数法会将死菌、活菌一并计数,实际培养液中存在死菌,用显微镜直接计数法会使结果比实际活菌数偏大,准确性欠佳,所以常选稀释涂布平板法对目的菌计数。
【小问3详解】
灼烧接种环可杀灭残留菌种,防止污染,冷却后再划线是避免高温杀死菌种,这样操作能逐步稀释菌种,最终获得单菌落。
【小问4详解】
目的菌分解化合物X,导致其周围化合物X减少,原本不透明的培养基变得透明,出现透明圈。透明圈直径与菌落直径的比值能反映目的菌降解化合物X的相对能力,比值越大,降解能力越强。
19. 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示,请分析回答:
(1)体外培养动物细胞时,首先应保证其处于________的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要CO2培养箱培养。
(2)用________对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞。
(3)要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚,此卵母细胞应在体外培养到MⅡ期,对卵母细胞进行去核时,可以采用__________(至少答出两种)方法进行处理,可利用_______的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠。
(4)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_______。
(5)据图分析只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠,请写出两个支持这个判断的理由。
理由1:_______;
理由2:_______。
【答案】(1)无菌无毒
(2)促性腺激素 (3) ①. 显微操作、紫外线短时间照射、梯度离心、化学物质处理 ②. 胚胎分割
(4)XX、XY、YY
(5) 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. 重构胚必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体
【解析】
【分析】1、卵细胞激活转化成phFSC,通过基因编辑技术获得具精子细胞核特点的phESC,获得甲,从而得到孤雌小鼠。
2、精子激活转化成ahFSC,通过基因编辑技术获得具卵细胞细胞核特点的ahESC,获得乙,从而得到孤雄小鼠。
【小问1详解】
体外培养动物细胞时,由于培养液中含有丰富的营养,因此,为了避免杂菌污染,首先应保证其处于无菌无毒的环境。
【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,而后需要将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期。
【小问3详解】
对卵母细胞进行去核时,可以采用显微操作、紫外线短时间照射、梯度离心、化学物质处理 方法进行处理,还可利用胚胎分割的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠。
【小问4详解】
ahESC细胞中的性染色体组成为X或Y,而精子中的性染色体组成也是X或Y,精子与去核卵母细胞融合后再与ahESC细胞融合获得孤雄小鼠,则其性染色体可能是XX、XY或YY。
【小问5详解】
结合图示可知,只依赖雄性小鼠“不能”得到孤雄小鼠,这是因为要获得孤雄小鼠需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中,而卵细胞来自雌性小鼠,另外获得的重构胚必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体,可见离开雌性个体不能获得孤雄小鼠。
20. CD20是B淋巴细胞的特异性膜蛋白之一,研究者设计如下图1所示的技术流程制备抗CD20的单克隆抗体。请回答下列问题:
(1)步骤A从小鼠的脾中取出部分组织,用________酶处理,制成细胞悬液,然后将其置于含有________混合气体的CO2培养箱中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞。骨髓瘤细胞培养过程中,细胞生长________(从“会”“不会”中选填)出现接触抑制现象。
(2)步骤B为诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合,此时除了可以采用PEG融合法、电融合法,还可以用________法。融合操作后,体系中出现多种类型细胞的原因是________。
(3)步骤C为用特定的选择培养基筛选,得到的细胞具有________的特点。步骤D为在96孔板上进行________,经多次筛选,就可获得足够数量的能产生抗CD20蛋白的杂交瘤细胞。
(4)抗体由恒定区段和可变区段两部分构成,其中可变区段决定抗体的特异性。利用小鼠制备的单克隆抗体,在应用于肿瘤的临床免疫治疗前,需对该抗体进行人源化改造,即将该抗体的________区段替换成人的相应区段,这样处理的目的是________。
(5)IL-10是一种免疫抑制因子。研究者研究了抗CD20单抗和IL-10联合治疗对四组糖尿病鼠的自身免疫反应及胰岛B细胞再生作用的影响,结果如图2、图3所示。该结果表明________。
【答案】(1) ①. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②. 95% 空气和 5% CO2 ③. 不会
(2) ①. 灭活病毒诱导 ②. 细胞融合是随机的,且融合率不到100%
(3) ①. 既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体 ②. 克隆化培养和抗体检测
(4) ①. 恒定 ②. 降低人对利用小鼠制备的单克隆抗体的免疫排斥反应
(5)抗CD20单抗+IL-10联合治疗可减弱糖尿病鼠的自身免疫反应,也可促进胰岛B细胞的再生,且作用强于单独治疗
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备是将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合产生杂交瘤细胞,再经筛选和培养获得产生单一抗体的杂交瘤细胞,进而制备大量特异性强的抗体。
【小问1详解】
在进行制备抗CD20的单克隆抗体时,取小鼠脾组织要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,可使组织分散成单个细胞,制成细胞悬液;细胞培养需要适宜气体环境,O2是细胞代谢所必需,CO2可维持培养液 pH,因此将其置于含有95% 空气和 5% CO2的混合气体的CO2培养箱中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞;由于骨髓瘤细胞具有无限增殖特性,其细胞生长不会出现接触抑制现象,正常体细胞会因细胞间相互接触而抑制生长;
【小问2详解】
诱导动物细胞融合的方法除 PEG 融合法、电融合法外,还可用灭活病毒诱导法;细胞融合是随机的,且融合率达不到 100% 。操作后,体系中存在未融合的 B 淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、B 淋巴细胞 - B 淋巴细胞融合细胞、骨髓瘤细胞 - 骨髓瘤细胞融合细胞以及 B 淋巴细胞 - 骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞等多种类型细胞;
【小问3详解】
用特定选择培养基筛选杂交瘤细胞,目的是筛选出能无限增殖且能产生针对CD20蛋白特异性抗体的细胞,杂交瘤细胞具有既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体的特点;在 96 孔板上对筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养,使其大量增殖,再通过抗体检测,筛选出能产生所需专一抗体的杂交瘤细胞;
【小问4详解】
根据题意信息可知,抗体由恒定区段和可变区段两部分构成,其中可变区段决定抗体的特异性,将恒定区段换成人的相应区段,可变区段不变,不影响抗体与抗原结合特异性;小鼠制备的单克隆抗体用于人体时,人体免疫系统会识别其为外来物质产生免疫反应,将恒定区段人源化改造,可降低人体对抗体的免疫排斥,使抗体更好发挥作用;
【小问5详解】
根据图2可知,抗CD20单抗+IL-10联合治疗跟其他治疗组(包括对照组)相比其自身免疫反应明显减少,根据图3可知,联合治疗组的小鼠胰岛B细胞再生相关蛋白表达量明显高于其他组,由此说明:抗CD20单抗+IL-10联合治疗可减弱糖尿病鼠的自身免疫反应,也可促进胰岛B细胞的再生,且作用强于单独治疗。
21. 某真菌的W基因可编码一种高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向为从左往右,为使细菌产生该酶,以图中质粒为载体,进行转基因。
限制酶
BamH I
EcoR I
Mfe I
Kpn I
Hind Ⅲ
识别序列和切割位点
G↓GATCC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT
(1)从真菌中获取相应基因后通过PCR技术扩增W基因序列,扩增结果用_____检测,检测结果显示有多个条带,试从引物设计的角度分析原因__________。一个DNA经过5轮循环后,得到的子代DNA分子中,同时含有2种引物的DNA分子所占的比例为_______,引物的作用是_______。
(2)基因工程的核心步骤是___________,这一步骤应使用限制酶________切割图中质粒,使用限制酶__________切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(3)W基因转录时应以________链为模板,形成的mRNA的序列为5′-UGAACGCUA……(中间序列)…GUCGACUCG-3′。则用于PCR扩增的引物中应有的序列为_________。
A.5′-TGAACGCTA…
B.5′-CGAGTCGAC…
C.5′-ACTTGCGAT…
D.5′-GCTCAGCTG…
【答案】(1) ①. 电泳 ②. 引物特异性不高,在模板上有非特异结合位点 ③. 15/16 ④. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
(2) ①. 基因表达载体的构建 ②. Mfe I、Hind Ⅲ ③. EcoR I、Hind Ⅲ
(3) ①. 乙 ②. AB
【解析】
【小问1详解】
扩增完成后,可以通过电泳分析来检测PCR产物;检测结果显示有多个条带,从引物设计的角度分析可能的原因是引物特异性不高,在模板上有非特异性结合位点。一个DNA经过5轮循环后,共产生25=32个子代DNA分子。根据DNA半保留复制特点,其中同时含有2种引物的DNA分子有32 - 2 = 30个,所占比例为30/32 = 15/16。引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。
【小问2详解】
基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。根据题图信息“图中W基因转录方向是从左往右”、“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在W基因左侧,终止子应在W基因右侧,W基因右侧只能用Hind Ⅲ切割,W基因左侧有BamH I、Kpn I、EcoR I三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶Mfe I、Hind Ⅲ切割图中质粒,使用限制酶EcoR I(切割出的黏性末端与MfeI相同)、Hind Ⅲ切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒,因为限制酶Mfe I和限制酶EcoR I切割露出相同的黏性末端。
【小问3详解】
W基因转录方向是从左向右,mRNA链的合成方向为5'→3',与乙链从左向右3'→5'互补,故W基因转录的模板链是乙链。引物与模板链的3'端结合,mRNA也与模板链结合,因此左引物与mRNA序列相似,不同的是引物是一段DNA,因此将mRNA中的U替换成T即是引物序列,即5'-TGAACGCTA-3',与A相同,右引物为5'--CGAGTCGAC…,AB正确,CD错误。
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