摘要:
**基本信息**
以克隆藏羊、单克隆抗体偶联物等科技前沿及泡菜制作等文化传承为情境,覆盖发酵工程、细胞工程、基因工程核心知识,注重科学思维与探究实践能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择|12/24|传统发酵、微生物培养、胚胎工程|结合《哪吒2》情节考查ES细胞全能性等(第8题)|
|不定项选择|4/16|重组DNA技术、细胞融合|双杂交瘤细胞培养及抗体特性分析(第14题)|
|非选择|5/60|酵母菌培养、单克隆抗体制备、蛋白质工程|克隆藏羊技术流程分析(第19题);泡菜制作与耐盐基因导入综合考查(第20题)|
内容正文:
衡阳县四中2026年下学期期中考试
高二生物试卷
(本试卷满分100分,考试用时75分钟。)
一、单项选择题(本题共12小题,每小题2分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.下列关于传统发酵技术及发酵工程叙述正确的是( )
A.泡菜坛装八成满,以防止发酵液溢出和菜料变质腐烂
B.以尿素为唯一氮源的培养基上只有分解尿素的细菌能生长和繁殖
C.啤酒生产过程中通常加入啤酒花以提供发酵的菌种
D.为防止杂菌污染,菌液涂布均匀后需立即将平板倒置
2.下图为实验室培养和纯化酵母菌的部分操作步骤,下列说法正确的是( )
A.用此方法进行微生物计数时,所得数据往往比实际数据偏小
B.①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行
C.步骤④中接种环共需5次灼烧处理
D.在5区域中才可以得到单菌落
3.瘤胃是牛、羊等反刍动物具有的特殊的器官,其中的微生物多为厌氧菌,接触空气后会死亡。已知刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员对瘤胃中的纤维素分解菌进行了分离、鉴定,过程如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.实验时,牛体内提取的瘤胃液不能使用干热灭菌,应使用湿热灭菌
B.为分离出纤维素分解菌,甲、乙、丙培养基应以纤维素为唯一营养成分
C.通过向乙和丁培养基中加入刚果红,可对纤维素分解菌进行鉴定和计数
D.在甲、乙、丙、丁的培养基表面加入一层无菌石蜡能有效获得目标菌落
4.下列有关菊花组织培养的说法,错误的是( )
A.植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B.诱导形成愈伤组织过程中不需要光照,但再分化过程需要光照
C.对外植体进行消毒时先用酒精后用次氯酸钠溶液依次处理
D.培养基中生长素、细胞分裂素的浓度是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素
5.红豆杉是濒危植物,其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是植物组织培养和细胞培养的流程图。图中②为愈伤组织。通过B过程可最终产生新的植株。通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述中正确的是( )
A.A和B培养过程中都不需要光照条件
B.C过程可提取细胞初生代谢物——紫杉醇
C.B和C培养过程中所用的培养基物理性质一般相同
D.A和B过程都与基因选择性表达有关
6.科研人员研发出单克隆抗体—肺癌药物偶联物,以减少肺癌药物对正常细胞的伤害,基本流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.注射的特定抗原是肺癌细胞特有的大分子
B.①利用选择培养基筛选的方式获得了杂交瘤细胞
C.步骤③细胞培养时应提供95%O2和5%CO2的气体环境
D.抗体—肺癌药物偶联物中的a能特异性结合并杀死肿瘤细胞
7.动物细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列相关叙述正确的是( )
A.在使用合成培养基培养动物细胞时,通常需要加入血清等天然成分
B.诱导小鼠成纤维细胞形成iPS细胞的过程属于细胞分化
C.将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞
D.动物体细胞核移植技术中,可采用Ca2+载体或聚乙二醇等激活重构胚
8.2025年春节档电影市场的火爆,得益于多部影片的精彩表现。其中电影《哪吒2》里相关情节和生物学中各种生物元素和概念匹配有误的是( )
A.哪吒的肉身重塑:ES有分化为体内的任何细胞并形成机体的组织和器官甚至个体的潜能
B.申公豹的药单:通过植物组织培养和细胞培养,可快速繁殖三七种苗及生产次生代谢物
C.哪吒大战敖丙:发生战斗时,组织细胞代谢旺盛,但细胞内ATP的含量基本不变
D.无量仙翁的灭魂丹:灭魂丹形似病毒、细菌,都是引起疾病的病原体,遗传物质是DNA
9.下图为经过体外受精和胚胎分割、移植培育优质奶牛的过程。下列叙述错误的是( )
A.体外受精过程中会发生雌雄原核核膜消失现象
B.将①均等分割成8等份的成活率与图示的相同
C.胚胎分割可看作动物无性繁殖或克隆方法之一
D.胚胎移植前需要对受体母牛进行同期发情处理
10.下列有关获取目的基因的叙述错误的是( )
A.目的基因就是编码蛋白质的基因
B.来自苏云金杆菌的Bt基因可作为转基因抗虫棉的目的基因
C.序列比对工具的应用为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会
D.目的基因可以人工合成,也可以利用PCR快速获取或扩增
11.为研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素(多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症),某科研机构从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA,过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.该项研究运用了蛋白质工程的原理
B.Klenow酶是一种DNA连接酶
C.②过程还需要加入2种引物
D.合成的双链DNA有72个碱基对,其中嘌呤数等于嘧啶数
12.下列有关细胞工程的叙述,正确的有( )
①植物体细胞杂交技术,能克服远缘杂交不亲和的障碍
②动物细胞培养时不能用机械的方法将组织分散成单个细胞
③利用动物细胞培养技术和细胞融合技术可以制备单克隆抗体
④受精完成的标志是雌雄原核融合
⑤桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为“孵化”
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
2、 不定项选择题(本题共4个小题,每题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
13.下列关于重组DNA技术的叙述,错误的是( )
A.限制酶、DNA连接酶和质粒是重组DNA技术需要使用的基本工具酶
B.限制酶切割DNA分子一次可切断2个磷酸二酯键,增加2个游离的磷酸基团
C.用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因,便于重组DNA分子的筛选
D. EcoliDNA连接酶连接平末端的效率远远高于T4DNA连接酶
14.一种杂交瘤细胞只能产一种抗体,抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科学家通过动物细胞融合技术,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。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体AB。过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.杂交瘤细胞A、B混合并诱导融合后,可利用HAT选择培养基筛选出双杂交瘤细胞AB
B.双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后,才能产生双特异性抗体
C.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,无需使用胰蛋白酶处理,直接离心收集
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
15.我国科研团队培育出“猴一猪嵌合体”仔猪,流程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图示过程涉及动物体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
B.代孕母猪对嵌合胚胎无免疫排斥反应,因为二者的组织相容性抗原相同
C.应将猴的ES细胞注入猪囊胚内细胞团进行培养,从而发育成嵌合胚胎
D.可提取仔猪不同组织的DNA,利用PCR技术检测仔猪体内猴源细胞的嵌合比例
16.研究发现,大豆GmNF-YA19基因在干旱胁迫中有响应。科研人员利用PCR扩增GmNF-YA19基因,构建GmNF-YA19基因表达载体并转化烟草。含GmNF-YA19基因的DNA片段和载体的结构分别如图1、2所示。下列叙述正确的是( )
A.PCR扩增GmNF-YA19基因所需的两种引物的碱基序列一般不同
B.为获得能正确表达目的基因的重组质粒,应选用限制酶KpnI、EcoRI进行切割
C.终止子为一段DNA序列,其作用是使翻译在所需要的地方停下来
D.重组质粒转化烟草后,可使用含氨苄青霉素的培养基来筛选受体细胞
3、 非选择题(本题共5个小题,共60分)
17.某研究小组分离提纯葡萄皮上的野生酵母菌时,选取了从自然界中采集到的葡萄,用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中进行培养。请回答下列问题:
(1)配制酵母菌培养液时,需控制培养液的浓度,浓度过高则会导致______________。另需加入一定剂量的青霉素等抗生素,其目的是____________________________。
(2)该研究小组成功分离出某品种的酵母菌后,取等量菌液分别接种于3个盛有等量液体培养基的锥形瓶中,并分别置于转速为150r/min、200r/min、250r/min的摇床上培养,检测结果如图1所示,摇床转速为250r/min的酵母菌种群密度最大的原因是________________。
(3)通过如图3所示的方法进行纯化培养时,用移液枪取最终的酵母菌稀释液0.1mL滴在培养基表面,然后将蘸有少量酒精的涂布器__________________后再进行涂布。在恒温培养箱中培养一段时间后,其中某组的3个平板上菌落数分别为69个、52个、44个,则可以推测原酵母菌液中每毫升含菌数为______________个。
(4)稀释涂布平板法的计数原理是________________________。
18.细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料,回答下列问题。
材料一:人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。如图是制备抗HCG单克隆抗体流程示意图。
材料二:西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效,可利用植物组织培养技术来实现茶碱的工业化生产。
(1)免疫处理的小鼠产生相应的B淋巴细胞群能合成并分泌________________(填“一种”或“多种”)抗体。步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行________________及抗体检测,该过程一般在多孔细胞培养板上进行:先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴入0.1mL细胞稀释液,其目的是________________。
(2)单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,如科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早孕试纸,该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是________________。鼠源性单克隆抗体可应用于肿瘤的临床免疫治疗,在注射前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,目的是降低________________。
(3)若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到________________阶段,然后从________________(填细胞器)中提取茶碱;若要获得神奇的人工种子,可将龙井茶叶细胞培养到________________,再和具有养分的人工胚乳一起包埋在具有保护功能的人工种皮中;由其培育成的植株生殖方式为________________。
(4)与常规育种相比,植物组织培养技术产生的植株特点有________________。
19.2024年2月25日,世界首例克隆藏羊“青青”出生,这也是诞生在青藏高原的首只克隆动物。科研人员选择3只优良欧拉型良种公羊和1只母羊作为供体。克隆技术只需要将一个体细胞注入一个去核的卵母细胞内,通过电融合和化学激活等方法得到重构胚。体外培养重构胚发育出早期胚胎后,再将其移植到受体的体内,发育足月就获得了克隆动物。回答下列问题:
(1)克隆藏羊的获得属于__________________繁殖,该过程需要先获得卵母细胞,采集的卵母细胞在体外培养到__________________期,然后将卵母细胞去核,目前,动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是__________________。卵母细胞去“核”,其实是指去除__________________(单选)。
A.细胞核 B.纺锤体
C.中心体-染色体复合物 D.纺锤体-染色体复合物
(2)在进行胚胎移植前,需要对代孕母羊进行__________________处理,通过电融合和化学等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)体外培养重构胚发育出早期胚胎后,再将其移植到受体母羊体内,胚胎移植的实质是____________________________________。
(4)若要对早期胚胎进行性别鉴定,应选取__________________细胞,理由是__________________。
20.I《周礼•天官》中记载“大羹不致五味,铡羹加盐菜”,所谓“盐菜”便是泡菜的雏形。几千年文明传承中,泡菜已深刻融入了我国饮食文化。某种泡菜的制作流程如下所示。
将洗净晾干后的新鲜蔬菜切块,混合均匀后装入泡菜坛内,装至半坛
放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满
加入煮沸冷却后5%~20%盐水,没过全部材料
密封泡菜坛,置于适宜温度下发酵
回答下列问题。
(1)乳酸菌的代谢类型是________。在泡菜制作过程中如果加入少量白糖,可缩短发酵周期,其原因可能是白糖为酵母菌提供了____________,有利于乳酸菌的繁殖和发酵。
(2)古代因缺乏冷藏技术,人们在制作泡菜的过程中往往会加入大量的食盐,其主要目的是______________________。某同学同一批次制作的多坛泡菜中,有一坛发生了变质。检查发现该坛泡菜位置摆放不当,每天10:00~16:00会被阳光照射,推测发生质变的原因可能是____________________。
(3)泡菜工业化生产流程中,出厂前需要测定微生物数量,甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一批样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133;乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是33、169和176,取平均值126。有人认为这两位同学的结果中,__________同学的结果可信度低。用该方法进行微生物计数的原理是__________________________________。
II培育大豆耐盐品种应对盐胁迫是提高大豆产量的有效途径。某农业科学院通过农杆菌转化技术,将来自拟南芥的耐盐基因导入大豆,获得的耐盐新品种在盐胁迫处理条件下,在芽期、苗期和全生育期具有较强的萌发能力和适应性,并且能够稳定遗传,相关过程如图所示。回答下列问题:
(4)图1中__________________作为载体,必须含有_________(至少答出3点)等元件。
(5)基因工程操作时,需使用合适的限制酶对__________________和质粒进行酶切,本实验不适合选择BamHⅠ酶,原因是______________________。图2耐盐基因一端缺乏限制酶识别序列,可添加限制酶识别序列,最好选择____________________酶,这样既可以完成酶切又可以避免自身环化和反向连接问题。
21.水蛭是我国传统中药材,主要药理成分水蛭素(由65个氨基酸组成的单链多肽)为水蛭蛋白中的重要成分,具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素,提高其抗凝血活性。请回答下列问题:
(1)蛋白质工程基本思路如下图所示,物质a是______________,物质b是______________。要对水蛭素的结构进行设计改造,最终必须通过______________来完成。
(2)若通过发酵工程利用大肠杆菌生产水蛭素,则一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,目的是______________;若通过乳腺生物反应器生产水蛭素,请写出简要操作步骤:____________________________。
(3)利用______________(填“大肠杆菌”或“乳腺生物反应器”)生产的水蛭素活性更高,原因是____________________________。
参考答案
1.答案:A
解析:A、泡菜坛装八成满,可预留少量空间,既能防止发酵过程中产生的气体导致发酵液溢出,又能避免菜料完全浸没后缺氧环境不佳引发变质腐烂,符合传统发酵技术操作要求,A正确;
B、以尿素为唯一氮源的培养基上,只有能合成脲酶分解尿素的细菌能利用尿素生长繁殖,但部分固氮菌可利用空气中氮气作为氮源,也能在该培养基上生长,并非只有分解尿素的细菌,B错误;
C、啤酒生产中加入啤酒花的作用是赋予啤酒独特香味、苦味并防腐抑菌,啤酒发酵的菌种是酵母菌,并非啤酒花提供,C错误;
D、菌液涂布均匀后,需等待培养基表面水分晾干、菌液附着稳定后再将平板倒置,立即倒置会导致菌液流动、菌落分布不均,无法有效防止杂菌污染,D错误。
2.答案:B
解析:A、该方法为平板划线法,平板划线法仅能纯化微生物,无法对微生物进行计数,微生物计数常用稀释涂布平板法,A错误;
B、①倒平板、②接种、③培养前的准备步骤均属于无菌操作,为防止空气中杂菌污染,操作时都需要在酒精灯火焰旁进行,火焰旁为无菌区域,B正确;
C、步骤④平板划线法中,接种环在接种前灼烧1次,每次划线前灼烧1次,划线结束后灼烧1次,若划线5个区域,接种环共需灼烧6次,并非5次,C错误;
D、平板划线法中,从第3区域开始就可能出现单菌落,并非仅在5区域才能得到单菌落,D错误。
3.答案:D
解析:A.从牛体内提取的瘤胃液不能灭菌,否则不能分离出目标微生物,A错误;
B.为分离出纤维素分解菌,甲、乙、丙培养基应以纤维素为唯一碳源,还需要添加氮源等营养成分,B错误;
C.由图可知,将菌液接种到乙上所用的方法是平板划线法,不能用于计数,C错误;
D.牛、羊等反刍动物具有特殊的瘤胃,在瘤胃中生活着多种厌氧微生物,在甲、乙、丙、丁的培养基表面加入一层无菌石蜡能有效获得目标菌落,D正确。
4.答案:D
解析:A.已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一,A正确;
B.外植体脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要光照,但愈伤组织再分化形成胚状体的过程需要光照,B正确;
C.植物组织培养时外植体用流水充分清洗后用体积分数为70%的酒精消毒30s,用无菌水清洗2—3次,再用次氯酸钠溶液处理30分钟,立即用无菌水清洗2—3次,C正确;
D.生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响植物细胞的发育方向,是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,D错误。
5.答案:D
解析:A.A过程为脱分化形成愈伤组织的过程,该过程不需要光照;而B过程为再分化形成新植株的过程,此过程需要光照,以利于叶绿素的合成等,A错误;
B.紫杉醇是红豆杉细胞的次生代谢物,通过愈伤组织培养即经C过程可获得次生代谢物——紫杉醇,B错误;
C.B过程是植物组织培养形成新植株的过程,一般使用固体培养基;C过程是细胞培养产生大量细胞的过程,一般使用液体培养基,C错误;
D.脱分化(A)和再分化(B)过程中,细胞的形态功能都发生了改变,都是基因选择性表达的结果,D正确。
6.答案:A
解析:A、注射的特定抗原是肺癌细胞特有的大分子,能刺激机体产生针对肺癌细胞的特异性B淋巴细胞,保证单克隆抗体的特异性,A正确;
B、①过程是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选杂交瘤细胞需用选择培养基,同时还需进行克隆化培养和抗体检测,仅选择培养基无法直接获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%CO2,95%O2会抑制细胞呼吸,不利于细胞存活,C错误;
D、抗体—肺癌药物偶联物中,抗体能特异性结合肺癌细胞,药物能杀死肿瘤细胞,并非抗体直接杀死肿瘤细胞,D错误。
7.答案:A
解析:A.在使用合成培养基培养动物细胞时,通常需要加入血清等天然成分,该操作的目的是满足细胞培养过程中对未知营养的需求,A正确;
B.诱导小鼠成纤维细胞形成iPS细胞的过程类似脱分化,不属于细胞分化,但有基因选择性表达过程,B错误:
C.将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞需要进一步筛选才能获得分泌所需抗体的细胞,C错误;
D.动物体细胞核移植技术中,可采用Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,D错误。
8.答案:D
解析:A.ES细胞为胚胎干细胞具有发育的全能性,具有分化为成年动物体内任何一种类型细胞并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能,哪吒的肉体重塑可与之关联,A正确;
B.通过植物组织培养技术和细胞培养,对于三七等植物,既能快速繁殖种苗,又能利用细胞培养直接生产其次生代谢物,B正确;
C、ATP在细胞中含量少,但代谢旺盛时通过快速合成与分解保持动态平衡,总量基本不变,C正确;
D.病毒分为DNA病毒和RNA病毒(如流感病毒),并非所有病毒遗传物质均为DNA,而细菌的遗传物质是DNA。若灭魂丹包含RNA病毒,则遗传物质是RNA,D错误。
9.答案:B
解析:A.体外受精过程中,精子和卵子受精时,会发生雌雄原核的融合,在此过程中核膜会消失,A正确;
B.胚胎分割时,分割的份数越多,胚胎的成活率越低,将①均等分割成8等份,其成活率比分割成2等份的低,B错误;
C.胚胎分割时由于这些个体来自同一个受精卵,遗传物质完全相同,可看作动物无性繁殖或克隆方法之一,C正确;
D.胚胎移植前需要对受体母牛进行同期发情处理,使受体母牛的生理状态与供体母牛相同,有利于胚胎的着床和发育,D正确。
10.答案:A
解析:A.目的基因主要是指编码蛋白质的基因,也可能是一些具有调控作用的因子,A错误;
B.从苏云金杆菌体内分离出Bt抗虫蛋白基因,可以作为培育转基因抗虫棉的目的基因,B正确;
C.随着测序技术的发展,以及序列数据库和序列比对工具等的应用,越来越多的基因的结构和功能为人们所知,这为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能,C正确;
D.目的基因获取的方法有从基因文库获取、PCR扩增和人工合成,D正确。
11.答案:A
解析:A、蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,再推导脱氧核苷酸序列,人工合成基因并表达的技术,该研究符合蛋白质工程原理,A正确;
B、Klenow酶能催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键,补平DNA单链,属于DNA聚合酶,而非DNA连接酶,DNA连接酶连接DNA片段,B错误;
C、②过程是DNA单链补平形成双链,该过程以自身单链为模板,不需要引物,C错误;
D、两条DNA单链各72个碱基,通过18个碱基对互补配对,合成的双链DNA碱基对数为72,DNA双链中嘌呤数与嘧啶数相等,D错误。
12.答案:B
解析:①植物体细胞杂交技术,能克服远缘杂交不亲和的障碍,①正确;
②在进行细胞培养时,将动物组织分散成单个细胞,可采用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原酶等处理一段时间,②错误;
③制备单克隆抗体的过程利用了动物细胞培养技术和细胞融合技术,③正确;
④雌雄原核融合是受精完成的标志,④正确;
⑤囊胚从透明带中伸展出来的过程称为“孵化”⑤错误;
综上,①③④正确,共3项正确,B正确,ACD错误。
13.答案:ACD
解析:A、重组DNA技术的基本工具包括限制酶、DNA连接酶(工具酶)和质粒(载体),质粒并非工具酶,A错误;
B、限制酶切割DNA分子一次,切断2个磷酸二酯键,DNA分子两端各增加1个游离的磷酸基团,共增加2个,B正确;
C、质粒常含特殊的抗生素抗性基因,便于重组DNA分子的筛选,并非抗生素合成基因,C错误;
D、E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端,T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,连接平末端效率更低,D错误。
14.答案:CD
解析: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.分析题意可知,杂交瘤细胞是由已免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,无需接触抗原就能产生抗体,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正确;
D.将杂交瘤细胞注射到小鼠腹水中培养,腹水作为天然培养基,为细胞提供各种生长条件,D正确。
15.答案:AB
解析:A、图中可知,培育“猪—猴嵌合体”涉及早期胚胎培养,得到的胚胎,通过胚胎移植等技术才能得到个体,未涉及动物体细胞核移植,A错误;
B、胚胎在子宫内着床时,会形成滋养层细胞,滋养层细胞表面的抗原性极低,且母体子宫会产生免疫抑制因子,抑制母体免疫细胞对胚胎的攻击;嵌合胚胎的遗传物质来自猪和猴,其组织相容性抗原与代孕母猪不可能完全相同,B错误;
C、囊胚的内细胞团有发育为胎儿各种组织器官的基础,具有全能性,将猴的ES细胞注入猪囊胚的内细胞团中,猴的ES细胞可以伴随猪胚胎的发育,整合到胎儿的各种组织中,最终形成嵌合体,C正确;
D、猴和猪的基因组存在物种特异性的DNA序列,我们可以针对猴的特异性基因设计引物:提取仔猪不同组织的DNA后,用特异性引物进行PCR扩增;通过检测PCR产物的有无和含量,判断该组织中是否存在猴源细胞,以及猴源细胞在该组织中的嵌合比例,D正确。
16.答案:AD
解析:A、PCR两种引物分别结合模板链两端,碱基序列一般不同,保证特异性结合,A正确;
B、目的基因两端酶切位点为EcoRⅠ、PstⅠ,应选用EcoRⅠ和PstⅠ切割,并非KpnⅠ、EcoRⅠ,B错误;
C、终止子作用是使转录终止,翻译终止依赖终止密码子,C错误;
D、载体含氨苄青霉素抗性基因,可用含氨苄青霉素的培养基筛选转化细胞,D正确。
17.答案:(1)酵母菌失水过多死亡;抑制细菌的生长
(2)溶解氧含量更高,酵母菌与培养液接触充分
(3)灼烧冷却;5.5×107
(4)当样品稀释度足够高时,培养基表面的一个菌落来源于一个活菌,通过统计菌落数即可推测出样品中大约有多少活菌
解析:(1)酵母菌培养液浓度过高,会使酵母菌细胞渗透失水,失水过多会导致细胞死亡;青霉素等抗生素可抑制细菌细胞壁合成,从而抑制细菌生长繁殖,避免细菌与酵母菌竞争营养,保证酵母菌纯培养。
(2)摇床转速越高,培养液中溶解氧含量越高,酵母菌有氧呼吸更旺盛,繁殖速度更快;同时高转速使酵母菌与培养液营养物质接触更充分,利于种群数量增长,因此250r/min时种群密度最大。
(3)涂布器使用前需蘸酒精灼烧灭菌,冷却后再涂布,防止高温杀死酵母菌;稀释梯度为106倍,选取菌落数30~300的平板计数,取52、44、69的平均值为55,每毫升含菌数=55÷0.1×106=5.5×107个。
(4)稀释涂布平板法计数原理:当样品稀释度足够高时,培养基表面单个菌落来源于样品中一个活菌,统计菌落数量,结合稀释倍数和接种体积,可推算样品中活菌总数。
18.答案:(1)多种;克隆化培养;使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的
(2)怀孕后尿液中含有HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕;免疫排斥反应
(3)愈伤组织;液泡;胚状体;无性生殖
(4)能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快
解析:(1)免疫处理的小鼠产生相应的B淋巴细胞群,能合成并分泌多种抗体,而1个浆细胞只能合成一种抗体;诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的化学诱导试剂是聚乙二醇/PEG;经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞,该细胞具有既能迅速大量增殖,又能产生抗体,进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体(抗HCG抗体);步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测,该过程一般在多孔细胞培养板上进行;用多孔培养板培养时,需要稀释,其目的是使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的。
(2)人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体本质为蛋白质,所用检测早孕的方法为抗原-抗体杂交,生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合,怀孕后尿液中含有HCG,单克隆抗体可以与它特异性结合,从而诊断早孕。为避免鼠源性单克隆抗体进入人体后被人体免疫系统识别并清除,降低免疫排斥反应,在注射前需要进行人源化改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段。
(3)液泡中含有无机盐、糖类等有机物,故若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段,愈伤组织细胞呈高度液泡化,然后从其液泡中提取茶碱;由于该过程中没有经过精卵结合,故生殖方式为无性生殖。
(4)植物组织培养为无性生殖,与常规育种相比,植物组织培养技术产生的植株特点是:能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等。
19.答案:(1)无性;MⅡ;显微操作法;D
(2)同期发情
(3)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(4)滋养层;滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,不会影响胚胎的发育
解析:(1)克隆技术只需要将一个体细胞注入一个去核的卵母细胞内,属于无性生殖,采集的卵母细胞需要培养到MⅡ期才能进行核移植。目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法,采集的卵母细胞在体外培养到MⅡ期,对该时期的卵母细胞去“核”其实是指去除纺锤体—染色体复合物。
(2)获得重构胚后,在进行胚胎移植前,需要对代孕母羊进行同期发情处理,给胚胎发育提供相同的生理条件。通过电融合和化学等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(4)若要对早期胚胎进行性别鉴定,应取样滋养层细胞,因为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,不会影响胚胎的发育。
20.答案:(1)异养厌氧型;碳源(和能源)
(2)抑制微生物的生长,防腐保鲜;阳光照射使得泡菜坛内温度上升,有利于杂菌大量繁殖,导致泡菜变质
(3)乙;当稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落来自于样品稀释液中的一个活菌
(4)Ti质粒;标记基因、启动子、终止子、复制原点等
(5)目的基因;BamHⅠ酶的酶切位点出现在目的基因内部,会导致目的基因被破坏;EcoRⅠ
解析:(1)乳酸菌只能利用现成的有机物,且只能进行无氧呼吸,代谢类型为异养厌氧型;白糖属于糖类,能为乳酸菌提供碳源和能源,加快乳酸菌的繁殖速度,进而缩短泡菜发酵周期。
(2)高浓度食盐能使微生物细胞失水,抑制微生物的生长繁殖,起到防腐保鲜的作用,延长泡菜保存时间;阳光照射会使泡菜坛内温度升高,温度升高有利于杂菌大量繁殖,杂菌代谢会破坏泡菜的发酵环境,导致泡菜变质。
(3)稀释涂布平板法计数时,平板菌落数应在30-300之间,乙同学有一个平板菌落数为33,不在有效范围内,数据偏差大,结果可信度低;该方法计数原理是当稀释度足够高时,培养基表面的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计菌落数可计算样品中的活菌数。
(4)基因工程中常用Ti质粒作为载体;基因工程载体必须具备的元件有标记基因、启动子、终止子、复制原点、限制酶切割位点等,标记基因便于筛选含目的基因的受体细胞,启动子和终止子调控目的基因表达,复制原点保证载体在受体细胞中复制。
(5)基因工程操作时,需用相同限制酶切割目的基因和质粒,使二者产生相同黏性末端;BamHⅠ的酶切位点位于耐盐基因内部,使用该酶会破坏耐盐基因,导致目的基因无法正常表达;为避免目的基因和质粒自身环化、反向连接,应选择两种不同限制酶切割,图中可选择EcoRⅠ和HindⅢ,其中一端缺乏酶切位点时添加EcoRⅠ酶切位点即可。
21.答案:(1)多肽链;mRNA;改造(改造或合成)水蛭素基因
(2)使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态;将改造后的水蛭素基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起,通过显微注射导入哺乳动物的受精卵中,并通过胚胎移植等技术培养成个体
(3)乳腺生物反应器;与大肠杆菌细胞相比,动物细胞中含有多种细胞器(或生物膜系统),可以对蛋白质进行加工修饰
解析:(1)蛋白质工程的基本思路是从预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因。根据这个流程,物质a是多肽链,它是根据预期蛋白质结构推测出的氨基酸序列连接而成的,物质b是mRNA,基因转录形成mRNA,再由mRNA翻译形成蛋白质。因水蛭素基因在自然界中已经存在,所以要对水蛭素的结构进行设计改造,最终通过改造水蛭素基因来完成。
(2)若通过发酵工程利用大肠杆菌生产水蛭素,用Ca2+处理大肠杆菌细胞,目的是使大肠杆菌细胞成为感受态细胞,这样可以提高细胞吸收外源DNA的能力,便于重组DNA分子的导入。若通过乳腺生物反应器生产水蛭素,简要步骤是将改造后的水蛭素基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起,通过显微注射导入哺乳动物的受精卵中,并通过胚胎移植等技术培养成个体。
(3)利用乳腺生物反应器生产的水蛭素活性更高。原因是大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体等细胞器,无法对水蛭素进行加工修饰;而乳腺生物反应器是真核生物细胞,有内质网和高尔基体等细胞器,能够对水蛭素进行加工修饰,使其空间结构更接近天然水蛭素,从而具有更高的活性。
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