精品解析:安徽滁州海亮学校等校2025-2026学年高二下学期期中生物学试卷
2026-05-30
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2份
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28页
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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-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 滁州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.46 MB |
| 发布时间 | 2026-05-30 |
| 更新时间 | 2026-05-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58124600.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高二生物学
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 古井贡酒采用固态双边发酵工艺,将粉碎后的粮食与酒曲混合后堆积发酵,发酵过程中加入前一轮发酵后的残渣酒醅,通过多轮次循环发酵,富集呈香物质,形成独特风味。下列关于其工艺的叙述,正确的是( )
A. 该工艺属于液态发酵,因发酵过程中添加了酒醅
B. 粉碎后的粮食为酒曲中微生物提供了碳源和氮源
C. 糖化和发酵分阶段进行,粮食糖化后由酵母菌发酵
D. 多轮次循环发酵的主要目的是为了提高酒精浓度
2. 安徽省某中学为保障师生饮水安全,定期对校园直饮水系统进行微生物检测。国家饮用水卫生标准规定总菌数小于100个/mL,检测人员采用不同方法对1mL水样进行菌落总数测定,下列操作方法中合理的是( )
A. 将水样滴加到血细胞计数板上,在显微镜下观察计数
B. 取1mL水样过滤,将滤膜贴于琼脂培养基上,培养后计数
C. 用灭菌后的接种环蘸取水样,在培养基表面划线,培养后计数
D. 将水样梯度稀释,各取0.1mL涂布于平板,培养后统计菌落
3. 味精的主要成分是谷氨酸钠。某生物工程企业开展谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的工业化作业,其设计流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 对菌种进行活化和扩大培养的目的是缩短发酵时间或提供足量的菌种
B. 图中配制培养基时需将pH调至中性偏碱,且发酵罐中需保持此条件
C. 发酵罐内发酵是生产谷氨酸的中心环节,要随时监测培养液的情况
D. 若发酵过程中通入的空气中混有乳酸菌会使发酵液出现酸味
4. 微生物在生物技术中被广泛应用,下列有关说法正确的是( )
A. 天然微生物能用于传统发酵但不能用于发酵工程
B. 灭菌能杀死微生物的芽孢,而消毒不能杀死芽孢
C. 有的微生物灭活后能使细胞膜上的物质重新排布
D. 微生物能为重组DNA技术提供两种“分子工具”
5. 科学家将人参和胡萝卜细胞的原生质体融合,经培养获得的8个杂种愈伤组织均含有次生代谢物人参皂苷,且含量明显高于人参愈伤组织。下列叙述正确的是( )
A. 可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进两种原生质体融合
B. 融合的原生质体需要形成愈伤组织后才能再生出细胞壁
C. 若得到的植株未兼有人参和胡萝卜的优良性状,代表不是杂种植株
D. 得到的人参—胡萝卜植株是异源四倍体,其体细胞中最多有132条染色体
6. 百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16h光照和8h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 经酒精消毒处理后的叶片需用无菌水冲洗后才能接种
B. 暗处理和昼夜节律处理所用培养基中,暗处理组应添加较多的蔗糖
C. 若两种处理获得相同质量的愈伤组织,则暗处理消耗的蔗糖较多
D. 由图分析,昼夜节律处理下百岁兰再分化更早,愈伤组织生长更好
7. 肝器官芯片是一种3D细胞培养技术,是将小鼠肝细胞与内皮细胞共培养于微流控芯片腔室中的悬浮培养,模拟肝脏微环境形成肝类器官,同时通过芯片实现精准调控。下列叙述正确的是( )
A. 细胞悬浮培养时不存在接触抑制现象,无须分瓶传代培养
B. 通入腔室的气体中含有少量CO2,以维持培养基的渗透压
C. 应先向培养基中添加动物血清,再对培养基高压蒸汽灭菌
D. 为了保持细胞功能的完整性,通常会尽量避免使用胰蛋白酶
8. 大熊猫是我国的珍稀保护动物,为扩大培育大熊猫,研究人员选择出生夭折的大熊猫与家兔(作为受体细胞)构建出大熊猫—兔重构胚,实验结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
组别
处理试剂
处理重构胚数/个
激活后发育为2细胞数/个
1
CB
101
83
2
Col
97
63
3
CB+Col
88
55
4
DMSO
89
68
注:CB为细胞松弛素,可适度抑制肌动蛋白微丝;Col为秋水仙素,抑制纺锤体的形成。两者均为细胞骨架抑制剂,使用时用DMSO溶解。
A. 使用外源促性腺激素处理家兔,使其超数排卵
B. 与Col相比,CB能够明显提高核移植成功率
C. 可用乙醇、高Ca2+—高pH等方法激活重构胚
D. 过度抑制细胞骨架可能对重构胚的发育造成不良影响
9. 抗体一药物偶联物(ADC)通常由单克隆抗体、接头和药物组成,常用于肿瘤靶向治疗,其释放的细胞毒素类药物能作用于细胞周期的关键节点,对乳腺癌、淋巴瘤等癌症的治疗效果显著,作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 接头-药物结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性
B. 当ADC被运到肿瘤细胞内抗体成分会被释放,杀伤肿瘤细胞
C. 药物作用可能会激活肿瘤细胞的凋亡基因,促进肿瘤细胞凋亡
D. 单克隆抗体的制备利用到动物细胞融合和动物细胞培养技术
10. iPS细胞被称为诱导多能干细胞,能通过转入相关因子来制备。其可由成纤维细胞经原代培养和传代培养后,经过体外诱导形成。下列叙述错误的是( )
A. 转入的相关因子可以是DNA、蛋白质或是小分子物质
B. 出现接触抑制前的原代培养的成纤维细胞不适合用于诱导iPS细胞
C. 已分化的T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,并不属于细胞分化
D. 由小鼠成纤维细胞转化的iPS细胞可用于治疗小鼠镰状细胞贫血
11. 活体采卵联合体外胚胎生产是动物良种扩繁的核心技术,褪黑素作为高效活性氧(ROS)清除剂,可调控卵母细胞体外成熟及早期胚胎发育过程。我国科学家在研究绵羊体外受精时发现,向获能液、受精液中添加适量褪黑素可显著提升精子获能效率与囊胚发育率。下列叙述错误的是( )
A. 体外受精时,精子需获能处理后,才能与MⅡ中期的卵母细胞结合
B. 受精液中添加的褪黑素不会影响透明带阻止多精入卵的功能
C. 早期胚胎没有及时从滋养层内孵化是多数胚胎不能发育至囊胚的原因
D. 受精液中添加褪黑素可为绵羊优良品种的繁育提供更多优质胚胎
12. 下列关于DNA重组技术基本工具的叙述,正确的是( )
A. 使用不同的限制酶切割产生的都是不同的黏性末端
B. 质粒上具有某些标记基因,以便目的基因能够准确定位与其结合
C. DNA连接酶可催化相邻核苷酸之间5'—羟基与3'—磷酸间形成磷酸二酯键
D. 载体上的复制原点能够结合解旋酶和DNA聚合酶
13. 下列关于“DNA粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 低温会降低洋葱DNA在酒精中的溶解度导致析出量减少
B. 电泳时,DNA分子的迁移速率与琼脂糖凝胶的浓度有关
C. 用二苯胺试剂鉴定DNA时,进行沸水浴5min后可直接观察颜色变蓝
D. 随着PCR的进行,DNA聚合酶和模板DNA的分子数量均不变
14. 启动子包括组成型启动子和诱导型启动子。组成型启动子驱动基因在组织中持续表达,诱导型启动子响应特定信号激活表达。研究发现,VaERD15基因编码的产物可直接结合P启动子,激活其下游基因的表达。为验证VaERD15基因的转录激活功能,研究人员构建了pG—VaERD15重组载体并将其导入色氨酸缺陷型酵母菌株中,作为实验组。下列相关叙述正确的是( )
A. 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,可驱动基因的翻译
B. H、P启动子为组成型启动子,M启动子为诱导型启动子
C. 不加色氨酸的培养基可用于筛选含重组载体的酵母菌
D. 实验组的酵母菌不能发出红色荧光,对照组的酵母菌能发出红色荧光
15. 为治理水体中对生物有毒害的镉污染,研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体,转入单细胞衣藻,实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁。载体中可用的酶切位点和拟构建载体的部分结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在对目的基因进行扩增时,模板与引物在PCR反应的复性阶段开始结合
B. 为避免CADR、GP1和YFP基因错误连接,需向GP1两端添加SmaⅠ和EcoRⅠ的识别序列
C. 若在显微镜下观察到转基因衣藻细胞表面发出黄色荧光,则表明融合蛋白能结合镉离子
D. 水体中的镉离子浓度过高,可能会超出融合蛋白的吸附能力,对衣藻产生毒害作用
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 我国农业生产每年都会产生大量农作物秸秆,科学利用秸秆生产单细胞蛋白是缓解蛋白饲料短缺、实现农业废弃物高值化的重要路径。研究发现,清酒假丝酵母是一种从土壤中分离的酵母菌,能对秸秆中的纤维素进行一定程度的分解。回答下列问题:
(1)筛选菌株:先将土样进行梯度稀释,然后涂布于羧甲基纤维素钠基础培养基上,其中含(NH4)2SO4,该物质的主要作用是_____________;培养后挑取单菌落纯化,再通过_____________染色法初筛、以_____________为唯一碳源的培养基培养复筛。
(2)为进一步提高该酵母菌产酶的能力,对筛选分离得到的菌株,采用射线辐照进行_____________育种。工业上利用菌株进行液体发酵生产单细胞蛋白,单细胞蛋白是指_____________。
(3)研究人员探究了不同培养条件对该菌株生长的影响,实验中通过检测600nm处的吸光值(OD600值)反映菌体浓度,OD600值越高表示菌体浓度越大,结果如图1和图2。由图1可知该菌株的最适碳源为玉米秸秆,判断依据是_____________。在最适温度、最适pH条件下培养菌株,研究人员认为生产上应在培养14d时收获菌体,结合图2分析,原因是_____________。
17. 山东大学研究团队全球首次完整揭示了原表皮细胞(指在成体植物的叶、茎等器官发育过程中,由顶端分生组织持续分裂产生,是器官表皮的初始细胞)发育为完整植株的全过程,突破传统只有分生组织细胞具全能性的认知边界。其调控机制及发育状况如图所示,回答下列问题:
注:LEC2为植物胚胎发育关键转录因子;SPCH为是调控气孔发育和细胞重编程的关键转录因子;TAA1和YUCs表达产生的酶协同催化内源生长素合成;ARFs为生长素响应因子。
(1)原表皮细胞在植物组织培养过程中通常被称为_____________。
(2)由图可知,LEC2和SPCH结合后能_____________(填“促进”或“抑制”)生长素的合成,进而对拟分生组织母细胞进行重编程。该重编程相当于植物组织培养中的_____________过程。
(3)体细胞胚是与合子胚(受精卵胚)形态结构相似的胚状结构,由原表皮细胞产生体细胞胚的现象说明原表皮细胞具有全能性,植物细胞具有全能性的根本原因是_____________。在由体细胞胚产生试管苗的培养基中需加入两种关键植物激素,若需促进胚状体生根,这两种植物激素的用量关系是_____________。
(4)该研究为无性繁殖作物脱毒提供了新思路。请结合植物组织培养原理,说明茎尖培养可获得脱毒苗的原因是_____________。同时分析SPCH—LEC2系统相较于传统组织培养在脱毒效率上的潜在优势_____________。
18. 孤雌激活是指在无精子受精的情况下,通过化学、物理或遗传手段诱导卵母细胞发育为胚胎的技术,如图中途经Ⅰ中的①处理。科研人员为获得仔猪,构想出的两条途径如下图。回答下列问题:
(1)如图途径Ⅱ中对良种母猪的卵母细胞需经“去核”操作,“去核”实际去除的是纺锤体一染色体复合物,理由是_____________。
(2)在进行过程③需先对受体进行_____________处理。将早期胚胎移植至受体子宫中孕育,母体子宫对胚胎的免疫耐受性_____________(填“高”或“低”)是胚胎移植的生理学基础。
(3)若要提高胚胎的利用率,可选择发育良好、形态正常的_____________进行胚胎分割。若在胚胎移植前对胚胎进行性别鉴定,应选择_____________进行DNA分析,避免对胚胎造成影响。
(4)在现有技术条件下,科学家无法从动物体内分离出成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体,你认为最有可能的原因是_____________。
19. 猪伪狂犬病毒(PRV)是一种双链DNA病毒,可引起急性猪传染病,其毒力与囊膜糖蛋白gE相关。科学家利用gE蛋白制备抗PRV的单克隆抗体的过程如图1所示。回答下列问题:
(1)写出图1中制备单细胞悬液的主要实验步骤_____________。用gE分别多次免疫小鼠,目的是获得_____________细胞。
(2)第二次筛选是将杂交瘤细胞置于多孔培养板上进行_____________,经多次筛选后合并目标孔细胞悬液,再用_____________(填方法)收集杂交瘤细胞,并进一步培养获得抗gE的单克隆抗体。若要大量制备单克隆抗体,在体内培养时通常将杂交瘤细胞注入小鼠的_____________内。
(3)实验中检测待测抗原中目标抗原相对含量的方法如图2。检测之前,将目标抗原的单克隆抗体固定在支持物上形成固相抗体,然后向该检测体系中加入一定量的待测抗原和等量酶标记抗原,目的是_____________。保温一段时间后洗涤,向检测体系中加入一定量白色底物,若_____________,则说明待测抗原中目标抗原的含量较高。
20. 酵母菌因缺少HpaB和HpaC两种酶而无法合成具有消炎、抗癌作用的咖啡酸。科研团队通过PCR等技术获得了目标序列A与HpaC基因的融合片段如图1,将该片段插入图2所示的结构中得到同时含有HpaB和HpaC基因的重组质粒,利用大肠杆菌扩增重组质粒后,将其导入酵母菌从而高效生产咖啡酸。回答下列问题:
(1)据图1、2推测,目标序列A最有可能是_____________(填“复制原点”或“真核生物启动子”)。图1中混合后的PCR过程中,形成融合片段用到的DNA单链分别为_____________,此后DNA双链继续进行PCR扩增时不需要引物的原因是_______________________________。
(2)为确定扩增后的重组质粒上同时含有HpaB和HpaC基因,可以采用的方法有_________(答出1点)。
(3)将重组质粒导入被___处理的大肠杆菌。为了便于筛选目标大肠杆菌,融合片段应该插入图2中的_____________(填编号),所筛选出的目标大肠杆菌具有的特点为_____________(从对氨苄青霉素的抗性以及在含有X-gal培养基上菌落的颜色2个角度回答)。
(4)将构建的重组质粒导入酵母菌后,在_____________(填物理性质)培养基上扩大培养,并在细胞内检测咖啡酸的产量。
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高二生物学
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 古井贡酒采用固态双边发酵工艺,将粉碎后的粮食与酒曲混合后堆积发酵,发酵过程中加入前一轮发酵后的残渣酒醅,通过多轮次循环发酵,富集呈香物质,形成独特风味。下列关于其工艺的叙述,正确的是( )
A. 该工艺属于液态发酵,因发酵过程中添加了酒醅
B. 粉碎后的粮食为酒曲中微生物提供了碳源和氮源
C. 糖化和发酵分阶段进行,粮食糖化后由酵母菌发酵
D. 多轮次循环发酵的主要目的是为了提高酒精浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题意可知,该工艺属于固态双边发酵工艺,添加酒醅不会改变发酵的固态属性,A错误;
B、粉碎后的粮食含有淀粉(属于碳源)、蛋白质等含氮有机物(属于氮源),可作为营养物质为酒曲中微生物提供碳源和氮源,B正确;
C、该工艺为双边发酵,即糖化过程和酵母菌的酒精发酵过程同时进行,C错误;
D、结合题意可知,多轮次循环发酵的主要目的是富集呈香物质,形成独特风味,D错误。
2. 安徽省某中学为保障师生饮水安全,定期对校园直饮水系统进行微生物检测。国家饮用水卫生标准规定总菌数小于100个/mL,检测人员采用不同方法对1mL水样进行菌落总数测定,下列操作方法中合理的是( )
A. 将水样滴加到血细胞计数板上,在显微镜下观察计数
B. 取1mL水样过滤,将滤膜贴于琼脂培养基上,培养后计数
C. 用灭菌后的接种环蘸取水样,在培养基表面划线,培养后计数
D. 将水样梯度稀释,各取0.1mL涂布于平板,培养后统计菌落
【答案】B
【解析】
【详解】A、血细胞计数板显微镜计数会同时统计活菌和死菌,无法准确测定活菌繁殖形成的菌落总数,结果偏差大,A错误;
B、滤膜法适用于菌浓度较低的水样检测,1mL水样过滤后微生物全部留在滤膜上,贴培养基培养后计数的菌落数即对应1mL水样的活菌菌落数,操作合理,B正确;
C、平板划线法的功能是分离纯化微生物,无法准确计量单位体积水样的菌落总数,C错误;
D、饮用水总菌数小于100个/mL,取0.1mL涂布最多仅能得到10个菌落,远低于菌落计数的适宜范围(30~300个),统计误差极大,且不需要梯度稀释,D错误。
3. 味精的主要成分是谷氨酸钠。某生物工程企业开展谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的工业化作业,其设计流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 对菌种进行活化和扩大培养的目的是缩短发酵时间或提供足量的菌种
B. 图中配制培养基时需将pH调至中性偏碱,且发酵罐中需保持此条件
C. 发酵罐内发酵是生产谷氨酸的中心环节,要随时监测培养液的情况
D. 若发酵过程中通入的空气中混有乳酸菌会使发酵液出现酸味
【答案】D
【解析】
【详解】A、菌种活化可让处于休眠状态的菌种恢复正常代谢活性,扩大培养可增加菌种数量,接种后能够缩短发酵的调整期,进而缩短整体发酵时间,也能为发酵提供足量的菌种,A正确;
B、谷氨酸棒状杆菌属于细菌,适宜在中性偏碱的环境中生长繁殖,且发酵过程维持该pH可减少副产物生成,提高谷氨酸产量,因此配制培养基时需将pH调至中性偏碱,发酵罐中也需保持该条件,B正确;
C、发酵罐内发酵是发酵工程生产产品的中心环节,发酵过程中培养液的温度、pH、溶氧量、菌体浓度、产物含量等会随代谢不断变化,需要随时监测以便及时调整发酵条件,保证生产效率,C正确;
D、谷氨酸棒状杆菌是好氧菌,发酵过程需要持续通入无菌空气维持有氧环境,而乳酸菌属于厌氧型微生物,有氧环境会抑制其无氧呼吸,无法生成乳酸,因此不会使发酵液出现酸味,D错误。
4. 微生物在生物技术中被广泛应用,下列有关说法正确的是( )
A. 天然微生物能用于传统发酵但不能用于发酵工程
B. 灭菌能杀死微生物的芽孢,而消毒不能杀死芽孢
C. 有的微生物灭活后能使细胞膜上的物质重新排布
D. 微生物能为重组DNA技术提供两种“分子工具”
【答案】C
【解析】
【分析】在微生物的实验室培养中获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括以下几个方面:①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒;②将用于微生物培养的培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌;③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行;④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。
【详解】A、传统发酵直接利用原材料中天然存在的微生物或发酵物中的微生物,发酵工程也可以从天然微生物中筛选菌种,A 错误;
B、灭菌能杀死所有的微生物,包括芽孢和孢子,消毒能杀死部分微生物,煮沸消毒法能杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢,B错误;
C、灭活后的病毒能通过与细胞膜上的糖蛋白结合,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,C正确;
D、微生物能为重组DNA技术提供限制酶、DNA连接酶和载体三种“分子工具”,D错误。
故选C。
5. 科学家将人参和胡萝卜细胞的原生质体融合,经培养获得的8个杂种愈伤组织均含有次生代谢物人参皂苷,且含量明显高于人参愈伤组织。下列叙述正确的是( )
A. 可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进两种原生质体融合
B. 融合的原生质体需要形成愈伤组织后才能再生出细胞壁
C. 若得到的植株未兼有人参和胡萝卜的优良性状,代表不是杂种植株
D. 得到的人参—胡萝卜植株是异源四倍体,其体细胞中最多有132条染色体
【答案】D
【解析】
【详解】A、灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导手段,植物原生质体融合不能使用该方法,A错误;
B、融合的原生质体首先再生出细胞壁形成杂种细胞后,才能经脱分化形成愈伤组织,B错误;
C、杂种植株虽然同时包含人参和胡萝卜的遗传物质,但受基因选择性表达、基因间相互作用等因素影响,不一定能同时表达双方的优良性状,因此不能仅通过性状判断是否为杂种植株,C错误;
D、人参体细胞含48条染色体,胡萝卜体细胞含18条染色体,融合得到的杂种植株正常体细胞含48+18=66条染色体,属于异源四倍体;体细胞进行有丝分裂时,后期着丝粒分裂染色体数目加倍,最多可含66×2=132条染色体,D正确。
6. 百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16h光照和8h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A. 经酒精消毒处理后的叶片需用无菌水冲洗后才能接种
B. 暗处理和昼夜节律处理所用培养基中,暗处理组应添加较多的蔗糖
C. 若两种处理获得相同质量的愈伤组织,则暗处理消耗的蔗糖较多
D. 由图分析,昼夜节律处理下百岁兰再分化更早,愈伤组织生长更好
【答案】C
【解析】
【详解】A、外植体消毒时,需先用70%的酒精处理,再用无菌水清洗,然后用次氯酸钠处理,最后用无菌水清洗,经酒精消毒处理后的叶片需用次氯酸钠处理、再用无菌水冲洗后才能接种,A错误;
B、实验中,无关变量(像培养基中的蔗糖含量、培养基的成分、培养温度等)需要保持一致且适宜,这样才能确保实验结果是由自变量(暗处理和昼夜节律处理)引起的。如果暗处理组和昼夜节律处理组的蔗糖含量不同,就无法判断愈伤组织生长情况的差异是因为光照处理方式不同,还是因为蔗糖含量不同,所以两组的蔗糖含量应相同,B错误;
C、由图可知,暗处理条件下,植物不能进行光合作用,愈伤组织生长所需的碳源(用于合成有机物)和能量,完全依靠培养基中的蔗糖来提供。而在昼夜节律处理下,植物有光照时间,可以进行光合作用,自身能够合成一部分有机物,从而减少了对培养基中蔗糖的消耗。所以,当要获得相同质量的愈伤组织时,暗处理组因为没有光合作用补充有机物,就需要消耗更多的培养基中的蔗糖,C正确;
D、由图分析,昼夜节律处理下百岁兰愈伤组织诱导时间更早,愈伤组织生长更好,而不是再分化更早,D错误。
7. 肝器官芯片是一种3D细胞培养技术,是将小鼠肝细胞与内皮细胞共培养于微流控芯片腔室中的悬浮培养,模拟肝脏微环境形成肝类器官,同时通过芯片实现精准调控。下列叙述正确的是( )
A. 细胞悬浮培养时不存在接触抑制现象,无须分瓶传代培养
B. 通入腔室的气体中含有少量CO2,以维持培养基的渗透压
C. 应先向培养基中添加动物血清,再对培养基高压蒸汽灭菌
D. 为了保持细胞功能的完整性,通常会尽量避免使用胰蛋白酶
【答案】D
【解析】
【详解】A、多数动物细胞都存在接触抑制特性,且悬浮培养时细胞增殖到一定密度后会出现营养匮乏、代谢废物堆积的问题,仍需要分瓶传代培养,A错误;
B、动物细胞培养时通入少量CO2的作用是维持培养基的pH稳定,维持渗透压依靠培养基中的无机盐等成分,B错误;
C、动物血清中含热敏性的生长因子、功能蛋白等,若先加血清再高压灭菌会导致血清有效成分失活,正确操作是先对培养基高压蒸汽灭菌,冷却后再加入无菌血清,C错误;
D、胰蛋白酶会分解细胞间的粘连蛋白,也会破坏细胞膜表面的功能蛋白,处理不当会损伤细胞、影响细胞功能,因此为保持细胞功能完整性,应尽量避免使用胰蛋白酶,D正确。
8. 大熊猫是我国的珍稀保护动物,为扩大培育大熊猫,研究人员选择出生夭折的大熊猫与家兔(作为受体细胞)构建出大熊猫—兔重构胚,实验结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
组别
处理试剂
处理重构胚数/个
激活后发育为2细胞数/个
1
CB
101
83
2
Col
97
63
3
CB+Col
88
55
4
DMSO
89
68
注:CB为细胞松弛素,可适度抑制肌动蛋白微丝;Col为秋水仙素,抑制纺锤体的形成。两者均为细胞骨架抑制剂,使用时用DMSO溶解。
A. 使用外源促性腺激素处理家兔,使其超数排卵
B. 与Col相比,CB能够明显提高核移植成功率
C. 可用乙醇、高Ca2+—高pH等方法激活重构胚
D. 过度抑制细胞骨架可能对重构胚的发育造成不良影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、胚胎工程操作中,对受体动物使用外源促性腺激素处理,可使其超数排卵,获得更多卵母细胞用于核移植操作,A正确;
B、核移植成功的标志是重构胚最终发育为完整的克隆个体,本实验仅统计了重构胚发育到2细胞阶段的比例,2细胞只是早期胚胎发育的初始阶段,不能等同于核移植成功率;且与溶剂对照组(DMSO组)相比,CB组2细胞发育率提升幅度很小,无法得出“明显提高核移植成功率”的结论,B错误;
C、动物细胞核移植过程中,常用乙醇、高Ca2+—高pH溶液、电刺激、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、CB和Col均为细胞骨架抑制剂,二者联合使用时对细胞骨架的抑制作用更强,对应组重构胚发育为2细胞的比例低于单独用药组和对照组,说明过度抑制细胞骨架对重构胚发育有不良影响,D正确。
9. 抗体一药物偶联物(ADC)通常由单克隆抗体、接头和药物组成,常用于肿瘤靶向治疗,其释放的细胞毒素类药物能作用于细胞周期的关键节点,对乳腺癌、淋巴瘤等癌症的治疗效果显著,作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 接头-药物结合在血浆中的稳定性高于在溶酶体中的稳定性
B. 当ADC被运到肿瘤细胞内抗体成分会被释放,杀伤肿瘤细胞
C. 药物作用可能会激活肿瘤细胞的凋亡基因,促进肿瘤细胞凋亡
D. 单克隆抗体的制备利用到动物细胞融合和动物细胞培养技术
【答案】B
【解析】
【详解】A、ADC需要随血液运输到肿瘤部位才释放药物,因此接头-药物在血浆中需保持稳定,避免提前释放药物损伤正常细胞;溶酶体中含有多种水解酶、呈酸性环境,接头在溶酶体中易断裂释放药物,因此接头-药物在血浆中的稳定性高于溶酶体中,A正确;
B、ADC被运到肿瘤细胞内后,是细胞毒素类药物被释放,发挥杀伤肿瘤细胞的作用,抗体的功能是靶向识别肿瘤细胞,不具备杀伤肿瘤细胞的作用,B错误;
C、细胞毒素类药物可作用于细胞周期关键节点,能够激活肿瘤细胞的凋亡基因,诱导肿瘤细胞凋亡,从而达到治疗效果,C正确;
D、单克隆抗体制备过程中,需要将经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(用到动物细胞融合技术),再通过动物细胞培养技术培养杂交瘤细胞,从而获得单克隆抗体,D正确。
10. iPS细胞被称为诱导多能干细胞,能通过转入相关因子来制备。其可由成纤维细胞经原代培养和传代培养后,经过体外诱导形成。下列叙述错误的是( )
A. 转入的相关因子可以是DNA、蛋白质或是小分子物质
B. 出现接触抑制前的原代培养的成纤维细胞不适合用于诱导iPS细胞
C. 已分化的T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,并不属于细胞分化
D. 由小鼠成纤维细胞转化的iPS细胞可用于治疗小鼠镰状细胞贫血
【答案】B
【解析】
【详解】A、诱导iPS细胞时,转入的相关因子可以是编码诱导转录因子的DNA,也可以是直接发挥功能的诱导蛋白,还可以用小分子化合物实现诱导,A正确;
B、出现接触抑制前的原代培养成纤维细胞代谢旺盛、遗传物质未发生改变,细胞活性高,是诱导iPS细胞的适宜材料,B错误;
C、细胞分化是细胞形态、结构、功能发生稳定性差异、趋向专门化的过程,已分化的T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞(未分化),不属于细胞分化,C正确;
D、iPS细胞具有多能性,可诱导分化为正常的造血干细胞,移植后可修复造血功能,用于治疗小鼠镰状细胞贫血这类造血系统遗传病,D正确。
11. 活体采卵联合体外胚胎生产是动物良种扩繁的核心技术,褪黑素作为高效活性氧(ROS)清除剂,可调控卵母细胞体外成熟及早期胚胎发育过程。我国科学家在研究绵羊体外受精时发现,向获能液、受精液中添加适量褪黑素可显著提升精子获能效率与囊胚发育率。下列叙述错误的是( )
A. 体外受精时,精子需获能处理后,才能与MⅡ中期的卵母细胞结合
B. 受精液中添加的褪黑素不会影响透明带阻止多精入卵的功能
C. 早期胚胎没有及时从滋养层内孵化是多数胚胎不能发育至囊胚的原因
D. 受精液中添加褪黑素可为绵羊优良品种的繁育提供更多优质胚胎
【答案】C
【解析】
【详解】A、体外受精时,精子需要经过获能处理才具备受精能力,卵母细胞需培养至MⅡ中期才具备与精子结合的能力,A正确;
B、透明带反应是阻止多精入卵的第一道屏障,若褪黑素影响该功能,会出现多精入卵导致胚胎无法正常发育,但题干表明褪黑素可提升囊胚发育率,说明其不影响透明带阻止多精入卵的功能,B正确;
C、首先滋养层是囊胚阶段才分化出的结构,且早期胚胎孵化是指囊胚后期胚胎从破裂的透明带中脱出的过程,并非从滋养层内孵化;其次多数胚胎无法发育到囊胚是发育过程中细胞代谢异常、凋亡等原因导致,与孵化无关(孵化发生在囊胚形成之后),C错误;
D、题干明确说明添加褪黑素可显著提升囊胚发育率,因此可以为绵羊优良品种繁育提供更多优质胚胎,D正确。
12. 下列关于DNA重组技术基本工具的叙述,正确的是( )
A. 使用不同的限制酶切割产生的都是不同的黏性末端
B. 质粒上具有某些标记基因,以便目的基因能够准确定位与其结合
C. DNA连接酶可催化相邻核苷酸之间5'—羟基与3'—磷酸间形成磷酸二酯键
D. 载体上的复制原点能够结合解旋酶和DNA聚合酶
【答案】D
【解析】
【详解】A、不同限制酶如果是同尾酶,切割DNA可产生相同的黏性末端,且部分限制酶切割会产生平末端,因此切割产物不一定不同,A错误;
B、质粒上的标记基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞,限制酶切割位点才是供目的基因插入结合的位点,B错误;
C、DNA连接酶催化相邻核苷酸的3'—羟基与5'—磷酸之间形成磷酸二酯键,C错误;
D、复制原点是DNA复制的起始位点,可结合解旋酶解开DNA双链,也能结合DNA聚合酶启动DNA复制过程,D正确。
13. 下列关于“DNA粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 低温会降低洋葱DNA在酒精中的溶解度导致析出量减少
B. 电泳时,DNA分子的迁移速率与琼脂糖凝胶的浓度有关
C. 用二苯胺试剂鉴定DNA时,进行沸水浴5min后可直接观察颜色变蓝
D. 随着PCR的进行,DNA聚合酶和模板DNA的分子数量均不变
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA不溶于酒精,低温会进一步降低DNA在酒精中的溶解度,使更多DNA无法溶解而析出,因此析出量会增多而非减少,A错误;
B、琼脂糖凝胶浓度决定了凝胶的孔径大小,DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小、构象、电压等均有关,B正确;
C、鉴定DNA时,需将粗提取的DNA丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中,后加入二苯胺试剂混合后沸水浴加热会出现蓝色,C正确;
D、DNA聚合酶作为催化剂,反应前后分子数量不变;此处的模板DNA指初始加入的反应模板,其数量不会随PCR扩增而增加,因此二者分子数量均不变,D正确。
14. 启动子包括组成型启动子和诱导型启动子。组成型启动子驱动基因在组织中持续表达,诱导型启动子响应特定信号激活表达。研究发现,VaERD15基因编码的产物可直接结合P启动子,激活其下游基因的表达。为验证VaERD15基因的转录激活功能,研究人员构建了pG—VaERD15重组载体并将其导入色氨酸缺陷型酵母菌株中,作为实验组。下列相关叙述正确的是( )
A. 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,可驱动基因的翻译
B. H、P启动子为组成型启动子,M启动子为诱导型启动子
C. 不加色氨酸的培养基可用于筛选含重组载体的酵母菌
D. 实验组的酵母菌不能发出红色荧光,对照组的酵母菌能发出红色荧光
【答案】C
【解析】
【详解】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,可驱动基因的转录,而不是翻译,A错误;
B、根据题干信息“组成型启动子驱动基因在组织中持续表达,诱导型启动子响应特定信号激活表达”和题图可知,H、P启动子为诱导型启动子,M启动子为组成型启动子,B错误;
C、重组载体上含有编码色氨酸合成酶的基因,因此导入重组载体的酵母菌能在不含色氨酸的培养基上生存,所以不加色氨酸的培养基可用于筛选含重组载体的酵母菌,C正确;
D、根据题干信息“VaERD15基因编码的产物可直接结合P启动子,激活其下游基因(红色荧光蛋白基因)的表达”可知,实验组的酵母菌能发出红色荧光,对照组(导入空载体)的酵母菌不能发出红色荧光,D错误。
15. 为治理水体中对生物有毒害的镉污染,研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体,转入单细胞衣藻,实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁。载体中可用的酶切位点和拟构建载体的部分结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 在对目的基因进行扩增时,模板与引物在PCR反应的复性阶段开始结合
B. 为避免CADR、GP1和YFP基因错误连接,需向GP1两端添加SmaⅠ和EcoRⅠ的识别序列
C. 若在显微镜下观察到转基因衣藻细胞表面发出黄色荧光,则表明融合蛋白能结合镉离子
D. 水体中的镉离子浓度过高,可能会超出融合蛋白的吸附能力,对衣藻产生毒害作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、在PCR反应中,复性阶段温度降低,引物与模板链结合,所以模板与引物在PCR反应的复性阶段开始结合,A正确;
B、要避免CADR、GP1和YFP基因错误连接,需要让三个基因按顺序定向插入载体,因此每个基因两端需要添加不同的酶切位点,且这些位点要与载体上的位点匹配。载体上SP7后的酶切位点顺序为Nbe I → Sma I → EcoR V,下方对应位点为Xba I →EcoR I,为了让CADR-GP1-YFP按顺序插入,CADR两端用Nbe I和Sma I,GP1两端用Sma I和EcoR I,YFP用EcoRI和载体上的其他位点。因此向GP1两端添加Sma I和EcoR I的识别序列,可保证其定向插入,避免反向连接或错误连接,B正确;
C、黄色荧光蛋白YFP可用于标记,若在显微镜下观察到转基因衣藻细胞表面发出黄色荧光,只能表明融合蛋白成功表达,不能表明融合蛋白能结合镉离子,C错误;
D、因为融合蛋白对镉离子有吸附能力,水体中的镉离子浓度过高,可能会超出融合蛋白的吸附能力,对衣藻产生毒害作用,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 我国农业生产每年都会产生大量农作物秸秆,科学利用秸秆生产单细胞蛋白是缓解蛋白饲料短缺、实现农业废弃物高值化的重要路径。研究发现,清酒假丝酵母是一种从土壤中分离的酵母菌,能对秸秆中的纤维素进行一定程度的分解。回答下列问题:
(1)筛选菌株:先将土样进行梯度稀释,然后涂布于羧甲基纤维素钠基础培养基上,其中含(NH4)2SO4,该物质的主要作用是_____________;培养后挑取单菌落纯化,再通过_____________染色法初筛、以_____________为唯一碳源的培养基培养复筛。
(2)为进一步提高该酵母菌产酶的能力,对筛选分离得到的菌株,采用射线辐照进行_____________育种。工业上利用菌株进行液体发酵生产单细胞蛋白,单细胞蛋白是指_____________。
(3)研究人员探究了不同培养条件对该菌株生长的影响,实验中通过检测600nm处的吸光值(OD600值)反映菌体浓度,OD600值越高表示菌体浓度越大,结果如图1和图2。由图1可知该菌株的最适碳源为玉米秸秆,判断依据是_____________。在最适温度、最适pH条件下培养菌株,研究人员认为生产上应在培养14d时收获菌体,结合图2分析,原因是_____________。
【答案】(1) ①. 为菌株生长提供氮源(和无机盐) ②. 刚果红 ③. 纤维素
(2) ①. 诱变(人工诱变) ②. 通过发酵获得的微生物菌体(单细胞微生物本身)
(3) ①. 以玉米秸秆为碳源时,菌株的OD600值显著高于其他组,说明该条件下菌体浓度最大 ②. 14d时的OD600值较高且稳定,此时菌株S303总数达到最大值,积累了大量的单细胞蛋白
【解析】
【小问1详解】
培养基中(NH4)2SO4含氮元素,可为菌株生长提供氮源和硫。初筛纤维素分解菌常用刚果红染色法,刚果红能与纤维素形成红色复合物,纤维素被菌株降解后,红色消失,菌落周围会形成透明水解圈,透明圈直径与菌落直径的比值越大,说明菌株降解秸秆(纤维素)的能力越强。复筛时需以纤维素为唯一碳源的培养基培养,只有能分解利用纤维素的菌株才能生长繁殖,进一步确认其分解能力。
【小问2详解】
射线辐照属于诱变育种(人工诱变),通过诱导基因突变,筛选出产酶能力更高的优良菌株。单细胞蛋白是指通过发酵获得的微生物菌体本身,可作为蛋白饲料使用。
【小问3详解】
据题干信息判断,OD600值是菌体浓度的量化指标,该值越高代表菌株增殖的菌体数量越多,对碳源的降解和利用能力越强。据图1可知,以玉米秸秆为碳源时,菌株的OD600值显著高于其他组,说明该条件最适合菌株增殖,菌体浓度最大。据图2可知,10~14d菌株的OD600值相对稳定,且此时菌体总数较大,为了使菌体尽可能多地积累单细胞蛋白,应在培养14d时收获菌体。
17. 山东大学研究团队全球首次完整揭示了原表皮细胞(指在成体植物的叶、茎等器官发育过程中,由顶端分生组织持续分裂产生,是器官表皮的初始细胞)发育为完整植株的全过程,突破传统只有分生组织细胞具全能性的认知边界。其调控机制及发育状况如图所示,回答下列问题:
注:LEC2为植物胚胎发育关键转录因子;SPCH为是调控气孔发育和细胞重编程的关键转录因子;TAA1和YUCs表达产生的酶协同催化内源生长素合成;ARFs为生长素响应因子。
(1)原表皮细胞在植物组织培养过程中通常被称为_____________。
(2)由图可知,LEC2和SPCH结合后能_____________(填“促进”或“抑制”)生长素的合成,进而对拟分生组织母细胞进行重编程。该重编程相当于植物组织培养中的_____________过程。
(3)体细胞胚是与合子胚(受精卵胚)形态结构相似的胚状结构,由原表皮细胞产生体细胞胚的现象说明原表皮细胞具有全能性,植物细胞具有全能性的根本原因是_____________。在由体细胞胚产生试管苗的培养基中需加入两种关键植物激素,若需促进胚状体生根,这两种植物激素的用量关系是_____________。
(4)该研究为无性繁殖作物脱毒提供了新思路。请结合植物组织培养原理,说明茎尖培养可获得脱毒苗的原因是_____________。同时分析SPCH—LEC2系统相较于传统组织培养在脱毒效率上的潜在优势_____________。
【答案】(1)外植体 (2) ①. 促进 ②. 脱分化
(3) ①. 植物细胞含有发育成完整个体所需的全套遗传信息 ②. 生长素用量与细胞分裂素用量的比值高(生长素>细胞分裂素)
(4) ①. 茎尖分生组织分裂旺盛,极少甚至不携带病毒,培养后可获得脱毒植株 ②. 该系统可利用几乎不携带病毒的原表皮细胞直接获得完整植株,相较于依赖分生组织的传统脱毒培养,脱毒效率更高
【解析】
【小问1详解】
植物组织培养中,离体培养的植物细胞、组织或器官统称为外植体,离体的原表皮细胞属于外植体。
【小问2详解】
根据题干和图示,LEC2和SPCH结合后,促进生长素合成相关酶的编码基因TAA1和YUCs表达,进而促进生长素合成;已分化细胞经过重编程恢复分裂分化、全能性的过程,相当于植物组织培养的脱分化。
【小问3详解】
植物细胞具有全能性的根本原因是:已分化的植物细胞仍携带该物种发育完整个体所需的全套遗传物质;植物组织培养中,生长素/细胞分裂素比例高时促进生根,比例低时促进发芽,因此促进胚状体生根需要生长素用量高于细胞分裂素。
【小问4详解】
由于植物茎尖分生组织分裂快,病毒侵染后难以增殖,因此茎尖极少甚至不含病毒,培养后可获得脱毒苗;本研究的SPCH-LEC2系统的优势:植物表皮/原表皮细胞几乎不携带病毒,该系统可以直接利用这类细胞诱导发育为完整植株,不需要依赖分生组织取材,脱毒率比传统方法更高。
18. 孤雌激活是指在无精子受精的情况下,通过化学、物理或遗传手段诱导卵母细胞发育为胚胎的技术,如图中途经Ⅰ中的①处理。科研人员为获得仔猪,构想出的两条途径如下图。回答下列问题:
(1)如图途径Ⅱ中对良种母猪的卵母细胞需经“去核”操作,“去核”实际去除的是纺锤体一染色体复合物,理由是_____________。
(2)在进行过程③需先对受体进行_____________处理。将早期胚胎移植至受体子宫中孕育,母体子宫对胚胎的免疫耐受性_____________(填“高”或“低”)是胚胎移植的生理学基础。
(3)若要提高胚胎的利用率,可选择发育良好、形态正常的_____________进行胚胎分割。若在胚胎移植前对胚胎进行性别鉴定,应选择_____________进行DNA分析,避免对胚胎造成影响。
(4)在现有技术条件下,科学家无法从动物体内分离出成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体,你认为最有可能的原因是_____________。
【答案】(1)减数第二次分裂中期的卵母细胞,遗传物质主要集中在纺锤体-染色体复合物上,去除该复合物即可除去卵母细胞自身的核遗传物质
(2) ①. 同期发情 ②. 高
(3) ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 滋养层细胞
(4)动物体细胞高度分化,全能性受到限制,无法直接表现全能性,而去核卵母细胞的细胞质中含有促进体细胞核全能性表达的物质
【解析】
【小问1详解】
体细胞核移植需要去除受体卵母细胞自身的核遗传物质,由于处于减数第二次分裂中期的卵母细胞没有完整细胞核,遗传物质几乎全部集中在纺锤体-染色体复合物上,因此去除该复合物即可达到去核目的。
【小问2详解】
胚胎移植前需要对受体进行同期发情处理,使受体子宫的生理状态与供体一致,为胚胎着床提供相同的生理环境;受体子宫基本不对移入的外来胚胎发生免疫排斥,说明其对胚胎的免疫耐受性高,这是胚胎移植成功的生理学基础。
【小问3详解】
胚胎分割可提高胚胎利用率,需选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚操作;性别鉴定选择囊胚的滋养层细胞做DNA分析,滋养层将来发育为胎膜/胎盘,取样不会损伤胚胎本体,避免影响胚胎发育。
【小问4详解】
动物成熟体细胞已经高度分化,全能性受到限制,无法直接发育为完整个体;而卵母细胞的细胞质中含有能诱导体细胞核全能性表达的物质,因此必须将体细胞核移入去核卵母细胞才能发育为新个体。
19. 猪伪狂犬病毒(PRV)是一种双链DNA病毒,可引起急性猪传染病,其毒力与囊膜糖蛋白gE相关。科学家利用gE蛋白制备抗PRV的单克隆抗体的过程如图1所示。回答下列问题:
(1)写出图1中制备单细胞悬液的主要实验步骤_____________。用gE分别多次免疫小鼠,目的是获得_____________细胞。
(2)第二次筛选是将杂交瘤细胞置于多孔培养板上进行_____________,经多次筛选后合并目标孔细胞悬液,再用_____________(填方法)收集杂交瘤细胞,并进一步培养获得抗gE的单克隆抗体。若要大量制备单克隆抗体,在体内培养时通常将杂交瘤细胞注入小鼠的_____________内。
(3)实验中检测待测抗原中目标抗原相对含量的方法如图2。检测之前,将目标抗原的单克隆抗体固定在支持物上形成固相抗体,然后向该检测体系中加入一定量的待测抗原和等量酶标记抗原,目的是_____________。保温一段时间后洗涤,向检测体系中加入一定量白色底物,若_____________,则说明待测抗原中目标抗原的含量较高。
【答案】(1) ①. 取小鼠的脾脏,剪碎,用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,加入培养液制成单细胞悬液 ②. 更多的能分泌抗gE抗体的B淋巴
(2) ①. 克隆化培养和抗体检测 ②. 有限稀释法(或软琼脂克隆化法) ③. 腹腔
(3) ①. 竞争结合固相抗体 ②. 检测体系蓝色越浅
【解析】
【小问1详解】
制备单细胞悬液时,对于动物组织,常用的方法是取小鼠的脾脏,剪碎后用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使其分散成单个细胞,再加入培养液制成单细胞悬液。用gE多次免疫小鼠,是为了刺激机体产生免疫反应,从而获得更多的能分泌抗gE抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
第二次筛选是将杂交瘤细胞置于多孔培养板上进行克隆化培养和抗体检测,通过克隆化培养保证细胞的纯度,通过抗体检测筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。收集杂交瘤细胞可用有限稀释法(或软琼脂克隆化法)。若要大量制备单克隆抗体,在体内培养时通常将杂交瘤细胞注入小鼠的腹腔内,因为腹腔环境适合杂交瘤细胞生长增殖并产生大量抗体。
【小问3详解】
向检测体系中加入一定量的待测抗原和等量酶标记抗原,目的是竞争结合固相抗体,通过酶标记抗原与待测抗原竞争结合固相抗体,来反映待测抗原的含量。标记抗原的酶可催化白色底物变为蓝色产物,所以如果待测抗原中目标抗原越高,则酶标记抗原和抗体结合得越少,催化生成的蓝色产物就越少,检测体系蓝色就越浅。
20. 酵母菌因缺少HpaB和HpaC两种酶而无法合成具有消炎、抗癌作用的咖啡酸。科研团队通过PCR等技术获得了目标序列A与HpaC基因的融合片段如图1,将该片段插入图2所示的结构中得到同时含有HpaB和HpaC基因的重组质粒,利用大肠杆菌扩增重组质粒后,将其导入酵母菌从而高效生产咖啡酸。回答下列问题:
(1)据图1、2推测,目标序列A最有可能是_____________(填“复制原点”或“真核生物启动子”)。图1中混合后的PCR过程中,形成融合片段用到的DNA单链分别为_____________,此后DNA双链继续进行PCR扩增时不需要引物的原因是_______________________________。
(2)为确定扩增后的重组质粒上同时含有HpaB和HpaC基因,可以采用的方法有_________(答出1点)。
(3)将重组质粒导入被___处理的大肠杆菌。为了便于筛选目标大肠杆菌,融合片段应该插入图2中的_____________(填编号),所筛选出的目标大肠杆菌具有的特点为_____________(从对氨苄青霉素的抗性以及在含有X-gal培养基上菌落的颜色2个角度回答)。
(4)将构建的重组质粒导入酵母菌后,在_____________(填物理性质)培养基上扩大培养,并在细胞内检测咖啡酸的产量。
【答案】(1) ①. 真核生物启动子 ②. 单链①、单链④ ③. 互补区域为单链的3'端,两条单链互为引物,DNA聚合酶可直接沿3'端延伸子链
(2)对重组质粒进行测序;对重组质粒上的特定片段进行PCR;酶切重组质粒检测DNA片段长度(答出1点即可)
(3) ①. Ca2+(或氯化钙) ②. ⑥(④) ③. 具有氨苄青霉素抗性,在含X-gal培养基上为白色菌落(不具有氨苄青霉素抗性,在含X-gal培养基上为蓝色菌落)
(4)液体
【解析】
【小问1详解】
题干说明酵母菌原本缺少HpaB、HpaC两种酶,构建重组质粒需要同时含两种基因,本次PCR获得的是目标序列A与HpaC的融合片段,质粒中已有HpaB基因、复制起点、启动子,目标序列A最有可能是真核生物启动子,以使目的基因在酵母菌细胞中表达。混合后的PCR过程中,形成融合片段用到的DNA单链分别为单链①、单链④,此时两条链互补区域为单链的3'端,两条单链互为引物,DNA聚合酶可直接沿3'端延伸子链,不需要额外添加引物。
【小问2详解】
检测重组质粒是否同时含有两个目的基因可采取的方法:对重组质粒进行测序可直接确认序列是否存在;用特异性引物对重组质粒上的特定片段进行PCR,可扩增出目标片段说明存在;酶切重组质粒检测DNA片段长度,电泳检测片段长度符合预期说明存在。
【小问3详解】
将重组质粒导入大肠杆菌时,需要用Ca2+(或氯化钙)处理大肠杆菌,使其处于感受态,利于吸收外源DNA。融合片段需要插入标记基因中便于筛选,图中lacZ是筛选标记,插入位点⑥(lacZ基因内部)后:Ampr(氨苄抗性基因)未被破坏,因此重组菌具有氨苄青霉素抗性,在含X-gal培养基上为白色菌落。(或插入位点④,Ampr(氨苄抗性基因)被破坏,lacZ基因完好,重组菌不具有氨苄青霉素抗性,在含X-gal培养基上为蓝色菌落。)
【小问4详解】
微生物扩大培养需要使用液体培养基,利于微生物充分利用营养物质,快速增殖。
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