精品解析:陕西西安市某校2025-2026学年高二下学期5月月考生物试卷
2026-06-04
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2份
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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) | 陕西省 |
| 地区(市) | 西安市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.22 MB |
| 发布时间 | 2026-06-04 |
| 更新时间 | 2026-06-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58208902.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:
高二生物试题
一、选择题:本题共20小题,1-10每小题2分,11-20每小题3分,共50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. 宋代朱肱在《北山酒经》中记载了“卧浆”法:“造酒最在浆,…,不得过夏。”其核心是在三伏天将小麦煮粥,借助空气中的乳酸菌等自然发酵成酸浆。次年酿酒时,以此酸浆浸米、蒸煮,再加入酒曲发酵。此法可有效抑制杂菌,提升酒质。下列关于“卧浆”法的现代生物学解释,错误的是( )
A. “浆不得过夏”:酸浆若储存过久,其积累的酒精可能被醋酸菌转化为乙酸导致酸败
B. “三伏天卧浆”:夏季温度较高有利于乳酸菌等微生物快速繁殖,缩短酸浆成熟时间
C. “以酸浆浸米”:酸浆的较低pH值可抑制大多数杂菌生长,为酵母菌创造竞争优势环境
D. “酸浆煮粥”:蒸煮酸浆的目的是为了彻底杀菌,确保后续的酿酒过程为纯种酵母菌发酵
2. 中国酒文化博大精深,酿酒技术在我国已有上千年的历史。以下是用苹果酿造果酒果醋的过程,以下说法正确的是( )
A. 酵母菌与醋酸杆菌的代谢类型均为异养好氧型
B. 果酒转化为果醋所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
C. 添加白砂糖有利于酒精的产生,加入醋酸杆菌后发酵条件只需要改变通气情况
D. 醋酸发酵前,加入无菌水对苹果果酒进行稀释
3. 抗原表位是位于抗原表面决定抗原特异性的特殊化学基团,一种抗原表位只能与T细胞或B细胞表面一种受体结合,刺激机体产生一种抗体。如图为利用具有三种抗原表位的抗原制备单抗的过程,下列说法正确的是( )
A. 用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理脾脏获得B细胞悬液
B. 培养杂交瘤细胞需定期更换培养液以保证无菌环境
C. 经选择培养基筛选所得的杂交瘤细胞群至少产生3种抗体
D. 该抗原制备的单克隆抗体的特异性与传统方式制备的一样高
4. 近日科学家首次利用多能干细胞在体外培育输尿管类器官,为肾脏再生医学铺路。下图是部分分化过程的示意图,下列有关叙述错误的是( )
A. 输尿管细胞、SPs和PSCs再次发育成多种细胞的潜能依次升高
B. 有些基因在输尿管细胞中表达,但是不能在PSCs和SPs中表达
C. 检测三种细胞中ATP合成酶基因是否表达可判断细胞是否发生分化
D. PSCs、SPs与输尿管细胞中RNA和细胞器的种类和数量有所不同
5. 重构胚激活的终极目标是要使处于 MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。由于持续高水平的成熟促进因子(MPF)和细胞静止因子(CSF)的存在,MⅡ期的卵母细胞不能进入末期。研究表明,任何能够让细胞质中 Ca2+水平升高的机制都可以激活重构胚。下列正确的是( )
A. 通过核移植产生重构胚发育形成的个体有利于物种多样性的形成,在畜牧业、医疗卫生领域有广泛应用
B. 需将重构胚置于含有 95%空气和 5%CO2的恒温箱中培养得到个体
C. 蛋白酶合成抑制剂能抑制 MPF 和 CSF 的合成,故可通过蛋白酶合成抑制剂处理重构胚使其保持休眠
D. 自然受精过程中,精子入卵可能促进了 Ca2+内流,升高了细胞质中 Ca2+水平
6. 研究人员利用体外受精及其他生物技术成功建立了小鼠(2n=40)单倍体胚胎干细胞系,相关过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 除体外受精外,图示过程还运用了动物细胞培养、胚胎移植等技术
B. 对图示早期胚胎进行胚胎分割可获得更多的单倍体胚胎干细胞
C. 单倍体胚胎干细胞具有发育成所有组织器官的潜能,还可能代替配子完成受精
D. 与二倍体相比,单倍体胚胎利于进行基因筛选和基因功能的研究
7. 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
8. 人干扰素(IFN)是机体免疫细胞产生的一类细胞因子。用白细胞生产干扰素时,每个细胞最多只能产生100~1000个干扰素分子,而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产(原理如图),在1~2天内每个菌体能产生20万个干扰素分子。天然的干扰素在体外保存相当困难,如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变为丝氨酸,在一定条件下可以延长保存时间。下列说法正确的是( )
A. 基因工程核心步骤需要的工具酶有DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶,其作用部位都是磷酸二酯键
B. 将重组质粒导入大肠杆菌常用显微注射技术
C. 酵母菌或大肠杆菌都可作受体菌,二者生产的干扰素在结构上没有区别
D. 为延长保存时间,对干扰素进行改造,需通过改造干扰素基因来实现
9. 近日,我国科学家利用基因编辑技术修复了某患者造血干细胞中导致镰状细胞贫血的缺陷基因,并将修复后的细胞回输到该患者体内,从而治疗该遗传病。下列叙述错误的是( )
A. 修复后的细胞回输到患者体内容易引发免疫排斥反应
B. 体外培养造血干细胞的培养箱需含95%空气和5%CO2
C. 缺陷基因修复后所表达的蛋白质的氨基酸序列发生改变
D. 可通过光学显微镜判断修复后的造血干细胞的治疗效果
10. 我国科研人员借助CRISPR/Cas9技术对小麦的基因进行编辑,获得了抗白粉病小麦。CRISPR/Cas9基因编辑工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列
B. Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键
C. 基因编辑小麦没有引入外源基因,理论上来说其安全性高于传统转基因作物
D. sgRNA序列越短,进行基因编辑的过程中“脱靶”的风险越大
11. 细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行消毒处理
B. 对上、下层活菌计数时常使用接种环接种
C. 由甲、乙,丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D. 野生型细菌X在与tcel——tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
12. 科研人员将等量对T1噬菌体敏感的大肠杆菌接种到12个相同固体培养基上,培养后各平板均长出大量微菌落,接着进行如下表所示实验。下列说法正确的是( )
分组
实验处理
培养后统计抗T1噬菌体的菌落数
A组(6个平板)
直接喷T1噬菌体
28个
B组(6个平板)
先把平板上的微菌落重新均匀涂布一
遍,再喷等量T1噬菌体
353个
A. 该实验用于培养大肠杆菌的培养基属于选择培养基
B. B组的涂布使单个突变大肠杆菌形成一个菌落的概率增加
C. 若两组在喷噬菌体前都用适宜紫外线诱变,A、B两组的抗性菌落数差异会消失
D. 该实验证明重新涂布后再喷T1噬菌体导致了抗性突变的大量发生
13. 几种限制酶的识别序列及切割位点(Y=C或T,R=A或G)如表所示。下列叙述错误的是( )
限制酶
HindII
AluI
BamHI
Sau3AI
识别序列及切割位点
5′-GTY↑RAC-3′
5′-AG↑CT-3′
5′-G↑GATCC-3′
5′-↑GATC-3′
A. 限制酶切割一次可断开2个磷酸二酯键,增加2个游离的磷酸基团
B. HindII可识别不同的核苷酸序列,其切割后产生的是平末端
C. 若两种酶的识别序列相同,则形成的末端一定能通过DNA连接酶连接
D. BamHI和Sau3AI切割形成的片段进行重组后,仍能被Sau3AI识别并切割
14. ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种优良的天然食品防腐剂。ε-PL能抑制多种微生物的活性,且在人体内可被分解为赖氨酸。从土壤中分离出能分泌ε-PL的微生物的流程如图所示。ε-PL可使亚甲基蓝褪色,形成透明圈。下列叙述正确的是( )
A. 土样、培养基和接种工具等均需要严格灭菌处理,以防止杂菌污染
B. 步骤Ⅰ、Ⅲ的接种方法分别是涂布平板法、平板划线法
C. 步骤Ⅲ中应挑选菌落③接种到固体培养基表面培养,进一步筛选出目的菌株
D. 若要从丁培养基中收集ε-PL,则采用过滤、沉淀等方法将菌体分离提纯干燥
15. 2014年出生在澳大利亚的一对姐弟被确认为一种极其罕见的半同卵双胞胎。该对半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如下图所示,下列正确的是( )
A. 受精准备阶段,精子需要获得能量,卵子需要培养到MⅡ期
B. 受精卵分裂成3种二倍染色体细胞的过程中发生了染色体变异
C. 过程3为发生在输卵管内的有丝分裂,过程4中早期胚胎的体积并不增加
D. 这对姐弟来源于母亲和父亲的染色体完全相同
16. 如图甲是患有某单基因遗传病家系的系谱图,该病由某基因单碱基突变(A→T)引起。对该家系成员包含该位点的DNA 片段进行PCR 扩增后,用MstⅡ酶切(相关基因内部最多有一个酶切位点)并电泳,结果如图乙。不考虑X、Y染色体的同源区段,下列分析错误的是( )
A. 该病为常染色体隐性遗传病
B. 单碱基突变后,MstⅡ酶切位点消失
C. 经分析,Ⅲ-2为女孩且不患病
D. 若Ⅱ-1和Ⅱ-2 再生一孩子,患病的概率为1/4
17. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶,同时驱动两个基因的转录。研究人员构建了含双向启动子的基因表达载体,以检测双向启动子的作用效果。LUC基因编码荧光素酶,可催化底物产生荧光。GUS基因编码β-葡萄糖苷酶,催化底物生成蓝色物质,且β-葡萄糖苷酶稳定性比荧光素酶高。下列说法错误的是( )
A. 为排除载体干扰,对照组应设置不含双向启动子的空载质粒转化相同受体细胞
B. 为连入GUS基因,需用Age I和Sal I酶切已整合双向启动子及LUC基因的质粒
C. 若出现蓝色但未检测到荧光,说明双向启动子未发挥驱动双向转录的作用
D. GUS基因和LUC基因转录的模板链不是所在T-DNA的同一条链
18. 假丝酵母中甘油合成代谢途径的关键酶是3-磷酸甘油脱氢酶,将3-磷酸甘油脱氢酶基因(Gpd)构建到表达载体上,如图1所示。通过农杆菌可将假丝酵母野生型菌株转化,获得转Gpd的重组菌株。野生型菌株与某重组菌株分别进行发酵实验,生产甘油的结果如图2所示(注:ZeoR是腐草霉素抗性基因,KanR是卡那霉素抗性基因)。下列说法错误的是( )
A. 将图1中重组质粒用EcoRⅠ和HindⅢ酶切后电泳,可出现4条条带
B. 在含有卡那霉素的选择培养基中筛选,获得最终重组菌株
C. 与野生型菌株相比,该重组菌株可提高发酵液中甘油的含量、缩短发酵时间
D. 转基因生物可能对环境造成新污染或破坏,需灭菌处理后再丢弃
19. DNA子链延伸过程若插入双脱氧核苷酸(ddNTP,如图1中*C表示ddCTP),则不能形成磷酸二酯键,使DNA子链的延伸停止。在四个反应体系中除加入原料外,另外分别加入一种特定碱基标记的ddNTP,经扩增后可得到长度不同的DNA片段,这些片段经电泳分离和放射性检测,即可根据终止位置对应的碱基种类读取序列。某DNA链经合成后测序列结果如下图2所示,则该DNA模板链的序列为( )
A. 5'-TCGAAGTCAG-3' B. 5'-GACTGAAGCT-3'
C. 5'-CTGACTTCGA-3' D. 5'-AGCTTCAGTC-3'
20. 抗体由4条肽链构成,结构分为可变区(V区)和恒定区(C区,是抗体分子中相对较为保守的区域,在不同物种间的差异较大),与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于Ⅴ区中。单克隆抗体在疾病诊断和病原体鉴定中发挥重要作用,但鼠源的单抗容易在人体内引发人抗鼠抗体反应(HAMA),从而削弱其治疗的有效性。科学家对鼠源杂交抗体进行改造,生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体,主要流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 鼠—人嵌合抗体至少含有4个游离氨基,其抗体特异性由肽链的C区决定
B. 鼠源单抗易引发人体免疫排斥反应与其可变区有关
C. 构建鼠—人嵌合抗体表达载体时需限制酶和DNA聚合酶
D. 鼠—人嵌合抗体的研制过程属于蛋白质工程,图中转染细胞的方法可能是显微注射法
二、非选择题:本题共5小题,共50分。
21. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。
(1)过程①除图中所示方法外,还可以借助载体将_____导入细胞中,或直接将_____导入细胞中。过程②应选用处于_____的卵母细胞,采用显微操作法去“核”,其实是去除_____。
(2)重构细胞经分裂、发育至_____时期,可移植到受体子宫中。移植之前,需要对受体动物进行_____处理。若要获得遗传性状完全相同的多只幼鼠,可对重构胚进行_____,再进行移植。
(3)图中向重构胚中注入Kdm4d的mRNA和TSA说明组蛋白的_____和_____有利于重构胚的后续发育过程。
(4)科研人员为确定Kdm4d的mRNA的作用,进行了如下实验,其中A组用正常培养液培养重构胚,B组用正常培养液培养注入了Kdm4d的mRNA的重构胚,实验结果如图所示。根据实验结果推测Kdm4d的mRNA的作用是_____。
22. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生α-淀粉酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的____过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是________________________________________________________。为了提高奶啤品质,筛选产酸量高的醋酸菌,研究人员分离出A1~A4四种菌株,并做了相关发酵实验,醋酸菌的产酸量结果见下表(单位:g/100 mL)。由表可知选择菌株_______适合进行后续的发酵,理由是______________________________________________。
菌株
发酵时间/d
2
3
5
7
9
A0
1.20
4.00
4.86
5.62
5.62
A1
1.68
4.18
4.90
5.80
5.70
A2
1.48
3.68
4.68
5.54
5.50
A3
2.16
4.32
5.60
6.22
5.89
A4
1.68
3.80
4.88
5.60
5.62
注:A0为对照菌株:奥尔兰醋酸杆菌
(3)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应________(从“延长”“缩短”中选填)排气时间间隔。酒精发酵一定时间后,当观察到发酵装置内_________________,说明发酵完毕。从食品安全的角度考虑,上述工艺流程图中①的操作应该是________________。
(4)敲除酿酒酵母中的某个蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。用蛋白固体培养基筛选敲除了该基因的酵母菌,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。需要筛选透明圈________的菌落,表明其蛋白酶活性________。
23. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生代谢产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题。
(1)过程①中需将外植体经___________后接种于MS培养基上诱导形成愈伤组织。
(2)过程②中将愈伤组织加入经过滤灭菌处理的一定渗透压的无菌酶液中,离心后弃去___________(填“上清液”或“沉淀物”),加入洗涤液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是___________。
(3)已知X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位或染色体消除,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。分析上图,为培育能产生紫杉醇的柴胡,融合前对红豆杉和柴胡的原生质体分别进行的“A处理”、“B处理”依次为___________(填正确选项前的字母)。
a.X射线、X射线 b.X射线、碘乙酰胺
c.碘乙酰胺、X射线 d.碘乙酰胺、碘乙酰胺
(4)过程③常用的化学试剂是___________。经诱导融合后,再生细胞团只能来自于异源融合的原生质体,这是因为只有杂种细胞才具备___________能力。
(5)采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞膜,会留在细胞内发出荧光。据此方法选择有活性的原生质体用于融合。为监测原生质体密度,融合前需对原生质体用血细胞计数板计数。将培养液稀释100倍后,用25×16型(1mm×1mm×0.1mm)血细胞计数板计数5个中格中的原生质体数,理论上___________(填“有”或“无”)荧光的原生质体的个数应不少于___________,才能达到每毫升2×103个有活性原生质体的预期密度。
24. 猴痘是由猴痘病毒(MPXV)引发的传染性疾病。E8L 蛋白是MPXV 的核心结构蛋白,获得针对E8L 蛋白的抗体对于猴痘的诊断和治疗十分重要。为快速获得抗 E8L 蛋白的单克隆抗体,研究人员利用下图创新技术路线进行制备。
回答下列问题:
(1)被脂质体包裹的E8L mRNA疫苗注入小鼠体内后,与小鼠细胞融合,该融合细胞表达出的是________________(填“E8L蛋白”或“抗E8L蛋白的抗体”)。为快速产生大量抗体,①处可采取的措施是_________________________。
(2)经②检测小鼠血清抗体水平后,从小鼠脾脏获取B细胞,用APC/FITC 荧光分选技术对目标细胞进行筛选。该技术用偶联 APC荧光的抗体(IgG)去识别分泌抗体的浆细胞,并呈现出APC⁺信号;用生物素先标记E8L蛋白,使其与浆细胞表面的受体(BCR)特异性结合,同时用生物素与 FITC 标记的链霉亲和素结合,使其呈现FITC⁺信号。图1是用流式细胞仪的检测结果,则________(填图中的字母)区域的细胞为目标细胞,依据是_________________。
(3)步骤⑥用抗体检测牛痘病毒、水痘病毒、甲流病毒等病毒。结果除牛痘病毒的D8蛋白,抗体无法与其他病毒蛋白结合,请推测出现该现象的原因是________________。
(4)该抗体未来可以用于猴痘疫情暴发时的免疫诊断和免疫治疗。图2 是用于疾病诊断的抗原检测试剂盒原理示意图,图3是检测阳性和阴性的结果示意图,若检测结果为阳性,在正常情况下应该发生了______次特异性结合。
25. 多种霉菌都能产生T-2毒素污染饲料,引起家猪中毒。科研人员将C3A酶基因导入家猪受精卵内,获得肝脏细胞具有降解T-2毒素能力的转基因家猪。C3A酶含有R、Q两个功能区,其对应的C3A基因片段及质粒的结构如图所示。
(1)图中neor基因的作用作为标记基因,筛选出成功导入目的基因的受体细胞。为实现目的基因仅在家猪的肝脏细胞中表达,需保证运载体中含有____________________________________。
(2)科研人员在对C3A基因扩增时选用的A、B两端引物分别是________。为使目的基因与载体正确连接,在A、B端加上的限制酶识别序列分别是____________________________________。通过PCR技术扩增图中C3A、C3AΔR、C3AΔQ三种不同长度的目标DNA片段,共需要的引物有________种。
(3)若两限制酶序列之间距离约为2100 kb,为检测目的基因是否插入运载体,可将引物R0、F0共同加入反应体系后,PCR扩增后并电泳,观察在________kb处是否存在产物。用________法将基因表达载体导入受精卵后在含_________的培养液中培养,能存活的细胞即为含有基因表达载体的受精卵。
(4)成功培育的转基因家猪对T-2毒素的解毒效果不佳,科研人员发现家猪体内的PM蛋白能抑制C3A酶活性,据此研发了对应的药物X。为探索药物X提高解毒效果的机理,将扩增出的3种基因片段插入带有FLAG标签序列的质粒中,构建3种融合基因:FLAG-C3A,FLAG-C3AΔR,FLAG-C3AΔQ,再将分别含有3种融合基因的质粒转染受体细胞。3种融合蛋白成功表达后,与PM蛋白、药物X按照表中的组合方式分成7组各组样品混合后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与介质结合的物质再用PM抗体检测,结果如表所示。对照组①的作用是说明PM蛋白不与_______________蛋白结合。药物X的作用机理是_______________________。
组别
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
FLAG-C3A
√
√
FLAG-C3AΔR
√
√
FLAG-C3AΔQ
√
√
药物X
√
√
√
PM
√
√
√
√
√
√
√
PM抗体检测结果
++
+
++
+
注:“√”代表施加相应物质,“+”代表检测结果呈阳性。
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高二生物试题
一、选择题:本题共20小题,1-10每小题2分,11-20每小题3分,共50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. 宋代朱肱在《北山酒经》中记载了“卧浆”法:“造酒最在浆,…,不得过夏。”其核心是在三伏天将小麦煮粥,借助空气中的乳酸菌等自然发酵成酸浆。次年酿酒时,以此酸浆浸米、蒸煮,再加入酒曲发酵。此法可有效抑制杂菌,提升酒质。下列关于“卧浆”法的现代生物学解释,错误的是( )
A. “浆不得过夏”:酸浆若储存过久,其积累的酒精可能被醋酸菌转化为乙酸导致酸败
B. “三伏天卧浆”:夏季温度较高有利于乳酸菌等微生物快速繁殖,缩短酸浆成熟时间
C. “以酸浆浸米”:酸浆的较低pH值可抑制大多数杂菌生长,为酵母菌创造竞争优势环境
D. “酸浆煮粥”:蒸煮酸浆的目的是为了彻底杀菌,确保后续的酿酒过程为纯种酵母菌发酵
【答案】D
【解析】
【详解】A、酸浆自然发酵过程中除乳酸菌外,还会有酵母菌等微生物参与,产生少量酒精,醋酸菌为好氧菌,若酸浆储存过久进入氧气,醋酸菌可将酒精转化为乙酸导致酸败,A正确;
B、微生物繁殖需要适宜的温度,三伏天温度较高,契合乳酸菌等微生物的适宜生长温度,可加快其繁殖速率,缩短酸浆成熟时间,B正确;
C、乳酸菌发酵产生乳酸使酸浆pH较低,多数杂菌不耐酸性环境,生长被抑制,而酵母菌耐酸性较强,因此酸浆能为酵母菌创造竞争优势环境,C正确;
D、传统酿酒属于混合发酵,并非纯种酵母菌发酵,酒曲本身就含有酵母菌、霉菌等多种微生物,且蒸煮无法实现彻底杀菌,目的是使原料淀粉糊化同时杀灭部分杂菌,D错误。
故选D。
2. 中国酒文化博大精深,酿酒技术在我国已有上千年的历史。以下是用苹果酿造果酒果醋的过程,以下说法正确的是( )
A. 酵母菌与醋酸杆菌的代谢类型均为异养好氧型
B. 果酒转化为果醋所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
C. 添加白砂糖有利于酒精的产生,加入醋酸杆菌后发酵条件只需要改变通气情况
D. 醋酸发酵前,加入无菌水对苹果果酒进行稀释
【答案】D
【解析】
【详解】A、酵母菌是异养兼性厌氧型微生物,醋酸杆菌为异养好氧型微生物,代谢类型不同,A错误;
B、醋酸发酵利用的是醋酸杆菌,原核细胞,没有线粒体,B错误;
C、添加白砂糖有利于酒精的发酵,多数醋酸杆菌的最适温度为;加入醋酸杆菌后温度需要提高且要通气,C错误;
D、醋酸发酵前,加入无菌水对苹果酒进行稀释,防止酒精浓度过高抑制醋酸杆菌的发酵,D正确。
故选D。
3. 抗原表位是位于抗原表面决定抗原特异性的特殊化学基团,一种抗原表位只能与T细胞或B细胞表面一种受体结合,刺激机体产生一种抗体。如图为利用具有三种抗原表位的抗原制备单抗的过程,下列说法正确的是( )
A. 用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理脾脏获得B细胞悬液
B. 培养杂交瘤细胞需定期更换培养液以保证无菌环境
C. 经选择培养基筛选所得的杂交瘤细胞群至少产生3种抗体
D. 该抗原制备的单克隆抗体的特异性与传统方式制备的一样高
【答案】C
【解析】
【详解】A、脾脏中的组织块需要分散成单个细胞,通常使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 胃蛋白酶的最适pH为酸性(约1.5~2.2),而细胞培养液的pH为中性(约7.2~7.4),胃蛋白酶在中性环境下会失活,无法发挥作用,A错误;
B、培养分离出的B细胞时,由于培养过程中代谢废物的积累以及营养物质的消耗,因此需要定期更换培养液,即培养分离出的B细胞时,需定期更换培养液以保证无毒环境,B错误;
C、第一步选择培养基筛选的是杂交瘤细胞(排除未融合的细胞、自身融合的细胞),但此时筛选出的杂交瘤细胞是 “混合群”: 由于该抗原有3种抗原表位,小鼠体内会产生3种不同的B淋巴细胞,分别针对表位1、表位2、表位3; 这些B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后,形成的杂交瘤细胞也对应3种,分别产生针对不同表位的抗体。 因此,此时的杂交瘤细胞群至少能产生3种不同的抗体,后续还需进行抗体特异性检测,筛选出能产生单一目标抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、传统方式制备的是多克隆抗体:血清中包含多种针对不同表位的抗体,特异性较差,易出现交叉反应; 单克隆抗体是由单一杂交瘤细胞克隆产生的,只针对抗原的一种特定表位,特异性远高于多克隆抗体,D错误。
4. 近日科学家首次利用多能干细胞在体外培育输尿管类器官,为肾脏再生医学铺路。下图是部分分化过程的示意图,下列有关叙述错误的是( )
A. 输尿管细胞、SPs和PSCs再次发育成多种细胞的潜能依次升高
B. 有些基因在输尿管细胞中表达,但是不能在PSCs和SPs中表达
C. 检测三种细胞中ATP合成酶基因是否表达可判断细胞是否发生分化
D. PSCs、SPs与输尿管细胞中RNA和细胞器的种类和数量有所不同
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞分化程度越高,发育为多种细胞的潜能越低,三者分化程度为输尿管细胞>SPs>PSCs,因此发育潜能依次升高,A正确;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,输尿管细胞存在其特有的奢侈基因,这类基因仅在输尿管细胞中表达,不会在PSCs和SPs中表达,B正确;
C、ATP合成酶基因属于管家基因,所有活细胞生命活动都需要ATP供能,该基因在三种细胞中均表达,无法通过检测其是否表达判断细胞是否分化,C错误;
D、细胞分化过程中发生基因的选择性表达,因此三种细胞的RNA种类存在差异,合成的蛋白质不同,进而导致细胞器的种类和数量有所不同,D正确。
5. 重构胚激活的终极目标是要使处于 MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。由于持续高水平的成熟促进因子(MPF)和细胞静止因子(CSF)的存在,MⅡ期的卵母细胞不能进入末期。研究表明,任何能够让细胞质中 Ca2+水平升高的机制都可以激活重构胚。下列正确的是( )
A. 通过核移植产生重构胚发育形成的个体有利于物种多样性的形成,在畜牧业、医疗卫生领域有广泛应用
B. 需将重构胚置于含有 95%空气和 5%CO2的恒温箱中培养得到个体
C. 蛋白酶合成抑制剂能抑制 MPF 和 CSF 的合成,故可通过蛋白酶合成抑制剂处理重构胚使其保持休眠
D. 自然受精过程中,精子入卵可能促进了 Ca2+内流,升高了细胞质中 Ca2+水平
【答案】D
【解析】
【详解】A、通过核移植获得重构胚发育为个体的技术属于克隆,为无性繁殖,后代遗传物质与供核个体高度一致,会降低种群的基因多样性,不利于物种多样性形成,A错误;
B、重构胚仅可在95%空气和5%CO₂的恒温箱中培养至早期胚胎阶段,后续需要移植到受体动物的子宫中才能发育为完整个体,B错误;
C、题干表明高水平的MPF和CSF会抑制MⅡ期卵母细胞进入分裂末期,蛋白酶合成抑制剂抑制二者合成会使其含量下降,会激活重构胚而非使其保持休眠,C错误;
D、自然受精过程中精子入卵会激活处于MⅡ期的卵母细胞使其恢复减数分裂,结合题干“升高细胞质Ca²⁺水平的机制都可以激活重构胚”的信息可知,该过程很可能是通过促进Ca²⁺内流升高细胞质Ca²⁺水平实现的,D正确。
6. 研究人员利用体外受精及其他生物技术成功建立了小鼠(2n=40)单倍体胚胎干细胞系,相关过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 除体外受精外,图示过程还运用了动物细胞培养、胚胎移植等技术
B. 对图示早期胚胎进行胚胎分割可获得更多的单倍体胚胎干细胞
C. 单倍体胚胎干细胞具有发育成所有组织器官的潜能,还可能代替配子完成受精
D. 与二倍体相比,单倍体胚胎利于进行基因筛选和基因功能的研究
【答案】A
【解析】
【详解】A、图示过程中体外受精获得受精卵、受精卵培养为早期胚胎、胚胎干细胞的培养都用到了动物细胞培养技术,但全程没有将早期胚胎移植到受体子宫内发育的步骤,未使用胚胎移植技术,A错误;
B、图示的早期胚胎为单倍体,对其进行胚胎分割可获得多个遗传物质一致的单倍体胚胎,进而可从这些胚胎中获得更多的单倍体胚胎干细胞,B正确;
C、单倍体胚胎干细胞属于胚胎干细胞,具有发育全能性,可分化形成所有组织器官;其染色体组数与配子相同,可代替配子完成受精作用,C正确;
D、单倍体细胞中仅含有1个染色体组,不存在等位基因,基因发生突变后可直接在性状上体现,与二倍体相比更便于进行基因筛选和基因功能研究,D正确。
7. 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。
8. 人干扰素(IFN)是机体免疫细胞产生的一类细胞因子。用白细胞生产干扰素时,每个细胞最多只能产生100~1000个干扰素分子,而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产(原理如图),在1~2天内每个菌体能产生20万个干扰素分子。天然的干扰素在体外保存相当困难,如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变为丝氨酸,在一定条件下可以延长保存时间。下列说法正确的是( )
A. 基因工程核心步骤需要的工具酶有DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶,其作用部位都是磷酸二酯键
B. 将重组质粒导入大肠杆菌常用显微注射技术
C. 酵母菌或大肠杆菌都可作受体菌,二者生产的干扰素在结构上没有区别
D. 为延长保存时间,对干扰素进行改造,需通过改造干扰素基因来实现
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程的核心步骤是构建基因表达载体,此步骤需用到限制酶和DNA连接酶。大肠杆菌是原核生物没有内质网和高尔基体等众多细胞器,将重组质粒导入大肠杆菌常用钙离子处理法。
【详解】A、基因工程核心步骤是基因表达载体的构建,需要的工具酶是限制酶、DNA连接酶,不需要DNA聚合酶,A错误;
B、将重组质粒导入大肠杆菌时,要用Ca2+处理,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,B错误;
C、酵母菌是真核生物,大肠杆菌是原核生物,干扰素是糖蛋白,蛋白质的糖链是在内质网和高尔基体上加工完成的,所以二者生产的干扰素在结构上会存在一定的区别,C错误;
D、为延长保存时间,对干扰素进行改造,可以利用基因工程生产干扰素,所以需通过改造干扰素基因来实现,D正确。
故选D。
9. 近日,我国科学家利用基因编辑技术修复了某患者造血干细胞中导致镰状细胞贫血的缺陷基因,并将修复后的细胞回输到该患者体内,从而治疗该遗传病。下列叙述错误的是( )
A. 修复后的细胞回输到患者体内容易引发免疫排斥反应
B. 体外培养造血干细胞的培养箱需含95%空气和5%CO2
C. 缺陷基因修复后所表达的蛋白质的氨基酸序列发生改变
D. 可通过光学显微镜判断修复后的造血干细胞的治疗效果
【答案】A
【解析】
【详解】A、利用基因编辑技术修复患者造血干细胞中导致镰状细胞贫血的缺陷基因,并将修复后的细胞回输到该患者体内,不会引发免疫排斥反应,A错误;
B、体外培养造血干细胞的培养箱需含95%空气和5%CO2,B正确;
C、该技术修复了镰状细胞贫血的缺陷基因,改变了碱基对,进而改变了目的基因所表达的蛋白质的氨基酸序列,C正确;
D、可以在光学显微镜下观察到红细胞的形态是镰状还是圆饼状,因此修复后可以通过光学显微镜判断该患者的造血干细胞治疗效果,D正确。
故选A。
10. 我国科研人员借助CRISPR/Cas9技术对小麦的基因进行编辑,获得了抗白粉病小麦。CRISPR/Cas9基因编辑工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列
B. Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键
C. 基因编辑小麦没有引入外源基因,理论上来说其安全性高于传统转基因作物
D. sgRNA序列越短,进行基因编辑的过程中“脱靶”的风险越大
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程中的操作工具及其作用:①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶),能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶,E•coliDNA连接酶,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。
【详解】A、在对不同目标DNA进行编辑时,应使用Cas9蛋白和“不同”的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑,A错误;
B、sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,所以sgRNA可以特异性识别目标DNA分子,Cas9蛋白作用于磷酸二酯键,B正确;
C、相较于转基因,基因编辑技术的优势是,可以不引入外源基因,只是在农作物本身的基因上“做手术”,切去一些基因等,提高作物食味品质、改变颜色、增加营养元素,赋予作物抗逆性、抗旱性、抗病性、提高肥料养分利用率等,理论上来说其安全性更高,C正确;
D、CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,SgRNA的序列越短,可识别的DNA上的特定碱基序列越短,越容易发生脱靶现象,即脱靶率越高,“脱靶”的风险越大,D正确。
故选A。
11. 细菌X合成的tcel蛋白和tcil蛋白使其在与其他细菌的竞争中占优势,其中tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白。研究人员利用野生型细菌X及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养后,对上、下层菌计数得到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 实验中的培养皿、固体培养基和滤膜均需要进行消毒处理
B. 对上、下层活菌计数时常使用接种环接种
C. 由甲、乙,丙三组结果可推测tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性
D. 野生型细菌X在与tcel——tcil双突变体和tcel突变体的竞争中均占优势
【答案】C
【解析】
【详解】A、为避免杂菌的污染,实验中的滤膜、培养皿、固体培养基等均需灭菌处理,A错误;
B、对活菌进行计数的方法是稀释涂布平板法,常使用涂布器接种,B错误;
C、tcel蛋白是一种有毒性的分泌蛋白,乙组中野生型可产生tce1蛋白作用于tcel-tcil双突变体,后者无法产生tcil蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生菌在竞争中占据优势;而在丙组中,野生型可产生tce1蛋白作用于tcel突变体,后者可以产生tcil蛋白中和tcel蛋白的毒性,使野生型的生长受到抑制,由此推测, tcil蛋白能够中和tcel蛋白的毒性,C正确;
D、由甲组、乙组可知,野生型细菌X在与tcel-tcil双突变体的竞争中均占优势,由甲组、丙组可知,野生型细菌X在与tcel突变体的竞争中不占优势,D错误。
故选C。
12. 科研人员将等量对T1噬菌体敏感的大肠杆菌接种到12个相同固体培养基上,培养后各平板均长出大量微菌落,接着进行如下表所示实验。下列说法正确的是( )
分组
实验处理
培养后统计抗T1噬菌体的菌落数
A组(6个平板)
直接喷T1噬菌体
28个
B组(6个平板)
先把平板上的微菌落重新均匀涂布一
遍,再喷等量T1噬菌体
353个
A. 该实验用于培养大肠杆菌的培养基属于选择培养基
B. B组的涂布使单个突变大肠杆菌形成一个菌落的概率增加
C. 若两组在喷噬菌体前都用适宜紫外线诱变,A、B两组的抗性菌落数差异会消失
D. 该实验证明重新涂布后再喷T1噬菌体导致了抗性突变的大量发生
【答案】B
【解析】
【详解】A、选择培养基的成分是促进所需要的微生物的生长,抑制不需要的微生物的生长,该实验用于培养大肠杆菌的培养基是普通培养基,A错误;
B、A组中微菌落是聚集的,若一个微菌落内存在多个抗性突变体,它们会因位置重叠仅形成1个菌落,B组重新涂布后,抗性突变体被分散,每个均可独立形成1个菌落,因此,B组的涂布操作提高了单个抗性突变体形成菌落的概率,导致菌落数更多,B正确;
C、即使诱变提高突变率,B 组涂布后突变细胞分散的效果依然存在,A 组仍为一个微菌落算一个抗性克隆,B 组会统计到更多克隆内的细胞形成的菌落,差异仍会存在(只是数值都增加),C错误;
D、该实验中A、B两组的差异是B组进行了重新涂布操作,B组出现较多抗性菌落,可能是重新涂布使原本分散的抗性菌得以更好地生长形成菌落,而不是重新涂布后再喷T1噬菌体导致抗性突变大量发生,抗性突变在接触T1噬菌体之前就已存在,T1噬菌体只是起选择作用,D错误。
13. 几种限制酶的识别序列及切割位点(Y=C或T,R=A或G)如表所示。下列叙述错误的是( )
限制酶
HindII
AluI
BamHI
Sau3AI
识别序列及切割位点
5′-GTY↑RAC-3′
5′-AG↑CT-3′
5′-G↑GATCC-3′
5′-↑GATC-3′
A. 限制酶切割一次可断开2个磷酸二酯键,增加2个游离的磷酸基团
B. HindII可识别不同的核苷酸序列,其切割后产生的是平末端
C. 若两种酶的识别序列相同,则形成的末端一定能通过DNA连接酶连接
D. BamHI和Sau3AI切割形成的片段进行重组后,仍能被Sau3AI识别并切割
【答案】C
【解析】
【详解】A、限制酶作用于双链DNA分子,切割一次会断裂两条单链各1个磷酸二酯键,共断裂2个磷酸二酯键,每个断口新增1个游离磷酸基团,共增加2个游离的磷酸基团,A正确;
B、Hind Ⅱ的识别序列中Y=C或T、R=A或G,因此可识别多种不同的核苷酸序列,其切割位点位于识别序列的中轴线处,切割后产生平末端,B正确;
C、DNA连接酶只能连接互补的黏性末端或平末端,若两种酶识别序列相同但切割产生的末端不匹配,则无法通过DNA连接酶连接,C错误;
D、BamH I和Sau3A I切割后产生的黏性末端均为GATC,二者片段重组后,连接处存在GATC序列,符合Sau3A I的识别序列要求,仍能被Sau3A I识别并切割,D正确。
14. ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种优良的天然食品防腐剂。ε-PL能抑制多种微生物的活性,且在人体内可被分解为赖氨酸。从土壤中分离出能分泌ε-PL的微生物的流程如图所示。ε-PL可使亚甲基蓝褪色,形成透明圈。下列叙述正确的是( )
A. 土样、培养基和接种工具等均需要严格灭菌处理,以防止杂菌污染
B. 步骤Ⅰ、Ⅲ的接种方法分别是涂布平板法、平板划线法
C. 步骤Ⅲ中应挑选菌落③接种到固体培养基表面培养,进一步筛选出目的菌株
D. 若要从丁培养基中收集ε-PL,则采用过滤、沉淀等方法将菌体分离提纯干燥
【答案】B
【解析】
【详解】A、土样中含有目的菌株,不能灭菌,否则会杀死目的菌株,A错误;
B、步骤Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的接种方法分别是涂布平板法(先稀释后涂布)、平板划线法(用接种环接种),B正确;
C、ε-PL可使亚甲基蓝褪色,故能分泌ε-PL的微生物周围会形成透明圈,透明圈直径越大,分泌ε-PL的量越多,故步骤Ⅲ应挑选菌落①接种到固体培养基表面培养,进一步筛选出目的菌株,C错误;
D、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;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,ε-PL是目的菌分泌到胞外的代谢产物,丁培养基是液体发酵培养基,要收集ε-PL,不需要对菌体提纯干燥,D错误。
15. 2014年出生在澳大利亚的一对姐弟被确认为一种极其罕见的半同卵双胞胎。该对半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如下图所示,下列正确的是( )
A. 受精准备阶段,精子需要获得能量,卵子需要培养到MⅡ期
B. 受精卵分裂成3种二倍染色体细胞的过程中发生了染色体变异
C. 过程3为发生在输卵管内的有丝分裂,过程4中早期胚胎的体积并不增加
D. 这对姐弟来源于母亲和父亲的染色体完全相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、受精准备阶段,精子需要完成获能,获能是指精子获得受精能力,A错误;
B、受精卵原本含3套染色体,分裂形成3种二倍体细胞的过程中,是染色体发生重新组合,不属于染色体变异,B错误;
C、过程3是受精卵的有丝分裂,受精作用发生在输卵管,所以这个分裂过程是在输卵管内进行;过程4是卵裂期,这个时期早期胚胎的细胞不断分裂,但胚胎的体积并不增加,甚至略有缩小,C正确;
D、这对姐弟来自父亲的染色体分别来源于两个不同的精子,序列并不相同;来自母亲的染色体分配也不完全一致,D错误。
16. 如图甲是患有某单基因遗传病家系的系谱图,该病由某基因单碱基突变(A→T)引起。对该家系成员包含该位点的DNA 片段进行PCR 扩增后,用MstⅡ酶切(相关基因内部最多有一个酶切位点)并电泳,结果如图乙。不考虑X、Y染色体的同源区段,下列分析错误的是( )
A. 该病为常染色体隐性遗传病
B. 单碱基突变后,MstⅡ酶切位点消失
C. 经分析,Ⅲ-2为女孩且不患病
D. 若Ⅱ-1和Ⅱ-2 再生一孩子,患病的概率为1/4
【答案】A
【解析】
【详解】AB、 双亲Ⅱ-1和Ⅱ-2表现正常,生育了患病的Ⅲ-1,说明该病为隐性遗传病。 根据电泳条带可知:正常基因可被MstⅡ切割为335bp和200bp两个片段(总长度为535bp),说明正常基因存在酶切位点;患病的Ⅲ-1仅存在535bp条带,说明突变后基因无法被切割,即单碱基突变后MstⅡ酶切位点消失。 假设致病基因为a,若该病为常染色体隐性遗传病,患病儿子Ⅲ-1基因型为aa,需要从父亲Ⅱ-1处获得致病基因a,则Ⅱ-1一定携带a,应当出现535bp条带,但电泳结果中Ⅱ-1只有335bp、200bp条带(不携带a),与推测矛盾,因此该病不是常染色体隐性遗传病,而是伴X染色体隐性遗传病,A错误、B正确;
C、 该病为伴X染色体隐性遗传病,Ⅲ-2同时具有正常基因(335+200bp条带)和致病基因(535bp条带),说明Ⅲ-2同时含有两个等位基因,即具有两条X染色体,因此Ⅲ-2是女孩,基因型为XAXa,表现为不患病,C正确;
D、根据AB项可知, Ⅱ-1基因型为XAY,Ⅱ-2基因型为XAXa,后代只有XaY会患病,患病概率为1/2×1/2=1/4,D正确。
17. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶,同时驱动两个基因的转录。研究人员构建了含双向启动子的基因表达载体,以检测双向启动子的作用效果。LUC基因编码荧光素酶,可催化底物产生荧光。GUS基因编码β-葡萄糖苷酶,催化底物生成蓝色物质,且β-葡萄糖苷酶稳定性比荧光素酶高。下列说法错误的是( )
A. 为排除载体干扰,对照组应设置不含双向启动子的空载质粒转化相同受体细胞
B. 为连入GUS基因,需用Age I和Sal I酶切已整合双向启动子及LUC基因的质粒
C. 若出现蓝色但未检测到荧光,说明双向启动子未发挥驱动双向转录的作用
D. GUS基因和LUC基因转录的模板链不是所在T-DNA的同一条链
【答案】C
【解析】
【详解】A、本实验目的是检测双向启动子的功能,设置不含双向启动子的空载质粒转化相同受体细胞作为对照,可以排除载体本身对实验结果的干扰,A正确;
B、根据图示结构,GUS基因的插入位点位于Age I(左侧)和Sal I(右侧)之间,向已整合双向启动子和LUC基因的质粒插入GUS基因,需要用Age I和Sal I双酶切质粒得到对应插入位点,B正确;
C、题干明确说明β-葡萄糖苷酶(GUS基因产物)稳定性远高于荧光素酶(LUC基因产物),若双向启动子正常驱动双向转录,也会因为荧光素酶不稳定降解失活,导致检测不到荧光,因此不能直接得出“双向启动子未发挥双向驱动作用”的结论,C错误;
D、双向启动子向两个相反方向分别驱动GUS和LUC转录,转录方向相反,因此两个基因转录的模板链不是T-DNA的同一条链,D正确。
18. 假丝酵母中甘油合成代谢途径的关键酶是3-磷酸甘油脱氢酶,将3-磷酸甘油脱氢酶基因(Gpd)构建到表达载体上,如图1所示。通过农杆菌可将假丝酵母野生型菌株转化,获得转Gpd的重组菌株。野生型菌株与某重组菌株分别进行发酵实验,生产甘油的结果如图2所示(注:ZeoR是腐草霉素抗性基因,KanR是卡那霉素抗性基因)。下列说法错误的是( )
A. 将图1中重组质粒用EcoRⅠ和HindⅢ酶切后电泳,可出现4条条带
B. 在含有卡那霉素的选择培养基中筛选,获得最终重组菌株
C. 与野生型菌株相比,该重组菌株可提高发酵液中甘油的含量、缩短发酵时间
D. 转基因生物可能对环境造成新污染或破坏,需灭菌处理后再丢弃
【答案】B
【解析】
【详解】A、从图1可知,质粒上有两个Hind Ⅲ酶切位点和两个EcoR Ⅰ酶切位点。用这两种酶同时酶切,会将质粒切成4个大小不同的片段,电泳后就会出现4条 DNA 条带,以此证明农杆菌成功导入了重组质粒,A正确;
B、重组质粒中的Kanᴿ(卡那霉素抗性)位于T-DNA 外,农杆菌转化时,只有T-DNA 区域(含Gpd和Zeoᴿ)会整合到假丝酵母基因组中,Kanᴿ不会被整合。假丝酵母本身不携带 Kanᴿ抗性,因此无法在含卡那霉素的培养基上筛选重组菌株,应使用腐草霉素(Zeoᴿ)进行筛选,B错误;
C、从图2曲线可见,重组菌株的甘油含量始终高于野生型;重组菌株更早达到甘油含量峰值,说明发酵周期更短,C正确;
D、转基因微生物可能通过基因扩散影响生态环境,因此实验室培养的重组菌株必须经过灭菌处理后再丢弃,防止污染,D正确。
19. DNA子链延伸过程若插入双脱氧核苷酸(ddNTP,如图1中*C表示ddCTP),则不能形成磷酸二酯键,使DNA子链的延伸停止。在四个反应体系中除加入原料外,另外分别加入一种特定碱基标记的ddNTP,经扩增后可得到长度不同的DNA片段,这些片段经电泳分离和放射性检测,即可根据终止位置对应的碱基种类读取序列。某DNA链经合成后测序列结果如下图2所示,则该DNA模板链的序列为( )
A. 5'-TCGAAGTCAG-3' B. 5'-GACTGAAGCT-3'
C. 5'-CTGACTTCGA-3' D. 5'-AGCTTCAGTC-3'
【答案】C
【解析】
【详解】DNA的合成方向是5'到3',从扩增后,分子量最小的为5'*T,第二小的是5'-*C(第一位碱基为T,则序列为5'T*C),第三小的是5'-*G(第一位碱基为T,第二位碱基为C,则序列为5'TC*G),依此推测,子链的序列为5'-TCGAAGTCAG-3',根据碱基互补配对原则,模板链的序列为5'-CTGACTTCGA-3',C正确,ABD错误。
20. 抗体由4条肽链构成,结构分为可变区(V区)和恒定区(C区,是抗体分子中相对较为保守的区域,在不同物种间的差异较大),与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于Ⅴ区中。单克隆抗体在疾病诊断和病原体鉴定中发挥重要作用,但鼠源的单抗容易在人体内引发人抗鼠抗体反应(HAMA),从而削弱其治疗的有效性。科学家对鼠源杂交抗体进行改造,生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体,主要流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 鼠—人嵌合抗体至少含有4个游离氨基,其抗体特异性由肽链的C区决定
B. 鼠源单抗易引发人体免疫排斥反应与其可变区有关
C. 构建鼠—人嵌合抗体表达载体时需限制酶和DNA聚合酶
D. 鼠—人嵌合抗体的研制过程属于蛋白质工程,图中转染细胞的方法可能是显微注射法
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图可知,鼠—人嵌合抗体含有4条肽链,因此至少含有4个游离氨基,抗体与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于V区中,因此抗体特异性由肽链的V区决定,A错误;
B、恒定区是抗体分子中相对较为保守的区域,在不同物种间的差异较大,鼠源单抗易引发人体免疫排斥反应可能与其恒定区有关,B错误;
C、构建鼠—人嵌合抗体表达载体时需限制酶(切割目的基因和运载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和运载体),C错误;
D、鼠—人嵌合抗体是对鼠源抗体改造,即对蛋白质改造,属于蛋白质工程;将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射法,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共50分。
21. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。
(1)过程①除图中所示方法外,还可以借助载体将_____导入细胞中,或直接将_____导入细胞中。过程②应选用处于_____的卵母细胞,采用显微操作法去“核”,其实是去除_____。
(2)重构细胞经分裂、发育至_____时期,可移植到受体子宫中。移植之前,需要对受体动物进行_____处理。若要获得遗传性状完全相同的多只幼鼠,可对重构胚进行_____,再进行移植。
(3)图中向重构胚中注入Kdm4d的mRNA和TSA说明组蛋白的_____和_____有利于重构胚的后续发育过程。
(4)科研人员为确定Kdm4d的mRNA的作用,进行了如下实验,其中A组用正常培养液培养重构胚,B组用正常培养液培养注入了Kdm4d的mRNA的重构胚,实验结果如图所示。根据实验结果推测Kdm4d的mRNA的作用是_____。
【答案】(1) ①. 特定基因 ②. 特定蛋白 ③. 减数分裂Ⅱ中期##MII期 ④. 纺锤体—染色体复合物
(2) ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 同期发情 ③. 胚胎分割
(3) ①. 去甲基化 ②. 乙酰化
(4)注入Kdm4d的mRNA通过翻译产生的去甲基化酶,促进了相关基因的表达,进而表现出既能提高融合细胞发育成囊胚的形成率,也能提高囊胚中内细胞团的形成率
【解析】
【分析】将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【小问1详解】
过程①中小分子化合物诱导成纤维细胞脱分化为iPS细胞,可借助载体将特定基因导入细胞中,或直接将特定蛋白导入细胞中。动物细胞核移植时,应选用处于减数第二次分裂中期的细胞,因为处于减数第二次分裂的次级卵母细胞体积较大,便于操作;并且其中含有易于激发细胞核全能性体现的物质,因此过程①应选用处于减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)的卵母细胞。减数分裂Ⅱ中期(MI期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物,采用显微操作法去“核”,其实是去除该复合物。
【小问2详解】
在核移植实验中,一般通过电脉冲(或电刺激)将重构细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段时,可移植到受体母牛子宫中。移植之前,需要对受体母牛进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境。若要获得遗传性状完全相同的多只犊牛,可对重构胚进行胚胎分割。
【小问3详解】
重构胚在加入中Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程。
【小问4详解】
据题意和题图可知,A 组用正常培养液培养重构胚,B组用正常培养液培养注入了Kdm4d 的mRNA 的重构胚,A组囊胚的形成率和内细胞团的形成率都低于B组,推测 Kdm4d的mRNA的作用是注入mRNA通过翻译产生的去甲基化酶,促进了相关基因的表达进而表现出既能提高融合细胞发育成囊胚的形成率,也能提高囊胚中内细胞团的形成率。
22. 奶啤是一种含牛奶的啤酒,是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为乙酸和乳酸,配以一定比例的原料乳,再经过酒精发酵制作而成,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生α-淀粉酶,同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的____过程的时间。
(2)接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是________________________________________________________。为了提高奶啤品质,筛选产酸量高的醋酸菌,研究人员分离出A1~A4四种菌株,并做了相关发酵实验,醋酸菌的产酸量结果见下表(单位:g/100 mL)。由表可知选择菌株_______适合进行后续的发酵,理由是______________________________________________。
菌株
发酵时间/d
2
3
5
7
9
A0
1.20
4.00
4.86
5.62
5.62
A1
1.68
4.18
4.90
5.80
5.70
A2
1.48
3.68
4.68
5.54
5.50
A3
2.16
4.32
5.60
6.22
5.89
A4
1.68
3.80
4.88
5.60
5.62
注:A0为对照菌株:奥尔兰醋酸杆菌
(3)主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期应________(从“延长”“缩短”中选填)排气时间间隔。酒精发酵一定时间后,当观察到发酵装置内_________________,说明发酵完毕。从食品安全的角度考虑,上述工艺流程图中①的操作应该是________________。
(4)敲除酿酒酵母中的某个蛋白酶基因,减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性。用蛋白固体培养基筛选敲除了该基因的酵母菌,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。需要筛选透明圈________的菌落,表明其蛋白酶活性________。
【答案】(1)糖化 (2) ①. 醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活 ②. A3 ③. (与对照组和其他菌株比较)在相同的时间内A3产酸量最高最快
(3) ①. 延长 ②. 不再有气泡产生 ③. 巴氏消毒
(4) ①. 较小 ②. 较低
【解析】
【小问1详解】
酵母不能直接利用淀粉,可用赤霉素溶液浸泡大麦种子,诱导种子无需发芽也能产生淀粉酶(α-淀粉酶),同时粉碎过程有利于大麦粉与酶的充分接触,以缩短图中所示的糖化(淀粉酶将淀粉分解成糖浆)过程的时间。
【小问2详解】
接种醋酸菌和乳酸菌制作发酵乳,促进前期酸味的形成。醋酸菌和乳酸菌在同一容器中进行发酵时,不能同时产生乙酸和乳酸,原因是醋酸菌是好氧细菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧细菌,在有氧条件下不能存活。由表可知,选择菌株A3适合进行后续的发酵,理由是(与对照组和其他菌株比较)在相同的时间内A3产酸量最高最快。
【小问3详解】
主发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期反应速率变慢,应延长排气时间间隔。发酵一定时间后,观察到发酵罐内不再有气泡产生(即停止酒精发酵),说明发酵基本完毕。从食品安全的角度考虑,在上市或入库前应进行①巴氏消毒处理。
【小问4详解】
用酪蛋白固体培养基筛选突变体,野生型可以水解酪蛋白,在菌落周围形成透明圈。因此需要筛选透明圈较小的菌落,表明其蛋白酶活性较弱,这样的突变体能减少发酵液中蛋白的水解,有助于增强啤酒泡沫的稳定性,从而改善啤酒的品质。
23. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生代谢产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题。
(1)过程①中需将外植体经___________后接种于MS培养基上诱导形成愈伤组织。
(2)过程②中将愈伤组织加入经过滤灭菌处理的一定渗透压的无菌酶液中,离心后弃去___________(填“上清液”或“沉淀物”),加入洗涤液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是___________。
(3)已知X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位或染色体消除,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。分析上图,为培育能产生紫杉醇的柴胡,融合前对红豆杉和柴胡的原生质体分别进行的“A处理”、“B处理”依次为___________(填正确选项前的字母)。
a.X射线、X射线 b.X射线、碘乙酰胺
c.碘乙酰胺、X射线 d.碘乙酰胺、碘乙酰胺
(4)过程③常用的化学试剂是___________。经诱导融合后,再生细胞团只能来自于异源融合的原生质体,这是因为只有杂种细胞才具备___________能力。
(5)采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞膜,会留在细胞内发出荧光。据此方法选择有活性的原生质体用于融合。为监测原生质体密度,融合前需对原生质体用血细胞计数板计数。将培养液稀释100倍后,用25×16型(1mm×1mm×0.1mm)血细胞计数板计数5个中格中的原生质体数,理论上___________(填“有”或“无”)荧光的原生质体的个数应不少于___________,才能达到每毫升2×103个有活性原生质体的预期密度。
【答案】(1)消毒 (2) ①. 上清液 ②. 去除原生质体上残留的酶液/防止酶解过度
(3)b (4) ①. PEG##聚乙二醇 ②. 分裂
(5) ①. 有 ②. 4×10-4
【解析】
【小问1详解】
植物组织培养之前需要对外植体进行消毒,之后诱导脱分化形成愈伤组织。
【小问2详解】
酶解后原生质体密度较大,离心后沉淀在底部,因此弃去上清液。多次洗涤可去除原生质体上残留的酶液,避免酶持续作用破坏原生质体,同时洗净酶液、维持渗透压,保障原生质体的结构完整与活性。
【小问3详解】
根据不对称体细胞杂交的原理,红豆杉作为供体,需用X射线破坏染色质,仅保留部分遗传物质;柴胡作为受体,需用碘乙酰胺处理抑制自身分裂,使融合细胞仅依靠受体的分裂能力增殖,最终获得含柴胡全部遗传物质和红豆杉部分遗传物质的杂种细胞,因此A处理为X 射线,B处理为碘乙酰胺,对应选项 b。
【小问4详解】
植物原生质体融合常用的化学诱导剂是聚乙二醇 (PEG)。只有杂种细胞同时具备供体和受体的遗传物质,具备分裂能力,才能形成再生细胞团,未融合的原生质体因自身分裂被抑制,无法增殖。
【小问5详解】
FDA法中只有活的原生质体可分解FDA产生荧光,因此计数有荧光的原生质体。25×16型血细胞计数板由25个中方格组成,计数室体积为0.1mm3=1×10-4mL。设5个中格中的原生质体数至少为N个,则N×5÷10-4×100=2×103,计算得N为4×10-4。
24. 猴痘是由猴痘病毒(MPXV)引发的传染性疾病。E8L 蛋白是MPXV 的核心结构蛋白,获得针对E8L 蛋白的抗体对于猴痘的诊断和治疗十分重要。为快速获得抗 E8L 蛋白的单克隆抗体,研究人员利用下图创新技术路线进行制备。
回答下列问题:
(1)被脂质体包裹的E8L mRNA疫苗注入小鼠体内后,与小鼠细胞融合,该融合细胞表达出的是________________(填“E8L蛋白”或“抗E8L蛋白的抗体”)。为快速产生大量抗体,①处可采取的措施是_________________________。
(2)经②检测小鼠血清抗体水平后,从小鼠脾脏获取B细胞,用APC/FITC 荧光分选技术对目标细胞进行筛选。该技术用偶联 APC荧光的抗体(IgG)去识别分泌抗体的浆细胞,并呈现出APC⁺信号;用生物素先标记E8L蛋白,使其与浆细胞表面的受体(BCR)特异性结合,同时用生物素与 FITC 标记的链霉亲和素结合,使其呈现FITC⁺信号。图1是用流式细胞仪的检测结果,则________(填图中的字母)区域的细胞为目标细胞,依据是_________________。
(3)步骤⑥用抗体检测牛痘病毒、水痘病毒、甲流病毒等病毒。结果除牛痘病毒的D8蛋白,抗体无法与其他病毒蛋白结合,请推测出现该现象的原因是________________。
(4)该抗体未来可以用于猴痘疫情暴发时的免疫诊断和免疫治疗。图2 是用于疾病诊断的抗原检测试剂盒原理示意图,图3是检测阳性和阴性的结果示意图,若检测结果为阳性,在正常情况下应该发生了______次特异性结合。
【答案】(1) ①. E8L蛋白 ②. 多次注射疫苗可进行二次免疫,快速产生大量抗体
(2) ①. B ②. B 区域的细胞同时呈现 APC+信号和 FITC+信号
(3)牛痘病毒的 D8 蛋白与猴痘病毒的 E8L 蛋白结构相似,存在相同或相似的抗原结构,而水痘病毒、甲流病毒的蛋白与 E8L 蛋白结构差异大,无相应抗原结构
(4)3
【解析】
【小问1详解】
E8LmRNA进入小鼠细胞后翻译产生E8L蛋白,作为抗原激发免疫;对小鼠进行多次注射疫苗可产生二次免疫,快速产生大量抗体。
【小问2详解】
目标细胞是能分泌抗 E8L 蛋白抗体的浆细胞,这类细胞需同时满足两个条件:表达分泌抗体的浆细胞呈现出 APC+ 信号,其表面 BCR 能与 E8L 蛋白结合(呈 FITC+ 信号)。B 区域的细胞同时呈现 APC+信号和 FITC+信号,所以选B 。
【小问3详解】
抗体具有高度特异性,仅能与特定抗原(E8L 蛋白)结合。牛痘病毒的 D8 蛋白与猴痘病毒的 E8L 蛋白结构相似,存在相同或相似的抗原结构,而水痘病毒、甲流病毒的蛋白与 E8L 蛋白结构差异大,无相应抗原结构。
【小问4详解】
抗原检测试剂盒中,阳性结果时,检测线(T线)发生抗原与抗体1、抗原与抗体2的结合,质控线(C线)发生抗体1与抗体3的结合,共3次特异性结合。
25. 多种霉菌都能产生T-2毒素污染饲料,引起家猪中毒。科研人员将C3A酶基因导入家猪受精卵内,获得肝脏细胞具有降解T-2毒素能力的转基因家猪。C3A酶含有R、Q两个功能区,其对应的C3A基因片段及质粒的结构如图所示。
(1)图中neor基因的作用作为标记基因,筛选出成功导入目的基因的受体细胞。为实现目的基因仅在家猪的肝脏细胞中表达,需保证运载体中含有____________________________________。
(2)科研人员在对C3A基因扩增时选用的A、B两端引物分别是________。为使目的基因与载体正确连接,在A、B端加上的限制酶识别序列分别是____________________________________。通过PCR技术扩增图中C3A、C3AΔR、C3AΔQ三种不同长度的目标DNA片段,共需要的引物有________种。
(3)若两限制酶序列之间距离约为2100 kb,为检测目的基因是否插入运载体,可将引物R0、F0共同加入反应体系后,PCR扩增后并电泳,观察在________kb处是否存在产物。用________法将基因表达载体导入受精卵后在含_________的培养液中培养,能存活的细胞即为含有基因表达载体的受精卵。
(4)成功培育的转基因家猪对T-2毒素的解毒效果不佳,科研人员发现家猪体内的PM蛋白能抑制C3A酶活性,据此研发了对应的药物X。为探索药物X提高解毒效果的机理,将扩增出的3种基因片段插入带有FLAG标签序列的质粒中,构建3种融合基因:FLAG-C3A,FLAG-C3AΔR,FLAG-C3AΔQ,再将分别含有3种融合基因的质粒转染受体细胞。3种融合蛋白成功表达后,与PM蛋白、药物X按照表中的组合方式分成7组各组样品混合后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与介质结合的物质再用PM抗体检测,结果如表所示。对照组①的作用是说明PM蛋白不与_______________蛋白结合。药物X的作用机理是_______________________。
组别
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
FLAG-C3A
√
√
FLAG-C3AΔR
√
√
FLAG-C3AΔQ
√
√
药物X
√
√
√
PM
√
√
√
√
√
√
√
PM抗体检测结果
++
+
++
+
注:“√”代表施加相应物质,“+”代表检测结果呈阳性。
【答案】(1)肝脏特异性启动子
(2) ①. F2、R1 ②. 5'-AAGCTT-3'、5'-GGATCC-3' ③. 4
(3) ①. 2500 ②. 显微注射 ③. G418和DHPG
(4) ①. FLAG抗体/标签/介质 ②. 药物X通过结合R区,阻断PM对C3A的抑制,恢复C3A的解毒活性
【解析】
【小问1详解】
启动子是RNA聚合酶识别结合的位点,决定基因的转录起始,且具有组织特异性;只有肝脏细胞的转录因子能识别肝脏特异性启动子,从而实现目的基因仅在家猪肝脏细胞中表达。
【小问2详解】
根据C3A部分序列对应的氨基酸序列,对照给出的密码子且图中标注肽链的合成方向是从氨基端到羧基端,可推知下面的DNA链为模板链(左侧为3'端,右侧为5'端),PCR扩增的新链合成方向为5'→3',引物需结合模板链的3'端,因此对C3A基因扩增时A端选左端的F2(结合模板链3'端),B端选右端的R1(结合编码链3'端)。为避免目的基因反向连接、载体自连,需用两种不同限制酶切割。质粒中启动子靠近HindⅢ位点,终止子靠近BamHⅠ位点,因此A端加HindⅢ的5’-AAGCTT-3’序列,B端加BamHⅠ的5’-GGATCC-3’序列,可保证目的基因插入后方向正确,正常转录。3种片段的引物需求:扩增全长C3A(R+Q):需要F2、R1; C3AΔR (缺失R功能区)需引物R1和针对Q区的上游引物; C3AΔQ (缺失Q功能区)需引物F2和针对R区的下游引物。因此共需4种引物(F2、R1及另外2种引物)。
【小问3详解】
空载质粒中,引物F0、R0间距为3000kb,两个限制酶位点间距为2100kb。插入目的基因时,酶切位点间的2100kb片段被替换为1600kb的C3A基因,因此重组质粒中引物间距为:3000 - 2100 + 1600 = 2500kb,电泳时此处出现条带说明目的基因成功插入。将基因表达载体导入动物受精卵的常用方法是显微注射法;根据题意:含neor的细胞有G418抗性,活的Hsv基因产物会将DHPG转化为有毒物质杀死细胞,重组质粒插入目的基因后,保留neor、切除了功能Hsv,因此在含G418和DHPG的培养液中,只有正确导入重组载体的受精卵能存活。
【小问4详解】
对照组①无FLAG融合蛋白,仅加PM蛋白,检测结果为阴性,说明PM蛋白不会直接与FLAG抗体/标签/介质结合,排除了非特异性结合的干扰,保证后续阳性结果是PM与FLAG融合蛋白结合导致的。药物X可与C3A的R功能区结合,竞争性抑制PM蛋白与C3A的R区结合,从而解除PM蛋白对C3A活性的抑制,提高C3A降解T-2毒素的能力,组别④(去掉R区的C3AΔR)检测结果为阴性,说明R区是PM与C3A结合的必需区域;组别③加入药物X后,阳性强度降低,说明药物X减少了PM与C3A的结合;因此药物X通过结合R区,阻断PM对C3A的抑制,恢复C3A的解毒活性。
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