内容正文:
2025-2026学年第二学期第二次质量检测
高二生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本部分共16题,每题3分,共48分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A. 醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸 B. 酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精
C. 泡菜腌制利用的乳酸菌是异养厌氧型生物 D. 腐乳制作利用了毛霉等微生物将蛋白质分解
【答案】A
【解析】
【详解】A、醋酸菌是严格好氧型细菌,发酵全程需要有氧环境,无氧条件下醋酸菌代谢受抑制甚至死亡,无法利用乙醇产生醋酸,A错误;
B、酵母菌是兼性厌氧型微生物,无氧条件下可通过无氧呼吸将葡萄汁中的葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,B正确;
C、泡菜腌制的主要菌种是乳酸菌,乳酸菌为异养厌氧型生物,在无氧环境下可将有机物分解为乳酸,C正确;
D、腐乳制作的主要微生物是毛霉,毛霉等微生物可分泌蛋白酶,将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,D正确。
2. 发酵工程的中心环节是( )
A. 菌种的选育
B. 发酵罐内的发酵过程
C. 培养基的配制
D. 产品的分离提纯
【答案】B
【解析】
【详解】A、菌种的选育是发酵工程的前提环节,只有获得性状优良的菌种才能开展后续发酵生产,不是中心环节,A错误;
B、发酵罐内的发酵过程是微生物在适宜条件下代谢产生目标产物的核心阶段,该过程的发酵条件控制直接决定产物的产量和品质,是发酵工程的中心环节,B正确;
C、培养基的配制是发酵前的准备环节,作用是为菌种生长、代谢提供所需的营养环境,不是中心环节,C错误;
D、产品的分离提纯是发酵完成后的后续加工环节,作用是从发酵体系中纯化得到符合要求的终产品,不是中心环节,D错误。
3. 一种生活在深海的赖氨酸缺陷型稀有放线菌能产生安莎霉素,安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染,具有较高的抗菌活性。为培育能高产安莎霉素的菌种,研究人员用紫外线对采自深海的放线菌进行了诱变,实验的部分流程如下图所示。下列相关的判断中正确的是( )
注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落
A. ①中的培养基是以安莎霉素为唯一碳源的选择培养基
B. 在①中进行培养时,接种后要对培养基进行灭菌处理
C. ②和④是完全培养基,③是缺赖氨酸的不完全培养基
D. 甲菌落不能产生安莎霉素,而乙菌落能产生安莎霉素
【答案】C
【解析】
【详解】A、本实验目的是筛选高产安莎霉素的赖氨酸缺陷型放线菌,①是诱变后菌种的扩大培养,不需要以安莎霉素为唯一碳源,A错误;
B、在①中进行菌种的扩大培养时,接种前需对培养基进行灭菌处理,接种后不能灭菌,否则会杀死目标微生物,B错误;
C、②和④中所有微生物都能长出菌落,所以②④是完全培养基,③中没有甲菌落,说明③具有选择作用,赖氨酸缺陷型放线菌不能在其中生长,所以③是缺少赖氨酸的不完全培养基,C正确;
D、甲菌落在③中不能生存,在④中可以生存,说明甲菌落只能生活在完全培养基中,不能生活在缺赖氨酸的完全培养基中,即甲菌落是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,可以产生安莎霉素,而乙菌落在③④中均能生存,即这种微生物有无赖氨酸均可生存,所以乙菌落不是赖氨酸缺陷型放线菌菌落,不能产生安莎霉素,D错误。
4. 在实验室中培养微生物时,常用到不同的分离和计数方法。下列叙述正确的是( )
A. 碳源是微生物生长的必需营养物质,故不含碳源的培养基无法培养出微生物
B. 分离土壤中分解尿素的细菌时,土样梯度稀释后常用血细胞计数板进行计数
C. 用接种环对挑取的菌种进行连续的平板划线4次,也需要灼烧接种环4次
D. 对培养液中的酵母菌进行计数时,若先滴加培养液再盖盖玻片,结果会偏高
【答案】D
【解析】
【详解】A、自养型微生物(如硝化细菌)可以利用无机碳源CO2合成自身有机物,因此不含碳源的选择培养基可以培养自养微生物,A错误;
B、分离土壤中分解尿素的细菌时,土样梯度稀释后常用稀释涂布平板法统计活菌数,血细胞计数板计数的是包含死菌在内的总菌数,不适用该实验的活菌计数,B错误;
C、平板划线操作中,初次划线前要灼烧接种环灭菌,每次划线结束后需灼烧杀死残留菌种,4次划线操作结束后还要灼烧接种环防止污染,共需灼烧接种环5次,C错误;
D、对酵母菌计数时,若先滴加培养液再盖盖玻片,盖玻片会受液滴张力影响上浮,导致计数室实际体积偏大,最终统计结果偏高,D正确。
5. 某校生命科学社的同学利用学校实验平台对微生物进行纯培养,下列操作中正确的有几项( )
①在接种室内预先喷洒煤酚皂溶液,并用紫外灯照射进行消毒
②为避免杂菌污染,超净工作台需全程开启紫外灯
③培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为微生物提供氮源
④所有微生物培养时,培养基中都需加入碳源
⑤利用接种环接种前需对其进行灼烧灭菌
⑥消毒比灭菌更加温和,生物消毒法可以除去环境中全部微生物
⑦在培养乳酸杆菌时,培养基中需添加纤维素
⑧使用后的培养基可直接丢入垃圾桶
⑨生长在伊红——亚甲蓝琼脂培养基的大肠杆菌菌落呈深紫色,有金属光泽
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
【答案】C
【解析】
【详解】①接种室预先喷洒煤酚皂溶液结合紫外灯照射是规范的接种前空间消毒操作,①正确;
②超净工作台仅需在使用前开启紫外灯消毒,实验操作时需关闭紫外灯避免损伤实验人员,②错误;
③牛肉膏和蛋白胨均含氮类物质,可为微生物提供氮源,③正确;
④自养型微生物(如硝化细菌)可利用无机碳源合成有机物,培养基无需额外添加碳源,④错误;
⑤接种环属于金属接种工具,接种前灼烧灭菌可杀灭表面杂菌避免污染,⑤正确;
⑥消毒作用较温和,仅能杀灭部分有害微生物,无法清除芽孢、孢子等全部微生物,⑥错误;
⑦乳酸杆菌不能分解纤维素,培养时需添加的是自身无法合成的维生素,⑦错误;
⑧使用后的培养基需经高压蒸汽灭菌处理后才能丢弃,避免残留微生物污染环境,⑧错误;
⑨大肠杆菌在伊红-亚甲蓝鉴别培养基上的菌落特征为深紫色、带有金属光泽,⑨正确。
综上正确操作共4项,C正确。
6. 宋人张表臣曾在《珊瑚钩诗话》中说:“中古之时,未知曲蘖,杜康肇造,爱作酒醴,可为酒后,秫酒名也”。这显示出古人已经开始采用糵(发芽的谷物)来发酵产酒,目前该技术仍用于现代啤酒生产。下列叙述正确的是( )
A. 大麦发芽程度越高,释放的淀粉酶越多越有利于啤酒生产
B. 啤酒酵母的扩大培养与发酵产酒需要控制的条件相同
C. 主发酵过程冷却水流量突然增大会导致的生成量增加
D. 啤酒的后发酵降低发酵温度,有利于次生代谢物的积累
【答案】D
【解析】
【详解】A、大麦发芽程度过高时,发芽过程会消耗大量自身储存的糖类等有机物,导致发酵可利用的底物减少,反而不利于啤酒生产,A错误;
B、啤酒酵母扩大培养需要有氧条件,目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖;发酵产酒需要无氧条件,目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,B错误;
C、主发酵过程冷却水流量突然增大会使发酵液温度快速降低,酵母菌呼吸相关酶活性下降,细胞呼吸速率减慢,CO2的生成量减少,C错误;
D、啤酒的后发酵降低发酵温度,可抑制酵母菌快速繁殖,减少营养物质的消耗,有利于次生代谢物(风味类物质等)的积累,改善啤酒品质,D正确。
7. 下列有关植物细胞工程的应用的叙述,错误的是( )
A. 微型繁殖技术不仅能实现种苗的大量繁殖,还能保持优良品种的遗传特性
B. 利用茎尖进行作物脱毒的原因是茎尖的病毒极少,甚至无病毒
C. 利用射线、化学物质等诱变因素处理愈伤组织并进一步培养,可获得突变体
D. 生产中常采用植物组织培养技术获得植物的次生代谢产物
【答案】D
【解析】
【详解】A、微型繁殖技术以植物组织培养为技术基础,属于无性繁殖,既可以短时间实现种苗的大量繁殖,又能保证子代与亲本遗传物质一致,保持优良品种的遗传特性,A正确;
B、植物茎尖属于分生区,细胞分裂速度极快,病毒来不及侵染,因此茎尖病毒极少甚至无病毒,以此为材料培养可获得脱毒植株,B正确;
C、愈伤组织细胞持续处于分裂状态,DNA复制过程中易受射线、化学诱变剂等诱变因素影响发生基因突变,对处理后的愈伤组织进一步培养、筛选,可获得符合需求的突变体,C正确;
D、生产中获取植物次生代谢产物时,仅需对脱分化得到的愈伤组织进行细胞悬浮培养即可,不需要经过再分化获得完整植株,该技术属于植物细胞培养技术;常规植物组织培养技术以获得完整植株为目的,不用于次生代谢产物的生产,D错误。
8. 科研人员以小鼠为实验材料,进行胚胎工程的相关操作,具体情况如图所示。下列说法正确的是( )
A. 将MⅠ期的卵母细胞与获能后的精子共同培养完成体外受精
B. 对桑葚胚或囊胚进行二分割,可获得基因型完全相同的两个胚胎
C. 通常选用早期胚胎的内细胞团进行DNA分析等检测
D. 超数排卵处理时,常用含性腺激素的促排卵剂
【答案】B
【解析】
【详解】A、MⅡ中期的卵母细胞与获能后的精子共同培养可以完成体外受精,A错误;
B、桑葚胚或囊胚期的细胞都来自同一个受精卵的有丝分裂,遗传物质完全相同,因此对其进行均等二分割,可获得基因型完全相同的两个胚胎,B正确;
C、进行胚胎DNA分析时,通常取滋养层细胞进行检测,若取内细胞团会损伤胚胎,影响后续发育,C错误;
D、超数排卵处理时,常用的是促性腺激素,促性腺激素作用于性腺,促使其超数排卵,性腺激素是性腺分泌的性激素,不能用于超数排卵,D错误。
9. 干眼症是由于泪液分泌减少导致的眼睛干涩的病症。通过将有关基因导入已分化的体细胞获得类似胚胎干细胞(ES细胞)的诱导多能干细胞(iPS细胞),进而培养得到眼结膜组织,可分泌泪液成分“粘液素”,有望治疗干眼症。下列说法错误的是( )
A. 导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力
B. 利用iPS获得眼结膜组织时应加入分化诱导因子
C. 不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的
D. 利用ES细胞治疗人类疾病的前景优于iPS细胞
【答案】D
【解析】
【详解】A、导入相关基因可将已分化的体细胞诱导为类似胚胎干细胞的iPS细胞,iPS细胞具备分裂分化能力,说明导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力,A正确;
B、iPS细胞属于多能干细胞,要使其定向分化为眼结膜组织,需要加入分化诱导因子进行诱导,B正确;
C、干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞,不同类型的干细胞可分化的细胞种类不同,分化潜能存在明显差别,C正确;
D、iPS细胞可由患者自身的体细胞诱导获得,用于移植时几乎不会出现免疫排斥反应;而ES细胞来源于胚胎,异体移植存在免疫排斥风险,因此iPS细胞治疗人类疾病的前景优于ES细胞,D错误。
10. 作为基因的运输工具-载体,必须具备的条件之一及理由是( )
A. 能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因
B. 具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达
C. 具有某些标记基因,以使目的基因能够与其结合
D. 对宿主细胞无伤害,以便于重组DNA的鉴定和选择
【答案】A
【解析】
【详解】A、运载体能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制,插入的目的基因会随运载体的复制同步扩增,可提供大量目的基因,A正确;
B、运载体具有多个限制酶切点的作用是便于目的基因插入,目的基因的表达依赖运载体上的启动子、终止子等调控元件,与限制酶切点无关,B错误;
C、运载体具有标记基因的作用是筛选含有重组DNA的受体细胞,目的基因与运载体结合依靠限制酶切割出相同黏性末端、DNA连接酶催化连接完成,和标记基因无关,C错误;
D、运载体对宿主细胞无伤害是为了保证宿主细胞正常的生命活动不被破坏,重组DNA的鉴定和选择依赖标记基因的功能,和运载体无毒性无关,D错误。
11. 下列关于PCR技术的相关叙述,正确的是( )
A. PCR反应体系需加入4种核糖核苷酸作为原料
B. 利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,将凝胶置于300nm紫外灯下可观察扩增结果
C. PCR利用了DNA的热变性原理,在反应体系中需添加耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶
D. 一般加入的引物有2种,分别与两条模板链的5′端结合
【答案】B
【解析】
【详解】A、PCR的原理是DNA复制,DNA的单体是脱氧核糖核苷酸,故需要4种脱氧核苷酸为扩增原料,A错误;
B、琼脂糖凝胶制备过程中加入的核酸染料能与DNA分子结合,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来,B正确;
C、PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合,PCR扩增的只是两个引物之间一小段特定区域,每个循环都是从引物开始完整合成,没有断点需要连接。故在反应体系中需添加耐高温的DNA聚合酶,但不需要添加DNA连接酶,C错误;
D、一般加入的引物有2种,分别与两条模板链的3′端结合,D错误。
12. RT- PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术,可以用来检测RNA病毒,具体过程如下,有关叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ需用到游离的脱氧核苷酸、逆转录酶、核酸酶等
B. 利用RT—PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流
C. 图中单链cDNA在PCR扩增n次后,理论上需要引物B 2n-1个
D. 该技术提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量,提高了检测的灵敏度
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程Ⅰ包括逆转录和DNA复制,需要游离的脱氧核苷酸作为原料,逆转录酶和核酸酶等,A正确;
B、由于生物共用一条密码子表,所以利用RT—PCR技术获取的目的基因可以转入其他物种,且正常表达,因此利用RT—PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流,B正确;
C、经过过程Ⅰ形成双链DNA,所以单链cDNA在PCR扩增n次,实际相当于双链DNA扩增了n-1次,所以根据DNA的半保留复制可知理论上需要2n-1个引物B,C错误;
D、RT- PCR将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应,提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量,提高了检测的灵敏度,D正确。
13. 如图为用转基因牛生产人血清白蛋白(药用蛋白)的过程,分析图中操作过程。下列叙述错误的是( )
A. 图中的受体细胞是乳腺细胞,所以药用蛋白基因可以在乳腺细胞中表达
B. 上述过程实现了跨物种的基因重组
C. 过程①通常采用的方法是显微注射法
D. ②需要筛选性染色体组成为XX的胚胎进行移植
【答案】A
【解析】
【详解】A、培育转基因动物的受体细胞是受精卵,其全能性高,可发育为完整个体,并非乳腺细胞,药用蛋白基因是在发育后的转基因牛的乳腺细胞中特异性表达,A错误;
B、该过程将人的药用蛋白基因重组到牛的基因组中,实现了不同物种间的跨物种基因重组,B正确;
C、将重组目的基因导入动物受体细胞的常用方法为显微注射法,过程①通常采用该方法操作,C正确;
D、只有雌性奶牛(性染色体组成为XX)可以分泌乳汁,因此需要筛选性染色体为XX的胚胎进行移植,才能最终从乳汁中获取药用蛋白,D正确。
14. 利用基因工程赋予生物以新的遗传特性,或创造出更符合人类需要的生物产品时,需要使用多种工具酶,有4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,能识别特定核苷酸序列
B. 用限制酶SmaI和EcoRV切割后产生的均为平末端
C. DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是磷酸二酯键
D. 含有1个EcoRI识别位点的环状DNA,被EcoRI切割后可形成2个DNA片段
【答案】D
【解析】
【详解】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,能识别特定核苷酸序列,并在特定位点切割 DNA,A正确;
B、Sma I:识别序列是CCCGGG,切割位点在CCC和GGG之间,切割后两条链的末端是齐平的,产生平末端。 EcoR V:识别序列是GATATC,切割位点在中间的AT之间,切割后两条链的末端也是齐平的,同样产生平末端,B正确;
C、DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成,使得目的基因和质粒相连,C正确;
D、对于环状 DNA 分子(如质粒), 若含有1 个某限制酶的识别位点,被该酶切割后,环状 DNA 会被打开,形成1 个线性 DNA 片段,D错误。
15. 下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 可选择新鲜洋葱、香蕉、菜花或猪肝等作为材料粗提取DNA
B. 滤液沉淀过程中放在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C. 鉴定DNA时将丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸水浴加热
D. 加入冷却的酒精后可用玻璃棒沿一个方向搅拌滤液进而获得DNA
【答案】C
【解析】
【详解】A、新鲜洋葱、香蕉、菜花、猪肝的细胞中都含有大量DNA,均可作为粗提取DNA的实验材料,A正确;
B、4℃低温条件下DNA酶活性被抑制,可避免DNA被降解,因此滤液沉淀过程放在4℃冰箱中进行,B正确;
C、鉴定DNA时需先将DNA丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中,再加入二苯胺试剂进行沸水浴加热,直接将丝状物加入二苯胺试剂中,DNA无法充分溶解参与反应,C错误;
D、DNA不溶于冷却的酒精,沿一个方向搅拌可避免DNA丝状物断裂,便于收集析出的DNA,D正确。
16. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 转基因技术可用来增加酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
B. 把抗虫基因整合到植物叶绿体基因组中,可减少因花粉扩散造成的基因污染
C. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
【答案】A
【解析】
【详解】A、双乙酰是啤酒发酵中酵母产生的不良风味副产物,需要较长时间分解,会延长发酵周期。转基因技术是向酵母转入乙酰乳酸脱羧酶基因,减少双乙酰生成,从而缩短发酵周期,而非增加双乙酰生成,A错误;
B、叶绿体基因属于细胞质基因,花粉的细胞质几乎不含叶绿体,因此抗虫基因整合到叶绿体基因组后,不会随花粉扩散,能减少基因污染,B正确;
C、设计试管婴儿技术若被滥用,可人为选择婴儿性别、性状等,违背伦理道德,这是反对设计试管婴儿的重要原因之一,C正确;
D、生物武器的类型包含致病菌类、病毒类、生化毒剂类,以及经过基因重组的致病菌等,D正确。
二、非选择题:共5题,共52分。
17. 地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨,其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用。科研人员从森林土壤中筛选纤维素分解菌并计数,进行了如图所示操作。请回答下列有关问题:
(1)配制培养基时,培养基中一般都含有水、碳源、______、_____等营养物质。
(2)防止杂菌污染,____是研究和应用微生物的前提,也是发酵工程的重要基础。在提取分离过程中,对吸管、培养皿通常采用____法进行灭菌,对操作的空间、操作者的衣着和手进行____。筛选时所用的培养基需添加____作为唯一碳源。
(3)图中的接种方法是____。用该计数方法得到的菌落数量比活菌的实际值小,原因是____;若用显微镜计数法统计,结果比实际活菌数偏大,原因是____。
(4)可通过单菌落周围的透明圈判断其分解纤维素能力更强,判断依据是____。若将稀释倍数是的菌液涂布平板,3个平板平均菌落数分别为111,120,129,305则每1mL菌液中活菌数为____个。
【答案】(1) ①. 氮源 ②. 无机盐
(2) ①. 无菌技术 ②. 干热灭菌 ③. 消毒 ④. 纤维素
(3) ①. 稀释涂布平板法 ②. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落 ③. 显微镜计数法将死菌和活菌都统计在内
(4) ①. 甲菌落周围的透明圈更大,说明其分解的纤维素更多,分解能力更强 ②. 1.2×108
【解析】
【小问1详解】
培养基一般都含有:水、碳源、氮源、无机盐等营养物质。
【小问2详解】
防止杂菌污染,无菌技术是研究和应用微生物的前提、也是发酵工程的重要基础。在提取分离过程中,对吸管、培养皿通常采用干热灭菌法进行灭菌,对操作的空间、操作者的衣着和手进行消毒。因为要筛选纤维素分解菌,所以筛选时所用的培养基需添加纤维素作为唯一碳源。
【小问3详解】
图中的接种方法是稀释涂布平板法。用该计数方法得到的菌落数量比活菌的实际值小,原因是当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落;若用显微镜计数法统计,由于显微镜计数法将死菌也计数在内,所以结果比实际活菌数偏大。
【小问4详解】
甲菌落产生的透明圈大,乙菌落产生透明圈较小,说明甲菌落分解纤维素的能力更强。若将稀释倍数是105的菌液涂布平板,3个平板平均菌落数分别为111、120、129,则每1mL菌液中活菌数为(111+120+129)÷3÷0.1×105=1.2×108个。
18. 同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀气病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀气病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R - 6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外,还有____(答两种)等方法。
(2)据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是____。此种育种方式的优点是____。
(3)上述过程中需要提供光照的是____(填序号),光照的作用是____。得到的杂种植株是____倍体,理论上是否可育?____。请回答并阐述理由____。
(4)在实验前需要通过预实验来探究R - 6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,如何设计预实验:____。
【答案】(1)电融合法、离心法、高Ca2+ -高pH融合法(任选两种)
(2) ①. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ②. 克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍,获得兼有双亲优良性状的新品种
(3) ①. ③ ②. 诱导叶绿素的形成,使植株能进行光合作用制造有机物 ③. 六 ④. 可育 ⑤. 杂种植株细胞中含有成对的同源染色体
(4)设置一系列浓度梯度的R6G或IOA溶液,分别处理等量的紫花苜蓿和百脉根原生质体,将处理后的原生质体培养在适宜的愈伤组织诱导培养基上,观察愈伤组织的生长情况,刚好使原生质体不能再生愈伤组织的最低浓度即为临界浓度
【解析】
【小问1详解】
步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外,还有高Ca2+-高pH融合、电融合法、离心法等方法。
【小问2详解】
由图可知,新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术,该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。植物体细胞杂交获得杂种植株,打破生殖隔离,实现远缘杂交。
【小问3详解】
将愈伤组织经③再分化形成根芽的过程需要提供光照,因为叶绿素的合成需要光照。紫花苜蓿是同源四倍体,体细胞含有4个染色体组,百脉根是二倍体,体细胞含有2个染色体组,融合后得到的杂种细胞含有4+2=6个染色体组是六倍体,可见,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,因而能进行正常的减数分裂过程,因而表现为可育。
【小问4详解】
在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,可设置一系列浓度梯度的R6G或IOA溶液,分别处理等量的紫花苜蓿和百脉根原生质体,将处理后的原生质体培养在适宜的愈伤组织诱导培养基上,观察愈伤组织的生长情况,刚好使原生质体不能再生愈伤组织的最低浓度即为临界浓度。
19. 某科研团队欲利用以下技术路线,开发一种能特异性识别非小细胞肺癌细胞表面的抗原A,并携带高效抗癌药物M的“生物导弹”,同时尝试通过核移植技术获得能大量生产该抗体的克隆动物。图1、图2是该团队设计的部分技术流程示意图(图中仅展示关键步骤,部分过程未详述)。回答下列问题:
(1)在体外培养杂交瘤细胞时,培养基中除必要的营养物质外,通常需要加入____等天然成分,需要提供的气体条件是____。培养时细胞可能表现为:____。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生____现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
(2)图1中,诱导小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的常用化学试剂是____。图1中,对融合后的细胞进行两次筛选的目的和方法均不同:第一次筛选是为了获得细胞X,是用____进行筛选的,第二次筛选获得细胞Y,该细胞应具备的特点是____。
(3)图1中,运用到的动物细胞工程技术是____。图2中,目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是____。重构胚形成后,需用物理或化学方法(如电刺激、____、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)克隆动物早期胚胎培养过程中,需向培养液中添加血清、血浆等天然成分。科研人员为了探究“经抗原A免疫后的小鼠血清中是否含有针对抗原A的抗体”,请以抗原A、经抗原A免疫后的小鼠血清、健康小鼠血清等为材料,设计一个简单的实验。实验思路:____。
【答案】(1) ①. 血清、血浆 ②. 95%空气和5%CO2的混合气体 ③. 细胞贴壁生长、接触抑制 ④. 接触抑制
(2) ①. 聚乙二醇(PEG) ②. 选择培养基 ③. 既能迅速大量增殖,又能产生所需的专一抗体
(3) ①. 动物细胞融合技术、动物细胞培养技术 ②. 显微操作法 ③. Ca2+载体
(4)取等量的抗原A均分为两组,一组加入经抗原A免疫后的小鼠血清,另一组加入健康小鼠血清,在适宜条件下反应一段时间后,观察是否出现沉淀(或凝集反应),若加入免疫小鼠血清的组出现沉淀,说明血清中含有针对抗原A的抗体,反之则没有
【解析】
【小问1详解】
动物细胞培养时,培养基中需加入血清或血浆,提供细胞生长增殖所需的未知营养因子等天然成分。动物细胞培养的气体条件是95%的空气和5%的CO2。体外培养的动物细胞(如杂交瘤细胞)通常会贴附在培养瓶壁上生长,部分细胞会表现出接触抑制。贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,会停止分裂增殖,这是动物细胞特有的生长抑制现象。
【小问2详解】
诱导动物细胞融合常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG),它可以改变细胞膜的流动性,使细胞相互融合。融合后会出现多种细胞类型(未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、融合的杂交瘤细胞等),所以需要用特定的选择培养基进行第一次筛选,只有融合的杂交瘤细胞能在这种培养基上存活,从而获得细胞X。细胞Y是经过第二次筛选得到的能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,它具备的特点是既能迅速大量增殖,又能产生所需的抗抗原A的特异性抗体,这样才能满足大量生产抗体和制备“生物导弹”的需求。
【小问3详解】
图 1 中,B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合依赖动物细胞融合技术,融合后细胞的筛选、克隆化培养和体外培养依赖动物细胞培养技术。动物细胞核移植中,普遍使用显微操作仪直接去除卵母细胞的细胞核(或纺锤体 - 染色体复合物)。重构胚形成后,需用物理(电刺激)或化学方法(钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
【小问4详解】
实验思路的原理是抗原与抗体的特异性结合,会出现凝集反应或沉淀反应,具体设计如下: 取等量的经抗原A免疫后的小鼠血清和健康小鼠血清分别加入两支试管,然后分别加入等量的抗原A,观察是否出现凝集反应(或沉淀反应)。 如果免疫后的小鼠血清出现凝集/沉淀反应,而健康小鼠血清没有,就说明经抗原A免疫后的小鼠血清中含有针对抗原A的抗体。
20. 青藏高原地区气候寒冷,低温冻害频发,严重影响青稞的正常生长与产量。我国科研人员从高原特有耐寒植物雪灵芝中获得了抗冻基因Frosty,利用基因工程技术将Frosty基因导入青稞,培育出抗冻转基因青稞新品种。
限制酶
识别序列及切割位点
Bgl II
5'-A↓GATCT-3'
3'-TCTAG↑A-5'
Nde I
5'-CA↓TATG-3'
3'-GTAT↑AC-5'
Xho I
5'-C↓TCGAG-3'
3'-GAGCT↑C-5'
EcoR I
5'-G↓AATTC-3'
3'-CTTAA↑G-5'
BamH I
5'-G↓GATCC-3'
3'-CCTAG↑G-5'
Sal I
5'-G↓TCGAC-3'
3'-CAGCT↑G-5'
Xba I
5'-T↓CTAGA-3'
3'-AGATC↑T-5'
(1)构建抗冻转基因青稞新品种过程中,Ti质粒的T-DNA可随机整合至青稞的_________中,筛选后的细胞需经植物组织培养成为突变体植株。
(2)为了将Frosty基因正确插入质粒构建重组质粒,利用PCR技术扩增Frosty基因时需在引物的_________(填写“5’端”或“3’端”)添加限制酶的识别序列,结合上表限制酶的识别序列及切割位点分析,上游引物应添加限制酶_______的识别序列。应选用两种限制酶__________切割质粒,双酶切的优点是:___________。
(3)将重组质粒导入农杆菌后,若要筛选成功导入重组质粒的农杆菌,应使用含______的培养基;若要进一步检测Frosty基因是否在青稞细胞中成功表达蛋白质,可采用______技术。
(4)在个体水平鉴定转基因青稞的抗冻性,具体操作为:______。
【答案】(1)染色体DNA
(2) ①. 5’端 ②. Bgl Ⅱ ③. BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ ④. 防止目的基因和质粒自身环化,保证目的基因按照正确的方向插入质粒
(3) ①. 潮霉素或卡那霉素 ②. 抗原抗体杂交
(4)将转基因青稞和普通青稞置于相同的低温环境中培养一段时间,观察两者的生长状况,若转基因青稞生长状态更好,说明其抗冻性更强
【解析】
【小问1详解】
农杆菌 Ti 质粒的 T-DNA 可随机整合至青稞的染色体 DNA中,筛选后的细胞经植物组织培养培育为转基因植株。
【小问2详解】
因为DNA聚合酶从引物的3'端延伸DNA链,所以利用PCR技术扩增Frosty基因时需在引物的5'端添加限制酶的识别序列。 结合表格中限制酶的识别序列及切割位点,由于要保证目的基因插入方向正确,上游引物应添加限制酶Bgl Ⅱ的识别序列,Bgl Ⅱ切割后会产生与BamH Ⅰ相同的黏性末端,便于DNA连接酶进行缝合。为了构建重组质粒,应选用两种限制酶BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ切割质粒,这样可以避免自身环化和反向连接等情况。
【小问3详解】
由图可知质粒上有潮霉素和卡那霉素抗性基因,所以将重组质粒导入农杆菌后,若要筛选成功导入重组质粒的农杆菌,应使用含潮霉素或卡那霉素的培养基。 若要进一步检测Frosty基因是否在青稞细胞中成功表达蛋白质,可采用抗原—抗体杂交技术,依据抗原与抗体特异性结合的原理进行检测。
【小问4详解】
若要从个体水平鉴定转基因青稞的抗冻性,实验思路是将长势相同的转基因青稞与野生型青稞置于相同的低温胁迫环境下培养一段时间,观察并比较两者的生长状况,若转基因青稞生长状态更好,说明其抗冻性更强。
21. PCR技术可用于基因工程中目的基因的获取、扩增和检测,请分析下列相关问题。
(1)理想状态下,一个DNA片段经过n轮PCR扩增所消耗的引物数量是_____个;耐高温的DNA聚合酶能与引物结合,并从引物的_____(3',5')端连接脱氧核苷酸;PCR过程中用到的引物在允许范围内片段越长,理论上扩增出来的非特异性片段(非目标片段)越_____(多,少)。
(2)PCR扩增缓冲液中Mg2+的作用是_____,PCR的变性、复性、延伸三个阶段需调控到三个不同的温度,如94℃、55℃、72℃,其中_____℃时DNA聚合酶的活性较高。PCR的产物一般通过_____来鉴定。
(3)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测。构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确(图1示插入方向正确),需进行PCR检测。若仅用一对引物,应选择图1中的引物对_____或_____。
(4)如图2所示,在一段未知序列的突变体DNA片段中,插入了已知序列的T-DNA,要想对T-DNA两侧的未知序列进行测序,可用DNA连接酶将该DNA连接成环状后,再用引物_____(填序号)PCR扩增后测序。
【答案】(1) ①. 2n+1-2 ②. 3' ③. 少
(2) ①. 激活DNA聚合酶 ②. 72 ③. 电泳
(3) ①. F2和R1 ②. F1和R2(两空答案顺序可颠倒)
(4)①④
【解析】
【小问1详解】
每一轮扩增都需要新的引物来合成新链,n 轮扩增后,新合成的链数为 2n+1−2,每一条新链都需要一个引物,因此消耗引物数量为 2n+1−2。DNA 聚合酶的催化特性是:只能从引物的 3' 端延伸脱氧核苷酸,因为 DNA 链的延伸方向是 5′→3′,新的脱氧核苷酸只能添加到已有的 3' 羟基端上。引物越长,与模板 DNA 的互补配对的特异性就越强,能更精准地结合到目标序列上,理论上扩增出来的非特异性片段(非目标片段)就越少。
【小问2详解】
Mg2+是DNA 聚合酶的激活剂,能显著提高酶的活性,同时还会影响引物退火的效率、DNA 链的解链温度等 PCR 关键反应条件。PCR 的三个阶段温度分别是: 94℃:变性(双链解旋为单链) 55℃:复性(引物与模板结合) 72℃:延伸(Taq 酶催化合成 DNA 链) 。Taq DNA 聚合酶的最适温度为 72℃左右,此时酶的活性最高,延伸效率最好。PCR 产物的长度不同,在电场中的迁移速率不同,因此一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,根据条带的位置判断产物的大小、有无非特异性扩增等。
【小问3详解】
要确定基因连接到质粒中且插入方向正确,需要一对引物分别位于插入片段内部和质粒载体骨架上,这样只有插入方向正确的重组质粒才能扩增出对应条带。 引物对 F2和R1:F2 位于质粒的启动子区域(载体骨架),R1 位于插入的 J 基因内部,若基因正向插入,二者能扩增出目标片段。 引物对 F1和R2:F1 位于插入的 J 基因内部,R2 位于质粒的终止子区域(载体骨架),若基因正向插入,二者也能扩增出目标片段。
【小问4详解】
要对 T-DNA 两侧的未知序列进行测序,先将 DNA 连接成环状,再设计引物进行反向 PCR。 引物①和④位于已知的 T-DNA 序列上,且方向朝向未知序列。环化后,这对引物可以以环状 DNA 为模板,扩增出包含两侧未知序列的片段,从而实现对未知序列的测序。
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2025-2026学年第二学期第二次质量检测
高二生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本部分共16题,每题3分,共48分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A. 醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸 B. 酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精
C. 泡菜腌制利用的乳酸菌是异养厌氧型生物 D. 腐乳制作利用了毛霉等微生物将蛋白质分解
2. 发酵工程的中心环节是( )
A. 菌种的选育
B. 发酵罐内的发酵过程
C. 培养基的配制
D. 产品的分离提纯
3. 一种生活在深海的赖氨酸缺陷型稀有放线菌能产生安莎霉素,安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染,具有较高的抗菌活性。为培育能高产安莎霉素的菌种,研究人员用紫外线对采自深海的放线菌进行了诱变,实验的部分流程如下图所示。下列相关的判断中正确的是( )
注:原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落
A. ①中的培养基是以安莎霉素为唯一碳源的选择培养基
B. 在①中进行培养时,接种后要对培养基进行灭菌处理
C. ②和④是完全培养基,③是缺赖氨酸的不完全培养基
D. 甲菌落不能产生安莎霉素,而乙菌落能产生安莎霉素
4. 在实验室中培养微生物时,常用到不同的分离和计数方法。下列叙述正确的是( )
A. 碳源是微生物生长的必需营养物质,故不含碳源的培养基无法培养出微生物
B. 分离土壤中分解尿素的细菌时,土样梯度稀释后常用血细胞计数板进行计数
C. 用接种环对挑取的菌种进行连续的平板划线4次,也需要灼烧接种环4次
D. 对培养液中的酵母菌进行计数时,若先滴加培养液再盖盖玻片,结果会偏高
5. 某校生命科学社的同学利用学校实验平台对微生物进行纯培养,下列操作中正确的有几项( )
①在接种室内预先喷洒煤酚皂溶液,并用紫外灯照射进行消毒
②为避免杂菌污染,超净工作台需全程开启紫外灯
③培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为微生物提供氮源
④所有微生物培养时,培养基中都需加入碳源
⑤利用接种环接种前需对其进行灼烧灭菌
⑥消毒比灭菌更加温和,生物消毒法可以除去环境中全部微生物
⑦在培养乳酸杆菌时,培养基中需添加纤维素
⑧使用后的培养基可直接丢入垃圾桶
⑨生长在伊红——亚甲蓝琼脂培养基的大肠杆菌菌落呈深紫色,有金属光泽
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
6. 宋人张表臣曾在《珊瑚钩诗话》中说:“中古之时,未知曲蘖,杜康肇造,爱作酒醴,可为酒后,秫酒名也”。这显示出古人已经开始采用糵(发芽的谷物)来发酵产酒,目前该技术仍用于现代啤酒生产。下列叙述正确的是( )
A. 大麦发芽程度越高,释放的淀粉酶越多越有利于啤酒生产
B. 啤酒酵母的扩大培养与发酵产酒需要控制的条件相同
C. 主发酵过程冷却水流量突然增大会导致的生成量增加
D. 啤酒的后发酵降低发酵温度,有利于次生代谢物的积累
7. 下列有关植物细胞工程的应用的叙述,错误的是( )
A. 微型繁殖技术不仅能实现种苗的大量繁殖,还能保持优良品种的遗传特性
B. 利用茎尖进行作物脱毒的原因是茎尖的病毒极少,甚至无病毒
C. 利用射线、化学物质等诱变因素处理愈伤组织并进一步培养,可获得突变体
D. 生产中常采用植物组织培养技术获得植物的次生代谢产物
8. 科研人员以小鼠为实验材料,进行胚胎工程的相关操作,具体情况如图所示。下列说法正确的是( )
A. 将MⅠ期的卵母细胞与获能后的精子共同培养完成体外受精
B. 对桑葚胚或囊胚进行二分割,可获得基因型完全相同的两个胚胎
C. 通常选用早期胚胎的内细胞团进行DNA分析等检测
D. 超数排卵处理时,常用含性腺激素的促排卵剂
9. 干眼症是由于泪液分泌减少导致的眼睛干涩的病症。通过将有关基因导入已分化的体细胞获得类似胚胎干细胞(ES细胞)的诱导多能干细胞(iPS细胞),进而培养得到眼结膜组织,可分泌泪液成分“粘液素”,有望治疗干眼症。下列说法错误的是( )
A. 导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力
B. 利用iPS获得眼结膜组织时应加入分化诱导因子
C. 不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的
D. 利用ES细胞治疗人类疾病的前景优于iPS细胞
10. 作为基因的运输工具-载体,必须具备的条件之一及理由是( )
A. 能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因
B. 具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达
C. 具有某些标记基因,以使目的基因能够与其结合
D. 对宿主细胞无伤害,以便于重组DNA的鉴定和选择
11. 下列关于PCR技术的相关叙述,正确的是( )
A. PCR反应体系需加入4种核糖核苷酸作为原料
B. 利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,将凝胶置于300nm紫外灯下可观察扩增结果
C. PCR利用了DNA的热变性原理,在反应体系中需添加耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶
D. 一般加入的引物有2种,分别与两条模板链的5′端结合
12. RT- PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术,可以用来检测RNA病毒,具体过程如下,有关叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ需用到游离的脱氧核苷酸、逆转录酶、核酸酶等
B. 利用RT—PCR技术获取的目的基因能在物种之间交流
C. 图中单链cDNA在PCR扩增n次后,理论上需要引物B 2n-1个
D. 该技术提高了待测RNA逆转录产生的DNA数量,提高了检测的灵敏度
13. 如图为用转基因牛生产人血清白蛋白(药用蛋白)的过程,分析图中操作过程。下列叙述错误的是( )
A. 图中的受体细胞是乳腺细胞,所以药用蛋白基因可以在乳腺细胞中表达
B. 上述过程实现了跨物种的基因重组
C. 过程①通常采用的方法是显微注射法
D. ②需要筛选性染色体组成为XX的胚胎进行移植
14. 利用基因工程赋予生物以新的遗传特性,或创造出更符合人类需要的生物产品时,需要使用多种工具酶,有4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,能识别特定核苷酸序列
B. 用限制酶SmaI和EcoRV切割后产生的均为平末端
C. DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是磷酸二酯键
D. 含有1个EcoRI识别位点的环状DNA,被EcoRI切割后可形成2个DNA片段
15. 下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A. 可选择新鲜洋葱、香蕉、菜花或猪肝等作为材料粗提取DNA
B. 滤液沉淀过程中放在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C. 鉴定DNA时将丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸水浴加热
D. 加入冷却的酒精后可用玻璃棒沿一个方向搅拌滤液进而获得DNA
16. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 转基因技术可用来增加酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
B. 把抗虫基因整合到植物叶绿体基因组中,可减少因花粉扩散造成的基因污染
C. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
二、非选择题:共5题,共52分。
17. 地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨,其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用。科研人员从森林土壤中筛选纤维素分解菌并计数,进行了如图所示操作。请回答下列有关问题:
(1)配制培养基时,培养基中一般都含有水、碳源、______、_____等营养物质。
(2)防止杂菌污染,____是研究和应用微生物的前提,也是发酵工程的重要基础。在提取分离过程中,对吸管、培养皿通常采用____法进行灭菌,对操作的空间、操作者的衣着和手进行____。筛选时所用的培养基需添加____作为唯一碳源。
(3)图中的接种方法是____。用该计数方法得到的菌落数量比活菌的实际值小,原因是____;若用显微镜计数法统计,结果比实际活菌数偏大,原因是____。
(4)可通过单菌落周围的透明圈判断其分解纤维素能力更强,判断依据是____。若将稀释倍数是的菌液涂布平板,3个平板平均菌落数分别为111,120,129,305则每1mL菌液中活菌数为____个。
18. 同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀气病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀气病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R - 6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外,还有____(答两种)等方法。
(2)据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是____。此种育种方式的优点是____。
(3)上述过程中需要提供光照的是____(填序号),光照的作用是____。得到的杂种植株是____倍体,理论上是否可育?____。请回答并阐述理由____。
(4)在实验前需要通过预实验来探究R - 6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度,如何设计预实验:____。
19. 某科研团队欲利用以下技术路线,开发一种能特异性识别非小细胞肺癌细胞表面的抗原A,并携带高效抗癌药物M的“生物导弹”,同时尝试通过核移植技术获得能大量生产该抗体的克隆动物。图1、图2是该团队设计的部分技术流程示意图(图中仅展示关键步骤,部分过程未详述)。回答下列问题:
(1)在体外培养杂交瘤细胞时,培养基中除必要的营养物质外,通常需要加入____等天然成分,需要提供的气体条件是____。培养时细胞可能表现为:____。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生____现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
(2)图1中,诱导小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的常用化学试剂是____。图1中,对融合后的细胞进行两次筛选的目的和方法均不同:第一次筛选是为了获得细胞X,是用____进行筛选的,第二次筛选获得细胞Y,该细胞应具备的特点是____。
(3)图1中,运用到的动物细胞工程技术是____。图2中,目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是____。重构胚形成后,需用物理或化学方法(如电刺激、____、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活,使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)克隆动物早期胚胎培养过程中,需向培养液中添加血清、血浆等天然成分。科研人员为了探究“经抗原A免疫后的小鼠血清中是否含有针对抗原A的抗体”,请以抗原A、经抗原A免疫后的小鼠血清、健康小鼠血清等为材料,设计一个简单的实验。实验思路:____。
20. 青藏高原地区气候寒冷,低温冻害频发,严重影响青稞的正常生长与产量。我国科研人员从高原特有耐寒植物雪灵芝中获得了抗冻基因Frosty,利用基因工程技术将Frosty基因导入青稞,培育出抗冻转基因青稞新品种。
限制酶
识别序列及切割位点
Bgl II
5'-A↓GATCT-3'
3'-TCTAG↑A-5'
Nde I
5'-CA↓TATG-3'
3'-GTAT↑AC-5'
Xho I
5'-C↓TCGAG-3'
3'-GAGCT↑C-5'
EcoR I
5'-G↓AATTC-3'
3'-CTTAA↑G-5'
BamH I
5'-G↓GATCC-3'
3'-CCTAG↑G-5'
Sal I
5'-G↓TCGAC-3'
3'-CAGCT↑G-5'
Xba I
5'-T↓CTAGA-3'
3'-AGATC↑T-5'
(1)构建抗冻转基因青稞新品种过程中,Ti质粒的T-DNA可随机整合至青稞的_________中,筛选后的细胞需经植物组织培养成为突变体植株。
(2)为了将Frosty基因正确插入质粒构建重组质粒,利用PCR技术扩增Frosty基因时需在引物的_________(填写“5’端”或“3’端”)添加限制酶的识别序列,结合上表限制酶的识别序列及切割位点分析,上游引物应添加限制酶_______的识别序列。应选用两种限制酶__________切割质粒,双酶切的优点是:___________。
(3)将重组质粒导入农杆菌后,若要筛选成功导入重组质粒的农杆菌,应使用含______的培养基;若要进一步检测Frosty基因是否在青稞细胞中成功表达蛋白质,可采用______技术。
(4)在个体水平鉴定转基因青稞的抗冻性,具体操作为:______。
21. PCR技术可用于基因工程中目的基因的获取、扩增和检测,请分析下列相关问题。
(1)理想状态下,一个DNA片段经过n轮PCR扩增所消耗的引物数量是_____个;耐高温的DNA聚合酶能与引物结合,并从引物的_____(3',5')端连接脱氧核苷酸;PCR过程中用到的引物在允许范围内片段越长,理论上扩增出来的非特异性片段(非目标片段)越_____(多,少)。
(2)PCR扩增缓冲液中Mg2+的作用是_____,PCR的变性、复性、延伸三个阶段需调控到三个不同的温度,如94℃、55℃、72℃,其中_____℃时DNA聚合酶的活性较高。PCR的产物一般通过_____来鉴定。
(3)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测。构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确(图1示插入方向正确),需进行PCR检测。若仅用一对引物,应选择图1中的引物对_____或_____。
(4)如图2所示,在一段未知序列的突变体DNA片段中,插入了已知序列的T-DNA,要想对T-DNA两侧的未知序列进行测序,可用DNA连接酶将该DNA连接成环状后,再用引物_____(填序号)PCR扩增后测序。
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