内容正文:
衡阳县五中2026年春高二综合测评卷
生物学
分值:100分时间:75分钟
考试范围:选择性必修3全册
一、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. 生物技术是一把双刃剑,生物技术的进步就是一首悲喜交加的交响曲,为人类生活带来巨大便利的同时,也可能给人类带来灾害。下列相关叙述正确的是( )
A. 克隆羊“多莉”的出现说明克隆技术已经完全成熟
B. 生殖性克隆人有利于人类基因多样性的形成,但不利于人类的进化
C. 生物武器具有致病能力强、攻击范围广等特点,应禁止生物武器
D. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
2. 醋酸菌是一类能使糖类或酒精氧化成醋酸等产物的细菌。研究人员通过实验研究了传统食醋酿造过程中发酵液中相关指标的变化情况,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 在氧气充足的条件下,醋酸菌能将糖类或酒精直接转化为醋酸
B. 第2~9天发酵液中细菌纤维素不断增加可能是菌体不断消耗残糖的结果
C. 第7~11天影响发酵液中菌体密度的因素只有残糖含量
D. 图中细菌纤维素含量曲线和残糖含量曲线的交点表示二者含量相等
3. 下列关于传统发酵技术的说法中,正确的是( )
A. 图1能表示在果酒的制作过程中时间因素对酵母菌产生酒精速率(V1)的影响
B. 图2能表示在果醋的制作过程中溶氧量对醋酸菌产生醋酸速率(V2)的影响
C. 图3能表示在利用乳酸菌制泡菜的过程中,泡菜坛内乳酸的变化趋势
D. 图4能表示在一普通的密闭锥形瓶中,加入含酵母菌的葡萄糖溶液,溶液的pH随时间的变化
4. 无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是( )
A. 巴氏消毒的最大优点是能够杀死牛奶中的全部微生物
B. 对接种室、涂布器、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理
C. 培养基可借助高压蒸汽灭菌锅或干热灭菌箱进行灭菌
D. 利用寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法
5. 变色圈法是将潜在的目标微生物样本接种到含有特定底物的培养基上,随着微生物在培养基上生长和繁殖,它们会分泌相应的酶来分解这些底物,该过程中产生的可溶性小分子化学物扩散会引起特定区域指示剂的颜色变化。下列相关分析错误的是( )
A. 变色圈的大小可作为评估微生物体内相关酶活性的重要指标
B. 与透明圈相比,变色圈法中指示剂的使用让反应结果更直观
C. 利用变色圈法筛选得到的微生物能直接接种于发酵罐内发酵
D. 基于微型化培养及多种检测技术可实现微生物的高通量筛选
6. 植物甲抗旱、抗病性强,植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生,杂种细胞含有亲本的2个细胞核
B. 过程①用纤维素酶和果胶酶处理时间的差异,可能与两亲本细胞壁结构差异有关
C. 过程④一般不需要光照,脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块
D. 过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例有差异
7. 植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术,通过对愈伤组织悬浮培养可获得植物次生代谢产物。某愈伤组织悬浮培养时细胞干重、蔗糖浓度和培养液pH的变化过程如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A. 次生代谢物一般不是植物基本的生命活动所必需的代谢物
B. 外植体再分化形成愈伤组织的过程需要植物激素的诱导作用
C. 12d后细胞干重有所下降可能与培养液中蔗糖浓度和pH下降有关
D. 培养液中添加蔗糖除了能为细胞生长提供能源外,还能调节渗透压
8. 癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一(如图)。下列说法不正确的是( )
A. 某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD—L1,PD—L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸,临床上可利用PD—1的单克隆抗体进行癌症治疗
B. 取小鼠的脾脏细胞用PEG试剂诱导与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞
C. 加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表抗PD—1抗体的量
D. 假设仅考虑某两个细胞的融合,则融合后有1种类型的细胞
9. 我国研究人员经体细胞核移植技术成功克隆出第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示,①~⑥表示过程,该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。下列说法错误的是( )
A. 过程①用含血清的液体培养基,置于含95%空气和5%CO2的培养箱中培养
B. 过程⑤是将胚胎移入受体体内,移植前要激活重构胚
C. 可用Ca2+载体或乙醇激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
D. 代孕母猴分娩的食蟹猴性状表现与提供卵母细胞的雌性食蟹猴无关
10. 亚洲野猫是珍稀物种,可通过胚胎工程让家猫代孕繁育,流程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 对亚洲野猫超数排卵时注射的促性腺激素,可作用于全身细胞以促进排卵
B. 步骤甲为体外受精,精子需经获能处理,卵母细胞需培养至MⅡ期才能完成受精
C. 早期胚胎培养时,培养液成分与步骤甲所用培养液完全相同,且需通入纯氧维持细胞呼吸
D. 若要获得多只遗传性状完全相同的亚洲野猫幼仔,可对早期胚胎进行任意分割后移植
11. 在基因工程操作中,科研人员利用两种限制酶(R1和R2)处理基因载体,进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 两种限制酶在载体上识别的序列不相同
B. 两种限制酶在载体上可能各有一个酶切位点
C. 限制酶R1与R2的切割位点最短相距约为200bp
D. DNA在凝胶中迁移的速率与DNA构象无关
12. 乙肝病毒基因工程疫苗的生产和使用流程如图,质粒中LacZ基因可使细菌能够利用物质X-gal,从而使菌落呈现蓝色,若无该基因,菌落则呈白色。下列叙述错误的是( )
A. 过程①中目的基因和载体重组的效率与载体和目的基因的浓度及比例等有关
B. 过程②需要在培养基中加青霉素和X-gal以获得呈蓝色的大肠杆菌菌落
C. 大肠杆菌是否成功表达出乙肝病毒外壳,可用抗原—抗体杂交法进行检测
D. 该基因工程疫苗不会出现乙肝病毒感染和增殖的情况,安全性高
二、不定项选择(本题共4小题,每小题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,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种,如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤
B. 图1过程①在无菌水中进行,过程②在固体培养基中进行
C. 若只考虑原生质体两两融合,图2中4、5植株体细胞染色体数目最多可达到64
D. 病菌接种到杂种植株叶片一段时间后,病斑面积占叶片总面积比例最小的植株抗病性最强
14. 瘤胃纤毛虫是一种能分泌纤维素酶的原生动物,生活在牛羊等反刍动物的瘤胃中。研究人员将纯化的瘤胃纤毛虫接种到含5mL改良培养液(由、、、NaCl等组成)的试管中,每天投喂100μL底物悬液(由淀粉和草粉组成),每3-4天换液一次,投喂和换液结束后均需充入某种气体再盖上盖子继续培养。每天进行计数,结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A. 计数前应将瘤胃纤毛虫与培养液充分混匀
B. 和共同作用能维持培养液的pH值
C. 投喂和换液结束后充入的是,其目的是提供有氧环境
D. 将等量瘤胃纤毛虫接种到含10mL改良培养液的试管中,其生长曲线将左移
15. 图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图,图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中过程②细胞数量增加,胚胎的总体积和细胞的全能性几乎不变
B. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期
C. 图乙处于图甲中的a时期,细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘
D. 胚胎发育至b时期即开始了细胞分化,随后发育形成三个胚层
16. 抗体结构分为可变区(V区)和恒定区(C区),与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于V区中。在医药领域,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. 上述表达载体的构建过程主要利用了基因重组的生物学原理
C. 为提高嵌合基因与载体的连接效率,扩增时应在两条引物的3′端添加同种限制酶酶切位点
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
三、非选择题:本大题共5小题,共60分
17. 利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史。如图1表示泡菜的制作方法。请回答下列问题:
(1)制作泡菜利用的微生物是____。发酵初期,泡菜坛水槽内经常有气泡产生,其主要原因是发酵初期酵母菌生长旺盛,产生了较多的____。
(2)装坛时往往加入“陈泡菜水”,是为了增加____的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加入少量白酒以使泡菜更加脆爽、清香,同时还能起到____的作用。
(3)泡菜制作过程中,泡菜表面的杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐,在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。如图2是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。
①与食盐浓度为3%、7%的泡菜相比较,食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是____。
②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是____。
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据,对泡菜腌制和食用的合理建议有____。
18. 利用体细胞杂交技术获得了“番茄一马铃薯”杂种植株,实验过程如图所示,遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄,地下结马铃薯的“超级作物”。
(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养和___________技术,植物组织培养技术的理论基础是___________。
(2)图中①步骤所示用___________除去植物细胞的细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(3)图中②过程细胞两两融合时,可用___________(写两种物理方法)诱导融合,会出现___________种融合细胞,要促进杂种细胞分裂生长,培养基中应有___________和___________两类激素。
(4)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④___________和⑤___________过程。
(5)利用马铃薯和番茄的___________得到单倍体植株,然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交,再用___________处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。
19. 为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如图1所示。
(1)本实验中,给小鼠注射的特定抗原应取自___。
(2)步骤①常用方法包括___融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。其中灭活病毒诱导融合的原理是___。
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和___才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,其特点是___。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行___培养的方式进行扩大培养。
(4)步骤④是将获得的a___和b___,通过接头结合在一起,从而获得ADC。
(5)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有___等作用。
②ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为___能精确地定位乳腺癌细胞,该过程依赖___的原理。
③据图2写出ADC进入乳腺癌细胞后可导致癌细胞凋亡的具体过程(机理):___。
20. 柴油是重要的能源物质,在现代社会能源体系中占有重要地位。在柴油生产与使用时,易使含柴油成分的污染物进入土壤并对土壤造成一定程度的污染。为从土壤中分离和筛选出能高效降解柴油的细菌,科研小组进行了图1所示实验。不考虑实验操作和计数误差。回答下列问题。
(1)分离柴油降解菌的培养基应以________为唯一碳源,该培养基从功能上看,属于________培养基。
(2)平板划线法和稀释涂布平板法是常用的接种方法,两者的适用范围有所不同,计数时宜采用________法接种。经统计,图1中A、B、C三个平板上的菌落数分别为66个、68个、70个,故1g土样中的细菌数约为________个。
(3)研究小组发现:从土壤中分离柴油降解菌时,图2中所示的菌株对柴油的降解率均超过50%。15℃条件下,图2的Q21菌株细菌数量及对柴油的降解率随时间的变化情况如图3.综合分析,实践中应选用图2中的________菌株降解柴油。由图3可知,在72~84h内,柴油的降解率基本不变但细菌数量有所下降,不考虑氧气影响且柴油降解菌不处于休眠期,发生这些变化的主要原因是________(回答一点)。
21. 新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病,我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN,使其在水稻胚乳特异表达,制备获得r2HN疫苗,并对其免疫效果进行了检测。
回答下列问题:
(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP应为________________启动子。Nos为终止子,其作用为________________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此,可选择限制酶________和________对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
(2)利用________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测________________,通过________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后,r2HN纯合体植株的占比为________。选择纯合体进行后续研究的原因是________________。
(4)制备r2HN疫苗后,为研究其免疫效果,对实验组鸡进行接种,对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞(细胞毒性T细胞)水平,结果如图2所示。据此分析,获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的________免疫和________免疫。
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是________________________________。(答出两点即可)
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衡阳县五中2026年春高二综合测评卷
生物学
分值:100分时间:75分钟
考试范围:选择性必修3全册
一、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. 生物技术是一把双刃剑,生物技术的进步就是一首悲喜交加的交响曲,为人类生活带来巨大便利的同时,也可能给人类带来灾害。下列相关叙述正确的是( )
A. 克隆羊“多莉”的出现说明克隆技术已经完全成熟
B. 生殖性克隆人有利于人类基因多样性的形成,但不利于人类的进化
C. 生物武器具有致病能力强、攻击范围广等特点,应禁止生物武器
D. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
【答案】C
【解析】
【分析】 生物武器是以生物战剂杀伤有生力量和破坏植物生长的各种武器、器材的总称,具有传染性强、作用范围广等特点。
【详解】A、克隆技术仍不够成熟,A错误;
B、生殖性克隆人不利于人类基因多样性的形成,B错误;
C、生物武器具有致病能力强、攻击范围广等特点,应禁止生物武器,C正确;
D、生物武器是指有意识的利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标,以达到战争目的的一类武器,干扰素为淋巴因子,并非生物武器,D错误。
故选C。
2. 醋酸菌是一类能使糖类或酒精氧化成醋酸等产物的细菌。研究人员通过实验研究了传统食醋酿造过程中发酵液中相关指标的变化情况,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 在氧气充足的条件下,醋酸菌能将糖类或酒精直接转化为醋酸
B. 第2~9天发酵液中细菌纤维素不断增加可能是菌体不断消耗残糖的结果
C. 第7~11天影响发酵液中菌体密度的因素只有残糖含量
D. 图中细菌纤维素含量曲线和残糖含量曲线的交点表示二者含量相等
【答案】B
【解析】
【详解】A、醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成醋酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸,A错误;
B、由图可知,第2~9天发酵液中细菌纤维素含量不断增加,而残糖含量不断下降,可能原因是菌体消耗残糖从而产生了细菌纤维素,B正确;
C、醋酸发酵过程中,营养物质、代谢产物的积累等都会影响菌体密度,C错误;
D、图中关于细菌纤维素含量和残糖含量的纵坐标不同,二者的数值和单位存在差异,二者曲线的交点不能表示二者含量相等,D错误。
3. 下列关于传统发酵技术的说法中,正确的是( )
A. 图1能表示在果酒的制作过程中时间因素对酵母菌产生酒精速率(V1)的影响
B. 图2能表示在果醋的制作过程中溶氧量对醋酸菌产生醋酸速率(V2)的影响
C. 图3能表示在利用乳酸菌制泡菜的过程中,泡菜坛内乳酸的变化趋势
D. 图4能表示在一普通的密闭锥形瓶中,加入含酵母菌的葡萄糖溶液,溶液的pH随时间的变化
【答案】D
【解析】
【分析】醋酸菌好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;醋酸菌生长的最佳温度是在30℃~35℃。
【详解】A、酵母菌酿酒初期,进行有氧呼吸,然后进行无氧呼吸,发酵后期由于产物积累,影响酒精发酵,因此曲线先从O点开始上升,再下降,A错误;
B、在果醋的制作过程中,溶氧量越多,醋酸菌产生乙酸的速率(V2)越快,B错误;
C、在利用乳酸菌制作泡菜的过程中,一定时间内泡菜坛内乳酸越来越多,C错误;
D、在一个普通的密闭锥形瓶中,加入含酵母菌的葡萄糖溶液,一定时间内随时间的延长,溶液的pH逐渐降低,D正确。
故选D。
4. 无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是( )
A. 巴氏消毒的最大优点是能够杀死牛奶中的全部微生物
B. 对接种室、涂布器、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理
C. 培养基可借助高压蒸汽灭菌锅或干热灭菌箱进行灭菌
D. 利用寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法
【答案】D
【解析】
【分析】获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术主要包括消毒和灭菌,常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法等;灭菌的方法有湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等。
【详解】A、巴氏消毒的最大优点是能够杀死牛奶中的绝大部分微生物,并且基本不会破坏牛奶的营养成分,A错误;
B、对接种室、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理,对涂布器要进行灭菌处理,B错误;
C、培养基可借助高压蒸汽灭菌锅进行灭菌,不能用干热灭菌箱进行灭菌,C错误;
D、利用寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法,不会污染环境,D正确。
故选D。
5. 变色圈法是将潜在的目标微生物样本接种到含有特定底物的培养基上,随着微生物在培养基上生长和繁殖,它们会分泌相应的酶来分解这些底物,该过程中产生的可溶性小分子化学物扩散会引起特定区域指示剂的颜色变化。下列相关分析错误的是( )
A. 变色圈的大小可作为评估微生物体内相关酶活性的重要指标
B. 与透明圈相比,变色圈法中指示剂的使用让反应结果更直观
C. 利用变色圈法筛选得到的微生物能直接接种于发酵罐内发酵
D. 基于微型化培养及多种检测技术可实现微生物的高通量筛选
【答案】C
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、微生物产生的相关酶活性越高,分解底物产生的可溶性小分子化学物越多,扩散后引起的变色圈越大。所以变色圈的大小可作为评估微生物体内相关酶活性的重要指标,A正确;
B、透明圈是通过底物被分解后形成的透明区域来判断,而变色圈法中指示剂的使用,能让反应结果以颜色变化的形式呈现,相比透明圈更直观,B正确;
C、利用变色圈法筛选得到的微生物,需要先进行扩大培养、菌种鉴定等一系列操作,确保菌种的纯度、活性等符合要求后,才能接种于发酵罐内发酵,不能直接接种,C错误;
D、基于微型化培养及多种检测技术,能够在较小的空间和较短的时间内对大量微生物样本进行检测和筛选,可实现微生物的高通量筛选,D正确。
故选C。
6. 植物甲抗旱、抗病性强,植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生,杂种细胞含有亲本的2个细胞核
B. 过程①用纤维素酶和果胶酶处理时间的差异,可能与两亲本细胞壁结构差异有关
C. 过程④一般不需要光照,脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块
D. 过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例有差异
【答案】A
【解析】
【详解】A、过程②用PEG诱导原生质体融合,杂种细胞只含有1个细胞核,且细胞壁再生是在融合后的杂种细胞培养过程中,不是PEG诱导时,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,不同植物的细胞壁结构和成分可能存在差异,因此酶处理时间可能不同,B正确;
C、过程④是脱分化过程,该过程一般不需要光照,脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,C正确;
D、据图可知,过程④表示脱分化形成愈伤组织,过程⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素,但在两个过程中比例有差异,D正确。
故选A。
7. 植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术,通过对愈伤组织悬浮培养可获得植物次生代谢产物。某愈伤组织悬浮培养时细胞干重、蔗糖浓度和培养液pH的变化过程如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A. 次生代谢物一般不是植物基本的生命活动所必需的代谢物
B. 外植体再分化形成愈伤组织的过程需要植物激素的诱导作用
C. 12d后细胞干重有所下降可能与培养液中蔗糖浓度和pH下降有关
D. 培养液中添加蔗糖除了能为细胞生长提供能源外,还能调节渗透压
【答案】B
【解析】
【详解】A、次生代谢物是由次生代谢产生的一类植物基本生命活动非必需的小分子有机化合物,A正确;
B、外植体脱分化形成愈伤组织的过程需要植物激素(生长素和细胞分裂素)的诱导作用,B错误;
C、据题图解读可知,12d后细胞干重有所下降可能与培养液中蔗糖浓度和pH下降有关,C正确;
D、在细胞培养时,培养液中添加的蔗糖除了能为细胞生长提供能源外,还能够调节培养液的渗透压,D正确。
8. 癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一(如图)。下列说法不正确的是( )
A. 某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD—L1,PD—L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸,临床上可利用PD—1的单克隆抗体进行癌症治疗
B. 取小鼠的脾脏细胞用PEG试剂诱导与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞
C. 加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表抗PD—1抗体的量
D. 假设仅考虑某两个细胞的融合,则融合后有1种类型的细胞
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、如图所示PD—L1可以与T细胞表面的PD—1结合,抑制T细胞的活化,从而导致癌细胞发生免疫逃逸,PD-1单抗与PD-1的结合,阻断了PD-1和PD-L1结合,避免抑制T细胞活化,可在临床上进行癌症治疗,A正确;
B、动物细胞融合常使用物理方法(电融合法)、化学方法(聚乙二醇即PEG融合法)、生物方法(灭活病毒诱导法),因此可取小鼠的脾脏细胞用PEG试剂诱导与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞,B正确;
C、PD—1蛋白与抗PD—L1抗体的结合量越多颜色越深,所以加入相应酶促底物显色后,颜色的深浅可代表抗PD—L1抗体的量,C正确;
D、假设仅考虑某两个细胞的融合,则融合后有3种类型的细胞,即骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞、B淋巴细胞—B淋巴细胞、骨髓瘤细胞—B淋巴细胞,D错误。
故选D。
9. 我国研究人员经体细胞核移植技术成功克隆出第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示,①~⑥表示过程,该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。下列说法错误的是( )
A. 过程①用含血清的液体培养基,置于含95%空气和5%CO2的培养箱中培养
B. 过程⑤是将胚胎移入受体体内,移植前要激活重构胚
C. 可用Ca2+载体或乙醇激活重构胚,使其完成分裂和发育进程
D. 代孕母猴分娩的食蟹猴性状表现与提供卵母细胞的雌性食蟹猴无关
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①用含血清的液体培养基,置于含95%空气和5%CO2的培养箱中培养,A正确;
B、胚胎移植前要用物理或化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;
C、可用Ca2+载体或乙醇激活重构胚,使其完成分裂和发育进程,C正确;
D、去核卵母细胞含有细胞质基因,也会遗传给食蟹猴,因此代孕母猴分娩的食蟹猴性状表现和提供卵母细胞的雌性食蟹猴有关,D错误。
10. 亚洲野猫是珍稀物种,可通过胚胎工程让家猫代孕繁育,流程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 对亚洲野猫超数排卵时注射的促性腺激素,可作用于全身细胞以促进排卵
B. 步骤甲为体外受精,精子需经获能处理,卵母细胞需培养至MⅡ期才能完成受精
C. 早期胚胎培养时,培养液成分与步骤甲所用培养液完全相同,且需通入纯氧维持细胞呼吸
D. 若要获得多只遗传性状完全相同的亚洲野猫幼仔,可对早期胚胎进行任意分割后移植
【答案】B
【解析】
【详解】A、激素需要与靶细胞上的受体结合后才能起作用,诱导超数排卵所注射的促性腺激素只能作用于特定的性腺细胞,不能作用于全身细胞,A错误;
B、步骤甲为体外受精,精子需经获能处理,卵母细胞需培养至MⅡ期成熟后,才能进行体外受精,B正确;
C、体外受精过程使用的培养液主要用于精子获能、卵母细胞的成熟和受精,早期胚胎培养的培养液用于早期胚胎细胞的培养,故步骤甲和早期胚胎培养所用的培养液成分有区别,且动物细胞培养时通入的是95%空气+5%CO2的混合气体,不是纯氧,C错误;
D、胚胎分割一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割,对早期胚胎不能任意分割,否则会影响后期的发育,D错误。
11. 在基因工程操作中,科研人员利用两种限制酶(R1和R2)处理基因载体,进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 两种限制酶在载体上识别的序列不相同
B. 两种限制酶在载体上可能各有一个酶切位点
C. 限制酶R1与R2的切割位点最短相距约为200bp
D. DNA在凝胶中迁移的速率与DNA构象无关
【答案】D
【解析】
【详解】A、如果两种限制酶在载体上识别序列相同,则用两种酶切与一种酶切产生的DNA片段应该相同,与图示结果不符,因而可推测两种限制酶识别的序列不相同,A正确;
B、若两种限制酶在载体上各有一个不同的酶切位点时,当仅用R1或R2一种限制酶切割载体时,仅产生一种长度的DNA片段,推测该载体最有可能为环状DNA分子;当用两种限制酶同时切割时,则可能产生两种不同长度的DNA片段,符合题意,B正确;
C、由图可知,当两种限制酶同时切割时产生600bp和200bp两种长度的DNA片段,所以两种限制酶的酶切位点最短相距约200bp,C正确;
D、DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小、构象等有关,还与凝胶的浓度有关,D错误。
12. 乙肝病毒基因工程疫苗的生产和使用流程如图,质粒中LacZ基因可使细菌能够利用物质X-gal,从而使菌落呈现蓝色,若无该基因,菌落则呈白色。下列叙述错误的是( )
A. 过程①中目的基因和载体重组的效率与载体和目的基因的浓度及比例等有关
B. 过程②需要在培养基中加青霉素和X-gal以获得呈蓝色的大肠杆菌菌落
C. 大肠杆菌是否成功表达出乙肝病毒外壳,可用抗原—抗体杂交法进行检测
D. 该基因工程疫苗不会出现乙肝病毒感染和增殖的情况,安全性高
【答案】B
【解析】
【分析】1、题图过程①表示获取目的基因,构建重组质粒,②表示将重组质粒导入受体细胞并筛选,③表示转基因大肠杆菌表达乙肝病毒外壳,④表示将乙肝病毒外壳作为疫苗接种,⑤表示疫苗受试者体内出现抗体的过程。
2、基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据爱体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:检测转基因生物染色体的DNA是香插入目的基因:DNA分子杂交技术;检测目的基因是否转录出了mNA:分子杂交技术;检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原-抗体杂交技术,个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、①获取目的基因,构建重组质粒过程中,增加载体和目的基因的浓度及比例,可以增加目的基因与质粒碰撞机会,提高目的基因和载体重组的效率,A正确;
B、过程表②示将重组质粒导入受体细胞,培养基中加青霉素和X-gal可以用于筛选含有重组质粒的大肠杆菌,BamHI和EcoRI由于破坏了质粒中LacZ基因,却保留了青霉素抗性基因,故白色的大肠杆菌菌落才为所需菌落,B错误;
C、乙肝病毒外壳为蛋白质,可用抗原—抗体杂交法检测大肠杆菌是否成功表达出乙肝病毒外壳,C正确;
D、基因工程疫苗由于只利用了乙肝病毒的外壳,不含其遗传物质,所以不能完成病毒的增殖和感染,D正确。
故选B。
二、不定项选择(本题共4小题,每小题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,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种,如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤
B. 图1过程①在无菌水中进行,过程②在固体培养基中进行
C. 若只考虑原生质体两两融合,图2中4、5植株体细胞染色体数目最多可达到64
D. 病菌接种到杂种植株叶片一段时间后,病斑面积占叶片总面积比例最小的植株抗病性最强
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤,其中①为获得原生质体的过程,A正确;
B、为保证组织细胞的活性,题图1过程①应在等渗或略微高渗的溶液中进行,过程②应在液体培养基中进行,B错误;
C、若只考虑原生质体两两融合,题图2中4、5植株具有花椰菜和紫罗兰的特异性蛋白,是杂种植株(2n=32),其体细胞在有丝分裂后期染色体数目达到最多,为64,C正确;
D、病菌接种到杂种植株叶片一段时间后,病斑面积占叶片总面积比例越小,则说明该植株抗病性越强,即病斑面积占叶片总面积比例最小的植株是抗病性最强的个体,D正确。
14. 瘤胃纤毛虫是一种能分泌纤维素酶的原生动物,生活在牛羊等反刍动物的瘤胃中。研究人员将纯化的瘤胃纤毛虫接种到含5mL改良培养液(由、、、NaCl等组成)的试管中,每天投喂100μL底物悬液(由淀粉和草粉组成),每3-4天换液一次,投喂和换液结束后均需充入某种气体再盖上盖子继续培养。每天进行计数,结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A. 计数前应将瘤胃纤毛虫与培养液充分混匀
B. 和共同作用能维持培养液的pH值
C. 投喂和换液结束后充入的是,其目的是提供有氧环境
D. 将等量瘤胃纤毛虫接种到含10mL改良培养液的试管中,其生长曲线将左移
【答案】AB
【解析】
【分析】在微生物学中,将允许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培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、计数前应将瘤胃纤毛虫与培养液充分混匀避免瘤胃纤毛虫沉积影响计数,A正确;
B、K2HPO4和KH2PO4是缓冲物质能维持培养液的pH值,B正确;
C、瘤胃纤毛虫生活在胃内,为无氧环境,投喂和换液结束后充入的是CO2,其目的是提供生存的无氧环境,C错误;
D、瘤胃纤毛虫在早期呈“J”型曲线增长,提高环境容纳量并不能提高增长率,将等量瘤胃纤毛虫接种到含10mL改良培养液的试管中前期的曲线基本相同,但环境容纳量将提高,D错误。
故选AB。
15. 图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图,图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中过程②细胞数量增加,胚胎的总体积和细胞的全能性几乎不变
B. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期
C. 图乙处于图甲中的a时期,细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘
D. 胚胎发育至b时期即开始了细胞分化,随后发育形成三个胚层
【答案】A
【解析】
【分析】受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育。胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂。根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段:桑葚胚、囊胚、原肠胚。
【详解】A、图甲中过程②为早期胚胎发育过程,受精卵发育到桑椹胚阶段细胞数量增加,但胚胎的总体积和细胞的全能性几乎不变,即桑椹胚的每个细胞均具有发育的全能性,A正确;
B、孵化是指囊胚从透明带出来,孵化后进入原肠胚阶段,可见受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,B错误;
C、图乙为囊胚,其处于图甲中的a时期,细胞⑥为滋养层细胞,将来发育成胎儿的胎膜和胎盘,细胞⑦为内细胞团细胞,将来发育成胚胎的各种组织和器官,C错误;
D、细胞分化开始于囊胚时期,即图中的a时期,D错误。
故选A。
16. 抗体结构分为可变区(V区)和恒定区(C区),与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于V区中。在医药领域,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. 上述表达载体的构建过程主要利用了基因重组的生物学原理
C. 为提高嵌合基因与载体的连接效率,扩增时应在两条引物的3′端添加同种限制酶酶切位点
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】BD
【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,其抗体特异性由肽链的V区决定,A错误;
B、表达载体的构建过程主要利用了基因重组(不同的基因重新组合)的生物学原理,B正确;
C、子链延伸只能从5′端向3′端,为避免自身环化和反向连接,应使用两种不同的限制酶进行酶切,因此应在两条引物的5′端添加不同的限制酶酶切位点,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(Sp2/0细胞 )常用显微注射法,D正确。
三、非选择题:本大题共5小题,共60分
17. 利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史。如图1表示泡菜的制作方法。请回答下列问题:
(1)制作泡菜利用的微生物是____。发酵初期,泡菜坛水槽内经常有气泡产生,其主要原因是发酵初期酵母菌生长旺盛,产生了较多的____。
(2)装坛时往往加入“陈泡菜水”,是为了增加____的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加入少量白酒以使泡菜更加脆爽、清香,同时还能起到____的作用。
(3)泡菜制作过程中,泡菜表面的杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐,在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。如图2是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。
①与食盐浓度为3%、7%的泡菜相比较,食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是____。
②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是____。
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据,对泡菜腌制和食用的合理建议有____。
【答案】(1) ①. 乳酸菌 ②. CO2
(2) ①. 乳酸菌 ②. 抑制杂菌生长
(3) ①. 亚硝酸盐含量变化最大;亚硝酸盐峰值最高 ②. 高盐浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖,产生的硝酸还原酶少,减缓了硝酸盐还原 ③. 使用适宜浓度的食盐腌制泡菜;泡菜腌制到一定时间后才能食用
【解析】
【分析】乳酸菌在无氧条件下,将糖分解为乳酸。利用乳酸菌制作泡菜的过程中会引起亚硝酸盐的含量的变化。温度过高,食盐用量不足10%、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。
【小问1详解】
制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌,利用乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸。发酵初期,发酵初期大肠杆菌、酵母菌等生长旺盛,产生较多的CO2,因此泡菜坛水槽内经常有气泡产生;
【小问2详解】
老泡菜水中含有乳酸菌,装坛时往往加入老泡菜水这是为了增加接种(乳酸菌)的量;调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加入少量白酒能使泡菜更加脆爽、清香同时还能起到抑制杂菌生长的作用;
【小问3详解】
①从图中可以看出,与食盐浓度为3%、7%相比较,食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是亚硝酸盐含量变化最快;亚硝酸盐峰值最高,最低值最低;
②高盐浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖,产生的硝酸还原酶少,减缓了硝酸盐还原,因此发初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐合较低;
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据,对泡菜腌制和食用的合理建议有使用适宜浓度(或5%浓度)的食盐腌制泡菜:泡菜腌制到一定时间后(或9~11天后)才能食用。
18. 利用体细胞杂交技术获得了“番茄一马铃薯”杂种植株,实验过程如图所示,遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄,地下结马铃薯的“超级作物”。
(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养和___________技术,植物组织培养技术的理论基础是___________。
(2)图中①步骤所示用___________除去植物细胞的细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(3)图中②过程细胞两两融合时,可用___________(写两种物理方法)诱导融合,会出现___________种融合细胞,要促进杂种细胞分裂生长,培养基中应有___________和___________两类激素。
(4)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④___________和⑤___________过程。
(5)利用马铃薯和番茄的___________得到单倍体植株,然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交,再用___________处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。
【答案】(1) ①. 原生质体融合 ②. 植物细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶
(3) ①. 离心法、电融合法 ②. 3##三 ③. 细胞分裂素 ④. 生长素(顺序可颠倒)
(4) ①. 脱分化 ②. 再分化
(5) ①. 花药离体培养 ②. 秋水仙素
【解析】
【分析】分析题图:利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物细胞,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。过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体,过程②通过物理或化学方法(如聚乙二醇试剂)诱导原生质体融合,过程③是再生细胞壁形成杂种细胞,过程④是脱分化过程形成愈伤组织,过程⑤是再分化生成完整植株。
【小问1详解】
植物体细胞杂交将不同植株原生质体融合,并最终得到杂种植株,应用了原生质体融合和植物组织培养技术,植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。
【小问2详解】
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以用纤维素酶和果胶酶将植物细胞的细胞壁除去。
【小问3详解】
植物原生质体融合,可以用离心法、电融合法诱导融合。考虑细胞两两融合,会出现番茄细胞融合,马铃薯细胞融合,番茄和马铃薯细胞融合共三种融合细胞,促进杂种细胞分裂生长,在培养基中应该添加生长素和细胞分裂素两种植物激素。
【小问4详解】
由杂种细胞培养成完整植株的过程中经过了脱分化和再分化过程。
【小问5详解】
要得到单倍体植株,可以利用番茄和马铃薯的花粉经过花药离体培养得到,然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交,再用秋水仙素处理,使染色体数目加倍,也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。
19. 为降低乳腺癌治疗药物的副作用,科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上,构建抗体—药物偶联物(ADC),过程如图1所示。
(1)本实验中,给小鼠注射的特定抗原应取自___。
(2)步骤①常用方法包括___融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。其中灭活病毒诱导融合的原理是___。
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和___才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞,其特点是___。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行___培养的方式进行扩大培养。
(4)步骤④是将获得的a___和b___,通过接头结合在一起,从而获得ADC。
(5)研究发现,ADC在患者体内的作用如图2所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有___等作用。
②ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为___能精确地定位乳腺癌细胞,该过程依赖___的原理。
③据图2写出ADC进入乳腺癌细胞后可导致癌细胞凋亡的具体过程(机理):___。
【答案】(1)乳腺癌细胞
(2) ①. PEG ②. 病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合
(3) ①. 抗体检测 ②. 既能大量增殖,又能产生特定抗体 ③. 体外
(4) ①. 单克隆抗体 ②. 治疗乳腺癌的药物
(5) ①. 作为诊断试剂、治疗疾病 ②. 单克隆抗体 ③. 抗原—抗体特异性结合 ④. ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出药物作用于细胞核,导致癌细胞凋亡
【解析】
【分析】由图1可知,①表示动物细胞的融合,②表示筛选杂交瘤细胞,③表示克隆化培养和专一抗体检测。由图2可知,ADC不识别正常细胞,识别并结合乳腺癌细胞。
【小问1详解】
要生产能识别并结合乳腺癌的单克隆抗体,给小鼠注射的特定抗原应取自乳腺癌细胞。
【小问2详解】
步骤①表示动物细胞的融合,常用的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法;灭活的病毒诱导融合的原理为病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
【小问3详解】
步骤②表示筛选得到杂交瘤细胞,杂交瘤细胞产生的抗体不一定是需要的,故需要进行步骤③克隆化培养和抗体检测;符合要求的杂交瘤细胞具有大量增殖且能产生特定抗体的特点;杂交瘤细胞可以在体外或小鼠腹腔内培养。
【小问4详解】
由图1可知,步骤④表示将单克隆抗体(a)和治疗乳腺癌的药物(b)结合形成ADC。
【小问5详解】
①单克隆抗体还可以作为诊断试剂,在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用;单克隆抗体自身也能用于治疗疾病。
②ADC中的单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,将药物运载到乳腺癌细胞起作用,而不伤害正常的细胞,可以降低乳腺癌治疗药物的副作用,这个过程依赖抗原与抗体的特异性结合。
③据图2可知,ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出药物作用于细胞核,导致癌细胞凋亡。
20. 柴油是重要的能源物质,在现代社会能源体系中占有重要地位。在柴油生产与使用时,易使含柴油成分的污染物进入土壤并对土壤造成一定程度的污染。为从土壤中分离和筛选出能高效降解柴油的细菌,科研小组进行了图1所示实验。不考虑实验操作和计数误差。回答下列问题。
(1)分离柴油降解菌的培养基应以________为唯一碳源,该培养基从功能上看,属于________培养基。
(2)平板划线法和稀释涂布平板法是常用的接种方法,两者的适用范围有所不同,计数时宜采用________法接种。经统计,图1中A、B、C三个平板上的菌落数分别为66个、68个、70个,故1g土样中的细菌数约为________个。
(3)研究小组发现:从土壤中分离柴油降解菌时,图2中所示的菌株对柴油的降解率均超过50%。15℃条件下,图2的Q21菌株细菌数量及对柴油的降解率随时间的变化情况如图3.综合分析,实践中应选用图2中的________菌株降解柴油。由图3可知,在72~84h内,柴油的降解率基本不变但细菌数量有所下降,不考虑氧气影响且柴油降解菌不处于休眠期,发生这些变化的主要原因是________(回答一点)。
【答案】(1) ①. 柴油 ②. 选择
(2) ①. 稀释涂布平板 ②. 6.8×108
(3) ①. Q21 ②. 柴油降解的产物积累过多,抑制细菌生长;底物和生存空间不足,细菌停止增殖;代谢产物积累致细菌死亡
【解析】
【小问1详解】
本实验的目的是从土壤中分离和筛选出能高效降解柴油的细菌,因此分离柴油降解菌的培养基应以柴油为唯一碳源。从功能上分析,该培养基为选择培养基。
【小问2详解】
平板划线法和稀释涂布平板法是常用的接种方法,两者的适用范围有所不同,计数时宜采用稀释涂布平板法进行接种。经统计,图1中A、B、C三个平板上的菌落数分别为66个、68个、70个,且稀释倍数为106,故1g土样中的细菌数约为(66+68+70)÷3÷0.1×106=6.8×108(个)。
【小问3详解】
研究小组发现:从土壤中分离柴油降解菌时,图2中所示的菌株对柴油的降解率均超过50%。15℃条件下,图2的Q21菌株细菌数量及对柴油的降解率随时间的变化情况如图3所示。图示结果显示Q21菌株降解率最高,因此,实践中应选用图2中的Q21菌株降解柴油。由图3可知,在72~84h内,柴油的降解率基本不变但细菌数量有所下降,该现象的原因可能是柴油降解的产物积累过多,抑制细菌生长;底物和生存空间不足,细菌停止增殖;代谢产物积累致细菌死亡等。
21. 新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病,我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN,使其在水稻胚乳特异表达,制备获得r2HN疫苗,并对其免疫效果进行了检测。
回答下列问题:
(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP应为________________启动子。Nos为终止子,其作用为________________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此,可选择限制酶________和________对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
(2)利用________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测________________,通过________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后,r2HN纯合体植株的占比为________。选择纯合体进行后续研究的原因是________________。
(4)制备r2HN疫苗后,为研究其免疫效果,对实验组鸡进行接种,对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞(细胞毒性T细胞)水平,结果如图2所示。据此分析,获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的________免疫和________免疫。
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是________________________________。(答出两点即可)
【答案】(1) ①. 胚乳特异表达基因的 ②. 终止转录 ③. HindIII ④. EcoRI
(2) ①. 农杆菌转化 ②. r2HN是否转录 ③. 抗原抗体杂交
(3) ①. 1/4 ②. 纯合体自交后代不发生性状分离
(4) ①. 体液 ②. 细胞
(5)生产成本低;转基因水稻易获得(或“安全性高”或“种子蛋白易纯化”或“水稻自花传粉不易发生基因污染”)
【解析】
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
启动子的类型的判断
启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位,驱动转录
载体中可人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时,可以激活或抑制目的基因的表达。终止子相当于一盏红色信号灯,使转录在所需要的地方停下来,它位于基因的下游,也是一段有特殊序列结构的DNA片段。
将r2HN基因导入水稻愈伤组织的方法
可利用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞
水稻是植物细胞,可利用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞;可利用显微注射技术将目的基因导入动物细胞
病毒进入体内发生的免疫
特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫
根据图示,抗体和T细胞的数量都增加了,说明病毒进入体内既引发了体液免疫又引发了细胞免疫
(2)逻辑推理与论证:
【小问1详解】
利用水稻细胞培育能表达r2HN的水稻胚乳细胞生物反应器,在水稻胚乳特异表达基因的的启动子在水稻胚乳细胞中更容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录。Nos为终止子,终止子可以终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。KpnI破坏了启动子序列不能选用,SacI位于终止子序列之外不能选用,则为了将目的基因插入到载体的启动子和终止子之间,则需要用限制酶HindIII和EcoRI对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
【小问2详解】
获得水稻愈伤组织后,通过农杆菌的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测转录的r2HN是否转录,可从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出r2HN蛋白。
【小问3详解】
获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。单一位点插入目的基因的植株,则相当于杂合子,杂合子自交,后代含有r2HN基因的纯合子为1/4。由于纯合体自交后代不发生性状分离,具有遗传的稳定性,所以选择纯合体进行后续研究。
【小问4详解】
据图可知,实验组的抗体水平和CD8+T细胞水平都比对照组高,说明通过体液免疫产生了抗体,通过细胞免疫产生了细胞毒性T细胞,即r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。
【小问5详解】
通过水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗具有生产成本低;转基因水稻易获得(或“安全性高”或“种子蛋白易纯化”或“水稻自花传粉不易发生基因污染”)等优点。
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