内容正文:
绝密★启用前
2026年康县第一中学、康县第二中学、康县永兴中学
高二下学期期末考试(生物)试卷
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题
1.将外源基因导入受体细胞的过程中需要使用载体,下列有关载体的叙述错误的是( )
A.载体应对宿主细胞无伤害,以免影响宿主细胞的正常生命活动
B.载体应具有一个至多个限制酶切割位点,以便于目的基因的插入
C.基因工程中被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上改造的
D.将外源基因送入受体细胞的载体可以是切割DNA分子的酶
2.用A和B两种限制酶同时或分别处理某DNA分子,酶切位点及酶切产物的电泳结果如图甲、乙所示。下列叙述错误的是( )
A.图甲中X代表的碱基对数为4500,Y是限制酶A的酶切位点
B.单独使用限制酶B切割该DNA分子,可得到两种不同长度的DNA片段
C.图中DNA片段经酶A和酶B同时处理后,新增3个末端
D.若将该线性DNA改为环状质粒,用A、B两种酶同时切割可获得3个DNA片段
3.人血清白蛋白(HSA)是血浆蛋白的主要成分,具有维持血浆渗透压和进行物质运输的功能。科学家利用转基因技术获得转HSA基因的大肠杆菌,通过发酵工程,实现HSA的大量生产,如图表示HSA基因。下列关于PCR扩增HSA基因的叙述,错误的是( )
A.PCR过程每次循环分为3步,其中温度最低的一步是第二步
B.应选择引物Ⅰ和引物Ⅵ扩增出HSA基因并用于表达载体的构建
C.在PCR反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶
D.用PCR方法检测大肠杆菌是否导入HSA基因,预变性使DNA充分变性,有利于引物更好地和模板结合
4.新一代人工智能(AI)模型ESM3首次实现了对蛋白质序列、结构和功能的统一推理,使蛋白质工程取得了极大的进展。下列叙述错误的是( )
A.AI可通过基因序列预测蛋白质的空间结构
B.AI可基于已有的科研数据构建结构与功能相匹配的蛋白质模型
C.AI与蛋白质工程结合,可以设计自然界不存在的新蛋白质
D.AI设计的蛋白质通常在细胞外合成,不需要对基因进行操作
5.“筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是( )
A.诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
B.用选择培养基筛选微生物,对照组不接种微生物,实验组接种微生物
C.在试管婴儿技术中,需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎
D.制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
6.在太空环境中进行动物细胞培养实验,是空间生物学和医学研究的重要部分。在微重力环境中,组织细胞可以均匀悬浮,在三维方向自由生长,不会因为密度的不同导致沉降速度不同,从而影响彼此间的接触与沟通,故细胞有望在空间生长出三维、立体的离体细胞或组织器官。下列叙述正确的是( )
A.在太空中可将肝细胞或离体的花药培养成一个完整个体
B.在太空中进行动物细胞培养时,接触抑制现象会减弱
C.在太空中培养动物细胞无需将动物组织中的细胞分散成单个细胞
D.在太空中进行动物细胞培养时,需要对动物组织进行灭菌处理且培养液要定期更换
7.下列有关培养基和培养液的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养液和动物胚胎早期培养液中都需要加入动物血清,以满足特殊营养需求
B.进行动物细胞培养时,培养液中可以添加一定量的抗生素,以保证无病毒环境
C.植物组织培养培养基和动物细胞培养培养基的物理性质不同
D.杂交瘤细胞常用的培养方法有体外培养和体内培养,体外培养在液体培养基中进行
8.爱德华兹因体外受精技术获得2010年诺贝尔生理学或医学奖,被誉为“试管婴儿之父”。下列相关说法错误的是( )
A.收集的精子需诱导获能后才能用于体外受精
B.采集来的初级卵母细胞可以直接用于体外受精
C.早期胚胎植入子宫后需对母体进行妊娠检查
D.试管婴儿技术解决了某些不孕夫妇的生育问题
9.采用机械方法将早期胚胎分割后移植,可以获得同卵双胎或多胎。下列相关叙述正确的是( )
A.目前利用胚胎分割技术,同卵双胎较同卵多胎成功率更高
B.胚胎分割时,应选取原肠胚并将其均等分割后在体外培养
C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型不同的胚胎
D.分割后的胚胎进行移植前可取透明带进行性别鉴定
10.生物技术在农业、医学和环境保护等领域具有广泛应用,但同时也带来了一些伦理和安全问题。下列叙述正确的是( )
A.基因编辑技术可用于疾病预防领域研究和设计完美婴儿
B.若转基因植物的外源基因来源于自然界,则不会存在安全问题
C.只要有证据证明转基因产品不安全,就应禁止转基因技术的研究
D.可利用胚胎干细胞技术获取人体组织细胞或器官,作为器官移植供体
11.科学家用AI工具预测并证实:在不改变终止密码子UGA上游7个密码子所编码氨基酸前提下,将第三位碱基统一替换为A或U,UGA终止功能会被抑制,可继续参与翻译。下列叙述错误的是( )
A.密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基
B.密码子改变但编码氨基酸不变,体现了密码子的简并性
C.UGA功能被抑制,但产生的多肽链不会发生改变
D.该AI工具有助于加快遗传病相关基因治疗方案的设计
12.下列关于细胞分化和全能性的说法,正确的是( )
A.细胞分化是一种持久性的变化,分化后的细胞失去了分裂能力
B.细胞分化的程度越高,遗传物质的变化越大
C.细胞分化导致基因的选择性表达,细胞种类增多
D.胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,这是细胞全能性的体现
13.下列关于生物武器的说法,错误的是( )
A.生物武器具有致病能力强,攻击范围广的特点
B.彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望
C.生物武器的种类包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类和毒品类等
D.生物武器可通过吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等侵入人体
14.科学家利用基因编辑技术,定向删除猪胚胎中控制特定器官发育的关键基因,使胚胎无法自主形成该器官。然后选取患者的体细胞通过诱导形成iPS细胞,并将人类iPS细胞注入已处理的猪的囊胚中形成人——动物嵌合体胚胎。将该嵌合胚胎导入受体猪的子宫中,通过控制发育进程可获得相应的器官。该项技术可为器官移植提供潜在供体。下列叙述或推测正确的是( )
A.嵌合胚胎的获得运用了核移植技术
B.应该将iPS细胞注入猪囊胚的滋养层中
C.通过该技术获得的器官可能含有人和猪的基因
D.该技术没有冲击现有的伦理道德,可大力推广
15.关于"琼脂糖凝胶电泳"实验,下列叙述正确的是( )
A.根据待分离DNA片段的大小,需用无菌水配制0.8%~1.2%的琼脂糖溶液
B.向琼脂糖溶液中加入适量的核酸染料后,需在沸水浴内加热至琼脂糖熔化
C.将PCR产物和电泳缓冲液混合后,需用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔
D.待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,需及时断电并取出凝胶置于紫外灯下观察
16.党的二十大指出,我们要坚持绿水青山就是金山银山的理念,在废弃矿山生态治理工作的推进下,目前很多历史遗留矿山披绿焕颜。下列叙述错误的是( )
A.人工制造表土是矿区废弃地植被恢复工程的前提
B.矿区废弃地的植被恢复需要土壤微生物群落的重建
C.修复后,植物多样性提高,丰富了动物栖息环境,促进了群落的演替
D.修复后,生物群落能实现自我更新和维持,体现了生态工程的协调原理
第II卷(非选择题)
二、解答题
17.(12分)某种RNA病毒的抗原性和感染性与其表面的S蛋白(刺突糖蛋白)密切相关,现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建S蛋白基因表达载体的过程,图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。请回答下列问题:
(1)①过程所使用的酶为______,PCR技术中复性的目的是______。
(2)PCR过程经过4次循环,消耗的引物的数量是______个。
(3)构建好的重组质粒长度共2000bp,用限制酶HindⅢ及限制酶HindⅢ和BamHⅠ分别对重组质粒进行切割并电泳,结果如图乙所示,可推测BamHⅠ在重组质粒上有______个酶切位点。为使S蛋白基因在受体细胞中高效表达,需要将S蛋白基因插入重组质粒的______之间。
(4)腺病毒载体疫苗是将S蛋白基因插入到改造后的腺病毒基因组中,该疫苗进入人体后,S蛋白基因利用人体细胞的蛋白质表达系统指导S蛋白的合成,其过程是______(用文字和箭头表示)。
18.(12分)为降低人类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,构建抗体一药物偶联物(ADC),过程如图1所示。
(1)动物细胞培养时,可以用______________________酶处理动物组织,得到分散的组织细胞,培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是___________(至少回答两点)。
(2)为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞,每隔2周用取自______________________的特定抗原注射小鼠1次,共注射3次。最后一次免疫后第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合,常用的生物诱导剂是______________________。
(3)通过过程②得到的细胞还必须经过过程③克隆化培养和______________________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时,首先应保证其处于______________________的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是______________________与5%CO2的混合气体,此外在使用合成培养基时通常还需加入血清。
(4)单克隆抗体的优点是______________________。单克隆抗体是ADC中的___________(填“a”或“b”)部分。
19.(14分)Ⅰ.狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉,其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限,难以满足市场化需求。因此,目前一般通过植物细胞工程手段进行培养,具体过程如图所示,其中的数字序号代表处理或生理过程,请回答下列问题:
(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了__________技术,该技术的原理是__________,启动②③的关键激素是__________。经过⑥生产黄酮类化合物利用了__________技术。
(2)①选择幼嫩的叶用于接种的原因是__________。⑤原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇,请从细胞吸水与失水的角度分析原因:。
Ⅱ.科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示。据图回答下列问题:
(3)为获得原生质体,过程①需要利用__________处理两种植物细胞。两种植物细胞的原生质体融合成功的依据是。
(4)写出促进原生质体融合的方法_____(写出两个)。
(5)细胞融合完成后,融合细胞的细胞膜表面的荧光颜色可能是__________。
(6)已知番茄细胞内有12对同源染色体,马铃薯细胞内共48条染色体,则在“番茄—马铃薯”细胞分裂过程中最多可以观察到__________条染色体。
20.(14分)某植物的转录因子基因(CtWR11)可能具有调控植物脂肪酸、油脂的合成与积累的功能,科研人员通过PCR获得CtWR11基因,并通过烟草遗传转化对其功能进行研究。图甲为实验过程中使用的Ti质粒图谱及T-DNA结构,图乙为不同限制酶的酶切序列和CtWR11的结构及转录方向。
(1)为了将CtWR11编码序列与图甲中的Ti质粒正确连接,构建引物F和引物R时应在5′端分别添加_______(填限制酶种类)的识别序列,通过酶切和连接后可获得连接产物。
(2)CtWR11转录的模板链的序列为:5′-TTAGCCT………TACCGACAT-3′,请写出引物R的前10位碱基序列:5′-__________-3′。
(3)通过________法将CtWR11编码序列导入烟草细胞,利用含_______的培养基对烟草细胞进行初步筛选,再通过________技术获得转基因烟草植株。可以通过________等技术从分子水平上检测烟草细胞的染色体DNA上是否插入了CtWR11编码序列。
(4)科研人员测定野生型烟草(WT)和转基因烟草中CtWR11的相对表达量、脂肪酸合成基因的相对表达量和种子含油量,结果见图丙。据图丙分析,转基因烟草种子含油量增加的可能原因是___________。
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参考答案
1.答案:D
解析:A.载体需和目的基因一起进入宿主细胞并与其共存,因此载体应对宿主细胞无伤害,以免影响宿主细胞的正常生命活动,A正确;
B.载体应具有一个至多个限制酶切割位点,以便与目的基因拼接形成重组载体,B正确;
C.天然的质粒往往存在不足,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,C正确;
D.切割DNA分子的酶为限制酶,是基因工程的工具之一,但不是运载体,D错误。
故选D。
2.答案:C
解析:A.X的长度=总长度(8000+2000)-3500-1500-500=4500bp;限制酶B可将DNA分子切成长度分别为8000和2000的片段,故限制酶B切割后对应②的电泳结果,①为限制酶A切割的结果,故Y是限制酶A的酶切位点,A正确;
B.单独用限制酶B切割,从图乙②的条带(8000和2000),可知得到两种长度的片段,B正确;
C.线性DNA分子用酶A和酶B同时处理,有3个酶切位点(甲图中A、B、Y),会被切成4段,每切一次增加2个末端,共新增末端数=3×2=6个,不是3个,C错误;
D.若改为环状质粒,A、B两种酶共有3个酶切位点,同时切割会产生3个DNA片段,D正确。
3.答案:B
解析:A.PCR每次循环分为变性(90~95℃)、复性(退火,55~60℃)、延伸(70~75℃)三步,其中第二步复性的温度最低,A正确;
B.DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链,引物的延伸方向需朝向目的基因内部。题图中DNA上链为5'→3'(左到右),下链为3'→5'(左到右),引物结合在模板链的3'端,使子链从5'→3'延伸,扩增出HSA基因并用于表达载体的构建,应选择引物Ⅱ和引物Ⅲ,B错误;
C.PCR反应缓冲液中的Mg2+是耐高温DNA聚合酶(Taq酶)的激活剂,能够维持酶的催化活性,C正确;
D.用PCR检测大肠杆菌是否导入HSA基因时,预变性可使模板DNA充分解旋为单链,有利于后续退火阶段引物和模板链互补结合,D正确。
4.答案:D
解析:A、蛋白质的氨基酸序列由基因的碱基序列决定,而氨基酸序列是蛋白质空间结构形成的基础,因此AI可通过分析基因序列预测蛋白质的空间结构,A正确;
B、AI可对已积累的大量蛋白质结构、功能相关的科研数据进行学习、分析,从而构建出结构与功能相匹配的蛋白质模型,B正确;
C、蛋白质工程的实质是通过基因修饰或基因合成改造现有蛋白质或制造新蛋白质,与AI结合可提升设计效率,能够设计出自然界不存在的新蛋白质,C正确;
D、蛋白质的合成需要以对应基因作为模板,无论是在细胞内合成还是体外合成,都需要先获得设计的蛋白质对应的目的基因,必须对基因进行操作,D错误。
5.答案:D
解析:A、诱导植物原生质体融合时,同种原生质体、异种原生质体融合后都能再生细胞壁,仅观察细胞壁再生无法区分融合细胞是同种还是异种,不能实现异种融合细胞筛选,A错误;
B、选择培养基筛选微生物的对照实验设置为:实验组接种待分离菌液,对照组接种等量无菌水,对照组仍需要涂布操作,不是不接种微生物,设置空白对照是排除培养基、操作器具杂菌污染,B错误;
C、试管婴儿胚胎性别鉴定属于我国法律禁止的行为,从伦理法规层面该操作不允许进行,题干描述不符合生物技术伦理规范,C错误;
D、制备单克隆抗体时,第一次筛选(选择培养基)仅筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选需在分子水平,通过抗原-抗体杂交技术筛选能特异性分泌目标抗体的杂交瘤细胞,D正确。
故选D。
6.答案:B
解析:A、动物细胞全能性受限,肝细胞为高度分化体细胞,无法培育完整个体;离体花药是植物生殖细胞,太空环境仅改变重力,不能突破动物细胞全能性限制,A错误;
B、地面重力导致细胞沉降堆叠,接触抑制明显;微重力下细胞三维悬浮生长,细胞间接触概率下降,接触抑制现象减弱,B正确;
C、动物细胞培养无论地面还是太空,均需用胰蛋白酶/胶原蛋白酶分散组织为单细胞,保证细胞充分接触培养液,C错误;
D、动物组织消毒处理,不能灭菌(灭菌会杀死全部活细胞);培养液定期更换清除代谢废物,D错误。
故选B。
7.答案:B
解析:A.血清中含有促进细胞生长和分裂的特殊营养成分,所以动物细胞培养液和动物胚胎早期培养液中都需要加入动物血清,以满足特殊营养需求,A正确;
B.抗生素可抑制细菌生长,不能抑制病毒的繁殖,进行动物细胞培养时,培养液中可以添加一定量的抗生素,目的是防止细菌污染,B错误;
C.植物组织培养的培养基和动物细胞培养的培养基的物理性质不同,前者为固体培养基,后者为液体培养基,C正确;
D.杂交瘤细胞常用的培养方法有体内培养和体外培养两种,前者是在小鼠腹腔内培养,后者在液体培养基中培养,D正确。
故选B。
8.答案:B
解析:A、收集的精子需诱导获能后才能与成熟的卵细胞体外受精,A正确;
B、采集来的初级卵母细胞需要进一步成熟后,才能用于体外受精,B错误;
C、早期胚胎植入子宫后需对母体进行妊娠检查,以便确认胚胎成功着床,C正确;
D、试管婴儿技术通过体外受精,解决了某些不孕夫妇的生育问题,D正确。
故选B。
9.答案:A
解析:A、胚胎分割技术中,分割2份(同卵双胎)操作难度低、胚胎存活概率高;分割3份及以上(同卵多胎)时,每份胚胎细胞数量过少,发育成功率极低,因此同卵双胎成功率更高。A正确;
B、胚胎分割应选择桑椹胚或囊胚阶段,原肠胚细胞分化程度高,分割后难以发育为完整个体;囊胚分割需均等分割内细胞团。B错误;
C、胚胎分割来源于同一个早期胚胎,细胞基因型完全一致,分割得到的胚胎基因型相同。C错误;
D、性别鉴定需取囊胚滋养层细胞,透明带仅为胚胎外层保护结构,无细胞,无法提取遗传物质鉴定性别。D错误。
故选A。
10.答案:D
解析:A、基因编辑禁止用于设计完美婴儿,仅允许用于疾病预防、遗传病治疗研究,设计完美婴儿存在严重伦理问题,被法律禁止,A错误;
B、外源基因来源于自然界仍存在安全风险,如基因漂移、破坏生物多样性,不能判定无安全隐患,B错误;
C、仅出现不安全证据就全面禁止转基因技术研究过于极端,应严格管控、完善安全评估,而非直接禁止全部研究,C错误;
D、胚胎干细胞可诱导分化为各类人体组织细胞、器官,用于器官移植,降低免疫排斥,是治疗性克隆核心应用方向,D正确;
故选D。
11.答案:C
解析:A、密码子为mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基,终止密码子属于不编码氨基酸的特殊密码子,A正确;
B.密码子的简并性指一种氨基酸可对应多种密码子,因此密码子改变但编码氨基酸不变,体现了密码子的简并性,B正确;
C、UGA原本是终止密码子,翻译遇到UGA时肽链合成终止;其终止功能被抑制后,翻译会继续进行直至遇到下一个终止密码子,产生的多肽链会比原肽链更长,发生改变,C错误;
D.部分遗传病由于提前出现终止密码子,合成截短的异常蛋白导致,该AI工具可抑制终止密码子的终止功能,帮助合成完整的正常蛋白,有助于加快遗传病相关基因治疗方案的设计,D正确。
12.答案:D
解析:A、细胞分化属于持久性、稳定性的细胞变化,分化后的细胞不一定丧失分裂能力,例如造血干细胞分化形成各类血细胞,自身依旧保留分裂增殖能力;只有高度特化的细胞,比如神经细胞、成熟红细胞才会永久失去分裂能力。A错误;
B、细胞分化的根本机制是基因选择性表达,分化全过程细胞内遗传物质始终保持完整不变,无论细胞分化程度高低,DNA碱基序列、基因种类数量均无变化。B错误;
C、因果逻辑颠倒:基因选择性表达是细胞分化的根本原因,细胞分化是基因选择性表达带来的结果,题干表述为细胞分化导致基因选择性表达,逻辑错误。C错误;
D、细胞全能性的核心判定标准:细胞具备分化形成机体几乎全部细胞类型的潜能。胚胎干细胞具备多能性,体外诱导后可分化为动物体内绝大多数体细胞,符合细胞全能性的体现。D正确。
故选D。
13.答案:C
解析:A、生物武器的致病成分多为高致病性的微生物或生化毒剂,具有致病能力强、攻击范围广的特点,A正确;
B、生物武器危害性极大且违背人道主义原则,彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望,B正确;
C、生物武器的种类包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类、基因重组的致病菌等,毒品类不属于生物武器范畴,C错误;
D、生物武器的传播侵入途径较多,可通过吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等方式侵入人体,D正确。
14.答案:C
解析:A、嵌合胚胎是将人iPS细胞注入猪囊胚,未进行细胞核移植,无核移植技术参与,A错误;
B、iPS细胞需注入囊胚内细胞团,内细胞团发育为动物本体器官,滋养层仅发育胎盘胎膜,注入滋养层无法形成人体器官,B错误;
C、嵌合胚胎同时含猪胚胎细胞、人iPS细胞,最终发育的器官同时携带人和猪的遗传物质,含有两类基因,C正确;
D、人-动物嵌合体存在严重伦理争议,涉及人类细胞与动物胚胎融合,不能无限制大力推广,D错误;
故选C。
15.答案:D
解析:A、配制琼脂糖溶液时,应该用缓冲液而不是无菌水来配制,这样才能维持合适的离子强度和pH等条件,保证电泳效果,A错误;
B、应该是先将琼脂糖加入缓冲液中,在沸水浴或微波炉中加热至琼脂糖熔化,冷却至50-60℃左右时再加入适量的核酸染料,而不是先加染料再加热熔化琼脂糖,B错误;
C、PCR产物和上样缓冲液混合,而不是和电泳缓冲液混合,然后用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔,C错误;
D、待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,及时断电并取出凝胶置于紫外灯下观察,这样可以清晰地观察到DNA条带的位置和情况,D正确。
故选D。
16.答案:D
解析:A.矿区废弃地土壤结构破坏严重,人工制造表土可提供植物生长的基质和养分,是植被恢复的基础条件,A正确;
B.土壤微生物参与有机质分解、养分循环等过程,其群落重建对土壤功能恢复和植物营养供应至关重要,B正确;
C.植物多样性增加可改善微环境,为动物提供食物和栖息地,加速群落结构与功能的恢复,推动群落演替进程,C正确;
D.修复后生物群落实现自我更新和维持,体现了生态系统通过生物组分自我调节维持稳定性的能力,符合自生原理,D错误。
故选D。
17.答案:(1)逆转录酶;低温下,引物能与相应互补DNA序列结合(引物通过碱基互补配对与单链DNA结合)
(2)30
(3)3;启动子和终止子
(4)S蛋白基因mRNAS蛋白
解析:(1)①过程是以病毒RNA为模板合成cDNA,为逆转录过程,催化酶为逆转录酶。PCR三步:变性(高温解旋DNA双链)、复性(降温,引物依靠碱基互补配对结合单链DNA模板)、延伸(Taq酶合成子链);复性的作用是低温下引物与互补DNA单链结合,为延伸步骤提供起点。
(2)PCR循环引物计算公式:n次循环总DNA分子数2n,原始模板无引物,总引物消耗=2(n+1)-2;4次循环代入:25-2=32-2=30,消耗引物30个。
(3)重组质粒总长2000bp;单酶切HindⅢ仅一条条带2000bp,说明质粒仅有1个HindⅢ位点;双酶切HindⅢ+BamHⅠ产生200bp、400bp、1400bp三条片段,总长度200+400+1400=2000bp,三条片段证明存在3个酶切切口,除去1个HindⅢ位点,剩余3个BamHⅠ酶切位点。基因表达载体必备元件:启动子(RNA聚合酶结合位点,启动转录)、终止子(终止转录);目的基因需插入启动子与终止子之间才能正常转录翻译。
(4)人体细胞为真核宿主细胞,S蛋白基因转录生成mRNA,mRNA在核糖体翻译合成S蛋白,完整流程:S蛋白基因mRNAS蛋白。
18.答案:(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(或胰蛋白酶、胶原蛋白);细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累
(2)人的乳腺癌细胞;灭活的病毒
(3)抗体检测;无菌、无毒;95%空气
(4)能准确地识别抗原的细微差异,与特定的抗原发生特异性结合,并且可以大量制备(或特异性强、灵敏度高、可大量制备);a
解析:(1)动物组织块细胞间存在胶原蛋白粘连,分散细胞使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,两种酶可分解细胞间质蛋白质,使细胞相互分离;动物细胞培养至平台期停止增殖,核心原因分为三点:第一,细胞密度过大产生接触抑制,细胞相互接触后分裂信号终止;第二,培养液内葡萄糖、氨基酸、血清等营养物质持续消耗,营养匮乏无法支撑细胞分裂;第三,细胞代谢产生乳酸、含氮废物等有害物质不断积累,抑制细胞增殖,毒害细胞。
(2)实验目的制备抗人乳腺癌细胞的单克隆抗体,因此免疫小鼠的抗原取自人的乳腺癌细胞;诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合分为三类诱导剂,生物诱导剂为灭活的病毒(常用仙台病毒),化学诱导剂为PEG,物理诱导剂为电融合、离心震荡。
(3)细胞融合后经选择培养基筛选出杂交瘤细胞,但杂交瘤细胞分为多种,部分无法分泌特异性抗乳腺癌抗体,必须经过克隆化培养与抗体检测双重筛选,才能获得目标杂交瘤细胞;动物细胞体外培养首要条件是无菌、无毒环境,操作全程无菌,定期更换培养液清除代谢毒素;气体环境标准配比为95%空气+5%CO2,空气提供氧气满足细胞有氧呼吸,CO2缓冲培养液pH稳定;合成培养基缺少细胞生长所需未知小分子营养,必须添加血清补充天然营养成分。
(4)单克隆抗体三大核心优点:特异性强、灵敏度高、可大量制备;题图2中a为单克隆抗体,特异性识别乳腺癌细胞表面抗原,b为药物,依靠抗体靶向结合癌细胞,将药物带入细胞发挥杀伤作用。
19.答案:(1)植物组织培养;植物细胞的全能性;生长素和细胞分裂素;植物细胞培养
(2)幼嫩叶片细胞分化程度低,分裂能力强,更容易诱导脱分化形成愈伤组织;维持培养液的渗透压,防止原生质体吸水涨破,保持原生质体正常形态
(3)纤维素酶和果胶酶;杂种原生质体再生出细胞壁
(4)聚乙二醇(PEG)诱导、高Ca2+-高pH、电融合
(5)只显红色、只显绿色、同时显红色和绿色
(6)144
解析:(1)植株乙、丙、丁全部依靠植物组织培养技术培育;植物组织培养理论基础为植物细胞全能性,即已分化植物细胞仍携带全套遗传物质,具备发育为完整植株的潜能;②脱分化、③再分化过程的调控核心激素为生长素、细胞分裂素,二者比值调控根、芽分化;过程⑥仅培养愈伤组织获取黄酮类细胞产物,不诱导分化完整植株,属于植物细胞培养技术。
(2)幼嫩叶片细胞分化程度低,全能性易表达,分裂增殖能力强,相比成熟老叶更容易诱导脱分化产生愈伤组织;植物细胞壁去除后原生质体无支撑结构,外界溶液渗透压低于细胞质时,原生质体会大量吸水涨破;甘露醇维持培养液渗透压,使原生质体内外渗透压平衡,避免吸水破裂,维持完整原生质体形态。
(3)植物细胞壁主要成分为纤维素、果胶,去除细胞壁制备原生质体需使用纤维素酶、果胶酶混合处理;原生质体融合后,成功的杂种细胞会重新合成细胞壁,细胞壁再生是原生质体融合完成的标志性依据。
(4)人工诱导原生质体融合三类方法:化学法(PEG聚乙二醇诱导、高钙离子高pH诱导)、物理法(电融合、离心振动),任选两种书写即可。
(5)原生质体融合存在三种情况:番茄原生质体自身融合(仅红色荧光)、马铃薯原生质体自身融合(仅绿色荧光)、番茄与马铃薯原生质体融合(红绿荧光同时存在),因此融合细胞膜荧光颜色为只显红色、只显绿色、同时显红色和绿色。
(6)番茄12对同源染色体即24条染色体,马铃薯48条染色体;杂种细胞染色体总数=24+48=72条;细胞有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,72×2=144条,因此分裂过程最多观察到144条染色体。
20.答案:(1)SacⅠ和PstⅠ
(2)CTGCAGTTAG
(3)农杆菌转化;除草剂;植物组织培养;PCR
(4)CtWRI1的过量表达促进了脂肪酸合成相关基因的表达,进而促进了油脂的合成
解析:(1)Ti质粒T-DNA区域限制酶为SacⅠ、PstⅠ,两种酶切位点分别位于T-DNA左右边界内侧;选用两种不同限制酶双酶切,可防止目的基因、质粒自身环化,同时保证CtWR11基因按照转录方向正向插入质粒,因此引物5′端添加SacⅠ、PstⅠ识别序列。
(2)基因转录模板链为3′→5′,mRNA与模板链反向互补;引物R与模板链3′端互补配对,模板链3′端前10位序列为5′-TTAGCCT……,反向互补后引物R前10位碱基5′-CTGCAGTTAG。
(3)烟草为双子叶植物,转基因最常用农杆菌转化法,农杆菌Ti质粒T-DNA可将目的基因整合至植物细胞染色体DNA。质粒T-DNA携带bar除草剂抗性基因,导入成功的细胞可在含除草剂的培养基存活,未转化细胞被除草剂杀死,以此初步筛选阳性细胞。植物细胞具备全能性,筛选后的愈伤组织经植物组织培养(再分化、生根发芽)获得完整转基因烟草植株。分子水平检测染色体DNA是否插入目的基因,核心技术为PCR扩增,提取烟草总DNA,使用CtWR11特异性引物扩增,出现目标条带证明整合成功;除此之外DNA分子杂交技术也可检测。
(4)图丙数据对比:转基因烟草CtWR11表达量显著高于野生型,同时脂肪酸合成基因表达量同步上升,种子含油量增加;推导逻辑:CtWR11作为转录因子,过量表达后激活脂肪酸合成相关基因转录,提升脂肪酸合成基因表达水平,促进细胞内脂肪酸、油脂合成积累,最终提升种子含油量。
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