模块检测卷5 生物技术与工程(综合训练)(山东专用)2027年高考生物一轮复习讲练测
2026-09-03
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摘要:
**基本信息**
以生物技术与工程模块为核心,整合发酵工程、细胞工程、基因工程及生物安全,通过情境化试题构建从基础技术到前沿应用的完整逻辑链,渗透生命观念与科学思维。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|发酵工程|选择1-2、非选21|工艺流程图分析、微生物培养条件判断|从传统发酵(臭豆腐、泡菜)到益生菌筛选,体现微生物代谢与环境调控的物质与能量观|
|细胞工程|选择3-8、非选22-23|细胞融合流程、单克隆抗体制备、核移植技术|从原生质体融合→杂交瘤细胞筛选→重构胚激活,构建“细胞操作-个体发育”的结构与功能逻辑|
|基因工程及应用|选择9-14、非选24-25|PCR技术、基因编辑、载体构建|从引物设计→定点突变→转基因表达,形成“基因操作-产物检测”的技术应用链,培养科学思维|
|生物安全|选择15、20|转基因伦理、克隆技术规范|结合技术应用分析风险防控,渗透态度责任素养|
内容正文:
模块检测卷5 生物技术与工程
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证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,用铅笔把答题卡上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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1.臭豆腐一般是以含蛋白质高的优质黄豆为原料,经过泡豆、磨浆、滤浆、点卤、前期发酵、腌制、灌汤、后期发酵等多道工序制成的。其加工制作流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.上图中卤水发酵的菌种可能来源于B,原因是B未采取灭菌措施
B.取样检测时,按上图所示发酵时间并注意取样时摇匀即可
C.在发酵过程中,由于不止有一种微生物,发酵液的pH前期可能会下降
D.若要对样品中某一菌种计数,适宜采取的方法是稀释涂布平板法
2.研究者用酸笋开发具有降低胆固醇功能的益生菌。先将酸笋发酵液接种到含有的固体培养基上,筛选出乳酸菌。然后将乳酸菌接种到含有胆固醇的培养液中,筛选出能够降解胆固醇的乳酸菌。下列叙述错误的是( )
A.胆固醇属于脂质,主要为微生物的生长提供氮源
B.腌制酸笋需要水封,为乳酸菌发酵提供无氧环境
C.将酸笋发酵液用稀释涂布法接种到固体培养基中
D.溶钙圈直径与菌落直径比值大的菌落为目标菌落
3.下列关于细胞工程的说法,错误的是( )
A.体外培养植物细胞时,可用蔗糖作为培养基的碳源
B.动物细胞应置于95%O2和5%CO2的混合气体中培养
C.体外诱导已分化的细胞,可获得具有全能性的iPS细胞
D.Ca2+载体可用于体外精子获能处理
4.双特异性抗体可以同时识别两种不同的抗原。研究者用过氧化物酶免疫大鼠,取其脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(甲细胞),用生长抑素免疫同品系大鼠,获得脾脏细胞(乙细胞)。将甲、乙细胞融合获得杂交-杂交瘤细胞,筛选获得分泌双特异性抗体的细胞株,流程如下图。下列选项错误的是( )
A.①过程可用电刺激、PEG或灭活的病毒诱导细胞融合
B.②过程中未融合的乙细胞不能长时间存活并增殖
C.③过程需在单一培养孔中接种一个杂交-杂交瘤细胞
D.④过程需筛选过氧化物酶和生长抑素阳性反应细胞
5.2025年5月12日,全球首例体细胞克隆犏牛在西藏曲水繁育基地诞生。该成果采用全基因组选择与体细胞克隆复合技术。下列说法正确的是( )
A.细胞融合获得的重构胚还需Ca2+激活使其完成细胞分裂和发育过程
B.卵子去核通常是在减数分裂Ⅰ中期,用显微操作法去除纺锤体—染色体复合物
C.全基因组测序时需提取犏牛体细胞高纯度DNA,该过程中需用相关酶去除蛋白质和RNA
D.克隆犏牛培育过程中,胚胎移植前需对供、受体母牛进行超数排卵处理
6.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,哺乳动物重构胚激活的目标是使处于MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。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。下列叙述错误的是( )
A.胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
B.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
C.蛋白酶合成抑制剂可通过抑制MPF和CSF的合成使重构胚保持休眠
D.被激活的重构胚通常需培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植
7.小鼠的类精子单倍体胚胎干细胞(haESCs)只含有一套染色体,可在体外无限增殖,并可进行基因编辑。将编辑后的haESCs注入去核MII期卵母细胞,激活后可发育为携带被编辑基因的后代。下列有关说法正确的是( )
A.注入去核卵母细胞的haESCs需先进行获能处理,以获得受精能力
B.haESCs与卵母细胞结合形成的细胞中线粒体DNA全部来自haESCs
C.该后代更容易显现被编辑基因控制的性状
D.细胞核移植技术无法使用haESCs作为核供体
8.科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A.图示①过程采用酶解法获取原生质体时,可用聚乙二醇调节渗透压
B.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒时间过长而产生毒害
C.图示②过程可以通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
D.⑤过程获得的杂种植株细胞中具有来自马铃薯和西红柿的两个细胞核
9.猴痘病毒(MPXV)的A29L、A35R蛋白具有抗原特性,A29L蛋白上分布有多个抗体的结合位点,抗体与某一位点的结合不影响其他位点。实验室获得该病毒的两种单克隆抗体,已知单抗A结合位点在A29L蛋白上,为探究单抗B的结合位点是否与单抗A相同,进行了如下实验:①取病毒分为等量5组②分别加入充足抗体③分离得到病毒与抗体结合物,并检测其荧光强度。下表为实验结果,下列说法正确的是( )
组别
单抗A
单抗A*
单抗B
单抗B*
荧光强度(au/mL)
1
-
-
-
+
a
2
-
+
-
-
b
3
+
-
-
+
c
4
-
+
+
-
d
5
-
+
-
+
e
“※”代表荧光标记,单个抗体荧光强度相同
A.若a、b相同,则单抗A、B的结合位点相同
B.若a、c相同,则单抗B结合位点在A29L蛋白上
C.若b、d不同,则单抗A、B结合位点相同
D.若e明显强于c,则单抗A、B结合位点不同
10.关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列说法正确的是( )
A.PCR扩增前,应根据待扩增DNA片段的长度设置合适的延伸温度
B.根据待分离DNA片段的大小,用扩增缓冲液配制成琼脂糖溶液
C.通过电泳分离质粒时,待分离的质粒越大,配制的琼脂糖溶液浓度越高
D.上图中甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同
11.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的说法,正确的是( )
A.向含DNA的滤液加入冷酒精后析出的白色丝状物为蛋白质
B.为提高DNA提取量,可将研磨液过滤后在室温下静置过夜
C.实验过程中可进行两次离心,且两次离心均需要取上清液
D.DNA沸水浴下遇二苯胺试剂呈蓝色,此时DNA空间结构被破坏
12.如图为免疫PCR技术的主要原理。利用该技术检测血样中微量淀粉样蛋白(Aβ)的核心流程包括:①用固定化的抗体1捕获Aβ并洗涤;②加入DNA标记的抗体2与Aβ结合并洗涤;③进行PCR扩增并对产物进行鉴定。下列叙述错误的是( )
A.检测技术中抗体1和抗体2的作用不同
B.③中进行PCR时还需要加入TaqDNA聚合酶、原料、模板DNA、引物等
C.在对PCR产物进行电泳鉴定时,通常需要在琼脂糖凝胶中加入核酸染料
D.免疫PCR可以将少量抗原“信号”放大为大量DNA“信号”,以提高检测的灵敏度
13.下图表示利用大引物PCR进行定点基因突变的技术流程,下列相关叙述错误的是( )
A.获取突变改良基因过程中需要设计三种引物
B.第一次PCR至少需要经过3个循环,才能得到可用于第二次PCR的双链大引物
C.两次PCR可在同一支试管中进行,第二轮PCR复性温度比第一轮高
D.PCR扩增时添加Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶的活性
14.基因工程技术在迅猛发展,为人类的生产生活带来很多便利,但同时也带来了一些安全性问题,下列说法正确的是( )
A.乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与药用蛋白启动子重组后导入动物的受精卵中
B.将外源生长素基因导入鲤鱼中可提高鲤鱼的生长速度
C.通过基因组编辑技术可以设计完美试管婴儿
D.在转基因研究中,科学家通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性来防止基因污染
15.下列关于生物安全的叙述,正确的是( )
A.消除生物武器威胁、防止生物武器及其技术和设备扩散是生物安全防控的重要方面
B.生殖性克隆和治疗性克隆都涉及细胞核移植技术,中国政府不接受任何克隆实验
C.只要有证据表明某种转基因产品有害,就应该全面禁止转基因技术的应用
D.设计试管婴儿与试管婴儿技术技术流程基本相同,都需要进行特定基因的检测
二、选择题:共5小题,每小题3分,共15分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个最符合题目要求。
16.研究人员将铁皮石斛愈伤组织细胞与金钗石斛叶肉细胞进行原生质体融合,以获得抗逆性更强的铁皮石斛新品种。融合前,先对金钗石斛叶肉原生质体进行放射性处理,使大部分染色体被破坏,丧失独立增殖能力。已知两种石斛为不同物种,均为二倍体。下列说法错误的是( )
A.去除两种石斛细胞的细胞壁,需用纤维素酶和果胶酶共同处理
B.融合后,能持续分裂且呈绿色的细胞即为杂种细胞
C.诱导二者原生质体融合可采用高Ca2+-高pH融合法
D.成功诱导融合获得的铁皮石斛新品种为四倍体植株
17.利用基因编辑和AI智能发酵等技术优化菌株和发酵过程,可缩短生产周期、提高生产效率。下列说法错误的是( )
A.啤酒生产中利用基因编辑技术敲除大麦的淀粉酶基因可提升淀粉糖化效率
B.利用AI智能发酵技术生产的微生物农药包括微生物或其代谢物
C.通过AI智能发酵系统调控发酵条件可提高从微生物细胞中提取单细胞蛋白的量
D.若产品是代谢物可采用过滤、沉淀的方法将其分离干燥
18.交错PCR能实现同源基因的重组(如图,仅示单链)。第一轮延伸15s,获得短产物①②。在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸15s,合成交错产物③④。每一轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物一模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因产物。相关叙述正确的是( )
A.交错PCR原理是DNA半保留复制
B.交错PCR延伸温度设定为55℃可增加交错次数
C.上一轮交错产物需与模板链严格配对才能继续下一轮扩增
D.若交错循环20轮,一共产生220个DNA分子
19.光敏色素在调节作物生长发育中具有重要作用。为研究拟南芥中光敏色素基因A(含大约256个碱基对)在小麦种质资源创制中的利用价值,科研人员将A基因转入到小麦中,对小麦受体细胞进行检测,并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图甲、乙所示,电泳检测结果如图丙。下列说法错误的是( )
A.构建基因表达载体时应选用BamHⅠ和HindⅢ这两种限制酶
B.PCR反应过程中每次循环都要经历目的各不相同的两次升温和一次降温
C.表达载体导入受体细胞后,可用含卡那霉素的培养基进行初步筛选
D.由图丙电泳结果可知,1、2、3、4号转基因小麦均培育成功
20.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:是腐草霉素抗性基因,是卡那霉素抗性基因)。下列说法错误的是( )
A.从农杆菌中提取质粒,用EcoRⅠ和HindⅢ酶切后电泳,若出现3条条带则表明转化成功
B.在含有卡那霉素的选择培养基中筛选,最终获得重组菌株
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
三、非选择题:共5小题,55分。
21.(14分,除特殊说明外,每空2分)近年来,《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中不乏利用微生物发酵制作的美食,如素有“东方奶酪”之称的“石宝寨牌”忠州豆腐乳、中国泡菜领导品牌“吉香居”等。回答下列有关问题:
(1)“石宝寨牌”忠州豆腐乳前期发酵是在严格的无菌条件下,接入优良毛霉品种,这样可以_________, 温度控制在_________,并保持一定的湿度。然后向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是_________,同时,盐还能__________________,避免豆腐块腐败变质。后期加入食盐、香料粉、乌杨白酒密封发酵6个月,乌杨白酒含量一般控制在12%左右的原因是___________________________。
(2)制作吉香居泡菜时,起主要作用的微生物是_________。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是_________。在发酵初期,很多杂菌会大量繁殖,其中导致泡菜水的表面长白膜原因是___________________________。
22.(8分,除标记外,每空1分)下图为甲(2n =10)、乙(2n=18)两种植物的叶肉细胞利用体细胞杂交技术培育出幼苗的流程图,图中①、②、③表示过程或物质。回答下列问题∶
(1)图中的过程①需用__酶去掉细胞壁;过程②在人工诱导原生质体融合的过程中基本有两种方法——物理法和化学法,请依次分别列举出一种具体的方法____。
(2)图中细胞培养成愈伤组织的过程中,由于培养的细胞一直处于不断的___状态,因此容易受到____和____的影响而产生突变,细胞经过_____过程发育成个体,从产生的突变体中选育出有用的突变体,进而培育成新品种。
(3)图示幼苗的细胞中最多含有____条染色体。体细胞杂交育种方法的优点体现在____(答出两点)。
23.(13分,除标记外,每空1分)肿瘤细胞表面有受体EGFR,CD3是T细胞表面的标志性抗原。科研人员制备双特异性抗体EGFR/CD3,可招募T细胞定向移至肿瘤细胞,增强其对肿瘤细胞的杀伤力,过程如下图所示。
(1)动物细胞培养:动物细胞培养应提供的气体条件是_______,其中CO2的作用是_______。注射EGFR进入小鼠体内后,可从小鼠_________中获取能产生特异性抗体的细胞B,并用________酶进行处理分离制备成细胞悬液。细胞B与细胞A融合前,______(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞B数量。
(2)诱导融合:细胞融合过程中可添加脂溶性物质________促进细胞融合。
(3)第一次筛选:常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对未融合的细胞和________细胞生长具有抑制作用。为了提高异种细胞筛选的成功率,也可以通过红、绿颜色荧光分别标记A、B细胞膜蛋白,再用荧光显微镜观察融合细胞表面的________现象进行筛选。
(4)第二次筛选:筛选出杂交瘤细胞后,先进行_______培养,再利用_______方法,来获得能产生特定抗体的单克隆杂交瘤细胞。
(5)克隆培养:在体外进行杂交瘤细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加________等天然成分。据图分析,抗体是由两条H链和两条L链组成的4条肽链的对称结构,双杂交瘤细胞在理论上会产生多种抗体,原因是______。
(6)双特异性抗体治疗肿瘤的效果往往优于EGFR抗体和CD3抗体的联合使用,原因是______。
24.(13分,除标记外,每空2分)抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种人体血浆蛋白,临床上主要用于血液性疾病的治疗。下图为培育转基因绵羊获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程图。请回答:
(1)为了获取抗凝血酶Ⅲ蛋白基因,可以先采集人的血液,提取总RNA作为模板,在________(1分)酶的作用下合成总cDNA,然后以cDNA为模板,使用PCR技术扩增目的基因。
(2)在过程①构建的基因表达载体中,为实现抗凝血酶III基因能在转基因绵羊的乳腺细胞中表达,应让该基因和________的启动子等调控组件结合在一起。若要检测该基因是否在转基因绵羊中表达,常采用的方法是________。
(3)过程③中,一般要用________处理以获取更多的卵母细胞并将其培养到________时期进行去核。
(4)过程④中采用的技术是________,过程⑦移植后的胚胎在受体子宫存活的生理学基础是________。
25.(7分,除标记外,每空1分)科研人员将一种水稻DNA病毒增殖的关键基因——P基因的部分反义片段构建表达载体转入水稻细胞,表达出的RNA与病毒转录的RNA互补,抑制病毒基因的表达,从而获得抗病毒的水稻植株。下图为病毒P基因结构、质粒及酶切位点示意图。
(1)利用双酶切法将P基因的反义片段插入质粒,若在片段上游加入SpeⅠ的酶切位点,下游应加入限制酶切位点为________。扩增P基因的反义片段所需的引物应选择________,两个引物的末端序列分别为________(对应前一空的顺序填写序号)。
①5'—AAGCTT—3' ②5'—CTTAAG—3'
③5'—GAATTC—3' ④5'—TCTAGA—3'
⑤5'—ACTAGT—3' ⑥5'—TGATCA—3'
(2)构建重组质粒时,P基因的反义片段和质粒分别用限制酶切割后,还需用到的酶是________。利用重组质粒将反义片段导入植物细胞后,筛选时需在培养基中添加________。
(3)筛选得到的转基因植物细胞通过________获得完整抗病毒水稻。为了验证水稻是否具有抗病毒特性,需对转基因水稻接种该DNA病毒,并检测感染细胞中是否含有P基因DNA、mRNA和P蛋白,若________,则证明转基因水稻具有抗病毒能力。
试卷第1页(共3页)
试卷第1页(共3页)
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参考答案
一、选择题:共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
B
A
C
C
C
C
C
D
题号
11
12
13
14
15
答案
D
B
B
D
A
二、选择题:共5小题,每小题3分,共15分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个最符合题目要求。
题号
16
17
18
19
20
答案
D
ACD
AB
ACD
AB
三、非选择题:共5小题,55分。
21.(14分,除特殊说明外,每空2分)
(1) 避免其他菌种的污染,保证产品的质量 15〜18℃ 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物的生长 酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间,含量过低,则不能抑制杂菌生长
(2) 乳酸菌 增加乳酸菌含量 酵母菌大量繁殖形成的菌膜
22.(8分,除标记外,每空1分)
(1) 纤维素酶和果胶 离心法(电融合法)、PEG融合法(高Ca2+-高pH融合法)
(2) 增殖 培养条件 诱导因素 脱分化和再分化
(3) 56 打破生殖隔离,实现远缘杂交:将两种生物的优良性状集中于后代
23.(13分,除标记外,每空1分)
(1) 95%空气和5%CO2 维持培养液的pH 脾脏 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 不需要
(2)PEG
(3) 融合的具有同种核/同种融合 荧光的颜色/红绿相间
(4) 克隆化/细胞克隆/克隆 抗体检测呈阳性/抗原—抗体杂交法/抗体阳性检测
(5) 动物血清 双杂交瘤细胞会表达产生两种H链和两种L链,H链和L链的结合又是随机的,因而产生多种抗体
(6)招募T细胞定向移至肿瘤细胞,增强其对肿瘤细胞的杀伤力
24.(13分,除标记外,每空2分)
(1) 反转录酶(或逆转录酶)(1分)
(2) 乳腺蛋白基因 抗原—抗体杂交技术
(3) 促性腺激素 减数第二次分裂中期
(4) 显微注射法 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应
25.(7分,除标记外,每空1分)
(1) EcoR I F2和R1 ⑤和③
(2) DNA连接酶 潮霉素
(3) 植物组织培养技术 满足P基因DNA存在,但mRNA和P蛋白含量显著降低(或无P蛋白)
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模块检测卷5 生物技术与工程
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证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,用铅笔把答题卡上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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1.臭豆腐一般是以含蛋白质高的优质黄豆为原料,经过泡豆、磨浆、滤浆、点卤、前期发酵、腌制、灌汤、后期发酵等多道工序制成的。其加工制作流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.上图中卤水发酵的菌种可能来源于B,原因是B未采取灭菌措施
B.取样检测时,按上图所示发酵时间并注意取样时摇匀即可
C.在发酵过程中,由于不止有一种微生物,发酵液的pH前期可能会下降
D.若要对样品中某一菌种计数,适宜采取的方法是稀释涂布平板法
【答案】B
【详解】A、A 中原料经过高温灭菌,而 B是现做熟豆腐片或豆腐脑等,仍含有微生物,因此发酵所需的微生物有可能主要来自 B,A正确;
B、微生物发酵过程的取样检测需采取无菌操作,而不仅是摇匀,B错误;
C、发酵中常有多种微生物共同作用,前期易因产酸菌的活动导致 pH 下降,C正确;
D、微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,若要对样品中某一菌种计数,适宜采取的方法是稀释涂布平板法,D正确。
2.研究者用酸笋开发具有降低胆固醇功能的益生菌。先将酸笋发酵液接种到含有的固体培养基上,筛选出乳酸菌。然后将乳酸菌接种到含有胆固醇的培养液中,筛选出能够降解胆固醇的乳酸菌。下列叙述错误的是( )
A.胆固醇属于脂质,主要为微生物的生长提供氮源
B.腌制酸笋需要水封,为乳酸菌发酵提供无氧环境
C.将酸笋发酵液用稀释涂布法接种到固体培养基中
D.溶钙圈直径与菌落直径比值大的菌落为目标菌落
【答案】A
【详解】A、胆固醇属于脂质,含有C、H、O元素,主要为微生物的生长提供碳源,不能为微生物的生长提供氮源,A错误;
B、乳酸菌是厌氧菌,腌制酸笋需要水封,为乳酸菌发酵提供无氧环境,B正确;
C、可用稀释涂布法将酸笋发酵液接种到固体培养基中,C正确;
D、乳酸菌发酵产生的乳酸能与CaCO3发生反应,使CaCO3分解成可溶性物质乳酸钙和气体二氧化碳,导致菌落周围出现透明圈,故溶钙圈直径与菌落直径的比值可代表微生物溶解CaCO3的能力大小,比值越大微生物溶解CaCO3的能力越大,所以溶钙圈直径与菌落直径比值大的菌落为目标菌落,D正确。
3.下列关于细胞工程的说法,错误的是( )
A.体外培养植物细胞时,可用蔗糖作为培养基的碳源
B.动物细胞应置于95%O2和5%CO2的混合气体中培养
C.体外诱导已分化的细胞,可获得具有全能性的iPS细胞
D.Ca2+载体可用于体外精子获能处理
【答案】B
【详解】A、植物组织培养的培养基中通常以蔗糖作为碳源,既可为植物细胞提供能量,也可维持培养基渗透压,植物细胞可吸收利用蔗糖,A正确;
B、动物细胞培养的气体环境为95%空气(提供细胞代谢所需的O2,纯O2会对细胞产生氧化毒害)和5%CO2(维持培养液pH),B错误;
C、iPS细胞即诱导多能干细胞,可通过体外诱导已分化的体细胞重编程获得,具有发育的全能性,C正确;
D、体外精子获能的化学诱导法中,可使用Ca2+载体、肝素等物质处理精子使其获能,D正确。
4.双特异性抗体可以同时识别两种不同的抗原。研究者用过氧化物酶免疫大鼠,取其脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(甲细胞),用生长抑素免疫同品系大鼠,获得脾脏细胞(乙细胞)。将甲、乙细胞融合获得杂交-杂交瘤细胞,筛选获得分泌双特异性抗体的细胞株,流程如下图。下列选项错误的是( )
A.①过程可用电刺激、PEG或灭活的病毒诱导细胞融合
B.②过程中未融合的乙细胞不能长时间存活并增殖
C.③过程需在单一培养孔中接种一个杂交-杂交瘤细胞
D.④过程需筛选过氧化物酶和生长抑素阳性反应细胞
【答案】A
【详解】A、动物细胞融合的常用诱导方法包括:电融合法、化学法PEG(聚乙二醇),灭活的病毒,电刺激是用来激活重构胚。A错误;
B、乙细胞是已免疫的B淋巴细胞,不具有无限增殖能力,因而不能长时间存活并增殖,B正确;
C、③是克隆化培养,目的是获得能分泌单一抗体的细胞株,因此需要在单一培养孔中接种单个杂交-杂交瘤细胞,C正确;
D、④过程需要筛选得到足量能产生目标双抗体的杂交-杂交瘤细胞,因此④过程需要筛选出同时对过氧化物酶和生长抑素都呈阳性反应的细胞株,D正确。
5.2025年5月12日,全球首例体细胞克隆犏牛在西藏曲水繁育基地诞生。该成果采用全基因组选择与体细胞克隆复合技术。下列说法正确的是( )
A.细胞融合获得的重构胚还需Ca2+激活使其完成细胞分裂和发育过程
B.卵子去核通常是在减数分裂Ⅰ中期,用显微操作法去除纺锤体—染色体复合物
C.全基因组测序时需提取犏牛体细胞高纯度DNA,该过程中需用相关酶去除蛋白质和RNA
D.克隆犏牛培育过程中,胚胎移植前需对供、受体母牛进行超数排卵处理
【答案】C
【详解】A、将体细胞核注入去核卵母细胞,并非细胞融合,体细胞与去核卵母细胞融合获得的重构胚不具备自发发育的能力,需通过Ca2+处理等物理或化学方法激活,才能启动细胞分裂和后续发育过程,A错误;
B、卵子去核通常选择减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞,此时纺锤体—染色体复合物靠近第一极体,便于显微操作去除,并非减数分裂Ⅰ中期,B错误;
C、全基因组测序时提取牛体细胞高纯度DNA,需要用蛋白酶去除蛋白质,用RNA酶去除RNA,这个过程确实需要相关酶来完成杂质去除,C正确;
D、胚胎移植前仅需对供体母牛做超数排卵处理以获得更多卵母细胞,受体母牛仅需进行同期发情处理,无需超数排卵,D错误。
6.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,哺乳动物重构胚激活的目标是使处于MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。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。下列叙述错误的是( )
A.胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
B.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
C.蛋白酶合成抑制剂可通过抑制MPF和CSF的合成使重构胚保持休眠
D.被激活的重构胚通常需培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植
【答案】C
【详解】A、在实际胚胎工程中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,A正确;
B、自然受精过程中,精子入卵后,MⅡ期的卵母细胞会恢复减数分裂完成受精,结合题干“升高细胞质中Ca2+水平的机制都可以激活重构胚”,可推测精子入卵促进了Ca2+内流,升高了细胞质中Ca2+水平,B正确;
C、MⅡ期卵母细胞停滞是由于MPF和CSF持续处于高水平,重构胚激活需要降低二者的水平。蛋白酶合成抑制剂抑制MPF和CSF的合成,会使细胞内原有MPF和CSF被降解后无法得到补充,二者水平下降,会促进重构胚激活,而非让其保持休眠,C错误;
D、哺乳动物的重构胚被激活后,通常需要培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植,D正确。
7.小鼠的类精子单倍体胚胎干细胞(haESCs)只含有一套染色体,可在体外无限增殖,并可进行基因编辑。将编辑后的haESCs注入去核MII期卵母细胞,激活后可发育为携带被编辑基因的后代。下列有关说法正确的是( )
A.注入去核卵母细胞的haESCs需先进行获能处理,以获得受精能力
B.haESCs与卵母细胞结合形成的细胞中线粒体DNA全部来自haESCs
C.该后代更容易显现被编辑基因控制的性状
D.细胞核移植技术无法使用haESCs作为核供体
【答案】C
【详解】A、获能处理是使精子获得受精能力的操作,该过程属于细胞核移植,并非受精作用,haESCs不需要进行获能处理,A错误;
B、重组细胞的细胞质来自去核MII期卵母细胞,线粒体位于细胞质中,因此线粒体DNA几乎全部来自卵母细胞,B错误;
C、haESCs只含有一套染色体,不存在等位基因对编辑基因的显隐性掩盖作用,因此被编辑基因控制的性状更容易显现,C正确;
D、题干中将编辑后的haESCs注入去核卵母细胞获得后代的过程就是以haESCs为核供体的细胞核移植技术,说明haESCs可作为核供体,D错误。
8.科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A.图示①过程采用酶解法获取原生质体时,可用聚乙二醇调节渗透压
B.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒时间过长而产生毒害
C.图示②过程可以通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
D.⑤过程获得的杂种植株细胞中具有来自马铃薯和西红柿的两个细胞核
【答案】C
【详解】A、聚乙二醇是诱导细胞融合的物质,不是调节渗透压的物质,通常加入甘露醇来调节渗透压,A错误;
B、叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用,B错误;
C、为了提高酶解效率,图示②过程可通过抽真空处理,利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙,通过处理,酶解效率会提高,C正确;
D、原生质体融合后会发生核融合,杂种植株细胞是一个杂种细胞核,不是两个细胞核共存,D错误。
9.猴痘病毒(MPXV)的A29L、A35R蛋白具有抗原特性,A29L蛋白上分布有多个抗体的结合位点,抗体与某一位点的结合不影响其他位点。实验室获得该病毒的两种单克隆抗体,已知单抗A结合位点在A29L蛋白上,为探究单抗B的结合位点是否与单抗A相同,进行了如下实验:①取病毒分为等量5组②分别加入充足抗体③分离得到病毒与抗体结合物,并检测其荧光强度。下表为实验结果,下列说法正确的是( )
组别
单抗A
单抗A*
单抗B
单抗B*
荧光强度(au/mL)
1
-
-
-
+
a
2
-
+
-
-
b
3
+
-
-
+
c
4
-
+
+
-
d
5
-
+
-
+
e
“※”代表荧光标记,单个抗体荧光强度相同
A.若a、b相同,则单抗A、B的结合位点相同
B.若a、c相同,则单抗B结合位点在A29L蛋白上
C.若b、d不同,则单抗A、B结合位点相同
D.若e明显强于c,则单抗A、B结合位点不同
【答案】C
【详解】A、a是仅加入荧光标记单抗B的荧光强度,b是仅加入荧光标记单抗A的荧光强度,二者相同仅说明两种抗体结合后总荧光强度相近,与二者结合位点是否相同无关联,A错误;
B、a、c相同说明加入未标记单抗A不影响单抗B的结合,存在两种可能:一是单抗B结合位点在A29L上但与单抗A不同,二是单抗B结合位点不在A29L上(如在A35R上),无法得出单抗B结合位点在A29L的结论,B错误;
C、b是仅加入荧光标记单抗A的荧光强度,d是先加未标记单抗B再加荧光标记单抗A的荧光强度,若二者不同,说明单抗B的存在抑制了单抗A的结合,由于题干明确抗体结合某一位点不影响其他位点,因此只能是二者结合位点相同,发生了竞争结合,C正确;
D、若二者结合位点相同,组3中未标记单抗A会占据全部结合位点,单抗B*几乎无法结合,c接近0;组5中单抗A*和B*竞争结合位点,总荧光强度接近a或b,也会出现e明显强于c的情况,无法判断位点不同,D错误。
故选C。
10.关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列说法正确的是( )
A.PCR扩增前,应根据待扩增DNA片段的长度设置合适的延伸温度
B.根据待分离DNA片段的大小,用扩增缓冲液配制成琼脂糖溶液
C.通过电泳分离质粒时,待分离的质粒越大,配制的琼脂糖溶液浓度越高
D.上图中甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同
【答案】D
【详解】A、PCR扩增前,应根据待扩增DNA片段的长度设置合适的延伸时间,A错误;
B、根据待分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配制成琼脂糖溶液;扩增缓冲液是加在PCR反应体系中(与其他各成分加到离心管中);凝胶载样缓冲液(内含指示剂)是与PCR产物混合,注入凝胶加样孔内,B错误;
C、大小和构象一定的DNA分子,其迁移速度在不同浓度的琼脂糖凝胶中各不相同,凝胶浓度的选择取决于DNA分子的大小,通常DNA分子越大,凝胶浓度越低,C错误;
D、电泳时,在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关,迁移速率相同时,DNA分子大小可能不同,D正确。
11.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的说法,正确的是( )
A.向含DNA的滤液加入冷酒精后析出的白色丝状物为蛋白质
B.为提高DNA提取量,可将研磨液过滤后在室温下静置过夜
C.实验过程中可进行两次离心,且两次离心均需要取上清液
D.DNA沸水浴下遇二苯胺试剂呈蓝色,此时DNA空间结构被破坏
【答案】D
【详解】A、DNA不溶于冷酒精,而蛋白质可溶解在酒精中,因此加入冷酒精后析出的白色丝状物是DNA,不是蛋白质,A错误;
B、室温下研磨液中的DNA酶会分解DNA,若室温静置过夜会导致DNA降解,提取量下降,无法提高提取量,B错误;
C、第一次离心为研磨破碎细胞后的离心,需取溶解有DNA的上清液;第二次为加入冷酒精析出DNA后的离心,需取含有DNA的沉淀物,C错误;
D、DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下反应呈蓝色,高温会破坏DNA的双螺旋空间结构使其变性,D正确。
12.如图为免疫PCR技术的主要原理。利用该技术检测血样中微量淀粉样蛋白(Aβ)的核心流程包括:①用固定化的抗体1捕获Aβ并洗涤;②加入DNA标记的抗体2与Aβ结合并洗涤;③进行PCR扩增并对产物进行鉴定。下列叙述错误的是( )
A.检测技术中抗体1和抗体2的作用不同
B.③中进行PCR时还需要加入TaqDNA聚合酶、原料、模板DNA、引物等
C.在对PCR产物进行电泳鉴定时,通常需要在琼脂糖凝胶中加入核酸染料
D.免疫PCR可以将少量抗原“信号”放大为大量DNA“信号”,以提高检测的灵敏度
【答案】B
【详解】A、抗体1固定在固相支持物上,用于捕获和分离Aβ;抗体2带有 DNA标记,与Aβ结合后,通过PCR检测DNA标记,从而间接检测Aβ,抗体1和抗体2的作用不同,A正确;
B、在免疫PCR过程中,模板DNA来自抗体2上标记的DNA(即抗体2与Aβ结合后,其DNA标记作为PCR模板),当加入PCR反应体系时,模板DNA已经通过抗体2引入,不能加入模板DNA。其他成分,如TaqDNA聚合酶、dNTP、引物等是PCR必需的,B错误;
C、对PCR产物进行鉴定,常采用琼脂糖凝胶电泳技术。核酸染料能嵌入DNA中,在琼脂糖凝胶中加入核酸染料,在紫外灯下检测,便于观察电泳条带,C正确;
D、免疫PCR检测特定抗原时,即使样品中仅存在少量抗原,在抗体2与抗原结合后,以抗体2上结合的DNA分子作为模板,通过PCR扩增即可产生大量DNA分子,因而能够提高检测灵敏度,D正确。
13.下图表示利用大引物PCR进行定点基因突变的技术流程,下列相关叙述错误的是( )
A.获取突变改良基因过程中需要设计三种引物
B.第一次PCR至少需要经过3个循环,才能得到可用于第二次PCR的双链大引物
C.两次PCR可在同一支试管中进行,第二轮PCR复性温度比第一轮高
D.PCR扩增时添加Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶的活性
【答案】B
【详解】A、获取突变改良基因过程中需要设计三种引物:常规上游引物、常规下游引物、突变上游引物,A正确;
B、第一次PCR需至少2个循环才能得到双链大引物,但该大引物在第二次PCR中仅单链作为引物使用,B错误;
C、三种引物之间不会碱基互补配对,故两次PCR可在同一支试管中进行,第二轮PCR在同一支试管里以第一轮的产物作为扩增引物,引物更长,因此复性温度需要设置得更高,提高扩增特异性,以防止第一轮的引物结合到DNA上,C正确;
D、PCR扩增时添加Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶的活性,D正确。
14.基因工程技术在迅猛发展,为人类的生产生活带来很多便利,但同时也带来了一些安全性问题,下列说法正确的是( )
A.乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与药用蛋白启动子重组后导入动物的受精卵中
B.将外源生长素基因导入鲤鱼中可提高鲤鱼的生长速度
C.通过基因组编辑技术可以设计完美试管婴儿
D.在转基因研究中,科学家通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性来防止基因污染
【答案】D
【分析】1、动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台,使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺,利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力,在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称;
2、乳腺生物反应器是最理想的生物反应器,它的优点:(1)药物蛋白只在乳腺内,对动物的生理活动不影响;(2)长期收集也不会对动物造成伤害;(3)产品成本低;(4)无论纯化还是使用都很方便。
【详解】A、乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,通过显微注射等方法导入哺乳动物的受精卵中,A错误;
B、生长素是植物激素,对动物不起作用。将外源生长激素基因导入鲤鱼中,可提高鲤鱼的生长速度,B错误;
C、目前的技术水平还无法通过基因组编辑技术设计出完美的试管婴儿,且“设计试管婴儿”存在伦理争议等诸多问题,C错误;
D、在转基因研究中,科学家通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性,这样花粉就不能正常受精,从而防止基因污染,D正确。
故选D。
15.下列关于生物安全的叙述,正确的是( )
A.消除生物武器威胁、防止生物武器及其技术和设备扩散是生物安全防控的重要方面
B.生殖性克隆和治疗性克隆都涉及细胞核移植技术,中国政府不接受任何克隆实验
C.只要有证据表明某种转基因产品有害,就应该全面禁止转基因技术的应用
D.设计试管婴儿与试管婴儿技术技术流程基本相同,都需要进行特定基因的检测
【答案】A
【分析】生物安全在农业领域中,指遗传修饰生物(如转基因作物)对人体及生态系统造成的安全性问题;在生态领域中,指外来有害生物的引进和扩散,对人类生产和健康造成不利影响的各种传染病、害虫、真菌、细菌、线虫、病毒和杂草等。除此之外,生物安全还包括生物遗传资源流失、实验室生物安全、微生物耐药性、生物恐怖袭击等。生物安全是人的健康、动植物健康、生态环境健康三者安全统一的概念。
【详解】A、在生物恐怖威胁不断上升、全球传染病疫情频发的情况下,消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面,A正确;
B、克隆人技术并未完全成熟。中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但是不反对治疗性克隆,B错误;
C、转基因技术中,只要有证据表明产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用,C错误;
D、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术,不需要进行基因检测;设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术,需要进行基因检测,D错误。
故选A。
二、选择题:共5小题,每小题3分,共15分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个最符合题目要求。
16.研究人员将铁皮石斛愈伤组织细胞与金钗石斛叶肉细胞进行原生质体融合,以获得抗逆性更强的铁皮石斛新品种。融合前,先对金钗石斛叶肉原生质体进行放射性处理,使大部分染色体被破坏,丧失独立增殖能力。已知两种石斛为不同物种,均为二倍体。下列说法错误的是( )
A.去除两种石斛细胞的细胞壁,需用纤维素酶和果胶酶共同处理
B.融合后,能持续分裂且呈绿色的细胞即为杂种细胞
C.诱导二者原生质体融合可采用高Ca2+-高pH融合法
D.成功诱导融合获得的铁皮石斛新品种为四倍体植株
【答案】D
【详解】A、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,根据酶的专一性,去除两种石斛细胞的细胞壁需用纤维素酶和果胶酶共同处理,A正确;
B、金钗石斛叶肉细胞含叶绿体,因此含其原生质体的融合细胞呈绿色,但金钗石斛原生质体染色体大多被破坏,丧失独立增殖能力,铁皮石斛愈伤组织细胞无叶绿体,但染色体完整可增殖,因此融合后能持续分裂且呈绿色的细胞为同时具备二者遗传物质的杂种细胞,B正确;
C、诱导植物原生质体融合的化学方法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法,该方法可用于诱导二者原生质体融合,C正确;
D、融合前金钗石斛叶肉原生质体的大部分染色体已被破坏,杂种细胞不具备两个物种完整的染色体组,因此获得的铁皮石斛新品种不是四倍体植株,D错误。
17.利用基因编辑和AI智能发酵等技术优化菌株和发酵过程,可缩短生产周期、提高生产效率。下列说法错误的是( )
A.啤酒生产中利用基因编辑技术敲除大麦的淀粉酶基因可提升淀粉糖化效率
B.利用AI智能发酵技术生产的微生物农药包括微生物或其代谢物
C.通过AI智能发酵系统调控发酵条件可提高从微生物细胞中提取单细胞蛋白的量
D.若产品是代谢物可采用过滤、沉淀的方法将其分离干燥
【答案】ACD
【详解】A、淀粉糖化过程需要淀粉酶催化淀粉水解,敲除大麦的淀粉酶基因后,大麦无法合成淀粉酶,会降低淀粉糖化效率,A错误;
B、微生物农药指用于防治病虫害的微生物或其代谢产物,包括微生物菌体和其代谢物两类,B正确;
C、单细胞蛋白是发酵获得的微生物菌体本身,无需从微生物细胞中提取,直接通过过滤、沉淀收集菌体即可得到单细胞蛋白,C错误;
D、过滤、沉淀是分离收集微生物菌体的方法,若产品是代谢物,需根据代谢物的性质选择蒸馏、萃取、离子交换等方法分离提纯,D错误。
18.交错PCR能实现同源基因的重组(如图,仅示单链)。第一轮延伸15s,获得短产物①②。在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸15s,合成交错产物③④。每一轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物一模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因产物。相关叙述正确的是( )
A.交错PCR原理是DNA半保留复制
B.交错PCR延伸温度设定为55℃可增加交错次数
C.上一轮交错产物需与模板链严格配对才能继续下一轮扩增
D.若交错循环20轮,一共产生220个DNA分子
【答案】AB
【详解】A、交错PCR是PCR技术的延伸,利用了DNA半保留复制,A正确;
B、在第二轮开始时(95℃)产物①②与原来模板分开,然后(55℃)随机地与不同模板交错结合,延伸15s,合成交错产物③④,故延伸温度设定为55℃可增加交错次数,B正确;
CD、交错延伸PCR与普通PCR技术的区别是每轮扩增仅延伸一小段,经过多轮“产物—模板”交替结合、延伸,最终扩增出交错重组基因片段混合产物,故上一轮交错产物不需与模板链完全配对即可继续下一轮扩增,交错循环20轮,也只产生1个DNA分子,CD错误。
19.光敏色素在调节作物生长发育中具有重要作用。为研究拟南芥中光敏色素基因A(含大约256个碱基对)在小麦种质资源创制中的利用价值,科研人员将A基因转入到小麦中,对小麦受体细胞进行检测,并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图甲、乙所示,电泳检测结果如图丙。下列说法错误的是( )
A.构建基因表达载体时应选用BamHⅠ和HindⅢ这两种限制酶
B.PCR反应过程中每次循环都要经历目的各不相同的两次升温和一次降温
C.表达载体导入受体细胞后,可用含卡那霉素的培养基进行初步筛选
D.由图丙电泳结果可知,1、2、3、4号转基因小麦均培育成功
【答案】ACD
【详解】A、限制酶的选择要确保目的基因和质粒相应结构的完整性,BamHⅠ会将质粒的四环素抗性基因和卡那霉素抗性基因全部破坏,基因表达载体将没有标记基因,后续无法进行筛选,A错误;
B、PCR的过程包括(90℃~95℃)变性、(50℃~65℃)退火、(72℃)延伸等三个过程,B正确;
C、目的基因正确插入会导致卡那霉素抗性基因被破坏,而四环素抗性基因完整,所以初步筛选使用含四环素的培养基,C错误;
D、如图丙所示结果只能说明转基因小麦中含有光敏色素基因A,但不能说明基因A是否表达,无法确定转基因小麦是否培育成功,D错误。
20.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:是腐草霉素抗性基因,是卡那霉素抗性基因)。下列说法错误的是( )
A.从农杆菌中提取质粒,用EcoRⅠ和HindⅢ酶切后电泳,若出现3条条带则表明转化成功
B.在含有卡那霉素的选择培养基中筛选,最终获得重组菌株
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】AB
【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。若出现3条条带,提示可能为未完全切割、多拷贝连接或非特异性片段,不能作为转化成功的标志,A错误;
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。
三、非选择题:共5小题,55分。
21.(14分,除特殊说明外,每空2分)
近年来,《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中不乏利用微生物发酵制作的美食,如素有“东方奶酪”之称的“石宝寨牌”忠州豆腐乳、中国泡菜领导品牌“吉香居”等。回答下列有关问题:
(1)“石宝寨牌”忠州豆腐乳前期发酵是在严格的无菌条件下,接入优良毛霉品种,这样可以_________, 温度控制在_________,并保持一定的湿度。然后向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是_________,同时,盐还能__________________,避免豆腐块腐败变质。后期加入食盐、香料粉、乌杨白酒密封发酵6个月,乌杨白酒含量一般控制在12%左右的原因是___________________________。
(2)制作吉香居泡菜时,起主要作用的微生物是_________。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的目的是_________。在发酵初期,很多杂菌会大量繁殖,其中导致泡菜水的表面长白膜原因是___________________________。
【答案】(1) 避免其他菌种的污染,保证产品的质量 15〜18℃ 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物的生长 酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间,含量过低,则不能抑制杂菌生长
(2) 乳酸菌 增加乳酸菌含量 酵母菌大量繁殖形成的菌膜
【详解】(1)豆腐乳前期发酵是在严格的无菌条件下,接入优良毛霉品种,这样可以避免其他菌种的污染,保证产品的质量;毛霉的最适生长温度为15~18 ℃ ,因此需温度控制在15~18 ℃,并保持一定的湿度,让毛霉快速生长。腐乳制作过程中,加盐可以析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,在后期的制作过程中不会过早酥烂;同时,盐能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。白酒含量一般控制在12%左右,酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间,含量过低,则不能抑制杂菌生长。
(2)制作泡菜利用的是乳酸菌,在无氧的环境下,乳酸菌大量繁殖,能将葡萄糖分解成乳酸。陈泡菜液含有乳酸菌,可为泡菜发酵提供菌种,因此为了缩短制作时间、增加乳酸菌含量,可在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液。在发酵初期,酵母菌会导致泡菜水的表面长白膜,该白膜是酵母菌大量繁殖形成的菌膜。
22.(8分,除标记外,每空1分)下图为甲(2n =10)、乙(2n=18)两种植物的叶肉细胞利用体细胞杂交技术培育出幼苗的流程图,图中①、②、③表示过程或物质。回答下列问题∶
(1)图中的过程①需用__酶去掉细胞壁;过程②在人工诱导原生质体融合的过程中基本有两种方法——物理法和化学法,请依次分别列举出一种具体的方法____。
(2)图中细胞培养成愈伤组织的过程中,由于培养的细胞一直处于不断的___状态,因此容易受到____和____的影响而产生突变,细胞经过_____过程发育成个体,从产生的突变体中选育出有用的突变体,进而培育成新品种。
(3)图示幼苗的细胞中最多含有____条染色体。体细胞杂交育种方法的优点体现在____(答出两点)。
【答案】(1) 纤维素酶和果胶 离心法(电融合法)、PEG融合法(高Ca2+-高pH融合法)
(2) 增殖 培养条件 诱导因素 脱分化和再分化
(3) 56 打破生殖隔离,实现远缘杂交:将两种生物的优良性状集中于后代
【分析】据图分析,图示是植物体细胞杂交的过程,①是除去细胞壁,②是融合形成原生质体;③是再生细胞壁形成杂种细胞;脱分化形成愈伤组织,再分化形成植株。
【详解】(1)图中的过程①需用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁;过程②在人工诱导原生质体融合的过程中基本有两种方法一物理法和化学法,物理法包括离心法、电融合法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等。
(2)图中细胞培养成愈伤组织的过程中,由于培养的细胞一直处于不断的增殖状态,因此容易受到培养条件和诱导因素的影响而产生突变,细胞经过脱分化和再分化过程发育成个体,从产生的突变体中选育出有用的突变体,进而培育成新品种。
(3)融合细胞内的染色体数目为10+18=28,当细胞进行有丝分裂的后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,因此细胞中染色体数目最多为56条。体细胞杂交育种方法的优点体现在:将两种生物的优良性状集中于后代,打破生殖隔离,实现远缘杂交。
【点睛】本题考查植物体细胞杂交和染色体变异相关知识,意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。
23.(13分,除标记外,每空1分)肿瘤细胞表面有受体EGFR,CD3是T细胞表面的标志性抗原。科研人员制备双特异性抗体EGFR/CD3,可招募T细胞定向移至肿瘤细胞,增强其对肿瘤细胞的杀伤力,过程如下图所示。
(1)动物细胞培养:动物细胞培养应提供的气体条件是_______,其中CO2的作用是_______。注射EGFR进入小鼠体内后,可从小鼠_________中获取能产生特异性抗体的细胞B,并用________酶进行处理分离制备成细胞悬液。细胞B与细胞A融合前,______(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞B数量。
(2)诱导融合:细胞融合过程中可添加脂溶性物质________促进细胞融合。
(3)第一次筛选:常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对未融合的细胞和________细胞生长具有抑制作用。为了提高异种细胞筛选的成功率,也可以通过红、绿颜色荧光分别标记A、B细胞膜蛋白,再用荧光显微镜观察融合细胞表面的________现象进行筛选。
(4)第二次筛选:筛选出杂交瘤细胞后,先进行_______培养,再利用_______方法,来获得能产生特定抗体的单克隆杂交瘤细胞。
(5)克隆培养:在体外进行杂交瘤细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加________等天然成分。据图分析,抗体是由两条H链和两条L链组成的4条肽链的对称结构,双杂交瘤细胞在理论上会产生多种抗体,原因是______。
(6)双特异性抗体治疗肿瘤的效果往往优于EGFR抗体和CD3抗体的联合使用,原因是______。
【答案】(1) 95%空气和5%CO2 维持培养液的pH 脾脏 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 不需要
(2)PEG
(3) 融合的具有同种核/同种融合 荧光的颜色/红绿相间
(4) 克隆化/细胞克隆/克隆 抗体检测呈阳性/抗原—抗体杂交法/抗体阳性检测
(5) 动物血清 双杂交瘤细胞会表达产生两种H链和两种L链,H链和L链的结合又是随机的,因而产生多种抗体
(6)招募T细胞定向移至肿瘤细胞,增强其对肿瘤细胞的杀伤力
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】(1)动物细胞培养需95%空气和5%CO2的混合气体。95%空气提供细胞呼吸所需的O2,5%CO2能维持培养液的pH稳定。EGFR作为抗原注射小鼠后,小鼠免疫系统会产生特异性抗体,能产生该抗体的B淋巴细胞主要存在于脾脏中,因此从脾脏中获取细胞B。脾脏组织中的细胞相互黏连,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解细胞间的蛋白质,使细胞分散形成细胞悬液。细胞B是已免疫的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞(细胞A)融合前无需原代培养扩大数量,直接融合即可满足实验需求。
(2)诱导动物细胞融合的脂溶性物质是PEG(聚乙二醇)。PEG能改变细胞膜的通透性,使两个细胞的细胞膜融合,进而实现细胞质和细胞核的融合。
(3)HAT培养基是筛选杂交瘤细胞的常用选择培养基,它能抑制未融合的亲本细胞(细胞A、细胞B)和同种融合细胞(如细胞A与细胞A融合、细胞B与细胞B融合)的生长,仅允许异种融合的杂交瘤细胞存活。若用红、绿荧光分别标记细胞A和细胞B的膜蛋白,异种融合的杂交瘤细胞表面会同时出现红色和绿色荧光(红绿相间),可通过荧光显微镜观察该现象快速筛选出目标融合细胞。
(4)第一次筛选得到的杂交瘤细胞可能存在多种,需先进行克隆化培养,获得单一细胞来源的克隆群,保证细胞的纯度。通过抗原—抗体杂交法等抗体阳性检测方法,筛选出能产生特定抗体(抗EGFR抗体或抗CD3抗体)的单克隆杂交瘤细胞,排除产生无关抗体的细胞。
(5)体外培养杂交瘤细胞时,合成培养基需添加动物血清等天然成分,血清中含多种未知营养物质,能满足细胞生长和增殖的需求。双杂交瘤细胞由单克隆杂交瘤细胞与细胞C融合形成,会表达两种不同的H链和两种不同的L链。由于H链和L链的结合是随机的,会形成多种组合,因此理论上会产生多种抗体。
(6)双特异性抗体同时具备与肿瘤细胞表面EGFR、T细胞表面CD3结合的能力,能直接将T细胞定向招募至肿瘤细胞周围,使T细胞与肿瘤细胞紧密接触,从而增强T细胞对肿瘤细胞的特异性杀伤力。 相比EGFR抗体和CD3抗体联合使用,双特异性抗体的“桥梁作用”更直接、高效,避免了两种抗体单独作用时的靶向性不足问题。
24.(13分,除标记外,每空2分)抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种人体血浆蛋白,临床上主要用于血液性疾病的治疗。下图为培育转基因绵羊获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程图。请回答:
(1)为了获取抗凝血酶Ⅲ蛋白基因,可以先采集人的血液,提取总RNA作为模板,在________(1分)酶的作用下合成总cDNA,然后以cDNA为模板,使用PCR技术扩增目的基因。
(2)在过程①构建的基因表达载体中,为实现抗凝血酶Ⅲ基因能在转基因绵羊的乳腺细胞中表达,应让该基因和________的启动子等调控组件结合在一起。若要检测该基因是否在转基因绵羊中表达,常采用的方法是________。
(3)过程③中,一般要用________处理以获取更多的卵母细胞并将其培养到________时期进行去核。
(4)过程④中采用的技术是________,过程⑦移植后的胚胎在受体子宫存活的生理学基础是________。
【答案】(1)反转录酶(或逆转录酶)
(2) 乳腺蛋白基因 抗原—抗体杂交技术
(3) 促性腺激素 减数第二次分裂中期
(4) 显微注射法 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应
【分析】图示是转基因绵羊获得抗凝血酶蛋白的流程图,其中①表示基因表达载体的构建;②表示成纤维细胞的获得;③表示卵母细胞的获得;④表示将目的基因导入受体细胞;⑤表示将供体细胞注射入去核的卵母细;⑥表示重组细胞发成早期胚胎;⑦表示胚胎移植;⑧转基因绵羊的获得。
【详解】(1)由mRNA得到DNA的过程成为逆转录过程,该过程需要在反转录酶(逆转录酶)的作用下进行。
(2)在过程①构建的基因表达载体中,为实现抗凝血酶Ⅲ基因能在转基因绵羊的乳腺细胞中表达,应让该基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件结合在一起。鉴定目的基因是否表达,属于翻译水平的检测,采用的方法是抗原-抗体杂交技术,检测目的基因是否表达出相应的蛋白质。
(3)超数排卵一般要用促性腺激素处理以获取更多的卵母细胞,并将其培养到减数第二次分裂中期进行去核。
(4)通常采用显微注射法将重组质粒导入受体细胞。哺乳动物早期胚胎形成后,移植后的胚胎在受体子宫存活的生理学基础是受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应。
【点睛】本题难度不大,属于考纲中识记层次的要求,解题关键是能够准确分析流程图,确定运用的技术,并且能够识记相关基础知识。
25.(7分,除标记外,每空1分)科研人员将一种水稻DNA病毒增殖的关键基因——P基因的部分反义片段构建表达载体转入水稻细胞,表达出的RNA与病毒转录的RNA互补,抑制病毒基因的表达,从而获得抗病毒的水稻植株。下图为病毒P基因结构、质粒及酶切位点示意图。
(1)利用双酶切法将P基因的反义片段插入质粒,若在片段上游加入SpeⅠ的酶切位点,下游应加入限制酶切位点为________。扩增P基因的反义片段所需的引物应选择________,两个引物的末端序列分别为________(对应前一空的顺序填写序号)。
①5'—AAGCTT—3' ②5'—CTTAAG—3'
③5'—GAATTC—3' ④5'—TCTAGA—3'
⑤5'—ACTAGT—3' ⑥5'—TGATCA—3'
(2)构建重组质粒时,P基因的反义片段和质粒分别用限制酶切割后,还需用到的酶是________。利用重组质粒将反义片段导入植物细胞后,筛选时需在培养基中添加________。
(3)筛选得到的转基因植物细胞通过________获得完整抗病毒水稻。为了验证水稻是否具有抗病毒特性,需对转基因水稻接种该DNA病毒,并检测感染细胞中是否含有P基因DNA、mRNA和P蛋白,若________,则证明转基因水稻具有抗病毒能力。
【答案】(1) EcoR I F2和R1 ⑤和③
(2) DNA连接酶 潮霉素
(3) 植物组织培养技术 满足P基因DNA存在,但mRNA和P蛋白含量显著降低(或无P蛋白)
【详解】(1)已知上游加入SpeⅠ(5'-ACTAGT-3'),其切割后产生5'-A和CTAGT-3'的黏性末端。为了使P基因反义片段能够反向插入质粒,观察质粒图谱,SpeⅠ和XbaⅠ的切割位点位于T-DNA区域内,且XbaⅠ的识别序列为5'-TCTAGA-3',切割后产生5'-T和CTAGA-3'的黏性末端,为了防止目的基因与运载体随意拼接和自身环化,不能选择Xba Ⅰ酶进行切割,应选择EcoR I酶进行切割。
根据转录方向可知,P基因以下面一条链作为转录的模板链,故P基因的反义片段,应该以P基因的上面一条链为转录的模板链,本质上扩增P基因的反义片段实际就是扩增P基因,故所需的引物应选择F2和R1(引物与目的基因的3'结合,从5'→3'进行延伸子链)。
确保扩增出来的P基因的部分反义片段与运载体拼接,故需要在扩增出来的片段5'添加限制酶,由于P基因的反义片段,应该以P基因的上面一条链为转录的模板链,故其启动子应该在右边,即P基因的右边片段需要靠近运载体上的启动子区域,即添加SpeⅠ酶切位点,即序列⑤;P基因的左侧序列需要添加EcoRI的酶切位点,即序列③。
(2)限制酶切割后,需用 DNA连接酶将目的片段与质粒连接。 目的基因插入的位置为T-DNA(T-DNA可以转移到受体细胞的染色体DNA上)该片段具有潮霉素抗性基因,故利用重组质粒将反义片段导入植物细胞后,筛选时需在培养基中添加潮霉素,将含有重组质粒将反义片段的植物细胞筛选出来。
(3)转基因细胞需通过植物组织培养(脱分化→愈伤组织→再分化→完整植株)获得完整抗病毒水稻。为了验证水稻是否具有抗病毒特性,需对转基因水稻接种该DNA病毒,并检测感染细胞中是否含有P基因DNA、mRNA和P蛋白,若满足P基因DNA存在,但mRNA和P蛋白含量显著降低(或无P蛋白),则证明转基因水稻具有抗病毒能力。
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