


河南省郑州市中牟县第一高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题(原卷版+解析版)
展开 这是一份河南省郑州市中牟县第一高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题(原卷版+解析版),共28页。试卷主要包含了单项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(16小题,每题3分,共48分)
1. 下列关于传统发酵的叙述,正确的是( )
A. 腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 果酒放置一段时间后,表面形成一层酵母菌构成的“白膜”
C. 糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可将乙醇转化为乙酸
D 泡菜制作过程中,乳酸越多,亚硝酸盐含量越低,泡菜品质越佳
2. 下列关于培养基配制的叙述,错误的是( )
A. 常用固体培养基对微生物进行分离、纯化和鉴定
B. 固体培养基中的琼脂除了凝固作用之外,通常还可以被微生物所利用
C. 乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某种有机物
D. 无论是固体培养基还是液体培养基,配制时都要加水
3. 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术,下列有关植物组织培养的叙述,正确的是( )
A. 取兰花的芽或茎尖作为外植体是因为这些部位的组织细胞分化程度低,全能性也低
B. 接种外植体后先在暗处培养一段时间,再在光下培养
C. 茎尖材料消毒时,需用无菌水处理后再用次氯酸钠溶液冲洗
D. 生根试管苗在炼苗后,应连带培养基栽植于肥沃疏松基质中
4. 紫花苜蓿易使家畜患鼓胀病,我国科学家利用另一种植物百脉根培育抗鼓胀病的苜蓿新品种F,主要流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该育种方法可以打破生殖隔离,实现种间基因交流
B. 融合的原生质体再生细胞壁的过程与高尔基体有关
C. 诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体即可筛选出异种融合细胞
D. 从D到F需更换培养基,通常使愈伤组织先生芽后生根
5. 甘薯属无性繁殖作物,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难以解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A. 利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,加速育种进程
B. 利用植物组织培养技术,可以高效快速的实现种苗的大量繁殖
C. 利用原生质体融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和
D. 利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力
6. 抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,同时不会对健康细胞造成伤害。下列叙述正确的是( )
A. ADC能够通过增强免疫反应来杀伤肿瘤细胞
B. 制备单克隆抗体的过程中融合后的细胞既能无限增殖,又能产生抗体
C. ADC可以识别并结合肿瘤细胞表面的特定抗原
D. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外大规模培养可得到抗ADC抗体
7. 某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A. 营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B. 获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C. XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D. 若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
8. 关于“克隆羊”与“试管羊”的叙述,错误的是( )
A. 克隆羊是无性生殖的产物,试管羊是有性生殖的产物
B. 培育克隆羊需要进行核移植,培育试管羊需要进行体外受精
C. 培育克隆羊是细胞水平的技术,培育试管羊是DNA分子水平的技术
D. 克隆羊染色体来自提供细胞核的亲本,试管羊的染色体来自双亲
9. 为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得
B. HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C. 杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D. 图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
10. 基因工程的操作过程中需要对 DNA 分子进行操作,但 DNA 双螺旋的直径只有 2nm,对如 此微小的分子进行操作是一项非常精细的工作,需要用专门的分子工具进行操作。关于分子 工具说法正确的是( )
A. 限制酶主要从原核生物中分离纯化,作用于 DNA 分子其中一条链中特定部位的磷酸二酯 键。
B. 限制酶切割产生的 DNA 末端有黏性末端和平末端,其中 T4DNA 连接酶只能连接平末端
C. 基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体和动植物病毒等
D. 质粒是一种裸露的独立于原核细胞拟核 DNA 之外的环状双链 DNA 分子
11. 某小组用限制酶处理DNA后获得了如图所示的3种黏性末端。下列相关叙述正确的是( )
A. 限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的
B. 这3种黏性末端都是由同种限制酶切割获得
C. T4 DNA连接酶不能连接互补的黏性末端
D. E.cli DNA连接酶可以将甲、乙连接起来
12. 如图是将目的基因导入大肠杆菌内制备“基因工程菌”的示意图,其中引物1-4在含有目的基因的DNA上的结合位置如甲图所示,限制酶BamHⅠ、EcRⅠ、HindⅢ在质粒上的识别位点如乙图所示。以下说法错误的是( )
A. PCR第一轮循环的产物可作为第二轮反应的模板
B. 若已经合成了图甲所示4种引物,应选择引物2和3扩增目的基因
C. 过程①中应使用限制酶BamHⅠ切割质粒
D. 对于转化失败的大肠杆菌及其培养基应进行灭菌处理,以防其污染环境
13. 动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品,大致过程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A. 通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因等
B. ④通常采用显微注射法
C. 只有转基因母牛乳腺细胞中具有人的药用蛋白基因
D. 该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
14. 下列关于蛋白质工程和基因工程的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质
B. 基因工程工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质
C. 蛋白质工程既能改造现有的蛋白质,又能制造新的蛋白质
D. 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
15. 大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是( )
A. 提取DNA时可加入酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B. 将提取的DNA溶于2ml/LNaCl溶液后;可用二苯胺试剂进行鉴定
C. 电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D. 根据电泳结果,质粒上一定没有限制酶I和Ⅱ的切割位点,而有限制酶Ⅲ的切割位点
16. 下列关于传统发酵技术及发酵工程的叙述,正确的有( )
①泡菜腌制过程中,随着发酵时间的延长,亚硝酸盐含量越来越高
②缺乏糖源时,醋酸菌可将乙醇还原成乙醛,再将乙醛还原成乙酸
③利用乳酸菌制作酸奶时,为了防止杂菌污染,可在牛奶中加入少量抗生素
④谷氨酸发酵生产时,在中性和弱碱性条件下易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
⑤啤酒发酵工业化生产流程中,焙烤的目的是杀死种子的胚以及使淀粉酶失活
⑥若发酵产品是微生物细胞本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
⑦制备微生物饲料的单细胞蛋白可以通过发酵工程从微生物的细胞中提取
⑧微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸等物质来增进土壤肥力
A. 2项B. 3项C. 4项D. 5项
二、非选择题(共52分)
17. 微生物驯化是指在微生物培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药—敌敌畏的微生物,并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题:
(1)已知驯化培养基成分为蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、水等,驯化时逐步加入的物质X是__________。依照物理性质划分,驯化培养基属于__________培养基,其中蛋白胨可提供__________,氯化钠和磷酸二氢钾两种无机盐,在培养基中具有__________的作用(至少答两点)
(2)用于筛选的样品应来自__________的土壤。将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为__________,该方法是否需要梯度稀释才能获得单菌落____________。
(3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的培养基C,培养24小时后,通过测定培养基中__________,可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量,在如图所示的稀释度下涂布了4个平板培养基D,统计菌落数分别为250、247、312、253,测得培养基C中活菌数为1.25×107个/mL,则涂布的菌液Y为__________mL。
18. 如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程。回答以下问题:
(1)由植株A培育成植株②的育种方法为____________________。图中需要通过植物组织培养技术获得的植株有____________________。上述植株中与植株A基因型一定相同的是____________________。
(2)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗,原因是茎尖分生组织________________________________________;诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫作____________________。
(3)植株⑤是利用____________________获得新植物体技术,利用的生物学原理是____________________。获得融合细胞的过程常用物理法促进细胞融合,如____________________(答出2点),杂种细胞形成的标志是________________________________________。
(4)科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记原生质体A和B的蛋白质,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到____________________种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)。
(5)与传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是________________________________________。
19. 美西螈具有很强的再生能力。研究表明,美西螈的巨噬细胞在断肢再生的早期起重要作用。为研究巨噬细胞的作用机制,科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14的单克隆抗体,具体方法如下。回答下列问题:
抗CD14单克隆抗体的制备流程如图所示:
(1)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射____________________和____________________。
(2)步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是____________________。在进行该细胞培养时,需要给细胞提供气体环境为95%空气和____________________,其作用是____________________。
(3)吸取③中的上清液到④的培养孔中,需经过____________________和____________________,检测结果呈____________________为所需要的杂交瘤细胞。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的____________________。为了防止有害代谢物的积累,可采用____________________的方法,以便清除代谢物。
20. 科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制性内切核酸酶切割位点,如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为氨苄青霉素抗性基因),其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,甲、乙表示相关结构或细胞。请据图作答:
(1)基因工程中常用质粒作为载体,将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外,通常还需要有________________________________________,图中的标记基因是________________________________________,其主要作用是________________________________________。
(2)基因工程中核心步骤是________________________________________,在此过程中,为使目的基因定向插入运载体中,本实验中应该选用限制酶____________________对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。
(3)培育出的番茄植株是否具有抗冻性状,可将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中,观察植株的生长发育情况属于____________________水平的鉴定。
(4)PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依据是________________________________________,若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环,产物中共有____________________个等长的目的基因片段,PCR产物通常采用____________________法来鉴定。
21. 亚洲玉米螟、黏虫是造成我国玉米减产的主要害虫。我国科研人员通过图示过程将Bt基因(能够控制合成Bt毒蛋白)转入玉米细胞培育出了抗虫转基因玉米。回答下列问题:
(1)用PCR扩增下面的Bt基因的DNA片段:5'-'3'-'供选择的引物有:①5'-GACCTGTGGAAGC-3'②5'-CTGGACACCTTCG-3'③5'-GTTAGGCATAC-3'④5'-CAATCCCGTATG-3'共四种,应选择________(填字母)。
A. ①②B. ②③C. ③④D. ①④
(2)据图分析,为确保目的基因能够与Ti质粒正确连接,形成含有目的基因的重组Ti质粒,科研人员应选用限制酶________切割Ti质粒和含Bt基因的DNA片段。在获得重组Ti质粒后,可将其加入经________处理的农杆菌;导入重组质粒的玉米细胞经________成为转基因玉米植株。
(3)为检测转基因玉米是否培育成功,科研人员利用________检测Bt基因是否插入受体细胞,利用________法检测Bt基因是否成功翻译。
(4)某科研小组在做抗虫棉试验时,虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因,但让棉铃虫食用棉花叶片时,棉铃虫并没有被杀死,这说明________,为此,科学家对棉花植株中的Bt毒蛋白基因进行了修饰,结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了,从变异类型分析,这种对Bt毒蛋白基因的修饰属于________。
2024——2025学年高二下学期第二次月考
生物试题
一、单项选择题(16小题,每题3分,共48分)
1. 下列关于传统发酵的叙述,正确的是( )
A. 腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 果酒放置一段时间后,表面形成一层酵母菌构成的“白膜”
C. 糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可将乙醇转化乙酸
D. 泡菜制作过程中,乳酸越多,亚硝酸盐含量越低,泡菜品质越佳
【答案】C
【解析】
【分析】1、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
2、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。在有氧条件下,酵母菌大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。
3、在腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。
【详解】A、在腐乳的制作过程中,多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉,传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,A错误;
B、果酒放置一段时间后,表面的“白膜”是醋酸菌在液面大量繁殖形成的,B错误;
C、当糖源不充足、氧气充足时,醋酸菌可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,C正确;
D、在泡菜制作过程中,乳酸的含量先升高后趋于稳定,亚硝酸盐的含量先升高后降低最后趋于稳定,而且并不是乳酸越多,泡菜品质越佳,D错误。
故选C。
2. 下列关于培养基配制的叙述,错误的是( )
A. 常用固体培养基对微生物进行分离、纯化和鉴定
B. 固体培养基中的琼脂除了凝固作用之外,通常还可以被微生物所利用
C. 乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某种有机物
D. 无论是固体培养基还是液体培养基,配制时都要加水
【答案】B
【解析】
【分析】1、不同培养基的用途不同,如固体培养基可用于微生物的分离和计数,液体培养基可用于微生物的繁殖。
2、琼脂的化学本质为多糖,但不能被微生物分解利用,是一种凝固剂。
3、不同微生物的培养条件不同,如培养乳酸杆菌时需要在培养基中加入维生素,培养霉菌时需将pH调至酸性。
4、培养基中都含有碳源、氮源、无机盐和水。
【详解】A、不同培养基的用途不同,如在固体培养基上可形成单个菌落从而实现微生物的分离、纯化和鉴定,A正确;
B、固体培养基中加入的琼脂不能被微生物分解利用,B错误;
C、对有特殊生长条件需求的微生物要对培养基做调整,乳酸菌需要的特殊营养物质是指其自身不能合成的某种有机物,如维生素等,C正确;
D、培养基中都含有碳源、氮源、无机盐和水,无论是固体培养基还是液体培养基,配制时都要加水,D正确。
故选B。
3. 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术,下列有关植物组织培养的叙述,正确的是( )
A. 取兰花的芽或茎尖作为外植体是因为这些部位的组织细胞分化程度低,全能性也低
B. 接种外植体后先在暗处培养一段时间,再在光下培养
C. 茎尖材料消毒时,需用无菌水处理后再用次氯酸钠溶液冲洗
D. 生根试管苗在炼苗后,应连带培养基栽植于肥沃疏松基质中
【答案】B
【解析】
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化(避光)形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化(需光)过程形成胚状体,进一步发育形成植株。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
【详解】A、一般情况下,随着分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低,兰花的芽或茎尖的组织细胞分化程度低,分裂能力强,细胞的全能性高,A错误;
B、接种外植体后,在脱分化形成愈伤组织阶段需避光培养,当愈伤组织再分化出芽和叶时,一定要有光照,有利于叶片内叶绿素的合成,B正确;
C、茎尖材料消毒时,需用次氯酸钠溶液处理后再用无菌水冲洗,C错误;
D、生根试管苗在培养箱内生长几日,用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D错误。
故选B。
4. 紫花苜蓿易使家畜患鼓胀病,我国科学家利用另一种植物百脉根培育抗鼓胀病的苜蓿新品种F,主要流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该育种方法可以打破生殖隔离,实现种间基因交流
B. 融合的原生质体再生细胞壁的过程与高尔基体有关
C. 诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,观察到叶绿体即可筛选出异种融合细胞
D. 从D到F需更换培养基,通常使愈伤组织先生芽后生根
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析,图中①是去除细胞壁,②是原生质体的融合过程,③是筛选出杂种细胞的过程,④是脱分化过程,⑤是再分化过程,据此分析作答。
【详解】A、图示为植物体细胞杂交技术培育新品种,可以打破生殖隔离,实现种间基因交流,A正确;
B、高尔基体与植物细胞壁的形成有关,因此融合的原生质体再生细胞壁的过程与高尔基体有关,B正确;
C、诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合,结果可能为甘蓝+甘蓝、甘蓝+白菜、白菜+白菜,观察到叶绿体可能是异种融合细胞,也可能是白菜+白菜的融合细胞,C错误;
D、杂种细胞脱分化形成愈伤组织,再分化出芽和根等,依次使用诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基、诱导生根的培养基,不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同,D正确。
故选C。
5. 甘薯属无性繁殖作物,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难以解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A. 利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,加速育种进程
B. 利用植物组织培养技术,可以高效快速的实现种苗的大量繁殖
C. 利用原生质体融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和
D. 利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力
【答案】D
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同种的植物体细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、愈伤组织具有分裂旺盛优点,适于诱变育种的取材,能提高突变频率,A正确;
B、利用植物组织培养技术,可以高效快速的实现种苗的大量繁殖,B正确;
C、原生质的融合原理是细胞膜的流动性,通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术可培育异源杂合体,充分利用遗传资源,该育种方式的典型优势是克服远缘杂交不亲和的障碍,C正确;
D、茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染,所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗,但脱毒苗的培育不等于具备抗病毒的能力,D错误。
故选D。
6. 抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,同时不会对健康细胞造成伤害。下列叙述正确的是( )
A. ADC能够通过增强免疫反应来杀伤肿瘤细胞
B. 制备单克隆抗体的过程中融合后的细胞既能无限增殖,又能产生抗体
C. ADC可以识别并结合肿瘤细胞表面的特定抗原
D. 将抗体检测呈阳性杂交瘤细胞在体外大规模培养可得到抗ADC抗体
【答案】C
【解析】
【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E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】A、分析题意,ADC直接杀伤肿瘤细胞,不能够通过增强免疫反应来杀伤肿瘤细胞,A错误;
B、融合后的细胞不一定是杂交瘤细胞,须用特定的选择培养基进行筛选,即融合后的细胞不一定都既能无限增殖,又能产生抗体,B错误;
C、ADC可以识别并结合肿瘤细胞表面的特定抗原,C正确;
D、将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,可得到能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体,D错误。
故选C,
7. 某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A. 营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B. 获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C. XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D. 若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
【答案】A
【解析】
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件:
(1)充足的营养供给—微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。
(2)适宜的温度:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。
(3)无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(4)气体环境:95%空气+5%CO2.O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制,A错误;
B、XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体,因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异,B正确;
C、XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化,即细胞的功能发生了特化,因而发生了细胞分化,C正确;
D、若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法,即获得有功能的卵母细胞,进而用于繁育,实现濒危物种的保护,D正确。
故选A。
8. 关于“克隆羊”与“试管羊”的叙述,错误的是( )
A. 克隆羊是无性生殖的产物,试管羊是有性生殖的产物
B. 培育克隆羊需要进行核移植,培育试管羊需要进行体外受精
C. 培育克隆羊是细胞水平的技术,培育试管羊是DNA分子水平的技术
D. 克隆羊的染色体来自提供细胞核的亲本,试管羊的染色体来自双亲
【答案】C
【解析】
【分析】克隆羊是经过动物核移植技术得到的,试管羊是经过体外受精,再将胚胎移植后发育得到的。
【详解】A、克隆羊没有精子核卵细胞结合过程,直接通过核移植技术得到,是无性生殖的产物,试管羊通过体外精子和卵细胞结合形成受精卵发育而来,是有性生殖的产物,A正确;
B、培育克隆羊需要进行核移植,移入去核的卵母细胞发育而来,培育试管羊需要进行体外受精,进行胚胎移植发育而来,B正确;
C、培育克隆羊和培育试管羊都是在细胞水平上操作,都属于细胞水平的技术,C错误;
D、克隆羊经过完整的细胞核移植,染色体来自提供细胞核的亲本,试管羊经过体外受精,染色体来自双亲,D正确。
故选C。
9. 为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列分析错误的是( )
A. B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得
B. HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C. 杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D. 图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
【答案】B
【解析】
【分析】1、单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。
2、两次筛选:筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
【详解】A、对动物进行间歇注射抗原处理,以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞,B淋巴细胞在骨髓中发育成熟,可分布于淋巴结和脾脏等处,故B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得,A正确;
B、据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感,骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感”可知,HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞,Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞,B错误;
C、抗体是由浆细胞分泌的,杂交瘤细胞若丢失来自B淋巴细胞的染色体,可能会导致抗体产生能力下降,C正确;
D、图示获得的杂交瘤细胞还需要经过进一步的筛选,用专一抗体检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能直接用于生产单克隆抗体,D正确。
故选B。
10. 基因工程的操作过程中需要对 DNA 分子进行操作,但 DNA 双螺旋的直径只有 2nm,对如 此微小的分子进行操作是一项非常精细的工作,需要用专门的分子工具进行操作。关于分子 工具说法正确的是( )
A. 限制酶主要从原核生物中分离纯化,作用于 DNA 分子其中一条链中特定部位的磷酸二酯 键。
B. 限制酶切割产生的 DNA 末端有黏性末端和平末端,其中 T4DNA 连接酶只能连接平末端
C. 基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体和动植物病毒等
D. 质粒是一种裸露的独立于原核细胞拟核 DNA 之外的环状双链 DNA 分子
【答案】C
【解析】
【分析】关于限制酶,考生可以从以下几方面把握:(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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裂。(3)结果:形成黏性末端或平末端。
【详解】A、限制酶主要从原核生物中分离纯化,能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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裂,A错误;
B、限制酶切割产生的DNA末端有黏性末端和平末端,其中T4DNA连接酶既可以连接黏性末端,又可以连接平末端,B错误;
C、基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体和动植物病毒等,C正确;
D、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子,D错误。
故选C。
11. 某小组用限制酶处理DNA后获得了如图所示的3种黏性末端。下列相关叙述正确的是( )
A. 限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的
B. 这3种黏性末端都是由同种限制酶切割获得的
C. T4 DNA连接酶不能连接互补的黏性末端
D. E.cli DNA连接酶可以将甲、乙连接起来
【答案】D
【解析】
【分析】限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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裂。
2、DNA连接酶:(1)根据酶的来源不同分为两类:E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低。(2)DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
【详解】A、大多数限制酶的识别序列是由6个核苷酸组成的,也有少数限制酶的识别序列是由4个、8个或其他数量核苷酸组成的,A错误;
B、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,甲、乙、丙的核苷酸序列不相同,B错误;
C、T4DNA连接酶既能连接黏性末端,又能连接平末端,C错误;
D、甲、乙切割后形成的黏性末端都是5'-AATT-3',可用E.cli DNA连接酶可以将甲、乙连接起来,D正确。
故选D。
12. 如图是将目的基因导入大肠杆菌内制备“基因工程菌”的示意图,其中引物1-4在含有目的基因的DNA上的结合位置如甲图所示,限制酶BamHⅠ、EcRⅠ、HindⅢ在质粒上的识别位点如乙图所示。以下说法错误的是( )
A. PCR第一轮循环的产物可作为第二轮反应的模板
B. 若已经合成了图甲所示4种引物,应选择引物2和3扩增目的基因
C. 过程①中应使用限制酶BamHⅠ切割质粒
D. 对于转化失败的大肠杆菌及其培养基应进行灭菌处理,以防其污染环境
【答案】B
【解析】
【分析】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:根据受体细胞不同,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:
分子水平上检测:
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;
③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、PCR 技术大量扩增目的基因时,缓冲液中需要加入的引物和模板,第一轮的产物可以作为第二轮的模板,A正确;
B、由于DNA聚合酶只能从5′→3′延伸子链,因此扩增目的基因时应选择引物1和4,B错误;
C、①是基因表达载体的构建过程;若使用EcRⅠ切割质粒会将目的基因掐入启动子上游,目的基因不能正确表达;使用HamdⅢ切割质粒将破坏标记基因,不利于目的基因的鉴定和筛选,因此该过程中应使用限制酶 BamHⅠ切割质粒,C正确;
D、为了防止污染环境,对于转化失败的大肠杆菌及其培养基应进行灭菌处理,D正确。
故选B。
13. 动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品,大致过程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A. 通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因等
B. ④通常采用显微注射法
C. 只有转基因母牛乳腺细胞中具有人的药用蛋白基因
D. 该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取;(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:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样;(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、③是构建基因表达载体的过程,完整的基因表达载体要包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子和终止子、标记基因等部分,A正确;
B、④是将重组质粒导入受体细胞,该过程导入动物细胞的方法为显微注射法,B正确;
C、由于转基因母牛由同一个受精卵发育而来,故其所有细胞中均含有人的药用蛋白基因,但 该基因只在乳腺细胞中表达,C错误;
D、利用基因工程技术获得药物的技术具有产量高、质量好、易提取等优点,D正确。
故选C。
14. 下列关于蛋白质工程和基因工程的叙述,错误的是( )
A. 蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质
B. 基因工程工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质
C. 蛋白质工程既能改造现有的蛋白质,又能制造新的蛋白质
D. 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。
【详解】A、蛋白质工程的直接操作对象是基因,A错误;
B、基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质,B正确;
C、蛋白质工程通过对基因修饰或基因合成,既能改造现有的蛋白质,又能制造新的蛋白质,C正确;
D、蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程,D正确。
故选A。
15. 大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是( )
A. 提取DNA时可加入酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B. 将提取的DNA溶于2ml/LNaCl溶液后;可用二苯胺试剂进行鉴定
C. 电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D. 根据电泳结果,质粒上一定没有限制酶I和Ⅱ的切割位点,而有限制酶Ⅲ的切割位点
【答案】D
【解析】
【分析】DNA的粗提取和鉴定:利用DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,以及DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,可以将DNA与蛋白质分离开;在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、由于蛋白质可溶于酒精,而DNA在冷酒精中溶解度很低,所以在提取DNA时加入酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解,而让DNA析出,A正确;
B、由于DNA在2ml/LNaCl溶液中溶解度较大,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,所以将提取的DNA溶于2ml/LNaCl溶液后,可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定,B正确;
C、DNA带负电,电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理,C正确;
D、因为质粒的本质是环状的DNA,限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带,可能是该质粒上有一个切割位点,也可能没有切割位点,D错误。
故选D。
16. 下列关于传统发酵技术及发酵工程的叙述,正确的有( )
①泡菜腌制过程中,随着发酵时间的延长,亚硝酸盐含量越来越高
②缺乏糖源时,醋酸菌可将乙醇还原成乙醛,再将乙醛还原成乙酸
③利用乳酸菌制作酸奶时,为了防止杂菌污染,可在牛奶中加入少量抗生素
④谷氨酸发酵生产时,在中性和弱碱性条件下易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
⑤啤酒发酵的工业化生产流程中,焙烤的目的是杀死种子的胚以及使淀粉酶失活
⑥若发酵产品是微生物细胞本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥
⑦制备微生物饲料的单细胞蛋白可以通过发酵工程从微生物的细胞中提取
⑧微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸等物质来增进土壤肥力
A. 2项B. 3项C. 4项D. 5项
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程生产的产品有两类:一类是代谢产物,另一类是菌体本身。产品不同,分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;②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。
【详解】①泡菜腌制过程中,随着发酵时间的延长,亚硝酸盐含量先增加后减少最后维持稳定水平,①错误;
②当缺乏糖源时,醋酸菌可将乙醇还原成乙醛,再将乙醛还原成乙酸,②正确;
③抗生素会抑制细菌的生长和繁殖,利用乳酸菌制作酸奶时,若在牛奶中加入少量抗生素,则抑制杂菌的同时也抑制了乳酸菌的生长和增殖,③错误;
④谷氨酸棒状杆菌发酵时,需在中性或弱碱性条件下,才能积累谷氨酸,故生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,④错误;
⑤焙烤的目的是杀死种子的胚但不使淀粉酶失活,⑤错误;
⑥若发酵产品是微生物细胞本身,可采用沉淀、过滤等方法分离,若发酵产品是代谢产物则可以根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化等措施获得产品,⑥正确;
⑦用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得,⑦错误;
⑧用单细胞蛋白制成的微生物饲料,其中的单细胞蛋白是微生物菌体,利用了微生物在代谢过程中产生的蛋白质等物质来增进土壤肥力,⑧错误;
只有②⑥正确,其余均错误。故选A。
二、非选择题(共52分)
17. 微生物驯化是指在微生物培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药—敌敌畏的微生物,并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题:
(1)已知驯化培养基成分为蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、水等,驯化时逐步加入的物质X是__________。依照物理性质划分,驯化培养基属于__________培养基,其中蛋白胨可提供__________,氯化钠和磷酸二氢钾两种无机盐,在培养基中具有__________的作用(至少答两点)
(2)用于筛选的样品应来自__________的土壤。将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为__________,该方法是否需要梯度稀释才能获得单菌落____________。
(3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的培养基C,培养24小时后,通过测定培养基中__________,可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量,在如图所示的稀释度下涂布了4个平板培养基D,统计菌落数分别为250、247、312、253,测得培养基C中活菌数为1.25×107个/mL,则涂布的菌液Y为__________mL。
【答案】(1) ①. 敌敌畏 ②. 液体 ③. 碳源、氮源(和维生素 ④. 调节渗透压、充当(酸碱)缓冲物质
(2) ①. (常年)施用敌敌畏 ②. 平板划线法 ③. 否
(3) ①. 敌敌畏的剩余量 ②. 0.2
【解析】
【分析】1、稀释涂布平板法:将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在,再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
2、平板划线法:把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞,用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞,并让其成长为单菌落的方法。
【小问1详解】
微生物驯化是指在培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,得到对此种物质耐受或者能降解此种物质的微生物的过程,该实验目的是筛选抗敌敌畏的微生物,故驯化时,培养液逐步加入的物质X是敌敌畏,这样操作的目的是筛选出高效分解敌敌畏的微生物;由图可知,该驯化培养基中并未加入凝固剂如琼脂等,故依照物理性质划分,驯化培养基属于液体培养基;蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质;氯化钠和磷酸二氢钾除提供无机盐外,在培养基中还分别具有调节渗透压、充当酸碱缓冲物质的作用。
【小问2详解】
由提供信息可知,该实验的目的是从土壤中筛选能能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,故用于筛选的样品应来自常年施用敌敌畏的土壤,这样能够增加获得目的菌的概率;结合题图可知,将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为平板划线法;该方法中,划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着划线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落,故该方法不需要梯度稀释也能获得单菌落。
【小问3详解】
单位时间内剩余的敌敌畏越少,说明筛选出的微生物分解敌敌畏的能力越强,故通过测定培养瓶中敌敌畏的剩余量,可筛选出分解敌敌畏能力较强的微生物;微生物计数时应选择菌落数目在30-300之间的进行计数,统计菌落数分别为250、247、312、253,则菌落的平均数(250+247+253)/3=250个,图中稀释倍数是104,由公式可知250/Y×104=1.25×107个/mL可知,涂布菌液Y=0.2ml。
18. 如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程。回答以下问题:
(1)由植株A培育成植株②的育种方法为____________________。图中需要通过植物组织培养技术获得的植株有____________________。上述植株中与植株A基因型一定相同的是____________________。
(2)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗,原因是茎尖分生组织________________________________________;诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫作____________________。
(3)植株⑤是利用____________________获得新植物体的技术,利用的生物学原理是____________________。获得融合细胞的过程常用物理法促进细胞融合,如____________________(答出2点),杂种细胞形成的标志是________________________________________。
(4)科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记原生质体A和B的蛋白质,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到____________________种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)。
(5)与传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是________________________________________。
【答案】(1) ①. 单倍体育种 ②. ①③④⑤ ③. ④
(2) ①. 病毒极少,甚至无病毒 ②. 脱分化
(3) ①. 植物体细胞杂交 ②. 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 ③. 电融合法,离心法 ④. 形成新的细胞壁
(4)3##三 (5)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育作物新品种
【解析】
【分析】据图可知,对植株A的花粉经过离体培养得到的植株①是单倍体植株,而后对该单倍体幼苗经秋水仙素处理得到的植物②是纯合二倍体,该过程属于单倍体育种。植株③的获得采用了植物组织培养技术,该植株的获得利用了诱变育种方法。植株④采用了植物组织培养技术,属于细胞工程育种;植株⑤的培育采用了植物体细胞杂交技术。
【小问1详解】
对植株A的花粉经过离体培养得到的植株①是单倍体植株,而后对该单倍体幼苗经秋水仙素处理得到的植物②是纯合二倍体,该过程属于单倍体育种。图中植物①需要进行花药离体培养,③的获得采用了植物组织培养技术,④采用了植物组织培养技术,⑤的培育采用了植物体细胞杂交技术,均设计植物组织培养技术。上述育种中,④为无性繁殖,其基因型一定与A相同。
【小问2详解】
由于茎尖分生组织病毒极少,甚至无病毒,可用其培养脱毒苗。诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫作脱分化,由愈伤组织获得植株的过程叫再分化。
【小问3详解】
植株⑤的培育采用了植物体细胞杂交技术,利用了细胞膜的流动性(体细胞杂交)和植物细胞的全能性(再分化为完整植株)的生物学原理。获得融合细胞的过程常用物理法促进细胞融合,如电融合法,离心法等。杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁,融合完成的标志是形成新的植株。
【小问4详解】
根据细胞膜表面荧光的不同可观察到3中不同的原生质体,即AA、AB和BB。
【小问5详解】
与传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术可打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育作物新品种。
19. 美西螈具有很强的再生能力。研究表明,美西螈的巨噬细胞在断肢再生的早期起重要作用。为研究巨噬细胞的作用机制,科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14的单克隆抗体,具体方法如下。回答下列问题:
抗CD14单克隆抗体的制备流程如图所示:
(1)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射____________________和____________________。
(2)步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是____________________。在进行该细胞培养时,需要给细胞提供气体环境为95%空气和____________________,其作用是____________________。
(3)吸取③中的上清液到④的培养孔中,需经过____________________和____________________,检测结果呈____________________为所需要的杂交瘤细胞。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的____________________。为了防止有害代谢物的积累,可采用____________________的方法,以便清除代谢物。
【答案】(1) ①. CD14 ②. 分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞
(2) ①. 能在体外无限增殖 ②. 5%CO2 ③. 维持培养液的pH
(3) ①. 克隆化培养 ②. 抗体检测 ③. 阳性
(4) ①. 抗生素 ②. 定期更换培养液
【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。
【小问1详解】
步骤①是注射特定抗原,针对本实验目的,应该注射CD14蛋白/CD14抗原;步骤⑤是将分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养,以获得大量单克隆抗体。
【小问2详解】
步骤②所用的SP2/0细胞是骨髓瘤细胞,特点是能在体外无限增殖;在进行该细胞培养时,需要给细胞提供气体环境为95%空气和5%CO2;5%CO2可以维持培养液的pH。
【小问3详解】
吸取③中的上清液到④的培养孔中,需经过克隆化培养和抗体检测,克隆化培养保证来自于一个杂交瘤细胞,抗体检测需要用特定的抗原决定簇来检测是否为所需要的杂交瘤细胞;根据抗原—抗体杂交原理,应该用CD14蛋白检测其中是否含抗CD14蛋白的抗体,检测结果为阳性的杂交瘤细胞为所需的细胞。
【小问4详解】
抗生素具有杀菌作用,可避免细胞培养过程中细菌的污染;定期更换培养液可以防止有害代谢物的积累,也可以为细胞提供新的营养物质。
20. 科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制性内切核酸酶切割位点,如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为氨苄青霉素抗性基因),其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,甲、乙表示相关结构或细胞。请据图作答:
(1)基因工程中常用质粒作为载体,将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外,通常还需要有________________________________________,图中的标记基因是________________________________________,其主要作用是________________________________________。
(2)基因工程中核心步骤是________________________________________,在此过程中,为使目的基因定向插入运载体中,本实验中应该选用限制酶____________________对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。
(3)培育出的番茄植株是否具有抗冻性状,可将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中,观察植株的生长发育情况属于____________________水平的鉴定。
(4)PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依据是________________________________________,若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环,产物中共有____________________个等长的目的基因片段,PCR产物通常采用____________________法来鉴定。
【答案】(1) ①. 启动子、终止子、限制酶切割位点 ②. 氨苄青霉素抗性基因 ③. 便于筛选含重组DNA分子的受体细胞
(2) ①. 基因表达载体的构建 ②. PstⅠ和SmaⅠ
(3)个体 (4) ①. 抗冻基因两端的部分核苷酸序列 ②. 8 ③. 琼脂糖凝胶电泳
【解析】
【分析】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:根据受体细胞不同,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:分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
基因工程中常用质粒作为载体,将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外,通常还需要有启动子、终止子、限制酶切割位点,据图可知,图中的标记基因是抗氨苄青霉素基因(ampr),其主要作用是便于筛选含重组DNA分子的受体细胞。
【小问2详解】
基因工程中核心步骤是构建基因表达载体,在此过程中,为使目的基因定向插入运载体中,应选择双酶切,结合目的基因两端和质粒上的限制酶分布位置分析可知,本实验中应该选用限制酶pstI和smaI对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。
【小问3详解】
培育出的番茄植株是否具有抗冻性状,可采用鉴定方法是将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中,观察植株的生长发育情况,属于个体水平的鉴定。
【小问4详解】
PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依据是抗冻基因两端的部分核苷酸序列,若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环,经过3次循环后,短链条数目为23×2-2-2×3=8条,3次循环后的短链条在第4次循环时全部作为等长目的基因的模板,故产物中共有8个等长的目的基因片段,PCR产物通常采用琼脂糖凝胶电泳法来鉴定,DNA迁移的速度与其相对分子质量有关。
21. 亚洲玉米螟、黏虫是造成我国玉米减产的主要害虫。我国科研人员通过图示过程将Bt基因(能够控制合成Bt毒蛋白)转入玉米细胞培育出了抗虫转基因玉米。回答下列问题:
(1)用PCR扩增下面的Bt基因的DNA片段:5'-'3'-'供选择的引物有:①5'-GACCTGTGGAAGC-3'②5'-CTGGACACCTTCG-3'③5'-GTTAGGCATAC-3'④5'-CAATCCCGTATG-3'共四种,应选择________(填字母)。
A. ①②B. ②③C. ③④D. ①④
(2)据图分析,为确保目的基因能够与Ti质粒正确连接,形成含有目的基因的重组Ti质粒,科研人员应选用限制酶________切割Ti质粒和含Bt基因的DNA片段。在获得重组Ti质粒后,可将其加入经________处理的农杆菌;导入重组质粒的玉米细胞经________成为转基因玉米植株。
(3)为检测转基因玉米是否培育成功,科研人员利用________检测Bt基因是否插入受体细胞,利用________法检测Bt基因是否成功翻译。
(4)某科研小组在做抗虫棉试验时,虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因,但让棉铃虫食用棉花叶片时,棉铃虫并没有被杀死,这说明________,为此,科学家对棉花植株中的Bt毒蛋白基因进行了修饰,结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了,从变异类型分析,这种对Bt毒蛋白基因的修饰属于________。
【答案】(1)D (2) ①. XbaⅠ和HindⅢ ②. Ca2+ ③. 植物组织培养
(3) ①. PCR技术 ②. 抗原-抗体杂交
(4) ①. Bt毒蛋白基因没有成功表达 ②. 基因重组
【解析】
【分析】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:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
PCR引物应分别与待扩增片段两端的互补链3′端结合,且引物序列与其结合处应保持“正向一致”。Bt基因的DNA片段的上链(5′→3′)是GACCTGTGGAAGC…CATACGGGATTG,对应的下链(3′→5′)是CTGGACACCTTCG…GTATGCCCTAAC。前向引物通常与上链5′端相同序列(①),后向引物则与上链3′端互补且方向为5′→3′(④),应选①和④。
故选D。
【小问2详解】
据图分析,在构建目的基因表达载体外,由于BamHⅠ能将目的基因切割,因此不能用BamHⅠ切割,因此对于目的基因的左侧只能用XbaⅠ切割,而右侧HindⅢ和EcRⅠ是目的基因和终止子近侧共有的限制酶,但目的基因的左侧有EcRⅠ的识别序列,因此目的基因右侧需要用HindⅢ切割,因此,为确保目的基因能够与Ti质粒正确连接,形成含有目的基因的重组Ti质粒,科研人员应选用限制酶XbaⅠ和HindⅢ切割Ti质粒和含Bt基因的DNA片段;在获得重组Ti质粒后,可将其加入经Ca2+处理(使其处于易于吸收周围环境DNA分子的状态)的农杆菌;导入重组质粒的玉米细胞经植物组织培养成为转基因玉米植株,该操作的原理是植物细胞的全能性。
【小问3详解】
翻译的产物是蛋白质,由于抗原与抗体的结合具有特异性,故为检测转基因玉米是否培育成功,可在分子水平条件下,科研人员首先利用抗原—抗体杂交法检测Bt基因是否成功翻译;在进行个体生物学水平的鉴定时,科研人员将获得的多株转基因玉米进行自交,发现除少数植株的子代均抗虫外,多数植株的子代中均出现了不抗虫植株,统计这些植株的子代中抗虫与不抗虫的比例,发现有3∶1和15∶1两种情况。其中15∶1为9∶3∶3∶1的变式,说明目的基因转入了两条具有非同源染色体的两条染色体上,即在两对同源染色体的各一条染色体上转入了抗虫基因,进而通过自交产生了性状分离比为15∶1的后代表现。
【小问4详解】
科学家最初做抗虫棉试验时,虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因,但让棉铃虫食用棉花叶片时,棉铃虫并没有被杀死,这说明Bt毒蛋白基因没有成功表达;为此,科学家对棉植株中的Bt毒蛋白基因进行了修饰,结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了,从变异类型分析,这种对Bt毒蛋白基因的修饰是蛋白质工程的应用,是第二代基因工程,其原理是基因重组。
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