


山东省邹城市第一中学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 这是一份山东省邹城市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考生物试题(原卷版+解析版),共52页。试卷主要包含了单选,不定项选择题,简答题等内容,欢迎下载使用。
1. 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。为培育抗黑腐病杂植株,研究者设计如下流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理两种细胞
B. 过程②后,显微镜下观察到有叶绿体的细胞即为融合细胞
C. 过程③的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化和再分化
D. 可借助PCR技术、黑腐病菌接种实验对杂种植株进行鉴定
2. CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白,能够与巨噬细胞膜上的受体结合,并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6—5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体,并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。过程如下图所示,下列分析正确的是( )
A. 可用灭活病毒诱导②过程两种细胞融合,该方法也适用于植物体细胞的杂交
B. ③过程可利用CD47糖蛋白筛选出目标杂交瘤细胞
C. 抗CD47单克隆抗体与巨噬细胞结合,增强其吞噬作用
D. 在肿瘤细胞培养液中加入抗CD47抗体将抑制肿瘤细胞的增殖
3. 某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是( )
A. 叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B. 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
C. 图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
D. 经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培,即可获得目标杂种植株
4. 科研人员制备能产生双抗体的双杂交瘤细胞的实验过程如下:先制备两种杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体与抗原的结合情况如图1、2所示;然后再让两种杂交瘤细胞融合,经过筛选最终得到可以产生双抗体(同时抗 a、β两种抗原,如图3所示)的双杂交瘤细胞。抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区的A2、a或B2、b(a与b相同)。下列叙述错误的是( )
A. 制备产生如图1所示单抗的杂交瘤细胞时需要经过两次筛选且目的不同
B. 双杂交瘤细胞的筛选需要进行克隆化培养和抗体检测
C. 图3中的1、2、3、4、5、6可分别对应A2、B2、a、b、a、β
D. 双杂交瘤细胞产生的抗体可与α、β两种抗原同时结合,说明该抗体不具备特异性
5. 华蟾素注射液是我国经典抗肿瘤药物,研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌HepG-2细胞的作用机理,用华蟾素注射液和肝癌HepG-2细胞进行了一系列实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 为防止细胞培养过程发生污染,培养液中要加入抗生素
B. 每隔一段时间需更换1次培养液,目的是防止代谢物积累对细胞自身造成危害
C. 据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,且只与浓度呈正相关
D. 图乙的结果进一步表明,华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制
6. 甲型H1N1流感病毒表面的神经氨酸酶有4个抗原决定簇,一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)。由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体。如图为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 多克隆抗体的产生需要多种B细胞参与
B. 诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合只能用灭活病毒诱导法
C. ①②都要在96孔板上用相同的选择培养基培养,用相同的方法筛选
D. 甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现多抗失效而单抗有效的情况
7. 小鼠体细胞克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关,H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。科学家分别测量H3K27me3印记基因敲除的克隆小鼠(甲组)、H3K27me3印记基因不敲除的克隆小鼠(乙组)和受精卵来源的小鼠(丙组)的体重和胎盘直径,结果如下图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因
B. 克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大
C. H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育
D. H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育
8. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶,该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质,从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统,研究人员以肝癌细胞为受体细胞进行实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌、无毒的环境
B. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制,因而无需进行传代培养
C. 对照组和实验组应分别为导入 TK 和未导入 TK的肝癌细胞
D. 实验结果表明外源基因 TK 与更昔洛韦可组成自杀基因系统
9. 科研人员将诺如病毒(NV)作为抗原注射给小鼠,通过制备NV单克隆抗体1和2,应用于胶体金检测试纸进行抗原鉴定(如图)。检测原理采用双抗体夹心法:将待测样液加到样品孔处,结合垫处含有过量胶体金(可与蛋白质结合,大量聚集时出现肉眼可见的红色)标记的游离金标抗体1,可以结合样液中的抗原,T上固定有抗体2,抗体1和抗体2与NV表面同一抗原的不同部位发生特异性结合而呈红色,多余的抗体1继续向左流,C上固定有抗体1的抗体,二者结合使胶体金大量聚集也呈红色。下列叙述错误的是( )
A. 将NV作为抗原注射给小鼠,可获得多种产生特定抗体的B淋巴细胞
B. 利用单克隆抗体技术制备的抗体1和抗体2不能直接对患者进行注射治疗
C. 若仅C处呈红色,说明检测结果为阴性,则可初步判断待测液中不含NV
D. 若C、T处均呈红色,说明检测结果为阳性,该过程发生2次特异性结合
10. CMV 是危害烟草的主要病毒,CMV 侵染烟草后,发病的叶片会褪绿变成黄色。为筛选抗 CMV的烟草突变株,科研小组进行的实验流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 烟草幼苗茎尖病毒极少,直接取其进行组织培养可得到抗 CMV 植株
B. 若发病叶片中出现绿色区域,取该区域进行组织培养可能得到抗CMV 植株
C. 选取的叶片组织需先进行灭菌处理,再经过脱分化和再分化培养成抗 CMV 植株
D. 接种CMV起到了选择作用,因此经组织培养后得到的植株无需再进行抗CMV 鉴定
11. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予发现微小RNA(miRNA)及其在基因调控中的作用做出开创性贡献的科学家们。RNA干扰通过形成并激活沉默复合体(RISC),降解靶基因mRNA,使靶基因无法表达。利用人工合成的miRNA研究其作用原理如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 需依据靶基因的启动子序列设计miRNA
B. 上述操作过程需要6种酶参与
C. 沉默复合体中的miRNA可结合并降解靶基因mRNA
D. RNA干扰可防止外来的有害基因或病毒基因整合到生物基因组中
12. 为制备荧光标记的DNA探针,研究人员向①~④号反应管中分别添加了DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种dNTP(dATP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dCTP)以及适量单链DNA(如下)。实验中提供的温度条件不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区(遵循碱基互补配对原则)。实验结束后,能达到实验目的的是( )
反应管①:5'—ACCGGTGCATGCA—3'
反应管②:5'—AAGCATCGCGATG—3'
反应管③:5'-TGGACTACCGAAC—3;5'—GGTAGTCCACCGA—3'
反应管④:5'—GAGATAGAATAGC—3';5'—CAGGGCTATTCTA—3'
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
13. 苏云金杆菌是杀灭玉米螟的重要生物,灭蚊球孢菌具有杀灭蚊子的效能,某人将这两种菌的原生质体融合获得既能杀蚊又能杀螟的新菌株,过程见下图。微生物原生质体的获得等过程和植物的类似。下列叙述正确的是( )
A. ①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合及细胞壁再生
B. 图中过程与植物体细胞杂交过程相比,去壁方法、诱导融合的方法、所依据的原理均完全相同
C. 离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体
D. 图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株染色体数目加倍
14. 如图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 过程①②表示脱分化,过程③表示再分化
B. 过程①②需要液体培养基
C. 过程①②③说明花粉细胞具有全能性
D. 通过过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离
15. 某实验小组利用下图所示质粒和目的基因来构建基因表达载体,将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是( )
A. 图中的质粒用酶A切割后,会产生2个游离的磷酸基团
B. 在构建重组质粒时,可用酶A和酶C切割质粒和目的基因
C. 成功导入目的基因的大肠杆菌可在含四环素的培养基中生长
D. 若用酶B和酶C切割,可以避免质粒的自身环化
16. 为了构建重组DNA疫苗,可将不同的抗原DNA片段进行重组,图中A、B载体有三个酶切位点,其中Bcl Ⅰ和BamH Ⅰ识别并切割的核苷酸序列相同,如图所示。现对A载体和B载体分别进行双酶切得到含A载体片段和含B载体片段,经DNA连接酶得到BA载体,需要使用的酶分别是( )
A. AB. BC. CD. D
17. 现有一长度为 3000 碱基对(bp)的线性 DNA 分子,用限制性核酸内切酶酶切后,进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶 H 单独酶切,结果如图 1。用酶 B 单独酶切,结果如图 2。用酶 H 和酶 B 同时酶切,结果如图 3。该 DNA 分子的结构及其酶切图谱是( )
A. B.
C. D.
18. 为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI121)结合,然后导入棉花细胞。下列叙述错误的是( )
A. 用限制酶BsaBI和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因
B. 与只用KpnI相比,KpnI和XhI处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确
C. 在含卡那霉素的培养基上能存活的植物细胞即为成功转入目的基因的细胞
D. 用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中
19. 大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因,某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。图表示转基因操作过程。下列有关叙述错误的是
A. 应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
B. 若大肠杆菌的菌落为蓝色,则导入的是普通质粒
C. 作为受体的大肠杆菌应含氨苄青霉素抗性基因,以便于筛选
D. 选择培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素
20. 利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时( )
A. 可将洋葱置于清水中,细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B. 离心后上清液中加入75%冷酒精,出现的白色丝状物就是纯净的DNA
C. 将晾干的白色丝状物置于2ml/L的NaCl溶液中,会发生溶解现象
D. 可利用DNA在低温下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定
21. 像BclⅠ(-T↓GATCA-)、BglⅡ(-A↓GATCT-)、MbⅠ(-↓GATC-)这样,识别序列不同、,但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割,并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是( )
A. AB. BC. CD. D
22. 通过乳腺生物反应器生产药物时,需要对移植前的胚胎进行性别鉴定。目前最有效的方法是SRY-PCR法, 操作程序是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞提取DNA,然后用Y 染色体上性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作引物,在Taq酶作用下,以胚胎细胞中的DNA为模板进行PCR扩增,再用SRY特异性探针检测产物。下列说法错误的是( )
A. 从滋养层细胞提取DNA的原因是滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,对胎儿的影响很小
B. 为获得更多胚胎,可挑选出现阳性反应者在囊胚期进行胚胎分割
C. 该过程可能因为样品污染或引物设计不合理等原因而出现假阳性
D. 将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因启动子等重组在一起可制备乳腺生物反应器
23. 不同储藏条件对棉叶DNA纯度及提取率(提取率越高,获得的DNA越多)的影响,结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 利用NaCl溶液提取DNA时,NaCl溶液浓度越大,DNA的溶解度越小
B. 新鲜棉叶DNA纯度最高,提取DNA的量也最多
C. 冷冻保存3d组的DNA提取效果优于冷鲜保存3d
D. 用二苯胺试剂鉴定,蓝色最浅的是冷冻3d处理后提取的DNA
24. 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
25. 用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRⅤ、MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。
若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为( )
A. 2.5和5.5B. 2.5和6C. 5.5和8D. 6和8
二、不定项选择题(本题6小题,每小题3分,共18分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
26. 以纯化鉴定后的重组大杆菌RecQ解旋酶免疫小鼠(2n=40),融合免疫小鼠的脾细胞及骨髓瘤细胞(2n=62-68)筛选杂交瘤细胞,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb);相关检测结果如图A、B所示。有关说法正确的是( )
A. 重组大肠杆菌RecQ解旋酶可刺激相应B淋巴细胞增殖分化
B. 单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和2次抗原检测
C. 杂交瘤细胞在融合的过程中可能会发生染色体数目的丢失
D. 该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,在稀度为1/800时可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合
27. 2017年,我国科学家利用图示方法和操作,成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,在全世界引起了轰动。据图分析,下列叙述正确的是( )
注:Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化;TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化。
A. “去核卵母细胞”是指去除了DNA—蛋白质复合物的处于MII期的卵母细胞
B. 注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理,可能改变了重构胚中某些基因的碱基序列
C. 与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低
D. 除图示方法外,还可采用PEG融合法、电融合法诱导体细胞与去核卵母细胞融合
28. 丙型肝炎是由丙型肝炎病毒(HCV)引起的一种传染病。为研制针对HCV的多肽疫苗,某研究小组构建LTB-R9-Bp融合基因的过程如图,进而构建出融合基因表达载体,其中LTB是一种免疫增强剂基因,R9-Bp是HCV两个相连的包膜蛋白基因。下列说法正确的是( )
A. PCR反应体系中需加入待扩增的模板、引物、原料以及耐高温的DNA聚合酶
B. 若要大量扩增LTB-R9-Bp融合基因,可选择引物P2和引物P3继续进行PCR
C. 融合基因表达载体的组成元件有融合基因、标记基因、启动子和终止密码子等
D 若利用转基因植物生产该疫苗,需用到基因工程、植物组织培养和抗原抗体杂交技术
29. 某生物兴趣小组成员以西瓜5天龄幼苗子叶为外植体进行相关实验研究,得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
A. 实验开始前应对培养基和西瓜幼苗子叶进行灭菌处理
B. 西瓜幼苗子叶细胞脱分化形成愈伤组织的过程中细胞已经发生分化
C. 暗处理时间的长短对细胞脱分化率和再分化率的影响均不大
D. 图示结果表明,西瓜幼苗子叶经诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1~2周
30. 下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 切割质粒的限制酶均特异性地识别6个或4个核苷酸序列
B. ④→⑤需要先避光培养一段时间后,再给予合适的光照条件
C. 获得基因表达载体的过程中,至少需要限制酶断开6个、DNA连接酶连接4个磷酸二酯键
D. ⑤表现出抗虫性状说明植株发生了定向的基因重组
31. 下图是将人生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )
A. 若目的基因和质粒被限制酶酶切后产生平末端,需选择E.cliDNA连接酶进行连接
B. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的包括导入了重组质粒的细菌和导入了质粒A的细菌
C. 将完成导入过程的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A的细菌
D. 目基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
三、简答题(本题3小题,共32分)
32. 传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和种子繁殖,随着科学技术的进步,人们开始采用“组织培养繁殖兰花”,如下图所示。
(1)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体,是因为细胞中含有_____,具有发育成完整个体的潜能。
(2)图中③与①过程相比较,培养基中各种激素的种类_____(填“相同”或“不同”,下同),各种激素的含量_____。
(3)有人利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的问题,但操作后得到的“韭菜—兰花”并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能的原因是_____。
(4)若①是花药,经过组织培养可获得_____植株,继续对其使用_____处理可获得正常植株,该过程称为_____。
33. Perid2(Per2)基因是一种抑癌基因,干扰Per2基因表达有利于肿瘤细胞存活和促进肿瘤发生。p53肿瘤抑制因子是一个关键的转录因子,能调节DNA修复、细胞周期、衰老凋亡等相关细胞途径,是抵抗癌症发生的重要防御因子,并且是通过与癌蛋白MDM2负调控作用调节其功能。为探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制,科研人员做了如下实验:
Ⅰ.裸鼠胶质瘤模型构建
(1)培养U343细胞需将营养物质按种类和所需量严格配制,这样的培养基称为___________,常在培养基中加入___________等一些天然成分。同时,为了保证无菌无毒的环境,必须_______________。
(2)以人工合成的低表达Per2基因为目的基因,以某种病毒作为运载体,构建重组DNA,导入到培养好的U343胶质瘤细胞中(实验组),同时还需要设置2组对照,分别为:___________(对照组1)、空白对照组(U343)(对照组2)。
每组等量同龄健康裸鼠,皮下相同部位分别注入上述组别的U343细胞,适宜条件下培养,定期记录瘤体体积,记录到成瘤(体积达1000mm3)的时间,取出瘤体,提取蛋白质。
II.实验结果
实验组小鼠成瘤时间短于两对照组,且相同时间内实验组瘤体体积大于两对照组。
(3)电泳检测各组U343胶质瘤细胞中相关蛋白质含量(条带宽度与含量呈正相关),如图所示。
注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2。
Per2基因低表达可明显促进胶质瘤的发生发展,根据上图及相关信息,请你提出一种可能的调控机制:____________________,导致胶质瘤的发生和发展。
34. 幽门螺杆菌(Hp)是慢性胃炎、淋巴增生性胃淋巴瘤的主要致病菌,该菌的Ipp20基因能合成其特有的蛋白质,据此,研究者利用基因工程制备Hp疫苗。已知Ipp20基因表达时,双链DNA的一条链是编码链,如图1;四种限制酶及其识别序列如图2;三种质粒如图3,箭头表示限制酶的切割位点;操作步骤如图4。回答下列问题:
(1)Ipp20基因终止子序列位于图1中的_______________区段,该基因转录时,编码起始密码子的序列位于图1中的_______________区段。
(2)据图1、2、3分析,构建基因表达载体时,应选用的限制酶是_______________,最适合用作载体的质粒是_______________。
(3)图4中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,通常采用影印法(使用无菌的线毡布压在培养基A的菌落上,带出少许菌种,平移并压在培养基B上、结果如图所示)。培养基A、B中应分别添加________,符合实验要求的菌落是_________(填写数字),原因是_______________________。
2024-2025学年度高二生物3月月考试卷
一、单选(本题25小题,每小题2分,共50分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的)
1. 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。为培育抗黑腐病杂植株,研究者设计如下流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理两种细胞
B. 过程②后,显微镜下观察到有叶绿体的细胞即为融合细胞
C. 过程③的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化和再分化
D. 可借助PCR技术、黑腐病菌接种实验对杂种植株进行鉴定
【答案】D
【解析】
【分析】1、植物的体细胞杂交就是将同种或不同种的细胞经过一定的诱导方法诱导融合形成一个细胞,再将细胞培育成植株的过程。
2、杂种细胞再生出新的细胞壁是植物原生质体融合的标志,细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。
3、植物体细胞杂交的优点是:克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂种植株。
4、杂种细胞经过植物组织培养的再分化过程,可选择性表达出亲本细胞的相应性状。
5、分析题图:图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图,其中①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程;②表示诱导原生质体融合的过程;③是脱分化形成愈伤组织的过程。
【详解】A、过程①是去除细胞壁,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A错误;
B、过程②表示诱导原生质体融合的过程,显微镜下观察有无叶绿体作为初步筛选的标志,还需要鉴定是否具有抗黑腐病特性来确定融合细胞,B错误;
C、过程③是脱分化形成愈伤组织的过程,没有再分化,C错误;
D、在分子水平上可通过PCR技术对杂种植株进行鉴定,在个体水平上可以通过对杂种植株进行黑腐病菌接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株,D正确。
故选D。
2. CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白,能够与巨噬细胞膜上的受体结合,并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6—5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体,并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。过程如下图所示,下列分析正确的是( )
A. 可用灭活病毒诱导②过程两种细胞融合,该方法也适用于植物体细胞的杂交
B. ③过程可利用CD47糖蛋白筛选出目标杂交瘤细胞
C. 抗CD47单克隆抗体与巨噬细胞结合,增强其吞噬作用
D. 在肿瘤细胞培养液中加入抗CD47抗体将抑制肿瘤细胞的增殖
【答案】B
【解析】
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
2、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。
3、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点;②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
【详解】A、植物体细胞杂交过程可用物理或化学法诱导,但不能用灭活的病毒诱导,灭活病毒可诱导动物细胞的融合,A错误;
B、筛选步骤的目的就是从未融合的效应B细胞、两个效应B细胞融合形成的细胞、未融合的骨髓瘤细胞、两个骨髓瘤细胞融合形成的细胞及骨髓瘤细胞与效应B细胞融合形成的细胞,所组成的细胞群中筛选出骨髓瘤细胞与效应B细胞融合形成的细胞,可利用CD47糖蛋白特异性结合的功能筛选目标杂交瘤细胞,B正确;
C、实验组中加入了单克隆抗体,抗体与肿瘤细胞表面的CD47发生特异性结合,从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组,C错误;
D、利用抗CD47抗体抑制肿瘤细胞表面的CD47蛋白的活性,可促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞,不能抑制肿瘤细胞的增殖,D错误。
故选B。
3. 某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是( )
A. 叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B. 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
C. 图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
D. 经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培,即可获得目标杂种植株
【答案】C
【解析】
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
【详解】A、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,A错误;
B、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,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、组培可以获得杂种植株,但是基因的表达是相互影响,相互干预,未必能成功获得我们所需要的目标杂种植株,D错误。
故选C。
4. 科研人员制备能产生双抗体的双杂交瘤细胞的实验过程如下:先制备两种杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体与抗原的结合情况如图1、2所示;然后再让两种杂交瘤细胞融合,经过筛选最终得到可以产生双抗体(同时抗 a、β两种抗原,如图3所示)的双杂交瘤细胞。抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区的A2、a或B2、b(a与b相同)。下列叙述错误的是( )
A. 制备产生如图1所示单抗的杂交瘤细胞时需要经过两次筛选且目的不同
B. 双杂交瘤细胞的筛选需要进行克隆化培养和抗体检测
C. 图3中的1、2、3、4、5、6可分别对应A2、B2、a、b、a、β
D. 双杂交瘤细胞产生的抗体可与α、β两种抗原同时结合,说明该抗体不具备特异性
【答案】D
【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,在经过两次筛选:①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)②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群;两次抗体检测:专一抗体检验阳性,获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞,最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、在制备杂交瘤细胞的过程中需要经过两次筛选,第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是筛选产生专一性抗体的杂交瘤细胞,A正确;
B、根据单克隆抗体的制备过程可知:杂交瘤细胞的筛选均需要进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选可以获得足够数量的能够分泌抗体的细胞,B正确;
C、一种抗体能同时与抗原α与β结合称为双特异性抗体,由于图3抗体是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体,可变区的重链1和2位置存在A2或B2,若1是A2,则2为B2,根据图1信息判断:a与A2在可变区并结合α,图2信息判断:b与B2在可变区并结合β,而图3中3与1(A2)在可变区并结合5,故3对应a,5对应α,同时4与2(B2)在可变区并结合6,故4对应b,6对应β,因此1、2、3、4、5、6分别对应A2、B2、a、b、a、β,C正确;
D、根据题意可知:图3中是双杂交瘤细胞产生的双特异性抗体,可与两种抗原同时发生特异性结合,D错误。
故选D。
5. 华蟾素注射液是我国经典抗肿瘤药物,研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌HepG-2细胞的作用机理,用华蟾素注射液和肝癌HepG-2细胞进行了一系列实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 为防止细胞培养过程发生污染,培养液中要加入抗生素
B. 每隔一段时间需更换1次培养液,目的是防止代谢物积累对细胞自身造成危害
C. 据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,且只与浓度呈正相关
D. 图乙的结果进一步表明,华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和PH:36.5℃+0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2 (维持培养液的pH)。
【详解】A、动物细胞培养时,为防止培养过程发生污染要加入抗生素,A正确;
B、每隔一段时间更换1次培养液,目的是防止代谢物积累对细胞自身造成危害(补充细胞所需营养物质),B正确;
C、据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,与浓度和作用时间都呈正相关,C错误;
D、图乙的结果进一步表明,随着华蟾素浓度的增加,处于间期的细胞增多,则华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞进入分裂期,可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制 ,D正确。
故选C。
6. 甲型H1N1流感病毒表面的神经氨酸酶有4个抗原决定簇,一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)。由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体。如图为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是( )
A. 多克隆抗体的产生需要多种B细胞参与
B. 诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合只能用灭活病毒诱导法
C. ①②都要在96孔板上用相同的选择培养基培养,用相同的方法筛选
D. 甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现多抗失效而单抗有效的情况
【答案】A
【解析】
【分析】根据题干信息“一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体”, 每个抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。
【详解】A、一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体,因此需要多种B细胞参与,A正确;
B、诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可用PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法,B错误;
C、筛选①是在选择培养基上进行筛选的,在该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞均死亡,只有杂交瘤细胞能存活,筛选②筛选的是能产生特定抗体的杂交瘤细胞,具体做法是:将杂交瘤细胞多倍稀释,接种在多孔的细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过培养让其增殖,因此①②所用的选择培养基种类和筛选方法都不同,C错误;
D、甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现原单抗失效,而对没有改变的其他抗原多抗仍有效,D错误。
故选A。
7. 小鼠体细胞克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关,H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。科学家分别测量H3K27me3印记基因敲除的克隆小鼠(甲组)、H3K27me3印记基因不敲除的克隆小鼠(乙组)和受精卵来源的小鼠(丙组)的体重和胎盘直径,结果如下图所示。下列相关分析错误的是( )
A. 克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因
B. 克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大
C. H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育
D. H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育
【答案】C
【解析】
【分析】1、动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。该过程无精卵细胞的结合,属于无性生殖。
2、早期胚胎发育至囊胚期时,细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;而沿透明带内壁扩展和排列的细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘。
【详解】A、与丙组相比,乙组(含有H3K27me3印记基因的克隆小鼠)体重和胎盘直径均高于丙组,乙组体细胞克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常,成活率低,推测克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因,A 正确;
B、乙组克隆小鼠的体重、胎盘直径均高于受精卵来源的小鼠(丙),说明克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大,B正确;
C、甲组为H3K27me3印记基因敲除的克隆小鼠,乙组为H3K27me3印记基因不敲除的克隆小鼠,通过图可以观察到乙组的体重和胎盘直径都高于甲组,说明H3K27me3印记基因过度表达会促进胎盘的发育,C错误;
D、滋养层细胞会发育为胎盘和胎膜,H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育,进而影响了胎盘的发育,D正确。
故选C。
8. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶,该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质,从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统,研究人员以肝癌细胞为受体细胞进行实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌、无毒的环境
B. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制,因而无需进行传代培养
C. 对照组和实验组应分别为导入 TK 和未导入 TK的肝癌细胞
D. 实验结果表明外源基因 TK 与更昔洛韦可组成自杀基因系统
【答案】D
【解析】
【分析】定期更换培养液主要有以下作用:一是可以补充细胞生长所需的营养物质,因为随着细胞的生长和代谢,培养液中的营养成分会逐渐消耗;二是可以清除细胞代谢产生的废物,如二氧化碳、乳酸等,避免这些废物积累对细胞生长产生不利影响;三是可以维持培养液适宜的酸碱度和渗透压等理化性质,为细胞提供良好的生长环境。
【详解】A 、培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液可以补充细胞生长所需的营养物质,清除细胞代谢产生的废物等,A 错误;
B 、肝癌细胞在培养过程中不会有接触抑制,但受空间和营养物质限制,仍需要进行传代培养,B 错误;
C 、 对照组应为未导入 TK 的肝癌细胞,实验组应为导入 TK 的肝癌细胞,C 错误;
D 、 从图中可以看出,添加更昔洛韦后,实验组细胞数量明显减少,而对照组变化不大,说明外源基因 TK 与更昔洛韦可组成自杀基因系统,D 正确。
故选D。
9. 科研人员将诺如病毒(NV)作为抗原注射给小鼠,通过制备NV单克隆抗体1和2,应用于胶体金检测试纸进行抗原鉴定(如图)。检测原理采用双抗体夹心法:将待测样液加到样品孔处,结合垫处含有过量胶体金(可与蛋白质结合,大量聚集时出现肉眼可见的红色)标记的游离金标抗体1,可以结合样液中的抗原,T上固定有抗体2,抗体1和抗体2与NV表面同一抗原的不同部位发生特异性结合而呈红色,多余的抗体1继续向左流,C上固定有抗体1的抗体,二者结合使胶体金大量聚集也呈红色。下列叙述错误的是( )
A. 将NV作为抗原注射给小鼠,可获得多种产生特定抗体的B淋巴细胞
B. 利用单克隆抗体技术制备的抗体1和抗体2不能直接对患者进行注射治疗
C. 若仅C处呈红色,说明检测结果为阴性,则可初步判断待测液中不含NV
D. 若C、T处均呈红色,说明检测结果为阳性,该过程发生2次特异性结合
【答案】D
【解析】
【分析】若检测结果为阳性,则诺如病毒表面抗原结合位点会先与结合垫处的可移动抗体1结合,随着抗体1移动到T线处,病毒表面同一抗原不同位点在T线处与抗体2结合,呈红色,结合垫处未与病毒表面抗原蛋白结合的抗体1在移动到C线处会与抗体1的抗体结合,也呈红色。
【详解】A、NV作为抗原,具有多个抗原结合位点,可以诱导机体产生多种特定抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、利用单克隆抗体技术制备的抗体1和抗体2是利用小鼠的骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合的杂交瘤细胞分泌产生的,对人来说属于异物,为了降低免疫排斥,需要对单克隆抗体进行改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,B正确;
C、若待测液中含NV,则检测线和质控线C处均出现红色,而仅C处呈红色,说明检测结果为阴性,则可初步判断待测液中不含NV,C正确;
D、若检测结果为阳性,则该病毒表面的抗原与结合垫处的抗体1结合,随着抗体1移动到T处,同一抗原表面的不同结合位点与抗体2结合呈红色,未与该病毒表面抗原结合的抗体1移动到C处与抗体1的抗体结合,因此该过程共发生3次特异性结合,D错误。
故选D。
10. CMV 是危害烟草的主要病毒,CMV 侵染烟草后,发病的叶片会褪绿变成黄色。为筛选抗 CMV的烟草突变株,科研小组进行的实验流程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 烟草幼苗茎尖病毒极少,直接取其进行组织培养可得到抗 CMV 植株
B. 若发病叶片中出现绿色区域,取该区域进行组织培养可能得到抗CMV 植株
C. 选取的叶片组织需先进行灭菌处理,再经过脱分化和再分化培养成抗 CMV 植株
D. 接种CMV起到了选择作用,因此经组织培养后得到的植株无需再进行抗CMV 鉴定
【答案】B
【解析】
【分析】物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A 、烟草幼苗茎尖病毒极少,但不能直接确定其就是抗 CMV 的,直接取其进行组织培养不一定能得到抗 CMV 植株,A 错误;
B、若发病叶片中出现绿色区域,说明可能存在对 CMV 有抗性的细胞,取该区域进行组织培养有可能得到抗 CMV 植株,B 正确;
C 、叶片组织不能先进行灭菌处理,这样会杀死细胞,应该先进行脱分化形成愈伤组织,再进行再分化培养成抗 CMV 植株,C 错误;
D、 接种 CMV 起到了选择作用,但经组织培养后得到的植株仍需再进行抗 CMV 鉴定来确保其抗性,D 错误。
故选B。
11. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予发现微小RNA(miRNA)及其在基因调控中的作用做出开创性贡献的科学家们。RNA干扰通过形成并激活沉默复合体(RISC),降解靶基因mRNA,使靶基因无法表达。利用人工合成的miRNA研究其作用原理如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 需依据靶基因的启动子序列设计miRNA
B. 上述操作过程需要6种酶参与
C. 沉默复合体中的miRNA可结合并降解靶基因mRNA
D. RNA干扰可防止外来的有害基因或病毒基因整合到生物基因组中
【答案】D
【解析】
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
【详解】A、miRNA通过碱基互补配对的方式识别并与目标mRNA结合,需依据靶基因的碱基序列设计miRNA,A错误;
B、整个过程需要两种限制酶和DNA连接酶构建DNA表达载体,需要RNA聚合酶合成miRNA,需要逆转录酶合成DNA,需要RNAseⅢ酶切割miRNA前体,然后利用RNA水解酶将mRNA降解,所以至少需要7种酶参与,B错误;
C、沉默复合体中的miRNA可结合靶基因mRNA,AGO2蛋白起到降解作用,C错误;
D、RNA干扰可降解侵入细胞的RNA,可防止外来的有害基因或病毒基因整合到生物基因组中,D正确。
故选D。
12. 为制备荧光标记的DNA探针,研究人员向①~④号反应管中分别添加了DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种dNTP(dATP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dCTP)以及适量单链DNA(如下)。实验中提供的温度条件不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区(遵循碱基互补配对原则)。实验结束后,能达到实验目的的是( )
反应管①:5'—ACCGGTGCATGCA—3'
反应管②:5'—AAGCATCGCGATG—3'
反应管③:5'-TGGACTACCGAAC—3;5'—GGTAGTCCACCGA—3'
反应管④:5'—GAGATAGAATAGC—3';5'—CAGGGCTATTCTA—3'
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
【答案】C
【解析】
【分析】PCR反应体系需要耐高温的DNA聚合酶、扩增缓冲液、水等,还需要引物。各反应管均未单独加入引物,则需加入的单链间形成互补区段并存在未配对的区域。
【详解】反应管①:单链DNA为5'—ACCGGTGCATGCA—3' ,不能自身互补配对形成双链结构,不能形成大于9个连续碱基对的双链DNA区,在DNA聚合酶作用下利用含荧光标记的dCTP等原料无法合成荧光标记的DNA探针,不能达到实验的目的;
反应管②:单链DNA为5'—AAGCATCGCGATG—3' ,可以自身互补配对,可以形成大于9个连续碱基对的双链DNA区,能达到实验目的;
反应管③:两条单链DNA 5'-TGGACTACCGAAC—3和5'—GGTAGTCCACCGA—3 ,不能互补配对形成双链结构,不能形成大于9个连续碱基对的双链DNA区,在DNA聚合酶作用下利用含荧光标记的dCTP等原料无法合成荧光标记的DNA探针,不能达到实验的目的;
反应管④:两条单链DNA 5'—GAGATAGAATAGC—3'和5'—CAGGGCTATTCTA—3 ,可以相互配对形成双链结构,能形成大于9个连续碱基对的双链DNA区,能达到实验目的。
综上所述,实验结束后,能达到实验目的的是②④,即C正确,ABD错误。
故选C。
13. 苏云金杆菌是杀灭玉米螟的重要生物,灭蚊球孢菌具有杀灭蚊子的效能,某人将这两种菌的原生质体融合获得既能杀蚊又能杀螟的新菌株,过程见下图。微生物原生质体的获得等过程和植物的类似。下列叙述正确的是( )
A. ①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合及细胞壁再生
B. 图中过程与植物体细胞杂交过程相比,去壁方法、诱导融合的方法、所依据的原理均完全相同
C. 离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体
D. 图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株染色体数目加倍
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:图中①为诱导苏云金杆菌和灭蚊球孢菌的原生质体融合的过程,②为筛选杂种融合体。
【详解】A、①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合,PEG不具有诱导细胞壁再生的作用,A错误;
B、图中为细菌细胞的杂交过程,与植物体细胞杂交过程相比,诱导融合的方法不完全相同,所依据的原理均为细胞膜具有一定的流动性的结构特点,B错误;
C、离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,溶菌酶可溶解细菌的细胞壁,以获得原生质体,C正确;
D、图中的甲实验和乙实验是指个体水平上进行灭蚊实验和杀灭玉米螟实验;获得的融合株由两种细菌融合而来,细菌属于原核生物,细胞中没有染色体,D错误。
故选C。
14. 如图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是( )
A. 过程①②表示脱分化,过程③表示再分化
B. 过程①②需要液体培养基
C. 过程①②③说明花粉细胞具有全能性
D. 通过过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离
【答案】C
【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 。图中①表示脱分化,②③表示再分化。
【详解】A、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,图中过程①表示脱分化,②③表示再分化,A错误;
B、过程①表示脱分化形成愈伤组织,②表示再分化形成丛芽,需要固体培养基,B错误;
C、过程①、②、③是植物组织培养过程,由花粉细胞最终获得了完整植物个体,说明花粉细胞具有全能性,C正确;
D、过程③获得的完整植株属于单倍体植株,高度不育,不能自交产生后代,D错误。
故选C。
15. 某实验小组利用下图所示质粒和目的基因来构建基因表达载体,将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是( )
A. 图中的质粒用酶A切割后,会产生2个游离的磷酸基团
B. 在构建重组质粒时,可用酶A和酶C切割质粒和目的基因
C. 成功导入目基因的大肠杆菌可在含四环素的培养基中生长
D. 若用酶B和酶C切割,可以避免质粒的自身环化
【答案】D
【解析】
【分析】“分子手术刀”--限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的;
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,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开,因此具有专一性;
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。由于酶A和C都在质粒标记基因的位置,所以需要用酶B和C同时切割质粒和目的基因。
【详解】A、质粒中含有2个酶A的酶切位点,所以切割后会产生4个游离的磷酸基团,A错误;
B、如果用酶A和C同时切割质粒,会破坏质粒的标记基因,B错误;
C、根据B项分析,需要用酶B和C切割质粒和目的基因,导致四环素抗性基因被破坏,所以不能在含四环素的培养基中生长,C错误;
D、若用酶B和酶C切割,产生不同的黏性末端,避免质粒自身环化,D正确。
故选D。
16. 为了构建重组DNA疫苗,可将不同的抗原DNA片段进行重组,图中A、B载体有三个酶切位点,其中Bcl Ⅰ和BamH Ⅰ识别并切割的核苷酸序列相同,如图所示。现对A载体和B载体分别进行双酶切得到含A载体片段和含B载体片段,经DNA连接酶得到BA载体,需要使用的酶分别是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【分析】基因表达载体的构建(核心)。目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。
【详解】A载体用①和②酶切,保留BamHⅠ与A相连,B载体用①和③酶切,保留Bcl Ⅰ与A相连,然后用DNA连接酶将A载体片段和B载体片段连接,得到BA载体,A正确。
故选A。
17. 现有一长度为 3000 碱基对(bp)的线性 DNA 分子,用限制性核酸内切酶酶切后,进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶 H 单独酶切,结果如图 1。用酶 B 单独酶切,结果如图 2。用酶 H 和酶 B 同时酶切,结果如图 3。该 DNA 分子的结构及其酶切图谱是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查限制性核酸内切酶的相关知识,需知一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,且只能在特定的位点切割DNA分子。
【详解】A、据图1、2分析,该线性DNA分子上有一个酶H的切割位点,且能把该DNA切割成长度为1000和2000个碱基对的片段;该线性DNA分子上有2个酶B的切割位点,且能把该DNA切割成400、600和2000个碱基对的片段;据图3可知酶B的两个切割位点位于酶H切割位点的两侧,且分别把酶H切割的片段,切割成长度为400、600、600、1400个碱基对的片段,A选项的切割位点符合,A正确;
B、按B选项所示的切割位点,酶B单独切割时,切割出的片段长度分别为600、1000、1400个碱基对,不符合图2,B错误;
C、按C选项所示的切割位点,酶B单独切割时,切割出的片段长度分别为400、1200、1400个碱基对,不符合图2,C错误;
D、D选项所示的线性DNA分子上,两种酶的切割位点的数量有误,D错误;
故选A。
【点睛】本题的解题关键是,学生要具备分析图示,获取信息的能力,学生通过图1、2、3应能分析出两种限制性核酸内切酶,切割位点数量以及切割位点的具体位置。
18. 为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI121)结合,然后导入棉花细胞。下列叙述错误的是( )
A. 用限制酶BsaBI和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因
B. 与只用KpnI相比,KpnI和XhI处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确
C. 在含卡那霉素的培养基上能存活的植物细胞即为成功转入目的基因的细胞
D. 用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中
【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: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、复制原点和标记基因等。(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:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术和PCR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一抗原-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、由图可知,GNA、ACA都含有限制酶BsaB I的酶切位点,故用限制酶BsaB I和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因,A正确;
B、图中质粒与ACA-GNA上都含有Kpn I和Xh I的酶切位点,与只用Kpn I相比,Kpn I和Xh I处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确,避免反向连接,B正确;
C、在含卡那霉素的培养基上能存活的植物细胞为成功转入目的基因的细胞或含有普通质粒的细胞,C错误;
D、PCR技术可用于基因探针的制备,可用来检测目的基因是否导入受体细胞,即用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中,D正确。
故选C。
19. 大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因,某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。图表示转基因操作过程。下列有关叙述错误的是
A. 应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
B. 若大肠杆菌的菌落为蓝色,则导入的是普通质粒
C. 作为受体的大肠杆菌应含氨苄青霉素抗性基因,以便于筛选
D. 选择培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素
【答案】C
【解析】
【分析】某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ基因中,则含有目的基因的重组质粒lacZ基因被破坏,含有重组质粒的菌落呈白色。没有插入目的基因的质粒lacZ基因没有被破坏,含有普通质粒的大肠杆菌菌落呈蓝色。
【详解】A、根据分析可知,应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养,A正确;
B、若大肠杆菌的菌落为蓝色,说明质粒lacZ基因没有被破坏,导入的是普通质粒,B正确;
C、大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因,作为受体的大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因,以便于筛选含有重组质粒的大肠杆菌,C错误;
D、选择培养基中加入适量氨苄青霉素,可以选择含有重组质粒的大肠杆菌,D正确。
故选C。
20. 利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时( )
A. 可将洋葱置于清水中,细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B. 离心后上清液中加入75%冷酒精,出现的白色丝状物就是纯净的DNA
C. 将晾干的白色丝状物置于2ml/L的NaCl溶液中,会发生溶解现象
D. 可利用DNA在低温下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
1、DNA的溶解性:
(1)DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同(0.14ml/L溶解度最低),利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性:蛋白酶能水解蛋白质,但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温,而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜,但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、洋葱是植物细胞,其细胞壁有保护和支撑的作用,不会吸水涨破,需要用洗涤剂瓦解细胞膜,A错误;
B、在上清液中加入等体积的95%的冷酒精,白色丝状物是粗提取的DNA,B错误;
C、DNA在2ml/L的氯化钠溶液中溶解度较大,所以将晾干的白色丝状物置于2ml/L的NaCl溶液中,会发生溶解现象,C正确;
D、DNA沸水浴条件下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应,D错误。
故选C。
【点睛】
21. 像BclⅠ(-T↓GATCA-)、BglⅡ(-A↓GATCT-)、MbⅠ(-↓GATC-)这样,识别序列不同、,但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割,并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【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,形成黏性末端或平末端。
【详解】A、切割质粒和切割目的基因用均用BclⅠ和BglⅡ,由于两种酶切割后产生的黏性末端相同,形成的重组质粒时目的基因可能反向连接,形成的碱基排列顺序不一定相同,A正确;
B、切割质粒用BclⅠ和BglⅡ,切割后产生的黏性末端相同,切割后的质粒可能自我环化;切割目的基因用MbⅠ,切割后产生黏性末端,切割后的目的基因可以自我环化,B错误;
C、切割质粒用MbⅠ,产生黏性末端,切割目的基因用BclⅠ和BglⅡ,产生黏性末端,形成的重组质粒中原来的BclⅠ和BglⅡ的切割位点的序列发生改变,不能再被这两种酶切割,但不影响MbⅠ的作用,C正确;
D、切割质粒用MbⅠ,切割目的基因用MbⅠ,产生的均为黏末端,切割后的质粒可自我环化,切割后的目的基因也可以自我环化,D正确。
故选B。
22. 通过乳腺生物反应器生产药物时,需要对移植前的胚胎进行性别鉴定。目前最有效的方法是SRY-PCR法, 操作程序是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞提取DNA,然后用Y 染色体上性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作引物,在Taq酶作用下,以胚胎细胞中的DNA为模板进行PCR扩增,再用SRY特异性探针检测产物。下列说法错误的是( )
A. 从滋养层细胞提取DNA的原因是滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,对胎儿的影响很小
B. 为获得更多的胚胎,可挑选出现阳性反应者在囊胚期进行胚胎分割
C. 该过程可能因为样品污染或引物设计不合理等原因而出现假阳性
D. 将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因启动子等重组在一起可制备乳腺生物反应器
【答案】B
【解析】
【分析】要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,科学家将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是限制酶和DNA连接酶),再通过显微注射法导入牛的受精卵中。
【详解】A、囊胚的内细胞团发育为胎儿的各种组织,滋养层发育为胎膜和胎盘,从滋养层细胞提取DNA的原因是滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,对胎儿的影响很小 ,A正确;
B、通过乳腺生物反应器生产药物需要雌性动物,为获得更多的胚胎,可挑选出现阴性反应者在囊胚期进行胚胎分割 ,B错误;
C、DNA分子杂交是利用基因探针和SRY基因特异性结合,该过程可能因为样品污染或引物设计不合理等原因而出现假阳性 ,C正确;
D、为了使药用蛋白基因在乳腺细胞中表达,将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因启动子等重组在一起可制备乳腺生物反应器 ,D正确。
故选B。
23. 不同储藏条件对棉叶DNA纯度及提取率(提取率越高,获得的DNA越多)的影响,结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. 利用NaCl溶液提取DNA时,NaCl溶液浓度越大,DNA的溶解度越小
B. 新鲜棉叶的DNA纯度最高,提取DNA的量也最多
C. 冷冻保存3d组的DNA提取效果优于冷鲜保存3d
D. 用二苯胺试剂鉴定,蓝色最浅的是冷冻3d处理后提取的DNA
【答案】C
【解析】
【分析】
DNA的溶解性:
1、DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同(DNA在0.14ml/L的氯化钠中溶解度最低);
2、DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
【详解】A、DNA在0.14ml/L的氯化钠中溶解度最低,在2ml/L的氯化钠中溶解度最大,A错误;
B、新鲜棉叶提取的DNA纯度最高,但提取率不高,因此新鲜棉叶提取DNA的量不是最多的,B错误;
C、结合题图可知,冷冻保存3d组的DNA提取效果优于冷鲜保存3d,提取DNA的纯度不仅高而且提取率也高,C正确;
D、冷冻3d处理提取的DNA量是最多的,因此用二苯胺试剂鉴定,颜色最深的是冷冻3d处理后提取的DNA,D错误。
故选C。
【点睛】
24. 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:
分子水平上的检测:
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。
25. 用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRⅤ、MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。
若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为( )
A. 2.5和5.5B. 2.5和6C. 5.5和8D. 6和8
【答案】D
【解析】
【分析】用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,,说明质粒中含有1个EcRⅤ切点;同时用限制酶EcRⅤ、MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个MbⅠ切点。
【详解】由上分析可知,质粒中含有1个EcRⅤ切点,2个MbⅠ切点。若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段为2种,总长度为14 kb,综上所述,ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
二、不定项选择题(本题6小题,每小题3分,共18分。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
26. 以纯化鉴定后的重组大杆菌RecQ解旋酶免疫小鼠(2n=40),融合免疫小鼠的脾细胞及骨髓瘤细胞(2n=62-68)筛选杂交瘤细胞,制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb);相关检测结果如图A、B所示。有关说法正确的是( )
A. 重组大肠杆菌RecQ解旋酶可刺激相应B淋巴细胞增殖分化
B. 单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和2次抗原检测
C. 杂交瘤细胞在融合的过程中可能会发生染色体数目的丢失
D. 该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,在稀度为1/800时可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合
【答案】ACD
【解析】
【分析】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B淋巴细胞,将B淋巴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。
【详解】A、重组大肠杆菌RecQ解旋酶对于小鼠来说是抗原,可以刺激相应B淋巴细胞增殖分化产生其抗体,A正确;
B、单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和1次抗原检测,第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出产特定抗体的杂交瘤细胞,再对该细胞进行克隆化培养和抗原抗体杂交检测,B错误;
C、融合免疫小的脾细胞及骨髓瘤细胞(2n=62-68),可知杂交瘤细胞在融合的过程中可能会发生染色体数目的丢失,C正确;
D、由图B可知,该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,据图2分析,单抗稀释度为1/800时RecQ解旋酶结合DNA活性最低,所以在稀度为1/800时可显著抑制RecQ解旋酶与DNA的结合,D正确。
故选ACD。
27. 2017年,我国科学家利用图示方法和操作,成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,在全世界引起了轰动。据图分析,下列叙述正确的是( )
注:Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化;TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化。
A. “去核卵母细胞”是指去除了DNA—蛋白质复合物的处于MII期的卵母细胞
B. 注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理,可能改变了重构胚中某些基因的碱基序列
C. 与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低
D. 除图示方法外,还可采用PEG融合法、电融合法诱导体细胞与去核卵母细胞融合
【答案】CD
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传,除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
【详解】A、“去核卵母细胞”是指去除了纺锤体-染色体复合物的处于MII期的卵母细胞,A错误;
B、Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,其能降低组蛋白的甲基化水平,TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化,提高组蛋白的乙酰化水平,最终调节相关基因的表达,B错误;
C、图中Kdm4d的mRNA注入重构胚,并进行TSA处理,而Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,可以催化组蛋白脱去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂,可以干扰组蛋白脱去乙酰化,所以与克隆小猴的细胞相比,图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低,C正确;
D、动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法诱导法和灭活病毒诱导法,所以除图示方法外,还可采用PEG融合法、电融合法诱导体细胞与去核卵母细胞融合,D正确。
故选CD。
28. 丙型肝炎是由丙型肝炎病毒(HCV)引起的一种传染病。为研制针对HCV的多肽疫苗,某研究小组构建LTB-R9-Bp融合基因的过程如图,进而构建出融合基因表达载体,其中LTB是一种免疫增强剂基因,R9-Bp是HCV两个相连的包膜蛋白基因。下列说法正确的是( )
A. PCR反应体系中需加入待扩增的模板、引物、原料以及耐高温的DNA聚合酶
B. 若要大量扩增LTB-R9-Bp融合基因,可选择引物P2和引物P3继续进行PCR
C. 融合基因表达载体的组成元件有融合基因、标记基因、启动子和终止密码子等
D. 若利用转基因植物生产该疫苗,需用到基因工程、植物组织培养和抗原抗体杂交技术
【答案】AD
【解析】
【分析】基因工程的操作步骤:(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: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扩增时,需要再反应体系中加入待扩增的模板、引物、原料以及耐高温的DNA聚合酶,A正确;
B、通过PCR技术扩增LTB-R9-Bp融合基因,需要与融合基因两端序列互补配对的引物,结合图示分析,可选择引物P1和引物P4继续进行PCR,B错误;
C、终止密码子存在于mRNA上,不会存在于融合基因中,C错误;
D、若利用转基因植物生产该疫苗,则需要通过基因工程获得含有目的基因的受体细胞,再通过植物组织培养获得具备产生疫苗的植物,最终需要通过抗原抗体杂交技术进行目的基因成功表达的鉴定,D正确。
故选AD。
29. 某生物兴趣小组成员以西瓜5天龄幼苗子叶为外植体进行相关实验研究,得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是( )
A. 实验开始前应对培养基和西瓜幼苗子叶进行灭菌处理
B. 西瓜幼苗子叶细胞脱分化形成愈伤组织的过程中细胞已经发生分化
C. 暗处理时间长短对细胞脱分化率和再分化率的影响均不大
D. 图示结果表明,西瓜幼苗子叶经诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1~2周
【答案】D
【解析】
【分析】愈伤组织是指原植物体的局部受到创伤刺激后,在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成,可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。这种组织没有发生分化。
【详解】A、该实验的外植体(西瓜幼苗子叶)需要经消毒处理,而不是灭菌处理,A错误;
B、愈伤组织的变化属于脱分化,细胞没有发生分化,B错误;
C、暗处理时间的长短对细胞脱分化率(不同暗处理时间下愈伤组织诱导率变化较大)和再分化率(不同暗处理时间下胚状体诱导率变化较大)的影响较大,C错误;
D、结合图示结果可知,在暗处理1-2周左右,胚状体诱导率为45.6和43.9,而在第3周开始下降,因此最适暗处理时间是1~2周,D正确。
故选D。
30. 下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 切割质粒的限制酶均特异性地识别6个或4个核苷酸序列
B. ④→⑤需要先避光培养一段时间后,再给予合适的光照条件
C. 获得基因表达载体的过程中,至少需要限制酶断开6个、DNA连接酶连接4个磷酸二酯键
D. ⑤表现出抗虫性状说明植株发生了定向的基因重组
【答案】BCD
【解析】
【分析】切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶,简称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今分离的限制酶有数千种,它们能够识别双链 DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
【详解】A、限制酶均能特异性地识别核苷酸序列,但识别的核苷酸序列不一定是6个或4个,大多数限制酶识别6个核苷酸序列,少数限制酶识别序列由4或8个核苷酸组成,A错误;
B、④→⑤为植物组织培养过程,需要先避光培养一段时间,利于形成愈伤组织,之后再给予合适的光照条件,使其发育为正常植株,B正确;
C、若只用同一种限制酶切割质粒和目的基因,则获得目的基因片段需要切断目的基因两侧,共4个磷酸二酯键,切开质粒需要断开环状质粒的一处,共2个磷酸二酯键,即至少需要断开6个磷酸二酯键,而在重组时,连接目的基因和质粒需要用到DNA连接酶,要连接两个切口,共4个磷酸二酯键,C正确;
D、⑤只要表现出抗虫性状就表明抗虫基因已整合到植物细胞染色体上且成功表达,即植株发生了定向的基因重组,D正确。
故选BCD。
31. 下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )
A. 若目的基因和质粒被限制酶酶切后产生平末端,需选择E.cliDNA连接酶进行连接
B. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的包括导入了重组质粒的细菌和导入了质粒A的细菌
C. 将完成导入过程细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A的细菌
D. 目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
【答案】BC
【解析】
【分析】分析题图:图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的过程。质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因,构建基因表达载体后,破环了质粒A的四环素抗性基因,但氨苄青霉素抗性基因正常,所以导入重组质粒或普通质粒A的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,但导入重组质粒的大肠杆菌不能抗四环素。
【详解】A、E.cliDNA连接酶只能连接黏性末端,不能连接平末端,因此目的基因和质粒被限制酶酶切后产生平末端,需选择T4DNA连接酶进行连接,A错误;
B、根据题意可知,质粒A中含有氨苄青霉素抗性基因,因此导入了质粒A的细菌在含有氨苄青霉素的培养基上能生长;识图分析可知,基因表达载体构建后,导入了重组质粒的细菌中含有氨苄青霉素抗性基因,所以在含有氨苄青霉素的培养基上也能生长,B正确;
C、识图分析可知,图中a点为目的基因插入的位点,因此重组质粒中四环素抗性基因被破坏,所以不能在含有四环素的培养基上生长,而导入普通质粒A的细菌中含有四环素抗性基因,可以在含有四环素的培养基上生长,C正确;
D、目的基因成功表达的标志是工程菌生产出人的生长激素,D错误。
故选BC。
三、简答题(本题3小题,共32分)
32. 传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和种子繁殖,随着科学技术的进步,人们开始采用“组织培养繁殖兰花”,如下图所示。
(1)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体,是因为细胞中含有_____,具有发育成完整个体的潜能。
(2)图中③与①过程相比较,培养基中各种激素的种类_____(填“相同”或“不同”,下同),各种激素的含量_____。
(3)有人利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的问题,但操作后得到的“韭菜—兰花”并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能的原因是_____。
(4)若①是花药,经过组织培养可获得_____植株,继续对其使用_____处理可获得正常植株,该过程称为_____。
【答案】(1)本物种的全部遗传信息
(2) ①. 相同 ②. 不同
(3)两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法正常表达
(4) ①. 单倍体 ②. 秋水仙素(或低温) ③. 单倍体育种
【解析】
【分析】分析题图:①为脱分化,②为愈伤组织,③为再分化,④是胚状体。
【小问1详解】
由于兰花的叶肉细胞(体细胞)含有本物种的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能,所以能将离体的兰花叶肉细胞培养为新个体。
【小问2详解】
植物组织培养时,生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,二者的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向:生长素与细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成;生长素与细胞分裂素比例升高,利于根的分化、抑制芽的形成;生长素与细胞分裂素比例降低,利于芽的分化、抑制根的形成。图中①为脱分化,③为再分化,故③与①过程相比较,培养基中各种激素的种类相同,但各种激素的含量不同。
【小问3详解】
利用植物体细胞杂交技术,将韭菜的体细胞与兰花的体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成“韭菜—兰花”新植株,该“韭菜—兰花”新植株并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能的原因是:两个物种的细胞发生融合后,二者之间的基因相互影响,导致某些基因无法正常表达。
【小问4详解】
若①是花药,将花药经过组织培养可获得单倍体植株,对该单倍体植株的幼苗使用秋水仙素(或低温)处理,诱导其细胞内染色体数目加倍,可获得正常植株,该过程称为单倍体育种。
33. Perid2(Per2)基因是一种抑癌基因,干扰Per2基因表达有利于肿瘤细胞存活和促进肿瘤发生。p53肿瘤抑制因子是一个关键的转录因子,能调节DNA修复、细胞周期、衰老凋亡等相关细胞途径,是抵抗癌症发生的重要防御因子,并且是通过与癌蛋白MDM2负调控作用调节其功能。为探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制,科研人员做了如下实验:
Ⅰ.裸鼠胶质瘤模型构建
(1)培养U343细胞需将营养物质按种类和所需量严格配制,这样的培养基称为___________,常在培养基中加入___________等一些天然成分。同时,为了保证无菌无毒的环境,必须_______________。
(2)以人工合成低表达Per2基因为目的基因,以某种病毒作为运载体,构建重组DNA,导入到培养好的U343胶质瘤细胞中(实验组),同时还需要设置2组对照,分别为:___________(对照组1)、空白对照组(U343)(对照组2)。
每组等量同龄健康裸鼠,皮下相同部位分别注入上述组别的U343细胞,适宜条件下培养,定期记录瘤体体积,记录到成瘤(体积达1000mm3)的时间,取出瘤体,提取蛋白质。
II.实验结果
实验组小鼠成瘤时间短于两对照组,且相同时间内实验组瘤体体积大于两对照组。
(3)电泳检测各组U343胶质瘤细胞中相关蛋白质含量(条带宽度与含量呈正相关),如图所示。
注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2。
Per2基因低表达可明显促进胶质瘤的发生发展,根据上图及相关信息,请你提出一种可能的调控机制:____________________,导致胶质瘤的发生和发展。
【答案】(1) ①. 合成培养基 ②. 血清(血浆) ③. 对培养液和所有培养用进行灭菌处理,以及在无菌环境下操作。培养液还需要定期更换
(2)转入同种病毒到U343胶质瘤细胞中
(3)Per2基因低表达,抑制p53的表达,促进MDM2的表达,MDM2负调控P53,使p53表达量更低。
【解析】
【分析】1、通常采用机械消化或胰酶消化动物组织,使其分散为单个细胞。动物细胞的培养:适宜的培养基、添加血清、激素(如胰岛素)等。2、由于生物实验研究对象存在差异性,大多采用对照实验法,即确定实验组后,根据等量原则和单一变量原则设计相应对照组。
【小问1详解】
将细胞所需营养物质按种类和所需量严格配制,这样的培养基称为合成培养基,由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,常在培养基中加入血清(血浆)等天然物质,同时,为了保证无菌无毒的环境对培养液和所有培养用进行灭菌处理,以及在无菌环境下操作。培养液还需要定期更换。
【小问2详解】
实验目的:探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制。实验变量:细胞中是否含有Per基因。实验设计:①实验组:人工合成低表达Per2基因,以某种病毒作为运载体,构建重组DNA,导入到培养好的U343胶质瘤细胞中(实验组)。②对照组1:为了排除病毒对实验结果的影响,将同种病毒转入到培养好的U343胶质瘤细胞中。③对照组2:作为空白对照,培养好的U343胶质瘤细胞。
【小问3详解】
由图可知Per2蛋白含量与p53的含量成正比,说明Per2高表达促进p53的表达。Per2蛋白含量和MDM2的含量成反比,说明Per2高表达抑制MDM2的表达。Per2基因低表达时,抑制p53的表达,促进MDM2的表达,而MDM2的表达可负调控P53,使p53的表达量更低,导致胶质瘤的发生和发展。
34. 幽门螺杆菌(Hp)是慢性胃炎、淋巴增生性胃淋巴瘤的主要致病菌,该菌的Ipp20基因能合成其特有的蛋白质,据此,研究者利用基因工程制备Hp疫苗。已知Ipp20基因表达时,双链DNA的一条链是编码链,如图1;四种限制酶及其识别序列如图2;三种质粒如图3,箭头表示限制酶的切割位点;操作步骤如图4。回答下列问题:
(1)Ipp20基因终止子序列位于图1中的_______________区段,该基因转录时,编码起始密码子的序列位于图1中的_______________区段。
(2)据图1、2、3分析,构建基因表达载体时,应选用的限制酶是_______________,最适合用作载体的质粒是_______________。
(3)图4中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,通常采用影印法(使用无菌的线毡布压在培养基A的菌落上,带出少许菌种,平移并压在培养基B上、结果如图所示)。培养基A、B中应分别添加________,符合实验要求的菌落是_________(填写数字),原因是_______________________。
【答案】(1) ①. 非编码区2 ②. 编码区
(2) ①. Xbal、XhI ②. 质粒Z
(3) ①. 潮霉素、氯霉素 ②. 3、5 ③. 菌落3、5在含潮霉素培养基中能生长,但在含氯霉素培养基中不能生长,说明含有因插入目的基因而丢失氯霉素抗性基因的重组质粒
【解析】
【分析】一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。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。在构建基因表达载体时,首先会用一定的限制酶切割载体,使它出现一个切口;然后用同一种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段;再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处,这样就形成了一个重组DNA分子。
【小问1详解】
在真核细胞的基因结构中,包括编码区和非编码区,启动子和终止子都是一段特殊的DNA序列,分别起始和终止转录过程,属于基因的非编码区,分别位于编码区的上游和下游,所以终止子位于非编码区2;起始密码子位于mRNA上,起始翻译过程编码氨基酸,位于编码区。
【小问2详解】
基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等,选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点,且不破坏目的基因和标记基因。图3中质粒X上有BamHI的酶切位点位于启动子的上游,PstI和 XhI的酶切位点会破坏抗性基因和终止子,可能使质粒中的启动子丢失,因此质粒X不适合做载体的质粒;质粒Y上 PstI的酶切位点位于启动子的上游和下游,可能使质粒中的启动子丢失,XhI和XbaI的酶切位点会破坏抗性基因,BamHI酶(单一酶)切后可导致质粒的自身环化和随意连接,故不适合做载体的质粒;质粒Z上有XhI和XbaI酶切位点,酶切后的黏性末端不同,可避免质粒的自身环化和随意连接,故适合做载体的质粒;质粒Z上有2个BamHI的酶切位点位于启动子的上游和下游,可能使质粒中的启动子丢失,PstI(单一酶)切后可导致质粒的自身环化和随意连接,故选用的限制酶是XhI和XbaI。
【小问3详解】
为筛选出含有目的基因大肠杆菌(因为该大肠杆菌带有潮霉的抗性基因,氯霉素的抗性基因丢失),故培养基中添加潮霉素和氯霉素,符合要求的菌落,应该能在含有潮霉素的培养基上生长,但不能在含有氯霉素的培养基上生长,即菌落3和菌落5,说明含有因插入目的基因而丢失氯霉素抗性基因的重组质粒。
选项
A载体
B载体
A
①+②
①+③
B
①+③
①+②
C
①+③
①+③
D
①+②
①+②
选项
切割质粒
切割目的基因
结果分析
A
BclI和BglⅡ
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同
B
BclI和BglⅡ
MbI
切割后的质粒不可自我环化,切割后的目的基因可以自我环化
C
MbI
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒可被MbI再次切开,但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开
D
MbI
MbI
切割后的质粒可以自我环化,切割后的目的基因也可以自我环化
选项
A载体
B载体
A
①+②
①+③
B
①+③
①+②
C
①+③
①+③
D
①+②
①+②
选项
切割质粒
切割目的基因
结果分析
A
BclI和BglⅡ
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同
B
BclI和BglⅡ
MbI
切割后的质粒不可自我环化,切割后的目的基因可以自我环化
C
MbI
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒可被MbI再次切开,但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开
D
MbI
MbI
切割后的质粒可以自我环化,切割后的目的基因也可以自我环化
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