江西省南昌市第二中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试生物试卷(Word版附解析)
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这是一份江西省南昌市第二中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试生物试卷(Word版附解析),共30页。试卷主要包含了选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1. 下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. Mg是人体细胞中的微量元素
B. 促甲状腺激素中含有碘元素
C. 胆固醇参与血液中脂质的运输
D. DNA是细胞内的主要遗传物质
2. 螺旋藻是一种主要分布在热带、亚热带地区的蓝细菌,被联合国粮农组织(FAO)誉为“21世纪最理想的食品”。下列关于螺旋藻的叙述,正确的是( )
A. 螺旋藻无线粒体,因此无法进行有氧呼吸
B. 无核膜为界细胞核,有进行光合作用的叶绿素等
C. 螺旋藻的拟核DNA,因具备复制能力所以可以作为基因工程载体
D. 可用无机合成培养基避光选择培养,得到纯培养物
3. 葡萄糖是细胞进行生命活动不可或缺的关键能量来源之一,因此它也被誉为“生命的燃料”。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A. 葡萄糖不能被水解,是生命活动的主要能源物质
B. 氧气充足时,葡萄糖氧化分解为丙酮酸后会进入线粒体中被彻底氧化分解
C. 用斐林试剂鉴定某样液水浴加热出现砖红色沉淀,说明该样液中含有葡萄糖
D. 输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能,也可以维持渗透压平衡
4. 近年来,科学家使用胚胎移植技术对牛、羊等动物进行遗传性状改良,极大促进了我国畜牧业的发展。在胚胎移植实验中,优质胚胎的来源不包括( )
A. 基因工程B. 成体干细胞培养
C. 体外受精D. 核移植
5. 发酵产品的使用深入生活的方方面面。发酵工程可对细胞和细胞代谢产物进行工业化生产,传统发酵技术大大丰富了食物的品种,充分体现了劳动人民的智慧。下列关于发酵工程和传统发酵技术的说法,正确的是( )
A. 家庭制泡菜和变酸的葡萄酒表面长的菌膜分别是由酵母菌和醋酸菌形成,它们都是需氧型的原核生物
B. 发酵工程往往采用液体培养基进行发酵,发酵结束后会通过提取、分离和纯化的措施来获得单细胞蛋白产品
C. 用发酵工程生产青霉素时,若发酵罐和培养基灭菌不彻底污染了杂菌,会因为某些杂菌分泌酶将青霉素分解掉而降低产量
D. 与发酵工程相比,传统发酵技术中菌种来源于多种天然微生物,发酵过程经过严格灭菌,所以产品质量较高且品质稳定
6. 焦磷酸法是DNA测序一种方法,其原理是:将待测DNA片段固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸盐(PPi),PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。
下列叙述错误的是( )
A. 在乳滴中进行反应可保证不受其他DNA序列的干扰
B. 脱氧核苷三磷酸进入子链DNA并产生PPi时释放较高能量
C. 当T进入时发出荧光,说明此位置模板链上为A碱基
D. 将四种脱氧核苷三磷酸同时加入可以提高测序的效率
7. 牛奶中富含多种营养物质,但牛奶也是多种病原体的传播载体,比如牛奶中可能存在金黄色葡萄球菌,该菌是一种高度耐盐的兼性厌氧微生物,可引起人类肺炎和肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时,可破坏菌落周围的红细胞,使其褪色。为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌,操作流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 配制好的肉汤培养基应采用湿热灭菌法进行灭菌
B. 振荡培养有利于微生物的生长繁殖
C. 在血平板上的接种方法是平板划线法
D. 7.5%NaCl肉汤培养基渗透压过高因此进行培养会使金黄色葡萄球菌的数量减少
8. 我国科学家利用动物培育可用于移植的人源器官,如图为相关过程。相关分析正确的是( )
A. 去核卵母细胞需体外培养到MI期
B. 可用PEG激活重构胚,并培育至桑葚胚阶段才能移植
C. 代孕母猪对外来的早期胚胎不会产生免疫排斥
D. 人源肾脏用于器官移植,不会引起免疫排斥
9. 悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内,一边不断注入新鲜培养基,一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述正确的是( )
A. 灌流式培养的细胞会贴壁生长,但不会出现接触抑制现象
B. 灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行
C. 灌流速率越高,营养物质利用越充分
D. 培养管通常放置在95%的O₂和和5%CO2的环境中
10. 天然玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的相关基因,因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。科学家利用链霉菌的蓝色翠雀花素合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如图,PmeI、BamHI、SpeI、SacI为不同限制酶),通过农杆菌转化法导入天然玫瑰从而成功培育出了蓝玫瑰。下列叙述正确的是( )
A. sfp和idgS基因表达时转录的模板链是T-DNA的同一条
B. 将sfp基因和idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶分别是BamHI和SpeI、SacI
C. 可用抗原一抗体杂交法检测idgS基因是否成功表达出了蓝色翠雀花素
D. 农杆菌在自然条件下可侵染单子叶植物和裸子植物,而对大多数双子叶植物没有侵染能力
11. 枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸,在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值,被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的Asp(99)和Glu(156)改成Lys,可使其在pH=6时的活力提高10倍。下列说法正确的是( )
A. 完成氨基酸的替换需要通过直接改造蛋白质实现
B. 该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势
C. 经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状可遗传
D. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
12. 荧光定量PCR是通过在PCR体系中添加荧光染料来记录PCR产物的累积情况,从而达到对PCR过程进行实时监控的目的。CT值表示每个反应管内荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的循环数。通常情况下将已知浓度的DNA标准样品经过梯度稀释后分别取样进行荧光定量PCR,得到一系列的CT值,以梯度稀释后的浓度对数值作为横坐标,浓度所对应的CT值为纵坐标绘制曲线,即可得到一个标准曲线,如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 荧光定量PCR反应体系中需要添加耐高温的DNA聚合酶
B. 荧光定量PCR可以用于检测样品中待测病毒核酸的浓度
C. 若两组CT值的差异在3与4之间,则两组样品中待测病毒核酸的浓度差了30-40倍
D. 若标准样品的DNA出现降解,则利用所得的标准曲线分析,待测样品所测CT值偏高
二、多项选择题:共4题,每题4分,共16分,每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得4分,选对但不全者得2分,错选或不答的得0分。
13. 南昌二中某生物兴趣小组拟检测某品牌直饮水中的大肠杆菌数量是否超标,其部分实验流程如下图,已知步骤④培养后的大肠杆菌菌落数平均值为56个。下列相关叙述错误的是( )
A. 实验前,微生物培养的器皿、接种工具、操作者的手等应进行灭菌
B. 实验后,使用过的培养基及其培养物应直接放入垃圾桶丢弃
C. 经计算推测每毫升直饮水中大肠杆菌的数量约为5.6×106个
D. 用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数时,稀释度不是越低越好
14. 近年来,我国科学家利用基因编辑技术改变了小鼠卵母细胞中基因的甲基化情况,获得了许多新性状的小鼠,下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是( )
A. 上述基因编辑操作没有改变小鼠卵母细胞内的基因碱基序列
B. ②过程中要对供体母鼠和受体母鼠进行超数排卵处理
C. 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
D. 甲基化会激活基因活性,对某些基因进行去甲基化处理可抑制其表达
15. 为获得导入R基因的转基因小鼠,科研人员进行了如下图所示的操作过程。相关叙述正确的是( )
A. 过程①需用性激素处理以获得更多的卵母细胞
B. 过程②操作中通常需多个表达载体和多个受精卵
C. 过程③需使用药物抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥
D. 过程④处理的目的是使多只雌鼠b处于受孕准备状态
16. 双向启动子可同时结合两个 RNA聚合酶来驱动下游基因的表达,研究人员构建了下图所示的表达载体,以检测双向启动子作用效果。下列分析正确的是( )
A. 可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞
B. 为连入GUS 基因,需用SalI和SphI酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒
C. 在培养基中添加壮观霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞
D. 可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 野生黑芥细胞核具有黑腐病抗性基因,花椰菜细胞质具有高产基因。某研究小组用野生黑芥、花椰菜两种植物细胞进行体细胞杂交,以获得高产抗黑腐病的杂种植株,流程如图1。
回答下列问题:
(1)过程①所需的酶有____________。实验中分别用不同植物幼苗的根和叶获取植物原生质体,即用不同颜色的原生质体进行融合,主要目的是____________。
(2)在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使野生黑芥原生质体和花椰菜原生质体的_____________、____________(填细胞结构)失活。
(3)融合后的原生质体经过细胞壁再生,进而脱分化形成愈伤组织。过程③产生的愈伤组织只能来自杂种细胞,下列分析正确的有_______。
A. 未融合的野生黑芥或花椰菜原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B. 同种融合的原生质体因野生黑芥或花椰菜原生质体失活而不能生长、分裂
C. 培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D. 杂种细胞由于结构和功能完整,可以正常生长、分裂
(4)采用特异性引物对花椰菜和野生黑芥的基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR扩增的结果。得到图2实验结果所涉及的生物技术有___________(答两个)。据图2判断,再生植株1~4中一定是杂种植株的有________(多选,选“1”、“2”、“3”或“4”)。
18. 某科研小组欲用图1所示的质粒构建人胰岛素基因表达载体,让其在大肠杆菌中表达出人胰岛素前体物质,对人胰岛素基因所在的DNA片段进行测序,发现其两端附近无限制酶EcRI、BamHI的酶切位点。已知人胰岛素基因表达时以②链为模板,且其3'端存在启动子,图1所示质粒上的ampR为氨苄青霉素抗性基因,telR为四环素抗性基因。请回答下列问题:
(1)可采用________来获得人胰岛素基因,这一方法需要先针对人胰岛素基因两端的序列来设计引物对。这一方法获得的产物一般通过_________进行鉴定,若鉴定发现其中有许多种相对分子质量比人胰岛素基因小的DNA片段,则原因可能是______(答出一点)。
(2)为保证人胰岛素基因能正确连接到用限制酶EcRI和BamHI处理的图1所示质粒上,且利用表达载体上的启动子在受体菌中以②链为模板进行转录,则应在配对到①链的引物5'端添加6个碱基,序列为5'-_______-3'。
(3)图1质粒上的ampR和tetR一般充当基因表达载体上的标记基因,其作用是________。利用质粒上的标记基因,结合微生物的培养,可以淘汰只转入质粒的大肠杆菌而获得被成功转入人胰岛素基因表达载体的受体菌,则应将重组载体导入_______(填“不抗氨苄青霉素”“不抗四环素”或“不抗氨苄青霉素和四环素”)的受体大肠杆菌中。
19. 某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞)_______(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合,该过程中PEG对细胞膜的作用是______。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对_______和_______生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是_________。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是_________。
20. 在体细胞克隆猴的培育过程中,我国科学家经过多年的反复试验,可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作,在15 s之内将体细胞注入去核的卵母细胞。有评论者认为该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”,攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如图所示,请结合图示回答问题。
注:Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,二者可以调节基因的表达,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。
(1)采集卵子之前,需给母猴注射适量的_____,以增加排卵。卵母细胞需培养到_____期,再通过_____法去除细胞核,得到去核卵母细胞。
(2)重构胚的发育类似正常的早期胚胎发育,培养液的成分除了有机盐、氨基酸、无机盐等营养物质以外,还需添加_____。代孕母猴对移入子宫的重构胚_____,这为胚胎在受体内的_____提供了可能。
(3)胚胎移植的实质是_____。胚胎分割可以增加胚胎数量,在对囊胚进行分割时要注意_____。
21. 315晚会曝光百果园将腐烂水果切除重新摆盘,吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这和微生物产生的毒素有关。南昌二中生物学习小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,特开展以下实验。用苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH在3.5~4之间,下面是操作流程:
(1)根据题意,本实验选用的接种方法是_____。
(2)步骤③中,为了防止出现微生物之间抑制生长的现象,学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是_____(填“选择培养基”或“鉴定培养基”),它们虽然配方不同,但是一般都含有水、碳源、_____。
(3)在步骤③中,可根据_____对不同菌种进行初步鉴定。统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因是_____。
(4)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,还需要补充实验操作_____。南昌二中2023-2024学年度下学期第二次月考生物学试卷
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. Mg是人体细胞中的微量元素
B. 促甲状腺激素中含有碘元素
C. 胆固醇参与血液中脂质的运输
D. DNA是细胞内的主要遗传物质
【答案】C
【解析】
【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类。
(1)大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素,包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等,其中C、H、O、N为基本元素,C为最基本元素,O是含量最多的元素。
2)微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素,包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等。
【详解】A、Mg是人体细胞中的大量元素,A错误;
B、甲状腺激素中含有碘元素,碘属于组成细胞的微量元素,B错误;
C、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一,在人体内还参与血液中脂质的运输,C正确;
D、DNA是细胞中的遗传物质,RNA不是,D错误。
故选C。
2. 螺旋藻是一种主要分布在热带、亚热带地区的蓝细菌,被联合国粮农组织(FAO)誉为“21世纪最理想的食品”。下列关于螺旋藻的叙述,正确的是( )
A. 螺旋藻无线粒体,因此无法进行有氧呼吸
B. 无核膜为界的细胞核,有进行光合作用的叶绿素等
C. 螺旋藻的拟核DNA,因具备复制能力所以可以作为基因工程载体
D. 可用无机合成培养基避光选择培养,得到纯培养物
【答案】B
【解析】
【分析】螺旋藻属于原核生物,原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体;原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸(DNA和RNA)和蛋白质等物质。
【详解】A、螺旋藻无线粒体,但是可以进行有氧呼吸,A错误;
B、螺旋藻是原核细胞构成的原核生物,无核膜为界的细胞核,但有进行光合作用的叶绿素等,B正确;
C、螺旋藻的环状DNA是拟核DNA,不能作为基因工程的载体,C错误;
D、螺旋藻属于自养型,需要在有氧的条件下才能生长,因此可用无机合成培养基在见光条件下选择培养,得到纯培养物,D错误。
故选B。
3. 葡萄糖是细胞进行生命活动不可或缺的关键能量来源之一,因此它也被誉为“生命的燃料”。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A. 葡萄糖不能被水解,是生命活动的主要能源物质
B. 氧气充足时,葡萄糖氧化分解为丙酮酸后会进入线粒体中被彻底氧化分解
C. 用斐林试剂鉴定某样液水浴加热出现砖红色沉淀,说明该样液中含有葡萄糖
D. 输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能,也可以维持渗透压平衡
【答案】C
【解析】
【分析】糖类的基本元素是C、H、O,分为单糖、二糖和多糖,是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等;植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖;植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。
【详解】A、葡萄糖是单糖,不能再被水解,生命活动的直接能源物质是ATP,A错误;
B、葡萄糖的氧化分解是在细胞质基质,不是在线粒体,B错误;
C、用斐林试剂鉴定某样液出现砖红色沉淀,说明该样液中含有还原糖,但是不一定是葡萄糖,C错误;
D、输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能,也可以维持渗透压平衡,D正确。
故选D。
4. 近年来,科学家使用胚胎移植技术对牛、羊等动物进行遗传性状改良,极大促进了我国畜牧业的发展。在胚胎移植实验中,优质胚胎的来源不包括( )
A. 基因工程B. 成体干细胞培养
C 体外受精D. 核移植
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎移植等技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力。用于胚胎移植的胚胎可以有多种来源。
【详解】胚胎移植等技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力。用于胚胎移植的胚胎可以有多种来源,比如来自于基因工程、体外受精以及核移植获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 发酵产品的使用深入生活的方方面面。发酵工程可对细胞和细胞代谢产物进行工业化生产,传统发酵技术大大丰富了食物的品种,充分体现了劳动人民的智慧。下列关于发酵工程和传统发酵技术的说法,正确的是( )
A. 家庭制泡菜和变酸的葡萄酒表面长的菌膜分别是由酵母菌和醋酸菌形成,它们都是需氧型的原核生物
B. 发酵工程往往采用液体培养基进行发酵,发酵结束后会通过提取、分离和纯化的措施来获得单细胞蛋白产品
C. 用发酵工程生产青霉素时,若发酵罐和培养基灭菌不彻底污染了杂菌,会因为某些杂菌分泌酶将青霉素分解掉而降低产量
D. 与发酵工程相比,传统发酵技术中菌种来源于多种天然微生物,发酵过程经过严格灭菌,所以产品质量较高且品质稳定
【答案】C
【解析】
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产人类所需的产品,一般包括菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。发酵工程在食品工业、医药工业及其他工农业生产上有重要的应用价值。
【详解】A、家庭制泡菜和变酸的葡萄酒表面长的菌膜分别是由酵母菌和醋酸菌形成,但是酵母菌是兼性厌氧的真核生物,A错误;
B、发酵工程往往采用液体培养基进行发酵,发酵结束后会通过提取、分离和纯化的措施来获得细胞代谢物,单细胞蛋白指微生物菌体,可通过过滤、沉淀方法获得,B错误;
C、用发酵工程生产青霉素时,若发酵罐和培养基灭菌不彻底污染了杂菌,会因为某些杂菌分泌酶将青霉素分解掉而降低产量,需要严格灭菌,C正确;
D、传统发酵技术的微生物是天然微生物,并未经过严格灭菌,D错误。
故选C。
6. 焦磷酸法是DNA测序的一种方法,其原理是:将待测DNA片段固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸盐(PPi),PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。
下列叙述错误的是( )
A. 在乳滴中进行反应可保证不受其他DNA序列的干扰
B. 脱氧核苷三磷酸进入子链DNA并产生PPi时释放较高能量
C. 当T进入时发出荧光,说明此位置模板链上为A碱基
D. 将四种脱氧核苷三磷酸同时加入可以提高测序的效率
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、分析题意,将待测DNA片段固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,该过程在乳滴中进行反应可保证不受其他DNA序列的干扰,保证目标DNA的独立复制,A正确;
B、脱氧核苷三磷酸进入子链DNA并产生PPi时释放一个焦磷酸盐(PPi),断裂特殊的化学键,能够释放能量,B正确;
C、分析题意,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸盐(PPi),根据A-T、G-C的碱基互补配对原则可知,当T进入时发出荧光,说明此位置模板链上为A碱基,C正确;
D、由题意“放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴”可知,需要将四种脱氧核苷三磷酸依次加入,同时加入会同时产生荧光,无法鉴定碱基种类,降低效率,D错误。
故选D。
7. 牛奶中富含多种营养物质,但牛奶也是多种病原体传播载体,比如牛奶中可能存在金黄色葡萄球菌,该菌是一种高度耐盐的兼性厌氧微生物,可引起人类肺炎和肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时,可破坏菌落周围的红细胞,使其褪色。为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌,操作流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 配制好的肉汤培养基应采用湿热灭菌法进行灭菌
B. 振荡培养有利于微生物的生长繁殖
C. 在血平板上的接种方法是平板划线法
D. 7.5%NaCl肉汤培养基渗透压过高因此进行培养会使金黄色葡萄球菌的数量减少
【答案】D
【解析】
【分析】培养基的主要成分:①主要成分:水、碳源、氮源、无机盐。②其他成分:还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。
【详解】A、配制好的肉汤培养基应采用湿热灭菌法如高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A正确;
B、振荡培养有利于微生物与营养物质的接触,也有利于增大溶氧量,促进微生物的生长繁殖,B正确;
C、结合图示可知,在血平板上的接种方法是平板划线法,C正确;
D、金黄色葡萄球菌是一种高度耐盐的兼性厌氧微生物,用7.5%NaCl进行培养可增加金黄色葡萄球菌的数量,D错误。
故选D。
8. 我国科学家利用动物培育可用于移植的人源器官,如图为相关过程。相关分析正确的是( )
A. 去核卵母细胞需在体外培养到MI期
B. 可用PEG激活重构胚,并培育至桑葚胚阶段才能移植
C. 代孕母猪对外来的早期胚胎不会产生免疫排斥
D. 人源肾脏用于器官移植,不会引起免疫排斥
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞核移植技术是指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。
【详解】A、卵母细胞需在体外培养到MⅡ期后进行去核操作,此时的细胞中有促进细胞核全能性发挥的物质,A错误;
B、可用物理或化学方法激活重构胚,如可采用电刺激、钙离子载体、乙醇或蛋白酶合成抑制剂等方法进行激活并培育至桑葚胚或囊胚阶段才能移植,B错误;
C、代孕母猪对植入的胚胎几乎不发生免疫排斥反应,因而可以保证移植的成功率,这是胚胎移植的基础,C正确;
D、人源肾脏属于外来器官,用于器官移植,会引起免疫排斥,D错误
故选C。
9. 悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内,一边不断注入新鲜培养基,一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述正确的是( )
A. 灌流式培养的细胞会贴壁生长,但不会出现接触抑制现象
B. 灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行
C. 灌流速率越高,营养物质利用越充分
D. 培养管通常放置在95%的O₂和和5%CO2的环境中
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养:(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。(2)原理:细胞增殖。(3)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、悬浮培养的动物细胞不出现贴壁生长现象,A错误;
B、悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻,而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行,B正确;
C、过高的灌流速率,都会导致培养的细胞没有及时利用营养物质,而使营养物质不能得到充分利用,C错误;
D、进行动物细胞培养时通常置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养,D错误。
故选B。
10. 天然玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的相关基因,因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。科学家利用链霉菌的蓝色翠雀花素合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如图,PmeI、BamHI、SpeI、SacI为不同限制酶),通过农杆菌转化法导入天然玫瑰从而成功培育出了蓝玫瑰。下列叙述正确的是( )
A. sfp和idgS基因表达时转录的模板链是T-DNA的同一条
B. 将sfp基因和idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶分别是BamHI和SpeI、SacI
C. 可用抗原一抗体杂交法检测idgS基因是否成功表达出了蓝色翠雀花素
D. 农杆菌在自然条件下可侵染单子叶植物和裸子植物,而对大多数双子叶植物没有侵染能力
【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——抗原一抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、sfp和idgS基因具有各自的启动子,表达是相互独立进行的,转录是以DNA的一条链为模板进行的,由启动子方向可知,两基因转录的模板不同,A错误;
B、将sfp基因插入Ti质粒时,若使用的限制酶是PmeI和BamHI,则会将终止子一同切除,故只能用BamHI,将idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶是SpeI、SacI,B正确;
C、idgS基因的表达产物是蓝色翠雀花素合成酶,可用抗原一抗体杂交法检测idgS基因是否表达出相应的蛋白质,C错误;
D、农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有侵染能力,D错误。
故选B。
11. 枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸,在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值,被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的Asp(99)和Glu(156)改成Lys,可使其在pH=6时的活力提高10倍。下列说法正确的是( )
A. 完成氨基酸的替换需要通过直接改造蛋白质实现
B. 该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势
C. 经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状可遗传
D. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因,然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
【详解】A、氨基酸的的排列顺序是由基因决定的,因此完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现,A错误;
B、该成果培育了新品种,而不是新物种,B错误;
C、经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶的基因发生了改变,因此经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状可以遗传,C正确;
D、蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的,虽然合成了改造的基因,但它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质,满足人类的需求,D错误。
故选C。
12. 荧光定量PCR是通过在PCR体系中添加荧光染料来记录PCR产物的累积情况,从而达到对PCR过程进行实时监控的目的。CT值表示每个反应管内荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的循环数。通常情况下将已知浓度的DNA标准样品经过梯度稀释后分别取样进行荧光定量PCR,得到一系列的CT值,以梯度稀释后的浓度对数值作为横坐标,浓度所对应的CT值为纵坐标绘制曲线,即可得到一个标准曲线,如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. 荧光定量PCR反应体系中需要添加耐高温的DNA聚合酶
B. 荧光定量PCR可以用于检测样品中待测病毒核酸的浓度
C. 若两组CT值的差异在3与4之间,则两组样品中待测病毒核酸的浓度差了30-40倍
D. 若标准样品的DNA出现降解,则利用所得的标准曲线分析,待测样品所测CT值偏高
【答案】C
【解析】
【分析】PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是:目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以单链DNA为模板,在DNA聚合酶作用下进行延伸,即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,如此重复循环多次由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板,因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即成指数形式扩增。每次循环般可以分为变性、复性和延伸三步。
【详解】A、PCR的过程包括变性、退火和延伸。DNA的双链主要是靠氢键联系在一起,高温时,氢键很容易就被断开了,双链变成了单链,提供了PCR的模板。荧光定量PCR是反复多次进行PCR,所以需要添加耐高温的DNA聚合酶,A正确;
B、根据题意和图示可知,荧光定量PCR的CT值与病毒核酸浓度有关,病毒核酸浓度越高,循环数越少,CT值越小,B正确;
C、根据图中CT值与梯度稀释后的浓度对数值之间的关系可知,如果PCR产物的浓度增加10倍,其荧光强度也会增加10倍,但是CT值会减少大约3.3个单位(即1个对数单位),C错误;
D、据图所示,DNA标准样品的浓度越高,达到设定的荧光阈值时所经历的循环数越少,CT值越小,所以,若标准样品的DNA出现降解,DNA浓度下降,则标准曲线值偏高,待测样品所测CT值偏高,D正确。
故选C。
二、多项选择题:共4题,每题4分,共16分,每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得4分,选对但不全者得2分,错选或不答的得0分。
13. 南昌二中某生物兴趣小组拟检测某品牌直饮水中的大肠杆菌数量是否超标,其部分实验流程如下图,已知步骤④培养后的大肠杆菌菌落数平均值为56个。下列相关叙述错误的是( )
A. 实验前,微生物培养的器皿、接种工具、操作者的手等应进行灭菌
B. 实验后,使用过的培养基及其培养物应直接放入垃圾桶丢弃
C. 经计算推测每毫升直饮水中大肠杆菌的数量约为5.6×106个
D. 用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数时,稀释度不是越低越好
【答案】AB
【解析】
【分析】灭菌是指用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子),使用对象主要有接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等;消毒是指用较为温和的物理和化学方法杀死物体表面合或内部的部分微生物(不包括芽孢与包子),使用对象主要有操作空间、某些液体、双手等。
【详解】A、消毒是指用较为温和的物理和化学方法杀死物体表面合或内部的部分微生物(不包括芽孢与包子),使用对象主要有操作空间、某些液体、双手等,操作者的手应选择消毒处理,A错误;
B、使用过的培养基及其培养物可能会对环境造成污染,实验后,应灭菌处理再丢弃,避免微生物对环境造成污染,B错误;
C、图中一共稀释了4次,每次稀释10倍,每毫升饮水中大肠杆菌的数量约为 56÷0.1×104=5.6 ×106个,C正确;
D、利用稀释涂布平板统计活菌数时,当稀释度足够高时,平板上的一个菌落可来源于一个菌种,一般选择菌落数为30~300的平板,并不是稀释度越低越好,D正确。
故选AB。
14. 近年来,我国科学家利用基因编辑技术改变了小鼠卵母细胞中基因的甲基化情况,获得了许多新性状的小鼠,下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是( )
A. 上述基因编辑操作没有改变小鼠卵母细胞内的基因碱基序列
B. ②过程中要对供体母鼠和受体母鼠进行超数排卵处理
C. 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
D. 甲基化会激活基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理可抑制其表达
【答案】AC
【解析】
【分析】表观遗传是指细胞内基因序列没有改变,但发生DNA甲基化、组蛋白修饰等,使基因的表达发生可遗传变化的现象。
【详解】A、题中利用基因编辑技术改变了小鼠卵母细胞中基因的甲基化和去甲基化情况,不改变基因的碱基序列,A正确;
B、胚胎工程中需对供体母鼠进行超数排卵处理,②过程是胚胎移植,需对供体、受体进行同期发情处理,B错误;
C、胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,C正确;
D、甲基化通常会降低基因的活性,对某些基因进行去甲基化处理后该基因可正常表达,D错误。
故选AC。
15. 为获得导入R基因的转基因小鼠,科研人员进行了如下图所示的操作过程。相关叙述正确的是( )
A. 过程①需用性激素处理以获得更多的卵母细胞
B. 过程②操作中通常需多个表达载体和多个受精卵
C. 过程③需使用药物抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥
D. 过程④处理的目的是使多只雌鼠b处于受孕准备状态
【答案】BD
【解析】
【分析】1、动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
2、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
【详解】A、为了胚胎移植成功往往需要更多的卵母细胞,所以过程①用促性腺激素对供体进行超数排卵处理,A错误;
B、将目的基因导入受体细胞用多个表达载体和多个受精卵可以提高成功率,所以过程②操作中通常需多个表达载体和多个受精卵,B正确;
C、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,故过程③不需要抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥,C错误;
D、胚胎移植成功需要受体和供体达到相同的生理状态,所以过程④处理的目的是使多只雌鼠b处于受孕准备状态,D正确。
故选BD。
16. 双向启动子可同时结合两个 RNA聚合酶来驱动下游基因的表达,研究人员构建了下图所示的表达载体,以检测双向启动子作用效果。下列分析正确的是( )
A. 可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞
B. 为连入GUS 基因,需用SalI和SphI酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒
C. 在培养基中添加壮观霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞
D. 可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用
【答案】ACD
【解析】
【分析】基因工程技术基本步骤:(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、将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,A正确;
B、如果用SphI 酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒时就会破坏LUC基因,B错误;
C、如果成功导入含有壮观霉素抗性基因的基因表达载体,受体细胞就具有抗壮观霉素的能力,在含有壮观霉素的培养基上能生存,因此可以筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞,C正确;
D、双向启动子如果正常表达,就会合成荧光素酶和β-葡萄糖苷酶,催化底物分别产生荧光或生成蓝色物质,从而确定双向启动子的作用,D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
17. 野生黑芥细胞核具有黑腐病抗性基因,花椰菜细胞质具有高产基因。某研究小组用野生黑芥、花椰菜两种植物细胞进行体细胞杂交,以获得高产抗黑腐病的杂种植株,流程如图1。
回答下列问题:
(1)过程①所需的酶有____________。实验中分别用不同植物幼苗的根和叶获取植物原生质体,即用不同颜色的原生质体进行融合,主要目的是____________。
(2)在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使野生黑芥原生质体和花椰菜原生质体的_____________、____________(填细胞结构)失活。
(3)融合后的原生质体经过细胞壁再生,进而脱分化形成愈伤组织。过程③产生的愈伤组织只能来自杂种细胞,下列分析正确的有_______。
A. 未融合的野生黑芥或花椰菜原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B. 同种融合的原生质体因野生黑芥或花椰菜原生质体失活而不能生长、分裂
C. 培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D. 杂种细胞由于结构和功能完整,可以正常生长、分裂
(4)采用特异性引物对花椰菜和野生黑芥的基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR扩增的结果。得到图2实验结果所涉及的生物技术有___________(答两个)。据图2判断,再生植株1~4中一定是杂种植株的有________(多选,选“1”、“2”、“3”或“4”)。
【答案】(1) ①. 纤维素酶、果胶酶 ②. 便于观察细胞融合的状况(或以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞)
(2) ①. 细胞质 ②. 细胞核
(3)ABD (4) ①. DNA的提取(纯化)、PCR扩增、凝胶电泳 ②. 1、2、3、4
【解析】
【分析】分析图1可知,过程①表示原生质体的制备,要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁,过程②表示诱导原生质体融合,体现了生物膜“具有一定的流动性”的结构特点。将杂种细胞培养成杂种植株的过程是借助植物组织培养技术实现的。
【小问1详解】
过程①表示去除细胞壁获得原生质体。植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,在获取植物细胞的原生质体时,常采用纤维素酶和果胶酶处理。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞。
【小问2详解】
由题意可知,野生黑芥细胞核具有黑腐病抗性基因,花椰菜细胞质具有高产基因,为获得高产抗黑腐病的杂种植株,在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使野生黑芥原生质体的细胞质和花椰菜原生质体的细胞核失活,使融合后的杂种植株具有野生黑芥的细胞核基因和花椰菜的细胞质基因。
【小问3详解】
A、未融合的野生黑芥或花椰菜原生质体经处理后,因为细胞质或细胞核的失活,无法正常生长、分裂,A正确;
B、同种融合的原生质体因野生黑芥原生质体细胞质或花椰菜原生质体细胞核失活而不能生长、分裂,B正确;
C、诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等,由图可知:培养基含有诱导原生质体融合的物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂,C错误;
D、杂种细胞由于结构和功能完整,可以正常生长、分裂,D正确。
故选ABD。
【小问4详解】
若要得到图2实验结果,首先需要提取纯化两亲本及再生植株的总DNA,其次采用特异性引物对花椰菜、野生黑芥及再生植株的基因组DNA进行PCR扩增,最后将PCR扩增产物进行凝胶电泳分析。由图2显示的实验结果可知,再生植株1、2、3、4同时含有野生黑芥和花椰菜的基因组,是杂种植株。
18. 某科研小组欲用图1所示的质粒构建人胰岛素基因表达载体,让其在大肠杆菌中表达出人胰岛素前体物质,对人胰岛素基因所在的DNA片段进行测序,发现其两端附近无限制酶EcRI、BamHI的酶切位点。已知人胰岛素基因表达时以②链为模板,且其3'端存在启动子,图1所示质粒上的ampR为氨苄青霉素抗性基因,telR为四环素抗性基因。请回答下列问题:
(1)可采用________来获得人胰岛素基因,这一方法需要先针对人胰岛素基因两端的序列来设计引物对。这一方法获得的产物一般通过_________进行鉴定,若鉴定发现其中有许多种相对分子质量比人胰岛素基因小的DNA片段,则原因可能是______(答出一点)。
(2)为保证人胰岛素基因能正确连接到用限制酶EcRI和BamHI处理的图1所示质粒上,且利用表达载体上的启动子在受体菌中以②链为模板进行转录,则应在配对到①链的引物5'端添加6个碱基,序列为5'-_______-3'。
(3)图1质粒上的ampR和tetR一般充当基因表达载体上的标记基因,其作用是________。利用质粒上的标记基因,结合微生物的培养,可以淘汰只转入质粒的大肠杆菌而获得被成功转入人胰岛素基因表达载体的受体菌,则应将重组载体导入_______(填“不抗氨苄青霉素”“不抗四环素”或“不抗氨苄青霉素和四环素”)的受体大肠杆菌中。
【答案】(1) ①. PCR技术 ②. 琼脂糖凝胶电泳 ③. 胰岛素基因纯度不够
(2)GGATCC (3) ①. 用以检测目的基因是否导入受体细胞 ②. 不抗氨苄青霉素和四环素
【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。(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】
可采用PCR技术来获得人胰岛素基因,这一方法需要先针对人胰岛素基因两端的序列来设计引物对。这一方法获得的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定,若鉴定发现其中有许多种相对分子质量比人胰岛素基因小的DNA片段,则原因可能是胰岛素基因纯度不够。
【小问2详解】
人胰岛素基因表达时以②链为模板,且其3'端存在启动子,图1所示质粒上的ampR为氨苄青霉素抗性基因,telR为四环素抗性基因,为保证人胰岛素基因能正确连接到用限制酶EcRI和BamHI处理的图1所示质粒上,且利用表达载体上的启动子在受体菌中以②链为模板进行转录,应在配对到①链的引物5'端添加BamHI识别序列,添加的6个碱基序列为5'-GGATCC-3'。
【小问3详解】
图1质粒上的ampR和tetR一般充当基因表达载体上的标记基因,其作用是用以检测目的基因是否导入受体细胞。利用质粒上的标记基因,结合微生物的培养,可以淘汰只转入质粒的大肠杆菌而获得被成功转入人胰岛素基因表达载体的受体菌,则应将重组载体导入不抗氨苄青霉素和四环素的受体大肠杆菌中。
19. 某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞)_______(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合,该过程中PEG对细胞膜的作用是______。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对_______和_______生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是_________。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是_________。
【答案】(1) ①. 不需要
②. 使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合
(2) ①. 未融合的亲本细胞 ②. 融合的具有同种核的细胞
(3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 (4)④
【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】
浆细胞是高度分化的细胞,不能增殖,所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
【小问2详解】
在杂交瘤细胞筛选过程中,用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
【小问3详解】
单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,是运用了抗原-抗体杂交技术,抗体检测呈阳性的细胞,即为所需的杂交瘤细胞。
【小问4详解】
DNA连接酶能连接DNA片段,脱氧核苷酸的磷酸基团位于5'端,-OH位于3'端,①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误;DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键,即将一条脱氧核苷酸5'端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3'端的-OH相连,④符合题意。
故选④。
20. 在体细胞克隆猴的培育过程中,我国科学家经过多年的反复试验,可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作,在15 s之内将体细胞注入去核的卵母细胞。有评论者认为该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”,攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如图所示,请结合图示回答问题。
注:Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,二者可以调节基因的表达,促进囊胚的发育,提高代孕母猴的妊娠率。
(1)采集卵子之前,需给母猴注射适量的_____,以增加排卵。卵母细胞需培养到_____期,再通过_____法去除细胞核,得到去核卵母细胞。
(2)重构胚的发育类似正常的早期胚胎发育,培养液的成分除了有机盐、氨基酸、无机盐等营养物质以外,还需添加_____。代孕母猴对移入子宫的重构胚_____,这为胚胎在受体内的_____提供了可能。
(3)胚胎移植的实质是_____。胚胎分割可以增加胚胎数量,在对囊胚进行分割时要注意_____。
【答案】(1) ①. 促性腺激素 ②. MⅡ ③. 显微操作
(2) ①. 血清等天然成分 ②. 不发生免疫排斥反应 ③. 存活
(3) ①. 早期胚胎在生理条件相同的条件下空间位置的转移 ②. 将内细胞团均等分割
【解析】
【分析】培育克隆动物需要进行核移植,将动物的一个细胞的细胞核,移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组发育成一个新的胚胎,这个新胚胎最终发育为动物个体。培育克隆动物需要进行核移植,将动物的一个细胞的细胞核,移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组发育成一个新的胚胎,这个新胚胎最终发育为动物个体。胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体叫供体(遗传特性和生产性能优秀),接受胚胎的个体叫受体(有健康的体质和正常繁殖能力)。
【小问1详解】
用促性腺激素处理,能促使卵巢产生更多的卵细胞,使其超数排卵。卵母细胞培养到减数第二次分裂中期即MⅡ期(该期细胞中含有激发细胞核全能性的物质,便于重组细胞的发育),再通过显微操作法去除细胞核,得到去核卵母细胞。
【小问2详解】
人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,在使用合成培养基时,通常需加入血清等一些天然成分。代孕母猴对移入子宫的重构胚不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
【小问3详解】
①是胚胎移植,实质是早期胚胎在生理条件相同的条件下空间位置的转移。分割囊胚时要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
21. 315晚会曝光百果园将腐烂的水果切除重新摆盘,吃腐烂的水果可能会出现头晕、恶心、呕吐或者更严重的症状,这和微生物产生的毒素有关。南昌二中生物学习小组为了寻找腐烂的苹果中可安全食用的区域,特开展以下实验。用苹果的腐烂部位、距离腐烂部位1 cm和2 cm的组织做实验材料,检测不同区域中微生物的种类和数量。已知苹果的pH在3.5~4之间,下面是操作流程:
(1)根据题意,本实验选用的接种方法是_____。
(2)步骤③中,为了防止出现微生物之间抑制生长的现象,学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是_____(填“选择培养基”或“鉴定培养基”),它们虽然配方不同,但是一般都含有水、碳源、_____。
(3)在步骤③中,可根据_____对不同菌种进行初步鉴定。统计腐烂部位的菌落数目发现,青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。细菌数目很少可能的原因是_____。
(4)分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,还需要补充实验操作_____。
【答案】(1)稀释涂布平板法
(2) ①. 选择培养基 ②. 氮源、无机盐
(3) ①. 菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等) ②. 细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长;青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长
(4)检测上述区域中微生物产生的毒素含量
【解析】
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数为30~300、适于计数的平板,在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值。
【小问1详解】
常见的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法,题图可知,本实验选用的是稀释涂布平板法,步骤②是梯度稀释(等比稀释)。
【小问2详解】
在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。步骤③中,为了防止出现微生物之间抑制生长的现象,学习小组配制了不同的细菌和真菌的培养基。这些培养基是选择培养基,它们虽然配方不同,但是一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。
【小问3详解】
不同菌种形成的菌落特征存在差异,在步骤③中,可根据菌落特征(或者写成菌落的颜色、大小、形状等)对不同菌种进行初步鉴定。每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时记录作为实验结果,这是为了防止因培养时间不足遗漏菌落数目;细菌适宜在中性或弱碱性的环境中生长,苹果呈酸性,不适合细菌生长。由于青霉菌产生的青霉素等抗生素抑制细菌的生长,故青霉菌、曲霉菌等真菌的数量较多,细菌数目很少。
【小问4详解】
分析数据发现,距离腐烂部位越远,微生物的数量越少;距离腐烂部位2 cm的样品中微生物数量极少。有人认为,不能仅凭这个实验就得出距离腐烂部位2 cm的部分可安全食用的结论,为了安全起见,还需要检测上述区域中微生物产生的毒素含量。
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