2020年高考生物真题专项训练
专题十 现代生物科技专题
1.(2020·新高考山东卷,T13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。 若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
2.(2020·新高考山东卷,T14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
3.(2020·新高考山东卷,T15)新型冠状病毒的检测方法目前主要有核酸检测法和抗体检测法。下列说法错误的是( )
A.抗体检测法利用了抗原与抗体特异性结合的原理
B.感染早期,会出现能检测出核酸而检测不出抗体的情况
C.患者康复后,会出现能检测出抗体而检测不出核酸的情况
D.感染该病毒但无症状者,因其体内不能产生抗体不适用抗体检测法检测
4.(2020·新高考山东卷,T25)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。
(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为________。
(2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响了________________________,从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列________(填“发生”或“不发生”)改变,原因是_____________________________________________________________。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响,科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA,原因是_________________________________________________________________________。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示,据图推测糯性最强的品系为________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.(2020·高考江苏卷,T23)(多选)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.为获得更多的囊胚,采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
6.(2020·高考江苏卷,T24)蚯蚓分解处理技术可实现固体废物的减量化和资源化。如图为某农业生态系统的示意图,下列叙述正确的是( )
A.该生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者
B.该生态工程设计突出体现了物质循环再生的原理
C.农作物、果树等植物获取的物质和能量主要来自有机肥
D.影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度、含水量等
7.(2020·新高考天津卷,T1)在克隆哺乳动物过程中,通常作为核移植受体细胞的是去核的( )
A.卵原细胞 B.初级卵母细胞
C.次级卵母细胞 D.卵细胞
阅读下列材料,回答8、9题。
在应用基因工程改变生物遗传特性,进而利用种间关系进行生物防治方面,中国科学家取得了许多重要进展。
资料一:人类使用化学农药防治害虫,致使环境不断恶化。王成树等从黄肥尾蝎中克隆出一种神经毒素基因AalT,将其导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中,增强绿僵菌致死害虫的效应,可有效控制虫害大规模暴发。
资料二:小麦赤霉病是世界范围内极具毁灭性的农业真菌病害。王宏伟、孔令让等从长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7。将Fhb7导入小麦,其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染,从而避免小麦赤霉病大规模暴发。
资料三:疟疾由受疟原虫感染的雌按蚊通过叮咬在人群中传播。王四宝等从几种微生物中克隆出5种不同抗疟机制的基因,将它们导入按蚊的肠道共生菌AS1中。在按蚊肠道内,AS1工程菌分泌的基因表达产物可杀灭疟原虫。因AS1可在按蚊亲代和子代种群中扩散,所以在含AS1工程菌按蚊的群落中,疟疾传播一般可被阻断。
8.(2020·新高考天津卷,T11)目的基因是基因工程的关键要素。关于上述资料中涉及的目的基因,下列分析正确的是( )
A.来源:必须从动物、植物或微生物的基因组文库中直接获取
B.作用:上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活
C.转化:均可采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞
D.应用:只有将目的基因导入防治对象才能达到生物防治目的
9.(2020·新高考天津卷,T12)在利用种间关系进行生物防治的措施中,下列分析错误的是( )
A.施用绿僵菌工程菌减少虫害,不改变绿僵菌与害虫之间存在的寄生关系
B.引入Fhb7增强小麦的抗菌性,目的是调节真菌对植物的寄生能力
C.AS1工程菌分泌的多种表达产物不改变AS1与按蚊之间存在的共生关系
D.使AS1工程菌分泌多种表达产物杀灭疟原虫,目的是调节按蚊对人的寄生能力
10.(2020·浙江7月选考,T24)下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶,则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定
B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系,抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关
C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株,其DNA检测均含目的基因,抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA
D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带,相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后,出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置
11.(2020·高考全国卷Ⅰ,T38)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于____________,使用该培养基进行细胞培养的结果是________________________________________。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
12.(2020·高考全国卷Ⅱ,T38)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题:
(1)在植树造林时,一般认为,全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比,按照种植一种植物方式所构建的生态系统,其抵抗力稳定性________。抵抗力稳定性的含义是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式,其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,再施用到农田中。施用有机肥料的优点是_________________________________
________________________________________________________________________
(答出3点即可)。在有机肥料的形成过程中,微生物起到了重要作用,这些微生物属于生态系统组分中的__________________________。
(3)在污水净化过程中,除发挥污水处理厂的作用外,若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素,请提供一个方案:______________________________________________________________________________________________________________________。
13.(2020·高考全国卷Ⅲ,T38)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。
回答下列问题:
(1)步骤①中需要使用的工具酶有____________。步骤②和③所代表的操作分别是______________和________________。步骤④称为______________________。
(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的____________(答出2点即可)的限制。
(3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________________(填“相同”或“不同”),原因是________________。
(4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有____________(答出2点即可)。
14.(2020·高考江苏卷,T28)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,被________细胞表面的受体识别后激活该细胞。
(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的________,形成________细胞。
(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,检测病毒的________;采集血液样本主要用于血清学检查,检测________。
(4)据图2所示,研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选获得________细胞。因为同一种抗原可能激活________细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
15.(2020·高考江苏卷,T33)如果已知一小段DNA的序列,可采用PCR的方法,简捷地分析出已知序列两侧的序列,具体流程如图(以EcoRⅠ酶切为例):
请据图回答问题:
(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种________酶,它通过识别特定的________切割特定位点。
(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′ 羟基与5′ 磷酸间形成________;PCR循环中,升温到95 ℃是为了获得________;Taq DNA聚合酶的作用是催化________。
(3)若如表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物,步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是________(从引物①②③④中选择,填编号)。
DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)
已知序列
PCR引物 ①5′- AACTATGCGCTCATGA-3′ ②5′- GCAATGCGTAGCCTCT-3′ ③5′- AGAGGCTACGCATTGC-3′ ④5′- TCATGAGCGCATAGTT-3′
(4)对PCR产物测序,经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列),结果正确的是________________。
A. 5′-AACTATGCG———AGCCCTT-3′
B. 5′-AATTCCATG———CTGAATT-3′
C. 5′-GCAATGCGT———TCGGGAA-3′
D. 5′-TTGATACGC———CGAGTAC-3′
16.(2020·新高考天津卷,T16)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下。
据图回答:
(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有____________个。
(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是____________(多选)。
A.引入短肽编码序列不能含终止子序列
B.引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列
D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成____________种DNA片段。
(4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是____________________________________。
(5)用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够特异性识别它的免疫细胞有____________(多选)。
A.B细胞 B.T细胞
C.吞噬细胞 D.浆细胞
17.[(2020·浙江7月选考,T29(二)]回答与基因工程和植物克隆有关的问题:
(1)天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段(T-DNA),该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选,设计重组Ti质粒时,应考虑T-DNA中要有可表达的目的基因,还需要有可表达的________。
(2)结合植物克隆技术进行转基因实验,为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、________及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感,则可用________的转基因方法。
(3)利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比,前者总培养时间________,且不经历________过程,因而其遗传性状稳定,是大多数植物快速繁殖的常用方法。
(4)与发芽培养基相比,配制转基因丛状苗生根培养基时,可根据实际情况适当添加________,促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成________,最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根,如________(A.提高蔗糖浓度 B.降低培养基浓度 C.提高大量元素浓度 D.不添加琼脂)。
专题十 现代生物科技专题(答案详解)
1.解析:选C。由图可知,①为去除植物细胞的细胞壁,获得原生质体的过程,该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A正确;由题干可知,两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出,若其中一个细胞的染色体在融合前发生断裂,则形成的染色体片段在细胞融合后有的可能会存留在杂种细胞中,故为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状,需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂,过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草的染色体,B正确;图中过程③为两种原生质体的融合,常用的融合手段为物理法和化学法,灭活的病毒通常用来融合动物细胞,C错误;普通小麦不具有耐盐性状,因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D正确。
2.解析:选C。为获得更多卵子,需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵处理,A正确;刚排出的精子不能与卵子受精,必须进行获能处理后才具备受精能力,B正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,牛、羊等一般要培养到桑椹胚或囊胚阶段才进行移植,小鼠等可在更早的阶段移植,C错误;可通过转基因等技术获得遗传改造的小鼠胚胎干细胞,D正确。
3.解析:选D。抗体检测法是根据抗原与抗体能够发生特异性结合的原理进行分析判断的,A正确;免疫系统产生抗体需要一定的时间,因此在感染早期,会出现可检测出体内新型冠状病毒的核酸而检测不出相应抗体的情况,B正确;患者康复后,体内的新型冠状病毒已被清除,但体内的相应抗体会存留较长时间,因此会出现能检测出相应抗体而检测不出新型冠状病毒的核酸的情况,C正确;感染该病毒后机体会产生免疫反应从而产生抗体,因此可在感染该病毒但无症状者体内检测到抗体,其无症状可能是由于体内病毒量小,未出现明显症状,D错误。
4.解析:(1)限制性核酸内切酶能够识别双链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开;DNA连接酶能将DNA片段拼接起来。将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的参与。转化是指目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。Wx基因启动子序列的改变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合,从而改变了IVx基因的转录水平,使直链淀粉合成酶基因的表达量改变。根据题干信息可知,基因编辑系统是对启动子序列进行定点编辑,由于编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子,所以与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列没有发生变化。(3)用提取的各品系胚乳中的总RNA合成总cDNA的过程为逆转录,需要逆转录酶的参与。由于引物能与Wx基因的cDNA特异性结合,故通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA。(4)mRNA是蛋白质合成的直接模板,根据题图分析可知,4个品系中品系3的Wx mRNA量最低,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强。
答案:(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 转化 (2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合 不发生 编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子 (3)逆转录(或:反转录) 引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或:引物能与Wx基因的cDNA特异性结合) (4)品系3 品系3的Wx mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强
5.解析:选ABC。限制获得更多早期胚胎的最大的问题是没有足够的卵母细胞,所以应该通过注射促性腺激素促进雌鼠超数排卵,A错误;细胞a和细胞b是由同一个受精卵分裂分化形成的,所以两细胞的核基因应该是相同的,由于基因的选择性表达,囊胚期细胞b已经分化形成了滋养层细胞,所以全能性降低,B错误;用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织一段时间,消化了细胞间的蛋白质,从而获得分散的胚胎干细胞,C错误;动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳,一般将动物细胞置于含95%空气加5%二氧化碳的混合气体的培养箱中进行培养,D正确。
6.解析:选BD。该农业生态系统中的蚯蚓、腐生微生物等属于分解者,一些寄生的细菌属于消费者,硝化细菌等自养型微生物属于生产者,A选项错误;该生态工程设计突出了对畜禽粪便、生活垃圾、蚓粪、残渣等的处理与利用,充分体现了物质循环再生的原理,B选项正确;土壤中的分解者将有机肥分解,可以为农作物、果树等植物的生长提供二氧化碳和无机盐,但农作物、果树等植物获取的能量主要来自光能,C选项错误;蚯蚓的分解作用是其代谢活动的一部分,而蚯蚓维持正常的代谢活动需要适宜的温度和水分等条件,所以其分解处理效率受温度、含水量等影响,D选项正确。
7.解析:选C。克隆哺乳动物时,一般将动物的一个体细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。通常作为核移植受体细胞的是去核的次级卵母细胞,C正确。
8.解析:选B。目的基因的获取途径有三条:从基因文库中获取、利用PCR扩增和人工合成法合成,A错误;资料一中,将神经毒素基因AalT导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中控制虫害,资料二中,将抗赤霉病主效基因Fhb7导入小麦减轻赤霉菌对小麦的感染,资料三中,将5种不同抗疟机制的基因导入按蚊的肠道共生菌AS1中杀灭疟原虫,可知上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活,B正确;将目的基因导入植物细胞常使用农杆菌转化法,导入微生物常使用感受态细胞法,导入动物细胞常使用显微注射法,C错误;资料一、二和三中都没有将目的基因导入防治对象中,但都间接达到了生物防治的目的,D错误。
9.解析:选D。施用绿僵菌工程菌减少虫害,没有改变绿僵菌与害虫之间的寄生关系,只是增强了绿僵菌致死害虫的效应,A正确;引入Fhb7减轻赤霉菌对小麦的感染,目的是增强小麦对赤霉菌的抗性,降低赤霉菌对小麦的寄生能力,B正确;AS1工程菌分泌的多种表达产物可在按蚊体内杀灭疟原虫,并没有改变AS1与按蚊的共生关系,C正确;AS1工程菌分泌的多种表达产物可在按蚊体内杀灭疟原虫,因AS1可在按蚊亲代和子代种群中扩散,故在含AS1工程菌按蚊的群落中,疟原虫传播被阻断,调节疟原虫对人的寄生能力,D错误。
10.解析:选D。若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶,则该限制性核酸内切酶可能会切割重组质粒,破坏重组质粒的结构,A错误;抗除草剂基因转入某抗盐植物后,一部分抗盐植株的抗盐性消失,说明抗除草剂基因的转入可能导致抗盐性改变,B错误;抗除草剂基困转入某植物后,若DNA检测含有目的基因,而抗性鉴定为不抗除草剂,其原因可能是目的基因转录出RNA但无法翻译,也可能是目的基因无法转录,还可能是翻译出来的蛋白质无活性,C错误;若环状质粒上有1个某种限制性核酸内切酶的酶切位置,则该环状质粒被该酶酶切后形成1个条带,若要形成2个条带,则该环状质粒上至少有2个该酶的酶切位置,若要形成3个条带,则该环状质粒上至少有3个该酶的酶切位置,D正确。
11.解析:(1)实验前给小鼠甲注射病毒A,其目的是刺激机体发生免疫反应,从而产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤:从健康动物体内取出组织块,剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞,然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。(3)图中筛选1采用特定的选择培养基,在该培养基上,未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。图中筛选2含多次筛选,利用抗原与抗体特异性结合的原理,就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
答案:(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液 (3)选择培养基 只有杂交瘤细胞 能够生存 抗原与抗体的反应具有特异性 (4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养
12.解析:(1)一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力越强,抵抗力稳定性就越高,因而,按照种植一种植物方式所构建的生态系统,其抵抗力稳定性会相对较低。抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。(2)施用有机肥可改善土壤的结构、培育土壤微生物、实现土壤养分的循环利用。微生物可作为分解者将有机肥料中的有机物分解为无机物。(3)在污水净化过程中,可种植能吸收污水中铜、镉等金属元素的水生植物,再从植物中回收金属。
答案:(1)低 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力 (2)改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分的循环利用 分解者 (3)种植能吸收这些金属元素的水生植物,再从植物中回收金属
13.解析:(1)步骤①是基因表达载体的构建过程,该过程需要使用的工具酶有限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶,用限制酶分别切割载体和目的基因,用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来。步骤②和③所代表的操作分别是显微注射和体外培养。步骤④是将早期胚胎植入到代孕母体内,称为胚胎移植。(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的性别和年龄的限制。(3)乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞都是体细胞。一般来说,在同一动物个体中,其体细胞都是由同一个受精卵分裂、分化而来的,细胞在分裂、分化过程中,其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息一般是不变的,因此两种上皮细胞的染色体DNA所含的遗传信息相同。(4)据题述流程可知,胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。
答案:(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植
14.解析:(1)图1中,抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒抗原呈递给T细胞,后者识别抗原后被激活,分泌淋巴因子。(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的增殖、分化,形成浆细胞和记忆细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子用于病原学检查时,检测的是病毒的核酸;采集血液样本用于血清学检查时,检测的是抗新冠病毒抗体。(4)为了诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞,实验时需先给小鼠注射S蛋白,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选可获得杂交瘤细胞。因为同一种抗原可能激活多种B淋巴细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
答案:(1)T (2)增殖、分化 浆细胞和记忆 (3)核酸 抗新型冠状病毒抗体 (4)刺突蛋白(或S蛋白) 杂交瘤 多种B
15.解析:(1)根据题图可知,步骤Ⅰ是获取目的DNA片段,所用的酶EcoR Ⅰ是一种限制酶,其能识别特定的核苷酸序列,并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。(2)步骤Ⅱ是将目的DNA片段连接成环状,其中DNA连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的3′ 羟基和5′ 磷酸间形成磷酸二酯键。PCR循环中,升高温度到95 ℃是为了打开氢键使双链解旋,获得DNA单链,Taq DNA聚合酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物3′端,合成DNA子链。(3)引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始延伸DNA子链,因为DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸,故为扩增未知序列,选择的与模板链相结合的引物应为5′—TCATGAGCGCATA—3′(引物④)和5′—CCAATGCGTAGCCTCT—3′(引物②)。(4)分析题意可知,片段F的两端为限制酶EcoR Ⅰ切割后产生的黏性末端,因此其5′端序列应为AATT—,3′端序列应为—TTAA,B正确。
答案:(1)限制性核酸内切(或限制) 核苷酸序列
(2)磷酸二酯键 DNA单链 以DNA为模板的DNA链的延伸
(3)②④ (4)B
16.解析:(1)密码子为mRNA上三个相邻的碱基,对应DNA编码序列上三个相邻的碱基;由图可以看出,与改造前的单链相比,改造后的单链第6、15、16、18、21、24、30位(从左往右数)碱基发生了改变,相应发生碱基替换的密码子分别为第2、5、6、7、8、10位(从左往右数,其中第6位密码子改变了两个碱基),共6个。(2)要确保等比例表达A、B肽链,控制合成两条肽链的DNA只有一个终止子序列,且转录形成的mRNA只能有一个终止密码子。为了保证生成的人胰岛素的正常功能,引入的短肽不能改变A链氨基酸序列,不能改变原人胰岛素抗原性。(3)由图可以看出,重组表达载体中有两个SacⅠ识别序列、一个XbaⅠ识别序列;SacⅠ和XbaⅠ在该环状DNA上有三个酶切位点,用这两种酶充分酶切后可得到3种DNA片段。(4)乳酸菌为原核生物,细胞内无内质网和高尔基体;结合题意推测,信号肽在核糖体上合成后,经过细胞质基质到达细胞膜,出细胞膜后分布在细胞壁上。(5)B细胞和T细胞可以特异性识别抗原;吞噬细胞可以识别抗原,但不具有特异性;浆细胞不能识别抗原。
答案:(1)6 (2)ABCD (3)3 (4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 (5)AB
17.解析:(1)重组Ti质粒中必须含有目的基因和用于筛选的标记基因,利用农杆菌转化法进行转基因操作时,标记基因一般选择抗性基因。(2)要获得植物克隆的成功,选择的植物材料应具备的条件包括要具有优良性状、较高的遗传稳定性、全能性表达充分、易被农杆菌侵染等。若植物材料对农杆菌不敏感,可采用显微注射法。(3)带有侧芽(含芽的顶端分生组织)的茎段可直接发育成丛状苗,无需经历脱分化的阶段,培养时间较短。(4)利用发芽培养基培养出丛状苗后,可转移至含有较多生长素的培养基(生根培养基)中,使其生根。配制生根培养基时,相同体积条件下生根培养基中加入的MS培养基的量比发芽培养基少。
答案:(1)抗性基因 (2)全能性表达充分 显微注射 (3)短 脱分化 (4)生长素 根的分生组织 B