海安市2022-2023学年高二下学期3月阶段性检测(一)
生物
一、单项选择题:本部分包括20题,每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列对镰刀型细胞贫血症患者内环境的描述,正确的是
A. 该患者内环境中含有葡萄糖,但不含呼吸酶
B. 该患者的内环境中组织液与血浆之间可相互转化
C. 该患者内环境的pH值应比正常人的略微偏大
D. 该患者对低氧环境的适应能力要比正常人的强
2. 图1是用微型电表测量离体神经纤维膜内外电位装置图;图2是该神经纤维某处的膜电位变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. 图1测得的电位可表示图2中AB段的电位
B. 图2中C和E点神经纤维膜上Na+的跨膜运输速率相同
C. 图2中FG段会发生Na+外运和K+内运
D. 由图2曲线走势不能得出兴奋在神经纤维上的传导是双向的
3. 信息分子是指生物体内、外具有调节细胞生命活动的化学物质。下列有关信息分子发挥生理作用的叙述,正确的是( )
A. 二氧化碳作为体液中的化学信号分子刺激呼吸中枢调节呼吸运动
B. 信息分子都要通过体液运输才能到达靶细胞而发挥作用
C. 神经递质均需囊泡运输,释放后需与突触后膜上受体结合而发挥作用
D. 信息分子通过直接参与靶细胞的代谢过程发挥调节作用
4. 膜表面免疫球蛋白(BCR)是分布在B细胞表面的一种受体。多个BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,会为激活B细胞提供信号。下列说法错误的是( )
A. BCR聚集的过程体现了细胞膜的流动性
B. B细胞表面的BCR与其分化为浆细胞后产生的抗体识别不同的抗原
C. 在体液免疫过程中,B细胞与辅助性T细胞可相互提供信息
D. 根据图示过程可推测,记忆B细胞表面也具有BCR
5. 将一株正在生长的植物水平放入正在太空中飞行的航天飞机的暗室内,暗室朝向地心的一侧开一个小孔,小孔附近放一光源,如图1所示;图2表示不同浓度的生长素对植物茎生长的作用情况。请判断下列相关说法正确的是( )
A. 一段时间后,图1所示植物茎会背光弯曲生长
B. 图1中生长素不能进行极性运输,根失去了向地弯曲生长的特性
C. 在地球上进行图1实验,若植物茎向下弯曲生长说明重力对生长素分布的影响更大
D. 若把图1装置按图示方向放回地球,同时去掉光源,植物茎的远地侧的生长素浓度为m,则近地侧的生长素浓度r的范围是m< r <2 m
6. 在“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”的实验中,其中某次样品稀释102倍后,在25×16型血细胞计数板上计数5个中格酵母菌总数为244个,相关叙述正确的是( )
A. 每天定时从同一试管取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线
B. 加样液之前,需对计数室进行镜检,若有污物可用试管刷清洗
C. 若一个小格内酵母菌数过多,应稀释到每小格1~2个再计数
D. 可估算培养液中酵母菌密度约为1.22×109个/mL
7. 有关古诗词的叙述,错误的是( )
A. “凡嫁接矮果及花,用好黄泥晒干,筛过,以小便浸之……以泥封树枝……则根生”体现了生长素促进生根的作用
B. “红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味”体现了乙烯促进果实发育的作用
C. “螟蛉有子,蜾蠃负之” 体现了螟蛉与蜾蠃之间存在捕食关系
D. “又种薤十根……居瓜子外,至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避。又可种小豆于瓜中,亩四五升,其藿可卖”这种生产方式充分利用群落的空间结构和季节性
8. 下图表示生态系统某一营养级的能量流动途径,其中a~g表示能量值,A表示初级消费者摄入,B表示初级消费者同化。D表示次级消费者摄入。下列分析正确的是( )
A. 缩短食物钙可以提高能量传递效率
B. E表示分解者利用
C. 图中a表示流入生态系统的总能量
D. 图中初级消费者同化量B=c+d+c
9. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图Ⅰ所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法正确的是( )
A. 在传统葡萄酒发酵过程中,为避免污染发酵装置需严格灭菌
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×106个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等无需再灼烧灭菌
D. 由图Ⅱ可知,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
10. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 图1培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B. 图1过程①是在无菌水中进行,过程②是在固体培养基中进行
C. 图2中属于杂种植株的是4和5,1可能是花椰菜
D. 病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,可筛选抗病性强的杂种植株
11. 抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示,下列有关说法错误的是( )
A. 单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B. 用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C. ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合,以主动运输的方式进入肿瘤细胞
D. ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡
12. 如图a和图b分别是胡萝卜组织培养技术及中国克隆猴“中中”和“华华”核移植技术的流程图,①和②表示相应过程。下列叙述错误的是( )
A. 图a实验证明植物细胞具有全能性
B. 图b实验证明动物细胞核具有全能性
C. 图a过程①和②分别表示分裂和分化
D. 图b激活的重组细胞获得类似于受精卵的能力
13. 下列关于细胞工程的叙述,错误的是( )
A. 采用茎尖组织培养技术获得的脱毒植株具有抗病毒的特性
B. MS培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向
C. 卵母细胞和精子一般要分别在体外进行成熟培养和获能处理后,才能用于体外受精
D. 在胚胎移植前,可取样滋养层细胞进行DNA分析,鉴定性别
14. 下列与DNA粗提取和鉴定有关叙述,正确的是( )
A. 预冷的酒精可使DNA更容易析出
B. DNA在2mol·L-1的NaCl溶液中溶解度较低
C. 鉴定粗提取的DNA时,对照组与实验组的区别是加不加二苯胺试剂
D. 电泳鉴定DNA时应在凝胶载样缓冲液中加入二苯胺作为染料
15. 模型构建是生命科学教学、科研的一种重要方法。下图是生物概念模型,相关分析错误的是( )
A. 若图示为食物网,则D可能次级消费者、第二营养级
B. 若图示为基因工程,则C为重组质粒,D为受体细胞
C. 若图示为试管婴儿技术,C~D为早期胚胎培养和胚胎移植
D. 若图示为核移植技术,则 B 可能为去核卵母细胞
16. 人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述有关叙述不正确的是( )
A. 对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B. 使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C. 采用平板划线法对获得的菌株进行计数
D. 观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
17. 科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因A转移到玫瑰中,以培育蓝玫瑰,下列操作正确的是( )
A. 利用DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中选取基因A
B. 用氯化钙处理玫瑰叶肉细胞,使其处于感受态
C. 用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞
D. 将基因A导入玫瑰细胞液泡中,防止其经花粉进入野生玫瑰
18. 下列有关目的基因的操作,能改善产品品质的是( )
A. 将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内
B. 将人血清白蛋白基因改造后在山羊的乳腺中表达
C. 将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组
D. 将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达
19. 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. 将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法或基因枪法
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,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是导入了质粒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
20. 从某高等动物浆细胞(L)中提取全部的mRNA,并以此为模板合成相应的DNA单链(L-cDNA),提取来自同一个体的胰岛B细胞(P)的全部mRNA(P-mRNA)。下列叙述正确的是( )
A. P-mRNA与L-cDNA进行分子杂交,均能发生碱基互补配对
B. 限制酶能特异性识别RNA分子的某种特定核苷酸序列,破坏磷酸二酯键
C. 能与L-cDNA互补的P-mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA
D. 浆细胞不能分泌胰岛素是因为缺乏编码胰岛素的相关基因
二、多项选择题:本部分包括5题,每题有不止一个选项符合题意。
21. 下列有关生物种群、群落和生态系统的叙述,正确的是( )
A. 种群中的个体在水平上的分布构成群落的水平结构
B. 生态系统中的物质循环、能量流动都是沿食物链进行的
C. 提高生态系统的稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用
D. 利用信息传递可对害虫进行控制,如生物防治中利用昆虫信息素诱捕害虫
22. 聚羟基脂肪酸酯(PHA)是某些细菌以蔗糖为原料合成的一种胞内聚酯,具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性。PHA进入海洋后,可以被动物食用,约1 ~3年完全自然降解。下图为PHA的生产工艺流程,有关分析正确的是( )
A. 培养基A需添加蔗糖,为选择培养基
B. 菌株M用血细胞计数板进行直接计数
C. 发酵罐内应严格控制温度、pH等条件
D. 采用过滤、沉淀的方法得到PHA产品
23. 家高胚胎的性别鉴定技术对畜牧业发展具有重要意义。科研人员利用PCR技术同时扩增优质奶牛Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的路蛋白基因(CSN1S1),进行早期胚胎的性别鉴定,并将鉴定后的胚胎进行移植。下图为取自不同胚胎的DNA样品PCR产物的电泳结果。下列叙述正确的是( )
A. 选取胚期的滋养层细胞提取DNA进行鉴定
B. 需要根据牛的SRY和CSN1S1序列设计2对引物
C. 对受体牛进行同期发情处理后再进行胚胎移植
D. 根据结果可以确定A为CSN1S1,3、5号胚胎为雄性
24. 下列生物工程技术中,用到胚胎移植技术的是( )
A. 单克隆抗体的制备
B. 利用乳腺生物反应器生产生长激素
C. 利用诱导多能干细胞治疗阿尔兹海默症
D. 利用试管婴儿技术辅助有生育困难的夫妇
25. 某长度为1000个碱基对的双链环状DNA分子中含鸟嘌呤400个。该DNA分子复制时,1链首先被断开形成3′、5′端口,接着5′端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链,其过程如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A. 复制该DNA时需要的酶有核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
B. 若该DNA分子连续复制4次,则第4次复制所要的腺嘌呤脱氧核苷酸为4800
C. 该复制过程发生在细胞核中,不需要引物的参与,复制的方向是单向的
D. 该DNA分子复制时,以1链和2链为模板合成子链的方向分别为3′端→5′端、5′端→3′端
三、非选择题:本部分包括4题。
26. 胰高血糖素样肽1(GLP1)是由小肠细胞受营养刺激而分泌的多肽类激素,其受体分布在胰岛A、B细胞以及大脑神经细胞表面,通过抑制胰高血糖素释放、增加胰岛素分泌、影响动物的食欲来降低血糖。胰高血糖素样肽1受体激动剂(GLP1RA)的降糖机制如下图1;钠葡萄糖转运蛋白(SGLT2) 主要分布在肾小管,负责葡萄糖的重吸收,钠葡萄糖转运蛋白抑制剂(SGLT2i)可以有效降血糖,其机制如下图2。请回答:
(1)图1中胰岛素分泌的调节方式有________;GLP1RA主要用于________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)型糖尿病的治疗。
(2)图1中支配胃和胰腺的传出神经,属于________________。当人处于兴奋状态时,其中________神经活动占优势,胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动________。
(3)图2中SGLF2介导的葡萄糖转运方式属于________。使用SGLT2i容易引起泌尿系统感染的原因是_______________。
(4)科研人员研究了GLP1RA和SGLT2i分别联合二甲双胍治疗非胰岛素依赖型糖尿病的疗效比较。将患者接受基础的降糖药物盐酸二甲双胍片治疗一段时间后随机分为三组,每组40人:对照组、治疗A组、治疗B组,并签订知情同意书。A组的治疗处理是基础治疗+GLP1RA进行治疗,B组的治疗处理是基础治疗+SGLT2i进行治疗,实验结果如下图3:
①对照组的治疗处理是_______________,据图3分析治疗后三组空腹血糖都下降的共同原因是_________________。
②结合图1、2分析三组患者中________组更容易出现恶心呕吐和肠胃不适的症状。实验结果说明盐酸二甲双胍联合________具有更好的疗效。
27. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是 _____________,过程②选用的骨髓瘤细胞 ____(选填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行_______________和_____________,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是___________________(答出三点)。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是____________________________________。图2方框内需要经过____次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。 体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为______________、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是____________________________________________,体现的是双特异性单克隆抗体在_______________方面的用途。
28. 在聚合酶链式反应(PCR)中,除了作为复制对象的长链DNA之外,反应溶液中还添加有作为引物的短链DNA、dNTP(脱氧三磷酸核苷酸,N表示任意某一种碱基)和酶。实验时需要使反应溶液的温度周期性地发生变化以完成“变性—复性—延伸”的循环。DNA复性温度与互补碱基对之间的氢键数呈正相关。
(1)PCR反应溶液中添加的酶为______,作用是______。
(2)实验1:在图1的引物1到引物4中,只使用1种作为引物,复性的温度设定为T℃,PCR后只合成出了与模板DNA2相同的单链。该实验使用的引物是______。
实验2:将引物变更为图1中的引物3和引物4,其他条件与实验1相同的情况下进行PCR双链DNA完全没有被复制,请在答题卡中,将引物3和引物4与模板链结合的关系绘制出来。______
(3)实验3:对图2中的双链DNA,使用引物5和引物6,将复性的温度设定为T℃,进行了PCR。结果是双链DNA完全得不到复制。而当设定温度改变后,双链DNA得到了复制。温度改变的大致思路是______。
(4)实验4:PCR技术与电泳鉴定结合进行DNA测序。以待测序的DNA链作为模板链,使用3′TATA……ATGCGCA-5′末端结合了高灵敏度检测化合物X的DNA单链序列作为引物,在第1次实验中,用dNTP进行反应。第2次实验,在第1次实验使用上述dNTP的基础上,将反应混合物分为四个试管,分别加入四种双脱氧三磷酸核苷酸即ddNTP,即核苷酸在2、3号都脱氧(ddATP、ddCTP、ddTTP、ddGTP,结构见图4),每个试管只加一种。第1次与第2次实验四只试管,在经过相同的温度变化循环后,对反应溶液进行了适当的处理,使全部的DNA以单链DNA的形式存在。使用能区分开一个碱基长度差异的凝胶电泳法对含有化合物X的单链DNA进行分析,获得了如图5所示的结果。
①ddNTP一旦参与聚合反应,则DNA单链延伸即终止,原因是______。
②请根据下图写出模板链碱基序列:______
29. 新冠病毒(+RNA)的刺突蛋白S通过与人体黏膜细胞表面的ACE2受体结合而进入细胞,是宿主抗体的重要作用位点。下图1是科研人员利用新冠病毒的+RNA提取S蛋白基因和S蛋白受体结合域RBD基因作为抗原基因序列,研制新冠病毒双抗原疫苗的技术路线。已知PCR1与PCR2要分别进行,然后将产物混合,使用引物1和引物4进行PCR3,最终获得大量S-RBD融合基因(1300bp)。
(1)PCR3过程中,片段1与片段2连接形成S-RBD融合基因,需要使用_______酶,该酶作用是_______。
(2)为使S-RBD融合基因在工程菌中表达时,先合成S蛋白,在重组pX质粒中,引物4对应的区段要连接在靠近_______(填“启动子"或“终止子”)的部位,原因是_______。
(3)为初步检测过程B构建是否成功,对重组pX系列质粒及其酶切产物进行凝胶电泳检测,结果如图2。据图可知,酶切时用到的酶是_______,重组质粒pX2和pX5构建成功的依据是_______。
(4)在工程菌的筛选时,可先后用两种抗生素进行影印培养实验(将首次培养的菌落用灭菌绒布沾取印到新培养基上培养),在第二次培养时存活的菌落是否含有目的基因_______(填“是”或“否”)。鉴定pX质粒是否导入工程菌还可以采用的方法是_______。
(5)试从免疫学角度分析此种双抗原疫苗比常规S蛋白疫苗更具优势的原因_______。
海安市2022-2023学年高二下学期3月阶段性检测(一)
生物 答案解析
一、单项选择题:本部分包括20题,每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列对镰刀型细胞贫血症患者内环境的描述,正确的是
A. 该患者内环境中含有葡萄糖,但不含呼吸酶
B. 该患者的内环境中组织液与血浆之间可相互转化
C. 该患者内环境的pH值应比正常人的略微偏大
D. 该患者对低氧环境的适应能力要比正常人的强
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A、镰刀型细胞贫血症患者体内的红细胞容易破裂,导致呼吸酶进入血浆,A错误;
B、血浆中的有些物质可以穿过毛细血管壁进入组织液,同时组织液中的物质可以穿过毛细血管壁进入血浆,B正确;
C、患者体内由于缺氧,导致细胞无氧呼吸加强,产生的乳酸增多,内环境PH会比正常人略低,C错误;
D、该患者由于运输氧气的血红蛋白减少,所以对低氧环境的适应能力要比正常人的弱,D错误。
故选B。
【点睛】
2. 图1是用微型电表测量离体神经纤维膜内外电位的装置图;图2是该神经纤维某处的膜电位变化曲线。下列叙述错误的是( )
A. 图1测得的电位可表示图2中AB段的电位
B. 图2中C和E点神经纤维膜上Na+的跨膜运输速率相同
C. 图2中FG段会发生Na+外运和K+内运
D. 由图2曲线走势不能得出兴奋在神经纤维上的传导是双向的
【答案】B
【解析】
【分析】兴奋在神经纤维上的传导:①传导方式:局部电流或电信号或神经冲动。②传导特点:双向传导。反射发生时,感受器接受刺激并产生兴奋,然后兴奋由传入神经传至神经中枢,神经中枢对信息进行分析综合后,再将指令经由传出神经传至效应器,引起效应器反应。
【详解】A、图1中一个电极在膜外侧,另一个电极在膜内侧,测的是外正内负的静息电位,即图2中AB段的电位,A正确;
B、图2中C点正在形成动作电位,此时Na+加速内流,E点正在恢复静息电位,Na+内流停止,B错误;
C、图2中FG段正在恢复静息电位,钠钾泵经主动运输将Na+运出细胞,会发生Na+外运,此时钾离子通道开放,K+内运,C正确;
D、由图2曲线BD段走势反映的是动作电位的形成,DG段正在恢复静息电位,不能得出兴奋在神经纤维上的传导是双向的,D正确。
故选B。
3. 信息分子是指生物体内、外具有调节细胞生命活动的化学物质。下列有关信息分子发挥生理作用的叙述,正确的是( )
A. 二氧化碳作为体液中的化学信号分子刺激呼吸中枢调节呼吸运动
B. 信息分子都要通过体液运输才能到达靶细胞而发挥作用
C. 神经递质均需囊泡运输,释放后需与突触后膜上受体结合而发挥作用
D. 信息分子通过直接参与靶细胞的代谢过程发挥调节作用
【答案】A
【解析】
【分析】1、兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
2、体液调节:人体血液和其他体液中的某些化学物质,可借助血液循环的运输,到达全身或某些器官、组织,从而引起某些特殊的生理反应。
【详解】A、二氧化碳作为体液中的化学信号分子可通过体液传送,刺激脑干中的呼吸中枢,进而调节呼吸运动,A正确;
B、淋巴因子、神经递质、激素等信息分子需要经过体液运输才能到达靶细胞发挥作用,但是有的信息分子可以通过相邻细胞直接接触发挥作用,有的信息分子通过细胞通道传递信息,B错误;
C、神经递质绝大多数需要囊泡运输,但一氧化氮(一种神经递质)是气体,它能够扩散通过细胞膜,因此它无法被储存在突触小泡中,C错误;
D、信息分子的作用是在细胞间和细胞内传递信息,并不能直接参与靶细胞的代谢,它能改变靶细胞原有的生理过程发挥调节作用,D错误。
故选A。
4. 膜表面免疫球蛋白(BCR)是分布在B细胞表面的一种受体。多个BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,会为激活B细胞提供信号。下列说法错误的是( )
A. BCR聚集的过程体现了细胞膜的流动性
B. B细胞表面的BCR与其分化为浆细胞后产生的抗体识别不同的抗原
C. 在体液免疫过程中,B细胞与辅助性T细胞可相互提供信息
D. 根据图示过程可推测,记忆B细胞表面也具有BCR
【答案】B
【解析】
【分析】体液免疫过程:①一些病原体可以和B细胞接触,为激活B细胞提供第一个信号;②树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取病原体,而后对抗原进行处理,呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞;③辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子;④B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。⑤浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】A、多个BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,体现了细胞膜的流动性,A正确;
B、B细胞表面的BCR与病原体表面的抗原结合而聚集在一起,会为激活B细胞提供信号,则B细胞表面的BCR与其分化为浆细胞后产生的抗体识别相同的抗原,B错误;
C、B细胞等抗原呈递细胞摄取病原体,而后对抗原进行处理,呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞接触抗原后,细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合激活B细胞,所以在体液免疫过程中,B细胞与辅助性T细胞可相互提供信息,C正确;
D、膜表面免疫球蛋白(BCR)是分布在B细胞表面的一种受体,记忆B细胞也能识别抗原,所以记忆B细胞表面也具有BCR,D正确。
故选B。
5. 将一株正在生长的植物水平放入正在太空中飞行的航天飞机的暗室内,暗室朝向地心的一侧开一个小孔,小孔附近放一光源,如图1所示;图2表示不同浓度的生长素对植物茎生长的作用情况。请判断下列相关说法正确的是( )
A. 一段时间后,图1所示植物茎会背光弯曲生长
B. 图1中生长素不能进行极性运输,根失去了向地弯曲生长的特性
C. 在地球上进行图1实验,若植物茎向下弯曲生长说明重力对生长素分布的影响更大
D. 若把图1装置按图示方向放回地球,同时去掉光源,植物茎的远地侧的生长素浓度为m,则近地侧的生长素浓度r的范围是m< r <2 m
【答案】D
【解析】
【分析】图1所示植株水平放在太空中,不受重力影响,给与它单侧光照射,生长素向背光侧运输导致背光侧生长快于向光侧,植株向光弯曲生长。图2中OC之间的生长素浓度均促进植物茎生长,C点所示浓度既不促进也不抑制,C点之后的浓度抑制茎生长。
【详解】A、图1所示植物不受重力影响,受单侧光照射,生长素向背光侧运输导致背光侧生长快于向光侧,植株向光弯曲生长,A错误;
B、生长素的极性运输是从植物的形态学上端运输到形态学下端,图1中生长素能进行极性运输,根没有失去了向地弯曲生长的特性,B错误;
C、在地球上进行图1实验,植物受到重力和单侧光的影响,重力使生长素横向运输的方向为向下,单侧光使生长素向背光侧运输,如果重力对生长素分布的影响更大,植物茎应该向上弯曲生长,C错误;
D、若把图1装置按图示方向放回地球,同时去掉光源,只受重力影响,则近地侧生长素促进生长的效果强于远地侧,据图2分析植物茎的远地侧的生长素浓度为m,则近地侧的生长素浓度r的范围是m< r <2 m,D正确。
故选D。
6. 在“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”的实验中,其中某次样品稀释102倍后,在25×16型血细胞计数板上计数5个中格酵母菌总数为244个,相关叙述正确的是( )
A. 每天定时从同一试管取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线
B. 加样液之前,需对计数室进行镜检,若有污物可用试管刷清洗
C. 若一个小格内酵母菌数过多,应稀释到每小格1~2个再计数
D. 可估算培养液中酵母菌密度约为1.22×109个/mL
【答案】D
【解析】
【分析】1、酵母菌可以用液体培养基来培养,培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关,我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线,从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。
2、利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法,这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目,所以一般用于单细胞微生物数量的测定,由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的,所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
【详解】A、每天定时从同一试管取样,会使该试管培养液逐渐减少,A错误;
B、实验探究的是培养液中酵母菌种群数量的变化,因此为了避免其它杂菌对酵母菌数量的影响,在加样液之前,要对计数室进行镜检,若有污物可用专用的擦镜纸小心擦洗,不能用试管刷清洗,B错误;
C、若一个小格内小球藻过多,应稀释到每小格4~5个再计数,C错误;
D、此血细胞计数板的计数室是25×16型,即大方格内分为25中格,每一中格又分为16小格,计数室的规格为1mm×1mm×0.1mm,5个中格酵母菌总数为244个,酵母菌培养液稀释100倍,则1mL培养液中酵母菌数约=244÷5×25×100÷0.1×1000=1.22×109个/mL,D正确。
故选D。
7. 有关古诗词的叙述,错误的是( )
A. “凡嫁接矮果及花,用好黄泥晒干,筛过,以小便浸之……以泥封树枝……则根生”体现了生长素促进生根的作用
B. “红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味”体现了乙烯促进果实发育的作用
C. “螟蛉有子,蜾蠃负之” 体现了螟蛉与蜾蠃之间存在捕食关系
D. “又种薤十根……居瓜子外,至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避。又可种小豆于瓜中,亩四五升,其藿可卖”这种生产方式充分利用群落的空间结构和季节性
【答案】B
【解析】
【分析】低浓度的生长素可促进插条生根,乙烯可促进果实成熟。间作是指两种或两种以上生长期相近的作物。在同一块田地上,隔株、隔行或隔畦同时栽培,以充分利用地力和光能,提高单位面积产量的方式。套作是在同一块田地上,于前季作物的生长后期,将后季作物播种或栽植在前季作物的株间、行间或畦间的种植方法。
【详解】A、以“以小便浸之”,说明小便中含有某物质(生长素),具有促进插条生根的作用,A正确;
B、“红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味”,体现了乙烯促进果实成熟的作用,B错误;
C、螟蛉是一种绿色小虫,蜾赢是一种寄生蜂,蜾赢常捕捉螟蛉存放在窝里,产卵在它们身体里,卵孵化后蜾赢幼虫就拿螟蛉作食物,故两者之间存在的种间关系是捕食,C正确;
D、“又种薤十根……居瓜子外,至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避。又可种小豆于瓜中,亩四五升,其藿可卖”这种间作、套作的生产方式能充分利用群落的空间结构和季节性,提高对光能和土壤中各种矿质元素的利用,D正确。
故选B。
8. 下图表示生态系统某一营养级的能量流动途径,其中a~g表示能量值,A表示初级消费者摄入,B表示初级消费者同化。D表示次级消费者摄入。下列分析正确的是( )
A. 缩短食物钙可以提高能量传递效率
B. E表示分解者利用
C. 图中a表示流入生态系统的总能量
D. 图中初级消费者同化量B=c+d+c
【答案】B
【解析】
【分析】A表示初级消费者摄入,B表示初级消费者同化,C表示初级消费者用于自身生长、发育的能量,D表示次级消费者摄入,E表示初级消费者粪便和遗体残骸被分解者利用的能量。
【详解】A、缩短食物链不能改变能量传递效率,只能提高能量利用率,A错误;
B、E表示初级消费者粪便和遗体残骸被分解者利用的能量,B正确;
C、图中a表示初级消费者摄入的总能量,C错误;
D、图中初级消费者同化量B=a-c=d+e,c是属于上一个营养级的同化能量,D错误。
故选B。
9. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图Ⅰ所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基,下列说法正确的是( )
A. 在传统葡萄酒发酵过程中,为避免污染发酵装置需严格灭菌
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×106个/L,此数值可能低于实际的活菌数
C. 对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法,菌种接种过程中的试管口、瓶口等无需再灼烧灭菌
D. 由图Ⅱ可知,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
【答案】D
【解析】
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作:材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每百毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘10算每升发酵液的微生物数。
【详解】A、在传统葡萄酒发酵过程中,利用的是葡萄皮表面的天然酵母菌,不需要严格灭菌,A错误;
B、若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘1000算每升发酵液的微生物数,故先求平均菌落数为(62+68+74)÷3=68,除以涂布体积0.1mL后等于680个/mL,稀释倍数为1×104,再乘1000,最后为6.8×109个/L,计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上生长出一个菌落,所以数目偏小,B错误;
C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌,玻璃器皿、接种用具可采用干热灭菌,接种时的玻璃瓶口等都需在酒精灯火焰处进行灼烧灭菌,C错误;
D、乙、丙、丁挑取不同的菌落培养,丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养,但培养液没有酒精产生,且瓶内活菌数量不低,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,进行有氧呼吸;丁组的活菌数比乙组少,但是产生的酒精和乙组一样多,所以丁组产生酒精能力比乙强,D正确。
故选D。
10. 花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 图1培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B. 图1过程①是在无菌水中进行,过程②是在固体培养基中进行
C. 图2中属于杂种植株的是4和5,1可能是花椰菜
D. 病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,可筛选抗病性强的杂种植株
【答案】B
【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。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;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;植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。2、根据图谱分析,4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质,说明是杂种细胞,而1、2、3号个体只有紫罗兰中的蛋白质,说明不是杂种细胞。
【详解】A、植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株,体现了植物细胞全能性;两个物种细胞的融合体现了细胞膜流动性原理,A正确;
B、图1过程①为用纤维素酶果胶酶去除细胞壁的过程,过程②为原生质体融合过程,需用物理或者化学(PEG等)的方法处理处理,B错误;
C、根据图谱分析4号和5号个体含有两种类型的蛋白质是杂种细胞,而1号个体只有1种蛋白质可能是花椰菜,C正确;
D、可将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株,D正确。
故选B。
11. 抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示,下列有关说法错误的是( )
A. 单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B. 用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体
C. ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合,以主动运输的方式进入肿瘤细胞
D. ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图,抗体药物偶联物(ADC) 通过将具有生物活性的小分子药物与单克隆抗体结合,被肿瘤细胞特异性识别,通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,导致溶酶体裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
【详解】A、效应B细胞能够分泌抗体,但是不具有增殖能力,而骨髓瘤细胞具有无线增殖的能力,因此利用动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,利用该细胞制备单克隆抗体,A正确;
B、单克隆抗体制备过程中至少经过两次筛选,一次是用特定选择培养基进行筛选,获得杂交瘤细胞,杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,即用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,就可获得既能无限增殖,又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,B正确;
C、由题图可知,ADC进入肿瘤细胞是胞吞的方式,C错误;
D、ADC通过胞吞的方式进入肿瘤细胞,溶酶体使其裂解,释放药物,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,D正确。
故选C。
12. 如图a和图b分别是胡萝卜组织培养技术及中国克隆猴“中中”和“华华”核移植技术的流程图,①和②表示相应过程。下列叙述错误的是( )
A. 图a实验证明植物细胞具有全能性
B. 图b实验证明动物细胞核具有全能性
C. 图a过程①和②分别表示分裂和分化
D. 图b激活的重组细胞获得类似于受精卵的能力
【答案】C
【解析】
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经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成动物个体;用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,原理是动物细胞核的全能性;动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】A、图a是胡萝卜组织培养的过程,该过程证明植物细胞具有全能性,A正确;
B、图b是经核移植最终形成克隆猴的过程,该过程证明已经分化的动物细胞的细胞核具有全能性,B正确;
C、图a过程①是由已经分化的细胞形成愈伤组织的过程,表示脱分化,②是由愈伤组织形成胚状体的过程,表示再分化,C错误;
D、图b激活的重组细胞获得类似于受精卵的能力,具有发育为完整个体的能力,D正确。
故选C。
13. 下列关于细胞工程叙述,错误的是( )
A. 采用茎尖组织培养技术获得的脱毒植株具有抗病毒的特性
B. MS培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向
C. 卵母细胞和精子一般要分别在体外进行成熟培养和获能处理后,才能用于体外受精
D. 在胚胎移植前,可取样滋养层细胞进行DNA分析,鉴定性别
【答案】A
【解析】
【分析】1、植物组织培养的过程:离体的植物组织、器官或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织愈伤组织再分化形成胚状体,进一步发育植株(新植体)。
2、植物组织培养技术具有广泛的应用:植物繁殖的新途径(快繁技术、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、由于植物茎尖部位含有的病毒少,因此茎尖的组织培养可得到脱毒苗,该苗的特点是无病毒,而非抗病毒,A错误;
B、MS培养基是植物组织培养过程中的培养基,生长素和细胞分裂素的比例相等时,有利干形成愈伤组织,比例大于1时,有利于诱导生根,比例小于1时,有利于诱导生芽,B正确;
C、卵母细胞需要发育在MII中期才具备受精能力,精子也需要获能后才具备受精能力,C正确;
D、胚胎移植前,需要对胚胎进行DNA分析和性别鉴定,滋养层细胞在胚胎发育过程中不发育成胎儿的组织和器官,但是其DNA组成及染色体与内细胞团相同,因此取滋养层细胞进行 DNA分析和性别鉴定不会影响胎儿发育,D正确。
故选A。
14. 下列与DNA粗提取和鉴定有关的叙述,正确的是( )
A. 预冷的酒精可使DNA更容易析出
B. DNA在2mol·L-1的NaCl溶液中溶解度较低
C. 鉴定粗提取的DNA时,对照组与实验组的区别是加不加二苯胺试剂
D. 电泳鉴定DNA时应在凝胶载样缓冲液中加入二苯胺作为染料
【答案】A
【解析】
【分析】利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。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,选择适当的盐浓度能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。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。
【详解】A、预冷酒精溶液的作用有:抑制核酸水解酶的活性,防止DNA降解;降低分子运动,易于形成沉淀使DNA析出等,A正确;
B、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在2mol·L-1的NaCl溶液中溶解度较高,B错误;
C、鉴定粗提取的DNA时,对照组中不加入DNA,只加入2mol·L-1的NaCl和二苯胺试剂,C错误;
D、电泳鉴定DNA时,在凝胶载样缓冲液中加入的染料一般为溴化乙锭,二苯胺试剂使用时需要加热,不能作为电泳鉴定DNA的染料,D错误。
故选A。
15. 模型构建是生命科学教学、科研的一种重要方法。下图是生物概念模型,相关分析错误的是( )
A. 若图示为食物网,则D可能是次级消费者、第二营养级
B. 若图示为基因工程,则C为重组质粒,D为受体细胞
C. 若图示为试管婴儿技术,C~D为早期胚胎培养和胚胎移植
D. 若图示为核移植技术,则 B 可能为去核卵母细胞
【答案】A
【解析】
【分析】试管婴儿是体外受精+胚胎移植技术的俗称,是指采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精,并进行早期胚胎发育,然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
【详解】A、若图示为食物网,则D可能是次级消费者、第三营养级,A错误;
B、若图示为基因工程,则C为重组质粒,是目的基因和载体相连形成的,D为受体细胞,为重组质粒的表达提供条件,B正确;
C、若图示为试管婴儿技术,C为早期胚胎培养,D为胚胎移植,C正确;
D、动物核移植,经常移植到去核卵母细胞中,若图示为核移植技术,则B可能为去核卵母细胞,此时A可能是细胞核供体细胞,D正确。
故选A。
16. 人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述有关叙述不正确的是( )
A. 对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B. 使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C. 采用平板划线法对获得的菌株进行计数
D. 观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
【答案】C
【解析】
【分析】1、为了防止杂菌污染,要将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌;取样时应该用无菌棉拭子。
2、采用稀释涂布法对获得的菌株进行计数。
3、菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成肉眼可见的子细胞群体。
【详解】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A正确;
B、使用无菌棉拭子从皮肤表面取样,可以防止杂菌污染,B正确;
C、平板划线法无法对获得的菌株进行计数,应该采用稀释涂布法对获得的菌株进行计数,C错误;
D、菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征,故可通过观察菌落的形态和颜色等进行初步判断,D正确。
故选C。
17. 科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因A转移到玫瑰中,以培育蓝玫瑰,下列操作正确的是( )
A. 利用DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中选取基因A
B. 用氯化钙处理玫瑰叶肉细胞,使其处于感受态
C. 用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞
D. 将基因A导入玫瑰细胞液泡中,防止其经花粉进入野生玫瑰
【答案】A
【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、矮牵牛中有控制蓝色色素合成的基因A,利用DNA分子杂交技术,可以从矮牵牛的基因文库中获取目的基因(基因A),A正确;
B、将目的基因导入植物细胞时,常采用农杆菌转化法,不需要用氯化钙,B错误;
C、根据标记基因来筛选转基因玫瑰细胞,而标记基因不一定是四环素抗性基因,C错误;
D、玫瑰细胞液泡中没有DNA,不能将目的基因导入液泡中,应将目的基因导入叶绿体或线粒体中,以防止其经花粉进入野生玫瑰,D错误。
故选A。
【点睛】
18. 下列有关目的基因的操作,能改善产品品质的是( )
A. 将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内
B. 将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达
C. 将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组
D. 将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达
【答案】C
【解析】
【分析】动物基因工程的应用:提高动物的生长速度;改善畜产品品质;生产药物;作器官移植供体的转基因动物。
【详解】A、将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内,这能提高动物的生长速度,不能改善产品品质,A错误;
B、将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达,这能生产药物,但不能改善产品品质,B错误;
C、将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组,这会导致牛奶中没有乳糖,进而改善畜产品的品质,C正确;
D、将Bt基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达,这可培育抗虫转基因植物,但不能改善产品品质,D错误。
故选C。
19. 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. 将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法或基因枪法
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,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是导入了质粒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】C
【解析】
【分析】受体细胞为细菌,导入目的基因的方法常用Ca2+处理法,由于目的基因的导入破坏了抗四环素基因,而抗氨苄青霉素基因仍然正常,所以导入了重组质粒的细菌不能在含四环素的培养基上生存,但能在含氨苄青霉素的培养基上生长。而不含目的基因的质粒进入细菌后可使细菌在含四环素和氨苄青霉素的培养基上生存。此时只能说明目的基因导入受体细胞,而并不能说明目的基因已表达。
【详解】A、将目的基因导入细菌时,常用Ca2+处理细菌,使之处于感受态,从而能够吸收重组质粒,A错误;
B、由于抗氨苄青霉素基因未被破坏,所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入普通质粒A的细菌和导入重组质粒的细菌,B错误;
C、由于抗四环素基因被破坏,所以能在含有四环素培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌,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C。
【点睛】
20. 从某高等动物浆细胞(L)中提取全部的mRNA,并以此为模板合成相应的DNA单链(L-cDNA),提取来自同一个体的胰岛B细胞(P)的全部mRNA(P-mRNA)。下列叙述正确的是( )
A. P-mRNA与L-cDNA进行分子杂交,均能发生碱基互补配对
B. 限制酶能特异性识别RNA分子的某种特定核苷酸序列,破坏磷酸二酯键
C. 能与L-cDNA互补的P-mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA
D. 浆细胞不能分泌胰岛素是因为缺乏编码胰岛素的相关基因
【答案】C
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译过程,不同细胞的基因转录形成的mRNA不同,进而使翻译形成的蛋白质的种类和数量不同,导致细胞的形态结构和功能发生稳定性差异。
【详解】A、根据试题分析,由于基因选择表达不同,胰岛B细胞中提取的P-mRNA与L-CDNA不能全部发生互补,A错误;
B、限制性核酸内切酶具有专一性,能识别DNA分子的某种特定核苷酸序列并切断在特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,B错误;
C、浆细胞和胰岛B细胞中合成呼吸酶的基因都表达,故能与L-cDNA互补的P-mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA,C正确;
D、浆细胞不能合成胰岛素,是因为胰岛素合成相关的基因在浆细胞中不表达,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本部分包括5题,每题有不止一个选项符合题意。
21. 下列有关生物种群、群落和生态系统的叙述,正确的是( )
A. 种群中的个体在水平上的分布构成群落的水平结构
B. 生态系统中的物质循环、能量流动都是沿食物链进行的
C. 提高生态系统的稳定性,就是要禁止对生态系统的干扰和利用
D. 利用信息传递可对害虫进行控制,如生物防治中利用昆虫信息素诱捕害虫
【答案】BD
【解析】
【分析】生态系统由无机环境和生物群落组成,主要包括生态系统的组成成分和营养结构.组成成分主要包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者;营养结构生长食物链和食物网.生态系统的功能主要有物质循环、能量流动和信息传递.生态系统都具有一定的自我调节能力。
群落水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。
生态系统中信息的种类(1)物理信息:生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,如蜘蛛网的振动频率。(2)化学信息:生物在生命活动中,产生了一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸,动物的性外激素等。(3)行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息,如孔雀开屏。
【详解】A、群落的水平结构,由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,A错误;
B、生态系统中生物之间的最重要联系是通过食物链和食物网联成一个整体,所以食物链和食物网是生态系统中能量流动和物质循环的主渠道,B正确;
C、提高生态系统的稳定性 ,要控制对生态系统干扰的程度 ,对生态系统的利用应该适度 , 不应超过生态系统的自我调节能力,而不是禁止,C错误;
D、生物防治中利用昆虫信息素诱捕害虫为利用化学信息对害虫进行控制。
故选BD。
22. 聚羟基脂肪酸酯(PHA)是某些细菌以蔗糖为原料合成的一种胞内聚酯,具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性。PHA进入海洋后,可以被动物食用,约1 ~3年完全自然降解。下图为PHA的生产工艺流程,有关分析正确的是( )
A. 培养基A需添加蔗糖,为选择培养基
B. 菌株M用血细胞计数板进行直接计数
C. 发酵罐内应严格控制温度、pH等条件
D. 采用过滤、沉淀的方法得到PHA产品
【答案】AC
【解析】
【分析】发酵条件直接会影响微生物的生长和发酵产品的质量,发酵条件包括温度、pH、溶解氧、通气量等。温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控;pH条件的调控可在培养基中加入缓冲液,在发酵过程中加酸或碱;溶解氧的调控需根据微生物的代谢类型,若微生物是需氧型的,可通过空气入口通入空气,并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧,若微生物是厌氧型的,需封闭空气入口,建立厌氧环境等。
如果发酵产物是微生物本身可在发酵结束之后,采用过滤沉淀的方法,将菌体分离和干燥即可得到产品,如果产品是代谢物可根据产物的性质,采取适当的提取分离和纯化措施来获得产品
【详解】A、由题干信息“聚羟基脂肪酸酯是细菌以蔗糖为原料合成的胞内聚酯”可知:生产聚羟基脂肪酸酯需要以蔗糖为原料,故培养基中需添加蔗糖,在盐浓度60g/L,PH为10的培养基中,只有耐盐碱的微生物才能生存,其他微生物因无法适应这一环境而被淘汰,所以该培养基是选择培养基,A正确;
B、血细胞计数板比细菌计数板厚,常用于相对大的真菌等的计数,菌株M属于细菌个体较小,应用细菌计数板进行直接计数,B错误;
C、在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量产物浓度,以了解发酵进程,还要及时添加必需的营养组分,严格控制温度PH和溶解氧等发酵条件,因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成,C正确;
D、结合题意和分析可知,PHA是细菌的代谢物,应采用提取、分离、纯化措施来获取产品,D错误。
故选AC。
23. 家高胚胎的性别鉴定技术对畜牧业发展具有重要意义。科研人员利用PCR技术同时扩增优质奶牛Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的路蛋白基因(CSN1S1),进行早期胚胎的性别鉴定,并将鉴定后的胚胎进行移植。下图为取自不同胚胎的DNA样品PCR产物的电泳结果。下列叙述正确的是( )
A. 选取胚期的滋养层细胞提取DNA进行鉴定
B. 需要根据牛的SRY和CSN1S1序列设计2对引物
C. 对受体牛进行同期发情处理后再进行胚胎移植
D. 根据结果可以确定A为CSN1S1,3、5号胚胎为雄性
【答案】ABCD
【解析】
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,所利用的原理为DNA分子的复制,因此PCR技术一般用于基因扩增。PCR技术:①概念:PCR全称为整合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术;②DNA复制条件:模板DNA,四种脱氧核苷酸,一对引物,热稳定DNA聚合酶(Taq酶);③方式:以指数的方式机增,即约2n:④过程:高温变性、低温复性、中温延伸。
【详解】A、对牛胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的滋养层细胞,A正确;
B、本实验利用 PCR 技术进行 DNA复制,因此需要设计 2 对引物,PCR 过程一般是预变性→变性复性→延伸,B正确;
C、在胚胎移植前需要对受体牛进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境,C正确;
D、题中利用 PCR 技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSNISI)并进行电泳,雌性个体没有 SRY,只有一条带,雄性有两条带,因此根据结果可以确定A为CSN1S1,1、2、4是雌性,3、5 是雄性,D正确。
故选ABCD。
24. 下列生物工程技术中,用到胚胎移植技术的是( )
A. 单克隆抗体的制备
B. 利用乳腺生物反应器生产生长激素
C. 利用诱导多能干细胞治疗阿尔兹海默症
D. 利用试管婴儿技术辅助有生育困难的夫妇
【答案】BD
【解析】
【分析】1、动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台,使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺,利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力,在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。
2、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。
3、转基因、核移植或体外受精等任何一项胚胎工程技术所获得的早期胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
【详解】A、单克隆抗体的制备涉及到动物细胞培养和动物细胞融合,原理是细胞增殖和细胞膜的流动性,不需要用到胚胎移植,A不符合题意;
B、利用乳腺生物反应器生产生长激素需要将转基因胚胎移植到母体,B符合题意;
C、利用诱导多能干细胞治疗阿尔兹海默症,是利用了干细胞可增殖分化为组织细胞和器官的特性,没有形成胚胎,不需要进行胚胎移植,C不符合题意;
D、由于现阶段全体外胚胎培养技术困难,因此利用试管婴儿技术辅助有生育困难的夫妇需要进行胚胎移植,D符合题意。
故选BD。
25. 某长度为1000个碱基对的双链环状DNA分子中含鸟嘌呤400个。该DNA分子复制时,1链首先被断开形成3′、5′端口,接着5′端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链,其过程如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A. 复制该DNA时需要的酶有核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
B. 若该DNA分子连续复制4次,则第4次复制所要的腺嘌呤脱氧核苷酸为4800
C. 该复制过程发生在细胞核中,不需要引物的参与,复制的方向是单向的
D. 该DNA分子复制时,以1链和2链为模板合成子链的方向分别为3′端→5′端、5′端→3′端
【答案】AB
【解析】
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。 DNA复制条件: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)。
【详解】A、据题意可知,该DNA分子复制时,1链首先被断开,需要核酸内切酶,随后DNA分子以2链为模板延伸子链,需要DNA聚合酶,最后连接环化,需要DNA连接酶,A正确;
B、该DNA分子含有1000个碱基对,鸟嘌呤400个,即G=C=400,根据碱基互补配对原则可知,A=T=600,第n次复制需要的腺嘌呤数为a×2n-1=600×24-1=4800个,B正确;
C、此DNA分子复制过程中由于只有一个复制起点,因而为单向复制,但发生部位并不能确定,可能为细胞核,也可能为细胞质,C错误;
D、DNA复制时,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的,因此以1链和2链为模板合成子链的方向都是5′端→3′端,D错误。
故选AB。
三、非选择题:本部分包括4题。
26. 胰高血糖素样肽1(GLP1)是由小肠细胞受营养刺激而分泌的多肽类激素,其受体分布在胰岛A、B细胞以及大脑神经细胞表面,通过抑制胰高血糖素释放、增加胰岛素分泌、影响动物的食欲来降低血糖。胰高血糖素样肽1受体激动剂(GLP1RA)的降糖机制如下图1;钠葡萄糖转运蛋白(SGLT2) 主要分布在肾小管,负责葡萄糖的重吸收,钠葡萄糖转运蛋白抑制剂(SGLT2i)可以有效降血糖,其机制如下图2。请回答:
(1)图1中胰岛素分泌的调节方式有________;GLP1RA主要用于________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)型糖尿病的治疗。
(2)图1中支配胃和胰腺的传出神经,属于________________。当人处于兴奋状态时,其中________神经活动占优势,胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动________。
(3)图2中SGLF2介导的葡萄糖转运方式属于________。使用SGLT2i容易引起泌尿系统感染的原因是_______________。
(4)科研人员研究了GLP1RA和SGLT2i分别联合二甲双胍治疗非胰岛素依赖型糖尿病的疗效比较。将患者接受基础的降糖药物盐酸二甲双胍片治疗一段时间后随机分为三组,每组40人:对照组、治疗A组、治疗B组,并签订知情同意书。A组的治疗处理是基础治疗+GLP1RA进行治疗,B组的治疗处理是基础治疗+SGLT2i进行治疗,实验结果如下图3:
①对照组的治疗处理是_______________,据图3分析治疗后三组空腹血糖都下降的共同原因是_________________。
②结合图1、2分析三组患者中________组更容易出现恶心呕吐和肠胃不适的症状。实验结果说明盐酸二甲双胍联合________具有更好的疗效。
【答案】(1) ①. 神经调节和体液调节 ②. Ⅱ
(2) ①. 自主神经系统 ②. 交感 ③. 减慢
(3) ①. 主动运输 ②. SGLT2i抑制了葡萄糖的重吸收使得尿液中的葡萄糖含量上升从而容易滋生细菌进而引起尿路感染
(4) ①. 仅用盐酸二甲双胍片进行基础治疗 ②. 胰岛素抵抗下降,胰岛素敏感性上升 ③. 治疗A ④. SGLT2i
【解析】
【分析】激素调节的特点:①微量高效;②通过体液运输;③作用于靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并发挥作用后就被灭活了。由题意可知,GLP1可抑制胰高血糖素分泌,有降低血糖、减肥等作用,而胰高血糖素作用为升血糖,二者为拮抗作用。
【小问1详解】
图1中,胰岛素分泌的调节方式既有体液调节又有神经调节,这与胰岛B细胞的多种受体有关。GLP1RA能激活GLP1受体,抑制食欲、增强胰岛素分泌,GLP1RA可用于Ⅱ型糖尿病的治疗。
【小问2详解】
支配内脏和腺体的神经是自主神经系统,所以图1中支配胃和胰腺的传出神经属于自主神经系统。自主神经系统包括交感神经和副交感神经,交感神经和副交感神经的作用通常是相反的,当人处于兴奋状态时,其中交感神经活动占优势,心跳加快,支气管扩张,胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减慢。
【小问3详解】
图2中SGLF2介导的葡萄糖转运由低浓度到高浓度运输,且消耗能量,所以运输方式属于主动运输。SGLT2i抑制了葡萄糖的重吸收使得尿液中的葡萄糖含量上升,所以SGLT2i容易滋生细菌进而引起尿路感染。
【小问4详解】
①为了比较GLP1RA和SGLT2i分别联合二甲双胍治疗非胰岛素依赖型糖尿病的疗效,则需要排除盐酸二甲双胍的效果,所以对照组是仅用盐酸二甲双胍片进行基础治疗。治疗后比治疗前的空腹血糖浓度低、胰岛素抵抗相对值低,说明治疗后三组的胰岛素抵抗下降,胰岛素敏感性上升,则空腹血糖都下降。
②GLP1RA具有抑制食欲的作用,则治疗A组更容易出现恶心呕吐和肠胃不适的症状。所以盐酸二甲双胍联合SGLT2i具有更好的疗效,且没有恶心呕吐和肠胃不适的副作用。
27. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)与植物体细胞杂交相比,图2中过程②特有的诱导融合的方法是 _____________,过程②选用的骨髓瘤细胞 ____(选填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行_______________和_____________,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是___________________(答出三点)。
(3)图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是____________________________________。图2方框内需要经过____次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。 体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为______________、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(4)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是____________________________________________,体现的是双特异性单克隆抗体在_______________方面的用途。
【答案】(1) ①. 灭活的病毒 ②. 不能
(2) ①. 克隆化培养 ②. (专一)抗体检测 ③. 特异性强、灵敏度高、可大量制备
(3) ①. 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 ②. 2 ③. 细胞密度过大
(4) ①. 双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所位置,在原位杀死癌细胞 ②. 治疗疾病(运载药物)
【解析】
【分析】根据题图分析,双特异性抗体制备流程为,先给小鼠注射特定癌胚抗原使之发生免疫反应,然后获取已经免疫的B淋巴细胞。诱导免疫的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;再把单克隆杂交瘤细胞与经注射长春碱后从小鼠中获得的免疫的B淋巴细胞再杂交,得到单克隆杂交—杂交瘤细胞,再培养该细胞,最终生产出能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体。
【小问1详解】
诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒),与植物体细胞杂交相比特有的方法是灭活的病毒。小鼠B淋巴细胞在HAT培养基上可正常存活,但不能繁殖,骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长,骨髓瘤细胞与B淋巴细胞之间形成的融合细胞能在HAT培养基上正常生活,并无限增殖。
【小问2详解】
为选出能产生专一抗体的细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释液滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出专一抗体检测呈阳性的细胞,进行克隆化培养。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,并且可大量制备。
【小问3详解】
图2中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞。图2方框内需要经过2次筛选,先筛选得到对长春碱免疫的B淋巴细胞,后筛选出杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为 细胞密度过大、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
【小问4详解】
双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用更小,这是利用单克隆抗体治疗疾病,体现的是双特异性单克隆抗体在治疗疾病(运载药物)方面的用途。
28. 在聚合酶链式反应(PCR)中,除了作为复制对象的长链DNA之外,反应溶液中还添加有作为引物的短链DNA、dNTP(脱氧三磷酸核苷酸,N表示任意某一种碱基)和酶。实验时需要使反应溶液的温度周期性地发生变化以完成“变性—复性—延伸”的循环。DNA复性温度与互补碱基对之间的氢键数呈正相关。
(1)PCR反应溶液中添加的酶为______,作用是______。
(2)实验1:在图1的引物1到引物4中,只使用1种作为引物,复性的温度设定为T℃,PCR后只合成出了与模板DNA2相同的单链。该实验使用的引物是______。
实验2:将引物变更为图1中的引物3和引物4,其他条件与实验1相同的情况下进行PCR双链DNA完全没有被复制,请在答题卡中,将引物3和引物4与模板链结合的关系绘制出来。______
(3)实验3:对图2中的双链DNA,使用引物5和引物6,将复性的温度设定为T℃,进行了PCR。结果是双链DNA完全得不到复制。而当设定温度改变后,双链DNA得到了复制。温度改变的大致思路是______。
(4)实验4:PCR技术与电泳鉴定结合进行DNA测序。以待测序的DNA链作为模板链,使用3′TATA……ATGCGCA-5′末端结合了高灵敏度检测化合物X的DNA单链序列作为引物,在第1次实验中,用dNTP进行反应。第2次实验,在第1次实验使用上述dNTP的基础上,将反应混合物分为四个试管,分别加入四种双脱氧三磷酸核苷酸即ddNTP,即核苷酸在2、3号都脱氧(ddATP、ddCTP、ddTTP、ddGTP,结构见图4),每个试管只加一种。第1次与第2次实验四只试管,在经过相同的温度变化循环后,对反应溶液进行了适当的处理,使全部的DNA以单链DNA的形式存在。使用能区分开一个碱基长度差异的凝胶电泳法对含有化合物X的单链DNA进行分析,获得了如图5所示的结果。
①ddNTP一旦参与聚合反应,则DNA单链延伸即终止,原因是______。
②请根据下图写出模板链碱基序列:______
【答案】(1) ①. 耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) ②. 将游离的脱氧核苷酸链接到引物的3′端
(2) ①. 引物-2 ②.
(3)适当降低复性温度
(4) ①. ddNTP的2、3号碳上都脱氧,参与聚合反应后无法与游离脱氧核苷酸形成磷酸二酯键 ②. 5′TAGCGTAGTA3′
【解析】
【分析】聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
【小问1详解】
PCR是体外扩增DNA技术,高温可以解旋,耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)可以将脱氧核苷酸连接到引物的3′端聚合成大分子DNA。
【小问2详解】
1种引物只能与DNA的一条链相结合,以一条链为模板,合成一段DNA,PCR后只合成出了与模板DNA2相同的单链,因此所选引物应该是与模板DNA1的3′端相结合,并且互补配对,则对应的为引物2;引物只能与模板链的3′端互补配对,且从3′端开始复制,引物3和引物4与模板链结合的关系绘制为 。
【小问3详解】
PCR过程是利用温度变化来进行DNA的体外复制,适当降低复性温度,可以使改变后的引物更好结合,从而使扩增成功。
【小问4详解】
①ddNTP的2、3号碳上都脱氧,参与聚合反应后无法与游离脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,因此ddNTP一旦参与聚合反应,则DNA单链延伸即终止。②根据图5可知,ddATP、ddCTP、ddTTP、ddGTP对应的条带出现,分别代表对应的碱基A、C、T、G出现,而DNA新链合成方向是从5′端→3′端,加入ddTTP后出现的条带最小,说明新链第一位碱基为T,模板链3′端即起始端为A,而条带第二小的位置为加入ddATP,说明新链第二个碱基为A,模板链3′端第二个碱基为T,以此类推,模板链从3′端对应的序列为图5从下往上对应的碱基互补的碱基,即3′ATGATGCGAT5′,也即5′TAGCGTAGTA3′。
29. 新冠病毒(+RNA)的刺突蛋白S通过与人体黏膜细胞表面的ACE2受体结合而进入细胞,是宿主抗体的重要作用位点。下图1是科研人员利用新冠病毒的+RNA提取S蛋白基因和S蛋白受体结合域RBD基因作为抗原基因序列,研制新冠病毒双抗原疫苗的技术路线。已知PCR1与PCR2要分别进行,然后将产物混合,使用引物1和引物4进行PCR3,最终获得大量S-RBD融合基因(1300bp)。
(1)PCR3过程中,片段1与片段2连接形成S-RBD融合基因,需要使用_______酶,该酶作用是_______。
(2)为使S-RBD融合基因在工程菌中表达时,先合成S蛋白,在重组pX质粒中,引物4对应的区段要连接在靠近_______(填“启动子"或“终止子”)的部位,原因是_______。
(3)为初步检测过程B构建是否成功,对重组pX系列质粒及其酶切产物进行凝胶电泳检测,结果如图2。据图可知,酶切时用到的酶是_______,重组质粒pX2和pX5构建成功的依据是_______。
(4)在工程菌的筛选时,可先后用两种抗生素进行影印培养实验(将首次培养的菌落用灭菌绒布沾取印到新培养基上培养),在第二次培养时存活的菌落是否含有目的基因_______(填“是”或“否”)。鉴定pX质粒是否导入工程菌还可以采用的方法是_______。
(5)试从免疫学角度分析此种双抗原疫苗比常规S蛋白疫苗更具优势的原因_______。
【答案】(1) ①. 耐高温DNA聚合 ②. 将单个的脱氧核苷酸连接到引物的3'端
(2) ①. 启动子 ②. 原核细胞中基因表达时可以边转录边翻译,引物4对应的区段靠近启动子时先转录出S蛋白的mRNA序列
(3) ①. HindⅢ、Ndel、EcoRI ②. 重组质粒pX2和pX5酶切后形成的750和550片段碱基对总和为S—RBD融合基因长度1300
(4) ①. 否 ②. 观察菌落是否具有荧光,有荧光的则含有pX质粒
(5)此种双抗原疫苗含有S蛋白受体结合域 RBD,有利于进入靶细胞,从而激发细胞免疫
【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】
由于操作过程具有较高的温度,故PCR过程中,需要的酶是耐高温DNA聚合酶;该酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到引物的3'端。
【小问2详解】
启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于驱动基因的转录,原核细胞中基因表达时可以边转录边翻译,引物4对应的区段靠近启动子时先转录出S蛋白的mRNA序列,故引物4对应的区段要连接在靠近启动子部位。
【小问3详解】
据图可知,目的基因应插入到启动子和终止子之间,可选择的酶有HindⅢ、Ndel,此外结合图2电泳图可知,还需经融合基因的1300bp切割,图1中该融合基因中的限制酶是EcoRI;分析图2,图右边M是对照基因,用于标记大小,1、2号泳道是两个质粒全长,3、4号泳道是酶切后目的基因和质粒的大小,据图可知,重组质粒pX2和pX5构建成功的依据是:重组质粒pX2和pX5酶切后形成的750和550片段碱基对总和为S—RBD融合基因长度1300。
【小问4详解】
在工程菌的筛选时,由于含目的基因的菌落对第二次培养时使用的抗生素无抗性,故在第二次培养时存活的菌落不含目的基因;鉴定pX质粒是否导入工程菌还可以采用的方法是:观察菌落是否具有荧光,有荧光的则含有pX质粒。
【小问5详解】
分析题意可知,此种双抗原疫苗含有S蛋白受体结合域 RBD,有利于进入靶细胞,从而激发细胞免疫,故此种双抗原疫苗比常规S蛋白疫苗更具优势。