山东省威海2022-2023学年高二下学期期中质量检测生物模拟试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,从而进行大规模生产发酵产品的技术。下列说法错误的是( )
A.制作泡菜时加盐过多会导致泡菜咸而不酸
B.可通过检测发酵前后发酵液pH的变化来鉴定果醋制作是否成功
C.可采用过滤、沉淀等方法分离提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白
D.传统发酵的发酵产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
2.以下关于生物工程技术内容的观点表述正确的是( )
A.果醋发酵:利用醋酸菌在氧气充足、糖原充足时将乙醇转化为乙酸
B.动物细胞培养:5%CO2可以维持培养液的pH呈酸性,有利于细胞的生长和增殖
C.植物组织培养:对外植体的消毒通常用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠
D.体外受精:可将精子和卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,使它们获能后完成受精
3.下列关于基因工程的叙述中,错误的是
A.基因工程常用的运载体包括细菌的质粒、噬菌体、动植物病毒
B.将目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是用Ca2+处理细胞
C.基因工程中的工具酶有限制酶和DNA连接酶
D.基因治疗是把有基因缺陷的细胞中的缺陷基因剔除后再导入健康的外源基因
4.下列有关发酵工程的叙述中,正确的是( )
A.发酵工程菌种的最根本来源为实验室
B.发酵工程的特点是生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等
C.在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化只影响微生物的生长繁殖,不影响微生物的代谢途径
D.发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵
5.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,可通过黑曲霉发酵制得。如图为生产柠檬酸的连续发酵装置。下列说法错误的是( )
A.该发酵过程要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量和搅拌速度等条件
B.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是可以利用微生物进行发酵
C.发酵前应选育产酸量高的黑曲霉菌种
D.发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节
6.细胞融合技术是研究细胞遗传、细胞免疫等的重要手段,如图A、B表示两种动物细胞。下列有关说法错误的是( )
A.图示过程与植物原生质体融合的基本原理相同
B.需要将仙台病毒用紫外线等灭活使其失去感染能力
C.图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂
D.将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞即为杂交细胞
7.下列关于植物组织培养的叙述,正确的是( )
A.对所用外植体进行消毒时,要综合考虑药剂的消毒效果和植物的耐受能力
B.培养基中的生长素和细胞分裂素的含量和比例不影响愈伤组织的生长和分化
C.离体器官或组织的细胞都必须通过再分化才能形成愈伤组织
D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同
8.试管婴儿技术是目前最常见的一种辅助生殖技术,下图为试管婴儿的培育过程示意图。下列相关分析正确的是( )
A.试管婴儿和克隆动物的培育原理、操作步骤都基本一致
B.图中,精子获能、受精作用等都是在生物体外完成的
C.囊胚的三个胚层进一步分化,将成为各种器官的原基
D.若胚胎移植到供卵的女性子宫内,则会引起免疫排斥反应
9.中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关叙述中错误的是( )
A.卵母细胞去核的方法是显微操作法,还可以用紫外光短时间照射等方法
B.兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质
C.重组胚胎需要用电融合法激活,使之完成细胞分裂和发育进程
D.在大熊猫早期胚胎移植时,应选择有健康体质和正常繁殖能力的受体
10.下列有关试管动物技术的叙述,正确的是( )
A.组成桑葚胚和囊胚的细胞都是全能细胞
B.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
C.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植
D.从雌性动物体内采集的卵子或卵母细胞均需体外培养后,才能与获能的精子受精
11.临床上发现,某些新冠患者早期病情较轻,后期病情突然加重造成肺损伤,其机制如下图所示;在“疫情防控常态化”阶段,我国科学工作者研发的疫苗已经开始接种。下列叙述错误的是( )
A.图中APC细胞可能是树突状细胞、巨噬细胞和B淋巴细胞
B.辅助性T细胞分泌的细胞因子,可促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂分化过程,实现免疫防御的功能
C.将吞噬细胞上IL-6、IFN-γ细胞因子的受体注射实验动物后,制备得到的抗体可能促进相关细胞因子活化吞噬细胞
D.疫苗一般需要接种2剂甚至多剂,有利于刺激机体产生更多的抗体和记忆细胞
12.植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。下列过程中不涉及植物组织培养技术的是( )
A.培育甘蓝一萝卜的体细胞杂交植株
B.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体植株
C.用植物茎尖培养可减少病毒感染的脱毒苗
D.将抗虫基因转入棉花体细胞中获得转基因抗虫棉
13.β-珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分,采用具有四环素抗性基因的质粒作为运载体,能使大肠杆菌生产出人的β-珠蛋白。下列叙述正确的是( )
A.转基因大肠杆菌发酵产生的人β-珠蛋白属于其初生代谢产物
B.人β-珠蛋白基因在大肠杆菌细胞内表达需要大肠杆菌提供RNA聚合酶等
C.导入动物β-珠蛋白基因的大肠杆菌可直接生产出有活性的β-珠蛋白
D.四环素抗性基因中不能有限制酶的识别位点以防止其被破坏而失去作用
14.原位PCR技术是利用原位PCR仪,在组织或细胞中靶DNA所在的位置上进行的PCR循环扩增,通过掺入标记基团直接显色或结合原位杂交进行检测的方法。进行扩增时,反应体系中的反应成分需渗透到组织或细胞的靶DNA处才能进行扩增,PCR反应体系中需要添加一定浓度的Mg2+,而组织细胞间的物质会吸附Mg2+,使进入细胞的Mg2+减少。下列说法正确的是( )
A.反应体系中dNTP作为扩增的原料,会依次连接到子链的5,端
B.原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR低
C.反应体系中引物的G、C碱基含量越高,复性的温度越低
D.原位PCR技术可用于人类β-地中海贫血致病基因的检测
15.原位PCR技术是利用原位PCR仪,在组织或细胞中靶DNA所在的位置上进行的PCR循环扩增,通过掺入标记基因直接显色或结合原位杂交进行检测的方法。进行扩增时,反应体系中的反应成分需渗透到组织或细胞的靶DNA处才能进行扩增。PCR反应体系中需要添加一定浓度的Mg2+,而组织细胞间的物质会吸附Mg2+,使进入细胞的Mg2+减少。下列说法正确的是( )
A.PCR技术中复性是当温度下降到65℃时,两种引物与两条DNA单链结合的过程
B.反应体系中dNTP作为扩增的原料,会依次连接到子链的5端
C.反应体系中引物的G,C碱基含量越高越好,因为越高引物结合的特异性越强
D.原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高
16.将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示。“生物导弹”主要由两部分组成,一是“瞄准装置”,二是杀伤性“弹头”。下列叙述错误的是( )
A.“脾脏中的细胞”是从经免疫处理的实验动物中获取的B淋巴细胞
B.杂交瘤细胞在培养瓶中培养时会出现接触抑制的现象
C.“瞄准装置”是指能够特异性识别癌细胞的单克隆抗体
D.构成“弹头”的抗癌药物没有选择性杀伤癌细胞的功能
17.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )
A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③②
二、多选题
18.金黄色葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌,可引起局部化脓感染,也可引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等,甚至会导致败血症、脓毒症等。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。如图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程。下列叙述正确的是( )
A.肉汤培养基中的NaCl可为微生物的生长繁殖提供无机盐
B.为了防止杂菌污染需向培养基中添加抗生素
C.制备血平板时需先灭菌后,再将pH调节至微碱性
D.血平板褪色越严重,鲜牛奶中的金黄色葡萄球菌的数量越多
19.新型冠状病毒可通过表面的棘突蛋白(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。单克隆抗体可阻断病毒融合的粘附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图为 HAT 筛选(杂交瘤细胞筛选)、制备抗 S蛋白单克隆抗体的过程示意图。下列相关叙述,错误的是( )
A.研制抗 S蛋白单克隆抗体,需先注射 ACE2 免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞产生抗体和浆细胞
B.经 HAT筛选的杂交细胞经抗体检验后即可用于单克隆抗体的生产
C.单克隆抗体可以制成诊断盒,可用于疾病的诊断,还可以与药物结合制成"生物导弹"
D.单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
20.下列有关利用不同材料进行“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述,正确的是( )
A.鸡血细胞液中,加入0.14mol/L的NaCl溶液有利于瓦解细胞膜
B.洋葱鳞片叶碎片中,加入沐浴液和食盐后研磨有利于去除细胞壁
C.鱼白(精巢)提取的DNA滤液中,加入嫩肉粉有利于去除蛋白质
D.菜花提取的DNA滤液中,加入冷酒精有利于析出DNA
三、综合题
21.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目的是_____________
(4)筛选 2 中对于抗体检测呈__________性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化培养,克隆化培养最常用的方法是有限稀释法,即稀释细胞到3-10 个/mL,在96孔板的每孔最 多加入细胞稀释液________ mL,使每个孔内不多于一个细胞,达到单个克隆培养的目的。
(5)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,可在体外培养或___________
(6)体外培养杂交瘤细胞应置于含有_____________混合气体的CO2培养箱中。
22.如图所示为某厂家生产的新冠抗原检测试剂盒,其工作原理为胶体金免疫层析法,即将特异性的抗原或抗体以条带状固定在膜上,可通过肉眼观察到显色结果。该法现已发展成为诊断试纸条,使用十分方便。
请回答下列问题:
(1)抗原检测的实质是检测样本中是否含有新冠病毒的______,而核酸检测则是检验样本中是否含有病毒的核酸。
(2)抗原检测试剂盒的生产依赖于新型冠状病毒单克隆抗体的制备。制取新型冠状病毒S蛋白的单克隆抗体部分过程如下图。
①图中a操作是指往小鼠体内注射______,之后一般从该小鼠的______中提取淋巴细胞,并在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。与诱导植物原生质体融合相比,诱导这两种细胞融合的特有方法是______。
②诱导融合后至少要经过两次筛选,图中的筛选1是指利用______将______细胞筛选出来;筛选2是利用______的原理将______细胞筛选出来,这类细胞具有______的特点,可直接用于生成单克隆抗体。
③利用筛选出的符合要求的细胞生产单克隆抗体时,既可以将细胞注入小鼠腹腔内进行生产,也可以在体外生产,两种方式相比,后者的优缺点分别有哪些?______。
23.马铃薯是一种分布广泛、适应性强、产量高、营养价值丰富的粮食和经济作物。培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是解决马铃薯质量退化和产量下降的有效方法。
(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,茎尖离体培养大致过程如图1所示,马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题:
①依图1分析,马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是_________。将微茎尖接种在添加有__________等植物激素的培养基中,经过_________过程完成组织培养,获得试管苗。对脱毒苗进行病毒检测时,可采用__________方法检测病毒的蛋白质。
②由图2可知,应大小为________mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。
(2)研究表明将感染马铃薯的病毒(遗传物质是DNA)的蛋白质外壳基因导入马铃薯体内可以获得抗病毒的植株。
①将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因转入马铃薯核基因组中,常用的导入目的基因的方法是_________。筛选出抗病毒马铃薯细胞后,再将马铃薯细胞培养出完整植株。
②在个体水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是________,观察其生长状况。
24.基因测序技术在临床和科研中发挥着越来越重要的作用,该技术通常包括核酸提取、核酸扩增、产物检测3个步骤。
(1)已知SDS(十二烷基硫酸钠)可以使蛋白质变性,在利用真核生物做材料进行DNA粗提取时,通常在研磨液中加入SDS的目的是_____。DNA粗提取过程中常用到体积分数为95%的冷酒精,其作用是______。
(2)测序技术通常需要用PCR技术扩增待测分子。下表是某研究小组设计的两组引物,其中不合理的是______,原因是______。
引物 序列
A 5′-GCCCTCTACTCCCCGGTCTTG-3′
5′-GCCCATCTGCAAGTTATCCTA-3′
B 5′-GGGATT-3′
5′-AATCCC-3
(3)第一代测序技术又叫双脱氧链终止法,它以DNA合成反应为基础。下图是该技术的测序原理和某待测DNA序列的电泳图谱。在反应体系中加入ddNTP(2′,3′-双脱氧核苷三磷酸)的作用是___。据图分析,待测DNA片段的碱基序列是3′______5′。
(4)第二代测序又称为高通量测序。二代测序在DNA复制过程中通过捕捉新添加的碱基所携带的特殊标记(一般为荧光分子标记)来确定DNA的序列。这就要求在测序时,DNA分子必须同步复制,来增强荧光信号强度从而读出DNA序列。据此分析,二代测序技术不适合测量较_____(填“长”或“短”)的DNA序列,原因是_____。
25.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,另一条链是模板链,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。若通过PCR技术大量扩增Ipp20基因的编码区段,则需要设计一对引物,其中结合到编码链上的引物序列是________(方向为5'→3',写出5'端8个碱基序列)。
(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)。
(4)启动子具有物种和组织特异性,只有使用受体生物自身基因的启动子才能比较有利于基因的表达,基因表达载体中启动子的作用是________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】发酵是指利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
【详解】A、制作泡菜时加盐过多,会抑制乳酸菌的生命活动,导致乳酸含量低,所以加盐过多会导致泡菜咸而不酸,A正确;
B、制作果醋是利用醋酸菌发酵产生醋酸,可通过检测发酵前后发酵液pH的变化来鉴定果醋制作是否成功,B正确;
C、分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白,指的就是单细胞菌体,可采用过滤、沉淀等方法从培养液中分离,C正确;
D、发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身,D错误。
故选D。
2.C
【分析】动物培养条件:
(1)无菌无毒环境:无菌:对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素;无毒:一定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:成分:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等还需加入血清、血浆等天然成分。培养基类型:合成培养基(将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基)。
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5℃左右为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2是细胞代谢所必需的,CO2主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、醋酸菌是好氧型细菌,当缺少糖源时和有氧条件下,可将乙醇(酒精)氧化成醋酸;当氧气、糖源都充足时醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸,A错误;
B、动物细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH稳定,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4,故培养基的pH并不呈酸性,B错误;
C、外植体需要用体积分数为70%的酒精,质量分数为5%左右的次氯酸钠消毒处理,C正确;
D、体外受精前,须先将精子经过获能处理,将卵子培育至减数第二次分裂中期,最后再将精子与卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间,促使其完成受精,D错误。
故选C。
3.D
【详解】基因工程常用的运载体包括细菌的质粒、噬菌体、动植物病毒,A正确。将目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是用Ca2+处理细胞,B正确。基因工程中的工具酶有限制酶和DNA连接酶,C正确。基因治疗是把正常的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中表达并发挥作用,以达到治疗疾病的目的,并不能剔除缺陷基因,故D错误。
考点:本题考查基因工程的原理及技术、基因工程的应用,意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力。
4.B
【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,规模化生产对人类有用的产品,主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵、产品的分离、提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物。发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。
【详解】A、酵工程中所用的性状优良菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得,A错误;
B、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行,条件温和、反应安全,原料简单、污染小,反应专一性强,因而可以得到较为专一的产物,B正确;
C、在发酵工程的发酵环节中,要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件,因为发酵条件不仅会影响微生物的生长繁殖,同时还会影响微生物的代谢途径,C错误;
D、发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵,D错误。
故选B。
5.B
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量和搅拌速度等条件,A正确;
B、发酵工程与传统发酵技术最大的区别是菌种单一,B错误;
C、发酵前应选育产酸量高的黑曲霉菌种,保证发酵的产量,C正确;
D、发酵罐内发酵是发酵的中心阶段,D正确。
故选B。
6.D
【分析】细胞融合技术是用自然的或人为的方法,使种类不同的两种生物细胞直接融合,产生能够同时表达二者有益性状新杂种细胞的技术。
【详解】A、图示过程利用的是细胞膜具有一定的流动性,与植物原生质体融合的基本原理相同,A正确;
B、用灭活的病毒作诱导因素,需要将仙台病毒用紫外线等灭活使其失去感染能力,B正确;
C、图中C细胞具有细胞核,进行的细胞分裂方式为有丝分裂,C正确;
D、将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞可能是A、B细胞各自类型的融合细胞,并不是杂交细胞,杂交细胞是A、B细胞进行融合而成,D错误。
故选D。
7.A
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态的薄壁细胞,排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体或丛芽、丛根,进一步发育成为植株。
【详解】A、外植体在接种前要先进行表面消毒,选择消毒药剂时,要综合考虑药剂的消毒效果和植物的耐受能力,A正确;
B、植物组织培养的培养基中的生长素和细胞分裂素的含量和比例会影响愈伤组织的生长和分化,B错误;
C、离体器官或组织的细胞经脱分化形成愈伤组织,C错误;
D、同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型不一定相同,如二倍体经花药离体培养得到的个体是单倍体植株,而体细胞组织培养形成的个体是二倍体,D错误。
故选A。
8.B
【分析】试管婴儿是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术,属于有性生殖。
【详解】A、“试管婴儿”属于有性生殖,“克隆动物”属于无性繁殖,原理不一样,操作步骤也不相同,A错误;
B、试管婴儿技术中精子获能(在获能液中进行)、受精作用等都是在生物体外完成的,B正确;
C、囊胚分化出内细胞团和滋养层,没有三个胚层,原肠胚才有三个胚层,C错误;
D、由于经过同期发情等处理过,若胚胎移植到供卵的女性子宫内,不会引起免疫排斥反应,D错误。
故选B。
9.C
【分析】1、细胞全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。植物细胞具有全能性,动物细胞的细胞核具有全能性。
2、动物胚胎发育的基本过程:受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚→原肠胚。囊胚期开始出现细胞分化。
【详解】A、卵母细胞去核的方法有显微直接去除、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法,A正确;
B、兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质,故可用去核后的兔子卵母细胞作为受体细胞,B正确;
C、去核的卵母细胞与供体细胞通过电融合法融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组胚胎,融合后的重组胚胎,需要用物理或化学的方法进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程,C错误;
D、在大熊猫早期胚胎移植时,应选择有健康体质和正常繁殖能力的受体,以保证胚胎能够正常发育,D正确。
故选C。
10.B
【分析】胚胎早期发育过程:桑葚胚、囊胚,原肠胚等。桑葚胚和囊胚中的内细胞团细胞是具有全能性的细胞。囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化。孵化非常重要,若不能正常孵化,胚胎就无法继续发育。
【详解】A、组成桑葚胚和囊胚的内细胞团细胞都是全能细胞,A错误;
B、胚胎发育早期,细胞数量不断增加逐渐形成致密的细胞团,这时的胚胎称为桑葚胚,胚胎进一步发育,细胞逐渐分化。这时的胚胎称为囊胚。囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化,B正确;
C、试管牛所采用的技术中包含体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,C错误;
D、若从雌性动物体内采集的卵子或卵母细胞处于MII期,则不用成熟培养,就可以与获能的精子受精,D错误。
故选B。
11.C
【分析】病毒没有细胞结构,不能独立生存和繁殖,必须寄生于活细胞;病毒进入人体后首先发生的特异性免疫是体液免疫,产生相应的效应B细胞和记忆细胞,再由效应B细胞产生相应的抗体;病毒侵入细胞后会引起机体发生特异性免疫中的细胞免疫,产生相应的记忆细胞和细胞毒性T细胞,细胞毒性T细胞与被病毒侵入的靶细胞结合,使得靶细胞裂解释放病毒。
【详解】A、图中APC细胞即抗原呈递细胞,包括B(淋巴)细胞、树突状细胞、巨噬细胞,A正确;
B、细胞因子是由辅助性T细胞分泌的,具有促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂和分化的功能,增强了免疫反应,B正确;
C、将吞噬细胞上IL-6、IFN-γ细胞因子的受体注射实验动物后,制备得到的抗体可能抑制相关细胞因子活化吞噬细胞,从而有助于阻止后期病情的加重,C错误;
D、二次免疫相对初次免疫而言,反应更加迅速、高效,产生的抗体更多,免疫效果更好,故疫苗一般需要接种2剂甚至多剂,以激发机体的二次免疫过程,D正确。
故选C。
12.B
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
【详解】A、甘蓝和萝卜体细胞经过细胞融合技术形成杂种细胞,杂种细胞再利用植物组织培养技术培育成为杂种植株,A正确;
B、用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体植株不需要经过植物组织培养技术,B错误;
C、植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性,故可利用植物茎尖通过植物组织培养技术得到的脱毒苗,C正确;
D、将转入抗虫基因的棉花体细胞培育成完整的植株需要采用植物组织培养技术,先经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再经过增殖和分化形成完整的植株,D正确。
故选B。
13.B
【分析】基因表达载体包括启动子、目的基因(β珠蛋白基因)、标记基因(抗四环素基因)、终止子等。抗四环素基因是标记基因,用于筛选导入重组质粒的受体细胞,因此受体细胞(大肠杆菌)不能含有四环素抗性基因,导入重组质粒的大肠杆菌能抗四环素,因此可以用含有四环素的培养基筛选出已经导入β珠蛋白编码序列的大肠杆菌。
【详解】A、初级代谢产物是指微生物通过代谢活动产生的、自身生长和繁殖所必需的物质如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类等。转基因大肠杆菌发酵产生的人β-珠蛋白不是该生物不可或缺的,属于次生代谢产物,A产物;
B、人β-珠蛋白基因表达包括转录和翻译,需要需要大肠杆菌提供RNA聚合酶等,B正确;
C、导入动物β-珠蛋白基因的大肠杆菌,因为没有内质网和高尔基体,不能对胰岛素进行加工修饰,所以不能直接生产出有活性的β-珠蛋白,C错误;
D、标记基因中可以有限制酶的识别位点,为了防止标记基因被破坏而失去作用,在构建基因表达载体时,使用的限制酶应该不具有识别标记基因中的限制酶的识别位点的能力,D错误。
故选B。
14.D
【分析】PCR 是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据 DNA 半保留复制的原理,在体外提供参与 DNA 复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 基本条件:模板:DNA的双链;原料:四种脱氧核苷酸;酶:耐高温的DNA聚合酶;引物:一小段能与DNA母链的一小段碱基序列互补配对的短单链核酸,起作用是为DNA聚合酶提供了游离的3’端,使DNA聚合酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。
【详解】A、反应体系中dNTP作为扩增的能量,原料是游离的四种脱氧核苷酸,脱氧核苷酸会依次连接到子链的5,端,A错误;
B、据题可知,PCR时组织细胞间的物质会吸附Mg2+,使进入细胞的Mg2+减少,因此原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高;
C、PCR中引物的复性温度可由G、C的含量进行推测,反应体系中引物的G、C碱基含量越高,复性的温度越高,C错误;
D、原位PCR技术可用于人类β-地中海贫血致病基因的检测,D正确。
故选D。
15.D
【分析】PCR技术:
(1)概念: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。
(2)原理:DNA复制。
(3)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)。
(4)过程:高温变性、低温复性、中温延伸。
【详解】A、PCR技术中复性是当温度下降到55℃左右时,两种引物与两条DNA单链结合的过程,A错误;
B、dNTP作为扩增的原料会依次连接到3'端,B错误;
C、在一定范围内,反应体系中引物的G、C碱基含量越高,其结合的特异性越强,但G、C过高,稳定性较强,从而阻碍目标DNA的扩增,C错误;
D、因为组织细胞间的物质会吸附Mg2+,故原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高,D正确。
故选D。
16.B
【分析】 “生物导弹”主要由两部分组成,一是“瞄准装置”,二是杀伤性“弹头”。 “瞄准装置”是指能够特异性识别癌细胞的单克隆抗体。
【详解】A、制备单克隆抗体前需要给小鼠注射特定抗原,然后从脾脏中获得产生特定抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特点,细胞膜上的糖蛋白含量减少,可以无限增殖,所以在培养瓶中培养时不会出现接触抑制,B错误;
C、单克隆抗体可以特异性识别癌细胞表面的抗原物质,所以“瞄准装置”是指能够特异性识别癌细胞的单克隆抗体,C正确;
D、构成“弹头”的抗癌药物没有特异性,只有“瞄准装置”中的单克隆抗体才能将药物带到特定部位,才能选择性杀伤,D正确。
故选B。
17.C
【分析】分析图解:图①中双链DNA分子切成两段,中间出现了黏性末端,图②中两个具有黏性末端的DNA片段连接成一个完整的DNA分子,图③中DNA分子的双链解开,图④是以解开的单链DNA作为模板形成子链的过程。
【详解】限制性核酸内切酶用于切割DNA片段,故①用的是限制性核酸内切酶;DNA聚合酶用于DNA的复制过程,将单个的脱氧核糖核苷酸连接起来,形成脱氧核糖核苷酸链,故④用的是DNA聚合酶;DNA连接酶用于连接DNA片段,故②用的是DNA连接酶;解旋酶会使DNA双链解旋而分开,故③用的是解旋酶,即C正确,ABD错误。
故选C。
18.AD
【分析】培养基的一般能为微生物提供碳源、氮源、水和无机盐。
【详解】A、肉汤培养基中的NaCl作为无机盐,可为微生物的生长繁殖提供无机营养,A正确;
B、抗生素可杀死原核生物,但对真核生物无伤害作用,金黄色葡萄球菌属于原核生物,在培养基中添加抗生素,该菌也不能正常生长,B错误;
C、配制培养基应先调节pH至所需范围再进行灭菌,C错误;
D、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,所以血平板褪色越严重,鲜牛奶中的金黄色葡萄球菌的数量越多,D正确。
故选AD。
19.AB
【分析】1、单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合,经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞并经专一抗体检测后,培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可得单克隆抗体,涉及动物细胞培养和动物细胞融合技术;杂交瘤细胞集合了两个细胞的遗传物质,但不一定全部表达。
2、单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,具有准确、快速等优点。
【详解】A、研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射棘突蛋白免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,从而获得能产生相应的抗体及对应的效应B细胞,A错误;
B、经 HAT选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和专一抗体检测,才可用于单克隆抗体的生产,B错误;
C、根据抗原-抗体特异性结合的原理,将单克隆抗体制成诊断盒,用于疾病的诊断,C正确;
D、结合分析可知,单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术,因为动物细胞培养技术是动物细胞工程的基本技术,D正确。
故选AB。
20.CD
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:1、DNA的溶解性: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0.14mol/L的氯化钠中溶解度最低);DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。
3、DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、鸡血细胞液加入蒸馏水,使得鸡血细胞的细胞膜吸水涨破,A错误;
B、洋葱鳞片叶碎片中,加入沐浴液有利于去除细胞膜,食盐能溶解DNA,B错误;
C、向DNA粗提取物中加入嫩肉粉,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能破坏其中的蛋白质,有利于去除蛋白质,获得较纯净DNA,C正确;
D、由于DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精,因此需向DNA滤液中加入冷酒精有利于析出DNA,一步纯化DNA,D正确。
故选CD。
【点睛】
21.(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)取小鼠脾脏组织剪碎,用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理一段时间,将 组织分散成单个细胞,加入培养液制成细胞悬液
(3) 选择培养基 获得杂交瘤细胞
(4) 阳 0.1
(5)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖。
(6)95%空气和 5%CO2
【分析】1、动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
2、单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合,经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞,经专一抗体检测后,培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞,即可得单克隆抗体。
(1)
实验前给小鼠甲注射病毒A,是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。
(2)
以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤为:取小鼠脾脏组织剪碎,用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理一段时间,将 组织分散成单个细胞,加入培养液制成细胞悬液。
(3)
图中筛选1需要用到选择培养基,只有杂交瘤细胞可以存活,所以使用该培养基进行细胞培养的目的是获得杂交瘤细胞。
(4)
筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,该过程要用到抗原抗体杂交,所以筛选 2 中对于抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化培养,克隆化培养最常用的方法是有限稀释法,即稀释细胞到3-10 个/mL,在96孔板的每孔最 多加入细胞稀释液0.1mL,使每个孔内不多于一个细胞,达到单个克隆培养的目的。
(5)
获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后,可以在体外培养液中进行培养,或在小鼠的腹腔中进行培养,使杂交瘤细胞大量增殖。
(6)
动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2,在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
22.(1)抗原蛋白
(2) 新冠病毒的特定抗原蛋白 脾脏 灭活病毒诱导法 选择培养基 杂交瘤 抗原-抗体杂交 能产生特定抗体的杂交瘤细胞 既能产生特定的抗体,而且还能无限增殖, 体外培养具有的优点是可大量生产单克隆抗体,且纯度高,其缺点是培养条件不易控制,生产成本相对较高。
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】(1)抗原检测利用特异性抗体检测病毒的抗原,即病毒蛋白质,从而检测样本中是否含有新冠病毒。相比核酸检测,抗原检测的速度可以更快,但准确度相对较低,不能替代核酸检测,而核酸检测则是检验样本中是否含有病毒的核酸。
(2)①图中a操作是指往小鼠体内注射特定的抗原,这里应该是新冠病毒的抗原蛋白,之后一般从该小鼠的脾脏中提取淋巴细胞,因为脾脏作为免疫器官,其中有大量的免疫细胞,而后在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。与诱导植物原生质体融合相比,诱导这两种细胞融合的特有方法是灭活病毒诱导法。
②诱导融合后至少要经过两次筛选,图中的筛选1是指利用选择培养基将杂交瘤细胞筛选出来,因为经过诱导融合后会产生多种类型的融合细胞,因而需要将杂交瘤细胞筛选出来;筛选2是利用抗原-抗体杂交,即抗原和抗体特异性结合的原理将能产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来,这类细胞既能产生特定的抗体,而且还能大量增殖,因而可以在体外或体内进行大量培养,进而可用于生成单克隆抗体。
③利用筛选出的符合要求的细胞生产单克隆抗体时,既可以将细胞注入小鼠腹腔内进行生产,也可以在体外生产,而体内培养具备的优点是能节约培养基(成本),易于控制培养条件等,相比之下体外培养具有的优点是可大量生产单克隆抗体,且纯度高,其缺点是培养条件不易控制,且生产成本相对较高。
23.(1) 植物细胞的全能性 生长素和细胞分裂素 脱分化和再分化 抗原--抗体杂交 0.27
(2) 农杆菌转化法 将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上
【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。
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)。
【详解】(1)①图1表示的是无毒苗的培养过程,图中马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是植物细胞的全能性。植物组织培养过程中需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素,通过调整它们的比例可诱导离体细胞经过脱分化和再分化过程获得试管苗。为检测脱毒苗的质量,可采用抗原--抗体杂交的方法检测病毒的蛋白质,也可以采用DNA分子杂交的方法检测病毒的基因,前者的原理利用了抗原和抗体特异性结合的原理,后者利用了碱基互补配对原理。
②由图2数据分析可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低。当茎尖外植体的大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。
(2)①将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞内,即将目的基因导入受体细胞,这里的受体细胞是植物细胞,因而一般采用农杆菌转化法,该方法需要先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上,然后通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的染色体上,而后将成功导入目的基因的植物细胞经过植物组织培养技术获得转基因植株。
②在个体生物学水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上,观察其生长状况。
24.(1) 使蛋白质变性,与DNA分离 分离DNA和蛋白质
(2) B 引物太短、特异性弱;两个引物会互补结合
(3) ddNTP的3'端不能形成磷酸二酯键导致复制停止,形成长短不一的DNA片段 CTGACGGT
(4) 长 DNA分子越长,基因复制的同步性降低,导致碱基测序质量下降
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:DNA的溶解性: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不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
【详解】(1)SDS能与脂质和蛋白质结合使蛋白质变性,有利于除去蛋白质,故在利用真核生物做材料进行DNA粗提取时,通常在研磨液中加入SDS;DNA不容易酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离,故DNA粗提取实验中加入体积分数为95%的冷酒精,可以让DNA从溶液中析出。
(2)因为引物B太短、特异性弱,并且两个引物会互补结合,故引物B不合理。
(3)在反应体系中加入dNTP(2′,3′-双脱氧核苷三磷酸)的作用是dNTP的3'端不能形成磷酸二酯键导致复制停止,形成长短不一的DNA片段。根据待测DNA序列电泳图谱可知,待测DNA片段的碱基序列是CTGACGGT。
(4)二代测序要求在测序时,DNA分子必须同步复制,来增强荧光信号强度从而读出DNA序列,而DNA分子越长,基因复制的同步性降低,导致碱基测序质量下降,故二代测序技术不适合测量较长的DNA序列。
25.(1) 非编码区2 5'-TCTAGAGG
(2) XbaI、XhoI 质粒Z
(3) 潮霉素、氯霉素 3、5
(4)与RNA聚合酶识别和结合并驱动转录
【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钙离子处理法。(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】(1)在真核细胞的基因结构中,包括编码区和非编码区,其中编码区又分为外显子和内含子,基因的非编码区存在启动子和终止子,启动子和终止子都是一段特殊的DNA序列,属于基因的非编码区,分别位于非编码区的上游和下游,所以终止子位于非编码区2,利用PCR技术扩增目的基因的编码区段时,设计引物序列的主要依据是目的基因编码区两端的部分核苷酸序列,按照碱基互补配对原则,与已知链对应的应为5'-TCTAGAGG。
(2)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,据此可知应选择的限制酶是XbaI、XhoI,图3中质粒X上 XhoI会破坏终止子,因此质粒X不适合做载体的质粒。质粒Y上XhoI和XbaI的酶切位点会破坏抗性基因,故不适合做载体的质粒。质粒Z上XhoI和XbaI酶切后会去掉一个标记基因,且黏性末端不同,可避免质粒的自身环化和随意连接,故适合做载体的质粒。
(3)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素的抗性基因,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,据图可知,符合要求的为3、5,依据是XhoI和XbaI酶切后切除掉了氯霉素抗性基因。
(4)基因表达载体构建中,需要目的基因、标记基因、启动子、终止子等原件,启动子的作用是与RNA聚合酶识别和结合并驱动转录,标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。
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