陕西省宝鸡教育联盟2022-2023学年高二下册生物期末质量检测试卷
一、选择题:本大题共25小题,每小题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.关于蓝藻和水绵的叙述,正确的是( )
A.二者在细胞结构上最主要的区别是有无中心体
B.二者都具有细胞壁,但二者的细胞壁成分不同
C.二者都可以进行光合作用,因为二者都具有叶绿体
D.二者的遗传物质都是DNA,且主要分布于染色体上
【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、蓝藻是原核生物,水绵是真核生物,二者在细胞结构上最主要的区别是有无成形的细胞核,A不符合题意;
B、蓝藻的细胞壁的主要成分是肽聚糖,水绵的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,B符合题意;
C、蓝藻有藻蓝素和叶绿素,以及光合作用有关的酶,不具有叶绿体,水绵有叶绿体,二者都可以进行光合作用,C不符合题意;
D、蓝藻和水绵的遗传物质是DNA,但蓝藻的DNA主要位于拟核中,而水绵的DNA主要位于细胞核中的染色质上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、含有细胞结构的生物遗传物质全部是DNA,DNA病毒的遗传物质是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA。
2、真核生物和原核生物的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
2.下列关于检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验操作步骤的叙述中,正确的是( )
A.用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液,可直接用于蛋白质的鉴定
B.若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪,一定需要用显微镜观察
C.鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入)
D.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,需水浴加热2min才能观察到紫色
【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、还原糖用斐林试剂鉴定,蛋白质用双缩脲试剂鉴定,但用于配制斐林试剂的乙液和用于配制双缩脲试剂的乙液质量浓度不同,A不符合题意;
B、若将花生种子制成细胞提取液,则直接往样液中滴加苏丹III染液,观察样液颜色变化,不用显微镜观察,B不符合题意;
C、鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂,斐林试剂要现配先用,且甲液和乙液等量混合均匀再加入,C符合题意;
D、用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不需要水浴加热,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】各类物质的检测方法
1、含有两个肽键及以上的多肽或蛋白质可与双缩脲产生紫色反应;
2、还原糖可与斐林试剂在50~65℃温水条件下反应产生砖红色沉淀。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和半乳糖等;
3、脂肪会被苏丹III染液染成橘黄色;
4、淀粉可与碘液发生蓝色反应;
5、RNA会被吡罗红染成红色;
6、DNA和二苯胺试剂在水浴条件下会出现蓝色反应,DNA与甲基绿结合发生绿色反应。
3.(2023高二下·吉林月考)细胞含有多种多样的分子,下列相关叙述错误的是( )
A.水既可以是化学反应的底物,也可以是化学反应的产物
B.葡萄糖既可以作为能源物质,也可以参与构建细胞
C.氨基酸是水溶性小分子,只能在转运蛋白协助下进出细胞
D.与RNA分子相比,DNA分子的稳定性要高得多
【答案】C
【知识点】DNA与RNA的异同;糖类的种类及其分布和功能;水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢,释放少量能量;有氧呼吸的第三阶段是氧气与还原氢反应产生水,释放大量能量。因此,水既可以是化学反应的底物,也可以是化学反应的产物,A正确;
B、葡萄糖是细胞最重要的能源物质,也与其他物质参与构成细胞,例如糖蛋白,因此, 葡萄糖既可以作为能源物质,也可以参与构建细胞,B正确;
C、氨基酸进出细胞一般是主动运输或协助扩散,这两种跨膜运输方式均需要载体蛋白的协助,但有些氨基酸可以作为神经递质,以胞吐的形式排出细胞,不需要载体蛋白的参与,C错误;
D、DNA是双螺旋结构,相对稳定,而RNA是单链,容易产生变异,故与RNA分子相比, DNA分子的稳定性要高得多,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)细胞含有多种多样的分子 ,包括水、无机盐等无机物,和蛋白质、糖类、核酸、脂质等有机物。水既可以是 化学反应的底物,也可以是化学反应的产物 ; 葡萄糖既可以作为能源物质,也可以参与构建细胞 ;氨基酸既可以通过主动运输进出细胞,也可以通过协助扩散进入红细胞,当其作为神经递质时,则通过胞吐的形式排出细胞。(2)DNA是由两条DNA单链构成的双螺旋结构,相对稳定,而RNA是单链,容易产生变异。
4.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列有关叙述,错误的是( )
A.以上DNA片段是由5种限制酶切割后产生的
B.若要把相应片段连接起来,应选用DNA连接酶
C.上述能进行连接的两个黏性片段连接后形成的DNA分子是
D.①②④属于黏性末端,③⑤属于平末端
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、限制酶具有一定的专一性,即能够识别特定的碱基序列并在特定的位点进行切割,由图分析可知,①和④是由同一种限制酶切割产生的,②、③、⑤分别由一种限制酶切割,所以以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的,A符合题意;
B、 DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,图中所示的DNA片段是限制酶切割DNA分子后得到的,所以若要把相应片段连接起来,应选用DNA连接酶,B不符合题意;
C、黏性末端按照碱基互补配对原则进行连接,由图可知,①和④的黏性末端互补配对,连接后形成的DNA分子是,C不符合题意;
D、当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端,所以①②④属于黏性末端,③⑤属于平末端,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、 限制酶的功能是能够识别双链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,具有一定的专一性。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端。
2、 DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,在基因工程操作中,DNA连接酶主要由两类,一种是E.coliDNA连接酶,该酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,不能连接具有平末端的DNA片段;另一种是T4DNA连接酶,该酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。
5.下列有关基因工程操作的叙述,正确的是( )
A.用不同种限制酶切割载体与目的基因可能获得相同的黏性末端
B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功
D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、切割后能产生相同黏性末端的不同限制酶互称为同尾酶,所以若用一对同尾酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端,A符合题意;
B、由于密码子具有简并性,即同一种氨基酸可能对应多种密码子,所以以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列不一定相同,B不符合题意;
C、检测到受体细胞中目的基因表达成功就标志着基因工程操作的成功,C不符合题意;
D、抗生素抗性基因是标记基因,可用于筛选出成功转入目的基因的重组细胞,所以要用用含抗生素抗性基因的质粒作为载体,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、基因工程的基本工具及作用
①限制酶:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,使一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,具有一定的专一性;
②DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
③载体:能运载目的基因进入受体细胞,并使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达。 作为载体应具备的条件:能稳定存在并自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;有特殊的标记基因以及对受体细胞无害。
2、基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
6.在基因工程技术中,下列方法与目的基因获得无关的是( )
A.辐射诱变法 B.利用PCR技术
C.通过基因库获取 D.人工合成法
【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】目的基因的获取方法包括从基因文库中获取、人工合成和利用PCR技术获取和扩增,而辐射诱变法用于诱变育种,不能获得目的基因,A符合题意,B、C、D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2、目的基因的获取方法:
从基因文库中获取,包括基因组文库和cDNA文库;人工合成,包括利用mRNA合成cDNA和通过DNA合成仪用化学方法人工合成;利用PCR技术获取和扩增。
7.下列有关基因工程及其应用的相关叙述,错误的是( )
A.基因工程育种能够定向改造生物性状
B.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
C.可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物
D.转基因技术能够使植物体表达动物蛋白
【答案】B
【知识点】基因工程的应用;基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】A、将与某种生物性状的有关基因导入相应的受体中,基因在受体中表达,从而使该生物表达出相应的性状,A不符合题意;
B、DNA连接酶可恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,B符合题意;
C、转基因细菌中含有相关的基因,能降解有毒有害的化合物,C不符合题意;
D、在植物细胞中导入动物蛋白基因,从而使植物体表达出相应的动物蛋白,该过程就是利用了转基因技术,能克服远源杂交不亲和的现象,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段,能克服远源杂交不亲和的现象。
2、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
3、基因工程的基本工具及作用
①限制酶:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,使一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,具有一定的专一性;
②DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
③载体:能运载目的基因进入受体细胞,并使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达。
8.转基因抗虫棉的培育,番茄—马铃薯的创造,单克隆抗体的制备,同卵双胎依次所属的生物工程技术为( )
A.基因工程、胚胎工程、细胞工程、基因工程
B.细胞工程、细胞工程、胚胎工程、细胞工程
C.基因工程、细胞工程、细胞工程、胚胎工程
D.细胞工程、基因工程、基因工程、胚胎工程
【答案】C
【知识点】基因工程的应用;动物细胞工程的常用技术与应用;胚胎分割
【解析】【解答】通过将抗虫基因导入棉花植物细胞并在该细胞中表达从而得到转基因抗虫棉,该过程属于基因工程;将番茄植物细胞和马铃薯植物细胞融合,创造出番茄—马铃薯,该过程属于细胞工程;将已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,从而得到单克隆抗体,该过程属于细胞工程;通过胚胎分割得到同卵双胎,该过程属于胚胎工程,综上,C符合题意,A、B、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】1、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2、细胞工程是以细胞生物学、分子生物学和发育生物学等为理论基础,以细胞器、细胞或组织作为操作水平,获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的生物工程技术,细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程等。
3、胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
9.科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器,使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列叙述中正确的是( )
A.利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用
B.选择小鼠膀胱组织细胞作为人的生长激素基因的受体细胞从而将该基因导入小鼠基因组
C.转基因小鼠中,人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中
D.只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因,不能说明该技术已获得成功
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、根据题意分析可知,利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于基因工程的应用,A不符合题意;
B、C、选择小鼠的受精卵作为人的生长激素基因的受体细胞从而将该基因导入小鼠基因组,所以小鼠个体所有细胞中都含有人生长激素基因,但只能在膀胱上皮细胞中表达,B、C不符合题意;
D、只有当人的生长激素基因能在小鼠膀胱上皮细胞中成功表达,使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,才说明该技术获得成功,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
10.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程完全不同于蛋白质工程
B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
C.蛋白质工程的作用对象是蛋白质分子,基因工程的作用对象是基因
D.蛋白质工程只是依据中心法则逆推,其过程不需要中心法则
【答案】B
【知识点】蛋白质工程;基因工程的概述
【解析】【解答】A、蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,是包含多学科的综合科技工程,所以蛋白质工程与基因工程不完全相同,A不符合题意;
B、基因工程中所涉及的基因是天然存在的,所以合成的蛋白质也是天然存在的,而蛋白质工程中所涉及的基因是通过改造现有基因或人工合成而得到的,所以通过蛋白质工程合成到的不一定是天然存在的蛋白质,B符合题意;
C、蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因,C不符合题意;
D、蛋白质工程不仅仅是中心法则的简单逆转,之后还需要根据中心法则来合成所需的蛋白质,D不不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造和合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,其核心是基因工程。
2、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
11.研究人员用三种基因探针,对某转基因奶牛的乳腺细胞口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交,结果如下表所示。下列叙述中错误的是( )
探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞
乳腺蛋白基因探针 出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带
人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带
胰岛素基因探针 未出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带
A.人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达
B.可用mRNA逆转录产生的DNA制作相应基因的探针
C.用上述探针分别检测三种细胞的DNA,都会出现杂交带
D.胰岛A细胞中的mRNA能与胰岛素基因探针形成杂交带
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、由表可知,利用人干扰素基因探针对乳腺细胞、口腔上皮细胞、和蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交,发现都出现了杂交带,说明人干扰素基因有在转基因奶牛的多种体细胞中表达,A不符合题意;
B、可利用mRNA逆转录产生的DNA,按照碱基互补配对原则制作相应的基因探针,B不符合题意;
C、转基因奶牛中的以上三种细胞都含有乳腺蛋白基因、人干扰素基因和胰岛素基因,所以用上述探针分别检测三种细胞的DNA,都会出现杂交带,C不符合题意;
D、胰岛A细胞中虽然有胰岛素基因,但该基因没有在胰岛A细胞中表达,所以用胰岛素基因探针对胰岛A细胞中的mRNA进行分子杂交,不会出现杂交带,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】转基因奶牛的所有体细胞中含的基因完全相同,但基因具有选择性表达的特点,所以相关基因只能在特定的细胞中转录和翻译,形成相应的蛋白质,所以由表分析可知,乳腺蛋白基因只在乳腺细胞中表达,人干扰素基因在表中所示的三种细胞中都表达,而胰岛素基因在以上三种细胞中都不表达。
12.菊花是一种双子叶植物,易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长,还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述中错误的是( )
A.受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞
B.将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建表达载体
C.菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞
D.应用抗虫接种实验,检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度
【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、实验目的是为了让菊花不再受桃蚜的感染,所以受体细胞可以选择菊花叶片,而不能是桃蚜细胞,A符合题意;
B、农杆菌中Ti质粒的T-DNA能够转移到植物细胞的染色体DNA上,所以应将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建表达载体,再通过农杆菌转化法得到转GNA基因菊花,B不符合题意;
C、菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞,从而将目的基因随着T-DNA导入菊花植物细胞中,C不符合题意;
D、由题意可知,雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长,所以应用抗虫接种实验,检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度,这是在个体水平检测目的基因是否成功转入受体细胞并表达,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】将目的基因导入植物细胞的方法一般是农杆菌转化法,利用的原理是农杆菌的Ti质粒中的T-DNA是一种可转移的DNA,农杆菌侵染植物细胞时,外源基因可通过Ti质粒中的T-DNA递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起,最终使目的基因在植物细胞中表达,使植物个体表现出相应的性状。
13.实验人员制备了矮牵牛(2n=14)红色花瓣(液泡呈红色)与枸杞(4n=48)叶肉细胞的原生质体,并诱导其融合,经筛选、培养获得杂种植株。下列叙述中错误的是( )
A.生成杂种细胞标志着植物体细胞杂交成功
B.可以突破自然生殖隔离的限制而得到种间杂种植株
C.若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目可能为62条或28条或96条
D.体细胞杂交之前必须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、杂种细胞再生出新的细胞壁标志着植物体细胞杂交成功,A符合题意;
B、植物体细胞杂交技术可以突破自然生殖隔离的限制而得到种间杂种植株,使杂种植株表现出两种亲本的性状,B不符合题意;
C、原生质体融合的过程中,可能是同一种原生质体两两融合,也可能是不同种的原生质体两两融合,由题意可知,矮牵牛花瓣细胞中有14条染色体,而枸杞叶肉细胞中含有48条染色体,所以若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目可能为62条或28条或96条,C不符合题意;
D、由于植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,所以必须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体后,再诱导其融合,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
14.植物细胞工程的应用取得了显著的社会效益和经济效益,以下技术和相应优点的对应关系中,正确的是( )
A.微型繁殖技术——打破生殖隔离
B.单倍体育种技术——利于获得突变体
C.植物体细胞杂交技术——精准控制成体性状
D.细胞产物的工厂化生产——不占用耕地,几乎不受季节限制
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术,它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,A不符合题意;
B、单倍体育种技术的优点是能极大地缩短育种年限,节约大量的人力和物力,就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株,B不符合题意;
C、植物体细胞杂交技术的优点是能够克服远缘杂交不亲和的障碍,但并不能精准控制成体的性状,C不符合题意;
D、细胞产物的工厂化生产是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程,它不占用耕地,几乎不受季节限制,因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、植物细胞工程的应用
①植物的快速繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术。
②作物脱毒:是指选取作物茎尖、根尖等植物顶端分生区组织进行组织培养,获得脱毒苗的技术。注意,脱毒苗不具有抗毒性。
③单倍体育种:先通过花药或花粉培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
④突变体的利用:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此他们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
⑤细胞产物的工厂化生产:是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。
2、植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
15.下图表示番茄植株(基因型为HhRr)作为实验材料培育新品种的途径,据图分析下列叙述中正确的是( )
A.品种A植株与品种C不存在生殖隔离
B.途径4的育种原理为基因重组和染色体变异
C.途径2为花药离体培养,用秋水仙素处理萌发的种子可以得到纯合的二倍体番茄
D.途径2的育种方式极大地缩短了育种年限,节约了大量的人力和物力
【答案】D
【知识点】育种方法综合
【解析】【解答】A、途径1是杂交育种,所以品种A是二倍体,而途径3是多倍体育种,所以品种C是四倍体,二者杂交产生的是三倍体,三倍体不可育,因此品种A植株与品种C存在生殖隔离,A不符合题意;
B、途径4是诱变育种,原理是基因突变,B不符合题意;
C、D、途径2是单倍体育种,先通过花药离体培养得到单倍体植株,单倍体植株没有种子,所以是用秋水仙素处理萌发的幼苗可以得到纯合的二倍体番茄,单倍体育种极大地缩短了育种年限,节约了大量的人力和物力,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析图解:途径1是杂交育种,利用的原理是基因重组;途径2是单倍体育种,利用的原理是染色体数目变异;途径3是多倍体育种,利用的原理是染色体数目变异;途径4是诱变育种,利用的原理是基因突变。
16.中国仓鼠卵巢细胞(简称CHO)属于成纤维细胞,体外培养时,既可以贴壁生长,也可以悬浮生长。该类细胞中可见丰富的粗面内质网、核糖体、高尔基体,目前已有越来越多的药用蛋白在CHO细胞中获得了高效表达,其中部分药物已投放市场。下列相关叙述,错误的是( )
A.CHQ细胞具有合成和分泌蛋白质的功能
B.CHO细胞高度分化,不再具有分裂能力
C.该细胞培养具有对重组基因的高效扩增和表达能力
D.对贴壁生长的细胞可用胰蛋白酶处理分散成单个细胞
【答案】B
【知识点】细胞器之间的协调配合;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、由题意可知,CHQ细胞中可见丰富的粗面内质网、核糖体、高尔基体,而这些细胞器参与合成和分泌蛋白质,A不符合题意;
B、CHO细胞属于成纤维细胞,虽然高度分化,但仍然具有分裂能力,B符合题意;
C、由题意可知,越来越多的药用蛋白在CHO细胞中获得了高效表达,说明该细胞培养具有对重组基因的高效扩增和表达能力,C不符合题意;
D、动物细胞间质的主要成分是蛋白质,因此对贴壁生长的细胞可用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、分泌蛋白在核糖体上合成后,需要经过内质网、高尔基体的进一步加工,再通过囊泡运输至细胞膜处,最后通过胞吐分泌到细胞外起作用。
2、体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,大多数细胞属于这种类型,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁,除此之外,这种细胞还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
17.下列关于单克隆抗体的叙述,正确的是( )
A.将特定抗原注射到小鼠体内,就可以从小鼠腹水中获得单克隆抗体
B.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,融合的细胞均为杂交瘤细胞
C.筛选出杂交瘤细胞后,还需要对其进行克隆化培养和抗体检测
D.单克隆抗体制备过程体现了细胞膜的流动性和细胞核的全能性
【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、将特定抗原注射到小鼠体内,只能得到针对该抗原的抗体,不能得到单克隆抗体,A不符合题意;
B、诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,融合的细胞除了杂交瘤细胞外,还包括融合的具有同种核的细胞,B不符合题意;
C、筛选出杂交瘤细胞后,还需要对其进行克隆化培养和抗体检测,才能保证得到的杂交瘤细胞是既能无限增殖又能分泌目标抗体的细胞,C符合题意;
D、单克隆抗体制备过程体现了细胞膜的流动性,但没有体现细胞核的全能性,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】单克隆抗体的制备
1、原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。
2、步骤
①用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
②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。
③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
④将抗体检测成阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
18.下图表示核移植与克隆动物的相关图解,有关叙述中错误的是( )
A.采集的卵母细胞普遍采用显微操作去核法去除细胞核
B.用于核移植的供体细胞①一般为传代10代以内的细胞
C.采集的卵母细胞培养到的②时期表示MI期
D.选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性表达
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、C、一般采用显微操作去核法对处于减数分裂II中期的卵母细胞进行去核,所以②时期表示MII中期,A不符合题意,C符合题意;
B、用于核移植的供体细胞①一般为传代10代以内的细胞,原因是10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,遗传物质没有发生改变,B不符合题意;
D、选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质中有激发细胞核全能性的物质,除此之外,原因还包括卵母细胞大,易于操作、卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供充足的营养物质,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】动物细胞核移植技术
1、概念: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。选取的卵母细胞应培养至减数分裂II中期,去的“核”其实是纺锤体-染色体复合物。
2、原理:动物细胞核具有全能性。
3、选取卵母细胞作为受体细胞的原因
①卵母细胞大,易于操作;
②卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供充足的营养物质;
③其细胞质中有激发细胞核全能性的物质。
19.进行生物工程设计时,下表各组所选择的实验材料与实验目的配置错误的是( )
组别 实验目的 实验材料 材料特点
A 动物细胞核移植 卵(母)细胞 细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达
B 体细胞诱变育种 愈伤组织细胞 分裂能力强,易诱发突变
C 植物体细胞杂交育种 花粉粒 易于获取,易于培养
D 烧伤患者皮肤细胞移植 自体皮肤生发层细胞 分裂能力强,且不会引起免疫排斥
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】诱变育种;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞核移植技术;免疫学的应用
【解析】【解答】A、动物细胞核移植时,所采用的受体细胞是处于MII中期的去核卵母细胞,其特点是细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达和卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供营养物质,A不符合题意;
B、愈伤组织分化程度低,分裂能力强,易诱发突变,所以可选用愈伤组织细胞进行体细胞诱变育种,B不符合题意;
C、单倍体育种所选用的材料是花粉粒,原因是花粉粒易于获取,易于培养,C符合题意;
D、机体免疫系统一般会对外来物质产生免疫排斥反应,而对自身物质不产生免疫反应,所以用烧伤患者自身皮肤生发层细胞对自身的皮肤细胞移植的原因是自体皮肤生发层细胞分裂能力强,且不会引起免疫排斥,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】一、动物细胞核移植技术
1、概念: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。选取的卵母细胞应培养至减数分裂II中期,去的“核”其实是纺锤体-染色体复合物。
2、原理:动物细胞核具有全能性。
3、选取卵母细胞作为受体细胞的原因
①卵母细胞大,易于操作;
②卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供充足的营养物质;
③其细胞质中有激发细胞核全能性的物质。
二 、单倍体育种:先通过花药或花粉培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
三、植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
20.如图是高等哺乳动物胚胎发育过程中某一阶段示意图,下列有关叙述中错误的是( )
A.该图中,①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B.②将来发育为胎盘、胎膜,③将来发育为胎儿的各种组织
C.选择此时期的胚胎进行分割时要注意对③进行均等分割
D.胚胎发育过程中细胞分化开始于原肠胚期,终止于生命结束
【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程;胚胎分割
【解析】【解答】A、由图分析可知,图中所示的是高等哺乳动物胚胎发育过程中的囊胚期,①是透明带、②是滋养层,③是内细胞团,A不符合题意;
B、②是滋养层,将来发育为胎盘、胎膜,③是内细胞团,将来发育为胎儿的各种组织,B不符合题意;
C、一般选用囊胚期的内细胞团进行胚胎分割,分割时要注意均等分割,保证胚胎的成活率,C不符合题意;
D、胚胎发育过程中细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】一、
1、早期胚胎发育过程
受精卵、卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚。
2、囊胚中的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,因此一般使用滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,避免对胚胎的正常发育产生影响,囊胚还含有内含液体的囊胚腔。 3、原肠胚出现了外胚层、中胚层和内胚层和原肠腔,其中三个胚层将来逐渐分化发育成各种组织、器官等。
二、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割,分割次数越多,分割后胚胎成活的概率越小。若选取囊胚的内细胞团进行分割,要保证将其均等分割,否则会影响胚胎的正常发育。
21.下列关于受精过程的叙述,错误的是( )
A.获能后的精子与卵子相遇后,释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构
B.精子触及卵细胞膜的瞬间。卵细胞膜外的透明带迅速发生反应,防止多精入卵
C.精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,是防止多精入卵的第二道屏障
D.参与受精的卵细胞已经完成了减数分裂的全过程
【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、获能后的精子与卵子相遇后,释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构,作用是有利于精子与卵细胞膜接触,A不符合题意;
B、C、精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带迅速发生反应,即透明带反应,这是防止多精入卵的第一道屏障,精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,即卵细胞膜反应,这是防止多精入卵的第二道屏障,B、C不符合题意;
D、参与受精的卵细胞处于减数第二次分裂中期,没有完成减数分裂全过程,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】受精过程中的三大反应:酶解反应,即获能后的精子与卵子相遇时释放多种酶,溶解卵细胞膜外的结构,作用是有利于与卵细胞膜接触;透明带反应,即精子触及卵细胞膜的瞬间,产生阻止后来的精子进入透明带的反应;卵细胞膜反应,即精子入卵后,卵细胞膜立即产生拒绝其他精子进入的生理反应。透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。
22.体外培养的胚胎干细胞存在两种不同的状态:启动态和幼稚态,两种细胞的形态特征明显不同,相对于幼稚态细胞,启动态细胞的全能性不容易表现。下图是利用食蟹猴胚胎干细胞生产嵌合体动物的流程。下列分析错误的是( )
A.图中的启动态细胞取自食蟹猴囊胚的内细胞团
B.被标记的幼稚态细胞植入胚胎后,能参与正常的胚胎发育和器官形成
C.桑椹胚时期的细胞没有发生分化且胚胎体积也没有变大
D.对代孕母猴需进行健康检查、超数排卵、同期发情处理、妊娠检查等处理
【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程;胚胎移植
【解析】【解答】A、由于内细胞团将来要发育为胎儿的各种组织,所以图中的启动态细胞取自食蟹猴囊胚的内细胞团,A不符合题意;
B、被标记的幼稚态的胚胎干细胞具有全能性,所以其植入胚胎后,能参与正常的胚胎发育和器官形成,B不符合题意;
C、桑椹胚时期的细胞数目增多,但没有发生分化,但由于此时还没有与母体建立联系,不能从母体获取有机物,而呼吸消耗一直进行,因此有机物总量减少,胚胎体积也不会变大,C不符合题意;
D、对代孕母猴需进行健康检查、同期发情处理、妊娠检查等处理,但不需要超数排卵,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】一、
1、早期胚胎发育过程
受精卵、卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚。
2、囊胚中的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,因此一般使用滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,避免对胚胎的正常发育产生影响,囊胚还含有内含液体的囊胚腔。 3、原肠胚出现了外胚层、中胚层和内胚层和原肠腔,其中三个胚层将来逐渐分化发育成各种组织、器官等。
二、胚胎移植是指将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雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术,在胚胎移植之前需要对供、受体的母畜进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
23.为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,其原因是( )
A.这种操作方法更容易成功
B.植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比
C.转基因植物中的细胞质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
【答案】C
【知识点】转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、受精卵的全能性最高,所以将目的基因导入受精卵中更容易成功,A不符合题意;
B、将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,后代的遗传属于细胞质遗传,不遵循分离定律,不会出现一定的性状分离比,但这不是能避免基因污染的原因,B不符合题意;
C、花粉中含有精子,而精子几乎不含细胞质,所以受精卵中的核基因来自于精子和卵细胞,而细胞质基因来源于卵细胞,即转基因植物中的细胞质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流,所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,这样可以避免基因污染,C符合题意;
D、转基因植物与其他植物间没有生殖隔离,所以能通过花粉发生基因交流,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】若将目的基因导入受体细胞的细胞核中,则形成的精子就含有目的基因,就会通过花粉传播到其它植株上,造成基因污染,而由于精子没有细胞质,所以将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,就避免了基因污染。
24.下列有关“设计试管婴儿”技术及安全伦理问题的叙述,错误的是( )
A.注射激素促进排卵,实现多胚胎移植可提高试管婴儿的成功率
B.可利用设计试管婴儿技术提供骨髓造血干细胞治病救人
C.“设计试管婴儿”形成的早期胚胎可直接植入母体孕育
D.不符合遗传要求的胚胎如何处理会引起道德伦理之争
【答案】C
【知识点】人工授精、试管婴儿等生殖技术;生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、注射促性腺激素促进排卵,实现多胚胎移植可提高试管婴儿的成功率,A不符合题意;
B、可利用设计试管婴儿技术得到与患者配型适合的婴儿,从该婴儿骨髓中抽取造血干细胞移植给患者,可对患者起到治疗效果,B不符合题意;
C、“设计试管婴儿”形成的早期胚胎在胚胎移植前需进行遗传学诊断,C符合题意;
D、由于人们敬畏生命,所以不符合遗传要求的胚胎如何处理会引起道德伦理之争,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】试管婴儿与设计试管婴儿都要通过体外受精,并进行体外早期胚胎培养和胚胎移植,不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。
25.人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然。下列做法不利于保护自然的是( )
A.大力提倡使用农药化肥提高农作物产量
B.合理利用海洋资源,保持渔业产品持续产出
C.利用生物防治控制农田、草原和森林的病虫害等
D.实施以沼气工程为中心的生态工程,可实现能量的多级利用
【答案】A
【知识点】植物病虫害的防治原理和技术;生物资源的合理利用;生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、农药化肥的使用会污染环境,A符合题意;
B、合理利用海洋资源,保持渔业产品持续产出,保证生态系统的稳定性,以利于保护自然,B不符合题意;
C、利用生物防治控制农田、草原和森林的病虫害等,该防治方法既不会对环境造成污染,也能达到控制病虫害的效果,C不符合题意;
D、实施以沼气工程为中心的生态工程,可实现能量的多级利用,能减少废物对环境的污染,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、维持生态平衡,提高生态系统的稳定性,一方面要控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利用生态系统;另一方面对人类利用强度较大的生态系统应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
2、害虫的防治方法包括机械防治、生物防治和化学防治等,三者都是通过降低害虫的种群密度,进而起到防治效果。
二、非选择题:本题共5小题,共50分。
26.下列是细胞的部分结构放大图,回答下列问题:
(1)分离细胞中的各种细胞器常用 (填方法)。
(2)动植物细胞中均有但功能不同的细胞器是[ ] 。
(3)高倍显微镜下观察细胞中的④时,可选用藓类的小叶来观察,原因是 。
(4)⑦是真核细胞的细胞核,其生理功能是 ,人的胰岛B细胞与口腔上皮细胞相比,该结构中a的数目 (填“多”或“少”)。
(5)用含有35S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞,该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。请写出35S在细胞各结构间移动的先后顺序: (用“→”和序号表示先后顺序)。
【答案】(1)差速离心法
(2)①;高尔基体
(3)藓类小叶的细胞中叶绿体大而数目少
(4)是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心;多
(5)⑤→③→①→⑥
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;细胞核的功能;动、植物细胞的亚显微结构;细胞核的结构
【解析】【解答】(1)分离细胞中的各种细胞器常用差速离心法,即将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。
(2)动植物细胞中都含有高尔基体,对应图中的①,动物细胞中的高尔基体的功能是与分泌物的形成有关,而植物细胞中高尔基体的功能是参与细胞壁的形成。
(3)④是叶绿体,藓类小叶的细胞中叶绿体大而数目少,是观察叶绿体的较佳材料。
(4)细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,⑦中的a是核孔,由于人的胰岛B细胞代谢比口腔上皮细胞旺盛,所以前者核孔的数量多于后者。
(5)分泌蛋白的形成依次经过核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,①是高尔基体,③是内质网,⑤是核糖体,⑥是细胞膜,所以序号先后顺序是⑤→③→①→⑥。
【分析】分析图解:①是高尔基体,②是线粒体,③是内质网,④是叶绿体,⑤是核糖体,⑥是细胞膜,其中a是糖蛋白,b是磷脂分子,c是磷脂双分子层,⑦是细胞核,其中a是核孔,b是核仁,c是染色质。
27.降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。人体内合成的降钙素活性很低,半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。回答下列问题:
(1)图1表示人工合成降钙素DNA的过程。从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA。从功能看Klenow酶是一种 酶,合成的双链DNA有 个碱基对。
(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增,在PCR反应体系中需加入模板序列、TaqDNA聚合酶、原料及 种引物。设计引物时需要避免引物之间形成 ,而造成引物自连
(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒,各限制酶的识别序列和切割位点如图2、图3所示。研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现 现象。酶切后的产物连接时,目的基因上SalI切割产生的末端应与质粒上 切割产生的末端相连接。连接完成后,该连接点 (填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)大肠杆菌是理想的受体细胞,因为它具有 (答出两点)优点。重组质粒导入大肠杆菌前常用 处理大肠杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
(5)要进行重组质粒的鉴定和选择,大肠杆菌质粒还需要含有 。
【答案】(1)DNA聚合;126
(2)2;碱基互补配对
(3)自身环化;XhoI;不能
(4)繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少等;Ca2+
(5)标记基因
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)由图可知,Klenow酶能延伸DNA链,所以它是一种DNA聚合酶,由题意可知,两条DNA单链含有72个碱基,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,所以合成的双链DNA有(72-18)×2+18=126个碱基对。
(2)PCR过程中,一个DNA模板需要一个引物,一个DNA分子有两条链,所以需要在反应体系中加入2种引物,设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对,而造成引物自连,避免影响目的基因的扩增。
(3)不同的限制酶切割目的基因,会形成两个不同的黏性末端,能有效防止目的基因出现自身环化现象;由图可知,SalI切割产生的黏性末端序列与XhoI切割产生的黏性末端序列互补,所以目的基因上SalI切割产生的末端应与质粒上XhoI切割产生的末端相连接。由于相连后形成的碱基序列不能被以上两种限制酶识别,所以不能被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)由于大肠杆菌具有繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少等优点,所以它是理想的受体细胞;重组质粒导入大肠杆菌前常用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,即感受态,这样有助于重组质粒成功导入大肠杆菌。
(5)质粒中一般含有标记基因,使重组细胞能表达出标记基因而表现出相应的抗性,从而对重组质粒的鉴定和选择。
【分析】1、基因工程的基本工具及作用
①限制酶:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,使一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,具有一定的专一性;在选择限制酶时,要保证该限制酶不会切割目的基因和载体上的标记基因、启动子、终止子和复制原点等,并且限制酶酶切位点应介于载体的启动子与终止子之间,最好选用两种能够产生不同黏性末端的限制酶分别对目的基因和载体的两侧进行切割,避免目的基因或载体自身环化;
②DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
③载体:能运载目的基因进入受体细胞,并使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达。 作为载体应具备的条件:能稳定存在并自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;有特殊的标记基因以及对受体细胞无害。
2、PCR技术
①PCR技术是体外扩增目的基因的技术,是根据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。
②条件
DNA母链:提供DNA复制的模板;
酶:耐高温的DNA聚合酶(Taq酶);
引物:使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸;
原料:dATP、dTTP、dGTP、dCTP。
28.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。研究表明:在植物组织培养过程中,外源的生长调节剂的比例会影响愈伤组织的生长和分化,相对高的IAA(生长素)/KT(细胞分裂素类似物)有利根形成,反之有利芽形成。研究人员先将离体的烟草细胞培养形成愈伤组织,然后将愈伤组织分割接种到含有不同比例IAA和KT的MS培养基中培养。实验处理与结果如下表。(表中各培养基的生长调节剂浓度单位是mg/L)。回答下列问题:
编号 MS培养基中的激素含量 分化情况
IAA KT
1 0 0 不分化
2 0 2 分化芽
3 2 0 分化根
4 0.2 2 分化芽
5 2 0.2 不分化
6 0.02 2 分化芽
7 2 0.02 分化根
(1)植物微型繁殖技术的特点有 (答出两点)。
(2)为了获得脱毒苗,可以选取植物的 进行组织培养。若为了获得细胞产物,则只需培养到 阶段。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中,需要经过____。
①无丝分裂②有丝分裂③减数分裂④原代培养⑤传代培养
⑥植物体细胞杂交⑦细胞融合⑧脱分化⑨再分化
A.①④⑤⑦⑧ B.②⑧⑨
C.②④⑤⑥⑧⑨ D.③⑥⑧⑨
(4)利用植物组织培养技术将一个细胞培养成一个完整植株的基本程序是 (用文字和箭头图表示)。需要在培养基中加入植物激素调整细胞分裂、分化的是 阶段。
(5)愈伤组织形成和生长、分化常在MS培养基上进行,据此推断MS培养基中的碳源是 (填“有机碳源”或“无机碳源”)。
(6)上述实验结果支持题干中的观点,判断的依据是 。
【答案】(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快
(2)茎尖;愈伤组织
(3)B
(4)离体的植物细胞愈伤组织根、芽→植株;脱分化、再分化
(5)有机碳源
(6)分化成根的3号和7号培养基中的IAA/KT的值明显大于分化成芽的2号、4号、6号培养基中的IAA/KT的值
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】(1)用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术。其特点有能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快。
(2)由于植物的茎尖、根尖等植物顶端分生区组织含有的病毒少,甚至没有病毒,所以一般选取植物的茎尖、根尖等进行组织培养。若为了获得细胞产物,则只需培养到愈伤组织,不需要后续的再分化形成完整植株。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程需要经过有丝分裂、脱分化、再分化,B符合题意,A、C、D不符合题意。
故答案为:B。
(4)植物组织培养技术的完整流程是离体的植物细胞愈伤组织根、芽→植株。决定植物的脱分化、再分化两个阶段是否成功最关键的就是植物激素的比例,所以需要在培养基中加入植物激素调整细胞分裂、分化的是脱分化、再分化阶段。
(5)愈伤组织中没有叶绿体,不能通过光合作用制造有机物,所以愈伤组织形成和生长、分化常在MS培养基上进行,据此推断MS培养基中的碳源是有机碳源。
(6)题干中的观点是在植物组织培养过程中,外源的生长调节剂的比例会影响愈伤组织的生长和分化,相对高的IAA(生长素)/KT(细胞分裂素类似物)有利根形成,反之有利芽形成。由表可知,分化成根的3号和7号培养基中的IAA/KT的值明显大于分化成芽的2号、4号、6号培养基中的IAA/KT的值,即实验结果支持题干中的观点。
【分析】1、植物细胞工程的应用
①植物的快速繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术。
②作物脱毒:是指选取作物茎尖、根尖等植物顶端分生区组织进行组织培养,获得脱毒苗的技术。注意,脱毒苗不具有抗毒性。
③单倍体育种:先通过花药或花粉培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
④突变体的利用:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此他们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
⑤细胞产物的工厂化生产:是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。
2、植物组织培养
①植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,并给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。整个过程包括外植体消毒、脱分化形成愈伤组织、愈伤组织再被诱导生根发芽,最终培育成完整植株。利用的生物学原理是植物细胞的全能性。
②生长素/细胞分裂素=1,有利于愈伤组织的形成;生长素/细胞分裂素>1,有利于根的形成;生长素/细胞分裂素<1,有利于芽的形成。
③脱分化过程不需要光照,而再分化过程需要光照,以利于叶绿素的形成、满足叶绿体利用光能制造有机物的需要。
29.新冠病毒给人类带来深重灾难,能快速检测和治疗新冠肺炎是全世界的期盼。单克隆抗体是检测和治疗新冠肺炎的“希望之星”,下图为某科研小组利用灭活的新冠病毒制备单克隆抗体的过程。回答下列问题:
(1)实验开始时需给实验小鼠注射灭活的新冠病毒,该目的是 。
(2)与植物体细胞杂交不同,图中所用促融剂还可以是 ,其能够诱导细胞融合的原理是 ,能够在HAT培养液中生长细胞的特点是 。
(3)取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入铺有饲养层细胞的微孔板中,适宜条件下培养并进行阳性检测,阳性检测的原理是 。
(4)相较于从动物血清中分离所需抗体,单克隆抗体具有 等优点。
(5)单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中具有光明的前景,请你举例说明单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中的可能应用方向: 。
【答案】(1)获取能产生特定抗体的B淋巴细胞
(2)灭活病毒;可以使细胞膜上的分子重新排布,细胞膜打开,相互融合;既能迅速大量增殖,又能产生抗体
(3)抗原与抗体特异性结合
(4)特异性强、灵敏度高、能大量制备
(5)用新冠病毒的单克隆抗体进行患者的检测以便早发现、早治疗、早预防;另一方面还可以用于新冠肺炎的治疗,也可将治疗药物与单克隆抗体结合制成生物导弹实现精准治疗
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】(1)实验的目的是为了制备能针对新冠病毒的单克隆抗体,所以实验开始时需给实验小鼠注射灭活的新冠病毒的目的是获取能产生特定抗体的B淋巴细胞,用于后续杂交瘤细胞的形成。
(2)与植物体细胞杂交相比,诱导动物细胞融合的特殊物质是灭活的病毒,其能够诱导细胞融合的原理是可以使细胞膜上的分子重新排布,细胞膜打开,相互融合,能够在HAT培养液中生长的细胞是杂交瘤细胞,该细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
(3)阳性检测的原理是抗原与抗体特异性结合,若某微孔板呈现出阳性,则说明该微孔板中的细胞就是能产生目的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(4)相较于从动物血清中分离所需抗体,单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备等优点。
(5)利用抗原与抗体特异性结合的原理,单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中的可能应用方向是用新冠病毒的单克隆抗体进行患者的检测以便早发现、早治疗、早预防;另一方面还可以用于新冠肺炎的治疗,也可将治疗药物与单克隆抗体结合制成生物导弹实现精准治疗。
【分析】单克隆抗体的制备
1、原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。
2、步骤
①用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
②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。
③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
④将抗体检测成阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
30.图1为某哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的过程示意图,图2表示的是精子和卵子相遇,回答下列问题:
(1)图1中②代表的过程是 。
(2)图1中④过程完成的条件是精子必须经过 处理,卵子必须达到 期。
(3)受精是 的过程。自然条件下,哺乳动物的受精在 内完成。
(4)图2中,精子与卵子相遇,多种酶释放出来,可直接溶解 ,同时借助自身的运动接触卵细胞膜。当精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的 会迅速发生反应,阻止后来的精子进入,然后精子入卵。精子入卵后, 也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再入卵。
【答案】(1)减数分裂
(2)获能;MⅡ
(3)精子与卵细胞结合形成合子;输卵管
(4)卵细胞膜外的一些结构;透明带;卵细胞膜
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】(1)②表示从初级精母细胞经减数第一次分裂和减数第二次分裂形成精子细胞的过程,减数分裂包括减数第一次分裂和减数第二次分裂。
(2)④表示受精作用,在受精前,精子必需经过获能处理,以及卵子必须达到MⅡ期,此时二者才具备受精能力。
(3)受精是精子与卵细胞结合形成合子的过程。自然条件下,卵母细胞在输卵管中进一步成熟,到MII期时,才具备受精能力,所以获能的精子与卵细胞的结合发生在输卵管内。
(4)精子与卵子相遇,多种酶释放出来,可直接溶解卵细胞膜外的一些结构,同时借助自身的运动接触卵细胞膜。当精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生反应,阻止后来的精子进入,即透明带反应,这是防止多精入卵的第一道屏障。精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再入卵,即卵细胞膜反应,这是防止多精入卵的第二道屏障。
【分析】分析图解:图1左侧::①表示精原细胞的体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞的过程;②表示减数分裂过程,I表示减数第一次分裂结束,形成次级精母细胞的过程,II表示减数第二次分裂结束,形成精子细胞的过程,③表示精子细胞变形形成精子的过程,④表示受精作用。
图1右侧:①表示卵原细胞增大,染色体复制,成为初级卵母细胞,I表示减数第一次分裂结束,形成次级卵母细胞,II表示次级卵母细胞与精子结合形成合子的过程,②表示初级卵母细胞减数分裂过程以及受精过程。
1 / 1陕西省宝鸡教育联盟2022-2023学年高二下册生物期末质量检测试卷
一、选择题:本大题共25小题,每小题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.关于蓝藻和水绵的叙述,正确的是( )
A.二者在细胞结构上最主要的区别是有无中心体
B.二者都具有细胞壁,但二者的细胞壁成分不同
C.二者都可以进行光合作用,因为二者都具有叶绿体
D.二者的遗传物质都是DNA,且主要分布于染色体上
2.下列关于检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验操作步骤的叙述中,正确的是( )
A.用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液,可直接用于蛋白质的鉴定
B.若要鉴定花生种子细胞中是否含有脂肪,一定需要用显微镜观察
C.鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入)
D.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,需水浴加热2min才能观察到紫色
3.(2023高二下·吉林月考)细胞含有多种多样的分子,下列相关叙述错误的是( )
A.水既可以是化学反应的底物,也可以是化学反应的产物
B.葡萄糖既可以作为能源物质,也可以参与构建细胞
C.氨基酸是水溶性小分子,只能在转运蛋白协助下进出细胞
D.与RNA分子相比,DNA分子的稳定性要高得多
4.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列有关叙述,错误的是( )
A.以上DNA片段是由5种限制酶切割后产生的
B.若要把相应片段连接起来,应选用DNA连接酶
C.上述能进行连接的两个黏性片段连接后形成的DNA分子是
D.①②④属于黏性末端,③⑤属于平末端
5.下列有关基因工程操作的叙述,正确的是( )
A.用不同种限制酶切割载体与目的基因可能获得相同的黏性末端
B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功
D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
6.在基因工程技术中,下列方法与目的基因获得无关的是( )
A.辐射诱变法 B.利用PCR技术
C.通过基因库获取 D.人工合成法
7.下列有关基因工程及其应用的相关叙述,错误的是( )
A.基因工程育种能够定向改造生物性状
B.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
C.可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物
D.转基因技术能够使植物体表达动物蛋白
8.转基因抗虫棉的培育,番茄—马铃薯的创造,单克隆抗体的制备,同卵双胎依次所属的生物工程技术为( )
A.基因工程、胚胎工程、细胞工程、基因工程
B.细胞工程、细胞工程、胚胎工程、细胞工程
C.基因工程、细胞工程、细胞工程、胚胎工程
D.细胞工程、基因工程、基因工程、胚胎工程
9.科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器,使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列叙述中正确的是( )
A.利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用
B.选择小鼠膀胱组织细胞作为人的生长激素基因的受体细胞从而将该基因导入小鼠基因组
C.转基因小鼠中,人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中
D.只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因,不能说明该技术已获得成功
10.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程完全不同于蛋白质工程
B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
C.蛋白质工程的作用对象是蛋白质分子,基因工程的作用对象是基因
D.蛋白质工程只是依据中心法则逆推,其过程不需要中心法则
11.研究人员用三种基因探针,对某转基因奶牛的乳腺细胞口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交,结果如下表所示。下列叙述中错误的是( )
探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞
乳腺蛋白基因探针 出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带
人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带
胰岛素基因探针 未出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带
A.人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达
B.可用mRNA逆转录产生的DNA制作相应基因的探针
C.用上述探针分别检测三种细胞的DNA,都会出现杂交带
D.胰岛A细胞中的mRNA能与胰岛素基因探针形成杂交带
12.菊花是一种双子叶植物,易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长,还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述中错误的是( )
A.受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞
B.将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建表达载体
C.菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞
D.应用抗虫接种实验,检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度
13.实验人员制备了矮牵牛(2n=14)红色花瓣(液泡呈红色)与枸杞(4n=48)叶肉细胞的原生质体,并诱导其融合,经筛选、培养获得杂种植株。下列叙述中错误的是( )
A.生成杂种细胞标志着植物体细胞杂交成功
B.可以突破自然生殖隔离的限制而得到种间杂种植株
C.若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目可能为62条或28条或96条
D.体细胞杂交之前必须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
14.植物细胞工程的应用取得了显著的社会效益和经济效益,以下技术和相应优点的对应关系中,正确的是( )
A.微型繁殖技术——打破生殖隔离
B.单倍体育种技术——利于获得突变体
C.植物体细胞杂交技术——精准控制成体性状
D.细胞产物的工厂化生产——不占用耕地,几乎不受季节限制
15.下图表示番茄植株(基因型为HhRr)作为实验材料培育新品种的途径,据图分析下列叙述中正确的是( )
A.品种A植株与品种C不存在生殖隔离
B.途径4的育种原理为基因重组和染色体变异
C.途径2为花药离体培养,用秋水仙素处理萌发的种子可以得到纯合的二倍体番茄
D.途径2的育种方式极大地缩短了育种年限,节约了大量的人力和物力
16.中国仓鼠卵巢细胞(简称CHO)属于成纤维细胞,体外培养时,既可以贴壁生长,也可以悬浮生长。该类细胞中可见丰富的粗面内质网、核糖体、高尔基体,目前已有越来越多的药用蛋白在CHO细胞中获得了高效表达,其中部分药物已投放市场。下列相关叙述,错误的是( )
A.CHQ细胞具有合成和分泌蛋白质的功能
B.CHO细胞高度分化,不再具有分裂能力
C.该细胞培养具有对重组基因的高效扩增和表达能力
D.对贴壁生长的细胞可用胰蛋白酶处理分散成单个细胞
17.下列关于单克隆抗体的叙述,正确的是( )
A.将特定抗原注射到小鼠体内,就可以从小鼠腹水中获得单克隆抗体
B.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,融合的细胞均为杂交瘤细胞
C.筛选出杂交瘤细胞后,还需要对其进行克隆化培养和抗体检测
D.单克隆抗体制备过程体现了细胞膜的流动性和细胞核的全能性
18.下图表示核移植与克隆动物的相关图解,有关叙述中错误的是( )
A.采集的卵母细胞普遍采用显微操作去核法去除细胞核
B.用于核移植的供体细胞①一般为传代10代以内的细胞
C.采集的卵母细胞培养到的②时期表示MI期
D.选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性表达
19.进行生物工程设计时,下表各组所选择的实验材料与实验目的配置错误的是( )
组别 实验目的 实验材料 材料特点
A 动物细胞核移植 卵(母)细胞 细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达
B 体细胞诱变育种 愈伤组织细胞 分裂能力强,易诱发突变
C 植物体细胞杂交育种 花粉粒 易于获取,易于培养
D 烧伤患者皮肤细胞移植 自体皮肤生发层细胞 分裂能力强,且不会引起免疫排斥
A.A B.B C.C D.D
20.如图是高等哺乳动物胚胎发育过程中某一阶段示意图,下列有关叙述中错误的是( )
A.该图中,①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B.②将来发育为胎盘、胎膜,③将来发育为胎儿的各种组织
C.选择此时期的胚胎进行分割时要注意对③进行均等分割
D.胚胎发育过程中细胞分化开始于原肠胚期,终止于生命结束
21.下列关于受精过程的叙述,错误的是( )
A.获能后的精子与卵子相遇后,释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构
B.精子触及卵细胞膜的瞬间。卵细胞膜外的透明带迅速发生反应,防止多精入卵
C.精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,是防止多精入卵的第二道屏障
D.参与受精的卵细胞已经完成了减数分裂的全过程
22.体外培养的胚胎干细胞存在两种不同的状态:启动态和幼稚态,两种细胞的形态特征明显不同,相对于幼稚态细胞,启动态细胞的全能性不容易表现。下图是利用食蟹猴胚胎干细胞生产嵌合体动物的流程。下列分析错误的是( )
A.图中的启动态细胞取自食蟹猴囊胚的内细胞团
B.被标记的幼稚态细胞植入胚胎后,能参与正常的胚胎发育和器官形成
C.桑椹胚时期的细胞没有发生分化且胚胎体积也没有变大
D.对代孕母猴需进行健康检查、超数排卵、同期发情处理、妊娠检查等处理
23.为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,其原因是( )
A.这种操作方法更容易成功
B.植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比
C.转基因植物中的细胞质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
24.下列有关“设计试管婴儿”技术及安全伦理问题的叙述,错误的是( )
A.注射激素促进排卵,实现多胚胎移植可提高试管婴儿的成功率
B.可利用设计试管婴儿技术提供骨髓造血干细胞治病救人
C.“设计试管婴儿”形成的早期胚胎可直接植入母体孕育
D.不符合遗传要求的胚胎如何处理会引起道德伦理之争
25.人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然。下列做法不利于保护自然的是( )
A.大力提倡使用农药化肥提高农作物产量
B.合理利用海洋资源,保持渔业产品持续产出
C.利用生物防治控制农田、草原和森林的病虫害等
D.实施以沼气工程为中心的生态工程,可实现能量的多级利用
二、非选择题:本题共5小题,共50分。
26.下列是细胞的部分结构放大图,回答下列问题:
(1)分离细胞中的各种细胞器常用 (填方法)。
(2)动植物细胞中均有但功能不同的细胞器是[ ] 。
(3)高倍显微镜下观察细胞中的④时,可选用藓类的小叶来观察,原因是 。
(4)⑦是真核细胞的细胞核,其生理功能是 ,人的胰岛B细胞与口腔上皮细胞相比,该结构中a的数目 (填“多”或“少”)。
(5)用含有35S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞,该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。请写出35S在细胞各结构间移动的先后顺序: (用“→”和序号表示先后顺序)。
27.降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。人体内合成的降钙素活性很低,半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。回答下列问题:
(1)图1表示人工合成降钙素DNA的过程。从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA。从功能看Klenow酶是一种 酶,合成的双链DNA有 个碱基对。
(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增,在PCR反应体系中需加入模板序列、TaqDNA聚合酶、原料及 种引物。设计引物时需要避免引物之间形成 ,而造成引物自连
(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒,各限制酶的识别序列和切割位点如图2、图3所示。研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现 现象。酶切后的产物连接时,目的基因上SalI切割产生的末端应与质粒上 切割产生的末端相连接。连接完成后,该连接点 (填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)大肠杆菌是理想的受体细胞,因为它具有 (答出两点)优点。重组质粒导入大肠杆菌前常用 处理大肠杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
(5)要进行重组质粒的鉴定和选择,大肠杆菌质粒还需要含有 。
28.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。研究表明:在植物组织培养过程中,外源的生长调节剂的比例会影响愈伤组织的生长和分化,相对高的IAA(生长素)/KT(细胞分裂素类似物)有利根形成,反之有利芽形成。研究人员先将离体的烟草细胞培养形成愈伤组织,然后将愈伤组织分割接种到含有不同比例IAA和KT的MS培养基中培养。实验处理与结果如下表。(表中各培养基的生长调节剂浓度单位是mg/L)。回答下列问题:
编号 MS培养基中的激素含量 分化情况
IAA KT
1 0 0 不分化
2 0 2 分化芽
3 2 0 分化根
4 0.2 2 分化芽
5 2 0.2 不分化
6 0.02 2 分化芽
7 2 0.02 分化根
(1)植物微型繁殖技术的特点有 (答出两点)。
(2)为了获得脱毒苗,可以选取植物的 进行组织培养。若为了获得细胞产物,则只需培养到 阶段。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中,需要经过____。
①无丝分裂②有丝分裂③减数分裂④原代培养⑤传代培养
⑥植物体细胞杂交⑦细胞融合⑧脱分化⑨再分化
A.①④⑤⑦⑧ B.②⑧⑨
C.②④⑤⑥⑧⑨ D.③⑥⑧⑨
(4)利用植物组织培养技术将一个细胞培养成一个完整植株的基本程序是 (用文字和箭头图表示)。需要在培养基中加入植物激素调整细胞分裂、分化的是 阶段。
(5)愈伤组织形成和生长、分化常在MS培养基上进行,据此推断MS培养基中的碳源是 (填“有机碳源”或“无机碳源”)。
(6)上述实验结果支持题干中的观点,判断的依据是 。
29.新冠病毒给人类带来深重灾难,能快速检测和治疗新冠肺炎是全世界的期盼。单克隆抗体是检测和治疗新冠肺炎的“希望之星”,下图为某科研小组利用灭活的新冠病毒制备单克隆抗体的过程。回答下列问题:
(1)实验开始时需给实验小鼠注射灭活的新冠病毒,该目的是 。
(2)与植物体细胞杂交不同,图中所用促融剂还可以是 ,其能够诱导细胞融合的原理是 ,能够在HAT培养液中生长细胞的特点是 。
(3)取一定稀释倍数的杂交瘤细胞悬液加入铺有饲养层细胞的微孔板中,适宜条件下培养并进行阳性检测,阳性检测的原理是 。
(4)相较于从动物血清中分离所需抗体,单克隆抗体具有 等优点。
(5)单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中具有光明的前景,请你举例说明单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中的可能应用方向: 。
30.图1为某哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的过程示意图,图2表示的是精子和卵子相遇,回答下列问题:
(1)图1中②代表的过程是 。
(2)图1中④过程完成的条件是精子必须经过 处理,卵子必须达到 期。
(3)受精是 的过程。自然条件下,哺乳动物的受精在 内完成。
(4)图2中,精子与卵子相遇,多种酶释放出来,可直接溶解 ,同时借助自身的运动接触卵细胞膜。当精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的 会迅速发生反应,阻止后来的精子进入,然后精子入卵。精子入卵后, 也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再入卵。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、蓝藻是原核生物,水绵是真核生物,二者在细胞结构上最主要的区别是有无成形的细胞核,A不符合题意;
B、蓝藻的细胞壁的主要成分是肽聚糖,水绵的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,B符合题意;
C、蓝藻有藻蓝素和叶绿素,以及光合作用有关的酶,不具有叶绿体,水绵有叶绿体,二者都可以进行光合作用,C不符合题意;
D、蓝藻和水绵的遗传物质是DNA,但蓝藻的DNA主要位于拟核中,而水绵的DNA主要位于细胞核中的染色质上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、含有细胞结构的生物遗传物质全部是DNA,DNA病毒的遗传物质是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA。
2、真核生物和原核生物的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
2.【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验;检测还原糖的实验;检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、还原糖用斐林试剂鉴定,蛋白质用双缩脲试剂鉴定,但用于配制斐林试剂的乙液和用于配制双缩脲试剂的乙液质量浓度不同,A不符合题意;
B、若将花生种子制成细胞提取液,则直接往样液中滴加苏丹III染液,观察样液颜色变化,不用显微镜观察,B不符合题意;
C、鉴定可溶性还原糖时,要加入斐林试剂,斐林试剂要现配先用,且甲液和乙液等量混合均匀再加入,C符合题意;
D、用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不需要水浴加热,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】各类物质的检测方法
1、含有两个肽键及以上的多肽或蛋白质可与双缩脲产生紫色反应;
2、还原糖可与斐林试剂在50~65℃温水条件下反应产生砖红色沉淀。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和半乳糖等;
3、脂肪会被苏丹III染液染成橘黄色;
4、淀粉可与碘液发生蓝色反应;
5、RNA会被吡罗红染成红色;
6、DNA和二苯胺试剂在水浴条件下会出现蓝色反应,DNA与甲基绿结合发生绿色反应。
3.【答案】C
【知识点】DNA与RNA的异同;糖类的种类及其分布和功能;水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢,释放少量能量;有氧呼吸的第三阶段是氧气与还原氢反应产生水,释放大量能量。因此,水既可以是化学反应的底物,也可以是化学反应的产物,A正确;
B、葡萄糖是细胞最重要的能源物质,也与其他物质参与构成细胞,例如糖蛋白,因此, 葡萄糖既可以作为能源物质,也可以参与构建细胞,B正确;
C、氨基酸进出细胞一般是主动运输或协助扩散,这两种跨膜运输方式均需要载体蛋白的协助,但有些氨基酸可以作为神经递质,以胞吐的形式排出细胞,不需要载体蛋白的参与,C错误;
D、DNA是双螺旋结构,相对稳定,而RNA是单链,容易产生变异,故与RNA分子相比, DNA分子的稳定性要高得多,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)细胞含有多种多样的分子 ,包括水、无机盐等无机物,和蛋白质、糖类、核酸、脂质等有机物。水既可以是 化学反应的底物,也可以是化学反应的产物 ; 葡萄糖既可以作为能源物质,也可以参与构建细胞 ;氨基酸既可以通过主动运输进出细胞,也可以通过协助扩散进入红细胞,当其作为神经递质时,则通过胞吐的形式排出细胞。(2)DNA是由两条DNA单链构成的双螺旋结构,相对稳定,而RNA是单链,容易产生变异。
4.【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、限制酶具有一定的专一性,即能够识别特定的碱基序列并在特定的位点进行切割,由图分析可知,①和④是由同一种限制酶切割产生的,②、③、⑤分别由一种限制酶切割,所以以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的,A符合题意;
B、 DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,图中所示的DNA片段是限制酶切割DNA分子后得到的,所以若要把相应片段连接起来,应选用DNA连接酶,B不符合题意;
C、黏性末端按照碱基互补配对原则进行连接,由图可知,①和④的黏性末端互补配对,连接后形成的DNA分子是,C不符合题意;
D、当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端,所以①②④属于黏性末端,③⑤属于平末端,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、 限制酶的功能是能够识别双链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,具有一定的专一性。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端。
2、 DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,在基因工程操作中,DNA连接酶主要由两类,一种是E.coliDNA连接酶,该酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,不能连接具有平末端的DNA片段;另一种是T4DNA连接酶,该酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。
5.【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、切割后能产生相同黏性末端的不同限制酶互称为同尾酶,所以若用一对同尾酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端,A符合题意;
B、由于密码子具有简并性,即同一种氨基酸可能对应多种密码子,所以以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列不一定相同,B不符合题意;
C、检测到受体细胞中目的基因表达成功就标志着基因工程操作的成功,C不符合题意;
D、抗生素抗性基因是标记基因,可用于筛选出成功转入目的基因的重组细胞,所以要用用含抗生素抗性基因的质粒作为载体,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、基因工程的基本工具及作用
①限制酶:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,使一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,具有一定的专一性;
②DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
③载体:能运载目的基因进入受体细胞,并使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达。 作为载体应具备的条件:能稳定存在并自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;有特殊的标记基因以及对受体细胞无害。
2、基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
6.【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】目的基因的获取方法包括从基因文库中获取、人工合成和利用PCR技术获取和扩增,而辐射诱变法用于诱变育种,不能获得目的基因,A符合题意,B、C、D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2、目的基因的获取方法:
从基因文库中获取,包括基因组文库和cDNA文库;人工合成,包括利用mRNA合成cDNA和通过DNA合成仪用化学方法人工合成;利用PCR技术获取和扩增。
7.【答案】B
【知识点】基因工程的应用;基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】A、将与某种生物性状的有关基因导入相应的受体中,基因在受体中表达,从而使该生物表达出相应的性状,A不符合题意;
B、DNA连接酶可恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,B符合题意;
C、转基因细菌中含有相关的基因,能降解有毒有害的化合物,C不符合题意;
D、在植物细胞中导入动物蛋白基因,从而使植物体表达出相应的动物蛋白,该过程就是利用了转基因技术,能克服远源杂交不亲和的现象,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段,能克服远源杂交不亲和的现象。
2、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
3、基因工程的基本工具及作用
①限制酶:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,使一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,具有一定的专一性;
②DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
③载体:能运载目的基因进入受体细胞,并使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达。
8.【答案】C
【知识点】基因工程的应用;动物细胞工程的常用技术与应用;胚胎分割
【解析】【解答】通过将抗虫基因导入棉花植物细胞并在该细胞中表达从而得到转基因抗虫棉,该过程属于基因工程;将番茄植物细胞和马铃薯植物细胞融合,创造出番茄—马铃薯,该过程属于细胞工程;将已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,从而得到单克隆抗体,该过程属于细胞工程;通过胚胎分割得到同卵双胎,该过程属于胚胎工程,综上,C符合题意,A、B、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】1、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2、细胞工程是以细胞生物学、分子生物学和发育生物学等为理论基础,以细胞器、细胞或组织作为操作水平,获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的生物工程技术,细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程等。
3、胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
9.【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、根据题意分析可知,利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于基因工程的应用,A不符合题意;
B、C、选择小鼠的受精卵作为人的生长激素基因的受体细胞从而将该基因导入小鼠基因组,所以小鼠个体所有细胞中都含有人生长激素基因,但只能在膀胱上皮细胞中表达,B、C不符合题意;
D、只有当人的生长激素基因能在小鼠膀胱上皮细胞中成功表达,使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,才说明该技术获得成功,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的步骤:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
10.【答案】B
【知识点】蛋白质工程;基因工程的概述
【解析】【解答】A、蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,是包含多学科的综合科技工程,所以蛋白质工程与基因工程不完全相同,A不符合题意;
B、基因工程中所涉及的基因是天然存在的,所以合成的蛋白质也是天然存在的,而蛋白质工程中所涉及的基因是通过改造现有基因或人工合成而得到的,所以通过蛋白质工程合成到的不一定是天然存在的蛋白质,B符合题意;
C、蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因,C不符合题意;
D、蛋白质工程不仅仅是中心法则的简单逆转,之后还需要根据中心法则来合成所需的蛋白质,D不不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造和合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,其核心是基因工程。
2、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
11.【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、由表可知,利用人干扰素基因探针对乳腺细胞、口腔上皮细胞、和蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交,发现都出现了杂交带,说明人干扰素基因有在转基因奶牛的多种体细胞中表达,A不符合题意;
B、可利用mRNA逆转录产生的DNA,按照碱基互补配对原则制作相应的基因探针,B不符合题意;
C、转基因奶牛中的以上三种细胞都含有乳腺蛋白基因、人干扰素基因和胰岛素基因,所以用上述探针分别检测三种细胞的DNA,都会出现杂交带,C不符合题意;
D、胰岛A细胞中虽然有胰岛素基因,但该基因没有在胰岛A细胞中表达,所以用胰岛素基因探针对胰岛A细胞中的mRNA进行分子杂交,不会出现杂交带,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】转基因奶牛的所有体细胞中含的基因完全相同,但基因具有选择性表达的特点,所以相关基因只能在特定的细胞中转录和翻译,形成相应的蛋白质,所以由表分析可知,乳腺蛋白基因只在乳腺细胞中表达,人干扰素基因在表中所示的三种细胞中都表达,而胰岛素基因在以上三种细胞中都不表达。
12.【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、实验目的是为了让菊花不再受桃蚜的感染,所以受体细胞可以选择菊花叶片,而不能是桃蚜细胞,A符合题意;
B、农杆菌中Ti质粒的T-DNA能够转移到植物细胞的染色体DNA上,所以应将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建表达载体,再通过农杆菌转化法得到转GNA基因菊花,B不符合题意;
C、菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞,从而将目的基因随着T-DNA导入菊花植物细胞中,C不符合题意;
D、由题意可知,雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长,所以应用抗虫接种实验,检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度,这是在个体水平检测目的基因是否成功转入受体细胞并表达,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】将目的基因导入植物细胞的方法一般是农杆菌转化法,利用的原理是农杆菌的Ti质粒中的T-DNA是一种可转移的DNA,农杆菌侵染植物细胞时,外源基因可通过Ti质粒中的T-DNA递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起,最终使目的基因在植物细胞中表达,使植物个体表现出相应的性状。
13.【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、杂种细胞再生出新的细胞壁标志着植物体细胞杂交成功,A符合题意;
B、植物体细胞杂交技术可以突破自然生殖隔离的限制而得到种间杂种植株,使杂种植株表现出两种亲本的性状,B不符合题意;
C、原生质体融合的过程中,可能是同一种原生质体两两融合,也可能是不同种的原生质体两两融合,由题意可知,矮牵牛花瓣细胞中有14条染色体,而枸杞叶肉细胞中含有48条染色体,所以若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目可能为62条或28条或96条,C不符合题意;
D、由于植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,所以必须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体后,再诱导其融合,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
14.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术,它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,A不符合题意;
B、单倍体育种技术的优点是能极大地缩短育种年限,节约大量的人力和物力,就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株,B不符合题意;
C、植物体细胞杂交技术的优点是能够克服远缘杂交不亲和的障碍,但并不能精准控制成体的性状,C不符合题意;
D、细胞产物的工厂化生产是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程,它不占用耕地,几乎不受季节限制,因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、植物细胞工程的应用
①植物的快速繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术。
②作物脱毒:是指选取作物茎尖、根尖等植物顶端分生区组织进行组织培养,获得脱毒苗的技术。注意,脱毒苗不具有抗毒性。
③单倍体育种:先通过花药或花粉培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
④突变体的利用:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此他们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
⑤细胞产物的工厂化生产:是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。
2、植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
15.【答案】D
【知识点】育种方法综合
【解析】【解答】A、途径1是杂交育种,所以品种A是二倍体,而途径3是多倍体育种,所以品种C是四倍体,二者杂交产生的是三倍体,三倍体不可育,因此品种A植株与品种C存在生殖隔离,A不符合题意;
B、途径4是诱变育种,原理是基因突变,B不符合题意;
C、D、途径2是单倍体育种,先通过花药离体培养得到单倍体植株,单倍体植株没有种子,所以是用秋水仙素处理萌发的幼苗可以得到纯合的二倍体番茄,单倍体育种极大地缩短了育种年限,节约了大量的人力和物力,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析图解:途径1是杂交育种,利用的原理是基因重组;途径2是单倍体育种,利用的原理是染色体数目变异;途径3是多倍体育种,利用的原理是染色体数目变异;途径4是诱变育种,利用的原理是基因突变。
16.【答案】B
【知识点】细胞器之间的协调配合;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、由题意可知,CHQ细胞中可见丰富的粗面内质网、核糖体、高尔基体,而这些细胞器参与合成和分泌蛋白质,A不符合题意;
B、CHO细胞属于成纤维细胞,虽然高度分化,但仍然具有分裂能力,B符合题意;
C、由题意可知,越来越多的药用蛋白在CHO细胞中获得了高效表达,说明该细胞培养具有对重组基因的高效扩增和表达能力,C不符合题意;
D、动物细胞间质的主要成分是蛋白质,因此对贴壁生长的细胞可用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、分泌蛋白在核糖体上合成后,需要经过内质网、高尔基体的进一步加工,再通过囊泡运输至细胞膜处,最后通过胞吐分泌到细胞外起作用。
2、体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,大多数细胞属于这种类型,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁,除此之外,这种细胞还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
17.【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、将特定抗原注射到小鼠体内,只能得到针对该抗原的抗体,不能得到单克隆抗体,A不符合题意;
B、诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,融合的细胞除了杂交瘤细胞外,还包括融合的具有同种核的细胞,B不符合题意;
C、筛选出杂交瘤细胞后,还需要对其进行克隆化培养和抗体检测,才能保证得到的杂交瘤细胞是既能无限增殖又能分泌目标抗体的细胞,C符合题意;
D、单克隆抗体制备过程体现了细胞膜的流动性,但没有体现细胞核的全能性,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】单克隆抗体的制备
1、原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。
2、步骤
①用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
②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。
③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
④将抗体检测成阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
18.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、C、一般采用显微操作去核法对处于减数分裂II中期的卵母细胞进行去核,所以②时期表示MII中期,A不符合题意,C符合题意;
B、用于核移植的供体细胞①一般为传代10代以内的细胞,原因是10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,遗传物质没有发生改变,B不符合题意;
D、选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质中有激发细胞核全能性的物质,除此之外,原因还包括卵母细胞大,易于操作、卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供充足的营养物质,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】动物细胞核移植技术
1、概念: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。选取的卵母细胞应培养至减数分裂II中期,去的“核”其实是纺锤体-染色体复合物。
2、原理:动物细胞核具有全能性。
3、选取卵母细胞作为受体细胞的原因
①卵母细胞大,易于操作;
②卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供充足的营养物质;
③其细胞质中有激发细胞核全能性的物质。
19.【答案】C
【知识点】诱变育种;植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞核移植技术;免疫学的应用
【解析】【解答】A、动物细胞核移植时,所采用的受体细胞是处于MII中期的去核卵母细胞,其特点是细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达和卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供营养物质,A不符合题意;
B、愈伤组织分化程度低,分裂能力强,易诱发突变,所以可选用愈伤组织细胞进行体细胞诱变育种,B不符合题意;
C、单倍体育种所选用的材料是花粉粒,原因是花粉粒易于获取,易于培养,C符合题意;
D、机体免疫系统一般会对外来物质产生免疫排斥反应,而对自身物质不产生免疫反应,所以用烧伤患者自身皮肤生发层细胞对自身的皮肤细胞移植的原因是自体皮肤生发层细胞分裂能力强,且不会引起免疫排斥,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】一、动物细胞核移植技术
1、概念: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。选取的卵母细胞应培养至减数分裂II中期,去的“核”其实是纺锤体-染色体复合物。
2、原理:动物细胞核具有全能性。
3、选取卵母细胞作为受体细胞的原因
①卵母细胞大,易于操作;
②卵黄多,营养物质丰富,能为胚胎发育提供充足的营养物质;
③其细胞质中有激发细胞核全能性的物质。
二 、单倍体育种:先通过花药或花粉培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
三、植物体细胞杂交
①概念:是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义:可克服远缘杂交不亲和的障碍,培育远缘杂交植株。
20.【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程;胚胎分割
【解析】【解答】A、由图分析可知,图中所示的是高等哺乳动物胚胎发育过程中的囊胚期,①是透明带、②是滋养层,③是内细胞团,A不符合题意;
B、②是滋养层,将来发育为胎盘、胎膜,③是内细胞团,将来发育为胎儿的各种组织,B不符合题意;
C、一般选用囊胚期的内细胞团进行胚胎分割,分割时要注意均等分割,保证胚胎的成活率,C不符合题意;
D、胚胎发育过程中细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】一、
1、早期胚胎发育过程
受精卵、卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚。
2、囊胚中的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,因此一般使用滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,避免对胚胎的正常发育产生影响,囊胚还含有内含液体的囊胚腔。 3、原肠胚出现了外胚层、中胚层和内胚层和原肠腔,其中三个胚层将来逐渐分化发育成各种组织、器官等。
二、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割,分割次数越多,分割后胚胎成活的概率越小。若选取囊胚的内细胞团进行分割,要保证将其均等分割,否则会影响胚胎的正常发育。
21.【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、获能后的精子与卵子相遇后,释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构,作用是有利于精子与卵细胞膜接触,A不符合题意;
B、C、精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带迅速发生反应,即透明带反应,这是防止多精入卵的第一道屏障,精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,即卵细胞膜反应,这是防止多精入卵的第二道屏障,B、C不符合题意;
D、参与受精的卵细胞处于减数第二次分裂中期,没有完成减数分裂全过程,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】受精过程中的三大反应:酶解反应,即获能后的精子与卵子相遇时释放多种酶,溶解卵细胞膜外的结构,作用是有利于与卵细胞膜接触;透明带反应,即精子触及卵细胞膜的瞬间,产生阻止后来的精子进入透明带的反应;卵细胞膜反应,即精子入卵后,卵细胞膜立即产生拒绝其他精子进入的生理反应。透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。
22.【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程;胚胎移植
【解析】【解答】A、由于内细胞团将来要发育为胎儿的各种组织,所以图中的启动态细胞取自食蟹猴囊胚的内细胞团,A不符合题意;
B、被标记的幼稚态的胚胎干细胞具有全能性,所以其植入胚胎后,能参与正常的胚胎发育和器官形成,B不符合题意;
C、桑椹胚时期的细胞数目增多,但没有发生分化,但由于此时还没有与母体建立联系,不能从母体获取有机物,而呼吸消耗一直进行,因此有机物总量减少,胚胎体积也不会变大,C不符合题意;
D、对代孕母猴需进行健康检查、同期发情处理、妊娠检查等处理,但不需要超数排卵,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】一、
1、早期胚胎发育过程
受精卵、卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚。
2、囊胚中的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,因此一般使用滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,避免对胚胎的正常发育产生影响,囊胚还含有内含液体的囊胚腔。 3、原肠胚出现了外胚层、中胚层和内胚层和原肠腔,其中三个胚层将来逐渐分化发育成各种组织、器官等。
二、胚胎移植是指将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雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术,在胚胎移植之前需要对供、受体的母畜进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
23.【答案】C
【知识点】转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、受精卵的全能性最高,所以将目的基因导入受精卵中更容易成功,A不符合题意;
B、将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,后代的遗传属于细胞质遗传,不遵循分离定律,不会出现一定的性状分离比,但这不是能避免基因污染的原因,B不符合题意;
C、花粉中含有精子,而精子几乎不含细胞质,所以受精卵中的核基因来自于精子和卵细胞,而细胞质基因来源于卵细胞,即转基因植物中的细胞质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流,所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,这样可以避免基因污染,C符合题意;
D、转基因植物与其他植物间没有生殖隔离,所以能通过花粉发生基因交流,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】若将目的基因导入受体细胞的细胞核中,则形成的精子就含有目的基因,就会通过花粉传播到其它植株上,造成基因污染,而由于精子没有细胞质,所以将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,就避免了基因污染。
24.【答案】C
【知识点】人工授精、试管婴儿等生殖技术;生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、注射促性腺激素促进排卵,实现多胚胎移植可提高试管婴儿的成功率,A不符合题意;
B、可利用设计试管婴儿技术得到与患者配型适合的婴儿,从该婴儿骨髓中抽取造血干细胞移植给患者,可对患者起到治疗效果,B不符合题意;
C、“设计试管婴儿”形成的早期胚胎在胚胎移植前需进行遗传学诊断,C符合题意;
D、由于人们敬畏生命,所以不符合遗传要求的胚胎如何处理会引起道德伦理之争,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】试管婴儿与设计试管婴儿都要通过体外受精,并进行体外早期胚胎培养和胚胎移植,不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。
25.【答案】A
【知识点】植物病虫害的防治原理和技术;生物资源的合理利用;生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、农药化肥的使用会污染环境,A符合题意;
B、合理利用海洋资源,保持渔业产品持续产出,保证生态系统的稳定性,以利于保护自然,B不符合题意;
C、利用生物防治控制农田、草原和森林的病虫害等,该防治方法既不会对环境造成污染,也能达到控制病虫害的效果,C不符合题意;
D、实施以沼气工程为中心的生态工程,可实现能量的多级利用,能减少废物对环境的污染,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、维持生态平衡,提高生态系统的稳定性,一方面要控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利用生态系统;另一方面对人类利用强度较大的生态系统应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
2、害虫的防治方法包括机械防治、生物防治和化学防治等,三者都是通过降低害虫的种群密度,进而起到防治效果。
26.【答案】(1)差速离心法
(2)①;高尔基体
(3)藓类小叶的细胞中叶绿体大而数目少
(4)是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心;多
(5)⑤→③→①→⑥
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;细胞核的功能;动、植物细胞的亚显微结构;细胞核的结构
【解析】【解答】(1)分离细胞中的各种细胞器常用差速离心法,即将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆,将匀浆放入离心管中,采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。
(2)动植物细胞中都含有高尔基体,对应图中的①,动物细胞中的高尔基体的功能是与分泌物的形成有关,而植物细胞中高尔基体的功能是参与细胞壁的形成。
(3)④是叶绿体,藓类小叶的细胞中叶绿体大而数目少,是观察叶绿体的较佳材料。
(4)细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,⑦中的a是核孔,由于人的胰岛B细胞代谢比口腔上皮细胞旺盛,所以前者核孔的数量多于后者。
(5)分泌蛋白的形成依次经过核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,①是高尔基体,③是内质网,⑤是核糖体,⑥是细胞膜,所以序号先后顺序是⑤→③→①→⑥。
【分析】分析图解:①是高尔基体,②是线粒体,③是内质网,④是叶绿体,⑤是核糖体,⑥是细胞膜,其中a是糖蛋白,b是磷脂分子,c是磷脂双分子层,⑦是细胞核,其中a是核孔,b是核仁,c是染色质。
27.【答案】(1)DNA聚合;126
(2)2;碱基互补配对
(3)自身环化;XhoI;不能
(4)繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少等;Ca2+
(5)标记基因
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)由图可知,Klenow酶能延伸DNA链,所以它是一种DNA聚合酶,由题意可知,两条DNA单链含有72个碱基,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,所以合成的双链DNA有(72-18)×2+18=126个碱基对。
(2)PCR过程中,一个DNA模板需要一个引物,一个DNA分子有两条链,所以需要在反应体系中加入2种引物,设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对,而造成引物自连,避免影响目的基因的扩增。
(3)不同的限制酶切割目的基因,会形成两个不同的黏性末端,能有效防止目的基因出现自身环化现象;由图可知,SalI切割产生的黏性末端序列与XhoI切割产生的黏性末端序列互补,所以目的基因上SalI切割产生的末端应与质粒上XhoI切割产生的末端相连接。由于相连后形成的碱基序列不能被以上两种限制酶识别,所以不能被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)由于大肠杆菌具有繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少等优点,所以它是理想的受体细胞;重组质粒导入大肠杆菌前常用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,即感受态,这样有助于重组质粒成功导入大肠杆菌。
(5)质粒中一般含有标记基因,使重组细胞能表达出标记基因而表现出相应的抗性,从而对重组质粒的鉴定和选择。
【分析】1、基因工程的基本工具及作用
①限制酶:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,使一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,具有一定的专一性;在选择限制酶时,要保证该限制酶不会切割目的基因和载体上的标记基因、启动子、终止子和复制原点等,并且限制酶酶切位点应介于载体的启动子与终止子之间,最好选用两种能够产生不同黏性末端的限制酶分别对目的基因和载体的两侧进行切割,避免目的基因或载体自身环化;
②DNA连接酶:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
③载体:能运载目的基因进入受体细胞,并使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达。 作为载体应具备的条件:能稳定存在并自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;有特殊的标记基因以及对受体细胞无害。
2、PCR技术
①PCR技术是体外扩增目的基因的技术,是根据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。
②条件
DNA母链:提供DNA复制的模板;
酶:耐高温的DNA聚合酶(Taq酶);
引物:使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸;
原料:dATP、dTTP、dGTP、dCTP。
28.【答案】(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快
(2)茎尖;愈伤组织
(3)B
(4)离体的植物细胞愈伤组织根、芽→植株;脱分化、再分化
(5)有机碳源
(6)分化成根的3号和7号培养基中的IAA/KT的值明显大于分化成芽的2号、4号、6号培养基中的IAA/KT的值
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】(1)用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术。其特点有能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快。
(2)由于植物的茎尖、根尖等植物顶端分生区组织含有的病毒少,甚至没有病毒,所以一般选取植物的茎尖、根尖等进行组织培养。若为了获得细胞产物,则只需培养到愈伤组织,不需要后续的再分化形成完整植株。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程需要经过有丝分裂、脱分化、再分化,B符合题意,A、C、D不符合题意。
故答案为:B。
(4)植物组织培养技术的完整流程是离体的植物细胞愈伤组织根、芽→植株。决定植物的脱分化、再分化两个阶段是否成功最关键的就是植物激素的比例,所以需要在培养基中加入植物激素调整细胞分裂、分化的是脱分化、再分化阶段。
(5)愈伤组织中没有叶绿体,不能通过光合作用制造有机物,所以愈伤组织形成和生长、分化常在MS培养基上进行,据此推断MS培养基中的碳源是有机碳源。
(6)题干中的观点是在植物组织培养过程中,外源的生长调节剂的比例会影响愈伤组织的生长和分化,相对高的IAA(生长素)/KT(细胞分裂素类似物)有利根形成,反之有利芽形成。由表可知,分化成根的3号和7号培养基中的IAA/KT的值明显大于分化成芽的2号、4号、6号培养基中的IAA/KT的值,即实验结果支持题干中的观点。
【分析】1、植物细胞工程的应用
①植物的快速繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫作快速繁殖技术,也称为微型繁殖技术。
②作物脱毒:是指选取作物茎尖、根尖等植物顶端分生区组织进行组织培养,获得脱毒苗的技术。注意,脱毒苗不具有抗毒性。
③单倍体育种:先通过花药或花粉培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
④突变体的利用:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此他们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
⑤细胞产物的工厂化生产:是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。
2、植物组织培养
①植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,并给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。整个过程包括外植体消毒、脱分化形成愈伤组织、愈伤组织再被诱导生根发芽,最终培育成完整植株。利用的生物学原理是植物细胞的全能性。
②生长素/细胞分裂素=1,有利于愈伤组织的形成;生长素/细胞分裂素>1,有利于根的形成;生长素/细胞分裂素<1,有利于芽的形成。
③脱分化过程不需要光照,而再分化过程需要光照,以利于叶绿素的形成、满足叶绿体利用光能制造有机物的需要。
29.【答案】(1)获取能产生特定抗体的B淋巴细胞
(2)灭活病毒;可以使细胞膜上的分子重新排布,细胞膜打开,相互融合;既能迅速大量增殖,又能产生抗体
(3)抗原与抗体特异性结合
(4)特异性强、灵敏度高、能大量制备
(5)用新冠病毒的单克隆抗体进行患者的检测以便早发现、早治疗、早预防;另一方面还可以用于新冠肺炎的治疗,也可将治疗药物与单克隆抗体结合制成生物导弹实现精准治疗
【知识点】单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】(1)实验的目的是为了制备能针对新冠病毒的单克隆抗体,所以实验开始时需给实验小鼠注射灭活的新冠病毒的目的是获取能产生特定抗体的B淋巴细胞,用于后续杂交瘤细胞的形成。
(2)与植物体细胞杂交相比,诱导动物细胞融合的特殊物质是灭活的病毒,其能够诱导细胞融合的原理是可以使细胞膜上的分子重新排布,细胞膜打开,相互融合,能够在HAT培养液中生长的细胞是杂交瘤细胞,该细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生抗体。
(3)阳性检测的原理是抗原与抗体特异性结合,若某微孔板呈现出阳性,则说明该微孔板中的细胞就是能产生目的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(4)相较于从动物血清中分离所需抗体,单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备等优点。
(5)利用抗原与抗体特异性结合的原理,单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中的可能应用方向是用新冠病毒的单克隆抗体进行患者的检测以便早发现、早治疗、早预防;另一方面还可以用于新冠肺炎的治疗,也可将治疗药物与单克隆抗体结合制成生物导弹实现精准治疗。
【分析】单克隆抗体的制备
1、原理:细胞膜的流动性和细胞增殖。
2、步骤
①用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
②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。
③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
④将抗体检测成阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
30.【答案】(1)减数分裂
(2)获能;MⅡ
(3)精子与卵细胞结合形成合子;输卵管
(4)卵细胞膜外的一些结构;透明带;卵细胞膜
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】(1)②表示从初级精母细胞经减数第一次分裂和减数第二次分裂形成精子细胞的过程,减数分裂包括减数第一次分裂和减数第二次分裂。
(2)④表示受精作用,在受精前,精子必需经过获能处理,以及卵子必须达到MⅡ期,此时二者才具备受精能力。
(3)受精是精子与卵细胞结合形成合子的过程。自然条件下,卵母细胞在输卵管中进一步成熟,到MII期时,才具备受精能力,所以获能的精子与卵细胞的结合发生在输卵管内。
(4)精子与卵子相遇,多种酶释放出来,可直接溶解卵细胞膜外的一些结构,同时借助自身的运动接触卵细胞膜。当精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生反应,阻止后来的精子进入,即透明带反应,这是防止多精入卵的第一道屏障。精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再入卵,即卵细胞膜反应,这是防止多精入卵的第二道屏障。
【分析】分析图解:图1左侧::①表示精原细胞的体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞的过程;②表示减数分裂过程,I表示减数第一次分裂结束,形成次级精母细胞的过程,II表示减数第二次分裂结束,形成精子细胞的过程,③表示精子细胞变形形成精子的过程,④表示受精作用。
图1右侧:①表示卵原细胞增大,染色体复制,成为初级卵母细胞,I表示减数第一次分裂结束,形成次级卵母细胞,II表示次级卵母细胞与精子结合形成合子的过程,②表示初级卵母细胞减数分裂过程以及受精过程。
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