江苏省南京市秦淮区2023-2024学年高二下学期期中考试生物学试题(原卷版+解析版)

文档属性

名称 江苏省南京市秦淮区2023-2024学年高二下学期期中考试生物学试题(原卷版+解析版)
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文件大小 3.0MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-05-20 09:42:11

文档简介

南京市秦淮区2023-2024学年高二下学期期中考试生物学
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:
1.本试卷包含单项选择题、多项选择题、非选择题共三部分。考生答题全部答在答卷纸上,答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟。考试结束后,请将答卷纸交回。
2.答题前,请务必将自己的学校、姓名、班级、考号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答卷纸的密封线内。
3.答选择题必须用2B铅笔将答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。
一、单项选择题:共14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 陈醋以黄米、高粱为主要原料,经蒸煮、拌大曲、酒精发酵、醋酸发酵、熏醅、淋醋、陈酿等工艺流程制作而成。下列相关叙述正确的是( )
A. 从制酒到制醋的发酵过程,应适当降低温度
B. 在酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖
C. 接种醋酸菌后的发酵需要不断搅拌,主要目的是抑制杂菌
D. 糖源不足且氧气充足时,醋酸菌可利用酒精进行发酵
【答案】D
【解析】
【分析】酒精发酵起主要作用的是酵母菌,通常前期通气使酵母菌进行有氧呼吸,以便大量繁殖,后期密封使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,醋酸发酵起主要作用的菌种是醋酸菌,在有氧的条件下发酵形成醋酸。
【详解】A、酒精发酵温度为18-30℃,醋酸发酵温度为30-35℃,A错误;
B、酒精发酵起主要作用的是酵母菌,通常前期通气使酵母菌进行有氧呼吸,以便大量繁殖,后期密封使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,所以不需要多次补充氧气,B错误;
C、接种醋酸菌后的发酵需要不断搅拌,主要目的是增加醋酸菌与反应物的接触面积,C错误;
D、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,当缺少糖源时,但氧气要充足,此时醋酸菌可 将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,D正确。
故选D。
2. 筛选高产纤维素酶菌株的流程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. I和Ⅲ均通过稀释涂布平板法接种
B. ②号培养基应以纤维素为唯一碳源
C. ④号为选择培养基,其中加入刚果红染料
D. 筛选菌种时只需要测量透明圈直径
【答案】D
【解析】
【分析】1、 选择培养基在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基;
2、筛选产纤维素酶的菌株应以纤维素为唯一碳源,可以保证平板上长出的菌株均能分解利用纤维素;
3、微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落;
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、分析题图可知,I和Ⅲ均属于接种,稀释涂布平板法是将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落;题图可知,I和Ⅲ均为稀释涂布平板法接种,A正确;
B、以纤维素为唯一碳源的培养基筛选纤维素酶高产菌株,B正确;
C、鉴别培养使用固体培养基,其中可加入刚果红,刚果红可与纤维素形成红色复合物,而纤维素分解产生的单糖和二糖不会与刚果红发生上述反应,从而使纤维素分解菌菌落周围出现透明圈,C正确;
D、筛选纤维素酶高产菌株,应选择刚果红培养基上透明圈直径与菌落直径比值最大的菌落,D错误。
故选D。
3. 下列有关微生物培养过程的叙述,正确的是( )
A. 在酒精灯火焰附近将冷却至室温的培养基倒入培养皿
B. 筛选可分解尿素的菌种时,培养基中还需加入适量的碳源
C. 获得次生代谢物时,要用固体培养基培养微生物
D. 配制好培养基转移到锥形瓶后,可采用干热灭菌法灭菌
【答案】B
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、在酒精灯火焰附近将冷却至50℃左右的培养基倒入培养皿,A正确;
B、筛选可分解尿素的菌种时,尿素可作为唯一氮源,还需要添加碳源,B正确;
C、获得次生代谢物时,要用液体培养基培养微生物,C错误;
D、配制好的培养基转移到锥形瓶后,采用高压蒸汽灭菌,D错误。
故选B。
4. 如图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程,其中①~⑤表示过程,字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B. 过程②诱导原生质体融合依据的原理是细胞膜具有选择透过性
C. ④过程通常需要避光培养,e的培养需要为其提供有机碳源
D. 该育种方法的突出优点是极大地缩短了育种年限
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【详解】A、获得植物的原生质体,操作一般在等渗溶液中进行,若在低渗溶液中进行,则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而涨破,A错误;
B、过程②诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有流动性的原理,B错误;
C、④为植物组织培养的脱分化过程,脱分化是植物组织培养的起始阶段,通常在避光条件下进行。e为愈伤组织,培养愈伤组织利用的营养成分是水、矿质营养、有机小分子和激素,C正确;
D、番茄和马铃薯在自然状态下具有生殖隔离,不能通过有性生殖进行杂交,而通过植物体细胞杂交就可以培育杂种植株,体现植物体细胞杂交能打破物种生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍,D错误。
故选C。
5. 科研人员尝试利用植物组织培养技术从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇,流程图如下。下列相关叙述错误的是 ( )
A. 紫杉醇不是红豆杉生长发育所必需的物质
B. 细胞悬浮培养与继代是为了快速获得更多的薄壁细胞
C. 该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
D. ①过程需控制好培养基中植物激素的比例
【答案】C
【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、紫杉醇是红豆杉细胞代谢产生的,属于次生代谢产物,不是红豆杉生长发育所必需的物质,A正确;
B、愈伤组织经过悬浮培养和继代培养,可获得大量细胞,B正确;
C、全能性是指已经分裂分化的细胞还能发育成完整个体或者其他各种细胞的潜能,所以图示无法体现植物细胞具有全能性,C错误;
D、①过程为脱分化过程,需控制好培养基中植物激素的比例,D正确。
故选C。
6. 甲胎蛋白(AFP)是原发性肝癌的肿瘤标记物,在肿瘤患者体内的含量远大于正常人。科研人员制备出了抗AFP单克隆抗体。下列相关叙述正确的是( )
A. 可用灭活的仙台病毒促进B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合
B. 向小鼠体内注射AFP抗原,目的是获得更多的特异性抗体
C. 杂交瘤细胞在体外培养时,会表现出贴壁生长和接触抑制现象
D. 患者肝部细胞癌变后,AFP和细胞膜上的糖蛋白数量均增多
【答案】A
【解析】
【分析】1、免疫的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限增殖的能力,因此利用动物细胞融合技术将免疫的B(浆)细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,利用该细胞制备单克隆抗体。
2、该杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体,并且单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。
【详解】A、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合过程,可选用灭活的仙台病毒,A正确;
B、AFP多次注射小鼠的目的是使其体内产生所需B淋巴细胞数量增加,B错误;
C、杂交瘤细胞在体外培养时,不会表现出贴壁生长和接触抑制现象,C错误;
D、患者肝部细胞癌变后,AFP增加,细胞膜上的糖蛋白数量减少,D错误。
故选A。
7. 科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中①是雄原核,②是透明带
B. ③可以发育到原肠胚,对其内胚层进行切割移植
C. 去核的实质是去除纺锤体-染色体复合物
D. 代孕家犬对移植的胚胎无免疫排斥,因此移植后无需检查
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞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、图中①是第一极体,②是透明带,A错误;
B、③可以发育到桑葚胚或囊胚,对其进行切割移植,B错误;
C、减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体-染色体复合物,图中“卵母细胞去核”中的“去核”指的是去除纺锤体-染色体复合物,C正确;
D、代孕家犬对移植的胚胎无免疫排斥,移植后仍需进行妊娠检查,D错误。
故选C。
8. 如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B. 丙为原代培养,丁为传代培养,都需要在添加血清的合成培养基中进行
C. 为保证无菌的环境,需要定期更换培养液,清除代谢物
D. 为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须始终旋紧
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁细胞用酶分散为单个细胞制成细胞悬液→转入培养液(传代培养) →放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、由于动物细胞间存在粘连蛋白,故甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,该过程中不能用胃蛋白酶处理,A错误;
B、由图可知,丙为原代培养,丁为分瓶之后的传代培养,因为对动物细胞培养所需要的营养尚不明确,二者都需在添加血清的合成培养基进行培养,B正确;
C、为保证无菌环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作,C错误;
D、为避免培养过程中的杂菌污染,保证其气体需要,丙、丁过程中需松动培养瓶盖,将其置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养,D错误。
故选B。
9. 下列关于细胞工程技术应用的叙述,错误的是( )
A. 改变诱导因素能使iPS细胞分化形成更多类型的细胞
B. 用茎尖培育脱毒草莓,因为细胞分裂旺盛,易诱发突变
C. 制备产单克隆抗体的杂交瘤细胞必须进行克隆化培养和抗体检测
D. 烧伤患者选择自体皮肤生发层细胞进行培养移植,不会引起免疫排斥
【答案】B
【解析】
【分析】 细胞工程是 生物 工程的一个重要方面。总的来说,它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。
【详解】A、诱导因素能诱导iPS细胞分化,所以改变诱导因素能使iPS细胞分化形成更多类型的细胞,A正确;
B、用茎尖培育脱毒草莓,因为茎尖细胞几乎不含 病毒,B错误;
C、制备产单克隆抗体的杂交瘤细胞必须进行克隆化培养和抗体检测,C正确;
D、自身细胞不会引起免疫排斥,D正确。
故选B。
10. 如图为4种黏性末端及2种限制酶的识别序列和切割位点。下列相关叙述正确的是( )
A. 限制性内切核酸酶都是从原核生物中分离出来的
B. 黏性末端①与②,③与④能连接在一起
C. a酶和b酶切割后连接形成的序列能再一次被它们切割
D. 获取一个目的基因需限制酶切割2次,共产生2个游离的磷酸基团
【答案】B
【解析】
【分析】关于限制酶,可以从以下几方面把握:(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来;(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;(3)结果:形成黏性末端或平末端。
【详解】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,A错误;
B、黏性末端①与②相同能互补配对,③与④黏性末端相同能互补配对,故黏性末端①与②,③与④能连接在一起,B正确;
C、a酶和b酶切割后产生的黏性末端相同可以连接在一起,但是连接之后的碱基序列与原来均不同 ,由于限制酶具有专一性(识别特定的序列从特定的位点切割),故a酶和b酶切割后连接形成的序列不能再一次被它们切割,C错误;
D、获取一个目的基因需限制酶切割2次,水解4个磷酸二酯键,共产生4个游离的磷酸基团,D错误。
故选B。
11. 用三种限制酶处理大肠杆菌质粒并进行电泳,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A. 质粒是独立于原核细胞拟核或真核细胞染色体以外的DNA分子
B. 将提取的质粒溶于2mol/L的NaCl溶液后,可用二苯胺试剂进行鉴定
C. 质粒上没有限制酶1和2的切割位点,而有限制酶3的切割位点
D. 在电场的作用下,DNA分子会向着与它所带电荷相反的电极移动
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定:利用DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,以及DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,可以将DNA与蛋白质分离开;在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核 DNA之外具有自我复制能力的环状双链DNA分子,A正确;
B、由于DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度较大,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,所以将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后,可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定,B正确;
C、因为质粒的本质是环状的DNA,限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带,可能是该质粒上有一个切割位点,也可能没有切割位点,C错误;
D、DNA带负电,电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理,D正确。
故选C。
12. 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,错误的是( )
A. 受精时,防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应
B. 卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大,胚胎中DNA总量逐渐增加
C. 可用发育至桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行胚胎移植
D. 可根据滋养层细胞减数分裂I中期染色体的形态鉴定性别
【答案】D
【解析】
【分析】哺乳动物胚胎发育的重要阶段(1)卵裂期:在透明带内进行的,特点是细胞分裂方式为有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或略有缩小;(2)桑椹胚:32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都有发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化];(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度
【详解】A、受精时,阻止多精入卵的第一道道屏障是透明带反应,第二道屏障是卵细胞膜反应,A正确;
B、从受精卵到囊胚的发育为卵裂期,卵裂期因细胞有丝分裂导致细胞数量增加,但胚胎总体积并不增大,所以每个细胞的核质比增大,胚胎中 DNA 因细胞数量的增加而增加,B正确;
C、在胚胎移植中,选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功,因为此时的胚胎处于游离状态,同时此时的胚胎全能性较高,C正确;
D、囊胚分为内细胞团和滋养层,其中滋养层将来发育为胎膜和胎盘,但这发生在囊胚期之后,可用于性别鉴定,而内细胞团将会发育成完整的胚胎,但滋养层细胞不会进行减数分裂,D错误。
故选D。
13. 天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素(DTZ)发光。研究人员采用蛋白质工程解决该问题。下列相关叙述正确的是( )
A. 通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B. 蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构来改变荧光素酶的功能
C. 改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
D. 可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)。
【详解】A、通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变,但化学诱变通常是不定向的,A错误;
B、蛋白质工程的实质是通过改造基因结构来改造或制造新的蛋白质,B错误;
C、改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能,C正确;
D、PCR 方法主要用于检测DNA的存在或者染色体DNA上是否插入目的基因,检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法为抗原﹣抗体杂交,D错误。
故选C。
14. 下列关于生物技术安全性和伦理的叙述,正确的是( )
A. 生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中
B. 生殖性克隆人破坏了人类遗传多样性的天然属性,不利于人类的生存和进化
C. 鼓励发展基因编辑技术来设计试管婴儿解决不孕问题
D. 转基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中
【答案】B
【解析】
【分析】1、生殖性克隆指将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。治疗性克隆指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。
2、中国政府:禁止生殖性克隆人,坚持四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,不反对治疗性克隆人。
3、转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。
【详解】A、人类自身基因组改造和新物种创造中,要严防滥用,A错误;
B、生殖性克隆人破坏了人类遗传(基因)多样性的天然属性,不利于人类的生存和进化,B正确;
C、基因编辑技术存在安全风险,不可滥用设计试管婴儿技术选择性设计婴儿,C错误;
D、转基因食品中的外源基因经过食用后会被消化分解,不会进入人体细胞并整合到人体的基因组中,D错误。
故选:B。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离,部分实验流程如下图。下列相关叙述错误的有( )
A. 步骤①取土壤用的小铁铲在使用前需要灭菌
B. 该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目高
C. ④培养基中应有碳源、氮源、水和无机盐等营养物质
D. ④培养结果表明每克土壤中自生固氮菌的数量为1.7×107个
【答案】BC
【解析】
【分析】1、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。
2、微生物常见接种的方法:(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
3、培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气的要求。
【详解】A、取土壤用的小铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌,A正确;
B、由图分析知该实验用的是稀释涂布平板法接种并统计菌落数,由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只有一个菌落,所以该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要少,B错误;
C、本实验需要分离自生固氮菌,自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源,故所用培养基中不需要加入氮源,C错误;
D、由图可知,共稀释了104倍,再从取0.1mL培养,因此每克土壤中自生固氮菌的数量为(168+175+167)30.1104÷=1.7×107个,D正确。
故选BC。
16. T-DM1是一种治疗乳腺癌的抗体-药物偶联物,由曲妥珠单抗、细胞毒性药物DM1偶联形成,作用机制如下图。下列有关叙述正确的有( )
A. 连接物和药物的结合在内环境中较稳定,在溶酶体中的稳定性较低
B. T-DM1通过胞吞进入细胞,随后释放DM1,导致细胞坏死
C. T-DM1可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少对健康细胞的伤害
D. 曲妥珠单抗具有化学性质单一,特异性强的特点
【答案】ACD
【解析】
【分析】1、抗体—药物偶联物通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤,抗体—药物偶联物通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成。
2、单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。
【详解】A、抗体-药物偶联物经过内环境靶向运输至癌细胞处,要求在内环境中比较稳定,到达癌细胞处时结构完成,在细胞内,经溶酶体水解后发挥药效,抑制微管聚合,A正确;
B、T-DM1属于生物大分子,经胞吞进入细胞,随后经溶酶体水解释放药物DM1抑制微管聚合,导致细胞凋亡,B错误;
C、T-DM1中的曲妥珠单抗能利用抗原-抗体特异性结合的原理,精准识别肿瘤细胞,减少对健康细胞的伤害,C正确;
D、曲妥珠单抗属于单克隆抗体,具有纯度(化学性质单一)高、灵敏度高、特异性强的优点,D正确。
故选ACD。
17. 下图是显微注射法制备转基因小鼠的过程。下列相关叙述正确的有( )
A. 对亲代雌鼠进行激素处理的目的是使其超数排卵
B. 让受体小鼠处于假孕状态,目的是让受体鼠与供体鼠子宫处于相同生理状态
C. 将目的基因注入雄原核,可能是此时雄原核较雌原核更大,操作更容易
D. 雄原核发育一段时间后染色体螺旋化程度更高,有利于目的基因的整合
【答案】ABC
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);
②配种或人工授精;
③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);
④对胚胎进行移植;
⑤移植后的检查。
【详解】A、对亲代雌鼠进行激素处理的目的是超数排卵,注射的激素通常是促性腺激素,A正确;
B、在受精卵注入前,需要让受体小鼠处于假孕状态,原因是让受体鼠与供体鼠子宫处于相同生理状态,便于受精卵在新环境下的正常发育,B正确;
C、由于雄原核发育一段时间后体积较雌原核更大,操作更容易,且雄原核发育一段时间后染色体解螺旋化程度更高,注射DNA整合到精子染色体DNA上更容易、或雌原核附近常有极体干扰,影响目的基因注射,故显微操作时一般将目的基因注入发育了一段时间的雄原核而不注入雌原核,C正确;
D、雄原核发育一段时间后染色质解螺旋化程度更高,有利于目的基因的整合,D错误。
故选ABC。
18. GDNF是一种神经营养因子,对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建含GDNF基因的重组载体,并导入到大鼠中用于干细胞基因治疗的研究。下列相关叙述正确的有( )
A. 切割目的基因和载体时,可以选用限制酶XhoⅠ和EcoRⅠ切割
B. 过程②应选择约为1200bp的重组载体导入受体细胞
C. a为内细胞团,将来发育成胎盘和胎膜
D. 过程⑥产生的小鼠并不都是转基因小鼠
【答案】BD
【解析】
【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
2、囊胚期,聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;而沿透明带内壁扩展和排列的细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘。
【详解】A、形成图中重组载体所用的限制酶只能选择限制酶XhoⅠ,如果使用限制酶XhoⅠ和EcoRⅠ同时切割目的基因和载体,那么重组质粒中将丢失启动子,A错误;
B、由图可知,限制酶XhoⅠ可将切割载体切割为100bp和500bp的片段,选择500bp的片段与长度为700bp的目的基因构建为基因表达载体,即基因表达载体长度为1200bp,B正确;
C、图中a为囊胚中的内细胞团,将来发育为胎儿的各种组织,b为滋养层细胞,将来发育成胎盘和胎膜,C错误;
D、因转基因生物的成功率并不是百分之百,如转基因小鼠的染色体的DNA上没有插入目的基因或目的基因不能稳定的表达等,导致过程⑥产生的小鼠并不都是转基因小鼠,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。除特别说明外,每空1分。
19. 红酸汤是一种很有特色的火锅底料,制作流程如图1所示。某研究小组从红酸汤中筛选出高产细菌素的乳酸菌株,并用打孔法测定乳酸菌分泌的细菌素对指示菌的抑菌效果,流程如图2所示。图3为打孔法示意图。请回答下列问题:
(1)密封发酵时,常在坛中加入成品红酸汤,其目的是增加_____。乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行_____的过程,该过程发生在乳酸菌的_____中。
(2)红酸汤腌制过程的初期会有气泡冒出,原因是_____。后期气泡的产生逐渐停止,原因是_____。
(3)在进行图2操作前要对操作的空间和操作者的衣着和手进行清洁和_____处理。培养基需要满足微生物生长的要求,在培养乳酸菌时,一般需要将培养基pH调至_____。
(4)图2过程Ⅰ用的接种方法是_____。在该过程中共需灼烧接种环_____次。
(5)MRS培养基属于加富培养基,其目的是_____,用打孔法测定乳酸菌分泌的细菌素对指示菌的抑菌效果时,应该先吸取稀释的指示菌菌液涂布到平板中,再使用5mm直径的打孔器打孔,每孔分别注入离心后的50μL的MRS液体培养基的_____(从“上清液”“沉淀物”中选填)。培养24h后测定抑菌圈的直径,当抑菌圈的直径至少大于_____mm才能判断为具有抑菌活性。
【答案】(1) ①. 乳酸菌株含量 ②. 无氧呼吸 ③. 细胞质基质
(2) ①. 杂菌呼吸产生二氧化碳 ②. 乳酸积累抑制了杂菌的生长
(3) ①. 消毒 ②. 中性或弱碱性
(4) ①. 平板划线法 ②. 5
(5) ①. 扩大培养 ②. 上清液 ③. 5
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】
成品红酸汤含有大量的乳酸菌, 密封发酵时,常在坛中加入成品红酸汤,其目的是增加 乳酸菌株含量。 乳酸菌发酵指的是它进行无氧呼吸产生乳酸的过程,该过程发生在乳酸菌的细胞质基质中。
【小问2详解】
红酸汤腌制过程的初期会有气泡冒出,乳酸菌无氧呼吸不会产生气体,该气体可能是其他杂菌呼吸产生二氧化碳形成的,后期乳酸积累抑制了杂菌的生长,气泡就逐渐停止。
【小问3详解】
为防止杂菌污染,需要无菌操作,操作前要对操作的空间和操作者的衣着和手进行清洁和消毒,培养基需要满足微生物生长的要求,在培养乳酸菌时,乳酸菌属于细菌,一般需要将培养基pH调至中性或弱碱性。
【小问4详解】
图2过程Ⅰ通过连续划线达到分离的目的,接种方法是平板划线法,第一次划线时需要灼烧一次接种环,之后每划线一次都要灼烧一次,图中划了4次,因此需要灼烧5次。
【小问5详解】
MRS培养基属于加富培养基,其目的是扩大培养增加乳酸菌的数量。
在提取抑菌有效成分时,只需要获取细菌素这一物质即可,乳酸菌菌体主要分布在离心后的液体培养基的沉淀物中,其分泌物细菌素位于上清液,故需要吸取离心后液体培养基的上清液菌液涂布到平板中;
抑菌圈是指固体培养基表面与试样接触的边界处无菌繁殖的环带区域,利用待测次生代谢产物在琼脂平板扩散使其周围的细菌生长受到抑制形成的抑菌圈大小,而本实验用的是5mm直径的打孔器打孔,故注入相应物质后,培养24h后测定抑菌圈的直径,当抑菌圈的直径至少大于5mm才能判断为具有抑菌活性。
20. 免疫疗法在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图1。请回答下列问题:
(1)PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图1推测,其原因是抗PD-1的单克隆抗体与PD-1的结合,阻断了_____的结合,避免抑制T细胞活化。
(2)获得抗PD-1的单克隆抗体的方法:将纯化的PD-1蛋白注射到小鼠体内,提取小鼠的脾脏细胞,常用化学试剂_____诱导其与骨髓瘤细胞融合,筛选后将所得细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,检测原理如图2。
①在检测时需要将_____固定于固相载体表面制成固相抗原,并加入待测样本。
②加入酶标抗体后一段时间,需要用洗涤剂将未与_____结合的酶标抗体洗去,该检测方法中,酶标抗体的作用是_____。
③加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表_____。
(3)抗PD-1的单克隆抗体对一些肿瘤无效。CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如图3。制备过程为:先将_____分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞,诱导其与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导其融合,并置于含有_____混合气体的_____(仪器)中培养,以获得更多双杂交瘤细胞。通过进一步筛选,获得所需的双特异性抗体。
【答案】(1)PD-1和PD-L1
(2) ①. 聚乙二醇(PEG) ②. PD-1 ③. 抗PD-1的单克隆抗体 ④. 抗体与待测抗原结合,酶催化特定底物反应 ⑤. 抗PD-1的单克隆抗体的量
(3) ①. PSMA、CD28 ②. 95%空气和5%CO2 ③. CO2培养箱
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
癌细胞是由于原癌基因和抑癌基因发生突变导致遗传物质改变。图1中癌细胞表面的PD-L1和T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞的活化。PD-1的单克隆抗体与PD-1特异性结合,阻断了PD-L1和PD-1的结合,避免抑制T细胞活化。
【小问2详解】
诱导动物细胞融合的常用方法有聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,所以可用化学试剂聚乙二醇(PEG)诱导其与骨髓瘤细胞融合;
①在检测时需要将PD-1蛋白固定于固相载体表面制成固相抗原;
②加入酶标抗体后一段时间,为了排除干扰,则需要用洗涤剂将未与抗PD-1抗体结合的酶标抗体洗去,该检测方法中,酶标抗体的作用是抗PD-1的单克隆抗体的量;
③PD-1蛋白与抗PD-1抗体的结合量越多颜色越深,所以加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表与抗PD-1抗体的量。
【小问3详解】
抗体具有特异性,所以为了获取既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,则需要先将PSMA、CD28(相当于抗原)分别注射到小鼠体内对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾脏中再分离出能产生特定抗体的B淋巴细胞,再诱导其与小鼠的骨髓瘤细胞融合,用特定选择培养基筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种细胞融合,为获得更多双杂交瘤细胞,需将双杂交瘤细胞置于动物细胞培养的CO2培养箱中培养,其中含有95%空气和5%CO2 ,再通过进一步筛选,获得所需的双特异性抗体 。
21. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题:
(1)为获得红豆杉和柴胡的原生质体,可将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30s,然后立即用_____冲洗,随后再用_____溶液处理30min,再次冲洗后将外植体接种于MS培养基上诱导_____过程,形成愈伤组织。
(2)已知X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B 处理分别为_____。
(3)过程③经化学试剂诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是杂种细胞由于融合后在_____和_____(填细胞结构)的功能上实现了互补,使细胞恢复正常。融合完成的标志是_____。
(4)过程④中,所用培养基需含有激素类物质X和Y,当X与Y的浓度比例大于1时,诱导未分化细胞群分化出芽,则X属于_____类似物。
(5)观察再生植株细胞中的染色体,发现数目_____(从“小于等于”“等于”“小于”中选填)36条,说明初步获得了不对称杂种植株。
(6)研究人员以红豆杉幼苗茎形成层为外植体进行相关研究,得到如图2所示实验结果。下列相关叙述正确的有( ) 。
A. 愈伤组织细胞和胚状体细胞都已经出现了脱分化
B. 暗处理时间对脱分化率的影响小于对再分化率的影响
C. 暗处理时间的延长不利于红豆杉胚状体的形成
D. 红豆杉幼苗茎形成层诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1周
【答案】(1) ①. 无菌水 ②. 次氯酸钠 ③. 脱分化
(2)X射线、碘乙酰胺
(3) ①. 细胞核 ②. 细胞质 ③. 杂种细胞再生出细胞壁
(4)细胞分裂素 (5)小于 (6)BC
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【小问1详解】
植物组织培养应注意无菌操作,故操作之前需要用无菌水和次氯酸钠对外植体进行消毒,之后诱导脱分化形成愈伤组织。所以为获得红豆杉和柴胡的原生质体,可将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30s,然后立即用无菌水冲洗,随后再用次氯酸钠溶液处理30min,再次冲洗后将外植体接种于MS培养基上诱导脱分化过程,形成愈伤组织。
【小问2详解】
X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂,要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体需要X射线照射,柴胡是受体需要碘乙酰胺处理。
【小问3详解】
X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂,杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
【小问4详解】
在植物组织培养中,生长素/细胞分裂素比例高时有利于根的分化,比例低时有利于芽的分化,比例适中促进愈伤组织的形成,因此植物激素X的名称是细胞分裂素类似物。
【小问5详解】
不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。据小题(2)中已知X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,所以再生植株细胞中的染色体数目在显微镜下观察应该是小于36条。
【小问6详解】
A、愈伤组织细胞出现了脱分化,胚状体细胞已经出现了再分化,A错误;
B、据图分析可知,暗处理时间对愈伤组织诱导率明显高于胚状体诱导率,说明暗处理时间对脱分化率的影响小于对再分化率的影响,B正确;
C、据图中柱形图分析可知,随着暗处理事件的延长,胚状体诱导率逐渐降低,不利于红豆杉胚状体的形成,C正确;
D、暗处理时间2周时,红豆杉幼苗茎形成层诱导形成胚状体的数量最多,但不一定是最适时间,最适时间还需要设置更长的暗处理时间进行实验验证,D错误。
故选BC。
22. 某研究小组计划通过聚合酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于合成胰岛素。请回答下列问题:
(1)从_____细胞中提取mRNA,通过_____过程获得cDNA。
(2)PCR反应由变性→复性→_____三个基本反应步骤构成,在变性之前需要进行_____处理,其目的是增加大分子模板DNA彻底变性的概率。在PCR反应体系中除了加入模板DNA、引物以外,还需要加入_____(至少写2个)。若引物位于各自模板链的中段,经过4次循环得到_____个等长的DNA。
(3)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(图1只标注了部分碱基序列)都不合理,请分别说明理由。第一组:_____,第二组:_____。
(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有_____(填序号)。
①升高退火温度 ②降低退火温度 ③重新设计引物
(5)融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,将不同来源的DNA片段连接起来。其原理如图2。
上述过程中使用的引物P2和P3的碱基_____(从“需要”“不需要”中选填)完全互补配对。融合PCR的第二步使用的引物是_____,若最终获得128个融合基因,则融合PCR第二步消耗了_____个引物。
【答案】(1) ①. 胰岛B ②. 逆转录
(2) ①. 延伸 ②. 预变性 ③. 4种脱氧核苷酸(dNTP)、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、缓冲液(Mg2+) ④. 8
(3) ①. 引物Ⅰ和引物Ⅱ会因局部发生碱基互补配对而失效 ②. 引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(4)②③ (5) ①. 不需要 ②. P1、P4 ③. 254
【解析】
【分析】PCR技术:
(1)定义: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)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物;
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、能量;
(5)过程:高温变性,DNA双链解旋;低温复性,引物与互补链DNA结合;中温延伸,在耐高温的DNA聚合酶作用下合成子链。
【小问1详解】
通过聚合酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,首先要有目的基因作为模板,从胰岛B细胞中提取mRNA,通过逆转录过程获得cDNA,从而用于PCR扩增;
【小问2详解】
PCR反应由变性→复性→延伸三个基本反应步骤构成,在变性之前需要进行预变性处理,其目的是增加大分子模板DNA彻底变性的概率。在PCR反应体系中除了加入模板DNA、引物以外,还需要加入四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液(Mg2+)等;若引物位于各自模板链的中段,经过4次循环得到8个等长的DNA;
【小问3详解】
第一组两种引物间碱基能互补配对,导致两种引物失去作用;第二组引物中引物Ⅰ自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效;
【小问4详解】
根据上述题的分析,如果PCR反应得不到任何扩增产物,有可能是引物间自连,也可能是退火温度过高造成的,因此要采取②降低退火温度③重新设计引物的改进措施,故选②③;
【小问5详解】
过程中使用的引物P2和P3的碱基不需要完全互补配对;由图2可知,融合PCR的第二步使用的引物是P1、P4,一个DNA分子经n次循环,DNA分子数增加2n-1,每增加一个DNA,需要两个引物,故一个DNA分子经n次循环,理论上需要2×(2n-1)=2n+1-2个引物,因此获得128个融合基因意味着经过了7次循环,则共消耗了(28-2)=254个引物。
23. 人的血清蛋白(HSA)具有重要的医用价值,研究人员欲用乳腺生物反应器来大量生产HSA。图1为HSA基因片段和人工构建的大肠杆菌质粒pBR322,其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,NeoR表示新霉素抗性基因,箭头表示切割形成末端完全不同的4种限制酶的切割位点。HSA只能从血浆中制备,以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的三条途径如图2所示。请回答下列问题:
(1)人工构建pBR322质粒除了含特定限制酶切割位点、标记基因、复制原点外,还必须有_____(答出两点)等。
(2)据图1分析,在构建基因表达载体时,选择限制酶_____切割质粒和目的基因,可提高目的基因和载体的正确连接率。双酶切法的优点之一是避免质粒与目的基因之间的_____。
(3)为了排除普通受体细胞(未导入质粒)、空质粒受体细胞(导入pBR322质粒而非重组质粒)的干扰,目的基因导入后进行了进一步筛选:制备甲、乙两种培养基,甲培养基中有新霉素,乙培养基中有氨苄青霉素,含重组质粒的受体细胞在甲培养基上_____(从“能”“不能”中选填)生存,在乙培养基上_____(从“能”“不能”中选填)生存。
(4)将农杆菌与水稻受体细胞混合后共同培养,旨在让Ti质粒的_____进入水稻受体细胞。常用_____标记的目的基因片段作为探针检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上。为检测目的基因的表达情况,可提取受体细胞的蛋白质,用_____进行杂交实验。
(5)人体合成的初始HSA多肽,需要经过加工形成正确的空间结构才能有活性。与图2中途径Ⅱ相比,选择途径I获取rHSA的优势是水稻具有_____系统,能对初始HSA进行高效加工。为证明rHSA具有医用价值,须确认rHSA与_____的生物学功能一致。
(6)科学家培养出一种转基因羊,其膀胱上皮细胞可以合成人血清白蛋白并分泌到尿液中。其培育方法中将重组质粒通过_____法导入山羊的_____细胞。与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受_____限制,受体来源更广泛。
【答案】(1)启动子、终止子
(2) ①. EcoRⅠ和PstⅠ ②. 反向连接
(3) ①. 能 ②. 不能
(4) ①. T-DNA ②. 荧光标记(或放射性同位素标记) ③. 抗人血清蛋白(HSA)的抗体
(5) ①. 生物膜 ②. HSA
(6) ①. 显微注射 ②. 受精卵 ③. 性别和年龄
【解析】
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取。(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。
2、目的基因的获取需要采用限制酶。培育转基因动物时,往往采用受精卵作为受体细胞,因为受精卵的全能性最高。
3 、自然界所有生物共用一套遗传密码子,所以一种生物的基因能在另一种生物体内表达。
【小问1详解】
基因工程的关键步骤是构建基因表达载体,基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成,因此人工构建pBR322质粒除了含特定限制酶切割位点、标记基因、复制原点外,还必须有启动子、终止子等。
【小问2详解】
据图1可知,BamH Ⅰ会切割目的基因,Tth Ⅲ 1会切割质粒中的复制原点,而EcoRⅠ和PstⅠ这两种酶能切割质粒和目的基因,不破坏抗性基因和复制原点等,且能得到不同的黏性末端,避免质粒和目的基因自连及反向连接,因此在构建基因表达载体时,选择EcoRⅠ和PstⅠ作为切割质粒和目的基因的限制酶可提高目的基因和载体的正确连接效率。
【小问3详解】
分析题图1可知,PstI破坏了氨苄青霉素抗性基因(Ampr),构建的重组质粒无氨苄青霉素抗性,但具有新霉素抗性基因,而甲培养基中含有新霉素,因此,含重组质粒的受体细胞能在甲培养基上能生存;乙培养基中含有氨苄青霉素,能杀死含有目的基因的受体细胞,不能在乙培养基中生存。
【小问4详解】
农杆菌细胞内含有Ti质粒,当它侵染植物细胞后,能将Ti质粒上T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上,所以将农杆菌与水稻受体细胞混合后共同培养,旨在让Ti质粒的T-DNA进入水稻受体细胞;目的基因片段作为探针检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上,常用荧光标记(或放射性同位素标记)标记;为检测目的基因的表达情况,可提取受体细胞的蛋白质,利用原理是抗原—抗体特异性结合,所以用抗人血清蛋白(HSA)的抗体进行杂交实验来检测血清蛋白(HSA)。
【小问5详解】
由于大肠杆菌为原核生物,无生物膜系统,而水稻为真核生物,具有生物膜系统,而人体合成的初始HSA多肽,需要经过生物膜膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性,因此与途径II相比,选择途径I获取rHSA的优势是水稻是真核生物,具有生物膜膜系统,能对初始rHSA多肽进行高效加工;为证明rHSA具有医用价值,须确认rHSA生物活性和功能与人的血清蛋白(HSA)是否一致。
【小问6详解】
将重组质粒通过显微注射法导入动物的受体细胞时,常选用受精卵作为受体细胞,主要原因是动物受精卵具有发育的全能性,由于生物界共用一套遗传密码子,所以人血清白蛋白基因能在山羊膀胱上皮细胞中表达出相应的蛋白质;“乳腺细胞生物反应器”只能从哺乳期雌性奶牛的乳汁中获取产物,与“乳腺细胞生物反应器”相比,“膀胱生物反应器”的优点是雌性和雄性奶牛的尿液中都可提取到产物,且不受性别、年龄等限制,因而受体来源更广泛。南京市秦淮区2023-2024学年高二下学期期中考试生物学
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:
1.本试卷包含单项选择题、多项选择题、非选择题共三部分。考生答题全部答在答卷纸上,答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟。考试结束后,请将答卷纸交回。
2.答题前,请务必将自己的学校、姓名、班级、考号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答卷纸的密封线内。
3.答选择题必须用2B铅笔将答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。
一、单项选择题:共14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 陈醋以黄米、高粱为主要原料,经蒸煮、拌大曲、酒精发酵、醋酸发酵、熏醅、淋醋、陈酿等工艺流程制作而成。下列相关叙述正确的是( )
A. 从制酒到制醋的发酵过程,应适当降低温度
B. 在酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖
C. 接种醋酸菌后的发酵需要不断搅拌,主要目的是抑制杂菌
D. 糖源不足且氧气充足时,醋酸菌可利用酒精进行发酵
2. 筛选高产纤维素酶菌株的流程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. I和Ⅲ均通过稀释涂布平板法接种
B. ②号培养基应以纤维素为唯一碳源
C. ④号选择培养基,其中加入刚果红染料
D. 筛选菌种时只需要测量透明圈直径
3. 下列有关微生物培养过程的叙述,正确的是( )
A. 在酒精灯火焰附近将冷却至室温的培养基倒入培养皿
B. 筛选可分解尿素的菌种时,培养基中还需加入适量的碳源
C. 获得次生代谢物时,要用固体培养基培养微生物
D. 配制好的培养基转移到锥形瓶后,可采用干热灭菌法灭菌
4. 如图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程,其中①~⑤表示过程,字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B. 过程②诱导原生质体融合依据的原理是细胞膜具有选择透过性
C. ④过程通常需要避光培养,e的培养需要为其提供有机碳源
D. 该育种方法的突出优点是极大地缩短了育种年限
5. 科研人员尝试利用植物组织培养技术从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇,流程图如下。下列相关叙述错误的是 ( )
A. 紫杉醇不是红豆杉生长发育所必需的物质
B. 细胞悬浮培养与继代是为了快速获得更多的薄壁细胞
C. 该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
D. ①过程需控制好培养基中植物激素的比例
6. 甲胎蛋白(AFP)是原发性肝癌的肿瘤标记物,在肿瘤患者体内的含量远大于正常人。科研人员制备出了抗AFP单克隆抗体。下列相关叙述正确的是( )
A. 可用灭活的仙台病毒促进B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合
B. 向小鼠体内注射AFP抗原,目的是获得更多的特异性抗体
C. 杂交瘤细胞在体外培养时,会表现出贴壁生长和接触抑制现象
D. 患者肝部细胞癌变后,AFP和细胞膜上的糖蛋白数量均增多
7. 科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中①是雄原核,②是透明带
B. ③可以发育到原肠胚,对其内胚层进行切割移植
C. 去核实质是去除纺锤体-染色体复合物
D. 代孕家犬对移植的胚胎无免疫排斥,因此移植后无需检查
8. 如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A. 甲→乙和丙→丁过程需要用胃蛋白酶处理
B. 丙为原代培养,丁为传代培养,都需要在添加血清的合成培养基中进行
C. 为保证无菌的环境,需要定期更换培养液,清除代谢物
D. 为避免培养过程中的杂菌污染,丙、丁过程中培养瓶盖必须始终旋紧
9. 下列关于细胞工程技术应用的叙述,错误的是( )
A. 改变诱导因素能使iPS细胞分化形成更多类型的细胞
B. 用茎尖培育脱毒草莓,因为细胞分裂旺盛,易诱发突变
C. 制备产单克隆抗体的杂交瘤细胞必须进行克隆化培养和抗体检测
D. 烧伤患者选择自体皮肤生发层细胞进行培养移植,不会引起免疫排斥
10. 如图为4种黏性末端及2种限制酶识别序列和切割位点。下列相关叙述正确的是( )
A. 限制性内切核酸酶都是从原核生物中分离出来的
B. 黏性末端①与②,③与④能连接在一起
C. a酶和b酶切割后连接形成的序列能再一次被它们切割
D. 获取一个目基因需限制酶切割2次,共产生2个游离的磷酸基团
11. 用三种限制酶处理大肠杆菌质粒并进行电泳,结果如图。下列相关叙述错误的是( )
A. 质粒是独立于原核细胞拟核或真核细胞染色体以外的DNA分子
B. 将提取的质粒溶于2mol/L的NaCl溶液后,可用二苯胺试剂进行鉴定
C. 质粒上没有限制酶1和2的切割位点,而有限制酶3的切割位点
D. 在电场的作用下,DNA分子会向着与它所带电荷相反的电极移动
12. 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,错误的是( )
A. 受精时,防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应
B. 卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大,胚胎中DNA总量逐渐增加
C. 可用发育至桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行胚胎移植
D. 可根据滋养层细胞减数分裂I中期染色体的形态鉴定性别
13. 天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素(DTZ)发光。研究人员采用蛋白质工程解决该问题。下列相关叙述正确的是( )
A. 通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B. 蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构来改变荧光素酶的功能
C. 改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
D. 可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
14. 下列关于生物技术安全性和伦理的叙述,正确的是( )
A. 生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中
B. 生殖性克隆人破坏了人类遗传多样性的天然属性,不利于人类的生存和进化
C. 鼓励发展基因编辑技术来设计试管婴儿解决不孕问题
D. 转基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离,部分实验流程如下图。下列相关叙述错误的有( )
A. 步骤①取土壤用的小铁铲在使用前需要灭菌
B. 该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目高
C. ④培养基中应有碳源、氮源、水和无机盐等营养物质
D. ④培养结果表明每克土壤中自生固氮菌的数量为1.7×107个
16. T-DM1是一种治疗乳腺癌的抗体-药物偶联物,由曲妥珠单抗、细胞毒性药物DM1偶联形成,作用机制如下图。下列有关叙述正确的有( )
A. 连接物和药物的结合在内环境中较稳定,在溶酶体中的稳定性较低
B. T-DM1通过胞吞进入细胞,随后释放DM1,导致细胞坏死
C. T-DM1可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少对健康细胞的伤害
D. 曲妥珠单抗具有化学性质单一,特异性强的特点
17. 下图是显微注射法制备转基因小鼠的过程。下列相关叙述正确的有( )
A. 对亲代雌鼠进行激素处理的目的是使其超数排卵
B. 让受体小鼠处于假孕状态,目的是让受体鼠与供体鼠子宫处于相同生理状态
C. 将目的基因注入雄原核,可能是此时雄原核较雌原核更大,操作更容易
D. 雄原核发育一段时间后染色体螺旋化程度更高,有利于目的基因的整合
18. GDNF是一种神经营养因子,对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建含GDNF基因的重组载体,并导入到大鼠中用于干细胞基因治疗的研究。下列相关叙述正确的有( )
A. 切割目的基因和载体时,可以选用限制酶XhoⅠ和EcoRⅠ切割
B. 过程②应选择约为1200bp的重组载体导入受体细胞
C. a为内细胞团,将来发育成胎盘和胎膜
D. 过程⑥产生的小鼠并不都是转基因小鼠
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。除特别说明外,每空1分。
19. 红酸汤是一种很有特色的火锅底料,制作流程如图1所示。某研究小组从红酸汤中筛选出高产细菌素的乳酸菌株,并用打孔法测定乳酸菌分泌的细菌素对指示菌的抑菌效果,流程如图2所示。图3为打孔法示意图。请回答下列问题:
(1)密封发酵时,常在坛中加入成品红酸汤,其目的是增加_____。乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行_____的过程,该过程发生在乳酸菌的_____中。
(2)红酸汤腌制过程的初期会有气泡冒出,原因是_____。后期气泡的产生逐渐停止,原因是_____。
(3)在进行图2操作前要对操作的空间和操作者的衣着和手进行清洁和_____处理。培养基需要满足微生物生长的要求,在培养乳酸菌时,一般需要将培养基pH调至_____。
(4)图2过程Ⅰ用的接种方法是_____。在该过程中共需灼烧接种环_____次。
(5)MRS培养基属于加富培养基,其目的是_____,用打孔法测定乳酸菌分泌的细菌素对指示菌的抑菌效果时,应该先吸取稀释的指示菌菌液涂布到平板中,再使用5mm直径的打孔器打孔,每孔分别注入离心后的50μL的MRS液体培养基的_____(从“上清液”“沉淀物”中选填)。培养24h后测定抑菌圈的直径,当抑菌圈的直径至少大于_____mm才能判断为具有抑菌活性。
20. 免疫疗法在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图1。请回答下列问题:
(1)PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图1推测,其原因是抗PD-1的单克隆抗体与PD-1的结合,阻断了_____的结合,避免抑制T细胞活化。
(2)获得抗PD-1的单克隆抗体的方法:将纯化的PD-1蛋白注射到小鼠体内,提取小鼠的脾脏细胞,常用化学试剂_____诱导其与骨髓瘤细胞融合,筛选后将所得细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,检测原理如图2。
①在检测时需要将_____固定于固相载体表面制成固相抗原,并加入待测样本。
②加入酶标抗体后一段时间,需要用洗涤剂将未与_____结合的酶标抗体洗去,该检测方法中,酶标抗体的作用是_____。
③加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表_____。
(3)抗PD-1的单克隆抗体对一些肿瘤无效。CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如图3。制备过程为:先将_____分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞,诱导其与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导其融合,并置于含有_____混合气体的_____(仪器)中培养,以获得更多双杂交瘤细胞。通过进一步筛选,获得所需的双特异性抗体。
21. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题:
(1)为获得红豆杉和柴胡的原生质体,可将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30s,然后立即用_____冲洗,随后再用_____溶液处理30min,再次冲洗后将外植体接种于MS培养基上诱导_____过程,形成愈伤组织。
(2)已知X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B 处理分别为_____。
(3)过程③经化学试剂诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是杂种细胞由于融合后在_____和_____(填细胞结构)的功能上实现了互补,使细胞恢复正常。融合完成的标志是_____。
(4)过程④中,所用培养基需含有激素类物质X和Y,当X与Y的浓度比例大于1时,诱导未分化细胞群分化出芽,则X属于_____类似物。
(5)观察再生植株细胞中的染色体,发现数目_____(从“小于等于”“等于”“小于”中选填)36条,说明初步获得了不对称杂种植株。
(6)研究人员以红豆杉幼苗茎形成层为外植体进行相关研究,得到如图2所示实验结果。下列相关叙述正确有( ) 。
A. 愈伤组织细胞和胚状体细胞都已经出现了脱分化
B. 暗处理时间对脱分化率的影响小于对再分化率的影响
C. 暗处理时间的延长不利于红豆杉胚状体的形成
D. 红豆杉幼苗茎形成层诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1周
22. 某研究小组计划通过聚合酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于合成胰岛素。请回答下列问题:
(1)从_____细胞中提取mRNA,通过_____过程获得cDNA。
(2)PCR反应由变性→复性→_____三个基本反应步骤构成,在变性之前需要进行_____处理,其目的是增加大分子模板DNA彻底变性的概率。在PCR反应体系中除了加入模板DNA、引物以外,还需要加入_____(至少写2个)。若引物位于各自模板链的中段,经过4次循环得到_____个等长的DNA。
(3)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(图1只标注了部分碱基序列)都不合理,请分别说明理由。第一组:_____,第二组:_____。
(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有_____(填序号)。
①升高退火温度 ②降低退火温度 ③重新设计引物
(5)融合PCR技术采用具有互补末端的引物,形成具有重叠链的PCR产物,通过PCR产物重叠链的延伸,将不同来源的DNA片段连接起来。其原理如图2。
上述过程中使用的引物P2和P3的碱基_____(从“需要”“不需要”中选填)完全互补配对。融合PCR的第二步使用的引物是_____,若最终获得128个融合基因,则融合PCR第二步消耗了_____个引物。
23. 人的血清蛋白(HSA)具有重要的医用价值,研究人员欲用乳腺生物反应器来大量生产HSA。图1为HSA基因片段和人工构建的大肠杆菌质粒pBR322,其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,NeoR表示新霉素抗性基因,箭头表示切割形成末端完全不同的4种限制酶的切割位点。HSA只能从血浆中制备,以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的三条途径如图2所示。请回答下列问题:
(1)人工构建pBR322质粒除了含特定限制酶切割位点、标记基因、复制原点外,还必须有_____(答出两点)等。
(2)据图1分析,在构建基因表达载体时,选择限制酶_____切割质粒和目的基因,可提高目的基因和载体的正确连接率。双酶切法的优点之一是避免质粒与目的基因之间的_____。
(3)为了排除普通受体细胞(未导入质粒)、空质粒受体细胞(导入pBR322质粒而非重组质粒)的干扰,目的基因导入后进行了进一步筛选:制备甲、乙两种培养基,甲培养基中有新霉素,乙培养基中有氨苄青霉素,含重组质粒的受体细胞在甲培养基上_____(从“能”“不能”中选填)生存,在乙培养基上_____(从“能”“不能”中选填)生存。
(4)将农杆菌与水稻受体细胞混合后共同培养,旨在让Ti质粒的_____进入水稻受体细胞。常用_____标记的目的基因片段作为探针检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上。为检测目的基因的表达情况,可提取受体细胞的蛋白质,用_____进行杂交实验。
(5)人体合成的初始HSA多肽,需要经过加工形成正确的空间结构才能有活性。与图2中途径Ⅱ相比,选择途径I获取rHSA的优势是水稻具有_____系统,能对初始HSA进行高效加工。为证明rHSA具有医用价值,须确认rHSA与_____的生物学功能一致。
(6)科学家培养出一种转基因羊,其膀胱上皮细胞可以合成人血清白蛋白并分泌到尿液中。其培育方法中将重组质粒通过_____法导入山羊的_____细胞。与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受_____限制,受体来源更广泛。
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