泉州一中、莆田二中、仙游一中2020—2021学年第二学期期中联考
高二生物试卷
考试时间:75分钟;总分:100分
一、选择题(1~12每题2分,13~16每题4分,共40分)
1.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述正确的是( )
A.人和大肠杆菌在合成胰岛素时,转录和翻译的场所是相同的
B.DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后的缺口进行“缝合”
C.通过检测,大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌
D.作为运载体的质粒,其核DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因
2.下列关于蛋白质工程的说法,错误的是( )
A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构,使之更加符合人类需要
B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构
C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子
D.蛋白质工程的操作起点是从预期的蛋白质功能出发,设计出相应的基因,并借助基因工程实现
3.SRY基因控制男性睾丸发育,是决定人类男性性别的基因,在进化上高度保守。SRY-PCR技术是现阶段进行人类胚胎性别鉴定最准确的方法,具有取样少、对胚胎损伤小、检测时间短等优点。下列叙述错误的是( )
A.SRY基因位于X染色体上,Y染色体上没有该基因
B.SRY-PCR前应制备足量的两种引物和足够数量的dNTP
C.SRY-PCR利用了DNA双链复制的原理
D.应将PCR产物与SRY基因探针杂交以鉴定胚胎性别
4.动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药品,如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时,下列说法错误的是( )
A.仅仅利用了基因工程一项生物现代技术
B.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
C.利用农杆菌转化法将人的生长激素基因导入受精卵中
D.构建基因表达载体时可以用血清蛋白基因的启动子
5.DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团,此种变化可影响基因的表达,对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后,会抑制该基因的转录,如图所示。研究发现,多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是( )
382079540640A.细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
B.甲基化的启动子区更易被RNA聚合酶识别并结合
C.抑癌基因过量甲基化后会导致细胞异常增殖
D.某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
6.下列生物技术的应用实例中,运用的原理与其他各项不同的是( )
A.利用生物反应器悬浮培养人参细胞,提取人参皂苷
B.利用花药离体培养获得植物单倍体植株
3635375157480C.将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株
D.通过植物组织培养获得人工种子并发育成植株
7.观察分析右图,该图表示的过程是( )
A.构建基因组文库
B.构建cDNA文库
C.构建基因表达载体
D.构建转基因工程菌
8.下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A.选择幼龄动物的组织细胞更易于培养
B.在培养液中通入5%的CO2用于刺激细胞呼吸
C.原代培养的细胞一般传至10代就不易传下去
D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,判断某种物质毒性
9.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法不正确的是( )
a酶切割产物( bp)
b酶再次切割产物( bp)
2100 ; 1400; 1000 ; 500
1900;200;800; 600;1000 ; 500
A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和5个
B.a酶与b酶切出的黏性末端在DNA连接酶作用下能相互连接
C.a酶与b酶切断的是同一类型的化学键
D.用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作,若干循环后,false序列会明显增多
10.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
11.马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因,少数马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异,野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育,为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种,研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究(已知杂种细胞会发生部分染色体缺失现象),过程如下图所示。下列分析正确的是( )
A.在蒸馏水中,用酶解法处理 A 和 B 可以获得两种原生质体
B.过程①体现了生物膜的流动性,用染色体组型分析可筛选出杂种细胞 C
C.过程②所配制的培养基中添加了等量的生长素类和赤霉素类植物生长调节剂
D.过程③为脱分化、再分化过程,可采用 DNA 分子杂交技术鉴定植株的抗病性状
12.大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因,某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。如图表示转基因操作过程,下列说法错误的是( )
A.作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因,以便于筛选
B.若大肠杆菌的菌落为蓝色,则质粒未导入大肠杆菌
C.选择培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素
D.应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
13.Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因,可以利用PCR技术检测其转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系,下图为克隆猪的培育及Bcl-2基因转录水平检测流程。下列有关叙述错误的是( )
A.图中A细胞表示去核的卵母细胞,B细胞表示体细胞
B.在早期胚胎发育的不同时期提取的总mRNA是不同的
C.获得的cDNA可用于克隆猪基因组的测序
D.利用(Bcl-2cDNA)/cDNA的比值可初步检测Bcl-2基因的转录水平
14.2018年1月国际顶尖学术期刊《Cell》杂志报道,我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴,成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。相关叙述错误的是( )
A.这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B.研究中需要使用成熟卵母细胞(去核)作为核移植的受体
C.培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D.克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
357949581153015.下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是( )
A.使用图示“生物导弹”,可以适当减少阿霉素用量
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程
C.在治疗中,应先注射非活化磷酸阿霉素再注射生物导弹
D.单克隆抗体特异性强,能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
16.芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h,G和g)控制菜籽的芥酸含量。下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线,已知油菜单个花药由花药壁(2N)及大量花粉(N)等组分组成,这些组分的细胞都具有全能性。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.①②过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化
B.与④过程相比,③过程可能会产生二倍体再生植株
C.图中三种途径中,利用①③培养筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的效率最高
D.false植株的细胞进行减数分裂时,H基因所在染色体与G基因所在染色体不发生正常联会
二、非选择题(共5小题,共60分)
17.CAR-T细胞疗法是通过设计CAR基因,并导入癌症患者的T细胞中,使其转化为CAR-T细胞,CAR-T细胞膜上的CAR蛋白与癌细胞表面抗原特异结合后,激活CAR-T细胞使其增殖、分化,从而实现对癌细胞的特异性杀伤和记忆,主要过程如下图。请回答:
(1)要获取CAR基因,可采取PCR技术进行大量扩增,其原理是___________________。
(2)将CAR基因导入患者T细胞前,需完成过程①,该过程所需要的酶有__________,连接形成pCDH—CAR上除了目的基因外,还有一些必须的部分,比如__________,它可使转录在需要的地方停止下来。
(3)完成过程②的常用方法是__________法,导入CAR基因的T细胞必须是患者的,原因是__________________。
(4)构建好的CAR-T细胞还需要再体外进行扩增,扩增时需要定期更换培养液,这样做的目的是______________________________。
18.为了提高食物的营养价值,研究人员拟运用如图所示的技术培育大豆一玉米植株,请回答下列问题:
(1)图示培育大豆一玉米植株的技术称为 ,这种育种方法的优点是 。
(2)图中①过程利用的原理是 ;与②过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器是 ;③④过程所需要的碳源主要由培养基中的 提供,由③过程到④过程需要更换培养基,并改变培养条件,其培养基成分和培养条件的改变之处主要是 。
(3)研究人员利用上述技术得到了幼苗E,该幼苗将来 (填“一定”或“不一定”能同时表现出两个亲本的所有优良性状,原因是 。19.为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是_________________________。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:________________________
_________________________________________________。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于_________________,使用该培养基进行细胞培养的结果是_________________。图中筛选2常用的方法是_________________,筛选所依据的基本原理是_________________。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有________________(答出1点即可)。
20.针对新冠病毒(SARS-CoV-2)的重组蛋白疫苗、核酸疫苗(包括DNA疫苗和RNA疫苗)等疫苗都在研发当中。下图为其中一种疫苗的研发思路,图中①~⑦表示过程,虚线箭头表示NcoI、SphI、NheI、BamHI的酶切位点(四种酶的识别序列详见表),标记基因SUC2控制合成蔗糖酶,使P型酵母菌能利用培养基中的蔗糖生存。
限制酶
NcoⅠ
SphⅠ
NheⅠ
BamHⅠ
识别序列和切割位点
C↓CATGG
GCATG↓C
G↓GATCC
G↓CTAGC
(1)图中①过程需要使用___________酶先得到cDNA,再使用___________技术扩增得到S基因。
(2)为使③过程顺利进行,需先使用限制酶___________和___________切割质粒B,选用两种限制酶对新冠病毒的S基因进行切割的目的是___________(答出1点即可)。
(3)图中表示筛选的过程是___________(填编号),筛选时应使用以___________为唯一碳源的培养基。
(4)重组疫苗注入志愿者体内后,S蛋白基因指导合成的S蛋白作为___________,刺激机体产生能与之相结合的抗体,抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是___________(选填“有”或“无”)SARS-CoV-2感染史,理由是________________________________________________________。
21.某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基启动子因)。有人将此质粒载体用BamH I酶切后,与用BamH I酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,原点结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题:
(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有_______________________(答出两点即可)。而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中, 的细胞是不能区分的,其原因是二者均不含氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长。并且含有_______________________________的细胞也是不能区分的,其原因是__________________________。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有__________的固体培养基。
(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自_____________。(填噬菌体或受体细胞)
泉州一中、莆田二中、仙游一中2020—2021学年第二学期期中联考
高二生物试卷参考答案
1.B
【解析】人体中胰岛素基因转录的场所是细胞核,而翻译的场所是细胞质,A错误;DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后的缺口进行“缝合”形成磷酸二酯键,B正确;,大肠杆菌中没有胰岛素产生可能是导入成功但没有表达,C错误;质粒是独立于核DNA之外而自主复制的环状DNA分子分子,所以质粒不属于核基因,D错误。
考点:考查基因工程操作相关的知识。意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
2.B
【分析】1、蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。
2、蛋白质工程的过程:(1)根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
(2)最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
3、蛋白质工程的应用:
(1)通过改造酶的结构,有目的地提高酶的热稳定性;(2)生物工程制药。
【详解】
A、蛋白质工程能按照人们的意愿定向改造蛋白质分子的结构,使之更加符合人类需要,A正确;
B、基因的结构决定蛋白质的结构,因此,要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造基因来完成,而不是直接对蛋白质分子进行操作,B错误;
C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子,C正确;
D、蛋白质工程是在分子水平上对基因直接进行操作,进而改变蛋白质的分子结构,D正确。
故选B。
3.A
【分析】SRY一PCR胚胎性别鉴定技术:利用PCR技术扩增被测胚胎的DNA时,需要以SRY基因的一段核苷酸序列作引物,用被测胚胎的DNA作模板;检测扩增的DNA产物,应采用DNA分子杂交技术。在检测的过程中,需用放射性同位素标记的SRY基因作探针。
【详解】
A、SRY基因控制男性睾丸发育,是决定人类男性性别的基因,是男性特有的基因,位于Y染色体上,A错误;
B、SRY-PCR需要引物,DNA的两条链所需的引物不同,扩增后引物成为新的DNA分子的一部分,所以在SRY-PCR前应制备足量的两种引物和足够数量的dNTP,B正确;
C、SRY-PCR利用了DNA双链复制的原理,C正确;
D、应将PCR产物与胚胎提取物进行DNA分子杂交以鉴定胚胎性别,D正确。故选A。
4.B
【分析】
1、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。
2、基因表达载体的构建:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体链接形成重组DNA分子。
【详解】
A、培育转基因动物成为乳腺生物反应器,除了采用基因工程技术,还需要细胞工程(动物细胞培养)和胚胎工程技术(胚胎移植),A错误;
B、由于转入的目的基因在乳腺中可以高效表达,利用乳腺可以分泌蛋白的特性,所以受体动物进入泌乳期能大量产生人的生长激素,B正确;
C、将重组质粒导入动物受精卵,常通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵,然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物,C错误;
D、构建重组质粒需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,D错误。故选B。
5.B
【分析】1、基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,这一过程称为基因的表达。基因的表达包括转录和翻译两个阶段。转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2、细胞癌变的原因:①外因:主要是三类致癌因子,即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子;②内因:原癌基因和抑癌基因发生基因突变。原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】
A、DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团,细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化,从而影响基因的表达,进而调控细胞分化,A正确;
B、从图中可以看出,基因包括启动子、转录区域、终止子等部分,启动子和转录区域为基因中不同的区段,基因启动子区域被甲基化后,会抑制该基因的转录,因此甲基化的启动子区不易被RNA聚合酶识别并结合,B错误;
C、抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,抑癌基因过量甲基化后,抑癌基因不能正常表达,会导致细胞不正常增殖,C正确;
D、某些DNA甲基化抑制剂,可以抑制抑癌基因过量甲基化,阻止细胞癌变,可作为抗癌药物研发的候选对象,D正确。故选B。
6.A
【详解】1、把植物细胞培养到愈伤组织阶段,在愈伤组织细胞中可以提取人参皂苷;
2、植物组织培养,指在无菌和人工控制的环境条件下,利用适当的培养基,对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养,使其再生细胞或完整植株的技术.
A、利用生物反应器悬浮培养人参细胞,提取人参皂苷,利用的细胞增殖,
B、利用花药离体培养获得植物单倍体植株,利用了植物组织培养技术,
C、将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株,利用了植物组织培养技术,
D、通过植物组织培养获得人工种子并发育成植株,利用了植物组织培养技术,
故BCD所用技术手段相同,A运用的原理与其他各项不同.故选A.
考点:植物培养的条件及过程;人工种子的制备.
7.A
【解析】从图可知,该过程利用的是某种生物的基因组DNA,用限制酶切割后,与载体连接注入到受体菌中,该过程是构建基因组文库,A正确。
考点:本题考查基因工程的操作程序的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,识图能力。
8.B
【分析】1、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2、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→贴满瓶壁的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、采用幼龄动物的组织或器官作为动物细胞培养的材料,原因是幼龄动物生命力旺盛,细胞分裂能力强,A正确;
B、细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2,作用是维持培养液的pH,B错误;
C、原代培养细胞传至10代左右就不容易传下去,细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞能存活传到40~50代,C正确;
D、动物细胞培养可以用于检测有毒物质,既能判断某种物质是否有毒,也能判断毒性的大小,D正确。故选B。
9.A
【详解】
A.a酶可以把原有DNA切成4段,说明有该DNA分子上有3个切口,即a酶的识别序列有3个;b酶把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段,b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段,且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有2个。由以上分析可知,a酶的识别序列有3个,b酶的识别序列有2个,A错误;
B.a酶和b酶识别的脱氧核苷酸序列不同,但切割后产生的黏性末端相同,用DNA连接酶可以将它们连接起来,B正确;
C.限制酶切割的化学键都是磷酸二酯键,C正确;
D.a酶和b酶切割后形成的黏性末端相同,在DNA连接酶的作用下可连接形成AGATCC∥TCTAGG或GGATCT∥CCTAGA。所以用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作,若干循环后,所得DNA分子中AGATCC∥TCTAGG序列会明显增多,D正确。故选A。
10.D
【分析】由图可知,①表示用纤维素酶和果胶酶处理得到原生质体的过程;②③均表示再分化过程。
【详解】
A、原生质体在在30%蔗糖溶液中会失水皱缩,A错误;
B、②诱导芽分化时,需要提高细胞分裂素的比例,B错误;
C、③可以表示诱导根的分化形成幼苗,此时细胞壁已经形成,不需要使用秋水仙素,C错误;
D、原生质体无细胞壁,但由于含有一整套的遗传物质,故具有全能性,D正确。
故选D。
【点睛】植物组织培养时,生长素与细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向:生长素与细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成;生长素/细胞分裂素比例较高时,利于根的分化;生长素/细胞分裂素比例较低时,利于芽的分化。
11.B
【分析】植物体细胞杂交技术:
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。
2、过程:(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。(3)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。(4)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。3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】
A、酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体,操作一般在等渗溶液中进行,A错误;
B、过程①代表原生质体的融合,利用了生物膜的流动性,杂种细胞C中染色体是A和B细胞染色体之和,所可用染色体组型分析可筛选出杂种细胞C,B正确;
C、过程②为脱分化,培养愈伤组织需要在培养基中添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂,C错误;
D、过程③表示再分化,由于杂种细胞发生部分染色体缺失现象,可能含抗性基因的染色体缺失,所以可采用DNA 分子杂交技术鉴定植株是否含有抗性基因,D错误。故选B。
12.B
【分析】基因工程操作中,判断重组质粒是否导入,需要依据质粒上的标记基因即本题中氨苄青霉素抗性基因,因此,筛选导入重组质粒的受体细胞,是根据质粒上的氨苄青霉素抗性基因来进行的,需要利用选择培养基进行筛选。
【详解】
A. 判断重组质粒是否导入,依据质粒上的氨苄青霉素抗性基因(标记基因),所以受体细胞应不含有氨苄青霉素抗性基因,A正确;
B. 若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色,因此如果大肠杆菌的菌落为蓝色,说明lacZ基因没有被破坏,因此pUC118质粒已转入受体菌,但目的基因没有接入运载体,B错误;
C. 选择培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素,这样可以将没有导入目的基因的大肠杆菌淘汰,C正确;
D. 白色菌落的大肠杆菌是转入了目的基因的,所以应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养,D正确。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识,意在考查学生从材料中获取相关信息,并运用这些信息,结合基因工程相关原理解释相关问题的能力。
13.C
【分析】分析题图:图示表示克隆猪的培育及Bcl-2基因转录水平检测流程。图中涉及动物体细胞核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植及PCR技术,其中mRNA→cDNA的X过程为逆转录过程。
【详解】
A、图中A细胞表示去核的卵母细胞,B细胞表示体细胞,A正确;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,在早期胚胎发育的不同时期,细胞分化程度不同,提取的总mRNA存在差异,B正确;
C、通过逆转录获得的cDNA只是克隆猪DNA的一部分,不能用于克隆猪基因组的测序,C错误;
D、cDNA是由细胞中的mRNA逆转录获得,不同胚胎时期细胞的(Bcl-2cDNA)/cDNA比值一定程度上可代表Bcl-2基因的转录水平,D正确。故选C。
14.A
【详解】
A、因为克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体发育而来的,该过程经过了细胞核移植,只能说明分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,A错误;
B、卵母细胞含有丰富的营养物质,且体积比较大,容易操作;同时卵细胞的细胞质中存在促进核基因表达的物质,因此研究中需要使用成熟卵母细胞作为移植核的受体,B正确;
C、克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体,同一个体的细胞的细胞核的基因组是相同的,因此培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同,C正确;
D、克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能,D正确。故选A。
15.C
【详解】
A、使用“生物导弹”,可以适当减少阿霉素用量,A正确;
B、活化的阿霉素是抑制DNA和RNA的合成的,DNA合成是经过DNA的复制,RNA的合成是转录,B正确;
C、根据图形信息阿霉素的活化需要生物导弹携带的碱性磷酸酶,所以在治疗中,应先注射生物导弹再注射非活化磷酸阿霉素,但不能间隔时间太长,因为没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除,C错误;
D、单克隆抗体具有特异性强,灵敏度高可大量制备的特点,根据特异性强这一特点,在该过程中是针对肿瘤细胞的,所以能减轻阿霉素对正常细胞的伤害,D正确。故选C。
16.C
【分析】杂交育种:原理为基因重组,优点是能产生新的基因型,操作简单,缺点是育种时间长。单倍体育种:原理是染色体变异,优点是获得正常个体为纯合子,明显缩短育种年限,缺点是不能从根本上改变原有性状,过程繁琐。
【详解】
A、由题意可知,①②过程均是脱分化,都需要植物激素(生长素和细胞分裂素)的诱导,A正确;
B、单个花药由花药壁(2N)及大量花粉(N)等组分组成,因此③过程可能产生二倍体再生植株,而④过程只能产生单倍体植株,B正确;
C、题图三种途径中,利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的周期短,得到低芥酸油菜新品种(HHGG)的概率高,C错误;
D、减数分裂时,发生联会的染色体是同源染色体,而H基因所在的染色体与G基因所在的染色体为非同源染色体,不会发生联会,D正确。故选C。
17.(1)DNA双链的复制 (2)限制性内切酶和DNA连接酶 终止子
(3)显微注射法避免发生排斥反应
(4)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害
【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】
(1)PCR技术又叫DNA的体外扩增技术,其原理是DNA双链的复制。
(2)过程①表示基因表达载体的构建,该过程需要限制性内切酶和DNA连接酶,连接形成基因表达载体pCDH—CAR上除了目的基因外,还有启动子、终止子、标记基因等,其中终止子可使转录在需要的地方停止下来。
(3)过程②表示导入受体细胞,导入动物细胞常用方法是显微注射法。该方法采用的是患者自身T细胞,而不用异体T细胞,其原因是避免发生排斥反应;
(4)构建好的CAR-T细胞扩增时需要定期更换培养液,这样做的目的是清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识,意在考查考生运用所学基础知识,结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。
18.(1)植体细胞杂交 克服了远缘杂交不亲和的障得
(2)细胞膜的流动性 高尔基体 蔗糖 生长素与细胞分裂素的比例、过程④增加光照
(3)不一定 杂种植株中两个亲本优良性状的基因不一定都能得以表达
【解析】
(1)大豆和玉米是两个不同的物种,图中培育大豆-玉米植株的技术为植物体细胞杂交技术。这种育种方法的优点是克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
(2)图中①是原生质体融合的过程,其利用的原理是细胞膜具有一定的流动性;过程②是杂种细胞再生出细胞壁的过程,植物细跑中与细胞壁形成有关的细是高尔基体。高尔基体是单层的细跑器。过程③是脱分化形成愈伤细织的过程,过程④是再分化形成幼苗的过程。③④过程中的组织细跑都是异养的,需要从培养基中摄取现成的有机物,从培养基中摄取的碳源主要是蔗糖。从③过程到④过程需要更换培养基,其成分的改变之处主要是生长素和细胞分裂素的比例,培养条件也需要改变,过程④形成幼苗可以进行光合作用,所以过程④需要给予一定强度的光照处理。
(3)研究人员利用上述技术得到了幼苗E,但该幼苗不一定能同时表现出两个亲本的所有良性状,原因是杂种植株虽然同时具有两个物种的遗传物质,但未必能使两个亲本优良性状的基因都得以表达。
19.(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液 (3)选择培养基 只有杂交瘤细胞能够生存 连续注射抗原 抗原与抗体的反应具有特异性
(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养
【分析】由图可知,筛选1指用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,筛选2指进行克隆化培养和专一抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】
(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)取小鼠的脾脏,剪碎组织,用胰蛋白酶处理获得单个细胞,加入培养液可以制成单细胞悬液。
(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。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,故筛选所依据的原理是抗原-抗体反应具有特异性。
(4)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。
【点睛】制备单克隆抗体的过程中,需要用到动物细胞融合和动物细胞培养,需要用到两次筛选,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
20.(1)逆转录 PCR (2)NcoⅠ NheⅠ 防止S基因自身环化、防止S基因与运载体反向连接、防止运载体自身环化 (3)⑤ 蔗糖 (4)抗原 无 有SARS-CoV-2感染史的志愿者血清中会存在一定量的相应抗体,对试验结果产生干扰
【分析】基因工程常用的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA分子。
【详解】
(1)利用RNA得到相应DNA的方法为逆转录,起作用的酶为逆转录酶,在体外将DNA扩增的技术是PCR(聚合酶链式反应)
(2)NcoⅠ的识别切割位点为C↓CATGG,NheⅠ的识别切割位点为G↓GATCC,C分子的两端分别有-GATC和GTAC-序列,根据碱基互补配对原则,可知需要用限制酶NcoI、NheI切割质粒B。由于同种限制酶切割得到的DNA片段两端黏性末端相同,用DNA连接配连接时可出现S基因自身环化以及S基因与运载体反向连接的现象,所以常选用两种限制酶对新冠病毒的S基因进行切割,目的是防止基因自身环化、防止S基因与运载体反向连接。
(3)图中表示筛选的过程是⑤(筛选含重组质粒的P型酵母菌)标记基因SUC2控制合成蔗糖酶,使P型酵母菌能利用培养基中的蔗糖生存,筛选时应使用以蔗糖为唯一碳源的培养基。
(4)重组疫苗注入志愿者体内后,S蛋白基因指导合成的S蛋白作为抗原,刺激机体产生特异性免疫过程,机体免疫系统产生能与之相结合的抗体,抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足无SARS-CoV-2感染史,即未感染过新冠病毒,因为感染过新冠病毒的人体内含有对新冠病毒的记忆细胞若注射疫苗会出现二次免疫的特征,即体内的记忆细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞,浆细胞合成并分泌大量的抗体,从而导致无法检测出该疫苗的真正效果。
【点睛】本题以当下热点的新冠病毒问题为依托,考查基因工程和微生物的实验室培养的相关知识点。要求学生理解好限制酶的作用机理。
21.(1)能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点
(2)未被转化的和仅含有环状目的基因 含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者都含氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长 四环素
(3)受体细胞
【分析】(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】
(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有具有标记基因、具有一个或多个限制酶切点、能在受体细胞中复制并稳定保存。而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
(2)由于未被转化的和仅含有环状目的基因的大肠杆菌中不含有氨苄青霉素抗性基因,因此如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,未被转化的和仅含有环状目的基因的大肠杆菌均不能存活,因此两者是不能区分的;含有质粒的大肠杆菌和含重组质粒的大肠杆菌的细胞,由于均含有氨苄青霉素抗性基因,在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长,因此两者也是不能区分的。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有四环素的固体培养基,即含有重组质粒的大肠杆菌在其中不能生长,而含有普通质粒的大肠杆菌能生长。
(3)噬菌体属于病毒,病毒没有细胞结构,其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。
【点睛】本题考查了基因工程的有关知识,要求考生能够识记质粒作为运载体的条件,掌握目的基因检测和鉴定的方法,再结合题干信息准确分析。