陕西省咸阳市武功县2020-2021学年高二下学期生物期中考试试卷
1.(2021高二下·武功期中)科学家发现将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达,产生的干扰素的抗病毒活性为 106μg/mL,只相当于天然产品的十分之一,通过基因定点突变将第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸,结果使大肠杆菌中生产的β一干扰素的抗病性活性提高到108μg/mL,并且比天然β一干扰素的贮存稳定性高很多。此项技术属于( )
A.细胞工程 B.蛋白质工程 C.胚胎工程 D.基因工程
【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】依题意可知,此项技术通过对干扰素基因进行修饰,对现有的干扰素(化学本质是蛋白质)进行改造,以满足人类的需求,因此属于蛋白质工程,B项正确,A、C、D三项均错误。
【分析】1、基因工程又叫DNA重组技术,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、细胞工程包括植物细胞工程和动物细胞工程植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交等技术,动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备等。
3、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.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。
4、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
2.(2021高二下·武功期中)下图为DNA分子的某一片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次为( )
A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.限制酶、DNA连接酶、解旋酶 D.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】①处为氢键,是解旋酶的作用部位;②处为磷酸二酯键,是限制酶的作用部位;③处为两个DNA片段的缺口,是DNA连接酶的作用部位,催化磷酸二酯键的形成,即D正确。
故答案为:D。
【分析】解旋酶:能使DNA分子两条链之间的氢键断裂,使DNA双链打开。
限制酶: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。
DNA连接酶:连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
3.(2021高二下·武功期中)在基因表达载体的构建中,下列说法不正确的是( )
①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子
②启动子是一段有特殊结构的DNA片段,有了它才能驱动基因转录出mRNA
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
④所有基因表达载体的构建是完全相同的
A.②③ B.①④ C.①② D.③④
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等,①错误;
②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA,②正确;
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止,③正确;
④由于受体细胞有植物、动物以及微生物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同,因此基因表达载体的构建是不完全相同的,④错误。
故答案为:B。
【分析】基因表达载体的组成包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
(1)启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;
(2)终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;
(3)标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
4.(2021高二下·武功期中)转基因抗虫棉培育过程中,下列有关目的基因检测与鉴定方法的叙述,错误的是( )
A.检测抗虫基因是否导入——农杆菌转化法
B.检测抗虫基因是否转录——分子杂交技术
C.检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交
D.检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验
【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、将抗虫基因导入受体细胞可以采用农杆菌转化法,但检测目的基因是否导入受体细胞一般采用DNA分子杂交技术,A错误;
B、检测抗虫基因是否转录mRNA,用分子杂交技术,B正确;
C、检测目的基因是否翻译成蛋白质,常用抗原-抗体杂交技术,C正确;
D、检测抗虫蛋白生物功能,可在个体水平进行抗虫接种实验,让害虫来食用棉花叶片,做毒性检测,D正确。
故答案为:A。
【分析】目的基因的检测与鉴定:1.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。2.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。(例:用虫食用棉花,观察其存活情况,来鉴定棉花是否具有抗虫特性)
5.(2021高二下·武功期中)下列关于基因工程工具酶的说法,正确的是( )
A.E.coliDNA连接酶既能够连接平末端,也可以连接黏性末端
B.每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,验证了酶的专一性
C.E.coliDNA连接酶可以连接DNA分子中的氢键
D.限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端,A错误;每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,验证了酶的专一性,B正确;E.coliDNA连接酶可以形成DNA分子片段之间的磷酸二酯键,C错误;限制酶、DNA连接酶是基因工程常用的工具酶,质粒是运输工具,不是酶,D错误。
【分析】基因工程的工具:(1)限制酶: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。(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
6.(2021高二下·武功期中)基因工程的核心是构建基因表达载体,下列不属于载体作用的是( )
A.载体能防止目的基因被受体细胞限制酶“切割”
B.载体能协助目的基因在受体细胞中复制
C.载体含有启动子和终止子协助目的基因表达
D.载体具有标记基因,便于筛选含目的基因的受体细胞
【答案】A
【知识点】基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、载体不能防止目的基因被受体细胞限制酶“切割”,A错误;
B、载体在受体细胞中能够稳定存在,并且自我复制,使目的基因数量扩大,B正确;
C、启动子是RNA聚合酶的识别和结合的位点,能启动转录过程;终止子控制着转录的结束,所以载体含有的启动子和终止子可协助目的基因的表达,C正确;
D、载体具有标记基因,标记基因便于筛选含有目的基因的受体细胞,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用;
(2)基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。启动子是RNA聚合酶的识别和结合的位点,能启动转录过程;终止子控制着转录的结束。2、在基因操作过程中使用运载体有两个目的:
(1)一是用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;
(2)二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。3、作为运载体必需具有四个条件:
(1)在受体细胞中能保存下来并能大量复制;
(2)有一个至多个限制酶切点,而且每种酶切位点最好只有一个;
(3)有一定的标记基因,便于进行筛选;
(4)对受体细胞无害。
7.(2021高二下·武功期中)据研究,新冠病毒表面的S蛋白是其主要的病毒抗原,在康复病人的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。如图为某机构研制新冠病毒疫苗的部分过程。下列叙述中错误的是( )
A.对发热病人进行核酸检测可使用带标记的S基因做探针
B.使用PCR选择性扩增的前提条件是掌握S基因的核苷酸序列
C.过程②通常是将S基因和质粒连接以构建重组表达载体
D.S基因与培养的动物细胞核DNA整合是其稳定遗传的关键
【答案】B
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、对疑似病人进行进行核酸检测时以S基因单链作为探针,若出现杂交链则细胞内有病毒存在,A正确;
B、使用PCR择性扩增的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列,便于根据这一序列合成引物,不需要掌握S基因的全部序列,B错误;
C、过程是基因表达载体的构建,通常是将S基因和质粒用相同的限制性内切酶处理后连接以构建重组表达载体,C正确;
D、S基因整合到细胞核DNA分子中后能使S基因在细胞内稳定存在,是其稳定遗传的关键,D正确。
故答案为:B。
【分析】图①为逆转录过程,以病毒的 RNA为模板合成DNA的过程,通过选择性扩增得到S基因,将S基因和质粒进行重组得到携带S基因的重组表达载体,导入培养的动物细胞后,在细胞内进行表达S蛋白。
8.(2021高二下·武功期中)下列叙述不正确的是( )
A.启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点
B.在基因工程的基本步骤中,不进行碱基互补配对的是将目的基因导入受体细胞
C.细菌常常用作基因工程的受体细胞,主要原因是繁殖速度快
D.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛,可以想象这头牛发生了基因突变
【答案】D
【知识点】基因工程的应用;基因工程的原理;基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,有了它才能驱动基因的转录,A正确;
B、在基因工程的四个基本步骤中,不进行碱基互补配对的是将目的基因导入受体细胞,其它三步均涉及到碱基互补配对,B正确;
C、由于细菌具有繁殖速度非常快、为单细胞、遗传物质相对较少等特点,因此在基因工程技术中,科学家常用细菌作为受体细胞,C正确;
D、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛,这头牛发生了基因重组,D错误。
故答案为:D。
【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.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。
9.(2021高二下·武功期中)下列四个DNA片段,彼此可通过DNA连接酶重组在一起的是( )
A.②④ B.②③ C.③④ D.①②
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】题图中黏性末端②ATGG 和④CCAT正好可以碱基互补配对,可用DNA连接酶将其连接在一起,即A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】DNA经不同限制酶切割后,只有在形成相同的黏性末端时,才可以通过DNA连接酶拼接。
10.(2021高二下·武功期中)基因工程中因受体细胞不同,目的基因导入的方法也不同,下列叙述不正确的是( )
A.将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法
B.将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射法
C.将目的基因导入大肠杆菌细胞内常用基因枪法
D.将目的基因导入烟草细胞内常用农杆菌转化法
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法,A正确;
B、显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法,因此,将目的基因导入老鼠细胞内需要用显微注射法,B正确;
C、Ca2+处理法能使大肠杆菌细胞的生理状态发生改变,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态,故将目的基因导入大肠杆菌,应采用感受态细胞法(Ca2+处理法),C错误;
D、在自然条件下,农杆菌感染双子叶植物和裸子植物,因此农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,但大多数单子叶植物不能用,而烟草为双子叶植物,可以用农杆菌转化法,D正确。
故答案为:C。
【分析】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。
(1)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;
(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;
(3)将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法(Ca2+处理法)。
11.(2021高二下·武功期中)下列关于基因工程应用的叙述,错误的是( )
A.可将外源生长激素基因导入动物细胞内,提高动物的生长速率
B.向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗虫转基因植物
C.可以利用转基因动物作为器官移植的供体
D.利用乳腺生物反应器可使哺乳动物的产奶量增加
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、可将外源生长激素基因导入动物细胞(受精卵)内,提高动物的生长速率,A正确;
B、向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗虫转基因植物,如抗虫棉的培育,B正确;
C、可以利用转基因动物作为器官移植的供体,避免免疫排斥现象的出现,C正确;
D、利用乳腺生物反应器可使哺乳动物的乳汁中含有目的基因产物等,而不是提高产奶量,D错误。
故答案为:D。
【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。
12.(2021高二下·武功期中)下列关于转基因大豆的叙述,不正确的是( )
A.培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B.目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵,也可以是体细胞
C.转基因大豆的种植过程中可能会减少农药等的使用量,生产成本更低
D.固氨菌的固氮基因也是转基因大豆必需的目的基因之一
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、为了减少农药的使用,保护环境,培育转基因大豆过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因,A正确;
B、为育成转基因大豆新品种,导入目的基因时既可以以大豆的受精卵为受体,也可以以大豆的体细胞为受体,但当以体细胞为受体时,还需采用植物组织培养技术,B正确;
C、转基因大豆中抗虫、抗病等抗性基因可以减少农药的使用,既保护了环境,又使生产成本更低,C正确;
D、固氮菌与大豆共生,不需要将固氮基因导入大豆细胞中,所以固氮基因不是目的基因,D错误。
故答案为:D。
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,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。
13.(2021高二下·武功期中)新冠病毒是一种RNA病毒,极易产生变异,其通过表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1,可与S蛋白RBD紧密结合,以干扰新冠病毒的感染。下列有关说法,错误的是( )
A.LCB1的作用效应与抗S蛋白抗体类似
B.可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
C.新冠病毒侵入人体后可在内环境中大量增殖
D.易感人群即使注射疫苗也仍然具有被感染的可能
【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、LCB1能S蛋白结合,干扰新冠病毒对人体细胞的感染,说明其作用与抗体类似,A正确;
B、LCB1自然界中不存在的蛋白质,可能通过蛋白质工程进行设计和生产,B正确;
C、新冠病毒无细胞结构,必需寄生在人体细胞中,C错误;
D、新冠病毒是一种RNA病毒,极易产生变异;易感人群注射疫苗也具有被变异的新冠病毒感染的可能,D正确。
故答案为:C。
【分析】根据题干分析,新冠病毒通过表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染细胞;而蛋白质LCB1可与S蛋白的RBD结合,阻断上述过程,从而干扰新冠病毒的感染。
病原体表面的一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原。新冠病毒表面的S蛋白就是一种抗原。
抗体是机体产生的专门应对抗原的蛋白质,能与相应抗原发生特异性结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
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。、蛋白质工程能够生产自然界中不存在的蛋白质。
14.(2021高二下·武功期中)下图为蛋白质工程流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.图中A为翻译过程 B.图中B为逆转录过程
C.图中E表示目的基因 D.该技术可产生新的蛋白质
【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、由DNA合成mRNA,属于转录,A错误;
B、由mRNA合成氨基酸序列,为翻译,B错误;
C、蛋白质工程的出发点E为预期蛋白质的功能,C错误;
D、蛋白质工程可以合成自然界中没有的新的蛋白质,D正确;
故答案为:D。
【分析】分析图示可以得出,图示中包含中心法则和蛋白质工程的流程图,其中A为转录,B为翻译,下方的途径表示中心法则中蛋白质的合成过程,E为推测预期蛋白质功能,C为分子设计氨基酸序列,后由氨基酸序列合成相关DNA片段,上方的途径为蛋白质工程。
15.(2021高二下·武功期中)在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪项条件一般是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、根据以上分析可知,植物组织培养过程中需要无菌的条件下进行,A不符合题意;
BD、该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化,这就必须要有适宜的养料和激素,必须要有适宜的温度,这样,才能保证细胞进行正常的新陈代谢,BD不符合题意;
C、当植物还在脱分化形成愈伤组织的时候不能进行光合作用,所以自然也就不需要光照,如果有光就不形成愈伤组织,而是形成维管组织,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段.该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化,这就必须要有适宜的养料和激素,必须要有适宜的温度,这样,才能保证细胞进行正常的新陈代谢。②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下,只有在这样的条件下,才能保证培养产生出的细胞是正常细胞,否则培养基内将长出许多霉菌,与离体细胞争夺营养与生存空间,形成不愈伤组织。③由于此阶段形成的是愈伤组织,并没有形成具有根、茎、叶的植物体,因此不需要光照。
16.(2021高二下·武功期中)下图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列操作不正确的是( )
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁
B.原生质体先进行脱分化处理再融合
C.原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养
D.诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株
【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、进行植物细胞的融合,需要先去除细胞壁,获得原生质体,然后诱导融合,A正确;
B、两种植物细胞的原生质体经过诱导融合后形成杂种细胞,杂种细胞再生细胞壁,然后经过脱分化形成愈伤组织,B错误;
C、原生质体融合后,可能形成白菜与白菜的杂交细胞,甘蓝与甘蓝的杂交细胞,白菜与甘蓝的杂交细胞,而我们需要的是白菜与甘蓝的杂交细胞,所以需要经过筛选获得,C正确;
D、获得杂种细胞后需要经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成植株,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交技术
17.(2021高二下·武功期中)通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均不涉及( )
A.细胞呼吸、光合作用 B.细胞的衰老和凋亡
C.减数分裂、受精作用 D.DNA的复制、转录和翻译
【答案】C
【知识点】植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、活细胞都有进行细胞呼吸,幼苗能进行光合作用,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均涉及细胞呼吸和光合作用,A错误;
B、细胞的分裂、分化、衰老和凋亡发生在整个生命进程中,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均涉及细胞的分裂、分化、衰老和凋亡,B错误;
C、减数分裂、受精作用发生在有性生殖过程中,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程为无性繁殖,均不涉及减数分裂、受精作用,C正确;
D、DNA的复制、转录和翻译发生在细胞分裂和分化过程中,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均涉及DNA的复制、转录和翻译,D错误。
故答案为:C。
【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,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等)。②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
18.(2021高二下·武功期中)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,下列相关叙述正确的是( )
A.①阶段体现了细胞的全能性
B.②阶段需生长素,而①阶段需细胞分裂素
C.①阶段细胞进行脱分化
D.此兰花经花药培养所得植株为二倍体
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、①阶段只是形成愈伤组织,并没有形成完整个体或分化成其他各种细胞,因此不能体现细胞的全能性,A错误;
B、①为脱分化过程,②为再分化过程,这两个过程都需要生长素和细胞分裂素,B错误;
C、①阶段细胞进行脱分化,C正确;
D、此兰花经花药培养所得植株为单倍体,D错误。
故答案为:C。
【分析】分析题图:图示表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,其中①为脱分化过程,②为再分化过程,③为植物个体发育过程。
19.(2021高二下·武功期中)辣椒素广泛用于食品保健、医药工业等领域,获得途径如下图。下列叙述错误的是( )
A.植物组织培养的培养基中不需要加入有机营养物质
B.①过程培养基中生长素含量高于细胞分裂素
C.②过程需在光下进行
D.果皮细胞的基因型与外植体基因型相同
【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、在具有叶片分化之前植物细胞不能进行光合作用,所以植物组织培养的培养基中需要加入有机营养物质,A错误;
B、①过程是脱分化过程,所以培养基中生长素含量高于细胞分裂素,B正确;
C、②过程是再分化过程,会产生叶,所以需在光下进行,C正确;
D、由于植物组织培养属于无性生殖过程,所以果皮细胞的基因型与外植体基因型相同,D正确。
故答案为:A。
【分析】分析题图:①和②是植物组织培养过程,其中①是脱分化过程、②是再分化过程。
20.(2021高二下·武功期中)如图所示为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析下列叙述正确的是( )
A.①过程需用到果胶酶、纤维素酶和蛋白酶
B.c细胞只有AABB这一种类型
C.过程④和⑤分别是分化和再分化
D.获得的植物d因为有同源染色体所以可育
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、经①去除植物细胞壁过程,获得的a、b称为原生质体,该过程用到的酶是纤维素酶和果胶酶,A错误;
B、只考虑两两融合,则融合的细胞有三种:AAAA、BBBB、AABB,B错误;
C、过程④和⑤分别是脱分化和再分化,C错误;
D、植物体细胞杂交,获得的植物d,因为有同源染色体可以进行正常的联会配对,能产生正常的配子,所以可育,D正确。
故答案为:D。
【分析】题图分析:图示为植物体细胞杂交技术流程图,其中①是去除植物细胞壁获得原生质体的过程;②是诱导原生质体融合的过程;③是再生形成新的细胞壁的过程;④是脱分化过程,⑤是再分化过程。
21.(2021高二下·武功期中)动物细胞培养包括原代培养和传代培养,下列有关说法正确的是( )
A.原代培养前要用胰蛋白酶处理,传代培养前不需要
B.目前使用的正常细胞通常是10代以内的细胞
C.当细胞培养到大约50代时进行冷冻保存
D.原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在原代培养和传代培养之前均需要胰蛋白酶处理,A错误;
B、目前使用的正常细胞通常为10代以内的细胞,细胞具有正常的二倍体核型,B正确;
C、目前使用或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型,C错误;
D、原代培养和传代培养所需的培养液成分相同,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。2、原代培养:动物组织消化后的初次培养。传代培养:原代培养的细胞由于接触抑制不再分裂,需要重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖,这种培养叫传代培养。
22.(2021高二下·武功期中)下列关于细胞工程的叙述,不正确的是( )
A.使用合成培养基时培养动物细胞时,通常需加入血清或血浆等天然成分
B.动物胚胎细胞核移植的难度要明显高于体细胞核移植
C.动物细胞传代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞
D.培养的癌细胞不存在接触抑制现象
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清或血浆等天然成分, A正确;
B、动物体细胞核移植的难度要明显高于胚胎细胞核移植,其原因是动物体细胞分化程度高,恢复全能性十分困难,B错误;
C、细胞增殖不是无限进行的,原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞,接触抑制,C正确;
D、癌细胞无接触抑制特征,因此可无限增殖,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养的条件: (1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(CO2的作用是维持培养液的pH)。
23.(2021高二下·武功期中)下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述,错误的是( )
A.细胞核移植的受体细胞最好是受精卵
B.目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法
C.用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞
D.哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植
【答案】A
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、细胞核移植的受体细胞最好是去核的卵母细胞,原因是:体积大,容易操作,卵母细胞的细胞质内含有促进细胞核全能性表达的物质,A错误;
B、目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法,B正确;
C、传代10代以内的细胞保持正常的二倍体核型,遗传物质没有发生改变,用传代10代以内的细胞用于核移植的供体细胞,C正确;
D、哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,D正确。
故答案为:A。
【分析】本题考查动物细胞的核移植技术等相关内容。动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
24.(2021高二下·武功期中)下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是( )
A.通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养
B.在原代培养过程中,细胞在培养液中悬浮生长和增殖
C.发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞
D.动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】通常将动物组织细胞消化后的初次培养称为原代培养,A正确;在原代培养过程中,细胞会出现贴壁生长的特点,B错误;发生接触抑制时,需要再次使用胰蛋白酶处理细胞,制成细胞修复液,C正确;动物细胞培养时,要求培养瓶或培养皿的内表面要光滑、无毒,易于贴附,D正确。
【分析】动物细胞培养过程中涉及的几个概念:(1)原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞;(2)传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养;(3)细胞株: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,这部分细胞称为细胞株;(4)细胞系:细胞株传到50左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以在培养条件下无限制的传代下去,这部分细胞称为细胞系。
25.(2021高二下·武功期中)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵人人体,引起肺炎。单克隆抗体可阻断病毒融合的粘附或人侵,故抗体药物的研发已成为治疗HAT筛选新冠肺炎的研究热点之一。图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射刺突蛋白免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞产生抗体和浆细胞
B.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,用于疾病的诊断
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
【答案】B
【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】A、研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射刺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正确;
B、经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。
故答案为:B。
【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。
26.(2021高二下·武功期中)下列关于动物细胞培养技术应用的叙述,错误的是( )
A.可用于检测某种物质的毒性
B.可通过培养各种病变细胞,用于药理等方面的研究
C.可通过动物细胞的大规模培养来生产病毒疫苗、干扰素等
D.经过脱分化,再分化,可构建人造皮肤
【答案】D
【知识点】动物细胞工程的常用技术与应用
【解析】【解答】A、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,A正确;
B、科学家培养正常或各种病变的细胞,用于生理、病理、药理等方面的研究,B正确;
C、动物细胞培养技术可用于大规模生产有重要价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等,C正确;
D、动物细胞培养没有脱分化与再分化过程,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养技术的应用:
(1)生产有重要价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
(2)基因工程中受体细胞的培养。
(3)用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。
(4)科学家培养正常或各种病变的细胞,用于生理、病理、药理等方面的研究,如用于筛选抗癌药物等,为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。
27.(2021高二下·武功期中)中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型,研究疾病机理,研发诊治药物带来光明前景。如图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述不正确的是( )
A.该过程属于无性繁殖,体现了动物细胞核具有全能性
B.图中的卵子实际上是次级卵母细胞
C.③过程是动物胚胎的体外培养过程,需无菌、无毒环境
D.中中、华华的性别由纤维细胞的遗传物质决定
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、该过程没有经过精卵的结合,属于无性繁殖过程,重组细胞能发育成完整个体说明动物细胞核具有全能性,A正确;
B、图中的卵子实际上是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞,B正确;
C、③过程是动物胚胎移植过程,②过程是动物胚胎的体外培养过程,C错误;
D、中中、华华是由重组细胞发育而来,其细胞核内的遗传物质来自纤维细胞,因此性别由纤维细胞的遗传物质决定,D正确。
故答案为:C。
【分析】动物细胞核移植技术是将动物的细胞核移入一个去核卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。分析图示可知,①为将纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,②为对重组细胞进行体外培养,发育成新胚胎,再进行③胚胎移植过程,最终获得克隆猴。
28.(2021高二下·武功期中)体细胞核移植技术在畜牧业,医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述,错误的是( )
A.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白
B.以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等,可避免免疫排斥反应
C.体细胞核移植技术发展到今天,已经相当成熟,成功率较高
D.有研究者指出,绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、脏器缺陷,免疫失调等
【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白,A正确;
B、以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等,可避免免疫排斥反应,B正确;
C、尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物,但该技术的成功率仍然非常低,各个技术环节也有待进一步改进,C错误;
D、有研究者指出,绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、脏器缺陷,免疫失调等,D正确。
故答案为:C。
【分析】体细胞核移植技术的应用:
(1)畜牧业:可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;
(2)保护濒危物种:可望利用体细胞核移植技术增加濒危动物的存活数量;
(3)医药卫生:转基因克隆动物可作为生物反应器,生产珍贵医用蛋白;转基因克隆动物细胞、组织和器官可作为异种移植的供体;人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化,形成相应的组织、器官后,可用于组织器官的移植;
(4)其他领域:研究克隆动物和克隆细胞可使人类深入了解胚胎发育及衰老过程;用克隆动物做疾病模型能使人们更好追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病;
存在问题:成功率低,克隆技术的各个环节有待进一步改进.绝大多数克隆动物还存在健康问题,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等;对克隆动物食品的安全性问题也存有争议。
29.(2021高二下·武功期中)如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。有关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养选用的培养材料大多为动物的受精卵
B.原代培养和传代培养的分界点是曲线中B点
C.细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸
D.培养过程中细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养选用材料多为早期胚胎组织或幼龄动物的组织器官, A错误;
B、AB段细胞几乎生长停滞,可能发生了接触抑制,原代培养和传代培养的分界点是曲线中B点,B正确;
C、细胞培养过程中,培养液中通入5%的CO2是为了维持培养液的pH,C错误;
D、培养过程中,会出现细胞接触抑制,不会形成多层细胞,D错误。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养指从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
30.(2021高二下·武功期中)某研究人员欲利用核移植技术来治疗糖尿病,提出了如图所示的方案。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞体外培养的适宜pH一般为7.2~7.4
B.图中所用的①一般选择原代培养10代以内的细胞
C.图中所用的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期
D.图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生基因突变
【答案】D
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、细胞体外培养的适宜温度和动物体温相近,哺乳动物动物多以36.5±0.5℃为宜,多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4,A正确;
B、原代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍核型,因此动物细胞核移植的供体细胞一般都选用原代培养10代以内的细胞,B正确;
C、动物细胞核移植所用的去核卵母细胞,一般处于减数第二次分裂中期,C正确;
D、图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生细胞分化,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
(3)温度以36.5±0.5℃为宜、适宜pH为7.2-7.4。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH。)
31.(2021高二下·武功期中)回答下列有关基因工程的问题:
(1)基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗的目的。干扰素基因缺失的小鼠不能产生成熟淋巴细胞,科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失的小鼠进行了基因治疗。
Ⅰ.为使干扰素基因在小鼠细胞中高效表达需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入基因表达载体的 之间。
Ⅱ.将干扰基因导入胚胎干细胞的常用方法是 ,采用 可以鉴定目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA分子上。再将能正常表达干扰素的细胞转入到小鼠体内,这种基因治疗方法称为 。
(2)苦荞是一种有名的经济植物,其含有的黄酮类化合物具有降血糖、降血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。有人把经修饰的CHS基因导苦荞细胞中,培育高产黄酮苦荞品系。
Ⅲ.过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为 。这种酶主要有两类,一类是从T4噬菌体中分离得到的,另一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为 。
Ⅳ.图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的常用方法为 ,对过程②操作前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其成为感受态细胞。
【答案】(1)启动子和终止子;显微注射技术;DNA分子杂交;体外基因治疗
(2)DNA连接酶;E.coliDNA连接酶;农杆菌转化法
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】Ⅰ.干扰素基因为目的基因,需要由载体携带进入小鼠细胞高效表达,构建重组DNA分子时,需要将干扰素基因片段正确插入基因表达载体的启动子和终止子之间。
Ⅱ.将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射技术;采用DNA分子杂交可以鉴定目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA分子上;将能正常表达干扰素的转基因细胞转入到小鼠体内,这种基因治疗方法称为体外基因治疗。
.Ⅲ过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒过程中,将不同的DNA片段进行了连接,需要利用的酶为DNA连接酶。这种酶主要有两类,一类T4DNA连接酶,一种是E·coli DNA连接酶。
Ⅳ.当受体细胞为植物细胞时,常用农杆菌转化法,所以图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的常用方法为农杆菌转化法;过程②为目的基因导入农杆菌,一般常用Ca2+处理细胞,这样做的目的是使细胞处于一种能够吸收周围环境中的DNA 分子的感受态细胞。
【分析】1、基因工程四步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。2、基因重组操作中构建基因表达载体的目的是将目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时目的基因能够表达和发挥作用。一个完整的基因表达载体包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因。3、将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是脓杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。4、当受体细胞是大肠杆菌时常用Ca2+处理细胞,这样做的目的是使细胞处于一种能够吸收周围环境中的DNA 分子的感受态细胞。5、目的基因的检测:转基因生物的 DNA 是否插入了目的基因(DNA分子杂交技术);目的基因是否转录出了 mRNA(分子杂交技术);目的基因是否翻译成蛋白质(抗原-抗体杂交);个体生物学水平鉴定。
32.(2021高二下·武功期中)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其部分染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株,流程图如图所示。请回答下列问题:
(1)花椰菜与野生黑芥之间存在 。上述操作中融合的原生质体可能有 种(只考虑两两融合)。所得的杂种植株不完全具有花椰菜与野生黑芥的全部遗传基因,原因可能是在细胞分裂时 。
(2)植物体细胞杂交技术的原理是 。人工诱导细胞融合的物理方法包括 等。过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)④过程中通过调节 的比例对组织培养进行调控,从而诱导形成完整植株,整个过程是在 条件下完成的。对杂种植株进行 接种的实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
【答案】(1)生殖隔离(杂交不亲和);3;部分染色体片段不能复制,因而不能传递给子细胞
(2)细胞膜一定的流动性和细胞的全能性;离心、振动、电激;叶绿体
(3)生长素和细胞分裂素;无菌和人工控制;黑腐病菌
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】(1)花椰菜与野生黑芥是不同的物种,它们之间存在生殖隔离(杂交不亲和),不能进行有性杂交。融合的原生质体可能有3种,分别是花椰菜与花椰菜的原生质体融合,野生黑芥与野生黑芥的原生质体融合以及花椰菜与野生黑芥的原生质体融合。由于在细胞分裂中,部分染色体片段不能复制,不能传递给子细胞,所以所得的杂种植株不完全具有花椰菜与野生黑芥的全部遗传基因。
(2)植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜一定的流动性和细胞的全能性。人工诱导细胞融合的物理方法包括离心、振动、电激等。用于融合的两个细胞,一个是黑芥苗的叶肉细胞,一个是花椰菜的根部细胞,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,因此可通过用光学显微镜观察叶绿体的有无,作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)④过程中通过调节生长素和细胞分裂素的比例对组织培养进行调控,从而诱导形成完整植株,整个过程是在无菌和人工控制条件下完成的。对杂种植株进行黑腐病菌接种的实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
【分析】题图为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程,其中①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程,②表示诱导原生质体融合的过程,③表示脱分化形成愈伤组织的过程,④表示再分化形成植株的过程,最后对杂种植株接种黑腐病菌,筛选出具有高抗性的杂种植株。
33.(2021高二下·武功期中)科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖控制基因(prG),该基因能激发许多动物的细胞进行分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的途径。如图一是将无限增殖控制基因(prG)直接导入B细胞获得单克隆抗体的思路;图二是通过细胞核移植技术构建重组质粒来制备单克隆抗体的思路。请回答以下问题:
(1)图一中的酶A是指 ,酶B是指 。
(2)图二中构建重组细胞时,选用了细胞甲的细胞质是因为 ,图中的乙细胞是 。重组细胞进行体外细胞培养获得的细胞群称为 。
(3)利用杂交瘤技术制备单克隆抗体时,诱导细胞融合常用的诱导因素有 等。诱导后需进行两次筛选,第一次筛选的目的是 ,第二次筛选的目的是 。
【答案】(1)限制性核酸内切酶(或限制酶);DNA连接酶
(2)细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因(prG);浆细胞(或效应B细胞或已免疫的B细胞);细胞系
(3)聚乙二醇、电激、灭活病毒;筛选出杂交瘤细胞;筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【知识点】动物细胞核移植技术;单克隆抗体的制备过程;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)在基因工程中,获取目的基因和质粒需要使用酶A,即限制酶,然后在酶B,即DNA连接酶的作用下将切割形成的末端连接起来形成重组质粒。
(2)分析图二,用细胞核移植技术构建重组细胞来制备单克隆抗体。构建的重组细胞需要即能无限增殖,又能产生专一地抗体,所以构建时,需用无限增殖细胞甲的细胞质,由题可知细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因(prG)。选取浆细胞(效应B细胞)的细胞核进行移植。重组细胞进行体外细胞培养,提供水、无机盐、碳源、氮源、动物血清等营养物质,杂种细胞能无限繁殖,获得的细胞群称为细胞系。
(3)利用杂交瘤技术制备单克隆抗体,诱导细胞融合的方法是PEG(聚乙二醇)、灭活的病毒、电激等促进动物细胞融合,诱导后需进行两次筛选,第一次筛选出细胞甲和浆细胞融合的杂交瘤细胞,第二次筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【分析】据图一分析,用酶A(限制酶)处理供体DNA分离出无限增殖调控基因,用同种酶切割质粒形成相同的黏性末端,用酶B(DNA连接酶)处理形成重组质粒,导入Ⅱ(效应B细胞),形成重组细胞Ⅲ。图二表示核移植技术,去掉无限增殖细胞的细胞核,移植B淋巴细胞的细胞核,形成杂种细胞。
34.(2021高二下·武功期中)长寿是个永恒的话题。现今医学界对于人类衰老的研究大多围绕人体内在功能性衰退展开。近期,某研究团队在《科学》杂志上刊登的一项研究成果表明:当T淋巴细胞的代谢能力发生变化时,体内积累的炎症会让动物未老先衰,出现各种“老年病”。请回答下列问题:
(1)幼年时T细胞一般来源于 (细胞名称),成熟于 (器官)。
(2)研究发现,衰老现象的发生与免疫细胞的数目和功能的消减有关,特别是T细胞生成减少。于是有科学家提出向人体内适当输入T细胞,延缓衰老。怎样利用人体细胞培养出T淋巴细胞呢 请参考多利羊的培养过程,完成下列流程图的设计。
A代表的是 ,B代表的方法是 。可利用该方法激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。培养到早期胚胎阶段是为了获得 ,然后再定向诱导形成T淋巴细胞。
(3)细胞培养的过程中,要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境中,通常要在细胞培养液中添加一定量的 。培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含有 的混合气体的培养箱中进行培养。培养液中除了营养物质外还要添加一定量的 等天然成分。
【答案】(1)造血干细胞;胸腺
(2)去核的卵母细胞;物理或化学方法(或电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂);胚胎干细胞
(3)抗生素;95%空气加5%CO2;血清、血浆
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】(1)T细胞由骨髓中的造血干细胞增殖分化产生,并迁移到胸腺中发育成熟。胸腺是T细胞生成与集中分布的场所,成年后胸腺开始退化。
(2)核移植技术中,重组细胞是由体细胞核和去核的卵母细胞重组形成的,因此,A代表的是去核的卵母细胞,B代表的方法是物理或化学方法(或电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂)。即
重组细胞在物理或化学方法的刺激下增殖、分化,形成早期胚胎。培养到早期胚胎阶段是为了获得胚胎干细胞,胚胎干细胞是全能干细胞,然后经过能定向诱导可分化成为各种细胞。
(3)动物细胞培养过程中首先要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境中,培养液中除了营养物质外还要添加一定量的血清、血浆等天然成分;细胞培养时通常采用培养温或松盖培养瓶,将其置于含有95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养;为防止培养过程中杂菌污染,通常要在细胞培养液中添加一定量的抗生素。
【分析】1.动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。2.动物细胞核移植技术是指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:动物细胞核的全能性。
35.(2021高二下·武功期中)疫苗是终结病毒肆虐的有利武器,新冠病毒(2019-nCoV) 主要通过其表面刺突蛋白S与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。以下为几种不同途径生产疫苗的方法:
方法 技术路线
腺病毒载体重组疫苗 刺突蛋白基因→腺病毒基因表达载体→人体
基因工程疫苗 刺突蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→刺突蛋白→人体
单克隆抗体 免疫小鼠的B淋巴细胞+骨髓瘤细胞→杂交瘤细胞→单克隆抗体
(1)新型冠状病毒侵入人体内寄生在宿主细胞中, 能 识别被寄生的宿主细胞,并与之密切接触,而使其裂解死亡,新型冠状病毒被释放出来,而后会被 免疫产生的 所凝集,
使之失去侵染能力,最后被吞噬细胞吞噬消化。
(2)如图为通过基因工程制备新冠病毒(2019-nCoV) 表面抗原S蛋白,从而获得新冠疫苗的过程。新冠病毒为RNA病毒,其遗传物质不能直接拼接到质粒上,因此在制备以上疫苗时需先通过① 过
程获得相应的DNA。得到的S基因两端的酶切位点如图1,与载体连接时需用 酶对 目的基因和载体进行切割后进行连接,避免目的基因和运载体DNA发生自身环化。
(3)疫情早期,由于缺乏特异性治疗感染的有效手段,血浆疗法成为治疗部分重症、危重型患者的一丝希望。但康复患者的血浆抗体存在 的缺点,使单克隆抗体药物成为重要的研发方向。研究人员从康复者血液中筛选免疫的B淋巴细胞,通过生物诱导剂 使其与骨髓瘤细胞融合,
融合成功的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和 , 经多次筛选,才可以获得能分泌所需抗体的细胞。
【答案】(1)效应T细胞;体液;抗体
(2)逆转录;BamHI和EcoRI
(3)产量低、纯度低、特异性差;灭活的病毒;抗体检测(专抗体阳性检测)
【知识点】基因工程的应用;体液免疫
【解析】【解答】(1)新型冠状病毒侵入人体后会引起人体的特异性免疫反应,病毒刺激B细胞增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,浆细胞可以产生抗体,抗体可以特异性的结合病毒。但是当病毒侵入宿主细胞后,就需要效应T细胞识别被病毒入侵的的宿主细胞,并与之密切接触,而使其裂解死亡并释放病毒,病毒被释放出来后会被体液免疫产生的抗体所凝集,
使之失去侵染能力,最后被吞噬细胞吞噬消化。
(2)如图为通过基因工程制备新冠病毒(2019-nCoV) 表面抗原S蛋白的过程,新冠病毒为RNA病毒,而质粒为DNA。二者不能直接连接,因此在制备以上疫苗时需先通过逆转录过程将病毒的RNA逆转录成相应的S基因(DNA)。得到的S基因只有利用两端BamHI和EcoRI两个酶切位点可以切下完整的S基因序列,所以与载体连接时需用BamHI和EcoRI两种酶对目的基因和载体进行切割。因为两种酶切割形成的粘性末端是不一样的,所以可以避免目的基因和运载体发生自身环化。
(3)康复者血浆中的抗体可以用于治疗新冠病毒的感染,但是患者体内血浆抗体产量低、纯度低、特异性差,而单克隆抗体可以避免这些缺点。单克隆抗体制备方法:从康复者血液中筛选免疫的B淋巴细胞,通过灭活病毒的诱导使其与骨髓瘤细胞融合, 融合成功的杂交瘤细胞在适宜的条件下进行筛选、克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可以获得能分泌所需抗体且具有增殖能力的细胞,从而进行该抗体的大量生产。
【分析】1、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表位的抗体。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B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为B细胞杂交瘤。2、“分子运输车"—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。
1 / 1陕西省咸阳市武功县2020-2021学年高二下学期生物期中考试试卷
1.(2021高二下·武功期中)科学家发现将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达,产生的干扰素的抗病毒活性为 106μg/mL,只相当于天然产品的十分之一,通过基因定点突变将第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸,结果使大肠杆菌中生产的β一干扰素的抗病性活性提高到108μg/mL,并且比天然β一干扰素的贮存稳定性高很多。此项技术属于( )
A.细胞工程 B.蛋白质工程 C.胚胎工程 D.基因工程
2.(2021高二下·武功期中)下图为DNA分子的某一片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次为( )
A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.限制酶、DNA连接酶、解旋酶 D.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
3.(2021高二下·武功期中)在基因表达载体的构建中,下列说法不正确的是( )
①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子
②启动子是一段有特殊结构的DNA片段,有了它才能驱动基因转录出mRNA
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
④所有基因表达载体的构建是完全相同的
A.②③ B.①④ C.①② D.③④
4.(2021高二下·武功期中)转基因抗虫棉培育过程中,下列有关目的基因检测与鉴定方法的叙述,错误的是( )
A.检测抗虫基因是否导入——农杆菌转化法
B.检测抗虫基因是否转录——分子杂交技术
C.检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交
D.检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验
5.(2021高二下·武功期中)下列关于基因工程工具酶的说法,正确的是( )
A.E.coliDNA连接酶既能够连接平末端,也可以连接黏性末端
B.每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,验证了酶的专一性
C.E.coliDNA连接酶可以连接DNA分子中的氢键
D.限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶
6.(2021高二下·武功期中)基因工程的核心是构建基因表达载体,下列不属于载体作用的是( )
A.载体能防止目的基因被受体细胞限制酶“切割”
B.载体能协助目的基因在受体细胞中复制
C.载体含有启动子和终止子协助目的基因表达
D.载体具有标记基因,便于筛选含目的基因的受体细胞
7.(2021高二下·武功期中)据研究,新冠病毒表面的S蛋白是其主要的病毒抗原,在康复病人的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。如图为某机构研制新冠病毒疫苗的部分过程。下列叙述中错误的是( )
A.对发热病人进行核酸检测可使用带标记的S基因做探针
B.使用PCR选择性扩增的前提条件是掌握S基因的核苷酸序列
C.过程②通常是将S基因和质粒连接以构建重组表达载体
D.S基因与培养的动物细胞核DNA整合是其稳定遗传的关键
8.(2021高二下·武功期中)下列叙述不正确的是( )
A.启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点
B.在基因工程的基本步骤中,不进行碱基互补配对的是将目的基因导入受体细胞
C.细菌常常用作基因工程的受体细胞,主要原因是繁殖速度快
D.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛,可以想象这头牛发生了基因突变
9.(2021高二下·武功期中)下列四个DNA片段,彼此可通过DNA连接酶重组在一起的是( )
A.②④ B.②③ C.③④ D.①②
10.(2021高二下·武功期中)基因工程中因受体细胞不同,目的基因导入的方法也不同,下列叙述不正确的是( )
A.将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法
B.将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射法
C.将目的基因导入大肠杆菌细胞内常用基因枪法
D.将目的基因导入烟草细胞内常用农杆菌转化法
11.(2021高二下·武功期中)下列关于基因工程应用的叙述,错误的是( )
A.可将外源生长激素基因导入动物细胞内,提高动物的生长速率
B.向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗虫转基因植物
C.可以利用转基因动物作为器官移植的供体
D.利用乳腺生物反应器可使哺乳动物的产奶量增加
12.(2021高二下·武功期中)下列关于转基因大豆的叙述,不正确的是( )
A.培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B.目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵,也可以是体细胞
C.转基因大豆的种植过程中可能会减少农药等的使用量,生产成本更低
D.固氨菌的固氮基因也是转基因大豆必需的目的基因之一
13.(2021高二下·武功期中)新冠病毒是一种RNA病毒,极易产生变异,其通过表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1,可与S蛋白RBD紧密结合,以干扰新冠病毒的感染。下列有关说法,错误的是( )
A.LCB1的作用效应与抗S蛋白抗体类似
B.可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
C.新冠病毒侵入人体后可在内环境中大量增殖
D.易感人群即使注射疫苗也仍然具有被感染的可能
14.(2021高二下·武功期中)下图为蛋白质工程流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.图中A为翻译过程 B.图中B为逆转录过程
C.图中E表示目的基因 D.该技术可产生新的蛋白质
15.(2021高二下·武功期中)在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪项条件一般是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
16.(2021高二下·武功期中)下图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列操作不正确的是( )
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁
B.原生质体先进行脱分化处理再融合
C.原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养
D.诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株
17.(2021高二下·武功期中)通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均不涉及( )
A.细胞呼吸、光合作用 B.细胞的衰老和凋亡
C.减数分裂、受精作用 D.DNA的复制、转录和翻译
18.(2021高二下·武功期中)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,下列相关叙述正确的是( )
A.①阶段体现了细胞的全能性
B.②阶段需生长素,而①阶段需细胞分裂素
C.①阶段细胞进行脱分化
D.此兰花经花药培养所得植株为二倍体
19.(2021高二下·武功期中)辣椒素广泛用于食品保健、医药工业等领域,获得途径如下图。下列叙述错误的是( )
A.植物组织培养的培养基中不需要加入有机营养物质
B.①过程培养基中生长素含量高于细胞分裂素
C.②过程需在光下进行
D.果皮细胞的基因型与外植体基因型相同
20.(2021高二下·武功期中)如图所示为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析下列叙述正确的是( )
A.①过程需用到果胶酶、纤维素酶和蛋白酶
B.c细胞只有AABB这一种类型
C.过程④和⑤分别是分化和再分化
D.获得的植物d因为有同源染色体所以可育
21.(2021高二下·武功期中)动物细胞培养包括原代培养和传代培养,下列有关说法正确的是( )
A.原代培养前要用胰蛋白酶处理,传代培养前不需要
B.目前使用的正常细胞通常是10代以内的细胞
C.当细胞培养到大约50代时进行冷冻保存
D.原代培养和传代培养所需要的培养液成分不同
22.(2021高二下·武功期中)下列关于细胞工程的叙述,不正确的是( )
A.使用合成培养基时培养动物细胞时,通常需加入血清或血浆等天然成分
B.动物胚胎细胞核移植的难度要明显高于体细胞核移植
C.动物细胞传代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞
D.培养的癌细胞不存在接触抑制现象
23.(2021高二下·武功期中)下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述,错误的是( )
A.细胞核移植的受体细胞最好是受精卵
B.目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法
C.用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞
D.哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植
24.(2021高二下·武功期中)下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是( )
A.通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养
B.在原代培养过程中,细胞在培养液中悬浮生长和增殖
C.发生接触抑制时需要再次使用胰蛋白酶处理细胞
D.动物细胞培养时要求培养瓶或培养皿内表面光滑
25.(2021高二下·武功期中)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵人人体,引起肺炎。单克隆抗体可阻断病毒融合的粘附或人侵,故抗体药物的研发已成为治疗HAT筛选新冠肺炎的研究热点之一。图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射刺突蛋白免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞产生抗体和浆细胞
B.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,用于疾病的诊断
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
26.(2021高二下·武功期中)下列关于动物细胞培养技术应用的叙述,错误的是( )
A.可用于检测某种物质的毒性
B.可通过培养各种病变细胞,用于药理等方面的研究
C.可通过动物细胞的大规模培养来生产病毒疫苗、干扰素等
D.经过脱分化,再分化,可构建人造皮肤
27.(2021高二下·武功期中)中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆,成功获得“中中”和“华华”两姐妹,突破了现有技术无法体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题,为建立人类疾病的动物模型,研究疾病机理,研发诊治药物带来光明前景。如图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述不正确的是( )
A.该过程属于无性繁殖,体现了动物细胞核具有全能性
B.图中的卵子实际上是次级卵母细胞
C.③过程是动物胚胎的体外培养过程,需无菌、无毒环境
D.中中、华华的性别由纤维细胞的遗传物质决定
28.(2021高二下·武功期中)体细胞核移植技术在畜牧业,医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述,错误的是( )
A.利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白
B.以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等,可避免免疫排斥反应
C.体细胞核移植技术发展到今天,已经相当成熟,成功率较高
D.有研究者指出,绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、脏器缺陷,免疫失调等
29.(2021高二下·武功期中)如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。有关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养选用的培养材料大多为动物的受精卵
B.原代培养和传代培养的分界点是曲线中B点
C.细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸
D.培养过程中细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
30.(2021高二下·武功期中)某研究人员欲利用核移植技术来治疗糖尿病,提出了如图所示的方案。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞体外培养的适宜pH一般为7.2~7.4
B.图中所用的①一般选择原代培养10代以内的细胞
C.图中所用的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期
D.图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生基因突变
31.(2021高二下·武功期中)回答下列有关基因工程的问题:
(1)基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗的目的。干扰素基因缺失的小鼠不能产生成熟淋巴细胞,科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失的小鼠进行了基因治疗。
Ⅰ.为使干扰素基因在小鼠细胞中高效表达需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入基因表达载体的 之间。
Ⅱ.将干扰基因导入胚胎干细胞的常用方法是 ,采用 可以鉴定目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA分子上。再将能正常表达干扰素的细胞转入到小鼠体内,这种基因治疗方法称为 。
(2)苦荞是一种有名的经济植物,其含有的黄酮类化合物具有降血糖、降血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。有人把经修饰的CHS基因导苦荞细胞中,培育高产黄酮苦荞品系。
Ⅲ.过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为 。这种酶主要有两类,一类是从T4噬菌体中分离得到的,另一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为 。
Ⅳ.图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的常用方法为 ,对过程②操作前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其成为感受态细胞。
32.(2021高二下·武功期中)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其部分染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株,流程图如图所示。请回答下列问题:
(1)花椰菜与野生黑芥之间存在 。上述操作中融合的原生质体可能有 种(只考虑两两融合)。所得的杂种植株不完全具有花椰菜与野生黑芥的全部遗传基因,原因可能是在细胞分裂时 。
(2)植物体细胞杂交技术的原理是 。人工诱导细胞融合的物理方法包括 等。过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)④过程中通过调节 的比例对组织培养进行调控,从而诱导形成完整植株,整个过程是在 条件下完成的。对杂种植株进行 接种的实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
33.(2021高二下·武功期中)科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖控制基因(prG),该基因能激发许多动物的细胞进行分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的途径。如图一是将无限增殖控制基因(prG)直接导入B细胞获得单克隆抗体的思路;图二是通过细胞核移植技术构建重组质粒来制备单克隆抗体的思路。请回答以下问题:
(1)图一中的酶A是指 ,酶B是指 。
(2)图二中构建重组细胞时,选用了细胞甲的细胞质是因为 ,图中的乙细胞是 。重组细胞进行体外细胞培养获得的细胞群称为 。
(3)利用杂交瘤技术制备单克隆抗体时,诱导细胞融合常用的诱导因素有 等。诱导后需进行两次筛选,第一次筛选的目的是 ,第二次筛选的目的是 。
34.(2021高二下·武功期中)长寿是个永恒的话题。现今医学界对于人类衰老的研究大多围绕人体内在功能性衰退展开。近期,某研究团队在《科学》杂志上刊登的一项研究成果表明:当T淋巴细胞的代谢能力发生变化时,体内积累的炎症会让动物未老先衰,出现各种“老年病”。请回答下列问题:
(1)幼年时T细胞一般来源于 (细胞名称),成熟于 (器官)。
(2)研究发现,衰老现象的发生与免疫细胞的数目和功能的消减有关,特别是T细胞生成减少。于是有科学家提出向人体内适当输入T细胞,延缓衰老。怎样利用人体细胞培养出T淋巴细胞呢 请参考多利羊的培养过程,完成下列流程图的设计。
A代表的是 ,B代表的方法是 。可利用该方法激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。培养到早期胚胎阶段是为了获得 ,然后再定向诱导形成T淋巴细胞。
(3)细胞培养的过程中,要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境中,通常要在细胞培养液中添加一定量的 。培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含有 的混合气体的培养箱中进行培养。培养液中除了营养物质外还要添加一定量的 等天然成分。
35.(2021高二下·武功期中)疫苗是终结病毒肆虐的有利武器,新冠病毒(2019-nCoV) 主要通过其表面刺突蛋白S与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。以下为几种不同途径生产疫苗的方法:
方法 技术路线
腺病毒载体重组疫苗 刺突蛋白基因→腺病毒基因表达载体→人体
基因工程疫苗 刺突蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→刺突蛋白→人体
单克隆抗体 免疫小鼠的B淋巴细胞+骨髓瘤细胞→杂交瘤细胞→单克隆抗体
(1)新型冠状病毒侵入人体内寄生在宿主细胞中, 能 识别被寄生的宿主细胞,并与之密切接触,而使其裂解死亡,新型冠状病毒被释放出来,而后会被 免疫产生的 所凝集,
使之失去侵染能力,最后被吞噬细胞吞噬消化。
(2)如图为通过基因工程制备新冠病毒(2019-nCoV) 表面抗原S蛋白,从而获得新冠疫苗的过程。新冠病毒为RNA病毒,其遗传物质不能直接拼接到质粒上,因此在制备以上疫苗时需先通过① 过
程获得相应的DNA。得到的S基因两端的酶切位点如图1,与载体连接时需用 酶对 目的基因和载体进行切割后进行连接,避免目的基因和运载体DNA发生自身环化。
(3)疫情早期,由于缺乏特异性治疗感染的有效手段,血浆疗法成为治疗部分重症、危重型患者的一丝希望。但康复患者的血浆抗体存在 的缺点,使单克隆抗体药物成为重要的研发方向。研究人员从康复者血液中筛选免疫的B淋巴细胞,通过生物诱导剂 使其与骨髓瘤细胞融合,
融合成功的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和 , 经多次筛选,才可以获得能分泌所需抗体的细胞。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】依题意可知,此项技术通过对干扰素基因进行修饰,对现有的干扰素(化学本质是蛋白质)进行改造,以满足人类的需求,因此属于蛋白质工程,B项正确,A、C、D三项均错误。
【分析】1、基因工程又叫DNA重组技术,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、细胞工程包括植物细胞工程和动物细胞工程植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交等技术,动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备等。
3、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.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。
4、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
2.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】①处为氢键,是解旋酶的作用部位;②处为磷酸二酯键,是限制酶的作用部位;③处为两个DNA片段的缺口,是DNA连接酶的作用部位,催化磷酸二酯键的形成,即D正确。
故答案为:D。
【分析】解旋酶:能使DNA分子两条链之间的氢键断裂,使DNA双链打开。
限制酶: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。
DNA连接酶:连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
3.【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等,①错误;
②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA,②正确;
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止,③正确;
④由于受体细胞有植物、动物以及微生物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同,因此基因表达载体的构建是不完全相同的,④错误。
故答案为:B。
【分析】基因表达载体的组成包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
(1)启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;
(2)终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;
(3)标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
4.【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、将抗虫基因导入受体细胞可以采用农杆菌转化法,但检测目的基因是否导入受体细胞一般采用DNA分子杂交技术,A错误;
B、检测抗虫基因是否转录mRNA,用分子杂交技术,B正确;
C、检测目的基因是否翻译成蛋白质,常用抗原-抗体杂交技术,C正确;
D、检测抗虫蛋白生物功能,可在个体水平进行抗虫接种实验,让害虫来食用棉花叶片,做毒性检测,D正确。
故答案为:A。
【分析】目的基因的检测与鉴定:1.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。2.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。(例:用虫食用棉花,观察其存活情况,来鉴定棉花是否具有抗虫特性)
5.【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端,A错误;每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,验证了酶的专一性,B正确;E.coliDNA连接酶可以形成DNA分子片段之间的磷酸二酯键,C错误;限制酶、DNA连接酶是基因工程常用的工具酶,质粒是运输工具,不是酶,D错误。
【分析】基因工程的工具:(1)限制酶: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。(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
6.【答案】A
【知识点】基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、载体不能防止目的基因被受体细胞限制酶“切割”,A错误;
B、载体在受体细胞中能够稳定存在,并且自我复制,使目的基因数量扩大,B正确;
C、启动子是RNA聚合酶的识别和结合的位点,能启动转录过程;终止子控制着转录的结束,所以载体含有的启动子和终止子可协助目的基因的表达,C正确;
D、载体具有标记基因,标记基因便于筛选含有目的基因的受体细胞,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用;
(2)基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。启动子是RNA聚合酶的识别和结合的位点,能启动转录过程;终止子控制着转录的结束。2、在基因操作过程中使用运载体有两个目的:
(1)一是用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;
(2)二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。3、作为运载体必需具有四个条件:
(1)在受体细胞中能保存下来并能大量复制;
(2)有一个至多个限制酶切点,而且每种酶切位点最好只有一个;
(3)有一定的标记基因,便于进行筛选;
(4)对受体细胞无害。
7.【答案】B
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、对疑似病人进行进行核酸检测时以S基因单链作为探针,若出现杂交链则细胞内有病毒存在,A正确;
B、使用PCR择性扩增的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列,便于根据这一序列合成引物,不需要掌握S基因的全部序列,B错误;
C、过程是基因表达载体的构建,通常是将S基因和质粒用相同的限制性内切酶处理后连接以构建重组表达载体,C正确;
D、S基因整合到细胞核DNA分子中后能使S基因在细胞内稳定存在,是其稳定遗传的关键,D正确。
故答案为:B。
【分析】图①为逆转录过程,以病毒的 RNA为模板合成DNA的过程,通过选择性扩增得到S基因,将S基因和质粒进行重组得到携带S基因的重组表达载体,导入培养的动物细胞后,在细胞内进行表达S蛋白。
8.【答案】D
【知识点】基因工程的应用;基因工程的原理;基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,有了它才能驱动基因的转录,A正确;
B、在基因工程的四个基本步骤中,不进行碱基互补配对的是将目的基因导入受体细胞,其它三步均涉及到碱基互补配对,B正确;
C、由于细菌具有繁殖速度非常快、为单细胞、遗传物质相对较少等特点,因此在基因工程技术中,科学家常用细菌作为受体细胞,C正确;
D、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛,这头牛发生了基因重组,D错误。
故答案为:D。
【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.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。
9.【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】题图中黏性末端②ATGG 和④CCAT正好可以碱基互补配对,可用DNA连接酶将其连接在一起,即A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】DNA经不同限制酶切割后,只有在形成相同的黏性末端时,才可以通过DNA连接酶拼接。
10.【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法,A正确;
B、显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法,因此,将目的基因导入老鼠细胞内需要用显微注射法,B正确;
C、Ca2+处理法能使大肠杆菌细胞的生理状态发生改变,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态,故将目的基因导入大肠杆菌,应采用感受态细胞法(Ca2+处理法),C错误;
D、在自然条件下,农杆菌感染双子叶植物和裸子植物,因此农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,但大多数单子叶植物不能用,而烟草为双子叶植物,可以用农杆菌转化法,D正确。
故答案为:C。
【分析】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。
(1)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;
(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;
(3)将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法(Ca2+处理法)。
11.【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、可将外源生长激素基因导入动物细胞(受精卵)内,提高动物的生长速率,A正确;
B、向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗虫转基因植物,如抗虫棉的培育,B正确;
C、可以利用转基因动物作为器官移植的供体,避免免疫排斥现象的出现,C正确;
D、利用乳腺生物反应器可使哺乳动物的乳汁中含有目的基因产物等,而不是提高产奶量,D错误。
故答案为:D。
【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。
12.【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、为了减少农药的使用,保护环境,培育转基因大豆过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因,A正确;
B、为育成转基因大豆新品种,导入目的基因时既可以以大豆的受精卵为受体,也可以以大豆的体细胞为受体,但当以体细胞为受体时,还需采用植物组织培养技术,B正确;
C、转基因大豆中抗虫、抗病等抗性基因可以减少农药的使用,既保护了环境,又使生产成本更低,C正确;
D、固氮菌与大豆共生,不需要将固氮基因导入大豆细胞中,所以固氮基因不是目的基因,D错误。
故答案为:D。
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,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。
13.【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、LCB1能S蛋白结合,干扰新冠病毒对人体细胞的感染,说明其作用与抗体类似,A正确;
B、LCB1自然界中不存在的蛋白质,可能通过蛋白质工程进行设计和生产,B正确;
C、新冠病毒无细胞结构,必需寄生在人体细胞中,C错误;
D、新冠病毒是一种RNA病毒,极易产生变异;易感人群注射疫苗也具有被变异的新冠病毒感染的可能,D正确。
故答案为:C。
【分析】根据题干分析,新冠病毒通过表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染细胞;而蛋白质LCB1可与S蛋白的RBD结合,阻断上述过程,从而干扰新冠病毒的感染。
病原体表面的一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原。新冠病毒表面的S蛋白就是一种抗原。
抗体是机体产生的专门应对抗原的蛋白质,能与相应抗原发生特异性结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
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。、蛋白质工程能够生产自然界中不存在的蛋白质。
14.【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、由DNA合成mRNA,属于转录,A错误;
B、由mRNA合成氨基酸序列,为翻译,B错误;
C、蛋白质工程的出发点E为预期蛋白质的功能,C错误;
D、蛋白质工程可以合成自然界中没有的新的蛋白质,D正确;
故答案为:D。
【分析】分析图示可以得出,图示中包含中心法则和蛋白质工程的流程图,其中A为转录,B为翻译,下方的途径表示中心法则中蛋白质的合成过程,E为推测预期蛋白质功能,C为分子设计氨基酸序列,后由氨基酸序列合成相关DNA片段,上方的途径为蛋白质工程。
15.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、根据以上分析可知,植物组织培养过程中需要无菌的条件下进行,A不符合题意;
BD、该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化,这就必须要有适宜的养料和激素,必须要有适宜的温度,这样,才能保证细胞进行正常的新陈代谢,BD不符合题意;
C、当植物还在脱分化形成愈伤组织的时候不能进行光合作用,所以自然也就不需要光照,如果有光就不形成愈伤组织,而是形成维管组织,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段.该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化,这就必须要有适宜的养料和激素,必须要有适宜的温度,这样,才能保证细胞进行正常的新陈代谢。②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下,只有在这样的条件下,才能保证培养产生出的细胞是正常细胞,否则培养基内将长出许多霉菌,与离体细胞争夺营养与生存空间,形成不愈伤组织。③由于此阶段形成的是愈伤组织,并没有形成具有根、茎、叶的植物体,因此不需要光照。
16.【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、进行植物细胞的融合,需要先去除细胞壁,获得原生质体,然后诱导融合,A正确;
B、两种植物细胞的原生质体经过诱导融合后形成杂种细胞,杂种细胞再生细胞壁,然后经过脱分化形成愈伤组织,B错误;
C、原生质体融合后,可能形成白菜与白菜的杂交细胞,甘蓝与甘蓝的杂交细胞,白菜与甘蓝的杂交细胞,而我们需要的是白菜与甘蓝的杂交细胞,所以需要经过筛选获得,C正确;
D、获得杂种细胞后需要经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成植株,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交技术
17.【答案】C
【知识点】植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、活细胞都有进行细胞呼吸,幼苗能进行光合作用,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均涉及细胞呼吸和光合作用,A错误;
B、细胞的分裂、分化、衰老和凋亡发生在整个生命进程中,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均涉及细胞的分裂、分化、衰老和凋亡,B错误;
C、减数分裂、受精作用发生在有性生殖过程中,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程为无性繁殖,均不涉及减数分裂、受精作用,C正确;
D、DNA的复制、转录和翻译发生在细胞分裂和分化过程中,故通过植物组织培养的方法快速繁殖蔬菜,获得完整幼苗,这一过程均涉及DNA的复制、转录和翻译,D错误。
故答案为:C。
【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,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等)。②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
18.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、①阶段只是形成愈伤组织,并没有形成完整个体或分化成其他各种细胞,因此不能体现细胞的全能性,A错误;
B、①为脱分化过程,②为再分化过程,这两个过程都需要生长素和细胞分裂素,B错误;
C、①阶段细胞进行脱分化,C正确;
D、此兰花经花药培养所得植株为单倍体,D错误。
故答案为:C。
【分析】分析题图:图示表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,其中①为脱分化过程,②为再分化过程,③为植物个体发育过程。
19.【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、在具有叶片分化之前植物细胞不能进行光合作用,所以植物组织培养的培养基中需要加入有机营养物质,A错误;
B、①过程是脱分化过程,所以培养基中生长素含量高于细胞分裂素,B正确;
C、②过程是再分化过程,会产生叶,所以需在光下进行,C正确;
D、由于植物组织培养属于无性生殖过程,所以果皮细胞的基因型与外植体基因型相同,D正确。
故答案为:A。
【分析】分析题图:①和②是植物组织培养过程,其中①是脱分化过程、②是再分化过程。
20.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、经①去除植物细胞壁过程,获得的a、b称为原生质体,该过程用到的酶是纤维素酶和果胶酶,A错误;
B、只考虑两两融合,则融合的细胞有三种:AAAA、BBBB、AABB,B错误;
C、过程④和⑤分别是脱分化和再分化,C错误;
D、植物体细胞杂交,获得的植物d,因为有同源染色体可以进行正常的联会配对,能产生正常的配子,所以可育,D正确。
故答案为:D。
【分析】题图分析:图示为植物体细胞杂交技术流程图,其中①是去除植物细胞壁获得原生质体的过程;②是诱导原生质体融合的过程;③是再生形成新的细胞壁的过程;④是脱分化过程,⑤是再分化过程。
21.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在原代培养和传代培养之前均需要胰蛋白酶处理,A错误;
B、目前使用的正常细胞通常为10代以内的细胞,细胞具有正常的二倍体核型,B正确;
C、目前使用或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型,C错误;
D、原代培养和传代培养所需的培养液成分相同,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。2、原代培养:动物组织消化后的初次培养。传代培养:原代培养的细胞由于接触抑制不再分裂,需要重新用胰蛋白酶等处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖,这种培养叫传代培养。
22.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清或血浆等天然成分, A正确;
B、动物体细胞核移植的难度要明显高于胚胎细胞核移植,其原因是动物体细胞分化程度高,恢复全能性十分困难,B错误;
C、细胞增殖不是无限进行的,原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞,接触抑制,C正确;
D、癌细胞无接触抑制特征,因此可无限增殖,D正确。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养的条件: (1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(CO2的作用是维持培养液的pH)。
23.【答案】A
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、细胞核移植的受体细胞最好是去核的卵母细胞,原因是:体积大,容易操作,卵母细胞的细胞质内含有促进细胞核全能性表达的物质,A错误;
B、目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法,B正确;
C、传代10代以内的细胞保持正常的二倍体核型,遗传物质没有发生改变,用传代10代以内的细胞用于核移植的供体细胞,C正确;
D、哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,D正确。
故答案为:A。
【分析】本题考查动物细胞的核移植技术等相关内容。动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
24.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】通常将动物组织细胞消化后的初次培养称为原代培养,A正确;在原代培养过程中,细胞会出现贴壁生长的特点,B错误;发生接触抑制时,需要再次使用胰蛋白酶处理细胞,制成细胞修复液,C正确;动物细胞培养时,要求培养瓶或培养皿的内表面要光滑、无毒,易于贴附,D正确。
【分析】动物细胞培养过程中涉及的几个概念:(1)原代培养:从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞;(2)传代培养:将原代细胞从培养瓶中取出,配制成细胞悬浮液,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为传代培养;(3)细胞株: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,这部分细胞称为细胞株;(4)细胞系:细胞株传到50左右不能再继续传代,部分细胞遗传物质改变,具有癌变细胞的特点,可以在培养条件下无限制的传代下去,这部分细胞称为细胞系。
25.【答案】B
【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】A、研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射刺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正确;
B、经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。
故答案为:B。
【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。
26.【答案】D
【知识点】动物细胞工程的常用技术与应用
【解析】【解答】A、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,A正确;
B、科学家培养正常或各种病变的细胞,用于生理、病理、药理等方面的研究,B正确;
C、动物细胞培养技术可用于大规模生产有重要价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等,C正确;
D、动物细胞培养没有脱分化与再分化过程,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养技术的应用:
(1)生产有重要价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
(2)基因工程中受体细胞的培养。
(3)用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。
(4)科学家培养正常或各种病变的细胞,用于生理、病理、药理等方面的研究,如用于筛选抗癌药物等,为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。
27.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、该过程没有经过精卵的结合,属于无性繁殖过程,重组细胞能发育成完整个体说明动物细胞核具有全能性,A正确;
B、图中的卵子实际上是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞,B正确;
C、③过程是动物胚胎移植过程,②过程是动物胚胎的体外培养过程,C错误;
D、中中、华华是由重组细胞发育而来,其细胞核内的遗传物质来自纤维细胞,因此性别由纤维细胞的遗传物质决定,D正确。
故答案为:C。
【分析】动物细胞核移植技术是将动物的细胞核移入一个去核卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。分析图示可知,①为将纤维细胞注射到去核的卵母细胞中,②为对重组细胞进行体外培养,发育成新胚胎,再进行③胚胎移植过程,最终获得克隆猴。
28.【答案】C
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产珍贵的医用蛋白,A正确;
B、以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等,可避免免疫排斥反应,B正确;
C、尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物,但该技术的成功率仍然非常低,各个技术环节也有待进一步改进,C错误;
D、有研究者指出,绝大多数克隆动物存在健康问题,如体型过大、脏器缺陷,免疫失调等,D正确。
故答案为:C。
【分析】体细胞核移植技术的应用:
(1)畜牧业:可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;
(2)保护濒危物种:可望利用体细胞核移植技术增加濒危动物的存活数量;
(3)医药卫生:转基因克隆动物可作为生物反应器,生产珍贵医用蛋白;转基因克隆动物细胞、组织和器官可作为异种移植的供体;人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化,形成相应的组织、器官后,可用于组织器官的移植;
(4)其他领域:研究克隆动物和克隆细胞可使人类深入了解胚胎发育及衰老过程;用克隆动物做疾病模型能使人们更好追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病;
存在问题:成功率低,克隆技术的各个环节有待进一步改进.绝大多数克隆动物还存在健康问题,许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷,如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等;对克隆动物食品的安全性问题也存有争议。
29.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养选用材料多为早期胚胎组织或幼龄动物的组织器官, A错误;
B、AB段细胞几乎生长停滞,可能发生了接触抑制,原代培养和传代培养的分界点是曲线中B点,B正确;
C、细胞培养过程中,培养液中通入5%的CO2是为了维持培养液的pH,C错误;
D、培养过程中,会出现细胞接触抑制,不会形成多层细胞,D错误。
故答案为:B。
【分析】动物细胞培养指从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
30.【答案】D
【知识点】动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、细胞体外培养的适宜温度和动物体温相近,哺乳动物动物多以36.5±0.5℃为宜,多数动物细胞生存的适宜pH为7.2-7.4,A正确;
B、原代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍核型,因此动物细胞核移植的供体细胞一般都选用原代培养10代以内的细胞,B正确;
C、动物细胞核移植所用的去核卵母细胞,一般处于减数第二次分裂中期,C正确;
D、图中“定向诱导”的目的是使重组细胞B发生细胞分化,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。
(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。
(3)温度以36.5±0.5℃为宜、适宜pH为7.2-7.4。
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH。)
31.【答案】(1)启动子和终止子;显微注射技术;DNA分子杂交;体外基因治疗
(2)DNA连接酶;E.coliDNA连接酶;农杆菌转化法
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】Ⅰ.干扰素基因为目的基因,需要由载体携带进入小鼠细胞高效表达,构建重组DNA分子时,需要将干扰素基因片段正确插入基因表达载体的启动子和终止子之间。
Ⅱ.将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射技术;采用DNA分子杂交可以鉴定目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA分子上;将能正常表达干扰素的转基因细胞转入到小鼠体内,这种基因治疗方法称为体外基因治疗。
.Ⅲ过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒过程中,将不同的DNA片段进行了连接,需要利用的酶为DNA连接酶。这种酶主要有两类,一类T4DNA连接酶,一种是E·coli DNA连接酶。
Ⅳ.当受体细胞为植物细胞时,常用农杆菌转化法,所以图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的常用方法为农杆菌转化法;过程②为目的基因导入农杆菌,一般常用Ca2+处理细胞,这样做的目的是使细胞处于一种能够吸收周围环境中的DNA 分子的感受态细胞。
【分析】1、基因工程四步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。2、基因重组操作中构建基因表达载体的目的是将目的基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时目的基因能够表达和发挥作用。一个完整的基因表达载体包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因。3、将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是脓杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。4、当受体细胞是大肠杆菌时常用Ca2+处理细胞,这样做的目的是使细胞处于一种能够吸收周围环境中的DNA 分子的感受态细胞。5、目的基因的检测:转基因生物的 DNA 是否插入了目的基因(DNA分子杂交技术);目的基因是否转录出了 mRNA(分子杂交技术);目的基因是否翻译成蛋白质(抗原-抗体杂交);个体生物学水平鉴定。
32.【答案】(1)生殖隔离(杂交不亲和);3;部分染色体片段不能复制,因而不能传递给子细胞
(2)细胞膜一定的流动性和细胞的全能性;离心、振动、电激;叶绿体
(3)生长素和细胞分裂素;无菌和人工控制;黑腐病菌
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】(1)花椰菜与野生黑芥是不同的物种,它们之间存在生殖隔离(杂交不亲和),不能进行有性杂交。融合的原生质体可能有3种,分别是花椰菜与花椰菜的原生质体融合,野生黑芥与野生黑芥的原生质体融合以及花椰菜与野生黑芥的原生质体融合。由于在细胞分裂中,部分染色体片段不能复制,不能传递给子细胞,所以所得的杂种植株不完全具有花椰菜与野生黑芥的全部遗传基因。
(2)植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜一定的流动性和细胞的全能性。人工诱导细胞融合的物理方法包括离心、振动、电激等。用于融合的两个细胞,一个是黑芥苗的叶肉细胞,一个是花椰菜的根部细胞,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,因此可通过用光学显微镜观察叶绿体的有无,作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)④过程中通过调节生长素和细胞分裂素的比例对组织培养进行调控,从而诱导形成完整植株,整个过程是在无菌和人工控制条件下完成的。对杂种植株进行黑腐病菌接种的实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
【分析】题图为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程,其中①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程,②表示诱导原生质体融合的过程,③表示脱分化形成愈伤组织的过程,④表示再分化形成植株的过程,最后对杂种植株接种黑腐病菌,筛选出具有高抗性的杂种植株。
33.【答案】(1)限制性核酸内切酶(或限制酶);DNA连接酶
(2)细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因(prG);浆细胞(或效应B细胞或已免疫的B细胞);细胞系
(3)聚乙二醇、电激、灭活病毒;筛选出杂交瘤细胞;筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【知识点】动物细胞核移植技术;单克隆抗体的制备过程;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)在基因工程中,获取目的基因和质粒需要使用酶A,即限制酶,然后在酶B,即DNA连接酶的作用下将切割形成的末端连接起来形成重组质粒。
(2)分析图二,用细胞核移植技术构建重组细胞来制备单克隆抗体。构建的重组细胞需要即能无限增殖,又能产生专一地抗体,所以构建时,需用无限增殖细胞甲的细胞质,由题可知细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因(prG)。选取浆细胞(效应B细胞)的细胞核进行移植。重组细胞进行体外细胞培养,提供水、无机盐、碳源、氮源、动物血清等营养物质,杂种细胞能无限繁殖,获得的细胞群称为细胞系。
(3)利用杂交瘤技术制备单克隆抗体,诱导细胞融合的方法是PEG(聚乙二醇)、灭活的病毒、电激等促进动物细胞融合,诱导后需进行两次筛选,第一次筛选出细胞甲和浆细胞融合的杂交瘤细胞,第二次筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【分析】据图一分析,用酶A(限制酶)处理供体DNA分离出无限增殖调控基因,用同种酶切割质粒形成相同的黏性末端,用酶B(DNA连接酶)处理形成重组质粒,导入Ⅱ(效应B细胞),形成重组细胞Ⅲ。图二表示核移植技术,去掉无限增殖细胞的细胞核,移植B淋巴细胞的细胞核,形成杂种细胞。
34.【答案】(1)造血干细胞;胸腺
(2)去核的卵母细胞;物理或化学方法(或电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂);胚胎干细胞
(3)抗生素;95%空气加5%CO2;血清、血浆
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】(1)T细胞由骨髓中的造血干细胞增殖分化产生,并迁移到胸腺中发育成熟。胸腺是T细胞生成与集中分布的场所,成年后胸腺开始退化。
(2)核移植技术中,重组细胞是由体细胞核和去核的卵母细胞重组形成的,因此,A代表的是去核的卵母细胞,B代表的方法是物理或化学方法(或电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂)。即
重组细胞在物理或化学方法的刺激下增殖、分化,形成早期胚胎。培养到早期胚胎阶段是为了获得胚胎干细胞,胚胎干细胞是全能干细胞,然后经过能定向诱导可分化成为各种细胞。
(3)动物细胞培养过程中首先要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境中,培养液中除了营养物质外还要添加一定量的血清、血浆等天然成分;细胞培养时通常采用培养温或松盖培养瓶,将其置于含有95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养;为防止培养过程中杂菌污染,通常要在细胞培养液中添加一定量的抗生素。
【分析】1.动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。2.动物细胞核移植技术是指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:动物细胞核的全能性。
35.【答案】(1)效应T细胞;体液;抗体
(2)逆转录;BamHI和EcoRI
(3)产量低、纯度低、特异性差;灭活的病毒;抗体检测(专抗体阳性检测)
【知识点】基因工程的应用;体液免疫
【解析】【解答】(1)新型冠状病毒侵入人体后会引起人体的特异性免疫反应,病毒刺激B细胞增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,浆细胞可以产生抗体,抗体可以特异性的结合病毒。但是当病毒侵入宿主细胞后,就需要效应T细胞识别被病毒入侵的的宿主细胞,并与之密切接触,而使其裂解死亡并释放病毒,病毒被释放出来后会被体液免疫产生的抗体所凝集,
使之失去侵染能力,最后被吞噬细胞吞噬消化。
(2)如图为通过基因工程制备新冠病毒(2019-nCoV) 表面抗原S蛋白的过程,新冠病毒为RNA病毒,而质粒为DNA。二者不能直接连接,因此在制备以上疫苗时需先通过逆转录过程将病毒的RNA逆转录成相应的S基因(DNA)。得到的S基因只有利用两端BamHI和EcoRI两个酶切位点可以切下完整的S基因序列,所以与载体连接时需用BamHI和EcoRI两种酶对目的基因和载体进行切割。因为两种酶切割形成的粘性末端是不一样的,所以可以避免目的基因和运载体发生自身环化。
(3)康复者血浆中的抗体可以用于治疗新冠病毒的感染,但是患者体内血浆抗体产量低、纯度低、特异性差,而单克隆抗体可以避免这些缺点。单克隆抗体制备方法:从康复者血液中筛选免疫的B淋巴细胞,通过灭活病毒的诱导使其与骨髓瘤细胞融合, 融合成功的杂交瘤细胞在适宜的条件下进行筛选、克隆化培养和抗体检测,经多次筛选就可以获得能分泌所需抗体且具有增殖能力的细胞,从而进行该抗体的大量生产。
【分析】1、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表位的抗体。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B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为B细胞杂交瘤。2、“分子运输车"—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。
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