【生物】福建省厦门市湖滨中学2018-2019学年高二下学期3月月考(理)试题 (解析版)
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福建省厦门市湖滨中学2018-2019学年高二下学期
3月月考(理)试题
一. 单项选择题
1. 基因工程技术也称为DNA重组技术,其实施必须具备的四个必要条件是
A. 目的基因限制酶运载体受体细胞
B. 重组DNA RNA聚合酶限制酶连接酶
C. 工具酶目的基因运载体受体细胞
D. 模板DNA mRNA质粒受体细胞
【答案】C
【解析】
试题分析:DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。其中限制酶和DNA连接酶是构建基因表达载体所需要的两种工具酶;将目的基因导入受体细胞时需要运载体,可见受体细胞也是基因工程的必要条件之一。故选C
考点:本题考查基因工程的条件。
点评:本题意在考查考生的识记能力,属于容易题。
2.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,则相应的酶依次是( )
A. DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B. 限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C. 解旋酶、限制酶、DNA连接酶 D. 限制酶、DNA连接酶、解旋酶
【答案】C
【解析】
【分析】
①作用于氢键、②作用于磷酸二酯键、③作用于磷酸二酯键。
【详解】解旋酶破坏氢键,限制酶破坏磷酸二酯键,DNA连接酶连接磷酸二酯键。综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图示判断下列操作正确的是( )
A. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C. 质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
D. 质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
【答案】D
【解析】
试题分析:根据题意和图示分析可知:由于限制酶Ⅱ能识别限制酶Ⅰ的识别序列,限制酶Ⅰ不能识别限制酶Ⅱ的识别序列.要将目的基因从该DNA链中提取出来,需要在目的基因左右切开,所以要用限制酶Ⅱ;质粒不能用限制酶Ⅱ,如果用该酶的话,质粒就会有两个切口.
解:限制酶I的识别序列和切点是﹣G↓GATCC﹣,限制酶II的识别序列和切点是﹣↓GATC﹣,可知限制酶II能够识别和切割限制酶Ⅰ切割后的黏性末端.
根据题意和图示分析可知:目的基因两端分别是限制酶I的识别序列和切点是﹣G↓GATCC﹣和限制酶II的识别序列和切点是﹣↓GATC﹣,只有用限制酶Ⅱ才能将目的基因切割下来.
质粒有GeneI和GeneⅡ表示两种标记基因,分别有限制酶Ⅱ的识别序列和限制酶Ⅰ的识别序列;如果用限制酶Ⅱ切割,则GeneI 和GeneⅡ都被破坏,造成重组质粒无标记基因;用限制酶Ⅰ切割,则破坏GeneⅡ,保留GeneI,其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同,可以连接形成重组DNA.
故选:D.
考点:基因工程的原理及技术.
4.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内常用感受态细胞转化法
D. 将目的基因导入小麦细胞内常用农杆菌转化法
【答案】D
【解析】
【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)。
【详解】A、将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法,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,正确;
C、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(Ca2+处理法),正确;
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,错误。
故选D。
5. 下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中,不正确的是( )
A. cDNA文库中只含有某种生物的部分基因,基因组文库中含有某种生物的全部基因
B. 如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同,则这两个基因的结构也完全相同
C. cDNA文库中的基因都没有启动子
D. 一种生物的cDNA文库可以有许多种,但基因组文库只有一种
【答案】B
【解析】
试题分析:cDNA又称互补DNA,是以RNA为模板反转录形成的DNA,cDNA文库中只含有某种生物的部分基因,基因组文库中含有某种生物的全部基因,A正确;如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同,则这两个基因的结构也不完全相同,B错误;cDNA文库中的基因都没有启动子和终止子,C正确;一种生物的cDNA文库可以有许多种,但基因组文库只有一种,D正确。
考点:本题考查cDNA文库和基因组文库的相关知识,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,形成知识网络的能力。
6. PCR技术扩增DNA,需要的条件是( )
①目的基因 ②引物 ③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等 ⑤mRNA ⑥核糖体
A. ①②③④ B. ②③④⑤
C. ①③④⑤ D. ①②③⑥
【答案】A
【解析】
【分析】
目的基因的核苷酸序列已知的情况下,可利用PCR技术扩增目的基因。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,其原理是DNA复制,需要一定的条件,包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
【详解】PCR技术需要以目的基因为模板,①正确;PCR技术需要一对引物,②正确;四种脱氧核苷酸作为PCR技术中合成DNA的原料,③正确;PCR技术是在高温条件下进行的,因此需要耐高温的DNA聚合酶等,④正确;mRNA是合成蛋白质的模板,在DNA复制过程中不需要,⑤错误;核糖体是合成蛋白质的场所,在DNA复制过程中不需要,⑥错误。
故选A。
7.对禽流感的确诊,先用PCR技术将标本基因大量扩增,然后利用基因探针,测知待测标本与探针核酸的碱基异同。下图P表示禽流感病毒探针基因在凝胶的电泳标记位置,M、N、Q、W是四份送检样品在测定后的电泳标记位置, 哪份标本最有可能确诊为禽流感
A. M B. N C. Q D. W
【答案】C
【解析】
试题分析:由于P表示禽流感病毒探针基因在凝胶的电泳标记位置,Q的DNA片段与P的相同的最多,所以Q最有可能确诊为禽流感,故选C。
考点:本题考查基因工程的应用等相关知识,意在考察考生对知识点的理解掌握和对图形的分析能力。
8.2013年3月在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例,现在我国多地出现禽流感疫情,为此某研究小组为了研制预防H7N9禽流感病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是( )
A. 步骤①所代表的过程是反转录
B. 步骤②需使用限制酶和DNA连接酶
C. 步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌,使其从感受态恢复到常态
D. 检验Q蛋白的免疫反应特性,可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验
【答案】C
【解析】
试题分析:分析过程图可知,步骤①所是以RNA为模板形成DNA,是反转录的过程,A正确;步骤②形成重组质粒需使用限制酶和DNA连接酶,B正确;步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌,使其从常态变为感受态,C错误;检验Q蛋白的免疫反应特性,可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验,D正确。
考点:本题考查基因工程及其应用,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,形成知识网络的能力;能从图形中获取有效信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理判断或得出正确结论的能力。
9.腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷症,对患者采用的基因治疗方法是:取出患者的淋巴细胞,进行体外培养时转入正常ADA基因,再将这些淋巴细胞转入患者体内,使其免疫功能增强,能正常生活。下列有关叙述中不正确的是( )
A. 正常ADA基因替换了患者的缺陷基因
B. 正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能
C. 淋巴细胞需在体外扩增后再转入患者体内
D. 腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷症
【答案】A
【解析】
【分析】
基因治疗:把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。例:将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞,治疗复合型免疫缺陷症,据此答题。
【详解】A、正常ADA基因并没有替换患者的缺陷基因,错误;
B、正常ADA基因通过控制ADA的合成来增强免疫功能,正确;
C、淋巴细胞需在体外培养至一定数量时再注入患者体内,保证体内有足量的携带正常基因的淋巴细胞,正确;
D、ADA基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病,正确。
故选A。
10.高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化,最后发育成一个完整的幼体,完成胚胎发育的全过程,有关叙述错误的是
A. 图是胚胎发育过程中囊胚期示意图,①②③依次称之为透明带、 滋养层、内细胞团
B. 高等哺乳动物早期胚胎发育经历的时期是受精卵→桑椹胚→囊胚期→原肠胚期
C. 高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束
D. 进行胚胎分割时,只能选择桑椹胚期的胚胎进行
【答案】D
【解析】
图示是胚胎发育过程中囊胚期示意图,①②③依次称之为透明带、滋养层、内细胞团,A正确;高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→桑椹胚→囊胚期→原肠胚期→幼体其中,最关键的时期是原肠胚期,B正确;高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束,C正确;进行胚胎分割时,应选择桑椹胚或囊胚期的胚胎,故能选择此时期的胚胎进行,D错误。
【考点定位】动物胚胎发育的过程
【名师点睛】本题主要考查胚胎发育的知识:过程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体.①卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加。②桑椹胚:32个细胞左右的胚胎(之前所有细胞都能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)。
11.植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A. 给予适宜的培养和外界条件
B. 导入其他植物细胞的基因
C. 脱离母体后给予适宜的培养和外界条件
D. 将成熟植物的细胞核移到去核的卵细胞中
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能;生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因;在生物体内,因为基因的选择性表达,细胞不能表现出全能性,而是分化成为不同的组织器官。植物细胞表现全能性的条件:(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)。
【详解】A、除给予适宜的营养和外界条件外,外植体还需要离体,如在生物体内,因为基因的选择性表达,细胞不能表现出全能性,而是分化成为不同的组织器官,错误;
B、导入其他植物细胞的基因属于基因工程技术,错误;
C、植物细胞表现出全能性的条件是(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),正确;
D、高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制,但细胞核仍然保持着全能性,则将细胞核移植到去核的卵细胞中能表达全能性,错误。
故选C。
12. 下列叙述不正确的是
A. 胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的
B. 内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
C. 哺乳动物早期胚胎在一定时间不与母体子宫建立组织上的联系
D. 早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植
【答案】B
【解析】
A.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,囊胚从透明带内孵化出来;正确。
B.滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜;错误。
C.哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系,这样就为早期胚胎的收集提供可能;正确。
D.早期胚胎发育到桑椹胚和囊胚阶段才可取出向受体移植;正确。
13. 用动物细胞工程技术制备单克隆抗体,下列实验步骤中错误的是 ( )
A. 将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞
B. 用氯化钙作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
C. 筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体
D. 该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
【答案】B
【解析】
试题分析:将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞,A正确;淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合需要灭活的病毒、聚乙二醇或物理因素来诱导, 氯化钙不能作为诱导剂,氯化钙的作用是在基因工程中用于增大细胞壁的通透性,便于重组质粒进入微生物的细胞内,B错误;筛选杂交瘤细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体,C正确;杂交瘤细胞通过有丝分裂增殖,产物是单克隆抗体,D正确。
考点:本题考查动物细胞工程的知识。意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
14.下列有关受精的说法正确的是( )
A. 在自然情况下,受精是在雌性动物的子宫内完成的
B. 卵子在减数第二次分裂的中期,才具备与精子受精的能力
C. 受精的实质是精子的头部进入卵子
D. 顶体反应是阻止多精子入卵的一道屏障
【答案】B
【解析】
【分析】
受精包括受精前的准备阶段和受精阶段:准备阶段1-精子获能,刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力;准备阶段2-卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
受精作用完成的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体。
顶体反应是精子获能后,受精的先决条件,包括顶体外膜与精子质膜在许多位点的融合,并形成许多小囊泡状结构,最后顶体外膜破裂,顶体内各种酶的释放和顶体内膜的暴露.自附睾排出的精子进入雌性生殖道后,经过获能和完成顶体反应才能和卵结合。
【详解】A、受精包括受精前的准备阶段和受精阶段等多个过程,比如其中的卵细胞形成过程,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢,减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中,错误;
B、次级卵母细胞到减数第二次分裂的中期才具备受精的能力,在受精作用过程中完成减数第二次分裂,正确;
C、受精作用的实质是精子细胞核与卵细胞核的融合,使受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,错误;
D、精子触及卵黄膜的瞬间,发生透明带反应,阻止其他精子进入,是防止多精入卵受精的第一道屏障,错误。
故选B。
15. 关于动物细胞培养的叙述错误的是( )
A. 用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞
B. 将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理其分散成单个细胞,再稀释制成细胞悬液培养
C. 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖
D. 传代培养的细胞在传至40—50代左右时,增殖会逐渐减慢,以至于完全停止,所培养的细胞全都衰老死亡
【答案】D
【解析】
试题分析:A、用于培养的细胞最好取自健康动物体内的不断分裂的组织细胞,A正确;
B、将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理其分散成单个细胞,再稀释制成细胞悬液培养,B正确;
C、在培养瓶中要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖,C正确;
D、传代培养的细胞在传至40﹣50代左右时,大多数细胞不再分裂了,少数癌变的细胞可无限增殖,D错误.
故选:D.
16.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A. 生物导弹是用癌细胞的单克隆抗体杀死癌细胞
B. 动物细胞培养的基础是细胞具有全能性
C. 细胞融合是利用了细胞膜的流动性特点
D. 制备单克隆抗体的第二次筛选是选出杂交瘤细胞
【答案】C
【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。
【详解】A、“生物导弹”利用了单克隆抗体的特异性来识别癌细胞,而不是利用单克隆抗体杀死癌细胞,错误;
B、动物细胞培养的基础是细胞增殖,错误;
C、细胞融合是利用了细胞膜的结构特点--流动性,正确;
D、制备单克隆抗体的第二次筛选是选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,错误。
故选C。
【点睛】1、动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体
2、两次筛选:(1)筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);(2)筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
17.下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。相关叙述正确的是
A. 用胃蛋白酶处理牛肌肉组织,获得分裂能力强的肌肉母细胞
B. 生物反应器内应控制适宜的温度,并冲入纯氧保证细胞呼吸
C. 培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长
D. “人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产,但环境污染严重
【答案】C
【解析】
【详解】用胰蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,利于动物细胞培养,A错误;动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2,B错误;动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上,因此如果想得到大量的产物,可以利用支架增大细胞吸附面积,有利于细胞贴壁生长,C正确;理论上来说,仅来自1只动物的干细胞,可制成的肉品数量,比宰杀1头牛多得多,可有利于牛肉的工厂化生产,同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求,且温室气体等其他环境污染物也会减少,D错误。因此,本题答案选C。
18. 胚胎干细胞功能特性不包括( )
A. 具有发育的全能性
B. 体外培养可以分化成各种组织.器官
C. 冷冻保存可以进行遗传改造
D. 可以进行增殖
【答案】B
【解析】
试题分析:胚胎干细胞分化程度低,具有发育全能性,A正确;体外培养胚胎干细胞,只分裂不分化,加入某些诱导因子可诱导其分化成不同的组织器官,进行器官移植,B错误;胚胎干细胞冷冻保存经进行遗传改造后,可以治疗人类疾病,C正确;体外培养胚胎干细胞,可以通过细胞有丝分裂而进行增殖,D正确。
考点:本题考查胚胎干细胞的相关知识,意在考查学生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
19.下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述,正确的是( )
A. 采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用
B. 排卵就是排出成熟卵细胞的过程
C. 卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D. 卵子受精的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体
【答案】D
【解析】
【分析】
受精包括受精前的准备阶段和受精阶段:准备阶段1-精子获能,刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力;准备阶段2-卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
受精作用完成的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体。
【详解】A、刚采集的精子不能立刻与卵子受精,必须发生相应的生理变化获能后,才能获得受精能力,错误;
B、排卵时排出的细胞多为次级卵母细胞,成熟度不同,且并非成熟卵细胞,错误;
C、卵子形成时,其减数第二次分裂是在输卵管中进行的,并非卵巢,错误;
D、当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志,正确。
故选D。
20.体外受精时采集小鼠卵子常用的方法是( )
A. 超数排卵处理法
B. 活体采卵法
C. 从早期胚胎中采集
D. 从屠宰后母畜卵巢中采集卵母细胞
【答案】A
【解析】
【分析】
以母羊为例:在母羊发情将要出现的前几天,用外源性激素诱发卵巢多个卵泡发育,并排出多个具有受精能力的卵子,这便是超数排卵(简称超排)。在生产实践中,超排多用于两种目的:一是对母羊超排处理后配种,可明显增加母羊的每胎产羔数;二是结合胚胎移植技术,从供体母羊可每次获取更大数量的胚胎,移植给受体母羊。超排能充分发挥母羊的繁殖潜力和遗传潜力。
【详解】对于实验动物如小鼠、兔等,采用的主要方法是超数排卵处理,即给供体注射促性腺激素,使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子,再从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精,即超数排卵处理法。
故选A。
二. 非选择题
21.若要制备某种细菌的基因组文库,需首先将其基因组DNA片段分别导人到大肠杆菌细胞中,某科研小组设计的实验流程见下图, 回答下列问题:
(1)为制备基因组文库,步骤①中的成分X应为该细菌所有的______(填“mRNA”、“DNA” 或“cDNA”)。步骤②中的质粒含有氨苄青霉素抗性基因,选用该基因的作用是________。
(2)限制酶Sau3A I识别序列和切割位点为BamH I的识别序列和切割位点为步骤③中经两种不同限制酶分别切割后的片段可以连接起来,原因是________。
(3)步骤⑤中应选用对氨苄青霉素 ________________(填“敏感”或“不敏感”)的大肠杆菌作为受体菌,转化前通常先用 ____________________处理受体菌,使其处于感受态。
(4)科研小组采用下表方案进行转化,并检测转化是否成功。
一段时间后从上述三组取样,分别涂布到含有氨苄青霉素的培养基进行培养,观察是否有菌落的生长。若 _________________________________________,说明转化成功且结果可信。
【答案】 (1). DNA (2). 鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来 (3). 两种限制酶切割以后产生的黏性末端相同 (4). 敏感 (5). 钙离子 (6). 实验组和对照组B有菌落生长,对照组A没有
【解析】
【分析】
1.基因文库包括基因组文库和cDNA文库,基因组文库中包含了一种生物的全部基因,c DNA文库中包含了一种生物的一部分基因。2.题中的流程包括了获取目的基因,基因表达载体的构建以及目的基因的导入。
【详解】(1)基因组文库中包含了一种生物的全部基因,因此步骤①中的成分X应为该细菌所有的DNA,质粒含有氨苄青霉素抗性基因作为标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。
(2)限制酶Sau3A I与BamH I的识别序列和切割位点虽然不同,但二者切割后得到的黏性未端相同,这样就可以把步骤③中经两种不同限制酶分别切割后的片段可以连接起来。
(3)为了方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌,步骤⑤中应选用对氨苄青霉素敏感的大肠杆菌作为受体菌,转化前通常先用Ca2+处理受体菌,使细胞处于能吸收周围环境中DNA的感受态生理状态。
(4)从表格数据可以看出三组实验菌落较多且相差不大,可能是杂菌污染或培养基中的氨苄青霉素已失效引起的结果。如果转化成功,则应该实验组和对照组B中的大肠杆菌细胞中含有氨苄青霉素抗性基因,对照组细胞中没有氨苄青霉素抗性基因,因此实验组和对照组B有菌落生长,对照组A没有。
【点睛】1.构建重组质粒时一般用相同的限制酶切割质粒和目的基因,目的是获得相同的黏性末端,以用于连接,用不同的限制酶切割质粒和目的基因,只要切割后获得的黏性末端相同也可以。2.本实验选择转化成功的大肠杆菌的过程用的是加入氨苄青霉素的选择培养基,选择培养基加什么要与标记基因相对应。
22.天然大肠杆菌质粒一般含有lacZ基因而不含氨苄青霉素抗性基因;人工合成的大肠杆菌puc118质粒中含有lacZ基因外,还含有含氨苄青霉素抗性基因。若lacZ基因完整,便可表达出α-半乳糖苷酶,α-半乳糖苷酶能将培养基中含有的IPTG和X-gal水解成蓝色,形成蓝色菌落圈;若lacZ基因中插入了外源基因,带有puc118质粒的大肠杆菌便不能表达α-半乳糖苷酶,将形成白色菌落。此实验方法可以用于鉴别转基因实验是否获得成功。
(1)目的基因是_____________________________。
(2)过程③④需要________________________酶。
(3)图中的培养基中除含有大肠杆菌必需营养成分外,还应加入____________________等物质,用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(4)检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒。培养一段时间后出现三种类型:菌落处有蓝色、菌落处有白色、菌落不能生长。成功导入重组质粒的菌落圈的表现是______________。
有些菌落在该培养基中不能生长,原因是_____________________________________。
【答案】 (1). 胰岛素基因 (2). DNA连接酶 (3). IPTG、X-gal、氨苄青霉素 (4). 长出白色菌落 (5). 未导入任何人工合成质粒的大肠杆菌或大肠杆菌中无人工合成的质粒
【解析】
【分析】
分析题图:图示表示利用lacZ基因筛选重组质粒的过程,其中①②表示用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子;③④表示用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA;⑤表示将目的基因导入受体细胞;⑥表示培养增殖;⑦表示分离纯化;⑧表示扩大培养。
【详解】(1)图中表示的是将人类的胰岛素基因与puc118质粒载体连接后,转化到受体细胞,因此目的基因是胰岛素基因。
(2)过程①②一般需要用同种限制酶切割,以产生相同的粘性末端;过程③④需要DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组质粒。
(3)本题是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒,结合题干信息“若lacZ基因完整,便可表达出β-半乳糖苷酶,并能将培养基中含有的IPTG和X-gal水解成蓝色,形成蓝色菌落;若lacZ基因中插入了外源基因,带有puc118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶,将形成白色菌落; puc118还携带了氨苄青霉素抗性基因”可以知道,图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入IPTG、X-gal、氨苄青霉素等物质,用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(4)如果长出蓝色菌落,说明自连的运载体puc118质粒已转入受体菌,但重组质粒没导入受体大肠杆菌;如果长出白色菌落,说明重组质粒已导入受体大肠杆菌。那些在培养基中不能生长的原因是未导入任何人工合成质粒的大肠杆菌或大肠杆菌中无人工合成的质粒。
【点睛】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。
23.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下:
(1)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是_______________。
(2)在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_______(填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。
【答案】 (1). 维持培养液的pH(或:酸碱度) (2). B
【解析】
【分析】
分析题图:过程①中将个体B的细胞核与个体A的去核细胞结合,应采用体细胞核移植技术。过程②将核移植后的新细胞培养至囊胚,采用早期胚胎培养技术。
【详解】(1) 动物细胞培养时,除了加入常用的各种营养元素外,还需要加入血清和血浆,并保持一定的气体环境(主要有氧气和二氧化碳),其中CO2的主要作用是维持培养液pH。
(2)图中的胚胎细胞核来自个体B,除细胞质线粒体中含有极少量DNA外,动物细胞的DNA均位于细胞核中,因此图中的组织器官与个体B不会发生免疫排斥反应。
【点睛】核移植是将供体细胞核移入去核的卵母细胞中,使后者不经精子穿透等有性过程即可被激活、分裂并发育,让核供体的基因得到完全复制,培养一段时间后,再把发育中的卵母细胞移植到人或动物体内的方法。核移植的细胞来源主要分为:供体细胞来源和受体细胞的来源两种。核移植主要用于细胞移植和异种器官移植,细胞移植可以治疗由于细胞功能缺陷所引起的各种疾病。
1、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.
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.
2、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36.5±5℃;适宜的pH:7.2~7.4
(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2 ,用于维持培养液的pH。
24.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图:
(1)步骤①中所选的卵母细胞应处于________________________期。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到囊胚期时,可从其________________分离出ES细胞,ES细胞在形态上表现为_____________________________的特点。
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的__________________。可以根据Rag2基因的核苷酸序列设计合成_____________,利用_______________技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在目的基因所在DNA片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有_________________酶的酶切位点。
【答案】(1)减数第二次分裂中(MⅡ中)
(2)内细胞团 体积小、细胞核大、核仁明显
(3)表达载体(重组质粒) 引物 PCR Hind Ⅲ和PstⅠ
【解析】
(1)步骤①为核移植,所选的卵母细胞应处于减数第二次分裂中(MⅡ中)。
(2)重组胚胎培养到囊胚期时,可从其内细胞团中分离出ES细胞,ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。
(3)步骤③中表示将Rag2基因(目的基因)导入ES细胞(受体细胞),此过程需要构建含有Rag2基因的表达载体(重组质粒)。设计引物要遵循碱基互补配对原则,所以根据Rag2基因的核苷酸序列进行设计。可利用PCR技术扩增Rag2基因片段。Rag2基因片段是用HindⅢ和PstⅠ限制酶切割获得,所以表达载体上应具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位点。
【考点定位】动物细胞工程、胚胎工程、基因工程
【名师点睛】本题以“科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗的流程示意图”为情境,综合考查学生对动物细胞工程、胚胎工程、基因工程的相关知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解核移植的过程、胚胎干细胞的概念及囊胚的结构、基因工程的操作步骤的基础知识、形成清晰的知识网络,并且在平时的复习中要注意图文结合。
25.埃博拉病毒(EBO)呈纤维状,EBO衣壳外有包膜,包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白),其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞强烈识别。请回答下列问题:
(1)基因疫苗指的是DNA疫苗,要获得编码GP蛋白抗原的基因疫苗,首先要提取出病人的mRNA,并将mRNA___________形成DNA。
(2)以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全,其原因是GP蛋白自身没有感染力,但保留有___________。为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白,必须将GP蛋白基因与___________等调控组件重组在一起,才能驱动转录过程。通过_______方法,导入牛的___________这种通过分泌乳汁来生产所需要的药品的转基因动物称为乳腺生物反应器。
(3)为了提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的囊胚或_____进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将_________。转基因牛是否分泌含GP蛋白的乳汁,可以通过_____________技术从分子水平进行检测。
(4)科研人员利用经EBO免疫后小鼠的_______与鼠的癌细胞进行融合成杂交瘤细胞,培养后可以获得纯净的单一品种抗体,其特点是___________,可以用此抗体与药物制成“生物导弹”,抗击EBO。
【答案】 (1). 逆转录 (2). 抗原性 (3). 乳腺蛋白基因的启动子 (4). 显微注射 (5). 受精卵 (6). 桑椹胚 (7). 内细胞团均等分割 (8). 抗原-抗体杂交技术 (9). B淋巴细胞 (10). 特异性强、灵敏度高,并可能大量制备
【解析】
【分析】
本题考查了单克隆抗体的制备流程:人工诱导经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,再经筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,通过培养获得的杂交瘤细胞得到单克隆抗体。以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全,其原因是GP蛋白自身没有感染能力,但保留有抗原性。
【详解】(1) mRNA逆转录形成DNA,RNA在逆转录酶的催化下,逆转录成相应的DNA,要大量获得表达特异抗原的基因,可采用PCR扩增方法,体外大量增殖。
(2)以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全,其原因是GP蛋白自身没有感染能力,但保留有抗原性。为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白,在基因导入牛受体细胞前,基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的(乳腺蛋白基因的)启动子,才能驱动转录过程。通过显微注射技术导入牛的受精卵。
(3)进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割。转基因牛是否培育成功,可以通过抗原-抗体杂交技术从分子水平进行检测。
(4)科研人员利用经EBO免疫后小鼠的B淋巴(效应B或浆)细胞与鼠的瘤细胞进行杂交,筛选后进一歩培养的是杂交瘤细胞,杂交瘤细胞产生的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。可以用杂交瘤细胞产生的抗体与药物制成“生物导弹”,抗击埃博拉病毒。
【点睛】1、基因工程至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。基因表达载体的组成包括:目的基因、启动子、终止子和标记基因等。目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法.检测转基因生物目的基因是否表达--抗原-抗体杂交技术。
2、单克隆抗体的制备流程:人工诱导经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,再经筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,通过培养获得的杂交瘤细胞得到单克隆抗体。