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【生物】山东省德州市夏津一中2019-2020学年高二下学期期中考试试题(解析版)
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山东省德州市夏津一中2019-2020学年
高二下学期期中考试试题
一、单项选择题:
1.近年来基因工程的发展非常迅猛,下列不属于基因工程应用的是( )
A. 培育青霉菌并从中提取青霉素
B. 利用乳腺生物反应器生产药物
C. 制造一种能分解石油的“超级细菌”
D. 制造一种能产生干扰素的工程菌
【答案】A
【解析】
【详解】A、培育青霉菌并从中提取青霉素,这没有采用基因工程技术,不属于基因工程的应用,A正确;
B、利用乳腺生物反应器生产药物,这属于动物基因工程的应用,B错误;
C、制造一种能分解石油的“超级细菌",这属于基因工程的应用,C错误;
D、制造一种能产生干扰素的工程菌,这属于基因工程的应用,D错误。
故选A。
2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后,重新导入大肠杆菌的细胞内,再通过发酵工程就能大量生产人生长激素,下列叙述错误的是( )
A. 转录生长激素基因需要RNA聚合酶
B. 大肠杆菌内为生长激素合成提供能量的是线粒体
C. 大肠杆菌能产生人生长激素的变异属于基因重组
D. 大肠杆菌质粒的标记基因中腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相等
【答案】B
【解析】
【详解】A、转录生长激素基因需要RNA聚合酶,A正确;
B、大肠杆菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体,B错误;
C、大肠杆菌能产生人生长激素是采用基因工程技术实现的,该技术的原理是基因重组,C正确;
D、大肠杆菌质粒为双链环状DNA分子,遵循碱基互补配对原则,因此其标记基因中腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相等,D正确。
故选B。
3.将某病毒的外壳蛋白(L1)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接,构建L-GFP融合基因,再将融合基因与质粒连接构建下图所示表达载体。图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同。下列叙述不正确的是( )
A. 构建L1-GFP融合基因需要用到E1、E2、E4三种酶
B. E1、E4双酶切确保L1-GFP融合基因与载体的正确连接
C. GFP可用于检测受体细胞中目的基因是否表达
D. 将表达载体转入乳腺细胞培育乳汁中含L1蛋白的转基因羊
【答案】D
【解析】
【详解】A. 构建L1-GFP融合基因需要先用内切酶处理获得L1基因和GFP基因,并将二者连接,故需要用到E1、E2、E4三种酶,A正确;
B. 图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同,E1、E4双酶切可以有效减少载体自身连接和融合基因自身连接,保证L1-GFP融合基因与载体准确连接,B正确;
C. 绿色荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达,C正确;
D. 为了获得L1蛋白,可将表达载体转入受精卵中而不是乳腺细胞,用于培育乳汁中含有L1蛋白的转基因羊,D错误。
故选D。
4.用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 过程①指 mRNA 的反转录过程,需解旋酶和 DNA 聚合酶
B. 过程②从 cDNA 中获得的CarE基因无启动子和内含子
C. 过程③须用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于感受态状态
D. 过程④得到的工程菌是指能使 CarE 基因高效表达的菌类细胞株系
【答案】A
【解析】
【详解】A、过程①指mRNA的反转录过程,需逆转录酶,A错误;
B、cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的,其中不含启动子和内含子,因此过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子,B正确;
C、过程④将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法,即用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于感受态状态,C正确;
D、过程④得到的工程菌是指能使CarE基因高效表达的菌类细胞株系,D正确。
故选A。
5.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A. PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养能得到优良动物个体
B. 使用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. 在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
D. 用胰蛋白酶处理动物组织后,可用无菌水稀释制成细胞悬浮液
【答案】B
【解析】
【详解】目前为止,人们还没有成功将单个分化的动物体细胞培养成个体,动物细胞的全能性受到限制,动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物,A错误;目前使用的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,B正确;基因突变是碱基对增添、缺失或替换,碱基对的改变在光学显微镜下无法观察到,C错误;用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织会使组织就会分散成单个细胞,再用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液,而不是无菌水,D错误。故选B。
6.下列关于细胞工程中所用技术与原理不相符的是( )
A. 纤维素酶处理植物细胞——酶的专一性
B. 植物组织培养——细胞的脱分化和再分化
C. 动物细胞核移植——细胞的全能性
D. 杂交瘤细胞培养——细胞分裂
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞工程中,利用酶的专一性原理,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,A正确;
B、植物组织培养利用了细胞的脱分化和再分化,B正确。
C、动物细胞核移植体现了动物细胞核的全能性,C错误;
D、培养杂交瘤细胞利用了细胞增殖的原理,D正确;
故选C。
7.明党参是我国珍稀药用植物,对其进行合理开发利用的方法不包括( )
A. 设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产
B. 大量培养愈伤组织,直接提取药用成分
C. 不限量挖掘明党参,从其细胞内提取药用成分
D. 利用组织培养获得胚状体,制成人工种子
【答案】C
【解析】
【详解】ABD、对明党参进行保护性开发可采用设计细胞培养反应器的方法,也可通过大量培养愈伤组织,直接提取,还可通过大量培育培养苗而获取药用成份,还可获取人工种子进行大面积种植,ABD错误;
C、大量进行野外采集,获取药用成分不属于对明党参保护性开发利用的方法,C正确。
故选C。
8.下列过程中,一般无需采用植物组织培养技术的是( )
A. 利用月季花药离体培养得到单倍体植株
B. 利用秋水仙素处理单倍体幼苗获得正常纯合植株
C. 利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株
D. 利用细胞工程培育“白菜-甘蓝”杂种植株
【答案】B
【解析】
【详解】A、利用月季花药离体培养得到单倍体植株,需要采用植物组织培养技术,A错误;
B、用秋水仙素处理单倍体幼苗获得正常纯合植株,不需要采用植物组织培养技术,B正确;
C、培育转基因植物的过程中需要利用植物组织培养技术将植物受体细胞培养成植株,C错误;
D、植物体细胞杂交过程中,需要利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株,D错误。
故选B。
9.胚胎工程技术在生产中的应用不包括
A. 在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体
B. 进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能
C. 采用机械方法将早期胚胎分割可产生同卵双胎
D. 移植胚胎干细胞可使退化的组织修复并恢复正常功能
【答案】A
【解析】
【详解】在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体属于动物细胞融合工程中单克隆抗体,不属于胚胎工程技术,A符合题意;进行胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能,属于胚胎工程技术,B不符合题意;采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎,属于胚胎工程技术,C不符合题意;移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能,属于胚胎工程技术,D不符合题意;故选A。
10.中国科学家将大熊猫的细胞核植入去核的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中,错误的是( )
A. 兔子卵细胞质的作用是能激发大熊猫细胞核的全能性
B. 克隆的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息
C. 在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化
D. 早期胚胎的发育依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段
【答案】C
【解析】
【详解】A、兔子卵细胞质的作用是能激发大熊猫细胞核的全能性,A正确;
B、克隆的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息,B正确;
C、胚胎发育过程中,到囊胚期就出现细胞分化,C错误;
D、早期胚胎的发育依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段,D正确。
故选C。
11.下列关于一些传统发酵食品制作的叙述,错误的是( )
A. 传统发酵食品的制作常利用天然菌
B. 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
C. 制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
D. 制作果醋利用了醋酸菌的无氧发酵
【答案】D
【解析】
【详解】A、传统发酵食品的制作常利用天然菌种,A正确;
B、腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵,B正确;
C、制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶,C正确;
D、醋酸菌是好氧菌,制作果醋利用了醋酸菌的有氧发酵,D错误。
故选D。
12.在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列说法错误的是( )
A. 牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法
B. 密闭空间内的空气常采用紫外线照射消毒
C. 玻璃实验器具可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
D. 水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的
【答案】D
【解析】
【详解】A、巴氏消毒法或高温瞬时消毒法在较低温度下,既可以杀死病菌,又能保持牛奶中营养物质风味不变,A正确;
B、紫外线能破坏DNA结构,密闭空间内的空气常采用紫外线照射消毒,B正确;
C、玻璃实验器具可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌,C正确;
D、水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的,D错误。
故选D。
13.用无菌棉棒擦拭手心,在固体培养基上轻轻涂抹,这个操作相当于实验室中的( )
A. 化学消毒 B. 接种
C. 灭菌 D. 培养和计数
【答案】B
【解析】
【详解】人体皮肤表面一般含有多种细菌,用无菌棉棒擦拭手心,手心的细菌等被黏附在棉棒上,相当于取菌种,在固体培养基上轻轻涂抹,菌种就转移到培养基上,因此这个操作相当于微生物的培养中的接种过程,B正确。
故选B。
14.下表是土壤中分解尿素的细菌培养基的营养构成,下列分析错误的是( )
组分
含量
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
葡萄糖
10.0g
尿素
1.0g
琼脂
15.0g
水
定容至 1000mL
A. 从物理性质上看它是固体培养基
B. 从功能上看它是一种选择培养基
C. 它是利用培养条件缺陷原理设计的
D. 它是利用营养物质缺陷原理设计的
【答案】C
【解析】
【详解】A、从物理性质上看它是固体培养基,A正确;
B、从培养基的功能上看,该培养基以尿素为唯一氨源,属于选择培养基,B正确;
CD、该培养基以尿素为唯一氮源,是利用营养物质缺陷原理设计的,只有能分解尿素的微生物才能获取氮源而生存,C错误;D正确。
故选C。
二、多项选择题:
15.复合型免疫缺陷症(SCID)患者缺失腺苷酸脱氨酶(ADA)基因,科学家将 ADA 基因通过 X 病毒转入患者的 T 细胞中,再将携带 ADA 基因的 T 细胞注入患者体内,可改善患者的免疫功能。下列叙述正确的是( )
A. 可直接利用 PCR 技术选择性地将 ADA 基因扩增出来
B. X 属于动物病毒,是将ADA 基因导入T细胞的载体
C. T 细胞需在体外培养至一定数量后再注入患者体内
D. 将正常 ADA 基因替换缺陷基因进行治疗的方法属于基因治疗
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、可直接利用PCR技术选择性地将ADA基因扩增出来,A正确;
B、科学家将ADA基因通过X病毒转入患者的T细胞中,说明X属于动物病毒,是将ADA基因导入T细胞的载体,B正确;
C、T细胞需在体外培养至一定数量后再注入患者体内,C正确;
D、基因治疗是指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,而不是用正常基因替换缺陷基因,D错误。
故选ABC。
16.下图表示通过基因工程培育抗虫棉的过程。以下说法正确的是( )
A. 该技术的核心是过程①,该过程存在碱基互补配对
B. ②过程若将Ⅱ导入棉花细胞的叶绿体 DNA 中可有效减少“基因污染”
C. 转基因抗虫棉属于可遗传的变异,自交子代都可以抗害虫
D. 删除抗虫棉体内的四环素抗性基因后会影响抗虫基因的表达
【答案】AB
【解析】
【详解】A、该技术的核心是过程①,即构建基因表达载体,该过程存在碱基互补配对,A正确;
B、由于受精时,精子几乎不提供细胞质,因此②过程若将Ⅱ导入棉花细胞的叶绿体DNA中可有效减少“基因污染”,B正确;
C、转基因抗虫棉的培育采用了基因工程技术,其原理是基因重组,属于可遗传的变异,但转基因植株相当于杂合子,其自交子代会发生性状分离,不都可以抗害虫,C错误;
D、删除抗虫棉体内的四环素抗性基因后不会影响抗虫基因的表达,D错误。
故选AB。
17.“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中正确的是( )
A. 基因工程中通过标记基因筛选出的细胞一定都含有重组质粒
B. 杂交育种过程需要通过筛选获取满足条件的优良品种
C. 植物体细胞杂交后要对两两融合的细胞进行筛选
D. 无子西瓜快速繁殖中,需筛选出特定染色体组数的体细胞进行组织培养
【答案】BC
【解析】
【详解】A、标记基因位于运载体上,因此基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定都含有重组质粒,也可能含有普通质粒,A错误;
B、杂交育种可以将不同亲本的优良性状重组到一个个体上,因此可通过杂交育种过程需要不断筛选、自交,直到不发生性状分离为止,B正确;
C、植物体细胞杂交过程中,诱导原生质体融合后,可获得多种融合细胞,因此需要对获得的细胞进行筛选,C正确;
D、为了快速繁殖无子西瓜,可筛选出分化程度低的体细胞进行组织培养,D错误。
故选BC。
18.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列相关叙述错误的是( )
A. 要严格挑选转基因植物的目的基因,以避免基因产物对人类有害
B. 人们普遍认同禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆
C. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
D. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
【答案】C
【解析】
【详解】A、应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质,A正确;
B、当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆,B正确;
C、生物武器是指有意识的利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标,以达到战争目的一类武器,干扰素为淋巴因子,并非生物武器,C错误;
D、反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿,D正确。
故选C。
19.某小组同学为调查湖水中细菌的污染情况而进行细菌培养实验,有关实验操作判断错误的是( )
A. 培养基中加入蛋白胨的目的是为细菌提供氮源
B. 对培养基进行干热灭菌操作是避免杂菌污染
C. 上述操作获得细菌菌落的过程就是纯培养
D. 菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A、蛋白胨主要为细菌的生长提供氮源,A正确;
B、对培养基应进行高压蒸汽灭菌,B错误;
C、上述操作获得细菌种类多样,不属于纯化培养,C错误;
D、一般情况下,菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越大,D正确。
故选BC。
20.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是( )
A. 发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点
B. 发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C. 通常所指的发酵条件包括温度、溶氧、pH 和酶的控制
D. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
【答案】CD
【解析】
【详解】A、发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点,A正确;
B、发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身,B正确;
C、通常所指的发酵条件包括温度控制、溶氧控制、pH控制,C错误;
D、传统发酵技术和现代发酵工程都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产,D错误。
故选CD。
三、非选择题:
21.基因敲除是应用 DNA 重组原理发展起来的一门新兴技术。以小鼠为实验动物构建“基因敲除细胞”的过程如下:
第一步:从囊胚中分离出胚胎干细胞(ES),在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步:构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入新霉素抗性基因等。由于同源臂与靶基因的 DNA 正好配对,所以能像“准星”一样, 将表达载体准确地带到靶基因的位置。
第三步:将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成胚胎干细胞的基因改造。
第四步:基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如下图所示。
请根据上述资料,回答下列问题:
(1)第一步分离出的 ES 细胞具体是由囊胚的_________分离培养获得,上述资料中的靶基因与目的基因的本质区别是_____。
(2)在把目的基因导入胚胎干细胞前,应首先完成_____,该过程中所需要的工具酶是_____,接入新霉素抗性基因的作用是_________。
(3)通过该技术获得一只含目的基因的小鼠,通过有性生殖产生的后代________(“是” 或“否”)都含该目的基因,原因是_____。
【答案】 (1). 内细胞团细胞 (2). 脱氧核苷酸的排列顺序不同 (3). 基因表达载体的构建 (4). 限制酶和 DNA 连接酶 (5). 作为标记基因,鉴别受体细胞中是否含有目的基因 (6). 否 (7). 在形成生殖细胞时,目的基因和靶基因作为等位基因会发生分离
【解析】
【详解】(1)ES细胞来自早期胚胎(如襄胚的内细胞团)和原始性腺,因此第一步分离出的ES细胞具体是由囊胚的内细胞团分离培养获得。上述资料中的靶基因与目的基因的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。
(2)来自基因工程的操作步骤: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。因此,将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建,该过程中所需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶;接入新霉素抗性基因的作用是作为标记基因,便于筛选。
(3)在形成生殖细胞时等位基因(目的基因和靶基因)会发生分离,因此获得的转基因小鼠通过有性生殖产生的后代不都含该目的基因。
22.人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,在临床上需求量很大,下图是通过基因工程技术获取 HSA 的两条途径,图中报告基因表达的产物能催化无色物质 K 呈现蓝色。据图回答下列问题:
(1)若要体外获得大量的 HSA 基因,可采用 PCR 技术。该技术的原料是__________, 扩增的前提是要根据____________设计引物,而后经过变性、复性和延伸循环对目的基因进行扩增。若该目的基因循环扩增 5 次,理论上需要消耗_________个引物。
(2)过程①需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让_________进入植物细胞;去除掉所有农杆菌后,过程②还须转接到含_____的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(3)要想通过转基因绵羊分泌的乳汁来生产 HSA,需将 HSA 基因与____________等调控组件重组到一起,过程③再通过___________方法将其导入绵羊受体细胞。
(4)检测转基因绵羊的乳汁中出现 HSA 的方法是_________,若_________表明转基因绵羊体内出现了 HSA。
【答案】 (1). 四种脱氧核苷酸 (2). 一段已知目的基因的核苷酸序列 (3). 62 (4). 目的基因 (5). 无色物质K (6). 乳腺蛋白基因的启动子 (7). 显微注射技术 (8). 抗原—抗体杂交 (9). 有杂交带出现
【解析】
【详解】(1)PCR技术的原理是DNA复制,因此该技术需要的原料是脱氧核苷酸;利用PCR扩增的前提是要根据一段已知目的基因的核苷酸序设计引物;PCR技术大量扩增目的基因时,缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n+1-2,因此若该目的基因循环扩增5次,理论上需要消耗62个引物。
(2)过程①需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让T-DNA进入植物细胞;根据题干信息“图中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色”可知,去除掉所有农杆菌后,过程②还须转接到含无色物质K的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(3)要想通过转基因绵羊分泌的乳汁来生产HSA,需将HSA基因与乳腺组织特异性表达的启动子等调控组件重组到一起,过程③再通过显微注射法方法将其导入绵羊受体细胞。
(4)检测转基因绵羊的乳汁中出现HSA的方法是抗原-抗体杂交法,若出现杂交带表明转基因绵羊体内出现了HSA。
23.絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物,能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀,起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果, 科研人员将絮凝性细菌和石油降解菌融合,以构建目的菌株。其流程如下。
据图回答:
(1)溶菌酶的作用是_____。PEG 的作用是_____。
(2)再生培养基从功能上来看是一种_____培养基:在该培养基上,未融合的A、B 菌(经过相关处理)难以生长,AB 融合菌却能生长和繁殖的原因是_____。
(3)为探究目的菌株不同发酵时间对石油污水的絮凝效果,需_____提取发酵液, 检测发酵液中污染物的剩余量;该探究操作中对照装置内含有的是_________。
(4)目的菌株净化污水的大致过程是_____。从生态系统的成分来看,该菌株属于_____。
【答案】 (1). 溶解细胞壁 (2). 诱导不同的原生质体融合 (3). 选择 (4). 经处理后,与 AB 菌生存相关的部分结构失活;融合后活性部位互补, 活性恢复 (5). 定时(间隔一定时间) (6). 不含目的菌株的石油污水(或只有石油污水) (7). 先将石油中的污染物絮凝沉淀,然后再进行降解 (8). 分解者
【解析】
【详解】(1)细菌有细胞壁,这将妨碍细菌的融合,所以用溶菌酶将其细胞壁进行分解,以实现两者的融合。PEG是促进细胞融合的促融剂,作用是诱导不同的原生质体融合。
(2)在再生培养基上只有AB融合菌能生存,因此从功能上来说是一种选择培养基;由图示显示A菌细胞质失去活性,B菌DNA失去活性,融合后失活部位互补,活性恢复,所以在选择培养基上单纯的A、B菌都不能存活,而融合的AB菌能进行生长并繁殖。
(3)为探究目的菌株不同发酵时间对石油污水的絮凝效果,需定时提取发酵液,检测发酵液中污染物的剩余量;该探究操作中对照装置内含有的是不加目的菌株的石油污水。
(4)目的菌株净化污水的大致过程是先将石油中的污染物絮凝沉淀,然后再进行降解。该菌株能分解石油,属于分解者。
24.Ⅱ型糖尿病病因复杂,多数是胰岛素拮抗引起机体对胰岛素的敏感性降低。胰岛素单克隆抗体可用于快速检测血清胰岛素的含量。请回答下列有关胰岛素单克隆抗体制备的问题:
(1)首先需要将人胰岛素注射到健康成年小鼠体内,其目的是获取_____细胞;再将该细胞与_____相融合,以制取杂交瘤细胞。
(2)细胞融合过程体现了细胞膜的特性是具有_____。融合完成后,融合体系中除含有未融合的细胞外,理论上含有_____种两两融合的细胞。
(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体,可用_____与从杂交瘤细胞培养液中提取的抗体杂交。在体外条件下,当培养的小鼠杂交瘤细胞达到一定密度时,需进行_____培养以得到更多数量的细胞。
(4)细胞融合技术的优点是_____________。
【答案】 (1). 能分泌抗人胰岛素抗体的 B (2). 小鼠骨髓瘤细胞 (3). 流动性 (4). 3 (5). 人胰岛素 (6). 传代 (7). 突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
【解析】
【详解】(1)胰岛素单克隆抗体制备,首先需要将人胰岛素注射到健康成熟小鼠体内,其目的是获取能分泌抗人胰岛素抗体的B细胞;再将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞相融合,以制取杂交瘤细胞。
(2)细胞融合过程体现了细胞膜具有流动性的特性。细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞外,可能还有杂交瘤细胞、B细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞共3种两两融合的细胞。
(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体,可用人胰岛素与从杂交瘤细胞培养液中提取的抗体杂交。在体外条件下,当培养的小鼠杂交瘤细胞达到一定密度时,需进行传代培养以得到更多数量的细胞。
(4)细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限,是远缘杂交成为可能。
25.如今,人们已经普遍接受了勤洗手的卫生习惯。19 世纪匈牙利的医生伊格纳兹·塞梅尔维斯第一个发现了洗手的科学价值。他发现洗手之后进行的手术,死亡率从18.27%骤然下降到了 1.27%。某同学对此作出的假设是:洗手前手上的细菌比洗手后的多, 并设计实验进行了验证。
(1)该同学在配制培养基时,除含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质外,还要加入_____,并将 pH 调至_____。
(2)请简要写出这一实验的设计思路,并对实验结果进行预期________________。
(3)试验操作应在酒精灯火焰附近进行,原因是_____。24 小时后,该同学需要用放大镜观察培养皿中_____。
(4)为进一步检测手上的细菌对某肥皂新品的敏感性,常用_____法取单菌落,接种于含有该肥皂成分的固体培养基表面进行研究。
【答案】 (1). 琼脂 (2). 中性或弱碱性 (3). 在培养皿上分别对洗手前后手上的细菌进行接种,在适宜条件下培养一段时间后, 对比分析洗手前后的菌落数量;洗手前培养皿中的细菌菌落更多 (4). 避免周围环境中微生物的污染 (5). 菌落数 (6). 稀释涂布
【解析】
【详解】(1)固体培养基常用于微生物的分离及鉴定,该同学在配制培养基时,除含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质外,还要加入琼脂,培养细菌,应将pH调至中性或弱碱性。
(2)要验证洗手前手上的细菌比洗手后的多,可在培养皿上分别对洗手前后手上的细菌进行接种,在相同适宜条件下培养一段时间后,对比分析洗手前后的菌落数量,若洗手前培养皿中细菌菌落数多,则说明假设正确。
(3)为避免周围环境中微生物的污染,试验操作应在酒精灯火焰附近进行,24小时后,用放大镜观察培养皿中菌落数。
(4)为进一步检测手上的细菌对某肥皂新品的敏感性,常用稀释涂布法取单菌落,接种于含有该肥皂成分的固体培养基表面进行研究。
高二下学期期中考试试题
一、单项选择题:
1.近年来基因工程的发展非常迅猛,下列不属于基因工程应用的是( )
A. 培育青霉菌并从中提取青霉素
B. 利用乳腺生物反应器生产药物
C. 制造一种能分解石油的“超级细菌”
D. 制造一种能产生干扰素的工程菌
【答案】A
【解析】
【详解】A、培育青霉菌并从中提取青霉素,这没有采用基因工程技术,不属于基因工程的应用,A正确;
B、利用乳腺生物反应器生产药物,这属于动物基因工程的应用,B错误;
C、制造一种能分解石油的“超级细菌",这属于基因工程的应用,C错误;
D、制造一种能产生干扰素的工程菌,这属于基因工程的应用,D错误。
故选A。
2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后,重新导入大肠杆菌的细胞内,再通过发酵工程就能大量生产人生长激素,下列叙述错误的是( )
A. 转录生长激素基因需要RNA聚合酶
B. 大肠杆菌内为生长激素合成提供能量的是线粒体
C. 大肠杆菌能产生人生长激素的变异属于基因重组
D. 大肠杆菌质粒的标记基因中腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相等
【答案】B
【解析】
【详解】A、转录生长激素基因需要RNA聚合酶,A正确;
B、大肠杆菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体,B错误;
C、大肠杆菌能产生人生长激素是采用基因工程技术实现的,该技术的原理是基因重组,C正确;
D、大肠杆菌质粒为双链环状DNA分子,遵循碱基互补配对原则,因此其标记基因中腺嘌呤和胸腺嘧啶含量相等,D正确。
故选B。
3.将某病毒的外壳蛋白(L1)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接,构建L-GFP融合基因,再将融合基因与质粒连接构建下图所示表达载体。图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同。下列叙述不正确的是( )
A. 构建L1-GFP融合基因需要用到E1、E2、E4三种酶
B. E1、E4双酶切确保L1-GFP融合基因与载体的正确连接
C. GFP可用于检测受体细胞中目的基因是否表达
D. 将表达载体转入乳腺细胞培育乳汁中含L1蛋白的转基因羊
【答案】D
【解析】
【详解】A. 构建L1-GFP融合基因需要先用内切酶处理获得L1基因和GFP基因,并将二者连接,故需要用到E1、E2、E4三种酶,A正确;
B. 图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同,E1、E4双酶切可以有效减少载体自身连接和融合基因自身连接,保证L1-GFP融合基因与载体准确连接,B正确;
C. 绿色荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达,C正确;
D. 为了获得L1蛋白,可将表达载体转入受精卵中而不是乳腺细胞,用于培育乳汁中含有L1蛋白的转基因羊,D错误。
故选D。
4.用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 过程①指 mRNA 的反转录过程,需解旋酶和 DNA 聚合酶
B. 过程②从 cDNA 中获得的CarE基因无启动子和内含子
C. 过程③须用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于感受态状态
D. 过程④得到的工程菌是指能使 CarE 基因高效表达的菌类细胞株系
【答案】A
【解析】
【详解】A、过程①指mRNA的反转录过程,需逆转录酶,A错误;
B、cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的,其中不含启动子和内含子,因此过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子,B正确;
C、过程④将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法,即用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于感受态状态,C正确;
D、过程④得到的工程菌是指能使CarE基因高效表达的菌类细胞株系,D正确。
故选A。
5.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A. PEG诱导动物细胞融合形成的杂种细胞,经动物细胞培养能得到优良动物个体
B. 使用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. 在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
D. 用胰蛋白酶处理动物组织后,可用无菌水稀释制成细胞悬浮液
【答案】B
【解析】
【详解】目前为止,人们还没有成功将单个分化的动物体细胞培养成个体,动物细胞的全能性受到限制,动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物,A错误;目前使用的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,B正确;基因突变是碱基对增添、缺失或替换,碱基对的改变在光学显微镜下无法观察到,C错误;用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织会使组织就会分散成单个细胞,再用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液,而不是无菌水,D错误。故选B。
6.下列关于细胞工程中所用技术与原理不相符的是( )
A. 纤维素酶处理植物细胞——酶的专一性
B. 植物组织培养——细胞的脱分化和再分化
C. 动物细胞核移植——细胞的全能性
D. 杂交瘤细胞培养——细胞分裂
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞工程中,利用酶的专一性原理,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,A正确;
B、植物组织培养利用了细胞的脱分化和再分化,B正确。
C、动物细胞核移植体现了动物细胞核的全能性,C错误;
D、培养杂交瘤细胞利用了细胞增殖的原理,D正确;
故选C。
7.明党参是我国珍稀药用植物,对其进行合理开发利用的方法不包括( )
A. 设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产
B. 大量培养愈伤组织,直接提取药用成分
C. 不限量挖掘明党参,从其细胞内提取药用成分
D. 利用组织培养获得胚状体,制成人工种子
【答案】C
【解析】
【详解】ABD、对明党参进行保护性开发可采用设计细胞培养反应器的方法,也可通过大量培养愈伤组织,直接提取,还可通过大量培育培养苗而获取药用成份,还可获取人工种子进行大面积种植,ABD错误;
C、大量进行野外采集,获取药用成分不属于对明党参保护性开发利用的方法,C正确。
故选C。
8.下列过程中,一般无需采用植物组织培养技术的是( )
A. 利用月季花药离体培养得到单倍体植株
B. 利用秋水仙素处理单倍体幼苗获得正常纯合植株
C. 利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株
D. 利用细胞工程培育“白菜-甘蓝”杂种植株
【答案】B
【解析】
【详解】A、利用月季花药离体培养得到单倍体植株,需要采用植物组织培养技术,A错误;
B、用秋水仙素处理单倍体幼苗获得正常纯合植株,不需要采用植物组织培养技术,B正确;
C、培育转基因植物的过程中需要利用植物组织培养技术将植物受体细胞培养成植株,C错误;
D、植物体细胞杂交过程中,需要利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株,D错误。
故选B。
9.胚胎工程技术在生产中的应用不包括
A. 在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体
B. 进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能
C. 采用机械方法将早期胚胎分割可产生同卵双胎
D. 移植胚胎干细胞可使退化的组织修复并恢复正常功能
【答案】A
【解析】
【详解】在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体属于动物细胞融合工程中单克隆抗体,不属于胚胎工程技术,A符合题意;进行胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能,属于胚胎工程技术,B不符合题意;采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎,属于胚胎工程技术,C不符合题意;移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能,属于胚胎工程技术,D不符合题意;故选A。
10.中国科学家将大熊猫的细胞核植入去核的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中,错误的是( )
A. 兔子卵细胞质的作用是能激发大熊猫细胞核的全能性
B. 克隆的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息
C. 在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化
D. 早期胚胎的发育依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段
【答案】C
【解析】
【详解】A、兔子卵细胞质的作用是能激发大熊猫细胞核的全能性,A正确;
B、克隆的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息,B正确;
C、胚胎发育过程中,到囊胚期就出现细胞分化,C错误;
D、早期胚胎的发育依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段,D正确。
故选C。
11.下列关于一些传统发酵食品制作的叙述,错误的是( )
A. 传统发酵食品的制作常利用天然菌
B. 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
C. 制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
D. 制作果醋利用了醋酸菌的无氧发酵
【答案】D
【解析】
【详解】A、传统发酵食品的制作常利用天然菌种,A正确;
B、腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵,B正确;
C、制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶,C正确;
D、醋酸菌是好氧菌,制作果醋利用了醋酸菌的有氧发酵,D错误。
故选D。
12.在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列说法错误的是( )
A. 牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法
B. 密闭空间内的空气常采用紫外线照射消毒
C. 玻璃实验器具可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
D. 水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的
【答案】D
【解析】
【详解】A、巴氏消毒法或高温瞬时消毒法在较低温度下,既可以杀死病菌,又能保持牛奶中营养物质风味不变,A正确;
B、紫外线能破坏DNA结构,密闭空间内的空气常采用紫外线照射消毒,B正确;
C、玻璃实验器具可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌,C正确;
D、水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的,D错误。
故选D。
13.用无菌棉棒擦拭手心,在固体培养基上轻轻涂抹,这个操作相当于实验室中的( )
A. 化学消毒 B. 接种
C. 灭菌 D. 培养和计数
【答案】B
【解析】
【详解】人体皮肤表面一般含有多种细菌,用无菌棉棒擦拭手心,手心的细菌等被黏附在棉棒上,相当于取菌种,在固体培养基上轻轻涂抹,菌种就转移到培养基上,因此这个操作相当于微生物的培养中的接种过程,B正确。
故选B。
14.下表是土壤中分解尿素的细菌培养基的营养构成,下列分析错误的是( )
组分
含量
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
葡萄糖
10.0g
尿素
1.0g
琼脂
15.0g
水
定容至 1000mL
A. 从物理性质上看它是固体培养基
B. 从功能上看它是一种选择培养基
C. 它是利用培养条件缺陷原理设计的
D. 它是利用营养物质缺陷原理设计的
【答案】C
【解析】
【详解】A、从物理性质上看它是固体培养基,A正确;
B、从培养基的功能上看,该培养基以尿素为唯一氨源,属于选择培养基,B正确;
CD、该培养基以尿素为唯一氮源,是利用营养物质缺陷原理设计的,只有能分解尿素的微生物才能获取氮源而生存,C错误;D正确。
故选C。
二、多项选择题:
15.复合型免疫缺陷症(SCID)患者缺失腺苷酸脱氨酶(ADA)基因,科学家将 ADA 基因通过 X 病毒转入患者的 T 细胞中,再将携带 ADA 基因的 T 细胞注入患者体内,可改善患者的免疫功能。下列叙述正确的是( )
A. 可直接利用 PCR 技术选择性地将 ADA 基因扩增出来
B. X 属于动物病毒,是将ADA 基因导入T细胞的载体
C. T 细胞需在体外培养至一定数量后再注入患者体内
D. 将正常 ADA 基因替换缺陷基因进行治疗的方法属于基因治疗
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、可直接利用PCR技术选择性地将ADA基因扩增出来,A正确;
B、科学家将ADA基因通过X病毒转入患者的T细胞中,说明X属于动物病毒,是将ADA基因导入T细胞的载体,B正确;
C、T细胞需在体外培养至一定数量后再注入患者体内,C正确;
D、基因治疗是指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,而不是用正常基因替换缺陷基因,D错误。
故选ABC。
16.下图表示通过基因工程培育抗虫棉的过程。以下说法正确的是( )
A. 该技术的核心是过程①,该过程存在碱基互补配对
B. ②过程若将Ⅱ导入棉花细胞的叶绿体 DNA 中可有效减少“基因污染”
C. 转基因抗虫棉属于可遗传的变异,自交子代都可以抗害虫
D. 删除抗虫棉体内的四环素抗性基因后会影响抗虫基因的表达
【答案】AB
【解析】
【详解】A、该技术的核心是过程①,即构建基因表达载体,该过程存在碱基互补配对,A正确;
B、由于受精时,精子几乎不提供细胞质,因此②过程若将Ⅱ导入棉花细胞的叶绿体DNA中可有效减少“基因污染”,B正确;
C、转基因抗虫棉的培育采用了基因工程技术,其原理是基因重组,属于可遗传的变异,但转基因植株相当于杂合子,其自交子代会发生性状分离,不都可以抗害虫,C错误;
D、删除抗虫棉体内的四环素抗性基因后不会影响抗虫基因的表达,D错误。
故选AB。
17.“筛选”是生物工程中常用的技术手段,下列关于筛选的叙述中正确的是( )
A. 基因工程中通过标记基因筛选出的细胞一定都含有重组质粒
B. 杂交育种过程需要通过筛选获取满足条件的优良品种
C. 植物体细胞杂交后要对两两融合的细胞进行筛选
D. 无子西瓜快速繁殖中,需筛选出特定染色体组数的体细胞进行组织培养
【答案】BC
【解析】
【详解】A、标记基因位于运载体上,因此基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定都含有重组质粒,也可能含有普通质粒,A错误;
B、杂交育种可以将不同亲本的优良性状重组到一个个体上,因此可通过杂交育种过程需要不断筛选、自交,直到不发生性状分离为止,B正确;
C、植物体细胞杂交过程中,诱导原生质体融合后,可获得多种融合细胞,因此需要对获得的细胞进行筛选,C正确;
D、为了快速繁殖无子西瓜,可筛选出分化程度低的体细胞进行组织培养,D错误。
故选BC。
18.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列相关叙述错误的是( )
A. 要严格挑选转基因植物的目的基因,以避免基因产物对人类有害
B. 人们普遍认同禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆
C. 生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
D. 反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
【答案】C
【解析】
【详解】A、应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质,A正确;
B、当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆,B正确;
C、生物武器是指有意识的利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标,以达到战争目的一类武器,干扰素为淋巴因子,并非生物武器,C错误;
D、反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿,D正确。
故选C。
19.某小组同学为调查湖水中细菌的污染情况而进行细菌培养实验,有关实验操作判断错误的是( )
A. 培养基中加入蛋白胨的目的是为细菌提供氮源
B. 对培养基进行干热灭菌操作是避免杂菌污染
C. 上述操作获得细菌菌落的过程就是纯培养
D. 菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A、蛋白胨主要为细菌的生长提供氮源,A正确;
B、对培养基应进行高压蒸汽灭菌,B错误;
C、上述操作获得细菌种类多样,不属于纯化培养,C错误;
D、一般情况下,菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越大,D正确。
故选BC。
20.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。下列关于发酵工程的认识不科学的是( )
A. 发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点
B. 发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身
C. 通常所指的发酵条件包括温度、溶氧、pH 和酶的控制
D. 发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
【答案】CD
【解析】
【详解】A、发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点,A正确;
B、发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身,B正确;
C、通常所指的发酵条件包括温度控制、溶氧控制、pH控制,C错误;
D、传统发酵技术和现代发酵工程都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产,D错误。
故选CD。
三、非选择题:
21.基因敲除是应用 DNA 重组原理发展起来的一门新兴技术。以小鼠为实验动物构建“基因敲除细胞”的过程如下:
第一步:从囊胚中分离出胚胎干细胞(ES),在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步:构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入新霉素抗性基因等。由于同源臂与靶基因的 DNA 正好配对,所以能像“准星”一样, 将表达载体准确地带到靶基因的位置。
第三步:将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成胚胎干细胞的基因改造。
第四步:基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如下图所示。
请根据上述资料,回答下列问题:
(1)第一步分离出的 ES 细胞具体是由囊胚的_________分离培养获得,上述资料中的靶基因与目的基因的本质区别是_____。
(2)在把目的基因导入胚胎干细胞前,应首先完成_____,该过程中所需要的工具酶是_____,接入新霉素抗性基因的作用是_________。
(3)通过该技术获得一只含目的基因的小鼠,通过有性生殖产生的后代________(“是” 或“否”)都含该目的基因,原因是_____。
【答案】 (1). 内细胞团细胞 (2). 脱氧核苷酸的排列顺序不同 (3). 基因表达载体的构建 (4). 限制酶和 DNA 连接酶 (5). 作为标记基因,鉴别受体细胞中是否含有目的基因 (6). 否 (7). 在形成生殖细胞时,目的基因和靶基因作为等位基因会发生分离
【解析】
【详解】(1)ES细胞来自早期胚胎(如襄胚的内细胞团)和原始性腺,因此第一步分离出的ES细胞具体是由囊胚的内细胞团分离培养获得。上述资料中的靶基因与目的基因的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。
(2)来自基因工程的操作步骤: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。因此,将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建,该过程中所需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶;接入新霉素抗性基因的作用是作为标记基因,便于筛选。
(3)在形成生殖细胞时等位基因(目的基因和靶基因)会发生分离,因此获得的转基因小鼠通过有性生殖产生的后代不都含该目的基因。
22.人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,在临床上需求量很大,下图是通过基因工程技术获取 HSA 的两条途径,图中报告基因表达的产物能催化无色物质 K 呈现蓝色。据图回答下列问题:
(1)若要体外获得大量的 HSA 基因,可采用 PCR 技术。该技术的原料是__________, 扩增的前提是要根据____________设计引物,而后经过变性、复性和延伸循环对目的基因进行扩增。若该目的基因循环扩增 5 次,理论上需要消耗_________个引物。
(2)过程①需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让_________进入植物细胞;去除掉所有农杆菌后,过程②还须转接到含_____的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(3)要想通过转基因绵羊分泌的乳汁来生产 HSA,需将 HSA 基因与____________等调控组件重组到一起,过程③再通过___________方法将其导入绵羊受体细胞。
(4)检测转基因绵羊的乳汁中出现 HSA 的方法是_________,若_________表明转基因绵羊体内出现了 HSA。
【答案】 (1). 四种脱氧核苷酸 (2). 一段已知目的基因的核苷酸序列 (3). 62 (4). 目的基因 (5). 无色物质K (6). 乳腺蛋白基因的启动子 (7). 显微注射技术 (8). 抗原—抗体杂交 (9). 有杂交带出现
【解析】
【详解】(1)PCR技术的原理是DNA复制,因此该技术需要的原料是脱氧核苷酸;利用PCR扩增的前提是要根据一段已知目的基因的核苷酸序设计引物;PCR技术大量扩增目的基因时,缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n+1-2,因此若该目的基因循环扩增5次,理论上需要消耗62个引物。
(2)过程①需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让T-DNA进入植物细胞;根据题干信息“图中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色”可知,去除掉所有农杆菌后,过程②还须转接到含无色物质K的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(3)要想通过转基因绵羊分泌的乳汁来生产HSA,需将HSA基因与乳腺组织特异性表达的启动子等调控组件重组到一起,过程③再通过显微注射法方法将其导入绵羊受体细胞。
(4)检测转基因绵羊的乳汁中出现HSA的方法是抗原-抗体杂交法,若出现杂交带表明转基因绵羊体内出现了HSA。
23.絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物,能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀,起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果, 科研人员将絮凝性细菌和石油降解菌融合,以构建目的菌株。其流程如下。
据图回答:
(1)溶菌酶的作用是_____。PEG 的作用是_____。
(2)再生培养基从功能上来看是一种_____培养基:在该培养基上,未融合的A、B 菌(经过相关处理)难以生长,AB 融合菌却能生长和繁殖的原因是_____。
(3)为探究目的菌株不同发酵时间对石油污水的絮凝效果,需_____提取发酵液, 检测发酵液中污染物的剩余量;该探究操作中对照装置内含有的是_________。
(4)目的菌株净化污水的大致过程是_____。从生态系统的成分来看,该菌株属于_____。
【答案】 (1). 溶解细胞壁 (2). 诱导不同的原生质体融合 (3). 选择 (4). 经处理后,与 AB 菌生存相关的部分结构失活;融合后活性部位互补, 活性恢复 (5). 定时(间隔一定时间) (6). 不含目的菌株的石油污水(或只有石油污水) (7). 先将石油中的污染物絮凝沉淀,然后再进行降解 (8). 分解者
【解析】
【详解】(1)细菌有细胞壁,这将妨碍细菌的融合,所以用溶菌酶将其细胞壁进行分解,以实现两者的融合。PEG是促进细胞融合的促融剂,作用是诱导不同的原生质体融合。
(2)在再生培养基上只有AB融合菌能生存,因此从功能上来说是一种选择培养基;由图示显示A菌细胞质失去活性,B菌DNA失去活性,融合后失活部位互补,活性恢复,所以在选择培养基上单纯的A、B菌都不能存活,而融合的AB菌能进行生长并繁殖。
(3)为探究目的菌株不同发酵时间对石油污水的絮凝效果,需定时提取发酵液,检测发酵液中污染物的剩余量;该探究操作中对照装置内含有的是不加目的菌株的石油污水。
(4)目的菌株净化污水的大致过程是先将石油中的污染物絮凝沉淀,然后再进行降解。该菌株能分解石油,属于分解者。
24.Ⅱ型糖尿病病因复杂,多数是胰岛素拮抗引起机体对胰岛素的敏感性降低。胰岛素单克隆抗体可用于快速检测血清胰岛素的含量。请回答下列有关胰岛素单克隆抗体制备的问题:
(1)首先需要将人胰岛素注射到健康成年小鼠体内,其目的是获取_____细胞;再将该细胞与_____相融合,以制取杂交瘤细胞。
(2)细胞融合过程体现了细胞膜的特性是具有_____。融合完成后,融合体系中除含有未融合的细胞外,理论上含有_____种两两融合的细胞。
(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体,可用_____与从杂交瘤细胞培养液中提取的抗体杂交。在体外条件下,当培养的小鼠杂交瘤细胞达到一定密度时,需进行_____培养以得到更多数量的细胞。
(4)细胞融合技术的优点是_____________。
【答案】 (1). 能分泌抗人胰岛素抗体的 B (2). 小鼠骨髓瘤细胞 (3). 流动性 (4). 3 (5). 人胰岛素 (6). 传代 (7). 突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
【解析】
【详解】(1)胰岛素单克隆抗体制备,首先需要将人胰岛素注射到健康成熟小鼠体内,其目的是获取能分泌抗人胰岛素抗体的B细胞;再将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞相融合,以制取杂交瘤细胞。
(2)细胞融合过程体现了细胞膜具有流动性的特性。细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞外,可能还有杂交瘤细胞、B细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞共3种两两融合的细胞。
(3)为检验得到的杂交瘤细胞能否分泌胰岛素抗体,可用人胰岛素与从杂交瘤细胞培养液中提取的抗体杂交。在体外条件下,当培养的小鼠杂交瘤细胞达到一定密度时,需进行传代培养以得到更多数量的细胞。
(4)细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限,是远缘杂交成为可能。
25.如今,人们已经普遍接受了勤洗手的卫生习惯。19 世纪匈牙利的医生伊格纳兹·塞梅尔维斯第一个发现了洗手的科学价值。他发现洗手之后进行的手术,死亡率从18.27%骤然下降到了 1.27%。某同学对此作出的假设是:洗手前手上的细菌比洗手后的多, 并设计实验进行了验证。
(1)该同学在配制培养基时,除含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质外,还要加入_____,并将 pH 调至_____。
(2)请简要写出这一实验的设计思路,并对实验结果进行预期________________。
(3)试验操作应在酒精灯火焰附近进行,原因是_____。24 小时后,该同学需要用放大镜观察培养皿中_____。
(4)为进一步检测手上的细菌对某肥皂新品的敏感性,常用_____法取单菌落,接种于含有该肥皂成分的固体培养基表面进行研究。
【答案】 (1). 琼脂 (2). 中性或弱碱性 (3). 在培养皿上分别对洗手前后手上的细菌进行接种,在适宜条件下培养一段时间后, 对比分析洗手前后的菌落数量;洗手前培养皿中的细菌菌落更多 (4). 避免周围环境中微生物的污染 (5). 菌落数 (6). 稀释涂布
【解析】
【详解】(1)固体培养基常用于微生物的分离及鉴定,该同学在配制培养基时,除含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质外,还要加入琼脂,培养细菌,应将pH调至中性或弱碱性。
(2)要验证洗手前手上的细菌比洗手后的多,可在培养皿上分别对洗手前后手上的细菌进行接种,在相同适宜条件下培养一段时间后,对比分析洗手前后的菌落数量,若洗手前培养皿中细菌菌落数多,则说明假设正确。
(3)为避免周围环境中微生物的污染,试验操作应在酒精灯火焰附近进行,24小时后,用放大镜观察培养皿中菌落数。
(4)为进一步检测手上的细菌对某肥皂新品的敏感性,常用稀释涂布法取单菌落,接种于含有该肥皂成分的固体培养基表面进行研究。
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