2022-2023学年山东省烟台市莱州市一中高二3月月考生物试题含解析
展开山东省烟台市莱州市一中2022-2023学年高二3月月考生物试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.《诗经》中“十月获稻,为此春酒,以介眉寿”记录了古人用新鲜稻米酿酒,以求延年益寿的习俗。米酒酿造主要包括蒸米、拌酒曲、发酵三步,酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌,霉菌主要起到糖化的作用(把米中的淀粉转化成葡萄糖)。下列说法错误的是( )
A.酿造米酒的过程中,酵母菌可进行有氧呼吸和无氧呼吸
B.蒸米后通常需要进行冷却,再加入酒曲,其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物
C.米酒发酵初期,霉菌可以通过糖化作用,为酵母菌的呼吸作用提供底物
D.腐乳发酵过程中,也是利用了毛霉等微生物的糖化作用
【答案】D
【分析】葡萄酒制作过程中,将装配好的发酵瓶进行发酵,当发酵瓶中停止出现气泡,表示发酵完毕。若发酵过程温度高于30℃,则需及时采取降温措施,主要为了防止影响酒的风味。
【详解】A、参与果酒制作的微生物主要是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型,所以米酒发酵过程中,酵母菌进行细胞呼吸的类型是有氧呼吸和无氧呼吸,A正确;
B、蒸米后,温度较高,通常需要进行冷却,再加入酒曲,其目的是防止温度过高杀死酒曲中的微生物,B正确;
C、酒曲中的微生物主要是霉菌和酵母菌,霉菌主要起到糖化的作用,能把米中的淀粉转化成葡萄糖,葡萄糖能为醇母菌的呼吸作用提供底物,C正确;
D、腐乳发酵过程中,起到主要作用的是毛霉,毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸,毛霉不能起糖化作用,D错误。
故选D。
2.培养基是指供给微生物、植物或动物细胞(或组织)生长繁殖的,由不同物质组合配制而成的营养基质。针对下表中的三组培养基,下列叙述错误的是( )
组别
培养基成分
a
蛋白胨、酵母提取物、甘露醇、水
b
葡萄糖、尿素、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖
c
矿质元素、蔗糖、维生素、甘氨酸、水、琼脂
A.a组培养基可用于醋化醋杆菌的扩大培养,该培养过程需用到磁力搅拌器和摇床
B.b组培养基可用于分离含脲酶的微生物,该实验中需用全营养LB固体培养基作对照
C.c组培养基可用于诱导植物愈伤组织再分化,添加的植物生长调节剂需事先过滤灭菌
D.上述培养基不仅要为相应的细胞提供营养物质还要为其生存和繁殖提供适宜的环境
【答案】C
【分析】1.培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。
2.常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法。
3.常用的灭菌方法:干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。
4.筛选目的微生物时应该使用只有目的微生物能够生存,而其他微生物不能生存的选择培养基。选择培养基是指通过培养混合的微生物,仅得到或筛选出所需要的微生物,其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。
5.从土壤中分离以尿素为氮源的细菌的实验流程:土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定。
6.分解尿素的细菌的鉴定细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红。
【详解】A、a组培养基可用于醋化醋杆菌的扩大培养,磁力搅拌器和摇床都是扩大菌落与其所需要的营养物质的接触面积,利于菌落的培养,A正确;
B、b组培养基以尿素作为唯一氮源,含脲酶的微生物在该培养基上能生长,其它微生物在该培养基上因缺乏氮源而不能生长,可用于分离含脲酶的微生物,该实验中需用全营养LB固体培养基作对照,通过对照可以判断选择培养基的选择作用,B正确;
C、c组培养基可以用来诱导植物愈伤组织再分化,添加的植物生长调节剂不能过滤灭菌,易被分解,C错误;
D、上述培养基不仅要为相应的细胞提供营养物质,还要为其生存和繁殖提供适宜的环境,D正确。
故选C。
3.如图所示,科研人员利用诱变方式选育可高产β-胡萝卜素的三孢布拉霉负菌,未突变菌不能在含有β-紫罗酮的培养基上生长。随β-胡萝卜素含量增加,菌体颜色从黄色加深至橙红色。图甲表示选育菌种及获得β-胡萝卜素的流程,以下相关说法错误的是( )
A.经过①紫外线照射后,可能有少数三孢布拉霉负菌能在含β-紫罗酮的培养基上生长
B.进行③操作时,应选择橙红色区域较大的菌落中的菌株继续接种培养
C.要得到图乙所示的菌落,可用稀释涂布平板法进行②操作接种后再培养
D.能在添加了β-紫罗酮的乙上长成菌落的目的菌,其基因未发生改变
【答案】D
【分析】微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养制成平板、接种、划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、过程①紫外线照射的作用是利用物理因素诱导发生基因突变,由于突变的不定向性,被照射的三孢布拉霉负菌只有少数能在含β-紫罗酮的培养基上生长,A正确;
B、橙红色的菌体为高产菌,进行③操作时,应选择较大的橙红色菌落中的菌株继续接种培养,B正确;
C、图乙中的菌落均匀分布于平板,说明接种方法是稀释涂布平板法,C正确;
D、能在添加了β-紫罗酮的乙上长成菌落的细菌是经过紫外线照射后的高产菌,其遗传物质都发生了改变,D错误。
故选D。
4.丙草胺(C15H22ClNO2)是一种广泛应用的除草剂,能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株,并对其计数(如下图所示),以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是( )
A.提供适宜的温度,将培养基的pH调至酸性,有利于降解菌的生长繁殖
B.利用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小
C.配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可以提高降解菌的浓度
D.5号试管的结果表明每ml土壤中的菌株数为1.7×109个
【答案】A
【分析】1、微生物常见的接种的方法:
(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
2、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基。
【详解】A、能有效降解乙草胺的菌株包括细菌、放线菌和真菌,不同微生物对培养基中的pH的要求不同,培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性,A错误;
B、图示采用的计数方法是稀释涂布平板法,由于两个或多个细胞连在一起时,在平板上观察到一个菌落,因此用该方法计数结果往往比显微镜直接计数法偏小,B正确;
C、乙草胺可提供碳源、氮源,配制以乙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养,可提高降解菌的浓度,C正确;
D、由图可知共稀释了106倍,则5号试管的结果表明每ml土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3÷0.1×106=1.7×109个,D正确。
故选A。
5.微藻能合成很多独特的对人体非常有益的生物活性物质,如EPA和DHA等不饱和脂肪酸。科研人员将自养型绿色巴夫藻和既可自养又能异养的四鞭藻进行融合,经筛选获得融合藻株。在自养培养条件下,测定它们的生长速率和EPA、DHA产率相对值,如下表所示。下列有关说法错误的是( )
藻体
生长速率
EPA
DHA
绿色巴夫藻
0.058
0.212
0.073
四鞭藻
0.140
0.058
无
融合藻
0.141
0.067
0.054
A.细胞诱导融合完成后,培养体系中含有不止3种类型的细胞
B.融合藻可具有两种藻类的所有优点,如生长迅速且能合成EPA和DHA
C.需用酶解法去除藻类细胞的细胞壁,再诱导原生质体进行融合
D.获得的融合藻还需进行克隆化培养,以持续获得EPA、DHA等物质
【答案】B
【分析】根据表格信息可知,绿色巴夫藻能合成EPA和DHA,而四鞭藻不能合成DHA,融合藻可合成EPA和DHA。融合藻的生长速率与四鞭藻接近,但大于绿色巴夫藻。
【详解】A、考虑未融合的细胞和两两融合的细胞,经细胞诱导融合完成后培养体系中应有未融合的绿色巴夫藻细胞、四鞭藻细胞以及两个绿色巴夫藻细胞融合体、两个四鞭藻细胞融合体、一个四鞭藻细胞和一个绿色巴夫藻细胞融合体,共5种类型的细胞,故培养体系中含有不止3种类型的细胞 ,A正确;
B、分析图表数据可知,融合藻可生长迅速且能合成EPA和DHA,但由于基因间的互作效应,融合藻不一定具有两种藻类的所有优点,B错误;
C、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性特点,需用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除藻类细胞的细胞壁,再诱导原生质体进行融合,C正确;
D、获得的融合藻还需进行克隆化培养,以获得更多的融合藻,持续获得EPA、DHA等物质,D正确。
故选B。
6.细胞的融合技术有着广泛的应用。下图为细胞融合的简略过程,下列有关叙述错误的是( )
A.若a、b表示配子,图示可代表胚胎工程,将d形成的胚胎切割可获得同卵双胎或多胎
B.若a、b表示两种植物的原生质体,产生c可采用电融合法、PEG融合法等进行诱导
C.若a、b分别为骨髓瘤细胞和免疫后的B细胞,c的种类有多种,d产生的抗体也有多种
D.细胞融合技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,获得符合人类需求的杂种细胞乃至个体
【答案】C
【分析】胚胎工程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产生后代,以满足人类的各种需求。理论基础:哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律。
【详解】A、胚胎工程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,因此若a、b表示配子,图示可代表胚胎工程,将d形成的胚胎切割可获得同卵双胎或多胎,A正确;
B、若a、b表示两种植物的原生质体,产生c可采用电融合法(物理)、PEG(化学)融合法等进行诱导,B正确;
C、若a、b分别为骨髓瘤细胞和免疫后的B细胞,由于从小鼠体内提取的B淋巴细胞存在多种,且细胞融合是随机的,因此c的种类有多种,由于图示为细胞融合的简略过程,因此d可能是经过抗体检测筛选的能产生所需抗体的杂交瘤细胞,因此d产生的抗体可能是一种,C错误;
D、细胞融合技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,获得符合人类需求的杂种细胞(如杂交瘤细胞)乃至个体(如植物体细胞杂交形成的杂种植株),D正确。
故选C。
7.HER-2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期,正常人体组织中其表达量极低,在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂,使其增殖、分化过程失衡,最终转变为乳腺癌。抗体-药物偶联物T-DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成,对HER-2有很强的靶向性。下列相关分析错误的是( )
A.胎儿期HER-2高表达可能与胚胎发育有关,成人HER-2含量高可为乳腺癌诊断提供参考
B.因为获取的B淋巴细胞可能有多种,所以曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测
C.DMI与HER-2特异性结合是T-DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D.利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置
【答案】C
【分析】由题意可知,HER-2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期,正常人体组织中其表达量极低,在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂,使其增殖、分化过程失衡,最终转变为乳腺癌。抗体-药物偶联物T-DMI能与HER-2特异性结合。
【详解】A、HER-2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期,可能与胚胎发育有关,正常人体组织中其表达量极低,在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂,使其增殖、分化过程失衡,最终转变为乳腺癌,所以成人HER-2含量高可为乳腺癌诊断提供参考,A正确;
B、机体生活的环境存在多种抗原,所以获取的B淋巴细胞可能有多种,故曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测,以保证能与HER-2特异性结合,B正确;
C、DMI是药物,不能与HER-2特异性结合,能与HER-2特异性结合的是曲妥珠单抗,C错误;
D、曲妥珠单抗能与HER-2特异性结合,故利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置,D正确。
故选C。
8.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动物体内的方法。下列相关叙述,错误的是( )
A.核移植技术可用于转基因动物的克隆,以保持转基因动物的性状
B.细胞核移植技术可培育转基因克隆动物为生物反应器,生产医用蛋白
C.通过细胞核移植可人工重新构建胚胎,用于优良种畜的培育
D.核移植技术的成功率较高,因而在各方面有了较为广泛的应用
【答案】D
【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。
【详解】A、核移植技术可用于转基因动物的克隆,该技术属于无性繁殖,以保持转基因动物的性状,A正确;
B、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正确;
C、通过细胞核移植可人工重新构建胚胎,用于优良种畜的培育,C正确;
D、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,故并未实现各方面的广泛应用,D错误。
故选D。
9.在核移植获得的重构胚中,初级合子基因激活基因(minorZGA)不能正常表达,导致重构胚难以发育。研究者发现,提前去除供体细胞核中的黏连蛋白可以显著提高重构胚发育为囊胚的成功率。下列分析正确的是( )
A.minorZGA只存在于重构胚中且只在重构胚中表达
B.只将供体细胞核注入到去核卵母细胞中能克服重构胚难以发育的情况
C.黏连蛋白可能是导致重构胚中minorZGA不能被激活的关键物质
D.若要提高雌性动物的产出率,可以切取原肠胚的外胚层细胞进行性别鉴定
【答案】C
【分析】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。动物核移植将动物的一个细胞的细胞核移入一个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为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
【详解】A、minorZGA在重构胚和供体细胞中都存在,A错误;
B、不仅需将供体细胞核注入去核卵细胞,也需提前去除供体细胞核中的黏连蛋白,B错误;
C、由题意可知,黏连蛋白可能是导致重构胚中minorZGA不能被激活的关键物质,C正确;
D、外胚层细胞形成表皮和神经组织,不能进行性别鉴定,若要对早期胚胎进行性别鉴定,可以取滋养层细胞进行DNA分析,D错误。
故选C。
10.科学家将Oct3/4.Sox2,c-Myc和Klf4基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞中,然后在培养ES细胞的培养基上培养这些细胞。2~3周后,这些细胞显示出ES细胞的形态、具有活跃的分裂能力,它们就是iPS细胞。这一研究成果有望为人类某些疾病的治疗带来福音。下列有关该实验的分析不正确的是( )
A.实验中逆转录病毒作为外源基因的载体,需经显微注射才能转入小鼠成纤维细胞
B.将小鼠成纤维细胞在培养基上培养作对照可排除iPS细胞产生是培养基作用的结果
C.若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞再进行细胞移植不会发生免疫排斥反应
D.由于iPS细胞具有活跃的分裂能力,用它进行人类某些疾病治疗可能存在安全风险
【答案】A
【分析】胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
【详解】A、若用病毒作为基因的载体,则不需要进行显微注射导入受体细胞,A错误;
B、对照组可以排除干扰因素,所以要排除iPS细胞的产生不是由培养基作用的结果需将小鼠成纤维细胞直接在培养基上培养作为对照,B正确;
C、由于用病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞,其来源于病人,不属于异物,不会引起免疫反应,C正确;
D、由于iPS细胞具有活跃的分裂能力,若不受控制可能转化为癌细胞,所以用它进行治疗时可能存在安全风险,D正确。
故选A。
【点睛】
11.如图为某种质粒的简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是( )
A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种
B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成重组质粒,该过程形成两个磷酸二酯键
C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
D.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞
【答案】C
【分析】基因工程中,构建基因表达载体选择限制酶的种类时,要保证所选的限制酶能切割质粒和获取目的基因,又要保证使用DNA连接酶连接时,既能让质粒与目的基因相互连接形成重组质粒,又能有效避免质粒自身环化或目的基因自身环化;本题中若单独使用EcoRⅠ或BamHⅠ处理,虽然都能保证质粒与目的基因相互连接形成重组质粒,但都不能有效避免质粒自身环化或目的基因自身环化,因此要同时满足上述两个条件,应同时使用 EcoRⅠ和BamHⅠ处理。
【详解】A、根据题意,目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,将含有目的基因的DNA用EcoRⅠ酶切,会得到含目的基因的DNA片段和不含目的基因的DNA片段;根据质粒的简图可知,将质粒用EcoRⅠ酶切,会得到与质粒周长等长的链状DNA;因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,可生成含目的基因的原DNA片段两个之间进行连接、由含目的基因的DNA片段与质粒周长等长的链状DNA相互连接形成的链状DNA、二倍于原质粒周长的环状DNA三种类型,A错误;
B、DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒,该过程形成四个磷酸二酯键,B错误;
C、EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列不同,获取目的基因和切割质粒时,同时选用EcoRⅠ和BamHⅠ切割,目的基因两端形成的末端不同,切割开的质粒两端形成的末端不同,再用DNA连接酶连接,可以防止目的基因反向连接和质粒自身环化,C正确;
D、题图显示,在构建基因表达载体的过程中质粒中的青霉素抗性基因和四环素抗性基因都不会被破坏,因此能在含青霉素和四环素的培养基中生长的受体细胞不能表明目的基因已成功导入该细胞,D错误。
故选C。
【点睛】本题结合图形考查基因表达载体的构建,要求考生理解构建基因表达载体的方法,明确构建的基因表达载体应含有哪些部件及这些部件的功能,此题难度稍大。
12.实时荧光定量PCR简称qPCR,灵敏度高特异性好,是目前检测微小残留病变的常用方法。将荧光标记的Taqman探针与待测样本DNA混合,当探针完整时,不产生荧光。在PCR过程中,与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解,R与Q分离后,R发出的荧光可被检测到在特定光激发下发出荧光(如图所示),随着循环次数的增加,荧光信号强度增加,通过实时检测荧光信号强度,可得Ct值(该值与待测样本中目的基因的个数呈负相关)。下列相关叙述正确的是( )
A.每个模板DNA分子含有4个游离的磷酸基团
B.在反应过程中,需要ATP为新链的合成提供能量
C.做qPCR之前,需要先根据目的基因的核苷酸序列合成引物和Taqman探针
D.荧光信号达到设定的阈值时,经历的循环数越少,说明含有的病变的概率越小
【答案】C
【分析】PCR技术:概念: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。原理:DNA复制。前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。条件:模板DNA、四种dNTP(三磷酸脱氧核苷酸)、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
【详解】A、DNA分子为两条反向平行的两条链,每条链都含有1个游离的磷酸基团,则一个DNA分子含有2个游离的磷酸基团,A错误;
B、在反应过程中,dNTP(三磷酸脱氧核苷酸)既是原料又为新链的合成提供能量,无需ATP,B错误;
C、做qPCR之前,需要先根据目的基因的核苷酸序列合成1对引物和1种Taqman探针,C正确;
D、若荧光信号达到设定的阈值时,经历的循环数越少,说明扩增次数少,说明更多的荧光探针与目的基因进行了碱基互补配对,可推测获得的核酸产物中含有病变的概率越大,D错误。
故选C。
13.限制性内切核酸酶 SalI和 Xho I 识别序列与切割位点如下图1。用 Sal I切割目的基因两侧,用XhoⅠ切割载体质粒,再用连接酶处理可形成重组质粒。实验者用2种酶单独切割或同时切割普通质粒和重组重粒,再将产物电泳分离,其结果如下图2。下列叙述正确的是( )
A.SalI切割产生的黏性末端与XhoI切割产生的黏性末端不同
B.根据重组质粒的酶切结果可知有2个目的基因插入重组质粒中
C.重组质粒上有1个限制酶SalI和1个限制酶XhoI的识别序列
D.2种酶切后产生的2kb产物可作为探针筛选含目的基因的受体细胞
【答案】C
【分析】用 Sal I切割目的基因两侧,用XhoⅠ切割载体质粒,再用连接酶处理可形成重组质粒,连接位置序列无法再被这2种限制酶识别。
【详解】A、SalI切割产生的黏性末端与XhoI切割产生的黏性末端都是3’-AGCT-5’,A错误;
B、普通质粒被切割后长度都是5kb,用一种酶切割重组质粒得到的结果都是7kb,用两种酶切割结果显示为5kb和2kb两个片段,如果重组质粒上有1个限制酶Sal I和1个限制酶Xho I的识别序列,则在目的基因中有1个限制酶Xho I识别序列。若两个目的基因插入重组质粒中,则两个目的基因中含有两个限制酶Xho I识别序列,重组质粒被限制酶Xho I切割后会产生2个片段,与电泳结果不符,因此有1个目的基因插入重组质粒中,B错误;
C、由于用一种酶切割后只有一个片段,用两种酶切割结果显示为两个片段,说明重组质粒上有1个限制酶SalI和1个限制酶XhoI的识别序列,C正确;
D、2种酶切后产生的2kb产物只含有目的基因的部分片段,且需要经过标记,然后解链成为单链DNA分子才可以作为探针筛选含目的基因的受体细胞,D错误。
故选C。
14.大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是( )
A.提取DNA时可加入酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B.将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后;可用二苯胺试剂进行鉴定
C.电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D.根据电泳结果,质粒上一定没有限制酶I和II的切割位点,而有限制酶III的切割位点
【答案】D
【分析】DNA的粗提取和鉴定:利用DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精,以及DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,可以将DNA与蛋白质分离开;在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、DNA在冷酒精中溶解度很低,提取DNA时加入酒精,是为了让DNA析出,蛋白质等物质溶解,A正确;
B、将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后,可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,B正确;
C、DNA带负电,电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理,C正确;
D、因为质粒的本质是环状的DNA,限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带,可能是该质粒上有一个切割位点,也可能没有切割位点,D错误。
故选D。
15.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,不正确的是( )
A.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法
B.设计扩增目的基因的引物时,不必考虑表达载体的序列
C.蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术
D.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
【答案】B
【分析】基因工程一般是将自然界已有的基因导入另一种生物的体内,定向改造生物性状,实现跨越物种的基因交流过程,但其生产的蛋白质都是自然界中已有的蛋白质,并不一定符合人们的需求,而蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术,可以产生自然界中没有的蛋白质,它是在基因工程上发展出来的第二代基因工程技术。
【详解】A、将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法,A正确;
B、设计的引物应能与表达载体两端的序列互补配对,B错误;
C、蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术,C正确;
D、通过蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质,D正确。
故选B。
二、多选题
16.野生型大肠杆菌能够在基本培养基中生长,突变菌株A和突变菌株B由于不能自己合成某些营养素,而不能在基本培养基上生长。科学工作中利用菌株A和菌株B进行了如下两个实验。实验一:将菌株A和菌株B混合后,涂布于基本培养基上,结果如图1;实验二:将菌株A和菌株B分别置于U型管的两端,中间由过滤器隔开,加压力或吸力后,培养液可以自由流通,但细菌细胞不能通过。经几小时培养后,将菌液A、B分别涂布于基本培养基上,结果如图2.下列推测正确的是( )
A.菌株A和菌株B含有相同的突变基因菌株
B.不同菌株间接触后才可能交换遗传物质
C.菌株之间可能发生类似有性杂交的现象
D.混合培养的菌株都能在基本培养基上生长
【答案】BC
【分析】由图可知,单独培养不产生菌落,混合培养可产生菌落,说明含有不同的突变基因。图2说明不同菌株间不接触不能交换遗传物质,图1中不同菌株间接触后培养基上出现了菌落,说明不同菌株间接触后才可能交换遗传物质,导致产生变异。
【详解】A、若菌株A和菌株B含有相同的突变基因,则两者不可能产生可在基本培养基上生长的菌株,A错误;
B、:由图2看出,将菌株A和菌株B分别置于U型管的两端,中间由过滤器隔开,使细菌细胞不能通过,结果培养基上无菌落产生,说明不同菌株间不接触不能交换遗传物质,而图1中不同菌株间接触后培养基上出现了菌落,说明不同菌株间接触后才可能交换遗传物质,导致产生变异,B正确;
C、图1培养基上的菌落的产生不可能是菌株A、B互相提供营养素产生的,有可能是A和B混合后产生了新的菌株类型,推测菌株之间可能发生类似有性杂交的现象,C正确;
D、据图可知,混合培养液中有可在基本培养基上生长的菌株,但不能说明混合培养的菌株都能在基本培养基上生长,D错误。
故选BC
17.甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,但属于胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交,成功将乙品种细胞质中的可育基因引入甲品种中。下列相关叙述错误的是( )
A.获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染
B.流程中A处理可使用纤维素酶和果胶酶,B处理可使用聚乙二醇
C.培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株
D.杂种植株含有控制甲品种青花菜优良性状的基因,并能通过父本进行传递
【答案】AC
【分析】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。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。
【详解】A、获得的融合原生质体需放在等渗的无菌溶液中,不能放在无菌水中,否则会吸水涨破,A错误;
B、流程中A为去除细胞壁,可使用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁,B过程为诱导原生质体融合,需要用聚乙二醇进行诱导,B正确;
C、形成愈伤组织的脱分化培养基和再分化形成植株的再分化培养基中细胞分裂素和生长素比例不同,C错误;
D、甲品种控制多种优良性状的基因,为核基因,杂种植物细胞核内含有控制甲青花菜优良性状的基因,精子中具有一半核基因,能通过父本(精子)进行传递,D正确。
故选AC。
18.2N/4N嵌合体胚胎是指用四倍体(4N)胚胎与二倍体(2N)胚胎或胚胎干细胞(ES细胞)进行聚合,形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。嵌合体胚胎构建的常用方法如下图。通过检测发现用ES细胞经2N/4N嵌合体方法获得的克隆鼠体内均为2N细胞来源。下列叙述正确的是( )
A.图中受精卵是将发育到减数第一次分裂中期的卵母细胞和获能的精子体外受精而形成
B.利用显微注射法将2N的ES细胞注射至A的囊胚内完成2N/4N嵌合体胚胎B的构建
C.嵌合体胚胎C发育到原肠胚期可植入代孕母鼠,移植前通常对代孕母鼠做同期发情处理
D.推测2N/4N嵌合体胚胎发育时2N和4N这两种细胞类型表现出非随机性分布的特点
【答案】BD
【解析】1、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。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
2、嵌合体-遗传学上用以指不同遗传性状嵌合或混杂表现的个体。
【详解】A、图中为体外受精,受精卵是将发育到减数第二次分裂中期的卵母细胞和获能的精子体外受精而形成的,A错误;
B、显微注射法是构建嵌合体胚胎常用的方法,为了提高成功率,待胚胎A发育到囊胚期时,利用显微注射法将2N的ES细胞注射至A的囊胚内完成2N/4N嵌合体胚胎B的构建,B正确;
C、待嵌合体胚胎C发育到桑椹胚或囊胚期可植入代孕母鼠体内,移植前通常对代孕母鼠做同期发情处理使其达到受孕的状态,C错误;
D、2N/4N嵌合体方法获得的克隆鼠体内均为2N细胞来源由图可知只有胎盘由4N细胞发育而成,由此推测,2N/4N嵌合体胚胎在发育过程中,2N和4N这两种细胞类型表现出非随机性分布的特点,D正确。
故选BD。
三、单选题
19.受伤的双子叶植物产生的酚类化合物可诱导毒力效应蛋白(Vir)基因表达产生Vir蛋白,其中VirD1/D2蛋白复合体可将Ti质粒上的一段T-DNA单链(T链)切下并形成VirD2-T链复合物。转移至植物细胞中的VirD2-T链复合物结合VirE2等蛋白形成T复合体进入细胞核,将T链随机整合到植物染色体上。相关叙述错误的是( )
A.农杆菌转化法将目的基因导入水稻细胞,可用酚类化合物处理提高转化效率
B.VirD2-T链复合物结合VirE2等蛋白形成T复合体可避免T-DNA的胞内降解
C.T-DNA的整合具有随机性,需经过筛选(抗性、荧光等)获得符合要求的转化苗
D.T-DNA整合至植物细胞染色体上的过程不需要DNA聚合酶和DNA连接酶
【答案】D
【分析】将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,其依据主要是:当植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
【详解】A、农杆菌容易感染双子叶植物和裸子植物,对单子叶植物没有感染力,因为多数单子叶植物不能合成酚类化合物,可以通过在伤口施加相关酚类化合物而使单子叶植物成分农杆菌易感染的植物,从而提高转化效率,A正确;
B、VirD2-T链复合物结合VirE2等蛋白形成T复合体进入细胞核,将T链随机整合到植物染色体上,可避免T-DNA在细胞内被降解,B正确;
C、经过转化的植物不一定都得到目的表现型,因为T-DNA的整合是随机的,还需经过筛选(抗性、荧光等)才能获得符合要求的转化苗,C正确;
D、Ti质粒上的Vir基因区段在宿主细胞内表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子,而合成新的T-DNA单链不需要限制酶,需要的是DNA聚合酶和DNA连接酶,D错误。
故选D。
四、多选题
20.人体内的t—PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓,但给心梗患者注射大剂量基因工程t—PA会诱发颅内出血。研究证实,将t—PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低其出血副作用。对天然t—PA基因进行改造,并使其在大肠杆菌细胞内表达,可制造出改良t—PA蛋白。如图表示相关的目的基因、载体及限制酶。pCLY11为质粒,新霉素为抗生素。有关叙述正确的是( )
A.制造出性能优异的改良t—PA蛋白的过程属于蛋白质工程
B.用XmaⅠ和BglⅡ切开pCLY11,才能使其与t—PA改良基因高效连接
C.选择有新霉素抗性的大肠杆菌作为受体细胞进行重组质粒的筛选和鉴定
D.区分重组质粒和原有质粒的一个标志是可以观察mlacZ基因的表达情况
【答案】ABD
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或者制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需求。
【详解】A、根据题干“对天然t—PA基因进行改造,并使其在大肠杆菌细胞内表达,可制造出改良t—PA蛋白”可知,制造出性能优异的改良t—PA蛋白的过程属于蛋白质工程,A正确;
B、目的基因的黏性末端图中已经给出,观察各限制酶的识别序列可知所使用的限制酶为Xma I和Bgl Ⅱ,要想把目的基因与载体pCLY11拼接起来需要得到相同的黏性末端,因此运载体pCLY11也需要Xma Ⅰ和Bgl Ⅱ切割,B正确;
C、由于标记基因存在于原有质粒上,若未连接目的基因的质粒导入到大肠杆菌中,这些大肠杆菌也可以获得新霉素的抗性,因此选择有新霉素抗性的大肠杆菌作为受体细胞不能进行重组质粒的筛选和鉴定,C错误;
D、区分重组质粒和原有质粒的一个标志可以观察mlacZ基因的表达情况,由于重组质粒拼接了目的基因,破坏了mlacZ基因,因此在重组质粒中该基因不表达,菌落呈现白色,而原有基因由于该基因保存完整,可以表达,所以菌落呈现蓝色,D正确。
故选ABD。
五、综合题
21.苯酚是含酚工业废水的主要成分,具有致癌、致畸和致突变作用。苯酚降解菌能分解工业废水中的苯酚。回答下列问题。
(1)MP培养基的成分为KH2PO42.25g/L,K2HPO42.75g/L,(NH4)2SO41.0g/L,MgCl20.2g/L,NaCl0.1g/L,FeCl30.02g/L,CaCl20.01g/L。在制作苯酚降解菌的富集培养基和平板分离培养基时,应在MP培养基的基础上,前者添加________成分,后者添加________成分,然后对培养基进行灭菌,灭菌的方法为___________。
(2)将等量的污泥样液均分两份,分别接种在相同体积的MP培养基和富集培养基中,摇床振荡培养,振荡培养的目的是________。两种培养中,苯酚降解菌菌体密度较低的培养基是_________,原因是_________。将富集培养基中的菌液稀释并涂布在平板上,经过一段时间的培养,在平板上长出一些形态、大小和颜色不完全相同的菌落,这说明________________________。
(3)对分离得到的某株苯酚降解菌进行菌株生长及苯酚降解实验,结果如下图。实验结果表明此菌株适于降解的苯酚浓度为________,判断依据是________________。
【答案】 苯酚 苯酚和琼脂 高压蒸汽灭菌 使菌体与培养液、空气充分接触,利于菌体获得更多营养和生长 MP培养基 MP培养基中缺少苯酚降解菌生长所需的碳源 能降解苯酚的菌有多种 1.0g/L 此苯酚浓度下菌体繁殖快(菌体数量最多),苯酚的降解率高(为100%)
【分析】微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】(1)MP培养基的成分为KH2PO42.25g/L,K2HPO42.75g/L,(NH4)2SO41.0g/L,MgCl20.2g/L,NaCl0.1g/L,FeCl30.02g/L,CaCl20.01g/L。在制作苯酚降解菌的富集培养基和平板分离培养基时,应在MP培养基的基础上,前者添加苯酚成分,后者添加苯酚和琼脂成分,然后对培养基进行灭菌,灭菌的方法为高压蒸汽灭菌。
(2)将等量的污泥样液均分两份,分别接种在相同体积的MP培养基和富集培养基中,摇床振荡培养,振荡培养的目的是使菌体与培养液、空气充分接触,利于菌体获得更多营养和生长。两种培养中,苯酚降解菌菌体密度较低的培养基是MP培养基,原因是MP培养基中缺少苯酚降解菌生长所需的碳源。将富集培养基中的菌液稀释并涂布在平板上,经过一段时间的培养,在平板上长出一些形态、大小和颜色不完全相同的菌落,这说明能降解苯酚的菌有多种.
(3)对分离得到的某株苯酚降解菌进行菌株生长及苯酚降解实验,结果如下图。实验结果表明此菌株适于降解的苯酚浓度为1.0g/L,判断依据是此苯酚浓度下菌体繁殖快(菌体数量最多),苯酚的降解率高(为100%)。
【点睛】本题考查微生物的分离和培养等相关知识,要求考生识记无菌技术及实例;识记培养基的配制,能结合所学的知识准确答题。
22.白叶枯病是水稻严重的病害之一,疣粒野生稻对其具有高度抗性。研究人员利用体细胞杂交技术,试图将疣粒野生稻的抗白叶枯病特性转移到栽培稻中。
(1)将两种水稻外植体分别接种在含____________等植物激素的MS培养基上,经____________过程形成愈伤组织后用____________酶处理获得游离的原生质体。
(2)“不对称体细胞杂交”法可以将一个亲本的部分染色体或染色体。上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,细胞不再持续分裂。碘乙酰胺(IOA)使细胞质中某些酶失活,抑制细胞分裂。为了达到转移抗白叶枯病特性的目的,融合前要用X射线照射____________的原生质体,用IOA处理另一亲本的原生质体。经诱导融合后,只有异源融合后的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是_____________。
(3)观察再生植株细胞中的染色体,发现数目____________,说明成功获得了不对称杂种。有些杂种植株染色体数目与栽培稻相同,性状明显偏向栽培稻,但也表现出野生稻的一些特性,推测这些杂种植株无多余染色体但具有野生稻特性的原因是_____________。
(4)用致病性强的两种水稻白叶枯病菌株接种,检测72株杂种植株的抗性。结果发现共有40株表现抗性,其中17株对两个菌株都表现抗病性。综合染色体数目及抗性检测,应优先选择_____________的杂种植株进行繁育。
(5)与转基因技术相比,在向目标生物转移外源基因方面,不对称体细胞杂交技术有哪些优、缺点?______
【答案】 细胞分裂素和生长素 脱分化 纤维素酶和果胶 疣粒野生稻 杂种细胞由于融合,补充了细胞质中失活的酶(生理互补),细胞能正常分裂 均少于两亲本染色体数目之和 来自野生稻的某些基因通过染色体易位整合到栽培稻细胞中 染色体数目和栽培稻相同、且对两个菌株均表现出抗性 优点:可转移控制优良性状的多基因甚至是未知基因
缺点:只能在植物之间进行/变异不定向,需大量筛选
【分析】疣粒野生稻对水稻白叶枯病具有高度的抗病性,为转移这种抗病性,进行了栽培稻+疣粒野生稻不对称体细胞杂交。以软X射线处理过的疣粒野生稻原生质体作供体,来源于栽培稻品种02428的原生质体经碘乙酰胺(IOA)失活后作受体,采用PEG法诱导二者的原生质体融合。由于代谢功能互补融合物经培养后得到623块愈伤组织,最终分化出72株再生植株.这些融合植株形态上与栽培稻接近,采用微卫星分子标记进行了杂种鉴定。细胞学分析表明,融合杂种根尖细胞染色体数目在27N38条之间变化。在成株期对融合植株进行了白叶枯病接种鉴定,结果显示疣粒野生稻对水稻白叶枯病的抗性成功地转移到栽培稻中。
【详解】(1)将两种水稻外植体分别接种在含细胞分裂素和生长素等植物激素的MS培养基上,经脱分化过程形成愈伤组织后用纤维素酶和果胶酶处理获得游离的原生质体。
(2)“不对称体细胞杂交”法可以将一个亲本的部分染色体或染色体。上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,细胞不再持续分裂。碘乙酰胺(IOA)使细胞质中某些酶失活,抑制细胞分裂。为了达到转移抗白叶枯病特性的目的,融合前要用X射线照射疣粒野生稻的原生质体,用IOA处理另一亲本的原生质体。经诱导融合后,只有异源融合后的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是杂种细胞由于融合,补充了细胞质中失活的酶(生理互补),细胞能正常分裂。
(3)观察再生植株细胞中的染色体,发现数目均少于两亲本染色体数目之和,说明成功获得了不对称杂种。有些杂种植株染色体数目与栽培稻相同,性状明显偏向栽培稻,但也表现出野生稻的一些特性,推测这些杂种植株无多余染色体但具有野生稻特性的原因是来自野生稻的某些基因通过染色体易位整合到栽培稻细胞中。
(4)用致病性强的两种水稻白叶枯病菌株接种,检测72株杂种植株的抗性。结果发现共有40株表现抗性,其中17株对两个菌株都表现抗病性。综合染色体数目及抗性检测,应优先选择染色体数目和栽培稻相同、且对两个菌株均表现出抗性。
(5)与转基因技术相比,在向目标生物转移外源基因方面,不对称体细胞杂交技术的优点:可转移控制优良性状的多基因甚至是未知基因。
缺点:只能在植物之间进行/变异不定向,需大量筛选。
【点睛】本题主要考查植物体细胞杂交技术,其中准确理解植物体细胞杂交技术的原理和步骤,是解题的关键。
23.M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验,将外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。回答下列问题:
(1)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是______。
(2)常用的去核方法:______;选择卵母细胞的原因是______。(至少答2点)
(3)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的______细胞与骨髓瘤细胞进行融合,筛选融合杂种细胞,制备M蛋白的单克隆抗体。单克隆抗体在临床应用中的优势______。(至少答2点)
(4)简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路______。
【答案】(1)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
(2) 显微操作 卵母细胞体积大,易于操作;可为重组细胞早期发育提供较充足的营养;卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质
(3) B淋巴细胞 借助抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞;单克隆抗体可大量制备
(4)取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原-抗体杂交
【分析】核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个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为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物,克隆动物的核基因完全来自供体动物,而细胞质基因来自受体细胞。核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植,其中体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,因为体细胞的全能性低于胚胎细胞。
【详解】(1)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,为清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,所以需要定期更换培养液。
(2)目前常用的去核方法是显微操作去核法。将卵母细胞作为受体细胞的原因是卵母细胞体积大,易于操作;可为重组细胞早期发育提供较充足的营养;卵母细胞的细胞质中存在激发动物体细胞的细胞核全能性表达的物质。
(3)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,诱导动物细胞融合常用的化学方法是PEG诱导。单克隆抗体在临床应用中的优势有借助抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在的位置,在原位杀死癌细胞;单克隆抗体可大量制备.
(4)可利用抗原—抗体杂交技术检测克隆动物A中M基因是否失活。实验思路是:用特定抗原刺激小鼠,然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,用抗原—抗体杂交技术检测筛选出的杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体,如果不能产生,说明M基因在克隆动物A中已失活,如果能产生,说明M基因在克隆动物A中没有失活。
24.请根据下列两个资料回答相关问题:
资料1:用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到phESC(孤雌单倍体干细胞),然后通过基因编辑技术使phESC中的3个基因沉默,phESC的细胞核状态便可接近精子细胞核的状态,如图1。
资料2:用化学方法激活小鼠的精子得到ahESC(孤雄单倍体干细胞),然后对ahESC中的8个基因进行编辑,ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点,如图2。
(1)体内受精时,在精子触及卵细胞膜的瞬间,_______会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入;精子入卵后卵子发生的变化有____________________________。
(2)用激素对雌性小鼠进行_______处理可得到大量卵母细胞,这些卵母细胞转化为phESC的过程相当于植物组织培养中的_______过程。
(3)ahESC与精子和去核卵母细胞融合后,得到的融合细胞的性染色体组成可能是_______。融合细胞一般需要进行早期胚胎培养至_______期才能进行移植。
(4)据图分析只依赖雄性小鼠_______(填“能”或“不能")得到孤雄小鼠,请写出两个理由支持你的判断。
理由1:_________________;
理由2:_________________。
【答案】 透明带 完成减数分裂Ⅱ、排出第二极体、形成雌原核 超数排卵 脱分化 XX、XY或YY 桑葚胚或囊胚 不能 需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中 重构发育成的胚胎必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体
【分析】1.受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
2.胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】(1)体内受精时,在精子触及卵细胞膜的瞬间会产生透明带反应,这是防止多精子入卵受精的第一道屏障;精子入卵后,形成一个新的核即雄原核,与此同时,被激活的卵子完成减数第二次分裂,排出第二极体后形成雌原核。
(2)用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞;卵母细胞转化为phESC(孤雌单倍体干细胞),使细胞分化程度降低,类似于植物组织培养中脱分化形成愈伤组织的过程。
(3)对ahESC中的8个基因进行编辑,ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点,ahESC与精子和去核卵母细胞融合,如果融合结果是ahESC-ahESC-去核卵母细胞,得到的融合细胞的性染色体组成是XX;如果融合结果是ahESC-精子-去核卵母细胞,得到的融合细胞的性染色体组成是XY;如果融合结果是精子-精子-去核卵母细胞,得到的融合细胞的性染色体组成是YY;所以ahESC与精子和去核卵母细胞融合后,得到的融合细胞的性染色体组成可能是XX、XY或YY。早期胚胎要培养至桑葚胚或囊胚期才能进行移植。
(4)由题图可知,需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中;重构发育成的胚胎必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体;所以只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠。
【点睛】本题考查胚胎工程应用的有关知识,意在考查学生对相关知识的识记与运用,获取有效信息的能力。
25.长期高血糖可引发血管细胞衰老。科研人员为研究S蛋白在因高血糖引发的血管细胞衰老中的作用,以腺病毒为载体将编码S蛋白的S基因导入血管细胞,实现S蛋白在血管细胞中的大量表达。
(1)腺病毒的遗传物质为DNA,其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒,科研人员首先构建了含S基因的重组质粒,如图1所示。在构建含S基因的重组质粒时,通过_______的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。将图1中含S基因的重组质粒用_______酶切割后,获得改造后的腺病毒DNA;将其导入A细胞(A细胞含有E3基因,可表达E3蛋白),如图2所示。腺病毒DNA在A细胞内能够_______,从而产生大量重组腺病毒,腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。
(2)综合上述信息,从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点:_______(写出2点)。
(3)用含S基因的重组腺病毒分别感染正常人及糖尿病患者的血管细胞,使S蛋白在血管细胞中大量表达。对正常人、糖尿病患者及二者转入S基因后血管细胞中能促进细胞衰老的Ⅰ蛋白进行检测,结果如图3所示(颜色越深代表表达量越高)。可用_______法检测Ⅰ蛋白的表达量,实验结果显示_______血管细胞中Ⅰ蛋白表达量最高,推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是_______。
【答案】(1) 设计S基因特异的引物进行PCR(或用S基因特异序列作为探针进行核酸分子杂交) PacⅠ 复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成
(2)重组腺病毒只能在A细胞中复制,即使侵染其他细胞,也不能复制;重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上;腺病毒是人工改造的载体,不含致病基因
(3) 抗原—抗体杂交 糖尿病患者(或2组) S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量,抑制高血糖引发的血管细胞衰老
【分析】基因工程育种原理:DNA重组技术(属于基因重组范畴)方法:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。操作步骤包括:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等
【详解】(1)腺病毒的遗传物质为DNA,其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒,科研人员首先构建了含S基因的重组质粒,如图1所示。在构建含S基因的重组质粒时,通过设计S基因特异的引物进行PCR扩增的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。结合图示可知,图示的链状DNA是用PacⅠ酶切割1含S基因的重组质粒后得到的,进而获得改造后的腺病毒DNA;将其导入A细胞(A细胞含有E3基因,可表达E3蛋白),如图2所示。腺病毒DNA在A细胞内能够复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成,从而产生大量重组腺病毒,且腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上,因为腺病毒的DNA中含有能自身增殖所需要的三种基因。
(2)综合上述信息,重组腺病毒只能在A细胞中复制,即使侵染其他细胞,也不能复制,因为其他细胞中没有E3基因;重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上,进而不会对宿主细胞造成遗传信息上的干扰,且腺病毒是人工改造的载体,不含致病基因,不会对宿主细胞造成伤害,这是重组腺病毒载体作为基因工程的运载体的优点所在。
(3)用含S基因的重组腺病毒分别感染正常人及糖尿病患者的血管细胞,使S蛋白在血管细胞中大量表达。对正常人、糖尿病患者及二者转入S基因后血管细胞中能促进细胞衰老的Ⅰ蛋白进行检测,结果如图3所示。检测Ⅰ蛋白的表达量采用的是抗原—抗体杂交方法,根据实验结果可以看出糖尿病患者(或2组)血管细胞中Ⅰ蛋白表达量最高,而导入S基因的糖尿病患者血管细胞中Ⅰ蛋白表达量下降,且基本表现正常,据此可推测S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量,进而抑制高血糖引发的血管细胞衰老,从而达到了治疗的目的。
山东省烟台市莱州市一中2022-2023学年高三5月阶段检测生物试卷(含答案): 这是一份山东省烟台市莱州市一中2022-2023学年高三5月阶段检测生物试卷(含答案),共24页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验探究题,读图填空题等内容,欢迎下载使用。
山东省烟台市莱州市一中2022-2023学年高二3月月考生物试卷(含答案): 这是一份山东省烟台市莱州市一中2022-2023学年高二3月月考生物试卷(含答案),共25页。试卷主要包含了单选题,多选题,读图填空题,填空题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省烟台市龙口市高二3月月考生物试题含解析: 这是一份2022-2023学年山东省烟台市龙口市高二3月月考生物试题含解析,共30页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题等内容,欢迎下载使用。