2025年高考总复习优化设计二轮专题生物L课后习题大单元8 生物技术与工程含答案

2025年高考总复习优化设计二轮专题生物L课后习题大单元8生物技术与工程含答案层级一基础夯实自测练学生用书P207

1.(2024·山东济宁三模)从传统发酵技术到发酵工程,经历了漫长的过程。下列说法错误的是()A.传统酿酒过程中需要将温度控制在18~30℃之间B.酱油等传统发酵以混合菌种的液体发酵及半固体发酵为主C.发酵工程生产的微生物农药,是生物防治的重要手段D.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物的生长答案B解析传统酿酒用到的菌种是酵母菌,酵母菌发酵的适宜温度是18~30℃,A项正确;酱油等传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主,B项错误;发酵工程生产的微生物农药,是利用微生物或其代谢物来防治病虫害,是生物防治的重要手段,C项正确;利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料能通过固氮提高土壤肥力,从而促进植物的生长,D项正确。2.(2024·山东临沂二模)谷氨酸是生产味精的主要原料,下列有关谷氨酸发酵过程的叙述,错误的是()A.谷氨酸棒状杆菌代谢类型为异养好氧型,可通过基因工程或人工诱变获得目的菌株B.向发酵罐夹层中通水的目的是带走菌种发酵产生的热量,维持适宜的温度C.发酵过程中不断搅拌的目的是使营养物质得到充分利用,并增加发酵液的溶氧量D.生产谷氨酸的发酵液pH应为中性或弱酸性,发酵结束后需要对产物进行分离、提纯答案D解析谷氨酸棒状杆菌代谢类型为异养好氧型,性状优良的谷氨酸棒状杆菌可以通过基因工程育种或诱变育种获得,A项正确;在利用发酵罐进行发酵的过程中,由于微生物的呼吸作用以及搅拌等产生大量的热量,使发酵液温度升高,为防止温度过高降低相关酶的活性,而降低谷氨酸的产量,可通过水在发酵罐夹层中流动达到冷却降温的目的,B项正确;发酵过程中的搅拌会使营养物质和菌种充分接触且能增加溶解氧的量,故可满足菌体对氧气和养分的需求,C项正确;中性和弱碱性条件下有利于谷氨酸的积累,酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,D项错误。3.(2024·山东烟台三模)细胞摇摆式间歇浸没生物反应器是通过摆动架的倾斜摆动,使培养液周期性间歇浸没组培苗,实现组培苗的快速生长。下列叙述正确的是()A.获得组培苗的培养基含有水、无机盐、蔗糖、琼脂和激素等多种营养物质B.间歇摆动提高培养液溶氧量,有利于组培苗进行有氧呼吸C.获得组培苗的步骤:外植体→脱分化形成胚状体→再分化形成试管苗D.经过间歇浸没培养获得的植株需要消毒后炼苗再移栽到经灭菌处理的土壤中答案B解析琼脂是凝固剂,不提供营养,A项错误;间歇摆动可提高培养液溶氧量,有利于组培苗进行有氧呼吸,有氧呼吸能为组培苗的生长发育提供能量,因此可以提高生长速度,B项正确;外植体脱分化可以形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,C项错误;植物组织培养是在无菌条件下进行的,经过间歇浸没培养获得的植株不需要消毒处理,D项错误。4.(2024·北京海淀二模)研究者用M病毒膜蛋白对小鼠进行免疫,分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合,通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是()A.用动物细胞培养液培养M病毒,通过离心可获得膜蛋白作为抗原B.可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠,以获得更多的浆细胞C.S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力D.体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞的全能性答案B解析M病毒必须寄生在活细胞中才能完成生命活动,故不能用动物细胞培养液培养M病毒,A项错误;可用M病毒膜蛋白(抗原)多次免疫小鼠,以获得更多的能产生特异性抗体的浆细胞,B项正确;S细胞不是杂交瘤细胞,其具有无限增殖的能力,但不具有产生抗体的能力,C项错误;体外培养单个杂交瘤细胞由于没有发育为完整有机体或分化成其他各种细胞,因此不能体现细胞的全能性,D项错误。5.(2024·山东泰安二模)我国科技工作者发明“二步发酵法”生产维生素C的工艺是世界首创。第一步发酵用醋酸杆菌合成分泌维生素C前体,第二步发酵用氧化葡萄糖酸杆菌(“小菌”)和假单胞菌(“大菌”)混合菌种作为伴生菌,能促进产酸菌生长和产酸。如图为二步发酵法的生产流程。下列说法正确的是()A.可以利用平板划线法纯化混菌发酵法所需的目的菌B.单独筛选高效的产酸菌和伴生菌即可用于混菌发酵C.伴生菌与产酸菌二者互利共生,不存在种间竞争D.生产过程采用混菌发酵法不需要严格的无菌操作答案A解析在进行平板划线法时,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落,故可以利用平板划线法纯化混菌发酵法所需的目的菌,A项正确;产酸菌和伴生菌应共同进行筛选,才能获得最佳的生产维生素C的菌种,单独筛选出的高效的产酸菌和伴生菌不一定适配,B项错误;伴生菌与产酸菌会竞争空间等资源,二者存在种间竞争,C项错误;采用混菌发酵法时,需要进行严格的无菌操作,D项错误。6.在基因工程中可利用PCR进行体外DNA片段的扩增,PCR产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。下列说法错误的是()A.PCR利用了DNA热变性的原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚及与引物的结合B.PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的C.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水在使用前必须消毒D.DNA在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小和构象有关答案C解析PCR利用了DNA热变性的原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚及与引物的结合,A项正确;由于引物的序列具有特异性,所以PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的,B项正确;为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理,C项错误;DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关,D项正确。7.(2024·山东菏泽一模)人体心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTnT)、肌钙蛋白L(cTnL)和肌钙蛋白C(cTnC),其中cTnL在血液中的含量上升可作为心肌损伤的特异性指标。为制备出抗cTnL的单克隆抗体,研究人员完成了以下实验。下列相关叙述错误的是()A.体细胞融合技术培育出杂交瘤细胞的过程体现了细胞膜的流动性B.上述过程可用PEG诱导融合,甲中的细胞可能含有多种细胞核型C.图示过程中的②表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行抗体检测D.欲培养获得大量丙细胞需要用胰蛋白酶处理以防止发生接触抑制答案D解析B细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,体现了细胞膜的流动性,A项正确;题述过程可用PEG、灭活的病毒、电刺激诱导融合,甲中的细胞可能含有多种细胞核型,B项正确;图中过程②表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行克隆化培养和抗体检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,就能获得足够数量的能分泌抗cTnL抗体的细胞,C项正确;丙细胞为杂交瘤细胞,没有接触抑制,D项错误。8.(不定项)(2024·山东潍坊三模改编)下图是制备抗流感病毒的单克隆抗体的过程。下列叙述正确的是()A.经过程①和②可获得多种杂交瘤细胞B.若过程②采用电融合技术,能击穿核膜促使核的融合C.过程③中CO2的作用是刺激细胞进行呼吸作用D.若过程④抗体检测的结果为阴性,则应重新制备杂交瘤细胞答案AD解析过程①是通过注射抗原或抗原蛋白使小鼠发生免疫反应,获得产生相应抗体的B淋巴细胞,再经过过程②融合形成的杂交瘤细胞有多种,A项正确;若过程②是促进细胞融合的过程,其中电融合技术是利用电脉冲击穿细胞膜促使细胞融合,B项错误;过程③中CO2的作用是维持培养液的pH,C项错误;过程④若进行克隆化培养和抗体检测,而检测结果为阴性,则该杂交瘤细胞不能产生特定的抗体,则应重新制备杂交瘤细胞,D项正确。9.(不定项)(2024·山东泰安模拟)为使玉米获得抗除草剂性状,科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是()A.T-DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上B.利用物质K和抗生素进行筛选1,可获得农杆菌的蓝色菌落C.利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株D.提高培养基中细胞分裂素和生长素的比值,有利于诱导生根答案BD解析农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,根据农杆菌的这一特点,将目的基因(基因G)插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因(基因G)整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上,A项正确;农杆菌属于原核生物,含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,故不会出现农杆菌的蓝色菌落,B项错误;根据题意可知,报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色,而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长,因此利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株,C项正确;提高培养基中细胞分裂素和生长素的比值,有利于诱导生芽,D项错误。10.(2024·山东菏泽一模)(18分)酵母是一种能够引发有机源或者动物源物质发酵的真菌,它有许多分类,其中酿酒酵母是知名度最高,也是与人类关系最广泛的一种酵母。我国是世界上啤酒生产和消费大国,啤酒是以大麦为主要原料经酵母发酵制成的。请回答下列问题。(1)为了制备啤酒酵母分离培养基,实验人员将马铃薯去皮切块后高压煮沸,过滤后补加蒸馏水至1L,加入葡萄糖和琼脂后加热融化。将马铃薯高压煮沸的目的是,该培养基的碳源主要包括,用于装培养基的培养皿一般用法进行灭菌处理。

(2)啤酒在工业化生产过程中,发酵过程分为两个阶段。第一阶段结束后,发酵液在的环境下储存一段时间进行第二阶段,形成澄清、成熟的啤酒。

(3)下图所示为用酿酒酵母生产乙肝疫苗的过程图,回答相关问题。甲乙丙①研究人员拟用PCR扩增目的基因片段,已知目的基因的一条链为5'-ATTCCATATC……CCATGCC-3'。在PCR反应体系中需加入缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸、含目的基因的DNA模板以及。设计了一条引物为5'-GGCATG-3',另一条引物为(写出6个碱基即可)。

②要形成有效的重组质粒,选择适当的限制酶很重要,根据图乙和图丙可知,选择最佳,原因是。

③在添加卡那霉素和四环素的培养基中有少量菌落,说明了。

答案(1)灭菌,防止杂菌污染淀粉和葡萄糖等干热灭菌(2)主发酵和后发酵低温、密闭(3)耐高温的DNA聚合酶5'-ATTCCA-3'BamHⅠ和EcoRⅠ既防止了质粒和目的基因的自身环化和反向连接,又便于筛选出含有目的基因的受体细胞这些菌落不含目的基因解析(1)实验人员对马铃薯去皮切块后高压煮沸,主要目的是灭菌,防止杂菌污染;该培养基的碳源主要包括马铃薯中的淀粉和加入的葡萄糖;用于装培养基的培养皿一般用干热灭菌法进行灭菌处理。(2)啤酒在工业化生产过程中,发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。主发酵结束后,发酵液还不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。(3)①在PCR反应体系中需加入缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸、含目的基因的DNA模板以及耐高温的DNA聚合酶。根据目的基因的一条链可以推出另一条链两端的序列,根据引物的5'端对应模板链的3'端,可推出两条引物的序列分别为5'-GGCATG-3'和5'-ATTCCA-3'。②根据图丙可知,EcoRⅤ的限制酶切位点在目的基因内部,若用其获取目的基因会破坏目的基因,切割目的基因和质粒的限制酶应该是相同的,以保证有相同的黏性末端,因此应该选择的限制酶是BamHⅠ和EcoRⅠ。分别使用BamHⅠ和EcoRⅠ限制酶切割,在连接酶的作用下质粒和目的基因不会发生自身环化,还可以防止反向连接,最终在连接酶的作用下只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒,此外,还有利于筛选出含有目的基因的受体细胞。③由于构建重组质粒时,BamHⅠ会破坏质粒中的四环素抗性基因,因此若在添加卡那霉素和四环素的培养基中有少量菌落,则说明这些菌落不含目的基因。层级二关键突破提升练学生用书P209

突破点1微生物培养与发酵1.(2024·山东淄博一模)甲醇蛋白是毕赤酵母的胞内蛋白,可用甲醇作为碳源来培养毕赤酵母生产甲醇蛋白。毕赤酵母无毒性,甲醇对大多数微生物有毒性。下列叙述错误的是()A.筛选能高效利用甲醇的毕赤酵母时,培养基应以甲醇为唯一碳源B.虽然甲醇对多数微生物有毒性,发酵生产甲醇蛋白时也需检测是否有杂菌污染C.发酵时,发酵温度、培养液的渗透压和pH影响甲醇蛋白产量D.用作动物饲料时,需从毕赤酵母菌体中分离、纯化甲醇蛋白答案D解析甲醇蛋白是毕赤酵母的胞内蛋白,筛选能高效利用甲醇的毕赤酵母时,应以甲醇为唯一碳源,A项正确;微生物培养的核心是防止杂菌污染,因此虽然甲醇对多数微生物有毒性,发酵生产甲醇蛋白时也需要检测是否有杂菌污染,B项正确;发酵时,发酵温度、培养液的渗透压和pH会影响毕赤酵母的生长繁殖,因此也会影响甲醇蛋白产量,C项正确;饲料微生物是指作为畜、禽和鱼类的饲料以及适用于加工或改善饲料质量的微生物,因此用作动物饲料时,需要直接培养毕赤酵母菌体,D项错误。2.(2024·山东青岛三模)稀释涂布平板法和稀释倒平板法是分离微生物的两种方法。稀释倒平板法是指将稀释的菌液和琼脂混合,然后将其倒入无菌培养皿中进行培养。下列说法正确的是()A.培养过程中所用的培养基和培养皿均可采用湿热灭菌法灭菌B.两种方法均可通过统计菌落数实现对活菌的准确计数C.稀释倒平板法对好氧菌、热敏感菌的分离效果优于稀释涂布平板法D.为了防止培养基温度过高杀死微生物,应将琼脂冷却至室温后再倒平板答案A解析为了防止杂菌污染,培养过程中所用的培养基和培养皿均可采用湿热灭菌法灭菌,A项正确;稀释涂布平板法和稀释倒平板法都不能通过统计菌落数实现对活菌的准确计数,B项错误;稀释倒平板法是指将稀释的菌液和琼脂混合,然后将其倒入无菌培养皿中进行培养,琼脂可以隔绝空气,不能及时散热,因此稀释涂布平板法对好氧菌、热敏感菌的分离效果优于稀释倒平板法,C项错误;倒平板操作中需要将培养基冷却到50℃左右时进行,D项错误。3.(2024·山东菏泽二模)稻瘟菌引起的水稻稻瘟病是危害最为严重的真菌病害之一。土壤中某些微生物能合成并分泌几丁质酶,能抑制稻瘟菌的生长,可用于稻瘟病的防治。科研人员试图从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株,通过微生物培养获得几丁质酶。下列说法错误的是()A.筛选土壤中目的微生物时需用以几丁质为唯一碳源的培养基B.纯化培养时,可选择稀释涂布平板法或平板划线法接种C.在以几丁质为唯一碳源的培养基上生长的菌落均能分泌几丁质酶D.可依据单菌落周围“水解圈直径/菌落直径”的值来筛选目的菌株答案C解析筛选土壤中目的微生物即能高效降解几丁质的菌株时,应用以几丁质为唯一碳源的培养基进行筛选,A项正确;纯化培养时,可选择稀释涂布平板法或平板划线法接种,两种方法均可得到单菌落,B项正确;在以几丁质为唯一碳源的培养基上生长的菌落不一定都能分泌几丁质酶,培养基上可能有些微生物是以几丁质的分解产物为碳源,C项错误;水解圈是产生几丁质酶的菌株产生几丁质酶水解几丁质产生的,水解圈直径/菌落直径越大,说明该菌降解能力越强,故可依据单菌落周围“水解圈直径/菌落直径”的值来筛选目的菌株,D项正确。4.(不定项)(2024·山东泰安三模)如图为利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的途径,尿素是谷氨酸生产中培养基的重要成分之一,尿素分解释放出的氨会使发酵液的pH上升,而发酵过程中,氨的利用以及有机酸和谷氨酸等进入发酵液又会使发酵液pH下降。与细胞膜通透性改变有关的基因发生某种碱基替换,可使细胞膜的通透性发生改变。下列叙述错误的是()A.可通过诱变育种增加细胞膜通透性,进而提高谷氨酸产量B.发酵过程中适时增加尿素的量,可避免酶活性的改变C.尿素过多时,易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺D.过滤、沉淀是从培养液中提取谷氨酸最常用的方法答案CD解析与细胞膜通透性改变有关的基因发生碱基的替换,可使细胞膜的通透性发生改变,而细胞膜通透性改变会减少细胞内的谷氨酸积累,降低谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用,进而提高谷氨酸的产量,A项正确;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,发酵过程中,氨的利用以及有机酸和谷氨酸等进入发酵液,会使发酵液pH下降,pH下降可能导致某些酶活性改变,加入尿素后分解释放出氨,会使发酵液的pH上升,能避免酶活性的改变,B项正确;谷氨酸的发酵生产中,在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,加入尿素过多,分解产生的氨增多,不会使溶液呈酸性,故尿素过多时,不易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺,C项错误;产品是菌体时,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离,谷氨酸为代谢物,需根据产物的性质采取适当的分离措施来获得产品,D项错误。突破点2比较植物细胞工程和动物细胞工程5.(2024·山东泰安模拟改编)红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇。为了培育产生紫杉醇的柴胡,科研人员将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了不对称体细胞杂交。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂诱导融合,得到融合细胞。诱导融合后,科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞,如表所示。红豆杉和柴胡的亲缘关系较远,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显。下列叙述错误的是()材料融合细胞组号1234567染色体数/条9~111212~1412~16131424A.将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用纤维素酶和果胶酶分别处理,各自获得有活力的原生质体B.筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞一个染色体组的染色体数为12条C.判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞,并进一步采用PCR方法鉴定这几组细胞D.应在能够高效合成紫杉醇的杂种细胞中选择红豆杉的核基因含量较高的杂种细胞进行培养答案D解析将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用纤维素酶和果胶酶分别处理,去掉细胞壁,可以各自获得有活力的原生质体,A项正确;因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞一个染色体组的染色体数为12条,目标是筛选得到具有紫杉醇合成基因的柴胡,所以此杂种细胞理论应该包含全部柴胡染色体和一套红豆杉染色体(含有一个紫杉醇合成基因)即可,所以科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,B项正确;柴胡细胞染色体数为12条,多余的染色体是其他细胞融合参与进去的,故可判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞,并进一步采用PCR方法鉴定这些细胞,C项正确;红豆杉和柴胡的亲缘关系较远,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显,应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养,D项错误。6.(2024·山东烟台一模)抗体由恒定区段和可变区段两部分构成,其中可变区段决定抗体的特异性。利用小鼠制备的鼠源性单克隆抗体需经人源化改造才可应用于临床免疫治疗。下列说法错误的是()A.制备鼠源性单克隆抗体需将小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合B.鼠源性单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的天然抗体C.人源化改造降低了人对鼠源性单克隆抗体的免疫排斥反应D.人源化改造即将鼠源性单克隆抗体的可变区段替换成人的相应区段答案D解析制备鼠源性单克隆抗体需将小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,并经筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,A项正确;鼠源性单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的,是没有经过改造的天然抗体,B项正确;不同生物体的组织相容性抗原不同,若将鼠源性单克隆抗体直接用于人,会产生免疫排斥反应,由于抗体的可变区段决定抗体的特异性,即为识别抗原的部位,因此可将鼠源性单克隆抗体的恒定区段替换成人的相应区段,减少人对鼠源性单克隆抗体的免疫排斥反应,C项正确,D项错误。7.(2024·山东模拟)草莓在进行无性繁殖过程中,感染的病毒会在体内逐年积累,导致产量降低、品质变差。下图是培育高品质草莓的流程图。下列叙述正确的是()方法一:草莓→甲无病毒苗方法二:SMYELV-CP草莓

细胞抗病毒

草莓注:SMYELV-CP是草莓轻型黄边病毒的抗性基因。A.甲需经灭菌处理后才能用于无病毒苗的培育B.选取体积分数为95%的酒精溶液对甲进行30s消毒处理C.A、C过程与生长素、细胞分裂素的调节密切相关D.两种培育方法的效果可通过病毒接种实验进行检测答案C解析在植物组织培养过程中,甲需经消毒处理后才能用于无病毒苗的培育,A项错误;需要用体积分数为70%的酒精溶液和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液对甲进行消毒,保证植物组织培养的成功,B项错误;A、C过程属于植物组织培养,都需要经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成根、芽,最终发育成植株,与生长素、细胞分裂素的调节密切相关,C项正确;无病毒苗应根据植株性状检测,不抗病毒,不需要接种病毒,抗病毒苗需要通过病毒接种的方式来判断选育方法的效果,因此只有方法二需要通过病毒接种实验,D项错误。8.(2024·山东泰安模拟)某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA,能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体,其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,构建既能结合PSMA,又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28。下列说法错误的是()A.临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用B.双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链C.同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,可获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞D.PSMA×CD28使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞答案C解析某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA,能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸,因此临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体使其结合PSMA之后,无法抑制T细胞的活化,有一定的抗癌作用,A项正确;据图可知,双杂交瘤细胞有L链和H链,双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链,B项正确;杂交瘤细胞是经筛选后获得的,一种杂交瘤细胞由一种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞组成,而一种B淋巴细胞经分化后只能产生一种抗体,故同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内,不能获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞,C项错误;PSMA×CD28同时结合癌细胞表面的PSMA和T细胞表面受体CD28,前者避免抑制T细胞活化,后者激活T细胞,从而有效激活T细胞杀伤癌细胞,D项正确。9.(不定项)(2024·山东枣庄二模)科学家将A、B、C、D基因通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞中,然后在培养ES细胞的培养基上培养这些细胞。几周后,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。研究人员为了确定四种基因在此过程中的作用,依次去掉1个基因,将其他3个基因转入小鼠成纤维细胞中,然后通过与转入4个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较,来推测缺失的那个基因对诱导iPS细胞的影响,进而判断每个基因作用的相对大小。下列叙述正确的是()A.培养iPS细胞的培养基需要先添加血清再灭菌B.确定四种基因作用的实验利用了“减法原理”C.ES细胞和成纤维细胞都具有全能性D.已经分化的T细胞、B细胞也能被诱导成iPS细胞答案BD解析培养iPS细胞的培养基先添加血清再灭菌,会破坏血清的成分,A项错误;为了确定四种基因在此过程中的作用,依次去掉1个基因,利用了“减法原理”,B项正确;成纤维细胞是已经分化的细胞,不具有全能性,C项错误;已经分化的T细胞、B细胞也能被诱导成iPS细胞,D项正确。10.(不定项)(2024·山东泰安模拟预测)拟矮牵牛的原生质体在X培养基(A)上只能形成小细胞团,不能形成植株,在含放线菌素-D的X培养基(B)上培养结果相同;矮牵牛的原生质体在A上能分化成植株,但在B上不能生长。在A、B上利用植物体细胞杂交技术均可培养出可育杂种矮牵牛。下列说法正确的是()A.酶解法制备原生质体时,应在等渗或稍微高渗溶液中进行B.只有杂种细胞能在B上形成植株C.获得的杂种矮牵牛可育,说明拟矮牵牛和矮牵牛属于同一物种D.植物体细胞杂交技术应用的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性答案ABD解析原生质体是植物细胞去除细胞壁后的结构,为避免原生质体吸水涨破,酶解法制备原生质体时,应在等渗或稍微高渗溶液中进行,A项正确;根据题干信息,“拟矮牵牛的原生质体在X培养基(A)上只能形成小细胞团,不能形成植株,在含放线菌素-D的X培养基(B)上培养结果相同;矮牵牛的原生质体在A上能分化成植株,但在B上不能生长”,杂种细胞兼有两者的特点,能在B上形成植株,B项正确;物种的判断标准是指在自然状态下能相互交配并产生可育后代,上述过程是植物体细胞杂交技术,是人为状态下实现的,故杂种矮牵牛可育,不能说明拟矮牵牛和矮牵牛属于同一物种,C项错误;植物体细胞杂交首先要使原生质体融合形成杂种细胞,其次要把杂种细胞经过植物组织培养培育成杂种植株,细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,D项正确。11.(2024·河北保定二模)(10分)研究发现细胞毒性T细胞通过表面受体(TCR)识别抗原呈递细胞呈递的肿瘤抗原后被激活,进而攻击肿瘤细胞(如图1所示)。图2为肿瘤细胞的一种免疫逃逸机制示意图。其中肿瘤细胞大量表达PD-L1,并能与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,抑制细胞毒性T细胞的活化,使其逃避细胞毒性T细胞的攻击。请根据资料和所学内容,回答下列问题。图1图2(1)TCR的化学本质是。细胞毒性T细胞通过TCR只能识别带有相应(填“抗原”或“抗体”)的肿瘤细胞。

(2)为阻断图2中肿瘤细胞的免疫逃逸通路,可利用细胞工程中制备技术,制备抗(填“PD-1”或“PD-L1”)的抗体。该抗体注入体内后可通过体液传送与肿瘤细胞相结合,从而解除肿瘤细胞对细胞毒性T细胞的活化抑制。

(3)该种抗体的制备流程如下图所示:步骤①和步骤⑤应分别向小鼠注射和。过程③中存活的细胞为。

(4)为应用于肿瘤的临床免疫治疗,需对上述抗体进行人源化改造。除抗原结合区域外,其他部分都替换为人抗体区段,这样做的目的是。该种嵌合抗体的研制过程属于工程的研究范畴。

答案(1)蛋白质抗原(2)单克隆抗体PD-L1(3)PD-L1蛋白能分泌抗PD-L1抗体的杂交瘤细胞杂交瘤细胞(4)降低免疫排斥蛋白质解析(1)细胞毒性T细胞可依靠其表面受体(TCR)识别抗原,识别带有同样抗原的肿瘤细胞对其进行裂解,TCR的化学本质是蛋白质。(2)由图2可知,肿瘤细胞表面的PD-L1通过与细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制细胞毒性T细胞的增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击,故可以通过注射抗PD-L1抗体阻断肿瘤细胞的逃逸通路。制备该种抗体需要用到单克隆抗体技术。抗PD-L1抗体进入人体后,通过体液运输与肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白结合,从而解除肿瘤细胞对细胞毒性T细胞的活化抑制。(3)在进行单克隆抗体制备时首先要向小鼠注射相应的抗原即PD-L1蛋白,以刺激免疫系统相应细胞的增殖。第⑤步时需将能分泌抗PD-L1抗体的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内,使其增殖。过程③是用选择培养基筛选相互融合的杂交瘤细胞,在此培养基中存活的细胞为杂交瘤细胞。(4)由于单克隆抗体是利用鼠的骨髓瘤细胞与浆细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌产生的,对人来说是异物,将该单克隆抗体注入人体后会引起免疫排斥反应。为了降低免疫排斥,需要对单克隆抗体进行改造,除抗原结合区域外,其他部分都替换成人抗体区段。对这种现有蛋白质进行进一步的加工、修饰和改造属于蛋白质工程的研究范畴。突破点3表达载体的构建及基因编辑技术12.如图为某质粒限制酶酶切图谱。某基因不含图中限制酶识别序列,为使PCR扩增的该基因与该质粒构建重组质粒,则扩增的该基因两端需分别引入哪两种限制酶的识别序列?()注:图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。A.NdeⅠ和BamHⅠB.NdeⅠ和XbaⅠC.XbaⅠ和BamHⅠD.EcoRⅠ和KpnⅠ答案A解析构建重组质粒时,要将目的基因插入启动子和终止子之间,而且不能破坏启动子、终止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位。故只能选用NdeⅠ和BamHⅠ切割质粒,因此在PCR扩增的该基因的两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种限制酶的识别序列。13.(2024·山东威海二模)ω-3多不饱和脂肪酸(LCPUFA)有预防心血管疾病的作用,但大多数动物体内不能合成。科研人员利用转染技术(将外源DNA转入受体细胞的技术)将LCPUFA—合成酶基因(fat-1基因,含1229bp)导入小鼠受精卵,培育出转基因小鼠,基本流程如图甲所示。图乙表示提取不同实验组别小鼠受精卵DNA后,利用fat-1基因的引物进行PCR扩增后电泳的结果。下列说法错误的是()甲乙A.采用农杆菌转化法可确保图甲中转染的效果B.PCR扩增3轮后,只含一种引物的DNA分子的比例为1/4C.由图乙可知,只有2组转染成功D.若fat-1基因单点插入,则转基因小鼠相互交配产生的大多数后代体内能合成LCPUFA答案A解析农杆菌转化法适用于植物细胞,对于动物细胞受精卵应采用显微注射法导入目的基因,A项错误;PCR扩增3轮后,共得到8个DNA分子,只有最原始的1个DNA分子的两条链不含引物,导致含有这两条链的2个DNA分子只含有其中一种引物,其余6个DNA分子均含有两种引物,故PCR扩增3轮后,只含一种引物的DNA分子的比例为1/4,B项正确;分析图乙,M2组和1组没有扩增出DNA片段,故细胞内不存在目的基因,即可能是细胞内导入PEB质粒或者未成功转染,而M2组是PEB质粒转染细胞PCR产物,故1组是未成功转染细胞PCR产物,2组出现一条DNA条带,即为目的基因条带,2组是成功转染细胞PCR产物,C项正确;若fat-1基因单点插入,相应的基因型表示为FO,则转基因小鼠相互交配后代基因型为1FF、2FO、1OO,即产生的大多数后代体内能合成LCPUFA,D项正确。14.(2024·山东模拟改编)研究人员用酶M和酶N两种限制酶同时处理某DNA分子和质粒,得到的DNA片段如图所示。图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类,其他碱基的种类未注明。下列叙述错误的是()A.该DNA分子和质粒上均含有酶M的一个切割位点和酶N的一个切割位点B.根据图示信息不能确定图中形成的不同黏性末端与这两种限制酶的对应关系C.用T4DNA连接酶可以将片段乙和片段丁连接起来D.片段乙、片段丁、片段戊可依次连接形成一个环状DNA分子答案D解析该DNA分子经酶M和酶N两种限制酶切割后,产生了三个DNA片段且两个切口形成的黏性末端不同,说明该DNA分子含有酶M的一个切割位点和酶N的一个切割位点,质粒为环状DNA,其经酶M和酶N两种限制酶切割后,产生了两个DNA片段,观察两个切口形成的黏性末端,可推出质粒含有酶M的一个切割位点和酶N的一个切割位点,A项正确;根据图中黏性末端可知,酶M和酶N识别的序列可能是或,但无法确定其对应关系,B项正确;图中经酶切后形成的片段均是黏性末端,T4DNA连接酶可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,片段乙和片段丁黏性末端互补,C项正确;根据图中黏性末端可知,片段乙、片段丁、片段戊三个片段不能连接成环状DNA分子,D项错误。15.(2024·重庆二模)单细胞生物并没有免疫系统,但是科学家发现细菌中存在消除入侵病毒DNA的功能系统,并发明了CRISPR/Cas9基因编辑技术。该系统主要包含单链向导RNA和Cas9蛋白两个部分,能特异性识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。下列叙述错误的是()A.Cas9蛋白通过切断磷酸二酯键对DNA进行剪切B.CRISPR/Cas9基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发染色体结构变异C.识别序列与β链存在的碱基互补配对方式为U—A、A—T、G—C、C—GD.向导RNA的序列越短,会导致脱靶率越高答案B解析Cas9蛋白作用对象是DNA,通过切断磷酸二酯键对DNA进行剪切,A项正确;CRISPR/Cas9基因编辑技术本质上是对靶基因进行编辑引发基因突变,B项错误;根据碱基互补配对原则可推测,识别序列RNA与β链存在的碱基互补配对方式为U—A、A—T、G—C、C—G,C项正确;向导RNA的序列越短,其结合的区域随机性增加,进而导致脱靶率越高,D项正确。16.(2024·山东菏泽二模)(12分)由P基因编码的P蛋白是一种水通道蛋白,该蛋白在植物调节水分吸收方面发挥着重要作用。科研人员成功培育出超量表达P蛋白的转基因玉米。培育过程中所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1所示。图1注:MunⅠ:5'-C↓AATTG-3'、SpeⅠ:5'-A↓CTAGT-3'、XbaⅠ:5'-T↓CTAGA-3'、EcoRⅠ:5'-G↓AATTC-3'。(1)构建基因表达载体时,切割Ti质粒应选用酶。从切割DNA片段和Ti质粒到构建基因表达载体完成共需种酶。

(2)将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入(填“潮霉素”“卡那霉素”或“潮霉素或卡那霉素”)进行筛选,理由是。筛选出的愈伤组织最终培养成转基因玉米。

(3)农杆菌转化法除了用于获取转基因植物外,还可以通过T-DNA插入基因内部使基因沉默,获得突变体。为了获得mm突变体,某科研小组利用野生型MM,通过农杆菌转化法使基因M沉默。由于T-DNA插入的位置是随机的,为确定T-DNA是否插入M基因中,该小组采用“三引物法”进行PCR扩增,即采用三种引物(LP、RP、BP),LP、RP为与目的基因片段互补的特异引物,BP为插入T-DNA的特异引物,如图2所示(说明:T-DNA插入基因后,会阻止被插入基因两端引物的扩增产物的形成)。根据下表中三种样品的电泳结果判断样品是纯合突变体,理由是。

图2引物种类LP+RPBP+RP样品1有大片段无样品2有大片段有小片段样品3无有小片段答案(1)EcoRⅠ和SpeⅠ5(2)潮霉素潮霉素基因位于T-DNA中,会与目的基因一同转移到玉米愈伤组织细胞的染色体上(3)3样品1表现为能合成大片段,其基因型为MM,样品3中插入了T-DNA片段,表现为无扩增大片段出现,其基因型可表示为mm解析(1)构建基因表达载体时,切割目的基因需要用到的限制酶为MunⅠ和XbaⅠ,结合各种限制酶的识别序列可知,EcoRⅠ和SpeⅠ分别和MunⅠ和XbaⅠ为同尾酶,因此,切割Ti质粒应选用EcoRⅠ和SpeⅠ酶。从切割DNA片段和Ti质粒到构建基因表达载体完成共需4种限制酶和1种DNA连接酶,共需要5种酶。(2)将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入潮霉素进行筛选,因为潮霉素基因位于T-DNA中,会与目的基因一同转移到玉米愈伤组织细胞的染色体上,因此凡是成功导入目的基因的愈伤组织细胞应该具有对潮霉素的抗性。进而用筛选出的愈伤组织最终培养成转基因玉米。(3)农杆菌转化法除了用于获取转基因植物外,还可以通过T-DNA插入基因内部使基因沉默,获得突变体。为了获得mm突变体,某科研小组利用野生型MM,通过农杆菌转化法使基因M沉默。由于T-DNA插入的位置是随机的,为确定T-DNA是否插入M基因中,该小组采用“三引物法”进行PCR扩增,即采用三种引物(LP、RP、BP),LP、RP为与目的基因片段互补的特异引物,BP为插入T-DNA的特异引物,如图2所示。结合题图以及题目信息可知,样品1没有插入相应的T-DNA片段,其基因型为MM,样品3中插入了T-DNA片段,表现为无扩增大片段出现,其基因型可表示为mm,而样品2的基因型可表示为Mm。即根据题表中三种样品的电泳结果判断样品3是纯合突变体。层级三核心素养突破练学生用书P213

1.(2024·江苏盐城模拟)(11分)为研究编码铁运输相关蛋白的基因A(约963bp)在拟南芥缺铁胁迫响应中的作用,需要构建超量表达A的拟南芥转基因株系。质粒的结构如图2所示。回答下列问题。(1)图1中,过程①指的是从拟南芥中提取RNA,经催化,合成cDNA;过程②指的是以cDNA为模板,通过PCR扩增目的基因,需要在引物的端,加入限制酶、的识别序列。

(2)构建表达载体时,将PCR产物与质粒分别双酶切后,先进行琼脂糖凝胶电泳,将目标片段与无关片段分离,从琼脂糖凝胶中只回收目标片段,再用DNA连接酶进行连接,以避免。

(3)将转化后得到的单克隆农杆菌进行PCR鉴定,结果如图3所示,根据此结果,科研人员欲选择1、2号菌进行测序,原因是。

(4)将拟南芥的直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间,然后培养植株,将得到的种子接种在含有(填抗生素名称)的固体培养基上培养,以筛选出成功导入目的基因的阳性植株。

(5)提取转基因及野生型植株的蛋白质进行电泳检测,结果如图4所示。若其中号为转基因植株的蛋白质电泳结果,则说明成功构建超量表达A的拟南芥转基因株系。

答案(1)逆转录酶5'BamHⅠSalⅠ(2)目标片段与无关片段重新连接(目的基因自连以及质粒自连)(3)1、2号菌的PCR产物长度与基因A基本相符,但无法确定PCR产物的碱基序列是否与基因A相同(4)花序潮霉素(5)①解析(1)图1中,过程①是以RNA为模板,经逆转录酶催化,合成cDNA的过程;子链沿着引物3'端延伸形成目的基因,限制酶的识别序列应该加在引物的5'端,即在目的基因的外侧。KpnⅠ会破坏目的基因,HindⅢ会破坏卡那霉素抗性基因,因此选择BamHⅠ、SalⅠ两种限制酶。(2)将PCR产物与质粒分别双酶切,使目的基因及剪切后的质粒两端黏性末端不同,这样可避免目的基因自连以及质粒自连;只回收目标片段,再用DNA连接酶进行连接,以避免目标片段与无关片段重新连接。(3)图3的结果显示1、2号菌含与目的基因长度相同的DNA片段,但1、2号菌是不是目的基因,还要进行碱基序列的检测。(4)将拟南芥的花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间,可以形成农杆菌转化的拟南芥种子。T-DNA上的标记基因是潮霉素抗性基因,因此需将得到的种子接种在含有潮霉素的固体培养基上培养,以筛选出成功导入目的基因的阳性植株。(5)图4的①号目的蛋白条带宽,说明其目的基因表达量高,若①号为转基因植株的蛋白质电泳结果,②号为野生型植株的蛋白质电泳结果,则说明成功构建了超量表达A的拟南芥转基因株系。2.(2024·天津二模)(13分)磷脂酸(PA)是调节植物生长发育和逆境响应的重要信使物质。为了解植物细胞中PA的动态变化,研究人员用无缝克隆技术将高度专一的PA结合蛋白(PABD)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基