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現(xiàn)代生物科技 一、選擇題 1、下列關(guān)于高等哺乳動物受精過程的敘述，正確的是（ ） A. 獲能的精子穿越透明帶的同時釋放頂體酶水解卵細(xì)胞膜 B. 透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)是阻止多精入卵的兩道屏障 C.精子被卵細(xì)胞膜表面的微絨毛抱合后立即發(fā)生卵細(xì)胞膜反應(yīng) D. 精子入卵后立即與卵細(xì)胞核發(fā)生融合并馬上開始有絲分裂 【答案】B 【解析】在受精作用過程中，獲能的精子頭部的頂體首先釋放頂體酶，發(fā)生頂體反應(yīng)，然后精子穿越放射冠和透明帶，A錯誤；透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)是阻止多精入卵的兩道屏障，B正確；精子與卵黃膜接觸后，被其表面大量的微絨毛抱合，隨后，精子外膜與卵黃膜發(fā)生融合，精子的尾脫落，細(xì)胞核進(jìn)入卵細(xì)胞。精子入卵后，卵細(xì)胞隨即發(fā)生卵細(xì)胞膜反應(yīng)，C錯誤；精子入卵后，核膜破裂形成雄原核，再與雌原核結(jié)合，D錯誤。 2、下列關(guān)于胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是（ ） A．在動物的飼料中添加一定量的促性腺激素能促使超數(shù)排卵 B．滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤等結(jié)構(gòu)發(fā)生在囊胚期 C．若在囊胚期進(jìn)行胚胎分割，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)需均等分割，滋養(yǎng)層則不必 D．從動物體內(nèi)獲取的精子能直接與卵細(xì)胞結(jié)合完成受精過程 【答案】C 【解析】促性腺激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，不能口服，應(yīng)該靜脈注射，A錯誤；囊胚期細(xì)胞開始分化形成滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，因此滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤等結(jié)構(gòu)發(fā)生在囊胚期之后，B錯誤；若在囊胚期進(jìn)行胚胎分割，需要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育，而滋養(yǎng)層則不必均等分割，C正確；從動物體內(nèi)獲取的精子需要獲能后才能與成熟的卵細(xì)胞結(jié)合完成受精過程，D錯誤。 3、人絨毛膜促性腺激素（HCG）是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖。相關(guān)敘述正確的是（ ） A．①過程所用的促融方法與植物體細(xì)胞雜交完全相同 B．③過程以抗HCG單克隆抗體為抗原進(jìn)行檢測 C．應(yīng)給小鼠多次注射HCG，以獲得較多的記憶細(xì)胞 D．④過程需要添加抗生素等物質(zhì)，以防止病毒污染 【答案】B 【解析】①過程為誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合，所用的促融方法不同植物體細(xì)胞雜交的是：用滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑，A錯誤；③過程的目的是篩選出能產(chǎn)生抗HCG抗體的雜交瘤細(xì)胞，需以抗HCG單克隆抗體為抗原進(jìn)行檢測，B正確；給小鼠注射HCG的目的是獲得免疫的B淋巴細(xì)胞，C錯誤；④過程為采用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在體外生產(chǎn)抗HCG單克隆抗體，需要添加抗生素等物質(zhì)，以防止雜菌污染，D錯誤。 4、印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術(shù)，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如下圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（ ） A．為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用雌激素對雌性印度沙漠貓進(jìn)行處理 B．誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞 C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于培養(yǎng)液 D．為避免代孕貓對植入胚胎產(chǎn)生排斥反應(yīng)，應(yīng)注射免疫抑制劑 【答案】B 【解析】為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用促性腺激素對雌性印度沙漠貓進(jìn)行處理，以使其超數(shù)排卵，促性腺激素只能作用于性腺細(xì)胞，A錯誤，B正確；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于受精卵，C錯誤；代孕貓對植入的胚胎不產(chǎn)生排斥反應(yīng)，不必注射免疫抑制劑，D錯誤。 5、下圖是生物興趣小組利用某植物離體的白色花瓣培養(yǎng)得到不同的結(jié)果，有關(guān)該結(jié)果的說法正確的是（ ） A．該過程充分體現(xiàn)了分化的植物細(xì)胞具有全能性 B．圖中需要光照處理的過程有①和② C．①、②、③結(jié)果不同的原因之一為培養(yǎng)基中激素比例的差異 D．①、②、③繼續(xù)培養(yǎng)得到的幼苗均為白化苗 【答案】C 【解析】據(jù)圖分析，圖中三幅圖顯示的是脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再分化形成芽和根的過程，并沒有形成完整的植株，所以沒有體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性，A錯誤；圖中①過程不需要光照，B錯誤；圖中三幅圖中生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同，C正確；①、②、③繼續(xù)培養(yǎng)得到的幼苗應(yīng)該是正常的綠色幼苗，D錯誤。 6、圖表示高等動物的個體發(fā)育過程，下列說法正確的是（ ） A．圖中①過程表示胚胎發(fā)育，②過程表示胚后發(fā)育 B．受精卵卵裂處于囊胚形成的過程中，每個細(xì)胞的體積不斷增大 C．兔子、雄鷹和眼鏡蛇在個體發(fā)育過程中會出現(xiàn)羊膜 D．原腸胚是進(jìn)行胚胎移植的最好時期 【答案】C 【解析】由受精卵發(fā)育為幼體是胚胎發(fā)育，由幼體發(fā)育為成體是胚后發(fā)育，A項錯誤。卵裂形成的囊胚總體積基本不變，而每個細(xì)胞的體積減小，B項錯誤。兔子、雄鷹、眼鏡蛇分別是哺乳類、鳥類和爬行類動物，都是真正的陸生脊椎動物，羊膜和羊水能保證其胚胎發(fā)育所需的水環(huán)境，還具有防震和保護(hù)作用，C項正確。原腸胚期已發(fā)生了細(xì)胞的分化，最好在早期胚胎時進(jìn)行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚階段移植，而其他生物要在更早階段進(jìn)行，D項錯誤。 二、非選擇題 7、編碼蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五個片段組成，編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成，如圖1所示。 回答下列問題： （1）現(xiàn)要通過基因工程的方法獲得蛋白乙，若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙，原因是_____________________________________。 （2）某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過程中，在PCR反應(yīng)體系中加入了DNA聚合酶、引物等，還加入了序列甲作為_____________________，加入了________________作為合成DNA的原料。 （3）現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白，要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細(xì)胞增殖的作用，某同學(xué)做了如下實驗：將一定量的含T淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組，其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一組作為對照，培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細(xì)胞濃度，結(jié)果如圖2。 ①由圖2 可知，當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加，此時若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖，可采用的方法是__________________。細(xì)胞培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是__________________。 ②僅根據(jù)圖、圖2可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，若缺少______________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所編碼的肽段，則會降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。 【答案】（1）編碼乙的DNA序列起始端無ATG，轉(zhuǎn)錄出的mRNA無起始密碼子 （2）模板 dNTP （3）①進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng) 維持培養(yǎng)液是的pH ②C 【解析】（1）題干信息基因序列（TTCG……），結(jié)合轉(zhuǎn)錄過程中的堿基配對原則，可知其轉(zhuǎn)錄出的mRNA上沒有起始密碼子AUG。 （2）PCR需要的條件包括引物、耐高溫的DNA聚合酶、模板、四種脫氧核糖核苷酸。 （3）①動物細(xì)胞培養(yǎng)中，細(xì)胞具有貼壁生長以及接觸抑制的特點(diǎn)，因此若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖，在培養(yǎng)中需要用胰蛋白酶處理貼壁的細(xì)胞并進(jìn)行分瓶培養(yǎng)，分瓶后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)；動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中加入CO2，作用是維持培養(yǎng)液的pH。②據(jù)圖分析，丙與對照接近，甲和乙都有較大影響，在甲、乙中存在但在丙中不存在的片段是C，所以缺少C片段會降低效果。 8、甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物。回答下列問題： （1）以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________________。 （2）甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到__________。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是____________（填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”）。 （3）圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是________。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)_______形成的。 （4）若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時，___________（填“能”或“不能”）采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是____________。 【答案】（1）綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株。 （2）葡萄糖、果糖 具有完整的細(xì)胞核 （3）細(xì)胞分裂素、生長素 脫分化 （4）不能 對雜合體的植株來說，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同。用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 （3）影響植物組織培養(yǎng)的兩種主要激素是細(xì)胞分裂素和生長素。愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。 （4）由于花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株，導(dǎo)致不能保留親本性狀。 9、治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下： （1）過程①采用的是細(xì)胞工程中的_________技術(shù)，過程②采用的是胚胎工程中的_________技術(shù)。 （2）體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液（基）的_______。 （3）如果克隆過程中需進(jìn)行基因改造，在構(gòu)建基因表達(dá)載體（重組載體）時必須使用_______和__________兩種工具酶?；虮磉_(dá)載體上除目的基因外，還需有________基因，以便選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。 （4）胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的________。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體_________（填“A”或“B”），則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 【答案】（1）（體細(xì)胞）核移植 （早期）胚胎培養(yǎng) （2）pH（或酸堿度） （3）限制性（核酸）內(nèi)切酶（或限制酶） DNA連接酶（注：兩空可顛倒） 標(biāo)記 （4）內(nèi)細(xì)胞團(tuán) B 【解析】（1）過程①表示將從體細(xì)胞中分離出的細(xì)胞核與去核的卵（母）細(xì)胞重組形成重組細(xì)胞的過程，因此采用的是細(xì)胞工程中的（體細(xì)胞）核移植技術(shù)。過程②表示將重組細(xì)胞培養(yǎng)才早期胚胎的過程，所以采用的是胚胎工程中的（早期）胚胎培養(yǎng)技術(shù)。 （2）在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液（基）的pH（或酸堿度）。 （3）在基因工程中，在構(gòu)建基因表達(dá)載體（重組載體）時必須使用限制性（核酸）內(nèi)切酶（或限制酶）和DNA連接酶?；虮磉_(dá)載體的組成，除目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等，其中標(biāo)記基因的作用是篩選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。 （4）胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。圖中獲得的組織器官，其細(xì)胞核來自于個體B，其遺傳物質(zhì)組成幾乎與個體B相同，因此將該組織器官移植給個體B則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 10、某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進(jìn)了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛。 （1）擬進(jìn)行如下雜交： ♂A（具高產(chǎn)奶基因的純種）♀B（具適宜本地生長基因的純種）→C 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常＿＿＿＿＿＿。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是＿＿＿性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是＿＿＿＿＿，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是＿＿＿（假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上）。 （2）用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。 精子要具有受精能力，需對其進(jìn)行＿＿＿處理；卵子的成熟在過程＿＿＿中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應(yīng)鑒定胚胎的＿＿＿＿＿＿。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程＿＿＿的基因重組有關(guān)。 （3）為了提高已有胚胎的利用率，可采用＿＿＿＿＿＿技術(shù)。 【答案】（1）生長發(fā)育或胚胎發(fā)育 隱性 ♂A♀C 1/8 （2）獲能或增強(qiáng)活力 ③ 供能 性別、高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因 ② （3）胚胎分割 【解析】（1）由于胚胎能在母體內(nèi)進(jìn)行正常的胚胎發(fā)育，所以可選擇適宜當(dāng)?shù)厣L的純種牛做母本。用純種高產(chǎn)奶牛作父本與適宜當(dāng)?shù)厣L的純種牛作母本雜交，獲得了C牛，表現(xiàn)為適宜當(dāng)?shù)厣L，但產(chǎn)奶量并沒提高，這說明適宜當(dāng)?shù)厣L對不適宜當(dāng)?shù)厣L是顯性，低產(chǎn)奶對高產(chǎn)奶是顯性。由于控制奶牛的產(chǎn)奶量的基因和對本地的適應(yīng)性的基因分別位于不同的染色體上，說明他們在遺傳時遵循基因的自由組合定律。若控制奶牛的產(chǎn)奶量的等位基因為A和a，對本地的適應(yīng)性的的等位基因為B和b，可推知雄牛A的基因型為aabb，雌牛B的基因型為AABB，C?；蛐蜑锳aBb，可見要獲得產(chǎn)奶量高且適宜當(dāng)?shù)厣L的母牛（aaB-），由于A牛的適宜當(dāng)?shù)厣L的能力差，最好做父本，由此可推知最佳的實驗組合為♂A♀C，此時后代出現(xiàn)所需牛（aaBb）的概率為1/41/2＝1/8。 （2）精子需獲能后才具備受精的能力；母牛排卵時排出的卵子為次級卵母細(xì)胞，由此可推知減數(shù)第二次分裂形成卵細(xì)胞是在受精過程中完成的，即卵子的成熟是在體外受精過程中完成；在胚胎培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中的葡萄糖能為胚胎發(fā)育過程提供能量；為了篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，在胚胎移植之前需對胚胎的性別、高產(chǎn)奶和適宜生長的基因進(jìn)行鑒定；母牛在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組，產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀基因的卵細(xì)胞，子代母牛的優(yōu)良性狀與此有關(guān)。 （3）通過胚胎分割技術(shù)可產(chǎn)生遺傳性狀相同的多個胚胎，從而提高胚胎的利用率。