高二期中冲刺非选择题必刷20题-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期中真题分类汇编（人教版2019选择性必修3）

期中冲刺非选择必刷20题 1．有机农药苯磺隆是一种强效除草剂，长期使用会严重污染环境；研究发现，苯磺隆能被土壤中某种微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示，请回答相关问题： (1)微生物的培养基一般都应该含有的成分有水、无机盐和 四类，此外，培养基还要满足微生物生长对pH、 以及氧气的要求。土壤有“微生物的天然培养基”之称，为了获取能降解苯磺隆的菌种，选择的土壤样品应来自 。 (2)图甲中选择培养的目的是 ；在划线纯化操作时，划线工具使用前后都要进行 灭菌。 (3)若要检测土样中的细菌含量，应采用 法进行接种。运用这种方法统计的结果往往比实际值偏小，原因是 。 (4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液作图乙所示实验，该实验设计不合理之处是因为 。 2．随着对纤维素水解研究的不断深入，利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功，某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如下图所示。 (1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是 。 (2)筛选菌T时所采用的培养基是 （依据培养基的功能判断）。 (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 。发酵液中的乙醇可用 ，溶液检测。 3．微生物驯化是指在微生物培养过程中，逐步加入某种物质，让其逐渐适应，从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物，并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题：    (1)已知驯化培养基成分为蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、水等，驯化时逐步加入的物质X是 。依照物理性质划分，驯化培养基属于 培养基，其中蛋白胨可提供 （至少答两点）。 (2)用于筛选的样品应来自 的土壤。将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为 。 (3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的多个相同培养基C，培养24小时后，通过测定培养基中 ，可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量，在如图所示的稀释度下涂布了3个平板培养基D，统计菌落数分别为250、247、253，测得培养基C中菌落数为1.25×107个/mL，则涂布的菌液Y为 mL。该统计数据往往比活菌的实际数目 （填“多”或“少”）理由是 。 4．现有染色体数目相同的两种二倍体植物A和B，某研究小组拟培育同时具有两者优良特性的新型植物，实验流程如图所示。 (1)过程①用 酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。促进原生质体融合的物理方法包括 等。 (2)在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到 种不同的原生质体，杂种细胞培育成的“A—B”植株为 倍体。 (3)若A与B有性杂交的后代是不育的，原因是 。杂种植物“A-B”是 的（填“可育”或“不育”）。 5．下图是培养抗冻转基因番茄的流程图，不同限制酶在目的基因片段和质粒上的切割位点如下图所示。请回答下列问题：    (1)①过程表示 ，该过程需要用限制酶 （填图中名称）切割目的基因片段和质粒；与单酶切相比，双酶切的优点是 。 (2)A中的 有启动基因转录的作用。③过程筛选导入A的农杆菌时，需要在培养基中加入 。 (3)质粒中含有的碱基有 ，选用Ti质粒作为载体的原因是 。 (4)④过程的原理是 ，根细胞通过 过程形成番茄植株。 (5)检测番茄植株中是否含有目的基因要运用 技术，该技术的原理是 。 6．根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答下列相关问题：    (1)运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）不能得到杂种植株，为什么? (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段有植物组织培养技术和细胞融合技术，依据的原理是 ，过程②成功的标志是 ，常用的化学融合方法是 （写出两种）。过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 。 (3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于 倍体植株。 (4)随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到 过程即可（填字母编号）。 (5)植物体细胞杂交技术在育种工作中具有广泛的应用，其突出的优点是 。 7．“生物导弹”是一种疗效高、毒副作用小的新型药物。下图是制备“生物导弹”的示意图，据图回答： (1)“生物导弹”借助 的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。 (2)在进行过程①之前，需要向小鼠注射 ，使小鼠产生免疫反应。 (3)过程②用特定的 对融合细胞进行筛选，得到杂交瘤细胞。杂交瘤细胞的特点是 。过程③还需进行克隆化培养和 检测。 (4)单克隆抗体最主要的优点是 ，并可大量制备。 8．如图是体细胞克隆猕猴的流程，请据图回答问题。 (1)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养，其原因是 。刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现 现象。传代培养时，常利用 酶进行处理，然后再用 法收集，制成细胞悬液后分瓶培养。维持细胞生存必须有适宜的温度和pH,此外， 也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境因素。 (2)以体细胞克隆猴作为实验动物模型的显著优势之一是同一批克隆猴群的遗传背景相同，图中克隆猴的遗传物质主要来自 。 (3)图中步骤①是克隆猴的技术难点之一，需要将卵母细胞培养到 后进行去核操作，而后用 方法激活重构胚，使其完成分裂和发育进程。 (4)体细胞克隆猴的另外一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差。科学家 发现，胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此 推测，图中KDM4d mRNA 翻译产生的酶的作用是 。 9．治疗性克隆是动物细胞工程的综合应用，它对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义。其基本流程如下图所示，请回答相关问题。 (1)过程①采用的是细胞工程中的 技术。 (2)动物细胞进行分瓶传代培养前，需要用胰蛋白酶处理贴满瓶壁的细胞，以便细胞继续分裂增殖。杂交瘤细胞在体外培养时(会、不会) 出现上述现象。理由是 。在培养中，为避免毒害常采取的措施是 。 (3)将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细胞培养，原因是体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质 。 (4)若将图中获得的组织器官移植给个体 (填“A”或“B”)，则会发生免疫排斥反应。 10．胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节，牛的胚胎移植在我国部分地区已经进入生产应用阶段，下图是牛胚胎移植示意图。请回答下列问题。    (1)图中a指 ，配种后体内受精作用的场所是 ，受精作用过程中 、 依次发生生理反应，防止多精入卵。 (2)胚胎移植的所需胚胎可以来自体外受精技术。为获得雌性双犊牛，可利用X、Y精子在分离介质中沉降速度的差异进行离心，分离得到的精子需要经过 才能与发育到 期的卵母细胞完成受精，受精卵发育到 期时可通过 技术获得同卵双胎，再进行胚胎移植。 (3)利用胚胎移植技术促进畜牧业发展的优势是 。 11．如图所示为经过体外受精和胚胎分割移植培育优良奶牛的过程，请回答下列问题：    (1)A细胞是卵母细胞，在进行体外受精前要对精子进行 处理。 (2)进行胚胎分割时，应选择发育到 阶段的胚胎进行操作。②指的是 ； (3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是 。胚胎分割提高了 。 (4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意 。 (5)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。 12．随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图分析并回答下列问题。    (1)图中产生小牛的几个途径中，属于无性繁殖途径的有应用 （填数字）： (2)应用1中，为了大量获取细胞B，需对供体2注射 ，使用 技术获得重组细胞，最终获得的良种小牛性别为 。（选填雌性或雄性） (3)人工授精时，受精卵形成的场所是在 。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会发生 反应防止多精入卵的屏障。 (4)进行胚胎移植的优势是 。在这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良遗传性状的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了 本身的繁殖周期。 (5)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题：对囊胚阶段的胚胎通过 技术获得二分胚①和②，操作时需要注意 ，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定，取 细胞。 13．完成以下知识点填空： (1)限制酶的功能：能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 性；“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体，载体具备的条件：a．能在受体细胞中 。b．具有 ，供外源DNA片段插入。c．具有 ，供重组DNA的鉴定和筛选。d．对受体细胞无害。 (2)限制酶不切割细菌本身的DNA分子可能的原因是 。 (3)PCR是 的缩写。它是一项根据 的原理，在 提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。PCR的每一个循环都包括 （用箭头表示顺序）三个步骤，延伸后的产物又可以作为下一个循环的模板。 14．针对病毒的疫苗有重组蛋白疫苗、核酸疫苗（包括DNA疫苗和RNA疫苗）等。下图为其中某病毒一种疫苗的研发思路，图中①~⑦表示过程，B图中箭头指示Nco I、Sph I，Nhe I、BamH I的酶切位点（四种酶的识别序列详见表），标记基因SUC2控制合成蔗糖酶。使P型酵母菌能利用培养基中的蔗糖生存。 限制酶 Nco I Sph I Nhe I BamH I 识别序列和切割位点 C↓CATGG GCATG↓C G↓GATCC G↓CTAGC (1)图中①过程需要先通过 过程得到cDNA，再利用PCR扩增S基因，若扩增5个循环，则需要引物 个。 (2)为使③过程顺利进行，需先使用限制酶 和 切割质粒B。 (3)重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为 ，刺激机体产生能与之相结合的抗体，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是 （填“有”或“无”）该病毒感染史。 15．科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstI、SmaI、HindⅢ、Alul四种限制性内切核酸酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp'为抗氨苄青霉素基因），其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。请据图作答： (1)基因工程中常用质粒作为载体，将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外，通常还需要有 ，图中的标记基因是 ，其主要作用是 。 (2)基因工程中核心步骤是 ，在此过程中，为使目的基因定向插入运载体中，本实验中应该选用限制酶 对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。 (3)培育出的番茄植株是否具有抗冻性状，可采用鉴定方法是 。 (4)PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依是 ，若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环，产物中共有 个等长的目的基因片段，PCR产物通常采用 法来鉴定。 (5)研究人员采用了如下图巢式PCR技术获取抗冻蛋白基因，巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物（也称外引物）扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物（因为他们在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物）结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。 相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率 。 16．科研人员将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酵母菌，通过酵母菌发酵生产乳酸，以解决乳酸菌难以在高密度下培养，乳酸产量低的问题。回答下列问题：    (1)由图可知，利用PCR获取LDH基因时所用的引物是 ，PCR分为变性、复性和延伸三步，其中复性是指当温度降至 的过程。 (2)进行PCR扩增时，反应缓冲液中一般要添加Mg2+，作用是 。 (3)图1中“→”表示转录方向，为保证LDH基因与质粒正确连接，需在引物的 （填“3’”或“5’”）端添加相应的限制酶识别序列，其中与LDH基因首端对应的引物需添加的碱基序列是 。 (4)用PCR技术扩增乳酸脱氢酶基因（LDH）时，在PCR反应中加入了两种引物，如图甲所示。经4轮循环后产物中有5种不同的DNA分子，如图乙所示，其中第⑤种DNA分子有 个。    17．流感病毒表面的HA蛋白是疫苗研制的重要位点。图甲表示获得流感病毒HA蛋白基因的过程，图乙是被特定限制酶切割后的质粒部分结构示意图。回答下列问题： (1)①、②过程需要的原料为 ，③过程需要向反应体系中添加 酶，该过程需要添加引物的原因是 ，若HA蛋白基因转录的方向为从左向右，则为了使HA蛋白基因能够插入到图乙的启动子和终止子之间，需要在引物1的 （填“3′”或“5′”）端加上 （按照5′→3′顺序、写出6个碱基）碱基序列。 (2)HA蛋白基因经限制酶切割后，与图乙质粒经 连接形成重组质粒，作为基因表达载体，重组质粒上还应含有 。 (3)若用大肠杆菌生产HA蛋白疫苗，则将目的基因导入大肠杆菌时需用 对其进行处理的目的是 ，利用大肠杆菌生产疫苗的优点有 （答出2点）。 18．玉米中赖氨酸含量较低，不能满足人体需求，科学家通过现代生物科学技术对其进行改造。回答下列问题： (1)科学家决定将土豆花粉中高赖氨酸蛋白质编码基因（sb101）转入玉米细胞，为获得更多的sb101基因，可通过PCR技术扩增，在扩增液中除了加入4种等量的脱氧核苷酸、引物外，还需要加入 。 (2)用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞的过程中，需要用 溶液处理农杆菌，最终将sb101基因插入玉米细胞的 上，使目的基因得以稳定维持和表达。 (3)为保证sb401基因只在玉米种子中表达，应采取的措施是将sb401基因与种子中特异性表达的启动子等调控组件重组在一起。若获得的转基因植株（sb101基因已整合到玉米基因组中）的种子中赖氨酸的含量没有提高，其可能的原因是 。 (4)科学家想通过基因定点突变技术对赖氨酸合成过程中的酶进行改造，构建新的蛋白质结构的主要依据是 ，该过程实施难度很大，主要原因是蛋白质具有 。 19．中国科学家团队成功构建了世界首例人猴嵌合胚胎，即同时具有人和猴细胞来源的胚胎，为解决异种嵌合效率低下等问题提供新的思路，对器官再生研究具有指导意义。如图是嵌合胚胎培育的部分过程，回答下列问题： (1)嵌合胚胎早期发育所依据的原理是 。图中①为扩展潜能干细胞（EPSCs），其功能与胚胎干细胞相似，都具有 性。 (2)图中②时期胚胎发育是在最外层的透明带内进行的，沿其内壁扩展和排列的、个体较小的是 细胞，它们将来发育成 。 (3)研究嵌合胚胎的目的是培养与人类似的同种器官，以缓解 的困境。 (4)研究人员将图中嵌合胚胎在体外进行培养时，科研人员观察到了嵌合现象，但科研人员并未进行体内胚胎移植实验，这是为了规避人们最担心的类似于克隆人的 问题。我国政府坚决反对克隆人，一再重申四不原则即 ，主张对治疗性克隆进行 。 20．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出使它们在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如下图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿的技术。它不仅使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答下列问题。    (1)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是 。 (2)该图示是胚胎发育的 期。 (3)在该图下一时期，b细胞最可能成为 胚层的一部分。 (4)要想得到同卵双胞胎，应采用的技术是 ，双胞胎的性别是否相同？ 。 (5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 期中冲刺非选择必刷20题 1．有机农药苯磺隆是一种强效除草剂，长期使用会严重污染环境；研究发现，苯磺隆能被土壤中某种微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示，请回答相关问题： (1)微生物的培养基一般都应该含有的成分有水、无机盐和 四类，此外，培养基还要满足微生物生长对pH、 以及氧气的要求。土壤有“微生物的天然培养基”之称，为了获取能降解苯磺隆的菌种，选择的土壤样品应来自 。 (2)图甲中选择培养的目的是 ；在划线纯化操作时，划线工具使用前后都要进行 灭菌。 (3)若要检测土样中的细菌含量，应采用 法进行接种。运用这种方法统计的结果往往比实际值偏小，原因是 。 (4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液作图乙所示实验，该实验设计不合理之处是因为 。 【答案】(1) 碳源、氮源 特殊营养物质 被苯磺隆严重污染的土壤 (2) 增加样品中目的菌的浓度 灼烧 (3) 稀释涂布平板 两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 (4)缺乏对照而无说服力 【分析】题图分析，图甲中：首先用选择培养基从土壤中筛选出菌种，再采用平板划线法纯化出相应的菌种；图乙中：通过测定苯磺隆的浓度测定其降解率。 【详解】（1）微生物的各种培养基配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四类营养，此外，培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。根据题意可知，“苯磺隆能被土壤中某种微生物降解”，因此为了获取能降解苯磺隆的菌种，选择的土壤样品应来自被苯磺隆严重污染的土壤。 （2）图甲中选择培养使用的是液体培养基，选择培养的目的是增加目的菌落的菌浓度，以便获得更多的目的菌，使用平板划线法对微生物进行纯合培养时，划线所用工具在使用前后都要进行灼烧灭菌。 （3）若要检测土样中的细菌含量，应采用稀释涂布平板进行接种。当两个或多个细胞连在一起时，只能观察计数为一个菌落，因此运用稀释涂布平板法统计时，其结果往往较实际值偏小。 （4）为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，然后取上清液。由此可判定该实验的假设为目的菌株通过分泌某种物质来降解苯磺隆，但尚未设置不加入该物质的对照组实验，故该实验没有说服力。 2．随着对纤维素水解研究的不断深入，利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功，某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌T不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如下图所示。 (1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是 。 (2)筛选菌T时所采用的培养基是 （依据培养基的功能判断）。 (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是 。发酵液中的乙醇可用 ，溶液检测。 【答案】(1)菌T能够产生纤维素酶，纤维素酶可将纤维素分解 (2)选择培养基 (3) 为酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇创造无氧条件 乙醇发酵有CO2产生，拧松瓶盖可以放出CO2，避免因瓶内气压过大引起危险 酸性重铬酸钾 【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。 【详解】（1）菌T能够产生纤维素酶，纤维素酶可将纤维素分解，所以在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解。 （2）选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存，其他微生物不能正常生存，菌T能够产生纤维素酶，纤维素酶可将纤维素分解，而其他微生物不能产生纤维素酶，因此筛选菌T时所采用的培养基是选择培养基。 （3）果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，将酵母菌接种到灭菌后的培养基中进行酒精发酵，酒精发酵需要在无氧的条件下进行，此时拧紧瓶盖的主要目的是制造无氧环境。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在发酵过程中密闭，拧松瓶盖可以放出CO2，避免因瓶内气压过大引起危险，所以需要根据发酵进程适时拧松瓶盖放出二氧化碳，酒精可用酸性重铬酸钾溶液来检测，该物质与酒精反应呈现灰绿色。 3．微生物驯化是指在微生物培养过程中，逐步加入某种物质，让其逐渐适应，从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物，并设计了如下实验流程。请据此回答以下问题：    (1)已知驯化培养基成分为蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、水等，驯化时逐步加入的物质X是 。依照物理性质划分，驯化培养基属于 培养基，其中蛋白胨可提供 （至少答两点）。 (2)用于筛选的样品应来自 的土壤。将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为 。 (3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的多个相同培养基C，培养24小时后，通过测定培养基中 ，可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量，在如图所示的稀释度下涂布了3个平板培养基D，统计菌落数分别为250、247、253，测得培养基C中菌落数为1.25×107个/mL，则涂布的菌液Y为 mL。该统计数据往往比活菌的实际数目 （填“多”或“少”）理由是 。 【答案】(1) 敌敌畏 液体 氮源、碳源、维生素 (2) 常年施用敌敌畏 平板划线法 (3) 敌敌畏的剩余量 0.2 少 两个或多个细菌形成一个菌落 【分析】培养基从功能上可划分为选择培养基和鉴别培养基，从物理性质上可划分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基，从成分上可划分为天然培养基和合成培养基。 【详解】（1）本实验目的是筛选抗敌敌畏的微生物，故驯化时，培养液逐步加入的物质X是敌敌畏，这样操作的目的是筛选出高效分解敌敌畏的微生物；由图可知，该驯化培养基中并未加入凝固剂如琼脂等，故依照物理性质划分，驯化培养基属于液体培养基；蛋白胨来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质，可以为微生物生长提供碳源、氮源和维生素。 （2）该实验的目的是从土壤中筛选能能高效降解有机磷农药—敌敌畏的微生物，故用于筛选的样品应来自常年施用敌敌畏的土壤，这样能够增加获得目的菌的概率。结合题图可知，将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为平板划线法。 （3）单菌落分别接种于以敌敌畏为唯一碳源的培养基C，单位时间内剩余的敌敌畏越少，说明筛选出的微生物分解敌敌畏的能力越强，故通过测定培养瓶中敌敌畏的剩余量，可筛选出分解敌敌畏能力较强的微生物。 微生物计数时应选择菌落数目在30～300之间的进行计数，统计菌落数分别为250、247、312、253，则菌落的平均数（250+247+253）÷3=250个，图中稀释倍数是104，由公式可知250÷Y×104=1.25×107个/mL可知，涂布菌液Y=0.2mL。 用该方法计数时，由于可能存在两个或多个细菌形成一个菌落，所以计数的微生物数目比实际活菌数少。 4．现有染色体数目相同的两种二倍体植物A和B，某研究小组拟培育同时具有两者优良特性的新型植物，实验流程如图所示。 (1)过程①用 酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。促进原生质体融合的物理方法包括 等。 (2)在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到 种不同的原生质体，杂种细胞培育成的“A—B”植株为 倍体。 (3)若A与B有性杂交的后代是不育的，原因是 。杂种植物“A-B”是 的（填“可育”或“不育”）。 【答案】(1) 纤维素和果胶 电融合法、离心法 (2) 3 四 (3) 减数分裂产生生殖细胞时无法正常联会 可育 【分析】植物体细胞杂交技术： 1、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。 2、过程： （1）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。 （2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。 （3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。 （4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。 3、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】（1）过程①去除细胞壁时，常用纤维素酶和果胶酶，获得具有活力的原生质体。促进原生质体融合的物理方法包括电融合法、离心法。 （2）在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到3种不同的原生质体，分别是A细胞所带的红色荧光，B细胞所带的绿色荧光以及融合后的杂种细胞所带的红色、绿色荧光。所以当观察到细胞表面有红色和绿色两种荧光时，可判断该原生质体是由植物A和植物B融合而成的；杂种细胞培育成的“A-B”植株为四倍体（2+2）。 （3）虽然A与B有性杂交的后代是不育的，但是杂种植物“A-B”是可育的，造成这种差异的原因是在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常。 5．下图是培养抗冻转基因番茄的流程图，不同限制酶在目的基因片段和质粒上的切割位点如下图所示。请回答下列问题：    (1)①过程表示 ，该过程需要用限制酶 （填图中名称）切割目的基因片段和质粒；与单酶切相比，双酶切的优点是 。 (2)A中的 有启动基因转录的作用。③过程筛选导入A的农杆菌时，需要在培养基中加入 。 (3)质粒中含有的碱基有 ，选用Ti质粒作为载体的原因是 。 (4)④过程的原理是 ，根细胞通过 过程形成番茄植株。 (5)检测番茄植株中是否含有目的基因要运用 技术，该技术的原理是 。 【答案】(1) 基因表达载体的构建 SmaⅠ和PstⅠ 可以防止目的基因和质粒的自身环化与错误连接 (2) 启动子 氨苄青霉素 (3) A、T、C、G Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞的染色体DNA上 (4) 植物细胞具有全能性 脱分化和再分化 (5) PCR DNA半保留复制 【分析】基因工程技术的基本步骤：（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）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）根据题图可知，①过程表示基因表达载体的构建；由于限制酶Alu I会破坏目的基因的结构，因此该过程应用限制酶SmaⅠ和PstⅠ切割目的基因片段和质粒，与单酶切相比，双酶切的优点是可以防止目的基因和质粒的自身环化与错误连接。 （2）A为重组质粒，其上的启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，启动基因的转录。由于过程①用的限制酶为SmaⅠ和PstⅠ，而SmaⅠ破坏了四环素抗性基因的结构，因此培养基中应加入氨苄青霉素。 （3）质粒是环状的DNA，故其含有的碱基有A、T、C、G。由于Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上，因此选用 Ti质粒作为载体。 （4）④过程为植物组织培养，其原理为植物细胞具有全能性，根细胞通过脱分化和再分化过程形成番茄植株。 （5）可通过PCR等技术检测番茄细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因。PCR的原理是DNA复制。 6．根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答下列相关问题：    (1)运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）不能得到杂种植株，为什么? (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段有植物组织培养技术和细胞融合技术，依据的原理是 ，过程②成功的标志是 ，常用的化学融合方法是 （写出两种）。过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 。 (3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于 倍体植株。 (4)随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到 过程即可（填字母编号）。 (5)植物体细胞杂交技术在育种工作中具有广泛的应用，其突出的优点是 。 【答案】(1)不同种的植物存在生殖隔离 (2) 植物细胞的全能性和细胞膜流动性 杂种细胞再生出新的细胞壁 聚乙二醇（PEG）、高Ca2+-高pH 高尔基体 (3)六（或异源六） (4)e (5)克服远缘杂交不亲和的障碍 【分析】分析题图可知：①表示去壁获取原生质体的过程；②表示人工诱导原生质体融合；③表示再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化过程；⑤表示再分化过程。 【详解】（1） 番茄和马铃薯属于不同种的植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代，故运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）不能得到杂种植株。 （2）植物组织培养技术依据的原理是植物细胞的全能性，细胞融合技术依据的原理是细胞膜的流动性。过程②称为原生质体融合，细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。原生质体融合常用的化学融合方法是聚乙二醇（PEG）、高Ca2+-高pH。③表示再生出新细胞壁的过程，高尔基体（单层膜结构的细胞器）与植物细胞壁的形成有关。 （3）由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”属于异源多倍体里面的六倍体（或异源六倍体）。 （4） 柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的e时期。 （5）不同物种之间存在生殖隔离，不能通过有性杂交获得可育后代，植物体细胞杂交的突出优点在于可克服远缘杂交不亲的障碍，培育种间甚至属间杂种。 7．“生物导弹”是一种疗效高、毒副作用小的新型药物。下图是制备“生物导弹”的示意图，据图回答： (1)“生物导弹”借助 的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。 (2)在进行过程①之前，需要向小鼠注射 ，使小鼠产生免疫反应。 (3)过程②用特定的 对融合细胞进行筛选，得到杂交瘤细胞。杂交瘤细胞的特点是 。过程③还需进行克隆化培养和 检测。 (4)单克隆抗体最主要的优点是 ，并可大量制备。 【答案】(1)单克隆抗体 (2)（相应）抗原 (3) 选择（性）培养基 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体 抗体 (4)特异性强，灵敏度高 【分析】题图分析：表示制备生物导弹的过程，其中①表示诱导动物细胞融合的过程；②表示筛选得到杂交瘤细胞；③表示筛选杂交瘤细胞并大量培养的过程；④表示提取获得单克隆抗体过程。 【详解】（1）“生物导弹”借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。 （2）在细胞融合之前，需要向小鼠注射相应抗原，使小鼠产生免疫反应，获得能分泌特异抗体的B淋巴细胞。 （3）②表示筛选得到杂交瘤细胞，需要用特定的选择性培养基对融合细胞进行筛选，得到杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。过程③还需进行克隆化培养和抗体检测。 （4）单克隆抗体最主要的优点是特异性强，灵敏度高，并可大量制备。 8．如图是体细胞克隆猕猴的流程，请据图回答问题。 (1)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养，其原因是 。刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现 现象。传代培养时，常利用 酶进行处理，然后再用 法收集，制成细胞悬液后分瓶培养。维持细胞生存必须有适宜的温度和pH,此外， 也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境因素。 (2)以体细胞克隆猴作为实验动物模型的显著优势之一是同一批克隆猴群的遗传背景相同，图中克隆猴的遗传物质主要来自 。 (3)图中步骤①是克隆猴的技术难点之一，需要将卵母细胞培养到 后进行去核操作，而后用 方法激活重构胚，使其完成分裂和发育进程。 (4)体细胞克隆猴的另外一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差。科学家 发现，胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此 推测，图中KDM4d mRNA 翻译产生的酶的作用是 。 【答案】(1) 胚胎成纤维细胞分化程度低，更易于培养 细胞贴壁 胰蛋白（或胶原蛋白） 离心 渗透压 (2)猕猴胚胎成纤维细胞的细胞核 (3) MⅡ期 物理或化学 (4)催化组蛋白的去甲基化 【分析】胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术，这是胚胎工程的最后一道工序，胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，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，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 【详解】（1）由于胚胎成纤维细胞增殖能力更强，更易于培养，因此在进行核移植时，通常选择胚胎期的成纤维细胞进行培养；动物细胞培养过程中常出现贴壁生长和接触抑制的特点，因此刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现细胞贴壁现象；根据酶的专一性，进行传代培养时，常利用胰蛋白酶消化处理，然后再用离心法收集，制成细胞悬液后分瓶培养；维持培养液的渗透压对动物细胞培养至关重要，否则会造成细胞失水或吸水，影响细胞结构和功能。 （2）图中克隆猴是猕猴胚胎成纤维细胞的细胞核移入卵母细胞，获得重组细胞，经过细胞培养获得早期胚胎，然后经过胚胎移植获得的，因此其遗传物质主要来自成纤维细胞的细胞核。 （3）图中步骤①体细胞核移植是克隆猴的技术难点之一，其具体操作为，首先需要将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期（MⅡ中期）使其发育成熟后进行去核操作；而后用物理（电刺激）或化学方法激活受体细胞，使其完成分裂和发育。 （4）由于胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关，为了使胚胎顺利发育，需要对组蛋白进行去甲基化操作，因此可推知图中KDM4dmRNA翻译产生的酶的作用是催化组蛋白去甲基化的。 9．治疗性克隆是动物细胞工程的综合应用，它对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义。其基本流程如下图所示，请回答相关问题。 (1)过程①采用的是细胞工程中的 技术。 (2)动物细胞进行分瓶传代培养前，需要用胰蛋白酶处理贴满瓶壁的细胞，以便细胞继续分裂增殖。杂交瘤细胞在体外培养时(会、不会) 出现上述现象。理由是 。在培养中，为避免毒害常采取的措施是 。 (3)将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细胞培养，原因是体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质 。 (4)若将图中获得的组织器官移植给个体 (填“A”或“B”)，则会发生免疫排斥反应。 【答案】(1)体细胞核移植 (2) 不会 杂交瘤细胞具有无限增殖的特性 定期更换培养液 (3)可以给体细胞细胞核提供表现全能性的环境 (4)A 【分析】1、治疗性克隆是将使人胚胎干细胞（简称ES细胞）造福于人类的一种非常重要的途径治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞（如神经细胞、肌肉细胞和血细胞），用于治疗。 2、由图分析可知，①是核移植，②是早期胚胎发育。 【详解】（1）图中过程①除去了卵细胞的细胞核，并将体细胞的细胞核和去核的卵细胞形成重组细胞，采用的是细胞工程中的体细胞核移植技术。 （2）动物细胞进行分瓶传代培养前，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴满瓶壁的细胞，以便细胞继续分裂增殖。上述现象是接触抑制现象，是由于杂交瘤细胞具有无限增殖的特性，故杂交瘤细胞在体外培养时不会出现接触抑制现象。在培养中，为避免毒害，常采取的措施是定期更换培养液。 （3）将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细胞培养，这是因为体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表现全能性的环境。 （4）由图观察可知，B是供核的一方，克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和B相同，与A不同，故若将图中获得的组织器官移植给个体A会发生免疫排斥反应。 10．胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节，牛的胚胎移植在我国部分地区已经进入生产应用阶段，下图是牛胚胎移植示意图。请回答下列问题。    (1)图中a指 ，配种后体内受精作用的场所是 ，受精作用过程中 、 依次发生生理反应，防止多精入卵。 (2)胚胎移植的所需胚胎可以来自体外受精技术。为获得雌性双犊牛，可利用X、Y精子在分离介质中沉降速度的差异进行离心，分离得到的精子需要经过 才能与发育到 期的卵母细胞完成受精，受精卵发育到 期时可通过 技术获得同卵双胎，再进行胚胎移植。 (3)利用胚胎移植技术促进畜牧业发展的优势是 。 【答案】(1) 超数排卵 输卵管 透明带 卵细胞膜 (2) (精子)获能 MⅡ 桑葚胚或囊胚 胚胎分割(二分胚胎分割技术) (3)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 【分析】分析题图：图示是牛胚胎移植示意图，a为超数排卵处理，b为收集胚胎。 【详解】（1）图中a是用促性腺激素处理可使供体母牛超数排卵；从B牛体内获得的卵母细胞 不能直接与精子结合，需要培养到减数第二次分裂中期才能与精子结合。配种后体内受精作用的场所是输卵管，受精作用过程中透明带、卵细胞膜依次发生生理反应，防止多精入卵。 （2）精子必须获能后才能与发育到MⅡ中期的卵子完成受精；生产上常用桑葚胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植，来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要想同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用胚胎分割技术。 （3）利用胚胎移植技术促进畜牧业发展的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 11．如图所示为经过体外受精和胚胎分割移植培育优良奶牛的过程，请回答下列问题：    (1)A细胞是卵母细胞，在进行体外受精前要对精子进行 处理。 (2)进行胚胎分割时，应选择发育到 阶段的胚胎进行操作。②指的是 ； (3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是 。胚胎分割提高了 。 (4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意 。 (5)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。 【答案】(1)获能 (2) 桑葚胚或囊胚 囊胚腔 (3) 具有相同的遗传物质 胚胎的利用率 (4)将内细胞团均等分割 (5)受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥 【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 2、分析题图：图示为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，其中A是卵母细胞，可与获能的精子受精形成受精卵；①是囊胚中的内细胞团；②是囊胚腔。 【详解】（1）在进行体外受精前要对精子进行获能处理。 （2）为了提高胚胎利用率可以采用胚胎分割技术，即选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割。②指的是囊胚腔。 （3）胚胎分割后的胚胎发育成的个体所含的遗传物质相同，所以遗传性状表现相同。胚胎分割提高了胚胎的利用率，属于动物的无性繁殖技术。 （4）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，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 （5）大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。 12．随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图分析并回答下列问题。    (1)图中产生小牛的几个途径中，属于无性繁殖途径的有应用 （填数字）： (2)应用1中，为了大量获取细胞B，需对供体2注射 ，使用 技术获得重组细胞，最终获得的良种小牛性别为 。（选填雌性或雄性） (3)人工授精时，受精卵形成的场所是在 。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会发生 反应防止多精入卵的屏障。 (4)进行胚胎移植的优势是 。在这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良遗传性状的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了 本身的繁殖周期。 (5)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题：对囊胚阶段的胚胎通过 技术获得二分胚①和②，操作时需要注意 ，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定，取 细胞。 【答案】(1)1、3 (2) 促性腺激素 核移植 雌性 (3) 输卵管 透明带 (4) 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 供体 (5) 胚胎分割 将内细胞团均等分割 滋养层 【分析】题图分析，应用1中：供体I提供细胞核，供体2提供细胞质，经过核移植技术形成重组细胞，并发育形成早期胚，再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛，称为克隆牛；应用2中：优良公牛和供体1配种形成受精卵，并发育成早期胚胎，再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛，属于有性生殖；应用3中：采用了胚胎分割移植技术；应用4中：从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞，并进行体外干细胞培养。 【详解】（1） 应用1采用了核移植技术，形成克隆动物，属于无性生殖；应用2采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，形成的是试管动物，属于有性生殖；应用4表示从早期胚胎或原始性腺中提取胚胎干细胞；应用3采用了胚胎分割技术，属于无性生殖，故图中产生小牛的几个途径中，属于无性繁殖途径的为应用1、3。 （2）应用1中，为了大量获取细胞B，即卵母细胞，需要对供体2注射促性腺激素，使其超数排卵。使用核移植技术获得重组细胞，最终获得的良种小牛性别与供体1相同，因此性别为雌性。 （3）人工授精时，受精卵形成的场所是在输卵管。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会发生透明带反应防止多精入卵的屏障。 （4）进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。在这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。 （5）应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题：对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和②，对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，若要进行性别鉴定，取滋养层细胞进行。 13．完成以下知识点填空： (1)限制酶的功能：能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 性；“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体，载体具备的条件：a．能在受体细胞中 。b．具有 ，供外源DNA片段插入。c．具有 ，供重组DNA的鉴定和筛选。d．对受体细胞无害。 (2)限制酶不切割细菌本身的DNA分子可能的原因是 。 (3)PCR是 的缩写。它是一项根据 的原理，在 提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。PCR的每一个循环都包括 （用箭头表示顺序）三个步骤，延伸后的产物又可以作为下一个循环的模板。 【答案】(1) 磷酸二酯键 专一 自我复制 一个至多个限制酶切割位点 标记基因 (2)细菌本身的DNA分子中不存在该限制酶能识别的特定核苷酸序列，或者细菌对自身的DNA进行了修饰，使限制酶无法识别并切割 (3) 多聚酶链式反应 DNA双链复制 体外 变性→复性→延伸 【分析】1、基因工程的基本工具主要包括三种：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶和载体。‌‌ （1）限制性核酸内切酶（限制酶）‌：这种酶主要从原核生物中分离纯化出来，能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端； （2）DNA连接酶‌：这种酶用于将两个DNA片段的末端连接起来。常见的DNA连接酶包括E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。E·coli DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，而T4 DNA连接酶则可以连接两种末端，但连接平末端的效率较低； （3）载体‌：载体在基因工程中起到运输工具的作用，常见的载体类型包括质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒。载体需要具备以下条件：能够在受体细胞中复制并稳定保存，具有一至多个限制酶切割位点以供外源DNA片段插入，并具有标记基因以便重组DNA的鉴定和选择； 2、PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。 【详解】（1）限制酶能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列并在特定部位切割，所以具有专一性；载体具备的条件：载体要能在受体细胞中自我复制，这样才能保证携带的外源基因能在受体细胞中稳定存在并遗传；具有一个至多个限制酶切割位点，这样才能供外源DNA片段插入；具有标记基因，供重组DNA的鉴定和筛选；对受体细胞无害； （2）限制酶不切割细菌本身的DNA分子，可能是因为细菌本身的DNA分子中不存在该限制酶能识别的特定核苷酸序列，或者细菌对自身的DNA进行了修饰，使限制酶无法识别并切割； （3）PCR是多聚酶链式反应的缩写，是根据DNA双链复制的原理进行的，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，PCR的每一个循环都包括变性→复性→延伸三个步骤。 14．针对病毒的疫苗有重组蛋白疫苗、核酸疫苗（包括DNA疫苗和RNA疫苗）等。下图为其中某病毒一种疫苗的研发思路，图中①~⑦表示过程，B图中箭头指示Nco I、Sph I，Nhe I、BamH I的酶切位点（四种酶的识别序列详见表），标记基因SUC2控制合成蔗糖酶。使P型酵母菌能利用培养基中的蔗糖生存。 限制酶 Nco I Sph I Nhe I BamH I 识别序列和切割位点 C↓CATGG GCATG↓C G↓GATCC G↓CTAGC (1)图中①过程需要先通过 过程得到cDNA，再利用PCR扩增S基因，若扩增5个循环，则需要引物 个。 (2)为使③过程顺利进行，需先使用限制酶 和 切割质粒B。 (3)重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为 ，刺激机体产生能与之相结合的抗体，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是 （填“有”或“无”）该病毒感染史。 【答案】(1) 逆转录/反转录 62 (2) Nco I Nhe I (3) 抗原 无 【分析】分析题图：图中①为逆转录过程，②表示用限制酶切割获得目的基因，③表示构建基因表达载体，④表示将目的基因导入受体细胞，⑤表示筛选获得含有重组质粒的P型酵母菌，⑥表示目的基因的表达，⑦表示制备获得疫苗。 【详解】（1）图中①过程是以RNA为模板合成cDNA的逆转录过程；1个DNA分子扩增1次需要2个引物，若将1个DNA分子扩增5次，得到25=32个DNA分子，需要的引物是32×2-2=62个。 （2）③过程为目的基因表达载体的构建，该过程是基因工程的核心步骤，为了保证该过程顺利进行，结合目的基因两端的黏性末端分析，需要用限制酶NcoⅠ和NheⅠ切割质粒B，这样可以防止S基因与运载体自身环化及防止S基因与运载体反向连接，以保证S基因与运载体正确连接。 （3）重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫过程，机体免疫系统产生能与之相结合的抗体；参加临床试验的志愿者需要满足无该病毒感染史，即未感染过该病毒的志愿者，因为感染过该病毒的人体内含有一定量的相应抗体，对试验结果产生干扰。 15．科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstI、SmaI、HindⅢ、Alul四种限制性内切核酸酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp'为抗氨苄青霉素基因），其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。请据图作答： (1)基因工程中常用质粒作为载体，将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外，通常还需要有 ，图中的标记基因是 ，其主要作用是 。 (2)基因工程中核心步骤是 ，在此过程中，为使目的基因定向插入运载体中，本实验中应该选用限制酶 对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。 (3)培育出的番茄植株是否具有抗冻性状，可采用鉴定方法是 。 (4)PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依是 ，若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环，产物中共有 个等长的目的基因片段，PCR产物通常采用 法来鉴定。 (5)研究人员采用了如下图巢式PCR技术获取抗冻蛋白基因，巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物（也称外引物）扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物（因为他们在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物）结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。 相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率 。 【答案】(1) 启动子、终止子、限制酶切割位点 抗氨苄青霉素基因 便于筛选含重组DNA分子的受体细胞 (2) 构建基因表达载体 pstI和smaI (3)将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中，观察植株的生长发育情况 (4) 抗冻基因两端的部分核苷酸序列 8 琼脂糖凝胶电泳 (5)低 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）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．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；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 【详解】（1）基因工程中常用质粒作为载体，将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外，通常还需要有启动子、终止子、限制酶切割位点，图中的标记基因是抗氨苄青霉素基因（ampr），其主要作用是便于筛选含重组DNA分子的受体细胞。 （2）基因工程中核心步骤是构建基因表达载体，在此过程中，为使目的基因定向插入运载体中，应选择双酶切，结合目的基因两端和质粒上的限制酶分布位置分析可知，本实验中应该选用限制酶pstI和smaI对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割，这里可以得到两种不同的粘性末端，便于质粒和目的基因的正向连接。 （3）培育出的番茄植株是否具有抗冻性状，可采用鉴定方法是将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中，观察植株的生长发育情况，该方法属于个体生物学鉴定。 （4）PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依据是抗冻基因两端的部分核苷酸序列进行设计，若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环，经过3次循环后，短链条数目为23×2（单链总数）-2（模板单链）-2×3（与模板单链互补的单链）=8条，3次循环后的短链条在第4次循环时全部作为等长目的基因的模板，故产物中共有8个等长的目的基因片段，PCR产物通常采用琼脂糖凝胶电泳法来鉴定，DNA迁移的速度与其相对分子质量有关。 （5） 巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物（也称外引物）扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物（因为他们在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物）结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率低，因为第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，因而巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增，降低了错误目标产物概率。 16．科研人员将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酵母菌，通过酵母菌发酵生产乳酸，以解决乳酸菌难以在高密度下培养，乳酸产量低的问题。回答下列问题：    (1)由图可知，利用PCR获取LDH基因时所用的引物是 ，PCR分为变性、复性和延伸三步，其中复性是指当温度降至 的过程。 (2)进行PCR扩增时，反应缓冲液中一般要添加Mg2+，作用是 。 (3)图1中“→”表示转录方向，为保证LDH基因与质粒正确连接，需在引物的 （填“3’”或“5’”）端添加相应的限制酶识别序列，其中与LDH基因首端对应的引物需添加的碱基序列是 。 (4)用PCR技术扩增乳酸脱氢酶基因（LDH）时，在PCR反应中加入了两种引物，如图甲所示。经4轮循环后产物中有5种不同的DNA分子，如图乙所示，其中第⑤种DNA分子有 个。    【答案】(1) ②③ 50-65℃ (2)激活DNA聚合酶 (3) 5' CTTAAG (4)8 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建基因表达载体，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 【详解】（1）由于复制时只能从模板链的3′端开始，因此选用引物②③进行PCR，获得大量的LDH基因，PCR分为变性、复性和延伸三步，其中复性是指当温度降至50-65℃的过程。 （2）进行PCR扩增时，反应缓冲液中一般要添加Mg2+，作用是激活DNA聚合酶。 （3）如果LDH 基因两侧没有相应的限制酶切位点，可以在引物的5′端加入酶切位点，以便于后续对目的基因进行酶切，结合图示可知，质粒上含有两个酶切位点（Apa Ⅰ、EcoR Ⅰ ），因此目的基因两侧应该加入一样的酶切位点，即首端添加序列5'GAATTC3'、末端添加 5'GGGCCC3'，即与LDH基因首端对应的引物需添加的碱基序列是3'CTTAAG5'。 （4）根据计算公式2n-2n，得出第⑤种DNA分子有8个。 17．流感病毒表面的HA蛋白是疫苗研制的重要位点。图甲表示获得流感病毒HA蛋白基因的过程，图乙是被特定限制酶切割后的质粒部分结构示意图。回答下列问题： (1)①、②过程需要的原料为 ，③过程需要向反应体系中添加 酶，该过程需要添加引物的原因是 ，若HA蛋白基因转录的方向为从左向右，则为了使HA蛋白基因能够插入到图乙的启动子和终止子之间，需要在引物1的 （填“3′”或“5′”）端加上 （按照5′→3′顺序、写出6个碱基）碱基序列。 (2)HA蛋白基因经限制酶切割后，与图乙质粒经 连接形成重组质粒，作为基因表达载体，重组质粒上还应含有 。 (3)若用大肠杆菌生产HA蛋白疫苗，则将目的基因导入大肠杆菌时需用 对其进行处理的目的是 ，利用大肠杆菌生产疫苗的优点有 （答出2点）。 【答案】(1) 脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合 DNA聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链的3′端 5′ CCATGG (2) DNA连接酶 标记基因 (3) Ca2+ 使其成为容易吸收外源DNA的状态 繁殖速度快、目的蛋白易获得、可大量生产 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）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。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；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）①、②过程均合成DNA链，故需要的原料均为脱氧核苷酸，③过程是体外合成DNA，需用高温解旋，需要的酶是耐高温的DNA聚合酶，该过程需要添加引物的原因是DNA聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链的3′端。若HA蛋白基因转录的方向为从左向右，则与图乙质粒连接时，应将HA蛋白基因的左侧连接在质粒的启动子一侧，右侧连接在质粒的终止子一侧，引物与模板链的3'端结合，故应在引物1的5′端加上CCATGG碱基序列。 （2）HA蛋白基因经限制酶切割后，与图乙质粒经DNA连接酶连接形成重组质粒，作为基因表达载体，重组质粒上还应含有标记基因。 （3）大肠杆菌属于微生物，若用大肠杆菌生产HA蛋白疫苗，则将目的基因导入大肠杆菌时需用Ca2+对其进行处理，目的是使其成为容易吸收外源DNA的状态，利用大肠杆菌生产疫苗的优点有繁殖速度快、目的蛋白易获得、可大量生产。 18．玉米中赖氨酸含量较低，不能满足人体需求，科学家通过现代生物科学技术对其进行改造。回答下列问题： (1)科学家决定将土豆花粉中高赖氨酸蛋白质编码基因（sb101）转入玉米细胞，为获得更多的sb101基因，可通过PCR技术扩增，在扩增液中除了加入4种等量的脱氧核苷酸、引物外，还需要加入 。 (2)用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞的过程中，需要用 溶液处理农杆菌，最终将sb101基因插入玉米细胞的 上，使目的基因得以稳定维持和表达。 (3)为保证sb401基因只在玉米种子中表达，应采取的措施是将sb401基因与种子中特异性表达的启动子等调控组件重组在一起。若获得的转基因植株（sb101基因已整合到玉米基因组中）的种子中赖氨酸的含量没有提高，其可能的原因是 。 (4)科学家想通过基因定点突变技术对赖氨酸合成过程中的酶进行改造，构建新的蛋白质结构的主要依据是 ，该过程实施难度很大，主要原因是蛋白质具有 。 【答案】(1)sb101基因、热稳定DNA聚合酶 (2) Ca2+ 染色体DNA (3)目的基因的转录或翻译异常 (4) 蛋白质的预期功能 十分复杂的高级结构 【分析】1、PCR技术：（1）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。（2）原理：DNA复制。（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。 2、将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法，即用钙离子（或氯化钙） 溶液处理农杆菌，使其转化为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态。 3、蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因，然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。 【详解】（1）在PCR技术中，在扩增液中除了加入4种等量的脱氧核苷酸、引物外，还需要加入模板sb101基因、热稳定DNA聚合酶。 （2）用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞的过程中，常用感受态转化法，需要用Ca2+溶液处理农杆菌，使其转化为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态。最终将sb101基因插入玉米细胞的染色体DNA上，使目的基因得以稳定维持和表达。 （3）获得目的基因的植株也不一定获得转基因的性状，因为目的基因进入细胞后如果出现转录或翻译异常，也得不到转基因的性状。所以若获得的转基因植株（sb101基因已经整合到植物的基因组中）赖氨酸的含量没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。 （4）蛋白质工程基本途径是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。科学家想通过基因定点突变技术对赖氨酸合成过程中的酶进行改造，构建新的蛋白质结构的主要依据是蛋白质的预期功能，由于蛋白质具有十分复杂的高级结构，因此该过程实施难度很大。 19．中国科学家团队成功构建了世界首例人猴嵌合胚胎，即同时具有人和猴细胞来源的胚胎，为解决异种嵌合效率低下等问题提供新的思路，对器官再生研究具有指导意义。如图是嵌合胚胎培育的部分过程，回答下列问题： (1)嵌合胚胎早期发育所依据的原理是 。图中①为扩展潜能干细胞（EPSCs），其功能与胚胎干细胞相似，都具有 性。 (2)图中②时期胚胎发育是在最外层的透明带内进行的，沿其内壁扩展和排列的、个体较小的是 细胞，它们将来发育成 。 (3)研究嵌合胚胎的目的是培养与人类似的同种器官，以缓解 的困境。 (4)研究人员将图中嵌合胚胎在体外进行培养时，科研人员观察到了嵌合现象，但科研人员并未进行体内胚胎移植实验，这是为了规避人们最担心的类似于克隆人的 问题。我国政府坚决反对克隆人，一再重申四不原则即 ，主张对治疗性克隆进行 。 【答案】(1) 细胞分裂和分化 全能 (2) 滋养层 胎膜和胎盘 (3)器官移植供体不足 (4) 伦理争议 不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 有效监控和严格审查 【分析】胚胎早期发育过程：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。 【详解】（1）胚胎早期发育过程中细胞分裂方式为有丝分裂。所以嵌合胚胎早期发育所依据的原理是细胞分裂和分化；胚胎干细胞存在于早期胚胎，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能，具有全能性，扩展潜能干细胞（EPSCs）其功能与胚胎干细胞相似，具有全能性。 （2）图②时期是囊胚期，最外侧是透明带，内壁扩展和排列的、个体较小的是滋养层细胞，聚集在一端的细胞形成内细胞团，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞将来发育成胎儿的各种组织。 （3）研究嵌合胚胎的目的是培养与人类似的同种器官，以缓解器官移植供体不足的困境。 （4）嵌合胚胎的胚胎移植和克隆人一样，会带来严重的伦理道德争议。我国政府坚决反对克隆人，一再重申四不原则即不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 20．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出使它们在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如下图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿的技术。它不仅使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答下列问题。    (1)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是 。 (2)该图示是胚胎发育的 期。 (3)在该图下一时期，b细胞最可能成为 胚层的一部分。 (4)要想得到同卵双胞胎，应采用的技术是 ，双胞胎的性别是否相同？ 。 (5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是 。 【答案】(1)有丝分裂 (2)囊胚 (3)内 (4) 胚胎分割 相同 (5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德 【分析】胚胎分割--是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等，经移植获得同卵双胚或多胚的技术。 【详解】（1）卵裂是指在透明带中进行的早期胚胎发育，细胞数目不断增多，此时的细胞分裂方式为有丝分裂。 （2）此时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所以称为囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团。 （3）内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，囊胚期的下一时期为原肠胚，内细胞团下方细胞，即b细胞形成内胚层，将来继续发育成消化道、呼吸道上皮及胰腺等腺体。 （4）要得到同卵双胞胎可进行胚胎分割，如将一个早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫内发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，两者性别相同。 （5）有些人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死，及滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿性别等引起性别比例失调，违反了伦理道德。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$