重难点08 生物技术与工程-2025年高考生物【热点·重点·难点】专练（广东专用）

重难点08 生物技术与工程 目录 1.命题趋势：明考情知方向 2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱 一、发酵工程 二、基因工程 三、细胞工程 3.创新情境练：（10min）知情境练突破 4.限时提升练：（30min）综合能力提升 广东省近三年考情分析 年份 题号 三年考情分析 2025考向预测 2024 21 培养基及基因工程 考向分析： 基因工程与细胞工程的技术突破与应用：技术迭代：CRISPR-Cas9基因编辑技术的改进（如脱靶率降低）及其在遗传病治疗中的案例（如地中海贫血的基因修正）可能成为考点，需掌握原理、操作流程及伦理争议。农业与医疗应用：抗虫棉、抗病水稻等转基因作物的生态意义，以及iPS细胞在再生医学（如脊髓损伤修复）中的应用场景可能以材料分析题形式出现。实验设计题：基因表达载体的构建、细胞融合技术（如单克隆抗体制备流程）的步骤设计及结果分析需重点复习。 生物技术与其他学科的交叉融合：生物制造与合成生物学：广东省政策强调合成生物学在生物制造中的核心地位，可能结合菌种改造、生物燃料合成等案例，考察微生物培养、代谢工程原理。生物信息学工具：AI辅助酶设计、基因序列分析等工具的应用可能融入实验题或选择题，需理解技术与数据的关联性。 传统生物技术与现代工程的衔接：发酵工程与酶工程：传统技术（如青霉素生产）与现代改良（如热稳定性酶的工业应用）的对比分析可能作为非选择题考点，需掌握工艺优化与环保效益。生态与工程结合：如碳循环中微生物分解作用（如尿素分解菌的筛选）与工业减排的结合，可能以图表题形式出现。 考向预测：2025年广东生物高考在“生物技术与工程”板块将呈现“技术深度+政策广度+伦理思辨”的特点，既需扎实掌握基因工程、细胞工程等核心知识，也要关注广东省在生物经济领域的战略布局及跨学科融合趋势。建议结合模拟卷高频考点（如下丘脑调节机制、遗传规律）与前沿技术案例进行针对性训练。 2023 3 胚胎工程 10 培养基 11 DNA粗提取与鉴定 12 植物体细胞杂交技术 20 PCR和杂交 2022 21 培养基（选考） 22 基因工程 高分解题技巧： 1、 发酵工程 1.无菌技术 （1）无菌技术的作用： ①防止杂菌污染（是获得纯净的微生物培养物的关键关键） ②避免操作者自身被微生物感染，从而防止实验室内细菌传染物体被带出实验室 （2）防止杂菌污染的方法：消毒和灭菌 类型 条件 结果 常用方法 应用范围 消 毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分微生物 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体 化学药剂消毒法 酒精(双手)氯气(水源) 紫外线消毒法 接种室（箱）超净工作台 灭 菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 湿热灭菌 （高压蒸汽灭菌法） 培养基、容器 干热灭菌法 玻璃器皿、金属工具 灼烧灭菌法 接种工具 2.固体培养基上接种微生物的方法： （1）平板划线法： ①概念：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。 ②操作：第一次划线时，先烧灼接种环，冷却后蘸取菌液、划线以后每次划线前都需要烧灼，但不能蘸取菌液每次都在上一次划线的末端划线。 ③适用：适用于微生物的分离、鉴别、纯化（注意不能用于计数）。 （2）稀释涂布平板法 ①操作：取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。将涂布器放在火焰上灼烧待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。 ②适用：适用于微生物的分离、鉴别、纯化、计数 3.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法的比较 测定方法 稀释涂布平板法 稀释涂布平板法 计数数据 培养基上的菌落数 菌体本身 优点 计数的是活菌 计算方便、操作简单 缺点 当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 死菌活菌都计算在内 计算结果 比实际的小 比实际的大 计算公式 每克样品中的菌株数 ＝(C÷V )×M 每mL含菌量＝每小格平均菌体数×400×1000×稀释倍数 【易错点总结】 易错点1果酒和果醋制作成功的四个提醒 (1) 选择新鲜的葡萄, 榨汁前先将葡萄进行冲洗, 再除去枝梗, 以防葡萄汁流失及污染。 (2) 葡萄汁装入发酵瓶时, 要留有大约 1/3 的空间: 目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖, 耗尽瓶内 O 2 后再进行酒精发酵, 还可防止发酵过程中产生的 CO 2 造成发酵液溢出。 (3) 果酒发酵时要适时排气: 防止发酵装置爆裂。 果醋发酵时要及时通气:防止醋酸菌死亡。 (4) 严格控制温度: 18～30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵; 30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵。 易错点2 平板划线法操作的五点提醒 (1)灼烧接种环之后，要待其冷却后才能蘸取菌液，以免温度太高杀死菌种。 (2)在做第二次及以后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样才能使微生物的数目随着划线次数的增加而减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的菌落。 (3)划线时最后一次的划线不要与第一次的划线相连。 (4)划线力度要适当，防止用力过大将培养基划破。 (5)平板划线操作中几次灼烧接种环的目的 易错点3 关于发酵罐使用的三点提醒 (1)发酵罐在使用前要进行灭菌，培养基和发酵设备一般用蒸汽灭菌，空气采用过滤的方法除菌。 (2)对于需氧发酵，为了防止杂菌污染，应该从空气入口通入无菌空气。 (3)搅拌的作用 ①使空气和发酵液充分混合，增加培养液中的溶解氧。 ②使菌种与培养液充分接触，提高原料利用率。 易错点4 啤酒工业化生产的五点提醒 (1)啤酒酵母菌：通过微生物培养技术筛选出的优良菌种，在接种前进行扩大培养，缩短生产周期。 (2)焙烤温度不能过高，防止淀粉酶失活。 (3)蒸煮后的糖浆一定要冷却后才能接种，防止高温杀死酵母菌。 (4)发酵过程中注意控制好温度、pH、通气、发酵时间等。 (5)接种前要对发酵罐进行灭菌，接种时要进行无菌操作，防止杂菌污染。 2、 基因工程 1.DNA的粗与鉴定 （1）原理①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液③在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色 （2） 过程 洋葱（30g）+研磨液（10mL） 研磨 取上清液 方法一： 方法二： 在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。 直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。 析出DNA 在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2~3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA 取出DNA 方法一： 方法二： 用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分 将溶液倒入塑料离心管中，在10000 r/min的转速下离心5min，取沉淀物（弃上清液） 溶解DNA 2mol/L的NaCl溶液 鉴定DNA 实验组： 对照组： 2mol/L的NaCl溶液+DNA+二苯胺试剂4mL→沸水浴5min 2mol/L的NaCl溶液+二苯胺试剂4mL→沸水浴5min 2. 基因工程的操作程序 （1）目的基因的筛选与获取 ①获取目的基因的方法：人工合成；利用PCR技术扩增；通过构建基因文库获取 ②基筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一 ③利用PCR获取和扩增目的基因： （2）基因表达载体的构建 ①构建目的：让目的基因在受体细胞中：稳定存在；遗传给下一代；表达和发挥作用 ②构建过程：首先用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口；然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子 ③基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因。 (3)将目的基因导入受体细胞 类型 方法 说明 特点 植物细胞 农杆菌转化法 将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T­DNA 上→转入农杆菌→用农杆菌侵染植物细胞→将目的基因整合到植物细胞的染色体DNA上→目的基因表达 经济、有效，适用于双子叶植物和裸子植物，尤其适用于双子叶植物，但单子叶植物也获得了成功 花粉管通道法 用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊 简便、经济，我国科学家独创的一种方法 动物细胞 显微注射技术 将含有目的基因的表达载体→显微注射到受精卵中→注射了目的基因的受精卵，经胚胎早期培养后，移植到雌性动物的输卵管或子宫内→获得具有新性状的动物 将目的基因导入动物细胞最为有效的方法 微生物细胞 Ca2＋处理法 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 简便、经济、有效 (4)目的基因的检测与鉴定 ①分子水平的检测，包括：通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了目的基因; 检测目的基因是否转录出了mRNA；提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，检测目的基因是否翻译成蛋白等。 ②个体生物学水平的鉴定：例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。 3. PCR技术 （1）PCR：是聚合酶链式反应的缩写 （2）PCR的原理：DNA半保留复制的原理 ①DNA复制所需的基本条件：DNA母链——提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸——合成DNA子链的原料 DNA聚合酶——合成DNA子链的原料 解旋酶——（断开氢键）打开DNA双链 ②PCR所需的基本条件： DNA母链：一般是含目的基因的DNA 4种脱氧核苷酸：四种脱氧核苷酸（dATP、dTTP、dGTP、dCTP） 耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶） 引物：2种 控制温度 缓冲溶液：一般要添加Mg2+，DNA聚合酶都需要Mg2+激活 （3）PCR过程：（在PCR扩增仪（PCR仪)中自动完成） 90℃以上：双链DNA解聚为单链 50℃左右：两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 72℃左右：溶液中的4种脱氧核苷酸（dNTP）在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 即：将4种脱氧核苷酸加到引物的3’端 （4）结果：a*2n（a：初始数量；n：循环的次数） （5）常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物 【易错点总结】90℃以上：双链DNA解聚为单链 90℃以上：双链DNA解聚为单链 易错点1　误认为目的基因的插入位点是“随机”的 基因应插入启动子与终止子之间的部位，若目的基因插入启动子内部，启动子将失去原功能。 易错点2　误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶” (1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。 (2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。 易错点3　混淆启动子与起始密码子，终止子与终止密码子，不明确标记基因的作用 启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子。 (1)启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。 (2)终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。 (3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。 (4)标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因(目的基因是否导入成功)，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 易错点4　误认为基因工程可导致受体细胞或生物产生“新基因”或“新蛋白质” 基因工程的实质是“基因重组”，它是将外源基因导入受体细胞，使该基因在受体细胞中表达——由于“外源基因”是自然界已存在的“现成”基因，故基因工程并未产生新基因，因此目的基因表达时也未产生新蛋白质，基因工程只不过是让受体细胞(或生物)实现了“外源基因的表达”。 3、 细胞工程 1. 植物组织培养 （1）细胞的全能性： ①定义：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 ②在植物体内，细胞只能表现出分化现象，不能表现出全能性。 ③细胞分化的根本原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 ④细胞表现出全能性的根本原因：细胞中含有一种生物的全部遗传物质。 （2）植物激素的调节 植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 （3）过程 离体的植物器官、组织、细胞 愈伤组织 试管苗 植株 脱分化（失去其特有的结构和功能、转变成未分化的细胞的过程） （无定形的薄壁组织团块） 再分化 先诱导生芽 再诱导生根 移栽 植物组织培养的一般的过程 菊花的组织培养过程 菊花的幼茎段（外植体） 愈伤组织 试管苗 植株 脱分化（脱分化培养基；18~22℃；避光） 封瓶口： 再分化 先诱导生芽 再诱导生根 先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中壮苗，然后再移栽入土。 ①流水冲洗 ②酒精消毒（30s） ③无菌水冲洗 ④次氯酸钠溶液（30min） ⑤无菌水冲洗 消毒 切段 接种：不要倒插（形态学上端在上） 每日适当时间和强度的光照 2.植物体细胞杂交 （1）过程 （2）概念：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 （3）原理：细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性 （4）两个标志：①植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁 ②植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体 （5）实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。 （6）意义： 优势：与有性杂交相比，植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。即：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。 2. 动物细胞培养 （1） 关键概念： 原代培养：将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养，称为原代培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。 细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。 细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。 接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。 （2）干细胞 ①特点：形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。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。在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。 ②来源：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。 用于研究的胚胎干细胞的来源：一是从自然胚胎中获取；二是从通过细胞核移植技术克隆得到的胚胎中获取（主要途径）。 ③主要用途：治疗人类的某些顽症；培育出人造组织器官，用于器官移植；ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。 （2） 诱导多功能干细胞（iPS细胞） ①概念：是由一些多功能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通过基因重新编排方法，“诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态，能够像胚胎干细胞一样进行分化。 ②应用前景：用于器官移植；建立疾病模型，了解发病机理；治疗某些遗传病。 如：患有镰刀型贫血症的小鼠皮肤成纤维细胞建立了IPSc，并将其移植到小鼠体内，小鼠的症状得以缓解。 3. 动物细胞融合技术 （1）概念：指用自然或人工方法使两个或多个不同的动物细胞融合成一个细胞的过程的技术。 （2）诱导动物细胞融合的方法：化学法：PEG（聚乙二醇）融合法；物理法：电融合法、离心；生物法：灭活病毒诱导法。 （3）意义： ①突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，在种间、属间、科间，甚至动物与植物间的细胞融合已获成功。②成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。 ③利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟新途径。 4. 单克隆抗体的制备 （1）过程 （2）单克隆抗体的应用：用作体外诊断试剂；运载药物；用于治疗疾病。 5.动物细胞核移植技术 （1）概念：是将动物一个细胞的细胞核移入到去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植方法得到的动物称为克隆动物。 （2）原理：动物细胞核具有全能性 （3）体细胞核移植的过程： （4）核移植的意义： ①为遗传疾病的治疗提供了重要途径。②优化物种、保存濒危动物、克服杂交障碍、创造新物种和以及基因动物的扩群也有重要意义。③可以降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率。④对研究胚胎发育过程中的细胞分化、基因调控、核质关系等生物学基础理论问题也有重要价值。⑤解决器官移植中存在的器官来源紧缺和免疫排斥的问题。 6.胚胎工程 （1）概念：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 （2）操作对象：动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 （3）技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等 （4）工程实质：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。 （5）理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 （6）胚胎工程技术包括：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等 【易错点总结】 易错点1　不清楚植物脱毒苗培养时选择的要求及原理 由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，所以常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。 易错点2　误认为植物组织培养均需“再分化至幼苗”，“人工种子”即平常所说的“种子” (1)组织培养的目的不同，培养的阶段不同。如：生产细胞代谢产物，只需培养至愈伤组织时期；生产人工种子，则需要培养至胚状体时期；获得植株就需培养至幼苗时期。 (2)人工种子是通过无性生殖(植物体细胞的组织培养技术)形成的，只有一个亲本的性状；自然种子是有性生殖的产物，具有两个亲本的性状。 易错点3　误认为动物细胞培养时加入5%CO2的目的是维持气体平衡或用于呼吸 动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶将其置于含95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养，加入CO2的目的是维持培养液的pH。 易错点4　不清楚动物细胞克隆化培养时为何常选10代以内的细胞，而瘤细胞却为50代以后 取供体动物的体细胞培养，一般选用传至10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。欲获得无限增殖的瘤细胞则往往在50代以后，其遗传物质已发生变化，具癌变特性。 易错点5　误认为精子“获能”就是获得能量并认为排卵就是排出卵泡 (1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 (2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 易错点6　受精的标志≠受精完成的标志 受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 易错点7　滋养层≠饲养层 (1)滋养层：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。 (2)饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。 易错点8　人工授精≠体外受精 人工授精是用人工的方法将公畜的精子注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。 （建议用时：10分钟） 一、单选题 1．（肝脏＋四个实验）肝脏是生物实验中的常见材料。下列关于肝脏操作处理与目的不相符的是（    ） A．在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液——粗提取DNA B．向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液——检测过氧化氢酶的催化效率 C．在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH——比较不同pH下酶的活性 D．在2mL鲜肝提取液中先后加入双缩脲试剂A液1mL和B液4滴——检测蛋白质 2．（染色体＋植物体细胞融合技术）板蓝根（2n=14）具抗菌等作用。某课题组以甘蓝型油菜（2n=38）与板蓝根作为原材料，通过体细胞杂交培育了抗病菌的板蓝根-油菜杂交种。部分杂交种细胞染色体组成以及分裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示，下列叙述正确的是（　　） 杂交种 体细胞染色体数 减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比的细胞占比（%） 26:26 28:24 23:29 27:25 其它 AS1 52 63.4 10.6 7.2 14.8 0.0 AS6 52-62 32.3 9.6 8.2 11.0 38.8 AS7 52-58 40.3 9.6 7.2 12.5 30.5 A．可以用PEG或灭活的病毒诱导板蓝根细胞和油菜细胞融合 B．板蓝根—油菜杂种AS1属于二倍体，体细胞中有两个染色体组 C．若要将获得的AS1、AS6和AS7等杂交种作为有性杂交的亲本，最好选择AS1 D．ASI有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，可能是有部分染色单体未分离 3．（遗传病＋电泳）尿道下裂是男性特有的单基因遗传性生殖器官畸形疾病，严重影响患者的生长发育和生活质量。某医学研究团队对一例患者的家系调查后作出如下的家系图，并对家系中的部分成员采取血样进行基因分析，标记特定基因后进行PCR，向PCR产物中加入特定的限制酶处理，之后进行凝胶电泳，电泳结果如图所示。不考虑性染色体同源区段遗传，下列分析不合理的是（    ）    A．该病致病基因不可能是常染色体上的显性或隐性基因 B．该限制酶处理会将致病基因切割成大小两个DNA片段 C．该家系的尿道下裂致病基因是由Ⅰ-2引入到该家系的 D．Ⅲ-2和正常男性婚配所生子女患尿道下裂的概率是1/2 4．（ 育种＋动物细胞工程）科研团队将OSNL（4个基因（Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS细胞），再诱导iPS细胞增殖分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．CEFs、iPS细胞、iPGCs的基因组成均相同 B．将CEFs制备成单细胞悬液时，需要用胰蛋白酶、果胶酶来处理 C．将OSNL导入CEFs常用农杆菌转化法或者显微注射法 D．对F1和F2进行人工筛选可获得同时具有白羽鸡和黑羽鸡的优良遗传特性的个体 5．（基因突变＋电泳）镰状细胞贫血是由血红蛋白的基因A（编码链含碱基GAA）突变导致的常染色体隐性遗传病。用限制酶MstⅡ分别切割致病基因a和正常基因A后进行琼脂糖凝胶电泳，结果如图。据图分析错误的是（    ） A．A基因发生突变后可被MstⅡ切割的一个位点丢失 B．A基因发生突变后使mRNA上的密码子由GAA变成GUA C．①②号子代的基因型分别为Aa、aa D．若要显示血红蛋白基因所在的位置还需进行分子杂交 6．（叶绿体＋植物细胞工程）研究人员以HIV病毒包膜蛋白上的V3环和C4结构域序列的基因作为外源基因，与叶绿体特异性DNA序列整合后，构建成基因表达载体，转入烟草叶绿体成功表达出C4V3抗原。下列叙述错误的是（    ） A．叶绿体由双层膜包裹，这为C4V3基因的表达提供了相对安全的环境 B．叶绿体表达体系可防止转基因烟草的目的基因通过花粉在自然界扩散 C．培育转基因烟草利用了植物体细胞杂交技术，原理是细胞具有全能性 D．诱导愈伤组织生根、生芽时，需添加适当比例的细胞分裂素和生长素 7．（新情境＋电泳）为探究DNA片段P与O2蛋白结合的关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析正确的是（    ） 注：“－”表示未添加，“+”表示添加，指示探针的浓度很低 A．条带1越宽说明O2蛋白与待测物的结合越强 B．显示条带2就说明O2蛋白与P无法结合 C．M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合 D．M2和M3与O2蛋白的结合强度相同 二、非选择题 8．（培养基＋基因工程）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的 （答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ，理由是 。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 （答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路 。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C 【详解】A、由于DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质等杂质溶于酒精，因此在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液可以粗提取DNA，A不符合题意； B、肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液，可以检测过氧化氢酶的催化效率，B不符合题意； C、在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH，只能测定该PH条件下酶的活性，而不能比较不同PH下酶的活性，C符合题意； D、鲜肝提取液中含有蛋白质，蛋白质的检测试剂是双缩脲试剂，因此在2mL鲜肝提取液中注入1mL双缩脲试剂A液后滴入双缩脲试剂B液可以检测蛋白质，D不符合题意。 2．C 【详解】A、植物体细胞杂交中，诱导植物细胞融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法（PEG 融合法等），而灭活的病毒只能用于诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物细胞融合，所以不能用灭活的病毒诱导板蓝根细胞和油菜细胞融合，A错误； B、板蓝根是二倍体（2n = 14），甘蓝型油菜是二倍体（2n = 38），通过体细胞杂交培育的板蓝根 - 油菜杂种 AS1 体细胞染色体数为 52 条，是由两个不同物种的体细胞融合形成的，属于异源四倍体，体细胞中有四个染色体组，而不是两个染色体组，B错误； C、从表格数据来看，AS1 体细胞染色体数为 52 条，在减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比相对较为集中，且“其它”占比为 0，说明其染色体组成相对稳定；而 AS6 体细胞染色体数为 52 - 62 条，AS7 体细胞染色体数为 52 - 58 条，它们的染色体数不稳定，且“其它”占比较大，说明减数分裂时染色体行为异常的细胞较多。所以若要将获得的 AS1、AS6 和 AS7 等杂交种作为有性杂交的亲本，最好选择 AS1，C正确； D、减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离，着丝点并不分裂，不存在染色单体分离的情况。AS1有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，可能是减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离异常导致的，而不是部分染色单体未分离，D错误。 3．D 【详解】AB、由遗传家系图看出，Ⅱ-5和Ⅱ-6不患病，但是Ⅲ-3患病可以推出为隐性遗传病，再结合电泳图，可以看出，Ⅲ-3只含有隐性遗传因子，但是他被切割成了两个片段，所以说在致病基因上有限制酶的酶切位点 ，被切成两个片段，若为常染色体隐性遗传病，则Ⅱ-5和Ⅱ-6都应该有隐性的致病基因，但是由电泳图可以看出，Ⅱ-6无致变基因，所以该遗传病为伴X染色体隐性遗传病，AB不符合题意； C、由上面的AB选项分析可知，该致病基因为伴X染色体隐性遗传病由Y一代的2引入该家系，C不符合题意； D、由电泳图可以看出，Ⅲ-2为杂合子（XAXa）正常男性XAY，进行婚配，所生子女患尿道下裂的概率1/4，D符合题意。 4．D 【详解】A、将OSNL导入CEFs中，再诱导CEFs重编程为iPS细胞，因此CEFs的基因组成与iPS细胞、iPGCs的不同，iPS细胞和iPGCs的基因组成相同，A错误； B、将CEFs制备成单细胞悬液时，需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等来处理，B错误； C、农杆菌转化法是将基因导入植物细胞的常用方法，不是将基因导入动物细胞的常用方法，C错误； D、该实验是将黑羽鸡的相关细胞（经过一系列处理后）的遗传物质导入白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，所以对F1和F2进行人工筛选可以获得同时具有白羽鸡和黑羽鸡的优良遗传特性的个体，D正确。 5．C 【详解】A、依据题图可知，A与a基因经MstⅡ酶切后得到的电泳条带分别是2条和1条，因此可推知A基因中碱基对的替换导致可被MstⅡ切割的一个位点丢失，A正确； B、由图可以看出，A基因发生突变后使mRNA上的密码子由GAA变成GUA，B正确； C、依据电泳图可判断①②号子代的基因型分别为AA、aa，C错误； D、若要显示血红蛋白基因所在的位置，还需用带放射性同位素或荧光标记的血红蛋白基因为探针进行分子杂交，D正确。 6．C 【详解】A、叶绿体的双层膜结构为外源基因的表达提供了相对隔离和安全的环境，A正确； B、叶绿体基因通常不通过花粉传播，因此可以减少基因扩散的风险，B正确； C、培育转基因烟草通常利用基因工程技术，而不是植物体细胞杂交技术，C错误； D、细胞分裂素和生长素的比例对植物组织的分化和生长有重要影响，因此诱导愈伤组织生根、生芽时，需添加适当比例的细胞分裂素和生长素，D正确。 7．C 【详解】AB、泳道2与泳道1相比较，条带2变窄，条带1变宽，说明O2蛋白与指示探针结合，二者结合的越多，条带1就会越宽，条带2就会越窄，由于无荧光标记的P和突变体（M1、M2、M3）会竞争指示探针与O2蛋白结合，从而使条带2变宽，条带1变窄，且与O2蛋白的结合能力越强，条带1会越窄，条带2越宽，条带1越宽说明O2蛋白与指示探针的结合越强，探针与待测物的结合越弱，所以显示条带2说明全部或部分探针未结合O2蛋白，即说明O2蛋白与P可以结合，AB错误； C、M1的电泳条带与片段P的电泳条带大体一致，说明了M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合，C正确； D、M2和M3的电泳条带不同，说明其与O2蛋白的结合强度不同，D错误。 8．(1)碳源、氮源、无机盐 (2) PT7、PBAD 和PBAD 启动子②和③选用 PBAD可以使工程菌无论有、无蓝光 照射都可表达无活性的T7RNAP，在蓝光照射后，无活性的 T7RNAP 转变为有活性的T7RNAP，与特异性启动子P7识别结合并转录基因1，即可用蓝光控制酪氨酸酶的表达 (3)杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌 (4)蓝光诱导酪氨酸酶基因的表达，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 【详解】（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。 （2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。 （3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，可杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌。 （4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达。 （5）题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．（2024·山东德州·一模）生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎(简称PLBs, 类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（    ） A．生物碱是铁皮石斛生长所必需的物质 B．图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱 C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs D．该过程运用了植物细胞培养技术，原理是植物细胞增殖 2．（2024·山东德州·一模）下列关于发酵工程的说法，正确的是（    ） A．选育菌种是发酵工程的前提条件，该环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败 B．培养基和发酵设备都必须灭菌，因为发酵工程中所用的菌种均是单一菌种 C．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，生产青霉素过程必须关闭空气入口 D．啤酒生产过程中，主发酵结束后即可过滤、调节、分装进行出售 3．（2025·广东深圳·一模）在部分地区，牛的胚胎移植技术已进入生产应用阶段，胚胎移植时受体母牛须具备的条件是（    ） A．具有产奶量较高等优良性状 B．与供体母牛的遗传特性一致 C．免疫力正常且具有健康体质 D．与供体母牛的繁殖潜能相当 4．（2025·广东汕头·一模）某团队通过植物组织培养技术开展东湖菊花种苗快速繁殖及脱毒研究，打造“汕头金菊”产业名片。若取菊花茎段进行组织培养，茎段未能诱导出愈伤组织，其原因不包括（　　） A．茎段接种时倒插 B．激素配比不合理 C．外植体消毒过度 D．培养时遮光处理 5．（2025·广东佛山·二模）2024年2月，我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存，并用于良种藏羊高效繁育，选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊，顺利培育了“克隆藏羊”，基本过程如图所示。相关分析正确的是（    ）    A．甲羊为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核 B．③过程通常采用的诱导方法是PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等 C．④过程依次经历囊胚、桑椹胚、原肠胚等发育阶段 D．丁羊为克隆藏羊，其遗传物质全部来自乙羊，性状与乙羊一致 6．（2025·广东佛山·二模）植物无糖组织培养技术又称光自养微繁殖技术，是指在植物组织培养中改变碳源的种类，以CO2代替糖作为植物体的碳源，促进植株光合作用，进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖技术，在中药材繁殖等方面应用越来越广泛。有关叙述错误的是（    ） A．该技术碳源的改变在一定程度上降低了杂菌污染的可能性 B．该技术外植体可以在植物体的各种部位选取，获得的新植株基因型相同 C．通过该技术繁殖新个体，外植体也需要经历脱分化和再分化过程 D．该技术需要的环境条件包括适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等 7．（2025·广东梅州·一模）双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法，流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是（    ） A．该方法与只使用单克隆抗体相比，能增加可识别抗原的种类 B．酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化其分解 C．固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量 D．若酶标抗体的使用量偏少会导致测量结果偏高 8．（2025·全国·一模）正常情况下，肿瘤细胞会被人体的免疫系统及时发现并清除，但肿瘤细胞会发生免疫逃逸现象，该现象与其表面的PD-L1密不可分。科学家利用图示流程制成抗PD-L1的偶联药物（抗PD-L1-ADC），该药物既能防止肿瘤细胞的免疫逃逸，也能靶向杀死肿瘤细胞。下列相关叙述错误的是（    ） A．图示给小鼠注射的特定抗原是肿瘤细胞上的PD-L1 B．图示①过程诱导细胞融合的方法都适用于植物细胞 C．图示②③过程完成后得到的杂交瘤细胞都能产生抗体 D．抗PD-L1-ADC能与肿瘤细胞结合，源于其抗体的特异性 9．（2025·广东茂名·一模）我国科学家诱导多能干细胞制备胰岛B细胞，并移植给1型糖尿病患者，取得了临床功能性治愈的疗效。下列叙述错误的是（　　） A．可通过患者体细胞诱导得到多能干细胞，避免发生免疫排斥反应 B．多能干细胞在诱导下，发生基因突变获得胰岛素基因 C．制备的胰岛B细胞在移植前，需检测在葡萄糖诱导下能否产生胰岛素 D．移植的胰岛B细胞中存在凋亡基因，也会发生细胞的编程性死亡 10．（2025·广东珠海·一模）部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡（OMV），OMV能穿越肠道上皮屏障，活化肠黏膜内的免疫细胞。研究人员通过构建ClyA-Ag-mFc融合蛋白基因表达载体（见图），转化大肠杆菌来制备工程菌。下列相关叙述错误的是（    ） A．ClyA表达产物可以将融合蛋白定位到OMV表面 B．Ag表达产物可以激活机体的特异性免疫反应 C．mFc表达产物可以提高T细胞摄取OMV的能力。 D．利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗 11．（2025·广东珠海·一模）检测空气微生物常采用沉降平板法，具体做法是将牛肉膏蛋白胨培养基的平板置于待测地点，打开皿盖暴露于空气中一段时间后，盖好皿盖置于培养箱中培养、观察并统计菌落数。下列叙述正确的是（    ） A．牛肉膏蛋白胨培养基在使用前应进行干热灭菌 B．采样平板和未采样的平板需在相同条件下培养 C．平板中每一个菌落数都是由一个活菌繁殖而来 D．该方法可以准确统计空气中微生物种类与数量 二、非选择题 12．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）巴斯德毕赤酵母是一种能够以“液态阳光”之一的甲醇作为唯一碳源的微生物，但它转化甲醇的速度慢，而且转化过程中容易积累一定的有毒物质。我国研究团队通过基因工程改造巴斯德毕赤酵母，将甲醇代谢与脂肪醇的合成途径偶联，如图1所示：      (1)通过一定的酶体系在细胞的 中对甲醇进行深度加工，既可以获得工业生产上广泛应用的脂肪醇，实现经济价值；也可以通过“液态阳光”利用CO₂促进碳循环，获得生态效益。 (2)在大量培养巴斯德毕赤酵母的过程中，培养液中除添加碳源甲醇外，还需保证其他营养的充足以及 的供应。除基因工程外，还可以通过 获得高效转化的巴斯德毕赤酵母。 (3)巴斯德毕赤酵母已经成为生成多种外源蛋白的卓越表达系统，因为它含有的醇氧化酶1基因AOXI的启动子5'AOXI为强诱导型启动子。利用来源于AOXI的启动子序列5'AOXI和终止子序列3'AOXI（TT）对原质粒改装后形成的pPIC9K质粒如图2所示。 ①在 的诱导下，RNA聚合酶识别并结合5'AOXI启动转录过程，直至3'AOXI（TT）处转录终止。 ②HBsAg基因是乙肝病毒DNA上的一个基因，请简述利用pPIC9K质粒作载体的基因工程技术生产HBsAg蛋白质的过程： 。 13．（2025·广东深圳·一模）苦草是一种适应能力强的沉水植物，可以有效修复受多环芳烃（PAHs）污染的沉积物，回答下列问题： (1)苦草富集的内生菌能促进PAHs的分解，降低PAHs对苦草的毒害，而苦草可以向内生菌提供养料，推测内生菌与苦草之间的种间关系是 ，二者相互作用并不断演化的过程称为 。 (2)为研究苦草分解PAHs的机制，研究人员开展了如下实验。 ①选取多株长势优良的苦草，并重点检查苦草的 （填部位），避免采集过程的影响。 ②将处理后的苦草分成三组，对苦草根表面和沉积物进行下表中的处理，根据整个实验分析，推断表格中a和b的处理分别是 。 处理组 苦草根表面 沉积物 Ⅰ 不灭菌 灭菌 Ⅱ 灭菌 不灭菌 Ⅲ a b ③在三种处理条件下分别进行PAHs分解的模拟实验，15天后所测得结果如图，据图分析， （填“苦草根表面”或“沉积物”）的微生物在PAHs降解过程中发挥着更大的作用。根据实验结果，从种间关系的角度提出进一步研究的假说 。 (3)综合上述分析，从生态学的角度就增强PAHs污染修复效果提出合理方案 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点08 生物技术与工程 目录 1.命题趋势：明考情知方向 2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱 一、发酵工程 二、基因工程 三、细胞工程 3.创新情境练：（10min）知情境练突破 4.限时提升练：（30min）综合能力提升 广东省近三年考情分析 年份 题号 三年考情分析 2025考向预测 2024 21 培养基及基因工程 考向分析： 基因工程与细胞工程的技术突破与应用：技术迭代：CRISPR-Cas9基因编辑技术的改进（如脱靶率降低）及其在遗传病治疗中的案例（如地中海贫血的基因修正）可能成为考点，需掌握原理、操作流程及伦理争议。农业与医疗应用：抗虫棉、抗病水稻等转基因作物的生态意义，以及iPS细胞在再生医学（如脊髓损伤修复）中的应用场景可能以材料分析题形式出现。实验设计题：基因表达载体的构建、细胞融合技术（如单克隆抗体制备流程）的步骤设计及结果分析需重点复习。 生物技术与其他学科的交叉融合：生物制造与合成生物学：广东省政策强调合成生物学在生物制造中的核心地位，可能结合菌种改造、生物燃料合成等案例，考察微生物培养、代谢工程原理。生物信息学工具：AI辅助酶设计、基因序列分析等工具的应用可能融入实验题或选择题，需理解技术与数据的关联性。 传统生物技术与现代工程的衔接：发酵工程与酶工程：传统技术（如青霉素生产）与现代改良（如热稳定性酶的工业应用）的对比分析可能作为非选择题考点，需掌握工艺优化与环保效益。生态与工程结合：如碳循环中微生物分解作用（如尿素分解菌的筛选）与工业减排的结合，可能以图表题形式出现。 考向预测：2025年广东生物高考在“生物技术与工程”板块将呈现“技术深度+政策广度+伦理思辨”的特点，既需扎实掌握基因工程、细胞工程等核心知识，也要关注广东省在生物经济领域的战略布局及跨学科融合趋势。建议结合模拟卷高频考点（如下丘脑调节机制、遗传规律）与前沿技术案例进行针对性训练。 2023 3 胚胎工程 10 培养基 11 DNA粗提取与鉴定 12 植物体细胞杂交技术 20 PCR和杂交 2022 21 培养基（选考） 22 基因工程 高分解题技巧： 1、 发酵工程 1.无菌技术 （1）无菌技术的作用： ①防止杂菌污染（是获得纯净的微生物培养物的关键关键） ②避免操作者自身被微生物感染，从而防止实验室内细菌传染物体被带出实验室 （2）防止杂菌污染的方法：消毒和灭菌 类型 条件 结果 常用方法 应用范围 消 毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分微生物 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体 化学药剂消毒法 酒精(双手)氯气(水源) 紫外线消毒法 接种室（箱）超净工作台 灭 菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 湿热灭菌 （高压蒸汽灭菌法） 培养基、容器 干热灭菌法 玻璃器皿、金属工具 灼烧灭菌法 接种工具 2.固体培养基上接种微生物的方法： （1）平板划线法： ①概念：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。 ②操作：第一次划线时，先烧灼接种环，冷却后蘸取菌液、划线以后每次划线前都需要烧灼，但不能蘸取菌液每次都在上一次划线的末端划线。 ③适用：适用于微生物的分离、鉴别、纯化（注意不能用于计数）。 （2）稀释涂布平板法 ①操作：取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。将涂布器放在火焰上灼烧待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。 ②适用：适用于微生物的分离、鉴别、纯化、计数 3.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法的比较 测定方法 稀释涂布平板法 稀释涂布平板法 计数数据 培养基上的菌落数 菌体本身 优点 计数的是活菌 计算方便、操作简单 缺点 当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 死菌活菌都计算在内 计算结果 比实际的小 比实际的大 计算公式 每克样品中的菌株数 ＝(C÷V )×M 每mL含菌量＝每小格平均菌体数×400×1000×稀释倍数 【易错点总结】 易错点1果酒和果醋制作成功的四个提醒 (1) 选择新鲜的葡萄, 榨汁前先将葡萄进行冲洗, 再除去枝梗, 以防葡萄汁流失及污染。 (2) 葡萄汁装入发酵瓶时, 要留有大约 1/3 的空间: 目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖, 耗尽瓶内 O 2 后再进行酒精发酵, 还可防止发酵过程中产生的 CO 2 造成发酵液溢出。 (3) 果酒发酵时要适时排气: 防止发酵装置爆裂。 果醋发酵时要及时通气:防止醋酸菌死亡。 (4) 严格控制温度: 18～30 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵; 30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵。 易错点2 平板划线法操作的五点提醒 (1)灼烧接种环之后，要待其冷却后才能蘸取菌液，以免温度太高杀死菌种。 (2)在做第二次及以后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样才能使微生物的数目随着划线次数的增加而减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的菌落。 (3)划线时最后一次的划线不要与第一次的划线相连。 (4)划线力度要适当，防止用力过大将培养基划破。 (5)平板划线操作中几次灼烧接种环的目的 易错点3 关于发酵罐使用的三点提醒 (1)发酵罐在使用前要进行灭菌，培养基和发酵设备一般用蒸汽灭菌，空气采用过滤的方法除菌。 (2)对于需氧发酵，为了防止杂菌污染，应该从空气入口通入无菌空气。 (3)搅拌的作用 ①使空气和发酵液充分混合，增加培养液中的溶解氧。 ②使菌种与培养液充分接触，提高原料利用率。 易错点4 啤酒工业化生产的五点提醒 (1)啤酒酵母菌：通过微生物培养技术筛选出的优良菌种，在接种前进行扩大培养，缩短生产周期。 (2)焙烤温度不能过高，防止淀粉酶失活。 (3)蒸煮后的糖浆一定要冷却后才能接种，防止高温杀死酵母菌。 (4)发酵过程中注意控制好温度、pH、通气、发酵时间等。 (5)接种前要对发酵罐进行灭菌，接种时要进行无菌操作，防止杂菌污染。 2、 基因工程 1.DNA的粗与鉴定 （1）原理①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液③在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色 （2） 过程 洋葱（30g）+研磨液（10mL） 研磨 取上清液 方法一： 方法二： 在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。 直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。 析出DNA 在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2~3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA 取出DNA 方法一： 方法二： 用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分 将溶液倒入塑料离心管中，在10000 r/min的转速下离心5min，取沉淀物（弃上清液） 溶解DNA 2mol/L的NaCl溶液 鉴定DNA 实验组： 对照组： 2mol/L的NaCl溶液+DNA+二苯胺试剂4mL→沸水浴5min 2mol/L的NaCl溶液+二苯胺试剂4mL→沸水浴5min 2. 基因工程的操作程序 （1）目的基因的筛选与获取 ①获取目的基因的方法：人工合成；利用PCR技术扩增；通过构建基因文库获取 ②基筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一 ③利用PCR获取和扩增目的基因： （2）基因表达载体的构建 ①构建目的：让目的基因在受体细胞中：稳定存在；遗传给下一代；表达和发挥作用 ②构建过程：首先用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口；然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子 ③基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因。 (3)将目的基因导入受体细胞 类型 方法 说明 特点 植物细胞 农杆菌转化法 将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T­DNA 上→转入农杆菌→用农杆菌侵染植物细胞→将目的基因整合到植物细胞的染色体DNA上→目的基因表达 经济、有效，适用于双子叶植物和裸子植物，尤其适用于双子叶植物，但单子叶植物也获得了成功 花粉管通道法 用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊 简便、经济，我国科学家独创的一种方法 动物细胞 显微注射技术 将含有目的基因的表达载体→显微注射到受精卵中→注射了目的基因的受精卵，经胚胎早期培养后，移植到雌性动物的输卵管或子宫内→获得具有新性状的动物 将目的基因导入动物细胞最为有效的方法 微生物细胞 Ca2＋处理法 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 简便、经济、有效 (4)目的基因的检测与鉴定 ①分子水平的检测，包括：通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了目的基因; 检测目的基因是否转录出了mRNA；提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，检测目的基因是否翻译成蛋白等。 ②个体生物学水平的鉴定：例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。 3. PCR技术 （1）PCR：是聚合酶链式反应的缩写 （2）PCR的原理：DNA半保留复制的原理 ①DNA复制所需的基本条件：DNA母链——提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸——合成DNA子链的原料 DNA聚合酶——合成DNA子链的原料 解旋酶——（断开氢键）打开DNA双链 ②PCR所需的基本条件： DNA母链：一般是含目的基因的DNA 4种脱氧核苷酸：四种脱氧核苷酸（dATP、dTTP、dGTP、dCTP） 耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶） 引物：2种 控制温度 缓冲溶液：一般要添加Mg2+，DNA聚合酶都需要Mg2+激活 （3）PCR过程：（在PCR扩增仪（PCR仪)中自动完成） 90℃以上：双链DNA解聚为单链 50℃左右：两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 72℃左右：溶液中的4种脱氧核苷酸（dNTP）在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 即：将4种脱氧核苷酸加到引物的3’端 （4）结果：a*2n（a：初始数量；n：循环的次数） （5）常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物 【易错点总结】90℃以上：双链DNA解聚为单链 90℃以上：双链DNA解聚为单链 易错点1　误认为目的基因的插入位点是“随机”的 基因应插入启动子与终止子之间的部位，若目的基因插入启动子内部，启动子将失去原功能。 易错点2　误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶” (1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。 (2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。 易错点3　混淆启动子与起始密码子，终止子与终止密码子，不明确标记基因的作用 启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子。 (1)启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。 (2)终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。 (3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。 (4)标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因(目的基因是否导入成功)，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 易错点4　误认为基因工程可导致受体细胞或生物产生“新基因”或“新蛋白质” 基因工程的实质是“基因重组”，它是将外源基因导入受体细胞，使该基因在受体细胞中表达——由于“外源基因”是自然界已存在的“现成”基因，故基因工程并未产生新基因，因此目的基因表达时也未产生新蛋白质，基因工程只不过是让受体细胞(或生物)实现了“外源基因的表达”。 3、 细胞工程 1. 植物组织培养 （1）细胞的全能性： ①定义：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 ②在植物体内，细胞只能表现出分化现象，不能表现出全能性。 ③细胞分化的根本原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 ④细胞表现出全能性的根本原因：细胞中含有一种生物的全部遗传物质。 （2）植物激素的调节 植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 （3）过程 离体的植物器官、组织、细胞 愈伤组织 试管苗 植株 脱分化（失去其特有的结构和功能、转变成未分化的细胞的过程） （无定形的薄壁组织团块） 再分化 先诱导生芽 再诱导生根 移栽 植物组织培养的一般的过程 菊花的组织培养过程 菊花的幼茎段（外植体） 愈伤组织 试管苗 植株 脱分化（脱分化培养基；18~22℃；避光） 封瓶口： 再分化 先诱导生芽 再诱导生根 先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中壮苗，然后再移栽入土。 ①流水冲洗 ②酒精消毒（30s） ③无菌水冲洗 ④次氯酸钠溶液（30min） ⑤无菌水冲洗 消毒 切段 接种：不要倒插（形态学上端在上） 每日适当时间和强度的光照 2.植物体细胞杂交 （1）过程 （2）概念：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 （3）原理：细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性 （4）两个标志：①植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁 ②植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体 （5）实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。 （6）意义： 优势：与有性杂交相比，植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。即：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。 2. 动物细胞培养 （1） 关键概念： 原代培养：将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养，称为原代培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。 细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。 细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。 接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。 （2）干细胞 ①特点：形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。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。在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。 ②来源：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。 用于研究的胚胎干细胞的来源：一是从自然胚胎中获取；二是从通过细胞核移植技术克隆得到的胚胎中获取（主要途径）。 ③主要用途：治疗人类的某些顽症；培育出人造组织器官，用于器官移植；ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。 （2） 诱导多功能干细胞（iPS细胞） ①概念：是由一些多功能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通过基因重新编排方法，“诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态，能够像胚胎干细胞一样进行分化。 ②应用前景：用于器官移植；建立疾病模型，了解发病机理；治疗某些遗传病。 如：患有镰刀型贫血症的小鼠皮肤成纤维细胞建立了IPSc，并将其移植到小鼠体内，小鼠的症状得以缓解。 3. 动物细胞融合技术 （1）概念：指用自然或人工方法使两个或多个不同的动物细胞融合成一个细胞的过程的技术。 （2）诱导动物细胞融合的方法：化学法：PEG（聚乙二醇）融合法；物理法：电融合法、离心；生物法：灭活病毒诱导法。 （3）意义： ①突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，在种间、属间、科间，甚至动物与植物间的细胞融合已获成功。②成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。 ③利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟新途径。 4. 单克隆抗体的制备 （1）过程 （2）单克隆抗体的应用：用作体外诊断试剂；运载药物；用于治疗疾病。 5.动物细胞核移植技术 （1）概念：是将动物一个细胞的细胞核移入到去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。用核移植方法得到的动物称为克隆动物。 （2）原理：动物细胞核具有全能性 （3）体细胞核移植的过程： （4）核移植的意义： ①为遗传疾病的治疗提供了重要途径。②优化物种、保存濒危动物、克服杂交障碍、创造新物种和以及基因动物的扩群也有重要意义。③可以降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率。④对研究胚胎发育过程中的细胞分化、基因调控、核质关系等生物学基础理论问题也有重要价值。⑤解决器官移植中存在的器官来源紧缺和免疫排斥的问题。 6.胚胎工程 （1）概念：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 （2）操作对象：动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞 （3）技术手段：体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等 （4）工程实质：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。 （5）理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 （6）胚胎工程技术包括：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等 【易错点总结】 易错点1　不清楚植物脱毒苗培养时选择的要求及原理 由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，所以常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。 易错点2　误认为植物组织培养均需“再分化至幼苗”，“人工种子”即平常所说的“种子” (1)组织培养的目的不同，培养的阶段不同。如：生产细胞代谢产物，只需培养至愈伤组织时期；生产人工种子，则需要培养至胚状体时期；获得植株就需培养至幼苗时期。 (2)人工种子是通过无性生殖(植物体细胞的组织培养技术)形成的，只有一个亲本的性状；自然种子是有性生殖的产物，具有两个亲本的性状。 易错点3　误认为动物细胞培养时加入5%CO2的目的是维持气体平衡或用于呼吸 动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶将其置于含95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养，加入CO2的目的是维持培养液的pH。 易错点4　不清楚动物细胞克隆化培养时为何常选10代以内的细胞，而瘤细胞却为50代以后 取供体动物的体细胞培养，一般选用传至10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。欲获得无限增殖的瘤细胞则往往在50代以后，其遗传物质已发生变化，具癌变特性。 易错点5　误认为精子“获能”就是获得能量并认为排卵就是排出卵泡 (1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 (2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 易错点6　受精的标志≠受精完成的标志 受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 易错点7　滋养层≠饲养层 (1)滋养层：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。 (2)饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。 易错点8　人工授精≠体外受精 人工授精是用人工的方法将公畜的精子注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。 （建议用时：10分钟） 一、单选题 1．（肝脏＋四个实验）肝脏是生物实验中的常见材料。下列关于肝脏操作处理与目的不相符的是（    ） A．在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液——粗提取DNA B．向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液——检测过氧化氢酶的催化效率 C．在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH——比较不同pH下酶的活性 D．在2mL鲜肝提取液中先后加入双缩脲试剂A液1mL和B液4滴——检测蛋白质 1．C 【详解】A、由于DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质等杂质溶于酒精，因此在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液可以粗提取DNA，A不符合题意； B、肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液，可以检测过氧化氢酶的催化效率，B不符合题意； C、在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH，只能测定该PH条件下酶的活性，而不能比较不同PH下酶的活性，C符合题意； D、鲜肝提取液中含有蛋白质，蛋白质的检测试剂是双缩脲试剂，因此在2mL鲜肝提取液中注入1mL双缩脲试剂A液后滴入双缩脲试剂B液可以检测蛋白质，D不符合题意。 2．（染色体＋植物体细胞融合技术）板蓝根（2n=14）具抗菌等作用。某课题组以甘蓝型油菜（2n=38）与板蓝根作为原材料，通过体细胞杂交培育了抗病菌的板蓝根-油菜杂交种。部分杂交种细胞染色体组成以及分裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示，下列叙述正确的是（　　） 杂交种 体细胞染色体数 减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比的细胞占比（%） 26:26 28:24 23:29 27:25 其它 AS1 52 63.4 10.6 7.2 14.8 0.0 AS6 52-62 32.3 9.6 8.2 11.0 38.8 AS7 52-58 40.3 9.6 7.2 12.5 30.5 A．可以用PEG或灭活的病毒诱导板蓝根细胞和油菜细胞融合 B．板蓝根—油菜杂种AS1属于二倍体，体细胞中有两个染色体组 C．若要将获得的AS1、AS6和AS7等杂交种作为有性杂交的亲本，最好选择AS1 D．ASI有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，可能是有部分染色单体未分离 2．C 【详解】A、植物体细胞杂交中，诱导植物细胞融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法（PEG 融合法等），而灭活的病毒只能用于诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物细胞融合，所以不能用灭活的病毒诱导板蓝根细胞和油菜细胞融合，A错误； B、板蓝根是二倍体（2n = 14），甘蓝型油菜是二倍体（2n = 38），通过体细胞杂交培育的板蓝根 - 油菜杂种 AS1 体细胞染色体数为 52 条，是由两个不同物种的体细胞融合形成的，属于异源四倍体，体细胞中有四个染色体组，而不是两个染色体组，B错误； C、从表格数据来看，AS1 体细胞染色体数为 52 条，在减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比相对较为集中，且“其它”占比为 0，说明其染色体组成相对稳定；而 AS6 体细胞染色体数为 52 - 62 条，AS7 体细胞染色体数为 52 - 58 条，它们的染色体数不稳定，且“其它”占比较大，说明减数分裂时染色体行为异常的细胞较多。所以若要将获得的 AS1、AS6 和 AS7 等杂交种作为有性杂交的亲本，最好选择 AS1，C正确； D、减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离，着丝点并不分裂，不存在染色单体分离的情况。AS1有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，可能是减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离异常导致的，而不是部分染色单体未分离，D错误。 3．（遗传病＋电泳）尿道下裂是男性特有的单基因遗传性生殖器官畸形疾病，严重影响患者的生长发育和生活质量。某医学研究团队对一例患者的家系调查后作出如下的家系图，并对家系中的部分成员采取血样进行基因分析，标记特定基因后进行PCR，向PCR产物中加入特定的限制酶处理，之后进行凝胶电泳，电泳结果如图所示。不考虑性染色体同源区段遗传，下列分析不合理的是（    ）    A．该病致病基因不可能是常染色体上的显性或隐性基因 B．该限制酶处理会将致病基因切割成大小两个DNA片段 C．该家系的尿道下裂致病基因是由Ⅰ-2引入到该家系的 D．Ⅲ-2和正常男性婚配所生子女患尿道下裂的概率是1/2 3．D 【详解】AB、由遗传家系图看出，Ⅱ-5和Ⅱ-6不患病，但是Ⅲ-3患病可以推出为隐性遗传病，再结合电泳图，可以看出，Ⅲ-3只含有隐性遗传因子，但是他被切割成了两个片段，所以说在致病基因上有限制酶的酶切位点 ，被切成两个片段，若为常染色体隐性遗传病，则Ⅱ-5和Ⅱ-6都应该有隐性的致病基因，但是由电泳图可以看出，Ⅱ-6无致变基因，所以该遗传病为伴X染色体隐性遗传病，AB不符合题意； C、由上面的AB选项分析可知，该致病基因为伴X染色体隐性遗传病由Y一代的2引入该家系，C不符合题意； D、由电泳图可以看出，Ⅲ-2为杂合子（XAXa）正常男性XAY，进行婚配，所生子女患尿道下裂的概率1/4，D符合题意。 4．（ 育种＋动物细胞工程）科研团队将OSNL（4个基因（Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS细胞），再诱导iPS细胞增殖分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．CEFs、iPS细胞、iPGCs的基因组成均相同 B．将CEFs制备成单细胞悬液时，需要用胰蛋白酶、果胶酶来处理 C．将OSNL导入CEFs常用农杆菌转化法或者显微注射法 D．对F1和F2进行人工筛选可获得同时具有白羽鸡和黑羽鸡的优良遗传特性的个体 4．D 【详解】A、将OSNL导入CEFs中，再诱导CEFs重编程为iPS细胞，因此CEFs的基因组成与iPS细胞、iPGCs的不同，iPS细胞和iPGCs的基因组成相同，A错误； B、将CEFs制备成单细胞悬液时，需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等来处理，B错误； C、农杆菌转化法是将基因导入植物细胞的常用方法，不是将基因导入动物细胞的常用方法，C错误； D、该实验是将黑羽鸡的相关细胞（经过一系列处理后）的遗传物质导入白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，所以对F1和F2进行人工筛选可以获得同时具有白羽鸡和黑羽鸡的优良遗传特性的个体，D正确。 5．（基因突变＋电泳）镰状细胞贫血是由血红蛋白的基因A（编码链含碱基GAA）突变导致的常染色体隐性遗传病。用限制酶MstⅡ分别切割致病基因a和正常基因A后进行琼脂糖凝胶电泳，结果如图。据图分析错误的是（    ） A．A基因发生突变后可被MstⅡ切割的一个位点丢失 B．A基因发生突变后使mRNA上的密码子由GAA变成GUA C．①②号子代的基因型分别为Aa、aa D．若要显示血红蛋白基因所在的位置还需进行分子杂交 5．C 【详解】A、依据题图可知，A与a基因经MstⅡ酶切后得到的电泳条带分别是2条和1条，因此可推知A基因中碱基对的替换导致可被MstⅡ切割的一个位点丢失，A正确； B、由图可以看出，A基因发生突变后使mRNA上的密码子由GAA变成GUA，B正确； C、依据电泳图可判断①②号子代的基因型分别为AA、aa，C错误； D、若要显示血红蛋白基因所在的位置，还需用带放射性同位素或荧光标记的血红蛋白基因为探针进行分子杂交，D正确。 6．（叶绿体＋植物细胞工程）研究人员以HIV病毒包膜蛋白上的V3环和C4结构域序列的基因作为外源基因，与叶绿体特异性DNA序列整合后，构建成基因表达载体，转入烟草叶绿体成功表达出C4V3抗原。下列叙述错误的是（    ） A．叶绿体由双层膜包裹，这为C4V3基因的表达提供了相对安全的环境 B．叶绿体表达体系可防止转基因烟草的目的基因通过花粉在自然界扩散 C．培育转基因烟草利用了植物体细胞杂交技术，原理是细胞具有全能性 D．诱导愈伤组织生根、生芽时，需添加适当比例的细胞分裂素和生长素 6．C 【详解】A、叶绿体的双层膜结构为外源基因的表达提供了相对隔离和安全的环境，A正确； B、叶绿体基因通常不通过花粉传播，因此可以减少基因扩散的风险，B正确； C、培育转基因烟草通常利用基因工程技术，而不是植物体细胞杂交技术，C错误； D、细胞分裂素和生长素的比例对植物组织的分化和生长有重要影响，因此诱导愈伤组织生根、生芽时，需添加适当比例的细胞分裂素和生长素，D正确。 7．（新情境＋电泳）为探究DNA片段P与O2蛋白结合的关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析正确的是（    ） 注：“－”表示未添加，“+”表示添加，指示探针的浓度很低 A．条带1越宽说明O2蛋白与待测物的结合越强 B．显示条带2就说明O2蛋白与P无法结合 C．M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合 D．M2和M3与O2蛋白的结合强度相同 7．C 【详解】AB、泳道2与泳道1相比较，条带2变窄，条带1变宽，说明O2蛋白与指示探针结合，二者结合的越多，条带1就会越宽，条带2就会越窄，由于无荧光标记的P和突变体（M1、M2、M3）会竞争指示探针与O2蛋白结合，从而使条带2变宽，条带1变窄，且与O2蛋白的结合能力越强，条带1会越窄，条带2越宽，条带1越宽说明O2蛋白与指示探针的结合越强，探针与待测物的结合越弱，所以显示条带2说明全部或部分探针未结合O2蛋白，即说明O2蛋白与P可以结合，AB错误； C、M1的电泳条带与片段P的电泳条带大体一致，说明了M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合，C正确； D、M2和M3的电泳条带不同，说明其与O2蛋白的结合强度不同，D错误。 二、非选择题 8．（培养基＋基因工程）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的 （答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ，理由是 。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 （答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路 。 8．(1)碳源、氮源、无机盐 (2) PT7、PBAD 和PBAD 启动子②和③选用 PBAD可以使工程菌无论有、无蓝光 照射都可表达无活性的T7RNAP，在蓝光照射后，无活性的 T7RNAP 转变为有活性的T7RNAP，与特异性启动子P7识别结合并转录基因1，即可用蓝光控制酪氨酸酶的表达 (3)杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌 (4)蓝光诱导酪氨酸酶基因的表达，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 【详解】（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。 （2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。 （3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，可杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌。 （4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达。 （5）题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．（2024·山东德州·一模）生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎(简称PLBs, 类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（    ） A．生物碱是铁皮石斛生长所必需的物质 B．图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱 C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs D．该过程运用了植物细胞培养技术，原理是植物细胞增殖 【答案】D 【详解】A、生物碱是铁皮石斛的次生代谢物，不是细胞进行正常生命活动必需的物质，A错误； B、题意显示PLBs类似愈伤组织，因此，图中过程①为脱分化形成PLBs，过程②为植物细胞培养过程，不属于再分化，B错误； C、该实验目的是要生产生物碱，故需要选择生物碱产量/细胞数量的值大的PLBs作为高产细胞系，C错误； D、该过程中的PLBs类似愈伤组织，运用了植物细胞培养技术，过程②为植物细胞培养过程，原理是植物细胞增殖，D正确。 故选D。 2．（2024·山东德州·一模）下列关于发酵工程的说法，正确的是（    ） A．选育菌种是发酵工程的前提条件，该环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败 B．培养基和发酵设备都必须灭菌，因为发酵工程中所用的菌种均是单一菌种 C．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，生产青霉素过程必须关闭空气入口 D．啤酒生产过程中，主发酵结束后即可过滤、调节、分装进行出售 【答案】A 【详解】A、在发酵工程中，菌种的性能直接决定了最终产品的质量和产量，故选育菌种是发酵工程的前提条件，A正确； B、发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，为防止杂菌污染，培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌，B错误； C、青霉素是由霉菌产生的，而霉菌是需氧菌，其生长和代谢需要氧气。因此，在生产青霉素的过程中，应该保持发酵罐内的空气流通，而不是关闭空气入口，C错误； D、在啤酒生产过程中，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。因此，主发酵结束后并不能直接过滤、调节、分装出售，D错误。 故选A。 3．（2025·广东深圳·一模）在部分地区，牛的胚胎移植技术已进入生产应用阶段，胚胎移植时受体母牛须具备的条件是（    ） A．具有产奶量较高等优良性状 B．与供体母牛的遗传特性一致 C．免疫力正常且具有健康体质 D．与供体母牛的繁殖潜能相当 【答案】C 【详解】供体母牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎；受体母牛必须具备健康的体质和正常的繁殖能力。ABD错误，C正确。 故选C。 4．（2025·广东汕头·一模）某团队通过植物组织培养技术开展东湖菊花种苗快速繁殖及脱毒研究，打造“汕头金菊”产业名片。若取菊花茎段进行组织培养，茎段未能诱导出愈伤组织，其原因不包括（　　） A．茎段接种时倒插 B．激素配比不合理 C．外植体消毒过度 D．培养时遮光处理 【答案】D 【详解】A、将菊花茎段切断形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中，不应倒插，不符合题意，A错误； B、培养基中植物激素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，如生长素和细胞分裂素比例高时，可以促进生根，比例适中时有利于产生愈伤组织，不符合题意，B错误； C、外植体需要用70%的酒精消毒30s，立即用无菌水冲洗2-3次；再用5%的次氯酸钠消毒30min后，立即用无菌水冲洗2-3次，若消毒过度会影响植物组织的活性，因而可能导致无愈伤组织产生，不符合题意，C错误； D、诱导愈伤组织的形成过程通常需要避光处理，这不会导致没有愈伤组织产生，符合题意，D正确。 故选D。 5．（2025·广东佛山·二模）2024年2月，我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存，并用于良种藏羊高效繁育，选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊，顺利培育了“克隆藏羊”，基本过程如图所示。相关分析正确的是（    ） A．甲羊为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核 B．③过程通常采用的诱导方法是PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等 C．④过程依次经历囊胚、桑椹胚、原肠胚等发育阶段 D．丁羊为克隆藏羊，其遗传物质全部来自乙羊，性状与乙羊一致 【答案】A 【详解】A、甲提供卵细胞细胞质，因此为湖羊母羊，采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核，A正确； B、③过程为细胞核与细胞质融合，通常采用电融合法，灭活病毒诱导法是诱导细胞融合的方法，B错误； C、④过程依次经桑葚胚、历囊胚、原肠胚等发育阶段，C错误； D、丁羊为克隆藏羊，其核遗传物质来自乙羊，质遗传物质来自甲羊，D错误。 故选A。 6．（2025·广东佛山·二模）植物无糖组织培养技术又称光自养微繁殖技术，是指在植物组织培养中改变碳源的种类，以CO2代替糖作为植物体的碳源，促进植株光合作用，进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖技术，在中药材繁殖等方面应用越来越广泛。有关叙述错误的是（    ） A．该技术碳源的改变在一定程度上降低了杂菌污染的可能性 B．该技术外植体可以在植物体的各种部位选取，获得的新植株基因型相同 C．通过该技术繁殖新个体，外植体也需要经历脱分化和再分化过程 D．该技术需要的环境条件包括适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等 【答案】B 【详解】A、杂菌大多是异养微生物，以二氧化碳为碳源降低了污染的可能性，A正确； B、该技术外植体一般选择具有较强分生能力的部位，并不是植物体的各种部位都合适，而且如果外植体取自植物的花药等部位，获得的新植株基因型与正常植株不同，B错误； C、植物无糖组织培养技术作为一种新型植物组织培养技术，外植体同样需要经历脱分化和再分化过程，C正确； D、该技术是光自养微繁殖技术，需要提供适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等，保证植物的光合作用，D正确。 故选B。 7．（2025·广东梅州·一模）双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法，流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是（    ） A．该方法与只使用单克隆抗体相比，能增加可识别抗原的种类 B．酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化其分解 C．固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量 D．若酶标抗体的使用量偏少会导致测量结果偏高 【答案】C 【详解】A、双抗体夹心法使用的固相抗体和酶标抗体都是单克隆抗体，它们各自识别抗原上的不同部位，该方法并不能增加可识别抗原的种类，只是通过两个抗体与抗原的结合来提高检测的准确性和灵敏度，A错误； B、酶标抗体的作用是与待测抗原结合，而其中的酶是用来催化无色底物反应生成有色产物，以便通过检测光信号来确定抗原含量，并非催化抗原分解，B错误； C、固相抗体要与待测抗原充分结合，才能保证后续检测的准确性，所以固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量，以确保抗原能够全部被结合，C正确； D、若酶标抗体的使用量偏少，与抗原结合的酶标抗体就少，催化产生的有色产物也少，检测到的光信号弱，会导致测量结果偏低，而不是偏高，D错误。 故选C。 8．（2025·全国·一模）正常情况下，肿瘤细胞会被人体的免疫系统及时发现并清除，但肿瘤细胞会发生免疫逃逸现象，该现象与其表面的PD-L1密不可分。科学家利用图示流程制成抗PD-L1的偶联药物（抗PD-L1-ADC），该药物既能防止肿瘤细胞的免疫逃逸，也能靶向杀死肿瘤细胞。下列相关叙述错误的是（    ） A．图示给小鼠注射的特定抗原是肿瘤细胞上的PD-L1 B．图示①过程诱导细胞融合的方法都适用于植物细胞 C．图示②③过程完成后得到的杂交瘤细胞都能产生抗体 D．抗PD-L1-ADC能与肿瘤细胞结合，源于其抗体的特异性 【答案】B 【详解】A、为了获得抗 PD-L1的单克隆抗体，给小鼠注射的特定抗原是肿瘤细胞上的 PD-L1，A正确； B、图示①过程诱导细胞融合的方法有 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法，其中灭活病毒诱导法只适用于诱导动物细胞融合，B错误； C、②是筛选杂交瘤细胞，过程③对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，筛选获得的都是能分泌特定抗体的细胞，C正确； D、抗 PD-L1-ADC依赖于抗 PD-L1单克隆抗体与肿瘤细胞特异性结合，D正确。 故选B。 9．（2025·广东茂名·一模）我国科学家诱导多能干细胞制备胰岛B细胞，并移植给1型糖尿病患者，取得了临床功能性治愈的疗效。下列叙述错误的是（　　） A．可通过患者体细胞诱导得到多能干细胞，避免发生免疫排斥反应 B．多能干细胞在诱导下，发生基因突变获得胰岛素基因 C．制备的胰岛B细胞在移植前，需检测在葡萄糖诱导下能否产生胰岛素 D．移植的胰岛B细胞中存在凋亡基因，也会发生细胞的编程性死亡 【答案】B 【详解】A、利用患者体细胞诱导得到多能干细胞，其遗传物质与患者自身细胞相同，用这样的多能干细胞制备胰岛B细胞进行移植，免疫系统不会将其识别为外来异物，从而避免发生免疫排斥反应，A正确； B、多能干细胞本身就含有胰岛素基因，在诱导下是发生细胞分化，基因选择性表达，从而产生胰岛B细胞，而不是发生基因突变获得胰岛素基因，B错误； C、制备的胰岛B细胞的功能应该是能在葡萄糖诱导下产生胰岛素，所以在移植前需检测其在葡萄糖诱导下能否产生胰岛素，以确保其功能正常，C正确； D、细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也叫细胞编程性死亡，移植的胰岛B细胞作为正常细胞，细胞内存在凋亡基因，也会发生细胞的编程性死亡，D正确。 故选B。 10．（2025·广东珠海·一模）部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡（OMV），OMV能穿越肠道上皮屏障，活化肠黏膜内的免疫细胞。研究人员通过构建ClyA-Ag-mFc融合蛋白基因表达载体（见图），转化大肠杆菌来制备工程菌。下列相关叙述错误的是（    ） A．ClyA表达产物可以将融合蛋白定位到OMV表面 B．Ag表达产物可以激活机体的特异性免疫反应 C．mFc表达产物可以提高T细胞摄取OMV的能力。 D．利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗 【答案】C 【详解】A、分析题意可知，ClyA是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白，而OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞。所以，ClyA基因的作用为表达出细菌溶素A(ClyA)，使OVA和Fc定位至OMV表面，进而融合基因可以被免疫细胞识别，A正确； B、Ag是肿瘤细胞表面特异性抗原基因，Ag表达产物可以激活机体的特异性免疫反应，B正确； C、mFc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，进而提高树突状细胞（而非T细胞）识别、摄取和传递抗原信息的能力，C错误； D、利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗，属于基因工程在免疫方面的应用，D正确。 故选C。 11．（2025·广东珠海·一模）检测空气微生物常采用沉降平板法，具体做法是将牛肉膏蛋白胨培养基的平板置于待测地点，打开皿盖暴露于空气中一段时间后，盖好皿盖置于培养箱中培养、观察并统计菌落数。下列叙述正确的是（    ） A．牛肉膏蛋白胨培养基在使用前应进行干热灭菌 B．采样平板和未采样的平板需在相同条件下培养 C．平板中每一个菌落数都是由一个活菌繁殖而来 D．该方法可以准确统计空气中微生物种类与数量 【答案】B 【详解】A、培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌而非干热灭菌，A错误； B、采样平板和未采样的平板需在相同条件下培养，遵循实验设计的无关变量一致原则，B正确； C、当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，故单菌落可能是由一个或多个细菌繁殖而来的，C错误； D、该方法只能估计空气中微生物种类数量，但不能准确统计，D错误。 故选B。 二、非选择题 12．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）巴斯德毕赤酵母是一种能够以“液态阳光”之一的甲醇作为唯一碳源的微生物，但它转化甲醇的速度慢，而且转化过程中容易积累一定的有毒物质。我国研究团队通过基因工程改造巴斯德毕赤酵母，将甲醇代谢与脂肪醇的合成途径偶联，如图1所示：      (1)通过一定的酶体系在细胞的 中对甲醇进行深度加工，既可以获得工业生产上广泛应用的脂肪醇，实现经济价值；也可以通过“液态阳光”利用CO₂促进碳循环，获得生态效益。 (2)在大量培养巴斯德毕赤酵母的过程中，培养液中除添加碳源甲醇外，还需保证其他营养的充足以及 的供应。除基因工程外，还可以通过 获得高效转化的巴斯德毕赤酵母。 (3)巴斯德毕赤酵母已经成为生成多种外源蛋白的卓越表达系统，因为它含有的醇氧化酶1基因AOXI的启动子5'AOXI为强诱导型启动子。利用来源于AOXI的启动子序列5'AOXI和终止子序列3'AOXI（TT）对原质粒改装后形成的pPIC9K质粒如图2所示。 ①在 的诱导下，RNA聚合酶识别并结合5'AOXI启动转录过程，直至3'AOXI（TT）处转录终止。 ②HBsAg基因是乙肝病毒DNA上的一个基因，请简述利用pPIC9K质粒作载体的基因工程技术生产HBsAg蛋白质的过程： 。 【答案】(1)过氧化物酶体 (2) 氧气/O2 诱变育种和自然筛选 (3) ①甲醇 ②首先用限制酶从乙肝病毒DNA上剪切获取HBsAg基因，再用相同的限制酶切割pPIC9K质粒，通过DNA连接酶连接后形成重组质粒导入巴斯德毕赤酵母中，最后检测HBsAg蛋白质的产生 【详解】（1）通过一定的酶体系在细胞的过氧化物酶体中对甲醇进行深度加工，既可以实现经济价值，也可以获得生态效益。 （2）酵母菌的培养需要氧气条件，所以在大量培养巴斯德毕赤酵母的过程中，培养液中除添加碳源甲醇外，还需保证其他营养的充足以及氧气的供应。为了获得高效转化的巴斯德毕赤酵母，可以通过基因工程、诱变育种、自然筛选等方式获得。 （3）①依据题设可知，启动子5'AOXI为强诱导型启动子且来源于巴斯德毕赤酵母的醇氧化酶1基因AOXI，因此它需要在甲醇的诱导下，使RNA聚合酶识别并结合5'AOXI后才能启动转录。 ②HBsAg基因是乙肝病毒DNA上的一个基因，要利用pPIC9K质粒作载体的基因工程技术生产HBsAg蛋白质，则首先用限制酶从乙肝病毒DNA上剪切获取HBsAg基因，再用相同的限制酶切割pPIC9K质粒，通过DNA连接酶连接后形成重组质粒导入巴斯德毕赤酵母中，最后检测HBsAg蛋白质的产生。 13．（2025·广东深圳·一模）苦草是一种适应能力强的沉水植物，可以有效修复受多环芳烃（PAHs）污染的沉积物，回答下列问题： (1)苦草富集的内生菌能促进PAHs的分解，降低PAHs对苦草的毒害，而苦草可以向内生菌提供养料，推测内生菌与苦草之间的种间关系是 ，二者相互作用并不断演化的过程称为 。 (2)为研究苦草分解PAHs的机制，研究人员开展了如下实验。 ①选取多株长势优良的苦草，并重点检查苦草的 （填部位），避免采集过程的影响。 ②将处理后的苦草分成三组，对苦草根表面和沉积物进行下表中的处理，根据整个实验分析，推断表格中a和b的处理分别是 。 处理组 苦草根表面 沉积物 Ⅰ 不灭菌 灭菌 Ⅱ 灭菌 不灭菌 Ⅲ a b ③在三种处理条件下分别进行PAHs分解的模拟实验，15天后所测得结果如图，据图分析， （填“苦草根表面”或“沉积物”）的微生物在PAHs降解过程中发挥着更大的作用。根据实验结果，从种间关系的角度提出进一步研究的假说 。 (3)综合上述分析，从生态学的角度就增强PAHs污染修复效果提出合理方案 。 【答案】(1) 互利共生 协同进化 (2) 根部 灭菌 苦草根表面 苦草（根表面）能够改善沉积物中PAHs分解菌的生长环境，或促进沉积物中PAHs分解菌的生长 (3)适当增加苦草的种群数量；改善沉积物中PAHs分解菌的生存环境（合理即可） 【详解】（1）依据题干信息，苦草富集的内生菌能促进PAHs的分解，降低PAHs对苦草的毒害，而苦草可以向内生菌提供养料，可知，内生菌与苦草之间的种间关系是互利共生，二者相互作用并不断演化的过程，称为协同进化。 （2）①结合实验过程可知，应选取多株长势优良的苦草，并重点检查苦草的根部，避免采集过程的影响。 ②枯草根部的内生菌能促进PAHs的分解，将处理后的苦草分成三组，对苦草根表面和沉积物进行下表中的处理，结合Ⅰ组、Ⅱ组的实验处理，可知对Ⅲ组中的a和b的处理应为灭菌处理。 ③据图可知，Ⅰ组处理组的多环芳烃含量最低，说明改组的分解能力最强，Ⅰ组的苦草根表面没有进行灭菌，进而说明苦草根表面的微生物在PAHs降解过程中发挥着更大的作用。从种间关系的角度来看，可以进一步提出如下假说：苦草（根表面）能够改善沉积物中PAHs分解菌的生长环境，或者说，苦草（根表面）能够促进沉积物中PAHs分解菌的生长。 （3）结合小问2，可知，PAHs的降解与枯草、PAHs分解菌有关，所以从生态学角度来看，适当增加枯草的种群数量；改善沉积物中PAHs分解菌的生存环境，可以增强PAHs的污染修复效果。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$