精品解析：天津市第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试生物试题

天津一中2024-2025-2高二年级 生物学科期中质量调查试卷 本试卷分为第I卷（选择题）、第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第I卷1至4页，第Ⅱ卷5至7页。考生务必将答案涂写答题纸或答题卡的规定位置上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利! 一、单选（每个3分，共42分） 1. 豆豉是一种古老的传统发酵豆制品，制作流程图如下。下列相关叙述正确的是（　　） 注：后期发酵在室外日晒，每天搅拌两次。 A. 传统方法制作豆豉，以混合菌种的液体发酵为主 B. 前期发酵利用的是自然界的微生物，此时微生物会大量繁殖 C. 调味过程中加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料只是调节口味 D. 装坛后日晒可为微生物提供能量，搅拌可为微生物提供氧气 【答案】B 【解析】 【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 【详解】A、传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，A错误； B、发酵是指人们利用微生 物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程；前期发酵利用的是自然界的微生物，此时微生物会大量繁殖，B正确； C、调味过程中添加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长，C错误； D、该发酵过程中的微生物不能利用光能，D错误。 故选B。 2. 高浓度的铵盐对池塘养殖的对虾有一定的毒害作用，硝化细菌是一种好氧菌，可有效净化水体中的铵盐，降低对虾的死亡率。科研人员拟从当地对虾养殖池塘中筛选出对铵盐降解率高且稳定的硝化细菌菌株，操作流程如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 从对虾死亡率低的养殖池塘中取样，能 提高筛选的成功率 B. 纯化菌种时，若按图中所示的接种方法接种，接种环需要灼烧4次 C. 在锥形瓶中培养硝化细菌时需要振荡培 养，目的是增加硝化细菌与营养物质、溶解氧的充分接触 D. 可选择铵盐浓度减小得最多的一组候选 菌进行后续培养 【答案】B 【解析】 【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、振荡培养：提供充足氧气、并使细菌与营养物质充分接触，扩大培养。 【详解】A、本题想要筛选出对铵盐降解率高且稳定的硝化细菌菌株，那么从对虾死亡率低的养殖池塘中取样，能提高筛选的成功率，A正确； B、纯化菌种时，采用图示方法接种时，每次划线前后都要灼烧接种环，共有4个划线区域，因此接种环需要灼烧5次，B错误； C、已知硝化细菌是好氧性细菌，则扩大培养时需要振荡的目的是增加硝化细菌与营养物质、溶解氧的充分接触，C正确； D、对铵盐降解率越高，培养基中铵盐浓度减小得越多，所以可选择铵盐浓度减小得最多的一组候选菌进行后续培养，D正确。 故选B。 3. 柑橘酸腐病是由白地霉菌引起的柑橘贮藏期常见的病害之一。抗菌肽是一种抑菌活性强、无环境污染的生物多肽。为研究抗菌肽对白地霉菌的抑菌效果，现用金属打孔器在多个长势相似柑橘果实的相同部位打孔，每个打孔处接种相同体积的处理液，比较15天后的病斑直径，各组处理及结果见表。下列相关叙述错误的是（　　） 组别 1 2 3 4 5 接种处理方式 接种一定体积的白地霉菌孢子悬浮液 抗菌肽溶液与白地霉菌孢子悬浮液混合后直接接种 先加入抗菌肽溶液，2h后接种白地霉菌孢子悬浮液 X 抗菌肽溶液液白地霉菌孢子悬浮液混合，培养2h后接种 15天后病斑直径/mm 41.3 13.9 29.3 28.7 11.2 A. 金属打孔器在每次打孔前需进行灼烧灭菌，目的是防止杂菌污染 B. 表中X应为先接种白地霉菌孢子悬浮液，2h后再加入抗菌肽溶液 C. 抗菌肽与白地霉菌孢子悬浮液先后加入的抑菌效果强于混合加入的抑菌效果 D. 实验结束后5个组别使用的柑橘不能立即丢弃 【答案】C 【解析】 【分析】1、基因工程中，目的基因可通过PCR获取，其流程为：温度超过90℃变性；温度降为50℃左右复性；温度升为72℃左右延伸。 2、虽然各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源 （提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐等营养物质。 【详解】A、为了防止杂菌污染，金属打孔器在每次打孔前需进行灼烧灭菌，A正确； B、根据表中接种处理方式可知，1组只接种病原菌，为对照组，1、2、5组均接种了等量且适量的抗菌肽溶液与病原菌孢子悬浮液，但每组的接种顺序不同，说明自变量为抗菌肽溶液与病原菌孢子悬浮液的接种顺序，2组与5组均为二者先混和，但2组混合后直接接种，5组混合后先培养2h再接种，则结合第3组先加入抗菌肽2h后接种病原菌孢子可分析得出，4组应与3组接种顺序相反，即先接种病原菌孢子2h后再加入抗菌肽溶液，B正确； C、 实验结果表明混合加入的抑菌效果强于抗菌肽与白地霉菌孢子悬浮液先后加入，C错误； D、白地霉菌可能会污染环境，所以实验结束后5个组别使用的柑橘不能立即丢弃，应该先进行灭菌处理，D正确。 故选C。 4. 药用植物板蓝根（2n=14）具有抗病毒及抗菌等作用。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 后期I细胞两极染色体数目比的占比（%） 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. 板蓝根—油菜杂种AS1属于二倍体，体细胞中有两个染色体组 B. 板蓝根产生的配子与甘蓝型油菜产生的配子受精后需用秋水仙素诱导细胞染色体数目加倍 C. 杂交种AS1在后期I时，有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，造成这一现象的可能原因是后期I有部分染色单体未分离 D. 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 【答案】D 【解析】 【分析】1、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。 2、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两类：物理法和化学法，物理法包括电融合法、离心法；化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+——高pH融合法等。 3、植物体细胞杂交的一般步骤是：①先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体；②人工诱导原生质体融合；③融合后的杂种细胞再经过诱导脱分化形成愈伤组织；④通过植物组织培养发育成完整的杂种植株。 【详解】A、板蓝根—油菜杂种AS1属于异源四倍体，体细胞中含有四个染色体组，A错误； B、该技术使用的是体细胞杂交技术，没有涉及有性生殖的配子结合，B错误； C、杂交种AS1在后期I时，有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，造成这一现象的可能原因是后期I同源染色体未分离，C错误； D、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，因为AS1中刚好含有两组板蓝根的染色体和两组油菜的染色体，可以进行有性生殖，D正确。 故选D。 5. 酒精是生物学实验中常用的试剂。下表列出了酒精在实验中的作用，表述错误的选项共有（ ） 选项 实验 酒精的作用 ① DNA的粗提取与鉴定 溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质 ② 菊花的组织培养 工作台、外植体、培养基等的消毒 ③ 绿叶中色素的提取 溶解绿叶中的色素 ④ 检测生物组织中的脂肪 洗去浮色 ⑤ 观察植物根尖分生区组织细胞的有丝分裂 酒精和卡诺氏液一起制成解离液 ⑥ 研究土壤中小动物类群的丰富度 防止小动物尸体腐烂 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 【答案】B 【解析】 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一： 1、如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色； 2、观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需要用到酒精，用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，低温诱导染色体数目加倍实验中还需要用酒精洗去卡诺氏液； 3、绿叶中色素的提取和分离实验中可用无水乙醇来提取色素； 4、果酒和果醋制作实验、组织培养实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒； 5、DNA的粗提取和鉴定中可用体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA； 6、土壤小动物丰富度研究中，收集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，防止诱虫器中小动物尸体腐烂。 【详解】①、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，向滤液中加入冷却的体积分数为95%的酒精，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，就是粗提取的DNA，①错误； ②、体积分数为70%的酒精可导致蛋白质变性，可用于实验室和日常消毒，菊花的组织培养过程中，需要对工作台、外植体、操作人员的手等消毒，培养基需要灭菌，②错误； ③、由于色素不溶于水而溶于有机溶剂，所以酒精（无水乙醇）在绿叶中色素的提取和分离实验中作为有机溶剂起到提取色素的作用，③正确； ④、在脂肪的鉴定实验中，染色后滴加2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色，④正确； ⑤、观察植物根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验需要用到酒精，用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，⑤错误； ⑥、土壤中小动物类群的丰富度研究中，收集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，防止小动物尸体腐烂，⑥正确。 故选B。 6. 模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法．对下列两个生物概念模型的理解或者分析正确的组合是（　　） ①若图1表示基因工程的操作流程图，则C表示重组质粒，D是受体细胞； ②若图1表示植物体细胞杂交过程，则A、B在融合前必须经过胰蛋白酶处理--制备原生质体，形成的C称为杂种细胞，从C到D需要的技术是植物组织培养； ③若图2中B是核移植技术，C是胚胎移植技术，则形成d的过程体现了高度分化的动物体细胞核也具有全能性； ④若图2中B表示下丘脑，C表示垂体，切断下丘脑与垂体的联系，对胰岛的影响比对甲状腺、肾上腺的影响更大． A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 【答案】C 【解析】 【分析】图1是A、B形成C，再到D：基因工程中将目的基因与运载体结合，形成重组质粒，再导入受体细胞；植物体细胞杂交先酶解法去壁，再融合、再生细胞壁，最后植物组织培养；图2是a到B，再到C，最后到d 本题结合概念模型 【详解】①若图1表示基因工程的操作流程，则A和B是目的基因和运载体，C表示重组质粒，D是受体细胞，受体细胞可以是动物细胞、植物细胞、细菌细胞，①正确； ②若图1表示植物体细胞杂交过程，由于植物细胞有细胞壁，所以A、B在融合前必须经过酶解法（纤维素酶和果胶酶）处理制备成原生质体，融合后形成杂种细胞C，并通过植物组织培养技术，得到杂种植株D，②错误； ③若图2中B是核移植技术，C是胚胎移植技术，则形成d个体的过程体现了动物体细胞核具有全能性，③正确； ④下丘脑通过垂体促进甲状腺和肾上腺分泌激素，而不能促进胰岛分泌胰岛素，所以若图2中B表示下丘脑，C表示垂体，切断下丘脑与垂体的联系，对甲状腺、肾上腺的影响比对胰岛的影响更大，④错误。 ①③正确，②④错误，C正确，ABD错误。 故选C。 7. 下图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系获得过程，相关叙述错误的是（ ） A. 过程①中，精子需要用ATP培养，卵母细胞应处于减数第二次分裂中期 B. 卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，因此不能直接用卵母细胞培养 C. 过程②中，经历了有丝分裂和分化，不同阶段表达的基因存在差异 D. “早期胚胎”最可能是囊胚，其中的内细胞团细胞具有全能性 【答案】A 【解析】 【分析】分析图示可知，将精卵结合，然后移除雄原核，并分裂分化形成早期胚胎，最终形成孤雌单倍体胚胎干细胞。 【详解】A、过程①中，精子需要用获能液培养，卵母细胞应处于减数第二次分裂中期，A错误； B、卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，所以需要用精子刺激卵母细胞，然后移除雄原核再进行培养，B正确； C、过程②是早期胚胎发育，此过程经历了有丝分裂和分化，分化的实质是基因的选择性表达，C正确； D、“早期胚胎”最可能是囊胚，囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，D正确。 故选A。 8. 人干扰素（IFN）是机体免疫细胞产生的一类细胞因子。用白细胞生产干扰素时，每个细胞最多只能产生100～1000个干扰素分子，而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产（原理如图），在1～2天内每个菌体能产生20万个干扰素分子。天然的干扰素在体外保存相当困难，如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变为丝氨酸，在一定条件下可以延长保存时间。下列说法正确的是（ ） A. 基因工程核心步骤需要的工具酶有DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶，其作用部位都是磷酸二酯键 B. 将重组质粒导入大肠杆菌常用显微注射技术 C. 酵母菌或大肠杆菌都可作受体菌，二者生产的干扰素在结构上没有区别 D. 为延长保存时间，对干扰素进行改造，需通过改造干扰素基因来实现 【答案】D 【解析】 【分析】基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，此步骤需用到限制酶和DNA连接酶。大肠杆菌是原核生物没有内质网和高尔基体等众多细胞器，将重组质粒导入大肠杆菌常用钙离子处理法。 【详解】A、基因工程核心步骤是基因表达载体的构建，需要的工具酶是限制酶、DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错误； B、将重组质粒导入大肠杆菌时，要用Ca2+处理，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B错误； C、酵母菌是真核生物，大肠杆菌是原核生物，干扰素是糖蛋白，蛋白质的糖链是在内质网和高尔基体上加工完成的，所以二者生产的干扰素在结构上会存在一定的区别，C错误； D、为延长保存时间，对干扰素进行改造，可以利用基因工程生产干扰素，所以需通过改造干扰素基因来实现，D正确。 故选D。 9. 科研人员将四种酶的基因（EcCAT、QsGLO1、EcGCL、TSR）与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图），在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法正确的是（　　） A. 限制酶需要识别特定的序列具有专一性，DNA连接酶不具有专一性 B. 含卡那霉素的培养基上不能存活的植物受体细胞未成功导入四种目的基因 C. OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板 D. 利用PCR等技术检测OsGLO1基因是否转录时，需要的酶是Taq DNA聚合酶 【答案】C 【解析】 【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； （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、限制酶需要识别特定的序列具有专一性，而DNA连接酶能连接任意两个具有相同黏性末端或平末端的 DNA 片段，但仍具有专一性，A错误； B、含卡那霉素的培养基上不能存活的植物受体细胞可能未成功导入载体，但不能确定未成功导入四种目的基因，因为卡那霉素抗性基因在载体的非T-DNA区域，即使T-DNA携带目的基因导入成功，卡那霉素抗性基因也不会导入，B错误； C、转录时RNA聚合酶和模板链的3'端结合，沿5'→3'端延伸，而图中OsGLO1基因和EcCAT基因的启动子结合部位是相反的，所以OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板，C正确； D、利用 PCR 等技术检测 OsGLO1 基因是否转录时，检测的是RNA，需要的酶是逆转录酶，而不只是Taq DNA 聚合酶，D错误。 故选C。 10. 通过PCR扩增可得到含有部分未知序列的DNA片段的扩增产物，具体操作步骤如下图所示，图中白色为未知片段，黑色为已知片段，M、N为限制酶的识别序列，下列相关叙述错误的是（ ） A. 图中已知片段中不能含有N限制酶的识别序列 B. 将最终的PCR产物进行测序即可知道未知片段的DNA序列 C. 图中PCR过程中所使用的引物应依据a、b的序列进行设计 D. 第一步酶切时可将N更换为两种不同的限制酶，只要所用限制酶的识别序列在已知片段中不存在即可 【答案】D 【解析】 【分析】PCR只能扩增两端序列已知的基因片段，反向PCR可扩增中间一段已知序列，而两端序列未知的基因片段。酶切时用限制酶，环化时用DNA连接酶，再用引物和DNA聚合酶扩增。在环化后，通过一对方向相反的引物实现已知序列两侧基因序列的扩增。 【详解】A、若已知片段含 N 限制酶识别序列，酶切时会切断已知片段，无法进行后续操作，A正确； B、最终 PCR 产物含未知片段，测序可确定其 DNA 序列，B正确； C、PCR过程中引物的作用是与模板链结合，引导DNA的合成。图中a、b是PCR扩增的模板已知片段两端的序列，所以所使用的引物应依据a、b的序列进行设计，C正确； D、第一步酶切时可将N更换为两种不同的限制酶，所用限制酶的识别序列在已知片段中不存在（避免被限制酶切割而破坏），但还要能够产生相同的黏性末端，从而能连接成环状（如图），D错误。 故选D。 11. 毕赤酵母（能以甲醇为唯一碳源）可作为生产抗原蛋白的工程菌。研究人员以图1所示质粒为载体，构建含乙型肝炎病毒表面抗原蛋白基因HBsAg的重组质粒，导入大肠杆菌中进行扩增后，再经酶切后导入毕赤酵母，经同源重组整合到其染色体DNA上，其中的T启动子是一种甲醇诱导型启动子。图1、图2中的限制酶酶切位点对应的碱基序列如图3所示。下列说法错误的是（ ） A. 利用PCR技术获取HBsAg基因时，引物A结合的单链是b链 B. 科研人员利用限制酶和E.coliDNA连接酶将HBsAg基因正确插入图1所示质粒时，应选用SmaⅠ、BclⅠ酶对质粒进行酶切处理 C. 构建重组载体后，导入大肠杆菌，在含有氨苄青霉素的培养基上进行培养，与含空白质粒的大肠杆菌菌落相比，含有重组质粒的菌落具有不能发绿色荧光的特征 D. 将大肠杆菌中获取的HBsAg基因导入毕赤酵母后，转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入甲醇，其目的是诱导HBsAg基因表达，同时也为毕赤酵母提供能量 【答案】B 【解析】 【分析】1、PCR技术是对体内DNA复制过程的模仿，也需要模板、原料、酶和引物等。待扩增的DNA分子是模板，原料是4种脱氧核苷三磷酸，即dNTP，N代表A、T、G、C四种碱基； 2、基因工程的基本操作步骤包括获取目的基因、构建重组DNA分子、将重组DNA 分子导入受体细胞、检测目的基因及其表达产物等。 【详解】A、转录的模板链在b链，即b链左侧为3′端，右侧为5′端。利用PCR技术获取HBsAg基因时，引物是与模板链的3′端结合，因此，引物A结合的单链是b链，A正确； B、在构建重组DNA分子时，需要获得具有相同黏性末端的目的基因和质粒，为保证目的基因的完整性，结合图2分析，需要使用BamHⅠ和XmaⅠ识别并切割。再结合图2目的基因的转录方向以及质粒的转录方向分析，质粒应选择BclⅠ和XmaⅠ进行酶切，因为BamHⅠ和BclⅠ酶切所产生的黏性末端相同，SmaⅠ和XmaⅠ限制酶识别序列是一样的，只是切割位点不一样，因此质粒上SmaⅠ识别序列可以被XmaⅠ酶切，获得和目的基因一端相同的黏性末端。综上所述，质粒上SmaⅠ限制酶识别序列用XmaⅠ酶切，与目的基因用XmaI酶切获得的黏性末端一侧相连；质粒用BclⅠ酶切获得的黏性末端和目的基因用BamHⅠ酶切获得的黏性末端相连，因此科研人员利用限制酶和E.coliDNA连接酶将HBsAg基因正确插入图1所示质粒时，应选用XmaⅠ、BclⅠ酶对质粒进行酶切处理，B错误； C、重组质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，因此构建重组载体后，导入大肠杆菌，在含有氨苄青霉素的培养基上进行培养，没有导入质粒和没有导入重组质粒的大肠杆菌均不能存活。空白质粒含有绿色荧光蛋白基因而重组质粒上绿色荧光蛋白基因被破坏，因此不能发绿色荧光，C正确； D、将大肠杆菌中获取的HBsAg基因导入毕赤酵母后，转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入甲醇。加入甲醇的作用有两点：一是提供碳源，促进酵母菌的生长和代谢；二是启动甲醇代谢相关的基因表达，从而启动目的基因的表达，D正确。 故选B。 12. 已知红、绿色荧光蛋白基因可以在人体内正常表达，且表达产物可以通过粪便进行定量检测；炎症性肠病（IBD）是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且产生量与该病的进展呈正相关。基于此，科研人员开发了智能工程菌，用于疾病诊断和了解疾病进程，以便精确用药。下图是三种智能工程菌体内重组质粒的部分结构。下列有关分析错误的是（ ） A. 通常会使用Ca2+处理工程菌，以便于转入构建好的表达载体 B. 完整的重组质粒1除图中所示结构外还应有标记基因和复制原点 C. 重组质粒1用于特异性治疗，重组质粒2、3用于特异性检测 D. 与重组质粒3相比，重组质粒2的检测结果更加准确 【答案】D 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：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】A、利用Ca2+处理工程菌细胞，可以使细胞处于一种能够吸收周围环境DNA分子的生理状态，从而将重组的基因表达载体导入其中，A正确； B、基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因、复制原点等，图中的重组质粒还缺乏标记基因与复制原点，B正确； C、重组质粒1含有抗炎蛋白基因，可用于特异性治疗，重组质粒2、3含有荧光蛋白基因，可用于特异性检测，C正确； D、启动子1为硫代硫酸盐特异性诱导激活启动子；启动子2为持续表达启动子，重组质粒2只含一种启动子和荧光标记基因，而重组质粒3含有两种启动子和荧光标记基因，所以与重组质粒2相比，重组质粒3的检测结果更加准确，D错误。 故选D。 阅读下列材料，完成下面小题。 器官移植的供体严重短缺是全球性问题。在异种动物体内培育人源器官，或是解决途径之一。中国科学院研究员先对人类成体细胞进行编辑，形成诱导多能干细胞（iPSCs）。之后将一定数量的iPSCs注射到缺失肾脏发育关键基因的猪胚胎中，构建出嵌合胚胎。24小时后，这些猪胚胎被移植入选定的代孕母猪体内。28天后，这些胚胎中的一些会发育成为未成熟的人类肾脏。从动物体内“收获”人体器官不再是纸上谈兵。实验思路如下图所示。 13. 关于该实验的叙述，正确的是（ ） A. 过程③需要将胚胎细胞放在充满CO2的培养箱中培养 B. 过程④需要利用灭活的仙台病毒诱导细胞发生融合 C. 过程⑤需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理 D. 过程⑥所得个体不同组织细胞中的基因组成存在着差异 14. 基于伦理规定及国际惯例，代孕猪在胎龄3-4周时终止妊娠，但该做法依然引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是（ ） A. 嵌合体的出现会导致人类和其他动物之间的界限模糊 B. 接受该种肾脏移植的患者，其后代可能携带有部分猪的染色体 C. 实验获得的人类肾脏，其人类细胞占比、器官功能等指标都是未知数 D. 器官使用者很可能不希望使用被编辑过的细胞长成的器官 【答案】13. D 14. B 【解析】 【分析】1、器官移植是将一个个体的某一器官整体或部分地转移到另一个体（或本体的另一位置，如自体皮肤移植）的过程； 2、器官移植存在的主要问题：免疫排斥反应和供体器官不足。针对免疫排斥反应，可采用免疫抑制剂来提高移植器官的成活率。 3、动物细胞培养的气体环境：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。O2是细胞代谢所必需， CO2主要作用是维持培养液的pH。 【13题详解】 A、过程③需要将胚胎细胞放在95%空气和5%CO2的培养箱中培养，A错误； B、构建嵌合胚胎的时候没有用到细胞融合，不用进行细胞融合的过程，B错误； C、过程⑤需要对代孕母猪进行同期发情处理，不需要进行超数排卵处理，C错误； D、由于嵌合体含有人和猪的基因，因此过程⑥所得个体不同组织细胞中的基因组成存在着差异，D正确。 故选D。 【14题详解】 基于伦理规定及国际惯例，代孕猪在胎龄3-4周时终止妊娠，但该做法依然引起了民众普遍的担忧。原因是嵌合体的出现会导致人类和其他动物之间的界限模糊、实验获得的人类肾脏，其人类细胞占比、器官功能等指标都是未知数、器官使用者很可能不希望使用被编辑过的细胞长成的器官，但接受该种肾脏移植的患者，其后代不可能携带有部分猪的染色体，因为患者的遗传物质没有改变，ACD正确、B错误。 故选B。 二、简答题（共58分） 15. ε-聚赖氨酸（ε-PL）能抑制多种微生物的活性，且人体可将其分解为赖氨酸，是一种优良的天然食品防腐剂。科研人员欲从土壤中分离能分泌ε-PL的微生物，做了如图所示的实验（1~V表示过程，①~③表示菌落），已知ε-PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈。 （1）实验中需注意无菌操作，下列需要灭菌处理的是______。 A. 土样 B. 培养基 C. 接种环 D. 涂布器 （2）图中第I步最常用的接种方法是_______。若经第Ⅱ步培养后发现菌落铺满了整个培养基、无法分辨出单菌落，则应在第I步之前______，再进行接种。 （3）第Ⅲ步接种，应挑选________（①②③）号菌落。 （4）下列所示操作，发生在图中哪个过程__________（填图中过程编号）。 （5）下列关于实验中用到的4种培养基的分析，正确的是________（多选）。 A. 甲培养基是液体培养基，能提供目的基因所需的全部营养 B. 乙培养基是固体培养基，用于选择产ε-PL的菌种 C. 丙培养基是固体培养基，用于分离产ε-PL的菌种 D. 丁培养基是液体培养基，用于目的菌的增殖、生产ε-PL 为检测上述收集到的ε-PL对不同种类微生物的抑制能力，研究人员将大肠杆菌等菌种分别涂布于某培养基表面，再将浸有不同浓度ε-PL的滤纸圆片置于平板培养基表面，培养后测量清晰区的宽度，得到表所示的结果。 ε-PL浓度/mg·L-1清晰区宽度/mm微生物 20 30 40 50 60 70 大肠杆菌 + + 7.2 10.8 11.6 13.3 沙门氏菌 + + 6.5 9.2 10.9 13.0 酿酒酵母 7.2 9.1 12.6 13.4 14.8 - 红曲霉 + + + + + 6.3 注：“+”表示无清晰区，“-”表示未进行实验。 （6）下列关于上述抑菌实验的叙述，正确的是______（多选）。 A. 结果显示ε-PL对酿酒酵母的抑制作用最强 B. ε-PL对四种微生物的抑制效果与浓度正相关 C. 用于实验的培养基应该用液体的选择培养基 D. 接种过程需在超净工作台火焰周围进行 （7）经实验筛选到的菌种经大规模发酵可大量生产ε-聚赖氨酸（ε-PL），以下说法正确的是______（单选）。 A. 发酵过程中培养基和设备均采用相同方式灭菌 B. 选育出的菌种可直接用于大型发酵 C. 发酵过程需严格控制温度、pH和溶解氧等培养条件 D. 发酵产物ε-聚赖氨酸（ε-PL）需从微生物体内分离提纯 （8）下面是某种培养基配方： 纤维素粉 Na2NO3 Na2HPO4·7H2O KH2PO4 MgSO4·7H2O KCl 酵母浸膏 H2O 5g 1g 1.2g 0.9g 0.5g 0.5g 0.5g 1000mL ③根据表中培养基的成分，所培养微生物的同化作用类型是_______（填“自养型”或“异养型”）。 【答案】（1）BCD （2） ①. 稀释涂布平板法接种 ②. 梯度稀释 （3）① （4）III （5）ABCD （6）ABD （7）C （8）异养型 【解析】 【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，均匀涂布在培养基表面，经培养后可形成单个菌落； 2、选择培养基是根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选率。鉴别培养基是依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计的培养基。 【小问1详解】 A、土样中含有目的菌，灭菌会杀灭所有微生物，故土样不能灭菌，A错误； B、培养基需要进行高压蒸汽灭菌，B正确； C、接种环需要进行灼烧灭菌，C正确； D、涂布器需要用酒精引燃灭菌，D正确。 故选BCD。 【小问2详解】 据图可知，第I步为接种，结合第Ⅱ步结果的均匀分布可知，所用接种方法是稀释涂布平板法；若经第Ⅱ步培养后发现菌落铺满了整个培养基、无法分辨出单菌落，说明密度过大，故则应在第I步之前先梯度稀释，再进行接种； 【小问3详解】 培养过程中由于ε-PL可使亚甲基蓝褪色，故能分泌ε-PL的微生物周围会形成透明圈，透明圈直径越大，分泌ε-PL的量越多，因此应挑选透明圈直径大的菌落继续培养，故选①； 【小问4详解】 该操作为平板划线法中，用接种环在培养基划线过程，图中Ⅳ为平板划线的结果，故该操作发生在图中过程Ⅲ； 【小问5详解】 A、甲培养基是液体培养基，能提供目的菌所需的全部营养，以保证目的菌的正常生长，A正确； B、乙培养基是固体培养基，用于选择产生ε- -PL的菌种，通常需要添加琼脂等凝固剂，B正确； C、丙培养基是固体培养基，用于分离、产生ε-PL的菌种的纯培养物，即可对目的菌进行扩大培养，C正确； D、丁培养基是液体培养基，用于增殖培养目的菌，让目的菌增殖、生产ε-PL， D正确。 故选ABCD。 【小问6详解】 A、表中结果显示，不同浓度的ε-PL处理下，酿酒酵母清晰区的宽度最大，说明ε-PL 对酿酒酵母的抑制作用最强，A正确； B、表中数据显示随浓度增加，清晰区的宽度越大，即ε- PL对四种微生物的抑制效果与浓度正相关，B正确； C、培养后需要测量清晰区的宽度，故用于实验的培养基应该用固体的选择培养基，C错误； D、为了避免周围环境中微生物的污染，接种过程需在超净工作台火焰周围进行，D正确。 故选ABD。 【小问7详解】 A、发酵过程中培养基用湿热灭菌 ，设备用培养皿用干热灭菌，故采用不同方式灭菌，A错误； B、选育出的菌种不一定能用于大型发酵，还需要进行发酵试验，B错误； C、温度、Ph和溶解氧都会对发酵过程产生影响，故发酵过程需严格控制温度、Ph和溶解氧等培养条件，C正确； D、发酵产物ε-聚赖氨酸（ε-PL）是微生物的分泌物，不需从微生物体内分离提纯，D错误。 故选C。 【小问8详解】 分析表中培养基的成分可以看出，该培养基提供的是有机营养（纤维素粉），因此用该培养基所培养微生物的同化作用类型是异养型。 16. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生代谢产物紫杉醇是一种高效抗癌药物，但由于红豆杉野生资源匮乏，且红豆杉植株紫杉醇含量极低，导致了紫杉醇的供应严重不足。因此，研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行了融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如下图。请回答下列问题。 注：X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位或染色体消除，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 （1）过程①中需将植物组织经____后接种于MS培养基上诱导____过程，产生愈伤组织。 （2）过程②中将愈伤组织加入经____处理的较高渗透压的无菌酶液中，离心后弃去____，加入洗涤液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是____。 （3）融合前需用X射线照射____的原生质体，用____处理另一亲本的原生质体。 （4）采用二乙酸荧光素（FDA）法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过活细胞质膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择____的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用____计数，以确定原生质体密度。 （5）过程③常用的化学试剂是____，用该试剂处理一段时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是____。经诱导融合后，再生细胞团只能来自于异源融合的原生质体，这是因为只有杂种细胞具备____能力。 （6）过程④中，再分化阶段所用培养基中当植物激素X多Y少时，未分化细胞群将分化出芽，则植物激素X、Y的名称分别是____。 【答案】（1） ①. 消毒 ②. 脱分化 （2） ①. 过滤灭菌 ②. 上清液 ③. 去除原生质体上残留的酶液/防止酶解过度 （3） ①. 红豆杉 ②. 碘乙酰胺 （4） ①. 有荧光/发出荧光 ②. 血细胞计数板 （5） ①. PEG##聚乙二醇 ②. 终止原生质体融合/终止反应 ③. 分裂 （6）细胞分裂素、生长素 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术：将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或是化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物细胞培养技术将杂种细胞培养成杂种植物体。 【小问1详解】 植物组织培养之前需要对外植体进行消毒，之后诱导脱分化形成愈伤组织。 【小问2详解】 过程②经酶处理后获得原生质体，该过程中加入的酶为经过滤灭菌后的较高渗透压的纤维素酶和果胶酶。离心后弃去上清液，沉淀物即为原生质体。为了去除原生质体上残留的酶液需要加入洗液多次洗涤后获得原生质体。 【小问3详解】 据题意可知，X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位或染色体消除，使细胞不再持续分裂，碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂，不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，要培育能产生紫杉醇的柴胡，红豆杉是供体需要X射线照射，柴胡是受体需要碘乙酰胺处理。 【小问4详解】 根据题干信息可知，荧光的强度与原生质体的活力呈正相关，因此应选择发荧光的原生质体用于融合。可在显微镜下用血细胞计数板对原生质体进行计数，以确定原生质体密度。 【小问5详解】 诱导原生质体融合常用的化学方法有聚乙二醇融合法，用该试剂处理一段时间后，加入过量的培养基进行稀释，以终止反应进行；X 射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂，碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂，单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂，杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补，使细胞恢复正常分裂，因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。 【小问6详解】 在植物组织培养中，生长素/细胞分裂素比例高时有利于根的分化，比例低时有利于芽的分化，比例适中促进愈伤组织的形成，因此植物激素X的名称是细胞分裂素，Y的名称是生长素。 17. 我国研究人员培育出了细胞核移植灵长类动物——食蟹猴，流程如图甲所示，①~⑥表示过程。研究发现向融合细胞中注入酶X的mRNA后，能显著提高融合细胞发育成囊胚的成功率，这与染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，调控了相关基因的表达有关，过程如图乙所示。据图分析回答下列问题： （1）图甲过程①在原代培养时，细胞分裂生长到表面相互接触就会停止分裂增殖，这种现象叫______，过程②中供体核进入卵母细胞形成重构胚，可用______（填出一种）的方法使其激活；完成细胞分裂和发育的进程。 （2）体细胞核移植获得食蟹猴的生物学原理是_____。 （3）图甲中向融合细胞中注入酶X的mRNA有利于相关基因恢复表达，从而提高实验成功率，据图乙分析，酶X可能是_______。 【答案】（1） ①. 接触抑制 ②. 电脉冲（或钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等） （2）动物体细胞核具有全能性 （3）组蛋白乙酰化酶或组蛋白去甲基化酶 【解析】 【分析】1、动物细胞核移植是用体细胞作为供体细胞进行的细胞核移植，将供核细胞注射到培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞中，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎移植到雌性动物子宫内，就可以孕育出新的个体。 2、动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和PH：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。 3、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它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 【小问1详解】 细胞在原代培养时，当细胞分裂生长到表面相互接触就停止分裂增殖，这是典型的接触抑制现象。 使供体核进入卵母细胞形成重构胚后，常用的激活方法有物理方法（如电脉冲）、化学方法（如钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）。 【小问2详解】 体细胞核移植获得食蟹猴，是将体细胞核移入去核卵母细胞中，最终发育成完整个体，其生物学原理是动物体细胞核具有全能性，即已经分化的动物体细胞的细胞核，在一定条件下，仍然具有发育成完整个体的潜能。 【小问3详解】 由图可知，组蛋白乙酰化可激活转录，有利于基因表达，甲基化会抑制转录，因此提高组蛋白乙酰化水平，提高组蛋白去甲基化水平都有利于相关基因恢复表达，则酶X为组蛋白乙酰化酶或组蛋白去甲基化酶。 18. CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列，Cas基因编码的Cas蛋白能与CRISPR序列区域共同发生作用。外源DNA入侵细菌后，细菌将外源DNA的部分片段整合到CRISPR中，当相同的外源DNA再次入侵时，细菌利用CRISPR/Cas9系统切割外源DNA，使之失效。CRISPR/Cas9系统广泛应用于基因工程领域，用于修改基因组中的特定序列，机制如图1所示。回答下列问题： （1）分析图1可知，利用CRISPR/Cas9系统进行基因组编辑时，首先根据靶基因的特定序列合成sgRNA（向导 RNA）。向反应体系中加入sgRNA和Cas9蛋白，sgRNA和Cas9蛋白的作用分别是___、___。 （2）CRISPR/Cas9基因编辑技术存在“脱靶”的风险,原因可能是___。CRISPR/Cas9系统可视为细菌的天然免疫系统，此外，细菌还可以通过___来识别和切割外源DNA，以维持自身遗传特性的稳定。 （3）研究发现恶性肿瘤的发生与TDO2基因有关。科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除TDO2基因的部分外显子（如图2所示），构建TDO2基因敲除纯合模型小鼠（2n），以研究TDO2基因的调控作用。经过相关的操作获得多只小鼠，并检测小鼠TDO2基因的敲除情况。 ①分别提取野生型小鼠和实验小鼠体细胞的DNA作为模板，PCR扩增时应选择图2中的引物对___，鉴定时才能区分各小鼠的基因敲除情况。DNA聚合酶沿着5＇→3＇方向合成子链，引物为子链的延伸提供了___（填“5＇”或“3＇”）端。 ②对PCR产物进行鉴定，结果如图3所示。根据电泳图，应选择___（填“1号”或“2号”）小鼠研究TDO2基因的调控作用，原因是___。 【答案】（1） ①. 通过碱基互补配对，与靶基因被编辑的序列互补结合 ②. 与sgRNA结合，切割与sgRNA结合的特定序列 （2） ①. sgRNA序列较短，特异性差 ②. 限制酶（或限制性内切核酸酶） （3） ①. 1和8 ②. 3' ③. 2号 ④. 2号小鼠的TDO2基因被敲除，TDO2基因不能表达（或1号小鼠为杂合子，TDO2基因能表达） 【解析】 【分析】切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式一黏性末端和平末端。 【小问1详解】 sgRNA是根据靶基因的待编辑序列人工合成的，能与靶基因的待编辑序列互补配对，从而引导Cas9蛋白在特定的序列进行切割。 【小问2详解】 若合成的sgRNA碱基序列过短，基因中可能有其他的互补序列，导致sgRNA定位错误，引起Cas9蛋白切割位点错误；细菌还可以通过限制酶（或限制性内切核酸酶）来识别和切割外源DNA。 【小问3详解】 ①引物2、3、6、7结合的区域被切割，DNA聚合酶沿着5'→3'方向合成子链，因此PCR扩增时选用引物对1和8；DNA聚合酶沿着5＇→3＇方向合成子链，引物为子链的延伸提供了3＇端。 ②根据图3电泳结果可知，条带2对应的是被敲除的TDO2基因。1号个体为杂合子，1个TDO2基因被敲除。2号个体为TDO2基因敲除纯合子，TDO2基因不能表达，可用来研究TDO2基因的调控作用。 19. 酵母细胞基因转录需要转录因子，转录因子包括DNA结合结构域（DNA—BD）和转录激活结构域（DNA—AD），两结构域分开时不能激活转录。如果将待测蛋白质X与DNA—BD融合，蛋白质Y与DNA—AD融合，蛋白质X和Y有相互作用时，两结构域能重新呈现完整转录因子活性，并可激活报告基因的转录，过程如图1所示。已知报告基因LacZ表达的酶可以将无色化合物X—gal水解成蓝色产物。研人员为了验证蛋白质X和Y是否具有相互作用，分别构建不同的酵母表达载体（如图2和图3所示），其中Ampc为氨苄青霉素抗性基因，HIS3和TRPI分别为控制组氨酸和色氨酸合成的基因。分析回答下列有关问题： （1）获得BD—X蛋白和AD—Y蛋白的关键是将相应基因序列连接形成___。X与Y的结合能使转录因子的BD和AD同时结合到报告基因的上游，进而招募___催化LacZ基因的转录。 （2）为将目的基因定向插入相应位点，扩增蛋白质X编码区序列时需在两个引物的5端分别添加序列___；为验证目的基因在PCR扩增时是否发生了基因突变，可对PCR产物进行___（填“电泳”“测序”或“电泳或测序”）。 （3）pLexA—JL和pB42AD载体的构建时用特定限制酶切割目的基因和载体并连接，连接产物导入大肠杆菌后扩增；为确定质粒构建是否成功，需要抽提两种质粒并酶切，并___。 （4）将成功构建的pLexA—JL和pB42AD载体导入___（填“同一个”或“不同的”）营养缺陷型的酵母菌中，与普通酵母菌相比，该营养缺陷型的酵母菌的特点是___。 （5）请预测实验结果并写出相应的实验结论：___。 【答案】（1） ①. 融合基因 ②. RNA聚合酶 （2） ①. GAATTC和GGATCC ②. 测序 （3）电泳后观察是否出现预期大小的目标条带 （4） ①. 同一个 ②. 自身不能合成组氨酸和色氨酸 （5）若实验结果中菌落出现蓝色，则说明蛋白质X和Y具有相互作用；若实验结果菌落全部为白色（不出现蓝色），则说明蛋白质X和Y无相互作用 【解析】 【分析】基因工程中，在构建基因表达载体时，需使用同种限制酶切割目的基因与载体，使其形成相同末端以便使用DNA连接酶进行连接。可通过标记基因的作用来检测受体细胞是否含有目的基因。 【小问1详解】 获得BD-X蛋白和AD-Y蛋白的关键是将相应基因序列连接形成融合基因，催化基因转录的应为RNA聚合酶。 【小问2详解】 据图可知，pLexA-JL中蛋白质X编码区序列插入位置的两端是限制酶EcoRI和BamHI的识别序列，故扩增蛋白质X编码区序列时需在两个引物的5'端分别添加序列GAATTC和GGATCC；电泳只能反应DNA分子的大小和构象，并不能显示目的基因中碱基的排列顺序，因此为验证目的基因在PCR扩增时是否发生了基因突变，可对PCR产物进行测序。 【小问3详解】 构建好基因表达载体后，可以抽提两种质粒并酶切，使用DNA电泳，观察电泳结果是否出现预期大小的目标条带，来确定表达载体构建是否成功。 【小问4详解】 根据酵母双杂交的机制，应将成功构建的pLexA一JL和pB42AD载体应导入同一个酵母菌中，在一个细胞中同时表达BD-X蛋白和AD-Y蛋白，观察是否发生互作。pLexA-JL和pB42AD载体中的标记基因HIS3和TRPI分别为控制组氨酸和色氨酸合成的基因，因此培养基中不能添加组氨酸和色氨酸，所用营养缺陷型的酵母菌为组氨酸和色氨酸合成缺陷型酵母菌。只有同时导入了pLexA一JL和pB42AD载体的酵母菌才能合成组氨酸和色氨酸，从而在培养基上存活，从而起到筛选作用。 【小问5详解】 由于只有当蛋白质X和蛋白质Y相互作用时，转录因子的DNA结合功能域（DNA-BD）和转录激活结构域（DNA-AD）才能发挥作用，进而激活报告基因的启动子，从而驱动对报告其因（LacZ基因）的转录，进而得以表达，报告基因LacZ表达的酶可以将无色化合物X-gal水解成蓝色产物。因此，可以通过检测菌落的颜色（菌落是否呈现蓝色）来确定蛋白质X和Y是否具有相互作用。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津一中2024-2025-2高二年级 生物学科期中质量调查试卷 本试卷分为第I卷（选择题）、第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第I卷1至4页，第Ⅱ卷5至7页。考生务必将答案涂写答题纸或答题卡的规定位置上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利! 一、单选（每个3分，共42分） 1. 豆豉是一种古老的传统发酵豆制品，制作流程图如下。下列相关叙述正确的是（　　） 注：后期发酵在室外日晒，每天搅拌两次。 A. 传统方法制作豆豉，以混合菌种的液体发酵为主 B. 前期发酵利用的是自然界的微生物，此时微生物会大量繁殖 C. 调味过程中加盐可抑制杂菌生长，白酒和风味料只是调节口味 D. 装坛后日晒可为微生物提供能量，搅拌可为微生物提供氧气 2. 高浓度的铵盐对池塘养殖的对虾有一定的毒害作用，硝化细菌是一种好氧菌，可有效净化水体中的铵盐，降低对虾的死亡率。科研人员拟从当地对虾养殖池塘中筛选出对铵盐降解率高且稳定的硝化细菌菌株，操作流程如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 从对虾死亡率低的养殖池塘中取样，能 提高筛选的成功率 B. 纯化菌种时，若按图中所示的接种方法接种，接种环需要灼烧4次 C. 在锥形瓶中培养硝化细菌时需要振荡培 养，目的是增加硝化细菌与营养物质、溶解氧的充分接触 D. 可选择铵盐浓度减小得最多的一组候选 菌进行后续培养 3. 柑橘酸腐病是由白地霉菌引起的柑橘贮藏期常见的病害之一。抗菌肽是一种抑菌活性强、无环境污染的生物多肽。为研究抗菌肽对白地霉菌的抑菌效果，现用金属打孔器在多个长势相似柑橘果实的相同部位打孔，每个打孔处接种相同体积的处理液，比较15天后的病斑直径，各组处理及结果见表。下列相关叙述错误的是（　　） 组别 1 2 3 4 5 接种处理方式 接种一定体积的白地霉菌孢子悬浮液 抗菌肽溶液与白地霉菌孢子悬浮液混合后直接接种 先加入抗菌肽溶液，2h后接种白地霉菌孢子悬浮液 X 抗菌肽溶液液白地霉菌孢子悬浮液混合，培养2h后接种 15天后病斑直径/mm 41.3 13.9 29.3 28.7 11.2 A. 金属打孔器在每次打孔前需进行灼烧灭菌，目的是防止杂菌污染 B. 表中X应为先接种白地霉菌孢子悬浮液，2h后再加入抗菌肽溶液 C. 抗菌肽与白地霉菌孢子悬浮液先后加入的抑菌效果强于混合加入的抑菌效果 D. 实验结束后5个组别使用的柑橘不能立即丢弃 4. 药用植物板蓝根（2n=14）具有抗病毒及抗菌等作用。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 后期I细胞两极染色体数目比的占比（%） 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. 板蓝根—油菜杂种AS1属于二倍体，体细胞中有两个染色体组 B. 板蓝根产生的配子与甘蓝型油菜产生的配子受精后需用秋水仙素诱导细胞染色体数目加倍 C. 杂交种AS1在后期I时，有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，造成这一现象的可能原因是后期I有部分染色单体未分离 D. 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 5. 酒精是生物学实验中常用的试剂。下表列出了酒精在实验中的作用，表述错误的选项共有（ ） 选项 实验 酒精的作用 ① DNA的粗提取与鉴定 溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质 ② 菊花的组织培养 工作台、外植体、培养基等的消毒 ③ 绿叶中色素的提取 溶解绿叶中的色素 ④ 检测生物组织中的脂肪 洗去浮色 ⑤ 观察植物根尖分生区组织细胞的有丝分裂 酒精和卡诺氏液一起制成解离液 ⑥ 研究土壤中小动物类群的丰富度 防止小动物尸体腐烂 A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项 6. 模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述，模型构建是生物学教学、研究和学习的一种重要方法．对下列两个生物概念模型的理解或者分析正确的组合是（　　） ①若图1表示基因工程的操作流程图，则C表示重组质粒，D是受体细胞； ②若图1表示植物体细胞杂交过程，则A、B在融合前必须经过胰蛋白酶处理--制备原生质体，形成的C称为杂种细胞，从C到D需要的技术是植物组织培养； ③若图2中B是核移植技术，C是胚胎移植技术，则形成d的过程体现了高度分化的动物体细胞核也具有全能性； ④若图2中B表示下丘脑，C表示垂体，切断下丘脑与垂体的联系，对胰岛的影响比对甲状腺、肾上腺的影响更大． A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 7. 下图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系获得过程，相关叙述错误的是（ ） A. 过程①中，精子需要用ATP培养，卵母细胞应处于减数第二次分裂中期 B. 卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，因此不能直接用卵母细胞培养 C. 过程②中，经历了有丝分裂和分化，不同阶段表达的基因存在差异 D. “早期胚胎”最可能是囊胚，其中的内细胞团细胞具有全能性 8. 人干扰素（IFN）是机体免疫细胞产生的一类细胞因子。用白细胞生产干扰素时，每个细胞最多只能产生100～1000个干扰素分子，而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产（原理如图），在1～2天内每个菌体能产生20万个干扰素分子。天然的干扰素在体外保存相当困难，如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变为丝氨酸，在一定条件下可以延长保存时间。下列说法正确的是（ ） A. 基因工程核心步骤需要的工具酶有DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶，其作用部位都是磷酸二酯键 B. 将重组质粒导入大肠杆菌常用显微注射技术 C. 酵母菌或大肠杆菌都可作受体菌，二者生产的干扰素在结构上没有区别 D. 为延长保存时间，对干扰素进行改造，需通过改造干扰素基因来实现 9. 科研人员将四种酶的基因（EcCAT、QsGLO1、EcGCL、TSR）与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图），在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法正确的是（　　） A. 限制酶需要识别特定的序列具有专一性，DNA连接酶不具有专一性 B. 含卡那霉素的培养基上不能存活的植物受体细胞未成功导入四种目的基因 C. OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板 D. 利用PCR等技术检测OsGLO1基因是否转录时，需要的酶是Taq DNA聚合酶 10. 通过PCR扩增可得到含有部分未知序列的DNA片段的扩增产物，具体操作步骤如下图所示，图中白色为未知片段，黑色为已知片段，M、N为限制酶的识别序列，下列相关叙述错误的是（ ） A. 图中已知片段中不能含有N限制酶的识别序列 B. 将最终的PCR产物进行测序即可知道未知片段的DNA序列 C. 图中PCR过程中所使用的引物应依据a、b的序列进行设计 D. 第一步酶切时可将N更换为两种不同的限制酶，只要所用限制酶的识别序列在已知片段中不存在即可 11. 毕赤酵母（能以甲醇为唯一碳源）可作为生产抗原蛋白的工程菌。研究人员以图1所示质粒为载体，构建含乙型肝炎病毒表面抗原蛋白基因HBsAg的重组质粒，导入大肠杆菌中进行扩增后，再经酶切后导入毕赤酵母，经同源重组整合到其染色体DNA上，其中的T启动子是一种甲醇诱导型启动子。图1、图2中的限制酶酶切位点对应的碱基序列如图3所示。下列说法错误的是（ ） A. 利用PCR技术获取HBsAg基因时，引物A结合的单链是b链 B. 科研人员利用限制酶和E.coliDNA连接酶将HBsAg基因正确插入图1所示质粒时，应选用SmaⅠ、BclⅠ酶对质粒进行酶切处理 C. 构建重组载体后，导入大肠杆菌，在含有氨苄青霉素的培养基上进行培养，与含空白质粒的大肠杆菌菌落相比，含有重组质粒的菌落具有不能发绿色荧光的特征 D. 将大肠杆菌中获取的HBsAg基因导入毕赤酵母后，转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入甲醇，其目的是诱导HBsAg基因表达，同时也为毕赤酵母提供能量 12. 已知红、绿色荧光蛋白基因可以在人体内正常表达，且表达产物可以通过粪便进行定量检测；炎症性肠病（IBD）是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且产生量与该病的进展呈正相关。基于此，科研人员开发了智能工程菌，用于疾病诊断和了解疾病进程，以便精确用药。下图是三种智能工程菌体内重组质粒的部分结构。下列有关分析错误的是（ ） A. 通常会使用Ca2+处理工程菌，以便于转入构建好的表达载体 B. 完整的重组质粒1除图中所示结构外还应有标记基因和复制原点 C. 重组质粒1用于特异性治疗，重组质粒2、3用于特异性检测 D. 与重组质粒3相比，重组质粒2的检测结果更加准确 阅读下列材料，完成下面小题。 器官移植的供体严重短缺是全球性问题。在异种动物体内培育人源器官，或是解决途径之一。中国科学院研究员先对人类成体细胞进行编辑，形成诱导多能干细胞（iPSCs）。之后将一定数量的iPSCs注射到缺失肾脏发育关键基因的猪胚胎中，构建出嵌合胚胎。24小时后，这些猪胚胎被移植入选定的代孕母猪体内。28天后，这些胚胎中的一些会发育成为未成熟的人类肾脏。从动物体内“收获”人体器官不再是纸上谈兵。实验思路如下图所示。 13. 关于该实验的叙述，正确的是（ ） A. 过程③需要将胚胎细胞放在充满CO2的培养箱中培养 B. 过程④需要利用灭活的仙台病毒诱导细胞发生融合 C. 过程⑤需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理 D. 过程⑥所得个体不同组织细胞中的基因组成存在着差异 14. 基于伦理规定及国际惯例，代孕猪在胎龄3-4周时终止妊娠，但该做法依然引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是（ ） A. 嵌合体的出现会导致人类和其他动物之间的界限模糊 B. 接受该种肾脏移植的患者，其后代可能携带有部分猪的染色体 C. 实验获得的人类肾脏，其人类细胞占比、器官功能等指标都是未知数 D. 器官使用者很可能不希望使用被编辑过的细胞长成的器官 二、简答题（共58分） 15. ε-聚赖氨酸（ε-PL）能抑制多种微生物的活性，且人体可将其分解为赖氨酸，是一种优良的天然食品防腐剂。科研人员欲从土壤中分离能分泌ε-PL的微生物，做了如图所示的实验（1~V表示过程，①~③表示菌落），已知ε-PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈。 （1）实验中需注意无菌操作，下列需要灭菌处理的是______。 A. 土样 B. 培养基 C. 接种环 D. 涂布器 （2）图中第I步最常用的接种方法是_______。若经第Ⅱ步培养后发现菌落铺满了整个培养基、无法分辨出单菌落，则应在第I步之前______，再进行接种。 （3）第Ⅲ步接种，应挑选________（①②③）号菌落。 （4）下列所示操作，发生在图中哪个过程__________（填图中过程编号）。 （5）下列关于实验中用到的4种培养基的分析，正确的是________（多选）。 A. 甲培养基是液体培养基，能提供目的基因所需的全部营养 B. 乙培养基是固体培养基，用于选择产ε-PL的菌种 C. 丙培养基是固体培养基，用于分离产ε-PL的菌种 D. 丁培养基是液体培养基，用于目的菌的增殖、生产ε-PL 为检测上述收集到的ε-PL对不同种类微生物的抑制能力，研究人员将大肠杆菌等菌种分别涂布于某培养基表面，再将浸有不同浓度ε-PL的滤纸圆片置于平板培养基表面，培养后测量清晰区的宽度，得到表所示的结果。 ε-PL浓度/mg·L-1清晰区宽度/mm微生物 20 30 40 50 60 70 大肠杆菌 + + 7.2 10.8 11.6 13.3 沙门氏菌 + + 6.5 9.2 10.9 13.0 酿酒酵母 7.2 9.1 12.6 13.4 14.8 - 红曲霉 + + + + + 6.3 注：“+”表示无清晰区，“-”表示未进行实验。 （6）下列关于上述抑菌实验的叙述，正确的是______（多选）。 A. 结果显示ε-PL对酿酒酵母的抑制作用最强 B. ε-PL对四种微生物的抑制效果与浓度正相关 C. 用于实验的培养基应该用液体的选择培养基 D. 接种过程需在超净工作台火焰周围进行 （7）经实验筛选到的菌种经大规模发酵可大量生产ε-聚赖氨酸（ε-PL），以下说法正确的是______（单选）。 A. 发酵过程中培养基和设备均采用相同方式灭菌 B. 选育出的菌种可直接用于大型发酵 C. 发酵过程需严格控制温度、pH和溶解氧等培养条件 D. 发酵产物ε-聚赖氨酸（ε-PL）需从微生物体内分离提纯 （8）下面是某种培养基配方： 纤维素粉 Na2NO3 Na2HPO4·7H2O KH2PO4 MgSO4·7H2O KCl 酵母浸膏 H2O 5g 1g 1.2g 0.9g 0.5g 0.5g 0.5g 1000mL ③根据表中培养基的成分，所培养微生物的同化作用类型是_______（填“自养型”或“异养型”）。 16. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生代谢产物紫杉醇是一种高效抗癌药物，但由于红豆杉野生资源匮乏，且红豆杉植株紫杉醇含量极低，导致了紫杉醇的供应严重不足。因此，研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行了融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如下图。请回答下列问题。 注：X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位或染色体消除，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 （1）过程①中需将植物组织经____后接种于MS培养基上诱导____过程，产生愈伤组织。 （2）过程②中将愈伤组织加入经____处理的较高渗透压的无菌酶液中，离心后弃去____，加入洗涤液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是____。 （3）融合前需用X射线照射____的原生质体，用____处理另一亲本的原生质体。 （4）采用二乙酸荧光素（FDA）法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过活细胞质膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择____的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用____计数，以确定原生质体密度。 （5）过程③常用的化学试剂是____，用该试剂处理一段时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是____。经诱导融合后，再生细胞团只能来自于异源融合的原生质体，这是因为只有杂种细胞具备____能力。 （6）过程④中，再分化阶段所用培养基中当植物激素X多Y少时，未分化细胞群将分化出芽，则植物激素X、Y的名称分别是____。 17. 我国研究人员培育出了细胞核移植灵长类动物——食蟹猴，流程如图甲所示，①~⑥表示过程。研究发现向融合细胞中注入酶X的mRNA后，能显著提高融合细胞发育成囊胚的成功率，这与染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，调控了相关基因的表达有关，过程如图乙所示。据图分析回答下列问题： （1）图甲过程①在原代培养时，细胞分裂生长到表面相互接触就会停止分裂增殖，这种现象叫______，过程②中供体核进入卵母细胞形成重构胚，可用______（填出一种）的方法使其激活；完成细胞分裂和发育的进程。 （2）体细胞核移植获得食蟹猴的生物学原理是_____。 （3）图甲中向融合细胞中注入酶X的mRNA有利于相关基因恢复表达，从而提高实验成功率，据图乙分析，酶X可能是_______。 18. CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列，Cas基因编码的Cas蛋白能与CRISPR序列区域共同发生作用。外源DNA入侵细菌后，细菌将外源DNA的部分片段整合到CRISPR中，当相同的外源DNA再次入侵时，细菌利用CRISPR/Cas9系统切割外源DNA，使之失效。CRISPR/Cas9系统广泛应用于基因工程领域，用于修改基因组中的特定序列，机制如图1所示。回答下列问题： （1）分析图1可知，利用CRISPR/Cas9系统进行基因组编辑时，首先根据靶基因的特定序列合成sgRNA（向导 RNA）。向反应体系中加入sgRNA和Cas9蛋白，sgRNA和Cas9蛋白的作用分别是___、___。 （2）CRISPR/Cas9基因编辑技术存在“脱靶”的风险,原因可能是___。CRISPR/Cas9系统可视为细菌的天然免疫系统，此外，细菌还可以通过___来识别和切割外源DNA，以维持自身遗传特性的稳定。 （3）研究发现恶性肿瘤的发生与TDO2基因有关。科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除TDO2基因的部分外显子（如图2所示），构建TDO2基因敲除纯合模型小鼠（2n），以研究TDO2基因的调控作用。经过相关的操作获得多只小鼠，并检测小鼠TDO2基因的敲除情况。 ①分别提取野生型小鼠和实验小鼠体细胞的DNA作为模板，PCR扩增时应选择图2中的引物对___，鉴定时才能区分各小鼠的基因敲除情况。DNA聚合酶沿着5＇→3＇方向合成子链，引物为子链的延伸提供了___（填“5＇”或“3＇”）端。 ②对PCR产物进行鉴定，结果如图3所示。根据电泳图，应选择___（填“1号”或“2号”）小鼠研究TDO2基因的调控作用，原因是___。 19. 酵母细胞基因转录需要转录因子，转录因子包括DNA结合结构域（DNA—BD）和转录激活结构域（DNA—AD），两结构域分开时不能激活转录。如果将待测蛋白质X与DNA—BD融合，蛋白质Y与DNA—AD融合，蛋白质X和Y有相互作用时，两结构域能重新呈现完整转录因子活性，并可激活报告基因的转录，过程如图1所示。已知报告基因LacZ表达的酶可以将无色化合物X—gal水解成蓝色产物。研人员为了验证蛋白质X和Y是否具有相互作用，分别构建不同的酵母表达载体（如图2和图3所示），其中Ampc为氨苄青霉素抗性基因，HIS3和TRPI分别为控制组氨酸和色氨酸合成的基因。分析回答下列有关问题： （1）获得BD—X蛋白和AD—Y蛋白的关键是将相应基因序列连接形成___。X与Y的结合能使转录因子的BD和AD同时结合到报告基因的上游，进而招募___催化LacZ基因的转录。 （2）为将目的基因定向插入相应位点，扩增蛋白质X编码区序列时需在两个引物的5端分别添加序列___；为验证目的基因在PCR扩增时是否发生了基因突变，可对PCR产物进行___（填“电泳”“测序”或“电泳或测序”）。 （3）pLexA—JL和pB42AD载体的构建时用特定限制酶切割目的基因和载体并连接，连接产物导入大肠杆菌后扩增；为确定质粒构建是否成功，需要抽提两种质粒并酶切，并___。 （4）将成功构建的pLexA—JL和pB42AD载体导入___（填“同一个”或“不同的”）营养缺陷型的酵母菌中，与普通酵母菌相比，该营养缺陷型的酵母菌的特点是___。 （5）请预测实验结果并写出相应的实验结论：___。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $