精品解析：江苏省扬州市广陵区新华中学2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题

扬州市新华中学2024~2025学年度第二学期 高二生物期中考试 （满分100分；考试时间：75分钟） 一、单项选择题：本题包括14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项最符合题意） 1. 利用麦冬花药进行离体培养可为后期基因改良及新品种选育提供材料，操作流程如下图。下列叙述不正确的是（ ） A. 需要对麦冬花药、培养基及操作工具进行灭菌处理 B. 图中X和Y分别表示愈伤组织和单倍体幼苗 C. 图中①和②过程所用培养基中激素用量的比例不同 D. 麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞具有全能性 【答案】A 【解析】 【分析】图示表示麦冬花药离体培养产生花粉植株的途径，①阶段表示脱分化，该阶段能形成X愈伤组织，其细胞分化程度低，全能性高；②阶段表示再分化过程，该阶段能形成胚状体，进一步发育形成植株，Y是单倍体植株。 【详解】A、植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境，其中麦冬花药要进行消毒处理，而培养基及操作工具需灭菌处理，A错误； B、图中X是经脱分化形成的愈伤组织，Y最初是由花药形成，是胚状体形成的单倍体幼苗，B正确； C、在植物组织培养培养过程中，使用不同的植物激素能够人为地控制细胞的脱分化和再分化，故脱分化与再分化二者使用的培养基主要是生长素以及细胞分裂素两种激素用量及比例的不同，C正确； D、麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞（花药）具有全能性，D正确。 故选A。 2. 植物甲和植物乙是两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究者欲通过植物细胞工程技术生产疗效相近且具有叠加效应的“药对”，操作流程如图所示，序号代表过程。下列叙述正确的是（ ） A. 生长素与细胞分裂素比值低利于愈伤组织分化生根 B. ②在低渗的培养液中，常用PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等 C. ⑤可以利用促进细胞分化的培养条件来提高次生代谢物的总含量 D. 该过程运用的生物学原理是细胞膜的流动性和细胞增殖 【答案】D 【解析】 【分析】图中是植物甲和乙体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③为形成新的杂种细胞，④为脱分化形成愈伤组织，⑤为提取代谢产物。 【详解】A、生长素促进根的生成，生长素与细胞分裂素比值高利于愈伤组织分化生根，A错误； B、过程②是诱导原生质体融合，一般在等渗或略高渗的培养液中，常用PEG融合法、电融合法等。灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合的方法，B错误； C、过程⑤利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞，从中直接提取次生代谢物，实现工厂化生产，故可以利用促进细胞生长的培养条件来提高次生代谢物的总含量，C错误； D、该过程运用的生物学原理是细胞膜的流动性、细胞增殖，但未体现植物细胞的全能性（形成各种细胞或完整植株），D正确。 故选D。 3. 在制备单克隆抗体过程中，诱导免疫脾细胞（B淋巴细胞）和骨髓瘤细胞融合后，在培养体系中会存在多种细胞，常使用HAT培养基筛选所需的杂交瘤细胞，其原理如图（已知哺乳动物细胞中有两条 途 径可以合成DNA，一条 途 径会被HAT培养基中的氨基 喋呤阻断，另一条 途 径需要关键酶HGPRT的参与）。下列分析正确的是（ ） A. 诱导融合后只存在未融合的亲本细胞、融合同种核的细胞和产生同种抗体的杂交瘤细胞 B. 融合成功的杂交瘤细胞在HAT培养基中DNA的合成会被干扰，但能够存活并无限增殖 C. 免疫脾细胞的DNA合成过程被HAT培养基中的氨基 喋呤阻断从而不能在体外无限繁殖 D. 实验过程中使用的骨髓瘤细胞是经过人工筛选的缺陷型细胞，不具备无限增殖的能力 【答案】B 【解析】 【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛进出杂交瘤细胞；进行克隆化培养和抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。 【详解】A、诱导融合后会产生三种类型的细胞：未融合的亲本细胞、融合同种核的细胞和杂交瘤细胞，但杂交瘤细胞有多种类型，能够产生多种类型的抗体，A错误； B、融合成功的杂交瘤细胞在HAT培养基（含有氨基 喋呤）中会失去一条DNA合成的 途 径，即DNA的合成会被干扰，但具有关键酶HGPRT，依然能够存活并无限增殖，B正确。 C、免疫脾细胞是高度分化的细胞，本身就不具备无限繁殖能力；免疫脾细胞的DNA合成过程不会被HAT培养基中的氨基 喋呤阻断，C错误； D、实验过程中使用的骨髓瘤细胞是经过人工筛选的缺陷型细胞，缺乏关键酶HGPRT，但仍具备通过另一条 途 径进行DNA合成实现无限增殖的能力，D错误。 故选B。 4. 诺贝尔生理学奖获得者发现，利用逆转录病毒将0ct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述不正确的是（ ） A. iPS细胞核移植比胚胎干细胞核移植更容易表现全能性 B. iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，还可以避免免疫排斥 C. 导入的4个关键基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力 D. ①②③利用iPS获得各种器官组织时应加入分化诱导因子 【答案】A 【解析】 【分析】分析题图：图示表示将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。图中@②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达。用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，属于自体移植，不发生免疫排斥反应，这可以大大提高器官移植成功率。 【详解】A、结合题意“iPS细胞是类似干细胞的诱导多能干细胞”，而胚胎干细胞属于全能干细胞，故胚胎干细胞核移植更容易表现全能性，A错误； B、iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞，只需对体细胞进行操作及适当的培养即可，无需破坏胚胎，由于该技术属于自体移植，还可以避免免疫排斥，B正确； C、根据题文，导入的基因能促使已分化的体细胞成为诱导多能干细胞（iPS细胞），已分化体细胞无分裂能力或分裂能力较弱，而干细胞是一类有分裂能力的细胞，故导入的基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力，C正确； D、iPS可分化为多种细胞，加入分化诱导因子才能获得相应的组织或器官，D正确。 故选A。 5. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得多能干细胞，继而利用多能干细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下图所示，下列叙述正确的是（ ） A. 对克隆鼠X进行性别鉴定时应从该图中囊胚的滋养层处取样 B. 将克隆鼠的肝脏移植给灰鼠一定可避免免疫排斥反应 C. 黑鼠和白鼠不需要进行同期发情处理 D. 胚胎早期发育时，桑葚（椹）胚内部开始出现含液体的腔 【答案】C 【解析】 【分析】据图可知，从黑鼠中提取体细胞诱导形成多能干细胞，然后注入到特殊处理使内细胞团不发育的囊胚中，形成的重组囊胚移入到白鼠（代孕母鼠），最终形成克隆鼠X。 【详解】A、克隆鼠X是由多能干细胞发育形成的，与滋养层细胞中遗传物质并不相同，因此对克隆鼠X进行性别鉴定时不能从滋养层处取样，A错误； B、克隆鼠是由黑鼠体细胞诱导形成的多能干细胞发育形成的，与黑鼠遗传特性相同，因此将克隆鼠的肝脏移植给黑鼠可避免免疫排斥反应，灰鼠不可避免免疫排斥反应，B错误； C、黑鼠提供体细胞诱导形成多能干细胞，黑鼠和白鼠不需要进行同期发情处理，C正确； D、胚胎早期发育时，囊胚内部开始出现含液体的腔，D错误。 故选C。 6. 如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是（ ） A. 导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞 B. 利用农杆菌转化法可将含有目的基因的T－DNA整合到植物受体细胞的染色体DNA上 C. 扩增目的基因时，利用TaqDNA聚合酶从引物a、b的3＇端进行子链合成 D. 若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的，则该基因中不含启动子序列 【答案】A 【解析】 【分析】将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。基因表达载体常包括目的基因、启动子、终止子、标记基因。标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 【详解】A、导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞不是乳腺细胞，而是受精卵或早期胚胎细胞，A错误； B、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据农杆菌的这一特点，将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因的T-DNA整合到植物细胞中染色体的DNA上，B正确； C、引物的延伸方向为3'端，扩增目的基因时，利用耐高温的DNA聚合酶从引物a、b的3'－端进行子链合成，C正确； D、启动子是位于DNA上RNA聚合酶的结合部位，mRNA是由基因启动子后面的序列编码而来的，若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的，则该基因中不含启动子序列，D正确。 故选A。 7. 我国科学家开发了一种利用自体肝细胞治疗遗传性肝病的新技术（如图）。用基因编辑技术对体外培养的患者肝细胞进行基因修复后，将细胞移植给人酪氨酸血症模型小鼠，小鼠肝功能得到有效改善。相关叙述错误的是（ ） A 用胶原蛋白酶或胰蛋白酶处理可分散肝组织细胞 B. 基因编辑工具使肝细胞内致病基因修复为正常基因 C. 此过程利用显微注射技术将正常基因导入肝细胞 D. 使用免疫缺陷小鼠可避免异种移植引发的免疫排斥 【答案】C 【解析】 【分析】在进行细胞培养时，首先要对新鲜取材的动物组织进行处理，或用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞。然后，用培养液将细胞制成细胞悬液，再将细胞悬液放 入培养瓶或培养皿内，置于适宜环境中培养。 【详解】A、动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理部分组织使细胞分散获得单个细胞，A正确； B、分析图可知，将携带正常基因的重组腺病毒并利用CRISPR/Cas9基因编辑工具，可以使肝细胞内致病基因修复为正常基因，B正确； C、分析图可知，该过程是利用载体——重组腺病毒将正常基因导入肝细胞，并不是利用显微注射技术将正常基因导入肝细胞，C错误； D、免疫缺陷小鼠免疫功能受损，所以使用免疫缺陷小鼠可避免异种移植引发的免疫排斥，D正确。 故选C。 8. 下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是（　　） A. PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行灭菌 B. PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在-20 ℃储存 C. 将PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出，放在高温环境中迅速融化 D. 在向微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换 【答案】C 【解析】 【分析】PCR实验操作过程中的操作提示：1、为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液及蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌。2、PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在-20℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。3、在微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。所有的成分都加入后，盖严离心管口的盖子，用手指轻轻弹击管的侧壁，使反应液混合均匀，再将微量离心管放在离心机上，离心约10s，使反应液集中在离心管底部，再放入PCR仪中进行反应。 【详解】A、为了避免外源DNA等因素的影响，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行灭菌，A正确； B、PCR所用的缓冲液和酶一般需要分装成小份，并在-20 ℃储存，B正确； C、使用前，将PCR所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化，C错误； D、为避免试剂的交叉污染，在向微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，D正确。 故选C。 9. 在“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，正确的是（ ） A. 根据待分离DNA片段的大小，需用无菌水配制0.8%~1.2%的琼脂糖溶液 B. 待指示剂前沿迁移到达凝胶加样孔边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶 C. 扩增得到的PCR产物与电泳缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散 D. PCR体系中G-C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度 【答案】D 【解析】 【分析】PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。 【详解】A、配制琼脂糖溶液时，应该用缓冲液而不是无菌水来配制，这样才能维持合适的离子强度和pH等条件，保证电泳效果，A错误； B、待指示剂前沿迁移至凝胶边缘时停止电泳，以防止样品流失到缓冲液中，B错误。 C、将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔，以防样品飘散，C错误； D、G-C碱基对含有3个氢键，目的基因中G-C碱基对含量越多，使DNA解链的所需温度越高，因此PCR体系中G-C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度，D正确。 故选D。 10. 转基因抗虫棉的Bt蛋白在细胞质积累，可能与内源蛋白相互作用，产生非期望效应。C蛋白能结合纤维素，科研人员将C基因与Bt基因连接构建融合基因（如图）导入棉花细胞。相关叙述正确的是（ ） A. 使用DNA聚合酶催化C基因和Bt基因连接 B. 选择引物2和4进行PCR以确定基因正确连接 C. 可通过花粉管通道法将融合基因导入棉花细胞 D. 融合基因表达可促进Bt蛋白在细胞膜定向积累 【答案】C 【解析】 【分析】基因工程需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定；构建基因表达载体就是要让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时，使目的基因能够表达和发挥作用，这一步是基因工程的核心工作。 【详解】A、DNA聚合酶的功能是催化DNA链的延伸（如PCR中），而连接两个基因需要的是DNA连接酶（如T4 DNA连接酶），因此使用DNA连接酶催化C基因和Bt基因连接，A错误； B、PCR检测融合基因时，需选择位于两个基因外侧的引物（如C基因上游和Bt基因下游），确保仅当基因正确连接时才能扩增出目标片段，因此选择引物1和4进行PCR才可以确定基因正确连接，B错误； C、花粉管通道法通过将外源DNA直接导入花粉管，利用受精过程将基因整合到胚胎细胞中，因此可通过花粉管通道法将融合基因导入棉花细胞，C正确； D、C蛋白能结合纤维素（主要存在于细胞壁），融合基因表达后，Bt蛋白通过与C蛋白的结合被定向至细胞壁附近，减少细胞质中的积累，从而避免非期望效应，D错误。 故选C。 11. 新型蛋白质进化模型EVOLVEpro可以利用氨基酸序列，仅通过少量学习和最低限度的实验测试来预测蛋白质空间结构，从而获得新型高活性蛋白质改造方案。下列有关说法正确的是（ ） A. 预测蛋白质结构需要依据肽链中肽键的结构、氨基酸的物理性质与结构 B. 当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟 C. EVOLVEpro在蛋白质工程广泛应用后将不再需要借助基因工程手段改造蛋白质 D. 蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因 【答案】D 【解析】 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产生活需求。 【详解】A、对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发，对蛋白质的空间结构进行设计，不是肽键的结构和氨基酸的物理性质与结构，A错误； B、当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对大多数蛋白质的高级结构的了解还不够，B错误； C、新型蛋白质进化模型EVOLVEpro可以利用氨基酸序列，蛋白质工程仍需要基因修饰或基因合成等手段，EVOLVEpro在蛋白质工程广泛应用后将还需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良，C错误； D、蛋白质工程和基因工程的实质都是改造基因，操作对象都是基因，D正确。 故选D。 12. 限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列有关说法正确的是（ ） A. DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键 B. 限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸 C. T4DNA连接酶既可以连接黏性末端又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较高 D. 限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA 【答案】B 【解析】 【分析】基因工程最基本工具：①基因的"剪刀”---限制性核酸内切酶（简称限制酶）；②基因的"针线”--DNA连接酶；③基因的运载体---质粒、噬 菌体、动植物病毒等。 【详解】A、DNA连接酶连接的是两个DNA片段，A错误； B、限制酶只能切割DNA分子，烟草花叶病毒的核酸是RNA，不能切割，B正确； C、T4DNA连接酶是从T4噬菌体中分离得到的，既可以连接黏性末端，也可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较低，C错误； D、限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是不会剪切自身的DNA，D错误。 故选B。 13. 科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌（工程菌），可作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如下图所示，天然大肠杆菌不含有图中所示基因。已知GFP蛋白可在一定条件下发出绿色荧光。下列有关说法正确的是（ ） A. 当环境中存在四环素时，TetR蛋白的抑制作用被解除，GFP蛋白表达 B. 培育“报警器”需要导入天然大肠杆菌的目的基因只有GFP基因 C. 转基因工程菌中的GFP基因表达产物还需要内质网等细胞器的加工 D. 当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白会明显增多 【答案】A 【解析】 【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：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。 【详解】A、TetR蛋白可以抑制启动子2发挥作用，而四环素又可以抑制该过程，当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达，A正确； B、天然大肠杆菌不具备题图中所示基因，要检测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，根据题图分析可知，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因，B错误； C、转基因工程菌是大肠杆菌，为原核生物，无内质网，C错误； D、四环素抑制TetR蛋白发挥抑制作用，但并不影响TetR基因的表达，可见当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白的量是正常的，D错误。 故选A。 14. 海南作为中国唯一的热带岛屿省份，其种业发展在气候、资源、科技等方面均有明显优势。在海南，从常见的杂交水稻、高产玉米，到转基因抗虫棉花、耐热菊花，诸多优质新品种在这里被评议审定、种植推广。下列有关叙述错误的是（ ） A. 转基因产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市 B. 我国对转基因技术的方针是研究上要大胆、推广上要慎重、管理上要严格 C. 我国制定的有关法规最大程度保证了转基因技术和已上市转基因产品的安全性 D. 转基因农作物可能引起食品安全问题，但对生态环境没有影响 【答案】D 【解析】 【分析】转基因技术是一把双刃剑， 最重要的是要科学合理的利用这项技术，通过技术提高了很多农产品的收益、解决了饥饿问题和对遗传病的治疗带来新的希望；对微生物的基因改造是基因工程中研究最广泛和取得实际应用成果最多的领域。 【详解】A、转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市，A正确； B、针对转基因技术的应用，各个国家都制定了符合本国利益的法规和政策。我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管，B正确； C、国家有关部门制定实施了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物进口安全管理办法》，这些法规的制定既维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性，C正确； D、转基因农作物除了可能会引起食品安全问题，还可能会对生态环境造成不利影响，比如影响非靶标生物生存、导致基因污染等，D错误。 故选D。 二、多项选择题（本题包括5小题，每小题3分，共15分。每小题有不止一个选项符合题意。每小题全选对得3分，选对但不全得1分，错选或不答得0分） 15. 草莓是无性繁殖的作物，它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累，会导致产量降低，品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列有关叙述正确的是（ ） A. 方法一中，甲常选用茎尖，原因是其几乎未感染病毒 B. 通常采用95%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理 C. A、C两个过程属于植物组织培养，都经过脱分化和再分化 D. 判断两种选育方法的效果都需要通过病毒接种实验 【答案】AC 【解析】 【分析】植物组织培养的过程是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成根，芽，最终发育成植物体。根据题图，方法一是采用植物组织培养的方法培育脱毒苗，方法二是通过基因工程手段获得的抗病毒草莓。 【详解】A、植物的分生区附近(如茎尖)的病毒极少，几乎不含病毒，因此对茎尖进行植物组织培养，可以获得脱毒植株，A正确； B、在植物组织培养中，需要用75％的酒精和5％次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理，保证植物组织培养的成功，B错误； C、A、C两个过程属于植物组织培养，都经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成根芽，最终发育成植株，C正确； D、方法一获得的无病毒苗应根据植株性状检测，不需要接种病毒；方法二获得的抗病毒草莓需要通过接种病毒检测，D错误。 故选AC。 16. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中的选材或操作的叙述，不正确的是（ ） A. 可选择鸡或者兔的成熟红细胞作为实验材料来获取DNA B. 利用DNA溶于酒精，而某些蛋白质不溶于酒精的特性，可以初步分离DNA与蛋白质 C. 用玻璃棒沿一个方向快速搅拌卷起丝状物，可提高DNA的提取量 D. 将DNA用2moL/L的NaCl溶解后与二苯胺试剂混合均匀，进行沸水浴后，待其冷却观察颜色反应 【答案】ABC 【解析】 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性；（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、兔的成熟红细胞无细胞核，无法作为提取DNA的实验材料，A错误； B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可利用此原理将DNA与蛋白质分离，B错误； C、用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌，快速搅拌会破坏DNA分子的完整性，C错误； D、将DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后，在沸水浴条件下，呈蓝色，D正确。 故选ABC。 17. 下列关于PCR和电泳鉴定的说法，错误的是（ ） A. PCR反应体系中含有含Mg2+的扩增缓冲液、4种dNTP、两种引物、Taq酶和蒸馏水等 B. 凝胶中的DNA分子通过溴化乙锭染色后可在紫外灯下被检测出来 C. 将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1cm为宜 D. DNA样品在电场中迁移的方向由正极向负极移动 【答案】ACD 【解析】 【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 【详解】A、PCR反应体系中含有含Mg2+的扩增缓冲液、4种dNTP、两种引物、Taq酶和无菌水等，A错误； B、凝胶中的DNA分子通过溴化乙锭染色后可在300nm的紫外灯下被检测出来，B正确； C、将电泳样液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜，电泳缓冲液太多则电流加大，C错误； D、DNA样品在电场中一般负极向正极移动，D错误。 故选ACD。 18. 下图是小鼠（2N=40）孤雌单倍体胚胎干细胞系的获得过程，相关叙述错误的是（ ） A. 过程①中精子需用获能液培养，使精子获得能量 B. 过程②中的早期胚胎培养应置于含95%O2和5%CO2混合气体的培养箱中 C. 图中“早期胚胎”是桑葚胚，细胞已经逐渐分化，出现内细胞团和滋养层 D. 推测孤雌单倍体胚胎干细胞只含有一个染色体组，具有增殖和分化的能力 【答案】ABC 【解析】 【分析】分析图示可知：表示小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系获得过程，精子和卵母细胞经过①受精作用形成受精卵，然后移除雄原核，经过②早期胚胎发育形成早期胚胎，最终形成孤雌单倍体胚胎干细胞。 【详解】A、在过程①中精子需用获能液培养，使精子获得受精的能力，A错误； B、早期胚胎培养应置于含95%空气和5% CO2的混合气体的培养箱中，而不是95% O2，B错误； C、图中的“早期胚胎”是囊胚，此时细胞已分化为滋养层细胞和内细胞团，桑葚胚的细胞未分化，C错误； D、孤雌单倍体胚胎干细胞是由孤雌生殖得到的单倍体胚胎干细胞，只含有一个染色体组，胚胎干细胞具有增殖和分化的能力，D正确。 故选ABC。 19. 为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导胚胎干细胞（iPS细胞），继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A. 胚胎移植后，胚胎进一步扩大导致囊胚腔破裂的过程称为孵化 B. 为确定克隆鼠培育是否成功，须对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测 C. 为获得更多的双细胞胚，可对白色鼠1注射雌激素达到超数排卵的目的 D. 诱导优良模型鼠体细胞转化为iPS细胞的过程类似于植物组织培养的脱分化 【答案】BD 【解析】 【分析】哺乳动物胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞；胚胎干细胞的细胞核一般较大，核仁明显，具有全能性。 【详解】A、囊胚进一步扩大，会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化，A错误； B、据图示，最终得到了黑色鼠3个体，实验最终目的为“开发出胰岛素抵抗模型鼠”，故为确定克隆鼠培有是否成功，须对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测，B正确； C、用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，而非注射雌激素，C错误； D、优良模型鼠体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的脱分化过程类似，是组织细胞恢复分裂能力的过程，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题包括5小题，共57分。除特别说明外，每空1分。 20. 果胶甲酯酶具有催化水解果胶的作用，为获得高产、高纯度的胞外果胶甲酯酶，下图表示某科研小组设计的黑曲霉工程菌的构建和发酵流程图。回答下列问题： （1）科研小组从基因数据库中获得果胶甲酯酶基因序列后，通过设计引物扩增出大量果胶甲酯酶基因片段，在扩增过程中提供4种dNTP的作用是_______。在构建重组表达载体过程中，果胶甲酯酶基因应插入到质粒的_______之间才能进行表达，此过程缓冲液中加入Mg2+的目的是_______ 。 （2）可提取农杆菌的DNA进行PCR后再通过_______判断重组表达载体是否导入到农杆菌。获得转果胶甲酯酶基因的黑曲霉后，通过抗原抗体杂交技术或检测单位量的转基因黑曲霉_______判断高产果胶甲酯酶黑曲霉工程菌是否构建成功。因黑曲霉自身某种蛋白质的物理和化学性质与果胶甲酯酶相似，造成提取产物纯度不高，所以科研小组通过一定的方法将这种蛋白质的基因_______，实现获得高纯度的果胶甲酯酶。 （3）发酵过程需保持_______（至少写两点）、适宜pH、充足的氧气等条件，保证发酵过程不受杂菌污染和菌体能正常生长。发酵结束后将发酵液进行离心处理，取________进行果胶甲酯酶的分离和纯化工作。在分离过程中使用一定浓度的硫酸铵处理发酵液后获得有活性的果胶甲酯酶沉淀物，原因是：在一定浓度的硫酸铵条件下_______、_______。 【答案】（1） ①. 在PCR扩增过程中提供原料和能量 ②. 启动子和终止子 ③. 作为相关酶的激活剂 （2） ①. 琼脂糖凝胶电泳（凝胶电泳） ②. 单位时间催化水解的果胶量 ③. 敲除 （3） ①. 无菌、营养供给充分、适宜温度 ②. 上清液 ③. 果胶酶溶解度低 ④. 不会破坏酶的空间结构 【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。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。 【小问1详解】 dNTP代表脱氧核糖核苷酸三磷酸。4种dNTP由磷酸基团，脱氧核糖和含氮碱基组成，可以为PCR（体外扩增DNA技术）提供原料和能量。质粒常作为运载体帮助目的基因复制及表达，基因表达必须有启动子和终止子，因此须插在启动子和终止子之间，缓冲液中加入Mg2+的目的是作为相关酶的激活剂。 【小问2详解】 琼脂糖凝胶电泳可以检测DNA，通过与标准DNA对照，判断是否存在对应的DNA。获得转果胶甲酯酶基因的黑曲霉后，通过抗原抗体杂交技术或检测单位量的转基因黑曲霉单位时间催化水解的果胶量判断高产果胶甲酯酶黑曲霉工程菌是否构建成功。因苹果青霉自身某种蛋白质的物理和化学性质与果胶酶相似，造成提取产物纯度不高，可以将该蛋白对应的基因敲除，使得该蛋白无法合成，排除对果胶甲酯酶的干扰。 【小问3详解】 发酵过程需保持无菌、营养供给充分、适宜温度、适宜pH、充足的氧气等条件，保证发酵过程不受杂菌污染和菌体能正常生长。发酵结束后将发酵液进行离心处理后，酶存在于上清液中，故取上清液进行果胶甲酯酶的分离和纯化工作。果胶甲酯酶在硫酸铵中溶解度低且不会破坏酶的空间结构，可以获得果胶酶沉淀物。 21. 甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。 （1）如图1，利用________酶去除细胞壁获得原生质体。分别加入IOA和R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是_______。脱分化得到愈伤组织后，培养基中_______是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 （2）科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难的现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。 ①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用_______。 ②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整，为该推测提供证据（“激素使用”栏选填下列字母）。 组别 激素使用 实验处理 检测指标 1 _______ 原生质体中转入过量表达GAUT基因载体 _______ 2 a 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 3 _______ 不转入基因的原生质体 a.不使用激素 b.使用激素组合1 c.使用激素组合2 d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量 ③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的？________，请简述理由_______。 （3）为研究激素对GAUT基因表达量的变化，采用荧光定量PCR法检测实验组和对照组GAUT基因的转录水平。采集样本、提取总RNA，经________形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，实验组Ct值为14，而对照组Ct值为20（Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数）。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，实验组样品的目的产物大约是对照组的________倍。 【答案】（1） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂，而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制从而无法正常分裂 ③. 生长素与细胞分裂素的浓度及比例 （2） ①. 激素组合1 ②. a ③. 完成再生壁的细胞比例 ④. a ⑤. 否 ⑥. 还需进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响 （3） ①. 逆转录 ②. 64 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术：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。操作步骤：先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体，再利用聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法或电融合法、离心法诱导原生质体融合，融合后的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。 【小问1详解】 分析题图1，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。诱导原生质体融合后，只有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，而未融合或同种融合原生质体不能分裂，因为杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂，而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制从而无法正常分裂。脱分化得到愈伤组织后，培养基中生长素与细胞分裂素的浓度及比例是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 【小问2详解】 ①分析题图2可知，与使用激素组合2相比，使用激素组合1的甘蔗杂种原生质体完成再生壁的细胞比例较高，故甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用激素组合1。 ②为验证激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT表达，从而促进细胞壁再生，可进行如下实验设计：将甘蔗杂种原生质体随机均分为1、2、3三组，1组不使用激素，原生质体中转入过量表达GAUT基因载体；2组不使用激素，原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体；3组不使用激素，不转入基因的原生质体。在相同且适宜的条件下培养一段时间，检测各组完成再生壁的细胞比例。 ③但由于没有进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响，故上表实验不能够达成完整验证推测的目的。 【小问3详解】 采用荧光定量PCR法检测实验组和对照组GAUT基因的转录水平，首先要采集样本、提取总RNA，经逆转录形成cDNA，再以cDNA作为模板进行PCR扩增。PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，实验组Ct值为14，而对照组Ct值为20，说明对照组表达较弱。设实验组相应的cDNA数为x，对照组相应的cDNA数为y，则有x×214=y×220，x=26y，即从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，实验组样品的目的产物大约是对照组的26=64倍。 22. 克隆是重要的工程技术，下图是小鼠相关的研究过程。回答下列问题： （1）核移植之前，卵母细胞要培养至________期；可通过电融合法使两细胞融合，形成________。与胚胎细胞核移植相比，图示移植方式难度________，原因是_______。 （2）根据发育时期判断，图中早期胚胎是________胚，其中的b、c将分别发育为______、______。胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行________处理。 （3）图中a是________。过程③和过程⑦中不会出现免疫排斥反应是________，为避免另一个过程出现免疫排斥反应，可以从________中取小鼠成纤维细胞。 【答案】（1） ①. 减数分裂Ⅱ中（MⅡ） ②. 重构胚 ③. 高 ④. 动物体细胞分化程度较高，表现全能性相对较难 （2） ①. 囊 ②. 胎膜和胎盘 ③. 胎儿的各种组织 ④. 同期发情 （3） ①. 透明带 ②. 过程③ ③. 帕金森病模型鼠 【解析】 【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。 【小问1详解】 用于构建重组胚胎的卵母细胞需要培养至减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）；将供体细胞注入去核卵母细胞后，还需要通过电融合法使两细胞融合形成重构胚；由于动物胚胎细胞分化程度较低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度较高，表现全能性相对较难，故动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。 【小问2详解】 由图可知，早期胚胎是囊胚，b为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘，c为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行同期发情处理。 【小问3详解】 图中a是透明带。过程③是胚胎移植，过程⑦是干细胞移植，过程③胚胎移植过程中受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。通过体外诱导帕金森病模型鼠中取小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），取自身细胞形成的iPS细胞表面抗原相同，用于治疗疾病可避免免疫排斥反应。 23. 非洲猪瘟病毒（ASFV）可感染家猪及野猪，病死率高达100%。抗原蛋白的选择和单克隆抗体的制备是相关疫苗研发的基础。CP312R是ASFV中最具免疫原性的蛋白之一。我国学者利用基因工程和细胞融合技术，成功制备CP312R蛋白和相应单克隆抗体。请回答： （1）获取目的基因，设计引物与扩增目的基因。根据目的基因序列，设计和合成引物。据下表分析，引物1、引物2上分别添加了_______限制酶识别序列。 限制酶及识别序列 引物名称及序列（5′→3′） EcoRI 5′GAATTC3′ 引物1： CTAGTCTAGAATGACTACCCACATCTTCCACGCTG 引物2： AAACTGCAGTTAGTGGTGATGGTGCGATTTGTTGGTG PstI 5′CTGCAG3′ Xbal 5′TCTAGA3′ （2）重组质粒的构建与鉴定。 ①经两种限制酶切割后的目的基因和质粒在DNA连接酶的作用下通过________键连接起来，能正确表示这个过程的图像是________（填写下图中的序号）。 ②重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现________个条带表明重组质粒构建成功。电泳时，琼脂糖凝胶作为介质起到________的作用，________起到电泳指示剂的作用。 ③若电泳时指示剂过早迁移出凝胶，下列调整措施合理有哪些？________。 A.调整电泳的时间 B.调整指示剂上样量 C.调整加样孔朝向正极 D.调整电泳仪电压和温度E.调整凝胶中琼脂糖的浓度 （3）CP312R蛋白与单克隆抗体的制备。 利用基因工程制备的CP312R蛋白作为________，刺激小鼠使其发生免疫反应；诱导从小鼠脾脏分离的________与骨髓瘤细胞融合；融合得到的杂交瘤细胞必需经过________和________，才能获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞。与体外培养获得单克隆抗体相比，从小鼠腹水中提取单抗的优点是________。 【答案】（1）Xbal 、PstI （2） ①. 磷酸二酯 ②. ② ③. 2 ④. 分子筛 ⑤. 溴酚蓝 ⑥. DE （3） ①. 抗原 ②. B淋巴细胞 ③. 筛选/抗体阳性筛选  ④. 克隆培养 ⑤. 操作简便、成本低、高产量 【解析】 【分析】基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。 【小问1详解】 EcoRⅠ的识别序列为回文结构，切割位点在DNA2条链相对称的位置，可排除；由表格可知：引物1中含有限制酶Xba1的识别序列，引物2中含有限制酶PstⅠ的识别序列，若引物1上添加了限制酶PstⅠ的识别序列，可会导致目的基因被单个限制酶PstⅠ切出，从而导致目的基因自身环化、目的基因反向连接到载体上等，因此引物1、引物2上分别添加了Xbal、PstI限制酶识别序列。 【小问2详解】 ①DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。DNA分子具有两个末端，有一个游离的磷酸基团的一端和有一个羟基(一OH)的一端，DNA连接酶能将一个DNA片段的磷酸基团端与另一个DNA片段的羟基(一OH)端相连接，因此②正确。 ②重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现2个条带表明重组质粒构建成功。将SDS制成电泳所需的凝胶，凝胶的孔隙可起到分子筛的作用，溴酚蓝起到电泳指示剂的作用。 ③指示剂过早迁移出凝胶可能是由于‌电泳电压过高或电泳时间过长。电泳电压过高会导致指示剂迁移速度过快，而电泳时间过长则会使指示剂在凝胶中移动的距离增加。若电泳时指示剂过早迁移出凝胶，则应调整电泳仪电压和温度、调整凝胶中琼脂糖的浓度，DE正确。故选DE。 【小问3详解】 CP312R 是ASFV 中最具免疫原性的蛋白之一，利用基因工程制备的CP312R 蛋白可作为抗原，诱导小鼠产生相应的B淋巴细胞，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将获得的杂交瘤细胞经过抗体阳性筛选和克隆培养，获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞。从小鼠腹水中提取单抗的优点是操作简便、成本低、高产量。 24. 大豆中转录调控因子Y蛋白可以和某些基因启动子序列结合，促进其表达以增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。研究人员通过逆转录获得Y基因并将其下游终止密码子对应序列剔除，然后与载体上绿色荧光蛋白基因（GFP）进行拼接获得融合基因。成功表达的Y-GFP融合蛋白可用于Y蛋白调控机理的研究。 （1）研究中首先要对Y基因进行PCR扩增，扩增时预变性94℃5min的目的：_______，复性的目的是_______。引物的本质是_______，其作用是_______。 （2）图甲所示Y基因序列为转录的________（填“模板链”或“非模板链”）。已知EcoRI识别序列为5′-GAATTC-3′，BamHI识别序列为5′-GGATCC-3′，这些限制酶识别序列不影响融合蛋白基因的表达。为使Y基因正确接入载体并成功表达出Y-GFP融合蛋白，Y基因下游扩增引物应该为5′-_______-3′（包括添加的限制酶识别序列，共写12个碱基）。 （3）退火温度________就会导致非特异性产物增加。将初步构建的Y-GFP基因表达载体转入大豆细胞后，对经潮霉素筛选得到的两个不同细胞系总蛋白进行抗体检测，电泳结果如图乙所示。其中细胞系________能成功表达出Y-GFP融合蛋白。 （4）为探究Y蛋白能否与S基因（大豆类固醇化合物合成的关键基因）启动子序列结合，用S基因启动子序列制作的探针进行相关实验，实验结果如图丙所示。已知Y蛋白与DNA序列结合后，可在凝胶电泳中产生阻滞条带。据图分析，Y蛋白________（填“能”或“不能”）与S基因启动子序列结合，相比于a条带，b条带放射性低的原因是_________。 （5）过表达Y基因或施加外源大豆类固醇化合物均可显著增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。综上所述，Y蛋白增强大豆对干旱和盐胁迫抗性的机理是________。 【答案】（1） ①. 增加模板DNA彻底变性的概率（使模板DNA充分变性），以保证和引物顺利结合，使PCR过程顺利进行 ②. 在低温下，使引物能与相应互补DNA序列结合，为后续子链延伸做准备 ③. 一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 ④. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 （2） ①. 非模板链 ②. GGATCCATGTTC （3） ①. 过低 ②. 2 （4） ①. 能 ②. 100倍未标记探针与同位素标记的探针竞争性结合Y蛋白，导致b处带有放射性的阻滞条带减少 （5）Y蛋白(通过与S基因启动子序列结合)促进S基因表达，促进固醇类化合物生成，增强物对干旱和盐胁迫的抗性 【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。 【小问1详解】 利用PCR技术扩增绿色荧光蛋白基因过程每次循环分为3步，即变性、复性、延伸，PCR过程中需要进行94℃、5min预变性，是为了增加模板DNA彻底变性的概率（使模板DNA充分变性），以保证和引物顺利结合，使PCR过程顺利进行。PCR技术中复性的目的是在低温下，使引物能与相应互补DNA序列结合，为后续子链延伸做准备。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。 【小问2详解】 转录出来的信使RNA，翻译时的起始密码子应该是AUG，AUG应该跟模板链TAC是互补配对的，跟非模板链ATG是相同的，图中Y基因单链部分，左端起始位置是ATG刚好跟信使RNA的起始位置是相同的，故图甲所示Y基因序列为转录的非模板链。据题图分析可知，Y基因上面没有那个EcoRI和BamHI的识别序列，所以要扩增Y基因的时，引物的5'端是要加上EcoRI和BamHI的识别序列，根据载体结构，左端是启动子，右端是终止子，图中Y基因单链部分是非模板链，所以Y基因是从左到右与载体部分连接。故在Y基因的左端连接EcoRI的识别序列，Y基因的右端连接BamHI的识别序列。即Y基因的下游扩增引物上面应该加BamHI的识别序列，再根据题干信息“在获得Y 基因并将其下游终止密码子对应序列剔除”可知，Y基因下游最左端的三个碱基转录为终止密码子，故这三个碱基要剔除，所以为使Y基因正确接入载体并成功表达出Y-GFP 融合蛋白，Y基因下游扩增引物应 为5'- GGATCCATGTTC -3'。 【小问3详解】 若退火温度过低会导致引物与模板非特异性配对增多，导致非特异性扩增片段增多。将初步构建Y-GFP基因表达载体转入大豆细胞后，需要对经潮霉素筛选得到的细胞系进行抗体检测以确认是否成功表达出Y-GFP融合蛋白。根据图乙的电泳结果可以看出，细胞系2在预期位置出现了明显的条带而细胞系1没有，因此可以判断细胞系2能成功表达出Y-GFP融合蛋白。 【小问4详解】 根据图丙的实验结果和已知信息，可以看出Y蛋白与DNA序列结合后，可以在凝胶电泳中产生阻滞条带。而实验组（加入Y蛋白）的条带相对于对照组（未加入Y蛋白）产生了阻滞，说明Y蛋白能与S基因启动子序列结合。相比于a条带（对照组），b条带（实验组）放射性低的原因是100倍未标记的探针与同位素标记的探针竞争性结合Y蛋白，导致b处带有放射性的阻滞条带减少。 【小问5详解】 根据题目信息和分析结果，Y蛋白增强大豆对干旱和盐胁迫抗性的机理是Y蛋白与S基因启动子序列结合，促进S基因的表达，进而促进大豆固醇类化合物的合成，从而增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 扬州市新华中学2024~2025学年度第二学期 高二生物期中考试 （满分100分；考试时间：75分钟） 一、单项选择题：本题包括14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项最符合题意） 1. 利用麦冬花药进行离体培养可为后期基因改良及新品种选育提供材料，操作流程如下图。下列叙述不正确的是（ ） A 需要对麦冬花药、培养基及操作工具进行灭菌处理 B. 图中X和Y分别表示愈伤组织和单倍体幼苗 C. 图中①和②过程所用培养基中激素用量的比例不同 D. 麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞具有全能性 2. 植物甲和植物乙是两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究者欲通过植物细胞工程技术生产疗效相近且具有叠加效应的“药对”，操作流程如图所示，序号代表过程。下列叙述正确的是（ ） A. 生长素与细胞分裂素比值低利于愈伤组织分化生根 B. ②在低渗的培养液中，常用PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等 C. ⑤可以利用促进细胞分化的培养条件来提高次生代谢物的总含量 D. 该过程运用的生物学原理是细胞膜的流动性和细胞增殖 3. 在制备单克隆抗体过程中，诱导免疫脾细胞（B淋巴细胞）和骨髓瘤细胞融合后，在培养体系中会存在多种细胞，常使用HAT培养基筛选所需的杂交瘤细胞，其原理如图（已知哺乳动物细胞中有两条 途 径可以合成DNA，一条 途 径会被HAT培养基中的氨基 喋呤阻断，另一条 途 径需要关键酶HGPRT的参与）。下列分析正确的是（ ） A. 诱导融合后只存在未融合的亲本细胞、融合同种核的细胞和产生同种抗体的杂交瘤细胞 B. 融合成功杂交瘤细胞在HAT培养基中DNA的合成会被干扰，但能够存活并无限增殖 C. 免疫脾细胞DNA合成过程被HAT培养基中的氨基 喋呤阻断从而不能在体外无限繁殖 D. 实验过程中使用的骨髓瘤细胞是经过人工筛选的缺陷型细胞，不具备无限增殖的能力 4. 诺贝尔生理学奖获得者发现，利用逆转录病毒将0ct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述不正确的是（ ） A. iPS细胞核移植比胚胎干细胞核移植更容易表现全能性 B. iPS细胞的诱导过程无需破坏胚胎，还可以避免免疫排斥 C. 导入的4个关键基因能促使已分化的体细胞恢复分裂能力 D. ①②③利用iPS获得各种器官组织时应加入分化诱导因子 5. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得多能干细胞，继而利用多能干细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下图所示，下列叙述正确的是（ ） A. 对克隆鼠X进行性别鉴定时应从该图中囊胚的滋养层处取样 B. 将克隆鼠的肝脏移植给灰鼠一定可避免免疫排斥反应 C. 黑鼠和白鼠不需要进行同期发情处理 D. 胚胎早期发育时，桑葚（椹）胚内部开始出现含液体的腔 6. 如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是（ ） A. 导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞 B. 利用农杆菌转化法可将含有目的基因的T－DNA整合到植物受体细胞的染色体DNA上 C. 扩增目的基因时，利用TaqDNA聚合酶从引物a、b的3＇端进行子链合成 D. 若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的，则该基因中不含启动子序列 7. 我国科学家开发了一种利用自体肝细胞治疗遗传性肝病的新技术（如图）。用基因编辑技术对体外培养的患者肝细胞进行基因修复后，将细胞移植给人酪氨酸血症模型小鼠，小鼠肝功能得到有效改善。相关叙述错误的是（ ） A. 用胶原蛋白酶或胰蛋白酶处理可分散肝组织细胞 B. 基因编辑工具使肝细胞内致病基因修复为正常基因 C. 此过程利用显微注射技术将正常基因导入肝细胞 D. 使用免疫缺陷小鼠可避免异种移植引发的免疫排斥 8. 下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是（　　） A. PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行灭菌 B. PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，并在-20 ℃储存 C. 将PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出，放在高温环境中迅速融化 D. 在向微量离心管中添加反应成分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换 9. 在“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，正确的是（ ） A. 根据待分离DNA片段的大小，需用无菌水配制0.8%~1.2%的琼脂糖溶液 B. 待指示剂前沿迁移到达凝胶加样孔边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶 C. 扩增得到的PCR产物与电泳缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散 D. PCR体系中G-C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度 10. 转基因抗虫棉的Bt蛋白在细胞质积累，可能与内源蛋白相互作用，产生非期望效应。C蛋白能结合纤维素，科研人员将C基因与Bt基因连接构建融合基因（如图）导入棉花细胞。相关叙述正确的是（ ） A. 使用DNA聚合酶催化C基因和Bt基因连接 B. 选择引物2和4进行PCR以确定基因正确连接 C. 可通过花粉管通道法将融合基因导入棉花细胞 D. 融合基因表达可促进Bt蛋白在细胞膜定向积累 11. 新型蛋白质进化模型EVOLVEpro可以利用氨基酸序列，仅通过少量学习和最低限度的实验测试来预测蛋白质空间结构，从而获得新型高活性蛋白质改造方案。下列有关说法正确的是（ ） A. 预测蛋白质结构需要依据肽链中肽键的结构、氨基酸的物理性质与结构 B. 当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟 C. EVOLVEpro在蛋白质工程广泛应用后将不再需要借助基因工程手段改造蛋白质 D. 蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因 12. 限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列有关说法正确的是（ ） A. DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键 B. 限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸 C. T4DNA连接酶既可以连接黏性末端又可以连接平末端，但连接平末端的效率相对较高 D. 限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA 13. 科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌（工程菌），可作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如下图所示，天然大肠杆菌不含有图中所示基因。已知GFP蛋白可在一定条件下发出绿色荧光。下列有关说法正确的是（ ） A. 当环境中存在四环素时，TetR蛋白的抑制作用被解除，GFP蛋白表达 B. 培育“报警器”需要导入天然大肠杆菌的目的基因只有GFP基因 C. 转基因工程菌中的GFP基因表达产物还需要内质网等细胞器的加工 D. 当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白会明显增多 14. 海南作为中国唯一的热带岛屿省份，其种业发展在气候、资源、科技等方面均有明显优势。在海南，从常见的杂交水稻、高产玉米，到转基因抗虫棉花、耐热菊花，诸多优质新品种在这里被评议审定、种植推广。下列有关叙述错误的是（ ） A. 转基因产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市 B. 我国对转基因技术的方针是研究上要大胆、推广上要慎重、管理上要严格 C. 我国制定的有关法规最大程度保证了转基因技术和已上市转基因产品的安全性 D. 转基因农作物可能引起食品安全问题，但对生态环境没有影响 二、多项选择题（本题包括5小题，每小题3分，共15分。每小题有不止一个选项符合题意。每小题全选对得3分，选对但不全得1分，错选或不答得0分） 15. 草莓是无性繁殖的作物，它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累，会导致产量降低，品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列有关叙述正确的是（ ） A. 方法一中，甲常选用茎尖，原因是其几乎未感染病毒 B. 通常采用95%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理 C. A、C两个过程属于植物组织培养，都经过脱分化和再分化 D. 判断两种选育方法的效果都需要通过病毒接种实验 16. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中的选材或操作的叙述，不正确的是（ ） A. 可选择鸡或者兔的成熟红细胞作为实验材料来获取DNA B. 利用DNA溶于酒精，而某些蛋白质不溶于酒精的特性，可以初步分离DNA与蛋白质 C. 用玻璃棒沿一个方向快速搅拌卷起丝状物，可提高DNA的提取量 D. 将DNA用2moL/L的NaCl溶解后与二苯胺试剂混合均匀，进行沸水浴后，待其冷却观察颜色反应 17. 下列关于PCR和电泳鉴定的说法，错误的是（ ） A. PCR反应体系中含有含Mg2+的扩增缓冲液、4种dNTP、两种引物、Taq酶和蒸馏水等 B. 凝胶中的DNA分子通过溴化乙锭染色后可在紫外灯下被检测出来 C. 将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1cm为宜 D. DNA样品在电场中迁移的方向由正极向负极移动 18. 下图是小鼠（2N=40）孤雌单倍体胚胎干细胞系的获得过程，相关叙述错误的是（ ） A. 过程①中精子需用获能液培养，使精子获得能量 B. 过程②中的早期胚胎培养应置于含95%O2和5%CO2混合气体的培养箱中 C. 图中“早期胚胎”是桑葚胚，细胞已经逐渐分化，出现内细胞团和滋养层 D. 推测孤雌单倍体胚胎干细胞只含有一个染色体组，具有增殖和分化的能力 19. 为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导胚胎干细胞（iPS细胞），继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A. 胚胎移植后，胚胎进一步扩大导致囊胚腔破裂的过程称为孵化 B. 为确定克隆鼠培育是否成功，须对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测 C. 为获得更多的双细胞胚，可对白色鼠1注射雌激素达到超数排卵的目的 D. 诱导优良模型鼠体细胞转化为iPS细胞的过程类似于植物组织培养的脱分化 三、非选择题：本题包括5小题，共57分。除特别说明外，每空1分。 20. 果胶甲酯酶具有催化水解果胶的作用，为获得高产、高纯度的胞外果胶甲酯酶，下图表示某科研小组设计的黑曲霉工程菌的构建和发酵流程图。回答下列问题： （1）科研小组从基因数据库中获得果胶甲酯酶基因序列后，通过设计引物扩增出大量果胶甲酯酶基因片段，在扩增过程中提供4种dNTP的作用是_______。在构建重组表达载体过程中，果胶甲酯酶基因应插入到质粒的_______之间才能进行表达，此过程缓冲液中加入Mg2+的目的是_______ 。 （2）可提取农杆菌的DNA进行PCR后再通过_______判断重组表达载体是否导入到农杆菌。获得转果胶甲酯酶基因的黑曲霉后，通过抗原抗体杂交技术或检测单位量的转基因黑曲霉_______判断高产果胶甲酯酶黑曲霉工程菌是否构建成功。因黑曲霉自身某种蛋白质的物理和化学性质与果胶甲酯酶相似，造成提取产物纯度不高，所以科研小组通过一定的方法将这种蛋白质的基因_______，实现获得高纯度的果胶甲酯酶。 （3）发酵过程需保持_______（至少写两点）、适宜pH、充足的氧气等条件，保证发酵过程不受杂菌污染和菌体能正常生长。发酵结束后将发酵液进行离心处理，取________进行果胶甲酯酶的分离和纯化工作。在分离过程中使用一定浓度的硫酸铵处理发酵液后获得有活性的果胶甲酯酶沉淀物，原因是：在一定浓度的硫酸铵条件下_______、_______。 21. 甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。 （1）如图1，利用________酶去除细胞壁获得原生质体。分别加入IOA和R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是_______。脱分化得到愈伤组织后，培养基中_______是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 （2）科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。 ①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用_______。 ②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整，为该推测提供证据（“激素使用”栏选填下列字母）。 组别 激素使用 实验处理 检测指标 1 _______ 原生质体中转入过量表达GAUT基因载体 _______ 2 a 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 3 _______ 不转入基因原生质体 a.不使用激素 b.使用激素组合1 c.使用激素组合2 d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量 ③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的？________，请简述理由_______。 （3）为研究激素对GAUT基因表达量的变化，采用荧光定量PCR法检测实验组和对照组GAUT基因的转录水平。采集样本、提取总RNA，经________形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，实验组Ct值为14，而对照组Ct值为20（Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数）。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，实验组样品的目的产物大约是对照组的________倍。 22. 克隆是重要的工程技术，下图是小鼠相关的研究过程。回答下列问题： （1）核移植之前，卵母细胞要培养至________期；可通过电融合法使两细胞融合，形成________。与胚胎细胞核移植相比，图示移植方式难度________，原因是_______。 （2）根据发育时期判断，图中早期胚胎是________胚，其中的b、c将分别发育为______、______。胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行________处理。 （3）图中a是________。过程③和过程⑦中不会出现免疫排斥反应的是________，为避免另一个过程出现免疫排斥反应，可以从________中取小鼠成纤维细胞。 23. 非洲猪瘟病毒（ASFV）可感染家猪及野猪，病死率高达100%。抗原蛋白的选择和单克隆抗体的制备是相关疫苗研发的基础。CP312R是ASFV中最具免疫原性的蛋白之一。我国学者利用基因工程和细胞融合技术，成功制备CP312R蛋白和相应单克隆抗体。请回答： （1）获取目的基因，设计引物与扩增目的基因。根据目的基因序列，设计和合成引物。据下表分析，引物1、引物2上分别添加了_______限制酶识别序列。 限制酶及识别序列 引物名称及序列（5′→3′） EcoRI 5′GAATTC3′ 引物1： CTAGTCTAGAATGACTACCCACATCTTCCACGCTG 引物2： AAACTGCAGTTAGTGGTGATGGTGCGATTTGTTGGTG PstI 5′CTGCAG3′ Xbal 5′TCTAGA3′ （2）重组质粒的构建与鉴定。 ①经两种限制酶切割后的目的基因和质粒在DNA连接酶的作用下通过________键连接起来，能正确表示这个过程的图像是________（填写下图中的序号）。 ②重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现________个条带表明重组质粒构建成功。电泳时，琼脂糖凝胶作为介质起到________的作用，________起到电泳指示剂的作用。 ③若电泳时指示剂过早迁移出凝胶，下列调整措施合理有哪些？________。 A.调整电泳的时间 B.调整指示剂上样量 C.调整加样孔朝向正极 D.调整电泳仪电压和温度E.调整凝胶中琼脂糖的浓度 （3）CP312R蛋白与单克隆抗体的制备。 利用基因工程制备的CP312R蛋白作为________，刺激小鼠使其发生免疫反应；诱导从小鼠脾脏分离的________与骨髓瘤细胞融合；融合得到的杂交瘤细胞必需经过________和________，才能获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞。与体外培养获得单克隆抗体相比，从小鼠腹水中提取单抗的优点是________。 24. 大豆中转录调控因子Y蛋白可以和某些基因启动子序列结合，促进其表达以增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。研究人员通过逆转录获得Y基因并将其下游终止密码子对应序列剔除，然后与载体上绿色荧光蛋白基因（GFP）进行拼接获得融合基因。成功表达的Y-GFP融合蛋白可用于Y蛋白调控机理的研究。 （1）研究中首先要对Y基因进行PCR扩增，扩增时预变性94℃5min的目的：_______，复性的目的是_______。引物的本质是_______，其作用是_______。 （2）图甲所示Y基因序列为转录的________（填“模板链”或“非模板链”）。已知EcoRI识别序列为5′-GAATTC-3′，BamHI识别序列为5′-GGATCC-3′，这些限制酶识别序列不影响融合蛋白基因的表达。为使Y基因正确接入载体并成功表达出Y-GFP融合蛋白，Y基因下游扩增引物应该为5′-_______-3′（包括添加的限制酶识别序列，共写12个碱基）。 （3）退火温度________就会导致非特异性产物增加。将初步构建的Y-GFP基因表达载体转入大豆细胞后，对经潮霉素筛选得到的两个不同细胞系总蛋白进行抗体检测，电泳结果如图乙所示。其中细胞系________能成功表达出Y-GFP融合蛋白。 （4）为探究Y蛋白能否与S基因（大豆类固醇化合物合成的关键基因）启动子序列结合，用S基因启动子序列制作的探针进行相关实验，实验结果如图丙所示。已知Y蛋白与DNA序列结合后，可在凝胶电泳中产生阻滞条带。据图分析，Y蛋白________（填“能”或“不能”）与S基因启动子序列结合，相比于a条带，b条带放射性低的原因是_________。 （5）过表达Y基因或施加外源大豆类固醇化合物均可显著增强大豆对干旱和盐胁迫的抗性。综上所述，Y蛋白增强大豆对干旱和盐胁迫抗性的机理是________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$