精品解析：陕西省咸阳市实验中学2024-2025学年高二下学期第三次质量检测生物试卷

咸阳市实验中学2024—2025学年第二学期第三次质量检测 高二生物学试题 注意事项： 1．本试题共8页，满分100分，答题时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第I卷（选择题共48分） 一、选择题（本大题共16小题，每小题3分，计48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项（ ） ①谷氨酸棒状杆菌发酵时，需中性或弱碱性条件下，才能积累谷氨酸 ②果酒发酵的最适温度为30～35℃，果醋发酵的最适温度为18~30℃ ③泡菜制作过程中，可加入适量高度白酒来抑制杂菌 ④利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长 ⑤啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成 ⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料，可通过发酵工程从微生物细胞中提取 A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项 2. 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。图示研究人员开发的一种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性伤口的愈合。下列叙述正确的是（ ） A. 水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性等问题 B. 在接种蓝细菌前须将水凝胶灭菌后再调pH至中性或弱碱性 C. 长期口腔溃疡的患者用该种水凝胶贴片效果会很好 D. 该水凝胶需要为活性蓝细菌提供碳源、氮源等营养物质 3. 研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定，过程如图。下列说法正确的是（ ） A. ①②③应将培养皿置于95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养 B. ①②③中的培养基是在牛肉膏蛋白胨培养基基础上加入纤维素的选择培养基 C. 通过比较透明圈大小可知，甲、乙分解纤维素的能力相同 D. 若①②③菌落数分别为32、37、39，则内容物中纤维素分解菌密度为1.8×107个/mL 4. 科研人员通过改良发酵工艺“把玉米变成衣服”，即利用大肠杆菌将玉米转化为戊二胺，再将戊二胺转化为尼龙布，流程如图所示。其中，戊二胺不能从大肠杆菌体内排出，且对细胞有毒害作用。下列相关分析正确的是（ ） A. 该工业生产中要使用淀粉酶、胶原蛋白酶等酶制剂 B. 发酵过程中，应在培养液中加入抗生素防止杂菌污染 C. 发酵时定期更换培养液，能降低戊二胺对大肠杆菌的毒害 D. 发酵结束后，可采用提取、分离和纯化措施来获得戊二胺 5. 下列关于菊花的组织培养，说法错误的是（ ） A. 将外植体接种在人工培养基上时，不要倒插，其形态学上端应该朝上，下端应该朝下 B. 诱导愈伤组织的后续培养过程需要光照，而高强度和长时间的光照有利于叶绿素的合成 C. 诱导生根发芽时，愈伤组织要先转接到诱导生芽的培养基上，再转到诱导生根的培养基上 D. 特定浓度和比例的生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键条件 6. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列有关说法正确的是（ ） A. 细胞产物的工厂化生产就是利用植物组织培养技术获得大量植物的次生代谢产物 B. 通过花粉组织培养获得的单倍体植株是不育的，经人工诱导染色体加倍后才可育 C. 利用植物组织培养技术获得的脱毒苗其抗病毒感染能力并不是处处有效，茎尖最佳 D. 植物微型（快速）繁殖技术是一种无性繁殖，子代的优良性状通常不会发生改变 7. 下列关于干细胞的培养及应用，说法错误的是（ ） A. ES细胞（胚胎干细胞）具有全能性，所以具有能分化成任何一种类型细胞的潜能 B. 精原干细胞也是成体干细胞的一种，不具有发育成完整生物个体的潜能 C. 移植造血干细胞到放疗或者化疗后的癌症病人体内，可以治疗部分免疫系统功能障碍 D. iPS细胞虽来自患者自身，但诱导过程在体外易受干扰，所以难以避免免疫排斥反应 8. 下列关于动物细胞核移植技术过程及应用前景，说法错误是（ ） A. 动物细胞核移植过程绝大多数情况是通过动物细胞融合的手段达到细胞核移植的目的 B. 通过电脉冲融合的重构胚需用物理方法电刺激激活才能使其完成细胞分裂和发育进程 C. 克隆动物没有对供体动物100%复制的原因之一可能是两者生长的环境不完全相同 D. 绝大多数克隆动物存在健康问题的原因可能是在核移植过程中灭菌消毒等不严格 9. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程中，技术、原理与案例对应关系错误的是（ ） 选项 技术 原理 案例 A 动物细胞培养技术 动物细胞增殖（有丝分裂） 人造皮肤 B 动物细胞融合技术 细胞膜的特异性识别和瘤细胞的无限增殖 单克隆抗体 C 动物细胞核移植技术 动物细胞（核）的全能性 克隆羊多莉 D 体外受精技术 有性生殖生物的受精作用 试管婴儿 A. A B. B C. C D. D 10. 图1为某种质粒结构简图，图2表示某外源DNA上目的基因，小箭头所指分别为限制酶EcoRI、BamHI、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（ ） A. 在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRI B. 为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHI和HindⅢ两种限制酶同时处理 C. 如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRI酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRI酶切点有1个 D. 质粒是一种结构简单的、能自主复制的环状DNA，是基因工程中最常用的载体 11. 经过十年不懈努力，我国科学家首次从野生玉米中克隆出高蛋白基因Thp9-T，将其导入到我国推广面积最大的玉米生产栽培品种中，可以显著提高蛋白含量，表明该基因在培育高蛋白玉米中具有重要的应用潜能。下列叙述错误的是（ ） A. 可通过构建基因文库从野生玉米中获得 Thp9-T基因 B. 可对质粒和 Thp9-T基因均用两种限制酶切割以提高重组DNA 分子成功率 C. 可通过杂交的方法将 Thp9-T基因导入到栽培玉米中 D. 可用核酸分子杂交技术检测转入的目的基因，作为判断转基因成功的直接证据 12. DNA测序时，先将待测单链DNA模板、引物、有关酶、4种脱氧核苷三磷酸（dNTP，N代表A、T、C、G，能提供能量并作为DNA复制的原料）均加入4个试管中，再分别加入一定量的含放射性同位素标记的ddNTP（ddGTP、ddATP、ddCTP、ddTTP）。不同于dNTP的是，ddNTP的五碳糖的3位不含羟基。在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，从而形成不同长度的一系列终止处带有放射性同位素标记的DNA链。下图是DNA测序时得到含放射性标记的子代DNA的电泳图谱。下列相关说法错误的是（ ） A. 图中加入ddCTP的一组中，可以形成3种长度的子链 B. 图中子代DNA的碱基序列是5'-GATCCGAAT-3' C. 反应体系中的引物为单链，DNA聚合酶从引物的3端连接脱氧核苷酸 D. ddNTP终止子链延伸，其原理可能是其五碳糖的3位不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸 13. 巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为：先以比目的基因大的DNA片段为模板，用外引物（F1，R1）进行扩增，获得大量含目的基因的中间产物，再以扩增后的中间产物为模板，用内引物（F2，R2）扩增目的基因，如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 两对引物的碱基序列不相同，但均应为单链DNA片段 B. 第二轮PCR反应能否进行，是对第一轮PCR反应正确性的鉴定 C. 由于和两套引物都互补的靶序列较少，该技术可大大提高扩增的特异性 D. 如果两套引物一起加入反应体系中，外引物的复性温度应显著低于内引物 14. 基因工程在农牧业、医药卫生领域、食品工业方面都有广泛的应用，以下叙述错误的是（ ） A. 目前利用基因工程技术可以生产细胞因子、抗体和疫苗等 B. 药用蛋白基因构建的表达载体导入奶牛受精卵中，可构建乳腺生物反应器 C. 用基因工程技术获得的工业用酶纯度虽不高，但生产成本显著降低 D. 将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物 15. 蛋白质工程被用于改进酶的性能或开发新的工业用酶时，常用两种策略：合理设计，需了解蛋白质的结构及控制性状的基因序列，过程如下图；定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质。下列叙述错误的是（ ） A. 定向进化也需要事先了解蛋白质的空间结构情况 B. 对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列 C. ⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成 D. 定向进化策略与自然选择实质基本相同，但速度不同 16. 生物技术给人类带来福祉的同时，也可能引起一系列安全和伦理问题。下列叙述错误的是（ ） A. 将外源基因转入叶绿体，可避免造成基因污染 B. 在严格监管下，治疗性克隆能够增进人类的健康 C. 基因编辑技术可用于编辑完美婴儿和疾病预防研究 D. 生物武器应全面禁止使用 第Ⅱ卷（非选择题共52分） 二、非选择题（本大题共5小题，计52分） 17. 附读以下材料，回答后面的问题： 《细胞》发表最新科研成果：让细菌变成像植物一样的自养生物 据报道，科研人员创造了一种全断的大肠杆菌，这种大肠杆菌以二氧化碳为碳源，是自养生物。 自然界中的大肠杆菌没有同化二氧化碳的酶，因此研究人员根据固碳假单胞菌的基因序列，将碳固定和还原所需要的基因通过基因工程技术，导入大肠杆菌。除此，还定向突变了大肠杆菌参与异养代谢的三个酶的基因。在培养基中加入木糖，通过严格控制培养基中的木糖含量，确保大肠杆菌氧化木糖释放的能量恰能维持细胞增殖。科研人员在培养基中加入丰富的甲酸钠和通入10%的二氧化碳。甲酸钠被氧化成二氧化碳的过程中会释放能量，此能量不会被大肠杆菌利用去完成生命活动（如主动运输、DNA复制等），但此能量能参与利用二氧化碳合成有机物的过程，大肠杆菌也不会用甲酸钠去合成自身物质。经过200天的培养，科研人员鉴定到了能够完全依靠二氧化碳合成自身物质的大肠杆菌，并且利用同位素标记证实了分离出的细菌是真正的自养细菌，而不是利用甲酸钠。其验证实验操作及结果如下图所示。科研人员将这种自养大肠杆菌进行基因组测序，发现了11个突变位点，其中有一些位点位于功能未知的基因上。文章的作者说，这个发现进利用大肠杆菌把废物转化为燃料，食品迈出的第一步。可以帮助人们更好地理解和改善现有的有机物产生机制，为解决农业生产、粮食问题提供了思路。 （1）经过200天的培养后，科研人员为获得自养的大肠杆菌单菌落，用_____法将菌液接种于固体培养基进行培养，此培养基中_____（“添加”或“不添加”）木糖，从功能上看，属于_____培养基。 （2）下列关于文本信息的理解，正确的_____（多选）： A. 野生型大肠杆菌的同化类型是异养型，本文筛选出的大肠杆菌可以进行化能自养 B. 对于野生型大肠杆菌而言，第二段中描述的培养基是以木糖为唯一碳源的培养基 C. 加入有限木糖的目的是提供一种能量有限的选择压力，导致细菌变异出自养途径 D. 在有机物含量有限的环境中，产生自养变异的菌相比异养菌在竞争中占优势 E. 科研人员可以研究11个位点中的未知基因，进步了解自养过程的分子机制 （3）科研者从图1结果中得出了“分离出的细菌是真正的自养细菌”的结论，依据是_____。 （4）请依据文中信息，比较实验中采用的条件与自然界条件，判断这种自养大肠杆菌是否一定能在自然条件下顺利实现自养，并说出理山（至少答出2点）：_____。 18. 科学家尝试通过植物体细胞杂交技术培育耐盐抗旱的“番茄—马铃薯”杂种植株。请根据部分实验流程结合所学生物学知识回答下列问题： 实验流程】 步骤一：取四倍体番茄（4n=48）和二倍体马铃薯（2n=24）的叶片，分别用酶解法获得原生质体； 步骤二：将两种原生质体混合，_______； 步骤三：将融合后的细胞接种到MS培养基中培养，最终获得愈伤组织并诱导再生植株。步骤四：对再生植株进行耐盐性、抗旱性及染色体数目检测。 （1）步骤一中所使用的酶是_______。 （2）请补全步骤二：_______。细胞融合完成的标志是_______。融合后的细胞染色体数可能是_______，所以需要筛选。 （3）步骤三中，科学家发现部分细胞无法形成愈伤组织。推测可能的原因并提出改进措施：_______。 （4）杂种植株的叶片形态介于番茄和马铃薯之间，但根部细胞中未检测到马铃薯特有的耐盐相关蛋白。请从细胞分化角度分析这一现象：_______。 19. “生物导弹”可用于杀死人类某些癌细胞，制备“生物导弹”是单克隆抗体的重要应用之一，其过程如下图所示。请据图回答： （1）在①~⑤批量生产A蛋白抗原的过程中，要快速获得大量的A基因可采用_______技术，若要快速获得大量转基因牛可采用_______技术。④过程为________，受体牛的主要任务是_______。 （2）在⑥~⑨批量生产“生物导弹”的过程中，⑦过程所用的“脾脏中的细胞”为_______。 ⑦过程区别于植物体细胞杂交技术所特有的诱导因素是_______，要得到所需的杂交瘤细胞一般要经过2次筛选。其目的分别是________。 （3）步骤⑧获得的单克隆抗体最终可以从_______提取。“生物导弹”中起靶向作用的是_______，起治疗效果的一般是细胞毒素等药物。 20. 人乳铁蛋白（hLF）在人初乳中含量较高，对细菌、真菌和病毒等都有一定的抑制作用，具有广阔的应用前景。研究人员设计了两种方案来获取hLF。方案1：培育乳汁中含hLF的转基因山羊，其关键步骤的主要流程如图所示；方案2：利用转基因枯草芽孢杆菌或丝状真菌（如曲霉）等微生物来生产hLF，并从发酵液中提取和分离产物。回答下列问题： 注：1．RT-PCR过程需先利用RNA进行逆转录，然后再利用所得产物进行PCR。 2．图中SalI、BamHI代表相关限制酶切点，BLG基因为β-乳球蛋白基因（山羊泌乳时在乳腺上皮细胞中表达）。 （1）过程①中用到的酶有_________；扩增hLF基因时需要向反应体系中加入两种短单链核酸作为引物，它们的特性是________。 （2）过程②中，将hLF基因插入到BLG基因之后（右侧）的目的是_________。过程③中的山羊细胞X多选用_______细胞。 （3）方案2中如果利用枯草芽孢杆菌作为发酵菌株，得到的hLF功能异常，这是因为_______。 （4）相比方案1，使用微生物表达系统具有生长快、操作简单的特点，但是这些微生物无法达到高细胞浓度，难以实现乳铁蛋白的高密度发酵，这是因为_______。试提出一条针对上述问题的解决方案：_______。 21. pdx1蛋白是决定胰岛形成的最为关键的蛋白质。为验证其作用，科研人员以斑马鱼为模式生物，先获得在胰岛区域特异性表达GFP（绿色荧光蛋白）的转基因斑马鱼（G品系）。特异性敲除G品系的pdx1基因，获得N品系斑马鱼。研究过程如下： I、制备G品系斑马鱼。 先将目的基因进行PCR扩增。 （1）再将_______基因的启动子和_______基因相连后，再与质粒相连。然后将重组质粒导入斑马鱼的_______中。 （2）若在荧光显微镜下观察小鱼的各个器官时发现_______，表明成功得到G品系斑马鱼。 （3）为鉴定GFP插入的位置，针对插入位点的上下游设计了引物1、2，针对GFP基因自身序列设计了引物3、4，各引物的位置如图1所示。将G品系斑马鱼相互交配，提取不同子代个体的DNA用引物1、2进行PCR并电泳，结果如图2所示，加样孔_______（填编号）对应的个体是纯合G品系斑马鱼。若改用引物3、4进行PCR并电泳，结果如图3所示，加样孔_______（填编号）对应的个体是纯合野生型斑马鱼。 Ⅱ、制备N品系斑马鱼。 CRISPR-Cas9技术能特异性敲除基因，先制备针对pdx1基因的CRISPR-Cas9体系，然后导入G品系斑马鱼。 （4）上述I、Ⅱ实验过程涉及到的生物技术有________（编号选填）。 ①DNA重组技术②细胞核移植技术③胚胎移植技术 ④显微注射技术⑤基因编辑技术 （5）目前科学家们通过蛋白质工程还制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：_________（编号选填）。 ①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸 ②蓝色荧光蛋白功能分析和结构设计序列 ③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成） ④表达出蓝色荧光蛋白 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 咸阳市实验中学2024—2025学年第二学期第三次质量检测 高二生物学试题 注意事项： 1．本试题共8页，满分100分，答题时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第I卷（选择题共48分） 一、选择题（本大题共16小题，每小题3分，计48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项（ ） ①谷氨酸棒状杆菌发酵时，需在中性或弱碱性条件下，才能积累谷氨酸 ②果酒发酵的最适温度为30～35℃，果醋发酵的最适温度为18~30℃ ③泡菜制作过程中，可加入适量高度白酒来抑制杂菌 ④利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物农药可以促进植物生长 ⑤啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成 ⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料，可通过发酵工程从微生物细胞中提取 A 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项 【答案】B 【解析】 【分析】1、谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌，发酵过程中应进行通气和搅拌，以提高培养液中的溶氧量。如果培养液中溶氧量不足，生成的产物就会是乳酸或琥珀酸。温度会影响酶的活性，控制好温度也会有利于谷氨酸高效持久的大量合成。2、微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，常见的有根瘤菌肥、固氮菌肥等。3、微生物含有丰富的蛋白质，以淀粉或纤维素的水解液，制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白，用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家禽、家畜增重快，产奶或产蛋量显著提高。 【详解】①谷氨酸棒状杆菌发酵时，需在中性或弱碱性条件下，才能积累谷氨酸，故生产谷氨酸需将pH调至中性或弱碱性，①正确； ②果酒发酵的最适温度为18~30℃，果醋发酵的最适温度为30~35℃，②错误； ③泡菜制作是利用乳酸菌进行发酵。加入少量高浓度的白酒，其含有的酒精可以有效抑制其他多种杂菌（尤其是霉菌）的生长和繁殖，从而保证乳酸菌成为优势菌种，防止泡菜腐败，同时也能增加泡菜的风味，③正确； ④利用发酵工程生产的根瘤菌肥能够增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，不是作为农药，④错误； ⑤啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都是在主发酵阶段完成，故啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成，⑤错误； ⑥用单细胞蛋白制成的微生物饲料，其中的单细胞蛋白是微生物菌体，并不是通过发酵工程从微生物细胞中提取获得，⑥错误。 ①③正确，故选B。 2. 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。图示研究人员开发的一种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性伤口的愈合。下列叙述正确的是（ ） A. 水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性等问题 B. 在接种蓝细菌前须将水凝胶灭菌后再调pH至中性或弱碱性 C. 长期口腔溃疡的患者用该种水凝胶贴片效果会很好 D. 该水凝胶需要为活性蓝细菌提供碳源、氮源等营养物质 【答案】A 【解析】 【分析】1、蓝细菌细胞中没有真正的细胞核，因而为原核生物，细胞中含有叶绿素和藻蓝素，能吸收光能，因而可进行光合作用产生氧气，图示中创可贴加入蓝细菌的目的就是利用了蓝细菌在光下产生氧气的功能； 2、包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，可以避免厌氧菌无氧呼吸产生有毒物质。 【详解】A、水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性、避光保存等问题，A正确； B、在接种蓝细菌前须将水凝胶调pH至中性或弱碱性后再灭菌，B错误； C、口腔中无光照，水凝胶贴片中的蓝细菌不能进行光合作用，因此长期口腔溃疡的患者，其伤口不适宜使用该种水凝胶贴片，C错误； D、蓝细菌为自养型生物，可通过光合作用合成有机物，该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质，D错误。 故选A。 3. 研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定，过程如图。下列说法正确的是（ ） A. ①②③应将培养皿置于95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养 B. ①②③中的培养基是在牛肉膏蛋白胨培养基基础上加入纤维素的选择培养基 C. 通过比较透明圈大小可知，甲、乙分解纤维素的能力相同 D. 若①②③菌落数分别为32、37、39，则内容物中纤维素分解菌密度为1.8×107个/mL 【答案】D 【解析】 【分析】1、刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 2、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。 【详解】A、分析题意，菌株是从盲肠中分离的厌氧细菌，故在平板培养时需置于厌氧环境中，A错误； B、筛选纤维素分解菌需要以纤维素为唯一碳源，牛肉膏蛋白胨培养基中有其它碳源，B错误； C、需要根据菌落和透明圈之间的直径作比较来判断分解能力的大小，结合图中结果，可知甲的分解能力大于乙的。C错误； D、内容物中纤维素分解菌密度为：C/V×M=（32+37+39）÷3÷0.2×105=1.8×107个/mL，D正确。 故选D。 4. 科研人员通过改良发酵工艺“把玉米变成衣服”，即利用大肠杆菌将玉米转化为戊二胺，再将戊二胺转化为尼龙布，流程如图所示。其中，戊二胺不能从大肠杆菌体内排出，且对细胞有毒害作用。下列相关分析正确的是（ ） A. 该工业生产中要使用淀粉酶、胶原蛋白酶等酶制剂 B. 发酵过程中，应在培养液中加入抗生素防止杂菌污染 C. 发酵时定期更换培养液，能降低戊二胺对大肠杆菌的毒害 D. 发酵结束后，可采用提取、分离和纯化措施来获得戊二胺 【答案】D 【解析】 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。 【详解】A、玉米籽粒主要含淀粉，非粮原料(秸秆、玉米芯)主要含纤维素和果胶，淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等酶制剂可以帮助分解玉米原料为葡萄糖，以利于后续发酵过程的进行，但胶原蛋白酶作用作用于动物细胞，A错误； B、发酵过程利用的菌种是大肠杆菌(一种细菌)，加入抗生素会将杀死大肠杆菌，所以不能加入抗生素，B错误； C、根据题意，戊二胺因不能排出大肠杆菌而对其有毒害作用，所以可能需要通过基因工程改造大肠杆菌，使其能够耐受或排出戊二胺，仅定期更换培养液不能解决戊二胺对大肠杆菌的毒害作用，C错误； D、 根据题意，发酵产品是大肠杆菌的代谢产物，不是大肠杆菌细胞本身，所以需根据戊二胺的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得戊二胺，D正确。 故选D。 5. 下列关于菊花的组织培养，说法错误的是（ ） A. 将外植体接种在人工培养基上时，不要倒插，其形态学上端应该朝上，下端应该朝下 B. 诱导愈伤组织的后续培养过程需要光照，而高强度和长时间的光照有利于叶绿素的合成 C. 诱导生根发芽时，愈伤组织要先转接到诱导生芽的培养基上，再转到诱导生根的培养基上 D. 特定浓度和比例的生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键条件 【答案】B 【解析】 【分析】植物组织培养是指离体的组织或器官在人工控制的培养基及环境条件下增殖分化成完整植株的一种无菌培养技术；基本过程：离体的植物组织或器官→脱分化→形成愈伤组织→再分化→长出丛芽→生根→移栽成活。 【详解】A、有些植物激素是极性运输的，即从形态学的上端运到形态学的下端，故接种外植体到培养基时，需要注意形态学方向，不可倒插，其形态学上端应该朝上，下端应该朝下，A正确； B、诱导愈伤组织形成阶段不需要光照，因为在光照条件下，植物细胞可能会启动一些与光合作用相关的基因表达和生理过程，导致细胞朝着形成维管组织等特定方向分化，而不利于愈伤组织的形成。当愈伤组织形成后，后续的再分化过程需要光照。光照有利于叶绿素的合成，但高强度和长时间的光照有利于叶绿素合成表述过于绝对，在合适的光照强度和时长下才更有利于叶绿素合成，B错误； C、在诱导菊花生根发芽时，需要按照一定的顺序进行培养基的转接。愈伤组织要先转接到诱导生芽的培养基上，当芽生长到一定程度后，再转接到诱导生根的培养基上，C正确； D、植物激素在植物组织培养中起着关键作用，特定浓度和比例的生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键条件。例如，当生长素与细胞分裂素的比值较高时，有利于根的分化；比值较低时，有利于芽的分化；比值适中时，有利于愈伤组织的形成。通过调整这两种激素的浓度和比例，可以调控植物细胞的生长和分化方向，实现从外植体到愈伤组织，再到完整植株的培养过程，D正确。 故选B。 6. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列有关说法正确的是（ ） A. 细胞产物的工厂化生产就是利用植物组织培养技术获得大量植物的次生代谢产物 B. 通过花粉组织培养获得的单倍体植株是不育的，经人工诱导染色体加倍后才可育 C. 利用植物组织培养技术获得的脱毒苗其抗病毒感染能力并不是处处有效，茎尖最佳 D. 植物微型（快速）繁殖技术是一种无性繁殖，子代的优良性状通常不会发生改变 【答案】D 【解析】 【分析】微型繁殖技术也叫快速繁殖技术，用于快速繁殖优良品种。优点：保持优良品种的遗传特性；周期短，不受季节气候自然灾害等因素的影响，高效快速实现种苗的大量繁殖。 【详解】A、细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养技术获得大量植物的次生代谢产物，A错误； B、若亲本是四倍体等，通过花粉组织培养获得的单倍体植株可能含有同源染色体，是可育的 ，B错误； C、脱毒苗是利用植物组织培养技术（茎尖等分生组织含病毒少或不含病毒）获得的，脱毒苗不具备抗病毒感染能力，C错误； D、植物微型（快速）繁殖技术基于植物组织培养，属于无性繁殖，子代遗传物质与亲本基本相同，优良性状通常不会改变，D正确。 故选D。 7. 下列关于干细胞的培养及应用，说法错误的是（ ） A. ES细胞（胚胎干细胞）具有全能性，所以具有能分化成任何一种类型细胞的潜能 B. 精原干细胞也是成体干细胞的一种，不具有发育成完整生物个体的潜能 C. 移植造血干细胞到放疗或者化疗后的癌症病人体内，可以治疗部分免疫系统功能障碍 D. iPS细胞虽来自患者自身，但诱导过程在体外易受干扰，所以难以避免免疫排斥反应 【答案】D 【解析】 【分析】1、胚胎干细胞：具有分化为任何一种类型的细胞，并进一步形成有机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。2、诱导多能干细胞（iPS细胞）：是通过体外诱导成纤维细胞，获得的类似胚胎干细胞的一类细胞。3、成体干细胞：具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 【详解】A、胚胎干细胞是指具有分化为任何一种类型的细胞，并进一步形成有机体的所有组织和器官甚至个体的潜能，A正确； B、精原干细胞属于成体干细胞，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力，B正确； C、免疫细胞起源与造血干细胞，移植造血干细胞到放疗或者化疗后的癌症病人体内，可以治疗部分免疫系统功能障碍，C正确； D、iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，D错误。 故选D 8. 下列关于动物细胞核移植技术过程及应用前景，说法错误的是（ ） A. 动物细胞核移植过程绝大多数情况是通过动物细胞融合的手段达到细胞核移植的目的 B. 通过电脉冲融合的重构胚需用物理方法电刺激激活才能使其完成细胞分裂和发育进程 C. 克隆动物没有对供体动物100%复制的原因之一可能是两者生长的环境不完全相同 D. 绝大多数克隆动物存在健康问题的原因可能是在核移植过程中灭菌消毒等不严格 【答案】D 【解析】 【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，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。 【详解】A、核移植过程大多数是先将供体细胞注入去核的卵母细胞，后通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞， 形成重构胚，A正确； B、重构胚需用电刺激等方法激活才能开始发育，是核移植技术的关键步骤之一，B正确； C、生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果，所以克隆动物没有对供体动物100%复制的原因之一可能是两者生长的环境不完全相同，C正确； D、绝大多数克隆动物存在健康问题，其根本原因被认为是供体细胞核的表观遗传重编程不完全，D错误。 故选D。 9. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程中，技术、原理与案例对应关系错误的是（ ） 选项 技术 原理 案例 A 动物细胞培养技术 动物细胞增殖（有丝分裂） 人造皮肤 B 动物细胞融合技术 细胞膜的特异性识别和瘤细胞的无限增殖 单克隆抗体 C 动物细胞核移植技术 动物细胞（核）的全能性 克隆羊多莉 D 体外受精技术 有性生殖生物的受精作用 试管婴儿 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。 【详解】A、动物细胞培养利用细胞增殖，可用于培养人造皮肤，A正确； B、动物细胞融合技术的原理是细胞膜的流动性 ，并非细胞膜的特异性识别和癌细胞的无限增殖，B错误； C、动物细胞核移植利用动物细胞核全能性，克隆羊多莉是该技术成果，C正确； D、体外受精技术模拟有性生殖的受精作用，用于试管婴儿，D正确。 故选B。 10. 图1为某种质粒结构简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制酶EcoRI、BamHI、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（ ） A. 在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRI B. 为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHI和HindⅢ两种限制酶同时处理 C. 如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRI酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRI酶切点有1个 D. 质粒是一种结构简单的、能自主复制的环状DNA，是基因工程中最常用的载体 【答案】C 【解析】 【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，限制酶切割DNA后会使DNA片段形成黏性末端或平末端。 【详解】A、在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ，因为EcoRⅠ在质粒和外源DNA上都有酶切位点，A正确； B、为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理，这样可以使质粒和目的基因两端的黏性末端不同，避免自身环化，B正确； C、如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有2个，而不是1个，C错误； D、质粒是一种结构简单的、能自主复制的环状DNA，是基因工程中最常用的载体，D正确。 故选C。 11. 经过十年不懈努力，我国科学家首次从野生玉米中克隆出高蛋白基因Thp9-T，将其导入到我国推广面积最大的玉米生产栽培品种中，可以显著提高蛋白含量，表明该基因在培育高蛋白玉米中具有重要的应用潜能。下列叙述错误的是（ ） A. 可通过构建基因文库从野生玉米中获得 Thp9-T基因 B. 可对质粒和 Thp9-T基因均用两种限制酶切割以提高重组DNA 分子成功率 C. 可通过杂交的方法将 Thp9-T基因导入到栽培玉米中 D. 可用核酸分子杂交技术检测转入的目的基因，作为判断转基因成功的直接证据 【答案】D 【解析】 【分析】1、目的基因的检测与鉴定：（1）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．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等； 2、核酸分子杂交是基因诊断的最基本的方法之一． 基因诊断技术它的基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交．这种结合是特异的，即严格按照碱基互补的原则进行，它不仅能在DNA和DNA之间进行，也能在DNA和RNA之间进行．因此，当用一段已知基因的核酸序列作出探针，与变性后的单链基因组DNA接触时，如果两者的碱基完全配对，它们即互补地结合成双链，从而表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。 【详解】A、高蛋白基因Thp9-T是目的基因，可以通过构建基因文库从野生玉米中获得Thp9-T基因，A正确； B、质粒和Thp9-T基因均用两种限制酶来切割，可防止目的基因和质粒自身环化及目的基因与质粒反向连接，提高重组DNA分子成功率，B正确； C、可通过杂交的方法将Thp9-T基因导入到栽培玉米中并与栽培玉米的染色体上的DNA整合到一起，C正确； D、利用核酸分子杂交技术可检测目的基因的存在和转录，但转基因成功的直接证据是观察测定个体是否表现出目的基因控制的特定性状并稳定遗传，D错误。 故选D。 12. DNA测序时，先将待测单链DNA模板、引物、有关酶、4种脱氧核苷三磷酸（dNTP，N代表A、T、C、G，能提供能量并作为DNA复制的原料）均加入4个试管中，再分别加入一定量的含放射性同位素标记的ddNTP（ddGTP、ddATP、ddCTP、ddTTP）。不同于dNTP的是，ddNTP的五碳糖的3位不含羟基。在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，从而形成不同长度的一系列终止处带有放射性同位素标记的DNA链。下图是DNA测序时得到含放射性标记的子代DNA的电泳图谱。下列相关说法错误的是（ ） A. 图中加入ddCTP的一组中，可以形成3种长度的子链 B. 图中子代DNA的碱基序列是5'-GATCCGAAT-3' C. 反应体系中的引物为单链，DNA聚合酶从引物的3端连接脱氧核苷酸 D. ddNTP终止子链延伸，其原理可能是其五碳糖的3位不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸 【答案】B 【解析】 【分析】基因检测是指通过检测生物体中的DNA序列，以了解生物体基因状况的技术手段。双脱氧链终止法是DNA测序的基本方法，其原理是：核酸模板在核酸聚合酶、带有3′-OH末端的单链核苷酸引物、四种dNTP存在的条件下复制或转录时，如果在反应系统中分别引入单一种类的ddNTP（即2、3双脱氧核苷三磷酸，在脱氧核糖的3′位置缺少一个羟基，故不能同后续的dNTP形成磷酸二酯键），只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长，末端掺入dNTP的片段可继续延长。 【详解】A、在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，根据电泳图谱可知，待测DNA的碱基序列中含有2个C（胞嘧啶），且C（胞嘧啶）不在DNA的末端，故利用上图中待测DNA序列，加入ddCTP的一组中，可以形成3种长度的子链，除了题图所示两种长度的子链还包括完整的子链长度，A正确； B、ddNTP的3号碳上没羟基，参与聚合反应后无法与游离脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，因此ddNTP一旦参与聚合反应，则DNA单链延伸即终止，因此可知左上角的第一个G所在位置为3'端（第一位），依据图中碱基的排序可知，图中子代DNA的碱基序列是3'-GATCCGAAT-5'，B错误； C、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；PCR反应体系中的引物为单链，DNA聚合酶从引物的3'端连接脱氧核苷酸，C正确； D、题干信息可知，ddNTP的五碳糖的3位不含羟基，在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，可见ddNTP终止子链延伸，其原理可能是其五碳糖的3'位不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸，D正确。 故选B。 13. 巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为：先以比目的基因大的DNA片段为模板，用外引物（F1，R1）进行扩增，获得大量含目的基因的中间产物，再以扩增后的中间产物为模板，用内引物（F2，R2）扩增目的基因，如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 两对引物的碱基序列不相同，但均应为单链DNA片段 B. 第二轮PCR反应能否进行，是对第一轮PCR反应正确性的鉴定 C. 由于和两套引物都互补的靶序列较少，该技术可大大提高扩增的特异性 D. 如果两套引物一起加入反应体系中，外引物的复性温度应显著低于内引物 【答案】D 【解析】 【分析】PCR技术的原理是细胞内DNA复制，需要模板、原料、能量、酶、引物等条件。PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应。引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。 【详解】A、两对引物的碱基序列不相同，但均应为单链DNA片段，以便与模板互补配对，A正确； B、第二轮PCR使内侧引物以第一轮PCR产物为模板进行再次扩增，第二轮PCR反应能否进行，是对第一轮PCR反应正确性的鉴定，B正确； C、由于和两套引物同时都互补的靶序列较少，该技术可大大提高扩增的特异性 ，将需要的目的基因扩增出来，C正确； D、如果两套引物一起加入反应体系中，外引物复性温度要明显高于内引物，使外引物先进行反应，D错误。 故选D。 14. 基因工程在农牧业、医药卫生领域、食品工业方面都有广泛的应用，以下叙述错误的是（ ） A. 目前利用基因工程技术可以生产细胞因子、抗体和疫苗等 B. 药用蛋白基因构建的表达载体导入奶牛受精卵中，可构建乳腺生物反应器 C. 用基因工程技术获得的工业用酶纯度虽不高，但生产成本显著降低 D. 将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物 【答案】C 【解析】 【分析】动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。 【详解】A、利用基因工程技术可以将相关基因导入微生物，通过培养微生物来生产细胞因子、抗体和疫苗等，A正确； B、通过显微注射的方法将基因表达载体导入哺乳动物的受精卵中，再将受精卵培育为转基因动物，构建乳腺生物反应器，B正确； C、相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶纯度更高，而且生产成本显著降低，生产效率较高，C错误； D、将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，利用植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，D正确。 故选C。 15. 蛋白质工程被用于改进酶的性能或开发新的工业用酶时，常用两种策略：合理设计，需了解蛋白质的结构及控制性状的基因序列，过程如下图；定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质。下列叙述错误的是（ ） A. 定向进化也需要事先了解蛋白质的空间结构情况 B. 对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列 C. ⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成 D. 定向进化策略与自然选择实质基本相同，但速度不同 【答案】A 【解析】 【分析】根据以上分析可知，图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示蛋白质的折叠，④为分子设计，⑤表示DNA合成。 【详解】A、根据题干信息可知，定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质，所以不需要事先了解蛋白质的空间结构情况，A错误； B、由于密码子的简并性，某种蛋白质所对应的基因序列也可能并不是唯一的，即对应的基因序列不一定已知，所以对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列，B正确； C、图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示蛋白质的折叠，④为分子设计，⑤表示DNA合成。⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成，C正确； D、定向进化策略仍为遗传变异和选择的综合作用，与自然选择实质基本相同，诱发突变增加了突变的概率，且通过该流程可以加快选择，从而加快基因频率的改变，即加快了进化速度，D正确。 故选A。 16. 生物技术给人类带来福祉的同时，也可能引起一系列安全和伦理问题。下列叙述错误的是（ ） A. 将外源基因转入叶绿体，可避免造成基因污染 B. 在严格监管下，治疗性克隆能够增进人类的健康 C. 基因编辑技术可用于编辑完美婴儿和疾病预防研究 D. 生物武器应全面禁止使用 【答案】C 【解析】 【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。 【详解】A、叶绿体基因组不会进入花粉，可有效避免目的基因通过花粉传播扩散至野生物种基因库中，可避免造成基因污染，A正确； B、治疗性克隆的目的不是产生一个活体生物，而是产生胚胎干细胞，并将其在合适的条件下分化成各种特化细胞乃至形成组织或器官，用于修复受损或病变器官，在严格监管下，治疗性克隆能够增进人类的健康，B正确； C、基因编辑技术允许用于疾病预防领域研究，但不能用于设计完美婴儿，C错误； D、生物武器的致病能力强、攻击范围广，因而会给人类的生存安全构成了严重威胁，因此生物武器的使用应全面禁止，D正确。 故选C。 第Ⅱ卷（非选择题共52分） 二、非选择题（本大题共5小题，计52分） 17. 附读以下材料，回答后面的问题： 《细胞》发表最新科研成果：让细菌变成像植物一样的自养生物 据报道，科研人员创造了一种全断的大肠杆菌，这种大肠杆菌以二氧化碳为碳源，是自养生物。 自然界中的大肠杆菌没有同化二氧化碳的酶，因此研究人员根据固碳假单胞菌的基因序列，将碳固定和还原所需要的基因通过基因工程技术，导入大肠杆菌。除此，还定向突变了大肠杆菌参与异养代谢的三个酶的基因。在培养基中加入木糖，通过严格控制培养基中的木糖含量，确保大肠杆菌氧化木糖释放的能量恰能维持细胞增殖。科研人员在培养基中加入丰富的甲酸钠和通入10%的二氧化碳。甲酸钠被氧化成二氧化碳的过程中会释放能量，此能量不会被大肠杆菌利用去完成生命活动（如主动运输、DNA复制等），但此能量能参与利用二氧化碳合成有机物的过程，大肠杆菌也不会用甲酸钠去合成自身物质。经过200天的培养，科研人员鉴定到了能够完全依靠二氧化碳合成自身物质的大肠杆菌，并且利用同位素标记证实了分离出的细菌是真正的自养细菌，而不是利用甲酸钠。其验证实验操作及结果如下图所示。科研人员将这种自养大肠杆菌进行基因组测序，发现了11个突变位点，其中有一些位点位于功能未知的基因上。文章的作者说，这个发现进利用大肠杆菌把废物转化为燃料，食品迈出的第一步。可以帮助人们更好地理解和改善现有的有机物产生机制，为解决农业生产、粮食问题提供了思路。 （1）经过200天的培养后，科研人员为获得自养的大肠杆菌单菌落，用_____法将菌液接种于固体培养基进行培养，此培养基中_____（“添加”或“不添加”）木糖，从功能上看，属于_____培养基。 （2）下列关于文本信息的理解，正确的_____（多选）： A. 野生型大肠杆菌的同化类型是异养型，本文筛选出的大肠杆菌可以进行化能自养 B. 对于野生型大肠杆菌而言，第二段中描述的培养基是以木糖为唯一碳源的培养基 C. 加入有限木糖的目的是提供一种能量有限的选择压力，导致细菌变异出自养途径 D. 在有机物含量有限的环境中，产生自养变异的菌相比异养菌在竞争中占优势 E. 科研人员可以研究11个位点中的未知基因，进步了解自养过程的分子机制 （3）科研者从图1结果中得出了“分离出的细菌是真正的自养细菌”的结论，依据是_____。 （4）请依据文中信息，比较实验中采用的条件与自然界条件，判断这种自养大肠杆菌是否一定能在自然条件下顺利实现自养，并说出理山（至少答出2点）：_____。 【答案】（1） ①. 稀释涂布平板法或平板划线法 ②. 不添加 ③. 选择培养基 （2）ABDE （3）Ⅱ组标记了甲酸钠中的碳但Ⅱ组大肠杆菌放射性较弱，Ⅲ、Ⅳ组大肠杆菌放射性强度一致 （4）不一定；该大肠杆菌利用二氧化碳合成有机物的过程需要甲酸钠被氧化成二氧化碳的过程中释放的能量；自然界中二氧化碳浓度较低 【解析】 【分析】题图分析，Ⅱ组标记了甲酸钠中的碳但Ⅱ组大肠杆菌放射性较弱，与Ⅰ组一致，说明大肠杆菌未利用甲酸钠，Ⅲ组仅标记二氧化碳中的碳元素，而Ⅳ组既标记了甲酸钠又标记了二氧化碳，但Ⅲ、Ⅳ组大肠杆菌放射性强度一致，进一步说明分离出的细菌是真正的自养细菌，利用二氧化碳合成有机物而不是利用甲酸钠。 【小问1详解】 纯化菌种时，为了得到单菌落，常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法，因此为获得自养的大肠杆菌单菌落，可以用稀释涂布平板法或平板划线法将菌液接种于固体培养基进行培养，由于自养大肠杆菌可以以二氧化碳为碳源，因此培养时不添加木糖，用于筛选该自养大肠杆菌，从功能上看该培养基属于选择培养基。 【小问2详解】 A、由题干可知，自然界中的大肠杆菌没有同化二氧化碳的酶，野生型大肠杆菌的同化类型是异养型，本文筛选出的大肠杆菌可以能够完全依靠二氧化碳合成自身物质，可以进行化能自养，A正确； B、由题可知，野生型大肠杆菌的同化类型是异养型，不能合成自身所需的有机物，只能利用其他生物合成的有机物，第二段中描述的培养基中的碳源只有木糖能被野生型大肠杆菌利用，因此对野生型大肠杆菌而言，该培养基是以木糖为唯一碳源的培养基，B正确； C、加入有限木糖的目的是提供一种能量有限的选择压力，对变异细菌起到选择作用，而不能导致细菌变异出自养途径，C错误； D、在有机物含量有限的环境中，产生自养变异的细菌能利用无机物合成自身所需的有机物，相比异养菌在竞争中占优势，D正确； E、由题可知，该野生型大肠杆菌发生了基因突变后突变成了自养型大肠杆菌，因此科研人员可以研究11个突变位点中的未知基因，进一步了解自养过程的分子机制，E正确。 故选ABDE。 【小问3详解】 据图分析，Ⅱ组标记了甲酸钠中的碳但Ⅱ组大肠杆菌放射性较弱，与Ⅰ组一致，Ⅲ组仅标记二氧化碳中的碳元素，而Ⅳ组既标记了甲酸钠又标记了二氧化碳，但Ⅲ、Ⅳ组大肠杆菌放射性强度较高且一致，说明分离出的细菌是真正的自养细菌，利用二氧化碳合成有机物而不是利用甲酸钠。 【小问4详解】 根据题干分析可知，该大肠杆菌利用二氧化碳合成有机物的过程需要甲酸钠被氧化成二氧化碳的过程中释放的能量，且培养基中通入的二氧化碳浓度较高，但自然界中二氧化碳浓度较低，因此这种自养大肠杆菌不一定能在自然条件下顺利实现自养。 18. 科学家尝试通过植物体细胞杂交技术培育耐盐抗旱的“番茄—马铃薯”杂种植株。请根据部分实验流程结合所学生物学知识回答下列问题： 【实验流程】 步骤一：取四倍体番茄（4n=48）和二倍体马铃薯（2n=24）的叶片，分别用酶解法获得原生质体； 步骤二：将两种原生质体混合，_______； 步骤三：将融合后的细胞接种到MS培养基中培养，最终获得愈伤组织并诱导再生植株。步骤四：对再生植株进行耐盐性、抗旱性及染色体数目检测。 （1）步骤一中所使用的酶是_______。 （2）请补全步骤二：_______。细胞融合完成的标志是_______。融合后的细胞染色体数可能是_______，所以需要筛选。 （3）步骤三中，科学家发现部分细胞无法形成愈伤组织。推测可能的原因并提出改进措施：_______。 （4）杂种植株的叶片形态介于番茄和马铃薯之间，但根部细胞中未检测到马铃薯特有的耐盐相关蛋白。请从细胞分化角度分析这一现象：_______。 【答案】（1）纤维素酶和果胶酶 （2） ①. 加入诱导剂（如聚乙二醇）诱导原生质体融合 ②. 再生出细胞壁 ③. 48、72、96 （3）可能原因：细胞本身遗传特性导致其难以脱分化；培养基营养成分不合理；培养条件不合适（如温度、光照等）。改进措施：选择更合适的细胞来源；优化培养基配方，添加合适的植物激素（如生长素和细胞分裂素的比例）；调整培养条件（如适宜温度、光照强度和时间等） （4）细胞分化的实质是基因的选择性表达。杂种植株的所有细胞都含有番茄和马铃薯的全套基因，但在根部细胞中，马铃薯耐盐相关基因没有表达，而在叶片细胞中部分番茄和马铃薯相关基因都有表达 【解析】 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【小问1详解】 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，要获得原生质体，需要去除细胞壁，而纤维素酶和果胶酶可以分解纤维素和果胶，从而去除细胞壁。所以步骤一中所使用的酶是纤维素酶和果胶酶。 【小问2详解】 植物体细胞杂交过程中，将两种原生质体混合后，需要加入诱导剂（如聚乙二醇）诱导原生质体融合 ；细胞融合完成的标志是再生出细胞壁；四倍体番茄（4n = 48）的原生质体含48条染色体，二倍体马铃薯（2n = 24）的原生质体含24条染色体，融合后的细胞可能是番茄与番茄原生质体融合（染色体数为48 + 48 = 96）、马铃薯与马铃薯原生质体融合（染色体数为24 + 24 = 48）、番茄与马铃薯原生质体融合（染色体数为48 + 24 = 72） 。所以融合后的细胞染色体数可能是48、72、96，所以需要筛选。 【小问3详解】 部分细胞无法形成愈伤组织，可能的原因有：细胞本身遗传特性导致其难以脱分化；培养基营养成分不合理；培养条件不合适（如温度、光照等）。改进措施：选择更合适的细胞来源；优化培养基配方，添加合适的植物激素（如生长素和细胞分裂素的比例）；调整培养条件（如适宜温度、光照强度和时间等）。 【小问4详解】 细胞分化的实质是基因的选择性表达。杂种植株的所有细胞都含有番茄和马铃薯的全套基因，但在根部细胞中，马铃薯耐盐相关基因没有表达，所以根部细胞中未检测到马铃薯特有的耐盐相关蛋白，而叶片形态介于番茄和马铃薯之间，说明在叶片细胞中部分番茄和马铃薯相关基因都有表达。 19. “生物导弹”可用于杀死人类某些癌细胞，制备“生物导弹”是单克隆抗体的重要应用之一，其过程如下图所示。请据图回答： （1）在①~⑤批量生产A蛋白抗原的过程中，要快速获得大量的A基因可采用_______技术，若要快速获得大量转基因牛可采用_______技术。④过程为________，受体牛的主要任务是_______。 （2）在⑥~⑨批量生产“生物导弹”的过程中，⑦过程所用的“脾脏中的细胞”为_______。 ⑦过程区别于植物体细胞杂交技术所特有的诱导因素是_______，要得到所需的杂交瘤细胞一般要经过2次筛选。其目的分别是________。 （3）步骤⑧获得的单克隆抗体最终可以从_______提取。“生物导弹”中起靶向作用的是_______，起治疗效果的一般是细胞毒素等药物。 【答案】（1） ①. PCR##聚合酶链式反应 ②. 胚胎分割 ③. 早期胚胎培养、胚胎移植 ④. 承担妊娠和育仔任务 （2） ①. B淋巴细胞##浆细胞 ②. 灭活病毒 ③. 第一次筛选杂交瘤细胞；第二次筛选能产所需定抗体的杂交瘤细胞 （3） ①. 细胞培养液或小鼠腹水 ②. 单克隆抗体 【解析】 【分析】图示分析，①为PCR扩增获取大量的A基因；②为重组DNA分子的构建；③为将重组DNA分子导入牛受精卵；④为胚胎体外培养；⑤为获取A蛋白；⑥为将A蛋白注射到小鼠中，目的是获得相应的B淋巴细胞；⑦动物细胞融合；⑧利用杂交瘤细胞制备单克隆抗体；⑨生物导弹的制备。 【小问1详解】 快速获得大量的A基因可采用PCR技术。要快速获得大量转基因牛可采用胚胎分割技术。过程④为受精卵经过早期胚胎培养获得早期胚胎，然后移植到受体牛的过程。受体牛的主要任务是承担妊娠和育仔任务。 【小问2详解】 在⑥~⑨批量生产“生物导弹”的过程中，首先要获得单克隆抗体，单克隆抗体的制备需要已被相应抗原免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，因此⑦过程所用的“脾脏中的细胞”为B淋巴细胞（浆细胞）。动物细胞融合区别于植物原生质体融合的诱导因素是灭活病毒的诱导。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，首先进行第一次筛选，利用HAT选择培养基筛选出既能无限增殖又能产生抗体的杂交瘤细胞，第二次利用抗原—抗体特异性结合的原理筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。 【小问3详解】 杂交瘤细胞可以在体外的动物细胞培养液中培养，也可以注射到小鼠的腹腔中培养，因此步骤⑧获得的单克隆抗体最终可以从动物细胞培养液或小鼠腹水中提取。生物导弹之所以能特异性针对癌细胞，是因为生物导弹上的单克隆抗体具有特异性识别癌细胞上的抗原的作用。 20. 人乳铁蛋白（hLF）在人初乳中含量较高，对细菌、真菌和病毒等都有一定的抑制作用，具有广阔的应用前景。研究人员设计了两种方案来获取hLF。方案1：培育乳汁中含hLF的转基因山羊，其关键步骤的主要流程如图所示；方案2：利用转基因枯草芽孢杆菌或丝状真菌（如曲霉）等微生物来生产hLF，并从发酵液中提取和分离产物。回答下列问题： 注：1．RT-PCR过程需先利用RNA进行逆转录，然后再利用所得产物进行PCR。 2．图中SalI、BamHI代表相关限制酶切点，BLG基因为β-乳球蛋白基因（山羊泌乳时在乳腺上皮细胞中表达）。 （1）过程①中用到的酶有_________；扩增hLF基因时需要向反应体系中加入两种短单链核酸作为引物，它们的特性是________。 （2）过程②中，将hLF基因插入到BLG基因之后（右侧）的目的是_________。过程③中的山羊细胞X多选用_______细胞。 （3）方案2中如果利用枯草芽孢杆菌作为发酵菌株，得到的hLF功能异常，这是因为_______。 （4）相比方案1，使用微生物表达系统具有生长快、操作简单的特点，但是这些微生物无法达到高细胞浓度，难以实现乳铁蛋白的高密度发酵，这是因为_______。试提出一条针对上述问题的解决方案：_______。 【答案】（1） ①. 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶 ②. 能分别与两条DNA母链（3'端）的一段碱基序列互补配对 （2） ①. 使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达（或使目的基因表达） ②. 受精卵 （3）枯草芽孢杆菌是原核生物，不具有真核细胞的生物膜系统，无法对蛋白质进行加工 （4） ①. hLF具有抗菌作用，微生物的表达产物会抑制自身的正常生长和繁殖 ②. 通过筛选和培育高产、耐hLF的微生物菌株，以适应高密度发酵的环境 【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。包括四个基本程序：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。 【小问1详解】 过程①是从人乳腺细胞总RNA获取hLF基因，先进行逆转录，所以用到逆转录酶；后续进行PCR，PCR需要耐高温的DNA聚合酶。引物能分别与两条DNA母链（3’端）的一段碱基序列互补配对，这样才能引导DNA子链的合成。 【小问2详解】 过程②重组载体的构建，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。培育转基因动物时，常用的受体细胞是受精卵，因为受精卵具有全能性，能发育成完整个体。 【小问3详解】 枯草芽孢杆菌是原核生物，原核生物没有像真核细胞那样的生物膜系统，而蛋白质的加工需要生物膜系统参与，所以无法对蛋白质进行加工，导致得到的hLF功能异常。 【小问4详解】 由于hLF具有抗菌作用，微生物表达hLF产物时，这些产物会抑制微生物自身的正常生长和繁殖，使得微生物难以达到高细胞浓度，难以实现乳铁蛋白的高密度发酵。针对这个问题，可以通过筛选和培育高产、耐hLF的微生物菌株，以适应高密度发酵的环境。 21. pdx1蛋白是决定胰岛形成的最为关键的蛋白质。为验证其作用，科研人员以斑马鱼为模式生物，先获得在胰岛区域特异性表达GFP（绿色荧光蛋白）的转基因斑马鱼（G品系）。特异性敲除G品系的pdx1基因，获得N品系斑马鱼。研究过程如下： I、制备G品系斑马鱼。 先将目的基因进行PCR扩增。 （1）再将_______基因的启动子和_______基因相连后，再与质粒相连。然后将重组质粒导入斑马鱼的_______中。 （2）若在荧光显微镜下观察小鱼的各个器官时发现_______，表明成功得到G品系斑马鱼。 （3）为鉴定GFP插入的位置，针对插入位点的上下游设计了引物1、2，针对GFP基因自身序列设计了引物3、4，各引物的位置如图1所示。将G品系斑马鱼相互交配，提取不同子代个体的DNA用引物1、2进行PCR并电泳，结果如图2所示，加样孔_______（填编号）对应的个体是纯合G品系斑马鱼。若改用引物3、4进行PCR并电泳，结果如图3所示，加样孔_______（填编号）对应的个体是纯合野生型斑马鱼。 Ⅱ、制备N品系斑马鱼 CRISPR-Cas9技术能特异性敲除基因，先制备针对pdx1基因的CRISPR-Cas9体系，然后导入G品系斑马鱼。 （4）上述I、Ⅱ实验过程涉及到的生物技术有________（编号选填）。 ①DNA重组技术②细胞核移植技术③胚胎移植技术 ④显微注射技术⑤基因编辑技术 （5）目前科学家们通过蛋白质工程还制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：_________（编号选填）。 ①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸 ②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列 ③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成） ④表达出蓝色荧光蛋白 【答案】（1） ①. 胰岛素/pdx1基因/胰高血糖素/胰岛特异性表达基因 ②. GFP  ③. 受精卵 （2）仅胰岛发出绿色荧光 （3） ①. 1 ②. 1 （4）①④⑤ （5）②①③④     【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】 启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可驱动基因的转录，将胰岛特异性表达基因（胰岛素/pdx1基因/胰高血糖素）的启动子和GFP基因相连后，再与质粒相连，构建基因表达载体，使GFP基因只在胰岛区域特异性表达，由于受精卵的全能性高，故将重组质粒导入到斑马鱼的受精卵中。 【小问2详解】 由于是将胰岛特异性表达基因启动子和GFP基因相连，再与质粒相连，构建的基因表达载体，若在荧光显微镜下观察小鱼的各个器官时发现仅胰岛发出绿色荧光，表明成功得到G品系斑马鱼。 【小问3详解】 用引物1、2进行PCR并电泳，若子代是插入GFP基因成功的纯合G品系斑马鱼，DNA分子量均最大，电泳后的条带离加样孔均最近，为加样口1对应条带。若改用引物3、4进行PCR并电泳，野生型无GFP基因，即无法扩增出对应DNA条带，为加样口1对应条带。 【小问4详解】 上述Ⅰ、Ⅱ实验过程涉及到的生物技术有DNA重组技术（基因工程）、显微注射技术（将目的基因导入动物细胞）、基因编辑技术（编辑相关基因），①④⑤正确，②③错误。 故选①④⑤。 【小问5详解】 蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸→③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）→④表达出蓝色荧光蛋白。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $