精品解析：江西省赣州市上犹县上犹中学2024-2025学年高二下学期5月月考生物试题

高二年级下学期第二次月考生物学科试卷 一、单选题（每小题2分） 1. 广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖，但会由于病毒积累而产量下降，可通过植物组织培养获得脱毒苗的方法来解决。关于该方法，下列说法错误的是（　　） A. 可选用甘蔗的茎尖为外植体 B. 选用的外植体需经高温灭菌处理 C. 一般采用加入琼脂的固体培养基 D. 脱毒苗的形成包括再分化过程 2. 转录因子Gh1和GhE1能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育，参与体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑，其机制如图所示。下列相关分析正确的是（　　） A. 提高培养基中生长素和细胞分裂素的比例可促进愈伤组织形成芽 B. Gh1基因发生甲基化可能会抑制愈伤组织细胞的增殖 C. 促进GhE1基因的表达可促进愈伤组织再分化 D. Gh1与GhE1单独作用均能调控GhPs基因的表达 3. 自体皮肤细胞培养移植是治疗皮肤严重烫伤、烧伤的有效方法。取受损者的皮肤进行处理后置于培养瓶中培养，直至铺满整个培养瓶的底部，单层细胞相互连接形成很薄的“皮肤”。将这些“人造皮肤”移植到患者的伤处进行治疗。下列关于皮肤细胞培养的叙述，正确的是（　　） A. 将皮肤细胞置于含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、琼脂等物质的培养基中培养 B. 在合成培养基中加入抗生素和血清为皮肤细胞提供无菌、无毒的环境 C. 松盖培养瓶应置于含95％氧气和5％CO₂的混合气体的CO₂培养箱中培养 D. “人造皮肤”的获得说明皮肤细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点 4. 科学家将两株不同的杂交瘤细胞A和B融合形成双杂交瘤细胞AB，双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养液中生长繁殖，其产生的双特异性抗体AB结构如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 培养双杂交瘤细胞时，需提供5%的CO2以刺激细胞呼吸 B. 双杂交瘤细胞在体外培养的过程中会出现接触抑制现象 C. 双特异性抗体AB可同时识别两种抗原并与它们结合 D. 双特异性抗体AB 与靶细胞结合，可使靶细胞直接裂解死亡 5. 第三代试管婴儿俗称PGD/PGS，指在试管婴儿（IVF-ET）的胚胎移植前，取胚胎的遗传物质进行分析，诊断是否有异常，筛选健康胚胎移植。其过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 采卵的过程中可以给母亲注射性激素，促进卵细胞的生成，使其排出更多成熟的卵子 B. 采集的精子需置于人工配制的肝素溶液中获取能量，与卵细胞膜接触后阻止后续的精子进入透明带 C. 受精过程中精子核膜破裂形成雄原核，卵子排出第二极体形成雌原核，二者融合完成受精作用 D. 胚胎发育过程中，原肠胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，称为孵化 6. 利用转基因技术，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得人组织纤溶酶原激活物（htPA）（一种重要的药用蛋白），流程如下图。下列叙述正确的是（ ） A. 体外受精时，经过ATP获能处理的精子才可与卵（母）细胞完成受精作用 B. 可用核酸分子杂交技术或者PCR技术检测htPA基因是否成功导入受精卵 C. 须取早期囊胚的内细胞团细胞进行性别鉴定，以获得雌性胚胎后进行胚胎移植 D. 利用乳腺产生羊乳来获取htPA的优点是可在羊的全生命周期连续获得相应产品 7. 科研人员将插入了抗病毒蛋白基因K的Ti质粒导入农杆菌后，再利用农杆菌转化法将基因K导入番木瓜愈伤组织细胞中，从而培育出转基因抗病番木瓜。下列叙述错误的是（ ） A. 导入基因K后，Ti质粒上发生了基因突变和基因重组 B. 导入基因K后的番木瓜愈伤组织没有卡那霉素抗性 C. 若番木瓜愈伤组织不能在四环素培养基上生长，其细胞中一定含有基因K D. 转入番木瓜细胞中的基因K在遗传时可能遵循基因的分离和自由组合定律 8. 某研究所将“黑寡妇”蜘蛛体内合成蛛丝蛋白的基因导入山羊受精卵，成功培育出转基因山羊乳腺生物反应器，并利用该技术获得高强度蛛丝蛋白（命名为“生物钢”），其流程如下图所示。为提高“生物钢”产量，下列方案最不可行的是（ ） A. 通过提高乳腺细胞中目的基因的拷贝数，增加蛛丝蛋白表达量 B. 参照乳腺生物反应器技术原理，开发转基因山羊膀胱生物反应器 C. 优化启动子序列并增强其活性，促进目的基因在乳腺细胞中的高效表达 D. 将蜘蛛体细胞与大肠杆菌融合构建“工程菌”，实现“生物钢”大规模发酵生产 9. PCR和琼脂糖凝胶电泳是基因工程中常用的两种技术。下列叙述错误的是（　　） A. PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+来激活耐高温的DNA聚合酶 B. 采用PCR技术对一个DNA进行扩增，若每个DNA分子的每条链都做模板，则第n次循环共需要引物2n个 C. 电泳时，DNA迁移速率与DNA分子的大小、构象有关而与凝胶的浓度无关 D. 配制凝胶溶液时所添加的琼脂糖含量与待分离的DNA片段的大小有关 10. 农杆菌转化法广泛应用于植物基因工程中，研究人员利用农杆菌转化法将海岛棉中抗草铵膦除草剂基因Bar导入陆地棉中，经培养筛选获得抗草铵膦除草剂的转基因棉花。下列叙述错误的是（　　） A. 农杆菌转化法主要用于双子叶植物和裸子植物 B. 农杆菌转化法可将含Bar基因的重组Ti质粒整合到陆地棉细胞的染色体DNA上 C. 检测Bar基因是否在陆地棉细胞中翻译常利用抗原—抗体杂交技术 D. 培育转基因棉花还可利用我国科学家独创的花粉管通道法 11. 将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因 Pin-Ⅱ导入杨树细胞，可培育抗虫杨树。基因表达载体的构建过程如图所示，其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，Neo8表示新霉素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点，相关酶的识别序列如表所示。下列叙述错误的是（ ） A. 利用PCR技术扩增目的基因时，应该选用引物2和引物3 B. 选用KpnI和SmaI，可提高目的基因与质粒的重组效率 C. 为将表达载体导入农杆菌中，可以使用Ca2+处理该细胞 D. 成功导入目的基因的杨树细胞只对新霉素产生抗性 12. cDNA文库是利用某一生物体特定发育时期细胞内的mRNA为模板合成双链cDNA，再将这些cDNA片段与适当的载体拼接后，转入宿主细胞所构建的文库。从cDNA 文库中可筛选出所需要的目的基因片段。下列叙述正确的是（ ） A. 构建cDNA 文库过程中需使用逆转录酶、限制酶和 DNA聚合酶等 B. 从不同组织细胞中提取出的mRNA 建立的cDNA文库完全相同 C. 通过定向改变cDNA 序列进而改造蛋白质结构属于基因工程技术 D. 从cDNA 文库中筛选出的目的基因与真核生物中对应的原基因相同 二、多选题（每小题4分；漏选得2分；错选、多选不得分） 13. 动物细胞合成核苷酸有全合成(D)途径和补救合成(S)途径，物质A能阻断全合成途径，物质H、T能用于合成核苷酸 ，相关过程示意图如下。骨髓瘤细胞只能利用全合成途径进行无限增殖，B淋巴细胞两种途径都能进行但不能无限增殖。现将某实验动物(染色体数为2N)的1000个骨髓瘤细胞和1000 个B淋巴细胞共同加入含 H、A、T 3种物质的培养基(HAT培养基)中，加入适量PEG，在适宜的条件下培养。只考虑2个细胞间的融合，下列叙述正确的是（ ） A. 在 HAT 培养基中，可筛选得到1000个杂交瘤细胞 B. 在HAT 培养基中，有4种细胞不能无限增殖而死亡 C. 在HAT 培养基中，融合形成的细胞中均有4N 条染色体 D. 在HAT 培养基中，杂交瘤细胞可通过S途径合成核苷酸 14. 以甘蔗为原料生产的蔗糖占我国食糖产量的90%，但其受到花叶病毒侵染后会引起减产。通过诱变处理和植物组织培养相结合可以培育出抗花叶病毒的甘蔗。下列有关叙述正确的是（　　） A. 该育种过程的原理有基因突变和细胞的全能性 B. 脱分化阶段应给予适当光照 C. 对愈伤组织进行诱变处理后需接种病毒进行筛选 D. 此方法可能需要处理大量的材料才可得到抗花叶病毒的甘蔗 15. 蓝细菌可通过D-乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D-乳酸这种重要的工业原料。蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D-乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L，工程菌L能积累更多D-乳酸。下列有关叙述正确的有（ ） 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 注：数据单位为pmolOD750 A. 与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP和NADH含量都升高 B. 与初始蓝细菌相比，工程菌K的有氧呼吸第三阶段被抑制 C. 与初始蓝细菌相比，工程菌L光合作用产生了更多ATP，从而有利于积累更多D-乳酸 D. 与初始蓝细菌相比，工程菌L有氧呼吸第三阶段消耗更多NADH，而有利于D-乳酸的积累 16. 乙肝基因工程疫苗的生产过程如图所示，其中质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中LacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。下列相关分析错误的是（ ） A. 过程①选择BamHⅠ和EcoRⅤ切割目的基因和质粒，可避免目的基因和质粒反向连接 B. 过程②利用农杆菌的T-DNA可将重组质粒上的目的基因转移到大肠杆菌细胞的DNA上 C. 筛选大肠杆菌的培养基中需要添加青霉素和X-gal，便于重组质粒的筛选 D. 若添加X-gal的培养基上的大肠杆菌菌落呈现白色，则说明该大肠杆菌成功导入重组质粒 三、解答题（除标注外，每空1分） 17. 2019年我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了世界首例体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需的基因）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型，其基本构建流程如图所示。CRISPR/Cas9基因编辑系统能在DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时会发生基因突变而导致靶基因失活，第一代BMAL1基因敲除猴的5只个体表现出不同程度的节律紊乱症状。为进一步获得理想动物模型，研究团队采集A6个体的成纤维细胞，经SCNT后最终获得多只第二代BMAL1基因敲除猕猴模型。请回答下列相关问题： （1）在猕猴各级神经中枢中，与生物节律控制有关的中枢在________。 （2）经CRISPR/Cas9基因编辑和胚胎移植获得的第一代BMAL1基因敲除猴的不同个体表现出不同程度的节律紊乱症状，原因是_________。 （3）实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至MII期，核移植成功后，用________（填具体方法，写出2种即可）去激活重构胚。 （4）为提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员还将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重组融合细胞，推测Kdm4d的mRNA的作用是_______。 （5）与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是__________（写出1点即可） 18. 羔羊胚胎移植技术是集诱导羔羊卵泡发育技术、体外受精、胚胎移植等技术为一体的胚胎生物技术体系，主要用于提高优良品种的繁殖速度和遗传品质，其技术流程如图所示。回答下列问题： （1）为获得更多的卵子，对甲羊注射激素使其超数排卵，该激素作用的靶器官是______。 （2）为保持亲子代之间染色体数量的稳定，在受精阶段，卵细胞只允许一个精子进入。卵细胞防止多精入卵的机制是______和______。已知线粒体中的蛋白质主要由核基因编码。在受精前后，卵细胞线粒体中蛋白质的组成有差异，原因是____________。 （3）将获得的受精卵进行培养，早期胚胎一般发育至______期移入受体母羊子宫内。在胚胎移植前，可通过______技术获得较多胚胎。移植的早期胚胎能在丙羊的子宫内存活，其生理基础是______。 19. 干扰素是病毒侵入细胞后，由细胞合成并分泌的一种糖蛋白，其几乎能抵抗所有病毒引起的感染，同时对乳腺癌、骨髓癌等有一定疗效，“中国干扰素之父”侯云德院士利用基因工程的方法获得了人干扰素α-1b，用于临床疾病治疗。图1、图2为质粒和人干扰素α-1b基因的结构图。请回答下列问题： （1）从人体脐带血白细胞中提取干扰素α-1b基因的mRNA，通过_____的方法合成目的基因，再通过PCR技术扩增目的基因。扩增时，引物与模板链的_____端碱基互补配对。PCR过程中延伸阶段选用72℃而非90℃综合考虑了两个因素，这两个因素是_____。 （2）用基因工程生产人干扰素α-1b一般包括目的基因的筛选与获取→_____这四个步骤。欲利用上述材料构建基因表达载体，最好选用限制酶_____，所构建表达载体上的标记基因是_____。将构建好的表达载体导入大肠杆菌细胞时需先用Ca2+进行处理，目的是_____。 （3）干扰素体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70 ℃下保存半年，这需要用到蛋白质工程，但对蛋白质进行改造时，一般通过对基因的操作来实现，原因是_____（写出2点）。 20. 科学家将鼠抗人大肠癌单克隆抗体基因（（ND-1）与酵母胞嘧啶脱氨酶基因（CD）融合，在大肠杆菌中成功地表达了单链抗体与酶的融合蛋白，这类蛋白的疗法称为由抗体介导的酶解前药疗法（ADEPT）。ND-1-CD融合基因的构建方法如图所示。回答下列问题： （1）PCR技术需要用到引物，引物是指______。通过PCR构建ND-1-CD融合基因基因需要用到图中4种引物，其中引物P2和引物P3的相应序列______（填“能”或“不能”）互补配对。 （2）图中两条杂交链的获得至少需要经过______次扩增循环，杂交链延伸生成ND-1-CD融合基因的过程______（填“需要”“不需要”或“不一定需要”）加入引物。 （3）获得ND-1-CD融合基因后，欲获得转化的大肠杆菌作为菌种，来大量生产融合蛋白。试简要写出获得转化的大肠杆菌的操作流程：______。 （4）采用动物细胞融合技术制备单克隆抗体时，需有特定的抗原对实验动物进行免疫，其目的是______。 21. 甘蓝型油菜是我国重要的油料作物之一。黑籽油菜具有耐寒、耐旱、耐盐碱等多种优良性状，黄籽油菜种子含油量（SOC）更高，木质纤维素含量（SLC）更低，二者均可用于甘蓝型油菜的育种。 （1）甘蓝型油菜是油菜（AA，）和甘蓝（CC，）杂交得到的异源四倍体，可通过______形成含有两个______的配子。 （2）目前已克隆的黄籽基因多为隐性基因，限制了甘蓝型油菜黄籽品种的培育。科研人员新发现一株种皮颜色（SCC）为黄色的甘蓝型油菜N，通过杂交实验确认其黄色SCC基因为显性基因，极大加快了甘蓝型油菜黄籽品种的培育进程。 ①从植株N中克隆出基因D。推测D对SCC、SOC和SLC三种性状都有改善作用，为验证此推测，进行如下实验。 实验组1：构建D基因表达载体，导入黑籽油菜中； 实验组2：构建能敲除D基因的表达载体，导入______中； 对照组：______。 ②与对照组相比，实验组2的预期结果为______。 a．SCC变黄 b．SOC升高 c．SLC升高 d．SCC变黑 e．SOC降低 f．SLC降低 （3）甘蓝型油菜种子含油量的部分调控机制如图，D基因在种皮中特异性表达，______苯丙烷、类黄酮生物合成途径，______原花青素和木质纤维素含量，使种皮发生相应变化。 （4）为培育出油量高、且能保持黑籽油菜品系（K）多种优良性状的油菜新品种，请写出杂交育种流程______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级下学期第二次月考生物学科试卷 一、单选题（每小题2分） 1. 广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖，但会由于病毒积累而产量下降，可通过植物组织培养获得脱毒苗的方法来解决。关于该方法，下列说法错误的是（　　） A. 可选用甘蔗的茎尖为外植体 B. 选用的外植体需经高温灭菌处理 C. 一般采用加入琼脂的固体培养基 D. 脱毒苗的形成包括再分化过程 【答案】B 【解析】 【分析】植物组织培养即植物无菌培养技术，又称离体培养，是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官（如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）、组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体，在无菌和适宜的人工培养基及温度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的学科。 【详解】A、培育脱毒苗时，一般选取茎尖（或芽尖或根尖）作为外植体，其依据是植物分生区附近（茎尖）病毒极少，甚至无病毒，A正确； B、植物组织培养过程中，为防止杂菌污染，外植体需消毒处理，B错误； C、植物组织培养过程中的脱分化与再分化所用的培养基一般采用加入了不同植物激素比例的琼脂固体培养基，C正确； D、细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变为未分化细胞的过程，切取植物的茎尖进行组织培养时经过脱分化与再分化的过程可以获得脱毒苗，D正确。 故选B。 2. 转录因子Gh1和GhE1能调控棉花愈伤组织细胞的生长发育，参与体细胞胚胎发生过程中细胞命运的重塑，其机制如图所示。下列相关分析正确的是（　　） A. 提高培养基中生长素和细胞分裂素的比例可促进愈伤组织形成芽 B. Gh1基因发生甲基化可能会抑制愈伤组织细胞的增殖 C. 促进GhE1基因的表达可促进愈伤组织再分化 D. Gh1与GhE1单独作用均能调控GhPs基因的表达 【答案】B 【解析】 【分析】离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株体。 【详解】A、提高培养基中生长素和细胞分裂素的比例可促进愈伤组织形成根，A错误； B、甲基化会抑制Gh1表达，不能与GhE1的表达产物形成复合物，GhPs基因不能表达，会抑制愈伤组织细胞的增殖，B正确； C、促进GhEl基因的表达，可能会导致GhPs的表达产物增多，从而促进愈伤组织细胞的增殖，抑制愈伤组织分化成根等器官，C错误； D、Gh1与GhE1表达后形成的蛋白质相互结合可调控GhPs的表达，Gh1与GhE1单独作用不能调控GhPs基因的表达，D错误。 故选B。 3. 自体皮肤细胞培养移植是治疗皮肤严重烫伤、烧伤的有效方法。取受损者的皮肤进行处理后置于培养瓶中培养，直至铺满整个培养瓶的底部，单层细胞相互连接形成很薄的“皮肤”。将这些“人造皮肤”移植到患者的伤处进行治疗。下列关于皮肤细胞培养的叙述，正确的是（　　） A. 将皮肤细胞置于含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、琼脂等物质的培养基中培养 B. 在合成培养基中加入抗生素和血清为皮肤细胞提供无菌、无毒的环境 C. 松盖培养瓶应置于含95％氧气和5％CO₂的混合气体的CO₂培养箱中培养 D. “人造皮肤”的获得说明皮肤细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点 【答案】D 【解析】 【分析】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，定期更换培养液，以清除代谢废物；（2）营养物质：葡萄糖、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；（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）5%的CO2（维持培养液的pH）。 【详解】A、动物细胞培养的培养基属于液体培养基，不需要加入琼脂，A错误； B、合成培养基灭菌及培养液中加抗生素是为动物细胞培养提供无菌环境，无毒环境是通过及时更换培养基来实现的，B错误； C、培养皮肤细胞的培养皿或松盖培养瓶应置于95%的空气和5%的CO2的CO2培养箱中，C错误； D、细胞铺满培养瓶的底部，说明皮肤细胞需要贴壁生长，贴壁生长的皮肤细胞不具备无限增殖的能力，具有接触抑制，D正确。 故选D。 4. 科学家将两株不同的杂交瘤细胞A和B融合形成双杂交瘤细胞AB，双杂交瘤细胞AB能够悬浮在培养液中生长繁殖，其产生的双特异性抗体AB结构如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 培养双杂交瘤细胞时，需提供5%的CO2以刺激细胞呼吸 B. 双杂交瘤细胞在体外培养的过程中会出现接触抑制现象 C. 双特异性抗体AB可同时识别两种抗原并与它们结合 D. 双特异性抗体AB 与靶细胞结合，可使靶细胞直接裂解死亡 【答案】C 【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，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即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、培养双杂交瘤细胞时，需提供5%的CO2维持培养液的pH，A错误； B、杂交瘤细胞是悬浮培养的细胞，细胞之间并未接触，即双杂交瘤细胞在体外培养的过程中不会出现接触抑制现象，B错误； C、根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性可推测，双特异性抗体AB可同时识别两种抗原并与它们结合，C正确； D、双特异性抗体AB 与靶细胞结合，不会可靶细胞直接裂解死亡，二利用双抗体可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，细胞毒性T细胞才会使靶细胞裂解、死亡，D错误。 故选C。 5. 第三代试管婴儿俗称PGD/PGS，指在试管婴儿（IVF-ET）的胚胎移植前，取胚胎的遗传物质进行分析，诊断是否有异常，筛选健康胚胎移植。其过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 采卵的过程中可以给母亲注射性激素，促进卵细胞的生成，使其排出更多成熟的卵子 B. 采集的精子需置于人工配制的肝素溶液中获取能量，与卵细胞膜接触后阻止后续的精子进入透明带 C. 受精过程中精子核膜破裂形成雄原核，卵子排出第二极体形成雌原核，二者融合完成受精作用 D. 胚胎发育过程中，原肠胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，称为孵化 【答案】C 【解析】 【分析】胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术（如转基因、核移植和体外受精等）获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。 【详解】A、采卵的过程中可以给母亲注射促性腺激素，促进卵细胞的生成，使其排出更多成熟的卵子，A错误； B、采集的精子需置于人工配制的肝素溶液中获能是获得受精的能力，但不是获得能量，B错误； C、受精的过程中精子核膜破裂，形成雄原核，卵细胞排出第二极体形成雌原核，二者融合形成受精卵，完成受精作用，C正确； D、胚胎发育过程中，囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，称为孵化，D错误。 故选C。 6. 利用转基因技术，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得人组织纤溶酶原激活物（htPA）（一种重要的药用蛋白），流程如下图。下列叙述正确的是（ ） A. 体外受精时，经过ATP获能处理的精子才可与卵（母）细胞完成受精作用 B. 可用核酸分子杂交技术或者PCR技术检测htPA基因是否成功导入受精卵 C. 须取早期囊胚的内细胞团细胞进行性别鉴定，以获得雌性胚胎后进行胚胎移植 D. 利用乳腺产生羊乳来获取htPA的优点是可在羊的全生命周期连续获得相应产品 【答案】B 【解析】 【分析】1、DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 2、目的基因分子水平上的检测：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。 3、该基因工程需要对羊的性别进行选择，由于只有母羊能够分泌乳汁，因此选择母羊的胚胎进行移植。 【详解】A、精子的获能不是使用ATP处理，A错误； B、检测目的基因（htPA基因）是否成功导入受精卵，可采用核酸分子杂交技术（利用DNA探针与受体细胞中的DNA进行杂交，若出现杂交带则说明导入成功）或PCR技术（以受体细胞中的DNA为模板，根据htPA基因的特定序列设计引物进行PCR扩增，若能扩增出相应片段则说明导入成功），B正确； C、对早期囊胚进行性别鉴定可取滋养层细胞，不必取内细胞团细胞进行鉴定，C错误； D、乳腺产生羊乳来获取htPA仅在羊的泌乳期进行，不可在羊的全生命周期连续获得相应产品，D错误。 故选B。 7. 科研人员将插入了抗病毒蛋白基因K的Ti质粒导入农杆菌后，再利用农杆菌转化法将基因K导入番木瓜愈伤组织细胞中，从而培育出转基因抗病番木瓜。下列叙述错误的是（ ） A. 导入基因K后，Ti质粒上发生了基因突变和基因重组 B. 导入基因K后的番木瓜愈伤组织没有卡那霉素抗性 C. 若番木瓜愈伤组织不能在四环素培养基上生长，其细胞中一定含有基因K D. 转入番木瓜细胞中的基因K在遗传时可能遵循基因的分离和自由组合定律 【答案】C 【解析】 【分析】农杆菌转化法：农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的 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。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 【详解】A、导入基因K使四环素基因插入外来碱基而失活，发生了基因突变，而对于 Ti质粒则重新组合了新的基因，发生了基因重组，A正确； B、导入农杆菌的是完整 Ti质粒，因此获得卡那霉素抗性，而导入番木瓜的只是T-DNA，卡那霉素基因不在T-DNA上，因此不能使番木瓜获得该抗性，B正确； C、不能在四环素培养基上生长的番木瓜愈伤组织有两种：①导入了基因K(把四环素基因插入失活了)，②没有导入T-DNA(不具有四环素抗性)，C错误； D、导入细胞中的T-DNA会整合到植物染色体上，因此可以随着染色体发生同源分离、非同源自由组合的现象，D正确。 故选C。 8. 某研究所将“黑寡妇”蜘蛛体内合成蛛丝蛋白的基因导入山羊受精卵，成功培育出转基因山羊乳腺生物反应器，并利用该技术获得高强度蛛丝蛋白（命名为“生物钢”），其流程如下图所示。为提高“生物钢”产量，下列方案最不可行的是（ ） A. 通过提高乳腺细胞中目的基因的拷贝数，增加蛛丝蛋白表达量 B. 参照乳腺生物反应器技术原理，开发转基因山羊膀胱生物反应器 C. 优化启动子序列并增强其活性，促进目的基因在乳腺细胞中的高效表达 D. 将蜘蛛体细胞与大肠杆菌融合构建“工程菌”，实现“生物钢”大规模发酵生产 【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：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、通过提高乳腺细胞中目的基因的拷贝数，可以提高基因的表达，增加蛛丝蛋白量，A正确； B、参照乳腺生物反应器技术原理，可开发转基因山羊膀胱生物反应器，因为与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器具有多种优点，如没有性别上的要求、提取时间长、提取方便和产量高等，B正确； C、为使蛛丝蛋白基因能在乳腺细胞中特异性表达，应该在目的基因前插入能在乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子或优化启动子序列并增强其活性，促进目的基因在乳腺细胞中的高效表达，C正确； D、若要实现“生物钢”大规模发酵生产，可将蜘蛛的丝蛋白基因导入大肠杆菌构建“工程菌”，D错误。 故选D。 9. PCR和琼脂糖凝胶电泳是基因工程中常用的两种技术。下列叙述错误的是（　　） A. PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+来激活耐高温的DNA聚合酶 B. 采用PCR技术对一个DNA进行扩增，若每个DNA分子的每条链都做模板，则第n次循环共需要引物2n个 C. 电泳时，DNA迁移速率与DNA分子的大小、构象有关而与凝胶的浓度无关 D. 配制凝胶溶液时所添加的琼脂糖含量与待分离的DNA片段的大小有关 【答案】C 【解析】 【分析】PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种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，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。 【详解】A、PCR反应缓冲液中需添加Mg²⁺作为辅助因子，以激活耐高温的DNA聚合酶（如Taq酶）的活性，A正确； B、如果开始的基因只有一个，第n−1次复制结束后有2n-1个DNA分子，合成一个DNA分子需要2个引物，因此 需要的引物数目为2n-1×2=2n个，B正确； C、电泳时，DNA迁移速率与DNA分子的大小、构象、凝胶的浓度 等有关，C错误； D、配制凝胶溶液时所添加的琼脂糖含量与待分离的DNA片段的大小有关，故需要根据待分离DNA片段的大小去配制琼脂糖溶液，D正确。 故选C。 10. 农杆菌转化法广泛应用于植物基因工程中，研究人员利用农杆菌转化法将海岛棉中抗草铵膦除草剂基因Bar导入陆地棉中，经培养筛选获得抗草铵膦除草剂的转基因棉花。下列叙述错误的是（　　） A. 农杆菌转化法主要用于双子叶植物和裸子植物 B. 农杆菌转化法可将含Bar基因的重组Ti质粒整合到陆地棉细胞的染色体DNA上 C. 检测Bar基因是否在陆地棉细胞中翻译常利用抗原—抗体杂交技术 D. 培育转基因棉花还可利用我国科学家独创的花粉管通道法 【答案】B 【解析】 【分析】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。（1）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。（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 【详解】A、在自然条件下，农杆菌感染双子叶植物和裸子植物，因此农杆菌转化法主要用于双子叶植物和裸子植物，A正确； B、农杆菌转化法是将含目的基因（Bar 基因）的重组 Ti 质粒的 T - DNA 整合到植物细胞的染色体 DNA 上，而不是整个重组 Ti 质粒整合到染色体 DNA 上，B错误； C、检测目的基因是否翻译出蛋白质，常利用抗原 - 抗体杂交技术，C正确； D、花粉管通道法是我国科学家独创的一种将目的基因导入植物细胞的方法，培育转基因棉花可以利用该方法，D 正确。 故选B。 11. 将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因 Pin-Ⅱ导入杨树细胞，可培育抗虫杨树。基因表达载体的构建过程如图所示，其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，Neo8表示新霉素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点，相关酶的识别序列如表所示。下列叙述错误的是（ ） A. 利用PCR技术扩增目的基因时，应该选用引物2和引物3 B. 选用KpnI和SmaI，可提高目的基因与质粒的重组效率 C. 为将表达载体导入农杆菌中，可以使用Ca2+处理该细胞 D. 成功导入目的基因的杨树细胞只对新霉素产生抗性 【答案】B 【解析】 【分析】基因工程包括四个基本程序：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。 【详解】A、DNA聚合酶只能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，利用PCR扩增目的基因时，应该选择引物2和引物3，A正确； B、为使目的基因与质粒高效重组，选用KpnⅠ和HindⅢ比选用KpnⅠ和SmaⅠ效果更好，因为SmaI切割DNA后形成平末端，T4DNA连接酶连接平末端的效率相对较低，B错误； C、为将表达载体导入农杆菌，可以使用Ca2+处理受体细胞，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的状态，然后再将重组质粒导入其中，C正确； D、只有T-DNA区段会导入植物受体细胞，因此氨苄青霉素抗性基因不会导入植物受体细胞中，即成功导入目的基因的杨树细胞只能表现出新霉素抗性，D正确。 故选B。 12. cDNA文库是利用某一生物体特定发育时期细胞内的mRNA为模板合成双链cDNA，再将这些cDNA片段与适当的载体拼接后，转入宿主细胞所构建的文库。从cDNA 文库中可筛选出所需要的目的基因片段。下列叙述正确的是（ ） A. 构建cDNA 文库过程中需使用逆转录酶、限制酶和 DNA聚合酶等 B. 从不同组织细胞中提取出的mRNA 建立的cDNA文库完全相同 C. 通过定向改变cDNA 序列进而改造蛋白质结构属于基因工程技术 D. 从cDNA 文库中筛选出的目的基因与真核生物中对应的原基因相同 【答案】A 【解析】 【分析】1、基因文库包括基因组文库和部分基因文库。其中基因组文库包含某种生物所有的基因，而部分基因文库只包含某种生物的部分基因，如：cDNA文库。 2、以mRNA为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成cDNA，与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。 【详解】A、mRNA为模板合成cDNA单链的过程需要逆转录酶；将双链cDNA片段插入到适当的载体时，需要用限制酶切割载体和cDNA，使它们产生相同的黏性末端或平末端，再用DNA连接酶连接；以单链cDNA为模板合成双链cDNA的过程需要DNA聚合酶，A正确； B、由于基因的选择性表达，不同组织细胞中表达的基因不完全相同，即转录出的mRNA不完全相同，所以从不同组织细胞中提取的mRNA建立的cDNA文库也不完全相同，B错误； C、蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因），通过定向改变cDNA序列进而改造蛋白质结构属于蛋白质工程的范畴，C错误； D、cDNA文库中的基因是由mRNA逆转录形成的，由于真核生物基因中含有内含子，而转录形成的mRNA中不含内含子对应的序列，所以从cDNA文库中筛选出的目的基因与真核生物中的原基因不相同，原基因中含有内含子、启动子和终止子序列，而cDNA中没有，D错误。 故选A。 二、多选题（每小题4分；漏选得2分；错选、多选不得分） 13. 动物细胞合成核苷酸有全合成(D)途径和补救合成(S)途径，物质A能阻断全合成途径，物质H、T能用于合成核苷酸 ，相关过程示意图如下。骨髓瘤细胞只能利用全合成途径进行无限增殖，B淋巴细胞两种途径都能进行但不能无限增殖。现将某实验动物(染色体数为2N)的1000个骨髓瘤细胞和1000 个B淋巴细胞共同加入含 H、A、T 3种物质的培养基(HAT培养基)中，加入适量PEG，在适宜的条件下培养。只考虑2个细胞间的融合，下列叙述正确的是（ ） A. 在 HAT 培养基中，可筛选得到1000个杂交瘤细胞 B. 在HAT 培养基中，有4种细胞不能无限增殖而死亡 C. 在HAT 培养基中，融合形成的细胞中均有4N 条染色体 D. 在HAT 培养基中，杂交瘤细胞可通过S途径合成核苷酸 【答案】BD 【解析】 【分析】分析题图：核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径，正常细胞含有补救合成途径所必需得转化酶和激酶，骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。因此，加入H、A、T三种物质后，骨髓瘤细胞及其自身融合的细胞中缺乏转化酶，无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖；已经免疫的B淋巴细胞和自身融合的细胞也因高度分化而不能增殖，因此在该培养基上能增殖的只有杂交瘤细胞（杂交瘤细胞中全合成途径被物质A阻断，但其可借助正常细胞的补救合成途径来合成核苷酸，进而大量繁殖）。 【详解】A、细胞融合具有随机性，可能骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合，B细胞和B细胞融合，故即使1000个骨髓瘤细胞和1000 个B淋巴细胞共同加入HAT培养基，不能筛选得到1000个杂交瘤细胞，A错误； B、题干信息可知，在HAT 培养基中，骨髓瘤细胞不能无限增殖而死亡、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合不能在HAT培养基上无限增殖而死亡，B细胞高度分化不能无限增殖最后会死亡，B细胞与B细胞融合的细胞不能无限增殖最后会死亡，故在HAT 培养基中，有4种细胞不能无限增殖而死亡，B正确； C、在HAT 培养基中，融合形成的骨髓瘤细胞可以进行有丝分裂，有丝分裂后期染色体着丝粒分裂，染色体加倍，有8N 条染色体，C错误； D、杂交瘤细胞是B细胞和骨髓瘤细胞的融合，其中B细胞含有D和S两个途径，骨髓瘤细胞含有D途径，在HAT 培养基中，杂交瘤细胞中由于D途径被A物质阻断，故杂交瘤细胞可通过S途径合成核苷酸，D正确。 故选BD。 14. 以甘蔗为原料生产的蔗糖占我国食糖产量的90%，但其受到花叶病毒侵染后会引起减产。通过诱变处理和植物组织培养相结合可以培育出抗花叶病毒的甘蔗。下列有关叙述正确的是（　　） A. 该育种过程的原理有基因突变和细胞的全能性 B. 脱分化阶段应给予适当光照 C. 对愈伤组织进行诱变处理后需接种病毒进行筛选 D. 此方法可能需要处理大量的材料才可得到抗花叶病毒的甘蔗 【答案】ACD 【解析】 【分析】1、作物脱毒材料：分生区（如茎尖）细胞；植物脱毒方法：进行组织培养；结果：形成脱毒苗。 2、突变体的利用：（1）原因：在植物组织培养的过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变；（2）利用：筛选出对人们有利的突变体培育成新品种。 【详解】A、诱变处理的原理是基因突变，植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以该育种过程的原理有基因突变和细胞的全能性，A正确； B、脱分化阶段不需要光照，再分化阶段需要适当光照，以利于叶绿素的形成等，B错误； C、对愈伤组织进行诱变处理后，需要接种病毒，看其是否能正常生长，以此筛选出抗花叶病毒的变异类型，C正确； D、由于基因突变具有不定向性，所以此方法可能需要处理大量的材料，才有可能得到抗花叶病毒的甘蔗，D正确。 故选ACD。 15. 蓝细菌可通过D-乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D-乳酸这种重要的工业原料。蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D-乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L，工程菌L能积累更多D-乳酸。下列有关叙述正确的有（ ） 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 注：数据单位为pmolOD750 A. 与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP和NADH含量都升高 B. 与初始蓝细菌相比，工程菌K的有氧呼吸第三阶段被抑制 C. 与初始蓝细菌相比，工程菌L光合作用产生了更多ATP，从而有利于积累更多D-乳酸 D. 与初始蓝细菌相比，工程菌L有氧呼吸第三阶段消耗更多NADH，而有利于D-乳酸的积累 【答案】ABC 【解析】 【分析】蓝细菌是原核生物，有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，是自养生物。 【详解】A、初始蓝细菌的ATP和NADH含量为626、32，工程菌K的ATP和NADH含量为829、62，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP和NADH含量都升高，A正确； B、与初始蓝细菌相比，构建的工程菌K中NADH含量升高，NADPH含量基本保持不变，所以有氧呼吸第三阶段被抑制，B正确； C、研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D-乳酸，C正确； D、与初始蓝细菌相比，工程菌L有氧呼吸第三阶段消耗较少NADH，NADH增多，有利于D-乳酸的积累，D错误。 故选ABC。 16. 乙肝基因工程疫苗的生产过程如图所示，其中质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中LacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。下列相关分析错误的是（ ） A. 过程①选择BamHⅠ和EcoRⅤ切割目的基因和质粒，可避免目的基因和质粒反向连接 B. 过程②利用农杆菌的T-DNA可将重组质粒上的目的基因转移到大肠杆菌细胞的DNA上 C. 筛选大肠杆菌的培养基中需要添加青霉素和X-gal，便于重组质粒的筛选 D. 若添加X-gal的培养基上的大肠杆菌菌落呈现白色，则说明该大肠杆菌成功导入重组质粒 【答案】AB 【解析】 【分析】基因工程的基本操作程序是：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。 【详解】A、由图可知，BamHI和EcoRI的酶切位点在目的基因两侧，用BamHI和EcoRI来切割含有目的基因的DNA片段可以获得完整的目的基因，且质粒上也存在这两种酶的识别位点，因此过程①应该选择BamHI和EcoRI来切割目的基因和质粒，可避免目的基因和质粒反向连接，A错误； B、过程②是将重组质粒导入大肠杆菌，需要用Ca2+处理大肠杆菌，增大其细胞壁的通透性,使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态，B错误； C、质粒中LacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。LacZ基因内部含有BamHI的酶切位点，构建重组质粒时，目的基因的插入导致lacZ基因被破坏，因此在添加X-gal的培养基上，含重组质粒的大肠杆菌菌落呈现白色，导入空载质粒的大肠杆菌菌落显蓝色，没有导入任何外源DNA的大肠杆菌不含青霉素抗性基因，不能在含有青霉素的培养基上生存，因此筛选含重组质粒的大肠杆菌，应在培养基中加入X-gal和青霉素，便于重组质粒的筛选，C正确； D、BamHI破坏了质粒上的LacZ基因，若添加X-gal的培养基上的大肠杆菌菌落呈现白色，则说明大肠杆菌成功导入重组质粒，D正确。 故选AB。 三、解答题（除标注外，每空1分） 17. 2019年我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了世界首例体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需的基因）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型，其基本构建流程如图所示。CRISPR/Cas9基因编辑系统能在DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时会发生基因突变而导致靶基因失活，第一代BMAL1基因敲除猴的5只个体表现出不同程度的节律紊乱症状。为进一步获得理想动物模型，研究团队采集A6个体的成纤维细胞，经SCNT后最终获得多只第二代BMAL1基因敲除猕猴模型。请回答下列相关问题： （1）在猕猴各级神经中枢中，与生物节律控制有关的中枢在________。 （2）经CRISPR/Cas9基因编辑和胚胎移植获得的第一代BMAL1基因敲除猴的不同个体表现出不同程度的节律紊乱症状，原因是_________。 （3）实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至MII期，核移植成功后，用________（填具体方法，写出2种即可）去激活重构胚。 （4）为提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员还将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重组融合细胞，推测Kdm4d的mRNA的作用是_______。 （5）与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是__________（写出1点即可） 【答案】（1）下丘脑 （2）CRISPR/Cas9对不同个体的DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时最终导致不同位点的基因突变 （3）电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等 （4）降低组蛋白的甲基化程度，有利于细胞分裂和分化相关基因的表达 （5）遗传背景一致 【解析】 【分析】动物细胞培养的条件营养：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。（通常需要加入血清等一些天然成分）无菌、无毒的环境：添加抗生素温度、pH和渗透压：36.5±0.5℃ 7.2~7.4。气体环境：O2是细胞代谢所需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。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。 【小问1详解】 下丘脑是脑的重要组成部分，其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等，还与生物节律等的控制有关。在猕猴各级神经中枢中，与生物节律控制有关的中枢在下丘脑。 【小问2详解】 CRISPR/Cas9对不同个体的DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时最终导致不同位点的基因突变，所以不同个体表现出不同程度的节律紊乱症状。 【小问3详解】 核移植成功后，用电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等去激活重构胚。 【小问4详解】 去甲基化酶Kdm4d的mRNA，翻译产生去甲基化酶，可以降低组蛋白的甲基化程度，有利于与细胞分裂和分化相关基因的表达。 【小问5详解】 根据提示，第二代基因敲除猴是由A6的成纤维细胞进行克隆获得，因此他们的基因型应该相同，因此将第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是遗传背景一致。 18. 羔羊胚胎移植技术是集诱导羔羊卵泡发育技术、体外受精、胚胎移植等技术为一体的胚胎生物技术体系，主要用于提高优良品种的繁殖速度和遗传品质，其技术流程如图所示。回答下列问题： （1）为获得更多的卵子，对甲羊注射激素使其超数排卵，该激素作用的靶器官是______。 （2）为保持亲子代之间染色体数量的稳定，在受精阶段，卵细胞只允许一个精子进入。卵细胞防止多精入卵的机制是______和______。已知线粒体中的蛋白质主要由核基因编码。在受精前后，卵细胞线粒体中蛋白质的组成有差异，原因是____________。 （3）将获得的受精卵进行培养，早期胚胎一般发育至______期移入受体母羊子宫内。在胚胎移植前，可通过______技术获得较多胚胎。移植的早期胚胎能在丙羊的子宫内存活，其生理基础是______。 【答案】（1）卵巢/性腺 （2） ①. 透明带反应 ②. 卵细胞膜反应 ③. 线粒体蛋白质主要由核基因编码，卵细胞受精后，接受了精子的核基因 （3） ①. 桑葚胚或囊胚 ②. 胚胎分割 ③. 受体不会对供体的胚胎发生免疫排斥反应 【解析】 【分析】胚胎移植基本程序主要包括：（1）对供、受体的选择和处理；（2）配种或人工授精；（3）对胚胎的收集、检查、培养或保存；（4）对胚胎进行移植；（5）移植后的检查。 【小问1详解】 促性腺激素作用的靶器官是卵巢（或性腺），它能促进卵巢产生更多的卵子，实现超数排卵。所以甲羊注射激素使其超数排卵，该激素作用的靶器官是卵巢（或性腺）。 【小问2详解】 卵细胞防止多精入卵有两道屏障，第一道是透明带反应，当精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应；第二道是卵细胞膜反应，精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。已知线粒体中的蛋白质主要由核基因编码，在受精前后，卵细胞线粒体中蛋白质的组成有差异，是因为卵细胞受精后，接受了精子的核基因，精子的核基因表达后影响了线粒体中蛋白质的组成。 【小问3详解】 进行胚胎移植时，早期胚胎一般发育至桑葚胚或囊胚期才移入受体母羊子宫内，此时胚胎的分化程度相对较低，移植成功率较高。在胚胎移植前，可通过胚胎分割技术，将早期胚胎分割成多个胚胎，从而获得较多胚胎。移植的早期胚胎能在母羊的子宫内存活，其生理基础是受体不会对供体的胚胎发生免疫排斥反应，使得胚胎能在受体子宫内正常生长发育。 19. 干扰素是病毒侵入细胞后，由细胞合成并分泌的一种糖蛋白，其几乎能抵抗所有病毒引起的感染，同时对乳腺癌、骨髓癌等有一定疗效，“中国干扰素之父”侯云德院士利用基因工程的方法获得了人干扰素α-1b，用于临床疾病治疗。图1、图2为质粒和人干扰素α-1b基因的结构图。请回答下列问题： （1）从人体脐带血白细胞中提取干扰素α-1b基因的mRNA，通过_____的方法合成目的基因，再通过PCR技术扩增目的基因。扩增时，引物与模板链的_____端碱基互补配对。PCR过程中延伸阶段选用72℃而非90℃综合考虑了两个因素，这两个因素是_____。 （2）用基因工程生产人干扰素α-1b一般包括目的基因的筛选与获取→_____这四个步骤。欲利用上述材料构建基因表达载体，最好选用限制酶_____，所构建表达载体上的标记基因是_____。将构建好的表达载体导入大肠杆菌细胞时需先用Ca2+进行处理，目的是_____。 （3）干扰素体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70 ℃下保存半年，这需要用到蛋白质工程，但对蛋白质进行改造时，一般通过对基因的操作来实现，原因是_____（写出2点）。 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. 3' ③. 防止DNA变性（保证引物与模板链结合）和保证Taq DNA聚合酶所需的温度条件 （2） ①. 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 ②. BamHⅠ和HindⅢ ③. Ampr（氨苄青霉素抗性基因） ④. 使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 （3）蛋白质的结构由基因编码，蛋白质不能复制，基因可以遗传，改造过的基因可以指导新的蛋白质合成；对基因的改造比对蛋白质的改造要容易（写出2点） 【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。 【小问1详解】 以mRNA为模板合成cDNA的方法称为逆转录法；DNA分子的两条链是反向平行的，DNA分子合成时从3'末端延伸，因此扩增时，引物与模板链的3'端碱基互补配对。PCR过程中延伸阶段选用72 ℃而非90 ℃综合考虑了两个因素，这两个因素是防止DNA变性（保证引物与模板链结合）和保证Taq DNA聚合酶所需的温度条件。 【小问2详解】 基因工程一般包括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这四个步骤。分析题图可知，若选用EcoRⅠ，EcoRⅠ会破坏质粒的复制原点，导致无法正常复制，因此不能选用EcoRⅠ，最好选用BamHⅠ和HindⅢ，所构建表达载体上的标记基因是Ampr（氨苄青霉素抗性基因）。将构建好的表达载体导入大肠杆菌细胞时一般先用Ca2+处理，使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 【小问3详解】 干扰素体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70 ℃下保存半年，这需要用到蛋白质工程，但对蛋白质进行改造时，一般通过对基因的操作来实现，原因是蛋白质的结构由基因编码，蛋白质不能复制，基因可以遗传，改造过的基因可以指导新的蛋白质合成；对基因的改造比对蛋白质的改造要容易。 20. 科学家将鼠抗人大肠癌单克隆抗体基因（（ND-1）与酵母胞嘧啶脱氨酶基因（CD）融合，在大肠杆菌中成功地表达了单链抗体与酶的融合蛋白，这类蛋白的疗法称为由抗体介导的酶解前药疗法（ADEPT）。ND-1-CD融合基因的构建方法如图所示。回答下列问题： （1）PCR技术需要用到引物，引物是指______。通过PCR构建ND-1-CD融合基因基因需要用到图中4种引物，其中引物P2和引物P3的相应序列______（填“能”或“不能”）互补配对。 （2）图中两条杂交链的获得至少需要经过______次扩增循环，杂交链延伸生成ND-1-CD融合基因的过程______（填“需要”“不需要”或“不一定需要”）加入引物。 （3）获得ND-1-CD融合基因后，欲获得转化的大肠杆菌作为菌种，来大量生产融合蛋白。试简要写出获得转化的大肠杆菌的操作流程：______。 （4）采用动物细胞融合技术制备单克隆抗体时，需有特定的抗原对实验动物进行免疫，其目的是______。 【答案】（1） ①. 能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 ②. 能 （2） ①. 2 ②. 不需要 （3）将ND-1-CD融合基因构建基因表达载体，（并用处理大肠杆菌细胞，）将基因表达载体导入大肠杆菌细胞中，然后筛选，获得转化的大肠杆菌 （4）获得抗抗原抗体（产生特定抗体）的B淋巴细胞 【解析】 【分析】PCR技术：（1）定义：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；（2）原理：DNA复制；（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物；（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、能量；（5）过程：高温变性，DNA双链解旋；低温复性，引物与互补链DNA结合；中温延伸，在耐高温的DNA聚合酶作用下合成子链。 【小问1详解】 引物是指能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。据图中杂交链互补情况可知，引物P2和引物P3的相应序列能互补配对。 【小问2详解】 经过一次循环得到的杂交链，引物2端和引物3端都为相应链的5'端，不可直接延伸子链，为了使杂交链顺利延伸子链，至少需要经过2次循环才能得到如图所示的引物2端和引物3端都为相应链的3'端杂交链；杂交链延伸生成ND-1-CD融合基因的过程中，不需要加入引物，两条母链的起始位置的碱基序列即为引物，可以作为子链合成的引物，为DNA聚合酶提供3'端。 【小问3详解】 获得转化的大肠杆菌的操作流程：将ND-1-CD融合基因构建基因表达载体，（并用Ca2+处理大肠杆菌细胞，）将基因表达载体导入大肠杆菌细胞中，然后筛选，获得转化的大肠杆菌。 【小问4详解】 采用动物细胞融合技术制备单克隆抗体时，需有特定的抗原对实验动物进行免疫，其目的是使实验动物产生体液免疫，从而获得抗抗原抗体（产生特定抗体）的B淋巴细胞。 21. 甘蓝型油菜是我国重要的油料作物之一。黑籽油菜具有耐寒、耐旱、耐盐碱等多种优良性状，黄籽油菜种子含油量（SOC）更高，木质纤维素含量（SLC）更低，二者均可用于甘蓝型油菜的育种。 （1）甘蓝型油菜是油菜（AA，）和甘蓝（CC，）杂交得到的异源四倍体，可通过______形成含有两个______的配子。 （2）目前已克隆的黄籽基因多为隐性基因，限制了甘蓝型油菜黄籽品种的培育。科研人员新发现一株种皮颜色（SCC）为黄色的甘蓝型油菜N，通过杂交实验确认其黄色SCC基因为显性基因，极大加快了甘蓝型油菜黄籽品种的培育进程。 ①从植株N中克隆出基因D。推测D对SCC、SOC和SLC三种性状都有改善作用，为验证此推测，进行如下实验。 实验组1：构建D基因表达载体，导入黑籽油菜中； 实验组2：构建能敲除D基因的表达载体，导入______中； 对照组：______。 ②与对照组相比，实验组2的预期结果为______。 a．SCC变黄 b．SOC升高 c．SLC升高 d．SCC变黑 e．SOC降低 f．SLC降低 （3）甘蓝型油菜种子含油量的部分调控机制如图，D基因在种皮中特异性表达，______苯丙烷、类黄酮生物合成途径，______原花青素和木质纤维素含量，使种皮发生相应变化。 （4）为培育出油量高、且能保持黑籽油菜品系（K）多种优良性状的油菜新品种，请写出杂交育种流程______。 【答案】（1） ①. 减数分裂 ②. 染色体组 （2） ①. N ②. 将空质粒分别导入黑籽油菜和N中 ③. cde （3） ①. 抑制 ②. 减少 （4） 【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】 甘蓝型油菜是异源四倍体（AACC，2n=40），可通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。因为在减数分裂过程中，同源染色体分离，使得染色体数目减半，形成配子时就会含有两个染色体组。 【小问2详解】 验证D对SCC、SOC和SLC三种性状都有改善作用，实验组1：构建能敲除D基因的表达载体，导入黑籽油菜中。实验组2构建能敲除D基因的表达载体，应该导入种皮颜色（SCC）为黄色的甘蓝型油菜N。 ​对照组：将空质粒分别导入黑籽油菜和N中。设置对照组的目的是为了排除空质粒对实验结果的干扰，以单纯研究D基因对油菜性状的影响。 已知D基因对SCC、SOC和SLC三种性状都有改善作用，即D基因能使SCC变黄、SOC升高、SLC降低。实验组2是敲除D基因，那么会出现与D基因作用相反的结果，即SCC变黑、SOC降低、SLC升高。所以答案选cde。 【小问3详解】 根据图中的信息，D基因在种皮中特异性表达，抑制苯丙烷、类黄酮生物合成途径，降低原花青素和木质纤维素含量，从而使种皮发生相应变化，最终导致种皮颜色变为黄色，并提高油菜的含油量。 【小问4详解】 为培育出油量高、且能保持黑籽油菜品系（K）多种优良性状的油菜新品种，杂交育种流程如下： 培育出油量高、且能保持黑籽油菜品系(K)多种优良性状的油菜新品种，应使N植株与K品系杂交，获得的F1继续与K品系杂交，筛选黄色SCC与K品系进行多代回交，最后筛选黄色SCC品种。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $