精品解析：辽宁省沈阳市第一二0中学2024-2025学年高二下学期第二次质量监测生物试卷

沈阳市第120中学2024-2025学年度下学期 高二年级第二次质量监测 科目：生物学 满分：100分；时间：75分钟 一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1. 下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是（ ） A. 进行泡菜发酵时原材料只能装至八成满，防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出 B. 利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵 C. 以乙醇为底物进行果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时的气泡量 D. 泡菜制作过程中，亚硝酸盐含量一直升高，发酵时间过长的泡菜不能食用 2. 科研人员发现某个敞口被真菌M污染的培养皿中出现了大部分细菌能正常生长，唯独真菌 M 附近没有细菌生长的现象。科研人员认为这可能是真菌M产生了抑制细菌生长的物质。 为验证该猜想，科研人员做了如图所示的实验。下列有关分析正确的是（　　） A. 过程①使用了平板划线法接种真菌M， 该过程中接种环至少要灼烧4次 B. 若甲、乙和丙组的滤纸片周围都出现了抑菌圈，则说明上述猜想正确 C. 过程②应取平板a 中的单菌落置于培养基 b 中，其主要目的是选择培养 D. 真菌M 在培养基b 中培养时，培养基中应加入琼脂 3. 下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项（　　） ①发酵工程的中心环节是灭菌，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌 ②利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长 ③发酵工程所用的菌种大多是混合菌种 ④生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉 ⑤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. 4项 B. 3项 C. 2项 D. 5项 4. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列相关叙述正确的是（　　） A. 细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中次生代谢物的含量 B. 人们常常利用茎尖进行植物组织培养获得抗病毒苗 C. 利用花药离体培养获得玉米幼苗，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大地缩短育种年限 D. 快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，此时细胞代谢类型为异养需氧型 5. 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列叙述正确的是（　　） A. 图1培育出的杂种植株减数分裂时的细胞中最多含有64条染色体 B. ②过程可用物理法如高Ca2+—高pH融合法或化学法如PEG融合法诱导细胞融合 C. 图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理、染色体变异和植物细胞具有全能性原理 D. 可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的1和5植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株 6. 铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱，过程及结果如下图。相关叙述不正确的是（　　） A. 过程②为外植体的脱分化，与基因的选择性表达有关 B. 过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性 C. 过程②固体培养基中含植物细胞所必需的无机盐和蔗糖等营养 D. 结果表明，当前条件下，生物碱含量与PLBs重量成正相关，光照条件有利于PLBs生长 7. 正常小鼠是二倍体。研究发现，小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷，只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型，但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是（　　） A. ES小鼠的体细胞中含有ES细胞和四倍体细胞的遗传物质 B. 用成体干细胞代替ES细胞进行上述研究也能得到ES小鼠 C. 嵌合体胚胎从透明带中伸展出来后将继续发育并逐渐出现胚层分化 D. ES细胞和iPS细胞都只能从胚胎中获取，限制了二者的广泛应用 8. 下列关于细胞培养的叙述，正确的是（　　） A. 利用植物细胞培养技术获得初生代谢物时，需要在培养基中添加琼脂 B. 体外培养动物细胞时，培养基加入血清后需湿热灭菌以确保无菌 C. 小鼠神经元原代培养所使用的培养基需呈弱酸性 D. 分离并纯化硝化细菌时，培养基中无需添加碳源但需要添加氮源 9. 双抗指的是一个抗体可以和两个不同抗原或一个抗原的两个不同表位发生特异性结合。需要人工制备两种单克隆抗体并在体外解偶联后重新偶联制备。最新研究发现春花碱有良好的抗肿瘤效果。下图为人工制备双抗的过程，图右下角为某双抗发挥作用图示。下列叙述错误的是（ ） A. 第一次筛选后的细胞进行克隆化培养，传代培养过程中会发生贴壁和接触抑制 B. 第二次筛选是为了确定分泌抗体的特异性，可以通过抗原抗体杂交的方式检验 C. 该方法制备的二抗与传统的抗体-药物偶联物相比特异性相似 D. 将上述过程中春花碱换成荧光蛋白，可能会有助于辅助临床诊断 10. 下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述，正确的是（　　） A. 精子触及卵细胞膜时，卵细胞膜立即发生反应，拒绝其他精子再进入卵细胞 B. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成，囊胚期透明带破裂孵化 C. 胚胎发育至原肠胚时期才开始出现细胞分化，随后发育形成三个胚层 D. 将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖 11. 下列关于生物学实验的叙述，正确的是（　　） A. 使用洋葱提取DNA时，先在切碎的洋葱中加入适量NaCl溶液，充分研磨后过滤并弃去滤液 B. 将提取到的丝状物直接与二苯胺溶液充分混匀后沸水浴，溶液即可变为蓝色 C. PCR所需的耐高温的DNA聚合酶需在-4℃下储存，使用前需加热使其融化 D. 电泳过程中，凝胶中的DNA通过核酸染料染色后，可在紫外灯下被检测出来 12. 肿瘤坏死因子（TNF）在体内和体外均能杀死某些肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞的增殖，科研人员欲利用乳腺生物反应器大量生产TNF，用于临床上疾病的治疗。已知Hind Ⅲ、BamH I、Bgl Ⅱ和Pst I为限制性内切核酸酶，识别的序列均不相同。下列关于基因工程中重组质粒构建的说法，正确的是（ ） A. 可选用Pst I、Bgl Ⅱ和Hind Ⅲ、Bgl Ⅱ两种组合切割质粒和目的基因 B. 可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接TNF基因和切割开的质粒 C. 启动子指的就是起始密码子，可驱动TNF基因的转录过程 D. 四环素抗性基因属于标记基因，鉴别受体细胞中是否导入质粒 13. “脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，科学家可以了解大脑的活动。研究者设计如图所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得每个活细胞仅含一个图示片段的转基因小鼠。Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除。下列说法错误的是（ ） A. 启动子M应当是一种只有脑组织中启动基因表达的启动子 B. 在没有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，发出荧光的颜色为红色 C. 在有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时会发出红色或蓝色的荧光 D. 向小鼠细胞中转入图示基因时，需要用显微注射法注射到小鼠的受精卵内 14. 某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒，该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是（　　） 注：F1和F2表示上游引物，R1和R2表示下游引物 A. RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达 B. 仅用F2和R1一对引物，即可确定ACTA1基因插入方向是否正确 C. ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F1与a链的部分序列相同 D. 翻译时先合成ACTA1蛋白再合成GFP蛋白 15. 下列应用实例最可能造成生物技术安全性与伦理问题的是（　　） A. 对先天免疫缺陷症患儿的免疫细胞进行基因编辑后，回输给患儿进行治疗 B. 利用干细胞培养具有单腔室结构的迷你跳动心脏，增加器官移植供体来源 C. 转入目的基因的同时使花粉失活，从而得到转基因植株 D. 利用基因编辑技术设计试管婴儿，以期得到智力超群的婴儿 二、不定项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 16. 精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌因缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶，不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长。下图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌（目的菌）的部分流程图，图中①-④表示培养基，a、b、c表示操作步骤，c表示用无菌绒布轻盖已长好菌落的培养基，不转动任何角度，将菌落原位“复印”到新的培养基上并培养，甲、乙为菌落。下列叙述错误的是（　　） A. 紫外线诱导基因突变产生目的菌，培养基①可增加目的菌浓度 B. 图中①、②为基本培养基，③、④为缺乏精氨酸的选择培养基 C. b为稀释涂布平板，结合③④中菌落数可估算①中目的菌浓度 D. 从培养基④中挑选菌落甲，用平板划线法接种可分离出目的菌 17. 肉苁蓉具有较高的药用价值，自然条件下的产量较低，其次生代谢产物苯乙醇苷（PeGs）是主要活性成分。研究人员以外植体诱导出愈伤组织，进一步进行细胞悬浮培养。在不同的初始接种浓度下培养一段时间后，对悬浮培养液的PeGs进行测定，结果如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A. 植物细胞培养几乎不受季节、天气等限制，条件可控 B. 愈伤组织培养时需用液体培养基，细胞悬浮培养时需用固体培养基 C. 若工厂化大量生产PeGs,细胞悬浮培养时就应选择接种细胞的浓度为3.2g·L-1 D. 若需进一步了解细胞生成PeGs的能力，则要检测培养后培养液中的细胞密度 18. 角膜缘干细胞缺乏症（LSCD）会造成患者严重视力障碍甚至失明。某研究团队将来自捐献者的皮肤细胞编辑为iPS细胞，诱导其分化为所需的角膜细胞并制成细胞薄膜。把细胞薄膜移植给LSCD患者后，细胞薄膜持续不断地生成角膜细胞，患者视力得到恢复且没有出现排斥反应。下列分析错误的是（ ） A. iPS细胞的分裂、分化潜能比角膜上皮干细胞低 B. iPS细胞与角膜细胞的基因组成和细胞功能没有区别 C. iPS细胞诱导生成角膜细胞的过程体现了细胞的全能性 D. 若移植的新角膜产生其他类型的细胞可导致移植失败 19. CRISPR-Cas9是近年来生物学科研的热门技术，该技术源于细菌的一种防御机制。如图所示，当细菌感知到噬菌体侵入时，会通过gRNA识别噬菌体DNA，并通过Cas9蛋白切断目标DNA，从而起到防御作用。下列关于该机制的叙述错误的是（ ） A. 噬菌体DNA的变化体现了基因突变的不定向性 B. gRNA与目标DNA结合片段中最多含有5种核苷酸 C. Cas9蛋白可破坏DNA分子的磷酸二酯键 D. 高倍光学显微镜可观察到该现象 20. 第一代基因测序技术又叫双脱氧链终止法，它以DNA合成反应为基础，反应体系中需加入双脱氧三磷酸核苷酸ddNTP（有ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP4种，该化合物的五碳糖2'、3'碳原子都不含羟基）。在人工合成DNA体系中，双脱氧三磷酸核苷酸可脱去两个磷酸基团形成焦磷酸和双脱氧核苷酸并释放能量，若子链延伸时连接ddNTP则合成终止，否则可继续延伸。下图是该技术的测序原理和待测DNA序列用双脱氧链终止法测序得到的电泳图谱。下列相关说法错误的是（　　） A. 反应体系中必须加入模板、4种dNTP和1种ddNTP、ATP、DNA聚合酶 B. ddNTP可以起到终止子链延伸的作用，其原理可能是2' 碳原子不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸 C. 据图中原理，利用上图中待测DNA序列，加入ddCTP的一组中，可形成4种长度的子链 D. 上图中待测DNA的碱基序列是3'-GACTGCCA-5' 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 21. 环芳烃（PAHs）是一种不溶于水的有机物，在培养基中以微小的颗粒状存在，PAHs在土壤中的降解速率很慢，并具有致癌和致畸作用。科研人员欲从被PAHs污染的土壤中分离出高效降解PAHs的菌株（目的菌），进行如图所示的实验（Ⅰ～V表示过程，①～③表示菌落），培养基中PAHs被降解后会形成透明圈。回答下列问题： （1）分离出高效降解PAHs的菌株时，选择培养基配制时应注意______（从培养基成分角度分析）。______，获得纯净“高效降解PAHs菌株”是研究和应用该微生物的前提。 （2）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。第Ⅲ步接种，应挑选______（填①、②或③）号菌落。 （3）采用下图所示的方法对土壤中的目的菌进行计数。请回答下列问题： 步骤Ⅱ中每只试管中的菌液均稀释了十倍，则每次应加入______mL无菌水。步骤Ⅲ中接种5个平板，培养一段时间后，平板上的菌落数分别为48、50、54、56、52，则每克土壤样品中目的菌数量约为______个。 （4）利用发酵工程大规模获得该菌时，随时检测培养液中的微生物数量，及时添加必需营养成分，还要严格控制______等发酵条件（至少填两个）。在发酵结束之后，采用______和______等方法将菌体分离和干燥。 22. 中医治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作如图1。 （1）取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用70％乙醇和2％的次氯酸钠对其______（填“消毒”或“灭菌”），每次处理后用______（填“蒸馏水”或“无菌水”）冲洗叶片5次，去除残留于叶片上的药剂，处理后的叶片撕去表皮，切成1mm薄片备用。 （2）过程①需要使用______去除细胞壁获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带______的杂种原生质体，______是植物细胞融合成功的标志。 （3）科研人员研究不同原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2。 注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞 图2可知，双核异核融合体的融合率不能达到100％，可推知该培养液中另外还存在______种类型的双核融合体，此实验条件下，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为______。 （4）通常情况下，能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。 组别 A组 B组 C组（空白对照组） 实验处理 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量 ①将表格中C组的实验处理补充完整______。 ②若实验结果为______，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 23. 2018年1月25日报道，两只克隆猕猴“中中”和“华华”在中国诞生，突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题，将为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病带来前所未有的光明前景，图为过程流程图，请回答下列有关问题： （1）动物细胞培养一般分为_________和传代培养两个阶段过程。在前一阶段，贴壁的细胞会出现______________象，所以要进行传代培养。 （2）①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至_________时期再进行，目前使用的去核方法是_______________。②表示__________。 （3）回答下列关于利用单克隆抗体技术制备抗蛇毒素的相关问题： ①B淋巴细胞不能直接用于抗体的大规模生产，原因是______________，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合；通过_________（答三种）等方式诱导细胞融合，可以获得杂交瘤细胞。 ②体外培养杂交瘤细胞时，除了无菌、营养条件、适宜的温度和pH，还需要保证气体环境，其中需要的气体主要有O2和CO2，O2是______________所必需的，CO2的作用是____________。 24. 通过基因工程技术由大肠杆菌合成的人生长激素可用于治疗缺乏生长激素的垂体性侏儒症病人。如图1为通过基因工程技术生产人生长激素的过程。回答下列问题： （1）图1中②过程为______。图1中的A为______，利用PCR将一个A扩增3次，共需要引物______个。 （2）⑤过程可以先用______处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态。 （3）图2为图1中B的结构示意图，由图2分析可知，若要成功构建基因表达载体，要在A的上游和下游分别添加______、______限制酶的识别位点（假设A的内部不存在相关限制酶的识别位点）。 25. 温度是影响微生物生长的重要因素，科研人员应用基因工程以实现通过温度控制工程菌合成所需物质。 （1）大肠杆菌是一种常见的微生物，常被改造为基因工程菌，其原因包括______（写出2点）。 （2）为实现温度控制蛋白质合成，科研人员设计了方案1，构建表达载体（见图1），将其导入大肠杆菌，获得转基因工程菌。大肠杆菌在30℃和37℃均可生长和繁殖，当培养温度为30℃时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，______（填促进/抑制）启动子R，导致______，进而______，因而大肠杆菌表达______荧光蛋白。 （3）聚羟基脂肪酸酯（PHA）常用于制备可降解的塑料包装材料。PHA是一种生物大分子，可由单体分子3HB和4HB随机聚合，或通过分段聚合形成嵌段共聚物（见图2），其中嵌段共聚物性能更优。共聚物的合成过程如图2，请完善以下表格，通过改造方案2以实现应用工程菌大规模生产优质PHA（不考虑各种酶在不同温度下的活性差异）。 操作 目的 对方案2表达载体的改造为：①将GFP基因替换______，RFP基因替换为______，加入持续表达启动子连接的______。 将构建好的表达载体导入大肠杆菌，获得工程菌。 获得可以合成PHA的工程菌。 以葡萄糖为原料配制培养基，灭菌后加入上述工程菌。 配制培养基、接种。 控制发酵条件：②30℃发酵12小时，随后切换至37℃发酵36小时。 发酵48小时，获得3HB比例为25%的嵌段共聚物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沈阳市第120中学2024-2025学年度下学期 高二年级第二次质量监测 科目：生物学 满分：100分；时间：75分钟 一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1. 下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是（ ） A. 进行泡菜发酵时原材料只能装至八成满，防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出 B. 利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵 C. 以乙醇为底物进行果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时的气泡量 D. 泡菜制作过程中，亚硝酸盐含量一直升高，发酵时间过长的泡菜不能食用 【答案】C 【解析】 【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。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、进行泡菜发酵时，原材料只能装至八成满，是为了防止发酵液溢出，乳酸菌无氧呼吸不产生气体，A错误； B、乳酸菌是厌氧菌，不能进行通气培养，B错误； C、以酒精为底物进行醋酸发酵，产物是醋酸和水，几乎不产生气泡，而果酒发酵会产生二氧化碳，故果醋发酵时产生的气泡量明显少于果酒发酵，C正确； D、泡菜制作过程中，亚硝酸盐含量先升高后下降，发酵时间过长的泡菜亚硝酸盐含量较低，D错误。 故选C。 2. 科研人员发现某个敞口被真菌M污染的培养皿中出现了大部分细菌能正常生长，唯独真菌 M 附近没有细菌生长的现象。科研人员认为这可能是真菌M产生了抑制细菌生长的物质。 为验证该猜想，科研人员做了如图所示的实验。下列有关分析正确的是（　　） A. 过程①使用了平板划线法接种真菌M， 该过程中接种环至少要灼烧4次 B. 若甲、乙和丙组的滤纸片周围都出现了抑菌圈，则说明上述猜想正确 C. 过程②应取平板a 中的单菌落置于培养基 b 中，其主要目的是选择培养 D. 真菌M 在培养基b 中培养时，培养基中应加入琼脂 【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。 【详解】A、每次划线前均需灼烧接种环，根据图可知过程①使用了平板划线法接种真菌M共画线4次， 且该过程结束时还需要灼烧，所以该过程中接种环至少要灼烧5次，A错误； B、根据图示信息可知，甲、乙和丙组都是不同种类的细菌，若甲、乙和丙组的滤纸片周围都出现了抑菌圈，则说明真菌M可能产生了抑制细菌生长的物质，B正确； C、过程②应取平板a 中的单菌落置于培养基 b 中，其主要目的是扩大培养，获得更多的纯培养物，C错误； D、真菌M 在培养基b中培养时，培养基b是液体培养基，不应加入琼脂，D错误。 故选B。 3. 下列对发酵工程及其应用的叙述，正确的有几项（　　） ①发酵工程的中心环节是灭菌，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌 ②利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物生长 ③发酵工程所用的菌种大多是混合菌种 ④生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉 ⑤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. 4项 B. 3项 C. 2项 D. 5项 【答案】C 【解析】 【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等步骤。 【详解】①发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵，①错误； 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、固氨菌肥等，②正确； ③现代发酵工程通常采用单一菌种纯培养，以控制产物质量和避免污染，混合菌种多见于传统发酵，③错误； ④柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得，所以生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉，④正确； ⑤单细胞蛋白即微生物菌体，不需要从微生物细胞中提取，⑤错误。 综上所述，正确的是②④。即有两项是正确的，ABD错误，C正确。 故选C。 4. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列相关叙述正确的是（　　） A. 细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中次生代谢物的含量 B. 人们常常利用茎尖进行植物组织培养获得抗病毒苗 C. 利用花药离体培养获得玉米幼苗，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大地缩短育种年限 D. 快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，此时细胞代谢类型为异养需氧型 【答案】D 【解析】 【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产；植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 【详解】A、细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞中获得次生代谢物，A错误； B、植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，而不是抗病毒苗，B错误； C、利用花药离体培养可获得玉米幼苗的单倍体，再经过诱导染色体数目加倍后，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大的缩短育种年限，C错误； D、快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，由于植物细胞不能进行光合作用合成有机物，故此时细胞代谢类型为异养需氧型，D正确。 故选D。 5. 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列叙述正确的是（　　） A. 图1培育出的杂种植株减数分裂时的细胞中最多含有64条染色体 B. ②过程可用物理法如高Ca2+—高pH融合法或化学法如PEG融合法诱导细胞融合 C. 图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理、染色体变异和植物细胞具有全能性原理 D. 可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的1和5植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株 【答案】C 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】A、花椰菜2n = 18，紫罗兰2n = 14，杂种植株体细胞染色体数为18 + 14=32条。在有丝分裂后期，染色体数目加倍，此时细胞中染色体数为32×2 = 64条，而不是减数分裂时细胞中最多含有的染色体数，A错误； B、Ca2+- 高pH融合法属于化学法，不是物理法，物理法如离心、振动、电激等，化学法如PEG融合法，B错误； C、植物体细胞杂交过程中，细胞融合体现了细胞膜具有一定流动性原理；杂种植株的染色体数为两种植物染色体数之和，体现了染色体变异；将杂种细胞培育成完整植株体现了植物细胞具有全能性原理，C正确； D、根据图谱分析4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，是杂种植株，可将病菌悬浮液均匀喷施于4、5号杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株，但图2中的1、2、3植株为花椰菜，不是杂种植株，D错误。 故选C。 6. 铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱，过程及结果如下图。相关叙述不正确的是（　　） A. 过程②为外植体的脱分化，与基因的选择性表达有关 B. 过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性 C. 过程②固体培养基中含植物细胞所必需的无机盐和蔗糖等营养 D. 结果表明，当前条件下，生物碱含量与PLBs重量成正相关，光照条件有利于PLBs生长 【答案】B 【解析】 【分析】1、左图分析：图示表示应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的试验流程，①是取外植体，②是脱分化，过程③拟原球茎的长大。 2、右图分析：图示表示在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化，三者均随着时间的推移逐渐增多，最终趋于稳定，且PLBs在光照下的重量明显大于在黑暗中的重量。 【详解】A、过程②是由幼芽形成原球茎（类似愈伤组织 ），属于脱分化，脱分化过程中基因进行选择性表达 ，A正确； B、过程③是原球茎形成拟原球茎，属于再分化（或增殖 ），涉及的生物学原理是细胞的增殖和分化（细胞全能性的体现 ），而不是细胞膜的流动性 ，B错误； C、植物组织培养的固体培养基中含植物细胞所必需的无机盐、蔗糖（提供碳源和能量 ）、植物激素等营养成分 ，C正确； D、从结果图看，随着培养时间延长，PLBs重量增加，生物碱含量也增加，且光照条件下PLBs重量高于黑暗条件，说明生物碱含量与PLBs重量成正相关，光照有利于PLBs生长 ，D正确。 故选B。 7. 正常小鼠是二倍体。研究发现，小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷，只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型，但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是（　　） A. ES小鼠的体细胞中含有ES细胞和四倍体细胞的遗传物质 B. 用成体干细胞代替ES细胞进行上述研究也能得到ES小鼠 C. 嵌合体胚胎从透明带中伸展出来后将继续发育并逐渐出现胚层分化 D. ES细胞和iPS细胞都只能从胚胎中获取，限制了二者的广泛应用 【答案】C 【解析】 【分析】在体外培养条件下，ES细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造，iPS（诱导性多能干细胞）指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞细胞，分化成多种组织细胞，说明基因选择性表达，它与其他细胞含有相同的基因。 【详解】A、四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织，ES小鼠的体细胞中只含有ES细胞的遗传物质，A错误； B、成体干细胞的全能性小于ES细胞，用成体干细胞代替ES细胞进行上述研究不能得到ES小鼠，B错误； C、胚胎从透明带中伸展出来的过程叫做孵化，此后，胚胎进一步发育为原肠胚，原肠胚逐渐出现胚层分化，C正确； D、ES细胞存在于早期胚胎或原始性腺，只能从胚胎中获取，iPS细胞是人工诱导产生的，可以从体细胞中诱导产生，D错误。 故选C。 8. 下列关于细胞培养的叙述，正确的是（　　） A. 利用植物细胞培养技术获得初生代谢物时，需要在培养基中添加琼脂 B. 体外培养动物细胞时，培养基加入血清后需湿热灭菌以确保无菌 C. 小鼠神经元原代培养所使用的培养基需呈弱酸性 D. 分离并纯化硝化细菌时，培养基中无需添加碳源但需要添加氮源 【答案】D 【解析】 【分析】植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。植物细胞培养的目的是获取植物细胞的次生代谢物。动物细胞培养需要保证培养基的营养（通常要加动物血清）、无菌和无毒的环境、适宜的温度和pH（多数中性）和渗透压、气体条件（95%空气和5%CO2）。硝化细菌可进行化能合成作用，利用空气中的二氧化碳作为碳源，培养硝化细菌不需要在培养基中加入碳源。 【详解】A、利用植物细胞培养技术获得初生代谢物时需悬浮培养愈伤组织，因此培养基中不能添加琼脂，A错误； B、血清经过湿热灭菌后活性成分失活，血清可进行射线除菌或过滤除菌，B错误； C、小鼠原代神经元培养所使用的培养基需呈中性，C错误； D、硝化细菌为化能自养型微生物，分离并纯化硝化细菌时无需添加碳源，但应添加NH3作为氮源，D正确。 故选D。 9. 双抗指的是一个抗体可以和两个不同抗原或一个抗原的两个不同表位发生特异性结合。需要人工制备两种单克隆抗体并在体外解偶联后重新偶联制备。最新研究发现春花碱有良好的抗肿瘤效果。下图为人工制备双抗的过程，图右下角为某双抗发挥作用图示。下列叙述错误的是（ ） A. 第一次筛选后的细胞进行克隆化培养，传代培养过程中会发生贴壁和接触抑制 B. 第二次筛选是为了确定分泌抗体的特异性，可以通过抗原抗体杂交的方式检验 C. 该方法制备的二抗与传统的抗体-药物偶联物相比特异性相似 D. 将上述过程中春花碱换成荧光蛋白，可能会有助于辅助临床诊断 【答案】A 【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、第一次筛选后的细胞是杂交瘤细胞，具有肿瘤细胞的特征，故克隆化培养不会有接触抑制的现象，A错误； B、第二次筛选为了确定杂交瘤细胞产生的抗体是所需要的，利用抗原抗体特异性结合进行检验，B正确； C、图中的二抗识别肿瘤细胞只依赖一种抗原，传统ADC识别靶细胞也只依赖一种抗原，故特异性相似，C正确； D、将春花碱换成荧光蛋白，临床使用双抗与荧光蛋白即可指示肿瘤细胞位置，起到辅助诊断的效果，D正确。 选A。 10. 下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述，正确的是（　　） A. 精子触及卵细胞膜时，卵细胞膜立即发生反应，拒绝其他精子再进入卵细胞 B. 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成，囊胚期透明带破裂孵化 C. 胚胎发育至原肠胚时期才开始出现细胞分化，随后发育形成三个胚层 D. 将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖 【答案】B 【解析】 【分析】受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：桑葚胚、囊胚、原肠胚。 【详解】A、在精子触及卵细胞膜的瞬间，会发生透明带反应，拒绝其他精子再进入卵细胞，A错误； B、当囊胚进一步扩大时，透明带会随之破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程被称作孵化，B正确； C、细胞分化开始于囊胚期，C错误； D、将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于无性生殖，D错误。 故选B。 11. 下列关于生物学实验的叙述，正确的是（　　） A. 使用洋葱提取DNA时，先在切碎的洋葱中加入适量NaCl溶液，充分研磨后过滤并弃去滤液 B. 将提取到的丝状物直接与二苯胺溶液充分混匀后沸水浴，溶液即可变为蓝色 C. PCR所需的耐高温的DNA聚合酶需在-4℃下储存，使用前需加热使其融化 D. 电泳过程中，凝胶中的DNA通过核酸染料染色后，可在紫外灯下被检测出来 【答案】D 【解析】 【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精；鉴定DNA时，需要先将DNA溶解在NaCl溶液中，再与二苯胺溶液混合，并在水浴加热条件下呈现蓝色；耐高温的DNA聚合酶在延伸环节时进行子链的合成。 【详解】A、使用洋葱提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐，充分研磨后过滤，应收集滤液，因为DNA溶解在滤液中，而不是弃去滤液，A错误； B、将提取到的丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中，再与二苯胺试剂混合后进行沸水浴，溶液才会变为蓝色，而不是直接将丝状物与二苯胺溶液充分混匀后沸水浴，B错误； C、PCR所需的耐高温的DNA聚合酶需在-20℃下储存，而不是-4℃，使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化，C错误； D、电泳过程中，凝胶中的DNA能与加入的核酸染料结合，在紫外灯下可被检测出来，D正确。 故选D。 12. 肿瘤坏死因子（TNF）在体内和体外均能杀死某些肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞的增殖，科研人员欲利用乳腺生物反应器大量生产TNF，用于临床上疾病的治疗。已知Hind Ⅲ、BamH I、Bgl Ⅱ和Pst I为限制性内切核酸酶，识别的序列均不相同。下列关于基因工程中重组质粒构建的说法，正确的是（ ） A. 可选用Pst I、Bgl Ⅱ和Hind Ⅲ、Bgl Ⅱ两种组合切割质粒和目的基因 B. 可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接TNF基因和切割开的质粒 C. 启动子指的就是起始密码子，可驱动TNF基因的转录过程 D. 四环素抗性基因属于标记基因，鉴别受体细胞中是否导入质粒 【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、据图可知，限制酶PstI切割质粒时，会将质粒切成两段，且会破坏标记基因，切掉启动子，因此不能选用PstI．BglⅡ这一组合，A错误； B、不能使用DNA聚合酶连接目的基因和切割开的质粒，应使用DNA连接酶，B错误； C、起始密码子位于mRNA上，启动子是一段具有特殊序列结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点，可驱动TNF基因的转录过程，C错误； D、四环素抗性基因属于标记基因，便于鉴别受体细胞中是否导入重组质粒，D正确。 故选D。 13. “脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，科学家可以了解大脑的活动。研究者设计如图所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得每个活细胞仅含一个图示片段的转基因小鼠。Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除。下列说法错误的是（ ） A. 启动子M应当是一种只有脑组织中启动基因表达的启动子 B. 在没有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，发出荧光的颜色为红色 C. 在有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时会发出红色或蓝色的荧光 D. 向小鼠细胞中转入图示基因时，需要用显微注射法注射到小鼠的受精卵内 【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、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动基因的转录，启动子M应当是一种只有脑组织中启动基因表达的启动子，以实现“脑彩虹”的出现，A正确； B、当细胞中存在多对Cre酶识别位点和荧光基因时，只有在启动子之后且与启动子相邻的荧光蛋白基因才会表达，若该小鼠脑细胞中不存在Cre酶，只有与启动子相邻的荧光蛋白才起作用，故小鼠脑组织呈现的色彩为红色，B正确； C、细胞内存在Cre酶时，能随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除，若随机敲除两个LoxP1之间的红色荧光蛋白基因，此时为细胞为黄色；敲除两个LoxP2之间的黄色和红色荧光蛋白基因，此时为蓝色，不会出现红色，C错误； D、图示将目的基因导入小鼠细胞的受精卵中所用方法是显微注射法，D正确。 故选C。 14. 某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒，该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是（　　） 注：F1和F2表示上游引物，R1和R2表示下游引物 A. RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达 B. 仅用F2和R1一对引物，即可确定ACTA1基因插入方向是否正确 C. ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F1与a链的部分序列相同 D. 翻译时先合成ACTA1蛋白再合成GFP蛋白 【答案】C 【解析】 【分析】基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成，其中标记基因用于筛选重组DNA分子，可以是四环素、氨苄青霉素等抗性基因，也可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。 【详解】A、据图可知，ACTA1基因和GFP基因位于启动子和终止子之间，故RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达，A正确； B、据图可知，引物F2与R1结合部位包含ACTA1基因的碱基序列，因此推测为了确定ACTA1基因连接到质粒中且插入方向正确，进行PCR检测时，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物F2和R1，B正确； C、ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F1与b链均可以和a链互补配对，因此F1与b链二者部分序列相同，C错误； D、ACTA1基因靠近启动子，翻译时先合成ACTA1蛋白再合成GFP蛋白，D正确。 故选C。 15. 下列应用实例最可能造成生物技术安全性与伦理问题的是（　　） A. 对先天免疫缺陷症患儿的免疫细胞进行基因编辑后，回输给患儿进行治疗 B. 利用干细胞培养具有单腔室结构的迷你跳动心脏，增加器官移植供体来源 C. 转入目的基因的同时使花粉失活，从而得到转基因植株 D. 利用基因编辑技术设计试管婴儿，以期得到智力超群的婴儿 【答案】D 【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、对先天性免疫缺陷症患儿的免疫细胞进行基因编辑，然后回输给患儿进行治疗，未涉及到新生命（例如已发育的胚胎、婴儿等），不会造成生物技术安全与伦理问题，不符合题意，A错误； B、利用干细胞培养出具有单个腔室结构的迷你跳动心脏，以增加器官移植供体来源，未涉及到新生命（例如已发育的胚胎、婴儿等），不会造成生物技术安全与伦理问题，不符合题意，B错误； C、转入目的基因同时使花粉失活，可防止转基因花粉传播，避免基因漂移带来的生态风险，是对转基因生物安全性的一种改进措施，不符合题意，C错误； D、利用基因编辑技术设计试管婴儿，以期得到身高标准和智力超群的“完美婴儿”，已经涉及到新生命的诞生，会造成生物技术安全与伦理问题，符合题意，D正确。 故选D。 二、不定项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 16. 精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌因缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶，不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长。下图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌（目的菌）的部分流程图，图中①-④表示培养基，a、b、c表示操作步骤，c表示用无菌绒布轻盖已长好菌落的培养基，不转动任何角度，将菌落原位“复印”到新的培养基上并培养，甲、乙为菌落。下列叙述错误的是（　　） A. 紫外线诱导基因突变产生目的菌，培养基①可增加目的菌浓度 B. 图中①、②为基本培养基，③、④为缺乏精氨酸的选择培养基 C. b为稀释涂布平板，结合③④中菌落数可估算①中目的菌浓度 D. 从培养基④中挑选菌落甲，用平板划线法接种可分离出目的菌 【答案】BD 【解析】 【分析】由图分析可知，图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用将菌种接种到两种培养基中，分别是基本培养基、完全培养基；在基本培养基中，某氨基酸突变株不能生长，而在完全培养基中能够生长，据此可以选择出氨基酸突变株。 【详解】A、紫外线可诱导基因突变，从而产生目的菌。培养基①为基本培养基，野生型和突变型都能生长，可增加目的菌浓度，A正确； B、野生型谷氨酸棒状杆菌能在基本培养基上生长，精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌不能在缺少精氨酸的培养基上生长。①②④培养基上有菌落生长，③培养基上部分菌落不能生长，所以①、②、④为基本培养基，③为缺乏精氨酸的选择培养基，B错误； C、b操作后形成了单个菌落，为稀释涂布平板法。③为选择培养基，只有精氨酸依赖型菌能生长，④为基本培养基，野生型和精氨酸依赖型菌都能生长，结合③④中菌落数可估算①中目的菌浓度，C正确； D、菌落甲在基本培养基④上能生长，在选择培养基③上也能生长，说明不是精氨酸依赖型菌（目的菌），不能从培养基④中挑选菌落甲分离出目的菌，D错误。 故选BD。 17. 肉苁蓉具有较高的药用价值，自然条件下的产量较低，其次生代谢产物苯乙醇苷（PeGs）是主要活性成分。研究人员以外植体诱导出愈伤组织，进一步进行细胞悬浮培养。在不同的初始接种浓度下培养一段时间后，对悬浮培养液的PeGs进行测定，结果如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A. 植物细胞培养几乎不受季节、天气等限制，条件可控 B. 愈伤组织培养时需用液体培养基，细胞悬浮培养时需用固体培养基 C. 若工厂化大量生产PeGs,细胞悬浮培养时就应选择接种细胞的浓度为3.2g·L-1 D. 若需进一步了解细胞生成PeGs的能力，则要检测培养后培养液中的细胞密度 【答案】AD 【解析】 【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 2、植物组织培养的条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】A、植物细胞培养使用人工配制的培养液，可以人为控制其生长环境，故植物细胞培养几乎不受季节、天气等限制，条件可控，A正确； B、愈伤组织培养时需用固体培养基，细胞悬浮培养时需用液体培养基，有利于细胞增殖，B错误； C、若工厂化大量生产PeGs，细胞悬浮培养时选择接种细胞的浓度应在2.4至4.0g·L⁻¹之间设置梯度浓度找到最适浓度，C错误； D、若需进一步了解细胞生成PeGs的能力，细胞密度若过大影响其产量，因此要检测培养后培养液中的细胞密度，D正确。 故选AD。 18. 角膜缘干细胞缺乏症（LSCD）会造成患者严重视力障碍甚至失明。某研究团队将来自捐献者的皮肤细胞编辑为iPS细胞，诱导其分化为所需的角膜细胞并制成细胞薄膜。把细胞薄膜移植给LSCD患者后，细胞薄膜持续不断地生成角膜细胞，患者视力得到恢复且没有出现排斥反应。下列分析错误的是（ ） A. iPS细胞的分裂、分化潜能比角膜上皮干细胞低 B. iPS细胞与角膜细胞的基因组成和细胞功能没有区别 C. iPS细胞诱导生成角膜细胞的过程体现了细胞的全能性 D. 若移植的新角膜产生其他类型的细胞可导致移植失败 【答案】ABC 【解析】 【分析】iPS细胞是人工诱导产生的多能干细胞，其具有分裂和分化的能力，可以诱导分化成多种组织细胞。 【详解】A、iPS细胞属于多能干细胞，而角膜上皮干细胞属于专能干细胞，所以iPS细胞的分裂、分化潜能比角膜上皮干细胞高，A错误； B、iPS细胞与角膜细胞的基因组成相同，都来源于同一个受精卵的分裂和分化，但由于基因的选择性表达，使得它们在功能上出现差异，B错误； C、细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能，iPS细胞诱导生成角膜细胞的过程并未体现了细胞的全能性，C错误； D、若移植的新角膜没有产生角膜细胞，而是产生其他类型的细胞，患者视力无法恢复，导致移植失败，D正确； 故选ABC。 19. CRISPR-Cas9是近年来生物学科研的热门技术，该技术源于细菌的一种防御机制。如图所示，当细菌感知到噬菌体侵入时，会通过gRNA识别噬菌体DNA，并通过Cas9蛋白切断目标DNA，从而起到防御作用。下列关于该机制的叙述错误的是（ ） A. 噬菌体DNA的变化体现了基因突变的不定向性 B. gRNA与目标DNA结合片段中最多含有5种核苷酸 C. Cas9蛋白可破坏DNA分子的磷酸二酯键 D. 高倍光学显微镜可观察到该现象 【答案】ABD 【解析】 【分析】根据题干，gRNA识别噬菌体DNA，并通过Cas9蛋白切断目标DNA，gRNA识别噬菌体DNA ，依据碱基互补配对原则，gRNA-Cas9蛋白切断DNA，相当于限制酶的作用。 【详解】A、噬菌体被细菌gRNA识别并被Cas9蛋白切割属于特定位点的切割，不是基因突变，不能体现基因突变的不定向性，A符合题意； B、gRNA为RNA，最多含有4种核糖核苷酸，DNA含有4种脱氧核苷酸，故gRNA与目标DNA结合片段中最多含有8种核苷酸，B符合题意； C、Cas9蛋白可切断目标DNA，该过程破坏的是DNA分子的磷酸二酯键，C不符合题意； D、该过程属于分子水平的改变，光学显微镜下无法观察到该现象，D符合题意。 故选ABD。 20. 第一代基因测序技术又叫双脱氧链终止法，它以DNA合成反应为基础，反应体系中需加入双脱氧三磷酸核苷酸ddNTP（有ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP4种，该化合物的五碳糖2'、3'碳原子都不含羟基）。在人工合成DNA体系中，双脱氧三磷酸核苷酸可脱去两个磷酸基团形成焦磷酸和双脱氧核苷酸并释放能量，若子链延伸时连接ddNTP则合成终止，否则可继续延伸。下图是该技术的测序原理和待测DNA序列用双脱氧链终止法测序得到的电泳图谱。下列相关说法错误的是（　　） A. 反应体系中必须加入模板、4种dNTP和1种ddNTP、ATP、DNA聚合酶 B. ddNTP可以起到终止子链延伸的作用，其原理可能是2' 碳原子不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸 C. 据图中原理，利用上图中待测DNA序列，加入ddCTP的一组中，可形成4种长度的子链 D. 上图中待测DNA的碱基序列是3'-GACTGCCA-5' 【答案】ABD 【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、双脱氧三磷酸核苷酸可脱去两个磷酸基团形成焦磷酸和双脱氧核苷酸并释放能量，故反应体系中不需要加入ATP，A错误； B、若子链延伸时连接ddNTP则合成终止，否则可继续延伸，ddNTP可以起到终止子链延伸的作用，其原理可能是3' 碳原子不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸，B错误； C、根据电泳图谱可知，待测DNA的碱基序列中含有3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4种长度的子链，C正确； D、根据电泳图谱，由左到右读出待测DNA的碱基序列是5'-GACTGCCA-3'，D错误。 故选ABD。 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 21. 环芳烃（PAHs）是一种不溶于水的有机物，在培养基中以微小的颗粒状存在，PAHs在土壤中的降解速率很慢，并具有致癌和致畸作用。科研人员欲从被PAHs污染的土壤中分离出高效降解PAHs的菌株（目的菌），进行如图所示的实验（Ⅰ～V表示过程，①～③表示菌落），培养基中PAHs被降解后会形成透明圈。回答下列问题： （1）分离出高效降解PAHs的菌株时，选择培养基配制时应注意______（从培养基成分角度分析）。______，获得纯净“高效降解PAHs菌株”是研究和应用该微生物的前提。 （2）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。第Ⅲ步接种，应挑选______（填①、②或③）号菌落。 （3）采用下图所示的方法对土壤中的目的菌进行计数。请回答下列问题： 步骤Ⅱ中每只试管中的菌液均稀释了十倍，则每次应加入______mL无菌水。步骤Ⅲ中接种5个平板，培养一段时间后，平板上的菌落数分别为48、50、54、56、52，则每克土壤样品中目的菌数量约为______个。 （4）利用发酵工程大规模获得该菌时，随时检测培养液中的微生物数量，及时添加必需营养成分，还要严格控制______等发酵条件（至少填两个）。在发酵结束之后，采用______和______等方法将菌体分离和干燥。 【答案】（1） ①. 加入PAHs为唯一碳源 ②. 防止杂菌污染 （2） ①. 稀释 ②. ① （3） ①. 4.5 ②. 5.2×107 （4） ①. 温度、pH、溶解氧 ②. 过滤 ③. 沉淀 【解析】 【分析】图示表示科研人员从被PAHs污染的土壤中分离出高效降解PAHs的菌株的主要步骤，培养基中加入多环芳烃（PAHs）作为唯一碳源，目的是筛选出高效降解PAHs的菌株。 【小问1详解】 为了分离出高效降解PAHs的菌株，培养基中应该加入化合物PAHs作为唯一碳源。获得纯净微生物的关键是防止杂菌污染。 【小问2详解】 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步之前先稀释，再进行接种；第Ⅲ步接种后，培养基中PAHs被降解后会形成透明圈，透明圈直径越大，被降解的PAHs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3详解】 0.5mL的菌液溶解到4.5mL的无菌水中，菌液被稀释了10倍；在5个平板上各接种稀释倍数为105的菌液样品0.1mL，培养一段时间后，平板上的菌落数分别为48、50、54、56、52，则每克土壤样品中目的菌数量为(48+50+54+56+52)÷5÷0.1×105=5.2×107个。 【小问4详解】 发酵过程中除了要了解发酵进程外，还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧与转速等发酵条件。在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，以得到产品。 22. 中医治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作如图1。 （1）取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用70％乙醇和2％的次氯酸钠对其______（填“消毒”或“灭菌”），每次处理后用______（填“蒸馏水”或“无菌水”）冲洗叶片5次，去除残留于叶片上的药剂，处理后的叶片撕去表皮，切成1mm薄片备用。 （2）过程①需要使用______去除细胞壁获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带______的杂种原生质体，______是植物细胞融合成功的标志。 （3）科研人员研究不同原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2。 注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞 图2可知，双核异核融合体的融合率不能达到100％，可推知该培养液中另外还存在______种类型的双核融合体，此实验条件下，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为______。 （4）通常情况下，能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。 组别 A组 B组 C组（空白对照组） 实验处理 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量 ①将表格中C组的实验处理补充完整______。 ②若实验结果为______，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 【答案】（1） ①. 消毒 ②. 无菌水 （2） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 红、绿荧光色素 ③. 杂种细胞再生出细胞壁 （3） ①. 2##两 ②. 1×106个/mlL （4） ①. 等量的蒸馏水 ②. A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组 【解析】 【分析】分析图可知，图1表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③为脱分化形成愈伤组织，④为提取代谢产物。图2柱形图中，随着原生质体密度增大，双核异核融合体比例先升高后降低，其中在1×106个/mL时， 比例最高。 【小问1详解】 为防止微生物污染，应取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用70%乙醇和2%的次氯酸钠对其消毒；为防止杂菌污染，每次处理后用无菌水冲洗叶片5次，去除残留于叶片上的药剂。 【小问2详解】 据图示可知，过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体，需要用纤维素酶、果胶酶处理破坏细胞壁；由于三百草细胞酶解液中加入了红荧光色素，鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素，所以杂种原生质体应该带红、绿荧光色素。杂种细胞再生出细胞壁是植物细胞融合成功的标志。 【小问3详解】 双核异核融合体的融合率不能达到100%，可推知该培养液中还存在2种类型的双核融合体（即三白草—三白草、鱼腥草—鱼腥草）；由图2柱形图可知，在密度为1×106个/mL时， 双核异核融合体比例最高，说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个/mL。 【小问4详解】 ①本实验目的是判断融合体对动物免疫力的影响，因为C组为对照组，因此根据对A、B两组的处理，C组应用等量的蒸馏水每天一次等量灌胃，连续一周。②若实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 23. 2018年1月25日报道，两只克隆猕猴“中中”和“华华”在中国诞生，突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题，将为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病带来前所未有的光明前景，图为过程流程图，请回答下列有关问题： （1）动物细胞培养一般分为_________和传代培养两个阶段过程。在前一阶段，贴壁的细胞会出现______________象，所以要进行传代培养。 （2）①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至_________时期再进行，目前使用的去核方法是_______________。②表示__________。 （3）回答下列关于利用单克隆抗体技术制备抗蛇毒素的相关问题： ①B淋巴细胞不能直接用于抗体的大规模生产，原因是______________，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合；通过_________（答三种）等方式诱导细胞融合，可以获得杂交瘤细胞。 ②体外培养杂交瘤细胞时，除了无菌、营养条件、适宜的温度和pH，还需要保证气体环境，其中需要的气体主要有O2和CO2，O2是______________所必需的，CO2的作用是____________。 【答案】（1） ①. 原代培养 ②. 接触抑制 （2） ①. MⅡ（减数第二次分裂中） ②. 显微操作去核法 ③. 胚胎移植 （3） ①. B淋巴细胞不能无限增殖 ②. 聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激 ③. 细胞代谢 ④. 维持培养液的pH 【解析】 【分析】1、克隆动物的概念：动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体，用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 2、分析题图：①表示去除细胞核；A为重组细胞，②代表胚胎移植。 【小问1详解】 动物细胞培养的过程分为原代培养和传代培养两个阶段，原代培养是指从供体获取组织或细胞后的初次培养，将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，称为传代培养，原代培养贴壁的细胞会出现接触抑制的现象，所以要进行传代培养。 【小问2详解】 过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至MII(减数第二次分裂中)时期再进行。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法，还有人采用其他方法，如梯度离心，紫外光短时间照射，化学物质处理等；②表示胚胎移植。 【小问3详解】 ①B淋巴细胞不能直接用于抗体的大规模生产，原因是B淋巴细胞不能无限增殖，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合；通过聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激等方式诱导细胞融合，可以获得杂交瘤细胞。 ②体外培养杂交瘤细胞时，除了无菌、营养条件、适宜的温度和pH，还需要保证气体环境，其中需要的气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。 24. 通过基因工程技术由大肠杆菌合成的人生长激素可用于治疗缺乏生长激素的垂体性侏儒症病人。如图1为通过基因工程技术生产人生长激素的过程。回答下列问题： （1）图1中②过程为______。图1中的A为______，利用PCR将一个A扩增3次，共需要引物______个。 （2）⑤过程可以先用______处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态。 （3）图2为图1中B的结构示意图，由图2分析可知，若要成功构建基因表达载体，要在A的上游和下游分别添加______、______限制酶的识别位点（假设A的内部不存在相关限制酶的识别位点）。 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. 生长激素基因##cDNA ③. 14 （2）Ca2+##CaCl2 （3） ①. AluI ②. HindⅡ 【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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选； （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】 图1中②过程是以mRNA为模板合成DNA的过程，为逆转录；图1中的A为生长激素基因，利用PCR扩增时需要2种引物，若将一个生长激素基因扩增3次，共得到23=8个DNA，新合成的子链均需要含有引物，共需要引物2×8-2（两条母链）＝14个。 【小问2详解】 ⑤过程为将重组的表达载体导入大肠杆菌细胞，可用Ca2+处理大肠杆菌，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】 由题图2可知BamH Ⅰ会破坏标记基因、EcoR Ⅰ会破坏复制原点，故不选用这两种限制酶，结合启动子启动的转录方向，为保证目的基因的正确连接与转录，应在目的基因A的上游添加Alu Ⅰ的识别位点、下游添加Hind Ⅱ的识别位点。 25. 温度是影响微生物生长的重要因素，科研人员应用基因工程以实现通过温度控制工程菌合成所需物质。 （1）大肠杆菌是一种常见的微生物，常被改造为基因工程菌，其原因包括______（写出2点）。 （2）为实现温度控制蛋白质合成，科研人员设计了方案1，构建表达载体（见图1），将其导入大肠杆菌，获得转基因工程菌。大肠杆菌在30℃和37℃均可生长和繁殖，当培养温度为30℃时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，______（填促进/抑制）启动子R，导致______，进而______，因而大肠杆菌表达______荧光蛋白。 （3）聚羟基脂肪酸酯（PHA）常用于制备可降解的塑料包装材料。PHA是一种生物大分子，可由单体分子3HB和4HB随机聚合，或通过分段聚合形成嵌段共聚物（见图2），其中嵌段共聚物性能更优。共聚物的合成过程如图2，请完善以下表格，通过改造方案2以实现应用工程菌大规模生产优质PHA（不考虑各种酶在不同温度下的活性差异）。 操作 目的 对方案2表达载体的改造为：①将GFP基因替换______，RFP基因替换为______，加入持续表达启动子连接的______。 将构建好的表达载体导入大肠杆菌，获得工程菌。 获得可以合成PHA的工程菌。 以葡萄糖为原料配制培养基，灭菌后加入上述工程菌。 配制培养基、接种。 控制发酵条件：②30℃发酵12小时，随后切换至37℃发酵36小时。 发酵48小时，获得3HB比例为25%的嵌段共聚物。 【答案】（1）生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感、容易进行遗传物质操作、易于培养等 （2） ①. 抑制 ②. F蛋白基因不表达 ③. 解除F蛋白对启动子N的抑制 ④. 绿色 （3） ①. A、B酶基因 ②. D、E酶基因 ③. X酶基因 【解析】 【分析】1、据图1分析可知，当培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，抑制启动子R，使F基因无法表达出F蛋白，进而解除F蛋白对启动子N的抑制，使其发生转录促进GFP基因编码绿色荧光蛋白。 2、据图2分析可知，4HB由D酶、E酶催化合成，3HB由A酶、B酶催化合成，再经X酶催化合成嵌段共聚物，要想发酵48小时， 获得3HB比例为25%的嵌段共聚物。 【小问1详解】 大肠杆菌是一种常见菌种，其结构简单，生理生化和遗传背景清晰，尤其是其基因表达调控机制有了清楚的了解；大肠杆菌质粒又是最常用的质粒，基因克隆表达系统成熟完善，转基因操作简单；大肠杆菌繁殖速度快，易于大规模培养等，所以大肠杆菌常被改造为基因工程菌。 【小问2详解】 据图1分析可知，当培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，抑制启动子R，使F基因无法表达出F蛋白，进而解除F蛋白对启动子N的抑制，使其发生转录促进GFP基因编码绿色荧光蛋白。 【小问3详解】 据图2分析获知，4HB由D酶、E酶催化合成，3HB由A酶、B酶催化合成，再经X酶催化合成嵌段共聚物，要想发酵48小时， 获得3HB比例为25%的嵌段共聚物。对方案表达载体的改造为：将GFP基因替换为A、B酶基因，RFP基因替换为D、E酶基因，加入持续表达启动子连接的X酶基因构建表达载体并导入大肠杆菌， 获得工程菌。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $