精品解析：陕西省西安市新城区2024-2025学年高二下学期7月期末生物试题

2024～2025学年度第二学期期末质量检测 高二生物学试题 注意事项： 1．本试题共8页，满分100分，时间70分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名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. PAHs是一种不溶于水的碳氢化合物，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降解PAHs的菌株并计数，过程如图。已知培养基中PAHs被降解后会形成透明圈。下列说法正确的是（　　） A. 培养皿中的培养基应以PAHs为唯一碳源 B. 可用细菌计数板对试管3中PAHs分解菌进行计数 C. 挑取单菌落时应选择透明圈与菌落直径比值小菌落 D 1g样品土壤中约含7×105个PAHs分解菌 2. 发酵工程的基本流程如下图，其中①~④代表不同的过程。下列叙述错误的是（　　） A. ①过程除了从自然界分离菌种，还可用基因工程或人工诱变选育菌种 B. 啤酒发酵时②过程中需进行焙烤、糖化等步骤，是发酵工程的中心环节 C. 确定菌种后再选择培养基原料，③过程培养基可用高压蒸汽灭菌锅灭菌 D. ④过程中可用过滤、沉淀等方法分离出微生物菌体 3. 天然辣椒素是一种低毒害、无污染且具有多种生物学功能的化合物，在日常生活中被广泛应用。辣椒素是辣椒中的活性成分，只在特定细胞中产生。下图是获得辣椒素的两种途径。下列叙述正确的是（　　） A. 诱导形成愈伤组织的过程中需要光照刺激 B. ①过程为脱分化；②过程为再分化，两个过程相反 C. 一定条件下分离出单细胞也可诱导分化形成完整植株 D. 培养形成高产辣椒素细胞系的过程中细胞只分裂不分化 4. 单克隆抗体在医药方面占有重要地位。下图为单克隆抗体制备过程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A. 注射抗原A的主要目的是刺激小鼠产生能够分泌相应抗体的B淋巴细胞 B. HAT培养基作为选择培养基，可以筛选出杂交瘤细胞 C. 灭活的病毒能够促使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 D. 克隆化培养得到的都是能够分泌相应抗体的杂交瘤细胞 5. 实验发现小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干（iPS）细胞。下列叙述错误的是（　　） A. 胚胎干细胞存在于早期胚胎中 B. 诱导iPS细胞的过程细胞发生形态、结构的改变 C. 诱导iPS细胞的过程类似于植物细胞的再分化 D. 可诱导iPS细胞分化成特定的器官用于器官移植 6. 我国野生梅花鹿数量极为稀少，是国家一级重点保护野生动物。为保存野生梅花鹿的遗传资源，研究人员以耳缘组织为材料，成功培养了原代梅花鹿细胞，同时对其进行了冻存（过程如图所示）。下列叙述正确的是（　　） A. 培养动物细胞一般使用液体培养基，需要加入血清等天然成分，属于天然培养基 B. 步骤①中常用胰蛋白酶处理动物组织块制成细胞悬液 C. 因为细胞培养需要在无菌条件下进行，所以需要定期更换培养液 D. 在原代培养过程中，培养环境需要不断通入无菌O2，不需要CO2 7. 我国第三次全国大熊猫野外种群调查显示，全国野生大熊猫不足1600只，为保护和繁殖大熊猫，科研人员进行了如图所示的实验。下列叙述正确的是（　　） A. 胚胎细胞核移植和体细胞核移植的技术难度一样大 B. 重组细胞可发育成大熊猫幼崽说明已分化的动物细胞具有全能性 C. 图中子代大熊猫甲、乙、丙的主要性状均与亲代雌性大熊猫基本相同 D. 图中用激素处理可使供体超数排卵，该种激素可以是促性腺激素 8. 下列关于DNA的粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定实验的叙述正确的是（　　） A. 取洋葱研磨液离心后的沉淀物来提取DNA，可利用二苯胺试剂鉴定DNA B. DNA能够在95%酒精中充分溶解，并在2mol/L的NaCl溶液中缓慢析出 C. 在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小有关 D. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时需停止电泳并取出凝胶置于紫外灯下观察和照相 9. 限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列说法错误的是（　　） A. DNA连接酶和DNA聚合酶均能形成磷酸二酯键 B. DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上 C. 限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割RNA片段 D. 限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，不会剪切自身的DNA 10. 科学家利用链霉菌的蓝色翠雀花素合成酶基因（idgS）及其激活基因（sfp）构建基因表达载体，通过农杆菌转化法导入天然玫瑰从而成功培育出了蓝玫瑰。图中PmeI、BamHI、SpeI、SacI为不同限制酶。下列叙述错误的是（　　） A. sfp和idgS基因表达时转录的模板链不是T-DNA的同一条链 B. 实验用的Ti质粒中通常至少含有一个抗生素抗性基因，便于重组DNA的筛选 C. 农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力 D. 将sfp基因和idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶分别是PmeI和BamHI、SpeI和SacI 11. 为探究DNA片段P与O2蛋白结合关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析错误的是（　　） A. 泳道2与泳道1相比较，条带2变窄 B. 出现条带1是因为O2蛋白与指示探针结合 C. M2和M3与O2蛋白的结合强度相同 D. M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合 12. 科学家们致力于通过基因工程手段解决各种医学和工业难题。下列关于基因工程技术应用的叙述，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. 通过将肠乳糖酶导入到奶牛乳腺细胞中，以降低乳汁中乳糖含量，从而解决部分人群的乳糖不耐受问题 C. 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 D. 利用基因工程菌来生产工业用酶的优点是酶纯度更高、生产成本显著降低、生产效率较高 13. 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. 蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因 B. 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 C. 氨基酸是蛋白质的基本单位，氨基酸发生替换一定使蛋白质的结构和功能发生改变 D. 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 14. 蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。如图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果。下列有关说法错误的是（　　） A. 该抗虫机制可能是抑制害虫的食物消化从而使其死亡 B. 此实验中的因变量是棉花植株所含的基因种类和饲喂时间 C. 根据虫体质量和每株棉铃数量判断，NaPI+StPinlA组抗虫效果最佳 D. 将抗虫基因传入植物体内时，除了采用花粉管通道法外，还可以采用农杆菌转化法 15. 生物技术在农业、医学和环境保护等领域具有广泛应用，但同时也带来了一些伦理和安全问题。下列叙述错误的是（　　） A. 将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率 B. 可利用基因工程和发酵工程实现药物的生产，用于疾病的治疗 C. 基因编辑技术可用于疾病预防领域研究和设计完美婴儿 D. 由于转基因产品存在一定的安全性问题，需要对转基因产品进行标注 16. 生物技术是一把双刃剑，它的发展既可以造福人类，同时也伴随着潜在的风险和挑战。下列有关叙述错误的是（　　） A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等 B 生物武器具有传染性强、攻击范围广等特点 C. 治疗性克隆的目的是用于医学研究和治疗，无需监管审查 D. 生殖性克隆涉及细胞核移植技术，我国政府不接受任何生殖性克隆人实验 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. 养殖场中的粪便是农家肥的重要来源之一。其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。微生物中将尿素转化为NH3的酶是脲酶。为筛选出粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物，某兴趣小组按如图所示的步骤进行实验，以获得目的菌株。回答下列问题： （1）若过程①中要采用稀释涂布平板法获得多个菌落，则接种前对粪便样本进行的处理是_______。 （2）不同菌株的菌落特征存在差异。平板A中可以形成多个形态不同的菌落，其中与平板B中菌落形态_______（填“相同”或“不同”）的菌落最可能是过程②中筛选出的菌落。 （3）菌株甲和乙可_____（填“减少”或“增加”）粪便中NH3的产生。若要在菌株甲和乙选择一种添加在动物粪便中用以降低NH3对禽畜健康的影响，应选择______，原因是______。 （4）将过程②中筛出的“不能利用尿素”的各单菌落分别液体培养，离心取上清液，加入脲酶与尿素的反应体系，检测NH3产生量。若上清液不影响NH3的生成，则该菌株为______判断理由是______。 18. 四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，但易造成家畜胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗胀病的新型苜蓿。请分析回答下列问题： （1）据图可知，该研究过程所使用的生物技术有_______和植物组织培养，植物组织培养应用的原理是_______。 （2）在进行植物体细胞杂交时，步骤①可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有_______法等。 （3）步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到相关诱导培养基上培养，通常应在培养基中加入生长素和细胞分裂素，这两种激素的用量比例会影响细胞的发育方向，当生长素与细胞分裂素用量比值适中时，促进愈伤组织；当生长素与细胞分裂素用量比值小于1时，有利于________的分化。 （4）通过该生物技术得到的杂种植株为________倍体。该杂种植株是否可育，并简要阐述理由：_______。与传统的杂交育种相比，该育种方式的突出优点是_______。 （5）该再生植株并未获得预期的遗传性状，其中的原因可能是_______。 19. 濒危动物单峰骆驼由于栖息地丧失和过度捕猎等问题野生种群数量急剧下降。近些年，在我国戈壁无人区，科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示的研究。请根据所学知识回答下列问题： （1）①过程是受精过程，为防止多精入卵所发生的生理反应有_______（填2个）。 （2）胚胎移植的实质是______。进行胚胎移植前需对D受体进行______处理。 （3）③过程之后需要将获得的重构胚激活，使其在适宜的培养液中培养至桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，欲获得更多的胚胎可以对囊胚进行______操作。 （4）F后代的性状与_______骆驼基本一致；从生殖方式来看，其与E后代的区别是______。 （5）若要胚胎移植前对E进行性别鉴定应选______细胞，避免对胚胎造成影响。 20. 我国科学家在某动物体内发现一种药用蛋白基因（目的基因），欲将其克隆出来并导入大肠杆菌中，构建基因工程菌。图甲为质粒，其含有EcoRI、XhoI、MunI、SalI和NheI五种限制酶的识别序列，LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。图乙为药用蛋白基因的部分碱基序列，请分析回答下列问题： （1）用PCR技术扩增药用蛋白基因时，所需2种引物的序列分别为_______（按照5′-3的顺序，写出2种引物的前6个碱基）。 （2）为了将目的基因插入质粒中，在设计PCR引物时，应该在两种引物的_______（填“3′端”或“5端”），添加_______限制酶的识别序列。 （3）PCR过程中除了所需的引物、原料、酶以外，同时通过控制温度使DNA进行复制。每次循环分为______三步。 （4）将重组质粒导入大肠杆菌前；先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种_______的生理状态。 （5）大肠杆菌自身不含LacZ基因且对抗生素敏感，为筛选出基因工程菌，则需在大肠杆菌的基本培养基中添加_______，挑选________菌落为目的菌株。 （6）将挑选出来的目的菌株进行培养，将提取出来的蛋白质通过_______技术可检测出目的基因已成功表达。 21. 水杨酸是常见的水体污染物，科学家利用基因工程构建智能工程菌，通过向大肠杆菌体内导入含特殊DNA序列的重组质粒，制备水杨酸生物传感器（如图），为环境污染治理提供新方法。请分析回答下列问题： （1）Pc和Ps启动子被______酶识别并结合后，驱动沿基因的模板链3→5方向转录出mRNA。与mRNA相比，启动子特有的物质组成是______。 （2）分析图1可知，当环境中存在水杨酸时，______可激活Ps启动子，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。 （3）研究人员改造重组质粒，将Ps启动子替换为对水杨酸响应更强的启动子Ps2，并在mrfp基因下游插入一段多聚腺苷酸（poly—A）尾序列，以增强mRNA的稳定性，该改造过程需要用到的工具酶是______；研究人员改造重组质粒，还可以选择激活能力更强的蛋白的基因nahR1替代nahR，实现在相同浓度的水杨酸条件下______，提高传感器的灵敏度。 （4）水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用。若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因（如下图2），则工程菌可同时实现对水杨酸的动态检测和清除。科研人员想利用PCR技术快速检测融合基因是否准确连接，若在扩增过程中，发现得到的扩增产物除了融合基因片段，还有一些非特异性条带，可能的原因有______（至少答出1点）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024～2025学年度第二学期期末质量检测 高二生物学试题 注意事项： 1．本试题共8页，满分100分，时间70分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名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. PAHs是一种不溶于水的碳氢化合物，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降解PAHs的菌株并计数，过程如图。已知培养基中PAHs被降解后会形成透明圈。下列说法正确的是（　　） A. 培养皿中的培养基应以PAHs为唯一碳源 B. 可用细菌计数板对试管3中PAHs分解菌进行计数 C. 挑取单菌落时应选择透明圈与菌落直径比值小的菌落 D. 1g样品土壤中约含7×105个PAHs分解菌 【答案】A 【解析】 【分析】分析题图：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的菌株并计数的主要步骤。其中培养液中加入多环芳烃菲作为唯一碳源，目的是筛选出高效降解PAHs的菌株。    【详解】A、该实验的目的是从被PAHs污染的土壤中分离出高效降解PAHs的菌株，所以培养基应以PAHs为唯一碳源，A正确；    B、试管3中菌体不一定都是PAHs分解菌，不能用细菌计数板对试管3中PAHs分解菌进行计数，可用稀释涂布平板法根据透明圈计数，B错误；    C、透明圈直径与菌落直径比值越大，降解PAHs的效果越好，挑取单菌落时应选择透明圈与菌落直径比值大的菌落，C错误； D、根据平板菌落数可知1g样品土壤中约含（66+76+68）÷3÷0.1×105=7.0×107个PAHs分解菌 ，D错误。    故选A。 2. 发酵工程的基本流程如下图，其中①~④代表不同的过程。下列叙述错误的是（　　） A. ①过程除了从自然界分离菌种，还可用基因工程或人工诱变选育菌种 B. 啤酒发酵时②过程中需进行焙烤、糖化等步骤，是发酵工程的中心环节 C. 确定菌种后再选择培养基原料，③过程培养基可用高压蒸汽灭菌锅灭菌 D. ④过程中可用过滤、沉淀等方法分离出微生物菌体 【答案】B 【解析】 【分析】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、提纯等方面，其中的发酵是发酵工程的中心环节。 【详解】A、菌种选育有自然育种、诱变育种和基因工程育种，A正确； B、啤酒发酵时②过程中需进行焙烤、糖化等步骤，焙烤是为了加热杀死大麦种子胚但不使淀粉酶失活，糖化是为了让淀粉酶将淀粉分解为糖浆；发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，B错误； C、确定菌种后才能确定微生物培养需要营养和条件，才能选择合适的原料配制培养基，培养基可用湿热灭菌法灭菌，C正确； D、产品不同，分离提纯的方法一般不同。菌体可用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；代谢产物一般用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，D正确。 故选B。 3. 天然辣椒素是一种低毒害、无污染且具有多种生物学功能的化合物，在日常生活中被广泛应用。辣椒素是辣椒中的活性成分，只在特定细胞中产生。下图是获得辣椒素的两种途径。下列叙述正确的是（　　） A. 诱导形成愈伤组织的过程中需要光照刺激 B. ①过程为脱分化；②过程为再分化，两个过程相反 C. 一定条件下分离出的单细胞也可诱导分化形成完整植株 D. 培养形成高产辣椒素细胞系的过程中细胞只分裂不分化 【答案】C 【解析】 【详解】A、诱导形成愈伤组织的过程是脱分化过程。 脱分化过程中不需要光照刺激，在避光条件下更有利于愈伤组织的形成，A错误； B、①过程是愈伤组织形成丛状苗，是再分化形成芽的过程；②过程是丛状苗形成幼苗，是再分化形成根的过程，B错误； C、植物细胞具有全能性，在一定条件下，分离出的单细胞也可诱导分化形成完整植株，C正确； D、单细胞体外培养形成高产辣椒素细胞系的过程中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，存在细胞分化，D错误。 故选C。 4. 单克隆抗体在医药方面占有重要地位。下图为单克隆抗体制备过程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A. 注射抗原A的主要目的是刺激小鼠产生能够分泌相应抗体的B淋巴细胞 B. HAT培养基作为选择培养基，可以筛选出杂交瘤细胞 C. 灭活的病毒能够促使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 D. 克隆化培养得到的都是能够分泌相应抗体的杂交瘤细胞 【答案】D 【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、注射抗原A的主要目的是刺激小鼠产生免疫反应，从而得到能产生抗体的B淋巴细胞，A正确； B、HAT培养基作为选择培养基，只有杂交瘤细胞可以生长，可以筛选出杂交瘤细胞，B正确； C、诱导动物细胞融合常用的方法为灭活病毒诱导法，C正确； D、克隆化培养后还需经抗体检测，筛选得到的是能够分泌相应抗体的杂交瘤细胞，D错误。 故选D。 5. 实验发现小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的诱导多能干（iPS）细胞。下列叙述错误的是（　　） A. 胚胎干细胞存在于早期胚胎中 B. 诱导iPS细胞的过程细胞发生形态、结构的改变 C. 诱导iPS细胞的过程类似于植物细胞的再分化 D. 可诱导iPS细胞分化成特定的器官用于器官移植 【答案】C 【解析】 【详解】A、胚胎干细胞存在于早期胚胎（如囊胚的内细胞团）或原始生性腺中，A正确； B、iPS细胞是由体细胞诱导分化而成的，该过程中有细胞形态、结构的改变，B正确； C、iPS细胞的诱导过程是体细胞逆转为未分化状态，类似于植物细胞的脱分化，C错误； D、iPS细胞与胚胎干细胞功能类似，具有全能性，可定向诱导分化为特定器官用于移植，D正确。 故选C。 6. 我国野生梅花鹿数量极为稀少，是国家一级重点保护野生动物。为保存野生梅花鹿的遗传资源，研究人员以耳缘组织为材料，成功培养了原代梅花鹿细胞，同时对其进行了冻存（过程如图所示）。下列叙述正确的是（　　） A. 培养动物细胞一般使用液体培养基，需要加入血清等天然成分，属于天然培养基 B. 步骤①中常用胰蛋白酶处理动物组织块制成细胞悬液 C. 因为细胞培养需要在无菌条件下进行，所以需要定期更换培养液 D. 在原代培养过程中，培养环境需要不断通入无菌O2，不需要CO2 【答案】B 【解析】 【详解】A、动物细胞培养一般用液体培养基，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属于合成培养基，但由于人们对细胞所需营养物质还没有完全搞清楚，所以通常要加入血清等天然成分，A错误； B、步骤①中常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞制成细胞悬液，B正确； C、定期更换培养液可以清除细胞代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时也能为细胞补充营养物质，属于无毒处理，C错误； D、动物细胞培养所需的气体条件为95%空气和5%的CO2，D错误。 故选B。 7. 我国第三次全国大熊猫野外种群调查显示，全国野生大熊猫不足1600只，为保护和繁殖大熊猫，科研人员进行了如图所示的实验。下列叙述正确的是（　　） A. 胚胎细胞核移植和体细胞核移植的技术难度一样大 B. 重组细胞可发育成大熊猫幼崽说明已分化的动物细胞具有全能性 C. 图中子代大熊猫甲、乙、丙的主要性状均与亲代雌性大熊猫基本相同 D. 图中用激素处理可使供体超数排卵，该种激素可以是促性腺激素 【答案】D 【解析】 【详解】A、胚胎细胞分化程度低，恢复全能性较容易；体细胞分化程度高，恢复全能性较难，因此胚胎细胞核移植比体细胞核移植容易，A错误； B、重组细胞可发育成大熊猫幼崽说明已分化的动物细胞核具有全能性，B错误； C、图中子代大熊猫甲、乙、丙的性状与亲代雌、雄性大熊猫都有关系，通常具有显著差异，C错误； D、图中用促性腺激素处理供体，会促进其超数排卵，从而在受精后产生更多胚胎，D正确。 故选D。 8. 下列关于DNA的粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定实验的叙述正确的是（　　） A. 取洋葱研磨液离心后的沉淀物来提取DNA，可利用二苯胺试剂鉴定DNA B. DNA能够在95%酒精中充分溶解，并在2mol/L的NaCl溶液中缓慢析出 C. 在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小有关 D. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时需停止电泳并取出凝胶置于紫外灯下观察和照相 【答案】D 【解析】 【详解】A、离心后的沉淀物主要为细胞碎片和细胞器，而DNA主要存在于上清液中，应取上清液来提取DNA，A错误； B、DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度较高，95%酒精的作用是将DNA析出，B错误； C、DNA在凝胶中的迁移速率与分子大小、凝胶浓度及DNA构象均有关，并非仅由分子大小决定，C错误； D、电泳时需在指示剂迁移至凝胶边缘前停止，以防止样品流失到缓冲液中，之后取出凝胶置于紫外灯下观察和照相，D正确。 故选D。 9. 限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列说法错误的是（　　） A DNA连接酶和DNA聚合酶均能形成磷酸二酯键 B. DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上 C. 限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割RNA片段 D. 限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，不会剪切自身的DNA 【答案】B 【解析】 【详解】A、DNA连接酶催化两个DNA片段间磷酸二酯键的形成，DNA聚合酶在DNA复制时将单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链上，两者均能形成磷酸二酯键，A正确； B、DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段的末端，而非添加单个核苷酸，B错误； C、限制酶特异性识别双链DNA的特定序列并进行切割，无法识别或切割RNA片段，C正确； D、限制酶主要来源于原核生物，但是因为原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰，所以不能剪切自身的DNA，D正确。 故选B。 10. 科学家利用链霉菌的蓝色翠雀花素合成酶基因（idgS）及其激活基因（sfp）构建基因表达载体，通过农杆菌转化法导入天然玫瑰从而成功培育出了蓝玫瑰。图中PmeI、BamHI、SpeI、SacI为不同限制酶。下列叙述错误的是（　　） A. sfp和idgS基因表达时转录的模板链不是T-DNA的同一条链 B. 实验用的Ti质粒中通常至少含有一个抗生素抗性基因，便于重组DNA的筛选 C. 农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力 D. 将sfp基因和idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶分别是PmeI和BamHI、SpeI和SacI 【答案】D 【解析】 【详解】A、sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的，转录是以DNA的一条链为模板进行的，由启动子方向可知，两基因转录的模板不同，A正确； B、实验用的Ti质粒中通常至少含有一个抗生素抗性基因，便于重组DNA的筛选，B正确； C、农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力，C正确； D、将sfp基因插入Ti质粒时，若使用的限制酶是PmeI和BamHI，则会将终止子一同切除，故只能用BamHI，将idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶是SpeI、SacI，D错误。 故选D。 11. 为探究DNA片段P与O2蛋白结合的关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析错误的是（　　） A. 泳道2与泳道1相比较，条带2变窄 B. 出现条带1是因为O2蛋白与指示探针结合 C. M2和M3与O2蛋白的结合强度相同 D. M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合 【答案】C 【解析】 【详解】A、泳道1应为 “仅指示探针”（未加 O₂蛋白和待测物），条带2代表游离的指示探针；泳道2可能为 “指示探针+O₂蛋白”（未加待测物），O₂蛋白会与指示探针结合，导致游离探针减少，条带2变窄，A正确； B、指示探针是带荧光的片段P，若O₂蛋白与其结合，会形成 “O₂蛋白-探针复合物”，电泳时迁移速率与游离探针不同，可能表现为条带1（复合物条带），B正确； C、若M2和M3与O₂蛋白结合强度相同，两组中游离指示探针的量应一致（条带2宽度相同）。但根据实验设计，突变体的结合位点不同，结合能力可能存在差异，条带2的变化不同，因此无法推断二者结合强度相同，C错误； D、若M1与O₂蛋白的结合能力接近野生型片段P，则加入M1后，O₂蛋白主要与M1结合，对指示探针的结合影响小，条带2宽度与“仅加O₂蛋白” 组接近，说明M1的突变位点不影响结合，D正确。 故选C。 12. 科学家们致力于通过基因工程手段解决各种医学和工业难题。下列关于基因工程技术应用的叙述，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. 通过将肠乳糖酶导入到奶牛乳腺细胞中，以降低乳汁中乳糖含量，从而解决部分人群的乳糖不耐受问题 C. 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 D. 利用基因工程菌来生产工业用酶的优点是酶纯度更高、生产成本显著降低、生产效率较高 【答案】B 【解析】 【详解】A、基因工程技术在医学领域应用广泛，可通过工程菌或动物细胞培养生产细胞因子（如干扰素）、抗体（如单克隆抗体）和疫苗（如乙肝疫苗）等生物制品，A正确； B、应将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵等，使转基因奶牛乳腺细胞表达肠乳糖酶来降低乳汁乳糖，直接导入乳腺细胞无法稳定遗传和表达，B错误； C、抗病基因可来源于病毒（如病毒外壳蛋白基因）或真菌（如几丁质酶基因），导入植物后可增强抗病性，C正确； D、基因工程菌能高效生产高纯度工业酶，且成本低，D正确。 故选B。 13. 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. 蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因 B. 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 C. 氨基酸是蛋白质的基本单位，氨基酸发生替换一定使蛋白质的结构和功能发生改变 D. 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 【答案】A 【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、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，即蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因，A正确； B、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，B错误； C、氨基酸是蛋白质基本单位，氨基酸发生替换后蛋白质的结构和功能可能没有发生改变，尤其个别氨基酸的改变可能没有影响，C错误； D、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，D错误。 故选A。 14. 蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。如图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果。下列有关说法错误的是（　　） A. 该抗虫机制可能是抑制害虫的食物消化从而使其死亡 B. 此实验中的因变量是棉花植株所含的基因种类和饲喂时间 C. 根据虫体质量和每株棉铃数量判断，NaPI+StPinlA组抗虫效果最佳 D. 将抗虫基因传入植物体内时，除了采用花粉管通道法外，还可以采用农杆菌转化法 【答案】B 【解析】 【详解】A、蛋白酶抑制剂可抑制害虫蛋白酶活性，使害虫无法消化食物，可能致其死亡，A正确； B、因变量是随自变量变化而变化的量，本实验自变量是棉花植株所含基因种类和饲喂时间，因变量是虫体质量、每株棉铃数量，B错误； C、由图可知，NaPI+StPinlA组虫体质量低、每株棉铃数量多，抗虫效果最佳，C正确； D、将基因导入植物细胞，可用花粉管通道法、农杆菌转化法等，D正确。 故选B。 15. 生物技术在农业、医学和环境保护等领域具有广泛应用，但同时也带来了一些伦理和安全问题。下列叙述错误的是（　　） A. 将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率 B. 可利用基因工程和发酵工程实现药物的生产，用于疾病的治疗 C. 基因编辑技术可用于疾病预防领域研究和设计完美婴儿 D. 由于转基因产品存在一定的安全性问题，需要对转基因产品进行标注 【答案】C 【解析】 【详解】A、外源生长激素基因导入动物体内可促进生长激素的合成，从而提高生长速率，A正确； B、基因工程可利用微生物生产药物（如胰岛素），再通过发酵工程大规模生产，可用于疾病的治疗，B正确； C、基因编辑技术可用于疾病预防，但设计完美婴儿涉及人为选择或修改基因，属于伦理问题，不符合技术应用的合理范围，C错误； D、转基因产品存在一定的安全性问题，需要对转基因产品进行标注，保障消费者知情权和选择权，D正确。 故选C。 16. 生物技术是一把双刃剑，它的发展既可以造福人类，同时也伴随着潜在的风险和挑战。下列有关叙述错误的是（　　） A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等 B. 生物武器具有传染性强、攻击范围广等特点 C. 治疗性克隆的目的是用于医学研究和治疗，无需监管审查 D. 生殖性克隆涉及细胞核移植技术，我国政府不接受任何生殖性克隆人实验 【答案】C 【解析】 【详解】A、生物武器包括致病菌类（如炭疽杆菌）、病毒类（如天花病毒）和生化毒剂类（如肉毒杆菌毒素），A正确； B、生物武器具有传染性强、作用范围广、危害时间长等特点，B正确； C、治疗性克隆虽用于医学研究和治疗，但涉及胚胎操作和伦理问题，需接受严格的监管审查，C错误； D、生殖性克隆需通过核移植技术培育个体，我国政府明确反对生殖性克隆人实验，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. 养殖场中的粪便是农家肥的重要来源之一。其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。微生物中将尿素转化为NH3的酶是脲酶。为筛选出粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物，某兴趣小组按如图所示的步骤进行实验，以获得目的菌株。回答下列问题： （1）若过程①中要采用稀释涂布平板法获得多个菌落，则接种前对粪便样本进行的处理是_______。 （2）不同菌株的菌落特征存在差异。平板A中可以形成多个形态不同的菌落，其中与平板B中菌落形态_______（填“相同”或“不同”）的菌落最可能是过程②中筛选出的菌落。 （3）菌株甲和乙可_____（填“减少”或“增加”）粪便中NH3的产生。若要在菌株甲和乙选择一种添加在动物粪便中用以降低NH3对禽畜健康的影响，应选择______，原因是______。 （4）将过程②中筛出的“不能利用尿素”的各单菌落分别液体培养，离心取上清液，加入脲酶与尿素的反应体系，检测NH3产生量。若上清液不影响NH3的生成，则该菌株为______判断理由是______。 【答案】（1）等比例稀释 （2）不同 （3） ①. 减少 ②. 菌株乙 ③. 甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，但粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株而产生NH3，乙能分泌脲酶抑制剂，抑制粪便中其他菌株产生的脲酶的活性 （4） ①. 菌株甲 ②. 菌株甲只是不产脲酶，不影响NH3的生成；菌株乙分泌脲酶抑制剂，会使NH3生成量显著降低 【解析】 【分析】由图可知，所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂。图中②筛选的是不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验。 【小问1详解】 若过程①中采用稀释涂布平板法获得多个菌落，则接种前对粪便样本进行的处理是等比例稀释。 【小问2详解】 能在尿素唯一氮源的平板(B)上正常生长的菌落具有分解尿素的能力，而题干要求获取“不能利用尿素”的菌落，在平板A中可以形成多个形态不同的菌落，其中与平板B中菌落形态不同的菌落最可能是过程②中筛选出的菌落。 【小问3详解】 甲不产生脲酶，乙分泌脲酶抑制剂（可抑制脲酶活性），故菌株甲和乙均可减少粪便中NH3的产生。由图可知，甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，且乙同时分泌脲酶抑制剂，但粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少。 【小问4详解】 菌株甲只是不产脲酶，不影响NH3的生成；菌株乙分泌脲酶抑制剂，会使NH3生成量显著降低，因此若上清液不影响NH3的生成，则该菌株为菌株甲。 18. 四倍体紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，但易造成家畜胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗胀病的新型苜蓿。请分析回答下列问题： （1）据图可知，该研究过程所使用的生物技术有_______和植物组织培养，植物组织培养应用的原理是_______。 （2）在进行植物体细胞杂交时，步骤①可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有_______法等。 （3）步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到相关诱导培养基上培养，通常应在培养基中加入生长素和细胞分裂素，这两种激素的用量比例会影响细胞的发育方向，当生长素与细胞分裂素用量比值适中时，促进愈伤组织；当生长素与细胞分裂素用量比值小于1时，有利于________的分化。 （4）通过该生物技术得到的杂种植株为________倍体。该杂种植株是否可育，并简要阐述理由：_______。与传统的杂交育种相比，该育种方式的突出优点是_______。 （5）该再生植株并未获得预期的遗传性状，其中的原因可能是_______。 【答案】（1） ①. 植物体细胞杂交 ②. 植物细胞的全能性 （2）高Ca2+-高pH融合 （3）芽 （4） ①. 六 ②. 可育，杂种植株细胞中含有成对的同源染色体，可正常产生生殖细胞 ③. 打破生殖隔离，实现远缘杂交 （5）生物体内基因的表达不是孤立的，它们是相互调控、相互影响的（或虽然杂种植株具备两个物种的遗传物质，但它们的表达相互干扰） 【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】 由图可知，新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术和植物组织培养，植物组织培养应用的原理是植物细胞的全能性。 【小问2详解】 植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，在进行植物体细胞杂交之前可以用纤维素酶和果胶酶处理，获得紫花苜蓿和百脉根的原生质体，步骤①可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有高Ca2+-高pH融合法。 【小问3详解】 当生长素与细胞分裂素用量比值小于1时，有利于芽分化。 【小问4详解】 四倍体的紫花苜蓿与二倍体的百脉根的原生质体融合得到的杂种细胞含有6个染色体组，再培育得到的杂种植株为六倍体；该杂种植株细胞中含有成对的同源染色体，可正常产生生殖细胞，因此可育。与传统的杂交育种相比，植物体细胞杂交获得杂种植株，打破了生殖隔离，实现了远缘杂交。 【小问5详解】 杂种植株并未获得预期遗传性状，根本原因是生物体基因表达不是孤立的，是相互调控、相互影响的，杂种植株虽具备两个物种的遗传物质，但它们的表达相互干扰。 19. 濒危动物单峰骆驼由于栖息地丧失和过度捕猎等问题野生种群数量急剧下降。近些年，在我国戈壁无人区，科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示的研究。请根据所学知识回答下列问题： （1）①过程是受精过程，为防止多精入卵所发生的生理反应有_______（填2个）。 （2）胚胎移植的实质是______。进行胚胎移植前需对D受体进行______处理。 （3）③过程之后需要将获得的重构胚激活，使其在适宜的培养液中培养至桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，欲获得更多的胚胎可以对囊胚进行______操作。 （4）F后代的性状与_______骆驼基本一致；从生殖方式来看，其与E后代的区别是______。 （5）若要胚胎移植前对E进行性别鉴定应选______细胞，避免对胚胎造成影响。 【答案】（1）透明带反应、卵细胞膜反应 （2） ①. 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 ②. 同期发情 （3）胚胎分割 （4） ①. 供体A野化单峰 ②. F后代通过无性生殖产生的，而E后代通过有性生殖产生 （5）滋养层 【解析】 【分析】据图分析，E后代是试管动物，属于有性生殖，F后代是克隆动物，属于无性生殖，其中①表示体外受精，②表示去掉卵母细胞的细胞核，③表示早期胚胎培养。 【小问1详解】 ①是受精过程，受精时，防止多精入卵的生理反应是透明带反应和卵细胞膜反应（这两个反应可阻止其他精子进入，保障受精的单精入卵 ）。 【小问2详解】 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。进行胚胎移植前需对D受体进行同期发情处理。 【小问3详解】 在桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，获得更多的胚胎可进行胚胎分割，再借助胚胎移植技术产生完遗传物质完全相同的后代，由于囊胚内的内细胞团将来会发育为机体的组织和器官，因此应对囊胚的内细胞团进行均等分割，才能获得完全相同的多个胚胎。 【小问4详解】 F后代的性状与供体A野化单峰骆驼骆驼基本一致；从生殖方式来看，其与E后代的区别是F后代通过无性生殖产生的，而E后代通过有性生殖产生。 【小问5详解】 若要胚胎移植前对E进行性别鉴定应选滋养层细胞（发育为胎儿的胎膜和胎盘），避免对胚胎造成影响。 20. 我国科学家在某动物体内发现一种药用蛋白基因（目的基因），欲将其克隆出来并导入大肠杆菌中，构建基因工程菌。图甲为质粒，其含有EcoRI、XhoI、MunI、SalI和NheI五种限制酶的识别序列，LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。图乙为药用蛋白基因的部分碱基序列，请分析回答下列问题： （1）用PCR技术扩增药用蛋白基因时，所需2种引物的序列分别为_______（按照5′-3的顺序，写出2种引物的前6个碱基）。 （2）为了将目的基因插入质粒中，在设计PCR引物时，应该在两种引物的_______（填“3′端”或“5端”），添加_______限制酶的识别序列。 （3）PCR过程中除了所需的引物、原料、酶以外，同时通过控制温度使DNA进行复制。每次循环分为______三步。 （4）将重组质粒导入大肠杆菌前；先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种_______的生理状态。 （5）大肠杆菌自身不含LacZ基因且对抗生素敏感，为筛选出基因工程菌，则需在大肠杆菌的基本培养基中添加_______，挑选________菌落为目的菌株。 （6）将挑选出来的目的菌株进行培养，将提取出来的蛋白质通过_______技术可检测出目的基因已成功表达。 【答案】（1）5′-ATGCCA-3和5′-GTAGTC-3（顺序可以颠倒） （2） ①. 5′端 ②. XhoI和MunI （3）变性、复性和延伸 （4）能吸收周围环境中DNA分子 （5） ①. 氨苄青霉素和X-gal ②. 白色 （6）抗原—抗体杂交 【解析】 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【小问1详解】 引物只能与母链的3′端结合，引物与母链之间遵循碱基互补配对原则，用PCR技术扩增药用蛋白基因时，所需2种引物的序列为5′—ATGCCA—3′和5′—GTAGTC—3′（顺序可以颠倒）。 【小问2详解】 SalⅠ和NheⅠ会破坏目的基因，EcoRⅠ会破坏AmpR和LacZ，都不能选择，因此只能选择XhoⅠ和MunⅠ，但是目的基因没有这两种酶的识别序列，所以在设计PCR引物时，应在引物的5′端添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的识别序列。 【小问3详解】 PCR过程中除了所需的引物、原料、酶以外，同时通过控制温度使DNA进行复制。每次循环分为变性、复性和延伸。 【小问4详解】 将重组质粒导入大肠杆菌前，先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。 【小问5详解】 由于受体细胞自身不含LacZ基因且对抗生素敏感，所以要筛选出已转化的含重组质粒的目的菌株，培养基中应添加氨苄青霉素和X-gal；当目的基因插入质粒时，LacZ基因被破坏，不能表达出可以将无色化合物X-gal转化成蓝色物质的β-半乳糖苷酶，质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，能在含氨苄青霉素的培养基生长，所以得到的产物是白色菌落。 【小问6详解】 将挑选出来的目的菌株进行培养，将提取出来的蛋白质通过抗原—抗体杂交技术可检测出目的基因已成功表达。 21. 水杨酸是常见的水体污染物，科学家利用基因工程构建智能工程菌，通过向大肠杆菌体内导入含特殊DNA序列的重组质粒，制备水杨酸生物传感器（如图），为环境污染治理提供新方法。请分析回答下列问题： （1）Pc和Ps启动子被______酶识别并结合后，驱动沿基因的模板链3→5方向转录出mRNA。与mRNA相比，启动子特有的物质组成是______。 （2）分析图1可知，当环境中存在水杨酸时，______可激活Ps启动子，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。 （3）研究人员改造重组质粒，将Ps启动子替换为对水杨酸响应更强的启动子Ps2，并在mrfp基因下游插入一段多聚腺苷酸（poly—A）尾序列，以增强mRNA的稳定性，该改造过程需要用到的工具酶是______；研究人员改造重组质粒，还可以选择激活能力更强的蛋白的基因nahR1替代nahR，实现在相同浓度的水杨酸条件下______，提高传感器的灵敏度。 （4）水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用。若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因（如下图2），则工程菌可同时实现对水杨酸的动态检测和清除。科研人员想利用PCR技术快速检测融合基因是否准确连接，若在扩增过程中，发现得到的扩增产物除了融合基因片段，还有一些非特异性条带，可能的原因有______（至少答出1点）。 【答案】（1） ①. RNA聚合 ②. 脱氧核糖和胸腺嘧啶（T）（或胸腺嘧啶脱氧核苷酸） （2）水杨酸-调控蛋白复合物 （3） ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. （红色）荧光强度增强 （4）引物设计不合理，引物与非目的基因片段存在互补配对区域；退火温度不合适，退火温度过低，引物与模板的结合特异性降低，导致引物与非目的基因片段结合；模板DNA中含有杂质，杂质DNA可能作为模板与引物结合进行扩增（答出1点，合理即可） 【解析】 【分析】由图可知，nahR可以持续表达出调控蛋白，当环境中存在水杨酸时，水杨酸与调控蛋白形成复合物，该复合物可以激活Ps，调控红色荧光蛋白基因的表达。 【小问1详解】 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，所以Pc和Ps启动子可被RNA聚合酶识别并结合后，驱动基因沿模板链的3′→5′方向转录出mRNA。启动子由脱氧核苷酸组成，mRNA由核糖核苷酸组成，与mRNA相比，启动子特有的物质组成是T和脱氧核糖。 【小问2详解】 从图1可知，当环境中存在水杨酸时，水杨酸-调控蛋白复合物可激活Ps启动子，启动基因表达红色荧光蛋白，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。 【小问3详解】 基因工程中，替换启动子和插入poly-A尾序列需要对质粒进行切割和重新连接。限制酶负责识别特定序列并切割DNA，而DNA连接酶将目标片段（如Ps2启动子或poly-A尾）与质粒连接，因此需要这两种工具酶。若选择激活能力更强的蛋白的基因nahR1替代nahR，调控蛋白的合成增加，相同浓度的水杨酸会诱导更多荧光蛋白的表达，从而提高红色荧光信号强度，增强传感器的灵敏度。 【小问4详解】 转录是从融合基因模板链的3′→5′，因此水杨酸羟化酶基因需颠倒180°后再拼接到mrfp基因上，保证模板链在同一侧。然后选择引物1和引物3进行扩增。引物的特异性是保证PCR扩增准确性的关键。如果引物设计时，没有充分考虑模板DNA的序列信息，导致引物与非目的基因片段存在互补配对区域，那么在PCR扩增过程中，引物就可能与非目的基因片段结合，从而扩增出非特异性条带。退火温度决定了引物与模板结合的特异性，退火温度过低时，引物与模板的结合稳定性降低，引物除了与目的基因片段结合外，还可能与其他非目的基因片段结合，这些非特异性结合的引物会引导DNA聚合酶进行扩增，产生非特异性条带。模板DNA的纯度对PCR扩增结果有重要影响，如果模板DNA中含有杂质，这些杂质DNA可能含有与引物互补的序列，在PCR反应体系中，杂质DNA就可能作为模板与引物结合，进而被扩增出来，形成非特异性条带。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$