专题09 生物技术与工程（重庆专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟生物真题分类汇编

专题09 生物技术与工程 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 发酵工程 2021-2025 从近五年重庆市高考试题来看，常出现的考点是发酵工程和细胞工程、基因工程，难度适中。三个考点均是高频考点，每年选择非选择都有考察，发酵工程近三年都已选择题形式出现，基因工程多以非选择的形式结合其他考点考察。 考点2 细胞工程和胚胎工程 2021-2025 考点3 基因工程 2021-2025 考点01发酵工程 1．（2025·重庆·高考真题）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添加调料进一步发酵，下列说法错误的是（    ） A．沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗 B．面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养 C．菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物 D．豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵 2．（2024·重庆·高考真题）养殖场粪便是农家肥的重要来源，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。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（    ） A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落 B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验 C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少 3．（2023·重庆·高考真题）垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是（    ） A．压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品 B．添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源 C．X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气 D．为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动 4．（2022·重庆·高考真题）研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏法和压榨法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO和CPO），并研究其抑菌效果的差异。 (1)为便于精油的提取，压榨前需用 浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入NaCl，其作用是 ；为除去油层中的水分，需加入 。 (2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO和CPO贴于含菌平板上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：①未设置对照，设置本实验对照的做法是 ，其作用是 ；②不足之处还有 （答两点）。 (3)若HDO的抑菌效果低于CPO，从提取方法的角度分析，主要原因是 。 5．（2021·重庆·高考真题）人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。 (1)人们利用水果及附着在果皮上的 菌，在18～25℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在 条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是 。 (2)先酿制果酒再生产果醋的优势有 （填编号）。 ①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率 ②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率 ③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中 (3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见图。 该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有 （填写两种）。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是 ；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有 （填写两个方面）。 考点02 细胞工程和胚胎工程 1．（2025·重庆·高考真题）为保护濒危哺乳动物甲，科研工作者将甲的近亲物种乙（种群数量多）进行了如图所示的研究，下列叙述正确的是（    ） A．克隆动物的核基因组来源于甲、乙 B．体外受精需用获能的精子与MI期的卵母细胞受精 C．囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体 D．滋养层可影响内细胞团的发育 2．（2024·重庆·高考真题）自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是（    ） A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性 B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息 C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲 D．通过该实验可以获得甲的克隆 3．（2023·重庆·高考真题）妊娠与子宫内膜基质细胞的功能密切相关。某研究小组通过如图所示的实验流程获得了子宫内膜基质细胞，以期用于妊娠相关疾病的研究。 (1)手术获得的皮肤组织需在低温下运至实验室，低温对细胞中各种蛋白质的作用为 。 (2)过程①中，诱导形成PS细胞时，需提高成纤维细胞中4个基因的表达量，可采用 技术将这些基因导入该细胞。这4个基因的主要作用为：M基因促进增殖，S基因和C基因控制干细胞特性，K基因抑制凋亡和衰老。若成纤维细胞形成肿瘤细胞，最有可能的原因是 基因过量表达。 (3)培养iPS细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线进行消毒的是_____（多选）。 A．培养基 B．培养瓶 C．细胞培养室 D．CO2培养箱 (4)过程②中，iPS细胞经历的生命历程为 。PCR技术可用于检测子宫内膜基质细胞关键基因的mRNA水平，mRNA需经过 才能作为PCR扩增的模板。 4．（2022·重庆·高考真题）植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（    ） 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5+PLT 诱导出根 ③ WOX5+ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 A．WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B．WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C．ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性 D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 5．（2021·重庆·高考真题）为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响，进行了相关实验。 (1)取小鼠子宫时，为避免细菌污染，手术器具应进行 处理；子宫取出剪碎后，用 处理一定时间，可获得分散的子宫内膜组织细胞，再分离获得基质细胞用于培养。 (2)培养基中营养物质应有 （填写两种）；培养箱中CO2浓度为5%，其主要作用是 。 (3)在含PDCD4基因的表达载体中，启动子的作用是 。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分别为 。经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有 （填“抑制”或“促进”）作用。 考点03 基因工程 1．（2025·重庆·高考真题）绝大多数哺乳动物生来怕辣，而小型哺乳动物树鼩先天不怕辣，喜食含辣椒素类物质的植物。为探究其原因，我国研究人员进行了系列研究。 (1)研究发现，树鼩的受体蛋白TR1对辣椒素的敏感性低于其他哺乳动物。为研究树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白的差异，可设计开展如下实验： ① ； ②将 分别进行酶切并连接； ③将重组DNA分子导入大肠杆菌； ④分离表达的TR1蛋白质测定 ，明确蛋白之间的差异。 (2)树鼩及一些哺乳动物的TR1蛋白存在差异，如图所示。据分析，树鼩对辣椒素的敏感性降低，很可能是由于TR1第579位氨基酸差异造成的，可证实该推测的实验思路是 。 (3)树鼩与其喜食植物的地理分布基本一致，据此可推测树鼩对含辣椒素类物质植物的适应形成的必要条件是 。 2．（2024·重庆·高考真题）大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。 (1)基因S启动子的基本组成单位是 。 (2)通过基因工程方法,将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题19图所示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是 ；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是 。 (3)为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有 。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是 。 (4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是 。 3．（2023·重庆·高考真题）某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（    ） A．其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇ B．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E．coli连接酶或T4连接酶 4．（2022·重庆·高考真题）改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因，并开展了相关探索。 步骤I： 步骤II： (1)花药培养能缩短育种年限，原因是 。在步骤I的花药培养过程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含 的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。I中能用于制造人工种子的材料是 。 (2)步骤II中，eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库，原因是 ；在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有 。为筛选含重组Ti质粒的菌株，需在培养基中添加 。获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染I中的 ，以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是 ，移栽后若发育为更高且丰产的稻株，则可望“禾下乘凉”。 一、单选题 1．（2025·重庆·模拟预测）物质X是一种有害的难以降解的有机化合物。研究人员用含物质X、磷酸盐、镁盐以及微量元素溶液按照一定比例配制成培养基M,经过一系列培养、筛选，成功得到能高效降解物质X的目的菌株，主要步骤如图所示。下列说法错误的是（　　） A．培养基M是选择培养基，物质X为目的菌株提供生长所需的氮源和碳源 B．振荡培养有利于目的菌株充分利用培养基中的营养物质 C．在④接种时，用平板划线法纯化目的菌株的效果比稀释涂布平板法差 D．在②接种培养后，用瓶中物质X含量最低的候选菌作为③选择接种对象 2．（2025·重庆渝中·三模）啤酒工业酿造流程主要为：大麦种子发芽→麦芽糖化→加啤酒花、煮沸→麦汁发酵→灌装保存，其中麦汁发酵是啤酒酿造的重要过程，可分为接种酵母→充氧→主发酵→封罐→后发酵等步骤。下列叙述错误的是（　　） A．用赤霉素溶液浸泡大麦种子可提高生产效率 B．煮沸可以终止麦芽汁糖化并杀灭其中的微生物 C．主发酵过程中，酵母菌以大麦中的淀粉为主要碳源 D．后发酵阶段，酵母菌细胞中既有[H]的生成，又有 [H]的消耗 3．（2025·重庆九龙坡·二模）野生型大肠杆菌菌株在基本培养基和完全培养基上均可繁殖，而营养缺陷型菌株只能在完全培养基上繁殖。某实验室期望用夹层培养法筛选到符合预期的营养缺陷型菌株，进行了如下具体操作：先在培养皿底部倒一薄层已灭菌的基本培养基，再添加一层内含菌液（经诱变剂处理）的基本培养基后，再加一薄层已灭菌的基本培养基。培养一段时间后，对出现的菌落做好标记；然后再加一层完全培养基，培养一段时间后会长出大小不一的菌落。已知大肠杆菌可透过薄层培养基形成菌落，下列说法正确的是（　　） A．营养缺陷型菌株是由野生型染色体变异形成 B．完全培养基应在干热灭菌后立即倒入培养皿 C．该实验无需设置未接种的夹层平板作为对照 D．最终应选取右图中较小的菌落作为目标菌种 4．（2025·重庆·模拟预测）我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺，实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．乙醇梭菌可利用CO、CO₂、H₂等物质生成乙醇 B．乙醇梭菌是自养厌氧型细菌，发酵过程应设定合适的温度和pH，并适度搅拌 C．通过该工艺高效生产清洁能源乙醇，可以降低生态足迹 D．发酵完成后，可通过离心、提取、分离、纯化等方法从上清液中获得单细胞蛋白 5．（2025·重庆·三模）硝化细菌是一种好氧菌，可有效净化水体中铵盐，降低高浓度铵盐引发的池塘养殖对虾的死亡率。科研人员拟从当地对虾养殖池塘中筛选出对铵盐降解率高的硝化细菌菌株，操作流程如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．在配制选择培养基筛选硝化细菌时，不需要添加氮源 B．从对虾死亡率低的养殖池塘中取样，能提高筛选的成功率 C．用图示方法纯化菌种时，不能将最后一次的划线与第一次的划线相连 D．应选择铵盐浓度减少最多的一组候选菌进行后续培养 6．（2025·重庆·三模）线粒体替代疗法（MRT）是一种细胞质替换技术，将目标细胞核转移到健康去核细胞中以预防细胞质基因遗传病，主要包括受精卵细胞核移植（PNT）和卵母细胞纺锤体—染色体复合物移植（ST）两种方法。已知在卵母细胞中，纺锤体区域的线粒体数量较少，而受精卵中线粒体均匀分布。下列说法正确的是（　　） A．与ST相比，PNT的操作时间较早，细胞较为脆弱，因此成功率比ST低 B．与PNT相比，ST能够更好地避免线粒体DNA的遗传 C．只有通过PNT获得的胚胎才可能拥有三个个体的遗传物质 D．ST没有对胚胎进行操作，因此ST结束后不需要对重构胚进行激活处理 7．（2025·重庆渝中·三模）埃博拉病毒（EBOV）是一种极其危险且罕见的病毒，其NP 蛋白在EBOV的复制中具有重要作用，也是检测EBOV的重要靶蛋白。如图为研究人员利用NP 蛋白制备抗EBOV单克隆抗体的实验流程。下列叙述错误的是（　　） A．抗EBOV单克隆抗体进入人体有引发过敏反应的风险 B．NP蛋白基因若发生突变，抗EBOV单克隆抗体可能失效 C．筛选1去除未融合的细胞以及融合的具有同种核的细胞 D．可将筛选2获得的细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产 8．（2025·重庆·模拟预测）为治疗会导致肝功能损坏的酪氨酸血症，我国科学家研究出了如图所示的新型疗法，将基因编辑肝细胞移植入模型小鼠，小鼠的肝功能得到恢复，下列有关说法错误的是（　　） A．分散肝组织可以用机械方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 B．培养原代肝细胞需要放置在密闭培养瓶中以防止杂菌污染 C．构建重组腺病毒时需使用限制酶和DNA 连接酶 D．基因编辑自体肝细胞移植能够降低免疫排斥反应 9．（2025·重庆·三模）图为利用植物组织培养技术繁殖菊花的示意图。相关叙述正确的是（    ） A．只有培养脱毒菊花试管苗才需要对分离的外植体进行消毒处理 B．再分化阶段提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根 C．再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组 D．刚培育出的试管苗弱小，应携带培养基炼苗后再移栽至花盆 10．（2025·重庆万州·模拟预测）某科研团队通过细胞工程技术成功构建了一种人工微型器官——类器官。类器官是在体外模拟体内微环境，让干细胞或祖细胞自我组织、发育形成的具有一定结构和功能的三维细胞聚集体。下列有关类器官的叙述，错误的是（    ） A．类器官可用于药物筛选和疾病模型的建立 B．类器官的构建过程体现了细胞的全能性 C．类器官的培养需要添加糖类、氨基酸、血清等 D．不同类型的类器官其细胞的基因表达情况存在差异 二、非选择题 11．（2025·重庆·二模）半红树植物是指既能在潮间带生存，又能在陆地环境中自然繁殖的两栖木本植物。为促进生根，提高育苗效率，研究人员开展了半红树黄水皮幼苗的培养研究结果如表。请回答下列问题： 表  黄水皮幼苗生长情况 组别 培养基成分 实验结果 CaCl·2H2O（mg/L） MgSO，7H2O（mg/L） 基质种类 平均根长（cm） 最长根长（cm） 地径（mm） 移栽成活率（%） 11 1000 2000 稻壳碳混合培养基 13.43 15.52 3.78 100 T2 900 1750 稻壳碳混合培养基 9.59 13.41 3.71 100 T3 800 1500 稻壳碳混合培养基 8.71 12.13 3.62 100 T4 1100 2250 稻壳碳混合培养基 15.10 16.21 4.62 100 T5 1200 2500 稻壳碳混合培养基 16.55 21.00 4.98 98 T6 1000 2000 全蛭石培养基 8.99 13.22 3.71 94 CK 440 370 含蔗糖的MS培养基 7.32 9.62 3.02 0 注：混合培养基由蛭石、稻壳碳和无糖MS培养基按照一定体积比例配制 (1)Ca2+和Mg2+在根尖细胞中的作用 。 (2)T1-T6结果显示，蛭石和稻壳碳混合培养基在培育红树幼苗生根方面具有独特优势，混合培养基的特点是 ，对照组幼苗移栽后30天内全部死亡，主要原因是 (3)黄水皮植株的根部形成了根瘤结构，其中根瘤菌与黄水皮植株的种间关系是 。将黄水皮与木麻黄进行套种，该群落中的木麻黄生长速度比黄水皮快，据此 （填“能”或“不能”）判断木麻黄是否属于优势种。从群落结构的角度分析，套种形成了复层混交林，其生物学意义是 。 12．（2024·重庆九龙坡·三模）自然条件下哺乳动物不发生孤雌生殖，云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，将胚胎移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。 (1)卵母细胞能够发育成早期胚胎得到克隆猪，说明卵母细胞具有 ；图中①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的流程，那么获得核移植克隆猪的流程是 （填序号）。 (2)在体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，使用 处理，使良种母猪超数排卵，收集并选取 期的卵母细胞，并用微型吸管吸出 。 (3)在胚胎移植前，需通过 技术形成多个胚胎，以进一步增加胚胎的数量。从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础是 。 (4)可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，通过 方法得到多种cDNA，并通过 技术扩增产物。 13．（2024·重庆·模拟预测）青霉菌产生青霉素需要持续性提供高氧环境。考虑到血红蛋白携带氧气的能力很强，科学家们设想了以下两种方案来得到含有血红蛋白的青霉菌。方案一：提取血红蛋白基因，转入青霉菌细胞，血红蛋白基因表达从而得到含血红蛋白的青霉菌；方案二：将含有血红蛋白的透明颤菌与青霉菌融合，得到含血红蛋白的杂种青霉菌。方案二如图所示： 一些科学家尝试采用方案一： (1)请补充完整具体的操作过程。第一步：筛选并获取 ；第二步：将目的基因和质粒用限制酶处理后， 再利用 将目的基因和质粒连接在一起形成基因表达载体；第三步：将目的基因导入细胞；第四步：检测与鉴定。 (2)通过检测以下转基因青霉菌的哪些项目可以确定方案一是否成功? 。 A．单位时间内青霉素的产量 B．是否含有血红蛋白基因 C．是否含血红蛋白基因的 mRNA D．耗氧速率 E．血红蛋白含量 另一部分科学家采用方案二： (3)现有蛋白酶、溶菌酶、纤维素酶、 脂肪酶、淀粉酶可选，处理②应选择 。 (4)经过处理③后会得到多种类型的细胞，请简述通过处理④筛选出杂种菌株的方法: 。 (5)如果处理③用于融合动物细胞，则特有的方式是 。 有同学提出方案三： (6)利用青霉菌和透明颤菌作亲本进行杂交，筛选得到含有血红蛋白的杂种菌。 该方案是否可行? 。原因是 。 14．（2025·重庆·三模）科研人员将绿色荧光蛋白（GFP）基因随机插入到小麦旗叶的基因组中，发现小麦旗叶细胞除了有荧光信号外，整个旗叶也表现出黄化趋势，推测GFP基因随机插入时破坏了小麦旗叶色素合成的相关基因。为了验证这一猜想，科研人员利用YADE（Y形接头依赖性延伸）法扩增出插入位点附近的DNA片段，进行测序、比对后发现GFP基因插入到了叶绿素合成关键基因的编码区。YADE法具体操作流程如图所示: 接头长链序列:5′-TAGCAAGGTAGTGC-3′ 接头短链序列:5′-AATTGCACTATGCA-3′ EcoR  Ⅰ识别序列:5′-G↓AATTC-3′ 注:若PCR产物中存在非特异性单链DNA会导致测序结果可信度下降。 (1)步骤①可以向含DNA的滤液中加入 后进行离心，取 （填"上清液"或"沉淀物"）即可获得粗提的旗叶总DNA。 (2)"Y"形接头的两条链需要先通过 （填原理）彼此结合，再根据DNA片段的黏性末端，让 （填"接头长链"或"接头短链"）的对应序列结合在DNA片段上，最后需要DNA连接酶将接头稳定连接在 （填"含GFP的DNA"或"全部DNA"）片段的两端。 (3)根据两次PCR的操作过程，接头引物P1序列应与 （填"接头长链"或"接头短链"）的部分序列一致。从接头引物发挥作用的角度分析，两条接头链不完全互补的好处是 。 (4)引物S1是根据GFP基因序列设计的，其作用是扩增出 。在YADE法中，S1先介导线性扩增，获得一定数量的线性DNA（特异性单链DNA），再与P₁共同介导指数扩增，获得大量双链DNA，保证了扩增产物的特异性，提高了插入基因定位的可靠性。请根据S1和P1的作用顺序回答YADE法能精准测出GFP插入位点的原理 。 15．（2025·重庆·模拟预测）抗菌肽是生物体为了抵抗外来细菌而迅速诱导产生的一系列具有抗菌或杀菌活性的多肽类物质，在医学上具有重要应用价值。研究人员根据天然抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列，以及酵母菌对密码子的偏好，人工设计并合成了抗菌肽AD基因，然后利用酵母菌发酵生产活性更高的抗菌肽AD，请回答下列问题： 注:K为赖氨酸，A为丙氨酸，M为甲硫氨酸（5’-AUG-3’）， 起始密码子为5’-AUG-3’， 终止密码子为5’-UAA-3’。Leu⁺为控制亮氨酸合成的基因，Ampr为氨苄青霉素抗性基因，O为复制原点。 (1)由抗菌肽AD的氨基酸序列可推出多种不同序列的AD 基因，原因是 。图中丙氨酸A的反密码子为5’- -3’。 (2)研究人员在人工合成AD 基因后，为了使AD基因与pC 穿梭质粒正确连接，设计了引物P1（由12个脱氧核苷酸组成的正向引物，结合在AD基因的上游）和P2 （由18个脱氧核苷酸组成的反向引物，结合在AD基因的下游），通过PCR扩增AD基因，然后与pC穿梭质粒连接形成重组质粒。据图推测引物P1的碱基序列为5’- -3’。在引物P2中，除了构建相应限制酶的识别序列外，还构建了2个终止密码子的编码序列，以保证翻译过程的顺利进行，推测引物P2的碱基序列为：5’- -3’ (3)将AD基因重组质粒导入酵母菌后，需用选择培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析，该选择培养基与普通培养基的不同之处是 。 (4)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是 。 16．（2025·重庆·三模）酵母双杂交技术是研究活细胞内的蛋白质之间相互作用的技术。酵母菌的转录激活因子包括DNA结合域（BD）和转录激活域（AD），这两个结构单独存在时不能激活转录。将蛋白X与BD融合形成“诱饵”，蛋白质Y与AD融合称为“猎物”，蛋白X和Y有相互作用时，两结构域能呈现转录因子活性，从而激活报告基因的表达，原理如图1所示。研究人员以酵母菌为受体细胞，运用酵母双杂交技术找出了柑橘黄龙病致病菌分泌的SDE19蛋白在柑橘中发挥作用的靶蛋白。请回答下列问题： 注：Ampr为氨苄青霉素抗性基因，TRP基因、LEU基因分别编码合成Trp、Leu两种氨基酸的酶；SalI、NdeI、EcoRI，BamHI，NotI，HindIII为酶切位点。 (1)研究人员将编码SDE19蛋白基因连接到含有编码BD多肽基因的质粒pBD中，获得BD-SDE19融合表达载体。通过PCR获取SDE19蛋白基因时，需在引物1和引物2的 （“3'”或“5'”）端分别添加酶切位点 和 。 (2)为寻找SDE19在柑橘中的靶蛋白，需要提取柑橘细胞的RNA，通过 获得cDNA，再将其插入 （“质粒pAD”或“质粒pBD”）中，构建相应表达载体。 (3)研究人员选用Trp、Leu氨基酸合成缺陷型酵母菌作为受体菌，原因是 ，若所利用的报告基因为荧光蛋白基因，则含有SDE19蛋白发挥作用的靶蛋白的酵母菌菌落会表现为 。 17．（2025·重庆万州·模拟预测）科研团队为了研究番茄抗虫基因（SIJA2）的功能，进行了相关实验。图1为SIJA2基因过表达番茄（OE）构建的过程，图2为SIJA2基因敲除突变番茄（KO）构建的部分过程。 (1)图1中，为保证过程①获得的SIJA2基因与载体正确连接形成重组质粒，需在SIJA2基因上游添加限制酶 的识别序列；在过程 用钙离子可以提高SLJA2基因导入受体细胞的几率。在过程⑤中需通过调整 （填激素名称）的比例获得SIJA2基因过表达番茄（OE）。 (2)图2中，要准确敲除SIJA2基因，需设计正确的向导RNA（sgRNA），才能准确引导Cas9蛋白切割SIJA2基因。设计sgRNA需要的信息及运用的原理是 。 (3)科研人员将OE、KO以及未处理（WT）三组番茄进行一系列实验，定期测量相关数据，记录于下表：（注：“+”的数目代表程度或数量变化） 组别 SIJA2基因表达量 抗虫性 生长速率 产量 OE +++ +++ +++ ++++ KO - + + + WT + ++ ++ ++ 与WT组相比，实验组OE组和KO组的设置分别采用了自变量控制中 、 （填科学方法）。据表分析SIJA2基因的表达量及性状的变化，可以得出结论： （答2点）。 18．（24-25高三上·重庆渝中·阶段练习）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选，得到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，长度仍为150bp，据此推测突变体的表型与其有关，根据相关实验回答下列问题： (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，用PCR反应扩增DAI基因，在PCR反应体系中需加入缓冲液（含Mg2+）、引物、原料、含DAI基因的DNA模板以及 。设计引物时，为了确保扩增的DAI基因能和Ti质粒连接起来，需要考虑DAI基因两端具有 序列。将构建好的基因表达载体与用 处理后的处于感受态的农杆菌混合培养。 (2)若突变体的表型确实与DAI基因的隐性突变有关，则导入野生型DAI基因的植株种子大小应与 植株的种子大小相近。 (3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，最终获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。 ①农杆菌T-DNA在携带DAl基因的同时还携带卡那霉素抗性基因的目的是 。 ②农杆菌转化T0代植株自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长即阳性个体。T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株 （填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增与该突变相关的野生型和突变型基因片段（如图）。研究者同时扩增了从②中选出的T2代阳性植株细胞中的该突变相关基因片段，然后用限制性核酸内切酶X切割（图中省略碱基序列中无酶X识别位点），可获得长度为 bp的DNA片段。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 生物技术与工程 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 发酵工程 2021-2025 从近五年重庆市高考试题来看，常出现的考点是发酵工程和细胞工程、基因工程，难度适中。三个考点均是高频考点，每年选择非选择都有考察，发酵工程近三年都已选择题形式出现，基因工程多以非选择的形式结合其他考点考察。 考点2 细胞工程和胚胎工程 2021-2025 考点3 基因工程 2021-2025 考点01发酵工程 1．（2025·重庆·高考真题）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添加调料进一步发酵，下列说法错误的是（    ） A．沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗 B．面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养 C．菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物 D．豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵 【答案】D 【详解】A、沸水浸泡能使蚕豆细胞死亡，从而减少细胞呼吸等对有机物的消耗，A正确； B、面粉中含有淀粉等营养物质，可为菌种的快速繁殖和生长提供营养，B正确； C、在发酵过程中需要将蛋白质和淀粉等分解，所以菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物，C正确； D、从图中可以看出，在制作豆瓣曲过程中有翻拌操作，且整个过程不是完全密封的，说明主要利用的是好氧微生物发酵，而不是厌氧微生物发酵，D错误。 2．（2024·重庆·高考真题）养殖场粪便是农家肥的重要来源，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。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（    ） A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落 B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验 C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少 【答案】C 【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。 【详解】A、平板划线法无需稀释，A错误； B、由图可知，②筛选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，B错误； C、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，所以③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙，C正确； D、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，粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D错误。 3．（2023·重庆·高考真题）垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是（    ） A．压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品 B．添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源 C．X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气 D．为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动 【答案】D 【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。 【详解】A、压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品，有利于实现物质的循环再生和能量的多级利用，A正确； B、添加的木屑有利于堆肥体通气，木屑也可作为某些微生物的碳源，B正确； C、X中需要添加合适的菌种，通过分解有机物才能产生沼气，C正确； D、为保证堆肥体中微生物的活性，可以对堆肥体进行翻动，D错误。 4．（2022·重庆·高考真题）研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏法和压榨法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO和CPO），并研究其抑菌效果的差异。 (1)为便于精油的提取，压榨前需用 浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入NaCl，其作用是 ；为除去油层中的水分，需加入 。 (2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO和CPO贴于含菌平板上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：①未设置对照，设置本实验对照的做法是 ，其作用是 ；②不足之处还有 （答两点）。 (3)若HDO的抑菌效果低于CPO，从提取方法的角度分析，主要原因是 。 【答案】(1) 石灰水 增加盐的浓度，利于水油分层 无水硫酸钠 (2) 用一片大小相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上 排除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度 违背平行重复原则，每个实验组中的样本太少；实验组精油的含量没有遵循等量原则 (3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解 【分析】 1、玫瑰精油的提取：水蒸气蒸馏→油水混合物→（加入NaCl）分离油层→（加入无水Na2SO4）除水→（过滤）得到植物精油。 2、提取橘皮精油：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。 【详解】（1）新鲜柑橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分，如果直接压榨，出油率较低，为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡。为了将水油分层，只需加入氯化钠，增加盐浓度，就会出现明显的分层，再用分液漏斗将这两层分开。分离的油层还会含有一定的水分，一般可以加入一些无水硫酸钠吸水。 （2）本实验缺乏对照组，无法排除其他无关变量对实验结果的影响，可用一片大小相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上作为对照组。另外，每个实验组中只利用了一张无菌滤纸，样本太少，容易出现偶然性误差；而且两个实验组蘸取的精油没有遵循等量原则。 （3）橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，所以HDO的抑菌效果低于CPO。 5．（2021·重庆·高考真题）人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。 (1)人们利用水果及附着在果皮上的 菌，在18～25℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在 条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是 。 (2)先酿制果酒再生产果醋的优势有 （填编号）。 ①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率 ②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率 ③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中 (3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见图。 该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有 （填写两种）。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是 ；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有 （填写两个方面）。 【答案】(1) 酵母菌 30～35℃，有氧 # 稀释涂布平板法/平板划线法# (2)①③ (3) 氮源、无机盐、水 6% 适当降低初始酒精浓度，增加氧气供应，适当提高温度等 【分析】1、在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌，最是生长温度为30～35℃。微生物最常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。 2、酿制果酒，发酵液中产生的酒精能抑制杂菌的生长。 3、培养基的成分，四大基础营养物质分别是碳源、氮源、水、无机盐。 【详解】（1）在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌，最适生长温度为30～35℃。微生物最常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。 （2）①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率，①正确； ②酿制果酒时形成的醋酸菌膜会造成局部缺氧，导致果醋产率不高，②错误； ③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中，增加果醋风味，③正确。 故选①③。 （3）微生物生长基本营养物质：氮源，碳源，水，无机盐等，题中酒精作为碳源。酒精浓度为6%时，醋酸含量最高，是发酵的最适浓度。提高醋酸含量，可采取的措施有适当降低初始酒精浓度，增加氧气供应，适当提高温度等。 考点02 细胞工程和胚胎工程 1．（2025·重庆·高考真题）为保护濒危哺乳动物甲，科研工作者将甲的近亲物种乙（种群数量多）进行了如图所示的研究，下列叙述正确的是（    ） A．克隆动物的核基因组来源于甲、乙 B．体外受精需用获能的精子与MI期的卵母细胞受精 C．囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体 D．滋养层可影响内细胞团的发育 【答案】D 【详解】A、克隆动物的核基因组来源于甲，细胞质中的基因来源于乙，A错误； B、体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精，而不是MI期，B错误； C、囊胚①的内细胞团可发育为个体，滋养层细胞发育为胎膜和胎盘，C错误； D、滋养层可影响内细胞团的发育，如滋养层细胞分泌的某些物质可能会影响内细胞团细胞的分化等，D正确。 2．（2024·重庆·高考真题）自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是（    ） A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性 B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息 C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲 D．通过该实验可以获得甲的克隆 【答案】C 【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：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。 体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。 【详解】A、胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误； B、移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子，在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误； C、由图可知，将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增值分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确； D、克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及到有性生殖，D错误。 3．（2023·重庆·高考真题）妊娠与子宫内膜基质细胞的功能密切相关。某研究小组通过如图所示的实验流程获得了子宫内膜基质细胞，以期用于妊娠相关疾病的研究。 (1)手术获得的皮肤组织需在低温下运至实验室，低温对细胞中各种蛋白质的作用为 。 (2)过程①中，诱导形成PS细胞时，需提高成纤维细胞中4个基因的表达量，可采用 技术将这些基因导入该细胞。这4个基因的主要作用为：M基因促进增殖，S基因和C基因控制干细胞特性，K基因抑制凋亡和衰老。若成纤维细胞形成肿瘤细胞，最有可能的原因是 基因过量表达。 (3)培养iPS细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线进行消毒的是_____（多选）。 A．培养基 B．培养瓶 C．细胞培养室 D．CO2培养箱 (4)过程②中，iPS细胞经历的生命历程为 。PCR技术可用于检测子宫内膜基质细胞关键基因的mRNA水平，mRNA需经过 才能作为PCR扩增的模板。 【答案】(1)抑制酶的活性（降低蛋白质或酶的活性），防止蛋白质变性 (2) 转基因 M (3)CD (4) 增殖分化 逆转录/反转录 【分析】1、构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因。 2、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；③定期更换培养液，以清除代谢废物。 （2）营养物质：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：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。 （4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。 【详解】（1）低温可以抑制酶的活性，防止蛋白质变性，使细胞中的蛋白质维持正常的生理功能。 （2）将外源基因导入细胞内，通常需要转基因技术。即过程①中，诱导形成PS细胞时，需提高成纤维细胞中4个基因的表达量，可采用转基因技术将这些基因导入该细胞。M基因促进增殖，S基因和C基因控制干细胞特性，K基因抑制凋亡和衰老。肿瘤细胞（癌细胞）具有无限增殖的能力，因此若成纤维细胞形成肿瘤细胞，最有可能的原因是M基因过量表达造成的。 （3）培养iPS细胞时，应对所处环境定期消毒以降低细胞被污染风险。可用紫外线对细胞培养室和CO2培养箱进行消毒处理，而对培养基和培养瓶需要进行灭菌处理，因此AB错误，CD正确。 故选CD。 （4）由图可知，过程②中，iPS细胞经过细胞的分裂分化，即增殖分化，形成了体腔上皮。PCR扩增的模板为DNA，因此若想利用PCR技术检测子宫内膜基质细胞关键基因的mRNA水平，mRNA需经过逆转录过程形成DNA，才可作为PCR的模板。 4．（2022·重庆·高考真题）植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（    ） 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5+PLT 诱导出根 ③ WOX5+ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 A．WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B．WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C．ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性 D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 【答案】C 【分析】植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。生长素的用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时，促进愈伤组织的形成。 【详解】A、根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A正确； B、由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5+PLT可能诱导出根，可推测WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确； C、由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误； D、由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D正确。 5．（2021·重庆·高考真题）为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响，进行了相关实验。 (1)取小鼠子宫时，为避免细菌污染，手术器具应进行 处理；子宫取出剪碎后，用 处理一定时间，可获得分散的子宫内膜组织细胞，再分离获得基质细胞用于培养。 (2)培养基中营养物质应有 （填写两种）；培养箱中CO2浓度为5%，其主要作用是 。 (3)在含PDCD4基因的表达载体中，启动子的作用是 。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分别为 。经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有 （填“抑制”或“促进”）作用。 【答案】(1) 灭菌 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 (2) 无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆（填写两种即可） 维持培养液的pH值 (3) RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动转录出相应的mRNA 基质细胞悬浮液、空载体和基质细胞的混合培养液 促进 【分析】1、构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。基因表达载体的组成：复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因。 2、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；③定期更换培养液，以清除代谢废物。 （2）营养物质：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：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。 （4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。 【详解】（1）为避免细菌污染，手术器具应进行灭菌处理；动物组织取出剪碎后，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一定时间，可获得分散的动物组织细胞。 （2）动物细胞培养时，培养基中营养物质应有无机盐、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生长因子、血清或血浆等；培养箱中为95%的空气和5%的CO2，其中5%的CO2的主要作用是维持培养液的pH值。 （3）启动子是RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动转录出相应的mRNA。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分别为基质细胞悬浮液（空白对照）、空载体和基质细胞的混合培养液（排除空载体的作用）。经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有促进作用。 考点03 基因工程 1．（2025·重庆·高考真题）绝大多数哺乳动物生来怕辣，而小型哺乳动物树鼩先天不怕辣，喜食含辣椒素类物质的植物。为探究其原因，我国研究人员进行了系列研究。 (1)研究发现，树鼩的受体蛋白TR1对辣椒素的敏感性低于其他哺乳动物。为研究树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白的差异，可设计开展如下实验： ① ； ②将 分别进行酶切并连接； ③将重组DNA分子导入大肠杆菌； ④分离表达的TR1蛋白质测定 ，明确蛋白之间的差异。 (2)树鼩及一些哺乳动物的TR1蛋白存在差异，如图所示。据分析，树鼩对辣椒素的敏感性降低，很可能是由于TR1第579位氨基酸差异造成的，可证实该推测的实验思路是 。 (3)树鼩与其喜食植物的地理分布基本一致，据此可推测树鼩对含辣椒素类物质植物的适应形成的必要条件是 。 【答案】(1) 克隆树鼩和其他哺乳动物的TR1基因 目的基因与载体 氨基酸序列 (2)利用基因编辑技术改变树鼩的TR1基因，使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T，检测树鼩对辣椒素的敏感性是否提高。 (3)树鼩群体出现可遗传的变异和含辣椒素类植物对树鼩的定向选择 【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】（1）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。据此分析①为克隆树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白基因。②为将树鼩、其他哺乳动物TR1蛋白基因和载体分别进行酶切并连接构建基因表达载体。由(2)中展示的蛋白质之间的差异推测④为检测树鼩和其他哺乳动物TRI蛋白质的氨基酸序列。 （2）树鼩TRI蛋白第579位氨基酸为M，人和小鼠TR1蛋白第579位氨基酸为T，利用基因编辑技术改变树鼩的TR1基因，使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T，若替换后树鼩对辣椒素的敏感性升高，则可以证实树鼩对辣椒素的敏感性降低是由TRI蛋白第579位氨基酸序列差异造成的。 （3）适应形成的必要条件是树鼩群体出现可遗传的变异，含辣椒素类物质的植物可以拓宽树嗣的食物来源，环境对树鼩进行定向选择，使得树鼩种群中对辣椒素敏感度低的基因频率升高，让树鼩适应含辣椒素类物质的植物。 2．（2024·重庆·高考真题）大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。 (1)基因S启动子的基本组成单位是 。 (2)通过基因工程方法,将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题19图所示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是 ；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是 。 (3)为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有 。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是 。 (4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是 。 【答案】(1)脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸） (2) EcoRⅠ 酶切后形成的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体定向链接（反向链接） (3) 酶切后的空载体片段，启动子D+基因S片段      PCR (4)品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 启动子的基本组成单位 基因的结构 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于启动DNA的转录，是一段DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸 电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有哪些成分 PCR及琼脂糖凝胶电泳 电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D+基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D+基因S”片段 检测转入是否成功的技术 检测目的基因是都导入受体细胞的方法 在分子水平上检测目的基因是否转入成功可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于启动DNA的转录，是一段DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。 （2）①根据图示信息可知，“启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoR Ⅰ的识别序列，若使用限制酶EcoR Ⅰ，会使目的基因序列被破坏； ②根据图中限制酶的识别序列可知，酶Spe Ⅰ和Xba Ⅰ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达。 （3）①DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D+基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D+基因S”片段； ②在分子水平上检测目的基因是否转入成过可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。 （4）根据（4）题目信息可知，再生植株YZ-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。 3．（2023·重庆·高考真题）某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（    ） A．其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇ B．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E．coli连接酶或T4连接酶 【答案】B 【分析】E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。 【详解】A、由于引物只能引导子链从5＇到3＇，根据碱基互补配对原则，其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇，A正确； B、根据三种酶的酶切位点，左侧的黏性末端是使用NheI切割形成的，右边的黏性末端是用CfoI切割形成的，B错误； C、用步骤①的酶对载体进行酶切，使用了NheI和CfoI进行切割，根据他们的识别位点以及原本DNA的序列，切割之后至少获得了2个片段，C正确； D、图中形成的是黏性末端，而E.coliDNA连接酶能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端，D正确。 4．（2022·重庆·高考真题）改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因，并开展了相关探索。 步骤I： 步骤II： (1)花药培养能缩短育种年限，原因是 。在步骤I的花药培养过程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含 的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。I中能用于制造人工种子的材料是 。 (2)步骤II中，eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库，原因是 ；在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有 。为筛选含重组Ti质粒的菌株，需在培养基中添加 。获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染I中的 ，以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是 ，移栽后若发育为更高且丰产的稻株，则可望“禾下乘凉”。 【答案】(1) 单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离 秋水仙素 胚状体 (2) cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入受体菌而形成的，基因工程中只需要转录出编码蛋白质的部分就可以，筛选比较简单易行 限制酶和 DNA连接酶 抗生素 愈伤组织 DNA分子杂交技术 【分析】1、单倍体育种的原理是染色体变异，方法是用花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍；优点是纯合体自交后代不发生性状分离，因而能明显缩短育种年限。2、cDNA是指以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下形成的互补DNA。以细胞的全部mRNA逆转录合成的cDNA组成的重组克隆群体称为cDNA文库，基因组文库指的是将某种生物的基因组DNA切割成一定大小的片段，并与合适的载体重组后导入宿主细胞，进行克隆得到的所有重组体内的基因组DNA片段的集合，它包含了该生物的所有基因。 【详解】（1）单倍体育种过程中，单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离，所以可以明显缩短育种年限。将水稻花粉进行脱分化处理，可产生单倍体的愈伤组织，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，故将其培养于含秋水仙素的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。胚状体可用于制造人工种子。 （2）cDNA文库又叫部分基因文库，是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入受体菌而形成的，而基因组文库包含了本物种全部基因，基因工程中只需转录出编码蛋白质的基因部分就即可，故选cDNA文库。在构建重组Ti质粒时，必须使用限制性核酸内切酶(限制酶)切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。该重组的Ti质粒中含有抗生素抗性基因，故应在培养基中添加抗生素，以便对重组质粒进行筛选和鉴定。将目的基因导入到植物细胞常用农杆菌转化法，即用含eu基因的农杆菌侵染愈伤组织，以便将eui基因导入愈伤组织，获得转基因再生植株。检测植株是否含有eui基因，可采取DNA分子杂交技术的方法。 一、单选题 1．（2025·重庆·模拟预测）物质X是一种有害的难以降解的有机化合物。研究人员用含物质X、磷酸盐、镁盐以及微量元素溶液按照一定比例配制成培养基M,经过一系列培养、筛选，成功得到能高效降解物质X的目的菌株，主要步骤如图所示。下列说法错误的是（　　） A．培养基M是选择培养基，物质X为目的菌株提供生长所需的氮源和碳源 B．振荡培养有利于目的菌株充分利用培养基中的营养物质 C．在④接种时，用平板划线法纯化目的菌株的效果比稀释涂布平板法差 D．在②接种培养后，用瓶中物质X含量最低的候选菌作为③选择接种对象 【答案】C 【分析】接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体--菌落。 【详解】A、研究人员的目的是筛选能高效降解物质X的目的菌株，因此培养基中加物质X，培养基M是选择培养基，在该培养基中还加了磷酸盐、镁盐以及微量元素溶液，没有其它的碳源或氮源，说明物质X为目的菌株提供生长所需的氮源和碳源，A正确； B、振荡培养有利于目的菌株充分利用培养基中的营养物质，加速高效降解物质X菌株的生长和繁殖，B正确； C、在④接种时，用平板划线法和稀释涂布平板法均能很好的分离形成单菌落，两者效果相似，C错误； D、在②接种培养后，用瓶中物质X含量最低的候选菌作为③选择接种对象，因为物质X含量低，说明菌株降解能力强，D正确。 2．（2025·重庆渝中·三模）啤酒工业酿造流程主要为：大麦种子发芽→麦芽糖化→加啤酒花、煮沸→麦汁发酵→灌装保存，其中麦汁发酵是啤酒酿造的重要过程，可分为接种酵母→充氧→主发酵→封罐→后发酵等步骤。下列叙述错误的是（　　） A．用赤霉素溶液浸泡大麦种子可提高生产效率 B．煮沸可以终止麦芽汁糖化并杀灭其中的微生物 C．主发酵过程中，酵母菌以大麦中的淀粉为主要碳源 D．后发酵阶段，酵母菌细胞中既有[H]的生成，又有 [H]的消耗 【答案】C 【分析】啤酒工业酿造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在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。 【详解】A、用赤霉素溶液浸泡大麦种子可提高生产效率，这是因为赤霉素可以促进种子萌发，通过促进淀粉酶的合成在种子没有发芽的情况下促进了淀粉的分解，因而提高了生产效率，A正确； B、麦汁制备时，煮沸利用高温使淀粉酶失活，可以终止淀粉酶的作用，同时杀灭其中的微生物，B正确； C、酵母细胞呼吸的底物为葡萄糖，不能直接利用淀粉，需要淀粉酶等将淀粉转化成酵母菌可利用的糖，C错误； D、后发酵阶段，酵母菌细胞中进行的是无氧呼吸，该过程中既有[H]的生成，又有[H]的消耗，D正确。 3．（2025·重庆九龙坡·二模）野生型大肠杆菌菌株在基本培养基和完全培养基上均可繁殖，而营养缺陷型菌株只能在完全培养基上繁殖。某实验室期望用夹层培养法筛选到符合预期的营养缺陷型菌株，进行了如下具体操作：先在培养皿底部倒一薄层已灭菌的基本培养基，再添加一层内含菌液（经诱变剂处理）的基本培养基后，再加一薄层已灭菌的基本培养基。培养一段时间后，对出现的菌落做好标记；然后再加一层完全培养基，培养一段时间后会长出大小不一的菌落。已知大肠杆菌可透过薄层培养基形成菌落，下列说法正确的是（　　） A．营养缺陷型菌株是由野生型染色体变异形成 B．完全培养基应在干热灭菌后立即倒入培养皿 C．该实验无需设置未接种的夹层平板作为对照 D．最终应选取右图中较小的菌落作为目标菌种 【答案】D 【分析】由题意知，营养缺陷型是指野生型菌株由于基因突变，致使细胞合成途径出现某些缺陷，丧失合成某些物质的能力，如氨基酸、维生素、碱基等的合成能力出现缺陷，必须在基本培养基（野生型菌株最低营养要求）中添加缺陷的营养物质（补充培养基）才能正常生长的一类突变株。 【详解】A、大肠杆菌是原核生物，没有染色体，营养缺陷型菌株是由野生型基因突变形成，而不是染色体变异，A错误； B、完全培养基采用高压蒸汽灭菌，干热灭菌法针对耐高温且需要保持干燥的物品，如玻璃器皿等，且灭菌后的培养基需冷却到50℃左右时再倒入培养皿，而不是立即倒入，B错误； C、该实验需要设置未接种的夹层平板作为对照，用来判断培养基是否被杂菌污染，C错误； D、野生型大肠杆菌菌株在基本培养基和完全培养基上均可繁殖，营养缺陷型菌株只能在完全培养基上繁殖，在基本培养基上不能繁殖，在完全培养基上长出的菌落中，较小的菌落很可能是营养缺陷型菌株形成的，应选取较小的菌落作为目标菌种，D正确。 4．（2025·重庆·模拟预测）我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺，实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．乙醇梭菌可利用CO、CO₂、H₂等物质生成乙醇 B．乙醇梭菌是自养厌氧型细菌，发酵过程应设定合适的温度和pH，并适度搅拌 C．通过该工艺高效生产清洁能源乙醇，可以降低生态足迹 D．发酵完成后，可通过离心、提取、分离、纯化等方法从上清液中获得单细胞蛋白 【答案】D 【分析】生态足迹，又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需要的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。 【详解】A、由图可知，乙醇梭菌是自养厌氧型细菌，可利用CO、CO2、H2、无机盐等无机物生成乙醇，A正确； B、发酵过程中应设定合适的温度和pH，提供厌氧环境，适度搅拌可提高营养物质的利用率，B正确； C、高效生产清洁能源乙醇，可以减少工业尾气排放，增加能源来源，降低生态足迹，C正确； D、发酵完成后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到单细胞蛋白，D错误。 5．（2025·重庆·三模）硝化细菌是一种好氧菌，可有效净化水体中铵盐，降低高浓度铵盐引发的池塘养殖对虾的死亡率。科研人员拟从当地对虾养殖池塘中筛选出对铵盐降解率高的硝化细菌菌株，操作流程如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．在配制选择培养基筛选硝化细菌时，不需要添加氮源 B．从对虾死亡率低的养殖池塘中取样，能提高筛选的成功率 C．用图示方法纯化菌种时，不能将最后一次的划线与第一次的划线相连 D．应选择铵盐浓度减少最多的一组候选菌进行后续培养 【答案】A 【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。 2、振荡培养：提供充足氧气、并使细菌与营养物质充分接触，扩大培养。 【详解】A、在配制选择培养基筛选硝化细菌时，要以铵盐为唯一氮源，A错误； B、本题想要筛选出对铵盐降解率高且稳定的硝化细菌菌株，那么从对虾死亡率低的养殖池塘中取样，能提高筛选的成功率，B正确； C、图示是平板画线法，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，不能将最后一次的划线与第一次的划线相连，C正确； D、对铵盐降解率越高，培养基中铵盐浓度减小得越多，所以可选择铵盐浓度减小得最多的一组候选菌进行后续培养，D正确。 6．（2025·重庆·三模）线粒体替代疗法（MRT）是一种细胞质替换技术，将目标细胞核转移到健康去核细胞中以预防细胞质基因遗传病，主要包括受精卵细胞核移植（PNT）和卵母细胞纺锤体—染色体复合物移植（ST）两种方法。已知在卵母细胞中，纺锤体区域的线粒体数量较少，而受精卵中线粒体均匀分布。下列说法正确的是（　　） A．与ST相比，PNT的操作时间较早，细胞较为脆弱，因此成功率比ST低 B．与PNT相比，ST能够更好地避免线粒体DNA的遗传 C．只有通过PNT获得的胚胎才可能拥有三个个体的遗传物质 D．ST没有对胚胎进行操作，因此ST结束后不需要对重构胚进行激活处理 【答案】B 【分析】细胞质基因存在于线粒体等细胞器中，具有母系遗传的特点，即后代的细胞质基因主要来自母方。 【详解】A、PNT是受精卵细胞核移植，受精卵比卵母细胞发育程度高，操作时间较晚，A错误； B、因为卵母细胞中纺锤体区域线粒体数量较少，ST将卵母细胞纺锤体—染色体复合物移植到去核卵母细胞中，能更好地避免线粒体DNA的遗传，B正确； C、PNT是将受精卵的细胞核移植到去核的健康细胞中，ST是将卵母细胞的纺锤体—染色体复合物移植到去核卵母细胞中，这两种方法获得的胚胎都拥有供核方、供质方以及精子来源方三个个体的遗传物质，C错误；   D、不管是PNT还是ST，重构胚都需要进行激活处理才能正常发育，D错误。 7．（2025·重庆渝中·三模）埃博拉病毒（EBOV）是一种极其危险且罕见的病毒，其NP 蛋白在EBOV的复制中具有重要作用，也是检测EBOV的重要靶蛋白。如图为研究人员利用NP 蛋白制备抗EBOV单克隆抗体的实验流程。下列叙述错误的是（　　） A．抗EBOV单克隆抗体进入人体有引发过敏反应的风险 B．NP蛋白基因若发生突变，抗EBOV单克隆抗体可能失效 C．筛选1去除未融合的细胞以及融合的具有同种核的细胞 D．可将筛选2获得的细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产 【答案】D 【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、抗EBOV单克隆抗体进入人体对于部分人而言可能成为致敏原，进而可能引发过敏反应，A正确； B、NP蛋白基因若发生突变，则表达的抗原发生改变，抗EBOV单克隆抗体无法特异性识别结合变异后的抗原，进而可能造成抗EBOV单克隆抗体失效，B正确； C、筛选1是为了去除未融合的细胞以及融合的具有同种核的细胞，获得杂交瘤细胞，C正确； D、可将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔中，在小鼠腹腔中增殖进入从腹水中提取单克隆抗体，实现单克隆抗体的大规模生产，D错误。 8．（2025·重庆·模拟预测）为治疗会导致肝功能损坏的酪氨酸血症，我国科学家研究出了如图所示的新型疗法，将基因编辑肝细胞移植入模型小鼠，小鼠的肝功能得到恢复，下列有关说法错误的是（　　） A．分散肝组织可以用机械方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理 B．培养原代肝细胞需要放置在密闭培养瓶中以防止杂菌污染 C．构建重组腺病毒时需使用限制酶和DNA 连接酶 D．基因编辑自体肝细胞移植能够降低免疫排斥反应 【答案】B 【分析】在进行细胞培养时，首先要对新鲜取材的动物组织进行处理，或用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞。然后，用培养液将细胞制成细胞悬液，再将细胞悬液放 入培养瓶或培养皿内，置于适宜环境中培养。 【详解】A、获得肝细胞后，可以用机械方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使细胞分散，再加入培养液制成细胞悬液，A正确； B、培养原代肝细胞需要放置在CO2培养箱中培养，B错误； C、构建重组腺病毒时，需要用限制酶对目的基因和载体分别进行切割，再用DNA连接酶连接，C正确； D、基因编辑自体肝细胞来自自身细胞，进行肝细胞移植时，可以有效的降低免疫排斥反应，D正确。 9．（2025·重庆·三模）图为利用植物组织培养技术繁殖菊花的示意图。相关叙述正确的是（    ） A．只有培养脱毒菊花试管苗才需要对分离的外植体进行消毒处理 B．再分化阶段提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根 C．再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组 D．刚培育出的试管苗弱小，应携带培养基炼苗后再移栽至花盆 【答案】B 【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。 【详解】A、植物组培过程均需无毒无菌，均要对分离的外植体进行消毒处理，A错误； B、再分化阶段提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，B正确； C、再分化过程，愈伤组织细胞分化时进行有丝分裂，可能会发生基因突变，不会有基因重组，C错误； D、刚培育出的试管苗弱小，抗病能力差，携带培养基炼苗易被微生物污染，需要用流水清洗掉根部的培养基，D错误。 10．（2025·重庆万州·模拟预测）某科研团队通过细胞工程技术成功构建了一种人工微型器官——类器官。类器官是在体外模拟体内微环境，让干细胞或祖细胞自我组织、发育形成的具有一定结构和功能的三维细胞聚集体。下列有关类器官的叙述，错误的是（    ） A．类器官可用于药物筛选和疾病模型的建立 B．类器官的构建过程体现了细胞的全能性 C．类器官的培养需要添加糖类、氨基酸、血清等 D．不同类型的类器官其细胞的基因表达情况存在差异 【答案】B 【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 【详解】A、类器官可以模拟人体器官的结构和功能，可用于药物筛选，观察药物对类器官的作用效果，也能建立疾病模型，研究疾病的发生发展机制，A正确； B、细胞全能性是指细胞具有发育成完整个体或其他各种细胞的潜能，类器官只是具有一定结构和功能的三维细胞聚集体，其构建过程不能体现细胞的全能性，B错误； C、类器官的培养需要适宜的条件，添加适宜的营养物质和生长因子可以满足细胞生长和发育的需求，如加入糖类、氨基酸、血清等，C正确； D、不同类型的类器官其功能不同，是基因选择性表达的结果，所以细胞的基因表达情况存在差异，D正确。 二、非选择题 11．（2025·重庆·二模）半红树植物是指既能在潮间带生存，又能在陆地环境中自然繁殖的两栖木本植物。为促进生根，提高育苗效率，研究人员开展了半红树黄水皮幼苗的培养研究结果如表。请回答下列问题： 表  黄水皮幼苗生长情况 组别 培养基成分 实验结果 CaCl·2H2O（mg/L） MgSO，7H2O（mg/L） 基质种类 平均根长（cm） 最长根长（cm） 地径（mm） 移栽成活率（%） 11 1000 2000 稻壳碳混合培养基 13.43 15.52 3.78 100 T2 900 1750 稻壳碳混合培养基 9.59 13.41 3.71 100 T3 800 1500 稻壳碳混合培养基 8.71 12.13 3.62 100 T4 1100 2250 稻壳碳混合培养基 15.10 16.21 4.62 100 T5 1200 2500 稻壳碳混合培养基 16.55 21.00 4.98 98 T6 1000 2000 全蛭石培养基 8.99 13.22 3.71 94 CK 440 370 含蔗糖的MS培养基 7.32 9.62 3.02 0 注：混合培养基由蛭石、稻壳碳和无糖MS培养基按照一定体积比例配制 (1)Ca2+和Mg2+在根尖细胞中的作用 。 (2)T1-T6结果显示，蛭石和稻壳碳混合培养基在培育红树幼苗生根方面具有独特优势，混合培养基的特点是 ，对照组幼苗移栽后30天内全部死亡，主要原因是 (3)黄水皮植株的根部形成了根瘤结构，其中根瘤菌与黄水皮植株的种间关系是 。将黄水皮与木麻黄进行套种，该群落中的木麻黄生长速度比黄水皮快，据此 （填“能”或“不能”）判断木麻黄是否属于优势种。从群落结构的角度分析，套种形成了复层混交林，其生物学意义是 。 【答案】(1)细胞结构的重要组成部分；维持细胞内渗透压；维持细胞正常的生命活动 (2) 保水、疏松，模拟原始生境 移栽前后细胞渗透压剧烈变化 (3) 互利共生 不能 提高群落对光照等环境资源的利用率 【分析】群落的空间结构分为垂直结构和水平结构：（1）群落的垂直结构：指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是分层现象，即在垂直方向上分成许多层次的现象。影响植物群落垂直分层的主要因素是光照，影响动物群落垂直分层的主要因素为食物和栖息空间。（2）群落水平结构：在水平方向上，由于地形的起伏、光照的阴暗、湿度的大小等因素的影响，不同地段往往分布着不同的种群，种群密度也有差别。群落水平结构的特征是镶嵌性。镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间的现象。 【详解】（1）Ca2+和Mg2+都属于无机盐离子，Ca2+和Mg2+在根尖细胞中的作用是细胞结构的重要组成部分；维持细胞内渗透压；维持细胞正常的生命活动。 （2）分析题意可知，混合培养基由蛭石、稻壳碳和无糖MS培养基按照一定体积比例配制，该培养基结合了蛭石的保水性、稻壳碳的透气性，即具有保水、疏松，模拟原始生境的优点；对照组（CK）使用含蔗糖的MS培养基，蔗糖导致外界环境的渗透压增大，故移栽前后细胞渗透压剧烈变化，导致其全部死亡。 （3）根瘤菌为黄水皮固氮提供NH₄⁺，黄水皮为根瘤菌提供有机物，属于互利共生；优势种需综合考虑数量、覆盖度及生态功能，仅凭生长速度无法判定；从群落垂直结构的角度分析，套种形成了复层混交林，其生物学意义是提高群落对光照等环境资源的利用率。 12．（2024·重庆九龙坡·三模）自然条件下哺乳动物不发生孤雌生殖，云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，将胚胎移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。 (1)卵母细胞能够发育成早期胚胎得到克隆猪，说明卵母细胞具有 ；图中①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的流程，那么获得核移植克隆猪的流程是 （填序号）。 (2)在体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，使用 处理，使良种母猪超数排卵，收集并选取 期的卵母细胞，并用微型吸管吸出 。 (3)在胚胎移植前，需通过 技术形成多个胚胎，以进一步增加胚胎的数量。从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础是 。 (4)可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，通过 方法得到多种cDNA，并通过 技术扩增产物。 【答案】(1) 全能性 ⑤⑥③④ (2) 促性腺激素 减数第二次分裂中 细胞核和第一极体 (3) 胚胎分割 受体对移入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应 (4) 逆转录 PCR 【分析】图示为体细胞克隆猪的培育流程，其中①表示孤雌激活处理，②表示早期胚胎发育过程，③表示胚胎移植技术，④表示妊娠形成克隆猪，⑤表示核移植过程，⑥表示早期胚胎培养过程。 【详解】（1）卵母细胞能够发育成早期胚胎得到克隆猪，说明卵母细胞具有全能性；图示为体细胞克隆猪的培育流程，其中①表示孤雌激活处理，②表示早期胚胎发育过程，③表示胚胎移植技术，④表示妊娠形成克隆猪，⑤表示核移植过程，⑥表示早期胚胎培养过程，由图可知，图中①②③④过程是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程，而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程。 （2）在体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，使用促性腺激素处理，使良种母猪超数排卵，收集并选取减数第二次分裂中期的卵母细胞，并用微型吸管吸出细胞核和第一极体。 （3）在胚胎移植前，需通过胚胎分割技术形成多个胚胎，以进一步增加胚胎的数量。从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活是因为受体对移入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应。 （4）可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA，通过逆转录方法得到多种cDNA，并通过PCR技术扩增产物。 13．（2024·重庆·模拟预测）青霉菌产生青霉素需要持续性提供高氧环境。考虑到血红蛋白携带氧气的能力很强，科学家们设想了以下两种方案来得到含有血红蛋白的青霉菌。方案一：提取血红蛋白基因，转入青霉菌细胞，血红蛋白基因表达从而得到含血红蛋白的青霉菌；方案二：将含有血红蛋白的透明颤菌与青霉菌融合，得到含血红蛋白的杂种青霉菌。方案二如图所示： 一些科学家尝试采用方案一： (1)请补充完整具体的操作过程。第一步：筛选并获取 ；第二步：将目的基因和质粒用限制酶处理后， 再利用 将目的基因和质粒连接在一起形成基因表达载体；第三步：将目的基因导入细胞；第四步：检测与鉴定。 (2)通过检测以下转基因青霉菌的哪些项目可以确定方案一是否成功? 。 A．单位时间内青霉素的产量 B．是否含有血红蛋白基因 C．是否含血红蛋白基因的 mRNA D．耗氧速率 E．血红蛋白含量 另一部分科学家采用方案二： (3)现有蛋白酶、溶菌酶、纤维素酶、 脂肪酶、淀粉酶可选，处理②应选择 。 (4)经过处理③后会得到多种类型的细胞，请简述通过处理④筛选出杂种菌株的方法: 。 (5)如果处理③用于融合动物细胞，则特有的方式是 。 有同学提出方案三： (6)利用青霉菌和透明颤菌作亲本进行杂交，筛选得到含有血红蛋白的杂种菌。 该方案是否可行? 。原因是 。 【答案】(1) 血红蛋白基因 DNA连接酶 (2)ADE (3)溶菌酶 (4)在缺乏甲硫氨酸和精氨酸的培养基培养融合细胞，能够生长的即为杂种菌株 (5)灭活病毒诱导 (6) 不可行 杂交育种应用在同种生物不同品种的选育上，而青霉菌和透明颤菌为不同的物种，二者之间存在生殖隔离，且细菌的生殖方式为无性生殖，因而不可用杂交育种的方法进行育种 【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法：物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇等）。植物体细胞杂交的意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本范围，培育作物新品种。 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】（1）基因工程首先要获取目的基因，目的基因在本题中是血红蛋白基因；要连接目的基因和质粒，需要用DNA连接酶。 （2）题干中最终目的是要得到含有血红蛋白的青霉菌，所以可以通过测量青霉菌的血红蛋白含量或者单位时间内青霉素的产量或者耗氧速率来确定方案一成功与否，故选ADE。 （3）处理②是去掉细菌的细胞壁，溶菌酶可以去掉细菌的细胞壁，所以选溶菌酶。 （4）图中的杂种菌株是由甲硫氨酸营养缺陷型青霉菌和精氨酸营养缺陷型透明颤菌融合形成的，则杂种菌株应该表现为在缺乏甲硫氨酸和精氨酸的培养基上均能生长，而其他的两种自融类型的菌株则不会在该培养基中生长，据此经过处理④从融合细胞中筛选出目的菌株。 （5）如果是动物细胞融合，处理③特有的方式是用灭活病毒诱导法。 （6）杂交育种用于同种生物的不同品种之间，而后筛选获得符合要求的品种，而本题中的青霉菌和透明颤菌之间存在生殖隔离，即不是同一个物种，因而不可用杂交育种的方式培养出杂种菌株，且细菌的生殖方式一般为无性繁殖。 14．（2025·重庆·三模）科研人员将绿色荧光蛋白（GFP）基因随机插入到小麦旗叶的基因组中，发现小麦旗叶细胞除了有荧光信号外，整个旗叶也表现出黄化趋势，推测GFP基因随机插入时破坏了小麦旗叶色素合成的相关基因。为了验证这一猜想，科研人员利用YADE（Y形接头依赖性延伸）法扩增出插入位点附近的DNA片段，进行测序、比对后发现GFP基因插入到了叶绿素合成关键基因的编码区。YADE法具体操作流程如图所示: 接头长链序列:5′-TAGCAAGGTAGTGC-3′ 接头短链序列:5′-AATTGCACTATGCA-3′ EcoR  Ⅰ识别序列:5′-G↓AATTC-3′ 注:若PCR产物中存在非特异性单链DNA会导致测序结果可信度下降。 (1)步骤①可以向含DNA的滤液中加入 后进行离心，取 （填"上清液"或"沉淀物"）即可获得粗提的旗叶总DNA。 (2)"Y"形接头的两条链需要先通过 （填原理）彼此结合，再根据DNA片段的黏性末端，让 （填"接头长链"或"接头短链"）的对应序列结合在DNA片段上，最后需要DNA连接酶将接头稳定连接在 （填"含GFP的DNA"或"全部DNA"）片段的两端。 (3)根据两次PCR的操作过程，接头引物P1序列应与 （填"接头长链"或"接头短链"）的部分序列一致。从接头引物发挥作用的角度分析，两条接头链不完全互补的好处是 。 (4)引物S1是根据GFP基因序列设计的，其作用是扩增出 。在YADE法中，S1先介导线性扩增，获得一定数量的线性DNA（特异性单链DNA），再与P₁共同介导指数扩增，获得大量双链DNA，保证了扩增产物的特异性，提高了插入基因定位的可靠性。请根据S1和P1的作用顺序回答YADE法能精准测出GFP插入位点的原理 。 【答案】(1) 预冷的酒精 沉淀物 (2) 碱基互补配对 接头短链 全部DNA (3) 接头长链 所有DNA片段都含有接头，两条接头链不完全互补可以避免接头引物与接头短链在复性阶段互补，导致非特异性扩增的出现 (4) GFP附近的未知序列和接头长链的互补序列 只有在扩增出线性DNA后才有模板可以结合，保证指数扩增出的DNA片段含有GFP附近的未知序列，测序后可比对得出GFP插入位点 【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】（1）提取DNA时需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心，取沉淀物，即可获得粗提的旗叶总DNA。 （2）通过碱基互补配对，接头长链可以与短链结合，形成稳定的双链结构。接头短链含有 DNA 片段黏性末端的互补序列，容易与DNA 片段结合。最后，使用 DNA 连接酶将接头稳定连接在含 GFP 的 DNA片段的两端，确保连接的稳定性。 （3）接头引物P1与接头长链的互补链结合，两条接头链不完全互补的设计可以防止接头，引物在没有引物 S1引导合成的互补序列时与接头短链结合，从而减少非特异性扩增的背景干扰，提高扩增的特异性。 （4）引物S1根据 GFP基因序列设计，用于扩增与 GFP基因相邻的未知序列和接头长链的互补序列。P 1只有在S1 扩增出线性 DNA 后才有模板可以结合，保证指数扩增出的 DNA片段含有 GFP 附近的未知序列，测序后可比对得出 GFP 插入位点。 15．（2025·重庆·模拟预测）抗菌肽是生物体为了抵抗外来细菌而迅速诱导产生的一系列具有抗菌或杀菌活性的多肽类物质，在医学上具有重要应用价值。研究人员根据天然抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列，以及酵母菌对密码子的偏好，人工设计并合成了抗菌肽AD基因，然后利用酵母菌发酵生产活性更高的抗菌肽AD，请回答下列问题： 注:K为赖氨酸，A为丙氨酸，M为甲硫氨酸（5’-AUG-3’）， 起始密码子为5’-AUG-3’， 终止密码子为5’-UAA-3’。Leu⁺为控制亮氨酸合成的基因，Ampr为氨苄青霉素抗性基因，O为复制原点。 (1)由抗菌肽AD的氨基酸序列可推出多种不同序列的AD 基因，原因是 。图中丙氨酸A的反密码子为5’- -3’。 (2)研究人员在人工合成AD 基因后，为了使AD基因与pC 穿梭质粒正确连接，设计了引物P1（由12个脱氧核苷酸组成的正向引物，结合在AD基因的上游）和P2 （由18个脱氧核苷酸组成的反向引物，结合在AD基因的下游），通过PCR扩增AD基因，然后与pC穿梭质粒连接形成重组质粒。据图推测引物P1的碱基序列为5’- -3’。在引物P2中，除了构建相应限制酶的识别序列外，还构建了2个终止密码子的编码序列，以保证翻译过程的顺利进行，推测引物P2的碱基序列为：5’- -3’ (3)将AD基因重组质粒导入酵母菌后，需用选择培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析，该选择培养基与普通培养基的不同之处是 。 (4)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是 。 【答案】(1) 密码子具有简并性 AGC (2) GGA TCC ATG AAA GTC GAC TTA TTA CTT AGC (3)不含亮氨酸、加入氨苄青霉素 (4)抗菌肽AD由天然抗菌肽A和抗菌肽D改造拼接而成，其氨基酸序列在自然界中并不存在（根据酵母菌对密码子的偏好，人工设计并合成了抗菌肽AD基因，并不影响氨基酸序列，不能作为判断的理由。） 【分析】 基因工程是指按照人们的愿望，通过体外DNA重组和转基因等技术，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的技术。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与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，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 【详解】（1）因为密码子具有简并性，即一种氨基酸可能由多种密码子编码，所以由抗菌肽AD的氨基酸序列可推出多种不同序列的AD基因。起始密码子为5’-AUG-3’，可知以图中下链作为转录的模板链，转录的模板链中丙氨酸对应的碱基序列为3'-CGA-5'，故丙氨酸的密码子为5' - GCU - 3'，根据反密码子与密码子碱基互补配对（A - U、C - G）且方向相反，所以丙氨酸A的反密码子为5' - AGC - 3'。 （2）要使AD基因与pC穿梭质粒正确连接，观察质粒上的酶切位点，AD基因上游应构建BamHⅠ的识别序列5' - GGATCC - 3'，引物与DNA链的3'互补配对，由于引物P1是12个脱氧核苷酸组成的正向引物且结合在AD基因的上游，所以引物P1的碱基序列为5' - GGATCCATGAAA - 3'（取前12个碱基5' - GGATCC - 3' ）。AD基因下游应构建SalⅠ的识别序列5' - GTCGAC - 3'，又因为要构建2个终止密码子的编码序列（终止密码子为5' - UAA - 3'，其DNA模板链的编码序列为3' - ATT - 5' ），所以引物P2的碱基序列为5' - GTC GAC TTA TTA CTT AGC - 3' 。   （3） 观察质粒可知，质粒上含有氨苄青霉素抗性基因Ampr，所以该选择培养基与普通培养基的不同之处是不含亮氨酸、加入氨苄青霉素，这样可以筛选出导入了重组质粒（含有氨苄青霉素抗性基因）的酵母菌。 （4） 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与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，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。抗菌肽AD由天然抗菌肽A和抗菌肽D改造拼接而成，其氨基酸序列在自然界中并不存在。本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程。 16．（2025·重庆·三模）酵母双杂交技术是研究活细胞内的蛋白质之间相互作用的技术。酵母菌的转录激活因子包括DNA结合域（BD）和转录激活域（AD），这两个结构单独存在时不能激活转录。将蛋白X与BD融合形成“诱饵”，蛋白质Y与AD融合称为“猎物”，蛋白X和Y有相互作用时，两结构域能呈现转录因子活性，从而激活报告基因的表达，原理如图1所示。研究人员以酵母菌为受体细胞，运用酵母双杂交技术找出了柑橘黄龙病致病菌分泌的SDE19蛋白在柑橘中发挥作用的靶蛋白。请回答下列问题： 注：Ampr为氨苄青霉素抗性基因，TRP基因、LEU基因分别编码合成Trp、Leu两种氨基酸的酶；SalI、NdeI、EcoRI，BamHI，NotI，HindIII为酶切位点。 (1)研究人员将编码SDE19蛋白基因连接到含有编码BD多肽基因的质粒pBD中，获得BD-SDE19融合表达载体。通过PCR获取SDE19蛋白基因时，需在引物1和引物2的 （“3'”或“5'”）端分别添加酶切位点 和 。 (2)为寻找SDE19在柑橘中的靶蛋白，需要提取柑橘细胞的RNA，通过 获得cDNA，再将其插入 （“质粒pAD”或“质粒pBD”）中，构建相应表达载体。 (3)研究人员选用Trp、Leu氨基酸合成缺陷型酵母菌作为受体菌，原因是 ，若所利用的报告基因为荧光蛋白基因，则含有SDE19蛋白发挥作用的靶蛋白的酵母菌菌落会表现为 。 【答案】(1) 5＇ salⅠ NdeⅠ (2) 逆转录 质粒pAD (3) 只有同时获得含pBD和pAD两种基因表达载体的酵母菌才能在缺乏Trp、Leu氨基酸的培养基上生长，便于筛选 发出荧光 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）为获得BD-SDE19融合表达载体，需要将SDE19蛋白基因插入启动子1和终止子1之间，由于SDE19蛋白基因上有EcoRⅠ酶切位点，为避免目的基因受到破坏，不能选择EcoRⅠ酶切位点，转录是从模板链的3'至5’端进行的，因此应该需在引物1和引物2的5'端分别插入SalI和NdeI的酶切位点。 （2）RNA需要经过逆转录形成cDNA，根据题干信息“将蛋白X与BD融合形成“诱饵”，蛋白质Y与AD融合称为“猎物”，蛋白X和Y有相互作用时，两结构域能呈现转录因子活性，从而激活报告基因的表达”，SDE19插入的pBD质粒，所以其靶蛋白需要单独存在，插入pAD质粒中。 （3）pAD只能合成Trp，不能合成Leu，pBD只能合成Leu，不能合成Trp，只有同时获得含pBD和pAD两种基因表达载体的酵母菌才能在缺乏Trp、Leu氨基酸的培养基上生长，便于筛选，所以选用Trp、Leu氨基酸合成缺陷型酵母菌作为受体菌，若所利用的报告基因为荧光蛋白基因，则含有SDE19蛋白发挥作用的靶蛋白的酵母菌菌落会表现为发出荧光。 17．（2025·重庆万州·模拟预测）科研团队为了研究番茄抗虫基因（SIJA2）的功能，进行了相关实验。图1为SIJA2基因过表达番茄（OE）构建的过程，图2为SIJA2基因敲除突变番茄（KO）构建的部分过程。 (1)图1中，为保证过程①获得的SIJA2基因与载体正确连接形成重组质粒，需在SIJA2基因上游添加限制酶 的识别序列；在过程 用钙离子可以提高SLJA2基因导入受体细胞的几率。在过程⑤中需通过调整 （填激素名称）的比例获得SIJA2基因过表达番茄（OE）。 (2)图2中，要准确敲除SIJA2基因，需设计正确的向导RNA（sgRNA），才能准确引导Cas9蛋白切割SIJA2基因。设计sgRNA需要的信息及运用的原理是 。 (3)科研人员将OE、KO以及未处理（WT）三组番茄进行一系列实验，定期测量相关数据，记录于下表：（注：“+”的数目代表程度或数量变化） 组别 SIJA2基因表达量 抗虫性 生长速率 产量 OE +++ +++ +++ ++++ KO - + + + WT + ++ ++ ++ 与WT组相比，实验组OE组和KO组的设置分别采用了自变量控制中 、 （填科学方法）。据表分析SIJA2基因的表达量及性状的变化，可以得出结论： （答2点）。 【答案】(1) BamH I ③ 生长素和细胞分裂素 (2)SlJA2基因的碱基序列、碱基互补配对原则 (3) 加法原理 减法原理 基因的数量影响基因的表达量；一种基因可以控制多种性状 【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】（1）分析题图，图1中，过程①获得的SIJA2基因为逆转录。由于目的基因“必须添加在T-DNA区段，并且位于启动子和终止子”之间，不能用NdeⅠ切，因为可把质粒切为两段，不能用XhoⅠ切，因为下游添加相应限制酶后，会把潮霉素抗性基因切掉，若上游为SmaⅠ限制酶，则无法找到下游的限制酶。因此为保证获得的SIJA2基因与载体正确连接形成重组质粒，需在目的基因上游添加限制酶BamH I，下游添加SmaⅠ限制酶；在过程③将重组质粒导入农杆菌，需要用钙离子可以提高SIJA2基因导入受体细胞的几率。在过程⑤再分化中需通过调整生长素和细胞分裂素的比例获得SIJA2基因过表达番茄（OE）。 （2）sgRNA需要与目标基因(SIJA2基因)的特定序列互补配对，以确保精准识别和结合；Cas9蛋白需要在目标序列附近存在PAM序列(通常为NGG)才能进行切割，sgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA序列，并引导Cas9蛋白在PAM序列上游的特定位置进行双链断裂(DSB)，从而实现对目标基因的敲除。 （3）实验组OE组通过增加SIJA2基因的表达量来观察其功能，采用了自变量控制中加法原理；实验组KO组通过完全抑制SIJA2基因的表达来观察其功能缺失的影响，采用了自变量控制中减法原理；据表分析，SIJA2基因的表达量与抗虫性、生长速率和产量呈正相关：OE组中SIJA2基因表达量最高，抗虫性、生长速率和产量也最高；KO组中SIJA2基因表达缺失，这些性状均显著下降，由此可知基因的数量影响基因的表达量；一种基因可以控制多种性状。 18．（24-25高三上·重庆渝中·阶段练习）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选，得到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，长度仍为150bp，据此推测突变体的表型与其有关，根据相关实验回答下列问题： (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，用PCR反应扩增DAI基因，在PCR反应体系中需加入缓冲液（含Mg2+）、引物、原料、含DAI基因的DNA模板以及 。设计引物时，为了确保扩增的DAI基因能和Ti质粒连接起来，需要考虑DAI基因两端具有 序列。将构建好的基因表达载体与用 处理后的处于感受态的农杆菌混合培养。 (2)若突变体的表型确实与DAI基因的隐性突变有关，则导入野生型DAI基因的植株种子大小应与 植株的种子大小相近。 (3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，最终获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。 ①农杆菌T-DNA在携带DAl基因的同时还携带卡那霉素抗性基因的目的是 。 ②农杆菌转化T0代植株自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长即阳性个体。T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株 （填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增与该突变相关的野生型和突变型基因片段（如图）。研究者同时扩增了从②中选出的T2代阳性植株细胞中的该突变相关基因片段，然后用限制性核酸内切酶X切割（图中省略碱基序列中无酶X识别位点），可获得长度为 bp的DNA片段。 【答案】(1) 耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶） 限制酶识别 Ca2+（或氯化钙） (2)野生型 (3) 方便筛选出转基因成功的植株 75 自交 100 150bp、97bp和53bp 【分析】1、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。 2、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常用方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是用钙离子处理。 【详解】（1）PCR反应体系包括缓冲液（含Mg2+）、引物、原料、DNA模板以及耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）；为了确保扩增的DAI基因能和Ti质粒连接起来，设计引物时，需要考虑与DAI基因两端能互补配对的引物的5'端加上限制酶识别序列；用Ca2+（或氯化钙）处理农杆菌处于能够摄取周围DNA的特殊状态，即感受态，常用于将目的基因导入微生物细胞。 （2）若突变体的表型确实与DAI基因的隐性突变有关，则导入野生型DAI基因后，植株获得正常基因，其种子大小应与野生型植株的种子大小相近。 （3）①农杆菌T-DNA在携带DAl基因的同时还携带卡那霉素抗性基因的目的是方便筛选出转基因成功的植株，因为转化了的植物所结种子在含有卡那霉素的培养基上，能够萌发并生长，则说明含有卡那霉素抗性基因，即表示其基因组中插入DAI基因和卡那霉素抗性基因； ②T1代阳性植株都含有DAI基因，已知T-DNA为单一位点插入，相当于一对等位基因的杂合子，故其自交后代应该出现3∶1的性状分离比，因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养； ③将以上获得的T2代阳性植株自交，因为自交操作最简便；后代有插入两个基因的纯合子，有杂合子，也有未插入基因的个体，将得到的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基上，若某培养基上全部为具有卡那需素抗性的植株即为需要选择的植株，即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株，也即是转基因的纯合子；研究者同时扩增了从②中选出的T2代阳性植株细胞中的该突变相关基因片段，然后用限制性核酸内切酶X切割（图中省略碱基序列中无酶X识别位点），据图中限制酶X识别序列可知，突变基因序列中的第53各核苷酸位置会被切开，得到2个大小分别为97bp和53bp的平末端序列，而正常基因不含限制酶X的识别序列，无法被切割，故最终可获得长度为150bp、97bp和53bp的DNA片段。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$