专题20 基因工程、细胞工程和胚胎工程 题组2-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编生物

色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 专题20 题 班级： 基因工程、细胞工程和胚胎工程 组 姓名： 学号： 一、选择题 1.(2025江苏卷)图示一种植物组织培养周期，①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是 () 组织块 ① 植株 愈伤组织 炼移 苗栽 ② 试管苗 胚状体 ③ A过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂 B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞 C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同 D.培养基中糖类既能作为碳源.又与维持渗透压有关 2.(2025河北卷)生物工程在社会生产中的应用日益广泛，下列相关技术和方法错误的是() A利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持 B.在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养 C利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 D.对供体母牛注射促性腺激素使其招数排卵用于胚胎制备 3.(2025江苏卷)（多选）图示人体正常基因A突变为致病基因a及Hmd切割位点。AuI限制酶 5-AGCT-3' 3'-TCGA-5 识别序列及切割位点为 ,下列相关叙述正确的有( ) Hind HindⅢ --200 bp--CG 400bp--- indⅢ 突变 Hind ---400bp A基因A突变为a是一种碱基增添的突变 B.用两种限制酶分别酶切A基因后，形成的末瑞类型不同 C.用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小一致 D.产前诊断时，该致病基因可选用HidⅢ限制酶开展酶切鉴定 独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 4.(2024安徽卷)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养 胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置（如图），请同学们进行评议。下列评议 不合理的是() 胡萝卜直根 加料口→ -充气口 外植体 脱分化 充气管 愈伤组织 胰蛋白酶等处理 培养液 细胞 悬浮细胞 搅拌叶轮 「细胞培养 番茄红素 培养容器 。。。 →出料口 实验流程 细胞培养装置 A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织.制备悬浮细胞 B装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管 C装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液 D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备 5.(2024贵州卷)酵母菌W是一种产果胶酶工程菌。为探究酵母菌W的果胶酶产量与甲醇浓度(I <Ⅱ<⑩的关系。将酵母菌W以相同的初始接种量接种到发酵罐，在适宜条件下培养，结果如图所示。 下列叙述正确的是() 400 320 240 160 80 24487296120 培养时间h A发酵罐中接种量越高，酵母菌W的K值越大 B.甲醇浓度为Ⅲ时，酵母菌W的果胶酶合成量最高 C.72h前，三组实验中，甲醇浓度为Ⅱ时，产果胶酶速率最高 D.96h后，是酵母菌W用于工业生产中收集果胶酶的最佳时期 6.(2023广东卷)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈 伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是() A细胞融合前应去除细胞壁 B.高Ca2+一高pH溶液可促进细胞融合 C融合的细胞即为杂交细胞 D.杂交细胞可能具有生长快速的优势 二、非选择题 7.(2025·河北卷)为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结 合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GPI和黄色荧光蛋白YP编码序列融合表达的载体，转入单细 独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 胞衣藻，实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题： (I)在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脱氧核苷酸中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少 的是 和 。模板与引物在PCR反应的 阶段开始结合。PCR中使用的DNA 聚合酶需耐高温，其原因为 (2)载体中可用的酶切位点信息和拟构建载体的部分结构如图1所示。在将CADR、GP1和YFP 基因逐个构建到载体时，为避免错误连接，需向以上三个基因的两端分别添加限制酶识别序列，其中 GPI两端应添加 (填两种限制酶)的识别序列。用DA连接酶连接时，可催化载体 和目的基因之间形成 键。 载体示意图： Nhe I Sma I EcoRV 启动子SP7 终止子 Xba I EcoR I 拟构建载体的部分结构示意图： 启动子入SP7 CADR GPI YFP终止子 限制酶识别序列及切割位点： Nhe I:GCTAGC EcoR I:GAATTC CGATCG CTTAAG Xba I:TCTAGA EcoR V:GATATC Sma I:CCCGGG AGATCT CTATAG GGGCCC 图1 (3)若在荧光显微镜下观察到转基因衣藻表现为 初步表明融合蛋白表达 成功。将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比 野生型衣藻细胞壁的镉离子含量 ,则表明融合蛋白能结合镉离子。 (4)将转基因衣藻和野生型衣藻在不同镉离子浓度的培养液中培养6天后，检测细胞密度，结果见 图2。转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是 240:mol·L-1镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是 独家授权侵权必究 色学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 1.0 口野生型衣藻 ☐转基因衣藻 0.5 160 200 240 镉离子浓度/(molL-) 图2 注：镉离子对渗透压的影响忽略不计 (⑤)转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物法相比，能体现出其环境治理优势的两个 特性是 和 。 (填标号) ①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖 ②衣藻生长速率受镉离子浓度影响 ③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质 ④衣藻吸附的镉可沿食物链传递 8.(2024广东卷)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异 的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将 其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制 造及印染工艺升级提供了新思路（图1）。 接种 蓝光处理3天 BC菌膜 静置 BC菌膜 洗涤 主 培养液 培养液 培养 已染色的BC膜 图1 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的 (答两点)等营养条件，并控制环境条件，大规 模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和BC膜的复合物 (2)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签.构建了一种可被蓝 光调控的基因表达载体（光控原理见图2α，载体的部分结构见图2b)。构建载体时，选用了通用型启 动子PAD(被工程菌RWA聚合酶识别)和特异型启动子P7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色， 启动子①②及③依次为 ,理由是 ·独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 蓝光光敏蛋白标签 nMag pMag T7RNAP T7RNAP 的N端 的C端 蓝光 避光 目的基因 无活性的T7RNAP 有活性的T7RNAP 0 启动了①基因您止了启动了②基因2终止了启动了8③基因3☒止了 注：基因1编码酪氨酸酶，基因2编码T7 RNAP N端-nMag,基因3编码pMag-T7 RNAP C端。 0 图2 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作 用为 (答两点)。 (④)根据预设的图案用蓝光照射已长出的C菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处 理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 (⑤)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路： 9.(2024湖南卷)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。 回答下列问题： ·独家授权侵权必究· 色学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 复制起点 Sma I 人抗性基因 片动千pL%止子 Ti质粒 启动子 终止子 HindⅢ Xba I Sac I Sma I BamH I 甲 乙 ☐对服 图尖孢镰刀菌 ar 口厚坦镶刀菌 ■交链格孢 60 0 7-lowd) 10 0 P2 P3 丙 (1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用 去除细胞壁获得原 生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用 (填植物激素名称)诱导愈 伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。 (2)单倍体育种。常用 的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是 (3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L,该基因及其上 游的启动子pL和下游的终止子结构如图甲。图乙是一种T质粒的结构示意图，其中基因gs编码 GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。 ①研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图甲所示结构中获取L,首先选用 酶切，将其与相同限制酶酶切的T质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成 功的烟草(P1、P2和P3)进行病原微生物胁迫，结果如图丙。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL 的活性增强，其中 的诱导作用最强。 ②现发现栽培种百合B中也有L,但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该 百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路： 10.(2024河北卷)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造 为2N,使其在水稻胚乳特异表达，制备获得2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。 回答下列问题： (I)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GP为启动子，若使2N 独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 仅在水稻胚乳表达，GP应为 启动子。Wos为终止子，其作用为 2N基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶 和 对2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 GtP SacI KpnI Nos KpnI HindⅢ EcoRI SacI 注：KpnI、HindⅢ、SacI和EcoRI 标注的位点为各限制酶的识别位点 图1 (2)利用 方法将2N基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技 术检测 通过 技术检测是否翻译出2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后， r2N纯合体植株的占比为 选择纯合体进行后续研究的原因是 (4)制备2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两 组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞（细胞毒性T细胞）水平，结果如图2所示。 据此分析，获得的2HN疫苗能够成功激活鸡的 免疫和 免疫。 80 ■对照组 60 口实验组 40 20 4 抗体 CD8+T细胞 图2 (⑤)利用水稻作为生物反应器生产2N疫苗的优点是 (答出两点即可) 11.(2023新课标卷)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根 瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验： 从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管 苗（生根试管苗）；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题： (1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是 0 (2)取豆科植物的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱 ② 导形成试管苗的流程是：外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是 ②表示的 过程是 。由外植体最终获得完整的植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性 是指 独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 。 (3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固 氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长 出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入 的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况， 若甲组的生长状况好于乙组，则说明 (④)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤 菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是 (答出两点 即可)。 12.(2023·湖北卷)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来 制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。 基因A 转禁因蛋白A,免疫小鼠 免疫的 离体培养的小 工程菌 脾细胞 鼠骨髓瘤细胞 诱导融合 单克隆抗体筛选 杂交瘤细胞筛选 回答下列问题： (I)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，己免疫的脾细胞（含浆细胞） (填“需要”或“不需要”)通 过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用 是 (②)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如H4T培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 (④)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 ·独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 OHOH PP 5'TTTTTTTTTT3 5T113 3 L4LLL山5 3LL4L山5 OHOH PP ① ② POH OHP 5T111113 5'TT7TTTTTTTT3 3LL4LL山5 3 LLLL4LL山5 OHP POH ③ ④ 13.(2022湖南卷)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一， 具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是 物质b是 。在生产过程中，物质b可 能不同.合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 基因 分子设计 蛋白质←-预期功能 DNA →b→ 三维结构 折叠 ·生物功能 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是 0 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结 果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 (填“种类”或“含 量”)有关.导致其活性不同的原因是 5003050 600 500 400 300 +酶甲处理 写200 5 举100.g 。-酶乙处理 0 246810 0 246810 酶解时间h 酶解时间h (④)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差 异，简要写出实验设计思路： 14.(2022广东卷)“绿水逶迤去，青山相向开。”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某 些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业） 为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。回答下列问题： (1)研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对 利用PCR技术，在优化反应 条件后扩增得到目标酶基因。 独家授权侵权必究 色学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 辅酶A 乙酰乙酸 硫解酶 转移酶 脱羧酶 ThlA C02+H21→2×乙酰C0A 之乙酰CAB 乙酰 Adc丙 乙酰COA 乙酸 酮 梭菌细胞 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙 酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是 终止子的作用是 (3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能 是 此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株 和工艺才能扩大应用规模。 (④)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了 体现了循环经济特点。从 “碳中和”的角度看，该技术的优势在于 具有广泛的应用前景和良好的社会 效益。 15.(2021·河北卷)采矿污染和使用化肥不当导致重金属镉(C)在土壤中过量积累。利用植物修复 技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理（例如，收集植物组织器官异地妥善储存），可降低 土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基 因导入受试植物，并检测了相关指标。回答下列问题： (1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DWA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中 储存，这个群体称为 (2)将DN4序列插入T1质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是 构 建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是 (3)进行前期研究时，将含有YC℉1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方 法是 研究者进一步获得了转YC℉F1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材 料的目的是 (4将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重（图1）及 不同器官中Cd含量（图2）。据图1可知，与野生型比.转基因植株对Cd具有更强的 (填“耐 性”或“富集能力”)：据图2可知，对转基因植株的 进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最 为方便有效。 独家授权侵权必究 专题20　题组二 1.解析　过程①形成了愈伤组织，发生了细胞的脱分化，此时细胞还进行有丝分裂，A正确；过程②是愈伤组织经再分化形成胚状体的过程，故经过再分化形成不同种类的细胞，B正确；过程②③所用培养基的成分、浓度不完全相同，如细胞分裂素和生长素的浓度不同，C错误；培养基中常加入蔗糖，既能作为碳源，又与维持渗透压有关，D正确。 答案　C 2.解析　植物组织培养技术可以快速繁殖植物，并且由于是无性繁殖，能保持母本的优良性状，兰花可以利用组织培养技术实现快速繁殖和优良性状的保持，A正确；胚胎干细胞培养时，需要一定浓度的CO2，CO2的作用是维持培养液的pH，所以不能在没有CO2的环境中进行胚胎干细胞培养，B错误；诱导动物细胞融合的方法有物理法(如电激)、化学法(如聚乙二醇)和生物法(如灭活病毒)，可以利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，C正确；在胚胎工程中，对供体母牛注射促性腺激素，能使其超数排卵，从而获得更多的卵母细胞用于胚胎制备，D正确。 答案　B 3.解析　对比A基因和a基因的序列，A基因中“AAGCTT”变为a基因中“AAGCTG”，是碱基替换(T→G)，并非碱基增添，A错误；HindⅢ切割产生黏性末端，AluⅠ切割后产生的是平末端，二者末端类型不相同，B正确；观察图中a基因，HindⅢ有2个切割位点，切割后会产生1个片段，AluⅠ有3个切割位点，切割后会产生2个片段，一个片段长度是200 bp左右，另一个是400 bp 左右，用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小不一致，C错误；因为正常基因A和致病基因a的HindⅢ切割位点不同，所以产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定，D正确。 答案　BD 4.解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，欲利用愈伤组织制备悬浮细胞，可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织，A合理；装置中的充气管应置于液面下方，以利于培养液中的溶氧量的增加，该管不能同时作为排气管，B不合理；为了防止杂菌污染培养液，装置充气口需要增设无菌滤器，C合理；细胞培养时需要保证适宜的温度，因此装置需增设温度监测和控制设备，D合理。 答案　B 5.解析　K值是指一定环境条件所能维持的种群最大数量，发酵罐的总体积与罐内营养条件不变，K值相对不变，A错误；据图分析，甲醇浓度为Ⅱ时酵母菌W的果胶酶合成量最高，B错误；据图分析，酵母菌W用于工业生产中收集果胶酶的最佳时期应在96小时之前，D错误。 答案　C 6.解析　在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞，只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。 答案　C 7.解析　(1)在PCR反应中，原料是脱氧核苷酸，随着反应进行不断被消耗，分子数量逐渐减少；引物在PCR过程中会结合到模板DNA上参与子链合成，也会逐渐减少，所以分子数量逐渐减少的是引物和脱氧核苷酸。模板与引物在PCR的复性阶段开始结合。在复性过程中，温度降低，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高温，是因为PCR反应需要在高温条件下进行变性步骤(90～95 ℃使双链DNA解旋为单链)，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的DNA聚合酶能在高温环境中保持活性，保证PCR反应的正常进行。(2)观察图1，要避免错误连接，GP1两端应添加SmaⅠ和EcoRⅠ的识别序列。因为将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，使用这两种限制酶切割可以产生不同的黏性末端，能保证目的基因准确插入载体。又因为NheⅠ和XbaⅠ限制酶切割后产生的黏性末端相同，所以这两种限制酶只能选一个，按照连接的顺序在将GP1连接到载体时应该用SmaⅠ和EcoRⅠ。DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成磷酸二酯键，从而将载体和目的基因连接起来。(3)若在荧光显微镜下观察到细胞表面发出黄色荧光，初步表明融合蛋白表达成功，因为融合蛋白中有黄色荧光蛋白YFP，其表达后会发出黄色荧光。融合蛋白中的镉离子结合蛋白CADR能结合镉离子，若融合蛋白酶能正常发挥作用，转基因衣藻细胞壁会结合更多的镉离子，所以转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量高。(4)转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用。240 μmol·L－1镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用。(5)与施加化学药物相比，转基因衣藻在环境治理上的优势有衣藻作为生物材料在水体中可进行自我繁殖，免去了反复施加药物的危害和麻烦；同时衣藻可吸收水体中的N、P等元素，在一定程度上减轻了水体富营养化。衣藻生长速率受镉离子浓度影响和衣藻吸附的镉可沿食物链传递不是其在环境治理上的优势。 答案　(1)脱氧核苷酸　引物　复性　PCR反应需要在高温条件下进行变性步骤(90～95 ℃使双链DNA解旋为单链)，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的DNA聚合酶能在高温环境中保持活性，保证PCR反应的正常进行 (2)SmaⅠ和EcoRⅠ　磷酸二酯 (3)细胞表面发出黄色荧光　升高 (4)转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用　镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用 (5)①　③ 8.解析　(1)培养基的营养物质有水、碳源、氮源、维生素、无机盐等。(2)基因2和3在通用型启动子PBAD的激活下正常表达，使T7RNAP的N端和C端分别携带蓝光光敏蛋白标签，而在蓝光下T7RNAP被激活，此时基因1表达后形成黑色素，从而实现光控染色。(3)抗生素可以抑制杂菌，还可作为标记基因筛选含光控表达载体的菌株，去除丢失质粒的菌株。(4)染色池中添加了酪氨酸，蓝光照射后T7RNAP被激活，酪氨酸酶表达，可催化酪氨酸形成黑色素。(5)酪氨酸酶催化酪氨酸形成黑色素，因此可以将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶，或者直接将酪氨酸酶替换成不同的颜色蛋白，如绿色荧光蛋白。 答案　(1)碳源、氮源 (2)PT7、PBAD和PBAD　基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达 (3)抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株 (4)该处细胞中T7RNAP被激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 9.解析　(1)因植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理；得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。(2)获得单倍体植株的常用方法是花药(花粉)离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目为该物种染色体数目的一半，则获得的植株即为单倍体植株。(3)①根据目的片段以及质粒上限制酶的识别位点，若要获得启动子pL并连接到质粒上，可选用限制酶Hind Ⅲ、BamH Ⅰ进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的；根据图丙的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都是最高的，可确定其诱导作用最强。②欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，可利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。 答案　(1)纤维素酶和果胶酶　生长素和细胞分裂素 (2)花药离体培养　利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目 (3)①Hind Ⅲ、BamH Ⅰ　交链格孢　②利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL 10.解析　(1)若使r2HN仅在水稻胚乳中表达，则GtP应为在胚乳中特异性表达的基因启动子。终止子是基因下游的一端有特殊序列结构的DNA片段，使转录在所需要的地方停下来。r2HN应插入启动子GtP和终止子Nos之间，由于GtP中有限制酶KpnⅠ的识别序列，而SacⅠ的一个识别序列位于终止子之后，因此不能选择这两种限制酶切割，应选择HindⅢ和EcoRⅠ对r2HN和载体进行切割。(2)通常采用农杆菌转化法将目的基因导入水稻的愈伤组织。检测r2HN是否表达，可以采用PCR技术检测该基因是否转录出mRNA，通过抗原—抗体杂交技术检测是否翻译出相关蛋白。(3)设r2HN为基因N，则单一位点插入目的基因的植株的基因型为Nn，其自交后代的基因型及比例为NN∶Nn∶nn＝1∶2∶1，r2HN纯合体植株的比例为1/4。纯合体自交后代不会发生性状分离，因此选择纯合体进行后续研究。(4)抗体参与体液免疫，CD8＋T细胞为细胞毒性T细胞，参与细胞免疫。分析图形，实验组的抗体水平及CD8＋T细胞水平的相对值都高于对照组，说明获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。(5)水稻属于常见的农作物，易于种植，其作为生物反应器容易获得疫苗；水稻的产量高，作为生物反应器容易从胚乳中大量获得疫苗。 答案　(1)在胚乳中特异性表达的基因　使转录在所需要的地方停下来　HindⅢ　EcoRⅠ　(2)农杆菌转化　是否转录出mRNA　抗原—抗体杂交　(3)1/4　纯合体自交后代不发生性状分离　(4)体液　细胞 (5)水稻易于种植，容易获得疫苗；水稻的产量较高，能够获得大量的疫苗(合理即可) 11.解析　(1)在微生物学中将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为纯培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体。对于本实验来说就是根瘤菌繁殖得到的单菌落。(2)植物组织培养的过程先是脱分化形成愈伤组织，后再分化形成试管苗。细胞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。(3)控制变量，因为甲组和乙组的区别是固氮菌，所以要保证培养液中没有氮源，探究的是接种到试管菌上的根瘤菌是否具有固氮作用，如果甲长得好，说明接种到试管菌上的根瘤能具有固氮作用。(4)微生物肥料除了能够促进植物生长，起到肥料的作用之外，能够减少化肥的使用，改良土壤，保护环境。 答案　(1)根瘤菌单菌落 (2)脱分化　再分化　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 (3)无氮　接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮作用 (4)①促进植物生长，增加作物产量；②能够减少化肥使用，改良土壤，减少污染，保护生态环境 12.解析　(1)浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不能通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原—抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。(4)DNA连接酶能连接DNA片段，脱氧核苷酸的磷酸基团位于5′端，—OH位于3′端，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误；DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键，即将一条脱氧核苷酸5′端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3′端的—OH相连，④符合题意。故选④。 答案　(1)不需要　改变细胞膜结构　(2)未融合的(亲本)细胞　融合的具有同种核的细胞　(3)筛选能分泌与该病毒外壳蛋白A特异性结合的抗体的杂交瘤细胞 (4)④ 13.解析　(1)据分析可知，物质a是氨基酸序列多肽链，物质b是mRNA。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是DNA双链复制。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，实验设计思路为：取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间。 答案　(1)氨基酸序列多肽链　mRNA　密码子的简并性 (2)从基因文库中获取目的基因　通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成　DNA双链复制 (3)种类　提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏 (4)取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间 14.解析　(1)利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，Taq酶才能从引物的3′端延伸子链。(2)基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有目的基因的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。(3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，二氧化碳等气体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。(4)根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等—碳温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 答案　(1)引物 (2)作为标记基因，筛选含有目的基因的受体细胞　终止转录，使转录在所需要的地方停下来 (3)二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长 (4)废物的资源化　不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳 15.解析　(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，需要用限制酶切割供体DNA和质粒，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目的基因的筛选和鉴定。(3)农杆菌容易侵染双子叶植物，其质粒中的TDNA可转移并插入到受体细胞DNA中，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实验材料，可避免目的基因在自然界中的扩散。(4)从题图1可知，转基因植株的干重比野生型大，说明其对Cd的富集能力更强。由题图2可知，与野生型相比，转基因植株叶中Cd含量比根和茎中Cd含量增加的幅度大，因此对转基因植株的叶进行后续处理，更有助于缓解土壤Cd污染。(5)YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上，可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水，所以转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境。相较于草本植物，杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用，作为Cd污染土壤修复植物更具有优势。 答案　(1)基因组文库 (2)限制酶和DNA连接酶　便于目的基因的检测和鉴定 (3)农杆菌转化法　避免目的基因在自然界中的扩散 (4)富集能力　叶 (5)YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水　杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用 学科网（北京）股份有限公司 $