【消灭易错六】生物技术与工程（3大题组）2026年高考生物二轮复习讲练测

消灭易错六 生物技术与工程 三大题组易错扫除 题组1 发酵工程 题组2 细胞工程和胚胎工程 题组3 基因工程 题组1 发酵工程 一、单选题 1．黄曲霉毒素B1（AFB1，）是由黄曲霉等产生的强毒性次生代谢物，常见于发霉的谷物等粮食中，是已知的强致癌物。科研人员分离出了能够分解AFB1的菌种A，并尝试从菌种A中获取能够降解AFB1的物质。制备菌种A悬液进行分组实验，实验处理及检测结果如图。下列叙述正确的是（    ） A．黄曲霉毒素是黄曲霉生长所必需的产物 B．分离菌种A需用以AFB1为唯一碳源的鉴别培养基 C．利用涂布器蘸取适量菌种A的浸出液，涂布到培养基中 D．菌种A中降解AFB1的物质是不耐高温的蛋白质 易错分析：区分次级代谢产物（非生长必需）与初级代谢产物；选择培养基用于分离菌种，鉴别培养基用于鉴定，涂布器仅用于涂布不能蘸取菌液。 2．根据微生物发酵时对氧气的需求不同，可将微生物发酵分为好氧发酵和厌氧发酵。下列叙述正确的是（    ） A．生产单细胞蛋白时，酵母菌以淀粉或纤维素的水解液为原料进行好氧发酵 B．果酒发酵时，应利用葡萄皮上的野生酵母菌直接进行厌氧发酵 C．果醋发酵时，当氧气和糖源都缺少时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸 D．泡菜制作时，在坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内醋酸菌进行厌氧发酵 易错分析：果酒发酵前期需通氧让酵母菌增殖，后期厌氧产酒精；醋酸菌为好氧菌，缺氧无法代谢，泡菜发酵的核心菌种是乳酸菌而非醋酸菌。 3．双乙酰含量过高会导致啤酒出现“馊饭味”。科学家通过改造获得了低表达ILV2(α-乙酰羟酸合成酶)基因的酵母菌，使双乙酰量下降58%。下图表示酿造低双乙酰啤酒的大致流程。下列叙述错误的是（　　） A．焙烤是为了杀死种子的胚，且不使α-淀粉酶失活 B．加入的啤酒花具有调节啤酒风味的作用 C．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 D．低表达ILV2 基因可能是通过DNA甲基化干扰RNA聚合酶与起始密码子结合来实现的 易错分析：焙烤需保留 α- 淀粉酶活性以分解淀粉；DNA 甲基化干扰 RNA 聚合酶与启动子结合（转录阶段），起始密码子是翻译起点，二者不可混淆。 4．农业生产中使用的除草剂不易被降解，长期使用会导致土壤污染。选取降解除草剂的菌种成为修复除草剂污染土壤的关键，如图为筛选降解除草剂菌种的流程。下列说法错误的是 （　　） A．样品应选自长期使用除草剂的农田 B．过程Ⅰ接种时总共灼烧接种环 6 次 C．过程Ⅱ应挑取 5 号区域的菌落进行接种培养 D．用过程Ⅱ所使用的接种方法统计菌落数时结果偏大 易错分析：平板划线法不能用于菌落计数，仅能分离单菌落；划线区域越靠后（如 5 号区域），菌种稀释度越高，单菌落概率越大。 5．血管生成素（ANG）是一种很强的促血管生成因子，具有促进伤口愈合、保护神经元以及抗细菌感染等活性。人们可以在大肠杆菌中表达重组血管生成素（rhANG），实现rhANG的规模化生产。发酵罐中培养基是影响菌体生长及产物表达的主要因素之一，选用LB、SOB、SOC、2×YT、高浓度肉汤、M9、M9'7种培养基进行大肠杆菌工程菌的培养，比较不同培养基对rhANG表达及菌体量的影响，结果如图所示。下列分析错误的是（    ） A．配制7种不同的培养基，都不需要加入凝固剂 B．采用2×YT培养，菌体干重最大 C．采用SOB培养基， rhANG表达量最高 D．与SOB相比，2×YT作为培养基产量更高 易错分析：发酵罐使用液体培养基，无需添加凝固剂；rhANG 产量需结合蛋白表达量和菌体干重综合判断，并非单一指标最优则产量最高。 6．酱油在发酵过程中会产生色胺、组胺、酪胺等生物胺，当人体摄入过量的生物胺，尤其是同时摄入多种生物胺时，会引起头痛、恶心、心悸、血压变化、呼吸紊乱等过敏反应，严重时还会危及生命。科学家们将基因工程菌生产的多铜氧化酶添加至酱油中，可有效降解酱油中的多种生物胺。下图为不同pH下的多铜氧化酶活性，相关分析错误的是（    ） A．将基因工程菌接种至培养基中，收集并破碎菌体细胞可获得酶液 B．与pH=4相比，多铜氧化酶在pH=3时降低化学反应活化能的作用更显著 C．pH>5时多铜氧化酶活性迅速下降，原因是该酶的空间结构遭到破坏 D．多铜氧化酶可有效降解酱油中的多种生物胺，说明其不具有专一性 易错分析：酶催化 “一类物质”（如多种生物胺）仍具备专一性，不可误判为无专一性；pH>5 时酶活性下降是因空间结构被破坏，不可逆。 7．为研究添加有机酸对泡菜品质的影响，研究者以未添加有机酸的发酵萝卜泡菜为对照，在老母水（反复使用的泡菜水）中添加0.089mol/L的不同有机酸（乳酸、乙酸、柠檬酸）来制作发酵萝卜泡菜，部分实验结果如图1、2所示。下列叙述错误的是（　　） A．为保证泡菜不被杂菌污染，使用的器具都需提前进行灭菌处理 B．加入柠檬酸能促进泡菜的发酵，且比CK组的亚硝酸盐含量低 C．与加入乙酸相比，加入乳酸组发酵速度更快但5d亚硝酸盐含量略高 D．加入3种有机酸，均可加速发酵进程且加入乙酸效果最佳 易错分析：结合图表分析，乙酸组第五天还原糖含量最高，发酵利用还原糖效果最差；需对比不同有机酸对发酵速度和亚硝酸盐含量的双重影响。 8．猕猴桃原产于我国，是一种具有较高营养价值的水果。某工厂采用液体发酵法酿制猕猴桃风味醋饮品，提高了猕猴桃的经济价值，酿造工艺流程如图所示，I、Ⅱ、Ⅲ、IV为相关过程。下列相关叙述错误的是（    ） A．猕猴桃汁为酵母菌提供了碳源、氮源等物质 B．相比于过程Ⅲ，过程Ⅱ需要持续通入无菌氧气 C．要随时检查微生物数量及产物浓度等，以了解发酵进程 D．对发酵产物进行灭菌保存可以延长成品的保质期 易错分析：过程 Ⅱ 为酒精发酵（酵母菌厌氧呼吸），需无氧环境；过程 Ⅲ 为醋酸发酵（醋酸菌好氧呼吸），需持续通入无菌氧气。 9．制醋、制酒是我国的传统发酵技术。下列叙述错误的是（    ） A．一段时间内，制醋和制酒过程的发酵液pH均会降低 B．若发酵液中缺少糖源时，醋酸菌可利用乙醇生成乙酸 C．酿酒和制醋所需的微生物都不能将CO₂转变为有机物 D．酿酒过程中，将容器密封可以促进菌种的生长繁殖 易错分析：酿酒初期需少量氧气供酵母菌有氧增殖，密封后转为厌氧环境促进酒精发酵，密封并非为了促进菌种增殖。 10．石油污染土壤的微生物修复是环境治理的重要方向。研究人员从石油污染土壤中分离出一株高效降解石油烃的菌株BS3，并研究了不同石油烃浓度对其生长和降解的影响，结果如下图。下列相关叙述正确的是（　　） A．污染土壤制成浸出液后，可采用平板划线法分离菌株BS3 B．石油烃初始浓度为0.3g/L时，BS3对石油烃的降解量最多 C．石油烃可抑制菌株BS3的生长，且浓度越大抑制作用越强 D．修复时，施用适宜浓度BS3菌液至污染区即可获得理想效果 易错分析：降解率≠降解量，需注意横坐标指标；低浓度石油烃可能促进菌株 BS3 生长，并非均为抑制作用。 11．某同学利用桃形李果实制作果醋，简易流程如图。下列相关叙述正确的是（    ） A．果酒、果醋都是采用单一菌种发酵而成 B．过程①前要对果实灭菌，以防杂菌污染 C．过程②中会产生大量气泡，需适时拧松瓶盖放气 D．过程③菌种主要利用果酒中的酒精进行厌氧发酵 易错分析：传统果酒、果醋发酵为混菌发酵，并非单一菌种；醋酸菌是好氧菌，果醋发酵需有氧条件。 12．我国常用滤膜法测定饮用水中的大肠杆菌数目来检测水样是否符合饮用水标准，流程图如下，其中EMB培养基中的伊红美蓝可使大肠杆菌菌落呈紫黑色。某研究小组将10mL待测水样加入90mL无菌水中，稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上紫黑色菌落数平均为33。以下说法正确的是（    ） A．从功能上看伊红美蓝培养基属于选择培养基 B．过滤装置和水样等均需高压蒸汽灭菌后使用 C．沾在滤杯杯壁上的部分微生物需用蒸馏水冲洗，并再次过滤 D．经推测1L待测水样中大肠杆菌数目约为3300个 易错分析：EMB 培养基为鉴别培养基（区分大肠杆菌），选择培养基用于筛选；水样不可灭菌，否则会杀死目标菌，计算时需准确换算稀释倍数。 13．豆瓣酱是经微生物发酵后制成的食品，深受老百姓的喜爱，豆瓣酱的制作流程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．前期适当提高翻酱频率，可促进米曲霉在有氧条件下的生长优势 B．在统计米曲霉数量以了解制曲进程时，可采用稀释涂布平板法对活菌计数 C．浸泡、蒸熟的大豆冷却后接种微生物，可避免高温抑制菌种活性 D．发酵过程中添加面粉主要是为米曲霉的生长提供氮源和碳源 易错分析：面粉主要成分是淀粉，为微生物提供碳源，而非氮源；大豆蒸熟后冷却接种，避免高温抑制菌种活性。 14．味精的主要成分是谷氨酸钠，利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，再经过中和等步骤制成谷氨酸钠。流程图如下： 下列相关叙述正确的是（　　） A．发酵工程和传统发酵技术最大的区别是前者可以利用微生物来进行发酵 B．谷氨酸的发酵生产中，在酸性条件下积累谷氨酸，需要严格控制酸性条件 C．发酵结束后，可采用提取单细胞蛋白的措施来获得谷氨酸 D．谷氨酸棒杆菌是异养微生物，为扩大培养，发酵工程中应使用液体培养基 易错分析：发酵工程与传统发酵技术均利用微生物，核心区别是技术规模化、标准化；谷氨酸发酵需中性或弱碱性环境，酸性条件易形成副产物。 15．味精的主要成分是谷氨酸钠。工业生产味精以玉米、大米等淀粉质作为原料，谷氨酸棒状杆菌为核心菌种，辅以生物素、磷酸盐、镁离子等营养因子进行谷氨酸发酵，具体工艺如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．氧气充足时，谷氨酸棒状杆菌代谢产生谷氨酸 B．谷氨酸发酵需保持发酵环境为中性或弱碱性条件 C．玉米、大米等淀粉质可以为谷氨酸棒状杆菌的生长繁殖提供碳源等营养物质 D．发酵液经沉淀、离心、脱色、浓缩等精制后得到的成品味精属于单细胞蛋白 易错分析：单细胞蛋白指微生物菌体本身，味精的主要成分是谷氨酸钠（代谢产物），二者本质不同；谷氨酸棒状杆菌需氧，发酵需充足氧气。 16．塑化剂（DEHP，化学式为C24H38O4）被很多国家认定为毒性化学物质，其生物毒性机理：具有抗雄性激素、雌性激素活性，进而影响生物体的生殖功能。如图为某实验小组从土壤中筛选可降解DEHP细菌的过程。下列叙述正确的是（　　） A．振荡培养的主要目的是增加溶液中的溶解氧，以满足降解菌细胞呼吸的需求 B．初选之前需对培养基、培养皿和覆盖过塑料薄膜的土壤样品均进行湿热灭菌 C．图中固体培养基以 DEHP 为唯一碳源，图示均采用稀释涂布平板法进行接种 D．培养若干天后，应选择 DEHP 含量高的培养液进行接种以进一步扩增目的菌 易错分析：振荡培养可增加溶氧和菌体与培养液的接触，促进好氧菌生长；土壤样品不能灭菌，否则会杀死目标降解菌。 二、多选题 17．药物阿莫西林能消炎杀菌，是常用的抗生素。共生放线菌产生的次生代谢产物亦能帮助宿主抵御病原菌侵染，为探究其次生代谢产物乙酸乙酯和正丁醇对S菌是否具有抑菌活性，进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．实验所用的培养基和培养皿需经干热灭菌 B．上述实验设计了对照组和实验组 C．乙酸乙酯是放线菌生存所必需的代谢产物 D．逐代挑选抑菌圈边缘细菌进行实验，抑菌圈逐渐缩小 易错分析：培养基常用湿热灭菌，干热灭菌适用于玻璃器皿等；次生代谢产物（如乙酸乙酯）并非微生物生存必需，逐代筛选抑菌圈边缘细菌会富集耐药菌。 18．马铃薯干腐病是马铃薯贮藏期主要的真菌性病害之一。科研人员采用平板对峙法，测定分离自青稞白酒糟醅的JZ3-1-15菌对马铃薯干腐病病原真菌的抑菌活性。首先将获得的JZ3-1-15菌加入无菌水中制成悬浮液，利用营养琼脂培养基（NA）进行分离后，接种至营养肉汤培养基（NB）。将马铃薯干腐病病原真菌涂布在有马铃薯葡萄糖培养基（PDA）的平板上，按照图示位置放置两个经不同处理的滤纸片，进行对照实验，每组做3次重复。实验结果显示JZ3-1-15菌对病原真菌的抑菌率达57.24%。下列叙述正确的是（　　） A．先利用NA再利用NB培养JZ3-1-15菌的目的是先分离纯化，再扩大培养 B．对照组滤纸应用无菌水进行处理，实验组滤纸片应用JZ3-1-15菌液处理 C．利用NB培养基，可以获得JZ3-1-15菌清晰可见的菌落 D．利用JZ3-1-15菌防治马铃薯干腐病属于生物防治，具有不污染环境的优点 易错分析：NA 培养基用于分离纯化，NB 为液体培养基用于扩大培养，液体培养基不能形成菌落；生物防治的核心是利用生物天敌或代谢产物，不污染环境。 19．科研人员利用“影印培养法"研究大肠杆菌抗药性形成与环境的关系，实验过程如图所示。待3号培养基上长出菌落后，在2号培养基上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再接种到5号培养基上，并重复以上操作。下列叙述正确的有（　　） A．3号培养基中菌落数少于1号培养基中的菌落数，说明基因突变具有不定向性 B．在操作规范前提下，5号培养基中观察到的菌落数往往小于涂布时吸取的菌液中的活菌数量 C．上述操作中重复实验的目的是进一步纯化抗链霉素的菌株及增大目的菌株的浓度 D．12号培养基中需有水、无机盐、碳源、氮源及琼脂等，可以置于4℃冰箱中保存 易错分析：3 号培养基菌落少体现基因突变的低频性，而非不定向性；平板计数时菌落数可能少于活菌数（多个细菌形成一个菌落），重复实验可纯化菌株并提高浓度。 20．利用黄粉虫肠道微生物对白色污染物进行生物降解，是一种绿色环保的处理工艺。图示是从黄粉虫肠道中分离、纯化微生物的过程，下列说法错误的是（　　） A．配制固体培养基时，不需要在无菌的环境中进行 B．平板上长出的菌落一定是分解PVC塑料的微生物形成的 C．在富集培养的培养基中含有牛肉膏和琼脂等成分 D．平板划线用的菌浓度应控制在30-300个/mL 易错分析：选择培养后平板上的菌落仍可能有杂菌，需进一步纯化；富集培养基为液体，不含琼脂；平板划线法不能计数，对菌浓度无严格要求。 21．动物肠道中的纤维素降解菌多样性高，但大多未被分离和培养。研究人员发明了一种分离纤维素降解菌的方法，具体流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．肠道细菌扩大培养时，都需摇床培养以增加溶解氧和增大菌体与培养液的接触 B．过程③中纤维素对细菌有高亲和力，有利于纤维素化磁性纳米颗粒粘附细菌 C．该方法分离菌体的效率与细菌的浓度和纤维素化磁性纳米颗粒的粒径、浓度有关 D．根据刚果红培养基中菌落周围红色透明圈与菌落直径比进一步筛选高效纤维素降解菌 易错分析：动物肠道内的纤维素降解菌多为厌氧型，摇床培养增加溶氧会抑制其生长；刚果红染色中，透明圈直径与菌落直径比越大，降解能力越强。 22．研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定，过程如图。下列说法正确的是（　　） A．①②③应在95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养 B．①②③中的培养基是以纤维素为唯一碳源的选择培养基 C．通过比较透明圈大小可知，甲分解纤维素的能力强于乙 D．若①②③菌落数分别为20、37、39，则内容物中纤维素分解菌密度为1.6×107个/mL 易错分析：盲肠菌为厌氧菌，需厌氧培养环境；计数时需选择菌落数 30-300 的平板，排除数据异常的平板（如 20 个）后计算。 23．某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸，其突变株则不能。将突变株TrpB、TrpC、TrpE（仅图1中的某一步受阻）分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖，继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖，而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述正确的是（    ） A．配制培养色氨酸缺陷型菌株的图2培养基中加入了少量色氨酸 B．突变株TrpB、TrpC、TrpE缺失的酶分别对应图1中酶1、2、3 C．图2中，TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近区域Ⅰ的一端 D．TrpE菌株不再生长的根本原因是缺乏酶3 易错分析：根据菌株生长情况判断突变对应的酶，TrpC 菌株需依赖 TrpE 菌株的代谢产物（吲哚）才能生长；突变株不能合成某氨基酸，根本原因是对应基因缺失。 24．槐耳又名槐蛾，入药至今已1600年。曾被误认它是槐树上的黑木耳，后确认是一种真菌的子实体。现代医学研究发现槐耳颗粒对多种癌细胞具有直接的凋亡作用。槐耳菌质（主要有效成分为多糖蛋白）生产工艺流程如下，下列说法错误的是（　　） A．固体培养槐耳菌种过程需要采用严格的无菌技术防止杂菌的污染 B．生产槐耳菌质的固体发酵菌种来自天然存在的微生物属于传统发酵 C．固体培养得到的是菌种，但固体发酵得到的是具有药效的代谢产物 D．槐耳菌质中含有多糖蛋白等多种成分能有效的直接杀死癌细胞 易错分析：生产槐耳菌质的菌种是选育的优良菌株，属于发酵工程而非传统发酵；槐耳颗粒诱导癌细胞凋亡，并非直接杀死癌细胞。 25．两种营养缺陷型菌株LT2和LT22均不能在基本培养基上生长，科研人员在U型管两侧分别培养两种菌株，U型管中央的滤口不允许细菌通过，而DNA等大分子和病毒可自由通过，一段时间后取U型管内的菌株分别接种，结果如下图所示。已知两种菌株均携带P22病毒。下列说法错误的是（　　） 注：phe、trp、tyr、his均为氨基酸，“+”代表可以合成，“-”代表无法合成 A．P22只能侵染LT22菌株，作为载体将遗传信息从一个细菌传递到另一个细菌 B．为了验证菌株是否发生基因重组，可在基本培养基中额外添加phe、trp、tyr进行培养 C．在病毒侵染并裂解细菌的过程中，存在P22无法携带his基因的情况 D．若用LT2菌株P22抗性品系来代替图中的LT2品系，实验结果可能均不出现野生型菌落 易错分析：P22 病毒可侵染两种菌株，作为基因传递载体；验证基因重组需用不含对应氨基酸（phe、trp、tyr）的基本培养基，抗性品系可能阻止病毒侵染。 题组2 细胞工程和胚胎工程 一、单选题 1．科学家为培育耐盐高产的小麦品种，以耐盐的野生小麦（细胞质基因控制耐盐性）和高产的栽培小麦（细胞核基因控制高产）为材料，进行体细胞杂交研究。实验流程如下： ①用纤维素酶和果胶酶处理两种小麦细胞获得原生质体； ②用γ射线处理野生小麦原生质体使其细胞核失活，用碘乙酰胺处理栽培小麦原生质体使其细胞质失活； ③将两种原生质体分别置于含不同荧光标记的培养基培养并筛选，后按1：1比例混合，加入PEG诱导融合； ④将融合后的原生质体在适宜条件下进行培养，最终获得再生植株。 下列分析错误的是（    ） A．步骤①需在低渗溶液中进行原生质体制备 B．步骤④中杂种细胞同时具有两种荧光标记，可通过荧光显微镜筛选 C．步骤④的培养基中需添加适量的生长素和细胞分裂素 D．再生植株的染色体数目应为栽培小麦染色体数 易错分析：制备原生质体需在等渗溶液中进行，避免细胞吸水涨破；野生小麦细胞核失活，再生植株染色体数目与栽培小麦一致。 2．肾移植时机体存在免疫排斥反应。科学家发现，抗CD38单克隆抗体可显著抑制免疫排斥反应，为肾移植临床困境带来曙光，该抗体的制备流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．培养B细胞时为减轻代谢物积累对细胞的伤害，可在培养液中加入抗生素 B．①过程需要用特定的选择培养基筛选，以得到大量的杂交瘤细胞Ⅰ C．②过程需要在体外或小鼠腹腔内进行克隆化培养和抗体检测 D．体外大量培养所需杂交瘤细胞后提取抗CD38单克隆抗体无须裂解细胞 易错分析：杂交瘤细胞需经两次筛选（选择培养 + 抗体检测），体外培养的单克隆抗体存在于培养液中，无需裂解细胞即可提取。 3．野生甜瓜具有极强的抗旱能力，这与其线粒体内的nad基因密切相关，而栽培黄瓜的抗旱能力极弱。用经过α射线处理过的野生甜瓜细胞（MM，M表示染色体组）和栽培黄瓜（NN，N表示染色体组）融合，可获得抗旱黄瓜（NN）。下列说法错误的是（　　） A．甜瓜细胞和黄瓜细胞在融合前需要去除两者的细胞壁 B．用α射线处理的方法可以促进甜瓜细胞与黄瓜细胞融合 C．融合后的抗旱黄瓜（NN）获得了野生甜瓜的细胞质基因 D．抗旱黄瓜的培育离不开植物体细胞杂交和植物组织培养技术 易错分析：α 射线用于诱导基因突变或染色体变异，不能促进细胞融合（常用 PEG 或电激法）；细胞质基因（如 nad 基因）随卵细胞遗传给后代。 4．龙牙蕉香味浓郁，但植株易感枯萎病。某科研团队将贡蕉抗枯萎病的性状整合到龙牙蕉品种中，培育出抗病龙牙蕉新品种，技术流程示意图如下。 下列叙述错误的是（    ） A．制备龙牙蕉和贡蕉原生质体时，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．可用聚乙二醇（PEG）诱导龙牙蕉原生质体和贡蕉原生质体的融合 C．愈伤组织经脱分化诱导生根时，培养基应适当提高细胞分裂素占比 D．杂种细胞经培养发育成杂种植株的过程体现了植物细胞具有全能性 易错分析：植物组织培养中，生长素占比高促进生根，细胞分裂素占比高促进生芽，愈伤组织生根需提高生长素占比。 5．我国科研人员敲除猪成纤维细胞中的肾脏发育关键基因SIX1和SALL1，再采用体细胞核移植技术获得猪早期胚胎，并将人多能干细胞注入其中形成嵌合胚胎，进而在代孕母猪体内培育人源肾脏，技术流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．图示技术流程中包括体外受精、动物细胞培养和胚胎移植技术 B．猪的重构胚需要激活后再移植到经过发情处理的代孕母猪体内 C．形成嵌合胚胎需要依赖人多能干细胞与猪早期胚胎细胞的融合 D．嵌合胚胎会表达猪成纤维细胞和人多能干细胞的全部遗传信息 易错分析：该流程含体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植，无体外受精；嵌合胚胎是将人多能干细胞注入猪早期胚胎，无需细胞融合。 6．科研人员将抑制因子基因导入乌珠穆沁羊受精卵的基因组中，使BMP2基因和PPARG基因（两者调节脂肪细胞的分化）表达减弱，极大地降低了肉脂率，以便符合人们的低脂饮食要求，部分技术路线如图所示，①②③为相关过程。下列叙述错误的是（    ） A．过程①一般需要用Ca2+对受精卵进行处理，以改变其生理状态便于质粒进入 B．细胞体外培养需要95%空气和5%CO2的气体环境，其中CO2可维持培养液的pH C．将早期胚胎移入代孕母羊体内，实质上是胚胎在相同生理环境下空间位置的转移 D．相比于未处理的受精卵发育成的羊，上述代孕母羊的子代的遗传信息发生了改变 易错分析：将重组质粒导入动物受精卵用显微注射法，Ca²+ 处理适用于原核生物；胚胎移植的实质是胚胎在相同生理环境下的空间转移。 7．单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、纯度高、可大量制备等优点，图为单克隆抗体制备过程示意图，下列相关叙述正确的是（　　） 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记忆B细胞 B．利用HAT 选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞可直接用于单克隆抗体制备 C．“生物导弹”中的单克隆抗体能特异性地结合抗原但不能直接杀死肿瘤细胞 D．为提高筛选效果，用96孔板培养杂交瘤细胞时每一个孔中尽量接种多个细胞 易错分析：注射抗原的目的是获取能分泌对应抗体的浆细胞，而非记忆细胞；“生物导弹” 中单克隆抗体仅起定位作用，不能直接杀死肿瘤细胞。 8．辣椒素作为一种生物碱被广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．高产细胞系先在固体培养基中培养，再从中提取辣椒素 B．A为愈伤组织，给予适当光照能进行光合作用 C．①②过程所用植物激素的浓度和比例不同 D．为避免杂菌污染，外植体需用酒精和盐酸进行消毒 易错分析：提取细胞产物（如辣椒素）需用液体培养基，固体培养基用于菌种培养；外植体消毒用酒精和次氯酸钠，盐酸会杀死细胞。 9．科研团队为优化牛体细胞核移植流程，开展相关实验，结果如表所示。已知体细胞核移植的核心是将体细胞核移入去核卵母细胞，再经胚胎培养和移植获得后代，核重编程（已经分化的细胞的细胞核逆转到类似胚胎干细胞的多能性状态的过程）效率直接影响胚胎发育潜能。下列分析正确的是（    ） 实验 分组 供体细胞 类型 卵母细胞 去核时期 胚胎培养 天数 囊胚形成 率/% 移植妊娠 率/% 囊胚内细胞团比例/% 甲组 成纤维细胞 MⅡ期 7 31.2 18.5 35.8 乙组 成纤维细胞 GV期 7 12.7 4.2 22.1 丙组 卵丘细胞 MⅡ期 7 45.6 26.3 42.5 丁组 卵丘细胞 MⅡ期 5 28.9 10.1 28.3 （注：GV期为减数第一次分裂前期的早期阶段） A．雌激素能促进生殖细胞的形成，因此让牛超数排卵时应该多次注射雌激素 B．丁组培养天数缩短导致妊娠率下降，原因是胚胎无法完成基因的选择性表达 C．牛体细胞核移植时，卵母细胞的细胞质可能为核重编程提供关键条件 D．乙组核移植成功率低于丙组，可直接推断卵母细胞去核时期为GV期会导致核移植成功率低于MⅡ期 易错分析：超数排卵需注射促性腺激素，雌激素过多会抑制排卵；对比实验需遵循单一变量原则，乙组与丙组存在两个变量，不能直接推断去核时期的影响。 10．2025年我国科研团队为保护濒危物种黑麂，借助家养山羊开展胚胎工程辅助繁育研究，流程图如下，其中①②代表胚胎发育的某个阶段。下列相关叙述正确的是（　　） A．图中初级卵母细胞可直接应用于核移植和受精过程 B．途径二培育的个体相较于途径一遗传多样性高 C．①和②的形成均需要经过电脉冲刺激处理 D．受体山羊需经配种以创造有利的子宫内部环境 易错分析：初级卵母细胞需发育至 MⅡ 期才能用于核移植和受精；受体山羊需同期发情处理，而非配种，以保证子宫环境适宜。 11．甲植株具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙细胞质中存在抗除草剂基因，为获得兼具有甲乙优良性状的品种，科学家进行如下图实验操作。下列叙述错误的是（　　） A．控制杂种植株优良性状的基因均可通过花粉遗传给后代 B．利用顶芽细胞分裂能力强、病毒少的特点，易获得脱毒杂种苗 C．紫外线照射乙顶芽细胞需控制强度和时间，避免过度照射破坏细胞质中的基因 D．制备原生质体的酶解过程需在较高渗溶液中进行，防止原生质体吸水涨破 易错分析：细胞质基因（如抗除草剂基因）通过卵细胞遗传，不能随花粉传递；制备原生质体的酶解过程需在高渗溶液中，防止吸水涨破。 12．某野生型植物的愈伤组织中，A基因促进M基因表达，进而促进分化生芽。用转基因方法使突变体（A基因功能缺失）过量表达M基因，获得材料甲，并进行相关实验、结果如图，下列结论正确的有（　　） ①野生型愈伤组织分化生芽的过程，与A基因表达有密切关系 ②A基因缺失，即使M基因表达增强，愈伤组织也不能分化生芽 ③基因A、M相互作用，M基因表达的产物调控A基因的表达 ④提高M基因的表达水平，可以缩短愈伤组织分化生芽的时间 A．①④ B．①③ C．②③ D．③④ 易错分析：A 基因缺失会导致愈伤组织无法分化生芽，过量表达 M 基因可缩短分化时间，但不能改变分化能力；基因 A 促进 M 基因表达，二者为调控关系。 13．人的血清白蛋白是一种在人体内含量丰富的血浆蛋白，具有抗炎、抗氧化、维持胶体渗透压、改善微循环和保护心脏等功能。如图是生产人血清白蛋白的图解，下列相关说法不正确的是（　　） A．该过程运用了体细胞克隆技术，接受供体细胞核的是发育到MⅡ期的次级卵母细胞 B．使用电刺激等方法激活重组细胞④使其完成细胞分裂和发育 C．在①进入③之前要用限制酶、DNA连接酶、载体等来构建基因表达载体 D．在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因在受体细胞中完成了表达 易错分析：目的基因导入受体细胞后，检测到基因仅说明导入成功，检测到乳汁中的蛋白质才说明表达成功；重组细胞需激活后才能发育。 14．为验证某口服降压药的效果，科研人员需要大量培育转基因高血压小鼠模型，部分相关过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．图示过程涉及动物细胞培养和细胞融合技术 B．代孕母鼠需要注射促性腺激素使其超数排卵 C．通过胚胎分割技术能使发育成功的小鼠血压顺利升高 D．转基因受精卵的获得涉及超数排卵、体外受精等操作 易错分析：转基因受精卵的获得需超数排卵、体外受精和基因导入，图示过程无细胞融合；胚胎分割不改变基因表达，不会影响小鼠血压。 15．人体的抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆蛋白，作为药物可用于治疗某种血液疾病。我国最先利用乳腺生物反应器生产这种抗凝血酶Ⅲ蛋白，其培育过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．培育过程中，需取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，以检查胚胎性别 B．胚胎移植前，需对供体和受体进行免疫检查，避免发生免疫排斥反应 C．细胞在透明带内进行有丝分裂，细胞数量增加，细胞体积基本不变 D．利用乳腺生物反应器生产人抗凝血酶Ⅲ蛋白属于基因工程的应用 易错分析：乳腺生物反应器需培育雌性个体，核移植时选择雌性供体细胞，无需性别鉴定；受体对同种胚胎无免疫排斥反应，无需免疫检查。 二、多选题 16．抗白细胞介素-6（IL-6）单克隆抗体是一种专门针对IL-6的抗体，这种抗体能够特异性地识别并结合到IL-6上，从而阻止其与细胞表面受体的结合，达到抑制IL-6生物活性的效果，用于治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、强直性脊柱炎等自身免疫性疾病。下图是制备抗IL-6单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是（　　） A．过程①给小鼠注射IL-6的目的是使小鼠产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞 B．过程③可用聚乙二醇或灭活病毒诱导淋巴细胞和骨髓瘤细胞的专一性融合 C．过程④在特定的选择培养基上培养，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡 D．单克隆抗体可用于疾病的治疗和运载药物，具有位置准确、疗效高、毒副作用小的优点 易错分析：细胞融合无专一性，聚乙二醇或灭活病毒可诱导多种细胞融合；选择培养基可淘汰未融合的亲本细胞和同种融合细胞，仅保留杂交瘤细胞。 17．单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体，但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如下图。下列叙述错误的有（　　） A．过程①中，用于受精的卵母细胞通常需处于MⅡ期 B．过程①卵母细胞的透明带和卵细胞膜之间含有1个第二极体 C．该操作涉及体外受精、动物细胞培养等技术 D．过程④分离出的单倍体胚胎干细胞可用于研究父源基因印记在发育中的作用 易错分析：受精后卵母细胞完成减数第二次分裂，透明带与卵细胞膜间有 1 个第一极体和 1 个第二极体；该单倍体胚胎干细胞不含父源基因，用于研究母源基因印记。 18．心血管疾病是造成我国成年人死亡的最主要因素之一。清华大学用不含胰岛素的AATS分化体系（如图所示）诱导取自患者体内的多能干细胞分化产生血管细胞（主要为血管内皮细胞和平滑肌细胞），分化率高达98%，为治疗心血管疾病提供了广阔的应用前景。下列有关AATS分化体系的叙述正确的是（　　） A．诱导产生的血管内皮细胞具备接触抑制的生长特点 B．该技术说明中胚层前体细胞是具有全能性的细胞 C．移植运用该技术得到的血管一般不会发生免疫排斥反应 D．该体系所用培养液必须含有从健康机体内获取的血清 易错分析：血管内皮细胞具有接触抑制特性，避免异常增殖；中胚层前体细胞仅分化为两种细胞，不体现全能性；自身干细胞培育的血管无免疫排斥。 19．百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系，科研人员探究了避光与昼夜节律（16h光照和8h黑暗）对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见下图。下列相关叙述正确的是（　　） A．愈伤组织诱导过程中基因发生选择性表达，该过程也可发生基因突变和染色体变异 B．实验所用的培养基通常为固体培养基，且培养基中的生长素和细胞分裂素比例适中 C．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖，且蔗糖的添加量要一致 D．昼夜节律处理下百岁兰脱分化和再分化的速率更快，愈伤组织生长更好 易错分析：愈伤组织无叶绿体，不能光合作用，无需光照；实验中蔗糖添加量为无关变量，需保持一致；曲线图仅体现脱分化速率，无法判断再分化。 20．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。下列叙述正确的是（　　） A．一般采用注射促性腺激素处理A使其超数排卵 B．过程①若表示体外受精，则需要将C野化单峰骆驼的精子进行获能处理，才能与处于MⅡ期卵母细胞发生受精作用 C．②过程通过显微操作去除卵母细胞核 D．可将重构胚进行胚胎分割获得更多后代F，从而增加生物多样性 易错分析：超数排卵用促性腺激素，体外受精需精子获能和卵母细胞成熟；胚胎分割获得的后代遗传物质相同，不能增加生物多样性。 21．人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列有关说法错误的是（    ） A．①过程常用灭活的病毒，④过程后要进行胚胎移植 B．②过程筛选出的杂交瘤细胞都能产生抗HCG抗体 C．③过程用96孔板培养杂交瘤细胞过程中，每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞，甚至有的孔中可以没有细胞 D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染 易错分析：单克隆抗体制备无需胚胎移植，体外培养或腹腔培养即可；选择培养基筛选的杂交瘤细胞需进一步抗体检测，并非都能分泌目标抗体；抗生素用于防细菌污染。 22．深圳清华大学研究院研发的全球首台类器官3D打印机在第26届中国国际高新会上首次亮相，引起轰动。目前，生物3D打印技术打印心脏时采用的“生物墨水”是由干细胞与营养因子等材料组成的混合物。生物3D打印技术还包括植物细胞打印（如图）等，下列有关叙述正确的是（　　） A．营养因子中应包含糖类、氨基酸、无机盐等物质 B．培养“生物墨水”中的动、植物细胞均应考虑温度、pH等条件 C．题中动、植物细胞打印成组织、器官等均体现了细胞的全能性 D．通常悬浮培养时需用酶将培养的组织或器官分散成单个细胞或细胞团 易错分析：打印组织器官未发育成完整个体，不体现细胞全能性；植物细胞有细胞壁，不能用酶分散成单个细胞，动物细胞可用胰蛋白酶。 23．双歧杆菌是一类具有抗肿瘤作用的肠道微生物。研究人员从双歧杆菌中提取出双歧杆菌脂磷壁酸（LTA），取不同浓度的LTA加入细胞培养液中培养人的癌细胞，实验结果如下图所示，下列有关叙述错误的是（　　） A．LTA的合成需要核糖体、内质网和高尔基体的参与 B．该实验的自变量和因变量分别是LTA浓度和细胞增殖抑制率 C．为增加实验的严谨性，应增设一个不添加LTA的对照组 D．与正常人相比，某些肠道菌群失调的人患肿瘤的概率可能会增加 易错分析：双歧杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不能合成复杂分泌蛋白；实验自变量包括 LTA 浓度和处理时间，需增设空白对照组。 24．研究人员将小麦精细胞、小麦卵细胞、水稻卵细胞融合成合子，并培育成杂种植株，过程如下图。相关叙述正确的是（    ） A．图中三种生殖细胞无细胞壁，可直接电融合形成杂交合子 B．电融合法诱导细胞融合属于物理法，其原理是细胞膜的流动性 C．杂交合子脱分化形成愈伤组织，再分化形成球状胚 D．杂种植株中小麦的遗传物质可与水稻细胞质的遗传物质共存 易错分析：生殖细胞无细胞壁，可直接电融合；电融合利用细胞膜的流动性，属于物理法；杂种植株中小麦核基因与水稻细胞质基因可共存。 25．线粒体病大多属于母系遗传，一旦母体存在缺陷，婴儿也会受到影响，线粒体捐赠治疗有望根除线粒体病，其基本操作流程如图所示。下列说法错误的是（　　） A．线粒体捐赠者携带的血友病致病基因不会遗传给线粒体功能正常的婴儿 B．重组卵母细胞受精完成的标志是出现两个极体或者雌、雄原核融合 C．线粒体功能正常的婴儿具有捐赠者的质基因和父母的全部核基因 D．母亲和捐赠者通常都需注射促性腺激素释放激素来获得更多的卵母细胞 易错分析：受精完成的标志是雌、雄原核融合，出现两个极体是受精的标志；婴儿含父母部分核基因（减数分裂导致）和捐赠者细胞质基因；超数排卵用促性腺激素，而非促性腺激素释放激素。 题组3 基因工程 一、单选题 1．科学家利用转基因生菜作为生物反应器生产人胰岛素时，依据植物偏好密码子（编码同种氨基酸的多个密码子中，生物优先高频使用的特定密码子）的原理对人胰岛素基因进行改造，提高胰岛素基因在植物细胞中的表达效率。对改造后的胰岛素基因进行一系列操作以构建基因表达载体（部分过程如图所示），再通过农杆菌转化法转入生菜细胞中表达人胰岛素。 下列说法正确的是（    ） A．改造后的人胰岛素基因表达产物与天然胰岛素的氨基酸序列不完全相同 B．构建质粒3的过程中可使用HindⅢ和XbaⅠ两种酶切割质粒1和质粒2 C．使用含有卡那霉素或潮霉素的培养基筛选导入目的基因的生菜细胞 D．农杆菌T-DNA上添加复制原点才能使目的基因在生菜细胞中复制 易错分析：密码子简并性使得改造植物偏好密码子后，氨基酸序列不变；筛选导入目的基因的生菜细胞需用潮霉素（T-DNA 上的标记基因），卡那霉素抗性基因未整合。 2．“逆折叠AI模型”依据自然界中已知的大量“序列-结构”对应关系，学习到氨基酸序列与最终三维结构之间复杂的对应关系，使该模型能从目标蛋白质的结构出发，快速生成大量可能折叠成该结构的氨基酸序列，实现了蛋白质工程的自动化和标准化。下列说法正确的是（　　） A．生成目标氨基酸序列需要肽键的结构、氨基酸的性质与数目为依据 B．从蛋白质的三维结构到氨基酸序列，AI模型依据的原理是中心法则 C．氨基酸发生替换后，蛋白质的结构和功能可能不会因此而发生改变 D．该模型预测蛋白质的结构并直接设计改造蛋白质，而不用改造基因 易错分析：逆折叠 AI 模型从蛋白质结构推导氨基酸序列，与中心法则方向相反；氨基酸替换若发生在非关键位点，蛋白质结构和功能可能不变。 3．在蛋白质特定位置的氨基酸侧链基团上安装一个分子接头，诱导蛋白质主链发生局部环化的技术，可改变蛋白质局部的折叠方式从而调控其功能。下列有关此技术的叙述正确的是（    ） A．改造蛋白质需要通过基因工程来实现 B．适用于改造任意氨基酸序列的蛋白质 C．可能导致蛋白质分子内氢键数量发生变化 D．改变了氨基酸的种类和数量从而改变蛋白质的功能 易错分析：该技术直接修饰蛋白质侧链基团，无需通过基因工程；不改变氨基酸的种类和数量，仅改变空间构象。 4．研究表明，COX-2基因与肿瘤细胞的迁移有关，科研人员通过构建COX-2基因表达载体（如图），用于进一步研究COX-2基因表达产物对肿瘤细胞迁移的作用机制。图中1链为转录的模板链，BamHⅠ、SacⅠ为限制酶识别序列，LacZ基因表达产物可使显色剂X-gal变蓝。下列说法正确的是（    ） A．通过PCR扩增COX-2基因片段，需要加入引物A和引物D B．为构建COX-2表达载体，需在与1链结合的引物的5'端添加BamHⅠ识别序列 C．在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落 D．在含X-gal培养基中长出的蓝色菌落含重组质粒 易错分析：PCR 引物需与模板链两端互补，且延伸方向指向扩增区域；重组质粒破坏 LacZ 基因，蓝白筛选中呈白色，未重组质粒呈蓝色。 5．CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（    ） A．Cas9蛋白的作用相当于限制酶 B．复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合 C．将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是农杆菌转化法 D．利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中 易错分析：农杆菌转化法用于将重组质粒导入植物细胞，导入大肠杆菌需用转化法（Ca²+ 处理）；Cas9 蛋白功能类似限制酶，切割磷酸二酯键。 6．马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展栽培马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。结合下图分析，下列叙述错误的是（    ） 限制酶 识别序列及切割位点 BglⅡ EcoRⅠ XbaⅠ A．PCR扩增S基因时，需要模板、引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等 B．为保证S基因正确插入载体中，需对其上游引物的5′端添加碱基序列5′-GAATTC-3′ C．用含重组Ti质粒的农杆菌侵染栽培马铃薯后，利用抗性基因2筛选成功转化的细胞 D．将已转化的马铃薯与普通栽培马铃薯种植在寒冷条件下可检验S基因是否发挥作用 易错分析：S 基因内部含 XbaⅠ 酶切位点，不能用该酶切割；PCR 引物需在 5' 端添加酶切位点，上游引物应添加 BglⅡ 识别序列（5'-AGATCT-3'）。 7．不对称PCR常用于制备DNA探针。在PCR反应体系中加入一对数量不相等的引物（如图所示），第一阶段，扩增产物是双链DNA，当限制性引物耗尽后进入第二阶段，此时非限制性引物将引导合成大量单链DNA探针。 下列叙述错误的是（    ） A．为标记DNA探针，可掺入含32P的dNTP B．第一阶段的扩增以DNA的两条链为模板 C．限制性引物的作用是增加第二阶段扩增的模板 D．制备的单链DNA探针与目标DNA的链互补 易错分析：限制性引物耗尽后才合成单链探针，单链探针与模板链的互补链序列相同；PCR 第一阶段以 DNA 两条链为模板，合成双链 DNA。 8．科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。下列相关叙述错误的是（　　） A．赖脯胰岛素在受体工程菌的核糖体上合成 B．通过蛋白质工程获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③ C．必须先合成天然胰岛素基因，再定点突变获得赖脯胰岛素基因 D．物质a是mRNA，物质b是多肽链，二者序列对应关系由密码子决定 易错分析：蛋白质工程可直接合成带突变位点的基因，无需先合成天然基因；流程是从预期功能→蛋白质结构→氨基酸序列→基因改造。 9．真核生物的基本启动子没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达，如下图甲所示。下列说法正确的是（　　） A．增强子的位置只能位于基本启动子的上游，从而激活启动子驱动基因转录 B．增强子通过与特定的基本启动子作用来调控基因表达 C．增强子在不同组织中的活性不同的根本原因是基因的选择性表达 D．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段，能与RNA聚合酶结合激活启动子 易错分析：增强子可位于基本启动子的上游或下游，与特定蛋白质结合而非 RNA 聚合酶；增强子的组织特异性根本原因是基因选择性表达。 10．Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的一种基本方法，双脱氧核苷三磷酸（如图甲）在人工合成DNA体系中，可脱去两个磷酸基团形成双脱氧核苷酸并释放能量，双脱氧核苷酸可使DNA子链延伸终止。在人工合成DNA体系中，有适量某单链模板、某一种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）和四种正常脱氧核苷三磷酸（dNTP），反应终止时对合成的不同长度子链进行电泳（结果如图乙）。下列说法错误的是（    ） A．新合成的子链均只含一个游离的磷酸基团 B．测得单链模板的未知碱基序列为 C．ddNTP与dNTP竞争的结合位点位于核苷酸链的3'端 D．双脱氧核苷酸与模板链上的碱基配对后无法与下一位核苷酸反应形成磷酸二酯键 易错分析：ddNTP 与 dNTP 竞争核苷酸链的 3' 端，因无游离羟基导致链延伸终止；模板链序列需根据电泳结果（片段长度）和碱基互补配对推导。 二、多选题 11．人的血清蛋白（HSA）具有重要的医用价值。研究人员欲用乳腺生物反应器来大量生产HSA。如图为目的基因（箭头表示切割后形成具有完全不同末端的3种限制酶的切割位点）及建构的重组质粒。下列有关叙述错误的是（    ） A．能识别并切割特定脱氧核苷酸序列中的氢键 B．相比仅用构建重组质粒，用和准确率更高 C．图中①③④分别为质粒上的启动子、终止密码子和标记基因 D．将最终获得的重构胚移植到代孕个体内，无须注射免疫抑制剂 易错分析：限制酶切割磷酸二酯键，而非氢键；终止子是 DNA 序列（调控转录终止），终止密码子是 RNA 序列（终止翻译），二者不可混淆。 12．dCas9蛋白能在向导RNA的作用下结合基因组DNA的特定位点，进而抑制基因表达。科研人员欲利用图中质粒调控小鼠细胞中M基因的表达，下列叙述错误的是（    ） A．使用EcoRⅠ对M基因和质粒进行切割，加入DNA连接酶后得到的都是重组质粒 B．dCas9蛋白在向导RNA的引导下与基因组DNA通过碱基互补配对方式而结合 C．在含潮霉素的培养基上存活的细胞是含有重组质粒、M基因表达量降低的受体细胞 D．可用含重组质粒的细胞为实验组、M基因正常表达的细胞为对照组探究M基因的功能 易错分析：限制酶切割后连接，可能产生目的基因自连、质粒自连产物，并非都是重组质粒；dCas9 通过向导 RNA 结合 DNA，自身不进行碱基配对。 13．图甲为培育转基因生物时选用的载体，图乙是含有目的基因的一段DNA序列，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述正确的是（    ） A．若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物a和引物c B．构建表达载体时应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶 C．图乙中一个DNA分子在PCR仪中经过四轮复制得到所需目的基因的分子数为8个 D．只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞 易错分析：PCR 引物需指向扩增区域，引物 a 和 c 符合要求；重组质粒破坏氨苄青霉素抗性基因，筛选需结合含四环素和氨苄青霉素的培养基。 14．重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，经过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法。利用该技术可以实现基因的定点诱变，其操作步骤如下图所示。下列说法错误的是（    ） A．PCR1和PCR2在同一个系统里面进行以便重叠延伸 B．通过PCR2能得到产物CD至少经过3次DNA的复制 C．取AB上链和CD下链加入引物再次扩增即可得到产物AD D．根据诱变基因单链的3'→5'方向来设计引物a和引物d 易错分析：PCR1 和 PCR2 需分开进行，避免引物 b 和 c 互补配对；重叠延伸无需额外添加引物，AB 和 CD 的互补片段可互为引物；引物方向为 5'→3'，需根据诱变基因单链的 3'→5' 方向设计。 15．巨噬细胞表面的CD23识别到白色念珠菌（一种真菌）后，其细胞内的一氧化氮合酶会被激活，产生一氧化氮，从而杀灭真菌。研究人员用白色念珠菌感染野生型小鼠和JNK（一种蛋白激酶）基因敲除小鼠，采集了感染前后两种小鼠血细胞中的mRNA，利用RT-PCR技术扩增CD23基因，过程和结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．巨噬细胞、树突状细胞、B细胞都是具有摄取、处理、呈递抗原能力的免疫细胞 B．过程Ⅱ中对1个单链cDNA进行20次循环，理论上需要消耗219个引物B C．未感染时，野生型小鼠和JNK基因敲除小鼠CD23基因的数量可能相同 D．临床中可以使用JNK蛋白激酶活性剂治疗白色念珠菌引起的感染 易错分析：巨噬细胞、树突状细胞、B 细胞均为抗原呈递细胞；PCR 循环中，1 个单链 cDNA 经 n 次循环，引物消耗为 2(n-1)；JNK 基因抑制 CD23 基因表达，需用抑制剂治疗感染。 三、解答题 16．副猪格拉瑟菌(GPS)是定植于猪上呼吸道的一种病原菌，其细胞膜上的寡肽渗透酶(OppA)具有良好的免疫原性。为增加OppA 基因表达量，研究人员利用质粒和外源片段、强启动子构建了可以高表达OppA的GPS菌株。质粒、限制酶识别序列及酶切位点、OppA 基因如图所示。请回答下列问题： (1)构建OppA 基因过表达载体时，选择 Hind Ⅲ进行酶切 (填“合适”或“不合适”)，理由是 。结合图分析，应该选择 这两种限制酶切割质粒。 (2)已知OppA 基因的甲链为编码链(与模板链互补的DNA链)，图中OppA 基因的转录方向是 (填“从左往右”或“从右往左”)。据图分析，利用PCR 扩增OppA基因时所需的引物组合是 。 (3)为便于与质粒连接，需对引物进行特殊处理，在其中一种引物的5'端需添加 识别序列和强启动子，另一种引物的5'端需添加 识别序列。已知OppA 基因甲链的碱基序列为5'-TTACAGCGCTCC-3'，强启动子的碱基序列为5'-CATGC-3'，请写出OppA 基因上游引物的15个碱基序列：5'- -3'。 (4)为了筛选出正确串联了强启动子、OppA 基因的重组质粒菌落，研究人员用含有不同抗生素的平板进行筛选，表中平板类型b和d加入的抗生素分别是 、 ，得到 M、N、O三类菌落，其生长状况如下表所示(+表示生长，一表示不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是 (填“M”“N”或“O”)类。 平板类型 菌落类型 M N O a．无抗生素 + + + b． 一 + + c．氨苄青霉素 一 + 一 d． 一 + 一 易错分析：选择限制酶时需避免破坏全部标记基因，HindⅢ 会破坏两种抗性基因，故不合适；PCR 引物需添加对应的酶切位点，且方向需匹配转录方向；筛选时重组质粒破坏氨苄青霉素抗性基因，仅能在含卡那霉素的培养基上生长；上游引物需依次添加 BamHⅠ 识别序列、强启动子和与模板互补的序列。 17．2025年，Arc研究所团队开发出新型基因编辑工具——桥接重组酶，突破了传统CRISPR技术只能进行“小修补”的局限。该技术利用桥接RNA（bRNA）同时识别两个不同的DNA位点，实现对长达百万碱基对的基因组区域进行插入、删除、翻转等复杂操作。研究人员利用桥重组酶成功治疗了由GAA序列异常扩增引起的弗里德赖希共济失调，清除了超过80%的致病重复序列。这一成果为遗传病治疗提供了全新策略。回答下列问题。 (1)桥接重组酶系统由桥接RNA（bRNA）和桥接重组酶组成（如图1），其中bRNA由 条核糖核苷酸链构成，分子中出现TBL和DBL两个环的原因是 。bRNA具有“向导”的作用，能够特异性识别DNA位点。桥接重组酶是切割DNA分子的“分子手术刀”，其切割的化学键是 。 (2)在基因工程操作中，若要将桥接重组酶组件导入人类细胞，通常需要构建 ，该组件中除桥接重组酶基因外，还应包含 （答出2点即可）等调控元件，以确保基因的正确表达。 (3)研究人员在验证桥接重组酶编辑效果时，提取细胞DNA后进行PCR扩增，需选用与模板链结合的引物（如图2），①~④中合适的引物是 ，原因是 。 (4)综合上述信息，桥接重组酶技术在遗传病治疗外的另一个潜在应用领域是 （答出1点即可）。 易错分析：bRNA 为单链结构，环的形成是因局部碱基无法互补配对；基因表达载体需含启动子、终止子等调控元件，确保基因正确表达；PCR 引物需与模板链 3' 端结合，延伸方向为 5'→3'；桥接重组酶技术可用于癌症治疗、农业育种等领域，实现基因组复杂操作。 18．某科研团队在研究一种X染色体显性单基因遗传病时，发现该病患者的相关基因发生了如图1所示的结构变化，从而使编码蛋白质功能异常，引发疾病。回答下列问题： (1)上述基因突变的具体类型是 。若一名男性患该病，则理论上该男性的 （填“父亲”或“母亲”）也患该病。 (2)为研究该突变基因，科研团队计划利用相关技术对其进行构建并扩增，构建过程如图2所示。请据图写出引物1的全部碱基序列： （按照由5′端到3'端的顺序）。至少经过 轮PCR才能得到突变的基因。 (3)科学家尝试运用CRISPR/Cas9（由向导RNA和Cas9蛋白构成，其中向导RNA能靶向识别目标基因，Cas9蛋白可发挥酶的作用，使相关键断裂）技术对突变基因进行修复。基本思路是人工编码正确的碱基序列，并将其和突变基因一起导入细胞，然后运用CRISPR/Cas9技术，通过同源重组修复（碱基序列高度相似的两条DNA链互相交换相应遗传片段）来精确修正突变。由题意可知，Cas9蛋白可使 键断裂。若人工编码的碱基序列错误，导致突变位点在被修复的同时，修复位点下游不远处的一个碱基被替换，这会导致修复后的该基因编码的蛋白质的活性几乎全部丧失，原因可能是 。 易错分析：基因突变类型为碱基缺失，X 染色体显性遗传病男性患者的致病基因必来自母亲；PCR 引物需与模板链互补，且至少经 4 轮 PCR 才能获得完整突变基因；Cas9 蛋白切割磷酸二酯键，碱基替换可能导致终止密码子提前出现，使蛋白质活性丧失。 19．泰番3号是基因编辑番茄品种，通过CRISPR/Cas9技术精准编辑特定基因，显著提升了抗病性和果实品质，部分培育过程如图所示。回答下列问题： (1)图中步骤①设计的RNA序列称为向导RNA（sgRNA），其作用是 。步骤③④中Cas9蛋白的功能类似于基因工程中的 酶，二者都可以催化 键水解。sgRNA的序列与靶DNA特定碱基序列部分结合，结合区域最多含 种核苷酸。 (2)与传统转基因技术相比，泰番3号的培育过程未引入外源基因，其本质是通过 实现基因功能的精准调控，该技术的优势有 （答出1点）。若番茄细胞中其他DNA含有与sgRNA互补的序列，则可能造成 。 易错分析：sgRNA 的作用是引导 Cas9 蛋白定位到靶 DNA，Cas9 蛋白类似限制酶切割磷酸二酯键；基因编辑技术不引入外源基因，安全性高、育种周期短，但可能存在非目标位点编辑风险；结合区域含 RNA 和 DNA 的核苷酸，共 8 种。 20．抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1抗除草剂转基因玉米的技术流程。 注：内含子是真核生物基因的非编码序列，可被转录，在mRNA加工中被剪切掉，仅发生于真核生物细胞内。 (1)构建含除草剂抗性基因的表达载体，传统的方法是目的基因通过限制酶与 酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列 （“能”或“不能”）出现在目的基因内部，否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列，可通过 技术在引物的 （“3’端”或“5’端”）添加相应限制酶识别序列，以便构建表达载体。 (2)为了减少限制酶识别序列的影响，科研人员研发了新的DNA 重组方法：无缝克隆In-Fusion 技术（图2），其中 In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接，类似同源重组。 ①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法，其优点有 （可多选） 。 A．免去传统方法双酶切的繁杂操作     B．同源重组，保证目的片段插入载体时方向正确 C． 如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部，该技术可克服传统方法的局限性 ②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子，首先获得了3种DNA 分子如图3，然后混合进行 In-Fusion 反应。如果引物2上额外添加的片段对应于 GUS基因中加粗的e片段，那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段 。完成重组反应后，将产物表达载体加入经过 处理的农杆菌中。 ③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落，可以选取引物 扩增目的基因并电泳检测。 (3)农杆菌转化愈伤组织时，用含 的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织（假阳性）也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS 表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，则排除假阳性的原理是：报告基因GUS在 细胞中表达，而在农杆菌中不表达，因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织，假阳性的农杆菌 （出现/不出现） 易错分析：构建表达载体时，限制酶识别序列不能出现在目的基因内部，引物需在 5' 端添加酶切位点；无缝克隆无需双酶切，可克服目的基因内部含酶切位点的问题；筛选转化愈伤组织用含除草剂的培养基，GUS基因仅在真核细胞表达，可排除农杆菌残留导致的假阳性；PCR 检测需选择能扩增融合基因的引物组合（如引物 1 和 4）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 消灭易错六 生物技术与工程 三大题组易错扫除 题组1 发酵工程 题组2 细胞工程和胚胎工程 题组3 基因工程 题组1 发酵工程 一、单选题 1．黄曲霉毒素B1（AFB1，）是由黄曲霉等产生的强毒性次生代谢物，常见于发霉的谷物等粮食中，是已知的强致癌物。科研人员分离出了能够分解AFB1的菌种A，并尝试从菌种A中获取能够降解AFB1的物质。制备菌种A悬液进行分组实验，实验处理及检测结果如图。下列叙述正确的是（    ） A．黄曲霉毒素是黄曲霉生长所必需的产物 B．分离菌种A需用以AFB1为唯一碳源的鉴别培养基 C．利用涂布器蘸取适量菌种A的浸出液，涂布到培养基中 D．菌种A中降解AFB1的物质是不耐高温的蛋白质 【答案】D 【详解】A、黄曲霉毒素是次级代谢产物，不是黄曲霉生长必需的产物，A错误； B、分离菌种A需用以AFB1为唯一碳源的选择培养基，B错误； C、涂布器只可用于涂布，不可用于蘸取浸出液，C错误； D、根据图示结果可以看出，降解AFB1的物质不耐高温且会被蛋白酶降解，推测其化学本质是蛋白质，D正确。 易错分析：区分次级代谢产物（非生长必需）与初级代谢产物；选择培养基用于分离菌种，鉴别培养基用于鉴定，涂布器仅用于涂布不能蘸取菌液。 2．根据微生物发酵时对氧气的需求不同，可将微生物发酵分为好氧发酵和厌氧发酵。下列叙述正确的是（    ） A．生产单细胞蛋白时，酵母菌以淀粉或纤维素的水解液为原料进行好氧发酵 B．果酒发酵时，应利用葡萄皮上的野生酵母菌直接进行厌氧发酵 C．果醋发酵时，当氧气和糖源都缺少时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸 D．泡菜制作时，在坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内醋酸菌进行厌氧发酵 【答案】A 【详解】A、单细胞蛋白生产利用酵母菌在好氧条件下发酵，原料常为淀粉或纤维素水解液（如葡萄糖），A正确； B、自然发酵中的菌种来自于附着在葡萄皮上的野生酵母菌，但通常在前期通入氧气使其大量繁殖，后期再隔绝氧气进行厌氧发酵，B错误； C、醋酸菌为好氧菌，氧气充足时，糖源丰富则直接氧化葡萄糖产乙酸；糖源不足时将乙醇氧化为乙醛，再转变为乙酸。醋酸菌需氧，氧气缺乏会导致代谢停止，所以不能缺少氧气，C错误； D、泡菜发酵由乳酸菌主导，坛沿注水形成水封以隔绝氧气，醋酸菌为好氧菌无法在此条件下生长，D错误。 易错分析：果酒发酵前期需通氧让酵母菌增殖，后期厌氧产酒精；醋酸菌为好氧菌，缺氧无法代谢，泡菜发酵的核心菌种是乳酸菌而非醋酸菌。 3．双乙酰含量过高会导致啤酒出现“馊饭味”。科学家通过改造获得了低表达ILV2(α-乙酰羟酸合成酶)基因的酵母菌，使双乙酰量下降58%。下图表示酿造低双乙酰啤酒的大致流程。下列叙述错误的是（　　） A．焙烤是为了杀死种子的胚，且不使α-淀粉酶失活 B．加入的啤酒花具有调节啤酒风味的作用 C．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 D．低表达ILV2 基因可能是通过DNA甲基化干扰RNA聚合酶与起始密码子结合来实现的 【答案】D 【详解】A、焙烤的目的是杀死麦芽胚（避免其萌发消耗营养），同时需保留α-淀粉酶的活性（以便后续糖化分解淀粉），A正确； B、啤酒花能赋予啤酒独特的苦味、香气，同时具有一定防腐作用，可调节啤酒风味，B正确； C、主发酵阶段是酵母菌快速繁殖、利用糖分进行酒精发酵（分解糖产生酒精等代谢物）的主要阶段，后发酵主要是风味物质的进一步形成，C正确； D、DNA甲基化主要干扰RNA聚合酶与启动子的结合（抑制转录），而非与起始密码子结合（起始密码子是翻译的起点），D错误。 易错分析：焙烤需保留 α- 淀粉酶活性以分解淀粉；DNA 甲基化干扰 RNA 聚合酶与启动子结合（转录阶段），起始密码子是翻译起点，二者不可混淆。 4．农业生产中使用的除草剂不易被降解，长期使用会导致土壤污染。选取降解除草剂的菌种成为修复除草剂污染土壤的关键，如图为筛选降解除草剂菌种的流程。下列说法错误的是 （　　） A．样品应选自长期使用除草剂的农田 B．过程Ⅰ接种时总共灼烧接种环 6 次 C．过程Ⅱ应挑取 5 号区域的菌落进行接种培养 D．用过程Ⅱ所使用的接种方法统计菌落数时结果偏大 【答案】D 【详解】A、长期使用除草剂的农田中，能降解该除草剂的菌种数量更多、更容易筛选到目标菌种；普通农田中这类菌种占比极低，不利于筛选，A正确； B、过程Ⅰ划线操作，并且共划了5个区域，那么在每次划线前后均需要对接种环进行灼烧灭菌，因此总共需要灼烧接种环6次，B正确； C、平板划线法中，越靠后的划线区域（如5号区域），菌种稀释度越高，得到的菌落更可能是单菌落（纯培养），适合进一步接种培养，C正确； D、平板划线法不能用来计数，D错误。 易错分析：平板划线法不能用于菌落计数，仅能分离单菌落；划线区域越靠后（如 5 号区域），菌种稀释度越高，单菌落概率越大。 5．血管生成素（ANG）是一种很强的促血管生成因子，具有促进伤口愈合、保护神经元以及抗细菌感染等活性。人们可以在大肠杆菌中表达重组血管生成素（rhANG），实现rhANG的规模化生产。发酵罐中培养基是影响菌体生长及产物表达的主要因素之一，选用LB、SOB、SOC、2×YT、高浓度肉汤、M9、M9'7种培养基进行大肠杆菌工程菌的培养，比较不同培养基对rhANG表达及菌体量的影响，结果如图所示。下列分析错误的是（    ） A．配制7种不同的培养基，都不需要加入凝固剂 B．采用2×YT培养，菌体干重最大 C．采用SOB培养基， rhANG表达量最高 D．与SOB相比，2×YT作为培养基产量更高 【答案】D 【详解】A、发酵罐中进行的是液体培养，在液体培养基的配制过程中不需要加入凝固剂，只有制备固体培养基时才需要加入凝固剂（如琼脂）。所以配制这7种不同的培养基用于发酵罐培养大肠杆菌工程菌时，都不需要加入凝固剂，A正确； B、从柱形图中可以看出，以“菌体干重”为指标，2×YT培养基对应的白色柱形图高度最高，这表明采用2×YT培养时，菌体干重最大，B正确； C、观察柱形图中“rhANG蛋白表达量”（深灰色柱形图），可以发现采用SOB培养基时，rhANG蛋白表达量最高，C正确； D、由题图可知，采用SOB培养基，rhANG表达量最高，约占菌体总蛋白的16.6%，虽然菌体干重略小于2×YT培养基，但rhANG表达总量最大，所以选用SOB作为发酵培养基，可获得更高产量，D错误。 易错分析：发酵罐使用液体培养基，无需添加凝固剂；rhANG 产量需结合蛋白表达量和菌体干重综合判断，并非单一指标最优则产量最高。 6．酱油在发酵过程中会产生色胺、组胺、酪胺等生物胺，当人体摄入过量的生物胺，尤其是同时摄入多种生物胺时，会引起头痛、恶心、心悸、血压变化、呼吸紊乱等过敏反应，严重时还会危及生命。科学家们将基因工程菌生产的多铜氧化酶添加至酱油中，可有效降解酱油中的多种生物胺。下图为不同pH下的多铜氧化酶活性，相关分析错误的是（    ） A．将基因工程菌接种至培养基中，收集并破碎菌体细胞可获得酶液 B．与pH=4相比，多铜氧化酶在pH=3时降低化学反应活化能的作用更显著 C．pH>5时多铜氧化酶活性迅速下降，原因是该酶的空间结构遭到破坏 D．多铜氧化酶可有效降解酱油中的多种生物胺，说明其不具有专一性 【答案】D 【详解】A、基因工程菌合成的多铜氧化酶若为胞内酶，需破碎菌体才能获得酶液，A正确； B、酶的催化作用是降低化学反应活化能，相对活性越高，催化效果越显著；pH=3 时酶相对活性高于 pH=4，故其降低活化能的作用更显著，B正确； C、pH 过高会破坏酶的空间结构，导致酶活性下降，C正确； D、酶的专一性是指一种酶催化一种或一类化学反应；多铜氧化酶降解 “多种生物胺”，属于催化 “一类物质” 的反应，仍具有专一性，D错误。 易错分析：酶催化 “一类物质”（如多种生物胺）仍具备专一性，不可误判为无专一性；pH>5 时酶活性下降是因空间结构被破坏，不可逆。 7．为研究添加有机酸对泡菜品质的影响，研究者以未添加有机酸的发酵萝卜泡菜为对照，在老母水（反复使用的泡菜水）中添加0.089mol/L的不同有机酸（乳酸、乙酸、柠檬酸）来制作发酵萝卜泡菜，部分实验结果如图1、2所示。下列叙述错误的是（　　） A．为保证泡菜不被杂菌污染，使用的器具都需提前进行灭菌处理 B．加入柠檬酸能促进泡菜的发酵，且比CK组的亚硝酸盐含量低 C．与加入乙酸相比，加入乳酸组发酵速度更快但5d亚硝酸盐含量略高 D．加入3种有机酸，均可加速发酵进程且加入乙酸效果最佳 【答案】D 【详解】A、为保证泡菜不被杂菌污染，使用的器具都需提前进行灭菌处理，A正确；    B、由图2可知，加入柠檬酸能促进泡菜的发酵，且比CK组的亚硝酸盐含量低，B正确；    C、由图1可知，与加入乙酸相比，加入乳酸组发酵速度更快，但5d亚硝酸盐含量略高，C正确；    D、由图1可知，加入乙酸的第五天还原糖的含量做高，故其发酵利用还原糖的效果最差，D错误。 易错分析：结合图表分析，乙酸组第五天还原糖含量最高，发酵利用还原糖效果最差；需对比不同有机酸对发酵速度和亚硝酸盐含量的双重影响。 8．猕猴桃原产于我国，是一种具有较高营养价值的水果。某工厂采用液体发酵法酿制猕猴桃风味醋饮品，提高了猕猴桃的经济价值，酿造工艺流程如图所示，I、Ⅱ、Ⅲ、IV为相关过程。下列相关叙述错误的是（    ） A．猕猴桃汁为酵母菌提供了碳源、氮源等物质 B．相比于过程Ⅲ，过程Ⅱ需要持续通入无菌氧气 C．要随时检查微生物数量及产物浓度等，以了解发酵进程 D．对发酵产物进行灭菌保存可以延长成品的保质期 【答案】B 【详解】A、猕猴桃汁含有糖类、蛋白质等物质，可作为酵母菌的碳源、氮源，A正确； B、过程Ⅱ是酵母菌发酵（酒精发酵），需无氧环境，过程Ⅲ是醋酸菌发酵，需持续通入无菌氧气，B错误； C、发酵过程中检测微生物数量、产物浓度等，可监控发酵进程，C正确； D、灭菌可杀死发酵产物中的微生物，避免变质，延长保质期，D正确。 易错分析：过程 Ⅱ 为酒精发酵（酵母菌厌氧呼吸），需无氧环境；过程 Ⅲ 为醋酸发酵（醋酸菌好氧呼吸），需持续通入无菌氧气。 9．制醋、制酒是我国的传统发酵技术。下列叙述错误的是（    ） A．一段时间内，制醋和制酒过程的发酵液pH均会降低 B．若发酵液中缺少糖源时，醋酸菌可利用乙醇生成乙酸 C．酿酒和制醋所需的微生物都不能将CO₂转变为有机物 D．酿酒过程中，将容器密封可以促进菌种的生长繁殖 【答案】D 【详解】A、制醋过程中，醋酸菌将乙醇氧化为乙酸，导致发酵液pH降低；制酒过程中，酵母菌无氧呼吸产生CO2和乙醇，CO2溶于水形成碳酸，同样降低pH，A正确。 B、醋酸菌在缺少糖源时，可直接以乙醇为底物，在酶催化下将其氧化为乙酸（醋酸），B正确。 C、酿酒微生物（酵母菌）和制醋微生物（醋酸菌）均为异养生物，不能通过化能合成作用或光合作用将CO2固定为有机物（如糖类），C正确。 D、酿酒初期需少量氧气供酵母菌进行有氧呼吸，有氧呼吸过程中会释放大量能量满足酵母菌繁殖所需，密封后转为无氧环境促进酒精发酵。且密封不利于酵母菌的生长繁殖，D错误。 易错分析：酿酒初期需少量氧气供酵母菌有氧增殖，密封后转为厌氧环境促进酒精发酵，密封并非为了促进菌种增殖。 10．石油污染土壤的微生物修复是环境治理的重要方向。研究人员从石油污染土壤中分离出一株高效降解石油烃的菌株BS3，并研究了不同石油烃浓度对其生长和降解的影响，结果如下图。下列相关叙述正确的是（　　） A．污染土壤制成浸出液后，可采用平板划线法分离菌株BS3 B．石油烃初始浓度为0.3g/L时，BS3对石油烃的降解量最多 C．石油烃可抑制菌株BS3的生长，且浓度越大抑制作用越强 D．修复时，施用适宜浓度BS3菌液至污染区即可获得理想效果 【答案】A 【详解】A、污染土壤制成浸出液后，采用平板划线法可分离菌株BS3，这是微生物分离的常见方法，A正确； B、从石油烃浓度对单菌株降解效果的影响折线图可知，石油烃初始浓度为0.3g/L时，BS3对石油烃的降解率最大，而非降解量最多，B错误； C、从不同石油烃浓度对菌株生长的影响柱状图可以看出，在浓度较小时的一定范围内，石油烃能促进菌株BS3的生长，C错误； D、图中并没有体现出菌株BS3对不同种类石油的降解能力，同时，微生物修复不仅需要适宜的菌株浓度，还需考虑环境因素（如温度、pH、氧气含量等）、营养物质供应等。仅施用适宜浓度的菌液可能无法达到理想效果，D错误。 易错分析：降解率≠降解量，需注意横坐标指标；低浓度石油烃可能促进菌株 BS3 生长，并非均为抑制作用。 11．某同学利用桃形李果实制作果醋，简易流程如图。下列相关叙述正确的是（    ） A．果酒、果醋都是采用单一菌种发酵而成 B．过程①前要对果实灭菌，以防杂菌污染 C．过程②中会产生大量气泡，需适时拧松瓶盖放气 D．过程③菌种主要利用果酒中的酒精进行厌氧发酵 【答案】C 【详解】A、果酒和果醋发酵均为传统发酵，采用混菌发酵方式，A错误； B、不需要对果实进行灭菌操作，可适当消毒处理，B错误； C、过程②为果酒发酵，主要利用了酵母菌的厌氧呼吸，能产生酒精和CO2，故需适时拧松瓶盖放气，C正确； D、过程③为果醋发酵，菌种为好氧型的醋酸杆菌，D错误。 易错分析：传统果酒、果醋发酵为混菌发酵，并非单一菌种；醋酸菌是好氧菌，果醋发酵需有氧条件。 12．我国常用滤膜法测定饮用水中的大肠杆菌数目来检测水样是否符合饮用水标准，流程图如下，其中EMB培养基中的伊红美蓝可使大肠杆菌菌落呈紫黑色。某研究小组将10mL待测水样加入90mL无菌水中，稀释后的菌液通过滤膜法测得EMB培养基上紫黑色菌落数平均为33。以下说法正确的是（    ） A．从功能上看伊红美蓝培养基属于选择培养基 B．过滤装置和水样等均需高压蒸汽灭菌后使用 C．沾在滤杯杯壁上的部分微生物需用蒸馏水冲洗，并再次过滤 D．经推测1L待测水样中大肠杆菌数目约为3300个 【答案】D 【详解】A、含伊红美蓝的培养基从功能上看属于鉴定培养基，A错误； B、过滤装置和需高压蒸汽灭菌，水样不能灭菌，B错误； C、沾在滤杯杯壁上的部分微生物需用无菌水冲洗，避免杂菌混入，C错误； D、10mL菌液中大肠杆菌数目为33个，则1L中的数目为100×33=3300，D正确。 易错分析：EMB 培养基为鉴别培养基（区分大肠杆菌），选择培养基用于筛选；水样不可灭菌，否则会杀死目标菌，计算时需准确换算稀释倍数。 13．豆瓣酱是经微生物发酵后制成的食品，深受老百姓的喜爱，豆瓣酱的制作流程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．前期适当提高翻酱频率，可促进米曲霉在有氧条件下的生长优势 B．在统计米曲霉数量以了解制曲进程时，可采用稀释涂布平板法对活菌计数 C．浸泡、蒸熟的大豆冷却后接种微生物，可避免高温抑制菌种活性 D．发酵过程中添加面粉主要是为米曲霉的生长提供氮源和碳源 【答案】D 【详解】A、米曲霉是需氧型微生物，前期适当提高翻酱频率，可以增加酱坯与空气的接触，促进米曲霉的有氧代谢，从而促进米曲霉在有氧条件下的生长优势，A正确； B、在统计米曲霉数量以了解制曲进程时，可采用稀释涂布平板法对活菌计数，B正确； C、高温会使微生物中的蛋白质等生物大分子变性，从而抑制菌种活性，浸泡、蒸熟的大豆冷却后接种微生物，可避免高温对菌种活性的抑制，C正确； D、面粉的主要成分是淀粉等糖类，发酵过程中添加面粉主要是为微生物（包括米曲霉等）的生长提供碳源，而不是氮源，D错误。 易错分析：面粉主要成分是淀粉，为微生物提供碳源，而非氮源；大豆蒸熟后冷却接种，避免高温抑制菌种活性。 14．味精的主要成分是谷氨酸钠，利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，再经过中和等步骤制成谷氨酸钠。流程图如下： 下列相关叙述正确的是（　　） A．发酵工程和传统发酵技术最大的区别是前者可以利用微生物来进行发酵 B．谷氨酸的发酵生产中，在酸性条件下积累谷氨酸，需要严格控制酸性条件 C．发酵结束后，可采用提取单细胞蛋白的措施来获得谷氨酸 D．谷氨酸棒杆菌是异养微生物，为扩大培养，发酵工程中应使用液体培养基 【答案】D 【详解】A、发酵工程和传统发酵技术都利用微生物发酵，A错误； B、在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，B错误； C、单细胞蛋白是微生物菌体，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥；谷氨酸是代谢物采取提取、分离和纯化等措施来获得产品，C错误； D、谷氨酸棒状杆菌不能利用无机物合成有机物，属于异养微生物。液体培养基能为微生物提供充足的营养物质，且有利于微生物与营养物质充分接触，为扩大培养，发酵工程中应使用液体培养基，D正确。 易错分析：发酵工程与传统发酵技术均利用微生物，核心区别是技术规模化、标准化；谷氨酸发酵需中性或弱碱性环境，酸性条件易形成副产物。 15．味精的主要成分是谷氨酸钠。工业生产味精以玉米、大米等淀粉质作为原料，谷氨酸棒状杆菌为核心菌种，辅以生物素、磷酸盐、镁离子等营养因子进行谷氨酸发酵，具体工艺如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．氧气充足时，谷氨酸棒状杆菌代谢产生谷氨酸 B．谷氨酸发酵需保持发酵环境为中性或弱碱性条件 C．玉米、大米等淀粉质可以为谷氨酸棒状杆菌的生长繁殖提供碳源等营养物质 D．发酵液经沉淀、离心、脱色、浓缩等精制后得到的成品味精属于单细胞蛋白 【答案】D 【详解】A、谷氨酸棒状杆菌是需氧型微生物，其代谢积累谷氨酸的过程需要充足的氧气（有氧条件下，细胞呼吸为代谢提供足够能量，促进谷氨酸合成），因此氧气充足时可产生谷氨酸，A正确； B、谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的适宜pH条件为中性或弱碱性，若环境偏酸，会影响菌体代谢及谷氨酸的积累，因此发酵过程需维持该pH范围，B正确； C、玉米、大米中的淀粉质经“糖化”后可分解为糖类（如葡萄糖），而糖类是微生物生长繁殖的碳源（碳源是微生物合成有机物的原料，提供能量与碳骨架），因此淀粉质可为谷氨酸棒状杆菌提供碳源等营养，C正确； D、单细胞蛋白是指“微生物的菌体本身”（如酵母、细菌的菌体，作为蛋白质来源）；而味精的主要成分是谷氨酸钠（微生物的代谢产物），并非菌体本身，因此不属于单细胞蛋白，D错误。 易错分析：单细胞蛋白指微生物菌体本身，味精的主要成分是谷氨酸钠（代谢产物），二者本质不同；谷氨酸棒状杆菌需氧，发酵需充足氧气。 16．塑化剂（DEHP，化学式为C24H38O4）被很多国家认定为毒性化学物质，其生物毒性机理：具有抗雄性激素、雌性激素活性，进而影响生物体的生殖功能。如图为某实验小组从土壤中筛选可降解DEHP细菌的过程。下列叙述正确的是（　　） A．振荡培养的主要目的是增加溶液中的溶解氧，以满足降解菌细胞呼吸的需求 B．初选之前需对培养基、培养皿和覆盖过塑料薄膜的土壤样品均进行湿热灭菌 C．图中固体培养基以 DEHP 为唯一碳源，图示均采用稀释涂布平板法进行接种 D．培养若干天后，应选择 DEHP 含量高的培养液进行接种以进一步扩增目的菌 【答案】A 【详解】A、筛选过程中振荡培养的主要目的是增加溶液中的氧气，以满足降解菌细胞呼吸的需求，A正确； B、初选之前需对培养基、培养皿进行湿热灭菌处理，以防杂菌污染，土壤不能灭菌，以免杀死所需微生物，B错误； C、稀释涂布平板法是将菌液接种至固体培养基上的一种分离培养微生物的方法，而图中有多次是接种至液体培养基中进行培养的，C错误； D、培养若干天后，应选择培养瓶中DEHP含量低（说明被分解的多）的培养液接入新培养液中以扩增高效降解DEHP的菌株，D错误。 易错分析：振荡培养可增加溶氧和菌体与培养液的接触，促进好氧菌生长；土壤样品不能灭菌，否则会杀死目标降解菌。 二、多选题 17．药物阿莫西林能消炎杀菌，是常用的抗生素。共生放线菌产生的次生代谢产物亦能帮助宿主抵御病原菌侵染，为探究其次生代谢产物乙酸乙酯和正丁醇对S菌是否具有抑菌活性，进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．实验所用的培养基和培养皿需经干热灭菌 B．上述实验设计了对照组和实验组 C．乙酸乙酯是放线菌生存所必需的代谢产物 D．逐代挑选抑菌圈边缘细菌进行实验，抑菌圈逐渐缩小 【答案】BD 【详解】A、培养基使用湿热灭菌法，A错误； B、上述实验有两组对照组（一组空白对照组、一组阳性对照组）与两组实验组，B正确； C、乙酸乙酯属于次生代谢产物，不是放线菌生存所必需的代谢产物，C错误； D、逐代挑选抑菌圈边缘细菌相当于逐代筛选耐药菌，抑菌圈会逐渐缩小，D正确。 易错分析：培养基常用湿热灭菌，干热灭菌适用于玻璃器皿等；次生代谢产物（如乙酸乙酯）并非微生物生存必需，逐代筛选抑菌圈边缘细菌会富集耐药菌。 18．马铃薯干腐病是马铃薯贮藏期主要的真菌性病害之一。科研人员采用平板对峙法，测定分离自青稞白酒糟醅的JZ3-1-15菌对马铃薯干腐病病原真菌的抑菌活性。首先将获得的JZ3-1-15菌加入无菌水中制成悬浮液，利用营养琼脂培养基（NA）进行分离后，接种至营养肉汤培养基（NB）。将马铃薯干腐病病原真菌涂布在有马铃薯葡萄糖培养基（PDA）的平板上，按照图示位置放置两个经不同处理的滤纸片，进行对照实验，每组做3次重复。实验结果显示JZ3-1-15菌对病原真菌的抑菌率达57.24%。下列叙述正确的是（　　） A．先利用NA再利用NB培养JZ3-1-15菌的目的是先分离纯化，再扩大培养 B．对照组滤纸应用无菌水进行处理，实验组滤纸片应用JZ3-1-15菌液处理 C．利用NB培养基，可以获得JZ3-1-15菌清晰可见的菌落 D．利用JZ3-1-15菌防治马铃薯干腐病属于生物防治，具有不污染环境的优点 【答案】ABD 【详解】A、营养琼脂培养基（NA）可用于微生物的分离纯化，营养肉汤培养基（NB）是液体培养基，可用于微生物的扩大培养，A正确； B、本实验的自变量是滤纸片是否用JZ3-1-15菌液处理，对照组滤纸应用无菌水进行处理，实验组滤纸片应用JZ3-1-15菌液处理，B正确； C、营养肉汤培养基（NB）是液体培养基，不能形成菌落，固体培养基才能形成清晰可见的菌落，C错误； D、利用JZ3-1-15菌（生物）防治马铃薯干腐病属于生物防治，具有不污染环境、效果较持久等优点，D正确。 易错分析：NA 培养基用于分离纯化，NB 为液体培养基用于扩大培养，液体培养基不能形成菌落；生物防治的核心是利用生物天敌或代谢产物，不污染环境。 19．科研人员利用“影印培养法"研究大肠杆菌抗药性形成与环境的关系，实验过程如图所示。待3号培养基上长出菌落后，在2号培养基上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再接种到5号培养基上，并重复以上操作。下列叙述正确的有（　　） A．3号培养基中菌落数少于1号培养基中的菌落数，说明基因突变具有不定向性 B．在操作规范前提下，5号培养基中观察到的菌落数往往小于涂布时吸取的菌液中的活菌数量 C．上述操作中重复实验的目的是进一步纯化抗链霉素的菌株及增大目的菌株的浓度 D．12号培养基中需有水、无机盐、碳源、氮源及琼脂等，可以置于4℃冰箱中保存 【答案】BCD 【分析】影印培养法实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。通过影印培养法，可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中，分离出各种类型的突变种。 【详解】A、1号培养基中有大量的菌落，而3号培养基只有极少数菌落，说明绝大部分菌株不具有抗链霉素的能力，少量菌株发生了突变，产生了具有抗链霉素的能力，从而也说明了基因突变具有低频性，A错误； B、采用稀释涂布平板法将菌种接种在5号培养基上，由于相近的两个或多个细菌最终形成一个菌落，因此观察到的菌落数往往小于涂布时吸取的菌液中的活菌数量，B正确； C、结合图示可知，11号培养基中菌落数远多于3号和7号，说明通过上述操作中重复实验的目的是进一步纯化抗链霉素的菌株及增大目的菌株的浓度，C正确； D、12号培养基为固体斜面培养基，大肠杆菌培养基通常需要水、无机盐、碳源、氮源，添加琼脂可以形成固体培养基，斜面培养基的作用是保存菌种，菌种可以在4℃冰箱中保存，D正确。 易错分析：3 号培养基菌落少体现基因突变的低频性，而非不定向性；平板计数时菌落数可能少于活菌数（多个细菌形成一个菌落），重复实验可纯化菌株并提高浓度。 20．利用黄粉虫肠道微生物对白色污染物进行生物降解，是一种绿色环保的处理工艺。图示是从黄粉虫肠道中分离、纯化微生物的过程，下列说法错误的是（　　） A．配制固体培养基时，不需要在无菌的环境中进行 B．平板上长出的菌落一定是分解PVC塑料的微生物形成的 C．在富集培养的培养基中含有牛肉膏和琼脂等成分 D．平板划线用的菌浓度应控制在30-300个/mL 【答案】BCD 【详解】A、配制固体培养基时，不需要在无菌的环境中进行，因为培养基配制好之后要进行高压蒸汽灭菌，A正确； B、尽管经过了选择培养，但是平板上长出的菌落不一定是分解PVC塑料的微生物形成的，因为在培养过程中如果某个环节操作不当，平板上就有可能会混有其他微生物生长，可以在经过选择培养后，挑取培养基上长出的较大单菌落，纯化后进行降解效率分析，从而获得能高效降解白色污染物的菌种，B错误； C、富集培养基是为了增加微生物的数量，采用的是液体培养基，液体培养基中不含琼脂，C错误； D、稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落，在涂布时吸取的菌液不超过0.1mL，平板上的菌落数应介于30~300个，涂布用的菌浓度应控制在300-3000个/mL ；平板划线法不能计数，对于板划线用的菌浓度没有严格要求，D错误。 易错分析：选择培养后平板上的菌落仍可能有杂菌，需进一步纯化；富集培养基为液体，不含琼脂；平板划线法不能计数，对菌浓度无严格要求。 21．动物肠道中的纤维素降解菌多样性高，但大多未被分离和培养。研究人员发明了一种分离纤维素降解菌的方法，具体流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．肠道细菌扩大培养时，都需摇床培养以增加溶解氧和增大菌体与培养液的接触 B．过程③中纤维素对细菌有高亲和力，有利于纤维素化磁性纳米颗粒粘附细菌 C．该方法分离菌体的效率与细菌的浓度和纤维素化磁性纳米颗粒的粒径、浓度有关 D．根据刚果红培养基中菌落周围红色透明圈与菌落直径比进一步筛选高效纤维素降解菌 【答案】AD 【分析】1、纤维素降解菌为原核生物，没有细胞核以及各种具膜的细胞器。2、动物肠道中的纤维素降解菌多数为厌氧型细菌，对其进行扩大培养时，需要减少溶解氧。 【详解】A、动物肠道中的纤维素降解菌多数为厌氧型细菌，增加溶解氧会抑制这些微生物的增殖，A错误； B、结合图示可知，纤维素化磁性纳米颗粒粘附细菌的原因是纤维素对细菌有高亲和力，B正确； C、该方法分离需要利用纤维素化磁性纳米颗粒吸附细菌，因此该方法分离菌体的效率与细菌的浓度和纤维素化磁性纳米颗粒的粒径、浓度有关，C正确； D、刚果红与培养基中的纤维素结合形成红色复合物。当纤维素被降解菌分泌的纤维素酶分解后，复合物无法形成，菌落周围呈现透明圈，因此菌落周围透明圈直径与菌落直径的比值越大，表明纤维素降解菌的分解能力越强，D错误。 易错分析：动物肠道内的纤维素降解菌多为厌氧型，摇床培养增加溶氧会抑制其生长；刚果红染色中，透明圈直径与菌落直径比越大，降解能力越强。 22．研究人员对布氏田鼠盲肠中的纤维素分解菌进行分离、鉴定，过程如图。下列说法正确的是（　　） A．①②③应在95%空气和5%氧气的气体环境中倒置培养 B．①②③中的培养基是以纤维素为唯一碳源的选择培养基 C．通过比较透明圈大小可知，甲分解纤维素的能力强于乙 D．若①②③菌落数分别为20、37、39，则内容物中纤维素分解菌密度为1.6×107个/mL 【答案】BC 【分析】1、刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 2、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、分析题意，菌株是从盲肠中分离的厌氧菌，故平板培养时需置于厌氧环境中，A错误； B、要分离纤维素分解菌，①②③中的培养基应以纤维素为唯一碳源，这样只有能分解利用纤维素的微生物才能生存，从而起到选择作用，B正确； C、透明圈越大，说明该菌落的菌株分解纤维素的能力越强，从图中可以看出甲菌落周围的透明圈大于乙菌落周围的透明圈，所以甲分解纤维素的能力强于乙，C正确； D、为了保证结果准确，一般选择菌落数在30 - 300的平板进行计数，①中菌落数为20，不在此范围内，应舍弃，所以计算时只用②③的数据。则内容物中纤维素分解菌密度为(37 + 39)/2÷0.2×105= 1.9×107个/mL，D错误。 易错分析：盲肠菌为厌氧菌，需厌氧培养环境；计数时需选择菌落数 30-300 的平板，排除数据异常的平板（如 20 个）后计算。 23．某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸，其突变株则不能。将突变株TrpB、TrpC、TrpE（仅图1中的某一步受阻）分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖，继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖，而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述正确的是（    ） A．配制培养色氨酸缺陷型菌株的图2培养基中加入了少量色氨酸 B．突变株TrpB、TrpC、TrpE缺失的酶分别对应图1中酶1、2、3 C．图2中，TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近区域Ⅰ的一端 D．TrpE菌株不再生长的根本原因是缺乏酶3 【答案】AB 【分析】平板划线法：把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基，通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞，经培养后生长繁殖成单菌落，通常把这种单菌落当作待分离微生物的纯种。 【详解】A、从接种后短时间三个区域均有少量细菌生长增殖可知，培养基中加入了少量色氨酸，能让突变株短时间生长，A正确； B、通过题干信息“  将突变株TrpB、TrpC、TrpE（仅图1中的某一步受阻）分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖，继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖，而Ⅲ区域菌株不再生长”可知，突变株TrpB、TrpC、TrpE缺失的酶分别对应图1中酶1、2、3，B正确； C、Ⅲ区域菌株不再生长，说明不能利用其他两种突变体合成的物质，应是最后一环节受阻；Ⅰ区域的两端菌株继续生长增殖，说明可以利用其他两种突变体合成的物质，应是第一环节受阻；从色氨酸合成途径来看，TrpC 突变株是邻氨基苯甲酸合成吲哚这一步受阻。Ⅰ 区域的两端和 Ⅱ 区域的一端的菌株继续生长增殖，说明Ⅲ区域能为TrpC 突变株提供吲哚，所以 TrpC 菌株继续生长增殖的一端为靠近 Ⅲ 区域的一端（因为 Ⅲ 区域能产生吲哚，扩散到 Ⅱ 区域靠近Ⅲ区域的一端，使TrpC突变株能继续生长），C错误； D、TrpE菌株不再生长的根本原因是缺乏酶3基因，D错误。 易错分析：根据菌株生长情况判断突变对应的酶，TrpC 菌株需依赖 TrpE 菌株的代谢产物（吲哚）才能生长；突变株不能合成某氨基酸，根本原因是对应基因缺失。 24．槐耳又名槐蛾，入药至今已1600年。曾被误认它是槐树上的黑木耳，后确认是一种真菌的子实体。现代医学研究发现槐耳颗粒对多种癌细胞具有直接的凋亡作用。槐耳菌质（主要有效成分为多糖蛋白）生产工艺流程如下，下列说法错误的是（　　） A．固体培养槐耳菌种过程需要采用严格的无菌技术防止杂菌的污染 B．生产槐耳菌质的固体发酵菌种来自天然存在的微生物属于传统发酵 C．固体培养得到的是菌种，但固体发酵得到的是具有药效的代谢产物 D．槐耳菌质中含有多糖蛋白等多种成分能有效的直接杀死癌细胞 【答案】BD 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，可 或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。 【详解】A、固体培养槐耳菌种过程为了防止杂菌的污染需要采用严格的无菌技术进行灭菌，A正确； B、分析题图可知，生产槐耳菌质的固体发酵菌种是经过选育的优良菌种，而不是直接来自原材料中天然存在的微生物，属于发酵工程，而不是传统发酵，B错误； C、分析题图，固体培养得到的是菌种（二级种子），但固体发酵得到的是具有药效的代谢产物（槐耳菌质），C正确； D、分析题意，槐耳颗粒对多种癌细胞具有直接的凋亡作用，凋亡作用是诱导程序性死亡，而不是直接杀死；并且槐耳菌质的主要成分是多糖蛋白，其作用可能是通过调节免疫或诱导凋亡，而非直接杀死，D错误。 易错分析：生产槐耳菌质的菌种是选育的优良菌株，属于发酵工程而非传统发酵；槐耳颗粒诱导癌细胞凋亡，并非直接杀死癌细胞。 25．两种营养缺陷型菌株LT2和LT22均不能在基本培养基上生长，科研人员在U型管两侧分别培养两种菌株，U型管中央的滤口不允许细菌通过，而DNA等大分子和病毒可自由通过，一段时间后取U型管内的菌株分别接种，结果如下图所示。已知两种菌株均携带P22病毒。下列说法错误的是（　　） 注：phe、trp、tyr、his均为氨基酸，“+”代表可以合成，“-”代表无法合成 A．P22只能侵染LT22菌株，作为载体将遗传信息从一个细菌传递到另一个细菌 B．为了验证菌株是否发生基因重组，可在基本培养基中额外添加phe、trp、tyr进行培养 C．在病毒侵染并裂解细菌的过程中，存在P22无法携带his基因的情况 D．若用LT2菌株P22抗性品系来代替图中的LT2品系，实验结果可能均不出现野生型菌落 【答案】AB 【分析】两种营养缺陷型菌株 LT2 和 LT22均不能在基本培养基上生长，而将其置于U形管的两侧，最后结构右侧菌株可以生存，说明发生了重组。 【详解】A、两种营养缺陷型菌株LT2和LT22均不能在基本培养基上生长，而将其置于U形管的两侧，最后U型管右侧菌株可以生存，说明发生了重组。在实验中，U型管两侧分别培养两种营养缺陷型菌株LT2和LT22，中间的滤口不允许细菌通过，但DNA等大分子和病毒可以自由通过，已知两种菌株均携带P22病毒，P22病毒可以侵染两种菌株，作为载体将遗传信息从一个细菌传递到另一个细菌，A错误； B、两种营养缺陷型菌株LT2和LT22均不能在基本培养基上生长，如果发生了基因重组即转入了特定基因即可生长，因此在基本培养基中应缺少相应的氨基酸phe、trp、tyr，来验证是否发生了基因重组，B错误； C、由图可知，U型管左侧的不能在基本培养基中生长，可能在病毒侵染并裂解细菌的过程中，P22可能无法携带LT22品系的his+基因，导致基因传递失败，C正确； D、如果用LT2菌株的P22抗性品系代替图中的LT2品系，实验结果可能为均不出现野生型菌落，因为抗性品系可能阻止P22病毒的侵染和基因传递，D正确。 易错分析：P22 病毒可侵染两种菌株，作为基因传递载体；验证基因重组需用不含对应氨基酸（phe、trp、tyr）的基本培养基，抗性品系可能阻止病毒侵染。 题组2 细胞工程和胚胎工程 一、单选题 1．科学家为培育耐盐高产的小麦品种，以耐盐的野生小麦（细胞质基因控制耐盐性）和高产的栽培小麦（细胞核基因控制高产）为材料，进行体细胞杂交研究。实验流程如下： ①用纤维素酶和果胶酶处理两种小麦细胞获得原生质体； ②用γ射线处理野生小麦原生质体使其细胞核失活，用碘乙酰胺处理栽培小麦原生质体使其细胞质失活； ③将两种原生质体分别置于含不同荧光标记的培养基培养并筛选，后按1：1比例混合，加入PEG诱导融合； ④将融合后的原生质体在适宜条件下进行培养，最终获得再生植株。 下列分析错误的是（    ） A．步骤①需在低渗溶液中进行原生质体制备 B．步骤④中杂种细胞同时具有两种荧光标记，可通过荧光显微镜筛选 C．步骤④的培养基中需添加适量的生长素和细胞分裂素 D．再生植株的染色体数目应为栽培小麦染色体数 【答案】A 【详解】A、步骤①制备原生质体时，为防止细胞吸水涨破，需在等渗溶液中进行，而非低渗溶液。低渗溶液会导致原生质体破裂，A错误； B、步骤③中两种原生质体分别带有不同荧光标记，融合后的杂种细胞应同时显示双荧光，可通过荧光显微镜筛选有效融合细胞，B正确； C、步骤④将融合原生质体培养成再生植株需经历植物组织培养过程，培养基中必须添加生长素和细胞分裂素以调节脱分化和再分化，C正确； D、再生植株由双亲原生质体融合形成，因为野生小麦的细胞核失活，其染色体数目应为栽培小麦染色体数，D正确。 易错分析：制备原生质体需在等渗溶液中进行，避免细胞吸水涨破；野生小麦细胞核失活，再生植株染色体数目与栽培小麦一致。 2．肾移植时机体存在免疫排斥反应。科学家发现，抗CD38单克隆抗体可显著抑制免疫排斥反应，为肾移植临床困境带来曙光，该抗体的制备流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．培养B细胞时为减轻代谢物积累对细胞的伤害，可在培养液中加入抗生素 B．①过程需要用特定的选择培养基筛选，以得到大量的杂交瘤细胞Ⅰ C．②过程需要在体外或小鼠腹腔内进行克隆化培养和抗体检测 D．体外大量培养所需杂交瘤细胞后提取抗CD38单克隆抗体无须裂解细胞 【答案】D 【详解】A、培养B细胞时，为减轻代谢物积累对细胞的伤害，应定期更换培养液，而加入抗生素是为了防止杂菌污染，A错误； B、①过程需要用特定的选择培养基筛选，目的是得到杂交瘤细胞，而不是大量的杂交瘤细胞Ⅰ，B错误； C、②过程需要进行克隆化培养和抗体检测，筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞，其场所可以是体外培养板中进行的，C错误； D、体外大量培养所需杂交瘤细胞后，抗CD38单克隆抗体存在于培养液中，无须裂解细胞就能提取，D正确。 易错分析：杂交瘤细胞需经两次筛选（选择培养 + 抗体检测），体外培养的单克隆抗体存在于培养液中，无需裂解细胞即可提取。 3．野生甜瓜具有极强的抗旱能力，这与其线粒体内的nad基因密切相关，而栽培黄瓜的抗旱能力极弱。用经过α射线处理过的野生甜瓜细胞（MM，M表示染色体组）和栽培黄瓜（NN，N表示染色体组）融合，可获得抗旱黄瓜（NN）。下列说法错误的是（　　） A．甜瓜细胞和黄瓜细胞在融合前需要去除两者的细胞壁 B．用α射线处理的方法可以促进甜瓜细胞与黄瓜细胞融合 C．融合后的抗旱黄瓜（NN）获得了野生甜瓜的细胞质基因 D．抗旱黄瓜的培育离不开植物体细胞杂交和植物组织培养技术 【答案】B 【详解】A、植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确； B、α射线处理属于物理诱变，用于诱导基因突变或染色体变异，而非促进细胞融合（常用聚乙二醇或电激法），B错误； C、抗旱基因（nad）位于线粒体（细胞质基因），融合后甜瓜细胞质进入杂种细胞，故抗旱黄瓜获得野生甜瓜的细胞质基因，C正确； D、该过程通过体细胞杂交将不同物种细胞融合，再经组织培养形成完整植株，D正确。 易错分析：α 射线用于诱导基因突变或染色体变异，不能促进细胞融合（常用 PEG 或电激法）；细胞质基因（如 nad 基因）随卵细胞遗传给后代。 4．龙牙蕉香味浓郁，但植株易感枯萎病。某科研团队将贡蕉抗枯萎病的性状整合到龙牙蕉品种中，培育出抗病龙牙蕉新品种，技术流程示意图如下。 下列叙述错误的是（    ） A．制备龙牙蕉和贡蕉原生质体时，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．可用聚乙二醇（PEG）诱导龙牙蕉原生质体和贡蕉原生质体的融合 C．愈伤组织经脱分化诱导生根时，培养基应适当提高细胞分裂素占比 D．杂种细胞经培养发育成杂种植株的过程体现了植物细胞具有全能性 【答案】C 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此制备原生质体（去除细胞壁的植物细胞）时，需用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁，A正确； B、诱导植物原生质体融合的常用化学试剂是聚乙二醇（PEG），它能促进不同原生质体的细胞膜融合。因此可用PEG诱导龙牙蕉和贡蕉原生质体融合，B正确； C、植物组织培养中，激素比例决定分化方向：细胞分裂素占比高→促进芽的分化；生长素占比高→促进根的分化。因此，愈伤组织诱导生根时，应提高生长素占比，而非细胞分裂素占比，C错误； D、杂种细胞是单个已分化的细胞，最终能培养发育成完整的杂种植株，体现了植物细胞的全能性（已分化细胞仍具有发育为完整个体的潜能），D正确。 易错分析：植物组织培养中，生长素占比高促进生根，细胞分裂素占比高促进生芽，愈伤组织生根需提高生长素占比。 5．我国科研人员敲除猪成纤维细胞中的肾脏发育关键基因SIX1和SALL1，再采用体细胞核移植技术获得猪早期胚胎，并将人多能干细胞注入其中形成嵌合胚胎，进而在代孕母猪体内培育人源肾脏，技术流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．图示技术流程中包括体外受精、动物细胞培养和胚胎移植技术 B．猪的重构胚需要激活后再移植到经过发情处理的代孕母猪体内 C．形成嵌合胚胎需要依赖人多能干细胞与猪早期胚胎细胞的融合 D．嵌合胚胎会表达猪成纤维细胞和人多能干细胞的全部遗传信息 【答案】B 【详解】A、动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。将SIX1/ SALL1缺陷的猪成纤维细胞的细胞核移入猪的去核卵母细胞中采用了体细胞核移植技术，将注入了人多能干细胞的SIX1/ SALL1缺陷的早期胚胎中形成的嵌合胚胎移植到代孕母猪体内采用了胚胎移植技术。可见，图示技术流程中包括体细胞核移植技术、动物细胞培养和胚胎移植技术，A错误； B、猪的重构胚需要用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）激活后才能完成其细胞分裂和发育进程，激活的重构胚需要移植到经过发情处理的代孕母猪体内才能继续发育，B正确； C、嵌合胚胎是将人多能干细胞注入到SIX1/ SALL1缺陷的早期胚胎中形成的，不需要依赖人多能干细胞与猪早期胚胎细胞的融合，C错误； D、嵌合胚胎的发育过程会经历细胞分裂和细胞分化，在细胞分化过程中由于基因的选择性表达，嵌合胚胎不会表达猪成纤维细胞和人多能干细胞的全部遗传信息，D错误。 易错分析：该流程含体细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植，无体外受精；嵌合胚胎是将人多能干细胞注入猪早期胚胎，无需细胞融合。 6．科研人员将抑制因子基因导入乌珠穆沁羊受精卵的基因组中，使BMP2基因和PPARG基因（两者调节脂肪细胞的分化）表达减弱，极大地降低了肉脂率，以便符合人们的低脂饮食要求，部分技术路线如图所示，①②③为相关过程。下列叙述错误的是（    ） A．过程①一般需要用Ca2+对受精卵进行处理，以改变其生理状态便于质粒进入 B．细胞体外培养需要95%空气和5%CO2的气体环境，其中CO2可维持培养液的pH C．将早期胚胎移入代孕母羊体内，实质上是胚胎在相同生理环境下空间位置的转移 D．相比于未处理的受精卵发育成的羊，上述代孕母羊的子代的遗传信息发生了改变 【答案】A 【详解】A、过程①是将重组质粒导入动物受精卵，通常采用显微注射法；而用Ca2+处理细胞是原核生物（如大肠杆菌）的转化方法，不适用于动物细胞，A错误； B、动物细胞体外培养的气体环境为95%空气（提供氧气）和5%CO2（维持培养液pH），B正确； C、胚胎移植的实质是将早期胚胎转移到同期发情的代孕母羊体内，利用相同生理环境完成发育，仅改变胚胎的空间位置，C正确； D、该技术向受精卵导入了抑制因子基因，子代的基因组中增加了外源基因，遗传信息发生改变，D正确； 易错分析：将重组质粒导入动物受精卵用显微注射法，Ca²+ 处理适用于原核生物；胚胎移植的实质是胚胎在相同生理环境下的空间转移。 7．单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、纯度高、可大量制备等优点，图为单克隆抗体制备过程示意图，下列相关叙述正确的是（　　） 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记忆B细胞 B．利用HAT 选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞可直接用于单克隆抗体制备 C．“生物导弹”中的单克隆抗体能特异性地结合抗原但不能直接杀死肿瘤细胞 D．为提高筛选效果，用96孔板培养杂交瘤细胞时每一个孔中尽量接种多个细胞 【答案】C 【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浆细胞，A错误； B、利用HAT选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞还需再次筛选才能筛选出能产生所需专一性抗体的杂交瘤细胞，用于单克隆抗体制备，B错误； C、“生物导弹”的原理是借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞，在原位杀死癌细胞，单克隆抗体只起定位作用不能杀死癌细胞，C正确； D、为提高筛选效果，用96孔板培养杂交瘤细胞时每一个孔中尽量接种一个杂交瘤细胞，D错误。 易错分析：注射抗原的目的是获取能分泌对应抗体的浆细胞，而非记忆细胞；“生物导弹” 中单克隆抗体仅起定位作用，不能直接杀死肿瘤细胞。 8．辣椒素作为一种生物碱被广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．高产细胞系先在固体培养基中培养，再从中提取辣椒素 B．A为愈伤组织，给予适当光照能进行光合作用 C．①②过程所用植物激素的浓度和比例不同 D．为避免杂菌污染，外植体需用酒精和盐酸进行消毒 【答案】C 【详解】A、细胞产物的工业化生产需要使用液体培养基，再在培养液中提取辣椒素，A错误； B、愈伤组织的细胞不能进行光合作用，不需要光照，B错误； C、生长素与细胞分裂素比值相当是诱导愈伤组织的形成，生长素与细胞分裂素比值高时有利于促进分化形成根，细胞分裂素与生长素比值高时有利于促进分化形成芽，生长素和细胞分裂素的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向，①形成愈伤组织的过程是脱分化，②为再分化，因此①②过程所用植物激素的浓度和比例均不同，C正确； D、为避免杂菌污染，外植体需用酒精和次氯酸钠进行消毒，盐酸会杀死细胞，D错误。 易错分析：提取细胞产物（如辣椒素）需用液体培养基，固体培养基用于菌种培养；外植体消毒用酒精和次氯酸钠，盐酸会杀死细胞。 9．科研团队为优化牛体细胞核移植流程，开展相关实验，结果如表所示。已知体细胞核移植的核心是将体细胞核移入去核卵母细胞，再经胚胎培养和移植获得后代，核重编程（已经分化的细胞的细胞核逆转到类似胚胎干细胞的多能性状态的过程）效率直接影响胚胎发育潜能。下列分析正确的是（    ） 实验 分组 供体细胞 类型 卵母细胞 去核时期 胚胎培养 天数 囊胚形成 率/% 移植妊娠 率/% 囊胚内细胞团比例/% 甲组 成纤维细胞 MⅡ期 7 31.2 18.5 35.8 乙组 成纤维细胞 GV期 7 12.7 4.2 22.1 丙组 卵丘细胞 MⅡ期 7 45.6 26.3 42.5 丁组 卵丘细胞 MⅡ期 5 28.9 10.1 28.3 （注：GV期为减数第一次分裂前期的早期阶段） A．雌激素能促进生殖细胞的形成，因此让牛超数排卵时应该多次注射雌激素 B．丁组培养天数缩短导致妊娠率下降，原因是胚胎无法完成基因的选择性表达 C．牛体细胞核移植时，卵母细胞的细胞质可能为核重编程提供关键条件 D．乙组核移植成功率低于丙组，可直接推断卵母细胞去核时期为GV期会导致核移植成功率低于MⅡ期 【答案】C 【详解】A、超数排卵一般用促性腺激素，雌激素过多会通过负反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动，反而影响排卵，A错误； B、胚胎培养5天仍能形成囊胚（28.9%），说明已发生基因选择性表达（如内细胞团、滋养层分化），B错误； C、卵母细胞细胞质能使体细胞核恢复全能性（核重编程），是体细胞核移植成功的关键，C正确； D、乙组与丙组同时存在“供体细胞类型”和“卵母细胞去核时期”两个变量，未满足单一变量对照原则，无法排除“供体细胞类型”对成功率的干扰，D错误。 易错分析：超数排卵需注射促性腺激素，雌激素过多会抑制排卵；对比实验需遵循单一变量原则，乙组与丙组存在两个变量，不能直接推断去核时期的影响。 10．2025年我国科研团队为保护濒危物种黑麂，借助家养山羊开展胚胎工程辅助繁育研究，流程图如下，其中①②代表胚胎发育的某个阶段。下列相关叙述正确的是（　　） A．图中初级卵母细胞可直接应用于核移植和受精过程 B．途径二培育的个体相较于途径一遗传多样性高 C．①和②的形成均需要经过电脉冲刺激处理 D．受体山羊需经配种以创造有利的子宫内部环境 【答案】B 【详解】A、初级卵母细胞需发育至MⅡ 期（减数第二次分裂）才能用于核移植和受精，不能直接应用，A 错误； B、途径一是核移植（无性生殖），遗传物质主要来自供核个体；途径二是受精作用（有性生殖），结合了双亲的遗传物质，因此途径二的遗传多样性更高，B 正确； C、①是核移植后的重组细胞发育形成的胚胎，其形成需电脉冲（融合细胞）；②是受精卵发育形成的胚胎，受精卵形成无需电脉冲刺激（自然受精或体外受精即可），C 错误； D、受体山羊需进行同期发情处理（而非配种），以保证子宫环境与胚胎发育同步，D 错误。 易错分析：初级卵母细胞需发育至 MⅡ 期才能用于核移植和受精；受体山羊需同期发情处理，而非配种，以保证子宫环境适宜。 11．甲植株具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙细胞质中存在抗除草剂基因，为获得兼具有甲乙优良性状的品种，科学家进行如下图实验操作。下列叙述错误的是（　　） A．控制杂种植株优良性状的基因均可通过花粉遗传给后代 B．利用顶芽细胞分裂能力强、病毒少的特点，易获得脱毒杂种苗 C．紫外线照射乙顶芽细胞需控制强度和时间，避免过度照射破坏细胞质中的基因 D．制备原生质体的酶解过程需在较高渗溶液中进行，防止原生质体吸水涨破 【答案】A 【详解】A、乙的抗除草剂基因位于细胞质中，细胞质基因通常通过卵细胞（而非花粉）遗传给后代（花粉中细胞质极少），因此该基因无法通过花粉遗传，甲的核基因可通过花粉遗传，A错误； B、植物顶芽细胞分裂能力强，且病毒在植物体内多集中于成熟组织，顶芽（尤其是分生区）病毒含量少，因此利用顶芽细胞易获得脱毒苗，B正确； C、实验中乙的细胞核需失活，但细胞质中的抗除草剂基因需保留功能，因此紫外线照射需控制强度和时间，避免破坏细胞质基因，C正确； D、原生质体无细胞壁保护，在较高渗溶液中可防止其吸水涨破，故酶解过程需在高渗溶液中进行，D正确。 易错分析：细胞质基因（如抗除草剂基因）通过卵细胞遗传，不能随花粉传递；制备原生质体的酶解过程需在高渗溶液中，防止吸水涨破。 12．某野生型植物的愈伤组织中，A基因促进M基因表达，进而促进分化生芽。用转基因方法使突变体（A基因功能缺失）过量表达M基因，获得材料甲，并进行相关实验、结果如图，下列结论正确的有（　　） ①野生型愈伤组织分化生芽的过程，与A基因表达有密切关系 ②A基因缺失，即使M基因表达增强，愈伤组织也不能分化生芽 ③基因A、M相互作用，M基因表达的产物调控A基因的表达 ④提高M基因的表达水平，可以缩短愈伤组织分化生芽的时间 A．①④ B．①③ C．②③ D．③④ 【答案】A 【详解】①据题图中的数据可知，突变体的愈伤组织不能分化出芽，而野生型的愈伤组织可以，说明A基因在愈伤组织分化生芽的过程中发挥作用，①正确； ②③④根据图示，材料甲M基因过量表达，比突变体愈伤组织分化出芽的比例大幅度提高，与野生型相同（即过量表达M基因不会提高愈伤组织生芽的比例），但可使愈伤组织分化生芽的时间提前，说明A基因的表达产物可能会促进M基因的表达，综上所述可得出：②③错误，④正确； 易错分析：A 基因缺失会导致愈伤组织无法分化生芽，过量表达 M 基因可缩短分化时间，但不能改变分化能力；基因 A 促进 M 基因表达，二者为调控关系。 13．人的血清白蛋白是一种在人体内含量丰富的血浆蛋白，具有抗炎、抗氧化、维持胶体渗透压、改善微循环和保护心脏等功能。如图是生产人血清白蛋白的图解，下列相关说法不正确的是（　　） A．该过程运用了体细胞克隆技术，接受供体细胞核的是发育到MⅡ期的次级卵母细胞 B．使用电刺激等方法激活重组细胞④使其完成细胞分裂和发育 C．在①进入③之前要用限制酶、DNA连接酶、载体等来构建基因表达载体 D．在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因在受体细胞中完成了表达 【答案】D 【详解】A、结合图示分析，该过程将体细胞的细胞核移植到去核卵细胞中，该卵细胞是发育到MⅡ期的次级卵母细胞，然后运用体细胞克隆技术获得能产生人血清蛋白的克隆牛，A正确； B、④为经过核移植技术获得的重组细胞，需要使用电刺激等方法激活该细胞使其完成细胞分裂和发育，B正确； C、将目的导入受体细胞之前，需要将目的基因与载体连接形成重组DNA分子，该过程需要用到限制酶、DNA连接酶、载体等，C正确； D、在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因成功导入受体细胞，要证明受体细胞中完成了表达，需要检测到牛乳汁中含有人的血清蛋白，D错误。 易错分析：目的基因导入受体细胞后，检测到基因仅说明导入成功，检测到乳汁中的蛋白质才说明表达成功；重组细胞需激活后才能发育。 14．为验证某口服降压药的效果，科研人员需要大量培育转基因高血压小鼠模型，部分相关过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．图示过程涉及动物细胞培养和细胞融合技术 B．代孕母鼠需要注射促性腺激素使其超数排卵 C．通过胚胎分割技术能使发育成功的小鼠血压顺利升高 D．转基因受精卵的获得涉及超数排卵、体外受精等操作 【答案】D 【详解】A、根据图示分析可知：图示过程没有涉及细胞融合技术，A错误； B、应对供体雌鼠注射促性腺激素使其超数排卵，代孕母鼠需同期发情处理，B错误； C、小鼠的血压是否升高取决于转入的肾素2基因，胚胎分割不会改变基因的表达，C错误； D、转基因受精卵的获得需要先对供体鼠超数排卵获取卵母细胞，再进行体外受精得到受精卵，之后将目的基因导入受精卵，D正确。 易错分析：转基因受精卵的获得需超数排卵、体外受精和基因导入，图示过程无细胞融合；胚胎分割不改变基因表达，不会影响小鼠血压。 15．人体的抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆蛋白，作为药物可用于治疗某种血液疾病。我国最先利用乳腺生物反应器生产这种抗凝血酶Ⅲ蛋白，其培育过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．培育过程中，需取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，以检查胚胎性别 B．胚胎移植前，需对供体和受体进行免疫检查，避免发生免疫排斥反应 C．细胞在透明带内进行有丝分裂，细胞数量增加，细胞体积基本不变 D．利用乳腺生物反应器生产人抗凝血酶Ⅲ蛋白属于基因工程的应用 【答案】D 【详解】A、乳腺生物反应器必须是雌性个体，因此在进行核移植时，应选择雌性个体动物的细胞核，克隆出的个体均为雌性，无需进行性别鉴定，A错误； B、受体对移入子宫的外来同种生物的胚胎不发生免疫排斥反应，因此胚胎移植入受体的子宫前，无需对受体进行胚胎免疫检查，B错误； C、重构胚发育早期，细胞在透明带内进行卵裂，卵裂的特点是细胞进行有丝分裂，细胞数量增加，总体积基本不变，每个细胞体积变小，C错误； D、利用乳腺生物反应器生产药物，这属于动物基因工程的应用，D正确。 易错分析：乳腺生物反应器需培育雌性个体，核移植时选择雌性供体细胞，无需性别鉴定；受体对同种胚胎无免疫排斥反应，无需免疫检查。 二、多选题 16．抗白细胞介素-6（IL-6）单克隆抗体是一种专门针对IL-6的抗体，这种抗体能够特异性地识别并结合到IL-6上，从而阻止其与细胞表面受体的结合，达到抑制IL-6生物活性的效果，用于治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、强直性脊柱炎等自身免疫性疾病。下图是制备抗IL-6单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是（　　） A．过程①给小鼠注射IL-6的目的是使小鼠产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞 B．过程③可用聚乙二醇或灭活病毒诱导淋巴细胞和骨髓瘤细胞的专一性融合 C．过程④在特定的选择培养基上培养，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡 D．单克隆抗体可用于疾病的治疗和运载药物，具有位置准确、疗效高、毒副作用小的优点 【答案】ACD 【详解】A、过程①给小鼠注射IL-6，刺激其发生特异性免疫，产生能分泌特定抗体的B淋巴细胞，A正确； B、过程③可用聚乙二醇或灭活病毒诱导淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，但这种融合不是专一性融合，B错误； C、在特定的选择培养基上，未融合的亲本细胞，以及融合的具有同种核的细胞（B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞）都会死亡，C正确； D、单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，可作为诊断试剂，用于疾病的治疗和运载药物，具有位置准确、疗效高、毒副作用小的优点，D正确。 易错分析：细胞融合无专一性，聚乙二醇或灭活病毒可诱导多种细胞融合；选择培养基可淘汰未融合的亲本细胞和同种融合细胞，仅保留杂交瘤细胞。 17．单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体，但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如下图。下列叙述错误的有（　　） A．过程①中，用于受精的卵母细胞通常需处于MⅡ期 B．过程①卵母细胞的透明带和卵细胞膜之间含有1个第二极体 C．该操作涉及体外受精、动物细胞培养等技术 D．过程④分离出的单倍体胚胎干细胞可用于研究父源基因印记在发育中的作用 【答案】BD 【详解】A、体外受精前需要对精子进行获能处理，需要将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期，A正确； B、卵母细胞在减数第一次分裂过程中产生第一极体，第一极体不再进行减数第二次分裂，在受精时，次级卵母细胞完成减数第二次分裂，产生第二极体，所以过程②、③、④透明带和卵细胞膜之间存在1个第一极体和1个第二极体，B错误； C、由图可知，在培养单倍体胚胎干细胞的过程中，首先发生体外受精，然后通过核移植去除雄原核，再对去除雄原核的细胞进行培养，C正确； D、该过程中去除了雄原核，过程④分离出的单倍体胚胎干细胞可用于研究母源基因印记在发育中的作用，D错误。 易错分析：受精后卵母细胞完成减数第二次分裂，透明带与卵细胞膜间有 1 个第一极体和 1 个第二极体；该单倍体胚胎干细胞不含父源基因，用于研究母源基因印记。 18．心血管疾病是造成我国成年人死亡的最主要因素之一。清华大学用不含胰岛素的AATS分化体系（如图所示）诱导取自患者体内的多能干细胞分化产生血管细胞（主要为血管内皮细胞和平滑肌细胞），分化率高达98%，为治疗心血管疾病提供了广阔的应用前景。下列有关AATS分化体系的叙述正确的是（　　） A．诱导产生的血管内皮细胞具备接触抑制的生长特点 B．该技术说明中胚层前体细胞是具有全能性的细胞 C．移植运用该技术得到的血管一般不会发生免疫排斥反应 D．该体系所用培养液必须含有从健康机体内获取的血清 【答案】AC 【详解】A、血管内皮细胞是组成正常血管的细胞，必须具有接触抑制的特点，否则会因无限增殖而使血管出现畸形增厚或瘤状物，A正确； B、题图中中胚层前体细胞仅分化成两种细胞，不能说明中胚层前体细胞具有全能性，B错误； C、由题意可知，多能干细胞取自患者自身，因此，移植运用该技术得到的血管后一般不会发生免疫排斥反应，C正确； D、由题图可知，胰岛素可抑制中胚层前体细胞的分化，而从健康机体获取的血清中含有胰岛素，因此，该体系所用培养液不能包含健康机体的血清，D错误。 易错分析：血管内皮细胞具有接触抑制特性，避免异常增殖；中胚层前体细胞仅分化为两种细胞，不体现全能性；自身干细胞培育的血管无免疫排斥。 19．百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系，科研人员探究了避光与昼夜节律（16h光照和8h黑暗）对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见下图。下列相关叙述正确的是（　　） A．愈伤组织诱导过程中基因发生选择性表达，该过程也可发生基因突变和染色体变异 B．实验所用的培养基通常为固体培养基，且培养基中的生长素和细胞分裂素比例适中 C．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖，且蔗糖的添加量要一致 D．昼夜节律处理下百岁兰脱分化和再分化的速率更快，愈伤组织生长更好 【答案】ABC 【详解】A、在一定的激素和营养等条件的诱导下，外植体（离体的植物器官、组织或细胞）经脱分化形成愈伤组织，在此过程中，基因发生选择性表达，也可发生基因突变和染色体变异，A正确； B、实验所用的培养基通常为固体培养基，生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成，B正确； C、暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖，蔗糖的添加量为无关变量，为了排除蔗糖的添加量不同而对实验结果的影响，蔗糖的添加量要一致， C正确； D、外植体经脱分化形成愈伤组织，分析曲线图可知，昼夜节律处理下百岁兰脱分化的速率更快，愈伤组织生长更好，但无法判断再分化的速率，D错误。 易错分析：愈伤组织无叶绿体，不能光合作用，无需光照；实验中蔗糖添加量为无关变量，需保持一致；曲线图仅体现脱分化速率，无法判断再分化。 20．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。下列叙述正确的是（　　） A．一般采用注射促性腺激素处理A使其超数排卵 B．过程①若表示体外受精，则需要将C野化单峰骆驼的精子进行获能处理，才能与处于MⅡ期卵母细胞发生受精作用 C．②过程通过显微操作去除卵母细胞核 D．可将重构胚进行胚胎分割获得更多后代F，从而增加生物多样性 【答案】ABC 【详解】A、对A处理使其超数排卵，采用注射促性腺激素，A正确； B、若①表示体外受精，获能后的精子和MII期卵母细胞才具备受精能力，因此需要将C野化单峰骆驼的精子进行获能处理，才能与处于MⅡ期卵母细胞发生受精作用，B正确； C、过程②通过显微操作法去除供体卵母细胞的细胞核，目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体野化单峰驼，C正确； D、过程③表示早期胚胎培养，培养的是重组胚获得的F，后代是克隆动物，不具有生物多样性，D错误。 易错分析：超数排卵用促性腺激素，体外受精需精子获能和卵母细胞成熟；胚胎分割获得的后代遗传物质相同，不能增加生物多样性。 21．人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列有关说法错误的是（    ） A．①过程常用灭活的病毒，④过程后要进行胚胎移植 B．②过程筛选出的杂交瘤细胞都能产生抗HCG抗体 C．③过程用96孔板培养杂交瘤细胞过程中，每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞，甚至有的孔中可以没有细胞 D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染 【答案】ABD 【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、①过程（细胞融合）常用灭活的病毒或聚乙二醇（PEG）作为诱导剂；④过程可在培养液或小鼠腹腔内培养，无需胚胎移植，A错误； B、②过程中筛选出的杂交瘤细胞不一定能产生抗HCG抗体，还要进一步检测，B错误； C、③过程（克隆化培养）用96孔板培养杂交瘤细胞过程中，每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞，目的是确保单克隆性（每孔一个细胞），部分孔可能无细胞，C正确； D、抗生素用于防止细菌污染，而非病毒污染，D错误。 易错分析：单克隆抗体制备无需胚胎移植，体外培养或腹腔培养即可；选择培养基筛选的杂交瘤细胞需进一步抗体检测，并非都能分泌目标抗体；抗生素用于防细菌污染。 22．深圳清华大学研究院研发的全球首台类器官3D打印机在第26届中国国际高新会上首次亮相，引起轰动。目前，生物3D打印技术打印心脏时采用的“生物墨水”是由干细胞与营养因子等材料组成的混合物。生物3D打印技术还包括植物细胞打印（如图）等，下列有关叙述正确的是（　　） A．营养因子中应包含糖类、氨基酸、无机盐等物质 B．培养“生物墨水”中的动、植物细胞均应考虑温度、pH等条件 C．题中动、植物细胞打印成组织、器官等均体现了细胞的全能性 D．通常悬浮培养时需用酶将培养的组织或器官分散成单个细胞或细胞团 【答案】AB 【分析】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。 【详解】A、在细胞培养中，营养因子需要包含糖类（提供能量）、氨基酸（合成蛋白质的原料）、无机盐（维持细胞的渗透压和酸碱平衡等）等物质，对于“生物墨水”中细胞的培养也是如此，A正确； B、温度和pH会影响细胞内酶的活性等，所以培养“生物墨水”中的动、植物细胞均应考虑温度、pH等条件，以保证细胞的正常生命活动，B正确；    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个体的潜能。动物细胞打印成组织、器官没有发育成完整个体，没有体现细胞的全能性；植物细胞打印成组织、器官也没有发育成完整个体，同样没有体现细胞的全能性，C错误；   D、在动物细胞悬浮培养时，通常需用胰蛋白酶等将培养的组织分散成单个细胞或细胞团，以利于细胞与培养液充分接触，进行物质交换；但植物细胞有细胞壁，不能用酶将植物组织或器官分散成单个细胞，D错误。 易错分析：打印组织器官未发育成完整个体，不体现细胞全能性；植物细胞有细胞壁，不能用酶分散成单个细胞，动物细胞可用胰蛋白酶。 23．双歧杆菌是一类具有抗肿瘤作用的肠道微生物。研究人员从双歧杆菌中提取出双歧杆菌脂磷壁酸（LTA），取不同浓度的LTA加入细胞培养液中培养人的癌细胞，实验结果如下图所示，下列有关叙述错误的是（　　） A．LTA的合成需要核糖体、内质网和高尔基体的参与 B．该实验的自变量和因变量分别是LTA浓度和细胞增殖抑制率 C．为增加实验的严谨性，应增设一个不添加LTA的对照组 D．与正常人相比，某些肠道菌群失调的人患肿瘤的概率可能会增加 【答案】AB 【分析】分析题图：图示结果说明LTA能抑制白血病细胞（癌细胞、肿瘤细胞）的增殖，且LTA作用的效果受LTA的浓度的影响，即一定范围（100μg/ml）内，LTA浓度越高，LTA（对白血病细胞的抑制）效果越强。 【详解】A、双歧杆菌是原核生物，无内质网和高尔基体，A错误； B、据图可知，该实验到的自变量为LTA浓度和时间，因变量是细胞增殖抑制率，B错误； C、实验设计应遵循对照与单一变量原则，分析题图可知，本实验缺少一组对照实验，对照实验的处理方法是培养液中不添加LTA，C正确； D、据图可知，LTA能抑制肿瘤细胞的增殖，故与正常人相比，某些肠道菌群失调的人患肿瘤的几率可能会增加，D正确。 易错分析：双歧杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不能合成复杂分泌蛋白；实验自变量包括 LTA 浓度和处理时间，需增设空白对照组。 24．研究人员将小麦精细胞、小麦卵细胞、水稻卵细胞融合成合子，并培育成杂种植株，过程如下图。相关叙述正确的是（    ） A．图中三种生殖细胞无细胞壁，可直接电融合形成杂交合子 B．电融合法诱导细胞融合属于物理法，其原理是细胞膜的流动性 C．杂交合子脱分化形成愈伤组织，再分化形成球状胚 D．杂种植株中小麦的遗传物质可与水稻细胞质的遗传物质共存 【答案】ABD 【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） 。 【详解】A、图中三种生殖细胞无细胞壁，可直接电融合形成杂交合子，A正确； B、电融合属物理方法，原理是细胞膜流动性，B正确； C、植物组织培养中，脱分化形成愈伤组织，再分化通常形成胚状体（包括球形胚、心形胚等阶段），但“球状胚”一般指植物胚胎发育的特定阶段，而杂种植株的再分化过程更侧重形成完整植株的芽、根等结构，C错误； D、杂种植株中小麦的遗传物质与水稻的细胞质遗传物质（存在于水稻卵细胞的细胞器中）可在同一细胞中共存，且不发生直接冲突，D正确。 易错分析：生殖细胞无细胞壁，可直接电融合；电融合利用细胞膜的流动性，属于物理法；杂种植株中小麦核基因与水稻细胞质基因可共存。 25．线粒体病大多属于母系遗传，一旦母体存在缺陷，婴儿也会受到影响，线粒体捐赠治疗有望根除线粒体病，其基本操作流程如图所示。下列说法错误的是（　　） A．线粒体捐赠者携带的血友病致病基因不会遗传给线粒体功能正常的婴儿 B．重组卵母细胞受精完成的标志是出现两个极体或者雌、雄原核融合 C．线粒体功能正常的婴儿具有捐赠者的质基因和父母的全部核基因 D．母亲和捐赠者通常都需注射促性腺激素释放激素来获得更多的卵母细胞 【答案】BCD 【分析】卵母细胞的获取过程中，需要对女性进行超数排卵处理，处理方法是给女性注射促性腺激素 【详解】A、血友病是伴X染色体隐性遗传病，线粒体捐赠者的卵母细胞去除了细胞核只是提供了细胞质基因，A正确； B、常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志，雌、雄原核融合形成合子标志着受精完成，B错误； C、精子和卵细胞经减数分裂形成，故线粒体功能正常的婴儿同时拥有父母的部分核基因和捐献者的细胞质基因，C错误； D、在卵母细胞的获取过程中，需要对女性进行超数排卵处理，处理方法是给女性注射促性腺激素，D错误。 易错分析：受精完成的标志是雌、雄原核融合，出现两个极体是受精的标志；婴儿含父母部分核基因（减数分裂导致）和捐赠者细胞质基因；超数排卵用促性腺激素，而非促性腺激素释放激素。 题组3 基因工程 一、单选题 1．科学家利用转基因生菜作为生物反应器生产人胰岛素时，依据植物偏好密码子（编码同种氨基酸的多个密码子中，生物优先高频使用的特定密码子）的原理对人胰岛素基因进行改造，提高胰岛素基因在植物细胞中的表达效率。对改造后的胰岛素基因进行一系列操作以构建基因表达载体（部分过程如图所示），再通过农杆菌转化法转入生菜细胞中表达人胰岛素。 下列说法正确的是（    ） A．改造后的人胰岛素基因表达产物与天然胰岛素的氨基酸序列不完全相同 B．构建质粒3的过程中可使用HindⅢ和XbaⅠ两种酶切割质粒1和质粒2 C．使用含有卡那霉素或潮霉素的培养基筛选导入目的基因的生菜细胞 D．农杆菌T-DNA上添加复制原点才能使目的基因在生菜细胞中复制 【答案】B 【详解】A、改造人胰岛素基因是依据 “植物偏好密码子”，密码子改变但编码的氨基酸不变（密码子的简并性），因此表达产物的氨基酸序列与天然胰岛素完全相同，A 错误； B、质粒1含Hind Ⅲ、Xba Ⅰ 酶切位点，质粒2含Hind Ⅲ、Xba Ⅰ 酶切位点，用这两种酶切割质粒1和质粒2，可将 “启动子 + 胰岛素基因” 连接到质粒2上构建质粒3（保证黏性末端匹配），B 正确； C、基因表达载体含 “潮霉素抗性基因”（筛选标记），因此应使用含潮霉素的培养基筛选；卡那霉素抗性基因在质粒2上，未整合到最终载体中，C错误； D、农杆菌Ti质粒的T-DNA可整合到植物细胞的染色体DNA上，借助植物细胞的复制系统完成复制，无需额外添加复制原点，D错误。 易错分析：密码子简并性使得改造植物偏好密码子后，氨基酸序列不变；筛选导入目的基因的生菜细胞需用潮霉素（T-DNA 上的标记基因），卡那霉素抗性基因未整合。 2．“逆折叠AI模型”依据自然界中已知的大量“序列-结构”对应关系，学习到氨基酸序列与最终三维结构之间复杂的对应关系，使该模型能从目标蛋白质的结构出发，快速生成大量可能折叠成该结构的氨基酸序列，实现了蛋白质工程的自动化和标准化。下列说法正确的是（　　） A．生成目标氨基酸序列需要肽键的结构、氨基酸的性质与数目为依据 B．从蛋白质的三维结构到氨基酸序列，AI模型依据的原理是中心法则 C．氨基酸发生替换后，蛋白质的结构和功能可能不会因此而发生改变 D．该模型预测蛋白质的结构并直接设计改造蛋白质，而不用改造基因 【答案】C 【详解】A、该模型依据“序列-结构”对应关系生成氨基酸序列，而非肽键结构或氨基酸数目。肽键是氨基酸间的基本连接方式，但模型的核心是学习序列与空间构象的关联，A错误； B、中心法则描述遗传信息从DNA→RNA→蛋白质的单向流动，而“逆折叠”是从蛋白质结构反向推导序列，属于逆向工程，与中心法则方向相反，B错误； C、氨基酸替换可能发生在非关键位点，若替换后氨基酸性质相似，蛋白质的空间构象和功能可保持不变，C正确； D、蛋白质工程需通过改造基因来实现蛋白质设计，该模型仅提供序列预测，最终仍需基因操作（如定点突变）表达目标蛋白，D错误。 易错分析：逆折叠 AI 模型从蛋白质结构推导氨基酸序列，与中心法则方向相反；氨基酸替换若发生在非关键位点，蛋白质结构和功能可能不变。 3．在蛋白质特定位置的氨基酸侧链基团上安装一个分子接头，诱导蛋白质主链发生局部环化的技术，可改变蛋白质局部的折叠方式从而调控其功能。下列有关此技术的叙述正确的是（    ） A．改造蛋白质需要通过基因工程来实现 B．适用于改造任意氨基酸序列的蛋白质 C．可能导致蛋白质分子内氢键数量发生变化 D．改变了氨基酸的种类和数量从而改变蛋白质的功能 【答案】C 【详解】A．该技术是对蛋白质直接进行化学修饰（在侧链基团安装分子接头），并不同于蛋白质工程中通过改造基因来改造蛋白质，无需通过基因工程改变DNA序列来合成新蛋白质，A错误； B．该技术要求在“特定位置”的氨基酸侧链进行操作，说明对氨基酸类型（如需特定反应基团）和位置有选择性，并非适用于任意序列的蛋白质，B错误； C．局部环化会改变蛋白质主链构象，而氢键是维持二级结构（如α螺旋、β折叠）和三级结构的关键作用力，构象变化可能导致分子内氢键数量或分布改变，C正确； D．该技术是通过修饰侧链基团（如巯基、氨基等）而改变蛋白质的空间结构，未替换或增减氨基酸，故氨基酸种类和数量不变，D错误； 易错分析：该技术直接修饰蛋白质侧链基团，无需通过基因工程；不改变氨基酸的种类和数量，仅改变空间构象。 4．研究表明，COX-2基因与肿瘤细胞的迁移有关，科研人员通过构建COX-2基因表达载体（如图），用于进一步研究COX-2基因表达产物对肿瘤细胞迁移的作用机制。图中1链为转录的模板链，BamHⅠ、SacⅠ为限制酶识别序列，LacZ基因表达产物可使显色剂X-gal变蓝。下列说法正确的是（    ） A．通过PCR扩增COX-2基因片段，需要加入引物A和引物D B．为构建COX-2表达载体，需在与1链结合的引物的5'端添加BamHⅠ识别序列 C．在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落 D．在含X-gal培养基中长出的蓝色菌落含重组质粒 【答案】B 【详解】A、已知COX-2基因的1链为转录的模板链，根据PCR扩增引物的设计原则，引物需要与模板链的两端互补。由图可以看出，引物C与1链的3'端互补，引物B与2链的3'端互补，DNA聚合酶是从引物的3''端进行延伸的，所以应该选择引物B和C扩增COX-2基因，A错误； B、使基因准确插入质粒，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。DNA聚合酶是从引物的3'端开始延伸DNA链的，在5'端添加序列不影响DNA链的延伸，同时可以利用限制酶对引物和质粒进行切割，以便后续连接。从质粒的结构（有BamHⅠ和SacⅠ的酶切位点）以及实验目的来看，与1链结合的引物的5'端需添加限制酶BamHⅠ，与2链结合的引物的5'端需添加限制酶SacⅠ的识别序列，B正确； C、在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落，也可能是空载质粒，C错误； D、根据题意，在含X-gal培养基中长出的白色菌落含重组质粒，D错误。 易错分析：PCR 引物需与模板链两端互补，且延伸方向指向扩增区域；重组质粒破坏 LacZ 基因，蓝白筛选中呈白色，未重组质粒呈蓝色。 5．CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（    ） A．Cas9蛋白的作用相当于限制酶 B．复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合 C．将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是农杆菌转化法 D．利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中 【答案】C 【详解】A、Cas9蛋白可以切割DNA序列，作用相当于限制酶，A正确； B、由图可知复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合，B正确； C、将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是转化法，C错误； D、由图可知，利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中，D正确。 易错分析：农杆菌转化法用于将重组质粒导入植物细胞，导入大肠杆菌需用转化法（Ca²+ 处理）；Cas9 蛋白功能类似限制酶，切割磷酸二酯键。 6．马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展栽培马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。结合下图分析，下列叙述错误的是（    ） 限制酶 识别序列及切割位点 BglⅡ EcoRⅠ XbaⅠ A．PCR扩增S基因时，需要模板、引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等 B．为保证S基因正确插入载体中，需对其上游引物的5′端添加碱基序列5′-GAATTC-3′ C．用含重组Ti质粒的农杆菌侵染栽培马铃薯后，利用抗性基因2筛选成功转化的细胞 D．将已转化的马铃薯与普通栽培马铃薯种植在寒冷条件下可检验S基因是否发挥作用 【答案】B 【详解】A、PCR扩增基因的必备条件是：模板（S 基因的 DNA）、引物、4 种脱氧核苷酸（dNTP）、耐高温的 DNA 聚合酶（Taq 酶），A正确； B、为保证S基因正确插入载体中，扩增目的基因时，需要在引物的5“端添加限制酶的识别序列。结合图表分析，在载体的启动子和终止子之间有BglⅡ、EcoRI和XbaⅠ的识别序列，切割载体需从这三种酶里选两种；而S基因内部含有XbaⅠ，这种酶不能用于切割S基因。再根据各种限制酶的识别序列及切割位点，可知，需要用BglⅡ、EcoRI切割载体，同时用BglⅡ和EcoRI切割S基因，才能保证S基因的正向连接(启动子一端)，故PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-AGATCT-3'，在下游引物添加的碱基序列是5'-GAATTC-3'，B错误； C、Ti 质粒的T-DNA区域包含抗性基因2（图中抗性基因2位于T-DNA范围内），T-DNA 会转移到植物细胞，因此可利用抗性基因2筛选转化细胞，C正确； D、检验S基因是否发挥抗寒作用，可通过表型鉴定：将已转化（含S基因）和普通马铃薯种植在寒冷条件下，对比两者的抗寒能力，即可验证S基因的功能，D正确。 易错分析：S 基因内部含 XbaⅠ 酶切位点，不能用该酶切割；PCR 引物需在 5' 端添加酶切位点，上游引物应添加 BglⅡ 识别序列（5'-AGATCT-3'）。 7．不对称PCR常用于制备DNA探针。在PCR反应体系中加入一对数量不相等的引物（如图所示），第一阶段，扩增产物是双链DNA，当限制性引物耗尽后进入第二阶段，此时非限制性引物将引导合成大量单链DNA探针。 下列叙述错误的是（    ） A．为标记DNA探针，可掺入含32P的dNTP B．第一阶段的扩增以DNA的两条链为模板 C．限制性引物的作用是增加第二阶段扩增的模板 D．制备的单链DNA探针与目标DNA的链互补 【答案】D 【详解】A、DNA探针的基本组成单位是脱氧核苷酸，因此，为标记DNA探针，可掺入含32P的dNTP，A正确； B、第一阶段，扩增产物是双链DNA，因此该阶段扩增是以DNA的两条链为模板进行的，B正确； C、限制性引物的作用是增加第二阶段扩增的模板，进而为获得更多的非限制性引物引导的单链DNA探针，C正确； D、第二阶段中，非限制性引物结合目标 DNA 的β链（3’→5’）并以其为模板延伸，合成的单链探针与 β 链互补，即与 α 链序列相同（而非互补），D错误。 易错分析：限制性引物耗尽后才合成单链探针，单链探针与模板链的互补链序列相同；PCR 第一阶段以 DNA 两条链为模板，合成双链 DNA。 8．科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。下列相关叙述错误的是（　　） A．赖脯胰岛素在受体工程菌的核糖体上合成 B．通过蛋白质工程获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③ C．必须先合成天然胰岛素基因，再定点突变获得赖脯胰岛素基因 D．物质a是mRNA，物质b是多肽链，二者序列对应关系由密码子决定 【答案】C 【详解】A、赖脯胰岛素基因导入工程菌后，合成的场所确实在受体工程菌核糖体上，A正确； B、蛋白质工程的思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，即图中④⑤⑥①②③过程，B正确； C、利用蛋白质工程获得新蛋白基因，也可直接合成带有突变位点的DNA序列，C错误； D、物质a是mRNA，b是翻译形成的多肽链，二者序列对应关系由密码子决定，D正确。 易错分析：蛋白质工程可直接合成带突变位点的基因，无需先合成天然基因；流程是从预期功能→蛋白质结构→氨基酸序列→基因改造。 9．真核生物的基本启动子没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达，如下图甲所示。下列说法正确的是（　　） A．增强子的位置只能位于基本启动子的上游，从而激活启动子驱动基因转录 B．增强子通过与特定的基本启动子作用来调控基因表达 C．增强子在不同组织中的活性不同的根本原因是基因的选择性表达 D．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段，能与RNA聚合酶结合激活启动子 【答案】C 【详解】A、由图可知，增强子可位于基本启动子的上游或下游，从图中能看到增强子位置不固定，可在基本启动子两侧 ，A错误； B、由图可知，一个增强子可以作用于多个基本启动子，B错误； C、增强子具有组织特异性，能驱动相应基因在同一个体中特定组织中表达，直接原因是有特定的蛋白质激活，根本原因是基因的选择性表达，C正确； D、由图可知，增强子位于基因上游或下游，是有特定碱基序列的DNA片段，但与RNA聚合酶结合的是启动子，不是增强子，D错误。 易错分析：增强子可位于基本启动子的上游或下游，与特定蛋白质结合而非 RNA 聚合酶；增强子的组织特异性根本原因是基因选择性表达。 10．Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的一种基本方法，双脱氧核苷三磷酸（如图甲）在人工合成DNA体系中，可脱去两个磷酸基团形成双脱氧核苷酸并释放能量，双脱氧核苷酸可使DNA子链延伸终止。在人工合成DNA体系中，有适量某单链模板、某一种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）和四种正常脱氧核苷三磷酸（dNTP），反应终止时对合成的不同长度子链进行电泳（结果如图乙）。下列说法错误的是（    ） A．新合成的子链均只含一个游离的磷酸基团 B．测得单链模板的未知碱基序列为 C．ddNTP与dNTP竞争的结合位点位于核苷酸链的3'端 D．双脱氧核苷酸与模板链上的碱基配对后无法与下一位核苷酸反应形成磷酸二酯键 【答案】B 【详解】A、新合成的子链以5’端的核苷酸为起点（含1个游离磷酸基团），延伸至3’端的ddNTP（无游离磷酸），因此每条子链仅含1个游离的磷酸基团，A正确； B、由于存在某一种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）时，DNA复制终止，其余情况复制正常进行，则分子量越小，证明子链延伸终止的越早，根据碱基互补配对原则可知，测得单链模板的未知碱基序列为3′-ATGATGCGAT-5′，B错误； C、新链的合成方向是从5′端到3′端，ddNTP与dNTP竞争的结合位点位于核苷酸链的3'端，C正确； D、双脱氧核苷酸的3’端无-OH，与模板配对后无法与下一位核苷酸形成磷酸二酯键，导致链延伸终止，D正确。 易错分析：ddNTP 与 dNTP 竞争核苷酸链的 3' 端，因无游离羟基导致链延伸终止；模板链序列需根据电泳结果（片段长度）和碱基互补配对推导。 二、多选题 11．人的血清蛋白（HSA）具有重要的医用价值。研究人员欲用乳腺生物反应器来大量生产HSA。如图为目的基因（箭头表示切割后形成具有完全不同末端的3种限制酶的切割位点）及建构的重组质粒。下列有关叙述错误的是（    ） A．能识别并切割特定脱氧核苷酸序列中的氢键 B．相比仅用构建重组质粒，用和准确率更高 C．图中①③④分别为质粒上的启动子、终止密码子和标记基因 D．将最终获得的重构胚移植到代孕个体内，无须注射免疫抑制剂 【答案】AC 【详解】A、EcoRⅠ为限制酶，能识别并切割特定脱氧核苷酸序列中的磷酸二酯键，A错误； B、仅用EcoRⅠ构建重组质粒可能出现插入方向错误，用两种限制酶正确率更高，B正确； C、图中①③分别为目的基因（HSA基因）的启动子与终止子，C错误； D、受体不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥，故胚胎移植不需要注射免疫抑制剂，D正确。 易错分析：限制酶切割磷酸二酯键，而非氢键；终止子是 DNA 序列（调控转录终止），终止密码子是 RNA 序列（终止翻译），二者不可混淆。 12．dCas9蛋白能在向导RNA的作用下结合基因组DNA的特定位点，进而抑制基因表达。科研人员欲利用图中质粒调控小鼠细胞中M基因的表达，下列叙述错误的是（    ） A．使用EcoRⅠ对M基因和质粒进行切割，加入DNA连接酶后得到的都是重组质粒 B．dCas9蛋白在向导RNA的引导下与基因组DNA通过碱基互补配对方式而结合 C．在含潮霉素的培养基上存活的细胞是含有重组质粒、M基因表达量降低的受体细胞 D．可用含重组质粒的细胞为实验组、M基因正常表达的细胞为对照组探究M基因的功能 【答案】ABC 【分析】基因组编辑：使用该技术，需要向要进行编辑的细胞中加入以下组分：人工合成的短链RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9。短链RNA作为“向导”，它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合；核酸酶Cas9也与短链RNA结合，然后切割与“向导”RNA结合的DNA，使DNA双链断裂；这种情况下，细胞内原有的负责修复DNA切口的酶将“行动”起来，修复断裂的DNA。此时，如果向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA(即大部分序列与被切割位点附近的序列相同，但个别位点被人工改变的DNA)细胞就会以这些片段为模板合成DNA。就这样，人类希望改变的碱基序列被引入基因组中，基因组的准确编辑由此实现。此外，如果想让某个基因失去功能，也可以利用基因组编辑来破坏目的基因。 【详解】A、使用EcoR Ⅰ对M基因和质粒进行切割，加入DNA连接酶后得到的可能是重组质粒、目的基因自连产物或质粒自连产物，A错误； B、dCas9是一种蛋白质，不能与基因组DNA进行碱基互补配对，B错误； C、在含潮霉素的培养基上存活的细胞可能是含有重组质粒或空质粒的受体细胞，C错误； D、含重组质粒的细胞中M基因的表达被抑制，可作为实验组，M基因正常表达的细胞为对照组，自变量为M基因是否正常表达，据此可探究M基因的功能，D正确。 易错分析：限制酶切割后连接，可能产生目的基因自连、质粒自连产物，并非都是重组质粒；dCas9 通过向导 RNA 结合 DNA，自身不进行碱基配对。 13．图甲为培育转基因生物时选用的载体，图乙是含有目的基因的一段DNA序列，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述正确的是（    ） A．若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物a和引物c B．构建表达载体时应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶 C．图乙中一个DNA分子在PCR仪中经过四轮复制得到所需目的基因的分子数为8个 D．只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞 【答案】ABC 【分析】题图分析：构建表达载体时，不能选用限制酶BamHⅠ，否则会导致两种抗性基因都被破坏，因此应该选择Bc1 I和HindⅢ这两种限制酶，根据引物的延伸方向，所用的引物为图乙中引物a和引物c。 【详解】A、PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，根据引物的延伸方向，所用的引物为图乙中引物a和引物c，A正确； B、根据图甲可知，BamHⅠ会导致两种抗性基因都被破坏，同时为防止目的基因自身环化，因此只能选Bcl I和HindⅢ两种限制酶切割，B正确； C、图乙中一个DNA分子在PCR仪中经过四轮复制可得到16个DNA片段，其中所需目的基因的分子数为24-2×4=8个，C正确； D、由于选择Bcl I和HindⅢ这两种限制酶，破坏了氨苄青霉素抗性基因，但没有破坏四环素抗性基因，因此应该先用含四环素的培养基筛选出含有基因表达载体和普通质粒的大肠杆菌，再用含氨苄青霉素的培养基筛选含重组质粒的大肠杆菌，培养基加氨苄青霉素含普通质粒的大肠杆菌能生存，而含重组质粒的不能生存，从而筛选出成功导入表达载体的受体细胞， D错误。 易错分析：PCR 引物需指向扩增区域，引物 a 和 c 符合要求；重组质粒破坏氨苄青霉素抗性基因，筛选需结合含四环素和氨苄青霉素的培养基。 14．重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，经过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法。利用该技术可以实现基因的定点诱变，其操作步骤如下图所示。下列说法错误的是（    ） A．PCR1和PCR2在同一个系统里面进行以便重叠延伸 B．通过PCR2能得到产物CD至少经过3次DNA的复制 C．取AB上链和CD下链加入引物再次扩增即可得到产物AD D．根据诱变基因单链的3'→5'方向来设计引物a和引物d 【答案】ABC 【分析】PCR技术的PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，其原理为DNA复制，该过程的进行首先要有一段已知核苷酸序列的目的基因以便合成一对引物，其过程为：高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。 【详解】A、通过PCR1能得到大量产物AB，该过程需要加入引物a、b，同时，通过PCR2能得到大量产物CD，该过程需要引物c、d，PCR1和PCR2必须分两个系统进行，不能在同一个系统里面，否则引物b、c之间发生碱基互补配对将导致扩增失败，即不在一个系统里面进行的目的是防止两种引物在扩增时进行碱基互补配对，失去作用，A错误； B、通过PCR2能得到产物CD至少经过2次DNA的复制，因为第一次复制获得的子代DNA带有模板链，而第二次复制就能产生图中CD类型的DNA片段，B错误； C、结合图示可以看出，AB上链和CD下链在突变位点处的碱基序列互补，能起到引物b、c的作用，因此不需要另加引物，C 错误； D、引物的方向是5'→3'，所以根据诱变基因单链的3'→5'方向来设计引物a和引物d，D正确。 易错分析：PCR1 和 PCR2 需分开进行，避免引物 b 和 c 互补配对；重叠延伸无需额外添加引物，AB 和 CD 的互补片段可互为引物；引物方向为 5'→3'，需根据诱变基因单链的 3'→5' 方向设计。 15．巨噬细胞表面的CD23识别到白色念珠菌（一种真菌）后，其细胞内的一氧化氮合酶会被激活，产生一氧化氮，从而杀灭真菌。研究人员用白色念珠菌感染野生型小鼠和JNK（一种蛋白激酶）基因敲除小鼠，采集了感染前后两种小鼠血细胞中的mRNA，利用RT-PCR技术扩增CD23基因，过程和结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．巨噬细胞、树突状细胞、B细胞都是具有摄取、处理、呈递抗原能力的免疫细胞 B．过程Ⅱ中对1个单链cDNA进行20次循环，理论上需要消耗219个引物B C．未感染时，野生型小鼠和JNK基因敲除小鼠CD23基因的数量可能相同 D．临床中可以使用JNK蛋白激酶活性剂治疗白色念珠菌引起的感染 【答案】ABC 【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。 【详解】A、巨噬细胞、树突状细胞、B细胞都属于抗原呈递细胞，具有具有摄取、处理、呈递抗原能力，A正确； B、过程Ⅱ拟对单链cDNA进行20次循环的扩增，形成的DNA分子数是220-1个，每个DNA分子带一个引物B，根据DNA半保留复制特点，因此该过程理论上至少需要219个引物B，B正确； C、分析题图可知，未感染时，野生型小鼠和 JNK 基因敲除小鼠CD23基因PCR的Ct值数量一致，因此它们的CD23基因数量可能相同，C正确； D、Ct值越小，表示达到检测阈值所需的循环数越少，说明初始模板量越多。结合图示可知，感染时，JNK基因敲除组RT−PCR的Ct值低于野生型，说明JNK基因会抑制CD23基因的表达，故使用JNK蛋白激酶抑制剂可治疗白色念珠菌感染，D错误。 易错分析：巨噬细胞、树突状细胞、B 细胞均为抗原呈递细胞；PCR 循环中，1 个单链 cDNA 经 n 次循环，引物消耗为 2(n-1)；JNK 基因抑制 CD23 基因表达，需用抑制剂治疗感染。 三、解答题 16．副猪格拉瑟菌(GPS)是定植于猪上呼吸道的一种病原菌，其细胞膜上的寡肽渗透酶(OppA)具有良好的免疫原性。为增加OppA 基因表达量，研究人员利用质粒和外源片段、强启动子构建了可以高表达OppA的GPS菌株。质粒、限制酶识别序列及酶切位点、OppA 基因如图所示。请回答下列问题： (1)构建OppA 基因过表达载体时，选择 Hind Ⅲ进行酶切 (填“合适”或“不合适”)，理由是 。结合图分析，应该选择 这两种限制酶切割质粒。 (2)已知OppA 基因的甲链为编码链(与模板链互补的DNA链)，图中OppA 基因的转录方向是 (填“从左往右”或“从右往左”)。据图分析，利用PCR 扩增OppA基因时所需的引物组合是 。 (3)为便于与质粒连接，需对引物进行特殊处理，在其中一种引物的5'端需添加 识别序列和强启动子，另一种引物的5'端需添加 识别序列。已知OppA 基因甲链的碱基序列为5'-TTACAGCGCTCC-3'，强启动子的碱基序列为5'-CATGC-3'，请写出OppA 基因上游引物的15个碱基序列：5'- -3'。 (4)为了筛选出正确串联了强启动子、OppA 基因的重组质粒菌落，研究人员用含有不同抗生素的平板进行筛选，表中平板类型b和d加入的抗生素分别是 、 ，得到 M、N、O三类菌落，其生长状况如下表所示(+表示生长，一表示不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是 (填“M”“N”或“O”)类。 平板类型 菌落类型 M N O a．无抗生素 + + + b． 一 + + c．氨苄青霉素 一 + 一 d． 一 + 一 【答案】(1) 不合适 该酶会破坏全部标记基因(或该酶会破坏卡那霉素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因) BamH Ⅰ、Sal Ⅰ (2) 从左往右 ②③ (3) BamH Ⅰ Xho Ⅰ GGATCCCATGCTTAC (4) 卡那霉素 卡那霉素和氨苄青霉素 O 【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。 【详解】（1）标记基因用于筛选和鉴定成功导入了基因表达载体的受体细胞，图示所用质粒的卡那霉素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因，Hind Ⅲ在这两种标记基因上都有酶切位点，会破坏质粒上的全部标记基因，所以选择 Hind Ⅲ进行酶切不合适。图示质粒上，除了Hind Ⅲ，还剩下BamH Ⅰ、Sal Ⅰ的酶切位点，且它们仅破坏氨苄青霉素抗性基因，可以选择BamH Ⅰ、Sal Ⅰ这两种限制酶切割质粒。 （2）转录方向沿DNA模板链的3′ → 5′方向进行，新合成的RNA链则沿5′ → 3′方向延伸，图示OppA 基因的甲链方向为编码链(与模板链互补的DNA链)，乙链为模板链，乙链的左边为3′ 端，OppA 基因的转录方向是沿乙链的3′ → 5′方向进行，即从左往右。PCR扩增时需要一对方向相对的引物，子链DNA的延伸方向是5′ → 3′，引物的3′端必须指向待扩增的DNA区域内部，以保证DNA聚合酶能向模板中间合成新链。引物与碱基互补配对的链方向相反，图中①②③④的3′端指向依次是向左、向右、向左、向右，只有②③的3′端指向OppA基因区域内部，为所需的引物组合。 （3）在（1）中已经分析出在构建重组DNA分子时需要用到BamH I和Sal I识别序列，且看图示转录方向可知BamH I在前，Sal I在后，为了让质粒和OppA基因产生能够互补配对的相同黏性末端，以便在DNA连接酶的作用下将OppA基因定向、准确地插入质粒，需要在扩增OppA基因时，在其中一种引物的5′端添加BamH I识别序列和强启动子。预想在另一种引物的5′端添加Sal I识别序列，但是Sal I在OppA基因内部有酶切位点，不能使用Sal I切割OppA基因，观察、比较限制酶识别序列可知Sal I与Xho Ⅰ切割后能产生相同的黏性末端，因此在另一种引物的5′端应当添加Xho Ⅰ的识别序列。已知OppA 基因甲链的碱基序列为5'-TTACAGCGCTCC-3'，则OppA 基因乙链的相应碱基序列为3'-AATGTCGCGAGG-5'，上游引物（即图中的②）5'端与OppA 基因乙链的相应碱基序列能进行碱基互补配对，且方向相反，为：5'-TTACAGCGCTCC-3'（与甲链的碱基序列相同），再在它5'端加上BamH I识别序列（5'-GGATCC-3'）和强启动子的碱基序列（5'-CATGC-3'），OppA 基因上游引物的15个碱基序列：5'-GGATCCCATGCTTAC-3'。 （4）在构建重组DNA分子时需要用到BamH I和Sal I切割质粒，它们破坏了质粒上的氨苄青霉素抗性基因，但没有破坏卡那霉素抗性基因，则导入重组质粒的微生物不能在含有氨苄青霉素的培养基上生存，能在含有卡那霉素的培养基上生存。表中平板类型b和d加入的抗生素分别是卡那霉素、卡那霉素和氨苄青霉素。M只能在无抗生素的培养基上生长，证明它是未导入质粒的菌落；N能在添加了卡那霉素和氨苄青霉素的培养基上生长，证明它是导入了空载质粒的菌落；O只能在无抗生素和添加了卡那霉素的培养基上生长，证明它是导入了重组质粒的菌落；根据表中结果判断，应选择的菌落是O。 易错分析：选择限制酶时需避免破坏全部标记基因，HindⅢ 会破坏两种抗性基因，故不合适；PCR 引物需添加对应的酶切位点，且方向需匹配转录方向；筛选时重组质粒破坏氨苄青霉素抗性基因，仅能在含卡那霉素的培养基上生长；上游引物需依次添加 BamHⅠ 识别序列、强启动子和与模板互补的序列。 17．2025年，Arc研究所团队开发出新型基因编辑工具——桥接重组酶，突破了传统CRISPR技术只能进行“小修补”的局限。该技术利用桥接RNA（bRNA）同时识别两个不同的DNA位点，实现对长达百万碱基对的基因组区域进行插入、删除、翻转等复杂操作。研究人员利用桥重组酶成功治疗了由GAA序列异常扩增引起的弗里德赖希共济失调，清除了超过80%的致病重复序列。这一成果为遗传病治疗提供了全新策略。回答下列问题。 (1)桥接重组酶系统由桥接RNA（bRNA）和桥接重组酶组成（如图1），其中bRNA由 条核糖核苷酸链构成，分子中出现TBL和DBL两个环的原因是 。bRNA具有“向导”的作用，能够特异性识别DNA位点。桥接重组酶是切割DNA分子的“分子手术刀”，其切割的化学键是 。 (2)在基因工程操作中，若要将桥接重组酶组件导入人类细胞，通常需要构建 ，该组件中除桥接重组酶基因外，还应包含 （答出2点即可）等调控元件，以确保基因的正确表达。 (3)研究人员在验证桥接重组酶编辑效果时，提取细胞DNA后进行PCR扩增，需选用与模板链结合的引物（如图2），①~④中合适的引物是 ，原因是 。 (4)综合上述信息，桥接重组酶技术在遗传病治疗外的另一个潜在应用领域是 （答出1点即可）。 【答案】(1) 一 碱基不能互补配对，不能形成氢键 磷酸二酯键 (2) 基因表达载体 启动子、终止子 (3) ②③ DNA聚合酶只能与引物的3'端结合，将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，即新合成的子链从5'端→3'端方向延伸 (4)癌症治疗、农业育种 【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）从图1可以看出，bRNA由1条核糖核苷酸链构成；分子中出现TBL和DBL两个环，是因为RNA分子中未配对的碱基形成环，即碱基不能互补配对，不能形成氢键；桥接重组酶切割DNA分子，切割的是磷酸二酯键。 （2）在基因工程中，将桥接重组酶组件导入人类细胞，通常需要构建基因表达载体；基因表达载体除目的基因（桥接重组酶基因）外，还应包含启动子（启动转录）、终止子（终止转录）等调控元件，以确保基因的正确表达。 （3）PCR扩增时，引物需要与模板链的3'端结合，且DNA复制方向是从5'到3'，所以合适的引物是②③；因为DNA聚合酶只能与引物的3'端结合，将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，即新合成的子链从5'端→3'端方向延伸。 （4）桥接重组酶技术可以对长达百万碱基对的基因组区域进行插入、删除、翻转等复杂操作，所以在癌症治疗、农业育种方面有潜在应用，比如可以通过对作物基因进行编辑，培育具有优良性状（如抗逆、高产等）的作物新品种。 易错分析：bRNA 为单链结构，环的形成是因局部碱基无法互补配对；基因表达载体需含启动子、终止子等调控元件，确保基因正确表达；PCR 引物需与模板链 3' 端结合，延伸方向为 5'→3'；桥接重组酶技术可用于癌症治疗、农业育种等领域，实现基因组复杂操作。 18．某科研团队在研究一种X染色体显性单基因遗传病时，发现该病患者的相关基因发生了如图1所示的结构变化，从而使编码蛋白质功能异常，引发疾病。回答下列问题： (1)上述基因突变的具体类型是 。若一名男性患该病，则理论上该男性的 （填“父亲”或“母亲”）也患该病。 (2)为研究该突变基因，科研团队计划利用相关技术对其进行构建并扩增，构建过程如图2所示。请据图写出引物1的全部碱基序列： （按照由5′端到3'端的顺序）。至少经过 轮PCR才能得到突变的基因。 (3)科学家尝试运用CRISPR/Cas9（由向导RNA和Cas9蛋白构成，其中向导RNA能靶向识别目标基因，Cas9蛋白可发挥酶的作用，使相关键断裂）技术对突变基因进行修复。基本思路是人工编码正确的碱基序列，并将其和突变基因一起导入细胞，然后运用CRISPR/Cas9技术，通过同源重组修复（碱基序列高度相似的两条DNA链互相交换相应遗传片段）来精确修正突变。由题意可知，Cas9蛋白可使 键断裂。若人工编码的碱基序列错误，导致突变位点在被修复的同时，修复位点下游不远处的一个碱基被替换，这会导致修复后的该基因编码的蛋白质的活性几乎全部丧失，原因可能是 。 【答案】(1) 碱基的缺失 母亲 (2) 5'-ACGGCGTTTGTA-3' 4 (3) 磷酸二酯 碱基替换导致终止密码子提前出现，对编码蛋白质造成较大的影响，使蛋白质的活性全部丧失 【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。本题主要考查基因工程，考查学生的解决问题能力和创新能力。 【详解】（1）由图分析可知，该突变基因的部分序列向前移动，说明基因发生了碱基的缺失。X染色体显性单基因遗传病的男性患者的致病基因只能来自其母亲。 （2）为构建突变基因，根据碱基互补配对原则，引物1的碱基序列为5'-ACGGCGTTTGTA-3′，该序列与模板链的其中一段碱基序列互补；至少要经过4轮PCR才能得到突变的基因。 （3）根据题意，由向导RNA和Cas9蛋白构成，其中向导RNA能靶向识别目标基因，Cas9蛋白可发挥酶的作用，使相关键断裂，因此CRISPR/Cas9中，Cas9蛋白切割DNA的磷酸二酯键。碱基替换导致终止密码子提前出现，会对编码蛋白质造成较大的影响，甚至使蛋白质的活性全部丧失。 易错分析：基因突变类型为碱基缺失，X 染色体显性遗传病男性患者的致病基因必来自母亲；PCR 引物需与模板链互补，且至少经 4 轮 PCR 才能获得完整突变基因；Cas9 蛋白切割磷酸二酯键，碱基替换可能导致终止密码子提前出现，使蛋白质活性丧失。 19．泰番3号是基因编辑番茄品种，通过CRISPR/Cas9技术精准编辑特定基因，显著提升了抗病性和果实品质，部分培育过程如图所示。回答下列问题： (1)图中步骤①设计的RNA序列称为向导RNA（sgRNA），其作用是 。步骤③④中Cas9蛋白的功能类似于基因工程中的 酶，二者都可以催化 键水解。sgRNA的序列与靶DNA特定碱基序列部分结合，结合区域最多含 种核苷酸。 (2)与传统转基因技术相比，泰番3号的培育过程未引入外源基因，其本质是通过 实现基因功能的精准调控，该技术的优势有 （答出1点）。若番茄细胞中其他DNA含有与sgRNA互补的序列，则可能造成 。 【答案】(1) 引导 Cas9 蛋白到靶 DNA 特定位置进行切割 限制性内切核酸酶 磷酸二酯 8 (2) 基因编辑（或敲除/定点突变） 避免引入外源基因、安全性高、编辑精准、育种周期短 非目标位点编辑。 【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 【详解】（1）步骤①设计的 sgRNA 的作用是 引导 Cas9 蛋白到靶 DNA 特定位置进行切割。步骤③④中 Cas9 蛋白的功能类似于基因工程中的限制性内切核酸酶，二者都可以催化磷酸二酯键水解。sgRNA 与靶DNA 特定碱基序列部分结合，结合区域中sgRNA 为RNA（含 A、U、G、C 四种核糖核苷酸），靶 DNA 为 DNA（含 A、T、G、C 四种脱氧核糖核苷酸），共涉及8种核苷酸。 （2） 与传统转基因技术相比，该技术未引入外源基因，本质是通过基因编辑（或敲除/定点突变） 实现基因功能的精准调控。 该技术的优势有 避免引入外源基因、安全性高、编辑精准、育种周期短等。若番茄细胞中其他 DNA 含有与 sgRNA 互补的序列，则可能造成非目标位点编辑。 易错分析：sgRNA 的作用是引导 Cas9 蛋白定位到靶 DNA，Cas9 蛋白类似限制酶切割磷酸二酯键；基因编辑技术不引入外源基因，安全性高、育种周期短，但可能存在非目标位点编辑风险；结合区域含 RNA 和 DNA 的核苷酸，共 8 种。 20．抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1抗除草剂转基因玉米的技术流程。 注：内含子是真核生物基因的非编码序列，可被转录，在mRNA加工中被剪切掉，仅发生于真核生物细胞内。 (1)构建含除草剂抗性基因的表达载体，传统的方法是目的基因通过限制酶与 酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列 （“能”或“不能”）出现在目的基因内部，否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列，可通过 技术在引物的 （“3’端”或“5’端”）添加相应限制酶识别序列，以便构建表达载体。 (2)为了减少限制酶识别序列的影响，科研人员研发了新的DNA 重组方法：无缝克隆In-Fusion 技术（图2），其中 In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接，类似同源重组。 ①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法，其优点有 （可多选） 。 A．免去传统方法双酶切的繁杂操作     B．同源重组，保证目的片段插入载体时方向正确 C． 如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部，该技术可克服传统方法的局限性 ②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子，首先获得了3种DNA 分子如图3，然后混合进行 In-Fusion 反应。如果引物2上额外添加的片段对应于 GUS基因中加粗的e片段，那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段 。完成重组反应后，将产物表达载体加入经过 处理的农杆菌中。 ③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落，可以选取引物 扩增目的基因并电泳检测。 (3)农杆菌转化愈伤组织时，用含 的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织（假阳性）也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS 表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，则排除假阳性的原理是：报告基因GUS在 细胞中表达，而在农杆菌中不表达，因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织，假阳性的农杆菌 （出现/不出现） 【答案】(1) DNA 连接酶 不能 PCR 5’端 (2) ABC a、d或d、a Ca²⁺ 引物1和4 (3) 除草剂 真核 不出现 【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和花粉管通道法等；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；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）在构建基因表达载体时，需用限制酶将载体切开，以便目的基因的插入，需要DNA连接酶将目的基因与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列不能出现在目的基因内部，要保持目的基因的完整性，否则目的基因会被破坏。若目的基因两侧缺少相应的限制酶识别序列，可通过PCR技术在目的基因两侧添加相应限制酶识别序列，由于DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，故一般在引物的5’端添加相应限制酶识别序列。 （2）①无缝克隆In-Fusion 技术中In-Fusion 酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接，无需限制酶切割，类似同源重组，该方法能免去传统方法双酶切的繁杂操作、能保证目的片段插入载体时方向正确、如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部，该技术可克服传统方法的局限性，ABC正确。 故选ABC。 ②结合图3分析，引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段，那么进行ln-Fusion反应时，A基因的右侧序列、GUS基因的左侧序列会连接在一起。还需要将A基因、GUS基因连接到载体上，根据质粒两条核苷酸链的方向(5＇→3)判断，引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段a、d，才能确保A基因的左侧序列、GUS基因的右侧序列分别与质粒连接（或反向连接，引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段d、a）。经钙离子处理成为感受态细胞，吸收外源DNA的能力强。 ③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落，可以检测A基因与GUS基因，因而可以选取引物1、4扩增目的基因并电泳检测。 （3）农杆菌转化愈伤组织时，需要用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织，能在该培养基上正常生长的愈伤组织为具有对除草剂的抗性；愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织（假阳性）也可能在选择培养基上生长。由于成功实现转化的愈伤组织中具有抗除草剂的基因，也有GUS基因，而报告基因GUS表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，因此用无色物质K分别处理上述的愈伤组织，出现蓝色的是无农杆菌附着的转化愈伤组织和无蓝色的是假阳性的农杆菌，这里依据的原理是GUS基因在真核细胞中表达，而在农杆菌中不表达。 易错分析：构建表达载体时，限制酶识别序列不能出现在目的基因内部，引物需在 5' 端添加酶切位点；无缝克隆无需双酶切，可克服目的基因内部含酶切位点的问题；筛选转化愈伤组织用含除草剂的培养基，GUS基因仅在真核细胞表达，可排除农杆菌残留导致的假阳性；PCR 检测需选择能扩增融合基因的引物组合（如引物 1 和 4）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $