精品解析：天津静海一中2025-2026第二学期高二生物（期中）学生学业能力调研试卷

静海一中2025—2026第二学期高二生物（期中） 学生学业能力调研试卷 考生注意： 本试卷分第Ⅰ卷基础题（84分）和第Ⅱ卷提高题（16分）两部分，含3分卷面分，满分共3分。 第Ⅰ卷 基础题（共79分） 一、选择题：1-15题每小题2分，15-20题每小题3分，共45分。 1. 下列有关干细胞的叙述，错误的是（　　） A. 人体内的干细胞有ES细胞、成体干细胞、iPS细胞三类 B. 造血干细胞不具有发育成完整个体的能力 C. 干细胞是指动物或人体内具有分裂和分化能力的细胞 D. 干细胞在再生医学、药物安全性检测等领域发挥大作用 2. 中国饮食文化源远流长，发酵技艺更是先民智慧的结晶。千百年来，果酒、果醋、腐乳和泡菜等传统发酵食品不仅丰富了百姓餐桌，更成为中华饮食文明的重要符号。下列相关叙述错误的是（ ） A. 利用葡萄制作果酒时，需每隔12小时拧松瓶盖一次，以排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2 B. 在果醋发酵过程中，通过控制发酵温度并持续通入无菌空气，可促进醋酸菌将乙醇直接氧化成乙酸 C. 腐乳制作过程中，毛霉等多种微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸 D. 在制作泡菜的过程应将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料 3. 实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 丙过程是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻 B. 合成培养基是按细胞所需的营养物质的种类和所需量严格配制而成的 C. 传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D. 体外培养的细胞有的贴壁生长有的悬浮生长，都会发生接触抑制现象 4. 下图为某生物工程操作流程模式图，①、②为具体制备方法。下列叙述正确的是（　　） A. 若此图表示植物体细胞杂交，则①表示脱分化，②表示再分化 B. 若此图表示克隆羊的培育，则①需要体外受精技术 C. 若此图表示单克隆抗体的制备，则①可用高Ca2+-高pH融合法 D. 若此图表示胚胎分割移植，则②对囊胚期的胚胎分割后，可直接移植给受体母牛 5. PCR仪实际上是一个温控设备，能在每次循环的3个步骤间进行温度切换，主要过程如图所示，图中a、b、c表示3个步骤。下列相关叙述正确的是（　　） A. a、b、c分别表示变性、复性、延伸，对应温度依次降低 B. c过程从引物的5＇端开始连接4种脱氧核苷酸 C. 高温能激活TaqDNA聚合酶，PCR反应体系中无须加入Mg2+ D. 若1个DNA进行6轮循环，则需要消耗63个引物Ⅰ 6. 研究人员选择分别在 20℃、-20℃条件下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤和DNA 鉴定结果如图1、图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该实验常利用DNA在酒精中溶解度较大的特性来提取DNA B. “DNA的粗提取与鉴定”实验需要在无菌条件下进行 C. 图1中，过滤后DNA主要存在于沉淀中，需用高浓度 NaCl溶液重新溶解 D. 图2中，低温时蓝色深度更高，原因可能是低温抑制了酶的活性，DNA降解速率更慢 7. 紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种高效抗癌物质。由于红豆杉是濒危植物，因此紫杉醇的供应严重不足。为满足临床需求，科学家尝试利用植物细胞工程生产紫杉醇。下列相关叙述正确的是（ ） A. 接种外植体时需形态学上端朝下 B. 诱导外植体形成愈伤组织期间，每日需要用高光强的灯光进行照射 C. 该方法主要利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中紫杉醇的含量 D. 利用细胞悬浮培养提取紫杉醇的方式的主要原理是细胞增殖，几乎不受季节与天气等的限制 8. NDRG2基因表达量在阿尔茨海默病（AD）患者脑内异常升高，研究人员构建能表达NDRG2反义RNA（与NDRG2 mRNA互补的RNA分子）的基因表达载体，导入AD模型小鼠海马神经元以抑制该基因表达。相关叙述正确的是（ ） A. 需用同种限制性内切核酸酶获取目的基因、切割表达载体 B. NDRG2反义RNA通过与NDRG2的mRNA结合抑制其转录 C. 用DNA聚合酶将相关片段与载体连接形成重组DNA分子 D. 将重组质粒导入农杆菌，再利用农杆菌感染小鼠海马神经元 9. 在生物学实验中，灭菌、消毒和无菌操作是确保实验成功的关键。下列相关叙述正确的是（ ） A. 外植体消毒依次是次氯酸钠溶液处理30s→酒精消毒30min→无菌水清洗2-3次 B. 泡菜制作过程中需盐水浸没全部菜料，其主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C. 可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的细胞培养瓶、试管等进行灭菌 D. 为防止蛋白质变性，不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌 10. 某科研团队计划将人胰岛素基因通过质粒导入枯草杆菌内进行表达。已知质粒上有两个抗性标记基因：基因M为抗四环素基因，基因N为抗氯霉素基因，且目的基因被插入到基因N内部，枯草杆菌自身不含任何抗性基因。下列叙述正确的是（ ） A. 导入枯草杆菌的质粒一定为重组质粒 B. 抗生素抗性基因是目的基因正常表达的必要条件 C. 成功导入重组质粒的枯草杆菌可在含氯霉素的培养基上生长 D. 能在含四环素的培养基上生长的枯草杆菌不一定符合生产要求 11. 基因工程技术给人类生产、生活和医疗带来巨大的影响。下列有关说法正确的是（　　） A. 大多数的限制酶由6个核苷酸序列组成 B. 用作载体的质粒来源于原核细胞且经过人工改造 C. 含目的基因的DNA借助花粉管通道进入胚囊，后续不需要利用植物组织培养技术 D. 将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的启动子重组在一起，导入乳腺细胞后可获得乳腺生物反应器 12. 养猪场里某病毒引发的呼吸道传染病，对猪的养殖具有较强的经济破坏性。科学家通过以下流程培育能自主产生特异性抗体的转基因克隆猪，实现对该传染病的预防和治疗。下列说法错误的是（ ） A. D猪的培育涉及了基因工程、细胞工程和胚胎工程等技术 B. 步骤②过程可采用物理和化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 C. D猪同时具有A猪和B猪的遗传特性，其繁殖方式为有性生殖 D. D猪中检测到病毒外壳蛋白基因，并不能说明转基因猪培育成功 13. 科学家利用AI预测了某种致病病毒的关键蛋白（X蛋白）的三维结构，并基于此设计了一种能特异性抑制X蛋白的药物分子。下列相关叙述错误的是（　　） A. AI预测蛋白质结构可加速药物靶点的筛选，缩短药物研发周期 B. 可利用蛋白质工程直接对X蛋白的氨基酸序列进行改造，增强其稳定性 C. 若将编码X蛋白的基因导入大肠杆菌中并让其表达，须使用能在大肠杆菌中发挥作用的启动子 D. 该药物分子与X蛋白结合后，可能改变X蛋白的空间结构，从而抑制其功能 14. 科研人员为研究M蛋白，构建了编码M蛋白的M基因与编码荧光蛋白的G基因融合表达的重组质粒，该质粒的部分结构如图1。为确定融合基因是否正确表达，科研人员提取了发荧光的受体细胞中的总蛋白，分成两组进行相关实验，并分别用抗M蛋白抗体和抗荧光蛋白抗体检测相应蛋白的表达情况，结果如图2和图3（抗体与相应蛋白结合后会显示出条带，条带位置与蛋白质大小有关）。下列叙述错误的是（ ） A. 用PCR检测重组质粒中是否插入完整的G-M融合基因时，应选择引物2和引物3 B. G-M融合基因在受体细胞内转录时，以a链作为模板 C. 条带1检出的蛋白为受体细胞表达的G-M融合蛋白 D. 条带2检出的蛋白可能是受体细胞自身的M基因控制合成的M蛋白 15. 2014年出生在澳大利亚的一对姐弟被确认为一种极其罕见的半同卵双胞胎。该对半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如下图所示，下列正确的是（ ） A. 受精准备阶段，精子需要获得能量，卵子需要培养到MⅡ期 B. 受精卵分裂成3种二倍染色体细胞的过程中发生了染色体变异 C. 过程3为发生在输卵管内的有丝分裂，过程4中早期胚胎的体积并不增加 D. 这对姐弟来源于母亲和父亲的染色体完全相同 16. 水母雪莲是我国一种珍稀药用植物，其主要活性成分为次生代谢产物黄酮。由于长期过度采挖，野生资源已严重匮乏。研究人员通过悬浮培养水母雪莲细胞，探究不同转速对其生长与黄酮积累的影响，结果如下表所示。下列叙述错误的是（　　） 转速（r/min） 55 65 75 85 相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25 细胞干重（g/L） 7.5 9.7 11.4 9.5 黄酮产量（g/L） 0.2 0.27 0.32 0.25 A. 在一定转速范围内，黄酮产量与细胞干重呈正相关 B. 黄酮作为次生代谢产物，是水母雪莲细胞维持基本生命活动所必需的 C. 适当提高转速可增加培养液中的溶氧量，有利于细胞生长和代谢 D. 转速为75 r/min时，细胞生长速率和黄酮积累均达到较高水平 17. 安莎霉素由深海中某种赖氨酸缺陷型放线菌产生，可治疗结核分枝杆菌引起的肺部感染。科研人员用紫外线诱变深海放线菌后选育高产菌株，实验的部分流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落 A. ②③④为固体培养基，缺乏赖氨酸的培养基为③ B. 培养基①应先灭菌再调pH，以满足放线菌生长需求 C. 用接种环蘸取菌液在②上连续划线，以获得单菌落 D. 由培养结果可知，乙菌落为赖氨酸缺陷型高产菌株 18. 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. 限制酶通过水解DNA上的磷酸二酯键发挥作用 D. SpeI和NheI切割形成的片段进行重组后，SpeI和NheI均不能识别并切割 19. 研究人员将人源iPS细胞诱导分化为肾单位祖细胞，导入敲除了肾脏发育关键基因的猪囊胚中，再将嵌合囊胚移植到代孕母猪子宫内，培育出的嵌合体猪的肾脏主要由人源细胞构成，可用于移植医疗，过程如下图。下列说法正确的是（ ） A. 该技术培育的人源肾脏完全不必考虑肾移植个体之间的遗传差异 B. 过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾单位祖细胞植入囊胚的内细胞团中 C. 过程③操作之前需要对代孕母猪进行同期发情和超数排卵处理 D. 推测荧光标记的意义是区分人源细胞与猪源细胞，并提高嵌合胚胎发育的速度 20. 目的基因和载体如果用同一种限制酶处理，连接时会出现正、反接的情况，为鉴定筛选出的表达载体中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR后，结合电泳技术鉴定，图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，其中目的基因为长度300bp的片段。下列有关说法错误的是（　　） A. PCR复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链 B. 电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小和构象有关 C. 选取引物甲、丙，扩增出450bp长度的片段时，可以说明目的基因正接 D. 选取引物甲、乙，扩增出400bp长度的片段时，可以说明目的基因反接 二、填空题 21. 科学家将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，使其可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制性内切核酸酶切割位点，如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（AmpR为氨苄青霉素抗性基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。请据图回答下列问题： （1）在构建重组DNA时，可用一种或多种限制性内切核酸酶进行切割，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实验中应该选用限制性内切核酸酶________分别对含鱼的抗冻蛋白基因的DNA片段和质粒进行切割，充分切割后产生的DNA片段分别为________种。 （2）基因工程中的核心步骤是________（填序号），该步骤的目的是________。为了使目的基因正常表达，其上游必须有启动子，它是________识别和结合的部位。若限制酶切出了黏性末端，要选择________（填“E.coli DNA连接酶”“T4DNA连接酶”或“E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶”）进行连接。 （3）图中将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞的方法称为________。它是利用载体Ti质粒中含有_______，可以将目的基因整合到________上。 （4）检测番茄植株细胞中鱼的抗冻蛋白基因是否成功表达，从分子水平上常采用的方法是_______。 22. 分析以下两个关于细胞工程的活动回答 Ⅰ．甲植物（2n=18）具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙（4n=32）的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙，途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯（IOA）处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂。回答下列问题： （1）取植物的顶芽细胞进行培育，有利于获得脱毒苗，原因是_______。 （2）过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，此时生长素与细胞分裂素的比值________（填“>1”、“＜1”或“=1”）。 （3）在细胞融合体系中，未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因________。 （4）杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染，原因是_______。 Ⅱ．为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体药物偶联物（ADC），过程如下图所示。 （5）本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自________。 （6）步骤②的细胞必须经过步骤③________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时，首先应保证其处于________的环境，除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要控制气体条件，5%的CO2的作用是________。 （7）单克隆抗体是ADC中的________（填“a”或“b”）部分。 23. 红酸汤是我国黔南地区的特色发酵食品，其发酵过程中乳酸菌起关键作用。研究人员从黔南三县市红酸汤中分离出布氏乳杆菌，并对其进行研究。回答下列问题： （1）将稀释到一定浓度的酸汤样品，取0.1mL涂布于MRS琼脂培养基（最常用的乳酸菌培养基），37℃培养48h，利用平板划线法纯化获得菌株。进行图1所示接种时，接种环需灼烧________次。 （2）若需对布氏乳杆菌进行计数，可采用的接种方法是________，该方法计数结果通常比实际值________（填“偏大”或“偏小”）。除上述计数方法外，还可利用________测定微生物数量。 （3）（信息筛选）研究人员筛选出SD-1、DY-1、DS-1三株较好的布氏乳杆菌的菌株，探究其相关特性，部分实验结果如图2～图4所示，图2、图3分别为三种菌株的生长曲线和产酸曲线。 注：吸光度值越大说明菌体浓度越高，菌株生长能力越强。 ①测定菌株的吸光度时，需先将待测溶液振荡摇匀，以防止菌体沉淀导致测量结果不准确，据图2、图3分析，相同培养条件下，繁殖速度快、产酸能力强的菌株是________，判断依据是________。 ②研究人员还测定了三株布氏乳杆菌的发酵上清液对大肠杆菌等5种指示菌生长的抑制情况，结果如图4所示。由图可知，三株布氏乳杆菌对5种指示菌均有抑菌效果，其中________菌分别对水弧球菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力最好。 （4）研究人员结合其他相关实验，最终得出DY-1菌株可作为发酵食品开发的菌株选择。若将该菌应用到工业上发酵制作泡菜时，需先进行菌种的_________，发酵的中心环节是_______，后续经过相关工艺获得成品泡菜。 第Ⅱ卷 提高题（共16分） 24. 抗除草剂转基因作物的推广可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术 注：内含子是真核生物基因的非编码序列，可被转录，但在mRNA加工过程中被剪切掉，但该加工仅发生于真核生物细胞内。 （1）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________（填“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________。 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的片段________。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请在图4中画出阳性菌落的电泳结果________。 （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）蓝色。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 静海一中2025—2026第二学期高二生物（期中） 学生学业能力调研试卷 考生注意： 本试卷分第Ⅰ卷基础题（84分）和第Ⅱ卷提高题（16分）两部分，含3分卷面分，满分共3分。 第Ⅰ卷 基础题（共79分） 一、选择题：1-15题每小题2分，15-20题每小题3分，共45分。 1. 下列有关干细胞的叙述，错误的是（　　） A. 人体内的干细胞有ES细胞、成体干细胞、iPS细胞三类 B. 造血干细胞不具有发育成完整个体的能力 C. 干细胞是指动物或人体内具有分裂和分化能力的细胞 D. 干细胞在再生医学、药物安全性检测等领域发挥大作用 【答案】A 【解析】 【详解】A、人体内的干细胞主要有成体干细胞和胚胎干细胞（ES细胞），iPS细胞是通过人工诱导技术获得的类似胚胎干细胞的细胞，它并不属于人体内天然存在的干细胞类别，A错误； B、造血干细胞属于成体干细胞，具有组织特异性，只能分化为特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力，B正确； C、干细胞是指动物或人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞，C正确； D、干细胞可诱导培育为特定组织、器官用于再生医学治疗，也可分化为靶细胞用于药物安全性、有效性检测，在多个领域发挥重要作用，D正确。 2. 中国饮食文化源远流长，发酵技艺更是先民智慧的结晶。千百年来，果酒、果醋、腐乳和泡菜等传统发酵食品不仅丰富了百姓餐桌，更成为中华饮食文明的重要符号。下列相关叙述错误的是（ ） A. 利用葡萄制作果酒时，需每隔12小时拧松瓶盖一次，以排出酵母菌无氧呼吸产生的CO2 B. 在果醋发酵过程中，通过控制发酵温度并持续通入无菌空气，可促进醋酸菌将乙醇直接氧化成乙酸 C. 腐乳制作过程中，毛霉等多种微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸 D. 在制作泡菜的过程应将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料 【答案】B 【解析】 【详解】A、果酒制作利用酵母菌的无氧呼吸，该过程会产生CO₂，每隔12小时拧松瓶盖可排出多余CO₂，避免发酵瓶胀裂，同时避免杂菌污染，A正确； B、醋酸菌为好氧菌，果醋发酵时控制适宜温度、通入无菌空气，但当以乙醇为底物产乙酸时，醋酸菌先将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，并非直接将乙醇氧化为乙酸，B错误； C、腐乳制作中，毛霉等微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的大分子蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，改善腐乳风味和营养，C正确； D、制作泡菜时，煮沸后冷却的盐水可杀灭杂菌且避免高温杀死乳酸菌，盐水没过全部菜料可创造无氧环境，利于乳酸菌发酵，D正确。 3. 实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 丙过程是原代培养，往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等分裂受阻 B. 合成培养基是按细胞所需的营养物质的种类和所需量严格配制而成的 C. 传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D. 体外培养的细胞有的贴壁生长有的悬浮生长，都会发生接触抑制现象 【答案】D 【解析】 【详解】A、丙过程是将获得的皮肤细胞进行初次培养，为原代培养，培养过程往往会因为细胞密度过大、有害物质积累等导致分裂受阻，A正确； B、合成培养基是将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制而成的， B正确； C、传代培养时，悬浮培养的细胞没有贴壁生长的现象，因而可以直接用离心法收集，无须再用酶处理，C正确； D、体外培养的细胞有的贴壁生长，有的悬浮生长。贴壁生长的细胞会发生接触抑制现象，悬浮生长的细胞不会发生接触抑制现象，D错误。 4. 下图为某生物工程操作流程模式图，①、②为具体制备方法。下列叙述正确的是（　　） A. 若此图表示植物体细胞杂交，则①表示脱分化，②表示再分化 B. 若此图表示克隆羊的培育，则①需要体外受精技术 C. 若此图表示单克隆抗体的制备，则①可用高Ca2+-高pH融合法 D. 若此图表示胚胎分割移植，则②对囊胚期的胚胎分割后，可直接移植给受体母牛 【答案】D 【解析】 【详解】A、若此图表示植物体细胞杂交，则①表示植物细胞融合，②表示植物组织培养，A错误； B、克隆羊是无性繁殖，不涉及体外受精，B错误； C、若此图表示单克隆抗体的制备，则①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，通常用灭活的病毒诱导二者融合，C错误； D、若此图表示胚胎分割移植，若②表示对囊胚期的胚胎分割，分割以后还是囊胚，可以直接移植，D正确。 5. PCR仪实际上是一个温控设备，能在每次循环的3个步骤间进行温度切换，主要过程如图所示，图中a、b、c表示3个步骤。下列相关叙述正确的是（　　） A. a、b、c分别表示变性、复性、延伸，对应温度依次降低 B. c过程从引物的5＇端开始连接4种脱氧核苷酸 C. 高温能激活TaqDNA聚合酶，PCR反应体系中无须加入Mg2+ D. 若1个DNA进行6轮循环，则需要消耗63个引物Ⅰ 【答案】D 【解析】 【详解】A、PCR的3个步骤依次是a变性（高温，95℃左右，双链解旋）、b复性（退火，55℃左右，引物结合模板）、c延伸（72℃左右，Taq酶合成DNA），对应温度是先升高、再降低、再升高，不是依次降低，A错误； B、c是延伸过程，DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链，B错误； C、TaqDNA聚合酶是耐热的DNA聚合酶，在PCR反应体系中需要加入Mg2+来激活该酶的活性，C错误； D、1个DNA进行n轮循环，最终得到2ⁿ个DNA分子，每个DNA复制时都需要2个引物（引物Ⅰ和引物Ⅱ），若1个DNA进行6轮循环，共合成26=64个DNA分子，其中只有最初的模板DNA分子不需要引物Ⅰ和引物Ⅱ，所以需要消耗引物Ⅰ和引物Ⅱ的数量都是64-1=63，D正确。 6. 研究人员选择分别在 20℃、-20℃条件下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤和DNA 鉴定结果如图1、图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该实验常利用DNA在酒精中溶解度较大的特性来提取DNA B. “DNA的粗提取与鉴定”实验需要在无菌条件下进行 C. 图1中，过滤后DNA主要存在于沉淀中，需用高浓度 NaCl溶液重新溶解 D. 图2中，低温时蓝色深度更高，原因可能是低温抑制了酶的活性，DNA降解速率更慢 【答案】D 【解析】 【详解】A、该实验提取DNA的原理是DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，利用该特性使DNA析出，A错误； B、“DNA的粗提取与鉴定”实验不需要无菌条件，B错误； C、研磨破碎细胞后，DNA释放后溶解在研磨液中，过滤后DNA主要存在于滤液中，C错误； D、二苯胺鉴定DNA时，蓝色深浅与DNA含量正相关；低温会抑制降解DNA的酶的活性，DNA降解速率更慢，最终提取得到的DNA更多，因此蓝色深度更高，D正确。 7. 紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种高效抗癌物质。由于红豆杉是濒危植物，因此紫杉醇的供应严重不足。为满足临床需求，科学家尝试利用植物细胞工程生产紫杉醇。下列相关叙述正确的是（ ） A. 接种外植体时需形态学上端朝下 B. 诱导外植体形成愈伤组织期间，每日需要用高光强的灯光进行照射 C. 该方法主要利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中紫杉醇的含量 D. 利用细胞悬浮培养提取紫杉醇的方式的主要原理是细胞增殖，几乎不受季节与天气等的限制 【答案】D 【解析】 【详解】A、植物组织培养接种外植体时需形态学上端朝上，才有利于外植体正常生长成活，形态学上端朝下会降低外植体存活率，A错误； B、诱导外植体脱分化形成愈伤组织的阶段不需要光照，高光强照射会抑制愈伤组织的形成，B错误； C、该生产方法是通过促进细胞增殖获得大量红豆杉细胞，进而提高紫杉醇的总产量，并非提高单个细胞中紫杉醇的含量，C错误； D、利用细胞悬浮培养提取紫杉醇的原理是细胞增殖，培养过程在人工控制的无菌环境下进行，条件可控，几乎不受季节与天气等自然条件的限制，D正确。 8. NDRG2基因表达量在阿尔茨海默病（AD）患者脑内异常升高，研究人员构建能表达NDRG2反义RNA（与NDRG2 mRNA互补的RNA分子）的基因表达载体，导入AD模型小鼠海马神经元以抑制该基因表达。相关叙述正确的是（ ） A. 需用同种限制性内切核酸酶获取目的基因、切割表达载体 B. NDRG2反义RNA通过与NDRG2的mRNA结合抑制其转录 C. 用DNA聚合酶将相关片段与载体连接形成重组DNA分子 D. 将重组质粒导入农杆菌，再利用农杆菌感染小鼠海马神经元 【答案】A 【解析】 【详解】A、构建基因表达载体时，用同种限制性内切核酸酶获取目的基因、切割表达载体，可使二者产生相同的末端，便于后续连接形成重组DNA分子，A正确； B、NDRG2反义RNA与NDRG2的mRNA结合后，会阻止核糖体与mRNA结合，抑制其翻译，B错误； C、将目的基因片段与载体连接形成重组DNA分子需要使用DNA连接酶，C错误； D、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，将重组质粒导入动物细胞常用显微注射法，农杆菌无法感染动物细胞，D错误。 故选A。 9. 在生物学实验中，灭菌、消毒和无菌操作是确保实验成功的关键。下列相关叙述正确的是（ ） A. 外植体消毒依次是次氯酸钠溶液处理30s→酒精消毒30min→无菌水清洗2-3次 B. 泡菜制作过程中需盐水浸没全部菜料，其主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C. 可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的细胞培养瓶、试管等进行灭菌 D. 为防止蛋白质变性，不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌 【答案】C 【解析】 【详解】A、外植体消毒的正确顺序为酒精消毒30s→无菌水清洗1-2次→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗3-5次，A错误； B、泡菜制作时盐水浸没全部菜料的主要目的是隔绝空气，为乳酸菌创造无氧发酵环境，并非杀死菜料表面杂菌，B错误； C、细胞培养瓶、试管等耐高温、耐湿的实验器材，可使用高压蒸汽灭菌法灭菌，C正确； D、牛肉膏蛋白胨培养基的常规灭菌方法就是高压蒸汽灭菌法，培养基中的蛋白质作为微生物的营养成分，灭菌后不会影响其使用功能，无需避免蛋白质变性，D错误。 10. 某科研团队计划将人胰岛素基因通过质粒导入枯草杆菌内进行表达。已知质粒上有两个抗性标记基因：基因M为抗四环素基因，基因N为抗氯霉素基因，且目的基因被插入到基因N内部，枯草杆菌自身不含任何抗性基因。下列叙述正确的是（ ） A. 导入枯草杆菌的质粒一定为重组质粒 B. 抗生素抗性基因是目的基因正常表达的必要条件 C. 成功导入重组质粒的枯草杆菌可在含氯霉素的培养基上生长 D. 能在含四环素的培养基上生长的枯草杆菌不一定符合生产要求 【答案】D 【解析】 【详解】A、导入枯草杆菌的质粒既可能是携带目的基因的重组质粒，也可能是未重组的普通质粒，并非一定为重组质粒，A错误； B、抗生素抗性基因是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，与目的基因表达无关，B错误； C、目的基因插入抗氯霉素基因N内部，会破坏基因N的结构使其无法表达出抗氯霉素相关蛋白，因此成功导入重组质粒的枯草杆菌不能在含氯霉素的培养基上生长，C错误； D、抗四环素基因M未被破坏，因此导入普通质粒和导入重组质粒的枯草杆菌都能在含四环素的培养基上生长，其中导入普通质粒的枯草杆菌不含目的基因，不符合生产要求，因此能在含四环素的培养基上生长的枯草杆菌不一定符合生产要求，D正确。 11. 基因工程技术给人类生产、生活和医疗带来巨大的影响。下列有关说法正确的是（　　） A. 大多数的限制酶由6个核苷酸序列组成 B. 用作载体的质粒来源于原核细胞且经过人工改造 C. 含目的基因的DNA借助花粉管通道进入胚囊，后续不需要利用植物组织培养技术 D. 将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的启动子重组在一起，导入乳腺细胞后可获得乳腺生物反应器 【答案】C 【解析】 【详解】A、限制酶的化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，A错误； B、质粒是独立于细胞拟核或细胞核DNA之外的环状DNA分子，不仅原核细胞中有质粒，酵母菌等真核生物中也存在质粒，B错误； C、花粉管通道法中，含目的基因的DNA进入胚囊后可转化受精卵或早期胚细胞，这类细胞可直接发育为完整植株，无需额外进行植物组织培养，C正确； D、制备乳腺生物反应器时，需将重组载体导入动物受精卵，使其发育为完整个体，雌性个体的乳腺才能特异性表达药用蛋白，仅导入高度分化的乳腺细胞无法获得能稳定生产药用蛋白的动物个体，D错误。 12. 养猪场里某病毒引发的呼吸道传染病，对猪的养殖具有较强的经济破坏性。科学家通过以下流程培育能自主产生特异性抗体的转基因克隆猪，实现对该传染病的预防和治疗。下列说法错误的是（ ） A. D猪的培育涉及了基因工程、细胞工程和胚胎工程等技术 B. 步骤②过程可采用物理和化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 C. D猪同时具有A猪和B猪的遗传特性，其繁殖方式为有性生殖 D. D猪中检测到病毒外壳蛋白基因，并不能说明转基因猪培育成功 【答案】C 【解析】 【详解】A、利用转基因技术将病毒外壳蛋白基因导入B猪的体细胞核中，然后将B猪的体细胞核移植到A猪的去核卵母细胞中，再将重组细胞培养到一定阶段并移植到C猪的子宫中去，最后分娩产生了D转基因克隆猪，获得D猪涉及去核卵母细胞与含有目的基因的细胞的融合，故D猪的培育涉及的技术手段有基因工程技术、核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等，A正确； B、步骤②是早期胚胎培养前的激活，也可采用电刺激等物理方法激活重组细胞，使其完成细胞分裂和发育进程，B正确； C、图中D猪的核遗传物质大部分来源于B猪，细胞质遗传物质来源于A猪，繁殖方式为无性生殖，C错误； D、在D猪中检测到病毒外壳蛋白基因，只能说明目的基因成功导入受体细胞，但不能说明目的基因成功表达，因此不能说明转基因克隆猪培育成功，还需要检测相应的抗体，D正确。 13. 科学家利用AI预测了某种致病病毒的关键蛋白（X蛋白）的三维结构，并基于此设计了一种能特异性抑制X蛋白的药物分子。下列相关叙述错误的是（　　） A. AI预测蛋白质结构可加速药物靶点的筛选，缩短药物研发周期 B. 可利用蛋白质工程直接对X蛋白的氨基酸序列进行改造，增强其稳定性 C. 若将编码X蛋白的基因导入大肠杆菌中并让其表达，须使用能在大肠杆菌中发挥作用的启动子 D. 该药物分子与X蛋白结合后，可能改变X蛋白的空间结构，从而抑制其功能 【答案】B 【解析】 【详解】A、AI预测蛋白质三维结构可直接明确药物靶点的结构特征，无需耗费大量时间解析蛋白结构，能够加速药物靶点筛选，缩短药物研发周期，A正确； B、蛋白质工程的操作对象是基因，无法直接对蛋白质的氨基酸序列进行改造，需通过改造或合成编码X蛋白的基因，再经基因表达获得改造后的X蛋白，B错误； C、启动子是RNA聚合酶识别结合、启动转录的序列，不同物种的启动子具有特异性，要让编码X蛋白的基因在大肠杆菌中表达，必须使用可被大肠杆菌RNA聚合酶识别的启动子，C正确； D、蛋白质的功能由其空间结构决定，药物分子与X蛋白结合后若改变其空间结构，就会导致X蛋白功能异常，实现抑制效果，D正确。 14. 科研人员为研究M蛋白，构建了编码M蛋白的M基因与编码荧光蛋白的G基因融合表达的重组质粒，该质粒的部分结构如图1。为确定融合基因是否正确表达，科研人员提取了发荧光的受体细胞中的总蛋白，分成两组进行相关实验，并分别用抗M蛋白抗体和抗荧光蛋白抗体检测相应蛋白的表达情况，结果如图2和图3（抗体与相应蛋白结合后会显示出条带，条带位置与蛋白质大小有关）。下列叙述错误的是（ ） A. 用PCR检测重组质粒中是否插入完整的G-M融合基因时，应选择引物2和引物3 B. G-M融合基因在受体细胞内转录时，以a链作为模板 C. 条带1检出的蛋白为受体细胞表达的G-M融合蛋白 D. 条带2检出的蛋白可能是受体细胞自身的M基因控制合成的M蛋白 【答案】B 【解析】 【详解】A、重组质粒的模板链为3'→5'方向，PCR扩增需要引物与模板链的3'端结合。引物1结合在a链5'端，方向与扩增方向不符；引物4结合在b链5'端，方向也不符；正确引物应为引物2和引物3，A正确； B、启动子位于G基因上游（a链的5'端），转录时RNA聚合酶结合启动子，沿5'→3'方向合成RNA，因此模板链是b链（3'→5'），B错误； C、据图2可知，用抗M蛋白抗体和抗荧光蛋白抗体分别检测，均出现条带1，说明条带1是G-M融合蛋白，C正确； D、据图2可知，抗M蛋白抗体检测出现条带2，抗荧光蛋白抗体检测不出现条带2，说明条带2所检出的蛋白不是由重组质粒上的融合的M基因表达的，可能是受体细胞自身的M基因控制合成的M蛋白，D正确。 15. 2014年出生在澳大利亚的一对姐弟被确认为一种极其罕见的半同卵双胞胎。该对半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如下图所示，下列正确的是（ ） A. 受精准备阶段，精子需要获得能量，卵子需要培养到MⅡ期 B. 受精卵分裂成3种二倍染色体细胞的过程中发生了染色体变异 C. 过程3为发生在输卵管内的有丝分裂，过程4中早期胚胎的体积并不增加 D. 这对姐弟来源于母亲和父亲的染色体完全相同 【答案】C 【解析】 【详解】A、受精准备阶段，精子需要完成获能，获能是指精子获得受精能力，A错误； B、受精卵原本含3套染色体，分裂形成3种二倍体细胞的过程中，是染色体发生重新组合，不属于染色体变异，B错误； C、过程3是受精卵的有丝分裂，受精作用发生在输卵管，所以这个分裂过程是在输卵管内进行；过程4是卵裂期，这个时期早期胚胎的细胞不断分裂，但胚胎的体积并不增加，甚至略有缩小，C正确； D、这对姐弟来自父亲的染色体分别来源于两个不同的精子，序列并不相同；来自母亲的染色体分配也不完全一致，D错误。 16. 水母雪莲是我国一种珍稀药用植物，其主要活性成分为次生代谢产物黄酮。由于长期过度采挖，野生资源已严重匮乏。研究人员通过悬浮培养水母雪莲细胞，探究不同转速对其生长与黄酮积累的影响，结果如下表所示。下列叙述错误的是（　　） 转速（r/min） 55 65 75 85 相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25 细胞干重（g/L） 7.5 9.7 11.4 9.5 黄酮产量（g/L） 0.2 0.27 0.32 0.25 A. 在一定转速范围内，黄酮产量与细胞干重呈正相关 B. 黄酮作为次生代谢产物，是水母雪莲细胞维持基本生命活动所必需的 C. 适当提高转速可增加培养液中的溶氧量，有利于细胞生长和代谢 D. 转速为75 r/min时，细胞生长速率和黄酮积累均达到较高水平 【答案】B 【解析】 【详解】A、由表格数据可知，转速在55~75r/min范围内时，随着转速升高，细胞干重逐渐增加，黄酮产量也同步升高，转速升至85r/min时二者均下降，说明一定范围内黄酮产量与细胞干重呈正相关，A正确； B、次生代谢产物不是细胞维持基本生命活动所必需的，只有初生代谢产物（如糖类、蛋白质、核酸等）才是细胞生命活动必需的物质，黄酮属于次生代谢产物，不是水母雪莲细胞维持基本生命活动必需的，B错误； C、适当提高转速可促进培养液与空气的接触，增加培养液溶氧量，有利于细胞有氧呼吸供能，进而促进细胞生长和代谢，表格中的数据能得出该结论，C正确； D、由表格数据可知，转速为75r/min时，相对生长速率、细胞干重、黄酮产量均为各组最高值，说明此时细胞生长速率和黄酮积累均达到较高水平，D正确。 17. 安莎霉素由深海中某种赖氨酸缺陷型放线菌产生，可治疗结核分枝杆菌引起的肺部感染。科研人员用紫外线诱变深海放线菌后选育高产菌株，实验的部分流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落 A. ②③④为固体培养基，缺乏赖氨酸的培养基为③ B. 培养基①应先灭菌再调pH，以满足放线菌生长需求 C. 用接种环蘸取菌液在②上连续划线，以获得单菌落 D. 由培养结果可知，乙菌落为赖氨酸缺陷型高产菌株 【答案】A 【解析】 【详解】A、固体培养基需要加入琼脂作为凝固剂，②③④为固体培养基，该放线菌是赖氨酸缺陷型，自身不能合成赖氨酸，要筛选高产安莎霉素的菌株，需在培养基中添加赖氨酸，这样缺陷型放线菌才能生长，③中部分菌落不能生长，说明缺乏赖氨酸，A正确‌； B、培养基的制作流程是计算→称量→溶化→调节pH→灭菌，若先灭菌再调节pH，调节pH时可能会引入杂菌，导致灭菌失去意义，所以应该先调节pH，再灭菌，B错误‌； C、由图可知，②是用稀释涂布平板法进行接种，不是用接种环蘸取菌液进行连续划线，C错误‌； D、甲菌落在③中不能生存，在④中可以生存，说明甲菌落只能生活在含有赖氨酸的培养基中，是赖氨酸缺陷型放线菌菌落，可以产生安莎霉素，而乙菌落在③④中均能生存，所以乙菌落不是赖氨酸缺陷型放线菌菌落，不能产生安莎霉素，D错误‌。 18. 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. 限制酶通过水解DNA上的磷酸二酯键发挥作用 D. SpeI和NheI切割形成的片段进行重组后，SpeI和NheI均不能识别并切割 【答案】B 【解析】 【详解】A、PCR扩增的产物两端序列就是引物的序列，已知引物长度为8个碱基。扩增得到的DNA片段的互补链5'端序列为5′-TGCGCAGT-3′，正好符合引物长度和序列，A正确； B、对比酶切前后的DNA序列：原扩增片段5'端含限制酶NheI的识别序列5′-GCTAGC-3′，3'端含限制酶CfoI的识别序列5′-GCGC-3′；酶切后5'端切掉前2个碱基、3'端切掉最后1个碱基，和图中酶切结果完全吻合，因此步骤①所用的酶是NheI和CfoI，不是SpeI和CfoI，B错误； C、限制酶的作用原理就是水解断开DNA分子中磷酸二酯键，C正确； D、SpeI识别序列为5′-ACTAGT-3′，NheI识别序列为5′-GCTAGC-3′，二者切割后产生的黏性末端都是CTAG，二者连接后，原来两个酶的识别序列都被改变，不再符合原来的识别序列，因此SpeI和NheI都不能再识别切割，D正确。 19. 研究人员将人源iPS细胞诱导分化为肾单位祖细胞，导入敲除了肾脏发育关键基因的猪囊胚中，再将嵌合囊胚移植到代孕母猪子宫内，培育出的嵌合体猪的肾脏主要由人源细胞构成，可用于移植医疗，过程如下图。下列说法正确的是（ ） A. 该技术培育的人源肾脏完全不必考虑肾移植个体之间的遗传差异 B. 过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾单位祖细胞植入囊胚的内细胞团中 C. 过程③操作之前需要对代孕母猪进行同期发情和超数排卵处理 D. 推测荧光标记的意义是区分人源细胞与猪源细胞，并提高嵌合胚胎发育的速度 【答案】B 【解析】 【详解】A、该方法获得的肾脏可能含有囊胚的细胞发育的部分，因此培育的人源肾脏依然需要考虑肾移植个体之间的遗传差异，A错误； B、囊胚的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织器官，要让人源肾单位祖细胞发育形成肾脏，需要将其植入囊胚的内细胞团中，B正确； C、过程③为胚胎移植，胚胎移植前需要对代孕母猪进行同期发情处理，使子宫环境适宜胚胎着床即可，不需要进行超数排卵处理（代孕母体不提供卵母细胞），C错误； D、荧光标记仅起到示踪作用，用于区分人源细胞和猪源细胞，不能提高嵌合胚胎的发育速度，D错误。 20. 目的基因和载体如果用同一种限制酶处理，连接时会出现正、反接的情况，为鉴定筛选出的表达载体中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR后，结合电泳技术鉴定，图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，其中目的基因为长度300bp的片段。下列有关说法错误的是（　　） A. PCR复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链 B. 电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小和构象有关 C. 选取引物甲、丙，扩增出450bp长度的片段时，可以说明目的基因正接 D. 选取引物甲、乙，扩增出400bp长度的片段时，可以说明目的基因反接 【答案】C 【解析】 【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按 碱基互补配对的原则结合，再调 温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶 沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。 【详解】A、复性是在高温解旋后降低温度让引物与模板链结合，复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链，A正确； B、电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小和构象有关，如电泳一段时间后，较大的DNA分子迁移距离小，离加样孔近，而较小的DNA分子迁移距离大，离加样孔远，B正确； C、由于使用的引物是甲和丙，没有与基因相应位置配对，因此不管基因正接还是反接，扩增片段的长度均为450bp，C错误； D、选取引物甲、乙，扩增出400bp长度的片段时，可以说明目的基因反接，D正确。 故选C。 二、填空题 21. 科学家将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，使其可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制性内切核酸酶切割位点，如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（AmpR为氨苄青霉素抗性基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。请据图回答下列问题： （1）在构建重组DNA时，可用一种或多种限制性内切核酸酶进行切割，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实验中应该选用限制性内切核酸酶________分别对含鱼的抗冻蛋白基因的DNA片段和质粒进行切割，充分切割后产生的DNA片段分别为________种。 （2）基因工程中的核心步骤是________（填序号），该步骤的目的是________。为了使目的基因正常表达，其上游必须有启动子，它是________识别和结合的部位。若限制酶切出了黏性末端，要选择________（填“E.coli DNA连接酶”“T4DNA连接酶”或“E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶”）进行连接。 （3）图中将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞的方法称为________。它是利用载体Ti质粒中含有_______，可以将目的基因整合到________上。 （4）检测番茄植株细胞中鱼的抗冻蛋白基因是否成功表达，从分子水平上常采用的方法是_______。 【答案】（1） ①. PstⅠ、SmaⅠ ②. 4、2 （2） ①. ① ②. 使目的基因在受体细胞中稳定存在、成功表达和发挥作用并能遗传给下一代 ③. RNA聚合酶 ④. E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶 （3） ①. 农杆菌转化法 ②. T-DNA ③. 宿主细胞的染色体DNA （4）抗原-抗体杂交 【解析】 【小问1详解】 据图分析，鱼的抗冻蛋白基因（目的基因）上具有三种限制酶切割位点，AluⅠ的切割位点存在于目的基因中，因此不宜选用AluⅠ，质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制酶切割位点，PstⅠ的切割位点存在于目的基因的两侧，SmaⅠ的切割位点存在于目的基因的左侧，为避免目的基因和载体酶切后自身环化、任意连接，需要用两种限制酶切割产生不同末端，应该选择PstⅠ、SmaⅠ分别切割目的基因和质粒； 含目的基因的DNA是线性分子，共有3个酶切位点（2个PstⅠ、1个SmaⅠ），线性DNA中n个酶切位点产生n+1个片段，因此共产生3+1=4个片段；质粒是环状DNA，共有2个酶切位点（1个PstⅠ、1个SmaⅠ），环状DNA中n个酶切位点产生n个片段，因此产生2个片段。 【小问2详解】 基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，即图中的①步骤，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞内稳定存在和成功表达、并能遗传给下一代；启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动目的基因转录；E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都可以连接黏性末端，故要选择E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶进行连接。 【小问3详解】 将目的基因导入番茄细胞等植物细胞常用农杆菌转化法，利用载体Ti质粒中含有T—DNA，可以将目的基因整合到宿主细胞的染色体DNA上。 【小问4详解】 番茄植株细胞中鱼抗冻蛋白基因表达的产物是抗冻蛋白，可以利用抗原-抗体杂交技术进行检测。 22. 分析以下两个关于细胞工程的活动回答 Ⅰ．甲植物（2n=18）具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙（4n=32）的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙，途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯（IOA）处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂。回答下列问题： （1）取植物的顶芽细胞进行培育，有利于获得脱毒苗，原因是_______。 （2）过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，此时生长素与细胞分裂素的比值________（填“>1”、“＜1”或“=1”）。 （3）在细胞融合体系中，未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因________。 （4）杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染，原因是_______。 Ⅱ．为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体药物偶联物（ADC），过程如下图所示。 （5）本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自________。 （6）步骤②的细胞必须经过步骤③________才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。体外培养时，首先应保证其处于________的环境，除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要控制气体条件，5%的CO2的作用是________。 （7）单克隆抗体是ADC中的________（填“a”或“b”）部分。 【答案】（1）顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒 （2）＜1 （3）甲细胞用IOA处理后线粒体失活，细胞生命活动受限；乙细胞经X射线处理后失去分裂能力 （4）抗除草剂基因位于细胞质中，受精时只有精子头部（细胞核）进入卵细胞 （5）乳腺癌细胞表面抗原/乳腺癌细胞 （6） ①. 克隆化培养和抗体检测 ②. 无菌、无毒 ③. 维持培养液的pH （7）a 【解析】 【小问1详解】 由于顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，取植物的顶芽细胞进行培育，有利于获得脱毒苗。 【小问2详解】 植物组织培养时，细胞分裂素用量较高，即生长素与细胞分裂素的比值＜1，有利于芽的分化，抑制根的形成。 【小问3详解】 X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体的功能，IOA处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂，因此未融合的细胞和同种细胞的融合细胞均不能正常分裂，都不能形成愈伤组织，只有杂种细胞由于生理互补能形成愈伤组织。 【小问4详解】 丙的抗除草剂基因位于细胞质中，精子的头部几乎只有细胞核，线粒体主要集中在尾部。受精时，精子的头部进入卵母细胞而尾部留在外面，因此质基因一般不会通过花粉遗传给后代，避免了基因污染。 【小问5详解】 该技术操作的目的是为获得治疗乳腺癌的单克隆抗体，因此，给小鼠注射的特定抗原应取自人的乳腺癌细胞。 【小问6详解】 获得的杂交瘤细胞必须进行③克隆化培养和专一抗体检测，才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞。动物细胞培养的关键是无菌操作，故体外培养时，首先应保证其处于无菌无毒的环境；动物细胞培养的气体条件是95%的空气和5％二氧化碳的混合气体，其中二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。 【小问7详解】 ADC药物是利用单克隆抗体的导向作用选择性杀伤癌细胞，单克隆抗体对应图中的a部分。 23. 红酸汤是我国黔南地区的特色发酵食品，其发酵过程中乳酸菌起关键作用。研究人员从黔南三县市红酸汤中分离出布氏乳杆菌，并对其进行研究。回答下列问题： （1）将稀释到一定浓度的酸汤样品，取0.1mL涂布于MRS琼脂培养基（最常用的乳酸菌培养基），37℃培养48h，利用平板划线法纯化获得菌株。进行图1所示接种时，接种环需灼烧________次。 （2）若需对布氏乳杆菌进行计数，可采用的接种方法是________，该方法计数结果通常比实际值________（填“偏大”或“偏小”）。除上述计数方法外，还可利用________测定微生物数量。 （3）（信息筛选）研究人员筛选出SD-1、DY-1、DS-1三株较好的布氏乳杆菌的菌株，探究其相关特性，部分实验结果如图2～图4所示，图2、图3分别为三种菌株的生长曲线和产酸曲线。 注：吸光度值越大说明菌体浓度越高，菌株生长能力越强。 ①测定菌株的吸光度时，需先将待测溶液振荡摇匀，以防止菌体沉淀导致测量结果不准确，据图2、图3分析，相同培养条件下，繁殖速度快、产酸能力强的菌株是________，判断依据是________。 ②研究人员还测定了三株布氏乳杆菌的发酵上清液对大肠杆菌等5种指示菌生长的抑制情况，结果如图4所示。由图可知，三株布氏乳杆菌对5种指示菌均有抑菌效果，其中________菌分别对水弧球菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力最好。 （4）研究人员结合其他相关实验，最终得出DY-1菌株可作为发酵食品开发的菌株选择。若将该菌应用到工业上发酵制作泡菜时，需先进行菌种的_________，发酵的中心环节是_______，后续经过相关工艺获得成品泡菜。 【答案】（1）6 （2） ①. 稀释涂布平板法 ②. 偏小 ③. 显微镜直接计数法 （3） ①. DY-1 ②. DY-1 的吸光度上升最快且最终值高，pH 下降最快且最终值低 ③. SD-1、SD-1和DY-1 （4） ①. 扩大培养 ②. 发酵罐内发酵 【解析】 【小问1详解】 图 1 是平板划线法，整个过程中接种环需要灼烧6次（第一次是划线前，之后每次划线前都要灼烧，最后一次划线结束后还要灼烧一次）。 【小问2详解】 需对布氏乳杆菌进行计数，可采用的接种方法是稀释涂布平板法。 该方法计数结果通常比实际值偏小，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，导致计数结果偏低。除上述计数方法外，还可利用显微镜直接计数法测定微生物数量。 【小问3详解】 ①测定菌株的吸光度时，需先将待测溶液振荡摇匀，以防止菌体沉淀导致测量结果不准确，图 2 中 DY-1 的吸光度值上升最快且最终值较高，说明其繁殖速度快；图 3 中 DY-1 的 pH 下降最快且最终值最低，说明其产酸能力强。 ②由图 4 可知，三株布氏乳杆菌对5种指示菌均有抑菌效果，其中SD-1、SD-1和DY-1对水弧球菌、金黄色葡萄球菌的抑菌能力最好。 【小问4详解】 若将 DY-1 菌株应用到工业上发酵制作泡菜时，需先进行菌种的扩大培养，发酵的中心环节是发酵罐内发酵（主要是乳酸菌发酵产生乳酸），后续经过相关工艺获得成品泡菜。 第Ⅱ卷 提高题（共16分） 24. 抗除草剂转基因作物的推广可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术 注：内含子是真核生物基因的非编码序列，可被转录，但在mRNA加工过程中被剪切掉，但该加工仅发生于真核生物细胞内。 （1）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________（填“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________。 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的片段________。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请在图4中画出阳性菌落的电泳结果________。 （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）蓝色。 【答案】（1） ①. PCR ②. 5’端 （2） ①. ABC ②. a、d或d、a ③. Ca2+ ④. （3） ①. 除草剂 ②. 真核 ③. 不出现 【解析】 【小问1详解】 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5’端引物的添加相应限制酶识别序列。 【小问2详解】 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。 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Ca2+处理成为感受态细胞的细胞，吸收外源DNA的能力强。 ③阳性菌落含有融合基因，约为1400bp，电泳结果如下： 【小问3详解】 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $