精品解析：河北省邯郸市钢苑中学等校2025—2026学年第二学期高二期中监测生物学试题

2025—2026学年第二学期高二期中监测 生物学试题 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项: 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修3。 一、单项选择题:本题共13小题，每小题2分，共26分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 利用山楂制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵10天后，再接种活化的醋酸杆菌，发酵12~15天。下列有关叙述错误的是（　　） A. 酵母菌和醋酸杆菌的代谢类型相同，都是异养需氧型 B. 发酵前10天，酵母菌通过无氧呼吸可以产生酒精和CO2 C. 发酵后期接种醋酸杆菌时，需要适当补充氧气并升高温度 D. 醋酸杆菌能将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸 2. 秸秆还田是实现农业可持续发展的重要措施，但秸秆中的纤维素难以被土壤微生物快速分解，影响腐熟效率。科研人员欲从自然界中筛选高效分解纤维素的菌种以加速秸秆腐熟，下列操作错误的是（ ） A. 可从植食性动物粪便中分离高效纤维素分解菌 B. 扩大培养时将菌株接种到固体培养基上以获得更多菌体 C. 挑取透明圈与菌落的直径比值大的菌落进行纯化培养 D. 筛选时应使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基 3. 青霉素是世界上第一种应用于临床的抗生素，由青霉菌产生。研究发现，在青霉素的发酵过程中，若葡萄糖浓度不足，则青霉菌会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。下列相关分析正确的是（ ） A. 青霉素能杀菌，故生产青霉素的培养液无须灭菌处理 B. 青霉菌和细菌都以细胞核中的DNA为遗传物质 C. 在青霉菌的生长过程中，葡萄糖可为青霉菌提供碳源和能源 D. 选育出的高产青霉菌菌株可直接用于大型发酵 4. 青蒿素是治疗疟疾的药物之一，是黄花蒿的次生代谢物。科研人员为了快速繁殖黄花蒿及获取青蒿素，进行了如图所示的操作流程。下列叙述正确的是（　　） A. 青蒿素是黄花蒿基本的生命活动所必需的代谢产物 B. 图中①过程是脱分化，该过程一般需要光照 C. 图中①②④过程体现了植物细胞的全能性 D. 通过④过程获取青蒿素不会大量破坏植物资源 5. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是（　　） A. 动物细胞培养时，需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理组织使之分散成单个细胞 B. 需要含95%O2和5%CO2的培养环境，其中CO2的主要作用是维持培养液的渗透压 C. 动物细胞培养时，培养基通常需要加入血清等天然成分 D. 动物细胞培养时，培养液需要定期更换 6. 诱导多能干细胞（iPS细胞）技术是动物细胞工程的重要突破。科学家通过将特定转录因子导入体细胞，使其重编程为具有多向分化潜能的iPS细胞。下列叙述正确的是（　　） A. iPS细胞与胚胎干细胞一样，均来源于早期胚胎的内细胞团 B. 导入的转录因子通过改变体细胞的核遗传物质，使其获得分化潜能 C. iPS细胞技术可避开胚胎干细胞的伦理争议，但仍有导致肿瘤发生的风险 D. 将iPS细胞直接移植到患者体内，可安全有效地修复受损组织 7. 体细胞核移植技术是动物克隆的核心手段，在濒危物种保护、医学研究等领域具有重要应用价值。下列相关叙述正确的是（　　） A. 核移植时，应将供体细胞核注入处于减数分裂Ⅰ中期的卵母细胞中 B. 重构胚的发育需要物理或化学方法激活，以启动细胞分裂进程 C. 克隆动物的遗传性状完全由供体细胞核决定，与受体卵母细胞无关 D. 核移植技术目前已完全克服物种间障碍，可任意进行不同物种的克隆 8. 下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（　　） A. 胚胎移植前需要对供体和受体进行免疫学检查，以避免免疫排斥反应 B. 相比于取滋养层细胞，取囊胚的内细胞团细胞进行性别鉴定更加精准 C. 通过胚胎分割获得的子胚胎遗传物质相同，但性状表现可能受环境影响 D. 分割后的胚胎必须经过体外培养后才能移植给受体 9. T4 DNA连接酶是基因工程的一种工具酶，可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。下列叙述错误的是（　　） A. T4 DNA连接酶作用的底物有多种，但其仍具有专一性 B. T4 DNA连接酶在催化前后组成成分没有发生改变 C. T4 DNA连接酶在连接目的基因与载体时能够恢复被限制酶切开的磷酸二酯键 D. T4 DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于E.coli DNA连接酶的 10. 下列关于基因工程中目的基因的检测和鉴定步骤的叙述，错误的是（　　） A. 可用PCR技术检测受体细胞染色体是否插入目的基因 B. 可用PCR技术检测目的基因是否完成转录和翻译过程 C. 可用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否合成相应蛋白质 D. 可在个体水平检测和鉴定目的基因是否稳定表达 11. 图1、2表示洋葱DNA的粗提取和鉴定的部分过程，下列叙述错误的是（　　） A. 试剂甲是体积分数为95%的预冷酒精 B. 试管1作为对照，加入的溶液b为2 mol·L-1的NaCl溶液 C. 加入试剂甲后，静置2~3 min可析出白色丝状DNA D. 试剂乙为斐林试剂，在沸水浴条件下与DNA反应呈蓝色 12. 水蛭素是水蛭分泌的特异抑制剂，对凝血酶有较强的抑制作用，临床上常用于治疗某些血栓相关疾病。将水蛭素第47位的天冬酰胺变成赖氨酸，赖氨酸与分子内第4位或第5位的苏氨酸之间就能形成氢键，从而提高抗凝血效率。下列叙述错误的是（　　） A. 对水蛭素进行改造的过程不遵循碱基互补配对原则 B. 改造水蛭素的过程中需要用到限制酶和DNA连接酶 C. 改造水蛭素时可对水蛭素的基因进行修饰或人工合成 D. 对水蛭素进行分子设计必须从预期水蛭素的功能特点入手 13. 关于转基因食品的安全性，下列叙述正确的是（　　） A. 人食用转基因食品后，其中的外源基因会整合到人的基因组中 B. 只要转基因植物的外源基因来源于自然界，就不存在安全性问题 C. 转基因食品需要明确标识，以保障消费者的知情权和选择权 D. 人食用耐盐转基因水稻后，其产生的耐盐蛋白会直接进入内环境，破坏稳态 二、多项选择题:本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 14. 酸笋是一种传统发酵食品，其制作工艺利用了微生物发酵原理。以下是家庭制作酸笋的关键步骤: ①所用容器须严格控油，并曝晒灭菌，待彻底晾凉后使用 ②将水煮沸后自然晾凉备用（宜用井水或自来水，不宜用纯净水） ③竹笋洗净，用无油的刀和案板将其切块 ④将笋块放入容器，倒入凉开水，密封放置数天即可 下列相关分析正确的是（　　） A. 油脂可以为某些杂菌提供碳源等营养，因此要严格控油 B. 将水煮沸后晾凉使用，能在灭菌的同时去除水中溶解的氧气，以利于乳酸发酵 C. 发酵过程中，亚硝酸盐含量会随着发酵时间的延长而持续升高 D. 酸笋发酵无须人工添加乳酸菌，主要依赖竹笋表面附着的天然乳酸菌进行发酵 15. 火龙果外植体表面常有细菌和真菌，易受污染，推测其刺座和绒毛的存在是重要原因。为探究去除刺座及绒毛对外植体培养效果的影响，科研人员选用不同成熟度的茎段，分别进行保留或去除刺座及绒毛处理，统计污染率、褐死率（外植体因褐化而死亡的比例）和成活率，结果如表所示。下列分析错误的是（　　） 外植体 刺座及绒毛 污染率/% 褐死率/% 成活率/% 幼嫩茎段 保留 20.83 16.67 62.50 近成熟茎段 保留 25.83 2.50 71.67 幼嫩茎段 去除 0 62.50 37.50 近成熟茎段 去除 8.33 41.67 50.00 A. 去除刺座及绒毛能完全避免污染，幼嫩茎段去除刺座及绒毛后最适合作为外植体 B. 去除刺座及绒毛会导致组织损伤，因此褐死率升高、成活率降低 C. 幼嫩茎段携带的细菌和真菌比近成熟茎段的少，因此污染率更低，更适合作为外植体 D. 保留刺座及绒毛的近成熟茎段虽污染率较高，但成活率最高，比较适合作为外植体 16. 我国科学家成功培育出世界首批胚胎干细胞基因编辑克隆牛，实现了奶牛特定遗传性状的定向高效改良，使得牛奶中含有人源β-酪蛋白，其成分更接近母乳，步骤如表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 步骤 技术内容 ① 从早期胚胎中分离建立牛胚胎干细胞系 ② 利用CRISPR/Cas9技术将人源β-酪蛋白基因导入胚胎干细胞 ③ 将转基因胚胎干细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建重构胚 ④ 重构胚经体外培养后移植到受体牛子宫内发育，获得克隆牛 A. 步骤①中建立的胚胎干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织 B. 步骤②用到了基因编辑技术，该技术可实现对奶牛基因组的精准编辑 C. 步骤③中使用的去核卵母细胞应取自处于减数分裂Ⅱ的卵母细胞 D. 步骤④获得的克隆牛的遗传物质与转基因胚胎干细胞的完全一致 17. 实验人员构建了人乳铁蛋白基因表达载体，并将该重组载体分别导入甲、乙、丙三头母牛体内，以生产人乳铁蛋白。实验人员对这三头转基因母牛的人乳铁蛋白基因、人乳铁蛋白mRNA和人乳铁蛋白进行了检测，结果如表所示。据表分析，下列叙述正确的是（　　） 项目 人乳铁蛋白基因 人乳铁蛋白mRNA 人乳铁蛋白 甲 - - - 乙 + - - 丙 + + + 注:“+”表示能检测到，“-”表示不能检测到。 A. 表中检测项目属于分子水平的检测，均是通过PCR技术来检测的 B. 结果说明，转基因牛甲未成功导入人乳铁蛋白基因 C. 若将乙牛的体细胞进行核移植，则获得的克隆牛体内能够检测到人乳铁蛋白 D. 若要检测人乳铁蛋白是否具有生物活性，则可取丙牛的乳汁进行动物饲喂实验 18. 已知胰岛素基因以β链为转录模板，欲利用PCR技术扩增该基因，并将其连接到表达载体上，以便在受体细胞中表达。下图为胰岛素基因部分双链结构示意图（图中箭头表示引物的位置和方向，序号表示引物编号）。下列对引物的选择和处理错误的是（　　） A. 可选择引物①和引物④进行PCR扩增 B. 可在引物③处添加强启动子序列，以增强基因表达 C. 可在引物②的5'端添加BamHⅠ切割位点序列，便于后续连接 D. 可在引物④的5'端添加SmaⅠ切割位点序列，便于后续连接 三、非选择题:本题共5小题，共59分。 19. 硝化细菌能将水体中的氨氮（NH3/NH4+）转化为硝酸盐（NO3-），在水产养殖水质调控中具有重要作用。某水产养殖基地出现鱼类浮头、摄食减少现象，检测发现水体中氨氮浓度超标。为筛选高效降解氨氮的硝化细菌，科研人员从该养殖基地的底泥中取样，进行了实验。回答下列问题: （1）科研人员配制了如表所示的筛选培养基。该培养基配方能否用于筛选硝化细菌?请判断并说明理由:______。 成分 NH4Cl 蛋白胨 Na2HPO4 KH2PO4 MgSO4·7H2O FeCl3 琼脂 含量 0.5 g 5.0 g 1.0 g 0.5 g 0.1 g 0.05 g 15.0 g （2）配制好的培养基常用______法进行灭菌。接种前，需将接种工具（如接种环）通过______法进行灭菌。 （3）科研人员将底泥样品稀释后涂布到上述培养基上，培养一段时间后，培养基上出现了多个菌落。若要从中分离出硝化细菌，可采用______法挑取单菌落进行纯化培养。纯化培养的目的是______。 （4）为进一步验证筛选出的菌株的硝化能力（能将氨氮转化为硝酸盐的能力），科研人员将其接种到含一定浓度氨氮的液体培养基中，培养一段时间后测定培养基中的氨氮浓度和硝酸盐浓度，结果如图所示。科研人员分析后认为该菌株具有一定的硝化能力，其判断依据是______。 （5）若将该菌株应用于水产养殖水质调控，需要考虑的环境因素有______（写出2点）。 20. 植物甲抗旱性、抗病性强;植物乙分蘖能力强，结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。回答下列问题: （1）在自然条件下，植物甲和植物乙进行有性杂交不能产生后代，原因是两者之间存在______。 （2）取植物甲和植物乙充分展开的嫩叶片，用酒精和次氯酸钠溶液对其进行______（填“消毒”或“灭菌”），每次处理后用______冲洗叶片，去除残留于叶片上的药剂。 （3）过程①通过酶解法去除______获取原生质体，其中的混合酶液含有的酶是______。 （4）筛选出的杂种细胞经脱分化形成愈伤组织，再通过调整培养基中______（填植物激素名称）的比例诱导再分化。 （5）科研人员对杂种植株丙是否同时具有植物甲和植物乙的优良性状进行了个体水平的鉴定。若获得的杂种植株丙在田间表现出抗旱性和抗病性，但分蘖能力却明显减弱，则从遗传物质的角度分析，可能的原因是______（答出1点）。 21. 天然β-淀粉酶大多耐热性差，不利于工业化应用。研究者通过蛋白质工程对β-淀粉酶基因进行定向改造，并将改造后的基因导入大肠杆菌，以期获得耐热性提升的β-淀粉酶。图1表示该工程的基本流程。回答下列问题: （1）图1中，物质a是______，物质b是______。该工程中“分子设计”的核心操作对象是______。 （2）蛋白质工程被称为基因工程的延伸，其原因是______。 （3）研究者将改造后的基因导入大肠杆菌后，提取并纯化表达产物，欲比较其与天然β-淀粉酶的耐热性，请写出实验思路:______。 （4）研究者按上述思路进行实验，测得两种酶在不同温度下处理30 min后的剩余酶活性，结果如图2所示。根据实验结果，能否认为改造后的β-淀粉酶耐热性已成功获得提升?______，理由是______。 22. 黄曲霉毒素（AFT）是一类由黄曲霉等真菌产生的代谢产物，被世界卫生组织列为1类致癌物。科研人员通过制备抗AFT的单克隆抗体来检测食品中残留的AFT，流程如图1所示。回答下列问题: （1）图1中，科研人员对免疫动物注射的X是______。诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的常用方法有______（答出2种）。 （2）HAT培养基是一种选择培养基，其中含有氨基蝶呤，可阻断细胞DNA的从头合成途径。同时，骨髓瘤细胞缺乏HGPRT（一种酶），无法利用补救合成途径合成DNA。B淋巴细胞虽具有HGPRT，但不能无限增殖。据此分析，图1中用HAT培养基筛选时，能存活并增殖的细胞是______，原因是______。 （3）图1中进行克隆化培养时，采用有限稀释法稀释细胞悬液后，将其加入96孔板中，使每个孔中有______（填“多于1个”或“不多于1个”）的细胞。该操作的目的是______。 （4）酶联免疫吸附试验（ELISA）是一种应用广泛的免疫学检测方法，其中，竞争ELISA法可用于定量检测抗原，如图2所示。将AFT抗原固定于固相载体，加入待测样品（含游离AFT）和酶标抗AFT单克隆抗体（酶标抗体），二者会竞争结合有限的酶标抗体;经洗涤后，仅留下与固相载体上AFT结合的酶标抗体，再加入底物TMB（TMB被酶催化后，从无色转变为有色）显色。科研人员据此建立竞争ELISA法，用于检测食品中AFT残留量。 ①该检测方法中，抗体与抗原的结合具有______性。 ②若待测样品中AFT浓度越高，则最终显色反应的颜色越______（填“深”或“浅”），判断依据是______。 23. 磷酸吡哆醛（PLP）是维生素B6的活性形式，是多种酶的重要辅酶。科研人员获取了合成PLP的关键酶A的编码基因，通过基因工程构建了高产PLP的工程菌，部分实验流程如图1所示。质粒pETDuet-1含有lacZ基因，能够编码β-半乳糖苷酶，使细菌利用物质X-gal，可使菌落呈蓝色，若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。回答下列问题: （1）为将目的基因定向插入质粒的lacZ基因内部，科研人员选用BamHⅠ和EcoRⅠ对目的基因和质粒进行双酶切。双酶切的优点是______（答出1点）。 （2）已知目的基因两端的部分序列如图2所示。为通过PCR扩增目的基因，需设计一对引物。据图2分析，写出PCR扩增所需要的2种引物序列:______。PCR反应体系中除引物和模板外，还需添加______（答出2种）。 （3）将构建好的重组质粒导入大肠杆菌感受态细胞后，将其涂布到含有______的固体培养基上，培养一段时间后，平板上会出现蓝色和白色两种颜色的菌落。其中，导入重组质粒的菌落应呈______色，原因是______。 （4）为提高工程菌的PLP产量，科研人员对发酵条件进行了优化。除培养基成分外，还可考虑优化的发酵条件有______（答出2点）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期高二期中监测 生物学试题 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项: 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修3。 一、单项选择题:本题共13小题，每小题2分，共26分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 利用山楂制作果醋的大致流程为:先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵10天后，再接种活化的醋酸杆菌，发酵12~15天。下列有关叙述错误的是（　　） A. 酵母菌和醋酸杆菌的代谢类型相同，都是异养需氧型 B. 发酵前10天，酵母菌通过无氧呼吸可以产生酒精和CO2 C. 发酵后期接种醋酸杆菌时，需要适当补充氧气并升高温度 D. 醋酸杆菌能将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸 【答案】A 【解析】 【详解】A、酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型，有氧、无氧条件下均可存活，醋酸杆菌的代谢类型为异养需氧型，二者代谢类型不相同，A错误； B、发酵前10天为果酒发酵阶段，酵母菌在无氧环境下进行无氧呼吸，产物为酒精和CO2，B正确； C、醋酸杆菌是需氧型微生物，且醋酸发酵的适宜温度为30~35℃，高于果酒发酵的18~25℃，因此接种醋酸杆菌后需要适当补充氧气并升高温度，C正确； D、当环境中缺少糖源、氧气充足时，醋酸杆菌可将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，D正确。 2. 秸秆还田是实现农业可持续发展的重要措施，但秸秆中的纤维素难以被土壤微生物快速分解，影响腐熟效率。科研人员欲从自然界中筛选高效分解纤维素的菌种以加速秸秆腐熟，下列操作错误的是（ ） A. 可从植食性动物粪便中分离高效纤维素分解菌 B. 扩大培养时将菌株接种到固体培养基上以获得更多菌体 C. 挑取透明圈与菌落的直径比值大的菌落进行纯化培养 D. 筛选时应使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基 【答案】B 【解析】 【详解】A、植食性动物消化食物依赖消化道内的纤维素分解菌分解植物纤维素，其粪便中存在较多纤维素分解菌，可作为采样分离的材料，A正确； B、扩大培养的目的是快速获得大量菌体，需使用液体培养基，使菌体与营养物质充分接触提高增殖效率，固体培养基多用于菌种分离、纯化、计数，无法实现快速扩大培养的目的，B错误； C、刚果红染色法筛选纤维素分解菌时，透明圈与菌落直径的比值越大，说明该菌株分解纤维素的能力越强，因此挑取该类菌落纯化可获得高效分解菌株，C正确； D、以纤维素为唯一碳源的选择培养基中，只有能分解纤维素的微生物可利用纤维素作为碳源生长，其他微生物因缺乏可利用的碳源无法存活，可起到筛选纤维素分解菌的作用，D正确。 3. 青霉素是世界上第一种应用于临床的抗生素，由青霉菌产生。研究发现，在青霉素的发酵过程中，若葡萄糖浓度不足，则青霉菌会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。下列相关分析正确的是（ ） A. 青霉素能杀菌，故生产青霉素的培养液无须灭菌处理 B. 青霉菌和细菌都以细胞核中的DNA为遗传物质 C. 在青霉菌的生长过程中，葡萄糖可为青霉菌提供碳源和能源 D. 选育出的高产青霉菌菌株可直接用于大型发酵 【答案】C 【解析】 【详解】A、培养液若不灭菌，会混入杂菌，而杂菌不仅会与青霉菌竞争营养，还可能污染发酵产物，A错误。 B、细菌是原核生物，无成形的细胞核，遗传物质DNA主要储存在拟核中，B错误。 C、葡萄糖是有机碳源，在青霉菌的生长过程中，葡萄糖可为青霉菌提供碳源和能源，C正确； D、选育出的高产青霉菌菌株需要先经过扩大培养，获得足够数量的菌种后，再用于大型发酵，D错误。 4. 青蒿素是治疗疟疾的药物之一，是黄花蒿的次生代谢物。科研人员为了快速繁殖黄花蒿及获取青蒿素，进行了如图所示的操作流程。下列叙述正确的是（　　） A. 青蒿素是黄花蒿基本的生命活动所必需的代谢产物 B. 图中①过程是脱分化，该过程一般需要光照 C. 图中①②④过程体现了植物细胞的全能性 D. 通过④过程获取青蒿素不会大量破坏植物资源 【答案】D 【解析】 【详解】A、题干说明青蒿素是黄花蒿的次生代谢物，次生代谢物不是黄花蒿基本生命活动必需的代谢产物，A错误； B、图中①是脱分化过程，脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要光照，B错误； C、植物细胞的全能性是指已分化的细胞发育成完整个体或分化成各种细胞才能体现，①②④过程仅培养到愈伤组织细胞阶段，没有获得完整植株或分化成各种细胞，不能体现植物细胞的全能性，C错误； D、该方法通过工厂化培养植物细胞获取青蒿素，不需要大量采伐野生黄花蒿，不会大量破坏植物资源，D正确。 5. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是（　　） A. 动物细胞培养时，需用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理组织使之分散成单个细胞 B. 需要含95%O2和5%CO2的培养环境，其中CO2的主要作用是维持培养液的渗透压 C. 动物细胞培养时，培养基通常需要加入血清等天然成分 D. 动物细胞培养时，培养液需要定期更换 【答案】B 【解析】 【详解】A、动物组织的细胞之间依靠蛋白质类成分（如胶原蛋白）连接，用胰蛋白酶、胶原蛋白酶可分解细胞间的连接物质，将组织分散成单个细胞，便于后续培养，A正确； B、动物细胞培养的气体环境是95%空气和5%CO2，CO2的主要作用是维持培养液的pH，B错误； C、目前人类尚未完全明确动物细胞所需的全部营养物质，因此培养基中通常需要加入血清、血浆等天然成分，补充细胞所需的未知营养，C正确； D、动物细胞培养过程中会不断产生代谢废物，废物积累会毒害细胞，因此需要定期更换培养液，清除代谢废物同时补充营养，D正确。 6. 诱导多能干细胞（iPS细胞）技术是动物细胞工程的重要突破。科学家通过将特定转录因子导入体细胞，使其重编程为具有多向分化潜能的iPS细胞。下列叙述正确的是（　　） A. iPS细胞与胚胎干细胞一样，均来源于早期胚胎的内细胞团 B. 导入的转录因子通过改变体细胞的核遗传物质，使其获得分化潜能 C. iPS细胞技术可避开胚胎干细胞的伦理争议，但仍有导致肿瘤发生的风险 D. 将iPS细胞直接移植到患者体内，可安全有效地修复受损组织 【答案】C 【解析】 【详解】A、胚胎干细胞来源于早期胚胎的内细胞团，但iPS细胞是将特定转录因子导入体细胞后经重编程获得的，A错误； B、导入的转录因子的作用是调控体细胞内相关基因的表达，使体细胞恢复多向分化潜能，B错误； C、iPS细胞由普通体细胞诱导获得，无需破坏胚胎，可避开胚胎干细胞相关的伦理争议；但iPS细胞增殖分化能力较强，若分化过程失控存在导致肿瘤发生的风险，C正确； D、将iPS细胞直接移植到患者体内，iPS细胞可能出现分化失控的问题，存在致瘤等安全隐患，不能安全有效地修复受损组织，D错误。 7. 体细胞核移植技术是动物克隆的核心手段，在濒危物种保护、医学研究等领域具有重要应用价值。下列相关叙述正确的是（　　） A. 核移植时，应将供体细胞核注入处于减数分裂Ⅰ中期的卵母细胞中 B. 重构胚的发育需要物理或化学方法激活，以启动细胞分裂进程 C. 克隆动物的遗传性状完全由供体细胞核决定，与受体卵母细胞无关 D. 核移植技术目前已完全克服物种间障碍，可任意进行不同物种的克隆 【答案】B 【解析】 【详解】A、体细胞核移植时，需将供体细胞核注入处于减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）的去核卵母细胞中，而非减数分裂Ⅰ中期的卵母细胞，A错误； B、重构胚构建完成后，需要通过物理（如电刺激）或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育进程，启动胚胎发育，B正确； C、克隆动物的细胞核遗传物质来自供体细胞核，但细胞质中的遗传物质（线粒体DNA）来自受体卵母细胞，因此其部分性状会受受体卵母细胞的细胞质基因影响，并非完全由供体细胞核决定，C错误； D、目前核移植技术尚未克服物种间障碍，不同物种间的核移植成功率极低，无法实现任意不同物种的克隆，D错误。 8. 下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（　　） A. 胚胎移植前需要对供体和受体进行免疫学检查，以避免免疫排斥反应 B. 相比于取滋养层细胞，取囊胚的内细胞团细胞进行性别鉴定更加精准 C. 通过胚胎分割获得的子胚胎遗传物质相同，但性状表现可能受环境影响 D. 分割后的胚胎必须经过体外培养后才能移植给受体 【答案】C 【解析】 【详解】A、胚胎移植的生理学基础表明，受体子宫对移入的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，因此移植前无需进行免疫学检查，A错误； B、进行胚胎性别鉴定时需取囊胚的滋养层细胞，该细胞与内细胞团遗传物质一致，鉴定精度无差异，且取内细胞团会损伤胚胎、影响后续发育，B错误； C、胚胎分割是对同一胚胎进行切割获得胚胎，属于无性繁殖，所得胚胎遗传物质完全相同；而性状由基因型和环境共同决定，因此性状表现可能受环境影响存在差异，C正确； D、分割后的胚胎可直接移植给受体，也可经体外培养到适宜阶段后再移植，D错误。 9. T4 DNA连接酶是基因工程的一种工具酶，可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。下列叙述错误的是（　　） A. T4 DNA连接酶作用的底物有多种，但其仍具有专一性 B. T4 DNA连接酶在催化前后组成成分没有发生改变 C. T4 DNA连接酶在连接目的基因与载体时能够恢复被限制酶切开的磷酸二酯键 D. T4 DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于E.coli DNA连接酶的 【答案】D 【解析】 【详解】A、酶的专一性是指酶能催化一种或一类化学反应，T4 DNA连接酶虽然可作用于多种带有相同黏性末端的DNA片段，但只能特异性催化磷酸二酯键的形成，仍具有专一性，A正确； B、酶作为生物催化剂，在催化反应前后本身的化学性质和组成成分不发生改变，B正确； C、限制酶切割DNA断裂的是磷酸二酯键，T4 DNA连接酶连接DNA片段时可恢复该化学键，实现目的基因与载体的连接，C正确； D、E.coli DNA连接酶只能连接具有黏性末端的DNA片段，无法连接平末端，T4 DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，因此T4 DNA连接酶连接平末端的效率远高于E.coli DNA连接酶，D错误。 10. 下列关于基因工程中目的基因的检测和鉴定步骤的叙述，错误的是（　　） A. 可用PCR技术检测受体细胞染色体是否插入目的基因 B. 可用PCR技术检测目的基因是否完成转录和翻译过程 C. 可用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否合成相应蛋白质 D. 可在个体水平检测和鉴定目的基因是否稳定表达 【答案】B 【解析】 【详解】A、PCR技术可特异性扩增目的基因序列，若受体细胞染色体插入了目的基因，根据目的基因设计引物就能通过PCR得到对应的扩增产物，A正确； B、PCR技术的检测对象是核酸，无法检测翻译过程（翻译产物为蛋白质，不能用PCR检测），B错误； C、目的基因翻译出的蛋白质可作为抗原与对应的特异性抗体发生特异性结合，因此抗原—抗体杂交技术可检测目的基因是否合成了相应蛋白质，C正确； D、可在个体水平通过生物学实验检测性状，例如对转基因抗虫棉进行抗虫接种实验，鉴定目的基因是否稳定表达出相应性状，D正确。 11. 图1、2表示洋葱DNA的粗提取和鉴定的部分过程，下列叙述错误的是（　　） A. 试剂甲是体积分数为95%的预冷酒精 B. 试管1作为对照，加入的溶液b为2 mol·L-1的NaCl溶液 C. 加入试剂甲后，静置2~3 min可析出白色丝状DNA D. 试剂乙为斐林试剂，在沸水浴条件下与DNA反应呈蓝色 【答案】D 【解析】 【详解】A、DNA不溶于体积分数为95%的预冷酒精，而细胞中的杂质可溶于酒精，因此常用预冷的95%酒精提纯DNA，试剂甲就是该酒精溶液，A正确； B、图2中试管1作为空白对照，实验组试管2是含DNA的2mol·L−1的NaCl溶液，因此对照组试管1加入的溶液b为不含DNA的2mol·L−1的NaCl溶液，遵循单一变量原则，B正确； C、DNA不溶于冷酒精，加入酒精静置2~3min后，会析出白色丝状的DNA，C正确； D、鉴定DNA的试剂乙是二苯胺试剂，沸水浴条件下二苯胺与DNA反应呈现蓝色，D错误。 12. 水蛭素是水蛭分泌的特异抑制剂，对凝血酶有较强的抑制作用，临床上常用于治疗某些血栓相关疾病。将水蛭素第47位的天冬酰胺变成赖氨酸，赖氨酸与分子内第4位或第5位的苏氨酸之间就能形成氢键，从而提高抗凝血效率。下列叙述错误的是（　　） A. 对水蛭素进行改造的过程不遵循碱基互补配对原则 B. 改造水蛭素的过程中需要用到限制酶和DNA连接酶 C. 改造水蛭素时可对水蛭素的基因进行修饰或人工合成 D. 对水蛭素进行分子设计必须从预期水蛭素的功能特点入手 【答案】A 【解析】 【详解】A、对水蛭素的改造属于蛋白质工程，本质是对水蛭素对应的基因进行改造，基因修饰、人工合成基因及后续基因拼接、扩增等过程均遵循碱基互补配对原则，A错误； B、改造水蛭素的过程需要进行基因的剪切和拼接，属于基因工程操作，需要用到限制酶切割目的基因与载体、DNA连接酶连接目的基因与载体，B正确； C、蛋白质工程的操作对象是基因，改造水蛭素时既可以对水蛭素的原有基因进行修饰，也可以人工合成改造后的目的基因，C正确； D、蛋白质工程的基本流程首先是从预期的蛋白质功能出发，进而设计蛋白质结构、推导氨基酸序列、获得对应的目的基因，因此对水蛭素进行分子设计必须从预期功能特点入手，D正确。 13. 关于转基因食品的安全性，下列叙述正确的是（　　） A. 人食用转基因食品后，其中的外源基因会整合到人的基因组中 B. 只要转基因植物的外源基因来源于自然界，就不存在安全性问题 C. 转基因食品需要明确标识，以保障消费者的知情权和选择权 D. 人食用耐盐转基因水稻后，其产生的耐盐蛋白会直接进入内环境，破坏稳态 【答案】C 【解析】 【详解】A、外源基因的本质是DNA，进入人体消化道后会被核酸酶分解为脱氧核苷酸，无法以完整的基因形式存在，更不可能整合到人的基因组中，A错误； B、即使外源基因来源于自然界，其插入受体植物基因组的位置具有随机性，可能干扰原有基因的表达，甚至产生致敏蛋白、有毒代谢产物，依然存在安全性隐患，B错误； C、我国对转基因食品实行强制标识制度，要求转基因食品明确标识，以此保障消费者的知情权和选择权，C正确； D、耐盐蛋白的本质是蛋白质，进入人体消化道后会被蛋白酶分解为氨基酸后才被吸收，不会以完整的蛋白质形式进入内环境，不会破坏内环境稳态，D错误。 二、多项选择题:本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 14. 酸笋是一种传统发酵食品，其制作工艺利用了微生物发酵原理。以下是家庭制作酸笋的关键步骤: ①所用容器须严格控油，并曝晒灭菌，待彻底晾凉后使用 ②将水煮沸后自然晾凉备用（宜用井水或自来水，不宜用纯净水） ③竹笋洗净，用无油的刀和案板将其切块 ④将笋块放入容器，倒入凉开水，密封放置数天即可 下列相关分析正确的是（　　） A. 油脂可以为某些杂菌提供碳源等营养，因此要严格控油 B. 将水煮沸后晾凉使用，能在灭菌的同时去除水中溶解的氧气，以利于乳酸发酵 C. 发酵过程中，亚硝酸盐含量会随着发酵时间的延长而持续升高 D. 酸笋发酵无须人工添加乳酸菌，主要依赖竹笋表面附着的天然乳酸菌进行发酵 【答案】ABD 【解析】 【详解】A、油脂属于有机物，可被杂菌分解利用，为杂菌提供碳源和能源，促进杂菌生长繁殖，因此制作过程需要严格控油防止杂菌污染，A正确； B、煮沸水可以杀死水中杂菌，达到灭菌效果；同时气体溶解度随温度升高而降低，煮沸可除去水中溶解的氧气，乳酸菌是厌氧菌，无氧环境更利于乳酸发酵，晾凉可避免高温杀死乳酸菌，B正确； C、发酵过程中亚硝酸盐含量先升高后降低：发酵初期杂菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐，含量升高；后期乳酸菌大量繁殖产生乳酸，抑制杂菌活性，同时亚硝酸盐被分解，含量逐渐下降，C错误； D、酸笋是传统发酵食品，自然状态下竹笋表面本身附着天然乳酸菌，家庭制作不需要人工额外添加乳酸菌，依赖天然乳酸菌即可完成发酵，D正确。 15. 火龙果外植体表面常有细菌和真菌，易受污染，推测其刺座和绒毛的存在是重要原因。为探究去除刺座及绒毛对外植体培养效果的影响，科研人员选用不同成熟度的茎段，分别进行保留或去除刺座及绒毛处理，统计污染率、褐死率（外植体因褐化而死亡的比例）和成活率，结果如表所示。下列分析错误的是（　　） 外植体 刺座及绒毛 污染率/% 褐死率/% 成活率/% 幼嫩茎段 保留 20.83 16.67 62.50 近成熟茎段 保留 25.83 2.50 71.67 幼嫩茎段 去除 0 62.50 37.50 近成熟茎段 去除 8.33 41.67 50.00 A. 去除刺座及绒毛能完全避免污染，幼嫩茎段去除刺座及绒毛后最适合作为外植体 B. 去除刺座及绒毛会导致组织损伤，因此褐死率升高、成活率降低 C. 幼嫩茎段携带的细菌和真菌比近成熟茎段的少，因此污染率更低，更适合作为外植体 D. 保留刺座及绒毛的近成熟茎段虽污染率较高，但成活率最高，比较适合作为外植体 【答案】AC 【解析】 【详解】A、去除刺座及绒毛后，近成熟茎段污染率仍有8.33%，说明不能完全避免污染；且幼嫩茎段去除刺座及绒毛后成活率仅37.5%，远低于其他组，不适合作为外植体，A错误； B、去除刺座及绒毛的操作会损伤外植体组织，从数据看，同成熟度茎段去除后褐死率均升高、成活率均降低，B正确； C、幼嫩茎段虽然污染率低于近成熟茎段，但褐死率更高、成活率更低，并不适合作为外植体，C错误； D、保留刺座及绒毛的近成熟茎段成活率（71.67%）为所有组最高，虽然污染率略高，但整体比较适合作为外植体，D正确。 16. 我国科学家成功培育出世界首批胚胎干细胞基因编辑克隆牛，实现了奶牛特定遗传性状的定向高效改良，使得牛奶中含有人源β-酪蛋白，其成分更接近母乳，步骤如表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 步骤 技术内容 ① 从早期胚胎中分离建立牛胚胎干细胞系 ② 利用CRISPR/Cas9技术将人源β-酪蛋白基因导入胚胎干细胞 ③ 将转基因胚胎干细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建重构胚 ④ 重构胚经体外培养后移植到受体牛子宫内发育，获得克隆牛 A. 步骤①中建立的胚胎干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织 B. 步骤②用到了基因编辑技术，该技术可实现对奶牛基因组的精准编辑 C. 步骤③中使用的去核卵母细胞应取自处于减数分裂Ⅱ的卵母细胞 D. 步骤④获得的克隆牛的遗传物质与转基因胚胎干细胞的完全一致 【答案】BC 【解析】 【详解】A、本题中的胚胎干细胞来自早期胚胎，具有发育的全能性，可分化为动物体内任意一种组织细胞，A错误； B、CRISPR/Cas9属于基因编辑技术，该技术可以对生物体基因组特定目标片段进行精准的定位编辑，本题实现了定向插入人源β-酪蛋白基因的精准操作，B正确； C、体细胞核移植过程中，用作受体的去核卵母细胞需要取自减数第二次分裂中期（MⅡ中期）的卵母细胞，C正确； D、克隆牛的核遗传物质来自转基因胚胎干细胞，但细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞，因此克隆牛的遗传物质与转基因胚胎干细胞不完全一致，D错误。 17. 实验人员构建了人乳铁蛋白基因表达载体，并将该重组载体分别导入甲、乙、丙三头母牛体内，以生产人乳铁蛋白。实验人员对这三头转基因母牛的人乳铁蛋白基因、人乳铁蛋白mRNA和人乳铁蛋白进行了检测，结果如表所示。据表分析，下列叙述正确的是（　　） 项目 人乳铁蛋白基因 人乳铁蛋白mRNA 人乳铁蛋白 甲 - - - 乙 + - - 丙 + + + 注:“+”表示能检测到，“-”表示不能检测到。 A. 表中检测项目属于分子水平的检测，均是通过PCR技术来检测的 B. 结果说明，转基因牛甲未成功导入人乳铁蛋白基因 C. 若将乙牛的体细胞进行核移植，则获得的克隆牛体内能够检测到人乳铁蛋白 D. 若要检测人乳铁蛋白是否具有生物活性，则可取丙牛的乳汁进行动物饲喂实验 【答案】BD 【解析】 【详解】A、目的基因的检测分为不同分子水平的方法：检测目的基因是否导入可利用PCR技术，检测mRNA用核酸分子杂交技术，检测蛋白质用抗原-抗体杂交技术，A错误； B、甲牛体内未检测到人乳铁蛋白基因，说明人乳铁蛋白基因未成功导入甲牛，B正确； C、乙牛虽然含有目的基因，但无法检测到对应的mRNA，说明目的基因不能完成转录，无法表达出蛋白质；核移植获得的克隆牛继承乙牛的核基因，目的基因依旧无法表达，不能检测到人乳铁蛋白，C错误； D、本实验通过转基因母牛的乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白，人乳铁蛋白会分泌到乳汁中；丙牛已经成功表达出人乳铁蛋白，若要检测该蛋白是否具有生物活性，可提取丙牛的乳汁进行动物饲喂实验验证其功能，D正确。 18. 已知胰岛素基因以β链为转录模板，欲利用PCR技术扩增该基因，并将其连接到表达载体上，以便在受体细胞中表达。下图为胰岛素基因部分双链结构示意图（图中箭头表示引物的位置和方向，序号表示引物编号）。下列对引物的选择和处理错误的是（　　） A. 可选择引物①和引物④进行PCR扩增 B. 可在引物③处添加强启动子序列，以增强基因表达 C. 可在引物②的5'端添加BamHⅠ切割位点序列，便于后续连接 D. 可在引物④的5'端添加SmaⅠ切割位点序列，便于后续连接 【答案】ABD 【解析】 【详解】A、DNA延伸的方向是沿子链的5′端向3′端，所以引物要结合到模板链的3′端，因此需要选择引物②和引物③，A错误； B、启动子是RNA聚合酶结合位点，必须位于目的基因的上游（转录起始端上游）才能驱动目的基因转录。题干说明β链是转录模板，β链方向为3′(左)→5′(右)，转录沿模板链从左向右进行，因此启动子应该添加在胰岛素基因的左端引物②处，B错误； C、限制酶切割位点添加在引物的5′端不会影响引物3′端的延伸，BamHⅠ位点位于目的基因左端，引物②正好在左端β链，可在其5′端添加该酶切位点方便后续连接，C正确； D、根据题图及A选项可知，引物③位于目的基因的右端，因此应在引物③的5′端添加Sal Ⅰ切割位点序列，便于后续连接，D错误。 三、非选择题:本题共5小题，共59分。 19. 硝化细菌能将水体中的氨氮（NH3/NH4+）转化为硝酸盐（NO3-），在水产养殖水质调控中具有重要作用。某水产养殖基地出现鱼类浮头、摄食减少现象，检测发现水体中氨氮浓度超标。为筛选高效降解氨氮的硝化细菌，科研人员从该养殖基地的底泥中取样，进行了实验。回答下列问题: （1）科研人员配制了如表所示的筛选培养基。该培养基配方能否用于筛选硝化细菌?请判断并说明理由:______。 成分 NH4Cl 蛋白胨 Na2HPO4 KH2PO4 MgSO4·7H2O FeCl3 琼脂 含量 0.5 g 5.0 g 1.0 g 0.5 g 0.1 g 0.05 g 15.0 g （2）配制好的培养基常用______法进行灭菌。接种前，需将接种工具（如接种环）通过______法进行灭菌。 （3）科研人员将底泥样品稀释后涂布到上述培养基上，培养一段时间后，培养基上出现了多个菌落。若要从中分离出硝化细菌，可采用______法挑取单菌落进行纯化培养。纯化培养的目的是______。 （4）为进一步验证筛选出的菌株的硝化能力（能将氨氮转化为硝酸盐的能力），科研人员将其接种到含一定浓度氨氮的液体培养基中，培养一段时间后测定培养基中的氨氮浓度和硝酸盐浓度，结果如图所示。科研人员分析后认为该菌株具有一定的硝化能力，其判断依据是______。 （5）若将该菌株应用于水产养殖水质调控，需要考虑的环境因素有______（写出2点）。 【答案】（1）不能，该培养基中含有蛋白胨（有机氮源），不能筛选以无机氮（铵盐）为唯一氮源的硝化细菌 （2） ①. 高压蒸汽灭菌 ②. 灼烧灭菌 （3） ①. 平板划线##稀释涂布平板 ②. 获得单一菌落（或获得纯种硝化细菌） （4）随培养时间的延长，氨氮浓度降低，硝酸盐浓度升高，说明该菌株能将氨氮转化为硝酸盐 （5）水温、pH、溶氧量、盐度、水体中有机物含量等 【解析】 【小问1详解】 硝化细菌是自养型微生物，可利用无机氮作为唯一氮源生长。该培养基中添加了蛋白胨，异养型微生物也能利用其生长，无法起到选择作用，因此不能用于筛选硝化细菌。 【小问2详解】 配制好的培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。接种前，需将接种工具（如接种环）通过灼烧灭菌法进行灭菌。 【小问3详解】 将底泥样品稀释后涂布到上述培养基上，培养一段时间后，培养基上出现了多个菌落。若要从中分离出硝化细菌，则应挑取单菌落并通过平板划线（或稀释涂布平板）法将其接种于培养基上进行纯化培养。纯化培养的目的是获得单一菌落（或获得纯种硝化细菌）。 【小问4详解】 从曲线图可直接观察到，随着培养时间的增加，氨氮浓度持续下降，同时硝酸盐浓度持续上升，二者呈明显的负相关，说明该菌株可将氨氮转化为硝酸盐。 【小问5详解】 将该菌株应用于水产养殖水质调控，需要考虑的环境因素还有水温、pH、溶氧量、盐度等 20. 植物甲抗旱性、抗病性强;植物乙分蘖能力强，结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。回答下列问题: （1）在自然条件下，植物甲和植物乙进行有性杂交不能产生后代，原因是两者之间存在______。 （2）取植物甲和植物乙充分展开的嫩叶片，用酒精和次氯酸钠溶液对其进行______（填“消毒”或“灭菌”），每次处理后用______冲洗叶片，去除残留于叶片上的药剂。 （3）过程①通过酶解法去除______获取原生质体，其中的混合酶液含有的酶是______。 （4）筛选出的杂种细胞经脱分化形成愈伤组织，再通过调整培养基中______（填植物激素名称）的比例诱导再分化。 （5）科研人员对杂种植株丙是否同时具有植物甲和植物乙的优良性状进行了个体水平的鉴定。若获得的杂种植株丙在田间表现出抗旱性和抗病性，但分蘖能力却明显减弱，则从遗传物质的角度分析，可能的原因是______（答出1点）。 【答案】（1）生殖隔离 （2） ①. 消毒 ②. 无菌水 （3） ①. 细胞壁 ②. 纤维素酶、果胶酶 （4）细胞分裂素和生长素 （5）植物乙控制分蘖能力的基因在融合过程中丢失（或染色体片段缺失、基因沉默、杂种植株核型不稳定等） 【解析】 【小问1详解】 在自然条件下，植物甲和植物乙进行有性杂交之所以不能产生后代，其原因在于植物甲和植物乙之间存在生殖隔离。 【小问2详解】 取植物甲和植物乙充分展开的嫩叶片，用酒精和次氯酸钠溶液对其进行消毒处理，每次处理后需要用无菌水冲洗叶片，去除残留于叶片上的药剂。 【小问3详解】 植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，过程①通过酶解法（纤维素和果胶酶）去除甲和乙的细胞壁获得原生质体，所以其中的混合酶液含有的酶是纤维素酶和果胶酶。 【小问4详解】 筛选出的杂种细胞经脱分化形成愈伤组织，再通过调整培养基中生长素和细胞分裂素的比例诱导再分化过程。 【小问5详解】 杂种植株丙具有的抗旱性和抗病性是植物甲特点，而分蘖能力强是植物乙的特点，杂种植株丙分蘖能力明显减弱，从遗传物质的角度分析，其可能是由于：植物乙控制分蘖能力的基因在融合过程中丢失（或染色体片段缺失、基因沉默、杂种植株核型不稳定等）。 21. 天然β-淀粉酶大多耐热性差，不利于工业化应用。研究者通过蛋白质工程对β-淀粉酶基因进行定向改造，并将改造后的基因导入大肠杆菌，以期获得耐热性提升的β-淀粉酶。图1表示该工程的基本流程。回答下列问题: （1）图1中，物质a是______，物质b是______。该工程中“分子设计”的核心操作对象是______。 （2）蛋白质工程被称为基因工程的延伸，其原因是______。 （3）研究者将改造后的基因导入大肠杆菌后，提取并纯化表达产物，欲比较其与天然β-淀粉酶的耐热性，请写出实验思路:______。 （4）研究者按上述思路进行实验，测得两种酶在不同温度下处理30 min后的剩余酶活性，结果如图2所示。根据实验结果，能否认为改造后的β-淀粉酶耐热性已成功获得提升?______，理由是______。 【答案】（1） ①. 多肽链（或肽链） ②. mRNA ③. 基因（或DNA） （2）蛋白质工程通过改造基因来实现对蛋白质结构的改造，最终仍需通过基因工程将改造后的基因导入受体细胞进行表达 （3）将等量的天然β-淀粉酶和改造后的β-淀粉酶分别置于不同温度下处理相同时间，冷却后在最适温度下测定剩余酶活性，比较两种酶在不同温度下的活性来分析耐热性差异 （4） ①. 能 ②. 在70 ℃和80 ℃高温条件下，改造后的β-淀粉酶剩余活性显著高于天然β-淀粉酶的，说明改造后的β-淀粉酶的耐热性得到提升 【解析】 【小问1详解】 图1表示蛋白质工程的基本流程，物质b表示mRNA，物质a表示多肽链。蛋白质工程“分子设计”的核心操作对象是DNA（或基因）。 【小问2详解】 蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质结构的改造，最终仍需通过基因工程将改造后的基因导入受体细胞进行表达，所以蛋白质工程是基因工程的延伸。 【小问3详解】 实验目的是比较改造后的β-淀粉酶与天然β-淀粉酶的耐热性，所以实验的自变量是β-淀粉酶种类的不同，温度，因变量为剩余酶活性，所以实验设计思路为：将等量的天然β-淀粉酶和改造后的β-淀粉酶分别置于不同温度下处理相同时间，冷却后在最适温度下测定剩余酶活性，比较两种酶在不同温度下的活性来分析耐热性差异。 【小问4详解】 依据图2可知，在70 ℃和80 ℃高温条件下，改造后的β-淀粉酶剩余活性仍显著高于天然β-淀粉酶的剩余活性，说明改造后的β-淀粉酶的耐热性已经得到提升。 22. 黄曲霉毒素（AFT）是一类由黄曲霉等真菌产生的代谢产物，被世界卫生组织列为1类致癌物。科研人员通过制备抗AFT的单克隆抗体来检测食品中残留的AFT，流程如图1所示。回答下列问题: （1）图1中，科研人员对免疫动物注射的X是______。诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的常用方法有______（答出2种）。 （2）HAT培养基是一种选择培养基，其中含有氨基蝶呤，可阻断细胞DNA的从头合成途径。同时，骨髓瘤细胞缺乏HGPRT（一种酶），无法利用补救合成途径合成DNA。B淋巴细胞虽具有HGPRT，但不能无限增殖。据此分析，图1中用HAT培养基筛选时，能存活并增殖的细胞是______，原因是______。 （3）图1中进行克隆化培养时，采用有限稀释法稀释细胞悬液后，将其加入96孔板中，使每个孔中有______（填“多于1个”或“不多于1个”）的细胞。该操作的目的是______。 （4）酶联免疫吸附试验（ELISA）是一种应用广泛的免疫学检测方法，其中，竞争ELISA法可用于定量检测抗原，如图2所示。将AFT抗原固定于固相载体，加入待测样品（含游离AFT）和酶标抗AFT单克隆抗体（酶标抗体），二者会竞争结合有限的酶标抗体;经洗涤后，仅留下与固相载体上AFT结合的酶标抗体，再加入底物TMB（TMB被酶催化后，从无色转变为有色）显色。科研人员据此建立竞争ELISA法，用于检测食品中AFT残留量。 ①该检测方法中，抗体与抗原的结合具有______性。 ②若待测样品中AFT浓度越高，则最终显色反应的颜色越______（填“深”或“浅”），判断依据是______。 【答案】（1） ①. AFT ②. PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法等 （2） ①. 杂交瘤细胞（或B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞） ②. 杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞的HGPRT（可利用补救合成途径）和骨髓瘤细胞的无限增殖能力，能在HAT培养基中存活并增殖 （3） ①. 不多于1个 ②. 保证每个孔中的细胞来自单个杂交瘤细胞，以获得能产生单一抗体的细胞 （4） ①. 特异 ②. 浅 ③. 待测样品中AFT浓度越高，与固相抗原竞争结合酶标抗体的能力越强，导致结合到固相抗原上的酶标抗体越少，显色反应的颜色越浅 【解析】 【小问1详解】 制备抗AFT的单克隆抗体，首先需要给免疫动物注射抗原AFT，刺激机体产生能分泌抗AFT抗体的B淋巴细胞；动物细胞融合常用方法为聚乙二醇诱导法、灭活病毒诱导法、电融合法。 【小问2详解】 根据题干筛选原理：未融合的或同种融合的骨髓瘤细胞无法合成DNA，未融合的或同种融合的B淋巴细胞不能无限增殖，只有杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞的HGPRT（可利用补救合成途径）和骨髓瘤细胞的无限增殖能力，能在HAT培养基中存活并增殖，因此只有杂交瘤细胞能存活。 【小问3详解】 克隆化培养的有限稀释法，需要将细胞稀释到每个孔中不多于1个细胞，保证后续培养得到的细胞均来自单个杂交瘤细胞，从而获得能分泌单一特异性抗体的杂交瘤细胞。 【小问4详解】 抗原抗体结合具有特异性；该检测为竞争结合体系：待测AFT浓度越高，与固相抗原竞争结合酶标抗体的能力越强，竞争结合酶标抗体越多，结合在固相固定抗原上的酶标抗体越少，催化显色的酶量越少，最终颜色越浅。 23. 磷酸吡哆醛（PLP）是维生素B6的活性形式，是多种酶的重要辅酶。科研人员获取了合成PLP的关键酶A的编码基因，通过基因工程构建了高产PLP的工程菌，部分实验流程如图1所示。质粒pETDuet-1含有lacZ基因，能够编码β-半乳糖苷酶，使细菌利用物质X-gal，可使菌落呈蓝色，若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。回答下列问题: （1）为将目的基因定向插入质粒的lacZ基因内部，科研人员选用BamHⅠ和EcoRⅠ对目的基因和质粒进行双酶切。双酶切的优点是______（答出1点）。 （2）已知目的基因两端的部分序列如图2所示。为通过PCR扩增目的基因，需设计一对引物。据图2分析，写出PCR扩增所需要的2种引物序列:______。PCR反应体系中除引物和模板外，还需添加______（答出2种）。 （3）将构建好的重组质粒导入大肠杆菌感受态细胞后，将其涂布到含有______的固体培养基上，培养一段时间后，平板上会出现蓝色和白色两种颜色的菌落。其中，导入重组质粒的菌落应呈______色，原因是______。 （4）为提高工程菌的PLP产量，科研人员对发酵条件进行了优化。除培养基成分外，还可考虑优化的发酵条件有______（答出2点）。 【答案】（1）防止目的基因和质粒自身环化，避免目的基因和质粒反向连接 （2） ①. 5'-GGATCC-3'、5'-GAATTC-3' ②. 四种脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶、Mg2+ （3） ①. 青霉素和X-gal ②. 白 ③. 目的基因插入lacZ基因内部，破坏了其结构，使重组菌落不能合成β-半乳糖苷酶，从而菌落不呈蓝色 （4）温度、pH、溶氧量、转速等 【解析】 【小问1详解】 为将目的基因定向插入质粒的lacZ基因内部，科研人员选用BamHⅠ和EcoRⅠ对目的基因和质粒进行双酶切，进行双酶切的优点是防止目的基因和质粒自身环化，避免目的基因和质粒反向连接。 【小问2详解】 PCR扩增时所需要的2种引物结合在目的基因的3'端，按照碱基互补配对原则可知，2种引物序列为：5'-GGATCC-3'、5'-GAATTC-3'。PCR反应体系中，除了引物和模板外，还需要添加原料（四种脱氧核苷酸）、TaqDNA聚合酶（聚合脱氧核苷酸单体）、Mg2+（激活DNA聚合酶）。 【小问3详解】 在构建基因表达载体的过程中，目的基因插入lacZ基因内部，由于使用限制酶BamHⅠ酶切后，会破坏lacZ基因，导致重组菌落β-半乳糖苷酶无法合成，进而导致细菌无法利用X-gal，所以会使菌落呈现白色，而形成的重组质粒中含有青霉素抗性基因，所以将构建好的重组质粒导入大肠杆菌感受态细胞后，将其涂布到含有青霉素和X-gal的固体培养基上，培养一段时间后，平板上会出现蓝色和白色两种颜色的菌落。其中，导入重组质粒的菌落应呈白色，导入空质粒的菌落呈蓝色。 【小问4详解】 为提高工程菌的PLP产量，科研人员对发酵条件进行了优化。除培养基成分外，还可考虑优化温度、pH、溶氧量、转速等发酵条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $