精品解析：辽宁沈阳东北育才高中2025-2026学年高二年级下学期生物科期中考试试卷

东北育才高中2025-2026学年度下学期 高二年级生物科期中考试试卷 答题时间：75分钟　满分：100分 一、单项选择题（每题只有一个正确选项，共15小题，每题2分，共30分） 1. 某同学尝试用糯米制作米酒和米醋，相应操作流程如下。下列叙述正确的是（　　） 糯米蒸熟→晾凉→搅拌酒曲→密封至几乎无气泡产生→通气发酵→米醋 A. 糯米蒸熟的目的是利于糖化，杀灭所有微生物，避免杂菌污染 B. 待米酒发酵完成后向密封装置中通入无菌空气即可进行醋酸发酵 C. 与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好 D. 适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖 2. 微生物培养成功的关键是防止杂菌污染。灭菌、消毒、无菌操作是实验中常见的操作。下列叙述正确的是（　　） A. 测定土壤中尿素分解菌数目时，取回的土壤样品应进行灭菌以去除杂菌 B. 加入酸碱调节物质调节培养基pH的操作通常在灭菌前进行，防止造成污染 C. 体外培养菌株时，必须向培养基添加一定量的抗生素以防止杂菌污染 D. 若筛选纤维素分解菌的培养基受到污染，则其上生长的杂菌也一定能分解纤维素 3. 红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对抗癌有一定的疗效。如图是红豆杉植物组织培养和细胞培养的流程图，图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述正确的是（ ） A. 紫杉醇属于细胞次生代谢物，可从⑤中获取 B. A过程是脱分化，该过程中细胞增殖的方式是有丝分裂或减数分裂 C. B过程的实质是基因的选择性表达，B过程和A过程的光照条件相同 D. C过程通常采用固体培养基扩大⑤的培养 4. 核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径（如图）。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列说法正确的是（ ） A. 未融合的B细胞及其同型融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖 B. 因为杂交瘤细胞可以进行上述两个途径，所以它能在HAT培养基上大量增殖 C. 未融合的骨髓瘤细胞及其同型融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖 D. HAT培养基所筛选出的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体 5. 2009年科学家利用小鼠肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官，类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体｡下列叙述错误的是（　　） A. 对类器官中某种细胞的蛋白质种类进行分析，可判断其细胞类型 B. 干细胞在体外培育形成类器官，证明动物细胞具有全能性 C. 肠道成体干细胞具有组织特异性，一般只能分化成特定的组织或细胞 D. 若类器官来源于自体细胞，移植回病人体内理论上可避免免疫排斥反应 6. 关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的实验原理及操作步骤。下列叙述错误的是（ ） A. DNA溶于酒精，加入冷酒精析出的白色丝状物即为蛋白质杂质 B. DNA在沸水浴条件下遇二苯胺试剂显蓝色，此时DNA的双螺旋结构已解开 C. DNA片段在电泳时的迁移速率与DNA分子量的大小和构象有关 D. 指示剂不会使DNA着色，待指示剂前沿接近凝胶边缘时停止电泳 7. 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 8. 微卫星DNA是一种常用于个体识别的DNA片段，每个微卫星DNA是一段串联重复序列，基因组中有很多个微卫星DNA，分布在不同位置。每个位置的微卫星DNA可视为一个“基因”，由于重复单位的数目不同，同一位置的微卫星“基因”可以有多个“等位基因”，能组成多种“基因型”。为鉴定某自然保护区三只野生华北豹的个体“基因型”，研究人员采集其粪便样品，提取DNA，利用微卫星标记技术进行PCR扩增，引物结合于微卫星DNA两侧的旁邻序列，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 微卫星DNA的重复单位发生增减会导致不同个体扩增片段长度存在差异 B. 若对同一个体进行PCR扩增，则电泳结果只会出现一种长度的DNA条带 C. PCR扩增微卫星DNA片段时，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D. 图中引物延伸的方向均为5′→3′，且引物的结合位点位于模板链上的3′端 9. 下列有关基因过程中基因表达载体的构建叙述正确的是（　　） A. 启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用 B. 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，可以驱动遗传信息的复制和转录 C. 表达载体中胰岛素基因可以通过人肌细胞mRNA逆转录获得 D. 不同目的基因所需的启动子不一定相同 10. 甜玉米因可溶性糖含量高具有较高商品价值，科研人员拟构建超量表达G蛋白的重组Ti质粒培育转基因甜玉米，所用含G基因的DNA片段如图1，Ti质粒的酶切位点如图2。下列关于该基因工程操作的叙述，正确的是（　　） A. M、N端分别添加SacI和NotI，可实现目的片段和Ti质粒正确连接构建重组质粒 B. 强启动子需与RNA聚合酶结合后，才能启动G基因在甜玉米细胞中的翻译过程 C. 质粒中T-DNA的作用是将G基因等目的片段整合到玉米细胞的染色体DNA上 D. 农杆菌转化后筛选转基因甜玉米时，应在培养基中加入卡那霉素进行抗性筛选 11. 乳糖不耐症是由于乳糖酶（LCT）分泌少，不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖所引起的非感染性腹泻。科研工作者利用生物技术培育出转基因低乳糖奶牛新品种，给患乳糖不耐症患者带来福音。下图为转基因低乳糖奶牛的培育流程，下列说法正确的是（　　） A. 若想得到更多转基因低乳糖奶牛，可在胚胎发育任何阶段利用胚胎分割技术将胚胎进行分割 B. 扩增目的基因时，目的基因在PCR仪中经过4次循环，需要32个引物 C. 从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是PCR技术 D. 在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中，可检测到LCT基因、LCTmRNA、LCT 12. 抗凝血酶是人体内一种非常重要的天然抗凝血蛋白，它在维持血液正常流动、防止血栓过度形成方面起着核心作用。如图是构建抗凝血酶基因表达载体所用的pBR质粒的结构及人抗凝血酶基因所在的DNA片段，现已知有引物甲：5′-GGACCCCGGG-3′；引物乙：5′-CATTTCTAGA-3′；引物丙：5′-CCTGGGGCCC-3′；引物丁：5′-GTAAAGATCT-3′。下列叙述正确的是（　　） A. PCR扩增抗凝血酶基因时，需用限制酶SmaI处理引物甲和引物丙 B. 构建表达载体时，为保证连接效率优先选用BglⅡ和SmaⅠ双酶切pBR质粒和获取抗凝血酶基因 C. 可通过显微注射法将表达载体导入牛的受精卵构建乳腺生物反应器生产人抗凝血酶 D. 若导入重组质粒的大肠杆菌能在含新霉素的培养基上生长，则说明表达载体构建成功 13. CAR-T疗法是目前癌症治疗的前沿方法之一，其核心是通过基因工程给患者自身T细胞导入特定基因，使其表达能识别癌细胞表面特有抗原的受体，改造后的T细胞回输患者体内后可特异性杀伤癌细胞。下列叙述正确的是（ ） A. 改造后的T细胞能直接合成并分泌抗体消灭癌细胞 B. 与化疗相比，CAR-T疗法治疗癌症具有较强的特异性 C. 回输的T细胞通常会被患者自身免疫系统当作外来异物攻击 D. 癌细胞表面特有抗原的表达量对该疗法的治疗效果无影响 14. 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，后续不需要用植物组织培养技术 D. 标记基因可将含有目的基因的受体细胞鉴别及筛选出来，只有抗生素抗性基因可用作标记基因 15. 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. 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 B. 若将编码X蛋白的基因导入大肠杆菌中，可先用Ca2+处理大肠杆菌细胞 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 二、不定项选择题（每题有一至多个正确答案，完全选对得3分，漏选得1分，错选不得分。共5题，共15分） 16. 关于“酵母菌纯培养”和“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验，正确的是（　　） A. 两个实验中的目标微生物生长所需的温度、pH和氮源种类不同 B. 两个实验都涉及培养基灭菌、接种环灼烧灭菌、超净工作台操作等无菌技术 C. 都将灭菌后的培养基冷却至50℃左右倒平板，避免高温烫死微生物 D. 接种后需要将培养皿倒置培养，可防止冷凝水滴落冲散菌落 17. 利用单倍体育种技术结合基因工程，可快速培育抗病新品种作物。将抗病基因导入玉米单倍体幼胚细胞的染色体上，经培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理使其染色体加倍。下列叙述错误的是（ ） A. 单倍体幼胚细胞具有全能性，可培育成完整植株 B. 秋水仙素处理可抑制纺锤体形成，导致染色体数目加倍 C. 该育种技术可缩短育种周期，且获得的抗病植株均为纯合子 D. 基因工程操作过程中，抗病基因的插入位置对其表达无影响 18. 限制酶是基因工程中必需的工具之一，下图表示六种限制酶的识别序列及切割位点。下列说法错误的是（　　） 限制酶 识别序列和切割位点 限制酶 识别序列和切割位点 BamH I 5'-G↓GATCC-3' Bgl Ⅱ 5'-A↓GATCT-3' Sau3 A I 5'-↓GATC-3' Kpn I 5'-GGTAC↓C-3' Acc65 I 5'-G↓GTACC-3' EcoR I 5'-G↓AATTC-3' A. 限制酶、DNA聚合酶均作用于磷酸二酯键，解旋酶和DNA连接酶均作用于氢键 B. 分别用Sau3A Ⅰ和Bgl Ⅱ切割同一种随机序列DNA，前者得到的片段数往往多于后者 C. Acc65 Ⅰ和Kpn Ⅰ切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Kpn Ⅰ切割 D. BamH I和Sau3A I切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Sau3 A I切割 19. 苹果富含多种维生素，口感脆，苹果切开后不久颜色便会加深，这种现象称为“褐变”。褐变是由位于细胞的多酚氧化酶（PPO）催化位于液泡中的多酚类物质生成棕色色素所致。据此，科研人员培育出了抗褐变的转基因苹果，其工作流程如图所示，下列相关叙述正确的是（　　） A. 想获得抗褐变的转基因苹果，目的基因可以是抑制PPO表达的基因 B. 过程①是基因工程的核心步骤，需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与 C. 在步骤④之前，需用70%酒精或5%次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片进行消毒处理 D. 用导入不含目的基因的质粒的植株作对照，评估目的基因对抑制苹果褐变的效果 20. 下图表示三类生物技术的包含关系。下列叙述正确的是（　　） A. 若③为微生物培养，②为培养基制备技术，①为琼脂固体培养基配制，则符合图示关系 B. 若③为植物细胞工程，②为植物体细胞杂交技术，①为原生质体融合，则符合图示关系 C. 若③为胚胎工程，②为胚胎移植技术，①为胚胎分割操作，则符合图示关系 D. 若③为发酵工程，②为菌种选育技术，①为诱变育种，则符合图示关系 三、填空题（共55分） 21. 发酵工程在医药上的应用非常广泛，其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展．产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌，是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图所示。回答相关问题： （1）对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了______法，其统计得到的菌落数比实际数量往往偏_____。在制备该培养基时，除了添加必要的营养成分外，还需要将pH调至______性。 （2）接种之前的过程①、②都属于扩大培养，整个发酵过程的中心环节是______。 （3）研究发现，某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株，失去合成某种维生素的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株，为了进一步确定该菌株的具体类型，他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组，用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素，然后覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间，结果如下： 组别 维生素组合 1 维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12 2 维生素C 维生素B1 维生素D2 维生素E 烟酰胺 3 叶酸 维生素B2 维生素D2 胆碱 泛酸钙 4 对氨基苯甲酸 维生素B6 维生素E 胆碱 肌醇 5 生物素 维生素B12 烟酰胺 泛酸钙 肌醇 进行涂布之前，常需要检验培养基是否成功灭菌，方法是________，实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈（图2），则该营养缺陷型青霉菌不能合成的维生素是________。叶酸和生物素的双营养缺陷型青霉菌，在此培养基上形成菌落的位置是________。 22. 利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，但是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物”。 （1）材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用了植物原生质体融合和植物组织培养技术，人工诱导原生质体融合常用的化学方法，除PEG融合法外，还有________，植物组织培养技术的原理是________。 （2）图中①步骤所示用________酶除去植物细胞的细胞壁，分离出有活力的原生质体。后续要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有________和________两类关键激素。 （3）由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤________过程。 （4）利用马铃薯和番茄的________得到单倍体植株，然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交，再用________处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。 23. 细胞工程在治疗疾病和育种等领域应用十分广泛。为降低宫颈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），以便精准治疗，过程如图1所示。 （1）过程①可以通过物理法、化学法和________方法诱导细胞融合，同时体外培养时需定期更换培养液，其目的是________。 （2）过程③通过________技术筛选出杂交瘤细胞，此杂交瘤细胞具有________特点。 （3）步骤④是将获得的a________和b________这两部分，通过接头结合在一起，从而获得ADC． （4）研究发现，ADC在患者体内的作用如图2所示。 ADC能降低宫颈癌治疗药物的副作用，是因为单克隆抗体能精确地定位宫颈癌细胞，该过程的原理是________；单克隆抗体的特点有________（答出2点）。 24. 香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 （1）基因工程操作程序的核心环节是________，PCR技术中引物的作用是________。 （2）如图1所示，b链为转录模板链，为保证基因N与质粒pYL正确连接，需在引物1和引物2的末端分别引入________和________限制酶识别序列。特异性酶切后，通过DNA连接酶催化形成________（化学键）连接DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb（kb为千碱基对），假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变。 （3）进一步筛选构建的质粒，以1-4号菌株中提取的质粒为模板，使用引物1和引物2进行PCR扩增，电泳PCR产物，结果如图2.在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR反应中是否有________的污染。初步判断实验组________（从“1～4”中选填）的质粒中成功插入了基因N，理由是________。 （4）为提高香树脂醇合酶催化效率，将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物（GCA为诱变序列），b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a的配对模板相同。据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有________。 a：5′-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3′ b：5′-…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…-3′ c：5′-…GCT/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…-3′ d：5′-…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…-3′ （5）进一步检测转基因酵母菌发酵得到的________含量并进行比较，可以选出最优的改造方案。 25. 有机磷化合物在环境中过度积累或残留，会对生态系统和人类造成危害。为培育降解有机磷的工程菌，科研人员将有机磷降解酶基因mpd、ophc2导入假单胞菌体内，以获取目标菌株，培育过程如图1所示。回答下列问题： （1）PCR的每次循环分为三个步骤，其中温度最低的是________，该步骤的目的是________。实验室常利用琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物，DNA分子在凝胶中的迁移速率与________（答两点）等有关。 （2）科研人员利用PCR技术实现mpd基因的下游与ophc2基因的上游无缝衔接，从而获得融合基因，由图可知，引物1的5'端的12个碱基序列为5'-________-3'，如此设计引物1的目的是________。 （3）为保证融合基因能正确插入质粒，需要在引物2的________（填“3'”或“5'”）端加下表中限制酶________的识别和切割序列。 XhoI 5'-C↓TCGAG-3' SalI 5'-G↓TCGAC-3' MboI 5'-↓GATC-3' BamHI 5'-G↓GATCC-3' （4）经转化的假单胞菌，通过________（填方法）接种到培养基上，为筛选出分解能力强的目标菌，向培养基中加入黄色的有机磷农药，培养一段时间后结果如图2所示，应选取菌落________（填序号）进行培养。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东北育才高中2025-2026学年度下学期 高二年级生物科期中考试试卷 答题时间：75分钟　满分：100分 一、单项选择题（每题只有一个正确选项，共15小题，每题2分，共30分） 1. 某同学尝试用糯米制作米酒和米醋，相应操作流程如下。下列叙述正确的是（　　） 糯米蒸熟→晾凉→搅拌酒曲→密封至几乎无气泡产生→通气发酵→米醋 A. 糯米蒸熟的目的是利于糖化，杀灭所有微生物，避免杂菌污染 B. 待米酒发酵完成后向密封装置中通入无菌空气即可进行醋酸发酵 C. 与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好 D. 适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖 【答案】D 【解析】 【详解】A、糯米蒸熟可使淀粉糊化利于后续糖化，同时能杀灭糯米表面的大部分微生物以减少杂菌污染，但高温蒸熟属于消毒操作，无法杀灭所有耐高温的芽孢、孢子，A错误； B、醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵除需要有氧环境外，还需要30~35℃的适宜温度，且体系中需要存在醋酸菌，仅通入无菌空气无法完成醋酸发酵，B错误； C、自然发酵的菌种来自原料或自然环境，杂菌含量高，发酵产品品质不稳定；人工接种纯化的优良菌种，发酵产品品质更稳定、更好，C错误； D、适当加大接种量可让目标发酵菌种快速成为体系中的优势菌群，既能够提高发酵速率，又可以抑制杂菌的生长繁殖，D正确。 2. 微生物培养成功的关键是防止杂菌污染。灭菌、消毒、无菌操作是实验中常见的操作。下列叙述正确的是（　　） A. 测定土壤中尿素分解菌数目时，取回的土壤样品应进行灭菌以去除杂菌 B. 加入酸碱调节物质调节培养基pH的操作通常在灭菌前进行，防止造成污染 C. 体外培养菌株时，必须向培养基添加一定量的抗生素以防止杂菌污染 D. 若筛选纤维素分解菌的培养基受到污染，则其上生长的杂菌也一定能分解纤维素 【答案】B 【解析】 【详解】A、测定土壤中尿素分解菌数目时，土壤样品中的尿素分解菌是实验的研究对象，若对土壤样品灭菌会杀死目标菌，无法完成计数，A错误； B、培养基制备的常规流程为计算→称量→溶化→调pH→灭菌→倒平板，灭菌前调节pH可避免灭菌后调节操作引入杂菌造成污染，B正确； C、抗生素会抑制细菌的生长繁殖，若培养的目标菌株为细菌，添加抗生素会杀死目标菌；且无菌操作规范的情况下无需额外添加抗生素，C错误； D、筛选纤维素分解菌的培养基以纤维素为唯一碳源，但若培养基中已有纤维素分解菌生长，其分解纤维素产生的小分子糖类可被不能分解纤维素的杂菌利用，因此杂菌不一定能分解纤维素，D错误。 3. 红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对抗癌有一定的疗效。如图是红豆杉植物组织培养和细胞培养的流程图，图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述正确的是（ ） A. 紫杉醇属于细胞次生代谢物，可从⑤中获取 B. A过程是脱分化，该过程中细胞增殖的方式是有丝分裂或减数分裂 C. B过程的实质是基因的选择性表达，B过程和A过程的光照条件相同 D. C过程通常采用固体培养基扩大⑤的培养 【答案】A 【解析】 【详解】A、通过C过程可产生大量细胞，紫杉醇属于细胞代谢的产物，只需要培养到细胞阶段就可以，因此可以从⑤中获取紫杉醇，A正确； B、②为愈伤组织，因此A过程是脱分化，该过程中细胞存在有丝分裂过程，但没有减数分裂，B错误； C、A过程是脱分化，不需要光照，B过程是再分化，需要光照，则A、B过程的光照条件不同，C错误； D、C过程，培养⑤一般采用的培养基是液体培养基，产生大量细胞，D错误。 4. 核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径（如图）。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列说法正确的是（ ） A. 未融合的B细胞及其同型融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖 B. 因为杂交瘤细胞可以进行上述两个途径，所以它能在HAT培养基上大量增殖 C. 未融合的骨髓瘤细胞及其同型融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖 D. HAT培养基所筛选出的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体 【答案】C 【解析】 【详解】A、未融合的B细胞及其同型融合细胞是正常细胞，细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，但因高度分化而不能增殖，A错误； B、杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径，能够在HAT培养基上大量增殖，B错误； C、未融合的骨髓瘤细胞及其同型融合细胞因骨髓瘤细胞中缺乏转化酶，无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖，C正确； D、HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖，但并不都能产生高纯度的目标抗体，需要进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，才可产生高纯度的目标抗体，D错误。 5. 2009年科学家利用小鼠肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官，类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体｡下列叙述错误的是（　　） A. 对类器官中某种细胞的蛋白质种类进行分析，可判断其细胞类型 B. 干细胞在体外培育形成类器官，证明动物细胞具有全能性 C. 肠道成体干细胞具有组织特异性，一般只能分化成特定的组织或细胞 D. 若类器官来源于自体细胞，移植回病人体内理论上可避免免疫排斥反应 【答案】B 【解析】 【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，不同类型细胞合成的蛋白质种类存在差异，因此分析细胞的蛋白质种类可判断细胞类型，A正确； B、细胞全能性的定义是已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，干细胞培育形成类器官仅得到了具有部分器官特性的细胞集合体，并未发育为完整个体，不能证明动物细胞具有全能性，B错误； C、成体干细胞具有组织特异性，仅存在于特定组织中，一般只能分化形成其对应来源的特定组织或细胞，C正确； D、自体细胞来源的类器官，细胞表面的组织相容性抗原与患者自身一致，移植后不会被免疫系统识别为异物，理论上可避免免疫排斥反应，D正确。 6. 关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的实验原理及操作步骤。下列叙述错误的是（ ） A. DNA溶于酒精，加入冷酒精析出的白色丝状物即为蛋白质杂质 B. DNA在沸水浴条件下遇二苯胺试剂显蓝色，此时DNA的双螺旋结构已解开 C. DNA片段在电泳时的迁移速率与DNA分子量的大小和构象有关 D. 指示剂不会使DNA着色，待指示剂前沿接近凝胶边缘时停止电泳 【答案】A 【解析】 【详解】A、DNA不溶于酒精，蛋白质等杂质可溶于酒精，加入冷酒精后析出的白色丝状物是粗提取的DNA，A错误； B、用二苯胺试剂鉴定DNA时需沸水浴加热，高温会破坏DNA的双螺旋结构使其解旋，此时DNA遇二苯胺显蓝色，B正确； C、DNA电泳时，迁移速率受DNA分子的分子量大小、构象、凝胶浓度等因素影响，分子量越小、构象越紧凑的DNA迁移速率越快，C正确； D、电泳时加入的指示剂仅用于指示核酸的迁移进度，不会使DNA着色，待指示剂前沿接近凝胶边缘时即可停止电泳，后续再用专门的染色剂对DNA进行染色观察，D正确。 7. 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。 8. 微卫星DNA是一种常用于个体识别的DNA片段，每个微卫星DNA是一段串联重复序列，基因组中有很多个微卫星DNA，分布在不同位置。每个位置的微卫星DNA可视为一个“基因”，由于重复单位的数目不同，同一位置的微卫星“基因”可以有多个“等位基因”，能组成多种“基因型”。为鉴定某自然保护区三只野生华北豹的个体“基因型”，研究人员采集其粪便样品，提取DNA，利用微卫星标记技术进行PCR扩增，引物结合于微卫星DNA两侧的旁邻序列，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 微卫星DNA的重复单位发生增减会导致不同个体扩增片段长度存在差异 B. 若对同一个体进行PCR扩增，则电泳结果只会出现一种长度的DNA条带 C. PCR扩增微卫星DNA片段时，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D. 图中引物延伸的方向均为5′→3′，且引物的结合位点位于模板链上的3′端 【答案】B 【解析】 【详解】A、由于微卫星DNA的重复单位数目不同，同一位置的微卫星“基因”可以有多个“等位基因”，若重复单位发生增减，会改变DNA片段的长度，那么在进行PCR扩增时，不同个体扩增片段长度就会存在差异，A正确‌； B、一个个体可能存在多个微卫星“基因”，且每个位置的微卫星“基因”可能是杂合的，即含有不同的“等位基因”，所以对同一个体进行PCR扩增，电泳结果可能会出现多种长度的DNA条带，B错误‌； C、PCR扩增过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则，这样才能保证准确地扩增出目标DNA片段，C正确‌； D、在PCR扩增中，子链的延伸方向都是5'→3'，引物需要与模板链的3'端结合，才能开始延伸合成子链，所以图中引物延伸的方向均为5'→3'，且引物的结合位点位于模板链上的3'端，D正确‌。 9. 下列有关基因过程中基因表达载体的构建叙述正确的是（　　） A. 启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用 B. 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，可以驱动遗传信息的复制和转录 C. 表达载体中胰岛素基因可以通过人肌细胞mRNA逆转录获得 D. 不同目的基因所需的启动子不一定相同 【答案】D 【解析】 【详解】A、启动子是转录的起始调控序列，作用于转录过程；终止密码子位于mRNA上，是翻译过程的终止信号，不参与转录调控，A错误； B、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，仅能驱动转录过程，DNA复制的启动依赖复制原点，启动子不驱动遗传信息的复制，B错误； C、胰岛素基因仅在胰岛B细胞中选择性表达，人肌细胞中不会转录产生胰岛素的mRNA，因此无法通过人肌细胞mRNA逆转录获得胰岛素基因，C错误； D、启动子具有特异性，不同目的基因、或目的基因需要在不同类型的受体细胞中表达时，所需的启动子不一定相同，D正确。 10. 甜玉米因可溶性糖含量高具有较高商品价值，科研人员拟构建超量表达G蛋白的重组Ti质粒培育转基因甜玉米，所用含G基因的DNA片段如图1，Ti质粒的酶切位点如图2。下列关于该基因工程操作的叙述，正确的是（　　） A. M、N端分别添加SacI和NotI，可实现目的片段和Ti质粒正确连接构建重组质粒 B. 强启动子需与RNA聚合酶结合后，才能启动G基因在甜玉米细胞中的翻译过程 C. 质粒中T-DNA的作用是将G基因等目的片段整合到玉米细胞的染色体DNA上 D. 农杆菌转化后筛选转基因甜玉米时，应在培养基中加入卡那霉素进行抗性筛选 【答案】C 【解析】 【详解】A、分析酶切位点，N端在上游，M端在下游，所以M、N端分别添加Not Ⅰ和Sac Ⅰ可实现与Ti质粒的连接，A错误； B、启动子与RNA聚合酶结合后启动的是基因的转录，B错误； C、Ti质粒的T-DNA可将目的基因整合到植物细胞的染色体DNA上，C正确； D、T-DNA上的抗性基因为潮霉素抗性基因，筛选转基因甜玉米时应加入潮霉素，卡那霉素抗性基因不在T-DNA上，D错误。 11. 乳糖不耐症是由于乳糖酶（LCT）分泌少，不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖所引起的非感染性腹泻。科研工作者利用生物技术培育出转基因低乳糖奶牛新品种，给患乳糖不耐症患者带来福音。下图为转基因低乳糖奶牛的培育流程，下列说法正确的是（　　） A. 若想得到更多转基因低乳糖奶牛，可在胚胎发育任何阶段利用胚胎分割技术将胚胎进行分割 B. 扩增目的基因时，目的基因在PCR仪中经过4次循环，需要32个引物 C. 从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是PCR技术 D. 在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中，可检测到LCT基因、LCTmRNA、LCT 【答案】D 【解析】 【详解】A、若想得到更多转基因低乳糖奶牛，可在胚胎发育到桑葚胚或囊胚利用胚胎分割技术将胚胎进行分割，A错误； B、PCR技术大量扩增目的基因时，缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n+1-2，因此若一个该DNA分子在PCR仪中经过4次循环，需要25-2=30个引物，B错误； C、LCT基因表达产生的乳糖酶（LCT）为蛋白质，故从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是抗原-抗体杂交，C错误； D、由于通过基因工程把LCT基因导入牛胎儿成纤维细胞，再通过胚胎工程获得了转基因低乳糖奶牛，故牛胎儿成纤维细胞以及转基因低乳糖奶牛乳腺细胞都含有LCT基因，但是由于基因的选择性表达，只是在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中含有LCTmRNA与LCT，在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中，可检测到的物质有LCT基因、LCT mRNA和LCT，D正确。 12. 抗凝血酶是人体内一种非常重要的天然抗凝血蛋白，它在维持血液正常流动、防止血栓过度形成方面起着核心作用。如图是构建抗凝血酶基因表达载体所用的pBR质粒的结构及人抗凝血酶基因所在的DNA片段，现已知有引物甲：5′-GGACCCCGGG-3′；引物乙：5′-CATTTCTAGA-3′；引物丙：5′-CCTGGGGCCC-3′；引物丁：5′-GTAAAGATCT-3′。下列叙述正确的是（　　） A. PCR扩增抗凝血酶基因时，需用限制酶SmaI处理引物甲和引物丙 B. 构建表达载体时，为保证连接效率优先选用BglⅡ和SmaⅠ双酶切pBR质粒和获取抗凝血酶基因 C. 可通过显微注射法将表达载体导入牛的受精卵构建乳腺生物反应器生产人抗凝血酶 D. 若导入重组质粒的大肠杆菌能在含新霉素的培养基上生长，则说明表达载体构建成功 【答案】C 【解析】 【详解】A、PCR扩增抗凝血酶基因时，引物本身已经提前设计携带了限制酶识别序列，不需要限制酶处理引物，扩增获得目的基因片段后再用限制酶切割即可，A错误； B、据图可知，SmaI和XmaI识别的序列一样，但是SmaI切割产生的是平末端，连接酶连接平末端效率低，所以优先选用BglⅡ和XmaI双酶切，B错误； C、将基因表达载体导入动物细胞的常用方法为显微注射法，可通过显微注射法将表达载体导入牛的受精卵构建乳腺生物反应器生产人抗凝血酶，C正确； D、空质粒本身也带有新霉素抗性基因，故导入空质粒的大肠杆菌也能在含新霉素的培养基上生长，因此不能说明重组表达载体构建成功，D错误。 13. CAR-T疗法是目前癌症治疗的前沿方法之一，其核心是通过基因工程给患者自身T细胞导入特定基因，使其表达能识别癌细胞表面特有抗原的受体，改造后的T细胞回输患者体内后可特异性杀伤癌细胞。下列叙述正确的是（ ） A. 改造后的T细胞能直接合成并分泌抗体消灭癌细胞 B. 与化疗相比，CAR-T疗法治疗癌症具有较强的特异性 C. 回输的T细胞通常会被患者自身免疫系统当作外来异物攻击 D. 癌细胞表面特有抗原的表达量对该疗法的治疗效果无影响 【答案】B 【解析】 【详解】A、能合成并分泌抗体的免疫细胞是浆细胞，改造后的T细胞仍属于T细胞，不具备分泌抗体的功能，A错误； B、化疗是利用化学药物抑制癌细胞增殖，对正常分裂旺盛的细胞也有杀伤作用，无特异性，CAR-T疗法中改造后的T细胞可特异性识别癌细胞表面特有抗原，仅杀伤癌细胞，具有较强特异性，B正确； C、回输的T细胞是取自患者自身的T细胞经基因工程改造获得，细胞膜表面的组织相容性抗原与患者自身一致，不会被自身免疫系统当作外来异物攻击，C错误； D、CAR-T细胞依靠识别癌细胞表面的特有抗原发挥杀伤作用，若该抗原表达量过低，CAR-T细胞无法有效识别癌细胞，会降低治疗效果，D错误。 14. 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，后续不需要用植物组织培养技术 D. 标记基因可将含有目的基因的受体细胞鉴别及筛选出来，只有抗生素抗性基因可用作标记基因 【答案】C 【解析】 【详解】A、限制酶的化学本质为蛋白质，基本组成单位是氨基酸，A错误； B、质粒是裸露的小型环状DNA分子，不仅原核细胞中有质粒，酵母菌等部分真核生物细胞内也存在质粒，B错误； C、花粉管通道法将含目的基因的DNA导入胚囊中的受精卵或早期胚胎细胞，该类细胞可直接发育为种子，播种后即可获得转基因植株，不需要额外进行植物组织培养，C正确； D、标记基因用于鉴别和筛选含目的基因的受体细胞，除抗生素抗性基因外，荧光蛋白基因等也可作为标记基因，D错误。 15. 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. 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 B. 若将编码X蛋白的基因导入大肠杆菌中，可先用Ca2+处理大肠杆菌细胞 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】A 【解析】 【详解】A、蛋白质工程的操作对象是基因，需要通过改造或合成编码X蛋白的基因，最终获得改造后的X蛋白，不能直接对X蛋白的氨基酸序列进行改造，A错误； B、将目的基因导入大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌使其成为感受态细胞，便于吸收周围环境中的DNA分子，B正确； C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，可驱动下游基因转录，若要使编码X蛋白的基因在大肠杆菌中表达，需要使用能被大肠杆菌RNA聚合酶识别、可在大肠杆菌中发挥作用的启动子，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，可能改变X蛋白的空间结构，进而使其功能丧失，达到抑制效果，D正确。 二、不定项选择题（每题有一至多个正确答案，完全选对得3分，漏选得1分，错选不得分。共5题，共15分） 16. 关于“酵母菌纯培养”和“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验，正确的是（　　） A. 两个实验中的目标微生物生长所需的温度、pH和氮源种类不同 B. 两个实验都涉及培养基灭菌、接种环灼烧灭菌、超净工作台操作等无菌技术 C. 都将灭菌后的培养基冷却至50℃左右倒平板，避免高温烫死微生物 D. 接种后需要将培养皿倒置培养，可防止冷凝水滴落冲散菌落 【答案】AD 【解析】 【详解】A、酵母菌是异养型微生物，氮源可以是蛋白胨等含氮有机物；土壤中分解尿素的细菌以尿素为唯一氮源。酵母菌生长的温度约 28℃，分解尿素的细菌约 37℃；酵母菌偏酸性，分解尿素的细菌偏中性或弱碱性，A正确； B、“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”这一实验用到的接种工具是涂布器，涂布器进行灼烧灭菌，B错误； C、倒平板时将灭菌后的培养基冷却至 50℃左右，目的是防止温度过低导致培养基凝固，而温度过高容易烫伤操作者，C错误； D、接种后将培养皿倒置培养，能够防止皿盖上的冷凝水滴落到培养基上冲散菌落，D正确。 17. 利用单倍体育种技术结合基因工程，可快速培育抗病新品种作物。将抗病基因导入玉米单倍体幼胚细胞的染色体上，经培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理使其染色体加倍。下列叙述错误的是（ ） A. 单倍体幼胚细胞具有全能性，可培育成完整植株 B. 秋水仙素处理可抑制纺锤体形成，导致染色体数目加倍 C. 该育种技术可缩短育种周期，且获得的抗病植株均为纯合子 D. 基因工程操作过程中，抗病基因的插入位置对其表达无影响 【答案】D 【解析】 【详解】A、植物细胞具有全能性，单倍体幼胚细胞含有发育为完整个体所需的全套遗传信息，可通过植物组织培养培育成完整植株，A正确； B、秋水仙素作用于有丝分裂前期，可抑制纺锤体的形成，导致姐妹染色单体分开后无法移向细胞两极，细胞不能完成分裂，最终使细胞染色体数目加倍，B正确； C、单倍体育种可明显缩短育种周期，单倍体幼苗经秋水仙素处理后染色体加倍，且对于二倍体生物而言，该技术获得的个体每对同源染色体上的基因均为纯合基因，所以抗病植株均为纯合子，C正确； D、基因的表达受插入位置的影响，若抗病基因插入到染色体的非表达区域，或插入破坏了基因的表达结构，会导致抗病基因无法正常表达，因此插入位置对其表达有影响，D错误。 18. 限制酶是基因工程中必需的工具之一，下图表示六种限制酶的识别序列及切割位点。下列说法错误的是（　　） 限制酶 识别序列和切割位点 限制酶 识别序列和切割位点 BamH I 5'-G↓GATCC-3' Bgl Ⅱ 5'-A↓GATCT-3' Sau3 A I 5'-↓GATC-3' Kpn I 5'-GGTAC↓C-3' Acc65 I 5'-G↓GTACC-3' EcoR I 5'-G↓AATTC-3' A. 限制酶、DNA聚合酶均作用于磷酸二酯键，解旋酶和DNA连接酶均作用于氢键 B. 分别用Sau3A Ⅰ和Bgl Ⅱ切割同一种随机序列DNA，前者得到的片段数往往多于后者 C. Acc65 Ⅰ和Kpn Ⅰ切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Kpn Ⅰ切割 D. BamH I和Sau3A I切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Sau3 A I切割 【答案】AC 【解析】 【详解】A、限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，解旋酶作用于氢键，A错误； B、Sau3A I识别序列为4个碱基，而Bgl II识别序列为6个碱基，而且Sau3A I也能识别Bgl II识别的序列，因此分别用Sau3A I和Bgl II切割随机序列DNA，前者得到的片段数往往多于后者，B正确； C、Acc65 I和KpnI切割形成的黏性末端序列无法配对，而且磷酸端(5'端)也不能与磷酸端(5'端)连接，既然不能连接也就不存在重新切 割，C错误； D、BamH I和Sau3A I切割形成的末端，可以相互连接，连接形成的DNA序列中还存在Sau3A I的识别序列和切割位点，故能再被Sau3A I切割，D正确。 19. 苹果富含多种维生素，口感脆，苹果切开后不久颜色便会加深，这种现象称为“褐变”。褐变是由位于细胞的多酚氧化酶（PPO）催化位于液泡中的多酚类物质生成棕色色素所致。据此，科研人员培育出了抗褐变的转基因苹果，其工作流程如图所示，下列相关叙述正确的是（　　） A. 想获得抗褐变的转基因苹果，目的基因可以是抑制PPO表达的基因 B. 过程①是基因工程的核心步骤，需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与 C. 在步骤④之前，需用70%酒精或5%次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片进行消毒处理 D. 用导入不含目的基因的质粒的植株作对照，评估目的基因对抑制苹果褐变的效果 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、要想获得抗褐变的转基因苹果，可选抑制PPO表达的基因作为目的基因，使液泡中的多酚类物质不能生成棕色色素，A正确； B、过程①是目的基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，该过程中至少需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶的参与，B错误； C、在步骤④之前，先用70%酒精消毒30s，然后用无菌水清洗后再用5%次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片处理30min，最后还要用无菌水清洗，从而保证脱分化过程正常进行，C正确； D、为了评估目的基因对抑制苹果褐变的效果，可与导入不含目的基因质粒的植株作对照，该设计的目的是排除质粒导入本身对实验结果的影响，同时也能检测导入目的基因的效果，D正确。 20. 下图表示三类生物技术的包含关系。下列叙述正确的是（　　） A. 若③为微生物培养，②为培养基制备技术，①为琼脂固体培养基配制，则符合图示关系 B. 若③为植物细胞工程，②为植物体细胞杂交技术，①为原生质体融合，则符合图示关系 C. 若③为胚胎工程，②为胚胎移植技术，①为胚胎分割操作，则符合图示关系 D. 若③为发酵工程，②为菌种选育技术，①为诱变育种，则符合图示关系 【答案】ABD 【解析】 【详解】A、微生物培养包含培养基制备技术，而琼脂固体培养基配制是培养基制备技术的一种，符合图中包含关系（③包含②，②包含①），A正确； B、植物细胞工程包含植物体细胞杂交技术，而原生质体融合是植物体细胞杂交技术的核心步骤之一，符合图中包含关系，B正确； C、胚胎工程包含胚胎移植技术，但胚胎分割操作是一项独立的胚胎工程技术，它和胚胎移植技术是并列关系，并非包含关系，C错误； D、发酵工程包含菌种选育技术，而诱变育种是菌种选育技术的一种，符合图中包含关系，D正确。 三、填空题（共55分） 21. 发酵工程在医药上的应用非常广泛，其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展．产黄青霉菌是一种广泛存在于自然界中的霉菌，是生产青霉素的重要工业菌种。工业上生产青霉素的发酵工程流程如图所示。回答相关问题： （1）对产黄青霉菌进行分离纯化并计数采用了______法，其统计得到的菌落数比实际数量往往偏_____。在制备该培养基时，除了添加必要的营养成分外，还需要将pH调至______性。 （2）接种之前的过程①、②都属于扩大培养，整个发酵过程的中心环节是______。 （3）研究发现，某些青霉菌属于维生素营养缺陷型菌株，失去合成某种维生素的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的维生素后才能生长。某研究小组筛选出某种维生素营养缺陷型菌株，为了进一步确定该菌株的具体类型，他们把15种维生素按照不同组合分为5个小组，用5个滤纸片分别蘸取不同小组的维生素，然后覆于接种后的琼脂平板上培养一段时间，结果如下： 组别 维生素组合 1 维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12 2 维生素C 维生素B1 维生素D2 维生素E 烟酰胺 3 叶酸 维生素B2 维生素D2 胆碱 泛酸钙 4 对氨基苯甲酸 维生素B6 维生素E 胆碱 肌醇 5 生物素 维生素B12 烟酰胺 泛酸钙 肌醇 进行涂布之前，常需要检验培养基是否成功灭菌，方法是________，实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈（图2），则该营养缺陷型青霉菌不能合成的维生素是________。叶酸和生物素的双营养缺陷型青霉菌，在此培养基上形成菌落的位置是________。 【答案】（1） ①. 稀释涂布平板 ②. 小 ③. 酸 （2）发酵罐内发酵 （3） ①. 随机取若干灭菌的空白平板进行培养，一段时间后观察平板是否出现菌落 ②. 维生素B1 ③. 3组与5组的交界处 【解析】 【分析】1、人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质—培养基，用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。虽然各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性；在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。 2、发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节。 【小问1详解】 对微生物进行分离纯化并计数通常采用稀释涂布平板法。将菌液进行一系列梯度稀释后，取一定量的稀释液涂布在固体培养基表面，经过培养后，一个菌落通常是由一个活菌繁殖形成的，所以可以通过统计菌落数来估算活菌数。由于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，所以用稀释涂布平板法统计得到的菌落数比实际数量往往偏低。产黄青霉菌是霉菌，霉菌生长适宜在酸性环境中，所以在制备该培养基时，除了添加必要的营养成分外，还需要将 pH 调至酸性。 【小问2详解】 发酵罐中发酵是发酵工程的中心环节。 【小问3详解】 进行涂布之前，检验培养基是否成功灭菌的方法是随机取若干灭菌的空白平板进行培养，一段时间后观察平板是否出现菌落。如果没有菌落产生，说明培养基灭菌成功，没有杂菌污染；如果有菌落产生，则说明培养基灭菌不彻底，含有杂菌。实验结果显示1组和2组滤纸片周围产生生长圈，比较表格中各种维生素组合，1组和2组含有而其他组不含有的维生素是维生素B1，所以该营养缺陷型青霉菌不能合成的维生素是维生素B1；只有3组含有叶酸，只有5组含有生物素，所以若菌株为叶酸和生物素的双营养缺陷型青霉菌，则其在培养基上形成菌落的位置是3与5的交界处。 22. 利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，但是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物”。 （1）材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用了植物原生质体融合和植物组织培养技术，人工诱导原生质体融合常用的化学方法，除PEG融合法外，还有________，植物组织培养技术的原理是________。 （2）图中①步骤所示用________酶除去植物细胞的细胞壁，分离出有活力的原生质体。后续要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有________和________两类关键激素。 （3）由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤________过程。 （4）利用马铃薯和番茄的________得到单倍体植株，然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交，再用________处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。 【答案】（1） ①. 高Ca2+-高pH融合法 ②. 植物细胞的全能性 （2） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 生长素 ③. 细胞分裂素 （3） ①. 脱分化 ②. 再分化 （4） ①. 花药/雄配子 ②. 秋水仙素 【解析】 【小问1详解】 人工诱导原生质体融合常用的化学方法，除PEG融合法外，还有高Ca2+-高pH融合法，由于植物细胞具有全能性，因此培养植物的细胞即能得到完整的植物体（植物组织培养技术的原理）。 【小问2详解】 图中①步骤所示用纤维素酶和果胶酶除去植物细胞的细胞壁，分离出有活力的原生质体。后续要促进杂种细胞分裂生长，培养基中需要添加生长素和细胞分裂素两类关键激素。 【小问3详解】 杂种细胞高度分化，要使其变成植株，需先经④脱分化，然后再经过⑤再分化过程。 【小问4详解】 单倍体是配子发育来的，利用马铃薯和番茄的花药（雄配子）进行花药离体培养可得到单倍体植株，然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交，用秋水仙素处理，可以使其染色体加倍，可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。 23. 细胞工程在治疗疾病和育种等领域应用十分广泛。为降低宫颈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），以便精准治疗，过程如图1所示。 （1）过程①可以通过物理法、化学法和________方法诱导细胞融合，同时体外培养时需定期更换培养液，其目的是________。 （2）过程③通过________技术筛选出杂交瘤细胞，此杂交瘤细胞具有________特点。 （3）步骤④是将获得的a________和b________这两部分，通过接头结合在一起，从而获得ADC． （4）研究发现，ADC在患者体内的作用如图2所示。 ADC能降低宫颈癌治疗药物的副作用，是因为单克隆抗体能精确地定位宫颈癌细胞，该过程的原理是________；单克隆抗体的特点有________（答出2点）。 【答案】（1） ①. 灭活病毒诱导法 ②. 清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害 （2） ①. 克隆化培养和抗体检测 ②. 既能大量增殖，又能产生特异性抗体 （3） ①. 单克隆抗体 ②. 治疗宫颈癌的药物 （4） ①. 抗体与抗原的特异性结合 ②. 能准确识别抗原的细微差异、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备 【解析】 【小问1详解】 过程①是细胞融合，诱导动物细胞融合的方法有物理法、化学法和灭活的病毒法。体外培养时定期更换培养液，目的是清除代谢废物，补充营养物质，同时也能减少细胞代谢产物的积累对细胞自身的毒害。 【小问2详解】 过程③是筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，需要通过克隆化培养和抗体检测技术筛选。杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖(无限增殖)，又能产生所需的特异性抗体。 【小问3详解】 步骤④中，ADC由两部分组成： a是单克隆抗体，b是抗癌药物，二者通过接头结合在一起，实现精准靶向治疗。 【小问4详解】 单克隆抗体能精确定位癌细胞的原理是：抗原与抗体的特异性结合(单克隆抗体能特异性识别癌细胞表面的抗原)。 单克隆抗体的特点有：能准确识别抗原的细微差异、与特定抗原发生特异性结合、可以大量制备。 24. 香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 （1）基因工程操作程序的核心环节是________，PCR技术中引物的作用是________。 （2）如图1所示，b链为转录模板链，为保证基因N与质粒pYL正确连接，需在引物1和引物2的末端分别引入________和________限制酶识别序列。特异性酶切后，通过DNA连接酶催化形成________（化学键）连接DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb（kb为千碱基对），假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变。 （3）进一步筛选构建的质粒，以1-4号菌株中提取的质粒为模板，使用引物1和引物2进行PCR扩增，电泳PCR产物，结果如图2.在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR反应中是否有________的污染。初步判断实验组________（从“1～4”中选填）的质粒中成功插入了基因N，理由是________。 （4）为提高香树脂醇合酶催化效率，将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物（GCA为诱变序列），b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a的配对模板相同。据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有________。 a：5′-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3′ b：5′-…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…-3′ c：5′-…GCT/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…-3′ d：5′-…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…-3′ （5）进一步检测转基因酵母菌发酵得到的________含量并进行比较，可以选出最优的改造方案。 【答案】（1） ①. 基因表达载体的构建 ②. 使DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 （2） ①. XbaⅠ ②. XhoⅠ ③. 磷酸二酯键 （3） ①. 外源DNA ②. 1 ③. 目的基因N大小为2.3kb （4）GCU （5）香树脂醇 【解析】 【小问1详解】 基因工程的核心环节是基因表达载体的构建。PCR反应中，DNA聚合酶不能从头合成DNA链，只能从引物的3′端开始延伸子链。引物能与模板DNA（基因N的两条链）的特定序列互补配对，为 Taq酶提供3′-OH 端，从而启动DNA链的延伸，完成目的基因的扩增。 【小问2详解】 保证基因N与质粒pYL正确连接，需要使用双酶切法，为了目的基因能正确表达，目的基因需要插入质粒的启动子和终止子之间，且质粒和目的基因需要使用相同的酶或能产生相同黏性末端的酶；分析图1可知，质粒pYL应该选用SpeⅠ和XhoⅠ酶切，由于目的基因N含有SpeI识别序列，故N基因不能使用SpeI酶切，但XbaⅠ与其具有相同的黏性末端 ，基因N酶切时可以用XbaI替换SpeⅠ，即N基因两端应该含有XbaⅠ和XhoI识别序列：题干信息：N基因a链为转录模板链，才有引物1和引物2扩增N基因，则扩增后模板链的5’端含有引物1序列，而编码链的5’端含有引物2序列，结合质粒pYL上的启动子和终止子方向，可知应该在引物2序列5’端添加XbaⅠ、引物1序列的5’端添加XhoⅠ识别序列。PCR扩增基因N，特异性酶切后，利用DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，连接DNA片段，构建重组质粒。 【小问3详解】 构建重组质粒，大小约9.5kb（kb为千碱基对），假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变，而质粒pYL本身7.2kb，可知目的基因N大小为2.3kb；分析电泳图可知，初步判断实验组1的质粒中成功插入了基因N，在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR反应体系是否存在污染，即检验PCR反应中是否有外源DNA污染。 【小问4详解】 编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA等，密码子位于mRNA上，mRNA上的序列与编码链序列相似，而a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物（GCA为诱变序列），可知a引物延伸后的序列为编码链，b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a的配对模板相同，分析题图bcd序列可知c是诱变第243位苯丙氨酸的引物，且c引物延伸后的序列为编码链，根据a引物5'端首位GCA为240位，则c引物5'端GCC为243位，故据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有GCC。 【小问5详解】 题干研究目的是通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。由此可知，进一步检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 25. 有机磷化合物在环境中过度积累或残留，会对生态系统和人类造成危害。为培育降解有机磷的工程菌，科研人员将有机磷降解酶基因mpd、ophc2导入假单胞菌体内，以获取目标菌株，培育过程如图1所示。回答下列问题： （1）PCR的每次循环分为三个步骤，其中温度最低的是________，该步骤的目的是________。实验室常利用琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物，DNA分子在凝胶中的迁移速率与________（答两点）等有关。 （2）科研人员利用PCR技术实现mpd基因的下游与ophc2基因的上游无缝衔接，从而获得融合基因，由图可知，引物1的5'端的12个碱基序列为5'-________-3'，如此设计引物1的目的是________。 （3）为保证融合基因能正确插入质粒，需要在引物2的________（填“3'”或“5'”）端加下表中限制酶________的识别和切割序列。 XhoI 5'-C↓TCGAG-3' SalI 5'-G↓TCGAC-3' MboI 5'-↓GATC-3' BamHI 5'-G↓GATCC-3' （4）经转化的假单胞菌，通过________（填方法）接种到培养基上，为筛选出分解能力强的目标菌，向培养基中加入黄色的有机磷农药，培养一段时间后结果如图2所示，应选取菌落________（填序号）进行培养。 【答案】（1） ①. 复性 ②. 使引物与两条单链DNA结合 ③. 凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象 （2） ①. CCGTAGAGGTCA ②. 使mpd基因的下游添加上与ophc2基因的上游相同的碱基序列 （3） ①. 5′ ②. SalⅠ （4） ①. 稀释涂布平板法 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 PCR的每次循环分为三个步骤，即变性、复性和延伸。其中温度最低的是复性，该步骤的目的是使引物与两条单链DNA结合。在凝胶中，DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。 【小问2详解】 科研人员利用PCR技术实现mpd基因的下游与ophc2基因的上游无缝衔接获得融合基因，结合转录方向可推测，需要引物1和引物3有互补的碱基序列，根据图示可知，引物1的5'端的12个碱基序列为5′-CCGTAGAGGTCA-3'，这样才能使mpd基因的下游添加上与ophc2基因的上游相同的碱基序列，为获得融合基因做准备。 【小问3详解】 根据质粒中的限制酶识别位点可知，融合基因下游含有XhoI识别切割序列，XhoI和 SalI切割后可形成相同的黏性末端，因而需要选择SalⅠ和BamHⅠ切割质粒，进而可以保证融合基因能正确插入质粒，据此可推测需要在引物2的5′端添加限制酶SalⅠ的识别和切割序列。 【小问4详解】 结合图中菌落的分布可以看出，经转化的假单胞菌是通过稀释涂布平板法接种到培养基上的，为筛选出分解能力强的目标菌，向培养基中加入黄色的有机磷农药，培养一段时间后结果如图2所示，3、5、6菌落有透明圈说明能分解有机磷，但是分解能力有强有弱。根据透明圈直径与菌落直径的比值大小来判断分解能力，比值越大，分解能力越强，应选取菌落5进行培养。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $