精品解析：北京市第八十中学2025-2026学年第二学期5月阶段测 高二生物

北京市第八十中学2025--2026学年第二学期5月阶段测 高二生物 （考试时间60分钟 满分100分） 提示：试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色签字笔作答。 第一部分 选择题（每题2分，共30分） 本部分共15小题，在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 对比传统的家庭果酒制作过程与利用啤酒酵母工业化生产啤酒过程，二者均需要（　　） A. 选育产酒精量高的菌种 B. 进行严格灭菌和密封 C. 定期排出装置中的气体 D. 监测pH和溶氧等条件 2. 研究人员以南瓜幼苗某部位作为外植体进行植物克隆，过程包括：外植体→愈伤组织→丛状苗→完整植株。下列叙述正确的是（ ） A. 外植体用75%酒精消毒后可直接接种到培养瓶中 B. 愈伤组织是转基因理想受体的最主要原因是其细胞壁薄 C. 将愈伤组织转接至不含激素的培养基中可获得完整植株 D. 将丛状苗转移至生长素比例较高的培养基中可促进生根 3. 天然β-淀粉酶耐热性较差，难以满足工业化生产需求。通过PCR对天然β-淀粉酶基因进行改造，将其导入大肠杆菌表达后，获得了一种耐高温的β-淀粉酶。与天然酶相比，改造后的酶在第476位发生了氨基酸替换，由天冬氨酸改变为天冬酰胺。下列叙述错误的是（ ） A. 天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换导致酶的空间结构改变 B. 根据新的氨基酸序列可逆推出唯一对应的基因编码序列 C. PCR技术在此过程中实现了对β-淀粉酶基因的定点突变 D. 这种通过设计并合成新蛋白质的技术属于蛋白质工程 4. 从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（ ） A. 传代培养时，培养皿需密封防止污染 B. 选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C. 直接用离心法收集细胞进行传代培养 D. 细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 5. 下图表示猕猴桃醋生产的基本工艺流程，下列叙述正确的是（ ） A. 与酵母菌相比，乳酸菌和醋酸菌均没有核膜包被的细胞核 B. 75℃和121℃处理都属于灭菌，能杀灭发酵液中所有微生物 C. 酒精发酵阶段所添加的乳酸菌能够无氧呼吸产生酒精 D. 醋酸发酵阶段需要密封，以免有氧时醋酸被分解为二氧化碳 6. 植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质属于次生代谢产物。紫杉醇是红豆杉植物产生的一种复杂的次生代谢产物，紫杉醇对多种癌症都有一定的疗效。利用植物组织培养和细胞培养的方法来生产紫杉醇是一条重要途径，生产过程如下：筛选高产细胞→细胞生长和产物紫杉醇合成关系的确定→发酵生产紫杉醇。在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型分为3种，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. 若紫杉醇只在细胞生长停止后才能合成，则紫杉醇的合成符合图乙 B. 根据图丙，可在扩大培养期间定期分离提纯大量紫杉醇 C. 据图分析，随培养时间延长，细胞生物量不断上升，细胞生长与生产的速率加快 D. 利用高产细胞生产紫杉醇能否实现工业化，关键要提高培养物产量和紫杉醇含量 7. 用化学方法激活小鼠卵母细胞得到（孤雌单倍体干细胞），然后通过基因编辑技术使表现出精子的基因形态特征，进一步培育出孤雌小鼠，用同样方法可以培育出孤雄小鼠，操作流程如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. 体外培养卵母细胞时，通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分 B. 用促性腺激素处理雌性小鼠可得到大量卵母细胞，为的制备提供原料 C. 受精时，精子触及卵细胞质膜的瞬间，卵细胞质膜会迅速发生生理反应阻止其他精子进入 D. 与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞性染色体组成可能是XX、XY或YY 8. 实验小组从苏云金芽孢杆菌中提取Bt毒蛋白，注射到小鼠体内使小鼠产生相应的抗体，再从转基因抗虫棉中提取蛋白质电泳分离后和抗体杂交，然后加入带有特殊标记的抗体以显示出杂交带，具体过程如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 从转基因抗虫棉中分离出的蛋白质相当于抗原 B. 二抗可能是带有放射性同位素标记的一抗的抗体 C. 若未显示出杂交带，则说明目的基因未导入受体细胞 D. 图示操作的目的是检测转基因棉花是否产生Bt毒蛋白 9. 胞苷(胞嘧啶核苷)是某些抗肿瘤药物的原料，大肠杆菌组氨酸合成途径会与胞苷合成途径竞争相同前体物质，为得到胞苷高产菌种，可用紫外线诱变后进行筛选，过程如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 紫外线可造成K-12发生基因突变或染色体变异影响组氨酸合成 B. 筛选培养平板2与平板3相比需要在培养基中添加组氨酸 C. 经图示筛选培养后可确定A、C、D为诱变成功的K-12菌株 D. 图示筛选得到的菌株可直接用培养液培养后进行工业化生产 10. “不对称体细胞杂交”是指将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株的技术。已知大剂量的X射线和碘乙酰胺均能抑制细胞分裂，且大剂量的X射线能随机破坏染色体结构，使染色体发生断裂。现欲利用“不对称体细胞杂交技术”使小麦获得偃麦草的耐盐性状（耐盐基因位于细胞核中）。下列说法正确的是（　　） A. 过程②需用胰蛋白酶处理愈伤组织获得原生质体 B. A、B处理分别为用大剂量的X射线、碘乙酰胺处理 C. 杂种植株染色体数目小于双亲染色体数目之和即说明获得了耐盐小麦 D. 该技术涉及的原理有染色体变异、细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 11. 如图是培育“试管婴儿”的主要过程。2012年中国首例“设计试管婴儿”诞生，该女婴出生目的是挽救患有重度致命贫血病的14岁姐姐。 下列叙述错误的是（ ） A. “设计试管婴儿”需在②时进行遗传学诊断 B. “试管婴儿”“设计试管婴儿”均属有性生殖 C. “设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆” D. 该女婴造血干细胞不能挽救其他贫血病患者 12. 某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是（ ） A. 培养基pH需偏碱性 B. 泡菜汁需多次稀释后才能划线接种 C. 需在无氧条件下培养 D. 分离得到的微生物均为乳酸菌 13. 下图为PML蛋白单克隆抗体的制备过程。下列叙述正确的是（　　） A. 应使用总蛋白进行多次免疫且每次免疫间隔适宜时间 B. W细胞是先提取B淋巴细胞再用PML蛋白免疫而获得 C. 步骤2的目的是去除不能产生特异性抗体的细胞 D. 应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体 14. 有关DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定的实验叙述，错误的是（ ） A. 提取到的白色丝状物直接与一定浓度的二苯胺溶液混合，沸水浴5min后变蓝 B. 设置一组加二苯胺但是不加DNA的对照组用来排除二苯胺受热变蓝的可能 C. 电泳实验中待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳 D. 琼脂糖凝胶中加入核酸染料，便于在紫外灯下检测扩增产物 15. 心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。而Caspase8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase8基因沉默，从而能有效抑制IRI所致的器官损伤。下图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图。研究人员根据Caspase8基因的碱基序列设计了三种序列分别导入猪心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列，结果如图2所示。下列说法错误的是（ ） A. 构建重组质粒用于siRNA研究时，需使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶 B. 与直接导入siRNA相比，通过重组质粒将siRNA对应DNA序列导入细胞的优点是直接降解靶基因 C. 根据图2结果，最优siRNA序列是序列2 D. 解决猪心脏移植人体的免疫排斥问题，可利用基因工程技术将免疫排斥有关的抗原基因敲除 第二部分 非选择题（共4题，共70分） 16. 异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。 （1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的_________转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括_________、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。 （2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C 基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入________的大肠杆菌，在_________（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。 （3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。 为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的 A 基因、B 基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。 菌种 相关基因 菌株甲 内源基因1 内源基因2 菌株乙 基因A 内源基因2 菌株丙 基因A 基因B 完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因_________。 （4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向_________。 17. “再生顽拗”是指植物组培时极难被诱导出愈伤组织的现象。为解决此不良现象，科研人员将相关基因在拟南芥根尖细胞内进行了过表达，所用表达载体如图所示。请回答下列问题： （1）向拟南芥根尖细胞导入过表达载体时，通常采用____________法。拟南芥根部细胞本身拥有基因WIND1与SCN基因簇，但依然导入过表达载体，原因是__________。若科研人员在导入过表达载体后发现，启动GVG系统，仅检测到SCN基因簇的产物，但启动XVE系统，检测到WIND1与SCN基因簇的产物，这表明 _________。 （2）为探究SCN基因簇内基因PLT1与WOX5的作用，科研人员重新构建表达载体，实验结果如下表。 实验组别 载体构建 再生结果 株系A 仅表达WIND1 生成少量愈伤组织，且不再增殖 株系B 仅表达WOX5 生成少量新芽，无愈伤组织 株系C 表达PLT1+WIND1 不断生成愈伤组织 株系D 表达PLT1+WIND1+WOX5 不断生成愈伤组织与新芽 PLT1的功能是____________ ，从而促进愈伤组织的生成。表中三种基因在促进植物再生方面具有____________作用。为确保植物能够正常再生，表达载体中基因PLT1、WOX5最佳表达顺序应为_____________。 （3）基因WOX5在植物体内广泛存在，为验证基因WOX5过表达是高度再生顽拗植物——辣椒植株再生的必要条件，科研人员进行了如下实验。 实验步骤 简要流程及分析 分组编号 选择生理状态相似的两组辣椒外植体，命名为株系1、株系2 ①__________ 载体1：包含WIND1、PLT1；载体2：包含②__________ 载体导入 载体1导入株系1，载体2导入株系2 植物培养 将株系1、株系2置于不含植物激素的培养基中培养一段时间 预期结果 ③________ （4）传统技术诱导生成愈伤组织的植物激素一般包括 ________等，但针对不同外植体需探索最佳激素配比，且效率较低。本研究技术除改善传统技术效率低的缺陷外，还具有的优点有 ________ （答出一点即可）。 18. 研究表明羊乳中的β-乳球蛋白（BLG）是人体主要过敏源，图1为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因，同时导入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊的操作过程。图1中sgBLG/Cas9复合物中，sgBLG为能准确识别图1中母羊甲DNA特定序列的RNA，并引导Cas9蛋白对DNA进行切割。 回答下列问题 （1）上述操作过程中的目的基因是____。Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的____酶。 （2）图中③应用到的技术为____。 （3）为获取更多母羊丙的卵母细胞，需对丙注射____，并对获取的细胞进行培养至____期后去核，去核的目的是____。早期胚胎移植之前，需对母羊丁进行____处理。 （4）研究人员利用人乳铁蛋白基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA，已知mRNA的序列为5’-UUACUUCCUG…（中间序列）…CAAGUUUCAU-3’。在目的基因两端加上相应的限制酶识别序列后利用PCR技术扩增，目的基因和图2中的质粒连接构建表达载体。请分别写出PCR扩增时所需两种DNA引物按5’到3'方向的前12个碱基序列____。 （5）筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白，____（填“能”或“不能”）作为目的基因是否成功导入并表达的依据，理由是____。 19. S蛋白能够特异性识别癌细胞表面抗原，L蛋白是一种可被低氧环境激活的菌体裂解酶，科研人员将S蛋白基因和L蛋白基因连接为S-L融合基因，利用腺病毒AAV构建基因表达载体，再利用AAV和大肠杆菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，将S-L融合基因导入大肠杆菌基因组中，构建出能够精准递送抗癌药物的工程菌。 图1：S-L融合基因的构建过程 图2：同源重组替换基因的过程 （1）已知S蛋白基因转录时以b链为模板，L基因转录时以a链为模板。在构建S-L融合基因时，最好使用限制酶_______分别切割S蛋白基因和L蛋白基因，再用_______酶连接。将S-L融合基因连接至AAV载体时，不用Pst Ⅰ单酶切的原因______。 （2）AAV作为载体应具备的条件有_______（答出两点）。 （3）将基因表达载体导入大肠杆菌后，获得甲、乙两种大肠杆菌，分别提取其DNA，加入引物1、2、3扩增并电泳，结果如图3所示。其中成功导入S-L融合基因的大肠杆菌为_______（填“甲”或“乙”）；条带③为用引物_______扩增的产物。 （4）已知癌细胞周围为低氧环境。把抗癌药物注入含S-L融合基因的工程菌中，该工程菌可实现抗癌药物的精准递送，分析其机理是________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第八十中学2025--2026学年第二学期5月阶段测 高二生物 （考试时间60分钟 满分100分） 提示：试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色签字笔作答。 第一部分 选择题（每题2分，共30分） 本部分共15小题，在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 对比传统的家庭果酒制作过程与利用啤酒酵母工业化生产啤酒过程，二者均需要（　　） A. 选育产酒精量高的菌种 B. 进行严格灭菌和密封 C. 定期排出装置中的气体 D. 监测pH和溶氧等条件 【答案】C 【解析】 【详解】A、传统家庭果酒制作的菌种为葡萄皮表面附着的野生酵母菌，无需专门选育高产菌种，工业化啤酒生产需要选育优良菌种，A错误； B、传统家庭果酒制作不需要严格灭菌，发酵液的缺氧、酸性环境可抑制绝大多数杂菌繁殖，严格灭菌反而会杀死野生酵母菌种，B错误； C、酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时会生成CO₂，两类生产过程都需要定期排出装置内的CO₂，避免装置内压强过大发生爆裂，C正确； D、传统家庭果酒制作操作简单，无需专门监测pH、溶氧等参数，工业化生产为保证产品品质和产量需要监测相关条件，D错误。 2. 研究人员以南瓜幼苗某部位作为外植体进行植物克隆，过程包括：外植体→愈伤组织→丛状苗→完整植株。下列叙述正确的是（ ） A. 外植体用75%酒精消毒后可直接接种到培养瓶中 B. 愈伤组织是转基因理想受体的最主要原因是其细胞壁薄 C. 将愈伤组织转接至不含激素的培养基中可获得完整植株 D. 将丛状苗转移至生长素比例较高的培养基中可促进生根 【答案】D 【解析】 【详解】A、外植体经75%酒精消毒后，还需经过无菌水冲洗、次氯酸钠消毒、无菌水多次冲洗的步骤才可接种，直接接种会导致杂菌污染，A错误； B、愈伤组织是转基因理想受体的最主要原因是其全能性较高，容易诱导再分化形成完整植株，细胞壁薄不是核心原因，B错误； C、愈伤组织再分化形成根、芽需要培养基中含有适宜比例的生长素和细胞分裂素，不含激素的培养基无法诱导分化，不能获得完整植株，C错误； D、植物组织培养中，生长素与细胞分裂素的比值较高时有利于根的分化，因此将丛状苗转移至生长素比例较高的培养基中可促进生根，D正确。 3. 天然β-淀粉酶耐热性较差，难以满足工业化生产需求。通过PCR对天然β-淀粉酶基因进行改造，将其导入大肠杆菌表达后，获得了一种耐高温的β-淀粉酶。与天然酶相比，改造后的酶在第476位发生了氨基酸替换，由天冬氨酸改变为天冬酰胺。下列叙述错误的是（ ） A. 天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换导致酶的空间结构改变 B. 根据新的氨基酸序列可逆推出唯一对应的基因编码序列 C. PCR技术在此过程中实现了对β-淀粉酶基因的定点突变 D. 这种通过设计并合成新蛋白质的技术属于蛋白质工程 【答案】B 【解析】 【分析】蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 【详解】A、不同氨基酸的差异在于R基不同，氨基酸的改变会影响蛋白质的空间结构，天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换会导致酶的空间结构改变，A正确； B、由于密码子的简并性，根据新的氨基酸序列推导出的基因编码序列不是唯一的，B错误； C、通过PCR技术可以对基因进行定点突变，从而实现对天然β - 淀粉酶基因的改造，C正确； D、蛋白质工程是通过设计并合成新蛋白质或对现有蛋白质进行改造的技术，题中通过对天然β - 淀粉酶基因改造获得耐高温的β - 淀粉酶属于蛋白质工程，D正确。 故选B。 4. 从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（ ） A. 传代培养时，培养皿需密封防止污染 B. 选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C. 直接用离心法收集细胞进行传代培养 D. 细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 【答案】D 【解析】 【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。动物细胞培养需要的条件有：①无菌、无毒的环境；②营养；③温度和pH；④气体环境：95%空气+5%CO2；动物细胞培养技术主要应用在：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质等。 【详解】A、传代培养时培养器皿容许内部气体和培养箱中的气体进行交换，A错误； B、选取②的细胞进行传代培养比①更合理，②时细胞增长开始变得缓慢，B错误； C、对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先需要用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，C错误； D、细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关，D正确。 故选D。 5. 下图表示猕猴桃醋生产的基本工艺流程，下列叙述正确的是（ ） A. 与酵母菌相比，乳酸菌和醋酸菌均没有核膜包被的细胞核 B. 75℃和121℃处理都属于灭菌，能杀灭发酵液中所有微生物 C. 酒精发酵阶段所添加的乳酸菌能够无氧呼吸产生酒精 D. 醋酸发酵阶段需要密封，以免有氧时醋酸被分解为二氧化碳 【答案】A 【解析】 【详解】A、酵母菌是真核生物，有核膜包被的细胞核；乳酸菌和醋酸菌都是原核生物，都没有核膜包被的细胞核，A正确； B、75℃处理30分钟属于消毒，只能杀死部分微生物，无法杀灭芽孢等休眠体，不能杀死所有微生物，只有121℃的处理属于灭菌，B错误； C、乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不能产生酒精，酒精发酵的酒精来自酵母菌的无氧呼吸，C错误； D、醋酸菌是好氧细菌，醋酸发酵过程需要持续通入氧气，醋酸不会在有氧条件下被分解为二氧化碳，D错误。 6. 植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质属于次生代谢产物。紫杉醇是红豆杉植物产生的一种复杂的次生代谢产物，紫杉醇对多种癌症都有一定的疗效。利用植物组织培养和细胞培养的方法来生产紫杉醇是一条重要途径，生产过程如下：筛选高产细胞→细胞生长和产物紫杉醇合成关系的确定→发酵生产紫杉醇。在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型分为3种，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. 若紫杉醇只在细胞生长停止后才能合成，则紫杉醇的合成符合图乙 B. 根据图丙，可在扩大培养期间定期分离提纯大量紫杉醇 C. 据图分析，随培养时间延长，细胞生物量不断上升，细胞生长与生产的速率加快 D. 利用高产细胞生产紫杉醇能否实现工业化，关键要提高培养物产量和紫杉醇含量 【答案】D 【解析】 【详解】AB、由题可知紫杉醇只在细胞生长停止后才能合成，所以丙图符合。所以要获得大量紫杉醇的方法，是将细胞培养到稳定期（即停止生长时期）一定时间后，通过分离提纯获得大量紫杉醇，AB错误； C、据图分析，培养一定时间后，细胞生物量不再增加，甲、乙中产物产量的增多变缓，高产细胞生长与生产的增长速率先增大后减弱，C错误； D、离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇能否实现工业化，关键是要提高培养物产量和紫杉醇含量，D正确。 7. 用化学方法激活小鼠卵母细胞得到（孤雌单倍体干细胞），然后通过基因编辑技术使表现出精子的基因形态特征，进一步培育出孤雌小鼠，用同样方法可以培育出孤雄小鼠，操作流程如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. 体外培养卵母细胞时，通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分 B. 用促性腺激素处理雌性小鼠可得到大量卵母细胞，为的制备提供原料 C. 受精时，精子触及卵细胞质膜的瞬间，卵细胞质膜会迅速发生生理反应阻止其他精子进入 D. 与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞性染色体组成可能是XX、XY或YY 【答案】C 【解析】 【分析】防止精子入卵的屏障：精子和卵子结合形成受精卵的过程中，需要通过两道屏障，一是透明带反应屏障，二是卵细胞膜反应的第二道屏障。 【详解】A、体外培养卵母细胞时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分，A正确； B、用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞，为 phESC 的制备提供原料，B正确； C、受精时，精子触及卵细胞质膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应阻止其他精子进入，精子入卵后，卵细胞质膜会迅速发生生理反应阻止其他精子进入，C错误； D、孤雄单倍体干细胞ahESC是由精子（含X染色体或含Y染色体）培育形成的，其与精子和去核卵母细胞融合时，若ahESC（含X染色体或含Y染色体）与含X染色体的精子融合，则会形成XX或XY性染色体组成，若ahESC（含X染色体或含Y染色体）与含Y染色体的精子融合，则会形成XY或YY性染色体组成，综上所述，ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是XY、YY、XX，D正确。 故选C。 8. 实验小组从苏云金芽孢杆菌中提取Bt毒蛋白，注射到小鼠体内使小鼠产生相应的抗体，再从转基因抗虫棉中提取蛋白质电泳分离后和抗体杂交，然后加入带有特殊标记的抗体以显示出杂交带，具体过程如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 从转基因抗虫棉中分离出的蛋白质相当于抗原 B. 二抗可能是带有放射性同位素标记的一抗的抗体 C. 若未显示出杂交带，则说明目的基因未导入受体细胞 D. 图示操作的目的是检测转基因棉花是否产生Bt毒蛋白 【答案】C 【解析】 【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】A 、从转基因抗虫棉中分离出的蛋白质能与小鼠产生的抗体发生特异性结合，所以该蛋白质相当于抗原，A正确。 B 、由图可知，二抗是与一抗结合的，且带有特殊标记，所以二抗可能是带有放射性同位素标记的一抗的抗体，B正确。 C 、若未显示出杂交带，有可能是目的基因导入了受体细胞，但目的基因没有表达，而不是目的基因未导入受体细胞，C错误。 D 、图示操作是通过抗原 - 抗体杂交技术来检测转基因棉花是否产生了 Bt 毒蛋白，D正确。 故选C。 9. 胞苷(胞嘧啶核苷)是某些抗肿瘤药物的原料，大肠杆菌组氨酸合成途径会与胞苷合成途径竞争相同前体物质，为得到胞苷高产菌种，可用紫外线诱变后进行筛选，过程如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 紫外线可造成K-12发生基因突变或染色体变异影响组氨酸合成 B. 筛选培养平板2与平板3相比需要在培养基中添加组氨酸 C. 经图示筛选培养后可确定A、C、D为诱变成功的K-12菌株 D. 图示筛选得到的菌株可直接用培养液培养后进行工业化生产 【答案】B 【解析】 【详解】A、大肠杆菌是原核生物，没有染色体，紫外线诱变只能引发基因突变，不能发生染色体变异，A错误； B、我们需要筛选的是组氨酸合成缺陷型突变株（该突变株无法自身合成组氨酸，因此必须在添加组氨酸的培养基中才能生长；未突变的野生型可以自身合成组氨酸，在无组氨酸的培养基中也能生长）。图中平板2所有菌株都能生长，平板3仅部分菌株能生长，说明平板2添加了组氨酸，平板3未添加，因此平板2相比平板3需要添加组氨酸，B正确； C、诱变成功的菌株是组氨酸合成缺陷型，无法在不含组氨酸的平板3生长，因此图中不能生长的B、E才是诱变成功的菌株；A、C、D能在平板3生长，属于未发生所需突变的菌株，C错误； D、图示仅筛选得到组氨酸缺陷型菌株，还需要进一步检测菌株的胞苷产量、发酵特性等，不能直接用于工业化生产，D错误。 10. “不对称体细胞杂交”是指将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株的技术。已知大剂量的X射线和碘乙酰胺均能抑制细胞分裂，且大剂量的X射线能随机破坏染色体结构，使染色体发生断裂。现欲利用“不对称体细胞杂交技术”使小麦获得偃麦草的耐盐性状（耐盐基因位于细胞核中）。下列说法正确的是（　　） A. 过程②需用胰蛋白酶处理愈伤组织获得原生质体 B. A、B处理分别为用大剂量的X射线、碘乙酰胺处理 C. 杂种植株染色体数目小于双亲染色体数目之和即说明获得了耐盐小麦 D. 该技术涉及的原理有染色体变异、细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 【答案】D 【解析】 【详解】A、植物细胞去除细胞壁获得原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶，胰蛋白酶是用于动物细胞培养的，不能用于植物，A错误； B、根据题意，要让小麦获得偃麦草的耐盐性，需要用大剂量X射线处理偃麦草的原生质体，破坏其染色体，只保留部分耐盐相关片段，用碘乙酰胺处理小麦的原生质体，抑制其分裂，让融合细胞以小麦遗传物质为主，B错误； C、杂种植株染色体数目小于双亲之和，只能说明染色体有丢失，但不能确定丢失的是小麦的还是偃麦草的，也不能确定耐盐基因是否成功导入，C错误； D、该技术中，细胞膜的流动性是原生质体融合的原理，染色体变异（部分染色体片段转移）是不对称杂交的原理，植物细胞的全能性是杂种细胞发育成杂种植株的原理，D正确。 11. 如图是培育“试管婴儿”的主要过程。2012年中国首例“设计试管婴儿”诞生，该女婴出生目的是挽救患有重度致命贫血病的14岁姐姐。 下列叙述错误的是（ ） A. “设计试管婴儿”需在②时进行遗传学诊断 B. “试管婴儿”“设计试管婴儿”均属有性生殖 C. “设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆” D. 该女婴造血干细胞不能挽救其他贫血病患者 【答案】D 【解析】 【分析】试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术。 【详解】A、“设计试管婴儿”的目的是用于治疗某些疾病，需在②胚胎移植前进行遗传学诊断，A正确； B、“试管婴儿”和“设计试管婴儿”均涉及精卵细胞在体外受精，所以均属有性生殖，B正确； C、“设计试管婴儿”也是利用体外授精和胚胎移植的方法，培育新生命，属于有性生殖，不属于克隆，C正确； D、只要供者和受者的主要HLA有一半以上相同，即可进行器官移植，因此该女婴造血干细胞也能挽救其他贫血病患者，D错误。 故选D。 12. 某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌，进行了如下实验：取泡菜汁样品，划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基，经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是（ ） A. 培养基pH需偏碱性 B. 泡菜汁需多次稀释后才能划线接种 C. 需在无氧条件下培养 D. 分离得到的微生物均为乳酸菌 【答案】C 【解析】 【分析】泡菜是利用附生在蔬菜表面的植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。这些微生物一般为厌氧、兼性厌氧或微好氧菌。它们的发酵产物不仅有乳酸，还会有醇、酯等，因而使泡菜具有特殊的风味。 【详解】A、因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸，故其生活的环境是酸性，培养基pH需偏酸性，A错误； B、平板划线接种时不需要稀释，B错误； C、乳酸菌是厌氧型微生物，所以需在无氧条件下培养，C正确； D、参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等，所以分离得到的微生物除了乳酸菌，还会有其他耐高盐的微生物，D错误。 故选C。 13. 下图为PML蛋白单克隆抗体的制备过程。下列叙述正确的是（　　） A. 应使用总蛋白进行多次免疫且每次免疫间隔适宜时间 B. W细胞是先提取B淋巴细胞再用PML蛋白免疫而获得 C. 步骤2的目的是去除不能产生特异性抗体的细胞 D. 应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体 【答案】D 【解析】 【详解】A、PML蛋白单克隆抗体的制备过程，应用PML蛋白作为抗原间隔多次免疫小鼠，目的是获得更多的能产生PML蛋白抗体的B淋巴细胞，A错误； B、W细胞是先用PML蛋白免疫而获得相应的B淋巴细胞，后通过筛选提取能产生单一抗体的B淋巴细胞，B错误； C、根据题意可知步骤1是诱导W细胞与骨髓瘤细胞融合，步骤2是利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，C错误； D、根据电泳结果可知应选择孔2中的细胞进行后续处理以制备单克隆抗体，因为孔2中的细胞能特异性产生PML蛋白的抗体,，D正确。 故选D。 14. 有关DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定的实验叙述，错误的是（ ） A. 提取到的白色丝状物直接与一定浓度的二苯胺溶液混合，沸水浴5min后变蓝 B. 设置一组加二苯胺但是不加DNA的对照组用来排除二苯胺受热变蓝的可能 C. 电泳实验中待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳 D. 琼脂糖凝胶中加入核酸染料，便于在紫外灯下检测扩增产物 【答案】A 【解析】 【详解】A、提取到的白色丝状物为粗提取的DNA，需要先溶解在2mol/L的NaCl溶液中，再与二苯胺溶液混合后沸水浴加热，才能出现蓝色反应，直接将丝状物与二苯胺混合，DNA未溶解无法充分与二苯胺反应，不会变蓝，A错误； B、二苯胺鉴定DNA的实验中，设置不加DNA仅加二苯胺的对照组，可排除二苯胺试剂自身或溶剂受热变蓝的无关变量干扰，保证实验结果的科学性，B正确； C、电泳实验中指示剂的迁移速率较快，待其前沿接近凝胶边缘时停止电泳，可避免待分离的DNA片段跑出凝胶，影响实验结果，C正确； D、核酸染料可与DNA结合，在紫外光照射下会发出荧光，因此琼脂糖凝胶中加入核酸染料后，可在紫外灯下直观检测到扩增的DNA产物，D正确。 15. 心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。而Caspase8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase8基因沉默，从而能有效抑制IRI所致的器官损伤。下图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图。研究人员根据Caspase8基因的碱基序列设计了三种序列分别导入猪心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列，结果如图2所示。下列说法错误的是（ ） A. 构建重组质粒用于siRNA研究时，需使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶 B. 与直接导入siRNA相比，通过重组质粒将siRNA对应DNA序列导入细胞的优点是直接降解靶基因 C. 根据图2结果，最优siRNA序列是序列2 D. 解决猪心脏移植人体的免疫排斥问题，可利用基因工程技术将免疫排斥有关的抗原基因敲除 【答案】B 【解析】 【分析】1、限制酶（切割目的基因和运载体）、DNA连接酶（连接切合后的目的基因和运载体）是构建重组质粒需要的工具酶； 2、分析题图：根据Caspase 8基因合成的小干扰RNA（siRNA），最终生成基因沉默复合物，该复合物与Gaspase 8 mRNA结合，影响其正常翻译，从而有效抑制IRI所致的器官损伤。 【详解】A、构建重组质粒需用限制酶切割目的DNA片段和质粒，再用DNA连接酶连接两者，A正确； B、siRNA通过沉默基因表达发挥作用，不直接降解DNA，且重组质粒可在宿主细胞内转录生成siRNA，实现长期、持续的表达，B错误； C、据图可知，在序列2作用下，PCR产物量最少，说明其抑制效果最好，是最优序列，C正确； D、通过基因编辑（如CRISPR）敲除猪细胞表面的人类免疫识别抗原，可减少排斥反应，D正确。 故选B。 第二部分 非选择题（共4题，共70分） 16. 异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。 （1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的_________转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括_________、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。 （2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C 基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入________的大肠杆菌，在_________（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。 （3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。 为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的 A 基因、B 基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。 菌种 相关基因 菌株甲 内源基因1 内源基因2 菌株乙 基因A 内源基因2 菌株丙 基因A 基因B 完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因_________。 （4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向_________。 【答案】（1） ①. 代谢 ②. 菌种选育 （2） ①. C基因缺失/敲除 C 基因 ②. 不含 （3）与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2 替换为B 基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高。 （4）改造菌株，使其能利用比葡萄糖更经济的原料（如分解纤维素）；转入异亮氨酸外转运蛋白，从发酵液中直接提取异亮氨酸等 【解析】 【分析】发酵工程的优点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理。 【小问1详解】 发酵是利用微生物的代谢生产人们需要的产品。发酵工程需要先选育菌种，可以从自然界筛选或通过诱变育种、基因工程育种获得优良菌种。 【小问2详解】 由于基因突变是不定向的，对C基因进行诱变处理后，可能突变出能合成催化效率更高的C酶的基因，也可能突变出不能合成C酶的基因，所以要将诱变后的C基因导入不含C基因的大肠杆菌，在不含异亮氨酸的固体培养基上进行培养，生产异亮氨酸的能力越强，越符合要求。 【小问3详解】 与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2 替换为B 基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高。 【小问4详解】 可以改造菌株，让其能利用比葡萄糖更经济的纤维素，来获得发酵产物。 17. “再生顽拗”是指植物组培时极难被诱导出愈伤组织的现象。为解决此不良现象，科研人员将相关基因在拟南芥根尖细胞内进行了过表达，所用表达载体如图所示。请回答下列问题： （1）向拟南芥根尖细胞导入过表达载体时，通常采用____________法。拟南芥根部细胞本身拥有基因WIND1与SCN基因簇，但依然导入过表达载体，原因是__________。若科研人员在导入过表达载体后发现，启动GVG系统，仅检测到SCN基因簇的产物，但启动XVE系统，检测到WIND1与SCN基因簇的产物，这表明 _________。 （2）为探究SCN基因簇内基因PLT1与WOX5的作用，科研人员重新构建表达载体，实验结果如下表。 实验组别 载体构建 再生结果 株系A 仅表达WIND1 生成少量愈伤组织，且不再增殖 株系B 仅表达WOX5 生成少量新芽，无愈伤组织 株系C 表达PLT1+WIND1 不断生成愈伤组织 株系D 表达PLT1+WIND1+WOX5 不断生成愈伤组织与新芽 PLT1的功能是____________ ，从而促进愈伤组织的生成。表中三种基因在促进植物再生方面具有____________作用。为确保植物能够正常再生，表达载体中基因PLT1、WOX5最佳表达顺序应为_____________。 （3）基因WOX5在植物体内广泛存在，为验证基因WOX5过表达是高度再生顽拗植物——辣椒植株再生的必要条件，科研人员进行了如下实验。 实验步骤 简要流程及分析 分组编号 选择生理状态相似的两组辣椒外植体，命名为株系1、株系2 ①__________ 载体1：包含WIND1、PLT1；载体2：包含②__________ 载体导入 载体1导入株系1，载体2导入株系2 植物培养 将株系1、株系2置于不含植物激素的培养基中培养一段时间 预期结果 ③________ （4）传统技术诱导生成愈伤组织的植物激素一般包括 ________等，但针对不同外植体需探索最佳激素配比，且效率较低。本研究技术除改善传统技术效率低的缺陷外，还具有的优点有 ________ （答出一点即可）。 【答案】（1） ①. 农杆菌转化 ②. 细胞分化后相关基因表达量下降，甚至不表达 ③. L终止子异常，未能及时终止WIND1的表达 （2） ①. 促进细胞增殖 ②. 协同 ③. 先PLT1后WOX5 （3） ①. 载体构建 ②. PLT1、WIND1、WOX5 ③. 株系1仅生成愈伤组织，株系2不断生成愈伤组织与芽 （4） ①. 生长素、细胞分裂素 ②. 不依赖外源激素，减少对外部添加物的依赖 【解析】 【小问1详解】 将目的基因导入植物细胞，最常用的方法是农杆菌转化法；拟南芥根部细胞本身拥有基因WIND1与SCN基因簇，但依然导入过表达载体，原因是细胞分化后相关基因表达量下降，甚至不表达。结合注释和实验结果：GVG系统启动后仅检测到SCN产物，说明GVG仅能激活SCN的U启动子；XVE系统启动后同时检测到两种产物，说明L终止子异常，未能及时终止WIND1的表达。 【小问2详解】 对比仅表达WIND1的A组，和共表达WIND1+PLT1的C组，A不能增殖，C能不断产生愈伤，说明PLT1的功能是促进细胞增殖；三个基因共同作用才能完成完整的植物再生（产生愈伤+新芽），说明三者具有协同作用；植物再生规律是先形成愈伤组织，再分化出新芽，因此需要先表达PLT1促进愈伤生长，再表达WOX5促进新芽生成。 【小问3详解】 本实验目的是验证WOX5过表达是再生的必要条件，自变量为是否含有过表达WOX5。分组后第一步需要进行载体构建；对照组（株系1）载体仅含WIND1、PLT1，实验组（株系2）载体需要增加WOX5，即包含WIND1、PLT1、WOX5；根据实验目的，预期结果为：缺少WOX5的株系1仅生成愈伤组织，株系2不断生成愈伤组织与芽。 【小问4详解】 传统植物组织培养诱导愈伤组织，需要生长素和细胞分裂素两种植物激素；本研究通过基因调控实现再生，优点是不依赖外源激素，减少对外部添加物的依赖。 18. 研究表明羊乳中的β-乳球蛋白（BLG）是人体主要过敏源，图1为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因，同时导入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊的操作过程。图1中sgBLG/Cas9复合物中，sgBLG为能准确识别图1中母羊甲DNA特定序列的RNA，并引导Cas9蛋白对DNA进行切割。 回答下列问题 （1）上述操作过程中的目的基因是____。Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的____酶。 （2）图中③应用到的技术为____。 （3）为获取更多母羊丙的卵母细胞，需对丙注射____，并对获取的细胞进行培养至____期后去核，去核的目的是____。早期胚胎移植之前，需对母羊丁进行____处理。 （4）研究人员利用人乳铁蛋白基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA，已知mRNA的序列为5’-UUACUUCCUG…（中间序列）…CAAGUUUCAU-3’。在目的基因两端加上相应的限制酶识别序列后利用PCR技术扩增，目的基因和图2中的质粒连接构建表达载体。请分别写出PCR扩增时所需两种DNA引物按5’到3'方向的前12个碱基序列____。 （5）筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白，____（填“能”或“不能”）作为目的基因是否成功导入并表达的依据，理由是____。 【答案】（1） ①. 人乳铁蛋白（hLF）基因 ②. 限制（性内切核酸） （2）显微操作去核 （3） ①. 促性腺激素 ②. MⅡ（或MⅡ中/减数分裂Ⅱ中期/减数第二次分裂中期） ③. 确保重构胚的核（遗传物质）来自供体细胞 ④. 同期发情 （4）5'-GAATTCTTACTT-3' 5'-CTGCAGATGAAA-3' （5） ①. 不能 ②. 人乳铁蛋白（目的）基因只能在转基因动物的乳腺细胞内表达 【解析】 【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。 【小问1详解】 依据题意：利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因同时导入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊，可知目的基因是人乳铁蛋白基因。题干中“引导Cas9蛋白对DNA进行切割”，说明Cas9蛋白可以切割DNA分子，所以与限制性内切核酸酶（限制酶）作用类似。 【小问2详解】 图中③对母羊的卵母细胞进行去核操作，应用到的技术为显微操作去核。 【小问3详解】 通过超数排卵处理，可以获得较多的卵母细胞，该过程需对丙注射促性腺激素，并对获取的细胞进行培养至减数第二次分裂中期后去核，去核的目的是确保重构胚的核（遗传物质）来自供体细胞。图中母羊丁是受体，早期胚胎移植之前，需对母羊丁进行同期发情处理，使其生理状态与供体母羊丙相同。 【小问4详解】 题干信息可知，mRNA的序列为5’-UUACUUCCUG…（中间序列）…CAAGUUUCAU-3’，通过逆转录得到的cDNA双链（目的基因），其模板链序列为3’-AATGAAGGAC…（中间序列）…GTTCAAAGTA-5’，对应的编码链序列为5’-TTACTTCCTG…（中间序列）…CAAGTTTCAT-3’；设计引物进行PCR扩增，引物需要从5’到3’，且已知双链cDNA的两端序列，设计的引物从cDNA的两端向中间方向扩增，则引物1序列为5’-TTACTTCCTG-3’，引物2序列为5’-ATGAAACTTG-3’；根据图2载体中乳腺蛋白基因的启动子和终止子的位置及限制酶识别序列位点可知，cDNA（目的基因）需要插入EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ所在的位置，由于EcoR Ⅰ位于乳腺蛋白基因的启动子一侧，又依据cDNA的模板链序列，可知扩增的目的基因引物1所在的一端应该靠近乳腺蛋白基因的启动子，引物2所在的一端应该靠近终止子；cDNA（目的基因）没有EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ的识别序列，故设计引物时需要在引物的5’端添加相应的识别序列，根据上述分析，引物1 5’端增添EcoR Ⅰ识别序列，而引物2 5’端增添Pst Ⅰ识别序列，即引物1 添加限制酶后序列为5'-GAATTCTTACTT-3'（下图左侧的引物），引物2 限制酶后序列为5'-CTGCAGATGAAA-3'（下图右侧的引物）。 如图所示： 【小问5详解】 由于人乳铁蛋白（目的）基因只能在转基因动物的乳腺细胞内表达，筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白，不能作为目的基因是否成功导入并表达的依据。 19. S蛋白能够特异性识别癌细胞表面抗原，L蛋白是一种可被低氧环境激活的菌体裂解酶，科研人员将S蛋白基因和L蛋白基因连接为S-L融合基因，利用腺病毒AAV构建基因表达载体，再利用AAV和大肠杆菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，将S-L融合基因导入大肠杆菌基因组中，构建出能够精准递送抗癌药物的工程菌。 图1：S-L融合基因的构建过程 图2：同源重组替换基因的过程 （1）已知S蛋白基因转录时以b链为模板，L基因转录时以a链为模板。在构建S-L融合基因时，最好使用限制酶_______分别切割S蛋白基因和L蛋白基因，再用_______酶连接。将S-L融合基因连接至AAV载体时，不用Pst Ⅰ单酶切的原因______。 （2）AAV作为载体应具备的条件有_______（答出两点）。 （3）将基因表达载体导入大肠杆菌后，获得甲、乙两种大肠杆菌，分别提取其DNA，加入引物1、2、3扩增并电泳，结果如图3所示。其中成功导入S-L融合基因的大肠杆菌为_______（填“甲”或“乙”）；条带③为用引物_______扩增的产物。 （4）已知癌细胞周围为低氧环境。把抗癌药物注入含S-L融合基因的工程菌中，该工程菌可实现抗癌药物的精准递送，分析其机理是________。 【答案】（1） ①. Xba Ⅰ、Spe Ⅰ ②. DNA连接 ③. 可保证目的基因的正向连接，避免质粒和目的基因发生自连 （2）有多个限制酶酶切位点、有标记基因、对宿主细胞无害 （3） ①. 乙 ②. 引物1和引物2 （4）工程菌中表达的S蛋白可特异性结合癌细胞抗原，将工程菌引导至癌细胞，癌细胞周围的低氧环境激活L蛋白导致工程菌破裂，抗癌药物释放      【解析】 【小问1详解】 构建S-L融合基因需保证两个基因转录方向一致，而S基因以b链为模板、L基因以a链为模板，因此需要用PstⅠ和XbaⅠ、 SpeⅠ和BglⅡ分别切割S、L基因，因为XbaⅠ和 SpeⅠ为同尾酶，因而可用DNA连接酶实现定向连接，获得S-L融合基因。将S-L融合基因连接至AAV载体时，需要用PstⅠ和BglⅡ切割质粒，而后用DNA连接酶将S-L融合基因和质粒实现连接，该过程不用Pst Ⅰ单酶切的原因是为了保证融合基因的正向连接，同时也可避免自身环化或载体自连。 【小问2详解】 基因工程载体需满足目的基因的装载、传递、稳定遗传和筛选等核心需求，必备条件为：有多个限制酶酶切位点，便于根据目的基因选择合适酶切位点，保证目的基因和质粒的连接； 具有标记基因（如抗性基因），有利于成功导入重组质粒的受体细胞的筛选。 【小问3详解】 甲种大肠杆菌提取DNA加入引物进行PCR只有一条条带，说明应该是未导入S-L融合基因（此时引物1和引物3可以发挥作用）；乙种大肠杆菌提取DNA加入引物进行PCR有两条条带，说明应导入了S-L融合基因（此时引物1和2，引物1和3均可以发挥作用扩增区间DNA片段）。PCR扩增产物的长度由引物结合的模板位置决定，引物1和引物3扩增的DNA片段长度最长；电泳中DNA片段越长，迁移速率越慢；最短的扩增产物对应条带③，条带③为引物1和引物2扩增的短片段，迁移速率更快。 【小问4详解】 已知癌细胞周围为低氧环境。把抗癌药物注入含S-L融合基因的工程菌中，该工程菌可实现抗癌药物的精准递送，其机理为：工程菌中S-L融合基因表达出S蛋白，S蛋白能特异性识别并结合癌细胞表面的抗原，使携带抗癌药物的工程菌被精准引导至癌细胞周围，避免药物作用于正常细胞； 癌细胞周围为低氧环境，可激活工程菌表达的L蛋白，L蛋白发挥裂解作用使工程菌的菌体破裂，内部装载的抗癌药物随即释放，精准作用于癌细胞，实现药物的靶向递送。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $