蚌埠京师实验高级中学高二生物周回顾8试卷

**基本信息** 以AI蛋白质设计、脑彩虹技术等科技前沿为情境，覆盖基因工程、蛋白质工程、发酵工程等核心知识，通过实验分析与技术应用考查科学思维与探究实践能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|21题/42分|基因工程原理（题2）、蛋白质工程（题1）、PCR技术（题3）|结合AlphaFold等AI技术（题14），考查生命观念与科学思维| |解答题|4题/58分|qPCR原理（22题）、单克隆抗体制备（23题）、发酵工程（25题）|以甘蔗渣降解（25题）等实践案例，突出探究实践与态度责任|

蚌埠京师实验高级中学高二生物周回顾8（6.7日） 命题人：张老师 1、 单选题（（本题共21题分值42分） 1．“AI蛋白质设计和结构预测”是利用AI算法快速模拟、预测和优化蛋白质结构的一种技术，该技术得到的蛋白质结构与已知的蛋白质不同，但具有天然蛋白质同等活性。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（　　） A．进行蛋白质工程研究的原因是基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质 B．蛋白质工程是在基因水平上对蛋白质进行改造或制造 C．获取目的基因后，可将其直接导入工程菌用于工业化生产 D．“AI蛋白质设计和结构预测”优化了蛋白质工程中序列-结构-功能关系难以准确预测的难题 2．基因工程的诞生和发展为人类的生活和生产带来了极大的好处。下列叙述正确的是（    ） A．基因工程的操作水平属于个体水平，其原理为基因重组 B．DNA可以在不同个体之间进行转移是基因工程实现的前提 C．限制酶、DNA连接酶的发现是基因工程实现的理论基础 D．由高产青霉菌生产的青霉素是世界上第一个基因工程药物 3．关于“DNA的粗提取与鉴定”（实验Ⅰ）和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”（实验Ⅱ）的实验操作，下列叙述错误的是（    ） A．实验Ⅰ中，在上清液中加入等体积分数为95%的冷酒精后析出粗提取的DNA B．实验Ⅰ中，整个提取过程中可以不使用离心机 C．实验Ⅱ中，PCR实验所需的微量移液器、枪头、蒸馏水等必须进行高压蒸汽灭菌处理 D．实验Ⅱ中，利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果 4．BamHI、MboI、SmaI三种限制酶的识别序列和切割位点依次为5'-G↓GATCC-3'、5'-↓GATC-3'、5'-CCC↓GGG-3'。如图表示某DNA片段的部分碱基序列，已知其余序列不含这三种限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（　　） A．若用SmaI完全切割该DNA，则其产物的长度为634bp、896bp、758bp B．若虚线方框内的碱基对被T—A替换，则用SmaI完全切割该DNA可产生3种片段 C．若用MboI和BamHI切割该DNA，可形成相同的黏性末端 D．用SmaI切割该DNA产生的片段，用E.coliDNA连接酶重新将其连接效率较高 5．转基因抗虫棉经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗虫性状，科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下检测，下列分析正确的是（　　） A．对细胞中蛋白质进行抗原-抗体杂交检测，若无杂交带，说明Bt基因不能转录 B．采用PCR技术检测细胞中mRNA，若无杂交带，说明Bt基因无法复制 C．采用PCR技术检测Bt基因，若能测到结果，说明可能Bt基因反向插入T-DNA D．采用PCR技术没有检测到Bt基因，说明Bt基因没有成功导入土壤农杆菌质粒中 6．“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，科学家可以了解大脑的活动。研究者设计如图所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得每个细胞仅含一个图示片段的转基因小鼠。Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除。下列有关说法正确的是（　　） A．为了防止其他体细胞荧光信号干扰，启动子M应当只在脑组织中启动基因表达 B．在没有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，发出荧光的颜色有3种 C．在有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，会发出红色或蓝色的荧光 D．通过显微注射法可直接将目的基因注射到动物的体细胞中，获得转基因动物 7．干扰素是机体细胞在被病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤的作用。科研人员利用基因工程技术实现干扰素批量生产的两种途径如图所示。天然的干扰素在体外保存相当困难，如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变为丝氨酸，在一定条件下可以延长保存时间。下列说法正确的是（    ） A．用基因工程技术生产干扰素的核心步骤为过程Ⅱ B．将重组质粒导入大肠杆菌常用高Ca2+-高pH法 C．通过途径甲和乙直接获得的干扰素的结构和功能相同 D．为实现体外保存，将干扰素分子上的一个半胱氨酸变为丝氨酸属于蛋白质工程技术 8．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，一般在胚胎发育原肠胚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核酸分子杂交技术 D．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、LCTmRNA、LCT 9．下列相关实验的操作，叙述正确的是（    ） A．土壤中分解尿素细菌的分离，稀释土壤样品时，无需每个梯度稀释都更换移液器枪头 B．在“菊花的组织培养”实验中，可用酒精洗去外植体上的次氯酸钠溶液 C．配制载样液时加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于紫光灯下观察DNA位置 D．用成熟黑藻叶观察质壁分离时，因细胞质中含叶绿体而使原生质层易于分辨 10．羟基四氢嘧啶可用作生物大分子稳定剂，开发高效生产工程菌株成为研究重点。不同质粒在一个细胞中的数量（拷贝数）有差异。研究人员利用低拷贝质粒p1、中拷贝质粒p2、高拷贝质粒p3构建含ectD基因的重组质粒，在大肠杆菌中表达并进行摇瓶发酵，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） 注：HE1、HE2、HE3分别为转入p1、p2、p3重组质粒的菌株，E0为原始菌株。 A．发酵过程中微生物数量和代谢物浓度变化均为重要检测指标 B．据结果推测ectD基因的表达产物可以促进羟基四氢嘧啶的产生 C．HE3可能消耗更多的葡萄糖用于合成羟基四氢嘧啶 D．在该实验基础上，筛选、分离高效菌株可以使用平板划线法 11．ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种主要由小白链霉菌产生的聚阳离子多肽，它对细菌、酵母菌、霉菌和病毒都具有抑制作用，常作为食品抗菌防腐剂。通过连续发酵生产ε-PL的流程为：①选育高产抗病毒菌株并扩大培养→②发酵启动（初始pH为6.8）→③补料发酵→④诱导合成ε-PL（pH降至4.0左右）→⑤提取精制。下列叙述错误的是（　　） A．食品中添加的ε-PL可被人体消化吸收，其抑菌功能在消化后会丧失 B．使用放射线对菌种进行诱变，可以定向获得高产ε-PL的突变菌株 C．发酵中pH降至4.0可切换菌体的代谢途径，从而合成ε-PL D．若发酵过程被杂菌污染，不仅消耗营养，还可能改变pH导致合成受阻 12．近年来，帕金森综合征的前沿治疗方案不断涌现，下表为3种主流前沿方案的核心原理。结合神经调节相关知识，下列关于前沿治疗方案的叙述正确的是（　　） 治疗方案 核心原理 方案1：基因治疗 向患者中脑区域导入多巴胺合成关键基因（如酪氨酸羟化酶基因），修复多巴胺能神经元功能 方案2：干细胞治疗 移植诱导分化的多巴胺能干细胞，替代受损神经元，重建神经传导通路 方案3：脑机接口治疗 通过电极捕捉大脑运动皮层信号，绕过受损神经通路，直接控制外部设备辅助运动 A．方案1中利用酪氨酸羟化酶基因表达，通过增加多巴胺受体的表达来改善症状 B．方案2中移植的干细胞需分化为多巴胺能神经元，形成突触重建神经传导通路 C．方案3中运动皮层神经元的兴奋以电信号→化学信号→电信号的形式传导至电极被捕捉 D．三种治疗方案的作用机制均需依赖于神经递质的合成、释放与突触传递 13．基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，主要用于基因检测工作。将待测DNA分子用放射性同位素或荧光物质标记，假如能与芯片上的单链DNA 探针配对，它们就会结合起来，并出现“荧光信号”。通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，过程如下图所示。 下列相关叙述错误的是（    ） A．该技术所用的同位素可以是³²P，但不能是¹⁸O、¹⁵N B．“探针”只能与待测DNA 分子的一条链形成杂交带 C．基因芯片技术能用于待测RNA 分子碱基序列的检测 D．基因芯片有着广阔的应用前景，如菌种蛋白质的检测 14．近年来，人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用极大地推动了相关研究进程。AlphaFold作为典型的AI计算工具，可根据氨基酸序列精准预测蛋白质的三维结构；ProteinMPNN是一种基于深度学习的蛋白质序列设计模型，能依据给定的蛋白质三维结构，设计出可折叠形成该结构的氨基酸序列。下列相关叙述错误的是（    ） A．蛋白质能够折叠形成特定的原始结构，其所需的关键信息已编码在氨基酸序列中 B．用ProteinMPNN设计的跨膜蛋白的氨基酸序列，必然同时含有疏水氨基酸和亲水氨基酸 C．对于AlphaFold设计的氨基酸序列，可利用ProteinMPNN进行蛋白质结构预测与筛选 D．在蛋白质工程中改造原有基因或合成新基因以获得目标蛋白质，需借助基因工程技术 15．将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin-Ⅱ导入杨树细胞，培育抗虫杨树。如图表示利用含目的基因的DNA分子和Ti质粒构建基因表达载体的过程，图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，NeoR表示新霉素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点，相关酶的识别序列如表所示。下列叙述正确的是（    ）    A．利用PCR扩增目的基因时，应该选择引物2和引物3并在引物3′端添加相应酶切位点 B．为使目的基因与质粒高效重组，选用KpnI和HindII比选用KpnI和SmaI效果更好 C．为将表达载体导入农杆菌，可以使用离心法或PEG融合法处理受体细胞 D．成功导入目的基因的杨树细胞既具有氨苄青霉素抗性，又有新霉素抗性 16．下列关于生物技术与工程的实施过程的说法错误的是（　　） A．啤酒生产时，为加快大麦种子内淀粉的水解，可用赤霉素处理 B．进行DNA的粗提取与鉴定时，整个提取过程可以不使用离心机 C．在原代培养和传代培养前，都需要对动物细胞用胰蛋白酶等处理 D．将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物可防止转基因花粉传播 17．下列有关生物技术及其安全性与伦理问题的叙述，正确的是（    ） A．生物武器是用病毒类、干扰素及生化毒剂类等来形成杀伤力 B．α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播 C．利用基因编辑技术设计试管婴儿，以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿 D．转基因产品具有优良的品质，实验室培育的转基因产品可直接上市推广 18．生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列说法正确的是（　　） A．转基因食品中的DNA会与人体细胞的DNA发生基因重组 B．将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物，可防止基因污染 C．生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞 D．试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传学诊断和胚胎移植等 19．下列有关生物技术安全性和伦理问题的叙述，正确的是（    ） A．只要转入的基因是自然界已经存在的，转基因植物就是安全的 B．干细胞的研究可用于治疗多种疾病，有不涉及安全与伦理问题等优点 C．克隆技术存在社会伦理问题，治疗性克隆技术的应用应被禁止 D．生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止生产和使用 20．下列关于生物技术的安全性和伦理问题的叙述，正确的是（    ） A．试管婴儿和“设计试管婴儿”都需要对胚胎进行遗传学诊断 B．转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性 C．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及抗生素等来形成杀伤力 D．生殖性克隆和治疗性克隆都应用了体细胞核移植和胚胎移植技术 21．生物技术是把双刃剑，给人类带来“福音”的同时也带来了一些争议。下列观点错误的是（    ） A．利用核移植技术获得胚胎，分离出ES细胞治疗疾病会涉及伦理问题 B．人类存在多种遗传疾病，而治疗性克隆是治疗人类遗传病的根本措施 C．干细胞的研究具有广阔的应用前景，应大力支持和发展，但需要监管 D．制备的单克隆抗体在临床应用中可能产生免疫反应，如引发过敏反应 二、解答题（本题共4题分值58分） 22．科研人员从强耐盐植物胡杨中获得PeCPK7抗盐基因，拟通过基因工程技术将其导入水稻，培育耐盐水稻新品种。图1为实时荧光定量PCR（qPCR）扩增PeCPK7基因的原理示意图，PCR扩增过程中，TaqDNA聚合酶在延伸子链时可将与模板结合的Taqman探针切开，目的基因每完成一次扩增，就会对应酶切一定数量的探针，释放荧光信号，图2为PeCPK7基因和农杆菌Ti质粒的酶切图谱以及相关限制酶的识别序列与切割位点。回答下列问题： (1)常规PCR技术中的变性步骤需通过高温处理，其作用是_______；与细胞内DNA复制的DNA聚合酶相比，qPCR所用的Taq DNA聚合酶具有_______（答出2点）的特点。 (2)据图1分析，qPCR中荧光信号的强度与扩增出目的基因的量呈_______（填“正相关”或“负相关”）；PCR扩增时，引物的作用是_______。 (3)构建重组Ti质粒时，为保证目的基因正确插入且不破坏质粒的核心结构，应选用的限制酶是_______；重组质粒通过农杆菌转化法导入水稻细胞，利用了农杆菌Ti质粒上的_______可转移并整合到植物细胞染色体DNA上的特性。 (4)成功转化的水稻细胞需通过_______技术培育成完整植株，可通过添加_______的培养基筛选出阳性转化水稻细胞；PeCPK7基因转录时的模板链为_______（填“α链”或“β链”）。 23．云南玉溪“褚橙”是芸香科柑橘属双子叶植物，其果实以味甜皮薄、橙香馥郁、肉质细嫩等诸多优良特质而被誉为橙中精品。果皮还可晾晒制成常见的中药材陈皮，所含橘皮苷、橘皮酸等具有较强的自由基清除能力，能增强细胞的抗氧化能力，还可在一定程度上防治心血管疾病。请结合题干回答下列问题。 (1)橘皮苷属于“褚橙”的______ （填“初生代谢物”或“次生代谢物”）。 (2)科研人员利用细胞工程技术制备抗橘皮苷的单克隆抗体用于快速检测橘皮苷，其基本操作过程如图1所示，图中给小鼠注射橘皮苷—牛血清白蛋白结合抗原的目的是______。③过程使用到______培养基，细胞丙是______，④过程是指______，再经过多次筛选，就可获得所需的细胞丁。    (3)科研小组尝试利用基因工程和发酵工程开发酵母细胞工厂以实现橘皮苷的量产。首先设法获取了橘皮苷合成关键酶基因，如图2所示，在利用PCR技术扩增该基因时，需要合成引物______ （在“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”中选择），连续扩增6次后会形成______个基因片段，至少需要引物______个。扩增完成以后，常采用______法来鉴定PCR的产物。完成基因表达载体的构建后将其导入经______处理的酵母细胞中高效表达，获得橘皮苷。    24．草莓果实采后难以保鲜是生产实践的难题。乙烯在调控果实成熟基因的协同表达中起着非常重要的作用。研究人员通过反义RNA技术抑制乙烯受体基因Ersl的表达，达到延长储藏期的效果。CTAB法提取草莓叶片DNA的部分实验步骤如图1。请回答下列问题：    (1)CTAB提取液中含有CTAB、EDTA、NaCl等物质，CTAB能破坏膜结构，使蛋白质变性，使核酸分离出来；EDTA是一种DNA酶抑制剂，加入其的目的是___________。氯仿、异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿、异戊醇，而蛋白质等杂质可溶，实验中加入氯仿、异戊醇离心后，应取①是___________(填“上清液”或“中层溶液”或“沉淀”)，该步骤重复1—2次，继续进行下面两个步骤就可得到DNA粗制品。 (2)通过上述方法获得DNA后，DNA经进一步提纯后，通过PCR技术扩增Ersl。在PCR体系中，加入的dNTP可提供___________，耐高温的DNA聚合酶需要___________激活，添加引物的序列不能过短，否则会导致其特异性___________(填“降低”或“升高”)。 (3)为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ersl时，需在引物的___________端添加限制酶Xho I的识别序列。经Xho I酶切后的载体和Ersl进行连接(如图2)，连接产物经筛选得到的载体主要有___________三种类型。为鉴定这些连接方式，选择Hpa I酶和BamH I酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析。若电泳结果出现长度为___________的片段，该重组质粒即为所需的基因表达载体。    (4)将筛选得到的重组质粒与用___________处理后的农杆菌混合，使重组质粒进入农杆菌。用阳性农杆菌感染植物细胞，在含___________的培养基中培养，筛选所需的植物细胞经过一系列处理，最终得到的转基因植株的乙烯受体的合成受阻，其原因___________。 25．我国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，发酵生产一种新型可降解材料PHA(功能与塑料相似)，期望提高甘蔗的整体利用价值。请回答下列问题： (1)为得到对蔗糖的耐受能力强和利用效率高的菌株H，可在液体培养基中将蔗糖作为___________，并不断提高其浓度，经多次传代培养获得目标菌株。培养过程中定期取样并用___________的方法对活菌进行接种并计数，评估菌株增殖状况。 (2)发酵工程中获得纯净发酵产物的关键是防止杂菌污染，常采用___________对培养液进行灭菌。菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，能在未灭菌的开放式发酵系统(如图1)中正常持续发酵60d以上。该系统可不灭菌的原因有___________。 (3)在适宜温度、pH等条件下进行扩大培养时，发现菌株H细胞增殖及PHA产量均未达到预期，且产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中___________可能是高密度培养的限制因素。为解决该问题，研究人员尝试将透明颤菌血红蛋白基因(vgb)转入嗜盐单胞菌。 ①图2是人工合成的vgb基因，Pvgb是vgb的启动子，能被___________识别以驱动基因转录，转录的模板链的5＇端位于___________(填“M”或“N”)端。 ②构建基因表达载体时，用DNA连接酶可作用于图3中的___________(填“A”或“B”或“A和B”)。 (4)甘蔗榨糖后的甘蔗渣含有大量纤维素。为高效降解甘蔗渣废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行甘蔗渣降解实验，结果如下表。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株___________，理由是___________。 菌株 甘蔗渣总重(g) 甘蔗渣残重(g) 甘蔗渣失重(%) 纤维素降解率(%) 甲 2.00 1.51 24.50 16.14 乙 2.00 1.53 23.50 14.92 丙 2.00 1.42 29.00 23.32 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 蚌埠京师实验高二生物周回顾8参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C C A D D D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B B D C B C B B D B 题号 21 答案 B 1．C 【详解】A、基因工程的操作对象是自然界已存在的基因，原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，若要获得符合人类特定需求的非天然蛋白质，需要开展蛋白质工程研究，A正确； B、蛋白质工程通过基因修饰或基因合成实现对蛋白质的改造或制造，操作对象是基因，属于基因水平的操作，B正确； C、获取目的基因后，需要先构建基因表达载体，保证目的基因能在工程菌中稳定存在并正常表达，不能直接导入工程菌，C错误； D、传统蛋白质工程的难点之一是难以准确判断蛋白质序列、结构与功能的对应关系，“AI蛋白质设计和结构预测”技术可快速模拟、预测蛋白质结构，优化了该难题，D正确。 2．B 【详解】A、基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，操作水平属于分子水平，其生物学原理是基因重组，A错误； B、DNA可以在不同个体之间进行转移是基因工程实现的前提，B正确； C、限制酶、DNA连接酶的发现为DNA的切割、连接创造了条件，不是基因工程实现的理论基础，C错误； D、世界上第一个基因工程药物是重组人胰岛素，D错误。 3．C 【详解】A、由于DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，因此取上清液加入等体积体积分数为95%的冷酒精后，析出的白色丝状物即粗提取的DNA，A正确； B、在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，整个提取过程中可以不使用离心机，B正确； C、为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量移液器、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理，但微量移液器不需要，C错误； D、琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，D正确。 4．C 【详解】A、限制酶SmaI的酶切位点是5′-CCC↓GGG-3'，在图1中有两个限制酶SmaI的酶切位点，DNA将被切割成三个片段，结合图解，三个片段的长度分别是637bp、890bp、761bp，A错误； B、发生碱基对替换后，基因中只有一个限制酶SmaI酶切位点，用SmaI完全切割后出现长度分别是634+896-3=1527bp、758+3=1761bp的两种片段，B错误； C、由题可知，MboI和BamHI识别序列的中间序列相同，因此若用MboI和BamHI切割DNA，可形成相同的黏性末端，C正确； D、用SmaI切割DNA产生的片段产生的是平末端，E.coliDNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4DNA连接酶，D错误。 5．C 【详解】A、抗原-抗体杂交技术用于检测目的基因是否翻译出相应蛋白质，若无杂交带仅能说明Bt基因未表达出对应蛋白质，无法直接判断Bt基因是否不能转录，A错误； B、采用PCR技术检测细胞中mRNA时，一般先反转录为cDNA再扩增，该方法的检测目的是判断Bt基因是否完成转录，若无杂交带说明Bt基因未转录，与基因复制无关，B错误； C、若PCR技术检测到Bt基因，说明Bt基因已成功导入棉花细胞，若Bt基因反向插入T-DNA，会导致其无法在启动子的驱动下正常转录、翻译出抗虫毒蛋白，最终植株无抗虫性状，该情况合理，C正确； D、在棉花细胞中未检测到Bt基因，原因可能是Bt基因未导入土壤农杆菌质粒，也可能是农杆菌转化过程中，携带Bt基因的T-DNA未整合到棉花细胞的染色体DNA上，无法得出“Bt基因没有成功导入土壤农杆菌质粒”的结论，D错误。 6．A 【详解】A、根据题干信息可知，荧光蛋白指示的应是脑神经元活动，但脑活动不能被离体观察，为了防止其他体细胞的荧光信号对实验结果造成干扰，M应当是一种只在脑组织中启动基因表达的启动子，A正确； B、据题图分析可知，只有与启动子M相邻的荧光蛋白基因会表达，在没有Cre酶存在的条件下，小鼠脑神经元活动时只会发出红色荧光，B错误； C、Cre酶可以随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除，当酶识别的是loxP1序列时，红色荧光蛋白基因被敲除，小鼠脑神经元活动时发出黄色荧光；当识别的是loxP2序列时，红色荧光蛋白基因和黄色荧光蛋白基因被敲除，小鼠脑神经元活动时发出蓝色荧光，C错误； D、通过显微注射法将含目的基因的基因表达载体注射到动物的受精卵（细胞的全能性高）中，获得转基因动物，D错误。 7．D 【详解】A、用基因工程技术生产干扰素的核心步骤为基因表达载体的构建，即过程I，A错误； B、重组质粒导入原核生物的方法是用Ca2+处理受体细胞，B错误； C、牛是真核生物，大肠杆菌是原核生物，干扰素是糖蛋白，需要在内质网和高尔基体（真核生物含有，原核生物没有）上加工，所以途径甲、乙生产的干扰素在结构和功能上存在一定的区别，C错误； D、对蛋白质的结构进行设计改造通过改造或合成基因来完成，故上述过程运用的是蛋白质工程技术，D正确。 8．D 【详解】A、胚胎分割需要选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚阶段进行操作，原肠胚细胞分化程度高，分割后很难发育为完整个体，A错误； B、PCR扩增时，n次循环共得到2n个双链DNA分子，除初始的2条模板链外其余新合成的链都需要引物，总引物数为2×(2n-1)，4次循环需要的引物数为2×(24-1)=30个，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。 9．D 【详解】A、稀释土壤样品时，若不更换移液器枪头，会将上一梯度的高浓度菌液带入下一低浓度梯度，导致稀释倍数失真，影响后续菌落计数的准确性，因此每个梯度稀释都必须更换枪头，A错误； B、菊花组织培养实验中，外植体经次氯酸钠消毒后，需要用无菌水冲洗残留的次氯酸钠，避免消毒剂持续损伤外植体细胞，不能用酒精冲洗，B错误； C、核酸染料可与DNA分子结合，在紫外光照射下会发出特征荧光，因此能够清晰指示DNA在凝胶中的位置，便于观察，而不是在紫光灯下观察DNA位置，C错误； D、成熟黑藻叶的细胞质中含有绿色的叶绿体，使原生质层呈现明显的绿色，与无色的外界溶液形成鲜明对比，便于观察原生质层的收缩状态，D正确。 10．C 【详解】A、发酵过程中，微生物的生长状态（如菌体数量 / 干重）和代谢产物浓度（如目标产物、底物消耗）都是衡量发酵效果的重要指标，A正确； B、对比E0（原始菌株）和HE1/HE2/HE3（转入ectD基因的菌株）的羟基四氢嘧啶产量： E0几乎不产羟基四氢嘧啶转入ectD基因的菌株均有羟基四氢嘧啶生成，且产量随质粒拷贝数变化 说明ectD基因的表达产物可以促进羟基四氢嘧啶的产生，B正确； C、从图中数据看： HE1/HE2/HE3的葡萄糖消耗量相近，其中HE3的羟基四氢嘧啶产量低于HE1/HE2，说明它消耗葡萄糖合成羟基四氢嘧啶的效率低，并非消耗更多葡萄糖用于合成该产物，C错误； D、平板划线法是微生物分离纯化的常用方法，可用于从混合菌群中筛选、分离高效菌株，D正确。 11．B 【详解】A、ε-PL本质为多肽，可被人体消化分解为赖氨酸而被吸收；其抑菌作用依赖于完整的聚阳离子结构，消化后结构被破坏，功能丧失，A正确； B、放射线诱变属于物理诱变，其变异具有随机性，不能定向获得特定性状的突变菌株；定向改造需借助基因工程等技术，B错误； C、流程中pH从6.8降至4.0可诱导ε-PL的合成，说明环境条件（pH）可调节微生物的代谢途径，酸性环境是诱导ε-PL合成的关键条件，C正确； D、杂菌会竞争营养，且其代谢可能改变体系pH，影响小白链霉菌生长与ε-PL的诱导合成条件，D正确。 12．B 【详解】A、方案1中酪氨酸羟化酶是多巴胺合成的关键酶，导入该基因表达后是通过增加多巴胺的合成量改善症状，并非增加多巴胺受体的表达，A错误； B、方案2移植的多巴胺能干细胞需要分化为多巴胺能神经元，神经元之间通过形成突触传递兴奋，才能重建神经传导通路，B正确； C、方案3中电极直接捕捉运动皮层神经元的电信号，兴奋在神经纤维上以电信号形式传导到电极位置即可被捕捉，不需要经过电信号→化学信号→电信号的突触处信号转换过程，C错误； D、方案3的原理是绕过受损神经通路直接控制外部设备，不需要依赖神经递质的合成、释放与突触传递，D错误。 13．D 【分析】1、探针是用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因单链DNA片段。 2、基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。基因芯片主要用于基因检测工作，在实际应用方面，生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防、航天等许多领域。 【详解】A、核酸含有C、H、O、N、P元素，32P具有放射性，但18O、15N不具有放射性，A正确； B、探针中的碱基序列与待测DNA中的一条链相同，与另一条链互补，B正确； C、由于基因芯片技术的原理是碱基互补配对原则，故能够检测待测RNA分子的碱基序列，C正确； D、基因芯片的原理是碱基互补配对，故不能检测蛋白质，D错误。 故选D。 14．C 【详解】A、蛋白质的氨基酸序列是其一级结构，一级结构决定蛋白质的空间结构，蛋白质折叠形成特定结构所需的关键信息确实编码在氨基酸序列中，A正确； B、跨膜蛋白的跨膜区域位于磷脂双分子层的疏水区，该部分由疏水氨基酸组成，暴露在细胞膜内外两侧的区域需要接触水溶性环境，由亲水氨基酸组成，因此其氨基酸序列必然同时含有疏水和亲水氨基酸，B正确； C、根据题干信息，AlphaFold的功能是根据氨基酸序列预测蛋白质三维结构，ProteinMPNN的功能是依据给定三维结构设计对应氨基酸序列，蛋白质结构预测是AlphaFold的功能，不是ProteinMPNN的功能，C错误； D、蛋白质工程本质是第二代基因工程，改造或合成新的目的基因后，都需要借助基因工程技术将目的基因导入受体细胞，才能表达获得目标蛋白质，D正确。 15．B 【分析】基因工程包括四个基本程序：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、DNA聚合酶只能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，利用PCR扩增目的基因时，应该选择引物2和引物3，但应该在引物5'端添加相应酶切位点，A错误； B、为使目的基因与质粒高效重组，选用KpnⅠ和HindⅢ比选用KpnⅠ和SmaⅠ效果更好，因为SmaI切割DNA后形成平末端，T4DNA连接酶连接平末端的效率相对较低，B正确； C、为将表达载体导入农杆菌，可以使用Ca2+处理受体细胞，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的状态，然后再将重组质粒导入其中；而离心法或PEG融合法是诱导植物细胞融合的方法，C错误； D、只有T-DNA区段会导入植物受体细胞，因此氨苄青霉素抗性基因不会导入植物受体细胞中，即成功导入目的基因的杨树细胞只能表现出新霉素抗性，D错误。 故选B。 16．C 【详解】A、赤霉素可诱导大麦种子无需发芽就合成α-淀粉酶，加快淀粉水解，可简化啤酒生产工艺、降低成本，A正确； B、DNA粗提取实验中，可通过过滤、静置获得上清液，在上清液中加冷酒精静置析出DNA即可完成提取，B正确； C、原代培养前需要用胰蛋白酶处理剪碎的动物组织，分散为单个细胞制成细胞悬液；传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，C错误； D、将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，可防止转基因花粉传播，D正确。 17．B 【详解】A、生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂及经基因重组的致病菌等，干扰素是免疫活性物质，有抗病毒、免疫调节的作用，不属于生物武器，A错误； B、将α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物后，花粉中会特异性表达α-淀粉酶，水解花粉内的淀粉使花粉失去萌发能力，可避免转基因花粉扩散造成基因污染，B正确； C、我国明令禁止以生殖为目的编辑人类胚胎基因，设计并培育免疫艾滋病的基因编辑婴儿严重违背伦理规范与相关法规，C错误； D、实验室培育的转基因产品必须经过多轮严格的安全性评估、行政审批，确认安全后才可上市推广，不能直接上市，D错误。 18．B 【详解】A、转基因食品中的DNA进入人体消化道后，会被消化酶分解为脱氧核苷酸小分子，无法进入人体细胞，也不可能和人体细胞DNA发生基因重组，A错误； B、将α-淀粉酶基因与目的基因共同转入植物后，可实现花粉中特异表达α-淀粉酶，分解花粉中的淀粉使花粉不育，避免转基因花粉携带目的基因扩散至近缘物种，可防止基因污染，B正确； C、生殖性克隆的目的是培育出完整的克隆个体，利用克隆技术产生特定细胞修复或替代受损细胞的是治疗性克隆，C错误； D、试管婴儿的必需技术包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植，植入前的遗传学诊断仅针对存在遗传疾病风险的夫妇，不属于必需技术，D错误。 19．D 【详解】A、即使转入的是自然界已存在的基因，转基因植物仍可能存在食品安全、生物安全、环境安全等潜在风险，无法判定其绝对安全，A错误； B、干细胞研究虽可用于治疗多种疾病，但涉及胚胎来源、临床应用风险等安全与伦理问题，并非完全不涉及相关问题，B错误； C、生殖性克隆存在严重社会伦理问题，应被禁止，但治疗性克隆可用于疾病的临床治疗，我国不反对治疗性克隆的合理应用，无需全面禁止治疗性克隆，C错误； D、生物武器由致病菌、病毒、生化毒剂等组成，具有传染性强、作用范围广、危害时间长等特点，国际公约严格禁止生物武器的生产和使用，D正确。 20．B 【详解】A、普通试管婴儿的作用是解决不孕不育问题，无需对胚胎进行遗传学诊断，“设计试管婴儿”需要在胚胎移植前做遗传学诊断以筛选符合特定要求的胚胎，A错误； B、转基因生物往往携带抗逆、抗虫等优势性状，若进入自然环境，可能在种间竞争中占据优势成为“外来物种”，破坏原有生态系统的食物链和物种平衡，影响生态系统稳定性，B正确； C、生物武器包含致病菌、病毒、生化毒剂以及基因重组的致病菌等，干扰素是免疫调节用的免疫活性物质，抗生素是抑制细菌增殖的药物，二者都不属于生物武器，C错误； D、生殖性克隆需要经体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植最终获得完整克隆个体；治疗性克隆的目的是获取胚胎干细胞并诱导分化为所需组织器官用于疾病治疗，不需要进行胚胎移植，D错误。 21．B 【分析】单克隆抗体是一种人工制备的抗体，在临床应用中，由于个体差异等原因，可能会产生免疫反，如引发过敏反应 【详解】A、利用核移植技术获得胚胎，分离出胚胎干细胞（ES细胞）治疗疾病会涉及伦理问题。 因为核移植技术涉及到对早期胚胎的操作，而胚胎在很多人观念中具有人格地位，这种对胚胎的操作可能会引发关于生命尊严、人权等方面的伦理争议，A正确； B、基因治疗是治疗遗传病的根本措施，B错误； C、干细胞具有自我更新和分化的能力，在组织修复、再生医学等方面具有广阔的应用前景，然而，干细胞研究也存在一些潜在风险，如可能导致肿瘤形成等，所以需要监管，C正确； D、单克隆抗体是一种人工制备的抗体，在临床应用中，由于个体差异等原因，可能会产生免疫反应，如引发过敏反应，D正确。 故选B。 22．(1) 使双链DNA解旋为单链，为PCR扩增提供单链模板 耐高温、能酶切Taqman探针（或切断磷酸二酯键） (2) 正相关 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 (3) EcoR I和Xho I T—DNA (4) 植物组织培养 潮霉素 链 【详解】（1）常规PCR变性步骤的作用是通过高温使DNA双链解旋（或使DNA变性），为引物结合提供单链模板。与细胞内DNA聚合酶相比，qPCR所用的Taq DNA聚合酶具有以下两个核心特点：耐高温：可在PCR循环中反复经历90℃以上高温而不失活；它具有能酶切Taqman探针（或切断磷酸二酯键），这也是 qPCR 中能切开 Taqman 探针释放荧光信号的基础。 （2）题目中说明 “目的基因每完成一次扩增，就会对应酶切一定数量的探针，释放荧光信号”，因此目的基因扩增的量越多，被切开的探针就越多，释放的荧光信号强度就越高，二者呈正相关。DNA 聚合酶无法从头合成 DNA 链，只能从已有的核酸片段（引物）的 3' 端开始延伸，因此引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。 （3）限制酶选择：为避免目的基因和质粒自身环化、反向连接，同时保留完整的启动子和终止子，据图可知，Sal I和Nhe I会破坏目的基因，MunI有两个酶切位点，因此选择限制酶EcoR I和Xho I切割图2中的Ti质粒。农杆菌 Ti 质粒上的 T-DNA（可转移 DNA）能够转移并整合到植物细胞的染色体DNA上，因此可利用这一特性将目的基因导入植物细胞。 （4）水稻细胞属于植物细胞，具有全能性，需通过植物组织培养技术（脱分化和再分化）培育成完整植株。筛选培养基：Ti 质粒上有潮霉素抗性基因，因此将转入 PeCPK7 抗盐基因的水稻细胞置于含有潮霉素的培养基中筛选。转录模板：PeCPK7 抗盐基因的转录方向是从左到右，根据碱基互补配对原则，转录时以α 链为模板（因为转录方向与模板链的 3'→5' 方向一致）。 23．(1)次生代谢物 (2) 对小鼠进行免疫，得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 选择 杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测 (3) Ⅱ、Ⅲ 64 126 琼脂糖凝胶电泳 Ca2+ 【分析】植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物称为次生代谢产物，甘草酸属于次生代谢产物；细胞产物的工厂化生产，主要应用的技术是植物细胞培养，是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖技术。 【详解】（1）植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物称为次生代谢物，橘皮苷属于次生代谢物。 （2）图中给小鼠注射橘皮苷—牛血清白蛋白结合抗原的目的是对小鼠进行免疫处理，得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。过程②是诱导细胞甲和骨髓瘤细胞融合的过程，该过程使用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂，是诱导细胞融合的化学方法。然后在选择培养基上进行过程③的第一次筛选后，得到细胞丙是杂交瘤细胞。然后再进行过程④，即对上述培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选获得细胞丁（分泌所需抗体的杂交瘤细胞）；最终获得抗橘皮苷单克隆抗体。 （3）由于引物的作用是在DNA聚合酶的催化下，在引物的3′端连接上脱氧核苷酸，需要与模板的3′端结合，因此设计的扩增引物位置是图中的Ⅱ、Ⅲ。PCR技术为体外DNA复制，由于每合成1个DNA需要2个引物，扩增6次，得到26=64个DNA，即需要26+1−2=126个引物。扩增完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳法来鉴定PCR的产物。经Ca2+处理的酵母细胞处于容易吸收周围DNA分子的状态，将基因表达载体导入其中从而使其高效表达出橘皮苷。 24．(1) 减少 DNA 水解(，提高 DNA 的完整性和总量) 上清液 (2) 原料和能量 Mg2+ 降低 (3) 5， 载体自连、Ers1与载体正向连接、Ers1与载体反向连接 800 bp 和5900 bp (4) Ca2+(CaCl2） 潮霉素 反义 Ers1 的转录产物通过与草莓体内 Ers1的转录产物碱基互补配对结合，使翻译过程受阻 【分析】引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸 【详解】（1）EDTA是一种DNA酶抑制剂，加入其目的是​​抑制DNA酶的活性，减少 DNA 水解(提高 DNA 的完整性和总量)。氯仿、异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿、异戊醇，而蛋白质等杂质可溶，实验中加入氯仿、异戊醇离心后，蛋白质等杂质溶解在下层，DNA存在于上清液。 （2）在PCR体系中，加入的dNTP可提供​​合成DNA的原料和能量​​。 耐高温的DNA聚合酶需要​​Mg²⁺​​激活。 添加引物的序列不能过短，否则会导致其特异性​​降低​​。 （3）为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ersl时，需在引物的​​5'​​端添加限制酶Xho I的识别序列。 经Xho I酶切后的载体和Ersl进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有载体自连、Ers1与载体正向连接、Ers1与载体反向连接三种类型。由图根据Ersl的转录方向，选择Hpa I酶和BamH I酶对筛选的载体进行双酶切，会产生200+（700-100）=800bp 和6000+700-800=5900 bp两个片段，则该重组质粒即为所需的基因表达载体。 （4）农杆菌是原核生物，需要Ca2+（CaCl2）处理，使其处于易于吸收外源DNA的状态，完成将基因表达载体导入受体细胞的过程。其中基因表达载体上含有潮霉素抗性基因，属于标记基因，故可在含潮霉素的培养基上培养、筛选农杆菌，筛选所需的植物细胞经过一系列处理，最终得到的转基因植株，反义 Ers1 的转录产物通过与草莓体内 Ers1的转录产物碱基互补配对结合，使翻译过程受阻，使得到的植株的乙烯受体的合成受阻。 25．(1) (唯一)碳源 稀释涂布平板 (2) 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法 盐浓度为 60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制 (3) 溶氧量 RNA 聚合酶 N B (4) 丙 接种丙菌种的纤维素降解率最高 【分析】微生物常见的接种的方法：①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落；②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。 【详解】（1）在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基，为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株；培养过程中定期取样并对活菌进行接种并计数，常用稀释涂布平板法。 （2）发酵工程中获得纯净发酵产物的关键是防止杂菌污染，常采用高压蒸汽灭菌法对培养液进行灭菌。这种方法可以在高温高压下彻底杀灭培养液中的各种微生物，包括芽孢和孢子；由题干信息可知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60d以上，而盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡，且pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。 （3）研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，这说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇，据此推测溶氧量是限制高密度培养的重要因素。 启动子Pvgb能被RNA聚合酶识别以驱动基因转录，在DNA分子中，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，根据碱基互补配对原则，新合成的RNA链与模板链反向平行，所以转录的模板链的5＇端位于N端。 3'端为-OH端，5'端为磷酸基团端，因此DNA连接酶作用的底物为图3中的B。 （4）分析图表可知：在相同条件下，丙菌株纤维素降解率最高，秸秆失重最多，说明其被分解的最多，即丙菌株纤维素分解菌纤维素酶的活力最高。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $