精品解析：天津市实验中学2025-2026学年高二下学期第二次阶段学情调查生物试题

2025-2026学年度高二下学期 第二次阶段学情调查 生物学科试卷 一、单选题(每小题4分，共48分) 1. 关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网：I拓扑网络，即只包含物种捕食关系的网络；Ⅱ能流网络，即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小（代表物种，实线箭头的粗细与能量多少正相关；①~⑤代表能量值）。如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 图1拓扑网络中包含了三条食物链 B. 图2基于A取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律 C. 图2和图3能流网络体现了物质作为能量的载体这一基本原理 D. 图3中第二到第三营养级的能量传递效率为（②+④）/（①+③）×100% 2. 领域是指由个体、家庭等单位所占据的，并积极保卫以阻止同种其他成员侵入的空间，该区域内含有占有者及其族群所需的各种资源。鸟类主要依靠鸣叫、行为炫耀等保卫自己的领域。如图表示某生态系统中鸟类领域面积与体重、食性的关系。下列说法正确的是（　　） A. 领域可使鸟类避免与其他物种发生种间竞争 B. 领域中的空间与资源属于非密度制约因素 C. 体重相等的鸟类领域面积越大，其营养级可能越高 D. 鸟类保护领域的鸣叫声、行为炫耀属于行为信息 3. ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种优良的天然食品防腐剂。ε-PL能抑制多种微生物的活性，且在人体内可被分解为赖氨酸。从土壤中分离出能分泌ε-PL的微生物的流程如图所示。ε-PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈。下列叙述正确的是（ ） A. 土样、培养基和接种工具等均需要严格灭菌处理，以防止杂菌污染 B. 步骤Ⅰ、Ⅲ的接种方法分别是涂布平板法、平板划线法 C. 步骤Ⅲ中应挑选菌落③接种到固体培养基表面培养，进一步筛选出目的菌株 D. 若要从丁培养基中收集ε-PL，则采用过滤、沉淀等方法将菌体分离提纯干燥 4. 某种物质A（一种含有C、H、N的有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解A。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后，取0.1 mL涂布到平板上，初步估测摇瓶M中1 mL菌液中细菌数为2.4×108个。相关叙述正确的是（　　） A. 多次筛选的过程是诱导细菌发生基因突变，产生高效降解A的菌株 B. ③接种方法为稀释涂布平板法，涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上 C. 乙中需要加琼脂和物质A等，实验需设平行重复实验，无需另外设置空白对照 D. 若乙平板上菌落数平均为240个，则接种的菌液的稀释倍数为105 5. 利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（ ） A. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B. 植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C. 次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D. 该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量 6. 有科学家认为，线粒体起源于在厌氧真核细胞中生活的需氧细菌。为验证上述假说，研究人员将维生素B1营养缺陷且能分泌ATP的大肠杆菌菌株B导入去除线粒体的酵母细胞中，筛选获得融合菌株，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） 注：大肠杆菌细胞壁为双层结构，内层为坚固的肽聚糖，外层为脂质双分子层膜结构 A. 融合后大肠杆菌可从酵母菌获得维生素B1维持生存，二者为寄生关系 B. 裂解酵母细胞壁的酶是肽聚糖酶，可用PEG融合法诱导酵母细胞和菌株B融合 C. 融合后大肠杆菌形态正常且保持活性，推测发生融合的是其内层坚固的肽聚糖结构 D. 在筛选融合菌株时，选择培养基应以丙酮酸为唯一碳源，而不是葡萄糖 7. 下面有关DNA相关实验的描述正确的有（　　） ①新鲜的洋葱、香蕉、菠菜、鸡血、猪肝都是提取DNA的理想实验材料 ②DNA粗提取实验中洋葱研磨液可直接放入塑料离心管进行离心以便加速DNA沉淀 ③在DNA粗提取实验中，向白色丝状物中直接加入二苯胺试剂进行DNA的鉴定 ④PCR实验中，微量离心管、枪头和移液器等在使用前均须消毒处理 ⑤DNA电泳鉴定实验中，具有相同碱基数量的环状DNA和链状DNA迁移速率不同 ⑥DNA电泳鉴定实验中，凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 ⑦DNA电泳鉴定实验中，DNA的迁移速率与其分子量（大小）成正比 A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项 8. 香豆素是一类结构多样的天然产物，广泛应用于制药、化妆品等工业。在香豆素的合成途径中存在一种限速酶，是其合成速率较低的原因，科研人员对该酶进行改造，香豆素的合成速率提高了5至22倍。在生产中需动态调控，及时排出产物香豆素。下列叙述错误的是（　　） A. 上述改造限速酶的过程利用了蛋白质工程 B. 可直接对限速酶的空间结构或氨基酸顺序进行改造 C. 该技术的实质是基因突变，即对限速酶的基因序列定向改造 D. 限速酶活性提高可能导致代谢中间产物积累，导致代谢紊乱 9. 下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是（　　） A. 生物武器种类包括致病菌、干扰素、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌 B. 我国允许生殖性克隆动物，但禁止生殖性克隆人 C. 基因编辑技术可用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑婴儿 D. 转基因抗虫棉能减少农药的使用，但也可能对生态环境造成潜在影响 10. 为提高番茄的储藏时间，研究人员将乙烯受体基因（Ers1）重新导回番茄细胞，使其原有Ers1基因的翻译受抑制，具体过程如图。已知限制酶EcoRⅠ、XhoⅠ和BamHⅠ切割后露出的黏性末端碱基序列不同，下列说法错误的是（　　） 注：LB、RB分别为T-DNA的左边界、右边界；KanR为卡那霉素抗性基因 A. Ers1基因A、B两端需分别添加XhoⅠ和EcoRⅠ的识别序列 B. 载体构建完成后将其导入农杆菌细胞，可利用卡那霉素进行筛选 C. 将番茄叶圆片与农杆菌共培养，质粒会进入到叶肉细胞并稳定存在 D. 利用乙烯受体蛋白抗体鉴定转基因番茄时，可能无法获得清晰条带 11. 科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌（工程菌），可作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如下图所示，天然大肠杆菌不含有图中所示基因。已知GFP蛋白可在一定条件下发出绿色荧光。下列有关说法正确的是（ ） A. 当环境中存在四环素时，TetR蛋白的抑制作用被解除，GFP蛋白表达 B. 培育“报警器”需要导入天然大肠杆菌的目的基因只有GFP基因 C. 转基因工程菌中的GFP基因表达产物还需要内质网等细胞器的加工 D. 当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白会明显增多 12. 在某植物中发现一种隐性（aa）突变体，根据野生型（AA）的DNA序列设计如下图所示引物，从植株提取DNA进行PCR，结果如下表。下列分析错误的是（　　） 引物 ①④ ②④ ②③ 个体 野生型 突变体 野生型 突变体 野生型 突变体 PCR条带 A. 四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对 B. 突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒 C. 若选用引物①③进行PCR，仅野生型出现扩增条带 D. 若选用引物①②进行PCR，都不能出现扩增条带 13. 湿地生态系统具有多种功能，在保护生态环境、调节碳循环等方面，具有不可替代的重要作用。富含氮、磷的生活污水大量排入湿地而造成污染，导致水面漂浮着一层“绿膜”，“绿膜”形成后，水下植物不能进行光合作用，而水生生物的呼吸作用仍在进行，导致水中的氧气含量逐渐减少，进而导致鱼类大量死亡。科研人员通过建立污水处理系统（含多种微生物）、引种植物、“养鱼抑藻”等措施，将污染严重的某湿地建设成城市湿地景观公园。下图1表示湿地对城市污水的净化；图2表示该湿地生态系统的局部能量流动过程，其中D表示同化量，图中字母代表相应能量。回答下列问题： （1）湿地生态系统的结构包括________；碳元素在图1的甲、乙、丙之间以________的形式进行传递。 （2）图1中输入人工湿地生态系统的能量是________；分析图2可知，第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为________（用图中字母表示）。 （3）湿地生态系统具有多种功能，在保护生态环境、调节碳循环等方面，具有不可替代的重要作用，体现了生态系统的___________价值。 （4）水面漂浮着的“绿膜”，是绿藻还是蓝藻？对此，可以通过显微镜观察_____________________（最本质的区别）来鉴定。富含氮、磷的污水排入导致湿地中藻类的环境容纳量__________（增加/不变/减少）。 （5）治理前后需要对该湖泊群落的_______和组成“绿膜”各种群的_______进行调查，以便对治理的效果进行评估。 （6）下图甲表示鲢鱼种群出生率和死亡率的关系（①表示出生率，②表示死亡率），甲图所示种群数量增长的增长模型属于_______形。 （7）下图是湿地堤岸修复常见的两种模式，根据湿地堤岸生态特点和其生态功能，应选择模式________，理由是_____________________________________________________。 14. 我国古代劳动人民用不同原料酿酒的历史已有五千多年，并总结了制作果酒、果醋、泡菜等发酵食品的丰富经验和方法。 （1）《周礼·天官》中记载“大羹不致五味，铡羹加盐菜”，所谓“盐菜”便是泡菜的雏形。几千年文明传承中，泡菜已深刻融入了我国饮食文化。某种泡菜的制作流程如下所示。 1 2 3 4 将洗净晾干后的新鲜蔬菜切块，混合均匀后装入泡菜坛内，装至半坛 放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满 加入煮沸冷却后5%～20%盐水，没过全部材料 密封泡菜坛，置于适宜温度下发酵 回答下列问题。 ①在泡菜制作过程中如果加入少量白糖，可缩短发酵周期，其原因可能是白糖为乳酸菌提供了_______，有利于其繁殖和发酵。 ②古代因缺乏冷藏技术，人们在制作泡菜的过程中往往会加入大量的食盐，其主要目的是________。 ③某同学同一批次制作的多坛泡菜中，有一坛发生了变质。检查发现该坛泡菜位置每天10：00～16：00会被阳光照射，推测发生变质的原因可能是_______。 （2）下图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。结合图示和相关知识回答下列问题： ①在第④发酵阶段，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，因为绝大多数微生物都无法适应________（答出两点）的环境而受到抑制；第⑤发酵阶段生产蓝莓醋的原理是_______（用反应式表达）；此发酵阶段的适宜温度为________℃。 ②为测定果园土壤中酵母菌的数量，将土壤溶液分别稀释102、103、104倍，并依次分别吸取0.1mL进行平板涂布操作。在适宜条件下培养，当菌落数目稳定时，对每组的三个平板进行菌落计数（如表）。则每mL土壤溶液中的酵母菌数量约为________个。为使实验所得数据更加可靠，在各稀释度下，还应增加的一组对照组是________。 序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 稀释度104倍 5 8 3 稀释度103倍 178 191 156 稀释度102倍 418 511 389 15. 甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题： （1）根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备再生能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的_______为外植体。 （2）在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的_______（细胞结构）失活。对处理后的原生质体在显微镜下用_______计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是_______。 （3）将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是______。 A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂 （4）愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽；胚状体能长出根和芽，直接发育形成再生植株。用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路： Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的______。 Ⅱ．将DNA提取物加入PCR反应体系，_______为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。 Ⅲ．得到的2个PCR扩增产物经_______后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的______个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。 16. 乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄细胞内合成乙烯的两个关键酶。利用反义DNA技术（原理如图1），可以抑制这两个基因的表达，从而使番茄具有耐储存、宜运输的优点。图2为融合ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因的反义基因表达载体的结构示意图。 （1）从番茄细胞中提取RNA，利用RT-PCR技术（将RNA分子逆转录为cDNA后，在体外进行DNA扩增的技术）获取ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因，即利用RNA和PCR获取目的基因。该技术获取目的基因所需要的酶主要有逆转录酶、_____。 （2）合成出的ACC氧化酶基因两端分别含限制酶BamH Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点，ACC合成酶基因两端含Sac Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点，用限制酶_____对上述两个基因进行切割后，再将它们拼接成融合基因，相应的Ti质粒和融合基因均使用限制酶_____进行切割，以确保融合基因能够插入载体中。 （3）为了实现图1中反义基因的效果，应将融合基因反向插入启动子2A11的下游即可构成反义融合基因，原因是只有反向插入_____。 （4）将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，接种在含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有反义融合基因的农杆菌，再利用农杆菌转化法获得转基因番茄。2A11启动子和反义融合基因都应该位于T-DNA片段内，原因是_____。 （5）研究人员尝试从个体水平鉴定转基因是否成功，请设计实验方案并预测实验结果：_____。 17. 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）如图1所示，a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5'端分别引入 _______ 和 _______ 限制酶识别序列。PCR扩增基因 N，特异性酶切后，利用 _______ 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。 （2）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 ______。 （3）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'- …GCC/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' （4）进一步检测转基因酵母菌发酵得到的 _______ 含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二下学期 第二次阶段学情调查 生物学科试卷 一、单选题(每小题4分，共48分) 1. 关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网：I拓扑网络，即只包含物种捕食关系的网络；Ⅱ能流网络，即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小（代表物种，实线箭头的粗细与能量多少正相关；①~⑤代表能量值）。如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 图1拓扑网络中包含了三条食物链 B. 图2基于A取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律 C. 图2和图3能流网络体现了物质作为能量的载体这一基本原理 D. 图3中第二到第三营养级的能量传递效率为（②+④）/（①+③）×100% 【答案】B 【解析】 【分析】1、生态系统的结构包括两部分；（1）生态系统的成分有：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成；（2）生态系统的营养结构：食物链和食物网。 2、能量流动的特点是：单向流动，逐级递减。能量流动的途径是食物链和食物网。一个营养级中的能量只有10%～20%的能量，被下一个营养级所利用。 【详解】A、拓扑网络中存在B→A、C→A、D→C→A三条食物链，A正确； B、能量流动的特点是单向流动、逐级递减，基于A取食偏好的能流网络也遵循这一规律，B错误； C、能流网络中能量沿着食物链传递，而物质是能量的载体，能量流动伴随着物质循环，C正确； D、图3中第二营养级为A、C，第三营养级为A、B，第二到第三营养级的能量传递效率为（②+④）/（①+③）×100%，D正确。 故选B。 2. 领域是指由个体、家庭等单位所占据的，并积极保卫以阻止同种其他成员侵入的空间，该区域内含有占有者及其族群所需的各种资源。鸟类主要依靠鸣叫、行为炫耀等保卫自己的领域。如图表示某生态系统中鸟类领域面积与体重、食性的关系。下列说法正确的是（　　） A. 领域可使鸟类避免与其他物种发生种间竞争 B. 领域中的空间与资源属于非密度制约因素 C. 体重相等的鸟类领域面积越大，其营养级可能越高 D. 鸟类保护领域的鸣叫声、行为炫耀属于行为信息 【答案】C 【解析】 【详解】A、领域行为主要是同种生物之间为了争夺资源而划分空间范围的行为，它并不能使鸟类避免与其他物种发生种间竞争。种间竞争是不同物种之间为了相同的资源而进行的竞争，A错误； B、密度制约因素是指其作用强度随种群密度变化的因素，领域中的空间与资源，其对鸟类的影响会随鸟类种群密度改变，属于密度制约因素，B错误； C、据图可知，体重相等的鸟类，营养级越高其领域面积可能越大，如体重1000g的鸟类，草食性鸟类领域面积大约8hm2，而主要食脊椎动物鸟类领域面积都大于100hm2，C正确； D、鸟类保护领域的鸣叫声属于物理信息，行为炫耀属于行为信息，D错误。 3. ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种优良的天然食品防腐剂。ε-PL能抑制多种微生物的活性，且在人体内可被分解为赖氨酸。从土壤中分离出能分泌ε-PL的微生物的流程如图所示。ε-PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈。下列叙述正确的是（ ） A. 土样、培养基和接种工具等均需要严格灭菌处理，以防止杂菌污染 B. 步骤Ⅰ、Ⅲ的接种方法分别是涂布平板法、平板划线法 C. 步骤Ⅲ中应挑选菌落③接种到固体培养基表面培养，进一步筛选出目的菌株 D. 若要从丁培养基中收集ε-PL，则采用过滤、沉淀等方法将菌体分离提纯干燥 【答案】B 【解析】 【详解】A、土样中含有目的菌株，不能灭菌，否则会杀死目的菌株，A错误； B、步骤Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的接种方法分别是涂布平板法（先稀释后涂布）、平板划线法（用接种环接种），B正确； C、ε-PL可使亚甲基蓝褪色，故能分泌ε-PL的微生物周围会形成透明圈，透明圈直径越大，分泌ε-PL的量越多，故步骤Ⅲ应挑选菌落①接种到固体培养基表面培养，进一步筛选出目的菌株，C错误； D、产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，ε-PL是目的菌分泌到胞外的代谢产物，丁培养基是液体发酵培养基，要收集ε-PL，不需要对菌体提纯干燥，D错误。 4. 某种物质A（一种含有C、H、N的有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解A。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解A的细菌菌株。图中③将M中的菌液稀释一定倍数后，取0.1 mL涂布到平板上，初步估测摇瓶M中1 mL菌液中细菌数为2.4×108个。相关叙述正确的是（　　） A. 多次筛选的过程是诱导细菌发生基因突变，产生高效降解A的菌株 B. ③接种方法为稀释涂布平板法，涂布时用涂布器蘸取菌液均匀涂布于平板上 C. 乙中需要加琼脂和物质A等，实验需设平行重复实验，无需另外设置空白对照 D. 若乙平板上菌落数平均为240个，则接种的菌液的稀释倍数为105 【答案】D 【解析】 【详解】A、基因突变具有不定向性，多次筛选的作用是将环境中已存在的、能高效降解A的菌株选择出来，不能诱导细菌产生定向的降解A的突变，A错误； B、③为稀释涂布平板法，涂布时需先将定量菌液滴加到培养基表面，再将灼烧冷却后的涂布器放在培养基表面将菌液均匀涂开，并非用涂布器蘸取菌液涂布，B错误； C、乙是固体选择培养基，需要加琼脂作为凝固剂，加物质A作为唯一碳源（或氮源）进行选择；实验需要设置平行重复提高结果可靠性，同时还需要设置未接种的空白培养基作为对照，检验培养基是否被杂菌污染，C错误； D、微生物计数公式为1mL菌液菌落数=平板平均菌落数÷涂布体积（mL）×稀释倍数，代入数据得2.4×108=240÷0.1×稀释倍数，可计算出稀释倍数为105，D正确。 5. 利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（ ） A. 利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B. 植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C. 次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D. 该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量 【答案】A 【解析】 【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确； B、利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误； C、次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量，C错误； D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。 故选A。 6. 有科学家认为，线粒体起源于在厌氧真核细胞中生活的需氧细菌。为验证上述假说，研究人员将维生素B1营养缺陷且能分泌ATP的大肠杆菌菌株B导入去除线粒体的酵母细胞中，筛选获得融合菌株，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） 注：大肠杆菌细胞壁为双层结构，内层为坚固的肽聚糖，外层为脂质双分子层膜结构 A. 融合后大肠杆菌可从酵母菌获得维生素B1维持生存，二者为寄生关系 B. 裂解酵母细胞壁的酶是肽聚糖酶，可用PEG融合法诱导酵母细胞和菌株B融合 C. 融合后大肠杆菌形态正常且保持活性，推测发生融合的是其内层坚固的肽聚糖结构 D. 在筛选融合菌株时，选择培养基应以丙酮酸为唯一碳源，而不是葡萄糖 【答案】D 【解析】 【详解】A、本实验目的是验证线粒体起源的内共生假说，融合后酵母菌与大肠杆菌为共生关系(大肠杆菌提供ATP，酵母菌提供维生素B1等)，A错误； B、酵母细胞壁的主要成分是几丁质，肽聚糖酶用于裂解大肠杆菌细胞壁；诱导酵母细胞与大肠杆菌菌株B融合可采用PEG融合法，B错误； C、大肠杆菌内层为肽聚糖(坚固)，外层为脂质双分子层膜，融合后大肠杆菌形态正常且保持活性，推测发生融合的是外层脂质双分子层膜(肽聚糖层融合会破坏细胞结构)，C错误； D、大肠杆菌为原核生物，可利用葡萄糖和丙酮酸，酵母细胞可利用葡萄糖，若选择培养基以丙酮酸为唯一碳源，可筛选出融合菌株(仅融合菌株中的大肠杆菌能利用丙酮酸，酵母细胞需依赖大肠杆菌提供ATP)，D正确。 7. 下面有关DNA相关实验的描述正确的有（　　） ①新鲜的洋葱、香蕉、菠菜、鸡血、猪肝都是提取DNA的理想实验材料 ②DNA粗提取实验中洋葱研磨液可直接放入塑料离心管进行离心以便加速DNA沉淀 ③在DNA粗提取实验中，向白色丝状物中直接加入二苯胺试剂进行DNA的鉴定 ④PCR实验中，微量离心管、枪头和移液器等在使用前均须消毒处理 ⑤DNA电泳鉴定实验中，具有相同碱基数量的环状DNA和链状DNA迁移速率不同 ⑥DNA电泳鉴定实验中，凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 ⑦DNA电泳鉴定实验中，DNA的迁移速率与其分子量（大小）成正比 A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项 【答案】B 【解析】 【详解】① 新鲜洋葱、香蕉、幼嫩菠菜的组织细胞DNA含量较高，鸡血（鸟类红细胞有细胞核，DNA丰富）、猪肝（肝细胞含大量细胞核）也属于DNA含量高的材料，均适合作为提取DNA的实验材料，①正确； ② 洋葱研磨后可以直接将研磨液倒入塑料离心管中，在 1500r/min的转速下离心5min，再取上清液 放人烧杯中，②错误； ③ 二苯胺鉴定DNA需要将白色丝状物先溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后还需沸水浴加热才能出现显色反应，不能直接加试剂鉴定，③错误； ④ PCR实验中微量离心管、枪头需要高压蒸汽灭菌，移液器不需要消毒处理，仅需使用无菌枪头即可，④错误； ⑤ 碱基数量相同的DNA，迁移速率受构型影响：环状DNA迁移速率>链状DNA>开环环状DNA，因此二者迁移速率不同，⑤正确； ⑥ DNA电泳鉴定实验中，配制琼脂糖时加入的核酸染料能嵌入DNA的碱基对中，在紫外灯照射下可发出荧光，便于观察电泳的DNA条带，⑥错误； ⑦ DNA电泳时，DNA分子量越大，在凝胶中受到的阻力越大，迁移速率越慢，二者成反比，⑦错误。 综上正确的叙述有①⑤共2项，故选B。 8. 香豆素是一类结构多样的天然产物，广泛应用于制药、化妆品等工业。在香豆素的合成途径中存在一种限速酶，是其合成速率较低的原因，科研人员对该酶进行改造，香豆素的合成速率提高了5至22倍。在生产中需动态调控，及时排出产物香豆素。下列叙述错误的是（　　） A. 上述改造限速酶的过程利用了蛋白质工程 B. 可直接对限速酶的空间结构或氨基酸顺序进行改造 C. 该技术的实质是基因突变，即对限速酶的基因序列定向改造 D. 限速酶活性提高可能导致代谢中间产物积累，导致代谢紊乱 【答案】B 【解析】 【详解】A、改造限速酶以获得符合预期功能的蛋白质，属于蛋白质工程的应用范畴，A正确； B、蛋白质工程的操作对象是基因，无法直接对限速酶的空间结构或氨基酸序列进行改造，改造后的基因才可稳定遗传并表达出目标酶，B错误； C、该技术对控制限速酶合成的基因进行定向改造，本质是基因中碱基对的增添、缺失或替换，属于基因突变，C正确； D、限速酶活性大幅提高后，若后续代谢步骤的反应速率未同步提升，会导致代谢中间产物大量积累，引发代谢紊乱，D正确。 9. 下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是（　　） A. 生物武器种类包括致病菌、干扰素、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌 B. 我国允许生殖性克隆动物，但禁止生殖性克隆人 C. 基因编辑技术可用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑婴儿 D. 转基因抗虫棉能减少农药的使用，但也可能对生态环境造成潜在影响 【答案】A 【解析】 【详解】A、生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，干扰素是免疫活性物质，可用于疾病治疗，不属于生物武器，A错误； B、我国明确禁止生殖性克隆人，但不反对克隆技术的合法研究应用，允许生殖性克隆动物的相关研究，B正确； C、基因编辑技术可用于疾病预防等医疗领域的研究，但编辑婴儿违反伦理道德和相关法规，我国明确禁止该类操作，C正确； D、转基因抗虫棉能抗虫害，因此可减少农药的使用，但抗虫基因可能通过花粉扩散造成基因污染，或使害虫定向进化产生抗性，对生态环境存在潜在影响，D正确。 10. 为提高番茄的储藏时间，研究人员将乙烯受体基因（Ers1）重新导回番茄细胞，使其原有Ers1基因的翻译受抑制，具体过程如图。已知限制酶EcoRⅠ、XhoⅠ和BamHⅠ切割后露出的黏性末端碱基序列不同，下列说法错误的是（　　） 注：LB、RB分别为T-DNA的左边界、右边界；KanR为卡那霉素抗性基因 A. Ers1基因A、B两端需分别添加XhoⅠ和EcoRⅠ的识别序列 B. 载体构建完成后将其导入农杆菌细胞，可利用卡那霉素进行筛选 C. 将番茄叶圆片与农杆菌共培养，质粒会进入到叶肉细胞并稳定存在 D. 利用乙烯受体蛋白抗体鉴定转基因番茄时，可能无法获得清晰条带 【答案】C 【解析】 【详解】A、该技术是通过反义RNA抑制原有基因的翻译，需要将Ers1基因反向插入到质粒的启动子和终止子之间。质粒中启动子下游依次是EcoRⅠ、XhoⅠ位点，要实现反向插入，需要Ers1基因A端加XhoⅠ识别序列、B端加EcoRⅠ识别序列，A正确； B、该质粒上卡那霉素抗性基因（KanR）是标记基因，导入重组质粒的农杆菌可在含卡那霉素的培养基中存活，因此可以用卡那霉素筛选，B正确； C、农杆菌转化法中，仅Ti质粒上的T-DNA（携带目的基因）会从农杆菌的质粒上切割下来，进入番茄细胞并整合到植物细胞染色体DNA上，整个质粒不会进入叶肉细胞稳定存在，C错误； D、转基因番茄中原有Ers1基因的翻译被抑制，乙烯受体蛋白含量很低，进行抗原-抗体杂交时，会因为蛋白含量过低无法获得清晰条带，D正确。 11. 科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌（工程菌），可作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如下图所示，天然大肠杆菌不含有图中所示基因。已知GFP蛋白可在一定条件下发出绿色荧光。下列有关说法正确的是（ ） A. 当环境中存在四环素时，TetR蛋白的抑制作用被解除，GFP蛋白表达 B. 培育“报警器”需要导入天然大肠杆菌的目的基因只有GFP基因 C. 转基因工程菌中的GFP基因表达产物还需要内质网等细胞器的加工 D. 当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白会明显增多 【答案】A 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（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。 【详解】A、TetR蛋白可以抑制启动子2发挥作用，而四环素又可以抑制该过程，当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达，A正确； B、天然大肠杆菌不具备题图中所示基因，要检测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，根据题图分析可知，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因，B错误； C、转基因工程菌是大肠杆菌，为原核生物，无内质网，C错误； D、四环素抑制TetR蛋白发挥抑制作用，但并不影响TetR基因的表达，可见当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白的量是正常的，D错误。 故选A。 12. 在某植物中发现一种隐性（aa）突变体，根据野生型（AA）的DNA序列设计如下图所示引物，从植株提取DNA进行PCR，结果如下表。下列分析错误的是（　　） 引物 ①④ ②④ ②③ 个体 野生型 突变体 野生型 突变体 野生型 突变体 PCR条带 A. 四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对 B. 突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒 C. 若选用引物①③进行PCR，仅野生型出现扩增条带 D. 若选用引物①②进行PCR，都不能出现扩增条带 【答案】D 【解析】 【详解】A、PCR的原理是DNA半保留复制。选用引物①④或②③进行PCR，野生型和突变体均出现相同的扩增条带，说明四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对，A正确； BC、选用引物②③进行PCR，野生型和突变体均出现相同的扩增条带，但选用引物②④进行PCR，仅野生型出现扩增条带，且该条带位置与选用引物②③进行PCR得到的条带位置不同，说明突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒，进而推知：若选用引物①③进行PCR，仅野生型出现扩增条带，BC正确； D、由图知，引物①②为同向，野生型扩增不出条带；突变型②③间片段颠倒，导致②与①异向，可扩增出条带，D错误。 13. 湿地生态系统具有多种功能，在保护生态环境、调节碳循环等方面，具有不可替代的重要作用。富含氮、磷的生活污水大量排入湿地而造成污染，导致水面漂浮着一层“绿膜”，“绿膜”形成后，水下植物不能进行光合作用，而水生生物的呼吸作用仍在进行，导致水中的氧气含量逐渐减少，进而导致鱼类大量死亡。科研人员通过建立污水处理系统（含多种微生物）、引种植物、“养鱼抑藻”等措施，将污染严重的某湿地建设成城市湿地景观公园。下图1表示湿地对城市污水的净化；图2表示该湿地生态系统的局部能量流动过程，其中D表示同化量，图中字母代表相应能量。回答下列问题： （1）湿地生态系统的结构包括________；碳元素在图1的甲、乙、丙之间以________的形式进行传递。 （2）图1中输入人工湿地生态系统的能量是________；分析图2可知，第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为________（用图中字母表示）。 （3）湿地生态系统具有多种功能，在保护生态环境、调节碳循环等方面，具有不可替代的重要作用，体现了生态系统的___________价值。 （4）水面漂浮着的“绿膜”，是绿藻还是蓝藻？对此，可以通过显微镜观察_____________________（最本质的区别）来鉴定。富含氮、磷的污水排入导致湿地中藻类的环境容纳量__________（增加/不变/减少）。 （5）治理前后需要对该湖泊群落的_______和组成“绿膜”各种群的_______进行调查，以便对治理的效果进行评估。 （6）下图甲表示鲢鱼种群出生率和死亡率的关系（①表示出生率，②表示死亡率），甲图所示种群数量增长的增长模型属于_______形。 （7）下图是湿地堤岸修复常见的两种模式，根据湿地堤岸生态特点和其生态功能，应选择模式________，理由是_____________________________________________________。 【答案】（1） ①. 生态系统的成分和营养结构（食物链和食物网） ②. 含碳有机物 （2） ①. 生产者固定的太阳能和污水中有机物所含的化学能 ②. D/A×100% （3）间接 （4） ①. 是否有细胞核 ②. 增加 （5） ①. 丰富度（物种组成） ②. 密度（种群数量） （6）J （7） ①. A ②. 模式A具有植被覆盖和自然坡度，利于生物多样性维持、水土保持、污染物吸附与降解，更符合湿地生态功能需求   【解析】 【小问1详解】 湿地生态系统的结构包括生态系统的组成成分（生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量）和营养结构（食物链和食物网）；由图1可知，可推知乙为生产者，甲为分解者，丙为消费者，碳元素在生物群落内部（甲、乙、丙之间）以有机物​形式传递。 【小问2详解】 输入人工湿地生态系统的能量包括两部分： 生产者（乙）通过光合作用固定的太阳能和城市污水中有机物所含的化学能；能量传递效率 = （下一营养级同化量 / 上一营养级同化量）× 100%，第一营养级同化量为 A，第二营养级同化量为 D，所以传递效率 = D / A × 100%。 【小问3详解】 生态系统的间接价值也叫生态功能，指对生态系统起到重要调节作用的价值，如涵养水源、调节气候、固碳、净化环境、调蓄洪水等。湿地调节碳循环、保护生态环境属于生态调节功能，因此是间接价值。 【小问4详解】 绿藻属于真核生物，蓝细菌属于原核生物，原核细胞与真核细胞最主要的区别是原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，所以可通过显微镜观察是否有以核膜为界限的细胞核或复杂细胞器来区分是绿藻还是蓝细菌。氮、磷可以促进藻类的生长，因此富含氮、磷的污水排入导致该湖泊中藻类的环境容纳量增加。 【小问5详解】 治理前需要调查湖泊群落的丰富度（物种组成）和各种群的密度（种群数量），以便对治理的效果进行评估。 【小问6详解】 增长率等于出生率减死亡率，种群数量增长的增长模型包括“J”形增长曲线和“S”形增长曲线，“J”形增长曲线的增长率不变，“S”形增长曲线的增长率越来越小。图甲中，①表示出生率，②表示死亡率，增长率大于0且不变，这种种群数量增长的增长模型属于J形。 【小问7详解】 由图可知，模式A为自然缓坡，有植被、层次丰富，模式B为硬质堤岸，人工砌筑，植被少，模式A利于生物多样性维持、水土保持、污染物吸附与降解，更符合湿地生态功能需求，因此，湿地堤岸修复应选择模式A。 14. 我国古代劳动人民用不同原料酿酒的历史已有五千多年，并总结了制作果酒、果醋、泡菜等发酵食品的丰富经验和方法。 （1）《周礼·天官》中记载“大羹不致五味，铡羹加盐菜”，所谓“盐菜”便是泡菜的雏形。几千年文明传承中，泡菜已深刻融入了我国饮食文化。某种泡菜的制作流程如下所示。 1 2 3 4 将洗净晾干后的新鲜蔬菜切块，混合均匀后装入泡菜坛内，装至半坛 放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满 加入煮沸冷却后5%～20%盐水，没过全部材料 密封泡菜坛，置于适宜温度下发酵 回答下列问题。 ①在泡菜制作过程中如果加入少量白糖，可缩短发酵周期，其原因可能是白糖为乳酸菌提供了_______，有利于其繁殖和发酵。 ②古代因缺乏冷藏技术，人们在制作泡菜的过程中往往会加入大量的食盐，其主要目的是________。 ③某同学同一批次制作的多坛泡菜中，有一坛发生了变质。检查发现该坛泡菜位置每天10：00～16：00会被阳光照射，推测发生变质的原因可能是_______。 （2）下图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。结合图示和相关知识回答下列问题： ①在第④发酵阶段，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，因为绝大多数微生物都无法适应________（答出两点）的环境而受到抑制；第⑤发酵阶段生产蓝莓醋的原理是_______（用反应式表达）；此发酵阶段的适宜温度为________℃。 ②为测定果园土壤中酵母菌的数量，将土壤溶液分别稀释102、103、104倍，并依次分别吸取0.1mL进行平板涂布操作。在适宜条件下培养，当菌落数目稳定时，对每组的三个平板进行菌落计数（如表）。则每mL土壤溶液中的酵母菌数量约为________个。为使实验所得数据更加可靠，在各稀释度下，还应增加的一组对照组是________。 序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 稀释度104倍 5 8 3 稀释度103倍 178 191 156 稀释度102倍 418 511 389 【答案】（1） ①. 碳源 ②. 抑制微生物的生长，防腐保鲜（或答抑制杂菌的繁殖，防止蔬菜腐烂变质） ③. 阳光照射使得泡菜坛内温度上升，有利于杂菌大量繁殖，导致泡菜变质 （2） ①. 缺氧、酒精 ②. C2H5OH+O2 CH3COOH（乙酸）+H2O+能量 ③. 30~35℃ ④. 1.75×106 ⑤. 未接种的空白培养基（接种等量无菌水的培养基） 【解析】 【小问1详解】 ①在泡菜制作过程中如果加入少量白糖，可缩短发酵周期，其原因可能是白糖为乳酸菌提供了碳源，因而有利于其繁殖和发酵，因而发酵周期缩短。 ②古代因缺乏冷藏技术，人们在制作泡菜的过程中往往会加入大量的食盐，其主要目的是抑制微生物的生长，防腐保鲜，此外还可调味。 ③某同学同一批次制作的多坛泡菜中，有一坛发生了变质。检查发现该坛泡菜位置每天10：00～16：00会被阳光照射，推测发生变质的原因可能是阳光照射使得泡菜坛内温度上升，有利于杂菌大量繁殖，导致泡菜变质，因为高温环境不利于乳酸菌的生长。 【小问2详解】 ①在第④发酵阶段，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，因为绝大多数微生物都无法适应酸性、无氧的环境而受到抑制，而酵母菌在该环境中可以进行无氧呼吸；第⑤发酵阶段生产蓝莓醋的原理是醋酸菌有氧条件下能将酒精氧化成醋酸，相关的反应式可表示如下：C2H5OH+O2 CH3COOH（乙酸）+H2O+能量；此发酵阶段的适宜温度为30~35℃，该温度是醋酸菌适宜生长的温度。 ②为测定果园土壤中酵母菌的数量，将土壤溶液分别稀释102、103、104倍，并依次分别吸取0.1mL进行平板涂布操作。在适宜条件下培养，当菌落数目稳定时，对每组的三个平板进行菌落计数（如表）。通常需要计数平板上菌落数在30~300范围内的平板，则可使用稀释度103倍的数据进行计算，则每mL土壤溶液中的酵母菌数量约为（178+191+156）÷3÷0.1×103=1.75×106个。为使实验所得数据更加可靠，在各稀释度下，还应增加的一组对照组，该组的处理是未接种的空白培养基（或接种等量无菌水的培养基），培养时段内在该培养基上没有菌落出现，则获取的数据更可靠，因为对照组说明培养基制备合格。 15. 甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题： （1）根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备再生能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的_______为外植体。 （2）在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的_______（细胞结构）失活。对处理后的原生质体在显微镜下用_______计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是_______。 （3）将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是______。 A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂 （4）愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽；胚状体能长出根和芽，直接发育形成再生植株。用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路： Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的______。 Ⅱ．将DNA提取物加入PCR反应体系，_______为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。 Ⅲ．得到的2个PCR扩增产物经_______后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的______个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。 【答案】（1）叶 （2） ①. 细胞质、细胞核 ②. 血细胞计数板 ③. 降低PEG浓度，使其失去融合作用 （3） ①. 同一个杂种融合原生质体 ②. ABD （4） ①. 模板 ②. M1、M2 ③. 凝胶电泳 ④. 1 【解析】 【小问1详解】 为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，由于根和叶颜色不同，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的叶为外植体。 【小问2详解】 在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应，在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活，融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是降低PEG浓度，使其失去融合作用。 【小问3详解】 将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。 A、未融合的甲、乙原生质体因为细胞质或细胞核的失活，无法正常生长、分裂，A符合题意； B、同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂，B符合题意； C、培养基不含抑制物质，C不符合题意； D、只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核，可以生长、分裂，D符合题意。 【小问4详解】 Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的模板。 Ⅱ．将DNA提取物加入PCR反应体系，M1、M2为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。 Ⅲ．得到的2个PCR扩增产物经凝胶电泳后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的1个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。 16. 乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄细胞内合成乙烯的两个关键酶。利用反义DNA技术（原理如图1），可以抑制这两个基因的表达，从而使番茄具有耐储存、宜运输的优点。图2为融合ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因的反义基因表达载体的结构示意图。 （1）从番茄细胞中提取RNA，利用RT-PCR技术（将RNA分子逆转录为cDNA后，在体外进行DNA扩增的技术）获取ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因，即利用RNA和PCR获取目的基因。该技术获取目的基因所需要的酶主要有逆转录酶、_____。 （2）合成出的ACC氧化酶基因两端分别含限制酶BamH Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点，ACC合成酶基因两端含Sac Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点，用限制酶_____对上述两个基因进行切割后，再将它们拼接成融合基因，相应的Ti质粒和融合基因均使用限制酶_____进行切割，以确保融合基因能够插入载体中。 （3）为了实现图1中反义基因的效果，应将融合基因反向插入启动子2A11的下游即可构成反义融合基因，原因是只有反向插入_____。 （4）将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，接种在含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有反义融合基因的农杆菌，再利用农杆菌转化法获得转基因番茄。2A11启动子和反义融合基因都应该位于T-DNA片段内，原因是_____。 （5）研究人员尝试从个体水平鉴定转基因是否成功，请设计实验方案并预测实验结果：_____。 【答案】（1）耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶） （2） ①. Xba Ⅰ ②. BamH Ⅰ和Sac Ⅰ （3）转录出的mRNA才能和目的基因转录出的mRNA形成互补双链RNA，使目的基因不能表达出两种酶（从而抑制乙烯的合成） （4）T-DNA可整合到植物细胞的染色体DNA上 （5）取转基因番茄和非转基因番茄，检测其乙烯含量（或同等条件下成熟程度），若转基因番茄乙烯含量低（或成熟程度低），说明转基因成功 【解析】 【小问1详解】 RT-PCR技术中，先以RNA为模板经逆转录酶催化合成cDNA，再通过PCR扩增目的基因，PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）。 【小问2详解】 ACC氧化酶基因两端含BamH Ⅰ和Xba Ⅰ酶切位点，ACC合成酶基因两端含SacⅠ和XbaⅠ酶切位点。要切割两个基因且不破坏自身结构，需用限制酶Xba Ⅰ。拼接成融合基因后，要将其插入Ti质粒，需保证质粒和融合基因的酶切位点匹配：融合基因两端的酶切位点为BamH Ⅰ和Sac Ⅰ，因此Ti质粒和融合基因均用限制酶BamH Ⅰ和Sac Ⅰ切割，产生相同的黏性末端，确保融合基因插入载体。 【小问3详解】 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录出mRNA。只有反向插入时，才能转录出与靶mRNA互补的反义RNA，进而与靶mRNA结合，抑制翻译；若正向插入，转录的是与靶mRNA相同的序列，无法发挥抑制作用。因此，原因是只有反向插入转录出的mRNA才能和目的基因转录出的mRNA形成互补双链RNA，使目的基因不能表达出两种酶（从而抑制乙烯的合成）。 【小问4详解】 农杆菌转化法的原理是：Ti质粒上的T-DNA能转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上。因此，2A11启动子和反义融合基因都应该位于T-DNA片段内，原因是T-DNA可整合到植物细胞的染色体DNA上。 【小问5详解】 为了在个体水平上进行鉴定，我们需要比较转基因番茄和普通（非转基因）番茄的表现。具体的实验方案应该是设置对照实验，即取转基因番茄和非转基因番茄（作为对照组），在相同的条件下培养或放置。预期结果是转基因番茄的乙烯含量低于非转基因番茄，或者在同等条件下转基因番茄的成熟程度低于非转基因番茄。综上所述，实验方案：取转基因番茄和非转基因番茄，在相同且适宜的条件下培养，检测其乙烯含量（或观察同等条件下的成熟程度）。预测实验结果：若转基因番茄乙烯含量低（或同等条件下成熟程度低），说明转基因成功。 17. 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）如图1所示，a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5'端分别引入 _______ 和 _______ 限制酶识别序列。PCR扩增基因 N，特异性酶切后，利用 _______ 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。 （2）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 ______。 （3）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'- …GCC/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' （4）进一步检测转基因酵母菌发酵得到的 _______ 含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 【答案】（1） ①. XhoⅠ ②. XbaⅠ ③. DNA连接酶 （2） ①. 外源DNA ②. 1 ③. 目的基因N大小为2.3kb （3）GCC （4）香树脂醇 【解析】 【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的，实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 【小问1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Xba1、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。 【小问2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3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4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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $