精品解析：辽宁省实验中学2025-2026学年度下学期期中考试 高二 生物学试卷

辽宁省实验中学2025-2026学年度下学期期中考试 高二生物学试卷 考试时间：75分钟，试卷满分：100分 一、选择题（本题共15小题，每小题2分，共30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. 下列有关传统发酵叙述正确的是（ ） A. 制作果酒时开始便持续向装置中通入适量氧气将导致酵母菌大量死亡，酒精减产 B. 果酒应密封保存，否则醋酸菌可利用酒精直接转化为乙酸影响口感 C. 与制作果酒相比，果醋的制作需在较低温度条件下进行 D. 豆腐中的蛋白质经毛霉等微生物的发酵分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美 2. 幽门螺杆菌（含有脲酶）感染是慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。下列有关叙述正确的是（ ） A. 鉴别幽门螺杆菌时应在培养基中加入酚红指示剂和缓冲液 B. 若空白对照组长出了菌落，则应将实验组的菌落数减去空白对照组的菌落数 C. 分离纯化幽门螺杆菌时可以使用以尿素为唯一氮源的培养基 D. 对幽门螺杆菌进行分离和计数可用平板划线法或稀释涂布平板法 3. 某种嗜盐细菌合成的聚羟基脂肪酸酯（PHA），可用于制造无污染的“绿色塑料”。下图是从咸水湖中寻找PHA的高产菌种的过程。下列叙述错误的是（ ） A. 配制步骤②③④的培养基时，需要相对高浓度的盐溶液 B. 最终获得的目标菌株，具有细菌数量与PHA含量的比值大的特征 C. 步骤③要使用固体培养基培养细菌，才能获得单菌落并纯化菌株 D. 若从土壤中寻找菌种，可能在②之前要对土壤浸出液进行梯度稀释 4. 下列关于植物细胞工程技术的叙述正确的是（ ） A. 利用花药离体培养获得单倍体植株的过程不涉及植物组织培养技术 B. 植物细胞工程技术可用于对进行无性繁殖的作物进行脱毒苗的培育 C. 在有光照的条件下进行植物组织培养，培养基中不需添加有机碳源 D. 细胞产物的工厂化生产，主要是通过提高单个细胞的次生代谢物的产量来实现的 5. 铁皮石斛是我国特有的名贵珍稀濒危中药材，生物碱是铁皮石斛的有效成分之一、研究人员应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱。在固体培养基上，PLBs质量、生物碱含量随培养时间的变化如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A. 培养过程中需把赤霉素/生长素的比值控制在适宜范围内 B. 图示结果表明生物碱的产量会随PLBs质量增加而不断增加 C. 常选用野生铁皮石斛的茎尖作为外植体是因为茎尖几乎不含病毒 D. 图示结果表明光照条件只影响PLBs质量而不影响生物碱产量 6. 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育了具有抗病性状的花椰菜新品种（过程如图1所示），并进一步通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列有关叙述错误的是（ ） A. 图1过程应保持在无菌、无毒和5%CO2环境条件下培养 B. 图2中属于杂种植株的是4和5，1可能是花椰菜 C. 图1培育杂种植株利用了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理 D. 将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株 7. 下列关于动物细胞培养及干细胞的应用的叙述，正确的是（ ） A. 人体内的干细胞有ES细胞、成体干细胞、iPS细胞三类 B. 动物细胞培养需要CO2，CO2的主要作用是刺激细胞呼吸 C. iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化，iPS细胞类似胚胎干细胞 D. 动物细胞培养时，可以用胃蛋白酶将组织分散成单个细胞 8. 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，其生理过程如图所示。以下叙述正确的是（ ） A. ADC依靠b最终作用于细胞核，a起靶向识别肿瘤细胞的作用 B. 小鼠的骨髓瘤细胞在培养过程中通常会出现接触抑制现象 C. 制备ADC中的单克隆抗体应用了体细胞核移植、动物细胞培养等技术 D. 过程②筛选的杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生所需的特异性抗体 9. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如下图所示，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是（ ） A. 组蛋白脱乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程 B. ③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合 C. ①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞 D. 用电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 10. 下列有关胚胎工程理论基础的叙述，正确的是（ ） A. 胚胎分割时通常分离内细胞团细胞做DNA分析，鉴定性别 B. 在透明带内的卵裂过程，细胞数目不断增多，但胚胎总体积基本不变 C. 囊胚期的细胞开始出现了分化，透明带发育成胎盘和胎膜 D. 孵化是指原肠胚细胞突破卵细胞的过程 11. 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，下列叙述正确的是（ ） A. 重构胚通常要发育到原肠胚阶段才进行胚胎移植 B. 卵细胞转化成phESC相当于植物组织培养中的脱分化过程 C. 不考虑致死情况，得到的孤雄小鼠性染色体组成为XX，XY D. 利用胚胎分割的方法对甲进行处理得到了多只孤雌小鼠遗传物质不同 12. Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因，筛选Bt基因后可以利用PCR技术对其进行大量扩增，下图为抗虫棉的培育过程，下列相关叙述错误的是（ ） A. PCR扩增Bt基因需要知道Bt基因的全部核苷酸序列 B. 以上导入目的基因的方法是农杆菌转化法，农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移 C. 如果把目的基因整合到线粒体DNA或叶绿体DNA上，可能导致后代目的基因丢失 D. 检测目的基因是否成功表达所用的分子水平上的方法之一为抗原—抗体杂交 13. THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因，研究者利用基因工程技术将THP9基因转到玉米细胞内，从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中THP9基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述错误的是（ ） EcoRI BamHI KpnI MfeI HindIII 5'-G↓AATTC-3' 3'-CTTAA↑G-5' 5'-G↓GATCC-3' 3'-CCTAG↑G-5' 5'-G↓GTACC-3' 3'-CCATG↑G-5' 5'-C↓AATTG-3' 3'-GTTAA↑C-5' 5'-A↓AGCTT-3' 3'-TTCGA↑A-5' A. THP9基因有2个游离的磷酸基团，而且游离的磷酸基团在5′端 B. 利用PCR技术获取THP9基因时应选择引物1和引物4 C. 构建基因表达载体时，用MfeI、HindIII切割质粒，用EcoRI、HindIII切割目的基因 D. PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶 14. 基因PCR定点突变是蛋白质工程的重要技术，该技术需要设计含有非特异性配对碱基的引物，再通过PCR将突变位点引入到产物中。重叠延伸PCR是发展最早的定点突变技术，其操作流程如下图所示。下列分析错误的是（ ） A. 蛋白质工程可以创造新的、自然界中不存在的蛋白质 B. 应将引物1、2与引物3、4置于两个独立的反应体系中 C. 步骤④使用DNA聚合酶可对杂交分子甲和乙进行延伸 D. 步骤⑤中如果完成6轮循环一共需要消耗63个引物1 15. 某兴趣小组为探究手机屏幕表面细菌的分布状况，采集手机屏幕上的细菌样本并制成菌液，随后进行了如下实验。在初步筛选后，将平板B上的菌落通过“影印”方法接种至含有链霉素的C培养基上培养，使C培养基上呈现出与平板B对应位置完全相同的菌落。随后用伊红-亚甲蓝染液对平板C进行染色，得到平板D的结果。再用同样的操作方法，影印至含有青霉素的F培养基上培养得到菌落。下列相关叙述错误的是（ ） A. 对菌液进行系列梯度稀释，菌落数为30-300时适合进行计数 B. 通过对平板B、C、D的比较，可以判定平板B中只有菌落3是大肠杆菌的菌落 C. 使用稀释涂布平板法计数的结果往往比直接对采集的细菌样本计数结果偏小 D. 根据实验现象推测，菌落2具有链霉素抗性，菌落4则具有两种抗生素的抗性 二、选择题（本小题共5个小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有一项或者多项是符合题目要求的，全部选对得3分，选对但选不全得1分，选错得0分） 16. 下列有关“DNA粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述正确的是（ ） A. 取洋葱研磨液离心后的上清液，加入等体积的95%的冷酒精可析出DNA B. 电泳时，DNA分子的迁移速率与琼脂糖凝胶浓度有关 C. 随着PCR的进行，DNA聚合酶和模板DNA的分子数量在逐渐减少 D. 在琼脂糖凝固前加入指示剂，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 17. 科研人员为统计牛瘤胃内的液体中纤维素分解菌的数量并挑选出能高效分解纤维素的目的菌，进行了如下实验。平板①、②、③上菌落数的最大值分别为60、63、66个，下列叙述正确的是（ ） A. 为了利于挑选出目的菌，培养箱内应氧气充足、温度适宜 B. 该牛瘤胃内的液体中纤维素分解菌的密度约为3.15×107个/mL C. 从菌落甲中更有可能得到高效分解纤维素的目的菌 D. 上述实验用到的各平板中，纤维素是唯一的碳源 18. 如图，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。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。下列关于筛选原理的叙述，正确的是（ ） A. 免疫的B淋巴细胞及其相互融合细胞因全合成途径被A阻断，在HAT培养基上不能增殖 B. 骨髓瘤细胞及其相互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 C. 杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径，能在HAT培养基上大量增殖 D. 从功能上划分，单克隆抗体制备过程使用的HAT培养基属于选择培养基 19. 下列有关哺乳动物受精作用的叙述错误的是（ ） A. 精子穿越透明带时，透明带迅速反应，阻止后来的精子进入透明带 B. 获能的精子与发育至MⅡ期的卵子相遇时，才可发生受精作用 C. 精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜迅速反应，拒绝其他精子再入卵 D. 在胚胎工程操作中，常以观察到两个第二极体或雌、雄原核作为受精的标志 20. 基因工程中，使用单个限制酶酶切构建的表达载体易出现连接方向错误和重复插入目的基因片段等现象，可通过酶切及筛选标记鉴定出符合预期的重组载体。研究小组选用的载体P和目的基因CDS片段特征如图，将CDS片段插入载体P的SacⅡ位点后对重组载体进行扩增、筛选和检测。下列叙述正确的是（ ） 注：LacZ基因表达产物为β-半乳糖苷酶，X-gal会被β-半乳糖苷酶分解，产生蓝色产物，X-gal没被分解时，菌落表现为白色 A. 含重组载体的宿主细胞在含X-gal的培养基上，菌落颜色为白色 B. 重组载体被PstI充分酶切后电泳可能会获得长度为9.4kbDNA片段 C. 用EcoRI与PstI充分酶切重组载体，可判断CDS片段的连接方向 D. 用EcoRI与SacII充分酶切重组载体，可得到2个长度的DNA片段 三、非选择题（本题共5个小题，共55分） 21. 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_________。 22. 琥珀酸是一种天然有机酸，广泛应用于制药、食品等行业。产琥珀酸放线杆菌（SW）生长的最适pH为7.0，能利用糖类发酵生产琥珀酸，但耐酸能力较弱。 （1）培养SW的培养基包含水、NaCl、K₂HPO4、葡萄糖、蛋白胨等成分，其中蛋白胨为SW提供_____等，培养基经_____灭菌。 （2）有些微生物进化出由GadC和GadB组成的Gad系统以抵抗酸胁迫。研究人员将编码Gad系统的基因导入SW中，拟获得耐酸性强的重组菌株GSW（如图1）。当外界环境pH降低时，启动Gad系统，运到细胞内的谷氨酸（Glu）转化为γ-氨基丁酸（GABA）运出细胞，此过程_____，导致运出细胞的H⁺也减少，从而缓解酸胁迫。 （3）研究人员对SW、GSW进行耐酸性实验测定。 ①首先将等量菌液分为两组，分别接种到含和不含_____且pH为4.6的液体培养基中扩大培养1.5h。 ②将上述菌液进行_____后，依次分别涂布于pH为7的固体培养基上，37℃培养24h，图2所示结果说明GSW菌株耐酸能力明显提高。此步骤配制的固体培养基pH为7而非4.6，目的是_____。 23. 龙牙蕉香味浓郁，但植株易感染枯萎病。某科研团队将贡蕉抗枯萎病的性状整合到龙牙蕉品种中，培育出抗病龙牙蕉新品种，部分技术流程如图所示。回答下列问题： （1）用酶解法制备原生质体时，需要先用较___________(填“高”或“低”)渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，然后用___________酶去除细胞壁，以获得原生质体。诱导原生质体融合常用的方法有___________(答出2点)。 （2）科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记龙牙蕉和贡蕉的原生质体膜上的蛋白质，在鉴定杂种原生质体时，根据细胞膜表面荧光的不同，可观察到___________种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到融合细胞的表面___________时，可判断该原生质体是由龙牙蕉细胞和贡蕉细胞融合而成的。 （3）与传统育种相比，植物体细胞杂交技术育种的优势主要___________。 24. 科研人员为获得可用于生产基因工程的疫苗，将病毒外壳蛋白基因导入猪体细胞中，然后通过核移植技术培育转基因猪，具体操作过程如图所示。回答下列问题： （1）在收集A细胞时需要用_____处理1号猪，在体外培养到_____时期。为了使胚胎能够成功移植到2号猪子宫内，需要对2号猪进行_____处理。 （2）过程②体现了细胞膜的_____性，该转基因猪的培育过程运用了动物细胞培养、_____和_____等技术。 （3）若想要对移植的胚胎进行分割，应选择_____期进行操作。 25. 辣椒遗传转化的成功率低，筛选难度大。研究人员以甜菜红素合成基因RUBY为核心构建了可视化载体pKSE-RUBY，使重组细胞在愈伤组织阶段即可表现出肉眼可见的红色，大幅提高了辣椒转化、筛选的效率。载体构建过程如下图所示： 根据图中信息回答以下问题： （1）扩增基因：基因扩增时需要引物，引物的作用是_____；扩增RUBY时，上游引物应选择引物_____（填序号）。 （2）处理载体：线性化的载体能提高同源重组的效率，图中以EcoRI切开质粒pKSE，再用DNA聚合酶将黏性末端补平，获得线性化载体。另外，用_____的方法也能获得线性化载体。 （3）同源重组：由于目的基因与线性化载体的同源区段可发生交换，因此在RUBY两侧需引入同源臂。 ①同源臂包含限制酶识别序列及15个碱基对组成的特异性序列，为保证EcoRI能在重组质粒上RUBY基因两侧进行切割，下游引物的5'端需添加_____个核苷酸，选出下游引物额外添加序列中3'端的10个碱基：5'_____3'。 A．GAATTCGTAA B．TTACGAATTC C．ACATGATTAC ②常规的基因表达载体构建过程会用到两种不同的限制酶，图中同源重组的过程中只用到EcoRI一种限制酶，但仍能高效地构建重组质粒，且目的基因能正确连接，原因是_____。 （4）鉴定质粒：已知pKSE的全长为16441bp，RUBY基因全长为3951bp，则重组质粒经EcoRI切割后，再将黏性末端补平，会得到长度为_____的含RUBY基因的片段。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省实验中学2025-2026学年度下学期期中考试 高二生物学试卷 考试时间：75分钟，试卷满分：100分 一、选择题（本题共15小题，每小题2分，共30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. 下列有关传统发酵叙述正确的是（ ） A. 制作果酒时开始便持续向装置中通入适量氧气将导致酵母菌大量死亡，酒精减产 B. 果酒应密封保存，否则醋酸菌可利用酒精直接转化为乙酸影响口感 C. 与制作果酒相比，果醋的制作需在较低温度条件下进行 D. 豆腐中的蛋白质经毛霉等微生物的发酵分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美 【答案】D 【解析】 【详解】A、酵母菌为兼性厌氧菌，制作果酒初期通入适量氧气可促进酵母菌有氧呼吸大量繁殖，不会导致酵母菌大量死亡，持续通氧仅会抑制酵母菌无氧呼吸产酒精，导致酒精减产，A错误； B、醋酸菌为好氧菌，密封环境下醋酸菌无法存活，且缺少糖源时，醋酸菌需先将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，并非直接将酒精转化为乙酸，B错误； C、果酒发酵适宜温度为18~30℃，果醋发酵适宜温度为30~35℃，果醋制作需要的温度比果酒更高，C错误； D、腐乳制作过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，使得腐乳味道鲜美，D正确。 2. 幽门螺杆菌（含有脲酶）感染是慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。下列有关叙述正确的是（ ） A. 鉴别幽门螺杆菌时应在培养基中加入酚红指示剂和缓冲液 B. 若空白对照组长出了菌落，则应将实验组的菌落数减去空白对照组的菌落数 C. 分离纯化幽门螺杆菌时可以使用以尿素为唯一氮源的培养基 D. 对幽门螺杆菌进行分离和计数可用平板划线法或稀释涂布平板法 【答案】C 【解析】 【详解】A、幽门螺杆菌的脲酶可分解尿素产生氨，使培养基pH升高，酚红在碱性条件下变红可用于鉴别幽门螺杆菌，加入缓冲液会维持培养基pH稳定，无法观察到颜色变化，A错误； B、空白对照组长出菌落说明培养基灭菌不彻底或操作过程被污染，本次实验结果无效，需重新开展实验，不能直接用实验组菌落数减去空白组菌落数，B错误； C、以尿素为唯一氮源的选择培养基中，只有能合成脲酶、可利用尿素作为氮源的幽门螺杆菌能生长，其他微生物因无法获得氮源不能存活，可用于分离纯化幽门螺杆菌，C正确； D、平板划线法仅能用于分离纯化微生物，无法对活菌进行计数，对幽门螺杆菌计数只能使用稀释涂布平板法，D错误。 3. 某种嗜盐细菌合成的聚羟基脂肪酸酯（PHA），可用于制造无污染的“绿色塑料”。下图是从咸水湖中寻找PHA的高产菌种的过程。下列叙述错误的是（ ） A. 配制步骤②③④的培养基时，需要相对高浓度的盐溶液 B. 最终获得的目标菌株，具有细菌数量与PHA含量的比值大的特征 C. 步骤③要使用固体培养基培养细菌，才能获得单菌落并纯化菌株 D. 若从土壤中寻找菌种，可能在②之前要对土壤浸出液进行梯度稀释 【答案】B 【解析】 【详解】A、目标菌株是嗜盐细菌，因此配制培养基时需要高浓度盐以筛选嗜盐菌，A正确， B、目标菌株需要 PHA 产量高，应是 “PHA 含量与细菌数量的比值大”（即单位细菌产 PHA 多），而非 “细菌数量与 PHA 含量的比值大”，B错误； C、步骤③使用固体培养基才能形成单菌落（液体培养基无法获得单菌落），进而实现菌株的纯化，C正确； D、从土壤中找菌种时，需对土壤浸出液梯度稀释，避免菌液浓度过高无法形成单菌落，D正确。 4. 下列关于植物细胞工程技术的叙述正确的是（ ） A. 利用花药离体培养获得单倍体植株的过程不涉及植物组织培养技术 B. 植物细胞工程技术可用于对进行无性繁殖的作物进行脱毒苗的培育 C. 在有光照的条件下进行植物组织培养，培养基中不需添加有机碳源 D. 细胞产物的工厂化生产，主要是通过提高单个细胞的次生代谢物的产量来实现的 【答案】B 【解析】 【详解】A、花药离体培养需要将花药中的花粉经过脱分化、再分化过程培育为单倍体植株，该过程属于植物组织培养技术的典型应用，涉及植物组织培养技术，A错误； B、进行无性繁殖的作物易在体内积累病毒并传递给后代，利用几乎不含病毒的植物分生区（如茎尖）进行植物组织培养可获得脱毒苗，属于植物细胞工程技术的应用场景，B正确； C、植物组织培养的脱分化阶段细胞无叶绿体、不具备光合作用能力，再分化初期植株光合作用能力极弱，即使有光照，培养基也必须添加蔗糖等有机碳源为细胞提供营养，C错误； D、细胞产物的工厂化生产主要是通过大规模培养愈伤组织细胞，增加细胞总数量，进而提高次生代谢物的总产量，并非依靠提高单个细胞的次生代谢物产量实现，D错误。 5. 铁皮石斛是我国特有的名贵珍稀濒危中药材，生物碱是铁皮石斛的有效成分之一、研究人员应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱。在固体培养基上，PLBs质量、生物碱含量随培养时间的变化如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A. 培养过程中需把赤霉素/生长素的比值控制在适宜范围内 B. 图示结果表明生物碱的产量会随PLBs质量增加而不断增加 C. 常选用野生铁皮石斛的茎尖作为外植体是因为茎尖几乎不含病毒 D. 图示结果表明光照条件只影响PLBs质量而不影响生物碱产量 【答案】C 【解析】 【详解】A、植物组织培养中，细胞分裂素与生长素的比值会影响脱分化、再分化过程，培养获得PLBs（类似愈伤组织）需要将该比值控制在适宜范围，A错误； B、由图可知，PLBs质量持续增加，但生物碱含量先升后降，B错误； C、植物茎尖分生组织细胞分裂旺盛、病毒极少，因此常选用茎尖作为外植体进行植物组织培养，可获得脱毒苗，C正确； D、图示结果表明光照条件影响PLBs质量，与黑暗条件相比，光照条件下PLBs质量更高，但无黑暗条件下生物碱含量变化（仅有光照条件下数据），故光照条件是否影响生物碱产量无法得知，D错误。 6. 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育了具有抗病性状的花椰菜新品种（过程如图1所示），并进一步通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列有关叙述错误的是（ ） A. 图1过程应保持在无菌、无毒和5%CO2环境条件下培养 B. 图2中属于杂种植株的是4和5，1可能是花椰菜 C. 图1培育杂种植株利用了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理 D. 将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株 【答案】A 【解析】 【详解】A、5%CO2​环境是动物细胞培养的条件，作用是维持培养液的pH；植物体细胞杂交过程中的植物组织培养不需要该条件，仅需要无菌无毒、适宜的温度、pH等条件即可，A错误； B、电泳图中，I是花椰菜对照、II是紫罗兰对照，杂种植株同时含有两个亲本的特异性蛋白，应同时具有对应两个亲本的特异性条带，图中4和5同时具备对应两个亲本的特异性条带，属于杂种植株；1不含有紫罗兰特异性条带，只含有花椰菜的条带，符合花椰菜的特征，因此1可能是花椰菜，B正确； C、植物体细胞杂交过程中，原生质体融合利用了细胞膜的流动性，最终融合细胞发育为完整植株利用了植物细胞的全能性，C正确； D、筛选抗病性强的杂种植株时，可喷施病菌悬浮液后，统计病斑面积占叶片总面积的百分比，病斑占比越小，抗病性越强，该方法合理，D正确。 7. 下列关于动物细胞培养及干细胞的应用的叙述，正确的是（ ） A. 人体内的干细胞有ES细胞、成体干细胞、iPS细胞三类 B. 动物细胞培养需要CO2，CO2的主要作用是刺激细胞呼吸 C. iPS细胞可在适当诱导条件下定向分化，iPS细胞类似胚胎干细胞 D. 动物细胞培养时，可以用胃蛋白酶将组织分散成单个细胞 【答案】C 【解析】 【详解】A、iPS细胞是人工诱导体细胞得到的诱导多能干细胞，不属于人体内天然存在的干细胞类型，人体内的干细胞主要分为胚胎干细胞（ES细胞）和成体干细胞两类，A错误； B、动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的pH，不是刺激细胞呼吸，B错误； C、iPS细胞为诱导多能干细胞，分化能力类似胚胎干细胞，可在适当诱导条件下定向分化为特定的组织、细胞，C正确； D、胃蛋白酶的最适pH为酸性，而动物细胞培养液的pH为中性偏碱，胃蛋白酶在此环境中会失活，因此需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞，D错误。 8. 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，其生理过程如图所示。以下叙述正确的是（ ） A. ADC依靠b最终作用于细胞核，a起靶向识别肿瘤细胞的作用 B. 小鼠的骨髓瘤细胞在培养过程中通常会出现接触抑制现象 C. 制备ADC中的单克隆抗体应用了体细胞核移植、动物细胞培养等技术 D. 过程②筛选的杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生所需的特异性抗体 【答案】A 【解析】 【详解】A、ADC通常由单克隆抗体、接头和药物组成，由图可知，ADC中的a是单克隆抗体，b是药物，ADC依靠a识别并结合肿瘤细胞，发挥靶向识别作用，之后通过胞吞作用进入细胞，被溶酶体裂解，释放出药物b,依靠药物b作用于细胞核中的DNA，调控相关凋亡基因的表达，使细胞凋亡，A正确； B、骨髓瘤细胞属于癌细胞，在培养过程中，通常不会出现接触抑制的现象，B错误； C、制备ADC中的单克隆抗体运用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，C错误； D、过程②是通过选择培养基筛选出既能无限增殖，又能产生抗体的杂交瘤细胞，还需要经过克隆化培养和抗体检测才能选择出既能大量增殖，又能产生所需的特异性抗体的杂交瘤细胞，D错误。 9. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如下图所示，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是（ ） A. 组蛋白脱乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程 B. ③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合 C. ①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞 D. 用电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程 【答案】D 【解析】 【详解】A、结合题图，重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后，发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，保持组蛋白乙酰化，即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程，A错误； B、③是体细胞核移植过程，即使需要诱导细胞融合，诱导动物细胞融合也使用灭活的病毒，不是有活性的病毒，B错误； C、①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞，并未发生突变，C错误； D、获得重构胚后，需要用电刺激、Ca2+载体等物理或化学方法激活重构胚，才能使其完成细胞分裂和发育进程，符合胚胎工程操作规范，D正确。 10. 下列有关胚胎工程理论基础的叙述，正确的是（ ） A. 胚胎分割时通常分离内细胞团细胞做DNA分析，鉴定性别 B. 在透明带内的卵裂过程，细胞数目不断增多，但胚胎总体积基本不变 C. 囊胚期的细胞开始出现了分化，透明带发育成胎盘和胎膜 D. 孵化是指原肠胚细胞突破卵细胞的过程 【答案】B 【解析】 【详解】A、胚胎性别鉴定时应取滋养层细胞做DNA分析，内细胞团将来发育为胎儿的各类组织，取用内细胞团会损伤胚胎正常发育，A错误； B、卵裂过程在透明带内进行，细胞通过有丝分裂数目不断增多，但每个细胞体积逐渐减小，胚胎总体积基本不变，B正确； C、囊胚期细胞开始出现分化，分化为滋养层细胞和内细胞团，其中滋养层细胞将来发育为胎盘和胎膜，透明带不属于胚胎结构，不会发育为胎盘和胎膜，C错误； D、孵化是指囊胚期胚胎体积增大导致透明带破裂，胚胎从透明带中伸展出来的过程，发生在囊胚期而非原肠胚时期，D错误。 11. 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，下列叙述正确的是（ ） A. 重构胚通常要发育到原肠胚阶段才进行胚胎移植 B. 卵细胞转化成phESC相当于植物组织培养中的脱分化过程 C. 不考虑致死情况，得到的孤雄小鼠性染色体组成为XX，XY D. 利用胚胎分割的方法对甲进行处理得到了多只孤雌小鼠遗传物质不同 【答案】B 【解析】 【详解】A、胚胎移植通常选择发育到桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行，而非原肠胚阶段，A错误； B、脱分化的本质是已分化的细胞恢复分裂能力，转变为未分化细胞的过程；高度分化的卵细胞诱导转化为胚胎干细胞（phESC，未分化、具有全能性），本质和植物组织培养的脱分化过程类似，B正确； C、孤雄小鼠的遗传物质来自两个精子，精子的性染色体为X或Y，不考虑致死的情况下，性染色体组成有XX、XY、YY三种，并非只有XX、XY，C错误； D、胚胎分割属于无性繁殖，来自同一胚胎的分割后代遗传物质完全相同，D错误。 12. Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因，筛选Bt基因后可以利用PCR技术对其进行大量扩增，下图为抗虫棉的培育过程，下列相关叙述错误的是（ ） A. PCR扩增Bt基因需要知道Bt基因的全部核苷酸序列 B. 以上导入目的基因的方法是农杆菌转化法，农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移 C. 如果把目的基因整合到线粒体DNA或叶绿体DNA上，可能导致后代目的基因丢失 D. 检测目的基因是否成功表达所用的分子水平上的方法之一为抗原—抗体杂交 【答案】A 【解析】 【详解】A、PCR扩增目的基因时，只需要知道目的基因两端的核苷酸序列来合成引物，不需要知道目的基因的全部核苷酸序列，A错误； B、图示导入目的基因的方法是农杆菌转化法，农杆菌Ti质粒上的T-DNA是可转移DNA，能携带目的基因转移并整合到受体细胞的染色体DNA上，B正确； C、线粒体/叶绿体DNA属于细胞质DNA，减数分裂产生配子时细胞质DNA随机分配，因此将目的基因整合到细胞质DNA上，后代可能发生目的基因丢失，C正确； D、目的基因表达的最终产物是蛋白质，分子水平检测目的基因是否成功翻译出蛋白质，常用方法是抗原—抗体杂交，D正确。 13. THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因，研究者利用基因工程技术将THP9基因转到玉米细胞内，从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中THP9基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述错误的是（ ） EcoRI BamHI KpnI MfeI HindIII 5'-G↓AATTC-3' 3'-CTTAA↑G-5' 5'-G↓GATCC-3' 3'-CCTAG↑G-5' 5'-G↓GTACC-3' 3'-CCATG↑G-5' 5'-C↓AATTG-3' 3'-GTTAA↑C-5' 5'-A↓AGCTT-3' 3'-TTCGA↑A-5' A. THP9基因有2个游离的磷酸基团，而且游离的磷酸基团在5′端 B. 利用PCR技术获取THP9基因时应选择引物1和引物4 C. 构建基因表达载体时，用MfeI、HindIII切割质粒，用EcoRI、HindIII切割目的基因 D. PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶 【答案】B 【解析】 【详解】A、基因有2个游离的磷酸基团（环状的基因没有游离的磷酸基团），游离磷酸基团和脱氧核糖的第5个碳相连，在5′端，A正确； B、利用PCR技术扩增基因时，引物从5'端朝着3'端延伸，故应与模板链3'端配对，故应选择引物2和引物3，B错误； C、构建基因表达载体时，用MfeⅠ、HindⅢ切割质粒时，形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3'，用EcoRⅠ、HindⅢ切割目的基因时，形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3'，形成的黏性末端对应相同，可以成功将目的基因插入质粒，同时避免目的基因自身环化和随意连接，C正确； D、PCR的产物是DNA，所以在过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶，D正确。 14. 基因PCR定点突变是蛋白质工程的重要技术，该技术需要设计含有非特异性配对碱基的引物，再通过PCR将突变位点引入到产物中。重叠延伸PCR是发展最早的定点突变技术，其操作流程如下图所示。下列分析错误的是（ ） A. 蛋白质工程可以创造新的、自然界中不存在的蛋白质 B. 应将引物1、2与引物3、4置于两个独立的反应体系中 C. 步骤④使用DNA聚合酶可对杂交分子甲和乙进行延伸 D. 步骤⑤中如果完成6轮循环一共需要消耗63个引物1 【答案】C 【解析】 【详解】A、蛋白质工程是通过改造基因来设计具有新功能的蛋白质，能够创造自然界中原本不存在的蛋白质，A正确； B、引物1、2用于扩增含突变位点的上游片段，引物3、4用于扩增含突变位点的下游片段。若将四组引物置于同一反应体系，会导致引物交叉结合、干扰PCR产物的特异性，因此需在两个独立的反应体系中分别扩增上下游片段，B正确； C、步骤④使用DNA聚合酶可对分子乙进行延伸，甲不可延伸，C错误； D、PCR过程中，引物的消耗数量为2n+1－2（n为循环数），初始模板不消耗引物。6轮循环后，总产物数为27－2=126，因此消耗的引物1数量为126÷2=63，D正确。 故选C。 15. 某兴趣小组为探究手机屏幕表面细菌的分布状况，采集手机屏幕上的细菌样本并制成菌液，随后进行了如下实验。在初步筛选后，将平板B上的菌落通过“影印”方法接种至含有链霉素的C培养基上培养，使C培养基上呈现出与平板B对应位置完全相同的菌落。随后用伊红-亚甲蓝染液对平板C进行染色，得到平板D的结果。再用同样的操作方法，影印至含有青霉素的F培养基上培养得到菌落。下列相关叙述错误的是（ ） A. 对菌液进行系列梯度稀释，菌落数为30-300时适合进行计数 B. 通过对平板B、C、D的比较，可以判定平板B中只有菌落3是大肠杆菌的菌落 C. 使用稀释涂布平板法计数的结果往往比直接对采集的细菌样本计数结果偏小 D. 根据实验现象推测，菌落2具有链霉素抗性，菌落4则具有两种抗生素的抗性 【答案】D 【解析】 【详解】A、用稀释涂布平板法计数时，需要对菌液进行梯度稀释，选择菌落数为30-300时进行计数，A正确； B、大肠杆菌在伊红-亚甲蓝培养基上会形成深紫色且有金属光泽的菌落。平板D中只有菌落3对应的位置经染色后呈现深紫色且有金属光泽，结合平板B、C、D的比较，可判定平板B中只有菌落3是大肠杆菌的菌落，B正确； C、稀释涂布平板法计数时，多个细胞可能连在一起形成一个菌落，导致计数的菌落数少于实际活菌数；且该方法仅计数活菌，而直接计数会包含死菌。因此，稀释涂布平板法的结果往往偏小，C正确； D、通过对平板B、C、F的比较，可知菌落2在含有链霉素的培养基C上无法生长，因此不具有链霉素抗性，菌落4在含有链霉素的培养基C和含有青霉素的F培养基上均可生长，因此具有两种抗生素抗性，D错误。 二、选择题（本小题共5个小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有一项或者多项是符合题目要求的，全部选对得3分，选对但选不全得1分，选错得0分） 16. 下列有关“DNA粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述正确的是（ ） A. 取洋葱研磨液离心后的上清液，加入等体积的95%的冷酒精可析出DNA B. 电泳时，DNA分子的迁移速率与琼脂糖凝胶浓度有关 C. 随着PCR的进行，DNA聚合酶和模板DNA的分子数量在逐渐减少 D. 在琼脂糖凝固前加入指示剂，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 【答案】AB 【解析】 【详解】A、DNA不溶于95%的冷酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精；洋葱研磨离心后，DNA释放后存在于上清液中，加入等体积预冷的95%酒精即可析出DNA，A正确； B、DNA电泳时，迁移速率受DNA大小、构象、琼脂糖凝胶浓度、电场强度等影响，琼脂糖浓度会改变凝胶孔隙大小，影响迁移阻力，因此迁移速率与琼脂糖凝胶浓度有关，B正确； C、PCR使用热稳定的Taq DNA聚合酶，酶作为催化剂反应前后数量不变；且PCR扩增过程中DNA总量呈指数增加，模板DNA总数量逐渐增多，不会减少，C错误； D、指示电泳前沿的指示剂是和DNA样品混合后，点样时加入的，不是琼脂糖凝固前加入，D错误。 17. 科研人员为统计牛瘤胃内的液体中纤维素分解菌的数量并挑选出能高效分解纤维素的目的菌，进行了如下实验。平板①、②、③上菌落数的最大值分别为60、63、66个，下列叙述正确的是（ ） A. 为了利于挑选出目的菌，培养箱内应氧气充足、温度适宜 B. 该牛瘤胃内的液体中纤维素分解菌的密度约为3.15×107个/mL C. 从菌落甲中更有可能得到高效分解纤维素的目的菌 D. 上述实验用到的各平板中，纤维素是唯一的碳源 【答案】BCD 【解析】 【详解】A、牛瘤胃为无氧环境，其中的纤维素分解菌是厌氧菌，培养时需要无氧条件，不能氧气充足，A错误； B、稀释过程：每次取1mL菌液加入9mL无菌水，每次稀释10倍，最终稀释倍数为105。计算得：平均菌落数=(60+63+66)/3=63，菌密度=63÷0.2×105=3.15×107个/mL，B正确； C、刚果红染色后，纤维素分解菌分解纤维素会产生透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，分解纤维素能力越强。由图可知，菌落甲的透明圈直径/菌落直径的比值大于菌落乙，因此菌落甲更可能是高效分解纤维素的目的菌，C正确； D、本实验目的是筛选纤维素分解菌，需要使用选择培养基，以纤维素作为唯一碳源，只有能利用纤维素的目的菌才能生长，因此平板中纤维素是唯一碳源，D正确。 18. 如图，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。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。下列关于筛选原理的叙述，正确的是（ ） A. 免疫的B淋巴细胞及其相互融合细胞因全合成途径被A阻断，在HAT培养基上不能增殖 B. 骨髓瘤细胞及其相互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 C. 杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径，能在HAT培养基上大量增殖 D. 从功能上划分，单克隆抗体制备过程使用的HAT培养基属于选择培养基 【答案】BD 【解析】 【详解】A、免疫B淋巴细胞及其相互融合细胞，虽然全合成途径被A阻断，但它们含有转化酶，可以进行补救合成；该类细胞不能增殖的根本原因是B淋巴细胞高度分化，本身不具备无限增殖能力，而非合成途径被阻断，A错误； B、骨髓瘤细胞及其相互融合细胞缺乏转化酶，无法进行补救合成；同时全合成途径被A阻断，两条途径都不能进行，无法合成核苷酸/DNA，因此在HAT培养基上不能增殖，B正确； C、HAT培养基中的A已经阻断了全合成途径，杂交瘤细胞只能利用B淋巴细胞提供的转化酶进行补救合成途径，并非能进行两个途径，C错误； D、HAT培养基可以选择性保留杂交瘤细胞，淘汰其他未融合/同种融合的细胞，从功能划分属于选择培养基，D正确。 19. 下列有关哺乳动物受精作用的叙述错误的是（ ） A. 精子穿越透明带时，透明带迅速反应，阻止后来的精子进入透明带 B. 获能的精子与发育至MⅡ期的卵子相遇时，才可发生受精作用 C. 精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜迅速反应，拒绝其他精子再入卵 D. 在胚胎工程操作中，常以观察到两个第二极体或雌、雄原核作为受精的标志 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，其发生时机为精子触及卵细胞膜的瞬间，而非精子穿越透明带时，A错误； B、哺乳动物排出的卵子需要发育至减数第二次分裂（MⅡ）中期才具备受精能力，只有获能的精子与该时期的卵子相遇，才能发生受精作用，B正确； C、精子进入卵后，卵细胞膜会立刻发生卵细胞膜反应（卵黄膜封闭作用），是防止多精入卵的第二道屏障，可拒绝其他精子再进入卵内，不是精子细胞膜与卵细胞膜融合时，C错误； D、判断受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体，或观察到雌、雄原核形成，多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，不会形成两个第二极体，受精时观察到的两个极体，一个是第二极体，一个是第一极体，D错误。 20. 基因工程中，使用单个限制酶酶切构建的表达载体易出现连接方向错误和重复插入目的基因片段等现象，可通过酶切及筛选标记鉴定出符合预期的重组载体。研究小组选用的载体P和目的基因CDS片段特征如图，将CDS片段插入载体P的SacⅡ位点后对重组载体进行扩增、筛选和检测。下列叙述正确的是（ ） 注：LacZ基因表达产物为β-半乳糖苷酶，X-gal会被β-半乳糖苷酶分解，产生蓝色产物，X-gal没被分解时，菌落表现为白色 A. 含重组载体的宿主细胞在含X-gal的培养基上，菌落颜色为白色 B. 重组载体被PstI充分酶切后电泳可能会获得长度为9.4kbDNA片段 C. 用EcoRI与PstI充分酶切重组载体，可判断CDS片段的连接方向 D. 用EcoRI与SacII充分酶切重组载体，可得到2个长度的DNA片段 【答案】ABC 【解析】 【详解】A、目的基因插入LacZ基因的SacⅡ位点后，LacZ被插入而失活，进而无法表达出有活性的β−半乳糖苷酶，不能分解X−gal产生蓝色物质，因此含重组载体的菌落为白色，A正确； B、单个限制酶酶切可能出现重复插入目的基因的情况，若插入2个CDS，重组载体总长度为4.2+2.6×2=9.4kb；载体仅含1个PstⅠ位点，CDS无PstⅠ位点，因此酶切后得到1条长度为9.4kb的线性片段，存在这种可能性，B正确； C、PstⅠ位于载体上紧邻SacⅡ，若CDS插入方向不同，EcoRⅠ距离PstⅠ的长度分别为0.5kb和2.1kb,双酶切后得到的片段长度不同，因此可以判断连接方向，C正确； D、插入1个CDS的重组载体，共含有2个SacⅡ位点（CDS两端）和1个EcoRⅠ位点（CDS内部），共3个酶切位点，环状DNA经3个切点酶切后，会得到3个不同长度的DNA片段（0.5kb、2.1kb、4.2kb），插入多个CDS会得到更多长度的片段，不可能只得到2个长度的片段，D错误。 三、非选择题（本题共5个小题，共55分） 21. 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。 22. 琥珀酸是一种天然有机酸，广泛应用于制药、食品等行业。产琥珀酸放线杆菌（SW）生长的最适pH为7.0，能利用糖类发酵生产琥珀酸，但耐酸能力较弱。 （1）培养SW的培养基包含水、NaCl、K₂HPO4、葡萄糖、蛋白胨等成分，其中蛋白胨为SW提供_____等，培养基经_____灭菌。 （2）有些微生物进化出由GadC和GadB组成的Gad系统以抵抗酸胁迫。研究人员将编码Gad系统的基因导入SW中，拟获得耐酸性强的重组菌株GSW（如图1）。当外界环境pH降低时，启动Gad系统，运到细胞内的谷氨酸（Glu）转化为γ-氨基丁酸（GABA）运出细胞，此过程_____，导致运出细胞的H⁺也减少，从而缓解酸胁迫。 （3）研究人员对SW、GSW进行耐酸性实验测定。 ①首先将等量菌液分为两组，分别接种到含和不含_____且pH为4.6的液体培养基中扩大培养1.5h。 ②将上述菌液进行_____后，依次分别涂布于pH为7的固体培养基上，37℃培养24h，图2所示结果说明GSW菌株耐酸能力明显提高。此步骤配制的固体培养基pH为7而非4.6，目的是_____。 【答案】（1） ①. 碳源、氮源 ②. 湿热（高压蒸汽） （2）消耗细胞内的H+ （3） ①. 谷氨酸 ②. 梯度稀释 ③. 通过最适pH培养获得的菌落检测pH=4.6培养基中菌株的存活率 【解析】 【小问1详解】 蛋白胨是富含蛋白质的有机化合物，可为微生物生长提供碳源和氮源；微生物培养的关键是无菌技术，培养基需要经过湿热灭菌，通常为湿热（高压蒸汽）灭菌。 【小问2详解】 分析题意可知，当外界环境pH降低时，H+增多，启动Gad系统，运到细胞内的谷氨酸（Glu）转化为γ-氨基丁酸（GABA）运出细胞，此过程消耗细胞内的H+，同时运出细胞的H+也减少，从而缓解细胞外的H+增多，而缓解酸胁迫。 【小问3详解】 ①对SW、GSW进行耐酸性实验测定，首先将等量菌液分为两组，分别接种到含或不含谷氨酸且pH为4.6的液体培养基（利于微生物充分接触营养物质，便于扩大培养）中培养1.5h。 ②微生物接种时可用稀释涂布平板法，该方法中需要将上述菌液进行梯度稀释，得到稀释度不同的菌液，依次分别涂布于pH为7的固体培养基上；由于本实验目的是对SW、GSW进行耐酸性实验测定，故配制的固体培养基pH为7而非4.6，目的是通过最适pH培养获得的菌落检测pH=4.6培养基中菌株的存活率。 23. 龙牙蕉香味浓郁，但植株易感染枯萎病。某科研团队将贡蕉抗枯萎病的性状整合到龙牙蕉品种中，培育出抗病龙牙蕉新品种，部分技术流程如图所示。回答下列问题： （1）用酶解法制备原生质体时，需要先用较___________(填“高”或“低”)渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，然后用___________酶去除细胞壁，以获得原生质体。诱导原生质体融合常用的方法有___________(答出2点)。 （2）科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记龙牙蕉和贡蕉的原生质体膜上的蛋白质，在鉴定杂种原生质体时，根据细胞膜表面荧光的不同，可观察到___________种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到融合细胞的表面___________时，可判断该原生质体是由龙牙蕉细胞和贡蕉细胞融合而成的。 （3）与传统育种相比，植物体细胞杂交技术育种的优势主要___________。 【答案】（1） ①. 高 ②. 纤维素酶和果胶 ③. 聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法(或高高pH融合法，答出2点即可) （2） ①. 3 ②. 同时含有红色荧光和绿色荧光 （3）打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育作物新品种 【解析】 【小问1详解】 用酶解法制备原生质体时，需要先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，然后用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，以获得原生质体。诱导植物原生质体融合常用的化学方法是聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法、高Ca2+高pH融合法。 【小问2详解】 用红色荧光和绿色荧光分别标记龙牙蕉和贡蕉的原生质体膜上的蛋白质，在只考虑细胞两两融合的情况下，由于融合是随机的，最终在显微镜下可以观察到3种不同的原生质体，即只有红色荧光的龙牙蕉一龙牙蕉融合原生质体，只有绿色荧光的贡蕉一贡蕉融合原生质体，同时具有红色荧光和绿色荧光的龙牙蕉一贡蕉融合原生质体；当融合细胞的表面既有红色荧光又有绿色荧光时，可判断该原生质体是由龙牙蕉细胞和贡蕉细胞融合而成的。 【小问3详解】 与传统育种相比，植物体细胞杂交技术育种的优势主要是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育作物新品种。 24. 科研人员为获得可用于生产基因工程的疫苗，将病毒外壳蛋白基因导入猪体细胞中，然后通过核移植技术培育转基因猪，具体操作过程如图所示。回答下列问题： （1）在收集A细胞时需要用_____处理1号猪，在体外培养到_____时期。为了使胚胎能够成功移植到2号猪子宫内，需要对2号猪进行_____处理。 （2）过程②体现了细胞膜的_____性，该转基因猪的培育过程运用了动物细胞培养、_____和_____等技术。 （3）若想要对移植的胚胎进行分割，应选择_____期进行操作。 【答案】（1） ①. 促性腺激素 ②. MⅡ ③. 同期发情 （2） ①. 流动 ②. 动物体细胞核移植 ③. 胚胎移植（转基因） （3）桑葚胚或囊胚 【解析】 【小问1详解】 为了获得更多的卵细胞，一般需要用促性腺激素处理1号猪，使其超数排卵，在体外培养到MⅡ时期。选择卵母细胞的原因是其营养物质丰富，体积大，易操作，含有激发细胞核全能性表达的物质。为了使胚胎能够成功移植到2号猪子宫内，需要对2号猪进行同期发情处理，这为胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 【小问2详解】 过程②为细胞融合的过程，体现了细胞膜具有流动性，由图可知，该转基因猪的培育过程运用了动物细胞培养、动物细胞核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植（或转基因）等技术。 【小问3详解】 若想要对移植的胚胎进行分割，可选择桑葚胚或囊胚期进行操作，这两个时期的细胞全能性高。 25. 辣椒遗传转化的成功率低，筛选难度大。研究人员以甜菜红素合成基因RUBY为核心构建了可视化载体pKSE-RUBY，使重组细胞在愈伤组织阶段即可表现出肉眼可见的红色，大幅提高了辣椒转化、筛选的效率。载体构建过程如下图所示： 根据图中信息回答以下问题： （1）扩增基因：基因扩增时需要引物，引物的作用是_____；扩增RUBY时，上游引物应选择引物_____（填序号）。 （2）处理载体：线性化的载体能提高同源重组的效率，图中以EcoRI切开质粒pKSE，再用DNA聚合酶将黏性末端补平，获得线性化载体。另外，用_____的方法也能获得线性化载体。 （3）同源重组：由于目的基因与线性化载体的同源区段可发生交换，因此在RUBY两侧需引入同源臂。 ①同源臂包含限制酶识别序列及15个碱基对组成的特异性序列，为保证EcoRI能在重组质粒上RUBY基因两侧进行切割，下游引物的5'端需添加_____个核苷酸，选出下游引物额外添加序列中3'端的10个碱基：5'_____3'。 A．GAATTCGTAA B．TTACGAATTC C．ACATGATTAC ②常规的基因表达载体构建过程会用到两种不同的限制酶，图中同源重组的过程中只用到EcoRI一种限制酶，但仍能高效地构建重组质粒，且目的基因能正确连接，原因是_____。 （4）鉴定质粒：已知pKSE的全长为16441bp，RUBY基因全长为3951bp，则重组质粒经EcoRI切割后，再将黏性末端补平，会得到长度为_____的含RUBY基因的片段。 【答案】（1） ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 ②. ③ （2）PCR扩增 （3） ①. 21 ②. B ③. 目的基因两端的同源臂与线性化载体两端的序列特异性同源，可通过同源交换定向连接目的基因，避免了自身环化和反向连接 （4）3961bp 【解析】 【小问1详解】 PCR扩增基因时，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。根据图示转录方向为③→④（从左到右），上游引物需结合在目的基因上游，3′端朝向目的基因内部才能完整扩增RUBY，因此选择引物③。 【小问2详解】 除了限制酶切割环形质粒获得线性载体外，还可以通过PCR扩增质粒骨架序列，直接得到线性化载体。 【小问3详解】 ①同源臂由6个碱基对的EcoRI识别序列+15个碱基对的特异性序列组成，共6+15=21个碱基对，对应单链引物的5′端需要添加21个核苷酸。根据图示给出的载体序列5′…AACGAATTC…3′，下游引物额外序列的3′端（靠近RUBY端）10个碱基（5′→3′）为TTACGAATTC ，正好10个核苷酸，故下游引物额外添加序列中3'端的10个碱基序列为：5'-TTACGAATTC  -3'，B正确。 ②同源重组依赖同源序列的特异性配对：目的基因两端的同源臂与线性化载体两端的序列特异性同源，可通过同源交换定向连接目的基因，避免了自身环化和反向连接，因此仅用一种限制酶也能保证目的基因正确连接，不会出现自身环化或反向连接。 【小问4详解】 重组质粒中RUBY两侧各有一个EcoRI酶切位点，酶切后得到两个片段：原pKSE载体骨架长度为16441bp，插入的RUBY基因长度为3951 bp，添加一个长度为10bp的同源臂，因此总长度为 3951+10=3961bp。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $