精品解析：四川省泸州市泸县普通高中共同体2026年春期高二半期素养评价 生物学

2026年春期普通高中共同体高二半期素养评价 生物学 生物试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共10页，满分100分。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卷上相应位置。 2．选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目号的位置上，填涂在试卷上无效。 3．非选择题答案请使用黑色签字笔填写在答题卡的相应位置，填写在试卷上无效。 第Ⅰ卷 一、选择题（共15小题，每小题3分，共45分。每小题给出的4个选项中只有1项最符合题意） 1. 下列关于传统发酵技术及微生物的培养技术与应用的叙述，正确的是（ ） A. 制作葡萄酒时，需对葡萄汁和发酵装置进行高压蒸汽灭菌，以防止杂菌污染 B. 以尿素为唯一氮源的培养基上只有分解尿素的细菌能生长和繁殖 C. 当O2、糖源都充足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转变为乙酸 D. 泡菜坛装至八成满可防止发酵液溢出，同时避免菜料因接触空气而变质腐烂 2. 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生产PHA的菌种的过程。下列叙述错误的是（ ） ①取湖水→②接种在培养基上→③培养→④挑取单菌落并分别扩大培养→⑤检测菌的数目和PHA的产量→⑥获得目标菌株 A. 配制步骤②③④的培养基时，需要高浓度的盐 B. 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 C. 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 D. 若从高盐土壤中寻找菌种，则常在②之前对土壤浸出液进行梯度稀释 3. 烈酒辛辣的口感是由酿造过程中的发酵产物——杂醇油产生的。研究人员开发了分解杂醇油的酶系viriato，并试图优化生产该酶的微生物。据此分析，下列说法正确的是（ ） A. 单细胞蛋白是从生产该酶的微生物细胞中提取出来的一种蛋白质 B. 通过发酵工程生产viriato，优化菌种是该工程的中心环节 C. 通过发酵工程生产viriato，最终通过过滤、沉淀菌体即可获得产品 D. 可以通过改变viriato的使用量来调整烈酒的辛辣度 4. 如图为科研人员以杂合亲本玉米（2n=20）为材料进行人工繁殖的过程。下列叙述错误的是（ ） A. A、B、C、D过程的理论基础都涉及植物细胞的全能性 B. 若取材自茎尖组织或细胞，可培育出抗病毒的玉米品种 C. A过程是进行体细胞诱变和研究遗传突变的亲本植株理想材料 D. ②步骤可用PEG、离心法或高Ca2+-高pH法促进原生质体融合 5. 白藜芦醇是虎杖的次生代谢物，白藜芦醇直接免疫机体不能产生抗体，可将其与牛血清蛋白偶联，进而诱导机体产生抗体。科研人员利用细胞工程技术制备抗白藜芦醇单克隆抗体的基本流程如图所示，下列叙述错误的是（ ） A. 图中抗原X为白藜芦醇——牛血清蛋白偶联物 B. B淋巴细胞（包括浆细胞）在融合前不需进行原代培养 C. 步骤①可以通过灭活病毒诱导法诱导细胞融合 D. 克隆化培养后即可得到分泌抗白藜芦醇单克隆抗体的杂交瘤细胞 6. 将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞（图标号①）注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。部分过程的示意图如图，图中标号表示结构或过程。下列叙述正确的是（ ） A. ①经分裂、分化后能形成Mc的多种组织 B. 对③进行动物细胞培养即可直接获得Mc C. 在进行胚胎移植前，可取③做性别鉴定和遗传病筛查 D. ⑤过程需用促性腺激素对代孕小鼠进行同期发情处理 7. 我国科学家将人源的iPS细胞注入哺乳动物X特定器官发育缺陷的宿主囊胚中，使其补偿发育出人源肾脏。这些肾脏中人源细胞比例最高可达70%。下列有关叙述错误的是（ ） A. 基因P、M是胚胎发育出肾脏所必需的 B. 人源iPS细胞不能注入囊胚的滋养层 C. 过程②可利用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚 D. 人源肾脏移植后，患者一定不出现免疫排斥 8. 下表表示精子入卵后，发生或引起一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述正确的是（　　） 精子进入卵子后 卵细胞膜反应→X 受精卵 尾部脱离，核膜破裂→形成雄原核 Y→形成雌原核 A. 表中过程发生的场所是输卵管 B. 表中X指防止多精入卵的第一道屏障，Y指卵子的减数第二次分裂 C. 受精完成的标志是精子的头部与卵细胞膜融合 D. 受精卵中遗传物质有一半来自卵子 9. 下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（ ） A. DNA连接酶连接氢键和磷酸二酯键 B. E.coliDNA连接酶不具有专一性，T4DNA连接酶具有专一性 C. E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶都是从原核生物中分离得到的 D. E.coliDNA连接酶连接平末端的效率远远低于T4DNA连接酶 10. 下图为四种不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置图示，下列叙述错误的是（ ） A. BamH I限制酶切割得到的目的基因可以与BglⅡ限制酶切割后的质粒相连 B. 作为优质的基因工程的通用载体，质粒上应具有同种限制酶的多个酶切位点 C. 若DNA上的碱基随机排列，Not I限制酶切割位点出现频率低于其他三种限制酶 D. 若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamH I限制酶识别位点 11. 某线性DNA分子含有3000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是（ ） a酶切割产物（bp） b酶切割产物（bp） 1600；1100；300 800；300 A. 在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有2个和3个 B. a酶与b酶切断的化学键分别是磷酸二酯键和氢键 C. a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接 D. 用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，序列会明显增多。 12. 某实验小组利用下图所示质粒和目的基因来构建基因表达载体，将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是（ ） A. 图中的质粒用酶A切割后，会产生8个游离的磷酸基团 B. 若用酶B和酶C切割，会导致质粒无法与目的基因连接 C. 在构建重组质粒时，可用酶A和酶C切割质粒和目的基因 D. 成功导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长 13. 下列关于目的基因导入受体细胞和目的基因的检测和鉴定的叙述，错误的（ ） A. 将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用钙离子处理细菌 B. 应该将抗虫基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA片段内 C. 可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译 D. 某抗虫基因转基因是否成功，最简便的方法是观察该植物有没有抗虫性状 14. 如图是某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备猪唾液腺生物反应器来生产大量高纯度人神经生长因子（hNGF）的流程图，下列相关说法错误的是（ ） A. 人hNGF基因需与唾液淀粉酶基因的启动子等重组后再导入猪成纤维细胞 B. 转基因猪的乳腺上皮细胞、唾液腺细胞都能表达hNGF基因 C. 与乳腺生物反应器相比，用唾液腺生物反应器生产hNGF所选的启动子不同 D. 鉴定hNGF基因是否成功表达可以检测转基因猪的唾液中是否存在hNGF 15. T4溶菌酶（A0）在温度较高时易失去活性。研究人员通过蛋白质工程将T4溶菌酶第3位上的异亮氨酸改成半胱氨酸，该处半胱氨酸可与第97位半胱氨酸之间形成一个二硫键，获得热稳定性高的T4溶菌酶（A1）。下列说法正确的是（ ） A. 可用PCR直接扩增T4溶菌酶（A1）的基因转录产物 B. A0和A1空间结构的差异是二者热稳定性不同的直接原因 C. 蛋白质工程与中心法则的流程方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质 D. 根据设计的蛋白质的氨基酸序列推理的基因序列中包含启动子和终止子 第Ⅱ卷 二、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程（利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同）。 （1）培养皿灭菌常用的方法是____________。灭菌的目的是____________。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是____________。过程①的接种方法为____________，图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是____________。 （2）分离计数土壤中自然突变的氨基酸缺陷型菌株的过程步骤①取5g土壤加入45mL无菌水中充分振荡得到土壤悬液。步骤②中，将1mL土壤悬液进行梯度稀释，每种稀释度经过步骤③各在3个平板上接种（每个平板的接种量为0.1mL），经适当培养后，在土壤悬液的稀释倍数为103平板上的菌落数为49、47、48，据此可得出每克土壤中的活菌数为______个。 （3）为了进一步完成对初检营养缺陷型菌株的鉴定，实验人员进行了如下操作： ①用接种针挑取菌落______（填“A”或“B”）接种于盛有完全培养液的离心管中，28℃振荡培养1~2天后，离心，取沉淀物用无菌水洗涤3次，并制成菌悬液。 ②吸取1mL菌悬液加入无菌培养皿中，倾注15mL融化并冷却至50℃左右的基本培养基，待其冷凝后用记号笔在皿底划分A、B、C、D、E五个区域。 ③在划分的五个区域对应的培养基上放入少量分组的氨基酸粉末（如下表所示），经培养后，观察生长圈出现的区域，从而确定属于何种氨基酸缺陷型。在上述鉴定实验中，发现在培养基A、D区域出现生长圈，说明该氨基酸缺陷型菌株属于______缺陷型。 组别 所含氨基酸 A 组氨酸 苏氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 亮氨酸 B 精氨酸 苏氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 C 酪氨酸 谷氨酸 赖氨酸 色氨酸 丙氨酸 D 甘氨酸 天冬氨酸 甲硫氨酸 色氨酸 丝氨酸 E 半胱氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 丙氨酸 丝氨酸 17. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的代谢物紫杉醇是一种高效抗癌药物，但由于红豆杉野生资源匮乏，且红豆杉植株紫杉醇含量极低，导致了紫杉醇的供应严重不足。因此，研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行了融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如下图。请回答下列问题： 注：X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 （1）紫杉醇并非是红豆杉生长和生存所必需的，紫杉醇是红豆杉的______（填“初生代谢物”或“次生代谢物”）。 （2）过程②中可用含______酶的等渗溶液去除细胞壁以获得有活性的原生质体。 （3）图中，对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B处理，其中A处理为______。 （4）采用二乙酸荧光素（FDA）法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光，当其进入细胞后可被胞内酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过活细胞质膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择______（填“有”或“无”）荧光的原生质体用于融合。 （5）过程④中，再分化阶段所用培养基需含有植物激素X和Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况不同。当植物激素X多Y少时，未分化细胞群将分化出芽；则植物激素X的名称是____________。 （6）科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定，结果如下表。 后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定 甲 12，形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段 乙 12，形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段 丙 12，形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段 由表可知，后代植株中______类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源于亲本______的染色体，另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中，而是以DNA片段的方式整合进主要来源亲本的基因组，作出以上推测的依据是____________。 18. 我国中科院的研究团队利用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。实验流程如下图所示，请分析回答： （1）体外培养动物细胞时，首先应保证其处于无菌无毒的环境，除了适宜的营养，物质、温度等条件外，还需要控制的气体条件是____________。 （2）要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚，此卵母细胞应在体外培养到______期，在对卵母细胞进行去核时，常采用____________（答出1点即可）等方法处理。得到的重构胚通常需要发育到______阶段才能进行胚胎移植。 （3）可利用______的方法对乙进行处理，得到多只孤雄小鼠。 （4）据图分析只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，请写出两个理由支持你的判断。理由1：需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中；理由2______。 19. 胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如图所示，已知Ipp20基因内部不含Mfel酶切序列而外部两端含有，回答下列问题： 限制酶 EcoRI BamHI HindIII MfeI 识别序列和切割位点（5'-3'） G↓AATTC G↓GATCC A↓AGCTT C↓AATTG （1）PCR的每次循环包括_______________三个阶段。 （2）构建基因表达载体时，如果选择Mfel一种酶对目的基因和质粒进行切割，缺点是____________（至少答出两点）。 （3）如果选择EcoRI和HindⅢ，利用PCR扩增Ipp20基因时，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_________ A. 5'-GAATTCATGGGC-3'；5'-AAGCTTCTAGTG-3' B. 5'-GAATTCCACTAG-3'；5'-AAGCTTGCCCAT-3' C. 5'-GAATTCCTAGTG-3'；5'-AAGCTTATGGGC-3' （4）转Ipp20基因山羊利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗，构建基因表达载体时需要选择____________基因的启动子，通过____________的方法导入山羊的受精卵中，转基因羊成功的标志为__________________。 20. 人体内的t-PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血。研究证实，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t-PA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该突变基因，可制造出性能优异的t-PA突变蛋白。下图是通过重叠延伸PCR技术获取t-PA改良基因和利用质粒pCLY11构建含t-PA改良基因的重组质粒示意图（图中重叠延伸PCR过程中引物n、b用来扩增突变位点及其上游DNA序列，引物c、d用来扩增突变位点及其下游DNA序列）。请回答下列问题： （1）科学家将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，生产出性能优良的t-PA突变蛋白的生物技术手段属于__________范畴。 （2）获得性能优良的t-PA突变蛋白的正确顺序是_________（选择正确编号并排序）。 ①t-PA蛋白功能分析和结构设计 ②借助定点突变改造t-PA基因序列 ③检验t-PA蛋白的结构和功能 ④设计t-PA蛋白氨基酸序列和基因序列 ⑤利用工程菌发酵合成t-PA蛋白 （3）已知t-PA蛋白第84位是半胱氨酸，相应的基因模板链（图中t-PA基因的上链）上的碱基序列是ACA，丝氨酸的密码子是UCU。重叠延伸PCR示意图中的黑点便是突变部位的碱基，引物b中该突变位点的碱基是__________。 （4）据图可知，重叠延伸后，进行PCR需要的引物是__________，引物的作用是_________。 （5）若获得的t-PA突变基因如图所示，那么质粒pCLY11需用限制酶____________切开，才能与t-PA突变基因高效连接。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年春期普通高中共同体高二半期素养评价 生物学 生物试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共10页，满分100分。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卷上相应位置。 2．选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目号的位置上，填涂在试卷上无效。 3．非选择题答案请使用黑色签字笔填写在答题卡的相应位置，填写在试卷上无效。 第Ⅰ卷 一、选择题（共15小题，每小题3分，共45分。每小题给出的4个选项中只有1项最符合题意） 1. 下列关于传统发酵技术及微生物的培养技术与应用的叙述，正确的是（ ） A. 制作葡萄酒时，需对葡萄汁和发酵装置进行高压蒸汽灭菌，以防止杂菌污染 B. 以尿素为唯一氮源的培养基上只有分解尿素的细菌能生长和繁殖 C. 当O2、糖源都充足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转变为乙酸 D. 泡菜坛装至八成满可防止发酵液溢出，同时避免菜料因接触空气而变质腐烂 【答案】D 【解析】 【详解】A、制作葡萄酒利用的是葡萄皮表面的野生型酵母菌，若对葡萄汁进行高压蒸汽灭菌会杀死酵母菌，导致发酵失败，仅需对发酵装置进行灭菌处理，A错误； B、以尿素为唯一氮源的培养基上，除分解尿素的细菌外，可利用空气中氮气的自生固氮微生物也能生长繁殖，B错误； C、当O2、糖源都充足时，醋酸菌直接将葡萄糖分解为乙酸，只有当糖源不足、氧气充足时，醋酸菌才会将乙醇转化为乙醛，再转变为乙酸，C错误； D、泡菜发酵过程中会产生气体，装至八成满可避免发酵液溢出；同时可减少坛内残留的氧气量，营造无氧环境，避免菜料接触空气被杂菌污染而变质腐烂，D正确。 2. 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生产PHA的菌种的过程。下列叙述错误的是（ ） ①取湖水→②接种在培养基上→③培养→④挑取单菌落并分别扩大培养→⑤检测菌的数目和PHA的产量→⑥获得目标菌株 A. 配制步骤②③④的培养基时，需要高浓度的盐 B. 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 C. 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 D. 若从高盐土壤中寻找菌种，则常在②之前对土壤浸出液进行梯度稀释 【答案】C 【解析】 【详解】A、本实验筛选的是嗜盐细菌，需配制高盐的选择培养基，抑制不耐盐微生物的生长，从而筛选出目的嗜盐菌，因此步骤②③④的培养基都需要高浓度盐，A正确； B、只有在固体培养基上细菌才能生长形成单菌落，进而完成菌株的分离纯化，步骤③需要获得单菌落，需要使用固体培养基，B正确； C、目标菌株需要具备PHA产量高的特点，即相同细菌数量下PHA含量越高越好，也就是细菌数量与PHA含量的比值越小越符合要求，C错误； D、高盐土壤中微生物数量较多，接种前对土壤浸出液进行梯度稀释，之后进行涂布接种才能得到分散的单菌落，便于后续筛选，D正确。 3. 烈酒辛辣的口感是由酿造过程中的发酵产物——杂醇油产生的。研究人员开发了分解杂醇油的酶系viriato，并试图优化生产该酶的微生物。据此分析，下列说法正确的是（ ） A. 单细胞蛋白是从生产该酶的微生物细胞中提取出来的一种蛋白质 B. 通过发酵工程生产viriato，优化菌种是该工程的中心环节 C. 通过发酵工程生产viriato，最终通过过滤、沉淀菌体即可获得产品 D. 可以通过改变viriato的使用量来调整烈酒的辛辣度 【答案】D 【解析】 【详解】A、单细胞蛋白是指通过发酵获得的大量微生物菌体本身，A错误； B、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，菌种优化属于发酵工程的菌种选育环节，B错误； C、viriato是微生物产生的酶类代谢产物，若为胞外酶需从发酵液中分离纯化，若为胞内酶还需破碎菌体后再提纯，仅过滤、沉淀菌体无法获得该酶产品，C错误； D、烈酒的辛辣度由杂醇油含量决定，viriato可分解杂醇油，因此改变viriato的使用量可调控杂醇油的分解量，进而调整烈酒的辛辣度，D正确。 4. 如图为科研人员以杂合亲本玉米（2n=20）为材料进行人工繁殖的过程。下列叙述错误的是（ ） A. A、B、C、D过程的理论基础都涉及植物细胞的全能性 B. 若取材自茎尖组织或细胞，可培育出抗病毒的玉米品种 C. A过程是进行体细胞诱变和研究遗传突变的亲本植株理想材料 D. ②步骤可用PEG、离心法或高Ca2+-高pH法促进原生质体融合 【答案】B 【解析】 【详解】A、A、B、C、D四个过程都利用了植物组织培养技术，其原理为植物细胞具有全能性，A正确； B、用茎尖组织或细胞培养得到的植株病毒含量降低，是脱毒苗但不是抗毒苗，B错误； C、A过程是单倍体育种，由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，因此它是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料，C正确； D、②过程表示将该植物的原生质体进行融合，诱导植物细胞融合的方法有电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2+-高pH融合法，D正确。 5. 白藜芦醇是虎杖的次生代谢物，白藜芦醇直接免疫机体不能产生抗体，可将其与牛血清蛋白偶联，进而诱导机体产生抗体。科研人员利用细胞工程技术制备抗白藜芦醇单克隆抗体的基本流程如图所示，下列叙述错误的是（ ） A. 图中抗原X为白藜芦醇——牛血清蛋白偶联物 B. B淋巴细胞（包括浆细胞）在融合前不需进行原代培养 C. 步骤①可以通过灭活病毒诱导法诱导细胞融合 D. 克隆化培养后即可得到分泌抗白藜芦醇单克隆抗体的杂交瘤细胞 【答案】D 【解析】 【详解】A、题干说明白藜芦醇直接免疫机体无法产生抗体，需与牛血清蛋白偶联后作为抗原诱导机体产生抗体，因此免疫小鼠的抗原X为白藜芦醇——牛血清蛋白偶联物，A正确； B、B淋巴细胞（包括浆细胞）是高度分化的细胞，无增殖能力，因此融合前不需要进行原代培养，B正确； C、步骤①为动物细胞融合，灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合的常用方法，C正确； D、克隆化培养后还需进行专一抗体检测，筛选出能特异性分泌抗白藜芦醇抗体的杂交瘤细胞，并非克隆化培养后直接得到目标细胞，D错误。 6. 将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞（图标号①）注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。部分过程的示意图如图，图中标号表示结构或过程。下列叙述正确的是（ ） A. ①经分裂、分化后能形成Mc的多种组织 B. 对③进行动物细胞培养即可直接获得Mc C. 在进行胚胎移植前，可取③做性别鉴定和遗传病筛查 D. ⑤过程需用促性腺激素对代孕小鼠进行同期发情处理 【答案】A 【解析】 【详解】A、内细胞团细胞发育全能性较高，①是黑色小鼠囊胚的内细胞团细胞，注入白色小鼠囊胚腔后，可经分裂、分化形成Mc的多种黑色组织，与白色小鼠内细胞团分化出的组织共同组成黑白相间的Mc，A正确； B、当前动物细胞培养技术无法直接将细胞培育为完整动物个体，③是重组囊胚的内细胞团，需要将整个重组囊胚通过胚胎移植移入代孕母鼠子宫内，才能发育为Mc，B错误； C、胚胎移植前进行性别鉴定和遗传病筛查时，应取滋养层细胞（即标号④）检测，③是内细胞团，将来会发育为胎儿的各类组织，取③会损伤胚胎，干扰其正常发育，C错误； D．⑤为胚胎移植过程，同期发情处理需要使用孕激素等激素使代孕小鼠生理状态适配胚胎着床，促性腺激素的作用是对供体雌性个体进行超数排卵处理，D错误。 7. 我国科学家将人源的iPS细胞注入哺乳动物X特定器官发育缺陷的宿主囊胚中，使其补偿发育出人源肾脏。这些肾脏中人源细胞比例最高可达70%。下列有关叙述错误的是（ ） A. 基因P、M是胚胎发育出肾脏所必需的 B. 人源iPS细胞不能注入囊胚的滋养层 C. 过程②可利用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚 D. 人源肾脏移植后，患者一定不出现免疫排斥 【答案】D 【解析】 【详解】A、敲除基因P和M的动物X胚胎无法自主发育出肾脏，需要人源iPS细胞补偿发育出肾脏，说明基因P、M是胚胎发育出肾脏所必需的，A正确； B、囊胚的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，内细胞团细胞才会分化为胎儿的各类组织器官，要获得人源肾脏需将人源iPS细胞注入内细胞团，不能注入滋养层，B正确； C、过程②为重构胚的激活和早期胚胎培养，蛋白酶合成抑制剂可抑制重构胚内抑制性蛋白的合成，从而激活重构胚使其启动分裂发育，是重构胚激活的常用方法之一，C正确； D、培育出的人源肾脏中人源细胞最高占比仅为70%，还存在动物X的细胞，这些异源细胞会引发免疫排斥，因此移植后患者仍可能出现免疫排斥，D错误。 8. 下表表示精子入卵后，发生或引起一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述正确的是（　　） 精子进入卵子后 卵细胞膜反应→X 受精卵 尾部脱离，核膜破裂→形成雄原核 Y→形成雌原核 A. 表中过程发生的场所是输卵管 B. 表中X指防止多精入卵的第一道屏障，Y指卵子的减数第二次分裂 C. 受精完成的标志是精子的头部与卵细胞膜融合 D. 受精卵中遗传物质有一半来自卵子 【答案】A 【解析】 【详解】A、哺乳动物体内受精的场所为输卵管，A正确； B、卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障；精子入卵后，卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核，B错误； C、受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子，C错误； D、受精卵的细胞核遗传物质一半来自卵子、一半来自精子，但细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵子，D错误。 9. 下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（ ） A. DNA连接酶连接氢键和磷酸二酯键 B. E.coliDNA连接酶不具有专一性，T4DNA连接酶具有专一性 C. E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶都是从原核生物中分离得到的 D. E.coliDNA连接酶连接平末端的效率远远低于T4DNA连接酶 【答案】D 【解析】 【详解】A、DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键，双链DNA片段的氢键可通过碱基互补配对自动形成，不需要DNA连接酶催化，A错误； B、酶都具有专一性，E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都属于酶，均具有专一性，B错误； C、E.coli DNA连接酶是从原核生物大肠杆菌中分离得到的，但T4 DNA连接酶是从T4 噬菌体（病毒）中分离得到的，并非来自原核生物，C错误； D、E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能将双链DNA片段“缝合”起来， 恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，但E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于 T4 DNA连接酶，D正确。 10. 下图为四种不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置图示，下列叙述错误的是（ ） A. BamH I限制酶切割得到的目的基因可以与BglⅡ限制酶切割后的质粒相连 B. 作为优质的基因工程的通用载体，质粒上应具有同种限制酶的多个酶切位点 C. 若DNA上的碱基随机排列，Not I限制酶切割位点出现频率低于其他三种限制酶 D. 若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamH I限制酶识别位点 【答案】B 【解析】 【详解】A、BamH I限制性核酸内切酶切割后的末端与Bgl II切割的末端是相同的，故用BamH I限制性核酸内切酶切割后的DNA能够连接到用Bgl II切割的载体DNA中，A正确； B、作为运载体的质粒，应有多个限制性酶的切割位点，以便插入目的基因，B错误； C、EcoR I、BamH I、Bgl II都是由六个碱基对构成，而Not I由8个碱基对构成，若DNA上的碱基随机排列，Not I限制性核酸内切酶切割位点出现频率低于其他三种限制性核酸内切酶，C正确； D、若DNA上的碱基随机排列，出现GGATCC碱基排列序列的概率为（1/4）6=1/4096，即理论上每4096个碱基对会有一个BamHI限制酶识别位点，D正确。 11. 某线性DNA分子含有3000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是（ ） a酶切割产物（bp） b酶切割产物（bp） 1600；1100；300 800；300 A. 在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有2个和3个 B. a酶与b酶切断的化学键分别是磷酸二酯键和氢键 C. a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接 D. 用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，序列会明显增多。 【答案】D 【解析】 【详解】A、线性DNA被切割后得到的片段数=切割位点数+1，a酶切割得到3个片段，说明a酶识别序列有2个；a酶的切割产物中，1600bp和1100bp的片段可被b酶切割，300bp片段无法被切割，说明b酶识别序列有2个，A错误； B、限制酶切断的化学键均为磷酸二酯键，B错误； C、由切割位点可知，a酶和b酶切割后产生的黏性末端均为GATC，序列互补可相互连接，C错误； D、两种酶的黏性末端连接后形成的新序列，无法被a、b酶识别切割，反复切割、连接过程中序列会不断积累，数量明显增多，D正确。 12. 某实验小组利用下图所示质粒和目的基因来构建基因表达载体，将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是（ ） A. 图中的质粒用酶A切割后，会产生8个游离的磷酸基团 B. 若用酶B和酶C切割，会导致质粒无法与目的基因连接 C. 在构建重组质粒时，可用酶A和酶C切割质粒和目的基因 D. 成功导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长 【答案】D 【解析】 【详解】A、质粒是环状双链DNA，酶A在质粒上有2个切割位点，切割后得到2个线性双链DNA片段，每个线性双链DNA含2个游离磷酸基团，共产生4个游离磷酸基团，A错误； B、酶B和酶C切割质粒后，质粒产生的粘性末端与酶B、酶C切割后的目的基因的粘性末端碱基互补，可在DNA连接酶的作用下连接，B错误； C、酶A会同时切割质粒上的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，导致两个标记基因均被破坏，无法用于筛选，应用酶B和酶C切割，C错误； D、构建重组质粒时，目的基因插入四环素抗性基因的酶切位点中，氨苄青霉素抗性基因结构完整，成功导入目的基因的大肠杆菌含有功能正常的氨苄青霉素抗性基因，因此可在含氨苄青霉素的培养基中生长，D正确。 13. 下列关于目的基因导入受体细胞和目的基因的检测和鉴定的叙述，错误的（ ） A. 将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用钙离子处理细菌 B. 应该将抗虫基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA片段内 C. 可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译 D. 某抗虫基因转基因是否成功，最简便的方法是观察该植物有没有抗虫性状 【答案】C 【解析】 【详解】A、将重组质粒导入细菌时，可用钙离子处理细菌使其成为感受态细胞，易于吸收外源DNA，A正确； B、农杆菌Ti质粒的T-DNA片段可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上，因此需将抗虫基因插入T-DNA片段内，才能实现目的基因向植物细胞的转移和整合，B正确； C、PCR技术可检测目的基因是否插入受体基因组，结合反转录过程可检测目的基因是否转录，但翻译的产物是蛋白质，需用抗原-抗体杂交技术检测，PCR无法检测翻译过程，C错误； D、转基因抗虫植物是否培育成功，个体水平最简便的检测方法是观察植物是否表现出抗虫性状，D正确。 14. 如图是某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备猪唾液腺生物反应器来生产大量高纯度人神经生长因子（hNGF）的流程图，下列相关说法错误的是（ ） A. 人hNGF基因需与唾液淀粉酶基因的启动子等重组后再导入猪成纤维细胞 B. 转基因猪的乳腺上皮细胞、唾液腺细胞都能表达hNGF基因 C. 与乳腺生物反应器相比，用唾液腺生物反应器生产hNGF所选的启动子不同 D. 鉴定hNGF基因是否成功表达可以检测转基因猪的唾液中是否存在hNGF 【答案】B 【解析】 【详解】A、要使人hNGF基因在猪唾液腺细胞中特异性表达，需将目的基因与唾液腺细胞特异性表达的唾液淀粉酶基因的启动子等调控元件重组后，再导入猪成纤维细胞，A正确； B、本题中hNGF基因连接的是唾液淀粉酶基因的启动子，该启动子仅在唾液腺细胞中被激活启动转录，乳腺上皮细胞中该启动子无法发挥作用，因此乳腺上皮细胞不能表达hNGF基因，B错误； C、乳腺生物反应器选择的是乳腺蛋白基因的启动子，唾液腺生物反应器选择的是唾液淀粉酶基因的启动子，二者所选启动子不同，C正确； D、hNGF基因成功表达后，产物会分泌到转基因猪的唾液中，因此可检测唾液中是否存在hNGF来鉴定目的基因是否成功表达，D正确。 15. T4溶菌酶（A0）在温度较高时易失去活性。研究人员通过蛋白质工程将T4溶菌酶第3位上的异亮氨酸改成半胱氨酸，该处半胱氨酸可与第97位半胱氨酸之间形成一个二硫键，获得热稳定性高的T4溶菌酶（A1）。下列说法正确的是（ ） A. 可用PCR直接扩增T4溶菌酶（A1）的基因转录产物 B. A0和A1空间结构的差异是二者热稳定性不同的直接原因 C. 蛋白质工程与中心法则的流程方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质 D. 根据设计的蛋白质的氨基酸序列推理的基因序列中包含启动子和终止子 【答案】B 【解析】 【详解】A、PCR是体外扩增DNA的技术，模板只能是DNA，A₁基因的转录产物是RNA，不能直接用PCR扩增，需要先逆转录获得cDNA才能进行扩增，A错误； B、蛋白质的功能由结构决定，A₀和A1的热稳定性不同属于功能差异，直接原因是二者的空间结构存在差异，B正确； C、蛋白质工程的流程是从预期蛋白质功能出发，逆向推导氨基酸序列再获得对应的基因序列，与中心法则DNA→mRNA→蛋白质的流程方向相反，C错误； D、启动子和终止子属于基因的非编码区序列，不编码氨基酸，因此根据氨基酸序列推理出的基因序列只有编码区的序列，不包含启动子和终止子，D错误。 第Ⅱ卷 二、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程（利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同）。 （1）培养皿灭菌常用的方法是____________。灭菌的目的是____________。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是____________。过程①的接种方法为____________，图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是____________。 （2）分离计数土壤中自然突变的氨基酸缺陷型菌株的过程步骤①取5g土壤加入45mL无菌水中充分振荡得到土壤悬液。步骤②中，将1mL土壤悬液进行梯度稀释，每种稀释度经过步骤③各在3个平板上接种（每个平板的接种量为0.1mL），经适当培养后，在土壤悬液的稀释倍数为103平板上的菌落数为49、47、48，据此可得出每克土壤中的活菌数为______个。 （3）为了进一步完成对初检营养缺陷型菌株的鉴定，实验人员进行了如下操作： ①用接种针挑取菌落______（填“A”或“B”）接种于盛有完全培养液的离心管中，28℃振荡培养1~2天后，离心，取沉淀物用无菌水洗涤3次，并制成菌悬液。 ②吸取1mL菌悬液加入无菌培养皿中，倾注15mL融化并冷却至50℃左右的基本培养基，待其冷凝后用记号笔在皿底划分A、B、C、D、E五个区域。 ③在划分的五个区域对应的培养基上放入少量分组的氨基酸粉末（如下表所示），经培养后，观察生长圈出现的区域，从而确定属于何种氨基酸缺陷型。在上述鉴定实验中，发现在培养基A、D区域出现生长圈，说明该氨基酸缺陷型菌株属于______缺陷型。 组别 所含氨基酸 A 组氨酸 苏氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 亮氨酸 B 精氨酸 苏氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 C 酪氨酸 谷氨酸 赖氨酸 色氨酸 丙氨酸 D 甘氨酸 天冬氨酸 甲硫氨酸 色氨酸 丝氨酸 E 半胱氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 丙氨酸 丝氨酸 【答案】（1） ①. 干热灭菌 ②. 为了杀灭培养皿上的所有微生物（微生物、芽孢和孢子） ③. 不接种培养（或空白培养） ④. 稀释涂布平板法 ⑤. 氨基酸 （2）4.8×106 （3） ①. A ②. 天冬氨酸 【解析】 【小问1详解】 培养皿属于玻璃器皿，实验室常用干热灭菌法灭菌。灭菌的目的是为了杀灭培养皿上的所有微生物（包括芽孢和孢子），避免杂菌污染干扰实验。检测灭菌效果的常用方法是培养空白未接种的培养基，若无菌落生长说明灭菌合格。过程①接种后培养的结果是得到单菌落，故过程①的接种方法为稀释涂布平板法。据图可知，在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长。据此可知，与基本培养基（只含碳源、无机盐、水）相比，完全培养皿中有基本培养中没有的氨基酸。 【小问2详解】 依题意，土壤悬液由5g土壤加入45mL无菌水制成，且在土壤悬液的稀释倍数为103平板上的菌落数为49、47、48，故可用以计数的平板总稀释倍数为104。则每克土壤中的活菌数为：（49+47+48）÷3÷0.1×104=4.8×106个。 【小问3详解】 ①在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此图中菌落A应该为氨基酸缺陷型菌株，则用接种针挑取菌落A接种于盛有完全培养液的离心管中。 ③表中信息显示：A、D区域含有其它区域不含有的氨基酸是天冬氨酸，而实验结果只有A、D区域出现生长圈，说明该营养缺陷型菌株属于天冬氨酸缺陷型。 17. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的代谢物紫杉醇是一种高效抗癌药物，但由于红豆杉野生资源匮乏，且红豆杉植株紫杉醇含量极低，导致了紫杉醇的供应严重不足。因此，研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行了融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如下图。请回答下列问题： 注：X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 （1）紫杉醇并非是红豆杉生长和生存所必需的，紫杉醇是红豆杉的______（填“初生代谢物”或“次生代谢物”）。 （2）过程②中可用含______酶的等渗溶液去除细胞壁以获得有活性的原生质体。 （3）图中，对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B处理，其中A处理为______。 （4）采用二乙酸荧光素（FDA）法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光，当其进入细胞后可被胞内酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过活细胞质膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择______（填“有”或“无”）荧光的原生质体用于融合。 （5）过程④中，再分化阶段所用培养基需含有植物激素X和Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况不同。当植物激素X多Y少时，未分化细胞群将分化出芽；则植物激素X的名称是____________。 （6）科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定，结果如下表。 后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定 甲 12，形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段 乙 12，形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段 丙 12，形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段 由表可知，后代植株中______类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源于亲本______的染色体，另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中，而是以DNA片段的方式整合进主要来源亲本的基因组，作出以上推测的依据是____________。 【答案】（1）次生代谢物 （2）纤维素酶和果胶酶 （3）X射线处理 （4）有 （5）细胞分裂素 （6） ①. 乙 ②. 柴胡 ③. 甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目、形态相似，且含有双亲的DNA片段 【解析】 【小问1详解】 植物初生代谢物是生长繁殖必需的物质，次生代谢物不是植物生长生存必需的小分子有机化合物，故紫杉醇属于次生代谢物。 【小问2详解】 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以可以用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，获得原生质体。 【小问3详解】 要培育能产生紫杉醇的柴胡，红豆杉是供体需要X射线照射（A处理），破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂，柴胡是受体需要碘乙酰胺处理（B处理），使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 【小问4详解】 根据题干信息可知，FDA进入细胞后可被胞内酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过活细胞质膜，会留在细胞内发出荧光，因此应选择有荧光的原生质体（具有活性）用于融合。 【小问5详解】 在植物组织培养中，生长素与细胞分裂素的比值偏低，促进芽的生成，所以当植物激素X多Y少时，未分化细胞群将分化出芽，X是细胞分裂素。 【小问6详解】 根据表格信息可知，植株后代乙无红豆杉DNA片段，说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似，且含有双亲的DNA片段，说明甲、丙植株属于杂种植株，它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成，因为红豆杉用X射线处理能随机破坏染色体结构。 18. 我国中科院的研究团队利用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。实验流程如下图所示，请分析回答： （1）体外培养动物细胞时，首先应保证其处于无菌无毒的环境，除了适宜的营养，物质、温度等条件外，还需要控制的气体条件是____________。 （2）要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚，此卵母细胞应在体外培养到______期，在对卵母细胞进行去核时，常采用____________（答出1点即可）等方法处理。得到的重构胚通常需要发育到______阶段才能进行胚胎移植。 （3）可利用______的方法对乙进行处理，得到多只孤雄小鼠。 （4）据图分析只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，请写出两个理由支持你的判断。理由1：需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中；理由2______。 【答案】（1）95%的空气和5%的CO2 （2） ①. MⅡ中 ②. 显微操作##梯度离心##紫外线短时间照射##化学物质处理 ③. 囊胚或桑葚胚 （3）胚胎分割 （4）重构胚必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体 【解析】 【小问1详解】 体外培养动物细胞时，首先应保证其处于无菌无毒的环境，除了适宜的营养，物质、温度等条件外，还需要控制的气体条件是95%的空气和5%的CO2，其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH。 【小问2详解】 要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚，此卵母细胞应在体外培养到MⅡ中期；对卵母细胞进行去核时，可以采用显微操作、紫外线短时间照射、梯度离心、化学物质处理等方法进行处理；得到的重构胚通常需要发育到囊胚或桑葚胚阶段才能进行胚胎移植，因为此时的胚胎处于游离状态。 【小问3详解】 利用胚胎分割技术可将一个早期胚胎分割为多份，移植后获得多只基因型相同的子代，因此对早期胚胎乙进行胚胎分割可得到多只孤雄小鼠。 【小问4详解】 结合图示可知，只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，这是因为要获得孤雄小鼠需要将ahESC和另一个精子一起注入到一个去核卵细胞中，而卵细胞来自雌性小鼠，另外获得的重构胚必须移植到雌性小鼠的体内才能发育为个体，可见离开雌性个体不能获得孤雄小鼠。 19. 胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如图所示，已知Ipp20基因内部不含Mfel酶切序列而外部两端含有，回答下列问题： 限制酶 EcoRI BamHI HindIII MfeI 识别序列和切割位点（5'-3'） G↓AATTC G↓GATCC A↓AGCTT C↓AATTG （1）PCR的每次循环包括_______________三个阶段。 （2）构建基因表达载体时，如果选择Mfel一种酶对目的基因和质粒进行切割，缺点是____________（至少答出两点）。 （3）如果选择EcoRI和HindⅢ，利用PCR扩增Ipp20基因时，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_________ A. 5'-GAATTCATGGGC-3'；5'-AAGCTTCTAGTG-3' B. 5'-GAATTCCACTAG-3'；5'-AAGCTTGCCCAT-3' C. 5'-GAATTCCTAGTG-3'；5'-AAGCTTATGGGC-3' （4）转Ipp20基因山羊利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗，构建基因表达载体时需要选择____________基因的启动子，通过____________的方法导入山羊的受精卵中，转基因羊成功的标志为__________________。 【答案】（1）变性、复性和延伸 （2）目的基因和载体可能自身环化以及反向连接 （3）A （4） ①. 山羊乳腺中特异表达的（乳腺蛋白） ②. 显微注射 ③. 转基因山羊乳汁中含有Ipp20蛋白 【解析】 【小问1详解】 利用PCR技术扩增目的基因片段，PCR 每次循环包括变性（高温使 DNA 双链解旋 ）、复性（低温使引物与模板链结合 ）、延伸（中温使 Taq 酶催化子链合成 ）三个阶段。 【小问2详解】 同种限制酶切割目的基因和质粒，会使目的基因两端的黏性末端和切割后质粒两端的黏性末端都相同，而发生目的基因和载体的自身环化以及反向连接。 【小问3详解】 Ipp20基因两端没有EcoRI和HindⅢ识别序列，设计引物时需要在引物的5'端加上限制酶识别序列，以便PCR扩增目的基因后能够被切割质粒的同种限制酶酶切出相同的黏性末端，结合图中目的基因转录的方向和限制酶识别序列的方向，图中目的基因左侧为5'的单链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为5'-ATGGGC-3'，5'端加上限制酶识别序列5'-GAATTC-3'，最终为5'-GAATTCATGGGC-3'，同理，目的基因上面那条链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为3'-GTGATC-5'，5'端加上限制酶识别序列5'-AAGCTT-3'，最终为5'-AAGCTTCTAGTG-3'，故选A。 【小问4详解】 乳腺生物反应器需使目的基因在雌性山羊乳腺中表达出蛋白质，所以需要选择山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子，以从乳汁中获得目的蛋白，通过显微注射的方法导入山羊的受精卵中，转基因羊成功的标志是转基因山羊乳汁中含有Ipp20蛋白。 20. 人体内的t-PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血。研究证实，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t-PA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该突变基因，可制造出性能优异的t-PA突变蛋白。下图是通过重叠延伸PCR技术获取t-PA改良基因和利用质粒pCLY11构建含t-PA改良基因的重组质粒示意图（图中重叠延伸PCR过程中引物n、b用来扩增突变位点及其上游DNA序列，引物c、d用来扩增突变位点及其下游DNA序列）。请回答下列问题： （1）科学家将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，生产出性能优良的t-PA突变蛋白的生物技术手段属于__________范畴。 （2）获得性能优良的t-PA突变蛋白的正确顺序是_________（选择正确编号并排序）。 ①t-PA蛋白功能分析和结构设计 ②借助定点突变改造t-PA基因序列 ③检验t-PA蛋白的结构和功能 ④设计t-PA蛋白氨基酸序列和基因序列 ⑤利用工程菌发酵合成t-PA蛋白 （3）已知t-PA蛋白第84位是半胱氨酸，相应的基因模板链（图中t-PA基因的上链）上的碱基序列是ACA，丝氨酸的密码子是UCU。重叠延伸PCR示意图中的黑点便是突变部位的碱基，引物b中该突变位点的碱基是__________。 （4）据图可知，重叠延伸后，进行PCR需要的引物是__________，引物的作用是_________。 （5）若获得的t-PA突变基因如图所示，那么质粒pCLY11需用限制酶____________切开，才能与t-PA突变基因高效连接。 【答案】（1）蛋白质工程 （2）①④②⑤③ （3）G （4） ①. 引物a和引物d ②. 使 DNA聚合酶从引物的3'端开始迮接锐氧核苷酸 （5）XmaI、BglII 【解析】 【分析】1、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。（4）目的基因的检测与鉴定。 2、蛋白质工程的一般过程是：根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构→设计对应的氨基酸序列→合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列→利用基因工程技术合成新的蛋白质，蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。 【小问1详解】 由题干信息可知，上述生产改良t-PA蛋白的技术是先对天然的t-PA基因进行序列改造，然后在大肠杆菌中表达改造后的基因，可得到性能优异的改良t-PA蛋白，因此属于蛋白质工程。 【小问2详解】 蛋白质工程的一般过程是：根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构→设计对应的氨基酸序列→合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列→利用基因工程技术合成新的蛋白质，获得性能优良的t-PA突变蛋白的正确顺序是① t-PA蛋白功能分析和结构设计→④设计t-PA蛋白氨基酸序列和基因序列→②借助定点突变改造t-PA基因序列→⑤利用工程菌发酵合成t-PA蛋白→③检验t-PA蛋白的结构和功能。 【小问3详解】 已知t-PA蛋白第84位是半胱氨酸，相应的基因模板链（图中t-PA基因的上链）上的碱基序列是ACA，则半胱氨酸的密码子为UGU，而丝氨酸的密码子是UCU，由此可知，若要将t-PA蛋白第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，则t-PA基因上链第84位发生碱基替换为ACA→AGA，图中显示引物b与t-PA基因的下链互补，故其中相应部位的碱基与上链相同，即该部位的碱基是G。 【小问4详解】 由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链，因此PCR中需要加入合适的引物来完成子链的延伸，引物需要与模板的3'端结合，故据图可知，重叠延伸时，需要的引物是引物a和引物b，而延伸后，为扩增完整的序列，需要引物a和d；DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从引物的3′端开始延伸DNA链，因此引物的作用是使DNA聚合酶从引物的   3 ′   端开始连接脱氧核苷酸. 【小问5详解】 如图所示，目的基因的两端的黏性末端碱基序列分别是CCGG、CTAG，所以应用Xmal和BglI两种限制酶切割，以便于把目的基因连接到质粒pCLY11上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $