精品解析：北京市某重点校2025-2026学年高二年级下学期期中考试生物试题

2025-2026第二学期高二生物期中试卷 一、选择题（1-10每题1分，11-20每题2分，共30分） 1. 胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因所编码的，其中A链中的氨基酸有a个，B链中的氨基酸有b个，下列有关叙述正确的是（　　） A. 在胰岛素编码基因中至少含有的碱基数是3（a+b）个 B. 胰岛素mRNA中至少含有（a+b）个编码氨基酸的密码子 C. 胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链 D. 胰岛素的A、B两条肽链是核糖体所翻译的直接产物 2. 乙醇是生物学实验中常用的试剂。下表列出了乙醇在实验中的作用，其中错误的是（　　） 选项 实验 乙醇的作用 A DNA粗提取与鉴定 溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质 B 菊花的组织培养 工作台、手部、外植体的消毒 C 绿叶中的色素的提取 溶解绿叶中的色素 D 检测生物组织中的脂肪 洗去浮色 A. A B. B C. C D. D 3. 下列相关实验操作正确的是（　　） A. 向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境 B. 探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理 C. 利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物电泳后，在紫外灯下观察结果 D. 将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落 4. 用纸片扩散法测定某病原菌对各种抗生素敏感性的实验，是在某病原菌均匀分布的平板上，铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果，其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是（ ） A. 在图示培养基上可用平板划线法或涂布法接种病原菌 B. 不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响 C. 从抑菌圈边缘的菌落上挑取病原菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大 D. 未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生了抗性变异 5. 抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　） A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B. 大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D. 转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 6. 活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，常用于棉、麻等染色。现欲从染料废水堆积池的污泥中获得能分解活性黑5的假单胞杆菌菌株，流程如下图。下列说法不正确的是（　　） A. 从染料废水堆积池污泥中取样的原因是此处目的菌存在的可能性大 B. 培养基Ⅰ、Ⅱ均以活性黑5为唯一氮源，属于选择培养基 C. 通过计数培养基Ⅰ、Ⅱ上的单菌落数量进行微生物活菌计数 D. 逐渐提高培养液中活性黑5浓度有助于获得具高效分解能力的目的菌 7. 高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是（ ） A. 将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B. 将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上 C. 将植物叶片接种到无菌的组培培养基上 D. 将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 8. 沙田柚味甜但籽多，研究者将其与雄性不育的温州蜜柑进行体细胞杂交，筛选出雄性不育无籽新品种“华柚3号”，新品种中仅线粒体基因来自温州蜜柑。下列叙述正确的是（　　） A. 用胰蛋白酶去除两种细胞的细胞壁 B. 常用灭活病毒诱导原生质体的融合 C. 该方法可打破生殖隔离实现远缘杂交 D. 授粉后的华柚3号不能结出有籽果实 9. 科研人员利用动物细胞培养技术生产可食用“人造肉”的基本流程如下图。下列叙述正确的是（　　） A. 干细胞在培养过程中可能会发生同源染色体的分离 B. 干细胞能分化为成年动物体内任何一种类型的细胞 C. 评价人造肉质量的标准是细胞内控制蛋白质合成基因的含量 D. 从抑制杂菌污染的角度考虑，制作人造肉的过程一般不添加抗生素 10. 易错PCR是通过改变反应条件和酶，在DNA扩增中随机引入错误碱基，来获取突变基因的技术。对易错PCR的叙述错误的是（　　） A. 使目标基因发生定向突变 B. 需加入耐高温的DNA聚合酶 C. 需根据目标基因碱基序列设计引物 D. 可用于蛋白质的优化改造 11. 波尔山羊具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎移植技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是（　　） A. 选择遗传性状优良的健康母羊进行超数排卵处理 B. 胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C. 生产中对提供精子的波尔公山羊无需进行筛选 D. 为确保受体与供体母羊生理状态一致，需同期发情处理 12. iPS细胞（诱导多能干细胞）可在体外被诱导至减数分裂Ⅰ前期。下列叙述错误的是（　　） A. 培养iPS细胞时需加入血清等成分 B. 该过程涉及相关基因的选择性表达 C. 此时可观察到染色体的着丝粒分裂 D. 该研究可以为治疗少精症提供思路 13. 抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。图中表示制备抗PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述不正确的是（ ） A. 分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1 B. 经PEG诱导后融合的细胞，不都是杂交瘤细胞 C. 体外培养单个B细胞也可以获得大量抗PD-L1的单克隆抗体 D. 图中细胞群a可用于大规模培养，生产抗PD-L1单克隆抗体 14. 为探究生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用，研究者用烟草外植体进行实验，结果如图。下列叙述合理的是（　　） A. 需将外植体灭菌处理后接入培养基 B. 愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，由未分化的细胞组成 C. 诱导愈伤组织期间一般需要给予光照 D. 再分化生芽的两种激素浓度比为1:1 15. KRS是由A2基因突变引起的罕见遗传病。某家系患病情况与相关检测结果如下图，已知Ⅰ-1的A2基因第1306位G替换成A，Ⅰ-2的A2基因第3057位C缺失。利用1306位上下游的特异性引物进行cDNA扩增。对该家系分析不正确的是（　　） A. 该病遗传方式为常染色体隐性遗传病 B. Ⅰ-1中A2基因碱基替换导致相应mRNA变短 C. Ⅱ-1含有两个正常A2基因的概率为1/4 D. Ⅱ-2与正常男性婚配，后代不一定患KRS 16. 如下图，牛胰核糖核酸酶在尿素、β-巯基乙醇的处理下完全失去酶活性，但去除后几乎可100%自发恢复其天然酶活性。下列说法错误的是（ ） A. 牛胰核糖核酸酶能催化RNA的水解反应 B. 该酶是在核糖体上经脱水缩合过程形成的 C. 尿素、β-巯基乙醇处理破坏了该酶的肽键 D. 该酶的氨基酸序列决定了二硫键形成的位置 17. 为制备带有荧光标记的DNA探针，研究人员在反应系统内只添加了DNA聚合酶、缓冲液、H2O和4种dNTP（dN-Pα~Pβ~Pγ，其中dGTP被荧光标记）的反应管①~③中分别加入适量单链DNA（如下所示）。形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。下列说法正确的是（　　） 反应管①：5′-GGCTATAGCCAGA-3' 反应管②：5′-GTTTCGCGATGGC-3′；3′-AGCGCTACCGATG-5′ 反应管③：5'-CCAGGAGATTGC-3′；3′-CCTCTAACGATC-5′ A. 反应管②的反应系统内因缺乏模板或引物不能进行PCR扩增 B. 实验结束后，能得到带有荧光标记DNA探针的反应管只有③ C. 实验中需要用荧光物质对dGTP的γ位磷酸基团进行标记 D. DNA聚合酶沿模板链将dNTP逐个连接到引物的5′端 18. 在生产实践中，不需要运用多项生物工程技术的是（ ） A. 单克隆抗体的制备 B. 人胰岛素工业化生产 C. 转基因抗虫棉的培育 D. 用酚红鉴别尿素分解菌 19. 以RNA干扰技术为原理，研制的新型农药dsRNA（双链）进入害虫细胞后，经过一系列蛋白质的作用引发RNA干扰，导致与害虫生长的相关基因被“沉默”，直至死亡。用于防治马铃薯甲虫的dsRNA农药制备与使用的部分技术路线如图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：T7是质粒上允许双向转录的特殊启动子 A. 重组质粒上只需其中一个T7启动子转录就可得到dsRNA B. dsRNA可以通过降解mRNA来实现害虫相关基因的“沉默” C. 马铃薯甲虫不会对该dsRNA农药产生抗性 D. dsRNA农药不会对其他害虫产生毒害作用 20. 利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（　　） A. 过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B. 过程②是将重组质粒导入噬菌体中启动基因表达 C. 过程④利用抗原－抗体的特异性结合筛选目标抗体 D. 过程⑤可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产 21. L-精氨酸在制药等行业被广泛应用。研究者改造大肠杆菌以获得L-精氨酸高产菌株。 （1）大肠杆菌被接种至经______灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，如图1。 （2）检测发现野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低，研究者开展实验探究其原因，结果如图2。 ①图2结果说明，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性，依据是______。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，原因是______。 （3）发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的______不足，增殖减慢，稳定期的种群密度较低，进而影响L-精氨酸产量。 （4）综上，研究人员继续改造菌株2，以进一步提高L-精氨酸产率。下列选项中合理的改造方案是______（选填下列字母）。 a．敲除细胞呼吸酶基因 b．敲除乙酸合成酶基因 c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因 d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 22. 金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。 （1）SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和______。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因_______而死亡。 （2）检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较_______。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。 （3）为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是_______。 ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B_________。 （4）研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果______。 ①SA菌株  ②P1-P2-菌株  ③A+基因  ④B+基因  ⑤高浓度甲氧西林  ⑥不用甲氧西林 23. A蛋白家族是细胞分裂素应答调节因子，包括A1、A12等。研究者以拟南芥根段为材料，探讨A蛋白在组织培养中参与调节的机制。 （1）植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，体现出植物细胞具有_______。在植物组织培养过程中，需向培养基中添加生长素和细胞分裂素，以启动由愈伤组织形成芽的________过程。 （2）为探究A蛋白对愈伤组织再生芽的影响，研究者比较了野生型和al（A1缺失突变体）、al2（A12缺失突变体）和双突变体在组织培养过程中的芽再生能力，结果如图1.根据结果可知， 当A12存在时A1对芽的再生有________作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有_______作用。 （3）CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。已有实验证明A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，调节下游基因表达。研究者进行了下列4组实验，检测报告基因的表达情况，证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。支持此结论的4组报告基因表达量关系为________。 组别 导入叶肉细胞的基因 1 / 含CLV基因启动子的报告基因 2 A1基因 3 A12基因 4 A1基因和A12基因 （4）综合上述研究结果，分析图1中野生型再生芽数量明显少于a1的原因是_____。 （5）结合上述实验研究，完善A蛋白在植物组织培养过程中的调控机制，请将A1、A12和CLV基因补充在图2中________。 24. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。 抗新冠病毒单克隆抗体药物的研发 2021年12月，由我国科研团队自主研发的抗新冠病毒单克隆抗体特效药获得中国药品监督管理局紧急批准上市。 位于新冠病毒表面棘突蛋白上的受体结合结构域（RBD）能够与人细胞表面受体ACE2结合，介导病毒入侵宿主细胞。科研团队以RBD为靶位点，开发抗新冠病毒单抗药物，流程大致如下：经8位新冠肺炎患者同意后，抽取患者血液检测血浆抗体含量及抗体与病毒的结合情况。选择抗RBD抗体含量高、结合效力好的4位患者血液样本，分离不同的B细胞，并获得其中的抗体相关基因，分别导入具有增殖能力的细胞，进一步筛选、培养，获得了206种抗RBD单克隆抗体，这些抗体表现出良好的RBD结合活性。 中和作用指抗体与病毒结合，并阻止病毒吸附、感染细胞的效应。如图1，用SPR检测分子间的结合能力，以反映单克隆抗体的中和作用。实验组首先将靶分子固定于传感器芯片上，将一种能与靶分子结合的物质随缓冲液流过传感器，待结合稳定后加入第二种物质。通过接收器检测第二种物质与固定物的结合量，并与对照组比较，部分实验结果如图2。最终研究团队选用了中和作用最强的单抗，命名为安巴韦单抗，并与罗米司韦单抗进行了联合使用。 研究者表示：“安巴韦单抗/罗米司韦单抗联合疗法的获批，为中国带来了首个新冠肺炎治疗特效药。这一联合疗法在国际多中心试验中展现了优异的安全性和保护性，是至今为止在全世界范围内唯一开展了变异株感染者治疗效果评估并获得最优数据的抗体药物。” （1）传统单克隆抗体制备方案产生于1975年，米尔斯坦和科勒将____________细胞和B细胞融合，获得了杂交瘤细胞，通过一系列培养和选择过程获得了鼠源单克隆抗体。文中所述制备抗RBD单克隆抗体的方法，则利用了____________技术获得既能大量增殖又能产生特定抗体的细胞。 （2）利用SPR检测单克隆抗体的中和作用时，实验组和对照组的方案分别是（按操作顺序选填下列字母）：实验组：____________；对照组：____________。 a．将纯化的新冠病毒RBD固定于传感器芯片 b．将待测单克隆抗体固定于传感器芯片 c．在缓冲液中加入纯化的新冠病毒RBD，流过传感器 d．在缓冲液中加入纯化的ACE2，流过传感器 e．在缓冲液中加入待测单克隆抗体，流过传感器 （3）根据图2可知，_____________的作用效果最佳。为确保联合使用发挥更强的效果，两种单抗识别RBD的具体位点应____________（选填“相同”或“不同”）。 （4）专家指出，即使有了抗新冠病毒单克隆抗体特效药也不能替代疫苗接种。请你结合免疫学知识，撰写一段文字，向身边的亲友解释这一观点____________（不超过100字）。 25. CRISPR-Cas9基因编辑技术与AAV病毒结合使用是目的基因靶向敲入的有效途径。 （1）gRNA和Cas9蛋白是CRISPR-Cas9系统的关键组成，如图1，gRNA根据________原则与靶序列特异性结合后，实现Cas9的定点切割。AAV是DNA病毒，在基因工程中作为________将目的基因导入受体细胞，其两端的ITR序列相同，是病毒复制和包装必需的。Cas9切割靶序列后，AAV基因组提供DNA修复的模板，从而实现目的基因的敲入。 （2）将图1中的CRISPR-Cas9相关DNA片段和AAV基因组导入人多能干细胞，一段时间后，分别提取DNA，同时加入图1所示的引物1、2、3进行扩增，结果如图2。 引物1和2扩增后检测到条带说明________。根据图2结果推测，同源染色体中只有一条染色体敲入了目的基因的组别是________。 （3）用图1中引物1和4对（2）提取的DNA进行扩增，结果如图3。为解释图3结果，研究人员检测了细胞中敲入目的基因的拷贝数，结果如图4。 ①图4中的B组结果对应图3中的________组。 ②在图4中找到S4组的对应结果，并据此解释图3中S4组无条带的原因。________。 （4）进一步研究发现，在某些组别中出现多个AAV基因组DNA通过ITR序列连续串联插入，这类细胞的比例高达39%。请对CRISPR-Cas9相关DNA片段进行改进，以降低AAV基因组DNA串联插入细胞的比例，方案是________。 26. 温度是影响微生物生长的重要因素， 科研人员应用基因工程以实现通过温度控制工程菌合成所需物质。 （1）大肠杆菌是一种常见的微生物，常被改造为基因工程菌， 其原因包括________（写出2点）。 （2）为实现温度控制蛋白质合成， 科研人员设计了方案1，构建表达载体（见图1）， 将其导入大肠杆菌， 获得转基因工程菌。大肠杆菌在30℃和37℃均可生长和繁殖，当培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，_________，因而大肠杆菌表达________荧光蛋白。 （3）为更精准调控荧光蛋白表达，将上述表达载体改造为方案 2中的载体（见图2）。与方案1相比， 方案2的主要优势是_________。 （4）为检测方案2，科研人员将该方案中的工程菌稀释涂布在固体培养基上，形成单菌落，培养温度周期控制见图3.依据方案2，每个菌落生长2天后可出现4个不同的荧光环带，请预测图4所示菌落每个环带的工程菌中荧光蛋白表达情况，在下面表格中按时间顺序，依次写出所表达荧光蛋白的颜色。 菌落环带 1 2 3 4 所表达荧光蛋白的颜色 _______ _______ 红、绿 _______ （5）聚羟基脂肪酸酯（PHA）常用于制备可降解的塑料包装材料。PHA是一种生物大分子，可由单体分子3HB 和4HB 随机聚合，或通过分段聚合形成嵌段共聚物（见图5），其中嵌段共聚物性能更优。共聚物的合成过程如图5.请完善以下表格，通过改造方案 2 以实现应用工程菌大规模生产优质PHA（不考虑各种酶在不同温度下的活性差异）。 操作 目的 对方案 2表达载体的改造为：_______。 将构建好的表达载体导入大肠杆菌，获得工程菌。 获得可以合成PHA的工程菌。 以葡萄糖为原料配制培养基， 灭菌后加入上述工程菌。 配制培养基、接种。 控制发酵条件：_______。 发酵48 小时，获得3HB 比例为25%的嵌段共聚物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026第二学期高二生物期中试卷 一、选择题（1-10每题1分，11-20每题2分，共30分） 1. 胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因所编码的，其中A链中的氨基酸有a个，B链中的氨基酸有b个，下列有关叙述正确的是（　　） A. 在胰岛素编码基因中至少含有的碱基数是3（a+b）个 B. 胰岛素mRNA中至少含有（a+b）个编码氨基酸的密码子 C. 胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链 D. 胰岛素的A、B两条肽链是核糖体所翻译的直接产物 【答案】B 【解析】 【分析】1、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程，翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。 2、DNA（或基因）中碱基数：mRNA上碱基数：氨基酸个数=6：3：1。 【详解】A、胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是（a+b），所以mRNA中对应碱基数至少为3（a+b），基因中至少含有的碱基数是6（a+b）个,A错误； B、一个密码子编码一个氨基酸，所以胰岛素mRNA中至少含有（a+b）个编码氨基酸的密码子，B正确； C、胰岛素基因的一条DNA单链转录形成的mRNA编码胰岛素的A、B两条肽链，C错误； D、A、B两条肽链可能是形成一条肽链之后，经蛋白酶作用使肽键断裂，然后再加工成胰岛素的，D错误。 故选B。 2. 乙醇是生物学实验中常用的试剂。下表列出了乙醇在实验中的作用，其中错误的是（　　） 选项 实验 乙醇的作用 A DNA粗提取与鉴定 溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质 B 菊花的组织培养 工作台、手部、外植体的消毒 C 绿叶中的色素的提取 溶解绿叶中的色素 D 检测生物组织中的脂肪 洗去浮色 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一： 1、如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色； 2、观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需要用到酒精，用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，低温诱导染色体数目加倍实验中还需要用酒精洗去卡诺氏液； 3、绿叶中色素的提取和分离实验中可用无水乙醇来提取色素； 4、果酒和果醋制作实验、组织培养实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒； 5、DNA的粗提取和鉴定中可用体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA； 6、证明光合作用产物有淀粉需用95%酒精对绿色叶片进行酒精水浴脱色，便于碘液染色等； 7、土壤小动物丰富度研究中，收集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，防止诱虫器中小动物尸体腐烂。 【详解】A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，向滤液中加入冷却的体积分数为95%的酒精，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，就是粗提取的DNA，A错误； B、70%的酒精可导致蛋白质变性，用于实验室和日常消毒，菊花的组织培养中可用体积分数为70%的酒精进行消毒，避免杂菌的污染，B正确； C、由于色素不溶于水而溶于有机溶剂，所以酒精（无水乙醇）在色素的提取和分离实验时作为有机溶剂起到提取色素的作用，C正确； D、脂肪鉴定实验中，染色后滴加2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色，D正确。 故选A。 3. 下列相关实验操作正确的是（　　） A. 向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境 B. 探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理 C. 利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物电泳后，在紫外灯下观察结果 D. 将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落 【答案】C 【解析】 【详解】A、向泡菜坛盖边沿的水槽注满水的目的是隔绝空气，为乳酸菌发酵提供无氧环境，无法形成内部无菌环境，A错误； B、探究温度对酶活性的影响时，若先将酶与底物混合再进行温度处理，混合过程中酶会在未达预设温度时发生反应，干扰实验结果，正确操作是先将酶和底物分别在预设温度下保温，达到温度后再混合，B错误； C、核酸染料可与DNA结合，在紫外灯下会发出荧光，因此PCR产物经加了核酸染料的凝胶电泳后，可在紫外灯下观察条带结果，C正确； D、接种环烧红后温度极高，若直接蘸取菌液会高温杀死酵母菌，需待接种环冷却后再蘸取菌液划线，D错误。 4. 用纸片扩散法测定某病原菌对各种抗生素敏感性的实验，是在某病原菌均匀分布的平板上，铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果，其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是（ ） A. 在图示培养基上可用平板划线法或涂布法接种病原菌 B. 不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响 C. 从抑菌圈边缘的菌落上挑取病原菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大 D. 未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生了抗性变异 【答案】B 【解析】 【分析】1.纸片扩散法是药敏试验一种常用的方法，它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上，纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散，形成递减的梯度浓度，在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制，形成透明的抑菌圈。 2.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】A、图示固体培养基上使用的接种方法是稀释涂布平板法，因为平板划线法不能获得分布均匀的菌落，A错误； B、纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散，扩散速度快的抗生素形成的透明圈更大，故不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响，B正确； C、从抑菌圈边缘的菌落上挑取病原菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变小，因为经过多次选择后，菌体对抗生素的抗性越来越强，因而抑菌圈会变小，C错误； D、病原菌在接触抗生素之前就已经产生了抗性，抗生素对病原菌起到的是选择作用，D错误。 故选B。 5. 抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　） A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B. 大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D. 转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 【答案】B 【解析】 【分析】现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件。达尔文认为生物变异在前，选择在后，适者生存，优胜劣汰。 【详解】A 、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能敏感性（不抗虫）个体提供生存空间，增加与抗虫个体的竞争，避免抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A不符合题意； B 、大面积种植转基因抗虫棉、施用杀虫剂，都会进一步选择并保存抗性强的个体，导致敏感性个体死亡，从而加快害虫种群抗性基因频率提高，不利于抗虫棉的抗虫持久性，B符合题意； CD 、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植以及转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带，作用机理相似：可以使敏感型个体存活，敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争，不会导致抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性， CD 正确。 故选B。 6. 活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，常用于棉、麻等染色。现欲从染料废水堆积池的污泥中获得能分解活性黑5的假单胞杆菌菌株，流程如下图。下列说法不正确的是（　　） A. 从染料废水堆积池污泥中取样的原因是此处目的菌存在的可能性大 B. 培养基Ⅰ、Ⅱ均以活性黑5为唯一氮源，属于选择培养基 C. 通过计数培养基Ⅰ、Ⅱ上的单菌落数量进行微生物活菌计数 D. 逐渐提高培养液中活性黑5浓度有助于获得具高效分解能力的目的菌 【答案】C 【解析】 【详解】A、筛选目的菌时应到目的菌适宜生存的环境中取样，染料废水堆积池污泥富含活性黑5，能分解活性黑5的目的菌存在概率更高，A正确； B、培养基以活性黑5为唯一氮源时，只有可利用活性黑5的微生物能生长繁殖，可筛选出目标菌株，属于选择培养基，B正确； C、活菌计数常采用稀释涂布平板法，培养基Ⅱ采用平板划线法接种，该方法仅可用于分离纯化菌种，无法对活菌进行计数，不能通过计数培养基Ⅱ上的单菌落进行活菌计数，C错误； D、逐渐提高培养液中活性黑5浓度，会淘汰分解能力弱的菌株，定向筛选出分解活性黑5能力更强的目的菌，D正确。 7. 高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是（ ） A. 将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B. 将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上 C. 将植物叶片接种到无菌的组培培养基上 D. 将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 【答案】C 【解析】 【分析】作为植物组织培养，要求非常严格的无菌环境，如果灭菌不彻底，培养过程中存在污染，会造成培养的幼苗生长缓慢甚至培育失败。原理有以下几种：（1）与幼苗竞争培养基中的营养，而因为细菌和真菌生殖比植物快得多，导致植株得不到营养。（2）寄生于植物体内，利用植物细胞中的原料合成菌类自身的物质，导致幼苗死亡。（3）已有报道，寄生菌可能导致植物内部的基因改变，当这个基因是对生长必要的基因时，就导致幼苗的死亡。此外，污染菌的基因可通过某种暂时未知细节的机制转入植物细胞内并表达，从而导致培养失败。 【详解】A、不进行严格的灭菌对葡萄酒制作的影响不大，因为多数微生物不能在缺氧、酸性和含糖较高的环境中生存，A错误； B、不进行严格的灭菌对腐乳制作的影响不大，因为腐乳制作时还需在其中放入酒精、盐和香辛料等，这些都具有杀菌作用，B错误； C、植物组织培养要求严格的无菌环境，如果灭菌不彻底，会造成培养的幼苗生长缓慢甚至培育失败，C正确； D、选择培养基是根据要培养的微生物的代谢特点制备的，一般的杂菌在其上面也很难生存，D错误。 故选C。 8. 沙田柚味甜但籽多，研究者将其与雄性不育的温州蜜柑进行体细胞杂交，筛选出雄性不育无籽新品种“华柚3号”，新品种中仅线粒体基因来自温州蜜柑。下列叙述正确的是（　　） A. 用胰蛋白酶去除两种细胞的细胞壁 B. 常用灭活病毒诱导原生质体的融合 C. 该方法可打破生殖隔离实现远缘杂交 D. 授粉后的华柚3号不能结出有籽果实 【答案】C 【解析】 【详解】A、去除植物细胞壁应使用纤维素酶和果胶酶，胰蛋白酶用于动物细胞处理，A错误； B、诱导植物原生质体融合常用聚乙二醇（PEG）或电刺激法，灭活病毒用于诱导动物细胞融合，B错误； C、体细胞杂交可绕过有性生殖障碍，实现不同物种（如柚与柑）的远缘杂交，打破生殖隔离，C正确； D、华柚3号为雄性不育无籽新品种，仅线粒体基因来自温州蜜柑，雌蕊正常，授粉后可完成受精作用，能结出有籽果实，D错误。 故选C。 9. 科研人员利用动物细胞培养技术生产可食用“人造肉”的基本流程如下图。下列叙述正确的是（　　） A. 干细胞在培养过程中可能会发生同源染色体的分离 B. 干细胞能分化为成年动物体内任何一种类型的细胞 C. 评价人造肉质量的标准是细胞内控制蛋白质合成基因的含量 D. 从抑制杂菌污染的角度考虑，制作人造肉的过程一般不添加抗生素 【答案】D 【解析】 【详解】A、干细胞扩大培养的增殖方式为有丝分裂，同源染色体分离仅发生在减数第一次分裂过程中，因此干细胞培养过程中不会发生该现象，A错误； B、流程中从动物组织分离得到的是成体干细胞，分化潜能受限，仅能分化为特定类型的细胞，只有胚胎干细胞具备分化为成年动物体内任何一种类型细胞的全能性，B错误； C、同一生物的不同细胞中基因含量基本相同，人造肉的食用价值取决于细胞内蛋白质的种类和含量，因此蛋白质的相关指标才是评价人造肉质量的标准，C错误； D、人造肉属于可食用产品，若添加抗生素会出现残留，人食用后可能破坏正常肠道菌群、诱导耐药菌产生，危害健康，因此制作过程一般不添加抗生素，通过无菌操作技术抑制杂菌污染，D正确。 10. 易错PCR是通过改变反应条件和酶，在DNA扩增中随机引入错误碱基，来获取突变基因的技术。对易错PCR的叙述错误的是（　　） A. 使目标基因发生定向突变 B. 需加入耐高温的DNA聚合酶 C. 需根据目标基因碱基序列设计引物 D. 可用于蛋白质的优化改造 【答案】A 【解析】 【详解】A、易错PCR是在扩增中随机引入错误碱基，基因突变具有不定向性，无法使目标基因发生定向突变，A错误； B、易错PCR本质仍属于PCR技术，反应过程需要高温使DNA解旋，因此需要加入耐高温的DNA聚合酶催化DNA子链合成，B正确； C、PCR扩增时需要引物与模板链结合才能启动子链的合成，因此需要根据目标基因的碱基序列设计特异性引物，C正确； D、易错PCR可获得突变的目标基因，突变基因可表达出结构改变的蛋白质，因此可用于蛋白质的优化改造，属于蛋白质工程的技术手段之一，D正确。 11. 波尔山羊具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎移植技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是（　　） A. 选择遗传性状优良的健康母羊进行超数排卵处理 B. 胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C. 生产中对提供精子的波尔公山羊无需进行筛选 D. 为确保受体与供体母羊生理状态一致，需同期发情处理 【答案】C 【解析】 【详解】A、供体母羊需选择遗传性状优良的健康个体，并进行超数排卵处理以获取更多卵母细胞，A正确； B、胚胎移植前可采集滋养层细胞进行性别鉴定或遗传病筛查，因为滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜，B正确； C、提供精子的波尔公山羊需筛选具有优良遗传性状的个体，确保后代品质优良，如具有生长速度快、肉质细嫩等优点，C错误； D、受体与供体母羊需同期发情处理，使二者子宫生理状态同步，利于胚胎植入和存活，D正确。 故选C。 12. iPS细胞（诱导多能干细胞）可在体外被诱导至减数分裂Ⅰ前期。下列叙述错误的是（　　） A. 培养iPS细胞时需加入血清等成分 B. 该过程涉及相关基因的选择性表达 C. 此时可观察到染色体的着丝粒分裂 D. 该研究可以为治疗少精症提供思路 【答案】C 【解析】 【详解】A、培养iPS细胞属于动物细胞培养，需在培养基中加入血清（提供生长因子等天然成分）以维持细胞生长，A正确； B、iPS细胞被诱导至减数分裂Ⅰ前期是分化的过程，分化本质是基因的选择性表达，B正确； C、减数分裂Ⅰ前期为联会期，主要发生同源染色体联会、交叉互换，着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期（姐妹染色单体分离），此时观察不到着丝粒分裂，C错误； D．减数分裂是精子形成的关键步骤，研究iPS细胞减数分裂可为少精症（精子缺乏症）的病理机制及治疗提供理论依据，D正确。 故选C。 13. 抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。图中表示制备抗PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述不正确的是（ ） A. 分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1 B. 经PEG诱导后融合的细胞，不都是杂交瘤细胞 C. 体外培养单个B细胞也可以获得大量抗PD-L1的单克隆抗体 D. 图中细胞群a可用于大规模培养，生产抗PD-L1单克隆抗体 【答案】C 【解析】 【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原起作用的抗体；通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的致敏B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为B细胞杂交瘤；用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原表位的特异性抗体即单克隆抗体。 【详解】A、制备抗PD-L1单克隆抗体时，在分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1进行免疫，产生已免疫的B淋巴细胞，A正确； B、经PEG诱导后融合的细胞，有同种细胞融合的细胞，如两个B淋巴细胞融合的细胞，不都是杂交瘤细胞，B正确； C、单个B细胞不能无限增殖，体外培养单个B细胞不可以获得大量抗PD-L1的单克隆抗体，C错误； D、由图示可知，加入PD-L1抗原检测时，a杂交瘤细胞群呈阳性反应，说明图中细胞群a能产生抗PD-L1抗体，可扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体，D正确。 故选C。 14. 为探究生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用，研究者用烟草外植体进行实验，结果如图。下列叙述合理的是（　　） A. 需将外植体灭菌处理后接入培养基 B. 愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，由未分化的细胞组成 C. 诱导愈伤组织期间一般需要给予光照 D. 再分化生芽的两种激素浓度比为1:1 【答案】B 【解析】 【详解】A、植物组织培养中，外植体仅需消毒处理，灭菌会杀死外植体的活细胞，无法进行后续培养，A错误； B、愈伤组织是外植体经脱分化形成的不定形的薄壁组织团块，由未分化的细胞构成，B正确； C、诱导愈伤组织的脱分化阶段通常需要避光，光照会诱导细胞分化，不利于愈伤组织的形成，C错误； D、由图可知，生芽时生长素浓度为2.0mg/L，细胞分裂素浓度为0.5mg/L，二者浓度比为4:1，D错误。 15. KRS是由A2基因突变引起的罕见遗传病。某家系患病情况与相关检测结果如下图，已知Ⅰ-1的A2基因第1306位G替换成A，Ⅰ-2的A2基因第3057位C缺失。利用1306位上下游的特异性引物进行cDNA扩增。对该家系分析不正确的是（　　） A. 该病遗传方式为常染色体隐性遗传病 B. Ⅰ-1中A2基因碱基替换导致相应mRNA变短 C. Ⅱ-1含有两个正常A2基因的概率为1/4 D. Ⅱ-2与正常男性婚配，后代不一定患KRS 【答案】C 【解析】 【详解】A、Ⅰ-1（正常男性）和I-2（正常女性）生育了患病的II-2、II-3，符合“无中生有”的隐性遗传特点；且患病个体包含男女，排除伴性遗传，故为常染色体隐性遗传病，A正确； B、I-1的A2基因是1306位G→A 的碱基替换（点突变），利用该位点上下游引物扩增cDNA后出现两条带，说明突变导致mRNA长度变短（可能是碱基替换影响了mRNA的剪接过程，最终mRNA片段缩短），B正确； C、I-1的基因型为A（正常）a₁（1306位突变），I-2的基因型为A（正常）a₂（3057位缺失）。根据分离定律，后代基因型及比例为：AA（1/4）、Aa₁（1/4）、Aa₂（1/4）、a₁a₂（1/4）。其中a₁a₂是患者，而II-1是正常个体，凝胶图谱显示不含a1基因，II-1含两个正常A基因（AA）的概率为1/2，C错误； D、II-2是患者，基因型为a₁a₂。若与正常男性婚配，正常男性的基因型可能是AA（不携带致病基因），此时后代均为杂合子（Aa₁或Aa₂），不患KRS；仅当正常男性是携带者（Aa₁或Aa₂）时，后代才可能患病。因此后代不一定患KRS，D正确。 故选C。 16. 如下图，牛胰核糖核酸酶在尿素、β-巯基乙醇的处理下完全失去酶活性，但去除后几乎可100%自发恢复其天然酶活性。下列说法错误的是（ ） A. 牛胰核糖核酸酶能催化RNA的水解反应 B. 该酶是在核糖体上经脱水缩合过程形成的 C. 尿素、β-巯基乙醇处理破坏了该酶的肽键 D. 该酶的氨基酸序列决定了二硫键形成的位置 【答案】C 【解析】 【分析】据图分析可知：使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶，则二硫键被打开，牛胰核糖核酸酶形成非折叠状态，没有活性；去除尿素和巯基乙醇，可形成二硫键，具有生物活性。 【详解】A、牛胰核糖核酸酶是一种核酸酶，核酸酶能催化核酸的水解反应，RNA属于核酸，所以牛胰核糖核酸酶能催化RNA的水解反应，A正确； B、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，蛋白质是在核糖体上由氨基酸经脱水缩合过程形成的，由图可知该酶是蛋白质类型的酶，所以该酶是在核糖体上经脱水缩合过程形成的，B正确； C、从图中及题干信息可知，尿素、β - 巯基乙醇处理后，去除它们酶能恢复天然活性，说明尿素、β - 巯基乙醇处理没有破坏该酶的肽键，由图可知，是断开了二硫键，从而破坏了酶的空间结构，C错误； D、蛋白质的一级结构（氨基酸序列）决定了其高级结构，包括二硫键形成的位置，所以该酶的氨基酸序列决定了二硫键形成的位置，D正确。 故选C。 17. 为制备带有荧光标记的DNA探针，研究人员在反应系统内只添加了DNA聚合酶、缓冲液、H2O和4种dNTP（dN-Pα~Pβ~Pγ，其中dGTP被荧光标记）的反应管①~③中分别加入适量单链DNA（如下所示）。形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。下列说法正确的是（　　） 反应管①：5′-GGCTATAGCCAGA-3' 反应管②：5′-GTTTCGCGATGGC-3′；3′-AGCGCTACCGATG-5′ 反应管③：5'-CCAGGAGATTGC-3′；3′-CCTCTAACGATC-5′ A. 反应管②的反应系统内因缺乏模板或引物不能进行PCR扩增 B. 实验结束后，能得到带有荧光标记DNA探针的反应管只有③ C. 实验中需要用荧光物质对dGTP的γ位磷酸基团进行标记 D. DNA聚合酶沿模板链将dNTP逐个连接到引物的5′端 【答案】B 【解析】 【详解】A、反应管②的两条单链DNA分子之间具有互补的序列，既是模板又是引物，可以进行PCR，但双链DNA区之外的5'端模板链中没有碱基C，不能与被荧光标记的dGTP结合，因此无法制备带有荧光标记的DNA探针，A错误； B、①中两条单链DNA分子之间具有互补序列，但双链DNA区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针，③中两条单链DNA分子之间具有互补序列，且双链DNA区之外的5′端有模板和碱基C，在模板链的3'端能连接上被荧光标记的dGTP，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针，B正确； C、dGTP的γ位与β位之间的特殊化学键会断裂为PCR提供能量，因此若对dGTP的γ位磷酸基团进行标记，则标记不会出现在子链中，需要用荧光物质对dGTP的α位磷酸基团进行标记，C错误； D、DNA聚合酶沿模板链将dNTP逐个连接到引物的3'端，D错误。 故选B。 18. 在生产实践中，不需要运用多项生物工程技术的是（ ） A. 单克隆抗体的制备 B. 人胰岛素工业化生产 C. 转基因抗虫棉的培育 D. 用酚红鉴别尿素分解菌 【答案】D 【解析】 【分析】单克隆抗体的制备 （1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。 （2）获得杂交瘤细胞 ①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合； ②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。 （3）克隆化培养和抗体检测。 （4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。 （5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。 【详解】A、单克隆抗体的制备需要使用动物细胞工程，包括动物细胞培养技术和动物细胞融合技术，A错误； B、人胰岛素的工厂化生产需要使用基因工程技术和发酵工程技术，B错误； C、转基因抗虫棉的培育需要使用基因工程技术和植物组织培养技术，C错误； D、用酚酞鉴别尿素分解菌的过程，用到了酚酞遇碱变红的原理，不需要使用生物工程技术，D正确。 故选D。 19. 以RNA干扰技术为原理，研制的新型农药dsRNA（双链）进入害虫细胞后，经过一系列蛋白质的作用引发RNA干扰，导致与害虫生长的相关基因被“沉默”，直至死亡。用于防治马铃薯甲虫的dsRNA农药制备与使用的部分技术路线如图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：T7是质粒上允许双向转录的特殊启动子 A. 重组质粒上只需其中一个T7启动子转录就可得到dsRNA B. dsRNA可以通过降解mRNA来实现害虫相关基因的“沉默” C. 马铃薯甲虫不会对该dsRNA农药产生抗性 D. dsRNA农药不会对其他害虫产生毒害作用 【答案】B 【解析】 【详解】A、由于dsRNA是双链，需要DNA两条链分别作为模板进行转录获得，因此需要T7两个方向都有启动子才行，A错误； B、dsRNA可任意与目标mRNA特异性结合并降解，来实现害虫相关基因的“沉默”，以达到防治目的，B正确； C、由于马铃薯甲虫存在变异，通过dsRNA农药的选择，导致无法被“沉默”的相关基因频率升高，从而产生抗药性，C错误； D、dsRNA特异性与某类mRNA结合影响基因的表达，此类基因可能也会出现在其他害虫体内，从而对其也产生毒害作用，D错误。 故选B。 20. 利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（　　） A. 过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B. 过程②是将重组质粒导入噬菌体中启动基因表达 C. 过程④利用抗原－抗体的特异性结合筛选目标抗体 D. 过程⑤可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产 【答案】B 【解析】 【分析】据图分析，①表示构建基因表达载体的过程，②表示将目的基因表达产生表达到噬菌体蛋白质外壳的过程，③表示对噬菌体外壳的蛋白质进行筛选的过程，④表示合成大量噬菌体获得更多抗体的过程。 【详解】A、过程①利用质粒构建表达载体，该过程需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确； B、②表示将目的基因导入大肠杆菌或酵母菌并将抗体蛋白表达的过程，从而产生外壳上携带不同抗体的不同噬菌体，B错误； C、过程④是筛选能结合特定抗原的抗体A，由于抗原-抗体具有特异性结合的特点，所以可以利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体，C正确； D、酵母菌是真核表达系统，适合生产复杂蛋白如抗体，⑤表示将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产，D正确。 故选B。 21. L-精氨酸在制药等行业被广泛应用。研究者改造大肠杆菌以获得L-精氨酸高产菌株。 （1）大肠杆菌被接种至经______灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，如图1。 （2）检测发现野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低，研究者开展实验探究其原因，结果如图2。 ①图2结果说明，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性，依据是______。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，原因是______。 （3）发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的______不足，增殖减慢，稳定期的种群密度较低，进而影响L-精氨酸产量。 （4）综上，研究人员继续改造菌株2，以进一步提高L-精氨酸产率。下列选项中合理的改造方案是______（选填下列字母）。 a．敲除细胞呼吸酶基因 b．敲除乙酸合成酶基因 c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因 d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 【答案】（1）高压蒸汽灭菌法 （2） ①. 菌株1中敲除了L‐精氨酸降解酶基因后，L‐精氨酸积累仍很低，且菌株2比菌株1积累L-精氨酸更多 ②. 丙酮酸在转变成L-精氨酸的同时还会转变成乙酸，同时催化乙酸合成的相关酶活性也不再被抑制 （3）物质和能量 （4）be 【解析】 【分析】基因工程的基本操作程序主要包括以下四个步骤：目的基因的获取、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。 【小问1详解】 大肠杆菌被接种至经高压蒸汽灭菌法灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，即培养基的灭菌方法是湿热灭菌法，其中高压蒸汽灭菌法是常用的一种。 【小问2详解】 ①图2结果显示，菌株1中敲除了L‐精氨酸降解酶基因后，L‐精氨酸积累仍很低，且菌株2比菌株1积累L-精氨酸更多，结合两种菌株改造的区别可推测，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，丙酮酸在转变成L-精氨酸的同时还会转变成乙酸，同时催化乙酸合成的相关酶活性也不再被抑制，因而L-精氨酸的含量低于预期。 【小问3详解】 发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的物质和能量不足，因而菌株增殖缓慢，进而影响L-精氨酸产量。 【小问4详解】 a．敲除细胞呼吸酶基因是不合理的，因为细胞呼吸过程能为菌株的代谢活动提供能量，否则会影响其正常生长，也不能达到相应的目的，a错误； b．敲除乙酸合成酶基因会让更多的丙酮酸转变成L-精氨酸，进而达到生产目的，b正确； c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因则恢复到野生状态，则生产的L-精氨酸很有限，c错误； d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子能加快呼吸作用，但未必能增加L-精氨酸在稳定期的产量，d错误； e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子，该操作会使菌株在对数期稳定增长，在稳定期大量合成L-精氨酸实现增产，e正确。 故选be。 22. 金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。 （1）SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和______。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因_______而死亡。 （2）检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较_______。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。 （3）为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。 ①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是_______。 ②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B_________。 （4）研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果______。 ①SA菌株  ②P1-P2-菌株  ③A+基因  ④B+基因  ⑤高浓度甲氧西林  ⑥不用甲氧西林 【答案】（1） ①. 拟核 ②. 吸水涨破 （2）低 （3） ①. 相对繁殖速率：甲与对照组无差异，乙远大于对照组；丙远大于甲，和乙差异不大 ②. 可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁 （4）甲组：①③④⑤（或②③④⑥）；乙组：①④⑤（或②④⑥）；预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂 【解析】 【分析】1、真核细胞和原核细胞的最重要区别在于有无核膜； 2、甲氧西林能阻断无耐药性金黄色葡萄球菌细胞壁的形成，进而杀灭细菌。如长期使用甲氧西林，则金黄色葡萄球菌种群中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌甲氧西林金黄色葡萄球菌频率将不断增加。 【小问1详解】 细菌为原核生物，细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核，原核生物无成形细胞核，拟核是遗传物质储存的主要区域）。P1、P2 抑制相关活性，新壁出现孔洞，低渗环境中细胞会因 吸水涨破（细胞内渗透压高于外界，水分大量进入细胞导致破裂）而死亡； 【小问2详解】 检测发现MRSA有额外A+基因，实验表明P2a对甲氧西林 亲和力低（若亲和力高，含 A+基因的SA新壁不会出现对甲氧西林耐受的情况）。在高浓度甲氧西林培养基中，只有含 A+基因的 SA 新壁有致密网状结构（A+基因使肽聚糖交联方式改变，形成抗甲氧西林的结构）； 【小问3详解】 分析相对繁殖速率数据：导入B+基因的乙组P1-相对繁殖速率显著高于对照组P1-和只导入A+的甲组，和丙组没有明显差异，说明P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用。由图3可知，有诱导物时，即P1基因表达，新细胞壁会形成同心环结构；无诱导物时，P1基因不表达，缺乏P1，新细胞壁呈致密网状结构。可以说明，P1缺乏时，B+可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁； 【小问4详解】 研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+。则实验的自变量为是否有A+基因，因变量为细胞是否正常分裂，无关变量保持相同且适宜。本实验为验证实验，有A+基因细胞分裂，则实验设计和预期结果如下：甲组：①③④⑤（或②③④⑥）；乙组：①④⑤（或②④⑥）；预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂。 23. A蛋白家族是细胞分裂素应答调节因子，包括A1、A12等。研究者以拟南芥根段为材料，探讨A蛋白在组织培养中参与调节的机制。 （1）植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，体现出植物细胞具有_______。在植物组织培养过程中，需向培养基中添加生长素和细胞分裂素，以启动由愈伤组织形成芽的________过程。 （2）为探究A蛋白对愈伤组织再生芽的影响，研究者比较了野生型和al（A1缺失突变体）、al2（A12缺失突变体）和双突变体在组织培养过程中的芽再生能力，结果如图1.根据结果可知， 当A12存在时A1对芽的再生有________作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有_______作用。 （3）CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。已有实验证明A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，调节下游基因表达。研究者进行了下列4组实验，检测报告基因的表达情况，证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。支持此结论的4组报告基因表达量关系为________。 组别 导入叶肉细胞的基因 1 / 含CLV基因启动子的报告基因 2 A1基因 3 A12基因 4 A1基因和A12基因 （4）综合上述研究结果，分析图1中野生型再生芽数量明显少于a1的原因是_____。 （5）结合上述实验研究，完善A蛋白在植物组织培养过程中的调控机制，请将A1、A12和CLV基因补充在图2中________。 【答案】（1） ①. 全能性 ②. 再分化 （2） ①. 抑制 ②. 促进 （3）3组＞4组＞2组＞1组 （4）野生型植株中A1和A12基因同时存在，a1植株中A1基因突变，只有A12，A1与A12竞争结合CLV基因启动子，且A12的促进作用显著大于A1；两者同时存在时的促进作用小于只有A12时，CLV促进再生芽数量增多，因此，野生型再生芽数量明显小于a1 （5）①A1、②A12、③A12、④A1、⑤CLV基因 【解析】 【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即细胞经分裂、分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株体。 【小问1详解】 植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，即分裂、分化后的植物细胞发育成了完整植株，该过程体现出植物细胞具有全能性。由愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽的过程叫作再分化。 【小问2详解】 分析图1可知，野生型植株同时含有A1、A12基因，可以表达A1、A12蛋白，al（A1缺失突变体）植株只含有A12基因，不能表达A1蛋白，al2植株属于A12缺失突变体，只含有A1基因，即该植株中不能表达A12蛋白，根据图1中结果可知，al（A1缺失突变体）植株再生芽的数量最多，其次是野生型植株，再次是al2植株，说明当A12存在时A1对芽的再生有抑制作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有促进作用。 【小问3详解】 根据题意，CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，实验证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。那么表中4组实验中，第3组叶肉细胞中只导入了A12基因，因此该组促进报告基因的表达量最多，其次是第4组叶肉细胞中导入了A1和A12基因，由于A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1，因此该组报告基因的表达量少于第3组，再次是第2组，叶肉细胞中只导入了A1基因，那么第2组报告基因的表达量少于第4组，第1组叶肉细胞中没有导入A1和A12基因，该组报告基因表达量最少，因此4组报告基因表达量关系为3＞4＞2＞1。 【小问4详解】 综合上述研究结果可知，野生型植株中A1和A12基因均正常，a1植株中A1基因突变，但A12基因正常，由于A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1；a1植株中A1基因突变不能与A12竞争结合CLV基因启动子区域，因此a1植株CLV表达量多于野生型植株，CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少，因此CLV表达增量多促进再生芽数量增多。 【小问5详解】 结合上述实验研究可知，A1竞争结合CLV基因启动子区域促进CLV基因表达量少，而A12竞争结合CLV基因启动子区域促进CLV基因表达量多，有利于促进再生芽数量增多。因此图中①为A1、②为A12、③为A12、④为A1、⑤为CLV基因，故图中A1、A12和CLV基因补充在图2中如下：。 24. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。 抗新冠病毒单克隆抗体药物的研发 2021年12月，由我国科研团队自主研发的抗新冠病毒单克隆抗体特效药获得中国药品监督管理局紧急批准上市。 位于新冠病毒表面棘突蛋白上的受体结合结构域（RBD）能够与人细胞表面受体ACE2结合，介导病毒入侵宿主细胞。科研团队以RBD为靶位点，开发抗新冠病毒单抗药物，流程大致如下：经8位新冠肺炎患者同意后，抽取患者血液检测血浆抗体含量及抗体与病毒的结合情况。选择抗RBD抗体含量高、结合效力好的4位患者血液样本，分离不同的B细胞，并获得其中的抗体相关基因，分别导入具有增殖能力的细胞，进一步筛选、培养，获得了206种抗RBD单克隆抗体，这些抗体表现出良好的RBD结合活性。 中和作用指抗体与病毒结合，并阻止病毒吸附、感染细胞的效应。如图1，用SPR检测分子间的结合能力，以反映单克隆抗体的中和作用。实验组首先将靶分子固定于传感器芯片上，将一种能与靶分子结合的物质随缓冲液流过传感器，待结合稳定后加入第二种物质。通过接收器检测第二种物质与固定物的结合量，并与对照组比较，部分实验结果如图2。最终研究团队选用了中和作用最强的单抗，命名为安巴韦单抗，并与罗米司韦单抗进行了联合使用。 研究者表示：“安巴韦单抗/罗米司韦单抗联合疗法的获批，为中国带来了首个新冠肺炎治疗特效药。这一联合疗法在国际多中心试验中展现了优异的安全性和保护性，是至今为止在全世界范围内唯一开展了变异株感染者治疗效果评估并获得最优数据的抗体药物。” （1）传统单克隆抗体制备方案产生于1975年，米尔斯坦和科勒将____________细胞和B细胞融合，获得了杂交瘤细胞，通过一系列培养和选择过程获得了鼠源单克隆抗体。文中所述制备抗RBD单克隆抗体的方法，则利用了____________技术获得既能大量增殖又能产生特定抗体的细胞。 （2）利用SPR检测单克隆抗体的中和作用时，实验组和对照组的方案分别是（按操作顺序选填下列字母）：实验组：____________；对照组：____________。 a．将纯化的新冠病毒RBD固定于传感器芯片 b．将待测单克隆抗体固定于传感器芯片 c．在缓冲液中加入纯化的新冠病毒RBD，流过传感器 d．在缓冲液中加入纯化的ACE2，流过传感器 e．在缓冲液中加入待测单克隆抗体，流过传感器 （3）根据图2可知，_____________的作用效果最佳。为确保联合使用发挥更强的效果，两种单抗识别RBD的具体位点应____________（选填“相同”或“不同”）。 （4）专家指出，即使有了抗新冠病毒单克隆抗体特效药也不能替代疫苗接种。请你结合免疫学知识，撰写一段文字，向身边的亲友解释这一观点____________（不超过100字）。 【答案】（1） ①. 骨髓瘤 ②. 转基因 （2） ①. a、e、d ②. a、d （3） ①. 单抗2 ②. 不同 （4）疫苗主要针对健康人群，起免疫预防作用；抗新冠病毒单克隆抗体特效药主要针对已经感染的患者，起免疫治疗作用。二者作用不同，不能相互替代。新冠肺炎是传染性很高的传染病，应遵循预防为主，防治结合的原则 【解析】 【分析】单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞，利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，单克隆抗体制备过程中的两次筛选：第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞(A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)，不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。 【小问1详解】 单克隆抗体制备过程中使用骨髓瘤细胞和B细胞融合，获得了杂交瘤细胞。根据题干“选择抗RBD抗体含量高、结合效力好的4位患者血液样本，分离不同的B细胞，并获得其中的抗体相关基因，分别导入具有增殖能力的细胞，进一步筛选、培养，获得了206种抗RBD单克隆抗体”可知，该方法利用了转基因技术获得既能大量增殖又能产生特定抗体的细胞。 【小问2详解】 由题意可知，新冠病毒RBD是靶分子，第一种物质是单克隆抗体，第二种物质是ACE2，结合题干中关于实验组的描述，可知实验组的方案为：a.将纯化的新冠病毒RBD固定于传感器芯片；e.在缓冲液中加入待测单克隆抗体，流过传感器；d．在缓冲液中加入纯化的ACE2，流过传感器。自变量为是否加入单克隆抗体，实验组加入单克隆抗体，而对照组不加入，因此对照组的方案为：a.将纯化的新冠病毒RBD固定于传感器芯片；d．在缓冲液中加入纯化的ACE2，流过传感器。 【小问3详解】 由题意可知，图2中的相对结合量是指ACE2与新冠病毒RBD的相对结合量，相对结合量越小，说明单克隆抗体的作用效果越好，因此单抗2的作用效果最佳。为确保联合使用发挥更强的效果，两种单抗识别RBD的具体位点应不同，否则会造成两种单抗竞争同一个RBD结合位点，影响效果。 【小问4详解】 疫苗主要针对健康人群，起免疫预防作用，而抗新冠病毒单克隆抗体特效药主要针对已经感染的患者，起免疫治疗作用，即二者作用不同，不能相互替代。新冠肺炎是传染性很高的传染病，应遵循预防为主，防治结合的原则，因此即使有了抗新冠病毒单克隆抗体特效药也不能替代疫苗接种。 【点睛】本题以“抗新冠病毒单克隆抗体药物的研发”为素材，考查免疫调节、基因工程的应用以及单克隆抗体的制备，要求考生识记单克隆抗体的制备过程，掌握基因工程的应用，掌握免疫学的相关应用，意在考查考生的识记能力、获取信息的能力和实验探究的能力。 25. CRISPR-Cas9基因编辑技术与AAV病毒结合使用是目的基因靶向敲入的有效途径。 （1）gRNA和Cas9蛋白是CRISPR-Cas9系统的关键组成，如图1，gRNA根据________原则与靶序列特异性结合后，实现Cas9的定点切割。AAV是DNA病毒，在基因工程中作为________将目的基因导入受体细胞，其两端的ITR序列相同，是病毒复制和包装必需的。Cas9切割靶序列后，AAV基因组提供DNA修复的模板，从而实现目的基因的敲入。 （2）将图1中的CRISPR-Cas9相关DNA片段和AAV基因组导入人多能干细胞，一段时间后，分别提取DNA，同时加入图1所示的引物1、2、3进行扩增，结果如图2。 引物1和2扩增后检测到条带说明________。根据图2结果推测，同源染色体中只有一条染色体敲入了目的基因的组别是________。 （3）用图1中引物1和4对（2）提取的DNA进行扩增，结果如图3。为解释图3结果，研究人员检测了细胞中敲入目的基因的拷贝数，结果如图4。 ①图4中的B组结果对应图3中的________组。 ②在图4中找到S4组的对应结果，并据此解释图3中S4组无条带的原因。________。 （4）进一步研究发现，在某些组别中出现多个AAV基因组DNA通过ITR序列连续串联插入，这类细胞的比例高达39%。请对CRISPR-Cas9相关DNA片段进行改进，以降低AAV基因组DNA串联插入细胞的比例，方案是________。 【答案】（1） ①. 碱基互补配对 ②. 载体 （2） ①. 目的基因成功敲入 ②. S1、S3 （3） ①. S2或S5 ②. S4组对应图4中的E组，细胞中一对同源染色体的两条染色体均敲入了不止1个目的基因，导致引物之间距离过大而无法完成PCR （4）增加一个靶向ITR的 gRNA 基因 【解析】 【分析】基因工程的基本操作步骤：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，基因工程的核心是基因表达载体的构建，即构建含gRNA基因和Cas9基因的基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒），导入受体细胞，形成gRNA−Cas9蛋白复合物并发挥功能； 【小问1详解】 据图可知gRNA是一段RNA序列，和DNA序列的结合是依据碱基互补配对原则进行的，引导Cas9蛋白对目的基因进行定点切割。以病毒作为基因工程的载体，其优点之一是可以利用病毒侵染宿主细胞，将目的基因导入细胞 【小问2详解】 据图1可知引物1和引物2是分别根据载体与目的基因的序列设计的，在PCR体系中加入图1中的引物1和引物2后能检测到条带说明目的基因成功插入。根据图2结果推测，同源染色体中只有一条染色体敲入了目的基因的组别是S1、S3。 【小问3详解】 图4中的B组未检测到野生型靶序列，含目的基因的靶序列总拷贝数为2，对应图3中的S2或S5。S4组对应图4中的E组，细胞中一对同源染色体的两条染色体均敲入了不止1个目的基因，导致引物之间距离过大而无法完成PCR，所以在图3中的S4组无条带。 【小问4详解】 由于在某些组别中出现多个AAV基因组DNA通过ITR序列连续串联插入，且这类细胞的比例高达39%，为降低AAV基因组DNA串联插入细胞的比例，可以增加一个靶向ITR的 gRNA 基因，打破这种串联插入。 26. 温度是影响微生物生长的重要因素， 科研人员应用基因工程以实现通过温度控制工程菌合成所需物质。 （1）大肠杆菌是一种常见的微生物，常被改造为基因工程菌， 其原因包括________（写出2点）。 （2）为实现温度控制蛋白质合成， 科研人员设计了方案1，构建表达载体（见图1）， 将其导入大肠杆菌， 获得转基因工程菌。大肠杆菌在30℃和37℃均可生长和繁殖，当培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，_________，因而大肠杆菌表达________荧光蛋白。 （3）为更精准调控荧光蛋白表达，将上述表达载体改造为方案 2中的载体（见图2）。与方案1相比， 方案2的主要优势是_________。 （4）为检测方案2，科研人员将该方案中的工程菌稀释涂布在固体培养基上，形成单菌落，培养温度周期控制见图3.依据方案2，每个菌落生长2天后可出现4个不同的荧光环带，请预测图4所示菌落每个环带的工程菌中荧光蛋白表达情况，在下面表格中按时间顺序，依次写出所表达荧光蛋白的颜色。 菌落环带 1 2 3 4 所表达荧光蛋白的颜色 _______ _______ 红、绿 _______ （5）聚羟基脂肪酸酯（PHA）常用于制备可降解的塑料包装材料。PHA是一种生物大分子，可由单体分子3HB 和4HB 随机聚合，或通过分段聚合形成嵌段共聚物（见图5），其中嵌段共聚物性能更优。共聚物的合成过程如图5.请完善以下表格，通过改造方案 2 以实现应用工程菌大规模生产优质PHA（不考虑各种酶在不同温度下的活性差异）。 操作 目的 对方案 2表达载体的改造为：_______。 将构建好的表达载体导入大肠杆菌，获得工程菌。 获得可以合成PHA的工程菌。 以葡萄糖为原料配制培养基， 灭菌后加入上述工程菌。 配制培养基、接种。 控制发酵条件：_______。 发酵48 小时，获得3HB 比例为25%的嵌段共聚物。 【答案】（1）遗传背景清晰、转基因操作简单、繁殖速度快、易于培养等 （2） ①. 抑制启动子R，F蛋白不表达，解除F蛋白对启动子N的抑制 ②. 绿色 （3）30℃条件下减弱红色荧光蛋白表达带来的荧光干扰，且降低对绿色荧光蛋白表达的抑制 （4） ①. 红、绿、红、绿 ②. 绿、红、绿 ③. 绿 （5） ①. 将GFP基因替换为A、B酶基因，RFP基因替换为D、E酶基因，加入持续表达启动子连接的X酶基因 ②. 30℃发酵12小时，随后切换至37℃发酵36小时 【解析】 【小问1详解】 大肠杆菌是一种常见菌种，其结构简单，生理生化和遗传背景知识，尤其是其基因表达调控机制有了清楚的了解；大肠杆菌质粒又是最常用的质粒，基因克隆表达系统成熟完善，转基因操作简单；大肠杆菌繁殖速度快，易于大规模培养等。 【小问2详解】 据图1分析可知，当培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，抑制启动子R，使F基因无法表达出F蛋白，进而解除F蛋白对启动子N的抑制，使其发生转录促进GFP基因编码绿色荧光蛋白。 【小问3详解】 据图2分析可知，在N启动子之后增加了L蛋白基因，使其编码出L蛋白，进一步抑制启动子R，因此在30℃条件下，RFP基因无法表达出红色荧光蛋白，减弱因红色荧光蛋白表达带来的荧光干扰，且进一步抑制启动子R，使F基因无法表达出F蛋白，解除F蛋白对启动子N的抑制，使其发生转录促进GFP基因编码绿色荧光蛋白，降低对绿色荧光蛋白表达的抑制。 【小问4详解】 据图分析可知，将工程菌稀释涂布在固体培养基上， 形成单菌落，培养温度周期控制为37℃培养10小时，随后切换至30℃发酵14小时， 每个菌落生长2天后可出现4个不同的荧光环带。培养温度为37℃时，C基因编码的C蛋白没有形成二聚体，启动子R正常启动转录，F基因表达出F蛋白对启动子N的抑制，使L蛋白基因、GFP基因表达受抑制，同时RFP基因表达出红色荧光蛋白，培养温度为30℃时，培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体，抑制启动子R，使F基因无法表达出F蛋白，进而解除F蛋白对启动子N的抑制，使其发生转录促进GFP基因编码绿色荧光蛋白，所以菌落生长2天后出现4个不同的荧光环带颜色为：环带1：红、绿、红、绿，环带2：绿、红、绿，环带3：红、绿，环带4：绿。 【小问5详解】 据图分析获知，4HB由D酶、E酶催化合成，3HB由A酶、B酶催化合成，再经X酶催化合成嵌段共聚物，要想发酵48小时， 获得3HB比例为25%的嵌段共聚物。对方案2表达载体的改造为：将GFP基因替换为A、B酶基因，RFP基因替换为D、E酶基因，加入持续表达启动子连接的X酶基因构建表达载体并导入大肠杆菌， 获得工程菌，以葡萄糖为原料配制培养基，灭菌后加入获得的工程菌，将接种后的培养基在30℃发酵12小时，随后切换至37℃发酵36小时，最后分离获取代谢产物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $