精品解析：黑龙江哈尔滨哈工大附中2025-2026学年高二第二学期生物期中试题

哈工大附中2025-2026学年度第二学期期中试题 高二学年生物试卷 满分：100分；时间：75分钟； 一、单选题：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，只有一项符合题目要求。 1. 新一代人工智能（AI）模型ESM3首次实现了对蛋白质序列、结构和功能的统一推理，使蛋白质工程取得了极大的进展。下列叙述错误的是（　　） A. AI可通过基因序列预测蛋白质的空间结构 B. AI可基于已有的科研数据构建结构与功能相匹配的蛋白质模型 C. AI与蛋白质工程结合，可以设计自然界不存在的新蛋白质 D. AI设计的蛋白质通常在细胞外合成，不需要对基因进行操作 2. “筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段，下列有关技术筛选成功率较低的是（ ） A. 以尿素为唯一氮源从土壤中筛选能够分解尿素的微生物 B. 用不含有机氮源的培养基筛选土壤中能够固氮的微生物 C. 从云南腾冲热泉的极端环境中筛选耐热的微生物 D. 在培养基中加入较高浓度的氯化钠筛选耐盐的细菌突变体 3. 基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可伴随被污染生物的繁殖、传播而扩散。下列关于转基因食品安全性与基因污染的叙述，错误的是（ ） A. 人吃了转基因食品后，其中的外源基因会直接整合到人类基因组中，造成可遗传变异 B. 转基因植物的花粉若扩散到野生环境中，可能导致基因污染，最终降低野生种群遗传多样性 C. 建立某些人类疾病的转基因动物模型，有利于研究该疾病的致病机制 D. α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，从而防止基因污染 4. 蜡样芽孢杆菌是潜伏在餐桌上的常见食源性致病菌，呕吐毒素是其分泌到胞外的一种环肽，该毒素极耐高温。下列叙述错误的是（　　） A. 呕吐毒素是蜡样芽孢杆菌产生的一种次生代谢物 B. 呕吐毒素极耐高温的特性可能与其环状结构相关 C. 呕吐毒素的环状结构与内质网、高尔基体的加工有关 D. 剩饭常温冷却后放入冰箱会增加蜡样芽孢杆菌的污染 5. 下列有关微生物培养说法错误的是（　　） A. 微生物在固体培养基表面或内部生长可以形成菌落 B. 微生物培养基都需要人工添加碳源或氮源 C. 微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤 D. 在培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性 6. 将某病毒颗粒表面大分子结构蛋白A注入小鼠体内，可刺激小鼠产生多种抗体。从该小鼠体内分离出B淋巴细胞与骨髓瘤细胞并让它们融合形成杂交瘤细胞，可得到多种单克隆抗体。下列相关叙述错误的是（　　） A. 该病毒颗粒表面大分子结构蛋白A含有多种抗原信息 B. 杂交瘤细胞应具备分泌抗体和无限增殖的能力 C. 从培养单个杂交瘤细胞的培养液中可获得多种单克隆抗体 D. 不同单克隆抗体特异性结合结构蛋白A的部位可能不同 7. 进行生物工程设计时，下表各组所选择的实验材料与实验目的配置错误的是（　　） 组别 实验目的 实验材料 材料特点 A 动物细胞核移植 卵母细胞 细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达 B 体细胞诱变育种 愈伤组织细胞 分裂能力强，易诱发突变 C 植物体细胞杂交育种 花粉粒 易于获取，易于培养 D 烧伤患者皮肤细胞移植 自体皮肤生发层细胞 分裂能力强，且不会引起免疫排斥 A. A B. B C. C D. D 8. 百香果含有百种以上的芳香物质，是世界上已知最芳香的水果之一，但百香果多采用嫁接、扦插等方式进行无性繁殖，易携带母株病毒，导致果实品质下降、产量降低，生产中可采取脱毒处理加以解决。下列叙述正确的是（　　） A. 离体的百香果组织必须经过灭菌后才能接种到培养基上 B. 百香果的茎尖几乎不含病毒，是培养脱毒苗的理想材料 C. 将外植体培养成愈伤组织的过程中要提供适宜光照条件 D. 经植物组织培养获得的脱毒试管苗可直接用于大田种植 9. “黄金大米”是一种转基因水稻，通过转入外源基因（如crt Ⅰ）使大米胚乳富含β-胡萝卜素，该物质可在人体内转化为维生素A，对预防和改善维生素A缺乏病具有潜在价值。下列叙述正确的是（ ） A. 用PCR扩增crt Ⅰ基因时需在反应体系中添加耐高温的DNA聚合酶和解旋酶 B. 构建重组质粒时应选择Hind Ⅲ和Sal Ⅰ同时切割质粒和含crt Ⅰ的DNA片段 C. 用抗原-抗体杂交技术检测相关蛋白质可确定crt Ⅰ基因在大米细胞中的表达 D. 大米细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，可合成β-胡萝卜素 10. “脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，科学家可以了解大脑的活动。研究者设计如图所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得每个细胞仅含一个图示片段的转基因小鼠。Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除。下列有关说法正确的是（　　） A. 为了防止其他体细胞荧光信号干扰，启动子M应当只在脑组织中启动基因表达 B. 在没有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，发出荧光的颜色有3种 C. 在有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，会发出红色或蓝色的荧光 D. 通过显微注射法可直接将目的基因注射到动物的体细胞中，获得转基因动物 11. 下列关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的实验操作的叙述，全部正确的一项是（ ） ①PCR实验所需的微量移液器、枪头等都必须进行灼烧灭菌 ②PCR反应组分都加入微量离心管后，通过瞬时离心使反应液集中在管的底部 ③PCR仪中设置的PCR反应程序通常包括预变性、30次循环等 ④琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 ⑤将得到的PCR产物进行凝胶电泳，加样前应先接通电源 ⑥凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ④⑤⑥ 12. 下图表示基因工程所使用的一种质粒和某种目的基因的结构，其中lacZ基因表达的产物可将无色物质X-gal催化为蓝色物质，从而使受体菌的菌落呈现蓝色。下列叙述错误的是（ ） 注：kb代表碱基对，Kanr基因为卡那霉素抗性基因 A. 图中目的基因上的为DNA链的5′端、OH为DNA链的3′端 B. 为将目的基因准确插入质粒中，最好选用BamHⅠ和XmaⅠ酶切割目的基因 C. 若将重组质粒用EcoRⅠ充分酶切后，通过琼脂糖凝胶电泳分离，可得到3个条带 D. 若要准确筛选出含重组质粒的受体菌，需将其培养在添加卡那霉素和X-gal的培养基上 13. 宋人张表臣曾在《珊瑚钩诗话》中说：“中古之时，未知曲蘖，杜康肇造，爱作酒醴，可为酒后，秫酒名也”。这显示出古人已经开始采用糵（发芽的谷物）来发酵产酒，目前该技术仍用于现代啤酒生产。下列叙述正确的是（　　） A. 大麦发芽程度越高，释放的淀粉酶越多越有利于啤酒生产 B. 啤酒酵母的扩大培养与发酵产酒需要控制的条件相同 C. 主发酵过程冷却水流量突然增大会导致的生成量增加 D. 啤酒的后发酵降低发酵温度，有利于次生代谢物的积累 14. 孤雌激活是指在无精子受精的情况下，通过化学、物理或遗传手段诱导卵母细胞发育为胚胎的技术。科研人员为获得仔猪，构想出的两条途径如下图。下列叙述正确的是（ ） A. ①处理可能为孤雌激活，⑥处理可能使用电刺激 B. ③过程需先对受体进行超数排卵和同期发情处理 C. ④过程需对受体使用免疫抑制剂以保证胚胎的发育 D. 仔猪Ⅰ和仔猪Ⅱ的性别不同，基因也完全不同 二、选择题：本题共5小题，每小题1至多个选项符合题目要求，多选选错均0分，选对但不全给1分，全对3分，共15分。 15. 人们用乙醇梭菌厌氧发酵生产单细胞蛋白和乙醇，该细菌产生乙醇的代谢过程如图所示。在含CO2的环境中，接种在基础培养基上的某乙醇梭菌突变株无法产生乙醇。下列相关叙述错误的是（　　） A. 发酵过程中进行搅拌有利于乙醇梭菌与营养物质充分接触 B. 乙醇梭菌的内质网和高尔基体参与单细胞蛋白的合成和加工过程 C. 利用诱变育种或基因工程育种筛选乙醇梭菌优良菌种是发酵工程的中心环节 D. 突变株在加入中间产物2的基础培养基中正常生长，可推测突变株是T酶缺陷型 16. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，降低了基因工程的成本与复杂性，研究人员利用双向启动子构建了下图所示表达载体，下列叙述错误的是（　　） A. 为正确连入目的基因，可在其两端添加能产生相同黏性末端的不同限制酶的识别序列 B. 表达载体中的GUS基因和LUC基因进行转录时，会使用DNA的不同单链作为模板 C. 壮观霉素抗性基因可用于鉴定目的基因是否插入受体细胞染色体上 D. 可通过观察是否出现荧光和蓝色物质检测双向启动子作用效果 17. 半同卵双胞胎的形成是一种较为特殊的生殖现象，与常规的双胞胎形成机制有所不同。如图表示一对姐弟“半同卵双胞胎”的形成过程，染色体全部来自父系的“合子”致死。下列叙述错误的是（ ） A. 半同卵双胞胎的形成与透明带反应和卵细胞膜反应异常无关 B. 图中细胞b和细胞c的染色体组成分别为P1P2和MP2 C. 这对双胞胎来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的染色体不一定不同 D. 该过程说明动物早期胚胎细胞具有全能性，可通过人工干预形成多个胚胎 18. 2017 年中国科学家成功培育了克隆猴中中和华华，流程如下图。下列叙述错误的是（ ） A. 图中将体细胞与去核卵母细胞融合是因为卵母细胞具有促进核全能性表达的物质 B. 图中去核过程是指去除减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的所有染色体 C. 图中①②通过提高组蛋白的甲基化和脱乙酰化促进重构胚的胚胎发育 D. 常用肝素、Ca²⁺载体、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚 三、解答题：本题共5小题，共55分。 19. 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，使每个受体菌分别含有这种生物的不同基因，这样的受体菌群称为基因文库。若该文库包含了某种生物的所有基因，叫作基因组文库；若只包含了某种生物的一部分基因，则叫作部分基因文库，例如cDNA文库。构建和使用基因文库是获取目的基因的方法之一，基因文库还可以应用在个体发育等研究中。回答下列问题： （1）构建基因文库时，DNA通常需要被切割成200～500bp的片段后再与载体连接。若采用物理手段进行机械切割，得到的末端为平末端，与载体连接时通常使用______酶。当限制酶在它识别序列的______将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，此时DNA连接酶连接的两个片段需具备的特点是______。利用PCR扩增目的基因时，用到的引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的______。通常为_______个核苷酸。引物在DNA的复制中的作用是______。 （2）克隆载体是用于复制和扩增外源DNA的载体，表达载体是使外源基因在宿主中转录和翻译的载体。克隆载体与表达载体必需元件的差异是前者无______。构建基因文库利用的载体一般为______。 （3）若目的基因为α—抗胰蛋白酶基因，现要利用牛乳腺生物反应器生产该酶，需要将目的基因与______的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入______后，发育到一定阶段要将胚胎移植到受体母牛中，选取受体母牛时需要满足______等条件。 20. Ⅰ．狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程，请回答下列问题： （1）狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了_____技术，该技术的原理是_____，启动②③的关键激素是_____。经过⑥生产黄酮类化合物利用了_____技术。 （2）①选择幼嫩的叶用于接种的原因是_____。⑤原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，请从细胞吸水与失水的角度分析原因：_____。 Ⅱ．科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示。据图回答下列问题： （3）为获得原生质体，过程①需要利用_____处理两种植物细胞。两种植物细胞的原生质体融合成功的依据是_____。 （4）写出促进原生质体融合的方法_____（写出两个）。 （5）细胞融合完成后，融合细胞的细胞膜表面的荧光颜色可能是_____。 （6）已知番茄细胞内有12对同源染色体，马铃薯细胞内共48条染色体，则在“番茄—马铃薯”细胞分裂过程中最多可以观察到_____条染色体。 21. 我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需的基因）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型。其中图示为BMAL1基因敲除猴的基本构建流程。回答下列相关问题： （1）为了让母猴超数排卵，以便采集更多的卵母细胞，需要给它注射_________。采集卵母细胞后，在体外培养到_________期才去核，去除的“核”实际上是指________。除了使用图中的显微操作法去核，还可使用梯度离心、_________和化学物质处理等方法去核。 （2）一次核移植技术后，需要获得更多的基因敲除猴，可在囊胚期对早期胚胎进行胚胎分割。胚胎分割的主要仪器设备为_______和显微操作仪。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎进行切割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将_________。若想要对移植前的胚胎进行性别鉴定，应选择囊胚期的_____细胞。 （3）将早期胚胎移植到代孕母猴子宫内，为了使代孕母猴生理状况更适合完成该操作，要对代孕母猴进行_________处理，以提高成功率。移植一段时间后，应对代孕母猴进行_________检查，以确定是否移植成功。 （4）不考虑基因突变，利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只第二代基因敲除猴的核基因组成________（填“相同”或“不相同”）。与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是________。 22. 柑橘树生长过程中易受某种革兰氏阴性菌感染，严重危害柑橘产量。科研人员将M基因转入柑橘中，该基因控制合成的酶可抑制该种革兰氏阴性菌的生长与繁殖。如图是培育转基因柑橘的过程示意图。回答下列问题。 （1）构建重组质粒时需要使用PCR技术扩增目的基因，扩增时除加入原料、含Mg2+的缓冲液、引物外，还需添加______（答两点）。扩增M基因应选择图1中的引物______（填序号）。质粒载体中启动子的作用是______。 （2）限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶存在于原核生物中的主要作用是______。如图2所示，为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增M基因时，需在引物的______端添加限制酶XhoI的识别序列。经该酶酶切割后的载体和M基因进行连接。为鉴定M基因与载体是正向连接还是反向连接，应选择______酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析。若电泳结果出现长度为______bp的片段，该重组质粒即为所需的基因表达载体。 （3）将目的基因导入柑橘细胞可以采用农杆菌转化法，该方法利用的原理是______。为筛选出成功导入重组DNA分子的受体细胞，可将受体细胞接种到含______的固体培养基上培养。 （4）将筛选出的含有重组DNA的柑橘细胞采用植物组织培养技术培养，为检测目的基因是否成功转化表达，在个体生物学水平上的操作方法是______。 23. 土壤中的磷大多数以难溶性磷酸盐（如Ca3（PO4）2）的形式存在，不利于植物吸收。科研人员尝试从土壤中筛选将难溶性磷转化成可溶性磷的高效解磷菌（可形成溶磷圈），主要流程如图1所示。请回答下列问题： （1）图1中的操作都应在超净工作台上并在______附近进行，以防周围环境中微生物的污染。步骤②需充分振荡20min，主要目的是______。经步骤③最后一次稀释之后，若在3个平板上分别接入0.1mL稀释液，经适当培养后，得到的结果是：39、38、37，则每克土样中的活菌数为_______个。用这种方法统计的结果往往较实际值偏低，原因是______。 （2）步骤⑤使用接种环挑取步骤④培养基中的______菌落（选填图中字母），采用______法在培养基表面接种，目的是______。每次划线都要对接种环进行灼烧，图1中接种环灼烧的总次数应为______。 （3）将得到的高效解磷菌接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中培养，取样测定每天的溶磷量和pH值变化情况，结果如图2所示。 ①结果表明，高效解磷菌分解难溶磷的能力呈现______的趋势。 ②根据培养液的pH值变化情况，推测高效解磷菌的溶磷原理为______。 （4）请预期该高效解磷菌在农业生产方面可能的应用是______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈工大附中2025-2026学年度第二学期期中试题 高二学年生物试卷 满分：100分；时间：75分钟； 一、单选题：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，只有一项符合题目要求。 1. 新一代人工智能（AI）模型ESM3首次实现了对蛋白质序列、结构和功能的统一推理，使蛋白质工程取得了极大的进展。下列叙述错误的是（　　） A. AI可通过基因序列预测蛋白质的空间结构 B. AI可基于已有的科研数据构建结构与功能相匹配的蛋白质模型 C. AI与蛋白质工程结合，可以设计自然界不存在的新蛋白质 D. AI设计的蛋白质通常在细胞外合成，不需要对基因进行操作 【答案】D 【解析】 【详解】A、蛋白质的氨基酸序列由基因的碱基序列决定，而氨基酸序列是蛋白质空间结构形成的基础，因此AI可通过分析基因序列预测蛋白质的空间结构，A正确； B、AI可对已积累的大量蛋白质结构、功能相关的科研数据进行学习、分析，从而构建出结构与功能相匹配的蛋白质模型，B正确； C、蛋白质工程的实质是通过基因修饰或基因合成改造现有蛋白质或制造新蛋白质，与AI结合可提升设计效率，能够设计出自然界不存在的新蛋白质，C正确； D、蛋白质的合成需要以对应基因作为模板，无论是在细胞内合成还是体外合成，都需要先获得设计的蛋白质对应的目的基因，必须对基因进行操作，D错误。 2. “筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段，下列有关技术筛选成功率较低的是（ ） A. 以尿素为唯一氮源从土壤中筛选能够分解尿素的微生物 B. 用不含有机氮源的培养基筛选土壤中能够固氮的微生物 C. 从云南腾冲热泉的极端环境中筛选耐热的微生物 D. 在培养基中加入较高浓度的氯化钠筛选耐盐的细菌突变体 【答案】B 【解析】 【详解】A、以尿素为唯一氮源的培养基，只有能分解尿素获得氮源的微生物可以生长，不能分解尿素的微生物因缺氮无法生长，筛选成功率高，A不符合题意。 B、筛选固氮微生物需要使用不含任何氮源的培养基，原理是只有固氮微生物能利用空气中的氮气作为氮源生长，非固氮微生物因缺氮无法生长。该选项仅去除了有机氮源，培养基仍可存在无机氮源，非固氮微生物也可以利用无机氮源生长，无法有效筛选，筛选成功率低，B符合题意。 C、热泉本身是高温极端环境，其中天然存活的微生物多为耐热类群，筛选耐热微生物成功率高，C不符合题意。 D、高浓度氯化钠会抑制不耐盐微生物生长，只有耐盐的细菌突变体可以存活，筛选成功率高，D不符合题意。 3. 基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可伴随被污染生物的繁殖、传播而扩散。下列关于转基因食品安全性与基因污染的叙述，错误的是（ ） A. 人吃了转基因食品后，其中的外源基因会直接整合到人类基因组中，造成可遗传变异 B. 转基因植物的花粉若扩散到野生环境中，可能导致基因污染，最终降低野生种群遗传多样性 C. 建立某些人类疾病的转基因动物模型，有利于研究该疾病的致病机制 D. α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，从而防止基因污染 【答案】A 【解析】 【详解】A、转基因食品中的DNA进入人体消化道后会被酶分解为脱氧核苷酸等小分子，无法以完整基因形式进入细胞，更不可能整合到人的基因组中，A错误； B、转基因植物的花粉可通过风媒或虫媒传播到野生近缘种，导致外源基因渗入，造成基因污染，进而降低野生种群的遗传多样性，B正确； C、通过建立转基因动物模型，模拟疾病的发生和发展过程，为研究该病的致病机制和开发治疗药物提供依据，C正确； D、科学家将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，可阻断淀粉储藏使花粉失去活性，从而防止转基因花粉传播造成基因污染，D正确。 4. 蜡样芽孢杆菌是潜伏在餐桌上的常见食源性致病菌，呕吐毒素是其分泌到胞外的一种环肽，该毒素极耐高温。下列叙述错误的是（　　） A. 呕吐毒素是蜡样芽孢杆菌产生的一种次生代谢物 B. 呕吐毒素极耐高温的特性可能与其环状结构相关 C. 呕吐毒素的环状结构与内质网、高尔基体的加工有关 D. 剩饭常温冷却后放入冰箱会增加蜡样芽孢杆菌的污染 【答案】C 【解析】 【详解】A、次生代谢物是微生物生长到一定阶段产生的、并非其生长繁殖所必需的物质，呕吐毒素属于蜡样芽孢杆菌分泌的毒素类物质，属于次生代谢物，A正确； B、肽类的热稳定性和空间结构有关，环状肽的结构比链状肽更稳定，因此呕吐毒素极耐高温的特性可能与其环状结构相关，B正确； C、蜡样芽孢杆菌是原核生物，仅含有核糖体一种细胞器，无内质网、高尔基体等具膜细胞器，因此呕吐毒素的加工不可能与内质网、高尔基体有关，C错误； D、剩饭常温冷却过程中温度适宜蜡样芽孢杆菌大量繁殖，即使后续放入冰箱仅能抑制其增殖，已存在的大量菌体仍会增加污染风险，D正确。 5. 下列有关微生物培养说法错误的是（　　） A. 微生物在固体培养基表面或内部生长可以形成菌落 B. 微生物培养基都需要人工添加碳源或氮源 C. 微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤 D. 在培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性 【答案】B 【解析】 【详解】A、菌落是单个或少数微生物在适宜的固体培养基表面/内部大量繁殖后形成的肉眼可见的子细胞群体，因此微生物在固体培养基表面或内部生长可以形成菌落，A正确； B、并非所有微生物培养基都需要人工添加碳源或氮源：自养型微生物可利用无机碳源（如CO2）合成有机物，无需额外添加有机碳源；固氮微生物可利用空气中的N2作为氮源，无需额外添加氮源，B错误； C、微生物纯培养的常规步骤为配制培养基、灭菌、接种、分离、培养，最终获得由单个微生物繁殖而来的纯种培养物，C正确； D、不同微生物适宜生长的pH不同，细菌的适宜生长环境为中性或弱碱性，因此培养细菌时一般需要将培养基调至中性或弱碱性，D正确。 6. 将某病毒颗粒表面大分子结构蛋白A注入小鼠体内，可刺激小鼠产生多种抗体。从该小鼠体内分离出B淋巴细胞与骨髓瘤细胞并让它们融合形成杂交瘤细胞，可得到多种单克隆抗体。下列相关叙述错误的是（　　） A. 该病毒颗粒表面大分子结构蛋白A含有多种抗原信息 B. 杂交瘤细胞应具备分泌抗体和无限增殖的能力 C. 从培养单个杂交瘤细胞的培养液中可获得多种单克隆抗体 D. 不同单克隆抗体特异性结合结构蛋白A的部位可能不同 【答案】C 【解析】 【详解】 A、注入结构蛋白A可刺激小鼠产生多种抗体，说明蛋白A存在多个不同的抗原决定簇，即含有多种抗原信息，A正确； B、杂交瘤细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成，继承了两种细胞的特点，既具备分泌抗体的能力，又具备无限增殖的能力，B正确； C、单克隆抗体是由单个杂交瘤细胞克隆形成的细胞群分泌的，单个杂交瘤细胞只能分泌一种特异性抗体，因此培养单个杂交瘤细胞只能获得一种单克隆抗体，C错误； D、结构蛋白A含有多种抗原决定簇，不同单克隆抗体识别的抗原决定簇不同，因此结合结构蛋白A的部位可能不同，D正确。 7. 进行生物工程设计时，下表各组所选择的实验材料与实验目的配置错误的是（　　） 组别 实验目的 实验材料 材料特点 A 动物细胞核移植 卵母细胞 细胞体积大、细胞质能有效激发细胞核全能性表达 B 体细胞诱变育种 愈伤组织细胞 分裂能力强，易诱发突变 C 植物体细胞杂交育种 花粉粒 易于获取，易于培养 D 烧伤患者皮肤细胞移植 自体皮肤生发层细胞 分裂能力强，且不会引起免疫排斥 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A、动物细胞核移植常选去核卵母细胞作为受体，卵母细胞体积大便于操作，且细胞质中含有能激发细胞核全能性表达的物质，材料选择合理，A正确； B、愈伤组织是植物脱分化形成的组织，细胞分裂能力强，分裂间期易受诱变因素诱导发生基因突变，适合用于体细胞诱变育种，B正确； C、植物体细胞杂交育种的材料应为不同种植物的体细胞，最终获得兼具两个亲本遗传物质的杂种植株；花粉粒是生殖细胞，用花粉粒进行育种属于单倍体育种范畴，不符合植物体细胞杂交的材料要求，C错误； D、自体皮肤生发层细胞分裂能力强，且遗传物质和患者完全一致，移植后不会发生免疫排斥反应，适合用于烧伤患者皮肤细胞移植，D正确。 8. 百香果含有百种以上的芳香物质，是世界上已知最芳香的水果之一，但百香果多采用嫁接、扦插等方式进行无性繁殖，易携带母株病毒，导致果实品质下降、产量降低，生产中可采取脱毒处理加以解决。下列叙述正确的是（　　） A. 离体的百香果组织必须经过灭菌后才能接种到培养基上 B. 百香果的茎尖几乎不含病毒，是培养脱毒苗的理想材料 C. 将外植体培养成愈伤组织的过程中要提供适宜光照条件 D. 经植物组织培养获得的脱毒试管苗可直接用于大田种植 【答案】B 【解析】 【详解】A、离体的百香果组织属于外植体，仅需消毒处理即可，灭菌会杀灭外植体自身的活细胞，无法完成后续组织培养过程，A错误； B、百香果茎尖的分生区细胞分裂旺盛，几乎不含病毒，以此为外植体培养可获得脱毒苗，是培育脱毒苗的理想材料，B正确； C、外植体脱分化形成愈伤组织的过程需要避光，光照会抑制愈伤组织的形成，该阶段不需要提供适宜光照，C错误； D、脱毒试管苗长期生长在无菌、人工调控的适宜培养环境中，适应能力弱，需经过炼苗逐步适应外界环境后才可移栽到大田，不能直接用于大田种植，D错误。 9. “黄金大米”是一种转基因水稻，通过转入外源基因（如crt Ⅰ）使大米胚乳富含β-胡萝卜素，该物质可在人体内转化为维生素A，对预防和改善维生素A缺乏病具有潜在价值。下列叙述正确的是（ ） A. 用PCR扩增crt Ⅰ基因时需在反应体系中添加耐高温的DNA聚合酶和解旋酶 B. 构建重组质粒时应选择Hind Ⅲ和Sal Ⅰ同时切割质粒和含crt Ⅰ的DNA片段 C. 用抗原-抗体杂交技术检测相关蛋白质可确定crt Ⅰ基因在大米细胞中的表达 D. 大米细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，可合成β-胡萝卜素 【答案】C 【解析】 【详解】A、PCR 扩增目的基因时，Taq 酶（热稳定 DNA 聚合酶） 负责催化子链合成，但 PCR 过程中 DNA 双链的解开依赖高温变性（90℃以上），A错误； B、构建重组质粒时，需保证目的基因（crtI 基因）完整且质粒与目的基因的黏性末端能互补配对；结合图示，crtI 基因内部无 HindⅢ 切点，但 SalⅠ 和 HindⅢ 切割会导致目的基因与质粒连接时方向错误，所以不能选择Hind Ⅲ和Sal Ⅰ同时切割质粒和含crt Ⅰ的DNA片段，B错误； C、目的基因（crtI 基因）表达的产物是β- 胡萝卜素合成相关蛋白质，抗原 - 抗体杂交技术的核心是利用抗体特异性识别其对应的抗原（蛋白质）。若检测到杂交带，说明目的基因已成功表达出蛋白质，C正确； D、植物细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，细胞失去分化状态，成为高度液泡化的薄壁细胞，此时细胞不具备合成 β- 胡萝卜素的分化功能，D错误。 故选C。 10. “脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，科学家可以了解大脑的活动。研究者设计如图所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得每个细胞仅含一个图示片段的转基因小鼠。Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除。下列有关说法正确的是（　　） A. 为了防止其他体细胞荧光信号干扰，启动子M应当只在脑组织中启动基因表达 B. 在没有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，发出荧光的颜色有3种 C. 在有Cre酶存在的条件下，小鼠某脑神经元活动时，会发出红色或蓝色的荧光 D. 通过显微注射法可直接将目的基因注射到动物的体细胞中，获得转基因动物 【答案】A 【解析】 【详解】A、根据题干信息可知，荧光蛋白指示的应是脑神经元活动，但脑活动不能被离体观察，为了防止其他体细胞的荧光信号对实验结果造成干扰，M应当是一种只在脑组织中启动基因表达的启动子，A正确； B、据题图分析可知，只有与启动子M相邻的荧光蛋白基因会表达，在没有Cre酶存在的条件下，小鼠脑神经元活动时只会发出红色荧光，B错误； C、Cre酶可以随机识别两个相同的loxP序列，并将两段序列之间的DNA敲除，当酶识别的是loxP1序列时，红色荧光蛋白基因被敲除，小鼠脑神经元活动时发出黄色荧光；当识别的是loxP2序列时，红色荧光蛋白基因和黄色荧光蛋白基因被敲除，小鼠脑神经元活动时发出蓝色荧光，C错误； D、通过显微注射法将含目的基因的基因表达载体注射到动物的受精卵（细胞的全能性高）中，获得转基因动物，D错误。 11. 下列关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的实验操作的叙述，全部正确的一项是（ ） ①PCR实验所需的微量移液器、枪头等都必须进行灼烧灭菌 ②PCR反应组分都加入微量离心管后，通过瞬时离心使反应液集中在管的底部 ③PCR仪中设置的PCR反应程序通常包括预变性、30次循环等 ④琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 ⑤将得到的PCR产物进行凝胶电泳，加样前应先接通电源 ⑥凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ④⑤⑥ 【答案】B 【解析】 【详解】①PCR实验的枪头多为塑料制品，灼烧灭菌会导致其熔化，一般采用高压蒸汽灭菌或使用一次性无菌枪头，微量移液器不能灼烧灭菌，①错误； ②PCR反应组分全部加完后，瞬时离心可避免反应液挂壁，使反应液集中在管底，保证反应充分进行，②正确； ③PCR反应程序通常先进行预变性使模板DNA充分解旋，再设置30次左右的变性、复性、延伸循环完成扩增，③正确； ④琼脂糖凝胶浓度决定孔径大小，分离不同大小的DNA片段需要选择对应浓度：小片段DNA用较高浓度凝胶，大片段用低浓度凝胶，因此浓度选择需考虑待分离DNA片段大小，④正确； ⑤凝胶电泳时需先完成加样再接通电源，若先接通电源，加样过程中DNA会提前发生迁移，影响实验结果，⑤错误； ⑥凝胶载样缓冲液中的指示剂仅能指示电泳的迁移进度，无法指示DNA分子的具体位置，⑥错误。 综上，正确的是②③④，B正确。 12. 下图表示基因工程所使用的一种质粒和某种目的基因的结构，其中lacZ基因表达的产物可将无色物质X-gal催化为蓝色物质，从而使受体菌的菌落呈现蓝色。下列叙述错误的是（ ） 注：kb代表碱基对，Kanr基因为卡那霉素抗性基因 A. 图中目的基因上的为DNA链的5′端、OH为DNA链的3′端 B. 为将目的基因准确插入质粒中，最好选用BamHⅠ和XmaⅠ酶切割目的基因 C. 若将重组质粒用EcoRⅠ充分酶切后，通过琼脂糖凝胶电泳分离，可得到3个条带 D. 若要准确筛选出含重组质粒的受体菌，需将其培养在添加卡那霉素和X-gal的培养基上 【答案】C 【解析】 【详解】A、DNA链的5′端连接磷酸基团（），3′端连接羟基（OH），A正确； B、由于质粒上没有SmaⅠ位点，而EcoRⅠ位点在目的基因上，所以选用BamHⅠ和XmaⅠ两种不同限制酶切割目的基因和质粒，能避免质粒自身环化、目的基因反向连接，实现目的基因的定向插入，且可以完整切下目的基因，B正确； C、重组质粒是环状DNA，质粒本身带有1个EcoRⅠ位点，插入的目的基因中还含有1个EcoRⅠ位点，共2个EcoRⅠ位点，因此充分酶切后得到2个DNA片段，电泳只能得到2个条带，C错误； D、Kanr（卡那霉素抗性基因）未被破坏，添加卡那霉素可以筛选出获得质粒（空质粒/重组质粒）的受体菌；lacZ基因插入目的基因后会失活，空质粒lacZ完整可将X−gal催化为蓝色使菌落变蓝，重组质粒lacZ失活菌落为白色，因此添加X−gal可以区分空质粒和重组质粒，D正确。 13. 宋人张表臣曾在《珊瑚钩诗话》中说：“中古之时，未知曲蘖，杜康肇造，爱作酒醴，可为酒后，秫酒名也”。这显示出古人已经开始采用糵（发芽的谷物）来发酵产酒，目前该技术仍用于现代啤酒生产。下列叙述正确的是（　　） A. 大麦发芽程度越高，释放的淀粉酶越多越有利于啤酒生产 B. 啤酒酵母的扩大培养与发酵产酒需要控制的条件相同 C. 主发酵过程冷却水流量突然增大会导致的生成量增加 D. 啤酒的后发酵降低发酵温度，有利于次生代谢物的积累 【答案】D 【解析】 【详解】A、大麦发芽程度过高时，发芽过程会消耗大量自身储存的糖类等有机物，导致发酵可利用的底物减少，反而不利于啤酒生产，A错误； B、啤酒酵母扩大培养需要有氧条件，目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；发酵产酒需要无氧条件，目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B错误； C、主发酵过程冷却水流量突然增大会使发酵液温度快速降低，酵母菌呼吸相关酶活性下降，细胞呼吸速率减慢，CO2的生成量减少，C错误； D、啤酒的后发酵降低发酵温度，可抑制酵母菌快速繁殖，减少营养物质的消耗，有利于次生代谢物（风味类物质等）的积累，改善啤酒品质，D正确。 14. 孤雌激活是指在无精子受精的情况下，通过化学、物理或遗传手段诱导卵母细胞发育为胚胎的技术。科研人员为获得仔猪，构想出的两条途径如下图。下列叙述正确的是（ ） A. ①处理可能为孤雌激活，⑥处理可能使用电刺激 B. ③过程需先对受体进行超数排卵和同期发情处理 C. ④过程需对受体使用免疫抑制剂以保证胚胎的发育 D. 仔猪Ⅰ和仔猪Ⅱ的性别不同，基因也完全不同 【答案】A 【解析】 【详解】A、结合题图信息判断，①对次级卵母细胞进行的处理可能是孤雌激活，⑥是重组细胞逐渐发育成胚胎的过程，可用电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方式处理激活重构胚，A正确； B、③过程需对受体进行同期发情处理，不需要进行超数排卵处理，B错误； C、经同期发情处理的受体子宫不会对外来胚胎发生免疫排斥反应，因此无须对受体使用免疫抑制剂，C错误； D、仔猪Ⅰ和仔猪Ⅱ的性别不同，但细胞质基因相同，D错误。 故选A。 二、选择题：本题共5小题，每小题1至多个选项符合题目要求，多选选错均0分，选对但不全给1分，全对3分，共15分。 15. 人们用乙醇梭菌厌氧发酵生产单细胞蛋白和乙醇，该细菌产生乙醇的代谢过程如图所示。在含CO2的环境中，接种在基础培养基上的某乙醇梭菌突变株无法产生乙醇。下列相关叙述错误的是（　　） A. 发酵过程中进行搅拌有利于乙醇梭菌与营养物质充分接触 B. 乙醇梭菌的内质网和高尔基体参与单细胞蛋白的合成和加工过程 C. 利用诱变育种或基因工程育种筛选乙醇梭菌优良菌种是发酵工程的中心环节 D. 突变株在加入中间产物2的基础培养基中正常生长，可推测突变株是T酶缺陷型 【答案】BCD 【解析】 【详解】A、发酵过程中进行搅拌有利于乙醇梭菌与营养物质充分接触，有利于发酵过程的进行，A正确； B、单细胞蛋白指微生物菌体，乙醇梭菌为原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体，B错误； C、发酵工程的中心环节是在发酵罐内发酵，C错误； D、若突变株在加入中间产物2的基础培养基中正常生长，则突变株可能是T酶缺陷型或C酶缺陷型，D错误。 故选BCD。 16. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，降低了基因工程的成本与复杂性，研究人员利用双向启动子构建了下图所示表达载体，下列叙述错误的是（　　） A. 为正确连入目的基因，可在其两端添加能产生相同黏性末端的不同限制酶的识别序列 B. 表达载体中的GUS基因和LUC基因进行转录时，会使用DNA的不同单链作为模板 C. 壮观霉素抗性基因可用于鉴定目的基因是否插入受体细胞染色体上 D. 可通过观察是否出现荧光和蓝色物质检测双向启动子作用效果 【答案】AC 【解析】 【详解】A、在构建基因表达载体时，在目的基因两端添加不同限制酶的识别序列，酶切后会产生不同的黏性末端，可以避免目的基因反向连接、载体自连，保证目的基因正确方向插入载体，A错误； B、由图可知，双向启动子向两个相反方向驱动转录，GUS基因转录方向向左、LUC基因转录方向向右，说明两个基因的模板链是T-DNA的两条不同DNA链，B正确； C、由图可知，壮观霉素抗性基因位于T-DNA区域外；农杆菌转化法中，只有T-DNA会整合到受体细胞的染色体DNA上，因此壮观霉素抗性基因不会进入受体细胞染色体，无法用于鉴定目的基因是否插入染色体，C错误； D、根据题干信息，LUC基因表达的荧光素酶可催化产生荧光，GUS基因表达的酶可催化产生蓝色物质；若双向启动子能正常发挥功能，两个基因都会表达，可通过观察是否出现荧光和蓝色物质，检测双向启动子的作用效果，D正确。 17. 半同卵双胞胎的形成是一种较为特殊的生殖现象，与常规的双胞胎形成机制有所不同。如图表示一对姐弟“半同卵双胞胎”的形成过程，染色体全部来自父系的“合子”致死。下列叙述错误的是（ ） A. 半同卵双胞胎的形成与透明带反应和卵细胞膜反应异常无关 B. 图中细胞b和细胞c的染色体组成分别为P1P2和MP2 C. 这对双胞胎来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的染色体不一定不同 D. 该过程说明动物早期胚胎细胞具有全能性，可通过人工干预形成多个胚胎 【答案】ABC 【解析】 【详解】A、阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应，该卵子与2个精子受精，表明透明带反应和卵细胞膜反应未能阻止多精入卵，A错误； B、来自母系的染色体为M，来自父系的染色体为P1、P2，经过复制后，染色体进行组合，若细胞a的染色体组成为MP₁，细胞c的染色体均来自父亲，其染色体组成为P1P2，细胞b的染色体组成为MP2，B错误； C、细胞a的染色体组成为MP1，细胞b的染色体组成为MP2，这对双胞胎发育为姐弟，来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的性染色体不同，C错误； D、图示过程中早期胚胎细胞分裂后可发育为多个胚胎，体现了动物早期胚胎细胞的全能性，也说明可通过干预调控胚胎发育，D正确。 18. 2017 年中国科学家成功培育了克隆猴中中和华华，流程如下图。下列叙述错误的是（ ） A. 图中将体细胞与去核卵母细胞融合是因为卵母细胞具有促进核全能性表达的物质 B. 图中去核过程是指去除减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的所有染色体 C. 图中①②通过提高组蛋白的甲基化和脱乙酰化促进重构胚的胚胎发育 D. 常用肝素、Ca²⁺载体、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚 【答案】BCD 【解析】 【详解】A、将体细胞与去核卵母细胞融合，是因为卵母细胞的细胞质中含有促进核全能性表达的物质，A正确； B、图中去核过程是指去除减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中的纺锤体-染色体复合物，而不仅仅是染色体，B错误； C、根据流程可知，①注入组蛋白去甲基化酶的mRNA，其表达产物会使组蛋白去甲基化（降低甲基化水平），②加入组蛋白脱乙酰酶抑制剂，会抑制组蛋白脱乙酰化，最终提高组蛋白乙酰化水平，该处理是通过降低甲基化、提高乙酰化促进重构胚发育，C错误； D、常用物理或化学方法（如电刺激、Ca²⁺载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，肝素是用于精子获能的，D错误。 三、解答题：本题共5小题，共55分。 19. 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，使每个受体菌分别含有这种生物的不同基因，这样的受体菌群称为基因文库。若该文库包含了某种生物的所有基因，叫作基因组文库；若只包含了某种生物的一部分基因，则叫作部分基因文库，例如cDNA文库。构建和使用基因文库是获取目的基因的方法之一，基因文库还可以应用在个体发育等研究中。回答下列问题： （1）构建基因文库时，DNA通常需要被切割成200～500bp的片段后再与载体连接。若采用物理手段进行机械切割，得到的末端为平末端，与载体连接时通常使用______酶。当限制酶在它识别序列的______将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，此时DNA连接酶连接的两个片段需具备的特点是______。利用PCR扩增目的基因时，用到的引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的______。通常为_______个核苷酸。引物在DNA的复制中的作用是______。 （2）克隆载体是用于复制和扩增外源DNA的载体，表达载体是使外源基因在宿主中转录和翻译的载体。克隆载体与表达载体必需元件的差异是前者无______。构建基因文库利用的载体一般为______。 （3）若目的基因为α—抗胰蛋白酶基因，现要利用牛乳腺生物反应器生产该酶，需要将目的基因与______的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入______后，发育到一定阶段要将胚胎移植到受体母牛中，选取受体母牛时需要满足______等条件。 【答案】（1） ①. T4DNA连接 ②. 中心轴线两侧 ③. 黏性末端的碱基能完全互补配对 ④. 短单链核酸 ⑤. 20~30 ⑥. 使DNA聚合酶能够从引物的3＇端开始连接脱氧核苷酸 （2） ①. 启动子和终止子 ②. 克隆载体 （3） ①. 牛乳腺中特异表达的基因 ②. 受精卵 ③. 有健康的体质和正常繁殖能力 【解析】 【小问1详解】 T4DNA连接酶连接平末端的效率要远高于E.coli DNA连接酶，因此若采用物理手段进行机械切割，得到的末端为平末端，与载体连接时通常使用T4DNA连接酶进行连接。当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，若要用DNA连接酶将两个具有黏性末端的DNA片段连接起来，则需要两个片段的黏性末端的碱基能完全互补配对。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 。通常为20~30个核苷酸，引物在DNA的复制中的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3＇端开始连接脱氧核苷酸。 【小问2详解】 克隆载体是用于复制和扩增外源DNA的载体，表达载体是使外源基因在宿主中转录和翻译的载体，由于克隆载体不承担使目的基因在受体细胞中表达的功能，故不需要有启动转录的启动子和终止转录的终止子。基因文库是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，不需要使目的基因表达，故构建基因文库利用的载体一般为克隆载体。 【小问3详解】 要使目的基因在牛乳腺细胞中表达，需要将目的基因与牛乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，用显微注射的方法将重组DNA导入受精卵后，发育到一定阶段要将胚胎移植到受体母牛中，选取受体母牛时需满足有健康的体质和正常繁殖能力等条件，以保证移植的胚胎能在受体子宫内正常孕育。 20. Ⅰ．狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程，请回答下列问题： （1）狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了_____技术，该技术的原理是_____，启动②③的关键激素是_____。经过⑥生产黄酮类化合物利用了_____技术。 （2）①选择幼嫩的叶用于接种的原因是_____。⑤原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，请从细胞吸水与失水的角度分析原因：_____。 Ⅱ．科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示。据图回答下列问题： （3）为获得原生质体，过程①需要利用_____处理两种植物细胞。两种植物细胞的原生质体融合成功的依据是_____。 （4）写出促进原生质体融合的方法_____（写出两个）。 （5）细胞融合完成后，融合细胞的细胞膜表面的荧光颜色可能是_____。 （6）已知番茄细胞内有12对同源染色体，马铃薯细胞内共48条染色体，则在“番茄—马铃薯”细胞分裂过程中最多可以观察到_____条染色体。 【答案】（1） ①. 植物组织培养 ②. 植物细胞的全能性 ③. 生长素和细胞分裂素 ④. 植物细胞培养 （2） ①. 幼嫩叶片细胞分化程度低，分裂能力强，更容易诱导脱分化形成愈伤组织 ②. 维持培养液的渗透压，防止原生质体吸水涨破，保持原生质体正常形态 （3） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 杂种原生质体再生出细胞壁 （4）聚乙二醇(PEG)诱导、高Ca2+-高pH、电融合 （5）只显红色、只显绿色、同时显红色和绿色 （6）144 【解析】 【小问1详解】 题图中乙、丙、丁都是由离体植物细胞培育得到的完整植株，均利用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性（已分化植物细胞仍具有发育成完整个体的潜能）；脱分化、再分化过程的关键调控激素是生长素和细胞分裂素；若仅需要获取细胞代谢产物（黄酮类化合物），无需培养为完整植株，利用植物细胞培养技术培养愈伤组织细胞即可获得产物。 【小问2详解】 选择幼嫩叶片作为接种材料，是因为幼嫩组织分化程度低、分裂能力强，更容易诱导脱分化形成愈伤组织；原生质体没有细胞壁，甘露醇可以维持培养液渗透压，避免原生质体吸水涨破，维持原生质体正常形态。 【小问3详解】 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此去除细胞壁获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶处理；原生质体融合成功的标志是杂种原生质体重新再生出细胞壁。 【小问4详解】 诱导原生质体融合的常用方法包括物理法（离心、振动、电激）、化学法（聚乙二醇PEG诱导、高Ca2+-高pH），任写两个即可。 【小问5详解】 番茄原生质体膜蛋白被红色荧光标记，马铃薯被绿色荧光标记，融合后融合细胞有三种类型：两个番茄原生质体融合（仅红色）、两个马铃薯原生质体融合（仅绿色）、番茄和马铃薯原生质体融合（同时有红、绿色）。 【小问6详解】 染色体数量计算：番茄12对同源染色体共24条，马铃薯含48条，因此杂种细胞共有24+48=72条染色体；细胞有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，因此分裂过程中最多可以观察到72×2=144条染色体。 21. 我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需的基因）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型。其中图示为BMAL1基因敲除猴的基本构建流程。回答下列相关问题： （1）为了让母猴超数排卵，以便采集更多的卵母细胞，需要给它注射_________。采集卵母细胞后，在体外培养到_________期才去核，去除的“核”实际上是指________。除了使用图中的显微操作法去核，还可使用梯度离心、_________和化学物质处理等方法去核。 （2）一次核移植技术后，需要获得更多的基因敲除猴，可在囊胚期对早期胚胎进行胚胎分割。胚胎分割的主要仪器设备为_______和显微操作仪。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎进行切割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将_________。若想要对移植前的胚胎进行性别鉴定，应选择囊胚期的_____细胞。 （3）将早期胚胎移植到代孕母猴子宫内，为了使代孕母猴生理状况更适合完成该操作，要对代孕母猴进行_________处理，以提高成功率。移植一段时间后，应对代孕母猴进行_________检查，以确定是否移植成功。 （4）不考虑基因突变，利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只第二代基因敲除猴的核基因组成________（填“相同”或“不相同”）。与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是________。 【答案】（1） ①. 外源促性腺激素 ②. MII（减数分裂Ⅱ中期） ③. 纺锤体—染色体复合物 ④. 紫外线短时间照射 （2） ①. 体视显微镜 ②. 内细胞团均等分割 ③. 滋养层 （3） ①. 同期发情 ②. 妊娠 （4） ①. 相同 ②. 遗传背景相同 【解析】 【分析】1、动物细胞培养的条件营养：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。（通常需要加入血清等一些天然成分）无菌、无毒的环境：添加抗生素温度、pH和渗透压：36.5±0.5℃ 7.2~7.4。气体环境：O2是细胞代谢所需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。 2、动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 【小问1详解】 超数排卵通常注射外源促性腺激素，这样能使供体母猴排出更多卵子。 采集的卵母细胞要在体外培养到MII（减数分裂Ⅱ中期）才具备受精能力，去核操作也在此阶段。 “核”实际上是指纺锤体 - 染色体复合物，它与细胞核紧密相关。去核除了显微操作法，还可用梯度离心、紫外线下短时间照射和化学物质处理等手段。 【小问2详解】 胚胎分割的主要仪器是体视显微镜和显微操作仪。胚胎分割的方法是机械法将早期胚胎切开。分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，不均等分割会影响胚胎发育。若要对移植胚胎进行性别鉴定，应选择囊胚期的滋养层细胞，因为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘等结构，不会影响胚胎发育，且可以从中获取用于性别鉴定的细胞。 【小问3详解】 将早期胚胎移植到代孕母猴子宫内，为使代孕母猴生理状况适合胚胎发育，要进行同期发情处理，让供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入受体提供相同的生理环境。移植一段时间后，要对代孕母猴进行妊娠检查，以确定胚胎是否成功植入并发育。 【小问4详解】 用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只第二代基因敲除猴的基因型相同，因为克隆属于无性生殖，后代基因型与供核细胞相同。 与第一代BMAL1基因敲除模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是遗传背景相同，这样可以排除遗传背景差异对实验结果的干扰，使实验结果更准确地反映出研究因素的影响。 22. 柑橘树生长过程中易受某种革兰氏阴性菌感染，严重危害柑橘产量。科研人员将M基因转入柑橘中，该基因控制合成的酶可抑制该种革兰氏阴性菌的生长与繁殖。如图是培育转基因柑橘的过程示意图。回答下列问题。 （1）构建重组质粒时需要使用PCR技术扩增目的基因，扩增时除加入原料、含Mg2+的缓冲液、引物外，还需添加______（答两点）。扩增M基因应选择图1中的引物______（填序号）。质粒载体中启动子的作用是______。 （2）限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶存在于原核生物中的主要作用是______。如图2所示，为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增M基因时，需在引物的______端添加限制酶XhoI的识别序列。经该酶酶切割后的载体和M基因进行连接。为鉴定M基因与载体是正向连接还是反向连接，应选择______酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析。若电泳结果出现长度为______bp的片段，该重组质粒即为所需的基因表达载体。 （3）将目的基因导入柑橘细胞可以采用农杆菌转化法，该方法利用的原理是______。为筛选出成功导入重组DNA分子的受体细胞，可将受体细胞接种到含______的固体培养基上培养。 （4）将筛选出的含有重组DNA的柑橘细胞采用植物组织培养技术培养，为检测目的基因是否成功转化表达，在个体生物学水平上的操作方法是______。 【答案】（1） ①. 模板、耐高温的DNA聚合酶 ②. 2和3 ③. 作为RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出mRNA （2） ①. 切割外源DNA，使之失效，从而保护自身 ②. 5′ ③. HpaI、BamHI ④. 5900和800 （3） ①. 农杆菌侵染植物细胞时，能将Ti质粒上的T－DNA转移到被侵染的细胞中，并将其整合到该细胞的染色体DNA上 ②. 潮霉素 （4）对柑橘幼苗接种该种革兰氏阴性菌，观察幼苗生长情况 【解析】 【小问1详解】 扩增目的基因的PCR反应体系，除了原料、含Mg2+的缓冲液和引物外，还需要加入耐高温的DNA聚合酶和模板。根据子链延伸方向为5′→3′，引物需要与模板的3′端结合，判断扩增M基因应选择引物2和引物3。质粒载体中启动子的作用是作为RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出mRNA。 【小问2详解】 限制酶存在于原核生物中的主要作用是切割外源DNA，使之失效，从而保护自身。为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增M基因时，需在引物的5′端添加限制酶XhoI的识别序列。经XhoI酶切后的载体和M基因进行连接，连接产物主要有载体自连、M基因与M基因连接、M基因与载体正向连接、M基因与载体反向连接4种类型。根据M基因的转录方向可知，M基因模板链的3′端，连接在靠近启动子的位置，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，会产生5900bp和800bp两个片段，则该重组质粒即为所需的基因表达载体，若反向连接，则双酶切后会出现300bp和6400bp的两种片段。 【小问3详解】 农杆菌转化法的原理是：农杆菌侵染植物细胞时，能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞中，并将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据图中给出的LB、RB分别为T-DNA的左边界、右边界，表明T-DNA中含有潮霉素抗性基因，为筛选出成功导入重组DNA分子的受体细胞，可将受体细胞接种到含潮霉素的固体培养基上培养。 【小问4详解】 将柑橘细胞培育成转基因柑橘幼苗采用了植物组织培养技术，为检测转基因柑橘幼苗是否可以抵抗该种革兰氏阴性菌的感染，在个体生物学水平上，操作方法是对柑橘幼苗接种该种革兰氏阴性菌，观察幼苗生长情况，若不患病说明目的基因成功转化表达。 23. 土壤中的磷大多数以难溶性磷酸盐（如Ca3（PO4）2）的形式存在，不利于植物吸收。科研人员尝试从土壤中筛选将难溶性磷转化成可溶性磷的高效解磷菌（可形成溶磷圈），主要流程如图1所示。请回答下列问题： （1）图1中的操作都应在超净工作台上并在______附近进行，以防周围环境中微生物的污染。步骤②需充分振荡20min，主要目的是______。经步骤③最后一次稀释之后，若在3个平板上分别接入0.1mL稀释液，经适当培养后，得到的结果是：39、38、37，则每克土样中的活菌数为_______个。用这种方法统计的结果往往较实际值偏低，原因是______。 （2）步骤⑤使用接种环挑取步骤④培养基中的______菌落（选填图中字母），采用______法在培养基表面接种，目的是______。每次划线都要对接种环进行灼烧，图1中接种环灼烧的总次数应为______。 （3）将得到的高效解磷菌接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中培养，取样测定每天的溶磷量和pH值变化情况，结果如图2所示。 ①结果表明，高效解磷菌分解难溶磷的能力呈现______的趋势。 ②根据培养液的pH值变化情况，推测高效解磷菌的溶磷原理为______。 （4）请预期该高效解磷菌在农业生产方面可能的应用是______。 【答案】（1） ①. 酒精灯火焰 ②. 使土壤中微生物充分释放到无菌水中 ③. 3.8×106 ④. 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 （2） ①. a ②. 平板划线 ③. 使细胞分散，以获得单菌落 ④. 4##四 （3） ①. 先上升后下降 ②. 解磷菌通过产生酸性物质分解难溶性磷 （4）作为微生物肥料，促进植物对磷的吸收 【解析】 【小问1详解】 图1中的操作都应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行，因为酒精灯火焰附近存在无菌区域，能防止周围环境中微生物的污染。步骤②充分振荡20min，主要目的是使土壤中微生物充分释放到无菌水中。三个平板上菌落的平均值（39+38+37）÷3=38。稀释倍数为104，接种体积V=0.1mL，每克土样中的菌数为38÷0.1×104=3.8×106个。用这种方法统计的结果往往较实际值偏低，原因是当2个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 【小问2详解】 要筛选高效解磷菌（可形成溶磷圈），观察可知，a菌落周围形成了明显的溶磷圈，且溶磷圈/菌落直径最大，所以步骤⑤使用接种环挑取步骤④培养基中的a菌落。采用平板划线法在培养基表面接种，目的是使细胞分散，以获得单菌落。该过程中划线3次，每次划线前后都需要进行灼烧，故需要灼烧4次。 【小问3详解】 ①从图2可知，溶磷量先上升后下降，所以高效解磷菌分解难溶磷的能力呈现先上升后下降的趋势。 ②由图2可知，随着培养时间延长，pH下降，同时溶磷量有变化，推测高效解磷菌的溶磷原理为解磷菌通过产生酸性物质分解难溶性磷。 【小问4详解】 在农业生产方面可能的应用是作为微生物肥料，促进植物对磷的吸收。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $