精品解析：北京市第四中学2025—2026学年高二下学期期末考试生物试题

高二生物 （试卷满分为100分，考试时间为90分钟） 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 关于DNA粗提取与鉴定的实验，下列叙述错误的是（ ） A. 洋葱、香蕉、菜花、猪血可作为理想的实验材料 B. 实验含研磨、过滤、离心等步骤 C. 用95%的冷酒精析出DNA，去除蛋白质等杂质 D. 溶解粗提取的DNA加入二苯胺试剂沸水浴，溶液呈蓝色 2. 紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源，科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是（ ） A. 过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素 B. 过程①②都需在光照条件下培养 C. 过程②③需接种到固体培养基上培养 D. 过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性 3. 甜叶菊中所含的甜菊糖是一种低热量、高甜度的天然甜味剂，可用于预防肥胖症、儿童龋齿等。研究不同激素浓度对甜叶菊组培产生不定芽的影响，结果如下表。相关叙述错误的是（ ） 分组 激素浓度/（mg·L-1） 芽分化率/% 6-BA NAA 1 0.5 0.1 20.0 2 1.0 0.1 51.1 3 1.5 0.1 70.0 4 2.0 0.1 71.4 5 2.0 0.2 71.4 6 2.0 0.3 75.8 7 2.0 0.4 78.8 A. 细胞的全能性是植物组培的理论基础 B. 利用组培技术可快速繁殖大量甜叶菊 C. 6-BA与NAA比值越高越利于芽分化 D. 应补充一组不施加外源激素的对照组 4. 关于动物细胞培养，下列叙述正确的是（　　） A. 获得的动物组织需用胃蛋白酶分散细胞 B. 所培养的细胞一般悬浮生长或贴壁生长 C. 培养期间需通入5%的CO2以刺激细胞呼吸 D. 培养过程中需密闭培养瓶以保证无菌环境 5. 原核细胞具有防止外来DNA入侵的系统，主要由限制酶和甲基化酶组成。通常限制酶只能识别未甲基化的相关序列。而DpnI酶却可以特异性识别并切断腺嘌呤甲基化后的GATC序列，因此常被用于PCR后切除大肠杆菌来源的模板DNA。下列相关叙述错误的是（ ） A. 限制酶可识别并切割外源DNA，在原核细胞中发挥免疫作用 B. 原核细胞自身DNA发生了甲基化修饰以避免被切割 C. PCR后应加入甲基化酶，便于DpnI酶识别并切割 D. 该防御系统的形成是原核细胞和病毒长期协同进化的结果 6. 医院常用核酸检测和血清抗体检测来诊断是否感染支原体。下列叙述正确的是（ ） A. 该核酸检测中使用的引物可用于其他病原体检测 B. PCR体系中需加入耐高温的DNA连接酶 C. 抗体检测阳性而核酸检测阴性，提示可能为既往感染 D. 利用单克隆抗体药物靶向治疗支原体感染，属于细胞免疫 7. PCR时会添加四种脱氧核糖核苷三磷酸，下列叙述错误的是（ ） A. 脱氧核糖腺苷三磷酸与ATP的结构相差一个氧原子 B. 脱氧核糖核苷三磷酸的特殊磷酸键水解时释放能量 C. 四种脱氧核糖核苷三磷酸可作为DNA复制的原料 D. PCR时模板DNA解螺旋所需要的能量来自ATP 8. PCR是生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。下列有关PCR与人体细胞内DNA分子复制的叙述，不正确的是（　　） A. 都需要引物提供延伸起始的3’末端 B. DNA聚合酶催化的最适温度不同 C. 复制过程都是边解旋边复制 D. 复制方式都是半保留复制 9. 下图为某动物细胞分裂图像，据图分析下列叙述错误的是（　　） A. 图中甲细胞在进行有丝分裂，此时细胞中的染色体数为8 B. 具有同源染色体的是甲、乙、丙细胞，且乙细胞中的①和②同属一个染色体组 C. 如果P为X染色体，则Q一定是Y染色体 D. 染色体P和Q上的基因，在亲子代传递中将遵循基因的自由组合定律 10. 下图是某动物细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是（ ） A. 动物睾丸中可能同时出现以上细胞的状况 B. 具有同源染色体的细胞只有②③ C. 图③表示发生了基因重组现象 D. 上述细胞中含有8个染色单体的是①②③ 11. ①～④是韭菜（2N＝32）减数分裂不同时期的图像。下列叙述正确的是（ ） A. ①所在时期的细胞能发生基因重组 B. ②所在时期的细胞有64条染色体 C. ③所在时期的细胞中正在发生非同源染色体的自由组合 D. ④所在时期的一个细胞中含有两个染色体组 12. 我国科学家成功培育出世界首例体细胞克隆猴“中中”“华华”，攻克了灵长类动物克隆的技术难题，过程如下图。下列叙述不正确的是（　　） A. 采集的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期后再显微操作去核 B. 重构胚形成后需进一步激活才可继续完成分裂和发育进程 C. 克隆猴的诞生体现出动物细胞的细胞核具有全能性 D. 胚胎移植前需要使用免疫抑制剂处理代孕猴 13. 下列生物工程技术中，不需要用到胚胎移植技术的是（　　） A. 利用成纤维细胞等培养出可供移植的皮肤 B. 利用乳腺生物反应器生产珍贵的医用蛋白 C. 利用本地黄牛快速大量繁殖引进的良种奶牛 D. 利用试管婴儿技术帮助有生育困难的夫妇 14. 以下发酵食品与发酵条件或发酵过程的变化对应关系正确的是（　　） A. 腐乳与泡菜：持续无氧发酵 B. 泡菜与果醋：pH下降 C. 酸奶与果酒：密封并定期放气 D. 果酒和果醋：发酵温度相同 15. 当培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时，通常情况下，大肠杆菌利用糖的顺序及生长曲线如下图所示。下列分析不正确的是（ ） A. 葡萄糖和乳糖都可以作为大肠杆菌生长过程中的碳源 B. 生长过程中大肠杆菌优先利用葡萄糖，之后再利用乳糖 C. 5小时左右大肠杆菌生长停滞可能与细胞中缺乏利用乳糖的酶有关 D. 大肠杆菌由利用葡萄糖转变为利用乳糖的原因是发生了基因突变 16. 木霉菌可降解环境中的纤维素。为筛选纤维素酶高产菌株，用紫外线对木霉菌进行诱变处理。已知纤维素与刚果红结合形成红色复合物。下列叙述错误的是（　　） A. 木霉菌属于生态系统中的分解者 B. 筛选培养基中应添加纤维素和刚果红 C. 用平板划线法将菌液接种于筛选培养基上 D. 应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落 17. 为探究抗生素对细菌的选择作用，将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上（如下图），一段时间后测量并记录抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌扩大培养，重复实验2~5次。下列叙述不正确的是（　　） A. 接种时，将高浓度菌液涂布在平板培养基上 B. ①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用 C. 重复2~5次实验后，抑菌圈的直径会变大 D. 抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强 18. 我国利用微生物发酵制作酱油的历史悠久，如图是通过发酵制作酱油的流程示意图，相关叙述错误的是（　　） A. 制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源 B. 为利于发酵的进行，应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉 C. 米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸 D. 发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长 19. 单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（ ） A. 可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B. 培养基和发酵设备均需高温消毒 C. 发酵过程需控制合适的温度和pH D. 采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 20. 下列研究方法与研究内容相匹配的是（　　） 　 研究方法 研究内容 A 在固体培养基表面划线并培养 计数某种微生物的菌落数目 B 诱变剂处理愈伤组织细胞并观察其分裂 特定基因在减数分裂过程中的分配 C 标记重捕法进行调查 非本地鸟类种群的年龄结构 D 标记抗体与抗原特异性结合 转入的目的基因是否成功表达 A. A B. B C. C D. D 二、填空题（60分） 21. 为了应对干旱和强降雨等灾害性天气，很多城市增设了雨水截流储存和利用的设施，如布设于道路周边或地势较低区域的生物滞留池。生物滞留池内土壤、植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路收集到的雨水含有高浓度污染物，其中的多环芳烃（PAHs）会严重危害城市水环境。科研人员基于解决污染问题和维护生态安全两方面考虑，在从当地环境中筛选耐受菌的基础上，通过转基因技术获得高效降解污染物的工程菌。 （1）经检测发现，生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。研究者尝试筛选能降解芘的菌种。 ①筛选能降解芘的菌种基本操作步骤如下。请将下列方框内字母后面内容补充完整a_______；b_______；c_______；d_______。 ②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属，结果见图1、图2。在两个区域中均能检测出的菌属有________个，此结果能够说明滞留池土壤中________出现了明显的变化。 ③在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中，分离得到四个菌属中的菌株。其生长曲线见图3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示结果，说出你的选择，并说明理由________________________________________。 （2）研究者将能高效降解芘的外源基因A重组至所选受体菌的同时，还转入了含lac启动子的核酸酶基因B，在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活。你作为环保人员，请阐述B基因作用时机、机理和意义___________。 22. 科研人员利用野生型二倍体马铃薯（2n=24）和抗青枯病的二倍体茄子（2n=24）进行体细胞杂交，培育抗青枯病马铃薯。 （1）自然界中马铃薯和茄子间存在____________，难以通过有性生殖产生后代。 （2）科研人员将马铃薯和茄子的叶片用____________酶分别处理，获得有活力的原生质体。将马铃薯和茄子的原生质体融合，融合细胞在培养基中培养，培养基中需要加入________，促进形成愈伤组织和再分化形成杂种植株。 （3）科研人员从PCR鉴定为阳性的杂种植株中选出杂种植株B，用流式细胞仪进一步测定二倍体马铃薯、二倍体茄子和杂种植株B的DNA相对含量，结果如图1。依据上述结果预测，马铃薯-茄子四倍体融合细胞的DNA相对含量约为________。据图中结果推测，杂种植株B应为________倍体，判断依据是________，为确定杂种植株是否符合育种要求，还需对其进行________检测。 （4）探究野生马铃薯的M基因能否修复错配的DNA，维持基因组稳定。 ①研究者将T-DNA插入到M基因中，致使该基因失活，失活后的基因记为m，为验证转基因植株基因型，研究者根据M基因、T-DNA的序列，设计引物，如图2所示。请在右侧方框内填写检测m基因需要的引物序列________（引物Ⅰ和Ⅱ，每条引物6个碱基）。 ②另有研究者将图3所示的T-DNA导入野生马铃薯细胞中，获得M基因沉默（T-DNA未插入M基因中）的转基因马铃薯。通过该方法使M基因沉默的原理是________。 23. CRISPR/Cas9基因编辑方法的建立在生命科学领域掀起了一场技术革命，最近科学家又进一步设计了新的Cas9融合蛋白，可作为“单碱基编辑器”。这种融合蛋白包含dCas9蛋白（无切割DNA功能）和大鼠胞苷脱氨酶APOBEC1两部分。如图1，dCas9可以结合一段sgRNA，这段sgRNA可以引导dCas9蛋白部分与特定的DNA序列结合。该融合蛋白的另一部分胞苷脱氨酶APOBEC1具有将识别部位特定位置的胞嘧啶转化为尿嘧啶（步骤①）的能力。之后，通过DNA复制或修复，尿嘧啶被转化成胸腺嘧啶（步骤②）。最终实现定点单个碱基的编辑替换。 （1）在上述“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定的DNA序列的原理是________，被编辑的靶基因发生了________。为了检测步骤①的编辑效率，科学家用USER酶（能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段）处理编辑后的DNA（染料标记），电泳后如图2，泳道________代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。 （2）科学家将以上方法用于斑马鱼体内基因组DNA的定点单碱基编辑。首先构建含特定sgRNA基因和________基因的表达载体；将体外________的RNA导入斑马鱼的受精卵中，在受体细胞中表达形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。 （3）tyr基因的点突变会导致人体眼白化疾病，患者无法正常合成色素。图3为正常人体部分tyr基因序列和对应的氨基酸序列。其中第301位的脯氨酸（P）突变为亮氨酸（L）就会导致眼白化。 ①为验证该位点脯氨酸（P）的作用。科学家找到斑马鱼tyr基因对应的位点和序列（图3）。用上述方法单碱基编辑图3所示的C碱基，对应脯氨酸位点变为丝氨酸，据图1和图3分析丝氨酸的密码子为________，结果斑马鱼出现了如图4所示症状（箭头处），该实验说明________，这为治疗疾病提供了有效的动物模型。 ②请辩证分析基因编辑技术的应用________________________________________。 24. 阅读、学习以下资料，回答相关问题。 近年来，压力大、饮食不规律等原因造成的胃肠道慢性炎症（IBD）患者不断增加，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关。传统的胃肠镜侵入诊断会给患者造成创伤，研究者尝试开发智能益生菌，以实现肠炎早期诊断。 科研人员将抗炎蛋白基因与启动子Pi连接，构建出图1所示表达载体，导入大肠杆菌筛选得到菌株E，饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。 科研人员拟向菌株E中导入新元件，得到菌株Ec，以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。 硫代硫酸盐和荧光蛋白易被分解，Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为准确记录曾发生过的炎症，在Ec的基础上进一步改造工程菌。 正常LacZ基因编码的蛋白可使菌落在含X-gal（无色）的培养基上呈现蓝色。BE2基因编辑系统中的BE2蛋白可在sgRNA引导下，将特定DNA序列中C定向编辑为T，与被编辑前相比，该方法使图3LacZ基因表达过程能正常进行。科研人员继续向菌株Ec中导入含图4所示元件的表达载体，得到智能工程菌R，可通过检测小鼠粪便中的工程菌R菌落颜色对曾经发生过的炎症情况进行诊断。 （1）开发智能益生菌常以________作载体，启动子Pi为________（诱导激活或持续表达启动子），重组DNA分子导入用________处理过的大肠杆菌中，筛选得到菌株E，实现IBD的精准治疗。 （2）关于菌株Ec，利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后，若粪便样品中仅发红色荧光的菌为x个，同时发红色和绿色荧光的菌为y个，则反映IBD发病程度的数学表达式为________。请评价方案1与方案2：_______________________________________________________________________________________。 （3）与被编辑前相比，该方法使图3LacZ基因表达过程中的________能正常进行，从而可通过检测菌落颜色对炎症情况进行诊断。 （4）请完善图4所示元件，填入相关序号________。 ①Pi②Pc③sgRNA基因④BE2基因⑤LacZ基因⑥突变LacZ基因 25. 为监测与记录体内细胞间通讯，我国科研人员建立了一种新的系统，利用转基因技术经筛选获得转基因小鼠（gL），以揭示正在进行的细胞与细胞之间的接触情况。gL小鼠中细胞-细胞接触的信号通路如图1。将绿色荧光蛋白（GFP）设计为信号分子，αGFP-N-tTA融合蛋白为受体，完成细胞间的信息交流。 （1）利用转基因技术获得以心肌细胞作为信号发送细胞的转基因小鼠，为保证在心肌细胞中特异性表达GFP，表达载体中应含有________。将重组载体通过________法导入小鼠的________中；同理获得内皮细胞特异性表达αGFP-N-tTA的转基因小鼠，将上述两种转基因小鼠杂交，经筛选获得gL小鼠。 （2）如图1，在gL小鼠中，科研人员使用LacZ基因作为报告基因。当内皮细胞与心肌细胞接触时，由于GFP和αGFP-N-tTA结合，引起________，进入细胞核与tetO结合，启动LacZ基因表达，使正在与心肌细胞接触的内皮细胞呈蓝色。 （3）研究人员进一步构建gT小鼠，以实现体内所有与心肌细胞有过接触的内皮细胞都持续发红色荧光。请利用以下实验材料，完善制备gT小鼠的技术路线（图2）____________。 DNA序列 loxP：该序列中有Cre酶的识别位点，loxP本身不影响附近的DNA序列的功能 Cre：编码的酶进入细胞核后作用于loxP，导致两个loxP中间的DNA片段丢失 STOP：转录终止序列 Pc：持续表达强启动子（组成型启动子） tetO：tTA识别和结合序列，结合后启动下游基因的表达 RFP：红色荧光蛋白基因 小鼠品系 a．内皮细胞特异性表达αGFP-N-tTA的转基因小鼠 b．野生型小鼠 （4）在gT小鼠胚胎发育早期，观察到部分内皮细胞发出红色荧光。随着胚胎发育的进行，观察到肝脏中很大一部分血管也呈现红色，这表明________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二生物 （试卷满分为100分，考试时间为90分钟） 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 关于DNA粗提取与鉴定的实验，下列叙述错误的是（ ） A. 洋葱、香蕉、菜花、猪血可作为理想的实验材料 B. 实验含研磨、过滤、离心等步骤 C. 用95%的冷酒精析出DNA，去除蛋白质等杂质 D. 溶解粗提取的DNA加入二苯胺试剂沸水浴，溶液呈蓝色 【答案】A 【解析】 【详解】A、猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中不含细胞核和细胞器，即不含DNA，因此猪血不能作为实验材料来提取DNA，A错误； B、该实验需要先研磨破碎细胞释放DNA，之后通过过滤、离心去除细胞残渣等杂质，B正确； C、DNA不溶于95%的冷酒精，而其它杂质如蛋白质溶于酒精，因此可用95%的冷酒精析出DNA，去除蛋白质等杂质，C正确； D、溶解粗提取的DNA加入二苯胺试剂后需要沸水浴，才会呈现蓝色，D正确。 2. 紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源，科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是（ ） A. 过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素 B. 过程①②都需在光照条件下培养 C. 过程②③需接种到固体培养基上培养 D. 过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性 【答案】D 【解析】 【详解】A、过程①是脱分化，该过程需要生长素和细胞分裂素的比例适中，生长素比例远高于细胞分裂素时主要诱导根的分化，不利于愈伤组织形成，A错误； B、过程①脱分化需要避光培养，光照会抑制愈伤组织的形成，因此①不需要光照，B错误； C、过程②③的目的是获得大量增殖的细胞来提取紫杉醇，需要用液体培养基，便于细胞充分接触营养物质、提高增殖效率，C错误； D、细胞全能性的标志是已分化的细胞发育为完整个体，题图中所有过程最终只获得细胞群，没有得到完整的红豆杉植株，因此未体现细胞的全能性，D正确。 3. 甜叶菊中所含的甜菊糖是一种低热量、高甜度的天然甜味剂，可用于预防肥胖症、儿童龋齿等。研究不同激素浓度对甜叶菊组培产生不定芽的影响，结果如下表。相关叙述错误的是（ ） 分组 激素浓度/（mg·L-1） 芽分化率/% 6-BA NAA 1 0.5 0.1 20.0 2 1.0 0.1 51.1 3 1.5 0.1 70.0 4 2.0 0.1 71.4 5 2.0 0.2 71.4 6 2.0 0.3 75.8 7 2.0 0.4 78.8 A. 细胞的全能性是植物组培的理论基础 B. 利用组培技术可快速繁殖大量甜叶菊 C. 6-BA与NAA比值越高越利于芽分化 D. 应补充一组不施加外源激素的对照组 【答案】C 【解析】 【分析】细胞的全能性是指离体细胞或组织，在特定条件下，能再分化为完整个体或各种细胞的潜能。 由表可知，当6-BA浓度达到2.0后，升高NAA浓度，更有利于芽的分化。 【详解】A、细胞的全能性是指离体细胞或组织，在特定条件下，能再分化为完整个体或各种细胞的潜能，是植物组培的理论基础，A正确； B、组培技术可用于快速繁殖，B正确； C、由表可知，当6-BA浓度达到2.0后，升高NAA浓度，更有利于芽的分化，C错误； D、应补充一组不施加外源激素的对照组，排除内源激素对实验造成的干扰，D正确。 故选C。 4. 关于动物细胞培养，下列叙述正确的是（　　） A. 获得的动物组织需用胃蛋白酶分散细胞 B. 所培养的细胞一般悬浮生长或贴壁生长 C. 培养期间需通入5%的CO2以刺激细胞呼吸 D. 培养过程中需密闭培养瓶以保证无菌环境 【答案】B 【解析】 【分析】动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物．（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质．（3）温度和PH．（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（CO2的作用是维持培养液的PH）。 【详解】A、动物细胞培养中分散组织通常使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误； B、动物细胞在培养时，大多数正常细胞会贴附在培养器皿表面生长（贴壁生长），而少数细胞（如某些癌细胞）可能悬浮生长，B正确； C、培养时通入5% CO₂的主要作用是维持培养液的pH，C错误； D、动物细胞培养需在含有95%空气和5% CO₂的开放环境中进行，以保证氧气供应和pH稳定，D错误。 故选B。 5. 原核细胞具有防止外来DNA入侵的系统，主要由限制酶和甲基化酶组成。通常限制酶只能识别未甲基化的相关序列。而DpnI酶却可以特异性识别并切断腺嘌呤甲基化后的GATC序列，因此常被用于PCR后切除大肠杆菌来源的模板DNA。下列相关叙述错误的是（ ） A. 限制酶可识别并切割外源DNA，在原核细胞中发挥免疫作用 B. 原核细胞自身DNA发生了甲基化修饰以避免被切割 C. PCR后应加入甲基化酶，便于DpnI酶识别并切割 D. 该防御系统的形成是原核细胞和病毒长期协同进化的结果 【答案】C 【解析】 【详解】A、限制酶可识别并切割入侵的外源DNA，避免外源DNA干扰原核细胞正常生命活动，在原核细胞中发挥免疫作用，A正确； B、通常限制酶只能识别未甲基化的序列，原核细胞对自身DNA进行甲基化修饰，可避免自身DNA被限制酶切割，B正确； C、PCR所用的大肠杆菌来源模板DNA本身已带有甲基化修饰，而PCR新合成的产物无甲基化，无需加入甲基化酶，直接加入DpnI即可特异性切除模板DNA；若加入甲基化酶会导致新合成的PCR产物被甲基化，进而被DpnI切割，C错误； D、原核细胞的该防御系统是与入侵的病毒等生物长期相互选择、协同进化的结果，D正确。 6. 医院常用核酸检测和血清抗体检测来诊断是否感染支原体。下列叙述正确的是（ ） A. 该核酸检测中使用的引物可用于其他病原体检测 B. PCR体系中需加入耐高温的DNA连接酶 C. 抗体检测阳性而核酸检测阴性，提示可能为既往感染 D. 利用单克隆抗体药物靶向治疗支原体感染，属于细胞免疫 【答案】C 【解析】 【详解】A、核酸检测的分子探针是与支原体特定核酸序列互补的单链核酸片段，具有物种特异性，仅能识别支原体的核酸，无法用于其他病原体检测，A错误； B、PCR体系中需要耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）催化子链合成，DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段，不是PCR的必需原料，B错误； C、抗体检测阳性说明机体曾感染支原体并产生了特异性抗体，核酸检测阴性说明当前体内无支原体存在，因此提示为既往感染，C正确； D、细胞免疫依靠效应T细胞裂解靶细胞发挥作用，单克隆抗体属于体液免疫的免疫活性物质，利用抗体治疗不属于细胞免疫，D错误。 7. PCR时会添加四种脱氧核糖核苷三磷酸，下列叙述错误的是（ ） A. 脱氧核糖腺苷三磷酸与ATP的结构相差一个氧原子 B. 脱氧核糖核苷三磷酸的特殊磷酸键水解时释放能量 C. 四种脱氧核糖核苷三磷酸可作为DNA复制的原料 D. PCR时模板DNA解螺旋所需要的能量来自ATP 【答案】D 【解析】 【详解】A、脱氧核糖腺苷三磷酸的五碳糖为脱氧核糖，ATP的五碳糖为核糖，脱氧核糖比核糖少1个氧原子，二者结构仅相差一个氧原子，A正确； B、脱氧核糖核苷三磷酸含有和ATP类似的特殊磷酸键（高能磷酸键），水解时可释放大量能量，B正确； C、四种脱氧核糖核苷三磷酸脱去两个磷酸基团后即为DNA的基本组成单位脱氧核苷酸，可作为DNA复制的原料，C正确； D、PCR过程中模板DNA解螺旋是通过高温加热使氢键断裂实现的，不需要ATP提供能量，D错误。 8. PCR是生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。下列有关PCR与人体细胞内DNA分子复制的叙述，不正确的是（　　） A. 都需要引物提供延伸起始的3’末端 B. DNA聚合酶催化的最适温度不同 C. 复制过程都是边解旋边复制 D. 复制方式都是半保留复制 【答案】C 【解析】 【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 【详解】A、PCR和体内复制均需引物提供3’末端作为延伸起点，因为聚合酶只能结合到3’末端，A正确； B、体内DNA聚合酶最适温度约37℃，而PCR中Taq酶最适温度约72℃，B正确； C、体内DNA复制边解旋边复制，而PCR通过高温完全解旋后再复制，C错误； D、两者均以原DNA链为模板，新链与母链结合，为半保留复制，D正确。 故选C。 9. 下图为某动物细胞分裂图像，据图分析下列叙述错误的是（　　） A. 图中甲细胞在进行有丝分裂，此时细胞中的染色体数为8 B. 具有同源染色体的是甲、乙、丙细胞，且乙细胞中的①和②同属一个染色体组 C. 如果P为X染色体，则Q一定是Y染色体 D. 染色体P和Q上的基因，在亲子代传递中将遵循基因的自由组合定律 【答案】C 【解析】 【分析】细胞分裂图像识别及相关知识 【名师点睛】快速识别细胞分裂图像的方法——“三看法” 【详解】图中甲细胞中有同源染色体且着丝点分裂，染色单体分离，在进行有丝分裂，此时细胞中的染色体数为8，A正确；图示甲、乙、丙细胞具有同源染色体，乙细胞中的①和②构成1个染色体组，B正确；丁细胞中无同源染色体，故若正常分裂，P为X染色体，Q一定不是Y染色体，C错误；染色体P和Q上的基因，分别位于不同对的同源染色体上，所以在亲子代传递中遵循基因的自由组合定律，D正确。 10. 下图是某动物细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是（ ） A. 动物睾丸中可能同时出现以上细胞的状况 B. 具有同源染色体的细胞只有②③ C. 图③表示发生了基因重组现象 D. 上述细胞中含有8个染色单体的是①②③ 【答案】A 【解析】 【详解】A、①是有丝分裂的后期，②是减数第一次分裂的中期，③是有丝分裂的中期，④是减数第二次分裂的后期，动物睾丸中的精原细胞既可以通过有丝分裂实现自身增殖，也可以通过减数分裂产生精细胞，因此可以同时出现题述4种细胞，A正确； B、有丝分裂全过程、减数第一次分裂的细胞都含有同源染色体，因此①②③都具有同源染色体，仅④减数第二次分裂细胞无同源染色体，B错误； C、基因重组仅发生在减数第一次分裂的交叉互换和非同源染色体自由组合阶段，图③为有丝分裂中期，不会发生基因重组，C错误； D、①为有丝分裂后期，着丝粒分裂，细胞中不存在染色单体，仅②③含有8个染色单体，D错误。 11. ①～④是韭菜（2N＝32）减数分裂不同时期的图像。下列叙述正确的是（ ） A. ①所在时期的细胞能发生基因重组 B. ②所在时期的细胞有64条染色体 C. ③所在时期的细胞中正在发生非同源染色体的自由组合 D. ④所在时期的一个细胞中含有两个染色体组 【答案】A 【解析】 【详解】A、①同源染色体联会，形成四分体发生于减数第一次分裂前期（减 Ⅰ 前期），该时期同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生互换，属于基因重组的一种，A正确； B、②同源染色体成对排列在赤道板两侧属于减数第一次分裂中期（减 Ⅰ 中期），每条染色体含 2 条姐妹染色单体，但染色体数仍以着丝粒计数，染色体数目为32条，B错误； C、③细胞质分裂，形成四个子细胞属于减数第二次分裂后期，非同源染色体的自由组合发生在减 Ⅰ 后期，而③是减数第二次分裂后期，自由组合在减一后期已经完成，C错误； D、④形成 4 个子细胞 属于减数第二次分裂末期（减 Ⅱ 末期），减 Ⅱ 末期形成的子细胞是配子，染色体数为16，只含有1 个染色体组，D错误。 12. 我国科学家成功培育出世界首例体细胞克隆猴“中中”“华华”，攻克了灵长类动物克隆的技术难题，过程如下图。下列叙述不正确的是（　　） A. 采集的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期后再显微操作去核 B. 重构胚形成后需进一步激活才可继续完成分裂和发育进程 C. 克隆猴的诞生体现出动物细胞的细胞核具有全能性 D. 胚胎移植前需要使用免疫抑制剂处理代孕猴 【答案】D 【解析】 【分析】动物细胞核移植技术：（1）概念：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。（2）原理：动物细胞核的全能性。（3）生殖方式：无性生殖。 【详解】A、核移植的受体细胞一般为卵母细胞，将采集的卵母细胞在体外培养到MⅡ期，再通过显微操作去核，A正确； B、重构胚形成后，需用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）进一步激活后才可继续完成分裂和发育进程，B正确； C、克隆猴的诞生利用了动物细胞核移植技术，体现出动物细胞的细胞核具有全能性，C正确； D、代孕猴用相关激素进行同期发情处理，对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，无需再用免疫抑制剂处理，D错误。 故选D。 13. 下列生物工程技术中，不需要用到胚胎移植技术的是（　　） A. 利用成纤维细胞等培养出可供移植的皮肤 B. 利用乳腺生物反应器生产珍贵的医用蛋白 C. 利用本地黄牛快速大量繁殖引进的良种奶牛 D. 利用试管婴儿技术帮助有生育困难的夫妇 【答案】A 【解析】 【详解】A、利用成纤维细胞培养可供移植的皮肤，仅涉及动物细胞培养技术，只需获得皮肤组织，无需发育为完整动物个体，不需要胚胎移植，A符合题意； B、构建乳腺生物反应器需要先获得导入药用蛋白基因的早期胚胎，再通过胚胎移植将胚胎移入代孕母体内发育为转基因动物，需要用到胚胎移植，B不符合题意； C、快速大量繁殖良种奶牛，需要将良种奶牛的早期胚胎移植到本地代孕黄牛体内发育，需要用到胚胎移植，C不符合题意； D、试管婴儿技术需要将体外受精得到的早期胚胎，移植到母体子宫内继续发育，需要用到胚胎移植，D不符合题意。 14. 以下发酵食品与发酵条件或发酵过程的变化对应关系正确的是（　　） A. 腐乳与泡菜：持续无氧发酵 B. 泡菜与果醋：pH下降 C. 酸奶与果酒：密封并定期放气 D. 果酒和果醋：发酵温度相同 【答案】B 【解析】 【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵；酒精发酵的最佳温度是在18℃～25℃，pH最好是弱酸性。 2、醋酸菌好氧性细菌，当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃。 3、豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪，难以消化、吸收，毛霉、酵母菌等多种微生物分泌的蛋白酶，能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸，在多种微生物的协同下，豆腐转变成腐乳。 【详解】A、腐乳制作初期需有氧条件促进毛霉等霉菌的生长，后期腌制才处于无氧环境，而泡菜全程无氧发酵。因此腐乳并非持续无氧，A错误； B、包菜（泡菜）发酵中乳酸菌产乳酸，果醋发酵中醋酸菌产醋酸，两者均导致pH下降，B正确； C、酸奶制作需密封但无需放气（乳酸菌不产气体），果酒发酵需密封且定期放气（酵母菌产CO₂），C错误； D、果酒发酵（酵母菌最适20℃）与果醋发酵（醋酸菌最适30-35℃）温度不同，D错误。 故选B。 15. 当培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时，通常情况下，大肠杆菌利用糖的顺序及生长曲线如下图所示。下列分析不正确的是（ ） A. 葡萄糖和乳糖都可以作为大肠杆菌生长过程中的碳源 B. 生长过程中大肠杆菌优先利用葡萄糖，之后再利用乳糖 C. 5小时左右大肠杆菌生长停滞可能与细胞中缺乏利用乳糖的酶有关 D. 大肠杆菌由利用葡萄糖转变为利用乳糖的原因是发生了基因突变 【答案】D 【解析】 【分析】据图分析可知，培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时，大肠杆菌先利用葡萄糖再利用乳糖，大肠杆菌最开始只利用葡萄糖，葡萄糖消耗完后，由于环境中存在乳糖，大肠杆菌会产生半乳糖苷酶继续分解乳糖。 【详解】A、据图可知，大肠杆菌既能利用葡萄糖也能利用乳糖作为生长过程中的碳源，A正确； B、由图可知，前5小时左右大肠杆菌利用葡萄糖，后5小时利用乳糖进行生长繁殖，B正确； C、大肠杆菌在正常条件下无利用乳糖的酶，5小时左右时生长停滞与此相关，C正确； D、大肠杆菌在代谢中利用乳糖做碳源时，由于环境诱导，会产生分解乳糖的半乳糖苷酶，而非基因突变的作用，D错误； 故选D。 16. 木霉菌可降解环境中的纤维素。为筛选纤维素酶高产菌株，用紫外线对木霉菌进行诱变处理。已知纤维素与刚果红结合形成红色复合物。下列叙述错误的是（　　） A. 木霉菌属于生态系统中的分解者 B. 筛选培养基中应添加纤维素和刚果红 C. 用平板划线法将菌液接种于筛选培养基上 D. 应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落 【答案】C 【解析】 【分析】刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 【详解】A、木霉菌可降解环境中的纤维素，属于分解者，A正确； B、刚果红和纤维素反应生成红色，但不会和纤维素的分解产物发生反应，所以为筛选纤维素酶高产菌株，培养基中应添加纤维素和刚果红，挑选透明圈大的菌落，B正确； C、木霉菌数量较少，需要经过富集培养后，用涂布平板的方法涂布于筛选培养基上，C错误； D、应筛选透明圈与菌落直径比值大的菌落，比值越大，说明分解纤维素的能力越强，D正确。 故选C。 17. 为探究抗生素对细菌的选择作用，将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上（如下图），一段时间后测量并记录抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌扩大培养，重复实验2~5次。下列叙述不正确的是（　　） A. 接种时，将高浓度菌液涂布在平板培养基上 B. ①处滤纸片上不含抗生素，起对照作用 C. 重复2~5次实验后，抑菌圈的直径会变大 D. 抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强 【答案】C 【解析】 【分析】本实验的思路为：将含抗生素的滤纸片放到接种了大肠杆菌的平板培养基上，滤纸片周围会出现抑菌圈，在抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌；若抗生素对细菌起选择作用，则随着培养次数增多，耐药菌的比例增大，在连续培养几代后，抑菌圈的平均直径变小。 【详解】A、将高浓度菌液涂布在平板培养基上，使平板上长出密集菌落，利于观察抑菌圈，A正确； B、①处滤纸片周围未出现抑菌圈，滤纸片上不含抗生素，起对照作用，B正确； C、随重复次数增加，抗药菌株的比例增加，抑菌圈的直径会变小，C错误； D、抑菌圈边缘的菌落可能是耐药菌，所以，抑菌圈边缘的菌落上挑取的细菌抗药性较强，D正确。 故选C。 18. 我国利用微生物发酵制作酱油的历史悠久，如图是通过发酵制作酱油的流程示意图，相关叙述错误的是（　　） A. 制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源 B. 为利于发酵的进行，应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉 C. 米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸 D. 发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长 【答案】B 【解析】 【分析】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代谢转化为人类所需要的产物的过程。直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。 【详解】A、小麦含有丰富的淀粉、大豆含有丰富的蛋白质，制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源，A正确； B、为利于发酵的进行，应将大豆蒸熟，待冷却后再加入米曲霉，防止高温条件下米曲霉死亡，B错误； C、发酵过程中，米曲霉合成和分泌蛋白酶，蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸，C正确； D、抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，在发酵过程中添加食盐能抑制杂菌的生长，还能调节酱油的风味，D。 故选B。 19. 单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（ ） A. 可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B. 培养基和发酵设备均需高温消毒 C. 发酵过程需控制合适的温度和pH D. 采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 【答案】B 【解析】 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。 【详解】A、诱变育种可以通过物理、化学等因素诱导微生物发生基因突变，从而有可能获得优良菌种，提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，A正确； B、培养基和发酵设备应该进行灭菌处理，而不是高温消毒，消毒一般只能杀死部分微生物，不能彻底杀灭包括芽孢和孢子在内的所有微生物，灭菌能更彻底地消灭微生物，保证发酵过程不受杂菌污染，B错误； C、不同的微生物发酵需要适宜的温度和pH环境，控制合适的温度和pH有利于微生物的生长和代谢，从而提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，C正确； D、采用过滤、沉淀、干燥等方法可以将发酵后的微生物菌体从发酵液等体系中分离出来并进行干燥处理，从而获得单细胞蛋白，该做法合理，D正确。 故选B。 20. 下列研究方法与研究内容相匹配的是（　　） 　 研究方法 研究内容 A 在固体培养基表面划线并培养 计数某种微生物的菌落数目 B 诱变剂处理愈伤组织细胞并观察其分裂 特定基因在减数分裂过程中的分配 C 标记重捕法进行调查 非本地鸟类种群的年龄结构 D 标记抗体与抗原特异性结合 转入的目的基因是否成功表达 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【分析】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、在固体培养基表面划线并培养，属于平板划线法，只能用于微生物的分离和纯化，不能用于计数，A错误； B、愈伤组织发生的分裂是有丝分裂，不能用于研究特定基因在减数分裂过程中的分配，B错误； C、标记重捕法要求在调查期间无迁入和迁出，而非本地鸟由于迁出率较高，故不适用标记重捕法，C错误； D、抗原与抗体的结合具有特异性，且转入的目的基因表达产物通常是蛋白质，故标记抗体与抗原特异性结合可检测转入的目的基因是否成功表达，D正确。 故选D。 二、填空题（60分） 21. 为了应对干旱和强降雨等灾害性天气，很多城市增设了雨水截流储存和利用的设施，如布设于道路周边或地势较低区域的生物滞留池。生物滞留池内土壤、植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路收集到的雨水含有高浓度污染物，其中的多环芳烃（PAHs）会严重危害城市水环境。科研人员基于解决污染问题和维护生态安全两方面考虑，在从当地环境中筛选耐受菌的基础上，通过转基因技术获得高效降解污染物的工程菌。 （1）经检测发现，生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。研究者尝试筛选能降解芘的菌种。 ①筛选能降解芘的菌种基本操作步骤如下。请将下列方框内字母后面内容补充完整a_______；b_______；c_______；d_______。 ②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属，结果见图1、图2。在两个区域中均能检测出的菌属有________个，此结果能够说明滞留池土壤中________出现了明显的变化。 ③在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中，分离得到四个菌属中的菌株。其生长曲线见图3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示结果，说出你的选择，并说明理由________________________________________。 （2）研究者将能高效降解芘的外源基因A重组至所选受体菌的同时，还转入了含lac启动子的核酸酶基因B，在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活。你作为环保人员，请阐述B基因作用时机、机理和意义___________。 【答案】（1） ①. 芘为唯一 ②. 高压蒸汽灭菌法 ③. 稀释涂布平板##涂布平板 ④. 单个菌落  ⑤. 3##三 ⑥. 微生物种类及比例    ⑦. 选择Pse，因为Pse菌株在对照池和滞留池中均占比较大且对芘的耐受性较好 （2）作用时机：转基因工程菌逃逸至自然环境时 机理：环境中存在半乳糖苷时，lac启动子被激活，基因B表达核酸酶，核酸酶降解菌体自身遗传物质，引发菌体自毁 意义：避免转基因微生物逃逸到自然环境中繁殖，降低生态风险，防止引发生态危机 【解析】 【小问1详解】 ①该实验为筛选能降解芘的菌种，实验步骤如下：配制以芘（a）为唯一碳源的培养基→为了获得纯净的培养物需要用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，同时对培养皿、接种环也要进行进行灭菌（b）→对灭菌完成的培养基进行倒平板操作→然后用稀释涂布平板法对土壤浸出液进行接种（c），接种时，为避免杂菌污染，操作应在超净工作台中进行→接种完成后需要将平板放在恒温培养箱中进行培养→待菌落长出后，挑选颜色、大小等有差异的单个菌落进行进一步接种，进而对菌种进行分离、鉴定（d）。 ②根据图1、图2的结果可知，在两个区域中均能检测出的菌属有3个分别为Tha、Pse、Com，该实验结果说明滞留池土壤中微生物种类及比例发生了明显的变化。 ③由图3的生长曲线可推测四种菌种对芘的耐受性均表现较好，但结合图1、图2所示结果，发现只有Pse菌株在对照池和滞留池中均占比较大且对芘的耐受性较好，因此研究人员需要应选择Pse来构建工程菌。 【小问2详解】 由题干可知，半乳糖苷分子能够诱导lac启动子激活，进而使基因B表达核酸酶，核酸酶降解菌体自身遗传物质引发菌体自毁。工程菌在生物滞留池发挥降解功能时，通常缺乏半乳糖苷，lac启动子不会被诱导激活，菌株能够正常存活；当转基因工程菌逃逸至自然环境，若环境中存在半乳糖苷，便可触发菌体自毁程序。可见，该设计能防止转基因微生物逃逸到自然界，从而将实验带来的生态风险降到最低，避免引起生态危机。 22. 科研人员利用野生型二倍体马铃薯（2n=24）和抗青枯病的二倍体茄子（2n=24）进行体细胞杂交，培育抗青枯病马铃薯。 （1）自然界中马铃薯和茄子间存在____________，难以通过有性生殖产生后代。 （2）科研人员将马铃薯和茄子的叶片用____________酶分别处理，获得有活力的原生质体。将马铃薯和茄子的原生质体融合，融合细胞在培养基中培养，培养基中需要加入________，促进形成愈伤组织和再分化形成杂种植株。 （3）科研人员从PCR鉴定为阳性的杂种植株中选出杂种植株B，用流式细胞仪进一步测定二倍体马铃薯、二倍体茄子和杂种植株B的DNA相对含量，结果如图1。依据上述结果预测，马铃薯-茄子四倍体融合细胞的DNA相对含量约为________。据图中结果推测，杂种植株B应为________倍体，判断依据是________，为确定杂种植株是否符合育种要求，还需对其进行________检测。 （4）探究野生马铃薯的M基因能否修复错配的DNA，维持基因组稳定。 ①研究者将T-DNA插入到M基因中，致使该基因失活，失活后的基因记为m，为验证转基因植株基因型，研究者根据M基因、T-DNA的序列，设计引物，如图2所示。请在右侧方框内填写检测m基因需要的引物序列________（引物Ⅰ和Ⅱ，每条引物6个碱基）。 ②另有研究者将图3所示的T-DNA导入野生马铃薯细胞中，获得M基因沉默（T-DNA未插入M基因中）的转基因马铃薯。通过该方法使M基因沉默的原理是________。 【答案】（1）生殖隔离 （2） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 生长素和细胞分裂素 （3） ①. 125 ②. 六 ③. 二倍体马铃薯和二倍体茄子的G1期DNA相对含量约为50和75，杂种植株B的G1期DNA相对含量约为175，等于两个马铃薯和一个茄子的DNA含量 ④. 抗青枯病 （4） ①. 5’CCGTGT3’、5’GATCCC3’ ②. 导入的T-DNA含有反向连接的M基因编码区，转录出的反义RNA与细胞内原有的M基因mRNA互补配对形成双链RNA，抑制翻译过程，使M基因沉默 【解析】 【小问1详解】 马铃薯和茄子是不同的物种，因此，二者之间存在生殖隔离，难以通过有性生殖产生后代。 【小问2详解】 科研人员将马铃薯和茄子的叶片用纤维素酶和果胶酶分别处理，获得有活力的原生质体，该操作的原理是酶的专一性。将马铃薯和茄子的原生质体融合，融合细胞在培养基中培养，培养基中需要加入适宜的生长素和细胞分裂素，调控细胞分裂和分化的方向，形成愈伤组织和再分化形成杂种植株。 【小问3详解】 由图1可知，二倍体马铃薯和二倍体茄子的G1期（DNA未复制，大部分细胞所处时期）DNA相对含量约为50和75，据此预测，马铃薯-茄子四倍体融合细胞的DNA相对含量约为50+75=125；杂种植株B的G1期DNA相对含量约为175，等于两个马铃薯和一个茄子的DNA含量，因而推测，杂种应为六倍体。为确定杂种植株是否符合育种要求，还需对其进行抗病性检测，操作方法是用青枯病菌侵染杂种细胞，观察抗青枯病情况。  【小问4详解】 ①PCR扩增引物方向为5′→3′，且扩增方向相向；要扩增插入T-DNA的失活m基因，上游引物匹配M基因上游序列，为5’CCGTGT3’，下游引物匹配T-DNA序列，反向延伸后为5’GATCCC3’。 ②该方式为RNA干扰介导的基因沉默：导入的T-DNA含有反向连接的M基因编码区，转录出的反义RNA与细胞内原有的M基因mRNA互补配对形成双链RNA，抑制翻译过程，使M基因沉默。 23. CRISPR/Cas9基因编辑方法的建立在生命科学领域掀起了一场技术革命，最近科学家又进一步设计了新的Cas9融合蛋白，可作为“单碱基编辑器”。这种融合蛋白包含dCas9蛋白（无切割DNA功能）和大鼠胞苷脱氨酶APOBEC1两部分。如图1，dCas9可以结合一段sgRNA，这段sgRNA可以引导dCas9蛋白部分与特定的DNA序列结合。该融合蛋白的另一部分胞苷脱氨酶APOBEC1具有将识别部位特定位置的胞嘧啶转化为尿嘧啶（步骤①）的能力。之后，通过DNA复制或修复，尿嘧啶被转化成胸腺嘧啶（步骤②）。最终实现定点单个碱基的编辑替换。 （1）在上述“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定的DNA序列的原理是________，被编辑的靶基因发生了________。为了检测步骤①的编辑效率，科学家用USER酶（能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段）处理编辑后的DNA（染料标记），电泳后如图2，泳道________代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。 （2）科学家将以上方法用于斑马鱼体内基因组DNA的定点单碱基编辑。首先构建含特定sgRNA基因和________基因的表达载体；将体外________的RNA导入斑马鱼的受精卵中，在受体细胞中表达形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。 （3）tyr基因的点突变会导致人体眼白化疾病，患者无法正常合成色素。图3为正常人体部分tyr基因序列和对应的氨基酸序列。其中第301位的脯氨酸（P）突变为亮氨酸（L）就会导致眼白化。 ①为验证该位点脯氨酸（P）的作用。科学家找到斑马鱼tyr基因对应的位点和序列（图3）。用上述方法单碱基编辑图3所示的C碱基，对应脯氨酸位点变为丝氨酸，据图1和图3分析丝氨酸的密码子为________，结果斑马鱼出现了如图4所示症状（箭头处），该实验说明________，这为治疗疾病提供了有效的动物模型。 ②请辩证分析基因编辑技术的应用________________________________________。 【答案】（1） ①. 碱基互补配对 ②. 基因突变 ③. A   （2） ①. 编码dCas9与APOBEC1融合蛋白的融合（或dCas9-APOBEC1融合蛋白） ②. 转录 （3） ①. UCC ②. 脯氨酸是眼部合成色素所必需的 ③. 基因编辑技术可用于治疗单基因遗传病、改良动植物品种、研究基因功能等；但可能存在脱靶效应、引发伦理争议、改变生殖细胞基因带来不可控的遗传影响等  【解析】 【小问1详解】 在“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定DNA序列的原理是碱基互补配对，可用来治疗由基因突变引起的遗传病，所以被编辑的基因发生了基因突变。由图可知，泳道A跑得更快，说明泳道A中的物质分子量更小，而USER酶能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段，所以泳道A代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。 【小问2详解】 由图1可知，DNA的定点单碱基编辑，首先要构建含特定sgRNA基因和编码dCas9与APOBEC1融合蛋白的融合基因的表达载体；利用显微注射法将体外转录的RNA导入斑马鱼的受精卵中。在细胞中通过翻译形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。 【小问3详解】 ①已知脯氨酸（P)突变为亮氨酸（L）会导致眼白化，将斑马鱼tyr基因对应脯氨酸位点突变为丝氨酸后斑马鱼出现类似症状，说明脯氨酸是眼部合成色素所必需的，缺少脯氨酸就会导致眼白化。根据图1中碱基编辑过程和图3基因序列，可推出丝氨酸的密码子为UCC。正常个体中编码脯氨酸的密码子在人体和斑马鱼中不同却都能编码脯氨酸，体现了密码子的简并性。 ②基因编辑技术可用于治疗单基因遗传病、改良动植物品种、研究基因功能等；但可能存在脱靶效应、引发伦理争议、改变生殖细胞基因带来不可控的遗传影响等。 24. 阅读、学习以下资料，回答相关问题。 近年来，压力大、饮食不规律等原因造成的胃肠道慢性炎症（IBD）患者不断增加，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关。传统的胃肠镜侵入诊断会给患者造成创伤，研究者尝试开发智能益生菌，以实现肠炎早期诊断。 科研人员将抗炎蛋白基因与启动子Pi连接，构建出图1所示表达载体，导入大肠杆菌筛选得到菌株E，饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。 科研人员拟向菌株E中导入新元件，得到菌株Ec，以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。 硫代硫酸盐和荧光蛋白易被分解，Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为准确记录曾发生过的炎症，在Ec的基础上进一步改造工程菌。 正常LacZ基因编码的蛋白可使菌落在含X-gal（无色）的培养基上呈现蓝色。BE2基因编辑系统中的BE2蛋白可在sgRNA引导下，将特定DNA序列中C定向编辑为T，与被编辑前相比，该方法使图3LacZ基因表达过程能正常进行。科研人员继续向菌株Ec中导入含图4所示元件的表达载体，得到智能工程菌R，可通过检测小鼠粪便中的工程菌R菌落颜色对曾经发生过的炎症情况进行诊断。 （1）开发智能益生菌常以________作载体，启动子Pi为________（诱导激活或持续表达启动子），重组DNA分子导入用________处理过的大肠杆菌中，筛选得到菌株E，实现IBD的精准治疗。 （2）关于菌株Ec，利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后，若粪便样品中仅发红色荧光的菌为x个，同时发红色和绿色荧光的菌为y个，则反映IBD发病程度的数学表达式为________。请评价方案1与方案2：_______________________________________________________________________________________。 （3）与被编辑前相比，该方法使图3LacZ基因表达过程中的________能正常进行，从而可通过检测菌落颜色对炎症情况进行诊断。 （4）请完善图4所示元件，填入相关序号________。 ①Pi②Pc③sgRNA基因④BE2基因⑤LacZ基因⑥突变LacZ基因 【答案】（1） ①. 质粒 ②. 诱导激活启动子 ③. Ca2+ （2） ①. y/(x+y) ②. 方案1中的诱导型启动子只有在IBD发生时才会表达绿色荧光蛋白基因，绿色荧光蛋白的数量受Ec菌株数量和IBD发病程度的影响。与方案1相比，方案2的主要优势是排除不同的小鼠粪便样品中Ec菌数量差异和Ec菌活性差异对诊断结果的影响。 （3）转录和翻译 （4）①③④②⑥ 【解析】 【小问1详解】 在基因工程中，开发智能益生菌常以质粒作为载体，因为质粒是常用的载体。由题干信息“患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关”以及“饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解”可知，启动子Pi为诱导激活启动子，只有在肠道内有硫代硫酸盐（IBD患者肠道内的物质）时才会启动相关基因表达。将重组DNA分子导入大肠杆菌时，要用Ca2+处理，使其成为感受态细胞，便于吸收重组DNA分子，从而筛选得到菌株E，实现IBD的精准治疗。 【小问2详解】 方案2中，因为有持续表达启动子Pc，在未受到IBD诱导的时候，菌株Ec表达红色荧光蛋白基因，当受到IBD诱导时，Ec既表达红色荧光蛋白基因，也表达绿色荧光蛋白基因，如此，IBD的患病程度就可以利用同时发红色和绿色荧光的工程菌的数量与所有发荧光的工程菌的数量之比表示，即y/(x+y)。由图2可知，方案1中的诱导型启动子只有在IBD发生时才会表达绿色荧光蛋白基因，绿色荧光蛋白的数量受Ec菌株数量和IBD发病程度的影响。与方案1相比，方案2的主要优势是排除不同的小鼠粪便样品中Ec菌数量差异和Ec菌活性差异对诊断结果的影响。 【小问3详解】 正常LacZ基因编码的蛋白可使菌落在含X - gal的培养基上呈现蓝色，BE2基因编辑系统能将特定DNA序列中C定向编辑为T，使LacZ基因表达过程正常进行，基因表达包括转录和翻译过程，所以该方法使图3LacZ基因表达过程中的转录和翻译能正常进行，从而可通过检测菌落颜色对炎症情况进行诊断。 【小问4详解】 由题意可知，BE2基因编辑系统中的BE2蛋白可在sgRNA引导下，将特定DNA序列中C定向编辑为T，与被编辑前相比，该方法使LacZ基因表达过程能正常进行，图示为：。 25. 为监测与记录体内细胞间通讯，我国科研人员建立了一种新的系统，利用转基因技术经筛选获得转基因小鼠（gL），以揭示正在进行的细胞与细胞之间的接触情况。gL小鼠中细胞-细胞接触的信号通路如图1。将绿色荧光蛋白（GFP）设计为信号分子，αGFP-N-tTA融合蛋白为受体，完成细胞间的信息交流。 （1）利用转基因技术获得以心肌细胞作为信号发送细胞的转基因小鼠，为保证在心肌细胞中特异性表达GFP，表达载体中应含有________。将重组载体通过________法导入小鼠的________中；同理获得内皮细胞特异性表达αGFP-N-tTA的转基因小鼠，将上述两种转基因小鼠杂交，经筛选获得gL小鼠。 （2）如图1，在gL小鼠中，科研人员使用LacZ基因作为报告基因。当内皮细胞与心肌细胞接触时，由于GFP和αGFP-N-tTA结合，引起________，进入细胞核与tetO结合，启动LacZ基因表达，使正在与心肌细胞接触的内皮细胞呈蓝色。 （3）研究人员进一步构建gT小鼠，以实现体内所有与心肌细胞有过接触的内皮细胞都持续发红色荧光。请利用以下实验材料，完善制备gT小鼠的技术路线（图2）____________。 DNA序列 loxP：该序列中有Cre酶的识别位点，loxP本身不影响附近的DNA序列的功能 Cre：编码的酶进入细胞核后作用于loxP，导致两个loxP中间的DNA片段丢失 STOP：转录终止序列 Pc：持续表达强启动子（组成型启动子） tetO：tTA识别和结合序列，结合后启动下游基因的表达 RFP：红色荧光蛋白基因 小鼠品系 a．内皮细胞特异性表达αGFP-N-tTA的转基因小鼠 b．野生型小鼠 （4）在gT小鼠胚胎发育早期，观察到部分内皮细胞发出红色荧光。随着胚胎发育的进行，观察到肝脏中很大一部分血管也呈现红色，这表明________。 【答案】（1） ①. 心肌细胞中特异表达基因的启动子 ②. 显微注射 ③. 受精卵 （2）受体被切断，tTA被释放 （3） （4）胚胎发育早期接触过心肌的内皮细胞会迁移到肝脏，参与形成肝脏的血管 【解析】 【小问1详解】 为保证在心肌细胞中特异性表达GFP，表达载体中应含有心肌细胞中特异表达基因的启动子。已分化的动物体细胞全能性受到限制，培育转基因动物时常选择全能性高的受精卵作为受体细胞。因此，将重组载体通过显微注射法导入小鼠的受精卵中。 【小问2详解】 据图可知，GFP和αGFP-N-tTA结合后，αGFP-N-tTA融合蛋白位于的信号接收细胞获得信息，细胞作出反应把受体切断，使tTA被释放，进入细胞核与tetO结合，启动LacZ基因表达，使正在与心肌细胞接触的内皮细胞呈蓝色。 【小问3详解】 实验目的是构建gT小鼠，以实现体内所有与心肌细胞有过接触的内皮细胞都持续发出红色荧光。gT小鼠要发出红色荧光，则应向受体细胞内导入RFP，且RFP要在内皮细胞内特异性表达，还要有控制其特异性表达的启动子。依题意可知，题目只提供了Pc持续表达强启动子，没有控制其特异性的表达的启动子，因此还要构建一个能控制RFP在内皮细胞特异性表达的机制。由图示可知GFP和αGFP-N-tTA结合后，αGFP-N-tTA融合蛋白位于的信号接收细胞获得信息，使tTA被释放，进入细胞核与tetO结合，启动下游基因表达。可以利用这个细胞与细胞之间的通信来控制RFP的表达。根据以上分析要选择a内皮细胞特异性表达αGFP-N-tTA的转基因小鼠作为受体鼠。把Pc、loxP、STOP序列按流程图中顺序连接，再连接上RFP，构成一个表达载体；另把Cre连接在tetO之后，构建另一个表达载体，同时导入a内皮细胞特异性表达αGFP-N-tTA的转基因小鼠。整个流程如图所示：。最后获得的gT小鼠内皮细胞膜上表达出的αGFP-N-tTA融合蛋白，心肌细胞膜上表达出的绿色荧光蛋白，两细胞相接，GFP和αGFP-N-tTA结合后，αGFP-N-tTA融合蛋白位于的信号接收细胞获得信息，使tTA被释放，进入细胞核与tetO结合，激活连接其后的Cre表达出相应酶，该酶进入细胞核后作用于loxP，导致两个loxP中间的STOP片段丢失，Pc控制连接其后的RFP持续表达，使与心肌细胞相接触的内皮细胞持续表达出红色荧光蛋白，达到实验目的。 【小问4详解】 在gT小鼠胚胎发育早期，观察到部分内皮细胞发出红色荧光。随着胚胎发育的进行，观察到肝脏中很大一部分血管也呈现红色，这表明胚胎发育早期接触过心肌的内皮细胞会迁移到肝脏，参与形成肝脏的血管。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $