模块检测卷5 生物技术与工程(综合训练)(全国通用) 2027年高考生物一轮复习高效培优系列
2026-07-17
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3份
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34页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-综合训练 |
| 知识点 | 生物技术与工程 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.67 MB |
| 发布时间 | 2026-07-17 |
| 更新时间 | 2026-07-17 |
| 作者 | xkw_033238353 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58852492.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以生物技术与工程核心知识为载体,通过新情景与高考真题融合,考查信息获取、实验分析及综合应用能力,体现生命观念与科学思维的整合。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|微生物工程|选择1-4、21题|新情景(酒曲发酵/毕赤酵母培养)、实验分析|从培养基筛选原理到发酵条件控制,构建“分离-培养-应用”逻辑链|
|基因工程|选择9-11、23-25题|图表分析(酶切图谱/PCR荧光探针)、技术流程|围绕“目的基因获取-载体构建-表达检测”,整合工具酶与操作步骤|
|细胞工程|选择5-8、17-19题|跨技术综合(核移植/单克隆抗体)|从植物组织培养到动物细胞融合,体现“细胞全能性-技术应用”关联|
|生物技术应用|选择12、15、20题|实际应用(早早孕诊断/安全性)|结合伦理与实践,强化技术与社会的联系|
内容正文:
模块检测卷5生物技术与工程
参考答案
一、选择题:共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
B
C
A
D
A
D
B
C
题号
11
12
13
14
15
答案
D
D
D
C
B
二、选择题:共5小题,每小题3分,共15分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个最符合题目要求。
题号
16
17
18
19
20
答案
AD
ABD
AB
ACD
AD
三、非选择题:共5小题,55分。
21.(10分)
(1)不相同(1分)
(2)无菌等渗(1分)
(3)①②⑤(2分) 检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰(2分)
(4)稳定不再变化(1分) VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确(3分)
22.(11分)
(1) 薄壁组织(1分) 生长素和细胞分裂素的比值(或浓度、配比、含量)(1分)
(2)可以高效、快速地实现种苗的大量增殖;保持优良品种的遗传特性(1分) 茎尖的病毒极少,甚至无病毒 (1分)
(3)愈伤组织细胞一直处于不断增殖的状态,容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变 (2分)
(4)纤维素酶、果胶酶(1分) 离心法、电融合法、高Ca2+—高pH融合法(1分)
(5)不同意(1分) 植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量,从而增加黄酮类化合物的含量(2分)
23.(10分)
(1)启动子(1分) 复制原点(1分)
(2)Pst Ⅰ 、 Xho Ⅰ (2分)
(3)DNA聚合酶、DNA连接酶(2分) 不需要(1分) 同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端,DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链,无需引物起始(2分)
(4)抗原-抗体杂交(1分)
24.(12分)
(1)抗体(1分) 使其在星形胶质细胞中特异性表达(2分) KpnⅠ和BamHⅠ(2分)
(2) C (2分)
(3)携带空载体(或不携带CAR基因或仅携带GFP基因)的等量病毒(2分) 在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因(CAR-A疗法)能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体,并显著减轻相关的神经元损伤。(3分)
25.(12分)
(1)使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸(1分) 使两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合(或使引物与单链的互补序列结合)(2分)
(2)不需要(1分) A和D (2分)
(3)1 (1分) 子链的延伸方向只能从5'→3',以杂交物2作模板时子链不能延伸(2分)
(4)可以诱导定向变异,目的性强,突变概率高等 (2分)
(5)受精卵(1分)
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模块检测卷5生物技术与工程
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1. 【新情景·通过酒的发酵,考察获取信息的能力】四川主产的浓香型白酒畅销全国。其发酵用的酒曲富含霉菌、酵母菌、细菌等微生物。从酒曲中分离纯化的某些酵母菌可利用其产生的乙醇合成低水溶性的乙酸乙酯,催化该反应的酶也能催化酯分解。下列叙述正确的是( )
A.向培养基中加入青霉素,可有效抑制细菌和霉菌的生长
B.向培养基中添加乙酸乙酯,可根据透明圈筛选产酯酵母
C.酵母菌被破碎处理成匀浆后,不能催化乙酸乙酯的合成
D.与无氧相比,有氧条件培养酵母菌能产生更多乙酸乙酯
2. (2026·安徽·高考真题)某种营养缺陷型细菌在完全培养基上能生长,但在基本培养基上需添加组氨酸才能生长。将等量的营养缺陷型菌株涂布到两种培养基上(基本培养基中添加了少量组氨酸供细菌繁殖,但不足以形成菌落),再分别放入含低浓度和高浓度物质M的滤纸片,培养一段时间后菌落的生长情况如图。下列叙述正确的是( )
A.固体培养基配制后需要采用干热灭菌法进行灭菌
B.牛肉膏蛋白胨培养基能用于培养该营养缺陷型细菌
C.物质M有诱变作用,菌落a中细菌合成蛋白质时不需要组氨酸
D.物质M有抑制作用,抑菌圈边缘的菌落多数能在基本培养基上生长
3.(2026·河南·高考真题)自然界存在着甲、乙两种降解PET塑料(含碳有机物)的细菌。为筛选这两种细菌,并探究两种细菌的协同降解效果,研究人员进行了相关实验。下列叙述错误的是( )
A.为筛选出目的菌,培养基应以PET塑料为唯一碳源
B.细菌纯培养时,需用涂布器蘸取单个菌落进行涂布
C.利用显微镜直接计数,可估算出菌悬液中细菌的总数
D.探究甲、乙降解效果的协同性,至少需设三个实验组
4.【新情景·通过毕赤酵母发酵生产大豆血红蛋白的过程,考察发酵罐内的发酵】利用毕赤酵母(一种单细胞真菌)发酵生产大豆血红蛋白的步骤如下:①菌种选育。②菌种培养:在适宜温度下,将菌种接入含葡萄糖的摇瓶中进行扩大培养。③大规模发酵:将菌种接种至发酵罐中,通过控制溶氧、pH与温度,进行高密度发酵。④提取与纯化。下列说法错误的是( )
A. ②中摇瓶培养有利于保证培养液的溶氧量
B. ③中发酵罐内溶氧不足会抑制毕赤酵母的繁殖和血红蛋白的生成
C. ④中对发酵液进行过滤和沉淀即可获得大豆血红蛋白
D. 整个发酵过程中,用到的培养基和设备都需要进行灭菌处理
5. 【考察读图获取信息】植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用,技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为( )
A.植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交
B.快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种
C.快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交
D.植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种
6.【新情景·通过B7-H4蛋白的表达,考察图文获理解能力】研究人员发现,B7-H4蛋白在人滋养层细胞和某种乳腺癌细胞中高表达,且该蛋白与孕激素、细胞毒性T细胞的关系见图。已知细胞毒性T细胞可杀伤滋养层细胞和癌细胞。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.滋养层细胞将来会发育成胎膜和胎盘的一部分
B.该种乳腺癌细胞通过表达B7-H4蛋白逃避免疫监视
C.孕妇体内孕激素水平低下可能因免疫异常导致流产
D.孕激素类似物可抑制该种乳腺癌患者体内癌细胞生长
7.【新情景·从冰冻的组织细胞中“复活”基因组,考察从文表中获取信息的能力】 (2026·江西·高考真题)为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是( )
细胞核来源
激活的重构胚数量(个)
发育至桑葚胚的比例(%)
成功构建核移植胚胎干细胞系(ntES)的比例(%)
脑
109
39.4
10.1
胰腺
85
15.3
1.2
心脏
82
6.1
0
A.利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B.细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C.利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D.利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
8. 【新情景·通过植物生物反应器,考察从图中获取信息的能力】植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是( )
A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体
C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清
D.可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体
9.【新情景·通过设计特异性引物,考察从图中获取信息的能力】(2026·湖北·高考真题)为了研究大肠杆菌中蛋白A的结构与功能,通过设计特异性引物F1、F2,用PCR技术从大肠杆菌DNA中扩增基因A,再用质粒P构建表达载体。基因A和质粒P的部分酶切图谱如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.F1、F2的5'-端分别含有HindⅢ、XhoⅠ酶切位点
B.F1、F2的5'-端分别含有HindⅢ、XbaⅠ酶切位点
C.F1、F2的5'-端分别含有AccⅠ、HindⅢ酶切位点
D.F1、F2的5'-端分别含有PvuⅠ、ScaⅠ酶切位点
10. 【新情景·通过荧光探针,考察从图中获取信息和对PCR的应用的能力】在PCR反应体系中加入与某条链互补的荧光探针,可定量检测样本中DNA含量,用于病毒检测。当耐高温的聚合酶催化子链延伸至探针处,会对探针进行切割,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成(如图)。通过实时检测荧光信号强度,可得Ct值(荧光信号达到设定阈值时所经历的循环次数)。下列说法错误的是( )
A. PCR循环过程中的复性是为了引物和模板结合
B. 耐高温的聚合酶在该反应中可以水解磷酸二酯键
C. 荧光探针可以直接发出荧光信号并被接收
D. Ct值越大表示患者感染病毒的风险越小
11.【新情景·通过基因编辑系统,考察定向基因编辑和获取信息的能力】研究人员利用CRISPR/dCas9系统的单碱基编辑技术,通过胞嘧啶碱基编辑器(C编辑)修复某基因L35P点突变,使该蛋白35号位由脯氨酸替换为亮氨酸,基本原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图示修复过程中,有磷酸二酯键的断裂和重新生成
B. 经C编辑完成点突变修复,至少需经过3次DNA复制
C. 经C编辑修复后的A基因表达的肽链长度发生改变
D. 为保证点突变修复的准确性,可适当延长gRNA的长度
12. 【新情景·通过早早孕诊断试剂盒,考察单克隆抗体的应用和图文转化的能力】女性怀孕后会合成分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG),并且该激素会出现在尿液中。HCG是一种蛋白质,包括α亚基和β亚基。用抗HCG单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”,在妊娠第8天就可以诊断出是否怀孕。图1表示试纸条的构造,其中抗体1是以HCG的β亚基为抗原利用单克隆抗体技术制备,抗体2是以HCG的α亚基为抗原利用单克隆抗体技术制备,抗体3是针对抗体1的抗体。抗体2和抗体3分别固定在试纸条的T线和C线,抗体1进行了胶体金标记,该标记物可以在T线或C线处显色。图2是运用早早孕诊断试剂盒检测三位女性的结果。下列相关分析正确的是( )
A. 抗体3制备的过程中,需向小鼠注射HCG的α亚基作为抗原
B. 在样品垫滴加的样品会向右扩散经过T线和C线,C线显色即表明该女性怀孕
C. 图2检测结果显示怀孕的是甲和乙
D. 通过体外培养单个B细胞不能大量获得针对HCG的单克隆抗体
13.(2026·河南·高考真题)胰蛋白酶可水解精氨酸与下一位氨基酸(脯氨酸除外)之间的肽键。抗体甲的第27、96位均为精氨酸。通过蛋白质工程将第27位替换为苯丙氨酸,第97位替换为脯氨酸。改造后的甲不被胰蛋白酶水解,并保持抗体活性。下列叙述错误的是( )
A.甲的设计改造需要遵循遗传信息传递的一般规律
B.胰蛋白酶不能水解改造后的甲,体现了酶的专一性
C.第96位氨基酸未被替换的原因可能是该位点与抗体功能相关
D.由于密码子的简并性,改造后编码甲的基因序列不一定改变
14.某同学对洋葱的DNA进行粗提取时,发现最终提取总量极少。复盘该同学的操作过程,不会造成该结果的是( )
A. 所用的实验材料与实验器具都进行了高压蒸汽灭菌处理
B. 研磨液经过滤后,立即取滤液进行操作
C. 向上清液中加入等体积预冷的体积分数为95%酒精溶液
D. 用玻璃棒沿顺时针方向快速搅拌后再反向搅拌
15. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列说法正确的是( )
A. 转基因食品中的DNA会与人体细胞的DNA发生基因重组
B. 将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物,可防止基因污染
C. 生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
D. 试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传学诊断和胚胎移植等
二、多项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有不止一个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选或不选得0分)
16.(2026·山东·高考真题)刚果红与纤维素可形成红色复合物。在含刚果红和纤维素的培养基中培养细菌时,细菌产生的纤维素酶将纤维素分解,使菌落周围形成透明圈。为获得分解纤维素能力强的菌株,将筛选到的菌株a进行诱变处理得到菌株b、c、d。在相同且适宜的条件下培养,选取大小相近的菌落进行统计,相关数据如表所示。下列说法正确的是( )
菌株
a
b
c
d
菌落直径与透明圈直径的比值
0.5
0.3
0.5
0.7
A.筛选菌株a所用培养基应以纤维素为唯一碳源
B.将菌液接种到培养基进行菌株筛选时必须使用平板划线法
C.从表中数据可得出,菌株c的纤维素酶合成基因未发生突变
D.在4种菌株中,菌株b分解纤维素的能力最强
17.(2026·四川·高考真题)为探究编码酪氨酸酶的T基因对狗毛色的影响,有人通过如图所示过程获得了两只小狗。下列叙述错误的是( )
A.采集卵子后立即与获能的精子受精,可有效提高受精率
B.将胚胎1培养至桑葚胚期,取成纤维细胞完成后续实验
C.用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚,可获得胚胎2和胚胎3
D.利用现代生物技术获得的两只小狗毛色和性别可能都不一样
18. (2026·江西·高考真题)研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温DNA聚合酶T。下列关于该流程的叙述,错误的是( )
A.需在72℃条件下培养基因工程菌
B.添加高浓度的诱导物可获得高产量的T
C.可根据电泳结果初步评价T的纯度
D.可根据PCR产物的多少计算T的活性
19. 【新情景·通过双杂交瘤细胞,考察从图文中获取信息的能力】科研人员在杂交瘤细胞的基础上,将两种杂交瘤细胞融合获得的双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可同时结合α、β两种抗原(如图)。下列说法正确的是( )
A. 需将抗原α、β分别注射到小鼠体内,获得免疫小鼠的淋巴细胞
B. 获得的淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后最多可得到3种杂交瘤细胞
C. 抗体的可变区在结构上具有多样性,是特异性识别不同抗原的结构基础
D. 与肿瘤细胞和抗肿瘤药物均结合的双特异性抗体可用于治疗癌症
20. 质粒K中含有两个标记基因,其中β-半乳糖苷酶基因编码的酶可分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色,X-gal在液体环境下对高温敏感。研究团队以该质粒为载体,将人源干扰素基因插到质粒的BamH Ⅰ酶切位点,实现了该基因在大肠杆菌中的高效表达。下列说法错误的是( )
A. 人源干扰素基因应插入启动子和终止子之间,以便于复制
B. X-gal应待培养基经高压蒸汽灭菌并冷却后再加入
C. 用含卡那霉素和X-gal的选择性培养基筛选的白色菌落为目标菌株
D. 上述途径制备的干扰素与人体细胞分泌的干扰素结构相同
三、非选择题:共5小题,55分。
21.(10分)(2026·江西·高考真题)检测食品中维生素B12(VB12)的含量具有重要意义。微生物法是一种检测VB12含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖VB12,培养的生物量与培养基提供的VB12量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用________溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的VB12含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括________[选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的VB12;④待测样品液;⑤用于提取VB12的溶液];同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是___________________________________。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物OD值。当OD值________时才能用于计算食品中VB12浓度,原因是___________________________________。
22.(11分)狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉,其产生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进行培养,具体过程如图所示,其中的数字代表处理或生理过程。回答下列问题:
(1)②过程形成的愈伤组织是不定形的______团块。______是②③过程的关键。
(2)图中②过程培养获得植株乙的优点有______(答出1点)。生产上,为防止病毒在作物体内逐年积累,可选择茎尖为材料,原因是______。
(3)图中④过程中,相较于幼苗,选择愈伤组织作为实验材料的原因是______。
(4)⑤过程中,需要用______处理愈伤组织获得原生质体;除图中PEG外,促进原生质体融合的方法还有______(写出1个)等。
(5)黄酮类化合物是广泛分布于植物体内的少量的次生代谢物。某同学认为,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物,主要是利用了促进细胞生长的培养条件,来提高单个细胞产生黄酮类化合物的产量,你______(填“同意”或“不同意”)该同学的观点,理由是:______。
23.(10分)(2026·山东·高考真题)小鼠基因W编码的蛋白质可调节脂肪代谢。研究人员将基因W转入酵母菌并使其稳定表达,实现了该蛋白的高效合成。该过程中用到末端脱氧核苷酸转移酶(TdT),该酶不需要模板,可在DNA的3´端随机添加4种脱氧核苷酸,若只提供1种脱氧核苷酸,则连续添加多个该种脱氧核苷酸,称为同聚物加尾。相关信息所示。
(1)载体上RNA聚合酶识别和结合的部位是_______,载体上与其能自我复制相关的结构是_______。
(2)研究人员选取2种限制酶切开载体,再用TdT分别对基因W和切开的载体进行同聚物加尾,然后将两者连接;若载体酶切后产生的黏性末端为5´端突出,则需先用DNA聚合酶补平后再进行同聚物加尾。因后续研究还需要用这2种限制酶将基因W从重组载体中切下,据图分析,应选取的2种限制酶为___________。
(3)基因W和载体两者的同聚物尾配对后形成的重组载体存在部分单链区,为构建完整重组载体需要的2种酶是_______________________________,该过程中___________(填“需要”或“不需要”)添加引物,原因是___________________________________________________________________________________。
(4)为检测基因W是否在酵母菌中表达出相应蛋白,在分子水平上的检测方法是__________________。
24.(12分)(2026·湖南·高考真题)阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)异常聚集,损伤神经元。为了探索治疗该疾病的新方法,研究人员合成了一种嵌合抗原受体(CAR)基因,使其在星形胶质细胞中特异性表达,形成CAR-A细胞,并鉴定了这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力。回答下列问题:
(1)CAR基因和病毒载体的部分结构(含限制酶切割位点)分别如图a、b所示。
①胞外识别区应选用Aβ聚集体的________(填“抗原”或“抗体”)特定片段编码序列。
②采用特异性启动子的目的是________________________________________。同时,为使该CAR基因正确插入病毒载体,并能通过绿色荧光蛋白(GFP)示踪其成功导入星形胶质细胞,应选用的两种限制酶是__________。
(2)为鉴定CAR-A细胞能吞噬和降解Aβ聚集体,可用含Aβ聚集体的培养基培养CAR-A细胞,一段时间后更换不含Aβ聚集体的培养基继续培养,__________(单选)的Aβ聚集体含量。
A.24 h检测细胞内
B.24 h检测细胞外
C.0 h和24 h检测细胞内
D.0 h和24 h检测细胞外
(3)给6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒,3个月后,大脑Aβ聚集体减少,且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降。该实验对照组应注射_____________;该实验结论是___________________________________________________________________________________________。
25.(12分)干扰素具有抑制细胞增殖、调节免疫以及抗病毒等作用,但是干扰素在体外保存困难,若将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸,则可在—70℃条件下保存半年。科学家通过重叠延伸PCR技术实现了干扰素基因的定点突变,部分操作如图所示。请回答下列问题:
(1)PCR过程中添加引物的作用是______。PCR扩增过程中,温度下降到50℃左右的目的是______。
(2)4次PCR对引物的使用不完全相同,PCR1选择引物A和B,PCR2选择引物C和D,PCR3______(填“需要”或“不需要”)引物,PCR4选择引物______。
(3)PCR3过程中,选择杂交物______(填“1”或“2”)作模板,理由是______。
(4)与X射线诱变相比,写出该突变技术的一条优点______。
(5)将改造后的干扰素基因与乳腺中特异表达基因的启动子等调控元件重组在一起,导入牛的______中,获得转基因小牛,在其进入泌乳期即可获得改造后的干扰素。
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模块检测卷5生物技术与工程
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:共15小题,每小题2分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题目要求。
1. 【新情景·通过酒的发酵,考察获取信息的能力】四川主产的浓香型白酒畅销全国。其发酵用的酒曲富含霉菌、酵母菌、细菌等微生物。从酒曲中分离纯化的某些酵母菌可利用其产生的乙醇合成低水溶性的乙酸乙酯,催化该反应的酶也能催化酯分解。下列叙述正确的是( )
A.向培养基中加入青霉素,可有效抑制细菌和霉菌的生长
B.向培养基中添加乙酸乙酯,可根据透明圈筛选产酯酵母
C.酵母菌被破碎处理成匀浆后,不能催化乙酸乙酯的合成
D.与无氧相比,有氧条件培养酵母菌能产生更多乙酸乙酯
【答案】B
【详解】A、青霉素的作用机理是抑制细菌肽聚糖细胞壁的合成,只能抑制细菌生长;霉菌属于真菌,细胞壁成分为几丁质,青霉素对霉菌无抑制作用,A错误;
B、据题干信息可知,乙酸乙酯是低水溶性物质,加入培养基后会使培养基呈浑浊状态;目标酵母菌能产生催化酯合成/分解的酯酶,可分解菌落周围的乙酸乙酯,从而形成透明圈,因此可以根据透明圈筛选出产酯酵母,B正确;
C、催化乙酸乙酯合成的是酵母菌产生的酶,酵母菌破碎成匀浆后,酵母菌匀浆中仍含有催化乙酸乙酯合成的相关酶,只要温度、pH等反应条件适宜,依然可以催化反应进行,C错误;
D、合成乙酸乙酯的原料是酵母菌产生的乙醇,乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物;有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸,不产生乙醇,缺少原料无法合成更多乙酸乙酯,D错误。
2. (2026·安徽·高考真题)某种营养缺陷型细菌在完全培养基上能生长,但在基本培养基上需添加组氨酸才能生长。将等量的营养缺陷型菌株涂布到两种培养基上(基本培养基中添加了少量组氨酸供细菌繁殖,但不足以形成菌落),再分别放入含低浓度和高浓度物质M的滤纸片,培养一段时间后菌落的生长情况如图。下列叙述正确的是( )
A.固体培养基配制后需要采用干热灭菌法进行灭菌
B.牛肉膏蛋白胨培养基能用于培养该营养缺陷型细菌
C.物质M有诱变作用,菌落a中细菌合成蛋白质时不需要组氨酸
D.物质M有抑制作用,抑菌圈边缘的菌落多数能在基本培养基上生长
【答案】B
【详解】A、培养基需要采用湿热灭菌法进行灭菌,A错误;
B、牛肉膏蛋白胨培养基中含有微生物生长所需的碳源、氮源(包括组氨酸在内的有机氮源)、磷酸盐和维生素等,属于完全培养基,因此牛肉膏蛋白胨培养基能用于培养该营养缺陷型细菌,B正确;
C、已知基本培养基中添加了少量组氨酸供细菌繁殖,但不足以形成菌落,据图示可知,基本培养基上只有滤纸片周围出现了少数的几个菌落a,可推测低浓度的物质M具有诱变作用,使营养缺陷型菌体突变为可自身合成组氨酸的突变体,该突变体可利用自身合成的组氨酸合成蛋白质,并非不需要组氨酸,C错误;
D、根据右图可知,含有高浓度M的滤纸片周围缺陷型菌体不能生长形成菌落,说明物质M有抑制作用,即使M有诱变作用,但由于基因突变的频率较低,因此抑菌圈边缘的菌落大多数仍为缺陷型菌体,不能在基本培养基上生长,D错误。
3.(2026·河南·高考真题)自然界存在着甲、乙两种降解PET塑料(含碳有机物)的细菌。为筛选这两种细菌,并探究两种细菌的协同降解效果,研究人员进行了相关实验。下列叙述错误的是( )
A.为筛选出目的菌,培养基应以PET塑料为唯一碳源
B.细菌纯培养时,需用涂布器蘸取单个菌落进行涂布
C.利用显微镜直接计数,可估算出菌悬液中细菌的总数
D.探究甲、乙降解效果的协同性,至少需设三个实验组
【答案】B
【详解】A、以PET为唯一碳源的选择培养基中,只有能分解利用PET的目的菌可以获取碳源存活繁殖,其他微生物无法生长,能实现目的菌的筛选,A正确;
B、细菌纯培养时,涂布器的作用是将梯度稀释后的菌悬液均匀涂布在培养基表面;若要利用单个菌落进行纯培养,应使用接种环挑取单个菌落,进行平板划线或接种到液体培养基中,不能用涂布器蘸取单个菌落涂布,B错误;
C、使用血细胞计数板可在显微镜下直接统计单位体积菌悬液中的细菌数量(含活菌和死菌),能够估算菌悬液的细菌总数,C正确;
D、探究甲、乙的协同降解效果,需要设置单独接种甲、单独接种乙、同时接种甲和乙三个实验组,对比三组的降解效果才可判断是否存在协同作用,因此至少设三个实验组,D正确。
4.【新情景·通过毕赤酵母发酵生产大豆血红蛋白的过程,考察发酵罐内的发酵】利用毕赤酵母(一种单细胞真菌)发酵生产大豆血红蛋白的步骤如下:①菌种选育。②菌种培养:在适宜温度下,将菌种接入含葡萄糖的摇瓶中进行扩大培养。③大规模发酵:将菌种接种至发酵罐中,通过控制溶氧、pH与温度,进行高密度发酵。④提取与纯化。下列说法错误的是( )
A. ②中摇瓶培养有利于保证培养液的溶氧量
B. ③中发酵罐内溶氧不足会抑制毕赤酵母的繁殖和血红蛋白的生成
C. ④中对发酵液进行过滤和沉淀即可获得大豆血红蛋白
D. 整个发酵过程中,用到的培养基和设备都需要进行灭菌处理
【答案】C
【详解】A、摇瓶培养时通过振荡可增加空气与培养液的接触面积,同时促进菌体与营养物质、氧气充分接触,有利于保证培养液的溶氧量,A正确;
B、毕赤酵母为需氧型单细胞真菌,溶氧不足会抑制其有氧呼吸,减少能量供应,进而抑制菌体繁殖和依赖能量的大豆血红蛋白合成过程,B正确;
C、过滤和沉淀仅能去除发酵液中的菌体、大颗粒杂质等,属于初步分离操作,若要获得纯化的大豆血红蛋白,还需经过层析、电泳等进一步的纯化步骤,若该蛋白为胞内产物还需先破碎菌体释放目标产物,C错误;
D、发酵过程需要严格避免杂菌污染,因此所有用到的培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌处理,D正确。
5. 【考察读图获取信息】植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用,技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为( )
A.植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交
B.快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种
C.快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交
D.植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种
【答案】A
【详解】甲对应获取代谢物的生产目标,植物细胞培养可通过体外培养植物细胞提取次生代谢产物;乙对应优良性状仅来自单株的植株获取需求,快速繁殖属于无性繁殖,可保持单株优良性状,短时间获得大量遗传特性一致的植株;丙对应优良性状来自亲缘关系近的不同植株,可先通过杂交集中优良性状,再结合单倍体育种快速获得纯合可稳定遗传的品种;丁对应亲本亲缘关系远的情况,体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍,获得整合两个亲本优良性状的杂种植株,B、C、D错误,A正确。
6.【新情景·通过B7-H4蛋白的表达,考察图文获理解能力】研究人员发现,B7-H4蛋白在人滋养层细胞和某种乳腺癌细胞中高表达,且该蛋白与孕激素、细胞毒性T细胞的关系见图。已知细胞毒性T细胞可杀伤滋养层细胞和癌细胞。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.滋养层细胞将来会发育成胎膜和胎盘的一部分
B.该种乳腺癌细胞通过表达B7-H4蛋白逃避免疫监视
C.孕妇体内孕激素水平低下可能因免疫异常导致流产
D.孕激素类似物可抑制该种乳腺癌患者体内癌细胞生长
【答案】D
【详解】A、囊胚阶段,内细胞团发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘,A正确;
B、乳腺癌细胞表达B7-H4后,抑制了细胞毒性T细胞对自身的杀伤,因此可以逃避免疫监视,B正确;
C、孕妇孕激素水平低下,会使滋养层细胞B7-H4表达减少,对细胞毒性T细胞的抑制作用减弱,细胞毒性T细胞杀伤滋养层细胞,最终可能导致流产,C正确;
D、孕激素类似物与孕激素作用相似,会促进乳腺癌细胞表达更多B7-H4,增强对细胞毒性T细胞的抑制,减少细胞毒性T细胞对癌细胞的杀伤,进而会促进癌细胞生长,D错误。
7.【新情景·从冰冻的组织细胞中“复活”基因组,考察从文表中获取信息的能力】 (2026·江西·高考真题)为探究从冰冻多年的组织细胞中“复活”基因组的可能性,研究人员将-20℃冷冻后的实验小鼠解冻,检测发现细胞均死亡,细胞膜受损;提取不同组织细胞的细胞核,分别注入去核卵母细胞进行克隆,结果如表。下列叙述合理的是( )
细胞核来源
激活的重构胚数量(个)
发育至桑葚胚的比例(%)
成功构建核移植胚胎干细胞系(ntES)的比例(%)
脑
109
39.4
10.1
胰腺
85
15.3
1.2
心脏
82
6.1
0
A.利用差速离心法可从解冻组织匀浆液中获得细胞核
B.细胞核注入去核卵母细胞后还需采用电融合法将两者融合
C.利用心脏来源的细胞核未能成功构建ntES,说明其没有全能性
D.利用胰腺细胞的核成功构建ntES的比例比脑低,说明此分化程度更高
【答案】A
【详解】A、差速离心法通过控制不同的离心速率,可将质量不同的细胞组分分离,细胞核质量大,会在较低转速下最先沉淀,因此可从解冻组织匀浆液中获得细胞核,A正确;
B、电融合法是用于诱导供体细胞与去核卵母细胞的细胞膜融合的操作,若已经直接将提取的细胞核注入去核卵母细胞的细胞质中,无需再进行电融合,只需进行激活处理即可,B错误;
C、细胞核全能性是指细胞核含有发育为完整个体的全套遗传物质,具有发育成完整个体的潜能,利用心脏来源的细胞核未成功构建ntES是受当前实验条件限制,不能说明其细胞核本身不具有全能性,C错误;
D、核移植的成功比例受冷冻对不同组织细胞核的损伤程度、操作误差等多种因素影响,不能仅根据成功率更低就直接判定胰腺细胞分化程度更高,且神经细胞属于高度分化的终末细胞,分化程度高于多数胰腺细胞,D错误。
8. 【新情景·通过植物生物反应器,考察从图中获取信息的能力】植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统,研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是( )
A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B.利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体
C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清
D.可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体
【答案】D
【详解】A、制备杂交瘤细胞的核心操作就是将免疫小鼠的B淋巴细胞(可分泌特异性抗体)与骨髓瘤细胞(可无限增殖)融合,符合单克隆抗体制备的流程,A正确;
B、抗原蛋白F上存在多个不同的抗原决定簇,可刺激小鼠产生多种分泌抗F抗体的B淋巴细胞,因此可制备多种抗F的单克隆抗体,B正确;
C、单克隆抗体阳性克隆的培养属于动物细胞培养,目前人类未完全掌握动物细胞所需的全部营养物质,因此培养液中通常需要添加血清等天然成分补充未知营养,C正确;
D、PCR是扩增和检测核酸的技术,抗F抗体的本质是蛋白质,无法用PCR检测,检测抗体需要使用抗原-抗体杂交技术,D错误。
9.【新情景·通过设计特异性引物,考察从图中获取信息的能力】(2026·湖北·高考真题)为了研究大肠杆菌中蛋白A的结构与功能,通过设计特异性引物F1、F2,用PCR技术从大肠杆菌DNA中扩增基因A,再用质粒P构建表达载体。基因A和质粒P的部分酶切图谱如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.F1、F2的5'-端分别含有HindⅢ、XhoⅠ酶切位点
B.F1、F2的5'-端分别含有HindⅢ、XbaⅠ酶切位点
C.F1、F2的5'-端分别含有AccⅠ、HindⅢ酶切位点
D.F1、F2的5'-端分别含有PvuⅠ、ScaⅠ酶切位点
【答案】B
【详解】A、XhoⅠ的酶切位点在基因A内部,不能选择,否则会破坏基因A,A错误;
B、F1位于基因A的下游,要让基因A正向插入质粒,F1的5'端需要带有HindⅢ的酶切位点,对应质粒上靠近β-半乳糖苷酶基因的酶切位点; F2位于基因A的上游,其5'端需要带有XbaⅠ的酶切位点,对应质粒上靠近启动子的酶切位点。 这样切割后,基因A的两端就能和质粒切割后的黏性末端互补连接,且保证基因A的转录方向和质粒上的启动子方向一致,B正确;
C、F1位于基因A的下游, F2位于基因A的上游,若F1、F2的5'-端分别含有AccⅠ、HindⅢ酶切位点,会导致基因与质粒反接,C错误;
D、PvuⅠ、ScaⅠ的酶切位点位于Ampr抗性基因内部,切割会破坏抗性标记基因,无法后续筛选重组质粒,D错误。
10. 【新情景·通过荧光探针,考察从图中获取信息和对PCR的应用的能力】在PCR反应体系中加入与某条链互补的荧光探针,可定量检测样本中DNA含量,用于病毒检测。当耐高温的聚合酶催化子链延伸至探针处,会对探针进行切割,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成(如图)。通过实时检测荧光信号强度,可得Ct值(荧光信号达到设定阈值时所经历的循环次数)。下列说法错误的是( )
A. PCR循环过程中的复性是为了引物和模板结合
B. 耐高温的聚合酶在该反应中可以水解磷酸二酯键
C. 荧光探针可以直接发出荧光信号并被接收
D. Ct值越大表示患者感染病毒的风险越小
【答案】C
【详解】A、PCR循环过程分为变性、复性、延伸三个阶段,其中复性阶段温度降低,目的就是让引物和互补的模板DNA单链结合,A正确;
B、题目中提到“当耐高温的聚合酶催化子链延伸至探针处,会对探针进行切割”,而切割探针需要破坏磷酸二酯键,说明耐高温的聚合酶在该反应中可以水解磷酸二酯键,B正确;
C、荧光信号是在聚合酶切割探针之后才产生的,并不是荧光探针直接发出荧光信号,C错误;
D、Ct值是荧光信号达到设定阈值时所经历的循环次数,Ct值越大,说明需要更多次的循环才能达到阈值,也就意味着样本中初始的病毒DNA含量越少,患者感染病毒的风险越小,D正确。
11.【新情景·通过基因编辑系统,考察定向基因编辑和获取信息的能力】研究人员利用CRISPR/dCas9系统的单碱基编辑技术,通过胞嘧啶碱基编辑器(C编辑)修复某基因L35P点突变,使该蛋白35号位由脯氨酸替换为亮氨酸,基本原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图示修复过程中,有磷酸二酯键的断裂和重新生成
B. 经C编辑完成点突变修复,至少需经过3次DNA复制
C. 经C编辑修复后的A基因表达的肽链长度发生改变
D. 为保证点突变修复的准确性,可适当延长gRNA的长度
【答案】D
【详解】A、该过程仅通过胞苷脱氨酶将碱基C脱氨基变为U,只改变了单个碱基,没有切割DNA分子,不存在磷酸二酯键的断裂和重新生成,A错误;
B、编辑完成后,仅一条链的C变为U,原双链为G-U;第一次DNA复制后,可得到U-A的子代DNA;第二次DNA复制即可得到修复完成的A-T双链,因此至少需要2次DNA复制,B错误;
C、该修复仅为单碱基替换,仅将脯氨酸替换为亮氨酸,没有产生终止密码子,因此肽链长度不会发生改变,C错误。
D、gRNA通过碱基互补配对特异性识别目的序列,gRNA长度越长,碱基序列特异性越高,越能精准结合目标位点,保证点突变修复的准确性,D正确;
12. 【新情景·通过早早孕诊断试剂盒,考察单克隆抗体的应用和图文转化的能力】女性怀孕后会合成分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG),并且该激素会出现在尿液中。HCG是一种蛋白质,包括α亚基和β亚基。用抗HCG单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”,在妊娠第8天就可以诊断出是否怀孕。图1表示试纸条的构造,其中抗体1是以HCG的β亚基为抗原利用单克隆抗体技术制备,抗体2是以HCG的α亚基为抗原利用单克隆抗体技术制备,抗体3是针对抗体1的抗体。抗体2和抗体3分别固定在试纸条的T线和C线,抗体1进行了胶体金标记,该标记物可以在T线或C线处显色。图2是运用早早孕诊断试剂盒检测三位女性的结果。下列相关分析正确的是( )
A. 抗体3制备的过程中,需向小鼠注射HCG的α亚基作为抗原
B. 在样品垫滴加的样品会向右扩散经过T线和C线,C线显色即表明该女性怀孕
C. 图2检测结果显示怀孕的是甲和乙
D. 通过体外培养单个B细胞不能大量获得针对HCG的单克隆抗体
【答案】D
【详解】A、根据题干信息,抗体3是针对抗体1的抗体,因此其制备过程中需要反复向小鼠注射抗体1作为抗原,然后从小鼠的脾脏中获取已免疫的B细胞,A错误;
BC、图2乙中C线显色,T线未显色,表示所采样品中没有HCG,说明没有怀孕。丙中C线不显色,说明带金标的抗体1不能正常移动至C线与抗体3结合,说明试纸失效或者检测的样品异常,检测结果无效。甲样品中的HCG与抗体1结合后形成的复合物移动至T线,又可以与抗体2结合,然后被固定在T线并显色,部分复合物继续移动至C线,抗体1与抗体3结合,然后被固定在C线并显色,最终呈现出甲结果,说明甲怀孕,BC错误。
D、 B细胞分裂次数有限,因此在体外培养单个B细胞不能获得大量针对HCG的单克隆抗体,D正确;
13.(2026·河南·高考真题)胰蛋白酶可水解精氨酸与下一位氨基酸(脯氨酸除外)之间的肽键。抗体甲的第27、96位均为精氨酸。通过蛋白质工程将第27位替换为苯丙氨酸,第97位替换为脯氨酸。改造后的甲不被胰蛋白酶水解,并保持抗体活性。下列叙述错误的是( )
A.甲的设计改造需要遵循遗传信息传递的一般规律
B.胰蛋白酶不能水解改造后的甲,体现了酶的专一性
C.第96位氨基酸未被替换的原因可能是该位点与抗体功能相关
D.由于密码子的简并性,改造后编码甲的基因序列不一定改变
【答案】D
【详解】A、蛋白质工程从预期蛋白质功能出发,经结构设计、氨基酸序列推导最终改造对应基因,再通过基因表达获得改造蛋白,整个过程遵循中心法则即遗传信息传递的一般规律,A正确;
B、酶的专一性指酶只能催化一种或一类化学反应,胰蛋白酶仅能识别特定序列的肽键,改造后的甲无其可作用的位点因此不能被水解,体现了酶的专一性,B正确;
C、改造后甲仍保持抗体活性,第96位精氨酸未被替换,推测该位点可能与抗体的功能密切相关,替换后可能导致抗体活性丧失,C正确;
D、密码子简并性是指同一种氨基酸可对应多种密码子,但本次改造中第27位、97位的氨基酸种类发生了改变,不同氨基酸对应的密码子存在差异,因此改造后编码甲的基因序列一定发生改变,D错误。
14.某同学对洋葱的DNA进行粗提取时,发现最终提取总量极少。复盘该同学的操作过程,不会造成该结果的是( )
A. 所用的实验材料与实验器具都进行了高压蒸汽灭菌处理
B. 研磨液经过滤后,立即取滤液进行操作
C. 向上清液中加入等体积预冷的体积分数为95%酒精溶液
D. 用玻璃棒沿顺时针方向快速搅拌后再反向搅拌
【答案】C
【详解】A、高压蒸汽灭菌的温度为121℃,会使实验材料洋葱中的DNA发生高温降解,破坏DNA结构,最终导致提取总量减少,A不符合题意;
B、研磨使细胞破裂后,细胞内的DNA酶会释放到研磨液中,过滤后立即取滤液操作,DNA酶尚未失活会分解DNA,导致提取总量减少,B不符合题意;
C、DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精,向上清液中加入等体积预冷的95%酒精是析出DNA的标准操作,可降低DNA溶解度、减少DNA降解,有利于DNA析出,不会造成提取总量极少,C符合题意;
D、DNA为长链大分子,抗机械剪切能力弱,沿不同方向快速搅拌会造成DNA分子断裂成小片段,难以沉淀析出,导致提取总量减少,D不符合题意。
15. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列说法正确的是( )
A. 转基因食品中的DNA会与人体细胞的DNA发生基因重组
B. 将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物,可防止基因污染
C. 生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
D. 试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传学诊断和胚胎移植等
【答案】B
【详解】A、转基因食品中的DNA进入人体消化道后,会被消化酶分解为脱氧核苷酸小分子,无法进入人体细胞,也不可能和人体细胞DNA发生基因重组,A错误;
B、将α-淀粉酶基因与目的基因共同转入植物后,可实现花粉中特异表达α-淀粉酶,分解花粉中的淀粉使花粉不育,避免转基因花粉携带目的基因扩散至近缘物种,可防止基因污染,B正确;
C、生殖性克隆的目的是培育出完整的克隆个体,利用克隆技术产生特定细胞修复或替代受损细胞的是治疗性克隆,C错误;
D、试管婴儿的必需技术包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,植入前的遗传学诊断仅针对存在遗传疾病风险的夫妇,不属于必需技术,D错误。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有不止一个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选或不选得0分)
16.(2026·山东·高考真题)刚果红与纤维素可形成红色复合物。在含刚果红和纤维素的培养基中培养细菌时,细菌产生的纤维素酶将纤维素分解,使菌落周围形成透明圈。为获得分解纤维素能力强的菌株,将筛选到的菌株a进行诱变处理得到菌株b、c、d。在相同且适宜的条件下培养,选取大小相近的菌落进行统计,相关数据如表所示。下列说法正确的是( )
菌株
a
b
c
d
菌落直径与透明圈直径的比值
0.5
0.3
0.5
0.7
A.筛选菌株a所用培养基应以纤维素为唯一碳源
B.将菌液接种到培养基进行菌株筛选时必须使用平板划线法
C.从表中数据可得出,菌株c的纤维素酶合成基因未发生突变
D.在4种菌株中,菌株b分解纤维素的能力最强
【答案】AD
【详解】A、筛选可分解纤维素的菌株a时,需使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基,只有能分解利用纤维素的微生物可在该培养基上存活繁殖,A正确;
B、将菌液接种到培养基进行菌株筛选时应使用稀释涂布平板法,B错误;
C、菌株c的比值和菌株a相同仅说明二者分解纤维素的能力相近,若发生同义突变、突变未影响纤维素酶的活性或表达量,也会出现该结果,不能判定其纤维素酶合成基因未发生突变,C错误;
D、菌落直径与透明圈直径的比值越小,说明同等大小的菌落分解纤维素的范围越大,分解能力越强,菌株b的比值最小,故其分解纤维素的能力最强,D正确。
17.(2026·四川·高考真题)为探究编码酪氨酸酶的T基因对狗毛色的影响,有人通过如图所示过程获得了两只小狗。下列叙述错误的是( )
A.采集卵子后立即与获能的精子受精,可有效提高受精率
B.将胚胎1培养至桑葚胚期,取成纤维细胞完成后续实验
C.用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚,可获得胚胎2和胚胎3
D.利用现代生物技术获得的两只小狗毛色和性别可能都不一样
【答案】ABD
【详解】A、采集的卵子需要在体外培养至减数第二次分裂中期(MⅡ 中期)才具备受精能力,不能采集后立即和获能精子受精,否则无法正常完成受精,A错误;
B、桑葚胚阶段的细胞尚未分化,还没有成纤维细胞;囊胚仅分化为滋养层细胞和内细胞团,尚未分化形成成纤维细胞,无法直接分离得到成纤维细胞,B错误;
C、核移植后形成的重构胚需人工激活以启动发育程序,常用方法包括蛋白酶合成抑制剂、电脉冲或钙离子载体等,可有效诱导胚胎2和胚胎3的形成,C正确;
D、成纤维细胞甲与乙均来自同一胚胎1,核遗传物质除T基因外其余都相同,性染色体组成一致,故小狗甲与乙性别一定相同。毛色受T基因影响(编码酪氨酸酶),敲除后可能导致白化表型,但其他毛色相关基因未变,因此毛色“可能不同”,D错误。
18. (2026·江西·高考真题)研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温DNA聚合酶T。下列关于该流程的叙述,错误的是( )
A.需在72℃条件下培养基因工程菌
B.添加高浓度的诱导物可获得高产量的T
C.可根据电泳结果初步评价T的纯度
D.可根据PCR产物的多少计算T的活性
【答案】AB
【详解】A、该基因工程菌为大肠杆菌,培养大肠杆菌的适宜温度为37℃左右;72℃是该DNA聚合酶T催化PCR反应延伸时的适宜温度,不是培养工程菌的温度,72℃条件下大肠杆菌无法存活,A错误;
B、诱导物浓度并非越高越好,高浓度诱导物通常会对工程菌的生长产生毒害,反而会抑制目的蛋白的表达,降低T酶的产量,B错误;
C、蛋白质电泳可根据条带数目初步判断蛋白质的纯度:若仅出现目的条带说明纯度高,出现多条杂带说明杂质多,C正确;
D、T酶的活性是其催化PCR合成DNA的能力,相同反应条件下,T酶活性越高,单位时间内扩增得到的PCR产物量越多,因此可以根据PCR产物的多少计算T酶的活性,D正确。
19. 【新情景·通过双杂交瘤细胞,考察从图文中获取信息的能力】科研人员在杂交瘤细胞的基础上,将两种杂交瘤细胞融合获得的双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可同时结合α、β两种抗原(如图)。下列说法正确的是( )
A. 需将抗原α、β分别注射到小鼠体内,获得免疫小鼠的淋巴细胞
B. 获得的淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后最多可得到3种杂交瘤细胞
C. 抗体的可变区在结构上具有多样性,是特异性识别不同抗原的结构基础
D. 与肿瘤细胞和抗肿瘤药物均结合的双特异性抗体可用于治疗癌症
【答案】ACD
【详解】A、将抗原α、β分别注射到小鼠体内,获得免疫小鼠的脾脏细胞,引起机体的体液免疫,浆细胞分泌相应抗体,A正确;
B、将抗原α、β分别注射到小鼠体内,会获得免疫小鼠的多种B淋巴细胞,因此,获得的淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后,远不止3种杂交瘤细胞,B错误;
C、因组成抗体的氨基酸种类、数目和序列多样,形成的肽链空间结构不同,抗体的可变区在结构上具有多样性,这是特异性识别、结合不同抗原的结构基础,C正确;
D、结合双特异性抗体特点,研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,能够特异性杀死肿瘤细胞,D正确。
20. 质粒K中含有两个标记基因,其中β-半乳糖苷酶基因编码的酶可分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色,X-gal在液体环境下对高温敏感。研究团队以该质粒为载体,将人源干扰素基因插到质粒的BamH Ⅰ酶切位点,实现了该基因在大肠杆菌中的高效表达。下列说法错误的是( )
A. 人源干扰素基因应插入启动子和终止子之间,以便于复制
B. X-gal应待培养基经高压蒸汽灭菌并冷却后再加入
C. 用含卡那霉素和X-gal的选择性培养基筛选的白色菌落为目标菌株
D. 上述途径制备的干扰素与人体细胞分泌的干扰素结构相同
【答案】AD
【详解】A、人源干扰素基因应插入启动子和终止子之间,目的是使目的基因能够被转录,而不是便于复制,A错误;
B、因为X-gal在液体环境下对高温敏感,所以应待培养基经高压蒸汽灭菌并冷却后再加入X-gal,B正确;
C、由于人源干扰素基因插到了质粒的BamHⅠ酶切位点,破坏了β - 半乳糖苷酶基因,使其不能编码产生有活性的β - 半乳糖苷酶,而含卡那霉素和X - gal的选择性培养基中,能在卡那霉素培养基上生存说明含有卡那霉素抗性基因(即含有质粒),菌落为白色说明β-半乳糖苷酶基因被破坏,插入了目的基因,所以白色菌落为目标菌株,C正确;
D、大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体等细胞器,不能对干扰素进行加工,所以上述途径制备的干扰素与人体细胞分泌的干扰素结构不同,D错误。
三、非选择题:共5小题,55分。
21.(10分)(2026·江西·高考真题)检测食品中维生素B12(VB12)的含量具有重要意义。微生物法是一种检测VB12含量的常用方法,其基本原理是测试菌的生长依赖VB12,培养的生物量与培养基提供的VB12量成对应关系,流程如图(培养物OD值是一种能反映菌体浓度的测量指标,与菌体浓度正相关)。
回答下列问题:
(1)图中液体培养基(b)与(c)________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)制备测试菌液的“洗涤”和“重悬”操作需使用________溶液,以防止杂菌污染、保证菌体活性。
(3)在“检测食品中的VB12含量”过程中需设计空白(阴性)对照实验,其培养管内包括________[选填序号①液体培养基(c);②测试菌液;③一定浓度的VB12;④待测样品液;⑤用于提取VB12的溶液];同时还需设计“不接种测试菌液”的培养管作为另一组对照实验,具体目的是___________________________________。
(4)实验中需每隔一段时间检测培养物OD值。当OD值________时才能用于计算食品中VB12浓度,原因是___________________________________。
【答案】(1)不相同(1分)
(2)无菌等渗(1分)
(3)①②⑤(2分) 检测培养基和培养过程是否被杂菌污染,排除杂菌污染对OD值检测结果的干扰(2分)
(4)稳定不再变化(1分) VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确(3分)
【详解】(1)液体培养基(b)用于培养活化测试菌,需要含有VB12才能供测试菌生长繁殖;液体培养基(c)用于检测样品中VB12含量,本身不含VB12,因此二者成分不相同。
(2)无菌的等渗溶液,可维持菌体正常形态和活性,同时无菌条件能防止杂菌污染,符合操作要求。
(3)阴性空白对照的目的是排除提取VB12的溶剂本身对实验的影响,因此需要保留液体培养基(c)、测试菌液,用提取VB12的溶液代替待测样品液,故选①②⑤。不接种测试菌的对照,可通过OD值变化判断培养体系是否被杂菌污染,排除杂菌对结果的干扰。
(4)该方法依靠最终菌体生物量反映初始VB12浓度,VB12是测试菌生长的限制因子,只有当菌体生长达到稳定期,菌体浓度不再改变,OD 值才能稳定,OD值才与VB12浓度形成稳定对应关系,保证计算结果准确。
22.(11分)狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉,其产生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进行培养,具体过程如图所示,其中的数字代表处理或生理过程。回答下列问题:
(1)②过程形成的愈伤组织是不定形的______团块。______是②③过程的关键。
(2)图中②过程培养获得植株乙的优点有______(答出1点)。生产上,为防止病毒在作物体内逐年积累,可选择茎尖为材料,原因是______。
(3)图中④过程中,相较于幼苗,选择愈伤组织作为实验材料的原因是______。
(4)⑤过程中,需要用______处理愈伤组织获得原生质体;除图中PEG外,促进原生质体融合的方法还有______(写出1个)等。
(5)黄酮类化合物是广泛分布于植物体内的少量的次生代谢物。某同学认为,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物,主要是利用了促进细胞生长的培养条件,来提高单个细胞产生黄酮类化合物的产量,你______(填“同意”或“不同意”)该同学的观点,理由是:______。
【答案】(1) 薄壁组织(1分) 生长素和细胞分裂素的比值(或浓度、配比、含量)(1分)
(2)可以高效、快速地实现种苗的大量增殖;保持优良品种的遗传特性(1分) 茎尖的病毒极少,甚至无病毒 (1分)
(3)愈伤组织细胞一直处于不断增殖的状态,容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变 (2分)
(4)纤维素酶、果胶酶(1分) 离心法、电融合法、高Ca2+—高pH融合法(1分)
(5)不同意(1分) 植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量,从而增加黄酮类化合物的含量(2分)
【解析】(1)②脱分化是由外植体形成愈伤组织的过程,该过程中细胞不断分裂增殖,产生不定形的薄壁(无组织结构、松散的薄壁)组织团块,称为愈伤组织。植物生长素和细胞分裂素是植物组织培养不可缺少的两种调节物质,两者的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用。
(2)植物组织培养技术为图中②③过程,该技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,从生殖方式上来说,植物组织培养技术属于无性生殖,因此还可以保持优良品种的遗传特性。作物脱毒选择茎尖作为材料,是因为茎尖(顶端分生区)的病毒极少,甚至无病毒,切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植物就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
(3)图中④过程中,相较于幼苗,选择愈伤组织作为实验材料的原因是愈伤组织细胞一直处于不断增殖的状态,容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
(4)⑤过程中,需要用纤维素酶、果胶酶处理愈伤组织,进而获得原生质体,为后续原生质体融合做准备。诱导原生质体融合的化学法有PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法,物理法有离心法、电融合法等。
(5)不同意该同学的观点,黄酮类化合物属于植物的次生代谢物,植物细胞的次生代谢物含量很低,利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量,从而增加黄酮类化合物的含量。
23.(10分)(2026·山东·高考真题)小鼠基因W编码的蛋白质可调节脂肪代谢。研究人员将基因W转入酵母菌并使其稳定表达,实现了该蛋白的高效合成。该过程中用到末端脱氧核苷酸转移酶(TdT),该酶不需要模板,可在DNA的3´端随机添加4种脱氧核苷酸,若只提供1种脱氧核苷酸,则连续添加多个该种脱氧核苷酸,称为同聚物加尾。相关信息所示。
(1)载体上RNA聚合酶识别和结合的部位是_______,载体上与其能自我复制相关的结构是_______。
(2)研究人员选取2种限制酶切开载体,再用TdT分别对基因W和切开的载体进行同聚物加尾,然后将两者连接;若载体酶切后产生的黏性末端为5´端突出,则需先用DNA聚合酶补平后再进行同聚物加尾。因后续研究还需要用这2种限制酶将基因W从重组载体中切下,据图分析,应选取的2种限制酶为___________。
(3)基因W和载体两者的同聚物尾配对后形成的重组载体存在部分单链区,为构建完整重组载体需要的2种酶是_______________________________,该过程中___________(填“需要”或“不需要”)添加引物,原因是___________________________________________________________________________________。
(4)为检测基因W是否在酵母菌中表达出相应蛋白,在分子水平上的检测方法是__________________。
【答案】(1) 启动子(1分) 复制原点(1分)
(2)Pst Ⅰ 、 Xho Ⅰ (2分)
(3) DNA聚合酶、DNA连接酶(2分) 不需要(1分) 同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端,DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链,无需引物起始(2分)
(4)抗原-抗体杂交(1分)
【详解】(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能够启动下游目的基因的转录过程,是目的基因表达的必需元件。复制原点位于载体,可以保证载体在受体细胞中能自我复制。
(2)要保证重组载体中基因W可以被完整切下,需要选择两种限制酶,使得它们的识别序列在加尾后仍能被保留。 由图可知,基因W和载体上都有Sal Ⅰ的识别序列和切割位点,如果选用它会破坏W基因的结构,使W基因失活,因此不能选用。若选用Pst Ⅰ和Kpn Ⅰ ,酶切后产生的黏性末端为3´端突出,若要重新从重组载体上切下,Pst Ⅰ切割载体后要加同聚物G尾,Kpn Ⅰ切割载体后要加同聚物C尾,这样在重组载体中才能出现它们完整的识别序列而再次进行切割。若选用Xho Ⅰ,酶切后产生的黏性末端为5´端突出,可以先用DNA聚合酶补平,若要在重组载体中出现其完整的识别序列而再次进行切割,则要加同聚物G尾。载体在加尾时,只能加入一种脱氧核苷酸,否则会随机连接,这样载体两端只能加G尾。同理,目的基因的两端只能加互补的C尾。为了将质粒和基因W连接到一起,同聚物加尾间要能发生碱基互补配对,故应选择Pst Ⅰ 、 Xho Ⅰ 。
(3)由于用Xho Ⅰ进行切割会产生黏性末端为5´端突出,形成单链区,需要用DNA聚合酶进行补平,此外,W基因和载体形成重组载体时,中间有缺口,补全缺口后二者才能连接起来形成完整的重组载体,因此构建完整重组载体需要的2种酶:DNA聚合酶(补全单链区)和DNA连接酶(连接缺口)。该过程不需要添加引物,原因是:同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端,DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链,无需引物起始。
(4)检测基因W是否表达出相应蛋白,由于基因表达的产物是蛋白质,分子水平检测蛋白质方法是抗原-抗体杂交。
24.(12分)(2026·湖南·高考真题)阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)异常聚集,损伤神经元。为了探索治疗该疾病的新方法,研究人员合成了一种嵌合抗原受体(CAR)基因,使其在星形胶质细胞中特异性表达,形成CAR-A细胞,并鉴定了这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力。回答下列问题:
(1)CAR基因和病毒载体的部分结构(含限制酶切割位点)分别如图a、b所示。
①胞外识别区应选用Aβ聚集体的________(填“抗原”或“抗体”)特定片段编码序列。
②采用特异性启动子的目的是________________________________________。同时,为使该CAR基因正确插入病毒载体,并能通过绿色荧光蛋白(GFP)示踪其成功导入星形胶质细胞,应选用的两种限制酶是__________。
(2)为鉴定CAR-A细胞能吞噬和降解Aβ聚集体,可用含Aβ聚集体的培养基培养CAR-A细胞,一段时间后更换不含Aβ聚集体的培养基继续培养,__________(单选)的Aβ聚集体含量。
A.24 h检测细胞内
B.24 h检测细胞外
C.0 h和24 h检测细胞内
D.0 h和24 h检测细胞外
(3)给6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒,3个月后,大脑Aβ聚集体减少,且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降。该实验对照组应注射_____________;该实验结论是___________________________________________________________________________________________。
【答案】(1) 抗体(1分) 使其在星形胶质细胞中特异性表达(2分) KpnⅠ和BamHⅠ(2分)
(2) C (2分)
(3) 携带空载体(或不携带CAR基因或仅携带GFP基因)的等量病毒(2分) 在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因(CAR-A疗法)能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体,并显著减轻相关的神经元损伤。(3分)
【详解】(1)实验目的是形成CAR-A细胞,并鉴定这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力,所以表达产物需要与Aβ聚集体特异性结合,所以胞外识别区应选用Aβ聚集体的抗体特定片段编码序列。
要使其在星形胶质细胞中特异性表达,所以需要选择特异性启动子。
为使该CAR基因正确插入病毒载体,并能通过绿色荧光蛋白(GFP)示踪其成功导入星形胶质细胞,需要将CAR基因编码序列和特异性启动子导入病毒载体中,分析目的基因和载体,可以选择KpnⅠ和BamHⅠ切割目的基因和病毒载体,可以保证目的基因插入病毒载体中,依次形成特异性启动子、CAR表达载体、GFP基因和终止子的表达载体。
(2)要证明细胞具有“吞噬”和“降解”Aβ聚集体的能力,必须检测Aβ是否进入了细胞内部以及其含量的变化。在0 h(更换培养基前)和24 h(更换培养基继续培养后)分别检测细胞内的Aβ聚集体含量,如果24 h时细胞内Aβ含量显著低于0 h,则能确凿地证明CAR-A细胞不仅吞噬了Aβ,还在细胞内将其降解了,C正确,ABD错误。
(3)为检测效果,实验组6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒,对照组选择6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带空载体(或不携带CAR基因或仅携带GFP基因)的等量病毒,由于3个月后,大脑Aβ聚集体减少,且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降,说明了在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因(CAR-A疗法)能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体,并显著减轻相关的神经元损伤。
25.(12分)干扰素具有抑制细胞增殖、调节免疫以及抗病毒等作用,但是干扰素在体外保存困难,若将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸,则可在—70℃条件下保存半年。科学家通过重叠延伸PCR技术实现了干扰素基因的定点突变,部分操作如图所示。请回答下列问题:
(1)PCR过程中添加引物的作用是______。PCR扩增过程中,温度下降到50℃左右的目的是______。
(2)4次PCR对引物的使用不完全相同,PCR1选择引物A和B,PCR2选择引物C和D,PCR3______(填“需要”或“不需要”)引物,PCR4选择引物______。
(3)PCR3过程中,选择杂交物______(填“1”或“2”)作模板,理由是______。
(4)与X射线诱变相比,写出该突变技术的一条优点______。
(5)将改造后的干扰素基因与乳腺中特异表达基因的启动子等调控元件重组在一起,导入牛的______中,获得转基因小牛,在其进入泌乳期即可获得改造后的干扰素。
【答案】(1) 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸(1分) 使两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合(或使引物与单链的互补序列结合)(2分)
(2) 不需要(1分) A和D (2分)
(3) 1 (1分) 子链的延伸方向只能从5'→3',以杂交物2作模板时子链不能延伸(2分)
(4)可以诱导定向变异,目的性强,突变概率高等 (2分)
(5)受精卵(1分)
【解析】
(1)DNA聚合酶不能从头合成DNA链,只能催化脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸片段(引物)的3'端羟基上延伸DNA链,而引物能使DNA聚合酶从其3'端开始连接脱氧核苷酸。PCR过程包含变性(高温使DNA双链解旋)、复性(温度下降到50℃左右,让引物与互补的模板单链通过碱基互补配对结合)、延伸(耐高温DNA聚合酶催化子链合成)三步。
(2)PCR3是让杂交物1和杂交物2依据碱基互补配对原则,以自身末端为起点延伸形成完整双链,无需额外引物引导,故不需要引物。PCR4要扩增出完整的改造后目的基因,需要能结合目的基因两端序列的引物,引物A可结合基因一端,引物D可结合另一端,所以选引物A和D,保证扩增出全长基因。
(3)DNA子链的延伸方向为5'→3',杂交物1的3'端为游离状态,能作为引物延伸的起点,使子链顺利延伸,而杂交物2的3'端因方向限制,无法启动子链延伸,所以选杂交物1作模板。
(4)X射线诱变属于随机诱变,突变方向不可控,且大多是无用或有害突变,而重叠延伸PCR是定点突变技术,能精准针对干扰素基因特定碱基进行替换,实现定向变异,只改变目标位点,目的性强,且通过设计引物可高效引入突变,突变概率高,避免了随机诱变的盲目性。
(5)要让干扰素基因在牛的泌乳期特异性表达,需将改造后的干扰素基因与乳腺中特异表达基因的启动子重组,导入牛的受精卵中获得转基因小牛,在其进入泌乳期后即可获得改造后的干扰素。
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