精品解析：黑龙江省绥化市海伦市第一中学2025-2026学年高二下学期7月期末考试生物试题

海伦市第一中学2025-2026学年度第二学期试卷高二生物 注意事项:1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共15小题，共30分。 1. 研究人员将一种抗逆基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染拟南芥细胞，获得了不同株系的拟南芥。下列相关表述正确的是（ ） A. 构建含有抗逆基因的Ti质粒需要限制酶、DNA聚合酶 B. 将抗逆蛋白基因整合到Ti质粒上就是构建基因表达载体 C. Ti质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等 D. 只要检测出拟南芥细胞中含有抗逆基因，就代表抗逆拟南芥培育成功 2. 现有草原上的一条食物链：草→兔→狼，已知如图中的a代表狼摄入的能量，则下列相关叙述中，错误的是（　　） A. a中的能量代表光合作用制造的有机物中含有的总能量 B. b代表狼粪便中的能量，c代表狼同化的能量 C. e中的能量可用于狼的生长、发育、繁殖 D. 若狼被人为大量捕杀，则兔的数量先增加后减少最后趋于稳定 3. 群落中，优势物种可以利用较低资源生存。某群落中，物种A 和物种B的生存空间和食物类别都较为相似。生存所需资源指某种群生存所需的最少资源量。下列关于物种 A 和物种 B的说法，错误的是（ ） A. 物种 A 和物种B均可能属于消费者 B. 物种 A和物种B的生态位可能存在大幅度的重叠 C. 物种 A 和物种B存在种间竞争，两者之间可能出现此消彼长的情况 D. 若物种 A的生存所需资源小于物种B的，则物种B为优势竞争者 4. 如图为某同学绘制的能量流经第二营养级的示意图，图中数字为能量值。下列说法错误的是（　　） A. 第二营养级同化的能量为75 B. 图中C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 C. “？”代表的数值为20 D. A表示第二营养级的同化量 5. 基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，下列相关说法不正确的是（ ） A. 构建基因表达载体的目的包括使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代 B. 基因工程中标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选 C. 一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码和终止密码等结构 D. 基因表达载体中的复制原点是质粒DNA的复制起点 6. 基因疫苗是将病原微生物的一段基因插入到质粒上，然后将重组质粒导入人或动物体内，这段基因编码的产物可以引起机体产生特异性免疫反应。 下列叙述正确的是 A. 基因疫苗导入人体可以表达出抗体，引起免疫反应 B. 基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程 C. 基因疫苗内含抗原，所以能引起机体特异性免疫反应 D. 接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会产生大量抗体 7. 下列有关科研人员建立人乳铁蛋白乳腺生物反应器过程的叙述，正确的是（ ） A. 从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶和DNA连接酶 B. 借助标记基因可检测目的基因是否整合到受体细胞染色体上 C. 常用显微注射法将目的基因导入人的乳腺细胞中 D. 应该将目的基因与在乳腺中特异表达的基因的启动子结合 8. 人乳头瘤病毒(HPV)感染是诱发宫颈癌的重要因素。HPV 具有多种类型，其中的HPV16 和HPV18属于高危型，可引起宫颈上皮内高度病变。现对某就诊者的取样细胞进行培养，来进行诊断。下列说法错误的是（ ） A. 培养取样细胞时，需要为这些细胞提供充足的营养条件、稳定的外部环境等 B. 分散取样细胞时可采用胰蛋白酶、胶原蛋白酶或胃蛋白酶等处理 C. 让取样细胞进行贴壁生长，若产生了接触抑制现象，则宫颈细胞未癌变 D. 无论是原代培养还是传代培养，都需将培养瓶放在CO₂培养箱中培养 9. 治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是（ ） A. 细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞 B. 该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术 C. 胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果 D. 动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体 10. 如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述不正确的是（ ） A. 过程①的完成需要依赖细胞表面特异性蛋白的识别，精子会释放出特殊的水解酶 B. 从动物体内排出的精子和卵细胞，在体外可以直接进行受精作用形成受精卵 C. 过程②通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大 D. 囊胚在过程④中需发生孵化，否则将无法继续发育 11. 梅花鹿胚胎移植实验的主要流程：①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④对胚胎进行质量检查→⑤胚胎移植→⑥子代梅花鹿。下列相关叙述正确的是（ ） A. ①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂 B. 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理条件下空间位置的转移 C. ④中选择发育正常、形态良好的原肠胚以进行后续的胚胎移植过程 D. 为提高胚胎利用效率，可将收集到的囊胚随机分成两部分后进行胚胎移植 12. 利用PCR 既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述错误的是（　　） A. PCR用的 DNA 聚合酶是一种耐高温酶 B. 变性过程中双链DNA 的解开不需要解旋酶 C. 复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D. 延伸过程中需要DNA 聚合酶、ATP 和4种核糖核苷酸 13. 如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述不正确的是（ ） A. ②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA 连接酶参与 B. ③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒的T-DNA 整合到④的染色体DNA 上 C. ④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D. 此方法得到的抗虫植株，通过有性生殖抗虫性状不一定能稳定遗传给后代 14. 基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（ ） A. 可利用转基因动物做乳腺生物反应器，从乳汁中获取所需药物 B. 肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，可提高乳汁中乳糖含量 C. 利用转基因动物做器官移植需要“敲除”引起人免疫系统反应的抗原基因或抑制其表达 D. 将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素 15. HAMA 效应是指人体针对鼠源单克隆抗体所产生的反应，该反应可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，科学家通过基因改造完成了下图的改造，下列有关说法错误的是（ ） A. 生产鼠一人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程 B. 改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接 C. 把来自不同抗体的可变区和恒定区直接拼接 D. 嵌合抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 16. 单克隆抗体制备过程中所用的骨髓瘤细胞是一种基因缺陷型细胞，其合成核酸的途径能被氨基蝶呤阻断。现将从预先注射了某种抗原的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞与上述骨髓瘤细胞融合后，再加入含氨基蝶呤的培养液。将这些混合物分装于如图所示的细胞培养板的小孔中培养。下列相关叙述错误的是（ ） A. 制备单克隆抗体运用了动物细胞具有全能性的原理和动物细胞培养技术 B. 融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞时，培养液中可以加入PEG作为诱导剂 C. 培养液中加入氨基蝶呤的目的是筛选杂交瘤细胞 D. 小孔中的细胞经过增殖后，均会产生所需特异性抗体 17. 如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析错误的是（　　） A. 4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管中的10倍 B. 5号试管中稀释液进行平板培养的结果表明每克该土壤中的菌株数目为1．7×106个 C. 当样品稀释度足够高时，一般平板上一个单菌落来源于一个活菌 D. 某一稀释度下至少涂3个平板，该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目高 18. 下列关于生物武器的叙述，正确的是（　　） A. 炭疽杆菌、天花病毒、酵母菌都可作为生物武器 B. 在战争中，为预防敌方使用生物武器，参战部队采取的最有效措施是接种病原体的疫苗 C. 若被经过基因改造的生物武器伤害，治疗难度更大 D. 真正爱好和平的人不会使用生物武器，但可以研制、开发、保存 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共1小题，共11分。 19. 为确定某致病细菌对不同抗生素的敏感性，研究人员设置了四组实验：分别将含有A、B、C、D四种抗生素（含量相同）的滤纸片均匀置于同一平板上的不同位置，放在培养箱中培养一定时间后，观察其透明圈的大小，实验结果如下表。回答下列问题： 实验组别 抗生素种类 实验结果 1 A 滤纸片周围出现透明圈 2 B 滤纸片周围没有出现透明圈 3 C 滤纸片周围的透明圈比含A的小 4 D 滤纸片周围的透明圈比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落 （1）在微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，用平板培养细菌时一般需要将平板倒置，其原因是___________。 （2）实验需使用涂布器接种，接种前涂布器的灭菌方法为_______。 （3）根据实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素种类为_______；在排除杂菌污染的情况下，第4组实验说明细菌对抗生素D产生了________。 （4）该实验还缺少一组空白对照，请尝试补充：_________。 四、探究题：本大题共1小题，共14分。 20. 大肠杆菌β-半乳糖苷酶（Z酶）可催化底物（X-gal）水解产生蓝色物质。在pUC18质粒中，lacZ′ 编码Z酶氨基端的一个片段（称为α-肽），该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。已知α-肽、缺失α-肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性。利用图乙中的DNA片段与pUC18质粒进行基因工程操作。 （1）限制酶能催化双链DNA分子中___（填化学键名称）的断裂。本实验可使用限制酶___处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段，再通过DNA连接酶连接，获得含目的基因的重组质粒。 （2）用重组质粒转化大肠杆菌，然后将大肠杆菌接种到含氨苄青霉素的固体培养基上进行培养，由于未发生转化的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有___，在该培养基上不能生长。从功能上划分，该培养基属于___培养基。 （3）当上述培养基中含有X-gal时，生长出的菌落有蓝色和白色两种类型，其中含有重组质粒的大肠杆菌的菌落颜色为___，这是因为___。为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是___。 五、识图作答题：本大题共3小题，共30分。 21. 在未断奶的小牛胃中存在一种凝乳酶，被广泛应用于奶酪和酸奶的生产。科学家将编码牛凝乳酶的基因（长度1.5kb）导入大肠杆菌获得工程菌，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 （1）提取小牛胃黏膜组织中的mRNA，经逆转录得到cDNA，选择合适的引物进行PCR扩增，PCR引物碱基数一般在20～30个之间，过短则导致 __________。 （2）如表为操作过程中可能用到的限制酶，图1为获得的目的基因及末端（除黏性末端序列外，其他碱基序列省略），图2为要使用的质粒，其中的Tetr、Ampr分别为四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。对质粒进行切割时，选用的两种限制酶为 __________。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是 __________，导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是 __________。 限制酶 BamHⅠ BclⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别位点及切割位点 -G↓GATCC- -T↓GATCG- -CCC↓GGG- -↓GATC- （3）将转化后的大肠杆菌接种在含 __________的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如图3， __________号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。 注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中 （4）已知凝乳酶第20、24位氨基酸变成半胱氨酸，其活性可显著提高。科研人员希望运用蛋白质工程技术获得活性更强的凝乳酶，请选用合适的措施编号并排序： __________。（用箭头表示） ①重组DNA分子导入大肠杆菌②随机改变凝乳酶基因的序列③分析突变蛋白功能，设计结构④改变凝乳酶基因的特定序列⑤培养细胞后提纯突变蛋白⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组 22. 科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有 PstI、SmaI、HindⅢ、AluI 四种限制性内切核酸酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(amp'为抗氨苄青霉素基因)，其中①-④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。请据图作答： （1）基因工程中常用质粒作为载体，将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外，通常还需要有___________________(写出三点)，图中的标记基因是___________，其主要作用是___________________。 （2）基因工程中核心步骤是______________(用图中数字表示)，在此过程中，为使目的基因定向插入运载体中，本实验中应该选用限制酶 _________________对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。 （3）培育出的番茄植株是否具有抗冻性状，可采用鉴定方法是___________________。 （4）研究人员采用了如下图巢式PCR技术获取抗冻蛋白基因，巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应(PCR)，使用两对PCR 引物扩增完整的片段。第一对PCR 引物(也称外引物)扩增片段和普通PCR 相似。第二对引物称为巢式引物(因为他们在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物)结合在第一次 PCR 产物内部，使得第二次PCR 扩增片段短于第一次扩增。 ① 相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率______，分析其原因是__________________。 ② PCR 技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增抗冻蛋白基因时设计引物序列的主要依据是_________________________。如图，若一个中间产物使用内引物进行第二次PCR 扩增，经过4次循环，产物中共有__________个等长的目标产物，PCR 产物通常采用____________________法来鉴定。 23. 如图所示，为细胞工程和胚胎工程部分技术涉及的相关流程，其中a 为精子，b为卵细胞，c 和d均为体细胞。请回答下列问题： （1）方法一为试管动物的培育过程，其中精子a在受精前要进行______处理，卵细胞b要培养至______________。体内受精时，____________和__________发生生理变化，可防止多精入卵。 （2）方法二的理论基础是__________________，通过方法二获得的动物个体乙的遗传物质主要来自___________(填“b”或“c”)。 （3）方法三获得杂种细胞，该技术的突出优点是_____________________。诱导动物细胞融合，有别于植物细胞融合的诱导方法为用_______诱导细胞融合。 （4）若细胞a、b、c、d的染色体条数分别是 n、n、2n、2n，则得到的动物甲、动物乙、杂种细胞丙染色体条数分别是 __________、_____________、___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海伦市第一中学2025-2026学年度第二学期试卷高二生物 注意事项:1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共15小题，共30分。 1. 研究人员将一种抗逆基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染拟南芥细胞，获得了不同株系的拟南芥。下列相关表述正确的是（ ） A. 构建含有抗逆基因的Ti质粒需要限制酶、DNA聚合酶 B. 将抗逆蛋白基因整合到Ti质粒上就是构建基因表达载体 C. Ti质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等 D. 只要检测出拟南芥细胞中含有抗逆基因，就代表抗逆拟南芥培育成功 【答案】B 【解析】 【分析】农杆菌转化法（约80%的转基因植物都是用这种方法获得的） 1、农杆菌转化法的具体过程： （1）利用土壤的Ti质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上。 （2）将整合了目的基因的Ti质粒导入土壤农杆菌细胞内。 （3）利用土壤农杆菌感染植物细胞，该过程实际上是将含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒导入植物细胞内。 （4）含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒进入植物细胞后，可以把自己的一段基因整合到细胞核中的染色体上，这段基因中包含了目的基因。 2、原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。 3、农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 4、转化：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 【详解】A、构建含有抗逆基因的Ti质粒需要限制酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错误； B、利用土壤的Ti质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，故将抗逆蛋白基因整合到Ti质粒上就是构建基因表达载体，B正确； C、Ti质粒标记基因是DNA片段，不含尿嘧啶，C错误； D、只有拟南芥具有抗逆性才能代表抗逆拟南芥培育成功，含有抗逆基因若不表达，也不会形成抗逆植株，D错误。 故选B。 2. 现有草原上的一条食物链：草→兔→狼，已知如图中的a代表狼摄入的能量，则下列相关叙述中，错误的是（　　） A. a中的能量代表光合作用制造的有机物中含有的总能量 B. b代表狼粪便中的能量，c代表狼同化的能量 C. e中的能量可用于狼的生长、发育、繁殖 D. 若狼被人为大量捕杀，则兔的数量先增加后减少最后趋于稳定 【答案】A 【解析】 【详解】A、图中的a代表狼摄入的能量，A错误； B、b代表狼粪便中的能量，其中的能量属于兔的同化量，c代表狼同化的能量，B正确； C、e中的能量可用于狼的生长、发育、繁殖，C正确； D、在“草→兔→狼”这条相对独立的食物链中，若狼被人为大量捕杀，则兔子因为天敌的消失很快增加，当达到一定的数量后，草不能满足所有兔子的需要时，兔子会因没有充足的食物而死亡减少，所以兔子的数量先增加后减少最后趋于稳定，D正确。 故选A。 3. 群落中，优势物种可以利用较低资源生存。某群落中，物种A 和物种B的生存空间和食物类别都较为相似。生存所需资源指某种群生存所需的最少资源量。下列关于物种 A 和物种 B的说法，错误的是（ ） A. 物种 A 和物种B均可能属于消费者 B. 物种 A和物种B的生态位可能存在大幅度的重叠 C. 物种 A 和物种B存在种间竞争，两者之间可能出现此消彼长的情况 D. 若物种 A的生存所需资源小于物种B的，则物种B为优势竞争者 【答案】D 【解析】 【分析】研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。 【详解】A、物种A 和物种B的食物类别都较为相似，所以物种 A 和物种B均可能属于消费者，A正确； B、物种A 和物种B的生存空间和食物类别都较为相似，所以物种 A和物种B的生态位可能存在大幅度的重叠，B正确； C、物种A 和物种B的生存空间和食物类别都较为相似，所以物种 A 和物种B存在种间竞争，两者之间可能出现此消彼长的情况，C正确； D、群落中，优势物种可以利用较低资源生存，若物种A 的生存所需资源小于物种 B的，则物种 A为优势竞争者，D错误。 故选D。 4. 如图为某同学绘制的能量流经第二营养级的示意图，图中数字为能量值。下列说法错误的是（　　） A. 第二营养级同化的能量为75 B. 图中C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 C. “？”代表的数值为20 D. A表示第二营养级的同化量 【答案】D 【解析】 【详解】A、据题意和题图分析可知，图中A为第二营养级的摄入量，B为第二营养级的同化量，C为第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D为第三营养级的摄入量。图中“25”是第二营养级粪便中的能量，结合摄入的能量＝同化的能量＋粪便中的能量可知，第二营养级同化的能量为100－25＝75，A正确； B、同化的能量一方面通过呼吸作用散失，另一方面用于生长、发育和繁殖，所以图中C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，B正确； C、B是第二营养级的同化量，第二营养级同化的能量为100－25＝75，其中40经呼吸作用散失，余下的35用于生长、发育和繁殖，生长、发育和繁殖的能量（值为35）中有15被下一营养级摄入，余下35－15＝20流向分解者，即“？”代表的数值为20，C正确； D、图中A为第二营养级的摄入量，D错误。 故选D。 5. 基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，下列相关说法不正确的是（ ） A. 构建基因表达载体的目的包括使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代 B. 基因工程中标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选 C. 一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码和终止密码等结构 D. 基因表达载体中的复制原点是质粒DNA的复制起点 【答案】C 【解析】 【分析】基因工程的基本步骤：目的基因的获取，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。要让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时，使目的基因能够表达和发挥作用，这就需要构建基因表达载体。这一步是培育转基因抗虫棉的核心工作。 基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，它还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。 【详解】A、基因表达载体的构建的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用，A正确； B、基因工程中载体上有特殊的标记基因，如四环素抗性基因，标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选，B正确； C、一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等结构，起始密码和终止密码位于mRNA上，C错误； D、因表达载体中的复制原点是质粒DNA的复制的起点，没有复制原点，质粒DNA就不能复制，D正确。 故选C。 6. 基因疫苗是将病原微生物的一段基因插入到质粒上，然后将重组质粒导入人或动物体内，这段基因编码的产物可以引起机体产生特异性免疫反应。 下列叙述正确的是 A. 基因疫苗导入人体可以表达出抗体，引起免疫反应 B. 基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程 C. 基因疫苗内含抗原，所以能引起机体特异性免疫反应 D. 接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会产生大量抗体 【答案】B 【解析】 【分析】分析题意：组成基因疫苗的病原微生物的一段基因属于基因工程中的目的基因，该基因的表达产物蛋白质属于抗原，在抗原的刺激下可以引起机体产生特异性免疫反应。 【详解】A、基因疫苗导入人体可以表达出抗原，在抗原的刺激下可以引起机体产生免疫反应，A错误； B、基因疫苗引起免疫反应前，病原微生物的一段基因（目的基因）必须经过转录和翻译的过程表达出抗原，B正确； C、基因疫苗内含控制抗原合成的基因，该基因的表达产物能引起机体特异性免疫反应，C错误； D、接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞，大量的浆细胞产生大量的抗体，D错误。 故选B。 【点睛】解答此题的关键是明确“基因疫苗”的内涵，从中提取出关键的信息“基因疫苗表达的产物蛋白质属于抗原”，进而围绕“特异性免疫”的知识分析判断各选项。 7. 下列有关科研人员建立人乳铁蛋白乳腺生物反应器过程的叙述，正确的是（ ） A. 从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶和DNA连接酶 B. 借助标记基因可检测目的基因是否整合到受体细胞染色体上 C. 常用显微注射法将目的基因导入人的乳腺细胞中 D. 应该将目的基因与在乳腺中特异表达的基因的启动子结合 【答案】BD 【解析】 【分析】基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 （1）原理：基因重组； （2）工具：限制酶、DNA连接酶和运载体； （3）操作步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。 （4）应用：提高生物的品质，用工程菌制备疫苗等。 【详解】A、从细胞中分离目的基因时需要使用限制酶，不需要DNA连接酶，A错误； B、标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，B正确； C、常用显微注射法将目的基因导入动物的受精卵中，C错误； D、启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质，所以应该将目的基因与在乳腺中特异表达的基因的启动子结合，D正确。 故选BD。 【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作步骤，掌握基因工程技术的相关应用，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。 8. 人乳头瘤病毒(HPV)感染是诱发宫颈癌的重要因素。HPV 具有多种类型，其中的HPV16 和HPV18属于高危型，可引起宫颈上皮内高度病变。现对某就诊者的取样细胞进行培养，来进行诊断。下列说法错误的是（ ） A. 培养取样细胞时，需要为这些细胞提供充足的营养条件、稳定的外部环境等 B. 分散取样细胞时可采用胰蛋白酶、胶原蛋白酶或胃蛋白酶等处理 C. 让取样细胞进行贴壁生长，若产生了接触抑制现象，则宫颈细胞未癌变 D. 无论是原代培养还是传代培养，都需将培养瓶放在CO₂培养箱中培养 【答案】B 【解析】 【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。 【详解】A、培养取样细胞时，需要为这些细胞提供充足的营养条件、稳定的外部环境等，保证这些细胞的活性，A正确； B、分散取样的细胞时可采用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，不能用胃蛋白酶处理， B错误； C、若被HPV感染成为癌细胞，则不会出现接触性抑制现象，因此若出现接触性抑制时，则可确定不属于HPV高危型，C正确； D、CO2培养箱中含有95%空气和5%CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，因此，进行原代培养和传代培养时，都需用到CO2培养箱，D正确。 故选B。 9. 治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是（ ） A. 细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞 B. 该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术 C. 胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果 D. 动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体 【答案】B 【解析】 【分析】分析题图： ①表示核移植，②表示胚胎干细胞的增殖分化。 【详解】A、细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞，因为去核卵母细胞有激活动物细胞全能性的物质，且细胞体积大，易操作，所含营养物质丰富，A正确； B、 ①表示核移植，②表示胚胎干细胞的增殖分化，该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养技术，并未涉及胚胎移植技术，B错误； C、细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，C正确； D、动物细胞的培养需提供95%空气（有利于细胞呼吸，进行正常代谢活动）和5%CO2（维持培养液的pH）的混合气体，D正确。 故选B。 10. 如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述不正确的是（ ） A. 过程①的完成需要依赖细胞表面特异性蛋白的识别，精子会释放出特殊的水解酶 B. 从动物体内排出的精子和卵细胞，在体外可以直接进行受精作用形成受精卵 C. 过程②通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大 D. 囊胚在过程④中需发生孵化，否则将无法继续发育 【答案】B 【解析】 【分析】胚胎发育过程：（1）卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加。（2）桑葚胚：32个细胞左右的胚胎，之前所有细胞都具有能发育成完整胚胎的潜能，属全能细胞。（3）囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔；囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化。（4）原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。此时细胞分化在胚胎期达到最大限度。 【详解】A、①为受精过程，该过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别，精子发生顶体反应，释放出水解酶，A正确； B、从动物体内排出的精子和卵细胞要分别进行获能处理和成熟培养后才能用于体外受精作用形成受精卵，B错误； C、②为卵裂过程，该过程通过有丝分裂方式增殖，细胞卵裂过程中，单个细胞体积减小，因此核质比例增大，C正确； D、囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化，故囊胚在④过程中需发生孵化，才能继续发育为原肠胚，D正确。 故选B。 11. 梅花鹿胚胎移植实验的主要流程：①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④对胚胎进行质量检查→⑤胚胎移植→⑥子代梅花鹿。下列相关叙述正确的是（ ） A. ①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂 B. 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理条件下空间位置的转移 C. ④中选择发育正常、形态良好的原肠胚以进行后续的胚胎移植过程 D. 为提高胚胎利用效率，可将收集到的囊胚随机分成两部分后进行胚胎移植 【答案】B 【解析】 【分析】胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 【详解】A、①过程需要注射相关激素，目的是获得更多的卵原细胞，但所获得的卵原细胞还未完成减数分裂，A错误； B、⑤过程是胚胎移植，⑤过程实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，B正确； C、④过程是“对胚胎进行质量检查”，应选择发育正常、形态良好的桑葚胚或囊胚以进行后续的胚胎移植过程，C错误； D、为提高胚胎利用效率，可将收集到的囊胚的内细胞团均等分成两部分后进行胚胎移植，D错误。 故选B。 12. 利用PCR 既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述错误的是（　　） A. PCR用的 DNA 聚合酶是一种耐高温酶 B. 变性过程中双链DNA 的解开不需要解旋酶 C. 复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D. 延伸过程中需要DNA 聚合酶、ATP 和4种核糖核苷酸 【答案】D 【解析】 【分析】PCR技术： 1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 2、原理：DNA复制。 3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。 4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。 5、过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。 【详解】A、PCR使用的DNA聚合酶（如Taq酶）需耐受高温，因为变性步骤需高温处理，A正确； B、PCR变性通过高温（约95℃）使双链DNA解开，无需解旋酶参与，B正确； C、复性时引物与模板链通过碱基互补配对结合（如A-T、C-G），C正确； D、延伸阶段合成的是DNA链，所需原料为4种脱氧核苷酸（dNTP），而非核糖核苷酸，D错误。 故选D。 13. 如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述不正确的是（ ） A. ②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA 连接酶参与 B. ③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒的T-DNA 整合到④的染色体DNA 上 C. ④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D. 此方法得到的抗虫植株，通过有性生殖抗虫性状不一定能稳定遗传给后代 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图：图示是利用基因工程培育抗虫植物的示意图，其中①为质粒，作为运载体；②为重组质粒；③为含有重组质粒的农杆菌；④为含有目的基因的植物细胞；⑤为转基因植株。 【详解】A、构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A正确； B、③用农杆菌侵染植物细胞，重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上，B正确； C、染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误； D、植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，但是抗虫基因转入的染色体往往是一对同源染色体的一条，所以不一定是纯合子，抗虫性状不一定能稳定遗传给后代，D正确。 故选C。 14. 基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（ ） A. 可利用转基因动物做乳腺生物反应器，从乳汁中获取所需药物 B. 肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，可提高乳汁中乳糖含量 C. 利用转基因动物做器官移植需要“敲除”引起人免疫系统反应的抗原基因或抑制其表达 D. 将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素 【答案】B 【解析】 【分析】基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种，获得很多过去难以得到的生物制品，甚至还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源。 【详解】A、可利用转基因动物生产药物，例如利用乳腺生物反应器获取药物，A正确； B、将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，B错误； C、由于动物器官含有或表达抗原基因，移植会引起免疫排斥，因此利用转基因动物做器官移植需要“敲除”引起人免疫系统反应的抗原基因或抑制其表达，C正确； D、利用基因工程将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素，D正确。 故选B。 15. HAMA 效应是指人体针对鼠源单克隆抗体所产生的反应，该反应可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，科学家通过基因改造完成了下图的改造，下列有关说法错误的是（ ） A. 生产鼠一人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程 B. 改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接 C. 把来自不同抗体的可变区和恒定区直接拼接 D. 嵌合抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多 【答案】C 【解析】 【分析】1、蛋白质工程--指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。 2、蛋白质工程的过程：（1）根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、生产鼠—人嵌合抗体的过程属于对现有蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程，A正确； B、蛋白质工程操作的对象是基因，因此改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接，B正确； C、蛋白质工程操作的对象是基因，因此应将鼠抗体可变区基因与人抗体恒定区基因拼接，C错误； D、 根据题意，由于HAMA 效应是可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，故对鼠源杂交瘤抗体进行改造的目的是降低过敏反应等，因此，嵌合抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多，D正确。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 16. 单克隆抗体制备过程中所用的骨髓瘤细胞是一种基因缺陷型细胞，其合成核酸的途径能被氨基蝶呤阻断。现将从预先注射了某种抗原的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞与上述骨髓瘤细胞融合后，再加入含氨基蝶呤的培养液。将这些混合物分装于如图所示的细胞培养板的小孔中培养。下列相关叙述错误的是（ ） A. 制备单克隆抗体运用了动物细胞具有全能性的原理和动物细胞培养技术 B. 融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞时，培养液中可以加入PEG作为诱导剂 C. 培养液中加入氨基蝶呤的目的是筛选杂交瘤细胞 D. 小孔中的细胞经过增殖后，均会产生所需特异性抗体 【答案】AD 【解析】 【分析】根据题意，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后再加入含氨基蝶呤的培养液中，由于骨髓瘤细胞合成核酸的途径能被氨基蝶呤阻断，故骨髓瘤细胞不能在该培养液中生长，而B淋巴细胞本身无增殖能力，则只有融合形成的B-骨髓瘤细胞才能在该培养液中生长，而融合形成的B-骨髓瘤细胞既能无限增殖，又能产生抗体。 【详解】A、制备单克隆抗体包括制备杂交瘤细胞和杂交瘤细胞培养，制备杂交瘤细胞运用了动物细胞融合技术，杂交瘤细胞培养需应用动物细胞培养技术，但制备单克隆抗体过程中没有利用细胞的全能性，A错误； B、融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞时，培养液中可以加入PEG作为诱导剂，诱导细胞融合，B正确； C、由题意知，骨髓瘤细胞中核酸的合成能被氨基蝶呤阻断，培养液中加入氨基蝶呤，骨髓瘤细胞不能增殖，杂交瘤细胞能增殖，从而可筛选出杂交瘤细胞，C正确； D、小孔中增殖的杂交瘤细胞不一定都能产生所需要的特异性抗体，需要进一步筛选才能获得产生特异性抗体的杂交瘤细胞，D错误。 故选AD。 17. 如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析错误的是（　　） A. 4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管中的10倍 B. 5号试管中稀释液进行平板培养的结果表明每克该土壤中的菌株数目为1．7×106个 C. 当样品稀释度足够高时，一般平板上一个单菌落来源于一个活菌 D. 某一稀释度下至少涂3个平板，该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目高 【答案】BD 【解析】 【分析】培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。 【详解】A、4号中稀释液稀释倍数比5号的低10倍，菌株密度是5号的10倍，如果操作正确，4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管中的10倍，A正确； B、5号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为（168+175+167）÷3×10×106=1．7×109（个），B错误； C、稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数目，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，C正确； D、稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞长成一个菌落，使该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低，D错误。 故选BD。 18. 下列关于生物武器的叙述，正确的是（　　） A. 炭疽杆菌、天花病毒、酵母菌都可作为生物武器 B. 在战争中，为预防敌方使用生物武器，参战部队采取的最有效措施是接种病原体的疫苗 C. 若被经过基因改造的生物武器伤害，治疗难度更大 D. 真正爱好和平的人不会使用生物武器，但可以研制、开发、保存 【答案】BC 【解析】 【详解】A、酵母菌不属于致病微生物，不能作为生物武器致病菌，A错误； B、常见的生物武器有致病菌和病毒等，因此预防生物武器的有效措施是接种疫苗，使机体产生相应的免疫，B正确； C、经过基因改造的生物武器都是人类没接触过的，没有相应的有效药物，治疗难度较大，C正确； D、彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望，D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共1小题，共11分。 19. 为确定某致病细菌对不同抗生素的敏感性，研究人员设置了四组实验：分别将含有A、B、C、D四种抗生素（含量相同）的滤纸片均匀置于同一平板上的不同位置，放在培养箱中培养一定时间后，观察其透明圈的大小，实验结果如下表。回答下列问题： 实验组别 抗生素种类 实验结果 1 A 滤纸片周围出现透明圈 2 B 滤纸片周围没有出现透明圈 3 C 滤纸片周围的透明圈比含A的小 4 D 滤纸片周围的透明圈比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落 （1）在微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，用平板培养细菌时一般需要将平板倒置，其原因是___________。 （2）实验需使用涂布器接种，接种前涂布器的灭菌方法为_______。 （3）根据实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素种类为_______；在排除杂菌污染的情况下，第4组实验说明细菌对抗生素D产生了________。 （4）该实验还缺少一组空白对照，请尝试补充：_________。 【答案】（1）防止冷凝水落入培养基造成污染、避免培养基中的水分过快蒸发 （2）灼烧灭菌 （3） ①. 抗生素A ②. 耐药性（抗药性） （4）增加一组不含抗生素的滤纸片进行的实验 【解析】 【分析】题意分析，根据表格内容可知，使用抗生素A时，滤纸片周围出现了透明圈，且透明圈最大，故抗生素A的抗菌效果最好。为了增强本实验的说服力，本实验应增加一组不含抗生素的滤纸片进行的实验作为空白对照组，以排除滤纸片本身对实验结果的影响。 【小问1详解】 为了防止培养皿盖上的冷凝水滴落到培养基上污染培养基以及避免培养基中的水分过快蒸发，用平板培养细菌时一般需要将平板倒置。 【小问2详解】 接种工具常用的灭菌方法为灼烧灭菌。 【小问3详解】 根据表格可知，使用抗生素A时，滤纸片周围出现了透明圈，且透明圈最大，故为了达到良好的抗菌效果，最好应选用抗生素A；在排除杂菌污染的情况下，第4组的透明圈中出现了一个菌落，说明细菌对抗生素D产生了耐药性（抗药性）。 【小问4详解】 该实验还缺少一组空白对照实验，应增加一组不含抗生素的滤纸片进行的实验，以排除滤纸片本身对实验结果的影响，这样可以增强实验的说服力。 四、探究题：本大题共1小题，共14分。 20. 大肠杆菌β-半乳糖苷酶（Z酶）可催化底物（X-gal）水解产生蓝色物质。在pUC18质粒中，lacZ′ 编码Z酶氨基端的一个片段（称为α-肽），该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。已知α-肽、缺失α-肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性。利用图乙中的DNA片段与pUC18质粒进行基因工程操作。 （1）限制酶能催化双链DNA分子中___（填化学键名称）的断裂。本实验可使用限制酶___处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段，再通过DNA连接酶连接，获得含目的基因的重组质粒。 （2）用重组质粒转化大肠杆菌，然后将大肠杆菌接种到含氨苄青霉素的固体培养基上进行培养，由于未发生转化的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有___，在该培养基上不能生长。从功能上划分，该培养基属于___培养基。 （3）当上述培养基中含有X-gal时，生长出的菌落有蓝色和白色两种类型，其中含有重组质粒的大肠杆菌的菌落颜色为___，这是因为___。为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是___。 【答案】 ①. 磷酸二酯键 ②. SalI ③. 氨苄青霉素抗性 ④. 选择 ⑤. 白色 ⑥. 目的基因与质粒连接后使lacZ′ 被破坏，不能合成α-肽 ⑦. 编码α-肽的DNA序列缺失，其他序列正常 【解析】 【分析】基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。 【详解】（1）限制酶能催化双链DNA分子中磷酸二酯键的断裂，将DNA降解。从图中可知，酶HindIII可破坏目的基因，而质粒和目的基因两侧都有酶SalI识别位点，因此本实验可使用限制酶SalI处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段。 （2）重组质粒上有氨苄青霉素抗性基因，由于未发生转化的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有氨苄青霉素抗性，在含氨苄青霉素培养基上不能生长。从功能上划分，该培养基属于选择培养基，选择了含重组质粒的大肠杆菌。 （3）从图中可知，重组质粒是用酶SalI分别处理过的质粒和目的基因片段形成的，重组质粒的lacZ′基因被破坏，不能合成β-半乳糖苷酶（Z酶），不能催化底物（X-gal）水解产生蓝色物质，故呈菌落白色。已知α-肽、缺失α-肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性，为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是编码α-肽的DNA序列缺失，其他序列正常。 【点睛】本题重点考查基因工程的原理、操作步骤及重组质粒的筛选，要求学生有一定的分析推理能力。 五、识图作答题：本大题共3小题，共30分。 21. 在未断奶的小牛胃中存在一种凝乳酶，被广泛应用于奶酪和酸奶的生产。科学家将编码牛凝乳酶的基因（长度1.5kb）导入大肠杆菌获得工程菌，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 （1）提取小牛胃黏膜组织中的mRNA，经逆转录得到cDNA，选择合适的引物进行PCR扩增，PCR引物碱基数一般在20～30个之间，过短则导致 __________。 （2）如表为操作过程中可能用到的限制酶，图1为获得的目的基因及末端（除黏性末端序列外，其他碱基序列省略），图2为要使用的质粒，其中的Tetr、Ampr分别为四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。对质粒进行切割时，选用的两种限制酶为 __________。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是 __________，导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是 __________。 限制酶 BamHⅠ BclⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别位点及切割位点 -G↓GATCC- -T↓GATCG- -CCC↓GGG- -↓GATC- （3）将转化后的大肠杆菌接种在含 __________的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如图3， __________号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。 注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中 （4）已知凝乳酶第20、24位氨基酸变成半胱氨酸，其活性可显著提高。科研人员希望运用蛋白质工程技术获得活性更强的凝乳酶，请选用合适的措施编号并排序： __________。（用箭头表示） ①重组DNA分子导入大肠杆菌②随机改变凝乳酶基因的序列③分析突变蛋白功能，设计结构④改变凝乳酶基因的特定序列⑤培养细胞后提纯突变蛋白⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组 【答案】（1）特异性降低 （2） ①. BclⅠ和SmaⅠ ②. 有相同的黏性末端可发生碱基互补配对 ③. 遗传信息的传递都遵循中心法则或生物界共用一套遗传密码 （3） ①. 四环素 ②. 2 （4）③→④→⑥→①→⑤ 【解析】 【小问1详解】 引物与模板之间遵循碱基互补配对原则，若引物太短则特异性降低。 【小问2详解】 基因表达载体构建时，需要将目的基因和运载体切出相同的黏性末端。对质粒进行切割时，若选用BamHⅠ会把2个标记基因都破坏，故对质粒进行切割时，选用的两种酶为BclⅠ和SmaⅠ。目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是有相同的黏性末端可发生碱基互补配对，导入的目的基因在受体细胞中能成功表达的理论基础是遗传信息的传递都遵循中心法则或生物界共用一套遗传密码。 【小问3详解】 图中构建目的基因表达载体时，氨苄青霉素抗性基因被限制酶破坏，故将转化后的大肠杆菌接种在四环素的培养基上进行培养及筛选；如果用BclⅠ和SmaⅠ两种酶切割重组质粒，电泳后将获得分别含有质粒和目的基因的两条条带，2、3含有两条条带，2中其中一条条带为1.5kb,3中其中一条条带为0.9kb左右，由于牛凝乳酶的基因大小为1.5kb,所以对应电泳图是菌落2很可能是含目的基因的重组质粒。 【小问4详解】 蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），其前提是基因工程，故运用蛋白质工程技术从大肠杆菌中获得活性更强的凝乳酶，具体过程为：③分析突变蛋白功能，设计结构→④改变凝乳酶基因的特定序列→⑥将改变后的凝乳酶基因与质粒重组→①重组DNA分子导入大肠杆菌→⑤培养细胞后提纯突变蛋白。 22. 科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有 PstI、SmaI、HindⅢ、AluI 四种限制性内切核酸酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(amp'为抗氨苄青霉素基因)，其中①-④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。请据图作答： （1）基因工程中常用质粒作为载体，将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外，通常还需要有___________________(写出三点)，图中的标记基因是___________，其主要作用是___________________。 （2）基因工程中核心步骤是______________(用图中数字表示)，在此过程中，为使目的基因定向插入运载体中，本实验中应该选用限制酶 _________________对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。 （3）培育出的番茄植株是否具有抗冻性状，可采用鉴定方法是___________________。 （4）研究人员采用了如下图巢式PCR技术获取抗冻蛋白基因，巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应(PCR)，使用两对PCR 引物扩增完整的片段。第一对PCR 引物(也称外引物)扩增片段和普通PCR 相似。第二对引物称为巢式引物(因为他们在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物)结合在第一次 PCR 产物内部，使得第二次PCR 扩增片段短于第一次扩增。 ① 相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率______，分析其原因是__________________。 ② PCR 技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增抗冻蛋白基因时设计引物序列的主要依据是_________________________。如图，若一个中间产物使用内引物进行第二次PCR 扩增，经过4次循环，产物中共有__________个等长的目标产物，PCR 产物通常采用____________________法来鉴定。 【答案】（1） ①. ①. 启动子、终止子、限制酶切割位点 ②. 抗氨苄青霉素基因 ③. 便于筛选含重组DNA分子的受体细胞 （2） ①. 构建基因表达载体 ②. PstI和SmaI （3）将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中，观察植株的生长发育情况 （4） ①. 低 ②. 由于第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增 ③. 抗冻基因两端的部分核苷酸序列 ④. 8 ⑤. 琼脂糖凝胶电泳 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 【小问1详解】 基因工程中常用质粒作为载体，将基因送入受体细胞中。作为运载体的质粒除了必须有复制原点、标记基因之外，通常还需要有启动子、终止子、限制酶切割位点，据图可知，图中的标记基因是抗氨苄青霉素基因，其主要作用是便于筛选含重组DNA分子的受体细胞。 【小问2详解】 基因工程中核心步骤是构建基因表达载体，在此过程中，为使目的基因定向插入运载体中，应选择双酶切，结合目的基因两端和质粒上的限制酶分布位置分析可知，本实验中应该选用限制酶pstI和smaI对鱼抗冻蛋白基因和质粒进行切割。 【小问3详解】 培育出的番茄植株是否具有抗冻性状，可采用鉴定方法是将转基因抗冻番茄幼苗植株栽培在寒冷环境中，观察植株的生长发育情况。 【小问4详解】 ①巢式PCR是一种变异的聚合酶链反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物（也称外引物）扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物（因为他们在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物）结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率低，原因是由于第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增。 ②PCR技术是获取目的基因的主要手段。PCR扩增目的基因时设计引物序列的主要依据是抗冻基因两端的部分核苷酸序列，若一个该DNA分子在PCR仪经过4次循环，经过3次循环后，短链条数目为23×2-2-2×3=8条，3次循环后的短链条在第4次循环时全部作为等长目的基因的模板，故产物中共有8个等长的目的基因片段，PCR产物通常采用琼脂糖凝胶电泳法来鉴定。 23. 如图所示，为细胞工程和胚胎工程部分技术涉及的相关流程，其中a 为精子，b为卵细胞，c 和d均为体细胞。请回答下列问题： （1）方法一为试管动物的培育过程，其中精子a在受精前要进行______处理，卵细胞b要培养至______________。体内受精时，____________和__________发生生理变化，可防止多精入卵。 （2）方法二的理论基础是__________________，通过方法二获得的动物个体乙的遗传物质主要来自___________(填“b”或“c”)。 （3）方法三获得杂种细胞，该技术的突出优点是_____________________。诱导动物细胞融合，有别于植物细胞融合的诱导方法为用_______诱导细胞融合。 （4）若细胞a、b、c、d的染色体条数分别是 n、n、2n、2n，则得到的动物甲、动物乙、杂种细胞丙染色体条数分别是 __________、_____________、___________。 【答案】（1） ①. 获能 ②. 减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期） ③. 透明带 ④. 卵细胞膜 （2） ①. 动物细胞核具有全能性 ②. c （3） ①. 打破了远缘杂交不亲和的障碍 ②. 灭活的病毒 （4） ①. 2n ②. 2n ③. 4n 【解析】 【分析】分析题图：方法一表示体外受精，形成的动物个体甲为试管动物；方法二是核移植，形成的动物个体乙为克隆动物；方法三是动物细胞融合技术，可用于制备单克隆抗体。 【小问1详解】 方法一表示通过体外受精培育试管动物的过程，其中精子a在受精前要在体外进行获能处理，卵细胞b也要培养至减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期），才具备与精子受精的能力。体内受精过程中，透明带和卵细胞膜会先后发生生理变化，可防止多精入卵。 【小问2详解】 方法二是动物体细胞核移植，其理论基础是动物细胞核具有全能性，由于遗传物质主要存在于细胞核，通过方法二获得的动物个体乙的遗传物质主要来自供核方c。 【小问3详解】 方法三是动物细胞融合技术，通过该技术可获得杂种细胞，该技术的突出优点是打破了远缘杂交不亲和的障碍。诱导动物细胞融合，不同于植物细胞融合的诱导方法为用灭活的病毒诱导细胞融合。 【小问4详解】 若细胞a、b、c、d的染色体条数分别是 n、n、2n、2n，则得到的动物甲由精子a和卵细胞b结合的受精卵发育而成，其染色体条数为2n， 动物乙是通过动物体细胞核移植得到的克隆动物，其染色体条数为2n ，杂种细胞丙由细胞c、d融合而成，其染色体条数为两细胞染色体之和，即4n。 【点睛】本题考查动物细胞工程的相关技术，主要考查对受精作用过程、核移植、细胞融合技术的理解与识记。可根据题图判断三种方法代表的过程来解答本题。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $