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2022-2023学年山东省潍坊市昌乐一中高二下学期第一次月考生物试题含解析
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这是一份2022-2023学年山东省潍坊市昌乐一中高二下学期第一次月考生物试题含解析，共32页。试卷主要包含了单选题，多选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
山东省潍坊市昌乐一中2022-2023学年高二下学期第一次月考生物试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料，后来又通过固体发酵法制得其他食品，如酱油、醋、豆豉、腐乳等，从而形成了中华民族特有的饮食文化。下列与传统发酵技术相关的描述，正确的是（ ）
A．传统发酵技术是利用不同原核生物产生不同代谢物的原理，生产人们需要的产物
B．发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程
C．谷物、水果等原料可为微生物的生长提供各种营养物质，发酵前无需进行灭菌处理
D．与传统发酵技术相比，发酵工程要接种通过基因工程育种获得的优良菌种
【答案】C
【分析】发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
【详解】A、传统发酵技术利用的微生物有原核生物（如乳酸菌），也有真核生物（如酵母菌），A错误；
B、发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需产物的过程，并非都是通过微生物的无氧呼吸，B错误；
C、谷物、水果等原料可为微生物的生长提供各种营养物质，传统发酵技术一般利用的是原料中天然存在的微生物，因此发酵前无需进行灭菌处理，C正确；
D、发酵工程接种的优良菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，D错误。
故选C。
2．纤维素分解性细菌能利用分泌的纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖等并吸收利用。刚果红是一种染料，能与像纤维素这样的多糖形成红色复合物，而不能与其水解产物发生类似反应。将不能直接吸收纤维素的甲、乙两种菌分别等量接种在含纤维素和刚果红的培养基上，甲菌菌落周围无变化，乙菌菌落周围呈现透明圈。下列说法错误的是（ ）
A．实验中所用的培养基以纤维素为唯一碳源
B．乙菌属于纤维素分解性细菌
C．该实验的关键是防止杂菌污染
D．配制培养基时需调至中性或弱碱性
【答案】A
【分析】1、培养基的主要成分：
①主要成分：水、碳源、氮源、无机盐。
②其他成分：还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
③牛肉膏和蛋白胨：来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。
④几种微生物培养时的特殊需求：培养乳酸杆菌时，需要添加维生素；培养霉菌时，需要将培养基调至酸性；培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。
选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，以抵制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。
【详解】A、本实验并不是为了分离获取纤维素分解性细菌，而是为了鉴定甲、乙两种菌是否为纤维素分解性细菌，当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红-纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，即使培养基中有除了纤维素外其他的碳源，也不会对实验结果造成干扰，因此实验中所用的培养基不是以纤维素为唯一碳源，A错误；
B、刚果红能与像纤维素这样的多糖形成红色复合物，而不能与其水解产物发生类似反应，乙菌菌落周围呈现透明圈，说明乙菌能将纤维素分解，使纤维素的水解产物无法与刚果红形成红色复合物，故乙菌属于纤维素分解性细菌，B正确；
C、微生物培养的关键是防止菌污染，C正确；
D、培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性，D正确；
故选A。
3．为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程，研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温（10℃）的纤维素降解菌。相关叙述正确的是（ ）
A．选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关
B．初筛菌种前，要利用固体培养基在37℃条件下扩大培养目标菌种
C．用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基
D．应选择菌落直径与周围透明圈直径比值大的菌落进行纯化
【答案】A
【分析】刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。
【详解】A、筛选耐低温的纤维素降解菌需要到其所生活的环境中寻找，冻牛粪中富含纤维素，有很多微生物，冻牛粪因温度低，故其内的微生物是耐低温微生物，A正确；
B、初筛菌种前，要利用液体培养基在10℃条件下扩大培养目标菌种，B错误；
C、用于筛选的培养基以纤维素为唯一的碳源的固体培养基，加入刚果红染料是鉴别作用，C错误；
D、由于刚果红染料与纤维素形成红色复合物，因此出现以因纤维素降解菌为中心的透明圈，菌落直径与透明圈直径比值越小，分解纤维素的能力越强，D错误。
故选A。
4．下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是（ ）
A．分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B．利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质，经过淋洗、调制成酱油产品
C．发酵过程中不需要随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度
D．利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于化学防治
【答案】B
【分析】发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。
【详解】A、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，发酵罐培养的环境条件会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢产物的形成，A错误；
B、以大豆为主要原料，利用产生黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制可以制成酱油产品，B正确；
C、发酵过程中只在最初添加一次菌种，中途需随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度，以便了解发酵进程，同时还应严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等条件，并及时添加必需的培养液组分以延长稳定期，增加产量，C错误；
D、利用放线菌通过发酵工程产生的井冈霉素可以用来防治水稻枯纹病，这种治理不会对环境造成影响，属于生物防治，D错误。
故选B。
5．某学者利用“影印培养法”研究大肠杆菌抗链霉素性状产生的原因，先将原始菌种接种在1号培养基上，培养出菌落后，将灭菌绒布在1号上印模，绒布沾上菌落并进行转印，使绒布上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上。待3号上长出菌落后，在2号上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再接种到5号培养基上，并重复以上步骤。实验过程如右图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．大肠杆菌抗链霉素的性状是由链霉素的选择作用引起的
B．1号和5号采用平板划线法将菌种接种在相应选择培养基上
C．4号与8号培养液中，大肠杆菌抗链霉素菌株的比例逐渐增大
D．该实验缺乏对照实验，无法确定抗链霉素性状属于可遗传的变异
【答案】C
【分析】1．影印培养法实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。通过影印培养法，可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中，分离出各种类型的突变种。
2．基因突变是随机的、不定向的，自然选择是定向的，微生物的抗药性突变是自发产生的，环境只能对抗药性突变进行选择。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物，其可遗传变异只有基因突变，大肠杆菌抗链霉素的性状是由基因突变引起的，A错误；
B、1号和5号采用稀释涂布平板法将菌种接种在相应选择培养基上，B错误；
C、4号与8号培养液中，大肠杆菌抗链霉素菌株的比例逐渐增大，C正确；
D、本实验有对照实验，无链霉素的培养基为对照，可以确定抗链霉素性状属于可遗传的变异，D错误。
故选C。
【点睛】本题以“影印培养法”为主线，考查了微生物的培养等知识点，解题关键是对影印培养法操作步骤的理解，并从实验现象中分析得出大肠杆菌抗链霉素性状的产生与是否接触链霉素无关。
6．如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图，有关叙述正确的是（ ）
A．利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
B．①、②过程中均发生细胞的增殖和分化
C．多倍体植株的培育需经过如图所示过程
D．对愈伤组织细胞进行处理使其发生突变，就可以得到对人们有用的新品种
【答案】A
【分析】分析题图可知，图示为植物组织培养技术。图中①是脱分化过程，②为再分化并发育为试管苗的过程。
【详解】A、分析题图可知，图示为植物组织培养技术，利用此过程获得的试管苗的基因型与亲本的基因型相同，可能为杂合子，也可能为纯合子，A正确；
B、图中①是脱分化过程，没有发生细胞分化，B错误；
C、多倍体植株的培育需利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，不需要经过组织培养，C错误；
D、对愈伤组织细胞进行处理使其发生突变，由于基因突变具有不定向性，因此不一定能得到人们有用的品种，D错误。
故选A。
7．某杂种植株的获取过程如下图所示，下列有关分析正确的是（ ）
A．叶片经消毒后需用流水多次冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B．图示①过程采用酶解法获取原生质体时，可用聚乙二醇调节渗透压
C．图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙，提高酶解效率
D．经⑤过程获得的杂种植株一定具有双亲的优良性状
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术指将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术，其过程为：植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或是化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物细胞培养技术将杂种细胞培养成杂种植物体。
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用，A错误；
B、聚乙二醇是诱导细胞融合的物质，不是调节渗透压的物质，通常加入甘露醇来调节渗透压，B错误；
C、图示②过程通过抽真空处理，利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙，提高了酶与细胞壁的接触面积，从而提高酶解效率，C正确；
D、通过体细胞杂交技术获得的杂交植株，虽含有两个亲本细胞的遗传物质，但是在杂交植株中并不是所有基因都表达，比如隐性基因遇到显性基因，隐性基因所控制的性状就得不到表现，所以杂种植株不一定具有双亲的优良性状，D错误。
故选C。
8．花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果图2所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图1培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B．图1过程①是在无菌水中进行，过程②是在固体培养基中进行
C．图2中属于杂种植株的是4和5，1可能是花椰菜
D．病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株
【答案】B
【分析】1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。2、根据图谱分析，4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞，而1、2、3号个体只有紫罗兰中的蛋白质，说明不是杂种细胞。
【详解】A、植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株，体现了植物细胞全能性；两个物种细胞的融合体现了细胞膜流动性原理，A正确；
B、图1过程①为用纤维素酶果胶酶去除细胞壁的过程，过程②为原生质体融合过程，需用物理或者化学（PEG等）的方法处理处理，B错误；
C、根据图谱分析4号和5号个体含有两种类型的蛋白质是杂种细胞，而1号个体只有1种蛋白质可能是花椰菜，C正确；
D、可将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株，D正确。
故选B。
9．如图是“生物导弹”的作用原理，阿霉素是一种抗肿瘤药物，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列相关说法错误的是（ ）
A．单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的，具有特异性强，灵敏度高等特点
B．活化阿霉素能抑制细胞中的DNA转录和翻译过程
C．单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，在原位杀死癌细胞，进而治疗癌症
D．单克隆抗体作用的特异性可减轻阿霉素对正常细胞的伤害
【答案】B
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的，具有特异性强，灵敏度高等特点，A正确；
B、阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，因此活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程，B错误；
C、单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，在原位杀死癌细胞，进而治疗癌症，C正确；
D、阿霉素对正常细胞也有一定毒性，而单克隆抗体特异性强，从而减轻阿霉素对正常细胞的伤害，D正确。
故选B。
10．灭活疫苗是将培养扩增的活病毒通过物理或化学手段灭活后，经过系列纯化制备的生物制剂。国产新冠灭活疫苗的大致生产流程如下，将抗原性强的病毒接种到Vero细胞中培养，再使病毒经过β-丙内酯灭活等过程制备成疫苗。下列相关说法错误的是（ ）
A．Vero细胞的细胞膜上存在新冠病毒能够特异性识别的受体
B．培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无毒的环境
C．培养时，需将Vero细胞置于含95%空气和5%CO2的气体环境中
D．β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力但不会破坏其抗原结构
【答案】B
【分析】动物细胞培养的条件：
1、营养物质：无机物(无机盐、微量元素等)，有机物(糖、氨基酸、促生长因子等) 。通常需要加入血清。
2、温度、pH和渗透压。
3、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中加入一定量的的抗生素，以防被污染。此外应定期更换培养液，以便清除代谢产物防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害。
4、气体环境(95%的空气+5%CO2的混合气体) ，其中5%CO2气体是为维持培养液的pH稳定 。
【详解】A、题干中用Vero细胞培养新冠病毒，因此Vero细胞的细胞膜上需存在新冠病毒能够特异性识别的受体，便于病毒识别，A正确；
B、培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无菌的环境；培养液需要定期更换，及时清除代谢产物，以保证细胞培养的无毒的环境，B错误；
C、需将Vero细胞置于含95%空气和5% CO2混合气体的培养箱中进行培养，O2是细胞代谢所必需的，CO2主要作用是维持培养液的pH，C正确；
D、β-丙内醋灭活会使新冠病毒失去感染能力，但不会破坏其表面的蛋白结构，保留其抗原性，D正确。
故选B。
11．自然界中很少出现蓝色的花，天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因（idgS）及其激活基因（sfp）构建基因表达载体（如下图），通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B．将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeI和BamHI
C．sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的
D．农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
【答案】B
【分析】由图可知，将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI，则会将终止子一同切除，故只能用BamHI；将idgS基因插入Ti质粒时可用SpeI和SacI以避免产生的黏性末端环化，增加构建成功的概率。
【详解】A、靛蓝能够稳定显色，不受pH的影响，故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因，A正确；
B、将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI，则会将终止子一同切除，故只能用BamHI，B错误；
C、sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的，C正确；
D、将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法，故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上，D正确。
故选B。
12．构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5'-Р变成5'-0H，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5'-0H与3'-0H不能连接而形成切口（nick）。下列说法错误的是（ ）
A．经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化
B．外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理
C．T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端
D．重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA
【答案】B
【解析】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】A、将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5'-0H与3'-0H不能连接而形成切口（nick），因此经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化，A正确；
B、外源DNA不能用碱性磷酸单酯酶处理，如用碱性磷酸单酯酶处理，载体与外源DNA连接不能连接形成重组DNA，B错误；
C、DNA连接酶（DNA Ligase）也称DNA黏合酶，在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色，那就是连接DNA链3‘-OH末端和，另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。连接酶的催化作用需要消耗ATP。T-DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，C正确；
D、DNA是半保留复制，重组DNA经过2次复制，可得到2个不含nick的子代DNA，D正确。
故选B。
13．下列与DNA相关实验的有关的叙述，错误的是（ ）
选项
实验
方法/原理
A
证明DNA半保留复制
通过检测14N和15N的放射性强度区分不同的DNA分子
B
DNA的粗提取与鉴定
利用体积分数为95%的酒精去除部分蛋白质
C
DNA片段的PCR扩增
PCR反应缓冲溶液中的Mg2+能够激活TaqDNA聚合酶
D
DNA片段的电泳鉴定
在凝胶溶液凝固前加入核酸染料以便对DNA进行染色
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【分析】1、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
2、聚合酶链式反应（PCR）是一种用于体外扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，参与PCR反应的物质主要为五种：引物、酶、dNTP、模板和Mg2+。
【详解】A、15N不具有放射性。在证明DNA半保留复制的实验中，用离心法通过观察15N标记的DNA在离心管中的位置来证实，A错误；
B、DNA不溶于酒精，因此可用体积分数为95%冷酒精析出DNA，静置2-3分钟，获得较纯净的DNA，用玻璃棒沿着同一方向搅拌，卷起的丝状物是DNA，能够初步分离DNA与蛋白质，B正确；
C、DNA片段的PCR扩增PCR反应缓冲溶液中的Mg2+能够激活TaqDNA聚合酶，但要注意加入的Mg2+浓度，C正确；
D、凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，在波长为300nm的紫外灯下可以被检测出来，因此用于分离后DNA的检测，D正确。
故选A。
14．在研究拟南芥Q基因的功能，获得了该基因T-DNA突变体，该突变体和野生型相比，对重金属镉（Cd）胁迫抗性明显增加。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因和细胞分裂素合成酶基因，它们的表达与否能影响相应植物激素含量，进而调节肿瘤组织生长和分化。有关叙述错误的是（ ）
A．Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上的变异属于基因重组
B．该基因有可能编码一个根细胞膜的Cd2+吸收转运载体蛋白质
C．可利用T-DNA的特性将目的基因整合到受体细胞染色体DNA中
D．可检测拟南芥肿瘤组织的生长和分化情况初步判断T-DNA是否转移
【答案】B
【分析】T-DNA是农杆菌Ti质粒上的一段可转移的DNA，可将目的基因插入T-DNA内部，T-DNA转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA中。
【详解】A、T质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上的过程发生基因重新组合，使得植物细胞具有T-DNA上的基因，该变异属于基因重组，A正确；
B、与野生型相比，含该基因的突变体对重金属镉（Cd）胁迫抗性明显增加，说明突变体根细胞膜对Cd2+吸收减少，说明该基因编码的不是Cd2+吸收转运载体蛋白质，B错误；
C、T-DNA又称为“可转移的DNA”，能转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA中，可利用T-DNA这一特性完成目的基因整合到受体细胞染色体DNA中，C正确；
D、T-DNA中含有植物生长素合成酶基因和细胞分裂素合成酶基因，含有T-DNA的拟南芥能表达生长素和细胞分裂素，因此可检测拟南芥肿瘤组织的生长和分化情况初步判断T-DNA是否转移，D正确。
故选B。
15．反向PCR流程如图所示，该技术可利用一段已知DNA序列设计合理的引物，扩增已知序列两端的未知序列。图中已知序列一条链的碱基排列顺序为“5’-AACTATGCGCTCATGA-……-GCAATGCGTAGCCTCT-3'”。下列叙述错误的是（ ）
A．I酶切：用一种限制酶切割DNA，以使两端未知序列形成相同的黏性末端
B．II连接：使用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键
C．设计的两种引物分别是“5'-AACTATGCGCTCATGA–3’”和“5'-AGAGGCTACGCATTGC-3’”
D．对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。该DNA单链序列可能为“5'-AATTCCAGT-……-CTGAATT-3'”
【答案】C
【分析】生物工程中酶的作用：
DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。
DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。
限制性核酸内切酶：从DNA链的内部进行切割，分为限制性内切酶和非限制性内切酶。
反转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，既可以用DNA为模板，也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录cDNA，用来建立cDNA文库，进而分离为特定蛋白质编码的基因。
【详解】A、根据图示可以看出经过I酶切过程后，由于用一种限制酶切割DNA，从而使两端未知序列形成相同的黏性末端，A正确；
B、II过程是将DNA片段连接起来，该过程中使用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键，B正确；
C、设计的两种引物需要与已知序列发生碱基互补配对，而后向两侧延伸合成未知序列，因此合成的引物分别是“5'-TCATGAGCGCATAGTT–3’”和“5'-GCAATGCGTAGCCTCT-3’”，C错误；
D、对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列，由于F序列是未知序列，根据C项中的引物序列做出判断，该DNA单链序列可能为“5'-AATTCCAGT-……-CTGAATT-3'”，D正确。
故选C。
二、多选题
16．地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%~60%能被土壤中产生纤维素酶的某些微生物分解利用。刚果红染液可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。在含有纤维素的培养基中加入刚果红，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈（如图所示）。下列关于纤维素分解菌的分离与计数实验，叙述错误的是（ ）
A．分离纤维素分解菌的选择培养基应以纤维素为唯一碳源
B．对纤维素分解菌计数时应选择菌落数在30-300之间
C．采用平板划线法统计平板上菌落数，统计值比活菌实际数低
D．通过比较得知，菌落②中的菌株分解纤维素能力最强
【答案】CD
【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。
【详解】A、以纤维素为唯一碳源的选择培养基，能分解纤维素的微生物才能存活，所以可以用来分离纤维素分解菌，A项正确。
B、为了保证结果准确，一般选择菌落数为30~300的平板进行计数，B项正确。
C、采用平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上，但没法进行计数；要计数应采用稀释涂布平板法来统计平板上菌落数，统计值比活菌实际数低，因为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，C项错误。
D、菌落①小，但降解圈大，说明菌落①中的菌株分解能力最强，D项错误。
故选CD。
17．聚羟基脂肪酸酯（PHA）是某些细菌以蔗糖为原料合成的一种胞内聚酯，具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性。PHA进入海洋后，可以被动物食用，约1 ~3年完全自然降解。下图为PHA的生产工艺流程，有关分析正确的是（ ）
A．培养基A需添加蔗糖，为选择培养基
B．菌株M用血细胞计数板进行直接计数
C．发酵罐内应严格控制温度、pH等条件
D．采用过滤、沉淀的方法得到PHA产品
【答案】AC
【分析】发酵条件直接会影响微生物的生长和发酵产品的质量，发酵条件包括温度、pH、溶解氧、通气量等。温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控；pH条件的调控可在培养基中加入缓冲液，在发酵过程中加酸或碱；溶解氧的调控需根据微生物的代谢类型，若微生物是需氧型的，可通过空气入口通入空气，并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧，若微生物是厌氧型的，需封闭空气入口，建立厌氧环境等。
如果发酵产物是微生物本身可在发酵结束之后，采用过滤沉淀的方法，将菌体分离和干燥即可得到产品，如果产品是代谢物可根据产物的性质，采取适当的提取分离和纯化措施来获得产品
【详解】A、由题干信息“聚羟基脂肪酸酯是细菌以蔗糖为原料合成的胞内聚酯”可知：生产聚羟基脂肪酸酯需要以蔗糖为原料，故培养基中需添加蔗糖，在盐浓度60g／L，PH为10的培养基中，只有耐盐碱的微生物才能生存，其他微生物因无法适应这一环境而被淘汰，所以该培养基是选择培养基，A正确；
B、血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对大的真菌等的计数，菌株M属于细菌个体较小，应用细菌计数板进行直接计数，B错误；
C、在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量产物浓度，以了解发酵进程，还要及时添加必需的营养组分，严格控制温度PH和溶解氧等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C正确；
D、结合题意和分析可知，PHA是细菌的代谢物，应采用提取、分离、纯化措施来获取产品，D错误。
故选AC。
18．CD47 是一种跨膜糖蛋白，可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌肿瘤细胞表面的 CD47 含量比正常细胞高 1.6～5 倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗 CD47 的单克隆抗体可以解除 CD47 对巨噬细胞的抑制作用，科学家按照如下流程进行了实验，下列叙述错误的是（ ）
A．对照组应设置为：巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
B．肺癌肿瘤细胞有发达的内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成
C．过程②和过程③筛选得到的杂交瘤细胞都能够产生抗CD47的单克隆抗体
D．若实验组的吞噬指数高于对照组，则单克隆抗体有解除 CD47 对巨噬细胞的抑制作用
【答案】ABC
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、根据单一变量原则可知，应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为对照，A错误；
B、肺癌、结肠癌等肿瘤细胞有内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成，但癌细胞表面糖蛋白减少，肺癌、结肠癌等肿瘤细胞的内质网和高尔基体不受很发达，B错误；
C、用特定的选择培养基筛选出来的细胞为杂交瘤细胞，自身融合的细胞和未融合的细胞不能在此选择培养基上生长，筛选出来的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体；由于小鼠处在多种抗原刺激下，因此筛选出来的杂交瘤细胞不一定能产生所需的抗体，还需要对第一次筛选的细胞进行克隆化培养和抗体检测，C错误；
D、抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，没有抗体抑制，CD47对巨噬细胞有抑制作用，因此若对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证上述推测，D正确。
故选ABC。
三、单选题
19．经研究发现，PVY-CP基因位于某种环状DNA分子中。将PVY-CP基因导入马铃薯，使之表达即可获得抗PVY病毒的马铃薯。下图表示构建基因表达载体的过程，相关酶切位点如下表所示。下列说法错误的是（ ）
BamHⅠ
HindⅢ
BglⅡ
SmaⅠ
A．推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似
B．由步骤③获取的目的基因有1个黏性末端
C．步骤④应选用的限制酶是BamHⅠ和SmaⅠ
D．NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因
【答案】C
【分析】分析题图：图示是获得抗病毒马铃薯的部分操作，步骤①～③是从质粒A中获取目的基因（PVY-CP）的过程；质粒B是选用的运载体；④过程需要用限制酶处理质粒B；⑤表示基因表达载体的构建过程，该过程需要DNA连接酶。
【详解】A、由图可知，步骤②中用Klenow酶处理后，黏性末端变成平末端，说明Klenow酶能催化DNA链的合成，从而将DNA片段的黏性末端变成平末端，故Klenow酶的功能将DNA单链补全成双链，推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似，A正确；
B、据图示可知，由步骤③获取的目的基因一端平齐，一端为黏性末端，故共有1个黏性末端，B正确；
C、由于目的基因只有一个黏性末端，质粒是顺时针转录，使用BamHⅠ切割会导致目的基因无法转录，需选择一种黏性末端相同的限制性内切酶，另一种选择平末端限制酶，故步骤④中选用的限制酶是BglⅡ或SmaⅠ，C错误；
D、基因表达载体中除含有目的基因、启动子和终止子等组件外，还应有标记基因，据图推测，NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因，D正确。
故选C。
四、多选题
20．戊型肝炎病毒是一种 RNA病毒，其基因组中 ORF2 基因编码的 pORF2 蛋白是戊型肝炎病毒的表面抗原。我国科研人员利用基因工程，将编码 pORF2 的 DNA 导入大肠杆菌细胞，最终从大肠杆菌中提取 pORF2 蛋白并制成疫苗。下列分析正确的是（ ）
A．利用特定引物对病毒 RNA进行 PCR扩增即可获得目的基因
B．戊型肝炎病毒与大肠杆菌遗传物质相同所以能实现基因的重组
C．构建基因表达载体时，需将编码 pORF2 的 DNA与启动子连接
D．利用该方法获得的疫苗不会诱发细胞免疫但可以产生记忆细胞
【答案】CD
【解析】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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、需先将病毒的RNA逆转录成DNA，再根据DNA序列设计出特异性的引物进行PCR扩增目的基因，A错误；
B、戊型肝炎病毒的遗传物质是RNA，大肠杆菌的遗传物质的遗传物质是DNA，B错误；
C、基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分，要使目的基因在受体细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时，需将目的基因pORF2 的 DNA与启动子连接等调控组件重组在一起，C正确；
D、该蛋白疫苗不会侵染细胞，不产生细胞免疫，但疫苗属于抗原，会刺激机体产生体液免疫，可以产生记忆细胞（记忆B细胞），D正确。
故选CD。
五、综合题
21．研究人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌，设计了如图所示的流程。回答下列问题:
(1)土壤是微生物的天然培养基，该培养基能为微生物的生长供的四大营养物质分别是碳源、___。
(2)通过相关实验来选择较合适的土壤样品，该实验的自变量是___，最适合作为选择土壤样品的指标是___。
(3)图中“甲”指的是___，使用的是液体培养基，目的是___。
(4)将分离纯化得到的不同菌种分别接种到鉴别培养基上，鉴别培养基以___为唯一碳源，并加入了能与之结合的显色染色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明图的面积为S，选择S/s的比值___的菌落，就是能高效降解一次性口罩的目的菌群。
(5)研究人员欲获取上述目的菌相应基因进行后续研究，该过程中需要用到RT-PCR技术即以RNA为模板，还应加入4种脱氧核糖核苷三磷酸(ANTP)，一般要加入4种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸的原因是___，同时需加入的有___。
【答案】(1)氮源、水和无机盐
(2) 土壤样品的种类 一次性口罩的腐烂程度
(3) 选择培养 可增大菌体与培养液的面积
(4) 聚丙烯纤维 大
(5) dNTP能为子链延伸过程提供能量 酶和引物
【分析】微生物常见的接种方法：（1）平板划线法；（2）稀释涂布平板法。培养基中四大营养物质是碳源、氮源、水和无机盐。
【详解】（1）培养基能为微生物的生长供的四大营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐，土壤是微生物的天然培养基，也能为微生物的生长提供这些营养物质。
（2）通过实验选择较合适的土壤样品时，实验的自变量是土壤样品的种类，选择合适土壤样品的指标是一次性口罩的腐烂程度。
（3）结合图示可知，图中“甲”指的是选择培养，利用液体培养基可增大菌体与培养液的面积。
（4）口罩主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维，要分离出高效降解口罩的菌种，鉴别培养基应以聚丙烯纤维为唯一碳源，并加入了能与之结合的显色染色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明图的面积为S，选择S/s的比值大的菌落，就是能高效降解一次性口罩的目的菌群。因为透明圈越大，说明降解聚丙烯纤维的效果越好。
（5）RT-PCR技术即以RNA为模板，一般要加入4种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸的原因是dNTP能为子链延伸过程提供能量的同时还能提供原料，同时需加入酶和引物。
22．如图所示为某厂家生产的新冠抗原检测试剂盒，其工作原理为胶体金免疫层析法，即将特异性的抗原或抗体以条带状固定在膜上，可通过肉眼观察到显色结果。该法现已发展成为诊断试纸条，使用十分方便。
请回答下列问题：
(1)抗原检测的实质是检测样本中是否含有新冠病毒的______，而核酸检测则是检验样本中是否含有病毒的核酸。
(2)抗原检测试剂盒的生产依赖于新型冠状病毒单克隆抗体的制备。制取新型冠状病毒S蛋白的单克隆抗体部分过程如下图。
①图中a操作是指往小鼠体内注射______，之后一般从该小鼠的______中提取淋巴细胞，并在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。与诱导植物原生质体融合相比，诱导这两种细胞融合的特有方法是______。
②诱导融合后至少要经过两次筛选，图中的筛选1是指利用______将______细胞筛选出来；筛选2是利用______的原理将______细胞筛选出来，这类细胞具有______的特点，可直接用于生成单克隆抗体。
③利用筛选出的符合要求的细胞生产单克隆抗体时，既可以将细胞注入小鼠腹腔内进行生产，也可以在体外生产，两种方式相比，后者的优缺点分别有哪些？______。
【答案】(1)抗原蛋白
(2) 新冠病毒的特定抗原蛋白 脾脏 灭活病毒诱导法 选择培养基 杂交瘤 抗原-抗体杂交 能产生特定抗体的杂交瘤细胞 既能产生特定的抗体，而且还能无限增殖， 体外培养具有的优点是可大量生产单克隆抗体，且纯度高，其缺点是培养条件不易控制，生产成本相对较高。
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】（1）抗原检测利用特异性抗体检测病毒的抗原，即病毒蛋白质，从而检测样本中是否含有新冠病毒。相比核酸检测，抗原检测的速度可以更快，但准确度相对较低，不能替代核酸检测，而核酸检测则是检验样本中是否含有病毒的核酸。
（2）①图中a操作是指往小鼠体内注射特定的抗原，这里应该是新冠病毒的抗原蛋白，之后一般从该小鼠的脾脏中提取淋巴细胞，因为脾脏作为免疫器官，其中有大量的免疫细胞，而后在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。与诱导植物原生质体融合相比，诱导这两种细胞融合的特有方法是灭活病毒诱导法。
②诱导融合后至少要经过两次筛选，图中的筛选1是指利用选择培养基将杂交瘤细胞筛选出来，因为经过诱导融合后会产生多种类型的融合细胞，因而需要将杂交瘤细胞筛选出来；筛选2是利用抗原-抗体杂交，即抗原和抗体特异性结合的原理将能产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，这类细胞既能产生特定的抗体，而且还能大量增殖，因而可以在体外或体内进行大量培养，进而可用于生成单克隆抗体。
③利用筛选出的符合要求的细胞生产单克隆抗体时，既可以将细胞注入小鼠腹腔内进行生产，也可以在体外生产，而体内培养具备的优点是能节约培养基（成本），易于控制培养条件等，相比之下体外培养具有的优点是可大量生产单克隆抗体，且纯度高，其缺点是培养条件不易控制，且生产成本相对较高。
23．下图表示克隆短尾猴的流程。我国科学家通过调控组蛋白的甲基化和乙酰化修饰，调节重构胚相关基因的表达，解决了体细胞克隆猴胚胎的发育率和妊娠率低这一技术难点。回答下列问题：
(1)采集的卵母细胞要在体外培养到_____；普遍使用_____法去核。
(2)除病毒诱导外，还可以采用_____法诱导成纤维细胞与去核卵母细胞融合。
(3)图中的化学方法包括用曲古抑菌素A外理和注入Kdm4d的mRNA，结果极大地提高了胚胎的发育率和妊娠率。已知曲古抑菌素A是组蛋白去乙酰化酶抑制剂，Kdm4d是去甲基化酶，能去除组蛋白甲基化位点H3K9me3中的甲基。据此分析，图中的化学方法能提高胚胎发育率和妊娠率的机制分别是_____。
(4)胚胎移植前，需要对代孕母猴进行_____处理，为即将移入的胚胎提供合适的生理环境。克隆猴的成功培育，说明重构胚具有_____的能力；克隆小猴的性别与图中_____的相同。
【答案】(1) 减数分裂Ⅱ中期 显微操作
(2)电融合
(3)曲古抑菌素A通过提高组蛋白的乙酰化水平，调节重构胚相关基因的表达，Kdm4d的mRNA表达Kdm4d，降低组蛋白的甲基化水平，调节重构胚相关基因的表达，进而提高胚胎发育率和妊娠率
(4) 同期发情 发育成完整个体 胎儿猴
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体；用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，原理是动物细胞核的全能性；动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】（1）从母猴卵巢采集的卵母细胞需在体外培养至减数第二次分裂中期再进行去核操作，目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法。
（2）诱导成纤维细胞与去核卵母细胞融合的方法有病毒诱导和电融合法等。
（3）分析题意，曲古抑菌素A是组蛋白去乙酰化酶抑制剂，Kdm4d是去甲基化酶，能去除组蛋白甲基化位点H3K9me3中的甲基，结合题图可知，图中的化学方法能提高胚胎发育率和妊娠率的机制分别是：曲古抑菌素A通过提高组蛋白的乙酰化水平，调节重构胚相关基因的表达，Kdm4d的mRNA表达Kdm4d，降低组蛋白的甲基化水平，调节重构胚相关基因的表达，进而提高胚胎发育率和妊娠率。
（4）胚胎移植前，为避免发生免疫排斥，为即将移入的胚胎提供合适的生理环境，需要对代孕母猴进行同期发情处理；克隆猴的成功培育，说明重构胚具有发育成完整个体的能力；克隆小猴的性别与提供细胞核的个体性别相同，即与图中的胎儿猴相同。
24．三氯生是一种抑菌物质，具有优异的贮存稳定性，可以替代抗生素用于基因工程中筛选含目的基因的受体细胞。已知fabV（从霍乱弧菌中发现的烯脂酰ACP还原酶）基因可以使大肠杆菌抵抗三氯生。
(1)通过PCR方法获取fabV基因时，Taq酶只能从_____________延伸DNA链，而不能从头开始合成DNA，因此需要先根据____________设计两种特异性引物序列。反应体系的初始温度设置在90~95℃的目的是____________。
(2)在④步骤中，科研者需将大肠杆菌菌液利用_____________法接种到加有____________的细菌培养基上，待菌落长成后，直接挑取菌落加入到PCR反应系统中进行基因鉴定。PCR过程中不需要先提取细菌DNA的原因是____________。
(3)某科研团队将可以受温度调控的基因插入上述选出的重组质粒中，构建了温度调控表达质粒（如图2）。其中C基因在低温下会抑制P1，R基因在高温下会抑制P2。如果将lacZ基因和GFP基因插入图2质粒中，使得最后表现为低温下只表达GFP蛋白，而高温下只表达lacz蛋白。则lacZ基因插在____________之间，GFP基因插在____________之间。
【答案】(1) 引物的3′端 目的基因fabV基因两端碱基序列 使fabV基因受热变性后解为单链
(2) 稀释涂布平板 三氯生 大肠杆菌属于原核生物，其DNA是裸露的，可以直接作为PCR模板，且PCR变性阶段的高温可直接杀死细菌，使其释放DNA
(3) P1→T1 P2→T2
【分析】1、PCR全称为聚合酶链式反应，PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，原理是DNA复制，前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物，条件还包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
具体过程为：
变性，当温度上升到90℃以上时，氢键断裂，双链DNA解旋为单链。
复性，当温度降低到50℃左右是，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
延伸，温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
2、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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3、图1中①-④依次为目的基因的获取、表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测。
【详解】（1）Taq酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3′端延伸DNA链，因此PCR扩增需要根据目的基因fabV基因的两端按碱基互补配对原则设计引物。反应体系的初始温度设置在90~95℃的目的是使目的基因变性。
（2）在④步骤中，科研者需将大肠杆菌菌液利用稀释涂布平法接种到加有三氯生的细菌培养基上，进行筛选，能在该培养基上生长的菌株可能含有fabV基因。由于大肠杆菌属于原核生物，其DNA是裸露的，可以直接作为PCR模板，且PCR变性阶段的高温可直接杀死细菌，使其释放DNA，故PCR过程中不需要先提取细菌DNA。
（3）根据题中信息分析可知，“C基因在低温下会抑制P1”，说明P1启动子在高温下可以启动转录；“R基因在高温下会抑制P2”，说明P2启动子在低温下可以启动转录。又根据质粒示意图分析可知，转录方向是P1→C→R→T1和P2→T2。所以如果将lacZ基因和GFP基因插入图质粒中，使得最后表现为低温下只表达GFP蛋白，而高温下只表达lacZ蛋白。则应该将lacZ基因插在P1→T1之间的位置，GFP基因插在P2→T2之间的位置。
【点睛】本题考查基因工程有关知识，要求考生能够掌握基因工程的操作步骤，识记基因工程的操作工具，结合图示以及所学知识准确答题。
25．基因定点突变是指按照特定的要求，使基因的特定序列发生插入、删除、置换、重排等变异。下图甲是一种 PCR 介导的基因定点突变示意图。图乙是研究人员利用基因 M1 构建基因表达载体的过程。
(1)图甲所示的基因定点突变技术需要多次 PCR，并对 PCR 的中间产物A、B 进行纯化，据图分析，得到中间产物 A、B 需要的引物对分别是_____，至少要进行_____轮循环。研究人员利用图中相关酶对基因 M 和产物 A、B 进行充分酶切后得到不同的片段，长度（kb）如下表，则图中基因敲除片段的长度为_____，基因 M1 的长度为_____。
基因M
A
B
长度
3．24、2．8、0．15、0．13
2．8、0．09
3．24、0．05
(2)基因 M1 进行 PCR 扩增时通常在反应缓冲液中添加 Mg2+，原因是_____。鉴定PCR 产物通常用_____方法。
(3)研究人员将基因 M1 与 Ti 质粒重构前需要在基因 M1 的 C、D 两端分别加上的黏性末端序列为_____。构建重组质粒过程所需要的酶有_____。
(4)重组质粒能够完成转化作用的原理是_____。
【答案】(1) 引物1和引物3、引物2和引物4 2 0．23kb 6．09kb
(2) 真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活 琼脂糖凝胶电泳
(3) - TCGA、ACGT- HindⅢ、PstI、DNA连接酶
(4)Ti质粒上的T-DNA能够转移并整合到受体细胞的染色体上
【分析】当一种分子被放置在电场当中时，它们就会以一定的速度移向适当的电极，这种电泳分子在电场作用下的迁移速度，叫做电泳的迁移率。由于糖-磷酸骨架结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因而它们能以同样的速度向正电极方向迁移。在一定的电场强度下，DNA分子的这种迁移速度，亦即电泳的迁移率，取决于核酸分子本身的大小和构型，分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理。
【详解】（1）DNA复制时子链的合成方向为5，→3，，因此引物的方向为5，→3，，使用引物1和3可得到包含片段A的产物，使用引物2和4可得到包含片段B的产物；由于DNA进行半保留复制，使用引物1和3，进行一次PCR后，得到一个与基因M一样的片段，还得到一个含引物3的单链和一个长链的DNA片段，进行第二次PCR，得到4个DNA，其中有一个DNA片段，包含引物1和引物3，为图中的片段A，同理，片段B也可以经过两次PCR得到；图中……表示酶切位点，基因M上有三个酶切位点（箭头处），完全酶切产生4个片段，分别为3.24、2.8、0.15、0.13，A片段酶切后产生2.8、0.09，B片段酶切后产生3.24、0.05，图中A片段和B片段的……是相同的，因此……处为0.05，则基因M1为2.8+0.05+3.24=6.09，基因M为3.24+2.8+0.15+0.13=6.32，因此基因敲除片段的长度为6.32-6.09=0.23kb；基因M1的长度为6.09kb。
（2）PCR是体外进行DNA复制的过程，DNA复制需要DNA聚合酶，真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活，因此进行 PCR 扩增时通常在反应缓冲液中添加 Mg2+；琼脂糖凝胶电泳通常用来鉴定PCR产物，分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些，从而对不同大小的DNA片段进行分离。
（3）结合重组质粒可知， 基因M1的C端为HindⅢ、基因M1的D端为PstI，因此需要在基因 M1 的 C、D 两端分别加上HindⅢ、PstI的识别序列，结合两种酶的酶切位点，黏性末端序列为- TCGA、ACGT-；DNA连接酶可以将目的基因和质粒的黏性末端进行连接，催化磷酸二酯键的形成，连成重组质粒。
（4）重组质粒为Ti质粒与目的基因形成的重组质粒，Ti质粒上的T-DNA能够转移并整合到受体细胞的染色体上，完成转化过程。
【点睛】本题主要考查基因工程的基本步骤及点突变的原理，要求学生有一定的理解分析能力。
山东省潍坊市昌乐一中2022-2023学年高二下学期第一次月考生物试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．约9000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料，后来又通过固体发酵法制得其他食品，如酱油、醋、豆豉、腐乳等，从而形成了中华民族特有的饮食文化。下列与传统发酵技术相关的描述，正确的是（ ）
A．传统发酵技术是利用不同原核生物产生不同代谢物的原理，生产人们需要的产物
B．发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程
C．谷物、水果等原料可为微生物的生长提供各种营养物质，发酵前无需进行灭菌处理
D．与传统发酵技术相比，发酵工程要接种通过基因工程育种获得的优良菌种
【答案】C
【分析】发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
【详解】A、传统发酵技术利用的微生物有原核生物（如乳酸菌），也有真核生物（如酵母菌），A错误；
B、发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需产物的过程，并非都是通过微生物的无氧呼吸，B错误；
C、谷物、水果等原料可为微生物的生长提供各种营养物质，传统发酵技术一般利用的是原料中天然存在的微生物，因此发酵前无需进行灭菌处理，C正确；
D、发酵工程接种的优良菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，D错误。
故选C。
2．纤维素分解性细菌能利用分泌的纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖等并吸收利用。刚果红是一种染料，能与像纤维素这样的多糖形成红色复合物，而不能与其水解产物发生类似反应。将不能直接吸收纤维素的甲、乙两种菌分别等量接种在含纤维素和刚果红的培养基上，甲菌菌落周围无变化，乙菌菌落周围呈现透明圈。下列说法错误的是（ ）
A．实验中所用的培养基以纤维素为唯一碳源
B．乙菌属于纤维素分解性细菌
C．该实验的关键是防止杂菌污染
D．配制培养基时需调至中性或弱碱性
【答案】A
【分析】1、培养基的主要成分：
①主要成分：水、碳源、氮源、无机盐。
②其他成分：还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
③牛肉膏和蛋白胨：来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。
④几种微生物培养时的特殊需求：培养乳酸杆菌时，需要添加维生素；培养霉菌时，需要将培养基调至酸性；培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。
选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，以抵制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。
【详解】A、本实验并不是为了分离获取纤维素分解性细菌，而是为了鉴定甲、乙两种菌是否为纤维素分解性细菌，当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红-纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，即使培养基中有除了纤维素外其他的碳源，也不会对实验结果造成干扰，因此实验中所用的培养基不是以纤维素为唯一碳源，A错误；
B、刚果红能与像纤维素这样的多糖形成红色复合物，而不能与其水解产物发生类似反应，乙菌菌落周围呈现透明圈，说明乙菌能将纤维素分解，使纤维素的水解产物无法与刚果红形成红色复合物，故乙菌属于纤维素分解性细菌，B正确；
C、微生物培养的关键是防止菌污染，C正确；
D、培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性，D正确；
故选A。
3．为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程，研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温（10℃）的纤维素降解菌。相关叙述正确的是（ ）
A．选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关
B．初筛菌种前，要利用固体培养基在37℃条件下扩大培养目标菌种
C．用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基
D．应选择菌落直径与周围透明圈直径比值大的菌落进行纯化
【答案】A
【分析】刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。
【详解】A、筛选耐低温的纤维素降解菌需要到其所生活的环境中寻找，冻牛粪中富含纤维素，有很多微生物，冻牛粪因温度低，故其内的微生物是耐低温微生物，A正确；
B、初筛菌种前，要利用液体培养基在10℃条件下扩大培养目标菌种，B错误；
C、用于筛选的培养基以纤维素为唯一的碳源的固体培养基，加入刚果红染料是鉴别作用，C错误；
D、由于刚果红染料与纤维素形成红色复合物，因此出现以因纤维素降解菌为中心的透明圈，菌落直径与透明圈直径比值越小，分解纤维素的能力越强，D错误。
故选A。
4．下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是（ ）
A．分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B．利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质，经过淋洗、调制成酱油产品
C．发酵过程中不需要随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度
D．利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于化学防治
【答案】B
【分析】发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。
【详解】A、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，发酵罐培养的环境条件会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物代谢产物的形成，A错误；
B、以大豆为主要原料，利用产生黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制可以制成酱油产品，B正确；
C、发酵过程中只在最初添加一次菌种，中途需随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度，以便了解发酵进程，同时还应严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等条件，并及时添加必需的培养液组分以延长稳定期，增加产量，C错误；
D、利用放线菌通过发酵工程产生的井冈霉素可以用来防治水稻枯纹病，这种治理不会对环境造成影响，属于生物防治，D错误。
故选B。
5．某学者利用“影印培养法”研究大肠杆菌抗链霉素性状产生的原因，先将原始菌种接种在1号培养基上，培养出菌落后，将灭菌绒布在1号上印模，绒布沾上菌落并进行转印，使绒布上的菌落按照原位接种到2号和3号培养基上。待3号上长出菌落后，在2号上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再接种到5号培养基上，并重复以上步骤。实验过程如右图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．大肠杆菌抗链霉素的性状是由链霉素的选择作用引起的
B．1号和5号采用平板划线法将菌种接种在相应选择培养基上
C．4号与8号培养液中，大肠杆菌抗链霉素菌株的比例逐渐增大
D．该实验缺乏对照实验，无法确定抗链霉素性状属于可遗传的变异
【答案】C
【分析】1．影印培养法实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。通过影印培养法，可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中，分离出各种类型的突变种。
2．基因突变是随机的、不定向的，自然选择是定向的，微生物的抗药性突变是自发产生的，环境只能对抗药性突变进行选择。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物，其可遗传变异只有基因突变，大肠杆菌抗链霉素的性状是由基因突变引起的，A错误；
B、1号和5号采用稀释涂布平板法将菌种接种在相应选择培养基上，B错误；
C、4号与8号培养液中，大肠杆菌抗链霉素菌株的比例逐渐增大，C正确；
D、本实验有对照实验，无链霉素的培养基为对照，可以确定抗链霉素性状属于可遗传的变异，D错误。
故选C。
【点睛】本题以“影印培养法”为主线，考查了微生物的培养等知识点，解题关键是对影印培养法操作步骤的理解，并从实验现象中分析得出大肠杆菌抗链霉素性状的产生与是否接触链霉素无关。
6．如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图，有关叙述正确的是（ ）
A．利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
B．①、②过程中均发生细胞的增殖和分化
C．多倍体植株的培育需经过如图所示过程
D．对愈伤组织细胞进行处理使其发生突变，就可以得到对人们有用的新品种
【答案】A
【分析】分析题图可知，图示为植物组织培养技术。图中①是脱分化过程，②为再分化并发育为试管苗的过程。
【详解】A、分析题图可知，图示为植物组织培养技术，利用此过程获得的试管苗的基因型与亲本的基因型相同，可能为杂合子，也可能为纯合子，A正确；
B、图中①是脱分化过程，没有发生细胞分化，B错误；
C、多倍体植株的培育需利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，不需要经过组织培养，C错误；
D、对愈伤组织细胞进行处理使其发生突变，由于基因突变具有不定向性，因此不一定能得到人们有用的品种，D错误。
故选A。
7．某杂种植株的获取过程如下图所示，下列有关分析正确的是（ ）
A．叶片经消毒后需用流水多次冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B．图示①过程采用酶解法获取原生质体时，可用聚乙二醇调节渗透压
C．图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙，提高酶解效率
D．经⑤过程获得的杂种植株一定具有双亲的优良性状
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术指将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术，其过程为：植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或是化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物细胞培养技术将杂种细胞培养成杂种植物体。
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用，A错误；
B、聚乙二醇是诱导细胞融合的物质，不是调节渗透压的物质，通常加入甘露醇来调节渗透压，B错误；
C、图示②过程通过抽真空处理，利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙，提高了酶与细胞壁的接触面积，从而提高酶解效率，C正确；
D、通过体细胞杂交技术获得的杂交植株，虽含有两个亲本细胞的遗传物质，但是在杂交植株中并不是所有基因都表达，比如隐性基因遇到显性基因，隐性基因所控制的性状就得不到表现，所以杂种植株不一定具有双亲的优良性状，D错误。
故选C。
8．花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果图2所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图1培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B．图1过程①是在无菌水中进行，过程②是在固体培养基中进行
C．图2中属于杂种植株的是4和5，1可能是花椰菜
D．病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株
【答案】B
【分析】1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。2、根据图谱分析，4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞，而1、2、3号个体只有紫罗兰中的蛋白质，说明不是杂种细胞。
【详解】A、植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株，体现了植物细胞全能性；两个物种细胞的融合体现了细胞膜流动性原理，A正确；
B、图1过程①为用纤维素酶果胶酶去除细胞壁的过程，过程②为原生质体融合过程，需用物理或者化学（PEG等）的方法处理处理，B错误；
C、根据图谱分析4号和5号个体含有两种类型的蛋白质是杂种细胞，而1号个体只有1种蛋白质可能是花椰菜，C正确；
D、可将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株，D正确。
故选B。
9．如图是“生物导弹”的作用原理，阿霉素是一种抗肿瘤药物，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列相关说法错误的是（ ）
A．单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的，具有特异性强，灵敏度高等特点
B．活化阿霉素能抑制细胞中的DNA转录和翻译过程
C．单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，在原位杀死癌细胞，进而治疗癌症
D．单克隆抗体作用的特异性可减轻阿霉素对正常细胞的伤害
【答案】B
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的，具有特异性强，灵敏度高等特点，A正确；
B、阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，因此活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程，B错误；
C、单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所在的位置，在原位杀死癌细胞，进而治疗癌症，C正确；
D、阿霉素对正常细胞也有一定毒性，而单克隆抗体特异性强，从而减轻阿霉素对正常细胞的伤害，D正确。
故选B。
10．灭活疫苗是将培养扩增的活病毒通过物理或化学手段灭活后，经过系列纯化制备的生物制剂。国产新冠灭活疫苗的大致生产流程如下，将抗原性强的病毒接种到Vero细胞中培养，再使病毒经过β-丙内酯灭活等过程制备成疫苗。下列相关说法错误的是（ ）
A．Vero细胞的细胞膜上存在新冠病毒能够特异性识别的受体
B．培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无毒的环境
C．培养时，需将Vero细胞置于含95%空气和5%CO2的气体环境中
D．β-丙内酯灭活会使新冠病毒失去感染能力但不会破坏其抗原结构
【答案】B
【分析】动物细胞培养的条件：
1、营养物质：无机物(无机盐、微量元素等)，有机物(糖、氨基酸、促生长因子等) 。通常需要加入血清。
2、温度、pH和渗透压。
3、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中加入一定量的的抗生素，以防被污染。此外应定期更换培养液，以便清除代谢产物防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害。
4、气体环境(95%的空气+5%CO2的混合气体) ，其中5%CO2气体是为维持培养液的pH稳定 。
【详解】A、题干中用Vero细胞培养新冠病毒，因此Vero细胞的细胞膜上需存在新冠病毒能够特异性识别的受体，便于病毒识别，A正确；
B、培养Vero细胞时，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌，以保证无菌的环境；培养液需要定期更换，及时清除代谢产物，以保证细胞培养的无毒的环境，B错误；
C、需将Vero细胞置于含95%空气和5% CO2混合气体的培养箱中进行培养，O2是细胞代谢所必需的，CO2主要作用是维持培养液的pH，C正确；
D、β-丙内醋灭活会使新冠病毒失去感染能力，但不会破坏其表面的蛋白结构，保留其抗原性，D正确。
故选B。
11．自然界中很少出现蓝色的花，天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因（idgS）及其激活基因（sfp）构建基因表达载体（如下图），通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B．将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeI和BamHI
C．sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的
D．农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
【答案】B
【分析】由图可知，将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI，则会将终止子一同切除，故只能用BamHI；将idgS基因插入Ti质粒时可用SpeI和SacI以避免产生的黏性末端环化，增加构建成功的概率。
【详解】A、靛蓝能够稳定显色，不受pH的影响，故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因，A正确；
B、将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI，则会将终止子一同切除，故只能用BamHI，B错误；
C、sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的，C正确；
D、将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法，故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上，D正确。
故选B。
12．构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5'-Р变成5'-0H，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5'-0H与3'-0H不能连接而形成切口（nick）。下列说法错误的是（ ）
A．经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化
B．外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理
C．T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端
D．重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA
【答案】B
【解析】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】A、将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5'-0H与3'-0H不能连接而形成切口（nick），因此经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化，A正确；
B、外源DNA不能用碱性磷酸单酯酶处理，如用碱性磷酸单酯酶处理，载体与外源DNA连接不能连接形成重组DNA，B错误；
C、DNA连接酶（DNA Ligase）也称DNA黏合酶，在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色，那就是连接DNA链3‘-OH末端和，另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。连接酶的催化作用需要消耗ATP。T-DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，C正确；
D、DNA是半保留复制，重组DNA经过2次复制，可得到2个不含nick的子代DNA，D正确。
故选B。
13．下列与DNA相关实验的有关的叙述，错误的是（ ）
选项
实验
方法/原理
A
证明DNA半保留复制
通过检测14N和15N的放射性强度区分不同的DNA分子
B
DNA的粗提取与鉴定
利用体积分数为95%的酒精去除部分蛋白质
C
DNA片段的PCR扩增
PCR反应缓冲溶液中的Mg2+能够激活TaqDNA聚合酶
D
DNA片段的电泳鉴定
在凝胶溶液凝固前加入核酸染料以便对DNA进行染色
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【分析】1、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
2、聚合酶链式反应（PCR）是一种用于体外扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，参与PCR反应的物质主要为五种：引物、酶、dNTP、模板和Mg2+。
【详解】A、15N不具有放射性。在证明DNA半保留复制的实验中，用离心法通过观察15N标记的DNA在离心管中的位置来证实，A错误；
B、DNA不溶于酒精，因此可用体积分数为95%冷酒精析出DNA，静置2-3分钟，获得较纯净的DNA，用玻璃棒沿着同一方向搅拌，卷起的丝状物是DNA，能够初步分离DNA与蛋白质，B正确；
C、DNA片段的PCR扩增PCR反应缓冲溶液中的Mg2+能够激活TaqDNA聚合酶，但要注意加入的Mg2+浓度，C正确；
D、凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，在波长为300nm的紫外灯下可以被检测出来，因此用于分离后DNA的检测，D正确。
故选A。
14．在研究拟南芥Q基因的功能，获得了该基因T-DNA突变体，该突变体和野生型相比，对重金属镉（Cd）胁迫抗性明显增加。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因和细胞分裂素合成酶基因，它们的表达与否能影响相应植物激素含量，进而调节肿瘤组织生长和分化。有关叙述错误的是（ ）
A．Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上的变异属于基因重组
B．该基因有可能编码一个根细胞膜的Cd2+吸收转运载体蛋白质
C．可利用T-DNA的特性将目的基因整合到受体细胞染色体DNA中
D．可检测拟南芥肿瘤组织的生长和分化情况初步判断T-DNA是否转移
【答案】B
【分析】T-DNA是农杆菌Ti质粒上的一段可转移的DNA，可将目的基因插入T-DNA内部，T-DNA转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA中。
【详解】A、T质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上的过程发生基因重新组合，使得植物细胞具有T-DNA上的基因，该变异属于基因重组，A正确；
B、与野生型相比，含该基因的突变体对重金属镉（Cd）胁迫抗性明显增加，说明突变体根细胞膜对Cd2+吸收减少，说明该基因编码的不是Cd2+吸收转运载体蛋白质，B错误；
C、T-DNA又称为“可转移的DNA”，能转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA中，可利用T-DNA这一特性完成目的基因整合到受体细胞染色体DNA中，C正确；
D、T-DNA中含有植物生长素合成酶基因和细胞分裂素合成酶基因，含有T-DNA的拟南芥能表达生长素和细胞分裂素，因此可检测拟南芥肿瘤组织的生长和分化情况初步判断T-DNA是否转移，D正确。
故选B。
15．反向PCR流程如图所示，该技术可利用一段已知DNA序列设计合理的引物，扩增已知序列两端的未知序列。图中已知序列一条链的碱基排列顺序为“5’-AACTATGCGCTCATGA-……-GCAATGCGTAGCCTCT-3'”。下列叙述错误的是（ ）
A．I酶切：用一种限制酶切割DNA，以使两端未知序列形成相同的黏性末端
B．II连接：使用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键
C．设计的两种引物分别是“5'-AACTATGCGCTCATGA–3’”和“5'-AGAGGCTACGCATTGC-3’”
D．对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。该DNA单链序列可能为“5'-AATTCCAGT-……-CTGAATT-3'”
【答案】C
【分析】生物工程中酶的作用：
DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。
DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。
限制性核酸内切酶：从DNA链的内部进行切割，分为限制性内切酶和非限制性内切酶。
反转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，既可以用DNA为模板，也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录cDNA，用来建立cDNA文库，进而分离为特定蛋白质编码的基因。
【详解】A、根据图示可以看出经过I酶切过程后，由于用一种限制酶切割DNA，从而使两端未知序列形成相同的黏性末端，A正确；
B、II过程是将DNA片段连接起来，该过程中使用DNA连接酶催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键，B正确；
C、设计的两种引物需要与已知序列发生碱基互补配对，而后向两侧延伸合成未知序列，因此合成的引物分别是“5'-TCATGAGCGCATAGTT–3’”和“5'-GCAATGCGTAGCCTCT-3’”，C错误；
D、对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列，由于F序列是未知序列，根据C项中的引物序列做出判断，该DNA单链序列可能为“5'-AATTCCAGT-……-CTGAATT-3'”，D正确。
故选C。
二、多选题
16．地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%~60%能被土壤中产生纤维素酶的某些微生物分解利用。刚果红染液可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。在含有纤维素的培养基中加入刚果红，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈（如图所示）。下列关于纤维素分解菌的分离与计数实验，叙述错误的是（ ）
A．分离纤维素分解菌的选择培养基应以纤维素为唯一碳源
B．对纤维素分解菌计数时应选择菌落数在30-300之间
C．采用平板划线法统计平板上菌落数，统计值比活菌实际数低
D．通过比较得知，菌落②中的菌株分解纤维素能力最强
【答案】CD
【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。
【详解】A、以纤维素为唯一碳源的选择培养基，能分解纤维素的微生物才能存活，所以可以用来分离纤维素分解菌，A项正确。
B、为了保证结果准确，一般选择菌落数为30~300的平板进行计数，B项正确。
C、采用平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上，但没法进行计数；要计数应采用稀释涂布平板法来统计平板上菌落数，统计值比活菌实际数低，因为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，C项错误。
D、菌落①小，但降解圈大，说明菌落①中的菌株分解能力最强，D项错误。
故选CD。
17．聚羟基脂肪酸酯（PHA）是某些细菌以蔗糖为原料合成的一种胞内聚酯，具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性。PHA进入海洋后，可以被动物食用，约1 ~3年完全自然降解。下图为PHA的生产工艺流程，有关分析正确的是（ ）
A．培养基A需添加蔗糖，为选择培养基
B．菌株M用血细胞计数板进行直接计数
C．发酵罐内应严格控制温度、pH等条件
D．采用过滤、沉淀的方法得到PHA产品
【答案】AC
【分析】发酵条件直接会影响微生物的生长和发酵产品的质量，发酵条件包括温度、pH、溶解氧、通气量等。温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控；pH条件的调控可在培养基中加入缓冲液，在发酵过程中加酸或碱；溶解氧的调控需根据微生物的代谢类型，若微生物是需氧型的，可通过空气入口通入空气，并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧，若微生物是厌氧型的，需封闭空气入口，建立厌氧环境等。
如果发酵产物是微生物本身可在发酵结束之后，采用过滤沉淀的方法，将菌体分离和干燥即可得到产品，如果产品是代谢物可根据产物的性质，采取适当的提取分离和纯化措施来获得产品
【详解】A、由题干信息“聚羟基脂肪酸酯是细菌以蔗糖为原料合成的胞内聚酯”可知：生产聚羟基脂肪酸酯需要以蔗糖为原料，故培养基中需添加蔗糖，在盐浓度60g／L，PH为10的培养基中，只有耐盐碱的微生物才能生存，其他微生物因无法适应这一环境而被淘汰，所以该培养基是选择培养基，A正确；
B、血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对大的真菌等的计数，菌株M属于细菌个体较小，应用细菌计数板进行直接计数，B错误；
C、在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量产物浓度，以了解发酵进程，还要及时添加必需的营养组分，严格控制温度PH和溶解氧等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，C正确；
D、结合题意和分析可知，PHA是细菌的代谢物，应采用提取、分离、纯化措施来获取产品，D错误。
故选AC。
18．CD47 是一种跨膜糖蛋白，可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌肿瘤细胞表面的 CD47 含量比正常细胞高 1.6～5 倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗 CD47 的单克隆抗体可以解除 CD47 对巨噬细胞的抑制作用，科学家按照如下流程进行了实验，下列叙述错误的是（ ）
A．对照组应设置为：巨噬细胞+正常细胞共培养体系+单克隆抗体
B．肺癌肿瘤细胞有发达的内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成
C．过程②和过程③筛选得到的杂交瘤细胞都能够产生抗CD47的单克隆抗体
D．若实验组的吞噬指数高于对照组，则单克隆抗体有解除 CD47 对巨噬细胞的抑制作用
【答案】ABC
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、根据单一变量原则可知，应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为对照，A错误；
B、肺癌、结肠癌等肿瘤细胞有内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成，但癌细胞表面糖蛋白减少，肺癌、结肠癌等肿瘤细胞的内质网和高尔基体不受很发达，B错误；
C、用特定的选择培养基筛选出来的细胞为杂交瘤细胞，自身融合的细胞和未融合的细胞不能在此选择培养基上生长，筛选出来的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体；由于小鼠处在多种抗原刺激下，因此筛选出来的杂交瘤细胞不一定能产生所需的抗体，还需要对第一次筛选的细胞进行克隆化培养和抗体检测，C错误；
D、抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，没有抗体抑制，CD47对巨噬细胞有抑制作用，因此若对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证上述推测，D正确。
故选ABC。
三、单选题
19．经研究发现，PVY-CP基因位于某种环状DNA分子中。将PVY-CP基因导入马铃薯，使之表达即可获得抗PVY病毒的马铃薯。下图表示构建基因表达载体的过程，相关酶切位点如下表所示。下列说法错误的是（ ）
BamHⅠ
HindⅢ
BglⅡ
SmaⅠ
A．推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似
B．由步骤③获取的目的基因有1个黏性末端
C．步骤④应选用的限制酶是BamHⅠ和SmaⅠ
D．NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因
【答案】C
【分析】分析题图：图示是获得抗病毒马铃薯的部分操作，步骤①～③是从质粒A中获取目的基因（PVY-CP）的过程；质粒B是选用的运载体；④过程需要用限制酶处理质粒B；⑤表示基因表达载体的构建过程，该过程需要DNA连接酶。
【详解】A、由图可知，步骤②中用Klenow酶处理后，黏性末端变成平末端，说明Klenow酶能催化DNA链的合成，从而将DNA片段的黏性末端变成平末端，故Klenow酶的功能将DNA单链补全成双链，推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似，A正确；
B、据图示可知，由步骤③获取的目的基因一端平齐，一端为黏性末端，故共有1个黏性末端，B正确；
C、由于目的基因只有一个黏性末端，质粒是顺时针转录，使用BamHⅠ切割会导致目的基因无法转录，需选择一种黏性末端相同的限制性内切酶，另一种选择平末端限制酶，故步骤④中选用的限制酶是BglⅡ或SmaⅠ，C错误；
D、基因表达载体中除含有目的基因、启动子和终止子等组件外，还应有标记基因，据图推测，NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因，D正确。
故选C。
四、多选题
20．戊型肝炎病毒是一种 RNA病毒，其基因组中 ORF2 基因编码的 pORF2 蛋白是戊型肝炎病毒的表面抗原。我国科研人员利用基因工程，将编码 pORF2 的 DNA 导入大肠杆菌细胞，最终从大肠杆菌中提取 pORF2 蛋白并制成疫苗。下列分析正确的是（ ）
A．利用特定引物对病毒 RNA进行 PCR扩增即可获得目的基因
B．戊型肝炎病毒与大肠杆菌遗传物质相同所以能实现基因的重组
C．构建基因表达载体时，需将编码 pORF2 的 DNA与启动子连接
D．利用该方法获得的疫苗不会诱发细胞免疫但可以产生记忆细胞
【答案】CD
【解析】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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、需先将病毒的RNA逆转录成DNA，再根据DNA序列设计出特异性的引物进行PCR扩增目的基因，A错误；
B、戊型肝炎病毒的遗传物质是RNA，大肠杆菌的遗传物质的遗传物质是DNA，B错误；
C、基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分，要使目的基因在受体细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时，需将目的基因pORF2 的 DNA与启动子连接等调控组件重组在一起，C正确；
D、该蛋白疫苗不会侵染细胞，不产生细胞免疫，但疫苗属于抗原，会刺激机体产生体液免疫，可以产生记忆细胞（记忆B细胞），D正确。
故选CD。
五、综合题
21．研究人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌，设计了如图所示的流程。回答下列问题:
(1)土壤是微生物的天然培养基，该培养基能为微生物的生长供的四大营养物质分别是碳源、___。
(2)通过相关实验来选择较合适的土壤样品，该实验的自变量是___，最适合作为选择土壤样品的指标是___。
(3)图中“甲”指的是___，使用的是液体培养基，目的是___。
(4)将分离纯化得到的不同菌种分别接种到鉴别培养基上，鉴别培养基以___为唯一碳源，并加入了能与之结合的显色染色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明图的面积为S，选择S/s的比值___的菌落，就是能高效降解一次性口罩的目的菌群。
(5)研究人员欲获取上述目的菌相应基因进行后续研究，该过程中需要用到RT-PCR技术即以RNA为模板，还应加入4种脱氧核糖核苷三磷酸(ANTP)，一般要加入4种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸的原因是___，同时需加入的有___。
【答案】(1)氮源、水和无机盐
(2) 土壤样品的种类 一次性口罩的腐烂程度
(3) 选择培养 可增大菌体与培养液的面积
(4) 聚丙烯纤维 大
(5) dNTP能为子链延伸过程提供能量 酶和引物
【分析】微生物常见的接种方法：（1）平板划线法；（2）稀释涂布平板法。培养基中四大营养物质是碳源、氮源、水和无机盐。
【详解】（1）培养基能为微生物的生长供的四大营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐，土壤是微生物的天然培养基，也能为微生物的生长提供这些营养物质。
（2）通过实验选择较合适的土壤样品时，实验的自变量是土壤样品的种类，选择合适土壤样品的指标是一次性口罩的腐烂程度。
（3）结合图示可知，图中“甲”指的是选择培养，利用液体培养基可增大菌体与培养液的面积。
（4）口罩主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维，要分离出高效降解口罩的菌种，鉴别培养基应以聚丙烯纤维为唯一碳源，并加入了能与之结合的显色染色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明图的面积为S，选择S/s的比值大的菌落，就是能高效降解一次性口罩的目的菌群。因为透明圈越大，说明降解聚丙烯纤维的效果越好。
（5）RT-PCR技术即以RNA为模板，一般要加入4种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)而不是脱氧核苷酸的原因是dNTP能为子链延伸过程提供能量的同时还能提供原料，同时需加入酶和引物。
22．如图所示为某厂家生产的新冠抗原检测试剂盒，其工作原理为胶体金免疫层析法，即将特异性的抗原或抗体以条带状固定在膜上，可通过肉眼观察到显色结果。该法现已发展成为诊断试纸条，使用十分方便。
请回答下列问题：
(1)抗原检测的实质是检测样本中是否含有新冠病毒的______，而核酸检测则是检验样本中是否含有病毒的核酸。
(2)抗原检测试剂盒的生产依赖于新型冠状病毒单克隆抗体的制备。制取新型冠状病毒S蛋白的单克隆抗体部分过程如下图。
①图中a操作是指往小鼠体内注射______，之后一般从该小鼠的______中提取淋巴细胞，并在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。与诱导植物原生质体融合相比，诱导这两种细胞融合的特有方法是______。
②诱导融合后至少要经过两次筛选，图中的筛选1是指利用______将______细胞筛选出来；筛选2是利用______的原理将______细胞筛选出来，这类细胞具有______的特点，可直接用于生成单克隆抗体。
③利用筛选出的符合要求的细胞生产单克隆抗体时，既可以将细胞注入小鼠腹腔内进行生产，也可以在体外生产，两种方式相比，后者的优缺点分别有哪些？______。
【答案】(1)抗原蛋白
(2) 新冠病毒的特定抗原蛋白 脾脏 灭活病毒诱导法 选择培养基 杂交瘤 抗原-抗体杂交 能产生特定抗体的杂交瘤细胞 既能产生特定的抗体，而且还能无限增殖， 体外培养具有的优点是可大量生产单克隆抗体，且纯度高，其缺点是培养条件不易控制，生产成本相对较高。
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】（1）抗原检测利用特异性抗体检测病毒的抗原，即病毒蛋白质，从而检测样本中是否含有新冠病毒。相比核酸检测，抗原检测的速度可以更快，但准确度相对较低，不能替代核酸检测，而核酸检测则是检验样本中是否含有病毒的核酸。
（2）①图中a操作是指往小鼠体内注射特定的抗原，这里应该是新冠病毒的抗原蛋白，之后一般从该小鼠的脾脏中提取淋巴细胞，因为脾脏作为免疫器官，其中有大量的免疫细胞，而后在体外让淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。与诱导植物原生质体融合相比，诱导这两种细胞融合的特有方法是灭活病毒诱导法。
②诱导融合后至少要经过两次筛选，图中的筛选1是指利用选择培养基将杂交瘤细胞筛选出来，因为经过诱导融合后会产生多种类型的融合细胞，因而需要将杂交瘤细胞筛选出来；筛选2是利用抗原-抗体杂交，即抗原和抗体特异性结合的原理将能产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，这类细胞既能产生特定的抗体，而且还能大量增殖，因而可以在体外或体内进行大量培养，进而可用于生成单克隆抗体。
③利用筛选出的符合要求的细胞生产单克隆抗体时，既可以将细胞注入小鼠腹腔内进行生产，也可以在体外生产，而体内培养具备的优点是能节约培养基（成本），易于控制培养条件等，相比之下体外培养具有的优点是可大量生产单克隆抗体，且纯度高，其缺点是培养条件不易控制，且生产成本相对较高。
23．下图表示克隆短尾猴的流程。我国科学家通过调控组蛋白的甲基化和乙酰化修饰，调节重构胚相关基因的表达，解决了体细胞克隆猴胚胎的发育率和妊娠率低这一技术难点。回答下列问题：
(1)采集的卵母细胞要在体外培养到_____；普遍使用_____法去核。
(2)除病毒诱导外，还可以采用_____法诱导成纤维细胞与去核卵母细胞融合。
(3)图中的化学方法包括用曲古抑菌素A外理和注入Kdm4d的mRNA，结果极大地提高了胚胎的发育率和妊娠率。已知曲古抑菌素A是组蛋白去乙酰化酶抑制剂，Kdm4d是去甲基化酶，能去除组蛋白甲基化位点H3K9me3中的甲基。据此分析，图中的化学方法能提高胚胎发育率和妊娠率的机制分别是_____。
(4)胚胎移植前，需要对代孕母猴进行_____处理，为即将移入的胚胎提供合适的生理环境。克隆猴的成功培育，说明重构胚具有_____的能力；克隆小猴的性别与图中_____的相同。
【答案】(1) 减数分裂Ⅱ中期 显微操作
(2)电融合
(3)曲古抑菌素A通过提高组蛋白的乙酰化水平，调节重构胚相关基因的表达，Kdm4d的mRNA表达Kdm4d，降低组蛋白的甲基化水平，调节重构胚相关基因的表达，进而提高胚胎发育率和妊娠率
(4) 同期发情 发育成完整个体 胎儿猴
【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体；用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，原理是动物细胞核的全能性；动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
【详解】（1）从母猴卵巢采集的卵母细胞需在体外培养至减数第二次分裂中期再进行去核操作，目前动物细胞核移植技术普遍使用的去核方法是显微操作法。
（2）诱导成纤维细胞与去核卵母细胞融合的方法有病毒诱导和电融合法等。
（3）分析题意，曲古抑菌素A是组蛋白去乙酰化酶抑制剂，Kdm4d是去甲基化酶，能去除组蛋白甲基化位点H3K9me3中的甲基，结合题图可知，图中的化学方法能提高胚胎发育率和妊娠率的机制分别是：曲古抑菌素A通过提高组蛋白的乙酰化水平，调节重构胚相关基因的表达，Kdm4d的mRNA表达Kdm4d，降低组蛋白的甲基化水平，调节重构胚相关基因的表达，进而提高胚胎发育率和妊娠率。
（4）胚胎移植前，为避免发生免疫排斥，为即将移入的胚胎提供合适的生理环境，需要对代孕母猴进行同期发情处理；克隆猴的成功培育，说明重构胚具有发育成完整个体的能力；克隆小猴的性别与提供细胞核的个体性别相同，即与图中的胎儿猴相同。
24．三氯生是一种抑菌物质，具有优异的贮存稳定性，可以替代抗生素用于基因工程中筛选含目的基因的受体细胞。已知fabV（从霍乱弧菌中发现的烯脂酰ACP还原酶）基因可以使大肠杆菌抵抗三氯生。
(1)通过PCR方法获取fabV基因时，Taq酶只能从_____________延伸DNA链，而不能从头开始合成DNA，因此需要先根据____________设计两种特异性引物序列。反应体系的初始温度设置在90~95℃的目的是____________。
(2)在④步骤中，科研者需将大肠杆菌菌液利用_____________法接种到加有____________的细菌培养基上，待菌落长成后，直接挑取菌落加入到PCR反应系统中进行基因鉴定。PCR过程中不需要先提取细菌DNA的原因是____________。
(3)某科研团队将可以受温度调控的基因插入上述选出的重组质粒中，构建了温度调控表达质粒（如图2）。其中C基因在低温下会抑制P1，R基因在高温下会抑制P2。如果将lacZ基因和GFP基因插入图2质粒中，使得最后表现为低温下只表达GFP蛋白，而高温下只表达lacz蛋白。则lacZ基因插在____________之间，GFP基因插在____________之间。
【答案】(1) 引物的3′端 目的基因fabV基因两端碱基序列 使fabV基因受热变性后解为单链
(2) 稀释涂布平板 三氯生 大肠杆菌属于原核生物，其DNA是裸露的，可以直接作为PCR模板，且PCR变性阶段的高温可直接杀死细菌，使其释放DNA
(3) P1→T1 P2→T2
【分析】1、PCR全称为聚合酶链式反应，PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，原理是DNA复制，前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物，条件还包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
具体过程为：
变性，当温度上升到90℃以上时，氢键断裂，双链DNA解旋为单链。
复性，当温度降低到50℃左右是，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
延伸，温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
2、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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3、图1中①-④依次为目的基因的获取、表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测。
【详解】（1）Taq酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3′端延伸DNA链，因此PCR扩增需要根据目的基因fabV基因的两端按碱基互补配对原则设计引物。反应体系的初始温度设置在90~95℃的目的是使目的基因变性。
（2）在④步骤中，科研者需将大肠杆菌菌液利用稀释涂布平法接种到加有三氯生的细菌培养基上，进行筛选，能在该培养基上生长的菌株可能含有fabV基因。由于大肠杆菌属于原核生物，其DNA是裸露的，可以直接作为PCR模板，且PCR变性阶段的高温可直接杀死细菌，使其释放DNA，故PCR过程中不需要先提取细菌DNA。
（3）根据题中信息分析可知，“C基因在低温下会抑制P1”，说明P1启动子在高温下可以启动转录；“R基因在高温下会抑制P2”，说明P2启动子在低温下可以启动转录。又根据质粒示意图分析可知，转录方向是P1→C→R→T1和P2→T2。所以如果将lacZ基因和GFP基因插入图质粒中，使得最后表现为低温下只表达GFP蛋白，而高温下只表达lacZ蛋白。则应该将lacZ基因插在P1→T1之间的位置，GFP基因插在P2→T2之间的位置。
【点睛】本题考查基因工程有关知识，要求考生能够掌握基因工程的操作步骤，识记基因工程的操作工具，结合图示以及所学知识准确答题。
25．基因定点突变是指按照特定的要求，使基因的特定序列发生插入、删除、置换、重排等变异。下图甲是一种 PCR 介导的基因定点突变示意图。图乙是研究人员利用基因 M1 构建基因表达载体的过程。
(1)图甲所示的基因定点突变技术需要多次 PCR，并对 PCR 的中间产物A、B 进行纯化，据图分析，得到中间产物 A、B 需要的引物对分别是_____，至少要进行_____轮循环。研究人员利用图中相关酶对基因 M 和产物 A、B 进行充分酶切后得到不同的片段，长度（kb）如下表，则图中基因敲除片段的长度为_____，基因 M1 的长度为_____。
基因M
A
B
长度
3．24、2．8、0．15、0．13
2．8、0．09
3．24、0．05
(2)基因 M1 进行 PCR 扩增时通常在反应缓冲液中添加 Mg2+，原因是_____。鉴定PCR 产物通常用_____方法。
(3)研究人员将基因 M1 与 Ti 质粒重构前需要在基因 M1 的 C、D 两端分别加上的黏性末端序列为_____。构建重组质粒过程所需要的酶有_____。
(4)重组质粒能够完成转化作用的原理是_____。
【答案】(1) 引物1和引物3、引物2和引物4 2 0．23kb 6．09kb
(2) 真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活 琼脂糖凝胶电泳
(3) - TCGA、ACGT- HindⅢ、PstI、DNA连接酶
(4)Ti质粒上的T-DNA能够转移并整合到受体细胞的染色体上
【分析】当一种分子被放置在电场当中时，它们就会以一定的速度移向适当的电极，这种电泳分子在电场作用下的迁移速度，叫做电泳的迁移率。由于糖-磷酸骨架结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因而它们能以同样的速度向正电极方向迁移。在一定的电场强度下，DNA分子的这种迁移速度，亦即电泳的迁移率，取决于核酸分子本身的大小和构型，分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理。
【详解】（1）DNA复制时子链的合成方向为5，→3，，因此引物的方向为5，→3，，使用引物1和3可得到包含片段A的产物，使用引物2和4可得到包含片段B的产物；由于DNA进行半保留复制，使用引物1和3，进行一次PCR后，得到一个与基因M一样的片段，还得到一个含引物3的单链和一个长链的DNA片段，进行第二次PCR，得到4个DNA，其中有一个DNA片段，包含引物1和引物3，为图中的片段A，同理，片段B也可以经过两次PCR得到；图中……表示酶切位点，基因M上有三个酶切位点（箭头处），完全酶切产生4个片段，分别为3.24、2.8、0.15、0.13，A片段酶切后产生2.8、0.09，B片段酶切后产生3.24、0.05，图中A片段和B片段的……是相同的，因此……处为0.05，则基因M1为2.8+0.05+3.24=6.09，基因M为3.24+2.8+0.15+0.13=6.32，因此基因敲除片段的长度为6.32-6.09=0.23kb；基因M1的长度为6.09kb。
（2）PCR是体外进行DNA复制的过程，DNA复制需要DNA聚合酶，真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活，因此进行 PCR 扩增时通常在反应缓冲液中添加 Mg2+；琼脂糖凝胶电泳通常用来鉴定PCR产物，分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些，从而对不同大小的DNA片段进行分离。
（3）结合重组质粒可知， 基因M1的C端为HindⅢ、基因M1的D端为PstI，因此需要在基因 M1 的 C、D 两端分别加上HindⅢ、PstI的识别序列，结合两种酶的酶切位点，黏性末端序列为- TCGA、ACGT-；DNA连接酶可以将目的基因和质粒的黏性末端进行连接，催化磷酸二酯键的形成，连成重组质粒。
（4）重组质粒为Ti质粒与目的基因形成的重组质粒，Ti质粒上的T-DNA能够转移并整合到受体细胞的染色体上，完成转化过程。
【点睛】本题主要考查基因工程的基本步骤及点突变的原理，要求学生有一定的理解分析能力。
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