[生物][期末]天津市四校联考2023-2024学年高二下学期期末考试试题(解析版)

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1. 生物实验中常用染色剂对物质进行鉴定，下列选项中实验材料、试剂、使用方法及出现的显色反应的对应关系正确的是（ ）
A. DNA—二苯胺溶液—水浴加热——绿色
B. 梨汁—斐林试剂—先 A 液后 B液—砖红色
C. 花生子叶—苏丹Ⅲ—橘黄色
D. 唾液淀粉酶—碘液—蓝色
【答案】C
【分析】生物组织中化合物的鉴定：①蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；②脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橙黄色；③DNA可以用二苯胺鉴定，在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色；④淀粉可用碘液染色，生成蓝色。
【详解】A、二苯胺在沸水浴的条件下，可以使DNA呈蓝色，A错误；
B、梨汁中含有还原糖，用斐林试剂鉴定，甲液和乙液等量混合均匀后使用，且需要水浴加热的条件，B错误；
C、花生子叶中含有脂肪，用苏丹III染液染色后呈橘黄色，C正确；
D、唾液淀粉酶的本质是蛋白质，蛋白质需要用双缩脲试剂检测，呈紫色，D错误。
故选C。
2. 厌氧地杆菌有一种附属物“纳米线”，该结构位于细胞外，由蛋白长链组成，可以导电，帮助生物产生能量。以下叙述正确的是（ ）
A. 因为厌氧地杆菌是原核生物，所以其没有细胞器
B. 组成纳米线的基本单位是葡萄糖
C. 纳米线空间结构改变后其功能可能发生改变
D. 若要改造“纳米线”，就需要改变“纳米线”基因，因此属于基因工程
【答案】C
【分析】 原核生物与真核生物的区别：原核生物没有以核膜为界限的细胞核，原核生物只有核糖体一种细胞器。
【详解】A、厌氧地杆菌属于原核微生物，只有核糖体一种细胞器，A错误；
B、纳米线由蛋白长链组成，组成纳米线得基本单位是氨基酸，B错误；
C、蛋白质结构与功能相适应，纳米线空间结构改变后其功能可能发生改变，C正确；
D、纳米线由蛋白长链组成，改造“纳米线”属于蛋白质工程，D错误。
故选C。
3. “骨架”在细胞的分子组成和细胞结构中起重要作用，下列有关叙述错误的是（ ）
A. 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的，维持细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器
B. 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架，其他生物膜无此基本骨架
C. 多糖、蛋白质、核酸等构成了细胞生命大厦的基本框架
D. 生物大分子以碳链为基本骨架，是由许多单体连接成的
【答案】B
【详解】A、真核细胞的细胞质中有蛋白质纤维组成的细胞骨架，它与维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输等生命活动密切相关，A正确；
B、生物膜的基本骨架都是磷脂双分子层，B错误；
C、细胞中的多糖（如纤维素等）可构成细胞壁等结构，蛋白质是生命活动的主要承担者，具有多种重要功能，如构成细胞结构等，核酸是遗传信息的携带者，控制着生物的遗传和代谢等。这些生物大分子相互作用、相互配合，共同构成了细胞生命大厦的基本框架，维持着细胞的正常生命活动和结构稳定，C正确；
D、生物大分子多糖、蛋白质、核酸等都是以碳链为基本骨架，是由许多单体连接成的，D正确。
故选B。
4. 下列关于发酵工程操作流程，正确的是（ ）
①发酵 ②培养基的配制 ③灭菌 ④产品的分离与提纯 ⑤菌种的选育 ⑥扩大培养 ⑦接种
A. ⑦①③④⑤②⑥B. ⑥⑤②④③①⑦
C. ②⑤⑦③①⑥④D. ⑤⑥②③⑦①④
【答案】D
【分析】发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】发酵工程的基本操作过程为：⑤菌种的选育→⑥扩大培养→②培养基的配制→③灭菌→⑦接种→①发酵→④产品的分离提纯，因此正确的操作过程是⑤⑥②③⑦①④，B正确，ACD错误。
故选D。
5. 秸秆中的木质素包裹在纤维素的外面，所以须先去除木质素才能提高纤维素的降解率。 在混合培养时，拟康氏木霉与白腐霉的最佳接入时间间隔为3d。研究人员分别以拟康氏木霉、白腐霉的单一菌和混合菌发酵处理稻草秸秆，结果如下表。下列叙述正确的是（ ）
A. 混合菌发酵效率高于单一菌株
B. 混合菌发酵时应先接种拟康氏木霉
C. 实验用的培养基可采用干热灭菌法
D. 发酵时纤维素为菌体提供了氮源
【答案】A
【分析】人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置出供其生长繁殖的营养物质-培养基，用以培养、分离、鉴定和保存微生物或积累其代谢产物，其中，不含凝固剂、呈液体状态的培养基为液体培养基，呈固体状态的培养基为固体培养基。
【详解】A 、从表格数据可以看出，混合菌的纤维素降解率（31.38%）高于拟康氏木霉（24.62%）和白腐霉（6.96%），木质素降解率（22.27%）也高于两者，所以混合菌发酵效率高于单一菌株，A 正确；
B 、题干只是说混合培养时最佳接入时间间隔为 3d，但并没有明确先接种哪种菌，B 错误；
C 、干热灭菌法一般适用于耐高温的、不适合用湿热灭菌的物品，培养基一般采用高压蒸汽灭菌法，C 错误；
D 、纤维素主要为菌体提供碳源，而不是氮源，D 错误。
故选A。
6. 如图是获取番茄一马铃薯杂种植株的过程示意图，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示。下列分析错误的是（ ）
A. 可使用PEG融合法和灭活病毒诱导法诱导的原生质体融合
B. 该杂种细胞长成植物体证明了植物细胞具有全能性
C. 融合细胞的表面既有红色荧光又有绿色荧光时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的
D. ③表示脱分化，④表示再分化
【答案】A
【分析】诱导原生质体融合的方法有：PEG诱导法，电融合法，高钙离子-高pH诱导法等，但灭活病毒诱导是动物细胞融合特有的方法。
【详解】A、原生质体融合不可以用灭活的病毒，A错误；
B、一个细胞长成一个个体证明了细胞的全能性，B正确；
C、番茄原生质体被红色荧光标记，马铃薯原生质体被绿色荧光标记，由番茄和马铃薯融合形成的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光，C正确；
D、脱分化形成愈伤组织，再分化形成植物体，D正确。
故选A。
7. 下列生物技术或方法与主要涉及原理不相符的是 （ ）
A. ES细胞的培养和植物细胞的培养——细胞增殖
B. 多莉羊的诞生和脱毒马铃薯的获取——细胞的全能性
C. 转基因抗虫棉和乳腺生物反应器——基因重组
D. 单克隆抗体的制备和白菜一甘蓝植株的获取——细胞膜的流动性
【答案】B
【详解】A、ES细胞的培养和植物细胞的培养都是获得细胞，原理是细胞增殖，A正确；
B、克隆羊多利的培育运用的是核移植技术，其原理是动物细胞核的全能性；脱毒马铃薯的获取利用的是组织培养技术，原理是细胞的全能性，B错误；
C、转基因抗虫棉和乳腺生物反应器都是将不同物种的基因进行重新组合，原理都是基因重组，C正确；
D、单克隆抗体的制备和白菜一甘蓝植株的获取都需要将不同的细胞进行融合，原理都是细胞膜的流动性，D正确。
故选B。
8. 犬细小病毒(CPV)主要感染幼犬，传染性极强，死亡率也高。犬细小病毒VP2基因的大多数突变影响CPV 的抗原性和宿主范围，关键性位点的突变可能对现有诊断方法造成影响，因此对抗CPV的VP2蛋白单克隆抗体的制备有助于相关疾病抗体诊断试剂的研发。利用小鼠制备抗CPV的VP2单克隆抗体的基本流程如图所示，相关叙述正确的是（ ）
A. 步骤①中向小鼠注射的物质是CPV 的遗传物质
B. X细胞是骨髓细胞
C. 步骤③在培养细胞需要加入血清等天然成分，只需通入氧气
D. 此流程获得的单克隆抗体能够与CPV 的VP2蛋白特异性结合
【答案】D
【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、步骤①中向小鼠注射的物质是CPV的VP2蛋白，目的是激活小鼠的免疫系统，获得能产生特定抗体的B淋巴细胞，A错误；
B、图可知，图中X细胞是骨髓瘤细胞，该细胞在适宜条件下，能在体外无限增殖，B错误；
C、 据图可知，步骤③为杂交瘤细胞筛选过程，除通入氧气外，还需通入CO2维持培养液的pH，C错误；
D、此流程获得的单克隆抗体是抗CPV的VP2单克隆抗体，能与CPV 的VP2蛋白特异性结合，D正确。
故选D。
9. 青蒿素是屠呦呦及研究团队在青蒿中发现的能高效抗疟疾的药物，其在细胞内的合成途径如图所示，其中IPP 和 FPP 是酵母细胞合成固醇、青蒿细胞合成青蒿素的中间产物。某研究小组利用基因工程和发酵工程生产青蒿素的原料—青蒿酸。下列叙述错误的是（ ）
A. 青蒿素属于青蒿代谢中的次生代谢产物
B. 利用酵母菌生产青蒿酸，只需从青蒿基因组中获得CYP71AV1酶基因来构建出酵母菌表达载体即可
C. 要获得高产青蒿酸的酵母菌，还需要抑制FPP 转化为固醇
D. 为保证发酵生产高效顺利，要控制好发酵过程中的pH、温度和氧气等培养条件
【答案】B
【分析】分析题图:图中实线方框中表示青蒿素细胞中青蒿素的合成过程，青蒿素的合成需要FPP合成酶、ADS酶和CYP71AV1酶;虚线方框表示酵母细胞合成FPP合成酶及固醇的过程，酵母细胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶和CYP7IAV1酶，因此不能合成青蒿素。
【详解】A、次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行,青蒿素属于青蒿代谢中的次生代谢产物,A正确；
B、酵母细胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶和CYP7IAV1酶，所以只从青蒿基因组中获得CYP71AV1酶，不能生产青蒿素，B错误；
C、据图可知，抑制FPP转化为固醇的途径，可以促进ADS酶转化为青蒿酸前体进而转变为青蒿素的途径，进而提高转基因酵母 生产青蒿素的产量，C正确；
D、要控制好发酵过程中的pH、温度和氧气等条件，以保证发酵生产高效顺利，D正确。
故选B
10. 我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中，培育出了“猪一猴嵌合体”仔猪，过程如图所示。这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用于器官移植。下列相关叙述错误的是 （ ）

A. 培育“猪—猴嵌合体”涉及早期胚胎培养和胚胎移植等技术
B. 从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官甚至个体的潜能
C. 采集的卵母细胞需培养至减数第一次分裂后期才能与获能精子受精，进而获得猪胚胎
D. 该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出完全由人体细胞组成的器官
【答案】C
【详解】A、图中可知，培育“猪—猴嵌合体”涉及早期胚胎培养，得到的胚胎，通过胚胎移植等技术才能得到个体，A正确；
B、胚胎干细胞具有发育的全能性，故从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能，B正确；
C、体外受精时，需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期，才可以与获能精子完成受精作用，进而获得猪胚胎，C错误；
D、据“猪—猴嵌合体”仔猪培育技术推测，将人的胚胎干细胞注入猪体内，可以制造出完全由人体细胞组成的器官，该研究能够解决器官移植的供体不足，避免器官移植中排斥反应，D正确。
故选C。
11. 每年5月11日是世界防治肥胖日，相关数据显示，我国青少年肥胖率接近20%。下列说法错误的是 （ ）
A. 导肥胖患者体内的过多脂肪可能是因为日常摄食的糖类过多，.由糖类大量转化来的
B. 人体从食物中获取的氧元素不仅可以用于合成糖类，还可用于脂肪的合成
C. 肥胖症患者细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是脂肪
D. 脂肪在糖类代谢障碍时才会分解供能，但不能大量转化为糖类
【答案】C
【详解】A、摄入糖类过多，可以大量的转化为脂肪储存起来，A正确；
B、糖类和脂肪都含有氧元素，所以人体从食物中获取的氧元素不仅可以用于合成糖类，还可用于脂肪的合成，B正确；
C、肥胖症患者细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质，C错误；
D、糖类可以大量转化成脂肪，但脂肪不能大量转化成糖类，D正确。
故选C
12. 内共生学说认为，线粒体起源于一种名叫革兰氏阴性菌的好氧细菌，细菌入侵宿主细胞后没有被吞噬掉，两者反而演化成了共生关系，并最终演化出线粒体。下列不能支持此说法的是（ ）
A. 线粒体的蛋白质大部分由细胞核DNA 指导合成
B. 线粒体内膜与好氧细菌质膜相似
C. 线粒体与好氧细菌的核糖体组成相似
D. 线粒体内无染色体，但存在与好氧细菌DNA 相似的环状DNA
【答案】A
【分析】分析题文描述可知：革兰氏阴性菌的好氧细菌被原始真核细胞吞噬后，即与宿主细胞间形成互利的共生关系，革兰氏阴性菌的好氧细菌演化成的线粒体。
【详解】A、线粒体是真核细胞内含有的细胞器，而真核细胞内的蛋白质大部分由细胞核DNA 指导合成，与细菌没关系，此事实不支持线粒体起源于细菌，A符合题意；
B、线粒体内膜与好氧细菌质膜相似，该事实支持线粒体起源于细菌，B不符合题意；
C、线粒体是半自主性细胞器，内含核糖体，与好氧细菌的核糖体组成相似，该事实支持线粒体起源于细菌，C不符合题意；
D、线粒体内无染色体，但存在环状DNA，而好氧细菌DNA也有相似的环状DNA，该事实支持线粒体起源于细菌，D不符合题意。
故选A。
13. 科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得了类似于胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS 细胞)，并用iPS 细胞治疗了小鼠的镰状细胞贫血。下列说法错误的是（ ）
A. 小鼠成纤维细胞和小鼠iPS细胞中的DNA 相同，蛋白质完全不相同
B. 利用iPS 细胞治疗疾病理论上可以避免免疫排斥反应
C. 已分化的T细胞、B 细胞等能被诱导为iPS 细胞
D. iPS细胞在诱导过程中不需要破坏胚胎
【答案】A
【分析】细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质：基因的选择性表达。
【详解】A、小鼠成纤维细胞和小鼠iPS细胞中的DNA相同，由于基因的选择性表达，蛋白质不完全相同，A错误；
B、iPS细胞可以来自于病人自身，诱导成的组织进行移植，可以避免免疫排斥反应，B正确；
C、iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞，C正确；
D、科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，诱导过程无需破坏胚胎，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干 细胞，简称iPS细胞，D正确。
故选A。
14. 几种常用的限制酶及其识别序列和切割位点如下，据表分析以下说法正确的是（ ）
A. 以上的限制酶切割的都是氢键
B. Spe I 识别序列能被 Nhe I 识别并切割
C. SpeI和NheI切割产生的片段能够相连，但连接后的片段两者都不能再切割
D. E. cli DNA 连接酶只可以连接SmaⅠ和AluⅠ切割的末端， T4DNA 连接酶只能连接Spe I 和 Nhe I 切割的末端
【答案】C
【分析】每种限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。限制酶切割的结果形成黏性末端或平末端。DNA连接酶分为E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶，二者都是将双连DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，但这两种酶的作用有所差别。E.cli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的 DNA片段。而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对比较低。
【详解】A限制酶切割的都是磷酸二酯键，A错误；
B、由表中信息可知：Spe I 识别序列与 Nhe I 识别序列不同，因此Spe I 识别序列不能被 Nhe I 识别并切割，B错误；
C、SpeI和NheI切割产生的黏性末端相同，因此能够被DNA连接酶相连，但连接后的片段两者都不能被SpeI和NheI识别，因此都不能被SpeI和NheI再切割，C正确；
D、E. cli DNA 连接酶不能连接SmaⅠ和AluⅠ切割产生的平末端， T4DNA 连接酶既能能连接Spe I 和 Nhe I 切割产生的黏性末端，也能连接SmaⅠ和AluⅠ切割产生的平末端，D错误。
故选C。
15. 据人民网报道，“一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于2018年11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改，使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿”。下列有关说法正确的是（ ）
A. 基因编辑制造人类的行为是符合伦理道德的
B. 基因编辑技术，可改变人类进化的速度和方向，有利于人类的进化
C. 通过基因编辑技术改变了人类的遗传物质，使人类进化成新物种
D. 基因编辑技术可用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑婴儿
【答案】D
【分析】一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于2018年11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过敲除，使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。这是世界首例免疫艾滋病的基因婴儿，也意味着中国在基因编辑技术用于疾病预防领域实现历史性突破。但这项研究也引起了争议，具体表现在：伦理上的担忧；基因编辑技术存在潜在脱靶效应；基因编辑技术敲除基因后对其他基因的表达有可能存在影响。
【详解】基因编辑制造人类的行为不符合伦理道德，A错误；基因编辑技术，只是对个别人个别基因进行编辑，不一定改变人类进化的速度和方向，B错误；基因编辑技术改变了人类的遗传物质，但并没有出现生殖隔离，即没有形成新物种，C错误；基因编辑技术可用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑婴儿，D正确；故选D。
16. 下列关于 DNA 的粗提取与鉴定实验，说法错误的是（ ）
A. 提取植物细胞DNA时加入纤维素酶研磨，提取的效果更佳
B. 猪肝、草莓、家兔的血细胞均可作为提取 DNA 的材料
C. 为了本实验的鉴定效果，所用的二苯胺试剂必须现配现用
D. 将粗提取的DNA(白色丝状物) 溶解在2ml/L 的NaCl溶液中用来进行鉴定
【答案】B
【详解】A、提取植物细胞DNA时加入纤维素酶研磨，水解破坏细胞壁，提取DNA的效果更佳，A正确；
B、家兔是哺乳动物，成熟的红细胞没有细胞核，不可作为提取 DNA 的材料，B错误；
C、二苯胺试剂容易与空气中的氧气反应导致变质，因此要现配现用，C正确；
D、DNA在2ml/L汇的NaCl溶液中溶解度大，故溶解白色丝状物DNA时需要加入2ml/L的NaCI溶液，D正确。
故选B。
17. 如图是某二倍体植物通过花药进行单倍体育种的过程示意图，下列叙述错误的是（ ）

A. 为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30秒，之后用无菌水清洗，次氯酸钠浸泡30分钟，再用无菌水清洗
B. 愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，其分化能力很强
C. 过程③为了促进生根，可增加培养基中细胞分裂素的比例
D. 过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
【答案】C
【详解】A、为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30秒，立即用无菌水清洗2-3次，次氯酸钠浸泡30分钟，再用无菌水清洗2-3次，A正确；
B、愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，能重新分化成芽、根等器官，B正确；
C、植物组织培养过程中需要利用生长素和细胞分裂素，其中生长素能够促进根的分化，而细胞分裂素能够促进芽的分化，C错误；
D、过程③得到的植株是经过花药离体培养和秋水仙素处理的，因此可筛选获得纯合的二倍体，D正确。
故选C。
为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因(基因序列如图1)融合表达，运用重组酶技术构建质粒，重组酶通过识别两个DNA片段上的特定相同序列，将不同DNA片段连接，从而实现DNA重组，如下图2所示。构建好的的环化质粒再导入大肠杆菌中并利用抗生素筛选。之后为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F 和 F2-R 进行了PCR扩增，质粒P1-P4 的扩增产物电泳结果如图3。根据下图回答下列小题。

18. 分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中需加入的不同物质是（ ）
A. 酶和原料B. 引物和酶
C. 引物和模板D. 原料和模板
19. 引物F2-F、F1-R 应在下列选项中选用（ ）
① 5’ATGGTG------CAACCA3’ ② 5’TGGTTG---CACCAT3’ ③ 5’GACGAG---CTGCAG3’ ④ 5’ CTGCAG------CTCGTC3’
A. ①③B. ②③C. ②④D. ③④
20. 根据图3中结果判断，可以舍弃的质粒有（ ）
A. P1和 P3B. P2和P4
C. P3和P4D. P1和P2
【答案】18. C 19. D 20. C
【18题详解】
PCR反应所需物质：一定的缓冲溶液、DNA模板、分别与两条模板链结合的引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶。由于F1和F2是不同的DNA片段，而引物是与目的基因两条模板链结合的，所以分别进行PCR扩增片段 F1与片段F2时，配制的两个反应体系中需加入的不同物质是引物和模板，相同的物质有：4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液等，ABD错误，C正确。
故选C。
【19题详解】
引物与模板链的3’端结合，根据图中信息，F2-F、F1-R的碱基序列一部分序列能与F1片段（EGFP基因）右侧互补、一部分序列能与F2片段（AnB1基因）左侧互补，且F2-F、F1-R两种引物的碱基应能互补配对，这样经PCR扩增后F1和F2片段中才能出现特定的相同序列，在重组酶的作用下可以将F1和F2连接在一起，实现DNA重组。①②③④4种引物中①与②互补、③与④互补，只能从这两种组合中进行选择，但引物① 5’ATGGTG------CAACCA3’ ② 5’TGGTTG---CACCAT3’ 的互补序列在EGFP基因左侧、AnB1基因右侧部分，达不到扩增的目的，且选项中无①②组合，所以ABC错误，D正确。
故选D。
【20题详解】
由于EGFP基因720bp，AnB1基因390bp，构建好的环化质粒中既含EGFP基因又含AnB1基因，用引物F1-F 和 F2-R对构建含的环化质粒进行了PCR扩增，得到的DNA片段大小应为720+390=1110 bp，图3中P1、P2出现了大小相近的条带，P3中未出现条带，P4中出现的条带在500-1000之间，所以可以舍弃的质粒有P3、P4，ABD错误，C正确。
故选C。
二、填空题(本大题共5小题，共60分)
21. 我国热带植物研究所在西双版纳发现一个具有分泌功能的植物新种，该植物细胞的亚显微结构的局部图如下。请据图回答下列问题：
（1）结构 A为___________，能实现核质之间频繁物质交换和__________ 。核DNA__________ (“能”或“不能”)通过此结构。
（2）经检验该植物细胞的分泌物中含有一种蛋白质，请写出参与该分泌蛋白在细胞中从合成和分泌的细胞器是__________________________(用“→”和图中字母表示)，______________(字母表示)为此过程提供能量。
（3）结构N为________________________,主要成分是__________________。该植物相邻细胞之间可通过通道F进行信息交流，则F代表_______________
（4）在结构上，发菜与此细胞的主要区别是_______________________________
【答案】（1）①. 核孔 ②. 信息交流 ③. 不能
（2）①. B→C→G ②. E
（3）①. 囊泡 ②. 脂质(磷脂)和蛋白质 ③. 胞间连丝
（4）发菜无核膜包被的细胞核(而此细胞有核膜包被的细胞核)
【分析】题图分析：图示为该植物细胞的亚显微结构的局部图，其中结构A为核孔，B为核糖体，C为内质网，D为内质网，E为线粒体，F为胞间连丝，G为高尔基体，M和N为囊泡。
【小问1详解】
结构 A 为核孔，能实现核质之间频繁物质交换和信息交流。核孔是大分子物质进出细胞核的通道，但是核 DNA 不能通过此结构。
【小问2详解】
参与分泌蛋白在细胞中从合成到分泌的细胞器有 B 核糖体→C内质网→G 高尔基体，E线粒体为此过程提供能量。
【小问3详解】
结构 N 为囊泡，主要成分是脂质(磷脂)和蛋白质。植物相邻细胞之间可通过通道 F 即胞间连丝进行信息交流。
【小问4详解】
发菜是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，而此细胞是真核细胞。
22. 科研人员按照如图所示流程从盐湖土壤中分离筛选出了一株高产α-淀粉酶的耐盐性菌株NWU-8并进行扩大培养，实验中需要a、b两种培养基，a的组分为牛肉膏、蛋白胨、高浓度NaCl、水，相比培养基a，培养基b的组分增加了可溶性淀粉。回答下列问题：

（1）培养基a中的氮源主要是__________，从功能上讲它属于_____________培养基，配制好的培养基通常采用的灭菌方法是_____________
（2）要在培养基上形成菌落，a、b培养基中均还应加入______________，挑取a培养基平板上的菌落进一步划线纯化时，下列图示中正确的操作示意图为 ___________
（3）培养基 b中的碳源主要是____________________，b培养基平板滴加碘液后，部分菌落周围出现透明圈，其中菌落直径与透明圈直径的比值______________(“大”或“小”)的菌落初步判断为产酶能力较高的菌株。
（4）科研人员欲进一步探究不同NaCl浓度的培养基对菌株NWU-8产α-淀粉酶的影响，设计并实施了相关实验。该实验对照组为_______________
（5）对已有的土壤样液稀释10⁷倍，取0.1ml稀释液涂布平板上，每隔24h统计一次菌落的数目，菌落数分别是90、163、158，推测土壤样液中菌体的数量为 _________个/L。运用这种方法统计的结果往往较实际值_________(填“偏大”或“偏小”)，原因是_______
【答案】（1）①. 蛋白胨 ②. 选择 ③. 高压蒸汽灭菌法或湿热灭菌法
（2）①. 琼脂 ②. A
（3）①. 牛肉膏和可溶性淀粉 ②. 小
（4）将菌株NWU-8培养在不含NaCl，但其他营养成分完全一样的培养基上
（5）①. 1.37×10¹³ ②. 偏小 ③. 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是1个菌落
【分析】实验室中目的菌株的筛选：①原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。②从土壤中分离目的微生物的一般步骤是：土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。③培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌，富集培养可以使用液体培养基，选择培养基是指通过培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。
【小问1详解】
培养基a中的氮源蛋白胨，主要是培养基 a 中含有高浓度 NaCl，能在这种培养基上生长的微生物应具有耐盐性，而该实验目的是从盐湖土壤中分离筛选出一株高产 α-淀粉酶的耐盐性菌株，所以从功能上讲它属于选择培养基，可用于筛选出特定的耐盐微生物。配制好的培养基通常采用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法或湿热灭菌法。
【小问2详解】
要在培养基上形成菌落，要制成固体培养基，a、b 培养基中均还应加入凝固剂琼脂。 ②正确的操作示意图为 A，每次划线的菌种来自上一次划线末端，从而使菌种逐渐稀释，最终得到单个菌落。
【小问3详解】
培养基 b 中的碳源主要是可牛肉膏和可溶性淀粉。 出现透明圈，说明淀粉被微生物分解了，其中菌落直径与透明圈直径的比值小的，表示透明圈直径越大，可初步判断为产酶能力较高的菌株。
【小问4详解】
该实验的自变量是不同 NaCl 浓度的培养基，因此该实验对照组为将菌株NWU-8培养在不含NaCl，但其他营养成分完全一样的培养基上。
【小问5详解】
对已稀释的土壤浸泡液稀释 107 倍，取 0.1ml 稀释液涂布平板上，每隔 24h 统计一次菌落的数目，菌落数分别是 90、163、118，因此计算过程为个/L，运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小，原因是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。
23. 长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。甲图和乙图分别是牛胚胎移植和克隆猴培育图，请据图完成下列问题：
（1）在试管牛和克隆猴的培育过程中都必须用到的生物技术有__________________(至少写出两项)；其中产生克隆猴的方式是___________________生殖，与与试管牛的生殖方式___________(“相同”或“不同”)。
（2）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_______________________
（3）图甲中试管牛的遗传物质来自________________________。图乙中克隆猴“中中”和“华华”的核遗传物质来自_____________(填“A猴” “B猴”或“C猴”)，它们的性别___________(填“相同”或“不相同”)
（4）图乙中A猴体细胞进行培养时，刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部后首先会出现__________现象。每一次传代培养时，常利用____________酶消化处理，制成细胞悬液后转入到新的培养瓶中。
【答案】（1）①. 动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植 ②. 无性 ③. 不同
（2）促性腺激素 （3）①. 供体母牛和供体公牛 ②. A猴 ③. 相同
（4）①. 细胞贴壁 ②. 胰蛋白
【分析】动物体细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体的技术。
【小问1详解】
在试管牛和克隆猴的培育过程中都必须用到的生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植；产生克隆猴的方式是无性生殖，试管牛是有性生殖，二者生殖方式不同。
【小问2详解】
超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射促性腺激素，得到多个卵母细胞。
【小问3详解】
图甲中试管牛的遗传物质来自供体公牛和供体母牛；图乙中克隆猴“中中”和“华华”的核遗传物质来自 A 猴，它们的性别相同，和A猴一样。
【小问4详解】
图乙中 A 腺体细胞进行培养时，放入培养瓶中的细胞沉淀到瓶底部后首先会出现贴壁现象。每一次传代培养时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化处理，制成细胞悬液后转入到新的培养瓶。
24. 异丁醇是一种新型能源。科研人员研究了酿酒酵母的异丁醇合成途径(如图1)，尝试对其进行改造，以期实现大规模生产(如图2)。其中，质粒pUC18可实现目的基因在真核、原核细胞中过表达。
注：1、Amp'为氨苄青霉素抗性基因，氨苄青霉素可抑制细菌细胞壁的形成，对真核生物生长无影响。his为组氨酸合成酶基因，组氨酸是微生物生长所必。
2、需限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：BamHI: 5’-G↓GATCC-3’ Xh I: 5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI: 5’-↓GATC-3’ SacI: 5’-GAGCT↓C-3’
（1）为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是
A. 酶A基因B. 酶D基因
C. 酶E 抑制基因D. 酶F抑制基因
（2）若选用XhI和Sau3AI对质粒pUC18进行切割，为实现其与目的基因(转录方向：由左向右)的连接，可在目的基因左右两端分别引入___________和___________两种不同限制酶的识别序列，为此需要将两种酶的识别序列分别设计在两种引物的_________端(填5’或3’) 。
（3）重组质粒导入大肠杆菌前，需用_________处理大肠杆菌，使其处于_________态的生理状态，以提高转化效率。重组质粒上的_____________(填“真核”或“原核”)生物复制原点使pUC18能在大肠杆菌中扩增。pUC18中氨苄青霉素抗性基因的作用是 ____________________________________________，图2中必须加入氨苄青霉素的培养基是__________________(“培养基I”、 “培养基II”、 “培养基III”)
（4）为了高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的酿酒酵母需具备的特点是__________________________________
【答案】（1）ABCD
（2）①. XhI ②. Sau 3AI 或BamH I ③. 5’
（3）①. CaCl₂ ②. 感受 ③. 原核 ④. 作为标记基因用于筛选出含有重组质粒(或目的基因)的大肠杆菌细胞 ⑤. “培养基I”和“培养基II”
（4）组氨酸合成缺陷酿酒酵母
【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。
（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
据图分析可知：丙酮酸一方面在A酶、B酶、C酶、D酶的作用下生成异丁醇，另一方面，丙酮酸分别在E酶、F酶的作用下生成乙醇，因此为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是酶A基因、酶D基因、酶E 抑制基因，酶F抑制基因，ABCD正确。
故选ABCD。
【小问2详解】
要实现质粒 pUC18 与目的基因（转录方向由左向右）的连接，且需要用两种不同限制酶切割，质粒上有XhI 和Sau3AI的识别序列结合所给限制酶的识别序列，可在目的基因左侧引入 XhI 的识别序列，右侧引入 Sau3AI 或BamHI的识别序列，因为这两个限制酶的识别序列相同，同时需要根据这两种限制酶的识别序列分别设计两对引物的5’端，因为引物要和目的基因的3’端相连。
【小问3详解】
将重组质粒导入大肠杆菌，首先需要用钙离子处理大肠杆菌，使其处于感受态，以便吸收重组质粒；大肠杆菌属于原核生物，因此重组质粒上的真核生物复制原点使pUC18能在大肠杆菌中扩增；氨苄青霉素抗性基因的作用是筛选出含有重组质粒的大肠杆菌（原核生物），在将基因表达载体导入大肠杆菌后，图2中必须加入氨苄青霉素的培养基是“培养基I”和“培养基II”，即可筛选出重组质粒。
【小问4详解】
为了高效筛选异丁醇生产菌种，将通过大肠杆菌将重组质粒导入到酵母菌，为了便于筛选，酵母菌应该为组氨酸合成缺陷酿酒酵母，如果导入成功，就可以在不含组氨酸的培养基上生长，即可被筛选出来。
25. Cre-lxP 系统能够实现特定基因的敲除，该系统中的Cre酶可识别DNA 分子中特定的lxP序列，当DNA 分子上存在两个同向lxP序列时，Cre酶可将两个lxP 序列之间的DNA 序列剪除，切口连接形成的环化产物被降解，从而达到敲除特定基因的目的，如图1所示。科学家把几种荧光蛋白基因和Cre酶能识别并切割的序列(lxP1和lxP 2) 串在一起，构建如图2所示的表达载体T，在Cre酶的帮助下，一部分荧光蛋白基因会被随机地“剪掉”，而剩下的部分得以表达，这样就可以随机呈现不同的颜色。这种利用荧光蛋白“点亮”神经元的大脑成像技术被称为“脑彩虹”，能帮助科学家了解大脑。

（1）Cre酶的作用类似于基因工程中的________，DNA 切口环化连接的过程需要_______酶 。重新连接切口后，保留图1中片段______________(填序号)，就能实现目标基因的敲除。一个1xP序列的内部被 Cre酶切割后会增加_____个游离的磷酸基团。
（2）研究者用显微注射法将图2所示表达载体导入小鼠的_________中，得到仅含一个图2所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a(基因型表示为M⁺M⁺，野生型为M⁻M⁻) 。
（3）图2所示序列的两个lxP1之间或两个lxP2之间的基因，只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控，研究者将Cre酶基因与启动子N(由信号分子X开启)连接，获得纯合转基因小鼠b(基因型表示为N⁺N⁺，野生型为N⁻N⁻)，将纯合小鼠a、b进行杂交，得到F1。
①F1 小鼠的基因型应为_________________
②无信号分子X作用时，F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是________、_________
③有信号分子X作用时，因为F1有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、lxP1、lxP2及Cre酶基因；有信号分子 X 时，启动______表达，不同脑细胞中 Cre 酶表达情况不同，Cre酶识别的______________不同，因而不同细胞会差异发出_______________荧光，从而出现“脑彩虹”。
（4）研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的“脑彩虹”，请依据题目信息，写出设计思路：_____________
【答案】（1）①. 限制酶##限制性核酸内切酶 ②. DNA 连接 ③. 1 ④. 2##两
（2）受精卵
（3）①. M⁺M⁻N⁺N⁻ ②. 红色 ③. 无色 ④. Cre酶基因 ⑤. lxP ⑥. 红色、黄色或蓝色
（4）设法使小鼠脑组织细胞内有多个相同的图2所示 DNA 片段，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内多个荧光蛋白的颜色叠加而成
【分析】限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【小问1详解】
根据题干可知，Cre酶可切割基因，故Cre酶的作用类似于基因工程中的限制酶（限制性核酸内切酶）。DNA切口环化连接的过程需要DNA连接酶，DNA连接酶可连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键 。通过图1可知，Cre酶识别两个相同的lxP序列，进行切除，切除后片段2自身环化且带有待敲除基因，片段1没有待敲除基因，故保留片段1，从而实现目标基因的敲除。由题可知，Cre酶可识别DNA分子中特定的1xP序列，并将两个1xP之间的DNA序列剪除，故一个1xP序列的内部被 Cre酶切割后会增加2个游离的磷酸基团。
【小问2详解】
常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠（动物）的受精卵细胞中。
【小问3详解】
①将纯合小鼠a（基因型表示为M⁺M⁺N⁻N⁻）、b（基因型表示为M⁻M⁻N⁺N⁺）进行杂交，则F1小鼠的基因型应为M⁺M⁻N⁺N⁻。②F1为杂合子，脑组织细胞中有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、lxP1、lxP2及Cre酶基因，无信号分子X时，Cre酶不表达，仅表达与启动子相邻的荧光蛋白的基因即红色荧光蛋白基因，使脑组织细胞呈红色。通过题干信息可知，“脑彩虹”通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，而其他组织细胞非神经细胞，故表现出无色。③F1有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、lxP1、lxP2及Cre酶基因，有信号分子X时，Cre酶表达，即启动Cre酶基因表达，不同脑细胞中Cre酶表达情况不同，Cre酶识别的lxP不同，因而不同脑细胞会差异表达红色、黄色或蓝色荧光蛋白基因，使F1出现“脑彩虹”。
【小问4详解】
研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的“脑彩虹”，依据题目信息“在Cre酶的帮助下，一部分荧光蛋白基因会被随机地“剪掉”，而剩下的部分得以表达，这样就可以随机呈现不同的颜色”，故可设计思路为：设法使小鼠脑组织细胞内有多个相同的图2所示DNA片断，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内多个荧光蛋白的颜色叠加而成。菌种
纤维素降解率 (%)
木质素降解率 (%)
拟康氏木霉
24.62
8.78
白腐霉
6.96
20.06
混合菌(间隔3d)
31.38
22.27
限制酶
Alul
Spe I
Sma I
Nhe I
识别序列切割位点
AG↓CT
TC↑GA
A↓CTAGT
TGATC↑A
CCC↓GGG
GGG↑CCC
G↓CTAGC
CGATC↑G