四川省川南地区名校联考2024-2025学年高二下学期4月期中生物试卷（解析版）

这是一份四川省川南地区名校联考2024-2025学年高二下学期4月期中生物试卷（解析版），共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物，且需严格控制发酵条件。下列叙述正确的是（ ）
A. 腐乳易于消化的原因是豆腐中的蛋白质被分解成了小分子肽和氨基酸
B. 制作果醋需要醋酸菌，糖源不足时，醋酸菌通过无氧呼吸将乙醇分解为醋酸
C. 家庭制作泡菜时为了避免杂菌污染，泡菜坛、菜刀、菜料均需严格灭菌处理
D. 与传统发酵一样，发酵工程所用菌种绝大多数为混合菌种
【答案】A
【分析】（1）参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理：在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
（2）参与果醋制作微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
（3）参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理是毛霉等微生物分泌的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸；脂肪酶把脂肪分解为甘油和脂肪酸。
（4）泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、腐乳制作中，毛霉等微生物分泌的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，使其更易消化，A正确；
B、醋酸菌为严格好氧菌，即使糖源不足，其将乙醇转化为醋酸的过程仍需有氧条件，属于有氧呼吸而非无氧呼吸，B错误；
C、家庭制作泡菜利用是乳酸菌的天然发酵，泡菜坛需密封创造无氧环境，菜刀和菜料只需清洗干净，无需严格灭菌（灭菌会破坏乳酸菌的天然接种），C错误；
D、传统发酵多依赖混合菌种，而发酵工程通常采用单一纯种菌种以确保生产可控，D错误。
故选A。
2. 植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导形成完整植株的技术。下列有关植物组织培养的叙述，错误的是（ ）
A. MS培养基是植物组织培养过程中常用的一种培养基
B. 无论是脱分化还是再分化都需要光照和适宜的温度
C. 菊花植物组织培养过程中，诱导形成愈伤组织、生根、生芽的培养基为不同的培养基
D. 用植物顶端分生区附近的组织作为外植体，可培育获得脱毒苗
【答案】B
【分析】植物组织培养的不同阶段需调整培养基中生长素与细胞分裂素的比例：高生长素/细胞分裂素促进生根，低比值促进生芽，适中比例诱导愈伤组织。
【详解】A、MS培养基含有植物生长所需的大量元素、微量元素、有机物等，是植物组织培养的常用培养基，A正确；
B、脱分化过程通常在避光条件下进行（避免细胞分化），而再分化阶段（如生根、生芽）可能需要光照（如叶绿体形成及形态建成），因此并非两者均需光照，B错误；
C、不同阶段需调整培养基中生长素与细胞分裂素的比例：高生长素/细胞分裂素促进生根，低比值促进生芽，适中比例诱导愈伤组织，C正确；
D、顶端分生区细胞分裂活跃，病毒含量少甚至无，利用其作为外植体可减少病毒传递，获得脱毒苗，D正确。
故选B。
3. 某实验小组完成了“土壤中分解纤维素的细菌的分离与计数”实验，操作流程如图所示，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 培养基应以纤维素为唯一碳源，其上生长的都是能分解纤维素的细菌
B. 接种后的培养基如果未长出菌落则可以直接丢弃
C. 4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×108个
D. 接种时，用涂布器蘸取少量菌液并均匀地涂布在培养基表面
【答案】C
【分析】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数时，在每一个梯度浓度内，至少要涂布3个平板，选择菌落数在30~300的进行记数，求其平均值，再通过计算得出土壤中细菌总数。
【详解】A、以纤维素为唯一碳源的培养基是选择培养基，能筛选出分解纤维素的细菌，但也可能有一些微生物能利用空气中的二氧化碳等作为碳源在其上生长，A错误；
B、接种后的培养基未长出菌落，不能直接丢弃，可能存在杂菌污染等情况，需要进行适当处理，比如高压蒸汽灭菌后再丢弃，B错误；
C、4 号试管进行稀释涂布平板法计数，三个平板的菌落数分别为 113、106、111，平均值为(113+106+111)÷3=110个。4 号试管的稀释倍数为105，接种量为0.1mL，每克土壤中的活菌数约为110÷0.1×105=1.1×108个，C正确；
D、接种时，应将菌液滴加到培养基表面，然后用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，而不是用涂布器蘸取少量菌液涂布，D错误。
故选C。
4. 安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染，该抗生素是由一种产自深海的赖氨酸缺陷型放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种，科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育，实验的部分流程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同
B. 进行C操作时必须先将无菌绒布转印至培养基③，再转印至培养基④
C. 对比两种培养基中的菌落情况，培养基④为缺少赖氨酸的不完全培养基
D. 由培养结果可推断，E菌落不能产生安莎霉素，D菌落能产生安莎霉素
【答案】C
【分析】影印培养法是指确保在一系列平板培养基相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法。主要操作方法是：用灭菌的丝绒覆盖在一块与培养皿同样大小（或略小）的木制圆柱体上，轻轻地在母种培养皿的菌苔上印一下，把细菌菌落全部转移到丝绒面上，然后将这一丝绒面再印在另外的选择性培养基平板上，获得与原始平板完全相同的接种平板。待培养后，比对各培养皿在相同位置出现相同的菌落，从而筛选出适当的菌株。
【详解】A、影印培养法主要操作方法是：用灭菌的丝绒覆盖在一块与培养皿同样大小（或略小）的木制圆柱体上，轻轻地在母种培养皿的菌苔上印一下，把细菌菌落全部转移到丝绒面上，然后将这一丝绒面再印在另外的选择性培养基平板上，获得与原始平板完全相同的接种平板。利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同，A正确；
B、为了防止将特定营养成分带入培养基，故进行过程C操作时，先将无菌绒布转印至培养基③（缺乏赖氨酸的培养基），再转印至培养基④（含有赖氨酸的培养基），B正确；
C、对比两种培养基中的菌落情况，培养基③中菌落数目少，为缺少赖氨酸的不完全培养基，C错误；
D、E在③和④中都存在，所以不是赖氨酸缺陷型，D在④中存在，在③中不存在，所以是赖氨酸缺陷型，能产安莎霉素，D正确。
故选C。
5. 大肠杆菌、沙门氏菌能引起家禽和家畜的肠道疾病。暹罗芽孢杆菌代谢产物具有广谱抗菌性，为检测其代谢产物对沙门氏菌和大肠杆菌的抑菌能力，进行图示实验。下列说法正确的是（ ）

A. 图中接种后的培养基需要进行灭菌处理
B. 从抑菌圈边缘挑取菌落涂布平板重复实验，抑菌圈的平均直径会变小
C. 图中X为离心后得到的下层沉淀，含有暹罗芽孢杆菌
D. 抑菌圈边缘的菌种与暹罗芽孢杆菌代谢产物接触后发生突变从而产生抗性
【答案】B
【分析】本实验的思路为：将含暹罗芽孢杆菌代谢物的滤纸片放到接种了大肠杆菌或者沙门氏菌的平板培养基上，滤纸片周围会出现抑菌圈，在抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌；若抗生素对细菌起选择作用，则随着培养次数增多，耐药菌的比例增大，在连续培养几代后，抑菌圈的平均直径变小。
【详解】A、培养基的灭菌要在接种操作之前，接种后的培养基进行灭菌处理则菌种也被杀死，A错误；
B、在抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌，从抑菌圈边缘挑取菌落涂布平板重复实验，抑菌圈平均直径变小，B正确；
C、依题意，实验目的是检测暹罗芽孢杆菌代谢产物对沙门氏菌和大肠杆菌的抑菌能力，故图示X应为离心后得到的上清液，C错误；
D、暹罗芽孢杆菌代谢产物接触只是对菌种起到选择作用，D错误。
故选B。
6. 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生代谢产物紫杉醇是一种高效抗癌药物，但由于红豆杉野生资源匮乏，且红豆杉植株紫杉醇含量极低，导致了紫杉醇的供应严重不足。因此，研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A. 过程②需要加入适量的纤维素酶和果胶酶
B. 过程③融合成功的标志是再生出新的细胞壁
C. 杂种植株的培育打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种
D. 过程④的培养流程为诱导愈伤组织→诱导生根→诱导生芽→移栽
【答案】D
【分析】植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。在这个过程中，涉及到去除细胞壁、原生质体融合、再生细胞壁以及植物组织培养等关键步骤。
【详解】A、过程②是去除植物细胞壁获得原生质体的过程，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以需要加入适量的纤维素酶和果胶酶，A正确；
B、过程③原生质体融合成功的标志是再生出新的细胞壁，这是植物体细胞杂交的一个重要特征，B正确；
C、杂种植株的培育通过体细胞杂交技术，打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种，C正确；
D、过程④是植物组织培养过程，其培养流程应为诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽，而不是先诱导生根再诱导生芽，D错误。
故选D。
7. 人体心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成，即肌钙蛋白T（cTnT）、肌钙蛋白I（cTnI）和肌钙蛋白C（cTnC），其中cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体，科研人员完成了以下过程。下列叙述错误的是（ ）
A. 可用灭活病毒诱导法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
B. 多次注射抗原的目的是刺激小鼠产生更多可以分泌相应抗体的B淋巴细胞
C. 经过筛选培养，甲、乙、丙中只含杂交瘤细胞的是丙
D. 过程②的原理是细胞增殖和抗原—抗体特异性结合
【答案】C
【分析】克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，单克隆抗体制备过程中的两次筛选：第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞（A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞），不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】A、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞是动物细胞，可以用灭活病毒诱导法诱导融合，A正确；
B、多次注射抗原刺激小鼠产生免疫反应，从而刺激小鼠产生更多可以分泌相应抗体的B淋巴细胞，B正确；
C、乙和丙都含有杂交瘤细胞，C错误；
D、过程②包括克隆化培养和抗体检测，原理是细胞增殖和抗原—抗体特异性结合，D正确。
故选C。
8. 下列关于细胞工程的叙述，错误的是（ ）
A. 动物细胞和癌细胞在培养过程中均会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
B. 灭活病毒能使细胞膜上的蛋白质和脂质重新排布，诱导细胞融合
C. 单倍体是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
D. 愈伤组织和小鼠iPS细胞的诱导形成过程中均发生了基因的选择性表达
【答案】A
【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
【详解】A、动物细胞培养时，正常细胞会出现贴壁生长和接触抑制，但癌细胞因失去接触抑制特性，会持续分裂堆积，不会出现接触抑制，A错误；
B、灭活病毒通过表面糖蛋白促进细胞膜蛋白和脂质重组，诱导细胞融合，B正确；
C、单倍体只有一套染色体，发生突变后更容易表现出来，是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料，C正确；
D、愈伤组织是植物细胞脱分化形成的，小鼠iPS细胞是诱导多能干细胞，其诱导形成过程中均发生了基因的选择性表达，D正确。
故选A。
9. 胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。下列有关哺乳动物受精和早期胚胎发育的说法，正确的是（ ）
A. 在自然条件下，哺乳动物的受精一般在子宫内完成
B. 在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体成者雌、雄原核作为受精的标志
C. 聚集在桑葚胚一端的细胞形成内细胞团，它们将来发育成胎膜和胎盘
D. 胚胎发育过程中，胚胎的内部会出现囊胚腔、这个时期的胚胎叫作原肠胚
【答案】B
【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（现囊胚腔[注：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。
【详解】A、哺乳动物的自然受精发生在输卵管中，A错误；
B、胚胎工程中，受精的标志是观察到卵细胞膜和透明带之间的两个极体，或雌、雄原核的形成，B正确；
C、桑葚胚的细胞尚未分化，内细胞团的形成发生在囊胚阶段，且内细胞团发育为胎儿的组织器官，滋养层细胞才形成胎膜和胎盘，C错误；
D、囊胚腔是囊胚期的特征，出现囊胚腔的时期的胚胎叫作囊胚期，D错误。
故选B。
10. 单峰骆驼在野外几乎灭绝，科学家欲通过胚胎工程技术拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示研究。据图分析，下列说法错误的是（ ）
A. 在卵裂过程中，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加
B. 胚胎工程可以大幅缩短供体本身的繁殖周期
C. 经受体孕育的后代，其遗传特性与供体保持一致，即胚胎的遗传物质一半来自A个体，一半来自B个体
D. 对A个体应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
【答案】C
【分析】胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
【详解】A、在卵裂过程中，细胞进行有丝分裂，数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，甚至略微减小，A正确；
B、胚胎工程中，供体只需要提供胚胎，而胚胎在受体中发育，这样可以大幅缩短供体本身的繁殖周期，B正确；
C、经受体孕育的后代，核遗传物质一半来自提供精子的 B 个体，一半来自提供卵细胞的 A 个体，但细胞质遗传物质几乎全部来自提供卵细胞的 A 个体，C错误；
D、对 A 个体应用外源促性腺激素，诱发其超数排卵，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子，D正确。
故选C。
11. 基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。下列有关基因工程的叙述，错误的是（ ）
A. 科学家利用质粒构建重组DNA并导入受体细胞中成功表达，标志着基因工程正式问世
B. 限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并断开特定部位的磷酸二酯键
C. E.cliDNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4DNA连接酶
D. 质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，便于重组DNA分子的筛选
【答案】D
【分析】基因工程的操作程序主要包括四个核心步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建（核心步骤）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、科学家利用质粒构建重组DNA并导入受体细胞成功表达，标志着基因工程正式问世。1973年科恩等人的实验首次实现重组DNA在受体细胞中的表达，A正确；
B、限制酶能识别双链DNA的特定核苷酸序列，并切割特定部位的磷酸二酯键，形成黏性末端或平末端，B正确；
C．E.cliDNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，而T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端。因此，E.cliDNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4DNA连接酶，C正确；
D．质粒DNA分子上的限制酶切割位点的作用是便于目的基因的插入；而重组DNA分子的筛选依赖于质粒上的标记基因（如抗生素抗性基因、荧光基因等），而非切割位点，D错误。
故选D。
12. 某生物的W基因可编码一种营养价值极高的W物质。为了大批量获得W物质，某研究小组构建了W基因的表达载体，并利用工程菌生产W物质。质粒、含W基因的DNA片段及有关限制酶识别序列和切割位点如下所示。下列说法正确的是（ ）
部分限制酶识别序列
A. 若图中W基因的转录方向是从左向右，最好使用限制酶MfeⅠ、HindⅢ切割图中质粒，使用限制酶EcRⅠ、HindⅢ切割图中含W基因的DNA片段
B. 启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，它是DNA聚合酶识别和结合的部位
C. 若图中W基因的转录方向是从左向右，则W基因转录的模板链是a链
D. 利用PCR技术扩增W基因，N次循环后，参与合成的引物总数为2N+1个
【答案】A
【分析】一个基因表达载体的组成，除目的基因、标记基因外，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、据图2可知，W基因不能用MfeI处理，MfeI会破坏W基因结构，W基因的右侧只有HindⅢ的识别序列，只能用HindⅢ处理，则质粒也要用HindⅢ处理，W基因的左侧有BamHI、EcRI、KpnI三种序列，又W基因的转录方向是从左向右，因此，质粒和W基因不能再用KpnI处理，否则质粒与W基因会反向连接，质粒也不能用BamHI、EcRI处理，否则会影响基因表达载体的功能，结合表中信息可知，MfeI与EcRI获得的切口相同，因此，质粒用MfeI、HindⅢ处理，W基因用EcRI、HindⅢ 处理，A正确；
B、启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，B错误；
C、转录时，按照模板链3’端到5’端方向转录，若图中W基因的转录方向是从左向右，则W基因转录的模板链是b链，B错误；
D、利用PCR技术扩增W基因，N次循环后，合成的DNA链数为2N+1个，但是W基因原有的两条链不需要引物，因此参与合成的引物总数为2N+1-2个，D错误。
故选A。
13. 研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因（afp）整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。下列说法正确的是（ ）
A. 农杆菌能在自然条件下侵染单子叶植物和裸子植物，而对大多数双子叶植物没有侵染能力
B. 抗冻番茄培育是否成功除了通过分子水平的鉴定外，还需要进行个体生物学水平的鉴定，只有番茄具有抗冻性才能代表培育成功
C. 将含有目的基因的土壤农杆菌导入番茄细胞是培育转基因抗冻番茄的核心工作
D. 通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的结果时，抗冻蛋白基因的迁移速率与其分子的大小和构象有关，与凝胶的浓度无关
【答案】B
【详解】 本题考察基因工程中农杆菌转化法、转基因植物的鉴定及PCR产物检测的相关知识。
【分析】A．农杆菌在自然条件下主要侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物无侵染能力，需人工辅助感染，A错误；
B．转基因植物的鉴定需分子水平检测（如目的基因是否插入）和个体生物学水平检测（如抗冻性验证），只有性状表现才能确认成功，B正确；
C．基因工程的核心是构建基因表达载体，而非将重组质粒导入受体细胞，C错误；
D．琼脂糖凝胶电泳中，DNA迁移速率与分子大小、构象及凝胶浓度均有关，凝胶浓度影响孔隙大小从而改变迁移速率，D错误；
故选B。
14. 基因工程自20世纪70年代兴起后，得到了飞速的发展，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面展示出广阔的前景。下列关于基因工程应用的说法，错误的是（ ）
A. 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组获得低乳糖的牛乳可以解决乳糖不耐受问题
B. 我国批准生产的重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物
C. 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌
D. 用动物乳腺生物反应器生产人胰岛素，该动物体内只有乳腺细胞中含有人胰岛素基因
【答案】D
【详解】本题考察基因工程的应用相关知识，需结合各选项的具体描述判断正误。
【分析】A．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组后，该基因可在乳腺细胞中表达，分解乳汁中的乳糖，从而降低乳糖含量，缓解乳糖不耐受问题，A正确；
B．我国批准的第一个基因工程药物确实是重组人干扰素α-1b，符合实际生产应用，B正确；
C．基因工程菌的定义即为通过基因工程改造、外源基因高效表达的菌类（如生产胰岛素的大肠杆菌），C正确；
D．动物乳腺生物反应器的构建需将目的基因（如人胰岛素基因）整合到动物基因组中，所有体细胞均含该基因，但仅在乳腺细胞中因特异性启动子调控而表达，D错误；
故选D。
15. 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，目前，它已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段，并将广泛应用于农业、医药工业和其他工业生产中。下列有关蛋白质工程的说法，正确的是（ ）
A. 人类主要通过直接改造蛋白质的结构来生产新的蛋白质
B. 要合成自然界中不存在的蛋白质首先应设计基因结构
C. 利用蛋白质工程生产干扰素的过程遵循了中心法则
D. 蛋白质工程实施过程中可对关键氨基酸直接置换或增删
【答案】C
【分析】蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造新蛋白质，以满足人类需求的技术。本质是间接改造基因（而非直接改造蛋白质），属于基因工程的延伸和发展。
【详解】A、蛋白质工程通过改造基因来间接改变蛋白质结构，而非直接修改蛋白质，A错误；
B、合成新蛋白质需先设计预期蛋白质结构，再推测并设计相应基因结构，而非首先设计基因，B错误；
C、蛋白质工程通过修改基因后，仍需通过转录和翻译（DNA→mRNA→蛋白质）生产干扰素，符合中心法则，C正确；
D、蛋白质工程需通过基因修饰改变氨基酸序列，不能直接置换或增删氨基酸，D错误。
故选C。
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16. 图1是果酒和果醋的制作流程，图2是制作果酒和果醋的发酵装置。回答下列问题：
（1）图1中b过程所用到的菌种与醋酸发酵过程中所用到的菌种在细胞结构上最本质的区别是______。
（2）当缺少糖源时，醋酸发酵产生d的反应式为______。
（3）图2中排气口在果酒发酵时排出的气体是______；排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接的原因是______。
（4）利用图2装置进行果酒发酵时，充气口软管夹应______（填“打开”或“关闭”）；由果酒发酵转为果醋发酵时，需要改变的条件是______（答出两点）。
（5）下图是发酵过程中培养液pH可能的变化情况，能表示整个发酵过程中pH变化情况的是曲线______；菌体代谢过程中的产物使发酵液pH改变至菌体耐受极限后，即使营养充足，菌体的生长也会受到抑制，此时可进行的处理是______（答出一点即可）。
【答案】（1）有以核膜为界限的细胞核
（2）
（3）①. CO2 ②. 防止空气中的微生物污染
（4）①. 关闭 ②. 升高温度（到30~35℃）、通入（无菌）空气（或氧气）
（5）①. ② ②. 调节培养液pH、及时排出代谢产物
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理：（1）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖； （2）在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；
参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【解析】（1）据题干信息和题图1可知，图1是利用葡萄进行果酒和果醋的制作流程，b过程由酵母菌完成酒精发酵，而醋酸发酵是由醋酸菌完成的发酵，酵母菌是真核生物，醋酸菌是原核生物，故酵母菌与醋酸菌在细胞结构上最本质的区别是有以核膜为界限的细胞核。
（2）当缺少糖源时，醋酸菌将果酒中的乙醇转化为乙醛，再将乙醛转变为d醋酸，反应式为：
（3）在果酒发酵时酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳，故图2中排气口在果酒发酵时排出的气体是二氧化碳；图2装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样可防止空气中微生物的污染。
（4）利用图2装置进行果酒发酵时，需要的是无氧条件，因此充气口软管夹应关闭，防止空气进入；醋酸菌是好氧菌，氧气必须充足才能发酵产生醋酸，因此由果酒转变成果醋的制作时，需要升高温度（到30~35℃）和打开软管夹通入（无菌）空气（或氧气）。
（5）据题图可知，能表示整个发酵过程中pH变化情况的是曲线②，因为果酒发酵过程中有二氧化碳产生，而果醋发酵过程中有醋酸产生，因而pH逐渐下降。菌体代谢过程中的产物使发酵液pH改变至菌体耐受极限后，即使营养充足，菌体的生长也会受到抑制，此时需要调节培养液 pH，及时排出代谢产物等，为发酵菌种提供较合适的环境条件。
17. 在某地的农业生产中，研究人员发现了一种含碳有机物A，有机物A在土壤中不易被降解，且含量高时会导致土壤被污染。为修复被该有机物污染的土壤，可按下图流程选育能降解该有机物A的细菌B（目标菌），已知含一定量有机物A的培养基不透明。回答下列问题：
（1）按物理性质分类，该实验中所用培养基属于______培养基，此类培养基配制时除水和各种所需营养成分外，还需加入______；配制好的培养基通常用______法灭菌，检测该培养基灭菌是否彻底的方法是______。
（2）若要判断Ⅲ中培养基是否起到选择作用，其对照实验是______。
（3）图中Ⅲ所用的接种方法统计的菌落数目会比活菌实际数目少，原因是______。
（4）图中Ⅲ出现的无透明圈菌落，其代谢类型最可能是______；在挑选菌落时，应挑选______（填“有”或“无”）透明圈的菌落。
【答案】（1）①. 固体 ②. 琼脂（或凝固剂）③. 高压蒸汽灭菌（或湿热灭菌）④. 在相同条件下设置一个未接种（或接种等量无菌水）的培养基进行培养
（2）用牛肉膏蛋白胨培养基（或基础培养基）接种后在相同条件下培养
（3）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
（4）①. 自养（需氧）型 ②. 有
【分析】选择培养基：培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物生长。分析题意可知，“该除草剂（含氮有机物）在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明”，说明培养基中是以除草剂为唯一氮源，并且降解后培养基出现透明圈。
【解析】（1）按物理性质分类，培养基分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基，从图中可知该实验要在培养基上形成菌落，所以所用培养基属于固体培养基，固体培养基配制时除水和各种所需营养成分外，还需加入琼脂（或凝固剂）；配制好的培养基通常用高压蒸汽灭菌（或湿热灭菌），这种方法灭菌效果好，能杀死包括芽孢在内的所有微生物，检测该培养基灭菌是否彻底的方法是在相同条件下设置一个未接种（或接种等量无菌水）的培养基进行培养，若没有菌落生长，说明培养基灭菌彻底，不存在杂菌。
（2）该实验的目的是选育能降解该有机物A的细菌B（目标菌），若要判断Ⅲ中培养基是否起到选择作用，对照实验应是用牛肉膏蛋白胨培养基（或基础培养基）接种后在相同条件下培养，若在该培养基上生长的菌落种类和数量比Ⅲ中培养基上多，就说明Ⅲ中的培养基起到了选择能降解有机物A的细菌的作用。
（3）图中Ⅲ所用的接种方法是稀释涂布平板法，用这种方法统计的菌落数目会比活菌实际数目少，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。
（4）图中Ⅲ出现的无透明圈菌落，说明这些菌不能降解有机物A，不能利用有机物A作为碳源，其代谢类型最可能是自养（需氧）型（利用无机碳源合成自身物质），因为我们要选育能降解有机物A的细菌B，而能降解有机物A的细菌会使周围的有机物A被降解，从而形成透明圈，所以在挑选菌落时，应挑选有透明圈的菌落。
18. 细胞工程在药物生产和育种等领域应用十分广泛。阅读下列材料，回答下列问题：
材料一：人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。如图是制备抗HCG单克隆抗体的流程示意图。
材料二：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。
（1）动物细胞培养时，培养基除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需加入一定量的______，以满足动物细胞培养的营养需要；动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的主要作用是______
（2）图中过程②筛选的杂交瘤细胞具有______的特点，过程③筛选的目的是获得______。
（3）单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂，如科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制作出了早孕试纸，该试纸可以利用尿液诊断早孕的理由是______。
（4）材料二中提到的植物体细胞杂交技术中的关键环节是______，此环节运用的生物学原理是______培育出的花椰菜新品种体细胞中最多含有______条染色体。
【答案】（1）①. 动物血清 ②. 维持培养液的pH
（2）①. 既能迅速大量（或无限）增殖，又能产生抗体 ②. 能产生抗HCG抗体（或所需抗体）的杂交瘤细胞
（3）怀孕后尿液中含有HCG，单克隆抗体可以与它特异性结合，从而诊断早孕
（4）①. 原生质体的融合 ②. 细胞膜具有一定的流动性 ③. 64
【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。
【解析】（1）动物细胞培养时，培养基除了添加葡萄糖、氨基酸等必要营养成分外，往往还需加入一定量的动物血清，因为血清中含有多种营养物质和生长因子等，能满足动物细胞培养的营养需要；动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
（2）图中过程②筛选的杂交瘤细胞具有既能迅速大量（或无限）增殖，又能产生抗体的特点。过程③筛选的目的是获得能产生抗HCG抗体（或所需抗体）的杂交瘤细胞。
（3）因为女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌人绒毛膜促性腺激素（HCG），该激素会通过尿液排出体外，单克隆抗体可以与它特异性结合，从而诊断早孕，所以利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体制作的早孕试纸可以利用尿液诊断早孕。
（4）植物体细胞杂交技术中的关键环节是原生质体的融合以得到杂种细胞，原生质体融合运用的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。花椰菜（2n=18），紫罗兰（2n=14），培育出的花椰菜新品种体细胞中染色体数为18+14=32条，在有丝分裂后期染色体数目加倍，最多含有64条染色体。
19. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。回答下列问题：
（1）图中的a、b代表的生物技术分别是______、______。
（2）若用体外受精技术获得试管良种杜泊羊，需要将采集到的卵母细胞和精子，分别在体外进行______和______，然后才能用于体外受精。
（3）若用胚胎移植技术繁育良种杜泊羊，需要对______（填图中字母）两类羊进行同期发情处理，原因是______。
（4）若用胚胎分割技术获得同卵良种杜泊羊，在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的______或囊胚；在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将______均等分割；在胚胎移植前，若要进行性别鉴定、遗传病筛查等，则应选择______细胞进行取样。
【答案】（1）①. （体外/早期）胚胎培养 ②. 胚胎移植
（2）①. 成熟培养 ②. 获能处理
（3）①. A和C ②. 保证供体和受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入提供相同生理环境
（4）①. 桑葚胚 ②. 内细胞团 ③. 滋养层
【分析】胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作或处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
【解析】（1）从图中可知，a过程是将受精卵培养成早期胚胎，这一生物技术是（体外/早期）胚胎培养，b过程是将早期胚胎移植到当地普通绵羊C体内，这一生物技术是胚胎移植。
（2）若用体外受精技术获得试管良种杜泊羊，采集到的卵母细胞需要在体外培养，使其成熟，精子需要进行获能处理，然后才能用于体外受精。
（3）若用胚胎移植技术繁育良种杜泊羊，需要对供体羊A和受体羊C进行同期发情处理，因为同期发情处理可以保证供体和受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入提供相同生理环境，提高胚胎移植的成功率。
（4）若用胚胎分割技术获得同卵良种杜泊羊，在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚；在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育；在胚胎移植前，若要进行性别鉴定、遗传病筛查等，则应选择滋养层细胞进行取样，因为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，取样滋养层细胞不会影响胚胎的发育。
20. 某动物体内含有研究者感兴趣的目的基因，研究者欲将该基因导入大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、LacZ基因，其结构和简单的操作步骤如下图所示。回答下列问题：
注：LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色；否则菌落为白色。
（1）在第②步中，应选择用______（填“相同”或“不相同”）的限制酶或切割能产生______（填“相同”或“不相同”）末端的限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA片段。
（2）基因工程中常用的载体除质粒外还有病毒，病毒可作为载体的原因与其具有______的特性有关；在第③步中，为了使质粒DNA与目的基因能连接，还需要在混合物中加入______。
（3）β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal并产生蓝色的物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色，利用这一特性，在构建基因表达载体时，应将目的基因插入______（填“AmpR”或“LacZ”）基因片段中，将大肠杆菌与基因表达载体混合培养一段时间后，将大肠杆菌接种到添加______的培养基上培养，待长出菌落后，应挑选______（填“蓝色”或“白色”）的菌落作为工程菌，理由是______。
（4）研究人员利用目的基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA，已知其mRNA的序列为5′-UGAACG…（中间序列）…GACUCG-3′。为了将扩增后的基因和载体连接构建重组质粒，下列引物序列可用于PCR扩增的有______（填标号）。
A. 5′-TGAACG-3′B. 5′-CGAGTC-3′
C. 3′-CGAGTC-5′D. 3′-TGAACG-5′
【答案】（1）①. 相同 ②. 相同
（2）①. 能侵染宿主细胞，并将自己的核酸注入并整合到宿主细胞的基因组中 ②. DNA连接酶
（3）①. LacZ ②. 氨苄青霉素和X-gal ③. 白色 ④. 目的基因的插入破坏了LacZ基因的结构，使其不能正常表达，无法形成β-半乳糖苷酶，底物X-gal也就不会被分解，菌落呈白色
（4）AB
【分析】（1）基因工程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。
（2）基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建（核心工作）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
（3）基因工程的工具：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。DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。运载体：常用的运载体有质粒、动植物病毒等。
【解析】（1）第②步是基因表达载体的构建阶段，用限制酶切割质粒和目的基因，使其露出相同的末端，以便于连接。选择限制酶应注意：选择用相同的限制酶或切割能产生相同末端的限制酶（同尾酶），并且注意限制酶的切割位点不能位于目的基因的内部，以防破坏目的基因，限制酶也不能破坏质粒的启动子、终止子、标记基因、复制原点等结构。
（2） 做为运载体需具有的特点：能够在宿主细胞中独立复制并稳定地保存；具有多个限制性内切酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选等。病毒能侵染宿主细胞，并将自己的核酸注入并整合到宿主细胞的基因组中。经分析可知，使用DNA连接酶，连接质粒DNA与目的基因。
（3）由题意可知，LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal并产生蓝色的物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色，根据这一特性，应将目的基因插入LacZ基因片段中。为达到双重鉴定的目的，将大肠杆菌接种到添加到氨苄青霉素和X-gal的培养基上培养。由于目的基因的插入，破坏了LacZ基因的结构，使其不能正常表达形成β-半乳糖苷酶，底物X-gal也就不会被分解，因此，含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白色，故待长出菌落后，应挑选白色的菌落为工程菌。
（4）由于mRNA的序列5′-UGAACG…（中间序列）…GACUCG-3′，是经逆转录得来，故cDNA的序列为3′-ACTTGC…（中间序列）…CTGAGC-5′,另一条cDNA序列为5′-TGAACG…（中间序列）…GACTCG-3′,2种引物分别与DNA分子的3′端的碱基互补配对，故为5′-TGAACG-3′和5′-CGAGTC-3′。
限制酶
BamHⅠ
EcRⅠ
MfeⅠ
KpnⅠ
HindⅢ
识别序列和切割位点（5′→3′）
G↓GATTC
G↓AATTC
C↓AATTG
GGTAC↓C
A↓AGCTT