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2024年高考真题分类汇编17 现代生物科技专题
一、选择题
1．（2024·北京）大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是（　　）
A．制备时需用纤维素酶和果胶酶 B．膜具有选择透过性
C．可再生出细胞壁 D．失去细胞全能性
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、原生质体即植物细胞去除细胞壁后的部分，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备时需用纤维素酶和果胶酶，A正确；
B、原生质体中含有原生质层，这相当于就是一层半透膜，所以其具有选择透过性，B正确；
C、原生质体可再生出细胞壁，从而形成完整细胞，C正确；
D、原生质体含有细胞原有的遗传物质，仍然具有全能性，D错误。
故选D。
【分析】植物体细胞杂交
①概念：是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义：可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育远缘杂交植株。
2．（2024·北京）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（　　）
A．用花瓣细胞观察质壁分离现象
B．用花瓣大量提取叶绿素
C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原；探究生长素类似物对插条生根的作用；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、花瓣细胞含有中央大液泡和细胞壁，且由于液泡含有花青素而呈现出一定的颜色，所以可用于观察质壁分离现象，A不符合题意；
B、花瓣中含有花青素，而不含叶绿素，所以不可用于提取叶绿素，B符合题意；
C、生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；
D、月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。
故选B。
【分析】植物细胞质壁分离及复原实验的原理
①内因：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；原生质层比细胞壁的伸缩性大。
②外因：细胞液和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水或失水。
3．（2024·重庆）自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过如图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是（　　）
A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C．该实验中，子一代的遗传物质来源与物种甲
D．通过该实验可以获得甲的克隆
【答案】C
【知识点】干细胞的概念及种类；胚胎工程综合
【解析】【解答】A、PGCs是原始生殖细胞，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，而胚胎干细胞具有发育的全能性，因此，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误；
B、配子是通过减数分裂形成的，移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，在减数分裂过程中基因会发生突变与基因重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；
C、由图可知，乙鱼受精卵时期阻止了PGCs的形成，在囊胚期移入了将物种甲的iPGCs，培育出的乙鱼的生殖腺中的性原细胞由甲鱼的iPGCs增值分化而来，配子是由物种甲的生殖腺细胞产生，故该乙鱼再与物种甲杂交，子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；
D、克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及到有性生殖，D错误。
故选C。
【分析】1、胚胎干细胞
（1）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
（2）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
2、胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
3、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
4．（2024高三上·衡阳开学考）我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是（　　）
A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B．实验过程中使用的培养基含有糖类
C．类囊胚的获得利用了核移植技术
D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
【答案】C
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植
【解析】【解答】A、根据题干信息，体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类囊胚，这一现象证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；B、实验过程中需要使用培养基培养胚胎干细胞以及早期胚胎，培养基中需含有糖类，为细胞培养提供碳源和能源物质，B正确；
C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；
D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中，使其继续进行胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。
故选C。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
5．（2024·江西）γ﹣氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L﹣谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L﹣谷氨酸脱羧是高效生产γ﹣氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L﹣谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E.coliA（　　）
A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB
B．E.coliB发酵生产γ﹣氨基丁酸时，L﹣谷氨酸钠的作用是供能
C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ﹣氨基丁酸
D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒
【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、根据图示可知，运用PCR技术可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB， A正确；
B、L-谷氨酸脱羧酶(GadB) 催化L-谷氨酸脱羧是高效生产y-氨基丁酸，E.coliB中表达L-谷氨酸脱羧酶(GadB) ，从而发酵生产y-氨基丁酸，该过程中L-谷氨酸钠是反应原料，而非起供能作用，B错误；
C、题干中E.coliA和E.coliB均为产生y-氨基丁酸的菌种，而不是高效降解y-氨基J酸的菌种，C错误；
D、利用Ncol和Kpn|对质粒和目的基因进行双酶切，从而构建重组质粒，不一定可以用其他酶替代Ncol和KpnI构建重组质粒(视质粒和目的基因所在DNA分子中酶切位点的情况而定)， D错误。
故答案为：A。
【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：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。
6．（2024·贵州）生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（　　）
A．稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B．进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C．获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D．使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
【答案】B
【知识点】胚胎分割；基因工程的基本工具简介；植物细胞工程的应用；其他微生物的分离与计数
7．（2024·甘肃） 甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是（　　）
A．藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B．藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C．受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D．后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
【答案】B
【知识点】胚胎移植；体外受精
【解析】【解答】A、促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A正确；
B、从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；
C、在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；
D、后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来，因此后代丁的遗传物质
来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。
故答案为：B。
【分析】动物胚胎移植技术的过程可以详细归纳如下：
一、前期准备
1. 供、受体选择：
供体动物：选择品种优良、生产性能好、遗传性稳定、体质健壮、繁殖机能正常、无遗传和传染性疾病的个体。例如，奶牛供体牛应选择年龄在15月龄以上的青年母牛或1-3胎产后60-120天的泌乳母牛。
受体动物：选择具有良好繁殖性能和健康状态的个体，体形中上等，首选初配牛，移植前具有2个正常的发情周期较好。
2. 同步发情：
原理：通过外源激素的调节，控制供、受体动物在同一时期内同时发情、同期排卵，使生殖道的内环境一致，有利于移植的异体动物的胚胎着床。
方法：使用孕激素处理法或前列腺素F2a处理法来缩短或延长黄体期，使供、受体动物发情同期化。
二、超数排卵与配种
1. 超数排卵：
方法：在动物发情周期的适当时间，注射外源促性腺激素（如孕马血清促性腺激素PMSG、人绒毛膜促性腺激素HCG、促卵泡成熟激素FSH、黄体生成素LH等），使卵巢比自然发情时有更多的卵泡发育并排卵。
目的：增加排卵数量，从而增加可移植的胚胎数量。
2. 配种：
在超数排卵处理后，动物发情后应适时配种。
由于超排时的生殖道环境与自然发情差异较大，为保证排出的卵子能及时受精，应使用活率高、密度大的精液，并增加输精次数和每次输精的有效精子数。
三、胚胎采集与鉴定
1. 胚胎采集：
在输精后第7天采集胚胎，使用两通路或三通路冲卵管通过直肠把握的方法进行冲卵。
检卵是在立体显微镜下将胚胎从冲卵液中找出并进行处理。
2. 胚胎鉴定分级：
根据胚胎形态及发育阶段进行评定或等级分类，一般分为A、B、C、D级。
A级为优秀胚胎，形态完整，轮廓清晰，分裂球大小均匀，结构紧凑；B级为良好胚胎，轮廓清晰，分裂球大小基本一致；C、D级则依次降低。
四、胚胎移植
1. 受体母畜准备：
选择体格较大、膘度适中、无疾病的健康母畜，并有正常的发情周期，生殖道无疾患。
移植前要正确地观察发情，做好记录，打上标记。受体母畜发情天数与供体母畜前后不超过1天。
2. 手术移植或非手术移植：
手术移植：常用于绵、山羊、猪等小家畜，通过全身麻醉或局部麻醉，从股中线切口剖腹，取出子宫和输卵管、卵巢，根据胚胎的发育情况，分别移入输卵管或直接移入子宫角。
非手术移植：自1972年以来，非手术取卵和移卵技术得到很大发展，特别是在牛等大家畜中广泛应用。使用特殊设计的器械，通过宫颈将胚胎直接注入子宫。
3. 移植后管理：
对受体母畜进行良好的饲养管理，给予清洁的饮水和足够的草料，保持中等营养水平。
对手术和已确定妊娠的母畜可适当增加日粮，以保证伤口的愈合和满足妊娠的需要，防止流产。
8．（2024·甘肃） 兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是（　　）
A．①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B．②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C．3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D．百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；
B、愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞
的分化过程是有丝分裂，所以不会发生基因重组， B错误。
C、3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误；
D、百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此可以作为该研究中的外植体，D正确；
故答案为：D。
【分析】植物组织培养过程是一个复杂但系统性的技术，主要包括以下几个关键步骤：
1.选择适宜的母体植物：
- 选择具有优良性状和抗病虫害能力的母体植物。
- 从中选取健康的叶片、茎段等组织作为外植体。
2.外植体的准备：
- 对采集的叶片或茎段进行无菌处理，去除表面杂菌和泥沙。
- 使用75%酒精或漂白粉消毒外表（具体浓度和消毒时间可能根据植物种类和实验条件有所调整）。
3.外植体的切割：
- 在无菌环境下，将外植体切割成小片，大小约为0.5-1cm。
- 保持外植体的干燥，防止内部水分过多。
4.外植体的接种：
- 将切好的外植体小片接种在含有植物生长激素的无菌培养基上。
- 培养基通常由无机盐溶液、有机源、糖和植物生长激素等组成。
5.分化：
- 外植体在培养基上经历分化阶段，逐渐增殖和分化为不同种类的细胞，形成生长点。
6.增殖：
- 通过定期的次级培养、子培养、分生器、病毒消除等手段，使外植体中的细胞不断分化和增殖。
7.再分化：
- 经过增殖后的外植体，可以再次进行分化，形成茎尖、腋芽或花蕾等器官。
8.根的诱导：
- 在合适的培养条件下，诱导外植体生成根系，为移栽到土壤做准备。
9.移栽：
- 当幼苗的根系足够发达时，将其移栽到含有适宜营养成分的固体培养基上或直接移植到土壤中。
10.过程控制：
- 在整个培养过程中，控制好环境条件，如温度（一般为25℃左右）、湿度和光照等，以保证培养的成功率。
11.病毒清除：
- 植物组织培养中经常伴随着病毒感染问题，通过检测和清除外植体和培养基中的病毒，保证获得健康的植株。
此外，在植物组织培养过程中，还需要注意以下几点：
-培养基的准备：根据实验需求选择合适的培养基配方，并经过高温高压灭菌处理。
-消毒与接种：外植体的消毒和接种过程需要在无菌操作台上进行，以防止污染。
-培养与管理：定期观察培养物的生长情况，记录生长速度和形态变化，并根据需要调整培养基的激素浓度和营养成分。
-继代与扩繁：当培养物长至一定大小时，进行继代培养，实现植物的快速扩繁。
9．（2024·甘肃） 沙漠化防治一直是困扰人类的难题。为了固定流沙、保障包兰铁路的运行，我国人民探索出将麦草插入沙丘防止沙流动的“草方格”固沙技术。流沙固定后，“草方格”内原有沙生植物种子萌发、生长，群落逐渐形成，沙漠化得到治理。在“草方格”内种植沙生植物，可加速治沙进程。甘肃古浪八步沙林场等地利用该技术，成功阻挡了沙漠的侵袭，生态效益显著，成为沙漠化治理的典范。关于“草方格”技术，下列叙述错误的是（　　）
A．采用“草方格”技术进行流沙固定、植被恢复遵循了生态工程的自生原理
B．在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循了生态工程的协调原理
C．在未经人工种植的“草方格”内，植物定植、群落形成过程属于初生演替
D．实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
【答案】C
【知识点】群落的演替；生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、采用“草方格”技术进行流沙固定，创造有益于生物组分生长、发育、繁殖，使植被逐渐恢复，该过程遵循了生态工程的自生原理，A正确；
B、在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物时考虑了生物与环境、生物与生物的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，B正确；
C、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替，而次生演替指原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还
保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替，“草方格”内保留有原有沙生植物种子，故该群
落形成过程属于次生演替，C错误；
D、“草方格”固沙技术能防止沙子流动，有利于植被恢复，促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现，D正确。
故答案为：C。
【分析】生态工程的基本原理可以归纳为以下几点：
1.物质循环再生原理：
理论基础：物质循环。
核心内容：没有物质循环的系统会产生废弃物，导致环境污染，并影响系统的稳定和发展。
实例：“无废弃物农业”，通过优化农业生态系统中的物质循环，减少废弃物的产生，实现资源的再利用和环境的保护。
2.物种多样性原理：
理论基础：生态系统的稳定性。
核心内容：保持生态系统较高的生物多样性是维持系统稳定和平衡的关键。
实例：如“三北防护林”项目中，辽宁西部单一种植的樟子松林因缺乏生物多样性而受损严重；相反，珊瑚礁区因生物多样性高而生机勃勃。
3.协调与平衡原理：
理论基础：生物与环境的协调与平衡。
核心内容：需要因地制宜，确定环境容纳量的大小，防止生态系统失衡。
实例：太湖水体富营养化问题，就是因为生物数量超过环境承载力，导致系统失衡和破坏。
4.整体性原理：
理论基础：社会、经济、自然复合系统。
核心内容：应用整体性原理统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。
实例：在林业工程建设中，既要号召农民种树，也要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴和收入等。
5.系统学和工程学原理：
系统的结构决定功能原理：
理论基础：分布式优于集中式和环式。
实例：如我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，通过优化组合多个生产系统，形成一个新的高效生态系统，提高系统生产力。
系统整体性原理：
理论基础：整体大于部分之和。
实例：珊瑚礁能够保持高系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效植物—动物营养循环。
6.自生原理：
核心内容：在生态系统中，由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持即为系统的自生。在生态工程中，有效选择生物组分并合理布设是维持系统自生的关键。
7.循环原理：
核心内容：在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，确保物质迁移的顺畅和主要物质或元素的高转化率。
8.自然驱动与人为干预相结合原理：
核心内容：生态工程旨在通过人为干预修复和改造受损的生态系统，但过度依赖人为干预可能导致不可持续甚至逆转的效果。因此，应当与自然驱动相结合，充分利用自然界的恢复和修复能力。
9.可持续发展原理：
核心内容：生态工程既要满足当前环境保护和生态修复的需要，又要考虑到长期的可持续发展。在资源利用和生态系统恢复上应寻求可持续的解决方案。
10．（2024·湖南）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内。抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，肩动脂肪酸合成基因的转录
【答案】C
【知识点】基因工程的应用；遗传信息的转录
11．（2024·湖南）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　）
A．限制酶失活，更换新的限制酶
B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等
C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，巫换正常质粒DNA
D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
【答案】B
【知识点】酶的特性；探究影响酶活性的因素；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；
B、酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和PH等，调整酶的用量没有作用，B错误；
C、质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确；
D、质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。
故答案为：B。
【分析】限制酶：
12．（2024·湖南）湿地是一种独特的生态系统，是绿水青山的重要组成部分。下列叙述错误的是（　　）
A．在城市地区建设人工湿地可改善生态环境
B．移除湖泊中富营养化沉积物有利于生态系统的恢复
C．移栽适应当地环境的植物遵循了生态工程的协调原理
D．气沮和害虫对湿地某植物种群的作用强度与该种群的密度有关
【答案】D
【知识点】生态工程的概念及其目标；生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、湿地具有蓄洪防旱、调节区域气候，为动植物提供栖息地等功能，在城市地区建设人工湿地有利于改善生态环境，A正确；
B、移除湖泊中富营养化沉积物，可改善湖泊水质，有利于生物多样性的保护和生态系统的恢复，B正确；
C、移栽适应当地环境的植物体现了生物与环境的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，C正确；
D、气温等气候因素对种群的作用强度与该种群的密度无关，属于非密度制约因素，D错误。
故答案为：D。
【分析】生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计，调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复，重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
生态工程建设的目的是遵循物质循环规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展。
13．（2024·黑吉辽）弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性。下列叙述错误的是（　　）
A．沙棘可作为西北干旱地区的修复树种
B．在矿区废弃地选择种植沙棘，未遵循生态工程的协调原理
C．二者共生改良土壤条件，可为其他树种的生长创造良好环境
D．研究弗兰克氏菌的遗传多样性有利于沙棘在生态修复中的应用
【答案】B
【知识点】生态工程依据的生态学原理；生态恢复工程
【解析】【解答】A、沙棘具有较强的抗旱、抗寒能力，可作为西北干旱地区的修复树种，A正确；
B、沙棘能够与矿区废弃地的环境相适应，在矿区废弃地选择种植沙棘，遵循了生态工程的协调原理，B错误；
C、弗兰克氏菌能够与沙棘形成根瘤，进行高效的共生固氮，增加土壤中的氮含量，并为其他树种的生长创造良好环境，C正确；
D、弗兰克氏菌能够与沙棘形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性，研究弗兰克氏菌的遗传多样性，可以筛选出能够高效固氮的弗兰克氏菌，有利于沙棘在生态修复中的应用，D正确。
故答案为：B。
【分析】遵循生态工程的协调原理，在进行生态工程建设时，应该考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应及环境容纳量等问题。
14．（2024·湖北真题）糖尿病是危害人类健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细胞总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体（mAb），可以促进胰岛A细胞增殖，诱导少数胰岛A细胞向胰岛B细胞转化，促进功能性胰岛B细胞再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是（　　）
A．mAb的制备可能涉及细胞融合技术
B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量
C．mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合
D．胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平
【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、单克隆抗体的制备涉及细胞融合技术和动物细胞培养技术，mAb属于单克隆抗体，其制备可能涉及细胞融合技术，A正确；
B、单克隆抗体(mAb)，可以促进胰岛A细胞增殖；而胰岛A细胞可分泌胰高血糖素，可见注射mAb可提高胰岛A细胞分泌胰高血糖素的量，B错误；
C、题干信息，mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体，可见Ab和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合，C正确；
D、胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、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。
2、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
15．（2024·湖北真题）植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
【答案】B
【知识点】组织培养基的成分及作用；植物体细胞杂交的过程及应用；细胞融合的方法
16．（2024·湖北真题）研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是（　　）
甲的浓度（μg/mL） 卵母细胞（个） 第一极体排出（个） 成熟率（%） 卵裂数（个） 卵裂率（%）
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A．实验结果说明甲抑制卵裂过程
B．甲浓度过高抑制第一极体的排出
C．添加1μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
【答案】A
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、胚胎工程与对照组相比，添加1μg/mL雌激素甲的组别，其卵裂率较高，说明低浓度的雌激素甲能够促进卵裂过程；与对照组相比，添加10 μg/mL和100μg/mL，雌激素甲的组别，其卵裂率较低，说明高浓度的雌激素甲能够抑制卵裂过程，A错误；
B、与对照组相比，添加1μg/mL雌激素甲的组别，其第一极体排出率较高，而添加10μg/mL.和100μg/mL雌激素甲的组别，其第一极体排出率较低，说明甲浓度过高抑制第一极体的排出，B正确；
C、添加1μg/mL甲的组别，其卵裂数和卵裂率都比对照组高，说明添加1μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力，C正确；
D、卵子一般在排出2~3h后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，本实验中成熟率=第一极体排出个数/卵母细胞个数，因此，在本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准，D正确。
故答案为：A。
【分析】据表可知，较对照组(甲浓度为0μg/mL)而言，甲浓度增大均使卵母细胞数量增多，对与第一机体排出个数、成熟率、卵裂数、卵裂率都呈先增加，后下降的趋势。
17．（2024·湖北真题）波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是（　　）
A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D．生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
【答案】C
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；
B、胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；
C、作为受体的杜泊母山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；
D、生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子，D错误。
故答案为：C。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
18．（2024·黑吉辽）从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（　　）
A．传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、成纤维细胞在培养过程中需要消耗氧气，因此，传代培养时，培养皿不能密封，A错误；
B、①的细胞密度较低，且正处于快速增殖期，无需进行传代培养，②的细胞已经接近于平台期，增殖受到抑制，因此选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；
C、由于成纤维细胞贴壁生长，因此需要先用胰蛋白酶处理，使细胞分散成单个细胞，然后再用离心法收集细胞进行传代培养，C错误；
D、细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大，发生了接触抑制有关，D正确。
故答案为：D。
【分析】体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。这时就需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。
19．（2024·黑吉辽）迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是（　　）
A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、迷迭香顶端幼嫩的茎段具有旺盛的分裂能力，适合用作外植体，A正确；
B、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，B错误；
C、悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，有利于愈伤组织和营养物质充分接触，C正确；
D、加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高迷迭香酸的产量，说明茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、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，先诱导其脱分化形成愈伤组织，再诱导愈伤组织再分化形成胚状体等，进而发育成完整植株的技术。
2、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素它们的浓度、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。
20．（2024·浙江选考） 某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。
下列叙述错误的是（　　）
A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离
B．②加培养液的目的是促进细胞增殖
C．③分装时需调整到合适的细胞密度
D．整个过程需要在无菌、无毒条件下进行
【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，A正确；
B、②多次加培养液的目的是洗去残留的消化酶，终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，B错误；
C、细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，因此③分装时需调整到合适的细胞密度，C正确；
D、动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，D正确。
故答案为：A。
【分析】动物细胞培养条件： （1）营养：培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，通常需要加入血清等天然成分。 （2）无菌、无毒的环境。 （3）温度、pH和渗透压。 （4）气体环境：氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
21．（2024·浙江选考） 山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是（　　）
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A．选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B．培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C．将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D．提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
22．（2024·浙江选考） 关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是（　　）
A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产
C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产
【答案】D
【知识点】转基因生物的安全性问题；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、试管动物的培育属于胚胎工程，没有禁止，A正确；
B、我过目前不反对转基因的食品的生产，B正确；
C、中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究，C正确；
D、我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、转基因生物存在安全性问题的原因： （1）目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。 （2）目的基因往往是异种生物的基因。 （3） 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
2、我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究。
3、生物武器种类：包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
二、多项选择题
23．（2024·江西）某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S（含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体）。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗﹣S单克隆抗体（如图）（　　）
A．利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞
B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体
C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存
D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
【答案】A,B,D
【知识点】单克隆抗体的制备过程；单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、由于动物细胞之间通过胶原蛋白相连，所以动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的动物细胞可使其分散，A正确；
B、筛选的单一类型的杂交瘤细胞可以在体外培养，也可以注射到小鼠腹腔内培养，从体外培养液或小鼠腹水中提取到的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体，B正确；
C、用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可冻存，C错误；
D、单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体，都能够特异性识别S蛋白，D正确。
故答案为：ABD。
【分析】单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，在经过两次筛选①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群；两次抗体检测：专一抗体检验阳性，获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞，最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
24．（2024·山东）下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（　　）
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
【答案】B,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A不符合题意；
B、融合的原生质体需再生出细胞壁，才能进行脱分化形成愈伤组织，B符合题意；
C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只含有一个融合后的细胞核，具有来自亲本的染色体，C不符合题意；
D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，没有经过减数分裂和两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖，D符合题意。
故答案为：BD。
【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。
（2）植物体细胞杂交过程：将植物细胞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，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
三、非选择题
25．（2024·北京）学习以下材料，回答（1）～（4）题。
筛选组织特异表达的基因
筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。
真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。
很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。
获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。
研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。
（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生　 　的过程称为细胞分化，分化是基因　 　的结果。
（2）对文中“增强子”的理解，错误的是____（单选）。
A．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B．增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C．一个增强子只能作用于一个基本启动子
D．很多增强子在不同组织中的活性不同
（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测　 　。
（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称　 　（略）。
【答案】（1）稳定性差异；选择性表达
（2）C
（3）其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质
（4）
【知识点】细胞分化及其意义；基因工程的应用；基因工程综合
【解析】【解答】（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化，分化是基因选择性表达的结果。
（2）AB、由题干信息可知，增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列，据此推测，增强子是含有特定碱基序列的DNA片段，与基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上，
AB正确；
C、由图C分析可知，一个增强子可作用于多个基本启动子，从而促进多个基因的表达，如报告基因和
内源基因，C错误；
D、由题意可知，很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达，据此推测，很多增强子在不同组织中的活性不同，D正确。
故选C。
（3）基因表达即基因通过转录形成相应的mRNA，并通过翻译形成相应的蛋白质，从而发挥功能，所
以，为了确定G和H是否为心脏特异表达的基因，应检测其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质。
（4）“增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列”，基因工程所用表达载体中的启动子，包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，因而不会造成基因突变。将基本启动子去掉后，再随机插入到基因组中，就会保证只有增强子捕获载体插入到内源基因基本启动子后面，报告基因才会表达，就能捕获到增强子且也保证了内源基因不会表达，这样就可以实现目的，改造后的载体如图：

【分析】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。基因工程的步骤：目
的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
26．（2024·重庆）有研究者构建了H基因条件敲除小鼠用于相关疾病的研究，原理如图。构建过程如下：在H基因前后均插入LX序列突变成h基因（仍正常表达H蛋白），获得Hh雌性小鼠；将噬菌体的G酶基因插入6号染色体上，获得G+G-雄鼠（G+表示插入，G-表示未插入G酶基因）。
（1）以上述雌雄小鼠为亲本，最快繁殖两代就可以获得H基因条件敲除小鼠（hhG+G-和hhG+G+）。在该过程中，用于繁殖F1的基因型是 　 　。长期采用近亲交配，会导致小鼠后代生存和生育能力下降，诱发这种情况的遗传学原因是 　 　。在繁殖时，研究人员偶然发现一只G+G﹣不表达G酶的小鼠，经检测发现在6号和8号染色体上含有部分G酶基因序列 ，该异常结果形成的原因是 　 　。
（2）部分小鼠的基因型鉴定结果如图，③的基因型为 　 　。结合图1的原理，若将图2中所有基因型的小鼠都喂食TM试剂一段时间后，检测H蛋白水平为0的是 　 　（填序号）。
（3）某种病的患者在一定年龄会表现出智力障碍，该病与H蛋白表达下降有关（小鼠H蛋白与人的功能相同）。现有H基因完全敲除鼠甲和H基因条件敲除鼠乙用于研究缺失H蛋白导致该病发生的机制是　 　（“甲”或“乙”），原因是　 　 。
【答案】（1）HhG+G﹣；；近亲繁殖会导致隐性致病基因纯合可能性增加；染色体片段从一条染色体移接到另一条非同源染色体上
（2）HhG+G+、HhG+G﹣；④
（3）乙；乙的H基因敲除后表达受TM试剂调控
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）分析题意可知，亲本雌性小鼠的基因型为HhG-G-、雄性小鼠的基因型为HHG+G-，F1的基因型为：HHG-G-、HhG-G-、HhG+G-、HHG+G-；要获得H基因条件敲除小鼠hhG+G-和hhG+G+，则用于繁殖F1的基因型是HhG+G-。近亲繁殖会导致隐性致病基因纯合可能性增加，会导致小鼠后代生存和生育能力下降。依据题意，出现“6号和8号染色体上含有部分G酶基因序列”的原因是染色体片段从一条染色体移接到另一条非同源染色体上，即染色体变异。
（2）由图2可知，③含有基因H、h、G，故其基因型为HhG+G+或HhG+G-。结合图1和图2，①只含有h基因，仍正常表达H蛋白，②③都含有H基因，可正常表达H蛋白，④含有h基因和G基因，TM试剂激活G酶可剪切LX序列，使h基因异常，无法表达H蛋白，故检测H蛋白水平为0的是④。
（3）由题干可知，患者在一定年龄会表现出智力障碍，该病与H蛋白表达下降有关，由题干和题图可知，乙的H基因敲除后表达受TM试剂调控，故选择H基因条件敲除鼠乙用于研究缺失H蛋白导致该病发生的机制 。
【分析】1、DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
2、由图1可知，H基因条件敲除小鼠，H基因表达受TM试剂调控；由图2可知①只含有h基因，仍正常表达H蛋白，②③都含有H基因，可正常表达H蛋白，④含有h基因和G基因。
27．（2024·重庆）大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。
（1）基因S启动子的基本组成单位是 　 　。
（2）通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据图所示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是 　 　；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是 　 　。
（3）为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外 ，还应有　 　。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是 　 　。
（4）用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是　 　。
【答案】（1）脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）
（2）EcoRⅠ；酶切后形成的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体定向链接（反向链接）
（3）酶切后的空载体片段，启动子D+基因S片段；PCR
（4）品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）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，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。启动子的基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。
（2）通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据图示信息可知， 构建重组表达载体时，不宜使用限制酶EcoR Ⅰ，因为 “启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoR Ⅰ的识别序列，若使用限制酶EcoR Ⅰ，会使目的基因序列被破坏；
根据图中限制酶的识别序列可知，酶Spe Ⅰ和Xba Ⅰ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达。
（3）DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D+基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D+基因S”片段；
在分子水平上检测目的基因是否转入成过可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。
（4）由题意可知，再生植株YZ-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。
【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。其中人工合成方法中包括反转录法，即可先提取人体细胞中的mRNA，以其作为模板在逆转录酶的作用下合成cDNA（或DNA）。
（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：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA用PCR技术；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。
28．（2024·江西）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物
（1）方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺（一种磷脂类物质）为唯一碳源制备 　 　培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有 　 　、　 　、　 　等营养物质。
（2）方法2采用 　 　技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要 　 　、　 　、　 　等“分子工具”。
（3）除了上述2种方法之外，还可以通过 　 　技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。
（4）将以上获得的微生物接种到鉴别培养基（在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂）平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是 　 　。
【答案】（1）选择；水；无机盐；氮源
（2）基因工程（或转基因）；限制酶；DNA连接酶；载体（或质粒）
（3）诱变育种
（4）不同平板中培养基量的差异以及平板内和不同平板间培养基厚度不均匀
【知识点】诱变育种；微生物的分离和培养；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
29．（2024·贵州）研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。
检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖（培养液中）
野生型 + + +
野生型 — — —
突变体 + — —
转基因菌株 + + +
回答下列问题。
（1）据表可推测 　 　诱导了NV基因表达。NV酶的作用是 　 　。检测NV酶活性时，需测定的指标是 　 　（答出1点即可）。
（2）表中突变体由T﹣DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与 　 　（选填“T﹣DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度 　 　（选填“＞”“＝”或“＜”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是 　 　。
（3）为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入 　 　细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是 　 　。
【答案】（1）蔗糖；参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖；单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等）
（2）NV基因；＜；T﹣DNA插入导致NV基因部分序列缺失
（3）突变体；便于筛选出成功导入NV基因的细胞
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
30．（2024·甘肃） 源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。
（1）过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是　 　。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了　 　。
（2）过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是　 　。
（3）过程⑤在基因工程中称为　 　，该过程需要的主要酶有　 　。
（4）过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有　 　。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种　 　的生理状态。
（5）课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是　 　（答出两点）。
生物质原料 降解率（%） 协同系数
酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2
小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64
玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02
玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34
注：混1和混2表示三种酶的混合物
【答案】（1）只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖；菌落产生的纤维素酶的活性和量有关
（2）耐高温的DNA聚合酶
（3）基因表达载体的构建；限制酶、DNA连接酶
（4）繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等；能吸收周围环境中DNA分子
（5）降解时的温度不同、降解时的pH不同
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具简介；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1)选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长，而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中，只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖。刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，使得含有纤维素的培养基呈现红色。当纤维素被纤维素酶分解时，刚果红与纤维素的复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这个透明圈的大小直接反映了纤维素分解菌分解纤维素的能力。透明圈越大，说明纤维素分解菌分解纤维素的能力越强，即菌落产生的纤维素酶的活性强、量多。
(2)扩增目的基因片段在PCR仪中进行，因此需要耐高温的DNA聚合酶。
(3)根据图示中酶基因与质粒载体经过过程⑤构成重组质粒，推导出过程⑤为基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶。
(4)大肠杆菌作为受体细胞的优点繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等。先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。将重组质粒加于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
(5)不同酶的最适温度、最适pH不同，当温度和 pH改变时，酶促反应速率也会受到影响。
【分析】据图可知，①②是利用选择培养基筛选出高产纤维素酶菌株X，
③是提取菌株X基因组，
④为基因工程操作程序中“目的基因的筛选和获取”，
⑤为“基因表达载体的构建”，
⑥为“将目的基因导入受体细胞”，
⑦为从培养体系中分离得到重组酶。
基因工程的基本操作程序主要包括以下几个步骤：
1.目的基因的获取：
从基因文库中获取：基因文库是含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
利用PCR技术扩增目的基因：PCR（聚合酶链式反应）是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，它基于DNA双链复制的原理，可以在短时间内大量扩增目的基因。
人工合成：如果基因较小且核苷酸序列已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
2.基因表达载体的构建：
组成：基因表达载体通常包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
功能：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。
步骤：
1. 用一定的限制酶切割质粒，使之出现一个黏性末端切口。
2. 用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端。
3. 将目的基因片段插入质粒切口，加入适量DNA连接酶，使目的基因与质粒形成重组质粒。
3.将目的基因导入受体细胞：
受体种类：包括微生物（如细菌细胞）、植物细胞（如卵细胞、受精卵、体细胞）和动物细胞（如受精卵、胚胎细胞）。
导入方法：
微生物：感受态细胞法，即CaCl2处理细胞后，将表达载体与感受态细胞混合，使感受态细胞吸收DNA分子。
植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等。
动物细胞：显微注射法，即将目的基因表达载体注射到卵（或受精卵）中。
4.目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：包括DNA分子杂交技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因，分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNA，抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质等。
个体水平上的鉴定：包括抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
31．（2024·湖南）百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：
（1）体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用　 　去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用　 　（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。
（2）单倍体育种。常用　 　的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是　 　。
（3）基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基国pL，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码CUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。
①研究腐原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L，首先选用　 　酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（P1、P2和P3）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中　 　的诱导作用最强。
②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路：　 　。
【答案】（1）纤维素酶和果胶酶；生长素和细胞分裂素
（2）花药离体培养；利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目
（3）HindⅢ、BamHⅠ；交链格孢；利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；单倍体育种
【解析】【解答】（1）因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。
（2）获得单倍体植株的常用方法是花药（花粉）离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目减少一半，则获得的植株即为单倍体植株。
（3）根据目的片段以及质粒上限制酶的识别位点，若要获得pL并连接到质粒上，可选用限制酶Hind III、BamH I进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的。根据图c的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都最高， 可确定其诱导作用最强。欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种， 可利用转基因技术将百方合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。
【分析】植物体细胞杂交：
32．（2024·山东）研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。
（1）用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越　 　（填“高”或“低”）。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaI酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有　 　种。载体信息如图甲所示，经BsaI酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。
（2）重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素　 　筛选到具有该抗生素抗性的植株①∶④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是　 　，其中纯合的突变植株是　 　（填序号）。
（3）实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为　 　，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
【答案】（1）低；256；GTTT；AAAC
（2）卡那霉素；Sac Ⅰ；④
（3）1/4
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】（1）引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。由此可知，在利用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目的基因L时，所用的引物越短，可能的结合位点越多，则引物的特异性就越低。根据题意可知，限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，由图可知，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，产生的黏性末端有4个碱基，并且可以是任意碱基，因此理论上可以产生的黏性末端有44=256种。根据图甲所示的载体信息，经BsaⅠ酶切后，切口两侧各有一个黏性末端，根据BsaⅠ酶识别的序列及酶切位点可知，载体上保留的黏性末端序列应为5'-GTTT-3'和5'-AAAC-3'。
（2）根据图示信息可知，重组载体通过农杆菌导入大豆细胞当中的片段包含了卡那霉素抗性基因，因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图甲可知，目标基因L的目标序列跟突变序列之间只有在Sac Ⅰ酶切位点上存在差异，BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同，根据图丙所展示的电泳结果及题意可知，要以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，并对PCR产物完全酶切后进行电泳从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列，因此只能选用限制酶Sac Ⅰ，限制酶Sac Ⅰ在突变序列存在酶切位点，但是目标序列没有，因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条，目标序列是一条带，根据图丙结果可知，只有④为纯合突变的植株。
（3）根据题意可知：“实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入”。 根据图示可知，抗生素抗性基因在T-DNA片段上，因此如果用抗生素来筛选该植株进行自交，可知其配子中含有抗生素抗性基因的比例为1/2，不含T-DNA(对抗生素敏感)的配子比例为1/2，因此突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例应该为1/2x1/2=1/4，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
【分析】（1）基因工程的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（2）PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术，利用PCR可以快速的获取和扩增目的基因。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
33．（2024·新课标）某研究小组将纤维素酶基因（N）插入某种细菌（B1）的基因组中，构建高效降解纤维素的菌株（B2）。该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段；再经限制酶切割获得含N基因的片段甲，片段甲两端分别为M1与M2；利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组，得到菌株B2。酶切位点（Ⅰ～Ⅳ）、引物（P1～P4）的结合位置、片段甲替换区如图所示，→表示引物5'→3'方向。回答下列问题。
（1）限制酶切割的化学键是 　 　。为保证N基因能在菌株B2中表达，在构建片段甲时，应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，原因是 　 　。
（2）CRISPR/Cas9技术可以切割细菌B1基因组中与向导RNA结合的DNA。向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G﹣C和 　 　。
（3）用引物P1和P2进行PCR可验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是 　 　；若用该模板与引物P3和P4进行PCR，实验结果是 　 　。
（4）与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是 　 　（答出2点即可）。
【答案】（1）磷酸二酯键；保证N基因启动子、N基因、N基因终止子的完整性，确保N基因能够顺利表达
（2）C﹣G、U﹣A、A﹣T
（3）菌株B2的基因组；无PCR产物
（4）无空气污染；更安全，无火灾隐患；分解效率更高，高效利用秸秆资源等
【知识点】DNA与RNA的异同；PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）限制酶切割的化学键为磷酸二酯键。在构建片段甲时，应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，不破坏N基因启动子、N基因、N基因终止子的完整性 ，且能保证N基因正常发表达。
（2）RNA的碱基组成有A、U、G、C，DNA的碱基组成为A、T、G、C，向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G-C和C-G、A-T、U-A。
（3）用引物P1和P2进行PCR可扩增N基因，验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是菌株B2的基因组；用该模板与引物P3和P4进行PCR，因为P3不能与N基因模板链结合，实验结果是不能扩增出DNA片段。
（4）与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是不污染环境、 更安全，无火灾隐患；分解效率更高，高效利用秸秆资源等 。
【分析】1、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2、DNA和RNA的比较：
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中，在叶绿体和线粒体中有少量存在 一般是双链结构
RNA 核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U 主要存在细胞质中
一般是单链结构
3、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：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
34．（2024·全国甲卷）[生物-选修3：现代生物科技专题]
某同学采用基因工程技术在大肠杆菌中表达蛋白E。回答下列问题。
（1）该同学利用PCR扩增目的基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是 　 　，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 　 　。
（2）质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点，限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时，与用酶a单酶切相比，用酶a和酶b双酶切的优点体现在 　 　（答出两点即可）；使用酶c单酶切构建重组质粒时宜选用的连接酶 　 　。
（3）将重组质粒转入大肠杆菌前，通常先将受体细胞处理成感受态，感受态细胞的特点是 　 　；若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，简要的实验思路和预期结果是 　 　。
（4）蛋白E基因中的一段DNA编码序列（与模板链互补）是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码从GGG开始，部分密码子见表。若第一个核苷酸G缺失，则突变后相应肽链的序列是 　 　。
氨基酸 密码子
赖氨酸 AAG
精氨酸 AGA
丝氨酸 AGC
脯氨酸 CCA
CCC
亮氨酸 CUG
甘氨酸 GGC
GGG
终止 UGA
【答案】（1）变性；氢键
（2）形成不同的黏性末端，避免目的基因和质粒自身环化；避免目的基因和质粒反向连接；T4DNA连接酶
（3）能吸收周围环境中的DNA分子；实验思路：采用PCR技术扩增目的基因，然后进行琼脂糖凝胶电泳，观察是否含有相关的条带。预期结果：能扩增出目的基因条带，说明大肠杆菌中含有重组质粒。
（4）甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是变性，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是氢键。
（2）构建重组质粒时，与单一酶酶切相比，采用的双酶切方法，可以形成不同的黏性末端，双酶切可以避免目的基因和质粒的反向连接、目的基因和质粒的自身环化。酶c单酶切后形成平末端，需用T4DNA连接酶连接。
（3）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用Ca2+处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，可采用PCR技术扩增目的基因，然后进行琼脂糖凝胶电泳，观察是否含有相关的条带。预期结果：能扩增出目的基因条带，说明大肠杆菌中含有重组质粒。
（4）蛋白E基因中的一段DNA编码序列是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码链与模板链互补，模板链与mRNA互补，因此mRNA上的序列为GGGCCCAAGCUGAGAUGA，若第一个核苷酸G缺失，则mRNA上的序列变为GGCCCAAGCUGAGAUGA，肽链序列是甘氨酸-脯氨酸-丝氨酸。
【分析】1、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：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
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。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 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。
35．（2024·黑吉辽）将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T﹣DNA转移）和不含有Vir基因、含有T﹣DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。
注：F1﹣F3，R1﹣R3表示引物；T﹣DNA﹣LB表示左边界；T﹣DNA﹣RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。
（1）从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是 　 　。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是 　 　。
（2）本操作中获取目的基因的方法是 　 　和 　 　。
（3）穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是 　 　，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是 　 　。
（4）根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用 　 　基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。
（5）为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是 　 　和 　 　。
（6）本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是 ____。
A．通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞
B．将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达
C．将1﹣1362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列
D．用1﹣1362合成基因序列和1363﹣1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白
【答案】（1）水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA；初步分离DNA和蛋白质
（2）PCR技术；人工合成法
（3）RNA聚合酶识别和结合位点；促进目的基因更多的转录
（4）HygBR
（5）F3；R2
（6）D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA。由于DNA不溶于酒精，而部分蛋白质可以溶于酒精，因此提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是初步分离DNA和蛋白质。
（2）根据题图可知，该操作过程中先使用PCR技术扩增Bt基因，然后对Bt基因进行酶切，酶切后的1363-1848基因序列与人工合成的1-1362基因序列拼接，从而构建出目的基因，因此本操作中获取目的基因的方法是PCR技术和人工合成法。
（3）穿梭质粒中p35s为启动子，启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是促进目的基因更多的转录，从而提高目的基因的表达水平。
（4）由于目的基因位于位于T-DNA序列中，因此转化的棉花细胞中含有的是重组质粒中的T-DNA序列，而KanR和HygBR两个标记基因中只有HygBR位于T-DNA中，因此需要用HygBR基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。
（5）由图可知，目的基因是由人工合成的1-1362基因序列和Bt基因酶切后产生的1363-1848基因序列拼接而成，因此为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是F3和R2。
（6）本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，蛋白质工程是一门通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求的技术，因此用1-1362合成基因序列和1363-1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白属于蛋白质工程。D符合题意，ABC不符合题意。
【分析】1、DNA 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。
2、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。
3、农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
4、基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
36．（2024·浙江选考） 小鼠毛囊中表达F蛋白。为研究F蛋白在毛发生长中的作用，利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50%，表现出毛绒绒的样子，其它表型正常。（注：野生型基因用++表示；f杂合子基因型用+f表示）
回答下列问题：
（1）F基因敲除方案如图甲。在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生　 　，导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质因为缺失了　 　而丧失活性。要达到此目的，还可以对该基因的特定碱基进行　 　和　 　。
（2）从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结合位置如图甲，检测结果如图乙，则f小鼠和f杂合子对应的DNA片段分别位于第　 　泳道和第　 　泳道。
（3）g小鼠是长毛隐性突变体（gg），表型与f小鼠相同。f基因和g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若杂交结果是　 　，则g和f是非等位基因；若杂交结果是　 　，则g和f是等位基因。（注：不考虑交叉互换；野生型基因用++表示；g杂合子基因型用+g表示）
（4）确定g和f为等位基因后，为进一步鉴定g基因，分别提取野生型（++）、g杂合子（+g）和g小鼠（gg）的mRNA，反转录为cDNA后用（2）小题同样的DNA探针和方法检测，结果如图丙。g小鼠泳道没有条带的原因是　 2024年高考真题分类汇编17 现代生物科技专题
一、选择题
1．（2024·北京）大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是（　　）
A．制备时需用纤维素酶和果胶酶 B．膜具有选择透过性
C．可再生出细胞壁 D．失去细胞全能性
2．（2024·北京）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（　　）
A．用花瓣细胞观察质壁分离现象
B．用花瓣大量提取叶绿素
C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养
3．（2024·重庆）自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过如图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是（　　）
A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C．该实验中，子一代的遗传物质来源与物种甲
D．通过该实验可以获得甲的克隆
4．（2024高三上·衡阳开学考）我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是（　　）
A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B．实验过程中使用的培养基含有糖类
C．类囊胚的获得利用了核移植技术
D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
5．（2024·江西）γ﹣氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L﹣谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L﹣谷氨酸脱羧是高效生产γ﹣氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L﹣谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E.coliA（　　）
A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB
B．E.coliB发酵生产γ﹣氨基丁酸时，L﹣谷氨酸钠的作用是供能
C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ﹣氨基丁酸
D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒
6．（2024·贵州）生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（　　）
A．稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B．进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C．获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D．使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
7．（2024·甘肃） 甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是（　　）
A．藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B．藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C．受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D．后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
8．（2024·甘肃） 兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是（　　）
A．①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B．②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C．3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D．百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
9．（2024·甘肃） 沙漠化防治一直是困扰人类的难题。为了固定流沙、保障包兰铁路的运行，我国人民探索出将麦草插入沙丘防止沙流动的“草方格”固沙技术。流沙固定后，“草方格”内原有沙生植物种子萌发、生长，群落逐渐形成，沙漠化得到治理。在“草方格”内种植沙生植物，可加速治沙进程。甘肃古浪八步沙林场等地利用该技术，成功阻挡了沙漠的侵袭，生态效益显著，成为沙漠化治理的典范。关于“草方格”技术，下列叙述错误的是（　　）
A．采用“草方格”技术进行流沙固定、植被恢复遵循了生态工程的自生原理
B．在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循了生态工程的协调原理
C．在未经人工种植的“草方格”内，植物定植、群落形成过程属于初生演替
D．实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现
10．（2024·湖南）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内。抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，肩动脂肪酸合成基因的转录
11．（2024·湖南）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　）
A．限制酶失活，更换新的限制酶
B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等
C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，巫换正常质粒DNA
D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
12．（2024·湖南）湿地是一种独特的生态系统，是绿水青山的重要组成部分。下列叙述错误的是（　　）
A．在城市地区建设人工湿地可改善生态环境
B．移除湖泊中富营养化沉积物有利于生态系统的恢复
C．移栽适应当地环境的植物遵循了生态工程的协调原理
D．气沮和害虫对湿地某植物种群的作用强度与该种群的密度有关
13．（2024·黑吉辽）弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性。下列叙述错误的是（　　）
A．沙棘可作为西北干旱地区的修复树种
B．在矿区废弃地选择种植沙棘，未遵循生态工程的协调原理
C．二者共生改良土壤条件，可为其他树种的生长创造良好环境
D．研究弗兰克氏菌的遗传多样性有利于沙棘在生态修复中的应用
14．（2024·湖北真题）糖尿病是危害人类健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细胞总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体（mAb），可以促进胰岛A细胞增殖，诱导少数胰岛A细胞向胰岛B细胞转化，促进功能性胰岛B细胞再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是（　　）
A．mAb的制备可能涉及细胞融合技术
B．注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量
C．mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合
D．胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平
15．（2024·湖北真题）植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
16．（2024·湖北真题）研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是（　　）
甲的浓度（μg/mL） 卵母细胞（个） 第一极体排出（个） 成熟率（%） 卵裂数（个） 卵裂率（%）
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A．实验结果说明甲抑制卵裂过程
B．甲浓度过高抑制第一极体的排出
C．添加1μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
17．（2024·湖北真题）波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是（　　）
A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D．生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
18．（2024·黑吉辽）从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是（　　）
A．传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
19．（2024·黑吉辽）迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是（　　）
A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
20．（2024·浙江选考） 某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。
下列叙述错误的是（　　）
A．①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离
B．②加培养液的目的是促进细胞增殖
C．③分装时需调整到合适的细胞密度
D．整个过程需要在无菌、无毒条件下进行
21．（2024·浙江选考） 山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是（　　）
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A．选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B．培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C．将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D．提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
22．（2024·浙江选考） 关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是（　　）
A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产
C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产
二、多项选择题
23．（2024·江西）某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S（含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体）。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗﹣S单克隆抗体（如图）（　　）
A．利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞
B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体
C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存
D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
24．（2024·山东）下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（　　）
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
三、非选择题
25．（2024·北京）学习以下材料，回答（1）～（4）题。
筛选组织特异表达的基因
筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。
真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。
很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。
获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。
研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。
（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生　 　的过程称为细胞分化，分化是基因　 　的结果。
（2）对文中“增强子”的理解，错误的是____（单选）。
A．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B．增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C．一个增强子只能作用于一个基本启动子
D．很多增强子在不同组织中的活性不同
（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测　 　。
（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称　 　（略）。
26．（2024·重庆）有研究者构建了H基因条件敲除小鼠用于相关疾病的研究，原理如图。构建过程如下：在H基因前后均插入LX序列突变成h基因（仍正常表达H蛋白），获得Hh雌性小鼠；将噬菌体的G酶基因插入6号染色体上，获得G+G-雄鼠（G+表示插入，G-表示未插入G酶基因）。
（1）以上述雌雄小鼠为亲本，最快繁殖两代就可以获得H基因条件敲除小鼠（hhG+G-和hhG+G+）。在该过程中，用于繁殖F1的基因型是 　 　。长期采用近亲交配，会导致小鼠后代生存和生育能力下降，诱发这种情况的遗传学原因是 　 　。在繁殖时，研究人员偶然发现一只G+G﹣不表达G酶的小鼠，经检测发现在6号和8号染色体上含有部分G酶基因序列 ，该异常结果形成的原因是 　 　。
（2）部分小鼠的基因型鉴定结果如图，③的基因型为 　 　。结合图1的原理，若将图2中所有基因型的小鼠都喂食TM试剂一段时间后，检测H蛋白水平为0的是 　 　（填序号）。
（3）某种病的患者在一定年龄会表现出智力障碍，该病与H蛋白表达下降有关（小鼠H蛋白与人的功能相同）。现有H基因完全敲除鼠甲和H基因条件敲除鼠乙用于研究缺失H蛋白导致该病发生的机制是　 　（“甲”或“乙”），原因是　 　 。
27．（2024·重庆）大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。
（1）基因S启动子的基本组成单位是 　 　。
（2）通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据图所示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是 　 　；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是 　 　。
（3）为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外 ，还应有　 　。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是 　 　。
（4）用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是　 　。
28．（2024·江西）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物
（1）方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇胺（一种磷脂类物质）为唯一碳源制备 　 　培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有 　 　、　 　、　 　等营养物质。
（2）方法2采用 　 　技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要 　 　、　 　、　 　等“分子工具”。
（3）除了上述2种方法之外，还可以通过 　 　技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。
（4）将以上获得的微生物接种到鉴别培养基（在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂）平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是 　 　。
29．（2024·贵州）研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。
检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖（培养液中）
野生型 + + +
野生型 — — —
突变体 + — —
转基因菌株 + + +
回答下列问题。
（1）据表可推测 　 　诱导了NV基因表达。NV酶的作用是 　 　。检测NV酶活性时，需测定的指标是 　 　（答出1点即可）。
（2）表中突变体由T﹣DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与 　 　（选填“T﹣DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度 　 　（选填“＞”“＝”或“＜”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是 　 　。
（3）为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入 　 　细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是 　 　。
30．（2024·甘肃） 源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。
（1）过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是　 　。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了　 　。
（2）过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是　 　。
（3）过程⑤在基因工程中称为　 　，该过程需要的主要酶有　 　。
（4）过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有　 　。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种　 　的生理状态。
（5）课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是　 　（答出两点）。
生物质原料 降解率（%） 协同系数
酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2
小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64
玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02
玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34
注：混1和混2表示三种酶的混合物
31．（2024·湖南）百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：
（1）体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用　 　去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用　 　（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。
（2）单倍体育种。常用　 　的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是　 　。
（3）基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基国pL，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码CUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。
①研究腐原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L，首先选用　 　酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（P1、P2和P3）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中　 　的诱导作用最强。
②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路：　 　。
32．（2024·山东）研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。
（1）用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越　 　（填“高”或“低”）。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaI酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有　 　种。载体信息如图甲所示，经BsaI酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。
（2）重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素　 　筛选到具有该抗生素抗性的植株①∶④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是　 　，其中纯合的突变植株是　 　（填序号）。
（3）实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为　 　，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
33．（2024·新课标）某研究小组将纤维素酶基因（N）插入某种细菌（B1）的基因组中，构建高效降解纤维素的菌株（B2）。该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段；再经限制酶切割获得含N基因的片段甲，片段甲两端分别为M1与M2；利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组，得到菌株B2。酶切位点（Ⅰ～Ⅳ）、引物（P1～P4）的结合位置、片段甲替换区如图所示，→表示引物5'→3'方向。回答下列问题。
（1）限制酶切割的化学键是 　 　。为保证N基因能在菌株B2中表达，在构建片段甲时，应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，原因是 　 　。
（2）CRISPR/Cas9技术可以切割细菌B1基因组中与向导RNA结合的DNA。向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G﹣C和 　 　。
（3）用引物P1和P2进行PCR可验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是 　 　；若用该模板与引物P3和P4进行PCR，实验结果是 　 　。
（4）与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是 　 　（答出2点即可）。
34．（2024·全国甲卷）[生物-选修3：现代生物科技专题]
某同学采用基因工程技术在大肠杆菌中表达蛋白E。回答下列问题。
（1）该同学利用PCR扩增目的基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是 　 　，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 　 　。
（2）质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点，限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时，与用酶a单酶切相比，用酶a和酶b双酶切的优点体现在 　 　（答出两点即可）；使用酶c单酶切构建重组质粒时宜选用的连接酶 　 　。
（3）将重组质粒转入大肠杆菌前，通常先将受体细胞处理成感受态，感受态细胞的特点是 　 　；若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，简要的实验思路和预期结果是 　 　。
（4）蛋白E基因中的一段DNA编码序列（与模板链互补）是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码从GGG开始，部分密码子见表。若第一个核苷酸G缺失，则突变后相应肽链的序列是 　 　。
氨基酸 密码子
赖氨酸 AAG
精氨酸 AGA
丝氨酸 AGC
脯氨酸 CCA
CCC
亮氨酸 CUG
甘氨酸 GGC
GGG
终止 UGA
35．（2024·黑吉辽）将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T﹣DNA转移）和不含有Vir基因、含有T﹣DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。
注：F1﹣F3，R1﹣R3表示引物；T﹣DNA﹣LB表示左边界；T﹣DNA﹣RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。
（1）从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是 　 　。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是 　 　。
（2）本操作中获取目的基因的方法是 　 　和 　 　。
（3）穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是 　 　，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是 　 　。
（4）根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用 　 　基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。
（5）为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是 　 　和 　 　。
（6）本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是 ____。
A．通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞
B．将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达
C．将1﹣1362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列
D．用1﹣1362合成基因序列和1363﹣1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白
36．（2024·浙江选考） 小鼠毛囊中表达F蛋白。为研究F蛋白在毛发生长中的作用，利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50%，表现出毛绒绒的样子，其它表型正常。（注：野生型基因用++表示；f杂合子基因型用+f表示）
回答下列问题：
（1）F基因敲除方案如图甲。在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生　 　，导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质因为缺失了　 　而丧失活性。要达到此目的，还可以对该基因的特定碱基进行　 　和　 　。
（2）从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结合位置如图甲，检测结果如图乙，则f小鼠和f杂合子对应的DNA片段分别位于第　 　泳道和第　 　泳道。
（3）g小鼠是长毛隐性突变体（gg），表型与f小鼠相同。f基因和g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若杂交结果是　 　，则g和f是非等位基因；若杂交结果是　 　，则g和f是等位基因。（注：不考虑交叉互换；野生型基因用++表示；g杂合子基因型用+g表示）
（4）确定g和f为等位基因后，为进一步鉴定g基因，分别提取野生型（++）、g杂合子（+g）和g小鼠（gg）的mRNA，反转录为cDNA后用（2）小题同样的DNA探针和方法检测，结果如图丙。g小鼠泳道没有条带的原因是　 　。组织学检查发现野生型和g杂合子表达F蛋白，g小鼠不表达F蛋白，因此推测F蛋白具有的作用　 　。
37．（2024·浙江选考） 锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜，具有吸收和转运环境中Zn2+的功能。为研究该植物2种锌转运蛋白M和N与吸收Zn2+相关的生物学功能，在克隆M、N基因基础上，转化锌吸收缺陷型酵母，并进行细胞学鉴定。回答下列问题：
（1）锌转运蛋白基因M、N克隆。以该植物　 　为材料提取并纯化mRNA，反转录合成cDNA。根据序列信息设计引物进行PCR扩增，PCR每个循环第一步是进行热变性处理，该处理的效果类似于生物体内　 　的作用效果。PCR产物琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因为含　 　而带负电荷，凝胶点样孔端应靠近电泳槽负极接口；当2个PCR产物分子量接近时，若延长电泳时间，凝胶中这2个条带之间的距离会　 　。回收DNA片段，连接至克隆载体，转化大肠杆菌，测序验证。
（2）重组表达载体构建。分别将含M、N基因的重组质粒和酵母表达载体同时进行双酶切处理，然后利用　 　连接，将得到的重组表达载体转化大肠杆菌。用PCR快速验证重组转化是否成功。此反应可以用大肠杆菌悬液当模板的原因是　 　。
（3）酵母菌转化。取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌株，直接在固体培养基进行　 　培养，活化后接种至液体培养基，采用　 　以扩大菌体数量，用重组表达载体转化酵母菌。检测M、N基因在受体细胞中的表达水平，无显著差异。
（4）转基因酵母功能鉴定。分别将转化了M、N基因的酵母菌株于液体培养基中培养至OD600为0.6。将菌液用　 　法逐级稀释至OD600为0.06、0.006和0.0006，然后各取10μL菌液用涂布器均匀涂布在固体培养基上，培养2天，菌落生长如图。该实验中阴性对照为　 　。由实验结果可初步推测：转运蛋白M和N中，转运Zn2+能力更强的是　 　，依据是　 　。
注：OD600为波长600nm下的吸光值，该值越大，菌液浓度越高；空载体为未插入M或N基因的表达载体。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、原生质体即植物细胞去除细胞壁后的部分，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备时需用纤维素酶和果胶酶，A正确；
B、原生质体中含有原生质层，这相当于就是一层半透膜，所以其具有选择透过性，B正确；
C、原生质体可再生出细胞壁，从而形成完整细胞，C正确；
D、原生质体含有细胞原有的遗传物质，仍然具有全能性，D错误。
故选D。
【分析】植物体细胞杂交
①概念：是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，形成原生质体。诱导原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、PEG融合法以及高Ca2+—高pH融合法等。
②原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
③意义：可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育远缘杂交植株。
2．【答案】B
【知识点】质壁分离和复原；探究生长素类似物对插条生根的作用；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、花瓣细胞含有中央大液泡和细胞壁，且由于液泡含有花青素而呈现出一定的颜色，所以可用于观察质壁分离现象，A不符合题意；
B、花瓣中含有花青素，而不含叶绿素，所以不可用于提取叶绿素，B符合题意；
C、生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；
D、月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。
故选B。
【分析】植物细胞质壁分离及复原实验的原理
①内因：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；原生质层比细胞壁的伸缩性大。
②外因：细胞液和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水或失水。
3．【答案】C
【知识点】干细胞的概念及种类；胚胎工程综合
【解析】【解答】A、PGCs是原始生殖细胞，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，而胚胎干细胞具有发育的全能性，因此，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误；
B、配子是通过减数分裂形成的，移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，在减数分裂过程中基因会发生突变与基因重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；
C、由图可知，乙鱼受精卵时期阻止了PGCs的形成，在囊胚期移入了将物种甲的iPGCs，培育出的乙鱼的生殖腺中的性原细胞由甲鱼的iPGCs增值分化而来，配子是由物种甲的生殖腺细胞产生，故该乙鱼再与物种甲杂交，子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；
D、克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及到有性生殖，D错误。
故选C。
【分析】1、胚胎干细胞
（1）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
（2）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
2、胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
3、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
4．【答案】C
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植
【解析】【解答】A、根据题干信息，体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类囊胚，这一现象证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；B、实验过程中需要使用培养基培养胚胎干细胞以及早期胚胎，培养基中需含有糖类，为细胞培养提供碳源和能源物质，B正确；
C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；
D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中，使其继续进行胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。
故选C。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
5．【答案】A
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、根据图示可知，运用PCR技术可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB， A正确；
B、L-谷氨酸脱羧酶(GadB) 催化L-谷氨酸脱羧是高效生产y-氨基丁酸，E.coliB中表达L-谷氨酸脱羧酶(GadB) ，从而发酵生产y-氨基丁酸，该过程中L-谷氨酸钠是反应原料，而非起供能作用，B错误；
C、题干中E.coliA和E.coliB均为产生y-氨基丁酸的菌种，而不是高效降解y-氨基J酸的菌种，C错误；
D、利用Ncol和Kpn|对质粒和目的基因进行双酶切，从而构建重组质粒，不一定可以用其他酶替代Ncol和KpnI构建重组质粒(视质粒和目的基因所在DNA分子中酶切位点的情况而定)， D错误。
故答案为：A。
【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：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。
6．【答案】B
【知识点】胚胎分割；基因工程的基本工具简介；植物细胞工程的应用；其他微生物的分离与计数
7．【答案】B
【知识点】胚胎移植；体外受精
【解析】【解答】A、促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A正确；
B、从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；
C、在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；
D、后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来，因此后代丁的遗传物质
来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。
故答案为：B。
【分析】动物胚胎移植技术的过程可以详细归纳如下：
一、前期准备
1. 供、受体选择：
供体动物：选择品种优良、生产性能好、遗传性稳定、体质健壮、繁殖机能正常、无遗传和传染性疾病的个体。例如，奶牛供体牛应选择年龄在15月龄以上的青年母牛或1-3胎产后60-120天的泌乳母牛。
受体动物：选择具有良好繁殖性能和健康状态的个体，体形中上等，首选初配牛，移植前具有2个正常的发情周期较好。
2. 同步发情：
原理：通过外源激素的调节，控制供、受体动物在同一时期内同时发情、同期排卵，使生殖道的内环境一致，有利于移植的异体动物的胚胎着床。
方法：使用孕激素处理法或前列腺素F2a处理法来缩短或延长黄体期，使供、受体动物发情同期化。
二、超数排卵与配种
1. 超数排卵：
方法：在动物发情周期的适当时间，注射外源促性腺激素（如孕马血清促性腺激素PMSG、人绒毛膜促性腺激素HCG、促卵泡成熟激素FSH、黄体生成素LH等），使卵巢比自然发情时有更多的卵泡发育并排卵。
目的：增加排卵数量，从而增加可移植的胚胎数量。
2. 配种：
在超数排卵处理后，动物发情后应适时配种。
由于超排时的生殖道环境与自然发情差异较大，为保证排出的卵子能及时受精，应使用活率高、密度大的精液，并增加输精次数和每次输精的有效精子数。
三、胚胎采集与鉴定
1. 胚胎采集：
在输精后第7天采集胚胎，使用两通路或三通路冲卵管通过直肠把握的方法进行冲卵。
检卵是在立体显微镜下将胚胎从冲卵液中找出并进行处理。
2. 胚胎鉴定分级：
根据胚胎形态及发育阶段进行评定或等级分类，一般分为A、B、C、D级。
A级为优秀胚胎，形态完整，轮廓清晰，分裂球大小均匀，结构紧凑；B级为良好胚胎，轮廓清晰，分裂球大小基本一致；C、D级则依次降低。
四、胚胎移植
1. 受体母畜准备：
选择体格较大、膘度适中、无疾病的健康母畜，并有正常的发情周期，生殖道无疾患。
移植前要正确地观察发情，做好记录，打上标记。受体母畜发情天数与供体母畜前后不超过1天。
2. 手术移植或非手术移植：
手术移植：常用于绵、山羊、猪等小家畜，通过全身麻醉或局部麻醉，从股中线切口剖腹，取出子宫和输卵管、卵巢，根据胚胎的发育情况，分别移入输卵管或直接移入子宫角。
非手术移植：自1972年以来，非手术取卵和移卵技术得到很大发展，特别是在牛等大家畜中广泛应用。使用特殊设计的器械，通过宫颈将胚胎直接注入子宫。
3. 移植后管理：
对受体母畜进行良好的饲养管理，给予清洁的饮水和足够的草料，保持中等营养水平。
对手术和已确定妊娠的母畜可适当增加日粮，以保证伤口的愈合和满足妊娠的需要，防止流产。
8．【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；
B、愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞
的分化过程是有丝分裂，所以不会发生基因重组， B错误。
C、3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误；
D、百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此可以作为该研究中的外植体，D正确；
故答案为：D。
【分析】植物组织培养过程是一个复杂但系统性的技术，主要包括以下几个关键步骤：
1.选择适宜的母体植物：
- 选择具有优良性状和抗病虫害能力的母体植物。
- 从中选取健康的叶片、茎段等组织作为外植体。
2.外植体的准备：
- 对采集的叶片或茎段进行无菌处理，去除表面杂菌和泥沙。
- 使用75%酒精或漂白粉消毒外表（具体浓度和消毒时间可能根据植物种类和实验条件有所调整）。
3.外植体的切割：
- 在无菌环境下，将外植体切割成小片，大小约为0.5-1cm。
- 保持外植体的干燥，防止内部水分过多。
4.外植体的接种：
- 将切好的外植体小片接种在含有植物生长激素的无菌培养基上。
- 培养基通常由无机盐溶液、有机源、糖和植物生长激素等组成。
5.分化：
- 外植体在培养基上经历分化阶段，逐渐增殖和分化为不同种类的细胞，形成生长点。
6.增殖：
- 通过定期的次级培养、子培养、分生器、病毒消除等手段，使外植体中的细胞不断分化和增殖。
7.再分化：
- 经过增殖后的外植体，可以再次进行分化，形成茎尖、腋芽或花蕾等器官。
8.根的诱导：
- 在合适的培养条件下，诱导外植体生成根系，为移栽到土壤做准备。
9.移栽：
- 当幼苗的根系足够发达时，将其移栽到含有适宜营养成分的固体培养基上或直接移植到土壤中。
10.过程控制：
- 在整个培养过程中，控制好环境条件，如温度（一般为25℃左右）、湿度和光照等，以保证培养的成功率。
11.病毒清除：
- 植物组织培养中经常伴随着病毒感染问题，通过检测和清除外植体和培养基中的病毒，保证获得健康的植株。
此外，在植物组织培养过程中，还需要注意以下几点：
-培养基的准备：根据实验需求选择合适的培养基配方，并经过高温高压灭菌处理。
-消毒与接种：外植体的消毒和接种过程需要在无菌操作台上进行，以防止污染。
-培养与管理：定期观察培养物的生长情况，记录生长速度和形态变化，并根据需要调整培养基的激素浓度和营养成分。
-继代与扩繁：当培养物长至一定大小时，进行继代培养，实现植物的快速扩繁。
9．【答案】C
【知识点】群落的演替；生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、采用“草方格”技术进行流沙固定，创造有益于生物组分生长、发育、繁殖，使植被逐渐恢复，该过程遵循了生态工程的自生原理，A正确；
B、在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物时考虑了生物与环境、生物与生物的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，B正确；
C、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替，而次生演替指原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还
保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替，“草方格”内保留有原有沙生植物种子，故该群
落形成过程属于次生演替，C错误；
D、“草方格”固沙技术能防止沙子流动，有利于植被恢复，促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现，D正确。
故答案为：C。
【分析】生态工程的基本原理可以归纳为以下几点：
1.物质循环再生原理：
理论基础：物质循环。
核心内容：没有物质循环的系统会产生废弃物，导致环境污染，并影响系统的稳定和发展。
实例：“无废弃物农业”，通过优化农业生态系统中的物质循环，减少废弃物的产生，实现资源的再利用和环境的保护。
2.物种多样性原理：
理论基础：生态系统的稳定性。
核心内容：保持生态系统较高的生物多样性是维持系统稳定和平衡的关键。
实例：如“三北防护林”项目中，辽宁西部单一种植的樟子松林因缺乏生物多样性而受损严重；相反，珊瑚礁区因生物多样性高而生机勃勃。
3.协调与平衡原理：
理论基础：生物与环境的协调与平衡。
核心内容：需要因地制宜，确定环境容纳量的大小，防止生态系统失衡。
实例：太湖水体富营养化问题，就是因为生物数量超过环境承载力，导致系统失衡和破坏。
4.整体性原理：
理论基础：社会、经济、自然复合系统。
核心内容：应用整体性原理统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。
实例：在林业工程建设中，既要号召农民种树，也要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴和收入等。
5.系统学和工程学原理：
系统的结构决定功能原理：
理论基础：分布式优于集中式和环式。
实例：如我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，通过优化组合多个生产系统，形成一个新的高效生态系统，提高系统生产力。
系统整体性原理：
理论基础：整体大于部分之和。
实例：珊瑚礁能够保持高系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效植物—动物营养循环。
6.自生原理：
核心内容：在生态系统中，由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持即为系统的自生。在生态工程中，有效选择生物组分并合理布设是维持系统自生的关键。
7.循环原理：
核心内容：在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，确保物质迁移的顺畅和主要物质或元素的高转化率。
8.自然驱动与人为干预相结合原理：
核心内容：生态工程旨在通过人为干预修复和改造受损的生态系统，但过度依赖人为干预可能导致不可持续甚至逆转的效果。因此，应当与自然驱动相结合，充分利用自然界的恢复和修复能力。
9.可持续发展原理：
核心内容：生态工程既要满足当前环境保护和生态修复的需要，又要考虑到长期的可持续发展。在资源利用和生态系统恢复上应寻求可持续的解决方案。
10．【答案】C
【知识点】基因工程的应用；遗传信息的转录
11．【答案】B
【知识点】酶的特性；探究影响酶活性的因素；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；
B、酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和PH等，调整酶的用量没有作用，B错误；
C、质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确；
D、质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。
故答案为：B。
【分析】限制酶：
12．【答案】D
【知识点】生态工程的概念及其目标；生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、湿地具有蓄洪防旱、调节区域气候，为动植物提供栖息地等功能，在城市地区建设人工湿地有利于改善生态环境，A正确；
B、移除湖泊中富营养化沉积物，可改善湖泊水质，有利于生物多样性的保护和生态系统的恢复，B正确；
C、移栽适应当地环境的植物体现了生物与环境的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，C正确；
D、气温等气候因素对种群的作用强度与该种群的密度无关，属于非密度制约因素，D错误。
故答案为：D。
【分析】生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计，调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复，重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
生态工程建设的目的是遵循物质循环规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展。
13．【答案】B
【知识点】生态工程依据的生态学原理；生态恢复工程
【解析】【解答】A、沙棘具有较强的抗旱、抗寒能力，可作为西北干旱地区的修复树种，A正确；
B、沙棘能够与矿区废弃地的环境相适应，在矿区废弃地选择种植沙棘，遵循了生态工程的协调原理，B错误；
C、弗兰克氏菌能够与沙棘形成根瘤，进行高效的共生固氮，增加土壤中的氮含量，并为其他树种的生长创造良好环境，C正确；
D、弗兰克氏菌能够与沙棘形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性，研究弗兰克氏菌的遗传多样性，可以筛选出能够高效固氮的弗兰克氏菌，有利于沙棘在生态修复中的应用，D正确。
故答案为：B。
【分析】遵循生态工程的协调原理，在进行生态工程建设时，应该考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应及环境容纳量等问题。
14．【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、单克隆抗体的制备涉及细胞融合技术和动物细胞培养技术，mAb属于单克隆抗体，其制备可能涉及细胞融合技术，A正确；
B、单克隆抗体(mAb)，可以促进胰岛A细胞增殖；而胰岛A细胞可分泌胰高血糖素，可见注射mAb可提高胰岛A细胞分泌胰高血糖素的量，B错误；
C、题干信息，mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体，可见Ab和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合，C正确；
D、胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、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。
2、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
15．【答案】B
【知识点】组织培养基的成分及作用；植物体细胞杂交的过程及应用；细胞融合的方法
16．【答案】A
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、胚胎工程与对照组相比，添加1μg/mL雌激素甲的组别，其卵裂率较高，说明低浓度的雌激素甲能够促进卵裂过程；与对照组相比，添加10 μg/mL和100μg/mL，雌激素甲的组别，其卵裂率较低，说明高浓度的雌激素甲能够抑制卵裂过程，A错误；
B、与对照组相比，添加1μg/mL雌激素甲的组别，其第一极体排出率较高，而添加10μg/mL.和100μg/mL雌激素甲的组别，其第一极体排出率较低，说明甲浓度过高抑制第一极体的排出，B正确；
C、添加1μg/mL甲的组别，其卵裂数和卵裂率都比对照组高，说明添加1μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力，C正确；
D、卵子一般在排出2~3h后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，本实验中成熟率=第一极体排出个数/卵母细胞个数，因此，在本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准，D正确。
故答案为：A。
【分析】据表可知，较对照组(甲浓度为0μg/mL)而言，甲浓度增大均使卵母细胞数量增多，对与第一机体排出个数、成熟率、卵裂数、卵裂率都呈先增加，后下降的趋势。
17．【答案】C
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；
B、胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；
C、作为受体的杜泊母山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；
D、生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子，D错误。
故答案为：C。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
18．【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、成纤维细胞在培养过程中需要消耗氧气，因此，传代培养时，培养皿不能密封，A错误；
B、①的细胞密度较低，且正处于快速增殖期，无需进行传代培养，②的细胞已经接近于平台期，增殖受到抑制，因此选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；
C、由于成纤维细胞贴壁生长，因此需要先用胰蛋白酶处理，使细胞分散成单个细胞，然后再用离心法收集细胞进行传代培养，C错误；
D、细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大，发生了接触抑制有关，D正确。
故答案为：D。
【分析】体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。这时就需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。
19．【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、迷迭香顶端幼嫩的茎段具有旺盛的分裂能力，适合用作外植体，A正确；
B、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，B错误；
C、悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，有利于愈伤组织和营养物质充分接触，C正确；
D、加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高迷迭香酸的产量，说明茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、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，先诱导其脱分化形成愈伤组织，再诱导愈伤组织再分化形成胚状体等，进而发育成完整植株的技术。
2、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素它们的浓度、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。
20．【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离，A正确；
B、②多次加培养液的目的是洗去残留的消化酶，终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，B错误；
C、细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，因此③分装时需调整到合适的细胞密度，C正确；
D、动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，D正确。
故答案为：A。
【分析】动物细胞培养条件： （1）营养：培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，通常需要加入血清等天然成分。 （2）无菌、无毒的环境。 （3）温度、pH和渗透压。 （4）气体环境：氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
21．【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
22．【答案】D
【知识点】转基因生物的安全性问题；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、试管动物的培育属于胚胎工程，没有禁止，A正确；
B、我过目前不反对转基因的食品的生产，B正确；
C、中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究，C正确；
D、我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、转基因生物存在安全性问题的原因： （1）目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。 （2）目的基因往往是异种生物的基因。 （3） 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
2、我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究。
3、生物武器种类：包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
23．【答案】A,B,D
【知识点】单克隆抗体的制备过程；单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、由于动物细胞之间通过胶原蛋白相连，所以动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的动物细胞可使其分散，A正确；
B、筛选的单一类型的杂交瘤细胞可以在体外培养，也可以注射到小鼠腹腔内培养，从体外培养液或小鼠腹水中提取到的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体，B正确；
C、用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可冻存，C错误；
D、单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体，都能够特异性识别S蛋白，D正确。
故答案为：ABD。
【分析】单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，在经过两次筛选①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群；两次抗体检测：专一抗体检验阳性，获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞，最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
24．【答案】B,D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A不符合题意；
B、融合的原生质体需再生出细胞壁，才能进行脱分化形成愈伤组织，B符合题意；
C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只含有一个融合后的细胞核，具有来自亲本的染色体，C不符合题意；
D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，没有经过减数分裂和两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖，D符合题意。
故答案为：BD。
【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。
（2）植物体细胞杂交过程：将植物细胞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，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
25．【答案】（1）稳定性差异；选择性表达
（2）C
（3）其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质
（4）
【知识点】细胞分化及其意义；基因工程的应用；基因工程综合
【解析】【解答】（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化，分化是基因选择性表达的结果。
（2）AB、由题干信息可知，增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列，据此推测，增强子是含有特定碱基序列的DNA片段，与基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上，
AB正确；
C、由图C分析可知，一个增强子可作用于多个基本启动子，从而促进多个基因的表达，如报告基因和
内源基因，C错误；
D、由题意可知，很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达，据此推测，很多增强子在不同组织中的活性不同，D正确。
故选C。
（3）基因表达即基因通过转录形成相应的mRNA，并通过翻译形成相应的蛋白质，从而发挥功能，所
以，为了确定G和H是否为心脏特异表达的基因，应检测其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质。
（4）“增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列”，基因工程所用表达载体中的启动子，包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，因而不会造成基因突变。将基本启动子去掉后，再随机插入到基因组中，就会保证只有增强子捕获载体插入到内源基因基本启动子后面，报告基因才会表达，就能捕获到增强子且也保证了内源基因不会表达，这样就可以实现目的，改造后的载体如图：

【分析】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。基因工程的步骤：目
的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
26．【答案】（1）HhG+G﹣；；近亲繁殖会导致隐性致病基因纯合可能性增加；染色体片段从一条染色体移接到另一条非同源染色体上
（2）HhG+G+、HhG+G﹣；④
（3）乙；乙的H基因敲除后表达受TM试剂调控
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）分析题意可知，亲本雌性小鼠的基因型为HhG-G-、雄性小鼠的基因型为HHG+G-，F1的基因型为：HHG-G-、HhG-G-、HhG+G-、HHG+G-；要获得H基因条件敲除小鼠hhG+G-和hhG+G+，则用于繁殖F1的基因型是HhG+G-。近亲繁殖会导致隐性致病基因纯合可能性增加，会导致小鼠后代生存和生育能力下降。依据题意，出现“6号和8号染色体上含有部分G酶基因序列”的原因是染色体片段从一条染色体移接到另一条非同源染色体上，即染色体变异。
（2）由图2可知，③含有基因H、h、G，故其基因型为HhG+G+或HhG+G-。结合图1和图2，①只含有h基因，仍正常表达H蛋白，②③都含有H基因，可正常表达H蛋白，④含有h基因和G基因，TM试剂激活G酶可剪切LX序列，使h基因异常，无法表达H蛋白，故检测H蛋白水平为0的是④。
（3）由题干可知，患者在一定年龄会表现出智力障碍，该病与H蛋白表达下降有关，由题干和题图可知，乙的H基因敲除后表达受TM试剂调控，故选择H基因条件敲除鼠乙用于研究缺失H蛋白导致该病发生的机制 。
【分析】1、DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
2、由图1可知，H基因条件敲除小鼠，H基因表达受TM试剂调控；由图2可知①只含有h基因，仍正常表达H蛋白，②③都含有H基因，可正常表达H蛋白，④含有h基因和G基因。
27．【答案】（1）脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）
（2）EcoRⅠ；酶切后形成的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体定向链接（反向链接）
（3）酶切后的空载体片段，启动子D+基因S片段；PCR
（4）品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）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，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。启动子的基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。
（2）通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据图示信息可知， 构建重组表达载体时，不宜使用限制酶EcoR Ⅰ，因为 “启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoR Ⅰ的识别序列，若使用限制酶EcoR Ⅰ，会使目的基因序列被破坏；
根据图中限制酶的识别序列可知，酶Spe Ⅰ和Xba Ⅰ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达。
（3）DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D+基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D+基因S”片段；
在分子水平上检测目的基因是否转入成过可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。
（4）由题意可知，再生植株YZ-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。
【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。其中人工合成方法中包括反转录法，即可先提取人体细胞中的mRNA，以其作为模板在逆转录酶的作用下合成cDNA（或DNA）。
（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：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA用PCR技术；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。
28．【答案】（1）选择；水；无机盐；氮源
（2）基因工程（或转基因）；限制酶；DNA连接酶；载体（或质粒）
（3）诱变育种
（4）不同平板中培养基量的差异以及平板内和不同平板间培养基厚度不均匀
【知识点】诱变育种；微生物的分离和培养；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
29．【答案】（1）蔗糖；参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖；单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等）
（2）NV基因；＜；T﹣DNA插入导致NV基因部分序列缺失
（3）突变体；便于筛选出成功导入NV基因的细胞
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
30．【答案】（1）只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖；菌落产生的纤维素酶的活性和量有关
（2）耐高温的DNA聚合酶
（3）基因表达载体的构建；限制酶、DNA连接酶
（4）繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等；能吸收周围环境中DNA分子
（5）降解时的温度不同、降解时的pH不同
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具简介；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1)选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长，而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中，只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖。刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，使得含有纤维素的培养基呈现红色。当纤维素被纤维素酶分解时，刚果红与纤维素的复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这个透明圈的大小直接反映了纤维素分解菌分解纤维素的能力。透明圈越大，说明纤维素分解菌分解纤维素的能力越强，即菌落产生的纤维素酶的活性强、量多。
(2)扩增目的基因片段在PCR仪中进行，因此需要耐高温的DNA聚合酶。
(3)根据图示中酶基因与质粒载体经过过程⑤构成重组质粒，推导出过程⑤为基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶。
(4)大肠杆菌作为受体细胞的优点繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等。先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。将重组质粒加于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
(5)不同酶的最适温度、最适pH不同，当温度和 pH改变时，酶促反应速率也会受到影响。
【分析】据图可知，①②是利用选择培养基筛选出高产纤维素酶菌株X，
③是提取菌株X基因组，
④为基因工程操作程序中“目的基因的筛选和获取”，
⑤为“基因表达载体的构建”，
⑥为“将目的基因导入受体细胞”，
⑦为从培养体系中分离得到重组酶。
基因工程的基本操作程序主要包括以下几个步骤：
1.目的基因的获取：
从基因文库中获取：基因文库是含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
利用PCR技术扩增目的基因：PCR（聚合酶链式反应）是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，它基于DNA双链复制的原理，可以在短时间内大量扩增目的基因。
人工合成：如果基因较小且核苷酸序列已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
2.基因表达载体的构建：
组成：基因表达载体通常包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
功能：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。
步骤：
1. 用一定的限制酶切割质粒，使之出现一个黏性末端切口。
2. 用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端。
3. 将目的基因片段插入质粒切口，加入适量DNA连接酶，使目的基因与质粒形成重组质粒。
3.将目的基因导入受体细胞：
受体种类：包括微生物（如细菌细胞）、植物细胞（如卵细胞、受精卵、体细胞）和动物细胞（如受精卵、胚胎细胞）。
导入方法：
微生物：感受态细胞法，即CaCl2处理细胞后，将表达载体与感受态细胞混合，使感受态细胞吸收DNA分子。
植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等。
动物细胞：显微注射法，即将目的基因表达载体注射到卵（或受精卵）中。
4.目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：包括DNA分子杂交技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因，分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNA，抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质等。
个体水平上的鉴定：包括抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
31．【答案】（1）纤维素酶和果胶酶；生长素和细胞分裂素
（2）花药离体培养；利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目
（3）HindⅢ、BamHⅠ；交链格孢；利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；单倍体育种
【解析】【解答】（1）因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。
（2）获得单倍体植株的常用方法是花药（花粉）离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目减少一半，则获得的植株即为单倍体植株。
（3）根据目的片段以及质粒上限制酶的识别位点，若要获得pL并连接到质粒上，可选用限制酶Hind III、BamH I进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的。根据图c的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都最高， 可确定其诱导作用最强。欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种， 可利用转基因技术将百方合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。
【分析】植物体细胞杂交：
32．【答案】（1）低；256；GTTT；AAAC
（2）卡那霉素；Sac Ⅰ；④
（3）1/4
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】（1）引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。由此可知，在利用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目的基因L时，所用的引物越短，可能的结合位点越多，则引物的特异性就越低。根据题意可知，限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，由图可知，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，产生的黏性末端有4个碱基，并且可以是任意碱基，因此理论上可以产生的黏性末端有44=256种。根据图甲所示的载体信息，经BsaⅠ酶切后，切口两侧各有一个黏性末端，根据BsaⅠ酶识别的序列及酶切位点可知，载体上保留的黏性末端序列应为5'-GTTT-3'和5'-AAAC-3'。
（2）根据图示信息可知，重组载体通过农杆菌导入大豆细胞当中的片段包含了卡那霉素抗性基因，因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图甲可知，目标基因L的目标序列跟突变序列之间只有在Sac Ⅰ酶切位点上存在差异，BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同，根据图丙所展示的电泳结果及题意可知，要以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，并对PCR产物完全酶切后进行电泳从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列，因此只能选用限制酶Sac Ⅰ，限制酶Sac Ⅰ在突变序列存在酶切位点，但是目标序列没有，因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条，目标序列是一条带，根据图丙结果可知，只有④为纯合突变的植株。
（3）根据题意可知：“实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入”。 根据图示可知，抗生素抗性基因在T-DNA片段上，因此如果用抗生素来筛选该植株进行自交，可知其配子中含有抗生素抗性基因的比例为1/2，不含T-DNA(对抗生素敏感)的配子比例为1/2，因此突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例应该为1/2x1/2=1/4，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。
【分析】（1）基因工程的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（2）PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术，利用PCR可以快速的获取和扩增目的基因。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
33．【答案】（1）磷酸二酯键；保证N基因启动子、N基因、N基因终止子的完整性，确保N基因能够顺利表达
（2）C﹣G、U﹣A、A﹣T
（3）菌株B2的基因组；无PCR产物
（4）无空气污染；更安全，无火灾隐患；分解效率更高，高效利用秸秆资源等
【知识点】DNA与RNA的异同；PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）限制酶切割的化学键为磷酸二酯键。在构建片段甲时，应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，不破坏N基因启动子、N基因、N基因终止子的完整性 ，且能保证N基因正常发表达。
（2）RNA的碱基组成有A、U、G、C，DNA的碱基组成为A、T、G、C，向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G-C和C-G、A-T、U-A。
（3）用引物P1和P2进行PCR可扩增N基因，验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是菌株B2的基因组；用该模板与引物P3和P4进行PCR，因为P3不能与N基因模板链结合，实验结果是不能扩增出DNA片段。
（4）与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是不污染环境、 更安全，无火灾隐患；分解效率更高，高效利用秸秆资源等 。
【分析】1、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2、DNA和RNA的比较：
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中，在叶绿体和线粒体中有少量存在 一般是双链结构
RNA 核糖核苷酸
核糖
A、C、G、U 主要存在细胞质中
一般是单链结构
3、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：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
34．【答案】（1）变性；氢键
（2）形成不同的黏性末端，避免目的基因和质粒自身环化；避免目的基因和质粒反向连接；T4DNA连接酶
（3）能吸收周围环境中的DNA分子；实验思路：采用PCR技术扩增目的基因，然后进行琼脂糖凝胶电泳，观察是否含有相关的条带。预期结果：能扩增出目的基因条带，说明大肠杆菌中含有重组质粒。
（4）甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是变性，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是氢键。
（2）构建重组质粒时，与单一酶酶切相比，采用的双酶切方法，可以形成不同的黏性末端，双酶切可以避免目的基因和质粒的反向连接、目的基因和质粒的自身环化。酶c单酶切后形成平末端，需用T4DNA连接酶连接。
（3）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用Ca2+处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，可采用PCR技术扩增目的基因，然后进行琼脂糖凝胶电泳，观察是否含有相关的条带。预期结果：能扩增出目的基因条带，说明大肠杆菌中含有重组质粒。
（4）蛋白E基因中的一段DNA编码序列是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码链与模板链互补，模板链与mRNA互补，因此mRNA上的序列为GGGCCCAAGCUGAGAUGA，若第一个核苷酸G缺失，则mRNA上的序列变为GGCCCAAGCUGAGAUGA，肽链序列是甘氨酸-脯氨酸-丝氨酸。
【分析】1、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：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
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。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 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。
35．【答案】（1）水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA；初步分离DNA和蛋白质
（2）PCR技术；人工合成法
（3）RNA聚合酶识别和结合位点；促进目的基因更多的转录
（4）HygBR
（5）F3；R2
（6）D
【知识点】

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