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新教材2024届高考生物考前冲刺刷题第1部分专题训练专题8生物技术与工程二
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这是一份新教材2024届高考生物考前冲刺刷题第1部分专题训练专题8生物技术与工程二，共12页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．(2023·湖北部分重点中学第一次联考)与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒的黄酒是中国特产，即墨老酒是黄酒中的珍品，按照“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得”的古代造酒六法(古遗六法)酿制而成。下列关于我国传统黄酒发酵的叙述，错误的是( )
A．“黍米”中所含物质只能为微生物提供碳源和氮源
B．“曲蘖”指酿造老酒的酵母菌，其在酿造黄酒过程中进行有氧呼吸和无氧呼吸
C．“湛炽必洁”是为消除杂菌对酿酒过程的影响
D．“火剂必得”的目的是控制适宜的温度，保证酵母菌发酵所需
答案 A
解析 “黍米”中含有蛋白质、糖类等，其所含物质不仅能为微生物提供碳源和氮源，还能为微生物提供无机盐等，A错误；“曲蘖”指酿造老酒的酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，而后进行无氧呼吸产生酒精，B正确；在酿酒过程中需要避免杂菌污染，“湛炽必洁”的目的是消除杂菌对酿酒过程的影响，C正确；“火剂必得”是为了控制适宜的温度，保证酵母菌发酵所需，D正确。
2．(2023·枣庄模拟)自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。已知步骤④获得的三个平板的菌落数分别为90、95、100，对照组平板为0。相关叙述正确的是( )
A．步骤②振荡20 min的目的是扩大菌种数量，属于选择培养
B．步骤④使用接种环划线接种，使用前需要灼烧灭菌
C．1 g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个
D．所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂
答案 C
解析 由图观察可知，步骤②振荡20 min的目的是让样品中的微生物充分释放到无菌水中，A错误；由图观察可知，步骤④获得的菌落分散在平板上，利用的是涂布平板法，使用的接种工具是涂布器，使用前需要灼烧灭菌，B错误；1 g土壤中平均自生固氮菌数约为(90＋95＋100)÷3÷0.1×104＝9.5×106个，C正确；由题干信息可知，该实验的目的是分离土壤中自生固氮菌和固氮能力的测定，自生固氮菌能够利用空气中的氮作为氮源，故培养基中不需要加入氮源，D错误。
3．(2023·辽宁省协作校高三第二次模拟略改)通过植物细胞工程技术，可利用甲(高产不耐盐)，乙(低产耐盐)两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株，实验流程如图所示，下列叙述错误的是( )
A．经①处理后，可采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况
B．②～③过程中，杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C．由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
D．目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异但植株仍可育
答案 A
4．(2023·海南，7)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
答案 A
解析 传代培养的胚胎干细胞增殖到贴满瓶壁时会发生接触抑制，A错误；据题干“将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞”可知，该过程中发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞过程中，细胞的形态、结构和生理功能发生了变化，即发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可以通过去除胚胎干细胞的Y染色体等一系列处理获得有功能的卵母细胞，用于繁殖后代，D正确。
5．(2023·湖北省十一校高三第二次联考)利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术，改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”，使其“变性”。我国科研人员将一个第二极体注入修饰后的次级卵母细胞后(类似受精作用)，最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．体外培养卵母细胞时，为防止污染需将培养皿密闭培养在二氧化碳培养箱中
B．胚胎移植前，需对供体和受体进行免疫检查，避免发生免疫排斥反应
C．甲基化会关闭基因的活性，对某些基因进行去甲基化后该基因可正常表达
D．“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与，其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
答案 C
解析 动物细胞培养过程中，为防止杂菌污染，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，A错误；胚胎移植不会发生免疫排斥，B错误；DNA分子甲基化会影响基因的表达，从而关闭基因的活性，而对某些基因进行去甲基化后该基因可正常表达，C正确；“孤雌小鼠”是由次级卵母细胞发育而来，如果提供卵细胞的雌鼠基因型是AaBb，经过减数分裂形成的次级卵母细胞基因型可以是AABB，产生的卵细胞的基因型是AB，若第二极体的基因型也是AB，则获得的“孤雌小鼠”的基因型是AABB，所以二者基因型可能不同，D错误。
6．(2023·苏州模拟)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成。下列有关叙述正确的是( )
A．加入的引物是单链DNA，引物1、2的碱基序列相同
B．耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸
C．达到设定荧光强度所经过的循环次数与其起始模板量关系不大
D．该项技术可用于检测某种细胞中不同基因的转录水平
答案 D
解析 加入的引物是单链DNA，但由于引物1、2的结合位点不同，故引物1、2的碱基序列不同，A错误；由图分析可知，耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，B错误；由荧光定量PCR技术原理分析可知，达到设定荧光强度所经过的循环次数与其起始模板量呈正相关，C错误；cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的，故若以cDNA为模板，该项技术便可用于检测某种细胞中不同基因的转录水平，D正确。
二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)
7．(2023·湖北武汉联考改编)野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变而无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，如图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，数字代表培养基，A、B、C表示操作步骤。下列有关说法正确的是( )
A．①②④为完全培养基，③为基本培养基
B．A操作的目的是提高该突变菌株的浓度
C．B操作不可直接用涂布器蘸取菌液均匀地涂布在②表面
D．经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取D菌落进行纯化培养
答案 ABCD
解析 对比分析③和④，两个培养基上接种的细菌相同，而④中菌落数比③中多，说明④为完全培养基，而③为基本培养基；①②中突变株和野生型大肠杆菌都能生长，则①②为完全培养基，A正确；B操作需用移液枪将菌液滴加到②表面，再用涂布器将菌液均匀地涂布在②表面，C正确；在③中不能生长而在④中能生长的菌落为突变株形成的，因此可从④中挑取D菌落进行纯化培养，D正确。
8．(2023·丹东模拟改编)如图是培养转基因大肠杆菌的相关图示，图中标注了相关限制酶的切割位点。下列相关叙述中正确的是( )
A．若通过PCR技术扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体时，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切，断裂氢键
C．检测目的基因在受体细胞中是否表达出蛋白质，采用抗原—抗体杂交技术
D．质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
答案 AC
解析 根据乙图引物引导子链延伸的方向可知，若通过PCR技术扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A正确；根据质粒上限制酶识别序列的分布位点可知，构建表达载体时，不能选用限制酶BamHⅠ，否则会导致两种抗性基因都被破坏，因此应该选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，限制酶破坏的是磷酸二酯键，B错误；检测目的基因在受体细胞中是否表达出蛋白质，应采用抗原—抗体杂交技术，C正确；质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
三、非选择题
9．(2023·湖南，21)某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：
(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和____________。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对________________________的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在________ μg·mL－1浓度区间进一步实验。
注：“＋”表示长菌，“－”表示未长菌。
(3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析可能的原因是__________________________________(答出两点即可)。
(4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及____________________________(答出两点)等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术？________(填“是”或“否”)。
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是________。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA感染的肺类装配体 ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽 ④生理盐水 ⑤青霉素(抗金黄色葡萄球菌的药物) ⑥万古霉素(抗MRSA的药物)
答案 (1)淀粉、无机盐
(2)金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 1.73～3.45
(3)淀粉酶M基因发生突变或含有M基因的表达载体丢失
(4)适宜的气体和无菌、无毒的环境 否
(5)②③④⑥
解析 (1)培养基的成分一般包含水、碳源、氮源和无机盐等营养成分，筛选分解淀粉的固氮细菌所需要的选择培养基中，除含水、无机盐外，还应含有淀粉，而不能含有有机氮。
(2)从表中数据可以看出，抗菌肽浓度为3.45～55.20 μg·mL－1时，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均无法存活，禾谷镰孢菌和假丝酵母在抗菌肽浓度为55.20 μg·mL－1时无法存活，而在抗菌肽浓度低于27.6 μg·mL－1(含)时可存活，故抗菌肽对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑制效果较好。抗菌肽浓度为1.73 μg·mL－1时，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均能存活，而在3.45 μg·mL－1时均不能存活，所以若要确定抗菌肽有抑菌效果的最低浓度，应在1.73～3.45 μg·mL－1浓度区间进一步实验。
(3)淀粉酶M基因发生突变或含有M基因的表达载体丢失时，菌株不能再产生淀粉酶M。
(4)动物细胞培养除需要满足适宜的营养、温度、渗透压和pH条件外，还需要适宜的气体环境(95%空气和5%CO2)以满足代谢需求和维持培养液pH，以及无菌、无毒的环境防止其他微生物的污染和细胞代谢物的危害。肺类装配体形成过程涉及两种或多种细胞的共培养，但并未运用动物细胞融合技术。
(5)若要探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力，需至少取三组MRSA感染的肺类装配体进行培养，第一组加入解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽，第二组加入万古霉素(作为有抗菌效果的对照)，第三组加入等量生理盐水(作为无抗菌效果的对照)，观察并比较三组肺类装配体的生长情况，若第一组肺类装配体生长情况明显好于第三组，且与第二组类似或好于第二组，说明该抗菌肽对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。
10．(2023·张家口模拟)SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段。某人的性染色体组成为XX，但表现为男性体征，调查发现其1条X染色体上带有Y染色体的DNA片段。回答下列相关问题：
(1)在确定该DNA片段中是否含有SRY基因时，先从被测试者细胞中提取该DNA片段，然后和引物(根据____________设计的一段碱基序列)混合，进行PCR扩增；在PCR的延伸阶段，需加热至72 ℃左右，主要依据________________________________和________________因素考虑。最后，用________________________________作为探针对扩增产物进行检测，若出现阳性反应，则________(填“含有”或“不含有”)SRY基因。
(2)为验证该DNA片段能否决定雄性性别，将含该DNA片段的基因表达载体导入小鼠体内。一种操作方法是将目的基因导入雄原核，而不是雌原核，过程如图所示，从两者形态差异上分析，主要原因是________________________________________________。
(3)为筛选出性染色体组成为XX的小鼠胚胎，可对________时期胚胎的滋养层细胞进行鉴别。将符合条件的早期胚胎移入代孕母鼠子宫中，胚胎移植时代孕母鼠的选择条件是______________________________________(写出2项即可)，代孕母鼠对移入子宫的外来胚胎基本不发生________________________，这为胚胎在代孕母鼠子宫内的存活提供了可能。在获得的子代小鼠中出现________(性别)小鼠，证明该DNA片段含SRY基因。
答案 (1)SRY基因 保证耐高温的DNA聚合酶所需温度条件 防止DNA变性 标记的含SAY基因的DNA片段 含有
(2)雄原核较大，更容易容纳外源DNA
(3)囊胚 同种、具有健康体质和正常繁殖能力 免疫排斥 雄性
解析 (1)引物是根据目的基因的一段序列设计的，在本检测中目的基因是SRY基因，因此引物是根据SRY基因的一段序列设计的。在PCR的延伸阶段，需加热至72 ℃左右，主要依据保证耐高温的DNA聚合酶所需温度条件和防止DNA变性因素考虑。用标记的含SRY基因的DNA片段作为探针对扩增产物进行检测，若出现阳性反应，则含有SRY基因。
(2)雄原核较大，更容易容纳外源DNA，故可将外源基因导入到雄原核中。
(3)当DNA片段导入受体细胞后，可控制小鼠的性别，使小鼠表现为雄性，但应排除原细胞中Y染色体的影响，可对囊胚的滋养层细胞的性染色体进行鉴别并选取性染色体为XX的小鼠胚胎，选择接受胚胎的代孕母鼠时，应选择同种、具有健康体质和正常繁殖能力个体，将符合条件的胚胎导入代孕母鼠子宫后，外来胚胎不被免疫排斥，这为胚胎在代孕母鼠子宫内的存活提供了可能。在获得的子代小鼠中出现雄性小鼠，证明该DNA片段含SRY基因。
11．(2023·河南九师联盟)油菜是一种常见的油料作物。维生素E有延缓衰老的作用，是一种脂溶性维生素。尿黑酸植基转移酶(HPT)是拟南芥中天然维生素E合成途径中的关键酶。为获得高产维生素E的油菜种子，科研工作者将编码HPT的基因HPT1转入油菜细胞并获得转基因油菜，流程如图。请回答相关问题：
(1)为获得目的基因，科研工作者用拟南芥基因组DNA为模板，用基因HPT1两端的已知序列设计________进行PCR扩增。PCR扩增的原理是________________。
(2)用农杆菌转化法将目的基因导入油菜细胞，其中用到的质粒是________；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为________；该方法中农杆菌的作用是________________________________________________________________。
(3)构建重组质粒时选用的酶是___________________________________________________。该操作与常用的同一种酶切割相比，优点是________________________________________________________________________________________________________________。
(4)含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？________(填“是”或“否”)。为什么？_______________________________________________________。
(5)将已经转化的农杆菌进行如下操作，筛选出符合要求的农杆菌。先把转化的农杆菌接种到A培养基中培养，长出菌落后，用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B(含氨苄青霉素)和C(含四环素和氨苄青霉素)两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中？请在图中相应的位置上圈出来。
答案 (1)引物 DNA半保留复制
(2)Ti质粒 TDNA 感染油菜细胞，把目的基因插入到油菜细胞的染色体DNA上
(3)HindⅢ和SalⅠ两种限制酶和DNA连接酶 防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，以提高目的基因正向连接的重组质粒的合成效率
(4)否 含有目的基因的重组质粒中四环素抗性基因被破坏
(5)如图所示
解析 (2)农杆菌Ti质粒上有TDNA，目的基因插入到TDNA上，农杆菌感染油菜细胞后，才能把TDNA上的目的基因插入到油菜细胞的染色体DNA上。
(3)根据题图可知，选用HindⅢ和SalⅠ两种限制酶可以不破坏目的基因，同时质粒上有相应的限制酶切割位点；目的基因要插入到切割后的质粒的TDNA上，还需要DNA连接酶的连接。两种限制酶切割的黏性末端不同，可防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，可以提高目的基因正向连接的重组质粒的合成效率。
(4)由于含有目的基因的重组质粒中四环素抗性基因被破坏，则含有目的基因的农杆菌只能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素的培养基上生长。
(5)根据上述分析，含有目的基因的农杆菌只能在含氨苄青霉素的培养基B上生长，对比C可得出答案。
12．(2023·福州市普通高中毕业班4月质量检测改编)基因组中大片段DNA的定向整合拥有广阔的应用前景。目前细菌中的定向整合系统存在诸多不足，如效率偏低，缺乏有效的筛选标记物，可整合的片段大小有限(3～4 kb)等。研究者尝试构建CRISPR RNAguided定向整合系统以改善上述缺陷。
(1)Cas蛋白是一种RNA引导的内切酶，能催化双链DNA在特定位点断裂。crRNA是一种短链RNA，它一端可与Cas蛋白结合，另一端通过______________原则与目标DNA序列结合。
(2)转座子(Tn)是一段特殊的DNA片段。转座酶A和转座酶B相互结合后可将Tn从原有的DNA链上切下，并将其整合到其他DNA片段上。为了使转座子定向整合到特定的位置，研究者构建了图1所示的CRISPR RNAguided定向整合系统，导入大肠杆菌，并统计定向整合的效率，结果如图2。
①构建重组质粒时，应将翻译终止序列设置在Cas基因和转座酶A基因之后而不是设置在两者之间，目的是____________________________________________________________。
②由图2结果可知，转座子的定向整合效率高低与____________________密切相关。为保证转座子连接方向与预期相同，构建重组质粒的过程中，对切割转座子和切割载体的限制酶的要求是________________________________________________。
③由图2结果可知，该系统还能有效解决筛选标记物缺乏的问题，理由是____________________________________。
(3)研究者替换了不同长度的转座子，继续检测定向整合效率，结果如图3。
与现有的定向整合系统相比，CRISPR RNAguided定向整合系统可整合的片段大小得到提高，判断依据是______________________________。
(4)利用该系统能实现基因定向整合的特点，举例说出其在科学研究中还可以有哪些应用：____________________________________________________________________________。(举出一例即可)
答案 (1)碱基互补配对
(2)①让Cas蛋白和转座酶A形成融合蛋白，便于Cas蛋白引导转座酶定位到crRNA所结合的DNA附近，实现转座子的定向整合
②转座子整合的方向 利用两种不同限制酶切割转座子，并用这两种限制酶切割载体
③RL方向的定向整合效率接近100%，无需再用标记物进行筛选
(3)当转座子长度大于3～4 kb时，定向整合效率依然接近100%
(4)将转座子插入特定基因，破坏该基因的结构，形成基因缺陷突变体，用以研究该基因的功能(其他合理也可)
解析 (1)RNA和DNA结合也是通过碱基互补配对原则。
(2)①注意大题干强调的是定向整合，为了实现定向，必须让转座酶去到目标位置，而转座酶本身没有定向作用，题目中只有crRNA有定向作用。②由图2结果可知，转座子方向为RL时，定向整合效率接近100%，转座子方向为LR时，定向整合效率大约10%。③转座子方向为RL方向时，定向整合效率接近100%，因此不需要筛选标记物。
(3)由图可知，转座子长度为5.3 kb、7.5 kb、10 kb时，定向整合效率都接近100%。测试菌
抗菌肽浓度(μg·mL－1)
55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球菌
－
－
－
－
－
＋
＋
枯草芽孢杆菌
－
－
－
－
－
＋
＋
禾谷镰孢菌
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
假丝酵母
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
1．(2023·湖北部分重点中学第一次联考)与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒的黄酒是中国特产，即墨老酒是黄酒中的珍品，按照“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得”的古代造酒六法(古遗六法)酿制而成。下列关于我国传统黄酒发酵的叙述，错误的是( )
A．“黍米”中所含物质只能为微生物提供碳源和氮源
B．“曲蘖”指酿造老酒的酵母菌，其在酿造黄酒过程中进行有氧呼吸和无氧呼吸
C．“湛炽必洁”是为消除杂菌对酿酒过程的影响
D．“火剂必得”的目的是控制适宜的温度，保证酵母菌发酵所需
答案 A
解析 “黍米”中含有蛋白质、糖类等，其所含物质不仅能为微生物提供碳源和氮源，还能为微生物提供无机盐等，A错误；“曲蘖”指酿造老酒的酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，而后进行无氧呼吸产生酒精，B正确；在酿酒过程中需要避免杂菌污染，“湛炽必洁”的目的是消除杂菌对酿酒过程的影响，C正确；“火剂必得”是为了控制适宜的温度，保证酵母菌发酵所需，D正确。
2．(2023·枣庄模拟)自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。已知步骤④获得的三个平板的菌落数分别为90、95、100，对照组平板为0。相关叙述正确的是( )
A．步骤②振荡20 min的目的是扩大菌种数量，属于选择培养
B．步骤④使用接种环划线接种，使用前需要灼烧灭菌
C．1 g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个
D．所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂
答案 C
解析 由图观察可知，步骤②振荡20 min的目的是让样品中的微生物充分释放到无菌水中，A错误；由图观察可知，步骤④获得的菌落分散在平板上，利用的是涂布平板法，使用的接种工具是涂布器，使用前需要灼烧灭菌，B错误；1 g土壤中平均自生固氮菌数约为(90＋95＋100)÷3÷0.1×104＝9.5×106个，C正确；由题干信息可知，该实验的目的是分离土壤中自生固氮菌和固氮能力的测定，自生固氮菌能够利用空气中的氮作为氮源，故培养基中不需要加入氮源，D错误。
3．(2023·辽宁省协作校高三第二次模拟略改)通过植物细胞工程技术，可利用甲(高产不耐盐)，乙(低产耐盐)两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株，实验流程如图所示，下列叙述错误的是( )
A．经①处理后，可采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况
B．②～③过程中，杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C．由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
D．目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异但植株仍可育
答案 A
4．(2023·海南，7)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
答案 A
解析 传代培养的胚胎干细胞增殖到贴满瓶壁时会发生接触抑制，A错误；据题干“将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞”可知，该过程中发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞过程中，细胞的形态、结构和生理功能发生了变化，即发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可以通过去除胚胎干细胞的Y染色体等一系列处理获得有功能的卵母细胞，用于繁殖后代，D正确。
5．(2023·湖北省十一校高三第二次联考)利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术，改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”，使其“变性”。我国科研人员将一个第二极体注入修饰后的次级卵母细胞后(类似受精作用)，最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．体外培养卵母细胞时，为防止污染需将培养皿密闭培养在二氧化碳培养箱中
B．胚胎移植前，需对供体和受体进行免疫检查，避免发生免疫排斥反应
C．甲基化会关闭基因的活性，对某些基因进行去甲基化后该基因可正常表达
D．“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与，其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
答案 C
解析 动物细胞培养过程中，为防止杂菌污染，需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作，A错误；胚胎移植不会发生免疫排斥，B错误；DNA分子甲基化会影响基因的表达，从而关闭基因的活性，而对某些基因进行去甲基化后该基因可正常表达，C正确；“孤雌小鼠”是由次级卵母细胞发育而来，如果提供卵细胞的雌鼠基因型是AaBb，经过减数分裂形成的次级卵母细胞基因型可以是AABB，产生的卵细胞的基因型是AB，若第二极体的基因型也是AB，则获得的“孤雌小鼠”的基因型是AABB，所以二者基因型可能不同，D错误。
6．(2023·苏州模拟)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成。下列有关叙述正确的是( )
A．加入的引物是单链DNA，引物1、2的碱基序列相同
B．耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸
C．达到设定荧光强度所经过的循环次数与其起始模板量关系不大
D．该项技术可用于检测某种细胞中不同基因的转录水平
答案 D
解析 加入的引物是单链DNA，但由于引物1、2的结合位点不同，故引物1、2的碱基序列不同，A错误；由图分析可知，耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，B错误；由荧光定量PCR技术原理分析可知，达到设定荧光强度所经过的循环次数与其起始模板量呈正相关，C错误；cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的，故若以cDNA为模板，该项技术便可用于检测某种细胞中不同基因的转录水平，D正确。
二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)
7．(2023·湖北武汉联考改编)野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变而无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，如图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，数字代表培养基，A、B、C表示操作步骤。下列有关说法正确的是( )
A．①②④为完全培养基，③为基本培养基
B．A操作的目的是提高该突变菌株的浓度
C．B操作不可直接用涂布器蘸取菌液均匀地涂布在②表面
D．经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取D菌落进行纯化培养
答案 ABCD
解析 对比分析③和④，两个培养基上接种的细菌相同，而④中菌落数比③中多，说明④为完全培养基，而③为基本培养基；①②中突变株和野生型大肠杆菌都能生长，则①②为完全培养基，A正确；B操作需用移液枪将菌液滴加到②表面，再用涂布器将菌液均匀地涂布在②表面，C正确；在③中不能生长而在④中能生长的菌落为突变株形成的，因此可从④中挑取D菌落进行纯化培养，D正确。
8．(2023·丹东模拟改编)如图是培养转基因大肠杆菌的相关图示，图中标注了相关限制酶的切割位点。下列相关叙述中正确的是( )
A．若通过PCR技术扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体时，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切，断裂氢键
C．检测目的基因在受体细胞中是否表达出蛋白质，采用抗原—抗体杂交技术
D．质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
答案 AC
解析 根据乙图引物引导子链延伸的方向可知，若通过PCR技术扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A正确；根据质粒上限制酶识别序列的分布位点可知，构建表达载体时，不能选用限制酶BamHⅠ，否则会导致两种抗性基因都被破坏，因此应该选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，限制酶破坏的是磷酸二酯键，B错误；检测目的基因在受体细胞中是否表达出蛋白质，应采用抗原—抗体杂交技术，C正确；质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
三、非选择题
9．(2023·湖南，21)某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：
(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和____________。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对________________________的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在________ μg·mL－1浓度区间进一步实验。
注：“＋”表示长菌，“－”表示未长菌。
(3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析可能的原因是__________________________________(答出两点即可)。
(4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及____________________________(答出两点)等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术？________(填“是”或“否”)。
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是________。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA感染的肺类装配体 ③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽 ④生理盐水 ⑤青霉素(抗金黄色葡萄球菌的药物) ⑥万古霉素(抗MRSA的药物)
答案 (1)淀粉、无机盐
(2)金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 1.73～3.45
(3)淀粉酶M基因发生突变或含有M基因的表达载体丢失
(4)适宜的气体和无菌、无毒的环境 否
(5)②③④⑥
解析 (1)培养基的成分一般包含水、碳源、氮源和无机盐等营养成分，筛选分解淀粉的固氮细菌所需要的选择培养基中，除含水、无机盐外，还应含有淀粉，而不能含有有机氮。
(2)从表中数据可以看出，抗菌肽浓度为3.45～55.20 μg·mL－1时，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均无法存活，禾谷镰孢菌和假丝酵母在抗菌肽浓度为55.20 μg·mL－1时无法存活，而在抗菌肽浓度低于27.6 μg·mL－1(含)时可存活，故抗菌肽对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑制效果较好。抗菌肽浓度为1.73 μg·mL－1时，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均能存活，而在3.45 μg·mL－1时均不能存活，所以若要确定抗菌肽有抑菌效果的最低浓度，应在1.73～3.45 μg·mL－1浓度区间进一步实验。
(3)淀粉酶M基因发生突变或含有M基因的表达载体丢失时，菌株不能再产生淀粉酶M。
(4)动物细胞培养除需要满足适宜的营养、温度、渗透压和pH条件外，还需要适宜的气体环境(95%空气和5%CO2)以满足代谢需求和维持培养液pH，以及无菌、无毒的环境防止其他微生物的污染和细胞代谢物的危害。肺类装配体形成过程涉及两种或多种细胞的共培养，但并未运用动物细胞融合技术。
(5)若要探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力，需至少取三组MRSA感染的肺类装配体进行培养，第一组加入解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽，第二组加入万古霉素(作为有抗菌效果的对照)，第三组加入等量生理盐水(作为无抗菌效果的对照)，观察并比较三组肺类装配体的生长情况，若第一组肺类装配体生长情况明显好于第三组，且与第二组类似或好于第二组，说明该抗菌肽对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。
10．(2023·张家口模拟)SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段。某人的性染色体组成为XX，但表现为男性体征，调查发现其1条X染色体上带有Y染色体的DNA片段。回答下列相关问题：
(1)在确定该DNA片段中是否含有SRY基因时，先从被测试者细胞中提取该DNA片段，然后和引物(根据____________设计的一段碱基序列)混合，进行PCR扩增；在PCR的延伸阶段，需加热至72 ℃左右，主要依据________________________________和________________因素考虑。最后，用________________________________作为探针对扩增产物进行检测，若出现阳性反应，则________(填“含有”或“不含有”)SRY基因。
(2)为验证该DNA片段能否决定雄性性别，将含该DNA片段的基因表达载体导入小鼠体内。一种操作方法是将目的基因导入雄原核，而不是雌原核，过程如图所示，从两者形态差异上分析，主要原因是________________________________________________。
(3)为筛选出性染色体组成为XX的小鼠胚胎，可对________时期胚胎的滋养层细胞进行鉴别。将符合条件的早期胚胎移入代孕母鼠子宫中，胚胎移植时代孕母鼠的选择条件是______________________________________(写出2项即可)，代孕母鼠对移入子宫的外来胚胎基本不发生________________________，这为胚胎在代孕母鼠子宫内的存活提供了可能。在获得的子代小鼠中出现________(性别)小鼠，证明该DNA片段含SRY基因。
答案 (1)SRY基因 保证耐高温的DNA聚合酶所需温度条件 防止DNA变性 标记的含SAY基因的DNA片段 含有
(2)雄原核较大，更容易容纳外源DNA
(3)囊胚 同种、具有健康体质和正常繁殖能力 免疫排斥 雄性
解析 (1)引物是根据目的基因的一段序列设计的，在本检测中目的基因是SRY基因，因此引物是根据SRY基因的一段序列设计的。在PCR的延伸阶段，需加热至72 ℃左右，主要依据保证耐高温的DNA聚合酶所需温度条件和防止DNA变性因素考虑。用标记的含SRY基因的DNA片段作为探针对扩增产物进行检测，若出现阳性反应，则含有SRY基因。
(2)雄原核较大，更容易容纳外源DNA，故可将外源基因导入到雄原核中。
(3)当DNA片段导入受体细胞后，可控制小鼠的性别，使小鼠表现为雄性，但应排除原细胞中Y染色体的影响，可对囊胚的滋养层细胞的性染色体进行鉴别并选取性染色体为XX的小鼠胚胎，选择接受胚胎的代孕母鼠时，应选择同种、具有健康体质和正常繁殖能力个体，将符合条件的胚胎导入代孕母鼠子宫后，外来胚胎不被免疫排斥，这为胚胎在代孕母鼠子宫内的存活提供了可能。在获得的子代小鼠中出现雄性小鼠，证明该DNA片段含SRY基因。
11．(2023·河南九师联盟)油菜是一种常见的油料作物。维生素E有延缓衰老的作用，是一种脂溶性维生素。尿黑酸植基转移酶(HPT)是拟南芥中天然维生素E合成途径中的关键酶。为获得高产维生素E的油菜种子，科研工作者将编码HPT的基因HPT1转入油菜细胞并获得转基因油菜，流程如图。请回答相关问题：
(1)为获得目的基因，科研工作者用拟南芥基因组DNA为模板，用基因HPT1两端的已知序列设计________进行PCR扩增。PCR扩增的原理是________________。
(2)用农杆菌转化法将目的基因导入油菜细胞，其中用到的质粒是________；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为________；该方法中农杆菌的作用是________________________________________________________________。
(3)构建重组质粒时选用的酶是___________________________________________________。该操作与常用的同一种酶切割相比，优点是________________________________________________________________________________________________________________。
(4)含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？________(填“是”或“否”)。为什么？_______________________________________________________。
(5)将已经转化的农杆菌进行如下操作，筛选出符合要求的农杆菌。先把转化的农杆菌接种到A培养基中培养，长出菌落后，用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B(含氨苄青霉素)和C(含四环素和氨苄青霉素)两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中？请在图中相应的位置上圈出来。
答案 (1)引物 DNA半保留复制
(2)Ti质粒 TDNA 感染油菜细胞，把目的基因插入到油菜细胞的染色体DNA上
(3)HindⅢ和SalⅠ两种限制酶和DNA连接酶 防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，以提高目的基因正向连接的重组质粒的合成效率
(4)否 含有目的基因的重组质粒中四环素抗性基因被破坏
(5)如图所示
解析 (2)农杆菌Ti质粒上有TDNA，目的基因插入到TDNA上，农杆菌感染油菜细胞后，才能把TDNA上的目的基因插入到油菜细胞的染色体DNA上。
(3)根据题图可知，选用HindⅢ和SalⅠ两种限制酶可以不破坏目的基因，同时质粒上有相应的限制酶切割位点；目的基因要插入到切割后的质粒的TDNA上，还需要DNA连接酶的连接。两种限制酶切割的黏性末端不同，可防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，可以提高目的基因正向连接的重组质粒的合成效率。
(4)由于含有目的基因的重组质粒中四环素抗性基因被破坏，则含有目的基因的农杆菌只能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素的培养基上生长。
(5)根据上述分析，含有目的基因的农杆菌只能在含氨苄青霉素的培养基B上生长，对比C可得出答案。
12．(2023·福州市普通高中毕业班4月质量检测改编)基因组中大片段DNA的定向整合拥有广阔的应用前景。目前细菌中的定向整合系统存在诸多不足，如效率偏低，缺乏有效的筛选标记物，可整合的片段大小有限(3～4 kb)等。研究者尝试构建CRISPR RNAguided定向整合系统以改善上述缺陷。
(1)Cas蛋白是一种RNA引导的内切酶，能催化双链DNA在特定位点断裂。crRNA是一种短链RNA，它一端可与Cas蛋白结合，另一端通过______________原则与目标DNA序列结合。
(2)转座子(Tn)是一段特殊的DNA片段。转座酶A和转座酶B相互结合后可将Tn从原有的DNA链上切下，并将其整合到其他DNA片段上。为了使转座子定向整合到特定的位置，研究者构建了图1所示的CRISPR RNAguided定向整合系统，导入大肠杆菌，并统计定向整合的效率，结果如图2。
①构建重组质粒时，应将翻译终止序列设置在Cas基因和转座酶A基因之后而不是设置在两者之间，目的是____________________________________________________________。
②由图2结果可知，转座子的定向整合效率高低与____________________密切相关。为保证转座子连接方向与预期相同，构建重组质粒的过程中，对切割转座子和切割载体的限制酶的要求是________________________________________________。
③由图2结果可知，该系统还能有效解决筛选标记物缺乏的问题，理由是____________________________________。
(3)研究者替换了不同长度的转座子，继续检测定向整合效率，结果如图3。
与现有的定向整合系统相比，CRISPR RNAguided定向整合系统可整合的片段大小得到提高，判断依据是______________________________。
(4)利用该系统能实现基因定向整合的特点，举例说出其在科学研究中还可以有哪些应用：____________________________________________________________________________。(举出一例即可)
答案 (1)碱基互补配对
(2)①让Cas蛋白和转座酶A形成融合蛋白，便于Cas蛋白引导转座酶定位到crRNA所结合的DNA附近，实现转座子的定向整合
②转座子整合的方向 利用两种不同限制酶切割转座子，并用这两种限制酶切割载体
③RL方向的定向整合效率接近100%，无需再用标记物进行筛选
(3)当转座子长度大于3～4 kb时，定向整合效率依然接近100%
(4)将转座子插入特定基因，破坏该基因的结构，形成基因缺陷突变体，用以研究该基因的功能(其他合理也可)
解析 (1)RNA和DNA结合也是通过碱基互补配对原则。
(2)①注意大题干强调的是定向整合，为了实现定向，必须让转座酶去到目标位置，而转座酶本身没有定向作用，题目中只有crRNA有定向作用。②由图2结果可知，转座子方向为RL时，定向整合效率接近100%，转座子方向为LR时，定向整合效率大约10%。③转座子方向为RL方向时，定向整合效率接近100%，因此不需要筛选标记物。
(3)由图可知，转座子长度为5.3 kb、7.5 kb、10 kb时，定向整合效率都接近100%。测试菌
抗菌肽浓度(μg·mL－1)
55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球菌
－
－
－
－
－
＋
＋
枯草芽孢杆菌
－
－
－
－
－
＋
＋
禾谷镰孢菌
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
假丝酵母
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
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