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山东省临沂市河东区2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题（原卷版+解析版）
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注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂，非选择题答案必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整，笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试卷上答题无效。
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 下列有关传统发酵技术应用的叙述，正确的是（ ）
A. 传统发酵技术的操作过程是在严格无菌的条件下进行的
B. 果醋发酵液中，液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度
C. 利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养后密封发酵
D. 用带盖瓶子制作葡萄酒时，拧松瓶盖的间隔时间不一定相同
【答案】D
【解析】
【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵。
2、醋酸菌好氧型细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃。
3、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。
【详解】A、现代发酵技术的操作过程是在严格无菌的条件下进行的，传统发酵技术的操作过程并不是在严格无菌的条件下进行的，A错误；
B、醋酸菌是好氧菌，果醋发酵液中，液面处的醋酸杆菌密度高于瓶底处的密度，B错误；
C、乳酸菌是厌氧菌，利用乳酸菌制作酸奶过程中，不需要通气，而需要一直密封，C错误；
D、用带盖瓶子制作葡萄酒时，二氧化碳产生速度先快后慢，拧松瓶盖的间隔时间可以先短后长，D正确。
故选D。
2. 硝化细菌是化能自养菌，通过的氧化过程获取菌体生长繁殖所需的能量，在水产养殖中具有重要作用。如表是分离硝化细菌的培养基配方，下列说法错误的是（ ）
A. （NH4）2SO4可作为硝化细菌的氮源和能源
B. 培养基中的Na2CO3是硝化细菌的主要碳源
C. K2HPO4和NaH2PO4能维持培养基的pH
D. 硝化细菌能清除水体中的铵态氮及亚硝态氮
【答案】B
【解析】
【分析】 虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、据题分析，硝化细菌通过NH4+→NO2-→NO3-的氧化过程获取能量，故通过分析培养基成分可知（NH4）2SO4可作为硝化细菌的氮源和能源，A正确；
B、硝化细菌为自养型生物，能利用二氧化碳合成糖类，故硝化细菌的主要碳源是二氧化碳，B错误；
C、分析培养基成分，其中K2HPO4和NaH2PO4属于无机盐，可维持培养基的pH，C正确；
D、据题，硝化细菌能将NH4+氧化成NO2-，进而将NO2-氧化成NO3-，故可用硝化细菌清除水体中的铵态氮及亚硝态氮，D正确。
故选B。
3. 把一种缺乏组氨酸合成能力的缺陷型细菌接种在不含组氨酸的培养基中培养，在培养基表面得到了少量的菌落。下列相关叙述正确的是
A. 实验所用培养基为液体培养基
B. 化学诱变剂处理缺陷型细菌可变为野生型
C. 用划线法接种可以根据菌落数计算活菌数量
D. 少量缺陷型细菌通过基因重组具备了合成组氨酸的能力
【答案】B
【解析】
【分析】在微生物培养过程中，培养基、实验材料、实验用具都要进行灭菌处理。常用稀释涂布法计算活菌的数目，常用平板分离法分离细菌和定量测定。基因突变的原因有很多，如物理因素、化学因素和生物因素。
本题考查了测定微生物的数量、微生物的分离和培养相关内容。意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
【详解】A、由于要观察菌落，所以实验所用培养基为固体培养基，A错误；
B、题干所述现象说明化学诱变剂处理缺陷型细菌可以变为野生型，B正确；
C、用稀释涂布平板法接种可以根据菌落数计算活菌数量，C错误；
D、少量缺陷型细菌通过基因突变具备了合成组氨酸的能力，D错误。
故选B。
【点睛】本题考查了测定微生物的数量、微生物的分离和培养相关内容。意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
4. 香蕉、马铃薯等通常用无性繁殖的方式进行繁殖，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是（ ）
A. 人工诱导基因突变
B. 选择优良品种进行杂交
C. 进行远缘植物体细胞杂交
D. 取尖端分生组织进行组织培养
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养：
1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，最后发育成植株（新植体）。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
2、原理：植物细胞的全能性。
3、应用：植物繁殖的新途径（快速繁殖优良品种、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种和突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】植物的根尖、茎尖、芽尖部位几乎不含病毒，因此采取根尖、茎尖、芽尖进行植物组织培养，可以获得脱毒植株。
综上所述，ABC错误，D正确。
故选D。
5. 植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（ ）
A. WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性
B. WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C. ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D. 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
【答案】C
【解析】
【分析】植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。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。生长素的用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时，促进愈伤组织的形成。
【详解】A、根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A正确；
B、由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5+PLT可能诱导出根，可推测WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确；
C、由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误；
D、由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D正确。
故选C。
6. 在获得番茄—马铃薯杂种植株的过程中，为方便杂种细胞的筛选和鉴定，科学家们利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记了番茄和马铃薯的原生质体上的蛋白质，其培育过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. ①过程中应在等渗环境中进行，可使用蜗牛消化道提取液来降解两种植物的细胞壁
B. 在挑选融合后的原生质体时，在荧光显微镜下能观察到细胞表面具有两种荧光颜色的才是杂种细胞
C. 过程③和④采用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性
D. 若图中杂种细胞为四倍体，则用该植物体的花粉离体培养后获得的植株为二倍体
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析，①是去除细胞壁形成原生质体的过程，②是原生质体形成杂种植株的过程，利用植物组织培养技术，③是脱分化过程，④是再分化过程。
【详解】A、①过程为避免植物原生质体的破裂，应在等渗环境中进行。蜗牛以植物为食，其消化道中的酶能水解植物的细胞壁，A正确；
B、因为两种植物细胞表面被不同荧光蛋白所标记，所以在挑选杂种细胞时应找细胞表面有两种荧光蛋白标记的细胞，B正确；
C、过程③和④采用了植物组织培养技术，从杂种细胞到发育为完整植物个体的过程，体现了植物细胞的全能性，C正确；
D、利用植物体的花粉离体培养后获得的植株，无论含有几个染色体组，都为单倍体，D错误。
故选D。
7. 抗PD-L1单克隆抗体能与骨髓瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。下图是制备抗PD-L1单克隆抗体的示意图，下列叙述错误的是（ ）
A. 在分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1进行免疫处理
B. 多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞
C. 图中细胞集落a～d既能大量增殖，又能产生抗体
D. 图中细胞集落a可用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞融合技术过程：用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的皮中得到产生特定抗体的B淋巴细胞；用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上未融合的基本细胞和融合的具有同融合的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长；对上述经选择培养的杂交瘤细胞，经克隆化培养加抗体检测，经多次筛选即可获得足够数量的内分泌所需抗体的细胞；将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增治，从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单抗。
【详解】A、在分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1进行免疫处理，获得产生特定抗体的B淋巴细胞，A正确。
B、多孔玻璃板中的细胞有未融合的B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞、同种细胞融合的细胞、B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞，B错误。
C、图中细胞a~d表示杂交瘤细胞，既能大量繁殖，又能产生抗体，C正确。
D、图中细胞聚落a能产生抗PD-L1的抗体，可扩大化培养生产抗PD-L1的单克隆抗体，D正确。
故选B。
8. 如图为体细胞克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。下列叙述正确的是（ ）
A. 过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性
B. 过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质
C. 过程③进行同步发情处理，可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应
D. 与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
【答案】D
【解析】
【分析】分析图：图示过程为体细胞克隆过程，①对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核，②取体细胞进行细胞核移植；融合后的细胞激活后培养到早期胚胎，再进行③胚胎移植，最终得到克隆猴。
【详解】A、过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，未体现细胞膜的选择透过性，A错误；
B、在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性的是卵细胞的细胞质中的物质，B错误；
C、过程③进行同步发情处理，是为了为胚胎移入受体提供相同的生理环境，C错误；
D、猴子与人类的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物，D正确。
故选D。
【点睛】
9. 为获取玉米编码蔗糖转运蛋白的基因，提取玉米细胞RNA，获得cDNA后导入基因工程酵母菌细胞（产生的蔗糖酶不能分泌到胞外），利用选择培养基筛选到含有目的基因的酵母菌。下列叙述错误的是（ ）
A. 应选取含有蔗糖转运蛋白的组织提取RNA
B. RNA通过逆转录形成cDNA
C. 选择培养基应以蔗糖为唯一碳源
D. 基因工程酵母菌无水解蔗糖的能力
【答案】D
【解析】
【分析】获取目的基因可通过逆转录的方法，通过该方法需要先获得目的基因的RNA，由于基因选择性表达，需要到特定的细胞中提取所需RNA。
【详解】A、基因的表达具有选择性，提取玉米编码蔗糖转运蛋白的基因的RNA，应在含有蔗糖转运蛋白的组织提取，A正确；
B、RNA在逆转录酶的作用下，通过逆转录过程形成cDNA，B正确；
C、获取的目的基因是编码蔗糖转运蛋白的基因，为研究目的基因是否表达后起作用，选择培养基应以蔗糖为唯一碳源，C正确；
D、基因工程酵母菌产生的蔗糖酶不能分泌到胞外，因而具有水解蔗糖的能力，D错误。
故选D。
10. 聚合酶链式反应（PCR）能实现对相应核苷酸序列的大量复制，相关叙述正确的是（ ）
A. 为激活相应酶，PCR反应缓冲液中需加入Mg2+
B. 复性是为了使解旋后的两条链恢复双螺旋结构
C. PCR的产物通常用抗原—抗体杂交技术进行鉴定
D. 该技术需要用到引物、脱氧核苷酸、解旋酶等
【答案】A
【解析】
【分析】PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。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。
【详解】A、Mg2+可激活热稳定DNA聚合酶，故PCR反应缓冲液中需加入Mg2+，A正确；
B、复性的目的是使引物结合到互补链DNA上，B错误；
C、琼脂糖凝胶电泳通常用来鉴定PCR产物，分子量较小DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些，从而对不同大小的DNA片段进行分离，C错误；
D、该技术需要用到引物、脱氧核苷酸等，但不需要解旋酶，DNA分子在高温条件下解旋，D错误。
故选A。
11. 以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A. 催化①过程的酶是RNA聚合酶
B. 催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
C. ③过程不需要解旋酶的作用
D. 通过cDNA过程和PCR过程获得的同一目的基因的结构完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知，其中①是以RNA为模板形成单链DNA的逆转录过程；②是以单链DNA为模板合成双链DNA的DNA分子复制过程；③④⑤依次是PCR反应过程中的变性、复性、延伸阶段。
【详解】A、①过程为逆转录，催化①过程的酶是逆转录酶，A错误；
B、催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，②过程由DNA单链合成双链的过程不需要耐高温，B错误；
C、③过程不需要解旋酶的作用，是通过加热解旋的，C正确；
D、对同一目的基因而言，通过 cDNA 过程获得和 PCR 过程获得的目的基因结构不完全相同，D错误。
故选C。
12. 基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，以便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓CATCC—；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。据图判断，下列操作正确的是（ ）
A. 质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
B. 质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶I切割
C. 目的基因和质粒均用限制酶I切割
D. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图：限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，因此限制酶Ⅱ也能作用于限制酶Ⅰ的识别序列。
【详解】限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，可知限制酶Ⅱ能够识别和切割限制酶Ⅰ的识别序列，目的基因的右端限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，目的基因左端是限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，只有用限制酶Ⅱ才能同时将目的基因切割下来；质粒有GeneI和GeneⅡ表示两种标记基因，分别有限制酶I的识别序列和限制酶Ⅱ的识别序列，如果用限制酶Ⅱ切割，则GeneI 和GeneⅡ都被破坏，造成重组质粒无标记基因，用限制酶Ⅰ切割，则破坏GeneⅡ，保留GeneI，其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA，A正确，BCD错误。
故选A。
13. 研究发现，人溶菌酶（hLZ）是天然抗生素替代品。科学家将该蛋白基因导入山羊体内使其能够在山羊乳腺细胞中表达，从而从山羊乳汁中提取人溶菌酶。图1表示被限制酶切割后的该蛋白基因，图2表示培育流程。下列叙述正确的是（ ）
A. 切割该蛋白基因的限制酶有2种，识别的序列可分别为GATCCAT和AGCTTCC
B. ①过程是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和质粒
C. ②过程常采用显微注射的方法，受体细胞应选择受精卵而一般不选择体细胞
D. ③过程应将山羊受精卵培育到原肠胚进行移植，移植后需进行是否妊娠的检测
【答案】C
【解析】
【分析】图2中①为构建基因表达载体或重组质粒，②为将重组质粒导入受体细胞，③为胚胎移植。
【详解】A、根据目的基因切割后产生的黏性末端不同，可确定切割该基因的限制酶有2种，一种酶识别的序列可为GGATCC，在G和G之间进行切割，另一种酶识别的序列可为AAGCTT，在A和A之间切割，A错误；
B、①过程是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶，质粒不属于工具酶，B错误；
C、②过程为将重组质粒导入受体细胞，常采用显微注射的方法，受体细胞可以选择受精卵（全能性高），一般不选择体细胞，C正确；
D、③过程应将山羊受精卵培育到桑椹胚或囊胚再进行移植，且移植后还需对受体是否发生妊娠反应进行检测，D错误。
故选C。
14. 一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切割，切割产物通过电泳分离，用大小已知的DNA片段的电泳结果作为分子量标记（右图左边一列）。关于该双链DNA,下列说法错误的是（ ）
A. 呈环状结构
B. 分子质量大小为10kb
C. 有一个NtI和两个EcRI切点
D. 其NtI切点与EcRI切点的最短距离为2kb
【答案】D
【解析】
【分析】
通过与分子量标记比较可知单用EcRI处理后产生了4kb和6kb两条带；而利用EcRI和NtI双酶切时产生了6kb、3kb、1kb三条带，即4kb的片段进一步被NtI酶切为3kb和1kb的片段，因此DNA含有一个NtI酶切位点，因为用NtI处理只产生了一个10kb的条带，所以该分子必须是环状的，长度一定是10kb。据此答题。
【详解】AB、单用EcRI处理和利用EcRI和NtI双酶切时产生的结果不同，说明DNA含有NtI酶切位点，因为用NtI处理只产生了一个10kb的条带，所以该分子必须是环状的，且长度一定是10kb，A正确；B正确；
C、因为用NtI处理只产生了一个10kb的条带，说明该环状DNA上含有一个NtI切割位点，单用EcRI处理后产生了4kb和6kb两条带，说明该环状DNA上含有2个EcRI切割位点，C正确：
D、用EcRI处理后产生的4kb的片段，进一步被NtI酶切为3kb和1kb的片段，可以得知NtI切点与EcRI切点的最短距离为1kb，最大距离为3kb，D错误。
故选D。
【点睛】
15. 下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A. 胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等
B. 胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来
C. 受精卵需发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
D. 胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
【详解】A、胚胎工程技术包括有体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术，A正确；
B、用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来，也可以是细胞核移植后得到的，B错误；
C、一般受精卵发育到桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，C错误；
D、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。因此，在进行胚胎移植时没有必要对供体和受体进行配型，D错误。
故选A。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤，下列说法正确的是（ ）
A. ①步骤使用的培养基是未灭菌的培养基
B. ①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C. ③到④的过程中，接种环共灼烧了5次
D. ④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连
【答案】BD
【解析】
【分析】由图可知，①是倒平板，②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本过程为：计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。
【详解】A、①步骤表示倒平板，在倒平板之前，培养基已经调节过pH并灭过菌，A错误；
B、①②③步骤操作时需要酒精灯火焰旁进行，防止杂菌污染，B正确；
C、接种环在每次划线前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌，所以③到④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌，接种结束后还需灼烧灭菌1次，防止造成污染，由此可见，③到④的过程中共需灼烧接种环6次，C错误；
D、④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连，否则就达不到稀释的目的，不能得到由单个细菌繁殖而来的菌落，D正确。
故选BD。
17. 试管苗、试管婴儿和克隆羊都是现代生物科技的杰出成果。下列对它们所利用的生物学原理及技术的叙述，正确的是（ ）
A. 都属于无性生殖
B. 都应用了细胞工程相关技术
C. 都发生基因重组
D. 都体现了细胞全能性
【答案】B
【解析】
【分析】1、试管婴儿是采用体外受精、动物细胞培养和胚胎移植等技术形成的，属于有性生殖，该过程没有发生基因重组，但可能发生变异，也不能体现细胞的全能性。
2、试管苗是采用植物组织培养技术形成，属于无性生殖，能保持母本性状，充分体现了体细胞的全能性，该过程没有发生基因重组，但可能发生变异。
【详解】A、试管婴儿是体外受精和胚胎移植后形成的，属于有性生殖，A错误；
B、试管婴儿和克隆羊都利用了动物细胞培养技术，试管苗采用了植物组织培养技术，因此三者都应用到了细胞工程技术，B正确；
C、自然状态下，基因重组发生在减数分裂过程中，试管苗和克隆羊属于无性生殖，不能发生基因重组，C错误；
D、克隆羊是体细胞核移植后形成的，体现了动物体细胞细胞核的全能性，不能体现细胞全能性，D错误。
故选B。
18. “DNA粗提取与鉴定”实验的相关叙述中，错误的是（ ）
A. 实验材料可以使用猪肝
B. 研磨后的研磨液经过离心后，去除上清液，保留沉淀物备用
C. 可利用预冷的体积分数为95%的酒精初步分离DNA与蛋白质
D. 鉴定时向试管中加入二苯胺试剂后静置5min，呈现蓝色
【答案】BD
【解析】
【分析】DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2ml/L的NaCl溶液；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、肝细胞含有细胞核和众多的细胞器，可以使用猪肝作为实验材料，A正确；
B、研磨后研磨液经过离心后，可以使用纱布对研磨液进行过滤，并获取上清液，上清液中含有DNA，B错误；
C、DNA不溶于酒精，尤其是体积分数为95%的冷冻酒精，而细胞中的蛋白质等其他物质可以溶解于酒精，本实验使用了预冷的体积分数为95%的酒精，目的是析出提取含杂质较少的DNA，C正确；
D、DNA鉴定时向试管中加入二苯胺试剂后，应将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后可观察到蓝色，D错误。
故选BD。
19. 下图为利用PCR技术扩增特定DNA片段的部分示意图，图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。下列有关描述错误的是（ ）
A. 利用PCR技术扩增目的基因时不需要解旋酶而需要耐高温的DNA聚合酶
B. 引物是子链合成延伸的基础，子链沿着模板链的5'→3'方向延伸
C. 从理论上推测，第四轮循环产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为15/16
D. 在第三轮循环产物中才开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段且占1/2
【答案】BCD
【解析】
【分析】聚酶链式反应扩增DNA片段的原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。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。
.PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】A、利用PCR技术扩增目的基因时不需要解旋酶，该过程中氢键的断裂是通过高温完成的，而子链延伸过程需要耐高温的DNA聚合酶，A正确；
B、引物是子链合成延伸基础，即DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，也可以说子链沿着模板链的3’→5’方向延伸，B错误；
C、从理论上推测，第四轮循环产物共有24=16个DNA分子，其中有2个DNA含有模板链，只含有引物A的DNA片段即为与其中的一个模板链形成的DNA分子，因此，第四轮循环产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为1/16，C错误；
D、DNA复制为半保留复制，DNA复制n次，共形成2n个DNA，其中两个DNA含有母链和子链（引物A或引物B），（2n-2）个DNA都含有子链（含有引物A和引物B）。第三轮循环即DNA复制3次，共形成8个DNA，其中2个DNA含有引物A或引物B，6个DNA含有引物A和引物B，其中只有2个两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段，含量为1/4，D错误。
故选BCD。
20. OsCLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图所示），利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是（ ）
A. 可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量
B. 四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板
C. 应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞
D. 四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译
【答案】AC
【解析】
【分析】1、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。
2、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。
【详解】A、可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，杂交带相对量越多，表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高，A正确；
B、由题图可知，在同一个T-DNA中OsGLO1启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同，故四个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，B错误；
C、据图可知，卡那霉素抗性基因不在T-DNA中，而潮霉素抗性基因在T-DNA中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C正确；
D、由题意知，利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入到水稻细胞中染色体的DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体中进行翻译，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题包括5小题，共55分。
21. 控制饮用水的细菌含量是有效监控疾病发生的必要措施，回答下列与检验饮用水中大肠杆菌有关的问题。
（1）检验大肠杆菌的含量时，有时需要将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为__________。下图所示的四种菌落分布图中，图____________不是由该方法得到的，而是利用___________方法得到的。
（2）用上述方法检验大肠杆菌的含量时是否需要设置空白对照?__________（填“需要”或“不需要”）。原因是__________。
（3）若分别取0.1mL已稀释103倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为55、56、57，则每升原水样中大肠杆菌数为________个。
（4）统计的菌落数往往比接种水样中活菌的实际数目____________（填“高”或“低”），原因是___________。
【答案】（1） ①. 活菌计数法（“稀释涂布平板法”） ②. D ③. 平板划线法
（2） ①. 需要 ②. 检测培养基是否被污染
（3）5.6×108 （4） ①. 低 ②. 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
【解析】
【分析】对于微生物的分离常用稀释涂布平板法和平板划线法进行接种，根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌的数目往往比实际的数目低，原因是当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
【小问1详解】
对于微生物的分离常用稀释涂布平板法和平板划线法进行接种，但稀释涂布平板法适用于微生物的计数；据图分析D是平板划线法接种，不适用于微生物的计数。
【小问2详解】
用该方法统计样本菌落数时需要设置对照组，因为需要判断培养基是否被杂菌污染（培养基灭菌是否合格）。
【小问3详解】
在统计菌落数目时，一般选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而遗漏菌落的数目，而菌落数目稳定后实验数据会更准确。每升原水样中大肠杆菌数为(55+56+57)÷3×10000×103=5.6×108个。
【小问4详解】
根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌的数目往往比实际的数目低，原因是当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，故培养基计算得到的数值往往比实际的低。
22. 如图所示为发酵工程生产产品的流程图：
（1）能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①是____________；高产青霉素菌种是通过②培育的，②是____________。
（2）整个过程的中心阶段是_____________。在发酵过程中要严格控制______________、_____________、_____________等发酵条件。
（3）若⑤是微生物饲料，则⑤的本质是______________，可采用______________等方法将菌体从培养液中分离出来。
（4）发酵工程的优点有______________（答出两点），因此在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
【答案】（1） ①. 基因工程育种 ②. 诱变育种
（2） ①. 发酵过程 ②. 溶氧 ③. 温度 ④. pH（通气量、转速）
（3） ①. 单细胞蛋白 ②. 过滤、沉淀
（4）生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理
【解析】
【分析】发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；②如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
【小问1详解】
能生产人生长激素的工程菌是通过基因工程，将人的生长激素基因导入细菌体内培养的，①是基因工程育种；高产青霉素菌种是通过诱变育种培育的，因此②是诱变育种。
【小问2详解】
发酵工程的中心阶段是发酵过程。发酵阶段需要随时取样、检测细菌数目和产物浓度等，以了解发酵进程，发酵过程中培养基不断消耗，所以还要及时添加培养基，不同的发酵条件可能无法得到发酵产物，所以还要严格控制发酵条件，如溶氧、温度、pH、通气量、转速等。
【小问3详解】
单细胞蛋白是微生物菌体本身，若⑤是微生物饲料，则⑤的本质是单细胞蛋白。从培养液中分离菌体可采用过滤、沉淀的方法。
【小问4详解】
发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
23. 和牛体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎分割移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：
（1）用___________激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行_____________处理后才具有与卵母细胞受精的能力。在实际胚胎工程操作中常以_____________作为受精的标志。
（2）试管牛的培育需要的工程技术有_____________、______________和胚胎移植等。
（3）为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取_____________细胞进行DNA分析；移植的胚胎处于______________期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是_______________。
（4）胚胎移植的实质是___________。
（5）为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为______________，最终目的是___________。
【答案】（1） ①. 促性腺 ②. 获能 ③. 观察到两个极体或雌、雄原核
（2） ①. 体外受精 ②. 早期胚胎培养
（3） ①. 滋养层 ②. 囊胚 ③. 受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
（4）早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
（5） ①. 胚胎分割 ②. 产生多个基因型相同的后代
【解析】
【分析】分析题图：图中①表示精子的采集；②表示卵母细胞的采集；③表示体外受精过程。通过胚胎工程培育试管牛的过程，包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等过程。
【小问1详解】
用促性腺激素处理雌牛后，可使供体母牛一次性排出多个卵细胞，采集的精子往往需要经过获能处理后才具有与卵细胞受精的能力。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。
【小问2详解】
由图可知，试管牛的培育需要体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
【小问3详解】
胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取滋养层细胞进行DNA分析；移入的胚胎能在受体雌牛子宫中存活，其生理基础是代孕雌牛子宫对外来胚胎基本不会发生免疫排斥反应；另外，为培育雌性奶牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，应取早期胚胎的滋养层细胞进行DNA分析。
【小问4详解】
胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
【小问5详解】
为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，应对胚胎进行胚胎分割处理，此操作的最终目的是获得多个基因型相同的后代。
24. 科学家为了提高干扰素的抗病毒活性和储存稳定性，采用重叠延伸PCR技术，将干扰素基因中相应位点的C//G碱基对特定突变为G//C碱基对，从而使干扰素中的第17位氨基酸由半胱氨酸变成丝氨酸。该技术采用具有互补末端的引物，使PCR产物形成了重叠链，从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸，将不同来源的扩增片段重叠拼接起来，获得定点突变的干扰素基因，然后导入大肠杆菌生产表达新的干扰素，原理如下图。回答下列问题：
（1）利用重叠延伸PCR技术诱变干扰素基因时，将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中，制备出“PCR体系1”和“PCR体系2”，分别进行PCR扩增。“PCR体系2”中加入的引物是____________。得到图中由c、d链构成的完整DNA分子至少需要“PCR体系2”进行___________次循环。
（2）将PCR体系1、2的产物（图中ab和cd）混合后，继续进行下一次PCR反应。在该PCR反应体系中经过高温变性后，当温度下降到55℃，能够互补配对的DNA链相互结合，理论上有__________种结合的可能，其中能进行进一步延伸的有___________种。
（3）为便于构建基因表达载体，需要将限制酶EcRI和SalI的识别序列分别引入诱变干扰素基因的两端，操作思路是_____________。
（4）利用重叠延伸PCR技术还可以将两个不同来源的DNA片段拼接起来。有人想利用该技术把基因M和N拼接在一起，设计基因M的引物M1、M2，基因N的引物N1、N2。在设计这4种引物时，特别要注意的问题是_______________。
【答案】（1） ①. 引物1和引物3 ②. 2
（2） ①. 4##四 ②. 1##一
（3）在引物1的5'端引入限制酶EcRⅠ的酶切序列，在引物2的5'端引入限制酶SalⅠ的酶切序列
（4）M1、M2中的一种引物与N1、N2中的一种引物必须具有互补配对的片段
【解析】
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。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。PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【小问1详解】
分析题图可知，利用重叠延伸PCR技术诱变干扰素基因时，将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中，制备出“PCR体系1”和“PCR体系2”，分别进行PCR扩增。“PCR体系1”扩增目的基因的左半部分，需要加入的引物是引物1和引物3。“PCR体系2”扩增目的基因的右半部分，需要加入的引物是引物2和引物4。第一次循环得到单链含有定点诱变位点的DNA片段，再以含有诱变位点的单链为模板进行第二次循环，即可得到两条链均有诱变位点的双链DNA，即图中由c、d链构成的完整DNA分子。
【小问2详解】
将PCR体系1、2的产物（图中ab和cd）混合后，继续进行下一次PCR反应。在该PCR反应体系中经过高温变性后，当温度下降到55℃，能够互补配对的DNA链相互结合，理论上有4种结合的可能，即ab、cd、ad、bc，由于子链延伸方向为5'→ 3'，且要扩增形成完整的目的基因，故其中能进行进一步延伸的只有ad这一种。
【小问3详解】
为便于构建基因表达载体，需要将限制酶EcRⅠ和SalⅠ的识别序列分别引入诱变干扰素基因的两端，引物的5'端是可修饰的，故操作思路是在引物1的5'端引入限制酶EcRⅠ的酶切序列，在引物2的5'端引入限制酶SalⅠ的酶切序列。
【小问4详解】
重叠互补引物的设计是重叠延伸PCR技术成功的关键。链接基因M和N时，引物设计需要注意的是，需要找到两种基因的重叠部分，即M1、M2中的一种引物与N1、N2中的一种引物必须具有互补配对的片段方便设计重叠引物。
25. 普通番茄成熟后，细胞中的多聚半乳糖醛酸酶（简称）能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储存。科研人员将抗基因导入番茄细胞，成功培育出了转基因番茄，能有效避免以上情况发生。如图所示为抗基因的作用原理，请回答相关问题。
（1）据图可知，抗基因转录形成的阻止了_____________________过程，使细胞不能合成。据此判断，抗基因和基因的序列是_____________________。
（2）科研人员获取抗基因，可从成熟番茄果实中获取_____________________，通过逆转录后最终得到基因。在基因和质粒构建抗基因表达载体时，利用的酶是_____________________，拼接过程中要注意的事项是_____________________。
（3）将构建好的基因表达载体导入农杆菌的过程，影响导入效率的因素，除了温度、溶液等环境因素外，还有_____________________ _____________________ __________________________________（写出3点）。
（4）利用转化的农杆菌侵染的番茄细胞，经脱分化得到_____________________，再分化形成胚状体，最终得到转基因番茄。
【答案】（1） ①. 基因表达的翻译 ②. 相同的
（2） ①. 基因转录的 ②. 连接酶 ③. 将基因跟质粒反向拼接
（3） ①. 农杆菌的种类 ②. 农杆菌的浓度 ③. 处理的时间
（4）愈伤组织
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取。第二步：基因表达载体的构建。第三步：将目的基因导入受体细胞。第四步：目的基因的检测和表达。
【详解】（1）分析题图可知，抗基因转录形成的跟基因转录形成的互补结合，导致基因表达的翻译过程受阻。抗基因和基因的能够互补配对，说明两个基因序列相同；
（2）获取抗基因可用成熟番茄细胞的基因的，通过逆转录方法得到单链，进一步获得基因。在构建抗基因表达载体时，需要将基因反向插入质粒中，这个过程需要连接酶参与。拼接过程中要注意的事项是将 PG 基因跟 Ti 质粒反向拼接。
（3）将重组质粒导入微生物的方法是钙离子处理法，影响重组导入农杆菌效率的因素，除了温度、溶液等环境因素外，还有农杆菌的种类、农杆菌的浓度处理的时间等；
（4）培养农杆菌转化的番茄细胞，脱分化形成愈伤组织，再分化产生胚状体后再萌发形成完整的转基因番茄。
【点睛】本题以转基因番茄为载体，考查基因工程的基本操作程序的有关知识，意在考查考生对知识的识记、理解和应用能力，并考查考生从题干文字和图片获取信息的能力。成分
含量
成分
含量
（NH4）2SO4
0.5g
NaH2PO4
0.25
FeSO4
0.03g
Na2CO3
1g
MgSO4
0.03g
琼脂
5%
K2HPO4
0.75
蒸馏水
定容至1000mL
条件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2，抑制ARR5
诱导出芽
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂，非选择题答案必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整，笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试卷上答题无效。
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 下列有关传统发酵技术应用的叙述，正确的是（ ）
A. 传统发酵技术的操作过程是在严格无菌的条件下进行的
B. 果醋发酵液中，液面处的醋酸菌密度低于瓶底处的密度
C. 利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养后密封发酵
D. 用带盖瓶子制作葡萄酒时，拧松瓶盖的间隔时间不一定相同
【答案】D
【解析】
【分析】1、在利用酵母菌发酵时最好是先通入足够的无菌空气在有氧环境下一段时间使其繁殖，再隔绝氧气进行发酵。
2、醋酸菌好氧型细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；醋酸菌生长的最佳温度是在30℃～35℃。
3、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将蔬菜中的葡萄糖氧化为乳酸。
【详解】A、现代发酵技术的操作过程是在严格无菌的条件下进行的，传统发酵技术的操作过程并不是在严格无菌的条件下进行的，A错误；
B、醋酸菌是好氧菌，果醋发酵液中，液面处的醋酸杆菌密度高于瓶底处的密度，B错误；
C、乳酸菌是厌氧菌，利用乳酸菌制作酸奶过程中，不需要通气，而需要一直密封，C错误；
D、用带盖瓶子制作葡萄酒时，二氧化碳产生速度先快后慢，拧松瓶盖的间隔时间可以先短后长，D正确。
故选D。
2. 硝化细菌是化能自养菌，通过的氧化过程获取菌体生长繁殖所需的能量，在水产养殖中具有重要作用。如表是分离硝化细菌的培养基配方，下列说法错误的是（ ）
A. （NH4）2SO4可作为硝化细菌的氮源和能源
B. 培养基中的Na2CO3是硝化细菌的主要碳源
C. K2HPO4和NaH2PO4能维持培养基的pH
D. 硝化细菌能清除水体中的铵态氮及亚硝态氮
【答案】B
【解析】
【分析】 虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、据题分析，硝化细菌通过NH4+→NO2-→NO3-的氧化过程获取能量，故通过分析培养基成分可知（NH4）2SO4可作为硝化细菌的氮源和能源，A正确；
B、硝化细菌为自养型生物，能利用二氧化碳合成糖类，故硝化细菌的主要碳源是二氧化碳，B错误；
C、分析培养基成分，其中K2HPO4和NaH2PO4属于无机盐，可维持培养基的pH，C正确；
D、据题，硝化细菌能将NH4+氧化成NO2-，进而将NO2-氧化成NO3-，故可用硝化细菌清除水体中的铵态氮及亚硝态氮，D正确。
故选B。
3. 把一种缺乏组氨酸合成能力的缺陷型细菌接种在不含组氨酸的培养基中培养，在培养基表面得到了少量的菌落。下列相关叙述正确的是
A. 实验所用培养基为液体培养基
B. 化学诱变剂处理缺陷型细菌可变为野生型
C. 用划线法接种可以根据菌落数计算活菌数量
D. 少量缺陷型细菌通过基因重组具备了合成组氨酸的能力
【答案】B
【解析】
【分析】在微生物培养过程中，培养基、实验材料、实验用具都要进行灭菌处理。常用稀释涂布法计算活菌的数目，常用平板分离法分离细菌和定量测定。基因突变的原因有很多，如物理因素、化学因素和生物因素。
本题考查了测定微生物的数量、微生物的分离和培养相关内容。意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
【详解】A、由于要观察菌落，所以实验所用培养基为固体培养基，A错误；
B、题干所述现象说明化学诱变剂处理缺陷型细菌可以变为野生型，B正确；
C、用稀释涂布平板法接种可以根据菌落数计算活菌数量，C错误；
D、少量缺陷型细菌通过基因突变具备了合成组氨酸的能力，D错误。
故选B。
【点睛】本题考查了测定微生物的数量、微生物的分离和培养相关内容。意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
4. 香蕉、马铃薯等通常用无性繁殖的方式进行繁殖，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是（ ）
A. 人工诱导基因突变
B. 选择优良品种进行杂交
C. 进行远缘植物体细胞杂交
D. 取尖端分生组织进行组织培养
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养：
1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，最后发育成植株（新植体）。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
2、原理：植物细胞的全能性。
3、应用：植物繁殖的新途径（快速繁殖优良品种、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种和突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】植物的根尖、茎尖、芽尖部位几乎不含病毒，因此采取根尖、茎尖、芽尖进行植物组织培养，可以获得脱毒植株。
综上所述，ABC错误，D正确。
故选D。
5. 植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（ ）
A. WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性
B. WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C. ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D. 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
【答案】C
【解析】
【分析】植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。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。生长素的用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时，促进愈伤组织的形成。
【详解】A、根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A正确；
B、由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5+PLT可能诱导出根，可推测WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确；
C、由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误；
D、由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D正确。
故选C。
6. 在获得番茄—马铃薯杂种植株的过程中，为方便杂种细胞的筛选和鉴定，科学家们利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记了番茄和马铃薯的原生质体上的蛋白质，其培育过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. ①过程中应在等渗环境中进行，可使用蜗牛消化道提取液来降解两种植物的细胞壁
B. 在挑选融合后的原生质体时，在荧光显微镜下能观察到细胞表面具有两种荧光颜色的才是杂种细胞
C. 过程③和④采用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性
D. 若图中杂种细胞为四倍体，则用该植物体的花粉离体培养后获得的植株为二倍体
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析，①是去除细胞壁形成原生质体的过程，②是原生质体形成杂种植株的过程，利用植物组织培养技术，③是脱分化过程，④是再分化过程。
【详解】A、①过程为避免植物原生质体的破裂，应在等渗环境中进行。蜗牛以植物为食，其消化道中的酶能水解植物的细胞壁，A正确；
B、因为两种植物细胞表面被不同荧光蛋白所标记，所以在挑选杂种细胞时应找细胞表面有两种荧光蛋白标记的细胞，B正确；
C、过程③和④采用了植物组织培养技术，从杂种细胞到发育为完整植物个体的过程，体现了植物细胞的全能性，C正确；
D、利用植物体的花粉离体培养后获得的植株，无论含有几个染色体组，都为单倍体，D错误。
故选D。
7. 抗PD-L1单克隆抗体能与骨髓瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。下图是制备抗PD-L1单克隆抗体的示意图，下列叙述错误的是（ ）
A. 在分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1进行免疫处理
B. 多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞
C. 图中细胞集落a～d既能大量增殖，又能产生抗体
D. 图中细胞集落a可用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞融合技术过程：用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的皮中得到产生特定抗体的B淋巴细胞；用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上未融合的基本细胞和融合的具有同融合的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长；对上述经选择培养的杂交瘤细胞，经克隆化培养加抗体检测，经多次筛选即可获得足够数量的内分泌所需抗体的细胞；将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增治，从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单抗。
【详解】A、在分离B淋巴细胞前，需要对小鼠注射PD-L1进行免疫处理，获得产生特定抗体的B淋巴细胞，A正确。
B、多孔玻璃板中的细胞有未融合的B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞、同种细胞融合的细胞、B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞，B错误。
C、图中细胞a~d表示杂交瘤细胞，既能大量繁殖，又能产生抗体，C正确。
D、图中细胞聚落a能产生抗PD-L1的抗体，可扩大化培养生产抗PD-L1的单克隆抗体，D正确。
故选B。
8. 如图为体细胞克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。下列叙述正确的是（ ）
A. 过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性
B. 过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质
C. 过程③进行同步发情处理，可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应
D. 与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物
【答案】D
【解析】
【分析】分析图：图示过程为体细胞克隆过程，①对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核，②取体细胞进行细胞核移植；融合后的细胞激活后培养到早期胚胎，再进行③胚胎移植，最终得到克隆猴。
【详解】A、过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，未体现细胞膜的选择透过性，A错误；
B、在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性的是卵细胞的细胞质中的物质，B错误；
C、过程③进行同步发情处理，是为了为胚胎移入受体提供相同的生理环境，C错误；
D、猴子与人类的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物，D正确。
故选D。
【点睛】
9. 为获取玉米编码蔗糖转运蛋白的基因，提取玉米细胞RNA，获得cDNA后导入基因工程酵母菌细胞（产生的蔗糖酶不能分泌到胞外），利用选择培养基筛选到含有目的基因的酵母菌。下列叙述错误的是（ ）
A. 应选取含有蔗糖转运蛋白的组织提取RNA
B. RNA通过逆转录形成cDNA
C. 选择培养基应以蔗糖为唯一碳源
D. 基因工程酵母菌无水解蔗糖的能力
【答案】D
【解析】
【分析】获取目的基因可通过逆转录的方法，通过该方法需要先获得目的基因的RNA，由于基因选择性表达，需要到特定的细胞中提取所需RNA。
【详解】A、基因的表达具有选择性，提取玉米编码蔗糖转运蛋白的基因的RNA，应在含有蔗糖转运蛋白的组织提取，A正确；
B、RNA在逆转录酶的作用下，通过逆转录过程形成cDNA，B正确；
C、获取的目的基因是编码蔗糖转运蛋白的基因，为研究目的基因是否表达后起作用，选择培养基应以蔗糖为唯一碳源，C正确；
D、基因工程酵母菌产生的蔗糖酶不能分泌到胞外，因而具有水解蔗糖的能力，D错误。
故选D。
10. 聚合酶链式反应（PCR）能实现对相应核苷酸序列的大量复制，相关叙述正确的是（ ）
A. 为激活相应酶，PCR反应缓冲液中需加入Mg2+
B. 复性是为了使解旋后的两条链恢复双螺旋结构
C. PCR的产物通常用抗原—抗体杂交技术进行鉴定
D. 该技术需要用到引物、脱氧核苷酸、解旋酶等
【答案】A
【解析】
【分析】PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。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。
【详解】A、Mg2+可激活热稳定DNA聚合酶，故PCR反应缓冲液中需加入Mg2+，A正确；
B、复性的目的是使引物结合到互补链DNA上，B错误；
C、琼脂糖凝胶电泳通常用来鉴定PCR产物，分子量较小DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些，从而对不同大小的DNA片段进行分离，C错误；
D、该技术需要用到引物、脱氧核苷酸等，但不需要解旋酶，DNA分子在高温条件下解旋，D错误。
故选A。
11. 以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A. 催化①过程的酶是RNA聚合酶
B. 催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
C. ③过程不需要解旋酶的作用
D. 通过cDNA过程和PCR过程获得的同一目的基因的结构完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知，其中①是以RNA为模板形成单链DNA的逆转录过程；②是以单链DNA为模板合成双链DNA的DNA分子复制过程；③④⑤依次是PCR反应过程中的变性、复性、延伸阶段。
【详解】A、①过程为逆转录，催化①过程的酶是逆转录酶，A错误；
B、催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，②过程由DNA单链合成双链的过程不需要耐高温，B错误；
C、③过程不需要解旋酶的作用，是通过加热解旋的，C正确；
D、对同一目的基因而言，通过 cDNA 过程获得和 PCR 过程获得的目的基因结构不完全相同，D错误。
故选C。
12. 基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，以便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓CATCC—；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。据图判断，下列操作正确的是（ ）
A. 质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
B. 质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶I切割
C. 目的基因和质粒均用限制酶I切割
D. 目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图：限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，因此限制酶Ⅱ也能作用于限制酶Ⅰ的识别序列。
【详解】限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，可知限制酶Ⅱ能够识别和切割限制酶Ⅰ的识别序列，目的基因的右端限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，目的基因左端是限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，只有用限制酶Ⅱ才能同时将目的基因切割下来；质粒有GeneI和GeneⅡ表示两种标记基因，分别有限制酶I的识别序列和限制酶Ⅱ的识别序列，如果用限制酶Ⅱ切割，则GeneI 和GeneⅡ都被破坏，造成重组质粒无标记基因，用限制酶Ⅰ切割，则破坏GeneⅡ，保留GeneI，其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA，A正确，BCD错误。
故选A。
13. 研究发现，人溶菌酶（hLZ）是天然抗生素替代品。科学家将该蛋白基因导入山羊体内使其能够在山羊乳腺细胞中表达，从而从山羊乳汁中提取人溶菌酶。图1表示被限制酶切割后的该蛋白基因，图2表示培育流程。下列叙述正确的是（ ）
A. 切割该蛋白基因的限制酶有2种，识别的序列可分别为GATCCAT和AGCTTCC
B. ①过程是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和质粒
C. ②过程常采用显微注射的方法，受体细胞应选择受精卵而一般不选择体细胞
D. ③过程应将山羊受精卵培育到原肠胚进行移植，移植后需进行是否妊娠的检测
【答案】C
【解析】
【分析】图2中①为构建基因表达载体或重组质粒，②为将重组质粒导入受体细胞，③为胚胎移植。
【详解】A、根据目的基因切割后产生的黏性末端不同，可确定切割该基因的限制酶有2种，一种酶识别的序列可为GGATCC，在G和G之间进行切割，另一种酶识别的序列可为AAGCTT，在A和A之间切割，A错误；
B、①过程是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶，质粒不属于工具酶，B错误；
C、②过程为将重组质粒导入受体细胞，常采用显微注射的方法，受体细胞可以选择受精卵（全能性高），一般不选择体细胞，C正确；
D、③过程应将山羊受精卵培育到桑椹胚或囊胚再进行移植，且移植后还需对受体是否发生妊娠反应进行检测，D错误。
故选C。
14. 一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切割，切割产物通过电泳分离，用大小已知的DNA片段的电泳结果作为分子量标记（右图左边一列）。关于该双链DNA,下列说法错误的是（ ）
A. 呈环状结构
B. 分子质量大小为10kb
C. 有一个NtI和两个EcRI切点
D. 其NtI切点与EcRI切点的最短距离为2kb
【答案】D
【解析】
【分析】
通过与分子量标记比较可知单用EcRI处理后产生了4kb和6kb两条带；而利用EcRI和NtI双酶切时产生了6kb、3kb、1kb三条带，即4kb的片段进一步被NtI酶切为3kb和1kb的片段，因此DNA含有一个NtI酶切位点，因为用NtI处理只产生了一个10kb的条带，所以该分子必须是环状的，长度一定是10kb。据此答题。
【详解】AB、单用EcRI处理和利用EcRI和NtI双酶切时产生的结果不同，说明DNA含有NtI酶切位点，因为用NtI处理只产生了一个10kb的条带，所以该分子必须是环状的，且长度一定是10kb，A正确；B正确；
C、因为用NtI处理只产生了一个10kb的条带，说明该环状DNA上含有一个NtI切割位点，单用EcRI处理后产生了4kb和6kb两条带，说明该环状DNA上含有2个EcRI切割位点，C正确：
D、用EcRI处理后产生的4kb的片段，进一步被NtI酶切为3kb和1kb的片段，可以得知NtI切点与EcRI切点的最短距离为1kb，最大距离为3kb，D错误。
故选D。
【点睛】
15. 下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A. 胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等
B. 胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来
C. 受精卵需发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
D. 胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
【详解】A、胚胎工程技术包括有体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术，A正确；
B、用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来，也可以是细胞核移植后得到的，B错误；
C、一般受精卵发育到桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，C错误；
D、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。因此，在进行胚胎移植时没有必要对供体和受体进行配型，D错误。
故选A。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤，下列说法正确的是（ ）
A. ①步骤使用的培养基是未灭菌的培养基
B. ①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C. ③到④的过程中，接种环共灼烧了5次
D. ④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连
【答案】BD
【解析】
【分析】由图可知，①是倒平板，②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本过程为：计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。
【详解】A、①步骤表示倒平板，在倒平板之前，培养基已经调节过pH并灭过菌，A错误；
B、①②③步骤操作时需要酒精灯火焰旁进行，防止杂菌污染，B正确；
C、接种环在每次划线前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌，所以③到④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌，接种结束后还需灼烧灭菌1次，防止造成污染，由此可见，③到④的过程中共需灼烧接种环6次，C错误；
D、④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连，否则就达不到稀释的目的，不能得到由单个细菌繁殖而来的菌落，D正确。
故选BD。
17. 试管苗、试管婴儿和克隆羊都是现代生物科技的杰出成果。下列对它们所利用的生物学原理及技术的叙述，正确的是（ ）
A. 都属于无性生殖
B. 都应用了细胞工程相关技术
C. 都发生基因重组
D. 都体现了细胞全能性
【答案】B
【解析】
【分析】1、试管婴儿是采用体外受精、动物细胞培养和胚胎移植等技术形成的，属于有性生殖，该过程没有发生基因重组，但可能发生变异，也不能体现细胞的全能性。
2、试管苗是采用植物组织培养技术形成，属于无性生殖，能保持母本性状，充分体现了体细胞的全能性，该过程没有发生基因重组，但可能发生变异。
【详解】A、试管婴儿是体外受精和胚胎移植后形成的，属于有性生殖，A错误；
B、试管婴儿和克隆羊都利用了动物细胞培养技术，试管苗采用了植物组织培养技术，因此三者都应用到了细胞工程技术，B正确；
C、自然状态下，基因重组发生在减数分裂过程中，试管苗和克隆羊属于无性生殖，不能发生基因重组，C错误；
D、克隆羊是体细胞核移植后形成的，体现了动物体细胞细胞核的全能性，不能体现细胞全能性，D错误。
故选B。
18. “DNA粗提取与鉴定”实验的相关叙述中，错误的是（ ）
A. 实验材料可以使用猪肝
B. 研磨后的研磨液经过离心后，去除上清液，保留沉淀物备用
C. 可利用预冷的体积分数为95%的酒精初步分离DNA与蛋白质
D. 鉴定时向试管中加入二苯胺试剂后静置5min，呈现蓝色
【答案】BD
【解析】
【分析】DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2ml/L的NaCl溶液；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、肝细胞含有细胞核和众多的细胞器，可以使用猪肝作为实验材料，A正确；
B、研磨后研磨液经过离心后，可以使用纱布对研磨液进行过滤，并获取上清液，上清液中含有DNA，B错误；
C、DNA不溶于酒精，尤其是体积分数为95%的冷冻酒精，而细胞中的蛋白质等其他物质可以溶解于酒精，本实验使用了预冷的体积分数为95%的酒精，目的是析出提取含杂质较少的DNA，C正确；
D、DNA鉴定时向试管中加入二苯胺试剂后，应将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后可观察到蓝色，D错误。
故选BD。
19. 下图为利用PCR技术扩增特定DNA片段的部分示意图，图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。下列有关描述错误的是（ ）
A. 利用PCR技术扩增目的基因时不需要解旋酶而需要耐高温的DNA聚合酶
B. 引物是子链合成延伸的基础，子链沿着模板链的5'→3'方向延伸
C. 从理论上推测，第四轮循环产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为15/16
D. 在第三轮循环产物中才开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段且占1/2
【答案】BCD
【解析】
【分析】聚酶链式反应扩增DNA片段的原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。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。
.PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】A、利用PCR技术扩增目的基因时不需要解旋酶，该过程中氢键的断裂是通过高温完成的，而子链延伸过程需要耐高温的DNA聚合酶，A正确；
B、引物是子链合成延伸基础，即DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，也可以说子链沿着模板链的3’→5’方向延伸，B错误；
C、从理论上推测，第四轮循环产物共有24=16个DNA分子，其中有2个DNA含有模板链，只含有引物A的DNA片段即为与其中的一个模板链形成的DNA分子，因此，第四轮循环产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为1/16，C错误；
D、DNA复制为半保留复制，DNA复制n次，共形成2n个DNA，其中两个DNA含有母链和子链（引物A或引物B），（2n-2）个DNA都含有子链（含有引物A和引物B）。第三轮循环即DNA复制3次，共形成8个DNA，其中2个DNA含有引物A或引物B，6个DNA含有引物A和引物B，其中只有2个两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段，含量为1/4，D错误。
故选BCD。
20. OsCLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图所示），利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是（ ）
A. 可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量
B. 四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板
C. 应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞
D. 四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译
【答案】AC
【解析】
【分析】1、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。
2、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。
【详解】A、可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，杂交带相对量越多，表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高，A正确；
B、由题图可知，在同一个T-DNA中OsGLO1启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同，故四个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，B错误；
C、据图可知，卡那霉素抗性基因不在T-DNA中，而潮霉素抗性基因在T-DNA中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C正确；
D、由题意知，利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入到水稻细胞中染色体的DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体中进行翻译，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题包括5小题，共55分。
21. 控制饮用水的细菌含量是有效监控疾病发生的必要措施，回答下列与检验饮用水中大肠杆菌有关的问题。
（1）检验大肠杆菌的含量时，有时需要将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为__________。下图所示的四种菌落分布图中，图____________不是由该方法得到的，而是利用___________方法得到的。
（2）用上述方法检验大肠杆菌的含量时是否需要设置空白对照?__________（填“需要”或“不需要”）。原因是__________。
（3）若分别取0.1mL已稀释103倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为55、56、57，则每升原水样中大肠杆菌数为________个。
（4）统计的菌落数往往比接种水样中活菌的实际数目____________（填“高”或“低”），原因是___________。
【答案】（1） ①. 活菌计数法（“稀释涂布平板法”） ②. D ③. 平板划线法
（2） ①. 需要 ②. 检测培养基是否被污染
（3）5.6×108 （4） ①. 低 ②. 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
【解析】
【分析】对于微生物的分离常用稀释涂布平板法和平板划线法进行接种，根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌的数目往往比实际的数目低，原因是当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
【小问1详解】
对于微生物的分离常用稀释涂布平板法和平板划线法进行接种，但稀释涂布平板法适用于微生物的计数；据图分析D是平板划线法接种，不适用于微生物的计数。
【小问2详解】
用该方法统计样本菌落数时需要设置对照组，因为需要判断培养基是否被杂菌污染（培养基灭菌是否合格）。
【小问3详解】
在统计菌落数目时，一般选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而遗漏菌落的数目，而菌落数目稳定后实验数据会更准确。每升原水样中大肠杆菌数为(55+56+57)÷3×10000×103=5.6×108个。
【小问4详解】
根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌的数目往往比实际的数目低，原因是当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，故培养基计算得到的数值往往比实际的低。
22. 如图所示为发酵工程生产产品的流程图：
（1）能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①是____________；高产青霉素菌种是通过②培育的，②是____________。
（2）整个过程的中心阶段是_____________。在发酵过程中要严格控制______________、_____________、_____________等发酵条件。
（3）若⑤是微生物饲料，则⑤的本质是______________，可采用______________等方法将菌体从培养液中分离出来。
（4）发酵工程的优点有______________（答出两点），因此在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
【答案】（1） ①. 基因工程育种 ②. 诱变育种
（2） ①. 发酵过程 ②. 溶氧 ③. 温度 ④. pH（通气量、转速）
（3） ①. 单细胞蛋白 ②. 过滤、沉淀
（4）生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理
【解析】
【分析】发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同。①如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；②如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
【小问1详解】
能生产人生长激素的工程菌是通过基因工程，将人的生长激素基因导入细菌体内培养的，①是基因工程育种；高产青霉素菌种是通过诱变育种培育的，因此②是诱变育种。
【小问2详解】
发酵工程的中心阶段是发酵过程。发酵阶段需要随时取样、检测细菌数目和产物浓度等，以了解发酵进程，发酵过程中培养基不断消耗，所以还要及时添加培养基，不同的发酵条件可能无法得到发酵产物，所以还要严格控制发酵条件，如溶氧、温度、pH、通气量、转速等。
【小问3详解】
单细胞蛋白是微生物菌体本身，若⑤是微生物饲料，则⑤的本质是单细胞蛋白。从培养液中分离菌体可采用过滤、沉淀的方法。
【小问4详解】
发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
23. 和牛体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎分割移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：
（1）用___________激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行_____________处理后才具有与卵母细胞受精的能力。在实际胚胎工程操作中常以_____________作为受精的标志。
（2）试管牛的培育需要的工程技术有_____________、______________和胚胎移植等。
（3）为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取_____________细胞进行DNA分析；移植的胚胎处于______________期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是_______________。
（4）胚胎移植的实质是___________。
（5）为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为______________，最终目的是___________。
【答案】（1） ①. 促性腺 ②. 获能 ③. 观察到两个极体或雌、雄原核
（2） ①. 体外受精 ②. 早期胚胎培养
（3） ①. 滋养层 ②. 囊胚 ③. 受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
（4）早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
（5） ①. 胚胎分割 ②. 产生多个基因型相同的后代
【解析】
【分析】分析题图：图中①表示精子的采集；②表示卵母细胞的采集；③表示体外受精过程。通过胚胎工程培育试管牛的过程，包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等过程。
【小问1详解】
用促性腺激素处理雌牛后，可使供体母牛一次性排出多个卵细胞，采集的精子往往需要经过获能处理后才具有与卵细胞受精的能力。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。
【小问2详解】
由图可知，试管牛的培育需要体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
【小问3详解】
胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取滋养层细胞进行DNA分析；移入的胚胎能在受体雌牛子宫中存活，其生理基础是代孕雌牛子宫对外来胚胎基本不会发生免疫排斥反应；另外，为培育雌性奶牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，应取早期胚胎的滋养层细胞进行DNA分析。
【小问4详解】
胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
【小问5详解】
为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，应对胚胎进行胚胎分割处理，此操作的最终目的是获得多个基因型相同的后代。
24. 科学家为了提高干扰素的抗病毒活性和储存稳定性，采用重叠延伸PCR技术，将干扰素基因中相应位点的C//G碱基对特定突变为G//C碱基对，从而使干扰素中的第17位氨基酸由半胱氨酸变成丝氨酸。该技术采用具有互补末端的引物，使PCR产物形成了重叠链，从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸，将不同来源的扩增片段重叠拼接起来，获得定点突变的干扰素基因，然后导入大肠杆菌生产表达新的干扰素，原理如下图。回答下列问题：
（1）利用重叠延伸PCR技术诱变干扰素基因时，将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中，制备出“PCR体系1”和“PCR体系2”，分别进行PCR扩增。“PCR体系2”中加入的引物是____________。得到图中由c、d链构成的完整DNA分子至少需要“PCR体系2”进行___________次循环。
（2）将PCR体系1、2的产物（图中ab和cd）混合后，继续进行下一次PCR反应。在该PCR反应体系中经过高温变性后，当温度下降到55℃，能够互补配对的DNA链相互结合，理论上有__________种结合的可能，其中能进行进一步延伸的有___________种。
（3）为便于构建基因表达载体，需要将限制酶EcRI和SalI的识别序列分别引入诱变干扰素基因的两端，操作思路是_____________。
（4）利用重叠延伸PCR技术还可以将两个不同来源的DNA片段拼接起来。有人想利用该技术把基因M和N拼接在一起，设计基因M的引物M1、M2，基因N的引物N1、N2。在设计这4种引物时，特别要注意的问题是_______________。
【答案】（1） ①. 引物1和引物3 ②. 2
（2） ①. 4##四 ②. 1##一
（3）在引物1的5'端引入限制酶EcRⅠ的酶切序列，在引物2的5'端引入限制酶SalⅠ的酶切序列
（4）M1、M2中的一种引物与N1、N2中的一种引物必须具有互补配对的片段
【解析】
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。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。PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【小问1详解】
分析题图可知，利用重叠延伸PCR技术诱变干扰素基因时，将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中，制备出“PCR体系1”和“PCR体系2”，分别进行PCR扩增。“PCR体系1”扩增目的基因的左半部分，需要加入的引物是引物1和引物3。“PCR体系2”扩增目的基因的右半部分，需要加入的引物是引物2和引物4。第一次循环得到单链含有定点诱变位点的DNA片段，再以含有诱变位点的单链为模板进行第二次循环，即可得到两条链均有诱变位点的双链DNA，即图中由c、d链构成的完整DNA分子。
【小问2详解】
将PCR体系1、2的产物（图中ab和cd）混合后，继续进行下一次PCR反应。在该PCR反应体系中经过高温变性后，当温度下降到55℃，能够互补配对的DNA链相互结合，理论上有4种结合的可能，即ab、cd、ad、bc，由于子链延伸方向为5'→ 3'，且要扩增形成完整的目的基因，故其中能进行进一步延伸的只有ad这一种。
【小问3详解】
为便于构建基因表达载体，需要将限制酶EcRⅠ和SalⅠ的识别序列分别引入诱变干扰素基因的两端，引物的5'端是可修饰的，故操作思路是在引物1的5'端引入限制酶EcRⅠ的酶切序列，在引物2的5'端引入限制酶SalⅠ的酶切序列。
【小问4详解】
重叠互补引物的设计是重叠延伸PCR技术成功的关键。链接基因M和N时，引物设计需要注意的是，需要找到两种基因的重叠部分，即M1、M2中的一种引物与N1、N2中的一种引物必须具有互补配对的片段方便设计重叠引物。
25. 普通番茄成熟后，细胞中的多聚半乳糖醛酸酶（简称）能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储存。科研人员将抗基因导入番茄细胞，成功培育出了转基因番茄，能有效避免以上情况发生。如图所示为抗基因的作用原理，请回答相关问题。
（1）据图可知，抗基因转录形成的阻止了_____________________过程，使细胞不能合成。据此判断，抗基因和基因的序列是_____________________。
（2）科研人员获取抗基因，可从成熟番茄果实中获取_____________________，通过逆转录后最终得到基因。在基因和质粒构建抗基因表达载体时，利用的酶是_____________________，拼接过程中要注意的事项是_____________________。
（3）将构建好的基因表达载体导入农杆菌的过程，影响导入效率的因素，除了温度、溶液等环境因素外，还有_____________________ _____________________ __________________________________（写出3点）。
（4）利用转化的农杆菌侵染的番茄细胞，经脱分化得到_____________________，再分化形成胚状体，最终得到转基因番茄。
【答案】（1） ①. 基因表达的翻译 ②. 相同的
（2） ①. 基因转录的 ②. 连接酶 ③. 将基因跟质粒反向拼接
（3） ①. 农杆菌的种类 ②. 农杆菌的浓度 ③. 处理的时间
（4）愈伤组织
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取。第二步：基因表达载体的构建。第三步：将目的基因导入受体细胞。第四步：目的基因的检测和表达。
【详解】（1）分析题图可知，抗基因转录形成的跟基因转录形成的互补结合，导致基因表达的翻译过程受阻。抗基因和基因的能够互补配对，说明两个基因序列相同；
（2）获取抗基因可用成熟番茄细胞的基因的，通过逆转录方法得到单链，进一步获得基因。在构建抗基因表达载体时，需要将基因反向插入质粒中，这个过程需要连接酶参与。拼接过程中要注意的事项是将 PG 基因跟 Ti 质粒反向拼接。
（3）将重组质粒导入微生物的方法是钙离子处理法，影响重组导入农杆菌效率的因素，除了温度、溶液等环境因素外，还有农杆菌的种类、农杆菌的浓度处理的时间等；
（4）培养农杆菌转化的番茄细胞，脱分化形成愈伤组织，再分化产生胚状体后再萌发形成完整的转基因番茄。
【点睛】本题以转基因番茄为载体，考查基因工程的基本操作程序的有关知识，意在考查考生对知识的识记、理解和应用能力，并考查考生从题干文字和图片获取信息的能力。成分
含量
成分
含量
（NH4）2SO4
0.5g
NaH2PO4
0.25
FeSO4
0.03g
Na2CO3
1g
MgSO4
0.03g
琼脂
5%
K2HPO4
0.75
蒸馏水
定容至1000mL
条件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2，抑制ARR5
诱导出芽
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