上海市周浦中学2024-2025学年高三上学期第一次考试生物试题（解析版）

这是一份上海市周浦中学2024-2025学年高三上学期第一次考试生物试题（解析版），共17页。试卷主要包含了5±0，50等内容，欢迎下载使用。
腐乳和臭豆腐的制作（24分）
1. 腐乳是大众喜爱的发酵食品，腐乳发酵时微生物通过分解蛋白质、脂肪产生的风味物质决定了腐乳的口感和品质。人工接种纯种毛霉生产的腐乳滋味平淡、香气不佳，研究人员欲从自然发酵的传统腐乳中筛选出新的毛霉菌株改良腐乳风味。
（1）从自然发酵的腐乳中获取菌株用于培养毛霉菌落，以下操作正确的是（ ）
A. 培养皿用75%酒精消毒B. 腐乳取样后紫外灯照射灭菌
C. 将培养基进行高压蒸汽灭菌D. 接种后适宜在室温下培养
（2）酪素培养基的原理是在培养基中添加酪素，如果菌株能产生蛋白酶并分泌到胞外，则能将酪素降解形成透明圈（如图）。该培养基属于________。（编号选填）
①通用培养基②鉴别培养基③选择培养基④液体培养整⑤固体培养基
（3）Hc值是透明圈直径与菌落直径的比值，表为8种毛霉菌株分别接种到酪素培养基培养后测得的 Hc值。据表初步筛选出的三种具有高蛋白酶括力的菌株编号为_________。（编号选填）
将原人工接种发酵工艺所用的毛霉菌株编号为M1，筛选所得的3种菌株分别编号M2、N3、M4，将 M1、M2、M3、M4的毛霉孢子以 1：1的比例两两混合，接种于豆腐小块表面，分别以接种单一毛霉孢子的豆腐为对照，培养后测定各豆腐毛坯蛋白酶活力和脂肪酶活力如图所示（柱状图上的误差线“I”代表数据的波动范围）。
（4）根据上图数据，最优的毛霉菌株组合是_______，理由是：_______。根据以上研究，研究者想通过改造M4菌株形成新的单菌株毛霉发酵工艺，图1为M4菌株改造的基本思路，图2为目的基因上的限制酶识别位点。
（5）图1中目的基因扩增时，所用酶区别于M4菌株内同种酶的特点是______。
（6）NedI、EcRI、FindⅢ三种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓ACCTT。扩增图2中目的基因时，应选择的一对引物是（ ）
A. 引物I： —GGGAATTC—；引物Ⅱ： —CTCATATG—
B. 引物I： —GAATTCCC—；引物II； —CATATGAG—
C引物I： —GGAAGCTT—；引物Ⅱ： —AAGCTTCC—
D. 引物I： —CTCATATG—：引物II： —AAGCTTAAGCTT—
（7）关于图1中M4菌株改造的基本思路，下列描述正确的是（）
A. 预期A指活力更高的蛋白酶
B. 获得A 的基本策略是定点突变
C. 获取目的基因时可采用PCR 技术
D. 预期产品一定具备预期的蛋白质功能
Ⅱ.长沙臭豆腐是湖南长沙传统的特色小吃，其主要工艺是将豆腐坯浸入发酵卤水一段时间，油炸后拌佐料供人们休闲食用。其加工和风味来源关键在于发酵卤水。科研工作者跟踪卤水发酵过程中挥发性成分、特征风味物质及其动态变化情况，得到一系列结果。请据此回答以下问题：
（8）臭豆腐和豆腐乳是两种不同的发酵食品，上图中卤水发酵的菌种可能来源于________（填“A”或“B”），原因是________。
（9）为了使取得的样品更加具有代表性，每一次取样之前都应该________，从发酵罐中取出发酵6、15、30、45、60天的发酵液样品进行检测。试指出该取样方案的不足之处：________，若要对样品中的某一种菌计数，适宜采取的方法是________
（10）下图是发酵液不同发酵时间下的pH值以及氨基酸态氮含量变化，由图中可知，卤水发酵前期， pH值下降，下降的原因可能是________。
（11）发酵液中氨基酸态氮含量先增加后下降，原因是________。
【答案】（1）C（2）②⑤（3）②⑤⑧
（4） ①. M2M3 ②. 各菌株组合中，蛋白酶活力较高的组合是M1M2、M2M3，脂肪酶活力较高的组合是M2M3，腐乳的风味口感由微生物分解蛋白质、脂肪产生的风味物质共同决定，因此选择M2M3组合（5）耐高温（6）AB（7）BC
（8） ①. B ②. A经过高压蒸煮灭菌，而B并未采取灭菌措施
（9） ①. 摇匀后再取样 ②. 应该还要取发酵0天的发酵液样品进行检测进行对照 ③. 稀释涂布平板法
（10）微生物例如乳酸菌发酵，产生乳酸，造成发酵液中pH值下降
（11）起初微生物产生蛋白酶和肽酶分解豆腐中的蛋白质，产生了大量氨基酸，发酵后期微生物利用氨基酸，造成发酵液中氨基酸含量下降
【解析】
【分析】毛霉属于真核生物，在腐乳制作的原理主要是利用毛霉等微生物产生的蛋白酶、脂肪酶的催化作用，蛋白质最终被水解为氨基酸，脂肪被水解为甘油和脂肪酸，再通过调味料的作用进而使腐乳具有独特的风味。
【小问1】
A、为了防止杂菌污染，培养皿用高压蒸汽灭菌法灭菌，A错误；
B、紫外灯照射只是消毒，不是灭菌，B错误；
C、培养毛霉菌落需要的培养基通过高压蒸汽灭菌，C正确；
D、接种后适需要在适宜的恒温培养箱中培养，D错误。
故选C。
【小问2】
酪素培养基的原理是在培养基中添加酪素，如果菌株能产生蛋白酶并分泌到胞外，则能将酪素降解形成透明圈（如图），据此可将能够降解酪素的微生物鉴别出来，因此该培养基属于鉴别培养基，由于其上能长成菌落，因此从物理状态来看，该培养基属于固体培养基，即②⑤正确。
【小问3】
Hc值是透明圈直径与菌落直径的比值，该值越大说明毛霉降解蛋白质能力越强，据此初步筛选出的三种具有高蛋白酶活力的菌株编号为②⑤⑧。
【小问4】
表中数据显示，各菌株组合中，蛋白酶活力较高的组合是M1M2、M2M3，脂肪酶活力较高的组合是M2M3，而腐乳的风味口感由微生物分解蛋白质、脂肪产生的风味物质共同决定，因此选择M2M3组合能生产成出高质量的腐乳。
【小问5】
PCR扩增目的基因的过程是通过调节温度实现的，且需要耐高温的DNA聚合酶。据此推测，图1中目的基因扩增时，所用酶区别于M4菌株内同种酶的特点是耐高温。
【小问6】
ABCD、NedⅠ、EcRⅠ、HindⅢ三种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT。扩增图2中目的基因时，需要在目的基因的两端添加相应的限制酶识别序列，结合图示可知，应该添加的限制酶NedⅠ、EcRⅠ的识别序列，前者位于目的基因的右侧，后者位于目的基因的左侧，因此应该选择的一对引物是AB，因为这两个引物中分别包含所需要的引物识别序列，有利于后续目的基因的切割，AB正确，CD错误。
故选AB。
【小问7】
A、预期的A指活力更高的蛋白酶或脂肪酶，A错误；
B、根据应有的氨基酸序列，推测基因的碱基序列，进而可通过定点突变获取目的基因，B正确；
C、获取目的基因时可采用PCR技术，该技术是体外扩增目的基因的技术，可实现短时间获得大量目的基因，C正确；
D、理论上预期产品应该具备预期的蛋白质功能，但在实际操作过程中可能存在技术上、或者其他方面的问题可能导致获得的蛋白质没有相应的功能，D错误。
故选BC。
【小问8】
从图中可知A（冬笋等）经高压蒸煮，即高压灭菌，因此不存在菌种；而B（热豆腐片等）没有高压灭菌，故可存在微生物，因此后续混合发酵，其发酵的菌种来自B。
【小问9】
为了使取得的样品更加具有代表性，每一次取样之前都应该摇匀后再取样。从发酵罐中取出发酵6、15、30、45、60天的发酵液样品进行检测，由于缺乏空白对照，即刚混合好的第0天的样品分析，故从得到的数据分析出来的结论不具说服力。对微生物进行计数的方法可以采用稀释涂布平板法。
小问10】
结合图中信息可知：发酵初期，发酵液中pH值降低，推测是微生物利用有机物进行无氧发酵，产生了诸如乳酸等酸性物质，造成溶液的pH值降低。
【小问11】
由于发酵原材料中有豆腐，豆腐中含量较多的有机物有蛋白质及肽类，微生物不能直接利用，因此微生物可以产生蛋白酶等胞外酶对蛋白质进行水解，水解产物为氨基酸，发酵后期氨基酸被微生物吸收利用，故溶液体系中的氨基酸含量先增后减。
植物细胞工程（21分）
2. 下图表示科学家通过植物细胞工程，培育“矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株的过程。根据所学知识完成下列问题：
（1）利用矮牵牛的茎尖分生组织经过一系列实验操作可得到新的矮牵牛植株的根本原因是________。
（2）植物体细胞杂交依据的生物学原理主要有________。人工诱导原生质体融合的方法基本可分为两大类——物理法和化学法，其中化学法包括________、________，植物体细胞融合完成的标志是________。
（3）“矮牵牛-粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含________条染色体，属于________倍体植株。
Ⅱ.银杏的次生代谢产物，如银杏黄酮（具有抑制癌细胞增殖，扩张冠脉血管、增加冠脉血液流量和解除痉挛的作用）、银杏内酯（具有促进脑血微循环、抑菌抗炎的作用）等，一般从叶片。中取得，但传统载植方法周期长、成本高、受环境影响大，无法很好满足市场需求。因而利用组织培养技术，从愈伤组织中提取，具有一定的研究意义与应用前景。请回答下列相关问题：
（4）研究表明，选择银杏叶片比选择胚作为外植体材料成功率更低，原因可能是诱导叶片脱分化形成________的难度较大。因此，往往选择细胞生长分裂旺盛的部位作为外植体，但外植体也不能太嫩，因为太嫩的组织细胞虽细胞分裂较旺盛，但在____时次氯酸钠等药品渗透也较快，在后续用________多次冲洗也不易清除，导致细胞易失活甚至破裂。
（5）外植体愈伤组织试管苗植株
为获得银杏阳次生代谢产物，____（填A“需要”或B：“不需要”）走完如上述流程图的全过程。有关做法是：可以将____转入到____培养基中，进一步扩大培养，以提取有益次生代谢物，在此过程中需要做到____操作。与固体培养基培养愈伤组织相比，此做法的优点有哪两项____
A．与培养基的结合更加充分B．受培养基中成分差异的影响较小
C．对环境不敏感D．对营养物质的吸收更容易
（6）此外，研究表明，用通气较为不良的介质封口，如塑料膜或玻璃纸，可以提升黄酮和内酯的产量，可能原因是________胁迫细胞诱导产生次生代谢物。
（7）学习了植物组培技术后，同学们尝试进行了以菊花枝条为外植体的组织培养，结果有同学在首次对菊花继代培养配制MS生根培养基时，忘记添加NAA （NAA：萘乙酸，为尘长素类似物），结果与添加NAA 的生根培养基中的菊花幼苗相比，无添加NAA 培养基中的菊花幼苗也育生根ₖ、其原因可能是________。不过其生根数量较少且根长较短，可能的原因是________。
（8）请例举植物组织培养技术的应用________（至少两项，上述中提到的除外）。
【答案】（1）矮牵牛的茎尖分生组织含有矮牵牛的全部遗传物质
（2） ①. 细胞膜的流动性 ②. PEG(或聚乙二醇)促融 ③. 高Ca2+-高pH融合法 ④. 杂种细胞再生出细胞壁
（3） ①. 38 ②. 四
（4） ①. 愈伤组织 ②. 消毒 ③. 无菌水
（5） ①. B ②. 愈伤组织 ③. 液体 ④. 无菌 ⑤. AD（6）低氧
（7） ①. 植物体内可以产生内源生长素 ②. 植物体内可以产生的内源生长素较少
（8）基因工程育种、单倍体育种等育种
【解析】
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。
【小问1】
由于矮牵牛的茎尖分生组织含有矮牵牛的全部遗传物质，所以在特定条件下其可发育为完整的植株。
【小问2】
植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性，人工诱导原生质体融合的方法很多，基本可分为两大类物理法和化学法，其中化学法主要用PEG(或聚乙二醇)促融、高Ca2+-高pH融合法等，杂种细胞再生出细胞壁是植物体细胞融合完成的标志。
【小问3】
“矮牵牛-粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含有的染色体数目是矮牵牛和粉蓝烟草的体细胞中染色体数目之和，为14+24=38，属于四倍体植株。
【小问4】
选择银杏叶片比选择胚作为外植体材料成功率更低，原因可能是诱导叶片脱分化形成愈伤组织的难度较大。外植体也不能太嫩，因为太嫩的组织细胞虽细胞分裂较旺盛，但在消毒时次氯酸钠等药品渗透也较快，在后续用无菌水多次冲洗也不易清除，导致细胞易失活甚至破裂。
【小问5】
为获得银杏的次生代谢产物，A（不需要）走完如上述流程图的全过程。可以将愈伤组织转入到液体培养基中，进一步扩大培养，以提取有益次生代谢物，在此过程中需要做到无菌操作。与固体培养基培养愈伤组织相比，液体培养基培养愈伤组织的优点有：与培养基的结合更加充分、对营养物质的吸收更容易。
故选AD。
【小问6】
研究表明，用通气较为不良的介质封口，如塑料膜或玻璃纸，可以提升黄酮和内酯的产量，可能原因是低氧胁迫细胞诱导产生次生代谢物。
【小问7】
与添加NAA的生根培养基中的菊花幼苗相比，无添加NAA培养基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是植物体内可以产生内源生长素。不过其生根数量较少且根长较短，可能的原因是内源生长素较少。
【小问8】
植物组织培养技术的应用花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于基因工程育种、单倍体育种等育种过程中。
动物细胞工程（23分）
3. 我国科兴及北京生物两款新冠灭活疫苗均使用 Ver细胞（非洲绿猴肾细胞的传代细胞系）进行病毒扩增培养（见下图）：
（1）动物细胞工程常用的技术手段有多种，其中________是其他动物细胞工程技术的基础。Ver细胞的培养应在培养箱中进行，箱内的气体环境条件为________。
（2）Ver细胞的传代培养过程中需要使用________酶使细胞分散，并在合成培养基中加入________等天然成分。此外，在培养过程中，应定期更换培养液，目的是________。
（3）将已对新冠病毒发生免疫的B淋巴细胞和 Ver细胞系获得杂交细胞，再经过________筛“选、克隆化培养和________检测，获得产生特定抗体的________，用以生产单克隆抗体。单克隆抗体的优点是：________。
Ⅱ. 为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞，继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如图所示。请回答下列问题：
（4）图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS 细胞的过程与植物组织培养中的________过程类似。该过程结束后，细胞的全能性________（填A“提高”或B“降低”）。
（5）图中灰鼠形成的受精卵，经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚，可对灰鼠注射________激素，使其超数排卵。图中的重构胚在胚胎移植前需要对供休和受休进行________处理，胚胎移植的实质是________。
（6）进入代孕白鼠子宫内继续发育， X鼠的体色为________；上图中可以是雄鼠的有________（填图中相关鼠的名称）。
（7）若以图示方法进行人体医学实验，重构胚移植后孕育出一个新个体称为________（填个体“治疗性”或“生殖性”）克隆，我国政府坚持的“四不原则”态度是________任何幼儿相关实验。
【答案】（1） ①. 动物细胞培养 ②. 5%CO2、95%空气
（2） ①. 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） ②. 血清 ③. 清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
（3） ①. （特定的）选择培养基 ②. 专一抗体 ③. 杂交瘤细胞 ④. 能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合、并且可以大量制备
（4） ①. 脱分化 ②. 提高
（5） ①. 促性腺 ②. 同期发情 ③. 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
（6） ①. 黑色 ②. 黑鼠和X鼠
（7） ①. 生殖性 ②. 不赞成、不允许、不支持、不接受
【解析】
【分析】1、动物细胞培养的条件营养：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配置而成的培养基，称为合成培养基。（通常需要加入血清等一些天然成分）无菌、无毒的环境：添加抗生素温度、pH和渗透压：36.5±0.5℃7.2～7.4气体环境：O2是细胞代谢所需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。
2、题图分析：分析图中操作过程，内细胞团细胞被iPS细胞取代，最终形成的X鼠细胞核来源于黑鼠，其遗传特性与黑鼠相同。
【小问1】
动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。Ver细胞的培养应置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。
【小问2】
Ver细胞的传代培养过程中需要使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶使细胞分散。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。为了清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，在培养过程中，应定期更换培养液。
【小问3】
将已对新冠病毒发生免疫的B淋巴细胞和Ver细胞系获得杂交细胞，再经过选择培养基筛选、筛选出杂交瘤细胞，接着对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，用以生产单克隆抗体。单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合、并且可以大量制备。
【小问4】
黑鼠体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的脱分化过程类似，是组织细胞恢复分裂分化能力的过程。iPS细胞与小鼠内细胞团一样，具有全能性，该过程结束后，细胞的全能性提高。
【小问5】
超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱导卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。图中的重构胚在胚胎移植前需要对供体和受体进行同期发情处理，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6】
克隆属于无性繁殖，iPS细胞来自黑鼠，所以X鼠的体色为黑色。图中提供胚胎的灰鼠和代孕白鼠都是雌鼠，可以是雄鼠的有黑鼠和X鼠。
【小问7】
若以图示方法进行人体医学实验，重构胚移植后孕育出一个新个体称为生殖性克隆，我国政府坚持的“四不原则”态度是不赞成、不允许、不支持、不接受任何相关实验。
构建甲醇工程菌（17分）
4. 近年来随着甲醇工业产能过剩的情况日益严重，研究人员通过构建甲醇工程菌来有效利用甲醇。RuMP途径是目前研究较多的甲醇同化途径之一，其中MDH酶是同化甲醇的关键酶之一，现科学家利用下图质粒构建表达载体，制备可利用甲醇的大肠杆菌。
（1）为了使目的基因能与图示质粒高效正确构建表达载体，需在目的基因的两端加上__________的碱基序列。（编号选填）
①EcrR I②Kpn I③Acc65 I ④Bgl Ⅱ
（2）结合上述信息，以下叙述正确的是。
A. 受体细胞应选取氨苄青霉素敏感型
B. 可以使用Ca2+处理大肠杆菌，使重组质粒能够被其吸收
C. 培养受体细胞的培养基必须加入甲醇
D. 目的基因成功表达的标志是受体细胞能在培养基上生长
（3）待培养12h后，挑取单菌落分离DNA进行PCR扩增，若扩增后的DNA样品电泳结果显示有968bp和1566bp两个片段，则下图（深色部分为目的基因区段）中对应两个片段的引物组合分别为______和____________。（请用图8中编号选填）
（4）检测上述构建的甲醇工程菌，其MDH的表达量远高于一般大肠杆菌，但仍无法确定是否成功构建能同化甲醇能力较强的工程菌。下列叙述中能支持该观点的是。
A. 尚未对工程菌合成的相关蛋白的活性进行测定
B. 尚未对工程菌分解甲醇的能力进行鉴定
C. 尚未在个体生物学水平进行抗原-抗体杂交
D. 尚未对目的基因进行碱基序列的测定和比较
（5）利用DNA探针（单链DNA）能与待测样本中mRNA互补结合形成双链复合杂交体，从而可确定受体细胞中是否含有目的基因。检测发现部分受体细胞无目的蛋白却有目的基因，原因可能是表达过程中的_______过程受阻；现拟对原因做出进一步的精准判断，请简要写出实验思路和预期结果：______________。
【答案】（1）①④（2）AB
（3） ①. ②④ ②. ⑤⑦
（4）AB（5） ①. 转录或翻译 ②.
实验思路：用目的基因的一条链设计成探针，对目的基因的转录产物mRNA进行分子杂交，检测是否出现杂交带
预期结果：如果出现杂交带，说明出现这种现象的原因是由于翻译过程受阻导致的；如果没有出现杂交带，说明出现这种现象的原因是转录过程受阻导致的。
【解析】
【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；
（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1】
由题图可知，KpnⅠ的酶切位点在Ampr之中，Acc65Ⅰ识别的序列与 KpnⅠ识别的序列相同，因此不能选择KpnⅠ和Acc65Ⅰ，否则会破坏Ampr，因此为了使目的基因能与图示质粒高效正确构建表达载体，需在目的基因的两端加上EcrRⅠ和BglⅡ的碱基序列，即选择 ①④；
【小问2】
A、要使目的基因能在受体细胞内稳定存在并表达，所选择的受体细胞应为氨苄青霉素敏感类型，A正确；
B、用Ca2+处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，能使其吸收重组质粒，B正确；
C、培养受体细胞的培养基不能加入甲醇，C错误；
D、目的基因成功表达的标志是能利用甲醇，而不是受体细胞能在培养基上生长，D错误。
故选AB。
【小问3】
由图可知，若扩增后的DNA样品电泳结果显示有968bp片段则为②④组合，如果是1566bp片段，则对应两个片段的引物组合分别为⑤⑦；
【小问4】
检测上述构建的甲醇工程菌，其MDH的表达量远高于一般大肠杆菌，但仍无法确定是否成功构建能同化甲醇能力较强的工程菌。可能是原因是尚未对工程菌合成的相关蛋白的活性进行测定及尚未对工程菌分解甲醇的能力进行鉴定，故选AB；
【小问5】
检测发现部分受体细胞无目的蛋白却有目的基因，原因可能是表达过程中的转录或翻译过程受阻；要对原因做出进一步的精准判断，可以用目的基因的一条链设计成探针，对目的基因的转录产物mRNA进行分子杂交，检测是否出现杂交带，如果出现杂交带，说明出现这种现象的原因是由于翻译过程受阻导致的；如果没有出现杂交带，说明出现这种现象的原因是转录过程受阻导致的。
铝胁迫（15分）
5. 铝是地壳中含量最多的金属元素，在酸性土壤中会有较多的离子态铝形成铝胁迫对植物生长发育造成影响，我国酸性土壤约占全国总土地面积的22%。
已有研究表明，甜菜体内的甜菜红素（一种紫红色的水溶性色素）对植物抵抗铝肋迫有一定的作用。现将与甜菜红素合成相关的基因BURY利用农杆菌特化到拟南芥中，经元件处理该基因可在拟南芥原本白色的根细胞中高效表达，以提高拟南芥抵抗铝胁迫的能力。表1和表2分别是实验过程中某一步骤所需的反应物质和反应条件。
表1
表2
（1）在表1、表2对应的步骤完成后，接下来的操作应是。
A. PCR 获取并扩增BURY基因B. 构建含BURY 基因表达载体
C. 将重组DNA分子导入拟南芥细胞D. 筛选含BURY基因的拟南芥细胞
（2）表2反应程序中65℃处理20min的目的应是。
A. 载体DNA 分子变性所需B. 载体DNA分子退火所需
C. 使限制性内切核酸酶失活，结束反应D. 维持载体DNA 分子的稳定结构
（3）以下最能说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的是。
A. BURY 基因存在于根细胞B. BURY 基因转录出对应的mRNA
C. 根部呈现紫红色D. 鲜重与野生型拟南芥没有显著差异
农杆菌是植物基因工程中常用到的一种细菌，下表为用米培养农杆菌的LB培养基配方，下图是对培养的农杆菌进行菌落计数。
（4）LB 培养基中给农杆菌提供碳源和氮源的主要是表3 中的_________。
（5）图中的a、b、c、d中加入的都是LB培养基，结合图文信息判断， b、c、d中的是_________（编号选填）培养基，所采用的接种方法是_________（编号选填）。
① 液体 ②固体 ③选择 ④鉴定 ⑤平板划线法 ⑥稀释涂布平板法
（6）经接种培养后， b、c、d中农杆菌菌落数分别为48、57、60，则在a中农杆菌的密度约为_________个/mL。
农杆菌转化是植物基因工程中常用的将重组DNA分子导入受体细胞的方法，一般植物的转化如图。但在转化拟南芥时可以使用随花法：待拟南芥开花后将花序浸润在农杆菌悬液中1-2min，或吸取农杆菌悬流滴加在花蕾上，定期重复操作几次，农杆菌会随着萌发的花粉管进入胚囊，含目的基因的表达载体进入囊胚中的卵细胞，受精后待果实成熟，即可获得含有目的基因的拟南芥种子。
（7）图的①-④过程中需要严格控制激素种类和比例的是_________（图中编号选填），不同细胞中表选择表达的基因差异较大的过程有_________（图中编号选填）。
（8）若图中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在_________个BURY基因。
（9）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是_________。
A. 能保证在同一时段收获种子，便于管理
B. 减少需要操作的花的数目，利于完全浸润
C. 保证浸润后受精发育而来的种子有足够营养供给
D. 提高含BURY 基因的种子所占比例
（10）根据以上图文信息简要分析，为获得能合成甜菜红素的拟南芥，如图所示方法和蘸花法转化的差异（至少写出两点）_________。
【答案】（1）B（2）C（3）C
（4）胰蛋白胨、酵母浸粉
（5） ①. ② ②. ⑥
（6）5.5×106（7） ①. ②③ ②. ③④（8）2（9）D
（10）图示过程受体细胞一般是体细胞，而蘸花法转化的是卵细胞；或图示过程须经植物组织培养获得转基因植株，蘸花法不需；或图示过程可直接得到转基因的当代植株，蘸花法转化是子代为转基因植株；或图示在当代个体就可检测到转基因性状，转化法需在子代等等合理即可。
【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'端向3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。
【小问1】
基因工程四个步骤：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。据表1可知，表1是用限制酶切割载体，形成末端的过程。表2是用温度处理，使反应停止。故在表1、表2对应的步骤完成后，接下来的操作应是构建含BURY基因的表达载体，B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【小问2】
据表1可知，表1是用限制酶切割载体，形成末端的过程。表2是用温度处理，使反应停止。切割载体用限制酶，故表2反应程序中65℃处理20min的目的应是使限制性内切核酸酶失活， 结束反应，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【小问3】
最能说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的应该是个体生物学水平的表现，分析题意可知，甜菜体内的甜菜红素（一种紫红色的水溶性色素）对植物抵抗铝胁迫有一定的作用，本技术中将与甜菜红素合成相关的基因BURY利用农杆菌转化到拟南芥中，经元件处理该基因可在拟南芥原本白色的根细胞中高效表达，故最能说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的是根部呈现紫红色，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【小问4】
蛋白胨来源于动物原料，含糖、维生素和有机氮等营养物质，可以为微生物提供碳源、氮源和生长因子。酵母浸粉含蛋白质、氨基酸、肽类、核苷酸、维生素及微量元素等。故LB培养基中给农杆菌提供碳源和氮源的主要是表3中的胰蛋白胨和酵母浸粉。
【小问5】
固体培养基可用于培养、鉴定和观察微生物，结合图文信息判断，b、c、d中的是固体培养基，故选②；图中接种方法涉及梯度稀释，故属于稀释涂布平板法，故选⑥。
【小问6】
据图可知，图中共稀释105倍，经接种培养后，b、c、d中农杆菌菌落数分别为48、57、60，则在a中农杆菌的密度约为（48＋57＋60）÷3×105=5.5×106个/mL。
【小问7】
植物组织培养过程需要严格控制植物激素的种类和比例，植物组织培养包括脱分化和再分化两个主要过程，对应图中的②③；③和④是再分化形成不同组织结构的过程，该过程会因为基因的选择性表达有较大差异。
【小问8】
若图中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内该基因经过复制，最多可同时存在2个BURY基因。
【小问9】
分析题意，农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是提高含BURY基因的种子所占比例。
【小问10】
结合上述信息可知，如图所示方法和蘸花法转化的差异是：图示过程的受体细胞一般是体细胞，而蘸花法转化的是卵细胞；图示过程须经植物组织培养获得转基因植株，蘸花法不需；图示过程可直接得到转基因的当代植株，蘸花法转化是子代为转基因植株；图示在当代个体就可检测到转基因性状，转化法需在子代等。菌株编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
Hc值
3.75
5.8
0.50
4.33
5.42
3.08
3.90
5.33
组分
体积（30μL）
载体
3μL
缓冲液
3μL
限制性内切核酸酶
0.5μL
蒸馏水
23.5μL
反应温度
反应时间
25-37℃
2h
65℃
20min
4℃
59min
胰蛋白胨
10.0g
酵母浸粉
5.0g
NaCl
100g
蒸馏水
1L
配制完成后，将pH 调至7.0