北京市育才学校2024-2025学年高二下学期期中生物试题（原卷版+解析版）

这是一份北京市育才学校2024-2025学年高二下学期期中生物试题（原卷版+解析版），共46页。试卷主要包含了 乳酸菌和酵母菌都，1mL，分别涂布于各组平板上等内容，欢迎下载使用。
考试时长90分钟
2025.4
本试卷共7页，分为两个部分，第一部分选择题和第二部分非选择题。选择题30分，非选择题70分，全卷共100分。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。
第一部分选择题（共30分）
每个题目的四个选项中只有一个符合要求
1. 乳酸菌和酵母菌都
A. 有DNA与蛋白质结合形成的染色体
B. 能进行ATP和ADP的相互转化
C. 可通过无氧呼吸产生二氧化碳
D. 可通过有丝分裂增殖
2. 在获得某种微生物单菌落的过程中，操作的关键是（ ）
A. 接种后的培养皿置于无菌条件下培养
B. 接种纯种的该种微生物
C. 培养基进行消毒处理
D. 无菌操作防止杂菌的污染
3. 下列关于检测土壤中细菌总数的实验操作，不正确的是（ ）
A. 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板
B. 取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上
C. 将实验组和对照组平板倒置于恒温培养24~48小时
D. 确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
4. 下列关于家庭中制作果酒、果醋和泡菜的叙述，正确的是（ ）
A. 都需要严格灭菌
B. 都利用异养微生物进行发酵
C. 都在无氧条件下进行
D. 都需要接种相应的微生物
5. 下列关于接种、培养并分离酵母菌实验的叙述不正确的是（ ）
A. 倒平板时，应将打开的培养皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
B. 为了防止污染，接种前要将接种环在酒精灯火焰上灼烧灭菌
C. 将接种环灼烧灭菌后，先在玻璃器皿的内壁上降温再挑取菌种
D. 接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落
6. 下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ ）
A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B. 培养基中生长素和细胞分裂素浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化
C. 离体器官或组织的细胞都必须通过再分化才能形成愈伤组织
D. 植物不同部位细胞经离体培养获得的愈伤组织基因不完全相同
7. 利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是
A. 去除亲本体细胞的细胞壁B. 选择具有优良性状的亲本
C. 利用灭活的病毒诱导原生质体融合D. 诱导杂种细胞愈伤组织的再分化
8. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是（ ）
A. 脱毒苗的形成是基因突变的结果
B. 培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜
C. 茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D. 茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性
9. 实验人员利用矮牵牛（二倍体，2n=14）的红色花瓣细胞（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n=48）叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是
A. 获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍
B. 可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合
C 可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体
D. 若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条
10. 金丝楸是珍贵的古老树种，在多个方面具有重要的应用价值。金丝楸在自然状态下很难通过种子繁殖。为尽快推广种植，可以通过相关技术获得优质苗种，下列技术应用不合理的是（ ）
A. 用扦插方法，诱导枝条生根发芽快速育苗
B. 采集幼芽嫁接到其它适宜的植物体上育苗
C. 用叶或茎的组织经组培制备人工种子育苗
D. 用花中的花粉粒经组织培养获得试管苗
11. 人们对于细胞结构、功能和生理特性的认识是成功制备单克隆抗体的理论基础。单克隆抗体制备过程中，未涉及的生物学原理是（ ）
A. 细胞膜具有一定的流动性
B. 一个浆细胞只能产生一种抗体
C. 高度分化的动物细胞核具有全能性
D. 癌细胞在体外培养时可以无限增殖
12. 有关“转基因猴”、“ 克隆猴”和“试管猴”的说法合理的是（ ）
A. 三种猴都继承了双亲的优良性状
B. 三种猴培育过程都体现了细胞核的全能性
C. 三种猴培育过程都应用了动物细胞培养技术和胚胎移植技术
D. 为提高繁殖效率三者都可采用原肠胚期的胚胎进行胚胎分割
13. 用含有特定抗生素抗性基因的质粒载体将目的基因导入大肠杆菌，然后接种在固体培养基上进行培养。以下操作不能确定受体细胞中是否含有目的基因的是（ ）
A. 用含有相应抗生素的选择性培养基来培养转化后的细菌
B. 用筛选出的菌落中的菌体DNA作为模板，用相应引物进行PCR扩增
C. 提取筛选出的菌落中菌体的质粒DNA，用相应限制酶切割后进行电泳
D. 提取筛选出的菌落中菌体的质粒DNA，进行测序后与目的基因序列进行比对
14. 下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A. 目的基因导入受体细胞后，一定能稳定遗传
B. 构建载体与目的基因重组的DNA是基因工程的核心
C. DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来
D. 常用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
15. 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（ ）
A. 追踪目的基因在细胞内的复制过程
B. 追踪目的基因插入到染色体上的位置
C. 追踪目的基因编码的蛋白质的分布
D. 显示目的基因编码的蛋白质的空间结构
第二部分 非选择题（共70分）
16. 儿茶素（C）是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素（C）进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。
（1）细菌的细胞膜以__________为基本支架，儿茶素（C）与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质__________。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。
（2）为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，培养基的成分应包括________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中一段时间后，比较滤纸片周围____________的直径。
（3）将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化（A600值越大，细菌数量越多），结果见下表。
由此得出的结论是___________。
（4）为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。结果显示：

（a）未加抗菌剂：细菌菌体较小，其细胞质分布均匀；
（b）C处理：细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙；
（c）Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象；
（d）Yb3+-C处理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。
由此可见，儿茶素（C）和Yb3+作用主要位点分别是___________、___________，推测Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是________。
17. 流行性感冒（简称流感）是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病，接种流感疫苗是预防流感发生和流行的有效手段。流感疫苗需要通过对病毒的培养、纯化、浓缩、灭活或裂解等过程制备。
（1）病毒的结构特点是__________，生活方式是__________。因此对病毒的培养需要首先培养病毒能够在其中繁殖的动物（宿主）细胞。
（2）Ver细胞是贴壁依赖性的成纤维细胞，它能支持多种病毒的增殖。研究人员利用Ver细胞培养病毒制备疫苗，可以提高疫苗的产量和质量，降低安全隐患。
①体外培养细胞所需的合成培养基中一般含有有机物、水、无机盐、促生长因子等，通常还需要加入_____
等一些天然成分。细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞增殖到一定程度，细胞会相互挨在一起，此时细胞膜上的__________识别了这种信息，就会使细胞停止继续增殖，这种现象称为______________。
②将病毒接种于长成致密单层的Ver细胞，加入细胞维持液后进行培养，定期观察细胞病变情况，收获病毒液。收集到的病毒需要做灭活处理，即破坏病毒的遗传物质，但不破坏病毒的衣壳。这样做的目的是___________________。
（3）在流感流行期间，注射疫苗后可以引发人体的_________免疫过程，可避免感染流感。
18. 人血清白蛋白（HSA）是血液中最丰富的循环蛋白，承担着多种物质运输的功能，同时参与多项生命活动的调节，因此在医疗领域有着十分广泛的用途。在生产真核生物蛋白时，动物乳腺反应器具有产量高、易于纯化、产物更接近天然活性等优势。
（1）人血清白蛋白基因的结构及控制HSA合成的过程如下图所示。

图1中步骤一是___________，完成步骤二需要__________等细胞器参与。
（2）研究者通过一系列方法获得了大量的含有HSA基因14个外显子的cDNA片段HSA-1（没有内含子，如图2所示）。但实践研究发现，HSA的部分内含子尽管不直接参与HSA蛋白的编码，却具有提高表达效率的重要作用，因而必须保留。

为此研究者还需要从__________（选填“cDNA文库”或“基因组文库"）中调取含有内含子序列的HSA基因信息，并获得了如图2所示的HSA-2。为了保证HSA-2能插入HSA-1中原始位置，应选用图2中的__________酶同时切割HSA-1和HSA-2，并用__________连接，得到最终所需的HSA-3片段。从外显子和内含子组成上判断，HSA-3片段含有__________序列，经检测其编码的氨基酸序列与天然HSA蛋白完全相同。
（3）研究者用构建好的含有目的基因的重组DNA导入牛的成纤维细胞，检测到成纤维细胞所分泌的HSA蛋白__________，说明目的基因在受体细胞中成功表达。接下来，进行染色体核型分析确定染色体组成正常后，需要再借助__________技术，才能获得分泌HSA的转基因牛。
19. 辣椒是我国重要的蔬菜作物。由辣椒疫霉菌引起的辣椒疫霉病，是严重危害辣椒生产的毁灭性土传病害。辣椒感染辣椒疫霉菌后，叶片会出现大面积病斑。研究人员运用现代生物工程技术培育出了抗疫霉病的辣椒。

（1）为获取辣椒疫霉病抗性基因，研究人员对甲、乙、丙品种的辣椒进行了疫霉菌的接种试验，根据图1所示的实验数据分析（根系活力表示感染疫霉菌后的抗病能力），适宜进行辣椒疫霉菌抗性基因获取的品种是____________。
（2）研究人员根据相关研究资料，在抗病品种中找到并初步确定CaRGA2基因与辣椒抗疫霉菌有关。
①欲检测CaRGA2基因在叶中的表达水平，可以从叶中提取___________，经逆转录后得到cDNA，根据_____________设计引物进行PCR。
②图2是用以上方法获得的三个辣椒品种中CaRGA2基因表达的结果。结合图1的实验结果综合分析，将CaRGA2基因确定为辣椒疫霉菌抗性基因的理由是___________。
（3）为了进一步证明CaRGA2基因的功能，研究者利用一种基因沉默载体（TRV）与CaRGA2基因重组，使被转化的植物细胞自身的CaRGA2基因沉默，观察CaRGA2基因的功能。
①TRV与CaRGA2基因重组后，在转化前需要用____________处理农杆菌，使之处于感受态。
②转化农杆菌的实验分组见下表，请补充对照组2的处理。
③用以上三组农杆菌分别与__________（选填“甲”或“乙”或“丙”）品系辣椒叶片外植体共培养，然后进行筛选和鉴定，获得三组转基因辣椒植株。
20. 近年来，在处理富营养化水体的污水过程中，与化学、物理除氮方法比较，目前认为微生物反硝化去除氮素污染更为经济有效。科研工作者采用基因工程技术构建具有定向高效降解含氮化合物能力的工程菌，进行了相关研究。请回答问题。
（1）微生物的反硝化作用，是氮循环中一个重要的生物过程。亚硝酸盐还原酶（Nir）是该过程的关键酶，是由野生菌株YP4的反硝化基因（nirS）转录后，再翻译出具有__________作用的蛋白质。
（2）工程菌的构建
①研究者利用NCBI数据库查到nirS基因的碱基序列，设计引物，利用PCR技术扩增nirS基因。PCR技术利用了__________的原理。
②研究者用HindIII和BamHI两种限制酶处理nirS基因与p质粒，在__________酶的作用下进行体外连接，用连接产物转化大肠杆菌DH5α，在含庆大霉素的培养基中进行培养并提取质粒，如果用HindIII和BamHⅠ双酶切，得到两个片断电泳结果分别与__________电泳结果基本一致，说明获得重组质粒pYP4S。
③将pYP4S转化到野生菌株YP4中形成工程菌YP4S，培养后进行PCR鉴定。为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图1所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的最佳一对引物组合是__________。某学生错选了图中的另外一对引物组合，扩增出长度为2.1kb的片段，原因是__________。
（3）检测工程菌YP4S除氮的效能
工程菌株YP4S在已灭菌的模拟污水中培养36h后，检测结果如图6。结果表明_________________。
21. 请阅读以下科普短文，并回答问题。
紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次级代谢产物。1963年，美国的两位化学家首先从太平洋红豆杉树皮中提取出紫杉醇。1979年，科学家发现紫杉醇的抗癌机理：紫杉醇能与微管蛋白聚合体作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体形成，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂。1992年紫杉醇获美国食品药品管理局批准上市，用于治疗常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。研究发现，紫杉醇对多种癌症都有一定疗效。1995年我国成为第二个生产紫杉醇注射液的国家。
研究人员最初是从红豆杉的树皮中提取紫杉醇，产量极低。大量砍伐也使野生红豆杉的数量急剧下降。红豆杉生长速度慢，直径20cm的树需要生长10年，靠砍伐树木生产紫杉醇根本无法满足人们的需求。红豆杉在我国主要分布于云南、四川、西藏和东北等地，目前已有不少地区进行红豆杉的人工栽培。播种育苗和扦插繁殖虽能在一定程度上缓解矛盾，但不能从根本上解决问题。因此，通过植物组织培养和细胞培养的方法选育高产紫杉醇细胞系具有重大意义。利用植物组织培养技术生产紫杉醇的基本程序如下：
（1）癌细胞的特点是__________。紫杉醇抑制癌细胞增殖的作用机理与_________（化学物质）类似。
（2）图中①表示_______过程。用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织的目的是_________。
（3）选取外植体后，冲洗后用75%酒精和0.1%氯化汞进行消毒处理。为研究不同组合对消毒结果的影响，进行了如下图所示的分组研究。消毒后，将外植体插入MS培养基中，24℃下黑暗培养，7d后记录外植体的染菌率，15d后记录诱导率。
当75%酒精浸泡时间增加至1.0min时，随着氯化汞浸泡时间的延长，外植体的_________。综合考虑分组实验结果，研究者选择的消毒组合为A1B1，原因是________________。
（4）研究者对愈伤组织进行悬浮培养，结果如图所示。细胞在培养的前几天活力逐渐增加，而后一直呈现下降趋势，可能的原因是______________。
悬浮培养细胞生长曲线和活力变化曲线
北京育才学校2024—2025学年度第二学期
高二生物期中试卷
考试时长90分钟
2025.4
本试卷共7页，分为两个部分，第一部分选择题和第二部分非选择题。选择题30分，非选择题70分，全卷共100分。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。
第一部分选择题（共30分）
每个题目的四个选项中只有一个符合要求
1. 乳酸菌和酵母菌都
A. 有DNA与蛋白质结合形成的染色体
B. 能进行ATP和ADP的相互转化
C. 可通过无氧呼吸产生二氧化碳
D. 可通过有丝分裂增殖
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：乳酸菌为原核生物，原核生物的细胞中没有染色体，酵母菌为真核生物，真核生物的细胞中有染色体，A项错误；原核生物与真核生物的生命活动都需要ATP直接提供能量，因此细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B项正确；乳酸菌的无氧呼吸产物只有乳酸，不产生二氧化碳，C项错误；有丝分裂为真核细胞进行增殖的方式之一，乳酸菌细胞为原核细胞，因此乳酸菌不能通过有丝分裂增殖，D项错误。
考点：本题考查原核细胞和真核细胞、ATP、细胞呼吸、细胞增殖的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。
2. 在获得某种微生物单菌落的过程中，操作的关键是（ ）
A. 接种后的培养皿置于无菌条件下培养
B. 接种纯种的该种微生物
C. 培养基进行消毒处理
D. 无菌操作防止杂菌的污染
【答案】D
【解析】
【分析】获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
【详解】A、接种后的培养皿置于无菌条件下培养，可以防止杂菌污染，属于无菌操作的一部分，A不符合题意；
B、接种纯种的微生物只是获得该微生物单菌落的一个环节，B不符合题意；
C、需要对培养基进行灭菌处理，C不符合题意；
D、无菌操作防止杂菌污染，是获得纯净的微生物单菌落的关键，D符合题意。
故选D。
3. 下列关于检测土壤中细菌总数的实验操作，不正确的是（ ）
A. 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板
B. 取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上
C. 将实验组和对照组平板倒置于恒温培养24~48小时
D. 确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数
【答案】D
【解析】
【分析】检测土壤中细菌总数，应该进行计数，采用的计数方法是稀释涂布平板法进行计数。
【详解】A、用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，然后经高温、高压灭菌，可杀死培养基中的杂菌，倒平板是为后续接种做准备，A正确；
B、取不同稀释倍数（如 104、105、106倍）的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上。无菌水组作为对照组，不同稀释倍数的土壤稀释液组为实验组，这样的操作设置合理，B正确；
C、将实验组和对照组平板倒置于恒温培养24−48小时符合细菌培养时间要求，倒放是防止冷凝水滴落在培养基表面造成污染，C正确；
D、先确定对照组无菌，排除杂菌污染等干扰因素，然后选择菌落数在合适范围（30−300）的实验组平板进行计数，因为这个范围内的计数结果比较准确，D错误。
故选D。
4. 下列关于家庭中制作果酒、果醋和泡菜的叙述，正确的是（ ）
A. 都需要严格的灭菌
B. 都利用异养微生物进行发酵
C. 都在无氧条件下进行
D. 都需要接种相应的微生物
【答案】B
【解析】
【分析】果酒制作时主要的菌种是酵母菌，果醋制作的主要菌种是醋酸菌，泡菜制作时主要的菌种是乳酸菌。
【详解】A、家庭制作果酒、果醋、泡菜不需要进行严格的灭菌，A错误；
B、酵母菌、醋酸菌、乳酸菌都属于异养生物，B正确；
C、果醋制作需氧在有氧的条件下进行，C错误；
D、家庭制作果酒、果醋常利用野生的菌种，D错误。
故选B。
5. 下列关于接种、培养并分离酵母菌实验的叙述不正确的是（ ）
A. 倒平板时，应将打开的培养皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上
B. 了防止污染，接种前要将接种环在酒精灯火焰上灼烧灭菌
C. 将接种环灼烧灭菌后，先在玻璃器皿的内壁上降温再挑取菌种
D. 接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落
【答案】A
【解析】
【分析】平板划线的操作的基本步骤是：(1)右手持接种环，经火焰灭菌，待凉后，在火焰旁打开盛有菌液的试管棉塞，并将试管口过火焰，将已冷却的接种环伸入菌液，沾取一环菌液，将试管口过火焰并塞上棉塞。(2)左手斜持琼脂平板，皿盖打开一条缝，右手于火焰近处将接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖，接种环不应划破培养基表面。(3)烧灼接种环，杀灭环上残留菌液，待冷却，从第一区域划线的末端开始往第二区内划线，重复以上操作，在第三四五区内划线，注意不要将最后一区的划线与第一区相连。(4)将平板倒置，放入培养箱中培养。
【详解】A、倒平板时，不能将打开的培养皿盖放到一边，而是应将培养皿盖打开一条稍大于瓶口的缝隙，这样可以防止空气中的杂菌污染培养基。若将培养皿盖放到一边，空气中的微生物容易落入培养基造成污染，A错误；
B、接种环在使用前需要在酒精灯火焰上灼烧灭菌，以杀死接种环上可能存在的微生物，防止杂菌污染培养物，这是微生物接种操作中的基本要求，B正确；
C、将接种环灼烧灭菌后，温度较高，直接挑取菌种会杀死菌种，所以需要先在玻璃器皿的内壁上降温，待接种环冷却后再挑取菌种，这样可以保证菌种的活性，C正确；
D、接种时连续划线，随着划线次数的增加，菌种逐渐被稀释，在划线的末端就有可能获得单菌落，这是平板划线法分离单菌落的原理，D正确。
故选A。
6. 下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ ）
A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B. 培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化
C. 离体器官或组织的细胞都必须通过再分化才能形成愈伤组织
D. 植物不同部位细胞经离体培养获得愈伤组织基因不完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，需要经过脱分化和再分化阶段。
【详解】A、培养基中添加蔗糖，可以为外植体提供营养和调节渗透压，A正确；
B、培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化，当生长素比例偏高时，有利于根的分化，B正确；
C、离体组织的细胞需要通过脱分化才能形成愈伤组织，C错误；
D、植物不同部位细胞经离体培养获得的愈伤组织基因不完全相同，如花粉细胞和体细胞，D正确。
故选C。
7. 利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是
A. 去除亲本体细胞的细胞壁B. 选择具有优良性状的亲本
C. 利用灭活的病毒诱导原生质体融合D. 诱导杂种细胞愈伤组织的再分化
【答案】C
【解析】
【分析】依题文可知，植物体细胞杂交获得优良新品种包括原生质体融合及植物组织培养两个过程，以此相关知识做出判断。
【详解】依题文可知，植物体细胞杂交获得优良新品种包括原生质体融合及植物组织培养两个过程，由此需要选择具有优良性状的亲本，去除亲本体细胞的细胞壁获得原生质体，然后用物理法或化学法诱导原生质体融合，不需要用灭活的病毒诱导，最后诱导杂种细胞愈伤组织的再分化。由此C正确，A、B、D错误。
故选C。
8. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是（ ）
A. 脱毒苗的形成是基因突变的结果
B. 培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜
C. 茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D. 茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性
【答案】A
【解析】
【分析】图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成苗率的影响。茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低。在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【详解】A、马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；
B、在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm，B正确；
C、图中，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；
D、细胞的全能性 是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整 有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性，D正确。
故选A。
9. 实验人员利用矮牵牛（二倍体，2n=14）的红色花瓣细胞（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n=48）叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是
A. 获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍
B. 可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合
C 可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体
D. 若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条
【答案】D
【解析】
【详解】获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（电激、离心、振动等）和化学方法（聚乙二醇），B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞，杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D错误。
10. 金丝楸是珍贵的古老树种，在多个方面具有重要的应用价值。金丝楸在自然状态下很难通过种子繁殖。为尽快推广种植，可以通过相关技术获得优质苗种，下列技术应用不合理的是（ ）
A. 用扦插方法，诱导枝条生根发芽快速育苗
B. 采集幼芽嫁接到其它适宜的植物体上育苗
C. 用叶或茎的组织经组培制备人工种子育苗
D. 用花中的花粉粒经组织培养获得试管苗
【答案】D
【解析】
【分析】要获得大量优质苗，可进行无性生殖，能保留亲本的优良性状，如利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗、幼芽嫁接、植物组织培养等。
【详解】A、扦插是一种无性繁殖方式，通过诱导枝条生根发芽来快速育苗。这种方法可以保持母本的优良性状，且繁殖速度相对较快，对于自然状态下难通过种子繁殖的金丝楸来说，是一种合理的快速推广种植的方法，A正确；
B、采集幼芽嫁接到其它适宜的植物体上育苗，即嫁接繁殖。嫁接也属于无性繁殖，能够使接穗的优良性状得以保持，并且可以利用砧木的某些特性（如抗逆性等），对于金丝楸的推广种植是可行的，B正确；
C、用叶和茎的组织经组织培养制备人工种子育苗，组织培养可以在短时间内大量繁殖出遗传性状一致的植株，而且可以不受季节等自然条件的限制，对于快速推广金丝楸种植是一种有效的技术手段，C正确；
D、花粉粒是减数分裂产生的雄配子，用花粉粒经组织培养获得的试管苗是单倍体植株。单倍体植株通常高度不育，不能保持金丝楸原有的优良性状，也无法达到快速推广种植的目的，所以这种技术应用不合理，D错误。
故选D。
11. 人们对于细胞结构、功能和生理特性的认识是成功制备单克隆抗体的理论基础。单克隆抗体制备过程中，未涉及的生物学原理是（ ）
A. 细胞膜具有一定的流动性
B. 一个浆细胞只能产生一种抗体
C. 高度分化的动物细胞核具有全能性
D. 癌细胞在体外培养时可以无限增殖
【答案】C
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞，将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞的增殖、细胞膜具有一定的流动性。
【详解】A、在单克隆抗体制备过程中，有细胞融合步骤，即骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成杂交瘤细胞。细胞融合的原理正是细胞膜具有一定的流动性，使得不同细胞的细胞膜能够相互融合，A不符合题意；
B、一个浆细胞只能产生一种抗体，在制备单克隆抗体时，筛选出能产生特定抗体的浆细胞，再与骨髓瘤细胞融合形成能产生单一抗体的杂交瘤细胞，利用了这一特性，B不符合题意；
C、高度分化的动物体细胞核具有全能性是指已经分化的动物细胞核，在一定条件下可以发育成完整个体，比如克隆动物技术。而单克隆抗体制备过程是将骨髓瘤细胞与浆细胞融合形成杂交瘤细胞，利用杂交瘤细胞既能无限增殖又能产生特异性抗体的特点来制备单克隆抗体，整个过程并没有体现动物体细胞核的全能性，C符合题意；
D、单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞属于癌细胞，癌细胞在体外培养时可以无限增殖，使得融合形成的杂交瘤细胞也具有无限增殖的能力，保证了单克隆抗体的大量制备，D不符合题意。
故选C。
12. 有关“转基因猴”、“ 克隆猴”和“试管猴”的说法合理的是（ ）
A. 三种猴都继承了双亲的优良性状
B. 三种猴培育过程都体现了细胞核的全能性
C. 三种猴培育过程都应用了动物细胞培养技术和胚胎移植技术
D. 为提高繁殖效率三者都可采用原肠胚期的胚胎进行胚胎分割
【答案】C
【解析】
【分析】“克隆猴”的产生：将体细胞核移植到去核卵细胞中诞生的新个体，说明遗传信息在细胞核中；“试管猴”是用人工方法让卵子和精子在体外受精并进行早期胚胎发育，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿；“转基因猴”是外源基因转移到猴尚未融合的受精卵内的卵细胞核或精子的细胞核中，再将早期胚胎移植到受体母猴中。
【详解】AB、“克隆猴”的性状主要来自于提供细胞核的供体，该过程可以体现细胞核的全能性；“试管猴”是有性生殖过程，可继承双亲性状，不能体现细胞核全能性，A、B错误；
C、由以上分析可知，三种猴培育过程都应用了动物细胞培养技术和胚胎移植技术，C正确；
D、胚胎分割的时期应是桑椹胚或囊胚期，D错误。
故选C。
【点睛】掌握三种猴的产生过程是解题关键。
13. 用含有特定抗生素抗性基因的质粒载体将目的基因导入大肠杆菌，然后接种在固体培养基上进行培养。以下操作不能确定受体细胞中是否含有目的基因的是（ ）
A. 用含有相应抗生素的选择性培养基来培养转化后的细菌
B. 用筛选出的菌落中的菌体DNA作为模板，用相应引物进行PCR扩增
C. 提取筛选出的菌落中菌体的质粒DNA，用相应限制酶切割后进行电泳
D. 提取筛选出的菌落中菌体的质粒DNA，进行测序后与目的基因序列进行比对
【答案】A
【解析】
【分析】若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有特点抗生素的固体培养基，即含有重组质粒的大肠杆菌在其中不能生长，而含有普通质粒的大肠杆菌能生长。
【详解】A、虽然含有特定抗生素抗性基因的质粒载体导入了大肠杆菌，但能在该选择性培养基上生长的细菌只能说明含有质粒载体（含抗性基因），不能确定质粒载体上一定成功插入了目的基因，因为有可能只是单纯的质粒载体导入，而没有目的基因的插入，所以该操作不能确定受体细胞中是否含有目的基因，A错误；
B、如果能扩增出特定的DNA片段，说明在受体细胞的DNA中存在与引物互补配对的序列，也就意味着含有目的基因，所以该操作可以确定受体细胞中是否含有目的基因，B正确；
C、若能得到与预期大小相符的DNA片段，说明质粒上含有目的基因，因为只有存在目的基因且被相应限制酶切割后，才会出现特定大小的片段，所以该操作可以确定受体细胞中是否含有目的基因，C正确；
D、通过直接将测序结果与目的基因序列比对，能明确是否含有目的基因，所以该操作可以确定受体细胞中是否含有目的基因，D正确。
故选A。
14. 下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A. 目的基因导入受体细胞后，一定能稳定遗传
B. 构建载体与目的基因重组的DNA是基因工程的核心
C. DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来
D. 常用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
【答案】B
【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：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：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。
【详解】A、转基因植株一般视为杂合子，因此目的基因导入受体细胞后，不一定能稳定遗传，A错误；
B、构建基因基因表达载体是基因工程的核心步骤，B正确；
C、DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的磷酸二酯键连接起来，C错误；
D、常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，D错误。
故选B。
15. 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（ ）
A. 追踪目的基因在细胞内的复制过程
B. 追踪目的基因插入到染色体上的位置
C. 追踪目的基因编码的蛋白质的分布
D. 显示目的基因编码的蛋白质的空间结构
【答案】C
【解析】
【分析】解答本题的关键是明确“只有目的基因表达形成的蛋白质才能发出绿色荧光”，再据此分析各选项。
【详解】A、只有目的基因表达形成的蛋白质才能发出绿色荧光，因此不能追踪目的基因在细胞内的复制过程，A错误；
B、只有目的基因表达形成的蛋白质才能发出绿色荧光，因此不能追踪目的基因插入到染色体上的位置，B错误；
C、目的基因表达的蛋白质带有绿色荧光，这样可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布，C正确；
D、只能追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布，不能追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构，D错误。
故选C。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，了解基因工程技术的相关应用，能结合题中信息准确判断各选项。
第二部分 非选择题（共70分）
16. 儿茶素（C）是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素（C）进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。
（1）细菌的细胞膜以__________为基本支架，儿茶素（C）与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质__________。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。
（2）为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，培养基的成分应包括________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中一段时间后，比较滤纸片周围____________的直径。
（3）将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化（A600值越大，细菌数量越多），结果见下表。
由此得出的结论是___________。
（4）为探究配合物Yb3+-C的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。结果显示：

（a）未加抗菌剂：细菌菌体较小，其细胞质分布均匀；
（b）C处理：细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙；
（c）Yb3+处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象；
（d）Yb3+-C处理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。
由此可见，儿茶素（C）和Yb3+作用的主要位点分别是___________、___________，推测Yb3+-C具有更强抗菌作用的机理是________。
【答案】（1） ①. 磷脂双分子层 ②. DNA
（2） ①. 稀释涂布平板 ②. 碳源、氮源 ③. 透明圈##抑菌圈
（3）与C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效缩短杀菌时间、杀菌效果更好
（4） ①. 细胞壁和细胞膜 ②. 细胞质 ③. 儿茶素作用于细胞表面，使Yb3+ 更容易进入细胞内，破坏细胞结构，导致细胞死亡
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养．在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】
细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，细菌的遗传物质是DNA。
【小问2详解】
微生物的培养基的基本成分包括碳源、氮源、水和无机盐，为了使金黄色葡萄球菌在平板上均匀分布，便于后续实验，应该用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用，所以在含Yb3+-C的滤纸片周围不会有细菌生长，所以会形成透明圈，测定透明圈的直径可以比较抗菌效果，透明圈直径越大，抗菌效果越好。
【小问3详解】
分析表格中的数据，在相同的时间内，单独用C和Yb3+处理其A600值都比用Yb3+-C处理的值大，说明细菌数目多，特别是在2h时更加明显，由此得出结论与C、Yb3+相比，Yb3+-C能有效缩短杀菌时间、杀菌效果更好。
【小问4详解】
根据b信息用C处理细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙，说明C作用于细胞壁和细胞膜，根据c信息Yb3+ 处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象，说明其作用于细胞质，用Yb3+ -C处理，由于C改变了膜的通透性，所以Yb3+能够更快的进入细胞，破坏细胞结构，导致细胞死亡。
17. 流行性感冒（简称流感）是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病，接种流感疫苗是预防流感发生和流行的有效手段。流感疫苗需要通过对病毒的培养、纯化、浓缩、灭活或裂解等过程制备。
（1）病毒的结构特点是__________，生活方式是__________。因此对病毒的培养需要首先培养病毒能够在其中繁殖的动物（宿主）细胞。
（2）Ver细胞是贴壁依赖性的成纤维细胞，它能支持多种病毒的增殖。研究人员利用Ver细胞培养病毒制备疫苗，可以提高疫苗的产量和质量，降低安全隐患。
①体外培养细胞所需的合成培养基中一般含有有机物、水、无机盐、促生长因子等，通常还需要加入_____
等一些天然成分。细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞增殖到一定程度，细胞会相互挨在一起，此时细胞膜上的__________识别了这种信息，就会使细胞停止继续增殖，这种现象称为______________。
②将病毒接种于长成致密单层的Ver细胞，加入细胞维持液后进行培养，定期观察细胞病变情况，收获病毒液。收集到的病毒需要做灭活处理，即破坏病毒的遗传物质，但不破坏病毒的衣壳。这样做的目的是___________________。
（3）在流感流行期间，注射疫苗后可以引发人体的_________免疫过程，可避免感染流感。
【答案】（1） ①. 无细胞结构 ②. 寄生
（2） ①. 血清、血浆 ②. 糖蛋白 ③. 接触抑制 ④. 保留抗原活性
（3）体液
【解析】
【分析】流感病毒无细胞结构， 需要寄生在活细胞中才能进行繁殖。
【小问1详解】
病毒无细胞结构，营寄生生活，不能独立生活。
【小问2详解】
①体外培养细胞所需的合成培养基中一般含有有机物、水、无机盐、促生长因子等，通常还需要加入血清、血浆等一些天然成分，补充一些未知的营养。体外培养的细胞，相互接触细胞膜上的糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续增殖，即接触抑制。
②收集到的病毒需要做灭活处理，即破坏病毒的遗传物质，但不破坏病毒的衣壳。目的是保留抗原活性。
【小问3详解】
注射疫苗后可以引发人体的体液免疫过程，产生相应的抗体，可避免感染流感。
18. 人血清白蛋白（HSA）是血液中最丰富的循环蛋白，承担着多种物质运输的功能，同时参与多项生命活动的调节，因此在医疗领域有着十分广泛的用途。在生产真核生物蛋白时，动物乳腺反应器具有产量高、易于纯化、产物更接近天然活性等优势。
（1）人血清白蛋白基因的结构及控制HSA合成的过程如下图所示。

图1中步骤一是___________，完成步骤二需要__________等细胞器参与。
（2）研究者通过一系列方法获得了大量的含有HSA基因14个外显子的cDNA片段HSA-1（没有内含子，如图2所示）。但实践研究发现，HSA的部分内含子尽管不直接参与HSA蛋白的编码，却具有提高表达效率的重要作用，因而必须保留。

为此研究者还需要从__________（选填“cDNA文库”或“基因组文库"）中调取含有内含子序列的HSA基因信息，并获得了如图2所示的HSA-2。为了保证HSA-2能插入HSA-1中原始位置，应选用图2中的__________酶同时切割HSA-1和HSA-2，并用__________连接，得到最终所需的HSA-3片段。从外显子和内含子组成上判断，HSA-3片段含有__________序列，经检测其编码的氨基酸序列与天然HSA蛋白完全相同。
（3）研究者用构建好的含有目的基因的重组DNA导入牛的成纤维细胞，检测到成纤维细胞所分泌的HSA蛋白__________，说明目的基因在受体细胞中成功表达。接下来，进行染色体核型分析确定染色体组成正常后，需要再借助__________技术，才能获得分泌HSA的转基因牛。
【答案】（1） ①. 转录 ②. 核糖体
（2） ①. 基因组文库 ②. AvaⅡ和 NcⅠ ③. DNA连接酶 ④. 14个外显子和前 6个内含子
（3） ①. 与天然HSA蛋白氨基酸序列和结构完全相同 ②. 体细胞核移植
【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：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
图1中步骤一是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，即转录。 步骤二是翻译，翻译在核糖体上进行，形成的多肽链还需内质网和高尔基体进行加工，所以完成步骤二需要核糖体等细胞器参与。
【小问2详解】
cDNA文库中没有内含子，要从基因组文库中调取含有内含子序列的HAS基因信息。
为保证HSA - 2能插入HSA - 1中原先位置，需要用相同的限制酶切割，图2中AvaⅡ和NcⅠ可同时切割HSA - 1和HSA - 2。切割后用DNA连接酶连接，得到最终所需的HSA - 3片段。根据题意，HSA - 3片段含有14个外显子和前6个内含子。
【小问3详解】
若导入的目的基因在受体细胞中成功表达，那么成纤维细胞所分泌的HSA蛋白应与天然HSA蛋白氨基酸序列结构完全相同。 要获得分泌HSA的转基因牛，在检测到成纤维细胞成功表达后，需要借助体细胞核移植技术，将含有目的基因的成纤维细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，再经过胚胎培养和胚胎移植等过程获得转基因牛。
19. 辣椒是我国重要的蔬菜作物。由辣椒疫霉菌引起的辣椒疫霉病，是严重危害辣椒生产的毁灭性土传病害。辣椒感染辣椒疫霉菌后，叶片会出现大面积病斑。研究人员运用现代生物工程技术培育出了抗疫霉病的辣椒。

（1）为获取辣椒疫霉病抗性基因，研究人员对甲、乙、丙品种的辣椒进行了疫霉菌的接种试验，根据图1所示的实验数据分析（根系活力表示感染疫霉菌后的抗病能力），适宜进行辣椒疫霉菌抗性基因获取的品种是____________。
（2）研究人员根据相关研究资料，在抗病品种中找到并初步确定CaRGA2基因与辣椒抗疫霉菌有关。
①欲检测CaRGA2基因在叶中的表达水平，可以从叶中提取___________，经逆转录后得到cDNA，根据_____________设计引物进行PCR。
②图2是用以上方法获得的三个辣椒品种中CaRGA2基因表达的结果。结合图1的实验结果综合分析，将CaRGA2基因确定为辣椒疫霉菌抗性基因的理由是___________。
（3）为了进一步证明CaRGA2基因的功能，研究者利用一种基因沉默载体（TRV）与CaRGA2基因重组，使被转化的植物细胞自身的CaRGA2基因沉默，观察CaRGA2基因的功能。
①TRV与CaRGA2基因重组后，在转化前需要用____________处理农杆菌，使之处于感受态。
②转化农杆菌的实验分组见下表，请补充对照组2的处理。
③用以上三组农杆菌分别与__________（选填“甲”或“乙”或“丙”）品系辣椒叶片外植体共培养，然后进行筛选和鉴定，获得三组转基因辣椒植株。
【答案】（1）甲 （2） ①. mRNA ②. 目的基因的脱氧核苷酸序列 ③. 甲中CaRGA2基因表达相对量最高
（3） ①. 氯化钙##CaCl2 ②. 用TRV载体转化农杆菌 ③. 甲
【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：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：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。
【小问1详解】
根据图1所示的实验数据可知（根系活力表示感染疫霉菌后的抗病能力），甲接种疫霉菌后相对根系活力最强，所以适宜进行辣椒疫霉菌抗性基因获取的品种是甲。
【小问2详解】
①欲检测CaRGA2基因在叶中的表达水平，可以从叶中提取mRNA，经逆转录后得到cDNA，根据目的基因的脱氧核苷酸序列设计引物进行PCR。
②结合图1和图2实验结果，之所以将CaRGA2基因确定为辣椒疫霉菌抗性基因，是由于甲中CaRGA2基因表达相对量最高。
【小问3详解】
①TRV与CaRGA2基因重组后，在转化前需要用氯化钙处理农杆菌，使之处于感受态。
②构建表格实验处理情况，对照组1处理是未用任何载体转化的农杆菌，实验组处理是用携带CaRGA2基因的TRV载体转化农杆菌，因此对照组2处理应该是用TRV载体转化农杆菌，用以消除载体对实验结果的影响。
③用以上三组农杆菌分别与甲品系辣椒叶片外植体共培养，然后进行筛选和鉴定，获得三组转基因辣椒植株。
20. 近年来，在处理富营养化水体的污水过程中，与化学、物理除氮方法比较，目前认为微生物反硝化去除氮素污染更为经济有效。科研工作者采用基因工程技术构建具有定向高效降解含氮化合物能力的工程菌，进行了相关研究。请回答问题。
（1）微生物的反硝化作用，是氮循环中一个重要的生物过程。亚硝酸盐还原酶（Nir）是该过程的关键酶，是由野生菌株YP4的反硝化基因（nirS）转录后，再翻译出具有__________作用的蛋白质。
（2）工程菌的构建
①研究者利用NCBI数据库查到nirS基因的碱基序列，设计引物，利用PCR技术扩增nirS基因。PCR技术利用了__________的原理。
②研究者用HindIII和BamHI两种限制酶处理nirS基因与p质粒，在__________酶的作用下进行体外连接，用连接产物转化大肠杆菌DH5α，在含庆大霉素的培养基中进行培养并提取质粒，如果用HindIII和BamHⅠ双酶切，得到两个片断电泳结果分别与__________电泳结果基本一致，说明获得重组质粒pYP4S。
③将pYP4S转化到野生菌株YP4中形成工程菌YP4S，培养后进行PCR鉴定。为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图1所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的最佳一对引物组合是__________。某学生错选了图中的另外一对引物组合，扩增出长度为2.1kb的片段，原因是__________。
（3）检测工程菌YP4S除氮的效能
工程菌株YP4S在已灭菌的模拟污水中培养36h后，检测结果如图6。结果表明_________________。
【答案】（1）催化 （2） ①. DNA半保留复制 ②. DNA连接 ③. p质粒和插入片段（目基因） ④. 乙和丙 ⑤. 目的基因反向连接
（3）工程菌株除氮效果优于野生菌
【解析】
【分析】PCR技术是一项根据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。
【小问1详解】
亚硝酸盐还原酶（Nir）是该过程的关键酶，酶是经基因的转录和翻译过程形成的有催化作用的蛋白质。
【小问2详解】
①PCR技术依据的原理是DNA分子的复制。
②连接两个DNA片段所用的酶是DNA 连接酶；因实验中nirS 基因与p 质粒是分别用HindⅢ和BamHI两种限制酶处理的，故若再用HindⅢ和BamHI双酶切之后，得到两个片段电泳结果分别与p 质粒和插入片段（nirS基因）电泳结果基本一致，可说明获得重组质粒pYP4S。
③PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反方向合成子链，结合目的基因的插入位置可知，PCR鉴定时应选择的最佳一对引物组合是乙和丙；若某学生错选了图中的另外一对引物组合（甲和乙），只有反向连接后才能扩增出长度为2.1kb 的片段（2+0.1kb）。
【小问3详解】
图2 结果表明，无论是总氮还是NH4+、NO3-的去除率，工程菌株除氮效果优于野生菌。
21. 请阅读以下科普短文，并回答问题。
紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次级代谢产物。1963年，美国的两位化学家首先从太平洋红豆杉树皮中提取出紫杉醇。1979年，科学家发现紫杉醇的抗癌机理：紫杉醇能与微管蛋白聚合体作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体形成，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂。1992年紫杉醇获美国食品药品管理局批准上市，用于治疗常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。研究发现，紫杉醇对多种癌症都有一定疗效。1995年我国成为第二个生产紫杉醇注射液的国家。
研究人员最初是从红豆杉的树皮中提取紫杉醇，产量极低。大量砍伐也使野生红豆杉的数量急剧下降。红豆杉生长速度慢，直径20cm的树需要生长10年，靠砍伐树木生产紫杉醇根本无法满足人们的需求。红豆杉在我国主要分布于云南、四川、西藏和东北等地，目前已有不少地区进行红豆杉的人工栽培。播种育苗和扦插繁殖虽能在一定程度上缓解矛盾，但不能从根本上解决问题。因此，通过植物组织培养和细胞培养的方法选育高产紫杉醇细胞系具有重大意义。利用植物组织培养技术生产紫杉醇的基本程序如下：
（1）癌细胞的特点是__________。紫杉醇抑制癌细胞增殖的作用机理与_________（化学物质）类似。
（2）图中①表示_______过程。用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织的目的是_________。
（3）选取外植体后，冲洗后用75%酒精和0.1%氯化汞进行消毒处理。为研究不同组合对消毒结果的影响，进行了如下图所示的分组研究。消毒后，将外植体插入MS培养基中，24℃下黑暗培养，7d后记录外植体的染菌率，15d后记录诱导率。
当75%酒精浸泡时间增加至1.0min时，随着氯化汞浸泡时间的延长，外植体的_________。综合考虑分组实验结果，研究者选择的消毒组合为A1B1，原因是________________。
（4）研究者对愈伤组织进行悬浮培养，结果如图所示。细胞在培养的前几天活力逐渐增加，而后一直呈现下降趋势，可能的原因是______________。
悬浮培养细胞生长曲线和活力变化曲线
【答案】（1） ①. 能无限增殖 ②. 秋水仙素
（2） ①. 脱分化 ②. 去除植物细胞的细胞壁
（3） ①. 染菌率和诱导率都下降 ②. 外植体的诱导率最高，而染菌率相对较低
（4）细胞密度增大，竞争加剧
【解析】
【分析】题图分析：图1表示利用植物组织培养技术生产紫杉醇的基本程序，其中①表示脱分化过程。
图2表示用酒精和氯化汞联合消毒的不同与外植体染菌率和诱导率的关系，其中在75%酒精浸泡时间为1.0 min 条件下，随着氯化汞处理时间的延长，外植体的染菌率和诱导率都下降。
图3中随着培养时间的延长，细胞干重逐渐升高并达到稳定，而细胞活力先升高，然后急剧下降，并最后达到稳定。
【小问1详解】
癌细胞的特点是能无限增殖。据资料可知，紫杉醇能与微管蛋白聚合体作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体形成，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂，所以紫杉醇抑制癌细胞增殖的作用机理与秋水仙素类似。
【小问2详解】
图1中①表示脱分化过程。用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织的目的是去除植物细胞的细胞壁。
【小问3详解】
由图2可知，当75%酒精浸泡时间增加至1.0 min 时，随着氯化汞浸泡时间的延长，外植体的染菌率和诱导率都下降。综合考虑分组实验结果，之所以研究者选择的消毒组合为A1B1，是由于外植体的诱导率最高而染菌率相对较低。
【小问4详解】
据图3曲线可知，细胞在培养前几天活力逐渐增加，而后一直呈现下降趋势，可能的原因是细胞密度增大，竞争加剧。
0h
2h
4h
8h
16h
24h
对照组
0.40
0.40
0.38
0.35
0.35
0.35
C处理
0.40
0.12
0.13
0.07
0.02
0.01
Yb3+处理
0.40
0.14
011
0.04
0.02
0.01
Yb3+-C处理
0.40
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
组别
处理
对照组1
未用任何载体转化的农杆菌
对照组2
___________
实验组
用携带CaRGA2基因的TRV载体转化农杆菌
0h
2h
4h
8h
16h
24h
对照组
0.40
0.40
0.38
0.35
0.35
0.35
C处理
0.40
0.12
0.13
0.07
0.02
0.01
Yb3+处理
0.40
0.14
0.11
0.04
0.02
0.01
Yb3+-C处理
0.40
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
组别
处理
对照组1
未用任何载体转化的农杆菌
对照组2
___________
实验组
用携带CaRGA2基因的TRV载体转化农杆菌