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专题八 生物技术与工程
（时间：75分钟 满分：100分）
一、选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分）
1．蓝细菌拟核DNA上有控制叶绿素合成的chlL基因。某科学家通过构建该种生物缺失chlL基因的变异
株细胞，以研究chlL基因对叶绿素合成的控制，技术路线如下图所示，下列相关叙述不正确的是（ ）
A．①②过程应使用不同的限制性内切核酸酶
B．①②过程都要使用DNA连接酶
C．终止密码子是基因表达载体的重要组成部分
D．若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株
2．蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基
因结构，用以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是（ ）
A．蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B．上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C．可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D．利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
3．很多土地因土壤中有大量的废聚乙烯塑料地膜碎片而荒弃。有人用麦秆、芦苇浆、甘蔗渣浆为原料，
开发了一种“再生纤维素共混膜”来代替塑料地膜，效果很好。它不仅能使农作物增产，而且废弃后其成
分的30%被微生物吃掉，剩余部分只需一个多月的时间即可自动降解，对土壤无污染。叙述错误的是（
）
A．用焚烧的方法处理聚乙烯塑料地膜废片比用微生物降解更环保
B．微生物降解聚乙烯塑料地膜废片不易造成大气污染
C．微生物降解塑料地膜废片充分利用麦秆、蔗渣等农田废弃物，能改善农村环境，提高经济和生态效
益
D．若分离高效降解聚乙烯塑料的微生物应在培养基中只加聚乙烯塑料地膜废片为唯一的碳源
4．微生物无处不在，杂菌污染常导致生物实验功亏一篑。关于无菌操作，下列说法正确的是（ ）A．动物细胞培养均需加入抗生素抑制微生物的生长
B．涂布平板时所用的涂布器需酒精浸泡后灼烧灭菌
C．植物组织培养时外植体先用次氯酸钠溶液处理30s，再用酒精消毒30min
D．PCR实验中使用的微量离心管、微量移液器和蒸馏水在使用前需进行高压灭菌
5．2020年诺贝尔化学奖颁给了开发基因组编辑方法的两位女科学家，CRISPA/Cas9基因编辑技术可对基
因进行定点编辑，其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割，
示意图如图。下列叙述错误的是（ ）
A．向导RNA可识别、切割DNA上的目标位点
B．引入供体DNA分子的插入以实现替换，可以对基因进行定向改造
C．向导RNA识别序列发生错配可能会导致基因被错误剪辑
D．CRISPR/ Cas9系统可应用于对人类遗传病的治疗
6．下图表示 PCR 过程中某个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关物质，L、R 表示方向。下列叙述
正确的是（ ）
A．②链从 L 到 R 的方向为 3′→5′，①②链均可作为子链合成的模板
B．PCR 过程需要通过解旋酶断开氢键，且为边解旋边复制
C．以 1 个 DNA 为模板经 3 次循环需消耗 8 个引物③
D．物质③的 5′端添加了某序列，至少需经 2 次循环才可获得该序列的双链产物
7．在表达 HIV 壳体蛋白转基因细胞的悬浮培养中，将源于水稻的一个富含甘氨酸序列的信号肽（GRP）
连接在 MA 4-CA 融合基因的3'端，并将该融合基因转入枸杞细胞，建立利用转基因枸杞根系分泌表达
HIV 壳体蛋白（capsid，CA）的反应系统。临床实验证实，HIV壳体蛋白病毒样颗粒疫苗能够刺激机体产
生特异的体液和细胞免疫。下列说法错误的是（ ）
A．利用农杆菌将 MA4-CA 融合基因导入枸杞细胞的原理是其 Ti质粒可转移至受体细胞染色体 DNA
上
B．目的基因的PCR 鉴定时需要用放射性同位素等标记的 MA4-CA 融合基因作探针C．枸杞根系分泌表达CA 的缺点是根系的生长较为缓慢，而植物细胞可大规模悬浮培养
D．经农杆菌感染的叶片需要在特定培养基上诱导出愈伤组织
8．人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗
体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．制备抗HCG单克隆抗体的动物细胞工程技术有细胞核移植、动物细胞培养和动物细胞融合
B．将纯化HCG注入小鼠的目的是为了从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得杂交瘤细胞
C．杂交细胞经过筛选、克隆培养后，即可以获得产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞
D．腹水中制备抗HCG单克隆抗体时，需要注射免疫抑制剂，使小鼠易于接纳杂交瘤细胞
9．为解决人类器官来源短缺问题，我国科学家团队将人类的干细胞注入猴的胚胎中，成功构建了世界首
例人一猴嵌合胚胎。图是嵌合胚胎培育的部分过程，下列说法错误的是（ ）
A．嵌合胚胎早期发育所依据的原理是细胞的分裂和分化
B．培养①细胞时，定期更换培养液的目的是清除代谢物
C．图中②是桑葚胚，胚胎进一步扩大会导致透明袋破裂
D．对嵌合胚胎进行胚胎移植会带来严重的伦理道德争议
10．酸性土壤是pH小于7的土壤总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤等。酸性土壤在世界范围内分
布广泛，在农业生产中占有重要地位。如图表示利用耐酸植物甲（4N）和高产植物乙（2N）培育高产耐酸
杂种植物的过程，图中序号表示过程或处理手段，字母表示细胞、细胞结构或组织名称。下列叙述正确的
是（ ）A．①过程用到的酶是纤维素酶，A、B表示原生质层
B．②过程可以使用PEG或灭活的病毒诱导
C．③过程得到的杂种细胞含有3个染色体组
D．④⑤过程使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同
11．精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，下图表示用该方法制备转基因鼠的
基本流程。下列叙述正确的是（ ）
A．①过程需将成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理
B．②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自于父母双方
C．③过程有一段时间是在透明带内进行分裂，这种受精卵的早期分裂称为孵化
D．④过程需要对受体母鼠用相关激素进行同期发情处理
12．钙果又名欧李，果实中含有多种对人体有益的矿物质元素，其钙元素的含量比一般的水果都高。钙果
用途广泛，叶可做茶，花、仁、根能制作中药，果实可加工成果汁、果酒、果醋等产品。下列说法正确的
是（ ）
A．制作钙果果酒、果醋时，应将原料钙果果汁进行高压蒸汽灭菌
B．利用酵母菌进行钙果果醋发酵过程中温度应控制在18～30℃
C．钙果果酒的颜色是钙果果皮和果肉中的色素进入发酵液形成的
D．果醋发酵液中会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO
2
13．“煪(qiu)糜、糖化、发酵、压榨、陈储”是即墨老酒生产的五个环节。“煪糜”,将泡好的大黄米放入
锅中不断添浆加温熬煮、搅拌而制成红棕色、铮亮、黏稠的粥；“糖化”,将赠好的糜降温到适当的温度后
加入陈伏麦曲并不断搅拌，使其均匀的混合在一起；“发酵”,将糖化好的糜放上酵母发酵。下列说法错误
的是（ ）
A．煪糜的主要目的是除去发酵产品中的杂菌，利于酵母菌繁殖
B．糖化阶段降温的目的是防止杀死陈伏麦曲中的微生物C．发酵初期要适当提供O₂,发酵过程中需调节pH并保持适宜的温度
D．陈储有利于老酒中醇与酸发生反应，使酒更加芳香
14．下图表示通过相关技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程，下列叙述正确的是（ ）
A．A表示细胞核，其供体应选用XX性染色体的个体
B．从牛卵巢中采集的卵母细胞可直接用于①过程
C．进行过程②前必须对受体动物注射适量免疫抑制剂
D．胚胎发育卵裂阶段细胞数目增加，胚胎总体积并不增加
15．常乳是母牛泌乳期一周后直到泌乳停止前一周这个时间段内分泌的乳汁。常乳中会有一定量的细菌存
在。现研究小组检测常乳样品中细菌的总量（不考虑菌种），流程如下图，每个平板上接种菌液量为0.1
mL。下列说法正确的是（ ）
A．制作上述平板时培养基要加入血清，细胞才能正常生长
B．实验培养菌落所用的培养基应为固体选择培养基
C．按上述稀释涂布平板法，若三个平板上的菌落平均数为100个，则每毫升样品中细菌总数为5×107
个
D．食用常乳前，最佳的消毒方法是煮沸消毒
16．花椰菜具有由核基因控制的多种优良性状，但易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病
的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原
生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。实验过程如下
图所示。下列叙述错误的是（ ）A．①过程采用酶解法获取原生质体时，可利用蔗糖调节渗透压
B．②过程常使用聚乙二醇作为诱导剂诱导原生质体进行融合
C．筛选杂种细胞时，可根据是否有叶绿体和再生能力进行鉴别
D．杂种植株含有控制花椰菜优良性状的基因，只能通过父本进行传递
17．研究人员将大麦细胞的LTP1基因导入酵母中，让酵母产生LTP1蛋白。下图为该实验过程的部分流程。
下列说法正确的是（ ）
A．运用PCR扩增LTP1基因时，应选择左图的A和D作为引物
B．为方便构建重组质粒，可在引物5’端添加限制酶的识别序列
C．如图中为了筛选导入重组质粒的啤酒酵母，只需配制含青霉素的培养基
D．为了让大麦的基因在酵母中表达，需要在目的基因两侧添加大麦的启动子和终止子
18．酸性土壤是pH小于7的土壤总称。下图表示利用耐酸植物甲（4n）和高产植物乙（2n）培育高产耐
酸杂种植物的过程（图中序号表示过程或处理手段），下列相关叙述错误的是（ ）
A．图示过程中依据的原理主要有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等
B．过程①可将甲乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理
C．过程②可以用PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组
D．过程④⑤使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同
19．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，辣椒素的获得途径如图所示。下列表述
正确的是（ ）A．实验中的外植体要经过灭菌处理才能进行后续实验
B．外植体获得果实的过程需要固体培养基，获得细胞培养物需要液体培养基
C．脱毒苗移植到消毒的蛭石或珍珠岩上，可以从中获得充足的营养物质
D．通过植物细胞培养获得辣椒素，可提高单个细胞产物的含量
20．花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。为培育抗黑腐病杂植株，
研究者设计如下流程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理两种细胞
B．过程②后，显微镜下观察到有叶绿体的细胞即为融合细胞
C．过程③的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化和再分化
D．可借助PCR技术、黑腐病菌接种实验对杂种植株进行鉴定
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
21．（9分）蒲江丑柑味道清甜，果肉清脆化渣，产量高，除了将其直接投放市场外，还对其进行了一系
列产品的配套开发，如果汁、果酒、果醋等。回答下列相关问题：
(1)利用丑柑果肉可以生产果汁，为提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入果胶酶。果胶酶是分解果胶的一
类酶的总称，包括 。
(2)在利用果汁制作果酒的过程中，为了提高酵母菌的发酵效率，工作人员对酵母菌进行了固定化，过程如
下：
上述流程中，①为配制 溶液，该溶液的作用是 。
(3)上述固定化酵母细胞的方法称为 法，选择此方法的原因是 。
(4)在利用果酒制作果醋的过程中，工作人员又向发酵装置中添加一定量的果汁（不影响菌种的活性）后，
检测发现乙醇的利用速率迅速下降，原因是 。
22．（15）某地中海贫血（TDT）是单基因病，严重时可能危及生命。人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A 蛋白结合位点，该位点结合B CL11A 蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点
的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对TDT患者进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的
片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A 蛋白结合位点的具体位置。
相关信息如图所示。
(1)图中启动子是 识别和结合位点，且启动子是具有方向性的，目的基因只有正确插入启
动子和终止子之间才能正确表达。在表达载体中绿色荧光蛋白基因作为 ，要使绿色荧光蛋白
基因表达出来，图b中还缺启动子，请判断即将插入的启动子方向 （填“向左”“向右”）。
(2)PCR 扩增 γ基因上游不同DNA 片段的原理是 ，为使PCR 反应体系中的模板解链
为单链，需要满足的条件是 。
(3)将扩增后的产物定向插入载体指导绿色荧光蛋白基因表达，需要在引物末端添加限制酶识别序列。据图
可知，在R末端添加的序列所对应的限制酶应为 ，在F～F 末端添加的序列所对应的限
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制酶是 。
(4)从产物扩增到载体构建完成的整个过程中，除限制酶外，还必须用到的工具酶有DNA连接酶和
，其中前者催化形成的化学键是 。
(5)将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F～F 与R扩增产物的载体表达荧光
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蛋白，受体细胞有荧光，含F 与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F 与R扩增产物的受体细胞无荧光的原
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因是 。
(6)向培养液中添加适量的雌激素，含F～F 与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F～F 与R扩增产
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物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有 BCL11A 蛋白的结合位
点序列，据此结果可推测，BCL11A 蛋白结合位点位于 。
23．（10分）血管紧张素转化酶Ⅱ（ACE2）与高血压发生密切相关，该基因的开放阅读框cDNA序列大
小为2418bp（图1）。甲、乙两位同学通过分子生物学方法克隆该基因到pMD18-T质粒载体中（图2），
各自的部分测序结果如图4，通过双酶切获得ACE2基因编码序列与pEGFP-N1（图2）表达载体重组
（MCS多酶切位点序列如图3所示），然后将重组质粒转染到受体细胞中，进行目的基因ACE2与绿色荧光蛋白（EGFP）的融合表达，最后实验结果显示甲、乙两同学培养的细胞均没有检测到绿色荧光蛋白。
试分析并回答下列问题：
(1)若用PCR技术获取目的基因，则与之对应的引物结合部位应该是基因的 端，该技术过程中会将
温度调整到72℃左右的目的是 ；该DNA分子在PCR仪中经过5次循环，需消耗的引物数量共
个。
(2)根据图2可知，两种载体都具有的基本结构有 、 和限制酶切位点。
(3)载体中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，其在基因工程中的主要作用有 。
(4)乙同学利用目的基因ACE2与绿色荧光蛋白（EGFP）融合表达的培养细胞没有检测到绿色荧光的原因
是 。
24．（16分）回答下列（一）（二）题：
（一）生物发酵是生物技术实践活动中的一项重要技术。某校同学利用生物发酵技术开展了以下活动：
（1）甲组同学利用如图装置制作蓝莓酒：发酵开始时，酵母菌的 会使发酵瓶内出现负压。当
发酵瓶中停止出现气泡，表示发酵完毕。静置一段时间后，上清液即为果酒，可用 法取出。（2）乙组同学使用甲组获得的蓝莓酒制作蓝莓醋。发酵前用加入了蛋白胨、酵母提取物和 的
液体培养基对醋化醋杆菌进行 。若他们也想利用如图装置发酵果醋，需进行的装置变化是
（说明A、B管变化）。
（3）丙组同学用萝卜制作泡菜：泡莱制作中起作用的微生物主要是 ，用光电比色法鉴定
含量时，不能使用红萝卜的原因是 。
（二）乙型脑炎病毒（JEV）是一种RNA病毒，可引起脑实质厂泛病变引发神经系统疾病。构建转基因母
牛乳腺反应器可以在牛奶中获得蛋白疫苗，也可以通过改造病毒获得重组病毒疫苗。如图是两种JEV疫苗
获得的主要流程，请回答以下问题：
（1）图中过程①是 过程，目的基因一般经② 方法导入奶牛胚胎干
细胞，过程③是 ，科研人员常用 细胞融合技术使其结合。
（2）重组细胞培养至 阶段，导入代孕母牛体内获得转基因母牛。为了检测乳汁中是否含
有蛋白疫苗，可用 方法在分子水平进行检测。
（3）利用图中获得重组病毒疫苗的原理，科研人员研制的重组新冠病毒疫苗已投入临床实验。腺病毒作
为 ，安全性高不易使人体致病的原因是病毒基因组进入人体细胞核后，保持在染色体
外，不 到宿主细胞基因组中。
25．（10分）黑线姬鼠与小鼠是同科不同属的两个物种，具有极为相似的体型和生物学特性，为远缘异种
克隆提供良好的实验材料。如下图为克隆黑线姬鼠的流程示意图，请回答下列问题：
(1)培养成纤维细胞时要定期更换培养液，目的是 。成纤维细胞在培养过程中会出现现象，因此在核移植前要用 将培养的成纤维细胞分散开来。
(2)为获得数量较多的卵母细胞，可以给雌性小鼠注射 ，以使其超数排卵；选用卵母细胞作为
细胞核的受体的主要原因是 。
(3)为了提高早期胚胎的利用率，可以对囊胚期的胚胎进行 处理，操作时要注意
。
