文档内容
第十单元 生物技术与工程
一、单选题
1．油炸臭豆腐，是我国一些地方的风味小吃，制作时需要将豆腐浸入含有乳酸菌、芽
孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列说法正确的是（ ）
A．卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌不存在竞争关系
B．乳酸菌发酵产生了乳酸和CO
2
C．微生物发酵产生了不同的代谢物使得臭豆腐具有特殊的风味
D．腐乳制作原理是毛霉等多种微生物中的蛋白酶将蛋白质和脂肪等物质分解的结
果
【答案】C
【分析】腐乳的制作原理：参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等多种，
其中起主要作用的是毛霉，其代谢类型为异养需氧型，适宜温度为15℃～18℃；毛霉
能够产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质和脂肪分别水解成小分子的肽和氨基酸、甘油和
脂肪酸。
【详解】A、卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系，共同争夺空间和营养，A错误；
B、乳酸菌发酵产生了乳酸，没有产生CO2，B错误；
C、题中显示，制作时需要将豆腐浸入含乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵形成
的，可见，臭豆腐是在多种微生物的协同作用下制作成的，C正确；
D、腐乳制作原理是毛霉等多种微生物中的蛋白酶和脂肪酶能将蛋白质和脂肪等物质
分解成有机小分子的结果，D产物。
故选C。
2．酵母菌可通过细胞呼吸为其生长繁殖提供能量。下列叙述正确的是
A．酵母菌细胞呼吸分解有机物所释放的能量，大部分储存在ATP中
B．酵母菌的细胞呼吸可为其细胞内某些有机物的合成提供原料和能量
C．当其他培养条件适宜时，无氧条件比有氧条件更有利于酵母菌的繁殖
D．在酿酒过程中，需严格密封以利于酵母菌充分利用有机物中的能量
【答案】B
【分析】1、酵母菌属于兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸。
2、细胞呼吸的实质是分解有机物，释放能量，其释放的能量中大部分以热能的形式散
失，少数储存在ATP中。
【详解】A、酵母菌细胞呼吸分解有机物所释放的能量，大部分以热能的形式散失，
少部分储存在ATP中，A错误；B、酵母菌的细胞呼吸过程可以释放能量，同时细胞呼吸过程中产生了中间代谢产物，
因此可为其细胞内某些有机物的合成提供原料和能量，B正确；
C、当其他培养条件适宜时，酵母菌在有氧呼吸条件下释放的能量多，合成的ATP多，
有利于酵母菌的大量繁殖，而无氧呼吸条件下释放的能量较少，合成的ATP少，不利
于酵母菌的繁殖，此时利于酵母菌的发酵产生酒精，C错误；
D、在酿酒过程中，前期阶段需要酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后期在无氧条件下
发酵产生酒精，但是该无氧发酵阶段需要定期放气，因此不能严格密封，D错误。
故选B。
3．为制备圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌微生物菌剂，以降解厨余垃圾废液中淀粉、蛋白
质、脂肪等物质，研究人员探究了圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某厨余垃圾废液的
最佳接种量比，将两种菌液进行了不同配比的分组处理，如下表所示。下列叙述错误
的是（ ）
编号 R R R R R
0 1 2 3 4
圆褐固氮菌：巨大芽孢杆菌 1:0 2:1 1:1 1:2 0:1
A．微生物利用其合成分泌的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等分解废液中的相关物质
B．实验过程中需将上述菌液分别接种于相同体积的厨余垃圾废液中进行培养
C．可通过检测实验前后淀粉、蛋白质、脂肪的含量，确定适宜的配比
D．表中编号R 、R 、R 组构成相互对照，编号R 、R 组为空白对照
1 2 3 0 4
【答案】D
【分析】本实验的目的为了探究圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某厨余垃圾废液的最
佳接种量比，自变量是两种菌的接种比，因变量是厨余垃圾废液中淀粉、蛋白质、脂
肪等物质的剩余量。
【详解】A、酶具有专一性，可分解相应的物质，微生物利用其合成分泌的淀粉酶、
蛋白酶、脂肪酶等分解废液中的相关物质，A正确；
B、实验过程中，厨余垃圾废液的作用类似于培养基，其体积是无关变量，应该保持相
同，B正确；
C、可通过检测实验前后废液中淀粉、蛋白质、脂肪的含量，以确定适宜的配比，含量
最少的比例最适宜，C正确；
D、表中实验均为实验组相互形成对比实验，空白实验为接种等量无菌水，D错误。
故选D。
4．为了处理污水中的有害的、难以降解的有机化合物 A，研究团队用化合物A、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基，成功筛选出能高效降解化合物 A 的细菌。实验
的主要步骤如下图所示，相关叙述错误的是（ ）
A．实验涉及的培养基使用前必须经过湿热灭菌
B．初选培养基应该以化合物 A 作为唯一碳源
C．应选择锥形瓶中化合物 A 含量低的菌种扩大培养
D．实验筛选获得的化合物 A 高效降解菌就直接用于污水处理
【答案】D
【分析】分析题干信息，该实验的目的是筛选出高效降解化合物A的细菌，在以化合
物A的培养基中只有能降解化合物A的微生物才能生长繁殖，不能利用化合物A的微
生物因缺乏碳源等,无法生长繁殖。
【详解】A、培养微生物的培养基需要进行高温高压灭菌，即使用前必须经过湿热灭
菌，A正确；
B、要筛选出能高效降解化合物 A 的细菌，因此培养基应以化合物 A 作为唯一碳源，
则不能分解化合物 A的微生物由于缺乏碳源不能在选择培养基上生长，B正确；
C、锥形瓶中化合物 A 含量越低，说明该菌种分解化合物 A的能力越强，因此应选
择锥形瓶中化合物 A 含量低的菌种扩大培养，C正确；
D、实筛选出来的菌株还需要在具体的环境中进一步测试，才能用于污水处理，D错误；
故选 D。
5．花椰菜（ ）对黑腐病无抗性，黑芥（ ）对黑腐病具有一定的抗性。利
用植物体细胞杂交技术培育抗黑腐病的杂种植株，如图1。通过蛋白质电泳技术分析
了亲本（Ⅰ、Ⅱ）及待测植株（1～5）中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列有
关叙述错误的是（ ）A．过程①取花椰菜的顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗
B．过程②是诱导原生质体融合，体现了细胞膜的流动性
C．图2中4和5是杂种植株，其体细胞的染色体数均为17条
D．筛选抗病性强的杂种植株可用病菌悬浮液均匀喷施于植株叶片，观测其发病情
况
【答案】C
【分析】1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下
融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是
培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗
传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂
交不亲和的障碍。
2、根据图谱分析，4号和5号个体含有黑芥和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种
细胞，而1、2、3号个体只有某一亲本的蛋白质，说明不是杂种细胞。
【详解】A、植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。因此取花椰菜的顶芽细
胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗，A正确；
B、过程②为原生质体融合过程，需用物理或者化学(PEG等)的方法处理，体现了细胞
膜的流动性，B正确；
C、根据图2分析4号和5号个体含有两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞，杂种植株
中含有两种植物的遗传物质，故其体细胞的染色体数为34条，C错误；
D、可将病菌悬浮液均匀喷施于植株叶片上，观测其发病情况，筛选出抗病性强的杂
种植株，D正确。
故选C。
6．科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗鼓胀病的新型牧草，研究主要流程如下图。下列说法错误的是（ ）
注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的功能
A．将两种细胞分别置于较高渗透压环境下，有利于去除细胞壁获得两种植物的原
生质体
B．异源融合体因代谢互补可恢复生长并获得再生能力
C．③过程诱导生芽的培养基中BA（细胞分裂素类似物）与NAA的浓度比值低于
②过程
D．图示技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
【答案】C
【分析】题图分析：图示为植物体细胞杂交获得杂种植株的过程，图中①表示原生质
体融合形成杂种细胞以及杂种细胞的增殖，②表示脱分化过程，③表示再分化过程。
【详解】A、将两种细胞分别置于较高渗透压环境下，有利于去除细胞壁获得两种植
物的原生质体，避免原生质体在酶解过程中受到损伤，同时也不至于导致原生质体吸
水涨破，A正确；
B、结合图示信息可推测，异源融合体因代谢互补可恢复生长并获得再生能力，B正确；
C、③过程为再分化过程，诱导生芽的培养基中BA（细胞分裂素类似物）与NAA的
浓度比值高于②过程，这样有利于诱导生芽，C错误；
D、图示技术为植物体细胞杂交技术，该技术的优势在于克服远缘杂交不亲和的障碍，
D正确。
故选C。
7．在花椰菜种植过程中发现，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，而野生的黑芥
则具有抗黑腐病的特性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰
菜新品种如图，培育过程中通过紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏。下列叙述
正确的是（ ）A．过程①将两种细胞放入纤维素酶和果胶酶溶液中处理一段时间，制备出完整原
生质体
B．过程②显微镜下观察到两个原生质体细胞核融合为一个细胞核，证明已形成杂
种细胞
C．过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自于黑芥苗叶肉细胞的叶
绿体
D．完成鉴定后，最终获得的杂种抗病植株中具有完整的花椰菜和黑芥的遗传信息
【答案】C
【分析】分析题图：图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图，
其中①表示采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁的过程；②表示诱导原生质
体融合的过程；③表示脱分化过程。
【详解】A、①过程将两种细胞置于等渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理以除去细
胞壁，获得有活力的原生质体，A错误；
B、过程②融合的原生质体再生形成新的细胞壁，证明已形成杂种细胞，B错误；
C、愈伤组织不含叶绿体，因此过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自
于黑芥苗叶肉细胞的叶绿体，C正确；
D、由于紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏，因此完成鉴定后，最终获得的杂
种抗病植株中不具有完整的黑芥的遗传信息，D错误。
故选C。
8．为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题，研究者将
抗原刺激后的B淋巴细胞，用EBV（一种病毒颗粒）感染，获得“染色体核型稳定”
的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活，但对Oua敏感。骨髓瘤
细胞在HAT培养基中不能存活，但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列分析错误的是（ ）
A．B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得
B．HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞
C．杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降
D．图中获得的杂交瘤细胞需经克隆化培养和抗体检测筛选后才可用于生产
【答案】B
【分析】1、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。
2、两次筛选：筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）；筛选
出能够产生特异性抗体的细胞群。
【详解】A、对动物进行间歇注射抗原处理，以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞；
B淋巴细胞在骨髓中发育成熟，可分布于淋巴结和脾脏等处，故B淋巴细胞可从多次
间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得，A正确；
B、据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活，但对Oua敏感；骨髓瘤细胞在
HAT培养基中不能存活，但对Oua不敏感”可知，HAT培养基去除的是未与EBV转
化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞，Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细
胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞，B错误；
C、抗体是由浆细胞分泌的，杂交瘤细胞若丢失来自B淋巴细胞的染色体，可能会导
致抗体产生能力下降，C正确；
D、图示获得的杂交瘤细胞还需要经过进一步的筛选，需经克隆化培养化，并用专一
抗体检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能直接用于生产单克隆抗体，D正确。
故选B。
9．近日，有关新冠“二阳”的话题频上热搜，很多市民再次陷入恐慌，并采用抗原试
剂盒进行新冠病毒的自我检测。试剂盒中的一种单克隆抗体能与新冠病毒表面的S蛋
白特异性结合，发挥诊断作用，该单克隆抗体可通过向6～8周龄的Balb/c小鼠注射重
组蛋白后经培养、筛选而获得。下列叙述错误的是（ ）
A．制备单克隆抗体使用的B淋巴细胞取自经过多次抗原注射的Balb/c小鼠的脾脏
B．用96孔板培养杂交瘤细胞时，接种的每一个杂交瘤细胞均能产生所需抗体
C．杂交瘤细胞可放入CO 培养箱中进行培养，在培养过程中一般无接触抑制现象
2
D．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，可获取大量的抗S蛋白的单克隆抗体
【答案】B
【分析】将抗原注射入小鼠中，获得免疫小鼠，从小鼠脾脏中获得B淋巴细胞，将B
淋巴细胞和骨髓瘤细胞通过PEG融合成杂交瘤细胞，再用特定的选择培养基培养筛选，
最终获得能在体外大量繁殖的同时能产生特异性抗体的细胞。
【详解】A、注射过S蛋白的小鼠脾脏中有能产生特定抗体的B淋巴细胞，且多次注
射抗原激活多次免疫效应，产生更多免疫细胞，A正确；
B、由于杂交瘤细胞培养初期不稳定，可能丢失部分染色体或出现变异的情况，导致不
能产生抗体，或由于B细胞种类差异导致产生的抗体不同，B错误；
C、杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特征，细胞表面缺少黏性蛋白，培养过程中一般无接
触抑制现象，C正确；
D、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，可以获取大量的抗S蛋
白的单克隆抗体，D正确。
故选B。
10．单克隆抗体在多种疾病的诊断和治疗中发挥重要作用，下图是利用小鼠制备单克
隆抗体的过程，以下叙述错误的是（ ）
A．已免疫的小鼠脾脏中，每个脾B淋巴细胞可产生多种抗体，所以需要进行细胞
筛选
B．可在无菌条件下采用电融合法诱导细胞融合
C．在特定培养基中筛选出的细胞M为杂交瘤细胞
D．经过上图细胞筛选过程之后的细胞还需进行进一步筛选
【答案】A
【分析】单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小
鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓
瘤细胞融合，在经过两次筛选：①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身
融合的细胞）②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测：专一抗体检验阳性，获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞。最后从培养液或小鼠腹水
中提取单克隆抗体。
【详解】A、一般而言，一种B淋巴细胞只能产生一种抗体，A错误；
B、诱导动物细胞融合的方法有：电融合法、聚乙二醇、灭活的病毒，因此可在无菌条
件下采用电融合法诱导细胞融合，B正确；
C、利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，在特定培养基中筛选出
的细胞M为杂交瘤细胞，C正确；
D、经过上图细胞筛选过程之后的细胞还需进行进一步筛选，即进行专一抗体阳性检
测：根据抗原—抗体特异性结合原理，检测时取培养液滴加相应抗原出现反应为目标
细胞，D正确。
故选A。
11．一对姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，该对半同卵双胞胎的受精及胚胎发
育过程如图所示。一般情况下图2受精卵无法发育，但该受精卵能有丝分裂如图3，染
色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成三个细胞如图4，其中两个
细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是（ ）
A．图1表示该异常胚胎的受精过程，此时的卵子为初级卵母细胞
B．该卵子与2个精子受精，表明透明带和卵细胞膜在阻止多精入卵的过程中不起
作用
C．这对姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体不同
D．若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，则细胞C含2个母系染色体组
【答案】C
【分析】受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。受精卵的染色
体，有一半来自精子，另一半来自卵细胞，受精卵的细胞质DNA全部来自于卵细胞。
【详解】A、图1表示该异常胚胎的受精过程，有2个精子的头部进入了卵细胞，此时
的卵子为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞 ，A错误；
B、该卵子与2个精子受精，是异常受精，不能说明透明带和卵细胞膜在阻止多精入卵
的过程中不起作用 ，B错误；C、图4中A、C的染色体都是来自于精子的父系染色体组1个和卵细胞的母系染色体
组1个，而B的染色体来自于两个精子（两个染色体组都是来自父系），这对姐弟来
源于母亲的染色体一般相同（来自雌原核），来源于父亲的染色体不同（分别来自两
个不同的雄原核） ，C正确；
D、图4中A、C的染色体来自于精子和卵细胞，若图4细胞A包含父系和母系染色体
组各1个，则细胞C包含父系和母系染色体组各1个，D错误。
故选C。
12．EPO是人体肾脏分泌的一种肽类激素，能使骨髓生成红细胞的量增加，提高血红
蛋白含量，增加血液携氧、供氧能力，是临床上一种治疗肾性贫血的药物。下图是采
用中国仓鼠卵巢细胞表达系统来生产EPO的过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在③过程，精子需要依次穿越卵母细胞的透明带和卵细胞膜
B．在⑥之前，需要割取囊胚的部分滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别
C．胚胎移植时进行同期发情处理，目的是降低代孕仓鼠对移入胚胎的免疫排斥反
应
D．甲乙丙丁是同一物种，但只有丁获得了人类的EPO基因
【答案】C
【分析】图中①表示卵母细胞的采集和培养，②为精子的采集和获能，③为体外受精，
④为目的基因导入受体细胞，⑤为胚胎的早期培养，⑥为胚胎移植，⑦为转EPO基因
仓鼠的生长发育过程，⑧为检测目的基因EPO是否表达出EPO活性成分。
【详解】A、③为体外受精，受精时，精子需要依次穿越卵母细胞的透明带和卵细胞
膜，A正确；
B、根据题意“采用中国仓鼠卵巢细胞表达系统来生产EPO的过程”，⑥为胚胎移植，
在此之前需要割取囊胚的部分滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别，B正确；
C、胚胎移植时进行同期发情处理，是为胚胎移入受体提供相同的生理环境，此时代孕
仓鼠对外来胚胎基本不存在免疫排斥，C错误；D、由图示可知，甲乙丙丁仍是同一物种，但只有丁通过转基因技术获得了人类的
EPO基因，D正确。
故选C。
13．CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术，Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体
（如图）．利用该技术可以对DNA进行一系列的定向改造。下列相关叙述错误的是（
）
A．Cas9蛋白属于限制酶，能切割目的基因
B．sgRNA具有能与目的基因发生碱基互补配对的结构
C．基因编辑技术能够定点插入、删除或替换部分碱基对
D．通过基因编辑技术引起的变异属于基因重组
【答案】D
【分析】CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导RNA能识别
并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现
对靶基因序列的编辑。
【详解】AB、Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体，复合体中的sgRNA与目
的基因按照碱基互补配对原则特异性结合，Cas9蛋白相当于限制酶，Cas9蛋白结合到
相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑，AB正确；
C、复合体在sgRNA引导下结合目的基因，Cas9蛋白切割目的基因造成双链断裂，细
胞在修复断裂的DNA时会随机插入、删除或替换部分碱基对，C正确；
D、通过基因编辑技术引起的变异属于基因突变，D错误。
故选D。
14．《诗经》中有“投我以木瓜，报之以琼瑶”的诗句。番木瓜易感染番木瓜环斑病
毒（英文缩写为PRSV）而获病。我国华南农业大学的科研人员利用农杆菌转化法，
成功培育出转基因番木瓜“华农一号”，大致流程如图所示。下列分析错误的是（
）A．过程①称为逆转录，此过程中用到的酶有逆转录酶等
B．过程②用限制酶BamHⅠ在Ti质粒切开一个切口暴露出两个游离的磷酸基团
C．过程③将重组质粒转入农杆菌之前，需先用Ca2+载体处理农杆菌
D．过程⑤产生的木瓜植株即使有抗PRSV基因也不一定具有抗PRSV的性状
【答案】C
【分析】分析题图：图中①为逆转录过程，②为基因表达载体的构建过程，③④是采
用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，⑤是再分化过程。
【详解】A、过程①是以RNA为模板合成DNA的过程，为逆转录，需要逆转录酶，A
正确；
B、质粒为环状DNA分子，用限制酶BamHⅠ在Ti质粒切开一个切口将暴露出两个游
离的磷酸基团，B正确；
C、过程③将重组质粒转入农杆菌之前，需先用Ca2+（不是Ca2+载体）处理农杆菌，
使其容易吸收周围的DNA分子，C错误；
D、由于导入的目的基因不一定表达，因此过程⑤产生的木瓜植株即使有抗PRSV基因
也不一定具有抗PRSV的性状，D正确。
故选C。
15．现代生物技术发展迅猛，改变着人类的生产和生活方式，成为促进社会和经济发
展的重要力量。生物技术在给人带来福音和便利的同时，对人类社会的安全性也产生
了一定的影响。下列有关说法正确的是（ ）
A．转基因技术是提高生物多样性的一种重要手段
B．转基因抗虫植株可以减少农药的使用，因此对环境不会造成任何影响C．克隆技术如果被不当利用将给社会造成灾难，应禁止任何克隆研究
D．转基因农作物对于解决粮食、能源等问题具有积极作用，但也存在一定风险
【答案】D
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、
生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。
【详解】A、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，转基因技
术实现了不同物种间基因的转移，但并未提高生物多样性，A错误；
B、种植转基因抗虫作物，可以减少农药的使用量，但可能会环境造成基因污染等，B
错误；
C、克隆技术如果被不当利用将给社会造成灾难，应禁止生殖性克隆，但是不反对治疗
性克隆，如治疗性克隆可用于治疗白血病等，C错误；
D、转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用，同时也存在着一定风险，
如可能有滞后效应、出现过敏源、食物的营养成分改变等，D正确。
故选D。
二、多选题
16．尿素是一种高浓度氮肥，被土壤中某些细菌分解为氨后，再转化成铵盐、硝酸盐
等可以被植物吸收利用。某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计每克土壤样
品中的活菌数目，培养基配方如下表所示。下列有关叙述正确的是（ ）
成 尿
KH2PO4 Na2HPO4 MgSO ·7H O 葡萄糖 琼脂
分 4 2 素
含
1.4g 2.1g 0.2g 10.0g 1.0g 15.0g
量
A．有些细菌能分解尿素的根本原因是其能合成脲酶
B．若培养基要调节pH，应该在灭菌之前进行
C．KH PO 和NaHPO 可维持培养基pH的相对稳定
2 4 2 4
D．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比实际的活菌数目少
【答案】BCD
【分析】1、培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基以尿素为唯一的氮源，只有
能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分
解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出
分解尿素的微生物。
2、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。在划线的开始部分，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。
【详解】A、某些细菌能分解尿素的原因是能合成并分泌脲酶，根本原因是具有脲酶
基因，A错误；
B、培养基制作完成后需要先调整pH，后进行灭菌，B正确；
C、KH2PO4和Na2HPO4属于缓冲液，可维持培养基pH的相对稳定，C正确；
D、由于两个或多个细菌可能形成一个菌落，所以用稀释涂布平板法统计的菌落数往
往比实际的活菌数目少，D正确。
故选BCD。
17．如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B．丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养
C．丙和丁过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象
D．丁过程是传代培养的细胞，细胞都能进行无限增殖
【答案】ABC
【分析】1、动物细胞培养过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单
个细胞→制成细胞悬液→转入 培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满
瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液 →转入培养液(传代培养) →放入二氧
化碳培养箱培养。
2、图示为肾脏上皮细胞培养过程示意图，图中甲表示剪碎肾脏组织块，乙表示制成细
胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养。
【详解】A、甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶
处理，分散成单个细胞，A正确；
B、丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养，B正确；C、丙原代培养过程和丁传代培养过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象，C正确；
D、丁过程是传代培养过程，该过程少部分细胞遗传物质可能发生了变化，进而无限
繁殖，D错误。
故选ABC。
【点睛】本题考查动物细胞培养的相关知识，要求考生识记动物细胞培养的具体过程，
掌握原代培养和传代培养的区别；识记动物细胞培养的条件，能结合所学的知识准确
判断各选项，难度不大。
18．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱
导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N 表示染色体
组）。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B．细胞III 只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．II、III 和IV 细胞分裂后期染色体数目相同
D．培育转基因动物应选择细胞IV作为受体细胞
【答案】ABD
【分析】分析题图：图示为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图，其中Ⅰ为
卵原细胞；Ⅱ为初级卵母细胞；Ⅲ次级卵母细胞；Ⅳ为受精卵。
【详解】A、由题意可知刺激卵母细胞的形成需要促性腺激素的参与，A正确；
B、细胞III次级卵母细胞在精子的作用下才能形成成熟的卵细胞，B正确；
C、II初级卵母细胞减数第一次分裂后期染色体数是2n，IV受精卵细胞有丝分裂后期
染色体数目是4n，III次级卵母细胞减数第二次分裂后期染色体数是2n，C错误；
D、培育转基因动物最好选择受精卵作为受体细胞，D正确。
故选ABD。
19．OsGLO1、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（载体中部分序列如下图所示），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。下列叙述错误的是（ ）A．四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板
B．四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译
C．应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞
D．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情况
【答案】ABC
【分析】 线粒体和叶绿体的DNA，都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译
控制某些蛋白质的合成，但同时受到细胞核基因的控制。
标记基因：便于重组DNA分子的筛选。
【详解】A、四个基因转录时不一定都以DNA的同一条单链为模板，A错误；
B、这些基因在叶绿体外合成，由叶绿体转运肽引导合成的蛋白质进入叶绿体，B错误；
C、卡那霉素不在T-DNA上，应用潮霉素培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C错
误；
D、可用抗原-抗体杂交技术检测是否有相应的蛋白质产生，从而检测四种酶在转基因
水稻中的表达情况，D正确。
故选ABC。
20．SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S
蛋白的特异性抗体。研制预防SARS病毒的疫苗简要的操作流程如下，有关叙述正确
的是
A．步骤①所代表的反应过程是逆转录
B．将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，也能得到表达的S蛋白
C．步骤③和⑤常用的方法分别是农杆菌转化法和显微注射法
D．可用抗原—抗体杂交法检测细胞中是否真正成功表达了病毒S蛋白
【答案】AD【分析】分析题图：图示表示研制预防SARS病毒的疫苗简要的操作流程，其中①是
以RNA为模板合成DNA的逆转录过程，②表示基因表达载体的构建过程，③表示将
目的基因导入大肠杆菌细胞，④表示目的基因在原核细胞中的表达；⑤表示将目的基
因导入动物细胞，⑥表示目的基因在真核细胞中的表达。
【详解】A、步骤①所代表的反应过程是以RNA为模板合成DNA的逆转录，A正确；
B、目的基因需要与运载体连接后才能导入受体细胞，不能直接导入受体细胞，B错误；
C、将目的基因导入微生物细胞常用Ca2+处理法，将目的基因导入动物细胞最有效的
方法是显微注射法，即步骤③和⑤常用的方法分别是Ca2+处理法和显微注射法，C错
误；
D、可用抗原-抗体杂交法检测目的基因是否成功表达，即可用抗原—抗体杂交法检测
细胞中是否真正成功表达了病毒S蛋白，D正确。
故选AD。
【点睛】本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、
操作步骤等，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能正确分析题图，再结合所学的知
识准确判断各选项。
三、综合题
21．人误食被金黄色葡萄球菌污染的食物后，可能出现腹泻、呕吐等症状。研究者尝
试用蜻蜓肠道共生菌的代谢产物开发新型抑菌药物，部分实验步骤如图所示，图中数
字编号代表实验步骤。
(1)⑤步骤培养肠道共生菌的培养基配方如下表所示：
葡萄
药品 马铃薯 X 水
糖
用量 200.0g 20.0g 20.0g 1000mL
①表格中的药品X最可能是 ；
②表格中的马铃薯可以提供的营养成分有 。
(2)⑤步骤中，稀释涂布了5个培养基，每个培养基上涂布0.1mL稀释液，5个培养基上生长的菌落数分别为8、62、75、88、95，则在③步骤的蜻蜓肠道提取液中，肠道
共生菌的密度为 个/mL（假设所有共生菌都能在培养基上生长）。
(3)为了保证实验的顺利进行，下列操作正确的有 。
①研磨蜻蜓肠道时加入蒸馏水，且在无菌操作台进行
②解剖蜻蜓用的镊子等工具，事先用干热灭菌法进行灭菌
③进行稀释涂布操作时，将需要用到的接种环先进行灼烧灭菌
④实验结束后，将实验产生的废弃物进行集中灭菌处理
(4)接种培养一段时间，培养基上共出现42种蜻蜓肠道共生菌，通过提取其DNA并测
序可从分子水平上将其进行区分，其原理是 。
(5)研究者分离出蜻蜓肠道菌株A，提取其代谢产物并用丙酮定容制成“药液A”。欲比
较“药液A”与庆大霉素液（用无菌水配制的抗生素溶液）对金黄色葡萄球菌的抑菌效
果，请在表格中填写简要的实验步骤，完成实验方案（所有实验均在无菌环境操作）。
步骤与目
操作与要点
的
接种微生
在培养基上均匀涂布①
物
用无菌镊子将分别浸过A、B、C液和无菌水的圆纸片沥干后均匀置于上
加入药物
述培养基表面。A、B、C液分别为“药液A”、② 、③
培养微生
将培养基在④ ℃下培养24小时
物
观测并分
测量⑤ ，记录、比较、得出结论
析结果
【答案】(1) 琼脂 碳源、氮源、无机盐（、生长因子）
(2)8×105
(3)②④
(4)DNA分子具有特异性
(5) （稀释的）金黄色葡萄球菌菌液 丙酮 庆大霉素液 37 圆纸片周围无菌落生长区域（透明圈、清晰区）的大小（直径）
【分析】培养基的概念及营养构成
（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基
质；
（2）营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生
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】（1）①⑤步骤中的培养基为固体培养基，因此表格中的药品X应该为琼脂。
②表格中的马铃薯含有丰富的有机物，因而可以提供培养基中的碳源、氮源、无机盐
和生长因子等成分。
（2）⑤步骤中，稀释涂布了5个培养基，每个培养基上涂布0.1mL稀释液，5个培养
基上生长的菌落数分别为8、62、75、88、95，图中共稀释了3次，因此最后的稀释倍
数为103，在计数时通常计数菌落数在30~300之间的平板，因此，③步骤的蜻蜓肠道
提取液中，肠道共生菌的密度为（62+75+88+95）÷4÷0.1×103=8×105个/mL（假设所有
共生菌都能在培养基上生长）。
（3）①为避免杂菌污染，研磨蜻蜓肠道时加入无菌水，且在无菌操作台进行，①错误；
②解剖蜻蜓用的镊子等工具需要灭菌处理，通常用干热灭菌法进行灭菌，②正确；
③进行稀释涂布操作时，将需要用到的涂布器进行灼烧灭菌，③错误；
④实验结束后，将实验产生的废弃物进行集中灭菌处理，避免污染环境和操作者，④
正确。
故选②④。
（4）接种培养一段时间，培养基上共出现42种蜻蜓肠道共生菌，通过提取其DNA并
测序可从分子水平上将其进行区分，这是根据DNA分子的特异性来鉴别的，即每种生
物的DNA分子具有其特定的碱基序列。
（5）本实验的目的是比较“药液A”与庆大霉素液（用无菌水配制的抗生素溶液）对
金黄色葡萄球菌的抑菌效果，因而本实验的自变量是培养基中加入的药物种类，因变
量是抑菌圈的大小。因此实验步骤为：首先培养出金黄色葡萄球菌的菌落，因此步骤
一种操作为在培养基上均匀涂布（稀释的）金黄色葡萄球菌菌液，以便获得均匀生长
的金黄色葡萄球菌的菌落。而后用无菌镊子将分别浸过A、B、C液和无菌水的圆纸片
沥干后均匀置于上述培养基表面。A、B、C液分别为“药液A”、丙酮、庆大霉素液。
将培养基在37℃下培养24小时，该温度是细菌生长的适宜温度，最后测量圆纸片周围无菌落生长区域，记录、比较、得出结论，该区域越大说明抑菌效果越好。
22． 将基因型为AaBb的水稻（具有24条染色体）的叶肉细胞通过无菌操作接入含有
营养成分全面的培养基的试管中，在一定条件下培养形成试管幼苗，其过程如图所示：
(1)图中水稻的叶肉细胞要经过消毒处理后才能进行培养。其中［1］过程中，细胞的分
化程度会 填“升高”“降低”或“不变”）。愈伤组织经过［2］过程重新分化
成根和芽的过程叫 。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生
芽培养基，这三种培养基的主要差异是 。
(2)在形成愈伤组织的过程中，细胞必须不断地从培养基中获得 和小分
子有机物等营养物质。
(3)如果［4］是脱毒植株，则“水稻的某种细胞”应选用 细胞，
这种繁殖方式实际上是 ，培养成的植株的基因型为 。
(4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则［4］称为 植株，该植
株的特点是 ，需用 处理，使其恢复正常体细胞染色
体数。
【答案】(1) 降低 再分化 生长素/细胞分裂素的比例不同
(2)水分、无机盐
(3) 根尖或茎尖 无性繁殖 AaBb
(4) 单倍体 高度不育 秋水仙素
【分析】愈伤组织是指原植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它
由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。
【详解】（1）［1］过程为脱分化处理，高度分化的植物细胞形成愈伤组织，细胞的
分化程度降低；［2］过程为愈伤组织的再分化过程；植物在不同阶段需要的营养不同，
脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基目的不同，因此生长素/细胞分裂素的比例不
同。
（2）愈伤组织不能进行光合作用，在形成愈伤组织的过程中，细胞需要从外界获得水
分、无机盐和小分子有机物如氨基酸、葡萄糖等营养物质。
（3）根尖或茎尖处细胞分裂旺盛、感染病毒的概率小，常作为脱毒苗的首选；这种繁
殖方式不经过两性细胞的结合，为无性繁殖；培养成的植株的基因型与原植株相同，
为AaBb。（4）花粉为雄配子，配子发育来的为单倍体；水稻具有2个染色体组，该植株只有1
个染色体组，无同源染色体，减数分裂异常，因此高度不育；秋水仙素抑制纺锤体的
形成，会使染色体数目加倍，因此可使单倍体恢复为正常体细胞染色体数。
23．Ⅰ型糖尿病的病因是胰岛B细胞损伤，Ⅱ型糖尿病多表现为对胰岛素不敏感，不
同类型糖尿病临床治疗方案不同。抗胰岛素抗体可快速检测胰岛素含量，为临床诊断
提供依据。下图为某科研小组制备抗胰岛素单克隆抗体的流程。请回答下列问题：
(1)实验开始时需给实验小鼠多次注射 ，目的是 。经过免疫反应后提取出的
B淋巴细胞无法通过直接进行动物细胞培养获得大量抗体，其原因是 。
(2)杂交瘤细胞的特点是 （答出两点）。研究发现，细胞中DNA合成有，D和S
两条途径，氨基嘌呤可以阻断D途径而不能阻断S途径。在HAT培养基（起选择作用
的一种培养基）中加入氨基嘌呤后，未融合的亲本细胞和同种细胞融合形成的细胞均
因DNA无法复制而死亡，只有杂交瘤细胞能连续增殖。据此判断杂交瘤细胞DNA合
成存在以上的 途径。
(3)阳性克隆扩大培养常用有限稀释法，即将专一抗体检验阳性的细胞稀释到7～10
个/mL，每孔加入细胞稀释液的体积为 mL（填“0．1”、“1”或“10”），使每个
孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养目的。
(4)成人隐匿性糖尿病（LADA）的病理进程比较缓慢，早期表现酷似Ⅱ型糖尿病，后
期逐渐呈现I型糖尿病病征，LADA的临床诊断，除了做必要的抗体和生化指标检验
外，还有一个标准是诊断后至少六个月不需要进行胰岛素治疗。据此推测该标准的设
立依据是 。
【答案】(1) 胰岛素 为了获得更多能够产生特定抗体（抗胰岛素抗体）的B
淋巴细胞 淋巴细胞不能无限增殖而且寿命有限
(2) 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体 D和S
(3)0．1
(4)LADA早期胰岛B细胞没有受损（胰岛素较充足），机体对胰岛素不敏感且病理进
程比较缓慢【分析】在制备单克隆抗体时，首先要给小鼠免疫，产生相应的浆细胞，然后将浆细
胞与骨髓瘤细胞融合，经过选择培养基两次筛选最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细
胞。在单克隆抗体的制备过程中，使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工
程技术。
【详解】（1）在制备单克隆抗体时，首先要给小鼠多次免疫注射胰岛素为，目的是为
了获得更多能够产生特定抗体（抗胰岛素抗体）的B淋巴细胞。由于淋巴细胞不能无
限增殖而且寿命有限，经过免疫反应后提取出的B淋巴细胞无法通过直接进行动物细
胞培养获得大量抗体。
（2）杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。在HAT培养基
（起选择作用的一种培养基）中加入氨基嘌呤后，未融合的亲本细胞和同种细胞融合
形成的细胞均因DNA无法复制而死亡，只有杂交瘤细胞能连续增殖，据此判断杂交瘤
细胞DNA合成存在以上的D和S途径。
（3）抗体检验阳性的细胞稀释到7～10个/mL，每孔加入细胞稀释液的体积为0．
1mL，使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养目的。
（4）由于LADA早期表现酷似Ⅱ型糖尿病，后期逐渐呈现I型糖尿病病征，说明
LADA早期胰岛B细胞没有受损（胰岛素较充足），机体对胰岛素不敏感且病理进程
比较缓慢，因此LADA的临床诊断，除了做必要的抗体和生化指标检验外，还有一个
标准是诊断后至少六个月不需要进行胰岛素治疗。
24．phb2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物phb2蛋白抑制人宫颈癌细
胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基
因），大小为0．9kb（1kb=1000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。下图1是phb2
基因编码区序列以及两端需添加的能被相关酶识别的序列，图2为研究所用表达载体
示意图，表格为有关的限制酶种类及识别序列和切割位点。回答下列问题。
限制酶种类 SpeI PvitⅡ BamHI XbaI
识别序列 5'A↓CTAGT3' 5'CAG↓CTG3' 5'G↓GATCC3' 5'T↓CTAGA3'(1)用PCR扩增phb2基因时，为了使PCR产物能被限制酶切割，以便构建基因表达载
体，可以考虑在引物的 （填“3'端”或“5'端”）添加限制酶识别序列。据图可
推断，扩增α链时需添加的限制酶识别序列以及所用引物的碱基序列是 （写出12
个碱基并注明方向）。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用
（填“E。coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”）。
(2)构建的基因表达载体中需要使用大肠杆菌蛋白基因的启动子tac，其原因是 。
(3)将转化后的大肠杆菌接种在含 的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号
为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（1）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物
经电泳分离，结果如图3， 号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。
注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0．2kb的DNA分子条带未出现在图中
(4)在筛选出成功导入phb2基因的大肠杆菌后，经多代培养仍能提取出phb2基因，你
认为phb2基因是否已成功转化？你的观点及理由是 。
【答案】(1) 5'端 5'CAGCTGTCATTT3' T4DNA连接酶
(2)tac有利于目的基因在大肠杆菌细胞内表达
(3) 氨苄青霉素 3
(4)不一定，转化是指目的基因成功导入受体细胞并稳定存在和表达，仅提取到phb2目
的基因不能说明它能否正常表达
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选和获取：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：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。个体水
平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）进行PCR扩增目的基因时，DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3′-
OH末端，并以此为起始点，沿模板5′→3′方向延伸，故需在引物的5'端添加限制酶识
别序列。扩增α链时其右边需要添加PvitⅡ识别序列5'CAGCTG3'，且引物需要与α链
碱基序列5'AAATGA3'互补配对，故扩增α链时所用引物的碱基序列是
5'CAGCTGTCATTT3'；根据图1的限制酶识别序列、图2中限制酶的位置，需要用限
制酶PvitⅡ、SpeI，由于PvitⅡ切出的是平末端，因此需要用T4DNA连接酶进行连接。
（2）启动子tac有利于目的基因在大肠杆菌细胞内表达，因此，构建的基因表达载体
中需要使用大肠杆菌蛋白基因的启动子tac。
（3）该基因表达载体上含有氨苄青霉素抗性基因，因此可将转化后的大肠杆菌接种在
含氨苄青霉素的培养基上进行培养进行筛选。由于这些菌落都可以生长在含有氨苄青
霉素的培养基中，因此都含有质粒，重组质粒包含了目的基因和质粒，如果用PvitⅡ和
SpeI两种酶切割重组质粒电泳后将获得含有质粒和目的基因两条条带，2、3含有两条
条带，2中其中一条条带为1.5kb，3中其中一条条带为1kb，由于牛凝乳酶的基因大小
为0．9kb，所以对应电泳图是菌落3。
（4）转化是指目的基因成功导入受体细胞并稳定存在和表达，仅提取到phb2目的基
因不能说明它能否正常表达。
25．高等植物中的乙烯生物合成受到发育阶段和环境的共同调节，其中乙烯合成酶在
这一过程中起到至关重要的作用。拟南芥乙烯合成酶相关基因主要有两种：AtACS4和
AtACS5。为研究以上基因表达水平与发育阶段的关系，科学家将AtACS4和AtACS5的启动子分别和GUS报告基因融合，并转入拟南芥。图1为使用的载体图谱，kanr为
卡那霉素抗性基因，Ampr为氨苄青霉素抗性基因。回答下列问题：
(1)构建重组DNA分子：取足量的拟南芥叶片并提取 ，通过 得到两种启动
子片段的拷贝，为使启动子正确插入载体，在获得的启动子两端分别引入 和
两种不同限制酶的识别序列，再用 酶处理启动子与表达载体获得重组DNA分子。
(2)农杆菌转化拟南芥：将两种重组DNA分子分别导入农杆菌，后将转化的农杆菌分
别置于添加了 的LB液体培养基中进行培养。为确定培养所得农杆菌确实转入了
重组DNA分子，可以通过 进行检测。后将转基因农杆菌与消毒后的拟南芥叶片共同培养，将共同培养后的烟草叶片转入含有营养物以及 的 培养基（填写
培养基名称）中脱菌、诱导培养和筛选。经过发芽和生根培养后的组培苗需进行炼苗，
炼苗的作用是 。
(3)拟南芥乙烯合成酶的表达特点：使用GUS染液染色后，具GUS基因表达产物的部
位会现蓝色，用肉眼或在显微镜下可看到，且在一定程度下根据染色深浅可反映出
GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。
AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化获得的转基因拟南芥经
过GUS染色后的实验结果依次为图2的A、B。可以推测AtACS4和AtACS5的表达特
点为 。
【答案】(1) DNA PCR扩增 PvuII HindIII 限制性内切核酸酶、
DNA连接酶
(2) 卡那霉素 PCR/核酸分子杂交 氨苄青霉素、植物激素 MS
提高试管苗对外部环境的适应能力
(3)AtACS4在成熟植株的叶片中表达量较高/AtACS5在幼嫩植株的叶片中表达量较
高/AtACS4在幼嫩植株根中不表达，在成熟植株根中表达/两种基因在拟南芥的任何生
长时期都有表达（任写其二即可，2分）
【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：分子水平上的检测：个体水平上的鉴定。
【详解】（1）由题意可得，需要克隆得到启动子，因此需要提取拟南芥叶片的
DNA，通过PCR扩增得到启动子片段拷贝；观察载体图谱，可知选用PvuII和HindIII
两种限制酶可使目的基因插入到T-DNA区域内由不会破坏其他基因的结构，因此在获
得的启动子两端分别引入PvuII和HindIII两种不同限制酶的识别序列；后再用限制性
内切核酸酶、DNA连接酶酶处理启动子与表达载体以实现黏性末端的获取及连接从而获得重组DNA分子。
（2）由载体图谱可知，T-DNA以外的区域存在卡那霉素抗性基因，T-DNA区域内存
在氨苄青霉素抗性基因，因此转基因后农杆菌存在卡那霉素抗性，因此为了筛选出成
功导入重组质粒的农杆菌，需要将两组转化的农杆菌分别置于添加了卡那霉素的LB液
体培养基中进行培养。为确定培养所得农杆菌确实转入了重组DNA分子，可以通过
PCR或核酸分子杂交以确定重组DNA分子在农杆菌中的存在情况；共同培养后烟草的
基因组中被插入T-DNA，因此转染后的烟草细胞具有氨苄青霉素抗性，此时可以将该
烟草叶片转入含有营养物以及氨苄青霉素、植物激素的MS培养基中脱菌、诱导培养
和筛选。炼苗的作用是提高试管苗对外部环境的适应能力。
（3）由载体图谱可知，实验将AtACS4和AtACS5的启动子插入到GUS基因的上游，
因此GUS基因的表达受这两个启动子驱动，因此GUS基因的表达情况与AtACS4和
AtACS5相同。且使用GUS染液染色后，具GUS基因表达产物的部位会现蓝色，用肉
眼或在显微镜下可看到，且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS基因的表达水平，
因此蓝色所在部位及深浅即可表示AtACS4和AtACS5在拟南芥中的表达部位及表达
强弱，结合图示可以看出，AtACS4在成熟植株的叶片中表达量较高/AtACS5在幼嫩植
株的叶片中表达量较高/AtACS4在幼嫩植株根中不表达，在成熟植株根中表达/两种基
因在拟南芥的任何生长时期都有表达。
