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专题八 生物技术与工程
(考试时间：75分钟 试卷满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本题共20个小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合
题目要求的)
1．高粱酒是一种传统的发酵酒，家庭制作高粱酒包括选料浸泡、蒸煮糊化、冷却拌醅、入桶发酵几个步
骤。下列分析错误的是（ ）
A．“选料浸泡”时应选择颗粒饱满、质地坚实、淀粉含量高的高粱籽粒进行浸泡
B．“蒸煮糊化”时不仅可以杀死杂菌，还可使淀粉糊化，有利于后期淀粉酶发挥作用
C．“冷却拌醅”时需不停地搅拌，有利于酵母菌与高粱籽粒充分接触并大量繁殖
D．“入桶发酵”时为了加快和加大酒精的产生，需要定时往发酵桶中通入空气
2．毛豆腐是徽州地区的特色美食，其发酵菌种主要是毛霉（异养需氧型）。毛豆腐制作方法是先将切好
的豆腐块平整放在竹条上，每块之间留有间隙，适宜条件下放置3至5天，当豆腐表面长出一层均匀细密
的绒毛，即可煎炸食用。下列叙述错误的是（ ）
A．豆腐为毛霉生长提供了水、碳源、氮源和无机盐等营养物质
B．毛霉产生的蛋白酶，使蛋白质分解而易于消化吸收
C．为使毛霉发酵充分，须提供适宜的温度、湿度、无菌等条件
D．制作时每块豆腐之间留有间隙有利于毛霉菌丝的生长
3．检测空气微生物常采用沉降平板法，具体做法是将牛肉膏蛋白胨培养基的平板置于待测地点，打开皿
盖暴露于空气中一段时间后，盖好皿盖置于培养箱中培养、观察并统计菌落数。下列叙述正确的是（
）
A．牛肉膏蛋白胨培养基在使用前应进行干热灭菌 B．采样平板和未采样的平板
需在相同条件下培养
C．平板中每一个菌落数都是由一个活菌繁殖而来 D．该方法可以准确统计空气
中微生物种类与数量
4．为探究某种消毒液对大肠杆菌的杀灭效果，某同学从100mL细菌原液中取1mL加入无菌水中得到10mL
稀释菌液，按此操作将菌液稀释100倍，再从稀释菌液中取200uL涂布平板，菌落计数的结果为80；另外
用鉴别培养基检测消毒液杀灭大肠杆菌的效果。下列叙述错误的是（ ）
A．培养大肠杆菌的培养基在湿热灭菌前需先调节pHB．细菌原液中大肠杆菌的实际数量小于40000个/mL
C．菌落计数结果为80是至少涂布三个平板获得的平均值
D．鉴别培养基中除加入消毒液外，还需加入鉴别试剂如伊红一亚甲蓝
5．饮用被细菌污染的水后，细菌在消化道内会繁殖并产生毒素，引起急性肠胃炎。某同学利用图1所示方
法，检测饮用水的细菌含量，图2为不同稀释度下得到的平板。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．配制图1所示固体培养基时，需要先调整到适宜的pH，再分装、灭菌
B．图1中①～③三个培养皿菌落数的平均值乘稀释倍数即为样品中细菌数
C．图2是稀释涂布平板法的结果，统计的菌落数比活菌的实际数目要少
D．图2所示的平板中，a和c的计数结果不适合用于计算样品中的细菌数
6．广东盛产的粉葛（根部储藏淀粉）是国家农业部和卫健委共同认定的药食同源植物，素有“北参南
葛”、“亚洲人参”的美誉。现利用植物组织培养技术快速繁殖、大量培养粉葛幼苗，用于扩大生产。下
列叙述正确的是（ ）
A．选择粉葛茎尖作为外植体的主要原因是茎尖抗病毒
B．用聚乙二醇（PEG）诱导细胞去分化，形成愈伤组织
C．诱导愈伤组织生芽和生根需要两次更换培养基培养
D．可将外植体培养至愈伤组织阶段进行工厂化生产粉葛淀粉
7．为持续培养适合广东沿海地区栽培的“高产耐盐碱”优质海水稻植株，某研究小组利用植物体细胞杂
交技术对两种优质水稻设计了如下实验流程图。已知耐盐、高产性状分别受细胞质基因和细胞核基因控制，下列叙述正确的是（ ）
A．分别选用叶细胞和根细胞便于①过程通过观察结构与颜色来判断融合情况
B．原生质体A1和B1应在低渗透溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C．失活处理后原生质体A2的细胞质和原生质体B2的细胞核失活
D．②过程体现了植物细胞全能性，它是植物体细胞融合的技术基础
8．肝细胞中的延胡索酰乙酰乙酸水解酶基因突变会导致酪氨酸血症。下图是研究人员利用基因编辑技术
纠正病人来源肝细胞，成功治疗酪氨酸血症小鼠的过程，为治疗人类酪氨酸血症奠定理论基础。相关叙述
准确的是（ ）
A．酪氨酸血症的发生说明基因能通过控制蛋白质的结构控制生物性状
B．过程②需在培养液中添加琼脂、葡萄糖、干扰素动物血清等物质
C．过程③需敲入正常的延胡索酰乙酰乙酸水解酶基因，并敲除相关抗原基因
D．基因编辑后的人源肝细胞植入小鼠分化为完整肝脏，是治疗小鼠酪氨酸血症的关键
9．碱性磷酸酶是抗肿瘤药物多柔比星前体的专一性活化酶，将碱性磷酸酶与单克隆抗体制成“生物导
弹”，使多柔比星前体在肿瘤细胞处被活化，对其DNA造成损伤，抑制以DNA为模板进行的生理活动，达
到治疗肿瘤的目的。下列叙述正确的是（ ）
A．给小鼠注射多柔比星前体后，可从脾脏中得到能产生肿瘤抗体的B细胞
B．制备单克隆抗体的过程中需用特定的选择培养基和抗体检测进行筛选
C．“生物导弹”利用了碱性磷酸酶的定向制导作用和单克隆抗体的特异性杀伤能力
D．多柔比星前体活化后可直接抑制肿瘤细胞的DNA复制和翻译，而抑制其无限增殖
10．抗体-药物偶联物（ADC）通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成，通过将细胞毒素与能
特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列说法不正确的是（
）A．单克隆抗体可用于疾病的治疗和运载药物，具有位置准确、疗效高、毒副作用小的优点
B．制备单克隆抗体时，用特定的选择培养基一次就能筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
C．体外培养特定杂交瘤细胞时需加入 ，目的是维持培养液的pH
D．ADC中的抗体起靶向识别肿瘤细胞的作用，连接的药物起到杀伤肿瘤细胞的作用
11．猪繁殖与呼吸综合征（又称“猪蓝耳病”）是造成养猪业重大损失的主要疾病之一，CD163基因表达
的蛋白质是猪繁殖与呼吸综合征病毒感染的关键受体，某团队通过基因工程和细胞核移植技术成功培育了
CD163基因敲除大白猪。下列有关说法错误的是（ ）
A．基因敲除应选择猪胚胎成纤维细胞的连续细胞系作为重组DNA的受体细胞
B．对经筛选的阳性转化细胞进行克隆化培养后作为供体细胞进行细胞核移植
C．采用电融合方法可促进核供体和受体细胞的融合及重组细胞的分裂发育
D．可从克隆猪仔耳组织提取DNA进行相关检测确定CD163基因是否成功敲除
12．嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞，且这些细胞相互间处于
嵌合状态。构建某种肤色为黑白相间的嵌合体幼鼠的过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．过程①定期更换培养液有利于保持无毒的液体环境
B．16细胞胚的细胞有发育成完整个体的潜能
C．囊胚出现了细胞分化，其滋养层细胞发育成胎盘和胎膜
D．嵌合体幼鼠细胞中的1对同源染色体来自黑鼠和白鼠
13．下列关于哺乳动物早期胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．受精卵开始卵裂后，首先发育为囊胚，之后依次是桑椹胚、原肠胚
B．鉴别囊胚时期胚胎的性别，通常取少量内细胞团的细胞
C．通过转基因、核移植、体外受精等方式获得的胚胎，必须经胚胎移植才能获得后代
D．胚胎移植中，使用外源雌激素处理供体，可增加其排卵的数量14．紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症
（XP）患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤易出现炎症，进而发展成皮肤癌。下列叙述错误
的是（ ）
A．图中切口的产生应是限制酶的作用
B．填补缺口时，新链合成以5'到3'的方向进行
C．在DNA复制时可以进行缺口修复
D．XP患者年龄增长，发生皮肤癌的可能性会下降
15．关于DNA粗提取与鉴定的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．可选择哺乳动物的成熟红细胞和肝细胞作为实验材料
B．实验中将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率基本不变
C．DNA鉴定时，沸水浴加热会使DNA双螺旋结构发生改变
D．DNA析出时，用玻璃棒快速搅拌以提高DNA提取量
16．某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基，短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用
限制酶进行酶切（如图），再用所得片段与质粒连接成功构建了基因表达载体。下列叙述正确的是（
）A．其中一个引物序列为3'-TGCGCAGT-5'
B．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI
C．用步骤①的酶对质粒进行酶切，至少获得2个片段
D．构建基因表达载体时需要使用限制酶和DNA聚合酶
17．科学家常利用λ-Red同源重组酶系统进行基因敲除。图为科学家运用A-Red同源重组酶系统到大肠杆
菌（E．coli）内进行靶基因敲除的过程，其中重组质粒pKD46在30℃时正常复制，而37℃时自动丢失。
下列说法正确的是（ ）
A．HA1和HA2分别添加在两种引物的5'和3'端
B．过程I和Ⅱ的培养温度分别是30℃、37℃
C．靶基因敲除过程，只发生磷酸二酯键的断裂及合成
D．若过程I是使用含青霉素的培养基成功筛选出含质粒pKD46的大肠杆菌，则说明该大肠杆菌自身含
有青霉素抗性基因
18．部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡（OMV），OMV能穿越肠道上皮屏障，活化肠黏膜内的免疫细胞。研究
人员通过构建ClyA-Ag-mFc融合蛋白基因表达载体（见图），转化大肠杆菌来制备工程菌。下列相关叙述错误的是（ ）
A．ClyA表达产物可以将融合蛋白定位到OMV表面
B．Ag表达产物可以激活机体的特异性免疫反应
C．mFc表达产物可以提高T细胞摄取OMV的能力。
D．利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗
19．2024年“诺贝尔化学奖”授予三位科学家，以表彰他们在“计算蛋白质设计和结构预测”方面的贡献。
他们开发的预测蛋白质结构的AI工具AlphaFold可以通过输入的氨基酸序列信息生成蛋白质空间结构模型，
到目前为止，AlphaFold已经预测了超过2亿种蛋白质结构——即几乎所有己知的已编码蛋白质，下列相
关有关蛋白质工程的说法正确的是（ ）
A．AI算法在蛋白质工程领域应用中，难度最大的是设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列
B．蛋白质工程通过改变氨基酸的空间结构而制造出新的蛋白质
C．该技术有助于科学家探索通过功能设计蛋白质结构，再逆向推导氨基酸序列
D．肽链的盘曲折叠方式复杂，与肽键以及肽链在特定区域形成氢键、二硫键等有关
20．生物技术就像一把“双刃剑”，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下
列叙述错误的是（ ）
A．生物武器是用病毒类、干扰素及生化毒剂类等来形成杀伤力
B．干细胞培养在临床医学等领域前景广泛，但也可能面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险
C．研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播，避免基因污染
D．反对设计试管婴儿的原因之一是避免有人滥用此技术选择性设计婴儿
第II卷(非选择题 共60分)
二、填空题(本题共5小题，共60分)
21．（14分）某化工厂的污水池中有一种有害的难以降解的有机化合物X，研究人员用化合物X、磷酸盐、
镁盐以及微量元素等配制培养基，成功筛选得到能高效降解X的细菌（目的菌），实验的主要步骤如图所
示（含化合物X的培养基不透明）。回答问题：(1)培养基中加入化合物X作为唯一碳源的目的是 。实验过程中进行振荡培养的作用是
。
(2)实验过程中获得纯净“目的菌”的关键是 。实验人员应该挑取图2乙中 菌落
重复图1所示实验过程，将固体培养基得到的目的菌重复多次上述图1过程的目的是 。
(3)图2甲所示接种方法是平板划线法，1是起始区，在图中 （填图中序号）区域更易获得单
菌落；运用该方法接种得到单菌落需要注意的事项有： （答两点）。
(4)实验人员将一段人工合成的 转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解化合物X的酶（酶Y），为了
比较酶Y与天然酶（酶W）降解X能力的差异，利用含有一定浓度化合物X的固体培养基进行实验，请写出
简要实验思路： 。
22．（12分）研究者以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。请分析
回答：
(1)离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株，说明 。
(2)剪下根段后需要经过一系列的消毒过程，一般先用流水冲洗，然后在无菌操作台上依次用 和次
氯酸钠溶液等消毒剂浸泡消毒，从每种消毒剂中取出根段后需用 冲洗多次，再用无菌滤纸吸干表面
水分。
(3)植物组织培养常用的MS培养基是在已配制好的MS母液中添加 、琼脂、植物激素等配制而成。在
组织培养过程中，根段细胞经过 过程形成愈伤组织，此后调整培养基中细胞分裂素（CK）与生长素的比例可诱导愈伤组织分化。
(4)愈伤组织生芽过程中，细胞分裂素（CK）通过ARRs（A）基因和WUS（W）基因起作用。为探讨A基因与
W基因的关系，将A基因功能缺失突变体（突变体a）和野生型的愈伤组织分别置于细胞分裂素（CK）与生
长素比例高的（高CK）培养基中诱导生芽，测定此过程中W基因的表达量，结果如图1。分析得出结论：
在高CK诱导下A基因 （填“促进”或“抑制”）W基因表达。得出该结论的依据为：与野生型相比，
。
(5)采用转基因技术在上述突变体a中过量表达W基因，获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组愈
伤组织在高CK培养基中培养，三组愈伤组织分化生芽的比例如图2，由此能得出的结论包括______（多
选）。
A．A基因在愈伤组织生芽过程中起作用
B．缺失A基因，W基因表达不能促进生芽
C．过量表达W基因可使生芽时间提前
D．W基因的表达产物调控A基因的表达
23．（12分）I.生命孕育的过程是神奇和复杂的。胚胎发育时，母体通过形成透明纤维层，防止胚胎细胞
植入过深而损伤子宫内膜；胚胎的胎盘细胞则分泌人绒毛膜促性腺激素（HCG），抑制母体淋巴细胞的活
动；此后胎儿为了获得更多的养料，还会导致母体的血压升高，促进更多血液流入子宫，以获得更多的营
养。
(1)HCG可通过肾小球从尿液中排出。用抗HCG单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”，在妊娠第8天就
可以通过检查尿液作出诊断。请简述利用从经HCG免疫的小鼠体内采集的B淋巴细胞（简称B淋巴细胞）、
小鼠骨髓瘤细胞制备抗HCG单克隆抗体的主要流程： （用箭头和文字表示）。
II.黄曲霉毒素（AFB）是黄曲霉（一种真菌）产生的具有极强致癌力的小分子代谢产物。为准确检测食品
中残留的AFB，科研人员拟将AFB单抗固定在一种新材料上，制备为“检测探针”。已知材料M稳定性、
发光性能等方面有明显优势，但它很难与抗体结合；物质P可以提高材料M对抗体的亲和力。制备检测探
针的流程如图1，探针发光性能与物质P的浓度关系如图2。(2)依据图2结果，科研人员选择物质P的浓度为 作为生产检测探针的条件，原因是 。
(3)科研人员制备定量检测AFB的免疫试纸，如图3。试纸的T线处固定的物质是AFB，C线处固定的物质是
抗AFB单抗的抗体。在加样处滴加的样液会向右扩散经过T线和C线。
若加样处，滴加只含“MP-AFB单抗探针”的样液，能检测到荧光的线为 （填“T线”、“C线”
或“T线和C线”）；若滴加样液中含有MP-AFB单抗探针和高浓度的AFB，T线的发光性为 （填
“发荧光”或“不发荧光”）。
(4)单克隆抗体除了上述功能，还有什么作用？ 。
24．（12分）CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内的基因编辑系统，常用于基因编辑技术、转基因技
术等新技术，使水稻等作物改良。sgRNA和Cas9蛋白是CRISPR/Cas9系统的核心，sgRNA是根据靶基因设
计合成的向导RNA，引导Cas9蛋白对靶基因进行剪切，实现对靶基因定点编辑。
(1)CRISPR/Cas9系统中的sgRNA可与目标DNA结合，依据的原理是 ，推测Cas9蛋白与限制酶的功能
相似，都作用于 键。CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，sgRNA的识
别序列越短，脱靶率越高，请分析原因 。
(2)水稻是两性花，其雄性育性受基因控制，高温会导致花粉败育。科研人员发现两株温敏型雄性不育突
变株M和N，其雄性不育的起点温度分别为25℃、21℃。考虑到大田中环境温度会有波动，制备水稻杂交
种子时，选用植株N作母本进行杂交更合适，理由是 。
(3)为培育不受温度影响的雄性不育株，科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，将纯合野生稻（2n）甲中
的冷敏型基因g改造为耐冷型基因G，筛选得到纯合耐冷突变体乙，科研人员进行如表所示实验。
亲本 F 表型 F 表型及数量
1 2
甲×乙 耐冷型 耐冷型280，冷敏型200
据实验的F 中耐冷型植株与冷敏型植株的数量比，有人提出假设：F 产生的雌配子育性正常，但带有G基
2 1
因的花粉成活率很低（假设其花粉成活率保持不变）。请设计杂交实验方案，检验上述假设，并写出支持
该假设的实验结果。
杂交方案： 。
预期结果： 。25．（10分）苜蓿是一种耐旱性较强的牧草，推测苜蓿的Mfhb-1基因参与抗旱应答，为进一步研究该基
因功能，通过农杆菌转化法将Mfhb-1基因转入到二倍体植物拟南芥的野生型植株中，所用载体见下图。组
成型启动子可高效地启动目的基因在植物各种组织中的表达，但常会阻碍植物的生长发育。诱导型启动子
可在特定环境条件下诱导目的基因的表达。回答下列问题。
限制酶 BclⅠ SacⅠ BamHⅠ PstⅠ SmaⅠ
识别序列和酶切位点 T↓GATCA GAGCT↓C G↓ATCC CTGCA↓G CCC↓GGG
(1)用载体1构建含Mfhb-1基因的表达载体，可以成功转化拟南芥，但会出现抑制抗性芽生长和抗性植株
生根的现象，推测35S启动子属于 启动子。若要将载体1中的启动子替换为Rd29A启动子，需要用
酶切割载体1、2，并用 （填“E.coliDNA”或“T4DNA”）连接酶进行连接。
(2)通过农杆菌转化法，研究者成功的将Mfhb-1基因整合到拟南芥的一条染色体上，这些植株自交，F 中
1
Mfhb-1基因纯合植株的概率是 。
(3)研究者采用RT-PCR技术对Mfhb-1基因纯合植株进行转录情况鉴定，首先分别提取拟南芥Mfhb-1基因
纯合植株和野生型植株的 作为模板，经逆转录获得cDNA，再以cDNA作为模板进行PCR扩增，扩增
产物进行琼脂糖凝胶电泳，结果如下图，2号泳道加入的样品是基因表达载体中Mfhb-1基因的PCR产物，
则纯合植株和野生型植株的RT-PCR扩增产物分别加入 泳道。(4)为进一步研究转入拟南芥的Mfhb-1基因表达产物的功能，还需在个体水平开展的研究是 。
