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第十单元 生物技术与工程
时间：75 分钟 分值：100 分
一、选择题（每题3 分，共45 分）
1．四川豆瓣酱是以蚕豆、辣椒和食盐等为原料发酵制成的经典调味品，下列关于四川豆瓣酱的传统发酵
过程及原理描述，不正确的是（ ）
A．精选上等蚕豆，去皮后沸水漂烫，目的是杀死杂菌
B．蚕豆自然发酵后长满霉状物，推测是以霉菌为主的混合菌种发酵
C．豆瓣酱味道鲜美，可能是霉菌分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽和氨基酸
D．豆瓣酱制作完成装坛后，在表面铺上一层清油，目的是抑制霉菌的有氧呼吸
【答案】D
【详解】A、精选上等蚕豆，去皮后沸水漂烫，目的是杀死杂菌，防止杂菌污染，A 正确；
B、霉状物是霉菌菌丝的体现，自然发酵中霉菌（如毛霉）起主要作用，同时伴随其他菌种协同发酵，B
正确；
C、霉菌分泌的蛋白酶可将蚕豆中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，提升风味，符合发酵原理，C 正确；
D、豆瓣酱制作完成装坛后，在表面铺上一层清油，铺清油隔绝氧气，抑制杂菌生长，防止腐败，D 错误。
故选D。
2．微塑料由塑料废弃物风化形成，难以降解，会危害生态环境和人体健康。有人分离得到X 和
Y 两种微塑料降解菌，将这两种降解菌分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中。培养一段时间
后测定微塑料的残留率（残留率=剩余量/添加量×100%）。下列叙述正确的是（ ）
A．微塑料残留率一定与培养基中的降解菌数量呈正比
B．平板划线法和稀释涂布平板法都能用于X 菌和Y 菌的分离和计数
C．该实验的因变量是微塑料残留率，实验过程中无需定期更换培养基
D．制备实验所需培养基时，应用紫外线照射进行灭菌
【答案】C
【详解】A、微塑料残留率与降解菌数量不一定呈正比。降解菌数量增加可能提高降解效率，但若菌群进
入稳定期或死亡期，降解能力可能下降，残留率与菌数量可能呈非线性关系，A 错误；
B、平板划线法用于菌种分离，但无法直接计数（菌落可能重叠）；稀释涂布平板法可用于分离和计数，B
错误；
C、实验的因变量是微塑料残留率。液体培养基中无需更换培养基，因实验目的是测定一段时间内的降解
效果，而非长期连续培养，C 正确；
D、培养基灭菌需用高压蒸汽灭菌法，紫外线仅用于表面或空气灭菌，无法穿透培养基，D 错误。
故选C。
3．黑曲霉多不耐高温，发酵获得柠檬酸的过程需大量冷却水控制温度，生产成本高。现利用原生质体融
合技术获得耐高温高产黑曲霉，过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
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A．处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株
B．处理②、③用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．处理④升高温度即可筛选出耐高温高产黑曲霉
D．发酵结束后通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸
【答案】A
【详解】A、诱变的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，故处理①培养基中黄色圈大的菌落不一
定为高产菌株，A 正确；
B、黑曲霉的细胞壁成分不是纤维素和果胶，故处理②、③不可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B 错
误；
C、处理④升高温度后还需要进一步验证才能筛选出耐高温高产黑曲霉，C 错误；
D、发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。如果产品是菌体，可采用过滤、
沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提
取，可见题图发酵结束后不能通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸，D 错误。
故选A。
4．研究人员以拟南芥愈伤组织为材料，探究IAA 诱导愈伤组织生根的作用，结果如下表。下列相关说法
正确的是（ ）
组别
培养基
植物类型
生根数(条)
1 组
RIM
野生型
75
2 组
RIM
W8 突变体
60
3 组
不含IAA 的RIM
野生型
59
4 组
不含IAA 的RIM
W8 突变体
17
注：RIM 为诱导生根的培养基，配方中含有IAA；W8 为IAA 合成基因
A．愈伤组织细胞排列疏松，高度液泡化，分化程度高
B．诱导愈伤组织生根需要避光，诱导生芽需要光照处理
C．野生型细胞自身产生的IAA 促进了其在不含IAA 的RIM 生根
D．若增加1 组培养基中IAA 的浓度，推测其生根的效果会更好
【答案】C
【详解】A、愈伤组织是经过脱分化形成的，分化程度低，A 错误；
B、诱导愈伤组织的形成需要避光处理，诱导生根、生芽的过程都需要一定的光照处理，B 错误；
2
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C、野生型在不含IAA 的RIM 中生根数为59，表明细胞利用了自身产生的IAA 促进了愈伤组织分化生根，
C 正确；
D、由于生长素具有低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特点，若增加1 组培养基中IAA 的浓度，其生根
的效果不一定更好，D 错误。
故选C。
5．黄瓜花叶病毒能感染多种植物。研究人员欲培育具有抗黄瓜花叶病毒感染能力的番茄植株，下图为主
要过程示意图，最终对再生番茄植株进行鉴定和筛选后获得抗黄瓜花叶病毒番茄植株。下列叙述错误的是
（ ）
A．农杆菌经①接种至液体培养基，培养基中含有分化程度相对较低的番茄组织
B．浸泡番茄外植体的培养基中含有特定的抗生素用以去除转化番茄细胞的农杆菌
C．③接种的培养基中含适宜浓度的Kan，目的是杀死没有导入重组质粒的番茄细胞
D．图示愈伤组织再分化形成抗Kan 再生番茄植株经器官发生途径和体细胞胚发生途径均可
【答案】C
【详解】A、农杆菌可以将重组质粒导入到这些分化程度低的组织细胞中，以便后续进行基因转化等操作，
A 正确；
B、抗生素的作用分析浸泡番茄外植体的培养基中含有特定的抗生素，其目的是去除转化番茄细胞的农杆
菌。因为农杆菌在完成基因转化后，如果不将其去除，可能会继续在培养体系中生长繁殖，影响后续番茄
细胞的生长和发育，B 正确；
C、含Kan 培养基的作用分析③接种的培养基中含适宜浓度的Kan（卡那霉素），由于重组质粒中含有
Kan（卡那霉素抗性基因），只有导入了重组质粒的番茄细胞才能在含Kan 的培养基上生长，而没有导入
重组质粒的番茄细胞会因缺乏抗性基因而被杀死，因此③接种的培养基中含适宜浓度的Kan，目的是筛选
出导入重组质粒的番茄细胞，而不是杀死没有导入重组质粒的番茄细胞，C 错误；
D、愈伤组织再分化形成再生植株，有两种途径：器官发生途径（先分化出芽、根等器官）； 体细胞胚发
生途径（形成类似胚的结构，再发育成植株）。因此愈伤组织再分化形成抗Kan 再生番茄植株经器官发生
途径和体细胞胚发生途径均可，D 正确。
故选C。
6．哺乳动物细胞合成DNA 有D、S 途径：氨基蝶呤阻断D 途径；S 途径需HGPRT、TK 两种酶
催化相关原料生成DNA。单克隆抗体制备中，HAT 培养基含氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷（后两
者为S 途径合成DNA 的原料），用于筛选杂交瘤细胞。已知B 淋巴细胞有HGPRT 和TK，骨髓瘤细胞无。
下列叙述错误的是（ ）
3
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A．从功能上划分，单克隆抗体制备过程使用的HAT 培养基属于选择培养基
B．在HAT 培养基中，骨髓瘤细胞的D 途径被阻断，无S 途径，不能合成DNA
C．在HAT 培养基中，杂交瘤细胞的D 途径被阻断，但可利用S 途径合成DNA
D．经HAT 培养基筛选得到的杂交瘤细胞即可用于大量生产单克隆抗体
【答案】D
【详解】A、HAT 培养基通过氨基蝶呤阻断D 途径，并利用S 途径的原料筛选出具备HGPRT 和TK 酶的杂
交瘤细胞，属于选择培养基，A 正确；
B、骨髓瘤细胞缺乏HGPRT 和TK 酶，无法利用S 途径的原料，同时D 途径被氨基蝶呤阻断，因此不能合
成DNA，B 正确；
C、杂交瘤细胞继承了B 淋巴细胞的HGPRT 和TK 酶，在D 途径被阻断时，可通过S 途径利用次黄嘌呤和
胸腺嘧啶核苷合成DNA，C 正确；
D、HAT 培养基仅筛选出杂交瘤细胞，但其中可能存在多种杂交细胞（如B-瘤、B-B、瘤-瘤融合），需进
一步通过抗体检测和克隆化培养才能获得单一抗体分泌的细胞群，D 错误。
故选D。
7．体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，该技术还可为胚胎移植提供可用的胚胎。下列关于体
外受精和胚胎移植的叙述，错误的是（ ）
A．在精子的刺激下，卵子完成减数分裂II，排出第二极体后形成雌原核
B．精子入卵后细胞膜会迅速发生生理反应，阻止其他精子进入卵细胞
C．对奶牛胚胎进行分割时，应选择发育良好、形态正常的原肠胚进行均等分割
D．“设计试管婴儿”利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术
【答案】C
【详解】AB、体内受精时，当精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入；
精子入卵后卵子完成减 数分裂Ⅱ、排出第二极体、形成雌原核，AB 正确；
C、对奶牛胚胎进行分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行均等分割，不能选择原肠胚，
因为原肠胚高度分化，C 错误；
D、设计试管婴儿是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，
进行某些基因检测， 设计试管婴儿利用了体外受精技术、胚胎移植技术和植入前胚胎遗传学诊断技术，D
正确。
故选C。
8．大量研究表明，蛋白激酶 SOS2 响应盐胁迫应答，该酶由 SOS2 基因编码。为研究其机制，研究者将
质粒 pART27 与 SOS2 基因结合后形成重组质粒。在构建过程中，研究者分别使用“单酶切”和“双酶
切”切割质粒与含 SOS2 基因的 DNA 片段（如图），酶切产物用 DNA 连接酶连接。在只考虑产物两
两结合的情况下，下列叙述错误的是（ ）
4
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A．“单酶切”组的产物中含有 SOS2 基因与 SOS2 基因的连接物
B．SOS2 基因与 pART27 的正向连接物只能来自“双酶切”组
C．pART27 与 pART27 的连接物是“单酶切”组的最大产物
D．“单酶切”组连接物的种类较“双酶切”组的连接物多
【答案】B
【详解】A、SOS2 基因自身连接是“单酶切”的产物之一，A 正确；
B、不管是“单酶切法”还是“双酶切法”，均可使SOS2 基因与质粒正向（正确）连接，B 错误；
C、质粒的相对分子量大于目的基因，故pART27 与pART27 的连接物是“单酶切”组的最大产物，C 正确；
D、单酶切可能造成目的基因反向连接或者目的基因自连或质粒自连，所以“单酶切”组形成的两两结合
产物的种类多于“双酶切”组形成的两两连接物种类，D 正确。
故选B。
9．苹果富含多种维生素，口感脆，苹果切开后不久颜色便会加深，这种现象称为“褐变”。褐变是由位
于细胞的多酚氧化酶（PPO）催化位于液泡中的多酚类物质生成棕色色素所致。据此，科研人员培育出了
抗褐变的转基因苹果，其工作流程如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）
A．想获得抗褐变的转基因苹果，目的基因可以是抑制PPO 表达的基因
B．过程①是基因工程的核心步骤，一般需要限制性内切核酸酶和DNA 聚合酶的参与
C．在步骤③之前，需要用70%酒精或5%次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片进行消毒处理
D．与导入不含目的基因质粒的植株作对照，评估目的基因对抑制苹果褐变的效果
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【答案】B
【详解】A、要想获得抗褐变的转基因苹果，可选抑制PPO 表达的基因作为目的基因，使液泡中的多酚类
物质不能生成棕色色素，A 正确；
B、过程①是目的基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，该过程中至少需要限制性内切核酸酶和
DNA 连接酶的参与，B 错误；
C、在步骤③之前，先用70%酒精消毒30s，然后用无菌水清洗后再用5%次氯酸钠溶液对苹果嫩叶碎片处
理30min，最后还要用无菌水清洗，从而保证脱分化过程正常进行，C 正确；
D、为了评估目的基因对抑制苹果褐变的效果，可与导入不含目的基因质粒的植株作对照，该设计的目的
是排除质粒导入本身对实验结果的影响，同时也能检测导入目的基因的效果，D 正确。
故选B。
10．在甲流病毒生命周期中，病毒基因组RNA 早期高效“转录”（vRNA→mRNA）并合成病
毒蛋白质，后期高效复制（vRNA→cRNA→vRNA）合成子代病毒基因组。蛋白NS1 和NS2 参与这种动态
转换，其中NS2 可发挥抑制转录和促进复制的双重功能。下列叙述错误的是（ ）
A．NS2 蛋白在病毒生命周期的后期表达量较高
B．NS1 和NS2 蛋白均以病毒vRNA 为直接模板进行合成
C．甲流病毒与人类免疫缺陷病毒基因都是有遗传效应的RNA 片段
D．可用PCR 技术或抗原-抗体杂交技术对甲型流感病毒进行检测
【答案】B
【详解】A、根据题干信息，“NS2 可发挥抑制转录和促进复制的双重功能”，并且在病毒生命周期后期，
需要高效复制合成子代病毒基因组，因此可以推测NS2 蛋白在病毒生命周期后期表达量高，以发挥其促进
复制的功能，A 正确；
B、病毒的蛋白质合成是通过其基因组RNA（vRNA）先转录成mRNA，再以mRNA 为模板进行翻译的。
NS1 和NS2 蛋白作为病毒蛋白质，它们的合成同样遵循这一规律，即以vRNA 转录成的mRNA 为模板进
行翻译，而不是直接以vRNA 为模板进行合成，B 错误；
C、甲流病毒和人类免疫缺陷病毒即HIV 病毒的遗传物质都是RNA，因此，二者的基因都是有遗传效应的
RNA 片段，C 正确；
D、PCR 技术（需逆转录为cDNA）可检测病毒RNA，抗原-抗体杂交检测病毒蛋白，D 正确。
故选B。
11．多重PCR 是指在同一PCR 反应体系里加上2 对以上引物，同时扩增出2 个以上目的片段的PCR 反应，
其反应原理、反应试剂和操作过程与一般PCR 相同。下列关于多重PCR 的叙述，错误的是（ ）
A．多重PCR 的反应步骤是变性→复性→延伸
B．设计引物序列时，要避免引物自身及引物之间互补配对
C．与常规PCR 相比，多重PCR 中非特异性DNA 片段数可能增多
D．为了减少非特异性条带的产生，PCR 过程复性阶段的温度要尽量调低
【答案】D
【详解】A、PCR 反应步骤均为变性（高温使DNA 解链）→复性（引物与模板结合）→延伸（合成新链），
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多重PCR 步骤相同，A 正确；
B、引物自身或引物间互补配对会导致引物二聚体，干扰目标片段扩增，设计时必须避免，B 正确；
C、多重PCR 使用多对引物，若引物特异性不足或反应条件不佳，可能增加非特异性扩增产物，C 正确；
D、复性温度过低会降低引物与模板结合的特异性，导致非特异性扩增，应适当提高复性温度以减少非特
异性条带，D 错误。
故选D。
12．提取细菌中质粒时常通过调节pH 使DNA 先变性再复性。拟核DNA 分子因无法复性与其他较大的分
子沉淀下来，质粒可以复性与其他小的核酸分子留在上清液中。下列叙述正确的是（ ）
A．实验中可将细菌置于无菌水中使其裂解，释放DNA 分子
B．也可通过调节温度来替代调节pH 使DNA 先变性再复性
C．实验中可在上清液中加入2mol/L 的NaCl 溶液析出质粒
D．电泳分离质粒时，条带迁移速率由质粒大小和构象决定
【答案】D
【详解】A、细菌有细胞壁的保护，加入适量无菌水不能使细菌裂解，通常采用加入溶菌酶等方法使细菌
裂解，A 错误；
B、DNA 的变性和复性可通过高温（如PCR）实现，但题干中调节pH 的作用还包括裂解细胞，而温度调
节无法替代此功能，B 错误；
C、析出质粒需加入冷酒精以降低DNA 溶解度，而非高浓度NaCl（2mol/L NaCl 反而会提高DNA 溶解
度），C 错误；
D、电泳时，DNA 迁移速率与分子大小和构象（如超螺旋、线状、开环）有关，超螺旋质粒迁移最快，D
正确。
故选D。
13．某科研小组运用交错延伸PCR 技术将同源性为93%的Bt1 抗虫基因和Bt2 抗虫基因进行重
组，获得了抗虫性能强的重组B 基因，转入烟草获得成功，过程如下图所示。下列选项正确的是（ ）
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注：①交错延伸PCR：基因Bt1 和Bt2 均作为模板，所需引物相同，图中仅示其中一条链的延伸情况。②
启动子Pr1a 可在烟草叶肉细胞中特异性启动基因的转录。③图中生长素合成酶基因是通过成熟mRNA 逆
转录获得的DNA 片段，可使植物细胞合成生长素。
A．图中所示Ti 质粒部分至少有4 个启动子
B．研究发现复制原点A 和T 特别多，更有利于RNA 聚合酶识别并解旋DNA 双链
C．为筛选出含有Bt 重组基因的细胞，可在培养愈伤组织的培养基中添加草甘膦
D．图中愈伤组织细胞中的生长素合成酶基因表达后产生的生长素能促进愈伤组织生根
【答案】C
【详解】A、图中所示Ti 质粒部分含有抗草甘膦基因（oroA）和抗卡那霉素基因，这两个基因在终止子下
游，说明这两个基因中含有自身启动子，此外Ti 质粒还有启动子Pr1a，生长素合成酶基因是通过成熟
mRNA 逆转录获得的编码区序列，自身无启动子，图中所示Ti 质粒部分至少有3 个启动子，A 错误；
B、A 和T 之间有2 个氢键，C 和G 之间有3 个氢键，复制原点A 和T 特别多，更有利于解旋酶识别并解
旋DNA 双链，RNA 聚合酶用于转录过程，B 错误；
C、据图可知，Ti 重组质粒的T-DNA 上同时含有Bt 重组基因和抗草甘膦基因（oroA），因此在培养愈伤
组织的培养基中添加草甘膦可以筛选含有Bt 重组基因的细胞，C 正确；
D、分析题意可知，图中生长素合成酶基因不能促进愈伤组织生根，因为生长素合成酶基因是通过成熟
mRNA 逆转录获得的编码区序列，自身无启动子，而启动子Pr1a 只在烟草叶肉细胞中特异性启动基因的转
录，在愈伤组织细胞中不能启动转录，D 错误。
故选C。
14．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．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
B．干细胞培养应用前景广泛，但也可能面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险
C．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
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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
【答案】C
【详解】A、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，符合生物技术
的安全与伦理规范，A 正确；
B、干细胞培养在临床医学等领域前景广泛，比如用于治疗一些疑难疾病，但由于干细胞的分化和增殖等
特性，也可能面临安全性问题，如免疫排斥、肿瘤形成等，B 正确；
C、生物武器是指利用致病菌类、病毒类和生化毒剂类等作为战争武器，危害极大，干扰素不是生物武器，
C 错误；
D、为了防止有人滥用设计试管婴儿技术选择性设计婴儿性别，我国反对设计试管婴儿，D 正确。
故选C。
15．AI 技术具有大数据分析、深度学习、可视化程度高等特点，下列与AI 技术在生物医药领域
应用的相关叙述，错误的是（ ）
A．处理和分析基因组数据，识别疾病相关的突变基因，为精准医疗提供支持
B．分析蛋白质数据，预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程
技术
C．通过智能穿戴设备实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供诊断建议
D．AI 技术在生物医药领域的应用会涉及到如何处理AI 决策中的错误和责任等法规和伦理问题
【答案】B
【详解】A、人工智能技术中的大数据分析、深度学习等方法可以对基因组数据进行处理和分析。通过分
析大量的基因组数据，能够识别出与疾病相关的基因突变，这些信息对于精准医疗具有重要意义，可为医
生制定个性化的治疗方案提供支持，A 正确；
B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，
对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。而利用AI 技术对蛋
白质数据进行分析，预测患者体内某些蛋白质的三维结构，只是获取蛋白质结构信息的一种手段，并不等
同于蛋白质工程技术。蛋白质工程的核心是对基因进行操作来改造或制造蛋白质，B 错误；
C、智能穿戴设备可以实时收集患者的生理参数，如心率、血压、体温等。借助人工智能技术对这些实时
监测到的数据进行分析和处理，能够预测患者的健康风险，并根据分析结果提供相应的诊断建议，帮助患
者及时了解自身健康状况并采取相应措施，C 正确；
D、人工智能在生物医药领域的应用确实会涉及众多法规和伦理问题。例如，当AI 做出决策出现错误时，
责任如何界定；在医疗资源分配等方面，如何避免AI 技术加剧医疗不平等的现象等。这些都是在推广和
应用AI 技术于生物医药领域时需要考虑和解决的重要问题，D 正确。
故选B。
二、非选择题题（共5 小题，共55 分）
16．（11 分，除标明外，每空1 分）中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘
蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA 等新型高附加值可降解材料，期望提高
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甘蔗的整体利用价值，工艺流程如图。请回答问题：
(1)为提高菌株H 对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为 ，并不断提高
其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌
株。培养过程中宜采用 法对样品中的活菌进行接种和计数，以评估菌株增殖状况。若某次取
样中，对菌液稀释了105倍后，在每个平板上涂布菌液的体积为0.1mL，平板上的平均菌落数为220 个，则
菌液中H 菌的细胞数为 个/L。菌落数目需要每隔一段时间统计一次，选取菌落数目稳定时的
记录作为结果，这样做的目的是 。
(2)发酵装置中搅拌器的作用是 。
(3)基于菌株H 嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓
度设为60g/L，pH 为10，菌株H 可正常持续发酵60d 以上。分析该系统不需要灭菌的原因是 。
(4)菌株H 还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，说明其能分泌 。
【答案】(1) 唯一碳源 稀释涂布平板 2.2×1011 防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的
数目（2 分）
(2)增加培养液中的氧含量（或答增加溶解氧、或答使空气和发酵液充分混合），使菌种和培养液混匀（或
答提高原料利用率） （2 分）
(3)杂菌因失水过多而死亡，酶变性失活（2 分）
(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等（2 分）
【详解】（1）为提高菌株 H 对蔗糖的耐受能力和利用效率，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源，并
不断提高其浓度，经多次传代培养以获得目标菌株。稀释涂布平板法可以用于统计样品的活菌数目。若某
次取样中，对菌液稀释了105倍后，在每个平板上涂布菌液的体积为0.1mL，平板上的平均菌落数为220 个，
则菌液中H 菌的细胞数=C÷V×M=220÷0.1×105×103=2.2×1011（个/L）。菌落数目统计时为了防止因培养时
间不足而导致遗漏菌落的数目，需要选取菌落数目稳定时作为结果，增加实验结果的可信度。
（2）发酵装置中搅拌器的作用表现在一方面可通过搅拌增加培养液中的氧含量，另一方面可以使菌体与
培养液充分接触，提高培养液的利用率。
（3）由于菌株H 嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为 60 g/L，pH 为10 时，菌株H 可
正常持续发酵 60 d 以上，而盐浓度太高，其他杂菌因不耐盐，会失水过多而死亡；酶发挥作用需要温和
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的条件下，在pH 为10 的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。
（4）由题干信息可知，菌株H 还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，菌株H
能分解蛋白质说明其能分泌蛋白酶，能分解淀粉说明其能分泌淀粉酶，能分解油脂说明其能分泌脂肪酶，
即其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
17．（11 分，除标明外，每空2 分）甲植物(2n=20)具有优良的抗病性状，远缘植物乙(4n=36)的
线粒体中存在抗盐碱基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗盐碱性状的优良品种丙，途径如
图所示。已知X 射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒
体失活，但不影响细胞分裂。回答下列问题：
(1)采用甲植株和乙植株的顶芽细胞的优点是 。过程①中常用酶解法去除细胞壁，利用的酶是
。
(2)用IOA 和X 射线处理原生质体的目的分别是：使甲原生质体线粒体失活，以便 ；使乙原生
质体失去细胞分裂功能，以便 。经过②③形成杂种细胞的标志是 。
(3)检测植株丙是否具有所需优良性状的简便方法是 。
【答案】(1) 细胞分裂旺盛，全能性容易表达 纤维素酶和果胶酶
(2) 杂种细胞能保留乙的线粒体中的抗盐碱基因 杂种细胞能保留甲的细胞分裂能力 新细胞
壁的形成（1 分）
(3)将杂种植株丙种植在盐碱地中，观察其生长状况
【详解】（1）顶芽细胞分裂旺盛，全能性容易表达，所以常采用顶芽细胞进行植物体细胞杂交等操作。
过程①中常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
（2）根据题干信息，IOA 处理会使线粒体失活，而乙的细胞质中存在抗盐碱基因，所以IOA 处理甲原生
质体是为了让杂种细胞能保留乙的线粒体，从而获得抗盐碱基因；X 射线处理会使细胞分裂功能丧失，这
样处理乙原生质体是为了让杂种细胞能保留甲的细胞分裂能力。杂种细胞形成的标志是新细胞壁的形成。
（3）检测植株丙是否具有抗盐碱性状，可将其种植在盐碱地中，观察其生长状况，如果能正常生长，说
明具有抗盐碱性状，反之则没有。
18．（11 分，除标明外，每空2 分）B 细胞淋巴瘤是一种恶性肿瘤，对该肿瘤的治疗方案目前
有双特异性抗体治疗、CAR-T 细胞疗法等。生产用于治疗B 细胞淋巴瘤的双特异性抗体过程及其作用机制
如图所示。
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注：CD20 为癌细胞表面蛋白，CD3 为T 细胞表面蛋白。
回答下列问题：
(1)图中步骤①细胞融合的方法为 。在培养杂交瘤细胞时，需定期更换培养基，其目的是
。
(2)图中特定的抗原X 为 。从小鼠体内提取得到多种B 淋巴细胞的可能原因是 。
(3)图中步骤②筛选得到的细胞具有的特点是 ，请据图推测利用双特异性抗体治疗B 细胞淋巴
瘤的原理是 。
(4)CAR-T 细胞疗法是采集患者T 细胞，经基因改造后能表达出CAR 受体，使其能与B 细胞淋巴瘤细胞特
异性结合，将改造后的CAR-T 细胞扩增后回输到患者体内进行治疗。与CAR-T 细胞疗法相比，双特异性
抗体治疗的明显缺点是 。
【答案】(1) PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 清除代谢产物，补充营养物质
(2) CD20（1 分） 小鼠体内存在多种与B 细胞淋巴瘤相关的抗原，刺激产生多种B 淋巴细胞
(3) 既能迅速大量增殖，又能分泌所需的双特异性抗体（1 分） 双特异性抗体可将T 细胞和B 细
胞淋巴瘤细胞特异性结合，使T 细胞能识别并杀伤B 细胞淋巴瘤细胞
(4)容易引发免疫排斥反应（1 分）
【详解】（1）在动物细胞融合中，常用的方法有PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，所以图中
步骤①细胞融合的方法为PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。在培养杂交瘤细胞时，细胞会不断进
行代谢，产生一些代谢产物，这些代谢产物如果积累过多，会对细胞的生长产生抑制作用。同时，培养基
中的营养物质会被细胞不断消耗，定期更换培养基可以清除代谢产物，补充营养物质，从而有利于杂交瘤
细胞的生长。
（2）从图中以及注可知，要生产能结合癌细胞（B 细胞淋巴瘤细胞，表面有CD20）和T 细胞（表面有
CD3）的双特异性抗体，所以特定的抗原X 为CD20。 一种抗原通常会刺激机体产生一种特异性的B 淋巴
细胞，但如果小鼠体内存在多种与B 细胞淋巴瘤相关的抗原，就会刺激产生多种B 淋巴细胞，所以从小鼠
体内能提取得到多种B 淋巴细胞。
（3）图中步骤②筛选得到的细胞是能分泌双特异性抗体的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞具有的特点是既能迅
速大量增殖，又能分泌所需的双特异性抗体。从图中可知，双特异性抗体的一端能与B 细胞淋巴瘤细胞表
面的CD20 结合，另一端能与T 细胞表面的CD3 结合，这样就可以将T 细胞和B 细胞淋巴瘤细胞特异性结
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合在一起，使T 细胞能够识别并杀伤B 细胞淋巴瘤细胞，从而达到治疗的目的。
（4）CAR - T 细胞疗法是采集患者自身的T 细胞进行基因改造后回输，这样的T 细胞属于患者自身的细胞，
发生免疫排斥反应的概率低。而双特异性抗体是在体外生产后输入患者体内，由于抗体对于患者来说是外
来物质，容易引发免疫排斥反应，这就是双特异性抗体治疗相比CAR - T 细胞疗法的明显缺点。
19．（11 分，除标明外，每空2 分）微藻适应性强、生长快，是生产生物柴油的理想原料，但油脂产量低
制约了对其的应用。苹果酸酶（ME）是调控微藻脂质合成的关键酶。研究表明，在ME 基因下游插入
DNA 片段N（转录后会被剪切）可显著提升ME 的表达量，进而提高产油量。研究者构建了ME 超表达载
体（流程如图），将其转入微藻细胞以培育高产油藻株。回答下列问题：
(1)为了扩增DNA 片段N，可选择的一对PCR 引物是 。PCR 扩增过程中，当温度下降到50℃时，
PCR 反应体系中发生的反应是 。
(2)为了使DNA 片段N 正确插入Ti-ME 的表达载体上，需要在两种引物的5'端加上限制酶的识别序列，即
。
(3)筛选时需要将构建好的重组质粒导入微藻细胞，并将微藻细胞置于含有 的培养基上进行培养，
其中能在该培养基上生长的微藻细胞类型有 。
(4)提取转基因微藻的ME 基因的mRNA，逆转录得到cDNA，以该cDNA 为模板，选择引物S-F 和E-R 进
行PCR，能否得到含ME-N 的双链DNA 片段？ ，理由是 。
【答案】(1) E-F 和E-R 复性（或引物结合到互补DNA 链上）（1 分）
(2)5'-GAATTC-3'、5'-AAGCTT-3'
(3) 卡那霉素（1 分） 导入了普通Ti-ME 载体的微藻细胞，导入了重组Ti-ME-N 载体的微藻细胞
(4) 不能（1 分） 以ME 基因的mRNA 逆转录得到的cDNA 不含有引物E-R 的结合序列（或以
ME 基因的mRNA 逆转录得到的cDNA 不含有N 的序列）
【详解】（1）根据图示信息可知，扩增DNA 片段N 需要选择N 片段两端的引物，即E-F 和E-R。PCR 技
术中，复性就是当温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合，即复性。
（2）为了将DNA 片段N 正确插入Ti-ME 的表达载体上，需要在两种引物的5'端加上限制酶的识别序列，
根据载体上的酶切位点，选择位于ME 基因下游的EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ。因此需要在两种引物的5'端加上限制
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酶的识别序列是5'-GAATTC-3'、5'-AAGCTT-3'。
（3）由于质粒中含有卡那霉素抗性基因，选择含有卡那霉素的培养基进行培养以进行筛选，其中能在该
培养基上生长的微藻细胞类型有导入普通Ti-ME 载体的微藻细胞和导入了重组Ti-ME-N 载体的微藻细胞。
（4）提取转基因微藻的ME 基因的mRNA，逆转录得到cDNA，以该cDNA 为模板，选择引物S-F 和E-R
进行PCR，不能得到含ME-N 的双链DNA 片段。因为N 基因转录后会被剪切，逆转录获得的cDNA 不含
N 基因序列。
20．（11 分，除标明外，每空1 分）为研究牛乳铁蛋白（LfcinB）的生物活性及高密度发酵，
科研人员将增强型绿色荧光蛋白基因（EGFP）片段插入质粒 pPIC9K - LfcinB - His，以融合表达 EGFP -
LfcinB 蛋白，过程如下图。其中，EGFP 片段的 5'端和 3'端分别添加了限制酶 a、b 的识别序列，且
3'端还引入了甲酸裂解位点（Asp - Pro）以便于分离 LfcinB。回答下列问题：
(1)过程①双酶切时，需使用的限制酶 a 和限制酶 b 分别是 。据图可知，pPIC9K - EGFP - LfcinB
- His 至少还需包括的结构是 ，为便于 DNA 解旋，该部位的碱基组成可能富含碱基对 。
(2)过程②转化后将大肠杆菌置于含 培养基上培养，可获得 种大肠杆菌菌落，后续需在过
程③中，利用引物 对融合基因使用 PCR 技术进行验证。
(3)过程④利用大肠杆菌增殖的方法来获得大量融合基因，与 PCR 扩增技术相比，该方法的优点有
（答出 1 点即可）。
(4)生产过程中，科研人员需用甲醇诱导毕赤酵母生产 EGFP - LfcinB - His，原因是 ；科研人员可以
为观测指标，实时反映毕赤酵母的生产情况。
【答案】(1) BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ 复制原点 A—T
(2) 氨苄青霉素 2 F1、R2（2 分）
(3)可连续扩增、无需反复添加酶和引物、扩增的基因更易保存和后续操作等
(4) AOX1 启动子需在甲醇诱导下才能启动融合基因的转录（2 分） 细胞内荧光的强度
【详解】（1）从质粒pPIC9K-LfcinB-His 的结构来看，在LfcinB-His 与启动子之间存在BamH I 和EcoR I
的酶切位点。在双酶切过程中，为了能将ECFP 片段准确、定向地插人到质粒pPIC9K-LcinB-His 中，需要
使用的限制酶切割ECFP 片段后产生的末端，与质粒上BamHI 和EcRI 酶切后产生的末端互补，所以限制
酶a 是BamH I，限制酶b 是EcoR I，这样可以保证EGFP 片段以正确的方向插人质粒，维持后续融合蛋白
表达的正确。质粒作为载体，需包括复制原点、标记基因、启动子、终止子和目的基因，图中已经绘制出
标记基因 （Amp²）、启动子、终止子，还有插人的目的基因EGFP，故其缺少的结构是复制原点。AT 碱
基对之间通过两个氢键连接，相较于GC 碱基对(三个氢键连接)，更容易被解开。复制原点处富含A—T 碱
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基对，有利于DNA 解旋酶作用，启动DNA 复制过程。
（2）质粒上含有氨苄青霉素抗性基因（Amp），转化后将大肠杆菌置于含氨苄青霉素的培养基上培养。
未导人质粒（含重组质粒）的大肠杆菌因无氨苄青霉素抗性基因不能生长，导人普通质粒和导入重组质粒
的大肠杆菌能生长，所以可获得2 种大肠杆菌菌落。据图可知，融合基因必需包含EGFP 和LfcinB-His 两
个片段，因此利用PCR 技术验证融合基因时,需要引物FI和R2,这样才能特异性扩增出包含ECFP 和LfcinB-
His 的融合基因片段。
（3）利用大肠杆菌增殖的方式来扩增目的基因的方法属于体内扩增，与PCR 技术扩增目的基因相比，该
方法的核心优点在于：①可连续扩增：大肠杆菌可稳定携带重组质粒并随细胞分裂复制，避免PCR 扩增中
因酶活性下降、 引物耗尽等导致的扩增效率降低或错误累积，能长期维持基因的正确序列；②无需反复
添加酶和引物：只需通过培养大肠杆菌即可实现基因的持续扩增，无需像PCR 那样反复设置反应条件、添
加酶和引物，操作更简便，适合大 量制备：③扩增的基因更易保存和后续操作：扩增后的基因存在于活
细胞或质粒中，便于后续提取、纯化及进一步的分子生物学操作（如转化其他宿主细胞）。
（4）AOXI 启动子是毕赤酵母中重要的启动子元件，其特性是可在甲醇诱导下启动融合基因的转录过程，
进而驱动EGFP-LfcinB-His 融合基因的表达，使毕赤酵母合成该融合蛋白。因为融合蛋白中包含增强型绿
色荧光蛋白（EGFP)，EGFP 在受到特定激发光激发时会产生绿色荧光，所以科研人员可根据细胞内荧光的
强度来实时观察毕赤酵母的生产情况，若有绿色荧光产生，说明毕赤酵母在生产该融合蛋白。
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