2021年高考生物全国真题分类汇编专题16 现代生物科技
一、单选题
1．（2021·湖北）月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率（%）结果如表。
6-BA/（mg·L-1） IBA/（mg·L-1）
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是（ ）
A．6-BA浓度大于4.0mg·L-1时，芽分化率明显降低
B．6-BA与IBA的比例为10：1时芽分化率均高于其他比例
C．在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化
D．2.0mg·L-16-BA和0.2mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
【答案】B
【知识点】植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、由表可知，6-BA浓度大于4.0mg-L-1时，芽分化率明显降低，A正确；
B、由表可知，当6-BA与IBA的比例为10：1时，芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%，芽分化率不一定都高于其他比例，B错误；
C、由表可知，6-BA与IBA的比例不同，芽的分化率不同，在培养基添加适量比例的6-BA和IBA，可促进芽分化，C正确；
D、由表可知，6-BA和IBA分别为2.0mgL-1、0.2mgL-1时芽分化率最高为95%，是实验处理中芽分化的最佳组合，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、植物组织培养中植物激素使用：物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
2、实验中以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，自变量为不同浓度的6-BA和IBA，因变量为芽分化率，由表可知，随着6-BA浓度增加，芽分化率先增加后减少，随着IBA浓度增加，芽分化率先增加后减少。
2．（2021·湖北）植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是（ ）
A．多精入卵会产生更多的种子
B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D．ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
【答案】A
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体，破坏亲子代之间遗传信息的稳定性，因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合，A错误；
B、防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，B正确；
C、当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2可知，未受精卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；
D、ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，D正确。
故答案为：A。
【分析】受精作用过程：
（1）顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠；
（2）透明带反应：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应（它是防止多精子入卵受精的第一道屏障）；
（3）卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程（它是防止多精子入卵受精的第二道屏障）；
（4）精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减二分裂，形成雌原核；
（5）雌、雄原核融合形成合子。
3．（2021·湖北）限制性内切酶EcoRI识别并切割 双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（ ）
A．6 B．250 C．4000 D．24000
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】由题意可知，EcoRI的酶切位点有6个碱基对，DNA分子由A、T、G、C种脱氧核苷酸排列形成，则出现该固定序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点，即得到DNA片段的平均长度理论约为4000。C正确，A、B、D错误。
故答案为：C。
【分析】限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
4．（2021·辽宁）下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是（ ）
A．灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合
B．用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体
C．基因工程中常用噬菌体转化植物细胞
D．经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防
【答案】C
【知识点】细胞融合的方法；单克隆抗体的制备过程；基因工程的基本工具（详细）；免疫学的应用
【解析】【解答】A、诱导动物细胞融合可以利用灭火的病毒，A正确；
B、制备单克隆抗体需先给小鼠注射特定抗原（特定病毒）使之发生免疫反应，B正确；
C、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，C错误；
D、经灭活或者减毒的病毒可以作为疫苗用于免疫预防，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、诱导动物细胞融合的方法有物理法（电激等）、化学法（聚乙二醇PEG）、生物法（灭活的病毒）等。
2、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原（特定病毒）使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
3、将目的基因导入受体细胞∶（1）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；（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
4、疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗有三种类型：（1）灭活的微生物；（2）分离的微生物成分或其他产物；（3）减毒微生物。使机体产生相应的抗体和记忆细胞（主要是得到记忆细胞），使人在不发病的情况下产生抗体，获得免疫力。
5．（2021·辽宁）腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（ ）
A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B．加入连接肽需要通过改造基因实现
C．获得N1的过程需要进行转录和翻译
D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境
【答案】D
【知识点】酶的相关综合；蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质的结构决定功能，N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一，A正确；
B、加入连接肽是通过蛋白质工程，蛋白质工程的实质是改造基因，B正确；
C、蛋白质的合成需要转录和翻译过程，C正确；
D、检测N1的活性应先置于高温环境在将N1与底物混合，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、酶
（1）酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
6．（2021·辽宁）下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（ ）
A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；胚胎移植
【解析】【解答】A、后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；
B、动物细胞培养的气体：95%空气（保证细胞的有氧呼吸）和5%CO2（维持培养液的pH），B正确；
C、过程②是对卵母细胞进行去核处理，C错误；
D、过程④将激活后的重组细胞培养至囊胚或柔椹胚后移植，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、 体细胞核移植技术 ：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
2、体细胞核移植过程：
3、体细胞核移植的应用：a、加速家畜的遗传改良进程，促进优良种群繁育；b、转基因克隆动物做生物反应器，生产珍贵的医用蛋白；c、克隆动物的组织、器言做移植的供体；d、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
4、体细胞核移植技术存在的问题：（1）胚胎成活率低；（2）动物健康存在问题；（3）克隆动物食品的安全性问题。
7．（2021·辽宁）辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段“水体——河岸带”的生物群落，研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是（ ）
注：右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图，空白处示气腔
A．丙与丁的分布体现了群落的垂直结构
B．四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应
C．不同位置上植物种类的选择，遵循了协调与平衡原理
D．生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，抵抗力稳定性增强
【答案】A
【知识点】群落的结构；生态系统的稳定性；生态工程依据的生态学原理；生态恢复工程；自然选择与适应
【解析】【解答】A、丙与丁是不同地段分布的不同的种群，属于群落的水平结构，A错误；
B、四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，这种结构与所生活的环境适应，B正确；
C、不同位置上根据环境选择不同的植物，遵循了协调与平衡原理，C正确；
D、生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，自我调节能力更强，抵抗力稳定性增强，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。原因：①植物的分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为：乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为：猫头鹰（森林上层），大山雀（灌木层），鹿、野猪（地面活动），蚯及部分微生物（落叶层和土壤）。（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因：由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果，既有利于充分利用资源，又有利于缓解种间竞争，导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍，也就是说，自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性，否则早就被淘汰了，这就是适应的普遍性。但是，每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应，只是一定程度上的适应，环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用，这就是适应的相对性。生活在雪地的老鼠毛色为白色，是一种保护色，不易被其他动物发现，这对它躲避天敌动物的捕食十分有利，这是对环境的一种适应现象。如果降雪推迟，白色鼠反而易被天敌发现而遭捕食，体现了生物对环境的适应具有相对性。
3、生态工程原理：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理。
4、生态恢复工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
8．（2021·山东）一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗 p72 的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是（ ）
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗 p72 的单抗
D．p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
【答案】D
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】 A、由单克隆抗体和多抗的制作流程可知，多抗的获得受抗原的影响较大，单克隆抗体由于需要筛选受抗原影响较小，A错误；
B、单抗制备时诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，B错误；
C、非洲猪瘟病毒有多个抗原决定簇，故刺激小鼠可产生多种抗p72的单抗，C错误；
D、非洲猪瘟病毒有多个抗原决定簇，部分抗原决定簇改变，不影响其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，故多抗仍有效，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、由题意可知非洲猪瘟病毒有多个抗原决定簇。
9．（2021·山东）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲，乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是（ ）
A．甲菌属于解脂菌
B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
【答案】B
【知识点】组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、由题意可知，甲菌可分解脂肪生成脂肪酸属于解脂菌，A正确；
B、由题意可知，乙菌周围颜色不变，即乙菌不能分解脂肪利用脂肪酸，B错误；
C、按照唯一变量和对照原则，可将两种菌放到同一平板的不同区域进行对比，C正确；
D、用菌落周围深蓝色圈的大小来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，D正确。
故答案为：B。
【分析】培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
（2021·天津）阅读下列材料，完成下面小题。
为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性，可采取如下措施：
①基因策略：包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如，早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因，抗虫机制比较单一；现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。
②田间策略：主要是为棉铃虫提供底护所。例如我国新疆棉区，在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所：长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然的庇护所。
③国家宏观调控政策：如实施分区种植管理等。
10．关于上述基因策略，下列叙述错误的是（ ）
A．提高Bt基因的表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B．转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C．若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等位基因
D．转入多种Bt基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
11．关于上述田间策略，下列叙述错误的是（ ）
A．转基因棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B．混作提高抗虫棉的抗虫持久性，体现了物种多样性的重要价值
C．为棉铃虫提供底护所，可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例
D．为棉铃虫提供庇护所，可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
【答案】10．C
11．A
【知识点】基因频率的概念与变化；基因工程的应用；变异是自然选择的原材料；生物多样性的价值
【解析】【分析】1、种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，种群密度是种群最基本的数量特征。
2、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
3、基因突变的类型：自发突变和人工诱变。基因突变的特点：①基因突变具有普遍性：生物界中普遍存在；②低频性：自然情况下突变频率很低（10-5-10-8）；③随机性：个体发育的任何时期和部位；④不定向性：突变是不定向的；⑤多害少利性：多数对生物有害。
4、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
5、自然选择决定生物进化的方向（1）变异是不定向的，自然选择是定向的； （2）自然选择的直接对象是生物的表现型，间接对象是相关的基因型，根本对象是与变异性状相对的基因；（3）自然选择的实质：种群的基因频率发生定向改变；（4）自然选择的方向：适应自然环境；（5）变异是普遍存在的，环境仅是一个选择因素，变异在先、选择在后。
10．A、提高Bt基因表达量，抗虫蛋白含量增加，棉铃虫数量下降，种群密度降低，A正确；
B、若两种Bt基因转入同一条染色体上，则遗传不遵循自由组合定律，B正确；
C、同源染色体上相同位置控制同一性状不同形态的基因，称为等位基因，C错误；
D、棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bt基因可以可以提高抗虫棉的抗虫持久性，D正确。
故答案为：C。
11．A、基因突变可自发发生，突变频率与环境没有直接关系，A错误；
B、混作可以提高抗性小的抗虫棉的存活，且减少棉铃虫的生存资源，提高了抗虫棉的抗虫持久性，也具有经济价值，体现了物种多样性的直接和间接价值，B正确。
C、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例，使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存可以为棉铃虫提供底护所，C正确；
D、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例，使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存，且由于种内斗争，使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓，D正确。
故答案为：A。
12．（2021·北京）社会上流传着一些与生物有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（ ）
A．长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素
B．转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒
C．消毒液能杀菌，可用来清除人体内新冠病毒
D．如果孩子的血型和父母都不一样，肯定不是亲生的
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因工程的应用；灭菌技术
【解析】【解答】A、高温加热破坏会维生素，造成维生素的流失和分解，A正确；
B、转基因抗虫棉产生的毒蛋白只针对棉虫，对人无毒，B错误；
C、消毒液杀死的是体表的细菌和病毒，不能清除进入人体的病毒，C错误；
D、血型遗传受基因控制，A型血和B型血的父母可能生出O型血的孩子，故血型不同也可能是亲生的，D错误。
故答案为：A
【分析】1、烹饪饮食的方法不当蔬菜、水果等食物是人体摄入维生素C的主要来源。研究发现，人们若采取以下烹饪方法，就会导致饮食中所含的维生素C大量流失：①将蔬菜先切后洗。②将蔬菜切得很碎。③用铁制的刀具切蔬菜。铁会促使蔬菜中所含的维生素C更快地发生氧化。因此，人们应尽量少用刀切菜，而应养成用手撕菜的习惯。④炖煮蔬菜的时间过长。⑤长时间地存放水果和蔬菜。维生素C易被空气中的氧气氧化，因此蔬菜、水果被存放的时间越长，其中所含的维生素C就流失得越多。
2、转基因抗虫棉产生的毒蛋白会使棉虫致死，而不对人体产生毒性，是由于人体细胞没有毒蛋白的特异性受体，并且人误食了该毒蛋白质之后经过消化系统蛋白质已经变性甚至降解，没了毒性。
3、消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子） 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子）
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
4、血型分为四种，即A，B，AB，O。血型是指红细胞上所含的抗原不同而言，红细胞上只含A抗原的称A型，含有B抗原的称B型，既有A抗原又有B抗原的称为AB型，既没有A抗原也没有B抗原的称为0型。ABO血型受ABO三种基因控制，A基因控制A抗原产生，B基因控制B抗原产生，O基因控制不产生A和B两种抗原，而基因都是成对存在，控制ABO血型的基因可有六种不同组合，即AA，AO，BB，BO，AB，OO，而每个人只有其中一对。
13．（2021·北京）研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦（2n=14）的优良性状导入普通小麦（2n=42）中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是（ ）
A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
【答案】C
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体；现代生物进化理论的主要内容；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、簇毛麦与小麦杂交产生的后代不可育，故二者存在生殖隔离，A正确；
B、植物组织培养需对离体组织进行脱分化和再分化，B正确；
C、杂种植株含有28条染色体为异源多配体，联会紊乱不能产生正常配子，不可育，C错误；
D、杂交植株经染色体加倍后，可正常进行减数分裂产生配子，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、由受精卵发育而来，体细胞中有几个染色体组的个体，叫做几倍体。由受精卵发育而来，体细胞中有三个染色体组的个体，叫三倍体；同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。异源多倍体是指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。普通小麦经减数分裂产生配子时染色体数减半，染色体组数也减半。
2、生殖隔离指由于各方面的原因，使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配，或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3、植物组织培养技术运用植物细胞全能性，经过对离题组织进行脱分化、再分化处理，最终得到完整植株。
14．（2021·浙江）将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是（ ）
A．肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
B．“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C．“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D．细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义；动物细胞的全能性及应用；动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A. 重建“合子”可发育成蝌蚪，肠细胞却不能，说明肠细胞的细胞质中存在某些物质限制细胞核全能性的表达，A说法正确；
B.“合子”即受精卵，其第一次分裂形成的细胞属于胚胎细胞，其全能性较高，B说法错误；
C.受精卵发育为个体的过程，包括细胞的分裂和分化，C说法正确；
D.细胞核中含有该物种全套的遗传信息，所以具有全能性，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】（1）细胞的全能性：细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
原因：体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
（2）高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍然保持着全能性。
（3）分化程度高的细胞全能性不一定低。如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然很高。
15．（2021·浙江）采用CRISPR/Cas9 基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白（EGFP）基因定点插入到受精卵的Y染色体上，获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠交配，通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是（ ）
A．基因编辑处理的受精卵在体外培养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液
B．基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期，须将其植入同期发情小鼠的子官，才可获得表达 EGFP的小鼠
C．分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠
D．通过观察早期胚胎的荧光，能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎
【答案】B
【知识点】胚胎移植；胚胎干细胞及其应用；胚胎的体外培养
【解析】【解答】 A.胚胎不同阶段的发育方向不同，所以需用不同成分的培养液，A说法正确；
B. 受精卵经体外培养至桑椹胚或囊胚期植入同期发情小鼠的子官，不是2细胞期，B说法错误；
C. 胚胎干细胞具有全能性，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠，C说法正确；
D. 题中已知EGFP基因定点插入到受精卵的Y染色体上，所以通过观察早期胚胎的荧光，能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】（1）胚胎移植的实施
①手术法
a．适宜动物：一般用于中小型的动物。
b．过程特点：不同的动物和胚胎细胞数量，胚胎植入的部位不同。
②非手术法
a．适宜动物：一般用于大家畜。
b．过程特点：将装有胚胎的吸管装入移植枪内，通过子宫颈插入子宫角深部，注入胚胎。
（2）胚胎移植的时间
不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在8-16个细胞阶段移植。)。
16．（2021·浙江）下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化
【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；
B、动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；
C、传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；
D、步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，D错误。
故答案为：C。
【分析】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。
二、实验探究题
17．（2021·北京）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
（1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在 中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
（2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：
底物 T6P 海藻糖
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株 ，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
（3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因 对种子发育产生的间接影响。
（4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。
①U-R基因 ②U-S基因 ③野生型植株④U-P植株 ⑤突变体r植株
【答案】（1）叶绿体基质
（2）低
（3）在其他器官（过量）表达
（4）②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩 ①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒 ②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）三碳糖在暗反应过程中产生，暗反应的场所在叶绿体基质中。
故答案为： 叶绿体基质 。
（2）由题意可知，P酶基因与启动子U结合后，P基因在种子中表达量增多，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，则种子中T6P含量比野生型植株低。
故答案为：低
（3）由题意可知， 启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）可以排除目的基因在其他器言（过量）中的表达对种子发育产生的间接影响。
故答案为： 在其他器官（过量）表达 。
（4）由题意可知， U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降 。 为验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累 ，可设计实验如下：
②（U-S基因，S酶可以较高表达）⑤（R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①（U-R基因，R基因表达较高）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②（U-S基因，S酶可以较高表达）④（U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
故答案为： ②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
【分析】1、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
2、基因是由成千上万个核苷酸对组成。组成基因的核苷酸序列可以分为不同区段。在基因表达的过程中，不同区段所起的作用不同。任何一个基因都包括非编码区和编码区。能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质合成(也就是能编码蛋白质）的区段叫做编码区。不能转录为信使RNA、不能编码蛋白质的区段叫做非编码区非编码区位于编码区前后，同属于一个基因，控制基因的表达和强弱。虽然不能编码蛋白质，但对遗传信息的表达是不可缺少的，因为在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列，该序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子、终止子属于非编码区。因为回文序列的特殊排列，大多都位于非编码区。真核细胞的基因中编码区特点：间隔的、不连续的。包括：外显子和内含子（位于编码区中的非编码序列）。 3、探究实验遵循的原则：对照原则，唯一变量原则，等量原则。
18．（2021·全国甲）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ，)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是 。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是 。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是 。
【答案】（1）dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一
（2）防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
（3）解旋
（4）DNA酶
【知识点】酶的特性；基因工程的应用；DNA分子的复制
【解析】【解答】 （1）DNA的组成单体是腺嘌呤脱氧核苷酸等4种核苷酸。当dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是制备32p标记的DNA片段的原料。
（2）DNA和RNA都含有碱基，且DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有A、U、C、G四种碱基。碱基互补配对原则是A-T、C-G或者A-U。当碱基暴露出来时容易发生碱基互补配对，形成杂交带。去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交 。
（3）DNA分子解旋后，DNA双链的碱基之间氢键断裂，暴露出DNA分子结构内部的碱基，变成的单链片段有机会和32p标记的DNA片段甲发生碱基互补配对，于是需要使样品中的染色体DNA进行解旋处理，例如加入解旋酶。
（4）酶具有专一性，转移的催化某一种或者一类化学反应。 在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是DNA酶。
【分析】 1、根据题意，通过带32p标记的DNA分子与染色体样品的基因进行碱基互补配对，形成杂交带，进行放射性检测，从而对W基因在染色体上的位置进行推测和判断。
2、DNA的组成基本单体是脱氧核苷酸，有四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
3、正常DNA 分子碱基在分子内部，不可以和其他碱基配对，若果连接碱基的氢键断裂，可能出现核酸分子杂交现象。
19．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或 法，两种方法均能在固体培养基上形成 。对分离的菌株进行诱变、 和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。
Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除 ；③检验固定化菌株的 。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是 。
Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是 。
（2）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
Ⅰ.为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用 技术，实现了三叶青的林下种植。
Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成 和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ，再分化形成毛状根。
Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次 培养，培养基中添加抗生素的主要目的是 。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的 和温度，调节培养基成分中的 ，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
【答案】（1）涂布分离；单菌落；筛选；未固定的细菌；降解富营养化污水污染物的能力；包埋法和吸附法；特定介质能为菌株繁殖提供X
（2）遗传；间种；DNA聚合酶；愈伤组织；继代；杀灭发根农杆菌；转速；营养元素以及生长调节剂的种类和浓度
【知识点】微生物的分离和培养；基因工程的应用；固定化酶及其应用；固定化细胞及其应用；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】（1）分析题意可知，本实验目的是从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备固定化菌株。Ⅰ.分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法或涂布分离法，两种方法均能在固体培养基上形成单菌落。为了获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株，还需对分离的菌株进行诱变处理，再经筛选和鉴定。Ⅱ.固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。由于菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，故可以采用的2种方法是包埋法和吸附法。Ⅲ.由于该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖，可推测特定介质能为菌株繁殖提供X，故该公司对外只提供固定化菌株，有利于保护该公司的知识产权。（2）Ⅰ.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质；三叶青的林下种植，是利用间种技术。Ⅱ.分析题意可知，从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片（T-DNA），DNA复制需要DNA聚合酶，故可知，酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达，形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知，相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织，再分化形成毛状根。Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
【分析】1、分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法（平板划线法）和涂布分离法（稀释涂布平板法）。接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体--菌落。划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。2、固定化酶( insoluble enzyme)就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。3、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程：外植体→愈伤组织→胚状体→新植体，其中脱分化过程要避光，而再分化过程需光。4、在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽。
三、综合题
20．（2021·辽宁）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成 ，进而被还原生成糖类，此过程发生在 中。
（2）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是 （填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 。
（3）某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 技术。
（4）通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
【答案】（1）三碳化合物；叶绿体基质
（2）叶绿体；呼吸作用和光合作用
（3）高于；NADPH和ATP；吸能；同位素示踪
（4）A；C
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
故答案为： 三碳化合物； 叶绿体基质 。
（2）由图可知， HCO3- 的运输需要消耗ATP， HCO3- 的运输是主动运输方式，逆浓度运输，则HCO3- 浓度最高的场所是叶绿体。细胞质中的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
故答案为： 叶绿体 ； 呼吸作用和光合作用 。
（3）①由题意可知，PEPC参与催化 HCO3- +PEP过程，即PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。
②由图可知，光合作用光反应提供ATP和NADPH，由Pyr转变为PEP的过程消耗ATP，是吸能反应。
③验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
故答案为： 高于 ；NADPH和ATP；吸能 ； 同位素示踪 。
（4）A、由题意可知，HCO3-的运输能力增强，可以提高植物光合作用的效率，A正确；
B、由题意可知，抑制OAA的合成，会导致进入卡尔文循环的CO2减少，降低植物光合作用的效率，B错误；
C、 Rubisco是一种催化CO2固定的酶，改造植物的Rubisco基因，CO2固定能力增强，可以提高植物光合作用的效率，C正确；
D、不具备此机制的植转入物CO2浓缩机制相关基因，不一定提高植物光合作用的效率，D错误。
故答案为：AC。
【分析】光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
21．（2021·辽宁）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。回答下列问题：
（1）为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经 过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
（2）图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因（该基因序列不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入 和 两种不同限制酶的识别序列。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”）。
相关限制酶的识别序列及切割位点
名称 识别序列及切割位点 名称 识别序列及切割位点
HindⅢ A↓AGCTT TTCGA↑A EcoRI G↓AATTC CTTAA↑G
PvitⅡ CAG↓CTG GTC↑GAC PstI CTGC↓AG GA↑CGTC
KpnI G↓GTACC CCATG↑G BamHI G↓GATCC CCTAG↑G
注：箭头表示切割位点
（3）转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于 的生理状态，以提高转化效率。
（4）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，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电分离，结果如图2， 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
（5）将纯化得到的pHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24小时后，检测处于细胞周期（示意图见图3）不同时期的细胞数量，统计结果如图4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的 （填“G1”或“S”或“G2/M”）期。
【答案】（1）逆转录
（2）EcoRI；PvitⅡ；T4DNA连接酶
（3）感受态
（4）3
（5）G2/M
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由RNA获得CDNA的过程是逆转录过程。
故答案为： 逆转录
（2）目的基因应导入启动子和终止子之间，由图可知，两者之间由三种限制酶切点，由于KpnI在质粒上有两个酶切位点，所以选择EcoRI和PvitⅡ两种不同限制酶的识别序列；由于PvitⅡ切出的是平末端，所以应该用T4DNA连接酶连接质粒和目的基因。
故答案为： EcoRI ； PvitⅡ ； T4DNA连接酶 。
（3）转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率。
故答案为： 感受态 。
（4）重组质粒被酶切割之后，应该产生两个片段，一个是目的基因片段 大小为0.9kb（1kb=1000碱基对） ，另一个是质粒片段，对应电泳图应是菌落3。
故答案为：3.
（5）由图可知，处理之后G1期和S期细胞数量减少，G2/M期细胞数量增多，即细胞可以进入G2期，G2期的细胞不能完成分裂进入下一个G1期，即PHB2蛋白作用于G2/M期。
故答案为： G2/M 。
【分析】1、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（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 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。①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；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（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。
2、基因工程的基本工具
（1）“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
（2）“分子缝合针”-DNA连接酶①两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：a、相同点：都缝合磷酸二酯键。b、区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
（3）“分子运输车”-载体①载体具备的条件：a、能在受体细胞中复制并稳定保存。b、具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。c、具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
②最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分。
③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。
22．（2021·山东）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 BCL11A 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，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。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）为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在 F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是 ，在 R 末端添加的序列所对应的限制酶是 。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要 种酶。
（2）将构建的载体导入除去 BCL11A 基因的受体细胞，成功转化后，含 F1～F6与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含 F7与 R 扩增产物的受体细胞无荧光。含 F7 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光的原因是 。
（3）向培养液中添加适量的雌激素，含 F1～F4与 R 扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含 F5～F6与 R 扩增产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 ，理由是 。
【答案】（1）SalI；EcoRI；6
（2）F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达
（3）引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上；根据有无荧光情况判断，F1～F4 与 R 扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于 F4 所对应调控序列的下游（右侧）；F5～F6 与 R 扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于 F5 所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由提意可知，为扩增后的产物定向插入载体蛋白基因表达，在F1~F7末端需要添加序列，增后的产物中的R端与荧光蛋白基因中限制酶MunI识别序列端结合，扩增后的产物才能定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。定向插入时引物末端两端添加限制酶的识别序列，被限制酶识别并切割后，产生的黏性末端不能相同，分析图中各种酶切酶识别序列，可知在F1~F7末端添加的序列所对应的限制酶EcoRI和限制酶是SalI；荧光蛋白基因中含有限制酶EcoRI的识别位点，为保证荧光蛋白基因的完整，不能使用限制酶EcoRI，而使用限制酶MunI和XhoI切割。扩增完基因，切割完载体之后，在DNA连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；需要使用Taq酶催化扩增产物来合成更多的产物，即从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶，分别是Tag酶、限制酶EcoRI、限制酶Sall、限制酶MunI、限制酶XhoI、DNA连接酶；
故答案为：SalI ； EcoRI ； 6 。
（2）受体细胞载入的载体中已经除去BCL11A基因，不会抑制荧光蛋白基因的表达；RNA聚合酶与启动子结合完成荧光蛋白基因的转录过程；含F1~F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，可能是F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达；
故答案为：F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达 。
（3）向培养液中添加适量的雌激素，诱导BCL11A基因表达产生BCL11A蛋白，该蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后，荧光蛋白基因被抑制；含F1~F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，表明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F4与引物R之间的序列上；含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，表明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F5的上游序列，由此推测，BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。
故答案为：引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上 ； 根据有无荧光情况判断，F1～F4 与 R 扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于 F4 所对应调控序列的下游（右侧）；F5～F6 与 R 扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于 F5 所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上 。
【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。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 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。
23．（2021·天津）乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的工程菌株。下图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图，图2为构建表达载体时所需的关键条件。
（1）乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为 。
（2）获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下：
①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。
为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑 和 。
②将上述PCR产物和质粒重组后，导入大肠杆菌，筛选、鉴定，扩增重组质粒。重组质粒上有 ，所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列 （能/不能）在大肠杆菌中高效表达。
③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株，在 的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母，并进行鉴定。
（3）以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵，结果既产生乳酸，也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量，下列措施中不合理的是___________（单选）。
A．进一步优化发酵条件
B．使用乳酸菌LDH基因自身的启动子
C．敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因
D．对转基因酿酒酵母进行诱变育种
【答案】（1）细胞质基质
（2）包含BamHI的识别序列；将GTG改为ATG；原核生物复制原点；不能；缺失尿嘧啶
（3）B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）酵母细胞无氧呼吸的场所为细胞质基质。
故答案为：细胞质基质。
（2）①为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应包含BamHl的识别序列。
②PCR产物和质粒连接获得重组质粒，重组质粒上需要有原核生物复制原点，才能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。
③利于不含尿腔啶的选择培养基筛选含重组质粒的转基因酿酒酵母。
故答案为：包含BamHI的识别序列；将GTG改为ATG；原核生物复制原点；不能；缺失尿嘧啶。
（3）A、优化发酵条件，是条件更适合乳酸菌的生存和繁殖，提高其乳酸产量，A正确；
B、启动子存在物种特异性，酵母细胞中不表达乳酸菌LDH基因自身的启动子，B错误；
C、敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因，酵母菌则不能进行酒精发酵，只进行乳酸发酵，C正确；
D、基因突变具有不定向性，对转基因酸酒酵母进行诱变育种，可能会出现乳酸菌的高产菌株，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
2、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（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 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。①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；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③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。
24．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与甘蔗醋制作有关的问题：
①为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株，以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基：将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容，调节pH，再高压蒸汽灭菌，经 后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基，震荡培养24 h。用 将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上，在30 ℃培养48h。再挑取分离培养基上具有 的单菌落若干，分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养24 h后，置于4 ℃冰箱中保存。
②优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基，培养一段时间后，取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min 条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升，或者培养液中 含量达到最低时，发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外，还应有 （答出2点即可）等特点。
③制醋过程中，可将甘蔗渣制作成固定化介质，经 后用于发酵。其固定化方法为 。
（2）斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。
①由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体 ，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。
②为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载体形成 ，导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的 DH5α 阳性细胞克降，质粒载体应含有 （答出2点即可）。提取质粒后，采用 法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。
③为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用 分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行 培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为 ，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
【答案】（1）冷却；玻璃刮刀；较大透明圈；斜面；乙醇；耐酒精度高、耐酸高；灭菌；吸附法
（2）富营养化；重组DNA分子；限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因；显微注射；胰蛋白酶；原代；饲养层细胞
【知识点】微生物发酵及其应用；果酒果醋的制作；基因工程的应用；动物体细胞克隆；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】 (1)①培养基需经高压蒸汽灭菌及冷却后使用；涂布菌种可采用玻璃刮刀；菌种产生的透明圈大，说明其可产生高效分解甘蔗的酶从而产生大量的醋酸，同CaCO3反应形成透明圈；临时保持菌种需再固体斜面培养基上，置于4 ℃冰箱中保存。
②醋酸菌可以将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，所以当乙醇含量最低时，发酵结束。随着发酵的进行菌种生活的环境会变为乙醇高、酸度高的环境，所以优良产酸菌种还需具有耐酒精度高、耐酸高的特点。
③发酵过程的关键是防止杂菌污染，所以需要对固定介质进行灭菌，甘蔗渣具有较强的吸附性，可才有吸附法进行固定。
故答案为：冷却；玻璃刮刀；较大透明圈；斜面；乙醇；耐酒精度高、耐酸高；灭菌；吸附法。
（2）①人类产生的污水中含有大量的无机盐，直接排入河流、湖泊会引起水体富营养化，导致藻类大量繁殖形成水华。
②转基因技术的关键是构建基因表达载体，即用DNA连接酶将该基因连接到质粒载体形成重组DNA分子，质粒应具有一个或多个限制性核酸内切酶的识别位点、标记基因如抗生素抗性基因等、具有复制原点等特点；将目的基因导入动物细胞，常采用显微注射法。
③分散细胞，可以使用胰蛋白酶处理，破坏细胞之间的连接蛋白，并对分散的细胞进行原代培养以扩大细胞数目；培养瓶中添加成纤维细胞作为饲养层细胞，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
故答案为：富营养化；重组DNA分子；限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因；显微注射；胰蛋白酶；原代；饲养层细胞。
【分析】（1）微生物发酵过程：
①选育菌种：可采用自然界选种、诱变育种、基因工程育种等。
②配制培养基：根据微生物的营养需要提供碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
③灭菌：培养基和发酵设备均需严格灭菌。利用单一菌种发酵。
④扩大培养和接种：大规模生产中需要使菌种达到一定数量；将菌种接种到培养基上，接种时防止杂菌污染。
⑤发酵罐内发酵：要随时检测发酵进程，要及时满足营养需要，还要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件。
⑥分离、提纯产物：如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法；如果产品是代谢产物，可采用提取、分离和纯化措施来获得产品。
（2）醋酸菌为异养好养型细菌，在氧气充足的情况下，可以将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
（3）动物细胞培养需要将细胞分散成单个细胞，故需要添加胰蛋白酶或胶原蛋白酶，进行原代培养（1-20代）。
（4）将目的基因导入受体细胞的常用方法：
生物
种类 植物 动物 微生物
常用
方法 农杆菌转化法 显微注射技术 感受态细胞法
主要
受体
细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
转化
过程 将目的基因插入到Ti质粒的T DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
（5）动物细胞培养时注意的几个问题：
①进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8。胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2-7.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2-7.4。
②原代培养与传代培养的区别
a.原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。
b.传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致接触抑制，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。
（6）饲养层细胞一般是胚胎成纤维细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
25．（2021·湖南）[选修3：现代生物科技专题]
M 基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M 基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是 ，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的 断开。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是 。
（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是 。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为 （答出两点即可），功能上具有 。
（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M 基因是否失活的实验思路 。
【答案】（1）限制性核酸内切酶（限制酶）；磷酸二酯键
（2）清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
（3）动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难；细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答）；发育的全能性
（4）B；用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），所以切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
（3）由于动物胚胎细胞分化程度低，细胞全能性高，动物体细胞分化程度高，细胞全能性低，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
（4）先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活。
故答案为：（1） 限制性核酸内切酶（限制酶） ； 磷酸二酯键 （2） 清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 （3） 动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 ； 细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答） ； 发育的全能性 （4） B ； 用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活
【分析】1.限制性核酸内切酶存在于原核生物中，识别特定的核苷酸序列，并在特定位点将磷酸二酯键断开。
2.动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒环境，培养液和培养用具进行无菌处理，培养过程加抗生素，定期更换培养液，清除代谢产物。（2）营养，除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外还需加入血清、血浆等天然成分。（3）适宜的温度（4）气体环境。
3.核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性。核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
4.细胞分化程度从高到低依次为：体细胞>生殖细胞>受精卵。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性就越高。
26．（2021·河北）[选修3：现代生物科技专题]
采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉（Cd）在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理（例如，收集植物组织器官异地妥善储存），可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白（YCF1）基因导入受试植物，并检测了相关指标。回答下列问题：
（1）为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体称为 。
（2）将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是 。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是 。
（3）进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是 。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材料的目的是 。
（4）将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重（图1）及不同器官中Cd含量（图2）。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具有更强的 （填“耐性”或“富集能力”）；据图2可知，对转基因植株的 进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
（5）已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是 。相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于 （写出两点即可）。
【答案】（1）基因组文库
（2）限制酶和DNA连接酶；便于目的基因的检测和鉴定
（3）农杆菌转化法；避免目的基因在自然界中的扩散
（4）耐性；茎叶
（5）YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水；杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。
故答案为：基因组文库。
（2）构建基因表达载体，需要用限制酶切割目的基因DNA和质粒，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目的基因的筛选和鉴定。
故答案为：限制酶和DNA连接酶；便于目的基因的检测和鉴定。
（3）印度芥菜是双子叶植物，农杆菌容易侵染双子叶植物，将其质粒中的T-DNA可转移并插入到受体细胞DNA中，所以将目的基因导入双子叶植物印度芥菜采用最多的方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实验材料，可避免目的基因在自然界中的扩散。
故答案为：农杆菌转化法；避免目的基因在自然界中的扩散。
（4）据图1可知，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均比野生型高，说明转基因植株在Cd污染的土壤中生长较好，即对Cd具有更强的耐性；据图2可知，转基因植株的根、茎、叶中Cd含量高于野生型，但转基因植物叶和茎的Cd含量增加的更加明显，因此对转基因植株的茎、叶进行后续处理，对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
故答案为：耐性；茎、叶。
（5）由于YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上，推测转基因植物可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水。相较于草本植物，乔木具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用。
故答案为：YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水；
杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用。
【分析】 （1）基因文库是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。基因组文库含有一种生物全部基因的基因文库。部分基因分库(cDNA文库)含有一种生物部分基因的基因文库。
（2）基因表达载体的构建：用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。
标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。（常用的标记基因是抗生素基因。可以用四环素、氨芐青霉素等抗性基因，也可以用荧光蛋白基因或产物能显色的基因。）
（3）将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法。农杆菌一般可以感染双子叶植物和裸子植物的受伤部位，将T-DNA整合到植物的染色体上，随着植物细胞的细胞染色体复制，T-DNA也随着复制，从而实现外源基因稳定性的表达。
27．（2021·广东）[选修3：现代生物科技专题]
非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。
回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有 。（答出两种即可）
（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有 。（答出两种即可）
（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备 细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有 。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是 。在分子水平上，可以通过改变 ，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
【答案】（1）基因文库中获取、人工合成法
（2）盐析法、酶解法或高温变性
（3）感受态；抗原-抗体杂交技术
（4）有的酶失活而使反应中断；基因的碱基序列
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由题意可得，研究人员采用了PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因，此外获得酶基因（目的基因）的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。
（2）DNA通常会和蛋白质结合在一起。高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，可根据DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同，从而去除蛋白质，方法较多样，例如盐析、酶解法或高温变性法等。
（3）将目的基因导入到细菌体内通常采用感受态细胞法。研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞， 即利用Ga2+处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。因为抗原和抗体结合具有特异性，所以在基因工程中，酶蛋白的化学本质是蛋白质，常用抗原-抗体杂交技术进行检测。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的特性之一是作用条件较温和，若这些酶条件不同，条件不适宜，则可能导致有的酶活性降低甚至失活而使反应中断。在分子水平上，通过蛋白质工程进行对酶加以改造和修饰。蛋白质工程设计思路是可以通过改变合成蛋白质的基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
【分析】（1）目的基因的获取：
（2）将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
（3）目的基因的检测与鉴定
①利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无。
②利用分子杂交技术检测目的基因的转录。
③利用抗原—抗体杂交检测目的基因的翻译。
④利用个体生物学水平的检测鉴定重组性状的表达。
28．（2021·全国甲）[生物——选修3：现代生物科技专题]
PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若2021年高考生物全国真题分类汇编专题16 现代生物科技
一、单选题
1．（2021·湖北）月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率（%）结果如表。
6-BA/（mg·L-1） IBA/（mg·L-1）
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是（ ）
A．6-BA浓度大于4.0mg·L-1时，芽分化率明显降低
B．6-BA与IBA的比例为10：1时芽分化率均高于其他比例
C．在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化
D．2.0mg·L-16-BA和0.2mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
2．（2021·湖北）植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是（ ）
A．多精入卵会产生更多的种子
B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D．ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
3．（2021·湖北）限制性内切酶EcoRI识别并切割 双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（ ）
A．6 B．250 C．4000 D．24000
4．（2021·辽宁）下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是（ ）
A．灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合
B．用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体
C．基因工程中常用噬菌体转化植物细胞
D．经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防
5．（2021·辽宁）腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（ ）
A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B．加入连接肽需要通过改造基因实现
C．获得N1的过程需要进行转录和翻译
D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境
6．（2021·辽宁）下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（ ）
A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
7．（2021·辽宁）辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段“水体——河岸带”的生物群落，研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是（ ）
注：右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图，空白处示气腔
A．丙与丁的分布体现了群落的垂直结构
B．四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应
C．不同位置上植物种类的选择，遵循了协调与平衡原理
D．生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，抵抗力稳定性增强
8．（2021·山东）一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗 p72 的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是（ ）
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗 p72 的单抗
D．p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
9．（2021·山东）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲，乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是（ ）
A．甲菌属于解脂菌
B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
（2021·天津）阅读下列材料，完成下面小题。
为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性，可采取如下措施：
①基因策略：包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如，早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因，抗虫机制比较单一；现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。
②田间策略：主要是为棉铃虫提供底护所。例如我国新疆棉区，在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所：长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然的庇护所。
③国家宏观调控政策：如实施分区种植管理等。
10．关于上述基因策略，下列叙述错误的是（ ）
A．提高Bt基因的表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B．转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C．若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等位基因
D．转入多种Bt基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
11．关于上述田间策略，下列叙述错误的是（ ）
A．转基因棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B．混作提高抗虫棉的抗虫持久性，体现了物种多样性的重要价值
C．为棉铃虫提供底护所，可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例
D．为棉铃虫提供庇护所，可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
12．（2021·北京）社会上流传着一些与生物有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（ ）
A．长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素
B．转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒
C．消毒液能杀菌，可用来清除人体内新冠病毒
D．如果孩子的血型和父母都不一样，肯定不是亲生的
13．（2021·北京）研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦（2n=14）的优良性状导入普通小麦（2n=42）中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是（ ）
A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
14．（2021·浙江）将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是（ ）
A．肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
B．“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C．“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D．细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
15．（2021·浙江）采用CRISPR/Cas9 基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白（EGFP）基因定点插入到受精卵的Y染色体上，获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠交配，通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是（ ）
A．基因编辑处理的受精卵在体外培养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液
B．基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期，须将其植入同期发情小鼠的子官，才可获得表达 EGFP的小鼠
C．分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠
D．通过观察早期胚胎的荧光，能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎
16．（2021·浙江）下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化
二、实验探究题
17．（2021·北京）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
（1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在 中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
（2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：
底物 T6P 海藻糖
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株 ，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
（3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因 对种子发育产生的间接影响。
（4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。
①U-R基因 ②U-S基因 ③野生型植株④U-P植株 ⑤突变体r植株
18．（2021·全国甲）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ，)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是 。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是 。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是 。
19．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或 法，两种方法均能在固体培养基上形成 。对分离的菌株进行诱变、 和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。
Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除 ；③检验固定化菌株的 。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是 。
Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是 。
（2）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
Ⅰ.为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用 技术，实现了三叶青的林下种植。
Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成 和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ，再分化形成毛状根。
Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次 培养，培养基中添加抗生素的主要目的是 。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的 和温度，调节培养基成分中的 ，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
三、综合题
20．（2021·辽宁）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成 ，进而被还原生成糖类，此过程发生在 中。
（2）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是 （填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 。
（3）某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 技术。
（4）通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
21．（2021·辽宁）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。回答下列问题：
（1）为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经 过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
（2）图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因（该基因序列不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入 和 两种不同限制酶的识别序列。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”）。
相关限制酶的识别序列及切割位点
名称 识别序列及切割位点 名称 识别序列及切割位点
HindⅢ A↓AGCTT TTCGA↑A EcoRI G↓AATTC CTTAA↑G
PvitⅡ CAG↓CTG GTC↑GAC PstI CTGC↓AG GA↑CGTC
KpnI G↓GTACC CCATG↑G BamHI G↓GATCC CCTAG↑G
注：箭头表示切割位点
（3）转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于 的生理状态，以提高转化效率。
（4）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，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电分离，结果如图2， 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
（5）将纯化得到的pHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24小时后，检测处于细胞周期（示意图见图3）不同时期的细胞数量，统计结果如图4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的 （填“G1”或“S”或“G2/M”）期。
22．（2021·山东）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 BCL11A 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，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。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）为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在 F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是 ，在 R 末端添加的序列所对应的限制酶是 。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要 种酶。
（2）将构建的载体导入除去 BCL11A 基因的受体细胞，成功转化后，含 F1～F6与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含 F7与 R 扩增产物的受体细胞无荧光。含 F7 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光的原因是 。
（3）向培养液中添加适量的雌激素，含 F1～F4与 R 扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含 F5～F6与 R 扩增产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 ，理由是 。
23．（2021·天津）乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的工程菌株。下图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图，图2为构建表达载体时所需的关键条件。
（1）乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为 。
（2）获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下：
①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。
为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑 和 。
②将上述PCR产物和质粒重组后，导入大肠杆菌，筛选、鉴定，扩增重组质粒。重组质粒上有 ，所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列 （能/不能）在大肠杆菌中高效表达。
③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株，在 的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母，并进行鉴定。
（3）以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵，结果既产生乳酸，也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量，下列措施中不合理的是___________（单选）。
A．进一步优化发酵条件
B．使用乳酸菌LDH基因自身的启动子
C．敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因
D．对转基因酿酒酵母进行诱变育种
24．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与甘蔗醋制作有关的问题：
①为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株，以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基：将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容，调节pH，再高压蒸汽灭菌，经 后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基，震荡培养24 h。用 将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上，在30 ℃培养48h。再挑取分离培养基上具有 的单菌落若干，分别接种到与分离培养基成分相同的 培养基上培养24 h后，置于4 ℃冰箱中保存。
②优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基，培养一段时间后，取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min 条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升，或者培养液中 含量达到最低时，发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外，还应有 （答出2点即可）等特点。
③制醋过程中，可将甘蔗渣制作成固定化介质，经 后用于发酵。其固定化方法为 。
（2）斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。
①由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体 ，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。
②为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载体形成 ，导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的 DH5α 阳性细胞克降，质粒载体应含有 （答出2点即可）。提取质粒后，采用 法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。
③为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用 分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行 培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为 ，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
25．（2021·湖南）[选修3：现代生物科技专题]
M 基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M 基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是 ，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的 断开。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是 。
（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是 。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为 （答出两点即可），功能上具有 。
（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M 基因是否失活的实验思路 。
26．（2021·河北）[选修3：现代生物科技专题]
采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉（Cd）在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理（例如，收集植物组织器官异地妥善储存），可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白（YCF1）基因导入受试植物，并检测了相关指标。回答下列问题：
（1）为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体称为 。
（2）将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是 。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是 。
（3）进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是 。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材料的目的是 。
（4）将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重（图1）及不同器官中Cd含量（图2）。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具有更强的 （填“耐性”或“富集能力”）；据图2可知，对转基因植株的 进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
（5）已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是 。相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于 （写出两点即可）。
27．（2021·广东）[选修3：现代生物科技专题]
非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。
回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有 。（答出两种即可）
（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有 。（答出两种即可）
（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备 细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有 。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是 。在分子水平上，可以通过改变 ，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
28．（2021·全国甲）[生物——选修3：现代生物科技专题]
PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是 （用数字序号表示）。
（2）操作③中使用的酶是 ，PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 三步，其中复性的结果是 。
（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与 特异性结合。
（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
29．（2021·全国乙卷）[生物选修3:现代生物科技专题]
用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中要使用多种工具酶,其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示，
回答下列问题
（1）常用的 DNA连接酶有E.coli DNA连接和T4 DNA连接酶，上图中 酶切割后的 DNA片段可以用E .coli DNA连接酶连接，上图中 酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。
（2）DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
（3）DNA重组技术中所用的质粒体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中 ；质粒 DNA分子上有 ，便于外源DNA的插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是 。
（4）表达载体含有启动子，启动子是指 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、由表可知，6-BA浓度大于4.0mg-L-1时，芽分化率明显降低，A正确；
B、由表可知，当6-BA与IBA的比例为10：1时，芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%，芽分化率不一定都高于其他比例，B错误；
C、由表可知，6-BA与IBA的比例不同，芽的分化率不同，在培养基添加适量比例的6-BA和IBA，可促进芽分化，C正确；
D、由表可知，6-BA和IBA分别为2.0mgL-1、0.2mgL-1时芽分化率最高为95%，是实验处理中芽分化的最佳组合，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、植物组织培养中植物激素使用：物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
2、实验中以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，自变量为不同浓度的6-BA和IBA，因变量为芽分化率，由表可知，随着6-BA浓度增加，芽分化率先增加后减少，随着IBA浓度增加，芽分化率先增加后减少。
2．【答案】A
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体，破坏亲子代之间遗传信息的稳定性，因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合，A错误；
B、防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，B正确；
C、当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2可知，未受精卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；
D、ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，D正确。
故答案为：A。
【分析】受精作用过程：
（1）顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠；
（2）透明带反应：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应（它是防止多精子入卵受精的第一道屏障）；
（3）卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程（它是防止多精子入卵受精的第二道屏障）；
（4）精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减二分裂，形成雌原核；
（5）雌、雄原核融合形成合子。
3．【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】由题意可知，EcoRI的酶切位点有6个碱基对，DNA分子由A、T、G、C种脱氧核苷酸排列形成，则出现该固定序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点，即得到DNA片段的平均长度理论约为4000。C正确，A、B、D错误。
故答案为：C。
【分析】限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
4．【答案】C
【知识点】细胞融合的方法；单克隆抗体的制备过程；基因工程的基本工具（详细）；免疫学的应用
【解析】【解答】A、诱导动物细胞融合可以利用灭火的病毒，A正确；
B、制备单克隆抗体需先给小鼠注射特定抗原（特定病毒）使之发生免疫反应，B正确；
C、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，C错误；
D、经灭活或者减毒的病毒可以作为疫苗用于免疫预防，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、诱导动物细胞融合的方法有物理法（电激等）、化学法（聚乙二醇PEG）、生物法（灭活的病毒）等。
2、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原（特定病毒）使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
3、将目的基因导入受体细胞∶（1）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；（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
4、疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗有三种类型：（1）灭活的微生物；（2）分离的微生物成分或其他产物；（3）减毒微生物。使机体产生相应的抗体和记忆细胞（主要是得到记忆细胞），使人在不发病的情况下产生抗体，获得免疫力。
5．【答案】D
【知识点】酶的相关综合；蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质的结构决定功能，N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一，A正确；
B、加入连接肽是通过蛋白质工程，蛋白质工程的实质是改造基因，B正确；
C、蛋白质的合成需要转录和翻译过程，C正确；
D、检测N1的活性应先置于高温环境在将N1与底物混合，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、酶
（1）酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
6．【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；胚胎移植
【解析】【解答】A、后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；
B、动物细胞培养的气体：95%空气（保证细胞的有氧呼吸）和5%CO2（维持培养液的pH），B正确；
C、过程②是对卵母细胞进行去核处理，C错误；
D、过程④将激活后的重组细胞培养至囊胚或柔椹胚后移植，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、 体细胞核移植技术 ：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
2、体细胞核移植过程：
3、体细胞核移植的应用：a、加速家畜的遗传改良进程，促进优良种群繁育；b、转基因克隆动物做生物反应器，生产珍贵的医用蛋白；c、克隆动物的组织、器言做移植的供体；d、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
4、体细胞核移植技术存在的问题：（1）胚胎成活率低；（2）动物健康存在问题；（3）克隆动物食品的安全性问题。
7．【答案】A
【知识点】群落的结构；生态系统的稳定性；生态工程依据的生态学原理；生态恢复工程；自然选择与适应
【解析】【解答】A、丙与丁是不同地段分布的不同的种群，属于群落的水平结构，A错误；
B、四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，这种结构与所生活的环境适应，B正确；
C、不同位置上根据环境选择不同的植物，遵循了协调与平衡原理，C正确；
D、生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，自我调节能力更强，抵抗力稳定性增强，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。原因：①植物的分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为：乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为：猫头鹰（森林上层），大山雀（灌木层），鹿、野猪（地面活动），蚯及部分微生物（落叶层和土壤）。（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因：由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果，既有利于充分利用资源，又有利于缓解种间竞争，导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍，也就是说，自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性，否则早就被淘汰了，这就是适应的普遍性。但是，每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应，只是一定程度上的适应，环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用，这就是适应的相对性。生活在雪地的老鼠毛色为白色，是一种保护色，不易被其他动物发现，这对它躲避天敌动物的捕食十分有利，这是对环境的一种适应现象。如果降雪推迟，白色鼠反而易被天敌发现而遭捕食，体现了生物对环境的适应具有相对性。
3、生态工程原理：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理。
4、生态恢复工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
8．【答案】D
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】 A、由单克隆抗体和多抗的制作流程可知，多抗的获得受抗原的影响较大，单克隆抗体由于需要筛选受抗原影响较小，A错误；
B、单抗制备时诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，B错误；
C、非洲猪瘟病毒有多个抗原决定簇，故刺激小鼠可产生多种抗p72的单抗，C错误；
D、非洲猪瘟病毒有多个抗原决定簇，部分抗原决定簇改变，不影响其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，故多抗仍有效，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、由题意可知非洲猪瘟病毒有多个抗原决定簇。
9．【答案】B
【知识点】组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、由题意可知，甲菌可分解脂肪生成脂肪酸属于解脂菌，A正确；
B、由题意可知，乙菌周围颜色不变，即乙菌不能分解脂肪利用脂肪酸，B错误；
C、按照唯一变量和对照原则，可将两种菌放到同一平板的不同区域进行对比，C正确；
D、用菌落周围深蓝色圈的大小来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，D正确。
故答案为：B。
【分析】培养基为微生物提供生长、繁殖和积累代谢产物的营养物质。营养物质归纳为碳源、氨源、生长因子、无机盐和水。培养基按物理性质可分为固体培养基和液体培养基，液体培养基中加入凝固剂可以制成固体培养基；固体培养基一般用于微生物的鉴别、分离和计数，液态培养基常用于扩大化生产，观察细菌运动。根据化学成分分为合成培养基、天然培养基等；根据用途分为选择培养基、鉴别培养基。
【答案】10．C
11．A
【知识点】基因频率的概念与变化；基因工程的应用；变异是自然选择的原材料；生物多样性的价值
【解析】【分析】1、种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，种群密度是种群最基本的数量特征。
2、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
3、基因突变的类型：自发突变和人工诱变。基因突变的特点：①基因突变具有普遍性：生物界中普遍存在；②低频性：自然情况下突变频率很低（10-5-10-8）；③随机性：个体发育的任何时期和部位；④不定向性：突变是不定向的；⑤多害少利性：多数对生物有害。
4、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
5、自然选择决定生物进化的方向（1）变异是不定向的，自然选择是定向的； （2）自然选择的直接对象是生物的表现型，间接对象是相关的基因型，根本对象是与变异性状相对的基因；（3）自然选择的实质：种群的基因频率发生定向改变；（4）自然选择的方向：适应自然环境；（5）变异是普遍存在的，环境仅是一个选择因素，变异在先、选择在后。
10．A、提高Bt基因表达量，抗虫蛋白含量增加，棉铃虫数量下降，种群密度降低，A正确；
B、若两种Bt基因转入同一条染色体上，则遗传不遵循自由组合定律，B正确；
C、同源染色体上相同位置控制同一性状不同形态的基因，称为等位基因，C错误；
D、棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bt基因可以可以提高抗虫棉的抗虫持久性，D正确。
故答案为：C。
11．A、基因突变可自发发生，突变频率与环境没有直接关系，A错误；
B、混作可以提高抗性小的抗虫棉的存活，且减少棉铃虫的生存资源，提高了抗虫棉的抗虫持久性，也具有经济价值，体现了物种多样性的直接和间接价值，B正确。
C、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例，使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存可以为棉铃虫提供底护所，C正确；
D、抗虫棉田中敏感棉铃虫在种群中维持一定比例，使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存，且由于种内斗争，使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓，D正确。
故答案为：A。
12．【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因工程的应用；灭菌技术
【解析】【解答】A、高温加热破坏会维生素，造成维生素的流失和分解，A正确；
B、转基因抗虫棉产生的毒蛋白只针对棉虫，对人无毒，B错误；
C、消毒液杀死的是体表的细菌和病毒，不能清除进入人体的病毒，C错误；
D、血型遗传受基因控制，A型血和B型血的父母可能生出O型血的孩子，故血型不同也可能是亲生的，D错误。
故答案为：A
【分析】1、烹饪饮食的方法不当蔬菜、水果等食物是人体摄入维生素C的主要来源。研究发现，人们若采取以下烹饪方法，就会导致饮食中所含的维生素C大量流失：①将蔬菜先切后洗。②将蔬菜切得很碎。③用铁制的刀具切蔬菜。铁会促使蔬菜中所含的维生素C更快地发生氧化。因此，人们应尽量少用刀切菜，而应养成用手撕菜的习惯。④炖煮蔬菜的时间过长。⑤长时间地存放水果和蔬菜。维生素C易被空气中的氧气氧化，因此蔬菜、水果被存放的时间越长，其中所含的维生素C就流失得越多。
2、转基因抗虫棉产生的毒蛋白会使棉虫致死，而不对人体产生毒性，是由于人体细胞没有毒蛋白的特异性受体，并且人误食了该毒蛋白质之后经过消化系统蛋白质已经变性甚至降解，没了毒性。
3、消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包芽孢和孢子） 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物（包括芽孢和孢子）
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
4、血型分为四种，即A，B，AB，O。血型是指红细胞上所含的抗原不同而言，红细胞上只含A抗原的称A型，含有B抗原的称B型，既有A抗原又有B抗原的称为AB型，既没有A抗原也没有B抗原的称为0型。ABO血型受ABO三种基因控制，A基因控制A抗原产生，B基因控制B抗原产生，O基因控制不产生A和B两种抗原，而基因都是成对存在，控制ABO血型的基因可有六种不同组合，即AA，AO，BB，BO，AB，OO，而每个人只有其中一对。
13．【答案】C
【知识点】染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体；现代生物进化理论的主要内容；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、簇毛麦与小麦杂交产生的后代不可育，故二者存在生殖隔离，A正确；
B、植物组织培养需对离体组织进行脱分化和再分化，B正确；
C、杂种植株含有28条染色体为异源多配体，联会紊乱不能产生正常配子，不可育，C错误；
D、杂交植株经染色体加倍后，可正常进行减数分裂产生配子，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、由受精卵发育而来，体细胞中有几个染色体组的个体，叫做几倍体。由受精卵发育而来，体细胞中有三个染色体组的个体，叫三倍体；同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种，一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。异源多倍体是指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。普通小麦经减数分裂产生配子时染色体数减半，染色体组数也减半。
2、生殖隔离指由于各方面的原因，使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配，或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3、植物组织培养技术运用植物细胞全能性，经过对离题组织进行脱分化、再分化处理，最终得到完整植株。
14．【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义；动物细胞的全能性及应用；动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A. 重建“合子”可发育成蝌蚪，肠细胞却不能，说明肠细胞的细胞质中存在某些物质限制细胞核全能性的表达，A说法正确；
B.“合子”即受精卵，其第一次分裂形成的细胞属于胚胎细胞，其全能性较高，B说法错误；
C.受精卵发育为个体的过程，包括细胞的分裂和分化，C说法正确；
D.细胞核中含有该物种全套的遗传信息，所以具有全能性，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】（1）细胞的全能性：细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
原因：体细胞内含有本生物物种全套的遗传信息。
（2）高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍然保持着全能性。
（3）分化程度高的细胞全能性不一定低。如生殖细胞由性原细胞分化而来，属于高度分化的细胞，但全能性依然很高。
15．【答案】B
【知识点】胚胎移植；胚胎干细胞及其应用；胚胎的体外培养
【解析】【解答】 A.胚胎不同阶段的发育方向不同，所以需用不同成分的培养液，A说法正确；
B. 受精卵经体外培养至桑椹胚或囊胚期植入同期发情小鼠的子官，不是2细胞期，B说法错误；
C. 胚胎干细胞具有全能性，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠，C说法正确；
D. 题中已知EGFP基因定点插入到受精卵的Y染色体上，所以通过观察早期胚胎的荧光，能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】（1）胚胎移植的实施
①手术法
a．适宜动物：一般用于中小型的动物。
b．过程特点：不同的动物和胚胎细胞数量，胚胎植入的部位不同。
②非手术法
a．适宜动物：一般用于大家畜。
b．过程特点：将装有胚胎的吸管装入移植枪内，通过子宫颈插入子宫角深部，注入胚胎。
（2）胚胎移植的时间
不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在8-16个细胞阶段移植。)。
16．【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；
B、动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；
C、传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；
D、步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，D错误。
故答案为：C。
【分析】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。
17．【答案】（1）叶绿体基质
（2）低
（3）在其他器官（过量）表达
（4）②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩 ①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒 ②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）三碳糖在暗反应过程中产生，暗反应的场所在叶绿体基质中。
故答案为： 叶绿体基质 。
（2）由题意可知，P酶基因与启动子U结合后，P基因在种子中表达量增多，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，则种子中T6P含量比野生型植株低。
故答案为：低
（3）由题意可知， 启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）可以排除目的基因在其他器言（过量）中的表达对种子发育产生的间接影响。
故答案为： 在其他器官（过量）表达 。
（4）由题意可知， U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降 。 为验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累 ，可设计实验如下：
②（U-S基因，S酶可以较高表达）⑤（R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①（U-R基因，R基因表达较高）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②（U-S基因，S酶可以较高表达）④（U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
故答案为： ②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
【分析】1、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
2、基因是由成千上万个核苷酸对组成。组成基因的核苷酸序列可以分为不同区段。在基因表达的过程中，不同区段所起的作用不同。任何一个基因都包括非编码区和编码区。能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质合成(也就是能编码蛋白质）的区段叫做编码区。不能转录为信使RNA、不能编码蛋白质的区段叫做非编码区非编码区位于编码区前后，同属于一个基因，控制基因的表达和强弱。虽然不能编码蛋白质，但对遗传信息的表达是不可缺少的，因为在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列，该序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子、终止子属于非编码区。因为回文序列的特殊排列，大多都位于非编码区。真核细胞的基因中编码区特点：间隔的、不连续的。包括：外显子和内含子（位于编码区中的非编码序列）。 3、探究实验遵循的原则：对照原则，唯一变量原则，等量原则。
18．【答案】（1）dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一
（2）防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
（3）解旋
（4）DNA酶
【知识点】酶的特性；基因工程的应用；DNA分子的复制
【解析】【解答】 （1）DNA的组成单体是腺嘌呤脱氧核苷酸等4种核苷酸。当dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是制备32p标记的DNA片段的原料。
（2）DNA和RNA都含有碱基，且DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有A、U、C、G四种碱基。碱基互补配对原则是A-T、C-G或者A-U。当碱基暴露出来时容易发生碱基互补配对，形成杂交带。去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交 。
（3）DNA分子解旋后，DNA双链的碱基之间氢键断裂，暴露出DNA分子结构内部的碱基，变成的单链片段有机会和32p标记的DNA片段甲发生碱基互补配对，于是需要使样品中的染色体DNA进行解旋处理，例如加入解旋酶。
（4）酶具有专一性，转移的催化某一种或者一类化学反应。 在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是DNA酶。
【分析】 1、根据题意，通过带32p标记的DNA分子与染色体样品的基因进行碱基互补配对，形成杂交带，进行放射性检测，从而对W基因在染色体上的位置进行推测和判断。
2、DNA的组成基本单体是脱氧核苷酸，有四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
3、正常DNA 分子碱基在分子内部，不可以和其他碱基配对，若果连接碱基的氢键断裂，可能出现核酸分子杂交现象。
19．【答案】（1）涂布分离；单菌落；筛选；未固定的细菌；降解富营养化污水污染物的能力；包埋法和吸附法；特定介质能为菌株繁殖提供X
（2）遗传；间种；DNA聚合酶；愈伤组织；继代；杀灭发根农杆菌；转速；营养元素以及生长调节剂的种类和浓度
【知识点】微生物的分离和培养；基因工程的应用；固定化酶及其应用；固定化细胞及其应用；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】（1）分析题意可知，本实验目的是从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备固定化菌株。Ⅰ.分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法或涂布分离法，两种方法均能在固体培养基上形成单菌落。为了获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株，还需对分离的菌株进行诱变处理，再经筛选和鉴定。Ⅱ.固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。由于菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，故可以采用的2种方法是包埋法和吸附法。Ⅲ.由于该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖，可推测特定介质能为菌株繁殖提供X，故该公司对外只提供固定化菌株，有利于保护该公司的知识产权。（2）Ⅰ.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质；三叶青的林下种植，是利用间种技术。Ⅱ.分析题意可知，从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片（T-DNA），DNA复制需要DNA聚合酶，故可知，酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达，形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知，相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织，再分化形成毛状根。Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
【分析】1、分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法（平板划线法）和涂布分离法（稀释涂布平板法）。接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体--菌落。划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。2、固定化酶( insoluble enzyme)就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。3、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程：外植体→愈伤组织→胚状体→新植体，其中脱分化过程要避光，而再分化过程需光。4、在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽。
20．【答案】（1）三碳化合物；叶绿体基质
（2）叶绿体；呼吸作用和光合作用
（3）高于；NADPH和ATP；吸能；同位素示踪
（4）A；C
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
故答案为： 三碳化合物； 叶绿体基质 。
（2）由图可知， HCO3- 的运输需要消耗ATP， HCO3- 的运输是主动运输方式，逆浓度运输，则HCO3- 浓度最高的场所是叶绿体。细胞质中的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
故答案为： 叶绿体 ； 呼吸作用和光合作用 。
（3）①由题意可知，PEPC参与催化 HCO3- +PEP过程，即PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。
②由图可知，光合作用光反应提供ATP和NADPH，由Pyr转变为PEP的过程消耗ATP，是吸能反应。
③验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
故答案为： 高于 ；NADPH和ATP；吸能 ； 同位素示踪 。
（4）A、由题意可知，HCO3-的运输能力增强，可以提高植物光合作用的效率，A正确；
B、由题意可知，抑制OAA的合成，会导致进入卡尔文循环的CO2减少，降低植物光合作用的效率，B错误；
C、 Rubisco是一种催化CO2固定的酶，改造植物的Rubisco基因，CO2固定能力增强，可以提高植物光合作用的效率，C正确；
D、不具备此机制的植转入物CO2浓缩机制相关基因，不一定提高植物光合作用的效率，D错误。
故答案为：AC。
【分析】光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
21．【答案】（1）逆转录
（2）EcoRI；PvitⅡ；T4DNA连接酶
（3）感受态
（4）3
（5）G2/M
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由RNA获得CDNA的过程是逆转录过程。
故答案为： 逆转录
（2）目的基因应导入启动子和终止子之间，由图可知，两者之间由三种限制酶切点，由于KpnI在质粒上有两个酶切位点，所以选择EcoRI和PvitⅡ两种不同限制酶的识别序列；由于PvitⅡ切出的是平末端，所以应该用T4DNA连接酶连接质粒和目的基因。
故答案为： EcoRI ； PvitⅡ ； T4DNA连接酶 。
（3）转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率。
故答案为： 感受态 。
（4）重组质粒被酶切割之后，应该产生两个片段，一个是目的基因片段 大小为0.9kb（1kb=1000碱基对） ，另一个是质粒片段，对应电泳图应是菌落3。
故答案为：3.
（5）由图可知，处理之后G1期和S期细胞数量减少，G2/M期细胞数量增多，即细胞可以进入G2期，G2期的细胞不能完成分裂进入下一个G1期，即PHB2蛋白作用于G2/M期。
故答案为： G2/M 。
【分析】1、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（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 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。①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；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（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。
2、基因工程的基本工具
（1）“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
③结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
（2）“分子缝合针”-DNA连接酶①两种DNA连接酶（E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：a、相同点：都缝合磷酸二酯键。b、区别：E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低。②与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
（3）“分子运输车”-载体①载体具备的条件：a、能在受体细胞中复制并稳定保存。b、具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。c、具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
②最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分。
③其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。
22．【答案】（1）SalI；EcoRI；6
（2）F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达
（3）引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上；根据有无荧光情况判断，F1～F4 与 R 扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于 F4 所对应调控序列的下游（右侧）；F5～F6 与 R 扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于 F5 所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由提意可知，为扩增后的产物定向插入载体蛋白基因表达，在F1~F7末端需要添加序列，增后的产物中的R端与荧光蛋白基因中限制酶MunI识别序列端结合，扩增后的产物才能定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。定向插入时引物末端两端添加限制酶的识别序列，被限制酶识别并切割后，产生的黏性末端不能相同，分析图中各种酶切酶识别序列，可知在F1~F7末端添加的序列所对应的限制酶EcoRI和限制酶是SalI；荧光蛋白基因中含有限制酶EcoRI的识别位点，为保证荧光蛋白基因的完整，不能使用限制酶EcoRI，而使用限制酶MunI和XhoI切割。扩增完基因，切割完载体之后，在DNA连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；需要使用Taq酶催化扩增产物来合成更多的产物，即从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶，分别是Tag酶、限制酶EcoRI、限制酶Sall、限制酶MunI、限制酶XhoI、DNA连接酶；
故答案为：SalI ； EcoRI ； 6 。
（2）受体细胞载入的载体中已经除去BCL11A基因，不会抑制荧光蛋白基因的表达；RNA聚合酶与启动子结合完成荧光蛋白基因的转录过程；含F1~F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，可能是F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达；
故答案为：F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达 。
（3）向培养液中添加适量的雌激素，诱导BCL11A基因表达产生BCL11A蛋白，该蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后，荧光蛋白基因被抑制；含F1~F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，表明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F4与引物R之间的序列上；含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，表明BCL11A蛋白结合位点结合后在引物F5的上游序列，由此推测，BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。
故答案为：引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上 ； 根据有无荧光情况判断，F1～F4 与 R 扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于 F4 所对应调控序列的下游（右侧）；F5～F6 与 R 扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于 F5 所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上 。
【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。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 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。
23．【答案】（1）细胞质基质
（2）包含BamHI的识别序列；将GTG改为ATG；原核生物复制原点；不能；缺失尿嘧啶
（3）B
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）酵母细胞无氧呼吸的场所为细胞质基质。
故答案为：细胞质基质。
（2）①为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应包含BamHl的识别序列。
②PCR产物和质粒连接获得重组质粒，重组质粒上需要有原核生物复制原点，才能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。
③利于不含尿腔啶的选择培养基筛选含重组质粒的转基因酿酒酵母。
故答案为：包含BamHI的识别序列；将GTG改为ATG；原核生物复制原点；不能；缺失尿嘧啶。
（3）A、优化发酵条件，是条件更适合乳酸菌的生存和繁殖，提高其乳酸产量，A正确；
B、启动子存在物种特异性，酵母细胞中不表达乳酸菌LDH基因自身的启动子，B错误；
C、敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因，酵母菌则不能进行酒精发酵，只进行乳酸发酵，C正确；
D、基因突变具有不定向性，对转基因酸酒酵母进行诱变育种，可能会出现乳酸菌的高产菌株，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
2、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（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 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。①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；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③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。
24．【答案】（1）冷却；玻璃刮刀；较大透明圈；斜面；乙醇；耐酒精度高、耐酸高；灭菌；吸附法
（2）富营养化；重组DNA分子；限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因；显微注射；胰蛋白酶；原代；饲养层细胞
【知识点】微生物发酵及其应用；果酒果醋的制作；基因工程的应用；动物体细胞克隆；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】 (1)①培养基需经高压蒸汽灭菌及冷却后使用；涂布菌种可采用玻璃刮刀；菌种产生的透明圈大，说明其可产生高效分解甘蔗的酶从而产生大量的醋酸，同CaCO3反应形成透明圈；临时保持菌种需再固体斜面培养基上，置于4 ℃冰箱中保存。
②醋酸菌可以将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，所以当乙醇含量最低时，发酵结束。随着发酵的进行菌种生活的环境会变为乙醇高、酸度高的环境，所以优良产酸菌种还需具有耐酒精度高、耐酸高的特点。
③发酵过程的关键是防止杂菌污染，所以需要对固定介质进行灭菌，甘蔗渣具有较强的吸附性，可才有吸附法进行固定。
故答案为：冷却；玻璃刮刀；较大透明圈；斜面；乙醇；耐酒精度高、耐酸高；灭菌；吸附法。
（2）①人类产生的污水中含有大量的无机盐，直接排入河流、湖泊会引起水体富营养化，导致藻类大量繁殖形成水华。
②转基因技术的关键是构建基因表达载体，即用DNA连接酶将该基因连接到质粒载体形成重组DNA分子，质粒应具有一个或多个限制性核酸内切酶的识别位点、标记基因如抗生素抗性基因等、具有复制原点等特点；将目的基因导入动物细胞，常采用显微注射法。
③分散细胞，可以使用胰蛋白酶处理，破坏细胞之间的连接蛋白，并对分散的细胞进行原代培养以扩大细胞数目；培养瓶中添加成纤维细胞作为饲养层细胞，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
故答案为：富营养化；重组DNA分子；限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因；显微注射；胰蛋白酶；原代；饲养层细胞。
【分析】（1）微生物发酵过程：
①选育菌种：可采用自然界选种、诱变育种、基因工程育种等。
②配制培养基：根据微生物的营养需要提供碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
③灭菌：培养基和发酵设备均需严格灭菌。利用单一菌种发酵。
④扩大培养和接种：大规模生产中需要使菌种达到一定数量；将菌种接种到培养基上，接种时防止杂菌污染。
⑤发酵罐内发酵：要随时检测发酵进程，要及时满足营养需要，还要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件。
⑥分离、提纯产物：如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法；如果产品是代谢产物，可采用提取、分离和纯化措施来获得产品。
（2）醋酸菌为异养好养型细菌，在氧气充足的情况下，可以将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
（3）动物细胞培养需要将细胞分散成单个细胞，故需要添加胰蛋白酶或胶原蛋白酶，进行原代培养（1-20代）。
（4）将目的基因导入受体细胞的常用方法：
生物
种类 植物 动物 微生物
常用
方法 农杆菌转化法 显微注射技术 感受态细胞法
主要
受体
细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
转化
过程 将目的基因插入到Ti质粒的T DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
（5）动物细胞培养时注意的几个问题：
①进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8。胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2-7.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2-7.4。
②原代培养与传代培养的区别
a.原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。
b.传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致接触抑制，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。
（6）饲养层细胞一般是胚胎成纤维细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
25．【答案】（1）限制性核酸内切酶（限制酶）；磷酸二酯键
（2）清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
（3）动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难；细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答）；发育的全能性
（4）B；用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），所以切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
（3）由于动物胚胎细胞分化程度低，细胞全能性高，动物体细胞分化程度高，细胞全能性低，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
（4）先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活。
故答案为：（1） 限制性核酸内切酶（限制酶） ； 磷酸二酯键 （2） 清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 （3） 动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 ； 细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答） ； 发育的全能性 （4） B ； 用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活
【分析】1.限制性核酸内切酶存在于原核生物中，识别特定的核苷酸序列，并在特定位点将磷酸二酯键断开。
2.动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒环境，培养液和培养用具进行无菌处理，培养过程加抗生素，定期更换培养液，清除代谢产物。（2）营养，除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外还需加入血清、血浆等天然成分。（3）适宜的温度（4）气体环境。
3.核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性。核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
4.细胞分化程度从高到低依次为：体细胞>生殖细胞>受精卵。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性就越高。
26．【答案】（1）基因组文库
（2）限制酶和DNA连接酶；便于目的基因的检测和鉴定
（3）农杆菌转化法；避免目的基因在自然界中的扩散
（4）耐性；茎叶
（5）YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水；杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。
故答案为：基因组文库。
（2）构建基因表达载体，需要用限制酶切割目的基因DNA和质粒，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目的基因的筛选和鉴定。
故答案为：限制酶和DNA连接酶；便于目的基因的检测和鉴定。
（3）印度芥菜是双子叶植物，农杆菌容易侵染双子叶植物，将其质粒中的T-DNA可转移并插入到受体细胞DNA中，所以将目的基因导入双子叶植物印度芥菜采用最多的方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实验材料，可避免目的基因在自然界中的扩散。
故答案为：农杆菌转化法；避免目的基因在自然界中的扩散。
（4）据图1可知，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均比野生型高，说明转基因植株在Cd污染的土壤中生长较好，即对Cd具有更强的耐性；据图2可知，转基因植株的根、茎、叶中Cd含量高于野生型，但转基因植物叶和茎的Cd含量增加的更加明显，因此对转基因植株的茎、叶进行后续处理，对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
故答案为：耐性；茎、叶。
（5）由于YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上，推测转基因植物可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水。相较于草本植物，乔木具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用。
故答案为：YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水；
杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用。
【分析】 （1）基因文库是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。基因组文库含有一种生物全部基因的基因文库。部分基因分库(cDNA文库)含有一种生物部分基因的基因文库。
（2）基因表达载体的构建：用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。
标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。（常用的标记基因是抗生素基因。可以用四环素、氨芐青霉素等抗性基因，也可以用荧光蛋白基因或产物能显色的基因。）
（3）将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法。农杆菌一般可以感染双子叶植物和裸子植物的受伤部位，将T-DNA整合到植物的染色体上，随着植物细胞的细胞染色体复制，T-DNA也随着复制，从而实现外源基因稳定性的表达。
27．【答案】（1）基因文库中获取、人工合成法
（2）盐析法、酶解法或高温变性
（3）感受态；抗原-抗体杂交技术
（4）有的酶失活而使反应中断；基因的碱基序列
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由题意可得，研究人员采用了PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因，此外获得酶基因（目的基因）的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。
（2）DNA通常会和蛋白质结合在一起。高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，可根据DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的
