2022-2023学年山东省潍坊市昌乐一中高二下学期第二次阶段测试生物试题（解析版）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页山东省潍坊市昌乐一中2022-2023学年高二下学期第二次阶段测试生物试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是（

）A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C．“净淘米”"是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡【答案】C【分析】参与酒精的制作的微生物是酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸将葡萄糖分解为二氧化碳和水，在无氧条件下生成酒精和二氧化碳。【详解】A、“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A正确；B、“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B正确；C、在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C错误；D、“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物（酵母菌死亡），D正确。故选C。【点睛】本题需要考生结合酵母菌的代谢类型进行分析，理解题干中的相关术语是解答本题的关键。2．如下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法正确的是（）A．步骤①倒平板操作前需采用干热灭菌法对培养基进行灭菌B．步骤③应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落C．操作③到④的过程中，接种环共灼烧处理了5次D．步骤④划线结束后在皿盖上做好标注【答案】B【分析】微生物的接种方法常用的有平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，经过培养以后得到菌落，挑选由单个细菌形成的菌落；稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，经过培养以后得到由单个细菌繁殖形成的菌落。二者的主要区别在于平板划线法不可以用于菌种的计数。【详解】A、步骤①倒平板操作前需采用湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌）对培养基进行灭菌，A错误；B、步骤③应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落，B正确；C、从图中可知共划线5各区域，所以应该灼烧接种环6次，在开始划线前灼烧一次，在每一次划线结束后灼烧一次，共6次，C错误；D、步骤④划线结束后在培养皿的皿底上做好标注，D错误。故选B。3．某种物质X(一种含有C、H、O、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解X。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解X的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和X，乙的组分为无机盐、水、X和Y。下列相关叙述中错误的是（

）A．甲、乙培养基均属于选择培养基，乙培养基中Y物质是琼脂B．若要筛选高效降解X的细菌菌株，甲、乙培养基中X是唯一的碳源C．步骤③后统计得到的结果往往会比实际活菌数目要高D．步骤⑤的筛选过程中，若培养基中的X浓度过高，某菌株对X的降解量可能下降【答案】C【分析】选择培养的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。【详解】A、在甲、乙两个培养基中，只有能降解X的细菌能生长繁殖，所以甲、乙都是选择培养基，由图可知，用稀释涂布平板法在乙培养基上培养细菌，所以乙培养基是固体培养基，Y是凝固剂（琼脂），A正确；B、若要筛选高效降解X的细菌菌株，甲、乙培养基中X是唯一的碳源，可以降解X的细菌能生长繁殖，B正确；C、当两个或多个细菌连在一起，平板上观察到的是一个菌落，所以步骤③后统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低，C错误；D、步骤⑤的筛选过程中，若培养基中的X浓度过高，可能会导致细胞失水，进而抑制菌株的生长，导致菌株对X的降解量下降，D正确；故选C。4．野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，赖氨酸营养缺陷型突变菌由于发生基因突变只能在添加了赖氨酸的培养基上生长。下图为以野生型菌株为材料，诱变、纯化赖氨酸营养缺陷突变株的部分流程图，数字代表培养基，A、B、C表示操作步骤。下列有关说法正确的是（

）A．野生型大肠杆菌能够合成所需的全部氨基酸，因此培养基中无需提供氮源B．①②④培养基中需添加赖氨酸，而③培养基中不能添加赖氨酸C．需将①中的菌液适当稀释后，用接种环蘸取菌液在②上进行划线接种D．从④培养基中挑取乙菌落进行纯化培养即可获得所需突变株【答案】B【分析】由题图信息分析可知，图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用影印法将菌种接种到两种培养基中，分别是基本培养基、完全培养基；野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，而氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变无法合成某种氨基酸只能在完全培养基上生长，据此利用培养基的种类便可以选择出氨基酸突变株。【详解】A、野生型大肠杆菌菌株虽然能合成所需的全部氨基酸，但培养基中仍需提供氮源，A错误；B、图中①②④为完全培养基需添加赖氨酸，③为基本培养基不能添加赖氨酸，B正确；C、需将①中的菌液适当稀释后，涂布器将菌液均匀的涂布在②表面，C错误；D、甲在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明甲是氨基酸缺陷型菌落，故经C过程影印及培养后，可从④培养基中挑取甲菌落进行纯化培养，D错误。故选B。5．由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述，正确的是（）A．分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节B．啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成C．生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉菌D．通过发酵工程可从微生物细胞中提取单细胞蛋白可作为食品添加剂，也可制成微生物饲料【答案】C【分析】啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能获得澄清、成熟的啤酒。【详解】A、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，A错误；B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成，B错误；C、黑曲霉菌可用来生产柠檬酸，故生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉菌，C正确；D、单细胞蛋白是指微生物菌体，D错误。故选C。6．病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是（

）A．获取的植株茎尖切段需用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒处理B．形成愈伤组织的过程中，可能会发生染色体变异、基因突变及细胞分化C．脱毒苗培育过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化D．植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达【答案】B【分析】植物组织培养技术：1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。2、原理：植物细胞的全能性。3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。【详解】A、在植物组织培养过程中，常用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒处理，A正确；B、形成愈伤组织的过程中，可能会发生染色体变异、基因突变，但是形成愈伤组织是脱分化过程，不会发生细胞分化，B错误；C、植物组织培养过程中，需要更换培养基，提高生长素的比例有利于生根，提高细胞分裂素的比例有利于芽的生长，C正确；D、根据题干信息“病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散”，所以植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达，D正确。故选B。7．DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程，多数情况下可抑制基因的表达。中国科学家首次成功培育出体细胞克隆猴“中中”和“华华”，将体细胞的细胞核移植到同种猴去核的卵母细胞内后，由于DNA甲基化修饰，某些生长因子基因无法正常表达，从而使重组细胞无法正常发育。下列相关叙述错误的是（

）A．克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的染色体数目相同B．与DNA未甲基化相比，DNA甲基化后，基因表达情况可不同，导致性状有所差异C．DNA甲基化使某些生长因子基因无法正常表达的根本原因是基因突变D．克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性【答案】C【解析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。【详解】A、克隆猴体细胞的细胞核中的染色体数目与受精卵的细胞核中的相同，因为体细胞是由受精卵经过有丝分裂、分化产生的，A正确；B、根据题干信息，“由于DNA甲基化修饰，某些生长因子基因无法正常表达，从而使重组细胞无法正常发育”，即与DNA未甲基化相比，DNA甲基化后，基因表达情况可不同，导致性状有所差异，B正确；C、根据题干信息，“DNA甲基化指生物体在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团加到DNA模板链的胞嘧啶上的过程”不属于基因突变，基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换，C错误；D、克隆猴的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，因为细胞核中含有本物种全套的遗传物质，D正确。故选C。【点睛】8．黄曲霉毒素在保存不当的霉变粮油食品中含量较高，具有很强的致癌性。研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落。科研人员用黄曲霉毒素偶联抗原制备出单克隆抗体以检测食品中黄曲霉毒素的含量。下列叙述错误的是（

）A．当人误食黄曲霉毒素后，肠腺细胞可能发生消化酶的合成分泌减少B．可用电融合法、PEG法或灭活的病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合C．细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性D．单克隆抗体用于检测食品中黄曲霉毒素的原理是抗原－抗体杂交【答案】C【分析】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。【详解】A、消化酶属于分泌蛋白，在粗面内质网的核糖体上合成，根据题干信息“研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落”，会影响消化酶（分泌蛋白）的合成和分泌，A正确；B、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，可用以上方法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合，获得杂交瘤细胞，B正确；C、动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖并没有形成新个体或各种组织细胞，不能体现细胞的全能性，C错误；D、抗体与抗原结合具有特异性，单克隆抗体是化学性质单一、特异性强的抗体，能与黄曲霉毒素特异性结合，其原理是抗原-抗体杂交，D正确。故选C。9．为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导胚胎干细胞（iPS细胞），继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如下图所示。下列叙述错误的是（）A．诱导优良模型鼠体细胞转化为iPS细胞的过程类似于植物组织培养的脱分化B．胚胎移植后，重构胚进一步扩大导致囊胚腔破裂的过程称为孵化C．为确定克隆鼠培育是否成功，须对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测D．为获得更多的双细胞胚，可对白色鼠1注射性激素达到超数排卵的目的【答案】BD【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。干细胞的培养成功是动物细胞培养领域重大的成就之一。干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。【详解】A、模型鼠体细胞与植物体细胞类似，本身不能够分裂分化，诱导转化为iPS细胞以后具备了分裂和分化能力，与植物组织培养的脱分化类似，A正确；B、囊胚进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化，B错误；C、为确定克隆鼠培育是否成功，须对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测，C正确；D、为获得更多的双细胞胚，一般注射的是促性激素，以达到超数排卵的目的，D错误。故选BD。10．小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关，H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是（

）A．克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因B．克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大C．H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育D．H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育【答案】C【分析】1、生物体通过无性繁殖所生成的群体或个体称为克隆，由动物体内一个细胞经过无性生殖过程进而发育形成的动物个体为克隆动物。体细胞克隆即取出一个双倍体细胞核移入一个去核的卵细胞，并在一定条件下进行核卵重组，再植入代孕母体中发育成新个体的过程。供体细胞均来自高度分化的体细胞，其种类繁多、数量无限。2、H3K27me3印记基因敲除极大提高了克隆的成功率，H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，显著低于对照组克隆小鼠的体重，说明克隆胚胎过大可能降低克隆胚胎着床后成活率。【详解】A、通过分析可知，克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠，故克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因，A正确；B、实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大，B正确；C、H3K27me3印记基因敲除的实验组，克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明HBK27me3印记基因可促进胎盘的发育，C错误；D、H3K27me3印记基因可影响胎盘的发育，而胎盘是由滋养层细胞发育而来的，故其表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育，D正确。故选C。11．生长激素是医学实验及生物实验中常用的重要物质，最初生长激素是从牛和猪脑垂体中提取出来的，但副作用过多。而化学合成的方法效率较低，没有实用价值，因此，采用基因工程方法大规模生产人生长激素是满足临床大量需求的重要手段。该过程所用的质粒A与含生长激素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如下图1、图2所示，下列相关叙述错误的是（）（限制性核酸内切酶BamHⅠ、BclⅠ、Sau3AⅠ、HindⅢ，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓GATCC、T↓GATCA、↓GATC、A↓AGCTT）A．图1质粒中没有标注出来的基本结构是复制原点B．BamHⅠ酶和BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位用酶Sau3AⅠ一定能切开C．用Sau3AⅠ切图1所示的质粒A得到DNA片段对RNA聚合酶有一定的亲和力D．生长激素基因也可以嵌入羊基因组的任何位置，以得到转基因羊并对生长激素进行大规模生产【答案】D【分析】基因工程的基本操作程序有四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。目的基因的获取：(1)人工合成目的基因，(2)常用PCR特异性地快速扩增目的基因，(3)通过构建基因文库来获取目的基因。基因表达载体的构建：将目的基因与质粒重组，让目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的组成有：目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。将目的基因导入受体细胞：构建好的基因表达载体需要通过一定的方式才能进入受体细胞，导入植物细胞：花粉管通道法、农杆菌转化法（常用）；导入动物细胞：显微注射法；导入微生物：Ca2+处理法。目的基因的检测与鉴定：通过分子检测或者性状判断目的基因是否导入，并成功的表达。【详解】A、图1质粒中有启动子、终止子、标记基因，没有标注出来的基本结构是复制原点。A正确；B、据Sau3AⅠ切点可知，BamHⅠ酶和BclⅠ酶切割的位点，连接部位用酶Sau3AⅠ一定能切开，B正确；C、用Sau3AⅠ切图1所示的质粒A得到DNA片段，切割的片段中含有启动子，所以对RNA聚合酶有一定的亲和力，C正确；D、生长激素基因嵌入羊基因组需用特定限制酶切割，切割位点是固定，不能嵌入到羊基因组的任何位置，D错误。故选D。12．原位PCR技术是利用原位PCR仪，在组织或细胞中靶DNA所在的位置上进行的PCR循环扩增，通过掺入标记基团直接显色或结合原位杂交进行检测的方法。进行扩增时，反应体系中的反应成分需渗透到组织或细胞的靶DNA处才能进行扩增，PCR反应体系中需要添加一定浓度的Mg2+，而组织细胞间的物质会吸附Mg2+，使进入细胞的Mg2+减少。下列说法正确的是（）A．反应体系中dNTP作为扩增的原料，会依次连接到子链的5，端B．原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR低C．反应体系中引物的G、C碱基含量越高，复性的温度越低D．原位PCR技术可用于人类β-地中海贫血致病基因的检测【答案】D【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。基本条件：模板：DNA的双链；原料：四种脱氧核苷酸；酶：耐高温的DNA聚合酶；引物：一小段能与DNA母链的一小段碱基序列互补配对的短单链核酸，起作用是为DNA聚合酶提供了游离的3’端，使DNA聚合酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。【详解】A、反应体系中dNTP作为扩增的能量，原料是游离的四种脱氧核苷酸，脱氧核苷酸会依次连接到子链的5，端，A错误；B、据题可知，PCR时组织细胞间的物质会吸附Mg2+，使进入细胞的Mg2+减少，因此原位PCR反应体系中使用的Mg2+浓度要比常规PCR高；C、PCR中引物的复性温度可由G、C的含量进行推测，反应体系中引物的G、C碱基含量越高，复性的温度越高，C错误；D、原位PCR技术可用于人类β-地中海贫血致病基因的检测，D正确。故选D。13．人体内的蛋白TPA能降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，但为心梗患者注射大剂量的TPA会诱发颅内出血。研究证实，通过蛋白质工程，将TPA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良TPA，进而显著降低出血副作用。下列关于该蛋白质工程的叙述正确的是（

）A．制造改良TPA无需用到基因工程的操作技术B．可利用X射线衍射技术分析TPA的晶体结构C．该例TPA基因增添碱基时可使用基因定点突变技术D．需要在分子水平上直接对TPA进行定向改造【答案】B【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。【详解】A、蛋白质工程是在基因工程基础上延伸的第二代基因工程，A错误；B、X射线衍射技术可分析蛋白质的晶体结构，B正确；C、该例TPA基因不是增添碱基，而是替换碱基，C错误；D、不是在分子水平上直接对TPA进行改造，而是对TPA的基因进行改造，D错误。故选B。14．大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中。利用上述原理可初步获得质粒DNA。下列关于质粒的粗提取和鉴定的分析正确的是（

）A．提取DNA时可加入酒精，使不溶于酒精的蛋白质等物质析出B．将提取的DNA溶于0.14mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定C．用限制酶Ⅰ和Ⅱ分别处理提取的产物，电泳出现如图结果，说明未提取到质粒D．溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，洗涤剂能瓦解其细胞膜，但对DNA没有影响【答案】D【分析】DNA的粗提取和鉴定：利用DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，以及DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，可以将DNA与蛋白质分离开；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。【详解】A、提取DNA时可加入酒精，是为了让DNA析出，A错误；B、将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定，B错误；C、用限制酶Ⅰ和Ⅱ分别处理提取的产物，电泳出现1条带，说明提取到环状质粒，C错误；D、溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，洗涤剂能瓦解其细胞膜，但对DNA没有影响，D正确。故选D。15．2022年1月7日，马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上，虽然这颗心脏仅仅存活了2个月，但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了降低免疫排斥反应，研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列说法错误的是（）A．若要对一个基因进行编辑，则通常至少需要设计两个序列不同的sgRNA目标DNAmB．sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键C．有时sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低D．为降低免疫排斥反应，可通过CRISPR/Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因【答案】C【分析】1.基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶），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。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E•coliDNA连接酶，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连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。2.移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击，使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。【详解】A、若要对一个基因进行编辑，由于基因含有两条互补的单链，因而通常至少需要设计两个序列不同的sgRNA与目标DNA的两条链进行配对，A正确；B、由于DNA和RNA之间可进行碱基互补配对，因而sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来，B正确；C、sgRNA序列越短，DNA分子上与其互补的特定序列会越多，错误结合概率越高，脱靶率越高，C错误；D、为降低免疫排斥反应，可通过CRISPR/Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因，进而可避免免疫排斥反应发生，为异体器官抑制提供保障，D正确。故选C。二、多选题16．泡菜中亚硝酸盐含量超过一定值会与胺反应产生致癌物，泡菜制作过程中亚硝酸盐峰值一般出现在第5天。现用不同浓度的食醋对泡菜进行处理，测定其亚硝酸盐的含量变化，结果如图所示。下列说法正确的是（

）A．本实验亚硝酸盐峰值出现在第3天，推测原因可能为温度更为适宜B．不同浓度的食醋不仅影响亚硝酸盐的峰值还影响峰值出现的时间C．食醋浓度越大，对泡菜中亚硝酸盐产生的抑制效果越明显D．健康饮食应选择食用在此条件下酿制10天左右的酸菜【答案】AD【分析】根据题图分析可知：亚硝酸盐峰值出现在第3天；浓度为0.60%的食醋对泡菜中亚硝酸盐产生的抑制效果相对明显；酿制10天左右的酸菜亚硝酸盐的含量基本为0。【详解】A、根据题干“泡菜制作过程中亚硝酸盐峰值一般出现在第5天”，而本实验亚硝酸盐峰值出现在第3天，推测原因可能为温度更为适宜，A正确；B、根据题图分析可知：本实验亚硝酸盐峰值均出现在第3天，B错误；C、根据题图分析可知：浓度为0.60%的食醋对泡菜中亚硝酸盐产生的抑制效果相对明显，C错误；D、根据题图分析可知：酿制10天左右的酸菜亚硝酸盐的含量基本为0，所以健康饮食应选择食用在此条件下酿制10天左右的酸菜，D正确。故选AD。17．啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是（

）A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期【答案】ACD【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是异养兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精。【详解】A、赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大麦，可诱导α-淀粉酶相关基因的表达，促进α-淀粉酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，A正确；B、焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭菌，B错误；C、糖浆经蒸煮（产生风味组分、终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌）、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温杀死菌种，C正确；D、转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域的应用，D正确。故选ACD。18．不对称体细胞杂交是指诱导植物细胞融合前，用一定剂量的紫外线照射供体细胞，导致融合后供体染色质片段化并大量消失，少量染色质片段可插入到受体细胞染色质中。长穗偃麦草具有良好的耐盐特性，我国科研工作者用不对称体细胞杂交技术培育耐盐小麦新品种。下列分析正确的是（

）A．科研工作者需用一定剂量的紫外线照射长穗偃麦草和小麦细胞B．长穗偃麦草和小麦的原生质体融合常用PEG、灭活病毒等人工方法诱导实现C．不对称体细胞杂交可打破供体不良与优良性状的基因连锁，排除不良性状干扰D．实验得到的耐盐小麦植株可经多代自交获得纯合耐盐小麦品系【答案】CD【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。2、植物体细胞杂交技术的过程：(1)诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。(3)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。(4)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。3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。【详解】A、不对称体细胞杂交是指诱导植物细胞融合前，用一定剂量的紫外线照射供体细胞，所以科研工作者只需用一定剂量的紫外线照射长穗偃麦草，A错误;B、诱导植物原生质体融合不能用灭活的病毒，B错误；C、根据题干信息，不对称体细胞杂交指诱导植物细胞融合前，用一定剂量的紫外线照射供体细胞，导致融合后供体染色质片段化并大量消失，少量染色质片段可插入到受体细胞染色质中，故不对称体细胞杂交可打破供体不良与优良性状的基因连锁，排除不良性状干扰，C正确；D、自交可以提高纯合度，实验得到的耐盐小麦植株可经多代自交获得纯合耐盐小麦品系，D正确。故选CD。19．卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”两个方面。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Btg4基因，发现Btg4敲除的卵母细胞虽能正常成熟和受精，但形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段，造成雌性不育。胚胎停止发育原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法正确的是（）A．若输卵管阻塞，则精卵细胞结合和胚胎早期发育均不能完成B．该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用C．卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件D．Btg4基因与卵母细胞中mRNA降解有关，可促使卵母细胞的细胞核成熟【答案】ABC【分析】分析题意可知，敲除小鼠的Btg4基因后卵母细胞虽能正常成熟和受精，但形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段，造成雌性不育，说明Btg4基因在雌性育性方面有重要作用。【详解】A、精卵结合和胚胎早期发育是在输卵管中进行的，故若输卵管阻塞，则精卵细胞结合和胚胎早期发育均不能完成，A正确；B、分析题意可知，本实验利用基因敲除技术敲除小鼠的Btg4基因后观察其早期胚胎发育情况和育性，故该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用，B正确；C、结合题意“胚胎停止发育原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解”可知，卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件，C正确；D、Btg4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精，说明该基因与细胞核成熟无关，而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段，推测可能是Btg4基因能促使细胞质成熟，D错误。故选ABC。三、单选题20．为了获得抗蚜虫棉花新品种，研究人员将雪花莲凝集素基因（GNA）和尾穗苋凝集素基因（ACA）与载体（pBI121）结合，然后导入棉花细胞。下列叙述错误的是（

）A．用限制酶BsaBI和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因B．与只用KpnI相比，KpnI和XhoI处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确C．在含卡那霉素的培养基上能存活的植物细胞即为成功转入目的基因的细胞D．用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中【答案】C【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、复制原点和标记基因等。（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分子杂交技术和PCR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一抗原-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】A、由图可知，GNA、ACA都含有限制酶BsaBI的酶切位点，故用限制酶BsaBI和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因，A正确；B、图中质粒与ACA-GNA上都含有KpnI和XhoI的酶切位点，与只用KpnI相比，KpnI和XhoI处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确，避免反向连接，B正确；C、在含卡那霉素的培养基上能存活的植物细胞为成功转入目的基因的细胞或含有普通质粒的细胞，C错误；D、PCR技术可用于基因探针的制备，可用来检测目的基因是否导入受体细胞，即用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中，D正确。故选C。四、综合题21．海洋塑料垃圾每年会造成数十万海洋动物死亡，其中聚乙烯（PE，分子式为（C2H4）n）塑料因缺乏有效的降解途径而危害巨大。2021年，中科院海洋所首次发现了能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群。通过对该微生物菌群的组成种类和纯度进行定量分析，发现其中有5类细菌菌群为优势种群，研究人员通过微生物培养技术成功获得了上述5类细菌的纯培养菌株，将其中具有较强降解PE塑料能力的3类菌株按一定比例复配后，成功获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，该菌群只需两周时间就可以将PE塑料降解为碎片。经过反复的毒理实验证实该菌群对环境无害，且在降解PE塑料的培养物中发现了能够产生有效抑制多种病原菌的活性物质。(1)为筛选能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群，在设计培养基配方时，碳源的设计上应满足的条件是；在此基础上还需添加一定量的氮源，原因是。(2)研究人员发现了能有效降解PE塑料海洋微生物菌群中的5类优势菌群后，采用了法将单个细菌分散在固体培养基上，并根据菌落的（至少写出2种特点）等进行初步区分，从中获得了能稳定降解PE塑料的菌种A1、A2和A3。如需计算一定体积的样品中某菌种的数量，可以利用在显微镜下观察、计数，其统计结果与实际活菌数相比（填“偏大”或“偏小”），原因是。(3)研究人员将经过稀释的含A1、A2和A3三种菌种的菌液进行接种，通过培养基中的分解圈来筛选分解能力强的菌种时，发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，此时应采取的措施是。改进实验方案后，培养一段时间后测得透明圈的直径（D）与菌圈的直径（d）如图所示。如需进一步选择单一菌种进行扩大培养，应选用菌种，理由是。(4)研究人员最终获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，试分析该菌群的应用前景。【答案】(1)将PE塑料作为唯一碳源PE塑料不能提供氮源，而N是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的(2)平板划线法/稀释涂布平板法形状、大小/颜色、隆起程度细菌计数板/血细胞计数板偏大显微镜下统计的是活菌数和死菌数的总和(3)将培养液适当稀释后再进行接种/适当缩短培养时间A1A1的D/d值最大，对PE塑料的降解效果最佳(4)开发对环境无害的塑料降解制品/生产有效抑制多种病原菌的活性物质【分析】1、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。2、一般来说，在一定的培养条件下（相同的培养基、温度及培养时间），同种微生物表现出稳定的菌落特征，这些特征包括菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等方面。【详解】（1）由题意可知，PE中富含碳源，但只有能降解PE塑料的海洋微生物菌群才能利用PE塑料作为碳源，不能降解PE塑料的海洋微生物不能利用PE塑料作为碳源，所以为筛选能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群，在设计培养基配方时，碳源的设计上应满足的条件是将PE塑料作为唯一碳源。在此基础上还需添加一定量的氮源，原因是PE塑料不能提供氮源，而N是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。（2）由题意可知，最后在固体培养基上获得了单个菌落，所以采用了平板划线法或稀释涂布平板法。一般来说，在一定的培养条件下（相同的培养基、温度及培养时间），同种微生物表现出稳定的菌落特征，这些特征包括菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等方面，所以根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等进行初步区分。如需计算一定体积的样品中某菌种的数量，可以利用细菌计数板或血细胞计数板在显微镜下观察、计数，其统计结果与实际活菌数相比偏大，原因是显微镜下统计的是活菌数和死菌数的总和。（3）若发现几乎每个分解圈都交错在一起，还有很多菌落紧挨在一起，说明培养基中菌落数偏多，所以应采取的措施是将培养液适当稀释后再进行接种或者适当缩短培养时间，这样可以减少培养基上的菌落数。分析图可知，图中A1的D/d值最大，说明对PE塑料的降解效果最佳，因此应选用A1菌种。（4）研究人员最终获得了一个能稳定共存且具有显著降解PE塑料能力的菌群，因此可以利用该菌群开发对环境无害的塑料降解制品，或生产有效抑制多种病原菌的活性物质。五、实验题22．紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁投入市场，成为世界上首例药用植物细胞工程产品。(1)常选取植物的茎尖作为外植体，原因是，诱导外植体形成愈伤组织的过程称为。诱导植物原生质体融合常用的化学方法有。(2)与传统方法获得紫草宁相比，利用植物组织培养技术生产紫草宁，具有等优点。(3)若在利用植物组织培养技术进一步获得紫草植株的过程中，发现愈伤组织只分裂而不能分化出芽和根，则可能的原因是。(4)研究者设计实验进一步探讨激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。研究发现在愈伤组织生芽过程中，细胞分裂素（CK）通过A基因和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CK与生长素比例高的（高CK）培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量如下图，分析图中结果可得出的结论是：野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是随着高CK诱导时间的延长，；在高CK诱导下A基因与W基因的关系是。【答案】(1)细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织细胞的脱分化聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法(2)具有产量高、速度快、节约资源、不占用耕地、不受季节、天气等的限制等优点(3)细胞分裂素和生长素用量比例不合适(4)野生型的W基因表达量显著升高在高CK诱导下A基因促进W基因表达【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。其理论基础是细胞的全能性，因为细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物体细胞杂交技术是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质体。杂交过程中的一个关键环节，是原生质体间的融合，人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株【详解】（1）常选取植物的茎尖作为外植体，原因是细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织，诱导外植体形成愈伤组织的过程称为细胞脱分化。诱导植物原生质体融合常用的化学方法有乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法。（2）与传统方法获得紫草宁相比，利用植物组织培养技术生产紫草宁，具有产量高、速度快、节约资源、不占用耕地、不受季节、天气等的限制等优点。（3）生长素和细胞分裂素的比例和浓度都会影响植物细胞的发育方向。愈伤组织只分裂而不能分化出芽和根，则可能的原因是细胞分裂素和生长素用量比例不合适。（4）据图可知，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是随着高CK诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高；突变体的A基因功能缺失，其W基因的表达量变化不大，但是在野生型中W基因表达量显著升高，由此可知，A基因对W基因的表达有促进作用。在高CK诱导下A基因与W基因的关系是在高CK诱导下A基因促进W基因表达。六、综合题23．某科研小组采用“胚胎干细胞介导法”将荧光素基因导入纯种灰色小鼠胚胎干细胞（ES细胞）中并整合到染色体上，然后将转基因的胚胎干细胞注射到纯种黄色小鼠囊胚中构建嵌合体小鼠，具体过程如下图所示。据图回答下列问题：(1)图中过程②收集的ES细胞来源于细胞，将胚胎干细胞置于用小鼠（细胞）制备的饲养层上，饲养层提供胚胎干细胞增殖所需的。(2)囊胚中的滋养层细胞将来发育成，取样滋养层细胞做SRY-PCR性别技术鉴定，当用SRY特异性探针对扩增产物进行检测时，出现（填“阳性”或“阴性”）反应者，胚胎为雄性。(3)过程①中的荧光素基因表达的荧光蛋白可用于过程④，推测荧光素基因在该实验最终获得的嵌合体小鼠中起到的作用是。(4)过程⑤导入囊胚的胚胎干细胞数量是否会影响子代小鼠的性状？（填“是”或“否”）。嵌合体小鼠与体外受精培养得到的小鼠相比，最主要的区别是。（从组成个体的细胞基因型是否相同的角度分析）【答案】(1)内细胞团输卵管上皮细胞营养物质（发育环境或发育条件）(2)小鼠的胎盘和胎膜阳性(3)检测嵌合体小鼠中来自灰色小鼠的ES细胞的发育情况(4)是嵌合体小鼠不同细胞基因型可能不同，体外受精培养得到的小鼠不同细胞基因型一般是相同的【分析】胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。胚胎干细胞，是高度未分化的细胞。如果进行体外培养，能够无限的增殖和分化。胚胎肝细胞还可以分化成多功能的细胞。胚胎肝细胞具有多能性，可以分化成多种组织的能力但是无法独自发育成一个个体细胞。胚胎里的干细胞被称为一种“全能”细胞，可以分化成所有类型的细胞，并且携带生物体的全套遗传信息。【详解】（1）囊胚中的内细胞团是一群胚胎干细胞的集合体，故图中过程②收集的ES细胞来源于内细胞团细胞；过程②为胚胎干细胞的分离、培养，需将胚胎干细胞置于灭活的输卵管上皮细胞制备的饲养层上，该细胞能够分泌相应物质抑制胚胎干细胞分化，促进胚胎干细胞增殖，并为胚胎干细胞增殖提供相应营养物质(发育环境或发育条件）。（2）囊胚中的滋养层细胞是囊胚的最外层细胞，将来发育成小鼠的胎盘和胎膜；SRY基因是Y染色体上的性别决定基因，SRY-PCR胚胎性别鉴定技术能准确鉴定早期胚胎性别，若为雄性，则呈阳性。（3）过程①是将荧光蛋白基因与质粒结合形成重组质粒，若嵌合体小鼠检测到荧光蛋白，则说明嵌合体小鼠中来自灰色小鼠的ES细胞成功表达了荧光蛋白基因，细胞发育良好。（4）内细胞团中的细胞会发育成机体的各种组织和器官，过程⑤导入囊胚的胚胎干细胞数量会影响子代小鼠的性状，若导入较多，则嵌合鼠更多的是灰色小鼠的性状；嵌合体小鼠不同细胞基因型可能不同（来源不同），体外受精培养得到的小鼠不同细胞基因型一般是相同的，都是同一个受精卵有丝分裂而来。【点睛】本题主要考查胚胎干细胞培养及应用，要求学生有一定的理解分析能力。24．1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素，摘取了人工合成蛋白质的桂冠。人胰岛素基因表达的最初产物是一条肽链构成的前胰岛素原，经下图1所示的过程形成具生物活性的胰岛素。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法：AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段，利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素；BCA法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因，表达出胰岛素原后再用特定酶切掉C肽段。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请据下图分析并回答下列问题：(1)在人体胰岛B细胞内，图1中前胰岛素原形成具生物活性的胰岛素过程中参与的细胞器有。(2)由于密码子具有，AB法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。（填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”）法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。(3)图2是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接，在设计PCR引物时可添加限制酶的识别序列。通过上述方法获得人的胰岛素基因后，需要通过PCR技术进行扩增，已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-，则其中一种引物设计的序列是5’3’。(4)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。经Ca2+处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，采用法将大肠杆菌接种到添加了的培养基上筛选出色的菌落即为工程菌种。(5)科学家利用蛋白质工程技术，研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，其皮下注射后易吸收、起效快。获得赖脯胰岛素基因的途径是：从预期的蛋白质功能出发推测应有的氨基酸序列。【答案】(1)内质网、高尔基体和线粒体(2)简并性AB和BCA(3)XhoⅠ和MunⅠ-CTCGAGCCTTTCAGCTCA-(4)稀释涂布平板氨苄青霉素和X-gaⅠ白色(5)设计预期的蛋白质结构找到并改变相应基因或合成新基因【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能关系作为基础，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需求。【详解】（1）据图1可知，前胰岛素原是一条肽链，肽链的合成部位是核糖体，前胰岛素原形成胰岛素原的场所是内质网，在内质网中肽链形成一定的空间结构，初步形成蛋白质，然后内质网以囊泡的形式将未成熟的蛋白质运输到高尔基体，高尔基体进行一步的加工，形成具有生物活性的成熟的胰岛素，高尔基体再以囊泡的形式将胰岛素运输到细胞外，在此过程中所需要的能量均有线粒体提供。因此在人体胰岛B细胞内，图1中前胰岛素原形成具生物活性的胰岛素过程中参与的细胞器有内质网、高尔基体和线粒体。（2）由于密码子具有简并性，同一个氨基酸可能有多个密码子编码，对应的碱基序列可能有多种，所以以肽链为模板合成DNA时可能具有多种序列。由于启动子是不转录的，此外转录产生的肽链经过加工起始的一段大部分会被切除，所以以肽链或mRNA为模板合成的DNA分子上都不具有启动子，所以AB和BCA法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。（3）为使目的基因与载体正确连接，在设计PCR引物时可添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的识别序列。目的基因要插在启动子和终止子之间，以便目的基因能够正常表达，为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，可使用不同的限制酶共同切割目的基因和质粒。通过上述方法获得人的胰岛素基因后，需要通过PCR技术进行扩增，已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-，则其中一种引物设计的序列是5’-CTCGAGCCTTTCAGCTCA-3’。引物是一小段能与DNA母联的一段碱基序列互补配对的段单链核酸。因为DNA合成时，新链的延伸方向是5’到3’，因此在设计引物时要在5’端加上酶切位点。（4）β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。经Ca2+处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，采用稀释涂布平板法将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gaⅠ的培养基上筛选出白色的菌落即为工程菌种。据题可知要在培养基上形成菌落，并且要从菌落上挑取菌种，所以选用稀释涂布平板法接种，因质粒中含有氨苄青霉素基因和β-半乳糖苷酶基因，可以作为标记基因，进行重组质粒的筛选，所以在培养基中加入氨苄青霉素和X-gaⅠ。（5）科学家利用蛋白质工程技术，研制出了赖脯胰岛