黄金卷01（解析版）-【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考生物模拟卷（北京专用）

【赢在高考•黄金8卷】备战2024年高考生物模拟卷（北京专用）生物黄金卷01（满分100分，考试时间90分钟。）注意事项∶1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单选题（本部分共15道小题，每小题2分，共计30分）1．用限制酶SpeⅠ和HindⅢ切割质粒，用限制酶HindⅢ和XbaⅠ切割目的基因，之后连接，构建基因表达载体。下列叙述不正确的是（）A．青霉素抗性基因可作为筛选标记B．限制酶可使磷酸二酯键发生断裂C．表中限制酶切割之后均会产生黏性末端D．连接后的基因表达载体可被SpeI切开【答案】D【分析】1、将外源基因导入受体细胞通常用质粒作为载体。作为载体必须具备的条件：（1）有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；（2）能够在受体细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上，并随受体DNA同步复制；（3）常带有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。2、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。3、DNA分子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。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。【详解】A、青霉素抗性基因是质粒中的标记基因，表达产物能抵抗青霉素，故青霉素抗性基因可作为筛选标记，A正确；B、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，B正确；C、由表格可知，这3种限制酶都是在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开，产生黏性末端，C正确；D、题干中用限制酶SpeⅠ切割质粒产生的黏性末端和用限制酶XbaⅠ切割目的基因产生的黏性末端遵循碱基互补配对，在DNA连接酶的作用下拼接起来，拼接起来的部分碱基序列为ACTAGA，而限制酶SpeⅠ识别的碱基序列为ACTAGT，所以连接后的基因表达载体不能被SpeI切开，D错误。故选D。2．科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药-组织纤溶酶原激活剂（tPA）。获得转基因羊的过程中，以下操作非必要的是（）A．将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组B．将表达载体显微注射到羊受精卵中C．将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中D．将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内【答案】C【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、基因的载体。2、基因工程的基本操作程序：(1)目的基因的获取。(2)基因表达载体的构建。(3)将的基因导入受体细胞。（4）目的基因的检测和鉴定【详解】A、由于启动子具有物种特异性，故需将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组，A不符合题意；B、将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法，用受精卵作为受体细胞，B不符合题意；C、目的基因导入羊受精卵后可直接进行体外早期胚胎培养，无需将受精卵的核注入去核的卵母细胞中，C符合题意；D、早期培养的胚胎需要进行胚胎移植，移植到羊的子宫内，D不符合题意。故选C。3．下列关于PCR技术的叙述，正确的是（

）A．PCR反应体系中需要添加耐高温的解旋酶和DNA聚合酶B．PCR过程中在引物的3'端添加脱氧核苷酸实现子链延伸C．利用PCR对目的基因进行扩增时需要基因序列全部已知D．在设计两种引物时，需要让引物和引物之间的碱基序列互补【答案】B【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【详解】A、PCR反应体系中需要添加耐高温DNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；B、脱氧核苷酸链是有方向的，一端为5'端，另一端为3'端，合成子链时，引物的小段核苷酸链先与模板链配对结合，然后在引物的3'端进行子链延伸，B正确；C、利用PCR对目的基因进行扩增时只需要知道目的基因两端的序列即可，C错误；D、在设计两种引物时，两个引物之间的碱基序列不能配对，D错误。故选B。4．乙醇是生物学实验中常用的试剂。下表列出了乙醇在实验中的作用，其中错误的是（）选项实验乙醇的作用ADNA粗提取与鉴定溶解DNA，初步分离DNA与蛋白质B菊花的组织培养工作台、手部、外植体的消毒C绿叶中的色素的提取溶解绿叶中的色素D检测生物组织中的脂肪洗去浮色A．A B．B C．C D．D【答案】A【分析】酒精是生物实验常用试剂之一：1、如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；2、观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需要用到酒精，用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，低温诱导染色体数目加倍实验中还需要用酒精洗去卡诺氏液；3、绿叶中色素的提取和分离实验中可用无水乙醇来提取色素；4、果酒和果醋制作实验、组织培养实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒；5、DNA的粗提取和鉴定中可用体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA；6、证明光合作用产物有淀粉需用95%酒精对绿色叶片进行酒精水浴脱色，便于碘液染色等；7、土壤小动物丰富度研究中，收集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，防止诱虫器中小动物尸体腐烂。【详解】A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，向滤液中加入冷却的体积分数为95%的酒精，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，就是粗提取的DNA，A错误；B、70%的酒精可导致蛋白质变性，用于实验室和日常消毒，菊花的组织培养中可用体积分数为70%的酒精进行消毒，避免杂菌的污染，B正确；C、由于色素不溶于水而溶于有机溶剂，所以酒精（无水乙醇）在色素的提取和分离实验时作为有机溶剂起到提取色素的作用，C正确；D、脂肪鉴定实验中，染色后滴加2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色，D正确。故选A。5．柑橘类水果深受人们喜爱，但大多种类多籽。利用“默科特”橘橙二倍体叶肉原生质体和“早金”甜橙单倍体愈伤组织培育三倍体柑橘，相关叙述正确的是（

）A．用盐酸解离获得“默科特”橘橙二倍体叶肉原生质体B．用花药离体培养获得“早金”甜橙单倍体愈伤组织C．用电融合法或秋水仙素均可诱导两种原生质体融合D．三倍体柑橘可通过有性繁殖扩大种植面积【答案】B【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。【详解】A、制备植物原生质体的方法是酶解法，即利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得，若用盐酸处理会将细胞杀死，不能获得原生质体，A错误；B、常用花药离体培养获得早金甜橙单倍体愈伤组织，B正确；C、植物原生质体融合的方法有电融合法或PEG融合法均可诱导两种原生质体融合，秋水仙素可以使染色体数目加倍，不能使原生质体融合，C错误；D、三倍体柑橘减数分裂过程中会发生同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子，故不能通过有性繁殖扩大种植面积，D错误。故选B。6．生态环境质量持续改善是我们的发展目标，下列行为与此目标不符的是（

）A．减少私家车使用，出行多乘坐公共交通工具B．多采用生物防治的方法治理农林害虫C．家庭做好垃圾分类，投放专用垃圾桶，促进废弃物循环利用D．从国外带回适应性强的生物提高我国生态系统的生物多样性【答案】D【分析】生物圈内所有的植物、动物和微生物等，它们所拥有的全部基因，以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性的保护包括就地保护和易地保护两大类。【详解】A、减少私家车使用，出行多乘坐公共交通工具，减少碳的排放，有利于保护环境，A正确；B、多采用生物防治的方法治理农林害虫，减少环境的污染，B正确；C、家庭做好垃圾分类，投放专用垃圾桶，促进废弃物循环利用，能减少碳的排放，有利于维持碳循环的平衡，C正确；D、从国外带回适应性强的生物，可能引起生物入侵，不利于提高我国生态系统的生物多样性，D错误。故选D。7．葡萄糖是主要的能源物质，关于葡萄糖的叙述错误的是（

）A．组成元素含有C、H、O、NB．有氧、无氧环境下均可分解C．可形成糖蛋白参与细胞间的识别D．可聚合形成纤维素构成植物细胞壁【答案】A【分析】细胞中的糖分为单糖、二糖和多糖，二糖包括蔗糖、麦芽糖和乳糖，多糖包括淀粉、纤维素和糖原。【详解】A、葡萄糖组成元素含有C、H、O，A错误；B、葡萄糖有氧条件下分解为二氧化碳和水、无氧环境可分解为酒精和二氧化碳或乳酸，B正确；C、葡萄糖可与膜上的蛋白质结合形成糖蛋白参与细胞间的识别，C正确；D、纤维素的基本单位是葡萄糖，所以葡萄糖可聚合形成纤维素构成植物细胞壁，D正确。故选A。8．图为酵母菌细胞模式图，关于利用酵母菌生产α-淀粉酶，相关说法错误的是（

）A．α-淀粉酶在结构2上合成B．α-淀粉酶的产生与结构1的加工、分类和包装有关C．结构3可分解葡萄糖为酒精和，用于此过程能量消耗D．酵母菌细胞具有细胞器膜、细胞膜和核膜构成的生物膜系统【答案】C【分析】各种生物膜的组成成分和结构相似，主要由脂质和蛋白质组成，在结构和功能上紧密联系，例如分泌蛋白的合成及运输体现了生物膜在功能上的统一，内质网膜与细胞膜和核膜直接相连，高尔基体膜通过囊泡与细胞膜和内质网膜相连，体现了体现了生物膜在结构上的统一。【详解】A、α-淀粉酶是蛋白质在结构2核糖体上合成，A正确；B、α-淀粉酶的产生与结构1高尔基体的加工、分类和包装有关，B正确；C、结构3是线粒体，可将丙酮酸分解为CO2和水，在细胞质分解葡萄糖为酒精和CO2，用于此过程释放能量，C错误；D、酵母菌细胞是真核细胞，具有细胞器膜、细胞膜和核膜构成的生物膜系统，D正确。故选C。9．酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量，研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株，进行了如图I所示实验，甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100mL完全培养基，下列说法正确的是（

）A．传统葡萄酒发酵过程中，为避免污染发酵装置需严格灭菌B．用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6．8×106个/L，此数值可能高于实际的活菌数C．对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法，菌种接种过程中的试管口、瓶口等无需再灼烧灭菌D．由图Ⅱ可知，丙可能是培养瓶密封不严导致，丁组酵母菌产酒精能力比乙强【答案】D【分析】果酒制作过程中的相关实验操作：材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。若对菌液计数，需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每百毫升发酵液的微生物数量，还应该再乘10算每升发酵液的微生物数。【详解】A、在传统葡萄酒发酵过程中，利用的是葡萄皮表面的天然酵母菌，不需要严格灭菌，A错误；B、若对菌液计数，需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量，还应该再乘1000算每升发酵液的微生物数，故先求平均菌落数为（62+68+74）÷3=68，除以涂布体积0.1mL后等于680个/mL，稀释倍数为1×104，再乘1000，最后为6.8×109个/L，计数过程中两个或两个以上细胞连在一起，平板上生长出一个菌落，所以数目偏小，B错误；C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌，玻璃器皿、接种用具可采用干热灭菌，接种时的玻璃瓶口等都需在酒精灯火焰处进行灼烧灭菌，C错误；D、乙、丙、丁挑取不同的菌落培养，丙瓶与乙、丁瓶相同条件培养，但培养液没有酒精产生，且瓶内活菌数量不低，丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严，进行有氧呼吸；丁组的活菌数比乙组少，但是产生的酒精和乙组一样多，所以丁组产生酒精能力比乙强，D正确。故选D。10．以下高中生物学实验中，实验材料选择正确的是（

）选项实验名称实验材料A检测生物组织中的糖类颜色较浅的甘蔗汁B绿叶中色素的提取和分离富含叶绿素的黑藻C探究温度对酶活性的影响易分解产生氧气的过氧化氢D观察植物细胞的有丝分裂有大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞A．A B．B C．C D．D【答案】B【分析】1、检测生物组织中化合物时，应选择富含该化合物且颜色浅的实验材料。2、绿叶中色素的提取和分离实验中，应选择富含色素且新鲜的植物叶片。【详解】A、甘蔗中富含蔗糖，属于非还原糖，因此甘蔗不能作为检测还原糖的实验材料，A错误；B、黑藻含有叶绿体，富含叶绿素，可用于绿叶中色素的提取和分离实验，B正确；C、由于过氧化氢不稳定，受热易分解，故不能用作探究温度对酶活性的影响的材料，C错误；D、洋葱鳞片叶外表皮细胞属于高度分化的细胞，不能用于观察植物细胞的有丝分裂，D错误。故选B。11．草甘膦是无选择性除草剂的有效成分，施用时也会“误伤”作物致死，其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性。研究人员试图培育抗草甘膦作物，如图。相关说法正确的是（

）A．①过程的目的基因是抑制EPSP合酶的基因B．②过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞C．③过程运用植物体细胞杂交技术培养成转基因矮牵牛D．转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平下降有利于抗草甘膦【答案】B【分析】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、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术；将目的基因导人微生物细胞常用Ca2+处理法。植物细胞工程包括植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术，植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。【详解】A、草甘膦其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性，要培育抗草甘膦作物，因此要提高EPSP合酶的活性，①过程的目的基因应该是（促进）EPSP合酶的基因，A错误；B、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、花粉管通道法，②过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞，B正确；C、③过程要把细胞培养成个体，运用植物组织培养技术，C错误；D、转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平升高有利于抗草甘膦，D错误。故选B。12．地木耳是一种可食用耐旱蓝细菌，具有高蛋白低脂肪的特点。为探究盐胁迫对地木耳的影响，做了相关实验，结果如图。下列叙述错误的是（

）A．随着NaCl浓度的提高，光转化效率下降B．地木耳叶绿体类囊体膜上进行光转化C．光合作用产生的淀粉可转化为蛋白质和脂肪D．野生地木耳比人工培养地木耳能更好的适应盐胁迫【答案】B【分析】该实验中NaCl浓度和地木耳种类为自变量，光转化效率为因变量，在相同浓度的NaCl浓度下，野生地木耳比人工培养地木耳光转化效率高。【详解】A、由图可知，随着NaCl浓度升高，两种地木耳的光转化效率均下降，A正确；B、地木耳是一种可食用耐旱蓝细菌，为原核生物，无叶绿体，B错误；C、光合作用产生的淀粉可在体内发生转化，可转化为蛋白质和脂肪，C正确；D、由图可知，在相同浓度的NaCl浓度下，野生地木耳比人工培养地木耳光转化效率高，说明野生地木耳比人工培养地木耳能更好的适应盐胁迫，D正确。故选B。13．下列生物学实验及其原理的叙述，不正确的是（）A．利用不同大小的DNA分子在电场中的移动速度不同可分离DNAB．用胰蛋白酶处理动物组织或解离液处理植物组织都可得到分散的活细胞C．培养大肠杆菌需要为其提供适宜的营养物质及温度、pH等条件D．洋葱表皮细胞质壁分离及复原过程中水分子通过原生质层进出液泡【答案】B【分析】植物细胞的吸水和失水原理和现象：外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水→质壁分离外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水→质壁分离的复原外界溶液浓度=细胞液浓度→细胞形态不变（处于动态平衡）。【详解】A、DNA分子大小不同，则在电场中移动速度也不同，可利用该原理利分离DNA，A正确；B、胰蛋白酶可用于处理动物组织细胞，但不能处理植物组织，B错误；C、微生物培养过程中应保证必要的营养条件和环境条件，如培养大肠杆菌需要为其提供适宜的营养物质及温度、pH等条件，C正确；D、洋葱表皮细胞质壁分离及复原过程中水分子通过原生质层（包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质）进出液泡，D正确。故选B。14．由于栖息地破坏、非法狩猎等原因，一级濒危鸟类朱鹮已在我国以外的大部分地区绝迹。为便于在野外进行个体识别以调查种群密度，科研人员利用带有不同数字的标志环对陕西黔阳地区的朱鹮进行逐一标记和追踪，观察发现从2007年到2020年，56对成鸟共进行120次繁殖，成功孵育217只雏鸟。下列叙述正确的是（）A．科研人员调查朱鹮种群密度的方法为逐个计数法B．被调查朱鹮种群2020年的出生率约为66%C．朱鹮栖息地遭到破坏后食物减少，K值变大D．食物、天敌等属于限制朱鹮种群增长的非密度制约因素【答案】A【分析】一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。例如，同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。例如，在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。【详解】A、朱鹮数量少，属于濒危物种，儿科哦那个逐个计数法统计种群密度，A正确；B、2020年的出生率等于2020年出生的数量除以2019年的基数，根据题目信息无法计算，B错误；C、朱鹮栖息地遭到破坏后食物减少，K值变小，C错误；D、食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，属于限制朱鹮种群增长的密度制约因素，D错误。故选A。15．研究人员通过体外诱导成纤维细胞，得到了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞（iPS），应用前景广泛。下列叙述不正确的是（）A．从动物内分离成纤维细胞可利用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理B．动物细胞需要培养在95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中C．转入相关因子诱导产生iPS，该过程中细胞的分化程度提高D．利用iPS分化形成的器官进行自体移植，可以避免免疫排斥【答案】C【分析】在培养iPS的培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质，可以诱导iPS分化成不同的组织和器官，解决器官移植中的供体器官短缺和免疫排斥反应两大难题。【详解】A、从动物内分离成纤维细胞可利用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理，胰蛋白酶、胶原蛋白酶可水解动物细胞间的粘连蛋白，使动物细胞分散，A正确；B、动物细胞需要培养在95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中，空气中的氧气作为有氧呼吸的反应物，CO2能维持培养液的pH，B正确；C、转入相关因子诱导产生iPS，iPS是类似于胚胎干细胞的细胞，该过程中细胞的分化程度降低，C错误；D、利用iPS分化形成的器官进行自体移植，成纤维细胞是从自身细胞中取出的，其组织相容性抗原和自身相同，可以避免免疫排斥，D正确。故选C。二、非选择题（本部分共计6小题，共计70分）16．（共12分）水稻淀粉包括直链淀粉和支链淀粉，一些工业领域对直链淀粉含量高的淀粉需求较大。下图1是水稻胚乳细胞淀粉合成途径（部分）。研究人员利用基因工程技术将酶C反义基因导入水稻，培育出直链淀粉含量高的新品种。(1)在转基因水稻细胞中，酶C反义基因转录出的RNA与C基因的mRNA结合，阻止C基因的mRNA，使酶C含量下降，促进了ADP-葡萄糖向转化，从而增加了直链淀粉的含量。(2)研究者获得若干株转基因水稻（T0），种植并单株收获种子（T1），分别选取若干T1种植并收获种子（T2），检测稻米中直链淀粉含量，结果如下表。A植株T1与T2代直链淀粉含量无明显差异，而B植株T2代明显高于T1代，原因可能是选取T1种植时。T0编号T1直链淀粉含量（%）T2直链淀粉含量（%）A21.922.2B22.126.8注：非转基因水稻直链淀粉含量为18.6%(3)研究者通过分子手段检测T0植株中酶C反义基因的数量。插入基因组中的T-DNA结构示意图如下图2：①用限制酶处理T0植株的总DNA，然后电泳分离。用标记的潮霉素抗性基因片段做探针与分离的DNA条带进行杂交，根据杂交条带的数量可初步判断T0植株中酶C反义基因的数量。②若通过上述方法确定某T0植株含有2个酶C反义基因，对其T1植株进行潮霉素抗性检测，性状分离比可能为（不考虑交换）。(4)研究发现，虽然通过上述方法提高了稻米直链淀粉的含量，但是淀粉总量有所下降。请分析原因并提出改良方案。【答案】(1)翻译直链淀粉(2)选取A的T1时做到了随机（T1、T2代酶C反义基因频率相同）；从B的T1中选取的那部分种子的酶C反义基因频率高于T1代（T2代酶C反义基因频率高于T1代）(3)EcoRⅠ或BamHⅠ抗潮霉素∶不抗＝3∶1、全部为抗潮霉素、抗潮霉素∶不抗＝15∶1(4)原因：导入酶C反义基因，使ADP-葡萄糖更多地向直链淀粉转化，也使ADP-葡萄糖堆积，阻碍蔗糖向ADP-葡萄糖的转化，降低了淀粉总量方案：与酶C反义基因同时转入高表达的酶B基因【分析】基因转录产生mRNA，mRNA翻译产生蛋白质。基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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裂。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒、动植物病毒。【详解】（1）酶C反义基因转录出的RNA与C基因的mRNA结合，则mRNA无法继续完成翻译过程，即阻止C基因的mRNA的翻译过程，使酶C含量下降，酶B不受影响，促进了ADP—葡萄糖向直链淀粉转化，从而增加了直链淀粉的含量。（2）由于选取A的T1时做到了随机（T1、T2代酶C反义基因频率相同）；从B的T1中选取的那部分种子的酶C反义基因频率高于T1代（T2代酶C反义基因频率高于T1代），因而A植株T1与T2代直链淀粉含量无明显差异，而B植株T2代明显高于T1代。（3）由题图知，可用限制酶EcoRⅠ或BamHⅠ处理T0植株的总DNA，然后电泳分离。用标记的潮霉素抗性基因片段做探针与分离的DNA条带进行杂交，根据杂交条带的数量可初步判断T0植株中酶C反义基因的数量。若通过上述方法确定某T0植株含有2个酶C反义基因，对其T1植株进行潮霉素抗性检测，若2个酶C反义基因位于同一条染色体上，性状分离比可能为抗潮霉素∶不抗＝3∶1；若2个酶C反义基因位于两条非同源染色体上，全部为抗潮霉素、抗潮霉素∶不抗＝15∶1。（4）通过上述方法提高了稻米直链淀粉的含量，但是淀粉总量有所下降，其原因可能是导入酶C反义基因，使ADP-葡萄糖更多地向直链淀粉转化，也使ADP-葡萄糖堆积，阻碍蔗糖向ADP-葡萄糖的转化，降低了淀粉总量。可让与酶C反义基因同时转入高表达的酶B基因进行改进。17．（共12分）透明质酸是一种应用广泛的粘性多糖，研究者欲改造枯草芽孢杆菌，通过添加诱导型启动子来协调菌体生长与产物生产之间的关系。(1)为通过外源添加诱导剂来控制基因的表达，研究者选择了含木糖诱导型启动子的p质粒。透明质酸合成酶基因H以a链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。为了使图1中酶切后的H基因按照正确的方向与p质粒连接，p质粒位点1和2所对应的酶分别是。酶切后加入酶使它们形成重组质粒。(2)为协调菌体生长与产物生产之间的关系，将构建好的重组质粒转入经处理后的枯草芽孢杆菌（D菌），在含的培养基上筛选，得到枯草芽孢杆菌E（E菌）。进行工业培养时，培养基应选择。A．以木糖为唯一碳源的培养基B．以蔗糖和木糖混合为碳源的培养基C．以蔗糖为唯一碳源的培养基，接种2小时后添加木糖D．以蔗糖为唯一碳源的培养基，培养结束后提取培养液，添加木糖(3)质粒在细菌细胞中遗传不稳定、易丢失，研究者尝试将重组质粒进行改造，利用同源区段交叉互换的方法将H基因插入枯草芽孢杆菌的基因组mpr位点，得到整合型枯草芽孢杆菌F（F菌）。请在图2方框中画出F菌的基因组。(4)对三种枯草芽孢杆菌进行培养，结果如图3，请选择适宜工业发酵生产的菌种并阐明理由。【答案】(1)Xho酶和Bsal酶DNA连接酶(2)Ca2+/CaCl2四环素/抗生素C(3)(4)F菌；F菌比E菌生长迅速，透明质酸产量高，培养基中不需要添加四环素，H基因整合到细菌DNA上，不易丢失【分析】DNA连接酶和DNA聚合酶是两种不同的酶，主要的区别就在于它们的底物是不一样的，DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键，但是DNA连接酶连接的是DNA片段，DNA聚合酶主要就是将单个脱氧核糖核苷酸按照顺序连接到DNA链上。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、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术；将目的基因导人微生物细胞常用Ca2+处理法。【详解】（1）透明质酸合成酶基因H以a链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′，即转录是从DNA链的3′断开始，再结合质粒中启动子的方向可知，图1中p质粒位点1和2所对应的酶分别是Xho酶和Bsal酶。DNA连接酶连接的是DNA片段，DNA聚合酶主要就是将单个脱氧核糖核苷酸按照顺序连接到DNA链上。（2）将目的基因导人微生物细胞常用Ca2+处理法，Ca2+处理受体细胞，可使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子生理状态，这种细胞叫感受态细胞。由图1可知P质粒含有四环素抗性基因，因此可在含四环素培养基上筛选，得到枯草芽孢杆菌E。枯草芽孢杆菌（D菌）生长需要蔗糖作为碳源和能源物质，2h后由于枯草芽孢杆菌E（E菌）存在木糖诱导型启动子，因此此时可添加木糖。（3）如下图。（4）由图3可知，F菌比E菌生长迅速，透明质酸产量高，培养基中不需要添加四环素，H基因整合到细菌DNA上，不易丢失，适宜工业发酵生产。18．（共12分）玉米籽粒胚乳的颜色有黄色、紫色和杂色，科研人员进行了系列实验来研究胚乳颜色形成的遗传学机制。(1)表1中杂交组合一与二互为实验。胚乳是由精子与母本产生的两个极核融合后发育而成，每个极核的染色体组成均与卵细胞一致。胚乳是含有一整套精子染色体的三倍体。表1杂交组合F1胚乳颜色一紫色RR（♀）×黄色rr（♂）紫色二紫色RR（♂）×黄色rr（♀）杂色上述杂交组合一和二中F1胚乳的基因型分别是。据此研究人员对胚乳颜色形成的机制作出如下推测。推测一：可能与胚乳中R基因的数量有关；推测二：可能与胚乳中R基因的来源有关。(2)为证实上述推测，研究人员利用突变体甲进行了相关实验。表2杂交组合部分F1胚乳基因型颜色三野生型rr（♀）×甲Rr（♂）Rrr杂色RRrr杂色四野生型rr（♂）×甲Rr（♀）RRr紫色①突变体甲的形成过程如上图，形成甲的过程中发生的变异类型是。②研究发现，甲在产生配子时，10号染色体分离有时发生异常，但不影响配子的育性。表2中F1出现少量基因型为RRrr的胚乳的原因是。③表2中杂交结果仅支持推测，理由是。(3)研究人员推测在雌配子形成过程中，M基因表达产物可以降低R基因甲基化水平，使其表达不被抑制。现有M基因纯合突变体乙（mmRR）、野生型紫色玉米（MMRR）和黄色玉米（MMrr）。欲通过杂交实验验证上述推测，请写出实验组的方案并预期结果。【答案】(1)正反交RRr和Rrr(2)易位（或染色体结构变异）突变体甲产生配子时，减数分裂Ⅱ后期含有R基因的10号染色体的姐妹染色单体未分开，导致产生RR型精子，与两个r型极核结合，产生了RRrr型胚乳二基因型为Rrr与RRrr的胚乳R基因数量不同，但来源均相同，表型一致都为杂色，说明子代胚乳颜色与R基因的数量无关基因型为RRr和RRrr的胚乳中R基因数量相同，但来源不同，表型不一致，分别为紫色和杂色，说明子代胚乳颜色与R基因的来源有关(3)突变体乙（mmRR）做母本与黄色玉米（MMrr）做父本杂交，子代胚乳表现为杂色【分析】1.胚乳是由受精极核发育而来的，受精极核是由2个极核（与卵细胞基因型相同）和1个精子结合而成的。2.染色体变异可分为染色体结构异常和染色体数目异常两大类型。染色体结构变异可分为缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体结构变异的发生改变了基因在染色体上的数目或排列顺序，从而导致性状的变异，且这种变异多是有害的甚至导致死亡。染色体数目变异包括个别染色体的增减和以染色体组的形式成倍的增减。【详解】（1）组合一是紫色RR（♀）×黄色rr（♂），组合二是紫色RR（♂）×黄色rr（♀），组合一和二互为正反交实验。胚乳是由精子与母本产生的两个极核融合后发育而成，每个极核的染色体组成均与卵细胞一致。胚乳是含有一整套精子染色体的三倍体。组合一中极核的基因型是R，雄配子基因型是r，则F1胚乳的基因型RRr。组合二中极核的基因型是r，雄配子基因型是R，则F1胚乳的基因型Rrr。（2）①突变体甲中10号染色体的r基因所在的染色体片段易位到1号染色体上，1号染色体上的相应片段易位到10号染色体上。②组合三是野生型rr（♀）×甲Rr（♂），极核的基因型是r，F1出现少量基因型为RRrr的胚乳，则甲产生的雄配子的基因型是RR，则可知突变体甲产生配子时，减数分裂Ⅱ后期含有R基因的10号染色体的姐妹染色单体未分开，导致产生RR型精子，与两个r型极核结合，产生了RRrr型胚乳。③F1胚乳基因型为RRr和RRrr的胚乳中R基因数量相同，但来源不同，表型不一致，分别为紫色和杂色，说明子代胚乳颜色与R基因的来源有关，子代胚乳颜色与R基因的数量无关。（3）M基因表达产物可以降低R基因甲基化水平，使其表达不被抑制，欲验证该推测，则需要产生不含M基因同时含R的极核，需要用突变体乙（mmRR）做母本，黄色玉米（MMrr）做父本，根据题（2）R基因来自于父本，胚乳表现为杂色，R基因来自于母本，胚乳表现为紫色，子代胚乳MmmRRr的R基因来自于母本，理论上是紫色，但由于产生雌配子过程中，m基因不降低R基因甲基化水平，表达被抑制，子代胚乳MmmRRr表现为杂色。19．（共12分）研究者通过实验探究N基因和M基因对生菜结球影响的机制。(1)将不结球纯合品系甲和结球纯合品系乙杂交，F1自交，F2中结球39株、不结球115株，说明结球性状的遗传遵循定律。(2)叶片靠近上表皮的一侧为腹面，另一侧为背面。N基因编码的N蛋白调控叶片背腹面发育基因ASI、YAB1的表达（品系甲，乙的N基因分别记为N、Na）。①与N相比，Na缺失一个碱基对，N蛋白肽链缩短。研究者敲除甲的N基因，获得纯合基因敲除株，发现植株表型为，证明N基因控制不结球性状。②研究者将AS1、YABI基因的启动子分别与荧光素酶基因拼接后构建表达载体，与N或Na基因过表达载体共同导入烟草原生质体中，结果如图1。观察发现，乙的叶片背面细胞数量增多、细胞体积较大且排列疏松。结合图1推测，结球表型出现的原因是。(3)M基因编码的M蛋白抑制AS1基因转录。研究者利用基因工程在酵母菌细胞中表达出融合蛋白（BD-M、AD-N），若M、N蛋白相互作用，则AD与BD蛋白就能充分接近形成复合物，并启动组氨酸合成基因转录。研究者将不同表达载体导入亮氨酸、色氨酸和组氨酸合成缺陷型酵母菌中（甲组为阳性对照组），观察菌落生长情况，结果如图2。据图2可知，M、N可以相互作用，理由是。M、N基因同时存在时，生菜叶片中AS1表达量与N基因单独存在时没有显著差异，但明显高于M基因单独存在时，表明N可以M对ASI表达的影响。(4)研究发现，品系甲M基因突变为m，M蛋白丧失功能。（1）的F2结球类型中，有些植株的球型更加紧实，其基因型为（N/Na，M/m表示基因）。【答案】(1)基因分离(2)结球基因突变使AS1基因表达下调、YAB1基因表达上调，进而使叶片背面细胞数量、体积增加，发育速度快于腹面(3)与乙、丁组相比，丙组在不含组氨酸的培养基中出现菌落，与甲组现象一致，说明丙组酵母菌细胞中M，N蛋白相互作用使得AD与BD蛋白形成复合物进而启动了组氨酸合成基因表达消除(4)NaNaMM、NaNaMm【分析】基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，导致基因结构的改变，基因突变的特点：普遍性，即所有的生物都能发生基因突变；随机性，即基因突变可以发生在个体发育的任何时期、任何一个DNA分子中，DNA分子任何部位；不定向性，即基因可以向任意方向突变；低频性等。【详解】（1）分析题意，将不结球纯合品系甲和结球纯合品系乙杂交，F1杂合子自交，F2中结球39株、不结球115株，即结球∶不结球≈1∶3，说明该性状遵循分离定律。（2）①结合（1）分析可知，结球是隐性性状，若敲除甲的N基因后，获得纯合基因敲除株，发现植株表型为结球，即可证明N基因控制不结球性状。②据图1可知，与Na基因相比，N基因的ASI基因表达量升高，而YAB1基因表达量降低，据此推测，基因突变使AS1基因表达下调、YAB1基因表达上调，进而使叶片背面细胞数量、体积增加，发育速度快于腹面，导致结球型出现。（3）分析图2可知，与与乙、丁组相比，丙组在不含组氨酸的培养基中出现菌落，与甲组现象一致，说明丙组酵母菌细胞中M，N蛋白相互作用使得AD与BD蛋白形成复合物进而启动了组氨酸合成基因表达，据此可推测M、N可以相互作用；结合题意可知，M、N基因同时存在时，生菜叶片中AS1表达量与N基因单独存在时没有显著差异，但明显高于M基因单独存在时，可建立数量关系为，M＋N≈N＞M，则据此推测，N可以消除M对ASI表达的影响。（4）若已知品系甲M基因突变为m，M蛋白丧失功能，由于N基因控制不结球性状，则（1）的F2结球类型中，均应应为NaNa，又由于“有些植株的球型更加紧实”，说明只有部分M变为Mm，则其基因型应为NaNaMM、NaNaMm。20．（共11分）四环素被广泛应用于治疗人及动物的细菌感染，但残留在动物组织、奶制品中的四环素通过食物链进入人体，会对人类健康造成威胁。为保障食品安全和人类健康，科研人员向大肠杆菌体内导入了一些特殊的DNA序列作为生物传感器，从而建立一种简易、灵敏以及准确的四环素检测方法。(1)研究者利用下图所示的原理设计四环素检测传感器。当环境中没有四环素时，GFP（绿色荧光蛋白）基因。当环境中有四环素时，四环素能够解除，最终使菌体。因此可以通过检测荧光强弱来判定环境中的四环素浓度。(2)研究者利用基因工程技术构建含四环素检测传感器的大肠杆菌工程菌。①利用上图所示的质粒1和质粒2，构建同时含片段1和片段2的表达载体，可用限制酶和分别处理质粒1和质粒2，再用DNA连接酶连接。（四种限制酶的识别序列及切割位点如下表所示）限制酶EXSP识别序列及切割位点②研究者通过上述方法将所有的启动子和相应基因的DNA片段与载体连接，构建表达载体，导入用处理的大肠杆菌细胞内。经过筛选，获得工程菌。(3)研究者发现在四环素浓度较低时，随四环素浓度增加，工程菌的荧光强度变化不明显。欲获得检测灵敏度更高的传感器，从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入大肠杆菌后筛选，请从方案一、二中选择最合适的一种方案，将所选序号填入横线上。I．启动子：①启动子A②启动子B③经T7RNA聚合酶特异性诱导开启的启动子II．基因：A：R基因

B:GFP基因C：T7基因（表达T7RNA聚合酶，其活性比大肠杆菌RNA聚合酶更高）D：sfGFP基因（表达荧光强度和稳定性都高于GFP的绿色荧光蛋白）【答案】(1)不表达R蛋白对启动子B的抑制作用发出绿色荧光(2)E、XE、S（X、P或S、P）CaCl2(3)①A②C③D【分析】基因工程的四个步骤分别是：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与检测。【详解】（1）据图分析可知，启动子B可与RNA聚合酶结合，促进GFP（绿色荧光蛋白）基因的转录。R蛋白抑制启动子B与RNA聚合酶的结合，抑制GFP（绿色荧光蛋白）基因的转录。四环素可以抑制R蛋白的作用，因此当环境中没有四环素时，GFP（绿色荧光蛋白）基因不表达；当环境中有四环素时，四环素能够解除R蛋白对启动子B的抑制作用，最终使菌体发出绿色荧光。因此可以通过检测荧光强弱来判定环境中的四环素浓度。（2）构建同时含片段1和片段2的表达载体，可用限制酶E、X处理质粒1，使质粒1被切开，再用E、S处理质粒2将片段2切下来，由于限制酶X和S切割后的黏性末端相同，可用DNA连接酶连接，将片段2和质粒1连接起来，形成重组质粒。（或用S、P切割质粒1，再用X、P处理质粒2将片段2切下来，由于限制酶X和S切割后的黏性末端相同，也可用DNA连接酶连接，将片段2和质粒1连接起来，形成重组质粒。）用CaCl2处理的大肠杆菌处于一种易于能吸收周围环境中DNA分子的状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中，最后经过筛选，获得工程菌。（3）欲获得检测灵敏度更高的传感器，可以选择相关启动子和基因进行调控，可以增强启动子A与RNA聚合酶的结合，使R基因表达出更多R蛋白，添加T7基因，可表达T7RNA聚合酶，其活性比大肠杆菌RNA聚合酶更高，可增强相关基因的表达，R蛋白增多对荧光蛋白基因的抑制作用增强，四环素可以解除R蛋白的抑制作用，四环素浓度越高，解除效果越好，荧光蛋白基因表达量越多，荧光越强，同时可将普通荧光蛋白基因换为sfGFP基因，表达荧光强度和稳定性较高绿色荧光蛋白，进而增强检测的灵敏度。21．（共11分）炎症性肠病（IBD）是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关。为简化疾病诊断和精确用药，科研人员开发了智能工程菌。(1)科研人员将抗炎蛋白基因