1、内蒙赤峰新城红旗中学2024年高三第二次调研生物试卷考生须知：1全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求）1美国科考团在南极湖泊下方深水无光区发现了生活在此的不明类型细菌，并获得了该未知细菌的DNA，以下叙述正确的是（ ）A该细菌没有高尔基体，无法形成细胞壁B该细菌中没有染色体，只能进
2、行无丝分裂C该细菌细胞中的嘌呤数不一定等于嘧啶数D该细菌的生命活动主要由其DNA分子执行2关于生物体内物质和结构的叙述，正确的是（ ）A蛋白质分子在水浴高温下肽键断裂而变性失活B人体细胞的核DNA和转运RNA中均含有碱基对C线粒体内膜和叶绿体内膜上都有ATP的产生D生物膜系统的主要作用体现在细胞间的协调配合3下列关于真核细胞结构和功能的叙述，错误的是（ ）A细胞质中许多重要细胞器的形成以膜的分化为基础B细胞核通过mRNA和核糖体对细胞生命活动进行控制C胰高血糖素和胰岛素空间结构的形成均需要内质网参与D细胞骨架由纤维素构成，在物质运输等方面起重要作用4原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃。土壤中
3、有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确的是A应选择被原油污染的土壤取样B配制以多环芳烃为唯一碳源的选择性培养基C将土壤稀释液灭菌后接种到选择性培养基上D能形成分解圈的即为所需菌种5若要利用某目的基因（见图甲）和质粒载体（见图乙）构建重组 DNA（见图丙），限制性核酸内切酶的酶切位点分别是 Bgl（AGATCT）、EcoR（GAATTC）和 Sau3A（GATC）。下列分析合理的是（ ）A用 EcoR切割目的基因和质粒载体B用 Bgl和 EcoR切割目的基因和质粒载体C用 Bgl和
4、 Sau3A切割目的基因和质粒载体D用 EcoR和 Sau3A切割目的基因和质粒载体6在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控，确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，被激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期；周期蛋白cyclin E与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后，被激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如下图所示。有关叙述错误的是（ ）A抑制cyclin B基因的表达或CDK1的活性都可使细胞周期停滞在G2/M检验点Bcyclin E可能与细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成密切相关C若
5、将G2期和M期细胞融合，则G2期细胞进入M期的时间会提前D蛋白激酶CDK2可能参与了中心体复制的起始调控二、综合题：本大题共4小题7（9分）回答下列与“生物技术”相关的问题：（1）生物技术是应用自然科学及工程学的原理，以_作为反应器，将物料进行加工，以提供产品为社会服务的技术。例如，以_为反应器制酒，以_为反应器制醋，以转基因的大肠杆菌为反应器生产_，以植物_为反应器生产试管幼苗。（2）生物工程主要包括_、发酵工程、蛋白质工程、酶工程和基因工程5中。其中，实施基因工程需要具备4个条件：_、基因的分离、基因载体、_。（3）发酵技术就目前而言都是一次性的，每次都需要经过“_接种发酵_”这样一个周而
6、复始的流程。任何一种发酵产品都要经过一系列酶促反应，都是生化反应的产物。例如，用糯米酿酒，就是使用微生物在一定条件下，经过一系列酶促反应获得产物的结果，是一个从淀粉糖酒醋的变化过程。首先，糯米中的淀粉在有氧和温度较高的条件下水解成糖，这一过程是由酒曲中的黑根霉或黑曲霉中的_完成的。然后，在较低温度和无氧的条件下酵母开始生长，经过糖酵解和_反应，产生了乙醇，使酒味越来越浓。如果存放时间过长，发酵物的酒味将变淡并有些变酸，这是因为醋杆菌将乙醇氧化成_的结果。（4）为什么就储存的时间愈长愈好？_。8（10分）稻田养蟹是一种新的复合型农业生态种养模式，此技术能够将农业生产与渔业产业有机结合起来，充分提
7、高土地利用率，实现农业增效，请分析并回答下列问题：（1）在稻田养蟹生态系统组成中，主要成分是_。（2）水稻与田间杂草的竞争，主要体现在_等方面。蟹类的存在可以_（填“减弱”或“增强”）这种竞争，从而使水稻的产量_。（3）稻田的杂草主要为双子叶杂草，人们总是想方设法将其除去，从能量流动的角度分析这样做的主要目的是_。（4）从生态系统结构分析，稻田养蟹增加了稻田生态系统中_的复杂性；从生态系统功能分析，稻田养蟹促进了稻田生态系统中_。（5）从环境保护的角度出发，请说一说稻田养蟹、鱼优点：_。9（10分）厨余垃圾可加工成有机肥，实现垃圾的再利用。研究人员选定某农场甲、乙两块地，分别长期施用有机肥和化
8、肥后，调查生物多样性结果如下图。（1）据图分析，乙地与甲地相比，乙地长期施用化肥会导致_。（2）若调查土壤小动物类群丰富度，取样采用的方法是_。（3）蚯蚓能以土壤中腐叶为食，在生态系统中的成分属于_；绿色植物同化的能量去向是：_。10（10分）2020年3月16日，中国科学家陈薇院士团队研制的重组新冠疫苗通过临床研究注册审评，获批进入临床试验。重组新冠疫苗的制备流程如图。回答下列问题。（1）步骤需要_作为原料。步骤需要的工具酶是_。（2）被用作载体的Ad5应具有的特点是_（答出1点即可）（3）步骤是_。（4）重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为_，刺激机体产生能与之相结合的
9、抗体，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是_（填“有”或“无”）SARS-CoV-2感染史，理由是_。（5）为探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果，需进一步试验，请写出实验思路_。11（15分）萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。（1）研究者用相同的_酶处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于经_处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。（2）检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对
10、密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图2方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。这是一种定点的_技术。图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“”，若不选用该引物则划“”）。_引物A引物B引物C引物DPCR1PCR2PCR3PCR4（3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用_方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培
11、养一段时间后，比较_的大小，以确定表达产物的生物活性大小。（4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，其优点是_。参考答案一、选择题：（共6小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求）1、C【解析】根据细胞有无核膜（或成形的细胞核），可将细胞分为真核细胞和原核细胞，其中真核细胞有被核膜包被的成形的细胞核，原核细胞没有被核膜包被的细胞核，比较如下：类 别原核细胞真核细胞细胞大小较小（一般110um）较大（1100um）细胞核无成形的细胞核，无核膜、核仁、染色体，只有拟核有成形的细胞核，有核膜、核仁和染色体细胞质只有核糖体，没有其它复杂的细胞
12、器有核糖体、线粒体等，植物细胞还有叶绿体、液泡等细胞壁细胞壁主要成分是肽聚糖植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶增殖方式二分裂有丝分裂、无丝分裂、减数分裂可遗传变异来源基因突变基因突变、基因重组、染色体变异生物细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体动物、植物和真菌等共性都含有细胞膜、细胞质、核糖体，都含有DNA和RNA两种核酸等【详解】A、细菌是原核生物，原核生物与真核生物最大的区别是没有核膜包被的成形的细胞核，也没有除了核糖体以外的其他细胞器。该菌为原核生物，无高尔基体，但能形成细胞壁，A错误；B、有丝分裂为真核细胞的分裂方式，而该细菌为原核生物，可以进行二分裂，B错误；C、该细菌细胞中含有DNA
13、和RNA两种核酸，其中DNA中嘌呤数等于嘧啶数，但RNA中嘌呤数与嘧啶数不一定相等，因此该细菌细胞中的嘌呤数不一定等于嘧啶数，C正确；D、蛋白质是生命活动的执行者，D错误。故选C。2、B【解析】高温、强酸、强碱破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性。线粒体和叶绿体都可以产生ATP，其中有氧呼吸第二、三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜上进行，两阶段均产生ATP；光合作用光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行，产生ATP。生物膜系统包括细胞器膜、细胞膜和核膜等，作用：细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，并在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用；广阔的膜面积为多种酶提供
14、了大量的附着位点，有利于许多化学反应的进行；生物膜将细胞器分开，使细胞内同时进行的多种化学反应互不干扰，使生命活动高效、有序地进行。【详解】A、高温破坏蛋白质分子的空间结构，不会使肽键断裂，A错误；B、人体细胞的核DNA分子中碱基成对存在，转运RNA中含有部分碱基对，B正确；C、有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上产生ATP，但叶绿体内膜上不能产生ATP，C错误；D、生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，体现了细胞内各种结构之间的协调配合，D错误；故选B。3、D【解析】1、细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA（rRNA）的合成以及
15、核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流），是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。2、生物膜系统：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所。（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。3、真核细胞中分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质内质网进行粗加工内质网“出芽”形成囊泡高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质高尔基体“出芽
16、”形成囊泡细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。【详解】A、在真核细胞的细胞质中大多数细胞器都具有膜结构，故许多细胞器都是以膜的分化为基础形成的，A正确；B、大多数mRNA在细胞核内转录产生，经核孔进入细胞质，与核糖体结合翻译出相应的蛋白质，从而对细胞进行稳定性调控，B正确；C、胰高血糖素和胰岛素都是蛋白质类的激素，在核糖体上合成后进入内质网形成一定的空间结构，经过高尔基体的进一步加工成熟后分泌出细胞，C正确；D、细胞骨架是由蛋白质构成的网架结构，在物质运输能量转换等方面起重要作用，D错误。故选D。【点睛】本题是对细胞结构和功能的综合考查，需要考生识记生物膜的组成和功能，分泌蛋白的合成途径和细
17、胞骨架等知识。4、C【解析】筛选分离目的微生物的一般步骤是：样品取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株选择培养基是指通过培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的筛选分离能够利用原油中的多环芳烃为碳源的细菌需要以原油（多环芳烃）为唯一碳源的选择培养基，用稀释涂布平板法或平板划线法接种分离。【详解】筛选能够利用多环芳烃为碳源的菌种，则在被原油污染的土壤中应该含有，所以配置来源于被原油污染的土壤稀释液，A正确；配置选择性培养基，该培养基与通用培养基成分的主要区别是以原油（多环芳烃）为唯一碳源，B正确；在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培养上，
18、将土壤稀释液灭菌后会杀死原有菌种，C错误；题干有个信息“有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈”，所在选择性培养基上能形成分解圈的即为所需菌种，D正确。【点睛】注意：选择培养基的用途和配制，必须结合所培养微生物的特性，使所配制的培养基能让所需的微生物快速生长繁殖，而对不需要的微生物要有淘汰作用，如在培养基使用特定唯一碳源、唯一氮源或加入特定抑制剂物质等。5、D【解析】分析题图：用EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接；用BglI和EcoRI切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目
19、的基因；用Bg1I和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性未端，可能会发生反向连接；只有用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性未端，防止发生方向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同。【详解】A、用EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性未端，用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，A错误；B、用BglI和EcoRI切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，且有目的基因的片段与运载体结合时容易发生反向连接，B错误；C、用BglI和Sau3AI切割目的基因和P
20、1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生反向连接，C错误；D、只有用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性未端，防止发生反向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同，D正确。故选D。6、B【解析】有丝分裂间期：1、G1期主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备；2、S期最主要的特征是DNA的合成；3、G2期主要为M期做准备，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过合成量逐渐减少。【详解】A、由题干可知，周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合，可促进细胞由G2期进入M期，故抑制cyclin B基因的表
21、达或CDK1的活性，都可使细胞周期停滞在G2/M检验点，A正确；B、由题干可知，周期蛋白cyclin E与蛋白激酶CDK2结合，促进细胞由G1期进入S期，而细胞内染色质螺旋化和纺锤体的形成在细胞分裂前期，B错误；C、由图示看出，M期细胞中MPF的活性较高，若将G2期和M期细胞融合，则G2期细胞进入M期的时间会提前，C正确；D、中心体复制在S期，被激活的CDK2可促进细胞由G1期进入S期，故蛋白激酶CDK2可能参与了中心体复制的起始调控，D正确。故选B。【点睛】本题考查细胞有丝分裂不同时期特点的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、获取题干信息以及解决问题的能力。二、综
22、合题：本大题共4小题7、微生物、动物、植物 酵母 醋化醋杆菌 干扰素 愈伤组织 细胞工程 工具酶 受体 培养基灭菌 提取 淀粉酶 乙醇发酵 乙酸 长时间储存，醇氧化成酸，醇和酸又生成酯，不同的酯有不同的香味。发酵时间越长，产生的各种酯类物质越多，使得酒味醇厚，芳香扑鼻 【解析】1.生物技术是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。因此，生物技术是一门新兴的，综合性
23、的学科。2.所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类工程菌或工程细胞株进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切
24、组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。3.发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的技术，称为发酵技术。【详解】（1）根据以上分析可知，生物技术是应用自然科学及工程学的原理，以微生物、动植物体作为反应器，将物料进行加工，以提供产品为社会服务的技术。例如以酵母菌为反应器的制酒，利用醋酸杆菌发酵进行制醋，以转基因的大肠杆菌为反应器生产某些药物，如干扰素和胰岛素等，利用植物组织培养技术形成愈伤组织经过再分化形成试管苗。（2）生物工程包括基因工程、蛋白质工
25、程、细胞工程、酶工程和发酵工程等，其中，实施基因工程需要具备4个条件：需要工具酶如限制酶和DNA连接酶、需要分离目的基因、构建基因表达载体和将目的基因导入受体细胞。（3）发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，微生物发酵的关键是做到无菌，因此发酵的流程：培养基灭菌接种发酵提取产物。根据题意淀粉水解为糖需要酶的催化作用，因此糯米中的淀粉在有氧和温度较高的条件下水解成糖，这一过程是由酒曲中的黑根霉或黑曲霉中的淀粉酶催化完成的，然后酵母菌利用糖为底物经过糖酵解和乙醇发酵反应，产生乙醇，使酒味越来越浓。如果存放时间过长，在有氧条件下乙醇会被醋酸杆菌氧化成乙酸，因此发酵物的酒
26、味将变淡并有些变酸。（4）根据第（3）问分析可知乙醇存放时间过长会引起醋酸杆菌的发酵生产乙酸，醇和酸又生成酯，不同的酯有不同的香味。发酵时间越长，产生的各种酯类物质越多，使得酒味醇厚，芳香扑鼻。【点睛】本题考查现代生物技术的知识点，要求学生掌握生物技术、生物工程的内容和操作，把握基因工程的操作步骤和操作工具，掌握微生物发酵的过程及其产物，特别是掌握果酒和果醋的发酵过程及其二者之间的关系，能够利用所学的知识点理解酒存放时间越长越香醇的原因，识记常见的微生物的发酵产物及生物工程的产物，这是该题考查的重点。8、水稻 肥料、空间、水分和阳光 减弱 增加 调整能量流动关系，是能量持续高效的流向对人类最有
27、益的部分 营养结构（食物链和食物网） 物质循环和能量流动 可使稻田中害虫减少，代替或减少化肥及农药的使用，减轻了农业污染；避免了水体富营养化，从而减少环境污染 【解析】1、生态农业的基本原理：能量多级利用和物质循环再生。农业生态工程中种植业和畜牧业合理优化技术能减少化肥的使用。2、生态农业结合生态系统的能量流动、信息传递的功能等知识，将知识形成网络再结合题干信息完成该题的作答。【详解】（1）稻田养蟹生态系统组成中，主要的成分是生产者水稻。（2）水稻与田间杂草的种间关系是竞争，主要体现在肥料、空间、水分和阳光等方面的竞争。蟹类可以取食杂草等而达到减弱这种竞争使水稻增产。（3）从能量流动的角度分析
28、，除草的主要目的是调整能量流动关系，是能量持续高效的流向对人类最有益的部分。（4）从生态系统结构分析，稻田养蟹增加了稻田生态系统中营养结构的复杂程度，提高了生态系统的稳定性。从生态系统功能分析，稻田养蟹促进了稻田生态系统中物质循环和能量流动。（5）稻田养蟹、鱼可使稻田中害虫减少，代替或减少化肥及农药的使用，减轻了农业污染；避免了水体富营养化，从而减少环境污染。【点睛】本题考查生态系统的相关知识，意在考查学生理解生态农业的知识要点，要求能运用所学知识，通过比较、分析对问题进行解释、推理，得出正确的结论的能力。9、物种丰富度下降和部分种群数量增加 取样器取样法 分解者 一部分用于自身生长发育繁殖，
29、一部分呼吸作用以热能的形式的散失 【解析】分析题干和图形可知，横坐标代表的是物种丰富度，甲地施用有机肥，乙地施用化肥，通过比较分析可知长期使用化肥会降低生物的多样性。【详解】（1）长期使用化肥会改变土壤的理化性质，分析题中的横坐标，乙地的物种丰富度较甲地低，可见长期使用化肥会导致物种丰富度下降，但分析纵坐标发现，一些种群的数量（密度）上升了。（2）调查土壤小动物类群丰富度，取样时采取取样器取样法。（3）蚯蚓分解落叶属于分解者，绿色植物所同化的能量一部分用于自身生长发育繁殖，一部分呼吸作用以热能的形式的散失。【点睛】本题考查生态系统的相关知识，考查学生理解能力和获取信息的能力。10、脱氧核苷酸
30、Taq酶（或限制酶） 能自我复制（有一个或多个切割位点、有标记基因位点、对受体细胞无害） 基因表达载体的构建 抗原 无 抗原无有SARS-CoV-2感染史的志愿者血清中会存在一定量的相应抗体，对试验结果产生干扰 给不同组志愿者分别注射不同剂量的疫苗，一段时间后采集血样检测相应抗体的水平 【解析】二次免疫：记忆细胞可以在抗原消失后很长时间内保持对这种抗原的记忆，当再接触这种抗原时，能迅速增殖、分化，快速产生大量的抗体，故二次免疫反应快而且强烈。题图分析，图中为重组新冠疫苗的制备流程，其中为获取新冠病毒RNA的过程；为以新冠病毒RNA为模板逆转录出cDNA的过程；表示通过PCR技术获取S蛋白基因的
31、过程；为将腺病毒和S蛋白基因重组的过程；新冠疫苗的实验并检测。【详解】（1）步骤为逆转录过程，合成的产物是DNA，因此需要脱氧核苷酸作为原料。步骤为利用PCR技术扩增获得S蛋白基因的过程，该过程需要的酶是Taq酶（耐高温的DNA聚合酶），同时还需要用限制酶对获得的S蛋白基因进行修饰。（2）Ad5作为载体应具有的特点是有多个限制酶切位点、有标记基因、在宿主细胞中可以存活表达、大小适中而且对宿主细胞无害等等。（3）步骤为构建目的基因表达载体的过程，即重组新冠疫苗的过程。（4）重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫过程，机体免疫系统产生能与之相结合的抗体
32、，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足无SARS-CoV-2感染史，即未感染过新冠病毒的志愿者，因为感染过新冠病毒的人体内含有对新冠病毒的记忆细胞，若注射疫苗会出现二次免疫的特征，即体内的记忆细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞，浆细胞合成并分泌大量的抗体，从而导致无法检测出该疫苗的真正效果。（5）实验目的为探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果，根据实验目的可知，该实验的自变量为疫苗的剂量，因变量为抗体产生量的变化，因此设计实验如下：将同性别且年龄相当的志愿者随机分成若干组，然后给不同组别的志愿者注射不同剂量梯度的疫苗，一段时间之后，检测志愿者体内的
33、抗体产生量，做好记录并比较、分析得出结论。【点睛】熟知关于疫苗制备的过程是解答本题的关键！能从图中找到各个步骤的含义和操作要点是解答本题的另一关键！11、限制酶和DNA连接 CaCl2 基因突变 引物A引物B引物C引物DPCR1PCR2PCR3PCR4 含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒（pET质粒） 抗原-抗体杂交 抑菌圈 对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效成分纯度较高 【解析】（一）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
34、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（EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：相同点：都缝合磷酸二酯键。区别：EcoliDNA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
35、、“分子运输车”载体（1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。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分子。（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。 （二）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1、目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。2、原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。3、PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至9095D
36、NA解链；第二步：冷却到5560，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至7075，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建1、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。2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因（1）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。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）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
37、生素抗性基因。第三步：将目的基因导入受体细胞1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有基因枪法和 花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术此方法的受体细胞多是受精卵。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
38、转化过程。3、重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。第四步：目的基因的检测和表达1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。2、其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交。4、有时还需进行个体生物学水平的鉴定，如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。【详解】（1）在基因工程中，利用相同的限制酶和DNA连接酶处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒；大肠杆菌作为受体细胞
39、，需要用氯化钙处理，以便重组质粒的导入。（2）根据题意和图示分析，经过4次PCR技术后获得了新的基因，这是一种定点的基因突变技术。与研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），因此4次PCR应该分别选择如图所示的引物如下表所示：引物A引物B引物C引物DPCR1PCR2PCR3PCR4（3）根据实验中的对照原则，若要比较新蛋白A的表达效率是否提高，则需设置三组实验实验变量的处理分别为：仅含新蛋白质A的重组质粒，仅含蛋白A的重组质粒和空白对照（仅含空质粒，以排除空质粒可能产生的影响）。因此，将含有新蛋白A基因的重组质粒和含有蛋白A
40、基因的重组质粒、空质粒（pET质粒）分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用抗原抗体杂交方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。由于蛋白A（或新蛋白A）具有抗菌作用，所以为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较抑菌圈的大小，以确定表达产物的生物活性大小。（4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，是因为蛋白A基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效成分纯度较高。【点睛】本题主要考查基因工程、PCR技术等相关知识，考生需要理解和记忆相关知识，并学会应用所学知识正确答题。
