精品解析：江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高二上学期第二次段考生物试题（日新班）

丰城九中2024—2025学年上学期高二日新生物段考二试卷 2024.12.18 一、单选题(每题2分，共24分) 1. 细胞学说的建立是一个不断探究、开拓、继承、修正和发展的过程，细胞学说是现代生物学的基础理论之一，具有极为重要的地位。下列关于细胞学说的建立过程及内容要点叙述正确的有几项（ ） ①德国科学家施莱登和施旺发现了细胞并创立了细胞学说 ②细胞学说认为一切生物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成 ③细胞学说认为细胞可分为原核细胞和真核细胞 ④细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性 ⑤“新细胞是由老细胞分裂产生的”暗示了每个细胞都凝聚着漫长的进化史 ⑥细胞学说的建立标志着生物学的研究由细胞水平进入了分子水平 ⑦细胞学说是基于科学观察提供的证据，由不完全归纳而形成的理论 A. 6项 B. 5项 C. 4项 D. 3项 2. 大熊猫拥有独特的中国文化象征意义，被称为“国宝”。通过一系列保护措施，野生大熊猫种群数量有所增加。下列相关叙述正确的是（ ） A. 种群是最基本的生命系统结构层次 B. 大熊猫细胞中的化合物也是生命系统结构层次 C. 大熊猫依靠单个细胞不能独立完成各项复杂生命活动 D. 一定区域内的所有大熊猫形成群落，不同群落集合形成生态系统 3. 诺如病毒（NoV）是一种单链RNA病毒，由NoV引起的急性肠胃炎主要表现有发热、胃痛、恶心和水样便等症状；肺炎支原体（MP）是一种可以独立存活的最小原核微生物，由MP引起的肺炎症状主要有咳嗽、咳痰、胸痛等症状。关于致病病原体叙述正确的是（ ） A. NoV与MP是生命系统中最小的结构层次 B. NoV与MP的遗传物质都由4种核苷酸构成，都含C、H、O、N、P五种元素 C. NoV与动物细胞的最主要区别是有无以核膜包被的细胞核 D. 上述病原体蛋白质的合成都在宿主细胞的核糖体上进行 4. 显微镜是生物学研究中常用的观察仪器，如图所示，图甲中①②③④表示镜头，⑤⑥表示镜头与载玻片之间的距离，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列相关叙述正确的是（　　） A. 若使物像放大倍数最大，图甲中的组合一般是②③⑥ B. 把视野里的标本从图中的乙转为丙时，应选用③，同时提升镜筒 C. 从乙转为丙，正确的操作顺序是转动转换器→移动标本→调节光圈→转动细准焦螺旋 D. 在透明纸上写上“p”字，则在显微镜的视野中看到一个“d”字 5. 下列图示的生物学实验的相关操作和叙述中正确的是（ ） A. 观察颜色比较深的材料，采用大光圈、凹面镜调节视野亮度 B. 可通过转动目镜与反光镜准确判断图②中污点C出现的位置 C. 若图③是在显微镜下观察细胞质流动，发现细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向是逆时针 D. 若图④是在显微镜目镜为10×，物镜为10×下观察的，视野中被相连的64个分生组织细胞所充满，目镜不变，物镜换成40×时，则视野中可检测到分生组织细胞数为16个 6. 水熊虫是迄今为止发现的生命力最为顽强的动物。当环境恶化时，水熊虫会自行脱掉体内99%的水分，使身体缩小，代谢率几乎降到零，进入隐生状态。处于隐生状态时，水熊虫体内会产生大量由两个葡萄糖分子组成的海藻糖。下列说法正确的是（ ） A. 海藻糖能被人体细胞直接吸收 B. 海藻糖是由两分子单糖在水熊虫细胞内的核糖体上脱水缩合而成的 C. 推测水熊虫处于隐生状态时，体内仅剩的1%水分主要以结合水的形式存在 D. 在海藻糖溶液中加入斐林试剂，没有发生相应的颜色反应，即说明海藻糖为非还原糖 7. 进入冬季，植物体内发生了一系列适应低温的变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦细胞在9—12月含水量的变化。下列说法错误的是（ ） A. 10—12月，冬小麦结合水相对质量分数大于自由水 B. 9—12月，冬小麦自由水快速下降可避免水结冰造成损害 C. 9—12月，冬小麦细胞内参与运输、作为溶剂的水量保持不变 D. 小麦叶肉细胞中线粒体、叶绿体及细胞核内均可产生水 8. 生物兴趣小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后(清水淋洗时菌T不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。下列说法正确的是（ ） A. 菌T可产生分解纤维素的酶，其分解产物是酵母菌的碳源 B. 为了不破坏淋洗液中的营养物质，对淋洗液进行巴氏消毒 C. 为提高发酵的乙醇产量，需始终保持发酵瓶处于密闭状态 D. 发酵后，产生的乙醇使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 9. 谷氨酸棒状杆菌的发酵过程中会生成大量的谷氨酸，谷氨酸经加工可制成味精，下图是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述错误的是（ ） A. 谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同 B. 培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B C. 发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节 D. 在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件 10. 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，下列说法错误的是（ ） A. 发酵过程中的缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖 B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数可能低于实际的活菌数 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、瓶口等需灼烧灭菌 D. 由图Ⅱ可知，乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底，丁组酵母菌产酒精能力比乙强 11. 乳链菌肽是由某类乳酸菌产生的一种多肽，是天然抑菌剂。某工厂生产该类乳酸菌用于工业发酵乳链菌肽，当发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L时发酵过程结束，经处理后分装、质检后可上市。下列有关说法错误的是（ ） A. 培养菌株之前宜采用湿热灭菌的方法对培养基进行灭菌处理 B. 为保证培养的活菌数符合产品要求不宜采用显微镜直接计数 C. 发酵结束前取0.2mL发酵液涂布平板计数时稀释度为10-7最合适 D. 发酵结束后可采用过滤、沉淀等方法将发酵液中菌体分离和干燥 12. 利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇，对缓解全球能源危机有重大意义。科研人员开展选育高产纤维素酶菌株的相关研究，过程如图1。鉴定高产纤维素酶菌株是否产生，可使用刚果红平板法。其原理是纤维素被分解，刚果红无法与纤维素的分解产物结合，培养基中的菌落周围会形成透明圈，如图2。下列叙述正确的是（ ） A. 采集的黑土壤需经过高压蒸汽灭菌再进行富集培养 B. 人工筛选可以使产纤维素菌株发生定向进化，诱变处理使每个细菌的产纤维素酶能力提高 C. 配制CMC平板培养基需加入纤维素为唯一碳源和蛋白胨为唯一氮源 D. 图2中两个透明圈内的微生物均能将分解纤维素的酶分泌到细胞外 二、多选题 13. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示，下列叙述正确的是（　　） A. 通过注射孕激素处理乙羊可获得更多的卵母细胞 B. 甲、乙、丁三只羊需进行同期发情处理，丙羊不需要 C. 早期胚胎和重构胚需用物理或化学方法激活后方可移植 D. 普通绵羊丁不会对植入的早期胚胎和重构胚产生排斥反应 14. 克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆，下列相关叙述正确的是（　　） A. 过程①选用的“未受精的卵”一般为初级卵母细胞 B. 过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清 C. 过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 D. 过程④是在特定条件下诱导内细胞团发生基因突变的结果 15. 基因工程在社会生产、生活及科研等方面有着广泛的应用。运用基因工程技术可培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，培养出具有特殊用途的动、植物，还可应用于生产药物和器官等。如图所示为利用基因工程培育出转基因鱼、转基因牛、抗虫棉等的过程。下列相关叙述正确的是（ ） A. 应用①中，药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体 B. 应用②中，可通过PCR技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因 C. 应用③中，将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是农杆菌转化法 D. 应用④中，调节因子的作用可能是调控猪的某些器官组织细胞的抗原不表达 16. 某昆虫的眼色受两对基因A/a、B/b控制，已知B/b位于X染色体上。为研究该眼色的遗传规律，现将一对红眼昆虫杂交，后代表型及比例如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. 亲本基因型为AaXBXb和AaXBY B. F1红眼雄昆虫中共有5种基因型 C. F1白眼雌昆虫和白眼雄昆虫杂交，得到的子代全是白眼 D. 亲本红眼雌昆虫与aaXbY杂交，子代雌、雄昆虫中的眼色比例均为3：1 三、非选择题(共55分) 17. 煤化工企业产生的焦化废水中的吡啶（C6H5N）具有明显的致癌、致畸和致突变作用，易在生物体内富集，会对人体健康及生态系统产生危害。实验人员从焦化废水处理系统中分离出甲、乙两种吡啶降解菌，采用平板培养法比较二者降解吡啶的能力。回答下列问题： （1）配制液体培养基Ⅰ进行扩大培养：成分如下表所示，将甲菌株、乙菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养。培养基中能为菌株的生长提供碳源的物质是______，为菌株的生长提供氮源的物质是______。配制好的培养基要进行灭菌，对培养基灭菌常用的方法是______。 成分 MgSO4 NH4NO3 吡啶 水 含量 5g 10g 10g 1000 mL （2）配制不含NH4NO3（其他条件不变）的液体培养基Ⅱ，然后在培养基Ⅰ和培养基Ⅱ中加入一定量的______，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并在两平板上打 A、B 两孔（大小相同），如图1所示。在无菌条件下，将等量等浓度的甲菌株菌液和乙菌株菌液分别接种到平板Ⅰ的A和B两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作。在相同且适宜的条件下培养一段时间，两个平板的两孔处的降解圈大小如图2 所示。 据图分析能够得出的结论：______（答出2点）。根据图中所示实验结果可知，治理焦化废水中吡啶造成的污染应选用的菌株是______。 （3）实验人员采用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法分别对取自平板Ⅱ中的甲细菌的数量进行计数，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是______。 18. 腺病毒是可侵染人体内分泌腺的DNA病毒，具有一定的传染性，其E1基因控制合成的E1蛋白能启动基因组的复制。重组新冠病毒疫苗以5型腺病毒为载体，制备该疫苗的基本流程如图1所示。请回答下列问题： 注：新冠病毒表面抗原主要为S蛋白，由S基因控制合成。 （1）S蛋白基因表达载体构建过程中，要以S蛋白的RNA为模板，在_______________酶的作用下获取S蛋白基因；科研人员对腺病毒DNA进行人工改造，删除了E1基因，主要目的是_______________。 （2）图2、3中EcoRI、SmaI、BamHI和HindⅢ为限制酶，箭头所指位点为相应的酶切位点。科研人员欲用图3中载体构建S蛋白基因表达载体，应选择的限制酶是_______________以提高S蛋白基因和载体连接的正确率，其原因是_______________。 （3）在利用PCR技术扩增S基因时，应选择的引物为_______________。对含S蛋白基因的复制缺陷重组腺病毒进行扩大培养的操作是_______________。 （4）若在接种该种疫苗前机体曾感染过腺病毒，则疫苗效果会明显下降，原因是_______________。 19. 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，经加工后形成两条肽链（A链和B链）的有生物活性的胰岛素。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”法是利用人体某细胞中的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。请据图分析并回答下列问题： （1）“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列，原因是__________。“BCA”法是利用人体__________细胞中的mRNA，再由mRNA经__________得到的胰岛素基因，__________（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。 （2）如图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引物时可将限制酶__________的识别序列添加在PCR两种引物的__________（填“3′或5′）端，PCR开始后，与a链相结合的引物上添加的是限制酶__________的识别序列。若计划用1个胰岛素基因为模板获得m（m大于2）个胰岛素基因，则消耗的引物总量是__________个。 （3）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。经钙离子处理大肠杆菌后，与重组质粒混合培养一段时间，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。 （4）科学家利用蛋白质工程技术，研制出了易吸收、起效快的赖脯胰岛素，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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 20. 胶原蛋白在维持器官、组织、细胞等方面发挥着关键性作用，传统提取方法得到的胶原蛋白成分复杂，还可能携带动物病毒等。科学家将合成胶原蛋白的基因 kit导入大肠杆菌构建基因工程菌，过程如下图所示。请据图回答： （1）图中①过程需要使用_____酶，该过程得到的DNA片段_____（填“含有”或“不含有”）启动子序列；②过程需要用到的两类“分子缝合针”是_____和_____，前者不能连接具有平末端的 DNA 片段。 （2）用图中方法得到的 kit基因较少，可以采用PCR技术进行扩增，已知 kit基因的部分序列如下： 根据上述序列设计的引物为_____（填下方选项字母），以_____（填限制酶名称）进行双酶切 kit基因与质粒pET-28a（+），为了实现目的基因与运载体的连接，则需要在引物的_____（填“5’”或“3’”） 端添加限制酶识别序列。 A. 5'-GCCCTAGGT-3' B. 5'—CGGAATTCT-3' C. 5'-CGGGATCCA-3' D.5'—GCCTTAAGA-3' （3）双酶切 kit基因，与质粒pET-28a（+）长度为170bp片段进行置换，构建重组质粒pET-28a（+）-kit，上述两种质粒在HindIII酶切后片段长度如下表所示（每种片段各一个）。 质粒类型 pET-28a（+） pET-28a（+）-kit HindIII酶切片段 1000bp、2550bp 1050bp、2500bp、150bp 则 kit基因长度为_____，由此判定 kit基因上有_____个HindIII酶切位点，依据是_____。 21. 科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草，培育过程如图1所示，表为相关限制酶识别序列及切割位点。据图回答下列问题： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 识别序列及切割位点 （1）利用PCR技术扩增抗盐基因，在设计引物时需要在两种引物的_____ 端（填“5'”或“3'”）分别加上_____ 序列（填限制酶名称），以便重组质粒的构建和筛选。 （2）进行PCR时，PCR反应体系中所加dNTP的作用有_____ ，影响退火温度的因素主要有引物的长度、_____ ，若温度过低会导致_____ 。 （3）若用Sau3A I酶切过程①获得的重组质粒，最多获得_____ 种大小不同的DNA片段。 （4）步骤①所使用的运载体中未标出的必需元件还有_____ ；步骤②中需先用_____ 处理农杆菌以便将重组质粒导入农杆菌细胞。 （5）将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整植株的固体培养基中， 除营养物质外还必须添加_____ 。 （6）基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，图2表示运用影印培养法（使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入了农杆菌。培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基B还含有_____ 。 从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是_____ 菌落中的细菌。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 丰城九中2024—2025学年上学期高二日新生物段考二试卷 2024.12.18 一、单选题(每题2分，共24分) 1. 细胞学说的建立是一个不断探究、开拓、继承、修正和发展的过程，细胞学说是现代生物学的基础理论之一，具有极为重要的地位。下列关于细胞学说的建立过程及内容要点叙述正确的有几项（ ） ①德国科学家施莱登和施旺发现了细胞并创立了细胞学说 ②细胞学说认为一切生物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成 ③细胞学说认为细胞可分为原核细胞和真核细胞 ④细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性 ⑤“新细胞是由老细胞分裂产生的”暗示了每个细胞都凝聚着漫长的进化史 ⑥细胞学说的建立标志着生物学的研究由细胞水平进入了分子水平 ⑦细胞学说是基于科学观察提供的证据，由不完全归纳而形成的理论 A. 6项 B. 5项 C. 4项 D. 3项 【答案】D 【解析】 【分析】1、“不完全归纳法”，它是以某类中的部分对象（分子或子类）具有或不具有某一属性为前提，得出以该类对象全部具有或不具有该属性为结论的归纳方法。 2、细胞学说是由德植物学家施莱登和动物学家施旺提出的，其内容为：（1）细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞的产物所构成；（2）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用；（3）新细胞可以从老细胞中产生。 【详解】①英国的科学家虎克既是细胞的发现者，也是命名者，细胞学说主要是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺建立的，①错误； ②细胞学说提出细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成，②错误； ③科学家依据是否有以核膜为界限的细胞核将细胞分为原核细胞和真核细胞，并非细胞学说的内容，③错误； ④细胞学生指出：一切动植物都由细胞发育而来，揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性，④正确； ⑤新细胞是老细胞分裂产生的，说明生物体的每个细胞都凝聚着漫长的进化史，⑤正确； ⑥细胞学说的建立标志着生物学的研究由细胞水平进入了细胞水平，⑥错误； ⑦在众多前人观察和思维的启发下，德国植物学家施莱登和动物学家施旺运用不完全归纳法提出细胞学说，因此细胞学说的建立是理论和科学实验的结合，结论是可靠的，⑦正确。 综上④⑤⑦正确。 故选D。 2. 大熊猫拥有独特的中国文化象征意义，被称为“国宝”。通过一系列保护措施，野生大熊猫种群数量有所增加。下列相关叙述正确的是（ ） A. 种群是最基本的生命系统结构层次 B. 大熊猫细胞中的化合物也是生命系统结构层次 C. 大熊猫依靠单个细胞不能独立完成各项复杂生命活动 D. 一定区域内的所有大熊猫形成群落，不同群落集合形成生态系统 【答案】C 【解析】 【分析】生命系统的结构层次： （1）生命系统的结构层次由小到大依次是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈； （2）地球上最基本的生命系统是细胞。分子、原子、化合物不属于生命系统； （3）生命系统各层次之间层层相依，又各自有特定的组成、结构和功能； （4）生命系统包括生态系统，所以应包括其中的无机环境。 【详解】A、最基本的生命系统结构层次是细胞，不是种群，A错误； B、生命系统结构层次不包括化合物，B错误； C、大熊猫是多细胞生物，依靠单个细胞不能独立完成各项复杂生命活动，C正确； D、一定区域内的所有生物形成群落，而不是仅大熊猫，D错误。 故选C。 3. 诺如病毒（NoV）是一种单链RNA病毒，由NoV引起的急性肠胃炎主要表现有发热、胃痛、恶心和水样便等症状；肺炎支原体（MP）是一种可以独立存活的最小原核微生物，由MP引起的肺炎症状主要有咳嗽、咳痰、胸痛等症状。关于致病病原体叙述正确的是（ ） A. NoV与MP是生命系统中最小的结构层次 B. NoV与MP的遗传物质都由4种核苷酸构成，都含C、H、O、N、P五种元素 C. NoV与动物细胞的最主要区别是有无以核膜包被的细胞核 D. 上述病原体蛋白质的合成都在宿主细胞的核糖体上进行 【答案】B 【解析】 【分析】1、病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核酸(DNA或RNA)，必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞结构微生物。 2、支原体细胞中没有真正的细胞核，只有拟核，属于原核细胞。支原体没有细胞壁，是一种可以独立存活的最小原核微生物。 【详解】A、生命系统中最小的结构层次是细胞，NoV没有细胞结构，不是生命系统中最小的结构层次，A错误； B、NoV的遗传物质是RNA，RNA的基本组成单位是4种核糖核苷酸，组成元素是C、H、O、N、P；MP是原核生物，它的遗传物质是DNA，DNA的基本组成单位是4种脱氧核糖核苷酸，组成元素是C、H、O、N、P，B正确； C、NoV病毒，与动物细胞的最主要区别是有无细胞结构，C错误； D、MP是原核生物，细胞中有核糖体，它的蛋白质在自己的核糖体上合成，D错误。 故选B。 4. 显微镜是生物学研究中常用的观察仪器，如图所示，图甲中①②③④表示镜头，⑤⑥表示镜头与载玻片之间的距离，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列相关叙述正确的是（　　） A. 若使物像放大倍数最大，图甲中的组合一般是②③⑥ B. 把视野里的标本从图中的乙转为丙时，应选用③，同时提升镜筒 C. 从乙转为丙，正确的操作顺序是转动转换器→移动标本→调节光圈→转动细准焦螺旋 D. 在透明纸上写上“p”字，则在显微镜的视野中看到一个“d”字 【答案】D 【解析】 【分析】在图甲中，①②均为目镜；③④均为物镜，⑤⑥表示物镜的镜头与载玻片之间的距离。目镜越长，放大倍数越小；物镜越长，放大倍数越大，镜头与载玻片之间的距离越小。图乙是低倍镜下观察到的物像，图丙是高倍镜下观察到的物像。 【详解】A、物镜越长放大倍数越大，目镜越短放大倍数越大，在图甲中，目镜①的放大倍数比目镜②放大倍数小，物镜③的放大倍数比物镜④的放大倍数大，镜头⑤与载玻片之间的距离比镜头⑥与载玻片之间的距离小，说明物镜⑤的放大倍数大，若使物像放大倍数最大，图甲中的组合一般是②③⑤，A错误； B、物镜③的放大倍数比物镜④的放大倍数大，图乙是低倍镜下观察到的物像，图丙是高倍镜下观察到的物像，把视野里的标本从图中的乙转为丙时，应选用③所示的高倍物镜，在将要观察的物像移至视野中央后，转动转换器，换用高倍物镜，但不能提升镜筒，B错误； C、从图中的乙转为丙，即使用高倍镜观察的正确调节顺序是：先在低倍镜下找到要观察的物像，然后将其移至视野中央（移动标本），转动转换器换成高倍物镜，因高倍镜下的视野较暗，要调节光圈，增加进光量，同时，调节细准焦螺旋，使物像清晰，即从乙转为丙，正确的操作顺序是移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋，C错误； D、显微镜成像特点是物像上下左右颠倒，所以在透明纸上写上“p”字，则在显微镜的视野中看到一个“d”字，D正确。 故选D。 5. 下列图示的生物学实验的相关操作和叙述中正确的是（ ） A. 观察颜色比较深的材料，采用大光圈、凹面镜调节视野亮度 B. 可通过转动目镜与反光镜准确判断图②中污点C出现的位置 C. 若图③是在显微镜下观察细胞质流动，发现细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向是逆时针 D. 若图④是在显微镜目镜为10×，物镜为10×下观察的，视野中被相连的64个分生组织细胞所充满，目镜不变，物镜换成40×时，则视野中可检测到分生组织细胞数为16个 【答案】A 【解析】 【分析】1、显微镜成像的特点：显微镜成像是倒立的虚像，即上下相反，左右相反，物像的移动方向与标本的移动方向相反，故显微镜下所成的像是倒立放大的虚像，若在视野中看到细胞质顺时针流动，则实际上细胞质就是顺时针流动。 2、由低倍镜换用高倍镜进行观察的步骤是：移动玻片标本使要观察的某一物像到达视野中央→转动转换器选择高倍镜对准通光孔→调节光圈，换用较大光圈使视野较为明亮→转动细准焦螺旋使物像更加清晰。 【详解】A、观察颜色比较深的材料，可以采用大光圈、凹面镜调节使得视野相对较亮，A正确； B、可通过转动目镜与物镜以及装片准确判断图②中污点C出现的位置，B错误； C、若图③是在显微镜下观察细胞质流动，发现细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向也是顺时针，C错误； D、显微镜放大的是边长，不是面积，因此若图④是在显微镜目镜为10×，物镜为10×下观察的，视野中被相连的64个分生组织细胞所充满，目镜不变，物镜换成40×时，则视野中可检测到分生组织细胞数为4个，D错误。 故选A。 6. 水熊虫是迄今为止发现的生命力最为顽强的动物。当环境恶化时，水熊虫会自行脱掉体内99%的水分，使身体缩小，代谢率几乎降到零，进入隐生状态。处于隐生状态时，水熊虫体内会产生大量由两个葡萄糖分子组成的海藻糖。下列说法正确的是（ ） A. 海藻糖能被人体细胞直接吸收 B. 海藻糖是由两分子单糖在水熊虫细胞内的核糖体上脱水缩合而成的 C. 推测水熊虫处于隐生状态时，体内仅剩的1%水分主要以结合水的形式存在 D. 在海藻糖溶液中加入斐林试剂，没有发生相应的颜色反应，即说明海藻糖为非还原糖 【答案】C 【解析】 【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）；（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。 【详解】A、据题干信息“由两个葡萄糖分子组成的海藻糖”可知，海藻糖是二糖，不能被人体细胞直接吸收，A错误； B、海藻糖是二糖，而核糖体是蛋白质合成的场所，B错误； C、处于“隐生”状态时，水熊虫抗逆性较强，体内的水主要以结合水的形式存在，C正确； D、若海藻糖为还原糖，则向其中加入斐林试剂后，需在水浴加热的条件下，才可观察到砖红色沉淀，D错误。 故选C。 7. 进入冬季，植物体内发生了一系列适应低温的变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦细胞在9—12月含水量的变化。下列说法错误的是（ ） A. 10—12月，冬小麦结合水相对质量分数大于自由水 B. 9—12月，冬小麦自由水快速下降可避免水结冰造成损害 C. 9—12月，冬小麦细胞内参与运输、作为溶剂的水量保持不变 D. 小麦叶肉细胞中线粒体、叶绿体及细胞核内均可产生水 【答案】C 【解析】 【分析】细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的主要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是许多化学反应的介质，水还是许多化学反应的反应物或生成物，水能自由移动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用；自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。 【详解】A、从10月到12月，随着温度的逐渐降低，冬小麦细胞内的总含水量虽然有所减少，但结合水的相对质量分数却明显增加，超过了自由水。结合水与细胞的抗寒性密切相关，其增加有助于提升细胞的抗寒能力，A正确； B、自由水容易结冰，从而对细胞造成损害。在冬季，随着温度的降低，冬小麦细胞内的自由水含量快速下降，这有助于减少水结冰的风险，从而保护细胞免受损害，B正确； C、细胞内参与运输的水主要是自由水，因为自由水具有良好的溶解性和流动性。同时，作为溶剂的水也是自由水。从9月到12月，随着总含水量的减少，自由水的含量也在减少，因此参与运输和作为溶剂的水量也在减少，C错误； D、小麦叶肉细胞中，线粒体通过有氧呼吸产生水，叶绿体在光合作用的光反应阶段产生水，而细胞核内的DNA复制和转录过程中也会产生水，D正确。 故选C。 8. 生物兴趣小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后(清水淋洗时菌T不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。下列说法正确的是（ ） A. 菌T可产生分解纤维素的酶，其分解产物是酵母菌的碳源 B. 为了不破坏淋洗液中的营养物质，对淋洗液进行巴氏消毒 C. 为提高发酵的乙醇产量，需始终保持发酵瓶处于密闭状态 D. 发酵后，产生的乙醇使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 【答案】A 【解析】 【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，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，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。 【详解】A、酵母菌不能直接利用纤维素，但菌T能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖为酵母菌提供碳源，A正确； B、淋洗液需要高压蒸汽灭菌，B错误； C、为提高发酵的乙醇产量，发酵瓶应先通气后密闭，通气时酵母菌大量繁殖，密闭时酵母菌无氧发酵产生乙醇，C错误； D、溴麝香草酚蓝溶液能检测CO2，但不能检测酒精（乙醇），检测酒精的是酸性重铬酸钾，D错误。 故选A。 9. 谷氨酸棒状杆菌的发酵过程中会生成大量的谷氨酸，谷氨酸经加工可制成味精，下图是利用玉米淀粉作为材料制备谷氨酸的流程图。下列叙述错误的是（ ） A. 谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同 B. 培养谷氨酸棒状杆菌和其他所有微生物时均需要添加维生素B C. 发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节 D. 在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件 【答案】B 【解析】 【分析】培养基中一般含有水、碳源、氮源、无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。 发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。 【详解】A、谷氨酸棒状杆菌与醋酸菌的代谢类型相同，都是异养需氧型细菌，A正确； B、能合成维生素B的微生物，其培养基中不需要添加维生素B，B错误； C、发酵工程的中心环节是接种菌种之后在发酵罐中的发酵过程，C正确； D、在发酵罐内发酵需要严格控制溶解氧、温度和pH等条件，以利于发酵全过程处于最佳状态，D正确。 故选B。 10. 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，下列说法错误的是（ ） A. 发酵过程中的缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖 B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数可能低于实际的活菌数 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、瓶口等需灼烧灭菌 D. 由图Ⅱ可知，乙、丙、丁培养基浑浊的原因是培养基灭菌不彻底，丁组酵母菌产酒精能力比乙强 【答案】D 【解析】 【分析】稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 【详解】A、发酵过程中的缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖，因而酵母菌可以成为优势种，因而传统发酵技术不需要专门的灭菌操作，A正确； B、用稀释涂布平板法统计菌落数目时，由于涂布过程中当两个或两个细胞聚集在一起时我们统计的是一个菌落，因而用该方法计算出的活菌数可能低于实际的活菌数，B正确； 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正确； D、结合图示可知，甲接种无菌水，瓶中无菌，说明培养基灭菌彻底，无菌操作正常，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错误。 故选D。 11. 乳链菌肽是由某类乳酸菌产生的一种多肽，是天然抑菌剂。某工厂生产该类乳酸菌用于工业发酵乳链菌肽，当发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L时发酵过程结束，经处理后分装、质检后可上市。下列有关说法错误的是（ ） A. 培养菌株之前宜采用湿热灭菌的方法对培养基进行灭菌处理 B. 为保证培养的活菌数符合产品要求不宜采用显微镜直接计数 C. 发酵结束前取0.2mL发酵液涂布平板计数时稀释度为10-7最合适 D. 发酵结束后可采用过滤、沉淀等方法将发酵液中菌体分离和干燥 【答案】C 【解析】 【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配置、灭菌、接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产品。 【详解】A、培养基一般采用湿热灭菌法进行灭菌处理，不能用干热灭菌法处理，A正确； B、显微镜直接计数时死菌和活菌均包含在内，且无法区分，导致统计结果偏大，不符合产品要求，B正确； C、符合生产标准的发酵液中菌体的浓度为2×1011个/L，发酵结束前取0.2mL发酵液涂布平板计数时稀释度为10-7时平板上的菌落数约为2×1011个/L×0.2ml×10-7×10-3=4个，不在30~300范围内，影响结果的准确性，因此稀释度为10-7不合适，C错误； D、发酵产品不同，分离提纯的方法一般不同，如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离和干燥，D正确。 故选C。 12. 利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇，对缓解全球能源危机有重大意义。科研人员开展选育高产纤维素酶菌株的相关研究，过程如图1。鉴定高产纤维素酶菌株是否产生，可使用刚果红平板法。其原理是纤维素被分解，刚果红无法与纤维素的分解产物结合，培养基中的菌落周围会形成透明圈，如图2。下列叙述正确的是（ ） A. 采集的黑土壤需经过高压蒸汽灭菌再进行富集培养 B. 人工筛选可以使产纤维素菌株发生定向进化，诱变处理使每个细菌的产纤维素酶能力提高 C. 配制CMC平板培养基需加入纤维素为唯一碳源和蛋白胨为唯一氮源 D. 图2中两个透明圈内的微生物均能将分解纤维素的酶分泌到细胞外 【答案】D 【解析】 【分析】采用富集培养的方法筛选出高产纤维素酶菌株，经过的一般步骤是采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定，在进行富集培养前一般不对黑土壤进行高压蒸汽灭菌处理，避免杀死菌种。 【详解】A、高压蒸汽灭菌会杀死黑土壤中的微生物，因此无法培养出产纤维素酶的菌株，A错误； B、人工筛选可以决定产纤维素菌株进化的方向，但变异是不定向的，因此无法保证每个细菌的产纤维素酶能力都能提高，B错误； C、蛋白胨即是氮源也是碳源，C错误； D、图2中两处位置都出现透明圈，说明菌落周围的纤维素都已被分解，因此确定纤维素酶出现在细胞外，D正确。 故选D。 二、多选题 13. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示，下列叙述正确的是（　　） A. 通过注射孕激素处理乙羊可获得更多的卵母细胞 B. 甲、乙、丁三只羊需进行同期发情处理，丙羊不需要 C. 早期胚胎和重构胚需用物理或化学方法激活后方可移植 D. 普通绵羊丁不会对植入的早期胚胎和重构胚产生排斥反应 【答案】CD 【解析】 【分析】分析题图：图示为通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程，杜泊羊的产生采用了体外受精（精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、受精）、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 【详解】A、促性腺激素可促进生殖细胞的形成，因此可以用促性腺激素处理乙羊促进超数排卵，A错误； B、需要对乙（提供卵细胞）和丁（接受胚胎）进行同期发情处理，以达到相同的生理环境，甲不需要与之同期处理，B错误； C、早期胚胎和重构胚还需用物理或化学方法激活，其目的是使重构胚完成细胞分裂和发育进程，C正确； D、经同期发情处理后的受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，D正确。 故选CD。 14. 克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆，下列相关叙述正确的是（　　） A. 过程①选用的“未受精的卵”一般为初级卵母细胞 B. 过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清 C. 过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 D. 过程④是在特定条件下诱导内细胞团发生基因突变的结果 【答案】BC 【解析】 【分析】图中①是将未受精的卵细胞去核，②是动物细胞培养的过程，③是将早期胚胎进行生殖性克隆，④是进行治疗性克隆的过程。 【详解】A、在核移植过程中，一般选用MⅡ次级卵母细胞去核，作为体细胞核移植中细胞核的受体，A错误； B、过程②是动物细胞培养的过程，加入抗生素可以防止杂菌污染，加入动物血清可提供营养物质，B正确； C、过程③需将胚胎移入经同期发情处理（供受体生理环境相似）的受体母牛子宫内，C正确； D、过程④是进行治疗性克隆的过程，需要在特定条件下诱导内细胞团发生细胞分化，形成各种组织或器官，进行疾病的治疗，D错误。 故选BC。 15. 基因工程在社会生产、生活及科研等方面有着广泛的应用。运用基因工程技术可培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，培养出具有特殊用途的动、植物，还可应用于生产药物和器官等。如图所示为利用基因工程培育出转基因鱼、转基因牛、抗虫棉等的过程。下列相关叙述正确的是（ ） A. 应用①中，药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体 B. 应用②中，可通过PCR技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因 C. 应用③中，将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是农杆菌转化法 D. 应用④中，调节因子的作用可能是调控猪的某些器官组织细胞的抗原不表达 【答案】ABD 【解析】 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种的DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 【详解】A、因在乳汁中提取药用蛋白，故药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体，A正确； B、若要检测抗虫基因是否插入棉花细胞的染色体DNA上，可用PCR技术进行检测，B正确； C、将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是显微注射法，C错误； D、调节因子的作用可能是通过调节使猪的某些器官组织细胞中的抗原不表达，以降低免疫排斥反应，D正确。 故选ABD。 16. 某昆虫的眼色受两对基因A/a、B/b控制，已知B/b位于X染色体上。为研究该眼色的遗传规律，现将一对红眼昆虫杂交，后代表型及比例如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. 亲本基因型为AaXBXb和AaXBY B. F1红眼雄昆虫中共有5种基因型 C. F1白眼雌昆虫和白眼雄昆虫杂交，得到的子代全是白眼 D. 亲本红眼雌昆虫与aaXbY杂交，子代雌、雄昆虫中的眼色比例均为3：1 【答案】ABD 【解析】 【分析】基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】A、根据F1中红眼：白眼=13:3（为9：3：3：1的变式），可推出亲本红眼昆虫的基因型为AaXBXb和AaXBY，A正确； B、F1红眼雌昆虫基因型为A_XBX-占6/16，白眼雌昆虫基因型为aaXBX-占2/16，根据白眼雌昆虫的基因型，可推出白眼雄昆虫基因型为aaXBY占1/16，红眼雄昆虫基因型为A_XBY（2种）、A_XbY（2种）、aaXbY占7/16，共5种基因型，B正确； C、F1白眼雌昆虫（aaXBX-）和白眼雄昆虫（aaXBY）杂交，子代会出现红眼雄昆虫aaXbY，C错误； D、亲本红眼雌昆虫AaXBXb和aaXbY杂交，子代红眼雌昆虫：白眼雌昆虫：红眼雄昆虫：白眼雄昆虫=3：1：3：1，子代雌、雄昆虫中的眼色及比例均为红眼：白眼=3：1，D正确。 故选ABD。 三、非选择题(共55分) 17. 煤化工企业产生的焦化废水中的吡啶（C6H5N）具有明显的致癌、致畸和致突变作用，易在生物体内富集，会对人体健康及生态系统产生危害。实验人员从焦化废水处理系统中分离出甲、乙两种吡啶降解菌，采用平板培养法比较二者降解吡啶的能力。回答下列问题： （1）配制液体培养基Ⅰ进行扩大培养：成分如下表所示，将甲菌株、乙菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养。培养基中能为菌株的生长提供碳源的物质是______，为菌株的生长提供氮源的物质是______。配制好的培养基要进行灭菌，对培养基灭菌常用的方法是______。 成分 MgSO4 NH4NO3 吡啶 水 含量 5g 10g 10g 1000 mL （2）配制不含NH4NO3（其他条件不变）的液体培养基Ⅱ，然后在培养基Ⅰ和培养基Ⅱ中加入一定量的______，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并在两平板上打 A、B 两孔（大小相同），如图1所示。在无菌条件下，将等量等浓度的甲菌株菌液和乙菌株菌液分别接种到平板Ⅰ的A和B两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作。在相同且适宜的条件下培养一段时间，两个平板的两孔处的降解圈大小如图2 所示。 据图分析能够得出的结论：______（答出2点）。根据图中所示实验结果可知，治理焦化废水中吡啶造成的污染应选用的菌株是______。 （3）实验人员采用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法分别对取自平板Ⅱ中的甲细菌的数量进行计数，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是______。 【答案】（1） ①. 吡啶 ②. 吡啶和NH4NO3 ③. 湿热灭菌法##高压蒸汽灭菌法 （2） ①. 琼脂 ②. 在添加了NH4NO3的培养基中，甲菌株和乙菌株对吡啶都有一定的降解能力，且甲菌株的降解能力大于乙菌株的；在没有添加NH4NO3的培养基中，甲菌株对吡啶的降解能力有所下降，乙菌株不能增殖 ③. 甲菌株 （3）前者微生物分散，活菌和死菌一起计数；后者存在多个活菌形成一个菌落的情况，且只计数活菌 【解析】 【分析】①在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基，是实验室中最常用的培养基。②稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。③利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。 【小问1详解】 培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等。从组成培养基的物质所含的化学元素可知，作为碳源的成分是吡啶，作为氮源的成分是吡啶和NH4NO3。常用湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌）法对培养基进行灭菌。 【小问2详解】 制作固体培养基时，需要加入琼脂。根据图2可知，在添加了NH4NO3的培养基中，甲菌株和乙菌株都能生长，对吡啶都有一定的降解能力，由于 A处的降解圈大于B处的，说明甲菌株对吡啶的降解能力大于乙菌株的。在没有添加NH4NO3的培养基中，A 处的降解圈变小，说明甲菌株对吡啶的降解能力有所下降，而B处的降解圈与图1的B 处孔的大小相同，说明乙菌株不能增殖。综上分析，治理焦化废水中吡啶造成的污染应选用甲菌株。 【小问3详解】 显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数，稀释涂布平板法只计活菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况，故前者的数量多于后者的。 18. 腺病毒是可侵染人体内分泌腺的DNA病毒，具有一定的传染性，其E1基因控制合成的E1蛋白能启动基因组的复制。重组新冠病毒疫苗以5型腺病毒为载体，制备该疫苗的基本流程如图1所示。请回答下列问题： 注：新冠病毒表面抗原主要为S蛋白，由S基因控制合成。 （1）S蛋白基因表达载体构建过程中，要以S蛋白的RNA为模板，在_______________酶的作用下获取S蛋白基因；科研人员对腺病毒DNA进行人工改造，删除了E1基因，主要目的是_______________。 （2）图2、3中EcoRI、SmaI、BamHI和HindⅢ为限制酶，箭头所指位点为相应的酶切位点。科研人员欲用图3中载体构建S蛋白基因表达载体，应选择的限制酶是_______________以提高S蛋白基因和载体连接的正确率，其原因是_______________。 （3）在利用PCR技术扩增S基因时，应选择的引物为_______________。对含S蛋白基因的复制缺陷重组腺病毒进行扩大培养的操作是_______________。 （4）若在接种该种疫苗前机体曾感染过腺病毒，则疫苗效果会明显下降，原因是_______________。 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. 限制腺病毒DNA的复制，提高安全性；增大对目的基因的载量 （2） ①. BamHI和HindⅢ ②. 避免载体和S蛋白基因自身连接或反向连接 （3） ①. 引物4、引物5 ②. 先在体外大量培养HEK细胞，然后接种含S蛋白基因的复制缺陷重组腺病毒，继续培养一段时间 （4）机体存在针对腺病毒的抗体和记忆细胞，会迅速消灭接种的疫苗，致使腺病毒载体重组疫苗不能表达并释放S蛋白 【解析】 【分析】制备疫苗的目的是希望在人体内产生特异性抗体或记忆细胞，由于S蛋白为抗原的主要部分，所以无论是哪条途径都需要在人体内形成S蛋白才可。灭活的病毒肯定含有S蛋白，但可能存在灭活不充分的情况，安全性较差。重组病毒疫苗需要以S蛋白基因为目的基因，构建重组病毒。腺病毒复制缺陷病毒为载体，具有不能在人体细胞中复制的特点，伤害较小，同时将S蛋白基因导入，使得其可以产生S蛋白，引起人体的特异性免疫。 【小问1详解】 由于新冠病毒的遗传物质是RNA,S蛋白基因表达载体构建过程中，要以S蛋白的RNA为模板，通过逆转录酶的作用获取S蛋白基因；由于E1基因控制合成的E1蛋白能启动基因组的复制，科研人员对腺病毒DNA进行人工改造，删除了E1基因，删除E1基因的主要目的是限制腺病毒DNA的复制，提高安全性；增大对目的基因的载量。 【小问2详解】 科研人员欲用图3中载体构建S蛋白基因表达载体，应选择的限制酶是BamHI和HindⅢ，原因是使用限制酶BamHI和HindⅢ切割，能获得完整的S蛋白基因，而且载体上存在这两种酶的切割位点。BamHI和HindⅢ双酶切可以提高S蛋白基因和载体连接的正确率，避免载体和S蛋白基因自身连接或反向连接。 【小问3详解】 任何一条子链都是从5'端到3'端合成的，另外考虑基因的完整性，在利用PCR技术扩增S基因时，应选择的引物为引物4、引物5。对含S蛋白基因的复制缺陷重组腺病毒进行扩大培养的操作是先在体外大量培养HEK细胞，然后接种含S蛋白基因的复制缺陷重组腺病毒，继续培养一段时间。 【小问4详解】 若在接种该种疫苗前机体曾感染过腺病毒，则机体存在针对腺病毒的抗体和记忆细胞，会迅速消灭接种的疫苗，致使腺病毒载体重组疫苗不能表达并释放S蛋白，疫苗效果会明显下降。 19. 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，经加工后形成两条肽链（A链和B链）的有生物活性的胰岛素。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”法是利用人体某细胞中的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。请据图分析并回答下列问题： （1）“AB”法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列，原因是__________。“BCA”法是利用人体__________细胞中的mRNA，再由mRNA经__________得到的胰岛素基因，__________（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。 （2）如图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引物时可将限制酶__________的识别序列添加在PCR两种引物的__________（填“3′或5′）端，PCR开始后，与a链相结合的引物上添加的是限制酶__________的识别序列。若计划用1个胰岛素基因为模板获得m（m大于2）个胰岛素基因，则消耗的引物总量是__________个。 （3）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。经钙离子处理大肠杆菌后，与重组质粒混合培养一段时间，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。 （4）科学家利用蛋白质工程技术，研制出了易吸收、起效快的赖脯胰岛素，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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 【答案】（1） ①. 一种氨基酸可能对应多种密码子（密码子简并） ②. 胰岛B ③. 逆转录 ④. “AB”和“BCA” （2） ①. Xhol和Munl ②. 5′ ③. Munl ④. 2m-2 （3） ①. 氨苄青霉素和X-gal ②. 白 （4）设计预期的蛋白质结构 【解析】 【分析】1、PCR是聚合酶链式反应的简称，指在引物指导下由酶催化的对特定模板（克隆或基因组DNA）的扩增反应，是模拟体内DNA复制过程，在体外特异性扩增DNA片段的一种技术。 2、简并是指遗传密码子的简并性，即同一种氨基酸具有多个密码子的现象。 3、因为DNA合成时，新链的延伸方向是5′→3′，因此，设在计PCR引物时需要在5′端加上酶切位点。 【小问1详解】 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，由于密码子具有简并性，即一种氨基酸可能对应多种密码子，所以AB法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。胰岛素基因存在于所有细胞中，但只能在胰岛B细胞中表达，故可用BCA法，BCA法是从人体胰岛B细胞中获取mRNA，再由mRNA经逆转录得到的胰岛素基因，在基因的结构中，启动子在非编码区，是不会被转录和翻译的，根据题干信息“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，故由AB法中的“胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列”，和BCA法中的“胰岛B细胞中的mRNA”得到的目的基因中均不含人胰岛素基因启动子。 【小问2详解】 由图可知，对于目的基因，SalI和NheI的作用位点在目的基因的中间，会破坏目的基因，则在引物设计时不能选用这两种限制酶，那么只能在XhoI和MunI和EcoRI中选择；同时质粒上EcoRI的其中一个作用位点是在标记基因上，所以只能选择XhoI和MunI两种限制酶，则需要在设计PCR引物时可添加限制酶XhoI和MunI的识别序列，因为DNA合成时，新链的延伸方向是5′→3′，因此，设在计PCR引物时需要在5′端加上酶切位点。根据图中引物的识别序列可知，PCR开始后，与a链相结合的引物上添加的是限制酶Munl。若计划用1个胰岛素基因为模板获得m（m大于2）个胰岛素基因，因为每个新合成的胰岛素基因的两条脱氧核苷酸链的两端都各含有一个引物，故m个基因应该有2m个引物，原来的模板链中不含引物，则需要的引物总量是2m-2个。 【小问3详解】 根据题干信息“β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质”，故目的基因的插入破坏了lacZ基因的结构，使其不能正常表达产生β-半乳糖苷酶，底物X-gal不会被分解，所以筛选导入重组质粒的大肠杆菌时，在添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上应选择白色的菌落。 【小问4详解】 蛋白质工程的途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 20. 胶原蛋白在维持器官、组织、细胞等方面发挥着关键性作用，传统提取方法得到的胶原蛋白成分复杂，还可能携带动物病毒等。科学家将合成胶原蛋白的基因 kit导入大肠杆菌构建基因工程菌，过程如下图所示。请据图回答： （1）图中①过程需要使用_____酶，该过程得到的DNA片段_____（填“含有”或“不含有”）启动子序列；②过程需要用到的两类“分子缝合针”是_____和_____，前者不能连接具有平末端的 DNA 片段。 （2）用图中方法得到的 kit基因较少，可以采用PCR技术进行扩增，已知 kit基因的部分序列如下： 根据上述序列设计的引物为_____（填下方选项字母），以_____（填限制酶名称）进行双酶切 kit基因与质粒pET-28a（+），为了实现目的基因与运载体的连接，则需要在引物的_____（填“5’”或“3’”） 端添加限制酶识别序列。 A. 5'-GCCCTAGGT-3' B. 5'—CGGAATTCT-3' C. 5'-CGGGATCCA-3' D.5'—GCCTTAAGA-3' （3）双酶切 kit基因，与质粒pET-28a（+）长度为170bp片段进行置换，构建重组质粒pET-28a（+）-kit，上述两种质粒在HindIII酶切后片段长度如下表所示（每种片段各一个）。 质粒类型 pET-28a（+） pET-28a（+）-kit HindIII酶切片段 1000bp、2550bp 1050bp、2500bp、150bp 则 kit基因长度为_____，由此判定 kit基因上有_____个HindIII酶切位点，依据是_____。 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. 不含有 ③. E·coliDNA连接酶 ④. T4DNA连接酶 （2） ①. BC ②. BamHI和EcoRI ③. 5’ （3） ①. 320bp ②. 2   ③. pET-28a（+）原有的2个Hind III位点被目的基因置换了1个后，得到的环状的pET-28a（+）-kit仍然被HindIII切割成3段 【解析】 【分析】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。选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则：①不能破坏目的基因；②不能破坏所有的抗性基因（至少保留一个）；③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因，防止目的基因和质粒反向连接，同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。 【小问1详解】 由题图可知，过程①由mRNA生成基因 kit（即DNA），因此代表逆转录过程，需要用到逆转录酶。该过程得到的DNA片段的碱基序列与mRNA一一对应，只有编码序列，不含有启动子序列。过程②代表构建基因表达载体的过程，因此需要用到“分子缝合针”是E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，前者不能连接具有平末端的 DNA 片段。 【小问2详解】 在PCR中，引物与模板链的3'端碱基互补配对，并且引物的方向与模板链走向相反，因此与图中kit 基因上面一条链结合的引物，其序列应为5'-CGGAATTCT-3'，与kit 基因下面一条链结合的引物其序列应为5' -CGGGATCCA-3'，综上所述，AD错误，BC正确。 故选BC。 由于ori复制原点中含有限制酶HindⅢ的识别序列，因此不能用限制酶HindⅢ来切割质粒，否则会破坏复制原点，只能用限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ对质粒 pET-28a(+)进行双酶切，同时要在 kit 基因两端也连上限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ的识别序列，由于DNA聚合酶只能从引物的3'端连接脱氧核苷酸延伸子链，因此必须将限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ的识别序列连接至引物的5'端，这样经过PCR和双酶切后，才能保证 kit 基因以正确的方向与运载体连接。 【小问3详解】 观察质粒 pET-28a(+) 图可知，在该质粒上有两个HindⅢ的识别序列，一个在启动子和终止子之间，一个在复制原点ori中，因此用HindⅢ切割质粒 pET-28a(+)后，可得到两个片段，通过表格可知，这两个片段长度分别为1000bp和2550bp，说明质粒pET-28a(+) 总长度是1000bp+2550bp=3550bp；利用双酶切法将 kit 基因与质粒 pET-28a(+) 长度为170bp片段进行置换后，形成的重组质粒 pET-28a（+）-kit 能被HindⅢ切割成三个片段，长度分别是1050bp、2500bp、150bp，说明置换后的kit 基因上含有两个HindⅢ的识别序列，再加上复制原点ori中的一个HindⅢ的识别序列，共三个HindⅢ的识别序列，经HindⅢ酶切后才能将重组质粒pET-28a（+）-kit 切成3段。利用这三段的长度可计算出重组质粒 pET-28a（+）-kit 的总长度为1050bp+2500bp+150bp=3700bp，由于kit 基因与长度为170bp片段进行置换，设kit 基因长度为n，可列出等式：3550+n-170=3700bp，故可计算出kit 基因长度为n=320bp。 21. 科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草，培育过程如图1所示，表为相关限制酶识别序列及切割位点。据图回答下列问题： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 识别序列及切割位点 （1）利用PCR技术扩增抗盐基因，在设计引物时需要在两种引物的_____ 端（填“5'”或“3'”）分别加上_____ 序列（填限制酶名称），以便重组质粒的构建和筛选。 （2）进行PCR时，PCR反应体系中所加dNTP的作用有_____ ，影响退火温度的因素主要有引物的长度、_____ ，若温度过低会导致_____ 。 （3）若用Sau3A I酶切过程①获得的重组质粒，最多获得_____ 种大小不同的DNA片段。 （4）步骤①所使用的运载体中未标出的必需元件还有_____ ；步骤②中需先用_____ 处理农杆菌以便将重组质粒导入农杆菌细胞。 （5）将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整植株的固体培养基中， 除营养物质外还必须添加_____ 。 （6）基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，图2表示运用影印培养法（使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入了农杆菌。培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基B还含有_____ 。 从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是_____ 菌落中的细菌。 【答案】（1） ①. 5' ②. BamHI和HindIII （2） ①. 既作为原料又提供能量 ②. （引物）G、C含量 ③. 非特异性扩增片段增多 （3）7##七 （4） ①. 启动子、终止子 ②. Ca2+ （ CaCl2） （5）植物激素（生长素和细胞分裂素） （6） ①. 氨苄青霉素（或氨苄青霉素和四环素） ②. 4和6 【解析】 【分析】图1所示为转基因抗盐烟草的培育过程，其中①表示重组质粒的构建过程；②表示重组质粒导入农杆菌；③表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞；④表示植物组织培养；图2中BamHI、BclI和Sau3AI三种切割位点有共同的序号GATC，Sau3AI酶能能切割BamHI、BclI和Sau3AI三种切割位点。 【小问1详解】 通过题意分析可知，构建重组质粒时，由于Sau3AⅠ会破坏两个标记基因，BclⅠ会破坏复制原点，抗盐基因被重组到质粒的BamHI和HindⅢ切割点之间，故在设计引物时需要在两种引物的5'端分别加上GGATCC和AAGCTT序列， 以便重组质粒的构建和筛选。 【小问2详解】 PCR过程除需要加入引物、模板、TaqDNA聚合酶、dNTP、缓冲液、Mg2+，dNTP的作用有既作为原料又提供能量。影响退火温度的因素有引物的长度、G、C含量，若温度过低会导致引物与模板非特异性配对增多，导致非特异性扩增片段增多。 【小问3详解】 根据表格分析可知，Sau3AI酶也能切割BamHI、BclI的识别序列，用其不同程度的酶切过程①获得的重组质粒（该重组质粒上含有BamHI、BclI、Sau3AI的识别序列），若只切割一个切割位点可获1种大小的DNA片段，若只切割二个切割位点（3种切割）可获六种大小不同的DNA片段，若三个切割位点全切割，在前有的基础上不会增加某种大小的DNA，故最多可能获得7种大小不同的DNA片段。 【小问4详解】 基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点，步骤①所使用的运载体中未标出的必需元件有启动子、终止子；步骤②中需先用Ca2+处理农杆菌，让细胞膜通过性增加，以便将重组质粒导入农杆菌细胞。 【小问5详解】 运用植物组织培养技术，能将转入抗盐基因的烟草细胞在固体培养基上培育成完整的植株。植物组织培养过程除营养物质外还必须向培养基中添加植物激素（生长素和细胞分裂素），以促进细胞增殖分化产生根、茎等。 【小问6详解】 图3表示影印培养法，重组质粒的氨苄青霉素抗性基因已经被破坏，分析可知，培养基B（能起到选择作用）除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，还含有氨苄青霉素（或氨苄青霉素和四环素），能在此培养基上生长的农杆菌含有非重组质粒（有氨苄青霉素抗性基因），不能在此培养基上生长的农杆菌只含有重组质粒（重组质粒构建破坏了氨苄青霉素抗性基因，农杆菌失去相应抗性），与培养基A作对比可知，含有目的基因（重组质粒）的是4和6 菌落中的细菌。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $