精品解析：广东省深圳市新安中学（集团）高中部2024-2025学年高二下学期期中生物试题

深圳市新安中学（集团）高中部2024—2025学年第二学期期中考试 高二生物试题 满分：100分。考试时间：75分钟 注意事项： 1.答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。 2.每小题选出答案后，用2B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。再选涂其它答案，不能答在试题卷上。 第 I 卷（选择题，共40分） 一、选择题：（本题包括16小题，其中1-12题每小题2分，13-16题每小题4分。每小题只有一个正确的选项符合题意。） 1. 太湖受到污水排入的影响，水体中N、P的含量升高，蓝细菌和绿藻的爆增导致水草区面积退缩，由“草型湖泊”逐渐转变为“藻型湖泊”，下列叙述正确的是（ ） A. 绿藻对N和P的大量吸收属于生物富集现象 B. 污水排入后，蓝细菌和绿藻逐渐取代沉水植物的优势种地位 C. 太湖营养结构的复杂程度下降会导致能量传递效率下降 D. 太湖变为“藻型湖泊”后，其抵抗外界干扰能力增强 2. 研究人员对水华频发的某城市湖泊进行了调查，发现该湖泊水生植物物种单一，第一、二营养级之间的能量传递效率为1.87%，湖泊初级生产量/总呼吸量为9.22，初级生产量流入分解者的比例为71.45%。下列叙述正确的是（ ） A. 第一、二营养级的能量传递效率远低于10%，是因为第一营养级固定了过多能量 B. 初级生产量远大于总呼吸量，说明该湖泊生态系统处于生态平衡状态 C. 生产者用于生长、发育和繁殖的能量包括流向分解者的能量 D. 引入各种水生动植物，可减少由水体富营养化造成湖泊水华的现象 3. 人工高密度养殖的罗非鱼塘中往往要大量投入人工饲料，极易引起水体中N含量增加，造成水体污染。研究人员拟利用空心菜生态浮床技术来净化池塘水质，以期达到淡水养殖废水二级标准，以下是空心菜生态浮床覆盖率研究结果如图，下列叙述正确的是（　　） A. 当空心菜浮床覆盖率大于20%时对水体总氮去除效果不一定比20%时更好 B. 该鱼塘中各营养级的能量、数量金字塔均表现为上窄下宽的金字塔形 C. 90d时实验组总氮浓度较低的主要原因是含氮有机物被空心菜直接吸收 D. 流经该池塘生态系统总能量为生态浮床中的空心菜固定的太阳能总量 4. 用蓝莓作为原料酿造的果酒和果醋，富含花青素、维生素和微量元素等，被称为“液体黄金”，具有养颜美容、降压降脂等功效。下列有关叙述正确的是（　　） A. 参与果酒和果醋发酵的主要微生物均为异养需氧型 B. 在果酒发酵基础上进行果醋发酵需要改变温度和通气条件 C. 形成蓝莓醋的过程中，液面出现了白膜通常是杂菌污染的结果 D. 对果醋发酵液进行稀释涂布平板计数，统计得到的数值往往比活菌实际数目多 5. 检验某水体中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准，常用滤膜法测定，其操作流程如下图。EMB培养基上形成的不同菌落中，大肠杆菌菌落呈深紫色。下列叙述正确的是（　　） A. 过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需要进行消毒处理 B. 制备EMB培养基时，待培养基冷却至室温后在酒精灯火焰附近倒平板 C. 过滤水样后的滤膜面向上紧贴于EMB培养基上，此过程属于接种 D. EMB培养基为选择培养基，培养后平板上的菌落均为大肠杆菌菌落 6. 啤酒、味精和胰岛素的工业化生产比传统发酵生产要复杂的多,需要通过发酵工程来实现。下列叙述错误的是（　　） A. 利用酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂 B. 啤酒发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成 C. 以大豆为主要原料，利用黑曲霉水解其中的蛋白质，经淋洗、调制成酱油 D. 传统发酵以混合菌种固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程以单一菌种的液体发酵为主 7. 鱼腥草（2n=24）和三白草（2n=22）因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,研究者欲利用植物细胞工程，通过愈伤组织实现两种植物有效成分的工厂化生产。下列叙述正确的是（　　） A. 过程①②分别用纤维素酶、灭活的病毒处理 B. 过程③④分别是脱分化、再分化过程 C 愈伤组织细胞通常含有46条染色体 D. 有效成分在植物生长过程中一直产生，但并非生长所必需 8. 诱导多能干细胞（iPSC）可分化成类似间充质干细胞（iMSC）。iMSC能合成和分泌Ⅴ蛋白，用于治疗骨关节炎等疾病。下列叙述错误的是（　　） A. 利用iPSC治疗疾病，理论上可避免发生免疫排斥反应 B. 可用病毒作为载体将某些基因转入小鼠成纤维细胞以诱导产生iPSC C. IPSC应在含5％CO2的恒温培养箱中进行，CO2能维持培养液的pH D. 对IPSC进行克隆化培养，并添加V蛋白，筛选转化成功的iMSC 9. 科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子LX医用蛋白，其技术路线如下图，下列相关叙述正确的是（　　） A. 上述技术流程涉及转基因、体外受精、胚胎移植等技术 B. 结构A目的基因上游需连接乳腺细胞任一基因的启动子 C. 图中B可用电刺激等方法激活重构胚，使其完成分裂和发育进程 D. 欲获得同卵双胎或多胎，分割囊胚时需将滋养层均等分割 10. 2024年诺贝尔生理学授予CRISPR-Cas9基因编辑技术改进者。基因组编辑CRISPR-Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的向导RNA构成，在向导RNA引导下，Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断，从而完成对目的基因的编辑。下列叙述错误的是（　　） A. 推测向导RNA序列越短，越容易导致编辑位点出错 B. 将基因组编辑技术应用于治疗性克隆，符合人类伦理道德 C. 基因编辑作物推广需通过生态安全性和伦理审查 D. Cas9蛋白的作用与DNA连接酶相同 11. 免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图：首先将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，再加入DNA标记的抗体2，进行PCR扩增，最后进行电泳检测，相关叙述错误的是（ ） A. 图示抗原检测过程发生两次抗原与抗体的结合 B. 图中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段 C. 图示过程中三次冲洗的目的均不同 D. 免疫PCR技术间接放大了微量抗生素，以达到可检测水平 12. 在实际种植过程中，由于转基因抗虫棉会导致无抗性的棉铃虫死亡，致使棉铃虫种群对抗虫蛋白的抗性逐渐增强，下列措施中无法延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性的是（　　） A. 引入棉铃虫的天敌大草蛉 B. 将多种抗虫基因导入棉花细胞 C. 提高抗虫基因在棉花细胞内的表达量 D. 转基因棉花与非转基因棉花间行种植 13. 如图为“甘薯+奶牛+花木+龙虾+食用菌”的生态农业模式图,下列有关叙述正确的是（　　） A. 图中含有生态系统的4种组成成分，有一条食物链 B. 人类食用甘薯比食用牛肉或龙虾产生的生态足迹大 C. 龙虾的粪便进入底泥，可为甘薯生长提供营养和能量 D. 该生态系统内实现了物质循环，生态系统的基石是甘薯藤 14. 黑曲霉是一种丝状真菌，食品工业以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得柠檬酸,下图为生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述正确的是（　　） A. 黑曲霉与生产果醋时所用主要微生物细胞结构相同，代谢类型也相同 B. 将菌种接种至A培养基时，需要将接种环进行3次灼烧灭菌 C. 发酵罐接种后的培养液需要进行严格的灭菌处理 D. 发酵罐C中的发酵过程是发酵工程的中心环节，直接影响产品的产量和质量 15. 为探究荷载不同种类药物的抗体-药物偶联物（ADC）的杀伤力，研究人员将等量的药物E、F、E+F分别连接到同种抗体上，制备了三种ADC，并对表达HER-2的乳腺癌细胞株（HER2+）和不表达HER-2的乳腺癌细胞株（HER2-）进行了体外毒性实验，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A. 对照组添加的是等量的未连接抗体的药物 B. ADC中抗体的主要作用是靶向运输药物 C. 单克隆抗体对HER-2具有特异性结合作用 D. 药物E和F同时使用的杀伤作用效果更好 16. 研究者构建了下图所示的双质粒表达系统，当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启（如图），而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭。下列表述错误的是（ ） 注：培养基缺乏色氨酸时 A. 培养基中缺少色氨酸时，阻遏蛋白Cl合成 B. 阻遏蛋白Cl与PL结合，目的基因转录关闭 C. 培养基中富含色氨酸时，目的基因表达水平下降 D. 调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平 第 II 卷（选择题，共60分） 二、非选择题：（本题共包括5小题） 17. 某湿地公园中的小型湖泊原本生态平衡，但由于周边居民生活污水的排入，导致水体富营养化，藻类大量繁殖。科研团队调查发现湖泊中存在如下图甲所示的营养结构，图乙表示不同体长露斯塔野鲮鱼的食性相对值，图丙表示绿藻和蓝细菌对水体中N、P的吸收量及其体内本身所含藻毒素的量。为治理污染，团队提出生态修复方案，包括培养特定藻类、投放鲮鱼、构建生态浮床等。请结合生态学原理分析以下问题： （1）露斯塔野鲮鱼位于第___________营养级；同样增重2kg，体长为2.8cm的露斯塔野鲮鱼至少需要藻类的量是体长为4.2cm的露斯塔野鲮鱼的________倍。 （2）该湖泊受到富含P生活用水的污染，某科研小组提出生态治污的方案： ①首先培养________（选填“蓝细菌”或“绿藻”）降低水体中的P，依据是_______。 ②然后投放体长至少为________cm的露斯塔野鲮鱼控制藻类的数量。 （3）下图中，生态浮床需合理布设多种净化能力较强的本土植物，防止过于稀疏或密集，影响净化效果，体现了生态工程的基本原理是________。部分植物可分泌一类特殊的化合物，吸引鸟类捕食害虫，这一现象体现了生态系统的信息传递具有_______的作用。 （4）湿地公园在涵养水源、保护生物多样性和提供休闲场所等方面作用显著，这体现了生物多样性的__________价值。湿地公园经常受到生活污水、工业废水等干扰，当湿地被轻度污染时，可通过自身的净化作用，很快恢复到接近原来的状态；但如果受到重度污染，自身的净化作用难以消除大部分污染物，使其长期无法恢复原来的状态，说明其__________稳定性遭到破坏。 18. 卡拉胶是一种大分子聚合物硫酸多糖，溶解性较差，可被卡拉胶酶降解。降解产物具有多种生物活性，如抗炎、抗凝血等，在食品、医药等领域具有广阔的应用前景。科研人员利用腐烂的角叉菜为材料，筛选了高产卡拉胶酶菌株，过程如图。 （1）筛选高产卡拉胶酶菌株的培养基应以________为唯一碳源，配制好的培养基灭菌通常使用________法。 （2）从试管⑤中分别取0.2ml稀释液，涂布在三个完全培养基上，培养72小时后，三个培养基上的菌落数分别为：56、59、62，推测腐烂角叉菜液中菌株数为______个/mL。培养基中的卡拉胶被卡拉胶酶降解，在菌落周围形成透明圈。初筛培养基a的菌落分布如图，进一步纯化培养菌株时，应挑取图中的菌落是______（填字母），请说明理由_______。 （3）利用高产卡拉胶酶菌株进行工业发酵，当高密度发酵时，发酵罐内温度会上升，原因是________。发酵过程若想要快速检测样液中该细菌的数量，可采用的方法是________。发酵后，再经过________，最终获得卡拉胶酶产品。 19. 体细胞核移植技术已在动物保护、育种及疾病研究和治疗等方面展现出广泛应用前景，但是严重的胚胎发育缺陷和极低的出生率却阻碍了体细胞核移植技术的进一步发展。 （1）动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是_______。体外培养重构胚时，需提供适宜的营养及环境条件，推测环境条件包括_________（至少2点）。核移植后的重构胚发育至_________阶段可利用________技术转移到代孕母体子宫内以获得子代个体，从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础是_______。 （2）科研人员发现对于灵长类动物的体细胞来说，单靠核移植本身并不足以使重构胚顺利发育成存活个体，还需要对供体细胞核进行表观遗传修饰才能开启细胞核的全能性。研究表明染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，控制着基因的表达（如图所示）。 据图分析，_____组蛋白乙酰化水平和_____组蛋白去甲基化水平有利于相关基因恢复表达，开启细胞核全能性，从而显著提高重构胚的发育率。（选填“提高”或“降低”） （3）下图表示克隆猴的培育流程。处理①用的是灭活仙台病毒，起到________的作用。现提供组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂，根据上题中的信息，处理②的操作是_______。 20. 科研人员欲将斑马鱼的vtg基因（图1）插入Luc基因载体（图2），形成vtg-Luc融合基因重组载体并培育转基因斑马鱼。（注：Luc基因缺乏启动子序列，vtg基因内部无图2中的任何限制酶识别序列。TetR为四环素抗性基因，Sau2aI、EcoRⅠ、HindⅢ、BsrGⅠ、Bcl I为限制酶，→表示转录方向） （1）基因工程的核心步骤是________。为使vtg基因与Luc基因载体正向连接，可选用限制酶______进行双酶切Luc基因载体。 （2）通过PCR获取vtg基因时，需设计合适的引物。依据图1、图2信息，推测引物1包含的碱基序列为_________。 A. 5’-GAATTCAACTAT-3’ B. 5’-GAATTCTTGATA-3’ C. 5’-GATCTTGATA-3’ D. 5’-AAGCTTAACTAT-3’ （3）筛选导入vtg-Luc基因重组载体的大肠杆菌，可将大肠杆菌依次放在含有氨苄青霉素、四环素的培养基中培养，筛选________（选填“能”或“不能”）在含有氨苄青霉素的培养基中生长但_______（选填“能”或“不能”）在含有四环素的培养基中生长的大肠杆菌即为目的菌。 （4）水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白，E蛋白可以激活vtg基因上游的启动子。Luc基因的表达产物是萤火虫荧光素酶，可以催化荧光素氧化产生荧光。请结合上述信息，简述转基因斑马鱼用于检测水体中雌激素污染情况的原理：________。 （5）转基因斑马鱼逃逸可能引发生物安全问题，可考虑采取的措施是_______（答1点）。 21. 土壤重金属污染会对人类健康造成危害，是严重的环境问题。利用基因工程手段构建重金属富集植物是修复土壤重金属污染的重要方向之一。景天科植物伴矿景天是一种镉富集生物，研究人员将伴矿景天的SpHMA2基因（简称S基因）转入油菜，获得了镉富集转基因油菜。 （1）提取伴矿景天DNA，经PCR扩增S基因，利用凝胶电泳对扩增片段进行鉴定，得到了图1所示的结果（1号泳道为样品，2号泳道为阴性对照）。由于DNA分子片段带负电荷，所以电泳开始前应将_______（正/负）电极插在凝胶板上靠近DNA样品的一端。根据图所示电泳结果，S基因长约________bp，回收S基因。 （2））将S基因导入植物受体细胞常用的方法是农杆菌转化法，因为农杆菌中含有________结构，将构建的农杆菌与野生型油菜外植体共培养，再通过________技术获得转基因油菜植株，该过程中_________两种植物激素的浓度比起着重要作用。 （3）为检测转基因油菜镉富集能力，将野生型油菜（WT）和三个株系的转基因油菜（S1、S2、S3）种植于含200μM氯化镉的培养液中，10天后分别测定各油菜的镉含量，得到了图2所示的结果（*表示存在显著性差异），该结果说明_________。 （4）科研人员利用人工智能辅助蛋白质结构预测，鉴定得到多种S蛋白，并对其进行改造，获得了获得镉富集能力更强的S蛋白，请完善下列技术或合成流程：新型S蛋白结构→ ________→新型S蛋白。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 深圳市新安中学（集团）高中部2024—2025学年第二学期期中考试 高二生物试题 满分：100分。考试时间：75分钟 注意事项： 1.答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。 2.每小题选出答案后，用2B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。再选涂其它答案，不能答在试题卷上。 第 I 卷（选择题，共40分） 一、选择题：（本题包括16小题，其中1-12题每小题2分，13-16题每小题4分。每小题只有一个正确的选项符合题意。） 1. 太湖受到污水排入的影响，水体中N、P的含量升高，蓝细菌和绿藻的爆增导致水草区面积退缩，由“草型湖泊”逐渐转变为“藻型湖泊”，下列叙述正确的是（ ） A. 绿藻对N和P的大量吸收属于生物富集现象 B. 污水排入后，蓝细菌和绿藻逐渐取代沉水植物的优势种地位 C. 太湖营养结构的复杂程度下降会导致能量传递效率下降 D. 太湖变为“藻型湖泊”后，其抵抗外界干扰能力增强 【答案】B 【解析】 【分析】在生态系统中，某些重金属盐类和难于分解的有机物等有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加，这种现象叫生物富集。 【详解】A、有毒物质一旦进入生物体后，一般很难分解，往往随着营养级的增加，体内有毒物质的量逐渐加大，这是生物富集现象，绿藻从水体中吸收大量N、P元素用于自身快速生长繁殖，不属于生物富集现象，A错误； B、污水排入后，水体中N、P的含量升高，蓝细菌和绿藻的爆增导致水草区面积退缩，蓝细菌和绿藻逐渐取代沉水植物的优势种地位，B正确； C、营养级之间的能量传递效率不会因生态系统营养结构的复杂程度的变化而改变，C错误； D、太湖变为“藻型湖泊”后，其营养结构变得简单，抵抗外界干扰能力减弱，D错误。 故选B。 2. 研究人员对水华频发的某城市湖泊进行了调查，发现该湖泊水生植物物种单一，第一、二营养级之间的能量传递效率为1.87%，湖泊初级生产量/总呼吸量为9.22，初级生产量流入分解者的比例为71.45%。下列叙述正确的是（ ） A. 第一、二营养级的能量传递效率远低于10%，是因为第一营养级固定了过多能量 B. 初级生产量远大于总呼吸量，说明该湖泊生态系统处于生态平衡的状态 C. 生产者用于生长、发育和繁殖的能量包括流向分解者的能量 D. 引入各种水生动植物，可减少由水体富营养化造成湖泊水华的现象 【答案】C 【解析】 【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。每一营养级能量的去向有：被下一级同化（最高营养级没有）、呼吸作用热能散失、流向分解者。输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的能量。流入某一营养级的能量（同化量）＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育、繁殖的能量（以有机物形式储存起来）＝呼吸作用散失的能量＋（被同化）流向下一营养级的能量＋流向分解者的能量＋（未利用的能量）。生态系统中生产者和消费者之间由于食物关系会形成一定的营养结构。食物链和（食物链交织而成的）食物网是由生产者和消费者之间存在食物关系形成的。相邻养级之间的能量传递效率=下一级同化的能量/上一级同化的能量×100%。 【详解】A、第一、二营养级的能量传递效率远低于10%，主要原因不是第一营养级固定了过多能量，而是该生态系统中能量更多地流向了分解者等其他途径，A错误； B、初级生产量远大于总呼吸量，只能说明该生态系统有有机物的积累，但不能直接说明处于生态平衡状态，生态平衡还涉及到物种多样性、结构和功能的相对稳定等多方面，B错误； C、生产者用于生长、发育和繁殖的能量包括流向分解者的能量、流向下一营养级的能量等，C正确； D、引入各种水生动植物，可能会破坏该湖泊原有的生态平衡，不一定能减少水体富营养化造成的水华现象，而且引入物种需要谨慎，避免造成生物入侵等问题，D错误。 故选C。 3. 人工高密度养殖的罗非鱼塘中往往要大量投入人工饲料，极易引起水体中N含量增加，造成水体污染。研究人员拟利用空心菜生态浮床技术来净化池塘水质，以期达到淡水养殖废水二级标准，以下是空心菜生态浮床覆盖率研究结果如图，下列叙述正确的是（　　） A. 当空心菜浮床覆盖率大于20%时对水体总氮去除效果不一定比20%时更好 B. 该鱼塘中各营养级的能量、数量金字塔均表现为上窄下宽的金字塔形 C. 90d时实验组总氮浓度较低的主要原因是含氮有机物被空心菜直接吸收 D. 流经该池塘生态系统的总能量为生态浮床中的空心菜固定的太阳能总量 【答案】A 【解析】 【分析】题图分析：对照组在60～90天淡水养殖废水排放超过二级标准，而有覆盖的实验组淡水养殖废水排放都低于二级标准，并且随覆盖率增大，淡水养殖废水总氮浓度越低。 【详解】A、仅根据题目已有信息，无法推测空心菜浮床覆盖率大于20%时对水体总氮去除效果，A正确； B、该鱼塘中各营养级的数量金字塔可能出现倒置的金字塔形，B错误； C、植物无法直接利用有机物，C错误； D、流经该池塘生态系统的总能量为生态浮床中的空心菜固定的太阳能总量以及人工投入的能量，D错误。 故选A。 4. 用蓝莓作为原料酿造的果酒和果醋，富含花青素、维生素和微量元素等，被称为“液体黄金”，具有养颜美容、降压降脂等功效。下列有关叙述正确的是（　　） A. 参与果酒和果醋发酵的主要微生物均为异养需氧型 B. 在果酒发酵基础上进行果醋发酵需要改变温度和通气条件 C. 形成蓝莓醋的过程中，液面出现了白膜通常是杂菌污染的结果 D. 对果醋发酵液进行稀释涂布平板计数，统计得到的数值往往比活菌实际数目多 【答案】B 【解析】 【分析】参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：醋酸菌是一种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动．当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 【详解】A、参与果酒发酵的主要微生物是酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧时进行有氧呼吸大量繁殖，无氧时进行无氧呼吸产生酒精；参与果醋发酵的主要微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧型微生物。所以参与果酒和果醋发酵的主要微生物并非均为异养需氧型，A错误； B、果酒发酵时利用的是酵母菌，其适宜温度一般为18 - 25℃，且前期需氧后期无氧；果醋发酵时利用的是醋酸菌，其适宜温度为30 - 35℃，且需要一直通入氧气。因此在果酒发酵基础上进行果醋发酵需要改变温度和通气条件，B正确； C、形成蓝莓醋的过程中，液面出现的白膜通常是醋酸菌大量繁殖形成的菌膜，而不是杂菌污染的结果，C错误； D、对果醋发酵液进行稀释涂布平板计数时，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，所以统计得到的数值往往比活菌实际数目少，D错误。 故选B。 5. 检验某水体中大肠杆菌数目是否符合生活饮用水卫生标准，常用滤膜法测定，其操作流程如下图。EMB培养基上形成的不同菌落中，大肠杆菌菌落呈深紫色。下列叙述正确的是（　　） A. 过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需要进行消毒处理 B. 制备EMB培养基时，待培养基冷却至室温后在酒精灯火焰附近倒平板 C. 过滤水样后的滤膜面向上紧贴于EMB培养基上，此过程属于接种 D. EMB培养基为选择培养基，培养后平板上的菌落均为大肠杆菌菌落 【答案】C 【解析】 【分析】滤膜法是检测水样中大肠杆菌群的方法。将一定量水样注入已灭菌的微孔薄膜的滤器中，经过抽滤，细菌被截留在滤膜上，将滤膜贴于（EMB培养基)上，经培养后计数和鉴定滤膜上生长的大肠杆菌菌落，依据过滤水样体积计算每升或每100毫升水样中的大肠杆菌菌群数。该方法操作简单、快速，主要适用于杂质较少的水样。 【详解】A、微生物培养的关键是无菌技术，过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶需要进行灭菌处理，A错误； B、制备EMB培养基时，待培养基冷却至不烫手后在酒精灯火焰附近倒平板，B错误； C、接种时用无菌镊子夹取滤膜边缘，滤膜截流细菌面向上紧贴于EMB培养基上，完成接种，C正确； D、EMB培养基含有伊红-亚甲蓝，大肠杆菌代谢物能与伊红-亚甲蓝（EMB培养基的指示剂）反应，菌落呈深紫色，因此该培养基属于鉴别培养基，没有选择作用，培养后平板上除了大肠杆菌也有别的菌落，D错误。 故选C。 6. 啤酒、味精和胰岛素的工业化生产比传统发酵生产要复杂的多,需要通过发酵工程来实现。下列叙述错误的是（　　） A. 利用酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂 B. 啤酒发酵过程中大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成 C. 以大豆为主要原料，利用黑曲霉水解其中的蛋白质，经淋洗、调制成酱油 D. 传统发酵以混合菌种固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程以单一菌种的液体发酵为主 【答案】B 【解析】 【分析】发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程；人们可以通过传统发酵技术或发酵工程来进行发酵生产；传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程一般包括菌种的选育和培养物、产物的分离和提纯等环节，且发酵工程以单一菌种的液体发酵为主。 【详解】A、单细胞蛋白是指通过发酵获得的大量的微生物菌体。利用酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，富含蛋白质等营养成分，可作为食品添加剂，A正确； B、啤酒发酵过程中，大部分糖的分解和代谢物的生成主要在前发酵阶段完成，后发酵阶段主要是进行一些后熟等过程，使啤酒的风味和品质更加稳定，B错误； C、以大豆为主要原料，利用黑曲霉等微生物产生的蛋白酶等酶类，水解大豆中的蛋白质，再经过淋洗、调制等过程可制成酱油，C正确； D、传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，发酵工程通常采用单一菌种的液体发酵，这样更有利于控制发酵条件、提高发酵效率等，D正确。 故选B。 7. 鱼腥草（2n=24）和三白草（2n=22）因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,研究者欲利用植物细胞工程，通过愈伤组织实现两种植物有效成分的工厂化生产。下列叙述正确的是（　　） A. 过程①②分别用纤维素酶、灭活的病毒处理 B. 过程③④分别是脱分化、再分化过程 C. 愈伤组织细胞通常含有46条染色体 D. 有效成分在植物生长过程中一直产生，但并非生长所必需 【答案】C 【解析】 【分析】图示为三白草和鱼腥草体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③脱分化形成愈伤组织，④是植物细胞培养并提取代谢产物。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，可以采用化学法（PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法）或物理法诱导原生质体融合，不能灭活病毒诱导，A错误； B、过程③是脱分化，过程④是愈伤组织产生有效成分的过程，没有再分化过程，B错误； C、过程①三白草（2n=22）和鱼腥草（2n=24）的原生质体融合，愈伤组织细胞通常含有24+22=46条染色体，C正确； D、有效成分在植物生长后期产生，并非生长所必需，D错误。 故选C。 8. 诱导多能干细胞（iPSC）可分化成类似间充质干细胞（iMSC）。iMSC能合成和分泌Ⅴ蛋白，用于治疗骨关节炎等疾病。下列叙述错误的是（　　） A. 利用iPSC治疗疾病，理论上可避免发生免疫排斥反应 B. 可用病毒作为载体将某些基因转入小鼠成纤维细胞以诱导产生iPSC C. IPSC应在含5％CO2的恒温培养箱中进行，CO2能维持培养液的pH D. 对IPSC进行克隆化培养，并添加V蛋白，筛选转化成功的iMSC 【答案】D 【解析】 【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，iPS与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。 【详解】A、iPSC可为自身细胞制备而来，利用iPSC治疗疾病，理论上可避免发生免疫排斥反应，A正确； B、科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞，因此可用病毒作为载体将某些基因转入小鼠成纤维细胞以诱导产生iPSC，B正确； C、动物细胞培养常采用气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH值），C正确； D、利用96孔板筛选转化成功的iMSC，需稀释至每孔至多1个细胞，通过抗原-抗体杂交法检测，但是不需要添加V蛋白，D错误。 故选D。 9. 科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子LX医用蛋白，其技术路线如下图，下列相关叙述正确的是（　　） A. 上述技术流程涉及转基因、体外受精、胚胎移植等技术 B. 结构A目的基因上游需连接乳腺细胞任一基因的启动子 C. 图中B可用电刺激等方法激活重构胚，使其完成分裂和发育进程 D. 欲获得同卵双胎或多胎，分割囊胚时需将滋养层均等分割 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图：①表示基因表达载体的构建过程，A表示基因表达载体，该过程除了采用基因工程技术，还采用了核移植技术和胚胎移植技术等。 【详解】A、上述技术流程涉及转基因、核移植胚胎移植等技术，不涉及体外受精，A错误； B、结构A目的基因上游需连接乳腺细胞特异性的启动子，以便使目的基因只在乳腺细胞表达而不在其它细胞表达，B错误； C、在体细胞核移植过程中，可用电刺激、Ca2+载体等激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，C正确； D、内细胞团会发育成完整的胚胎，欲获得同卵双胎或多胎，分割囊胚时需将内细胞团均等分割，D错误。 故选C。 10. 2024年诺贝尔生理学授予CRISPR-Cas9基因编辑技术改进者。基因组编辑CRISPR-Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的向导RNA构成，在向导RNA引导下，Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断，从而完成对目的基因的编辑。下列叙述错误的是（　　） A. 推测向导RNA序列越短，越容易导致编辑位点出错 B. 将基因组编辑技术应用于治疗性克隆，符合人类伦理道德 C. 基因编辑作物推广需通过生态安全性和伦理审查 D. Cas9蛋白的作用与DNA连接酶相同 【答案】D 【解析】 【分析】由题意可知，向导RNA是通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切割。 【详解】A、由于非基因编辑对象也可能含有与向导RNA配对的碱基序列，故向导RNA的序列越短，越容易导致编辑对象出错而造成“脱靶”，A正确； B、利用基因组编辑技术应用于治疗性克隆，符合人类的伦理规范，B正确； C、基因编辑作物需通过生态安全性评估（如是否影响生物多样性）和伦理审查，才能进行推广，C正确； D、Cas9酶的作用是切割DNA，DNA连接酶功能是连接DNA片段，功能不相同，D错误。 故选D。 11. 免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图：首先将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，再加入DNA标记的抗体2，进行PCR扩增，最后进行电泳检测，相关叙述错误的是（ ） A. 图示抗原检测过程发生两次抗原与抗体的结合 B. 图中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段 C. 图示过程中三次冲洗的目的均不同 D. 免疫PCR技术间接放大了微量抗生素，以达到可检测水平 【答案】B 【解析】 【分析】免疫PCR是一种抗原检测系统，将一段已知序列的DNA片段标记到抗体2上，通过抗原抗体的特异性识别并结合，抗体2会和固定抗体1、抗生素形成复合物“固定抗体1—抗生素—抗体2”，再用PCR方法将这段DNA进行扩增，通过检测PCR产物的量，即可推知固定抗体1上吸附的抗生素的量。 【详解】A、首先将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，此处发生第一次抗原与抗体的结合（牛乳与抗体1的结合），再加入DNA标记的抗体2，抗体2与牛乳进行第二次抗原与抗体的结合，A正确； B、抗生素主要是由微生物产生的，图中标记抗体2的DNA一般是微生物中与抗生素相关的DNA片段，B错误； C、第一次冲洗是洗去未结合的抗体1，第二次冲洗是洗去未结合的牛乳，第三次冲洗是洗去未结合的抗体2，C正确； D、微量抗原抗体反应，是通过PCR技术扩增抗体2上连接的DNA，最后通过检测扩增产物—DNA的量来确定抗生素的量的方法，因此抗原、抗体的数量可通过PCR技术间接扩增放大，D正确。 故选B。 12. 在实际种植过程中，由于转基因抗虫棉会导致无抗性的棉铃虫死亡，致使棉铃虫种群对抗虫蛋白的抗性逐渐增强，下列措施中无法延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性的是（　　） A. 引入棉铃虫的天敌大草蛉 B. 将多种抗虫基因导入棉花细胞 C. 提高抗虫基因在棉花细胞内的表达量 D. 转基因棉花与非转基因棉花间行种植 【答案】A 【解析】 【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；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、引入棉铃虫的天敌大草蛉，主要作用是通过捕食关系降低棉铃虫的种群数量，但并不能直接影响棉铃虫对抗虫蛋白抗性的进化过程 。棉铃虫对抗虫蛋白抗性的增强是其种群基因频率改变的结果，引入天敌与棉铃虫自身对抗虫蛋白抗性基因的变异和选择无关，无法延缓抗性产生，A符合题意； B、将多种抗虫基因导入棉花细胞 ，使棉花产生多种不同的抗虫蛋白。棉铃虫要对多种抗虫蛋白同时产生抗性，难度较大，需要更多的基因突变，可延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性 ，B不符合题意； C、提高抗虫基因在棉花细胞内的表达量，会使棉花植株产生更多的抗虫蛋白，对棉铃虫的选择压力增大，在一定程度上会淘汰抗性较弱的个体，只有抗性很强的个体才可能存活，使得抗性基因在种群中扩散速度变慢，能延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性，C不符合题意； D、转基因棉花与非转基因棉花间行种植 ，为无抗性的棉铃虫提供了生存空间。当棉铃虫在非转基因棉花上生存繁殖时，可稀释抗虫棉上具有抗性的棉铃虫种群，减少抗性基因的传播和积累，从而延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性 ，D不符合题意。 故选A。 13. 如图为“甘薯+奶牛+花木+龙虾+食用菌”的生态农业模式图,下列有关叙述正确的是（　　） A. 图中含有生态系统的4种组成成分，有一条食物链 B. 人类食用甘薯比食用牛肉或龙虾产生的生态足迹大 C. 龙虾的粪便进入底泥，可为甘薯生长提供营养和能量 D. 该生态系统内实现了物质循环，生态系统的基石是甘薯藤 【答案】A 【解析】 【分析】1.生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积； 2.组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环，这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈。 【详解】A、图中包含生产者如甘薯、花木，消费者如奶牛，分解者如沼气池的细菌、食用菌，非生物的物质和能量如底泥等4种组成成分，但仅有甘薯→奶牛这一条食物链，A正确； B、生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，人类食用动物性食物比食用蔬菜等植物性食物所产生的生态足迹大，B错误； C、龙虾的粪便进入底泥，可为甘薯生长提供矿质元素，但不能提供能量，C错误； D、组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环，这里所说的生态系统是地球上最大的生态系统——生物圈，所以图示中的生态系统不能实现物质循环，D错误。 故选A。 14. 黑曲霉是一种丝状真菌，食品工业以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得柠檬酸,下图为生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述正确的是（　　） A. 黑曲霉与生产果醋时所用主要微生物细胞结构相同，代谢类型也相同 B. 将菌种接种至A培养基时，需要将接种环进行3次灼烧灭菌 C. 发酵罐接种后的培养液需要进行严格的灭菌处理 D. 发酵罐C中的发酵过程是发酵工程的中心环节，直接影响产品的产量和质量 【答案】D 【解析】 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。发酵过程的监测和调控包括对发酵过程中微生物生长、代谢产物的生成和消耗等进行实时监测和调控，以保证发酵过程的稳定和产物的质量。因此，发酵过程是发酵工程的中心环节，对于发酵工程的成功和产物的质量具有至关重要的作用。 【详解】A、黑曲霉是真菌，是真核生物，发酵果醋的微生物醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，A错误； B、将菌种接种至A培养基时，平板划线法的接种工具接种环在使用前、使用后均需在火焰上灼烧灭菌，因此一共需要将接种环进行4次灼烧灭菌，B错误； C、发酵罐接种后的培养液不能进行灭菌处理，会将接种进来的菌种杀死，应在接种前进行严格的灭菌，C错误； D、发酵工程的中心环节是发酵过程（发酵罐内发酵），直接影响产品的产量和质量，D正确。 故选D。 15. 为探究荷载不同种类药物的抗体-药物偶联物（ADC）的杀伤力，研究人员将等量的药物E、F、E+F分别连接到同种抗体上，制备了三种ADC，并对表达HER-2的乳腺癌细胞株（HER2+）和不表达HER-2的乳腺癌细胞株（HER2-）进行了体外毒性实验，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A. 对照组添加的是等量的未连接抗体的药物 B. ADC中抗体的主要作用是靶向运输药物 C. 单克隆抗体对HER-2具有特异性结合作用 D. 药物E和F同时使用的杀伤作用效果更好 【答案】A 【解析】 【分析】1、药物可以杀伤肿瘤细胞，但没有特异性，而抗体能特异性识别肿瘤抗原，ADC实现了对肿瘤细胞的特异性杀伤； 2、根据曲线图可知，自变量为药物的种类和浓度，因变量为乳腺癌细胞的存活率。对照组的HER2+存活率一直较高，E、F、E+F组的HER2+存活率较低，且E+F组的最低，而四个组别的HER2-存活率没有差异且均较高，说明HER-2表达时药物才能发挥作用。 【详解】A、对照组的HER2+细胞存活率较高，所用ADC不携带药物，A错误； B、ADC中抗体特异性识别癌细胞，并靶向运输药物，从而使药物杀伤癌细胞，B正确； C、HER-2表达时药物才能发挥作用，推测HER-2能与单克隆抗体特异性结合，C正确； D、药物E或F单独作用时，细胞存活率比对照组低，药物E和F协同作用时，细胞存活率比药物E或F单独作用时都低，说明药物E和F对乳腺癌细胞都有杀伤作用，且协同作用效果更好，D正确。 故选A。 16. 研究者构建了下图所示的双质粒表达系统，当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启（如图），而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭。下列表述错误的是（ ） 注：培养基缺乏色氨酸时 A. 培养基中缺少色氨酸时，阻遏蛋白Cl合成 B. 阻遏蛋白Cl与PL结合，目的基因转录关闭 C. 培养基中富含色氨酸时，目的基因表达水平下降 D. 调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平 【答案】C 【解析】 【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。 【详解】A、培养基中缺少色氨酸时，Ptrp启动子开启，阻遏蛋白Cl合成，A正确； B、结合图示可知，阻遏蛋白Cl与PL结合，目的基因转录关闭，目的基因不能表达，B正确； C、培养基中富含色氨酸时，Ptrp启动子关闭，阻遏蛋白Cl无法合成，目的基因表达水平上升，C错误； D、当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启，而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭，可见，调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平，D正确。 故选C。 第 II 卷（选择题，共60分） 二、非选择题：（本题共包括5小题） 17. 某湿地公园中的小型湖泊原本生态平衡，但由于周边居民生活污水的排入，导致水体富营养化，藻类大量繁殖。科研团队调查发现湖泊中存在如下图甲所示的营养结构，图乙表示不同体长露斯塔野鲮鱼的食性相对值，图丙表示绿藻和蓝细菌对水体中N、P的吸收量及其体内本身所含藻毒素的量。为治理污染，团队提出生态修复方案，包括培养特定藻类、投放鲮鱼、构建生态浮床等。请结合生态学原理分析以下问题： （1）露斯塔野鲮鱼位于第___________营养级；同样增重2kg，体长为2.8cm的露斯塔野鲮鱼至少需要藻类的量是体长为4.2cm的露斯塔野鲮鱼的________倍。 （2）该湖泊受到富含P的生活用水的污染，某科研小组提出生态治污的方案： ①首先培养________（选填“蓝细菌”或“绿藻”）降低水体中的P，依据是_______。 ②然后投放体长至少为________cm的露斯塔野鲮鱼控制藻类的数量。 （3）下图中，生态浮床需合理布设多种净化能力较强的本土植物，防止过于稀疏或密集，影响净化效果，体现了生态工程的基本原理是________。部分植物可分泌一类特殊的化合物，吸引鸟类捕食害虫，这一现象体现了生态系统的信息传递具有_______的作用。 （4）湿地公园在涵养水源、保护生物多样性和提供休闲场所等方面作用显著，这体现了生物多样性的__________价值。湿地公园经常受到生活污水、工业废水等干扰，当湿地被轻度污染时，可通过自身的净化作用，很快恢复到接近原来的状态；但如果受到重度污染，自身的净化作用难以消除大部分污染物，使其长期无法恢复原来的状态，说明其__________稳定性遭到破坏。 【答案】（1） ①. 二、三 ②. 1.5 （2） ①. 绿藻 ②. 吸收相同含量的P元素时，绿藻体内的藻毒素含量比蓝藻低 ③. 4.2 （3） ①. 自生和协调 ②. 调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定 （4） ①. 间接和直接 ②. 恢复力 【解析】 【分析】生态系统的能量流动是单向且逐级递减的。生态系统的物质循环具有全球性和循环性的特点。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态工程原理有循环原理、整体原理、自生原理、协调原理等。 【小问1详解】 露斯塔野鲮鱼以藻类为食时位于第二营养级，以浮游动物为食时位于第三营养级；设体长为2.8cm的需藻量为M，4.2cm的需藻量为，由图乙可知，体长2.8cm的露斯塔野鲮鱼植食性部分为2kg×50%=1kg，需藻类1÷20%=5kg。肉食性部分为2kg×50%=1kg，需浮游动物1÷20%=5kg，浮游动物需藻类5÷20%=25kg。总需藻量M=5+25=30kg。体长4.2cm的露斯塔野鲮鱼植食性部分为2kg×75%=1.5kg，需藻类1.5÷20%=7.5kg。肉食性部分2kg×25%=0.5kg，需浮游动物0.5÷20%=2.5kg，浮游动物需藻类2.5÷20%=12.5kg。总需藻量N=7.5＋12.5=20kg。M/N=1.5，故同样增重2kg，体长为2.8cm的露斯塔野鲮鱼至少需要藻类的量是体长为4.2cm的露斯塔野鲮鱼的1.5倍。 【小问2详解】 首先培养绿藻降低水体中的P，依据是从图丙可知，绿藻对P的吸收量大于蓝细菌，且绿藻体内藻毒素的量低于蓝细菌，选择绿藻既能有效吸收P，又能减少藻毒素对生态系统的危害；然后投放体长至少为4.2cm的露斯塔野鲮鱼控制藻类的数量。 【小问3详解】 生态浮床合理布设多种本土植物，防止过于稀疏或密集，影响净化效果，体现了生态工程的基本原理是自生和协调原理，强调生物与环境、生物与生物之间要协调适应，保持生态系统的平衡稳定；部分植物分泌特殊化合物吸引鸟类捕食害虫，体现了生态系统的信息传递具有调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定的作用。 【小问4详解】 湿地公园在涵养水源、保护生物多样性方面体现了生物多样性的间接价值；提供休闲场所体现了生物多样性的直接价值；湿地公园轻度污染时能自我净化恢复，重度污染难以恢复，说明其恢复力稳定性遭到破坏，恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 18. 卡拉胶是一种大分子聚合物硫酸多糖，溶解性较差，可被卡拉胶酶降解。降解产物具有多种生物活性，如抗炎、抗凝血等，在食品、医药等领域具有广阔的应用前景。科研人员利用腐烂的角叉菜为材料，筛选了高产卡拉胶酶菌株，过程如图。 （1）筛选高产卡拉胶酶菌株的培养基应以________为唯一碳源，配制好的培养基灭菌通常使用________法。 （2）从试管⑤中分别取0.2ml稀释液，涂布在三个完全培养基上，培养72小时后，三个培养基上菌落数分别为：56、59、62，推测腐烂角叉菜液中菌株数为______个/mL。培养基中的卡拉胶被卡拉胶酶降解，在菌落周围形成透明圈。初筛培养基a的菌落分布如图，进一步纯化培养菌株时，应挑取图中的菌落是______（填字母），请说明理由_______。 （3）利用高产卡拉胶酶菌株进行工业发酵，当高密度发酵时，发酵罐内温度会上升，原因是________。发酵过程若想要快速检测样液中该细菌的数量，可采用的方法是________。发酵后，再经过________，最终获得卡拉胶酶产品。 【答案】（1） ① 卡拉胶 ②. 高压蒸汽灭菌/湿热灭菌 （2） ①. 2.95×1012 ②. 菌落C ③. 透明圈直径与菌落直径的比值大，说明该菌株产生卡拉胶酶的效率（或酶的活性）更高 （3） ①. 高密度发酵时，发酵内菌种数量多，整体呼吸作用强，产生的热量多 ②. 显微镜直接计数 ③. 提取、分离、纯化 【解析】 【分析】微生物培养的关键是无菌操作。微生物培养过程中除考虑营养条件外，还要考虑pH、温度和渗透压等条件，需对培养基和培养皿进行消毒。可以通过稀释涂布平板法或显微镜计数法进行统计计数。 【小问1详解】 要筛选产卡拉胶酶菌株，培养基应以便其能够分解利用卡拉胶为唯一碳源，这样才能筛选出能产生相关酶的菌株。配制好的培养基灭菌通常使用高压蒸汽灭菌法（湿热灭菌法中常见且效果好的一种方式，湿热灭菌也可，但通常准确表述为高压蒸汽灭菌），它能有效杀死包括芽孢在内的所有微生物，保证培养基的无菌状态。 【小问2详解】 从试管⑤中分别取 0.2mL 稀释液涂布在三个完全培养基上，72 小时后，三个培养基上的菌落数分别为 56、59、62，先求平均值为(56+59+62)÷3=59个，该稀释液稀释倍数为 1010，则每毫升菌液中的菌株数（即鹿角叉菜藻液中菌株数）为59÷0.2×1010=2.95×1012个/mL。筛选时应挑取图中的菌落C。因为卡拉胶被卡拉胶酶降解，在菌落周围形成透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明该菌株产生卡卡拉胶酶的效率（或酶的活性）更高，图中C的该比值最大。 【小问3详解】 利用高产卡拉胶酶菌株进行工业发酵，当高密度发酵时，发酵罐内温度会上升，原因是高密度发酵时，发酵罐内菌种数量多，整体呼吸作用强，呼吸作用过程中会产生热量，所以产热多。发酵过程若想要快速检测样液中该细菌的数量，可采用的方法是显微镜直接计数法，通过在显微镜下直接对细菌进行计数来快速获得数量信息 。发酵后，要最终获得卡拉胶酶产品，需经过提取、分离、纯化的过程，去除杂质等，得到较为纯净的卡拉胶酶产品。 19. 体细胞核移植技术已在动物保护、育种及疾病研究和治疗等方面展现出广泛应用前景，但是严重的胚胎发育缺陷和极低的出生率却阻碍了体细胞核移植技术的进一步发展。 （1）动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是_______。体外培养重构胚时，需提供适宜的营养及环境条件，推测环境条件包括_________（至少2点）。核移植后的重构胚发育至_________阶段可利用________技术转移到代孕母体子宫内以获得子代个体，从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础是_______。 （2）科研人员发现对于灵长类动物的体细胞来说，单靠核移植本身并不足以使重构胚顺利发育成存活个体，还需要对供体细胞核进行表观遗传修饰才能开启细胞核的全能性。研究表明染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，控制着基因的表达（如图所示）。 据图分析，_____组蛋白乙酰化水平和_____组蛋白去甲基化水平有利于相关基因恢复表达，开启细胞核全能性，从而显著提高重构胚的发育率。（选填“提高”或“降低”） （3）下图表示克隆猴的培育流程。处理①用的是灭活仙台病毒，起到________的作用。现提供组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂，根据上题中的信息，处理②的操作是_______。 【答案】（1） ①. 显微操作 ②. 无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH、渗透压和气体环境 ③. 桑葚胚或囊胚 ④. 胚胎移植 ⑤. 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 （2） ①. 提高 ②. 提高 （3） ①. 促进细胞融合 ②. 注射组蛋白去乙酰化酶抑制剂和组蛋白去甲基化酶的mRNA 【解析】 【分析】1、动物细胞核移植是用体细胞作为供体细胞进行的细胞核移植，将供核细胞注射到培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞中，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎移植到雌性动物子宫内，就可以孕育出新的个体。 2、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 【小问1详解】 在动物细胞核移植技术中，普遍使用的去核方法是显微操作去核法。体外培养重构胚时，需提供的适宜营养及环境条件包括无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH、渗透压和气体环境等。细胞在体外培养需要与体内相似的环境以维持正常生命活动，无菌无毒可防止杂菌污染和有害物质对细胞的损害，适宜的温度、pH、渗透压保证细胞结构和功能正常，气体环境为细胞呼吸等代谢活动提供原料和排出废物。核移植后的重构胚发育至桑椹胚或囊胚阶段可利用胚胎移植技术转移到代孕母子宫内以获得子代个体。 桑葚胚和囊胚阶段的胚胎具有发育的全能性且细胞未发生明显分化，适合进行胚胎移植，胚胎移植是将早期胚胎移植到受体子宫内的关键技术。从免疫学角度分析，早期胚胎能在受体存活的主要生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。 这是胚胎移植能够成功的重要免疫学原理，保证了外来胚胎在受体子宫内不被免疫系统攻击而正常发育。 【小问2详解】 根据图分析可知，提高组蛋白乙酰化水平和提高组蛋白去甲基化水平有利于相关基因恢复表达，开启细胞核全能性，从而显著提高重构胚的发育率。 从图中可知，组蛋白乙酰化（H3K9ac）和组蛋白去甲基化（去除me3）能使转录激活，恢复基因表达，所以提高这两个水平有助于开启细胞核全能性和提高重构胚发育率。 【小问3详解】 处理①用的是灭活仙台病毒，起到促进细胞融合的作用。灭活仙台病毒是诱导动物细胞融合的常用生物诱导剂，其表面的一些糖蛋白等成分可以促使细胞之间相互融合。现提供组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂，根据题中信息，处理②的操作是注射组蛋白去乙酰化酶抑制剂和组蛋白去甲基化酶的mRNA 。 思路：由（2）中结论可知，提高组蛋白去甲基化水平和抑制组蛋白去乙酰化能开启细胞核全能性，提高重构胚发育率，所以注射组蛋白去乙酰化酶抑制剂可抑制组蛋白去乙酰化，注射组蛋白去甲基化酶的mRNA可在细胞内翻译出相应酶提高组蛋白去甲基化水平。 20. 科研人员欲将斑马鱼的vtg基因（图1）插入Luc基因载体（图2），形成vtg-Luc融合基因重组载体并培育转基因斑马鱼。（注：Luc基因缺乏启动子序列，vtg基因内部无图2中的任何限制酶识别序列。TetR为四环素抗性基因，Sau2aI、EcoRⅠ、HindⅢ、BsrGⅠ、Bcl I为限制酶，→表示转录方向） （1）基因工程的核心步骤是________。为使vtg基因与Luc基因载体正向连接，可选用限制酶______进行双酶切Luc基因载体。 （2）通过PCR获取vtg基因时，需设计合适的引物。依据图1、图2信息，推测引物1包含的碱基序列为_________。 A. 5’-GAATTCAACTAT-3’ B. 5’-GAATTCTTGATA-3’ C. 5’-GATCTTGATA-3’ D. 5’-AAGCTTAACTAT-3’ （3）筛选导入vtg-Luc基因重组载体的大肠杆菌，可将大肠杆菌依次放在含有氨苄青霉素、四环素的培养基中培养，筛选________（选填“能”或“不能”）在含有氨苄青霉素的培养基中生长但_______（选填“能”或“不能”）在含有四环素的培养基中生长的大肠杆菌即为目的菌。 （4）水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白，E蛋白可以激活vtg基因上游的启动子。Luc基因的表达产物是萤火虫荧光素酶，可以催化荧光素氧化产生荧光。请结合上述信息，简述转基因斑马鱼用于检测水体中雌激素污染情况的原理：________。 （5）转基因斑马鱼逃逸可能引发生物安全问题，可考虑采取的措施是_______（答1点）。 【答案】（1） ①. 构建基因表达载体 ②. EcoR I、Hind Ⅲ （2）A （3） ①. 能 ②. 不能 （4）斑马鱼的vtg基因在正常情况下不表达，当水体中有雌激素存在时，斑马鱼vtg基因的启动子被激活，表达Vtg-Luc融合蛋白。在水样中添加荧光素后，Luc催化其产生荧光，根据荧光强度可判断雌激素污染情况 （5）导入不育基因、导入仅导致生殖细胞凋亡的基因等 【解析】 【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； 4、目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 小问1详解】 基因工程的核心步骤是构建基因表达载体。要使vtg基因与Luc基因载体形成重组载体并降低“空载”概率，应选用两种不同的限制酶进行双酶切。已知“Luc基因缺乏启动子序列，而vtg基因内部含有启动子序列”，故应将vtg插入Luc的上游，观察图2，EcoR I和Hind Ⅲ的酶切位点分别位于Luc基因载体的不同位置，用这两种酶双酶切可以满足要求。 【小问2详解】 通过PCR获取vtg基因时，引物需要与模板链互补配对，从图1和图2分析，引物1要与vtg基因的特定区域结合，且要引入与载体酶切位点互补的序列，EcoR Ⅰ的识别序列是5'-GAATTC-3'，观察图中vtg基因的方向和序列，引物1应包含5'-GAATTCAACTAT-3'，这样既能与vtg基因结合，又能在后续与用EcoR Ⅰ酶切后的载体连接，A正确，BCD错误。 故选A。 【小问3详解】 重组载体中含有氨苄青霉素抗性基因，而四环素抗性基因因酶切被破坏，所以导入vtg-Luc基因重组载体的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基中生长，不能在含有四环素的培养基中生长，筛选能在氨苄青霉素培养基中生长，不能在四环素培养基中生长的大肠杆菌即为目的菌。 【小问4详解】 因为水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白，E蛋白可以激活vtg基因上游的启动子，而Luc基因与vtg基因形成融合基因。当水体中有雌激素存在时，斑马鱼vtg基因的启动子被激活，表达Vtg-Luc融合蛋白。在水样中添加荧光素后，Luc催化其产生荧光，根据荧光强度可判断雌激素污染情况，荧光越强，说明水体中雌激素污染越严重 。 【小问5详解】 转基因斑马鱼逃逸可能引发生物安全问题，可考虑采取的措施是导入不育基因、导入仅导致生殖细胞凋亡的基因等，使其高度不育，这样即使逃逸到自然环境中，也不会与野生型斑马鱼杂交导致基因扩散 。 21. 土壤重金属污染会对人类健康造成危害，是严重的环境问题。利用基因工程手段构建重金属富集植物是修复土壤重金属污染的重要方向之一。景天科植物伴矿景天是一种镉富集生物，研究人员将伴矿景天的SpHMA2基因（简称S基因）转入油菜，获得了镉富集转基因油菜。 （1）提取伴矿景天DNA，经PCR扩增S基因，利用凝胶电泳对扩增片段进行鉴定，得到了图1所示的结果（1号泳道为样品，2号泳道为阴性对照）。由于DNA分子片段带负电荷，所以电泳开始前应将_______（正/负）电极插在凝胶板上靠近DNA样品的一端。根据图所示电泳结果，S基因长约________bp，回收S基因。 （2））将S基因导入植物受体细胞常用的方法是农杆菌转化法，因为农杆菌中含有________结构，将构建的农杆菌与野生型油菜外植体共培养，再通过________技术获得转基因油菜植株，该过程中_________两种植物激素的浓度比起着重要作用。 （3）为检测转基因油菜的镉富集能力，将野生型油菜（WT）和三个株系的转基因油菜（S1、S2、S3）种植于含200μM氯化镉的培养液中，10天后分别测定各油菜的镉含量，得到了图2所示的结果（*表示存在显著性差异），该结果说明_________。 （4）科研人员利用人工智能辅助蛋白质结构预测，鉴定得到多种S蛋白，并对其进行改造，获得了获得镉富集能力更强的S蛋白，请完善下列技术或合成流程：新型S蛋白结构→ ________→新型S蛋白。 【答案】（1） ①. 负 ②. 3000 （2） ①. Ti质粒 ②. 植物组织培养 ③. 细胞分裂素、生长素 （3）与野生型油菜相比，转基因油菜镉富集能力明显提高，且S2株富集能力最强 （4）新型S蛋白氨基酸序列→新型S蛋白基因序列→在受体细胞中转录翻译→ 【解析】 【分析】PCR扩增：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此循环多次。 【小问1详解】 电泳过程中，在电场的作用下，带电离子会向着与它所带电荷相反的电极移动，由于DNA分子片段带负电荷，所以电泳开始前应将负电极插在凝胶板上靠近DNA样品的一端，然后向正极移动。1号泳道为样品，依据图示电泳结果，S基因长约3000bp，回收S基因。 【小问2详解】 将S基因导入植物受体细胞常用的方法是农杆菌转化法，因为农杆菌中含有Ti质粒，将构建的农杆菌与野生型油菜外植体共培养，再通过植物组织培养技术获得转基因油菜植株，该过程中生长素和细胞分裂素的浓度比起着重要作用。 【小问3详解】 依据图2可知，三个株系的转基因油菜（S1、S2、S3）种植于含200μM氯化镉的培养液中，10天后分别测定各油菜的镉含量都比野生型油菜（WT）高，且S2株的含量最多，说明转基因油菜镉富集能力明显提高，且S2株的富集能力相对最强。 【小问4详解】 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。所以为获得镉富集能力更强的S蛋白，具体流程应为：新型S蛋白结构新型S蛋白氨基酸序列→新型S蛋白基因序列→在受体细胞中转录翻译→新型S蛋白。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$