精品解析：北京市西城区北京师范大学附属中学2024—2025学年高二下学期期中考试生物试题

北京师大附中2024—2025学年（下）高二期中考试 生物试卷 考生须知 1．本试卷有二道大题，共12页。考试时长90分钟，满分100分。 2．考生务必将答案填写在答题纸上，在试卷上作答无效。 3．考试结束后，考生应将答题纸交回。 一、本大题共15小题，共30分。 1. 仅产于长江中下游的“水中大熊猫”——白鳍豚已多年不见踪迹，为保护长江生态，农业农村部宣布从2020年1月1日0时起开始实施长江十年禁渔计划，下列有关叙述错误的是（ ） A. 该措施体现了保护生物多样性的最有效措施是就地保护 B. 该措施可增大长江水域生态系统中白鳍豚种群的环境容纳量 C. 可建立白鳍豚繁育中心实现对生物多样性的易地保护 D. 该措施使长江生物多样性的直接价值大于间接价值 【答案】D 【解析】 【分析】1、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。 2、保护生物多样性的措施有：一是就地保护，大多是建自然保护区，比如四川卧龙大熊猫自然保护区等；二是迁地保护，大多转移到动物园或植物园，比如，水杉种子带到南京的中山陵植物园种植等；三是开展生物多样性保护的科学研究，制定生物多样性保护的法律和政策；四是开展生物多样性保护方面的宣传和教育。 【详解】A、保护生物多样性的最有效措施是就地保护，如建立自然保护区，实施长江十年禁渔计划，即为建立自然保护区的一种措施，A正确； B、实施长江十年禁渔计划可以改善长江白鳍豚的生活环境，可增大长江水域生态系统中白鳍豚种群的环境容纳量，B正确； C、建立白鳍豚繁育中心是一种易地保护措施，C正确； D、生物多样性的间接价值大于直接价值，D错误。 故选D。 2. 下图为1961~2007年间世界人口数量与生态足迹曲线图。下列叙述错误的是（ ） A. 四十几年间全球生态赤字在逐渐扩大 B. 生活方式变化是全球生态足迹快速上升的主要原因 C. 合理应用现代生物技术可提高全球生态承载力 D. 绿色出行、低碳生活可以降低人均生态足迹 【答案】B 【解析】 【分析】同种生物的生态承载力不是固定不变得，会受到环境的影响，在环境不遭受破坏的情况下，生态承载力会在平均值附近波动。 【详解】A、一个地区的生态承载力小于生态足迹时，出现生态赤字，据图可知，四十几年间全球生态赤字在逐渐扩大，A正确； B、据图可知，人口数量快速增加是全球生态足迹快速上升的主要原因，B错误； C、生态承载力代表了地球提供资源的能力，合理应用现代生物技术可提高全球生态承载力，C正确； D、生态足迹指支持每个人生命所需的生产土地与水源面积，生态足迹和生活方式相关，生活方式不同，生态足迹的大小可能不同，绿色出行、低碳生活可以降低人均生态足迹，D正确。 故选B。 3. 下列传统发酵食品的生产与所用主要微生物及代谢类型对应正确的是（ ） A. 腐乳：毛霉原核生物异养需氧型 B. 泡菜：醋酸菌原核生物异养厌氧型 C. 果酒：酵母菌真核生物异养兼性厌氧型 D. 果醋：乳酸菌原核生物异养厌氧型 【答案】C 【解析】 【分析】腐乳是好氧发酵，主要用的是毛霉，是霉菌。它是利用毛霉产生的蛋白酶分解豆制品中的蛋白质，使用不易消化吸收的大分子蛋白质分解为易于吸收的多肽，并产生多种风味物质。泡菜是厌氧发酵，主要用的是乳酸菌，是细菌。它是利用乳酸菌在厌氧条件下产生乳酸，使蔬菜产生酸味，同时产生多种风味物质。 【详解】A、毛霉是真核生物，而不是原核生物，A错误； B、泡菜制作使用的是乳酸菌，而不是醋酸菌，醋酸菌用于果醋制作，B错误； C、果酒制作利用的是酵母菌，酵母菌属于真核生物，其代谢类型为异养兼性厌氧型，在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精，C正确； D、果醋制作使用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，代谢类型为异养需氧型，而乳酸菌用于泡菜制作，D错误。 故选C。 4. 单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（ ） A. 可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B. 培养基和发酵设备均需高温消毒 C. 发酵过程需控制合适的温度和pH D. 采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 【答案】B 【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技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。 【详解】A、诱变育种可以通过物理、化学等因素诱导微生物发生基因突变，从而有可能获得优良菌种，提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，A正确； B、培养基和发酵设备应该进行灭菌处理，而不是高温消毒，消毒一般只能杀死部分微生物，不能彻底杀灭包括芽孢和孢子在内的所有微生物，灭菌能更彻底地消灭微生物，保证发酵过程不受杂菌污染，B错误； C、不同的微生物发酵需要适宜的温度和pH环境，控制合适的温度和pH有利于微生物的生长和代谢，从而提高单细胞蛋白的产量和品质，该做法合理，C正确； D、采用过滤、沉淀、干燥等方法可以将发酵后的微生物菌体从发酵液等体系中分离出来并进行干燥处理，从而获得单细胞蛋白，该做法合理，D正确。 故选B。 5. 某校学生小组利用植物组织培养技术培育“手指植物”，下列说法错误的是（　　） A. 对健壮的外植体进行消毒后接种 B. 诱导愈伤组织时需要遮光处理 C. 再分化时培养基无需添加有机物 D. 诱导过程需调整植物激素比例 【答案】C 【解析】 【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。 这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。 【详解】A、对健壮的外植体进行消毒后杀灭微生物，后在培养基上进行接种，A正确； B、诱导愈伤组织时需要经过脱分化过程，需要遮光处理，B正确； C、在具有叶片分化之前植物细胞不能进行光合作用，所以植物组织培养再分化过程中需要加入有机营养物质，C错误； D、诱导过程需调整植物激素比例，这与植物正常生长过程中不同阶段体内激素种类和含量不同有关，D正确。 故选C。 6. 图示为我国科学家成功培养得到健康存活的克隆恒河猴的过程，下列叙述错误的是（　　） A. 培养过程涉及到体外受精、动物细胞培养和显微注射等技术 B. 细胞核在受体细胞中不能完全恢复分化前功能导致克隆成功率低 C. 胚胎移植前可用滋养层乙的细胞对克隆的恒河猴进行遗传筛查 D. 该技术可获得特定疾病模型的恒河猴用于评估药物有效性 【答案】C 【解析】 【分析】胚胎移植的生理基础（1） 供体与受体相同的生理变化，为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境；(2）胚胎在早期母体中处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能；（3） 子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；(4)胚胎遗传性状不受受体任何影响。 【详解】A、图示将甲的内细胞团注入到乙的去内细胞团胚胎中，培养过程涉及到体外受精、动物细胞培养和显微注射等技术，A正确； B、细胞核的功能受到细胞质的影响，细胞核在受体细胞中不能完全恢复分化前功能导致克隆成功率低，B正确； C、移植后的胚胎内细胞团来自甲，内细胞团将发育成完整的克隆恒河猴胚胎，因此胚胎移植前用滋养层乙的细胞不能对克隆的恒河猴进行遗传筛查，C错误； D、该技术可获得特定疾病模型的恒河猴，构建动物模型，可用于评估药物有效性，D正确。 故选C。 7. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将来自杨树的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，进行PCR扩增时应选择的引物组合是（ ） A. ①+③ B. ③+④ C. ③+② D. ①+② 【答案】D 【解析】 【分析】根据图示中引物的位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②和④扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。 【详解】图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①+④或①+②，D正确，ABC错误。 故选D。 8. 某遗传病的正常基因和突变基因单链片段如图1，研究人员拟用PCR 扩增2种基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点如图2）酶切，检测基因突变情况。下列叙述不正确的是（　　） A. PCR 可以用5´-GGCATG-3´作为其中一条引物 B. PCR 反应体系中需要添加耐高温的DNA 聚合酶 C. 限制酶酶切后形成的末端为-GATG- D. 限制酶酶切后突变基因不会形成两个片段 【答案】C 【解析】 【分析】多聚酶链式反应扩增DNA片段： PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。 【详解】A、DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的，据此可知，PCR 可以用5´-GGCATG-3´作为其中一条引物，A正确； B、PCR反应体系中需要加入脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和缓冲液等，B正确； C、由图2可知，限制酶酶切后形成的末端为平末端，C错误； D、限制酶酶切后突变基因不会形成两个片段，因为从图中可以看出，突变基因发生了碱基对的替换，使得突变基因中没有了该限制酶的识别序列，D正确。 故选C。 9. 酵母人工染色体pYAC2是以酵母菌为受体细胞构建基因文库时的常用载体。下图为pYAC2的结构示意图，导入受体细胞前用限制酶BamHⅠ切割可使其成为线性的染色体。pYAC2适配的受体菌菌落呈红色，sup4基因表达能够抑制其性状表现，使菌落呈白色。相关叙述错误的是（ ） A. 导入pYAC2的受体菌能够在不含色氨酸的培养基中生存 B. 用BamHⅠ切割pYAC2后，TEL端粒序列位于染色体的两端 C. 着丝粒序列CEN4的存在可防止pYAC2在细胞分裂中丢失 D. 将带有目的基因的重组pYAC2导入受体菌后应挑选白色菌落 【答案】D 【解析】 【分析】载体：除质粒外，还有噬菌体和动植物病毒等。质粒作为载体的条件：①有一个至多个限制酶酶切位点；②进入受体细胞后能自我复制或整合到宿主细胞DNA上进行同步复制；③有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。 【详解】A、pYAC2上含有TRP1（色氨酸合成酶基因），导入pYAC2的受体菌能够合成色氨酸，能够在不含色氨酸的培养基中生存，A正确； B、pYAC2上有两个BamHⅠ切割位点，用BamHⅠ切割后，pYAC2成为线性的染色体，TEL端粒序列位于染色体的两端，B正确； C、着丝粒是确保细胞分裂时染色体正确分离的重要结构，pYAC2上的CEN4（着丝粒序列）可防止pYAC2在细胞分裂中丢失，C正确； D、分析题图可知，目的基因插入会破坏sup4基因，导致sup4基因不能表达，故pYAC2适配的受体菌菌落仍呈红色，将带有目的基因的重组pYAC2导入受体菌后应挑选红色菌落，D错误。 故选D。 10. DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，下列各项中，不能与之形成杂交分子的是（ ） A. 此人胰岛A细胞中的DNA B. 此人胰岛B细胞中的mRNA C. 此人肝细胞中的DNA D. 此人胰岛A细胞中的mRNA 【答案】D 【解析】 【分析】DNA探针是具有放射性标记的单链DNA分子，可以和相应的DNA片段杂交，也可以和相应的RNA片段杂交。 【详解】AC、体细胞都是受精卵有丝分裂产生的，具有全部的遗传信息，胰岛A细胞和肝脏细胞中含有胰岛素基因，可以和胰岛素基因制成的探针形成杂交分子，AC正确； B、胰岛B细胞中，胰岛素基因转录出mRNA，可以与胰岛素基因制成的探针形成杂交分子，B正确； D、由于基因的选择性表达，胰岛A细胞中胰岛素基因不表达，不含有胰岛素基因的mRNA，不能与胰岛素基因制成的探针形成杂交分子，D错误。 故选D。 11. 目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列相关说法错误的是（ ） A. 构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起 B. 在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因 C. 与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制 D. 用显微注射技术将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物 【答案】B 【解析】 【分析】转基因动物生产药物： （1）基因来源：药用蛋白基因+乳腺组织特异性表达的启动子（原理：基因的选择性表达）。 （2）成果：乳腺生物反应器。 （3）过程：将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，最终培育的转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁产生所需要的药物。 （4）只有在产下雌性动物个体中，转入的基因才能表达。 【详解】A、构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，A正确； B、药用蛋白基因存在于该转基因羊所有细胞中，只是在乳腺细胞或膀胱上皮细胞中选择性表达，B错误； C、雌性山羊发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受羊生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，C正确； D、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D正确。 故选B。 12. GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP 基因为材料进行设计和改造，获得了能发黄色荧光的蛋白（YFP），与 GFP 相比，YFP 第 203位苏氨酸变为酪氨酸。下列叙述不正确的是（　　） A. 获得 YFP 的技术称为蛋白质工程 B. 上述技术的操作对象为相关基因 C. 根据氨基酸序列推测的 YFP 基因序列可能不唯一 D. 获得 YFP 无需经过转录和翻译的过程 【答案】D 【解析】 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。蛋白质工程的操作对象是基因，因而被称为第二代基因工程。 【详解】A、科研人员以GFP 基因为材料进行设计和改造，获得了能发黄色荧光蛋白，该技术称为蛋白质工程，A正确； B、上述技术涉及到蛋白质工程，其操作对象为相关基因，即需要对相关基因进行修饰和合成，B正确； C、由于密码子具有简并性，因此，根据氨基酸序列推测的 YFP 基因序列可能不唯一，C正确； D、基因表达过程包括转录和翻译两个步骤，YFP的化学本质是蛋白质，其合成过成需要经过转录和翻译两个步骤，D错误。 故选D。 13. 下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述，不正确的是（ ） A. 可选择香蕉、菜花、猪血等新鲜材料提取DNA B. 加入预冷的酒精溶液后析出的丝状物是DNA C. 提取的DNA可溶解在2 mol/L的NaCl溶液中 D. 使用二苯胺试剂鉴定DNA时需要沸水浴加热 【答案】A 【解析】 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是： ①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的； ②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离； ③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性，蛋白酶能水解蛋白质，但是不能水解DNA，蛋白质不能耐受较高温度，DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜，但是对DNA没有影响； ④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，没有DNA，因此不能作为提取DNA的材料，A错误； B、DNA不溶于95%的冷酒精，加入预冷的酒精溶液后析出的丝状物是DNA，B正确； C、当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，随着NaCl溶液浓度增加，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随着NaCl溶液浓度增加，DNA的溶解度升高，因此提取的DNA可溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，C正确； D、在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色，D正确。 故选A。 14. 利用PCR可以在体外进行DNA片段扩增，下列叙述错误的是（ ） A. 通过改变体系中的温度，控制PCR的反应进程 B. PCR是酶促反应，需加入解旋酶和DNA-聚合酶 C. 通过引物的设计可以做到选择性扩增DNA片段 D. 根据DNA分子的大小和构象，通过电泳鉴定产物 【答案】B 【解析】 【分析】PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的；实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程；DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 【详解】A、PCR反应中，每次循环一般分为变性（超过90℃）、复性（50℃左右）和延伸（72℃左右），所以通过改变体系中的温度，控制PCR的反应进程，A正确； B、PCR是酶促反应，需加入耐高温的DNA聚合酶，不需要加解旋酶，B错误； C、PCR技术可在生物体外复制特定的DNA片段，其中“特定DNA片段”是指两引物之间的DNA序列，所以通过引物的设计可以做到选择性扩增DNA片段，C正确； D、DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关，故根据DNA分子的大小和构象，通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物，D正确。 故选B。 15. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是（ ） A. 基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因 B. 胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义 C. 诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞 D. 用选择培养基筛选微生物时，实验组接种微生物，对照组不接种 【答案】B 【解析】 【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基。 【详解】A、基因工程中利用标记基因筛选出的细胞，只是含有运载体（如质粒），但不一定都含有目的基因。因为运载体导入细胞后，可能存在目的基因未成功连接到运载体上，或者连接成功的运载体未进入细胞等情况，A错误； B、在胚胎移植前进行性别鉴定，能够按照人们的需求，人工控制动物的性别，比如在一些畜牧业生产中，根据生产目的选择特定性别的胚胎进行移植，这对于人工控制动物的性别具有重要意义，B正确； C、诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁只能判断原生质体是否融合成功以及融合后的细胞是否具有完整的细胞壁结构，但不能筛选出杂种融合细胞。筛选杂种融合细胞一般需要利用选择培养基等方法，根据杂种细胞与其他细胞在生长特性等方面的差异来进行筛选，C错误； D、用选择培养基筛选微生物时，实验组和对照组都要接种微生物，对照组使用的是普通培养基，通过对比实验组（选择培养基）和对照组（普通培养基）上微生物的生长情况，才能判断选择培养基是否起到了筛选作用，D错误。 故选B。 二、本大题共6小题，共70分。 16. 充分挖掘核桃园农业生态系统的价值，探索新型生产经营模式，对核桃产业升级具有重要意义。 （1）与天然核桃林相比，核桃种植园区的生物组分较少，营养结构简单，______能力较弱，______稳定性较低，因此需人工维持和管理。 （2）某些地区尝试推广“猪-沼-果”生态循环模式，以减少化肥的使用。 ①为探究沼液、沼渣作为有机沼肥是否可提高核桃产量，研究者进行了相关实验，结果如下： 分组 土壤中 叶绿素含量（mg/L） 平均单叶宽（cm） 平均单叶长（cm） 产量（kg/亩） 速效氮（mg/kg） 速效磷（mg/kg） 速效钾（mg/kg） 实验组 56 4.94 356.1 2.056 6.92 14.26 29.86 对照组 42.7 4.55 317.4 1.789 6.93 13.85 25.03 请根据实验结果分析有机沼肥提高核桃产量的可能机制______。 ②生态农业已成为现代农业发展的趋势。请以“果树”“沼气池”“猪”“农户”为关键词，构建该地的生态农业模式图______（用箭头及文字说明）。 ③采用沼肥代替化肥进行农业生产，主要体现了______的生态工程原理。 （3）除“猪-沼-果”模式外，还有“果-草-禽”“果-鹅-渔”等多种模式。下列说法合理的是______。 A. 交通不畅、燃料缺乏和经济相对落后的丘陵山地可推广“猪-沼-果”模式 B. “果-草-禽”模式应用的技术操作简单，可在果园虫害严重地区推广 C. 水资源比较充裕，并有池塘的农户可推广“果-鹅-渔”模式 D. 生态循环农业应把经济效益放在首位，注重农产品的产量和品质 E. 无论哪种模式都应考虑到除核桃以外其他产品的市场需求 【答案】（1） ①. 自我调节 ②. 抵抗力 （2） ①. 沼肥有效提高土壤中氮磷钾的含量，一方面促进叶绿素的合成，一方面促进叶片生长。通过提高光合积累有机物，提高核桃产量 ②. ③. 循环（和自生） （3）ABCE 【解析】 【分析】生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益。它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。 【小问1详解】 与天然核桃林相比，核桃种植园区的生物组分较少，营养结构简单，生态系统的自我调节能力较弱，抵抗力稳定性较低，容易受到外界因素的干扰而被破坏，因此需人工维持和管理。 【小问2详解】 ①根据表格数据可知，实验组中速效氮、速效磷和速效钾的含量均高于对照组，叶绿素含量、平均单叶长也高于对照组，导致实验组的产量高于对照组，因此可推测有机沼肥提高核桃产量的可能机制为：沼肥有效提高土壤中氮磷钾的含量，一方面促进叶绿素的合成，一方面促进叶片生长，通过提高光合积累有机物，提高核桃产量。 ②生态农业中通过提高废物的利用可减少污染，因此以“果树”“沼气池”“猪”“农户”为关键词，构建的生态农业模式图为 。 ③采用沼肥代替化肥进行农业生产，实现了物质循环利用，因此主要体现了循环的生态工程原理。 【小问3详解】 A、交通不畅、燃料缺乏和经济相对落后的丘陵山地需要解决燃料和提高经济收入的问题，可推广“猪-沼-果”模式，A正确； B、“果-草-禽”模式应用的技术操作简单，其利用家禽控制虫害，因此可在果园虫害严重地区推广，B正确； C、水资源比较充裕，并有池塘的农户借助水资源发展渔业可提高经济收入，因此可推广“果-鹅-渔”模式，C正确； D、生态循环农业系统的建立，必须统筹兼顾，因地制宜，合理布局，应重视生态环境保护与经济效益结合，D错误； E、无论哪种模式都应考虑到除核桃以外其他产品的市场需求，以保证产品的输出，E正确。 故选ABCE。 17. 紫花苜蓿是畜牧业重要的饲料来源，但易受平头刺盘孢菌(一种真菌)等病原体侵害。拟筛选能抑制平头刺盘孢菌的微生物，并探究其机理，为进一步生产应用提供依据。 （1）从健康苜蓿根部采集10g土壤样品，加入90mL的________制备土壤悬液，进行梯度稀释后取10-8浓度的样品悬液，采用________法接种至细菌LB培养基中培养。长出单菌落后，将形态不同的单菌落进行分离并纯培养，得到多种纯化的待测菌。 （2）筛选目标菌：拓取直径6mm的平头刺盘孢菌菌饼，置于实验平板中心，在菌饼周围四个十字位点接种纯化后的待测细菌（图1），于25℃培养箱中培养7天，通过测定菌饼直径并计算抑菌率，筛选得到目标菌X。 ① 该实验应以________的平板为对照。 ② 若对照菌饼直径为R（mm），实验菌饼直径为r（mm），则菌落生长抑制率为________×100%。 （3）初步鉴定表明菌株X为一种芽孢杆菌。研究者推测，X可能产生了某种抑菌活性物质来抑制病原菌的生长。芽孢杆菌产生的抑菌物种类繁多，可分为挥发性物质和非挥发性物质。为探究X产生的抑菌物的种类，进行实验，处理如下表，结果如图2。 培养皿 A1 B1 A2 B2 左侧 加入细菌LB培养基 ？ ？ 小孔中加入培养过X的无菌滤液 右侧 相同位置接种等量平头刺盘孢菌 A1、B1右侧和A2、B2均加入真菌马铃薯琼脂培养基 ① B1左侧处理应为________，A2左侧小孔中应加入________。 ② 分析图2结果，研究者得出结论：X产生的抑菌物为一种非挥发性物质。得出结论的依据是________。 【答案】（1） ①. 无菌水 ②. 涂布平板 （2） ①. 置入相同直径的平头刺盘孢菌菌饼但不接种细菌 ②. （R-r）/(R-6) （3） ①. 加入细菌LB培养基并接种X ②. LB（无菌）培养液 ③. A1与B1两组平头刺盘孢菌菌饼直径差异不显著，但A2与B2两组菌落直径差异显著 【解析】 【分析】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。 【小问1详解】 微生物培养时应注意无菌操作，故需要加入无菌水进行稀释；据图可知，菌落生长较为均匀，故接种方法是涂布平板。 【小问2详解】 ①为确保培养基未被污染，该实验应以置入相同直径的平头刺盘孢菌菌饼但不接种细菌的平板为对照：若空白培养基没有菌落生成，证明培养基未被污染。 ② 分析题意，拓取直径6mm的平头刺盘孢菌菌饼，置于实验平板中心，则R-6即为菌落的正常生长范围，而实验菌饼直径为r，R-r表示抑制生长的范围，则菌落生长抑制率为（R-r）/(R-6)×100%。 【小问3详解】 ①分析题意，本实验目的是探究X产生的抑菌物的种类，实验设计应遵循对照与单一变量原则，A1左侧加入细菌LB培养基，结合图2实验结果可知，A1左侧无菌落，而B1左侧有菌落生长，则B1左侧加入细菌LB培养基并接种X；A2左侧小孔中应加入LB（无菌）培养液以形成对照。 ②据图可知，A1与B1两组平头刺盘孢菌菌饼直径差异不显著，但A2与B2两组菌落直径差异显著，故推测X产生的抑菌物为一种非挥发性物质。 18. 甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽，是调节钙磷代谢的主要激素之一。临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体（单抗），并建立定量检测PTH的方法。 （1）PTH在甲状旁腺细胞的________上合成，通过________作用分泌到细胞外。 （2）人工合成PTH肽链1~25氨基酸组成的多肽（A）和39~84氨基酸组成的多肽（B），分别用A、B多次免疫小鼠。 ① 取免疫后小鼠的血清，以________的血清为阴性对照，检测血清中抗PTH抗体的效价（效价越高表明免疫效果越好），以确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞。 ② 取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合，加入聚乙二醇促进________，并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行________，经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。 ③ 将5个杂交瘤细胞株分别注射到________，一段时间后分离获得抗PTH单抗（用A免疫后筛选出A1，用B免疫后筛选出的B1、B2、B3、B4）。 （3）经抗体配对检测后，筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体，用辣根过氧化物酶标记A1，建立定量检测PTH的方法（如图）。 ① 据图分析，捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是________。 ② 因为在一定范围内________，所以可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。 （4）研究表明，人体内除全长PTH外，还存在PTH的7~84 氨基酸肽段，它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血清中全长PTH的含量，请对上述检测方法提出改进建议____。 【答案】（1） ①. 核糖体 ②. 胞吐 （2） ①. 免疫前小鼠 ②. 细胞融合 ③. 克隆化培养、抗体检测 ④. 小鼠腹腔 （3） ①. 捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的不同位点 ②. 棕色的深浅与样品中 PTH含量呈正相关 （4）制备针对 PTH 1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体，避免7~84肽段的干扰 【解析】 【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。 【小问1详解】 分析题意可知，甲状旁腺激素(PTH)是一种多肽，多肽的合成场所是核糖体；多肽属于大分子物质，分泌到细胞外的方式是胞吐。 【小问2详解】 ①为确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞，需要用免疫后小鼠的血清与免疫前小鼠作对照，以检测血清中抗PTH抗体的效价。 ②聚乙二醇可促进动物细胞的融合；单克隆抗体制备过程中，有两次筛选，其中第二次筛选是对获得的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。 ③单克隆抗体制备时既可进行体内培养也可在体外培养，其中体内培养是将杂交瘤细胞株分别注射到小鼠腹腔，一段时间后分离获得抗PTH单抗。 【小问3详解】 ① 据图分析，捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是：捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的不同位点。 ②据图可知，PTH与捕获抗体结合后，再加入酶标抗体。经洗涤丙加入底物后可产生棕色底物，且在一定范围内棕色的深浅与样品中 PTH含量呈正相关，故可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。 【小问4详解】 分析题意，人体内除全长PTH外，还存在PTH的7~84 氨基酸肽段，它与全长PTH的生物学功能完全相反，即7~84 氨基酸肽段的存在会干扰上述检测结果的准确性，故应制备针对 PTH 1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体，避免7~84肽段的干扰。 19. 土壤盐碱化问题已经成为全球性难题，培育耐盐碱农作物是解决人类粮食安全和农业发展的重要途径。 （1）为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1作用，研究人员构建过表达植株（AT1-OE）。以高粱cDNA为模板，利用_____方法获取目的基因。如图1，选取最佳限制酶_____处理目的基因和质粒，构建重组质粒并转入农杆菌。将转化成功的农杆菌与高粱愈伤组织共培养，筛选T-DNA成功转入的愈伤组织，使用既能杀死原核细胞，又能杀死真核细胞的潮霉素，效果优于仅能杀死原核细胞的抗生素（如卡那霉素），原因是_____。进一步筛选获得所需愈伤组织，经_____发育成完整植株。同时构建基因敲除植株（AT1-KO）。 （2）检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量，结果发现：相比野生型植株，AT1-KO植株_____，AT1-OE植株表型相反，说明AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用。 （3）高碱条件下，植物细胞内H2O2含量升高，推测AT1可能与运输H2O2的通道蛋白PIP2有相互作用。利用免疫共沉淀方法进行研究，实验原理如图2，若靶蛋白A和待测蛋白B有相互作用，用磁珠偶联抗A抗体使A沉淀，则B也会被沉淀下来。利用抗GFP抗体与磁珠偶联，对实验组和对照组总蛋白进行免疫共沉淀，实验结果如图3。 ①检测总蛋白的目的是_____。 ②通过条带_____可以判断，AT1与PIP2有相互作用。若想进一步验证该相互作用，可用_____抗体与新磁珠偶联再次进行实验。 （4）细胞内过量的H2O2积累会导致氧化应激，从而导致植物细胞死亡，降低植物存活率。研究显示PIP2磷酸化能够促进H2O2外排。综合上述信息，解释敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因是_____。 【答案】（1） ①. PCR ②. BamH I和EcoR I ③. 未转入T-DNA的植物细胞无法生长 ④. 再分化 （2）幼苗长势好、作物产量高 （3） ①. 确保免疫共沉淀前的样品中有靶蛋白A和待测蛋白B ②. 3 ③. 抗PIP2 （4）高碱环境中AT1与PIP2相互作用抑制其磷酸化，从而抑制H2O2外排，导致植物细胞死亡；敲除AT1基因后，PIP2磷酸化上升，促进H2O2外排，作物存活率提高。 【解析】 【分析】基因工程的基本原理是让目的基因在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、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。 【小问1详解】 以高粱cDNA为模板，利用PCR技术可获得目的基因；为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，需要用两种酶进行切割，据图可知，XhoI会破坏标记基因，故不能选择，结合目的基因和质粒的限制酶位点可知，BamH I和EcoR I为最佳限制酶；T-DNA能够将目的基因导入受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上，故使用既能杀死原核细胞，又能杀死真核细胞的潮霉素筛选时，未转入T-DNA的植物细胞无法生长，筛选效果会优于仅能杀死原核细胞的抗生素；植物组织培养过程中，由愈伤组织培育为完整植株的过程是再分化。 【小问2详解】 分析题意可知，基因敲除植株是AT1-KO，而过表达植株是AT1-OE，野生型是对照组，若AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用，则预期结果应为：相比野生型植株，AT1-KO植株幼苗长势好、作物产量高，AT1-OE植株表型相反。 【小问3详解】 ①结合题意“若靶蛋白A和待测蛋白B有相互作用，用磁珠偶联抗A杭体使A沉淀，则B也会被沉淀下来”可知，该过程中靶蛋白A和待测蛋白B是重要检测目标，故检测总蛋白目的是确保免疫共沉淀前的样品中有靶蛋白A和待测蛋白B。 ②据图可知，对总蛋白进行抗PIP2抗体检测时对照组和实验组均有条带3出现，转入空质粒的对照组对免疫共沉淀蛋白进行抗PIP2抗体检测时无条带3出现，而转入重组质粒的实验组有条带3出现，说明AT1与PIP2有相互作用，能够相互反应、结合；由于实验假设是AT1可能与运输H2O2的通道蛋白PIP2有相互作用，若想进一步验证该相互作用，可用抗PIP2抗体与新磁珠偶联再次进行实验。 【小问4详解】 分析题意，PIP2磷酸化能够促进H2O2外排，综合上述信息，敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因是：碱环境中AT1与PIP2相互作用抑制其磷酸化，从而抑制H2O2外排，导致植物细胞死亡；敲除AT1基因后，PIP2磷酸化上升，促进H2O2外排，作物存活率提高。 20. 疫霉菌感染会造成辣椒严重减产，科研人员开展相关研究 （1）红光可以激活光敏色素，进而促进相关蛋白（如H蛋白）的合成，调节植物体对病原菌的响应。已知水杨酸（SA）可以抵御疫霉菌侵染，科研人员测定辣椒叶片中的SA含量，如图1。据此分析，两种不同光处理后，辣椒感染程度不同的原因是________。 （2）已知P酶催化合成SA。研究发现，正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白；若发生感染，4天后叶片中的H蛋白含量显著升高。额外施加红光处理感染叶片，H蛋白在1小时内可达到相同水平。科研人员推测，H蛋白可能调控P基因表达P酶。为验证上述推测，开展如下实验。 实验一：进行如图2所示转基因操作，随后用荧光素处理获得的转基因辣椒叶片，检测荧光素酶催化荧光素发出的荧光，结果显示，与对照组相比，转基因植株荧光强度较高。 图2中，质粒上甲、乙、丙处依次应为________（填选项前字母）。 a．P基因启动子 b．组成型启动子 c．H基因启动子 d．P基因 e．H基因 f．荧光素酶基因 注：组成型启动子能够调控基因在全部组织中稳定转录。 实验二：将不同组分混合保温后，电泳检测标记条带如图3。本实验中的X是_________（填选项前字母）。结果表明，H蛋白直接结合P基因启动子。 a．标记的P基因启动子 b．未标记的P基因启动子 c．标记的无关基因启动子 d．未标记的无关基因启动子 （3）证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论，实验一比实验二更具有说服力，体现在________。 （4）结合以上研究，请提出一种减轻疫霉菌感染造成减产的措施________。 【答案】（1）感染和未感染时，红光处理组的SA含量均高于白光处理组，能有效抵御疫霉菌感染 （2） ①. a、f、e ②. b （3）实验一是植物体内实验，荧光强度的检测结果可反映H蛋白促进P基因的表达；实验二是体外实验，不能判断H蛋白对P基因的调控方向 （4）参考样例：给辣椒植株适当增加红光照射；向辣椒植株适时适量喷施SA溶液；培育H基因或P基因过表达的辣椒品种。 【解析】 【分析】1、植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。 2、红光可以激活光敏色素，引起光敏色素空间结构的改变，进而促进相关蛋白(如H蛋白)的合成，调节植物体对病原菌的响应。 【小问1详解】 已知水杨酸(SA)可以抵御疫霉菌侵染，科研人员测定辣椒叶片中的SA含量，图中结果显示，感染和未感染时，红光处理组的SA含量均高于白光处理组，据此推测两种不同光处理后，辣椒感染程度不同的原因是红光处理组的SA含量高，因而有效抵御疫霉菌感染。 【小问2详解】 基因表达载体应该有的结构有启动子、终止子、目的基因、标记基因等；题意显示，P酶催化合成SA，正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白，若发生感染，4天后叶片中的H蛋白含量显著升高，H蛋白可能作用于P基因的启动子，调控P基因表达P酶，为了验证上述推测，需要通过质粒2将H基因转入辣椒叶片，同时需要通过质粒1转入P基因启动子和荧光素酶基因以便用于检测，因此，图2质粒上甲、乙、丙处依次应为P基因启动子、荧光素酶基因、H基因。结果显示，与对照组相比，转基因植株荧光强度较高，该结果可推测H基因促进了P基因的表达。将不同组分混合保温后，电泳检测标记条带如图3。本实验的结果表明，H蛋白可直接结合P基因的启动子，又知探针是带有标记的，因此这里的P基因启动子不需要标记，因此，本实验中的X是（b）未标记的P基因启动子，实验结果表明，随着P基因启动子的含量增加，H蛋白与未标记的P基因启动子结合更多，与标记探针结合逐渐较少，最后几乎都与未标记的P基因启动子结合，所以没有条带了，因而可证明H蛋白直接结合P基因启动子，进而调控P基因的表达。 【小问3详解】 证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论，实验一比实验二更具有说服力，这是因为实验一是植物体内实验，即实验中具有了活体环境，实验中荧光强度的检测结果可反映H蛋白促进P基因的表达；而实验二是体外实验，不能判断H蛋白对P基因的调控方向，只能确定H蛋白与P基因的启动子进行了结合。 【小问4详解】 上述研究表明，细胞中SA含量的增加可以抵御疫霉菌侵染，因此需要设法促进辣椒细胞中SA的合成，SA的合成受红光调控；又有研究表明，与SA合成相关的基因有P基因和H基因，且H基因的表达产物能促进P基因的表达，据此设计的减轻疫霉菌感染造成减产的措施如下：给辣椒植株适当增加红光照射（可增加SA的含量）；向辣椒植株适时适量喷施SA溶液；培育H基因或P基因过表达的辣椒品种。 21. 学习以下材料，回答（1）～（4）。 miR399基因调控柑橘胞质杂种雄性不育 柑橘在我国南方广泛种植，无核是品种改良的主要目标之一。大多数柑橘都可单性结实（果实没有种子也能正常发育）。华柚2号是通过植物体细胞杂交技术获得的优良雄性不育无核种，属非对称融合的胞质杂种，其细胞核基因组全部来自叶肉亲本（HBP），而线粒体基因组来自愈伤亲本（G1）。育种程序如图1： 研究者以HBP为对照，探究华柚2号雄性不育机理。经分析获得多个差异表达基因，其中miR399基因在华柚2号花器官的不同发育时期表达均下调，它通过识别靶基因的响应元件（MRE）后剪切靶基因mRNA来调控花器官发育及花粉育性。为确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因，研究者通过在增强启动子35S下游连接不同的基因片段（a~e，如下表）构建了5种表达载体，将不同的表达载体组合转入烟草细胞。GFP（绿色荧光蛋白基因）正常表达即可在紫外光下观察到叶片发绿色荧光。 编号 35S-基因片段 a 35S b 35S-miR399 c 35S-UB-GFP d 35S-突变MRE-GFP e 35S-Cs-GFP 图2结果表明，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，从而调控发育。SE基因可以抑制花药表面开张，使花药难以开裂释放花粉；CE基因的过表达使花瓣和雄蕊形态异常。研究者通过裂解荧光素酶互补实验证实了SE蛋白和CE蛋白均为UB蛋白的互作蛋白，实验原理为：将萤火虫的荧光素酶分成无活性的N端和C端两段蛋白，将N端和C端各融合不同待测蛋白，如果这两个待测蛋白存在互作，那么荧光素的N和C端将在空间上靠近而恢复活性，催化底物产生荧光。通过检测荧光来判断两蛋白是否存在互作。 缺磷（Pi）会使植物相关代谢受到影响，导致花药发育异常从而表现雄性不育。转TM基因（miR399抑制基因）柑橘的总磷含量出现了显著的下调，其Pi转运基因（PHT）表达下调，有机磷释放基因（PAP）表达上调。 综上所述，本研究解析了miR399-UB轴调控柑橘花器官发育和雄性不育的分子机理，在基因表达和代谢等不同水平揭示了miR399调控柑橘生殖发育的机制，为继续培养无核柑橘提供了理论支持。 （1）图1中①过程常用______处理亲本细胞，④过程需要用到______技术。 （2）图2中的实验组为b+c和______组。结果说明UB是miR399的靶基因而Cs不是，得出此结论的依据是________________________。 （3）研究者还检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量，结果为____________。进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。 （4）在确定SE和CE是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中，能够检测到发荧光的转基因植物导入的质粒组合应该是______。 （5）请综合以上信息，完善miR399-UB途径调控柑橘雄性不育的模型。 _______ 【答案】（1） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 植物组织培养 （2） ①. b+e ②. b+c组比对照组（a+c）荧光颜色浅；b+e与对照组（a+e）荧光强度接近 （3）与野生型相比，转TM基因烟草miR399的表达量下降，UB基因的表达量上升 （4）“1、4”/“2、3” （5）①上调 ②PHT ③PAP 【解析】 【分析】植物体细胞杂交，是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。 【小问1详解】 图1中①过程是用酶解法去除细胞的细胞壁，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，可采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；④过程是由一个细胞形成一个个体，故需要用到植物组织培养技术。 【小问2详解】 确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因，自变量应为UB或Cs的有无，图2中的实验组为b+c和b+e组。b+c组比对照组（a+c）荧光颜色浅；b+e与对照组（a+e）荧光强度接近，说明UB是miR399的靶基因而Cs不是。 【小问3详解】 TM基因为miR399抑制基因，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，研究者检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量，结果为与野生型相比，转TM基因烟草miR399的表达量下降，UB基因的表达量上升，进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。 【小问4详解】 在确定SE和CE均是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中，能使转基因植物发荧光的质粒组合应同时含有荧光素酶基因的N端和C端，且荧光素酶基因的N端或C端分别与UB基因或其作用蛋白基因结合，据图可知“1、4”/“2、3”符合要求。 【小问5详解】 根据题意可知，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，miR399表达下调，UB基因的表达量会上调；转TM基因（miR399抑制基因）柑橘的总磷含量出现了显著的下调，其Pi转运基因（PHT）表达下调，有机磷释放基因（PAP）表达上调。 【点睛】本题考查基因工程、植物体细胞杂交技术等相关知识，意在考查考生识记和理解能力，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北京师大附中2024—2025学年（下）高二期中考试 生物试卷 考生须知 1．本试卷有二道大题，共12页。考试时长90分钟，满分100分。 2．考生务必将答案填写在答题纸上，在试卷上作答无效。 3．考试结束后，考生应将答题纸交回。 一、本大题共15小题，共30分。 1. 仅产于长江中下游的“水中大熊猫”——白鳍豚已多年不见踪迹，为保护长江生态，农业农村部宣布从2020年1月1日0时起开始实施长江十年禁渔计划，下列有关叙述错误的是（ ） A. 该措施体现了保护生物多样性的最有效措施是就地保护 B. 该措施可增大长江水域生态系统中白鳍豚种群的环境容纳量 C. 可建立白鳍豚繁育中心实现对生物多样性的易地保护 D. 该措施使长江生物多样性的直接价值大于间接价值 2. 下图为1961~2007年间世界人口数量与生态足迹曲线图。下列叙述错误的是（ ） A. 四十几年间全球生态赤字在逐渐扩大 B. 生活方式变化是全球生态足迹快速上升主要原因 C. 合理应用现代生物技术可提高全球生态承载力 D. 绿色出行、低碳生活可以降低人均生态足迹 3. 下列传统发酵食品的生产与所用主要微生物及代谢类型对应正确的是（ ） A. 腐乳：毛霉原核生物异养需氧型 B. 泡菜：醋酸菌原核生物异养厌氧型 C. 果酒：酵母菌真核生物异养兼性厌氧型 D. 果醋：乳酸菌原核生物异养厌氧型 4. 单细胞蛋白即微生物菌体，是一种新型的蛋白质来源，利用发酵工程能提高其产量和品质。下列工艺流程中不合理的是（ ） A. 可通过诱变育种等手段获得优良菌种 B. 培养基和发酵设备均需高温消毒 C. 发酵过程需控制合适的温度和pH D. 采用过滤、沉淀、干燥等方法获得菌体 5. 某校学生小组利用植物组织培养技术培育“手指植物”，下列说法错误的是（　　） A. 对健壮的外植体进行消毒后接种 B. 诱导愈伤组织时需要遮光处理 C. 再分化时培养基无需添加有机物 D. 诱导过程需调整植物激素比例 6. 图示为我国科学家成功培养得到健康存活的克隆恒河猴的过程，下列叙述错误的是（　　） A. 培养过程涉及到体外受精、动物细胞培养和显微注射等技术 B. 细胞核在受体细胞中不能完全恢复分化前功能导致克隆成功率低 C. 胚胎移植前可用滋养层乙的细胞对克隆的恒河猴进行遗传筛查 D. 该技术可获得特定疾病模型的恒河猴用于评估药物有效性 7. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将来自杨树的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，进行PCR扩增时应选择的引物组合是（ ） A. ①+③ B. ③+④ C. ③+② D. ①+② 8. 某遗传病的正常基因和突变基因单链片段如图1，研究人员拟用PCR 扩增2种基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点如图2）酶切，检测基因突变情况。下列叙述不正确的是（　　） A. PCR 可以用5´-GGCATG-3´作为其中一条引物 B. PCR 反应体系中需要添加耐高温的DNA 聚合酶 C. 限制酶酶切后形成的末端为-GATG- D. 限制酶酶切后突变基因不会形成两个片段 9. 酵母人工染色体pYAC2是以酵母菌为受体细胞构建基因文库时的常用载体。下图为pYAC2的结构示意图，导入受体细胞前用限制酶BamHⅠ切割可使其成为线性的染色体。pYAC2适配的受体菌菌落呈红色，sup4基因表达能够抑制其性状表现，使菌落呈白色。相关叙述错误的是（ ） A. 导入pYAC2的受体菌能够在不含色氨酸的培养基中生存 B. 用BamHⅠ切割pYAC2后，TEL端粒序列位于染色体的两端 C. 着丝粒序列CEN4的存在可防止pYAC2在细胞分裂中丢失 D. 将带有目的基因的重组pYAC2导入受体菌后应挑选白色菌落 10. DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，下列各项中，不能与之形成杂交分子的是（ ） A. 此人胰岛A细胞中的DNA B. 此人胰岛B细胞中的mRNA C. 此人肝细胞中的DNA D. 此人胰岛A细胞中的mRNA 11. 目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程将人凝血因子基因导入山羊受精卵，成功培育出了人凝血因子只存在于乳汁中的转基因羊。下列相关说法错误的是（ ） A. 构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起 B. 在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因 C. 与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制 D. 用显微注射技术将表达载体导入受精卵细胞来获得转基因动物 12. GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP 基因为材料进行设计和改造，获得了能发黄色荧光的蛋白（YFP），与 GFP 相比，YFP 第 203位苏氨酸变为酪氨酸。下列叙述不正确的是（　　） A. 获得 YFP 的技术称为蛋白质工程 B. 上述技术的操作对象为相关基因 C. 根据氨基酸序列推测的 YFP 基因序列可能不唯一 D. 获得 YFP 无需经过转录和翻译的过程 13. 下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述，不正确的是（ ） A. 可选择香蕉、菜花、猪血等新鲜材料提取DNA B. 加入预冷的酒精溶液后析出的丝状物是DNA C. 提取的DNA可溶解在2 mol/L的NaCl溶液中 D. 使用二苯胺试剂鉴定DNA时需要沸水浴加热 14. 利用PCR可以在体外进行DNA片段扩增，下列叙述错误的是（ ） A. 通过改变体系中的温度，控制PCR的反应进程 B. PCR酶促反应，需加入解旋酶和DNA-聚合酶 C. 通过引物的设计可以做到选择性扩增DNA片段 D. 根据DNA分子的大小和构象，通过电泳鉴定产物 15. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述正确的是（ ） A. 基因工程中利用标记基因筛选出的细胞都含有目的基因 B. 胚胎移植前进行性别鉴定对于人工控制动物的性别有重要意义 C. 诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞 D. 用选择培养基筛选微生物时，实验组接种微生物，对照组不接种 二、本大题共6小题，共70分。 16. 充分挖掘核桃园农业生态系统的价值，探索新型生产经营模式，对核桃产业升级具有重要意义。 （1）与天然核桃林相比，核桃种植园区的生物组分较少，营养结构简单，______能力较弱，______稳定性较低，因此需人工维持和管理。 （2）某些地区尝试推广“猪-沼-果”生态循环模式，以减少化肥的使用。 ①为探究沼液、沼渣作为有机沼肥是否可提高核桃产量，研究者进行了相关实验，结果如下： 分组 土壤中 叶绿素含量（mg/L） 平均单叶宽（cm） 平均单叶长（cm） 产量（kg/亩） 速效氮（mg/kg） 速效磷（mg/kg） 速效钾（mg/kg） 实验组 56 4.94 356.1 2.056 6.92 14.26 29.86 对照组 42.7 4.55 317.4 1.789 6.93 13.85 25.03 请根据实验结果分析有机沼肥提高核桃产量的可能机制______。 ②生态农业已成为现代农业发展的趋势。请以“果树”“沼气池”“猪”“农户”为关键词，构建该地的生态农业模式图______（用箭头及文字说明）。 ③采用沼肥代替化肥进行农业生产，主要体现了______的生态工程原理。 （3）除“猪-沼-果”模式外，还有“果-草-禽”“果-鹅-渔”等多种模式。下列说法合理的是______。 A. 交通不畅、燃料缺乏和经济相对落后的丘陵山地可推广“猪-沼-果”模式 B. “果-草-禽”模式应用的技术操作简单，可在果园虫害严重地区推广 C. 水资源比较充裕，并有池塘的农户可推广“果-鹅-渔”模式 D. 生态循环农业应把经济效益放在首位，注重农产品的产量和品质 E. 无论哪种模式都应考虑到除核桃以外其他产品的市场需求 17. 紫花苜蓿是畜牧业重要的饲料来源，但易受平头刺盘孢菌(一种真菌)等病原体侵害。拟筛选能抑制平头刺盘孢菌的微生物，并探究其机理，为进一步生产应用提供依据。 （1）从健康苜蓿根部采集10g土壤样品，加入90mL的________制备土壤悬液，进行梯度稀释后取10-8浓度的样品悬液，采用________法接种至细菌LB培养基中培养。长出单菌落后，将形态不同的单菌落进行分离并纯培养，得到多种纯化的待测菌。 （2）筛选目标菌：拓取直径6mm的平头刺盘孢菌菌饼，置于实验平板中心，在菌饼周围四个十字位点接种纯化后的待测细菌（图1），于25℃培养箱中培养7天，通过测定菌饼直径并计算抑菌率，筛选得到目标菌X。 ① 该实验应以________的平板为对照。 ② 若对照菌饼直径为R（mm），实验菌饼直径为r（mm），则菌落生长抑制率为________×100%。 （3）初步鉴定表明菌株X为一种芽孢杆菌。研究者推测，X可能产生了某种抑菌活性物质来抑制病原菌的生长。芽孢杆菌产生的抑菌物种类繁多，可分为挥发性物质和非挥发性物质。为探究X产生的抑菌物的种类，进行实验，处理如下表，结果如图2。 培养皿 A1 B1 A2 B2 左侧 加入细菌LB培养基 ？ ？ 小孔中加入培养过X的无菌滤液 右侧 相同位置接种等量平头刺盘孢菌 A1、B1右侧和A2、B2均加入真菌马铃薯琼脂培养基 ① B1左侧处理应为________，A2左侧小孔中应加入________。 ② 分析图2结果，研究者得出结论：X产生的抑菌物为一种非挥发性物质。得出结论的依据是________。 18. 甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽，是调节钙磷代谢的主要激素之一。临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体（单抗），并建立定量检测PTH的方法。 （1）PTH在甲状旁腺细胞的________上合成，通过________作用分泌到细胞外。 （2）人工合成PTH肽链1~25氨基酸组成的多肽（A）和39~84氨基酸组成的多肽（B），分别用A、B多次免疫小鼠。 ① 取免疫后小鼠的血清，以________的血清为阴性对照，检测血清中抗PTH抗体的效价（效价越高表明免疫效果越好），以确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞。 ② 取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合，加入聚乙二醇促进________，并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行________，经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。 ③ 将5个杂交瘤细胞株分别注射到________，一段时间后分离获得抗PTH单抗（用A免疫后筛选出的A1，用B免疫后筛选出的B1、B2、B3、B4）。 （3）经抗体配对检测后，筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体，用辣根过氧化物酶标记A1，建立定量检测PTH的方法（如图）。 ① 据图分析，捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是________。 ② 因为在一定范围内________，所以可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。 （4）研究表明，人体内除全长PTH外，还存在PTH7~84 氨基酸肽段，它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血清中全长PTH的含量，请对上述检测方法提出改进建议____。 19. 土壤盐碱化问题已经成为全球性难题，培育耐盐碱农作物是解决人类粮食安全和农业发展的重要途径。 （1）为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1的作用，研究人员构建过表达植株（AT1-OE）。以高粱cDNA为模板，利用_____方法获取目的基因。如图1，选取最佳限制酶_____处理目的基因和质粒，构建重组质粒并转入农杆菌。将转化成功的农杆菌与高粱愈伤组织共培养，筛选T-DNA成功转入的愈伤组织，使用既能杀死原核细胞，又能杀死真核细胞的潮霉素，效果优于仅能杀死原核细胞的抗生素（如卡那霉素），原因是_____。进一步筛选获得所需愈伤组织，经_____发育成完整植株。同时构建基因敲除植株（AT1-KO）。 （2）检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量，结果发现：相比野生型植株，AT1-KO植株_____，AT1-OE植株表型相反，说明AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用。 （3）高碱条件下，植物细胞内H2O2含量升高，推测AT1可能与运输H2O2的通道蛋白PIP2有相互作用。利用免疫共沉淀方法进行研究，实验原理如图2，若靶蛋白A和待测蛋白B有相互作用，用磁珠偶联抗A抗体使A沉淀，则B也会被沉淀下来。利用抗GFP抗体与磁珠偶联，对实验组和对照组总蛋白进行免疫共沉淀，实验结果如图3。 ①检测总蛋白的目的是_____。 ②通过条带_____可以判断，AT1与PIP2有相互作用。若想进一步验证该相互作用，可用_____抗体与新磁珠偶联再次进行实验。 （4）细胞内过量的H2O2积累会导致氧化应激，从而导致植物细胞死亡，降低植物存活率。研究显示PIP2磷酸化能够促进H2O2外排。综合上述信息，解释敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因是_____。 20. 疫霉菌感染会造成辣椒严重减产，科研人员开展相关研究。 （1）红光可以激活光敏色素，进而促进相关蛋白（如H蛋白）的合成，调节植物体对病原菌的响应。已知水杨酸（SA）可以抵御疫霉菌侵染，科研人员测定辣椒叶片中的SA含量，如图1。据此分析，两种不同光处理后，辣椒感染程度不同的原因是________。 （2）已知P酶催化合成SA。研究发现，正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白；若发生感染，4天后叶片中的H蛋白含量显著升高。额外施加红光处理感染叶片，H蛋白在1小时内可达到相同水平。科研人员推测，H蛋白可能调控P基因表达P酶。为验证上述推测，开展如下实验。 实验一：进行如图2所示转基因操作，随后用荧光素处理获得的转基因辣椒叶片，检测荧光素酶催化荧光素发出的荧光，结果显示，与对照组相比，转基因植株荧光强度较高。 图2中，质粒上甲、乙、丙处依次应为________（填选项前字母）。 a．P基因启动子 b．组成型启动子 c．H基因启动子 d．P基因 e．H基因 f．荧光素酶基因 注：组成型启动子能够调控基因在全部组织中稳定转录。 实验二：将不同组分混合保温后，电泳检测标记条带如图3。本实验中的X是_________（填选项前字母）。结果表明，H蛋白直接结合P基因启动子。 a．标记的P基因启动子 b．未标记的P基因启动子 c．标记的无关基因启动子 d．未标记的无关基因启动子 （3）证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论，实验一比实验二更具有说服力，体现在________。 （4）结合以上研究，请提出一种减轻疫霉菌感染造成减产措施________。 21. 学习以下材料，回答（1）～（4）。 miR399基因调控柑橘胞质杂种雄性不育 柑橘在我国南方广泛种植，无核是品种改良主要目标之一。大多数柑橘都可单性结实（果实没有种子也能正常发育）。华柚2号是通过植物体细胞杂交技术获得的优良雄性不育无核种，属非对称融合的胞质杂种，其细胞核基因组全部来自叶肉亲本（HBP），而线粒体基因组来自愈伤亲本（G1）。育种程序如图1： 研究者以HBP为对照，探究华柚2号雄性不育机理。经分析获得多个差异表达基因，其中miR399基因在华柚2号花器官的不同发育时期表达均下调，它通过识别靶基因的响应元件（MRE）后剪切靶基因mRNA来调控花器官发育及花粉育性。为确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因，研究者通过在增强启动子35S下游连接不同的基因片段（a~e，如下表）构建了5种表达载体，将不同的表达载体组合转入烟草细胞。GFP（绿色荧光蛋白基因）正常表达即可在紫外光下观察到叶片发绿色荧光。 编号 35S-基因片段 a 35S b 35S-miR399 c 35S-UB-GFP d 35S-突变MRE-GFP e 35S-Cs-GFP 图2结果表明，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，从而调控发育。SE基因可以抑制花药表面开张，使花药难以开裂释放花粉；CE基因的过表达使花瓣和雄蕊形态异常。研究者通过裂解荧光素酶互补实验证实了SE蛋白和CE蛋白均为UB蛋白的互作蛋白，实验原理为：将萤火虫的荧光素酶分成无活性的N端和C端两段蛋白，将N端和C端各融合不同待测蛋白，如果这两个待测蛋白存在互作，那么荧光素的N和C端将在空间上靠近而恢复活性，催化底物产生荧光。通过检测荧光来判断两蛋白是否存在互作。 缺磷（Pi）会使植物相关代谢受到影响，导致花药发育异常从而表现雄性不育。转TM基因（miR399抑制基因）柑橘的总磷含量出现了显著的下调，其Pi转运基因（PHT）表达下调，有机磷释放基因（PAP）表达上调。 综上所述，本研究解析了miR399-UB轴调控柑橘花器官发育和雄性不育的分子机理，在基因表达和代谢等不同水平揭示了miR399调控柑橘生殖发育的机制，为继续培养无核柑橘提供了理论支持。 （1）图1中①过程常用______处理亲本细胞，④过程需要用到______技术。 （2）图2中的实验组为b+c和______组。结果说明UB是miR399的靶基因而Cs不是，得出此结论的依据是________________________。 （3）研究者还检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量，结果为____________。进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。 （4）在确定SE和CE是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中，能够检测到发荧光的转基因植物导入的质粒组合应该是______。 （5）请综合以上信息，完善miR399-UB途径调控柑橘雄性不育的模型。 _______ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$