精品解析:广东省梅州市2024-2025学年高二下学期7月期末考试生物试题
2025-07-24
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 梅州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.57 MB |
| 发布时间 | 2025-07-24 |
| 更新时间 | 2025-07-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53201390.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
梅州市高中期末考试试卷(2025.7)
高二生物学
本试卷共8页,共21小题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、考生号、姓名和座号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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、选择题:本题共16小题,共40分。第1~12题,每小题2分;第13~16题,每小题4分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。
1. 2025年04月22日是第56个世界地球日,主题为“珍爱地球,人与自然和谐共生”。下列日常做法中,符合人与自然和谐共生理念的是( )
A. 讲究卫生,多使用一次性餐具 B. 夏季大量使用空调,提高生活质量
C. 双面打印、书写,充分利用纸张 D. 为营造节日氛围,大量燃放烟花爆竹
2. 科研人员在野外调查时绘制了某草原生态系统的食物网,部分结构如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 该食物网共有6条食物链,其中的老鹰占有3个不同的营养级
B. 土壤中的铅、汞等重金属经生物富集作用在老鹰体内含量最高
C. 如果蛇数量突然减少,老鹰因食物减少其数量也减少
D. 狐狸增重3kg,若来源于兔子和田鼠的食物比例为2∶1,则最多需要消耗草75kg
3. 2025年4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船顺利升空。神舟二十号乘组在轨期间,将以斑马鱼为材料研究微重力对高等脊椎动物蛋白稳态的影响,以涡虫为材料研究空间再生实验和以链霉菌为材料研究微生物活性物质和酶在空间环境下的表达规律等生命科学实验。以下有关说法错误的是( )
A. 斑马鱼、涡虫和链霉菌与载人飞船不能构成一个生态系统
B. 在太空中失重状态下斑马鱼之间无法进行信息传递
C. 涡虫空间再生实验研究结果能为解决人类空间损伤等健康问题提供重要参考
D. 链霉菌实验研究结果能为空间环境开发微生物应用技术和产品奠定基础
4. 某生物兴趣小组用苔藓、金鱼藻、铁线蕨、蚯蚓、鼠妇、蜗牛等生物和一些石块、沙设计制作了一个生态缸。为了使它能维持较长时间的稳定,以下叙述正确的是( )
A. 生态缸中生物数量越少,达到稳定状态所需的时间越短
B. 制作生态缸时可以直接采用城市自来水作为水源,并且要装满
C. 生态缸密封后要放置在强光直射的地方以获得足够的能量
D. 生态缸达到稳定状态后各生物种群数量不一定都达到K值
5. 沙田柚是梅州的特色农产品。某食品公司酿制柚子醋的酿造工艺流程如下:下列叙述错误的是( )
A. 榨汁主要目的是增加原料与发酵微生物的接触面积,提高发酵效率
B. 加入大米米浆的主要作用是为酵母菌提供充足糖源,增加酒精含量
C. 酒精发酵过程中密封发酵罐有利于酵母菌大量繁殖
D. 从酒精发酵到醋酸发酵,需要提高环境温度并通入充足的氧气
6. 聚乙烯(PE)是塑料包装制品中使用量最大的一类包装原料,科研人员欲筛选一种能高效降解PE的菌种,以解决PE带来的环境污染问题。下列叙述错误的是( )
A. 制备培养基时应先灭菌后定容再倒平板
B. 垃圾堆埋场的土样是分离高效降解PE的菌种的首选样品
C. 可将一定量的适宜稀释倍数的土壤悬液接种在以PE为唯一碳源的选择培养基上,以获得单菌落
D. 利用稀释涂布平板法统计到的菌落数目往往比活菌的实际数目少
7. 盐碱土壤会影响香石竹的产量和观赏品质,而野生石竹属植物“瞿麦”具有天然耐盐性。不对称体细胞杂交是指通过物理或化学方法选择性破坏供体细胞的染色体或代谢系统,使其与受体细胞融合后,仅保留供体的部分遗传物质的技术。我国科研团队利用不对称体细胞杂交技术对香石竹栽培种进行耐盐碱性改良,技术流程如图所示,①~④为不同步骤。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁以获得原生质体
B. 步骤②诱导原生质体融合的方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法等
C. 步骤④体现了植物细胞的全能性
D. 上述研究可以看出香石竹的耐盐性状与供体细胞质基因相关
8. 黄曲霉毒素BI(AFB1)是由黄曲霉和寄生曲霉产生的强致癌毒素,常见于霉变的谷物、坚果和饲料中。用AFB1单克隆抗体做成的AFB1试纸,可用于现场快速筛查食品和农产品中的AFB1污染。如图为利用小鼠制备抗AFB1单克隆抗体的流程。下列叙述正确的是( )
A. 过程①和过程⑤分别向小鼠注射AFB1和分泌AFB1抗体的杂交瘤细胞
B. 经过程②诱导后融合的细胞既能分泌AFB1抗体又可大量增殖
C. 过程③和过程④的培养基中都含有AFB1,依据的原理都是抗原-抗体杂交
D. 过程⑥比过程⑤操作更简便且能大量制备抗AFB1单克隆抗体
9. 2025年4月7日,美国生物技术初创公司Colossal Biosciences宣布,他们利用古代DNA、克隆和基因编辑技术,改变了灰狼(史前恐狼的近亲)的基因,创造了3只恐狼幼崽。这是全球首例成功实现“重生”的灭绝动物。这些技术不涉及( )
A. 细胞核移植 B. 胚胎移植 C. 动物细胞培养 D. 体外受精
10. 下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图,目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述错误的是( )
A. 获取该基因,要破坏4个磷酸二酯键
B. 蛛丝蛋白基因上游和下游分别含有启动子和终止子
C. 一个蛛丝蛋白基因扩增4次共消耗引物30个
D. 用PCR技术获取该基因,设计的引物应分别结合在1、4部位
11. 某校组织学生开展了与草莓相关的生物技术体验活动。甲、乙、丙三个兴趣小组分别按如下流程开展了探究。下列叙述正确的是( )
甲组:草莓茎段→愈伤组织→胚状体→植株①
乙组:草莓新生匍匐茎尖→愈伤组织→胚状体→植株②
丙组:草莓花粉粒→愈伤组织→胚状体→植株③→植株④
A. 对植株①进行诱变处理,使其发生突变以获得草莓新品种,该过程称为突变体的利用
B. 植株②可称为脱毒苗,新生匍匐茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育
C. 培育植株③的过程为花药离体培养,植株③属于单倍体
D. 用秋水仙素处理植株③后得到的植株④一定是二倍体
12. 随着人工智能(AI)技术的快速发展,其在生物医药领域的应用日益广泛。AI技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法,为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用叙述错误的是( )
A. 利用AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析,可以识别疾病相关的基因突变,为精准医疗提供支持
B. 利用AI技术对大量的蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术
C. 利用AI技术,通过智能穿戴设备和移动应用程序,能够实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议
D. AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如,如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题
13. 图1表示某生态系统中能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统组成成分。图2代表其中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系,图2中“→”表示种群之间数量变化的关系,如甲数量增加导致乙数量增加。以下说法正确的是( )
A. 图1若给D喂养饲料,可提高D、C间的能量传递效率,使C获得更多能量
B. 图1的C中2.7×105J/(m2·a)是指用于自身生长、发育和繁殖的能量
C. 图2能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
D. 图2中甲呼吸作用消耗的能量大于流向乙和丙的总和
14. 赤藓糖醇是一种低热量的甜味剂,广泛应用于无糖食品。工业上以木薯淀粉为原料,经解脂假丝酵母发酵生产赤藓糖醇。下图为解脂假丝酵母发酵生产赤藓糖醇的简要流程图。下列叙述错误的是( )
A. 从自然界分离菌种后,可以通过基因工程、诱变育种等方式获得高产解脂假丝酵母
B. 将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是为了增加解脂假丝酵母的数量
C. 加α-淀粉酶的作用是使木薯淀粉水解,为菌种提供碳源
D. 利用发酵工程生产赤藓糖醇的中心环节是产品的分离和提纯
15. 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,性染色体组成为YY的胚胎不能发育。实验流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 获得phESC和ahESC的过程相当于植物组织培养中的脱分化过程
B. 利用胚胎分割对甲进行处理可能得到多只遗传物质基本相同的孤雌小鼠
C. 基因编辑技术能高效而精准的实现染色体片段的插入、切除或替换
D. 图中方式得到的孤雄小鼠性染色体组成为XY或XX
16. 甲型流感病毒的抗原性与感染性与其表面的R蛋白(血凝素蛋白)密切相关,现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程,图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是( )
A. 构建好的重组质粒长度共2000bp,据图乙可推测BamHⅠ在重组质粒上有3个酶切位点
B. 电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定等
C. 图甲过程中至少需要应用到逆转录酶、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶
D. PCR扩增R基因时,微量离心管、枪头和蒸馏水等使用前均须进行灭菌处理
二、非选择题:本大题共5小题,共60分。
17. 稻花香里说丰年,听取“鸭”声一片。广东阳西县打造的“稻鸭共生”示范田,以田养鸭,以鸭促田,实现了经济效益和生态效益双丰收。
(1)“稻鸭共生”生态系统的结构由______和______组成,其中分解者的作用是______。
(2)下图是能量流经该稻田第二营养级的示意图,图中的数值表示能量(单位:10kJ/m2·a)。图中的A代表______;第二营养级到第三营养级的能量传递效率是______%(保留1位小数)。
(3)研究发现,“稻鸭共生”生态系统的水稻产量比水稻单种系统的高,从物质循环的角度分析原因:______。(答出2点即可)
(4)科研人员对稻鸭共生、水稻单种两种生态系统进行了调查,结果如下表。
处理
调查农户(户)
农药投入(kg⋅hm-2)
农药使用次数(次)
水稻产量(kg⋅hm-2)
鸭产量(kg⋅hm-2)
稻鸭共生
121
8.31
4.2
6723.21
500.23
水稻单种
101
11.01
6.7
6489.23
—
分析表格数据,可得出的结论是______。
18. 河口湿地是生物多样性最丰富、生产力最高、最具生态服务价值的生态系统之一。围填海工程导致河口地区生态结构破坏、水质污染严重、生物多样性下降等,对生态安全造成严重威胁。针对这些问题,21世纪以来中国在河口地区开展了大量生态恢复工程,包括退耕还湿还滩、互花米草治理、滨海防护林(红树林)建设等。
(1)河口湿地具有自我调节能力的基础是______。在治理被污染的湿地水域时,需选择当地物种,且通常选择净化能力强的多种水生植物,使这些物种形成互利共存的关系,这体现了生态工程的______原理。
(2)互花米草能够防风固沙、阻挡潮流,最初被引进用于生态修复,但由于其极强的适应性和繁殖能力,迅速扩散成为我国沿海地区的主要外来入侵物种之一。为治理互花米草入侵,有人提议可种植本地无瓣海桑形成较大的郁闭度,使互花米草数量减少,依据是______。该治理方式属于______防治。
(3)治理后的河口湿地生态系统达到了生态平衡,此时该生态系统具有的特征是______。
(4)从互花米草的引入,我们可以得到哪些启示?______。
19. 樱桃采后常因感染各种病原菌而腐烂,比如因感染链格孢菌而引发黑腐病,运输过程中的机械损伤也会增加致腐率,给果农带来巨大的经济损失。为了解决这一问题,科研人员研究了枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑菌效果及作用机理。回答下列问题:
(1)欲对腐烂的樱桃果进行各种病原菌的分离和鉴定,可将完全腐烂的樱桃组织置于无菌水中制成菌悬液,用______法接种到培养基上培养,再根据菌落的______(答出2点即可)等特征来初步区分不同种类的微生物,从中可挑选出链格孢菌的单菌落。
(2)链格孢菌从樱桃果中获得其生长繁殖所需的水、无机盐、______等基本营养物质。
(3)为探究枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑菌效果及作用机理,研究人员进行了樱桃采后果实实验,步骤如下:
选材与处理
选取新鲜、无机械损伤的樱桃果分成4组,表面消毒。
接种与处理
A组:___________
B组:在果实中部打孔、接种10μL链格孢菌悬液
C组:在果实中部打孔,喷5ml枯草芽孢杆菌悬液
D组:在果实中部打孔,先喷5ml枯草芽孢杆菌悬液,24h后接种10μL链格孢菌悬液
贮藏
果实置于20℃、相对湿度85%人工气候箱中贮藏(模拟常温运输条件)
观察
观察病斑直径和致腐率
测定
测定樱桃果细胞中防御酶(POD和PAL)的活性
上表中对A组的处理是______。综合图1甲、乙结果,表明枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑制作用机理可能是______。
(4)基于以上研究,对樱桃采后黑腐病的防控提出一条预防措施:____________。
20. 类器官技术是将干细胞培养成具有一定空间结构,并能模拟真实器官部分功能的组织类似物的技术。该技术利用的干细胞主要来源于胚胎干细胞、诱导多能干细胞、成体干细胞和部分肿瘤干细胞。2023年,中国科学院团队通过类器官技术与嵌合体技术,利用患者来源的肿瘤类器官(PDOs)与小鼠胚胎干细胞(mESCs)构建了“人-鼠”嵌合体模型,用于模拟人类癌症微环境。研究流程大致如下:
a.从患者结肠癌组织中分离肿瘤干细胞,在动物细胞培养体系中诱导形成类器官;
b.将荧光标记的人源类器官与小鼠胚胎干细胞共培养,形成嵌合细胞团:
c.将嵌合细胞团注射到小鼠早期胚胎中,形成嵌合胚胎:
d.筛选嵌合率符合要求的胚胎;
e.将优质嵌合胚胎移植至代孕母鼠子宫;
f.检测人源细胞在新生嵌合小鼠各器官中的定植情况。
(1)步骤①常采用酶解法分离,常使用的酶是______。
(2)步骤②体外培养肿瘤干细胞获得类器官时,除了要提供适宜的营养物质、温度等条件外,还需要提供______的气体条件。此外,还需要定期更换培养液,目的是______。
(3)步骤⑥胚胎移植前需要对代孕母鼠进行______处理,若想获得更多嵌合胚胎,可采用______技术对优质胚胎进行扩增。
(4)与利用动物模型进行实验相比,用肿瘤干细胞诱导形成的肿瘤类器官作为疾病研究模型的优势是______。(答出1点即可)
(5)该研究可能引发的伦理争议是______。
21. 无缝克隆技术是依赖于同源序列的基因克隆技术,利用同源的DNA序列能够将任意DNA片段进行无缝连接在一起,过程如图1所示。我国某科研团队利用无缝克隆技术构建了多基因表达载体,从而培育出了抗虫抗除草剂的玉米,抗虫抗除草剂玉米表达载体构建过程如图2所示。
(1)图1中修复缺口用到的DNA聚合酶和DNA连接酶在发挥作用时的区别是______。(答出1点即可)
(2)T5核酸外切酶沿“5′→3′”的方向水解DNA,其目的是形成______末端。T5核酸外切酶催化的最适温度为37℃,而图1中T5核酸外切酶作用的温度通常选择为50℃,目的是:______,防止过度水解DNA,从而更好地控制反应过程。
(3)图2中为了使CryIAc基因和GR79基因与线性化质粒进行无缝连接,需要对CrylAc基因和GR79基因进行PCR改造,改造所用的引物要加入额外的片段,根据图1无缝连接的原理,图2中引物2和引物3所加的片段碱基序列应______(填“相同”或“互补”)。引物1和引物4所加片段应分别与线性化质粒中的______(从“a、b、c、d”中选填)片段序列相同。
(4)结合图1和图2信息可以看出无缝克隆技术不依赖于任何限制酶,利用T5核酸外切酶可以将有同源序列的片段进行无缝连接。和传统方法比,无缝克隆技术构建基因表达载体的优点是______。
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梅州市高中期末考试试卷(2025.7)
高二生物学
本试卷共8页,共21小题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、考生号、姓名和座号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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、选择题:本题共16小题,共40分。第1~12题,每小题2分;第13~16题,每小题4分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。
1. 2025年04月22日是第56个世界地球日,主题为“珍爱地球,人与自然和谐共生”。下列日常做法中,符合人与自然和谐共生理念的是( )
A. 讲究卫生,多使用一次性餐具 B. 夏季大量使用空调,提高生活质量
C. 双面打印、书写,充分利用纸张 D. 为营造节日氛围,大量燃放烟花爆竹
【答案】C
【解析】
【详解】A、多使用一次性餐具会增加资源消耗和白色污染,破坏环境,A错误;
B、大量使用空调会加剧能源消耗和温室效应,不利于生态保护,B错误;
C、双面打印充分利用纸张,减少森林砍伐和资源浪费,符合可持续发展理念,C正确;
D、大量燃放烟花爆竹会污染空气并产生噪音,危害生态系统,D错误;
故选C
2. 科研人员在野外调查时绘制了某草原生态系统食物网,部分结构如图所示。下列相关分析正确的是( )
A. 该食物网共有6条食物链,其中的老鹰占有3个不同的营养级
B. 土壤中的铅、汞等重金属经生物富集作用在老鹰体内含量最高
C. 如果蛇的数量突然减少,老鹰因食物减少其数量也减少
D. 狐狸增重3kg,若来源于兔子和田鼠的食物比例为2∶1,则最多需要消耗草75kg
【答案】B
【解析】
【分析】食物链起点是生产者(多为绿色植物,能通过光合作用制造有机物),终点是不被其他动物所食的顶级消费者(最高营养级生物),中间为各级消费者(直接或间接以生产者为食的动物),不包含分解者(如细菌、真菌等,靠分解动植物遗体获取能量)和非生物部分(阳光、空气等)。生产者为第一营养级,初级消费者(直接吃生产者的动物)为第二营养级,次级消费者(吃初级消费者的动物)为第三营养级,以此类推,营养级越高,生物获取能量越少,数量通常也越少 。
【详解】A、食物链以生产者为起点,以最高级消费者为终点。该食物网中的食物链有:草→兔子→狐狸→老鹰;草→兔子→老鹰;草→田鼠→狐狸→老鹰;草→田鼠→老鹰;草→田鼠→蛇→老鹰;草→蝗虫→蛇→老鹰,共6条。老鹰在“草→兔子→老鹰”“草→田鼠→老鹰”中处于第三营养级,在“草→田鼠→蛇→老鹰”“草→蝗虫→蛇→老鹰” 中处于第四营养级,共2个不同营养级,A错误;
B、重金属在生物体内难以分解和排出,会随着食物链不断积累,即生物富集作用,营养级越高的生物,体内重金属含量越高。老鹰在食物网中处于最高营养级,所以土壤中的铅、汞等重金属经生物富集作用在老鹰体内含量最高,B正确;
C、蛇数量突然减少,老鹰还可以捕食兔子、田鼠,老鹰的食物来源还有其他渠道,其数量不一定减少,C错误。
D、计算最多消耗草的量,应按照能量传递效率10%计算。狐狸增重3kg,来源于兔子和田鼠的食物比例为 2:1,则来源于兔子的能量是2kg,来源于田鼠的能量是1kg。来源于兔子时,最多需要草:2÷10%÷10%=200kg;来源于田鼠时,最多需要草:1÷10%÷10%=100kg,总共最多需要消耗草200+100=300kg,D错误。
故选B。
3. 2025年4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船顺利升空。神舟二十号乘组在轨期间,将以斑马鱼为材料研究微重力对高等脊椎动物蛋白稳态的影响,以涡虫为材料研究空间再生实验和以链霉菌为材料研究微生物活性物质和酶在空间环境下的表达规律等生命科学实验。以下有关说法错误的是( )
A. 斑马鱼、涡虫和链霉菌与载人飞船不能构成一个生态系统
B. 在太空中失重状态下斑马鱼之间无法进行信息传递
C. 涡虫空间再生实验研究结果能为解决人类空间损伤等健康问题提供重要参考
D. 链霉菌实验研究结果能为空间环境开发微生物应用技术和产品奠定基础
【答案】B
【解析】
【分析】生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。
【详解】A、生态系统由生物群落和非生物环境共同构成。斑马鱼(消费者)、涡虫(消费者)、链霉菌(分解者)虽属于生物成分,但载人飞船无法提供完整的非生物环境和生产者,无法构成生态系统,A正确;
B、信息传递包括物理、化学、行为等方式。失重仅影响物理信息中的重力感应,但斑马鱼仍可通过视觉、化学物质(如激素)等方式传递信息,B错误;
C、涡虫再生能力极强,研究其再生机制可为人类在空间环境中的组织损伤修复提供参考,C正确;
D、链霉菌能合成抗生素等活性物质,研究其在空间环境下的表达规律,有助于开发微生物应用技术,D正确。
故选B。
4. 某生物兴趣小组用苔藓、金鱼藻、铁线蕨、蚯蚓、鼠妇、蜗牛等生物和一些石块、沙设计制作了一个生态缸。为了使它能维持较长时间的稳定,以下叙述正确的是( )
A. 生态缸中生物数量越少,达到稳定状态所需的时间越短
B. 制作生态缸时可以直接采用城市自来水作为水源,并且要装满
C. 生态缸密封后要放置在强光直射的地方以获得足够的能量
D. 生态缸达到稳定状态后各生物种群数量不一定都达到K值
【答案】D
【解析】
【详解】生态缸的设计要求:(1)生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生命力,具有生产者、消费者和分解者,以保证能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定。(2)生态缸的材料必须透明,为光合作用提供光能,便于观察。(3)选择生命力强的动物,动物不宜过多,个体不宜太大,以便减少对O2的消耗。
【分析】A、生态缸中生物数量越少,成分越简单,自我调节能力越弱,可能导致物质循环和能量流动受阻,反而延长达到稳定状态的时间,甚至无法稳定,A错误;
B、城市自来水含氯等消毒物质,直接使用会危害缸内生物,且装满水会阻碍气体交换(如氧气和二氧化碳),正确做法是使用处理过的水并留出空间,B错误;
C、强光直射会导致生态缸内温度剧烈升高,破坏稳态,应置于散射光下以保证光合作用且避免温度波动,C错误;
D、生态缸稳定时,各生物种群数量受资源限制和种间关系(如捕食、竞争)调节,可能围绕K值波动或低于K值,并非均达到K值,D正确。
故选D。
5. 沙田柚是梅州的特色农产品。某食品公司酿制柚子醋的酿造工艺流程如下:下列叙述错误的是( )
A. 榨汁的主要目的是增加原料与发酵微生物的接触面积,提高发酵效率
B. 加入大米米浆的主要作用是为酵母菌提供充足糖源,增加酒精含量
C. 酒精发酵过程中密封发酵罐有利于酵母菌大量繁殖
D. 从酒精发酵到醋酸发酵,需要提高环境温度并通入充足的氧气
【答案】C
【解析】
【分析】果酒发酵的主要菌种是酵母菌,醋酸发酵的主要菌种是醋酸菌,醋酸菌是需氧生物。
【详解】A、榨汁可以使原料与酵母菌充分接触,提高发酵效率,A正确;
B、大米米浆中含有大量的糖类,可以为酵母菌提供充足的碳源,增加发酵产物酒精的含量,B正确;
C、酵母菌繁殖需要在有氧条件下进行,C错误;
D、醋酸菌适宜的温度高于酵母菌,且需要氧气,故从酒精发酵到醋酸发酵,需要提高环境温度并通入充足的氧气,D正确。
故选C。
6. 聚乙烯(PE)是塑料包装制品中使用量最大的一类包装原料,科研人员欲筛选一种能高效降解PE的菌种,以解决PE带来的环境污染问题。下列叙述错误的是( )
A. 制备培养基时应先灭菌后定容再倒平板
B. 垃圾堆埋场的土样是分离高效降解PE的菌种的首选样品
C. 可将一定量的适宜稀释倍数的土壤悬液接种在以PE为唯一碳源的选择培养基上,以获得单菌落
D. 利用稀释涂布平板法统计到的菌落数目往往比活菌的实际数目少
【答案】A
【解析】
【分析】进行微生物纯培养可获得微生物纯培养物,人们需要按照微生物对营养物质的不同需求配制培养基;还需要防止杂菌污染,无菌技术围绕这一点展开,主要包括消毒和灭菌。获得微生物纯培养物的常用方法有平板划线法和稀释涂布平板法。有时,还需要借助选择培养基才能有目的地分离某种微生物。
【详解】A、制备培养基的正确步骤为:计算→称量→溶化→定容→灭菌→倒平板,灭菌应在定容并调节pH后进行,否则定容会破坏灭菌效果,A错误;
B、垃圾堆埋场长期存在PE塑料,自然环境中可能富集能分解PE的微生物,因此该土样是首选样品,B正确;
C、为筛选一种能高效降解PE的菌种,可将一定量的适宜稀释倍数的土壤悬液接种在以PE为唯一碳源的选择培养基上,以获得单菌落,C正确;
D、稀释涂布平板法统计时,多个连在一起的菌可能形成一个菌落,导致统计值低于实际活菌数,D正确。
故选A。
7. 盐碱土壤会影响香石竹的产量和观赏品质,而野生石竹属植物“瞿麦”具有天然耐盐性。不对称体细胞杂交是指通过物理或化学方法选择性破坏供体细胞的染色体或代谢系统,使其与受体细胞融合后,仅保留供体的部分遗传物质的技术。我国科研团队利用不对称体细胞杂交技术对香石竹栽培种进行耐盐碱性改良,技术流程如图所示,①~④为不同步骤。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁以获得原生质体
B. 步骤②诱导原生质体融合的方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法等
C. 步骤④体现了植物细胞的全能性
D. 上述研究可以看出香石竹的耐盐性状与供体细胞质基因相关
【答案】B
【解析】
【分析】①表示去壁处理,②表示原生质体的融合,③表示再生细胞壁,④表示植物组织培养。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,①表示用纤维素酶和果胶酶进行去壁获得原生质体,A正确;
B、②表示原生质体的融合,不能用灭活的病毒处理,B错误;
C、④表示植物组织培养,体现了植物细胞的全能性,C正确;
D、根据上述操作可知,瞿麦的细胞核基因组被破坏,但获得的杂种植株具有耐盐碱的特性,说明香石竹的耐盐性状与供体细胞质基因相关,D正确。
故选B。
8. 黄曲霉毒素BI(AFB1)是由黄曲霉和寄生曲霉产生的强致癌毒素,常见于霉变的谷物、坚果和饲料中。用AFB1单克隆抗体做成的AFB1试纸,可用于现场快速筛查食品和农产品中的AFB1污染。如图为利用小鼠制备抗AFB1单克隆抗体的流程。下列叙述正确的是( )
A. 过程①和过程⑤分别向小鼠注射AFB1和分泌AFB1抗体的杂交瘤细胞
B. 经过程②诱导后融合的细胞既能分泌AFB1抗体又可大量增殖
C. 过程③和过程④的培养基中都含有AFB1,依据的原理都是抗原-抗体杂交
D. 过程⑥比过程⑤操作更简便且能大量制备抗AFB1单克隆抗体
【答案】A
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的主要步骤有:抗原的制备、免疫动物、免疫脾细胞与骨髓瘤细胞的制备、细胞融合、杂交瘤细胞的选择培养、筛选杂交瘤细胞、杂交瘤细胞的克隆化、单克隆抗体的检定、抗体的大量制备等。
【详解】A、过程①是向小鼠注射AFB1,目的是使小鼠产生能分泌抗AFB1抗体的B淋巴细胞。过程⑤是将筛选出的能分泌AFB1抗体的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中,A正确;
B、经过程②诱导后融合的细胞有三种:B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞。其中只有杂交瘤细胞既能分泌AFB1抗体又可大量增殖,B错误;
C、过程③使用特殊的选择培养基,目的是筛选出杂交瘤细胞,该培养基中不依据抗原-抗体杂交原理。过程④是进行专一抗体检测,两者的培养基中都含有AFB1,依据的原理都是抗原-抗体杂交,C错误;
D、过程⑥是体外培养杂交瘤细胞,过程⑤是体内培养杂交瘤细胞,体内培养操作相对简便,但体外培养能更好地控制培养条件,且也能大量制备抗AFB1单克隆抗体,不能简单说过程⑥比过程⑤操作更简便,D错误。
故选A。
9. 2025年4月7日,美国生物技术初创公司Colossal Biosciences宣布,他们利用古代DNA、克隆和基因编辑技术,改变了灰狼(史前恐狼的近亲)的基因,创造了3只恐狼幼崽。这是全球首例成功实现“重生”的灭绝动物。这些技术不涉及( )
A. 细胞核移植 B. 胚胎移植 C. 动物细胞培养 D. 体外受精
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞核移植是克隆技术的关键步骤,将恐狼的细胞核移植到去核的灰狼卵母细胞中,A错误;
B、胚胎移植是将重组细胞发育的早期胚胎移植到代孕母体子宫内,B错误;
C、动物细胞培养用于体外增殖供体细胞或重组细胞,是克隆和基因编辑的基础,C错误;
D、体外受精是精子和卵子在体外结合形成受精卵,而克隆技术通过核移植直接构建重组细胞,无需体外受精,D错误;
故选D。
10. 下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图,目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述错误的是( )
A. 获取该基因,要破坏4个磷酸二酯键
B. 蛛丝蛋白基因上游和下游分别含有启动子和终止子
C. 一个蛛丝蛋白基因扩增4次共消耗引物30个
D. 用PCR技术获取该基因,设计的引物应分别结合在1、4部位
【答案】D
【解析】
【分析】PCR 反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;同时通过控制温度使 DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是: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,即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,如此重复循环多次。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【详解】A、获取该基因,目的基因的两端均需要用限制酶进行切割,每条链各破坏一个磷酸二酯键,故要破坏4个磷酸二酯键,A正确;
B、启动子是转录的起点,终止子是转录的终点,故蛛丝蛋白基因上游和下游分别含有启动子和终止子,调控转录过程,B正确;
C、一个蛛丝蛋白扩增4次,共形成24=16个DNA分子,共含有16×2=32条链,除去原来的母链,其他子链的形成各需要消耗一个引物,故共需要消耗的引物的数目为:32-2=30个,C正确;
D、子链延伸方向为5’到3’,故应该选择引物2和3扩增蛛丝蛋白基因,D错误。
故选D。
11. 某校组织学生开展了与草莓相关的生物技术体验活动。甲、乙、丙三个兴趣小组分别按如下流程开展了探究。下列叙述正确的是( )
甲组:草莓茎段→愈伤组织→胚状体→植株①
乙组:草莓新生匍匐茎尖→愈伤组织→胚状体→植株②
丙组:草莓花粉粒→愈伤组织→胚状体→植株③→植株④
A. 对植株①进行诱变处理,使其发生突变以获得草莓新品种,该过程称为突变体的利用
B. 植株②可称为脱毒苗,新生匍匐茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育
C. 培育植株③的过程为花药离体培养,植株③属于单倍体
D. 用秋水仙素处理植株③后得到植株④一定是二倍体
【答案】C
【解析】
【分析】单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。植物病毒主要通过维管组织传播,但根尖、茎尖等分生组织区域因细胞分裂速度快,病毒难以在此积累,因此常利用茎尖分生组织培养技术培育脱毒苗。
【详解】A、突变体利用是指对植物的愈伤组织进行诱变处理,使其发生突变,再从突变体中筛选出符合要求的新品种,而不是对植株①进行诱变处理,A错误;
B、新生匍匐茎尖需经消毒处理后才能用于脱毒苗的培育,灭菌会杀死茎尖细胞,B错误;
C、培育植株③的过程是由草莓花粉粒经愈伤组织、胚状体得到植株,此过程为花药离体培养,植株③是由配子发育而来的,属于单倍体,C正确;
D、草莓可能是多倍体,植株③是单倍体,单倍体不一定只含有一个染色体组,用秋水仙素处理植株③后得到的植株④不一定是二倍体,D错误。
故选C。
12. 随着人工智能(AI)技术的快速发展,其在生物医药领域的应用日益广泛。AI技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法,为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用叙述错误的是( )
A. 利用AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析,可以识别疾病相关的基因突变,为精准医疗提供支持
B. 利用AI技术对大量的蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术
C. 利用AI技术,通过智能穿戴设备和移动应用程序,能够实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议
D. AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如,如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质工程概念及基本原理(1)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)(2)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。(3)蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。(4)基本途径:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、AI技术在基因组数据处理和分析中的应用,通过识别疾病相关的基因突变,为精准医疗的实现提供了强大的技术支持,A正确;
B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,利用AI技术设计新药物,没有对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,不属于蛋白质工程技术,B错误;
C、利用AI技术,通过智能穿戴设备和移动应用程序,能够实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议,AI技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化,C正确;
D、AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如,如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题,当AI系统在医疗决策中发挥作用时,如何确保其决策的合法性和伦理性是一个重要的考量,D正确。
故选B。
13. 图1表示某生态系统中能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图2代表其中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系,图2中“→”表示种群之间数量变化的关系,如甲数量增加导致乙数量增加。以下说法正确的是( )
A. 图1若给D喂养饲料,可提高D、C间的能量传递效率,使C获得更多能量
B. 图1的C中2.7×105J/(m2·a)是指用于自身生长、发育和繁殖的能量
C. 图2能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
D. 图2中甲呼吸作用消耗的能量大于流向乙和丙的总和
【答案】D
【解析】
【分析】图1中:A是生产者、D是初级消费者、C是次级消费者、B是分解者。
图2中:三种生物的数量相互制约,存在捕食关系,根据数量关系可知,三者组成的食物链为甲→乙→丙。
【详解】A、图1中,若给D喂养饲料,可以提高D的同化量,可以提高D流向C的能量,但相邻营养级之间的能量传递效率还是10%-20%,不能提高能量传递效率,A错误;
B、图1的C中2.7×105J/(m2·a)是指C的同化量,B错误;
C、被捕食者数量增加会引起捕食者数量增加,捕食者数量增加会引起被捕食者数量减少,故图2中的能量流动方向为甲→乙→丙,C错误;
D、甲的同化量大多以热能的形式散失,只有10%-20%流向下一营养级,故甲呼吸作用消耗的能量大于流向乙和丙的总和,D正确。
故选D。
14. 赤藓糖醇是一种低热量的甜味剂,广泛应用于无糖食品。工业上以木薯淀粉为原料,经解脂假丝酵母发酵生产赤藓糖醇。下图为解脂假丝酵母发酵生产赤藓糖醇的简要流程图。下列叙述错误的是( )
A. 从自然界分离菌种后,可以通过基因工程、诱变育种等方式获得高产解脂假丝酵母
B. 将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是为了增加解脂假丝酵母的数量
C. 加α-淀粉酶的作用是使木薯淀粉水解,为菌种提供碳源
D. 利用发酵工程生产赤藓糖醇的中心环节是产品的分离和提纯
【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技术。发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、从自然界分离菌种后,可以通过基因工程、诱变育种(可以大幅度改良生物性状)等方式获得高产解脂假丝酵母,A正确;
B、将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养,即从A培养基中获得目标菌种转移到B培养基中进行大量培养,B培养基的状态为液体,有利于目标菌种的大量繁殖,B正确;
C、加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,变成单糖,进而可为菌种提供碳源和能源,C正确;
D、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,D错误。
故选D。
15. 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,性染色体组成为YY的胚胎不能发育。实验流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 获得phESC和ahESC的过程相当于植物组织培养中的脱分化过程
B. 利用胚胎分割对甲进行处理可能得到多只遗传物质基本相同的孤雌小鼠
C. 基因编辑技术能高效而精准的实现染色体片段的插入、切除或替换
D. 图中方式得到的孤雄小鼠性染色体组成为XY或XX
【答案】C
【解析】
【分析】1、卵细胞激活转化成phFSC,通过基因编辑技术获得具精子细胞核特点的phESC,获得甲,从而得到孤雌小鼠;
2、精子激活转化成ahFSC,通过基因编辑技术获得具卵细胞细胞核特点的ahESC,获得乙,从而得到孤雄小鼠。
【详解】A、卵细胞和精子是高度分化细胞,转化为孤雌胚胎干细胞phFSC和ahESC,相当于植物组织培养中的脱分化阶段,A正确;
B、利用胚胎分割的方法对甲进行处理得到了多只孤雌小鼠遗传物质一般相同,B正确;
C、基因编辑技术能高效而精准的实现DNA片段的插入、切除或替换,C错误;
D、孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子,精子的性染色体为X或Y,由于YY致死,故其性染色体可能是XX、XY,D正确。
故选C。
16. 甲型流感病毒的抗原性与感染性与其表面的R蛋白(血凝素蛋白)密切相关,现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程,图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是( )
A. 构建好的重组质粒长度共2000bp,据图乙可推测BamHⅠ在重组质粒上有3个酶切位点
B. 电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定等
C. 图甲过程中至少需要应用到逆转录酶、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶
D. PCR扩增R基因时,微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前均须进行灭菌处理
【答案】C
【解析】
【分析】1、图甲中①是逆转录过程,②是经过复制形成双链cDNA,③是将R蛋白基因和质粒结合形成基因表达载体,图乙是用限制酶切割后形成的电泳图。
2、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。
3、PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
【详解】A、用HindIII将质粒2000bp切割后形成了200bp、400bp和1400bp共3个片段,说明HindIII在重组质粒上有3个酶切位点,而用HindIII和BamHl将质粒切割后形成了200bp、420bp、560bp的片段,2000=420×2+560+200×3,所以一共形成了6个片段,因此共有6个酶切位点,因此BamHI在重组质粒上有6-3=3个酶切位点,A正确;
B、不同生物的DNA切割后长度不同,切割后再进行电泳,可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定,B正确;
C、图甲获得重组质粒过程,需要逆转录、形成双链cDNA分子以及R蛋白基因与质粒的重组,所以至少需要应用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶,不需要RNA聚合酶,C错误;
D、PCR扩增R基因时,微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前均须进行灭菌处理,D正确。
故选C。
二、非选择题:本大题共5小题,共60分。
17. 稻花香里说丰年,听取“鸭”声一片。广东阳西县打造的“稻鸭共生”示范田,以田养鸭,以鸭促田,实现了经济效益和生态效益双丰收。
(1)“稻鸭共生”生态系统的结构由______和______组成,其中分解者的作用是______。
(2)下图是能量流经该稻田第二营养级的示意图,图中的数值表示能量(单位:10kJ/m2·a)。图中的A代表______;第二营养级到第三营养级的能量传递效率是______%(保留1位小数)。
(3)研究发现,“稻鸭共生”生态系统的水稻产量比水稻单种系统的高,从物质循环的角度分析原因:______。(答出2点即可)
(4)科研人员对稻鸭共生、水稻单种两种生态系统进行了调查,结果如下表。
处理
调查农户(户)
农药投入(kg⋅hm-2)
农药使用次数(次)
水稻产量(kg⋅hm-2)
鸭产量(kg⋅hm-2)
稻鸭共生
121
8.31
4.2
6723.21
500.23
水稻单种
101
11.01
6.7
6489.23
—
分析表格数据,可得出的结论是______。
【答案】(1) ①. 生态系统的组成成分##生物群落和非生物的物质和能量 ②. 营养结构##食物链和食物网 ③. 将动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物
(2) ①. 初级消费者同化 ②. 17.7%
(3)鸭粪被分解为无机盐可供水稻吸收利用;鸭子呼出的CO2可为水稻的光合作用补充原料
(4)稻鸭共生生态系统可减少农药的使用,降低对环境的污染,同时鸭子可增加经济效益
【解析】
【分析】生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构。组成成分主要包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者;营养结构是指食物链和食物网.食物链的起点是生产者,终点是最高营养级的消费者。
【小问1详解】
“稻鸭共生”生态系统的结构由生态系统的组成成分和营养结构组成,其中分解者的作用是能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。如果没有分解者,生态系统会崩溃。
【小问2详解】
下图是能量流经该稻田第二营养级的示意图,图中的数值表示能量(单位:10kJ/m2·a)。图中的A代表初级消费者同化的能量;第二营养级初级消费者的同化量=1360+1240=2600(10kJ/m2·a),第三营养级次级消费者的同化量=560-100=460(10kJ/m2·a),第二营养级到第三营养级的能量传递效率是460/2600×100%=17.7%。
【小问3详解】
鸭粪被分解为无机盐可供水稻吸收利用;鸭子呼出的CO2可为水稻的光合作用补充原料,故“稻鸭共生”生态系统的水稻产量比水稻单种系统的高。
【小问4详解】
稻鸭共生与水稻单种系统相比,取得了明显的生态效益和经济效益,分别表现在<>稻鸭共生生态系统可减少农药的使用,降低对环境的污染,同时鸭子可增加经济效益。
18. 河口湿地是生物多样性最丰富、生产力最高、最具生态服务价值的生态系统之一。围填海工程导致河口地区生态结构破坏、水质污染严重、生物多样性下降等,对生态安全造成严重威胁。针对这些问题,21世纪以来中国在河口地区开展了大量生态恢复工程,包括退耕还湿还滩、互花米草治理、滨海防护林(红树林)建设等。
(1)河口湿地具有自我调节能力的基础是______。在治理被污染的湿地水域时,需选择当地物种,且通常选择净化能力强的多种水生植物,使这些物种形成互利共存的关系,这体现了生态工程的______原理。
(2)互花米草能够防风固沙、阻挡潮流,最初被引进用于生态修复,但由于其极强的适应性和繁殖能力,迅速扩散成为我国沿海地区的主要外来入侵物种之一。为治理互花米草入侵,有人提议可种植本地无瓣海桑形成较大的郁闭度,使互花米草数量减少,依据是______。该治理方式属于______防治。
(3)治理后的河口湿地生态系统达到了生态平衡,此时该生态系统具有的特征是______。
(4)从互花米草的引入,我们可以得到哪些启示?______。
【答案】(1) ①. 负反馈调节 ②. 协调、自生
(2) ①. 郁闭度较大,会导致光照不足,使互花米草光合作用减弱 ②. 生物
(3)结构平衡、功能平衡和收支平衡
(4)外来物种的引入要考虑生态安全,且防控时间要适度延长##构建人工生态系统时优先选择本地伴生物种##对外来物种的引入要建立防溢出机制等
【解析】
【分析】生物防治就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。生物防治,大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫三大类。它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度的一种方法。
【小问1详解】
河口湿地具有自我调节能力的基础是负反馈调节。在治理被污染的湿地水域时,需选择当地物种,体现了生态工程的协调原理,通常选择净化能力强的多种水生植物,使这些物种形成互利共存的关系,这体现了生态工程的自生原理。
【小问2详解】
为治理互花米草入侵,有人提议可种植本地无瓣海桑形成较大的郁闭度,使互花米草数量减少,依据是郁闭度较大,会导致光照不足,使互花米草光合作用减弱。生物防治就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。该治理方式属于生物防治。
【小问3详解】
生态系统的结构和功 能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。治理后的河口湿地生态系统达到了生态平衡,此时该生态系统具有的特征是结构平衡、功能平衡和收支平衡。
【小问4详解】
从互花米草的引入,我们可以知道:外来物种的引入要考虑生态安全,且防控时间要适度延长构建人工生态系统时优先选择本地伴生物种对外来物种的引入要建立防溢出机制等。
19. 樱桃采后常因感染各种病原菌而腐烂,比如因感染链格孢菌而引发黑腐病,运输过程中的机械损伤也会增加致腐率,给果农带来巨大的经济损失。为了解决这一问题,科研人员研究了枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑菌效果及作用机理。回答下列问题:
(1)欲对腐烂的樱桃果进行各种病原菌的分离和鉴定,可将完全腐烂的樱桃组织置于无菌水中制成菌悬液,用______法接种到培养基上培养,再根据菌落的______(答出2点即可)等特征来初步区分不同种类的微生物,从中可挑选出链格孢菌的单菌落。
(2)链格孢菌从樱桃果中获得其生长繁殖所需的水、无机盐、______等基本营养物质。
(3)为探究枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑菌效果及作用机理,研究人员进行了樱桃采后果实实验,步骤如下:
选材与处理
选取新鲜、无机械损伤的樱桃果分成4组,表面消毒。
接种与处理
A组:___________
B组:在果实中部打孔、接种10μL链格孢菌悬液
C组:在果实中部打孔,喷5ml枯草芽孢杆菌悬液
D组:在果实中部打孔,先喷5ml枯草芽孢杆菌悬液,24h后接种10μL链格孢菌悬液
贮藏
果实置于20℃、相对湿度85%的人工气候箱中贮藏(模拟常温运输条件)
观察
观察病斑直径和致腐率
测定
测定樱桃果细胞中防御酶(POD和PAL)的活性
上表中对A组的处理是______。综合图1甲、乙结果,表明枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑制作用机理可能是______。
(4)基于以上研究,对樱桃采后黑腐病的防控提出一条预防措施:____________。
【答案】(1) ①. 平板划线法##稀释涂布平板法 ②. 形状、大小和颜色 (2)碳源、氮源
(3) ①. 在果实中部打孔,接种 10μL无菌水 ②. 枯草芽孢杆菌通过提升(楼桃果细胞中)防御酶(POD和PAL)的活性来抵抗链格孢菌的侵染
(4)配制枯草芽孢杆菌溶液浸果##运输过程尽量避免机械损伤##剔除病果、伤果,仅保留无机械损伤的果实等
【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】
分离纯化微生物可以用平板划线法或稀释涂布平板法将微生物接种到培养基上培养,鉴定根据菌落的形状、大小和颜色等特征来初步区分不同种类的微生物,从中可挑选出链格孢菌的单菌落。
【小问2详解】
樱桃果作为链格孢菌的培养基,能为链格孢菌提供其生长繁殖所需的水、无机盐、碳源、氮源等基本营养物质。
【小问3详解】
实验目的是探究枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑菌效果及作用机理,上表中A作为对照组,对A组的处理是在果实中部打孔,接种 10 μL无菌水。综合图1甲、乙结果,表明枯草芽孢杆菌对链格孢菌的抑制作用机理可能是枯草芽孢杆菌通过提升(楼桃果细胞中)防御酶(POD和PAL)的活性来抵抗链格孢菌的侵染。
【小问4详解】
基于以上研究,对樱桃采后黑腐病的防控提出一条预防措施:配制枯草芽孢杆菌溶液浸果运输过程尽量避免机械损伤剔除病果、伤果,仅保留无机械损伤的果实等。
20. 类器官技术是将干细胞培养成具有一定空间结构,并能模拟真实器官部分功能的组织类似物的技术。该技术利用的干细胞主要来源于胚胎干细胞、诱导多能干细胞、成体干细胞和部分肿瘤干细胞。2023年,中国科学院团队通过类器官技术与嵌合体技术,利用患者来源的肿瘤类器官(PDOs)与小鼠胚胎干细胞(mESCs)构建了“人-鼠”嵌合体模型,用于模拟人类癌症微环境。研究流程大致如下:
a.从患者结肠癌组织中分离肿瘤干细胞,在动物细胞培养体系中诱导形成类器官;
b.将荧光标记的人源类器官与小鼠胚胎干细胞共培养,形成嵌合细胞团:
c.将嵌合细胞团注射到小鼠早期胚胎中,形成嵌合胚胎:
d.筛选嵌合率符合要求的胚胎;
e.将优质嵌合胚胎移植至代孕母鼠子宫;
f.检测人源细胞在新生嵌合小鼠各器官中的定植情况。
(1)步骤①常采用酶解法分离,常使用的酶是______。
(2)步骤②体外培养肿瘤干细胞获得类器官时,除了要提供适宜的营养物质、温度等条件外,还需要提供______的气体条件。此外,还需要定期更换培养液,目的是______。
(3)步骤⑥胚胎移植前需要对代孕母鼠进行______处理,若想获得更多嵌合胚胎,可采用______技术对优质胚胎进行扩增。
(4)与利用动物模型进行实验相比,用肿瘤干细胞诱导形成的肿瘤类器官作为疾病研究模型的优势是______。(答出1点即可)
(5)该研究可能引发的伦理争议是______。
【答案】(1)胰蛋白酶
(2) ①.
95%的空气+5%的CO2 ②. 清除代谢废物,防止细胞代谢产物积累对细胞造成危害
(3) ①. 同期发情 ②. 胚胎分割
(4)更接近人类肿瘤的生理状态,实验结果更可靠
(5)人-鼠嵌合模型可能模糊物种界限,引发伦理争议
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。(4)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)。
【小问1详解】
动物细胞培养前,需用胰蛋白酶将动物组织分散形成单个细胞。即步骤①常采用酶解法分离,常使用的酶是胰蛋白酶。
【小问2详解】
动物细胞培养需要提供的气体环境为95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。由于细胞代谢过程中会产生代谢废物,以及细胞代谢产物的积累可能会对细胞造成危害,因此动物细胞培养时还需要定期更换培养液。
【小问3详解】
步骤⑥胚胎移植前需要对代孕母鼠进行同期发情处理,保证代孕母鼠的生理状态适合移植的胚胎的生存。若要对优质胚胎扩增,可采用胚胎分割技术。
【小问4详解】
用人的肿瘤干细胞诱导形成的肿瘤类器官更接近人类肿瘤的生理状态,使实验结果更可靠,因此与利用动物模型进行实验相比,用肿瘤干细胞诱导形成的肿瘤类器官作为疾病研究模型更具有优势。
【小问5详解】
人-鼠嵌合模型打破了物种之间的生殖隔离,可能模糊物种界限,会引发伦理争议。
21. 无缝克隆技术是依赖于同源序列的基因克隆技术,利用同源的DNA序列能够将任意DNA片段进行无缝连接在一起,过程如图1所示。我国某科研团队利用无缝克隆技术构建了多基因表达载体,从而培育出了抗虫抗除草剂的玉米,抗虫抗除草剂玉米表达载体构建过程如图2所示。
(1)图1中修复缺口用到的DNA聚合酶和DNA连接酶在发挥作用时的区别是______。(答出1点即可)
(2)T5核酸外切酶沿“5′→3′”的方向水解DNA,其目的是形成______末端。T5核酸外切酶催化的最适温度为37℃,而图1中T5核酸外切酶作用的温度通常选择为50℃,目的是:______,防止过度水解DNA,从而更好地控制反应过程。
(3)图2中为了使CryIAc基因和GR79基因与线性化质粒进行无缝连接,需要对CrylAc基因和GR79基因进行PCR改造,改造所用的引物要加入额外的片段,根据图1无缝连接的原理,图2中引物2和引物3所加的片段碱基序列应______(填“相同”或“互补”)。引物1和引物4所加片段应分别与线性化质粒中的______(从“a、b、c、d”中选填)片段序列相同。
(4)结合图1和图2信息可以看出无缝克隆技术不依赖于任何限制酶,利用T5核酸外切酶可以将有同源序列的片段进行无缝连接。和传统方法比,无缝克隆技术构建基因表达载体的优点是______。
【答案】(1)DNA聚合酶催化单个核苷酸添加到已有的 DNA链上,形成磷酸二酯键,而 DNA连接酶是催化两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键;DNA聚合酶发挥作用时需要模板,DNA连接酶不需要板
(2) ①. 黏性 ②. 降低酶活性
(3) ①. 互补 ②. b、d
(4)插入位点不受限制酶识别序列限制,实现了目的基因在载体任意位点上的插入
【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。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
图1中修复缺口用到的DNA聚合酶和DNA连接酶在发挥作用时的区别有以下两点:DNA聚合酶催化单个核苷酸添加到已有的 DNA链上,形成磷酸二酯键,而DNA连接酶是催化两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键;DNA聚合酶发挥作用时需要模板,DNA连接酶不需要板。
【小问2详解】
分析题图可知:T5核酸外切酶沿“5′→3′”的方向水解DNA,其目的是形成黏性末端。T5核酸外切酶催化的最适温度为37℃,而图1中T5核酸外切酶作用的温度通常选择为50℃,以降低酶活性,防止过度水解DNA,从而更好地控制反应过程。
【小问3详解】
无缝克隆技术是依赖于同源序列的基因克隆技术,利用同源的DNA序列能够将任意DNA片段进行无缝连接在一起,图2中为了使CryIAc基因和GR79基因与线性化质粒进行无缝连接,需要对CrylAc基因和GR79基因进行PCR改造,改造所用的引物要加入额外的片段,根据图1无缝连接的原理,图2中引物2和引物3所加的片段碱基序列应互补。引物1扩增的产物插到靠近LB的一侧,根据引物方向5′→3′与ab的方向可知,引物1所加片段应与线性化质粒中的b片段序列相同。同理引物4所加片段应分别与线性化质粒中的d片段序列相同。
【小问4详解】
传统的酶切再连法需要用特定的限制酶将目的基因和质粒先进行切割,再用DNA连接酶对目的基因和质粒进行连接,在该过程会形成多个小片段,操作复杂,而无缝克隆技术构建重组质粒是不受限制酶酶切位点的限制,实现了目的基因在载体任意位点上的插入。
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