山西省部分学校2023-2024学年高二下学期5月联考试生物试题（解析版）

这是一份山西省部分学校2023-2024学年高二下学期5月联考试生物试题（解析版），共22页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，考生作答时，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时．请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：人教版选择性必修1～2+选择性必修3第1~3章。
一、选择题：本题共20小题，每小题2.5分，共50分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于生长素促进植物生长的原理，有科学家提出“酸生长假说”：生长素（壳梭孢菌素有相同作用）与受体结合，进一步通过信号传导，促进细胞膜上H+-ATP酶的活化，把H+排到细胞壁，细胞外pH下降导致细胞壁松弛，细胞吸水使体积增长。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 生长素促进胞内H+逆浓度梯度排出至细胞壁
B. 正常生长枝条顶芽的细胞壁松弛程度可能大于侧芽
C. 细胞生长速率与H+-ATP酶的活性及生长素水平不总是成正相关
D. 壳梭孢菌素与生长素有相似的结构，都能被植物体中相关酶催化分解
【答案】D
【分析】根据酸假说的内容，H+运到细胞外，导致细胞外pH降低，而酸性条件下，细胞壁松弛，细胞吸水而生长。
【详解】A、H+排出到细胞壁，需要细胞膜上H+-ATP酶的催化，该过程为逆浓度梯度的主动运输，A正确；
B、正常生长枝条具有顶端优势，顶芽生长速率比侧芽快，可推知顶芽细胞壁的松弛程度可能大于侧芽，B正确；
C、生长素浓度过高会抑制生长，C正确；
D、壳梭孢菌素虽然具有与生长素相同的作用，但是由微生物分泌的，不是植物体产生的物质，二者结构不同，不一定能被植物体中的酶分解，D错误。
故选D。
2. 2型糖尿病患者常表现出胰岛素抵抗（IR），胰岛素抵抗是指机体对胰岛素的敏感性降低。如图A～D是2型糖尿病形成过程中人体胰岛素分泌量与胰岛素敏感关系曲线。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 胰高血糖素、肾上腺素和糖皮质激素均能升高血糖
B. 随着胰岛素敏感性下降，胰岛素分泌量的变化是先增多后减少
C. 空腹饥饿时，肌糖原分解为葡萄糖进入血液是血糖的最重要来源
D. 若某2型糖尿病患者不能通过注射胰岛素进行治疗，则可能是胰岛素受体活性下降导致
【答案】C
【分析】胰岛素抵抗导致的2型糖尿病是指胰岛素分泌正常，但胰岛素的受体敏感性降低，使得胰岛素不能有效地发挥作用，胰岛素的作用机理是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，使血糖水平降低。
【详解】A、能参与升高血糖的激素除了胰高血糖素外还有肾上腺素、糖皮质激素等，A正确；
B、据图可知，A点基本接近健康人，低胰岛素浓度，胰岛素敏感性高，随着病情发展，B点胰岛素代偿性分泌增加，但IR也增强；B→D，胰岛素分泌减少，IR也持续增强，故随着胰岛素敏感性下降，会引起胰岛素分泌量先增多后减少，B正确；
C、空腹饥饿时，肝糖原分解为葡萄糖进入血液是血糖的最重要来源，肌糖原不能分解为葡萄糖，C错误；
D、若某2型糖尿病患者不能通过注射胰岛素进行治疗，可能是由于胰岛素受体活性降低或者胰岛素受体数量减少，进而导致与胰岛素受体有效结合的胰岛素减少，D正确。
故选C。
3. 黄鼬（俗称“黄鼠狼”）主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下有关解释不合理的是（ ）
A. 释放的臭气是一种化学信息
B. 这种气味信息只对黄鼬有利
C. 释放臭气有利于黄鼬躲避危险
D. 臭气作为信息可调节种间关系
【答案】B
【分析】生态系统的信息分为物理信息、化学信息和行为信息。生态系统的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。生物在生命活动过程中，产生一些可以传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学信息。动物的特殊行为，对于同种和异种也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。
【详解】A、黄鼬释放的臭气是一种化学物质造成的，在一种化学信息，A正确；
B、这种气味信息不一定只对黄鼬有利，B错误；
C、在遇到威胁时排出臭气，麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离，有利于黄鼬躲避危险，C正确；
D、臭气作为化学信息可调节种间关系，以维持生态系统的稳定，D正确。
故选B。
4. 近年来，我国绿色发展的理念日益深入人心，建设美丽中国的行动不断升级提速，给人们带来更多的蓝天白云，绿水青山，下列举措不利于改善环境的是（ ）
A. 沿海兴建化工厂将污水排入海洋B. 进行垃圾分类
C. 工厂废气经净化处理后排放D. 大力植树造林
【答案】A
【分析】可持续发展是指既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展，我国海洋环境总体状况良好，但局部海域污染严重，环境恶化趋势没有得到根本遏制。
【详解】A、沿海兴建化工厂，污水直接排入海洋，会污染海洋环境，不利于改善环境，A正确；
B、进行垃圾分类回收，即可以节约资源又可以防止污染环境，B错误；
C、工厂的废气经净化处理后排放，能防止废气污染空气，利于改善生态环境，C错误；
D、大力植树造林，有利于防止水土流失，可以改善我们的生活环境，D错误。
故选A。
5. 三千多年前我国劳动人民就已经熟练掌握用盐来腌渍蔬菜的生产技术。下列关于用甘蓝制作泡菜的叙述，错误的是（ ）
A. 清洗甘蓝外围菜叶可除去表面的污渍
B. 用水密封发酵坛的主要目的是保持无氧条件
C. 向新制泡菜坛内添加适量老泡菜汁能缩短发酵所需时间
D. 添加适宜浓度的食盐仅为了增加泡菜的口味
【答案】D
【分析】泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、甘蓝外围菜叶附着大量杂菌和污渍，需要清洗以利于发酵，A正确；
B、制作泡菜利用的是乳酸菌，其代谢类型为厌氧型，故水密封发酵坛主要目的是保持无氧环境，B正确；
C、老泡菜汁中含有较高浓度的活性乳酸菌，添加老泡菜汁可增加新制泡菜坛的乳酸菌浓度，能有效抑制杂菌繁殖并缩短发酵所需时间，C正确；
D、泡菜发酵主要依赖的微生物是耐盐性较强的乳酸菌，添加适宜浓度的食盐既可增加泡菜的口味，还可抑制其余杂菌的繁殖，D错误。
故选D。
6. 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术主要包括灭菌和消毒。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 称量、溶化等配制培养基的过程都需要在酒精灯火焰旁进行
B. 干热灭菌法的操作对象可以是金属器具，也可以是玻璃器具
C. 无菌操作时，对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和灭菌
D. 微生物纯化培养时，培养基中必需添加一定量的抗生素进行杀菌
【答案】B
【分析】灭菌的方法一般有湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌。
【详解】A、称量、溶化等进行配制培养基的过程，由于培养基配制后需要灭菌，配制培养基的过程不需要无菌操作，不需要在酒精灯火焰旁进行，A错误；
B、耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（如吸管、培养皿等）、金属用具等，可以采用干热灭菌法灭菌，B正确；
C、无菌操作时，对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒，C错误；
D、抗生素具有杀菌作用，因此目的菌为细菌时的微生物的培养不能加入抗生素，D错误。
故选B。
7. 下列关于菊花组织培养的叙述，错误的是（ ）
A. 选取菊花茎尖进行实验的原因是茎尖细胞全能性高
B. 插入培养基时应注意外植体的方向，形态学下端应在上方
C. 培养瓶用专用封口膜封口既可防止杂菌侵入又可保证气体交换
D. 再分化过程中，诱导生根和诱导生芽不能在同一个锥形瓶内完成
【答案】B
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、茎尖细胞无毒或含有少量病毒、茎尖细胞全能性高，是选择茎尖作为外植体原因，A正确；
B、插入培养基时注意外植体的方向，形态学上端在上，形态学下端在下，不要倒插，B错误；
C、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，C正确；
D、接种外植体到生成试管苗不能在同一个锥形瓶中完成，因为诱导生根和诱导生芽的培养基激素比例不一样，D正确。
故选B。
8. 灌流式培养是把细胞和培养液一起加入反应器后，在细胞增长和产物形成过程中，不断地将部分培养液取出，同时又连续不断地灌注新的培养液。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 进行动物细胞培养时，新鲜培养液中往往需要加入动物血清等天然成分
B. 反应器通常需保持95%空气和5%的CO2的气体环境
C. 配制灌流式培养的培养液时应考虑细胞生存环境的渗透压
D. 当灌流式培养细胞的密度达到一定值时，不需要进行稀释再培养
【答案】D
【分析】动物细胞培养的条件：（1）营养物质：无机物(无机盐、微量元素等)，有机物(糖、氨基酸、促生长因子等)。通常需要血清（2）温度、pH、渗透压（3）无菌无毒的环境：对所有培养液和培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中加入一定量的抗生素，以防被污染。此外应定期更换培养液，以便清除代谢产物防止细胞代谢产物累积对细胞自身产生危害（4）气体环境(95%的空气+5%CO2的混合气体），其中5%CO2气体是为维持培养液的pH稳定。
【详解】A、培养动物细胞时，常常需要在培养液中加入动物血清等天然成分，A正确；
B、进行动物细胞培养时通常置于含有95%空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中培养，B正确；
C、动物细胞的细胞外液的渗透压是相对稳定且适宜的，配制灌流式培养液时应考虑细胞生存环境的渗透压，C正确；
D、由于培养瓶中生存空间和营养是有限的，当细胞增殖达到一定密度后，需要分离出一部分细胞进行稀释后再培养，否则会影响细胞进一步的增殖，D错误。
故选D。
9. 细胞毒素类药物可以有效杀伤肿瘤细胞，但在杀伤肿瘤细胞的同时会对健康细胞造成伤害。抗体-药物偶联物（ADC）通过接头将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。其作用机制如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 杂交瘤细胞释放单克隆抗体，体现了细胞膜的结构特点
B. 接头既要在内环境中能保持稳定，又要能在细胞内被断开
C. 杂交瘤细胞能特异性识别并杀伤肿瘤细胞，且副作用小
D. 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤等疾病
【答案】C
【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。
【详解】A、单克隆抗体的化学本质为蛋白质，杂交瘤细胞通过胞吐的方式释放，体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，A正确；
B、接头既要在内环境中保持稳定，又要能在细胞内被断开，才能在肿瘤细胞中起作用，B正确；
C、ADC中的单克隆抗体能特异性识别肿瘤抗原，ADC中的细胞毒素类药物能杀死肿瘤细胞，杂交瘤细胞能分泌特定抗体，并不直接与肿瘤细胞接触，C错误；
D、利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病，其原理是抗原—抗体特异性结合，D正确。
故选C。
10. 在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是（ ）
A. 大肠杆菌的质粒
B. 切割DNA分子的酶
C. DNA片段的黏性末端
D. 用来识别特定基因的DNA探针
【答案】A
【分析】运载体：
（1）常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。（质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。）
（2）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。
（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
【详解】A、基因工程常用的运载体是质粒，质粒可以取自大肠杆菌，可将目的基因送入到受体细胞，A正确；
B、切割DNA分子的酶为限制酶，是基因工程的工具之一，但不是运载体，B错误；
C、DNA片段的黏性末端是限制酶切割后产生的，不是运载体，C错误；
D、用来识别特定基因的DNA探针可用于检测目的基因是否导入和是否转录，但不是运载体，D错误。
故选A。
11. 基因工程是在DNA分子水平上进行的，需要有专门的工具。下列关于基因工程所需基本工具酶的叙述，错误的是（ ）
A. 不同限制酶切割后产生的DNA片段可能被某种DNA连接酶连接
B. T4 DNA连接酶可以催化磷酸二酯键形成进而连接黏性末端或平末端
C. 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，并且只在其中一条链的特定部位切割
D. 原核细胞内的限制酶可切割入侵的DNA分子，通常不切制细菌自身的DNA分子
【答案】C
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】A、不同限制酶切割后产生的DNA片段，若具有相同的末端，则可被某种DNA连接酶连接，A正确；
B、T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接双链DNA片段的平末端，B正确；
C、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，C错误；
D、原核生物内的限制酶可切割入侵的DNA分子而保护自身，一般不切割自身的DNA分子，D正确。
故选C。
12. 下列关于基因工程基本工具——载体的叙述，正确的是（ ）
A. 基因工程中用的载体大多数为天然质粒
B. 质粒是常用的载体，有2个游离的磷酸基团
C. 细菌质粒的复制过程只能在宿主细胞外独立进行
D. 载体上常有特殊的抗性基因，便于重组DNA分子的筛选
【答案】D
【分析】在基因工程中使用的载体包括质粒、噬菌体及动植物病毒等。基因工程通常是利用质粒作为载体，将基因送入细胞。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA 片段（基因）插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上， 随受体DNA同步复制。
【详解】A、在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这 些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选，A错误；
B、质粒是一种双链环状DNA分子，无游离的磷酸基团，B错误；
C、质粒在宿主细胞内就具有自我复制能力，C错误；
D、作为运载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因，主要是抗生素抗性基因，便于重组DNA分子的筛选，D正确。
故选D。
13. 基因工程中常利用PCR技术扩增目基因，其原理与细胞内DNA复制类似。下列关于PCR的叙述，错误的是（ ）
A. 用PCR技术扩增目的基因时无需知道目的基因的全部序列
B. PCR过程所需缓冲液中需要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶
C. 经过四轮循环，产物中只含有1种引物的DNA片段所占比例为1/16
D. 若复性温度过高可能导致引物与模板DNA不能结合，进而无扩增产物
【答案】C
【分析】1、PCR原理：在高温的作用下，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。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】A、用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列，只需要知道一段已知目的基因的核苷酸序列，从而根据这段序列合成引物，A正确；
B、PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶，B正确；
C、DNA复制为半保留复制，DNA复制n次，共形成2n个DNA，其中两个DNA含有母链和子链（含引物A或引物B），（2n-2）个DNA都含有子链（含有引物A和引物B），经过四轮循环即DNA复制4次，共形成16个DNA，产物中只含有1种引物的DNA片段所占的比率为2/16=1/8，C错误；
D、复性的目的是使引物与模板DNA结合，故复性温度过高可能导致引物与模板DNA不能结合，因而使得PCR反应得不到任何扩增产物，D正确。
故选C。
14. 科研人员欲将某目的基因导入大肠杆菌质粒中保存，该质粒上有EcR I、Xh I、Mun I、Sal I和Nhe I限制酶识别序列，质粒和目的基因的结构图示如下。下列相关叙述错误的是（ ）

注：Lac Z基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-ga I产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。
A. 构建的重组质粒中PO位于目的基因的上游，转录方向为顺时针
B. 在设计PCR引物时，应在两种引物上添加Xh I和Mun I限制酶识别序列
C. 在添加氨苄青霉素和X-ga I的培养基上，导入重组质粒的大肠杆菌形成白色菌落
D. 图中质粒还应有终止密码子序列，使目的基因翻译终止
【答案】D
【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、PO启动子位于目的基因的上游，为保留启动子基因序列，不能选用ECORI，故转录的方向为顺时针，A正确；
B、限制酶Sal I和Nhe I会破坏目的基因结构的完整性，EcR I会破坏标记基因，只能选择限制酶Xh I和Mun I，但目的基因没有这两种酶的识别序列，则在设计PCR引物时，应在引物上添加限制酶Xh I和Mun I的识别序列，B正确；
C、目的基因的插入位置是在lac Z基因中，会破坏lac Z基因的结构，不能产生β-半乳糖苷酶，底物X-gaI不会被分解。所以筛选导入重组质粒的大肠杆菌时，只有导入了质粒的大肠杆菌才能在添加了氨苄青霉素的培养基上生长。又因为目的基因的插入破坏了lac Z基因的结构，底物X-gaI不会被分解，故在添加了氨苄青霉素和X-gaI的培养基上生长的白色菌落为导入重组质粒的大肠杆菌，C正确；
D、图中质粒还应具有终止子序列，终止转录过程，D错误。
故选D。
15. 科研人员通过农杆菌中的质粒将多种耐盐基因导入野生型水稻，获得了一批耐盐转基因水稻。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 该转基因水稻与原野生型水稻为两个不同物种
B. 耐盐基因的筛选与获取是培育转基因水稻的核心步骤
C. 抗原—抗体检测可以检测出耐盐转基因水稻是否成功表达出相关蛋白质
D. 只要检测出水稻细胞中含有耐盐基因就代表耐盐水稻培育成功
【答案】C
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、转基因属于基因重组，未产生新物种，该转基因水稻与原野生型水稻不存在生殖隔离，仍然同一物种，A错误；
B、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，B错误；
C、抗原—抗体检测可以检测出耐盐转基因水稻是否成功表达出相关蛋白质，C正确；
D、只有水稻具有耐盐性状才能代表耐盐转基因水稻培育成功，D错误。
故选C。
16. 对水稻品种“淮稻7号”诱变获得突变体植株（基因型为aa．a基因位于9号染色体上），分析突变体的a基因全序列及其编码产物发现，突变体的a基因是野生型水稻的A基因内插入654 bp（碱基对）片段形成的。比对水稻基因组发现．野生型水稻的3号染色体上也存在上述654 bp序列。为探究突变体产生的原因，在野生型水稻的3号染色体和突变体水稻的9号染色体上654 bp序列外侧各设计一对引物，对野生型和突变体基因组DNA分别进行PCR，产物的凝胶电泳结果如图（M为核酸分子量大小的标准参照物）。下列相关叙述正确的是（ ）

A. 图示结果在自然条件下就能观察到
B. 配置好的琼脂糖溶液需冷却至30℃后才能倒入模具
C. 在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子大小有关
D. 突变体的形成是因为3号染色体上的654 bp序列移接到了9号染色体上
【答案】D
【分析】电泳是指带电颗粒在电场的作用下发生迁移的过程。电泳技术就是利用在电场的作用下，由于待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而对样品进行分离、鉴定或提纯的技术。
【详解】A、凝胶电泳结果需要在紫外灯照射下才能被检测出来，A错误；
B、琼脂糖溶液冷却30℃后会凝固，无法倒入模具中，B错误；
C、在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子大小、构象和凝胶浓度等有关，C错误；
D、根据电泳图谱可知，野生型3号染色体上的片段为754 bp，突变体3号染色体上的片段为100 bp，减少了654 bp，野生型9号染色体上的片段为200 bp，突变体9号染色体上的片段为854 bp，增加了654 bp，由此推测3号染色体上的654 bp序列移接到了9号染色体上，形成了突变体，D正确。
故选D。
17. 基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（ ）
A. 可利用转基因动物做器官移植供体
B. 基因工程能定向改造生物性状，培育新物种
C. 基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化
D. 将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素
【答案】B
【分析】基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种,获得很多过去难以得到的生物制品，甚至还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源。
【详解】A、可利用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）、做器官移植供体，A正确；
B、基因工程能定向改造生物性状，但不能培育新物种，B错误；
C、基因工程能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，即基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化，C正确；
D、利用基因工程将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素，D正确。
故选B。
18. 研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。下列相关表述错误的是（ ）
A. afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因
B. 质粒上经常以抗生素抗性基因作为标记基因
C. 构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶
D. 目的基因的检测与鉴定是培育抗冻番茄的核心环节
【答案】D
【分析】1、基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E.cli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4 DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。（3）运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
2、作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因）；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、抗冻蛋白基因afp表达的产物可使番茄具有抗冻的特性，因此afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因，A正确；
B、质粒上的抗生素抗性基因常作为标记基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞，B正确；
C、构建含有afp基因的Ti质粒需要“子手术刀”—限制酶、“分子缝合针”DNA连接酶，C正确；
D、培育抗冻番茄的核心环节是构建基因表达载体，D错误。
故选D。
19. 人白细胞介素-2（IL-2）是一种细胞因子，含有3个半胱氨酸，分别位于第58、105、125位，其中58位与105位半胱氨酸之间形成的二硫键对保持IL-2活性起重要作用。科学家利用蛋白质工程将IL-2基因中编码125位半胱氨酸的序列改造为丝氨酸序列，获得了新IL-2．下列相关叙述错误的是（ ）
A. 新IL-2可以降低二硫键错配的概率
B. 新IL-2的改造工程遵循的原理是基因重组
C. 新IL-2是依据蛋白质的功能改造其结构得到的
D. 新IL-2的改造过程的直接操作对象是基因
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、58位与105位半胱氨酸之间形成的二硫键对保持IL-2活性起重要作用，125位也是半胱氨酸，容易与58、105位错配形成二硫键，新IL-2降低了二硫键错配的可能，A正确；
B、由题意可知，编码新IL-2的基因是将IL-2基因中编码125位半胱氨酸的序列突变为丝氨酸序列，只是一个氨基酸发生了改变，原理是基因突变，B错误；
C、蛋白质工程的基本思路是：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。因此新IL-2是科学家依据蛋白质的功能改造其结构得到的，C正确；
D、蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成所对应的基因，因此，蛋白质工程被称为第二代基因工程，D正确。
故选B。
20. 蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是（ ）
A. 分析蛋白质的三维结构
B. 研究蛋白质的氨基酸组成
C. 获取编码蛋白质的基因序列信息
D. 改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
【答案】D
【分析】蛋白质工程是中心法则的逆推。其设计过程为预期蛋白质功能→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→合成DNA→表达出蛋白质，进而实现定向改造或生产人类所需蛋白质的目的，即蛋白质工程能生产自然界没有的蛋白质，蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现。
【详解】A、分析蛋白质的三维结构是蛋白质工程的准备工作，与题意不符，A错误；
B、研究蛋白质的氨基酸组成是为了设计或改造相关基因，这不是蛋白质工程的最终目的，B错误；
C、获取编码蛋白质的基因序列信息实现了对基因的修饰或合成过程，但不是蛋白质工程的最终目的，C错误；
D、改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，从而满足人类的需求，实现对蛋白质的定向改造，这是蛋白质工程的最终目标，D正确。
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共50分。
21. 术后伤口的强烈疼痛折磨着患者，芬太尼作为一种强效镇痛药在临床上被广泛应用，其镇痛机制如图所示。回答下列问题：
“+”表示促进；“-”表示抑制。
（1）术后伤口产生痛觉的部位位于______，该过程不属于反射，原因是________。
（2）兴奋在如图结构中______（填“单向”或“双向”）传递，原因是__________。图中K+外流会导致该处膜电位表现为__________________。
（3）据图分析，芬太尼进入机体后的作用过程为：__________，从而具有镇痛作用。
（4）请结合图示过程，提出一个不同于芬太尼的研发镇痛药物的新思路：_________。
【答案】（1）①. 大脑皮层 ②. 没有经过完整的反射弧
（2）①. 单向 ②. 神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜 ③. 外正内负
（3）芬太尼与芬太尼受体结合，促进突触前膜K+外流，从而抑制Ca2+内流，抑制神经递质的释放，使突触后膜不能产生兴奋
（4）研发某种药物与神经递质受体结合（或与Na+竞争Na+通道），抑制突触后膜Na+内流
【分析】兴奋在神经元之间的传递：（1）神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。突触：包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。（2）兴奋的传递方向：由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内，所以兴奋在神经元之间（即在突触处）的传递是单向的，只能是：突触前膜→突触间隙→突触后膜（上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突）。（3）传递形式：电信号→化学信号→电信号。
（1）所有感觉的产生部位都是大脑皮层，术后伤口产生痛觉的部位位于大脑皮层；反射的完成需要经过完整的反射弧，该过程没有经过完整的反射弧，故不属于反射。
（2）由于神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，故兴奋在如图结构中单向传递；图中K+外流会导致该处膜电位表现为外正内负。
（3）动作电位的产生与钠离子内流有挂，据图分析，芬太尼与芬太尼受体结合，促进突触前膜K+外流，从而抑制Ca2+内流，抑制神经递质的释放，使突触后膜不能产生兴奋。
（4）结合图示过程，可研发某种药物与神经递质受体结合（或与Na+竞争Na+通道），抑制突触后膜Na+内流作为镇痛药物的新思路。
22. 下图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化作用示意图。
（1）河流生态系统具有________________能力，食物链和食物网中不具有的生态系统组成成分是____________。
（2）若统计该河流周边土壤中细胞动物的丰富度，常采用目测估计法和____________
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是_____________________________________。
（4）河流收到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和___________，很快消除污染。河流生态系统受到生活污水污染及净化作用，是否体现了群落演替现象？_________
【答案】（1）自我调节 非生物的物质和能量、分解者 （2）记名计算法 （3）有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖，藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少 （4）微生物分解 是
【分析】首先要明确该生态系统涉及到了哪些生物，它们各自有什么作用，即藻类是生产者，能进行光合作用，产生氧气，是溶解氧的来源。细菌是分解者，能分解有机物成无机物，此过程需氧型细菌要消耗氧气。其次要根据图分析相关者之间的因果关系：藻类数量的减少，造成溶解氧的减少，同时由于污水（含大量有机物）的排入，导致细菌大量繁殖，也造成溶解氧的大量消耗。另一方面，细菌分解有机物的同时能产生大量的无机盐离子，又有利于藻类的生长。如果大量含有机物的废水排入该河流，超过了它的净化能力，势必使河流生态系统的稳态遭到破坏，因为生态系统的自动调节能力是有一定限度的。
【详解】（1）河流生态系统具有一定的自我调节能力，食物链和食物网中不具有的生态系统组成成分是分解者和非生物的物质和能量；
（2）若统计该河流周边土壤中细胞动物的丰富度，常采用目测估计法和记名计算法；
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是有机物分解后形成的大量的NH4+等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖，藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少；
（4）河流收到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物分解，很快消除污染。河流生态系统受到生活污水污染及净化作用，可以体现群落演替现象；
23. 来源于猪等动物的异种器官被视作人类供体器官短缺的希望，相比同种器官，异种器官移植面临受体对植入器官更严重的免疫排斥等难题。通过基因敲除手段获得基因敲除猪，可获得消除或减弱排斥反应的适合人体移植的猪器官，部分过程如图所示。回答下列问题：
（1）图示过程属于______（填“无性”或“有性”）生殖过程，与选用组织细胞相比，过程一选用猪的胚胎干细胞的优点是______________。
（2）过程二通常需要用促性腺激素处理，目的是________________，卵母细胞去核的方法是____________。
（3）若想要获得两个或多个基因敲除猪，在过程六之前应进行______操作，代孕猪应具备____________（答两点）条件。
（4）异种器官移植除了严重的免疫排斥外，可能还有__________________（答一点）等难题需要解决。
【答案】（1）①. 无性 ②. 胚胎干细胞的全能性更高，核移植成功率高
（2）①. 使供体母牛超数排卵 ②. 显微操作法
（3）①. 胚胎分割 ②. 健康的体质、正常繁殖能力、与供体母猪有相同的生理状态
（4）异种病毒传播、植入器官功能兼容性等
【分析】1、动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
2、胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体’。
（1）图示过程没有涉及两性生殖细胞的结合，该过程为无性繁殖过程，由于动物胚胎干细胞的分化程度低，表现全能性相对容易，即胚胎干细胞的全能性更高，核移植成功率高。
（2）过程二通常需要用促性腺激素处理，目的是使供体母牛排出比自然情况下多的成熟卵子。卵母细胞去核普遍使用的方法是显微操作法。
（3）若想要获得两个或多个基因敲除猪，就需要准备多个胚胎，所以在过程六之前应进行胚胎分割操作，在通过胚胎移植入受体子宫内，胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体’。所以代孕猪应具备健康的体质、正常繁殖能力、与供体母猪有相同的生理状态等。
（4）异种器官移植除了严重的免疫排斥外，可能遇到的难题还有异种病毒传播、植入器官功能兼容性等
24. 稻瘟病是由真菌感染引起的导致水稻减产的常见疾病，研究发现花生细胞中的S基因在抗真菌类病害中发挥着重要作用。科研人员提取花生细胞中S基因的mRNA，逆转录得到cDNA，通过转基因技术，以Ti质粒为表达载体，导入水稻外植体细胞中，使水稻获得了对真菌的抗性，部分结构如图所示。回答下列问题：
（1）通过逆转录获得的S基因与花生细胞中的S基因的DNA序列____________（填“完全一致”或“不完全一致”），原因是___________。
（2）在利用PCR技术扩增目的基因时需要一对特异性引物，引物是指____________。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中变性的目的是____________。
（3）为了成功构建重组表达载体，确保目的基因插入载体中方向正确，最好选用______酶切割S基因的cDNA和载体。形成的重组Ti质粒需要先导入农杆菌细胞，再侵染水稻的愈伤组织，理由是_________。
（4）转基因水稻是否表现出了抗真菌性，需要进行个体水平的检测，检测的方法是____________。
【答案】（1）①. 不完全一致 ②. 以花生细胞的mRNA通过逆转录过程获得的cDNA不含内含子等非编码序列
（2）①. 一小段能与该目的基因碱基序列互补配对的短单链核酸；或根据目的基因序列设计的短单链核酸 ②. 双链DNA解旋为单链
（3）①. Xba I、Hind Ⅲ ②. 农杆菌在自然条件下通过转化作用可将其所含Ti质粒上的TDNA转移、整合到宿主细胞染色体DNA上
（4）对转基因水稻植株接种相应的真菌，观察其是否患稻瘟病
【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：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
（1）以花生细胞的mRNA通过逆转录过程获得的cDNA，不含内含子、启动子和终止子等非编码序列，而花生细胞中的S基因的DNA序列中含有内含子、启动子和终止子等非编码序列，因此，通过逆转录获得的S基因与花生细胞中的S基因的DNA序列不完全一致。
（2）在PCR技术中，引物是指一小段能与该目的基因碱基序列互补配对的短单链核酸（或根据目的基因序列设计的短单链核酸）。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中变性的目的是解旋，即双链DNA解旋为单链。
（3）依据图示可知，选用BamHI会破坏目的基因，而SalI的酶切位点不在T-DNA中，选用EcRI（在S基因的左右两侧均有酶切位点）会导致错误连接，只有选用XbaI、HindⅢ酶切割S基因的cDNA和载体，才能确保目的基因插入载体中方向正确；由于农杆菌在自然条件下会通过转化作用将其所含Ti质粒上的T-DNA转移，并整合到宿主细胞染色体DNA上，所以形成的重组Ti质粒需要先导入农杆菌细胞，再侵染水稻的愈伤组织。
（4）在个体水平上检测转基因水稻是否表现出了抗真菌性，可对转基因水稻植株进行接种实验，即接种相应的真菌，观察其是否患稻瘟病。
25. T4溶菌酶是一种重要的工业用酶，但是它在温度较高时容易失去活性。为了提高T4溶菌酶的耐热性，科学家首先对影响T4溶菌酶耐热性的一些重要结构进行了研究。然后以此为依据对相关基因进行改造，使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸。第3位半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。回答下列问题：
（1）基因工程中获取目的基因的常用方法有_______（答一点）和PCR等。
（2）通过分析T4溶菌酶的氨基酸序列，可人工合成编码T4溶菌酶的脱氧核苷酸序列，该序列______（填“是”或“不是”）唯一的，原因是_____________。
（3）将获得的T4溶菌酶中改良的基因进行PCR扩增，目前在PCR体系中使用Taq酶而不使用哺乳动物体内的DNA聚合酶的主要原因是________。采用PCR技术对一个DNA进行扩增时，第n次循环共需要引物______个。若鉴定发现其中有许多种相对分子质量与T4溶菌酶基因存在差异的DNA片段，则原因可能是_____________（答一点）。
【答案】（1）人工合成（或从基因文库中获取、从已知基因中进行筛选）
（2）①. 不是 ②. 密码子具有简并性
（3）①. Taq酶热稳定性高，而哺乳动物体内的DNA聚合酶在高温下会失活 ②. 2n ③. 编码T4溶菌酶基因纯度不够；或引物长度太短导致扩增的目的基因不明确
【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。
（1）基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成和利用PCR技术扩增。
（2）因为密码子具有简并性，故通过分析T4溶菌酶的氨基酸序列，可人工合成编码T4溶菌酶的脱氧核苷酸序列，该序列不是唯一的。
（3）因为Taq酶热稳定性高，而哺乳动物体内的DNA聚合酶在高温下会失活，故在PCR体系中使用Taq酶而不使用哺乳动物体内的DNA聚合酶。PCR技术大量扩增目的基因时，第n-1次生成2n-1个DNA分子，第n次复制形成2n个DNA，所以需要的引物数目为(2n-2n-1)×2=2n。鉴定发现其中有许多种相对分子质量与T4溶菌酶基因存在差异的DNA片段，则原因可能是编码T4溶菌酶基因纯度不够或引物长度太短导致扩增的目的基因不明确。