[生物][期末]广东省佛山市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)

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1. 客家娘酒是采用优质糯米，经蒸煮、发酵、炙酒而成的一种甜米酒，发酵过程中使用的酒曲含有根霉、酵母菌等微生物，其中根霉在生长时会产生大量的淀粉酶。下列关于酿酒过程的叙述，错误的是（ ）
A. 客家人用稻草为酿酒容器“保暖”，可促进微生物的繁殖
B. 炙酒是指用暗火烤炙密封的米酒，可以延长娘酒储存的时间
C. 根霉将糯米中的淀粉转化为小分子糖类，为酵母菌生长提供碳源
D. 随着酒曲中根霉比例的增大，酵母菌酒精发酵的速度也会加快
【答案】D
【分析】发酵的概念：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。
【详解】A、用稻草为酿酒容器“保暖”，可提高温度，促进微生物的繁殖，A正确；
B、炙酒是指用暗火烤炙密封的米酒，经火炙的娘酒更加醇厚香甜，营养价值也更高，而且可以延长娘酒储存的时间，B正确；
C、根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将糯米中的淀粉转化为小分子糖类，为酵母菌生长提供碳源，C正确；
D、随着酒曲中根霉比例的增大，淀粉水解的速度会加快，但酵母菌酒精发酵的速度不会加快，D错误。
故选D。
2. 将单克隆抗体同药物耦联可以实现对病原体或肿瘤细胞的选择性杀伤。在单克隆抗体的制备过程中不涉及的操作是（ ）
A. 动物细胞融合B. 细胞核移植
C. 动物细胞培养D. 筛选杂交瘤细胞
【答案】B
【分析】单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞，将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。
【详解】克隆抗体制备过程包括：特定抗原免疫小鼠、诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合、杂交瘤细胞筛选、单一抗体阳性检测、将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养（即动物细胞培养），或注射到小鼠腹腔内增殖、提取单克隆抗体等，该制备过程中不涉及体细胞核移植操作，B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3. 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。图示研究人员开发的一种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是（ ）

A. 该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质
B. 在接种蓝细菌前须将水凝胶灭菌后再调pH至中性或弱碱性
C. 长期口腔溃疡的患者，其伤口不适宜使用该种水凝胶贴片
D. 水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性等问题
【答案】B
【详解】A、蓝细菌为自养型生物，可通过光合作用合成有机物，该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质，A正确；
B、在接种蓝细菌前须将水凝胶调pH至中性或弱碱性后再灭菌，B错误；
C、口腔中无光照，水凝胶贴片中的蓝细菌不能进行光合作用，因此长期口腔溃疡的患者，其伤口不适宜使用该种水凝胶贴片，C正确；
D、水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性、避光保存等问题，D正确。
故选B。
4. 下列技术与过程可以不通过植物细胞工程技术实现的是（ ）
A. 利用二倍体与四倍体植株培育三倍体西瓜
B. 利用植物的花粉培育单倍体植株
C. 利用茎尖培育无病毒的康乃馨植株
D. 利用快速繁殖技术培育铁皮石斛
【答案】A
【分析】植物细胞工程通常采用的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交技术等。
【详解】A 、利用二倍体与四倍体植株培育三倍体西瓜，利用的是多倍体育种，A正确；
B、利用植物的花粉，进行植物组织培养培育单倍体植株，B错误；
C、利用茎尖培育无病毒的康乃馨植株，利用的是植物组织培养，C错误；
D、利用快速繁殖技术培育铁皮石斛，利用的是植物组织培养，D错误。
故选A。
5. 自1978年首例“试管婴儿”诞生后，体外受精技术已在全球广泛使用。相对于自然受孕的子代，体外受精子代更容易出现妊娠不良现象。为探究胚胎移植时胚胎发育状况对移植成功率的影响，研究人员用处于不同发育阶段的囊胚开展了相关实验，结果如下表所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 胚胎移植时，胚胎所处发育阶段并非越早越好
B. 囊胚中的内细胞团和滋养层细胞核基因相同，但全能性高低不同
C. 移植孵出面积超过5%的囊胚可能造成囊胚损伤，降低移植成功率
D. 孵出面积较大的囊胚移植成功率低可能与子宫内膜的免疫排斥有关
【答案】D
【分析】表格数据分析，胚胎移植时胚胎发育状况对移植成功率存在影响，未孵化的以及孵出面积5%-10%的胚胎移植成功率低于孵出面积<5%。
【详解】A、据图所示，囊胚孵出面积<5%妊娠率大于未孵化组和孵出面积5%-10%组，说明胚胎移植时，胚胎所处发育阶段并非越早越好，A正确；
B、囊胚中的内细胞团和滋养层细胞都是由受精卵经过有丝分裂产生的，核基因相同，但全能性高低不同，内细胞团细胞全能性更高，B正确；
C、孵出面积超过5%的囊胚在移植时可能造成囊胚损伤，降低移植成功率，C正确；
D、子宫内膜对囊胚没有免疫排斥，因此不是孵出面积较大的囊胚移植成功率低的原因，D错误。
故选D。
6. 图示基因工程操作时用到的质粒，图中不同数字代表不同酶切位点。用此质粒构建基因表达载体时，选用限制酶的最佳组合是（ ）

A. 1和2B. 1和3C. 2和4D. 3和4
【答案】B
【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。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】用限制酶2切割，会将启动子切掉，用限制酶2和4或限制酶3和4切割会切掉终止子和标记基因，因此应选择限制酶1和3，可将目的基因插入启动子和终止子之间，B正确，ACD错误。
故选B。
7. 2023年世界人工智能大会上，首个基于AI的蛋白质生成模型正式亮相，它能通过AI学习蛋白质序列和功能间的对应关系，根据预期功能直接设计出新蛋白质，为蛋白质工程发展提供了新方向。下列叙述正确的是（ ）
A. 蛋白质工程操作流程与遗传信息的流动方向相同
B. 蛋白质工程需改变蛋白质分子中全部氨基酸序列
C 蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体
D. AI高效设计蛋白质须以碱基互补配对原则为基础
【答案】C
【详解】A、蛋白质工程操作流程与遗传信息的流动方向相反，A错误；
B、蛋白质工程不一定要改变蛋白质分子中全部氨基酸的序列，可以是个别氨基酸的改变，B错误；
C、蛋白质工程是通过对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，同基因工程一样，都需要构建基因表达载体，C正确；
D、AI高效设计蛋白质以结构和功能关系为基础，根据预期功能直接设计出新蛋白质，D错误。
故选C。
8. 生物技术的安全性和伦理问题已经成为广受关注的社会热点。下列技术或要求不符合安全与伦理规范的是（ ）
A. 利用核移植技术获得造血干细胞，用于白血病治疗
B. 利用基因组编辑技术设计试管婴儿，解决不孕不育问题
C. 禁止生殖性克隆人，以防破坏人类基因多样性的天然属性
D. 研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播
【答案】B
【详解】A、利用核移植技术获得造血干细胞，用于白血病治疗，符合生物技术的安全与伦理规范，A错误；
B、基因编辑技术存在安全风险，我们不反对试管婴儿技术，但有人滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别，不符合生物技术的安全与伦理规范，B正确；
C、禁止生殖性克隆人，以防破坏人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存与进化，符合生物技术的安全与伦理规范，C错误；
D、研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播，避免基因污染，符合生物技术的安全与伦理规范，D错误。
故选B。
9. PCR技术在科研实践中有着广泛的应用，PCR过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 变性是指通过高温使双链DNA解聚为单链
B. 图中55℃复性的目的是使引物与模板结合
C. 在30次循环的过程中，DNA边解旋边复制
D. TaqDNA聚合酶在延伸过程中发挥作用
【答案】C
【分析】PCR的概念：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
【详解】A、变性时加热至90℃，双链DNA解聚为单链，A正确；
B、复性（退火）温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，B正确；
C、PCR技术是在较高温度条件下打开双链后进行扩增的，不是边解旋边复制，C错误；
D、PCR合成DNA子链需要耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）催化，D正确；
故选C。
10. 研究人员从生活在寒带的比目鱼中获取抗冻蛋白基因并导入番茄细胞，以期获得抗冻番茄。图示对转基因细胞的检测流程。下列叙述正确的是（ ）

A. DNA提取中研磨时添加纤维素酶利于细胞DNA的释放
B. 用PCR技术扩增目的基因时，需要提前知道基因的全部序列
C. 凝胶的浓度不会影响电泳中DNA的迁移速率
D. 基因检测呈阳性的细胞经植物组织培养即可得到抗冻番茄
【答案】A
【分析】DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷，在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象（迁移速率与之呈负相关）等有关；
【详解】A、纤维素酶可以水解纤维素，而细胞壁的成分为纤维素和果胶，故以植物组织为材料提取DNA，研磨时添加含有纤维素酶的研磨液，有利于细胞DNA的释放，A正确；
B、用PCR技术扩增目的基因时，需要提前知道目的基因两端的序列来设计引物，B错误；
C、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，C错误；
D、由于基因的选择性表达，基因检测呈阳性的细胞经植物组织培养不一定得到抗冻番茄，D错误。
故选A。
11. 《佛山市河心岛生态修复工作方案》指出，全市开展河心岛生态修复工程，将市里48个河心岛建设成为生态平衡、环境优美、物种多样的生态岛，总体实现“再现绿水青山”的建设目标。下列叙述错误的是（ ）
A. 该生态修复工程以生态系统的自组织和自我调节功能为基础
B. 河心岛生态修复中，适当增加物种数量有助于提高其生态系统稳定性
C. 河心岛生态系统的作用体现出生物多样性的直接价值明显大于间接价值
D. 人类活动会影响河心岛群落演替的速度和方向
【答案】C
【分析】生物多样性通常有三个主要的内涵，即生物种类的多样性、基因（遗传）的多样性和生态系统的多样性。保护生物的多样性就是保护生物种类的多样性、基因（遗传）的多样性和生态系统的多样性。
【详解】A、该生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着自生、循环、协调、整体等生态学基本原理，A正确；
B、河心岛生态修复中，适当增加物种数量能增加物种多样性，有助于提高其生态系统稳定性，B正确；
C、生物多样性的间接使用价值远远大于直接使用价值，C错误；
D、人类活动往往会改变群落演替的速度和方向，D正确。
故选C。
12. 沼气工程以牲畜的粪便等为发酵原料生产沼气，不仅可以有效解决燃料不足问题，还为饲料、肥料开辟了新的来源，对节省林木和保护林草植被也具有重要意义。下列叙述正确的是（ ）
A. 发酵池中的硝化细菌可将粪便中的氨转化为硝酸盐供植物利用
B. 沼气工程的实施能够增大生态足迹，有利于人类可持续发展
C. 沼气工程实现了能量的循环利用，大大提高了能量的利用率
D. 沼气工程在一定程度减轻了环境污染，主要遵循了协调原理
【答案】A
【分析】沼气是人畜粪便等物质，经过一系列复杂的厌氧发酵过程，产生的富含甲烷气体的燃料。沼气工程充分利用了物质循环再生的原理，在物质、能量多级充分利用和转化方面具有独特的纽带作用。
【详解】A、动物粪便中的臭味主要来自氨，在沼气池中，粪便经过硝化细菌的分解作用，将氨气转变为硝酸盐被植物吸收利用，A正确；
B、生态足迹又叫生态占用，是指在现有技术条件下维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积，沼气工程的实施可以减小生态足迹，B错误；
C、多途径利用植物秸秆实现了能量的多级利用，不能实现能量的循环利用，C错误；
D、沼气工程利用了物质循环再生原理，D错误。
故选A。
13. 连续发酵是指以一定的流速向发酵罐中连续添加培养基，同时以相同的流速排出发酵液的发酵方法。某研究团队通过实验探究不同发酵方法对大肠杆菌分泌L-酪氨酸的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 培养基加入发酵罐之前常用湿热灭菌法进行无菌处理
B. 发酵过程中需要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
C. 发酵后采用离心法分离菌体，通过破碎细胞获取L-酪氨酸
D. 连续发酵可提高菌体活力，延长产L-酪氨酸的周期
【答案】C
【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、在微生物发酵过程中，为了防止杂菌的污染，需要对培养基进行严格的灭菌处理。 湿热灭菌法是一种常用的灭菌方法，它利用高温高压的蒸汽来杀死微生物，从而达到灭菌的目的，A正确；
B、发酵过程是一个复杂的生物化学过程，它受到多种环境因素的影响。其中，温度、pH和溶解氧是三个至关重要的发酵条件。 温度会影响酶的活性，进而影响微生物的生长和代谢；pH会影响微生物细胞膜的通透性和酶的活性；溶解氧则会影响好氧微生物的呼吸作用。因此，在发酵过程中需要严格控制这些条 件，以保证发酵的顺利进行，B正确；
C、虽然离心法可以用于分离菌体，但L-酪氨酸并不是直接通过破碎细胞获取的。L-酪氨酸是大肠杆菌在发酵过程中分泌到细胞外的产物，因此应该通过收集发酵液并经过适当的处理(如过滤、离心等)来分离和纯化L-酪氨 酸，C错误；
D、连续发酵是一种高效的发酵方法，它可以保持发酵罐中微生物的恒定浓度和活力， 从而延长产物的生产周期。在连续发酵过程中，不断向发酵罐中添加新鲜的培养基并排出含有产物的发酵液，这样可以为微生物提供充足的营养和生长空间，同时避免产物对微生物的抑制作用，D正确。
故选C。
14. 油菜容易被线虫侵染而造成减产，萝卜具有线虫病基因。研究发现，两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。科研人员以萝卜细胞（2N=18）和油菜细胞（2N=38）为亲本进行细胞杂交，通过图所示的途径获得抗虫油菜。下列叙述正确的是（ ）
A. X射线照射处理的目的是诱发萝卜细胞基因突变
B. 融合原生质体需放在无菌水中培养，以防杂菌污染
C. 须在同一培养基上将愈伤组织先诱导生芽，再诱导生根
D. 抗虫油菜为二倍体，减数分裂时一个细胞可形成19个四分体
【答案】D
【详解】A、根据题干信息可知，X射线照射处理的目的是诱发萝卜细胞发生染色体的断裂，A错误；
B、原生质体放在无菌水中会吸水涨破，应放到等渗的溶液中，保持原生质体的完整性，B错误；
C、将生长良好的愈伤组织先诱导生芽，再诱导生根形成试管苗，需要在不同的培养基，C错误；
D、形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中，所以抗虫油菜为二倍体（2M=38），在减数分裂时可形成19个四分体，D正确。
故选D。
15. 双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法，流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是（ ）
A. 将抗原A注射到小鼠体内，可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B. 固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量
C. 需给予足够长的时间使无色底物充分反应后检测光信号
D. 反应体系中光信号越强（颜色越深）则抗原A含量越低
【答案】B
【分析】由图可知，酶标抗体和固相抗体都可与抗原特异性结合，固相抗体的作用是将抗原固定，酶标抗体是抗体和酶的结合，抗体与固定的抗原结合，酶可催化指示底物分解，通过检测酶促反应产物量，可测定酶的量，进而测定抗原量。
【详解】A、将抗原A注射到小鼠体内，可从脾脏中获得相应抗体的B淋巴细胞，A错误；
B、固相载体连接后的单克隆抗体，具有特异性，故其使用种类（量）应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原，B正确；
C、实验组只要和对照组时间相同，就可以检测光信号，可以不给予足够长的时间，C错误；
D、反应体系中光信号强度（颜色的深浅）可能与抗原A有一定的关系，但不能用它来具体判断抗原A含量的高低，D错误。
故选B。
16. 我国科研人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了水稻香味抑制基因Badh2，获得了有香味的水稻，机理如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A. sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错
B. Cas9蛋白功能类似于限制酶，可以识别并剪切特定DNA片段
C. 在培养基中加入潮霉素，可用于筛选导入基因敲除载体的植物细胞
D. 构建好的基因敲除载体可用农杆菌转化法导入水稻细胞
【答案】D
【详解】A、由图可知，sgRNA能识别靶基因的特定序列，引导Cas9蛋白去切割特定序列，sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错，A正确；
B、由图可知，Cas9蛋白在功能上属于限制（性内切核酸）酶，可以识别并剪切特定DNA片段，B正确；
C、由图可知，基因敲除载体中有sgRNA基因、Cas9基因和潮霉素抗性基因，使转基因水稻也带有潮霉素抗性基因，所以在培养基中加入潮霉素进行选择，C正确；
D、水稻是单子叶植物，所以要用基因枪法(单子叶植物常用)或花粉管通道法将目的基因导入水稻细胞，农杆菌转化法一般适用于双子叶植物，D错误。
故选D。
二、非选择题：本大题共5小题，共60分。
17. 现代城市规划设计中有不少水最设计，但因其水体流动性差，一旦受到污染很难自行修复，易造成水质恶化。研究者以佛山祖庙内的锦香池景观水体养护工程为例开展了为期3年的水质调查，部分调查结果如图所示。
（1）锦香池作为祖庙中一处观赏性极强的园林景观，成为人们了解和研究岭南园林艺术的重要实物材料，这体现了生物多样性的______价值。
（2）大多数人造景观水体都是半封闭或基本封闭的系统，且因其______，生态系统的稳定性较差。3年的调查中，锦香池水体共出现3次水质恶化，从干扰因素对水质影响的角度分析，得出的结论是______。放生泥鳅、鱼、乌龟等并投放大量的饲料可能引起水体发黑发臭，试分析其中的原因______。
（3）在实施水体养护工程时需要兼顾技术可行、经济有效，且合乎城市生态要求，这主要体现了生态工程建设的______原理。
（4）结合锦香池景观水体的特点及调查结果，为同类景观水体的维护治理提出建议______（答两点即可）。
【答案】（1）直接
（2）①. 生态系统中组分少，食物网简单，其自我调节能力弱 ②. 由于人类或外界因素的干扰，超过了锦香池的自我调节能力，使祖庙内的锦香池水质恶化 ③. 放生泥鳅、鱼、乌龟等并投放大量的饲料，造成残余的饲料、水体中泥鳅、鱼、乌龟等的排泄物沉积在池底形成淤泥，淤泥中的有机物质发酵使水塘的水质恶化发黑发臭
（3）整体
（4）①适量向水体中放生泥鳅、鱼、乌龟等；②倡导人们不向水体中投放纸币、硬币等
【分析】生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。生态系统具有稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力，但自我调节能力是有限的。生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。
【小问1详解】
生物多样性直接价值是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的价值；有旅游观赏、科学研究、和文学艺术创作等非实用意义的价值。因此锦香池作为祖庙中一处观赏性极强的园林景观，成为人们了解和研究岭南园林艺术的重要实物材料，这体现了生物多样性的直接价值。
【小问2详解】
生态系统中组分少，食物网简单，其自我调节能力弱，生态系统的稳定性较差。由图可知，在2019年2月、2021年2月、2021年6月由于不同因素的外界干扰，使锦香池水体共出现3次水质恶化，因此由于人类或外界因素的干扰，超过了锦香池的自我调节能力，使祖庙内的锦香池水质恶化。放生泥鳅、鱼、乌龟等并投放大量的饲料，造成残余的饲料、水体中泥鳅、鱼、乌龟等的排泄物沉积在池底形成淤泥，淤泥中的有机物质发酵使水塘的水质恶化发黑发臭。
【小问3详解】
人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。因此在实施水体养护工程时需要兼顾技术可行、经济有效，且合乎城市生态要求，这主要体现了生态工程建设的整体原理。
【小问4详解】
结合研究结果，为维护治理同类景观水体，①适量向水体中放生泥鳅、鱼、乌龟等；②倡导人们不向水体中投放纸币、硬币等。
18. 荔枝享有“岭南果王”的美誉，但存在上市周期短、难储存、易腐败等问题研究人员采用生物发酵技术获得荔枝发酵产物，发酵流程如图所示。与荔枝相比其发酵产物更易保存，且具有较强的抗氧化活性。
（1）一级发酵过程中，研究者通过______法进行菌落计数发现，发酵前期乳酸菌生长缓慢其原因可能是______。发酵24小时后，酵母菌的发酵产物蛋白质、氨基酸可以为乳菌提供______，从而促进乳酸菌的生长。由于醋酸杆菌在______条件下，可以直接利用酒精，使荔枝二级发酵产物达到了无醇饮料的标准。
（2）当皮肤遇到外界有害因素（辐射、紫外线等）时，组织内会产生活性氧（ROS），引起机体氧化损伤，最终导致皮肤衰老。为探究荔枝发酵物对人细胞中ROS的影响，研究人员以永生化表皮细胞（HaCaT细胞）为材料进行了相关实验，其中对照组用无低清培养基处理，甲、乙、丙组用150umlL的H2O2进行氧化损伤造模后，再分别用低中、高浓度荔枝发酵物处理。结果如图所示。
①获取HaCaT细胞后用______酶处理获得细胞悬液，然后置于CO2培养箱中孵育30min，孵育的过程中需______，以便清除代谢废物。
②实验中模型组的处理为______。
③上述实验结果表明：______。
【答案】（1）①. 稀释涂布平板法 ②. 乳酸菌是厌氧菌，前期有氧气存在 ③. 营养物质 ④. 缺少糖源
（2）①. 胰蛋白酶 ②. 定期更换培养液 ③. 150umlL的H2O2进行氧化损伤造模 ④. 荔枝发酵物可以降低细胞中ROS水平，且随和发酵物浓度增大，效果越好
【小问1详解】
活菌菌落计数方法是稀释涂布平板法，乳酸菌是厌氧菌，前期有氧气含量较高，乳酸菌生长缓慢。酵母菌的发酵产物蛋白质、氨基酸可以为乳菌提供生长所需的营养物质，从而促进乳酸菌的生长。醋酸的发酵有两个途径，在糖源不充足的情况下，可以直接利用酒精发酵。
【小问2详解】
要获得单个动物细胞需要用胰蛋白酶处理，动物细胞培养过程中需要定期更换培养液，一方面可以给细胞提供营养，另一方面可以清除代谢废物。实验中模型处理为用150umlL的H2O2进行氧化损伤造模，跟甲乙丙组形成对照。对照组为不受损伤的细胞，ROS值较低，模型组ROS值较高，实验组因为加了荔枝发酵物，ROS值较模型组低，实验证明荔枝发酵物可以降低细胞中ROS水平，且随和发酵物浓度增大，效果越好。
19. “TK-GCV”系统是一种特异性自杀基因系统。TK基因导入宿主细胞产生的TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，最终使细胞凋亡。某研究团队将“TK-GCV”应用于奶山羊育种中，操作流程如图所示。
回答下列问题：
（1）TK酶通过抑制_______酶的活性而影响细胞分裂。为了获得更多的卵母细胞，需对奶山羊乙注射______，并将获得的卵母细胞培养至______期去核，去核的目的是对早期胚胎移植前需对奶山羊丙进行______处理。
（2）为了检测图中转基因奶山羊TK基因是否成功表达，可采用的检测方法是______，检测结果显示细胞中TK基因正常表达，但细胞仍能正常分裂，原因是______。
（3）研究者将TK基因插入奶山羊的Y染色体上，分析此研究中“TK-GCV”自杀基因系统在奶山羊育种中的意义是______。
【答案】（1）①. DNA聚合 ②. 促性腺激素 ③. 减数第二次分裂中 ④. 同期发情
（2）①. 抗原-抗体杂交 ②. 未使用无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）
（3）使含Y染色体的受精卵不能发育，从而筛选出雌性胚胎
【分析】克隆动物概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【小问1详解】
TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，DNA复制时，DNA聚合酶的作用就是形成磷酸二酯键，从而延伸DNA链。为了获得更多的卵母细胞，需对奶山羊乙注射促性腺激素，并将获得的卵母细胞培养至减数第二次分裂中期去核。对早期胚胎移植前需对奶山羊丙进行同期发情处理，便于移植胚胎的正常发育。
【小问2详解】
TK基因成功表达的产物是蛋白质，可采用的检测方法是抗原-抗体杂交技术。TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，最终使细胞凋亡。检测结果显示细胞中TK基因正常表达，但细胞仍能正常分裂，原因是未使用无毒的前体药物更昔洛韦（GCV），从而缺少有毒性的物质。
【小问3详解】
将TK基因插入奶山羊的Y染色体上，含Y染色体的受精卵会因为TK酶的存在而无法分裂，不含Y染色体的受精卵则能正常完成胚胎发育，因此此研究中“TK-GCV”自杀基因系统在奶山羊育种中的意义是使含Y染色体的受精卵不能发育，从而筛选出雌性胚胎。
20. 人生长激素（hGH）在人体生长和发育过程起重要作用，临床治疗所需的hGH类药物大多是通过大肠杆菌表达系统生产的。科研工作者为了避免原核表达系统的局限性，构建了毕赤酵母表达系统，如图所示。pPIC9K质粒上的5'AOX1属于诱导型启动子，受体细胞在以甲醇为唯一碳源时，可激活基因的表达。相关限制酶识序列及酶切位点如下表所示。

回答下列问题：
（1）步骤①中优化基因序列的方法是根据密码子_______的特点，用酵母菌偏好的密码子替换原hGH基因表达中使用率不高的密码子，在不改变氨基酸序列的情况下提高基因表达水平。
（2）步骤②选用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒，为了使hGH基因与载体能正确连接，在扩增hGH基因时，需在引物的_______（填“3'端”或“5'端”）添加限制酶识别序列用_______酶连接后，形成重组质粒。
（3）研究者分别用Sacl，SnaBI和AvrI对重组质粒进行单酶切和双酶切，产物电泳结果如图所示。据图判断是否成功获得了“pPIC9K-hGH重组质粒”，并说出判断依据_______。

（4）培养转化酵母细胞时，加入甲醇的目的是______。研究发现，在相同培养条件下，不同的阳性转化菌的hGH产量不同，除酵母菌代谢情况不同外，可能的原因还有______。
（5）相比毕赤酵母表达系统，通过大肠杆菌表达系统生产hGH的局限性是______。
【答案】（1）简并性 （2）①. 5'端 ②. DNA连接酶
（3）是，重组质粒的双酶切产物中有目的基因
（4）①. 诱导目的基因的表达 ②. 基因表达效率不同
（5）大肠杆菌细胞内无内质网和高尔基体，无法对核糖体合成的蛋白质进行加工
【分析】基因工程技术（重组DNA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
【小问1详解】
密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，密码子的简并性增强了容错性，即当密码子中的一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变其对应的氨基酸。步骤①中优化基因序列的方法就是利用了密码子简并性的特点，替换密码子，在不改变氨基酸序列的情况下提高基因表达水平。
【小问2详解】
步骤②选用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒，为了使hGH基因与载体能正确连接，也要用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒切割目的基因，在扩增hGH基因时，引物作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，需在引物的5'端添加限制酶识别序列，再用DNA连接酶连接，形成重组质粒。
【小问3详解】
用Sacl，SnaBI和AvrI对重组质粒进行单酶切和双酶切，将产物进行琼脂糖凝胶电泳，分析题图可知，由于重组质粒的双酶切产物中有hGH基因，说明成功获得了“pPIC9K-hGH重组质粒”。
【小问4详解】
pPIC9K质粒上的5'AOX1属于诱导型启动子，受体细胞在以甲醇为唯一碳源时，可激活基因的表达，故实验中加入甲醇的目的是诱导目的基因的表达。在相同培养条件下，不同的阳性转化菌的hGH产量不同，可能原因是酵母菌代谢情况不同、基因表达效率不同等。
【小问5详解】
大肠杆菌无内质网和高尔基体，相比毕赤酵母表达系统，大肠杆菌无法对核糖体产生的蛋白质进行加工。
21. 水稻恶苗病主要由镰刀菌引起，是水稻苗期至穗期的主要病害之一。研究人员开展相关实验，从水稻根基土壤中筛选水稻恶苗病拮抗菌，并探究其抗菌机制。相关实验过程如图所示。
回答下列问题：
（1）步骤①中需从______（填“患病”或“健康”）的水稻根基土壤获取菌株。步骤②和③中“a”表示______。接种后在28℃条件下培养1-2天，根据______对步骤④中获得的纯培养物进行初步的鉴定和分类。
（2）按照步骤⑤进行拮抗菌筛选，在甲处接种等量的拮抗菌菌株J1、J2后，培养一段时间，结果如图所示。据图判断，______的抑菌效果更佳，依据是______。该实验还需设置对照组，对照组的操作是______。
（3）用去除拮抗菌菌株J1后的无菌发酵液处理病原菌菌丝体，发现菌丝明显变短，推测拮抗菌抑菌的原理是_______。
（4）实验筛选出的菌株需要先进行大田种植试验以检测防治效果，原因是_______。
【答案】（1）①. 患病 ②. 无菌水 ③. 菌落特征
（2）①. 拮抗菌菌株J1 ②. 接种拮抗菌菌株J1的平板上乙处菌落直径更小 ③. 在甲处接种等量的无菌水，在乙处接种等量的恶苗病病原菌菌株
（3）拮抗菌通过分泌某种化学物质抑制病原菌的生长
（4）实际生产环境和实验室条件存在差异，可能会影响拮抗菌的活性和数量
【小问1详解】
本实验目的是从水稻根基土壤中筛选水稻恶苗病拮抗菌，并探究其抗菌机制，故步骤①中需从患病的水稻根基土壤获取菌株。步骤②和③中“a”表示无菌水，对水稻根基土壤进行充分稀释，然后再菌液涂布到固体培养基上。接种后在28℃条件下培养1-2天，根据菌落特征对步骤④中获得的纯培养物进行初步的鉴定和分类，菌落特征有形状、大小和颜色等。
【小问2详解】
按照步骤⑤进行拮抗菌筛选，在甲处接种等量的拮抗菌菌株J1、J2，乙处接种等量的恶苗病病原菌菌株，分析题图结果可知，由于接种拮抗菌菌株J1的平板上乙处菌落直径更小，故拮抗菌菌株J1的抑菌效果更佳。该实验还需设置对照组，以增强实验结果的说服力，对照组的操作是，在甲处接种等量的无菌水，在乙处接种等量的恶苗病病原菌菌株。
【小问3详解】
用去除拮抗菌菌株J1后的无菌发酵液存在拮抗菌菌株J1的代谢物，用去除拮抗菌菌株J1后的无菌发酵液处理病原菌菌丝体，发现菌丝明显变短，说明拮抗菌抑菌的原理是拮抗菌通过分泌某种化学物质抑制病原菌的生长。
【小问4详解】
实验筛选出的菌株需要先进行大田种植试验以检测防治效果，因为实际生产环境和实验室条件存在差异，可能会影响拮抗菌的活性和数量。组别
未孵化
孵出面积<5%
孵出面积5%-10%
妊娠率（%）
45.3
52.5
29.7
限制酶
SacI
SnaBI
AvrII
识别序列及酶切位点