[生物][期末]福建省福州市联盟校2023-2024学年高二下学期期末考试(解析版)

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一、单项选择题：本题共15小题，其中，1~10小题，每题2分；11~15小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。
1. 截至2023年，长期稳定生活在我国东北豹国家森林公园（14600km2）的野生东北豹达80只，其中新生幼豹15只，老年豹10只。下列说法错误的是（ ）
A. 根据题干中给出的数据，可以计算出的种群数量特征有种群密度、年龄结构等
B. 可以使用红外相机拍摄法调查东北豹的种群密度
C. 东北豹种群中雌雄个体的比例会影响种群的出生率及死亡率从而影响种群数量
D. 推测2023年度东北豹的出生率约为18.8%
【答案】C
【分析】种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中，种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用；年龄组成可以预测一个种群数量发展的变化趋势。
【详解】A、根据题干中给出的森林公园的面积，野生东北豹的数量，可以计算出野生东北豹的种群密度，同时给出了野生东北豹的总数和幼年东北豹及老年豹的数量，可以得出年龄结构的数据，A正确；
B、调查东北豹的种群密度，不能用标记重捕法，可以用红外相机拍摄的方法，B正确；
C、改变种群的性别比例会影响种群的出生率，不影响死亡率，C错误；
D、根据出生率的概念，可知2023年东北豹的出生率是15/80×100%≈18.8%，D正确。
故选C。
2. 边缘效应是指在两个或多个不同性质的生态系统交互作用处，由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化。下列叙述错误的是（ ）
A. 人类活动增强，导致自然生境片段化，增加了边缘效应带的数量
B. 处于边缘效应带的鸟类可能比生活在森林深处的鸟类更警觉
C. 研究边缘效应对保护生物多样性和提高农作物产量具有重要意义
D. 边缘效应会改变生态系统的群落结构但不会影响其物种丰富度
【答案】D
【分析】边缘效应是由于不同性质的生态系统交互作用，导致其组分和行为发生变化的现象，边缘效应带上，群落结构复杂，各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络，所以研究利用好边缘效应对保护生物多样性具有重要意义。
【详解】A、人类活动增强，打破原有生态系统，导致自然生境片段化，使得靠近的两个或多个不同性质的生态系统交互作用，增加了边缘效应带的数量，A正确；
B、根据题意，处于边缘效应带的生物竞争激烈，可能比生活在森林深处的鸟类更警觉，B正确；
C、边缘效应带上群落结构复杂，各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络，研究边缘效应对保护生物多样性和提高农作物产量具有重要意义，C正确；
D、边缘效应是由于不同性质的生态系统交互作用，导致其组分和行为发生变化的现象，边缘效应“群落结构复杂”，可知物种丰富度会增大，D错误。
故选D。
3. 三峡水库是中国最大的水利工程之一、其水位调节会引起库区消落区植物群落发生演替。图示是库区几种优势植物的生态位重叠曲线图。下列说法不正确的是（ ）
A. 消落区植物群落发生的演替是次生演替
B 消落区处于草本演替阶段，物种更新速度相对较快
C. 如果进行生态修复，建议选择狗牙根和空心莲子菜
D. 研究生物的种间关系是植物生态位的研究方向之一
【答案】C
【分析】初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。
【详解】A、建立三峡水库之前，该地区有生物生存，故消落区发生的演替属于次生演替，A正确；
B、草本演替阶段相比较灌木和乔木演替阶段，物种更新速度比较快，B正确；
C、进行生态修复时，一般选择种间竞争程度较弱的生物，结合图示，狗牙根和空心莲子菜的种间竞争最为激烈，一般不选，C错误；
D、无论是研究植物生态位还是动物生态位，种间关系都是研究的内容之一，D正确。
故选C。
4. 微山湖是我国第六大淡水湖，一度遭到严重污染。近几年通过大规模的退耕还湖、生态补水、清淤等措施，使水质持续改善，生物多样性明显增加，微山湖再现草长莺飞的景象。以下叙述错误的是（ ）
A. 用标志重捕法调查微山湖某水禽数量时标记物部分脱落，所得数值比实际数值要大
B. 退耕还湖、生态补水、清淤等措施提高了微山湖湿地生态系统的抵抗力稳定性
C. 投放化学杀藻剂可以杀死浮游藻类但不能有效抑制水体富营养化
D. 微山湖湿地在蓄洪防旱、旅游观光等方面体现了生物多样性的间接价值
【答案】D
【详解】A、用标志重捕法调查微山湖某水禽数量时标记物部分脱落，会使得重捕中被标记的比例偏低，从而导致计算所得数值比实际数值要大，A正确；
B、退耕还湖、生态补水、清淤等措施可以增加生物多样性，从而提高了微山湖湿地生态系统的抵抗力稳定性，B正确；
C、投放化学杀藻剂杀死浮游藻类后，氮、磷元素随着藻类腐烂还会进入水体，无法降低水体中的氮、磷含量，无法抑制水体富营养化，C正确；
D、微山湖湿地在旅游观光方面体现了生物多样性的直接价值，D错误。
故选D。
5. 某制药公司含“红曲”成分的保健品致人死亡事件给中国消费者也敲响了警钟。红曲是由红曲菌发酵制得，《本草纲目》有记载：“红曲主治消食活血，健脾燥胃。”红曲霉在传统发酵酿造工艺中主要作为辅助菌种使用，可使产品有一定的色泽和风味。某品牌企业以红曲霉为发酵菌种生产陈醋的流程如下图所示，下列相关说法错误的是（ ）
A. 发酵产酒精时，发酵罐需要先通气，使菌种数量增多
B. 由酒精发酵转变为甜醋发酵，需要改变的环境条件是增大氧气含量和提高温度
C. 膨化可使糖化更充分，加普洱熟茶可以增加陈醋的风味
D. 含“红曲”成分的保健品致人死亡可能是其在发酵过程中产生了有害的次生代谢物
【答案】C
【分析】醋酸制作的菌种是醋酸菌，代谢类型是需氧型细菌，属于原核细胞，条件是30～35℃、一直需氧。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、有氧条件下，酵母菌进行繁殖，所以发酵产酒精时，发酵罐需要先通气，使菌种数量增多，A正确；
B、由酒精发酵转变为甜醋发酵，需要改变的环境条件是增大氧气含量和提高温度，B正确；
C、膨化处理是指将粮食加入密闭容器中，加热加压后突然减压，粮食中的水分汽化膨胀，使其出现许多小孔，变得松脆，这有利于加大与红曲霉的接触面积，使发酵更充分，C错误；
D、发酵产生的有毒物质不是微生物必需的物质，属于次生代谢物，则含“红曲”成分的保健品致人死亡可能是发酵过程中产生了有害的次生代谢物，D正确。
故选C。
6. 利用“细胞农业”技术（即通过细胞扩大培养形成产物）已成功培育出“人造咖啡”，其含有咖啡因、单宁酸等植物基本生命活动的非必需物质。下列相关叙述，错误的是（ ）
A. “人造咖啡”培育过程需用PEG、灭活的病毒诱导原生质体融合
B. “细胞农业”技术培育“人造咖啡”可减少对森林的大面积砍伐
C. “人造咖啡”的生产过程中可采用液体悬浮培养，以增加其产量
D. “人造咖啡”中的咖啡因与单宁酸属于植物细胞的次生代谢产物
【答案】A
【分析】植物细胞培养是在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行震荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种技术。
【详解】A、根据题意，利用“细胞农业”技术（即通过细胞扩大培养形成产物）培育“人造咖啡”运用的是植物细胞培养技术，不需用PEG、灭活的病毒诱导原生质体融合，A错误；
B、利用“细胞农业”技术培育“人造咖啡”可以不用种植咖啡树便能产生咖啡因，可减少对森林的大面积砍伐，B正确；
C、植物细胞液体培养基可以使细胞在其中悬浮，获得更好的营养和生长环境，所以“人造咖啡”的生产过程中可采用液体悬浮培养， 以增加其产量，C正确；
D、植物次生代谢产物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，咖啡因与单宁酸属于植物细胞的次生代谢产物，D正确。
故选A。
7. Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。取用无血清培养液制成的细胞悬液加入上室中，下室为有血清培养液，上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜（膜上铺有基质胶）分隔开，放入培养箱中培养，通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力。下列说法错误的是（ ）
A. 进入下室的肿瘤细胞数量越多，说明肿瘤细胞的分裂能力越强
B. 需将培养皿置于含适宜浓度CO2的培养箱中，以刺激细胞呼吸
C. 肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室
D 血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向下室移动
【答案】B
【分析】分析题意和题图：将待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中，下室为有血清培养液，一段时间后计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，数量越多，则说明癌细胞的侵袭能力越强。
【详解】A、由题意可知，可通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，若进入下室的肿瘤细胞数量越多，说明肿瘤细胞的分裂能力越强，A正确；
B、需将培养室置于含适宜浓度 CO2的培养箱中，以维持培养液的pH，B错误；
C、一开始将肿瘤细胞加入膜上铺有基质胶的上室中，一段时间后在下室发现肿瘤细胞，说明肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室，C正确；
D、上室含无血清培养液，下室含血清培养液，加入上室的肿瘤细胞一段时间后出现在下室中，说明血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动，D正确。
故选B。
8. 双特异性抗体因具有双重识别特异性，可以更好地将效应系统靶向到抗原，已经成为肿瘤靶向药研究领域的热点。下图是双特异性抗体在肿瘤治疗中的机理（NK细胞：自然杀伤细胞，广泛存在于各免疫器官，是一类无须预先致敏就能非特异性杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞的淋巴细胞），下列相关说法错误的是（ ）

A. 同时注射2种抗原蛋白刺激动物机体产生的B细胞能增殖分化并分泌双抗
B. 制备这类双抗时也需要进行多次筛选，才能获得产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 杂交瘤细胞通过胞吐的方式将抗体释放到细胞外
D. 与单抗相比，双抗既能直接对癌细胞产生杀死作用，又能激发机体免疫系统对癌细胞的杀伤，效果更好
【答案】A
【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。诱导动物细胞融合的方法有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。
【详解】A、一种B细胞只能分泌一种抗体，同时注射2种抗原蛋白刺激动物机体产生的B细胞增殖分化并分泌的抗体依然是单抗；获得双抗的方法有：对传统单抗进行基因工程方面的改造，从而形成双特异性抗体，或者利用杂交瘤细胞融合也可以制备双抗，A错误；
B、同制备单克隆抗体一样，制备这类双抗时也需要进行多次筛选，才能获得产生所需抗体的杂交瘤细胞，B正确；
C、抗体的化学本质是蛋白质，属于生物大分子，所以杂交瘤细胞通过胞吐的方式将抗体释放到细胞外，C正确；
D、与单抗相比，双特异性抗体因具有双重识别特异性，可以更好地将效应系统靶向到抗原，双抗既能直接对癌细胞产生杀死作用，又能激发机体免疫系统对癌细胞的杀伤，效果更好，D正确。
故选A。
9. 某校学生小组开展了“DNA的粗提取与鉴定”实验，选择了在不同温度下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，部分实验步骤如图1所示，部分实验结果如图2所示，下列叙述错误的是（ ）
A. 加入适量的纤维素酶和果胶酶能够使研磨效果更好
B. 加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA
C. DNA粗提取物溶于2ml·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在室温条件下进行鉴定
D. 同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取量更高，其原因可能是-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢
【答案】C
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：①DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同； DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。②DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、由于菜花细胞含有细胞壁，可在研磨过程中加入适量的纤维素酶和果胶酶，以缩短研磨时间，避免研磨时间过长，影响DNA的提取量，A正确；
B、DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，因此加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA，B正确；
C、将DNA粗提取物溶于2ml·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在沸水浴条件下进行鉴定，C错误；
D、同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取量更高，其原因可能是与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢，D正确。
故选C。
10. 研究者在利用白地霉处理玉米淀粉废液生产单细胞蛋白（SCP）时发现，对废液灭菌和不灭菌获得的单细胞蛋白含量不同，数据如图。下列说法错误的是（ ）
A. 获取单细胞蛋白的方法有提取、分离或纯化
B. 对废液进行灭菌时的条件是100kPa、121℃
C. 废水中原有微生物与白地霉可能存在共生关系
D. 生产单细胞蛋白的关键一步是发酵罐内发酵
【答案】A
【分析】发酵工程的基本环节
（1）选育菌种：自然界中筛选、诱变育种、基因工程育种、
（2）扩大培养。
（3）配制培养基、灭菌、接种。
（4）发酵罐内发酵：这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中要检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，及时添加必需的营养组分；要严格控制温度、pH和溶解氧等。
（5）分离、提纯获得产品：
①若产品是微生物细胞本身，则采用过滤、沉淀等方法。
②若产品是代谢物，则根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施。
【详解】A、单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体，获取微生物细胞本身的方法是过滤、沉淀等，A错误；
B、对废液进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌，条件是100kPa、121℃下处理15~30min，B正确；
C、结合表格数据，不灭菌组的单细胞蛋白的产量高于灭菌组的，推测白地霉菌株加到废水中以后，废水中的微生物几乎都可以生长，达到“和谐”状态，这可能是互利共生的结果，C正确；
D、生产单细胞蛋白需要用到发酵工程，发酵工程的关键是发酵罐内发酵，D正确。
故选A。
11. 一个物种在没有竞争者和捕食者时所拥有的生态位称为基础生态位，在竞争者或捕食者存在时所拥有的生态位称为实际生态位。大草履虫和绿草履虫属于两个物种，下图分别为两者单独培养（图a、图b）以及混合培养时（图c）种群密度的变化，下列说法错误的是（ ）
A. 由图可知，两种生物存在种间竞争关系，单独培养时两者均在第8天左右增长速率最大
B. 高斯实验中，大草履虫与双小核草履虫混合培养达到稳定时，大草履虫没有实际生态位
C. 图c的变化趋势是混合培养的两种生物在实际生态位上存在差异造成的
D. 一个物种在群落中所处的空间位置、占用资源及其在群落中的地位，称为这个物种的生态位
【答案】D
【分析】分析曲线可知，单独培养时，大草履虫和绿草履虫的的环境容纳量约较高，将二者混合培养时，它们的环境容纳量都有所降低，说明二者之间属于竞争关系
【详解】A、二者混合培养时的它们各自的环境容纳量都低于单独培养时的各自环境容纳量，说明二者为种间竞争关系，二者单独培养时呈S形曲线增长，在第8天左右增长速率最大，A正确；
B、高斯实验中，混合培养若干天达到稳定时，大草履虫消失，只有双小核草履虫继续存活，因此大草履虫没有实际生态位，B正确；
C、混合培养的两种生物由于种间竞争，会出现生态位的改变，因此其实际生态位上存在的差异造成了图c中两种草履虫的变化趋势，C正确；
D、一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位，D错误。
故选D。
12. 下图表示在一个相对封闭的生态系统中，能量流经第二营养级的示意图，图中数字表示能量值（单位：J·cm-2·a-1，其中a表示年）。下列说法正确的是（ ）

A. 初级消费者的能量输入大于输出，该生态系统无需外界能量输入
B. 初级消费者粪便中的能量大于尸体残骸中的能量
C. 未利用的能量无法计算
D. 不同消费者的能量固定方式完全不同
【答案】C
【分析】每个营养级固定的能量有四个去向：流向下一营养级、分解者分解利用、呼吸作用、未被利用，所以能量流动的特点是逐级递减。
【详解】A、初级消费者的能量输入是62.8J·cm-2·a-1，能量输出是18.8+2.1J·cm-2·a-1，能量输入大于能量输出，但是其他营养级能量输入、输出未知，要维持生态系统的平衡，不确定是否应有能量输入，A错误；
B、根据题意，初级消费者粪便中的能量是3.5J·cm-2·a-1-2.1J·cm-2·a-1=1.4J·cm-2·a-1，尸体残骸中的能量是2.1J·cm-2·a-1，故尸体残骸中的能量大于粪便中的能量，B错误；
C、自身生长发育繁殖的能量44J·cm-2·a-1=传给分解者的能量（2.1J·cm-2·a-1）+未利用的能量+传给下一营养级的能量，下一营养级同化量未知，未利用的能量无法计算，C正确；
D、消费者固定能量的方式基本都是消化吸收，D错误。
故选C。
13. “筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合，观察到叶绿体即可筛选出异种融合细胞
B. 用灭活的仙台病毒处理B淋巴细胞与骨髓瘤细胞，用来筛选出杂交瘤细胞
C. 培育耐盐转基因植株时，用特异性探针进行分子杂交显示出杂交带即可筛选耐盐植株
D. 制备动物乳腺生物反应器时，对滋养层细胞进行SRY基因鉴定阳性可筛选出雄性胚胎
【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，在经过三次筛选：①筛选能够产生单一抗体的B淋巴细胞②筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）③筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测：专一抗体检验阳性，获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞。最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、诱导甘蓝根尖细胞与白菜叶肉细胞原生质体融合，观察到叶绿体有可能是白菜原生质体之间相互融合，或者就是白菜叶肉细胞原生质体，没有发生融合，A错误；
B、用灭活的仙台病毒处理B淋巴细胞与骨髓瘤细胞，促进二者融合，而不是筛选杂交瘤细胞，B错误；
C、培育耐盐转基因植株时，用特异性探针进行分子杂交显示出杂交带，表明植株含有目的基因，但不一定表达，所以不一定能筛选耐盐植株，C错误；
D、SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段，所以制备动物乳腺生物反应器时，对滋养层细胞进行SRY基因鉴定阳性可筛选出雄性胚胎 ，D正确。
故选D。
14. 下图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系获得过程，相关叙述错误的是（ ）
A. “早期胚胎”最可能是囊胚，其中的内细胞团细胞具有全能性
B. 卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，因此不能直接用卵母细胞培养
C. 过程①中，精子需要用ATP培养，卵母细胞应处于MⅡ期
D. 过程②中，经历了有丝分裂和分化，不同阶段表达的基因存在差异
【答案】C
【分析】分析图示可知，将精卵结合，然后移除雄原核，并分裂分化形成早期胚胎，最终形成孤雌单倍体胚胎干细胞。
【详解】A、“早期胚胎”最可能是囊胚，囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，A正确；
B、卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，所以需要用精子刺激卵母细胞，然后移除雄原核再进行培养，B正确；
C、过程①中，精子需要用获能液培养，卵母细胞应处于MⅡ中期，C错误；
D、过程②是早期胚胎发育，此过程经历了有丝分裂和分化，分化的实质是基因的选择性表达，D正确。
故选C。
15. 用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段，假设限制酶对应切点一定能切开。两种酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图1和图2所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段得到6个游离的磷酸基团
B. 图1中X代表的碱基对数为4500，Y是限制酶A的酶切位点
C. 电泳凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子大小和构象等有关
D. 利用PCR技术从图1DNA中扩增出等长的X片段，至少需要3次循环
【答案】A
【分析】PCR扩增的过程
（1）变形：加热超过90℃时，双链DNA解旋为单链。
（2）复性：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
（3）延伸：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，通过碱基互补配对原则合成新的DNA链。
【详解】A、由图2可知，用限制酶A和B同时切割DNA分子，会形成4种长度的片段，DNA单链的一端具有1个游离的磷酸基团，则DNA双链具有2个磷酸基团。因此用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段最终得到8个游离的磷酸基团，A错误；
B、结合图1和图2中第一列限制酶A和B同时处理的电泳条带结果可知，图1中X代表的碱基对数为4500，根据图2中①电泳分离结果存在3500bp长度的条带可知，①是单独使用限制酶A处理DNA片段的酶切产物电泳分离结果，再根据①电泳分离结果存在500bp长度和6000bp长度的条带可知，Y是限制酶A的酶切位点，B正确；
C、电泳凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子大小和构象等有关，C正确；
D、引物A或B结合的单链DNA记作长链，引物A或B合成的子链记作中链，以中链为模板合成的子链记作短链，则第一次循环结束后生成2个DNA，其两条链均为长中；第二次循环结束后生成4个DNA，其中2个DNA的两条链为长中， 2个DNA的两条链为短中；第三次循环结束后生成8个DNA，其中2个DNA的两条链为长中，4个DNA的两条链为短中，2个DNA的两条链为短短，这两条脱氧核苷酸链等长。因此设计引物从图1 DNA中扩增出等长的X片段，至少需要3次循环，D正确。
故选A。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
16. 下图是种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线以及在a点之后的变化曲线图。回答下列问题：
（1）研究种群或群落的特征，常用调查法，对某池塘内鲫鱼数量进行调查时，第一次捕获200条，全部进行标记后放生，第二次捕获160条，其中带标记的鲫鱼有10条，则该池塘内鲫鱼的总数为_____条，而对双子叶植物调查采用的方法一般是样方法，取样的关键除考虑样方的大小和数量外，还应注意_____，如果样方中该植物种群数量较少，应该_____。
（2）图中“J”形曲线和“S”形曲线之间的黑色阴影是指_____。
（3）对于一个呈“J”形增长的种群而言，随着种群数量增加，其λ值（当年的种群数量是前一年的倍数）_____（填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）大熊猫种群数量稀少，是我们国家的国宝，由种群数量变化的曲线Ⅰ和曲线Ⅱ可知保护大熊猫的有效措施是_____。
【答案】（1）①. 3200 ②. 随机取样 ③. 适当扩大样方面积
（2）环境阻力 （3）不变
（4）提高环境容纳量，建立自然保护区
【分析】据图可知，图中A点和B点表示在K值上下波动，a点时环境改变，若环境条件改变得比原来更优，则K值会增大，如图中曲线Ⅰ；当环境条件变得更差时，则K值变小，如图中曲线Ⅱ；当环境条件受到破坏而不能恢复时，种群数量不断会不断下降直至被灭绝，如图中曲线Ⅲ。
【小问1详解】
由题干可知，调查鲫鱼的种群数量所用的方法为标记重捕法， 该池塘内鲫鱼的总数为200×160÷10=3200条，对植物调查采用的方法一般是样方法，取样的关键除考虑样方的大小和数量外，还应注意做到随机取样；如果样方中该植物种群数量较少，应该适当扩大样方面积。
【小问2详解】
“J”形曲线描述的是在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种的理想条件下种群增长的情况，“S”形曲线描述的是食物、空间都有限，有天敌捕食的情况下种群数量增长情况，图中“J”形曲线和“S”形曲线之间的黑色阴影面积可表示环境阻力大小。
【小问3详解】
对“J”形曲线增长的种群而言，种群的数量每年以一定的倍数增长，λ值不变。
【小问4详解】
大熊猫数量稀少，由种群数量变化的曲线I和曲线Ⅱ可知，当环境改善时，K值会增大，当环境恶化时，K值会减小，因此，建立自然保护区，可有效提高大熊猫种群的K值（或环境容纳量），以利于大熊猫种群数量的增加。
17. 立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以沉水植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图，图中的英文字母表示能量（单位：KJ）。回答下列问题：
（1）图中字母d表示_____，植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为_____，该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入，原因是_____。
（2）不同种鱼在池塘中的分布体现了群落的_____结构。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于_____，是群落中物种之间及生物与环境间_____的结果。
（3）沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息，这表明信息传递在生态系统中的作用是_____。鱼塘的人工管理是十分重要的，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是_____。
【答案】（1）①. 流向分解者的能量 ②. （c-n）/b×100% ③. 该生态系统输出及呼吸消耗的能量大于生产者固定的能量
（2）①. 垂直 ②. 不同生物充分利用环境资源（提高生物利用环境资源的能力）③. 协同进化
（3）①. 调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定 ②. 由于莲藕的种间竞争使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少
【分析】分析能量流动图可知，该生态系统流入的能量为植物固定太阳能a+饲料输入m+n；其中植物呼吸消耗e，植食性鱼类呼吸消耗f，肉食性鱼类呼吸消耗g；流向分解者的能量为d。
【小问1详解】
据图分析，图中的d来自生产者和消费者的同化量，表示流向分解者的能量；能量传递效率为相邻两个营养级之间同化量的百分比，图示肉食性鱼类的同化量除了来自植食性鱼类还有来自饲料的，因此能量传递效率可表示为（c-n）/b×100%；分析题意，该生态系统生产者固定的太阳能不足以供应输出及呼吸消耗的能量，因此需要有机物的不断输入。
【小问2详解】
水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以沉水植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼，不同种鱼在池塘中的分布体现了群落的垂直结构；生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
【小问3详解】
沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息，上述过程发生在不同生物之间，说明信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定；若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是莲藕的竞争使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少。
18. 为提高作物产量，种植业往往使用大量的氮素化肥，既增加了生产成本，又易造成环境污染。自生固氮菌营独立生活，为改变这种现状带来了希望。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
（1）步骤①土样应取自表层土壤的原因是____________。步骤③中需用手指轻压移液管_________上的橡皮头，吹吸3次的作用是___________。步骤④所用的接种工具是__________
（2）下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的培养基_________。
（3）若在④的平板上统计出菌落的平均数量为130个，则每克土壤中含有的固氮菌为_________个。
（4）将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48h，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30d后测定土壤微生物有机氮含量，结果如下图。
N：尿素处理组[每盆土壤浇灌50mL有氮全营养液（在1000mL无氮植物营养液中加入0.12g尿素）]；
CM12：自生固氮菌CM12处理组（每盆土壤浇灌50mL接种自固氮菌的无氮植物营养液）①对照组（CK）的处理为_________
②实验结果表明，用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与尿素处理组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约_________%。
③自生固氮菌较共生固氮菌（如根瘤菌）的应用范围更广，原因是_________。
【答案】（1）①. 在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长（或固氮菌一般为需氧型，生活在土壤表层） ②. 轻压 ③. 使菌种和无菌水充分混匀 ④. 涂布器
（2）乙 （3）1.3×107
（4）①. 每盆土壤浇50mL无氮植物营养液 ②. 120 ③. 自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐，其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏，因为它们来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。
【小问1详解】
土壤中含有丰富微生物，同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最大、种类最多，在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤；步骤③对菌液进行梯度稀释的过程中，用移液管取样前，需用手指轻压移液管上的橡皮头，吹吸3次，目的是使菌种和无菌水充分混匀；由图观察可知，实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。
【小问2详解】
由题干信息分析可知，科研人员的目的是分离土壤中自生固氮菌，故为了模拟类似的生长环境，培养基中需要添加多种无机盐来模拟土壤环境，且应为固体培养基，需要添加凝固剂如琼脂，故应选择培养基乙。
【小问3详解】
由图观察可知，10g土壤加到90ml无菌水是稀释10倍，此后共稀释104倍，若在④的平板上统计的菌落的平均数量为130个，则每克土壤中含有的固氮菌为130÷0.1×104=1.3×107个。
【小问4详解】
①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组（CK）的处理为每盆土壤浇50mL无氮植物营养液。
②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为（22-10）÷10×100%=120%。
③自生固氮菌比共生固氮菌（如根瘤菌）的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。
19. 从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抑制癌细胞增殖的作用，下图表示获得紫草宁的两种工艺路线，请回答下列相关问题:
（1）若要通过植物组培获得脱毒紫草植株，应优先选择紫草植株的_______部位作为外植体，外植体经消毒处理后，需用无菌水冲洗多次，目的_______。外植体经愈伤组织形成紫草植株的原理是_______。
（2）因为愈伤组织细胞有_______特点，从而有利于获得生长迅速的悬浮细胞系。用射线照射悬浮细胞系后，在显微镜下挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系，_______后收集细胞并称重，通过一定的方法获得_______比值，选取数值最小的数据作为高产细胞株。获取得到的高产细胞株常需进行多次传代培养来确定是否为稳定的高产细胞株，因为细胞在传代过程中会发生_______，导致以上比值出现增大的现象。
（3）下图表示在发酵培养中接种细胞密度与细胞收获量、紫草宁含有率(培养14天)关系的实验结果:
注意:紫草宁含有率是指紫草宁质量/细胞收获量
根据实验结果可推测当接种细胞密度超过6g·dry wt./L时，细胞内紫草宁合成会_______，从而导致紫草宁含有率的下降。根据图中数据，在发酵培养中选择接种细胞密度为6g·dry wt./L而不是接种细胞密度为4g·dry wt./L的原因是_______。
（4）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_______和_______。
【答案】（1）①. 茎尖(顶端分生组织)(生长点) ②. 防止消毒剂对细胞产生毒害作用 ③. 植物细胞全能性
（2）①. 分裂旺盛 ②. 离心(沉淀) ③. 收集的细胞重量/紫草宁重量 ④. 变异
（3）①. 下降（降低）②. 两种接种细胞密度下紫草宁的含有率相同，但接种细胞密度为6g•drywt./L时，细胞收获量多，获得的紫草宁总量多
（4）①. 保证氧气供应充足 ②. 使细胞与培养液充分接触
【小问1详解】
若要通过植物组培获得脱毒紫草植株，应选择紫草植物的顶端分生区（如茎尖）作为外植体，外植体经消毒处理后，需用无菌水冲洗多次，目的避免消毒液对外植体的培养过程造成影响。外植体经愈伤组织形成紫草植株的原理是植物细胞全能性。
【小问2详解】
因为愈伤组织分裂能力强、细胞代谢迅速等特点，从而有利于获得生长迅速、单细胞或细胞团比较小的悬浮细胞系。用射线照射悬浮细胞系后，在显微镜下挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系，经过离心后收集细胞并称重，通过一定的方法获得细胞收获量与紫草宁收获量的比值，选取数值最小的数据作为高产细胞株。
获取得到的高产细胞株常需进行多次传代培养来确定是否为稳定的高产细胞株，因为细胞在传代过程中由于受到培养条件的影响可能会发生发生变异，进而导致数据出现增大的现象；
【小问3详解】
根据实验结果可推测当接种细胞密度超过时，细胞内紫草宁合成会下降，从而导致紫草宁含有率的下降。根据图中数据，在接种细胞密度为时，紫草宁含有率和细胞收获量均较高，在接种细胞密度为时，紫草宁的含有率虽然较高，但细胞收获量较低；
【小问4详解】
在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是一方面可以保证细胞与培养液充分接触，另一方面能增加溶氧，保证细胞呼吸对氧气的需求。
20. 巢式PCR是目前特异性最高一种PCR技术，其大致过程如下图，回答下列问题：
（1）PCR扩增时需要加入引物的原因是_____，在最后一个循环结束后通常还需要维持72℃5min的目的是_____，PCR产物常采用_____来鉴定。
（2）相比于常规PCR，巢式PCR需要用到两轮PCR，推测需要第一轮PCR的原因可能是_____，且该种方法获得错误目标产物概率_____，这是因为_____。
（3）科研人员利用农杆菌转化法将经PCR得到的目的基因导入受体细胞，由于农杆菌细胞内含有_____，其上的_____可以整合到受体细胞的染色体DNA中，从而使目的基因稳定存在和表达。
【答案】（1）①. Taq DNA聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链的3'端上 ②. 充分延伸子链 ③. 琼脂糖凝胶电泳
（2）①. 为第二轮PCR提供大量模板 ②. 低 ③. 如果第一轮扩增产生了错误片段，则第二轮PCR引物能在错误片段上进行配对的概率低
（3）①. Ti质粒 ②. T-DNA
【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：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
由于Taq DNA聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链3’端上，故PCR扩增时加入引物，延伸过程的温度一般为72℃，最后一个循环结束后通常还需要维持72℃ 5min的目的是充分延伸子链，琼脂糖凝胶电泳能将不同分子量的DNA分开，PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【小问2详解】
相比于常规PCR，巢式PCR需要用到两轮PCR，第一轮PCR能为第二轮PCR提供大量模板，故首先进行第一轮PCR；如果第一轮扩增产生了错误片段，则第二轮PCR引物能在错误片段上进行配对的概率低，故巢式PCR获得错误目标产物概率低。
【小问3详解】
农杆菌含有Ti质粒，Ti质粒含有一段T-DNA，T-DNA能携带目的基因进入受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，从而使目的基因在受体细胞稳定存在和表达。
不灭菌
灭菌
SCP（g/L）
1．652
1．285
培养基类型
培养基组分
培养基甲
甘露醇、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水
培养基乙
甘露醇、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂