山西省名校联考2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题（解析版）

这是一份山西省名校联考2024-2025学年高二下学期4月期中生物试题（解析版），共20页。试卷主要包含了 如图表示倒平板的操作流程等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性，产卵过后变为雄性。研究人员对洞庭湖周边某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行性别鉴定，结果为雌性962尾、雄性132尾。下列有关该野生黄鳝种群的分析，不合理的是（ ）
A. 最基本的数量特征是种群密度
B. 推测其年龄结构一定属于衰退型
C. 雄性黄鳝的平均年龄要大于雌性
D. 部分黄鳝可能正处于性别转化期
【答案】B
【分析】种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体数目的比例。年龄结构可分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。
【详解】A、种群最基本的数量特征是种群密度，A正确；
B、黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性，产卵过后变为雄性，而此时雌性962尾、雄性132尾，说明大部分黄鳝还处于生殖前期，生殖前期的比例大，生殖后期比例小，推测其年龄结构可能属于增长型，B错误；
C、黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性，产卵过后变为雄性，说明雄性黄鳝的平均年龄要大于雌性，C正确；
D、黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性，产卵过后变为雄性，某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行性别鉴定，结果为雌性962尾、雄性132尾，还有84尾没有明确性别，说明部分黄鳝可能正处于性别转化期，D正确。
故选B。
2. 顶极群落是群落演替的最终阶段，如图为不同环境下分布的顶极群落类型。下列叙述正确的是（ ）

A. 一个地区所能形成的顶极群落的类型只受温度影响
B. 若落叶林区降水量持续增加，群落将演替为热带雨林
C. 荒漠区爬行动物产生的含氮废物往往以尿素形式排泄
D. 苔原区植被种类稀少，往往生长缓慢且能忍受强风吹袭
【答案】D
【分析】群落的主要类型包括荒漠生物群落、草原生物群落和森林生物群落等。
【详解】A、由图可知，一个地区所能形成的顶极群落的类型受年平均温度和年平均降水量等环境因素影响，A错误；
B、大部分热带雨林区降水量和温度皆高于落叶林区，故只是降水量增加时，落叶林不一定能演替为热带雨林，B错误；
C、荒漠区中爬行动物往往以固态尿酸盐形式排泄含氮废物，以有效保留体内水分，C错误；
D、苔原温度较低，水分较少，因此苔原区植被种类稀少，往往生长缓慢且能忍受强风吹袭，D正确。
故选D。
3. “黄四娘家花满蹊，千朵万朵压枝低。留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼。”这是诗圣杜甫描绘的百姓人家与大自然和谐相处的场景。下列叙述错误的是（ ）
A. 彩蝶在花间流连忘返，不时在万花丛中翩翩起舞，这属于行为信息
B. 花的颜色、黄莺的啼声属于物理信息，物理信息不能来自非生物环境
C. 日照时间长短影响植物花期体现了生物种群的繁衍离不开信息传递
D. 为避免果树遭受鸟害，用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟属于生物防治
【答案】B
【分析】生态系统中信息的种类：（1）物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。（2）化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。（3）行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。
【详解】A、动物的特殊行为对于同种或异种生物也能够传递某种信息属于行为信息，彩蝶在花间流连忘返，不时在万花丛中翩翩起舞，这属于行为信息，A正确；
B、花的颜色、黄莺的鸣声均属于物理信息，物理信息可来自生物，也可来自非生物环境，B 错误；
C、日照时间的长短决定植物的开花期，是物理信息在生态系统中的作用，体现了生物种群的繁衍离不开信息传递，C正确；
D、用音响设备模拟天敌声音驱赶鸟，是利用生物种间关系进行的防治，属于生物防治，D正确。
故选B。
4. 细菌计数板和血细胞计数板均可用于微生物的计数。下列叙述正确的是（ ）
A. 两种计数板的计数原理相同
B. 细菌计数板可用于酵母菌的计数
C. 血细胞计数板只统计活菌的数量
D. 细菌计数板比血细胞计数板略厚
【答案】A
【分析】统计菌落数目的方法：（1）显微镜直接计数法 ①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量；②方法：用计数板计数；③缺点：不能区分死菌与活菌。（2）间接计数法（活菌计数法） ①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【详解】A、细菌计数板或血细胞计数板的计数原理相同，A正确；
B、细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数，B错误；
C、血细胞计数板的计数结果包括了活菌和死菌，C错误；
D、在结构上，血细胞计数板比细菌计数板略厚，D错误。
故选A。
5. 如图为泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量与腌制时间、盐浓度的关系曲线。下列叙述合理的是（ ）
A. 腌制过程中，坛中溶液量增多的主要原因是细胞呼吸产生了水
B. 三种盐浓度下，盐浓度越高，亚硝酸盐含量峰值出现得越早
C. 泡菜腌制16天时可适量食用，因为此时亚硝酸盐的含量较低
D. 盐浓度越高，亚硝酸盐含量越低，故腌制泡菜时盐浓度越高越好
【答案】C
【分析】制作泡菜所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，乳酸菌在无氧条件下，将有机物分解成乳酸，从而使泡菜出现独特的风味，过程中亚硝酸盐的含量先增加再减少。
【详解】A、腌制过程中，坛中出现溶液量增多现象的主要原因是蔬菜在盐水中失水，A错误；
B、据图可知，三种盐浓度下，5%NaCl下亚硝酸盐含量的峰值最大，且峰值出现最早，但该浓度是处理浓度中的最低浓度，B错误；
C、从图中可以看到，泡菜腌制16天时，三种盐浓度下亚硝酸盐的含量都较低，此时可适量食用，C正确；
D、据图可知，并非盐浓度越高，相同时间后亚硝酸盐含量越低，且腌制泡菜时盐浓度过高会抑制乳酸菌的发酵，导致产生的乳酸过少，所以腌制泡菜时盐浓度并不是越高越好，D错误。
故选C。
6. 如图表示倒平板的操作流程。下列叙述错误的是（ ）
A. 正确的操作顺序是3→1→2→4
B. 操作1、2、3在酒精灯火焰附近进行是为了避免杂菌污染
C. 操作2需要等培养基冷却到50℃左右再进行
D. 操作4将平板倒置是为减少培养基中营养成分丢失
【答案】D
【分析】图中所示操作分别为：1→灼烧锥形瓶瓶口；2→分装（将培养基倒入培养皿）；3→在火焰旁的台面上，拔出装有培养基的锥形瓶的棉塞；4→倒置存放平板。
【详解】A、倒平板的操作程序为：将灭菌后的培养皿放在火焰旁的台面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞；右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰；在酒精灯火焰附近，用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（10～20ml）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖；等待培养基冷却凝固（需5～10分钟）后，将培养皿倒过来放置，以防止冷凝水滴落在培养基上引发污染。可见，正确的操作顺序是3→1→2→4，A正确；
B、获得纯净的微生物培养物的关键是防止外来杂菌的污染，因此操作1、2、3在酒精灯火焰附近进行是为了避免杂菌污染，B正确；
C、待培养基冷却至50℃左右（此温度下不烫手）时，在酒精灯火焰附近倒平板，因此操作2需要等培养基冷却到50℃左右再进行，C正确；
D、操作4将平板倒置是为避免培养皿皿盖上的水珠滴入培养基和防止培养基表面的水分蒸发过快，D错误。
故选D。
7. 一次性口罩的主要成分是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维。现欲从合适的土壤样品中选出能高效降解一次性口罩的细菌，研究人员设计了如图所示的操作流程。下列叙述错误的是（ ）
A. 应从口罩丢弃较多的土壤中采集样品
B. 土壤取样时一般要铲去表层土
C. 培养基应以聚丙烯纤维作为唯一碳源
D. 鉴别培养阶段应在液体培养基上进行
【答案】D
【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】A、口罩丢弃较多的土壤中，存在能降解一次性口罩细菌的可能性更大，从这里采集样品更有可能筛选到目标细菌，A正确；
B、土壤表层可能存在较多杂菌，且受外界因素影响大，铲去表层土后采集的土壤样品能减少杂菌干扰，更有利于筛选出目标细菌，B正确；
C、要筛选能高效降解一次性口罩（主要成分是聚丙烯纤维）的细菌，培养基以聚丙烯纤维作为唯一碳源，这样只有能利用聚丙烯纤维作为碳源的细菌才能生长，从而达到筛选目的，C正确；
D、鉴别培养阶段应在固体培养基上进行，通过观察菌落特征等进行鉴别，在液体培养基上细菌生长难以形成具有特定特征的菌落，不便于鉴别，D错误。
故选D。
8. 啤酒是人类最古老的酒精饮料之一，工业化生产啤酒的流程如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A. 酿制啤酒时，酵母菌发酵利用的直接底物是淀粉
B. 步骤④利用的酵母菌菌种可通过诱变育种获得
C. 步骤⑤中可采用巴氏消毒法以保证啤酒的品质
D. 发酵的温度和时间会影响啤酒的口感和风味
【答案】A
【分析】啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
【详解】A、酿制啤酒时，淀粉经淀粉酶的作用分解为葡萄糖，酵母菌利用葡萄糖进行酒精发酵，A错误；
B、发酵中所用的性状优良的菌种可从自然界筛选，也可通过其他途径如诱变育种、基因工程等获得，B正确；
C、巴氏消毒法，温度不是很高，该操作的目的既能杀死啤酒中的微生物，又能保证啤酒中的营养成分不被破坏（流失），即步骤⑤中可采用巴氏消毒法以保证啤酒的品质，C正确；
D、发酵时温度和时间会影响酒精发酵产生的酒精的含量，因此会影响啤酒的口感和风味，D正确。
故选A。
9. 利用如图所示的植物体细胞杂交技术可获得杂种植株。下列叙述正确的是（ ）
A. 过程①应在低渗溶液中进行以维持原生质体的正常形态
B. 常使用灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 与杂种细胞形成有关的细胞器包括高尔基体
D. 杂种植株一定同时具有植物A和植物B的性状
【答案】C
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株，在进行植物体细胞杂交时需要使用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，使用化学方法（聚乙二醇）或物理方法诱导原生质体融合，不能用灭活的病毒诱导，不同种植物的细胞所含染色体的种类和数目是不同的，故我们可以根据细胞中染色体的种类和形态的差异来鉴定杂种细胞.。
【详解】A、过程①制备原生质体时不可以用低渗溶液，否则会导致制备的原生质体吸水涨破，A错误；
B、诱导植物原生质体融合的方法主要是物理法或化学法，灭活病毒常用于诱导动物细胞融合，B错误；
C、杂种细胞形成的标志是：杂种细胞再生细胞壁，细胞壁的形成与高尔基体有关，C正确；
D、由于基因的选择性表达及基因间的相互作用，杂种植株不一定同时具有植物A和植物B的性状，D错误。
故选C。
10. 为测定某药物对体外培养细胞的毒性，某小组在动物肝细胞培养液中加入不同浓度的该药物溶液。下列叙述错误的是（ ）
A. 本实验的自变量为不同浓度的该药物溶液
B. 制备肝细胞悬液时不能用胃蛋白酶处理肝组织
C. 培养肝细胞时一般需培养基中加入适量动物血清
D. 培养液中需添加抗生素以保证培养细胞所需的无毒环境
【答案】D
【分析】动物细胞培养条件：
（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。
（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值）。
【详解】A、本实验是为了测定药物对细胞的毒性，加入了不同浓度的药物溶液，所以不同浓度的该药物溶液就是本实验的自变量，A正确；
B、胃蛋白酶的最适pH约为1.5-2.2，在动物细胞培养液的pH条件下，胃蛋白酶会失活，不能用来处理肝组织制备肝细胞悬液，一般用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，B正确；
C、动物细胞培养时，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，所以一般需在培养基中加入适量动物血清，以补充细胞生长所需的未知营养物质，C正确；
D、培养液中添加抗生素的目的是防止杂菌污染，保证培养细胞所需的无菌环境，而不是无毒环境，D错误。
故选D。
11. 非洲猪瘟是由非洲猪瘟病毒（ASFV）引起的一种急性传染病，死亡率高达100%。以ASFV外壳的p54蛋白为抗原制备单克隆抗体进行针对性免疫，效果显著。下列叙述错误的是（ ）
A. 将适宜浓度的p54蛋白多次注射到小鼠体内，以获得更多B淋巴细胞
B. 可用PEG诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，并进一步筛选
C. 用选择培养基筛选出的杂交瘤细胞均能产生抗p54蛋白的抗体
D. 大规模培养的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生抗p54蛋白的抗体
【答案】C
【分析】单克隆抗体制备过程：（1）两次筛选：①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）；②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。（2）细胞来源：B淋巴细胞：能产生特异性抗体，在体外不能无限繁殖；骨髓瘤细胞：不产生专一性抗体，体外能无限繁殖。（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。（4）提取单克隆抗体：从培养液或小鼠腹水中提取。
【详解】A、p54蛋白作为抗原多次注射到小鼠体内，可以获得更多B淋巴细胞，A正确；
B、可以用化学方法如PEG、物理方法如电刺激、生物方法如灭活的仙台病毒诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，并进一步筛选，B正确；
C、用选择培养基筛选出的杂交瘤细胞不一定能产生抗 p54 蛋白的抗体，还需要进行克隆化培养和抗体检测，C错误；
D、杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生抗p54蛋白的抗体，大规模培养可获得大量的单克隆抗体，D正确。
故选C。
12. 自然状态下的大熊猫繁殖能力较低，我国科学家利用胚胎工程的技术手段大大提高了熊猫的繁殖率。下列叙述正确的是（ ）
A. 卵母细胞去核的实质是去除卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物
B. 早期胚胎移入同期发情处理的大熊猫子宫内会引发免疫排斥反应
C. 在大熊猫早期胚胎发育的过程中，原肠胚期开始出现细胞的分化
D. 经胚胎分割技术得到的大熊猫的基因型相同，表型也完全相同
【答案】A
【分析】胚胎移植的生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
【详解】A、将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期后进行去核操作，此时细胞核退化，出现的是纺锤体和染色体复合物，去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体和染色体结构，A正确；
B、早期胚胎移入同期发情处理的大熊猫子宫内不会引发免疫排斥反应，B错误；
C、在早期胚胎发育的囊胚期就已经开始出现细胞分化，C错误；
D、经胚胎分割技术得到的个体的基因型相同，但表型受环境等因素的影响，不一定完全相同，D错误。
故选A。
13. 如图为某动物早期胚胎的示意图，①~④表示相关结构。下列叙述错误的是（ ）
A. ①为滋养层，将来会发育为胎膜和胎盘
B. ②为内细胞团，常作为性别鉴定的取样材料
C. ③为透明带，其破裂后胚胎从中伸展出来的过程叫作孵化
D. 形成该囊胚前的过程中，胚胎的总体积并未增加
【答案】B
【分析】哺乳动物胚胎发育的重要阶段：
（1）卵裂期：在透明带内进行的，特点是细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。
（2）桑椹胚：32个细胞左右的胚胎。
（3）囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔。
（4）原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
【详解】A、观察可知，①为滋养层，滋养层细胞将来会发育为胎膜和胎盘，A正确；
B、图中②为内细胞团，内细胞团会发育成胎儿的各种组织，而性别鉴定通常取滋养层细胞，B错误；
C、③为透明带，在囊胚发育过程中，透明带破裂后胚胎从中伸展出来的过程叫作孵化，C正确；
D、在形成囊胚前的卵裂过程中，胚胎的总体积并不增加，细胞数目增多，D正确。
故选B。
14. 下列关于“试管牛”培育流程的叙述，错误的是（ ）
A. 过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子
B. 过程②体外受精依赖于精、卵细胞的识别和细胞膜的流动性
C. 过程③的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
D. 代孕母牛需要进行同期发情处理，在过程③后无需进行妊娠检测
【答案】D
【分析】分析题图：图示为“试管牛”的培养流程，其中①表示卵母细胞的采集和培养，②表示体外受精，③表示胚胎移植。
【详解】A、在“试管牛”培育流程中，过程①为获取卵母细胞，对供体母牛注射促性腺激素，能够使其超数排卵，排出更多的卵子，A正确；
B、过程②是体外受精，精、卵细胞的识别依赖于细胞膜表面的糖蛋白等物质，而受精过程中精、卵细胞膜的融合依赖于细胞膜的流动性，B正确；
C、过程③是胚胎移植，其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，C正确；
D、代孕母牛需要进行同期发情处理，以使供体和受体的生理状态相同，利于胚胎移植。在过程③胚胎移植后，需要进行妊娠检测，以确定胚胎是否在代孕母牛子宫内正常着床和发育，D错误。
故选D。
15. 限制性内切核酸酶是基因工程常用的工具酶。下列有关该酶的叙述，正确的是（ ）
A. 主要从原核生物中分离和纯化
B. 只能识别由6个核苷酸组成的序列
C. 可切割双链DNA分子中碱基之间的氢键
D. 在识别序列的中轴线处切割可形成黏性末端
【答案】A
【分析】限制性内切核酸酶是可以识别特定的核苷酸序列，并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶，简称限制酶。
【详解】A、限制性内切核酸酶主要从原核生物中分离和纯化，A正确；
B、限制性内切核酸酶大多能识别由6个核苷酸组成的序列，少数能识别4个、8个或其他数量的核苷酸序列，B错误；
C、限制性内切核酸酶切割双链DNA分子中的磷酸二酯键，C错误；
D、在识别序列的中轴线处切割可形成平末端，D错误。
故选A。
16. 基因工程中常用的标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。现将某细菌分别接种于下列培养基中：对照组（不添加抗生素）、实验组1（添加一定浓度的四环素）、实验组2（添加一定浓度的氨苄青霉素）、实验组3（添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素），适宜条件下培养一段时间后，观察到对照组和实验组2中有菌落形成。则该细菌中标记基因的分布情况是（ ）
A. 含抗四环素基因，不含抗氨苄青霉素基因
B. 含抗氨苄青霉素基因，不含抗四环素基因
C. 既含抗四环素基因，也含抗氨苄青霉素基因
D. 不含抗四环素基因，也不含抗氨苄青霉素基因
【答案】B
【分析】选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基，利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。
【详解】根据题意可知，对照组（不添加抗生素）、实验组1（添加一定浓度的四环素）、实验组2（添加一定浓度的氨苄青霉素）、实验组3（添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素），适宜条件下培养一段时间后，观察到对照组和实验组2中有菌落形成，而含有四环素的实验组1和3没有形成菌落，说明该细菌的标记基因含有抗氨苄青霉素基因，不含抗四环素基因，B正确，ACD错误。
故选B。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17. 某经过改造的湖泊生态系统中存在三个营养级，其能量流动情况如下表所示（单位：×103kJ）。改造后的湖泊会吸引候鸟来此过冬。回答下列问题：
（1）该生态系统的营养结构是______，能量在其中逐级传递的形式是______。
（2）候鸟的迁入和迁出属于群落的______，其导致群落的______和空间结构发生改变。
（3）通过该表计算出第三营养级用于生长、发育和繁殖的能量是______×103kJ，表中X的具体数值是______×103kJ，第一营养级到第二营养级的能量传递效率是______%。
（4）在向该湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼之前，研究人员需要调查投放区鲢、鳙捕食对象的生物积累量以便确定鲢、鳙的投放量，他们依据的原理是______。
【答案】（1）①. 食物链和食物网 ②. 有机物中的化学能（叙述合理即可）
（2）①. 季节性 ②. 物种组成
（3）①. 3.2 ②. 6 ③. 14
（4）能量沿食物链单向流动、逐级递减，传递效率为10%~20%
【分析】同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量，用于生长发育和繁殖的能量=未利用+流入下一营养级+流向入分解者，流入下一营养级的能量为下一营养级的同化量。
【小问1详解】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构两部分，组成成分有非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者，营养结构指生物之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网，能量在其中逐级传递的形式是有机物中的化学能。
【小问2详解】候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化属于群落的季节性。
【小问3详解】根据计算公式：同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量，用于生长发育和繁殖的能量=未利用+流入下一营养级+流向入分解者，流入下一营养级的能量为下一营养级的同化量。在该生态系统中，第三营养级为最高营养级，无流入下一营养级的能量，结合表中数据可得第三营养级用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗量=未利用+其他部分=（3.1+0.1）×103kJ=3.2×103kJ，同理可得，Z=（3.8+3.1+0.1）×103kJ=7×103kJ，Y=（34.3+2.2+7+26.5）×103kJ=70×103kJ，X=（500-132-292-70）×103kJ=6×103kJ，该系统中第一营养级向第二营养级的能量传递效率为（70×103）÷（500×103）×100%=14%。
【小问4详解】在向该湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼之前，研究人员需要调查投放区鲢、鳙捕食对象的生物积累量以便确定鲢、鳙的投放量，他们依据的原理是能量沿食物链单向流动、逐级递减，传递效率为10%~20%。
18. 近年来，陇南市两当县结合当地实际，大力发展“三养一药”高效农业特色产业，构建了“地下有药、地上有果、林中有鸡、空中有蜂、棚中有菇、水中有鱼、四季有花、村里有客”的“八有”山地立体农业新格局。回答下列问题：
（1）上述“八有”山地立体农业，充分利用了群落的______和季节性。
（2）生产实践中出现了“林中有鸡”能大大提高药、果产量的现象。请从鸡的食物组成角度分析，该现象出现的原因是______；“空中有蜂”也有利于提高药、果的产量，这可能是因为______。但有人认为鸡的活动容易对药用植物幼苗造成踩踏，请提出一个解决该问题的方案：______。
（3）棚中的“菇”______（填“属于”或“不属于”）该生态系统的基石。利用果林中枯枝败叶等加工成的有机肥来种菇可实现物质的循环利用，提高能量的______（填“传递效率”或“利用率”）。
（4）村里“客”垂钓水中“鱼”，观赏四季“花”，这都有利于更好地发挥生物多样性的______价值。为保证鱼的正常生长，需要不断进行人工物质投入的原因是______。
【答案】（1）空间结构
（2）①. 鸡食杂草，可减少杂草与药用植物竞争营养物质等，有利于药用植物生长，提高药产量；鸡食害虫，可减少虫害，有利于提高果产量 ②. 蜂能帮助传粉 ③. 合理规划鸡的活动时间、活动区域、投放量等
（3）①. 不属于 ②. 利用率
（4）①. 直接 ②. 鱼的输出会带走大量物质（并不再返回该生态系统）
【分析】一、群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。植物的分层与对光的利用有关：不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有分层现象。在水平方向上由于地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人和动物的影响等，大多数群落生物呈集群分布或镶嵌分布。
二、生态系统的结构包括成分和营养结构，其中成分包括生物成分（生产者、消费者和分解者）和非生物成分，营养结构是食物链和食物网。生态系统的功能是物质循环、能力量流动、信息传递。
【小问1详解】上述“八有”山地立体农业，充分利用了群落的空间结构和季节性。
【小问2详解】生产实践中出现了“林中有鸡”能大大提高药、果产量的现象。从鸡的食物组成角度分析，该现象出现的原因是鸡食杂草，可减少杂草与药用植物竞争营养物质等，有利于药用植物生长，提高药产量；同时鸡食害虫，可减少虫害，有利于提高果产量。“空中有蜂”也有利于提高药、果的产量，这可能是因为蜂能帮助传粉。鸡的活动可能容易对药用植物幼苗造成踩踏，可通过合理规划鸡的活动时间、活动区域、投放量等来解决该问题。
【小问3详解】棚中的“菇”属于分解者，因此其不属于该生态系统的基石。利用果林中枯枝败叶等加工成的有机肥来种菇可实现物质的循环利用，提高能量的利用率。
【小问4详解】村里“客”垂钓水中“鱼”，观赏四季“花”，这都有利于更好地发挥生物多样性的直接价值。为保证鱼的正常生长，需要不断进行人工物质投入的原因是鱼的输出会带走大量物质（并不再返回该生态系统）。
19. 聚羟基脂肪酸酯（PHA）是某些细菌以蔗糖为原料合成一种胞内聚酯，具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性。下图为PHA的生产工艺流程。回答下列问题：
（1）培养基A中含有的糖为______，其存在于______（填“动物”或“植物”）细胞中。
（2）从功能上分析，A属于______培养基，在该培养基上其他杂菌可能由于盐浓度过高导致______而死亡。
（3）在发酵过程中，要随时检测培养液中的______和______浓度，以了解发酵进程。同时还要严格控制______、pH和溶解氧等发酵条件，原因是______。
（4）发酵结束后，可采取______等措施来获得PHA产品。
【答案】（1）①. 蔗糖 ②. 植物
（2）①. 选择 ②. （细胞）失水（过多）
（3）①. 微生物数量 ②. 产物 ③. 温度 ④. 发酵条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成
（4）提取、分离、纯化
【分析】一、发酵工程中，如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品；
二、发酵罐内的发酵，是发酵工程的中心环节，环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，还会影响微生物代谢物的形成，因此在发酵过程中，要随时监测培养液中微生物数量、产物浓度等以了解发酵进程，还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件。
【小问1详解】由题可知 PHA 是以蔗糖为原料合成，所以培养基 A 中含的糖是蔗糖。蔗糖是植物细胞特有的二糖 ，动物细胞中没有；
【小问2详解】培养基A盐浓度为60g/L、pH为10，只有能适应这种高盐、强碱环境且能利用蔗糖的细菌才能生长，起到筛选特定细菌的作用，属于选择培养基。高盐环境下，其他杂菌细胞外溶液浓度高于细胞内，会因渗透失水过多而死亡；
【小问3详解】在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量和产物浓度，以了解发酵进程。同时还要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，因为发酵条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成；
【小问4详解】发酵结束后，可采取提取、分离和纯化等措施来获得PHA产品。
20. “定风草”也叫天麻，是著名的中药材。下图为从天麻块茎中提取主要药效成分天麻苷的流程图。回答下列问题：
（1）无菌技术是该工艺成功的关键之一。获取天麻的块茎后，需对其进行______处理，使用的试剂包括______（答两点）。与上述无菌技术相比，另一种无菌技术的特点是______。
（2）经过程①诱导形成愈伤组织的过程称为______，愈伤组织具有的结构特点是______。
（3）过程②可使用______酶处理愈伤组织，将其置于液体培养基中悬浮振荡培养的目的是______。
（4）从天麻中提取的天麻苷不是天麻植株生长和生存所必需的，其属于______（填“初生”或“次生”）代谢物。该工艺生产天麻苷的优势是______（答一点）。
【答案】（1）①. 消毒 ②. 酒精、次氯酸钠和无菌水 ③. （使用强烈的理化方法）能杀死物体内外所有的微生物（包括芽孢和孢子）
（2）①. 脱分化 ②. 不定形的薄壁组织团块
（3）①. 纤维素酶和果胶 ②. 保证细胞培养的物质供应和气体需求
（4）①. 次生 ②. 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，保护环境
【分析】分析题图，图示是通过植物细胞工程技术获得天麻苷的途径，其中①表示脱分化过程，②表示将愈伤组织分散成单个细胞，③表示细胞增殖过程。
【小问1详解】获取天麻的块茎后，需对其进行消毒处理，使用的试剂包括酒精、次氯酸钠和无菌水。与上述无菌技术（消毒）相比，另一种无菌技术（灭菌）的特点是使用强烈的理化方法能杀死物体内外所有的微生物（包括芽孢和孢子）。
【小问2详解】经过程①诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化，愈伤组织具有的结构特点是不定形的薄壁组织团块。
【小问3详解】过程②表示将愈伤组织分散成单个细胞，可使用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织，将其置于液体培养基中悬浮振荡培养的目的是保证细胞培养的物质供应和气体需求。
【小问4详解】从天麻中提取的天麻苷不是天麻植株生长和生存所必需的，其属于次生代谢物。该工艺生产天麻苷的优势是不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，保护环境等。
21. 研究人员利用图中质粒构建基因表达载体并将其导入大肠杆菌，获得生产胰岛素的工程菌。以期解决胰岛素药源不足的问题。回答下列问题：

（1）先提取胰岛B细胞中的总RNA，通过一定方法分离纯化出胰岛素基因的mRNA，经______过程得到cDNA，然后设计引物并利用PCR扩增胰岛素基因。选择胰岛B细胞提取RNA的原因是______。
（2）已知胰岛素基因的α链为编码链。据图1分析，利用PCR扩增胰岛素基因时，需对引物①~④进行特殊处理。PCR所需的引物组合是______，在其中一种引物的______（填“3′端”或“5′端”）需添加BamH Ⅰ识别序列和强启动子。胰岛素基因片段扩增4次，需消耗引物共______个。
（3）为确保胰岛素基因正确插入图2的载体中，需选择的限制酶组合是______。已知胰岛素基因α链的碱基序列为5′—TTTAAAGGG…—3′，强启动子的碱基序列为5′—GCTGCATG—3′，请写出胰岛素基因上游引物的18个碱基序列：5′—______—3′。
（4）“蓝白斑”法是基因工程中常用的筛选方法。请简述将胰岛素基因导入大肠杆菌并筛选工程菌的过程：______。
【答案】（1）①. 逆（反）转录 ②. 胰岛素基因在胰岛B细胞中才能表达
（2）①. ②③ ②. 5′端 ③. 30
（3）①. BamH Ⅰ和Sal Ⅰ ②. GGATCCGCTGCATGTTTA
（4）（经Ca2+处理的）大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出白色的菌落即为工程菌
【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。
【小问1详解】从胰岛素基因的mRNA得到cDNA的过程是逆（反）转录过程，选择胰岛B细胞提取RNA是因为胰岛素基因在胰岛B细胞中才能表达，在胰岛B细胞中胰岛素基因转录产生的mRNA含量高。
【小问2详解】PCR扩增目的基因时，引物需要与模板链的3'端结合，由于胰岛素基因的α链为编码链，根据图1中基因的方向，引物组合应该是②③，构建基因表达载体时，强启动子应位于目的基因的上游（5'端），所以要在引物的5'端添加BamH I识别序列和强启动子。PCR技术大量扩增目的基因时，DNA分子复制n次消耗的引物数为2n+1-2，当n=4时，消耗引物数为24+1-2=30个。
【小问3详解】为确保胰岛素基因正确插入图2的载体中，不能破坏标记基因（氨苄青霉素抗性基因和LacZ基因），且要保证目的基因的正确插入方向，所以需选择的限制酶组合是BamH I和Sal I。已知胰岛素基因α链的碱基序列为5'-TTTAAAGGG…-3'，强启动子的碱基序列为5'-GCTGCATG-3'，由于引物要与模板链互补配对，且上游引物与编码链序列相似，还需要添加BamH I的识别序列，所以胰岛素基因上游引物的18个碱基序列为5'-GGATCCGCTGCATGTTTA-3'。
【小问4详解】将胰岛素基因导入大肠杆菌并筛选工程菌的过程为：将构建好的基因表达载体与用Ca2+处理后的处于感受态的大肠杆菌混合培养，使基因表达载体进入大肠杆菌，将混合液接种在含有氨苄青霉素和X-gal的培养基上，在适宜条件下培养，由于含有重组质粒的大肠杆菌中LacZ基因被破坏，不能产生β-半乳糖苷酶，菌落为白色，而含有普通质粒的大肠杆菌菌落为蓝色，所以挑选白色菌落即为含有胰岛素基因的工程菌。
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
同化量
500
Y
Z
呼吸作用消耗
132
26.5
3.8
未被利用
292
34.3
3.1
流入分解者
X
2.2
0.1