广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高二下学期期中联考生物试题（解析版）

这是一份广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高二下学期期中联考生物试题（解析版），共21页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本题共16小题，共40分，第1-12小题，每小题2分；第13-16小题，每小题4分）
1. 生境碎片化会导致大种群分割成许多小种群，这些小种群由于缺少遗传多样性而容易绝灭。下列措施中最有利于碎片化生境地的生物多样性保护的是（ ）
A. 就地保护，建立自然保护区
B. 易地保护，易地繁殖后放归
C. 把碎片化区域通过廊道连接起来，促进基因交流
D. 整体迁移碎片化生境中的生物
【答案】C
【分析】生物多样性的保护是保护基因多样性、物种多样性、生态系统多样性；建立自然保护区是对生物进行就地保护，其与迁地保护都是保护生物多样性的有效方法。
【详解】分析题意，生境碎片化会导致大种群分割成许多小种群，这些小种群由于缺少遗传多样性而容易绝灭，主要原因是因为生境碎片化导致地理隔离产生，基因交流受阻，故最有利于碎片化生境地的生物多样性保护的是建立生态廊道，促进基因交流，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. 多年前，某林场为增加短期经济效益，搞“砍树经济”，造成林木大面积退化。为恢复林场的生态环境，当地政府实施了“禁伐令”，同时引导农户种植花卉苗圃、中药材等，该措施既给林场带来生态效益，又给当地农民带来经济效益。下列相关叙述错误的是（ ）
A. “砍树经济”导致该生态系统的营养结构变简单，自我调节能力和抵抗力稳定性降低
B. “禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，此过程中群落演替的类型是次生演替
C. “禁伐令”的实施有利于减少生态足迹
D. 生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的协调原理
【答案】D
【分析】群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。生物群落的演替是群落内部因素（包括种内关系、种间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【详解】A、“砍树经济”会造成林木大面积退化，因而生态系统中物种丰富度下降，营养结构变得简单，自我调节能力下降，因此该生态系统的稳定性降低，A正确；
B、“禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，即生态系统中物种丰富度逐渐上升，此过程中群落演替的类型是属于次生演替，因为该演替过程中原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，因此演替的速度较快，B正确；
C、“禁伐令”通过减少森林砍伐，可增加二氧化碳吸收，减少二氧化碳的释放，减缓全球变暖的速度。同时，森林的保护也有助于维持水源涵养、土壤保持和防洪等生态系统服务，从而减少人类活动对自然环境的影响，即减少生态足迹，C正确；
D、生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的整体原理，D错误。
故选D。
3. 我国古代最早酿造葡萄酒采用的是将葡萄破碎成浆的自然发酵酿酒法，后来出现了向葡萄汁中加入“曲蘖”的酿造方法。下列叙述正确的是（ ）
A. 用于自然发酵酿酒法的葡萄可先去皮，有利于破碎成浆
B. 葡萄汁中加入的“曲蘖”含有酵母菌，可加快酒精发酵
C. 酿造葡萄酒需使用密闭性较好的容器，定期打开盖子放气
D. 若发酵产物变酸，可能是容器密闭不严，酵母菌进行了有氧呼吸
【答案】B
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作：
(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。
(2)灭菌：①榨汁机要清洗干净，并晾干。②发酵装置要清洗干净，并用70%的酒精消毒。
(3)榨汁：将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。
(4)发酵：将葡萄汁装入发酵瓶，要留要大约1/3的空间，并封闭充气口。制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃~25℃，时间控制在10~12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。
【详解】A、用于自然发酵酿酒法的葡萄不能去皮，因为皮上有野生型酵母菌，A错误；
B、葡萄汁中加入的“曲蘖”含有酵母菌，可加快酒精发酵，B正确；
C、酿造葡萄酒需使用密闭性较好的容器，但不能打开盖子放气，防止杂菌污染，C错误；
D、酒变酸，可能是容器密闭不严醋酸菌进行了有氧呼吸，D错误。
故选B。
4. 如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作流程，下列说法正确的是（ ）
A. 实验中选择培养基含有无机盐、葡萄糖、尿素、蛋白胨、琼脂、水等物质
B. 培养基用高压蒸汽灭菌后，将pH调至中性或弱碱性
C. 平均每克土壤中分解尿素的细菌数约为2.2×108个
D. 为判断培养基的选择作用，需设置未接种的培养基作对照
【答案】C
【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；根据物理性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。
【详解】A、培养基的营养成分应该包括碳源、氮源、水和无机盐等，实验目的是分离尿素分解菌，应该以尿素为唯一氮源，不应该含有其他氮源，A错误；
B、将培养基的pH调至中性或弱碱性后，再高压蒸汽灭菌，B错误；
C、将10g土壤先稀释10倍，再进行梯度稀释10000倍，然后取0.1mL进行涂布平板，若步骤④平板上统计的菌落数平均为（212+230+218）÷3=220个，则每克土壤含固氮菌约220÷0.1×10×10000=2.2×108个，C正确；
D、为判断培养基的选择作用，需设置接种的完全培养基作对照，菌落数明显小于完全培养基上的菌落数，说明选择培养基起到了选择作用，D错误。
故选C。
5. 透明质酸（HA）是关节滑液的主要成分，若HA长链被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎。科研人员通过改造谷氨酸棒杆菌获得三种工程菌，对它们产生的HA进行检测，结果如图，下列说法错误的是（ ）
A. 对培养基进行灭菌和菌株的扩大培养均需在接种前完成
B. 发酵工业中应选择HA分子量小且产量较高的菌株作为工程菌
C. 发酵生产中需定期测定发酵液的pH值、溶氧量、底物消耗及HA生成情况
D. 把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产
【答案】B
【分析】由题意可知，HA长链遭受攻击会被分解为短链，则关节软骨容易磨损而患上骨关节炎，所以应选择产生HA分子量较大，且产量较高的工程菌。
【详解】A、对培养基进行灭菌可以防止杂菌对工程菌得污染，菌为了获得更多的菌种，接种前需要，将菌种多次扩大培养，因此均需在接种前完成，A正确；
B、由题意可知，应选择产生HA分子量较大，且产量较高的工程菌，所以应选择工程菌株2进行扩大培养，B错误；
C、菌株的生长需要特定的温度和pH，所以发酵过程需要及时检测温度和pH的溶氧量、底物消耗及HA生成情况，C正确；
D、由于产物得积累可能会抑制产物的进一步生成，因此把新鲜培养基加入发酵系统中的同时将含HA的发酵液移出有利于工业化生产，D正确。
故选B。
6. 七叶一枝花属濒危名贵中药材，科学家尝试应用生物技术繁殖和保存七叶一枝花资源，并通过植物细胞工程获取其有效成分。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 七叶一枝花叶片、根等部位，经诱导形成愈伤组织不含有叶绿体
B. 七叶一枝的愈伤组织先诱导生芽还是生根取决于是否给予光照
C. 七叶一枝花的试管苗移植到珍珠岩时，需要添加蔗糖，为幼苗提供碳源
D. 为防止杂菌污染，从接种外植体到生成试管苗尽量在同一个锥形瓶内完成
【答案】A
【分析】植物组织培养的过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，进一步发育成植株（新植体）。
【详解】A、愈伤组织是经过外植体脱分化过程形成高度液泡化的薄壁细胞，不含叶绿体，A正确；
B、七叶一枝的愈伤组织先诱导生芽还是生根取决于细胞分裂素和生长素的比例，B错误；
C、七叶一枝花的试管苗移植到珍珠岩时，可以自己进行光合作用，不需要添加蔗糖，C错误；
D、从接种外植体到生成试管苗需要经过脱分化和再分化两个阶段，需要的激素和条件不同，因此不能用同一个锥形瓶，D错误。
故选A。
7. 科研工作者分别用 4 种浓度的 PEG 对花椰菜和黑芥两种原生质体进行了融合实验（由两个原生质体进行的融合称为二源融合，多于两个原生质体进行的融合称为多源融合），结果如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A. 该实验的自变量是 PEG 浓度
B. 图中二源融合的原生质体有 3 种
C. 为提高花椰菜-黑芥二源融合的成功率，选用的最佳 PEG 浓度是 50%
D. 想确定二源融合是否为花椰菜-黑芥融合而成，可用显微镜观察染色体的形态和数目
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交过程，首先去壁获得原生质体，其次诱导原生质体融合形成杂种细胞，最后才有植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。分析题图可知，PEG浓度为40%时，二源融合率最高。
【详解】A、根据柱形图中的横坐标可知，该实验的自变量是PEG浓度，A正确；
B、图中二源融合的原生质体有 3 种：紫罗兰原生质体自身融合、油菜原生质体自身融合、紫罗兰原生质体和油菜原生质体融合，B正确；
C、结合题图可知，为提高花椰菜-黑芥二源融合的成功率，选用的最佳 PEG 浓度是 40%，C错误；
D、想确定二源融合是否为花椰菜-黑芥融合而成，可用显微镜观察染色体的形态和数目，若数目为二者体细胞数目之和且具有二者各自的染色体形态，则说明融合成功，D正确。
故选C。
8. 下图为植物体细胞杂交技术的流程图，其中①～⑤表示不同过程。下列关于植物体细胞杂交和动物细胞融合技术的叙述，正确的是（ ）

A. 两技术都打破了生殖隔离，使远缘杂交成为可能
B. 两技术分别体现了植物细胞、动物细胞的全能性
C. 图中②过程可用灭活的病毒诱导，而动物细胞融合技术常用PEG诱导
D. 两技术共同进行的过程是①②③
【答案】A
【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。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，打破了生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍，使远缘杂交成为可能，A正确；
B、动物细胞融合技术是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，未体现动物细胞的全能性，B错误；
C、图中②是植物细胞原生质体融合，不能用灭活的病毒诱导，C错误；
D、①是去掉细胞壁，②是诱导细胞融合，③是融合后的原生质体再生出细胞壁，动物细胞没有细胞壁，因此动物细胞融合技术不需要①去细胞壁和③再生细胞壁的过程，D错误。
故选A。
9. 自杀基因系统是指外源基因导入受体细胞后会表达相应的酶，该酶可催化无毒的药物前体转化为有毒物质，从而导致受体细胞被杀死。为探究外源基因TK与药物更昔洛韦能否组成自杀基因系统，研究人员以肝癌细胞为受体细胞进行实验，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 培养肝癌细胞的过程中需定期更换培养液以保持无菌、无毒的环境
B. 肝癌细胞在细胞培养过程中没有接触抑制，因而无需进行传代培养
C. 本实验的自变量为肝癌细胞是否导入TK基因，其他变量是无关变量
D. 实验结果表明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统
【答案】D
【分析】定期更换培养液主要有以下作用：一是可以补充细胞生长所需的营养物质，因为随着细胞的生长和代谢，培养液中的营养成分会逐渐消耗；二是可以清除细胞代谢产生的废物，如二氧化碳、乳酸等，避免这些废物积累对细胞生长产生不利影响；三是可以维持培养液适宜的酸碱度和渗透压等理化性质，为细胞提供良好的生长环境。
【详解】A、培养肝癌细胞的过程中向培养液中添加抗生素可杀死培养液中的细菌，以防止细菌污染，A错误；
B、肝癌细胞在培养过程中不会有接触抑制，但受空间和营养物质限制，仍需要进行传代培养，B错误；
C、由题意和曲线图可知，自变量有肝癌细胞是否导入TK基因、培养时间以及是否添加更昔洛韦，C错误；
D、从图中可以看出，添加更昔洛韦后，实验组细胞数量明显减少，而对照组变化不大，说明外源基因TK与更昔洛韦可组成自杀基因系统，D正确。
故选D。
10. 为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息判断，下列叙述错误的是（ ）
A. E牛的繁殖方式属于有性生殖
B. 对B牛处理的激素可能是促性腺激素
C. 若用C牛的其他体细胞代替乳腺细胞，将不能获得具有优良性状的F牛
D. E牛和F牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术
【答案】C
【分析】图示为加快优良种牛繁殖速度的两种方法，方法Ⅰ采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的试管牛E属于有性生殖的产物；方法Ⅱ采用了体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的克隆牛F属于无性生殖的产物。
【详解】A、方法Ⅰ采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的试管牛E属于有性生殖的产物，A正确；
B、用来促进B牛多排卵的激素可能是垂体分泌的促性腺激素，B正确；
C、同一个体不同体细胞内的遗传物质是相同的，因此若用C牛的其他体细胞代替乳腺细胞，也能获得具有优良性状的F牛，C错误；
D、方法Ⅰ采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的试管牛E属于有性生殖的产物；方法Ⅱ采用了体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的克隆牛F属于无性生殖的产物，即E牛和F牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术，D正确。
故选C。
11. 如图为胚胎发育过程某一时期示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 高等哺乳动物的细胞分化开始于图示时期
B. 胚胎从②中伸展出来的过程叫做孵化
C. ①为滋养层细胞，未来发育成胎盘
D. 可取③处细胞进行性别鉴定
【答案】A
【分析】分析题图：图示为胚胎发育过程某一时期示意图，该时期为囊胚期，其中①为透明带；②为囊胚腔；③为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。
【详解】A、高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示囊胚时期，终止于生命结束，A正确；
B、胚胎从①透明带中伸展出来的过程叫做孵化，B错误；
C、①为透明带，紧贴透明带的一层细胞才是滋养层细胞，C错误；
D、进行性别鉴定需要取滋养层的细胞，③是内细胞团的细胞，将来发育成胎儿的各种组织，D错误。
故选A。
12. 基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。下列哪些成果为基因工程的诞生奠定了基础（ ）
①科学家完成人类基因组的测序工作
②穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术
③科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达
④肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移
A. ①②B. ②③C. ①④D. ③④
【答案】D
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型菌中存在某种转化因子，能将S型菌转化为R型菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质
【详解】①、科学家完成人类基因组的测序工作是在基因工程之后，①错误；
②、穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术也是在基因工程问世之后，②错误；
③、科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达，为基因工程奠定基础，③正确；
④、肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移，让重组DNA成为可能，④正确。
故选D。
13. 生长因子是一类微生物正常生长代谢所必需的，但不能自行合成的有机物。现将两种氨基酸营养缺陷型大肠杆菌（菌株a和b）进行如图所示实验。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 基本培养基中出现的少量菌落一定是单菌落
B. 菌株a和b需要的生长因子有所不同
C. 基本培养基成分中包含菌株a和b的生长因子
D. 其他类型的大肠杆菌无法在该基本培养基上生长
【答案】B
【分析】生长因子：对调节微生物正常代谢所必需的、不能用简单的碳源和氮源自行合成的微量有机物，如维生素等。
【详解】A、基本培养基出现的少量菌落不一定都为单菌落，也有可能是重叠的菌落，A错误；
B、a单独培养和b单独培养均不能生长，a和b混合培养能生长，说明它们能够相互提供对方需要的特殊营养物质，因此二者所需要的生长因子有所不同，B正确；
C、单独培养菌株a和b时，培养基中均无法生长菌落，而当a和b共同培养时，培养基中有少量菌落产生，因此培养基中无法提供它们单独生长的生长因子，C错误；
D、该培养基是完全培养基，不能为氨基酸营养缺陷型大肠杆菌提供生长因子，但可以为正常的大肠杆菌提供基因的营养成分，因此对于非营养缺陷型的大肠杆菌可在此培养基上生长，D错误。
故选B。
14. 某科研小组采用“胚胎干细胞介导法”将荧光素基因导入纯种灰色小鼠（2n）胚胎干细胞（ES细胞）中并整合到染色体上，然后将转基因的胚胎干细胞注射到纯种黄色小鼠（2n）囊胚中构建嵌合体小鼠，具体过程如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. ES细胞与小鼠囊胚内细胞团一样，具有全能性
B. 嵌合体幼鼠是四倍体
C. 荧光素基因在该实验操作中可起到检测子代小鼠灰色小鼠胚胎发育部分的作用
D. 嵌合鼠与体外受精培养得到的小鼠相比，最主要的区别是嵌合体小鼠内不同细胞基因型可能不同
【答案】B
【分析】分析图形：图中①表示基因表达载体的构建，②表示从早期胚胎中获得ES细胞，③表示目的基因导入受体细胞，④表示筛选含目的基因的细胞，⑤将含目的基因的ES细胞注入导囊胚中，⑥表示发育形成子代小鼠。
【详解】A、ES细胞即胚胎干细胞，是从小鼠的早期胚胎中提取出来的，具有发育的全能性，小鼠囊胚内细胞团可发育为胎儿的各种组织和器官，也具有发育的全能性，A正确；
B、图示只是将含有目的基因的ES细胞注射到囊胚中，并没有实现细胞的融合，因此嵌合体幼鼠仍是二倍体，B错误；
C、荧光素基因为标记基因，在该实验操作中可起到检测子代小鼠灰色小鼠胚胎发育部分的作用，C正确；
D、嵌合鼠的部分细胞是含目的基因的ES细胞增殖的后代，部分细胞是黄色小鼠正常胚胎细胞增殖的后代，因此与体外受精培养得到的小鼠相比，最主要的区别是嵌合体小鼠内不同细胞基因型可能不同，D正确。
故选B。
15. 为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应，研究者提出了如下思路：剔除猪的某些基因，用猪的器官作为供体。借助CRISPR-Cas9基因编辑技术可以剔除猪的相关基因，下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA的示意图（设计特定的sgRNA可以识别需剔除的DNA序列）。相关叙述错误的是（ ）

A. 上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因
B. 上述基因编辑过程还需细胞内的限制酶及DNA连接酶参与
C. 上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA
D. 可以利用显微注射技术将Cas9-sgRNA复合体导入猪的受精卵
【答案】B
【分析】由图可知，使用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，SRNA分子的碱基序列与基因组DNA中特定碱基序列根据碱基互补配对原则结合在一起，该过程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯键水解，从而使DNA分子断裂，再由DNA连接酶将切断的DNA与提供的修复模板连接起来。
【详解】A、免疫排斥主要与标明身份的标签的蛋白质相关，所以为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应，上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因，A正确；
B、由图可知，使用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，SRNA分子的碱基序列与基因组DNA中特定碱基序列根据碱基互补配对原则结合在一起，该过程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯键水解，不需要细胞内的限制酶参与，B错误；
C、Cas9—sgRNA复合体能够精准识别某核苷酸序列的原因可能是单链sgRNA可与特定核苷酸序列碱基互补配对，所以上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA，C正确；
D、基因工程中常选用受精卵作为外源基因的受体细胞，可以利用显微注射技术将Cas9-sgRNA复合体导入猪的受精卵，D正确。
故选B。
16. 我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因（An）导入矮牵牛中，使其花朵呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了其观赏价值。如图为An基因两端的序列和质粒中相关的序列，已知限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶II的识别序列和切点是-↓GATC-。下列相关叙述错误的是（ ）

A. 构建基因表达载体时需要使用限制酶I切割质粒
B. 新品种矮牵牛所呈现的颜色变异来源于基因重组
C. An基因在矮牵牛植株的花朵中特异性表达
D. 应将启动子、终止子和复制原点分别添加至GeneI、II的上游或下游
【答案】D
【分析】基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、由题可知，限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC，限制酶II的识别序列和切点是-↓GATC，限制酶II能识别并切割限制酶I的识别序列，若用限制酶II切割质粒，会破坏质粒上的两个标记基因，没有标记基因会影响重组DNA的筛选，所以切割质粒时，只能用限制酶I，A正确；
B、由题可知，我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因（An）导入矮牵牛中，属于转基因技术，因此新品种矮牵牛所呈现的颜色变异来源于基因重组，B正确；
C、An基因能使矮牵牛其花朵呈现出自然界没有的颜色变异，基因具有选择性表达的特性，因此An基因在矮牵牛植株的花朵中特异性表达，C正确；
D、质粒作为运载体，原本存在启动子和终止子，无需添加启动子、终止子等，D错误。
故选D。
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
17. 对香豆酸具有强大的抗氧化、抗菌和抗炎作用，在植物体内可由TAL基因编码的酶催化合成。科学家欲利用人工改造的酵母菌，实现可控地生产对香豆酸。
（1）为构建工程菌株，科研人员向酵母菌内导入TAL基因及VPRH基因，VPRH基因可编码转录激活因子复合物，该复合物可在绿光条件下解聚失活，从而调控目的基因的表达。由此可知，光可以作为_______来调控细胞的代谢，工程菌株在_______条件下可以生产对香豆酸，后者对于工程菌来说属于______代谢产物。
（2）为验证此光控系统对光的响应，研究人员分别检测不同条件下的菌体生长量（吸光度越高，菌体数量越大）及对香豆酸的产量，结果如图1和图2所示。

①用于测定的培养基在物理性质上属于________培养基，过程为：配制培养基→调pH→________→接种→培养→抽样检测。
②由图可知，对香豆酸发酵的最适条件为_______，请从物质与能量的角度解释与持续黑暗组相比，产生此现象的原因是_____。
（3）综上所述，在本研究后续实际生产过程中，可以通过精确调控______等因素，达到菌体生长与产物产量的最大化。
【答案】（1）①. 信号 ②. 黑暗 ③. 次生
（2）①. 液体 ②. 灭菌 ③. 24h绿光后黑暗 ④. 前期绿光照射可以使更多的物质和能量用于菌体数量增加，从而有利于后期产物的合成
（3）光照强度或光照时间
【分析】对香豆酸具有强大的抗氧化、抗菌和抗炎作用，在植物体内可由TAL基因编码的酶催化合成。
【小问1详解】复合物可在绿光条件下解聚失活，从而调控目的基因的表达。由此可知，光可以作为信号来调控细胞的代谢；题干对香豆酸在植物体内可由TAL基因编码的酶催化合成，科研人员向酵母菌内导入TAL基因及VPRH基因，VPRH基因可编码转录激活因子复合物，该复合物可在绿光条件下解聚失活，可见工程菌株在黑暗条件下可以生产对香豆酸，后者对于工程菌来说属于次生代谢产物。
【小问2详解】由题可知，培养的酵母菌，测量菌体的吸光度，使用的是液体培养基，制作过程为，配制培养基→调pH→灭菌→接种→培养→抽样检测。
由图可知，对香豆酸发酵的最适条件为24h绿光后黑暗。从物质与能量的角度解释与持续黑暗组相比，产生此现象的原因是前期绿光照射可以使更多的物质和能量用于菌体数量增加，从而有利于后期产物的合成。
【小问3详解】综上所述，在本研究后续实际生产过程中，可以通过精确调控光照强度或光照时间等因素，达到菌体生长与产物产量的最大化。
18. 研究人员欲从某毛尖（山茶科绿茶）茶园土壤中分离出独立菌株，筛选出适合茶园土壤环境的高活性固氮菌株作为微生物肥料，替代传统肥料用于农业生产中的作物增产。回答下列问题：
（1）与传统肥料相比，固氮菌作为微生物肥料具有_____的优势（答出两点）。研制微生物肥料体现了生物多样性的_____价值。
（2）应从茶园_____（填“表层”或“深层”）土壤中进行菌种取样。从营养成分分析，要分离固氮微生物，制备培养基的关键是_____。
（3）研究人员将分离纯化的固氮菌扩大培养后转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出了固氮能力最强的菌种CM12。为进一步鉴定其固氮能力，研究人员选用生长状况一致的茶苗进行盆栽实验，30d后测定土壤氮含量，结果如下图。
①N组为尿素处理组（浇50ml的有氮营养液），对照组（CK）的处理为_____。
②实验结果表明：_____。
③通过以上实验结果还不能完全确定CM12作为微生物肥料的效果，还应进一步检测比较_____。
（4）若用根瘤菌代替CM12进行接种，_____（填“会”或“不会”）有相似的效果，理由是_____。
【答案】（1）①. 减少环境污染；可持续发挥固氮作用；抑制土壤病原微生物生长，减少病害发生 ②. 直接
（2）①. 表层 ②. 不添加氮源
（3）①. 浇等量的无氮植物营养液 ②. 施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能增加土壤微生物有机氮含量，且CM12的处理效果要好于尿素 ③. 施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理后茶树苗的干重变化
（4）①. 不会 ②. 根瘤菌需要与豆科等植物共生在一起才能高效固氮
【分析】自生固氮菌可以从空气中的氮气获取氮源，要从土壤样品中分离出自生固氮菌，在获得土壤浸出悬液后，可以采用稀释涂布平板法将菌液涂布于缺氮的培养基上进行筛选。
【小问1详解】固氮菌可通过自身代谢将空气中氮气转化为氨，进一步转化可为植物提供氮肥，与传统肥料相比，固氮菌作为微生物肥料具有减少环境污染；可持续发挥固氮作用；抑制土壤病原微生物的生长，减少病害发生等优点。用于科学研究属于生物多样性的直接价值。因此研制微生物肥料体现了生物多样性的直接价值。
【小问2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，故应从茶园表层土壤中进行菌种取样。固氮菌可以从空气中的氮气获取氮源，因此要从土壤样品中分离出固氮菌，制备培养基的关键是不含氮源。
【小问3详解】①该实验的目的是鉴定固氮菌的固氮能力，对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组（CK）的处理为浇等量的无氮植物营养液。
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，N组中土壤微生物有机氮含量为12，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能增加土壤微生物有机氮含量，且CM12的处理效果要好于尿素。
③若要说明微生物肥料可替代传统肥料用于农业生产中的作物增产，还需要比较施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理后茶树苗的干重变化。
【小问4详解】由于根瘤菌需要与豆科等植物共生在一起才能高效固氮，因此若用根瘤菌代替CM12进行接种，不会与CM12有相同效果。
19. 癌症免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞，克服肿瘤的免疫逃逸。某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1，如图1。PD-L1能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗。其制备方法如下：将等量的纯化PD-1蛋白分别注射到5只小鼠体内，再经过二次免疫后测定小鼠抗PD-1抗体的免疫效果，取免疫效果最好的小鼠用于后面的融合实验。

回答下列问题：
（1）该过程中，进行二次免疫的目的是_____。接着从小鼠的_____中取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，用选择培养基进行筛选得到_____。

注：酶标抗体是“抗PD-1抗体”的抗体与酶的偶联复合物。
（2）一段时间后，将（1）所得细胞接种到96孔培养板上，静置培养一段时间，进行抗体阳性检测，如图2。
①检测的原理是_____。在检测时需要将PD-1蛋白固定于固相载体表面，并加入96孔板培养槽中的_____（填“沉淀”或“上清液”），即待测样本。
②加入酶标抗体后一段时间，需要用洗涤剂将未与_____结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色，颜色_____（填“深”或“浅”）的组更符合需求。
（3）CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此，科研人员尝试构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28，如图3。这种双特异性抗体的优势在于_____。

【答案】（1）①. 刺激机体产生更多相应的B淋巴细胞 ②. 脾 ③. 杂交瘤细胞
（2）①. 抗原与抗体的特异性结合 ②. 上清液 ③. 抗PD-1抗体 ④. 深
（3）使T细胞更容易（更精确或更高概率）接触到癌细胞
【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。
【小问1详解】单克隆抗体制备过程中，为刺激机体产生更多相应的B淋巴细胞，需要进行二次免疫；脾脏是免疫细胞分布的场所，因此需要从小鼠的脾中取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，由于融合是随机的，融合的细胞中也存在同种核的融合体，另外还存在未融合的细胞，因此需用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
【小问2详解】①利用抗原与抗体的特异性结合的原理，进行抗体阳性检测，以筛选产生所需抗体的杂交瘤细胞；单克隆抗体是分泌蛋白，分布在上清液中，所以在固定抗原上加入多孔板培养槽中的上清液，即待测样本。
②加入酶标抗体后一段时间，为了排除干扰，则需要用洗涤剂将未与抗PD-1抗体结合的酶标抗体洗去。
③PD-1蛋白与抗PD-1抗体的结合量越多颜色越深，所以加入相应酶促反应底物显色后，颜色的深浅可代表与抗PD-1抗体的量，颜色深的组更符合需求。
【小问3详解】分析题意，CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集，构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28如图，可知这种双特异性抗体的优势在于使T细胞更容易（更精确或更高概率）接触到癌细胞。
20. 青蒿素是从植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物，控制疟疾挽救了数百万人的生命。为了获取更多的青蒿素，科学家采用多种方法。
方法一：利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数18条），通过传统的育种和现 代生物技术培育高青蒿素含量的植株。
方法二:科学家用基因工程技术，利用酵母菌细胞合成青蒿素（如图所示）
（1）若利用植物组织培养技术进行青蒿素的工厂化生产，可将青蒿素细胞经培养获得的____细胞置于发酵罐中培养，经____方式实现细胞数目的增多并产生大量的青蒿素。
（2）根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素酵母菌细胞过程中，需要向酵母细胞中导入_____，继而可利用____技术检测目的基因是否导入受体细胞。
（3）图中①②过程无论发生在青蒿素细胞中，还是发生在酵母细胞中，都能产生相同的物质 FPP，原因是______、______（写出2点）。
（4）实验发现，酵母细胞导入相关基因后，该基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很 少，根据图解分析原因可能是___________。
【答案】（1）愈伤组织 有丝分裂
（2）ADS酶基因 DNA分子杂交
（3）都具有FPP合成酶基因，FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同 不同细胞中转录相同的模板链，两种生物共用一套遗传密码；都具有底物IPP
（4）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇
【详解】（1）利用植物组织培养技术进行工厂化生产青蒿素时，通常从培养的愈伤组织中提取青蒿素。愈伤组织细胞细胞增殖的方式为有丝分裂。
（2）由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因。因此，要培育能产生青蒿素的酵母细胞，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因。检测目的基因是否导入受体细胞可采用DNA分子杂交技术。
（3）图中①②过程无论发生在青蒿素细胞中，还是发生在酵母细胞中，都能产生相同的物质FPP，原因有：都具有FPP合成酶基因，FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同；不同细胞中转录相同的模板链，转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则；两种生物共用一套遗传密码；都具有底物IPP。
（4）由图可知，酵母细胞中部分FPP用于合成了固醇，因此将相关基因导入酵母菌后，即使这些基因能正常表达，酵母菌合成的青蒿素仍很少。
21. 在植物基因工程中，抗除草剂基因是常用的标记基因之一、但抗除草剂基因存在于转基因植物体内可能会造成生物安全问题。目前科研人员利用Cre/LxP位点特异性重组系统来解决这一问题，该系统可以在确定目的基因导入成功后，删除转基因植物细胞内的抗除草剂基因，原理如下图：

注：①LxP是具有特异性序列的小DNA片段，自身不表达，也不影响其他基因表达。②Cre酶特异性识别LxP上的序列并切开LxP。③启动子1只能在植物细胞中起作用（具有特种特异性）。
回答下列问题：
（1）据图分析，目的基因转录时，_____（填“启动子1”、“启动子2”或“启动子3”）是RNA聚合酶识别、结合的位点。
（2）抗除草剂基因作为标记基因，可以鉴定和选择重组DNA的原因是_____。
（3）Cre酶可以切开LxP，其功能类似于基因工程中的_____酶。经Cre酶处理后，抗除草剂基因即使存在植物体内也不再表达的原因是_____。
（4）利用农杆菌将图中所示的重组载体导入植物细胞，农杆菌内重组载体上的抗除草剂基因会不会被删除？_____（填“会”或“不会”），原因是_____。
【答案】（1）启动子2
（2）抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，导入了抗除草剂基因的受体细胞能在含有除草剂的培养液中生长，没有导入抗除草剂基因的受体细胞则会死亡
（3）①. 限制 ②. 抗除草剂基因与其启动子分离，无法驱动基因转录
（4）①. 不会 ②. 启动子1有物种特异性，农杆菌内无Cre酶
【分析】基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】启动子是启动自己所关联基因片段的转录，具有方向性。在载体图谱上，启动子指向的基因片段即为该启动子关联基因，所以据题干图示，是启动子2启动了目的基因的转录。即目的基因转录时，启动子2是RNA聚合酶识别、结合的位点。
【小问2详解】抗除草剂基因作为标记基因，其功能是鉴定和选择重组DNA。若受体细胞在含有除草剂的培养液中能生长，即可知抗除草剂基因已进入受体细胞。因为目的基因与抗除草剂基因在同一个DNA分子上（重组载体），抗除草剂基因已进入受体细胞，所以目的基因应该也进入了受体细胞，而没有导入抗除草剂基因的受体细胞在含有除草剂的培养液中则会死亡。
【小问3详解】Cre酶特异性识别LxP序列、且在LxP序列的特定位点切开，跟限制酶的功能是一样的。根据图示，Cre酶在LxP序列的特定位点切开后，启动子3与抗除草剂基因分离，“不再表达的原因”就是没有启动子，无法驱动基因转录。
【小问4详解】启动子1具有物种特异性，所以在农杆菌内，图示重组基因表达载体中的Cre酶基因不会表达产生Cre酶，没有Cre酶存在于农杆菌内，抗除草剂基因不会被删除。