广东省石碁中学等部分学校2024-2025学年高二下学期期中考试生物试卷（解析版）

这是一份广东省石碁中学等部分学校2024-2025学年高二下学期期中考试生物试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容， 谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修2第4章，选择性必修3第1章~第3章。
一、选择题：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。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. 某研究院启动渤海水产种业创新基地建设项目，该项目围绕重要水产生物种质资源保存、大洋性鱼类繁育及其生物学研究等领域展开。下列说法正确的是（ ）
A. 保存种质资源仅关乎物种多样性，与遗传多样性无关
B. 为保护生物多样性，应全面禁止渤海海域渔业捕捞
C. 该项目实施后，人们欣赏到了更多独特海洋生物，体现了生物多样性的直接价值
D. 可随意引入国外优良水产种苗，丰富本地生物种类
【答案】C
【分析】生物多样性通常包括三个主要的内涵：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。基因的多样性是指物种的种内个体或种群间的基因变化，不同物种之间的基因组成差别很大，而同种生物之间也存在基因差异。每个物种都是一个独特的基因库，基因的多样性决定了种类的多样性‌。
【详解】A、种质资源是指具有实际或潜在利用价值的遗传物质及其载体，不仅关乎物种多样性，还与遗传多样性密切相关，A错误；
B、科学管理和合理限制捕捞活动，可以在保护生物多样性的同时，确保渔业资源的可持续利用，不应全面禁止渤海海域渔业捕捞，B错误；
C、直接价值，是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值，人们欣赏到了更多的独特海洋生物，体现了生物多样性的直接价值，C正确；
D、随意引入国外优良水产种苗，可造成生态入侵，降低本地生物种类，D错误。
故选C。
2. 《齐民要术》中记载，酿酒前要先制曲。酒曲是一种含有酵母菌、曲霉(起糖化作用)等多种微生物的发酵剂。在酿酒过程中，将酒曲磨碎后与粮食混合进行发酵。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 利用酒曲酿酒属于混合菌种发酵
B. 将酒曲磨碎，与粮食混合后长期通气发酵
C. 曲霉分泌的淀粉酶会分解淀粉供酵母菌使用
D. 若酿造过程中酒变酸，则可能与醋酸菌大量繁殖有关
【答案】B
【分析】一、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理是酵母菌利用葡萄糖在无氧条件下产生酒精。二、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸；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、酒曲酿酒属于传统发酵，属于混合菌种发酵，A正确；
B、酵母菌发酵产酒精的过程需要无氧环境，不能长期通气，B错误；
C、酵母菌不能直接利用淀粉，需要利用酒曲中的多种微生物将淀粉水解为葡萄糖，为发酵提供底物，C正确；
D、若酿造过程中酒变酸，则可能是密封不严，空气中的醋酸菌进入酒中繁殖，将酒精变为乙醛，再转变为醋酸，D正确。
故选B。
3. 酱油是我国特有的调味品。利用我国传统发酵技术制作酱油的流程如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
选料→泡豆→蒸煮→拌曲→入缸→发酵(可补曲)→暴晒→淋曲→成品
A. 大豆等发酵原料和发酵用具需要严格灭菌
B. 拌曲时添加适量浓度的食盐可抑制杂菌和增加风味
C. 曲中的微生物产生的蛋白酶和脂肪酶参与酱油发酵过程
D. 补曲是为了增加菌种的数量，暴晒可提高发酵温度
【答案】A
【分析】酱油俗称豉油，主要由大豆或黑豆、小麦或麸皮、食盐经过制油、发酵等程序酿制而成的。酱油的成分比较复杂，除食盐的成分外，还有多种氨基酸、糖类、有机酸、色素及香料等成分，以咸味为主，亦有鲜味、香味等，它能增加和改善菜肴的味道，还能增添或改变菜肴的色泽。
【详解】A、传统发酵技术利用的是天然存在的菌种，若对大豆等发酵原料严格灭菌，会杀死这些天然菌种，导致无法进行发酵，所以不需要严格灭菌，A错误；
B、拌曲时添加适量浓度的食盐，一方面可以抑制杂菌生长，另一方面能增加酱油的风味，B正确；
C、曲中的微生物产生的蛋白酶能将大豆中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸，这些过程都参与了酱油发酵，C正确；
D、补曲可以增加菌种的数量，从而加快发酵进程；暴晒能提高发酵环境的温度，适宜的温度有利于发酵的进行，D正确。
故选A。
4. 对微生物进行接种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。下列有关这两种接种方法的叙述，错误的是（ ）
A. 两种方法都需要在酒精灯旁进行操作
B. 用于接种的培养基都属于固体培养基
C. 两种方法都可用于微生物的分离
D. 两种方法都可用于微生物的计数
【答案】D
【分析】一、稀释涂布平板法：将待测样品制成均匀的系列稀释液，尽量使样品中的微生物细胞分散开，使成单个细胞存在，再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中，使其均匀分布于平板中的培养基内。
二、平板划线法：把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞，用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞，并让其成长为单菌落的方法。
【详解】 A、两种方法都需要在酒精灯旁进行操作，可防止染菌，A正确；
B、用于接种培养基都属于固体培养基，常通过单菌落来分离纯化菌种，B正确；
C、微生物接种到固体培养基常用的方法有稀释涂布平板法和平板划线法，两种方法都可用于微生物的分离，C正确；
D、稀释涂布平板法接种可以形成单菌落，所以常用来进行微生物的计数，平板划线法常用来筛选分离微生物，D错误。
故选D。
5. 某地土壤有机物A污染严重，某生物兴趣小组同学欲分离并计数土壤中分解有机物A的微生物。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 取土样时用的铁铲和取样袋在使用前均需要进行灭菌处理
B. 培养基甲和培养基乙均需以有机物A为唯一碳源
C. ③过程使用的平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上
D. 用图示③的接种方法计数得到的菌落数往往比实际的活菌数少
【答案】C
【分析】选择培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。
【详解】A、为了减少杂菌的污染，取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都要灭菌，A正确；
B、实验目的是分离并计数土壤中分解有机物A的微生物，所以培养基甲和培养基乙均需以有机物A为唯一碳源，B正确；
C、③过程使用的稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，以达到计数的目的，平板划线法不能计数，C错误；
D、由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落，所以用图示③的接种方法（稀释涂布平板法）计数得到的菌落数往往比实际的活菌数少，D正确。
故选C。
6. 谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。利用谷氨酸棒状杆菌发酵可以生产谷氨酸，进而获得味精。利用发酵工程生产谷氨酸的过程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 扩大培养的培养基一般是固态的，扩大培养的目的是使菌种增加
B. 发酵过程中要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程
C. 发酵过程中应控制pH，酸性条件有利于谷氨酸的生产和积累
D. 性状优良的谷氨酸棒状杆菌只能通过诱变育种获得
【答案】B
【分析】生产味精常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌，在一定条件下，利用淀粉、谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，可以生产味精谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是异养需氧型。
【详解】A、扩大培养培养基一般是液态的，有利于菌种与营养物质的结合，A错误；
B、发酵过程中要随时取样，检测培养液细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程，B正确；
C、中性和弱碱性条件下利于谷氨酸的积累，酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，C错误；
D、性状优良的谷氨酸棒状杆菌可从自然界筛选，也可通过诱变育种或基因工程育种获得，D错误。
故选B。
7. 水果红提中富含槲皮素，槲皮素具有抗氧化、抗癌等多种生物活性。科研人员以二倍体红提和植株F为材料，采用多种途径尝试培育不同品种，培育途径如图所示，其中①~⑤表示过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 进行过程④前需要用胶原蛋白酶处理植物细胞，从而获得原生质体
B. 过程④可以用离心法、聚乙二醇或灭活病毒诱导两种原生质体融合
C. 上述植株中，属于四倍体的只有植株E
D. 途径丙和丁均利用了植物细胞的全能性的原理
【答案】D
【分析】题图分析：途径甲为杂交育种；途径乙为单倍体育种；途径丙为多倍体育种；途径丁为植物体细胞杂交，其中①为花药离体培养，②为人工诱导染色体加倍，③为植物组织培养，④为植物原生质体融合，⑤是植物组织培养。
【详解】A、过程④表示植物原生质体融合，过程④之前需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，从而获取原生质体，A错误；
B、过程④表示植物原生质体融合，灭活的病毒诱导的是动物细胞融合，不能用于植物原生质体融合，B错误；
C、植株A是有性生殖产生的二倍体，植株B是单倍体，植株C是单倍体育种获得的纯合二倍体，植株D是植物组织培养技术获得的二倍体，植株E是多倍体育种获得的四倍体，植株G是植物体细胞杂交技术获得的四倍体，因此属于四倍体植物的有植株E、植株G，C错误；
D、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，过程③和⑤利用的植物组织培养技术，所以途径丙和丁均利用了植物细胞的全能性的原理，D正确。
故选D。
8. 取自某动物的组织细胞的培养过程如图所示。下列相关分析错误的是（ ）
A. ①过程往往需要用胰蛋白酶或机械法处理切取的组织
B. ②过程所用的培养液中通常要加入动物血清
C. ③过程中的细胞大多数贴附于瓶壁生长
D. ④过程培养的细胞都具有无限增殖的特点
【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：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH为7.2-7.4。（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。）
【详解】A、①过程通常是指从组织中分离细胞的过程，常用胰蛋白酶处理组织或使用机械法将组织切碎，A正确；
B、②过程是指细胞培养的过程，在动物细胞培养中，培养液中通常需要加入动物血清，以提供细胞生长所需的营养物质，B正确；
C、③过程是指细胞在培养瓶中的生长过程，大多数动物细胞在培养过程中会贴附于瓶壁生长，这种现象称为贴壁生长，C正确；
D、④过程培养大多数正常细胞在培养过程中会经历有限次数的分裂，最终进入衰老状态，D错误。
故选D。
9. 抗体—药物偶联物(ADC)由单克隆抗体、接头和药物三部分构成，是兼具靶向特异性与化疗药物杀伤性的新型抗肿瘤药物。ADC在治疗乳腺癌、胃癌和肺癌等多个领域卓有成效。ADC的作用机制如图所示。下列相关说法错误的是（ ）

A. 经选择培养基筛选的杂交瘤细胞可直接用于生产单克隆抗体
B. 单克隆抗体的制备过程中利用了细胞膜的流动性
C. 利用荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤
D. ADC发挥作用后，引起癌细胞中某些基因的表达增强
【答案】A
【分析】一、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；
二、胞吐体现了细胞膜的结构特性，即细胞膜具有一定的流动性。
【详解】A、经选择培养基筛选的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞后，才能用于生产单克隆抗体，而不是可直接用于生产单克隆抗体，A错误；
B、单克隆抗体制备过程中，将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成杂交瘤细胞，细胞融合的原理是细胞膜的流动性，B正确；
C、由于单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，利用荧光标记的单克隆抗体，根据抗原-抗体特异性结合的特性，可定位诊断肿瘤，C正确；
D、从图中可知，ADC发挥作用后，引起癌细胞凋亡，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，所以ADC发挥作用后会引起癌细胞中某些基因的表达增强，D正确。
故选A。
10. 下列有关受精作用及胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A. 精子需要在曲细精管中获能后才具备受精能力
B. 精子入卵后会形成雄原核，同时开始进行有丝分裂
C. 卵裂时期，细胞的体积减小，物质交换效率降低
D. 可采用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
【答案】D
【分析】动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个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。在体外将采集到的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟，可以通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体，核移植时，对提供细胞核和细胞质的奶牛不需要进行同期发情处理，使用电刺激等方法可以激活重组细胞使其完成细胞分裂和发育。
【详解】A、精子获能的场所是雌性动物的生殖道，而不是曲细精管，A错误；
B、精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数第二次分裂，形成雄原核，二者相互融合形成受精卵，受精过程完成，受精卵开始进行有丝分裂，B错误；
C、卵裂时期，细胞不断分裂，细胞体积减小，相对表面积增大，物质交换效率提高，C错误；
D、可采用电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，D 正确。
故选D。
11. 与哺乳动物睡眠节律调控有关的基因PER2发生突变会导致睡眠紊乱，利用PCR技术可扩增PER2基因。下列相关说法错误的是（ ）
A. 扩增时要一对能与PER2基因碱基互补配对的单链核苷酸序列为引物
B. 当温度上升到72℃时，氢键断裂，双链DNA解聚为单链
C. 为了激活耐高温DNA聚合酶的活性，PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+
D. 扩增产物一般通过琼脂糖凝胶电泳技术来鉴定
【答案】B
【分析】PCR原理：在高温作用下，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'端自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。
【详解】A、引物在PCR技术中起着至关重要的作用，引物需与模板链的3，端互补配对，引导DNA聚合酶从特定的起始点开始合成DNA链，因此，扩增时要一对能与PER2基因碱基互补配对的单链核苷酸序列为引物，A正确；
B、在PCR技术的过程中包括：高温变性（解链）→低温复性→中温延伸三个步骤，当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，这个过程称为变性‌，温度上升到72℃左右时，与引物结合，子链延伸，B错误；
C、PCR 反应的缓冲液中需添加Mg2+，用于激活耐高温的DNA聚合酶的活性，C正确；
D、琼脂糖凝胶电泳是一种常用的实验室技术，不同大小的DNA分子在电场中泳动速度不同，从而被分离，故扩增产物一般通过琼脂糖凝胶电泳技术来鉴定，D正确。
故选B。
12. 基因工程应用广泛，下列不属于基因工程的应用的是（ ）
A. 利用膀胱生物反应器生产血清白蛋白
B. 去除抗原决定基因，培育不会引起免疫排斥反应的克隆猪器官
C. 利用真菌的抗病基因培育抗病烟草
D. 利用诱变处理的青霉菌提高青霉素产量
【答案】D
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】A、采用转基因技术和克隆技术相结合的方法培育转基因克隆动物，以便通过膀胱生物反应器(膀胱上皮细胞可以合成所需蛋白质并分泌到尿液中)生产人的白蛋白，属于基因工程，A正确；
B、利用基因工程方法对小型猪的器官进行改造的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达去除抗原决定基因，培育不会引起免疫排斥反应的克隆猪器官，B错误；
C、利用真菌的抗病基因转入烟草培育抗病烟草属于基因工程，C正确；
D、利用诱变处理的青霉菌提高青霉素产量，属于发酵工程，D错误。
故选D。
13. 科研人员研究了某地区2015年至2019年人均生态足迹和人均生态承载力，旨在为该地区可持续发展和经济崛起提供参考，结果如表所示。下列相关分析错误的是（ ）
A. 该地区的人产生的废弃物和污染物越多，生态足迹越大
B. 该地区这5年内生态赤字持续扩大，会不断加重生态环境问题
C. 该地区推行绿色低碳生活有利于生态足迹的下降
D. 耕地质量的提升可提高该地区的生态承载力
【答案】B
【分析】生态足迹是指在现有技术条件下，维持某一人口单位生存所需要的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积，具有全球性。生态承载力与生态足迹之间的差值可以反映生态环境压力。
【详解】A、生态足迹衡量人类对自然资源的需求，包括吸收废弃物和污染物所需的土地面积。废弃物和污染物越多，生态足迹越大，A正确；
B、据表分析，2015年至2019年人均生态承载力（0.4174→0.4106 hm²/人）小幅下降，但始终高于人均生态足迹（0.3071→0.2860 hm²/人），说明有生态盈余而非生态赤字，B错误；
C、绿色低碳生活减少资源消耗和污染，直接降低生态足迹，C正确；
D、耕地质量提升可增强土地生产力，从而提高生态承载力（单位面积土地提供的资源能力），D正确。
故选B。
14. 线粒体遗传病是指由线粒体DNA(mtDNA)或核DNA(nDNA)突变导致线粒体内的蛋白质异常，使细胞出现功能损伤的疾病。为治疗mtDNA突变导致的线粒体遗传病，某科研团队通过第一极体移植得到了“三亲小猴”，过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）

A. 需要对雌性猴注射性激素进行超数排卵处理，以获得更多的次级卵母细胞
B. 图中过程②常用显微操作法去除纺锤体和染色体的复合物
C. 获得“三亲小猴”的过程中运用了第一极体移植，属于无性生殖
D. 过程⑥应优先选择雌性胚胎移入子宫中发育，可进一步避免线粒体遗传病遗传给后代
【答案】B
【分析】借助核移植技术，使患者的第一极体与移除原核的供体次级卵母细胞结合得到重组次级卵母细胞；通过体外受精技术使重组次级卵母细胞受精后，再借助早期胚胎培养、胚胎移植技术得到“三亲小猴”。动物细胞培养技术是核移植等技术的基础。可见，“三亲小猴”的核DNA来自患者与父亲（精子），细胞质DNA即线粒体DNA来自供体。
【详解】A、需要对雌性猴注射促性腺激素进行超数排卵处理，以获得更多的次级卵母细胞，A错误；
B、次级卵母细胞处于减数第二次分裂中期，没有细胞核，只有纺锤体—染色体的复合物，图中过程②常用显微操作法去除纺锤体和染色体的复合物，B正确；
C、获得“三亲小猴”的过程中运用了第一极体移植，将第一极体与去核卵母细胞融合，但整个过程中受精阶段涉及两性细胞的结合，属于有性生殖，C错误；
D、过程⑥应优先选择雄性胚胎移入子宫中发育，雄性猴的线粒体不会遗传给后代，D错误。
故选B。
15. 研究发现，BsmⅠ是一种来自嗜热脂肪芽孢杆菌的嗜热Ⅱ型限制性内切核酸酶，它有2个不同的活性位点，能够识别非对称的5′-GAATGC-3′序列，并精准地在识别序列的第1个核苷酸和第2个核苷酸之间进行切割。下列有关叙述错误的是（ ）
A. BsmⅠ的单体是脱氧核苷酸B. 经BsmⅠ切割后会产生黏性末端
C. BsmⅠ是嗜热脂肪芽孢杆菌的“防御武器”D. BsmⅠ能切割DNA的两条链
【答案】A
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】A、BsmⅠ的本质是蛋白质，单体是氨基酸，A错误；
B、经BsmⅠ切割后会产生黏性末端AATG，B正确；
C、BsmⅠ是嗜热脂肪芽孢杆菌的“防御武器”，可以切割外来生物的DNA，C正确；
D、BsmⅠ能切割DNA的两条链中的磷酸二酯键，D正确。
故选A。
16. Cry蛋白是苏云金杆菌的主要杀虫蛋白。研究人员利用基因的定点突变技术将Cry蛋白第282位的丙氨酸和第283位的亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 对Cry蛋白的氨基酸序列或结构进行改造，可改造Cry蛋白的功能
B. Cry蛋白的毒性提高了7倍的原因是该技术直接改变了Cry蛋白的空间结构
C. 该技术从预期蛋白质的功能出发，设计出相应基因的碱基序列
D. 利用该技术对Cry蛋白进行改造属于蛋白质工程
【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与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
【详解】A、蛋白质的结构决定功能，对Cry蛋白的氨基酸序列或结构进行改造，可改造Cry蛋白的功能，A正确；
B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，对Cry蛋白的改造是通过改造Cry蛋白的相关基因来实现的，B错误；
C、改造Cry蛋白应从Cry蛋白的结构和功能出发设计其特有的结构，并改造或合成相关基因，C正确；
D、蛋白质工程的基础是基因工程，需要改造或合成相关的基因，合成更强的蛋白质，D正确。
故选B。
二、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
17. 某地有丰富的稀土资源，但因长期开采且受限于历史工艺，矿山环境遭受严重破坏。该地区研究人员积极实施矿区生态修复工程，经填土、植被恢复、引入水系、园林绿化等综合治理，将矿区塌陷区、废弃山地改造成湿地、林地，如今该地区绿树成荫、鸟语蝉鸣，“废弃矿山”又重现出“绿水青山”。回答下列问题：
（1）矿区生态修复工程的关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤中___________(填“植物”“动物”或“微生物”)群落的重建。恢复植被的过程中不种植农作物的原因可能是___________。
（2）废弃矿山经过修复后，矿坑中的生物群落逐渐得以恢复，这一过程属于群落的___________演替，恢复速度的快慢取决于___________(写出2点)。
（3）在废弃矿山修复中的湿地区域，常选择种植芦苇、莲花等生态位重叠少且具有较强的污染物净化能力的水生植物，芦苇可用于造纸，莲花可收获莲藕和莲子，主要遵循了生态工程的___________原理。研究人员研究了挺水植物美人蕉、芦苇及沉水植物狐尾藻、眼子菜对水中总氮、总磷的去除效果，实验结果如图所示。结合图中数据及生态位原理提出1条治理废弃矿山中的湿地区域富营养化的措施：___________。
【答案】（1）①. 微生物 ②. 矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长(或矿区土壤中重金属多，被农作物富集，最终进入人体，会危害健康)
（2）①. 次生 ②. 破坏的程度、现有的环境条件、物种丰富度、营养结构的复杂程度、人类的干预程度等(答出2点即可，合理即可)
（3）①. 自生、整体 ②. 在修复区域种植挺水植物美人蕉和沉水植物狐尾藻
【分析】一、群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。实施大规模植被恢复，改变了群落演替的速度和方向，其演替类型属于次生演替；
二、生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境。生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜能，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【小问1详解】矿区生态修复工程的关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤中微生物群落的重建。因为微生物在土壤中参与物质循环、养分转化等诸多重要过程，对土壤肥力和植物生长有重要影响。恢复植被的过程中不种植农作物的原因可能是矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长(或矿区土壤中重金属多，被农作物富集，最终进入人体，会危害健康)；
【小问2详解】废弃矿山经过修复后，矿坑中的生物群落逐渐得以恢复，这一过程属于群落的次生演替。因为废弃矿山原本存在一定的土壤条件等基础，不是从来没有过生物的裸地。恢复速度的快慢取决于破坏的程度、现有的环境条件、物种丰富度、营养结构的复杂程度、人类的干预程度等；
【小问3详解】在废弃矿山修复中的湿地区域，常选择种植芦苇、莲花等生态位重叠少且具有较强的污染物净化能力的水生植物，芦苇可用于造纸，莲花可收获莲藕和莲子，主要遵循了生态工程的整体原理（考虑了自然 - 经济 - 社会的整体效益）和自生原理（种植芦苇、莲花等生态位重叠少且具有较强的污染物净化能力的水生植物）；从图中数据可知，美人蕉对总氮、总磷的去除率都较高，结合生态位原理，治理废弃矿山中的湿地区域富营养化的措施可以是适当增加美人蕉的种植面积，同时搭配种植狐尾藻等沉生植物，充分利用不同植物的生态位差异，提高对氮、磷等污染物的去除效果。
18. 近代药学研究表明，大花金挖耳含有黄酮、内酯等多种化合物，具有清热、解毒、抗肿瘤的作用和杀虫、除草及抑菌等农药活性。为工厂化生产黄酮、内酯等化合物，研究人员进行了如图1所示的实验。回答下列问题：
（1）大花金挖耳代谢产生的黄酮、内酯不是其基本生命活动所必需的，这些化合物被称为___________。
（2）流程1中的“？”是___________。过程①和过程②使用的培养基在成分上的区别是___________。流程2获得细胞培养物的过程___________(填“能”或“不能”)体现植物细胞的全能性。
（3）研究人员对大花金挖耳不同组织细胞——胚根分生组织(RC)、子叶营养组织(CC)诱导愈伤组织的情况进行了研究，结果如图2所示。用___________作为外植体诱导愈伤组织，其干重增殖率和黄酮、内酯的产量最高，可能原因是___________。
（4）小麦纹枯病菌会使小麦叶鞘和茎秆出现病斑，请以病斑为检测指标设计实验验证内酯可以抑制小麦纹枯病菌的活性，写出实验思路：___________。
【答案】（1）次生代谢物
（2）①. 愈伤组织 ②. 过程①与过程②使用的培养基中的生长素与细胞分裂素含量的比值不同 ③. 不能
（3）①. 胚根分生组织(或RC) ②. 胚根分生组织(或RC)的细胞的分化程度低，分裂能力强，进行植物组织培养及获得次生代谢物更容易
（4）将生长状况相同的小麦平均分为甲、乙两组，两组同时在叶鞘和茎秆部位接种等量的小麦纹枯病菌，其中甲组用适量清水处理小麦的叶鞘和茎秆，乙组用等量的适宜浓度的内酯处理小麦的叶鞘和茎秆，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察小麦叶鞘和茎秆上病斑的情况
【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。狭义是指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
【小问1详解】‌次生代谢物‌是指生物体产生的一大类并非生长发育所必需的小分子有机化合物，大花金挖耳代谢产生的黄酮、内酯不是其基本生命活动所必需的，称为次生代谢物‌。
【小问2详解】流程1中的“？”是愈伤组织，是外植体脱分化而来；过程②是再分化，两个过程都需要加入植物激素（或类似物），不同的是生长素与细胞分裂素含量的比值不同；流程2获得细胞培养物的过程是利用植物高产细胞系而获得，没有培养成完整的植物体，不能体现全能性。
【小问3详解】结合图2可知，胚根分生组织诱导产生的愈伤组织的干重增殖率和黄酮、内酯的产量大于子叶营养组织，可能是因为胚根分生组织(或RC)的细胞的分化程度低，分裂能力强，进行植物组织培养及获得次生代谢物更容易。
【小问4详解】以病斑为检测指标设计实验验证内酯可以抑制小麦纹枯病菌的活性，可将生长状况相同的小麦平均分为甲、乙两组，两组同时在叶鞘和茎秆部位接种等量的小麦纹枯病菌，其中甲组用适量清水处理小麦的叶鞘和茎秆，乙组用等量的适宜浓度的内酯处理小麦的叶鞘和茎秆，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察小麦叶鞘和茎秆上病斑的情况。
19. 某科研人员采用体细胞核移植技术培育克隆小鼠的过程如图A所示。利用诱导多能干细胞(iPSC)作为供核细胞进行动物的克隆过程如图B所示。某科研人员获得具有稳定遗传特性的半克隆小鼠的过程如图C所示，半克隆小鼠可用于癌症、遗传病等领域的研究。回答下列问题：
（1）图A、B中胚胎移植过程需要对供体和受体进行___________处理。为了提高胚胎的利用率，可以采用___________的方法处理胚胎，对囊胚进行该操作时应该注意的是___________。
（2）从小鼠体内获得体细胞后，需要将其置于含有___________的混合气体的CO2培养箱中培养，其中CO2的主要作用是___________。图B中导入的重编程因子让体细胞重编程为iPSC的过程类似于植物组织培养中的___________过程。
（3）图C中，分裂中期的AG-haESCs应注入培养到___________(填时期)的卵母细胞中，该过程相当于胚胎工程中的___________阶段，半克隆小鼠的遗传物质几乎来自AG-haESCs吗？请作出判断并说明理由。___________。
【答案】（1）①. 同期发情 ②. 胚胎分割 ③. 将内细胞团进行均等分割
（2）①. 95%空气和5%CO2 ②. 维持培养液的pH ③. 脱分化
（3）①. 减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ) ②. 受精 ③. 不是，半克隆小鼠由AG-haESCs和图中卵母细胞结合形成的细胞发育而来，遗传物质同时来自AG-haESCs和图中的卵母细胞
【分析】胚胎干细胞的特点：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
【小问1详解】图A、B中胚胎移植过程需要对供体和受体进行同期发情处理。为了提高胚胎的利用率，可以采用胚胎分割的方法处理胚胎，对囊胚进行该操作时应该注意的是将内细胞团进行均等分割。
【小问2详解】从小鼠体内获得体细胞后，需要将其置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中培养，其中CO2的主要作用是为了维持培养液的pH。图B中导入的重编程因子让体细胞重编程为iPSC的过程类似于植物组织培养中的脱分化阶段。
【小问3详解】图C中，分裂中期的AG-haESCs应注入培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞中，该过程相当于胚胎工程中的受精作用阶段，由于半克隆小鼠由AG-haESCs和图中卵母细胞结合形成的细胞发育而来，所以其遗传物质同时来自AG-haESCs和图中的卵母细胞，因此半克隆小鼠的遗传物质不是来自AG-haESCs。
20. 利用农杆菌转化法可将外源DNA转移至植物细胞中，实现基因的转移，从而实现植物细胞的工厂化生产，其简要操作流程和所用的Ti质粒如图所示。回答下列问题：
（1）构建重组Ti质粒后，为了确定目的基因是否连接到质粒中且插入方向正确，需要进行PCR检测，若仅用一对引物，则应选择图中的引物___________(填字母)。侵染之前需要利用___________处理农杆菌，过程①导入的与过程②导入的DNA分子分别是___________。
（2）为筛选出成功导入目的基因的愈伤组织，培养基中需要加入___________(填“四环素”“卡那霉素”或“四环素和卡那霉素”)，原因是___________。
（3）利用PCR技术检测植物细胞中是否成功导入目的基因，需要从植物细胞中提取DNA，在提取过程中加入蛋白酶的作用是___________，加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是___________。
【答案】（1）①. AC或BD ②. Ca2+ ③. 带有目的基因的重组Ti质粒、带有目的基因的T-DNA
（2）①. 四环素 ②. T-DNA可转移到被侵染的细胞中，T-DNA区段含有四环素抗性基因，可作为标记基因进行筛选
（3）①. 降解与DNA结合的蛋白质，提高DNA的纯度 ②. 溶解某些蛋白质等杂质，析出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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】引物与模板链的3，端结合，转录从启动子→终止子，从模板链（基因的一条链）的3，端开始，因此可选用引物AC或BD来扩增目的基因；Ca2+处理农杆菌可以增大细胞膜的通透性，提高转化效率；过程①将带有目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌，过程②将Ti质粒中的T-DNA（含目的基因）片段整合到植物的染色体上。
【小问2详解】重组Ti质粒上含有四环素抗性基因，且在T-DNA中，可整合到植物染色体上，可在培养基中加入四环素，来筛选成功导入目的基因的愈伤组织。
【小问3详解】从植物细胞中提取DNA时，在提取过程中加入蛋白酶，蛋白酶可降解与DNA结合的蛋白质，提高DNA的纯度；DNA不溶于酒精，95%的预冷酒精可以溶解某些蛋白质等杂质，析出DNA。
21. 基因工程作为现代生物技术的核心，为人类健康和农业生产带来了巨大变革。利用基因工程技术将人生长激素基因导入大肠杆菌，以获得转基因菌种，进而从中提取人生长激素的过程如图所示，限制酶的酶切位点如表所示。回答下列问题：
（1）本研究中的目的基因是___________。图中以A为模板逆转录得到目的基因，其中A是___________。获得目的基因后通过PCR技术对目的基因进行扩增，扩增时子链的延伸方向是___________。
（2）为了避免质粒和目的基因自身环化，保证目的基因与质粒进行正确的拼接，需要用___________酶处理目的基因，用___________酶处理质粒，再用___________酶连接。
（3）基因表达载体上除了目的基因，还应有启动子和终止子，启动子的作用是___________。若将人生长激素基因转移到牛乳腺细胞中，应该使用的启动子是___________，可利用___________技术检测转基因奶牛分泌的乳汁中是否含有人生长激素。
【答案】（1）①. 人生长激素基因 ②. 人生长激素mRNA ③. 5′→3′
（2）①. EcRⅠ和SalⅠ ②. EcRⅠ和XhⅠ ③. DNA连接
（3）①. 作为RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因的转录 ②. 乳腺中特异表达的基因的启动子 ③. 抗原—抗体杂交
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】在基因工程中，‌目的基因‌是指被选定用于基因重组、改变受体细胞性状或获得预期表达产物的特定DNA片段，本研究中的目的基因是人生长激素基因；以A为模板逆转录得到目的基因，A是人生长激素mRNA，是基因转录的产物，可以逆转录得到cDNA；引物与模板链的3，端结合，扩增时子链的延伸方向是5′→3′。
【小问2详解】为了避免质粒和目的基因自身环化，保证目的基因与质粒进行正确的拼接，需要用两种酶来进行酶切，因此采用目的基因两侧的EcRⅠ和SalⅠ来进行目的基因的切割，用质粒上的EcRⅠ和XhⅠ来进行酶切，SalⅠ和XhⅠ酶切后的黏性末端都为TCGA，可以进行DNA连接酶将质粒和目的基因进行连接。
【小问3详解】启动子作为RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因的转录；为了使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，应该使用乳腺中特异表达的基因的启动子；为了检测乳汁中是否含有人生长激素，可采用抗原—抗体杂交，若检测到条带，说明目的基因成功表达。
时间
2015年
2016年
2017年
2018年
2019年
人均生态足迹/(hm2/人)
0.3071
0.2862
0.2990
0.2933
0.2860
人均生态承载力/(hm2/人)
0.4174
0.4143
0.4123
0.4113
0.4106
限制酶
识别序列
XhⅠ
5′-C↓TCGAG-3′
SalⅠ
5′-G↓TCGAC-3′
EcRⅠ
5′-G↓AATTC-3′