山西省吕梁市部分地区2024-2025学年高二下学期4月期中提升考生物试卷（解析版）

这是一份山西省吕梁市部分地区2024-2025学年高二下学期4月期中提升考生物试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，重金属盐对生物体具有毒害作用，诱导多能干细胞等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：人教版选择性必修1（10%）+选择性必修2（20%）+选择性必修3第1章~第3章（70%）。
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.小朋友甲伸手摘玫瑰花时被尖锐的刺扎手后缩回，小朋友乙欲触碰带刺玫瑰时被大人告知会扎手后缩回。下列叙述错误的是（ ）
A.两个小朋友缩手的过程都需要经过完整的反射弧
B.两个小朋友缩手的过程均只需脊髓的参与
C.小朋友乙缩手反射过程参与的神经元数量多于小朋友甲
D.小朋友甲被扎手后在神经中枢大脑皮层产生痛觉
【答案】B
【分析】非条件反射与条件反射的本质区别在于是否有大脑皮层的参与。没有大脑皮层参与的、神经中枢在大脑皮层以下的反射是非条件反射，反射的神经中枢在大脑皮层上的反射是条件反射。
【详解】A、小朋友甲、乙均发生了缩手反射，需要感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器的参与，A正确；
B、小朋友甲的缩手反射属于非条件反射，该反射的中枢位于脊髓，小朋友乙在大人提醒后将手缩回，属于条件反射，该反射的中枢位于大脑皮层和脊髓，B错误；
C、小朋友乙的缩手反射涉及大脑皮层，参与的神经元数量多于小朋友甲，C正确；
D、痛觉在大脑皮层产生，小朋友甲被扎手后，感受器产生的兴奋经传入神经传到脊髓，脊髓将兴奋上传到大脑皮层躯体感觉中枢产生痛觉，D正确。
故选B。
2.植物细胞中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。大豆和玉米间作模式耕作中，间作密度过大对大豆有明显的遮阴现象，会引起大豆出现茎节和叶柄伸长速度加快，抑制茎产生分支，形成顶端优势等现象。研究其原因发现，遮阴会改变红光与远红光的比值，激活光敏色素从而促进赤霉素和生长素的合成。下列分析错误的是（ ）
A.光敏色素是一种色素—蛋白复合体，主要吸收红光和远红光
B.玉米的遮阴作用会导致红光与远红光的比值增加
C.大豆茎产生分支减少，出现顶端优势是因为遮阴导致大豆体内生长素合成增加
D.大豆体内生长素和赤霉素合成增加能够使大豆茎节和叶柄伸长速度加快
【答案】B
【分析】光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白复合体）分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。
【详解】A、光敏色素是一种色素一蛋白复合体，主要吸收红光和远红光，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，A正确；
B、玉米叶片的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光来进行光合作用，玉米的遮阴作用会导致到达大豆叶片的红光所占比例下降，从而使红光与远红光的比值降低，B错误；
C、分析题意，遮阴促进生长素合成，而顶端优势由高浓度生长素抑制侧芽生长导致，C正确；
D、由题意可知，遮阴会促进生长素和赤霉素的合成，遮阴会引起大豆出现茎节和叶柄伸长速度加快，所以可推测大豆体内生长素和赤霉素合成增加能够使大豆茎节和叶柄伸长速度加快，D正确。
故选B。
3.口服阿卡波糖可有效降低高血糖患者的血糖水平。为研究天然药物生物碱（NB）和黄酮（CH）对小鼠餐后血糖的影响，将溶于生理盐水的药物和淀粉同时灌胃小鼠后，在不同时间检测小鼠的血糖水平，相关实验和结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
A.①②为对照组，实验组与②对照可判断天然药物的降糖效果
B.实验组⑤的结果表明NB和CH联合用药降糖效果更显著
C.用药后，各组小鼠胰岛B细胞活动增强，胰岛素分泌量一直增加
D.葡萄糖可进入组织细胞氧化、合成糖原、转变为甘油三酯等使血糖下降
【答案】C
【分析】本题实验的目的是研究生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响，故自变量为施加的药物种类，同时设置了施加生理盐水组与阿卡波糖组的对照组，因变量为给药后不同时间血糖水平，其它无关变量应相同且适宜。
【详解】A、本题实验的目的是研究生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响，故自变量为施加的药物种类，同时设置了施加生理盐水组与阿卡波糖组的对照组，因变量为给药后不同时间血糖水平，可知，本实验以生理盐水组作为空白对照，以阿卡波糖组为标准对照，以确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效，因此①②为对照组，实验组与②对照可判断天然药物的降糖效果，A正确；
B、由表中数据可知，NB和CH均能有效降低餐后血糖高峰，且二者共同作用效果更强，即实验组⑤的结果表明NB和CH联合用药降糖效果更显著，B正确；
C、用药后，各组小鼠胰岛B细胞活动增强，胰岛素分泌量增加，血糖降低后，胰高血糖素的分泌量增加，负反馈调节作用于胰岛B细胞，胰岛素的分泌量下降，C错误；
D、胰岛素可以促进血糖合成糖原、氧化分解、转化为脂肪和某些氨基酸等，从而使血糖降低，D正确。
故选C。
4.如图1是某草原生态系统中的食物网示意图，图2是“绿色植物→鼠→鹰”这条食物链中能量的去向示意图，a、b、c表示同化量。下列叙述错误的是（ ）
A.图1中共有4条食物链，鹰占第三、四营养级
B.图2能量a的去向中，d、g分别表示呼吸作用消耗、被分解者利用的能量
C.能量a是生产者固定的太阳能，鼠和鹰同化量的去向不完全相同
D.草原生态系统的抵抗力稳定性比森林生态系统的抵抗力稳定性高
【答案】D
【分析】能量流动的相关计算为：摄入的能量有两个去向：同化量+粪便量（粪便量属于上一个营养级流向分解者的能量）。同化的能量有两个去向：呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向：传递给下一个营养级+流向分解者。能量传递效率=传递给下一营养级的能量÷该营养级所同化的能量。
【详解】A、图1中共有绿色植物→鼠→鹰、绿色植物→鼠→蛇→鹰、绿色植物→兔子→鹰、绿色植物→兔子一蛇→鹰4条食物链。图中鹰占第三、四营养级，A正确；
B、d为绿色食物通过呼吸作用以热能形式散失的能量，g为流向分解者的能量，被分解者利用，B正确；
C、能量a为流入该生态系统中的总能量，为生产者固定的太阳能，鹰是食物链中的最高营养级，同化量不存在流向下一营养级，而鼠的同化量有流向下一营养级，二者同化量的去向都有呼吸消耗和被分解者利用，因此同化量的去向不完全相同，C正确；
D、与森林生态系统相比，草原生态系统的组分少，营养结构简单，自我调节能力弱，因此抵抗力稳定性比森林生态系统的差，D错误。
故选D。
5.重金属盐对生物体具有毒害作用。下表为某湖泊中甲~戊几种鱼类体内的Hg和Pb含量（单位：ng·g-1）。下列叙述正确的是（ ）
A.甲体内Hg和Pb含量最少，推断甲属于该湖泊生态系统中的生产者
B.根据表中数据推测，丁和戊很可能是肉食性动物
C.乙和丙占据相同的营养级，丙和丁不可能处在同一营养级
D.Hg和Pb沿着食物链逐渐在生物体内聚集，体形越大的生物体内含量越多
【答案】B
【分析】生物富集指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。
【详解】A、甲体内重金属含量最低，但作为鱼类属于消费者而非生产者（生产者通常为藻类或植物），A错误；
B、丁和戊的Hg和Pb含量显著高于甲，但低于乙和丙，符合次级消费者（肉食性动物）的特征。生物富集作用使重金属沿食物链递增，丁、戊处于中间营养级，推测为肉食性，B正确；
C、乙和丙的Hg（117、112）和Pb（84.3、75.8）含量接近，可能处于同一营养级（顶级消费者）。但丙和丁的Hg含量差异较大，可能处于不同营养级。然而，同一营养级的生物可能因代谢差异导致重金属积累不同，因此“丙和丁不可能同一营养级”的表述过于绝对，存在例外可能，C错误；
D、重金属积累与营养级相关，而非体形大小。体形大的生物可能处于较低营养级（如滤食性鱼类），体形小的顶级捕食者（如食肉鱼类）反而积累更多重金属，D错误。
故选B。
6.朱鹮有着“东方宝石”的美誉，1981年全球仅在陕西洋县发现了7只。由于初始数量过少，且高度依赖在传统方法耕种的稻田里取食，保护难度很大。我国政府通过采取广泛的保护措施，2023年底全球朱鹗数量已经突破一万只。下列叙述错误的是（ ）
A.在1981年，研究人员调查洋县地区朱鹮种群种群密度和种群数量的方法可能是逐个计数法
B.通过保护使朱鹮数量增多，从而增加了物种和基因的多样性
C.可采用人工繁育使朱鹮达到一定数量后，将它们放归野外的措施来增加其种群数量
D.改善原栖息地环境，建立自然保护区是对朱鹮最为有效的保护措施
【答案】B
【分析】生物多样性的保护的保护措施：（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措施；（2）易地保护：如建立动物园、植物园．易地保护是就地保护的补充，它为行将灭绝的物种提供了最后的生存机会；（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护．如建立精子库、种子库等；（4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护．如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】A、分析题意可知，初始数量过少，故可用逐个计数法调查野外朱鹤种群的种群密度和种群数量，A正确；
B、通过保护使朱鹮数量增多，从而增加了基因的多样性，但不能增加物种多样性，B错误；
C、可采用人工繁育使朱鹤达到一定数量后，将它们放归野外的措施来增加其种群数量，这属于易地保护，C正确；
D、改善原栖息地环境，建立自然保护区属于就地保护，是对朱鹮最为有效的保护措施，D正确。
故选B。
7.为提高发酵产物的品质，工业上大规模生产酸奶时，首先需要获得单一乳酸菌菌种。下列叙述错误的是（ ）
A.传统的乳酸发酵制作酸奶的过程中需始终保持密封发酵
B.性状优良的乳酸菌可以从自然界中筛选出来，也可通过诱变育种或基因工程育种获得
C.乳酸菌纯培养时，培养基用干热灭菌法灭菌后调至中性或弱碱性
D.利用稀释涂布平板法分离并测定乳酸菌的数目时，测得的结果通常比实际值偏低
【答案】C
【分析】一、乳酸菌是厌氧型微生物，在无氧条件下将有机物分解成乳酸；
二、传统发酵技术一般选用天然菌种，由于菌种不单一，所以产品品质不稳定；
三、微生物接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法两种。
【详解】A、乳酸菌进行的是无氧呼吸，因此传统的乳酸发酵制作酸奶的过程中需始终保持密封发酵，A正确；
B、随着技术的进步，性状优良的乳酸菌可以从自然界中筛选出来，也可通过诱变育种或基因工程育种获得，B正确；
C、培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性，调pH之后再进行高压蒸汽灭菌，C错误；
D、可采用稀释涂布的方法分离出乳酸菌单一菌种，由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上看到的只是一个菌落，故用这种方法测定乳酸菌的数目时，测得的结果通常比实际值偏低，D正确。
故选C。
8.如图表示通过发酵工程利用黑曲霉生产柠檬酸的工艺流程。下列叙述正确的是（ ）

A.将菌种接种至培养基I采用了稀释涂布平板法，该方法可逐步稀释菌种，得到分散的单个细胞
B.该流程中将菌种由培养基I转接至培养基Ⅱ的目的是筛选出优良的黑曲霉菌种
C.该流程中加α-淀粉酶的作用是分解纤维素，加蛋白胨的目的是为黑曲霉生长提供氮源和维生素等
D.该流程的中心环节是发酵罐内产柠檬酸发酵，该过程中要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件
【答案】D
【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。发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、由题图培养基I可知将菌种接种至培养基I采用了平板划线法而非稀释涂布平板法，A错误；
B、该流程中将菌种由培养基I转接至培养基Ⅱ的目的是扩大菌种数量​​，而非筛选优良菌种，筛选菌种应在菌种选育阶段完成，B错误；
C、​​α-淀粉酶的作用是分解淀粉​​（红薯中富含淀粉），而非纤维素。纤维素酶才用于分解纤维素。蛋白胨确实可为黑曲霉提供氮源和维生素，C错误；
D、发酵工程的核心环节是发酵罐内的产柠檬酸阶段​​。黑曲霉为需氧菌，需严格控制温度、pH和溶解氧等条件以优化产物生成。该表述符合发酵工程的实际操作，D正确。
故选D。
9.苦参是中国传统中药，苦参产生的苦参碱具有调节免疫、抗癌等作用。科研人员利用苦参下胚轴进行育苗和生物碱提取，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.过程①和过程②需要适宜的温度和一定的营养条件，一般不需要光照
B.愈伤组织由未分化的一团薄壁细胞组成，能重新分化成芽、根等器官
C.次生代谢物苦参碱不是苦参基本生命活动所必需的，在细胞中含量很少
D.通过植物细胞培养获得苦参碱的过程和获得苦参幼苗的过程均体现了植物细胞的全能性
【答案】D
【分析】植物组织培养技术：1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。2、原理：植物细胞的全能性。3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。4、植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、过程①发生的是细胞的脱分化，过程②是愈伤组织的扩大培养，两过程需要适宜的温度和一定的营养条件，不需要光照，A正确；
B、愈伤组织是无定型状态，具有高度液泡化的薄壁细胞，已失去分化的特征，能重新分化成芽、根等器官，B正确；
C、苦参碱是苦参的次生代谢物，次生代谢物不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行，C正确；
D、由工厂化细胞培养提取苦参碱的过程不需要完整的苦参植株，只需要进行细胞增殖在苦参细胞中提取就可以，并未体现细胞的全能性，D错误。
故选D。
10.诱导多能干细胞（iPS细胞）在医学领域有广泛应用，如图为制备iPS细胞的操作过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A.诱导形成iPS细胞的过程中会破坏胚胎
B.iPS细胞可以直接在生物体内产生和获取
C.iPS细胞与成体干细胞都具有发育成完整个体的能力
D.iPS细胞分化成的神经细胞可能对治疗阿尔兹海默症有一定帮助
【答案】D
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种APSC多能细，多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。
【详解】AB、诱导形成iPS细胞的过程是取成年体细胞且在体外进行，不会破坏胚胎，AB错误；
C、成体干细胞只能分化为特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力，C错误；
D、阿尔兹海默症是神经性疾病，iPS细胞分化成的神经细胞可能对治疗阿尔兹海默症有一定帮助，D正确。
故选D。
11.雌性哺乳动物在早期胚胎发育过程中1条X染色体会发生整体范围内的沉默（基因转录活性被抑制）．仅有少数“逃逸”基因仍能正常表达，这一生理过程称作X染色体失活（XCI）。XCI能保证雌、雄间X染色体上基因表达水平的一致。为进一步揭示体外受精的胎儿性别比例失衡的原因，研究人员剖取第7.5天的小鼠胚胎进行胎儿发育情况统计，结果如图所示（IVO：自然受孕组；IVF：体外受精组）。下列相关叙述正确的是（ ）
A.获取的小鼠精子需要在体外进行获能处理后才能进行体外受精
B.IVF组中雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿
C.体外受精过程对雄性胚胎发育率的影响大于雌性胚胎发育率
D.若某种哺乳动物雌性胚胎XCI不足，则雄性个体中X染色体上基因表达量可能高于雌性个体中X染色体基因表达量
【答案】AB
【分析】刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。
【详解】A、获取到的小鼠的精子需要在体外进行获能处理后才能进行体外受精，A正确；
B、据图分析可知，IVF组中雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿，B正确；
C、分析图可知，与IVO组相比，IVF雄性胚胎发育率影响较低，C错误；
D、XCI会抑制基因转录活性，若某种哺乳动物雌性胚胎XCI不足，说明该X染色体基因转录活性抑制作用下降，表达量可能上升，使X染色体基因表达量高于雄性个体，D错误。
故选AB。
12.DNA、RNA、蛋白质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选择适宜的方法对它们进行提取。下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（ ）
A.不能选用哺乳动物血液作为材料，因为血液有颜色会影响后续对DNA鉴定的观察
B.对材料进行充分研磨后需用单层滤纸过滤以除去研磨液中的杂质
C.用预冷的酒精溶液析出DNA可防止DNA的结构被破坏
D.根据DNA的特殊组成分析，二苯胺最可能与脱氧核糖或任一碱基发生反应而出现蓝色
【答案】C
【分析】DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。例如，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2ml/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、不能选用哺乳动物血液作为材料，是因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，无法提取到DNA，而不是因为血液颜色影响后续对DNA鉴定的观察，A错误；
B、对材料进行充分研磨后需用多层纱布过滤以除去研磨液中的杂质，而不是单层滤纸，因为DNA会吸附在滤纸上，B错误；
C、用预冷的酒精溶液析出DNA可防止DNA的结构被破坏，因为低温能降低酶的活性，减少DNA的分解，同时酒精可以使DNA沉淀析出，C正确；
D、根据DNA特殊组成分析，DNA特有结构是脱氧核糖和碱基T，二苯胺最可能与脱氧核糖或碱基T发生反应而出现蓝色，而不是任一碱基，D错误，D错误。
故选C。
13.如图表示人工合成目的基因及PCR扩增仪扩增DNA的过程。下列叙述错误的是（ ）
A.转基因生物中的目的基因并非都是通过表达产生相应的蛋白质来改变生物性状的
B.过程①、过程②和过程⑤所用的原料一致
C.PCR扩增仪中还需加入解旋酶以便于DNA双链的解旋
D.过程④温度设置在50℃左右而不能太低，避免引物错配和模板链形成双链
【答案】C
【分析】PCR技术：
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；
2、原理：DNA复制；
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物；
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；
5、过程：
①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】A、目的基因主要是指编码蛋白质的基因，通过表达产生相应的蛋白质来改变受体的性状，也有些目的基因不编码蛋白质，通过编码RNA来影响受体细胞内正常基因的表达来影响性状，A正确；
B、过程①为逆转录,以RNA为模板合成DNA，原料为脱氧核苷酸，过程②为DNA复制，过程⑤为引物延伸，原料均为脱氧核苷酸，B正确；
C、PCR扩增仪中通过升高温度使DNA双链解旋，无需加入解旋酶，C错误；
D、过程④复性是在高温解旋后降低温度让引物与模板链结合，复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链，D正确。
故选C。
14.PCR和琼脂糖凝胶电泳是基因工程中常用的两种技术。下列叙述错误的是（ ）
A.PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+来激活耐高温的DNA聚合酶
B.采用PCR技术对一个DNA进行扩增，若每个DNA分子的每条链都做模板，则第n次循环共需要引物2n个
C.电泳时，DNA迁移速率与DNA分子的大小、构象有关而与凝胶的浓度无关
D.配制凝胶溶液时所添加的琼脂糖含量与待分离的DNA片段的大小有关
【答案】C
【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。
【详解】A、PCR反应缓冲液中需添加Mg²⁺作为辅助因子，以激活耐高温的DNA聚合酶（如Taq酶）的活性，A正确；
B、如果开始的基因只有一个，第n−1次复制结束后有2n-1个DNA分子，合成一个DNA分子需要2个引物，因此需要的引物数目为2n-1×2=2n个，B正确；
C、电泳时，DNA迁移速率与DNA分子的大小、构象、凝胶的浓度等有关，C错误；
D、配制凝胶溶液时所添加的琼脂糖含量与待分离的DNA片段的大小有关，故需要根据待分离DNA片段的大小去配制琼脂糖溶液，D正确。
故选C。
15.蜘蛛丝具有较强的韧性，科学家推测，若将从蜘蛛中获取的蜘蛛丝蛋白基因植入山羊体内，使山羊奶中含有蜘蛛丝蛋白，再利用特殊的纺丝程序，将山羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺成人造基因蜘蛛丝，可用于制造轻薄防弹衣。下列叙述正确的是（ ）
A.蜘蛛丝蛋白基因需与山羊乳腺蛋白基因的启动子重组是因为天然蜘蛛丝蛋白基因无启动子序列
B.用显微注射法将含有蜘蛛丝蛋白基因的表达载体导入雌性山羊的乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器
C.用该过程培育出的转基因山羊来纺成人造基因蜘蛛丝受山羊年龄和性别的限制
D.若成功导入目的基因的转基因山羊并没有产生相应的蜘蛛丝蛋白，说明目的基因没有转录
【答案】C
【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。
【详解】A、蜘蛛丝蛋白基因需与山羊乳腺蛋白基因的启动子重组是因为只有与乳腺蛋白基因的启动子重组才能启动蜘蛛丝蛋白基因在乳腺细胞中表达，天然蜘蛛丝蛋白基因有启动子序列，在构建基因表达载体的过程中可能被破坏了，A错误；
B、通常使用显微注射法将含蜘蛛丝蛋白基因的表达载体导人山羊受精卵细胞内才能获得乳腺生物反应器，B错误；
C、该过程培育出的转基因山羊需为雌性且生长到一定年龄才能产乳，受年龄和性别的限制，C正确；
D、若成功导入目的基因的转基因山羊并没有产生相应的蜘蛛丝蛋白，可能是因为目的基因没有转录，也可能是目的基因转录形成的mRNA没有翻译，D错误。
故选C。
16.天然胰岛素易形成二聚体或六聚体，皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科研人员发现，将胰岛素B28位的脯氨酸替换为天冬氨酸或与B29位的赖氨酸交换位置，可有效抑制胰岛素的聚合，由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。下列叙述正确的是（ ）
A.该工程属于蛋白质工程，其生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质
B.胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质的合成过程相同
C.替换氨基酸时需要用特定的蛋白酶将特定部位的肽键水解
D.胰岛素类似物蛋白想要达到预设的疗效，还需检测其高级结构是否正确
【答案】D
【分析】蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程是第二代基因工程。
【详解】A、该工程通过对天然胰岛素的氨基酸序列进行改造，属于蛋白质工程，改造后生产的蛋白质是自然界不存在的，A错误；
B、天然蛋白质的合成过程是按照中心法则进行的，蛋白质工程的基本思路与中心法则相反，B错误；
C、蛋白质工程的实质是对基因进行改造，需要用限制酶和DNA连接酶等工具，不需要蛋白酶，C错误；
D、物质的结构决定功能，蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，D正确。
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17.呼伦贝尔草原是我国典型的草原生态系统，草原上植物优势种群主要是大针茅、羊草、克氏针茅草、小糠草、洽草等；草原上生活的长爪沙鼠是引起草原鼠害的主要元凶。回答下列问题：
（1）调查呼伦贝尔草原上大针茅的种群密度，常采用的方法是______，具体的操作方法是______。
（2）调查发现，大针茅、羊草等植物多生长在栗钙土壤中，洽草和小糠草等植物多生长在砂质土壤中，这些植物偏好不同的土壤类型体现了群落的______结构。
（3）为防治鼠害，通常采用引入鼠的天敌的措施来降低鼠的数量，从能量流动的角度分析，该措施的实践意义是______，除此方法外，还可以用______（写出一种）的方法防治鼠害。与森林生态系统相比，草原生态系统的抵抗力稳定性较低的原因是______。
（4）东亚飞蝗是呼伦贝尔草原上的一种农业害虫，在气温高、干旱的年份会出现东亚飞蝗种群爆发，从种群的特征角度分析，种群爆发的原因是______，气温和干旱这些影响东亚飞蝗种群密度的因素属于______制约因素。
【答案】（1）①.样方法 ②.准备确定调查对象确定样方计数计算种群密度
（2）水平
（3）①.使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 ②.生物防治 ③.生物种类少，营养结构简单
（4）①.出生率大于死亡率，且年龄结构为增长型 ②.非密度
【分析】常用调查种群密度的方法有标志重捕法、样方法、逐个计数法。根据调查对象的特征选择不同方法，如调查对象活动能力弱、活动范围小选择样方法。根据地形特征，取样是可选择五点取样法或等距取样法等。
【小问1详解】大针茅是植物，调查其种群密度，常采用样方法，具体操作为：准备（选定地点）→确定调查对象：大针茅→确定样方→计数→计算种群密度。
【小问2详解】大针茅、羊草等植物多生长在栗钙土壤中，洽草和小糠草等植物多生长在砂质土壤中，体现了在水平方向上，由于土壤条件的不同，不同地段生活着不同的种群，是群落水平结构的体现。
【小问3详解】为防治鼠害，通常采用引入鼠的天敌的措施来降低鼠的数量，从能量流动的角度分析，该措施的实践意义是使能量持续、高效地流向对人类有益的部分，除此方法外，还可以用对环境无污染的生物防治（如采用化学物质干扰雌雄交配）的方法防治鼠害。与森林生态系统相比，草原生态系统生物种类较少、营养结构较为简单，所以草原生态系统的抵抗力稳定性较低。
【小问4详解】在气温高、干旱的年份会出现东亚飞蝗种群爆发，从种群特征的角度来看，主要是由于出生率大于死亡率，且年龄结构为增长型，气温和干旱等气候因素，对种群的利用强度与东亚飞蝗的种群密度无关，所以属于非密度制约因素。
18.醋酸菌是一类生活在富含有机质土壤表层的细菌。筛选、鉴别醋酸菌的培养基常用米曲汁乙醇培养基（米曲汁中富含蛋白质），该培养基的配方如下表。已知当微生物产生的物质能够与培养基中特定成分（如米曲汁乙醇培养基中的碳酸钙）发生反应时，会使得原本不透明的培养基区域变得透明；醋酸会与碳酸钙反应生成醋酸钙和碳酸；大多数细菌在体积分数大于5%的乙醇中会被杀死。回答下列问题：
（1）从物理性质看，米曲汁乙醇培养基为_______培养基，该培养基中能为醋酸菌提供碳源的物质是_______，土壤中微生物数量繁多，种类庞杂，该培养基能筛选出醋酸菌的原因是_______。
（2）某实验小组将富集液进行梯度稀释，分别取104、105和106倍数的稀释液0.1mL涂布于培养基上，每个稀释倍数涂布三个平板，结果各平板的菌落数分别为（39、42、37），（276、291、283），（6、11、9）。三组中适合用于计数的两组为________倍数的稀释液；该方法统计的菌落数量比实际活菌数目_______（填“多”或“少”）。为增加实验的信度，应再增设空白对照组，对照组的设计是________。
（3）根据米曲汁乙醇培养基平板上菌落周围的透明圈可初步判断该菌落为醋酸菌，原因是_______。为进一步鉴别醋酸菌，可挑选菌落丰厚、边缘整齐、透明圈大的菌落，接种到液体米曲汁乙醇培养基中培养并进行产醋酸实验。
（4）为了进一步挑选出耐酸的醋酸菌，需将（3）中获得的菌种接种于含_______的培养基进行筛选。当氧气充足、_______时，醋酸菌能将_______，再将其转变为醋酸。
【答案】（1）①.固体 ②.（体积分数为8%的）乙醇（和米曲汁） ③.体积分数为8%的乙醇具有抑菌作用（大多数细菌在体积分数为8%的乙醇中会被杀死），而醋酸菌能利用乙醇（合理即可）
（2）①.104、105 ②.少 ③.取一空白培养基，接种0.1mL无菌水（或不接种），置于相同条件下培养相同时间（合理即可）
（3）醋酸菌发酵产生醋酸，醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙和碳酸，在菌落周围形成透明圈
（4）①.高浓度醋酸（或乙醇、рH为酸性） ②.缺少糖源 ③.乙醇转变为乙醛
【分析】微生物常见的接种的方法：①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落；②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】分析题意，该培养基含有琼脂，故属于固体培养基；该培养基中能为醋酸菌提供碳源的物质是乙醇和米曲汁（米曲汁含蛋白质，分解后可提供碳源）；由于体积分数为8%的乙醇具有抑菌作用（大多数细菌在体积分数为8%的乙醇中会被杀死），而醋酸菌能利用乙醇，故该培养基能筛选出醋酸菌。
【小问2详解】稀释涂布平板法应选择菌落数在30-300之间的进行计数，故应选择10⁴和10⁵倍数的稀释液；由于多个连在一起的活菌可能形成单一菌落，故该方法统计的菌落数量比实际活菌数目少；为增加实验的信度，应再增设空白对照组，对照组的设计是取一空白培养基，接种0.1mL无菌水（或不接种），置于相同条件下培养相同时间，用于验证培养基是否灭菌彻底。
【小问3详解】由于醋酸菌发酵产生醋酸，醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙和碳酸，在菌落周围形成透明圈，故根据米曲汁乙醇培养基平板上菌落周围的透明圈可初步判断该菌落为醋酸菌。
【小问4详解】微生物培养时应提供其适宜的环境，为了进一步挑选出耐酸的醋酸菌，需将（3）中获得的菌种接种于含为了进一步挑选出耐酸的醋酸菌，需将（3）中获得的菌种接种于含的培养基进行筛选；果醋发酵时，当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌能将乙醇转变为乙醛，再将其转变为醋酸。
19.紧密连接蛋白（CLDN6）是一种跨膜蛋白，在乳腺癌、肝癌等多种癌症中特异性高表达，能促进肿瘤发生、生长和迁移等，美登素（DM1）是一种化疗药物，副作用较大。为实现DM1对肿瘤细胞的靶向作用，研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体并构建抗体—药物偶联物（CLDN6抗体-DM1），部分过程及作用机制如图所示。回答下列问题：
（1）CLDN6蛋白是一种跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，制备免疫小鼠所用的抗原时，应提取_______区基因序列用于设计抗原。过程①得到的融合体系中含有未融合的细胞、杂交瘤细胞和其他类型的融合细胞，体系中出现多种类型细胞的原因是_______。
（2）过程③需要进行的操作是______。过程②筛选出的杂交瘤细胞还需要进行过程③处理的目的是_______。
（3）过程④是将获得的a和b通过接头结合在一起，从而获得治疗乳腺癌的抗体—药物偶联物，这里的a和b分别是_______，其中a的作用是______。
（4）据图分析，CLDN6抗体-DM1特异性杀伤肝肿瘤细胞的机制是_______。若用红色荧光分别标记CLDN6抗体-DM1和IgG-DM1（中和某种毒素抗体-DM1），再处理肝肿瘤细胞来证明上述机制，则观察到两组肿瘤细胞内的现象是_______。
（5）与直接注射DM1相比，CLDN6抗体-DM1在临床应用上具有的优势是_______（写出1点）。
【答案】（1）①.胞外细胞 ②.融合是随机的，且融合（成功）率达不到100%（合理即可）
（2）①.克隆化培养和抗体检测 ②.得到（筛选出）能分泌抗CLDN6蛋白（特异性抗体）的杂交瘤细胞
（3）①.CLDN6（单克隆）抗体、美登素（DM1） ②.能够特异性结合癌细胞表面的紧密连接蛋白（CLDN6），将DM1带到肿瘤细胞（或靶向运输，合理即可）
（4）①.CLDN6抗体-DM1特异性与肝肿瘤细胞表面的CLDN6结合后，进入细胞中，通过溶酶体裂解，将DM1释放出来发挥作用，导致肝肿瘤细胞裂解死亡 ②.用红色荧光标记的CLDN6抗体-DM1处理肝肿瘤细胞可在细胞及溶酶体中检测到红色荧光，而用IgG-DM1处理则不能检测到
（5）CLDN6抗体-DM1的DM1仅杀伤肿瘤细胞，对正常细胞影响小；用药剂量较少且疗效高；毒副作用小
【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】分析题意，CLDN6蛋白是一个跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，其中抗原特性由胞外区决定，因此制备免疫小鼠所用的抗原时，应提取胞外区基因序列用于设计抗原；在细胞融合过程中，未融合的细胞、杂交瘤细胞和其他类型的融合细胞会同时存在，这是因为细胞融合是一个随机过程，无法保证所有细胞都能成功融合。
【小问2详解】过程③需要进行的操作是克隆化培养和抗体检测，即通过单细胞培养技术，筛选出单一类型的杂交瘤细胞，能够经抗体检测后产生专一抗体；过程②筛选出的杂交瘤细胞还需要进行过程③处理的目的是得到（筛选出）能分泌抗CLDN6蛋白（特异性抗体）的杂交瘤细胞。
【小问3详解】结合题意及题图可知，a是CLDN6抗体，b是DM1，其中CLDN6抗体的作用是通过特异性识别肿瘤细胞表面的CLDN6蛋白，将DM1精准递送到肿瘤细胞内部，DM1是化疗药物，用于杀伤肿瘤细胞。
【小问4详解】据图分析，CLDN6抗体-DM1特异性杀伤肝肿瘤细胞的机制是：CLDN6抗体-DM1特异性与肝肿瘤细胞表面的CLDN6结合后，进入细胞中，通过溶酶体裂解，将DM1释放出来发挥作用，导致肝肿瘤细胞裂解死亡；若用红色荧光分别标记CLDN6抗体-DM1和IgG-DM1（中和某种毒素抗体-DM1），再处理肝肿瘤细胞来证明上述机制，则观察到两组肿瘤细胞内的现象是：CLDN6抗体-DM1组肿瘤细胞内会出现红色荧光，因为CLDN6抗体能够特异性结合肿瘤细胞，而IgG-DM1组肿瘤细胞内不会出现红色荧光，因为IgG抗体无法特异性结合肿瘤细胞。
【小问5详解】与直接注射DM1相比，CLDN6抗体-DM1能够通过特异性识别肿瘤细胞，将药物精准递送到肿瘤细胞内，从而减少对正常细胞的毒副作用，提高治疗的安全性和有效性。
20.如图表示培养克隆牛的流程。为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，流程中将Kdm4d（组蛋白去甲基化酶，可以催化组蛋白去甲基化）的mRNA注入重构胚。回答下列问题：
（1）体外培养牛乳腺细胞需要提供的条件是______、______、营养和气体环境，其中，在使用合成培养基进行细胞培养时，通常需要加入血清等天然成分，其作用是______。
（2）从B牛采集来的卵母细胞需要在体外培养至______期，才能进行去核操作，“去核”其实是去除______。
（3）胚胎移植过程中，需要对代孕母牛C进行同期发情处理目的是______。为使胚胎移植能得到多个后代，可采用胚胎分割技术将______或囊胚进行分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将_____。进行胚胎移植的优势是_______。
（4）注入的Kdm4d的mRNA可以_______（填“降低”或“提高”）组蛋白的甲基化水平，使细胞发生表观遗传水平的变异，从而激活被抑制基因的表达。
【答案】（1）①.无毒、无菌的环境（合理即可） ②.适宜的温度、pH和渗透压（可与前一空互换） ③.补充未知成分，利于动物细胞生长（分裂）
（2）①.MII（或MII中） ②.纺锤丝-染色体复合物
（3）①.为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境 ②.桑葚胚 ③.内细胞团均等分割 ④.可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力（合理即可）
（4）降低
【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。）
【小问1详解】细胞培养需要在恒定的温度（通常为36.5±0.5℃）、pH（7.2-7.4）和渗透压条件下进行，以模拟体内的生理环境，此外细胞培养过程中必须保持无菌，以防止微生物污染，影响细胞生长；使用合成培养基进行细胞培养时，通常需要加入血清等天然成分，其作用是补充未知成分，利于动物细胞生长（分裂）。
【小问2详解】卵母细胞在体外培养至成熟期（MII期）后，才能进行去核操作，以确保其具备受精和发育的能力；去核操作实际上是去除纺锤丝-染色体复合物，以便将供体细胞的核移植进去，形成重构胚。
【小问3详解】通过激素处理，使代孕母牛与供体母牛的生理状态同步，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境；为了获得多个后代，可以将桑葚胚或囊胚进行分割；在分割囊胚时，需要注意将内细胞团均等分割，以确保每个分割后的胚胎都能正常发育；进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
【小问4详解】分析题意，Kdm4d是一种组蛋白去甲基化酶，能够催化组蛋白去甲基化，从而降低组蛋白的甲基化水平。
21.胆碱脱氢酶（beta）在植物体内的作用主要体现在提高植物的耐盐性和耐低温能力上。研究人员通过转基因技术将beta基因导入棉花中（部分过程如图所示），beta基因的表达显著提高了棉花叶片中甜菜碱的含量，进而增强了棉花的耐盐和耐低温能力。回答下列问题：
（1）为了获得相同的末端，应用两种限制酶________同时切割目的基因片段和质粒，用限制酶切割目的基因和质粒时，破坏的化学键是________；与只用一种限制酶酶切相比，采用双酶切的目的在于避免________。
（2）利用PCR技术对beta基因进行扩增时，为了合成引物需要已知________，且设计的引物序列不能过短，原因是________。
（3）基因表达载体上具有启动子，其作用为_______；应将beta基因插入到质粒的位置是________。
（4）获得的重组质粒可通过________（写出2种）方法导入到棉花细胞中。
（5）若要鉴定beta基因是否表达，从分子水平上可以用________的方法。
【答案】（1）①.SmaI和PstI ②.磷酸二酯键 ③.含目基因的DNA片段或质粒的自身环化以及错误（反向）连接
（2）①.beta基因的一段（或两端的）碱基序列（或一段目的基因的核苷酸序列，合理即可）②.引物过短特异性弱，容易与多个DNA片段进行结合（增加引物与非目标序列的随机结合概率）
（3）①.启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，驱动基因的转录 ②.启动子与终止子之间
（4）花粉管通道法、农杆菌转化法
（5）抗原一抗体杂交
【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】据图可知，AluI会破坏目的基因，故不能选择，为了获得相同的末端，应用两种限制酶是SmaI和PstI；限制酶切割DNA时，破坏的是磷酸二酯键，这是连接核苷酸的化学键；双酶切可以避免含目的基因的DNA片段或质粒的自身环化以及错误（反向）连接，因为使用两种不同的限制酶切割后，目的基因和质粒的末端不同，无法自连，只能与匹配的末端连接。
【小问2详解】PCR扩增需要根据目标基因的序列设计引物，因此必须已知beta基因的一段（或两端的）碱基序列；引物过短会导致特异性弱，容易与多个DNA片段进行结合（增加引物与非目标序列的随机结合概率），即引物可能会与非目标序列结合，导致扩增出非目标产物。
【小问3详解】启动子是基因表达的关键元件，是RNA聚合酶识别与结合的位点，驱动基因的转录；启动子和终止子可以控制转录的开始和结束，故应将beta基因插入到质粒的位置是启动子与终止子之间。
【小问4详解】将重组质粒导入植物细胞的方法是花粉管通道法、农杆菌转化法。
【小问5详解】该过程中基因表达产物是蛋白质，而抗原与抗体的结合具有特异性，故若要鉴定beta基因是否表达，从分子水平上可以用抗原-抗体杂交技术。
组别（10只/每组）
药物及用量（mg/kg体重）
用药后检测不同时间小鼠的血糖浓度（mml/L）
0min
30min
60min
120min
①
生理盐水
4.37
11.03
7.88
5.04
②
阿卡波糖4.0
4.12
7.62
7.57
5.39
③
NB4.0
4.19
7.6
6.82
5.2
④
CH4.0
4.24
7.28
6.71
5.12
⑤
NB+CH4.0+4.0
4.36
6.11
5.49
5.03
生物元素
甲
丁
戊
乙
丙
Hg
17.8
61.9
70.4
117
112
Pb
27.3
34.9
52.5
84.3
75.8
组分
体积分数为8%的乙醇
碳酸钙
琼脂
米曲汁
含量
40mL
15g
10g
定容至1000mL