江苏省苏州市2024-2025学年高二下学期期中调研生物试卷（解析版）

这是一份江苏省苏州市2024-2025学年高二下学期期中调研生物试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 北京冬奥会期间，多个赛场的生态厕所利用了微生物的降解技术，全程不用水但无臭无味。这项“黑科技”中的小小微生物将排泄物降解，最终变成有机肥料，实现了资源再利用。下列叙述正确的是（ ）
A. 生态厕所用到的微生物属于捕食链的最高营养级
B. 微生物的降解作用实质就是其细胞内的呼吸作用
C. 用硝化细菌除臭是因其能将有臭味的NH3等物质氧化为无味的产物
D. 微生物降解产生的肥料被植物吸收，实现了物质和能量的循环利用
【答案】B
【分析】生态系统具有一定的自动调节能力，生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低。
【详解】A、食物链是由生产者和消费者组成的，微生物主要是分解者，不属于捕食链的营养级。捕食链的营养级从生产者开始，依次是初级消费者、次级消费者等，不包括分解者，A错误；
B、微生物的降解作用是将复杂的有机物分解为简单的无机物或小分子有机物的过程，其实质是细胞内的呼吸作用，通过呼吸作用将有机物氧化分解，释放能量，B正确；
C、硝化细菌能将氨（NH3）氧化为亚硝酸，进而氧化为硝酸，这是硝化细菌的化能合成作用的一部分，并不是除臭的原理。除臭是因为微生物可以将有臭味的含氮等物质分解转化，C错误；
D、物质在生态系统中可以循环利用，但是能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，D错误。
故选B。
2. 近年来，苏州持续加大生态环境保护力度，良好的环境迎来了全球极度濒危物种——青头潜鸭在天福湿地公园栖息。下列叙述正确的是（ ）
A. 采用标记重捕法调查青头潜鸭的种群数量以便于有效保护
B. 天福湿地生态系统的修复过程中，群落发生了次生演替
C. “放生”各种动物可增加生物多样性，提高生态系统稳定性
D. 可建立青头潜鸭自然保护区，将各地青头潜鸭迁入并加以保护
【答案】B
【分析】一、种群的数量特征：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例。种群密度是种群最基本的数量特征；出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小；性别比例直接影响种群的出生率；年龄组成预测种群密度变化。
二、估算种群密度时，常用样方法和标志重捕法。其中样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物；标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。
【详解】A、青头潜鸭是全球极度濒危物种，数量稀少。标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物，且要求种群数量相对较多，对于数量稀少的青头潜鸭不适合采用标记重捕法调查其种群数量，A错误；
B、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的地方发生的演替。天福湿地生态系统的修复过程中，原有生态系统被破坏，但土壤等条件还存在，所以群落发生了次生演替，B正确；
C、随意“放生”各种动物可能会带来外来物种入侵等问题，破坏当地生态平衡，不一定能增加生物多样性和提高生态系统稳定性。只有合理引入物种才可能有积极作用，C错误；
D、将各地青头潜鸭迁入建立的自然保护区属于易地保护措施。对于青头潜鸭这种极度濒危物种，应首先考虑就地保护，即在其原栖息地建立自然保护区，保护其生存环境，而不是将各地青头潜鸭都迁入一个保护区，D错误。
故选B。
3. 下列关于生态足迹的叙述，正确的是（ ）
A. 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的生产资源
B. 饮食中多摄入蔬菜，降低肉食比例，可提高能量传递效率，减小生态足迹
C. 人口不断增长后产生的废弃污染物需被生态系统吸纳和消化，会增加生态足迹
D. 提高资源利用率，发展循环经济，加强生态系统的修复可停止生态足迹的扩大
【答案】C
【分析】生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大。
【详解】A、生态足迹是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积，而不仅仅是生产资源，A错误；
B、饮食中多摄入蔬菜，降低肉食比例，可减少能量在食物链中的损耗，使更多能量被人类利用，但能量传递效率是由生态系统本身的特性决定的，一般在10% - 20%之间，不会因饮食结构的改变而提高，B错误；
C、人口不断增长，产生的废弃污染物增多，需要更多的土地及水域等生态系统来吸纳和消化这些污染物，也就意味着需要更多的生态空间，从而会增加生态足迹，C正确；
D、提高资源利用率，发展循环经济，加强生态系统的修复等措施可以减缓生态足迹的扩大速度，但由于人口增长、经济发展等因素的存在，很难完全停止生态足迹的扩大，D错误。
故选C。
4. 碳达峰是指CO2的排放量达到峰值，碳中和是指CO2的排放量与吸收量相等。下列叙述正确的是（ ）
A. 碳循环发生在生物群落的各营养级之间，以有机物的形式传递
B. 碳中和时，所有生物呼吸作用释放CO2量等于生产者固定CO2量
C. 碳中和后，生态系统的碳循环会明显减慢，生态足迹也会明显减少
D. 当我国实现碳达峰的目标后，空气中的CO2浓度仍有可能会增加
【答案】D
【分析】碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的CO2排放量，实现CO2的“零排放”。实现碳中和是实现可持续发展的战略举措。
【详解】A、碳循环发生在生物群落和无机环境之间，而不仅仅是在生物群落的各营养级之间。在生物群落内碳以有机物的形式传递，但从整个碳循环角度看，碳在生物群落和无机环境之间以二氧化碳的形式进行交换，A错误；
B、碳中和是指CO2的排放量与吸收量相等。生产者固定的CO2一部分用于自身呼吸作用释放回大气，还有一部分被消费者和分解者利用；而所有生物呼吸作用释放的CO2除了来自生产者固定的碳，还有消费者和分解者自身有机物氧化分解产生的碳。所以碳中和时，不是所有生物呼吸作用释放CO2量等于生产者固定CO2量，B错误；
C、碳中和只是使CO2的排放量与吸收量达到平衡，并不会使生态系统的碳循环明显减慢。生态足迹是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。碳中和后，生态系统的物质循环等过程依然正常进行，生态足迹不会因为碳中和而明显减少，C错误；
D、当我国实现碳达峰的目标后，由于物质循环具有全球性，其他国家排放的二氧化碳同样会影响二氧化碳的浓度，故空气中的CO2浓度仍有可能会增加，D正确。
故选D。
5. 为完成生态环境的保护任务，政府部门梳理出十大重点工作，包括增蓝天、保碧水、护净土、优生态等。下列有关措施的叙述错误的是（ ）
A. 控制工业煤炭消费、减少微生物分解作用，可实现增蓝天
B. 减少生活污水排放，加强污染河流的治理，有助于保碧水
C. 开展重金属污染防控，加强农业用药管理，有助于护净土
D. 实施退耕还林还草工程，推进河湖生态修复，有助于优生态
【答案】A
【分析】生态系统所具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。该能力的基础是负反馈调节。
【详解】A、微生物的分解作用属于正常生命活动，若减少，将不利于生态系统的物质循环，A错误；
B、减少生活污水排放，加强河流污染防治，可以降低水污染程度，有助于保碧水，B正确；
C、重金属、农药和化肥等是进入土壤的主要污染物，土壤的污染物主要通过生物富集作用，对生物造成危害，开展重金属污染防控，加强农业用药污染防治，有助于护净土，C正确；
D、实施退耕还林还草工程，推进河湖生态修复，可增加物种的多样性，提高生态系统的自我调节能力，有助于优生态，D正确。
故选A。
6. 油炸臭豆腐是我国一些地方的风味小吃。传统臭豆腐制作时需将豆腐浸入含乳酸菌、芽孢杆菌等微生物的卤汁中发酵。下列叙述错误的是（ ）
A. 乳酸菌和芽孢杆菌存在种间竞争关系
B. 豆腐中的蛋白质在微生物作用下形成短肽和氨基酸
C. 微生物发酵产生不同代谢产物使臭豆腐具特殊味道
D. 为防止杂菌污染，陈卤汁需经过灭菌后才能再利用
【答案】D
【分析】多种微生物参与了豆腐发酵，如酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。
【详解】A、卤汁中的乳酸菌和芽孢杆菌存在竞争关系，共同争夺空间和食物，A正确；
B、微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，使味道鲜美，B正确。
C、微生物发酵产生了不同的代谢物使得该臭豆腐具有特殊的味道，C正确；
D、若对陈卤汁进行灭菌，则会杀死陈卤汁中的微生物，达不到制作臭豆腐的目的，因此利用陈卤汁不需要经过灭菌处理，D错误。
故选D。
7. 消毒和灭菌是生物学实验中的常规操作。下列叙述正确的是（ ）
A. 涂布器及实验者的衣物、手等无需进行灭菌，消毒即可
B. 人工配制的培养基，通常在分装灭菌后调节pH
C. 在火焰附近敞开皿盖，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖
D. 实验结束后，对实验室喷洒石炭酸同时配合紫外线照射
【答案】D
【分析】微生物实验室的培养的关键是无菌操作，无菌操作主要包括：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌；③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行；④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
【详解】A、涂布器需要进行灭菌处理，而实验者的衣物、手等进行消毒即可，A错误；
B、人工配制的培养基，应在分装前调节pH，然后再进行灭菌，若在分装灭菌后调节pH，会导致培养基被污染，B错误；
C、在火焰附近，应打开皿盖的一条缝隙，将培养基倒入培养皿，然后立即盖上皿盖，而不是敞开皿盖，C错误；
D、实验结束后，对实验室喷洒石炭酸可以进行化学消毒，同时配合紫外线照射进行物理消毒，能有效地杀灭实验室中的微生物，D正确。
故选D。
8. 深海具有高压、黑暗等极端环境特征。我国科考船在南海采集到深海冷泉沉积物，从中分离培养出罕见的微生物。科学家分离培养深海微生物过程如图。下列叙述错误的是（ ）

A. 步骤Ⅰ培养基添加的DNA可为微生物生长提供碳源和氮源
B. 步骤Ⅱ应将试管在冰水混合物中迅速滚动，模拟冷泉环境
C. 与步骤Ⅰ相比，步骤Ⅱ中的①所用培养基中还需要添加琼脂
D. 步骤Ⅲ从群落、个体和分子水平对微生物种类进行鉴定
【答案】D
【分析】微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还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、DNA 的组成元素有 C、H、O、N、P 等，其中含有的碳元素可作为微生物生长的碳源，含有的氮元素可作为氮源，A正确；
B、深海冷泉环境温度低，步骤Ⅱ将试管在冰水混合物中迅速滚动，能够模拟冷泉环境，B正确；
C、步骤Ⅰ是液体培养基用于富集培养微生物，步骤Ⅱ中的①要获得单菌落，所用培养基应为固体培养基，固体培养基需要添加琼脂，C正确；
D、步骤Ⅲ观察菌落特征是从个体水平对微生物种类进行鉴定，电子显微镜观察是从细胞水平对微生物种类进行鉴定，基因鉴定是从分子水平对微生物种类进行鉴定，并没有从群落水平进行鉴定，D错误。
故选D。
9. 赖氨酸营养缺陷型大肠杆菌在科研领域中具有广泛的应用价值。下图为科研人员利用野生型大肠杆菌诱变、纯化赖氨酸缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，a和b代表菌落。下列叙述错误的是（ ）
A. ④是基本培养基，①②③与其成分存在的差异是赖氨酸
B. 影印时应将细菌原位先后转印至③④上，顺序不能颠倒
C. 从③中挑取a菌落进行纯化培养，可获得所需的突变株
D. 长期保存菌种时，可将其与甘油混匀后置于-70℃环境中
【答案】B
【分析】分析题图：图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用影印法将菌种接种到两种培养基中，分别是基本培养基、完全培养基；野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，而赖氨酸缺陷型突变株由于发生基因突变而无法合成赖氨酸只能在完全培养基上生长，据此利用培养基的种类，可以选择出赖氨酸缺陷型突变株。
【详解】A、野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，赖氨酸缺陷型突变株无法合成赖氨酸，只能在完全培养基上生长，根据题意和题图信息分析可知，①②③为完全培养基，要添加赖氨酸，④为基本培养基，不能添加赖氨酸，因此①②③与④成分存在的差异是赖氨酸，A正确；
B、在③中生长的a菌落不能在④中生长，说明④中没有添加赖氨酸，为基本培养基，影印时应将细菌原位先后转印至④③上，顺序不能颠倒，B错误；
C、a菌落在培养基④中无法生长，在培养基中③可生长，说明a菌落是赖氨酸缺陷型菌落，故经过原位影印及培养后，可从③中挑取a菌落进行纯化培养，可获得所需的突变株，C正确；
D、长期保存菌种时，可将其与甘油混匀后置于-70℃环境中，保藏时间一般为2～4年左右，D正确。
故选B。
10. 研究人员筛选出4种能降解木质素的假单胞杆菌，培养结果如图1所示；选出高效菌株进一步探究木质素降解率和木质素添加量之间的关系，结果如图2所示。下列叙述正确的是（ ）

A. 将一个未接种的平板与接种后的平板立即倒置，恒温培养
B. 假单胞杆菌能吸收秸秆中的木质素，作为直接能源物质
C. 可选择图1中的c菌落进一步探究其降解木质素的能力
D. 木质素浓度过高可能会抑制细菌生长，导致降解率下降
【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。
【详解】A、未接种的平板，其主要用于对照，检测培养基是否被污染，接种后的平板需要等菌液干燥再恒温培养，A错误；
B、假单胞杆菌可降解木质素，但木质素不是其直接能源物质，细胞生命活动的直接能源物质是ATP，B错误；
C、图1中b菌落的直径明显大于其他菌落，说明b菌株的生长速度快或代谢活性强等，在降解木质素方面可能更具优势，应选择b菌落进一步探究其降解木质素的能力，而不是c菌落，C错误；
D、从图2可以看出，随着木质素添加量的增加，木质素降解率先上升后下降。当木质素浓度过高时，可能会对细菌的生长环境产生不良影响，如渗透压改变、某些物质积累对细菌产生毒害等，从而抑制细菌生长，导致其降解木质素的能力下降，最终使得降解率降低，D正确。
故选D。
11. 下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是（ ）
A. 通过发酵工程可从微生物细胞中提取单细胞蛋白制成微生物饲料
B. 菌种选育是发酵工程的中心环节，优良菌种可从自然界筛选出来
C. 通过发酵工程生产的苏云金杆菌可制成微生物农药，防治多种农林虫害
D. 谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，应将pH控制在中性和弱酸性条件下
【答案】C
【分析】发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，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。
【详解】A、单细胞蛋白是指利用发酵工程生产的微生物菌体本身，而不是从微生物细胞中提取出来的，A错误；
B、发酵工程的中心环节是发酵过程，而不是菌种选育，B错误；
C、苏云金杆菌能产生伴孢晶体和毒素，对多种农林害虫有特异性的毒杀作用。通过发酵工程可以大量生产苏云金杆菌，将其制成微生物农药，用于防治多种农林虫害，这种生物防治方法具有环保等优点，C正确；
D、谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，当发酵液pH呈中性和弱碱性时，谷氨酸棒状杆菌会积累谷氨酸；而当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌会生成乙酰谷氨酰胺。所以应将pH控制在中性和弱碱性条件下，而不是中性和弱酸性条件，D错误。
故选C。
12. 关于基因工程的工具，下列叙述正确的是（ ）
A. 限制酶具有特异性，不同限制酶识别的核苷酸序列都不同
B. TaqDNA聚合酶的浓度过低会引起非特异性扩增产物量增加
C. E．cli DNA连接酶只能连DNA片段互补的黏性末端，而不能连平末端
D. 为使目的基因准确插入，可将天然质粒上重复的限制酶识别位点删除
【答案】D
【分析】一、基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E.cli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4 DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。（3）运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
二、作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因）；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、限制酶具有特异性，不同的限制酶识别的核苷酸序列和切割位点一般不同，但也存在识别序列相同的限制酶，如不同的限制酶可能都识别相同的回文序列，A错误；
B、Taq DNA聚合酶是PCR技术中常用的DNA聚合酶。在PCR反应中，引物的浓度过低会引起非特异性扩增产物量增加，而不是Taq DNA聚合酶的浓度过低。Taq DNA聚合酶浓度过低主要会影响扩增效率等，而不是导致非特异性扩增产物量增加，B错误；
C、E.cli DNA连接酶能连接DNA片段互补的黏性末端，也能连接平末端，只是对于平末端连接效率极低，C错误；
D、在质粒上引入含有多种限制酶切割位点的多克隆位点，以便外源基因的重组。一 般还要删除重复的限制酶切割位点，使环状的质粒经限制酶处理后只在一处断裂,从而保证外源基因的准确插入，D正确。
故选D。
13. 下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A. 构建表达载体时需要在目的基因前加上起始密码子
B. 农杆菌转化法可以将目的基因随机插入受体细胞的染色体DNA上
C. 标记基因中不能有限制酶的识别位点以防止其被破坏而失去作用
D. 导入人胰岛素基因的大肠杆菌可直接生产出有活性的人胰岛素
【答案】B
【分析】据题文和选项的描述可知：本题考查学生对基因工程的基本操作程序的相关知识的识记和理解能力。
【详解】构建基因表达载体时需要在目的基因前加上启动子，A错误；农杆菌的Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，依据农杆菌的这一特点，采用农杆菌转化法，将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上，可以将目的基因随机插入受体细胞的染色体DNA上，B正确；标记基因中可以有限制酶的识别位点，为了防止标记基因被破坏而失去作用，在构建基因表达载体时，使用的限制酶应该不具有识别标记基因中的限制酶的识别位点的能力，C错误；导入人胰岛素基因的大肠杆菌，因没有内质网和高尔基体，不能对胰岛素进行加工，所以不能直接生产出有活性的人胰岛素，D错误。
14. 利用蛋白质工程对干扰素进行改造，可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是（ ）
A. 蛋白质工程与中心法则的信息流动方向是一致的
B. 可用PCR技术检测改造后的干扰素基因是否转录出了相应的mRNA
C. 经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传
D. 蛋白质工程对干扰素的改造遇到的最大难题是按人类需求对高级结构进行设计
【答案】A
【分析】蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物，甚至可以是细胞系统。
【详解】A、蛋白质工程包含逆向设计（蛋白质→基因），与中心法则的方向不完全一致，A错误；
B、先以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成cDNA（互补DNA）。因为mRNA是以DNA为模板转录而来的，所以逆转录得到的cDNA与转录它的模板DNA序列互补，以逆转录得到的cDNA为模板，进行常规的PCR扩增。如果在PCR扩增产物中能检测到预期大小的目的条带，说明改造后的干扰素基因转录出了相应的mRNA，B正确；
C、经改造后的干扰素基因整合到工程菌的基因组中，随着工程菌的繁殖，基因会进行复制并传递给子代细胞，从而实现遗传，C正确；
D蛋白质的高级结构非常复杂，受到多种因素的影响，目前人类对蛋白质高级结构的了解还很有限，很难按人类需求对高级结构进行设计，这是蛋白质工程对干扰素改造遇到的最大难题，D正确。
故选A。
二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。
15. 果园内大量废弃枝条和落叶乱堆占用土地，焚烧后又污染环境。为解决此问题，政府建设了“生态桥”工程，将废弃物加工成有机肥后施加到果园土壤中，减轻污染的同时也提高了水果的产量。下列叙述错误的有（ ）
A. 果园属于人工生态系统，稳定性通常高于当地自然生态系统
B. 果园中“生态桥”工程的实施，促进了果园生态系统的物质循环
C. 果园中“生态桥”工程的实施，使果园生态系统的营养结构更复杂
D. 流入果园中的总能量是果树光合作用固定的能量和有机肥中的化学能
【答案】ACD
【分析】生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理，在生态系统中，能量流动和物质循环主要是通过食物链完成的能量转换，也是一条物质传递链，从经济上看，还是一条价值增殖量，因此，遵循这一原理就可以使生态系统中的物质和能量被分层多级利用，提高能量的转化效率，减少环境污染。
【详解】A、果园属于人工生态系统，稳定性的维持通常靠人的作用，物种比较单一，其稳定性不会高于当地自然生态系统，A错误；
B、“生态桥”工程的实施，促进了果园生态系统的物质循环，实现了物质的循环利用，B正确；
C、将有机肥施加到果园中，有机肥能够作为微生物的营养，故有机肥的施入会改变土壤微生物的组成和密度，而生态系统中的营养结构指的是食物链和食物网，食物链和食物网是由生产者和消费者构成的，因此该措施并未使生态系统的营养结构变得复杂，C错误；
D、流入果园中的总能量主要是果树光合作用固定的能量，而有机肥中的化学能是生产者已经固定的能量，D错误。
故选ACD。
16. 某矿区废弃地的生态恢复工程的流程如图所示。下列叙述正确的有（ ）
A. 该工程的关键是植被恢复及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建
B. 可根据当地水分状况和土壤条件，进行植树种草，大量引入外来物种
C. 建立饲养场等综合开发治理可能会带来良好的生态、社会、经济效益
D. 养殖场的家畜粪肥经微生物分解后可为当地植被提供物质和能量
【答案】AC
【分析】矿区废弃地的生态恢复工程：（1）问题：矿区土体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。（2）对策：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等，关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建。
【详解】A、矿区废弃地的土壤和植被遭到严重破坏，因此图示工程的关键是植被恢复以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建，A正确；
B、大量引入外来物种可能导致外来物种入侵，使当地生物多样性减少，B错误；
C、种植的牧草可为动物提供食物，动物的粪便可有利于土壤的形成，可为植物提供肥料，利于当地植被的生长，养殖的动物还可以增加农民的收入，因此建立饲养场等综合开发治理可能会带来良好的生态、社会、经济效益，C正确；
D、养殖场的家畜粪肥经微生物分解后可为当地植被提供物质但是不能提供能量，D错误。
故选AC。
17. 某兴趣小组进行实验探究新鲜牛奶的合适消毒温度。下列相关实验操作合理的有（ ）
A. 将配置好牛肉膏蛋白胨培养基置于121℃、100kPa条件下处理15～30min
B. 等量新鲜牛奶分别置于50℃、60℃、70℃、80℃恒温水浴锅中处理30min
C. 将处理后的牛奶进行梯度稀释后，接种于平板上置于37℃下培养24h
D. 统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度即为最适消毒温度
【答案】AC
【分析】一、高压蒸汽灭菌的原理：在密闭的蒸锅内，其中的蒸汽不能外溢，压力不断上升，使水的沸点不断提高，从而锅内温度也随之增加。在100kPa的压力下，锅内温度达121℃。在此蒸汽温度下，可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。
二、巴氏消毒指的是70-75℃煮30min或80℃煮15分钟；巴氏消毒既能杀死生牛（羊）乳中的微生物，还不会破坏牛（羊）乳中的营养成分。
【详解】A、配制牛肉膏蛋白胨培养基需要采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，即在121℃、100kPa条件下处理15～30min，A正确；
B、巴氏消毒指的是70-75℃煮30min或80℃煮15分钟，新鲜的牛奶应该采用巴氏消毒法进行消毒，将等量的新鲜牛奶分别置于50℃、60℃、70℃、80℃、90℃恒温水浴锅中处理30min，可对新鲜牛奶合适的消毒温度进行探究，B错误；
C、对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用涂布法接种平板并在37℃下培养24h，C正确；
D、由于温度过高会影响蛋白质的结构，进而破坏牛奶中的营养成分，所以菌落数最少的组对应的温度不一定是最适的消毒温度，D错误。
故选AC。
18. 某兴趣小组为探究当地农田土壤中分解尿素细菌的数量，进行了相关实验。下列叙述正确的有（ ）

A. 能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物都能合成脲酶
B. 土壤样液先在锥形瓶内进行富集培养，再等比稀释后涂布计数
C. 甲组中a培养基上的菌落连成一片，可能是涂布不均匀造成的
D. 应以乙组计数，5g土壤中含分解尿素菌的估算数目是2.8×108个
【答案】CD
【分析】本实验是探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量，因此图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基，但在此培养基中能生长的微生物不一定都能合成脲酶，固氮菌也能在该培养基上生存
【详解】A、本实验是探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量，因此图中接种的培养基是以尿素为唯一氮源的固体培养基，但在此培养基中能生长的微生物不一定都能合成脲酶，固氮菌也能在该培养基上生存，A错误；
B、土壤样液先溶解在锥形瓶中，未进行富集培养，B错误；
C、甲组中a培养基上的菌落连成一片，可能是涂布不均匀造成的，菌液未分散开，C正确；
D、为了保证结果准确，一般选择菌落数在30 - 300的平板进行计数，乙组中三个平板的菌落数分别为275、285、280，均在30 - 300之间，应以乙组计数。 计算5g土壤中含分解尿素菌的估算数目时，应根据公式：每克样品中的菌株数 = （C÷V）×M（其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积，M代表稀释倍数）。5g该土壤含分解尿素的细菌数是（275+285+280）÷3÷0.1×105=2.8×108，D正确。
故选CD。
三、非选择题：共5题，共60分。除特殊说明外，每空1分。
19. 滨海湿地是具有丰富自然资源的生态系统，其退化和丧失是一场全球性的生态危机。科研人员通过分析退化原因，对某地受损湿地开展生态整治修复工程，恢复并构建了生态湿地。请回答下列问题：
（1）水生植物是湿地生态系统的基础，不仅能为水生动物和微生物提供___________，还可利用根系主要通过___________方式吸收水体中的N、P，并同化为___________（至少写出2种物质）等有机物。
（2）选择净化能力强的本地水生植物构建修复水体的植物群落，一方面可防止___________，保证当地生态系统的安全；另一方面可提高生物多样性的程度，进而提高了该湿地生态系统的稳定性。上述遵循了生态工程的___________原理。
（3）该湿地修复的首要任务是满足湿地清洁水质的需求，研究者构建了复合生态净化技术体系，其中清水涵养塘通过自然能造流系统，将底部水体提升到表层，使水体较为强烈的垂直混合，这样有利于增加塘内___________；清水涵养塘能涵养清洁水源和调蓄水源，体现了生物多样性的___________价值。
（4）鸟类多样性能作为评估湿地生态系统健康状况的指标，为评估该湿地的修复成效，科研人员开展鸟类调查和研究，由图1可知该湿地鸟类以___________为主，秋冬季湿地鸟类物种数处于相对较高水平，主要原因是___________。
（5）增加碳存储和减少碳释放是实现碳中和的重要举措，滨海湿地生态系统相比陆地生态系统，具备更强的固碳能力，其原因之一是湿地周期性淹水条件使土壤微生物长期处于___________条件，导致土壤有机质解速率___________。
（6）湿地也会排放CH4等温室气体。为比较恢复湿地与自然湿地对CO2、CH4等温室气体的减排能力，科研人员进行了相关实验，据图2结果概括本实验的结论：___________。
【答案】（1）①. 栖息和隐蔽场所 ②. 主动运输 ③. DNA、RNA、磷脂
（2）①. （防止）外来物种入侵 ②. 协调和自生
（3）①. 溶氧量 ②. 间接
（4）①. 留鸟 ②. 适宜的生态环境吸引了大量冬候鸟在秋冬季节迁入越冬
（5）①. 无氧（或缺氧） ②. 降低
（6）与自然湿地相比，通过生态修复的恢复湿地能够吸收更多的CO2、排放更少的CH4,具有更强的温室气体减排能力
【分析】一、群落的空间结构包括：（1） 垂直结构：植物群落的垂直结构表现垂直方向上的分层性。垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力；（2） 水平结构：水平方向上由于光线明暗、地形起伏、湿度的高低等因素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群；
二、生物多样性的价值：（1） 直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，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；（2） 间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）；（3） 潜在价值：目前人类不清楚的价值。
【小问1详解】水生植物能进行光合作用合成有机物，所以能为水生动物和微生物提供食物和栖息空间，水生植物根系吸收水体中的N、P等无机盐离子主要通过主动运输方式，因为主动运输可以逆浓度梯度运输离子，植物吸收的N、P等元素会参与自身的物质合成，同化为DNA、RNA、磷脂等有机物。
【小问2详解】选择净化能力强的本地水生植物构建修复水体的植物群落，一方面可防止外来物种入侵，因为外来物种可能会因缺乏天敌等因素大量繁殖，破坏当地生态系统的平衡，保证当地生态系统的安全；另一方面可提高生物多样性的程度，进而提高了该湿地生态系统的稳定性。这遵循了生态工程的协调与自生原理。
【小问3详解】清水涵养塘通过自然能造流系统，将底部水体提升到表层，使水体较为强烈的垂直混合，这样有利于增加塘内溶解氧，因为水体混合能使表层和底层水体交换，增加底层的氧气含量，清水涵养塘能涵养清洁水源和调蓄水源，这体现了生物多样性的间接价值，间接价值主要是指对生态系统起到重要调节功能的价值。
【小问4详解】由图可以看出，不论哪个季节，留鸟的物种数最多，可知该湿地鸟类以留鸟为主，秋冬季湿地鸟类物种数处于相对较高水平，主要原因是秋冬季陆地食物减少，而湿地有丰富的水生生物等食物资源，同时湿地为鸟类提供了适宜的生态环境。
【小问5详解】湿地周期性淹水条件使土壤处于无氧（或缺氧）条件，因为水多会占据土壤孔隙，导致氧气含量降低。 在缺氧条件下，土壤有机质分解速率降低，因为大多数参与有机质分解的微生物是好氧微生物，缺氧会影响它们的生命活动。
【小问6详解】从图2可以看出，与自然湿地相比，通过生态修复的恢复湿地能够吸收更多的CO2、排放更少的CH4,具有更强的温室气体减排能力。
20. 我国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖）为原料，发酵生产一种新型可降解材料PHA（功能与塑料相似），期望提高甘蔗的整体利用价值。请回答下列问题：
（1）为得到对蔗糖的耐受能力强和利用效率高的菌株H，可在液体培养基中将蔗糖作为___________，并不断提高其浓度，经多次传代培养获得目标菌株。培养过程中定期取样并用___________的方法对活菌进行接种并计数，评估菌株增殖状况。
（2）发酵工程中获得纯净发酵产物的关键是防止杂菌污染，常采用___________对培养液进行灭菌。菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，能在未灭菌的开放式发酵系统（如图1）中正常持续发酵60d以上。该系统可不灭菌的原因有___________。
（3）在适宜温度、pH等条件下进行扩大培养时，发现菌株H细胞增殖及PHA产量均未达到预期，且产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中___________可能是高密度培养的限制因素。为解决该问题，研究人员尝试将透明颤菌血红蛋白基因（vgb）转入嗜盐单胞菌。
①图2是人工合成的vgb基因，Pvgb是vgb的启动子，能被___________识别以驱动基因转录，转录的模板链的5＇端位于___________（填“M”或“N”）端。
②构建基因表达载体时，用DNA连接酶可作用于图3中的___________（填“A”或“B”或“A和B”）。
（4）甘蔗榨糖后的甘蔗渣含有大量纤维素。为高效降解甘蔗渣废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行甘蔗渣降解实验，结果如下表。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株___________，理由是___________。
【答案】（1）①. （唯一）碳源 ②. 稀释涂布平板
（2）①. 湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）法 ②. 盐浓度为 60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制
（3）①. 溶氧量 ②. RNA 聚合酶 ③. N ④. B
（4）①. 丙 ②. 接种丙菌种的纤维素降解率最高
【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】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，为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为唯一碳源，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株；培养过程中定期取样并对活菌进行接种并计数，常用稀释涂布平板法。
【小问2详解】发酵工程中获得纯净发酵产物的关键是防止杂菌污染，常采用高压蒸汽灭菌法对培养液进行灭菌。这种方法可以在高温高压下彻底杀灭培养液中的各种微生物，包括芽孢和孢子；由题干信息可知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60d以上，而盐浓度为60g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡，且pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。
【小问3详解】研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，这说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生了乙醇，据此推测溶氧量是限制高密度培养的重要因素。
启动子Pvgb能被RNA聚合酶识别以驱动基因转录，在DNA分子中，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，根据碱基互补配对原则，新合成的RNA链与模板链反向平行，所以转录的模板链的5＇端位于N端。
3'端为-OH端，5'端为磷酸基团端，因此DNA连接酶作用的底物为图3中的B。
【小问4详解】分析图表可知：在相同条件下，丙菌株纤维素降解率最高，秸秆失重最多，说明其被分解的最多，即丙菌株纤维素分解菌纤维素酶的活力最高。
21. 草莓果实采后难以保鲜是生产实践的难题。乙烯在调控果实成熟基因的协同表达中起着非常重要的作用。研究人员通过反义RNA技术抑制乙烯受体基因Ersl的表达，达到延长储藏期的效果。CTAB法提取草莓叶片DNA的部分实验步骤如图1。请回答下列问题：

（1）CTAB提取液中含有CTAB、EDTA、NaCl等物质，CTAB能破坏膜结构，使蛋白质变性，使核酸分离出来；EDTA是一种DNA酶抑制剂，加入其的目的是___________。氯仿、异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿、异戊醇，而蛋白质等杂质可溶，实验中加入氯仿、异戊醇离心后，应取①是___________（填“上清液”或“中层溶液”或“沉淀”），该步骤重复1—2次，继续进行下面两个步骤就可得到DNA粗制品。
（2）通过上述方法获得DNA后，DNA经进一步提纯后，通过PCR技术扩增Ersl。在PCR体系中，加入的dNTP可提供___________，耐高温的DNA聚合酶需要___________激活，添加引物的序列不能过短，否则会导致其特异性___________（填“降低”或“升高”）。
（3）为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ersl时，需在引物的___________端添加限制酶Xh I的识别序列。经Xh I酶切后的载体和Ersl进行连接（如图2），连接产物经筛选得到的载体主要有___________三种类型。为鉴定这些连接方式，选择Hpa I酶和BamH I酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析。若电泳结果出现长度为___________的片段，该重组质粒即为所需的基因表达载体。

（4）将筛选得到的重组质粒与用___________处理后的农杆菌混合，使重组质粒进入农杆菌。用阳性农杆菌感染植物细胞，在含___________的培养基中培养，筛选所需的植物细胞经过一系列处理，最终得到的转基因植株的乙烯受体的合成受阻，其原因___________。
【答案】（1）①. 减少 DNA 水解（，提高 DNA 的完整性和总量） ②. 上清液
（2）①. 原料和能量 ②. Mg2+ ③. 降低
（3）①. 5， ②. 载体自连、Ers1与载体正向连接、Ers1与载体反向连接 ③. 6400 bp 和 300 bp
（4）①. Ca2+（CaCl2） ②. 潮霉素 ③. 反义 Ers1 的转录产物通过与草莓体内 Ers1的转录产物碱基互补配对结合，使翻译过程受阻
【分析】引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸
【小问1详解】EDTA是一种DNA酶抑制剂，加入其目的是​​抑制DNA酶的活性，减少 DNA 水解（提高 DNA 的完整性和总量）。氯仿、异戊醇密度均大于水且不溶于水，DNA不溶于氯仿、异戊醇，而蛋白质等杂质可溶，实验中加入氯仿、异戊醇离心后，蛋白质等杂质溶解在下层，DNA存在于上清液。
【小问2详解】在PCR体系中，加入的dNTP可提供​​合成DNA的原料和能量​​。 耐高温的DNA聚合酶需要​​Mg²⁺​​激活。 添加引物的序列不能过短，否则会导致其特异性​​降低​​。
【小问3详解】为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ersl时，需在引物的​​5'​​端添加限制酶Xh I的识别序列。 经Xh I酶切后的载体和Ersl进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有载体自连、Ers1与载体正向连接、Ers1与载体反向连接三种类型。由图根据Ersl的转录方向，可知，Ersl模板链的5，端，连接在Xh I的位置，所以选择Hpa I酶和BamH I酶对筛选的载体进行双酶切，会产生6400 bp 和 300 bp两个片段，则该重组质粒即为所需的基因表达载体。
【小问4详解】农杆菌是原核生物，需要Ca2+（CaCl2）处理，使其处于易于吸收外源DNA的状态，完成将基因表达载体导入受体细胞的过程。其中基因表达载体上含有潮霉素抗性基因，属于标记基因，故可在含潮霉素的培养基上培养、筛选农杆菌，筛选所需的植物细胞经过一系列处理，最终得到的转基因植株，反义 Ers1 的转录产物通过与草莓体内 Ers1的转录产物碱基互补配对结合，使翻译过程受阻，使得到的植株的乙烯受体的合成受阻。
22. β-镰状细胞贫血症是由于β-珠蛋白基因突变导致的遗传性溶血性疾病，可通过造血干细胞移植根治，但受匹配供体来源限制，受益患者不到10%。科研人员尝试利用CRISPR-Cas9基因编辑技术（原理如图1）治疗β-镰状细胞贫血症。请回答下列问题：
（1）血红蛋白由两条α肽链和两条β或γ链组成，β-镰状细胞贫血症致病基因携带者体内的一个血红蛋白分子中异常β链可能有___________条。
（2）CRISPR-Cas9系统能通过sgRNA的特征序列与靶DNA发生___________，准确引导Cas9蛋白切割靶DNA特定位置的___________（填化学键名称），从而达到定向剪切的目的。DNA被剪切后，细胞会通过特定方式完成DNA的修复。
（3）图2是治疗β-镰状细胞贫血症的sgRNA构建过程示意图。
①过程甲对特征序列和重复序列扩增需在不同的PCR体系中进行，原因是___________。最早在经历___________个循环后出现产物A。
②过程乙可分两个环节，第一个环节，过程甲的产物A、B在高温下解旋形成单链，复性后延伸，得到重组DNA片段，该环节___________（填“需要”或“不需要”）引物，原因是___________。第二个环节是对重组DNA片段的扩增，该环节中起作用的引物是___________。
③将基因编辑系统导入___________（填受体细胞名称）中，转基因细胞可通过___________形成正常的红细胞，从而有望解决供体缺乏和免疫排斥的问题。
（4）研究发现，BCL11A蛋白能与γ-珠蛋白基因的调控序列（HBG）结合，调节该基因的表达。胎儿出生前半年，BCL11A表达量逐步提高，据图3推测BCL11A对γ-珠蛋白合成起___________（填“促进”或“抑制”）作用。进一步研究发现，BCL11A基因还与淋巴细胞的生成有关，其表达受BCL11A增强子调节，据上述信息，为达到较好的治疗目的，可采用的方案有___________。
a．利用基因编辑系统导入正常的外源β-珠蛋白基因，修复细胞内的β-珠蛋白基因
b．设计针对BCL11A基因的sgRNA构建CRISPR-Cas9系统，敲除BCL11A基因
c．设计针对HBG的sgRNA构建CRISPR-Cas9系统，使BCL11A蛋白无法与之结合
d．设计针对BCL11A增强子的sgRNA构建基因编辑系统，敲除BCL11A增强子
【答案】（1）0或1或2
（2）①. 碱基互补配对 ②. 磷酸二酯键
（3）①. R1和F2部分互补，会影响PCR效果 ②. 3 ③. 不需要 ④. 此时两条DNA的同源部分即可作为其延伸的引物 ⑤. F1和R2 ⑥. 取自病人自身的骨髓造血干细胞 ⑦. （增殖）分化
（4）①. 抑制 ②. acd
【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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。（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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】β-镰状细胞贫血症致病基因携带者体内有正常的血红蛋白和异常的血红蛋白，正常血红蛋白含0条异常的β链，由于血红蛋白由两条α肽链和两条β或γ链组成，异常血红蛋白分子中异常β链可能有1或2，因此β-镰状细胞贫血症致病基因携带者体内的一个血红蛋白分子中异常β链可能有0或1或2。
【小问2详解】结合图1分析，sgRNA能根据碱基互补配对原则，特异性的与靶DNA结合，准确引导Cas9蛋白切割靶DNA特定位置的磷酸二酯键，从而达到定向剪切的目的。
【小问3详解】①PCR扩增需要引物，R1和F2部分互补，会影响PCR效果，所以过程甲对特征序列和重复序列扩增需在不同的PCR体系中进行，PCR技术的原理是DNA双链复制，要得到产物A，需要经过下图的复制
通过图中信息可知，第1次复制得到:①和②各1个;第2次复制得到4个DNA:①复制得和③、②复制得②和④;第3次复制得到8个DNA:①复制得①和③、③复制得③和⑤、②复制得②和④、④复制得④和⑤;从上面的分析可知，经3轮循环产物后，才会出现第⑤种DNA分子即产物A，所以最早在经历3个循环后出现产物A。
②第一个环节不需要引物，原因是该环节两条DNA的同源部分即可作为其延伸的引物，在这个过程中，单链DNA可以通过自身的碱基互补配对进行延伸。 第二个环节是对重组DNA片段的扩增，由图可知，要得到完整的crRNA，需要引物F1和R2，因为PCR扩增需要引物与模板链结合，引导DNA聚合酶合成新的DNA链，在这个环节中，这两个引物分别与重组DNA片段的两端结合，引导DNA的合成。
③将基因编辑系统导入造血干细胞中，因为造血干细胞具有分化成各种血细胞的能力，转基因细胞可通过细胞（增殖）分化形成正常的红细胞，从而有望解决供体缺乏和免疫排斥的问题。
【小问4详解】已知胎儿出生前半年，BCL11A表达量逐步提高，从图中可以看出，在胎儿出生前半年，随着BCL11A表达量的提高，胎儿血红蛋白（HbF，由α2γ2组成，含有γ - 珠蛋白）的合成百分比逐渐下降，而成人血红蛋白（HbA，由α2β2组成，含有β - 珠蛋白）的合成百分比逐渐上升。由此可推测BCL11A对γ - 珠蛋白合成起​​抑制​​作用。
​​a、利用基因编辑系统导入正常的外源β - 珠蛋白基因，修复细胞内的β - 珠蛋白基因。该方案主要是针对β - 珠蛋白基因本身进行修复，使BCL11A基因表达量增加，a正确。
​​b、设计针对BCL11A基因的sgRNA构建CRISPR - Cas9系统，敲除BCL11A基因。由于BCL11A蛋白能与γ - 珠蛋白基因的调控序列（HBG）结合抑制γ - 珠蛋白合成，且BCL11A基因还与淋巴细胞的生成有关，敲除BCL11A基因虽然可以解除对γ - 珠蛋白合成的抑制，但也会影响淋巴细胞的生成，可能会引发其他严重的免疫问题，所以该方案不太可行，​​b错误​​。
​​c、设计针对HBG的sgRNA构建CRISPR - Cas9系统，使BCL11A蛋白无法与之结合。因为BCL11A蛋白通过与γ - 珠蛋白基因的调控序列（HBG）结合来抑制γ - 珠蛋白合成，使BCL11A蛋白无法与HBG结合，就可以解除对γ - 珠蛋白合成的抑制，同时又不会影响BCL11A基因对淋巴细胞生成的正常调控，该方案可行，​​c正确​​。
​​d、设计针对BCL11A增强子的sgRNA构建基因编辑系统，敲除BCL11A增强子。BCL11A增强子调节BCL11A基因的表达，敲除BCL11A增强子可以降低BCL11A基因的表达量，进而减少BCL11A蛋白的合成，解除其对γ - 珠蛋白合成的抑制，且不会影响淋巴细胞生成相关的正常功能，该方案可行，​​d正确​​。
故选acd。
23. t-PA是人血液中天然纤溶系统激活剂，临床上常作为治疗急性心梗等血栓性疾病的特效药，但治疗中大剂量注射的天然t-PA会诱发颅内出血。为降低出血性副作用，研究人员用PCR技术将t-PA第84位的氨基酸由天然的半胱氨酸改为丝氨酸，其过程如图1.请回答下列问题：
图1
（1）天然t-PA第84位的半胱氨酸相对应的基因模板链（图1中①链）上的碱基序列是ACA，丝氨酸的密码子是UCU。在获取t-PA突变改良基因过程中需要以下几种引物：
A．引物Ⅰ：5＇-CGCGAAA？AGACGGTTCA-3＇
B．引物Ⅱ：5＇-ACCCGGGCGAACATCGTA-3＇
C．引物Ⅲ：5＇-GTAGATCTGGCCTCGAGTA-3＇
D．大引物的③链
E．大引物的④链
引物Ⅰ中下划线上？代表的碱基是___________，第一次PCR操作中使用的引物___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”）可获得大引物。第二次PCR操作中使用的引物是___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”）。
（2）据图1，为使t-PA改良基因与质粒pCLY11高效连接，需用限制酶___________处理目的基因和质粒。
（3）将重组质粒导入大肠杆菌并涂布在含有___________的固体培养基上，对培养得到的菌落进行筛选，挑取___________色的菌落大量培养后提取大肠杆菌的DNA进行PCR扩增，结果如图2：
①PCR产物琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因含___________而带负电荷，加样孔端应靠近电泳槽的___________（填“正极”或“负极”），即图3中的___________（填“甲”或“乙”）端。
②改良的t-PA基因约有1600个碱基。由图2可知，泳道1中的条带是长度约为1600个碱基的PCR产物，该PCR产物___________（填“是”或“不是”或“不一定是”）改良的t-PA基因，理由是___________，因此还需测序验证。
【答案】（1）①. G ②. AC ③. BE
（2）BglⅡ和XmaI
（3）①. 新霉素 ②. 白 ③. 磷酸基团 ④. 负极 ⑤. 甲 ⑥. 不一定是 ⑦. 电泳仅能分析待测 DNA 分子的大小，无法测序
【分析】蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。蛋白质工程的一般过程是：根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构→设计对应的氨基酸序列→合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列→利用基因工程技术合成新的蛋白质，蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。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】已知天然t - PA第84位的半胱氨酸相对应的基因模板链（图1中①链）上的碱基序列是ACA，根据碱基互补配对原则，转录形成的mRNA上的密码子为UGU，要将其突变为丝氨酸的密码子UCU，即模板链上的碱基应变更为ACA中的第二个碱基A变为C，所以引物Ⅰ中下划线上“？”代表的碱基是​​G​​，由图可知，突变上游引物（引物Ⅰ）是为引入突变碱基；
由图可知，突变上游引物（引物Ⅰ）是为引入突变碱基，已知图中t-PA基因的上链作为转录模板链，意味着目的基因片段的右侧要靠近启动子序列（图中质粒没有标明，我们只能把图中黑色小箭头当成是启动子），第一次PCR右侧引物应该添加Xmal限制酶识别序列，选择引物Ⅱ，后来成为大引物④，也就是第二次PCR右侧的引物。目的基因片段的左侧要靠近终止子序列，第二次PCR左侧的引物添加BglⅡ限制酶识别序列（引物Ⅲ）。只有这样才能确保转录的时候是以t-PA基因的上链作为转录模板链。故第一次PCR操作中使用的引物是AC，第二次PCR操作中使用的引物是BE。
【小问2详解】根据图中目的基因两端的黏性末端以及各种限制酶的切割位点可知，在构建重组质粒时，选用限制酶XmaI和BgIⅡ切割质粒， 才能与目的基因t-PA改良基因高效连接。
【小问3详解】由图1可知，质粒pCLY11上含有mlacZ基因，其表达产物会使细胞呈蓝色，否则细胞呈白色。将重组质粒导入大肠杆菌并涂布在含有​​新霉素​​的固体培养基上（因为重组质粒含有新霉素抗性基因ne⁺，能在含新霉素的培养基上生长），对培养得到的菌落进行筛选，挑取​​白​​色的菌落大量培养后提取大肠杆菌的DNA进行PCR扩增；
①扩增的DNA片段进行琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因为含磷酸基团而带负电，凝胶加样孔应靠近电泳槽负极接口，在凝胶电泳时DNA分子会由负极向正极移动。即图3中的​​甲​​端；
②改良的t - PA基因约有1600个碱基。由图2可知，泳道1中的条带是长度约为1600个碱基的PCR产物，该PCR产物​​不一定是​​改良的t - PA基因，理由是​​PCR扩增出的片段长度符合要求，但不能确定其碱基序列是否正确​​，即电泳仅能分析待测 DNA 分子的大小，无法测序，因此还需测序验证。
菌株
甘蔗渣总重（g）
甘蔗渣残重（g）
甘蔗渣失重（%）
纤维素降解率（%）
甲
2.00
1.51
24.50
16.14
乙
2.00
1.53
23.50
14.92
丙
2.00
1.42
29.00
23.32