福建省福宁古五校教学联合体2024-2025学年高二下学期期中质量监测生物试卷（解析版）

这是一份福建省福宁古五校教学联合体2024-2025学年高二下学期期中质量监测生物试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了单选题，生物多样性的价值等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟 满分：100分）
一、单选题（1-10题，每题2分，11-15题，每题4分，共40分）
1. 地球是人类赖以生存的唯一家园。人类的活动很大程度上改变了地球的环境，下列关于人与环境的叙述中，错误的是（ ）
A. 生态承载力代表了地球提供资源的能力，随着农业发展，地球生态承载力有所提升
B. 人类活动使某些物种的栖息地丧失和碎片化，是生物多样性丧失的原因之一
C. 为保护生物多样性，对于珍稀濒危的物种，应该禁止一切形式的猎采和买卖
D. 在生态工程建设中，需有效选择生物组分并合理布设，使它们形成互利共生的关系
【答案】D
【分析】一、生物的多样性：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
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。
【详解】A、生态承载力不仅代表地球提供资源的能力，还包含地球容纳污染物等多种能力。随着农业的发展，例如先进种植技术的应用、优良品种的培育等，能产出更多农产品，一定程度上提升了地球所能承载的人类及其他生物数量等，即地球生态承载力有所提升，A正确；
B、人类的一些活动，如城市建设、大规模的垦荒等，使得许多物种原本连续的栖息地丧失或变得碎片化，导致物种生存空间受限、种群交流困难等，这是生物多样性丧失的重要原因之一，，B正确；
C、对于珍稀濒危物种，为了保护其种群数量以及维持生物多样性，禁止一切形式的猎采和买卖是重要且必要的保护手段，能有效减少对其生存的威胁，C正确；
D、在生态工程建设中，依据生态系统中生物之间的相互关系，有效选择生物组分并合理布设，让它们形成互利共存关系，能提高生态系统的稳定性和功能，D错误。
故选D。
2. 有机物Y（不含氮元素）是一种水体污染物。X菌是一种能够降解Y的异养厌氧型微生物。科研人员从污水中筛选出了X菌，主要步骤如图所示，设置甲培养基的目的是获得更多的X菌。下列说法正确的是（ ）
A. 通常采用干热灭菌的方法对培养皿和培养基进行灭菌
B. 培养基以有机物Y为唯一碳源，是一种鉴别培养基
C. 摇瓶M中振荡培养的目的是使X菌与氧气充分接触
D. 图中稀释涂布平板法也可改为平板划线法
【答案】D
【分析】实验室常用的灭菌方法：（1）灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌，此外，在接种过程中，试管口或瓶口等容易被污染的部位，也可以通过火焰燃烧来灭菌。（2）干热灭菌：能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等，可以采用这种方法灭菌。（3）高压蒸汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100kPa，温度为121℃的条件下，维持15～30min。
【详解】A、干热灭菌主要适用于耐高温且需要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金属用具等。 对培养皿一般采用干热灭菌，但培养基中含有水分，若用干热灭菌会导致水分丧失、营养成分破坏等问题，培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌，A错误；
B、培养基以有机物Y为唯一碳源，其目的是筛选出能够利用Y的微生物，即X菌，这是一种选择培养基，而不是鉴别培养基，鉴别培养基是用于区分不同种类微生物的，B错误；
C、已知X菌是厌氧型微生物，在有氧条件下其生长会受到抑制，摇瓶M中振荡培养会使X菌与氧气充分接触，不利于厌氧型X菌的生长，C错误；
D、稀释涂布平板法和平板划线法都可以用于微生物的分离和纯化。 图中稀释涂布平板法的目的是将污水中的微生物进行分离，平板划线法同样可以将混杂的微生物进行分离，所以图中稀释涂布平板法也可改为平板划线法，D正确。
故选D。
3. 自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。已知步骤④获得的3个平板的菌落数分别为190、195、200，对照组平板的菌落数为0。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 为达到等比稀释的要求，图中称量的土壤质量应该是5g
B. 所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂
C. 步骤②振荡20min的目的是使微生物充分释放到无菌水中
D. 根据实验数据，1g土壤中平均自生固氮菌数约为1.95×107个
【答案】B
【分析】一、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。
二、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。
【详解】A、从图中可知，后续进行了一系列稀释操作，要达到等比稀释的要求，根据稀释倍数的计算，若称取5g土壤，加入45mL无菌水，此时稀释倍数为10倍，后续操作也符合等比稀释的逻辑，所以图中称量的土壤质量应该是5g，A正确；
B、自生固氮菌能独立进行固氮，在培养自生固氮菌时，培养基中不需要加入氮源，因为它可以利用空气中的氮气作为氮源，B错误；
C、步骤②振荡20min，通过振荡可以使土壤中的微生物充分与无菌水接触，从而使微生物充分释放到无菌水中，C正确；
D、先计算三个平板菌落数的平均值：（190+195+200）÷3=195（个）。从图中可知，最终接种到平板上的菌液体积是0.1mL，且经过了一系列稀释，稀释倍数为104倍。那么1g土壤中平均自生固氮菌数为：195÷0.1×104=1.95×107（个），D正确。
故选B。
4. 除微生物培养外，许多生物技术也需要无菌操作，下列需要进行无菌操作的是（ ）
①将两种植物细胞的原生质体融合②对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测③实验室进行DNA粗提取与鉴定④利用PCR技术进行DNA片段的扩增
A. ①②③B. ①②④C. ①③④D. ②③④
【答案】B
【分析】无菌技术包括消毒和灭菌，其中灭菌更彻底。
【详解】①植物原声质体融合需要避免杂菌污染，需要进行无菌操作，①正确；
②对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测过程中要避免杂菌污染，需要无菌操作，②正确；
③实验室进行DNA粗提取与鉴定实验无需考虑杂菌污染，不需要无菌操作，③错误；
④利用PCR技术进行DNA片段的扩增时，避免混入其他DNA模板，故需要在无菌条件下进行，④正确。
故选B。
5. 植物细胞中的叶绿体和细胞核是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙的实验流程如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 过程①可用纤维素酶和果胶酶处理
B. 过程②可以用聚乙二醇诱导品种甲和乙的原生质体融合
C. 过程③融合原生质体需经严格灭菌处理后才能进行植物组织培养
D. 通过④获得的抗病品种丁，染色体数目与乙相同
【答案】C
【分析】原生质体是去除细胞壁后各种结构的总称，包括细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等。在植物体细胞杂交过程中常采用人工诱导的方法促进原生质体的融合，诱导方法包括两大类：物理法和化学法。化学法一般常用聚乙二醇作为诱导剂。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，要获得原生质体，需去除细胞壁。 用纤维素酶和果胶酶处理可以去除细胞壁，获得原生质体，所以过程①可用纤维素酶和果胶酶处理，A正确；
B、诱导植物原生质体融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇等）。 过程②诱导品种甲和乙的原生质体融合，可以用聚乙二醇作为诱导剂，B正确；
C、植物组织培养过程中，融合原生质体不能进行严格灭菌处理。 因为灭菌会杀死细胞，导致细胞死亡无法进行组织培养，应进行消毒处理，C错误；
D、品种甲只是将叶绿体导入品种乙的细胞中，并没有改变品种乙的染色体数目，所以通过④获得的抗病品种丁，染色体数目与乙相同，D正确。
故选C。
6. 植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素实验流程见下图。下列描述正确的是（ ）

A. 实验流程中可用胰蛋白酶处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B. 胡萝卜根外植体进行适当的消毒处理后，再用蒸馏水清洗2～3次
C. 番茄红素是次生代谢物，一般在特定的组织或器官中产生
D. 细胞产物的工厂化生产，提高了单个细胞中次生代谢物的含量
【答案】C
【分析】植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
【详解】A、植物细胞之间的连接物质主要是纤维素和果胶等，制备植物悬浮细胞应用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织，而胰蛋白酶是用于处理动物组织分散动物细胞的，A错误；
B、胡萝卜根外植体进行适当的消毒处理后，要用无菌水清洗2 - 3次，而不是蒸馏水，以防止杂菌污染，B错误；
C、番茄红素是次生代谢物，次生代谢物一般在特定的组织或器官中，在一定的生长阶段产生，C正确；
D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，增加细胞数量，从而提高次生代谢物的总量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
故选C。
7. 科研人员将复苏128代含血清冻存的非洲绿猴肾（Ver）细胞传代至136代后，用无血清冻存液制备成无血清Ver细胞库，随后从中取出1mL细胞悬液补加9mL无血清培养基进行培养，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 上述无血清培养基属于合成培养基
B. 潜伏期的部分细胞贴壁后开始分裂
C. 更换培养基对衰退期细胞数量下降无影响
D. ②处细胞的生长速率较①处细胞慢
【答案】C
【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、将细胞所需的营养物质按照种类和所需量严格配制而成的培养基是合成培养基，由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时通常需要加入血清等一些天然成分，但是由于血清的批次差异使得合成培养基的成分存在不确定性，故使用无血清培养基可使成分相对明确消除上述不确定性，更能保证实验的连续性，A正确；
B、在潜伏期ver细胞刚进入新的培养瓶中，由于贴附因子的存在大部分细胞会贴附在瓶壁然后开始进行分裂，B正确；
C、更换培养基可清除有害的代谢物质进而延缓衰退期细胞数量下降的速率，C错误；
D、ver细胞在培养时会出现贴壁现象贴壁培养的细胞在增殖时会因密度过大、有害代谢物质积累和培养液中营养物质缺乏等因素，而分裂受阻细胞表面相互接触后会出现接触抑制现象而停止生长进入平台期，②处细胞即将进入平台期，说明其生长可能停止了，而①处正处于对数生长期的起始其生长和增殖速率均很快，D正确。
故选C。
8. 下列有关蛋白质工程的叙述中，正确的是（ ）
A. 蛋白质工程不需要对基因进行操作
B. 蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列
C. 天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同
D. 蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率
【答案】D
【分析】蛋白质工程的操作过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。
【详解】A、蛋白质工程的核心是通过基因改造来改变蛋白质的结构和功能，因此必须对基因进行操作，A错误；
B、蛋白质工程通常只针对关键氨基酸位点进行改造，而非全部氨基酸序列。盲目改造所有序列可能破坏蛋白质的整体结构，B错误；
C、天然蛋白质的合成是生物体按遗传信息自然表达的过程，而蛋白质工程是人为设计基因序列后再合成蛋白质，两者过程不同，C错误；
D、蛋白质工程可通过改变酶的活性或结构，改变酶的催化效率，D正确。
故选D。
9. 乳腺癌化疗的药物在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，为降低药物对患者的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体的基础上，构建抗体—药物偶联物（ADC），过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A. ADC起作用时会被肿瘤细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物
B. 对①过程形成的细胞进行克隆化培养和抗体检测，就可以获得能分泌所需抗体的细胞
C. 经步骤③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能准确识别抗原的细微差异并能大量制备
D. 图中ADC的a能特异性识别并杀死乳腺癌细胞
【答案】A
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，单克隆抗体是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的浆细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、抗体一药物偶联物（ADC）通常由负责选择性识别癌细胞表面抗原的抗体，负责杀死癌细胞的药物有效载荷，以及连接抗体和有效载荷的连接子三个部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物，A正确；
B、经过程①形成的融合细胞有同种核两两融合和不同核融合细胞，需要经过特定的选择性培养基筛选，B错误；
C、步骤③是抗体检测，得到的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生专一性抗体，C错误；
D、ADC中的a能抗体能特异性地作用于乳腺癌（靶）细胞，但不能将乳腺癌细胞杀死，D错误。
故选A。
10. 精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，用该方法制备转基因鼠的基本流程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. ①过程中精子获能的方法可以是将其培养在人工配制的获能液中进行
B. ②过程采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质并非都来自父母双方
C. ③过程形成的早期胚胎发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植
D. ④过程进行胚胎移植前需要对供体和受体进行超数排卵处理
【答案】D
【分析】分析题图：图示表示培育转基因鼠基本流程，其中①是筛选获得导入外源基因的精子的过程，②是体外受精过程，③是早期胚胎培养过程，④是胚胎移植过程。
【详解】A、精子获能后才能参与受精，①过程中精子获能的方法可以是将其培养在人工配制的获能液中进行，A正确；
B、②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自父母双方和外源基因，不都来自父母双方，B正确；
C、③是早期胚胎培养过程，需要将早期胚胎发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植，C正确；
D、④是胚胎移植过程，应选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，进行胚胎移植前需要对供体雌性个体进行超数排卵处理，对受体进行同期发情处理，D错误。
故选D。
11. 图1为某种质粒简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制酶EcRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 一个如图1所示的质粒分子经EcRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团
B. 在该基因工程中，若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcRⅠ
C. 将外源DNA和质粒用EcRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接形成重组质粒，该重组质粒含EcRI切割位点1个
D. 为了防止质粒及目的基因自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因
【答案】C
【分析】关于限制酶： （1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。 （2）特异性：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。 （3）结果：形成黏性末端或平末端。
【详解】A、图示质粒上只有一个EcRⅠ限制酶切割位点，因此图1所示的质粒分子经EcRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团，A正确；
B、目的基因两端都含有EcRI限制酶的切割位点，质粒上也含有EcRI限制酶的切割位点，因此在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcRⅠ，B正确；
C、若将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcRⅠ酶切后再用DNA连接酶连接，则形成的重组DNA中，目的基因两端应各含1个EcRⅠ酶切位点，即重组DNA中EcRⅠ酶切点有2个，C错误；
D、用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因，会产生不同的黏性末端。 不同的黏性末端可以防止质粒及目的基因自身环化，所以为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理，D正确。
故选C。
12. 我国科学家经过多年的反复试验，在世界上率先成功完成了非人灵长类动物克隆猴。研究人员将对卵母细胞进行去核操作的时间控制在10s之内，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞，并创新思路将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂（TSA）处理，具体培育流程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）

注：Kdm4d为组蛋白去甲基化酶、可以催化组蛋白脱去甲基化；TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂，可以干扰组蛋白脱去乙酰化。
A. 重构胚组蛋白的乙酰化水平高有利于提高胚胎发育率
B. 加快显微操作去核的速度有利于提高重构胚胎发育率
C. “对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除DNA—蛋白质复合物
D. 注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理，一般不会改变重构胚中基因的碱基序列
【答案】C
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传，除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
【详解】A、根据研究人员将组蛋白去甲基化酶（Kdm4d）的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂（TSA）处理的信息，可推测重构胚组蛋白的乙酰化水平高可以提高胚胎发育率，A正确；
B、加快显微操作去核的速度有利于使卵母细胞有较高的生物活性，因而可提高重构胚胎发育率，B正确；
C、去核是指去除纺锤体−染色体复合物，C错误；
D、注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理，主要是对组蛋白的甲基化和乙酰化状态进行调控，属于表观遗传修饰，一般不会改变重构胚中基因的碱基序列，D正确。
故选C。
13. 安莎霉素主要用于治疗结核分枝杆菌导致的肺部感染。该抗生素是一种产自深海的赖氨酸缺陷型（自身代谢不能产生赖氨酸，必需从环境中摄取）放线菌所产生的。为筛选出能产安莎霉素的菌种，科研工作者用紫外线对采自深海的放线菌进行诱变与选育，实验的部分流程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
注：原位影印可确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落。
A. A操作的目的是提高突变频率，增加突变株的数量
B. B过程中用涂布器蘸取少量菌液在培养基表面均匀涂布
C. 图中①②④为完全培养基，③为只缺乏赖氨酸的培养基
D. 经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取D进行纯化培养
【答案】B
【分析】影印培养法是指确保在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法。主要操作方法是：用灭菌的丝绒覆盖在一块与培养皿同样大小（或略小）的木制圆柱体上，轻轻地在母种培养皿的菌苔上印一下，把细菌菌落全部转移到丝绒面上，然后将这一丝绒面再印在另外的选择性培养基平板上，获得与原始平板完全相同的接种平板。待培养后，比对各培养皿在相同位置出现相同的菌落，从而筛选出适当的菌株。
【详解】A、紫外线属于物理诱变因素，用紫外线处理（A操作）可以提高基因突变频率，从而增加突变株的数量，A正确；
B、稀释涂布平板法接种时，用滴管或移液管取少量菌液滴到培养皿上，然后用经过灭菌的涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，B错误；
C、因为要筛选赖氨酸缺陷型（自身代谢不能产生赖氨酸，必需从环境中摄取）的能产安莎霉素的菌种，所以③为只缺乏赖氨酸的培养基，在这种培养基上只有赖氨酸缺陷型不能生长，而④为完全培养基，所有的菌都能生长，通过对比③④可以筛选出赖氨酸缺陷型，C正确；
D、经C过程原位影印及培养后，在③中不生长，在④中生长的D菌落就是赖氨酸缺陷型，可从④中挑取D进行纯化培养，D正确。
故选B。
14. 为探究香菇草、石菖蒲对富营养化池塘污水中总氮质量浓度的净化效果，某研究小组设计了如下4组实验：香菇草单独种植组（T1）、石菖蒲单独种植组（T2）香菇草和石菖蒲混合种植组（T3）、不栽植物的水样组（CK）。实验结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 选择水生植物治理污水而不选择陆生植物，遵循了生态工程的协调原理
B. CK组污水中总氮质量浓度降低，表明池塘生态系统具有自我净化能力
C. 实验结果表明：单独种植时，香菇草污水净化能力高于石菖蒲
D. 香菇草和石菖蒲混种组的生物多样性最高，对氮的净化能力最强
【答案】D
【分析】生物多样性的价值：直接价值是指对人类有食用、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，间接价值主要体现在调节生态系统功能方面，生物多样性还具有许多目前人们尚不清楚的潜在价值。
【详解】A、协调原理强调生物与环境、生物与生物的协调与适应。 水生植物生活在水中，与水环境更协调，能更好地发挥治理污水的作用，而陆植 物不适应水生环境，所以选择水生植物治理污水遵循了生态工程的协调原理，A正确；
B、CK组是不栽植植物的水样组，其污水中总氮质量浓度降低。 这说明在没有人工种植植物进行净化的情况下，池塘生态系统自身能够对污水中的总氮进行一定程度的处理，即表明池塘生态系统具有自我净化能力，B正确；
C、从图中可以看出，在香菇草单独种植组（T1）和石菖蒲单独种植组（T2）中，相同时间下，T1组总氮质量浓度下降得比T2组更多。 这意味着单独种植时，香菇草对污水的净化能力高于石菖蒲，C正确；
D、虽然香菇草和石菖蒲混种组（T3）对氮有一定的净化能力，但从图中可知，其总氮质量浓度下降情况并非是最好的。 香菇草单独种植组（T1）的总氮质量浓度下降幅度最大，说明香菇草单独种植时对氮的净化能力最强，而不是混种组，D错误。
故选D。
15. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”（实验1）和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”（实验2）的相关叙述中，错误的是（ ）
A. 实验1中，在洋葱研磨液的上清液加入等体积的冷酒精后，析出粗提取的DNA
B. 实验1中，将析出的丝状物加入二苯胺试剂后，沸水浴加热可出现蓝色
C. 实验2中，凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象有关
D. 实验2中，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来
【答案】B
【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精；鉴定DNA时，需要先将DNA溶解在NaCl溶液中，再与二苯胺溶液混合，并在水浴加热条件下呈现蓝色；耐高温的DNA聚合酶在延伸环节时进行子链的合成。
【详解】A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以初步分离蛋白质等杂质。 分析：在“DNA的粗提取与鉴定”实验1中，在洋葱研磨液的上清液加入等体积的冷酒精后，DNA会析出，从而实现粗提取，A正确；
B、实验1中，将析出的丝状物先溶解在2ml/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，沸水浴加热才会出现蓝色，而不是直接将丝状物加入二苯胺试剂，B错误；
C、凝胶中的DNA分子在电场的作用下会发生迁移，其迁移速率与DNA分子的大小和构象有关。一般来说，DNA分子越小、构象越紧凑，迁移速率越快，C正确；
D、凝胶中的DNA分子可以用荧光染料进行染色，这些被染色的DNA分子在波长为300nm的紫外灯下会发出荧光，从而被检测出来，D正确。
故选B。
二、非选择题（5题，共60分）
16. 为乡村振兴赋能，某农村依据生态工程建设原理，实施了以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。沼气是甲烷杆菌等微生物利用人畜粪便等物质，经过一系列复杂的厌氧发酵过程，产生的富含甲烷气体的燃料。该生态工程模式如下图所示。请结合所学知识，回答下列相关问题：
（1）该农业生态工程中，家禽、家畜产生的粪便和作物秸秆可以投入沼气池生产沼气，沼渣可以肥田，也可以用于蘑菇栽培，畜禽业的粪便可以养殖蚯蚓、土元，并有多种产品投入市场，提高了当地村民的收入，这些做法体现了生态工程的____________、____________原理。与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、____________、______的工程体系。
（2）实行该生态工程，可以______（填“加大”或“减小”）生态足迹，理由是：____________。
（3）沼气池中的微生物，能将有机物分解，促进物质循环；产生的沼气可以做为燃料供生产生活使用，分别体现了生物多样性的____________、______价值。
【答案】（1）①. 循环 ②. 整体 ③. 多效益 ④. 可持续
（2）①. 减小 ②. 粪便和秸秆投入沼气池等措施实现物质（多级）循环利用，减少资源占用（或使用沼气作为燃料，减少薪柴林所需面积；或实现废物再利用，减少吸纳废物的土地面积）
（3）①. 间接（价值） ②. 直接
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分又包括非生物的物质和能量，生产者、消费者和分解者，营养结构就是指食物链和食物网。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者主要指动物，分解者指营腐生生活的微生物和动物。
【小问1详解】生态工程的原理包括循环、自生、协调和整体原理等。在该农业生态工程中，家畜产生的粪便和作物秸秆投入沼气池产生沼气，沼气可利用，沼渣可养蚯蚓、种木耳等，体现了物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，即循环原理；同时该工程综合考虑了自然 - 经济 - 社会的整体效益，提高了当地村民的收入，体现了整体原理。 与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，这是生态工程的特点。
【小问2详解】实行生态工程，从生态足迹的角度看，应该减小生态足迹。因为家畜粪便和秸秆投入沼气池等措施实现了物质的循环利用，减少了资源的占用（比如使用沼气作为燃料，减少了砍柴所需面积；实现废物再利用，减少了堆放废物的土地面积等 ）。
【小问3详解】 生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。沼气池中的微生物将有机物分解，促进物质循环，这对生态系统的生态功能有重要作用，体现了生物多样性的间接价值；产生的沼气可以作为燃料供生活使用，这是对人类有实用意义的价值，体现了生物多样性的直接价值。
17. 在闽东地区，利用红釉（酒曲）酿酒，进而酿制籼醋，是传统的发酵技术。工厂化的啤酒生产，要依赖现代发酵工程。下图是传统制醋和啤酒工厂化生产的工艺流程图。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。请回答下列问题：
（1）制醋过程中，加入酒曲后要拌曲，即使用一定器具搅拌糯米饭和酒曲的混合物，其目的是___________________。
（2）加入醋醅后，经其中的醋酸菌的发酵，可产生醋酸，写出此时产生醋酸的主要化学反应方程式：__________________。
（3）啤酒生产过程中，菌种的选育非常关键。性状优良的菌种，除了可以从自然界中筛选出来，还可以通过____________获得。在扩大培养时，从培养基物理性质上通常采用______培养基。糖化后煮沸的作用是：___________________。
（4）发酵是啤酒生产的中心环节，该过程分为____________和____________两个阶段。前者主要进行酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成等；后者要在______的环境下储存一段时间，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
【答案】（1）通过搅拌，让酒曲中的微生物与糯米饭充分接触；可以增加混合物中的氧气，有利于酵母菌大量繁殖
（2）
（3）①. 基因工程育种、诱变育种 ②. 液体 ③. 终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌
（4）①. 主发酵 ②. 后发酵 ③. 低温、密闭
【分析】一、果酒制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～25℃。
二、果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。
【小问1详解】酒曲中含有发酵所使用的微生物，使用一定器具搅拌糯米饭和酒曲的混合物，通过搅拌，让酒曲中的微生物与糯米饭充分接触，也可以增加混合物中的氧气，有利于酵母菌大量繁殖。
【小问2详解】本实验是先产生酒精然后再生成醋酸，该过程产生醋酸的主要化学反应方程式： C2H5OH+O2CH3COOH（乙酸）+H2O+能量。
【小问3详解】性状优良的酵母菌菌种可以通过诱变育种（人工诱变使酵母菌发生基因突变，从而筛选出优良性状的菌种）或基因工程育种（按照人们的意愿，将特定基因导入酵母菌中，获得具有优良性状的菌种）获得。液体培养基具有进行通气培养、振荡培养的优点，在通气或在振荡的条件下，有利于营养物质的摄入以及增加供氧量，所以有利于细胞生长，提高微生物数量，故扩大培养的过程中应选用液体培养基。煮沸可以使酶失活，因此糖化后煮沸的作用是终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。
【小问4详解】啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中酵母菌的繁殖大部分糖的分解和代谢物的生成在主发酵完成。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。
18. 2024年4月，我国公布了一例自体再生胰岛移植以治愈糖尿病病例。科学家从该糖尿病患者体内提取外周血液中的单核细胞，通过转入特定基因编程为iPS细胞，并将其在体外诱导分化成胰岛组织，再将这些组织移植回患者体内，成功治愈该患者。其技术路径如图所示。回答下列问题：

（1）据图分析，利用外周血液中的单核细胞制备iPS细胞运用了____________技术。
（2）20世纪70年代就有科学家提出用胰岛组织移植技术治疗糖尿病的思路，与ES细胞诱导胰岛组织移植相比，用自体iPS细胞的优势是____________（写出两点）。
（3）TRPCs是位于细胞膜和内质网上的阳离子通道蛋白，其中通道开放水平会影响细胞内水平，且呈正相关，而调节细胞内水平可诱导iPS细胞分化为功能性细胞。另有研究报道，细胞内的蛋白激酶C（PKC）在细胞分化过程中有重要作用。为验证PKC在诱导iPS细胞分化为胰岛细胞中的作用机制，研究人员采用PKC激活剂（PMA）和PKC抑制剂（Bis-1）处理iPS细胞，检测细胞内的水平，结果如表所示：
据以上信息分析，PKC诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞的作用机制可能为__________________。
（4）有人认为，自体再生胰岛移植可用于治疗所有类型的糖尿病，你______（填“赞同”或“不赞同”）该观点，理由是____________。
【答案】（1）动物细胞培养技术、基因工程技术（转基因技术）
（2）iPS细胞诱导过程无需破坏胚胎，可避免伦理问题；自体iPS细胞，理论上可避免免疫排斥反应
（3）通过抑制通道的开放，从而降低细胞内水平，诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞
（4）①. 不赞同 ②. 糖尿病可能是细胞表面胰岛素受体不能识别胰岛素，因而胰岛素不能发挥作用（或糖尿病可能是胰岛素不敏感导致的，因而胰岛素不能发挥作用）
【分析】一、干细胞在形态上：体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育全能性。干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞（具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞），如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等）和专能干细胞（维持某一特定组织细胞的自我更新，如肠上皮干细胞）三种类型。
二、诱导的多能性干细胞可以通过基因转染等细胞重编程技术人工诱导获得的，具有类似于胚胎干细胞多能性分化潜力的干细胞。
【小问1详解】利用外周血液中单核细胞制备iPS细胞使用了动物细胞培养技术和基因工程技术，后者的核心步骤包括目的基因的筛选与获取、目的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2详解】其一是，和异体胰岛移植相比，用自体iPS细胞诱导分化的胰岛组织移植的优势是避免了免疫排斥反应，因为移植的胰岛组织起源iPS细胞诱导分化，即来自于患者自身，不会引发免疫系统的攻击，其二是iPS细胞诱导过程无需破坏胚胎，可避免伦理问题。
【小问3详解】根据实验结果，PMA处理iPS细胞后Ca2+水平未增加，而Bis-1处理iPS细胞后Ca2+水平增加。这表明PKC的激活抑制了Ca2+水平的增加，而PKC的抑制则促进了Ca2+水平的增加。因此，PKC在诱导iPS细胞分化为胰岛细胞中的作用机制可能是通过抑制TRPC/Ca2+通道的开放，从而降低细胞内Ca2+水平，诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞。
【小问4详解】自体再生胰岛移植不可用于治疗所有类型的糖尿病，因为糖尿病可能是细胞表现胰岛素受体不能识别胰岛素，因而胰岛素不能发挥作用，因此自体再生胰岛移植不可用于治疗所有类型的糖尿病，该技术可用于治疗由于胰岛素缺乏而引起的糖尿病。
19. 百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：
（1）体细胞杂交育种：进行不同种百合体细胞杂交前，先去除细胞壁获得原生质体，再用______法，诱导原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用____________（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株，该育种方法的优点是__________________。
（2）单倍体育种：常用__________________的方法来获得单倍体植株，然后经过诱导______，当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。
（3）基因工程育种：研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。
研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL，首先选用____________酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中______的诱导作用最强。
【答案】（1）①. 聚乙二醇（PEG）融合/高-高pH融合 ②. 生长素和细胞分裂素 ③. 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
（2）①. 花药（或花粉）离体培养 ②. 染色体加倍
（3）①. HindⅢ、BamHⅠ ②. 交链格孢
【分析】因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。
【小问1详解】诱导原生质体融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法，化学法常用聚乙二醇（PEG）融合、高Ca²⁺ - 高pH融合 。 植物组织培养中，诱导愈伤组织形成和分化常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。 体细胞杂交育种的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，因为不同种的百合存在生殖隔离，通过体细胞杂交可克服这一障碍。
【小问2详解】获得单倍体植株常用花药（或花粉）离体培养的方法，利用植物细胞的全能性，将花药中的花粉培育成单倍体植株。 单倍体植株高度不育，需要经过诱导染色体加倍，常用秋水仙素处理，使染色体数目恢复到正常体细胞的数目，当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。
【小问3详解】从图a所示结构中获取启动子pL，要保证获取的片段完整且不破坏启动子结构，应选用HindⅢ、BamHⅠ酶切，因为这两种酶的酶切位点在启动子pL的两端。 从图c可知，在三种病原微生物（尖孢镰刀菌、厚垣镰刀菌、交链格孢）中，交链格孢处理组的GUS酶活性最高，而GUS酶活性可反映启动子活性，所以交链格孢的诱导作用最强。
20. 在培育转基因抗虫玉米过程中，单一抗虫基因会引起害虫抗药性增强问题。为提高玉米的抗虫性，研究人员提取苏云金芽孢杆菌的抗虫蛋白基因CrylA. 30l和Vip3A进行融合，培育抗虫作物，其具体过程如图。回答下列问题：
（1）上述过程①运用的原理是______，引物P1和引物P2的作用是____________。上述技术能够实现抗虫蛋白基因CrylA. 301和Vip3A融合的原因是____________。
（2）为使图②过程中融合基因能按正确方向插入质粒，需在引物P1和P4的______端分别加上限制酶______、____________的识别序列。
（3）将重组质粒转入农杆菌后，将该农杆菌置于含______的培养基中培养，从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测CrylA. 301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果，还需进行个体水平检测，请简述实验思路_________________。
【答案】（1）①. DNA半保留复制 ②. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 ③. 引物P2和引物P3存在互补配对的片段
（2）①. 5' ②. NcⅠ ③. XhⅠ
（3）①. 卡那霉素 ②. 分别用转入融合蛋白基因的玉米叶片和等量的普通（非转基因）玉米叶片饲喂害虫，一段时间后，比较饲喂后害虫的生长状况（死亡率）
【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】PCR运用的原理是DNA半保留复制，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，实现抗虫蛋白基因CrylA. 301和Vip3A融合的原因是引物P2和引物P3之间碱基序列的特点是必须有互补片段。
【小问2详解】由图可知，转录方向是从左向右，左侧需连接启动子，右侧连接终止子，由质粒上的酶切位点可知，需选用NcI和XhⅠ两种限制酶切割质粒，因此需向融合基因两侧添加两种酶的识别序列，且左侧即引物P1的5'端添加NcI酶识别序列，引物P4的5'端添加XhⅠ酶识别序列。
【小问3详解】标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择，重组质粒上的卡那霉素抗性基因为标记基因，因此将重组质粒转入农杆菌后，将该农杆菌置于含卡那霉素的培养基中培养，从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测Cry1A.301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果，还需进行个体水平检测，思路为分别用转入融合蛋白基因的玉米叶片和等量的普通玉米叶片饲喂害虫，一段时间后，比较饲喂后害虫的生长状况（死亡率）。
组别
处理方式
实验结果
第一组
PMA处理iPS细胞
水平未增加
第二组
Bis-1处理iPS细胞
水平增加