北京市人大附中2024-2025学年高二下学期期中生物试卷（原卷版+解析版）

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2025年04月24日
本练习共11页，100分。练习时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。练习结束后，将答题卡交回。
第一部分
本部分共20题，每题2分，共40分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 家庭制作馒头时可以利用前一次发酵保存下来的“面团”，制作泡菜时可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”。下列叙述错误的是（ ）
A. 家庭制作馒头时采用老面发酵，属于传统发酵技术
B. 传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵
C. 添加“面团”和“陈泡菜水”可分别为发酵提供酵母菌和乳酸菌等菌种
D. 传统发酵利用的微生物一般是天然存在的单一菌种
2. 下列关于果酒、果醋及腐乳制作的相关叙述，不正确的是（ ）
A. 制作果酒、果醋和腐乳所需要的环境温度均一致
B. 果醋制作既可以在获得果酒后进行，也可利用果汁直接制得
C. 酵母、毛霉、曲霉等均参与了制作腐乳过程中的发酵
D. 接种一定量的目的菌种可以抑制杂菌生长
3. 土壤中有丰富的微生物，若要利用其中某种微生物，则需要进行菌种的分离和纯化，过程如图。下列相关叙述错误的是（ ）

A. 若要筛选分解尿素的细菌，所配培养基应以尿素作为唯一氮源
B. 从有哺乳动物尿液地方取样，可筛选得到产生脲酶的微生物
C. 4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×107个
D. 该种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少
4. 培养基、接种环、实验操作者的双手、超净工作台、牛奶，上述内容所采用的灭菌或消毒方法依次是（ ）
①化学药物消毒②灼烧灭菌③干热灭菌④紫外线消毒⑤高压蒸汽灭菌⑥巴氏消毒法
A. ⑤③①④⑥B. ③②①⑥⑤
C. ⑤②①④⑥D. ⑥②④①⑥
5. 下列关于微生物发酵工程的叙述，不正确的是（ ）
A. 微生物发酵技术获取产品效率高的原因是微生物细胞“表面积/细胞体积”的比值大
B. 微生物发酵工程所用培养基一般是液体培养基
C. 现代发酵工程大规模生产酱油等传统发酵产品时往往需要添加单一菌种
D. 微生物的生长繁殖速度很快，不需要扩大培养就可直接接种到工业发酵罐内
6. 某校学生小组利用植物组织培养技术培育“手指植物”，下列说法错误是（ ）
A. 对健壮的外植体进行消毒后接种
B. 诱导愈伤组织时需要遮光处理
C. 再分化时培养基无需添加有机物
D. 诱导过程需调整植物激素比例
7. 动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础技术，下列有关分析正确的是（ ）
A. 首先要用机械方法或胃蛋白酶处理动物组织，获得细胞悬液
B. 动物血清能够为细胞提供营养物质和调节细胞生命活动的信息分子
C. 贴壁生长的细胞会在培养时发生接触抑制，而悬浮培养的细胞不会分裂受阻
D. 传代培养时需要收集细胞，都可以直接利用离心法收集
8. 将诱导多能干细胞（iPSC）移植给急性心肌梗死小鼠，检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法合理的是（ ）
A. 该实验仅需正常小鼠作为对照组
B. 培养诱导多能干细胞通常不需要添加血清等天然成分
C. 选择病鼠自身细胞获得iPSC再移植可避免免疫排斥
D. 此结果说明可将iPSC移植用于治疗人类缺血性心肌病
9. 我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合，将发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究节律机制。以下叙述错误的是（ ）
A. 克隆猴基因组成差异小，作为实验动物便于研究
B. 刚刚采集到的卵母细胞应立即去核以便用于核移植
C. 可用电融合法诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合
D. 克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
10. 下列有关哺乳动物受精过程和早期胚胎发育叙述正确的是（ ）
A. 在自然条件下，受精和受精卵最初的几次分裂在输卵管中完成
B. 精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出即可受精
C. 受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，每个细胞的体积却基本保持不变
D. 囊胚期的内细胞团细胞是完全未分化的细胞，每个细胞都能够单独发育为完整个体
11. 动物细胞工程技术在动物育种中有着广泛的应用，下列叙述正确的是（ ）
A. 获得克隆动物和转基因动物的过程都属于无性生殖
B. 三种动物的培育过程都需要动物细胞培养技术和胚胎移植技术
C. 目前三种动物培育成功率数很低，且都大多数存在健康问题，应用受限
D. 对转基因动物应用体外受精技术得到的克隆动物能够稳定遗传其优良性状
12. 用XhI和SalI两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（ ）

A. 如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B. 如图中酶切产物可用于构建重组DNA分子
C. 泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物
D. 限制酶既可切割双链DNA也可以切割单链DNA
13. 下列与生物工程中有关的酶的说法，正确的是（ ）
A. 限制性内切核酸酶和解旋酶都作用于氢键
B. 逆转录酶和DNA连接酶发挥作用时都需要模板
C. DNA聚合酶和RNA聚合酶发挥作用时都需要引物
D. DNA聚合酶和RNA聚合酶都能催化磷酸二酯键的形成
14. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ）
A. ①+③B. ①+②C. ③+②D. ③+④
15. 利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段，同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是（ ）
A. 需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B. 设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C. 反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料
D. PCR添加的两种引物均成为每个主要产物分子的一部分
16. 为更有效地处理含重金属的废水，研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制识别序列，需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（ ）
A. 不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码子和终止密码子
B. 将目的基因插入载体P时，应选择SmaⅠ进行醇切，再用DNA连接酶连接
C. 构建载体P和载体E时使用的DNA连接酶均需选用T4DNA连接酶
D. 构建表达载体时，应选择XhⅠ和PstⅠ酶切载体E和含目的基因的载体P
17. 目前常用的生物反应器有乳生物反应器和膀胱生物反应器。采用基因工程成功培育出了只在乳汁中含有人凝血因子的转基因羊。下列相关说法正确的是（ ）
A. 构建乳腺生物反应器时，可以将药用蛋白基因和呼吸酶基因的启动子等重组在一起
B. 在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C. 与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D. 可以用显微注射技术将表达载体导入乳腺细胞或膀胱细胞来获得上述转基因动物
18. 近年来，人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，不仅攻克了长期存在的蛋白质结构预测问题，还成功设计了多种新型功能蛋白，为多个领域带来了潜在的生物活性分子。下列说法正确的是（ ）
A. 蛋白质工程需要改造蛋白质分子的所有氨基酸序列
B. 蛋白质工程的目标是改造现有蛋白质或创造新蛋白质
C. AI在蛋白质工程中的应用说明不再需要基因工程水平的操作
D. AI设计的蛋白质功能必然超过自然界中发现的任何蛋白质
19. 在生产实践中，不需要运用多项生物工程技术的是（ ）
A. 单克隆抗体的制备B. 人胰岛素工业化生产
C. 转基因抗虫棉的培育D. 用酚红鉴别尿素分解菌
20. 法律和法规是规范生物技术研究，防止生物技术滥用的有力武器。下列叙述与我国相关法规不符的是（ ）
A. 用农业转基因生物加工制成的产品需提供标识
B. 不得将体外受精获得的人类胚胎植入人体生殖系统
C. 任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器
D. 禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别人工终止妊娠
第二部分
本部分共6题，共60分。
21. 自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
（1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖，蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供______和氮源等营养。
（2）A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。增养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明_______
（3）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样_______后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现_____。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。
（4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证______。
主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱。
22. 酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞壁相互粘附、聚集成团现象。适当提高酵母的絮凝能力，有助于发酵结束时细胞和产物的分离，可大幅节约生产成本。科研人员研究了R基因来提高酵母的絮凝能力。
（1）啤酒生产中，酵母菌产酒过程的反应式为：_______。
（2）科研人员利用基因工程技术获得R基因被敲除的酵母菌菌株。
①构建含有卡那霉素抗性基因和R基因上、下游序列的打靶DNA序列，用LiC1处理酵母菌，使其处于一种能吸收周围环境DNA分子的生理状态，以实现_______。打靶DNA序列上的卡那霉素抗性基因通过同源重组机制，替换了酵母菌基因组中的R基因（如图1）。这种机制与减数分裂中的__________过程机制相似，都属于基因重组。

②利用含有卡那霉素的培养基获得单菌落。挑取单菌落，利用PCR技术进行扩增，以确定酵母细胞的R基因是否被成功敲除，供选择的引物如图1所示。除引物1、4组合外，还可以选用的引物组合有_______，请在答题纸上画出用引物1、4组合进行PCR时敲除和未敲除对应的电泳结果，要求标出每个电冰条带对应的DNA片段长度________。
（3）科研人员对野生菌株和R基因敲除菌株的酒精发酵能力和絮凝能力进行了测定，结果如下表。
①检测酒精发酵能力时，将菌液接种到装有麦芽汁的锥形瓶中，11℃静置发酵7天。发酵期间，每个锥形瓶应注意保持________条件和定时排气。
②实验结果表明，获得的R基因敲除菌株符合生产需求，依据是_______。
（4）科研人员进一步研究R基因影响絮凝能力的作用机制。
①将R基因敲除菌株和野生菌株分别用________水进行稀释。将不同浓度梯度的酵母菌液点样于含30μg/mL钙荧光白（细胞壁组装抑制剂）的YPD平板培养（培养酵母菌的常用培养基）上，培养适当时间后结果如图2。

②综合上述实验结果，推测R基因敲除菌株絮凝能力变化的原因是_______。
（5）若要将R基因敲除菌株应用于工业生产制作啤酒，请尝试提出一个还需要进一步研究的问题：_______。
23. 平菇具有味道鲜美，抗杂菌污染的优势，杏鲍菇具有菌丝强壮，生长旺盛的优势。为获得具有优良性状的平菇形菌株，研究者利用原生质体融合技术，进行了如下研究。
（1）以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是__________。
（2）用酶解法处理平菇和杏鲍菇获取原生质体时，要严格控制酶的_________（至少写两点），以获得存活质量较高的原生质体。培养原生质体时，需要向培养液中加入适宜浓度的甘露醇来维持________，以维持细胞正常的形态和功能。
（3）采用不同浓度PEG诱导原生质体融合，实验结果如表1所示
表1
两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞，融合原理是____________。实验结果显示：__________。
（4）鉴定菌株间遗传关系时，常将待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远（见图1）。借助此原理，快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X，请在图2中绘制模式图，标注接种菌丝体位置，注明菌株类型，并预测拮抗线的位置______。
（5）对上述融合菌株接种培养，筛选出外形为平菇形的5株新菌株，结果如表2所示。
表2
根据上述结果，科研人员最终选择___________作为目的菌种。目的菌种在向菌农推广前，还需要进行________等检测。
24. 甲状旁腺激素（PTH）是一种含有84个氨基酸的多肽，是调节钙磷代谢的主要激素之一。临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体（单抗），并建立定量检测PTH的方法。
（1）PTH在甲状旁细胞的________上合成，经加工，通过_________作用分泌到细胞外。
（2）人工合成PTH肽链1-25氨基组成的多肽（A肽）和39~84氨基酸组成的多肽（B肽），分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
①取免疫后小鼠的血清，以_______的血清为阴性对照，检测血清中抗PTH抗体的效价（效价越高表明免疫效果越好），以确保小鼠体内产生了能分泌抗PTH抗体的浆细胞。
②取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合，加入______诱导细胞融合，并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行______，经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
③将5个杂交瘤细胞株分别注射到_______，一段时间后分离获得抗PTH的5种单抗，分别是对应A肽的A1，对应B肽的B1、B2、B3、B4。
（3）经抗体配对检测后，筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体，用辣根过氧化物酶标记A1，建立定量检测PTH的方法（如图）。
①据图分析，捕获抗体、酶标抗体与待测样本中PTH在结构上的关系是_____。
②因为在一定范围内_____，所以可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。
（4）研究表明，人体内除全长PTH外，还存在PTH的7~84氨基酸肽段，它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血中全长PTH的含量，请对上述检测方法提出改进思路______。
25. 请阅读以下文章并回答问题。
“基因魔剪”CRISPR/Cas9系统
20世纪90年代，研究发现细菌DNA中存在一种特殊的DNA序列，由重复序列和间隔序列交替排列组成，如图1所示。研究发现这些序列与很多核酸酶关联，之后，将这些序列命名为CRISPR，并以Cas来命名相关的核酸酶。
研究发现，间隔序列中往往会有一些来自噬菌体的DNA片段。科学家假设：CRISPR/Cas是细菌在长期消化过程中形成的用以保护自身对抗病毒的适应性免疫防御系统。为此，科学家用两种噬菌体（P1和P2）侵染野生型嗜热链球菌，对幸存的嗜热链球菌进行培养，研究其对噬菌体侵染的敏感性与CRISPR的关系，实验结果如图2所示，据结果可判断上述假设成立。
CRISPR中的“间隔序列”是细菌对这些外来入侵者的“记录”，怎么打击二次入侵者呢？当噬菌体再次入侵宿主菌时，会诱导相关CRISPR序列和附近的Cas基因表达。CRISPR序列的转录产物是一段记录病毒信息的RNA，Cas基因表达产物是具有内切核酸酶活性的Cas，二者形成复合物，找到外源DNA上的靶序列，并对其切割，降解外源DNA。
正是基于细菌的这种后天免疫防御机制，2012-2013年，CRISPR/Cas9技术（基因编辑技术）应运而生。CRISPR/Cas9系统由Cas9和人工设计的向导RNA构成。向导RNA是20个碱基左右的识别序列，在其引导下，Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。随后，细胞通过自身的DNA损伤修复机制，将断裂上下游两端的序列连接起来，如果细胞中有DNA修复模板（由需插入的目的基因和靶序列上下游的同源序列组成），断裂部分可依据修复模板进行精确修复，从而将目的基因插入到指定位点。
CRISPR/Cas9技术在基因功能研究、医疗健康、家畜育种等领域的应用不断取得喜人的新成果。但是，基因编辑技术还存在编辑对象出错造成的“脱靶”，科研人员还需要继续对其进行优化。
（1）间隔序列中噬菌体的DNA片段，能与细菌自身的重复序列整合在一起，其结构基础是二者的DNA分子基本组成单位相同，脱氧核苷酸的连接方式相同，且_______。
（2）据图2分析，______，因而可初步判断上述假设成立。
（3）病毒再次入侵细菌引起了记录_______的CRISPR序列在______酶的催化下形成相应RNA，与附近的Cas基因表达的蛋白产物形成复合物，此RNA通过_______原则结合外源DNA上的靶序列，并引导Cas9切割病毒DNA的靶序列。
（4）“基因魔剪”CRISPR/Cas9系统的优势是：可以通过对_______的设计，定点敲除或插入目的基因。
（5）为预防遗传病的发生，有人提议使用CRISPRCas9系统对人受精卵进行基因编辑，你同意这种做法吗?为什么?_______。
26. β-胡萝卜素可在人体内转化为维生素A。普通水稻胚乳细胞中不含B-胡萝卜素，科研人员利用基因工程技术培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”。
（1）培育黄金大米时，需要将psy基因（八氢番茄红素合成酶基因）和crtⅠ基因（胡萝卜素脱饱和酶基因）转入水稻，为此研究者需构建含有图1所示重组T-DNA片段的重组Ti质粒。

①据图分析，构建重组T-DNA 片段时，科研人员首先要用限制酶______和 DNA连接酶处理，将psy基因和 crtⅠ基因接入，再用______处理，将潮霉素抗性基因接入。再通过________法将该T-DNA片段导入水稻细胞。
②重组T-DNA片段中接入潮霉素抗性基因的作用是_______。
③重组T-DNA 片段中有两种启动子，推测______（填“启动子1”或“启动子2”）是水稻种子的胚乳细胞特异性表达的启动子。
④据图分析潮霉素抗性基因和 psy基因转录时所使用的模板链_______（选填“相同”或“不同”），下列选项可作为判断依据的是_______（选填下列字母）。
a．潮霉素抗性基因和psy基因转录方向不同
b．转录时，均以基因的一条链为模板
c．转录时，RNA延伸方向均为5'→3'
d．DNA聚合酶催化转录过程
（2）黄金大米细胞内，上述两种酶参与β-胡萝卜素的合成途径如图2:

上述途径获得的第一代黄金大米中β-胡萝卜素含量不够高，经检测发现是八氢番茄红素含量较低造成的。科研人员据此分析，_______的活性影响了β-胡萝卜素含量。请提出设计方案，以获得β-胡萝卜素含量更高的“第二代黄金大米”：_______。菌株\指标
酒精发酵能力
絮凝能力
野生菌株
4.5%
63.06%
R基因敲除菌株
4.5%
83.12%
PEG质量分数
25%
30%
35%
40%
原生质体状态
有破碎现象哑铃型细胞比例