【生物】河北省石家庄市2024-2025学年高二下学期期末考试（解析版）

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1. 关于种群的叙述，正确的是（ ）
A. 用标记重捕法调查森林中雪兔的种群密度时，若标记后易被捕食则调查结果偏小
B. 呈“S”形增长的种群数量在达到K值前，其出生率降低、死亡率升高
C. 光照强度、土壤湿度和盐碱度等密度制约因素会影响田间农作物的种群数量
D. 通过统计性别比例可预测未来我国人口数量的变化趋势
【答案】B
【分析】种群的数量特征包括种群密度、生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例，其中种群密度是最基本的数量特征，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，年龄结构预测种群密度变化。
【详解】A、标记重捕法的计算公式为：种群总数=（初次标记数×重捕数）/重捕中标记数。若标记个体更易被捕食，会导致重捕时标记个体数减少，计算结果会偏大而非偏小，A错误；
B、“S”形增长中，随着种群数量接近环境容纳量（K值），种内竞争加剧，出生率逐渐降低，死亡率逐渐升高，最终两者相等，种群数量稳定，B正确；
C、密度制约因素（如资源竞争、天敌等）的影响与种群密度相关，而光照强度、土壤湿度和盐碱度属于非密度制约因素（如气候等），与种群密度无关，C错误；
D、预测种群数量变化趋势的主要依据是年龄结构，性别比例仅影响出生率，不能直接预测趋势，D错误。
故选B。
2. 热带雨林是生物多样性最高的陆地生态系统。近年来，随着人类活动影响的加剧，热带雨林面积不断减小。下列叙述错误的是（ ）
A. 热带雨林从林冠到下层和湖泊从近岸区到深水区的种群不同均体现了群落的垂直结构
B. 土壤中的水分和无机盐是决定热带雨林植物地下部分分层的主要因素
C. 热带雨林中风媒花很少，林下植物的茎细长、叶薄且叶绿体颗粒大
D. 除人类活动外，外界环境的变化、生物的迁入等也会影响群落的演替
【答案】A
【分析】群落的结构包括垂直结构和水平结构。垂直结构是指在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象；水平结构是指群落中的生物在水平方向上的分布状况。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，人类活动、外界环境变化、生物迁入等都会影响群落演替。
【详解】A、热带雨林从林冠到下层体现了群落的垂直结构，而湖泊从近岸区到深水区的种群不同体现的是群落的水平结构，因为近岸区到深水区是在水平方向上的分布差异，A错误；
B、土壤中的水分和无机盐是决定热带雨林植物地下部分分层的主要因素，不同植物对水分和无机盐的需求不同，导致其地下部分在不同层次分布，B正确；
C、热带雨林中风力较小，风媒花很少。林下植物光照不足，茎细长有利于向上争取光照，叶薄且叶绿体颗粒大有利于吸收和利用较弱的光照，C正确；
D、除人类活动外，外界环境的变化（如火灾、洪水等）、生物的迁入等也会影响群落的演替，D正确。
故选A。
3. 棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比，抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高，该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是（ ）
A. 粗略统计棉田中棉蚜的相对数量时可采用目测估计法
B. 棉蚜是生态系统中的初级消费者，能加快生态系统的物质循环
C. 抗棉蚜棉花品种的培育成功，意味着防治棉蚜属于化学防治
D. 若用该次生代谢物防治棉蚜，可能会使能量更多地被人类利用
【答案】C
【详解】统计小动物丰富度方法有目测估计法和记名计算法。防治方法有物理防治、化学防治和生物防治。
【分析】A、目测估计法适用于个体较小、数量较多的生物，棉蚜个体小且数量多，可用目测估计法粗略统计，A正确；
B、棉蚜以棉花（生产者）为食，属于初级消费者，其摄食活动促进物质分解和能量流动，加快物质循环，B正确；
C、抗棉蚜棉花品种的培育属于生物防治（利用抗虫品种），而非化学防治（使用化学药剂），C错误；
D、次生代谢物防治棉蚜可减少棉花被取食，使棉花固定的能量更多流向人类，D正确；
故选C。
4. 关于生态金字塔的叙述，错误的是（ ）
A. 数量金字塔表明每个营养级中生物个体的数量
B. 生物量金字塔的常用单位是g且一定上窄下宽
C. 生态系统中的各种生物组分并非均能在生态金字塔中找到位置
D. 人类增加对生态金字塔最顶层生物的食用会增大生态足迹
【答案】B
【分析】生态金字塔是指将生态系统中各个营养级的生物数量、生物量或能量，按营养级顺序由低到高排列形成的金字塔形结构，直观反映了各营养级之间的数量、能量或生物量关系。生态足迹是衡量人类对地球生态系统需求的一种指标，指在一定时间内，维持特定人口或经济体的生存、消费和废弃物消纳所需要的具有生物生产力的土地和水域面积（包括耕地、草地、森林、渔业用地、建设用地及吸收碳排放的林地等）。
【详解】A、数量金字塔以各营养级的个体数量为基础，表明营养级与生物数量之间的关系，A正确；
B、生物量金字塔常用单位为g/m²，但并非“一定”上窄下宽。例如，浮游植物生物量可能少于浮游动物（因周转快），导致倒置，B错误；
C、分解者不属于食物链营养级，无法在生态金字塔中体现，因此并非所有生物组分均被包含，C正确；
D、食用顶级消费者（如肉食动物）需更高能量转化，消耗更多资源，增大生态足迹，D正确。
故选B。
5. 关于传统发酵技术的叙述，正确的是（ ）
A. 泡菜制作过程中，随发酵时间延长，亚硝酸盐的含量越来越低
B. 利用水果表面的野生酵母菌酿酒时，每隔12小时需打开一次瓶盖
C. 氧气不足、糖源充足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛进而转化为乙酸
D. 制作腐乳时豆腐会长“毛”，这些“毛”状微生物主要是真核生物毛霉
【答案】D
【分析】泡菜主要是靠乳酸菌的发酵生成大量乳酸而不是靠盐的渗透压来抑制腐败微生物的。泡菜使用低浓度的盐水，或用少量食盐来腌渍各种鲜嫩的蔬菜，再经乳酸菌发酵，制成一种带酸味的腌制品，只要乳酸含量达到一定的浓度，并使产品隔绝空气，就可以达到久贮的目的。
【详解】A、在泡菜制作过程中，亚硝酸盐的含量先上升后下降，并非越来越低。在泡菜腌制初期，由于硝酸盐还原菌的作用，亚硝酸盐含量会逐渐增加；随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸，抑制了硝酸盐还原菌的活性，同时部分亚硝酸盐被分解，使得亚硝酸盐含量下降，A错误；
B、利用水果表面的野生酵母菌酿酒时，每隔 12 小时需拧松一次瓶盖（而不是打开瓶盖），目的是放出酵母菌无氧呼吸产生的CO2，防止发酵瓶内气压过大，打开瓶盖会导致杂菌污染，B错误；
C、当氧气充足、糖源不足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛进而转化为乙酸；当氧气和糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄糖直接转化为乙酸，C错误；
D、腐乳表面的“毛”是毛霉的菌丝，毛霉属于真核生物（真菌），其分泌的蛋白酶和脂肪酶分解豆腐成分，D正确。
故选D。
6. 我国是世界上啤酒生产和消费大国，如图为啤酒的工业化生产流程。相关叙述错误的是（ ）
A. 酵母菌是一种单细胞真菌，在培养过程中不失活，在蒸煮过程中变性失活
B. 酒精的产生主要在主发酵阶段完成，后发酵阶段需控制低温并适时通风
C. 消毒过程是用较为温和的方法杀死大多数微生物，以延长啤酒的保存期
D. 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
【答案】B
【分析】啤酒的工业化生产涉及微生物发酵等知识，酵母菌在发酵过程中起着关键作用。
【详解】A、酵母菌是单细胞真菌，在适宜的培养条件下可以存活并进行代谢活动。在蒸煮过程中，由于高温，蛋白质等生物大分子会发生变性，酵母菌会失活，A正确；
B、酒精的产生主要在主发酵阶段完成，后发酵阶段主要是进行一些风味物质的形成等过程，需要控制低温，但不需要适时通风，因为酒精发酵是厌氧过程，通风会抑制酒精发酵，B错误；
C、消毒是用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的大多数微生物，这样可以减少杂菌污染，延长啤酒的保存期，C正确；
D、在发酵过程中，随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，能够及时了解发酵的进程，以便对发酵条件进行调整，保证发酵的顺利进行，D正确。
故选B。
7. 关于细菌和酵母菌实验的叙述，正确的是（ ）
A. 通常细菌培养基用高压蒸汽法灭菌，且灭菌前需将pH调至酸性
B. 血细胞计数板既可用于细菌的数量测定，也可用于酵母菌的数量测定
C. 用平板划线法获得酵母菌纯培养物时，每次划线前后均需对涂布器灼烧灭菌
D. 用伊红—亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌时需添加琼脂，大肠杆菌菌落呈深紫色并有金属光泽
【答案】D
【详解】根据物理状态可分为固体培养基、液体培养基、半固体培养基；根据培养功能可分为基础培养基、选择培养基、鉴别培养基等；根据使用范围可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基、真菌培养基等。
【分析】A、细菌培养基用高压蒸汽法灭菌，灭菌前需将 pH 调至中性或微碱性，而不是酸性，A错误；
B、血细胞计数板适用于较大微生物（如酵母菌）的计数，而细菌个体小、易重叠，需用细菌计数板，B错误；
C、 用平板划线法获得酵母菌纯培养物时，每次划线前后均需对接种环灼烧灭菌，而不是涂布器，涂布器用于稀释涂布平板法，C错误；
D、伊红 - 亚甲蓝培养基是鉴别培养基，鉴别大肠杆菌时需添加琼脂制成固体培养基，在该培养基上大肠杆菌菌落呈深紫色并有金属光泽，D正确。
故选D。
8. 中药材贡菊含多种活性物质，具有清肝明目、驱邪降火等功效。为获得更多该中药材，可采用相关工程技术对贡菊进行脱毒和快速繁殖。相关叙述正确的是（ ）
A. 利用贡菊的茎段作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗
B. 操作过程中，贡菊幼胚细胞和培养基均需经过严格的灭菌处理
C. 在接种外植体之前，需先后用次氯酸钠溶液和酒精对其消毒
D. 可利用植物组培苗增殖培养，体现了生物多样性的间接价值
【答案】A
【详解】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【分析】A、茎尖分生组织病毒极少，是脱毒苗培养的常用材料。但茎段若经过脱毒处理（如高温或化学处理），也可用于获得脱毒苗，A正确。
B、外植体（如幼胚细胞）需消毒而非灭菌（灭菌会杀死细胞），培养基需严格灭菌，B错误。
C、外植体消毒顺序应为先用酒精浸泡（迅速杀灭微生物），再用次氯酸钠溶液处理，C错误。
D、组培苗的快速繁殖属于生物多样性的直接价值（经济价值），而非间接价值（生态功能），D错误。
故选A。
9. CD47是一种跨膜糖蛋白，它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6倍至5倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。科学家推测，抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，并按照如下流程进行了实验。相关叙述正确的是（ ）
A. B淋巴细胞和骨髓瘤细胞在体外培养时均会出现贴壁生长和接触抑制的现象
B. 培养杂交瘤细胞时需通入CO2，目的是调节气体环境以刺激细胞呼吸
C. 对照组应设置为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系
D. 图中过程②和③均需使用特定的选择性培养基筛进行筛选
【答案】C
【分析】单克隆抗体制备的原理基于动物细胞融合技术和杂交瘤细胞的特性，核心是获得既能无限增殖又能分泌特异性抗体的细胞。
【详解】A、骨髓瘤细胞能无限增殖，不会出现贴壁生长和接触抑制的现象，A错误;
B、培养杂交瘤细胞时需通入二氧化碳，目的是维持培养液的pH，而不是刺激细胞呼吸，B错误;
C、根据对照实验的基本原则可知，对照组应设置为不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系，C正确;
D、图中过程②是筛选出杂交瘤细胞，过程③是用抗体-抗原检测法筛选能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，D错误。
故选C。
10. 我国科学家经多年试验成功培育出了世界首例体细胞克隆猴，其流程如图所示。相关叙述正确的是（ ）
A. 采集的卵母细胞需体外培养至排出两个极体后再进行去核操作
B. 代孕猴C基本不会对植入的胚胎发生排斥反应，无需注射免疫抑制剂
C. 胚胎移植后，重构胚进一步扩大导致滋养层破裂的过程称为孵化
D. 组蛋白的甲基化和乙酰化均利于重构胚完成细胞分裂和发育过程
【答案】B
【分析】（1）克隆动物概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经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，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
（2）动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。
（3）图示过程为体细胞克隆猴过程，该过程中应用了动物细胞培养（卵母细胞等的培养）、动物细胞融合（去核卵母细胞与成纤维细胞融合）和胚胎移植等技术。
【详解】A、采集的卵母细胞需体外培养至减数第二次分裂中期（MⅡ中期），此时细胞中含有一个极体，而不是排出两个极体后再进行去核操作，A错误；
B、代孕猴C对植入的胚胎基本不会发生免疫排斥反应，这是因为胚胎移植时受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以无需注射免疫抑制剂，B正确；
C、胚胎移植前，囊胚进一步扩大，导致透明带破裂的过程称为孵化，而不是滋养层破裂，C错误；
D、组蛋白去甲基化酶和组蛋白脱乙酰化酶抑制剂的注入是为了使组蛋白去甲基化和乙酰化，利于重构胚完成细胞分裂和发育过程。说明正常情况下组蛋白的甲基化不利于重构胚完成细胞分裂和发育过程 ，乙酰化利于重构胚完成细胞分裂和发育过程 ，D错误。
故选B。
11. 结肠癌是发病率高的癌症之一，患者血清中的M蛋白含量显著降低，据此推测M基因可能是一种抑癌基因。研究人员利用数据库筛选到一种可促进M基因转录的E蛋白。推测E蛋白通过与M基因启动子区域结合，促进M基因的表达。将相应质粒分别转入两组相同的细胞中，一段时间后收集细胞裂解液，检测荧光强度。结果显示甲组荧光强度明显高于乙组，从而证实推测。请从下列选项中选择转入甲组细胞和转入乙组．细胞的表达载体（ ）
A. ac afB. bc bfC. bd beD. ad ae
【答案】A
【分析】胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。当胰岛素和其受体结合后，一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质，另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加，促进葡萄糖进入细胞，从而使血糖浓度降低。
【详解】验证E蛋白通过与M基因启动子区域结合，促进M基因的表达，是通过荧光强度体现的，所以实验中组成型启动子与E基因结合，M基因启动子和突变的M基因启动子是与荧光素酶基因结合，因此转入甲组细胞的表达载体有ac，而转入乙组细胞的表达载体有af，A正确，BCD错误。
故选A。
12. 关于DNA相关实验的叙述，正确的是（ ）
A. 粗提取DNA时，离心研磨液是为加速DNA的沉淀
B. 粗提取后鉴定DNA时，将白色丝状物加入二苯胺试剂，沸水浴后冷却，出现蓝色
C. PCR扩增DNA片段时，G—C含量高的引物设置较高的复性温度可减少非特异性扩增
D. 电泳鉴定DNA时，凝胶载样缓冲液中的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察
【答案】C
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：(1)DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的。(2)DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离。
【详解】A、粗提取DNA时，离心研磨液的目的是将细胞碎片、蛋白质等杂质沉淀，而DNA主要存在于上清液中，后续需通过冷酒精沉淀DNA。离心并非直接加速DNA沉淀，A错误；
B、鉴定DNA时，需将DNA溶解在2ml/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂并沸水浴。若直接将白色丝状物（可能处于酒精中）与二苯胺混合，DNA未充分溶解，无法有效显色，B错误；
C、PCR复性温度影响引物与模板结合。G-C碱基对含3个氢键，稳定性高，提高复性温度可增强引物与模板的特异性结合，减少非特异性扩增，C正确；
D、核酸染料是在制备凝胶时加入到凝胶中的，而不是在凝胶载样缓冲液中加入，D错误。
故选C。
13. 关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是（ ）
A. 生物武器包括病菌类、病毒类和干扰素类等且致病能力强
B. 干细胞的研究在临床上应用广泛，但存在导致肿瘤发生风险等问题
C. 在研究转基因植物时，可通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性来防止基因污染
D. 生殖性克隆人违反人类伦理道德，我国禁止进行任何生殖性克隆人实验
【答案】A
【分析】我国明确禁止生殖性克隆人实验（因其涉及伦理问题），但允许治疗性克隆研究。
【详解】A、生物武器通常包括致病菌、病毒、毒素及基因重组的致病生物等，而干扰素是动物或人体细胞产生的具有抗病毒和免疫调节作用的蛋白质，属于治疗药物，并非生物武器，A错误；
B、干细胞具有自我更新和分化潜能，但若分化失控可能形成肿瘤，故在临床应用时需严格监控，B正确；
C、阻断花粉中淀粉的储存会导致其发育异常（如无法提供能量），从而使花粉失去活性，避免转基因植物通过花粉传播基因，C正确；
D、我国明确禁止生殖性克隆人实验（因其涉及伦理问题），但允许治疗性克隆研究，D正确。
故选A。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错得0分。
14. 下表为某生态系统中能量流动情况的表示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是（ ）
A. 流经该生态系统的总能量为132×105J/（m2·a）
B. 该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C. 能量作为动力，可使碳不断地在生物群落中循环往返
D. 该生态系统中初级消费者粪便中的能量主要以热能形式散失
【答案】AD
【分析】生物摄入的能量一部分被同化，另一部分以粪便的形式被分解者利用；被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖，另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出；被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用，另一部分以被下一营养级摄入。
【详解】A、流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能与来自陆地的植物残体中的能量之和=（90+42）×105J/（m2·a）=132×105J/（m2·a），A正确；
B、生产者流入下一营养级（初级消费者）的能量未知，仅知道初级消费者的同化量，无法计算生产者有多少能量流入下一营养级，B错误；
C、能量作为动力，可使碳不断地在生物群落和无机环境之间循环往返，这是生态系统中能量流动与物质循环的关系，C错误；
D、初级消费者粪便中的能量主要是被分解者通过呼吸作用利用，其中的能量主要以热能形式散失，D正确。
故选AD。
15. 茶树菇味道鲜美，常生长在油茶枯朽的木桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用脱落的枝叶制作培养基。相关叙述错误的是（ ）
A. 该生态系统的结构包括食物链、非生物的物质和能量
B. 生态系统的稳定性往往依赖于负反馈调节
C. 套种模式提高了能量传递效率，体现了生态工程的循环原理
D. 利用脱落的枝叶制作培养基，体现了生物多样性的间接价值
【答案】ACD
【分析】生态系统的能量流动的途径是沿着食物链和食物网进行的。
能量流动的特点：（1）单向流动：能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动；同时各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。（2）逐级递减：输入到某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够传递到下一营养级。
【详解】A、该生态系统的结构包括生态系统的组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）和营养结构（食物链和食物网），A错误；
B、负反馈调节是生态系统具备自我调节能力的基础，有自我调节能力，生态系统才能维持相对稳定，B正确；
C、套种不能提高能量传递效率，只能提高能量利用率，实现能量的多级利用，C错误；
D、利用脱落的枝叶制作培养基，体现了生物多样性的直接价值，D错误。
故选ACD。
16. PHA是一种由微生物合成的天然可降解高分子材料。我国科学家构建了一株耐盐碱能力强的重组大肠杆菌，并利用其发酵生产PHA（甘蔗降解后的废弃液）为原料培养菌株H以合成PHA来替代传统塑料。相关叙述错误的是（ ）
A. 嗜盐单胞菌只能从自然界中筛选或通过基因工程育种获得
B. 选育出菌种后，直接接种到发酵罐内进行发酵有利于快速获取发酵产物
C. 发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，可适当提高盐浓度以防止杂菌污染
D. 发酵结束后可采取提取、分离和纯化措施以获得PHA或单细胞蛋白
【答案】ABD
【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新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
【详解】A、 嗜盐单胞菌的获得途径除了从自然界中筛选或通过基因工程育种外，还可以通过诱变育种等方法获得，A错误；
B、选育出的菌种不能直接接种到发酵罐内进行发酵，需要先进行扩大培养，增加菌种数量，然后再接种到发酵罐，否则不利于快速获取发酵产物，B错误；
C、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，因为嗜盐单胞菌耐盐，适当提高盐浓度可以抑制不耐盐杂菌的生长，从而防止杂菌污染，C正确；
D、单细胞蛋白是微生物菌体，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，D错误。
故选ABD。
17. 中科院研究团队成功培育出全球首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖，实验流程如图所示。已知性染色体组成为YY的胚胎不能发育，相关叙述正确的是（ ）
A. 用雌激素对母鼠进行超数排卵处理可获得更多卵母细胞
B. 精子转化为ahESC的过程相当于植物组织培养中的脱分化
C. 图中孤雌小鼠性染色体组成为XX，孤雄小鼠性染色体组成为XY
D. 孤雄小鼠的获得利用了细胞工程、基因工程、胚胎工程相关技术
【答案】BD
【分析】（1）卵细胞激活转化成phFSC，通过基因编辑技术获得具精子细胞核特点的phESC，获得甲，从而得到孤雌小鼠。
（2）精子激活转化成ahFSC，通过基因编辑技术获得具卵细胞细胞核特点的ahESC，获得乙，从而得到孤雄小鼠。
【详解】A、促性腺激素可促进生殖细胞的形成，因此应用促性腺激素处理母鼠进行超数排卵，以获得更多的卵母细胞，A错误；
B、精子是高度分化的细胞，转化为孤雄胚胎干细胞ahESC，相当于植物组织培养中的脱分化阶段，B正确；
C、孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子，精子的性染色体为X或Y，所以其性染色体可能是XX、XY或YY（致死），C错误；
D、结合题图孤雄小鼠的获得采用了动物细胞培养技术、核移植技术、基因编辑技术等，总之利用了细胞工程、基因工程、胚胎工程相关技术，D正确。
故选BD。
18. 某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基，短于实际长度）获得了含目的基因的DNA片段，用限制酶进行酶切后，再用所得片段进行基因工程后续操作。下列叙述正确的是（ ）
A. 若将Spe I和Nhe I切出的末端连接形成片段，则该片段不能再被二者识别并切割
B. PCR中一个引物的序列为 5’ - TGCGCAGT - 3’，第3轮循环需消耗4个该引物
C. 步骤①所用的酶是Nhe I和Cf I，酶切后共产生2个游离的磷酸基团
D. 酶切片段和载体连接时，仅使用E.cli DNA连接酶催化磷酸二酯键合成
【答案】AB
【分析】每种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。限制酶切割的结果形成黏性末端或平末端。DNA连接酶分为E.cli DNA连接酶、T4DNA连接酶，二者都是将双连DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，但这两种酶的作用有所差别。E.cli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的 DNA片段。而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对比较低。
【详解】A、Spel和Nhel切割产生的黏性末端相同，因此能够被DNA连接酶相连，但连接后的片段两者都不能被Spel和Nhel识别，因此都不能被Sel和Nhel再切割，A正确；
B、PCR 技术大量扩增目的基因时，第n次复制形成2n个DNA，相当于新合成2n-1个DNA分子，合成一个DNA分子需要两个引物，因此需要的引物数目为2n-1×2=2n，故PCR中一个引物的序列为5’ - TGCGCAGT - 3’，第3轮循环需消耗4个该引物，B正确；
C、经一种限制酶酶切DNA后，会产生2个游离的磷酸基团，而步骤①所用的酶是Nhe I和Cf I，每种限制酶识别不同的特定核苷酸序列，故经这两种酶酶切后共产生4个游离的磷酸基团，C错误；
D、图中形成的是黏性末端，而E.cliDNA连接酶能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端，D错误。
故选AB
三、非选择题：本题共5题，共59分。
19. 紫茎泽兰原产于美洲，是我国西南地区常见入侵植物，常在侵入地草本层成为单一优势种，给农林牧业造成严重危害。回答下列问题：
（1）紫茎泽兰入侵后，其种群数量在短时间内往往呈现“J”形增长，原因是________。
（2）已知甲、乙和丙皆为本土陆生草本植物，且株高等性状与紫茎泽兰相似。图（a）为4种植物的生态位关系，由此可知紫茎泽兰入侵后对________植物影响最大，原因是________。图（b）为上述4种植物的分布区域，其中2种植物分布已注明，若要采集甲和丙植物，最可能分别在________和________生境采集到。
（3）泽兰实蝇是紫茎泽兰的专食性天敌，也是一种外来生物。欲利用泽兰实蝇防治紫茎泽兰，需考虑________等方面问题（答出1点即可）。泽兰实蝇雌虫能分泌性外激素，吸引雄虫前来交尾。这体现了信息传递在生态系统中的作用是________。若使用性外激素诱捕雄虫，则可通过________（答两种群的两种数量特征）来降低其种群密度。
（4）对紫茎泽兰进行防治后，当地生态系统的生物多样性增加，保护生物多样性的意义是________。
【答案】（1）食物空间充裕、气候适宜，没有天敌和其他竞争物种
（2）①. 丙 ②. 丙资源状态与紫茎泽兰重叠最大，种间竞争最激烈 ③. A ④. B
（3）①. 是否会造成新的生物入侵（当地有无泽兰实蝇的天敌等，合理即可）②. 生物种群的繁衍离不开信息的传递 ③. 改变性别比例（提高雌雄比例）、降低出生率
（4）维持生态系统的稳定性，奠定了人类文明形成的物质条件，是人类赖以生存和发展的基础
【分析】生态位指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。不同物种生态位不同，如紫茎泽兰与丙植物生态位重叠多，就意味着它们在空间位置、资源利用等方面相似程度高，竞争激烈。生态位分化能使不同物种更好利用资源，减少竞争，有利于群落稳定与物种共存。
【解析】（1）“J”形增长的数学模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。紫茎泽兰入侵后，其种群数量在短时间内往往呈现“J”形增长，原因是食物和空间充裕、气候适宜，没有天敌和其他竞争物种。
（2）从图（a）生态位关系可知，丙植物的资源状态与紫茎泽兰重叠最大，种间竞争最激烈，所以紫茎泽兰入侵后对丙植物影响最大。图（b）显示：乙植物分布在B区域，紫茎泽兰分布在C区域，而甲植物的生态位与紫茎泽兰差异较大，所以甲植物最可能在A生境采集到；丙植物与紫茎泽兰生态位重叠较多，且紫茎泽兰为入侵物种竞争力较大，因此丙植物在C生境很难生存，丙植物最可能在B生境采集到。
（3）泽兰实蝇是紫茎泽兰的专食性天敌，也是一种外来生物。欲利用泽兰实蝇防治紫茎泽兰，需考虑是否会造成新的生物入侵、当地有无泽兰实蝇的天敌等方面问题。泽兰实蝇雌虫分泌的性外激素能吸引雄虫前来交尾，这体现了生物种群的繁衍离不开信息的传递。若使用性外激素诱捕雄虫，则可改变泽兰实蝇的性别比例（提高雌雄比例）、降低其出生率，进而降低其种群密度。
（4）生物多样性为人类提供了生存的食物；提供了许多有治疗效果的药物；提供了众多工业农业生产原料。合理地利用生物多样性，可以加快人类生活水平的进步，改善人类的健康状况。可见，保护生物多样性的意义是：维持生态系统的稳定性，奠定了人类文明形成的物质条件，是人类赖以生存和发展的基础。
20. ε - 聚赖氨酸（ε - PL）能抑制多种微生物的活性，且人体可将其分解为赖氨酸，是一种优良的天然食品防腐剂。科研人员欲从土壤中筛选出能高效产生ε - PL的菌株，进行了如下的实验（Ｉ～V表示过程，①～③表示步骤），已知ε - PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈。回答下列问题：
（1）过程I使用的接种方法是________。在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，这样做的目的是________。
（2）甲培养基的组成成分如下表所示。该培养基中可为微生物生长提供氮源的物质有________。与甲培养基相比，乙培养基需添加的物质有________。
注：酵母膏是一种从酵母细胞中提取的营养物质，富含氨基酸、核苷酸、维生素等物质
（3）过程Ⅲ接种时，应挑选________号菌落。丁培养基的作用是________。实验发现，用丁培养基振荡培养比静置培养下微生物的生长速度快，其原因是________。推测目标微生物的代谢类型为________。
（4）为检测上述收集到的ε - PL对不同种类微生物的抑制能力，研究人员将不同菌种分别涂布于某培养基表面，再将浸有不同浓度ε - PL的圆形滤纸片置于平板培养基表面，培养后测量清晰区的宽度（单位：mm），如下表所示。
注：“+”表示无清晰区，“-”表示未进行实验。
关于上述抑菌实验的叙述，正确的是______。
A. 结果显示ε - PL对红曲霉的抑制作用最强
B. ε - PL对四种微生物的抑制效果与浓度正相关
C. 酿酒酵母比大肠杆菌对ε - PL更敏感
D. ε - PL的添加剂量可能会影响食品防腐效果
【答案】（1）①. 稀释涂布平板法 ②. 检测培养基灭菌是否合格
（2）①. （NH4）2SO4、酵母膏 ②. 琼脂、亚甲基蓝
（3）①. ① ②. 增加目的菌数量并生产ε –PL ③. 振荡培养可增加溶解氧，并使菌体与营养物质充分接触，促进生长 ④. 异养需氧（好氧）型 （4）CD
【分析】由图得出通过更改培养基，从土壤中筛选出能高效产生ε - PL的菌株并扩大培养，注意选择培养基的配制原则，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。
【解析】（1）过程I是将土样接种到乙培养基，使微生物在培养基表面生长成单个菌落，使用的接种方法稀释涂布平板法；在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，这样做的目的是检测培养基平板是否灭菌合格，若培养后空白平板上没有菌落生长，说明灭菌合格；若有菌落生长，说明灭菌不彻底，需重新灭菌。
（2）氮源是能为微生物生长提供氮元素的物质。在甲培养基中，酵母膏富含氨基酸等含氮物质，（NH4）2SO4也含有氮元素，所以可为微生物生长提供氮源的物质有酵母膏、（NH4）2SO4；乙培养基是固体培养基（用于获得单菌落），而甲培养基是液体培养基（成分中无凝固剂），所以乙中需添加凝固剂琼脂；利用ε - PL可使亚甲基蓝褪色的特性，就能筛选出高产ε - PL的菌株，所以用亚甲基蓝指示ε - PL产生，因此还应添加亚甲基蓝。
（3）已知ε - PL可使亚甲基蓝褪色，形成透明圈，透明圈越大，说明菌株产生ε - PL的能力越强。①号菌落周围透明圈大，所以过程Ⅲ接种时，应挑选①号菌落；②丁培养基的作用是，扩大培养，增加目的菌数量并生产ε - PL；振荡培养比静置培养下微生物生长快，原因是可增加溶解氧，并使菌体与营养物质充分接触，促进生长；因为振荡培养能增加溶解氧且利于生长，说明该微生物需要氧气，同时培养基中有有机物，所以代谢类型是异养需氧（好氧）型。
（4）A、红曲霉在较低浓度ε - PL时大多无清晰区，说明ε - PL对红曲霉抑制作用弱，A错误；
B、大肠杆菌和沙门氏菌在低浓度（20、30/mg·L-1）时无清晰区，不是与浓度正相关，红曲霉也不是完全正相关，B错误；
C、在相同ε - PL浓度下，酿酒酵母出现清晰区时的浓度更低，说明酿酒酵母对ε - PL更敏感，C正确；
D、由表格可知不同浓度ε - PL抑菌效果不同，所以ε - PL的添加剂量可能会影响食品防腐效果，D正确。
故CD正确。
21. 如图为植物体细胞杂交过程示意图，甲、乙为两个不同物种。回答下列问题：
（1）在进行①处理时，有时会使用蜗牛消化道提取液，则其中可能含有的成分有________。
（2）采用FDA法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光，当其进入细胞后可被酯酶分解为具有荧光的物质，该荧光物质不能透过细胞质膜而留在细胞内发出荧光。据此应选择________（填“有”或“无”）荧光的原生质体用于融合。若采用化学法诱导过程②，除使用聚乙二醇诱导融合法外，还可使用________法。原生质体融合完成的标志是________。
（3）过程⑤中，再分化阶段所用培养基需含有植物激素X和Y。当植物激素X/Y比值高时，愈伤组织将分化出芽，则X名称是________。
（4）由d形成杂种植株体现了杂种细胞的全能性。细胞的全能性是指________。
（5）已知甲植物的染色体为2N = 18，乙植物的染色体为4N = 28，则杂种植株是________（填“可育”或“不育”）的异源________倍体。杂种植株的体细胞中染色体数最多为________条。与传统有性杂交相比，植物体细胞杂交的优点是________。
【答案】（1）纤维素酶和果胶酶
（2）①. 有 ②. 高Ca2+-高pH融合 ③. 杂种细胞再生出细胞壁
（3）细胞分裂素 （4）细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能
（5）①. 可育 ②. 六 ③. 92 ④. 打破生殖隔离，实现远缘杂交
【分析】植物体细胞杂交技术：将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或是化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物细胞培养技术将杂种细胞培养成杂种植物体。
【解析】（1）植物体细胞杂交时，①处理是去除细胞壁获得原生质体。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，蜗牛消化道提取液能用于此过程，可能含有的成分是纤维素酶和果胶酶，因为这两种酶可以分解植物细胞壁。
（2）FDA进入有活力的细胞后可被酯酶分解为具有荧光的物质，所以应选择有荧光的原生质体用于融合，因为有荧光意味着细胞有活力。采用化学法诱导原生质体融合，除聚乙二醇诱导融合法外，还可使用高Ca2+-高pH融合法。原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。
（3）在植物组织培养的再分化阶段，当细胞分裂素与生长素的比值高时，愈伤组织将分化出芽。已知当植物激素X/Y比值高时，愈伤组织将分化出芽，所以X是细胞分裂素。
（4）由d形成杂种植株体现了杂种细胞的全能性。细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
（5）甲植物的染色体为2N = 18，乙植物的染色体为4N = 28，通过植物体细胞杂交获得的杂种植株含有两个物种的染色体组，具有同源染色体，正常联会产生可育配子，是可育的异源六倍体（2 + 4=6）。杂种植株的体细胞中染色体数为18+28=46，有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，杂种植株的体细胞中染色体数最多是46×2=92条。与传统有性杂交相比，植物体细胞杂交的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交。
22. 科学家通过体外诱导黑鼠体细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），并利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如图所示。回答下列问题：
（1）从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为________。在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是________。
（2）图中重组囊胚需植入白鼠子宫内继续发育，此技术对代孕受体的要求是________。移植后需对受体进行________检查。若想进一步提高胚胎的利用率，可采用________技术。克隆鼠的遗传物质来自________鼠。
（3）小鼠的胚胎干细胞可由囊胚的________分离培养获得。研究人员利用基因编辑技术置换了小鼠胚胎干细胞某基因中的两个核苷酸，从而使其对应的蛋白质发生改变，进而使其磷酸化和降解过程受到抑制。这一研究属于________工程的范畴。
（4）我国在利用干细胞治疗I型糖尿病领域方面也取得了突破性进展。研究人员首先诱导患者的体细胞转化为iPS细胞，然后将这些iPS细胞定向分化为功能胰岛B细胞并移植回患者体内。与传统的器官移植相比，iPS细胞治疗最突出的优点是________（答1点即可）；与传统的器官移植相比，iPS细胞治疗最突出的优点是________。
【答案】（1）①. 原代培养 ②. 清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
（2）①. 同种、生理状态相同的（或有健康体质和正常繁殖能力的）雌性生物 ②. 妊娠 ③. 胚胎分割 ④. 黑
（3）①. 内细胞团 ②. 蛋白质
（4）①. 可使机体产生内源胰岛素，达到治愈目的 ②. 避免免疫排斥反应
【分析】iPS细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物或人体细胞，以将其重编程或诱导为ES细胞样的细胞，即iPS细胞。
【解析】（1）原代培养是指由体内取出组织或细胞进行的首次培养，也叫初代培养，从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养。定期更换培养液的目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，因为随着细胞的生长和代谢，培养液中会积累大量的代谢产物和废物，这些物质可能对细胞的生长和分化产生负面影响。
（2）图中重组囊胚需植入白鼠子宫内继续发育，此技术为胚胎移植，此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同的（或有健康体质和正常繁殖能力的）雌性生物。移植后需对受体进行妊娠检查。若想进一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。分析题图可知，灰鼠内细胞团不发育，克隆鼠的遗传物质来自黑鼠。
（3）囊胚的内细胞团具有发育的全能性，小鼠胚胎干细胞（ES细胞）可由囊胚的内细胞团分离培养获得。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。研究人员利用基因编辑技术置换了小鼠胚胎干细胞某基因中的两个核苷酸，从而使其对应的蛋白质发生改变，进而使其磷酸化和降解过程受到抑制。这一研究属于蛋白质工程的范畴。
（4）iPS细胞与ES细胞都具有全能性，即具有发育成完整生物体的潜能。这种特性使得iPS细胞在经过定向分化后，有望用于疾病的细胞治疗。由于这些细胞来源于患者自身，因此它们与患者的免疫系统相容，不会触发免疫排斥反应，从而提高了治疗的安全性和有效性。研究人员首先诱导患者的体细胞转化为iPS细胞，然后将这些iPS细胞定向分化为功能胰岛B细胞并移植回患者体内。与传统的器官移植相比，iPS细胞治疗最突出的优点是可使机体产生内源胰岛素，达到治愈目的；与传统的器官移植相比，iPS细胞治疗最突出的优点是避免免疫排斥反应。
23. 枣树细胞中的金属硫蛋白（MT）具有结合金属的能力，科学家利用基因工程的方法获得可吸附和耐受重金属镉的大肠杆菌用于环境领域。回答下列问题：

（1）研究人员可提取枣树细胞的mRNA并进行________来获取MT基因。
（2）若用PCR的方法获取MT基因（其结构如图1所示，A链为转录的模板链），并利用图2所示质粒构建重组DNA分子（相关限制酶切位点已注明）。则PCR时应选择引物________和引物________。为实现MT基因与载体的定向连接，需在引物________（填“5”或“3”）末端分别添加限制酶________和________的识别序列。
（3）基因工程的核心步骤是________。与启动子相比，密码子特有的碱基为________（填中文名称）。
（4）将目的基因导入大肠杆菌时，需用________处理大肠杆菌。导入后，可依次用含________和________的固体培养基培养大肠杆菌（在分子水平上，可用________方法检测MT是否成功表达。此外，还可用含________的液体培养基培养大肠杆菌并检测其一段时间后的数量变化，从而选择出可吸附和耐受重金属镉的大肠杆菌。
【答案】（1）逆转录 （2）①. Ⅱ ②. Ⅲ ③. 5 ④. Kpn I ⑤. Pst I
（3）①. 基因表达载体的构建 ②. 尿嘧啶
（4）①. Ca2+ ②. 氨苄青霉素 ③. 四环素 ④. 抗原—抗体杂交 ⑤. （一定浓度的重金属）镉
【分析】（1）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。引物能使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。用于PCR的引物长度通常为20一30个核苷酸。
（2）启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。
【解析】（1）以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录，故研究人员可提取枣树细胞的mRNA并进行逆转录来获取MT基因。
（2） PCR过程中，引物与模板链的3'端结合，因此应当选择引物Ⅱ和引物Ⅲ，这样才能使DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。由题干可知，A链为模板链，转录的方向是沿着模板链的3'→5'，应将MT基因的右端与启动子一侧连接，由于目的基因中含有Xh I会同时破坏两个标记基因，同时为了保证MT基因正向连接到质粒上，应当在MT基因两侧连上连不同的限制酶识别序列，故添加的限制酶序列分别是Kpn Ⅰ和Pst Ⅰ限制酶序列，并且应添加在基因的外侧，才能不影响基因的序列，故添加在引物的5'端。
（3）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。启动子位于基因的非编码区，密码子位于mRNA上，与启动子相比，密码子特有的碱基为尿嘧啶U。
（4）大肠杆菌是原核生物，需要Ca2+（或CaCl2）处理，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，完成将基因表达载体导入受体细胞并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，即转化过程；由于重组质粒中氨苄青霉素抗性基因完整，而四环素抗性基因被破坏，因此可依次用含有氨苄青霉素和四环素的培养基上；在分子水平上，可用抗原—抗体杂交方法检测MT是否成功表达。此外，还可用含（一定浓度的重金属）镉的液体培养基培养大肠杆菌并检测其一段时间后的数量变化，从而选择出可吸附和耐受重金属镉的大肠杆菌。
项目
生产者固定
来自陆地的植物残体
初级消费者摄入
初级消费者同化
初级消费者呼吸消耗
能量/
[105J/（m2·a）]
90
42
84
13.5
3
成分
甘油
酵母膏
MgSO4·7H2O
（NH4）2SO4
H2O
pH
含量（g/L）
10
0.10
0.25
0.66
1000
7.0
ε - PL浓度/mg·L-1
20
30
40
50
60
70
大肠杆菌
+
+
7.2
10.8
11.6
13.3
沙门氏菌
+
+
6.5
9.2
10.9
13.0
酿酒酵母
7.2
9.1
12.6
13.4
14.8
-
红曲霉
+
+
+
+
5.1
6.3