【生物】甘肃省酒泉市四校联考2024-2025学年高二下学期4月期中试卷（解析版）

这是一份【生物】甘肃省酒泉市四校联考2024-2025学年高二下学期4月期中试卷（解析版），共29页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 酒酿是一种传统发酵食品，香甜醇美，其制作流程为：糯米洗净→蒸熟→冷却至30℃→与酒曲（含根霉、酵母菌等微生物）混匀→24℃～28℃发酵2天（包括糖化和酒化）→保存。下列叙述错误的是（ ）
A. 混匀使微生物与糯米充分接触
B. 糖化过程主要依赖于根霉分泌的酶
C. 发酵时应加盖密封以利于酒化
D. 常温保存使酒酿保持甜味浓郁
【答案】D
【分析】酒酿的制作过程中，发酵是一个关键步骤，这个过程中涉及到糖化和酒化两个阶段。糖化过程主要依赖于根霉分泌的酶，这些酶能够将糯米中的淀粉分解为糖，为酵母菌提供发酵的原料。酵母菌在发酵过程中会产生酒精，这就是酒化过程。
【详解】A、混匀可以使酒曲中的微生物（根霉和酵母菌）与糯米充分接触，有利于微生物的生长和发酵过程的进行，A正确；
B、根霉分泌的酶能够将糯米中的淀粉分解为糖，为酵母菌提供发酵的原料，B正确；
C、发酵过程中，酵母菌进行无氧呼吸，因此应加盖密封以利于酒化，C正确；
D、应在低温下保存，抑制酵母菌继续发酵，产生太多酒精，破坏风味，D错误。
故选D。
2. 获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 灭菌和消毒均可以杀死环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子
B. 分别对实验操作的空间和操作者的衣物、手进行灭菌和消毒
C. 为了避免周围环境中微生物的污染，微生物接种应在酒精灯火焰旁进行
D. 灼烧灭菌、干热灭菌都属于无菌技术，紫外线照射不属于
【答案】C
【分析】无菌技术：（1）关键：防止外来杂菌的入侵。（2）具体操作：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、灭菌能够杀死环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子，消毒能够杀死物体表面或内部的部分微生物，不包括芽孢和孢子，A错误；
B、无菌操作时，对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行消毒，B错误；
C、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，这是因为酒精灯火焰旁存在无菌区域，C正确；
D、灼烧灭菌、干热灭菌都属于无菌技术，紫外线照射属于灭菌，也属于无菌技术，D错误。
故选C。
3. 自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离实验，相关实验流程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 该实验中取样获取的土壤一般取自表层土壤
B. 图中纯化培养固氮菌时的方法是稀释涂布平板法
C. 图中所用培养基不需要添加氮源，培养基的pH应在灭菌前调制成中性或弱碱性
D. 结合图示并通过计算可知每克土壤中含有的自生固氮菌数目约为1.8×108个
【答案】D
【分析】用稀释涂布平板法测定菌落数时，在每一个梯度浓度内，至少要涂布3个平板，选择菌落数在30～300的进行记数，求平均值，再通过计算得出总数。
【详解】A、自生固氮菌为需氧细菌，获取土壤时一般取自浅层土壤，A正确；
B、图示纯化培养的方法是稀释涂布平板法，其操作过程是用移液器将菌液滴加在培养基表面，再用灭菌后的涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，B正确；
C、自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌，培养自生固氮菌时，不需要添加氮源，为了防止杂菌污染，应先调pH再灭菌，且在培养细菌时需要将培养基在灭菌前调制成中性或弱碱性，C正确；
D、结合图示的结果可知，整个过程中稀释倍数为106，故每克土壤中的固氮菌数目约为：（178＋180＋182）÷3÷0.1×106＝1.8×109个，D错误。
故选D。
4. 聚乙烯醇（PVA）是难降解的大分子有机物，PVA分解菌能产生PVA酶降解PVA.PVA可与碘形成蓝绿色复合物，复合物被降解后蓝绿色消失，形成透明圈。下图为PVA分解菌的筛选过程，其中SG培养基为一种分离培养基，①~⑤表示过程，Ⅰ~Ⅲ表示菌落。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲培养基为添加PVA和碘的选择培养基，可筛选出PVA分解菌
B. 过程③应选菌落Ⅱ中菌种进行接种，该菌种分解PVA的能力最强
C. 若按图中④所示的接种方法接种，接种环需要灼烧5次
D. 利用以PVA为唯一碳源的丙培养基对筛选出的PVA分解菌进行扩大培养
【答案】B
【分析】微生物常见的接种方法：
（1）平板划线分离法：是指把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞用接种环在平板培养基表面，通过分区划线稀释而得到较多独立分布的单个细胞，经培养后生长繁殖成单菌落；
（2）涂布接种法：微生物学实验中的一种操作方法，由于将含菌材料现加到还较烫的培养基中再倒平板易造成某些热敏感菌的死亡，而且采用稀释倒平台法也会使一些严格好氧菌因被固定在琼脂中间缺乏氧气而影响其生长，因此在微生物学研究中更常用的纯种分离方法是涂布平板法，与划线分离法相比，此方法可用于菌落计数。
【详解】A、②的结果有透明圈，结合题目信息可知甲培养基为添加PVA和碘的鉴别培养基，可筛选出分解PVA能力强的PVA分解菌，A错误；
B、根据题目信息可知，PVA能与碘产生蓝绿色复合物，PVA分解菌能产生PVA酶降解PVA，复合物被PVA分解菌降解后蓝绿色消失形成透明圈，透明圈越大，说明该菌种分解PVA的能力越强，故应选择透明圈最大的菌落Ⅱ进行接种培养，B正确；
C、纯化菌种时，采用图示方法接种时，每次划线前后都要灼烧接种环，共有5个划线区域，因此接种环需要灼烧6次，C错误；
D、可利用液体完全培养基对已筛选出的PVA分解菌进行扩大培养，D错误。
故选B。
5. 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，下列有关植物组织培养的叙述，正确的是（ ）
A. 取兰花芽或茎尖作为外植体是因为这些部位的组织细胞分化程度低，全能性也低
B. 接种外植体后先暗处培养一段时间，再在光下培养
C. 茎尖材料消毒时，需用酒精和次氯酸钠混合液冲洗
D. 生根试管苗在炼苗后，应连带培养基栽植于肥沃疏松基质中
【答案】B
【分析】植物组织培养的过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化（避光）形成愈伤组织；愈伤组织经过再分化（需光）过程形成胚状体，进一步发育形成植株。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
【详解】A、一般情况下，随着分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低，兰花的芽或茎尖的组织细胞分化程度低，分裂能力强，细胞的全能性高，A错误；
B、接种外植体后，在脱分化形成愈伤组织阶段需避光培养，当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成，B正确；
C、茎尖材料消毒时，将流水充分冲洗后的茎尖材料用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2~3次；再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2~3次，C错误；
D、生根试管苗在培养箱内生长几日，用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，D错误。
故选B。
6. 郁金香甘肃省花，某研究员通过植物组织培养技术对郁金香种苗进行快速繁殖及脱毒研究，若取郁金香茎段进行组织培养，茎段未能诱导出愈伤组织，其原因不包括（ ）
A. 茎段接种时倒插
B. 激素配比不合理
C. 外植体消毒过度
D. 培养时遮光处理
【答案】D
【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等，人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，诱导其生成完整植株的技术。
【详解】A、将郁金香茎段切断，形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中，不应倒插，不符合题意，A正确；
B、培养基中植物激素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于产生愈伤组织，不符合题意，B正确；
C、外植体需要用70%的酒精消毒30s，立即用无菌水冲洗2~3次；再用5%的次氯酸钠消毒30min后，立即用无菌水冲洗2~3次，若消毒过度会影响植物组织的活性，因而可能导致无愈伤组织产生，不符合题意，C正确；
D、诱导愈伤组织的形成过程通常需要避光处理，这不会导致没有愈伤组织产生，符合题意，D错误。
故选D。
7. DHA俗称脑黄金，是构成人脑神经细胞膜的成分，若摄入不足会造成心脑血管方面的疾病。科研人员利用富含DHA但生长缓慢的绿色巴夫藻和不含DHA但生长迅速的四鞭藻，培育出DHA含量高又生长迅速的融合藻株，下列有关培育过程的叙述正确的是（ ）
A. 细胞融合之前必须用胰蛋白酶处理两种藻，获得有活力的原生质体
B. 两种原生质体融合成功的标志是观察到细胞核融合
C. 细胞融合实验完成后，融合体系中含有的细胞类型有3种
D. 通过第一次筛选获得的融合藻株还需进行克隆化培养和DHA检测
【答案】D
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质体。
【详解】A、两种藻是植物，所以细胞融合之前应用纤维素酶和果胶酶处理两种藻，获得有活力的原生质体，A错误；
B、两种原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁，B错误；
C、细胞融合实验完成后，融合体系中含有的细胞类型有5种，四倍体的绿色巴夫藻，四倍体四鞭藻，融合的绿色巴夫藻-四鞭藻的融合体，未融合的两种藻，C错误；
D、通过第一次筛选获得的融合藻株还需进行克隆化培养和DHA检测，以获得DHA含量高又生长迅速的融合藻株，D正确。
故选D。
8. 通过细胞培养构建的人造皮肤在治疗大面积烧伤时具有较好的应用前景，下列叙述正确的是（ ）
A. 由于对细胞所需的营养物质未全部研究清楚，培养时通常加入血清
B. 选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，可以降低免疫排斥的发生
C. 细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入纤维素酶处理贴壁的细胞
D. 细胞培养时需置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱
【答案】A
【分析】动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素，定期更换培养液，以清除代谢废物；（2）营养物质：葡萄糖、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；（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）5%的CO2（维持培养液的pH）。
【详解】A、在进行动物细胞培养时，培养液中通常需加入血清、血浆等一些天然成分，主要目的是为细胞提供促生长因子，以补充细胞生长和增殖过程中所需的营养物质，A正确；
B、选择患者自身的细胞进行培养获得人造皮肤，可以避免免疫排斥的发生，选择非患者细胞进行培养获得人造皮肤，一般会发生免疫排斥反应，B错误；
C、细胞培养获得人造皮肤的过程中，可加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁的细胞，C错误；
D、细胞培养时需置于95%空气（细胞代谢必需的）5%的CO2（维持培养液的pH）的混合气体的CO2培养箱进行培养，D错误。
故选A。
9. 我国科学家将iPS细胞注射到囊胚中得到存活并有生殖能力的小鼠。下列叙述错误的是（ ）
A. iPS细胞能分化成多种组织、器官
B. 可用iPS细胞治疗小鼠的镰状细胞贫血
C. 定期更换培养液有利于满足iPS细胞对生长代谢的营养需求
D. iPS细胞被称为诱导多能干细胞，均是由成纤维细胞转化而来的
【答案】D
【分析】胚胎干细胞：
（1）来源：哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
（2）特点：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
【详解】A、iPS细胞可分化成多种不同的细胞或组织，A正确；
B、由可利用体外制备的iPS细胞，诱导分化成正常的红细胞，治疗小鼠的镰状细胞贫血，B正确；
C、体外培养iPS，定期更换培养液可清除细胞的代谢产物，避免代谢废物积累对细胞产生毒害作用，即定期更换培养液有利于满足iPS细胞对生长代谢的营养需求，C正确；
D、除成纤维细胞外，已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞，D错误。
故选D。
10. 乙型肝炎病毒（HBV）感染是全球公共卫生的重大挑战，目前尚无彻底治愈的方案，现阶段治疗的主要目标是实现功能性治愈（HBsAg为其标志性抗原）。抗HBV单克隆抗体的研究不仅有助于深入解析HBV感染机制，还能加深对机体免疫反应的理解，并为疫苗开发提供重要支持。下列叙述正确的是（ ）
A. 血清中检测到HBsAg和HBV-DNA，说明HBV在血浆中增殖
B. 制备抗HBsAg单克隆抗体需骨髓瘤细胞和T细胞融合获得杂种细胞
C. 制备的抗HBsAg单克隆抗体可使被HBV感染的肝细胞裂解死亡
D. 抗HBsAg单克隆抗体特异性强、灵敏度高，可用于人体血液中HBV的检测
【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备流程：人工诱导经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，再经筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，通过培养获得的杂交瘤细胞得到单克隆抗体。
【详解】A、病毒过寄生生活，乙肝病毒只能在肝细胞中增殖，A错误；
B、制备抗HBsAg单克隆抗体需要骨髓瘤细胞和B细胞融合获得杂种细胞，B错误；
C、抗HBsAg单克隆抗体只能识别抗原，不能使靶细胞裂解死亡，C错误；
D、单克隆抗体特异性强、灵敏度高，可以大量制备，已被广泛应用于疾病的诊断和治疗，大量灵敏的抗HBsAg单克隆抗体还可用于人体血液中HBV的检测，D正确。
故选D。
11. 在部分地区，牛的胚胎移植技术已进入生产应用阶段，胚胎移植时受体母牛须具备的条件是（ ）
A. 具有产奶量较高等优良性状
B. 与供体母牛的遗传特性一致
C. 免疫力正常且具有健康体质
D. 与供体母牛的繁殖潜能相当
【答案】C
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（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．用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】供体母牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎；受体母牛必须具备健康的体质和正常的繁殖能力。ABD错误，C正确。
故选C。
12. 一种能实现“线粒体置换”目的的技术原理如图所示，该技术可预防人类线粒体遗传病传给子代。下列叙述错误的是（ ）
A. 患者第一极体基本不携带线粒体遗传病的致病基因
B. 重组次级卵母细胞膜外极体的遗传物质与患者相同
C. 可将受精卵培养至囊胚期时移植到患者的子宫中
D. 精子体外获能处理后才能与重组次级卵母细胞受精
【答案】B
【分析】图示是体外受精技术培育试管动物的大致流程，体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、受精作用。
【详解】A、第一极体是卵原细胞经过减数第一次分裂产生的，线粒体存在于细胞质中，减数第一次分裂主要是同源染色体分离，第一极体基本不含细胞质，也就基本不携带线粒体遗传病的致病基因，A 不符合题意；
B、重组次级卵母细胞是患者的卵母细胞核移植到供体去核的次级卵母细胞中形成的，其细胞膜外极体的遗传物质来自供体，与患者不同，B 符合题意；
C、在胚胎移植时，可将受精卵培养至桑葚胚或囊胚期时移植到患者的子宫中，C 不符合题意；
D、精子在体外需要进行获能处理后，才具备与卵子受精的能力，D 不符合题意。
故选B。
13. 如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是（ ）

A. 将图1中的研磨液过滤后保留沉淀
B. 图2过程，用玻璃棒进行快速交叉搅拌会使DNA析出更快
C. 图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 ml/L的NaCl溶液
D. 图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂
【答案】D
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理：
①DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度变化而改变的，当NaCl的物质的量浓度为0.14ml/L时，DNA的溶解度最低，利用这一原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出；
②DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液，利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA；
③洗涤剂能瓦解细胞膜但是对DNA没有影响；
④蛋白质不能耐受较高温度，在80°C条件下会变性，而DNA对温度的耐受性较高；
⑤DNA遇二苯胶（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、图1中新鲜洋葱研磨后DNA存在于研磨液中，过滤后应保留滤液，A错误；
B、图2过程，用玻璃棒要轻轻搅拌且搅拌要沿同一方向进行，防止DNA分子断裂，B错误；
C、图2析出得到的白色丝状物主要成分是DNA，DNA在2 ml/L的NaCl溶液中溶解度高，并不是只能溶于2 ml/L的NaCl溶液，C错误；
D、图3对提取后的DNA进行鉴定，作为对照，两支试管中均要加入等量的二苯胺试剂，D正确。
故选D。
14. PCR是“聚合酶链式反应（Plymerase Chain Reactin）”的英文简写，在基因工程的四个主要阶段中一般不会用到PCR技术的是（ ）
A. 目的基因的获取和扩增
B. 检测基因表达载体构建是否成功
C. 将含有目的基因的表达载体导入受体细胞
D. 目的基因的检测与鉴定（是否导入及其表达情况）
【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。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。
【详解】A、如果目的基因的一段序列已知，可以根据已知序列设计引物，通过PCR技术获取和扩增目的基因，A不符合题意；
B、根据目的基因的序列设计引物，用构建的基因表达载体作模板，利用PCR技术扩增载体，如果有扩增产物，说明载体构建成功，B不符合题意；
C、将含有目的基因的表达载体导入受体细胞通常是物理或化学方法，比如转化法将质粒导入细菌，或者用农杆菌转化法导入植物细胞等，这个过程不需要PCR技术，C符合题意；
D、通过PCR技术可检测目的基因是否导入目的基因及其在受体细胞中是否转录出了mRNA，D不符合题意。
故选C。
15. 限制酶HindⅢ和Xh I的识别序列及切割位点分别为A↓AGCTT和C↓TCGAG，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 两种限制酶能识别单链DNA分子并特异性切割
B. 两种限制酶切割形成的黏性末端都是—AGCT
C. 两种限制酶切割时断开的化学键不完全相同
D. 操作中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果
【答案】D
【分析】限制性核酸内切酶是可以识别并附着特定的核苷酸序列，并对每条链中特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶，简称限制酶。
【详解】A、两种限制酶能识别双链DNA分子并特异性切割，A错误；
B、HindⅢ切割形成的黏性末端是-AGCTT，而Xh I切割形成的黏性末端都是-TCGAG，B错误；
C、两种限制酶切割时断开的化学键完全相同，均为磷酸二酯键，C错误；
D、实验中可通过控制反应时间、酶的浓度、温度、底物的量等控制酶切效果，D正确。
故选D。
16. 研究人员将胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸，抑制了胰岛素聚合，从而获得速效胰岛素类似物。下列叙述正确的是（ ）
A. 该产品是通过直接改造胰岛素来生产的
B. 改变氨基酸的种类不会影响胰岛素的空间结构
C. 可通过定向诱导胰岛素基因碱基增添达到改造目的
D. 胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程相反
【答案】D
【分析】蛋白质工程概念及基本原理（1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、蛋白质工程最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成，即改造胰岛素的过程实际是改造胰岛素基因的过程，A错误；
B、氨基酸的种类及排列顺序影响蛋白质的空间结构，B错误；
C、可通过定向诱导胰岛素基因碱基替换达到第28位氨基酸替换为天冬氨酸的目的，C错误；
D、蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程（基因→蛋白质合成）相反，D正确。
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17. 维生素K2在预防骨质疏松、心血管疾病等方面具有重要作用。科研人员以淀粉芽孢杆菌（GSA-184）为研究对象，通过优化发酵工艺，提高了维生素K2的产量。请回答下列问题：
（1）从土壤中筛选芽孢杆菌时，利用的培养基成分含有酵母浸粉、蛋白胨、NaCl和水等。其中蛋白胨提供的主要营养为______和维生素等。
（2）科研人员进行了优化培养基碳源的实验，实验结果如图1所示。据图判断，若对菌株GSA-184扩大培养，所用培养基的最佳碳源是______；若想大量获取维生素K2，所用培养基的最佳碳源是______。
（3）科研人员探究了菌株GSA-184在不控制pH和控制pH为7.0条件下的发酵情况，实验结果如图2和图3所示。两种条件下的溶解氧在发酵3h内从100%附近急剧下降到2%附近，说明______；在图2中，发酵80h后溶解氧开始从2%附近逐渐上升，可能的原因是______。对比图2和图3，______条件下有助于维持菌体的活性，从而提高维生素K2产量。
【答案】（1）碳源、氮源
（2）①. L-阿拉伯糖 ②. 甘油
（3）①. 该菌株为需氧型，发酵初期菌体繁殖耗氧量很大 ②. 发酵罐内的pH较高，菌体活性降低且菌体数量下降，耗氧量逐渐减少 ③. 稳定而合理的pH
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【解析】（1）在微生物培养基中，蛋白胨含有丰富的营养成分，其主要为微生物生长提供氮源、碳源和维生素等。因为蛋白胨是将蛋白质经过酶解等处理得到的，其中的含氮有机物可作为氮源，同时其中的碳元素也可为微生物提供碳源等。
（2）扩大培养菌株GSA-184，目的是让菌株数量增多，也就是要使活菌生物量达到最大。从图1中可以看出，在以L-阿拉伯糖为碳源时，活菌生物量的数值最高。所以若对菌株GSA-184扩大培养，所用培养基的最佳碳源是L-阿拉伯糖；若想大量获取维生素K2，就要找使维生素K2产量最高的碳源。从图中可知，当以甘油为碳源时，维生素K2产量的数值最大。所以若想大量获取维生素K2，所用培养基的最佳碳源是甘油。
（3）两种条件下的溶解氧在发酵3h内从100%附近急剧下降到2%附近，这说明该菌株为需氧型，发酵初期菌体繁殖耗氧量很大；在图2中，发酵80h后溶解氧开始从2%附近逐渐上升，可能是发酵罐内的pH较高，菌体活性降低且菌体数量减少，耗氧量逐渐减少；对比图2（不控制pH）和图3（控制pH为7.0），可以发现稳定而合理的pH，控制pH为7.0时，维生素K2产量更高，活菌生物量在后期也能维持相对较好的水平，这说明控制pH为7.0条件下有助于维持菌体的活性，从而提高维生素K2产量。
18. 铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热的功效，其主要成分石斛多糖具有提高机体免疫力的功能。自然条件下其繁殖力很低，利用植物组织培养技术快速繁殖铁皮石斛是解决其资源短缺的有效途径。相关的培育流程如图所示，数字代表相关过程。回答下列问题：
（1）过程①是_____，该过程进行前一般需要用_____法对使用的培养基进行灭菌。
（2）继代培养是继初代培养之后连续数代的扩培过程，旨在繁殖出相当数量的无根苗，最后能达到边繁殖边生根的目的。该过程_____（填“需要”或“不需要”）光照，所用的培养基与②过程的主要区别是_____。
（3）通过植物组织培养技术繁殖铁皮石斛，属于_____繁殖，这种繁殖方式的优点是_____。
（4）若要通过植物细胞培养技术生产石斛多糖，需将外植体培养到_____（填结构名称）阶段。该技术不占用耕地，几乎不受_____等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
【答案】（1）①. 接种 ②. 高压蒸汽灭菌
（2）①. 需要 ②. 生长素和细胞分裂素的比例不同
（3）①. 无性 ②. 能保持亲本的优良性状、繁殖速度快、可大量培养脱毒苗等
（4）①. 愈伤组织 ②. 季节、气候
【分析】（1）植物组织培养技术是根据植物细胞具有全能性这一理论，在无菌条件下，将植物体的一部分（如器官、组织或细胞）接种到人工配制的培养基上，提供适宜的环境条件，使其生长、分化并最终发育成完整的植株或其他有用的产物。这项技术不仅能够快速繁殖优良品种，还能够在短时间内大量生产药物、香料等珍贵植物产品，并且可以用于病毒侵染鉴定、脱毒处理、种质保存以及远缘杂交育种等多个方面；
（2）植物组织培养中生长素和细胞分裂素使用比例对植物细胞发育的影响：生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成。
【解析】（1）植物组织培养过程中，过程①是接种。培养基的灭菌方法一般是高压蒸汽灭菌法，因为高压蒸汽灭菌能在高温高压下杀死培养基中的所有微生物，包括细菌、真菌、芽孢等，保证培养基的无菌环境，为后续的组织培养提供良好条件；
（2）继代培养过程中，植物组织需要进行光合作用相关的生理活动，合成有机物等，所以需要光照。②过程是脱分化形成愈伤组织，而继代培养是在愈伤组织基础上进行的进一步培养，其所用培养基与脱分化过程培养基的主要区别是生长素和细胞分裂素的比例不同。生长素和细胞分裂素的不同比例会影响植物组织的分化方向和生长状态，在继代培养中需要调整合适的比例来促进无根苗的繁殖和生根；
（3）植物组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖。无性繁殖的优点有很多，比如能保持亲本的优良性状，因为子代的遗传物质与亲本基本相同，不会出现性状分离；繁殖速度快，可以在短时间内获得大量的植株；可大量培养脱毒苗，通过选取植物的特定部位（如茎尖）进行培养，可以去除植物体内的病毒，获得无病毒的健康植株等；
（4）若要通过植物细胞培养技术生产石斛多糖，需将外植体培养到愈伤组织阶段，因为愈伤组织细胞代谢旺盛，能合成和积累大量的石斛多糖等物质。该技术不占用耕地，几乎不受季节、气候等的限制，在室内等人工控制的环境下就可以进行培养，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
19. 下图是我国科学家利用胚胎干细胞建立体外胚胎和胚胎发育潜能研究的流程。人胚胎干细胞存在两种不同状态，即原始态（naive）和始发态（primed）。naive干细胞具有最高的发育潜能，primed干细胞全能性相对较低。请回答下列问题：
（1）猴子芽体相当于______期的胚胎，过程③的起点细胞应取自芽体的______部位，将来发育成______。
（2）过程④⑤之后形成的胚胎是______，由该胚胎表面细胞向内迁移形成______。
（3）过程⑥是指______，需对代孕母猴进行______处理，目的是______。
（4）primed干细胞与神经干细胞相比，前者的特点是______。
【答案】（1）①. 囊胚 ②. 内细胞团 ③. 胎儿各种组织
（2）①. 原肠胚 ②. 内胚层
（3）①. 胚胎移植 ②. 同期发情 ③. 使供体和受体的生殖器官生理变化同步，为移入受体的胚胎提供相同的生理环境
（4）具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，并进一步形成机体所有的组织和器官甚至个体的潜能
【分析】胚胎移植的生理基础（1） 供体与受体相同的生理变化，为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境；(2）胚胎在早期母体中处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能；（3） 子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；(4)胚胎遗传性状不受受体任何影响。
【解析】（1）从图示流程来看，猴子芽体后续能进一步发育形成胚胎，在胚胎发育过程中，囊胚期的胚胎开始出现细胞分化，具有内细胞团等结构，可进一步发育成个体，所以猴子芽体相当于囊胚期的胚胎。囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，所以过程③的起点细胞应取自芽体的内细胞团部位。
（2）过程④⑤是从囊胚进一步发育，之后形成的胚胎是原肠胚，原肠胚发育过程中，由该胚胎表面细胞向内迁移形成内胚层。
（3）在胚胎移植前，需要对胚胎供体和受体进行同期发情处理，使供体和受体的生殖器官生理变化同步，为移入受体的胚胎提供相同的生理环境。
（4）primed干细胞全能性相对较低，神经干细胞是已经分化的细胞，primed干细胞与神经干细胞相比，primed干细胞是具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，并进一步形成机体所有的组织和器官甚至个体的潜能。
20. 人干扰素（IFN）是机体免疫细胞产生的一类细胞因子。用白细胞生产干扰素时，每个细胞最多只能产生100~1000个干扰素分子，而利用基因工程技术改造的工程菌发酵生产，在1~2天内每个菌体能产生20万个干扰素分子。回答下列问题：
（1）基因工程的核心步骤是______，此步骤需要的工具酶是______，其作用部位都是磷酸二酯键。图中四环素抗性基因的作用是______。
（2）PCR技术所依据的原理是______。在PCR反应体系中一般需要加入Mg2+的原因是______。
（3）在基因工程操作中，将重组质粒导入受体细胞时要用含______溶液处理，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态）。研究人员选择工程菌时选择了酵母菌而没有选择大肠杆菌，理由是因为酵母菌______。
（4）干扰素基因在工程菌中也能合成人体所需的干扰素，说明生物界中几乎所有生物______。
【答案】（1）①. 构建基因表达载体 ②. 限制酶和DNA连接酶 ③. 作为标记基因，筛选重组质粒
（2）①. DNA半保留复制 ②. Mg2+能激活DNA聚合酶
（3）①. Ca2+ ②. 含有内质网和高尔基体等多种细胞器，能对蛋白质进行加工
（4）都共用一套遗传密码
【分析】图中表示利用基因工程生产人干扰素（IFN）的过程，构建基因表达载体的过程需使用逆转录酶、限制酶和DNA连接酶，其中四环素抗性基因为标记基因，可用于筛选重组质粒。
【解析】（1）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体。此步骤需用到限制酶和DNA连接酶。图中四环素抗性基因为标记基因，四环素抗性基因的作用是用于筛选重组质粒。
（2）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，PCR技术所依据的原理是DNA半保留复制。Mg2+在PCR反应体系中可激活DNA聚合酶。
（3）使工程菌处于感受态需要使用钙离子溶液处理。利用基因工程生产IFN，最好选择酵母菌作为受体细胞，因为酵母菌是真核生物，含有内质网和高尔基体等多种细胞器，能对IFN分泌蛋白质进行加工。
（4）干扰素基因在工程菌中也能合成人体所需的干扰素，说明生物界中几乎所有生物都共用同一套遗传密码。
21. 白介素—10（IL-10）是一种多功能的细胞因子，主要参与机体的免疫调节和炎症反应，能抑制肿瘤的生长和转移。科研人员利用大肠杆菌构建人IL-10工程菌，下图为目的基因IL-10的部分序列。请回答下列问题：
目的基因
5'—ATGCACAGCTCA………ATACGAAACTGA—3'
3'—TACGTGTCGAGT………TATGCTTTGACT—5'
（1）科研人员可以从基因文库中获取人IL-10cDNA基因序列，也可以从相应细胞中提取mRNA后，在______酶的作用下获得cDNA.
（2）利用PCR技术进行目的基因的扩增，应设计的一对引物分别是______和______（写出引物序列的前9个核苷酸，方向由5'到3'）。
（3）下图显示了IL-10基因附近的限制酶切割位点、pET-44质粒的模式图及其相关的限制酶切割位点，已知LacZ基因的表达产物为半乳糖苷酶，该酶催化X-gal分解产生蓝色物质，进而使菌落呈现蓝色，否则菌落表现白色。科研人员将转化后的宿主菌接种在含有X-gal和氨苄青霉素的培养基上筛选阳性转化子。据图分析，完答下列问题：
①要将IL-10基因整合到大肠杆菌pET-44质粒中，应选用的两种限制酶是______。
②经①中两种限制酶的处理后，阳性转化子的菌落呈现______色，理由是______。
③若某科研小组仅选用NdeⅠ进行酶切处理，含有重组质粒的菌落______（填“能”“不能”或“不确定”）表达产生IL-10蛋白。
④最初翻译成的IL-10蛋白包含178个氨基酸，需切除18个氨基酸残基构成的信号肽序列，才能产生成熟的IL-10蛋白。不能从大肠杆菌得到成熟的IL-10蛋白，原因是______。
【答案】（1）逆转录 （2）①. 5'—ATGCACAGC—3' ②. 5'—TCAGTTTCG—3'
（3）①. NdeⅠ和XhⅠ ②. 白 ③. 重组质粒LacZ基因被破坏，无法正常表达合成半乳糖苷酶，进而X-gal不能被分解产生蓝色物质，菌落呈现白色 ④. 不确定 ⑤. 蛋白质的加工修饰发生在内质网和高尔基体中，而原核生物大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，因而不能对多肽链进行加工，无法获得成熟的IL-10蛋白
【分析】基因工程的基本操作程序：①目的基因的筛选与获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。
【解析】（1）以细胞中提取的mRNA为模板，在逆转录酶的作用下，以脱氧核苷酸为原料，可以获得IL-10基因的cDNA序列。
（2）引物与DNA的两条模板链结合，根据目的基因IL-10的部分序列可知，一对引物序列为分别为5'-ATGCACAGC-3'和5'-TCAGTTTCG-3'。
（3）①为了筛选重组质粒，必需保留抗生素抗性基因，不能选择Pst Ⅰ 和BamH Ⅰ，采用双酶切法，据图分析选用的两种限制酶是Nde Ⅰ和Xh Ⅰ。
②由于IL-10基因插入质粒LacZ基因所在位置，重组质粒LacZ基因被破坏，无法正常表达合成半乳糖苷酶，因为该酶催化X-gal分解产生蓝色物质，故X-gal不能被分解产生蓝色物质使菌落呈现白色，因为阳性转化子为白色菌落。
③在IL-10基因的上下游分别有一个Nde Ⅰ酶切位点，若是仅选用Nde Ⅰ进行酶切处理，则会产生相同的两个末端，构建的重组质粒会出现两种情况：第一种是目的基因和质粒的正向连接，该种连接可以获得IL-10蛋白。第二种是目的基因和质粒反向连接，反向连接使得目的基因无法表达，无法获得IL-10蛋白，即若某科研小组仅选用NdeⅠ进行酶切处理，含有重组质粒的菌落不确定表达产生IL-10蛋白。
④大肠杆菌是原核生物，只有核糖体，可以合成多肽链，但是没有内质网和高尔基体等细胞器，而蛋白质的加工修饰发生在内质网和高尔基体中，因而大肠杆菌不能对合成的多肽链进行加工，无法获得成熟的IL-10蛋白。