北京市石景山区2024-2025学年高二下学期期末生物试题（解析版）

这是一份北京市石景山区2024-2025学年高二下学期期末生物试题（解析版），共25页。试卷主要包含了 科学家以水稻， 腈水合酶等内容，欢迎下载使用。
本部分共15题，每小题2分，共30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. 我国利用传统发酵技术制作腐乳、泡菜的历史悠久，极大丰富了人们的饮食。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 家庭制作泡菜和腐乳通常利用天然菌种进行发酵
B. 制作腐乳时，利用毛霉等微生物产生的蛋白酶
C. 制作泡菜时，亚硝酸盐的含量会先上升后下降
D. 发酵过程中，原料中有机物的总量和种类会不断减少
【答案】D
【分析】泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、家庭制作泡菜和腐乳依赖自然环境中的微生物（如乳酸菌、毛霉）进行发酵，无需人工接种，A正确；
B、毛霉等微生物分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子物质（如肽和氨基酸），B正确；
C、泡菜制作初期，硝酸盐还原菌活动产生亚硝酸盐，含量逐渐上升；后期乳酸菌大量繁殖抑制其他菌，亚硝酸盐被分解，含量下降，C正确；
D、发酵过程中，微生物将大分子有机物（如蛋白质、脂肪）分解为小分子有机物（如氨基酸、甘油），导致有机物种类增加，但总量因呼吸消耗而减少，D错误。
故选D。
2. 某兴趣小组在实验室进行丝状真菌发酵产酶实验，相关操作不正确的是（ ）
A. 制备培养基的过程中，先灭菌再调节pH
B. 接种时先将接种环灼烧灭菌，冷却后挑取丝状真菌的孢子
C. 接种后，将培养皿倒置放入恒温培养箱中培养
D. 实验结束后对含有真菌的培养基进行灭菌处理
【答案】A
【分析】获得纯净微生物的关键是防止外来杂菌的污染。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、接种用具和培养基进行灭菌。③为避免周围环境中的微生物的污染，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相接触。
【详解】A、制备培养基的过程中，先调节pH后灭菌，避免杂菌污染，A错误；
B、接种环使用前需灼烧灭菌，冷却后挑取孢子可避免高温杀死菌种，B正确；
C、接种后，培养皿倒置培养可防止冷凝水滴落污染培养基，C正确；
D、实验结束后对含有真菌的培养基进行灭菌处理，以防止微生物扩散污染环境，D正确。
故选A。
3. 科学家以水稻（2n=24）和稗草（2n=54）为材料，利用植物体细胞杂交技术获得了具有稗草抗逆性（如耐盐、抗除草剂）的水稻，流程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A. 获得原生质体时，需要在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B. 原生质体融合前需用胰蛋白酶处理，以获得有活力的原生质体
C. 可以用离心、聚乙二醇或灭活病毒诱导两种原生质体融合
D. 该技术打破水稻与稗草之间的物种界限，实现了远缘杂交育种
【答案】D
【分析】植物体细胞杂交技术是将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。该技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，为培育新品种提供了新途径。
【详解】A、植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶，需用纤维素酶和果胶酶去除。但原生质体无细胞壁保护，在低渗溶液中会因吸水破裂，因此需在等渗或适宜的高渗溶液中处理， A错误；
B、胰蛋白酶的作用是分解动物细胞间的蛋白质，使动物细胞分散，而植物原生质体制备无需胰蛋白酶，B错误；
C、灭活病毒是动物细胞融合的诱导方法，不适用于植物原生质体融合，原生质体融合的诱导方法包括，物理法：离心、振动、电融合等；化学法：聚乙二醇（PEG）融合法，C错误；
D、水稻和稗草属于不同物种，存在生殖隔离（远缘杂交不亲和），植物体细胞杂交技术通过融合二者的原生质体，直接获得杂种细胞并培育成植株，打破了物种界限，实现了远缘杂交育种， D正确。
故选D。
4. MDCK细胞是从犬肾脏组织中分离培育建立的细胞系，MDCK细胞对流感病毒易感。下列关于利用悬浮培养技术培养MDCK细胞的相关叙述，不正确的是（ ）
A. 悬浮培养MDCK细胞可有效避免贴壁生长与接触抑制现象
B. 培养MDCK细胞时，需要为其创造95%空气和5%CO2气体环境
C. 培养MDCK细胞时，为减少杂菌污染需定期更换培养液
D. MDCK细胞可用于流感病毒的扩增及特性等研究
【答案】C
【分析】动物细胞培养过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、悬浮培养的细胞在液体培养基中自由生长，无需贴附于固定表面，因此可避免贴壁生长及接触抑制现象，A正确；
B、动物细胞培养通常需要5%CO₂的气体环境以维持培养液pH，而氧气浓度与空气相近（约21%），选项B中“95%空气”指正常空气比例，与5%CO₂共同构成气体环境，B正确；
C、定期更换培养液的主要目的是补充营养物质并清除代谢废物，而非减少杂菌污染（污染需通过无菌操作和抗生素预防），C错误；
D、MDCK细胞对流感病毒易感，可作为宿主细胞用于病毒扩增及特性研究，D正确。
故选C。
5. 科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产生后代，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（ ）
A. 精子获能处理B. 卵母细胞培养
C. 早期胚胎移植D. 胚胎干细胞核移植
【答案】D
【分析】体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。（1）卵母细胞的采集和培养①主要方法是：用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子。②第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。（2）精子的采集和获能①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法；②对精子进行获能处理：包括培养法和化学诱导法。（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【详解】科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产生后代，该过程包括体外受精，需要将精子进行获能处理，然后与培养成熟的卵母细胞进行受精作用形成受精卵，受精卵在体外进行早期胚胎培养，最后通过早期胚胎移植技术移植到代孕母的子宫中，此过程不涉及的操作是胚胎干细胞核移植，D错误，ABC错误。
故选D。
6. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的相关叙述，不正确的是（ ）
A. 利用DNA在酒精中溶解度较大的特性提取DNA
B. 用二苯胺试剂鉴定DNA时，沸水浴加热后呈蓝色
C. PCR扩增目的基因时，变性是温度最高的环节
D. 凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象有关
【答案】A
【详解】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【分析】A、DNA在较高浓度的盐溶液中溶解度较大，而在低浓度盐溶液中溶解度降低；当加入体积分数为95%的冷酒精时，DNA因溶解度更低而析出。选项A描述“利用DNA在酒精中溶解度较大的特性”错误，应为“溶解度较低”，A错误；
B、二苯胺试剂与DNA在沸水浴条件下反应生成蓝色物质，此描述符合实验现象，B正确；
C、PCR扩增中，变性步骤需高温（约95℃）使DNA双链解开，温度高于退火和延伸阶段，C正确；
D、在凝胶电泳中，DNA分子迁移速率与其分子大小（小分子迁移快）和构象（如线状、环状等）有关，D正确。
故选A。
7. 利用农杆菌的Ti质粒作为载体进行转基因操作获得转基因水稻。下列叙述正确的是（ ）
A. Ti质粒是一种环状DNA分子，属于农杆菌的拟核DNA
B. 目的基因应插入T-DNA片段外，以防止破坏T-DNA
C. 农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到水稻细胞的染色体DNA上
D. 利用农杆菌转化法将重组质粒导入水稻细胞是培育转基因水稻的核心步骤
【答案】C
【分析】农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而 对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染 植物细胞后，能将 Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上 。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。 根据受体植物的不同，所用的具体转化方法有所区别 。例如 ，可以将新鲜的从叶片上取下的圆 形小片与农杆菌共培养，然后筛选转化细胞， 并再生成植株 ；可以将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。
【详解】A、Ti质粒是农杆菌的质粒，属于细胞质中的环状DNA，而拟核DNA是细菌的主要遗传物质，位于拟核区，两者不同，A错误；
B、目的基因需插入T-DNA片段内，因为T-DNA能转移至植物细胞并整合到染色体DNA中。若插入T-DNA外，可能导致目的基因无法转移，B错误；
C、农杆菌感染植物时，Ti质粒上的T-DNA会转移并整合到植物细胞的染色体DNA中，这是农杆菌转化法的关键机制，C正确；
D、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，而非将重组质粒导入受体细胞，D错误。
故选C。
8. CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术，作用机制如图。单链向导RNA（sgRNA）能特异性识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。下列相关分析不正确的是（ ）
A. 对不同目的基因编辑时，需使用不同的sgRNA
B. Cas9可催化脱氧核苷酸链上特定氢键的水解
C. sgRNA过短可能因不能准确识别造成错误编辑
D. 基因编辑技术可实现对特定基因的定点插入、敲除或替换
【答案】B
【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。
【详解】A、分析题意，单链向导RNA（sgRNA）能特异性识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA，由此可知，对不同目的基因编辑时，需使用不同的sgRNA，A正确；
B、Cas9蛋白可催化脱氧核苷酸链上磷酸二酯键的水解，B错误；
C、sgRNA过短会影响碱基的特异性配对，可能因不能准确识别，造成错误编辑，C正确；
D、CRISPR/Cas9基因编辑技术工作原理为向导RNA引导CaS9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA，可实现对特定基因的定点插入、敲除或替换，D正确。
故选B。
9. 腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定性强的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述不正确的是（ ）
A. N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B. 对N0的改造应该首先设计N1基因中的脱氧核苷酸序列
C. 加入该连接肽需要通过改造N0基因实现
D. N1是自然界中不曾存在的新型蛋白质
【答案】B
【分析】蛋白质工程：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。
【详解】A、N₁与N₀的氨基酸序列差异会导致空间结构改变，从而影响热稳定性，A正确；
B、蛋白质工程需先设计目标蛋白结构，再推导相应基因的脱氧核苷酸序列，B错误；
C、连接肽的加入需通过基因改造实现，即修改N0基因以插入连接肽的编码序列。改造后的基因经转录和翻译才能合成N1。因此，加入连接肽必须通过改造N0基因实现，C正确；
D、N₁通过人为设计基因序列合成，自然界中不存在，D正确。
故选B。
10. 转基因技术在给人们生活带来便利的同时，其安全性问题也引起了人们的关注。下列有关转基因技术和产品安全性问题的争论，不理性的是（ ）
A. 开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提
B. 只要有证据表明转基因产品不安全，就应该禁止转基因技术的研究
C. 要以相关科学知识为基础去讨论转基因技术的相关问题
D. 对转基因产品进行标识管理，让消费者有知情权和选择权
【答案】B
【分析】转基因技术是一把双刃剑，最重要的是要科学合理的利用这项技术，通过技术提高了很多农产品的收益、解决了饥饿问题和对遗传病的治疗带来新的希望。关于转基因技术的利弊，现在并没有明确的结论，关于舆论的正确导向，需要靠事实来说话，需要科学的态度来对待，所以要靠确菌的证据和严谨的逻辑来进行思考和辩论。
【详解】A、风险评估、预警跟踪和风险管理是科学管理转基因生物的必要措施，符合安全规范，A正确；
B、仅因个别转基因产品存在安全问题就全面禁止技术研究，属于以偏概全，未理性区分技术本身与具体应用，B错误；
C、以科学知识为基础讨论转基因技术，符合理性原则，C正确；
D、标识管理保障消费者知情权和选择权，是合理的管理措施，D正确。
故选B。
11. 蚜虫是常见的小麦害虫，蚜虫体型小，多集中分布在心叶，以小麦的汁液为食。如图为某麦田中能量流经蚜虫及其天敌N的过程示意图，其中的字母表示相应的能量数值。下列说法错误的是（ ）
A. 该麦田中小麦与蚜虫构成的数量金字塔可能为倒金字塔
B. 图中c包括了蚜虫遗体残骸及其粪便中能量
C. 天敌N用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量可用b-f表示
D. 蚜虫的能量能流向天敌N，但天敌N的能量不能流向蚜虫
【答案】B
【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分，非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等；生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物，能够通过光合作用制造有机物，为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量；消费者主要指各种动物，促进生物圈中的物质循环；分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物，它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。
【详解】A、蚜虫是常见的小麦害虫，蚜虫体型小，多集中分布在心叶，表明受到蚜虫危害的小麦上的蚜虫数量非常多，因此，该麦田中小麦与蚜虫构成的数量金字塔可能为倒金字塔，A正确；
B、图中c表示蚜虫流向分解者的能量，包括蚜虫遗体残骸中的能量，但蚜虫粪便中的能量属于上一营养级的能量，不属于蚜虫的同化量，B错误；
C、天敌N用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量等于其同化量减去呼吸作用散失的能量，可用b-f表示，C正确；
D、能量流动是单向的，蚜虫的能量能流向天敌N，但天敌N的能量不能流向蚜虫，D正确。
故选B。
12. 生物富集系数（BCF）是指某物质在生物体内浓度与环境中浓度的比值。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. BCF值的大小与物质在生物体内分解的难易程度密切相关
B. 生物的营养级越高，同一物质的BCF数值越大
C. 铅等有害物质参与循环的过程与碳循环相同
D. DDT等有害物质可通过多种途径扩散，故生物富集具有全球性
【答案】C
【分析】在生态系统中，某些重金属盐类和难于分解的有机物等有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着消费者级别的升高而逐步增加，这种现象叫生物富集。
【详解】A、BCF值反映物质在生物体内的积累能力，难分解的物质（如DDT）不易被代谢排出，导致BCF值较高，A正确；
B、难分解的有害物质通过食物链逐级富集，营养级越高的生物体内浓度越高，BCF值越大，B正确；
C、铅等重金属通过沉积型循环（如土壤、水体迁移），而碳循环是气体型循环（以CO₂形式存在），两者循环过程不同，C错误；
D、DDT等物质可通过大气、洋流等途径全球扩散，导致生物富集现象具有全球性，D正确。
故选C。
13. 在森林中的戴胜和斑鸫鹛栖息在同一区域，戴胜和斑鸫鹛对另一方发出警报声做出的反应如下图所示，有关分析错误的是（ ）
A. 戴胜和斑鸫鹛的警报声属于物理信息
B. 戴胜和斑鸫鹛主要通过借用对方的警报信息做出逃避反应
C. 通过警报声传递信息过程中涉及信息源—信道—信息受体
D. 该实例体现了信息传递可调节种间关系和影响动物生命活动
【答案】B
【分析】信息传递在生态系统中的作用：(1)个体：生命活动的正常进行，离不开信息的传递。(2)种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递。(3)群落和生态系统：能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
【详解】A、物理信息包括声、光、温度、湿度、磁场，戴胜和斑鸫鹛的警报声属于物理信息，A正确；
B、戴胜主要通过借用对方的警报信息做出逃避反应，斑鸫鹛不是，B错误；
C、通过警报声等信息传递均涉及信息源（信息产生的部位）—信道（信息传播的媒介）—信息受体（信息接收的生物或其部位），C正确；
D、戴胜需要借用斑鸫鹛的警报信息，会影响两种生物的生态位，所以体现了信息传递可调节种间关系，各种行为反应是生命活动，所以影响动物生命活动，D正确。
故选B。
14. 1961年到2007年间全球人类的生态足迹如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A. 1961年到2007年间人类生态足迹从未明显下降过
B. 2005年人类的生态足迹约为地球生态容量的1.4倍
C. 绿色出行、节水节能等生活方式会增加生态足迹
D. 人类命运共同体意识是引导人类利用科技缩小生态足迹的重要基础
【答案】C
【分析】生态足迹，又叫生态占用，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和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、由图可知，1961年到2007年间人类的生态足迹一直在上升，从未明显下降过，A正确；
B、由图可知，2005年人类的生态足迹为1.4个地球，约为地球生态容量1.0个地球的1.4倍，B正确；
C、绿色出行、节水节能等生活方式会降低生态足迹，C错误；
D、人类命运共同体意识是引导人类利用科技缩小生态足迹的重要基础，这种意识让人们在面对全球性的挑战，如气候变化、资源短缺、环境污染等问题时，共同应对，携手合作，D正确。
故选C。
15. 生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。下列叙述不正确的是（ ）
A. 在城市动物园饲养濒危动物属于生物多样性的就地保护
B. 酸雨、全球变暖等生态环境问题会威胁生物多样性
C. 建立生态走廊连接碎片化的生物栖息地，可一定程度提高生物多样性
D. 遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性构成生物多样性
【答案】A
【分析】保护生物多样性的措施：
（1）就地保护：主要形式是建立自然保护区，是保护生物多样性最有效的措施；
（2）迁地保护/易地保护：将濒危生物迁出原地，移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心，进行特殊的保护和管理，是对就地保护的补充；
（3）建立濒危物种基因库，保护珍贵的遗传资源；
（4）制定法律法规，加强教育和法制管理，提高公民的环境保护意识等。
【详解】A、就地保护是指在生物原有栖息地建立自然保护区进行保护，而城市动物园属于将濒危动物迁出原栖息地的易地保护，A错误；
B、酸雨会导致土壤和水体酸化，全球变暖破坏生态平衡，这些环境问题均会威胁物种生存，进而威胁生物多样性，B正确；
C、建立生态走廊可促进不同栖息地间物种的基因交流，减少栖息地碎片化的负面影响，从而提高生物多样性，C正确；
D、生物多样性包含遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性三个层次，D正确。
故选A。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 海洋牧场通过构建或修复海洋生物生长、繁殖或避敌所需的场所（如投放人工鱼礁），并将人工培育或驯化的生物种苗放流入海，利用海洋内的天然饵料为种苗的主要食物，以增加海洋渔业资源，其发展关系着海洋资源的可持续利用。
（1）人工鱼礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物，藻类属于海洋牧场生态系统组成成分中的_______，碳元素进入藻类的主要途径是_______。
（2）通过调查海洋牧场中生物的种类和数量，依据生物间的捕食关系绘制_______，并划分相应的营养级，可以分析海洋牧场的能量流动过程及其特点。通过研究海洋牧场的能量流动，合理投放适量经济价值较高的生物种苗，其实践意义是_______。
（3）研究者对某海洋牧场进行了调查，Ⅰ～IV区的相关指标如下表所示。其中生态系统稳定性最高的是_______区，理由是_______。
注：平均营养级多样性是指不同营养级所含生物种类的丰富程度和差异性
（4）海洋牧场快速发展的过程中遇到了一些问题，例如未被鱼类摄食的饵料、鱼类排泄物在海底的堆积等易导致有机物富集，有引发赤潮的风险。请结合生态工程的协调或自生原理针对上述问题提出合理建议，以减少对海洋的负面影响。_______。
（5）优质的海洋牧场可实现渔业资源持续高效产出，体现了生物多样性的_______价值。
【答案】（1）①. 生产者 ②. 光合作用
（2）①. 食物链和食物网 ②. 帮助人们合理调整海洋牧场中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
（3）①. Ⅰ ②. CD、CR值最大，生物种类最多，营养结构最复杂
（4）控制海洋牧场中鱼类的种群密度（或适当增加几种本地浮游动物或滤食性动物的数量；适量种植海带、紫菜等大型海藻）（合理即可）
（5）直接
【分析】藻类作为生产者，通过光合作用固定 CO₂，是碳进入生物群落的关键途径；通过食物链（网）分析能量流动，合理投放种苗可提高能量利用率，实现资源可持续产出；依据协调原理（控制投放量、搭配分解者）或自生原理（构建复杂群落），减少有机物富集引发的生态问题。
【解析】（1）藻类能通过光合作用将无机物（CO₂和水）合成有机物，属于生态系统中的生产者，是生态系统物质循环和能量流动的基础。
（2）生物间的捕食关系通过食物链（网）呈现，是划分营养级、追踪能量流动的基础；合理投放适量经济价值较高的生物种苗，帮助人们合理调整海洋牧场中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
（3）Ⅰ区的营养级长度最长（生物间营养联系更复杂）、摄食来源多样性和平均营养级多样性最高（生物种类丰富且差异大），说明其营养结构最复杂，自我调节能力最强，故稳定性最高。
（4）协调原理：根据海洋环境的承载力（如分解有机物的能力），控制种苗投放量以减少剩余饵料；搭配投放底栖贝类、多毛类等以有机物为食的生物，促进物质循环，避免富集；自生原理：设计人工鱼礁的复杂结构，为细菌、真菌等分解者提供栖息空间，增强其分解有机物的能力；通过构建藻类、浮游生物、鱼类等多样化群落，利用生物间的相互作用实现物质循环，降低赤潮风险。
（5）优质海洋牧场产出的渔业产品可直接用于人类食用或经济交易，属于生物多样性的直接价值
17. 醋酸菌是果醋发酵过程中产生醋酸及其风味衍生物的重要微生物，筛选优良的醋酸菌对提高青梅果醋品质十分重要。
（1）酿制青梅果醋时，第一步是糖化作用，即将青梅中的淀粉分解；第二步是酒精发酵，即利用_______（填微生物名称）将糖转化成乙醇；第三步是醋酸发酵，即利用醋酸菌在_______条件下，将乙醇转化成醋酸，酿得青梅果醋。
（2）菌株筛选过程中涉及的几种培养基见下表。菌株筛选的流程如下：研究者取腐烂一周左右的青梅若干，加入装有培养基a的摇瓶中培养一段时间，利用_______法接种于培养基b上，选取_______且生长良好的单菌落。将初筛的醋酸菌接种于培养基c中，最终选择乙醇转化率、发酵液总酸含量均最高的菌株J作为后续的实验菌株。
注：醋酸能与碳酸钙反应生成可溶于水的醋酸钙
（3）研究者对菌株J进行诱变处理，选取突变菌株J1，与两种原有的菌株A、H分别接种于青梅果酒中进行发酵，结果如图1。该实验的目的是_______。
（4）研究人员对菌株J1的发酵条件进行深入研究，部分结果见图2。由图2结果可知，随着初始乙醇含量的增加，总酸含量先增加、后下降。请分析造成这种现象的原因。__________________。
【答案】（1）①. 酵母菌 ②. 有氧
（2）①. 稀释涂布平板 ②. 透明圈直径与菌落直径比值大
（3）评估菌株J1的醋酸发酵效果
（4）初始乙醇含量增加时，菌株J1可利用的底物增加，总酸含量增加；当初始乙醇含量较高时，会抑制菌株J1的生长和代谢，总酸含量降低。
【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。
【解析】（1）酒精发酵的发酵菌种是酵母菌，其在无氧条件下，将糖分转化为乙醇。醋酸发酵的发酵菌种是醋酸菌，其在有氧条件下，可将乙醇转化乙醛，在转化成醋酸。
（2）
由题意，接种后要比较各菌落形成透明圈的大小，平板划线法能分离菌株，但由于前几次划线菌落连片，不适宜比较菌落大小，应选用用稀释涂布平板将菌种接种于培养基b上，醋酸能与碳酸钙反应生成可溶于水的醋酸钙，从而形成透明圈，透明圈直径与菌落直径比值大，说明其产生的醋酸多，在平板上选取透明圈直径与菌落直径比值大且生长良好的单菌落作为目的菌株。
（3）研究者对比突变菌株J1，与两种原有的菌株A、H接种后发酵效果，目的是评估菌株J1的醋酸发酵效果。
（4）初始乙醇含量增加时，菌株J1可利用的底物增殖，其进行醋酸发酵使总酸含量增加；当初始乙醇含量较高时，会抑制菌株J1的生长和代谢，导致总酸含量降低。
18. 桔梗的根可入药，嫩叶可食用，花具有观赏性，其价值越来越受到人们的关注。利用植物组织培养技术可以实现野生桔梗的快速繁殖。
（1）将野生桔梗的外植体在适宜条件下培养，经过_______过程可形成愈伤组织，继续培养可得到完整桔梗植株，这一过程说明植物细胞具有_______。从愈伤组织到桔梗幼苗的培养过程需要添加的激素包括_______。
（2）桔梗的次生代谢物——桔梗皂苷D具有抗肿瘤的功能，研究者对此展开研究。
①利用提取的桔梗皂苷D处理癌细胞，于24h、48h检测其增殖情况，结果见下表。该结果表明_______。
②研究者又开展了划痕实验。当癌细胞在培养板中长满后，在细胞层上划出一道空痕（见下图左），再向培养板中加入含桔梗皂苷D的培养液，继续培养48h，结果见下图右。
通过比较_______，研究者认为桔梗皂苷D可抑制癌细胞的迁移。
③已知TGFβ（一类多种细胞均可分泌的蛋白质）与癌细胞表面受体结合后，启动信号传导，通过一系列过程调控核基因表达，可促进癌细胞增殖、迁移等。研究者以癌细胞为材料开展体外实验，证实桔梗皂苷D可影响TGFβ与受体结合，请完善下表中的实验处理并预期结果，为该结论提供证据支持。ⅰ：______；ⅱ______；ⅲ______；ⅳ______。
注：“+/-”代表有/无荧光、“+”越多代表荧光强度越大
【答案】（1）①. 脱分化 ②. 全能性 ③. 生长素和细胞分裂素
（2）①. 随着桔梗皂苷D浓度及处理时间的增加，抑制胃癌细胞增殖的效果增强 ②. 各组划痕宽度（或划痕面积、胃癌细胞迁移距离）③. ⅰ：加入TGFβ ④. ⅱ：加入TGFβ及桔梗皂苷D ⑤. ⅲ：++（或++以上）⑥. ⅳ：+（或少于ⅲ中+数量）
【分析】癌细胞的主要特征：（1）无限分裂增殖：永生不死细胞；（2）形态结构变化：扁平变为球形；（3）细胞物质改变：如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。
【解析】（1）将野生桔梗的外植体在适宜条件下培养，经过脱分化过程可形成愈伤组织，再经过再分化过程继续培养可得到完整桔梗植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。从愈伤组织到桔梗幼苗的培养过程需要添加的激素包括生长素和细胞分裂素，这两种激素的比例影响细胞分化的方向。
（2）桔梗的次生代谢物——桔梗皂苷D具有抗肿瘤的功能，研究者对此展开研究。
①利用提取的桔梗皂苷D处理癌细胞，实验数据表明随着桔梗皂苷D浓度及处理时间的增加，抑制胃癌细胞增殖的效果增强。
②研究者又开展了划痕实验。当癌细胞在培养板中长满后，在细胞层上划出一道空痕，再向培养板中加入含桔梗皂苷D的培养液，继续培养48h，通过比较各组划痕宽度（或划痕面积、胃癌细胞迁移距离）。图示结果显示，各组划痕宽度随着桔梗皂苷D的培养液使用剂量的增加，划痕宽度更小，说明桔梗皂苷D可抑制癌细胞的迁移。
③已知TGFβ与癌细胞表面受体结合后，启动信号传导，通过一系列过程调控核基因表达，可促进癌细胞增殖、迁移等。研究者以癌细胞为材料开展体外实验，证实桔梗皂苷D可影响TGFβ与受体结合，根据实验目的可知，本实验的自变量为是否使用TGFβ和桔梗皂苷D处理，因变量为TGFβ与受体结合情况，则相应的实验处理如下：
则第2组的处理为加入TGFβ，该物质会与癌细胞表面受体结合，且该物质还会与相应的抗体结合，因此实验结果为荧光强度较大，可表示为++；能够证实上述结论的结果应该为：第3组的处理为加入TGFβ及桔梗皂苷D，由于桔梗皂苷D可影响TGFβ与受体结合，则改组的放射性强度应该较轻或没有，即相应的实验结果为+（或少于ⅲ中+数量）。
19. 学习以下材料，回答（1）～（3）题。
“双特异性抗体”——单克隆抗体的迭代
利用动物细胞工程技术制造的单克隆抗体在医药领域占有非常重要的地位，近年来已成为多种炎症、恶性肿瘤、自身免疫性疾病的治疗药物。抗体是由2条重链（H链）和2条轻链（L链）通过二硫键和非共价键连接形成的Y形结构，H链和L链均分为恒定区（C）与可变区（V），天然抗体的左右2个V区结构完全相同，每个Y形结构的臂上各有一个抗原结合位点，分别能与单个抗原结合（见图）。
为进一步提高单克隆抗体的治疗效果，研究者在传统单抗的基础上进行了迭代，制备出了双特异性抗体（BsAb）。BsAb有独特的抗原结合片段，可以与2个不同抗原或同一抗原的2个不同抗原表位相结合。科研人员已经研究了多种制备BsAb的方法，其中一种方法的大致流程是：将2种不同的杂交瘤细胞融合成双杂交瘤细胞，然后通过筛选并进行克隆，用以生产BsAb。双杂交瘤细胞的遗传背景来源于两种杂交瘤细胞，可产生2种抗体中的2种H链和2种L链，这些H链、L链的随机组合配对可产生人们所需的BsAb。
与传统的单克隆抗体相比，BsAb的特异性更强，能够更加准确靶向，从而降低脱靶带来的不良反应。更重要的是，BsAb所具备的“双靶点”机制，拓展了治疗维度，提高了治疗效果，展现出其独特的优势。
（1）单克隆抗体制备中涉及的动物细胞融合与动物细胞培养技术对应的原理分别是_______。
（2）已知表皮生长因子受体(EGFR)是一种膜蛋白，在癌细胞中表达量高；CD3是T细胞表面蛋白，CD3抗体与其结合后可激活信号通路，促进T细胞的免疫效力。
①结合文中信息，画出既能结合EGFR，又能结合CD3的BsAb的示意图。_______（注：EGFR抗体的链用H1、L1表示，CD3抗体的链用H2、L2表示）
②下图为BsAb的制备流程，其中a～c对应的细胞分别是_______。
在上述流程中，“筛选Ⅲ”_______(填“可以”或“不可以”)利用“筛选Ⅰ”中的选择培养基，原因是_______。
③制备得到的上述BsAb，其优势具体表现为_______。
（3）请结合文中信息与所学知识，提出制备既能结合EGFR，又能结合CD3的BsAb的另一种方法，写出大致思路。______________。
【答案】（1）细胞膜的流动性、细胞增殖
（2）①. ②. 骨髓瘤、分泌EGFR抗体的杂交瘤、分泌CD3抗体的杂交瘤 ③. 不可以 ④. 无论杂交瘤细胞是否融合，均可在“筛选Ⅰ”中的选择培养基中存活 ⑤. 可拉近癌细胞与T细胞的距离，通过活化的T细胞清除癌细胞
（3）利用蛋白质工程技术对抗体的两个V区进行改造，使其能够分别结合EGFR与CD3。
【分析】单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，单克隆抗体制备过程中的两次筛选：第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞（A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞），不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【解析】（1）动物细胞融合依据细胞膜具有流动性；动物细胞培养是为了让细胞增殖，获得大量细胞或细胞产物。
（2）抗体是由2条重链（H链）和2条轻链（L链）通过二硫键和非共价键连接形成的Y形结构，H链和L链均分为恒定区（C）与可变区（V），天然抗体的左右2个V区结构完全相同，每个Y形结构的臂上各有一个抗原结合位点，分别能与单个抗原结合，既能结合EGFR，又能结合CD3的BsAb的抗体因由EGFR抗体一条链和CD3抗体的一条链用组成，其示意图为：
分别用EGFR蛋白和CD3蛋白进行免疫小鼠，已免疫的小鼠分离出B淋巴细胞与a细胞（骨髓瘤细胞）进行融合，分别获得能分泌EGFR抗体的杂交瘤和分泌CD3抗体的杂交瘤；筛选Ⅰ为选择培养基筛出杂交瘤细胞，筛选Ⅲ是为了筛出，既能结合EGFR，又能结合CD3的BsAb的特定融合的杂交瘤细胞，而且无论杂交瘤细胞是否融合，均可在“筛选Ⅰ”中的选择培养基中存活。制备得到的上述BsAb，其优势具体表现为可拉近癌细胞与T细胞的距离，通过活化的T细胞清除癌细胞。
（3）可利用蛋白质工程技术对抗体的两个V区进行改造，使得既有既能结合EGFR，又能结合CD3的BsAb的区域。
20. 含镍（Ni）工业废水的处理一直是水污染治理的难题。一类广泛存在于动植物细胞中的金属硫蛋白（MT）具有结合Ni等重金属，并消除重金属对细胞毒害作用的能力。研究者利用MT基因构建转基因大肠杆菌，用以净化工业废水。
（1）从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，经_______可获得大量MTcDNA。
（2）为了进一步提高工程菌MT蛋白的产量，将MT基因与外源表达增强元件连接（图1）。利用PCR检测连接是否成功，可选择的引物组合是_______。
（3）将改造后的目的基因进行PCR扩增，得到的片段末端为平末端，而载体E只有能产生黏性末端的酶切位点。为了能够将MT基因与载体E相连，可在上述引物的_______（填“5′”或“3′”）端添加能产生黏性末端的限制酶识别序列；也可以借助中间载体P将MT基因接入载体E。载体P和E的酶切位点及相应的酶切序列见图2。
后者步骤如下：①选用_______酶将载体P切开，用T4DNA连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P′。②由于载体P′不具表达MT基因的启动子和终止子，其中前者是_______识别并结合的部位，需选用_______酶组合对载体P′和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E连接，构成重组质粒。
（4）将重组质粒导入用_______处理的大肠杆菌中完成转化，随后利用含有_______的培养基筛选出工程菌。
（5）研究者检测MT基因在工程菌的表达量，结果见图3。该结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中Ni的工程菌，下列叙述中能支持该观点的是_______。
A. 尚未对MT基因进行碱基序列的测定与比较
B. 尚未在个体水平上进行抗原-抗体杂交检测
C. 尚未对MT工程菌合成的MT蛋白的活性进行测定
D. 尚未对MT工程菌吸附Ni的能力进行鉴定
【答案】（1）逆转录PCR
（2）引物1与引物4 （3）①. 5' ②. EcRV ③. RNA聚合酶 ④. XhⅠ和PstⅠ
（4）①. Ca2+ ②. 卡那霉素
（5）CD
【分析】基因工程的基本操作程序包括：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和目的基因的检测和鉴定。
【解析】（1）从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，经逆转录（反转录）和PCR技术可获得大量MT - cDNA。首先通过逆转录过程，以mRNA为模板合成cDNA，然后利用PCR技术对cDNA进行扩增。
（2）要检测MT基因与外源表达增强元件是否连接成功，应选择能扩增出包含连接部位的引物组合。观察可知，引物1和4可以扩增出包含表达增强元件和MT基因连接区域的片段。
（3） PCR扩增时，子链是从5'端向3'端延伸的，为了在扩增片段末端添加能产生黏性末端的限制酶识别序列，应在引物的5'端添加。 选用EcR V酶将载体P切开，因为EcR V酶切后产生平末端，可与PCR扩增得到的平末端MT基因连接。 启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位，驱动基因转录。观察可知，选用XhⅠ和PstⅠ酶组合对载体P和载体E进行酶切，这样可以将MT基因从重组质粒P'切下，并将载体E切开，便于连接。
（4）将重组质粒导入大肠杆菌时，常用Ca²⁺处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，便于吸收重组质粒。由可知，载体E上含有卡那霉素抗性基因，所以随后利用含有卡那霉素的培养基筛选导入重组质粒的大肠杆菌。
（5）A、对MT基因进行碱基序列的测定与比较，主要是为了确认基因的正确性，但即使基因序列正确，也不能直接表明工程菌就具有较强吸附废水中Ni的能力，A错误；
B、 抗原 - 抗体杂交是在分子水平检测目的蛋白是否表达，而不是在个体水平，且即使检测到蛋白表达，也不能直接说明其能较强吸附Ni，B错误；
C、尚未对MT工程菌合成的MT蛋白的活性进行测定，若蛋白活性低，即便MT基因在工程菌中有表达，也无法有效吸附废水中的Ni，能支持无法说明成功构建能较强吸附废水中Ni的工程菌这一观点，C正确；
D、尚未对MT工程菌吸附Ni的能力进行鉴定，直接表明不能确定工程菌是否能较强吸附Ni，能支持该观点，D正确。
故选CD。
21. 玉米是我国重要的作物，在种植时常因感染禾谷镰刀菌（Fg菌）而患茎腐病，导致产量减少。我国研究者尝试用生物方法进行防治。
（1）研究者取患病玉米病斑和健康组织交界处的组织消毒后，轻压到经过_______法灭菌的固体培养基上，培养基中的氮源可用于合成_______等物质（写出2种即可）。纯培养后鉴定出上述玉米组织中除了存在Fg菌外，还存在哈茨木霉菌（Th菌）。
（2）将健康的玉米种子播种到不同处理的土壤中培养，实验结果证明Th菌对Fg菌有一定的抑制作用，实验组中对土壤的处理为_______。
（3）已知Fg菌具有将双链RNA切割成小片段，并水解其中的一条链的能力。研究者欲利用此原理增强Th菌对Fg菌的抑制作用。
①T2基因是Fg菌细胞壁合成相关基因。研究者以图1中序列为目基因构建表达载体，导入Th菌中获得Th-1菌。若T2基因和Ⅰ处序列转录出的RNA存在碱基互补配对关系，可使表达载体生成双链T2-mRNA（dsRNA），则图1中Ⅰ处序列为：_______。

注：内含子是一段不编码蛋白质的核苷酸序列
②将绿色荧光蛋白标记的dsRNA加入到Fg菌液培养36h。研究者观察到_______，得出Fg菌具有摄取环境中RNA的能力的结论。
③将Th菌、Th-1菌、Th-2菌（转入无关基因的Th菌）培养液的上清液分别加入到Fg菌液中一段时间，利用电泳检测Fg菌中T2-mRNA和T2蛋白含量。图2所示结果说明_______。

注：rRNA和β-Actin均作为参照
（4）进一步研究证明，Th-1菌具有比Th菌更强的保护玉米免受Fg菌侵害的能力。请结合上述研究阐明Th-1菌具有更强的治疗玉米茎腐病的机理。_______。
【答案】（1）①. 湿热灭菌 ②. 蛋白质、核酸（或ATP等）
（2）先灭菌再喷洒Fg菌和Th菌
（3）①. 反向插入的T2基因序列 ②. Fg菌中出现绿色荧光 ③. Th-1菌通过抑制Fg菌T2-mRNA的翻译，抑制T2蛋白的合成
（4）Th-1菌产生的dsRNA被Fg菌摄取，Fg菌将dsRNA切割成小片段，并水解其中的一条链，未被水解的链可与T2-mRNA碱基互补配对，抑制T2蛋白的合成，Fg菌无法合成细胞壁，从而无法存活
【分析】灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌。①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱 ；③培养基、无菌水等使用湿热灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。
【解析】（1）固体培养基采用湿热灭菌法灭菌，培养基中的氮源是微生物生长所必需的营养物质之一，它可用于合成蛋白质、核酸（或ATP等）等物质。
（2）为了探究Th菌对Fg菌的抑制作用，研究者将健康的玉米种子播种到不同处理的土壤中培养，实验组中对土壤的处理为先灭菌再喷洒Fg菌和Th菌。
（3）T2基因和Ⅰ处序列转录出的RNA存在碱基互补配对关系，可使表达载体生成双链T2-mRNA（dsRNA），根据碱基互补配对原则，可以推断出图1中Ⅰ处序列为反向插入的T2基因序列。
研究者将绿色荧光蛋白标记的dsRNA加入到Fg菌液中培养36h。如果观察到Fg菌中出现绿色荧光，则可以得出Fg菌具有摄取环境中RNA的能力的结论。
为了进一步验证Th−1菌对Fg菌的抑制作用，研究者将Th菌、Th−1菌、Th−2菌（转入无关基因的Th菌）培养液的上清液分别加入到Fg菌液中一段时间，并利用电泳检测Fg菌中T2−mRNA和T2蛋白含量。由图2观察到，与Th菌和Th−2菌相比，Th-1菌组中T2蛋白明显减少，而T2-mRNA没有明显变化，说明Th-1菌通过抑制Fg菌T2-mRNA的翻译，抑制T2蛋白的合成。
（4）Th-1菌具有比Th菌更强的保护玉米免受Fg菌侵害的能力，综上所述，Th-1菌具有更强的治疗玉米茎腐病的机理为Th-1菌产生的dsRNA被Fg菌摄取，Fg菌将dsRNA切割成小片段，并水解其中的一条链，未被水解的链可与T2-mRNA碱基互补配对，抑制T2蛋白的合成，Fg菌无法合成细胞壁，从而无法存活。
指标
区域
营养级长度（NR）
摄食来源多样性水平（CR）
平均营养级多样性（CD）
Ⅰ
7.60
6.36
1.92
Ⅱ
4.91
3.49
1.20
Ⅲ
4.66
4.45
1.49
IV
4.30
3.40
1.00
培养基
培养基主要成分
a
葡萄糖、酵母粉、3%乙醇
b
葡萄糖、酵母粉、无水碳酸钙、琼脂、3%乙醇
c
葡萄糖、酵母粉、6%乙醇
时间（h）
抑制率（%）
组别
24
48
对照组
0
0
低剂量组
11.97
17.09
中剂量组
21.33
32.03
高剂量组
29.59
45.04
组别
项目
1
2
3
实验处理
不做处理
ⅰ
ⅱ
保温后漂洗，再加入带荧光标记的TGFβ抗体，保温后漂洗，检测癌细胞的荧光强度。
实验结果
-
ⅲ
ⅳ