北京市丰台区2025-2026学年度第二学期期中练习高二生物学（含解析）

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考试时间：90分钟
第I卷（选择题 共30分）
本部分共15题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 红酸汤是贵州省苗族人民的传统食品，制作流程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 红酸汤发酵所需微生物主要来源于西红柿的表皮
B. 仔姜、大蒜、红辣椒等既可调味又可抑制杂菌生长
C. 红酸汤制作过程中用到的微生物主要是醋酸菌
D. 装坛时加入成品红酸汤是为了增加发酵菌种的数量
【答案】C
【解析】
【详解】A、红酸汤发酵所需的微生物（主要是乳酸菌）主要来自西红柿等原料的表皮，A正确；
B、仔姜、大蒜、红辣椒中的某些成分（如大蒜素）既可调味，又能抑制杂菌生长，B正确；
C、红酸汤制作是密封发酵，属于无氧环境，而醋酸菌是好氧菌，无法在无氧条件下生长繁殖，因此发酵的主要微生物是乳酸菌，而非醋酸菌，C错误；
D、装坛时加入成品红酸汤，相当于接种，可增加发酵菌种的数量，加快发酵进程，D正确。
2. 深海冷泉独特的高压、低温、营养匮乏环境对开发生物医药具有重要意义。冷泉中的化能自养型生物硫酸盐还原菌（SRB）可用于新型抗病毒药物的研发。用于扩大培养SRB的发酵罐中无需添加的是（ ）
A. 高压模拟装置B. 自动补料葡萄糖装置
C. 温度监测装置D. 空气过滤除菌装置
【答案】B
【解析】
【详解】A、SRB的原生环境是深海高压环境，扩大培养需要模拟高压环境，因此需要添加高压模拟装置，A不符合题意；
B、SRB为化能自养型生物，可利用无机物氧化释放的化学能，将CO2等无机物合成自身所需的有机物，不需要外界提供葡萄糖等有机碳源，B符合题意；
C、SRB的原生环境是深海低温环境，培养过程需要维持适宜的低温，因此需要温度监测装置调控温度，C不符合题意；
D、微生物培养需要保证无菌环境，空气过滤除菌装置可对通入发酵罐的气体进行除菌，避免杂菌污染培养体系，D不符合题意。
3. 尿素在常温下为白色结晶或粉末，受热易分解。关于土壤中分解尿素细菌的相关实验，下列叙述错误的是（ ）
A. 从有动物排泄物的地方取土样更易获得目的菌
B. 对加了尿素的培养基使用高压蒸汽灭菌法灭菌
C. 一般选取菌落数在30～300之间的平板进行计数
D. 鉴定培养基上红色环带越大细菌分解尿素能力越强
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物排泄物中含大量尿素，该环境中分解尿素的细菌富集度更高，因此从有动物排泄物的地方取土样更易获得目的菌，A正确；
B、尿素受热易分解，高压蒸汽灭菌的高温会破坏尿素，因此含尿素的培养基不能用高压蒸汽灭菌法灭菌，需将尿素单独过滤除菌后再加入灭菌的其他培养基成分中，B错误；
C、采用稀释涂布平板法对菌落计数时，为降低实验误差，一般选取菌落数在30~300之间的平板进行统计，C正确；
D、分解尿素的细菌产生的脲酶可将尿素分解为氨，使培养基pH升高，酚红指示剂变红，红色环带越大说明产生的氨越多，对应细菌分解尿素的能力越强，D正确。
4. 紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢物，具有良好的抗肿瘤作用。下图表示利用植物细胞工程生产紫杉醇的两条技术路线，其中①②③表示过程。相关叙述正确的是（ ）
A. 过程①宜选择成熟叶片，因为叶片中含有较多的紫杉醇
B. 过程②诱导形成胚状体时必须给予适当时间的光照
C. 过程③需用胰蛋白酶处理愈伤组织后再制成细胞悬液
D. 紫杉醇不是红豆杉生长必需的，含量少，路线2产量更高
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①是脱分化形成愈伤组织，选择外植体时优先选用分裂能力强、分化程度低的组织（如幼嫩的茎尖、根尖），而非成熟叶片；且外植体选择的关键是细胞的全能性，与紫杉醇含量无关，A错误；
B、过程②是再分化形成胚状体，诱导胚状体阶段通常在黑暗条件下进行，光照会诱导愈伤组织分化出芽，不利于胚状体的形成；当胚状体发育出芽点后，才需要适当光照促进光合作用，B错误；
C、过程③是将愈伤组织分散成单个细胞，植物细胞间的连接物质主要是果胶和纤维素，因此需用果胶酶和纤维素酶处理，而非胰蛋白酶（胰蛋白酶用于动物细胞培养），C错误；
D、紫杉醇是红豆杉的次生代谢物，不是生长发育必需的物质，且在植物体内含量极低；路线2通过细胞悬浮培养，可通过优化培养条件（如诱导子、前体饲喂）大幅提高紫杉醇产量，因此路线2产量更高，D正确。
5. 利用发酵工程可将单细胞蛋白制成微生物饲料，使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。下列工艺流程中合理的是（ ）
A. 可通过提取、分离、纯化等措施获得该发酵产品
B. 发酵过程要严格控制温度、溶解氧、pH等环境条件
C. 该过程酵母菌主要以淀粉为原料进行无氧发酵
D. 只能通过诱变育种、基因工程育种获得菌种
【答案】B
【解析】
【详解】A、单细胞蛋白的本质是微生物菌体，生产时仅需通过过滤、沉淀等方式收集菌体即可，提取、分离、纯化是获得微生物代谢类发酵产品的操作，A错误；
B、微生物的生长、代谢对环境条件要求严格，发酵过程必须严格控制温度、溶解氧、pH等条件，才能保证菌种活性和产量稳定，B正确；
C、生产单细胞蛋白需要获得大量酵母菌菌体，酵母菌只有在有氧条件下才能大量繁殖，因此该过程为有氧发酵，C错误；
D、发酵工程的菌种除了可通过诱变育种、基因工程育种获得外，还可以直接从自然界筛选优良野生菌种，D错误。
6. 科学家利用白菜（2n=20）与甘蓝（2n=18）进行植物体细胞杂交，培育出白菜-甘蓝杂种植株。下列叙述不正确的是（ ）
A. 可使用PEG诱导白菜与甘蓝的原生质体融合
B. 该杂种植株减数分裂时同源染色体能正常联会
C. 培育杂种植株过程无需用到植物组织培养技术
D. 该杂种植株的形成打破了两物种间的生殖隔离
【答案】C
【解析】
【详解】A、PEG（聚乙二醇）是诱导植物原生质体融合的常用化学试剂，可用于诱导白菜与甘蓝的原生质体融合，A正确；
B、该杂种植株为异源四倍体，分别含有白菜的2个染色体组和甘蓝的2个染色体组，减数分裂时相同来源的同源染色体可正常配对联会，B正确；
C、诱导融合得到的杂种细胞需经过植物组织培养的脱分化、再分化过程才能培育为杂种植株，培育过程需要用到植物组织培养技术，C错误；
D、白菜和甘蓝属于不同物种，自然状态下存在生殖隔离，无法通过有性杂交产生可育后代，植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，打破了两物种间的生殖隔离，D正确。
7. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 快速繁殖兰花等花卉过程中，可以改良植物的遗传特性
B. 利用植物顶端分生组织培养的脱毒苗具有抗病毒的特点
C. 利用花药离体培养即可获得遗传性状稳定的优良纯合植株
D. 细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养来获得目标产物
【答案】D
【解析】
【详解】A、快速繁殖兰花等花卉的过程属于无性繁殖，无性繁殖能保持母本的优良性状，不会改良植物的遗传特性。因为遗传物质在无性繁殖过程中基本保持不变，没有基因的重新组合等改变遗传特性的因素，A错误；
B、利用植物顶端分生组织培养的脱毒苗，是因为顶端分生组织病毒极少甚至无病毒，但脱毒苗本身并不具有抗病毒的特性，它只是去除了原本植株体内的病毒，而不是获得了抗病毒的能力，B错误；
C、花药离体培养只能得到高度不育的单倍体植株，性状无法稳定遗传，还需经秋水仙素处理诱导染色体加倍，才能获得遗传性状稳定的优良纯合植株，C错误；
D、细胞产物的工厂化生产是通过植物细胞培养技术，大量培养愈伤组织等细胞类群，从中提取紫杉醇、生物碱等目标产物，D正确。
8. 我国育种工作者利用胚胎移植技术以小尾寒羊为胚胎受体，快速繁殖澳洲美利奴细毛羊。下列叙述正确的是（ ）
A. 性别鉴定一般是取囊胚期的滋养层细胞进行DNA分析
B. 卵母细胞培养到减数第一次分裂末期才能用于体外受精
C. 可注射促性腺激素释放激素对美利奴细毛羊进行超数排卵处理
D. 这种快速繁殖技术产生的小羊能保持母本性状，属于无性生殖
【答案】A
【解析】
【详解】A、囊胚期的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取该部位细胞进行DNA分析做性别鉴定，不会损伤发育为胎儿各种组织的内细胞团，A正确；
B、用于体外受精的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才具备受精能力，B错误；
C、对供体美利奴细毛羊进行超数排卵处理，需注射促性腺激素，促性腺激素释放激素作用于垂体，无法直接实现超数排卵，C错误；
D、该快速繁殖技术经过体外受精（两性生殖细胞结合）过程，属于有性生殖，子代同时继承父本和母本的遗传物质，不能完全保持母本性状，D错误。
9. “低乳糖奶牛” 的成功培育有望为缺乏乳糖酶导致的乳糖不耐受的人们带来更适合饮用的牛奶，培育过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A. 培育过程中可用电刺激法激活重构胚
B. 犊牛的核遗传物质全部来自黑白花奶牛
C. 胚胎细胞核移植难度比动物体细胞核移植低
D. 可通过内细胞团的均等分割获得更多小犊牛
【答案】B
【解析】
【详解】A、在培育过程中，可用电刺激法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，A正确；
B、犊牛的核遗传物质来自转入了乳糖酶基因的黑白花奶牛胚胎成纤维细胞，因此，并非全部核遗传物质都来自黑白花奶牛，B错误；
C、因为胚胎细胞的分化程度低于体细胞，所以胚胎细胞核移植难度比动物体细胞核移植低，C正确；
D、可以通过内细胞团的均等分割来获得更多小犊牛，这是胚胎分割技术的应用，D正确。
10. 培育试管婴儿的两条途径如下图所示，相关叙述正确的是（ ）
A. 若一对夫妇中妻子患有血友病，应选择通过途径1获得婴儿
B. 早期胚胎体外培养时，需置于含95%O2的培养箱中培养
C. ①表示的过程是在输卵管中进行的体内受精过程
D. 早期胚胎发育依次经历卵裂期、囊胚期、桑葚胚
【答案】A
【解析】
【详解】A、血友病是伴X染色体隐性遗传病，若妻子患有血友病，可通过途径1（遗传学诊断+胚胎移植）筛选出不患病的胚胎，从而获得健康婴儿，A正确；
B、早期胚胎体外培养时，需置于含95%空气和5%CO2的培养箱中培养，而不是含95%O2的培养箱，B错误；
C、①表示的过程是体外受精过程，并非在输卵管中进行的体内受精过程，C错误；
D、早期胚胎发育依次经历卵裂期、桑葚胚、囊胚期，而不是卵裂期、囊胚期、桑葚胚，D错误。
11. 我国科研团队以患者外周血单核细胞为材料，成功获得自体再生胰岛，并实现对胰岛功能严重受损的糖尿病患者的临床治愈，技术流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. iPSC形成EnSC的原因是基因的碱基序列发生了改变
B. 该过程涉及动物细胞培养、核移植技术、胚胎移植
C. 取患者外周血单核细胞获得的胰岛可能会发生免疫排斥
D. EnSC能再生形成胰岛是因为其具有全套的遗传信息
【答案】D
【解析】
【详解】A、iPSC（诱导性多能干细胞）形成EnSC（内胚层干细胞）是细胞分化的过程，本质是基因的选择性表达，基因的碱基序列并未发生改变，A错误；
B、该过程涉及动物细胞培养（细胞重编程、诱导分化、胰岛再生都需要细胞培养），但不涉及核移植技术和胚胎移植。核移植是体细胞核移植技术（如克隆动物），胚胎移植是将早期胚胎移入受体子宫，这两者都未出现在流程中，B错误；
C、胰岛是由患者自身外周血单核细胞重编程、诱导分化而来，细胞的MHC（主要组织相容性复合体）与患者完全一致，不会发生免疫排斥反应，C错误；
D、EnSC（内胚层干细胞）由患者体细胞重编程而来，含有该物种全套的遗传信息，具有发育成各种内胚层来源组织（如胰岛）的潜能，因此能再生形成胰岛，D正确。
12. 为提高大豆对磷元素的吸收能力，研究人员利用农杆菌转化法将水稻的耐低磷基因OsPTF转移到大豆植株中，下图为重组Ti质粒上T-DNA的序列结构示意图。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 以水稻的DNA为模板进行PCR扩增可获得大量OsPTF基因
B. RNA聚合酶与启动子1识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录
C. T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物染色体DNA中
D. 用EcRI、BamHI双酶切重组Ti质粒后，经电泳可至少得到两条带
【答案】B
【解析】
【详解】A、以水稻RNA为模板通过逆转录可以合成cDNA，然后再以cDNA为模板利用PCR扩增可获得大量OsPTF基因，A正确；
B、识图分析可知，抗除草剂基因位于启动子2的后面，因此RNA聚合酶与启动子2识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录，B错误；
C、T-DNA片段可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，所以有利于介导外源DNA整合到植物染色体DNA中，C正确；
D、用EcRI、BamHI双酶切重组Ti质粒后，会得到三种片段：含有耐低磷基因OsPTF的片段、含有除草剂基因的片段和只含启动子I的片段，因此经电泳分离至少得到两条带，即含耐低磷基因OsPTF的片段和含有除草剂基因的片段，D正确。
13. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A. 选择新鲜洋葱或猪肝等作为实验材料
B. 95%的酒精预冷能加快DNA的析出
C. DNA在2ml/L NaCl溶液中溶解度低
D. 实验组和对照组都需加二苯胺来鉴定
【答案】C
【解析】
【详解】A、新鲜洋葱、猪肝细胞中DNA含量丰富，适合作为DNA粗提取的实验材料，A正确；
B、预冷的95%酒精可降低DNA溶解度，还能抑制核酸酶活性减少DNA降解，能加快DNA析出、提高DNA纯度，B正确；
C、DNA在0.14ml/L NaCl溶液中溶解度最低，在2ml/L NaCl溶液中溶解度很高，C错误；
D、DNA鉴定遵循对照原则，实验组（含DNA的溶液）和对照组（不含DNA的空白溶液）都需加入二苯胺试剂沸水浴加热，通过颜色对比验证DNA的显色反应，D正确。
14. 医生可利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV。下列叙述错误的是（ ）
A. 可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物
B. 血液样品中HIV的RNA经逆转录后进行PCR检测
C. 可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原
D. 与检测抗原、核酸相比，检测抗体能更早诊断HIV感染
【答案】D
【解析】
【分析】1、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。
【详解】A、引物要能和HIV逆转录形成的DNA序列进行碱基互补配，因此可以可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物，A正确；
B、采用DNA分子杂交技术检测是否携带HIV时，应将血液样品中HIV的RNA逆转录后进行PCR检测，即用HIV的RNA序列合成小段DNA作为探针，进行PCR，如果存在HIV，则会出现杂交带；如果没有HIV，则不会出现杂交带，B正确；
C、HIV进入人体后，免疫系统会产生特异性的抗体，而HIV抗原和抗体可以特异性识别，因此可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原，C正确；
D、HIV进入人体后，免疫系统要经过一定的生理过程才会产生特异性的抗体，需要耗费一定的时间，因此，检测抗体诊断HIV感染比检测抗原、核酸更晚，D错误。
故选D。
15. 我国科学家将AI与蛋白质设计改造相结合，建立了全球最大的蛋白质数据集，基于该数据集训练的AI模型，能预测并设计蛋白质的功能。下列叙述错误的是（ ）
A. 对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的
B. 蛋白质工程需改变蛋白质分子中的全部氨基酸序列
C. 用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据中心法则原理
D. 根据AI设计的蛋白质推导出的对应基因序列不是唯一的
【答案】B
【解析】
【详解】A、蛋白质工程是通过对基因的修饰或合成，实现对蛋白质分子的定向改造，A正确；
B、蛋白质工程只需改变与目标功能相关的部分氨基酸序列，而非改变全部氨基酸序列，B错误；
C、AI预测蛋白质对应的基因结构需基于中心法则中的信息传递，属于DNA→RNA→蛋白质的逆向推导，C正确；
D、由于密码子的简并性（不同密码子可能编码同一氨基酸），故推导出的基因序列可能存在多种可能性，D正确。
故选B。
第Ⅱ卷（非选择题共70分）
本部分共6题，共70分。
16. CD28是T细胞表面受体，PSMA是某些种类癌细胞表面的高表达膜蛋白，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。双特异性单克隆抗体可同时结合癌细胞与T细胞，释放药物的同时激活T细胞特异性杀伤癌细胞。科研人员将长春新碱（VCR）与单克隆抗体连接，构建了双特异性抗体PSMA × CD28，其结构及作用机制如图1、2所示。
（1）制备双特异性单克隆抗体时，应先将_________分别注射到不同小鼠体内，最后获得杂交瘤细胞。进一步进行克隆化培养和_________，筛选得到两种杂交瘤细胞，再诱导这两种杂交瘤细胞融合，最终获得双特异性抗体。
（2）ADC进入癌细胞后在________内释放VCR。释放后的VCR通过抑制微管蛋白聚合，可将癌细胞分裂阻滞在________期，进而阻断细胞分裂，最终诱导癌细胞发生________，从而实现肿瘤治疗效果。
（3）与单独使用 VCR 相比，ADC 能显著降低药物毒副作用，原因是________。
（4）为验证“双特异性单克隆抗体需要通过同时连接癌细胞与T细胞，激活T细胞特异性杀伤癌细胞”，科研人员利用体外细胞培养体系设计了实验，请完善下列部分实验设计：
【答案】（1） ①. PSMA、CD28 ②. 抗体检测
（2） ①. 溶酶体 ②. 有丝分裂前 ③. 细胞凋亡
（3）ADC 通过单克隆抗体的靶向作用，将 VCR 仅递送至癌细胞，减少了对正常细胞的损伤
（4） ①. 特异性单克隆抗体 ②. 仅结合PSMA的单克隆抗体 ③. T细胞活化程度显著升高，癌细胞数量显著减少
【解析】
【小问1详解】
要制备同时结合PSMA和CD28的双特异性抗体，需要先将两种抗原PSMA和CD28分别注射到不同小鼠，刺激小鼠产生免疫；获得杂交瘤细胞后，需要进行克隆化培养和抗体检测，筛选出能产生对应特异性抗体的两种杂交瘤细胞，再融合得到能产生双特异性抗体的杂交瘤细胞。
【小问2详解】
由图2可知，ADC进入癌细胞后，在溶酶体中释放VCR；微管蛋白是纺锤体的组成成分，纺锤体形成于有丝分裂前期，VCR抑制微管蛋白聚合，会将癌细胞分裂阻滞在有丝分裂前期，阻断细胞分裂后，最终诱导癌细胞发生细胞凋亡。
【小问3详解】
双特异性抗体可特异性识别癌细胞表面的PSMA，ADC 通过单克隆抗体的靶向作用，将 VCR 仅递送至癌细胞，减少了对正常细胞的损伤。
【小问4详解】
实验目的是验证“双特异性单克隆抗体需要同时连接癌细胞和T细胞，才能激活T细胞杀伤癌细胞”，自变量为“是否存在能同时结合两种细胞的双特异性抗体”。实验组需要加入特异性单克隆抗体；对照组1“加入仅结合PSMA的单克隆抗体”，排除抗体本身的影响。实验组的预期结果：T细胞活化程度显著升高，癌细胞数量显著减少。
17. 甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物。我国研究者将甘薯栽培品种徐薯X18与近缘抗旱野生种K121进行体细胞杂交以获得抗旱甘薯。
（1）徐薯X18与野生种K121细胞经________酶处理后获得原生质体，融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过_______两个阶段发育成完整的杂种植株XT1。
（2）研究者分别测定正常条件和干旱胁迫下双亲及杂种植株XT1的块根产量（图1）。图1结果表明，XT1兼具双亲优良性状，判断依据是_______。
（3）研究者为分析XT1遗传特性，进行以下实验：
①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的细胞质基因主要来自_______。
②核基因组条带统计如下表：
结果表明，XT1的再生过程中较多的保留了__________。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中发生__________导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。
（4）为探究XT1抗旱性优于双亲的机制，研究者测定了干旱胁迫下双亲及XT1叶片中部分生理指标，结果如下表。
注：脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质；SOD可清除活性氧，减轻膜脂过氧化损伤；MDA是膜脂过氧化的产物，其含量反映细胞膜受损程度。
研究者进一步通过转录组测序发现，XT1中多个已知的抗旱相关基因在干旱胁迫下显著上调表达，且表达模式与K121相似。结合上表数据，分析XT1抗旱性增强的机制_____。
【答案】（1） ①. 纤维素酶、果胶 ②. 脱分化、再分化
（2）正常条件下，XT1的产量接近X18；干旱胁迫下，XT1的产量高于X18
（3） ①. X18 ②. X18特有及双亲共有遗传物质 ③. 染色体变异
（4）XT1在干旱胁迫下积累大量脯氨酸，提高细胞渗透调节能力，减少水分流失；同时，XT1中SOD活性较高，能够有效清除活性氧，降低MDA含量，减轻膜脂过氧化损伤，从而增强细胞膜的稳定性
【解析】
【小问1详解】
细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，徐薯X18与野生种K121细胞经纤维素酶、果胶酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过脱分化、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1。
【小问2详解】
图1结果为正常条件下，XT1的产量接近X18，而干旱胁迫下，XT1的产量高于X18，表明XT1兼具双亲优良性状。
【小问3详解】
①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的叶绿体、线粒体DNA特异性片段的电泳条带与X18相同，故XT1的细胞质基因主要来自X18。
②根据表格可知：XT1的再生过程中较多的保留了X18特有条带及双亲共有遗传物质。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中染色体变异导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。
【小问4详解】
分析表数据可知XT1抗旱性增强的机制是XT1在干旱胁迫下积累大量脯氨酸，提高细胞渗透调节能力，减少水分流失；同时，XT1中SOD活性较高，能够有效清除活性氧，降低MDA含量，减轻膜脂过氧化损伤，从而增强细胞膜的稳定性。
18. 野生型大肠杆菌可在基本培养基（LB）上生长，菌株A和菌株B因不能合成某些物质，无法在LB培养基上生长。科研人员进行了如下实验。
实验一：将菌株A、菌株B单独培养和混合培养于 LB 培养基上，培养结果如图1所示。
（1）LB培养基的营养物质包括______。
（2）实验一混合培养后出现了菌落，为探究菌株的转化机制，科研人员提出了两种假说：
假说1：与格里菲思的肺炎链球菌转化实验相似，通过菌体间接触，一种菌株的____转移到另一种菌株细胞内，使后者菌株能______，从而能在LB上繁殖形成菌落。
假说2：混合培养后菌株A和菌株B______，从而能在LB上繁殖形成菌落。
（3）为了验证以上假说，科研人员进一步设计了图2实验装置。
该实验装置中过滤器需要满足的条件是：________。若假说1成立，则实验结果为①______（有/无）菌落；②______（有/无）菌落。
（4）为验证“转化因子来自菌株B而非来自菌株A”，某同学设计了如下实验方案：取一支无菌试管，加入含菌株A的培养液，再加入提纯的菌株B的DNA，培养一段时间后，涂布到LB培养基上，观察菌落生长情况。若培养基上出现菌落，则证明转化因子是菌株B的DNA，而非菌株A的DNA。请评价实验方案是否合理并阐述理由____。
【答案】（1）无机盐、水、碳源、氮源
（2） ①. DNA ②. 合成某些营养物质 ③. 相互为对方提供自身不能合成的营养物质
（3） ①. 允许培养液通过、但DNA不能通过 ②. 无 ③. 无
（4）不合理。缺少对照实验；未设置“菌株A的DNA作用于菌株B”的组，无法证明“转化因子不是来自菌株A的DNA”，无法完成实验目的
【解析】
【小问1详解】
LB培养基是一种合成培养基，其营养物质包含碳源、氮源、水和无机盐，为微生物生长提供必要的营养成分。
【小问2详解】
假说1：与格里菲思的肺炎链球菌转化实验类似，在该实验中，一种菌株的DNA可转移到另一种菌株细胞内，使后者菌株能合成某些物质，进而能在LB培养基上繁殖形成菌落；假说2：混合培养后，菌株A和菌株B相互提供了对方不能合成的物质，使得双方都能在LB培养基上繁殖形成菌落。
【小问3详解】
该实验装置中过滤器需要满足的条件是允许培养液通过，不允许DNA通过，这样能实现菌体间物质交换但不直接接触。若假说1成立，由于过滤器隔开了菌体，一种菌株的DNA无法转移到另一种菌株细胞内，所以实验结果为①无菌落；②无菌落。
【小问4详解】
该方案不合理。 理由：缺少对照实验；未设置“菌株A的DNA作用于菌株B”的组，无法证明“转化因子不是来自菌株A的DNA”，无法完成实验目的。
19. 贝莱斯芽孢杆菌是一类具有抑菌活性的益生菌，在食品保鲜领域具有应用前景。科研人员从自然发酵海洋鱼酱油中分离得到一株贝莱斯芽孢杆菌S，并对其生长特性及抑菌性能进行了研究。
（1）研究人员从发酵样品中分离S菌株时，采用________法接种于固体培养基上，培养后根据形态特征挑取________进行纯培养。
（2）为测定该菌株的生长曲线，将活化后的菌液接种于________（物理性质）培养基中，定期取样测定OD₆₀₀值，结果如图1所示。结果显示，2～14h为该菌株的对数生长期，16～26h进入稳定期，26h后菌体数量下降进入衰亡期。稳定期菌体数量不再增加且保持相对稳定的原因是________。
注：OD₆₀₀为菌液在600nm波长下的吸光度，OD₆₀₀值越大，菌体数量越多
（3）科研人员测定了菌株S发酵上清液对4种常见食品病原菌的抑菌活性，结果如下表所示。
根据上表数据，菌株S对________（填革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌或两者均有）表现出抑菌活性。
（4）研究人员浓缩发酵上清液得到多种抑菌物质，设计实验如下：取等量的发酵上清液分为两组，甲组加入适量蛋白酶溶液，乙组加入等量无菌水，均在37℃条件下处理1h；随后将两组处理液分别加入接种有鼠伤寒沙门氏菌的指示菌平板孔中，37℃培养24h，测定并比较抑菌圈直径。该实验的目的是________。
（5）研究发现S菌株应用于鲜切果蔬保鲜能使果蔬的货架期延长3-5天。以下推测可能正确的是（ ）
A. S菌株与病原菌之间存在营养竞争和空间竞争
B. S菌株产生的抑菌物质会干扰病原菌正常生长
C. S菌株产生的某些物质进入鲜切果蔬细胞内部延缓衰老
D. S菌株对人体无危害且安全性极高，无需考虑使用剂量
【答案】（1） ①. 平板划线法或稀释涂布平板法 ②. 单菌落
（2） ①. 液体 ②. 营养物质消耗、有害代谢产物积累，新繁殖的细胞数与死亡的细胞数达到动态平衡
（3）两者均有 （4）验证“S菌发酵上清液中是否存在蛋白质类的抑菌物质”
（5）ABC
【解析】
【小问1详解】
为了从发酵样品中分离S菌株，通常采用平板划线法或稀释涂布平板法将样品接种于固体培养基上。这两种方法都能使细菌在固体培养基表面形成单个菌落，培养后根据菌落的形态特征挑取单个菌落进行纯培养，以获得纯种的S菌株。
【小问2详解】
测定菌株的生长曲线时，需要将活化后的菌液接种于液体培养基中，这样有利于细菌充分接触营养物质，进行快速生长繁殖。稳定期菌体数量不再增加且保持相对稳定，主要原因是随着培养时间的延长，培养基中的营养物质不断被消耗，同时细菌代谢产生的有害代谢产物逐渐积累，并且培养基的pH也会发生改变，这些因素共同作用，使得细菌的繁殖速度和死亡速度达到平衡，从而导致菌体数量保持相对稳定。
【小问3详解】
分析表格可知，菌株S对表中的病原菌均形成抑菌圈，说明菌株S对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑菌活性。
【小问4详解】
甲组加入蛋白酶溶液，蛋白酶能分解蛋白质，若发酵上清液中的抑菌物质是蛋白质类，经过蛋白酶处理后抑菌活性会降低；乙组加入等量无菌水作为对照。通过比较两组的抑菌圈直径，可验证“S菌发酵上清液中是否存在蛋白质类的抑菌物质”。
【小问5详解】
A、S菌株与病原菌在鲜切果蔬环境中，会竞争有限的营养物质和生存空间，存在营养竞争和空间竞争，A正确；
B、前面实验表明S菌株发酵上清液有抑菌活性，其产生的抑菌物质会干扰病原菌正常生长，从而延长果蔬货架期，B正确；
C、S菌株产生的某些物质进入鲜切果蔬细胞内部，可能会调节果蔬的生理过程，延缓衰老，C正确；
D、即使S菌株对人体无危害且安全性极高，也需要考虑使用剂量，因为过量使用可能会带来其他不良影响，D错误。
20. 学习以下材料，回答下列小题。
基因魔剪：CRISPR/Cas系统
CRISPR/Cas基因编辑系统可对真核细胞的基因组进行特异编辑。CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。在gRNA引导下，Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断（通过设计gRNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的任一目标位点进行切割）。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，但通常会在断裂处造成少量核苷酸的插入或缺失。当DNA双链断裂后，如果细胞中有DNA修复模板（由需要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指定位点（图1）。
科学家通过在Cas9基因中引入突变，获得了只切割DNA一条链的nCas9，并将nCas9与胞嘧啶脱氨酶或腺嘌呤脱氨酶融合，开发出了单碱基编辑技术（图2），能够对靶位点进行精准的碱基编辑，最终可以分别实现C→T（G→A）或A→G（T→C）的碱基替换。对CRISPR/Cas系统改造后，还可用于激活或者抑制基因的转录等。
目前CRISPR/Cas9基因编辑技术存在一定的脱靶效应：正常情况下，gRNA通过20个核苷酸长度的引导序列与目标DNA序列发生碱基互补配对准确识别需要编辑的位点，然而有时会发生第18~20个碱基不匹配的情况，此时，Cas9可通过一个手指状的结构紧紧抓住错配区稳定住RNA-DNA双链，从而为Cas9切割DNA铺平道路，但这可能会导致Cas9在错误的基因位点切割双链DNA，从而引发潜在风险。
尽管如此，CRISPR/Cas系统作为一种革命性的技术，其成本低、制作简便、快捷高效等优点让它迅速风靡于世界各地的实验室，成为科研、医疗等领域的有效工具。
（1）利用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑，其中Cas9蛋白与限制酶的功能相似，可使________键断裂。gRNA依据________原则与靶序列特异性结合，引导Cas9蛋白进行切割。
（2）有些遗传病是由于基因中一个碱基对改变引起的，若要修正此基因突变，文中图示的3种途径中，________（填“①”“②”或“③”）最为合适。
（3）研究者通过一些技术让Cas9基因发生突变，使Cas9蛋白失去切割活性，可将CRISPR/Cas9用于抑制基因转录，实施的过程为：在gRNA的引导下，Cas9蛋白与靶基因的________结合，使________酶失去结合位点从而抑制靶基因的转录。
（4）请结合文章，提出降低CRISPR/Cas9系统脱靶效应的思路________。
【答案】（1） ①. 磷酸二酯 ②. 碱基互补配对
（2）③ （3） ①. 启动子 ②. RNA聚合酶
（4）设计gRNA的长度为17个碱基，避免第18~20个碱基不匹配时，导致错误位点的切割（或设计出特异性较强的gRNA，增强gRNA的特异性；通过设计Cas9，让其手指状结构远离DNA序列，从而在gRNA与DNA错配时，不会稳定错配结构，避免在错误位点切割等）
【解析】
【小问1详解】
如图1所示，Cas9蛋白类似于限制酶的作用，切割DNA断开磷酸二酯键。gRNA是一段RNA序列，和DNA序列的结合是依据碱基互补配对原则进行的。
【小问2详解】
图中第①条途径将基因剪切后，可能造成突变，第②条途径是剪切后插入了新的基因，第③条途径是实现碱基对的替换，所以如果要修复由基因中一个碱基对的改变而引起的遗传病，需要替换该基因，第③种途径更合适。
【小问3详解】
CRISPR/Cas9技术利用的是gRNA与DNA互补，Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。所以可以通过一些技术让Cas9蛋白的基因发生突变，使其失去切割活性，并在gRNA的引导下与基因启动子结合，从而使RNA聚合酶失去结合位点，抑制靶基因的转录。
【小问4详解】
通过题干可知，正常情况下，gRNA通过20个核苷酸长度的引导序列与目标DNA序列发生碱基互补配对准确识别需要编辑的位点，然而有时会发生第18~20个碱基不匹配的情况，因此在设计gRNA时，gRNA的长度为17个碱基，避免第18~20个碱基不匹配时，导致错误位点的切割。
21. 水体中的雌激素能使斑马鱼细胞卵黄蛋白原（vtg）基因被激活并表达，因此斑马鱼可用于监测环境雌激素污染程度。为了实现可视化监测，科学家将斑马鱼的vtg基因，与人工构建的含荧光素酶基因（无启动子）的载体（如图1）连接，形成vtg-Luc基因重组载体，成功培育了转基因斑马鱼。图1中Luc表示荧光素酶基因，其表达可以催化荧光素氧化产生荧光；Ampr为氨苄青霉素抗性基因；ri为复制起点；BamH Ⅰ、EcR Ⅰ、Hind Ⅲ和BsrG Ⅰ为限制酶；→表示转录的方向。
（1）据图1可知Luc基因载体上有一段P2A序列，其表达产物2A肽功能如图2所示，据此分析P2A序列的作用是______。
（2）为使vtg基因与Luc基因载体形成重组载体并降低“空载”概率，选用限制酶_________对Luc基因载体进行双酶切。通过PCR技术获取vtg基因时，需设计合适的引物，以便vtg基因能够定向插入Luc基因载体的正确位置。vtg基因部分碱基序列如图3所示，结合图1、图3信息，推测引物1包含的碱基序列为_______。
A．5＇-GGATCCAACTAT-3＇ B．5＇-GAATTCAACTAT-3＇
C．5＇-GAATTCTTGATA-3＇ D．5＇-AAGCTTAACTAT-3＇
（3）将“vtg-Luc基因重组载体”导入大肠杆菌中进行扩增，应将大肠杆菌接种在含________的培养基中以便于筛选；该基因表达载体还需通过_________的方法导入斑马鱼受精卵细胞。
（4）为检测转基因斑马鱼是否能作为雌激素污染的可视化检测工具，科学家将转基因斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的雌激素水样中，记录胚胎最早出现荧光的时间，结果如下表所示。请你结合雌激素的响应浓度，分析转基因斑马鱼能作为雌激素检测工具的原因：_________。
注：hpf表示受精后小时
（5）科研人员在斑马鱼体内发现了一种E蛋白，推测雌激素可能通过其激活vtg基因的表达，请设计实验验证并写出支持该推测的实验结果______。
【答案】（1）P2A序列产生的2A肽能将融合蛋白切割成独立的两种蛋白，有助于序列两侧的基因表达成独立的蛋白质
（2） ①. EcR Ⅰ、Hind Ⅲ ②. B
（3） ①. 氨苄青霉素 ②. 显微注射
（4）转基因斑马鱼在雌激素浓度较高（100ng/L和10ng/L）时有急性响应/响应最快，在较低浓度时也具有反应性，但需较长时间。（响应具有浓度依赖性：雌激素浓度越高，斑马鱼胚胎出现荧光的响应时间越短，对雌激素的响应越灵敏）
（5）实验设计：将上述转基因斑马鱼分为两组，A组：不作处理，B组敲除E蛋白基因，两组添加等量雌激素，培养观察荧光素酶表达情况。预期结果：A组有荧光，B组无荧光
【解析】
【小问1详解】
由图2可知，P2A基因表达的2A肽会将蛋白1与蛋白2剪开，有助于序列两侧的基因表达成独立的蛋白质。
【小问2详解】
为降低“空载”概率，需要选用双酶切法，根据图1信息可知基因载体存在2个BamH Ⅰ酶切位点，不能使用，BsrG Ⅰ会把P2A序列切掉，因此也不能使用。所以使vtg基因与Luc基因载体形成重组载体，选用限制酶EcR Ⅰ与Hind Ⅲ。依据图3推测引物1是以3’-TTGATA-5’为模板的，并与其互补，所以引物1碱基序列中应该含有5’ -AACTAT-3 ’，以及EcR Ⅰ的识别序列（5’ -GAATTC-3 ’），故引物1包含的碱基序列为5’ -GAATTCAACTAT-3 ’，B符合题意。
【小问3详解】
vtg-Luc基因重组载体中含Ampr抗性基因与Luc荧光素酶基因，所以将“vtg-Luc基因重组载体”导入大肠杆菌中进行扩增，为便于筛选，应将大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基中。该基因表达载体还需通过显微注射的方法导入斑马鱼受精卵细胞。
【小问4详解】
分析表格数据可知，随着雌激素浓度的升高，胚胎最早出现荧光的时间逐渐缩短。这表明转基因斑马鱼在雌激素浓度较高（100ng/L和10ng/L）时有急性响应/响应最快，在较低浓度时也具有反应性，但需较长时间。（响应具有浓度依赖性：雌激素浓度越高，斑马鱼胚胎出现荧光的响应时间越短，对雌激素的响应越灵敏）。
【小问5详解】
要验证雌激素可能通过E蛋白激活vtg基因的表达，可设计如下实验：实验设计：将上述转基因斑马鱼分为两组，A组：不作处理，B组敲除E蛋白基因，两组添加等量雌激素，培养观察荧光素酶表达情况。预期结果：A组有荧光，B组无荧光。组别
实验处理
（均接种等量癌细胞与T细胞）
预期结果
实验组
加入①________
③________
对照组1
加入②________
T细胞未活化，癌细胞数量略减少
对照组2
加入等量生理盐水
T细胞未活化，癌细胞数量基本不变
类型
双亲共有条带
K121特有条带
X18特有条带
新条带
条带数
373
60
629
141
材料
脯氨酸含量（μg/g）
SOD活性（U/g）
MDA含量（nml/g）
徐薯X18
162.3
82.5
14.6
XT1
275.4
119.6
8.9
K121
298.7
128.3
7.8
指示菌
抑菌圈直径/mm
金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性菌）
18.6
枯草芽孢杆菌（革兰氏阳性菌）
20.4
大肠埃希氏菌（革兰氏阴性菌）
17.1
鼠伤寒沙门氏菌（革兰氏阴性菌）
15.2
雌激素浓度（ng/L）
出现荧光时间（hpf）
0.1
131
1
100
10
79
100
74