山东省泰安市2025-2026学年高二年级下学期期中考试生物试题(含解析)
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这是一份山东省泰安市2025-2026学年高二年级下学期期中考试生物试题(含解析),共6页。试卷主要包含了04, 如图是制备抗白细胞介素-6等内容,欢迎下载使用。
生物试题
2026.04
本试卷共10页。试卷满分为100分,答题时间为90分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号等填涂在答题卡和试卷指定位置。
2.选择题选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,必须将答案写在答题卡对应题号位置上。写在本试卷或者其他题号位置上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回监考人员。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 《中馈录》记载:“泡盐菜法,定要覆水坛……泡菜之水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许……若依法经营,愈久愈美也。”在传统泡菜制作过程中,下列说法错误的是( )
A. 加入“陈泡菜水”能缩短发酵时间
B. “覆水坛”加水密封主要为乳酸菌创造无氧环境
C. 盐水煮沸冷却后加入可避免杀死蔬菜表面的乳酸菌
D. 发酵初期水槽中会有气泡,主要是因为乳酸菌代谢产生了CO2
【答案】D
【解析】
【详解】A、陈泡菜水中含有大量活性乳酸菌,加入后可提升发酵体系初始乳酸菌的数量,加快发酵速度,缩短发酵时间,A正确;
B、乳酸菌是厌氧型微生物,覆水坛加水密封可隔绝外界空气,为乳酸菌提供无氧发酵环境,B正确;
C、盐水煮沸的目的是杀灭盐水中的杂菌,冷却后再加入可避免高温杀死蔬菜表面的乳酸菌,保证发酵正常进行,C正确;
D、乳酸菌进行无氧呼吸的产物只有乳酸,不产生CO₂,发酵初期的气泡主要是蔬菜表面的杂菌(如酵母菌等)代谢产生的CO₂,D错误。
故选D。
2. 微塑料由塑料废弃物风化形成,难以降解,会危害生态环境和人体健康。有人分离到X和Y两种微塑料降解菌,将总菌量相同的X、Y、X+Y(X:Y=1:1)分别接种于含有等量微塑料的蛋白胨液体培养基中,培养一段时间后测定微塑料的残留率(残留率=剩余量/添加量×100%),结果如下图。下列叙述正确的是( )
A. 用平板划线法能测定X菌组中的活菌数
B. Y菌组微塑料残留率较高,故菌浓度也高
C. 混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种
D. 能在该培养基中生长繁殖的微生物都能降解微塑料
【答案】C
【解析】
【分析】接种最常用的方法:
(1)平板划线分离法:由接种环以菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来,如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。
(2)稀释平板法:首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。
【详解】A、平板划线法主要用于微生物的分离和纯化,不能用于测定活菌数,测定活菌数常用稀释涂布平板法,A错误;
B、Y菌组微塑料残留率较高,说明Y菌对微塑料的降解能力相对较弱,而不是菌浓度高,微塑料残留率与菌对微塑料的降解能力有关,而非直接与菌浓度相关,B错误;
C、由图可知,X+Y混合菌种组的微塑料残留率低于X菌组和Y菌组,说明混合菌种对微塑料的降解能力高于单一菌种,C正确;
D、该培养基中含有蛋白胨,能在该培养基中生长繁殖的微生物可能利用蛋白胨作为碳源和氮源等,但不一定都能降解微塑料,D错误。
故选C。
3. 用“麦汁酸化”法酿造的酸啤酒既有麦芽清香,又酸甜适口。它是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为醋酸和乳酸,再结合酒精发酵制作而成。下列说法错误的是( )
A. 前期利用醋酸菌和乳酸菌在同一容器中同时进行醋酸和乳酸发酵
B. 达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种抗酸性高的酵母菌
C. 后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内
D. 酒精发酵时发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕
【答案】A
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃。培养乳酸菌时,所用培养基还需要额外添加维生素。
【详解】A、醋酸菌是好氧菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧菌,在有氧条件下不能存活,所以醋酸菌与乳酸菌在同一容器中发酵时,不能同时产生醋酸和乳酸,A错误;
B、抗酸性高的酵母菌适应于酸性环境,所以达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种,B正确;
C、酒精发酵需要酵母菌,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃,所以后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内,C正确;
D、发酵一定时间后,观察到发酵罐内液面不再有气泡产生,说明酒精发酵停止,即发酵基本完毕,D正确。
故选A。
4. 干细胞具有能够分裂、分化成为人体任何一种组织的潜能,被医学界称为“万用细胞”。下列关于干细胞的说法,错误的是( )
A. 干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等
B. 成体干细胞具有组织特异性
C. 诱导多能干细胞可治疗小鼠的镰状细胞贫血
D. 胚胎干细胞和成体干细胞均具有发育成完整个体的能力
【答案】D
【解析】
【详解】A、干细胞按照来源可分为胚胎干细胞(来自早期胚胎)和成体干细胞(分布在成体的组织、器官中)两类,A正确;
B、成体干细胞只能分化为其所在组织的特定类型细胞,具有组织特异性,例如造血干细胞仅能分化为各类血细胞,B正确;
C、诱导多能干细胞可定向分化为正常的造血干细胞,移植后可以治疗小鼠的镰状细胞贫血,该技术是遗传病治疗的重要研究方向,C正确;
D、胚胎干细胞属于全能干细胞,具备发育成完整个体的潜能;但成体干细胞为多能或专能干细胞,仅能分化为特定类型的组织、细胞,不具有发育成完整个体的能力,D错误。
5. 如图是制备抗白细胞介素-6(IL-6)单克隆抗体的示意图。下列说法错误的是( )
A. 步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离筛选B淋巴细胞
B. 步骤②在脾组织中加入胰蛋白酶处理后,用培养液制成细胞悬液
C. 步骤③只能采用灭活病毒诱导法诱导细胞融合
D. 步骤④筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生所需抗体
【答案】C
【解析】
【详解】A、用特定的抗原IL-6对小鼠进行免疫,从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、步骤②需要在组织中加入胰蛋白酶,使其分散成单细胞,进而用培养液制成悬液,B正确;
C、步骤③是诱导细胞融合过程,诱导动物细胞的常用方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法,C错误;
D、④为第一次筛选,得到多种杂交瘤细胞,经⑤第二次筛选后,才能得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,D正确。
6. 当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时,我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列不属于理性看待转基因技术的是( )
A. 要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
B. 只要有证据表明产品有害,就应该禁止转基因技术的应用
C. 要看到经济、文化和伦理道德观念等的差异使人们对转基因技术有不同的看法
D. 要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上讨论转基因技术的相关问题
【答案】B
【解析】
【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,所以要靠确凿的证据和严谨的逻辑来进行思考和辩论。
【详解】A、转基因技术是一把双刃剑,要理性的看待转基因技术,要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响,A不符合题意;
B、转基因作为一项技术本身是中性的,所以只要有证据表明产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用,B符合题意;
C、由于不同的人在经济、文化和伦理道德观念等方面存在差异,所以不同的人对转基因技术会有不同的看法,C不符合题意;
D、转基因技术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,要在清晰地了解转基因技术的原理和规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题,D不符合题意。
故选B。
7. CCR5是HIV入侵人体T细胞的主要辅助受体之一,有科研人员为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力,通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因,该做法引起了民众普遍的担忧。下列说法错误的是( )
A. 该技术符合人类伦理道德,但可能存在潜在的安全风险
B. 被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
C. CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
D. 基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果
【答案】A
【解析】
【详解】A、以生殖为目的对人类受精卵进行基因编辑,严重违反人类伦理道德,我国已明确禁止相关操作,并非符合伦理,A错误;
B、CCR5基因表达的蛋白质除作为HIV入侵T细胞的受体外,还具备其他免疫相关功能,破坏该基因后个体对其他病原体的抵抗力可能下降,感染其他疾病的风险提高,B正确;
C、基因具有多效性,一个基因通常可参与多个生理过程的调控,因此CCR5基因可能还承担其他未明确的生理功能,C正确;
D、当前基因编辑技术存在脱靶的局限性,可能错误编辑非目标的正常基因,造成不可预知的不良后果,D正确。
8. 生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点,又有本质的区别。下列说法错误的是( )
A. 两者都会面临伦理问题
B. 两者都需要进行胚胎移植
C. 两者都涉及体细胞核移植技术
D. 我国允许生殖性克隆动物,但禁止生殖性克隆人
【答案】B
【解析】
【详解】A、生殖性克隆涉及人类个体复制的伦理争议,治疗性克隆涉及人类早期胚胎使用的伦理争议,二者均面临伦理问题,A正确;
B、生殖性克隆的目的是获得完整克隆个体,需要将早期胚胎移植到受体子宫内发育;治疗性克隆的目的是获得胚胎干细胞并诱导分化为特定组织、器官用于疾病治疗,不需要进行胚胎移植,B错误;
C、二者的技术基础都是体细胞核移植技术,都是将体细胞核移入去核卵母细胞中构建重构胚,C正确;
D、我国明确禁止生殖性克隆人,但不限制生殖性克隆动物的研究,同时允许开展治疗性克隆相关研究,D正确。
9. 中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前,二人曾育有一女,此女患有重度地中海贫血。为了治疗该女孩,设计并生了一个健康孩子,用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植。下列有关说法错误的是( )
A. “设计完美婴儿”有利于人类发展,可全面推广以提高人口素质
B. “设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断
C. “设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖
D. “设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择,但两者选择的目的不同
【答案】A
【解析】
【详解】A、“设计完美婴儿”会引发严重的伦理问题,如基因歧视、人为筛选性状破坏人口自然发展规律、社会公平性失衡等,绝对不能全面推广,A错误;
B、设计试管婴儿需要获得满足特定遗传要求(如不携带致病基因、与患者配型匹配)的胚胎,因此需要在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断,B正确;
C、“设计试管婴儿”和“试管婴儿”都经过体外受精(两性生殖细胞结合形成受精卵)、早期胚胎培养、胚胎移植的过程,均属于有性生殖,C正确;
D、普通试管婴儿进行胚胎选择的目的是筛选发育状态良好、健康的胚胎,提高移植成功率;设计试管婴儿的胚胎选择目的是筛选出符合特定遗传需求的胚胎,二者选择目的不同,D正确。
10. 下列关于生物武器的说法,错误的是( )
A. 生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等
B. 彻底销毁生物武器是全世界爱好和平人民的共同期望
C. 利用炭疽杆菌制成的生物武器,具有传染性强、致死率高的特点
D. 中美两国发布联合声明,重申在一般情况下不发展、不生产、不储存生物武器
【答案】D
【解析】
【详解】A、生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类以及经过基因重组的致病菌等,符合生物武器的分类范畴,A正确;
B、生物武器传染性强、危害范围广、破坏性大,会对民众生命安全和生态环境造成严重威胁,彻底销毁生物武器是全世界爱好和平人民的共同期望,B正确;
C、炭疽杆菌属于烈性致病菌,传染性强、感染后致死率高,制成生物武器后具备传染性强、致死率高的特点,C正确;
D、1998年6月,中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中,重申了在任何情况下都不发展、不生产、不储存生物武器,D错误。
11. 重叠延伸PCR是一种能够在体外实现不同来源DNA片段定向重组的技术。具体原理是:通过利用具有互补末端的引物,使PCR产物形成重叠链,借助重叠链的延伸将不同来源的扩增片段重叠拼接起来,其过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. PCR1与PCR2反应体系中的模板与引物种类不同
B. PCR3反应体系中经变性和复性后的DNA单链理论上有4种结合的可能
C. 重叠链延伸生成融合基因时需要加入引物
D. PCR4中需要添加的引物是引物1和4
【答案】C
【解析】
【详解】 A、PCR1 扩增 A 基因,PCR2 扩增 B 基因,二者模板分别是 A 基因和 B 基因,引物是针对 A 基因和 B 基因设计的不同引物,所以 PCR1 与 PCR2 反应体系中的模板与引物种类不同,A 正确;
B 、PCR3 反应体系中有来自 PCR1 和 PCR2 的产物,经变性和复性后,DNA 单链理论上有 4 种结合可能:PCR1 产物的两条单链结合、PCR2 产物的两条单链结合、PCR1 产物的一条单链与 PCR2 产物的一条单链正向结合、PCR1 产物的一条单链与 PCR2 产物的一条单链反向结合,B 正确;
C、重叠链延伸生成融合基因时,利用的是 PCR1 和 PCR2 产物的重叠链,不需要额外加入引物,C 错误;
D、PCR4 是对融合基因进行扩增,要扩增完整的融合基因,需要添加的引物是引物 1 和 4,D 正确。
故选C。
12. 用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段,限制酶对应切点一定能切开。两种酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图1和图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段得到6个游离的磷酸基团
B. 图1中X代表的碱基对数为4500,Y是限制酶A的酶切位点
C. 电泳凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子大小和构象等有关
D. 设计引物从图1中完整DNA片段中扩增出完整X,至少需要3次PCR
【答案】A
【解析】
【分析】限制性核酸内切酶酶切,是一项基于DNA限制性核酸内切酶的基因工程技术,其基本原理是利用限制性核酸内切酶对DNA上特定序列的识别,来确定切割位点并实现切割,从而获得所需的特定序列。
【详解】A、由题可知,图2中三列条带分别对应用A和B两种限制酶同时以及单独使用限制酶A、限制酶B处理DNA片段的酶切产物电泳分离结果,再通过①和②的结果结合图1,分析可知①是单独使用限制酶A处理DNA片段的酶切产物电泳分离结果,②是单独使用限制酶B处理DNA片段的酶切产物电泳分离结果。限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,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开。用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段最终得到8个游离的磷酸基团,A错误;
B、结合图1和图2中第一列A+B酶同时处理的电泳条带结果分析可知,图1中X代表的碱基对数为4500,根据图2中①电泳分离结果存在3500bp长度的条带可知①是单独使用限制酶A处理DNA片段的酶切产物电泳分离结果,再根据①电泳分离结果存在500bp长度和6000bp长度的条带可知Y是限制酶A的酶切位点,B正确;
C、电泳凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子大小和构象等有关,C正确;
D、设计引物从图1中完整DNA片段中扩增出完整X,至少需要3次PCR,D正确。
故选A。
13. 下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述错误的是( )
①科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,目的是使人获得转基因奶牛分泌的乳汁中的乳糖酶
②人生长激素基因工程菌产生的生长激素属于该工程菌的初生代谢物
③将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器
④蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
A. 一项B. 二项C. 三项D. 四项
【答案】D
【解析】
【详解】①将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组的目的是让转基因奶牛分泌的乳汁中缺乏乳糖(通过表达乳糖酶分解乳糖),从而生产适合乳糖不耐受人群的牛奶,而非直接获取乳糖酶本身,①错误;
②人生长激素基因工程菌产生的生长激素属于该工程菌的次生代谢物,②错误;
③乳腺细胞是高度分化的体细胞,无法发育为完整个体。需将表达载体导入受精卵,经胚胎发育形成转基因个体,③错误;
④蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的,它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质,满足人类的需求,④错误。
综上所述,①②③④错误,ABC错误,D正确。
故选D。
14. 关于“DNA的粗提取与鉴定”及“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验操作。下列叙述正确的是( )
A. “DNA的粗提取与鉴定”中,用95%的酒精预冷后可以更好地溶解DNA,以利于获得DNA
B. “DNA的粗提取与鉴定”中,提取DNA时,将研磨液加入切碎的洋葱,充分研磨后过滤,取上清液
C. “DNA片段的扩增及电泳鉴定”中,电泳一段时间后,离加样孔越近的DNA分子越小
D. “DNA片段的扩增及电泳鉴定”中,可通过观察指示剂在凝胶中迁移的位置来确定DNA分子的具体位置
【答案】B
【解析】
【详解】A、DNA不溶于酒精,用95%的酒精预冷后可以更好地析出DNA,A错误;
B、“DNA的粗提取与鉴定”中,提取DNA时,将研磨液加入切碎的洋葱,充分研磨后过滤,收集上清液,因为DNA主要存在上清液中,B正确;
C、“DNA片段的扩增及电泳鉴定”中,电泳一段时间后,离加样孔越近的DNA分子越大,离加样孔越远的DNA分子越小,C错误;
D、“DNA片段的扩增及电泳鉴定”中,可通过观察指示剂在凝胶中迁移的位置来判断何时停止电泳,待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳,DNA的具体位置需要通过染色与DNA结合后并在紫外灯下观察才能确定,D错误。
故选B。
15. 天然胰岛素易形成二聚体或六聚体,皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程,这在一定程度上延缓了疗效。科研人员发现,通过将胰岛素B28位的脯氨酸替换为天冬氨酸等方式,可有效抑制胰岛素的聚合,由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。下列叙述正确的是( )
A. 该工程属于蛋白质工程,操作过程中需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶、质粒
B. 替换氨基酸时需要用特定的蛋白酶将特定部位的肽键水解
C. 可通过胰岛素基因定点诱变,替换特定碱基的方式改造
D. 必须使用同种限制酶处理胰岛素基因与质粒,二者才能连接
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质工程通过改造基因来实现对蛋白质结构的修改,该工程是通过改造胰岛素基因从而达到改造胰岛素的目的,属于蛋白质工程,所需工具酶为限制酶和DNA连接酶,质粒是载体而非工具酶,A错误;
B、替换氨基酸需通过改造基因从而改变对应的密码子,而非直接水解肽键,B错误;
C、定点诱变技术可通过替换基因中特定碱基,改变对应氨基酸(如将脯氨酸密码子变为天冬氨酸密码子),C正确;
D、不同限制酶处理基因和质粒后,若产生互补黏性末端仍可连接(如使用同尾酶),D错误;
故选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 尿素在高温下易分解,也能被脲酶分解,分解产物能使酚红指示剂变红。为从土壤中筛选出尿素分解菌,实验人员配制不含氮源的培养基(添加酚红指示剂),向其中加入过滤除菌的尿素后用HCl调至橙黄色,然后倒平板。将1g土壤样品溶于99mL无菌水后再稀释104倍,取菌液0.1mL涂布于上述平板并培养,统计平均菌落数为120个。下列说法正确的是( )
A. 制备培养基时,应先对培养基灭菌再加入尿素
B. 涂布接种时,用涂布器蘸取0.1mL菌液并均匀地涂布在平板上
C. 红色圈与菌落直径比值大的菌落中的菌株分解尿素能力强
D. 1g土壤样品中尿素分解菌的数目约为1.2×109个
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、尿素高温下易分解,无法通过高压蒸汽灭菌,因此制备培养基时应先对不含尿素的基础培养基进行灭菌,再加入过滤除菌的尿素,A正确;
B、涂布接种的正确操作是先将0.1mL菌液滴加在平板表面,再使用灼烧后冷却的涂布器将菌液均匀涂布,不能用涂布器直接蘸取菌液,B错误;
C、尿素分解菌产生的脲酶分解尿素产生氨,可使酚红指示剂变红,红色圈与菌落直径的比值越大,说明单位体积菌落分解尿素的能力越强,对应菌株分解尿素的能力越强,C正确;
D、1g土壤样品中尿素分解菌的数目约为120÷0.1×106=1.2×109个,D正确。
故选ACD。
17. 下列关于植物细胞工程在生产实践中应用的说法,错误的是( )
A. 利用植物组织培养技术可快速繁殖无病毒植株,提高作物产量与品质
B. 通过单倍体育种,利用花药离体培养可直接获得稳定遗传的纯合子新品种
C. 利用细胞产物的工厂化生产,可从紫草愈伤组织中提取紫草宁
D. 植物体细胞杂交技术能克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出“白菜-甘蓝”杂种植株
【答案】B
【解析】
【详解】A、植物组织培养可以选取植物分生区(如茎尖、根尖)的细胞,这些部位几乎不含病毒,通过培养能获得无病毒植株,再通过快速繁殖(微繁)大量培育。无病毒植株长势更好,能显著提高作物的产量和品质,A正确;
B、花药离体培养得到的是单倍体植株,单倍体的染色体数目是正常植株的一半,植株弱小且高度不育,并不是稳定遗传的纯合子。 要获得稳定遗传的纯合子,需要在花药离体培养后,用秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗,使染色体数目加倍,才能得到纯合的可育植株,B错误;
C、紫草宁是紫草细胞产生的一种次生代谢产物,可以通过植物组织培养,诱导紫草细胞形成愈伤组织,再对愈伤组织进行悬浮培养,实现紫草宁的工厂化生产,从培养物中直接提取紫草宁,C正确;
D、植物体细胞杂交技术可以将不同种植物的原生质体融合,克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离。“白菜 - 甘蓝” 就是通过该技术培育出的杂种植株,兼具了两种植物的性状,D正确。
18. 2024年2月,世界首例体细胞克隆顶级种用藏羊在我国诞生。本次克隆是采集种羊耳缘组织、在实验室培养成耳纤维细胞,通过体细胞核移植获得种羊克隆胚胎,然后将克隆胚胎移植到受体湖羊的输卵管内。下列说法正确的是( )
A. 动物细胞核移植技术中可以采用显微操作法、紫外线短时间照射等方法去核
B. 以雌性藏羊为供核供体克隆出多头子代,让子代自由交配可以获得更多的藏羊
C. 可以取桑葚胚的滋养层细胞进行DNA分析,鉴定性别
D. 克隆胚胎须培养至桑葚胚或囊胚阶段方可移植到同期发情处理的受体湖羊体内
【答案】AD
【解析】
【详解】A、显微操作法、紫外线短时间照射等方法均可以去核,A正确;
B、克隆出的子代均为雌性(与供核的雌性藏羊一致),无法交配,B错误;
C、核移植不改变性别,无需鉴定性别,C错误;
D、胚胎移植一般需要在胚胎与母体建立组织上的联系前进行,通常在桑葚胚或囊胚阶段进行,并且需要移植到同期发情处理的受体湖羊体内,以保证正常妊娠,D正确。
19. OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶,研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接,构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示),利用农杆菌转化法转化棉花,在棉花叶绿体内构建了一条新的代谢途径,提高了棉花的产量。下列说法错误的是( )
A. OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板
B. 四个基因都在棉花叶绿体内进行转录、翻译
C. 应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的棉花细胞
D. 可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因棉花中的表达情况
【答案】BC
【解析】
【详解】A、由题图可知,在同一个T-DNA中OsGLO1基因和EcCAT基因的启动子启动转录的方向不同,因此OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板,A正确;
B、这些基因在叶绿体外合成,由叶绿体转运肽引导合成的蛋白质进入叶绿体,B错误;
C、卡那霉素不在T-DNA上,应用潮霉素培养基筛选被农杆菌转化的棉花细胞,C错误;
D、可用抗原-抗体杂交技术检测是否有相应的蛋白质产生,从而检测四种酶在转基因棉花中的表达情况,D正确。
20. 利用小球藻生产生物柴油,具有广阔的开发利用前景。科学家从酵母菌中提取DGAT基因(DGAT:二酸甘油酰基转移酶,合成油脂重要基因),导入到小球藻中增强小球藻油脂代谢途径,最终获得高产油脂小球藻。已知质粒上EcRI酶切位点与XbaI酶切位点间最短间隔为300bp。下列说法正确的是( )
A. 扩增产物的长度决定PCR延伸的时间,引物的G/C含量决定复性的温度
B. 若采用PCR技术对一个DGAT基因进行扩增,则复制n代共需要引物2n+1-2个
C. pB121载体中使用酵母菌的启动子可让DGAT基因在小球藻中更好表达
D. 由电泳结果可知a为构建成功的重组质粒,b为未连接目的基因的空质粒
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、PCR过程分为变性、复性、延伸三步。延伸时间由Taq酶的延伸速率和扩增产物(目的基因)的长度决定。片段越长,Taq酶需要的延伸时间越久(因为要合成更长的子链)。 复性温度与引物的G - C含量正相关。G - C碱基对含3个氢键,A - T含2个氢键;G - C含量越高,引物与模板结合越稳定,因此需要更高的复性温度来保证引物与模板特异性结合,A正确;
B、PCR扩增目的基因时,引物作用是“启动子链延伸”,每个新合成的DNA链都需要引物。 假设初始为1个双链DGAT基因,复制n代后,DNA总数为2n个。每个DNA分子有2条链,其中新合成的链数为2 ×2n − 2 =2n+1 −2(总链数减去原始模板的2条链),则复制n代共需要引物2n+1-2个,B正确;
C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,具有物种特异性。酵母菌的启动子是为酵母菌基因表达优化的,小球藻的RNA聚合酶可能无法识别酵母菌的启动子,无法驱动DGAT基因高效转录。若要让DGAT基因在小球藻中更好表达,应使用小球藻自身的启动子(或适合小球藻的启动子),C错误;
D、电泳的核心原理是“分子量越小,迁移速率越快”。 重组质粒:插入目的基因后,分子量比空质粒大(空质粒无目的基因插入)。 空质粒:分子量小,电泳时迁移速率更快,条带更靠下;重组质粒分子量更大,迁移速率更慢,条带更靠上。 结合电泳图, a条带靠上(分子量更大),为插入目的基因的重组质粒; b条带靠下(分子量更小),为未连接目的基因的空质粒,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 煤化工企业产生的焦化废水中的吡啶(C6H5N)具有明显的致癌和致畸作用,易 在生物体内富集,会对人体健康及生态系统产生危害。实验人员从焦化废水处理系 统中分离出甲、乙两种吡啶降解菌,采用平板培养法比较二者降解吡啶的能力。
(1)配制液体培养基Ⅰ进行扩大培养,其成分及含量如下表所示,将甲菌株、乙菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养。培养基Ⅰ中,为菌株的生长提供碳源的物质是______,为菌株的生长提供氮源的物质是______。配制好的培养基要进行灭菌,对培养基进行灭菌常用的方法是______。
(2)配制不含NH4NO3(其他条件不变)的液体培养基Ⅱ,然后在培养基Ⅰ和培养基Ⅱ中加入一定量的______,分别制成平板Ⅰ和平板Ⅱ,并在两平板上打A、B两孔(大小相同),如图1所示。在无菌条件下,将等量等浓度的甲菌株菌液和乙菌株菌液分别接种到平板Ⅰ的A、B两孔处,平板Ⅱ也进行同样的操作。在相同且适宜的条件下培养一段时间,两个平板的两孔处的降解圈大小如图2所示。
据图2分析,能够得出的结论是______(答出两点)。根据图2实验结果可知,治理焦化废水中吡啶造成的污染时,应选用的菌株是______。
(3)实验人员采用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法分别对取自平板Ⅱ中的甲菌株的数量进行计数,前者测得的数量大于后者的原因是______。
(4)稀释涂布平板法接种时涂布器应先在酒精灯上灼烧,冷却后再涂布。灼烧的目的是______,冷却的目的是______。
【答案】(1) ①. 吡啶 ②. 吡啶和NH4NO3 ③. 湿热灭菌法(或高压蒸汽灭菌法)
(2) ①. 琼脂 ②. 在添加了NH4NO3的培养基中,甲菌株和乙菌株对吡啶都有一定的降解能力,且甲菌株的降解能力大于乙菌株的;在没有添加NH4NO3的培养基中,甲菌株对吡啶的降解能力有所下降,乙菌株不能增殖 ③. 甲菌株
(3)前者把活菌和死菌一起计数;后者存在多个活菌形成一个菌落的情况,且只计数活菌
(4) ①. 杀死涂布器上可能存在的微生物,防止涂布器上可能存在的微生物污染 ②. 防止温度过高杀死菌种
【解析】
【小问1详解】
从组成培养基的物质所含的化学元素可知,作为碳源的成分是吡啶,作为氮源的成分是吡啶和NH4NO3。常用湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌)法对培养基进行灭菌。
【小问2详解】
制作固体培养基时,通常需要加入琼脂。根据图2可知,在添加了NH4NO3的培养基中,甲菌株和乙菌株都能生长,对吡啶都有一定的降解能力,由于A处的降解圈大于B处的,说明甲菌株对吡啶的降解能力大于乙菌株的。在没有添加NH4NO3的培养基中,A处的降解圈变小,说明甲菌株对吡啶的降解能力有所下降,而B处的降解圈与图1的B处孔的大小相同,说明乙菌株不能增殖。综上分析,治理焦化废水中吡啶造成的污染应选用甲菌株。
【小问3详解】
显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数,稀释涂布平板法只计活菌数,还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况,故前者测得的数量大于后者。
【小问4详解】
灼烧的目的:杀死涂布器上可能存在的微生物,防止杂菌污染培养基,保证实验结果的准确性。冷却的目的:灼烧后的涂布器温度很高,如果直接接触平板,会杀死接种的菌株,因此需要冷却,防止温度过高杀死菌种。
22. 中医治疗疾病多用复方,三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物,二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”,在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产,具体操作如图1。
(1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片,用70%乙醇和5%的次氯酸钠对其______(填“消毒”或“灭菌”),每次处理后用______(填“蒸馏水”或“无菌水”)冲洗叶片2~3次,去除残留于叶片上的药剂,处理后的叶片撕去表皮,切成1mm薄片备用。
(2)过程①利用______酶去除细胞壁获取原生质体,并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素的原生质体仍能融合和再生)。过程②用的化学法可以是______融合法,随后在荧光显微镜下选择带______的杂种原生质体。
(3)科研人员研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响,结果如图2。
(注:双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞)
该实验的自变量是______,由图2可知促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为______。
(4)通常情况下,能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响,科研人员取同种小鼠30只,雌雄各半,随机均分 为三组,实验处理如下表。
①将表格中C组的实验处理补充完整______。
②若实验结果为______,则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产,可提高疗效。
【答案】(1) ①. 消毒 ②. 无菌水
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 聚乙二醇(PEG)(或高Ca2+—高pH) ③. 红、绿荧光色素 (或两种荧光色素)
(3) ①. 原生质体的密度 ②. 1×106个/mL
(4) ①. 蒸馏水 ②. 三组的胸腺重量A>B>C
【解析】
【小问1详解】
为防止微生物污染,应取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片,用70%乙醇和5%的次氯酸钠对其消毒;为防止杂菌污染,每次处理后用无菌水冲洗叶片2—3次,去除残留于叶片上的药剂。
【小问2详解】
过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体,需要用纤维素酶、果胶酶处理破坏细胞壁;过程②诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG(聚乙二醇)诱导融合;由于三白草细胞酶解液中加入了红荧光色素,鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素,所以杂种原生质体应该带红、绿荧光色素。
【小问3详解】
实验的自变量是原生质体的密度(横坐标为原生质体密度,纵坐标为双核异核融合体 %)。由图2柱形图可知,在密度为1×106个/mL时, 双核异核融合体比例最高,说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个/mL;高于此密度不利于形成双核异核融合体,因为密度过高,原生质体的相互黏连、聚集作用过强,PEG的诱导作用受到抑制。
【小问4详解】
①本实验目的是判断融合体对动物免疫力的影响,因为C组为对照组,因此根据对A、B两组的处理,C组应用等量的蒸馏水每天一次等量灌胃,连续一周。
②若结果为三组小鼠的胸腺重量 A 组 > B 组 > C 组,说明杂种植株提取物的免疫增强效果优于直接混合的药物,支持利用原生质体融合技术实现高效生产。
23. 控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出 所需性别的试管牛。具体操作过程如图所示。
(1)为使母牛排卵,通常用______激素处理。排卵时,分裂尚未完成,当该细胞发育至______期时,才具备受精能力。
(2)图中过程①通常采用______技术。在这个过程中,______的精子与卵子结合,常以观察到______或______作为受精的标志。
(3)过程②涉及胚胎移植技术,胚胎移植的受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行______处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生______反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)为了促进优良动物品种的繁殖,产生遗传性状相同的后代,常采用______技术,该技术可以看作动物______(填“有性繁殖”“无性繁殖”)。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意______。
【答案】(1) ①. 促性腺 ②. 减数分裂Ⅱ中期##MⅡ
(2) ①. 体外受精 ②. 获能 ③. 两个极体 ④. 雌雄原核
(3) ①. 同期发情 ②. 免疫排斥
(4) ①. 胚胎分割 ②. 无性繁殖 ③. 将内细胞团进行均等分割
【解析】
【小问1详解】
为使母牛排卵,通常用促性腺激素处理,促使其超数排卵;排卵时,分裂尚未完成,卵母细胞发育至MⅡ期时,才具备受精能力。
【小问2详解】
图中过程①通常采用体外受精技术。体外受精过程中,精子须获能后与卵子结合;受精的标志是观察到两个极体或观察到雌、雄原核。
【小问3详解】
胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行同期发情处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能,早期胚胎处于游离状态也是胚胎移植能够进行的基础。
【小问4详解】
为了促进优良动物品种的繁殖,产生遗传性状相同的后代,可以采用胚胎分割技术得到“同卵多胎”,这样获得的后代,属于“无性”繁殖。在对囊胚进行分割时,要注意将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
24. 卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖,可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。某研究小组拟筛选具有高活性卡拉胶酶(CG)的菌种用于生产卡拉胶寡糖。
(1)选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌的原因是______。将培养后的菌液混匀并充分______,再接种至微孔板中,经培养和筛选获得了CG活性最高的菌种。
(2)为构建携带cg(CG的编码基因)的大肠杆菌表达载体(图1),对cg的PCR扩增产物和质粒进行双酶切,随后用E.cliDNA连接酶连接。为保证连接准确性和效率,cg转录模板链的5'端最好含有______酶切位点。另有两组同学选用了各不相同的双酶切组合和T4DNA连接酶重复上述实验,获得的部分重组质粒分子大小符合预期,但均无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割,其原因是______。
(3)为将构建好的表达载体转入大肠杆菌,需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,目的是______,随后在含______和______的培养基中培养一段时间后,根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。
(4)已知空间上邻近的两个半胱氨酸易形成二硫键,从而提升蛋白质的耐热性。为提高CG的耐热性,研究人员分析了五个氨基酸位点的空间距离和保守度(保守度值越大表明该位点对酶的功能越关键),如图2所示。根据分析结果,选择第______位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适,原因是______。
【答案】(1) ①. 在富含卡拉胶的环境中,存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大 ②. 稀释
(2) ①. BamHI ②. 重组质粒连接处的序列不再是原来的限制酶识别序列
(3) ①. 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 卡拉胶 ③. 四环素
(4) ①. 44 ②. 该位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近,容易形成二硫键,而且保守度低,替换后对酶功能的影响较小
【解析】
【小问1详解】
卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖,可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。由于在富含卡拉胶的环境中,存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大,因此可选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌。将培养后的菌液混匀并充分稀释,再接种至微孔板中,经培养和筛选获得了CG活性最高的菌种。
【小问2详解】
E.cliDNA连接酶可高效连接具有黏性末端的片段,对平末端的连接效率较低,因此切割质粒和目的基因时不能选择切成平末端的限制酶,即不能选择EcRV酶和SmaⅠ酶,而SpeⅠ酶与XbaⅠ酶切割后的黏性末端相同,若选择SpeⅠ酶与XbaⅠ酶切割,会出现质粒和目的基因的自连、甚至目的基因倒接,因此切割质粒时SpeⅠ酶与XbaⅠ酶中只能选择一个,而另一个限制酶需要选择BamHⅠ酶,又由于转录的方向是由启动子→终止子,且mRNA形成的方向是5’→3’,且mRNA与DNA的模板链方向相反,因此基因模板链的3’应靠近启动子,故为保证连接准确性和效率,cg转录模板链的5'端最好含有BamHI酶切位点。T4DNA连接酶既可以连接平末端,也可连接黏性末端,不同的平末端均可由T4DNA连接酶连接,由于限制酶的识别序列具有专一性,若连接后的序列不存在最初限制酶的识别序列,则可能导致重组质粒无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割。故另有两组同学选用了各不相同的双酶切组合(如SmaI和EcRV或SpeⅠ和XbaⅠ)和T4DNA连接酶重复上述实验,两种情况均会导致部分cg反向连接,新的序列无法被原有酶识别,获得的部分重组质粒分子大小符合预期。
【小问3详解】
为将构建好的表达载体转入大肠杆菌,需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,便于重组DNA进入受体细胞。由于具有高活性卡拉胶酶(CG)的菌种可分解卡拉胶,使其菌落周围形成透明圈,且重组质粒上含有四环素抗性基因,因此导入目的基因的大肠杆菌可接种在含卡拉胶和四环素的培养基中培养一段时间后,根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。
【小问4详解】
据图可知,虚线长度代表氨基酸间的空间距离,由于第44位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近,容易形成二硫键,而且保守度低,替换后对酶功能的影响较小,因此选择第44位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适。
25. 研究表明,镉(Cd)可降低叶绿素含量,抑制植物生长。金属硫蛋白MT3是人体中参与重金属解毒的主要蛋白,研究人员构建MT3-EGFP融合基因表达载体,制造融合蛋白。利用烟草探究MT3能否富集Cd,减弱Cd对植物的毒害作用。EGFP是增强型绿色荧光蛋白,图甲表示MT3基因序列和载体部分结构。
(1)对MT3基因进行PCR扩增时,需要使用的酶是_____,其作用是_____,为激活该酶,PCR缓冲液中一般要添加_____。图甲中所示的序列为MT3基因转录时的_____(填“模板链”或“非模板链”)。
(2)已知SalI酶识别序列为5'-GTCGAC-3',EcRV酶识别序列为5'-GATATC-3'。在构建融合基因表达载体时,扩增MT3基因所需要的下游引物序列为:5'_____3'(包括添加的限制酶识别序列,共写出12个碱基)。
(3)将融合基因表达载体转入农杆菌中,再将转化后的农杆菌置于含_____的培养基中培养,便于筛选含重组质粒的农杆菌。用筛选后的农杆菌侵染烟草,一段时间后对烟草蛋白质进行抗体检测,电泳结果如图乙。其中细胞系_____成功表达出MT3-EGFP融合蛋白,判断的理由是_____。
(4)用100μml·L-1的Cd溶液对野生烟草和转基因烟草植株进行处理,分别测定叶片叶绿素及Cd的含量,结果如图丙,由该结果可以得出MT3的作用是_____。
【答案】(1) ①. 耐高温的DNA聚合酶/TaqDNA聚合酶 ②. 催化合成DNA子链 ③. Mg2+ ④. 非模板链
(2)GATATCCTGGCA
(3) ①. 壮观霉素 ②. 2 ③. 融合蛋白相对分子质量大,电泳后距点样孔近,且能与两种抗体结合
(4)MT3可富集(增加,提高等)Cd,减少(减弱,降低等)Cd对植物的毒害作用
【解析】
【小问1详解】
TaqDNA聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成,用于DNA子链的合成,一般在PCR反应体系中需要加入TaqDNA聚合酶;Mg²⁺是 TaqDNA 聚合酶的激活剂,是 PCR 体系中不可或缺的成分。图示DNA单链为5'ATG…3',与mRNA中5'AUG…3'相对应,AUG为起始密码子,因此该单链为基因编码链,非模板链。
【小问2详解】
结合图甲可知,扩增MT3基因时,需要在基因的下游添加EcRV序列5'-GATATC-3',编码链下游TGA对应mRNA上终止密码子UGA,MT3基因与EGFP构建融合基因,需要去除MT3基因中编码终止密码子的序列,即扩增的MT3基因下游序列为5'-CTGGCAG…-3',再添加上EcRV序列5'-GATATC-3',因此对应的序列为5'GATATCCTGGCA3'。
【小问3详解】
由于重组质粒中含有Spe(壮观霉素基因),因此将转化后的农杆菌置于含壮观霉素的培养基中培养;野生型中仅含MT3,可与MT3抗体结合,因此对应的条带为MT3,而融合蛋白 MT3-EGFP分子量应大于MT3,更加靠近点样孔附近,因此细胞系2出现了相应的条带,而细胞系1没有,故细胞系2成功表达出 MT3-EGFP 融合蛋白。
【小问4详解】
结合图示可知,用Cd处理,转基因烟草中Cd含量大于野生型,说明MT3可富集(增加,提高等)Cd,在有Cd处理情况下,转基因烟草中叶绿素含量大于野生型,且两者均小于未用Cd处理,说明在有Cd的情况下MT3可以提高叶绿素含量,减少(减弱,降低等)Cd对植物的毒害作用。成分
MgSO4
NH4NO3
吡啶
水
含量
5g
10g
10g
1000mL
组别
A组
B组
C组(空白对照组)
实验处理
三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物
三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物
每天一次等量灌胃,连续一周,检测各组小鼠的胸腺重量
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