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2022北京石景山区高二下学期期末生物试题含解析
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石景山区2021—2022学年第二学期高二期末试卷
生 物
1. 某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 食物中的该蛋白可被人体直接吸收
B. 人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸
C. 未经折叠的该蛋白具有生物学功能
D. 该蛋白在内质网内完成加工
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质是重要的生物大分子，其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20 种，根据人体自身能否合成，可将氨基酸分为必需氨基酸（含半必需氨基酸）和非必需氨基酸。必须氨基酸是人体不能合成的（半必需氨基酸是婴儿不能合成），非必需氨基酸是人体可以自身合成的。
【详解】A、蛋白质需要被蛋白酶分解为氨基酸后才能被人体吸收，A错误；
B、人体只能合成部分氨基酸，题目中所描述的含18种氨基酸的细胞外蛋白中，可能会有人体不能合成的氨基酸，B正确；
C、未经折叠的蛋白质没有生物活性，也没有生物学功能，C错误；
D、该蛋白需要在内质网和高尔基体上加工后才能分泌到细胞外，D错误。
故选B。
2. 麻山药富含维生素、蛋白质、糖类和许多微量元素，其药用活性成分之一是腺苷。下列说法正确的是（ ）
A. 麻山药中的淀粉、纤维素是细胞的主要储能物质
B. 麻山药的腺苷是腺嘌呤和脱氧核糖组成的
C. 麻山药含有丰富的微量元素，如Ca、Mg、Cu、Fe、Zn等
D. 麻山药匀浆加入双缩脲试剂，常温即可显示出紫色
【答案】D
【解析】
【分析】1、组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2、双缩脲识记可用于鉴定蛋白质，两者反应呈紫色。
【详解】A、纤维素参与构成植物细胞壁，不属于储能物质，A错误；
B、腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，B错误；
C、Ca、Mg属于大量元素，C错误；
D、麻山药匀浆中含有蛋白质，加入双缩脲试剂，常温即可显示出紫色，D正确。
故选D。
3. 科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，发现其新陈代谢减弱、运动停止；当重新植入细胞核后，发现其代谢等活动又恢复，这说明细胞核是（ ）
A. 细胞遗传特性的控制中心 B. 细胞代谢的主要场所
C. 细胞生命活动的控制中心 D. 遗传物质的储存场所
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞生命活动的控制中心。据此分析作答。
【详解】AD、细胞核是细胞遗传物质的储存场所，也是细胞遗传特性的控制中心，但与题干信息无关，AD错误；
B、细胞代谢的主要场所是细胞质基质，B错误；
C、根据题意分析可知：由于除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；而当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复，所以说细胞核是细胞生命活动的控制中心，C正确。
故选C。
4. “结构与功能相适应”是生物学的基本观点之一。下列有关分析不正确的是（ ）
A. 细胞膜的脂质成分使溶于脂质的物质容易通过细胞膜
B. 浆细胞含有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌
C. 神经细胞有树突和轴突，有利于接受和传递信息
D. 肾小管上皮细胞中有很多线粒体，有利于为重吸收水供能
【答案】D
【解析】
【分析】1、抗体属于分泌蛋白，分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。2、核糖体是蛋白质合成的场所，蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体含量高。3、神经元的基本结构包括细胞体和突起两部分。突起包括树突和轴突，利于神经元受到刺激后能产生并传导神经冲动，并能把冲动传导到其它的神经元，体现了结构和功能的高度统一。
【详解】A、细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成，细胞膜的脂质成分使溶于脂质的物质容易通过细胞膜，A正确；
B、高尔基体与细胞分泌物的形成有关，抗体是由浆细胞合成的，抗体是分泌蛋白，因此浆细胞内有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌，B正确；
C、神经细胞的突起分为树突和轴突，树突的主要功能是接受信息，轴突的主要功能是传出信息，因此神经细胞有树突和轴突，有利于接受和传递信息，C正确；
D、线粒体为生命活动提供能量，肾小管上皮细胞重吸收水分的方式属于被动运输，不需要消耗能量，D错误。
故选D。
5. 2020年初，澳大利亚等地爆发了严重的森林火灾。一片森林局部区域被火灾夷为平地后会形成“林窗”。一段时间后“林窗”区域出现草，一些年后出现一些灌木、乔木，经过数十年之后，植被恢复之前的面貌。下列叙述正确的是（ ）
A. 上述过程为初生演替
B. 火灾加速了生态系统的物质循环
C. “林窗”区域里的物种丰富度一定逐年增加
D. 火灾前后的两个生态系统的生物种类完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】1、林窗又称林隙或林冠空隙，主要是指森林群落中老龄树死亡或因偶然性因素（如干旱，台风，火灾等）导致成熟阶段优势树种死亡，从而在林冠层造成空隙的现象。分为林冠空隙和扩展林窗两类。
2、群落的演替：在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演变现象。演替的类型分为初生演替和次生演替。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、由于“林窗”区域具备原有土壤条件和植物种子及其他繁殖体，故“林窗”区域群落演替类型是次生演替，A错误；
B、火灾加速了生态系统中储存在生物体内的碳变成CO2的过程，促进了物质循环，B正确；
C、当生态系统达到稳定状态时，物种丰富度保持相对稳定，所以“林窗”区域里的物种丰富度不会一直增加，C错误；
D、由于十年后的环境与十年前的环境不一定相同，所以火灾前后的两个生态系统的生物种类不一定完全相同，D错误。
故选B。
6. 烟粉虱是一种常见的农业害虫，通常群集于番茄幼嫩叶片背面，吸食汁液，引起作物减产。番茄遭到烟粉虱取食时会产生具苦味的茉莉酸，从而使烟粉虱厌食，达到抗虫目的。下列对此现象的分析正确的是（ ）
A. 烟粉虱和番茄之间存在寄生、竞争关系
B. 喷施茉莉酸不会影响烟粉虱的环境容纳量
C. 表明番茄可传递信息，调节其与同一环境中其他物种间的关系
D. 表明信息传递能在番茄种群的繁衍过程中发挥作用
【答案】C
【解析】
【分析】寄生关系是一种对抗关系，是指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，以另一种微生物为生活基质，在其中进行生长繁殖，并对后者带来或强或弱的危害作用。两种生物共同生活，其中一方受益，另一方受害。受害者提供营养物质和居住场所给受益者，这种关系称为寄生关系受益者称为寄生物，受害者称为寄主或者宿主。
【详解】A、烟粉虱通常群集于番茄幼嫩叶片背面，吸食汁液，因此烟粉虱和番茄之间存在寄生关系，A错误；
B、喷施茉莉酸使烟粉虱厌食，因此会影响烟粉虱的环境容纳量，B错误；
C、番茄遭到烟粉虱取食时会产生具苦味的茉莉酸，从而使烟粉虱厌食，说明番茄可传递化学信息，调节其与同一环境中其他物种间的关系，C正确；
D、题干中未提到种群的繁衍，信息传递影响的是番茄的生存，D错误。
故选C
7. 下图表示底泥灭菌和未灭菌条件下不同程度的富营养化水体中N含量的变化。相关说法不正确的是（ ）
A. 化肥和含磷洗涤剂大量使用是水体富营养化的重要原因
B. 未灭菌组3种N水体中的N浓度随着时间的推移而降低，后趋于平稳
C. 灭菌组3种N水体中N浓度均显著高于未灭菌组
D. 结果表明治理湖泊富营养化时，为发挥底泥中微生物的分解作用，不应清淤
【答案】D
【解析】
【分析】水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河、湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
【详解】A、水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，因此化肥和含磷洗涤剂的大量使用是水体富营养化的重要原因，A正确；
B、据图可知，未灭菌组（US组）3种N水体中的N浓度随着时间的推移而降低，后趋于平稳，B正确；
C、据图可知，与灭菌组（S组）相比，灭菌组（US组）3种N水体中N浓度均显著高于（S组），C正确；
D、底泥中微生物大多属于异养型微生物，能分解有机物形成无机物，底泥中微生物的分解作用越强，无机物含量越高，水体富营养化程度越高，不能达到治理湖泊富营养化的目的，D错误。
故选D。
8. 大兴安岭是我国保存较完好、面积最大的原始森林，通过样方法可以调查该处的（ ）
A. 遗传多样性 B. 物种多样性 C. 生态系统多样性 D. 基因多样性
【答案】B
【解析】
【分析】生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
【详解】样方法不仅可以调查种群的密度，也可以调查物种的丰富度，因此通过样方法能够调查的是物种多样性，不能通过此法调查遗传多样性、生境多样性、基因多样性。
故选B。
9. 为保护南亚热带季风阔叶林，我国建立了首个自然保护区一广东肇庆鼎湖山保护区。这一措施属于（ ）
A. 就地保护 B. 迁地保护 C. 法制管理 D. 离体保护
【答案】A
【解析】
【分析】
生物多样性的保护：
（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。
（2）易地保护：动物园、植物园。
（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护，如建立精子库、种子库等。
（4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护，如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】为保护南亚热带季风阔叶林，我国建立了首个自然保护区一广东肇庆鼎湖山保护区。这一措施属于就地保护，是保护物种多样性最为有效的措施。
故选A。
【点睛】
10. 下图表示柑橘果酒和果醋的制作过程。下列分析不正确的是（ ）
A. 要提高柑橘的出汁率和澄清度，可使用果胶酶和纤维素酶
B. 制作果酒和果醋利用的是不同微生物的发酵
C. 果酒制作过程中培养液的pH维持稳定
D. 醋酸发酵不同于酒精发酵的条件是供氧充足、温度较高
【答案】C
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧的情况下酵母菌生长繁殖速度快，把糖分解成二氧化碳和水。在无氧的环境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此要提高柑橘的出汁率和澄清度，可使用果胶酶和纤维素酶，A正确；
B、制作果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸产生酒精，制作果醋利用的是醋酸菌的将糖或者酒精转化形成醋酸，B正确；
C、果酒制作过程中产生二氧化碳，溶于水，pH降低，C错误；
D、醋酸菌的代谢类型是异养需氧型生物，最适温度为30~35℃，酒精发酵的酵母菌代谢类型是异养兼性厌氧型生物，最适温度为18~25℃，因此醋酸发酵不同于酒精发酵的条件是供氧充足、温度较高，D正确。
故选C。
11. 下图表示用两种不同技术将草莓①培育得到草莓②和③。若不考虑突变，下列叙述正确的是（ ）
A. 两种技术培育得到子代草莓均体现了植物细胞的全能性
B. ①→③的过程需要严格无菌操作，①→②不需要
C. 愈伤组织的形成过程需要适宜的营养、光照和激素
D. 两种技术培育得到的草莓遗传信息相同
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知，草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②；草莓①的花粉通过脱分化形成愈伤组织，最终形成草莓③。
【详解】A、植物细胞表现出全能性的条件是：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等），②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素），草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体，不能体现植物细胞的全能性，A错误；
B、①→③的过程属于植物组织培养过程，需要严格无菌操作；①→②是茎的无性繁殖过程，外植体需要消毒，但不需要严格的无菌操作，B正确；
C、在愈伤组织形成的过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要光照，C错误；
D、草莓③是花药(花粉)离体培养获得，所取的是生殖细胞作为原材料，遗传信息与①不相同，而草莓②中直接取茎部进行组织培养，属于无性生殖，遗传信息与①相同，因此两种技术培育得到的草莓遗传信息不相同，D错误。
故选B。
12. 科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白N为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 利用该单克隆抗体可以诊断是否感染SARS病毒
B. 体外培养单个B淋巴细胞可获得针对SARS病毒的单克隆抗体
C. 诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，形成的杂交瘤细胞中含有单克隆抗体
D. 将纯化的N蛋白反复注射到小鼠体内，可从小鼠血清中分离单克隆抗体
【答案】A
【解析】
【分析】1、效应B细胞能够分泌抗体，但是不具有增殖能力，而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力，因此利用动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，利用该细胞制备单克隆抗体。2、该杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体，并且单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。
【详解】A、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，因此利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者，A正确；
B、单个效应B细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的本领，因此在体外培养单个效应B细胞不可能获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体，B错误；
C、将等量B细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的杂交瘤细胞经克隆化培养和专一抗体检测，筛选出的杂交瘤细胞在体外培养可产生单克隆抗体，C错误；
D、用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，使其产生免疫反应，以获得相应的B细胞，从小鼠血清中分离的抗体数量少，不是单克隆抗体，D错误。
故选A。
13. 利用新鲜菜花作为实验材料提取DNA时，下列做法正确的是（ ）
A. 可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B. 离心后上清液中加入95%冷酒精，出现的白色丝状物就是纯净的DNA
C. 将晾干的白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象
D. 向DNA溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、菜花是植物细胞，其细胞壁有保护和支撑的作用，不会吸水涨破，需要用洗涤剂瓦解细胞膜，A错误；
B、在上清液中加入等体积的95%的冷酒精，白色丝状物是粗提取的DNA，B错误；
C、DNA在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度较大，所以将晾干的白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，C正确；
D、DNA沸水浴条件下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应，D错误。
故选C。
14. 为提高玉米中赖氨酸含量，科学家计划将天冬氨酸激酶的第352位苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位天冬氨酸变成异亮氨酸。下列操作思路正确的是（ ）
A. 直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B. 对指导上述两种酶合成的mRNA进行改造
C. 利用诱变技术促使上述两种酶的基因突变
D. 对控制上述两种酶的基因进行改造
【答案】D
【解析】
【分析】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）。
【详解】A、蛋白质的功能与其高级结构密切相关，而蛋白质的高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，且即使改造成功也不能遗传，A错误；
B、直接改造相应的mRNA，不一定能够表达产生所需要的蛋白质，且即使成功也不能遗传，B错误；
C、由于基因突变具有不定向性和低频性，所以使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因，C错误；
D、基因工程可定向改造生物的遗传性状，所以可利用基因工程技术，对控制上述两种酶蛋白的基因进行改造，D正确。
故选D。
15. 为评估外源基因Vgb在菊花中的稳定性以及对生态环境的影响，研究人员在种植转基因菊花的第二年，随机选取转基因菊花株系及周边非转基因菊花和各种杂草，提取DNA。根据Vgb设计特异性引物进行PCR扩增，电泳结果如图。下列说法不正确的是（ ）
注:CK表示质粒阳性对照，1为空白对照，2～10 为转基因株系， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花
A. 设置空白实验是为了排除实验操作、试剂污染等对结果的影响
B. 结果表明2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散
C. 转基因植物与周边其他植物之间不可能通过花粉发生基因交流
D. 将Vgb基因转入其他植物时同样要经过安全性评价
【答案】C
【解析】
【分析】据题意可知，1为空白对照，2～10 为转基因株系， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花，图中2～10 含有Vgb基因，其他植物都不含Vgb基因，说明2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散。
【详解】A、设置空白实验目的是排除无关变量对实验结果的干扰，本实验无关变量为实验操作、试剂污染等，A正确；
B、据题意可知， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花，图中它们都没有外源基因Vgb，因此推测2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散，B正确；
C、外源基因若转入细胞核就有可能通过花粉进行传播，发生基因交流，C错误；
D、不同基因具有不同表达模式和功能，对植物自身和环境造成的影响以及带来的安全性问题，因此将Vgb基因转入其他植物时同样要经过安全性评价，D正确。
故选C。
16. 肺泡壁由肺泡上皮细胞组成。下图表示肺泡上皮细胞的局部亚显微结构，流感病毒正在侵染该细胞。
（1）①表示流感病毒的包膜，其结构与细胞膜相同，均以_______为基本骨架。流感病毒通过其表面蛋白HA与肺泡细胞膜上的_______特异性结合，随后启动包膜与细胞膜的融合，病毒进入细胞内部。这一过程体现了生物膜的_______性。
（2）生物膜能提供多种酶结合的位点，膜面积与新陈代谢密切相关。下列结构与有效增大生物膜面积有关的是_______。
A ② B. ③ C. ⑤ D. ⑥
（3）流感病毒侵入肺泡上皮细胞后，细胞中会形成大量的自噬体，与_______结合后被其中所含的多种水解酶分解。水解酶的合成场所是_______（填序号）。
（4）人体感染流感病毒可能会导致肺炎，感染结核分枝杆菌则易患肺结核。这两种病原体在结构上的最大区别是_______。
【答案】（1） ①. 磷脂双分子层 ②. 受体##糖蛋白 ③. 流动 （2）ABD
（3） ①. 溶酶体 ②. ⑤
（4）流感病毒没有细胞结构，结核杆菌有细胞结构
【解析】
【分析】分析图示：①为流感病毒的包膜，②为线粒体，③为高尔基体，④为内质网，⑤为核糖体，⑥为核膜。
【小问1详解】
①表示流感病毒的包膜，其结构与细胞膜相同，均以磷脂双分子层为基本骨架；流感病毒通过其表面蛋白HA与肺泡细胞膜上的受体特异性结合，随后启动包膜与细胞膜的融合，病毒进入细胞内部，这一过程体现了生物膜具有一定的流动性。
【小问2详解】
⑤核糖体没有膜结构，而②线粒体、③高尔基体和⑥核膜都具有膜结构，因此与有效增大生物膜面积有关的是②③⑥，故选ABD。
【小问3详解】
溶酶体中含有多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌。流感病毒侵入肺泡上皮细胞后，细胞中会形成大量的自噬体，与溶酶体结合后被其中所含的多种水解酶分解；水解酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是⑤核糖体。
【小问4详解】
人体感染流感病毒可能会导致肺炎，感染结核分枝杆菌则易患肺结核。这两种病原体分别是流感病毒和结核分枝杆菌，在结构上的最大区别是流感病毒没有细胞结构，结核分枝杆菌有细胞结构。
17. 1989年，“瓦尔迪兹”油轮意外失事泄漏大量原油，造成严重的海洋污染，各种生物种群均受到威胁。为探究原油污染对海獭的影响，生态学家进行了长达25 年的研究，有以下发现：
a．随着时间推移，原油污染区大部分生物种群都有一定程度的恢复，但该区域和毗邻的非污染区海獭种群均在持续减少。
b．原本主要以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭。
c．人类过度捕捞鲑鱼，造成以鲑鱼为食的海豹数量锐减。
d．海獭的食物海胆数量增加，而海胆的食物大型褐藻数量锐减。
请回答下列问题：
（1）石油降解过程中会产生Pb、Cd、Cr等重金属，在海洋生物体内的浓度会________环境中的浓度。
（2）上述材料中，虎鲸至少属于食物链（网）中的第________营养级；食物链顶端的虎鲸种群数量最少，从能量流动角度分析，原因是________。
（3）若不停止过度捕捞鲑鱼，多年后该海域生态系统可能出现的结果有________。
①虎鲸的生存受到威胁 ②流经该生态系统的总能量下降
③该生态系统结构变得简单 ④该生态系统抵抗力稳定性提高
（4）由上述发现可知，原油泄漏________（填“是”或“不是”）引起海獭数量持续减少的直接原因。
（5）结合本研究，你认为我国2021年在长江流域重点水域开始实行“十年禁渔”的目的是________。
【答案】（1）大于 （2） ①. 四 ②. 能量单向流动，逐级递减。虎鲸营养级最高，获得能量最少，种群数量少
（3）①②③ （4）不是
（5）增加生物多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性，保护长江的生态系统等
【解析】
【分析】1、能量流动特点为单向，逐级递减。生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，因此是单向不可逆转的。2、抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统的生物物种的多少和营养结构的复杂程度。生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性就越高。
【小问1详解】
由于生物富集，石油降解过程中会产生Pb、Cd、Cr等重金属，因此在海洋生物体内的浓度会大于环境中的浓度。
【小问2详解】
据题干中信息可知，虎鲸捕食海獭，海獭捕食海胆，海胆捕食大型藻，其中大型藻属于生产者，即第一营养级，所以虎鲸至少属于食物链（网）中的第四营养级；处于食物链顶端的物种个体数量较少，是由于生态系统的能量沿食物链单向流动、逐级递减，营养级越高所获得的能量就越少，从而使个体的数量较少。
【小问3详解】
由题意可知，若人类仍过度捕捞鲑鱼，海豹的数量得不到恢复，虎鲸只能不断捕食海獭，而海獭的数量持续降低，进而导致虎鲸数量减少，海獭数量降低，还会导致海胆数量增多，捕食更多的大型藻，从而使生产者固定的太阳能减少，同时，该生态系统的组成成分可能会减少，是营养结构变得简单，抵抗力稳定降低，故可能出现的结果有①②③。
【小问4详解】
由题意“原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭”可知，海獭数量持续降低的直接原因是虎鲸的大量捕食，并不是原油泄漏。
【小问5详解】
根据题干信息和第（3）小问可推知，“十年禁渔”可防止过度捕捞引起的生态系统稳定降低等结果，达到增加生物多样性，提高生态系统抵抗力稳定性等目的。
18. 目前国内外常用的柴油降解菌是从低浓度柴油中分离所得，而实际污染时柴油浓度往往较高，高浓度柴油会对微生物产生明显毒害作用。我国研究人员尝试利用梯度富集法分离筛选高浓度柴油降解菌，流程如下图。
（1）样品取自油田受污染的土壤。液体培养基1～5均需以______作为唯一碳源，且浓度______。进行操作前，以下各项中需要严格灭菌的有______。
A.培养基 B．锥形瓶 C．土壤样品 D．接种环 E．操作空间
（2）图中①表示采用______法进行接种。柴油降解菌之所以能降解柴油，是因为其代谢产生的脂肽类表面活性剂可以降低柴油表面张力，而脂肽能溶解血细胞使之红色消失，因此可通过在固体平板中添加无菌兔血，接种细菌后根据______判断细菌的降解能力。初步鉴定YR2降解柴油能力最强。
（3）取适量YR2接种于不同浓度柴油培养液中，培养7天后测定柴油降解率。并用同样的方法测定已有菌株Y4与W3的柴油降解率，具体结果见下表。据表能得出的结论是______。
1
2
4
5
YR2
92.8
60.8
53.5
41.0
假单胞菌Y4
51
33
-
-
不动杆菌W3
84.7
-
-
-
注:“-”表示菌株不能生长
（4）16SrRNA基因存在于所有细菌中，包括反映物种间亲缘关系的保守区和反映物种间差异的可变区（见下图）。针对______区序列设计引物，PCR扩增后，将得到的产物______并与数据库中已知菌株相关数据进行比较，确定该菌株为铜绿假单胞菌。
【答案】（1） ①. 柴油 ②. 逐渐升高 ③. ABD
（2） ①. 稀释涂布平板 ②. 透明圈直径/菌落直径的大小
（3）YR2能降解高浓度柴油，已有菌株不能降解高浓度柴油
（4） ①. 保守 ②. 测序
【解析】
【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。
【小问1详解】
实验室中目的菌株的筛选的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度.pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长，据题意可知，该图是利用梯度富集法分离筛选高浓度柴油降解菌，因此液体培养基1～5均需以柴油作为唯一碳源，且浓度逐渐升高。进行操作前，培养基、锥形瓶、接种环需要严格灭菌，操作空间需要消毒，土壤样品中含有目的菌，不需要消毒和灭菌，ABD正确，CE错误。
故选：ABD。
【小问2详解】
据图可知，培养中菌落分布均匀，因此图中①表示采用稀释涂布平板法进行接种。柴油降解菌在代谢过程中能产生脂肽，脂肽能溶解血细胞使之红色消失，因此在固体平板中添加无菌兔血，接种细菌后会出现透明圈，根据透明圈直径/菌落直径的大小可判断细菌的降解能力。
【小问3详解】
据表格可知，相同浓度下，与已有菌株Y4与W3相比，YR2降解柴油的降解率较高，对于YR2来说，随着柴油浓度升高，柴油降解率逐渐下降，因此据表可得出的结论是YR2能降解高浓度柴油，已有菌株不能降解高浓度柴油。
小问4详解】
16S rRNA基因包括保守区和可变区，保守区反映了物种间的亲缘关系，而可变区则反映了物种间的差异，可变区碱基会发生改变，因此针对保守区序列设计引物，PCR扩增后，将得到的产物测序并与数据库中已知菌株相关数据进行比较，确定该菌株为铜绿假单胞菌。
19. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。
iPS细胞的新发展
诱导多能干细胞（简称iPS细胞），被认为是实现自体器官再生与移植的“救命稻草”。成功诱导出iPS细胞的山中伸弥博士于2012年获得诺贝尔生理医学奖。
山中伸弥是如何诱导iPS细胞产生呢？利用处理后的RNA病毒作为载体，将4种调控细胞周期的相关基因导入体外培养的小鼠成纤维细胞，开启成纤维细胞内相关基因表达，使已分化的细胞重编程回归到胚胎细胞状态，即iPS细胞。由于该方法具有一定的危险性，山中伸弥团队又对此进行了改进：将运送基因的载体换成了更为安全的“质粒”，降低对受体细胞带来的风险。
获得iPS细胞后，通过诱导可使其分化为神经、骨骼、肌肉等各种细胞。但是并不是所有的iPS细胞都能分化成功，如何收集需要的某种特定细胞呢？山中伸弥团队的研究人员使用人工RNA，达到只收集特定种类细胞的目的。
每种细胞内部都有特定的“标记”，这个标记就是在细胞质中游离存在的一段短RNA——miRNA。假设我们要从iPS细胞诱导培养的细胞集合中选出心肌细胞，首先需要设计特定的人工RNA，其包括两个部分：能与心肌细胞中特有的miRNA互补结合的部分和能翻译出绿色荧光蛋白的部分。将其放置在人工膜内，导入诱导iPS细胞形成的所有细胞中。人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合，这种结合就像一种信号，导致了整个人工RNA被很快降解。若细胞内不存在该miRNA，则不会发生这个过程。一段时间后，通过观察某项指标即可准确找到心肌细胞。
目前，很多科研团队正在进行将iPS细胞应用于角膜、软骨、脑神经等再生的研究，由诱导iPS细胞制成的视网膜已经实现了人体移植。相关的临床应用已经在切实的进行中，但用于普通医疗还需要几年的时间。
（1）RNA病毒载体进入受体细胞后在________酶作用下合成DNA，可随机插入受体细胞基因组。质粒相对RNA病毒载体更为安全的原因是________。
（2）除了最初诱导出iPS细胞，文中提到山中伸弥团队的研究进展包括________。
A. 改进诱导方法，利用质粒作为基因表达载体
B. 发现了细胞中有miRNA，是不同细胞的标记
C. 利用人工RNA，筛选目标种类细胞
D. 将iPS细胞诱导并制成视网膜实现人体移植
（3）根据文中内容，写出通过人工RNA从iPS细胞诱导形成的细胞中筛选心肌细胞的检测指标与实验预期结果。
（4）科学家普遍认为，iPS细胞在医学上的应用前景优于胚胎干细胞。请你结合所学知识，写出其优越性的两点体现。
【答案】（1） ①. 逆转录酶 ②. 质粒独立于核DNA外，可避免外源基因插入细胞染色体组，影响细胞性状表达或使基因突变等 （2）AC
（3）检测指标：绿色荧光的强度 预期结果：心肌细胞的绿色荧光强度比其他细胞弱
（4）iPS细胞可从成体细胞直接诱导而成，避免破坏胚胎所引起的伦理问题；同时iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后可避免免疫排斥
【解析】
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种APSC多能细胞，多能干细胞（PSC）具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。
【小问1详解】
RNA病毒载体为RNA，在逆转录酶的作用下转变为DNA；质粒独立于核DNA外，可避免外源基因插入细胞染色体组，影响细胞性状表达或使基因突变等，因此质粒相对RNA病毒载体更为安全。
【小问2详解】
A、山中伸弥团队又对此进行了改进：将运送基因的载体换成了更为安全的“质粒”，降低对受体细胞带来的风险，A正确；
B、每种细胞内部都有特定的“标记”，这个标记就是在细胞质中游离存在的一段短RNA——miRNA，不属于山中伸弥团队的研究进展，B错误；
C、人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合，这种结合就像一种信号，导致了整个人工RNA被很快降解，若细胞内不存在该miRNA，则不会发生这个过程。一段时间后，通过观察某项指标即可准确找到心肌细胞，C正确；
D、目前，很多科研团队正在进行将iPS细胞应用于角膜、软骨、脑神经等再生的研究，由诱导iPS细胞制成的视网膜已经实现了人体移植，不属于山中伸弥团队的研究进展，D错误。
故选AC。
【小问3详解】
通过人工RNA从iPS细胞诱导形成的细胞中筛选心肌细胞，人工RNA包括两个部分：能与心肌细胞中特有的miRNA互补结合的部分和能翻译出绿色荧光蛋白的部分，人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合，这种结合就像一种信号，导致了整个人工RNA被很快降解，因此心肌细胞的绿色荧光强度比其他细胞弱。
【小问4详解】
iPS细胞可从成体细胞直接诱导而成，避免破坏胚胎所引起的伦理问题；同时iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后可避免免疫排斥。
20. 克隆源自希腊语clone，原意是“复制、拷贝”，引申为“无性繁殖系”。从多莉羊培养成功后，各国科学家将培养对象转向克隆灵长类动物。2017年，世界上首只体细胞克隆猴在上海诞生。下图是培育克隆猴的流程图，请回答下列问题:
（1）图中克隆小猴性别是_______（填“公猴”“母猴”或“不确定”）。克隆小猴的成功培育，依据的主要原理是________。
（2）选择去核卵母细胞而不是其他体细胞的原因是________。（写出两点）
（3）此培育过程运用的技术有________。图中体细胞和去核卵母细胞能融合在一起，除了病毒诱导外，还可以用________。
（4）Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，将其mRNA注入重构胚，可调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。其发挥作用的机制是________。
【答案】（1） ①. 不确定 ②. 动物细胞核的全能性
（2）卵母细胞含有丰富的营养物质，利于重组细胞发育成早期胚胎；体积大，便于操作；细胞质中含有的某些化学物质会促进细胞的分化
（3） ①. 细胞核移植、胚胎移植、动物细胞培养、动物细胞融合技术 ②. PEG（或电融合）
（4）降低组蛋白的甲基化水平，改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因的表达
【解析】
【分析】克隆动物的概念：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。
【小问1详解】
图中克隆小猴能成功的原理是动物细胞核的全能性，其性别是提供细胞核的猴相同，故克隆猴性别与胎猴一样，但是不确定胎猴性别，故克隆猴性别也不确定。
【小问2详解】
选择去核卵母细胞的原因是卵母细胞含有丰富的营养物质，利于重组细胞发育成早期胚胎；体积大，便于操作；细胞质中含有的某些化学物质会促进细胞的分化。
【小问3详解】
此培育过程运用的技术有细胞核移植、胚胎移植、动物细胞培养、动物细胞融合技术，图中体细胞和去核卵母细胞能融合在一起，除了病毒诱导外，还可以PEG诱导融合法，电激等。
【小问4详解】
根据题意可知：Kdm4d可降低组蛋白的甲基化水平，改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因的表达。
21. 玉米在苗期、灌浆期等不同时期会遭到玉米螟等害虫的危害，每年会有高达15%的产量损失。通过基因工程技术，培育抗虫新株系具有重要意义。
（1）下图为构建的抗虫基因表达载体示意图。
①构建基因表达载体时，根据________设计引物，通过PCR扩增获取抗虫基因Cry（能指导合成对害虫具有毒性的蛋白），且需要在扩增得到的基因两端添加不同的酶切位点。利用________将目的基因片段与相同酶切后的质粒连接。筛选重组DNA分子时，所使用的培养基中需要添加________。
②图中的两个基因转录时，以DNA的________（填“相同”或“不同”）单链为模板。
（2）获得转基因植株后，研究者分别用BglⅡ处理植株的总DNA，以标记的Cry基因为探针进行分子杂交，结果如下图。
( CK: 野生型植株；1～4: 转基因植株)
①杂交结果中________，表明Cry基因成功插入到玉米染色体基因组中。
②根据杂交结果，还可判断1～4号转基因植株均为Cry基因单个位点插入，依据是________。4个泳道的杂交条带位置不同，说明________。
（3）提取1～4号转基因植株幼嫩根、茎、叶的mRNA，进一步得到cDNA，分别进行PCR检测，以确定目的基因是否完成了________。后期为确定转基因植株的抗虫能力是否增强，请设计相关实验进行个体生物学水平的鉴定并预期结果________。
【答案】（1） ①. ①Cry基因两端的特异性碱基序列 ②. DNA连接酶 ③. 草甘膦 ④. 不同
（2） ①. 转基因植株1～4均出现杂交带，野生型植株未出现杂交条带 ②. 转基因植株1～4均只出现一条杂交带 ③. Cry基因整合到基因组中的位点不同
（3） ①. 转录 ②. 将转基因植株和未转基因的植株分别接种相同数量的玉米螟，几天之后统计两类植株上存活的害虫数量。若转基因植株只有少部分害虫继续存活，未转基因植株上害虫数量基本不变，说明转基因植株的抗虫能力增强。
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
①引物能与Cry基因两端的特异性碱基序列互补配对，因此根据两端的序列设计引物；DNA连接酶能连接目的基因和载体，形成重组分子；载体上具有草甘膦抗性基因，因此在培养基中加入草甘膦进行筛选。②图中的两个基因转录时，RNA聚合酶只能结合DNA的3，端进行转录，结合启动子的方向可知，两种基因是以DNA的不同链为模板。
【小问2详解】
①转基因植株1～4均出现杂交带，野生型植株未出现杂交条带，表明Cry基因成功插入到玉米染色体基因组中。②转基因植株1～4均只出现一条杂交带，说明1～4号转基因植株均为Cry基因单个位点插入；以标记的Cry基因为探针进行分子杂交，4个泳道的杂交条带位置不同，说明Cry基因整合到基因组中的位点不同。
【小问3详解】
转录是以DNA的一条链为模板形成RNA的过程，检测是否存在相应的RNA，可知转录是否成功；从个体水平检测，可将转基因植株和未转基因的植株分别接种相同数量的玉米螟，几天之后统计两类植株上存活的害虫数量。若转基因植株只有少部分害虫继续存活，未转基因植株上害虫数量基本不变，说明转基因植株的抗虫能力增强。
石景山区2021—2022学年第二学期高二期末试卷
生 物
1. 某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 食物中的该蛋白可被人体直接吸收
B. 人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸
C. 未经折叠的该蛋白具有生物学功能
D. 该蛋白在内质网内完成加工
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质是重要的生物大分子，其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20 种，根据人体自身能否合成，可将氨基酸分为必需氨基酸（含半必需氨基酸）和非必需氨基酸。必须氨基酸是人体不能合成的（半必需氨基酸是婴儿不能合成），非必需氨基酸是人体可以自身合成的。
【详解】A、蛋白质需要被蛋白酶分解为氨基酸后才能被人体吸收，A错误；
B、人体只能合成部分氨基酸，题目中所描述的含18种氨基酸的细胞外蛋白中，可能会有人体不能合成的氨基酸，B正确；
C、未经折叠的蛋白质没有生物活性，也没有生物学功能，C错误；
D、该蛋白需要在内质网和高尔基体上加工后才能分泌到细胞外，D错误。
故选B。
2. 麻山药富含维生素、蛋白质、糖类和许多微量元素，其药用活性成分之一是腺苷。下列说法正确的是（ ）
A. 麻山药中的淀粉、纤维素是细胞的主要储能物质
B. 麻山药的腺苷是腺嘌呤和脱氧核糖组成的
C. 麻山药含有丰富的微量元素，如Ca、Mg、Cu、Fe、Zn等
D. 麻山药匀浆加入双缩脲试剂，常温即可显示出紫色
【答案】D
【解析】
【分析】1、组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2、双缩脲识记可用于鉴定蛋白质，两者反应呈紫色。
【详解】A、纤维素参与构成植物细胞壁，不属于储能物质，A错误；
B、腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，B错误；
C、Ca、Mg属于大量元素，C错误；
D、麻山药匀浆中含有蛋白质，加入双缩脲试剂，常温即可显示出紫色，D正确。
故选D。
3. 科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，发现其新陈代谢减弱、运动停止；当重新植入细胞核后，发现其代谢等活动又恢复，这说明细胞核是（ ）
A. 细胞遗传特性的控制中心 B. 细胞代谢的主要场所
C. 细胞生命活动的控制中心 D. 遗传物质的储存场所
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞生命活动的控制中心。据此分析作答。
【详解】AD、细胞核是细胞遗传物质的储存场所，也是细胞遗传特性的控制中心，但与题干信息无关，AD错误；
B、细胞代谢的主要场所是细胞质基质，B错误；
C、根据题意分析可知：由于除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；而当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复，所以说细胞核是细胞生命活动的控制中心，C正确。
故选C。
4. “结构与功能相适应”是生物学的基本观点之一。下列有关分析不正确的是（ ）
A. 细胞膜的脂质成分使溶于脂质的物质容易通过细胞膜
B. 浆细胞含有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌
C. 神经细胞有树突和轴突，有利于接受和传递信息
D. 肾小管上皮细胞中有很多线粒体，有利于为重吸收水供能
【答案】D
【解析】
【分析】1、抗体属于分泌蛋白，分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。2、核糖体是蛋白质合成的场所，蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体含量高。3、神经元的基本结构包括细胞体和突起两部分。突起包括树突和轴突，利于神经元受到刺激后能产生并传导神经冲动，并能把冲动传导到其它的神经元，体现了结构和功能的高度统一。
【详解】A、细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成，细胞膜的脂质成分使溶于脂质的物质容易通过细胞膜，A正确；
B、高尔基体与细胞分泌物的形成有关，抗体是由浆细胞合成的，抗体是分泌蛋白，因此浆细胞内有丰富的高尔基体，有利于抗体的分泌，B正确；
C、神经细胞的突起分为树突和轴突，树突的主要功能是接受信息，轴突的主要功能是传出信息，因此神经细胞有树突和轴突，有利于接受和传递信息，C正确；
D、线粒体为生命活动提供能量，肾小管上皮细胞重吸收水分的方式属于被动运输，不需要消耗能量，D错误。
故选D。
5. 2020年初，澳大利亚等地爆发了严重的森林火灾。一片森林局部区域被火灾夷为平地后会形成“林窗”。一段时间后“林窗”区域出现草，一些年后出现一些灌木、乔木，经过数十年之后，植被恢复之前的面貌。下列叙述正确的是（ ）
A. 上述过程为初生演替
B. 火灾加速了生态系统的物质循环
C. “林窗”区域里的物种丰富度一定逐年增加
D. 火灾前后的两个生态系统的生物种类完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】1、林窗又称林隙或林冠空隙，主要是指森林群落中老龄树死亡或因偶然性因素（如干旱，台风，火灾等）导致成熟阶段优势树种死亡，从而在林冠层造成空隙的现象。分为林冠空隙和扩展林窗两类。
2、群落的演替：在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演变现象。演替的类型分为初生演替和次生演替。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、由于“林窗”区域具备原有土壤条件和植物种子及其他繁殖体，故“林窗”区域群落演替类型是次生演替，A错误；
B、火灾加速了生态系统中储存在生物体内的碳变成CO2的过程，促进了物质循环，B正确；
C、当生态系统达到稳定状态时，物种丰富度保持相对稳定，所以“林窗”区域里的物种丰富度不会一直增加，C错误；
D、由于十年后的环境与十年前的环境不一定相同，所以火灾前后的两个生态系统的生物种类不一定完全相同，D错误。
故选B。
6. 烟粉虱是一种常见的农业害虫，通常群集于番茄幼嫩叶片背面，吸食汁液，引起作物减产。番茄遭到烟粉虱取食时会产生具苦味的茉莉酸，从而使烟粉虱厌食，达到抗虫目的。下列对此现象的分析正确的是（ ）
A. 烟粉虱和番茄之间存在寄生、竞争关系
B. 喷施茉莉酸不会影响烟粉虱的环境容纳量
C. 表明番茄可传递信息，调节其与同一环境中其他物种间的关系
D. 表明信息传递能在番茄种群的繁衍过程中发挥作用
【答案】C
【解析】
【分析】寄生关系是一种对抗关系，是指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，以另一种微生物为生活基质，在其中进行生长繁殖，并对后者带来或强或弱的危害作用。两种生物共同生活，其中一方受益，另一方受害。受害者提供营养物质和居住场所给受益者，这种关系称为寄生关系受益者称为寄生物，受害者称为寄主或者宿主。
【详解】A、烟粉虱通常群集于番茄幼嫩叶片背面，吸食汁液，因此烟粉虱和番茄之间存在寄生关系，A错误；
B、喷施茉莉酸使烟粉虱厌食，因此会影响烟粉虱的环境容纳量，B错误；
C、番茄遭到烟粉虱取食时会产生具苦味的茉莉酸，从而使烟粉虱厌食，说明番茄可传递化学信息，调节其与同一环境中其他物种间的关系，C正确；
D、题干中未提到种群的繁衍，信息传递影响的是番茄的生存，D错误。
故选C
7. 下图表示底泥灭菌和未灭菌条件下不同程度的富营养化水体中N含量的变化。相关说法不正确的是（ ）
A. 化肥和含磷洗涤剂大量使用是水体富营养化的重要原因
B. 未灭菌组3种N水体中的N浓度随着时间的推移而降低，后趋于平稳
C. 灭菌组3种N水体中N浓度均显著高于未灭菌组
D. 结果表明治理湖泊富营养化时，为发挥底泥中微生物的分解作用，不应清淤
【答案】D
【解析】
【分析】水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河、湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
【详解】A、水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，因此化肥和含磷洗涤剂的大量使用是水体富营养化的重要原因，A正确；
B、据图可知，未灭菌组（US组）3种N水体中的N浓度随着时间的推移而降低，后趋于平稳，B正确；
C、据图可知，与灭菌组（S组）相比，灭菌组（US组）3种N水体中N浓度均显著高于（S组），C正确；
D、底泥中微生物大多属于异养型微生物，能分解有机物形成无机物，底泥中微生物的分解作用越强，无机物含量越高，水体富营养化程度越高，不能达到治理湖泊富营养化的目的，D错误。
故选D。
8. 大兴安岭是我国保存较完好、面积最大的原始森林，通过样方法可以调查该处的（ ）
A. 遗传多样性 B. 物种多样性 C. 生态系统多样性 D. 基因多样性
【答案】B
【解析】
【分析】生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
【详解】样方法不仅可以调查种群的密度，也可以调查物种的丰富度，因此通过样方法能够调查的是物种多样性，不能通过此法调查遗传多样性、生境多样性、基因多样性。
故选B。
9. 为保护南亚热带季风阔叶林，我国建立了首个自然保护区一广东肇庆鼎湖山保护区。这一措施属于（ ）
A. 就地保护 B. 迁地保护 C. 法制管理 D. 离体保护
【答案】A
【解析】
【分析】
生物多样性的保护：
（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。
（2）易地保护：动物园、植物园。
（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护，如建立精子库、种子库等。
（4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护，如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】为保护南亚热带季风阔叶林，我国建立了首个自然保护区一广东肇庆鼎湖山保护区。这一措施属于就地保护，是保护物种多样性最为有效的措施。
故选A。
【点睛】
10. 下图表示柑橘果酒和果醋的制作过程。下列分析不正确的是（ ）
A. 要提高柑橘的出汁率和澄清度，可使用果胶酶和纤维素酶
B. 制作果酒和果醋利用的是不同微生物的发酵
C. 果酒制作过程中培养液的pH维持稳定
D. 醋酸发酵不同于酒精发酵的条件是供氧充足、温度较高
【答案】C
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧的情况下酵母菌生长繁殖速度快，把糖分解成二氧化碳和水。在无氧的环境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此要提高柑橘的出汁率和澄清度，可使用果胶酶和纤维素酶，A正确；
B、制作果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸产生酒精，制作果醋利用的是醋酸菌的将糖或者酒精转化形成醋酸，B正确；
C、果酒制作过程中产生二氧化碳，溶于水，pH降低，C错误；
D、醋酸菌的代谢类型是异养需氧型生物，最适温度为30~35℃，酒精发酵的酵母菌代谢类型是异养兼性厌氧型生物，最适温度为18~25℃，因此醋酸发酵不同于酒精发酵的条件是供氧充足、温度较高，D正确。
故选C。
11. 下图表示用两种不同技术将草莓①培育得到草莓②和③。若不考虑突变，下列叙述正确的是（ ）
A. 两种技术培育得到子代草莓均体现了植物细胞的全能性
B. ①→③的过程需要严格无菌操作，①→②不需要
C. 愈伤组织的形成过程需要适宜的营养、光照和激素
D. 两种技术培育得到的草莓遗传信息相同
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知，草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②；草莓①的花粉通过脱分化形成愈伤组织，最终形成草莓③。
【详解】A、植物细胞表现出全能性的条件是：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等），②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素），草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体，不能体现植物细胞的全能性，A错误；
B、①→③的过程属于植物组织培养过程，需要严格无菌操作；①→②是茎的无性繁殖过程，外植体需要消毒，但不需要严格的无菌操作，B正确；
C、在愈伤组织形成的过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要光照，C错误；
D、草莓③是花药(花粉)离体培养获得，所取的是生殖细胞作为原材料，遗传信息与①不相同，而草莓②中直接取茎部进行组织培养，属于无性生殖，遗传信息与①相同，因此两种技术培育得到的草莓遗传信息不相同，D错误。
故选B。
12. 科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白N为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 利用该单克隆抗体可以诊断是否感染SARS病毒
B. 体外培养单个B淋巴细胞可获得针对SARS病毒的单克隆抗体
C. 诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，形成的杂交瘤细胞中含有单克隆抗体
D. 将纯化的N蛋白反复注射到小鼠体内，可从小鼠血清中分离单克隆抗体
【答案】A
【解析】
【分析】1、效应B细胞能够分泌抗体，但是不具有增殖能力，而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力，因此利用动物细胞融合技术将效应B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，利用该细胞制备单克隆抗体。2、该杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体，并且单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。
【详解】A、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，因此利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者，A正确；
B、单个效应B细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的本领，因此在体外培养单个效应B细胞不可能获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体，B错误；
C、将等量B细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的杂交瘤细胞经克隆化培养和专一抗体检测，筛选出的杂交瘤细胞在体外培养可产生单克隆抗体，C错误；
D、用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，使其产生免疫反应，以获得相应的B细胞，从小鼠血清中分离的抗体数量少，不是单克隆抗体，D错误。
故选A。
13. 利用新鲜菜花作为实验材料提取DNA时，下列做法正确的是（ ）
A. 可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B. 离心后上清液中加入95%冷酒精，出现的白色丝状物就是纯净的DNA
C. 将晾干的白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象
D. 向DNA溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、菜花是植物细胞，其细胞壁有保护和支撑的作用，不会吸水涨破，需要用洗涤剂瓦解细胞膜，A错误；
B、在上清液中加入等体积的95%的冷酒精，白色丝状物是粗提取的DNA，B错误；
C、DNA在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度较大，所以将晾干的白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，C正确；
D、DNA沸水浴条件下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应，D错误。
故选C。
14. 为提高玉米中赖氨酸含量，科学家计划将天冬氨酸激酶的第352位苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位天冬氨酸变成异亮氨酸。下列操作思路正确的是（ ）
A. 直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B. 对指导上述两种酶合成的mRNA进行改造
C. 利用诱变技术促使上述两种酶的基因突变
D. 对控制上述两种酶的基因进行改造
【答案】D
【解析】
【分析】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）。
【详解】A、蛋白质的功能与其高级结构密切相关，而蛋白质的高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，且即使改造成功也不能遗传，A错误；
B、直接改造相应的mRNA，不一定能够表达产生所需要的蛋白质，且即使成功也不能遗传，B错误；
C、由于基因突变具有不定向性和低频性，所以使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因，C错误；
D、基因工程可定向改造生物的遗传性状，所以可利用基因工程技术，对控制上述两种酶蛋白的基因进行改造，D正确。
故选D。
15. 为评估外源基因Vgb在菊花中的稳定性以及对生态环境的影响，研究人员在种植转基因菊花的第二年，随机选取转基因菊花株系及周边非转基因菊花和各种杂草，提取DNA。根据Vgb设计特异性引物进行PCR扩增，电泳结果如图。下列说法不正确的是（ ）
注:CK表示质粒阳性对照，1为空白对照，2～10 为转基因株系， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花
A. 设置空白实验是为了排除实验操作、试剂污染等对结果的影响
B. 结果表明2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散
C. 转基因植物与周边其他植物之间不可能通过花粉发生基因交流
D. 将Vgb基因转入其他植物时同样要经过安全性评价
【答案】C
【解析】
【分析】据题意可知，1为空白对照，2～10 为转基因株系， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花，图中2～10 含有Vgb基因，其他植物都不含Vgb基因，说明2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散。
【详解】A、设置空白实验目的是排除无关变量对实验结果的干扰，本实验无关变量为实验操作、试剂污染等，A正确；
B、据题意可知， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花，图中它们都没有外源基因Vgb，因此推测2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散，B正确；
C、外源基因若转入细胞核就有可能通过花粉进行传播，发生基因交流，C错误；
D、不同基因具有不同表达模式和功能，对植物自身和环境造成的影响以及带来的安全性问题，因此将Vgb基因转入其他植物时同样要经过安全性评价，D正确。
故选C。
16. 肺泡壁由肺泡上皮细胞组成。下图表示肺泡上皮细胞的局部亚显微结构，流感病毒正在侵染该细胞。
（1）①表示流感病毒的包膜，其结构与细胞膜相同，均以_______为基本骨架。流感病毒通过其表面蛋白HA与肺泡细胞膜上的_______特异性结合，随后启动包膜与细胞膜的融合，病毒进入细胞内部。这一过程体现了生物膜的_______性。
（2）生物膜能提供多种酶结合的位点，膜面积与新陈代谢密切相关。下列结构与有效增大生物膜面积有关的是_______。
A ② B. ③ C. ⑤ D. ⑥
（3）流感病毒侵入肺泡上皮细胞后，细胞中会形成大量的自噬体，与_______结合后被其中所含的多种水解酶分解。水解酶的合成场所是_______（填序号）。
（4）人体感染流感病毒可能会导致肺炎，感染结核分枝杆菌则易患肺结核。这两种病原体在结构上的最大区别是_______。
【答案】（1） ①. 磷脂双分子层 ②. 受体##糖蛋白 ③. 流动 （2）ABD
（3） ①. 溶酶体 ②. ⑤
（4）流感病毒没有细胞结构，结核杆菌有细胞结构
【解析】
【分析】分析图示：①为流感病毒的包膜，②为线粒体，③为高尔基体，④为内质网，⑤为核糖体，⑥为核膜。
【小问1详解】
①表示流感病毒的包膜，其结构与细胞膜相同，均以磷脂双分子层为基本骨架；流感病毒通过其表面蛋白HA与肺泡细胞膜上的受体特异性结合，随后启动包膜与细胞膜的融合，病毒进入细胞内部，这一过程体现了生物膜具有一定的流动性。
【小问2详解】
⑤核糖体没有膜结构，而②线粒体、③高尔基体和⑥核膜都具有膜结构，因此与有效增大生物膜面积有关的是②③⑥，故选ABD。
【小问3详解】
溶酶体中含有多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌。流感病毒侵入肺泡上皮细胞后，细胞中会形成大量的自噬体，与溶酶体结合后被其中所含的多种水解酶分解；水解酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是⑤核糖体。
【小问4详解】
人体感染流感病毒可能会导致肺炎，感染结核分枝杆菌则易患肺结核。这两种病原体分别是流感病毒和结核分枝杆菌，在结构上的最大区别是流感病毒没有细胞结构，结核分枝杆菌有细胞结构。
17. 1989年，“瓦尔迪兹”油轮意外失事泄漏大量原油，造成严重的海洋污染，各种生物种群均受到威胁。为探究原油污染对海獭的影响，生态学家进行了长达25 年的研究，有以下发现：
a．随着时间推移，原油污染区大部分生物种群都有一定程度的恢复，但该区域和毗邻的非污染区海獭种群均在持续减少。
b．原本主要以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭。
c．人类过度捕捞鲑鱼，造成以鲑鱼为食的海豹数量锐减。
d．海獭的食物海胆数量增加，而海胆的食物大型褐藻数量锐减。
请回答下列问题：
（1）石油降解过程中会产生Pb、Cd、Cr等重金属，在海洋生物体内的浓度会________环境中的浓度。
（2）上述材料中，虎鲸至少属于食物链（网）中的第________营养级；食物链顶端的虎鲸种群数量最少，从能量流动角度分析，原因是________。
（3）若不停止过度捕捞鲑鱼，多年后该海域生态系统可能出现的结果有________。
①虎鲸的生存受到威胁 ②流经该生态系统的总能量下降
③该生态系统结构变得简单 ④该生态系统抵抗力稳定性提高
（4）由上述发现可知，原油泄漏________（填“是”或“不是”）引起海獭数量持续减少的直接原因。
（5）结合本研究，你认为我国2021年在长江流域重点水域开始实行“十年禁渔”的目的是________。
【答案】（1）大于 （2） ①. 四 ②. 能量单向流动，逐级递减。虎鲸营养级最高，获得能量最少，种群数量少
（3）①②③ （4）不是
（5）增加生物多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性，保护长江的生态系统等
【解析】
【分析】1、能量流动特点为单向，逐级递减。生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，因此是单向不可逆转的。2、抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统的生物物种的多少和营养结构的复杂程度。生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性就越高。
【小问1详解】
由于生物富集，石油降解过程中会产生Pb、Cd、Cr等重金属，因此在海洋生物体内的浓度会大于环境中的浓度。
【小问2详解】
据题干中信息可知，虎鲸捕食海獭，海獭捕食海胆，海胆捕食大型藻，其中大型藻属于生产者，即第一营养级，所以虎鲸至少属于食物链（网）中的第四营养级；处于食物链顶端的物种个体数量较少，是由于生态系统的能量沿食物链单向流动、逐级递减，营养级越高所获得的能量就越少，从而使个体的数量较少。
【小问3详解】
由题意可知，若人类仍过度捕捞鲑鱼，海豹的数量得不到恢复，虎鲸只能不断捕食海獭，而海獭的数量持续降低，进而导致虎鲸数量减少，海獭数量降低，还会导致海胆数量增多，捕食更多的大型藻，从而使生产者固定的太阳能减少，同时，该生态系统的组成成分可能会减少，是营养结构变得简单，抵抗力稳定降低，故可能出现的结果有①②③。
【小问4详解】
由题意“原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭”可知，海獭数量持续降低的直接原因是虎鲸的大量捕食，并不是原油泄漏。
【小问5详解】
根据题干信息和第（3）小问可推知，“十年禁渔”可防止过度捕捞引起的生态系统稳定降低等结果，达到增加生物多样性，提高生态系统抵抗力稳定性等目的。
18. 目前国内外常用的柴油降解菌是从低浓度柴油中分离所得，而实际污染时柴油浓度往往较高，高浓度柴油会对微生物产生明显毒害作用。我国研究人员尝试利用梯度富集法分离筛选高浓度柴油降解菌，流程如下图。
（1）样品取自油田受污染的土壤。液体培养基1～5均需以______作为唯一碳源，且浓度______。进行操作前，以下各项中需要严格灭菌的有______。
A.培养基 B．锥形瓶 C．土壤样品 D．接种环 E．操作空间
（2）图中①表示采用______法进行接种。柴油降解菌之所以能降解柴油，是因为其代谢产生的脂肽类表面活性剂可以降低柴油表面张力，而脂肽能溶解血细胞使之红色消失，因此可通过在固体平板中添加无菌兔血，接种细菌后根据______判断细菌的降解能力。初步鉴定YR2降解柴油能力最强。
（3）取适量YR2接种于不同浓度柴油培养液中，培养7天后测定柴油降解率。并用同样的方法测定已有菌株Y4与W3的柴油降解率，具体结果见下表。据表能得出的结论是______。
1
2
4
5
YR2
92.8
60.8
53.5
41.0
假单胞菌Y4
51
33
-
-
不动杆菌W3
84.7
-
-
-
注:“-”表示菌株不能生长
（4）16SrRNA基因存在于所有细菌中，包括反映物种间亲缘关系的保守区和反映物种间差异的可变区（见下图）。针对______区序列设计引物，PCR扩增后，将得到的产物______并与数据库中已知菌株相关数据进行比较，确定该菌株为铜绿假单胞菌。
【答案】（1） ①. 柴油 ②. 逐渐升高 ③. ABD
（2） ①. 稀释涂布平板 ②. 透明圈直径/菌落直径的大小
（3）YR2能降解高浓度柴油，已有菌株不能降解高浓度柴油
（4） ①. 保守 ②. 测序
【解析】
【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。
【小问1详解】
实验室中目的菌株的筛选的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度.pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长，据题意可知，该图是利用梯度富集法分离筛选高浓度柴油降解菌，因此液体培养基1～5均需以柴油作为唯一碳源，且浓度逐渐升高。进行操作前，培养基、锥形瓶、接种环需要严格灭菌，操作空间需要消毒，土壤样品中含有目的菌，不需要消毒和灭菌，ABD正确，CE错误。
故选：ABD。
【小问2详解】
据图可知，培养中菌落分布均匀，因此图中①表示采用稀释涂布平板法进行接种。柴油降解菌在代谢过程中能产生脂肽，脂肽能溶解血细胞使之红色消失，因此在固体平板中添加无菌兔血，接种细菌后会出现透明圈，根据透明圈直径/菌落直径的大小可判断细菌的降解能力。
【小问3详解】
据表格可知，相同浓度下，与已有菌株Y4与W3相比，YR2降解柴油的降解率较高，对于YR2来说，随着柴油浓度升高，柴油降解率逐渐下降，因此据表可得出的结论是YR2能降解高浓度柴油，已有菌株不能降解高浓度柴油。
小问4详解】
16S rRNA基因包括保守区和可变区，保守区反映了物种间的亲缘关系，而可变区则反映了物种间的差异，可变区碱基会发生改变，因此针对保守区序列设计引物，PCR扩增后，将得到的产物测序并与数据库中已知菌株相关数据进行比较，确定该菌株为铜绿假单胞菌。
19. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。
iPS细胞的新发展
诱导多能干细胞（简称iPS细胞），被认为是实现自体器官再生与移植的“救命稻草”。成功诱导出iPS细胞的山中伸弥博士于2012年获得诺贝尔生理医学奖。
山中伸弥是如何诱导iPS细胞产生呢？利用处理后的RNA病毒作为载体，将4种调控细胞周期的相关基因导入体外培养的小鼠成纤维细胞，开启成纤维细胞内相关基因表达，使已分化的细胞重编程回归到胚胎细胞状态，即iPS细胞。由于该方法具有一定的危险性，山中伸弥团队又对此进行了改进：将运送基因的载体换成了更为安全的“质粒”，降低对受体细胞带来的风险。
获得iPS细胞后，通过诱导可使其分化为神经、骨骼、肌肉等各种细胞。但是并不是所有的iPS细胞都能分化成功，如何收集需要的某种特定细胞呢？山中伸弥团队的研究人员使用人工RNA，达到只收集特定种类细胞的目的。
每种细胞内部都有特定的“标记”，这个标记就是在细胞质中游离存在的一段短RNA——miRNA。假设我们要从iPS细胞诱导培养的细胞集合中选出心肌细胞，首先需要设计特定的人工RNA，其包括两个部分：能与心肌细胞中特有的miRNA互补结合的部分和能翻译出绿色荧光蛋白的部分。将其放置在人工膜内，导入诱导iPS细胞形成的所有细胞中。人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合，这种结合就像一种信号，导致了整个人工RNA被很快降解。若细胞内不存在该miRNA，则不会发生这个过程。一段时间后，通过观察某项指标即可准确找到心肌细胞。
目前，很多科研团队正在进行将iPS细胞应用于角膜、软骨、脑神经等再生的研究，由诱导iPS细胞制成的视网膜已经实现了人体移植。相关的临床应用已经在切实的进行中，但用于普通医疗还需要几年的时间。
（1）RNA病毒载体进入受体细胞后在________酶作用下合成DNA，可随机插入受体细胞基因组。质粒相对RNA病毒载体更为安全的原因是________。
（2）除了最初诱导出iPS细胞，文中提到山中伸弥团队的研究进展包括________。
A. 改进诱导方法，利用质粒作为基因表达载体
B. 发现了细胞中有miRNA，是不同细胞的标记
C. 利用人工RNA，筛选目标种类细胞
D. 将iPS细胞诱导并制成视网膜实现人体移植
（3）根据文中内容，写出通过人工RNA从iPS细胞诱导形成的细胞中筛选心肌细胞的检测指标与实验预期结果。
（4）科学家普遍认为，iPS细胞在医学上的应用前景优于胚胎干细胞。请你结合所学知识，写出其优越性的两点体现。
【答案】（1） ①. 逆转录酶 ②. 质粒独立于核DNA外，可避免外源基因插入细胞染色体组，影响细胞性状表达或使基因突变等 （2）AC
（3）检测指标：绿色荧光的强度 预期结果：心肌细胞的绿色荧光强度比其他细胞弱
（4）iPS细胞可从成体细胞直接诱导而成，避免破坏胚胎所引起的伦理问题；同时iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后可避免免疫排斥
【解析】
【分析】多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种APSC多能细胞，多能干细胞（PSC）具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。
【小问1详解】
RNA病毒载体为RNA，在逆转录酶的作用下转变为DNA；质粒独立于核DNA外，可避免外源基因插入细胞染色体组，影响细胞性状表达或使基因突变等，因此质粒相对RNA病毒载体更为安全。
【小问2详解】
A、山中伸弥团队又对此进行了改进：将运送基因的载体换成了更为安全的“质粒”，降低对受体细胞带来的风险，A正确；
B、每种细胞内部都有特定的“标记”，这个标记就是在细胞质中游离存在的一段短RNA——miRNA，不属于山中伸弥团队的研究进展，B错误；
C、人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合，这种结合就像一种信号，导致了整个人工RNA被很快降解，若细胞内不存在该miRNA，则不会发生这个过程。一段时间后，通过观察某项指标即可准确找到心肌细胞，C正确；
D、目前，很多科研团队正在进行将iPS细胞应用于角膜、软骨、脑神经等再生的研究，由诱导iPS细胞制成的视网膜已经实现了人体移植，不属于山中伸弥团队的研究进展，D错误。
故选AC。
【小问3详解】
通过人工RNA从iPS细胞诱导形成的细胞中筛选心肌细胞，人工RNA包括两个部分：能与心肌细胞中特有的miRNA互补结合的部分和能翻译出绿色荧光蛋白的部分，人工RNA能与心肌细胞内的miRNA结合，这种结合就像一种信号，导致了整个人工RNA被很快降解，因此心肌细胞的绿色荧光强度比其他细胞弱。
【小问4详解】
iPS细胞可从成体细胞直接诱导而成，避免破坏胚胎所引起的伦理问题；同时iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后可避免免疫排斥。
20. 克隆源自希腊语clone，原意是“复制、拷贝”，引申为“无性繁殖系”。从多莉羊培养成功后，各国科学家将培养对象转向克隆灵长类动物。2017年，世界上首只体细胞克隆猴在上海诞生。下图是培育克隆猴的流程图，请回答下列问题:
（1）图中克隆小猴性别是_______（填“公猴”“母猴”或“不确定”）。克隆小猴的成功培育，依据的主要原理是________。
（2）选择去核卵母细胞而不是其他体细胞的原因是________。（写出两点）
（3）此培育过程运用的技术有________。图中体细胞和去核卵母细胞能融合在一起，除了病毒诱导外，还可以用________。
（4）Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，将其mRNA注入重构胚，可调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。其发挥作用的机制是________。
【答案】（1） ①. 不确定 ②. 动物细胞核的全能性
（2）卵母细胞含有丰富的营养物质，利于重组细胞发育成早期胚胎；体积大，便于操作；细胞质中含有的某些化学物质会促进细胞的分化
（3） ①. 细胞核移植、胚胎移植、动物细胞培养、动物细胞融合技术 ②. PEG（或电融合）
（4）降低组蛋白的甲基化水平，改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因的表达
【解析】
【分析】克隆动物的概念：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。
【小问1详解】
图中克隆小猴能成功的原理是动物细胞核的全能性，其性别是提供细胞核的猴相同，故克隆猴性别与胎猴一样，但是不确定胎猴性别，故克隆猴性别也不确定。
【小问2详解】
选择去核卵母细胞的原因是卵母细胞含有丰富的营养物质，利于重组细胞发育成早期胚胎；体积大，便于操作；细胞质中含有的某些化学物质会促进细胞的分化。
【小问3详解】
此培育过程运用的技术有细胞核移植、胚胎移植、动物细胞培养、动物细胞融合技术，图中体细胞和去核卵母细胞能融合在一起，除了病毒诱导外，还可以PEG诱导融合法，电激等。
【小问4详解】
根据题意可知：Kdm4d可降低组蛋白的甲基化水平，改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因的表达。
21. 玉米在苗期、灌浆期等不同时期会遭到玉米螟等害虫的危害，每年会有高达15%的产量损失。通过基因工程技术，培育抗虫新株系具有重要意义。
（1）下图为构建的抗虫基因表达载体示意图。
①构建基因表达载体时，根据________设计引物，通过PCR扩增获取抗虫基因Cry（能指导合成对害虫具有毒性的蛋白），且需要在扩增得到的基因两端添加不同的酶切位点。利用________将目的基因片段与相同酶切后的质粒连接。筛选重组DNA分子时，所使用的培养基中需要添加________。
②图中的两个基因转录时，以DNA的________（填“相同”或“不同”）单链为模板。
（2）获得转基因植株后，研究者分别用BglⅡ处理植株的总DNA，以标记的Cry基因为探针进行分子杂交，结果如下图。
( CK: 野生型植株；1～4: 转基因植株)
①杂交结果中________，表明Cry基因成功插入到玉米染色体基因组中。
②根据杂交结果，还可判断1～4号转基因植株均为Cry基因单个位点插入，依据是________。4个泳道的杂交条带位置不同，说明________。
（3）提取1～4号转基因植株幼嫩根、茎、叶的mRNA，进一步得到cDNA，分别进行PCR检测，以确定目的基因是否完成了________。后期为确定转基因植株的抗虫能力是否增强，请设计相关实验进行个体生物学水平的鉴定并预期结果________。
【答案】（1） ①. ①Cry基因两端的特异性碱基序列 ②. DNA连接酶 ③. 草甘膦 ④. 不同
（2） ①. 转基因植株1～4均出现杂交带，野生型植株未出现杂交条带 ②. 转基因植株1～4均只出现一条杂交带 ③. Cry基因整合到基因组中的位点不同
（3） ①. 转录 ②. 将转基因植株和未转基因的植株分别接种相同数量的玉米螟，几天之后统计两类植株上存活的害虫数量。若转基因植株只有少部分害虫继续存活，未转基因植株上害虫数量基本不变，说明转基因植株的抗虫能力增强。
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
①引物能与Cry基因两端的特异性碱基序列互补配对，因此根据两端的序列设计引物；DNA连接酶能连接目的基因和载体，形成重组分子；载体上具有草甘膦抗性基因，因此在培养基中加入草甘膦进行筛选。②图中的两个基因转录时，RNA聚合酶只能结合DNA的3，端进行转录，结合启动子的方向可知，两种基因是以DNA的不同链为模板。
【小问2详解】
①转基因植株1～4均出现杂交带，野生型植株未出现杂交条带，表明Cry基因成功插入到玉米染色体基因组中。②转基因植株1～4均只出现一条杂交带，说明1～4号转基因植株均为Cry基因单个位点插入；以标记的Cry基因为探针进行分子杂交，4个泳道的杂交条带位置不同，说明Cry基因整合到基因组中的位点不同。
【小问3详解】
转录是以DNA的一条链为模板形成RNA的过程，检测是否存在相应的RNA，可知转录是否成功；从个体水平检测，可将转基因植株和未转基因的植株分别接种相同数量的玉米螟，几天之后统计两类植株上存活的害虫数量。若转基因植株只有少部分害虫继续存活，未转基因植株上害虫数量基本不变，说明转基因植株的抗虫能力增强。
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