[生物][期末]北京市西城区2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)

这是一份[生物][期末]北京市西城区2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)，共26页。试卷主要包含了7t·km-2·a-1， 骨骼干细胞等内容，欢迎下载使用。
本部分共15题，每题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. 高原鼠兔是一种植食性鼠类，擅长挖洞，种群密度过高会对草场造成破坏，其干燥的粪便（草灵脂）可入药。白腰雪雀有时会借住鼠兔的洞穴生活，并为鼠兔报警。下列说法错误的是（ ）
A. 常采用标记重捕法调查高原鼠兔的种群密度
B. 高原鼠兔在该生态系统中属于第二营养级
C. 鼠兔粪便可入药体现生物多样性的直接价值
D. 高原鼠兔和白腰雪雀之间存在互利共生关系
【答案】D
【详解】A、高原鼠兔活动能力强，活动范围大，采用标记重捕法调查种群密度，A正确；
B、高原鼠兔是一种植食性鼠类，属于初级消费者，位于第二营养级，B正确；
C、直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值，鼠兔粪便可入药体现生物多样性的直接价值，C正确；
D、高原鼠兔和白腰雪雀之间的关系为原始合作，D错误。
故选D。
2. 对我国近海某人工鱼礁区生态系统能量流动进行定量分析，部分研究数据如下图所示（单位为t·km-2·a-1）下列叙述错误的是（ ）

A. 第Ⅰ、第Ⅱ营养级的生物量金字塔呈上宽下窄的倒置状
B. 第Ⅱ营养级用于生长、发育和繁殖的能量约为366.7t·km-2·a-1
C. 每年流向碎屑的能量都被分解者利用
D. 研究结果体现能量流动逐级递减的特点
【答案】C
【分析】分析图示可知：Ⅰ为生产者，Ⅱ为初级消费者、Ⅲ为次级消费者，Ⅳ为三级消费者，Ⅴ为四级消费者。
【详解】A、生物量金字塔指的是单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重。在海洋生态系统中，浮游植物的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。因此第Ⅰ、第Ⅱ营养级的生物量金字塔可以呈现上宽下窄的倒置状，A 正确；
B、第二营养级同化量（480t·km-2·a-1+410.4t·km-2·a-1）- 呼吸消耗的能量（523.7t·km-2·a-1）=第Ⅱ营养级用于生长、发育和繁殖的能量（366.7t·km-2·a-1），B正确；
C、据图所知，流向碎屑的能量，有一部分被第二营养级利用，再依次流入后面的营养级，C错误；
D、据图所知，流入某一营养级的能量，并未完全流入下一营养级，体现了能量流动逐级递减的特点，D正确。
故选C。
3. 研究者在反应体系中加入一定量小球藻、水蚤和富含有机氮、磷的污水。实验初期小球藻数量上升，水蚤数量也上升，中期小球藻数量下降，水蚤数量也随之下降。下列说法正确的是（ ）
A. 氮、磷→小球藻→水蚤是一条捕食食物链
B. 实验后期小球藻和水蚤的数量一定上升
C. 小球藻和水蚤数量变化是负反馈调节的结果
D. 实验说明水体的污染经治理一定能恢复原貌
【答案】C
【分析】负反馈调节：在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
【详解】A、捕食食物链的起点是植物等生产者，而不是氮、磷，A错误；
B、实验初期小球藻、水蚤数量均上升，中期小球藻、水蚤数量均下降，但随着营养物质的消耗以及代谢废物的积累，实验后期小球藻和水蚤的数量不一定上升（可能都会下降），B错误；
C、实验初期小球藻数量上升，水蚤的数量也上升，水蚤数量的上升反过来抑制了小球藻的增长，中期小球藻数量下降，水蚤的数量也随之下降，说明反应器中的小球藻和水蚤的数量变化属于反馈调节，C正确；
D、该实验说明小球藻和水蚤数量变化存在负反馈调节，但不代表水体的污染经治理一定能恢复原貌，若污染程度较重，超过了生态系统的自我调节能力，则不一定能恢复原貌，D错误。
故选C。
4. 生物胺是一类小分子含氮化合物，低浓度对神经调节有重要作用，摄入过量则会引起心悸、头痛、呕吐等症状。三种发酵产品中生物胺总量如表。下列说法错误的是（ ）
A. 不同发酵食品中生物胺含量有差异
B. 食用奶酪不会有任何食品安全问题
C. 制作泡菜的主要菌种是乳酸菌
D. 从生物胺含量角度建议少食用腐乳
【答案】B
【详解】A、根据表格可知，不同发酵产品的生物胺含量有所差异，A正确；
B、任何食物都要按质按量摄入才能保证安全，食用奶酪不会有任何食品安全问题说法过于绝对，B错误；
C、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，C正确；
D、生物胺摄入过量则会引起心悸、头痛、呕吐等症状，腐乳中生物胺含量过高，建议少食，D正确。
故选B。
5. 甲乙两个生物小组的“酵母菌纯培养”结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 两组平板都分成4个区进行划线
B. 甲组操作过程需4次灼烧接种环
C. 乙组适合对酵母菌活菌进行计数
D. 单菌落大小反映菌种种类差异
【答案】B
【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。
【详解】A、由图可知，两组平板都分成3个区进行划线，A错误；
B、接种前需对接种环灼烧灭菌一次，每次划线后都灼烧一次，甲组共灼烧4次接种环，B正确；
C、活菌计数用稀释涂布平板法，图中为平板划线法，不可计数，C错误；
D、单菌落的性状、颜色等特征反映菌种种类差异，D错误。
故选B。
6. 下列“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的相关操作，不能达到实验目的的是（ ）
A. 配制以尿素为唯一氮源的选择培养基
B. 从富含动物粪便和尿液的土壤中取样
C. 将土壤浸出液灭菌后接种到培养基上
D. 培养基倒置于恒温培养箱中进行培养
【答案】C
【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，其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏，因为它们来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。另外，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。
【详解】A、在以尿素为唯一氮源的培养基中分解尿素的微生物能生存，不能分解尿素的微生物不能生存，故需配制以尿素为唯一氮源的选择培养基，A正确；
B、动物粪便和尿液中富含尿素，故可在从富含动物粪便和尿液的土壤中取样分离尿素分解菌，B正确；
C、土壤浸出液中含有分解尿素的细菌，灭菌会杀死细菌，故不能对浸出液灭菌，C错误；
D、培养基倒置于恒温培养箱中进行培养，可减少培养基表面水分的挥发，以及防止皿盖上冷凝的水珠滴落到培养基上造成污染，D正确。
故选C。
7. 在进行“菊花的组织培养”一段时间后，外植体周围出现黄色和白色的菌落，下列说法合理的是（ ）
A. 该现象可能是微生物污染导致
B. 外植体消毒时间越长组培越容易成功
C. 培养基中添加生长素避免污染
D. 出现菌落不影响外植体形成愈伤组织
【答案】A
【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能；培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体。
【详解】A、微生物污染是组织培养中常见的问题尤其是在无菌操作条件不严格的情况下，黄色和白色菌落的出现很可能是细菌或真菌的生长，这些微生物可以从环境、培养基、甚至是植物材料本身带入，A正确；
B、外植体消毒时间越长，并不意味着组织培养就越容易成功。过长的消毒时间可能会对外植体造成伤害，影响其生长或甚至导致死亡。消毒的目的是去除潜在的微生物污染，但需要找到一个平衡点，以确保外植体的存活和健康，B错误；
C、培养基中添加生长素(如激素)是为了促进外植体的生长和分化，而不是为了避免污染。虽然生长素对植物细胞的生长和分化至关重要，但它们并不能防止微生物污染，C错误；
D、出现菌落很可能会影响外植体形成愈伤组织，因为微生物污染可能会竞争营养物质，释放有害物质，甚至直接侵害植物细胞，从而影响外植体的健康和愈伤组织的形成，D错误。
故选A。
8. 动物细胞培养分为贴壁培养和悬浮培养。科学家尝试驯化贴壁依赖性细胞——犬肾脏细胞（MDCK），使其能悬浮培养，结果如图所示。下列说法错误的是（ ）

A. 贴壁细胞在生长增殖时会出现接触抑制现象
B. 细胞活率反映驯化过程中MDCK的适应程度
C. MDCK先适应悬浮培养环境再开始大量增殖
D. 悬浮培养不需进行传代，适合规模化培养
【答案】D
【分析】动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。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、贴壁细胞随着细胞的生长和增殖会出现接触抑制现象，从而停止生长和分裂，A正确；
B、该实验的目的将贴壁依赖性的MDCK驯化为能悬浮培养的细胞，细胞活率为因变量，反映驯化过程中MDCK的适应程度，B正确；
C、由题图可知，随着驯化时间的延长，细胞活率先下降后增加，说明MDCK先适应悬浮培养环境再开始大量增殖，C正确；
D、培养过程中由于营养物质的消耗及代谢废物的积累，不利于细胞增殖，故悬浮培养也需进行传代，D错误。
故选D。
9. 骨骼干细胞（SSC）具有自我更新能力和分化潜能，在骨骼发育中起重要作用。2024年我国科学家鉴定出首个位于长骨干骺端的骨骼干细胞群。下列说法错误的是（ ）
A. SSC属于成体干细胞
B. SSC具有无限增殖能力
C 培养SSC需要提供O2和CO2
D. SSC可应用于骨骼的再生和修复
【答案】B
【分析】成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。造血干细胞是发现最早、研究最多应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。
【详解】A、成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，骨骼干细胞（SSC）具有自我更新能力和分化潜能，在骨骼发育中起重要作用，故SSC属于成体干细胞，A正确；
B、SSC属于成体干细胞，可以分裂分化，但不具有无限增殖的能力，B错误；
C、培养SSC需要提供O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，C正确；
D、有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关，SSC具有自我更新能力和分化潜能可应用于骨骼的再生和修复，D正确。
故选B。
10. 为培育富含多聚不饱和脂肪酸的转基因奶牛，科研人员将相关合成基因转到甲牛成纤维细胞中，利用乙牛的卵母细胞，通过核移植技术构建转基因重构胚，由代孕母牛丙生产转基因克隆牛。下列说法正确的是（ ）
A. 通常用完整卵细胞作为核移植的受体细胞
B. 重构胚在体外发育为早期胚胎不需提供营养
C. 通过胚胎移植技术将早期胚胎转入丙牛子宫
D. 转基因克隆牛的遗传物质与甲牛完全相同
【答案】C
【分析】动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
【详解】A、核移植技术中，需将卵细胞通过显微操作去核后再注射供体细胞核，A错误；
B、重构胚在体外发育为早期胚胎所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分，B错误；
C、受体丙牛具有健康的体质和正常的繁殖能力，故将早期胚胎转入丙牛子宫，C正确；
D、转基因克隆牛的遗传物质核基因完全来源于甲牛，质基因来源于甲牛和乙牛，因此不完全相同，D错误。
故选C。
11. “菌落PCR”可用于初步检测菌株是否成功导入含目的基因的重组质粒。下列说法错误的是（ ）
A. 反应体系中要加入菌落DNA样本做模板
B. 反应体系中要加入解旋酶和DNA连接酶
C. 设计的引物应与目的基因相应互补序列结合
D. 可依据PCR产物电泳结果判断目的基因是否成功导入
【答案】B
【分析】PCR即聚合酶链式反应，该过程主要包含三个阶段，高温变性（解旋）、低温复性（引物与母链结合）、中温延伸，需要加入模板、耐高温聚合酶、4中游离的脱氧核糖核苷酸、引物等。
【详解】A、反应体系中要加入菌落DNA样本做模板，以扩增DNA用于检测，A正确；
B、PCR过程中利用高温解旋，无需解旋酶，需要耐高温的DNA聚合酶，无需DNA连接酶，B错误；
C、设计的引物应与目的基因相应互补序列结合，以便引导子链的延伸，C正确；
D、可依据PCR产物电泳结果判断目的基因是否成功导入，与标样对比，若出现相关条带，则说明导入成功，D正确。
故选B。
12. 荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关。科学家利用Z基因和农杆菌的Ti质粒（如图，T-DNA为可转移的DNA）构建表达载体，培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是（ ）

A. T-DNA能整合到小麦细胞染色体上
B. 可用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因
C. 可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌
D. 可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
【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。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——抗原一抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、农杆菌侵染植物细胞后，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，A正确；
B、限制酶ClaI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点，且会破坏标记基因卡那霉素抗性基因，限制酶SacI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点，且会破坏复制起点，不能用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因，B错误；
C、农杆菌Ti质粒上存在卡那霉素抗性基因，可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌，C正确；
D、荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关，可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状，D正确。
故选B。
13. 转基因产品（GMO）标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识。我国《农业转基因生物标识管理办法》中规定对GMO采取强制定性标识。下列说法错误的是（ ）
A. 检测产品中有无目的基因即可确认是否为GMO
B. GMO定性标识是为消费者提供知情权和选择权
C. 市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测
D. 转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染
【答案】A
【分析】基因工程（重组DNA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、检测产品中有无目的基因不可以确认是否为GMO，还需检测目的基因是否转录出mRNA ，是否翻译出蛋白质，此外，还需要进行个体生物学水平的鉴定，A错误；
B、GMO定性标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识，为消费者提供知情权和选择权，B正确；
C、市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测，符合相应标准后才能上市，C正确；
D、转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染，防止基因污染的方法有很多，如科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起导入植物中，防止转基因花粉的传播，D正确。
故选A。
14. 我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的
B. 受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光
C. ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应
D. ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的
【答案】D
【分析】分析题图可知，ATP受体与cpEGFP融合后与ATP结合，cpEGFP发出绿色荧光，可据此监测动物体内ATP动态变化。
【详解】A、将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，该过程依赖蛋白质工程技术，需要通过设计相应的氨基酸序列来改造相关基因，A正确；
B、由题图可知，ATP与ATP受体结合后构象改变，与之融合的cpEGFP发出绿色荧光，B正确；
C、ATP传感器能监测动物体内ATP动态变化，与受体的特异性有关，故对ATP的结构类似物应无反应，C正确；
D、ATP传感器监测动物体内ATP动态变化，说明ATP与传感器上受体的结合应是可逆的，D错误。
故选D。
15. 下列关于高中生物学实验的说法，正确的是（ ）
A. 可用带落叶的土壤探究微生物的分解作用
B. 制作果醋前期需通气而后期需严格无氧
C. 果酒制作过程发酵瓶应放在直射光下
D. 粗提取的DNA可用双缩脲试剂鉴定
【答案】A
【分析】制作果醋利用的是醋酸菌，醋酸菌属于需氧型生物，发酵温度为30～35℃，因此在果醋发酵过程中，应通入充足的无菌空气；制作泡菜利用的是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理；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，前期需氧，后期不需氧。
【详解】A、可用带落叶的土壤探究微生物的分解作用，实验组的土壤要进行灭菌处理，排除土壤微生物的作用，A正确；
B、醋酸菌是好氧菌，全程需要持续通入无菌空气，B错误；
C、果酒制作过程发酵瓶不能放在直射光下以防止温度过高影响发酵效果，C错误；
D、粗提取的DNA可用二苯胺试剂鉴定，双缩脲试剂鉴定蛋白质，D错误。
故选A。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 红曲色素是广泛应用于食品等行业的天然色素，主要通过红曲霉菌发酵生产。现有商业菌株生产红曲色素能力低，且会产生对动物肾脏、肝脏有毒害的桔青霉素。科研人员拟获得优质红曲霉菌。
（1）将待选菌样品接种到含大米研磨液的液体培养基中，扩大培养2 天后进行___，依次分别涂布于固体培养基上培养，通过观察___特征对菌种进行初步鉴定。
（2）以___菌株为对照进行发酵指标的比较，初步筛选出3种菌株。选取4种大米为基质进行发酵，结束后检测相应物质的含量，结果如图1。

应选择___作为目标菌株进行后续生产研究。
（3）氮源种类及发酵温度对所选红曲霉菌代谢产物合成的影响如图2所示。

根据所有研究结果，依次写出红曲色素发酵罐中优选的碳源、氮源及控制的温度条件___。
【答案】（1）①. 梯度稀释 ②. 菌落
（2）①. 现有商业 ②. M7-5
（3）泰香软米、谷氨酸/硝酸钠、前期30℃后期28℃
【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，均匀涂布在培养基表面，经培养后可形成单个菌落。
【小问1详解】
利用稀释涂布平板法接种微生物时，需要先对培养液稀释处理，因此将待选菌样品接种到含大米研磨液的液体培养基中，扩大培养2 天后进行梯度稀释，依次分别涂布于固体培养基上培养，通过观察菌落特征对菌种进行初步鉴定。
【小问2详解】
现有商业菌株生产红曲色素能力低，且会产生对动物肾脏、肝脏有毒害的桔青霉素。科研人员拟获得优质红曲霉菌。因此应以现有商业菌株为对照。据图1可知，M7-5较M3-2、M9-2生产红曲色素能力强，且桔青霉素含量较低，故应选择M7-5作为目标菌株进行后续生产研究。
【小问3详解】
由图1可知，以泰国香米为原料时，M7-5红曲色素的产量最高，桔青霉素含量较低；由图2可知，几种碳源相互比较，以谷氨酸为碳源时，红曲色素产量最高，以硝酸钠为碳源，桔青霉素含量最低，故碳源应选择谷氨酸/硝酸钠，几种发酵温度相互比较，前期30℃后期28℃，红曲色素产量较高，桔青霉素含量最低。综上所述，红曲色素发酵罐中优选的碳源、氮源及控制的温度条件依次为泰香软米、谷氨酸/硝酸钠、前期30℃后期28℃。
17. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。
利用植物体细胞杂交技术育种
植物体细胞杂交技术分为对称杂交和不对称杂交。对称杂交是指双亲细胞的遗传物质完整融合于杂种植株中，但远缘体细胞杂交往往出现双亲染色体排斥及随机丢失、愈伤组织难以分化、杂种细胞形态异常等现象。因此，科学家发展了不对称体细胞杂交技术，即通过射线、紫外线等因素处理供体（提供少量遗传物质的细胞）原生质体，造成部分染色体断裂、易位、消除，用碘乙酰胺（IOA）处理受体原生质体，抑制其细胞分裂，之后融合时只将供体部分染色体或基因转移到受体亲本。
花椰菜（2n=18）营养价值和经济价值较高，但其生产常受到多种病害影响。黑芥（2n=16）携带抗黑腐病等抗性基因。以黑芥叶肉细胞为供体、花椰菜下胚轴细胞为受体，利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜。融合后筛选杂种细胞的方法很多，可在显微镜下观察融合原生质体的形态、检测染色体数目，通过流式细胞仪测定融合细胞DNA含量，观察杂种植株的性状表现等。
除花椰菜和黑芥外，育种工作者尝试进行多种作物的不对称体细胞杂交，如抗白叶枯病的疣粒野生稻和栽培水稻杂交、耐盐抗病的野生高冰草和普通小麦杂交，以期获得优质高产的水稻和小麦。不对称杂交获得的杂种植株大多表现为供体和受体的中间类型，但有少数杂种表型偏向受体植株，这些类型的杂种植株将成为创新育种的理想材料。
（1）请在①~⑤中补充恰当的名称，完善利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病花椰菜的部分技术流程：①___；②___；③___；④___；⑤___。
（2）利用植物体细胞杂交技术育种的优势体现在___（多选）。
A. 与有性杂交育种相比，打破了生殖隔离的限制
B. 与转基因育种相比，可转移未知或多基因控制的性状
C. 与诱变育种相比，无需筛选即可获得纯种个体
D. 与多倍体育种相比，染色体数目没有发生变化
（3）花椰菜和黑芥体细胞杂交获得的再生植株染色体数目介于 19和68之间，染色体数目不等的原因是___。最好选择染色体数目___的再生植株进行后续育种研究。
（4）在耐盐抗病的野生高冰草和普通小麦不对称体细胞杂交过程中，为快速获得优质高产小麦，科研小组首选仅有的2株表型偏向小麦的杂种植株，将其作为育种材料，原因是___。
【答案】（1）①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 射线、紫外线 ③. PEG/电融合 ④. 叶绿体 ⑤. 组织培养
（2）AB
（3）①. 融合原生质体的种类、数量及丢失的染色体数目不同 ②. 介于19~34之间
（4）这2株杂种植株遗传物质几乎全部来自小麦，只需鉴定耐盐抗病性状即可
【分析】植物体细胞杂交技术的一般流程：去壁、促融、组培。原理：细胞膜的流动性、细胞全能性。
【小问1详解】
据图分析，①为利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体的过程。黑芥作为供体，需要通过射线、紫外线等因素处理供体（提供少量遗传物质的细胞）原生质体，造成部分染色体断裂、易位、消除。植物原生质体融合方法有PEG/电融合技术。黑芥叶肉细胞含有叶绿体，以叶绿体作为观察指标筛选融合的原生质体。融合的原生质体再生细胞壁后通过组织培养获得杂种植株。
【小问2详解】
A、有性杂交育种是同一物种不同个体之间进行的育种方式，植物体细胞杂交技术可以进行不同物种之间的杂交，打破了生殖隔离的限制，A正确；
B、转基因育种会将目的基因导入受体细胞，而植物体细胞杂交技术会有部分染色体（基因）缺失，导致受体获得供体的部分基因，且该部分基因未知，B正确；
C、植物体细胞杂交技术育种获得融合原生质体种类很多，同样需要进行筛选才可获得纯种个体，C错误；
D、植物体细胞杂交技术育种同时获得了受体和供体的染色体，染色体数目发生了改变，D错误。
故选AB。
【小问3详解】
由于融合原生质体的种类、数量及丢失的染色体数目不同，因此花椰菜和黑芥体细胞杂交获得的再生植株染色体数目介于 19和68之间，染色体数目不等。利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜，由于花椰菜（2n=18）为受体，需要含有花椰菜的全部染色体，也需要黑芥（2n=16）携带抗黑腐病等抗性基因，因此再生植株至少含有18+1=19条染色体，花椰菜和黑芥总的染色体数为34，因此最好选择染色体数目介于19~34之间的再生植株进行后续育种研究。
【小问4详解】
为了获得优质（耐盐抗病）高产小麦，小麦的遗传物质应该基本保留，只需要冰草的耐盐抗病基因即可，因此科研小组首选仅有的2株表型偏向小麦的杂种植株，将其作为育种材料。
18. 临床常采用化疗方法治疗癌症。化疗药物通过影响DNA合成、损伤DNA等方式杀伤肿瘤细胞，长期使用易导致肿瘤细胞产生耐药性。科研人员以消化道恶性肿瘤——结直肠癌（CRC）组织为材料，期望通过分析耐药机制找到新的治疗靶点。
（1）从CRC病人体内取出肿瘤组织，用___酶处理得到单个细胞进行体外培养。细胞分离和培养均需在___环境下进行。
（2）通过多次给CRC细胞施加化疗药物5-FU，得到耐药性癌细胞（DR），检测发现DR中LGR4蛋白表达量显著高于CRC细胞。为探究LGR4的作用，研究者用LGR4正常表达和低表达的CRC细胞进行相关实验，检测DNA损伤程度，结果如图1。实验结果表明LGR4参与耐药性的形成，判断的依据是___。
（3）LGR4是细胞膜上的受体蛋白，被激活后可调控细胞增殖、分化相关信号通路。研究者尝试制备LGR4抗体作为治疗耐药性的药物。
①向小鼠体内注射___对其进行免疫，之后取___细胞与骨髓瘤细胞进行融合，通过系列筛选获得杂交瘤细胞，生产高亲和力的抗体。
②在化疗的基础上，将上述抗体应用于DR的抗药性治疗，请在图2中补全实验分组的处理并图示预期结果___（用“+”或“-”表示添加或不添加）。
（4）进一步研究表明，LGR4被激活后会促进S基因的转录，S基因表达产物是细胞死亡的抑制因子。综合上述结果和信息，分析施加LGR4抗体缓解耐药性的分子机制___。
【答案】（1）①. 胰蛋白/胶原蛋白 ②. 无菌无毒
（2）与LGR4正常表达组相比，低表达组在持续施加5-FU 药物后，荧光团的拖尾严重/细胞DNA损伤明显
（3）①. LGR4 ②. B淋巴 ③.
（4）LGR4抗体与LGR4结合，使LGR4不能被激活，S基因表达产物减少，对细胞死亡的抑制作用减弱，使癌细胞在化疗药物使用时更多死亡
【分析】细胞一般要经过生长、增殖、衰老、凋亡的生命历程。细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。细胞凋亡有利于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。细胞癌变的原因是在致癌因子的作用下，细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5~6个基因突变，才出现癌细胞的所有特点。
【小问1详解】
细胞的分离和培养，从CRC(结直肠癌)病人体内取出肿瘤组织，首先需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理得到单个细胞。这些酶能够分解细胞外基质和细胞间的粘连蛋白，从而使组织分解为单个细胞。细胞分离和培养都需要在无菌无毒的环境下进行，以避免细胞受到微生物污染和有害物质的影响。
【小问2详解】
通过多次给CRC细胞施加化疗药物5-FU，得到耐药性癌细胞(DR)。研究发现，DR中LGR4蛋白表达量显著高于CRC细胞。为探究LGR4的作用，研究者用LGR4正常表达和低表达的CRC细胞进行相关实验，检测DNA损伤程度。实验结果表明，与LGR4正常表达组相比，低表达组在持续施加5-FU药物后，荧光团的拖尾严重，即细胞DNA损伤明显。这说明LGR4参与耐药性的形成。
【小问3详解】
研究者尝试制备LGR4抗体作为治疗耐药性的药物。向小鼠体内注射LGR4对其进行免疫之后取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，通过系列筛选获得杂交瘤细胞生产高亲和力的抗体。
在化疗的基础上将上述抗体应用于DR的抗药性治疗，预期结果是通过添加LGR4抗体，使得LGR4不能被激活，从而减少S基因表达产物，对细胞死亡的抑制作用减弱，使癌细胞在化疗药物使用时更多死亡。故预期结果如图所示：
【小问4详解】
LGR4被激活后会促进S基因的转录，S基因表达产物是细胞死亡的抑制因子。施加LGR4抗体后，LGR4抗体与LGR4结合，使LGR4不能被激活，S基因表达产物减少，对细胞死亡的抑制作用减弱，使癌细胞在化疗药物使用时更多死亡，这是缓解耐药性的分子机制。
19. 高羊茅作为温带优质牧草被从欧洲引种到世界各地，在某些地区造成生物入侵。为探究其入侵的原因，研究者在已被高羊茅成功入侵的草原进行系列实验。
（1）引种的高羊茅扩散到自然区域，造成当地生态系统多样性、物种多样性与___多样性丧失，天然草原群落因此发生改变的过程称为___。
（2）研究者在被入侵草原样地取三个封闭区，每区均分成4个地块（C：对照；N+：施氮肥：NP+：同时施氮肥和磷肥；P+：施磷肥），进行连续四年实验后随机选取每个地块1m2样方，进行相关分析。
①测定高羊茅健康成熟叶片的N、P含量及比值（N/P），结果如图1。
据此推测，被入侵草原土壤中缺磷而不缺氮，理由是___。
②测定高羊茅叶片上当地食草昆虫——虎蛾幼虫的密度和叶片损伤程度。
图2结果显示：施磷肥地块___，对叶片的啃食程度大。
（3）研究发现，高羊茅体内均含内共生真菌——麦角菌，麦角菌能产生有毒物质麦角碱。检测不同地块高羊茅中的麦角碱含量与虎蛾幼虫的相关数据，结果如图3。
进一步观察发现，含麦角碱浓度高的叶片上，虎蛾幼虫羽化为蛾（成虫）的时间显著延长。请综合上述所有信息，对高氮低磷环境中高羊茅成功入侵的原因作出合理推测___。若要证实此推测，还需要提供的实验数据是___之间的相关性。
【答案】（1）①. 基因/遗传 ②. 群落演替/次生演替
（2）①. ①与对照组相比，只要施加磷肥，叶片含磷量显著提高，N/P明显下降，而施加氮肥对叶片含氮量及N/P基本无影响，说明土壤中缺磷而不缺氮 ②. 高羊茅叶片上虎蛾幼虫密度大
（3）①. ②. 土壤中的N、P含量（叶片中的N/P）和高羊茅中麦角碱含量
【分析】根据图1分析可知：自变量为施肥的种类，因变量为叶片的N、P含量及比值（N/P）。
根据图2分析可知：自变量为施肥的种类，因变量为虎蛾幼虫的密度和叶片损伤程度。
根据图2分析可知：自变量为麦角碱含量，因变量为虎蛾幼虫的密度和体重。
【小问1详解】
生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。高羊茅入侵扩散到自然区域，导致天然草原群落发生改变属于群落的演替。
【小问2详解】
分析图1可知：与对照组相比，施加氮肥时，叶片中含氮量、N/P值无明显变化；只要施加磷肥时（NP+：同时施氮肥和磷肥；P+：施磷肥），叶片中磷含量明显增加，且N/P明显下降，因此推测土壤中缺磷。
分析图2可知：与对照组相比，施加施加氮肥时，高羊茅叶片上虎蛾幼虫的密度和叶片损伤程度无明显变化；只要施加磷肥时（NP+：同时施氮肥和磷肥；P+：施磷肥），高羊茅叶片上虎蛾幼虫的密度增大，叶片损伤程度增加。
【小问3详解】
分析图3可知：随着麦角碱含量增多，高羊茅叶片上虎蛾幼虫的密度减少且体重下降。在高氮低磷环境中，高羊茅叶片上的共生真菌麦角菌产生的麦角碱多，麦角碱对虎蛾幼虫具有毒害作用导致其生长缓慢，种群密度下降。同时，含麦角碱浓度高的叶片上，虎蛾幼虫羽化为蛾（成虫）的时间显著延长，产生的子代少，种群密度进一步降低。上述两种原因均会导致对叶片的啃食减少，因此，高羊茅种群数量增加，成功入侵当地生态系统。以上叙事可归纳为：若要验证次推测的正确性，还需要测量土壤中的N、P含量（叶片中的N/P）和高羊茅中麦角碱含量的关系。
20. 利用基因编辑技术可靶向突变植物细胞中的特定基因，以获得稳定遗传的突变株，培育优良作物新品种。
（1）CRISPR/Cas9基因编辑技术是目前进行基因靶向突变的有效方法。传统方法是将编码sgRNA的基因和Cas9的基因整合到土壤农杆菌的T-DNA上，再导入植物细胞。细胞内表达的sgRNA和Cas9组成复合体（如图1），sgRNA通过___原则与基因组DNA结合，引导Cas9在特定位点切割DNA，这与___酶的作用类似，随后细胞会对损伤的DNA进行修复，该过程可能会引起基因突变。
（2）研究者希望在不引入外源基因的情况下，使植物细胞内基因发生靶向突变。为此设计了能识别拟南芥B基因的sgRNA，将其与Cas9在体外组装成核酸蛋白复合体（RNP），导入拟南芥原生质体进行基因编辑。用T7E1酶（识别并切割不完全配对的DNA）检测单个原生质体中基因是否发生突变，过程和结果如图2所示。步骤③通过先升温到90℃以上再降温到50℃的处理以实现扩增产物的___。结果说明RNP能___，且产生的突变体是___（填“纯合子”或“杂合子”）。与CRISPR/Cas9基因编辑技术的传统方法相比，RNP法的优势有___（写出2点）。
（3）研究者用RNP法靶向突变小麦的白粉病易感基因ml，筛选获得T1和T2两种抗病突变体小麦。将T1、T2与野生型小麦（WT）在相同的条件下种植并进行相关性状的比较。
①抗性检测：在WT、T1、T2叶片上接种相同数量的白粉霉菌孢子，一段时间后观察到的现象如图3-a所示，则图3-b所统计的指标可能为___。
②三种小麦植株成熟后的生长状态及测量的株高如图3-c和3-d，据此有人提议“选择T1突变株进行农业生产”，请评价此提议___。
【答案】（1）①. 碱基互补配对 ②. 限制性内切核酸/限制
（2）①. 变性和复性 ②. 实现B基因的靶向突变 ③. 杂合子 ④. 细胞中不引入sgRNA和Cas9 外源基因；避免了T-DNA随机整合导致基因突变；避免sgRNA和Cas9在细胞中长期表达而造成多种基因突变，难以筛选稳定遗传的纯合子的问题；RNP发挥作用后可以被降解，避免了非特异性基因突变即“脱靶”效应（合理即可）
（3）①. 叶片上白斑面积占叶片面积的比例/单位面积叶片上白斑的数量 ②. 该提议不完全合理，还需检测小麦单株产量
【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。
【小问1详解】
sgRNA和DNA均为核酸，sgRNA通过碱基互补配对原则与基因组DNA结合，引导Cas9在特定位点切割DNA，这与限制性内切核酸酶的作用类似。
【小问2详解】
步骤③为PCR，升温到90℃以上的目的是变性，打开双链，再降温到50℃的目的是复性，引物通过碱基互补配对单链 DNA 结合。从图2中电泳结果分析，实验组中存在和对照组相同的条带，也存在和对照组不同的两条短条带，说明T7E1酶识别并切割了不完全配对的DNA，即基因的一条链发生了突变，从而出现不完全配对的DNA，所以RNP能实现B基因的靶向突变，且产生的突变体是杂合子。与CRISPR/Cas9基因编辑技术的传统方法相比，RNP法的优势有细胞中不引入sgRNA和Cas9 外源基因；避免了T-DNA随机整合导致基因突变；避免sgRNA和Cas9在细胞中长期表达而造成多种基因突变，难以筛选稳定遗传的纯合子的问题；RNP发挥作用后可以被降解，避免了非特异性基因突变即“脱靶”效应。
【小问3详解】
由图3-a分析，WT叶片上存在大量叶片上存在大量白粉霉菌，而T1和T2叶片上几乎没有白粉霉菌，与图3-b描述基本一致，且图3-b纵坐标的取值范围在0~25之间，据此推测图3-b所统计的指标可能为白斑面积占叶片面积的比例或单位面积叶片上白斑的数量。优良的农作物要具有抗病、茎干结实以及单株产量高等优点，所以“选择T1突变株进行农业生产”都提议不完全合理，还需检测小麦单株产量，再进行判断。
21. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物，科研人员拟利用基因工程技术制备高效工程菌。

（1）利用___技术扩增红色荧光蛋白（RFP）基因后，将其与SA响应启动子N连接构建表达载体，导入用___处理过的大肠杆菌中，筛选获得工程菌甲。
（2）可通过单位水体中发红色荧光的菌体数量反映SA污染程度，但该监测结果除与SA含量有关外，还受到菌体数量的影响。科研人员改进了表达载体（如图1），得到工程菌乙。若观测到仅发绿色荧光的菌体数量为m，同时发红、绿荧光的菌体数量为n，则可用___反映SA污染程度。
（3）将水杨酸降解酶基因（S）与固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活）连接构建表达载体（如图2），导入工程菌乙，筛选获得工程菌丙。丙的作用优势体现在___。
（4）若CI调节因子基因的表达产物与CI抑制因子序列结合，会阻断其下游毒蛋白基因的表达。毒蛋白可导致细菌死亡。将图3所示的表达载体转入工程菌丙，筛选获得能“自杀”的工程菌。

①该设计可实现当水体中___时，工程菌才启动自杀。
②请从A~C中选择启动子填在图4的i和ii处，从D~F中选择基因填在iii处，设计一种可利用上述原理实现工程菌自杀的新质粒___。
A.启动子N
B.固定期启动子
C.组成型启动子
D.毒蛋白基因
E.毒蛋白功能抑制基因
F.毒蛋白功能激活基因
（5）设计工程菌“自杀”的目的是___。
【答案】（1）①. PCR ②. Ca2+
（2）n/（m+n）
（3）在初期监测SA污染程度，在菌体增殖到一定数量后降解SA，治理污染效率高
（4）①. 无SA污染时或SA被完全降解 ②. CAE
（5）防止转基因工程菌带来的基因污染
【分析】基因工程的基本步骤包括筛选目的基因、基因表达载体构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中目的基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
【小问1详解】
利用PCR技术扩增红色荧光蛋白（RFP）基因后，将其与SA响应启动子N连接构建表达载体，导入用Ca2+处理过的大肠杆菌中，这样可以提高转化率，进而可以筛选获得工程菌甲。
【小问2详解】
由于目的基因与SA响应启动子N连接在一起，因而可通过单位水体中发红色荧光的菌体数量反映SA污染程度，但该监测结果除与SA含量有关外，还受到菌体数量的影响。科研人员改进了表达载体，得到工程菌乙。若观测到仅发绿色荧光的菌体数量为m（代表活菌数量），同时发红、绿荧光的菌体数量为n（代表感受SA的活菌数量），因而可用n/（m+n）反映SA污染程度。
【小问3详解】
将水杨酸降解酶基因（S）与固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活）连接构建表达载体（如图2），导入工程菌乙，筛选获得工程菌丙。丙的作用优势体现在不仅在初期能监测SA污染程度，在菌体增殖到一定数量后还可降解SA，进而可以达到治理污染的目的，表现出高效率。
【小问4详解】
①该设计可实现当水体中无SA污染时或SA被完全降解时，工程菌才启动自杀，进而避免工程菌大量繁殖。
②A、启动子N是SA响应启动子，该启动子可以感受SA的存在，为了达到上述目的，将该启动子与毒蛋白功能抑制基因相结合，进而实现在SA存在的情况下，工程菌的大量繁殖，A正确；
B、固定期启动子可用于检测菌体数量，但不能和水杨酸联系起来，B错误；
C、组成型启动子需要与启动子N联系起来使用，进而实现相关的调节作用，C正确；
D、毒蛋白基因是本身就存在的基因，不需要导入，D错误；
E、将毒蛋白功能抑制基因和相关的启动子N联系起来构建目的基因表达载体，可达到上述目的，E正确；
F、F.毒蛋白功能激活基因会加速工程菌自杀，但不能起到检测SA的作用，F错误。
故选ACE。
【小问5详解】
设计工程菌“自杀”的目的是为了防止转基因工程菌带来的基因污染，进而可以降低基因工程的负面影响。
发酵产品
奶酪
泡菜
腐乳
生物胺总量//mg·kg-1
7.48
22.32
508.05