[生物][期末]福建省泉州市2024年春季泉州市高二年期末四校联考2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)

这是一份[生物][期末]福建省泉州市2024年春季泉州市高二年期末四校联考2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)，共22页。试卷主要包含了单项选择题，三营养级流入分解者的能量等内容，欢迎下载使用。
1. 农谚是我国劳动人民从事农业生产智慧的结晶和经验的总结，其中蕴含着很多生物学原理。下列关于农谚的分析正确的是（ ）
A. “锄头出肥”指的是松土有利于植物生长。土壤板结后主要是通过影响植物根系对水分的吸收来影响光合作用的进行
B. “种地不上粪，等于瞎胡混”是指种田时应该施用有机肥，保证根系吸收其中的有机物以满足生长所需
C. “谷甜必须岁易”是关于轮作的俗语，轮作会导致专一性侵害某作物的害虫和病菌大量繁殖
D. “无水肥无力”，施肥的同时往往适当浇水是因为矿质元素溶解在水中容易被植物吸收
【答案】D
【详解】A、土壤板结后主要是通过影响植物根系的呼吸作用进而影响对无机盐的吸收来影响光合作用的进行，A错误；
B、“种地不上粪，等于瞎胡混”是指种田时应该施用有机肥，有机肥经微生物分解后形成无机盐和CO2，以提高农作物的光合速率，B错误；
C、轮作可避免专一性侵害某作物的害虫和病菌大量繁殖，C错误；
D、矿质元素大多数是以离子形式被植物吸收的，所以施肥的同时往往适当浇水是因为矿质元素溶解在水中容易被植物吸收，D正确。
故选D。
2. 我国有历史悠久的传统发酵技术，以此为基础发展起来的发酵工程实现了发酵食品、药物等工业化生产，极大地改善了人们的生活。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 腐乳的鲜味来源于毛霉等微生物分泌的蛋白酶对豆腐中蛋白质的分解
B. 利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂
C. 将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗
D. 发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程
【答案】D
【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
【详解】A、腐乳制作过程中有多种微生物参与，其中起主要作用的是毛霉，主要是利用这些微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成 小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，A正确；
B、用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂，甚至制成“人造肉”供人们直接食用，B正确；
C、一种生产乙型肝炎疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产，可以大大提高生成效率，C正确；
D、发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程，不一定是无氧呼吸，D错误。
故选D。
3. 如图为人体内体液物质循环图，下列说法正确的是（ ）
A. 图中①②③分别表示血浆、组织液、淋巴
B. ①中的蛋白质含量高于②
C. 神经递质只能存在于②
D. ②是所有细胞生活的直接环境
【答案】B
【分析】分析题图可知，内环境中的血浆、组织液和淋巴之间物质是可以相互转化的，其中血浆和组织液之间物质交换是双向的，组织液可以单向渗透进入淋巴，然后通过淋巴循环进入血浆。由此可以判断，图中①是血浆、②是组织液、④是淋巴，组织细胞能与组织液进行物质交换，③是细胞内液。
【详解】A、据图分析，①表示血浆、②表示组织液、③表示细胞内液，④表示淋巴，A错误；
B、血浆中的蛋白质明显高于组织液，B正确；
C、神经递质由突触前膜释放到突触间隙中，因此神经递质存在于细胞内和组织液中，C错误；
D、组织液是大多数细胞生活的液体环境，D错误。
故选B。
4. 胚胎工程的发展，实现了优良家畜的大量繁殖。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 试管牛、试管羊的产生属于无性繁殖
B. 用Ca2+载体法可以促进皮肤细胞与去核卵母细胞融合
C. 饲喂促性腺激素有助于供体母牛排出比自然情况下更多的次级卵母细胞
D. 用胚胎分割技术可获得多个基因型相同的胚胎
【答案】D
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】A、试管牛、试管羊的产生过程经过了两性生殖细胞的融合，因而属于有性繁殖，A错误；
B、用Ca2+载体法可以激活皮肤细胞与去核卵母细胞融合形成的重构胚，促使其完成细胞分裂和发育的进程，B错误。
C、注射促性腺激素有助于供体母牛排出比自然情况下更多的次级卵母细胞，该操作为超数排卵技术，促性腺激素的化学本质是蛋白质，不能饲喂，否则被消化导致无效，C错误；
D、利用胚胎分割技术可获得多个基因型相同的胚胎，这些胚胎获得属于无性繁殖，D正确；
故选D。
5. 多环芳烃（PAHs，由C、H两种元素组成）常存在于石油污染物中，具有致癌、致畸、致突变作用，对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害。科研人员为筛选出能高效降解PAHs的微生物进行了相关实验，相关流程如图1所示；图2是3组微生物对PAHs降解的实验结果，3组微生物的初始接种量相同。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 从被石油污染的土壤中采样易于筛选出能高效降解PAHs的微生物
B. 选择培养的目的是增加能降解PAHs微生物的浓度
C. 图1中接种微生物时涂布用的菌浓度应控制在30~300个/mL
D. 与微生物P相比，微生物L降解PAHs的能力更强
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、多环芳烃（PAHs）常存在于石油污染物中，从被石油污染的土壤中取样易于筛选出能高效降解多环芳烃（PAHs）的微生物，A正确；
B、选择培养可以增大所需微生物的浓度，图1中的选择培养是为了增加降解PAHs的微生物的浓度，B正确；
C、涂布时所用菌液通常不超过0.1mL，平板上的菌落数应介于30～300个，则涂布用的菌浓度应控制在300-3000个/mL，C错误；
D、从图2可以看出，微生物L比微生物P对PAHs的降解率大，D正确。
故选C。
6. 下列关于种群密度和群落丰富度调查方法的叙述，错误的是（ ）
A. 黑光灯诱捕法可用于调查趋光性昆虫的物种丰富度
B. 粪便 DNA 标记法基于个体遗传信息的特异性开展，结果更准确可信
C. 若调查对象为大型濒危植物，则不宜选用样方法，应采用逐个计数法
D. 若动物对捕捉器产生了记忆，则标记重捕法调查其种群密度所得结果会偏小
【答案】D
【分析】标记重捕法适用于活动能力强，活动范围大的动物；样方法适用于调查植物或活动能力弱，活动范围小的动物。
【详解】A、利用一些昆虫的趋光特性，黑光灯诱捕法可用于调查有趋光性的昆虫的昆虫的物种丰富度，A正确；
B、DNA粪便标记法通过DNA的特异性而可确定到个体，调查结果更加准确可信，B正确 ；
C、若调查对象为大型濒危植物，由于其数量较少，且为避免对其造成伤害，则不宜选用样方法，应采用逐个计数法，C正确；
D、种群数量=标记个体数×重捕个体数/重捕标记数，若动物对捕捉器产生了记忆，那么重捕时就很难用捕捉器进行捕捉，则用标记重捕法调查种群密度所得结果会偏大，D错误。
故选D。
7. 李兰娟院士团队开发了一个原位肝细胞癌（HCC）模型，并发现3-羟基邻氨基苯甲酸（3-HAA）可以显著抑制HCC的生长，其作用机制可能是通过调节细胞因子的分泌进而调节小鼠体内的抗肿瘤免疫反应，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 机体清除癌细胞的过程体现了免疫系统的免疫自稳功能
B. 细胞毒性T细胞被癌细胞表面抗原激活后，能导致癌细胞坏死
C. 3-HAA与单克隆抗体结合制成的“抗体—药物偶联物”能直接杀伤肝癌细胞
D. 在对照实验中，可通过检测细胞因子水平验证3-HAA抑制肿瘤生长的作用机理
【答案】D
【分析】该研究的自变量是是否用3-HAA处理原位肝细胞癌模型，因变量是肿瘤的体积。根据题目信息可知，3-HAA可以抑制肿瘤的生长，具有一定的疗效。
【详解】A、免疫细胞具有防卫、监视等功能，当体内细胞病变如癌变时，免疫细胞可以及时清除它，体现了免疫细胞的免疫监视作用，A错误；
B、细胞毒性T细胞在接受抗原(癌细胞表面抗原)的激活后，可与癌细胞密切接触，使其裂解死亡，属于细胞凋亡，B错误；
CD、分析题意，3-羟基邻氨基苯甲酸（3- HAA）可以显著抑制HCC的生长，其作用机制可能是通过调节细胞因子的分泌进而调节小鼠 体内的抗肿瘤免疫反应，3-HAA与单克隆抗体结合制成的“抗体—药物偶联物”不能直接杀伤肝癌细胞，对照实验中，可通过检测细胞因子水平验证3-HAA抑制肿瘤生长的作用机理， C错误，D正确。
故选D。
8. 图中曲线表示正常成年人血液中化学物质X随时间变化的情况，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 若X代表CO2，c→d时段，脑干中的呼吸中枢兴奋，呼吸强度减弱
B. 若X代表甲状腺激素，则d点时TSH分泌会减少
C. 若X代表血糖，则c→d的变化过程主要与血液中胰岛素的浓度升高有关
D. 若X代表抗利尿激素，则在c点时肾小管和集合管细胞对水的通透性增强
【答案】B
【详解】A、如果X是CO2，c→d段时，CO2浓度增大，脑干中的呼吸中枢兴奋，呼吸强度增加，A错误；
B、如果X代表甲状腺激素，图中d点时甲状腺激素含量较高，则反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动，因此垂体分泌的促甲状腺激素TSH会减少，B正确；
C、如果X是血糖，c→d时段血糖含量上升，主要是胰高血糖素发挥作用促进肝糖原分解和非糖物质转化导致的，C错误；
D、如果X是抗利尿激素，c点时抗利尿激素含量低，而抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分的重吸收，则c点时肾小管和集合管细胞对水的通透性较弱，D错误。
故选B。
9. M细胞由小鼠胚胎干细胞定向诱导分化而来，将其移植到糖尿病模型小鼠（胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠）体内，测定小鼠的血糖浓度如图所示。用胰岛素基因片段制成探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测，并将结果记录在表中。下列叙述正确的是（ ）
注：“＋”表示能检测到，“－”表示不能检测到

A. 图中结果表明M细胞不具备胰岛B细胞的功能
B. 表中①②③处的结果分别为“＋、－、－”
C. 可用胰蛋白酶处理小鼠的早期囊胚以获得胚胎干细胞
D. 实验需用到动物细胞培养、胚胎移植、核酸分子杂交等技术
【答案】C
【详解】A、分析题图可知：移植组的血糖浓度能够恢复到正常小鼠的血糖浓度，说明此时小鼠体内存在降低血糖的机制，而根据动物体内唯一降低血糖浓度的激素为胰岛素，可知M细胞内已经具有了胰岛B细胞，故图中结果表明M细胞已具备胰岛B细胞的功能，A错误；
B、细胞分化过程中遗传物质不变，细胞分化的实质是基因的选择性表达，由A项可知M细胞具备胰岛B细胞的功能，故表中①②③处的结果分别为“+、-、+”，B错误；
C、可用胰蛋白酶处理小鼠的早期囊胚以获得胚胎干细胞，C正确；
D、实验需用到动物细胞培养、细胞移植、核酸分子杂交等技术，D错误。
故选C。
10. 图1表示某生态系统中物种数与样方面积的关系，图2表示甲、乙两种群先后迁入该生态系统后的种群变化曲线。下列叙述正确的是（ ）
A. 生物群落中绿色植物的种类是区别不同群落的重要特征
B. 图1中，统计植物种类一般采用样方法，调查该系统物种数量的样方面积最好是S2
C. 图2中，在t2时刻甲的出生率等于0，种群数量保持相对稳定
D. 图2中，若乙种群突然灭绝，则甲种群的环境容纳量会增加
【答案】D
【分析】分析题图：图1中，随着样方面积的增加，样方内的物种数目先增加，后不变。图2中，甲种群先迁入该生态系统呈现出S形（型）种群增长曲线，乙种群后迁入，甲乙种群数量呈现不同步的增减变化，说明乙捕食甲。
【详解】A、区别不同群落的重要特征是群落的物种组成，而非仅是绿色植物的种类，A错误；
B、对于植物应采用样方法进行调查种群密度或物种数，由图可知S1物种数较少，在S0时首先达到最大，而S2和S0物种数一样，但面积较大不利于调查，故选S0最好，B错误；
C、在t2时刻甲种群数量稳定在K值，此时出生率等于死亡率，但不等于0，C错误；
D、图中甲为被捕食者，乙为捕食者，故乙种群突然灭绝，甲种群的环境阻力减少，故甲种群的环境容纳量会增加，D正确。
故选D。
11. 植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，相关叙述正确的是（ ）
A. 细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中次生代谢物的含量
B. 提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
C. 利用花药离体培养获得玉米幼苗，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大的缩短育种年限
D. 快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，此时细胞代谢类型为异养需氧型
【答案】D
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产；植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
【详解】A、细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞中获得次生代谢物，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，A错误；
B、提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，B错误；
C、利用花药离体培养可获得玉米幼苗的单倍体，再经过诱导染色体数目加倍后，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大的缩短育种年限，C错误；
D、快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，由于植物细胞不能进行光合作用合成有机物，故此时细胞代谢类型为异养需氧型，D正确。
故选D
12. 通过引物设计运用PCR技术可以实现目的基因的定点突变如图为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5'端分别设计增加限制性内切酶a和限制性内切酶b的识别位点。有关叙述不正确的是（ ）
A. 两种引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因的定向插入
B. 在PCR反应体系中还需要加入4种游离脱氧核糖核苷酸、Taq酶、Mg2+等
C. 第2轮PCR，引物1与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因
D. 在第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/4
【答案】C
【分析】PCR的原理是DNA双链复制，步骤包括高温变性、复性、延伸。该过程需要耐高温的DNA聚合酶催化，需要四种游离的脱氧核苷酸做原料。根据图中可得，由于引物的一个碱基在不影响与模板链整体配对的前提下不与目的基因配对，再利用PCR技术实现了目的基因的定点诱变，其技术原理是碱基互补配对原则。
【详解】A、引物中设计两种限制酶识别位点，可以配合载体的限制酶识别位点，帮助目的基因定向定点插入运载体，避免发生自身环化，A正确；
B、在PCR反应体系中还需要加入模板、引物、4种游离脱氧核苷酸、Taq酶、缓冲液、Mg2+等，B正确；
C、在第3轮PCR中，物质②是引物2以引物1拓展得到的DNA链为模板进行复制得到的，故引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因，C错误；
D、在第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA有2个，总DNA分子共8个，所以比例为1/4，D正确。
故选C。
13. 甲图为蛙坐骨神经的一段神经纤维，将电表的a、b两极置于膜外，在c处给予适宜刺激，用电表1记录电位变化如图乙所示；取蛙同样的另一段神经纤维，用电表2的两极分别接在a处膜的内、外两侧，在c处给予适宜刺激，用电流表2记录电位变化如图丙所示。下列相关叙述正确的是（ ）

A. 图乙中的①点对应图丙中的④点
B. 图丙中②点膜外Na+内流速率比④点大
C. 图乙中的t4时刻，兴奋传导至b电极处
D. 未受刺激时，电表1能测出静息时的电位差
【答案】B
【详解】A、图乙曲线中①点对应兴奋由c向右传到a点时形成的动作电位的峰值，对应图丙曲线中的③点，A错误；
B、图丙曲线上升段由Na+内流引起，②点时曲线斜率比④点时大，所以②点膜外Na+内流速率比④点大，B正确；
C、据图可知，图乙中的t4时刻，电位差为0，说明此时已恢复静息电位，即兴奋已经传过b处，且已恢复静息电位，C错误；
D、未受刺激时，电流表1的a、b两极均置于膜外，电流表1不能测出静息时的电位差，D错误。
故选B。
14. 某同学进行了“探究无菌培养液中酵母菌种群数量变化”的实验，下图1～4分别为相关工具和各检测结果。图4中两次培养的培养液完全相同。（设抽样检测培养液的稀释倍数为100倍）。下列各项分析正确的是（ ）

①使用图1计数板时，先用吸管吸取培养液，滴于计数室中，再将盖玻片盖于计数室上②若实验中多次出现图2中c的现象，一定是稀释倍数不够所致③假设抽样检测时，各中格的活菌数平均值如图3结果所计，则100mL原培养液中酵母菌的数量为6.0×1010个④本实验不需要设置对照实验，可借助细胞染液增加计数结果的有效性⑤图4两次培养的K值相同，培养液所剩有机物含量不同
A. ①③④B. ②④⑤C. ③④⑤D. ②③⑤
【答案】C
【分析】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验的原理：
（1）酵母菌可以用液体培养基来培养，培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关，我们可以根据培养滚中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。
（2）利用血细胞计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法，这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目，所以一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血细胞计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
【详解】①在对酵母菌数量进行抽样检测时，首先振荡摇匀试管，取1mL培养液并适当稀释，然后将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液，滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸（吸水纸）吸去，制作好临时装片；若先将培养液滴在计数板上，再盖上盖玻片，则实验结果会偏大，①错误；
②若实验中多次出现图2中c的现象，即细胞重叠，说明样液未充分摇匀或稀释倍数不够，②错误；
③在显微镜下观察酵母菌数量，计数时要遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，则一个中格平均数为24个，在一个计数室内一共25个中格，则总数量为24×25=600个，一个计数室的溶液容积为1mm×1mm×0.1mm=0.1mm3=10-4mL，1mm×1mm×0.1mm=10-4mL，则100mL原培养液中酵母菌的数量为600×104×100×100=6.0×1010个，③正确；
④本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照，可用台盼蓝染液排除死亡的酵母菌，增加计数结果的有效性，④正确；
⑤由图可知，图4两次培养的K值相同，由于细菌的增长速率不同，故培养液所剩有机物含量不同，⑤正确。
故选C。
15. 生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示该食物链中部分的能量流动方向。下列叙述正确的是（ ）
A. 消费者和分解者体内的能量总和等于该生态系统的总能量
B. 该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
C. D和F分别表示第二、三营养级流入分解者的能量
D. 松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示
【答案】D
【分析】题图分析，A表示松毛虫同化量；B表示松毛虫用于生长、发育和繁殖；C表示松毛虫粪便量；D表示松毛虫的遗体和残骸；E表示杜鹃同化量；F表示杜鹃的粪便量。
【详解】A、该生态系统的生成者固定的太阳能等于该生态系统的总能量，消费者和分解者体内的能量是流入该生态系统能量的一部分，A错误；
B、一棵马尾松上可能有许多毛虫，因此，该食物链中的生物在数量上呈倒金字塔模型，B错误；
C、D和F表示的是第二营养级流入分解者的能量，C错误；
D、松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率=下一营养级同化的能量/上一营养级同化的能量，可用E/A×100%表示，D正确。
故选D。
二、非选择题题：本题共5小题，共60分。
16. 图1表示部分植物激素对幼苗生长的调节作用，甲、乙表示不同的植物激素，图2曲线表示不同生长素浓度对植物茎生长的影响，回答下列问题：
（1）图1中甲激素除了促进细胞伸长外，还具有_________作用。乙表示__________激素。
（2）图2中HC段表示__________，若茎向光弯曲生长时，向光侧生长素浓度为OA段，则茎的背光侧生长素浓度为_________段。
（3）在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素不是孤立的起作用，而是多种激素_________。
（4）植物的生长发育过程，在根本上是___________在一定时间和空间上__________的结果。
【答案】（1）①. 促进种子萌发和果实发育 ②. 乙烯
（2）①. 促进（茎生长）②. AB （3）相互作用共同调节
（4）①. 基因组 ②. 程序性表达
【小问1详解】
激素甲是赤霉素，赤霉素除了能够促进细胞伸长外，还可以促进种子萌发和果实发育；乙在多种组织中均可产生，能够抑制细胞伸长，表示乙烯。
【小问2详解】
图2中HC段在横坐标之上，表示对茎的生长有促进作用；生长素具有横向运输的特点，即背光侧浓度高，生长快，若茎向光弯曲生长时，向向光侧生长素浓度为OA段，背光侧的生长素浓度应大于该浓度，且促进作用强，则茎的背光侧生长素浓度为AB段。
【小问3详解】
在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立起作用，而是多种激素相互作用共同调节。
【小问4详解】
植物的生长发育过程，是由基因、激素和环境等因素共同决定和影响的，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
17. 某污水处理厂欲处理一批含As3＋和硝酸盐浓度较高的污水，研究人员通过对肠道微生物的分离与筛选，得到了耐砷的反硝化细菌，它在厌氧条件下能够将硝酸盐还原为N2O和N2。分离耐砷的反硝化细菌具体步骤如下：
采集健康人体的新鲜粪便样本。
（1）配制培养基以筛选_______：该培养基中含有适宜浓度的________，从而有利于该菌的生长，抑制其他微生物的生长。此种培养基属于________培养基。
接种：取采集的人体新鲜粪便样品0.3 g，接种至该培养基上。
（2）耐砷反硝化细菌的分离与纯化：取200～300μL上述培养液，均匀地涂布在已经添加了5 mml/L As3＋和10 mml/L NO3-的细菌固体培养基上。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是________；涂布完成后，将平板置于温度为________的恒温培养箱中培养24 h。挑取长势比较良好、形态大小不同的菌落利用平板划线法进行分离纯化，用该种方法进行接种时，接种工具是________，该接种工具的灭菌方法是________。操作时，在第二次及其以后的划线时，总是从上一次划线的________开始划线，目的是_______。
对分离纯化后的菌株进行鉴定。
（3）测定菌株在不同砷浓度下的生长、繁殖能力：挑取单菌落加入到液体培养基中进行培养，吸取1 mL菌液离心收集菌体后，分别接种到含有0 mml/L、1 mml/L、2 mml/L、5 mml/L、10 mml/L As3＋和10 mml/L NO3-的液体培养基中，测定其OD值(OD值越大，表明菌体数量越多)，并绘制曲线如下图。结合曲线可以得出结论：_______。
【答案】（1）①. 耐砷的反硝化细菌 ②. As3＋和NO3-（或硝酸盐）③. 选择
（2）①. 检测培养基平板灭菌是否合格 ②. 37℃ ③. 接种环 ④. 灼烧灭菌 ⑤. 末端 ⑥. 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
（3）当砷浓度低时，该菌能生长；过高浓度的砷使该菌株的生长繁殖受到抑制
【小问1详解】
配制选择培养基的目的是筛选目的菌株，本题中是筛选耐砷的反硝化细菌；该选择培养基中应含有适宜浓度的As3＋和NO3-（或硝酸盐），从而有利于耐砷的反硝化细菌的生长，抑制其他微生物的生长。在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称做选择培养基，故此种培养基属于选择培养基。
【小问2详解】
在耐砷反硝化细菌的分离与纯化过程中，为检测培养基平板灭菌是否合格需要在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间；由于是从人体新鲜粪便中取样，故涂布完成后，将平板置于温度为37℃的恒温培养箱中培养24h。挑取长势比较良好、形态大小不同的菌落利用接种环进行平板划线法进行分离纯化，接种环在使用时需要进行灼烧灭菌。操作时，在第二次及其以后的划线时，为将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落，总是从上一次划线的末端开始划线。
【小问3详解】
OD值越大，表明菌体数量越多；题图显示，在0mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基中，OD值最大，说明菌体数量最多；在1mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基中，OD值比0mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基中的OD值明显降低，说明菌体数量减少；2mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基、5mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基中，OD值相似，比1mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基中的OD值明显降低，说明菌体数量继续减少；而10mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基、20mml/LAs3＋和10mml/LNO3-的液体培养基中，OD值更低，说明菌体生长繁殖受到明显的抑制作用；故可以得出结论：当砷浓度低时，该菌能生长；过高浓度的砷使该菌株的生长繁殖受到抑制。
18. 薇甘菊是一种喜光的多年生藤本植物，能快速攀援、缠绕、覆盖于木本植物上，导致其无法进行光合作用而死亡。薇甘菊多侵害疏于管理的路边或林地，并快速形成群落中的单优势种群，被称为“生态系统生物多样性终极杀手”。回答下列问题：
（1）在群落中，薇甘菊与被缠绕的植物之间是______关系。若研究薇甘菊的生态位，通常需要研究的因素有______________________________（答出2点即可）。
（2）薇甘菊入侵的过程中发生了群落的_____演替。被入侵的生态系统自我调节能力_____，其原因是_____。
（3）科研人员采用具有较高经济价值的本地红薯作为替代物种治理薇甘菊入侵。红薯是一种有很强无性繁殖能力的攀援藤本植物，具有与薇甘菊相似的形态特征，是本地的主要粮食作物之一、
①利用本地红薯进行替代控制，遵循了生态工程的_____原理。
②科研人员对不同种植模式下薇甘菊和红薯的生长特征进行了定量分析，结果如下表。
依据表中数据推测，混种模式下薇甘菊单株总生物量显著降低的原因是_____。
③综合以上信息，请分析红薯可以作为对薇甘菊进行替代控制的理想物种之一的原因（答出两点）_____。
【答案】（1）①. 种间竞争 ②. 在生长区域出现的频率、种群密度、植株高度、与其他物种的关系等
（2）①. 次生 ②. 降低 ③. 薇甘菊的入侵使群落的营养结构复杂程度（物种丰富度）降低
（3）①. 协调、整体 ②. 在混种模式下，薇甘菊叶柄短、叶面积小，易被红薯遮挡，不利于其光合作用合成有机物 ③. 混种模式下红薯处于竞争优势，可有效阻止薇甘菊的入侵；红薯具有较高经济价值；种植红薯可避免因引种带来的二次生物入侵风险
【小问1详解】
薇甘菊是一种喜光的多年生藤本植物，能快速覆盖于木本植物上，导致其无法进行光合作用而死亡。薇甘菊多侵害疏于管理的路边或林地，并快速形成群落中的单优势种群，由此判断薇甘菊入侵初期，其种群数量快速增长的原因是：入侵地环境适宜，且薇甘菊在与其他植物的种间竞争中处于优势。
【小问2详解】
薇甘菊入侵的过程中发生了群落的次生演替，入侵后，快速形成群落中的单优势种群，使群落的营养结构复杂程度（物种丰富度）降低，自我调节能力降低，抵抗力稳定性差。
【小问3详解】
①红薯是一种有很强无性繁殖能力的攀援藤本植物，具有与薇甘菊相似的形态特征，二者是种间竞争关系，可以用于治理薇甘菊入侵。利用本地红薯进行替代控制，遵循了生态工程的协调、整体原理。
②根据表格数据可知，1:1混种模式下，和红薯相比，薇甘菊叶柄短、叶面积小，薇甘菊易被红薯遮挡，不利于其光合作用合成有机物，导致薇甘菊单株总生物量显著降低。
③1:1混种模式下，和红薯相比，薇甘菊叶柄短、叶面积小，薇甘菊易被红薯遮挡，不利于其光合作用合成有机物，红薯处于竞争优势，可有效阻止薇甘菊的入侵，此外红薯是本地的主要粮食作物之一，具有较高的经济价值，且种植红薯可避免因引种带来的二次生物入侵风险。
19. 酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞壁相互粘附、聚集成团的现象。适当提高酵母菌的絮凝能力，有助于发酵后细胞和产物的分离，节约生产成本。科研人员为了研究R基因对酵母菌絮凝性能的影响，用基因工程技术获得了R基因敲除的酵母菌菌株，主要步骤如图1。（注：G基因为抗生素G418抗性基因）。请据图1回答下列问题：
（1）过程①采用_________技术获取R基因左右两端的N片段和C片段，该技术在目的基因的检测与鉴定这一步骤中用于检测________________（写出一点即可）。
（2）过程②所需的工具酶有__________。过程③将构建的重组质粒线性化后转化进酵母菌，再利用含________的培养基筛选出重组酵母菌，最后挑取单菌落进一步筛选出R基因被敲除的酵母菌。
（3）科研人员继续将野生型酵母菌和R基因敲除酵母菌的菌液接种到装有麦芽汁的锥形瓶中，一定条件下静置发酵7天，测定酒精发酵能力和絮凝能力，结果如下表。
据实验结果分析，R基因敲除酵母菌是否更符合生产需求？______________（填“是”或“否”），判断依据是______________________。
（4）为了进一步研究R基因影响絮凝能力的作用机制，将R基因敲除酵母菌和野生型酵母菌分别用无菌水进行梯度稀释，再将不同浓度梯度的酵母菌液点样于含30ug/mL刚果红（细胞壁抑制剂，破坏细胞壁的正常组装，抑制酵母菌生长）的完全培养基上，培养适当时间后观察到的菌落生长情况如图2、图3。
综合上述实验结果，推测R基因敲除酵母菌絮凝能力变化的原因可能是______。
（5）若要将R基因敲除菌株应用于工业生产制作啤酒，请尝试提出一个还需要进一步研究的问题：______。
【答案】（1）①. PCR ②. 目的基因是否导入受体细胞或目的基因是否转录出mRNA
（2）①. BamHⅠ、HindⅢ、DNA连接酶 ②. 抗生素G418
（3）①. 是 ②. R基因敲除后酵母菌的发酵能力不变，而絮凝能力增强
（4）R基因缺失增强了酵母菌对细胞壁抑制剂的耐性或R基因缺失减弱细胞壁抑制剂的危害或R基因敲除使菌株细胞壁组装能力提高
（5）R基因敲除菌株的食用安全性或R基因敲除菌株的遗传稳定性等
【分析】对目的基因分子水平上的检测通过PCR等技术检测受体细胞中是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；从受体细胞中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，检测目的基因是否翻译出相关蛋白等。
【小问1详解】
过程①是对N和C片段的PCR扩增，PCR技术还可以用于检测目的基因是否导入受体细胞或目的基因是否转录出mRNA。
【小问2详解】
过程②要对质粒进行切割，以及N片段、C片段与质粒的重组，因此用到的工具酶为限制酶BamH Ⅰ、HindⅢ，还需要DNA连接酶，过程③将构建的重组质粒线性化后转化进酵母菌，重组质粒上含有G基因，G基因为抗生素G418抗性基因，因此可以利用含抗生素G418的培养基筛选出重组酵母，最后挑取单菌落进一步筛选出R基因被敲除的酵母菌。
【小问3详解】
由题干信息可知，酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞壁相互粘附、聚集成团的现象。适当提高酵母菌的絮凝能力，有助于发酵后细胞和产物的分离，节约生产成本。据图分析，野生型酵母菌和R基因敲除酵母菌的酒精发酵能力相同，但R基因敲除酵母菌的絮凝能力高于野生型酵母菌，因此R基因敲除酵母菌更符合生产需求。
【小问4详解】
由图3可知，R基因敲除酵母菌比野生型酵母菌对刚果红的抵抗能力更强，刚果红为细胞壁抑制剂，破坏细胞壁的正常组装，抑制酵母菌生长，说明R基因敲除酵母菌可以抵抗细胞壁的破坏，即R基因缺失增强了酵母菌对细胞壁抑制剂的耐性或R基因缺失减弱细胞壁抑制剂的危害或R基因敲除使菌株细胞壁组装能力提高。
【小问5详解】
若要将R基因敲除菌株应用于工业生产制作啤酒需要考虑R基因敲除菌株的食用安全性或R基因敲除菌株的遗传稳定性等问题。
20. 甲型流感病毒（IAV）为冬季流感的主要病原体。机体感染后主要表现为高热、咳嗽、流涕、肌痛等症状。下图是人体对病毒的部分免疫过程示意图，Ⅰ～Ⅶ表示不同种类的细胞，Th细胞（辅助性T细胞）是T细胞的一种，a～g代表不同的物质。请据图回答下列问题。
（1）IAV侵入人体后，一部分能被吞噬细胞吞噬，这属于免疫防卫的第_____道防线。另一部分病毒被Ⅰ_____（填细胞名称）摄取处理后，将抗原呈递在细胞表面，然后传递给Th细胞，Th细胞表面的特定分子发生变化并与Ⅴ_____（填细胞名称）结合，这是激活Ⅴ细胞的一个信号；激活Ⅴ细胞的另一个信号是_____。
（2）细胞Ⅲ能裂解被该病毒侵染的细胞，该过程属于_____免疫，再次感染甲型流感病毒时细胞Ⅲ的来源有_____。
（3）为寻找防控IAV的新思路，科研人员以小鼠为实验对象，研究了高脂肪低糖类（KD）的饮食对抵御IAV感染的效果。科研人员用不同的饲料饲喂小鼠，7d后再用一定浓度的IAV感染小鼠，统计小鼠的生存率以及细胞毒性T细胞和γT细胞（一种新型T细胞）的相对数量，结果分别如图1和图2所示。

①实验组小鼠应用_____饲料饲喂。
②分析图1结果显示IAV感染3天后，实验组的生存率显著高于对照组，说明实验组饮食方案可以_____。
③科研人员推测，KD（高脂肪低糖类）饮食条件下，γT细胞在增强小鼠抵御IAV感染能力方面发挥主要作用，依据是_____。
（4）研究发现，A 基因是决定 γT 细胞分化成功的关键基因。小鼠肺部粘液能捕获病毒，抵御感染。科研人员发现，（3）中实验组小鼠肺部粘液生成细胞数目高于对照组，而KD饮食的A基因敲除小鼠的检测结果与（3）的对照组无显著差异。综合上述实验结果，推测KD饮食增强小鼠抵御IAV感染的机理是_________________。
【答案】（1）①. 二 ②. 巨噬细胞 ③. B细胞 ④. 抗原与B细胞表面的受体识别并结合
（2）①. 细胞 ②. 细胞毒性T细胞、记忆T细胞（细胞Ⅱ、细胞Ⅳ）
（3）①. 高脂肪低糖类/KD ②. 增强小鼠抵御IAV感染的能力 ③. 实验组的效应T细胞的数量无明显变化，而γT细胞的数量显著增加
（4）KD通过促进A基因的表达，促使γT细胞数量增多，从而诱导肺部粘液生成细胞的增殖，产生更多的粘液捕获病毒，以此增强小鼠抵御IAV感染的能力
【小问1详解】
人体免疫的第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成，故当IAV侵入人体后，一部分能被吞噬细胞吞噬，这属于免疫防卫的第二道防线；据图分析，细胞Ⅰ能够摄取处理病毒，为巨噬细胞；据图分析，细胞Ⅴ能分化成Ⅶ效应B细胞产生g抗体，故细胞Ⅴ为B细胞；据图分析，激活Ⅴ细胞的另一个信号是病毒携带的抗原刺激，即抗原与B细胞表面的受体识别并结合。
【小问2详解】
据图分析，细胞Ⅲ能裂解被该病毒侵染的细胞，故细胞Ⅲ为效应细胞毒性T细胞，因此该过程属于细胞免疫；当再次感染甲型流感病毒时，细胞Ⅲ可以图中细胞Ⅱ细胞毒性T细胞和细胞Ⅳ记忆T细胞分裂分化而来。
【小问3详解】
①实验目的是研究高脂肪低糖类（KD）的饮食对抵御IAV感染的效果，因此实验组小鼠应用高脂肪低糖类（KD）饲料饲喂；
②由图1分析可知，IAV感染3天后，实验组的生存率显著高于对照组，说明实验组饮食方案可以增强小鼠抵御IAV感染的能力；
③由图2分析可知，与对照组相比，实验组的效应T细胞的数量无明显变化，而γT细胞的数量显著增加，据此推测γT细胞在KD饮食增强小鼠抵御IAV感染能力方面发挥主要作用。
【小问4详解】
（3）中实验组小鼠肺部粘液生成细胞数目高于对照组，而KD饮食的A基因敲除小鼠的检测结果与（3）的对照组无显著差异，说明是A基因促使γT细胞数量增多，使小鼠肺部粘液增多，存活率增大。故可推测KD饮食增强小鼠抵御IAV感染的机理是：KD通过促进A基因的表达，促使γT细胞数量增多，从而诱导肺部粘液生成细胞的增殖，产生更多的粘液捕获病毒，以此增强小鼠抵御IAV感染的能力。
用探针检测细胞的DNA
用探针检测细胞的RNA
胚胎干细胞
M细胞
胚胎干细胞
M细胞
＋
①
②
③
种植模式
叶柄长（cm）
叶面积（cm2）
单株总生物量（g）
单独种植薇甘菊
7．05
21．71
12．42
1：1混种
薇甘菊
6．80
14．26
2．81
红薯
14．13
88．68
13．28
指标
种类
酒精发酵能力
絮凝能力
野生型酵母菌
4.5％
63％
R基因敲除酵母菌
4.5％
83％