北京市石景山区2022-2023学年高二下学期期末生物试题 含解析

北京市石景山区2022-2023学年高二下学期期末考试生物1.下列生产发酵产品时所利用的主要微生物，其细胞结构相似的是（）①制作果酒②由果酒制作果醋③制作泡菜④制作腐乳A.①与② B.②与③ C.①与③ D.②与④【答案】B【解析】【分析】制作果酒利用的微生物是酵母菌，制作果醋利用的是醋酸菌，制作泡菜利用的是乳酸菌，制作腐乳主要利用毛霉的作用。【详解】制作果酒利用的微生物是酵母菌，酵母菌为真核生物；制作果醋利用的是醋酸菌，醋酸菌为原核生物；制作泡菜利用的是乳酸菌，乳酸菌为原核生物；制作腐乳主要利用毛霉的作用，毛霉为真核生物。酵母菌与毛霉的结构相似，乳酸菌与醋酸菌的结构相似。故选B。2.人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是（）A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断【答案】C【解析】【分析】实验室常用的消毒和灭菌方法的比较：1、消毒：煮沸消毒法（一般物品）、巴氏消毒法（一些不耐高温的液体，如牛奶）、化学药剂消毒法（如用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等）、紫外线消毒法（接种室、操作台）；2、灭菌：灼烧灭菌（接种工具）、干热灭菌（玻璃器皿、金属用具）、高压蒸汽灭菌（培养基及容器）。【详解】A、为避免杂菌污染干扰，需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌，A正确；B、葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离，为避免杂菌污染，故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样，B正确；C、用取样后的棉拭子浸出液在固体培养基上涂布，C错误；D、根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别，D正确。故选C。3.蚜虫是常见的小麦害虫，蚜虫体型小，多集中分布在心叶，以小麦的汁液为食。如图为某麦田中能量流经蚜虫及其天敌N的过程示意图，其中的字母表示相应的能量数值。下列说法错误的是（）A.该麦田中生物构成的数量金字塔可能为倒金字塔B.图中c包括了蚜虫遗体残骸及其粪便中的能量C.天敌N用于生长、发育和繁殖的能量可用b-f表示D.麦田中的分解者主要是腐生的细菌和真菌【答案】B【解析】【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分，非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等；生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物，能够通过光合作用制造有机物，为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量；消费者主要指各种动物，促进生物圈中的物质循环；分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物，它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。【详解】A、蚜虫是常见的小麦害虫，蚜虫体型小，多集中分布在心叶，数量非常多，因此，该麦田中生物构成的数量金字塔可能为倒金字塔，A正确；B、图中c表示蚜虫流向分解者的能量，包括蚜虫遗体残骸中的能量，但蚜虫粪便中的能量属于上一营养级的能量，不属于蚜虫的同化量，B错误；C、天敌N用于生长、发育和繁殖的能量等于其同化量减去呼吸消耗所得的值，即可用b-f表示，C正确；D、生态系统的分解者主要是细菌和真菌，因此，麦田中的分解者主要是腐生的细菌和真菌，D正确。故选B。4.下列生产实践措施未利用生态系统中信息传递的是（）A.利用音响设备发出不同的声音信号诱捕或驱赶某些动物B.通过给芦苇喷洒赤霉素溶液增加其纤维长度C.利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物D.通过控制日照时间长短调控植物开花时间【答案】B【解析】【分析】1、生态系统中信息的种类：（1）物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。（2）化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。（3）行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。2、应用：（1）提高农产品和畜产品产量。（2）对有害动物进行控制。【详解】A、利用音响设备发出不同的声音信号，诱捕或驱赶某些动物，这是物理信息在生产中的应用，A不符合题意；B、通过给芦苇喷洒赤霉素溶液增加其纤维长度，这是植物激素的应用，不是信息传递在生产中的应用，B符合题意；C、利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，这是化学信息在生产中的应用，C不符合题意；D、通过控制日照时间长短来调控植物开花时间，这是利用植物感知光周期的不同，属于物理信息在生产中的应用，D不符合题意。故选B。5.生态足迹是指要维持个人或地区、国家中所有人的生存及容纳人类所排放的废物所需要的土地和水域面积。下列有关说法错误的是（）A.建立生态农业的目的就是扩大人类的生态足迹和加大对资源的利用B.生态足迹的值越大，人类对生态和环境的影响越大C.提高能量利用率、调整能量流动关系等可有效减小生态足迹D.生态足迹是判断某一国家或地区目前的可持续发展状态的重要指标【答案】A【解析】【分析】生态足迹就是能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间，即要维持一个人、地区、国家的生存所需要的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。【详解】A、生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业，建立生态农业的目的是为了实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率，A错误；B、生态足迹越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大，B正确；C、健康环保方式，如提高能量利用率、调整能量流动关系等可有效减小生态足迹，C正确；D、生态足迹是一种可操作的定量方法。通过生态足迹需求与自然生态系统的承载力进行比较即可以定量判断某一国家或地区目前可持续发展的状态，以便对未来人类生存和社会经济发展作出科学规划和建议，故可以用来判断某一国家或地区目前的可持续发展状态的重要指标，D正确。故选A。6.植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体，研究者通过实验研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响，结果如下图。下列叙述错误的是（）A.利用纤维素酶和果胶酶去壁后分离得到的即为原生质体B.适宜两植物细胞的最佳酶解时间分别为10h和12hC.随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少D.原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证【答案】D【解析】【分析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，从而得到原生质体。【详解】A、细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体，A正确；B、据图分析，清水紫花苜蓿和里奥百脉根的最佳酶解时间分别为10h和12h，B正确；C、据图分析，随酶解时间延长，两种原生质体产量均先增加后减少，C正确；D、原生质体已经去除细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。故选D。7.下列植物育种方式中，不需要采用植物组织培养技术的是（）A.利用秋水仙素获得三倍体无子西瓜B.利用花药离体培养得到单倍体植株C.利用基因工程培养抗虫的棉花植株D.利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂种植株【答案】A【解析】【分析】植物组织培养是指利用特定的培养基将离体的植物细胞、组织或器官培养成完整植株的过程。花药的离体培养、基因工程中的受体细胞的培养、植物体细胞杂交后杂种细胞的培养以及植物的大量快速繁殖都要用到植物组织培养技术。【详解】A、利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株，是植物的正常发育，没有利用植物组织培养技术，A符合题意；B、利用花药离体培养得到单倍体植株利用了植物组织培养技术，B不符合题意；C、利用基因工程培育抗寒的番茄植株涉及重组细胞发育为完整个体的过程，利用了植物组织培养技术，C不符合题意；D、利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株涉及将杂种细胞培育为完整植株的过程，利用了植物组织培养技术，D不符合题意。故选A。8.下图为幼鼠肾脏上皮细胞培养过程示意图，已知肾脏上皮细胞属于需要贴附于某些基质表面才能生长增殖的细胞。下列叙述不正确的是（）A.甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B.丙过程会出现细胞贴壁和接触抑制现象C.丙、丁过程均要在无菌、无毒的环境下进行D.丁过程为传代培养，细胞都能进行无限增殖【答案】D【解析】【分析】原代培养：将动物机体的各种组织从机体中取出，经各种酶(常用胰蛋白酶)或机械方法处理，分散成单细胞，置于合适的培养基中培养，使细胞得以生存、生长和繁殖，这一过程称原代培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养；传代培养：细胞在培养瓶长成致密单层后，已基本上饱和，为使细胞能继续生长，同时也将细胞数量扩大，就必须进行传代，即将分瓶之后的培养称为传代培养。【详解】A、甲→乙过程表示将组织块分散成单个细胞，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，A正确；B、丙过程表示原代培养，对于需要贴附于某些基质表面才能生长增殖的细胞而言，在培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制现象，B正确；C、细胞培养丙（原代培养）、丁（传代培养）均需要营造无菌、无毒的培养环境，C正确；D、丁过程是传代培养过程，该过程少部分细胞遗传物质可能发生了变化，进而无限繁殖，D错误。故选D。9.有科学家培养鼠胚胎干细胞分化出了心肌细胞，一段时间后发育成了直径约1mm心脏类器官。这一研究成果说明胚胎干细胞（）A.分化程度高于心肌细胞B.具有无限增殖的能力C.经诱导可发生定向分化D.能形成有功能的器官【答案】C【解析】【分析】1、干细胞的概念：动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。2、干细胞的分类：（1）全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能。（2）多能干细胞：具有分化出多种细胞组织的潜能。（3）专能干细胞：只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。如神经干细胞可分化为各类神经细胞，造血干细胞可分化为红细胞、白细胞等各类血细胞。【详解】A、由题干“鼠的胚胎干细胞分化出了心肌细胞”，说明胚胎干细胞分化程度低于心肌细胞，A错误；B、胚胎干细胞具有一定的增殖的能力，无限增殖是癌细胞的主要特征，B错误；C、由题干信息可知，胚胎干细胞分化出的心肌细胞一段时间后发育成了直径约1mm的心脏类器官，说明胚胎干细胞经诱导可发生定向分化，C正确；D、由题干信息可知，胚胎干细胞分化出的心肌细胞一段时间后发育成了直径约1mm的心脏类器官，但不能说明形成的器官是有功能的器官，D错误。故选C。10.关于“克隆羊”与“试管羊”的叙述不正确的是（）A.克隆羊是无性生殖的产物，试管羊是有性生殖的产物B.培育克隆羊需要进行核移植，培育试管羊需要进行体外受精C.克隆羊的染色体来自提供细胞核的亲本，试管羊的染色体来自双亲D.培育克隆羊是细胞水平的技术，培育试管羊是DNA分子水平的技术【答案】D【解析】【分析】“克隆羊”所用的技术手段有：核移植、早期胚胎培养、胚胎移植；克隆动物遗传物质分别来自提供细胞核和卵细胞质的亲本。“试管羊”所用的技术手段有：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植；试管动物遗传物质来自有性生殖的两个亲本。【详解】A、克隆羊是通过细胞核移植形成的，属于无性生殖；试管羊是体外受精后经过胚胎移植形成的，为有性生殖，A正确；B、克隆羊是细胞核移植的产物，需要进行核移植；试管羊是精卵细胞在体外受精后经早期胚胎培养、胚胎移植后形成的，B正确；C、克隆羊的染色体来自提供细胞核的亲本；试管羊属于有性生殖，染色体来自双亲，C正确；D、培育克隆羊、试管羊都是细胞水平的技术，D错误。故选D。11.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者利用胚胎工程技术快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。下列叙述正确的是（）A.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精B.正常精子在雌性生殖道内获得受精所需能量C.需提前给代孕绵羊注射免疫抑制剂，以避免其排斥植入胚胎D.培养早期胚胎的培养液中通常需要加入血清【答案】D【解析】【分析】分析题图：图示为通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程，杜泊羊的产生采用了体外受精（精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、受精）、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。【详解】A、从卵巢中采集的卵母细胞需培养成熟（减数第二次分裂中期）后才可与获能的精子进行体外受精，A错误；B、正常精子在雌性生殖道内获得受精的能力，B错误；C、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，因此不需要给代孕绵羊注射免疫抑制剂，C错误；D、由于人们对细胞所需要的营养物质尚未全部研究清楚，因此在早期胚胎培养的培养液中通常需要加入该种动物的血清，D正确。故选D。12.下列关于实验“DNA的粗提取与鉴定”及“DNA片断的扩增与电泳鉴定”的叙述正确的是（）A.新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于DNA的粗提取B.溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂后即呈蓝色C.在PCR过程中可通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合D.在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小、构象等无关【答案】C【解析】【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。【详解】A、猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中无细胞核，不含DNA，因此新鲜猪血不能用于提取DNA，A错误；B、溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴加热并冷却后，颜色呈蓝色，B错误；C、PCR是一种体外扩增DNA片段的技术，利用了DNA热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合，C正确；D、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子的大小和构象等均有关，D错误。故选C。13.作为基因工程的运输工具—载体，必须具备的条件及理由对应不正确的是（）A.对宿主细胞无伤害，不影响宿主细胞的正常生命活动B.具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入C.具有某些标记基因，以便目的基因能够准确定位与其结合D.能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因【答案】C【解析】【分析】作为载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点，以便于目的基因的插入；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组DNA的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。【详解】A、作为载体，要对宿主细胞无伤害，以免影响宿主细胞的正常生命活动，A正确；B、作为载体，要具有多个限制酶切点，以便于不同目的基因的插入，B正确；C、作为载体，要具有某些标记基因，便于筛选含有目的基因的受体细胞，C错误；D、作为载体，要能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便目基因能够稳定的存在和数量的扩大，D正确。故选C。14.研究发现，人溶菌酶（hLZ）是天然抗生素替代品。科学家将该蛋白基因导入山羊体内使其能够在山羊乳腺细胞中表达，从而从山羊乳汁中提取人溶菌酶。图1表示被限制酶切割后的该蛋白基因，图2表示培育流程。下列叙述正确的是（）A.切割该蛋白基因的限制酶有2种，识别的序列可分别为GATCCAT和AGCTTCCB.①过程是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和质粒C.②过程常采用显微注射的方法，受体细胞应选择受精卵而一般不选择体细胞D.③过程应将山羊受精卵培育到原肠胚进行移植，移植后需进行是否妊娠的检测【答案】C【解析】【分析】图2中①为构建基因表达载体或重组质粒，②为将重组质粒导入受体细胞，③为胚胎移植。【详解】A、根据目的基因切割后产生的黏性末端不同，可确定切割该基因的限制酶有2种，一种酶识别的序列可为GGATCC，在G和G之间进行切割，另一种酶识别的序列可为AAGCTT，在A和A之间切割，A错误；B、①过程是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶，质粒不属于工具酶，B错误；C、②过程为将重组质粒导入受体细胞，常采用显微注射的方法，受体细胞可以选择受精卵（全能性高），一般不选择体细胞，C正确；D、③过程应将山羊受精卵培育到桑椹胚或囊胚再进行移植，且移植后还需对受体是否发生妊娠反应进行检测，D错误。故选C。15.转基因工程技术在给人们生活带来便利的同时，其安全性问题也引起了人们的关注。下列有关转基因技术和产品的安全性的问题的争论，不理性的是（）A.对转基因产品进行标识管理，让消费者有知情权和选择权B.要以相关科学知识为基础去讨论转基因技术的相关问题C.只要有证据表明转基因产品不安全，就应该禁止转基因技术的研究D.历史背景、知识文化、道德观念的差异，让人们对转基因技术有不同的看法【答案】C【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，所以要靠确菌的证据和严谨的逻辑来进行思考和辩论。【详解】A、转基因作为一项技术本身是中性的，对转基因产品进行标识管理，让消费者有知情权和选择权，A正确；B、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，B正确；C、若转基因产品不安全，则不能进行应用，但可以根据实际情况决定是否进行转基因技术的研究，C错误；D、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，D正确。故选C16.碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储和减少碳释放是实现碳中和的重要举措。（1）碳存储和碳释放离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在_______和_______之间循环往复的过程。请在下图中用箭头表示出各成分之间碳元素的传递过程_______。（2）被海洋捕获的碳称为蓝碳，滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍，主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物处于_______条件，导致土壤有机质分解速率_______。（3）为提高湿地蓝碳储量，某地实施了如下图所示的“退养还湿”生态修复工程。①该工程遵循的生态学基本原理包括_______（答出两点即可），根据物种在湿地群落中的_______差异，可适时补种适宜的物种。②测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说明在_______的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。（4）碳达峰和碳中和是全世界人民共同奋斗才能实现的目标。请从增加碳存储和减少碳释放两个方面各提出一条有效措施_______。【答案】（1）①.非生物环境②.生物群落③.（2）①.无氧（或缺氧）②.低（3）①.自生、整体（或协调）②.生态位③.群落演替（4）加大植树造林力度（或退耕还林、退牧还草等）；减少化石燃料的使用（或开发新能源、绿色出行等）【解析】【分析】在生态系统的碳循环过程中，碳元素在无机环境与生物群落之间以二氧化碳的形式进行循环，在生物群落中以含碳有机物的形式进行流动。【小问1详解】生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在非生物环境和生物群落之间循环往复的过程。生产者可通过光合作用吸收大气中CO2，消费者通过捕食生产者获得含碳的有机物，生产者和消费者的遗体残骸中的含碳有机物被分解者分解，各种生物都可以通过呼吸产生CO2，所以图示各成分之间碳元素的传递过程为。【小问2详解】湿地中饱和水环境使土壤微生物处于无氧条件，影响微生物的呼吸作用，导致土壤有机质分解速率下降，因此导致滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍。【小问3详解】①在生态系统的修复过程中，应考虑各种生物成分的自组合、环境的承载量、生物对环境的适应性以及经济、社会等因素，因此应遵循自生、协调、整体等生态学基本原理。选择植物需要考虑这些植物各自的生态位差异，以及它们之间的种间关系，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。②生态修复过程中群落发生演替，测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说明在群落演替的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。【小问4详解】可通过加大植树造林力度，退耕还林，退牧还草增加碳存储，通过减少化石燃料的燃烧，开发新能源减少碳释放。17.禾谷镰刀菌是一种可引起小麦患病的真菌，不仅会导致小麦减产，其产生的毒素还会影响粮食安全。科研人员尝试利用其与细菌间的相互作用实现生物防治。（1）将患病小麦秸秆表面提取物接种到添加了碳源、_______、无机盐、水以及琼脂的培养基中，一段时间后，分别挑取不同形态特征的_______接种到液体培养基中振荡培养，再采用_______法进行接种，多次纯化后获得多个菌株。（2）研究者将筛选得到的2个菌株（Z菌与P菌）分别与禾谷镰刀菌共同培养一段时间后，测定了禾谷镰刀菌数量（图1），后续又将共同培养物分别接种于未患病的小麦胚芽鞘上，几天后各组病变程度如图2所示。根据图1、2的结果，研究者最终选择利用Z菌而非P菌进行后续研究，其依据是_______。（3）研究发现Z菌分泌的一种化合物HA可抑制禾谷镰刀菌生长。科研人员将禾谷镰刀菌接种于含HA的液体培养基中培养，一段时间后分别检测上清液、禾谷镰刀菌细胞膜和细胞质中HA的含量，结果见图3。该实验的目的是_______。（4）进一步研究发现HA通过作用于麦角固醇（一种固醇类物质）发挥作用。为验证此发现，请设计完善实验、预期实验结果，一并填入表格_______。组别菌株处理方式检测指标预期结果1Ⅰa一段时间后，测量禾谷镰刀菌的菌落直径234材料：Ⅰ．禾谷镰刀菌Ⅱ．麦角固醇合成缺陷型禾谷镰刀菌Ⅲ．Z菌处理方式：a．不处理b．适宜浓度的HA处理（5）请综合上述研究推测Z菌抑制禾谷镰刀菌生长的可能机制_______。【答案】（1）①.氮源②.菌落③.平板划线（或稀释涂布平板）（2）与对照组相比，Z菌处理组禾谷镰刀菌数量少、小麦胚芽鞘病变程度轻，而P菌处理组禾谷镰刀菌数量及小麦胚芽鞘病变程度与对照组无明显差异（3）探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点（4）2组：Ⅰ、b；3组：Ⅱ、a；4组：Ⅱ、b

预期结果：2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异（组别需与前一问对应）（5）Z菌分泌的HA与禾谷镰刀菌细胞膜上的麦角固醇结合，改变了禾谷镰刀菌细胞膜的通透性，从而影响其正常的生命活动【解析】【分析】1、培养微生物的培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。2、微生物常见的接种的方法:①将已经溶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。在划线的开始部分，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】培养微生物的培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质；微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长。可以形成肉眼可见的菌落；微生物常见的接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。【小问2详解】研究者想筛选出一种抑制禾谷镰刀菌生长效果好的菌种，图1、2中，与对照组相比，Z菌处理组禾谷镰刀菌数量少、小麦胚芽鞘病变程度轻，而P菌处理组禾谷镰刀菌数量及小麦胚芽鞘病变程度与对照组无明显差异，因此研究者最终选择利用Z菌。【小问3详解】题中分别检测上清液、禾谷镰刀菌细胞膜和细胞质中HA的含量，因此推测想探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点。【小问4详解】想验证“HA通过作用于麦角固醇（一种固醇类物质）而抑制禾谷镰刀菌生长”，结合表格分析，可设置两个对照组，一组禾谷镰刀菌+不加入HA，另一组麦角固醇合成缺陷型禾谷镰刀菌+不加入HA，然后再设置两组实验组禾谷镰刀菌+适宜浓度的HA处理、麦角固醇合成缺陷型禾谷镰刀菌+适宜浓度的HA处理，这样既能证明HA能抑制禾谷镰刀菌生长，又能证明HA要想抑制禾谷镰刀菌生长要能合成麦角固醇。预期结果：2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异。【小问5详解】综上所述知Z菌能分泌HA，HA通过作用于麦角固醇（一种固醇类物质）而抑制禾谷镰刀菌生长，第（3）又探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点，结合HA是与麦角固醇（一种固醇类物质）相互作用而推测HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点最可能在细胞膜，故综合上述研究推测Z菌抑制禾谷镰刀菌生长的可能机制：Z菌分泌的HA与禾谷镰刀菌细胞膜上的麦角固醇结合，改变了禾谷镰刀菌细胞膜的通透性，从而影响其正常的生命活动。18.生姜自古被医学家视为药食同源的保健品。研究者对生姜的繁殖以及药用价值开展了相关研究。（1）生姜通常采用无性繁殖的方式进行生产，但感染的病毒很容易在植株体内累积。生姜的茎尖分生区附近无病毒，可作为组织培养的_______，经脱分化形成_______，再将其接种到含特定激素的培养基上，可以诱导其_______成芽和根，进而发育成完整植株。诱导分化生根的培养基中，生长素的含量_______（填“多于”“少于”或“等于”）细胞分裂素的含量。（2）生姜块茎可以提取生姜精油，为进一步研究生姜精油的药用价值，科研人员进行了如下的两个实验。实验一：分别取0.1mL的表皮葡萄球菌（A）、金黄色葡萄球菌（B）、枯草芽孢杆菌（C）悬液涂布于培养基中。在培养基中制备4个直径为8mm的小孔，向4个小孔中分别加入不同添加物，添加情况及实验结果如下表所示。实验结果表明_______。组别（小孔编号）小孔添加物对不同菌种的抑菌圈直径（mm）ABC1150μL纯生姜精油13.413.313.92150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1∶1）15.815.61563150μL缓冲液（空白对照）8884150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1∶1）888注：吐温是一种非离子型表面活性剂，常作为水包油型乳化剂实验二：向果蝇饲料中添加不同浓度的生姜精油后，测定衰老相关基因SODⅠ、TOR、MTH的表达量，结果见下图。已知生姜精油具有抗衰老的作用，请判断上述3种基因与细胞衰老的关系是_______。（3）若要将生姜精油应用于相关产品的开发，除了安全性以外，还应研究的问题包括_______。（答出两个即可）【答案】（1）①.外植体②.愈伤组织③.再分化④.多于（2）①.生姜精油具有抑菌的作用，且吐温溶液能增强生姜精油的抑菌效果②.SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老，TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老（3）使用方法、使用剂量、提取方法等【解析】【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。【小问1详解】生姜的顶端分生区附近无病毒，可作为组织培养的外植体，经脱分化形成愈伤组织，在再分化的培养基上诱导再分化形成芽和根，进而发育成完整植株。细胞分裂素和生长素的比值会影响愈伤组织分化的方向，通常在诱导分化生根的培养基中，需要使生长素的含量多于细胞分裂素的含量，因为生长素能促进生根。【小问2详解】由表格可知，小孔添加150μL纯生姜精油对不同菌种的抑菌圈直径，比空白对照组以及添加150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1∶1）都要大，说明纯生姜精油对不同菌种均有抑制作用。另外，小孔添加150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1∶1）对不同菌种的抑菌圈直径比小孔添加150μL纯生姜精油的抑菌圈直径大，说明吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用，综上所述，实验结果表明纯生姜精油具有抑菌的作用，且吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用。由题意可知，生姜精油具有抗衰老的作用，根据柱形图结果可知，与对照组相比，SODI基因的表达量随生姜精油的浓度增大而增大，而TOR和MTH基因表达量减小，说明SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老，TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老。【小问3详解】由于生姜精油具有一定的价值，因此要进行生姜精油相关产品的开发，在开发生姜精油等相关产品时，除了安全性以外，还可以研究生姜精油的提取方法（提高提取的纯度和产量）、使用剂量（口服或外用）、使用方法、原料来源、经济成本等。19.A型塞内卡病毒（SVA）会导致猪患水疱传染病，症状与猪口蹄疫等传染病非常相似，增加了临床鉴别诊断的难度，研究人员尝试开发一种快速、准确检测SVA病毒的方法。（1）VP1蛋白是SVA核衣壳的主要成分，可作为SVA诊断的靶蛋白。用纯化的VP1多次免疫小鼠，然后诱导小鼠的_______融合，常用方法有PEG融合法、电融合法和_______。通过选择培养的方法筛选出杂交瘤细胞，再经过96孔板克隆化培养和抗体检测筛选出能够_______的杂交瘤细胞。将筛选到的2个杂交瘤细胞株分别注射到小鼠腹腔中，从腹水中成功提取得到了2种鼠源单克隆抗体——2E10和3E4。（2）为进一步确定2E10和3E4在VP1上的结合位点，将VP1蛋白截为4段（VP1-1~VP1-4），电泳后分别用2E10和3E4为探针进行杂交，结果如下图所示。根据实验结果，可判断2E10和3E4与VP1的结合位点是_______（填“相同”或“不同”）的，依据是_______。（3）用SVA感染小鼠肾脏细胞后，37℃培养24小时，去垢剂处理增加细胞膜的通透性，将处理后的细胞分为两组，固定在介质上，分别加入2E10和3E4，一段时间后冲洗掉未结合的抗体，然后依次加入酶标抗体和底物，酶标抗体与鼠源抗体结合后可催化底物发出绿色荧光。对照组应选择_______细胞，其余处理与实验组一致，如果实验结果为_______，则证明制备的单克隆抗体具有特异性。（4）用获得的2种单克隆抗体制作快速检测SVA病毒的试纸条，如下图所示。当待测样品滴入样品垫后会沿着试纸条向右扩散，结合垫处含有过量胶体金标记的2E10，也可向右扩散，当胶体金颗粒聚集时才会出现可见条带，检测线、质控线处包埋固定的抗体依次是3E4和山羊抗鼠IgG（可特异性结合各种鼠源抗体）。在检测过程中，试纸上可发生待测病毒抗原与抗体结合的区域是_______。病毒检测阳性的结果为检测线和质控线处均出现条带，请解释条带形成的原因_______。【答案】（1）①.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞②.灭活病毒诱导法③.产生抗VP1抗体（或产生特异性抗体）（2）①.不同②.2E10仅与VP1-1结合，而3E4仅与VP1-3结合（3）①.未感染SVA的正常小鼠肾脏细胞②.对照组细胞均无绿色荧光，实验组细胞均出现绿色荧光（4）①.结合垫和检测线②.样品中VP1蛋白与金标2E10结合，向右扩散又与检测线处的3E4结合产生条带，过量的2E10与质控线处的山羊抗鼠IgG结合产生条带【解析】【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。【小问1详解】为获得抗VP1蛋白单克隆抗体，可用纯化的VP1蛋白（抗原）多次免疫小鼠，可以用PEG融合法、电融合法或灭活病毒诱导法诱导小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，使用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞，再经过96孔板克隆化培养和抗体检测筛选出能够产生抗VP1抗体的杂交瘤细胞。【小问2详解】由图1电泳可知，2E10仅与VP1-1结合，而3E4仅与VP1-3结合，因此2E10和3E4识别VP1上不同的抗原位点。【小问3详解】由于实验组用SVA感染小鼠肾脏细胞，因此对照组应选择未感染SVA的正常小鼠肾脏细胞，其余处理与实验组一致（无关变量为保持一致），如果实验结果为对照组细胞均无绿色荧光，实验组细胞均出现绿色荧光，则证明制备的单克隆抗体具有特异性。【小问4详解】根据题干信息：“当待测样品滴入样品垫后会沿着试纸条向右扩散”。如果样本中含有病毒抗原，就会首先被结合垫上的胶体金标记抗体2E10结合，形成“病毒抗原—金标抗体”复合物，并继续向试纸末端流动。在检测线（T线）上又被能识别此抗原的另一种抗体3E4捕获，形成“金标抗体—病毒抗原—T线抗体”复合物”。推测试纸上发生待检测病毒的抗原与抗体结合的区域是结合垫、检测线（T线）。由于样品中VP1蛋白与金标2E10结合，向右扩散又与检测线处的3E4结合产生条带，过量的2E10与质控线处的山羊抗鼠IgG结合产生条带，因此病毒检测阳性的结果为检测线和质控线处均出现条带。20.学习以下材料，回答（1）～（4）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到指定位点（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，需构建含gRNA基因和Cas9基因的_______，并导入受体细胞。Cas9蛋白与_______酶的功能相似。gRNA依据_______原则与靶序列特异性结合，引导Cas9蛋白进行切割。（2）若用CRISPR/Cas9系统将某一基因从基因组序列中删除，需要设计2个gRNA，使其分别与_______的序列互补。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”）更为合适。（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_______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.基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒）②.限制酶③.碱基互补配对（2）①.靶基因两端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】【分析】CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。在gRNA引导下，gRNA通过碱基互补配对原则特异性结合目的基因序列，然后Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断，对真核细胞的基因组进行特异编辑。如图1所示，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到指定位点（图1）。如图2所示，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。【小问1详解】基因工程的核心是构建基因表达载体，即gRNA基因和Cas9基因构成的基因表达载体，导入受体细胞，形成gRNA-Cas9蛋白复合物并发挥功能；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，形成2个DNA片段；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，引导Cas9蛋白对目的基因序列进行切割。【小问2详解】如果要将一个基因从基因组序列中删除，由于基因是两条链，而1条gRNA只能与一条链结合，所以可以设计2条gRNA，使其分别与靶基因的上下游序列互补，并在相应酶的作用下，将目的基因切除；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