北京市十一学校2023-2024高二下学期期中考试生物试题（原卷版+解析版）

2023-2024学年第二学期期中练习高二年级生物学科试题
第一部分 本部分共20题，每题2分，共40分。
1. 下列传统发酵食品的生产与所用主要微生物对应正确的是（　　）
选项 传统发酵食品 微生物
Ａ 果酒 真核生物，酵母菌
Ｂ 果醋 原核生物，乳酸菌
Ｃ 泡菜 原核生物，醋酸菌
Ｄ 腐乳 原核生物，毛霉
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】 果酒制作原理：在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。方程式：C H O →2C H OH+2CO
果醋制作的原理：当氧气、糖源充足时，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。方程式：C H OH+O →CH COOH+ H O果酒在发酵过程中产生CO ，所以发酵后，PH会变小。果醋在发酵过程中生成醋酸，所以发酵后，pH会变小。
腐乳是好氧发酵，主要用的是毛霉，是霉菌。它是利用毛霉产生的蛋白酶分解豆制品中的蛋白质，使用不易消化吸收的大分子蛋白质分解为易于吸收的多肽，并产生多种风味物质。
泡菜是厌氧发酵，主要用的是乳酸菌，是细菌。它是利用乳酸菌在厌氧条件下产生乳酸，使蔬菜产生酸味，同时产生多种风味物质。
【详解】A、果酒制作是在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，酵母菌是真核生物，A正确；
B、发酵制果醋利用的微生物是醋酸菌，其为原核生物，B错误；
C、制泡菜利用的微生物是乳酸菌，其为原核生物，C错误；
D、制腐乳利用的微生物是毛霉，其为真核生物，D错误。
故选A。
2. 用纸片扩散法测定某病原菌对各种抗生素敏感性的实验，是在某病原菌均匀分布的平板上，铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果，其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是（ ）
A. 在图示固体培养基上可用平板划线法接种病原菌
B. 未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异
C. 形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感
D. 不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响
【答案】D
【解析】
【分析】纸片扩散法是药敏实验一种常用的方法，它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上，纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散，形成递减的梯度浓度，在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制，形成透明的抑菌圈。
【详解】A、在图示固体培养基上用稀释涂布平板法进行接种病原菌，A错误；
B、病原菌发生抗性变异在接触之前，未出现抑菌圈可能是病原菌对该抗生素不敏感，B错误；
C、微生物对药物较敏感形成的抑菌圈应较大，形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物敏感程度较低，C错误；
D、纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散，不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响，D正确。
故选D。
3. 限量补充培养法可用于检测营养缺陷型菌株（如图）。将诱变后菌株接种在基本培养基上，野生型菌株迅速形成较大菌落，营养缺陷型菌株生长、繁殖缓慢，不出现菌落或形成微小菌落。基本培养基中补充精氨酸后，营养缺陷型菌株快速繁殖。下列叙述正确的是（　　）
A. 用紫外线照射可诱导野生型菌株发生定向突变
B. 精氨酸缺陷型菌株缺乏吸收利用精氨酸的能力
C. ③步骤加入精氨酸后抑制了野生型菌株的生长
D. 选择图乙中菌落B分离精氨酸营养缺陷型菌株
【答案】D
【解析】
【分析】将诱变后的菌株接种在基本培养基上，野生型菌株迅速形成较大菌落，营养缺陷型菌株生长缓慢，不出现菌落或形成微小菌落。分析题图：A表示野生型菌株形成的较大的菌落，B表示营养缺陷型菌株形成的较小的菌落。
【详解】A、用紫外线照射诱导野生型菌株发生的变异是基因突变，是不定向的，A错误；
B、精氨酸缺陷型菌株缺乏将其他物质转化为精氨酸的能力，B错误；
C、图中A表示野生型菌株形成的菌落，将图乙与图甲对比可知，③步骤加入精氨酸后促进了野生型菌株的生长，C错误；
D、对比图甲和图乙并结合题干信息可知，③步骤加入精氨酸后B（精氨酸营养缺陷型菌株）快速繁殖，所以可以选择菌落B分离精氨酸营养缺陷型菌株，D正确。
故选D。
4. 柠檬酸广泛应用于食品、医疗和化工领域，具有重要的商业价值。以玉米粉为原料，利用黑曲霉有氧发酵生产柠檬酸的基本流程如图所示。下列分析错误的是
A. 玉米清液可以为黑曲霉提供碳源和能源
B. 发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基进行扩大培养
C. 发酵培养基和种子培养基灭菌后加入到发酵罐内发酵
D. 需严格控制发酵罐内的温度、溶解氧和pH等条件
【答案】C
【解析】
【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，是进行微生物培养的物质基础。通常含有水、碳源、氮源和无机盐。
【详解】A、玉米清液中含有蛋白质和糖类等物质，故可以为黑曲霉提供碳源和能源，A正确；
B、据图可知，发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基，该措施的目的是进行扩大培养，增加黑曲霉孢子的数量，B正确；
C、种子培养基中有发酵所需的菌种，若进行灭菌处理会杀灭菌种而导致发酵失败，C错误；
D、黑曲霉属于需氧生物，且微生物发酵过程需要适宜条件，所以在发酵罐内发酵需严格控制溶解氧、温度、pH等条件，D正确。
故选C。
5. 将兰花细胞培养成幼苗过程中，下列不属于必需条件的是（　　）
A. 外植体细胞处于未分化状态 B. 细胞处于离体状态
C. 细胞具有完整的细胞核 D. 营养物质和植物激素
【答案】A
【解析】
【分析】
1、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程：外植体脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体，进而形成新植体，其中脱分化过程要避光，而再分化过程需光。
2、植物组织培养的条件：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）。
【详解】AB、将兰花细胞培养成幼苗，利用了植物细胞的全能性，植物细胞全能性的体现是高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才具有，A符合题意；B不符合题意；
C、细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息库，故将兰花细胞培养成幼苗过程中植物细胞具有完整的细胞核，C不符合题意；
D、将兰花细胞培养成幼苗过程中需要一定的条件，如营养物质和生长素、细胞分裂素等植物激素、适宜的温度、pH等，D不符合题意。
故选A。
【点睛】
6. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是（ ）
A. 脱毒苗的形成是基因突变的结果
B. 培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜
C. 茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D. 茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性
【答案】A
【解析】
【分析】图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成苗率的影响。茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低。在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【详解】A、马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；
B、在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm，B正确；
C、图中，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；
D、细胞的全能性 是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整 有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性，D正确。
故选A。
7. 下图表示矮牵牛的植物组织培养过程，相关叙述正确的是（　　）
A. 矮牵牛是自养生物，培养基中无需添加有机碳源
B. ①、②、③过程均可发生基因突变和基因重组
C. 植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础
D. 用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型相同
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。
【详解】A、矮牵牛组织培养的培养基中需添加有机碳源作为营养物质，A错误；
B、该过程中细胞通过有丝分裂增殖，不会发生基因重组，B错误；
C、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性，C正确；
D、体细胞的基因型相同，通过减数分裂形成花粉粒，可以导致等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合等，使得花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，因此用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型可能不同，D错误。
故选C。
8. 自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如下图。下列分析不正确的是（　　）
A. 调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B. 从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数
C. 所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为120条
D. 通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致
【答案】C
【解析】
【分析】
1、植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体．植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
2、分析题图：该图是杂交育种和植物组织培养过程：春剑和绿宝石杂交获得的杂种胚发育成原球茎为杂交育种；原球茎脱分化和再分化为试管苗为植物组织培养过程。
【详解】A、原球茎经脱分化和再分化发育成试管苗，此过程需要不断调整培养基中生长素和细胞分裂素这两种激素的比例，A正确；
B、有丝分裂中期，染色体形态、结构稳定，数目清晰，是观察染色体的最佳时期，所以从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数，B正确；
C、春剑配子中染色体数目为20条，绿宝石配子的染色体数目为40条，春剑和绿宝石杂交，获得的杂种胚染色体数目为60，杂种胚增殖分化过程中，遗传物质不变，所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条，C错误；
D、通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是植物组织培养过程遗传物质不变，通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致，D正确。
故选C。
9. 从烧伤患者身上取少量健康的皮肤进行体外细胞培养，可构建人造皮肤用于自体移植。下列不会发生在动物细胞培养过程中的是（　　）
A. 减数分裂 B. 细胞贴壁生长
C. 接触抑制 D. 遗传物质发生改变
【答案】A
【解析】
【分析】动物细胞培养的过程：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、动物细胞培养过程的原理是细胞增殖，该过程发生的主要是有丝分裂，A符合题意；
BC、在动物细胞培养时会发生细胞贴壁生长和接触抑制两个现象，BC不符合题意；
D、在传代培养过程中，细胞的遗传物质可能发生改变，D不符合题意。
故选A。
10. 为检测某药物X的抗癌活性， 在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入溶于二甲基亚矾的药物X，培养 72小时后进行计数，比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分
B. 对照组中应加入等体积的无菌水， 其他条件一致
C. 可用胰蛋白酶处理使贴壁的肝癌细胞脱落下来并进行计数
D. 若实验组细胞数远低于对照组， 可初步判断此药物有抗癌效果
【答案】B
【解析】
【分析】1、分析题干可知：自变量是药物X，因变量是检测癌细胞数量。2、动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素，防止培养过程中的污染；③定期更换培养液，以便清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气和5%的CO2(CO2的作用是维持培养液的pH)。
【详解】A、培养动物细胞时，细胞培养液中通常需要加入血清，A正确；
B、实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚矾（溶剂）的药物X，故对照组中应加入等体积的二甲基亚矾（溶剂），B错误；
C、对于已经贴壁生长的动物细胞，可用胰蛋白酶处理，使肝癌细胞脱落下来并进行计数，C正确；
D、分析实验结果可知，添加药物X的实验组肝癌细胞数目远低于对照组，可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D正确。
故选B。
11. 治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。与下图所示流程相关的叙述不正确的是（ ）
A. 去核卵细胞一般取自处于减数分裂Ⅰ的卵母细胞
B. 过程①需要提供CO2，主要作用是维持培养液的酸碱度
C. 胚胎干细胞可取自囊胚的内细胞团，具有分化为各种类型细胞的能力
D. 图中获得的组织器官移植给个体B理论上不会发生免疫排斥反应
【答案】A
【解析】
【分析】治疗性克隆主要应用了动物细胞核移植技术，该技术由高度分化的体细胞提供细胞核，处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞提供细胞质；胚胎干细胞可来自囊胚期的内细胞团，其具有分化为各种体细胞的能力。
【详解】A、去核卵细胞一般取自处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞，A错误；
B、动物细胞培养需将培养液至于95%空气+5%CO2气体环境的培养箱中，CO2主要作用是维持培养液的酸碱度，B正确；
C、囊胚的内细胞团细胞具有分化为其他体细胞的能力，C正确；
D、个体B为提供细胞核的个体，和组织器官的细胞核遗传物质相同，理论上不会发生免疫排斥反应，D正确。
故选A。
12. 科学家将4个“关键基因”通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多能干细胞，并可分化为心脏细胞和神经细胞。下列有关叙述不正确的是（　　）
A. 本研究可避免从人体胚胎提取千细胞引起的伦理问题
B. 研究中运用的逆转录病毒属于基因工程中的载体
C. 导入的4个“关键基因”可能与基因表达调控有关
D. 小鼠成纤维细胞转变为多能干细胞是基因突变的结果
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程可将目的基因导入受体细胞，定向改造生物的性状；常用的目的基因载体有质粒、动植物病毒等。
【详解】A、多能干细胞是通过改造小鼠的成纤维细胞获得，A正确；
B、逆转录病毒可作为目的基因的运载体，B正确；
C、4个“关键基因”让成纤维细胞变成多能干细胞，该过程可能与成纤维细胞基因表达调控有关，C正确；
D、成纤维细胞转变为多能干细胞是基因重组的结果，D错误；
故选D。
13. 利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时（　　）
A. 可将洋葱置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B. 离心后上清液中加入75%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. 可利用DNA在低温下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定
【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、洋葱是植物细胞，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在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。
【点睛】
14. 利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是（ ）
A. 需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B. 设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C. 反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料
D. PCR获得的不同长度片段可通过电泳检测
【答案】A
【解析】
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链，PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
【详解】A、由于不同的生物DNA具有特异性，故利用PCR技术辨别不同个体时不需要去除粪便中微生物的DNA，A错误；
B、引物是一端目的基因的核苷酸序列，设计PCR引物时需要考虑物种特异性，B正确；
C、PCR是对目的基因进行扩增的技术，反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料，C正确；
D、PCR获得的不同长度片段可通过电泳检测，D正确。
故选A
15. 为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物，研究人员设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是（　　）
A. 叶绿体基因不会进入到生殖细胞中
B. 受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞
C. 转基因植物与其他植物不能通过花粉进行基因交流
D. 转基因植物与其他植物杂交的后代不出现一定的性状分离比
【答案】B
【解析】
【分析】花粉中含有精子，精子几乎不含细胞质，受精卵中的细胞质几乎全来自卵细胞。
【详解】由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含细胞质，因此将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组，可以避免目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物，B正确。
故选B
16. 将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（　　）
A. 获得Mc的生物技术属于核移植
B. Mc表皮中有两种基因型的细胞
C. 注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D. 将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎发育的过程：①卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；②桑葚胚：32个细胞左右的胚胎（之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞）；③囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔（注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂胚胎伸展出来，这一过程叫孵化）﹔④原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；
B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确；
C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确；
D、利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。
故选A。
17. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ）
A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示中引物的位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。
【详解】图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①+②，即B正确，ACD错误。
故选B。
18. 为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（ ）
A. 过程①需使用胰蛋白酶处理
B. 实现过程②依赖膜的流动性
C. 过程③需应用植物组培技术
D. 三倍体植株可产生无籽柑橘
【答案】A
【解析】
【分析】分析图示可知，①过程为原生质体的制备过程，需要纤维素酶和果胶酶，②过程为原生质体的融合过程，需要诱导剂诱导融合，③过程为植物组织培养的过程。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理，A错误；
B、②过程为细胞融合过程，该过程依赖膜的流动性，B正确；
C、过程③需应用植物组培技术将杂种细胞培养形成个体，C正确；
D、三倍体植株含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，可产生无籽柑橘，D正确。
故选A。
19. 用XhoI和SalI两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（　　）
A. 如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B. 如图中酶切产物可用于构建重组DNA
C. 泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物
D. 图中被酶切的DNA片段是单链DNA
【答案】D
【解析】
【详解】【分析】该题考查DNA的结构、限制酶的特点和功能等。DNA一般是双螺旋结构；限制酶可以识别特定的脱氧核苷酸序列，并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割。
【详解】限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列，不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，由电泳图可知XhoI和SalI两种酶分别切割时，识别的序列不同，A正确；同种限制酶切割出的DNA片段，具有相同的黏性末端，再用DNA连接酶进行连接，可以构成重组DNA，B正确；Sal I将DNA片段切成4段，Xho I将DNA片段切成3段，根据电泳结果可知泳道①为Sal I，泳道②为Xho I，C正确；限制酶切割双链DNA，酶切后的DNA片段仍然是双链DNA，D错误，所以选D。
【点睛】注意图1两种限制酶的识别位点数量，Sal I有3个识别位点，能将DNA片段切成4段，Xho I有2个识别位点，能将DNA片段切成3段。
20. 甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种，以下对相关操作及结果的叙述，错误的是
A. 将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B. 通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C. 调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D. 经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知，同时抗甲、乙的植物新品种的培养过程为：把含抗甲的目的基因的重组质粒导入植物细胞，获得抗甲植株，同时把含抗乙的目的基因的重组质粒导入植物细胞，获得抗乙植株，通过杂交获得F1（二倍体植株），取F1的花粉经花药离体培养获得单倍体植株，用秋水仙素处理单倍体植株获得纯合的同时抗甲、乙的植物新品种（二倍体）。
【详解】要获得转基因的抗甲或抗乙植株，需要构建基因表达载体（含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点），再把基因表达载体导入受体细胞中，A正确；对转基因植株进行检测时，可以通过抗病接种实验进行个体水平的检测，B正确；对F1的花粉进行组织培养时，需要经过脱分化和再分化过程，其中生长素/细胞分裂素比例高时利于根的分化，比例低时利于芽的分化，C正确；经花粉离体培养获得的植株是单倍体，D错误。因此，本题答案选D。
第二部分 本部分共5题，共60分。
21. 我国科研人员对秸秆资源的合理利用进行研究。
（1）秸秆的主要成分包括植物细胞壁中的纤维素和半纤维素等多种物质，纤维素彻底水解后得到 _________（物质名称）。
（2）科研人员首先从土壤中分离纤维素分解菌和半纤维素分解菌。分离纤维素分解菌的方法是：①制备培养基：制备以纤维素为_________的培养基，并加入刚果红。
②接种：将收集的土壤加入无菌水后摇匀，进行梯度稀释，将稀释液_________在制备的选择培养基平板上。
③纤维素分解菌的分离：纤维素分解菌能够分泌纤维素酶，依据_________的比值，筛选得到能高效分解纤维素的菌种。
（3）用所得菌种进行发酵，分解秸秆中的纤维素和半纤维素，其中，半纤维素水解产物中的醋酸盐是进一步发酵的抑制剂。科研人员尝试利用代谢途径较多的酵母菌株S将醋酸盐消耗掉，并在此基础上改造菌种，发酵产生维生素A等更多有价值的产物。
①科研人员进行图1所示实验，探究不同底物条件下醋酸盐对菌株S发酵的影响。由实验结果可得出的结论是：_________。
②研究发现，菌株S能吸收木糖和醋酸盐等物质进行发酵，代谢途径如图2。
由图2可知，葡萄糖和木糖进入酵母细胞后，通过_________过程为酵母菌的生长和分裂提供大量能量。据图2分析，图1中3组酵母细胞干重小于6组的原因是：葡萄糖一方面可以_________，另一方面可以____，进而影响脂类物质的合成。
（4）将工程菌加入到含有秸秆水解产物的发酵罐中，严格控制发酵条件，随时检测培养液中微生物数量和_________等，以便及时补充发酵原料，实现秸秆资源的充分利用。
【答案】（1）葡萄糖 （2） ①. 唯一碳源 ②. 涂布 ③. 菌落直径与透明圈直径
（3） ①. ①葡萄糖为底物的条件下，不同浓度醋酸盐均抑制菌株S生长，浓度越高抑制作用越强；木糖为底物的条件下则相反 ②. 有氧呼吸 ③. 抑制醋酸盐转运进入酵母细胞. ④. 抑制醋酸盐转化为乙酰辅酶A
（4）产物浓度##底物浓度
【解析】
【分析】1、分解纤维素的微生物的分离实验的原理：
①土壤中存在着大量纤维素分解酶，包括真菌、细菊和放线菌等，它们可以产生纤维素酶。纤维素酶是一种复合酶，可以把纤维素分解为纤维二糖，进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用，故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。
②在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌。
2、有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的[H]，同时释放出少量的能量，这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸和水经过一系列的反应，分解成二氧化碳和[H]，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体基质中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的[H]，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。
【小问1详解】
纤维素属于多糖，是葡萄糖脱水缩合形成的多聚物，因此水解后得到葡萄糖。
【小问2详解】
①分离纤维素分解菌，首先制备以纤维素为唯一碳源的选择培养基，在其上能生长的即为能利用纤维素的微生物。②稀释涂布平板法可以用来分离菌种，将稀释液涂布在制备的选择培养基平板上。③纤维素被分解，会使菌落周围出现透明圈，因此透明圈直径与菌落直径比值大的，即为降解纤维素能力强的菌种。
【小问3详解】
①根据图1所示结果，自变量为不同底物（葡萄糖或者木糖）、醋酸盐浓度，因变量为细胞干重。组别1、2、3为葡萄糖为底物醋酸盐的作用，1为对照组，可知，葡萄糖为底物的条件下，不同浓度醋酸盐均抑制菌株S生长，浓度越高抑制作用越强；4、5、6为木糖为底物，4为对照组，可知木糖为底物的条件下，不同浓度醋酸盐均促进菌株S生长，浓度越高促进作用越强。②由图2可知，葡萄糖和木糖进入酵母细胞后，首先转化为丙酮酸，再进入线粒体中氧化分解释放能量，合成ATP，即通过有氧呼吸（氧化分解）过程为酵母菌的生长和分裂提供大量能量。据图2分析，葡萄糖可以通过作用于两个过程来抑制脂类物质的合成，一方面可以抑制醋酸盐进入酵母菌细胞，另一方面可以抑制醋酸盐与ATP反应生成乙酰辅酶A。
【小问4详解】
发酵过程是发酵工程的中心环节，在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，以便及时补充发酵原料，实现秸秆资源的充分利用。
22. 由致病疫霉引起的晚疫病是造成马铃薯严重减产的毁灭性病害。马铃薯野生种中含有抗晚疫病基因，但由于存在生殖隔离，难以通过常规杂交育种方法将其导入栽培种中。科研人员利用抗病的二倍体马铃薯野生种（2n=24）和易感病的四倍体马铃薯栽培种（4n=48）进行体细胞杂交，培育抗晚疫病马铃薯。
（1）将马铃薯野生种和栽培种的叶片用____________酶处理，获得有活力的原生质体，加入________试剂诱导原生质体融合。将融合细胞形成的愈伤组织接种到含有_____________和营养的培养基上，发育形成完整的再生植株。
（2）如图是对双亲及再生植株的基因组DNA特异性片段进行体外扩增后的电泳结果。图中泳道____________代表再生植株，判断依据是____________。
（3）科研人员借助流式细胞仪测定马铃薯野生种、马铃薯栽培种和再生植株的DNA相对含量，由结果推测再生植株为____________倍体，理由是_____________。
（4）为确定该再生植株是否符合育种要求，还需对其进行____________鉴定。
【答案】 ①. 纤维素酶和果胶 ②. 聚乙二醇（PEG） ③. 植物激素（生长素和细胞分裂素等） ④. 3 ⑤. 3同时具有1和2的DNA特异性片段 ⑥. 六 ⑦. 再生植株细胞中DNA相对含量为150，由一个四倍体马铃薯栽培种原生质体和一个二倍体马铃薯野生种原生质体融合得到的杂种细胞发育而来 ⑧. 晚疫病抗性
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术由两种不同植株通过纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得两种不同原生质体，原生质体通过聚乙二醇（PEG）试剂诱导融合，融合后的原生质体再生出细胞壁，获得杂种植株。
【详解】（1）植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，将马铃薯野生种和栽培种的叶片用纤维素酶和果胶酶处理，获得有活力的原生质体，加入聚乙二醇（PEG）试剂诱导原生质体融合。将融合细胞形成的愈伤组织接种到含有植物激素（生长素和细胞分裂素等）和营养的培养基上，发育形成完整的再生植株；
（2）再生植株同时含有两种植物的基因，图中泳道3同时具有1和2的DNA特异性片段，故泳道3代表再生植株。
（3）由结果推测再生植株为六倍体，理由是再生植株细胞中DNA相对含量为150，由一个四倍体马铃薯栽培种原生质体和一个二倍体马铃薯野生种原生质体融合得到的杂种细胞发育而来，二倍体马铃薯野生种含有2个染色体组，易感病的四倍体马铃薯含有4个染色体组，因此再生植株含有6个染色体组，所以再生植株为六倍体。
（4）为确定该再生植株是否符合育种要求（是否具有抗晚疫病特性），还需对其进行晚疫病抗性鉴定。
【点睛】本题主要考查植物体细胞杂交技术，如何鉴定杂种植株是否符合育种要求。
23. 为实现对肝癌的有效治疗，研究人员通过比较肝肿瘤细胞和正常细胞间差异，筛选有效的免疫治疗靶点，制备相应单克隆抗体并构建抗体——药物偶联物。
（1）检测发现细胞的CLDN6蛋白能够促进肿瘤发生，选定其作为单克隆抗体的作用靶点。CLDN6蛋白是一个跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，制备免疫小鼠所用的抗原时，应提取________________区基因序列用于设计抗原。
（2）将CLDN6蛋白抗原注射到小鼠体内，从该小鼠脾脏中获取________________细胞，利用________________诱导此细胞与骨髓瘤细胞融合，经筛选得到杂交瘤细胞，通过克隆化培养和抗体阳性检测，多次筛选得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，最终可通过________________培养获得大量单克隆抗体。
（3）将该单克隆抗体与抗癌药物DM1结合构建抗体——药物偶联物CLDN6-DM1。用不同浓度的游离DM1、CLDN6-DM1或lgG-DM1（无关抗体-DM1）分别处理高表达CLDN6细胞和低表达CLDN6细胞，检测细胞活力，结果如图。
①由图可知，CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞，依据是________________。
②研究发现，DM1是一种小分子物质，能够抑制纺锤体微管的形成，由此分析DM1能够进入细胞中通过抑制细胞的_________________过程起到抗癌的作用。
③下图表示抗体-药物偶联物CLDN6-DM1的作用机制。
由图分析，CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞的原因是________________。若用红色荧光标记的CLDN6-DM1和lgG-DM1处理肝肿瘤细胞来证明上述机制，则应观察到的现象是_________________。
【答案】（1）胞外 （2） ①. 免疫的B淋巴 ②. PEG（聚乙二醇）或灭活病毒 ③. 体内或体外
（3） ①. 与低表达CLDN6细胞相比，随CLDN6ab—DM1处理浓度的升高，高表达CLDN6细胞活力下降幅度大，而用IgG-DM1处理两种细胞结果无明显差异 ②. 有丝分裂 ③. CLDN6—DM1与高表达CLDN6细胞上的CLDN6蛋白特异性结合的多，进入细胞中，通过溶酶体裂解，将DM1释放出来发挥作用 ④. 用红色荧光标记的CLDN6—DM1处理肝肿瘤细胞可在细胞中及溶酶体中检测到红色荧光，而用IgG-DM1处理则不能检测到
【解析】
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤：对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【小问1详解】
CLDN6蛋白是一个跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，其中抗原特性由胞外区决定，因此制备免疫小鼠所用的抗原时，应提取胞外区基因序列用于设计抗原。
【小问2详解】
将CLDN6蛋白抗原注射到小鼠体内，能引发机体产生特异性免疫，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞。诱导动物融合中常用的生物诱导因素是：PEG（聚乙二醇）或灭活病毒。多次筛选得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞可以在体外条件下做大规模培养（体外培养），或注射到小鼠腹腔内增殖（体内培养）。
【小问3详解】
①据图可知，与低表达CLDN6细胞相比，随CLDN6ab—DM1处理浓度的升高，高表达CLDN6细胞活力下降幅度大，而用IgG-DM1处理两种细胞结果无明显差异，因此CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞。
②癌细胞分裂方式为有丝分裂，在有丝分裂前期，由中心体发出的星射线形成纺锤体，DM1是一种小分子物质，能够抑制纺锤体微管的形成，据此推测，DM1能够进入细胞中通过抑制细胞的有丝分裂过程起到抗癌的作用。
③据图可知，CLDN6—DM1包括3部分，抗体、药物DM1、接头，抗体部分能与高表达CLDN6细胞上的CLDN6蛋白特异性结合的多，进入细胞中，通过溶酶体裂解，将DM1释放出来发挥作用，因此CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞。lgG-DM1是无关抗体，不能与肿瘤细胞上的CLDN6蛋白结合，因此若用红色荧光标记的CLDN6-DM1和lgG-DM1处理肝肿瘤细胞来证明上述机制，红色荧光标记的CLDN6—DM1处理肝肿瘤细胞可在细胞中及溶酶体中检测到红色荧光，而用IgG-DM1处理则不能检测到。
24. 阅读下面的材料，完成（1）~（4）题。
转基因产品已经越来越多地进入了人们的生活。2020年7月，两种国产转基因农作物获得生物安全证书。这是近十年来第二批获得生物安全证书的国产转基因作物，一种是转epsps和pat基因抗除草剂玉米（DBN9858），另一种是转基因抗除草剂大豆。我国是农业大国，对转基因农作物的管理非常严格。根据我国法规，除需对国产转基因农作物进行检测外，进出境的所有农产品均需进行转基因成分的检测。
对转基因植物产品的检测方法，目前主要有两类：一类是以导入外源基因的特定DNA序列为检测对象；另一类则是以外源基因表达的蛋白质为检测对象。通常被检测的特定DNA序列包括两类：一类是非目的基因序列，主要为载体上通常具有的各种组成元件；另一类被检测的则是目的基因序列本身。
基因芯片技术是一种能有效地对转基因作物进行检测的新技术。以对DBN9858的检测为例，第一步，针对待测的特定DNA片段设计引物，扩增出的特定DNA片段带上标记制成探针，经变性后通过芯片点样仪固定到杂交膜上，再经过一定的处理，便得到可用于检测的DNA芯片（如图1）；第二步，从待测植物中提取DNA作为模板，加入引物进行扩增；第三步，将扩增产物经过变性处理后铺于芯片表面，放入杂交盒中，在适宜条件下进行杂交；第四步，待反应结束后，对芯片进行清洗等处理，用仪器检测芯片上的杂交结果。利用基因芯片可以实现一次性高通量快速检测，是一种具有良好发展前景的检测手段。
（1）利用基因芯片可检测特定DNA序列依据的是____________原则。对DBN9858进行检测的基因芯片的阵列设计为：第1列为空白对照，第2列固定玉米植株的内源基因作为阳性对照，第3列固定与玉米DNA序列高度____________（填“同源”或“非同源”）的DNA片段作为阴性对照，第4~6列可分别固定____________、____________、____________进行检测，每列重复多次以保证结果的准确性。
（2）制备探针可采用缺口平移法（如图2），即先利用DNA酶使DNA分子上产生____________（填“单链”或“双链”）缺口，再利用DNA聚合酶具有的核酸外切酶活性和聚合酶活性，在缺口处的5'末端每切除一个脱氧核苷酸，同时在3'末端添加一个_____________的脱氧核苷酸，最终制成所需探针。
（3）若该基因芯片检测有效，转基因玉米DBN9858的样本在芯片的第____________列上均应出现检测信号，非转基因玉米则应在第____________列上出现检测信号。若该基因芯片准备商品化，你认为还应该在哪些方面进一步改进 ____________（至少一点）
（4）除了基因检测，还可以采用____________方法检测农产品中的蛋白质．对转基因农产品进行检测时，常常会出现假阳性或假阴性的结果，下列分析合理的是____________。
A．某些检测成分在植物中天然存在，导致检测出现假阳性结果
B．PCR引物设计复杂，若引物间发生结合，会出现假阳性结果
C．转基因产品中外源基因表达产物在细胞中被加工、修饰，难以检测，出现假阴性结果
D．转基因作物中的外源成分含量低、在加工过程中易变性，导致出现假阴性结果
【答案】 ①. 碱基互补配对 ②. 非同源 ③. epsps基因 ④. pat基因 ⑤. 启动子（或终止子、标记基因）（3空顺序可变） ⑥. 单链 ⑦. 带标记 ⑧. 2456 ⑨. 2 ⑩. 提高检测灵敏度、稳定性；增加可检测DNA序列种类，提高通用性；改进技术简化检测过程、提高自动化水平等 . 抗原-抗体杂交 . ACD
【解析】
【分析】探针是指以放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记的已知核苷酸序列的核酸片段，可用于核酸分子杂交以检测目标核苷酸序列是否存在。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。
【详解】（1）利用基因芯片可检测特定DNA序列依据的是碱基互补配对原则。DBN9858是一种转epsps和pat基因抗除草剂玉米，对DBN9858进行基因检测时，需要设置不含epsps和pat基因的对照组，由于启动子可调控epsps和pat基因的表达，故启动子的序列也需要检测，因此基因芯片的阵列设计为：第1列为空白对照，第2列固定玉米植株的内源基因作为阳性对照，第3列固定与玉米DNA序列高度非同源的DNA片段作为阴性对照，第4~6列可分别固定epsps基因、pat基因、启动子（或终止子、标记基因）进行检测，每列重复多次以保证结果的准确性。
（2）据图可知，利用DNA酶可使DNA分子上产生单链缺口，再利用DNA聚合酶具有的核酸外切酶活性和聚合酶活性，在缺口处的5'末端每切除一个脱氧核苷酸，同时在3'末端添加一个带标记的脱氧核苷酸，最终制成所需带标记的探针。
（3）若该基因芯片检测有效，则转基因玉米DBN9858的样本含有玉米植株的内源基因、epsps和pat基因和启动子序列，故在芯片的第2、4、5、6列上均应出现检测信号，而非转基因玉米只含普通玉米的内源基因，则应在第2列上出现检测信号。若该基因芯片准备商品化，还需要提高检测灵敏度、稳定性；增加可检测DNA序列种类，提高通用性；改进技术简化检测过程、提高自动化水平等。
（4）检测基因表达的产物蛋白质还可以用抗原-抗体杂交技术。
A、某些检测成分在植物中天然存在，会导致抗原-抗体检测出现假阳性结果，A正确；
B、PCR引物间若发生结合，会导致PCR复制过程不能进行，不会出现假阳性结果，B错误；
C、转基因产品中外源基因表达产物在细胞中被加工、修饰，则导致抗原与外源基因表达产物不能结合，难以检测，从而出现假阴性结果，C正确；
D、转基因作物中的外源成分含量低、在加工过程中易变性，导致抗原与外源基因表达产物不能识别，从而出现假阴性结果，D正确。
故选ACD。
【点睛】本题考查转基因植物产品的检测方法，意在考查考生获取信息，并应用所学知识解决问题的能力。
25. 提高光合速率是提高作物产量的重要手段。Rubisco是催化光合作用CO2固定过程的关键酶，RCA是一种核基因编码的叶绿体蛋白，对Rubisco作用的发挥有影响。研究人员通过反义RNA技术有针对性地使水稻中rca基因沉默，以研究RCA与Rubisco间的调控关系。
（1）反义RNA分子能够依据________________原则与特定序列相结合。推测反义mRNA使基因沉默的原理可能是_________________。
（2）得到反义RNA的关键是把原DNA序列反方向插入到表达载体中合适的启动子和终止子之间。反义rca基因表达载体构建过程示意图如图1。图中过程①用限制酶________________和DNA连接酶处理，将rca基因连接到载体Ⅰ上，经筛选获得如图所示结果，使rca两端引入与表达载体Ⅱ相匹配的酶切位点；过程②中，用限制酶________________和DNA连接酶处理，获得重组基因表达载体。为鉴定该基因表达载体中rca基因的插入方向，选用限制酶EcoRI对上述表达载体进行切割，若切下片段为________________（选填“rca和终止子”或“仅终止子”），则为反义RCA基因表达载体。
（3）采用电激法将反义rca基因表达载体导入________________中，再将其与水稻愈伤组织共培养成T0代幼苗。拟通过PCR筛选出转基因成功的T0代水稻幼苗。某同学提出应针对rca基因的特定序列设计引物，你认为该想法是否可行 请说明理由________________。
（4）T0代幼苗移栽后45d内16株苗相继死亡，最终成活的突变体仅仅3株，株高都明显低于野生型水稻，为探究其原因，科研人员对转基因水稻和野生型水稻光合速率进行测定，结果如图2，分析结果可知rca基因能够水稻的光合速率。
进一步对细胞中相关指标进行测定，结果如表所示。综合以上实验结果推测，rca基因影响水稻株高性状的机制是________________。
【答案】（1） ①. 碱基互补配对 ②. 反义RNA与正义RNA结合，抑制核糖体与其结合，阻断翻译过程进而抑制基因表达（或反义RNA与正义RNA结合，引发正义RNA降解，抑制翻译过程进而抑制基因表达；反义RNA与前体mRNA结合，抑制前体RNA的加工，抑制翻译过程进而抑制基因表达；反义RNA与DNA上相关基因的启动子结合，抑制该基因的正常转录，进而抑制基因表达）（写出其中一种即可）
（2） ①. EcoRI ②. BamHI ③. rca和终止子
（3） ①. 农杆菌 ②. 不可行，无论是否转入反义 rca基因，植物体内都有内源的rca基因
（4）提高rca基因提升Rubisco活力，促进CO2固定，提高光合速率，进而增加有机物积累量，促进植株生长
【解析】
【分析】分析图2可知，提高rca基因能提升Rubisco活力，促进CO2固定，提高光合速率，进而增加有机物积累量，促进植株生长。
【小问1详解】
反义RNA分子能够依据碱基互补配对原则与特定序列相结合。反义mRNA使基因沉默的原理可能是反义RNA与正义RNA结合，抑制核糖体与其结合，阻断翻译过程进而抑制基因表达。
【小问2详解】
利用同一种限制酶切割质粒和目的基因产生的黏性末端相同，这样容易导致质粒和目的基因自身环化。据图可知，反义rca基因的两端含有限制酶EcoRI和BamHI识别位点，载体中也有这两种酶的识别位点，因此得到反义RNA的关键是把原DNA序列反方向插入到表达载体中合适的启动子和终止子之间。反义rca基因表达载体构建过程示意图如图1。图中过程①用限制酶EcoRI和DNA连接酶处理，将rca基因连接到载体Ⅰ上，经筛选获得如图所示结果，使rca两端引入与表达载体Ⅱ相匹配的酶切位点；过程②中，用限制酶BamHI和DNA连接酶处理，获得重组基因表达载体。为鉴定该基因表达载体中rca基因的插入方向，选用限制酶EcoRI对上述表达载体进行切割，若切下片段为rca和终止子，则为反义RCA基因表达载体。
【小问3详解】
采用电激法将反义rca基因表达载体导入农杆菌中，再将其与水稻愈伤组织共培养成T0代幼苗。拟通过PCR筛选出转基因成功的T0代水稻幼苗。无论是否转入反义 rca基因，植物体内都有内源的rca基因，故不能针对rca基因的特定序列设计引物。
【小问4详解】
分析图2和表格可知，提高rca基因能提升Rubisco活力，促进CO2固定，提高光合速率，进而增加有机物积累量，促进植株生长。2023-2024学年第二学期期中练习高二年级生物学科试题
第一部分 本部分共20题，每题2分，共40分。
1. 下列传统发酵食品的生产与所用主要微生物对应正确的是（　　）
选项 传统发酵食品 微生物
Ａ 果酒 真核生物，酵母菌
Ｂ 果醋 原核生物，乳酸菌
Ｃ 泡菜 原核生物，醋酸菌
Ｄ 腐乳 原核生物，毛霉
A. A B. B C. C D. D
2. 用纸片扩散法测定某病原菌对各种抗生素敏感性的实验，是在某病原菌均匀分布的平板上，铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果，其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是（ ）
A. 在图示固体培养基上可用平板划线法接种病原菌
B. 未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异
C. 形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感
D. 不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响
3. 限量补充培养法可用于检测营养缺陷型菌株（如图）。将诱变后的菌株接种在基本培养基上，野生型菌株迅速形成较大菌落，营养缺陷型菌株生长、繁殖缓慢，不出现菌落或形成微小菌落。基本培养基中补充精氨酸后，营养缺陷型菌株快速繁殖。下列叙述正确的是（　　）
A. 用紫外线照射可诱导野生型菌株发生定向突变
B. 精氨酸缺陷型菌株缺乏吸收利用精氨酸的能力
C. ③步骤加入精氨酸后抑制了野生型菌株的生长
D. 选择图乙中菌落B分离精氨酸营养缺陷型菌株
4. 柠檬酸广泛应用于食品、医疗和化工领域，具有重要商业价值。以玉米粉为原料，利用黑曲霉有氧发酵生产柠檬酸的基本流程如图所示。下列分析错误的是
A. 玉米清液可以为黑曲霉提供碳源和能源
B. 发酵前将黑曲霉孢子接种到种子培养基进行扩大培养
C. 发酵培养基和种子培养基灭菌后加入到发酵罐内发酵
D. 需严格控制发酵罐内的温度、溶解氧和pH等条件
5. 将兰花细胞培养成幼苗过程中，下列不属于必需条件的是（　　）
A. 外植体细胞处于未分化状态 B. 细胞处于离体状态
C. 细胞具有完整的细胞核 D. 营养物质和植物激素
6. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗成苗率和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是（ ）
A. 脱毒苗的形成是基因突变的结果
B. 培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜
C. 茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D. 茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性
7. 下图表示矮牵牛的植物组织培养过程，相关叙述正确的是（　　）
A. 矮牵牛是自养生物，培养基中无需添加有机碳源
B. ①、②、③过程均可发生基因突变和基因重组
C. 植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础
D. 用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型相同
8. 自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如下图。下列分析不正确的是（　　）
A. 调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B. 从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数
C. 所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为120条
D. 通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致
9. 从烧伤患者身上取少量健康的皮肤进行体外细胞培养，可构建人造皮肤用于自体移植。下列不会发生在动物细胞培养过程中的是（　　）
A. 减数分裂 B. 细胞贴壁生长
C. 接触抑制 D. 遗传物质发生改变
10. 为检测某药物X的抗癌活性， 在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入溶于二甲基亚矾的药物X，培养 72小时后进行计数，比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分
B. 对照组中应加入等体积的无菌水， 其他条件一致
C. 可用胰蛋白酶处理使贴壁的肝癌细胞脱落下来并进行计数
D. 若实验组细胞数远低于对照组， 可初步判断此药物有抗癌效果
11. 治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。与下图所示流程相关的叙述不正确的是（ ）
A. 去核卵细胞一般取自处于减数分裂Ⅰ的卵母细胞
B. 过程①需要提供CO2，主要作用是维持培养液的酸碱度
C. 胚胎干细胞可取自囊胚的内细胞团，具有分化为各种类型细胞的能力
D. 图中获得的组织器官移植给个体B理论上不会发生免疫排斥反应
12. 科学家将4个“关键基因”通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多能干细胞，并可分化为心脏细胞和神经细胞。下列有关叙述不正确的是（　　）
A. 本研究可避免从人体胚胎提取千细胞引起的伦理问题
B. 研究中运用的逆转录病毒属于基因工程中的载体
C. 导入的4个“关键基因”可能与基因表达调控有关
D. 小鼠成纤维细胞转变为多能干细胞是基因突变的结果
13. 利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时（　　）
A. 可将洋葱置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B. 离心后上清液中加入75%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. 可利用DNA在低温下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定
14. 利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是（ ）
A. 需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B. 设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C. 反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料
D. PCR获得的不同长度片段可通过电泳检测
15. 为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物，研究人员设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是（　　）
A. 叶绿体基因不会进入到生殖细胞中
B. 受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞
C. 转基因植物与其他植物不能通过花粉进行基因交流
D. 转基因植物与其他植物杂交的后代不出现一定的性状分离比
16. 将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（　　）
A. 获得Mc的生物技术属于核移植
B. Mc表皮中有两种基因型的细胞
C. 注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D. 将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
17. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ）
A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④
18. 为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（ ）
A. 过程①需使用胰蛋白酶处理
B. 实现过程②依赖膜的流动性
C. 过程③需应用植物组培技术
D. 三倍体植株可产生无籽柑橘
19. 用XhoI和SalI两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（　　）
A. 如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B. 如图中酶切产物可用于构建重组DNA
C. 泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物
D. 图中被酶切的DNA片段是单链DNA
20. 甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种，以下对相关操作及结果的叙述，错误的是
A. 将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B. 通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C 调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D. 经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
第二部分 本部分共5题，共60分。
21. 我国科研人员对秸秆资源的合理利用进行研究。
（1）秸秆的主要成分包括植物细胞壁中的纤维素和半纤维素等多种物质，纤维素彻底水解后得到 _________（物质名称）。
（2）科研人员首先从土壤中分离纤维素分解菌和半纤维素分解菌。分离纤维素分解菌的方法是：①制备培养基：制备以纤维素为_________的培养基，并加入刚果红。
②接种：将收集的土壤加入无菌水后摇匀，进行梯度稀释，将稀释液_________在制备的选择培养基平板上。
③纤维素分解菌的分离：纤维素分解菌能够分泌纤维素酶，依据_________的比值，筛选得到能高效分解纤维素的菌种。
（3）用所得菌种进行发酵，分解秸秆中的纤维素和半纤维素，其中，半纤维素水解产物中的醋酸盐是进一步发酵的抑制剂。科研人员尝试利用代谢途径较多的酵母菌株S将醋酸盐消耗掉，并在此基础上改造菌种，发酵产生维生素A等更多有价值的产物。
①科研人员进行图1所示实验，探究不同底物条件下醋酸盐对菌株S发酵的影响。由实验结果可得出的结论是：_________。
②研究发现，菌株S能吸收木糖和醋酸盐等物质进行发酵，代谢途径如图2。
由图2可知，葡萄糖和木糖进入酵母细胞后，通过_________过程为酵母菌的生长和分裂提供大量能量。据图2分析，图1中3组酵母细胞干重小于6组的原因是：葡萄糖一方面可以_________，另一方面可以____，进而影响脂类物质的合成。
（4）将工程菌加入到含有秸秆水解产物的发酵罐中，严格控制发酵条件，随时检测培养液中微生物数量和_________等，以便及时补充发酵原料，实现秸秆资源的充分利用。
22. 由致病疫霉引起的晚疫病是造成马铃薯严重减产的毁灭性病害。马铃薯野生种中含有抗晚疫病基因，但由于存在生殖隔离，难以通过常规杂交育种方法将其导入栽培种中。科研人员利用抗病的二倍体马铃薯野生种（2n=24）和易感病的四倍体马铃薯栽培种（4n=48）进行体细胞杂交，培育抗晚疫病马铃薯。
（1）将马铃薯野生种和栽培种叶片用____________酶处理，获得有活力的原生质体，加入________试剂诱导原生质体融合。将融合细胞形成的愈伤组织接种到含有_____________和营养的培养基上，发育形成完整的再生植株。
（2）如图是对双亲及再生植株的基因组DNA特异性片段进行体外扩增后的电泳结果。图中泳道____________代表再生植株，判断依据是____________。
（3）科研人员借助流式细胞仪测定马铃薯野生种、马铃薯栽培种和再生植株的DNA相对含量，由结果推测再生植株为____________倍体，理由是_____________。
（4）为确定该再生植株是否符合育种要求，还需对其进行____________鉴定。
23. 为实现对肝癌的有效治疗，研究人员通过比较肝肿瘤细胞和正常细胞间差异，筛选有效的免疫治疗靶点，制备相应单克隆抗体并构建抗体——药物偶联物。
（1）检测发现细胞的CLDN6蛋白能够促进肿瘤发生，选定其作为单克隆抗体的作用靶点。CLDN6蛋白是一个跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，制备免疫小鼠所用的抗原时，应提取________________区基因序列用于设计抗原。
（2）将CLDN6蛋白抗原注射到小鼠体内，从该小鼠脾脏中获取________________细胞，利用________________诱导此细胞与骨髓瘤细胞融合，经筛选得到杂交瘤细胞，通过克隆化培养和抗体阳性检测，多次筛选得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，最终可通过________________培养获得大量单克隆抗体。
（3）将该单克隆抗体与抗癌药物DM1结合构建抗体——药物偶联物CLDN6-DM1。用不同浓度的游离DM1、CLDN6-DM1或lgG-DM1（无关抗体-DM1）分别处理高表达CLDN6细胞和低表达CLDN6细胞，检测细胞活力，结果如图。
①由图可知，CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞，依据是________________。
②研究发现，DM1是一种小分子物质，能够抑制纺锤体微管的形成，由此分析DM1能够进入细胞中通过抑制细胞的_________________过程起到抗癌的作用。
③下图表示抗体-药物偶联物CLDN6-DM1的作用机制。
由图分析，CLDN6-DM1能特异性杀伤高表达CLDN6细胞的原因是________________。若用红色荧光标记的CLDN6-DM1和lgG-DM1处理肝肿瘤细胞来证明上述机制，则应观察到的现象是_________________。
24. 阅读下面的材料，完成（1）~（4）题。
转基因产品已经越来越多地进入了人们的生活。2020年7月，两种国产转基因农作物获得生物安全证书。这是近十年来第二批获得生物安全证书的国产转基因作物，一种是转epsps和pat基因抗除草剂玉米（DBN9858），另一种是转基因抗除草剂大豆。我国是农业大国，对转基因农作物的管理非常严格。根据我国法规，除需对国产转基因农作物进行检测外，进出境的所有农产品均需进行转基因成分的检测。
对转基因植物产品的检测方法，目前主要有两类：一类是以导入外源基因的特定DNA序列为检测对象；另一类则是以外源基因表达的蛋白质为检测对象。通常被检测的特定DNA序列包括两类：一类是非目的基因序列，主要为载体上通常具有的各种组成元件；另一类被检测的则是目的基因序列本身。
基因芯片技术是一种能有效地对转基因作物进行检测的新技术。以对DBN9858的检测为例，第一步，针对待测的特定DNA片段设计引物，扩增出的特定DNA片段带上标记制成探针，经变性后通过芯片点样仪固定到杂交膜上，再经过一定的处理，便得到可用于检测的DNA芯片（如图1）；第二步，从待测植物中提取DNA作为模板，加入引物进行扩增；第三步，将扩增产物经过变性处理后铺于芯片表面，放入杂交盒中，在适宜条件下进行杂交；第四步，待反应结束后，对芯片进行清洗等处理，用仪器检测芯片上的杂交结果。利用基因芯片可以实现一次性高通量快速检测，是一种具有良好发展前景的检测手段。
（1）利用基因芯片可检测特定DNA序列依据的是____________原则。对DBN9858进行检测的基因芯片的阵列设计为：第1列为空白对照，第2列固定玉米植株的内源基因作为阳性对照，第3列固定与玉米DNA序列高度____________（填“同源”或“非同源”）的DNA片段作为阴性对照，第4~6列可分别固定____________、____________、____________进行检测，每列重复多次以保证结果的准确性。
（2）制备探针可采用缺口平移法（如图2），即先利用DNA酶使DNA分子上产生____________（填“单链”或“双链”）缺口，再利用DNA聚合酶具有的核酸外切酶活性和聚合酶活性，在缺口处的5'末端每切除一个脱氧核苷酸，同时在3'末端添加一个_____________的脱氧核苷酸，最终制成所需探针。
（3）若该基因芯片检测有效，转基因玉米DBN9858的样本在芯片的第____________列上均应出现检测信号，非转基因玉米则应在第____________列上出现检测信号。若该基因芯片准备商品化，你认为还应该在哪些方面进一步改进 ____________（至少一点）
（4）除了基因检测，还可以采用____________方法检测农产品中的蛋白质．对转基因农产品进行检测时，常常会出现假阳性或假阴性的结果，下列分析合理的是____________。
A．某些检测成分在植物中天然存在，导致检测出现假阳性结果
B．PCR引物设计复杂，若引物间发生结合，会出现假阳性结果
C．转基因产品中外源基因表达产物在细胞中被加工、修饰，难以检测，出现假阴性结果
D．转基因作物中外源成分含量低、在加工过程中易变性，导致出现假阴性结果
25. 提高光合速率是提高作物产量的重要手段。Rubisco是催化光合作用CO2固定过程的关键酶，RCA是一种核基因编码的叶绿体蛋白，对Rubisco作用的发挥有影响。研究人员通过反义RNA技术有针对性地使水稻中rca基因沉默，以研究RCA与Rubisco间的调控关系。
（1）反义RNA分子能够依据________________原则与特定序列相结合。推测反义mRNA使基因沉默的原理可能是_________________。
（2）得到反义RNA的关键是把原DNA序列反方向插入到表达载体中合适的启动子和终止子之间。反义rca基因表达载体构建过程示意图如图1。图中过程①用限制酶________________和DNA连接酶处理，将rca基因连接到载体Ⅰ上，经筛选获得如图所示结果，使rca两端引入与表达载体Ⅱ相匹配的酶切位点；过程②中，用限制酶________________和DNA连接酶处理，获得重组基因表达载体。为鉴定该基因表达载体中rca基因的插入方向，选用限制酶EcoRI对上述表达载体进行切割，若切下片段为________________（选填“rca和终止子”或“仅终止子”），则为反义RCA基因表达载体。
（3）采用电激法将反义rca基因表达载体导入________________中，再将其与水稻愈伤组织共培养成T0代幼苗。拟通过PCR筛选出转基因成功的T0代水稻幼苗。某同学提出应针对rca基因的特定序列设计引物，你认为该想法是否可行 请说明理由________________。
（4）T0代幼苗移栽后45d内16株苗相继死亡，最终成活的突变体仅仅3株，株高都明显低于野生型水稻，为探究其原因，科研人员对转基因水稻和野生型水稻光合速率进行测定，结果如图2，分析结果可知rca基因能够水稻的光合速率。
进一步对细胞中相关指标进行测定，结果如表所示。综合以上实验结果推测，rca基因影响水稻株高性状的机制是________________。