考前热点主题融会贯通训练(2) 生物界的“老前辈”——细菌（含解析）

考前热点主题融会贯通训练
(二)　生物界的“老前辈”——细菌　　　　　
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一、单项选择题
1．在没有光线和氧气、水温高达60 ℃的废水沟中发现了渣腐稀有杆菌，这种细菌能够直接吸收酿造厂周围污水中放射性物质的能量，所需C均来自水中CO2。下列关于渣腐稀有杆菌的叙述，正确的是(　 )
A．渣腐稀有杆菌没有中心体，有丝分裂时不会形成星射线
B．渣腐稀有杆菌与硝化细菌的代谢类型均为化能自养厌氧型
C．与常温环境中的细菌相比，其DNA中鸟嘌呤和胞嘧啶的含量更高
D．渣腐稀有杆菌的生命活动所需能量均由无氧呼吸提供
解析：选C　渣腐稀有杆菌属于细菌，为原核生物，没有中心体，其细胞分裂方式是二分裂而非有丝分裂，A错误；渣腐稀有杆菌是在没有氧气的条件下发现的，且所需C均来自水中CO2，故渣腐稀有杆菌属于自养厌氧型，而硝化细菌的代谢类型是自养需氧型，B错误；由于G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)之间有3个氢键，而A和T之间有2个氢键，氢键数目越多，稳定性越强，渣腐稀有杆菌可在水温高达60 ℃的废水沟中生存，因此其鸟嘌呤和胞嘧啶的含量更高，C正确；渣腐稀有杆菌能够直接吸收酿造厂周围污水中放射性物质的能量，故其生命活动所需能量不只是由无氧呼吸提供，D错误。
2．下列关于大肠杆菌和酵母菌的叙述，正确的是(　 )
A．大肠杆菌属于单细胞生物，酵母菌属于多细胞生物
B．大肠杆菌细胞和酵母菌细胞中的遗传物质都主要分布于染色体上
C．两者的细胞都有细胞壁，细胞壁是控制物质进出的边界
D．将两者置于含3H标记的氨基酸培养基中进行培养，在它们的核糖体上都可以检测到3H
解析：选D　酵母菌属于单细胞真菌，A错误；大肠杆菌属于原核细胞，原核细胞无染色体，B错误；细胞的边界是细胞膜，可以控制物质进出，细胞壁具有全透性，C错误；氨基酸(元素组成是C、H、O、N等)是蛋白质的基本组成单位，核糖体是蛋白质的合成场所，故将两者置于含3H标记的氨基酸培养基中进行培养，在它们的核糖体上都可以检测到3H，D正确。
3．ABC超家族是一类广泛分布于从细菌到人类各种生物中的ATP驱动型转运蛋白，他们能将天然毒物和代谢废物排出胞外。癌症患者在治疗一段时间后，ABC超家族中的ABC转运蛋白可在多种肿瘤细胞中出现过高表达，抗癌药物被其泵出胞外，从而使患者出现耐药的状况。下列说法正确的是(　 )
A．ABC超家族合成和发挥作用时不一定需要线粒体的参与
B．ABC超家族将抗癌药物运出细胞的运输方式为胞吐
C．ABC转运蛋白在肿瘤细胞中过高表达的原因是抗癌药诱发ABC转运蛋白基因突变
D．患者肿瘤细胞中的ABC转运蛋白基因可以边转录边翻译来实现高效表达
解析：选A　ABC转运蛋白是一类消耗ATP的运输蛋白，可以在原核细胞中合成和发挥作用，因此其合成和发挥作用不一定需要线粒体的参与，A正确；ABC转运蛋白是一类消耗ATP的转运蛋白，因此将抗癌药物运出细胞的运输方式为主动运输，B错误；ABC转运蛋白在肿瘤细胞中过高表达的原因是抗癌药可促进ABC基因的表达，C错误；肿瘤细胞是真核细胞，ABC转运蛋白基因在肿瘤细胞中的转录和翻译不是同时进行的，D错误。
4．幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养，实验基本步骤如下。下列叙述错误的是(　 )
―→―→―→―→
A．在培养时，需将培养皿倒置，若不倒置培养，将导致无法形成单菌落
B．在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有脲酶，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落变黑
C．临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的尿素分解为NH3和14CO2
D．步骤X表示接种，在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液涂布到培养基平面上，菌液稀释的目的是获得单菌落
解析：选B　在培养时，需将培养皿倒置并放在恒温培养箱中，若不倒置培养，将导致无法形成单菌落，A正确；在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp可产生脲酶，它能以尿素作为氮源，若有Hp存在会分解尿素，培养基pH会升高，酚红指示剂将变红，B错误；临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，幽门螺杆菌可产生脲酶，能分解尿素为菌体提供氮源，故Hp能将14C标记的尿素分解为NH3和14CO2，C正确；步骤X表示接种，在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液涂布到培养基平面上，菌液稀释的目的是获得单菌落，D正确。
5．琥珀酸脱氢酶(SDH)是一种分布在线粒体内膜上的呼吸酶。啶酰菌胺是一种常用的琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHIs)，能抑制SDH的活性，干扰呼吸作用。下列叙述正确的是(　 )
A．啶酰菌胺能抑制真菌的无氧呼吸
B．啶酰菌胺会破坏SDH的空间结构
C．细胞外的SDHIs需穿过6层磷脂分子才能到达作用部位
D．使用SDHIs后，细菌细胞的生长繁殖受抑制
解析：选C　啶酰菌胺是一种SDHIs，能抑制SDH的活性，SDH分布在线粒体内膜上，可知其在有氧呼吸第三阶段发挥作用，故啶酰菌胺不会影响无氧呼吸，也不会影响无线粒体的细菌细胞的生长繁殖，A、D错误；啶酰菌胺的作用机制是抑制SDH的活性，而不是使其丧失活性，因此不会破坏SDH的空间结构，B错误；SDHIs的作用部位是线粒体内膜，细胞外的SDHIs要穿过细胞膜、线粒体外膜、线粒体内膜才能到达作用部位，共6层磷脂分子，C正确。
6．实验甲：绿色叶片放在暗处几小时，然后将叶片一半遮光，一半曝光，一段时间后，用碘蒸气处理叶片，结果观察到遮光处也呈蓝色。实验乙：用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经保温后，再搅拌、离心，结果发现上清液中也有少量的放射性。下列对这两个实验结果的有关分析，错误的是(　 )
A．实验甲中叶片可能在暗处放置时间过短，淀粉未耗尽
B．实验甲中叶片可能光照时间过长，淀粉发生了转移
C．实验乙中可能搅拌不充分，部分噬菌体进入上清液中
D．实验乙中可能保温时间过短，部分噬菌体尚未侵染细菌
解析：选C　实验甲中，遮光和曝光侧均出现蓝色，说明叶片两侧都有淀粉，可能是叶片在暗处放置时间过短，淀粉未耗尽，也可能是光照时间过长，淀粉从曝光一侧转移到遮光一侧，A、B正确。实验乙中上清液中也有少量的放射性，可能是因为保温时间过短，一部分噬菌体尚未侵染大肠杆菌，也可能是保温时间过长，大肠杆菌被裂解，子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来，出现在上清液中；若搅拌不充分，则会导致吸附在大肠杆菌表面的蛋白质外壳(不含32P)不能脱离下来，出现在沉淀物中，与结果无关，C错误，D正确。
7．每个细菌内的ATP含量基本相同。可利用如图原理来检测样品中细菌数量。下列相关叙述错误的是(　 )
荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP＋PPi＋H2O＋荧光
A．检测前需要破坏细胞膜以释放ATP
B．ATP水解释放的能量部分转化成光能
C．检测试剂中应含有荧光素酶和ATP
D．荧光强度与样品中细菌数量呈正相关
解析：选C　由于需要将细菌中的ATP释放到体外，以便发生题中所述的反应，故检测前需要破坏细菌的细胞膜以释放ATP，A正确；由题中所示原理可知，该反应中ATP水解释放的能量部分转化为了荧光的光能，B正确；该原理就是根据荧光的强弱来判断ATP的多少，从而判断细菌数量，故检测试剂中不能含有ATP，否则影响对细菌数量的测定，C错误；荧光越强，说明ATP含量越高，从而说明细菌数量越高，故荧光强度与细菌数量呈正相关，D正确。
8．加热杀死的S型细菌自溶时，S型细菌会释放自身的DNA片段，当这些DNA片段遇到R型活菌时，双链DNA片段会和R型活菌细胞膜表面的感受态因子结合，然后双链被解开，其中一条链被降解，另一条链逐步进入细胞并和受体菌的部分同源区段配对并将其替换，形成杂种DNA片段，
最终形成的DNA如图所示。下列有关说法错误的是(　 )
A．由R型细菌转化形成的S型细菌和原S型细菌遗传信息不同
B．转化过程中会发生氢键和磷酸二酯键的断裂和形成
C．转化后的S型细菌经细胞分裂产生的子代均为S型细菌
D．题中信息可说明DNA重组可实现细菌间性状的转移
解析：选D　肺炎链球菌转化实验中转化形成的S型细菌和野生型S型细菌的遗传信息不同，原因是转化形成的S型细菌中大部分遗传物质来自R型细菌，A正确；转化过程中DNA双链被解开，并形成杂种DNA片段，所以会发生氢键和磷酸二酯键的断裂和形成，B正确；转化后的S型细菌经过细胞分裂后产生的后代均为S型细菌，这种变异为可遗传变异，C正确；根据题中信息分析可知，R型细菌通过S型细菌的遗传物质变为S型细菌，说明DNA重组可以实现细菌间遗传物质的转移，D错误。
9．细菌细胞中一个基因发生突变后，使mRNA中段增加了连续的三个碱基AAG(终止密码子有UGA、UAG、UAA)。据此推测，下列叙述正确的是(　 )
A．突变后的基因在复制时参与复制的嘧啶脱氧核苷酸的比例减小
B．突变后的基因编码的多肽链最多只有两个氨基酸与原多肽链不同
C．突变后的基因表达时可能会在mRNA上增加AAG的位置停止翻译
D．突变后的基因表达时与密码子UAA对应的tRNA无法携带氨基酸，故而终止翻译
解析：选C　基因是DNA分子的一个片段，根据碱基互补配对原则，双链DNA中嘧啶碱基和嘌呤碱基的比例各占1/2，因此突变后的基因在复制时参与复制的嘧啶脱氧核苷酸的比例不改变，A错误；突变后的基因编码的多肽链，与原多肽链相比，有可能刚好只多出一个氨基酸，也可能该位置的两个氨基酸与原多肽链不同，其余氨基酸都相同，但是还有可能出现插入点以后的氨基酸序列完全发生改变甚至提前终止肽链合成等情况，B错误；若AAG刚好插入在原mRNA的碱基U后面，使UAA刚好形成一个终止密码子，就可能使突变后的基因翻译在该位置终止，C正确；细胞中没有与密码子UAA对应的tRNA，D错误。
10．滥用抗生素会使人体内细菌形成抗药性。若被细菌感染，则会由于体内细菌能够抵抗各种抗生素而无药可施，下列有关叙述正确的是(　 )
A．细菌的变异类型主要是基因突变，变异对细菌都是有害的
B．抗生素诱发细菌基因突变，导致产生抗药性基因
C．抗生素的选择作用导致细菌抗药性增强
D．抗药性基因频率的改变使细菌产生了新的物种
解析：选C　细菌为原核生物，可发生的变异主要是基因突变，细菌的变异中存在抗药性强的个体，抗药性强的变异对细菌本身是有利的，A错误；抗药性变异是使用抗生素之前就存在的，基因突变是不定向的，抗生素不能诱发细菌产生抗药性突变，B错误；抗生素的选择作用导致细菌抗药性增强，C正确；基因频率改变意味着生物发生了进化，并不意味着新物种诞生，生殖隔离是新物种形成的标志，D错误。
11．研究者利用沙门氏菌感染人体的非免疫细胞，发现在干扰素-γ存在的情况下这些细胞会产生载脂蛋白L3，L3可溶解细菌的细胞膜。下列叙述不正确的是(　 )
A．干扰素-γ与L3均属于免疫活性物质
B．L3能够识别沙门氏菌细胞表面的某种成分
C．在抵御感染的过程中，L3发挥着与抗体相同的作用
D．实验表明人体的非免疫细胞也可发挥免疫功能
解析：选C　干扰素是由T细胞产生的细胞因子，属于免疫活性物质；L3可溶解细菌的细胞膜，发挥免疫作用，也属于免疫活性物质，A正确；L3可溶解细菌的细胞膜，说明其能够识别沙门氏菌细胞表面的某种成分，B正确；抗体与抗原特异性结合并使抗原沉降，L3是破坏细菌细胞结构，两者发挥的作用不同，C错误；上述实验说明非免疫细胞产生的L3溶解细菌的细胞膜，发挥了免疫功能，D正确。
12．圆褐固氮菌是一种生活在土壤中的自生固氮菌，利用土壤中腐殖质来合成自身的物质。这类细菌能够将空气中的N2转化为NH3。土壤中的硝化细菌可以将NH3转化成HNO3，进而形成硝酸盐。植物利用硝酸盐同化为有机氮，动物以植物为食，同化植物体内的有机氮。根据上述资料分析，判断下列说法正确的是(　 )
A．圆褐固氮菌能够固定大气中的氮气，因此是生态系统中的生产者
B．硝化细菌利用土壤腐殖质中的有机物来合成自身的有机物
C．氮以含氮有机物的形式在食物网中进行传递
D．植物利用硝酸盐可以合成自身的蛋白质和淀粉
解析：选C　圆褐固氮菌利用的是土壤腐殖质中的有机物，在生态系统中属于分解者，A错误；硝化细菌在生态系统中属于生产者，通过化能合成作用利用无机物合成自身有机物，B错误；氮是以含氮有机物的形式在食物链和食物网中进行传递的，例如捕食者通过捕食获得被捕食者的含氮有机物，C正确；淀粉中只含C、H、O，硝酸盐进入植物体内可用于合成蛋白质等含氮有机物，D错误。
13．研究人员利用温泉中采集的泥样，进行嗜热纤维素分解菌的筛选。样品经差速离心后，将获得的沉淀物置于滤纸条培养基中静置培养，取滤纸溃烂的试管中的菌液涂布于筛选培养基上，在65 ℃条件下培养48小时后用0.1%的刚果红染色后，再用1 mol/L的NaCl溶液处理。挑选周围有透明圈的菌落，测量透明圈的直径并进行筛选。下列相关叙述错误的是(　 )
A．涂布菌液过程中用到的培养基和培养皿必须采用高压蒸汽法灭菌
B．相同条件下，在滤纸溃烂程度高的试管中嗜热分解菌分解纤维素能力更强
C．刚果红染色后，再用1 mol/L的NaCl溶液处理培养基的目的是洗去浮色
D．挑选透明圈直径最大的菌落，用平板划线法接种在培养基上可分离出单个菌落
解析：选A　培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，而培养皿通常用干热灭菌，A错误；滤纸的主要成分中含有纤维素，相同条件下，滤纸溃烂程度高的试管内纤维素被分解较多，其中嗜热分解菌分解纤维素能力更强，B正确；加入刚果红染色后需加入1 mol/L的NaCl溶液的目的是洗去浮色，C正确；透明圈越大，说明微生物的分解作用越强，故挑选透明圈直径最大的菌落，用平板划线法接种在培养基上可分离出单个菌落，D正确。
14．下图表示大肠杆菌色氨酸合成过程中基因的转录调节机制，其中阻遏蛋白是由远离色氨酸操纵子的调节基因(trpR)编码的一种蛋白质。下列叙述正确的是(　 )
A．trpR与色氨酸操纵子可能位于同一条染色体上
B．RNA聚合酶与色氨酸操纵子识别结合的过程遵循碱基互补配对原则
C．图中调节机制体现了微生物在利用环境资源和对生存环境适应的灵活性
D．色氨酸是色氨酸操纵子经过转录、翻译后的直接产物
解析：选C　大肠杆菌是原核生物，其DNA没有和蛋白质形成染色体，A错误；色氨酸操纵子的本质是DNA，RNA聚合酶的本质是蛋白质，没有碱基序列，二者结合不遵循碱基互补配对原则，B错误；色氨酸操纵子的激活与否根据有无色氨酸而定，当有足够的色氨酸时，该操纵子自动关闭；缺乏色氨酸时，操纵子被打开，该负反馈调节机制体现了微生物在利用环境资源和对生存环境适应的灵活性，C正确；色氨酸操纵子负责调控色氨酸的生物合成，色氨酸是由色氨酸基因经过转录、翻译后的产物，D错误。
15．细菌抵御噬菌体的机理如图所示：当某些细菌第一次被特定的噬菌体感染后，细菌Cas2基因开始表达出Cas2(一种限制酶)，Cas2会随机低效切断入侵的噬菌体DNA，并将切下的DNA片段插入CRISPR位点。当再次遭到同种噬菌体入侵时，细菌转录产生的crRNA便会将另一种限制酶(如Cas9)准确带到入侵者DNA处，并将之切断。下列叙述错误的是(　 )
A．Cas2切下1个DNA片段的过程中，可能需破坏4个磷酸二酯键
B．Cas9借助crRNA识别外来噬菌体身份最可能是依靠碱基互补配对来实现
C．切下的DNA片段插入CRISPR位点后，会随着细菌DNA的复制而复制
D．上图中crRNA的模板链最初来源于噬菌体DNA，其翻译的产物是Cas9
解析：选D　Cas2切下1个DNA片段的过程中，可能需要切割DNA片段的两侧，而DNA是双链结构，共破坏4个磷酸二酯键，A正确；由图可知：当细菌再次遭到同种噬菌体入侵时，由CRISPR位点转录产生的crRNA便会将另一种限制酶准确带到入侵者DNA处，该过程涉及RNA与DNA的结合，与mRNA与DNA模板链的结合机理类似，遵循碱基互补配对原则，B正确；切下的DNA片段插入CRISPR位点，相当于基因重组，会随着细菌DNA的复制而复制，C正确；对比两图可知，crRNA是由切下的噬菌体DNA片段插入CRISPR位点后转录形成的，其模板链最初来源于噬菌体DNA，但其翻译产物不是Cas9，Cas9是由细菌基因组中Cas9基因转录翻译形成的，D错误。
二、不定项选择题
16．科学家提取光合细菌细胞膜上的蛋白质复合物M和真核细胞线粒体内膜上的蛋白质复合物N，与人工脂双层膜构建重组囊泡，进行实验并得出如下表所示结果。下列叙述错误的是(　 )
组别 囊泡类型 囊泡内 溶液pH 囊泡外 溶液pH 囊泡外 溶液ATP
黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 光照
甲 M＋人工脂 双层膜 不变 ↓↓↓ 不变 ↑↑↑ 无 无
乙 N＋人工脂 双层膜 不变 不变 不变 不变 无 无
丙 M＋N＋人工 脂双层膜 不变 ↓ 不变 ↑ 无 有
丁 人工脂 双层膜 不变 不变 不变 不变 无 无
注：4组囊泡均置于富含ADP和Pi的溶液中，囊泡内外溶液pH均为7，“↓”和“↑”表示下降和上升，数量表示变化幅度。
A．M为H＋载体，运输H＋的能量来自ATP
B．M能接受光能，且具有ATP合成酶的功能
C．乙组和丙组对比，说明N不能接受光能
D．丙组中ATP合成需要的能量最终来自囊泡内H＋的内流
解析：选ABD　只有在光照的条件下，M才能运输H＋，说明运输H＋需要能量，且所需能量来自光能，A错误；M能接受光能，但不具有ATP合成酶的功能，B错误；乙组无论在光照还是黑暗条件下均无ATP的产生，也没有H＋的运输，而丙组在乙组的基础上加入了M，光照条件下就有ATP的产生，说明N不能接受光能，C正确；M能吸收光能并产生H＋的浓度差，提供动力势能，N具有ATP合成酶的作用，在两者的共同作用下，最终产生了ATP，故能量最终来自光能，D错误。
17．酵母菌的转录因子GAL4由DNA结合域(BD)和转录激活域(AD)构成，BD和AD结构上分开、功能上独立。一般情况下，BD能与GAL4效应基因上游的特定DNA区段(UAS)相结合，AD则推动了转录的起始。若用基因工程的方法，将GAL4的AD和BD的基因分别克隆到不同的载体上，将两个载体一起导入细菌，无法推动相应基因的表达。以下说法错误的是(　 )
A．在正常酵母菌细胞内，BD和AD能结合在一起
B．利用这项技术，可以用来验证两种蛋白质之间是否有相互作用
C．AD通过囊泡的形式释放到细菌外
D．BD能依据碱基互补配对原则与启动子结合
解析：选CD　在正常酵母菌细胞内，BD和AD能结合在一起，形成转录因子，激活基因转录，A正确；利用这项技术，将两种蛋白X、Y分别与AD、BD融合，蛋白质X、Y有相互作用时，两结构域能重新表现完整转录因子活性，故可验证两种蛋白质之间是否有相互作用，B正确；AD在细菌细胞内发挥作用，不释放到细胞外，C错误；BD是蛋白质，不能依据碱基互补配对原则与启动子结合，D错误。
18．关于指导蛋白质合成的模板，科学家曾提出两种假说：(1)核糖体以其rRNA作为模板指导蛋白质合成；(2)另一类游离的RNA进入核糖体作为模板指导蛋白质合成。为验证两种假说，设计如下实验：用同位素13C和15N标记细菌细胞，此时产生的是重核糖体，然后用T2噬菌体感染细菌，并同时将其转移到含12C和14N的轻培养基中培养，轻培养基中还加入32P以标记噬菌体RNA。最后利用密度梯度离心分离轻、重核糖体，并检测32P放射性。根据上述两种假说推测可能得到的实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　 )
A．若rRNA携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图2
B．若游离的RNA携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图1
C．若rRNA携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图1
D．若游离的RNA携带噬菌体蛋白质的信息，则实验结果如图2
解析：选CD　若rRNA携带噬菌体蛋白质的信息，则噬菌体侵染细菌后，以轻培养基为原料合成了新的轻核糖体，同时被32P标记，实验结果如图1，A错误，C正确；若游离的RNA携带噬菌体蛋白质的信息，则新合成的32P标记的噬菌体RNA应该与细胞内原有的重核糖体结合，实验结果如图2，B错误，D正确。
19．研究发现，鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株在基本培养基上不能生长，如果发生回复突变，成为原养型(其营养要求与野生型相同)，则能生长。诱变剂A只有进入机体并在肝脏的解毒过程中才能形成有害的诱变物质。可以通过检测细菌营养缺陷型是否发生回复突变来判断食品样品中是否存在诱变剂A。向疑似含有诱变剂A的食品样品中加入新鲜鼠肝脏匀浆液，保温一段时间后加到圆形滤纸片上，然后将圆形滤纸片贴在已接种组氨酸营养缺陷型菌株且含有少量组氨酸的基本培养基上。培养后，观察滤纸片周围菌落的生长情况。下列有关说法正确的是(　 )
A．若含有少量组氨酸的基本培养基上没有产生大量菌落，则说明食品样品中可能不含诱变剂A，向不含有组氨酸的培养基上接种组氨酸营养缺陷型菌株出现少量菌落可能是自发突变的结果
B．向食品样品中加入新鲜鼠肝脏匀浆液保温一段时间的目的是诱发肝脏突变产生能够合成组氨酸的相关酶
C．若滤纸片周围出现了抑制圈，抑制圈外产生大量菌落，推测食品样品中可能含有高浓度诱变剂A
D．组氨酸营养缺陷型菌株突变为原养型是在食品样品中诱变剂A的作用下等位基因发生回复突变的结果
解析：选AC　若食品样品中不含诱放剂A，则加入新鲜鼠肝脏匀浆液并保温一段时间后也不能产生有害的诱变物质，则营养缺陷型菌株无法突变成原养型故不能生长，此时出现少量可生长的菌株可能是自发突变的结果；若含诱变剂A，则营养缺陷型菌株可被诱变成原养型即可以生长，A、C正确。据题干“诱变剂A只有……诱变物质”，推测向食品样品中加入新鲜鼠肝脏匀浆液保温一段时间的目的是给诱变剂A形成有害的诱变物质提供条件，B错误。诱变剂A可形成有害的诱变物质，回复突变的发生可能是有害的诱变物质作用的结果，且细菌中不存在等位基因，D错误。
20．细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如图所示的结果。下列叙述正确的是(　 )
A．甲图中H＋跨膜运输的方式是主动运输
B．ATP合成酶不能将光能直接转化为ATP中的化学能
C．ATP合成酶既具有催化作用也具有运输作用
D．破坏跨膜H＋浓度梯度对ATP的合成无影响
解析：选ABC　甲图中在光照条件下，H＋能通过细菌紫膜质逆浓度跨膜运输，则跨膜运输的方式是主动运输，A正确；由题图可知，ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能，ATP合成酶不能将光能直接转化为ATP中的化学能，B正确；由丙图可知，ATP合成酶既具有催化ATP合成的功能，也具有运输H＋的作用，C正确；由丙图可知，破坏跨膜H＋浓度梯度会抑制ATP的合成，D错误。
三、非选择题
21．大肠杆菌是人和动物肠道中的正常寄居菌，可在有氧环境下进行实验室培养。研究人员将某微生物的固碳基因导入大肠杆菌细胞内，使之能产生用于CO2固定和还原的酶；同时将能利用甲酸盐(可再生的储氢物质，具备廉价、易得、无毒、可降解等特性)的非天然酶基因导入大肠杆菌，如图1所示。请回答下列问题：
(1)改造后的大肠杆菌可利用培养基中的________来合成直接的能源物质，进而驱动大肠杆菌利用__________为原料合成有机物。
(2)由题意可知，改造前的大肠杆菌的呼吸方式为______________________________，可利用如图2所示的实验装置进行验证，操作如下：
①设置实验装置甲、乙两套，向甲装置的气球中注入10 mL含大肠杆菌的培养液，扎紧气球；向乙装置的气球中加入等量的含大肠杆菌的培养液，再向气球中充入一定量的__________，扎紧气球。
②将两套装置始终置于37 ℃的恒温水浴中，一段时间后记录烧杯中液面变化量。预期结果：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)结合题图信息分析可知，改造后的大肠杆菌可利用甲酸盐合成ATP，进而驱动生物量的合成，故改造后的大肠杆菌可利用培养基中的甲酸盐来合成直接的能源物质。改造后的大肠杆菌合成有机物的碳来自CO2，除了调整大肠杆菌碳源的来源，还对其能量来源进行了改造。(2)由题干“大肠杆菌是人和动物肠道中的正常寄居菌，可在有氧环境下进行实验室培养”结合题图可知，改造前的大肠杆菌的呼吸方式为既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。①设置实验装置甲、乙两套，向甲装置的气球中注入10 mL含大肠杆菌的培养液，扎紧气球；向乙装置的气球中加入等量的含大肠杆菌的培养液，再向气球中充入一定量的无菌空气(O2)，扎紧气球；②由于甲组无氧呼吸不吸收O2，但是放出CO2，使气球体积增大，因此液面应该上升，而乙组的大肠杆菌吸收O2同时释放CO2，气球体积应无明显变化，故预期实验结果：将两套装置始终置于37 ℃的恒温水浴中，一段时间后甲装置烧杯内液面上升，乙装置烧杯内液面没有明显变化。
答案：(1)甲酸盐　CO2　(2)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸　①无菌空气(O2)　②甲装置烧杯内液面上升，乙装置烧杯内液面没有明显变化
22．肌萎缩性脊髓侧索硬化症(即渐冻症，ALS)是一种在人类中年时期发病的麻痹性致命遗传病，其病因和发病机制极为复杂，至今未完全阐明。资料显示有5%到10%的患者是因为存在基因突变。图1为某渐冻症家系图，图2为家系图中四个个体的致病基因和正常基因的电泳结果。请回答下列问题：
(1)肌萎缩性脊髓侧索硬化症为______遗传病，判断理由是_____________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________。
(2)若不考虑突变及其他因素的影响，Ⅰ-1和Ⅰ-2再生出一个“渐冻症”孩子的概率为____。
(3)若Ⅰ-2再次怀孕，能检测出胎儿是否携带致病基因的检查手段是进行__________。
(4)某科研团队研究发现，ALS的疾病发展与肠道微生物AM菌的数量密切相关。研究人员观察和比较了37名ALS患者及29名健康亲属的肠道菌群和血液、脑脊液样本。他们发现肠道细菌菌株有差异，其中有一种菌株与烟酰胺的产生有关。此外，在这些ALS患者的血液和脑脊液中，烟酰胺水平有所下降。以上论据并不能准确论证实验结论，为此还需要进行的实验是：首先确定________是肠道微生物AM菌的代谢产物；其次，给患ALS的实验动物补充该物质，若__________________则进一步证明实验结论。
解析：(1)题干显示，渐冻症病因和发病机制极为复杂，至今未完全阐明。资料显示有5%到10%的患者是因为存在基因突变。且图2电泳图显示Ⅱ-1有两种基因，表现为患病，其余个体皆为一种基因，表现为不患病，说明发生了显性突变，患病基因为显性。(2)不考虑突变及其他因素的影响，Ⅰ-1和Ⅰ-2由于没有致病基因，再生出一个“渐冻症”孩子的概率为0。(3)要检测出是否携带致病基因需要进行基因诊断(DNA分子杂交)。(4)要严谨表明ALS的疾病发展与肠道微生物AM菌的数量密切相关，首先要确定烟酰胺是肠道微生物AM菌的代谢产物，同时确定给患ALS的实验动物补充烟酸胺后，渐冻症症状得到了减轻。
答案：(1)显性　电泳图显示Ⅱ-1有两种基因，表现为患病；其余个体皆为一种基因，表现为不患病，说明患病基因为显性　(2)0　(3)基因诊断　(4)烟酰胺　渐冻症症状得到了减轻