2022-2023学年北京市石景山区高二（下）期末生物试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年北京市石景山区高二（下）期末生物试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 342.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-29 20:49:45 | ||
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文档简介
2022-2023学年北京市石景山区高二（下）期末生物试卷
一、单选题（本大题共15小题，共30.0分）
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
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
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
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
5. 生态足迹指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。下列叙述不正确的是（ ）
A. 建立生态农业的目的是为了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
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12h
C. 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
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
8. 如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
9. 科学家培养鼠胚胎干细胞使其分化形成了心肌细胞，并在一段时间后发育成直径约1mm的心脏类器官。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. 具有形成各种器官的能力
10. 关于“克隆羊”与“试管羊”的叙述，错误的是（ ）
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. 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
D. 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
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
12. 下列关于实验“DNA的粗提取与鉴定”及“DNA片段的扩增与电泳鉴定”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
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
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，从山羊乳汁中提取人溶菌酶。如图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AGCTTCC
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
15. 转基因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说法，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. 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
C. 要以相关科学知识为基础去讨论转基因技术的相关问题
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
二、探究题（本大题共6小题，共70.0分）
16. 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。请在图1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，某地实施了如图2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。 ______ 。
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
1 Ⅰ a 一段时间后，测量禾谷镰刀菌的菌落直径 ______
2 ______ ______
3 ______ ______
4 ______ ______
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。 ______ 。
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）
A B C
1 150μL纯生姜精油 13.4 13.3 13.9
2 150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1：1） 15.8 15.6 15.6
3 150μL缓冲液（空白对照） 8 8 8
4 150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1：1） 8 8 8
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）
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，结果如图1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，如图2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。 ______ 。
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。 ______ 。
21. 水蛭的唾液腺可分泌水蛭蛋白，其重要成分为水蛭素，有良好的抗凝血作用。天然水蛭素活性低，科学家拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。
（1）蛋白质工程流程如图1所示，物质a是 ______ ，物质b是 ______ 。在生产过程中，物质a可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 ______ 。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中常利用PCR获取和扩增目的基因。PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种脱氧核苷酸、 ______ 、 ______ 及缓冲液，子链延伸的方向为 ______ 。
（3）研究者将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图2、3所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 ______ （填“种类”或“含量”）有关，导致其活性不同的原因是 ______ 。
（4）若将改造后的水蛭素基因导入大肠杆菌，可应用 ______ 技术检测，若出现了杂交带，则说明水蛭素基因完成了转录。进一步检测从大肠杆菌中获得的水蛭素，发现其抗凝血活性并不理想，请分析最可能的原因。 ______ 。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：①制作果酒利用的酵母菌，酵母菌属于真核生物；
②由果酒制作果醋，利用的是醋酸菌，醋酸菌属于原核生物；
③制作泡菜，利用的是乳酸菌，乳酸菌属于原核生物；
④制作腐乳，利用的是毛霉，毛霉属于真核生物。
发酵产品时所利用的主要微生物，其细胞结构相似的是②与③、①与④，B正确。
故选：B。
1、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。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，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。
3、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。
4、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
本题主要考查传统发酵技术，要求考生能够结合所学知识准确判断各选项，属于识记和理解层次的考查。
2.【答案】C
【解析】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A正确；
B、使用无菌棉拭子从皮肤表面取样，防止杂交污染，B正确；
C、用取样后的棉拭子需要进行选择培养→梯度稀释→再将稀释液涂布到选择培养基上，C错误；
D、菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等，每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征，故可通过观察菌落的形态和颜色等进行初步判断，D正确。
故选：C。
3.【答案】B
【解析】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。
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。
本题考查生态系统的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
4.【答案】B
【解析】解：A、利用音响设备发出的信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田，这是利用了生态系统的信息传递功能，其中，音响设备发出的声音属于物理信息，A错误；
B、通过给芦苇喷洒赤霉素溶液增加其纤维长度，这是激素作用结果，未利用生态系统中信息传递，B正确；
C、化学信息是指生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质，生物防治中，人们常利用昆虫信息素诱捕有害动物降低害虫的种群密度，信息素属于化学信息，C错误；
D、通过控制日照时间长短调控植物开花时间，这是利用了生态系统的信息传递功能，其中，光照属于物理信息，D错误。
故选：B。
生态系统中的信息包括：①物理信息：如光声温度、湿度、磁力等，可来源于环境或生物；②化学信息：如生物碱有机酸等物质；③行为信息：如动物的各种动作（孔雀开屏）。
本题考查生态系统中信息种类和信息传递在农业生产中的应用的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、分析题意以及解决问题的能力。
5.【答案】A
【解析】解：A、建立生态农业的目的是实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率，减小人类的生态足迹和对资源的利用，A错误；
BD、生态足迹又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积；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，生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，人类对生态和环境的影响越大，BD正确；
D、提高能量利用率、调整能量流动关系等可减小人类的生态足迹和对资源的利用，D正确。
故选：A。
生态足迹又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。碳足迹表示扣除海洋对碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃烧排放的二氧化碳所需的森林面积。
本题主要考查的是生态工程的实例和发展前景的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
6.【答案】D
【解析】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、原生质体不含细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。
故选：D。
植物体细胞杂交的具体过程：
本题结合曲线图，考查植物体细胞杂交的相关知识，要求考生识记植物体细胞杂交的具体过程，能正确分析曲线图，从中提取有效信息准确答题。
7.【答案】A
【解析】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正确；
B、花药离体培养得到单倍体，由配子发育形成个体，需要采用植物组织培养技术，体现植物细胞的全能性，B错误；
C、通过基因工程的方法培育抗虫的棉花植株，经过植物组织培养获得抗虫的棉花植株，C错误；
D、植物体细胞杂交形成“番茄—马铃薯”杂种细胞，经过植物组织培养形成杂种植株，D错误。
故选：A。
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株属于多倍体育种，处理对象为独立的个体，无需进行组织培养。植物组织培养是一种无性繁殖的技术，将离体的单个植物细胞培养成完整的植株的过程，体现植物细胞的全能性。植物基因工程、单倍体育种和植物体细胞杂交过程中均运用了植物组织培养技术。
本题着重考查了植物组织培养技术在生物工程育种中的应用，属于对识记、理解层次的考查，在本题的基础之上适当的总结：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。
8.【答案】D
【解析】解：A、甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞，A正确；
B、丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养，会出现细胞贴壁和接触抑制现象，B正确；
C、丙原代培养过程和丁传代培养过程均要在无菌、无毒的环境下进行，C正确；
D、丁过程是传代培养过程，传代到一定时间后，只有少数细胞能无限增殖，D错误。
故选：D。
1、动物细胞培养过程：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。
2、图示为肾脏上皮细胞培养过程示意图，图中甲表示剪碎肾脏组织块，乙表示制成细胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养。
本题考查动物细胞培养的相关知识，要求考生识记动物细胞培养的具体过程，掌握原代培养和传代培养的区别；识记动物细胞培养的条件，能结合所学的知识准确判断各选项。
9.【答案】C
【解析】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，但不能说明形成的是各种器官，D错误。
故选：C。
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。
本题考查胚胎干细胞的相关知识，要求考生识记胚胎干细胞的来源和分化，意在考查学生识记所学知识要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力，同时获取题干信息准确答题。
10.【答案】C
【解析】A、克隆羊是无性生殖的产物，试管羊是有性生殖的产物，A正确；
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，B正确；
C、培育克隆羊、试管羊都是细胞水平的技术，C错误；
D、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正确。
故选：C。
“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两个亲本，
克隆羊的获取属于无性繁殖，试管羊的获取属于有性生殖。
本题考查克隆动物、试管动物和转基因动物的相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力。
11.【答案】D
【解析】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、精子在雌性生殖道内发生相应变化，获得受精的能力的过程称为精子获能，而不是获得能量，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，因此不需要注射免疫抑制剂，C错误；
D、由于人们对动物细胞所需营养条件还没有完全研究清楚，所以在培养早期胚胎的培养液中，通常需要加入动物血清（或血浆）等天然成分，D正确。
故选：D。
题图分析：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。
本题结合通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程图，考查胚胎工程的相关知识，要求考生识记胚胎移植的基本程序，掌握胚胎移植的生理学基础及意义，能结合所学的知识准确判断各选项。
12.【答案】C
【解析】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有关，D错误。
故选：C。
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。
本题主要考查的是DNA的粗提取与鉴定以及PCR的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
13.【答案】C
【解析】解：A、作为载体，要对宿主细胞无伤害，不能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，以便目的基因能够稳定的存在和数量的扩大，D正确。
故选：C。
载体：
1、常用的载体：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
2、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），以便于重组后重组子的筛选；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。
本题考查基因工程的相关知识，重点考查基因工程的操作工具，要求考生掌握作为基因运载体的条件，能准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。
14.【答案】C
【解析】解：A、根据图1被限制酶切割后的该蛋白基因序列，切割该蛋白基因的限制酶有2种，识别的序列可分别为G↓GATC和A↓AGCT，A错误；
B、①过程是构建基因表达载体，是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶，另外还需要质粒等运载工具，B错误；
C、②过程是将重组质粒导入受体细胞，常采用显微注射的方法，因为“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”，所以受体细胞应选择受精卵而不选择体细胞，C正确；
D、③过程应将山羊受精卵培育到桑葚胚或囊胚进行移植，移植后需进行是否妊娠的检测，D错误。
故选：C。
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。
本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确判断各选项。
15.【答案】B
【解析】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，多个国家和地区对转基因产品实行标识管理制度，这些法规实施的前提就是要建立稳定、准确的转基因检测技术，A正确；
B、若转基因产品不安全，则不能进行大面积推广应用，但可以根据实际情况决定是否进行转基因技术的研究，B错误；
C、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，C正确；
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：B。
理性看待转基因技术不是人云亦云，更不是诋毁科学创新、造谣惑众，而是需要以完备的相关科学知识为基础，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程；还应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响；最重要的是，要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。可从以下方面思考：①正确的社会舆论导向：人们对科学发展产生不同见解是正常的社会现象，正确的舆论导向对科学技术的发展起促进作用。②社会监督：建立良好的社会监督机制是减少转基因技术负面作用的有效措施。③建立相应的法律法规：完善的法律法规是保证转基因技术健康发展的重要措施。
本题考查转基因生物的安全性问题，要求考生识记转基因生物安全性问题，了解人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面进行的争论，再根据题干要求准确作答即可。
16.【答案】非生物环境 生物群落 无氧（或缺氧） 低 自生、整体（或协调） 生态位 群落演替 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】解：（1）生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环，故生态系统的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。碳元素的传递过程如图：
。
（2）滨海湿地中饱和水环境使土壤微生物处于无氧（或缺氧）条件，微生物代谢能力弱，土壤有机质分解速率低，使得滨海湿地单位面积的碳埋藏速率远高于陆地生态系统。
（3）①生态工程所遵循的基本原理包括：自生、循环、协调、整体等，本题中的“退养还湿”生态工程，有效选择生物组分并合理布设，创造了有益于生物组分生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件，遵循了自生的原理，考虑到了生物与环境、生物与生物的协调，根据物种在湿地群落中的生态位差异，及时补种适宜的物种，形成了具有多组分、复杂结构及综合功能的结构，遵循了协调原理、整体原理等。
②盐沼湿地形成的不同植物群落是群落演替的不同阶段。
（4）增加碳存储方面可以加大植树造林力度（或退耕还林、退牧还草等），减少碳释放方面可以减少化石燃料的使用（或开发新能源、绿色出行等）。
故答案为：（1）非生物环境 生物群落
（2）无氧（或缺氧） 低
（3）①自生、整体（或协调） 生态位
②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）
（1）生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
（3）熟悉碳循环的过程可以正确作图：碳进入生物群落主要依靠生产者的光合作用，在生物群落内部，生产者体内的碳通过食物链或食物网进入消费者体内，分解者通过分解动植物遗体及动物的排遗物获得碳，生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用都可以将碳释放到大气二氧化碳库。
（2）生态工程所遵循的基本原理包括：自生、循环、协调、整体等。
本题主要考查碳循环、温室效应以及生态工程的相关知识，学生首先要理解物质循环的概念和范围，熟悉碳循环的过程，能通过题中信息分析生态工程所用原理，利用所学知识结合实际生活提出解决问题的方法。
17.【答案】氮源 菌落 平板划线或稀释涂布平板 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 探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点 2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异 Ⅰ b Ⅱ a Ⅱ b 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】解：（1）微生物培养的基本培养基的成分包括碳源、氮源、水和无机盐等。接种培养一段时间后，分别挑取不同形态特征的菌落接种到液体培养基中振荡培养，纯化菌种常用的方法有平板划线或稀释涂布平板法。
（2）据图1可知，与对照组相比，Z菌处理组禾谷镰刀菌数量少，P菌处理组禾谷镰刀菌数量与对照组无明显差异；据图2可知，与对照组相比，Z菌处理组小麦胚芽鞘病变程度轻，而P菌处理组小麦胚芽鞘病变程度与对照组无明显差异，故根据图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。
（3）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，该实验的目的是探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点。
（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，材料分别选用可以合成麦角固醇的正常禾谷镰刀菌，以及麦角固醇合成缺陷型禾谷镰刀菌。其中一组作为对照组不进行处理，另外一组作为实验组使用适宜浓度的HA处理，故1组和3组是对照组，2组和4组是实验组。一段时间后，测量禾谷镰刀菌的菌落直径，若出现2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异，则说明HA通过作用于麦角固醇（一种固醇类物质）发挥作用。
（5）从第（3）问可知，HA与禾谷镰刀菌作用位点在细胞膜上，且HA通过作用于麦角固醇发挥作用，故Z菌抑制禾谷镰刀菌生长的可能机制是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。
故答案为：
（1）氮源 菌落 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 2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异
（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
微生物的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等。筛选目的微生物必须使用选择培养基。从土壤中分离微生物的一般步骤是：土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。常用的接种方法主要有稀释涂布平板法和平板划线法。
本题中主要考查的是微生物的分离和培养的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
18.【答案】外植体 愈伤组织 再分化 多于 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 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 使用方法、使用剂量、提取方法等
【解析】解：（1）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。生姜的茎尖分生区附近无病毒，可作为组织培养的外植体，经脱分化形成愈伤组织，然后诱导其再分化成芽和根，进而发育成完整植株。诱导分化生根的培养基中，生长素的含量应多于细胞分裂素的含量。
（2）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，且吐温溶液能增强生姜精油的抑菌效果。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。
（3）要将生姜精油应用于相关产品的开发，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）、使用方法等。
故答案为：
（1）外植体 愈伤组织 再分化 多于
（2）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 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
1、柱形图分析：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。
2、表格分析：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。
本题考查植物组织培养的相关知识，要求学生识记植物组织培养的原理、过程，并考查实验探究能力。
19.【答案】B淋巴细胞与骨髓瘤细胞 灭活病毒诱导法 产生抗VP1抗体（或产生特异性抗体） 不同 2E10仅与VP1-1结合，而3E4仅与VP1-3结合 未感染SVA的正常小鼠肾脏 对照组细胞均无绿色荧光，实验组细胞均出现绿色荧光 结合垫和检测线 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】解：（1）VP1蛋白是SVA核衣壳的主要成分，可作为SVA 诊断的靶蛋白。为获得抗VP1蛋白单克隆抗体，可用纯化的VP1多次免疫小鼠，然后用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，经过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，最后将筛选到的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2种鼠源单克隆抗体——2E10和3E4。
（2）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。
（3）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，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。
（4）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。
故答案为：
（1）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞 灭活病毒诱导法 产生抗VP1抗体（或产生特异性抗体）
（2）不同 2E10仅与VP1-1结合，而3E4仅与VP1-3结合
（3）未感染SVA的正常小鼠肾脏 对照组细胞均无绿色荧光，实验组细胞均出现绿色荧光
（4）结合垫和检测线 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
单克隆抗体的制备
（1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
（2）获得杂交瘤细胞
①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合；
②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
（3）克隆化培养和抗体检测。
（4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
（5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
本题以A型塞内卡病毒为情境考查单克隆抗体的制备，考生需要具备一定的信息提取能力，同时需要理解单克隆抗体的制备流程。
20.【答案】基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒） 限制 碱基互补配对 靶基因两端 ③ 启动子 RNA聚合酶 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】解：（1）基因工程的基本操作步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，基因工程的核心是基因表达载体的构建，即构建含gRNA基因和Cas9基因的基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒），导入受体细胞，形成gRNA-Cas9蛋白复合物并发挥功能；由题设条件“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”和图1可知，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蛋白对目的基因进行切割。
（2）如果要将一个基因从基因组序列中删除，由于基因是DNA有两条链，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条途径在剪切后插入了目的基因，第③条途径实现了碱基对的替换，所以如果要修复由基因中一个碱基对的改变而引起的遗传病，需要替换该基因，故第③种途径更合适。
（3）CRISPR/Cas9技术利用的是gRNA与DNA互补，Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。抑制靶基因的转录，即在gRNA的引导下，Cas9蛋白与靶基因的启动子结合，使RNA聚合酶失去结合位点，阻止RNA聚合酶发挥作用。
（4）通过题干可知，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，因此在设计gRNA时，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。
故答案为：
（1）基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒） 限制 碱基互补配对
（2）靶基因两端 ③
（3）启动子 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）
CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。gRNA通过碱基互补配对原则特异性结合目的基因序列，在gRNA引导下，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。
本题考察基因工程相关知识，锻炼学生对题设条件的理解运用能力，意在考查学生理解所学知识的要点，能够运用所学知识从题干中获取有效信息完成试题解答。
21.【答案】mRNA 多肽链 密码子的简并性 引物 Taq酶 从5’端到3’端 种类 处理水蛭蛋白的酶种类及时间不同，导致水蛭蛋白空间结构发生不同程度改变 DNA-RNA分子杂交 水蛭素是一种分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工与修饰，而大肠杆菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，无法对水蛭素肽链进行加工与修饰，导致水蛭素结构异常，抗凝血活性低
【解析】解：（1）根据蛋白质工程的基本流程，a是氨基酸序列多肽链，b是mRNA。在生产过程中，mRNA可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能有几个对应的密码子，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同。
（2）PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种脱氧核苷酸、引物、Taq酶 （耐高温的DNA聚合酶）、及缓冲液，子链延伸的方向为从5’端到3’端。
（3）分析曲线图可知，酶甲、酶乙处理，水解产物中的肽含量都随着酶解时间的延长而逐渐升高，且两种酶作用下差别不大；经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先升高而后保持相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲处理后的产物的抗凝血活性最终高于酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性。据此推测两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是对水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类及时间不同，导致水蛭蛋白空间结构发生不同程度改变。
（3）将改造后的水蛭素基因导入大肠杆菌，可应用DNA-RNA分子杂交术检测，若出现了杂交带，则说明水蛭素基因完成了转录。从大肠杆菌中获得的水蛭素，发现其抗凝血活性并不理想，可能得原因有：水蛭素是一种分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工与修饰，而大肠杆菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，无法对水蛭素肽链进行加工与修饰，导致水蛭素结构异常，抗凝血活性低。
故答案为：
（1）mRNA 多肽链 密码子的简并性
（2）引物 Taq酶 从5’端到3’端
（3）种类 处理水蛭蛋白的酶种类及时间不同，导致水蛭蛋白空间结构发生不同程度改变
（4）DNA-RNA分子杂交 水蛭素是一种分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工与修饰，而大肠杆菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，无法对水蛭素肽链进行加工与修饰，导致水蛭素结构异常，抗凝血活性低
蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
本题考查蛋白质工程的相关知识，要求考生识记相关的原理及操作步骤，理解其与基因工程的关系，能准确分析题中流程图和曲线图，掌握实验设计原则，将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
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一、单选题（本大题共15小题，共30.0分）
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
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
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
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
5. 生态足迹指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。下列叙述不正确的是（ ）
A. 建立生态农业的目的是为了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
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12h
C. 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
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
8. 如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
9. 科学家培养鼠胚胎干细胞使其分化形成了心肌细胞，并在一段时间后发育成直径约1mm的心脏类器官。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. 具有形成各种器官的能力
10. 关于“克隆羊”与“试管羊”的叙述，错误的是（ ）
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. 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
D. 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
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
12. 下列关于实验“DNA的粗提取与鉴定”及“DNA片段的扩增与电泳鉴定”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
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
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，从山羊乳汁中提取人溶菌酶。如图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AGCTTCC
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
15. 转基因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说法，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. 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
C. 要以相关科学知识为基础去讨论转基因技术的相关问题
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
二、探究题（本大题共6小题，共70.0分）
16. 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。请在图1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，某地实施了如图2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。 ______ 。
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
1 Ⅰ a 一段时间后，测量禾谷镰刀菌的菌落直径 ______
2 ______ ______
3 ______ ______
4 ______ ______
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。 ______ 。
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）
A B C
1 150μL纯生姜精油 13.4 13.3 13.9
2 150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1：1） 15.8 15.6 15.6
3 150μL缓冲液（空白对照） 8 8 8
4 150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1：1） 8 8 8
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）
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，结果如图1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，如图2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。 ______ 。
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。 ______ 。
21. 水蛭的唾液腺可分泌水蛭蛋白，其重要成分为水蛭素，有良好的抗凝血作用。天然水蛭素活性低，科学家拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。
（1）蛋白质工程流程如图1所示，物质a是 ______ ，物质b是 ______ 。在生产过程中，物质a可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 ______ 。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中常利用PCR获取和扩增目的基因。PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种脱氧核苷酸、 ______ 、 ______ 及缓冲液，子链延伸的方向为 ______ 。
（3）研究者将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图2、3所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 ______ （填“种类”或“含量”）有关，导致其活性不同的原因是 ______ 。
（4）若将改造后的水蛭素基因导入大肠杆菌，可应用 ______ 技术检测，若出现了杂交带，则说明水蛭素基因完成了转录。进一步检测从大肠杆菌中获得的水蛭素，发现其抗凝血活性并不理想，请分析最可能的原因。 ______ 。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：①制作果酒利用的酵母菌，酵母菌属于真核生物；
②由果酒制作果醋，利用的是醋酸菌，醋酸菌属于原核生物；
③制作泡菜，利用的是乳酸菌，乳酸菌属于原核生物；
④制作腐乳，利用的是毛霉，毛霉属于真核生物。
发酵产品时所利用的主要微生物，其细胞结构相似的是②与③、①与④，B正确。
故选：B。
1、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。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，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。
3、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。
4、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
本题主要考查传统发酵技术，要求考生能够结合所学知识准确判断各选项，属于识记和理解层次的考查。
2.【答案】C
【解析】A、培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A正确；
B、使用无菌棉拭子从皮肤表面取样，防止杂交污染，B正确；
C、用取样后的棉拭子需要进行选择培养→梯度稀释→再将稀释液涂布到选择培养基上，C错误；
D、菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等，每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征，故可通过观察菌落的形态和颜色等进行初步判断，D正确。
故选：C。
3.【答案】B
【解析】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。
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。
本题考查生态系统的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
4.【答案】B
【解析】解：A、利用音响设备发出的信号诱捕或驱赶某些动物，使其结群或远离农田，这是利用了生态系统的信息传递功能，其中，音响设备发出的声音属于物理信息，A错误；
B、通过给芦苇喷洒赤霉素溶液增加其纤维长度，这是激素作用结果，未利用生态系统中信息传递，B正确；
C、化学信息是指生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质，生物防治中，人们常利用昆虫信息素诱捕有害动物降低害虫的种群密度，信息素属于化学信息，C错误；
D、通过控制日照时间长短调控植物开花时间，这是利用了生态系统的信息传递功能，其中，光照属于物理信息，D错误。
故选：B。
生态系统中的信息包括：①物理信息：如光声温度、湿度、磁力等，可来源于环境或生物；②化学信息：如生物碱有机酸等物质；③行为信息：如动物的各种动作（孔雀开屏）。
本题考查生态系统中信息种类和信息传递在农业生产中的应用的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、分析题意以及解决问题的能力。
5.【答案】A
【解析】解：A、建立生态农业的目的是实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率，减小人类的生态足迹和对资源的利用，A错误；
BD、生态足迹又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积；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，生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，人类对生态和环境的影响越大，BD正确；
D、提高能量利用率、调整能量流动关系等可减小人类的生态足迹和对资源的利用，D正确。
故选：A。
生态足迹又叫生态占用，是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。碳足迹表示扣除海洋对碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃烧排放的二氧化碳所需的森林面积。
本题主要考查的是生态工程的实例和发展前景的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
6.【答案】D
【解析】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、原生质体不含细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。
故选：D。
植物体细胞杂交的具体过程：
本题结合曲线图，考查植物体细胞杂交的相关知识，要求考生识记植物体细胞杂交的具体过程，能正确分析曲线图，从中提取有效信息准确答题。
7.【答案】A
【解析】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正确；
B、花药离体培养得到单倍体，由配子发育形成个体，需要采用植物组织培养技术，体现植物细胞的全能性，B错误；
C、通过基因工程的方法培育抗虫的棉花植株，经过植物组织培养获得抗虫的棉花植株，C错误；
D、植物体细胞杂交形成“番茄—马铃薯”杂种细胞，经过植物组织培养形成杂种植株，D错误。
故选：A。
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株属于多倍体育种，处理对象为独立的个体，无需进行组织培养。植物组织培养是一种无性繁殖的技术，将离体的单个植物细胞培养成完整的植株的过程，体现植物细胞的全能性。植物基因工程、单倍体育种和植物体细胞杂交过程中均运用了植物组织培养技术。
本题着重考查了植物组织培养技术在生物工程育种中的应用，属于对识记、理解层次的考查，在本题的基础之上适当的总结：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。
8.【答案】D
【解析】解：A、甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞，A正确；
B、丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养，会出现细胞贴壁和接触抑制现象，B正确；
C、丙原代培养过程和丁传代培养过程均要在无菌、无毒的环境下进行，C正确；
D、丁过程是传代培养过程，传代到一定时间后，只有少数细胞能无限增殖，D错误。
故选：D。
1、动物细胞培养过程：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。
2、图示为肾脏上皮细胞培养过程示意图，图中甲表示剪碎肾脏组织块，乙表示制成细胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养。
本题考查动物细胞培养的相关知识，要求考生识记动物细胞培养的具体过程，掌握原代培养和传代培养的区别；识记动物细胞培养的条件，能结合所学的知识准确判断各选项。
9.【答案】C
【解析】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，但不能说明形成的是各种器官，D错误。
故选：C。
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。
本题考查胚胎干细胞的相关知识，要求考生识记胚胎干细胞的来源和分化，意在考查学生识记所学知识要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力，同时获取题干信息准确答题。
10.【答案】C
【解析】A、克隆羊是无性生殖的产物，试管羊是有性生殖的产物，A正确；
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，B正确；
C、培育克隆羊、试管羊都是细胞水平的技术，C错误；
D、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正确。
故选：C。
“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两个亲本，
克隆羊的获取属于无性繁殖，试管羊的获取属于有性生殖。
本题考查克隆动物、试管动物和转基因动物的相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力。
11.【答案】D
【解析】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、精子在雌性生殖道内发生相应变化，获得受精的能力的过程称为精子获能，而不是获得能量，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，因此不需要注射免疫抑制剂，C错误；
D、由于人们对动物细胞所需营养条件还没有完全研究清楚，所以在培养早期胚胎的培养液中，通常需要加入动物血清（或血浆）等天然成分，D正确。
故选：D。
题图分析：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。
本题结合通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程图，考查胚胎工程的相关知识，要求考生识记胚胎移植的基本程序，掌握胚胎移植的生理学基础及意义，能结合所学的知识准确判断各选项。
12.【答案】C
【解析】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有关，D错误。
故选：C。
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。
本题主要考查的是DNA的粗提取与鉴定以及PCR的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
13.【答案】C
【解析】解：A、作为载体，要对宿主细胞无伤害，不能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，以便目的基因能够稳定的存在和数量的扩大，D正确。
故选：C。
载体：
1、常用的载体：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
2、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），以便于重组后重组子的筛选；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。
本题考查基因工程的相关知识，重点考查基因工程的操作工具，要求考生掌握作为基因运载体的条件，能准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。
14.【答案】C
【解析】解：A、根据图1被限制酶切割后的该蛋白基因序列，切割该蛋白基因的限制酶有2种，识别的序列可分别为G↓GATC和A↓AGCT，A错误；
B、①过程是构建基因表达载体，是基因工程的核心步骤，需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶，另外还需要质粒等运载工具，B错误；
C、②过程是将重组质粒导入受体细胞，常采用显微注射的方法，因为“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”，所以受体细胞应选择受精卵而不选择体细胞，C正确；
D、③过程应将山羊受精卵培育到桑葚胚或囊胚进行移植，移植后需进行是否妊娠的检测，D错误。
故选：C。
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。
本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确判断各选项。
15.【答案】B
【解析】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，多个国家和地区对转基因产品实行标识管理制度，这些法规实施的前提就是要建立稳定、准确的转基因检测技术，A正确；
B、若转基因产品不安全，则不能进行大面积推广应用，但可以根据实际情况决定是否进行转基因技术的研究，B错误；
C、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，C正确；
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：B。
理性看待转基因技术不是人云亦云，更不是诋毁科学创新、造谣惑众，而是需要以完备的相关科学知识为基础，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程；还应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响；最重要的是，要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。可从以下方面思考：①正确的社会舆论导向：人们对科学发展产生不同见解是正常的社会现象，正确的舆论导向对科学技术的发展起促进作用。②社会监督：建立良好的社会监督机制是减少转基因技术负面作用的有效措施。③建立相应的法律法规：完善的法律法规是保证转基因技术健康发展的重要措施。
本题考查转基因生物的安全性问题，要求考生识记转基因生物安全性问题，了解人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面进行的争论，再根据题干要求准确作答即可。
16.【答案】非生物环境 生物群落 无氧（或缺氧） 低 自生、整体（或协调） 生态位 群落演替 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】解：（1）生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环，故生态系统的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。碳元素的传递过程如图：
。
（2）滨海湿地中饱和水环境使土壤微生物处于无氧（或缺氧）条件，微生物代谢能力弱，土壤有机质分解速率低，使得滨海湿地单位面积的碳埋藏速率远高于陆地生态系统。
（3）①生态工程所遵循的基本原理包括：自生、循环、协调、整体等，本题中的“退养还湿”生态工程，有效选择生物组分并合理布设，创造了有益于生物组分生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件，遵循了自生的原理，考虑到了生物与环境、生物与生物的协调，根据物种在湿地群落中的生态位差异，及时补种适宜的物种，形成了具有多组分、复杂结构及综合功能的结构，遵循了协调原理、整体原理等。
②盐沼湿地形成的不同植物群落是群落演替的不同阶段。
（4）增加碳存储方面可以加大植树造林力度（或退耕还林、退牧还草等），减少碳释放方面可以减少化石燃料的使用（或开发新能源、绿色出行等）。
故答案为：（1）非生物环境 生物群落
（2）无氧（或缺氧） 低
（3）①自生、整体（或协调） 生态位
②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）
（1）生态系统的物质循环是指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程。
（3）熟悉碳循环的过程可以正确作图：碳进入生物群落主要依靠生产者的光合作用，在生物群落内部，生产者体内的碳通过食物链或食物网进入消费者体内，分解者通过分解动植物遗体及动物的排遗物获得碳，生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用都可以将碳释放到大气二氧化碳库。
（2）生态工程所遵循的基本原理包括：自生、循环、协调、整体等。
本题主要考查碳循环、温室效应以及生态工程的相关知识，学生首先要理解物质循环的概念和范围，熟悉碳循环的过程，能通过题中信息分析生态工程所用原理，利用所学知识结合实际生活提出解决问题的方法。
17.【答案】氮源 菌落 平板划线或稀释涂布平板 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 探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点 2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异 Ⅰ b Ⅱ a Ⅱ b 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】解：（1）微生物培养的基本培养基的成分包括碳源、氮源、水和无机盐等。接种培养一段时间后，分别挑取不同形态特征的菌落接种到液体培养基中振荡培养，纯化菌种常用的方法有平板划线或稀释涂布平板法。
（2）据图1可知，与对照组相比，Z菌处理组禾谷镰刀菌数量少，P菌处理组禾谷镰刀菌数量与对照组无明显差异；据图2可知，与对照组相比，Z菌处理组小麦胚芽鞘病变程度轻，而P菌处理组小麦胚芽鞘病变程度与对照组无明显差异，故根据图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。
（3）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，该实验的目的是探究HA与禾谷镰刀菌发生相互作用的位点。
（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，材料分别选用可以合成麦角固醇的正常禾谷镰刀菌，以及麦角固醇合成缺陷型禾谷镰刀菌。其中一组作为对照组不进行处理，另外一组作为实验组使用适宜浓度的HA处理，故1组和3组是对照组，2组和4组是实验组。一段时间后，测量禾谷镰刀菌的菌落直径，若出现2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异，则说明HA通过作用于麦角固醇（一种固醇类物质）发挥作用。
（5）从第（3）问可知，HA与禾谷镰刀菌作用位点在细胞膜上，且HA通过作用于麦角固醇发挥作用，故Z菌抑制禾谷镰刀菌生长的可能机制是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。
故答案为：
（1）氮源 菌落 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 2组菌落直径明显小于1组，3、4组菌落直径无明显差异
（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
微生物的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等。筛选目的微生物必须使用选择培养基。从土壤中分离微生物的一般步骤是：土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。常用的接种方法主要有稀释涂布平板法和平板划线法。
本题中主要考查的是微生物的分离和培养的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
18.【答案】外植体 愈伤组织 再分化 多于 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 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 使用方法、使用剂量、提取方法等
【解析】解：（1）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。生姜的茎尖分生区附近无病毒，可作为组织培养的外植体，经脱分化形成愈伤组织，然后诱导其再分化成芽和根，进而发育成完整植株。诱导分化生根的培养基中，生长素的含量应多于细胞分裂素的含量。
（2）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，且吐温溶液能增强生姜精油的抑菌效果。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。
（3）要将生姜精油应用于相关产品的开发，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）、使用方法等。
故答案为：
（1）外植体 愈伤组织 再分化 多于
（2）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 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
1、柱形图分析：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。
2、表格分析：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。
本题考查植物组织培养的相关知识，要求学生识记植物组织培养的原理、过程，并考查实验探究能力。
19.【答案】B淋巴细胞与骨髓瘤细胞 灭活病毒诱导法 产生抗VP1抗体（或产生特异性抗体） 不同 2E10仅与VP1-1结合，而3E4仅与VP1-3结合 未感染SVA的正常小鼠肾脏 对照组细胞均无绿色荧光，实验组细胞均出现绿色荧光 结合垫和检测线 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】解：（1）VP1蛋白是SVA核衣壳的主要成分，可作为SVA 诊断的靶蛋白。为获得抗VP1蛋白单克隆抗体，可用纯化的VP1多次免疫小鼠，然后用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，经过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，最后将筛选到的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2种鼠源单克隆抗体——2E10和3E4。
（2）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。
（3）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，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。
（4）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。
故答案为：
（1）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞 灭活病毒诱导法 产生抗VP1抗体（或产生特异性抗体）
（2）不同 2E10仅与VP1-1结合，而3E4仅与VP1-3结合
（3）未感染SVA的正常小鼠肾脏 对照组细胞均无绿色荧光，实验组细胞均出现绿色荧光
（4）结合垫和检测线 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
单克隆抗体的制备
（1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
（2）获得杂交瘤细胞
①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合；
②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
（3）克隆化培养和抗体检测。
（4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
（5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
本题以A型塞内卡病毒为情境考查单克隆抗体的制备，考生需要具备一定的信息提取能力，同时需要理解单克隆抗体的制备流程。
20.【答案】基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒） 限制 碱基互补配对 靶基因两端 ③ 启动子 RNA聚合酶 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】解：（1）基因工程的基本操作步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，基因工程的核心是基因表达载体的构建，即构建含gRNA基因和Cas9基因的基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒），导入受体细胞，形成gRNA-Cas9蛋白复合物并发挥功能；由题设条件“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”和图1可知，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蛋白对目的基因进行切割。
（2）如果要将一个基因从基因组序列中删除，由于基因是DNA有两条链，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条途径在剪切后插入了目的基因，第③条途径实现了碱基对的替换，所以如果要修复由基因中一个碱基对的改变而引起的遗传病，需要替换该基因，故第③种途径更合适。
（3）CRISPR/Cas9技术利用的是gRNA与DNA互补，Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。抑制靶基因的转录，即在gRNA的引导下，Cas9蛋白与靶基因的启动子结合，使RNA聚合酶失去结合位点，阻止RNA聚合酶发挥作用。
（4）通过题干可知，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，因此在设计gRNA时，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。
故答案为：
（1）基因表达载体（或重组DNA分子、重组质粒） 限制 碱基互补配对
（2）靶基因两端 ③
（3）启动子 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）
CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。gRNA通过碱基互补配对原则特异性结合目的基因序列，在gRNA引导下，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。
本题考察基因工程相关知识，锻炼学生对题设条件的理解运用能力，意在考查学生理解所学知识的要点，能够运用所学知识从题干中获取有效信息完成试题解答。
21.【答案】mRNA 多肽链 密码子的简并性 引物 Taq酶 从5’端到3’端 种类 处理水蛭蛋白的酶种类及时间不同，导致水蛭蛋白空间结构发生不同程度改变 DNA-RNA分子杂交 水蛭素是一种分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工与修饰，而大肠杆菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，无法对水蛭素肽链进行加工与修饰，导致水蛭素结构异常，抗凝血活性低
【解析】解：（1）根据蛋白质工程的基本流程，a是氨基酸序列多肽链，b是mRNA。在生产过程中，mRNA可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能有几个对应的密码子，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同。
（2）PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种脱氧核苷酸、引物、Taq酶 （耐高温的DNA聚合酶）、及缓冲液，子链延伸的方向为从5’端到3’端。
（3）分析曲线图可知，酶甲、酶乙处理，水解产物中的肽含量都随着酶解时间的延长而逐渐升高，且两种酶作用下差别不大；经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先升高而后保持相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲处理后的产物的抗凝血活性最终高于酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性。据此推测两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是对水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类及时间不同，导致水蛭蛋白空间结构发生不同程度改变。
（3）将改造后的水蛭素基因导入大肠杆菌，可应用DNA-RNA分子杂交术检测，若出现了杂交带，则说明水蛭素基因完成了转录。从大肠杆菌中获得的水蛭素，发现其抗凝血活性并不理想，可能得原因有：水蛭素是一种分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工与修饰，而大肠杆菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，无法对水蛭素肽链进行加工与修饰，导致水蛭素结构异常，抗凝血活性低。
故答案为：
（1）mRNA 多肽链 密码子的简并性
（2）引物 Taq酶 从5’端到3’端
（3）种类 处理水蛭蛋白的酶种类及时间不同，导致水蛭蛋白空间结构发生不同程度改变
（4）DNA-RNA分子杂交 水蛭素是一种分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工与修饰，而大肠杆菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，无法对水蛭素肽链进行加工与修饰，导致水蛭素结构异常，抗凝血活性低
蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
本题考查蛋白质工程的相关知识，要求考生识记相关的原理及操作步骤，理解其与基因工程的关系，能准确分析题中流程图和曲线图，掌握实验设计原则，将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
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