2022-2023学年北京市海淀区高二（下）期末生物试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年北京市海淀区高二（下）期末生物试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-01 21:39:07 | ||
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文档简介
2022-2023学年北京市海淀区高二（下）期末生物试卷
一、选择题（本大题共15小题，共30分）
1. 某工厂使用两种方案将柑橘发酵制成果醋，方案1所产果醋的多酚、蛋白质等含量高于方案2，而方案2的发酵速度快于方案1。下列相关分析不正确的是（ ）
A. 醋酸菌将乙醇氧化为醋酸比将葡萄糖氧化为醋酸的速度快
B. 两种柑橘果醋成分差异可能是方案2中酵母菌进行酒精发酵导致
C. 方案2调糖的目的是为酒精发酵增加碳源
D. 两种方案均需一直保持在有氧环境下进行
2. 利用动物细胞融合方法，以SARS病毒刺突蛋白作为抗原制备出单克隆抗体（抗体D）。如图为使用不同抗体抑制病毒感染细胞的检测结果。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 对照抗体应不与SARS病毒特异性结合
B. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内，可获得大量抗体D
C. 检测抗体效果时需将SARS病毒与细胞混合一段时间后再加入抗体
D. 抗体D需达到一定浓度才有明显抑制效果
3. 我国科学家从“优秀奶牛”的耳缘部位取体细胞，通过核移植技术获得首例体细胞克隆“优秀奶牛”。下列相关分析正确的是（ ）
A. 体外培养的卵母细胞需发育为完全成熟的卵细胞后再进行核移植
B. 用电刺激激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
C. 对受体奶牛进行免疫检查以防止其与重构胚产生免疫排斥
D. 体细胞克隆所得“优秀奶牛”的遗传物质全部来自供体细胞
4. 某工厂采用如图所示的发酵罐工业生产啤酒，下列相关操作叙述正确的是（ ）
A. pH检测装置可监测发酵液pH以便适时调整
B. 发酵过程中需从空气入口不断通入无菌空气
C. 发酵中搅拌的主要目的是降低发酵温度
D. 发酵罐消毒后即可接种菌株进行酒精发酵
5. 敲除大鼠心肌细胞H的T基因，对照组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长，检测两组细胞的数量变化，结果如图所示。下列相关叙述不合理的是（ ）
A. 体外培养H细胞需要添加动物血清
B. 可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数
C. 敲除T基因的H细胞失去了分裂能力
D. 提高T基因表达可能促进心脏损伤修复
6. 研究者计划将绿色荧光蛋白第203位的苏氨酸替换为酪氨酸，以获得橙色荧光蛋白。下列方案可行的是（ ）
A. 使用蛋白酶水解第203位氨基酸前后的肽键实现氨基酸替换
B. 在mRNA中直接替换第609～611位三个碱基
C. 根据新的氨基酸序列推测并合成相应的DNA序列
D. 将改造后的橙色荧光蛋白基因直接注入大肠杆菌获得转基因菌株
7. 反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列（图中L、R）进行扩增的技术，其过程如图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割
B. 过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键
C. 过程③PCR体系需要添加DNA聚合酶和解旋酶
D. 该技术可检测T-DNA整合到植物染色体DNA的位置
8. 下列高中生物学实验操作无法达成其目的的是（ ）
A. 对玻璃培养皿进行干热灭菌，以制备固体培养基
B. 花生子叶薄片经苏丹Ⅲ染液染色后用酒精漂洗，观察细胞中的脂肪滴（颗粒）
C. 研磨肝脏以破碎细胞获取粗提液，探究过氧化氢酶的活性
D. 在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
9. 下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是（ ）
选项 细胞结构 主要成分 功能
A 细胞膜 蛋白质、糖类 控制物质进出
B 核糖体 蛋白质、核糖核酸 合成蛋白质
C 染色体 核糖核酸、蛋白质 遗传信息的载体
D 细胞骨架 蛋白质、纤维素 锚定各种细胞器
A. A B. B C. C D. D
10. 血管壁平滑肌细胞膜上存在Ca2+通道蛋白，Ca2+由此顺浓度梯度进入细胞，与相应蛋白结合后，引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高。下列叙述不正确的是（ ）
A. Ca2+进入血管壁平滑肌细胞属于协助扩散
B. Ca2+通道蛋白表达量上调，会导致低血压
C. Ca2+通过Ca2+通道蛋白时无需与其结合
D. 细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用
11. 海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M，其能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，引发其表面温度升高，使细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉。下列叙述不正确的是（ ）
A. 海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因
B. 酶M参与的细胞呼吸阶段需要O2参与
C. 细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而增多
D. 海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉
12. 研究者在温度、湿度适宜，CO2气体充足供给的实验条件下，测定了杨树在不同光照强度下的净光合速率和气孔开放程度，实验结果如图所示。下列相关分析不正确的是（ ）
A. 光照强度在0～500μmol m-2 s-1，净光合速率上升最快
B. 光照强度在0～500μmol m-2 s-1，净光合速率上升主要由光照强度增加所致
C. 气孔开放程度增大可能有助于净光合速率提高
D. 当光照强度超过2000μmol m-2 s-1，限制净光合速率上升的主要原因是CO2吸收不足
13. 科学家将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子，并得到健康的后代。下列叙述正确的是（ ）
A. 多能干细胞分化程度高于PGCLCs B. 多能干细胞经诱导可发生定向分化
C. PGCLCs分化为精子体现了细胞的全能性 D. 多能干细胞内的所有基因都在活跃表达
14. E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老。下列叙述不正确的是（ ）
A. 降低E酶的表达会阻碍DNA损伤修复 B. DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加
C. 衰老细胞内DNA损伤增多。呼吸速率加快 D. 增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老
15. 如图为二倍体水稻（2n=24）花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 图a中每个细胞均不含同源染色体
B. 图b细胞含有24条染色体
C. 图c中每个细胞着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
D. 图d细胞可发生染色体片段的交换
二、非选择题（70分）
16. 青枯病由青枯菌（一种细菌）引发，严重危害番茄生长。菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥。研究者希望筛选出能充分利用菜粕有机肥抑制青枯菌的菌株。
（1）菜粕有机肥含有大量的营养物质，可为微生物提供充足的碳源和 ______ 源，从而可促进抑菌微生物的繁殖。
（2）为筛选适于在菜粕上生长且能抑制青枯菌的菌株，研究者进行了下列实验。
①称取10克番茄根际土壤置于装有 ______ 的锥形瓶，制成稀释10倍的土壤稀释液，用 ______ 法接种于若干个含 ______ 的固体培养基，30℃培养2～4天。
②将上述培养基上生长的所有单菌落接种到同一个固体培养基上，培养24h后，在培养基表面均匀喷洒 ______ 悬液，30℃培养48h后对出现抑菌圈的菌落进行测量，计算每个菌落的 ______ 以表示其抑菌能力，最终筛选出菌株RC14。
（3）为检测在施用不同肥料条件下菌株RC14对番茄青枯病的防治效果，研究者将盆栽番茄接种青枯菌7天后进行如下处理，45天后测定发病率。结果如表所示。
组别 处理 发病率（%）
1 施用常规化肥 72.5
2 A ______ 62.5
3 施用含菌株RC14的常规化肥 56.5
4 施用含菌株RC14的菜粕有机肥 17.5
表中A处应为 ______ ，综合上述研究及表中信息推测第4组发病率最低的原因 ______ 。
17. 常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。
（1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用 ______ 酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。
（2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中 ______ （选填图1中字母）。
（3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂 ______ 诱导融合，形成的融合细胞经过 ______ 再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成 ______ 组织，经过 ______ 形成完整的再生植株。
（4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行 ______ 、 ______ 后用碱性染料染色并制片，显微镜下对 ______ 期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。
（5）用特异性引物对陆地棉和野生棉基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1～6进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有 ______ 。
（6）对杂种植株可通过观察 ______ ，筛选出低酚的杂种植物。
18. 视网膜感光细胞中的R蛋白由R基因编码，在视觉形成过程中有重要作用。为研究R蛋白的功能，科研人员利用基因工程获得R基因敲除的小鼠，并进行了相关实验。
（1）科研人员利用打靶载体敲除小鼠R基因，载体构建及R基因敲除过程如图1所示。
①为构建能够敲除R基因的打靶载体，需先设计引物，通过PCR技术扩增R基因。在引物上添加PstI限制酶识别序列，据图1应选择的引物是 ______ （选填图1中的a,b,c或d）。将得到的PCR产物酶切后连入打靶空载体，鉴定正确后进行后续实验。
②为将抗生素抗性基因neo（抵抗抗生素C418）从原有载体中切下以插入到R基因中，据图1及下表中限制酶识别位点序列信息，应选择限制酶 ______ 分别对R基因和neo基因进行酶切，并用 ______ 连接，完成打靶载体构建。
限制酶 KpnⅠ MfeⅠ HindⅢ EcoRⅠ BamHⅠ
识别序列及切割位点 5'-GGTAC↓C-3'
3'-C↑CATCG-5' 5'-C↓AATTG-3'
3'-GTTAA↑C-5' 5'-A↓AGCTT-3'
3'-TTCGA↑A-5' 5'-G↓AATTC-3'
3'-CTTAA↑G-5' 5'-G↓GATCC-3'
3'-CCTAG↑G-5'
③将构建好的打靶载体通过 ______ 法导入小鼠受体细胞中。据图1，受体细胞基因组中的R基因通过 ______ 被替换为打靶载体上插入neo的R基因片段。未整合到基因组的外源DNA会被降解。
（2）打靶载体也可能整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，引发TK基因表达，使细胞在加入物质G的培养基上无法存活。在选择培养基中除有动物细胞培养的必需成分外，还需加入 ______ 和物质G，可筛选出成功敲除R基因的受体细胞，其原因是 ______ 。
（3）图2为小鼠视觉形成的部分机理简图，研究发现R蛋白通过图中所示方式参与小鼠视觉形成。
科研人员基于上述方法获得了R基因敲除的纯合小鼠，将野生型小鼠和R基因敲除小鼠都平均分成两组，一组在黑暗中饲养12h,另一组在光照下饲养12h；测定小鼠眼睛中各物质含量，结果如图3所示。
据图2机理，预测并在答题纸中画出图3中在光照条件下两种小鼠全反式视黄醛的含量。
19. 镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg2+调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。
（1）R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在 ______ 中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子 ______ 。
（2）科研人员将水稻幼苗分为两组，分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后，进行光暗交替处理，检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率，结果如图1所示。
①图1实验结果说明 ______ 。
②科研人员检测两组水稻叶片R酶的含量，结果如图2。据上述结果推测，Mg2+通过 ______ 提高R酶催化的化学反应速率。
③从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定 ______ ，若两组结果相同，则支持了上述推测。
（3）进一步研究发现，叶绿体中Mg2+的浓度受光暗周期的调控，推测叶绿体膜上的M3蛋白与Mg2+的转运有关。
为探究M3蛋白的转运功能，科研人员以无M3的非洲爪蟾卵母细胞为对照组，在此细胞中转入编码M3的基因，使M3蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜，以此细胞为实验组。实验设计及结果如表所示。
组别 实验材料 实验操作 检测指标 数值
Ⅰ 对照组 卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗 每个卵母细胞内的25Mg2+含量 A
Ⅱ 实验组 B
Ⅲ 对照组 置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间 外部溶液25Mg2+含量 C
Ⅳ 实验组 D
结果表明，M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为 ______ （用A、B、C、D表示）。
（4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，对M3蛋白提出需要进一步探究的关键问题是 ______ 。
20. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
逆向TCA循环
在绝大部分生物体内，三羧酸循环（TCA循环）是能量代谢的主要途径，其不仅为生命活动提供能量，而且是联系糖类、脂质、蛋白质三大营养物质代谢和转化的枢纽。糖类等物质分解生成的丙酮酸在一些列酶的作用下生成乙酰辅酶A，进入TCA循环。TCA循环首先由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经过脱氢等复杂过程，最终生成CO2、少量ATP等物质，释放少量能量，并且重新生成草酰乙酸的循环反应过程。但在某些细菌体内这一过程可以反向进行，即逆向TCA循环，其过程如下图所示，在能量及ATP参与下通过逆向TCA循环将CO2等物质合成氨基酸、糖类和脂质分子。
研究发现细菌H生存所用的资源取决于环境。如果环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料。生活在深海热液喷口的细菌H可从氢气与硫的反应中获取能量。深海热液喷口能够释放大量CO2，细菌H可以特殊的方式调控一些关键酶的水平，因而在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源。细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环，而丙酮酸会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸（如图所示）。通过这种方式，环境中高浓度的CO2推动循环向CO2转化为乙酰辅酶A的方向进行，从而产生逆向TCA循环。如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻。因此，只要环境条件许可，细胞可持续利用高水平的CO2。
研究还发现细菌H不是唯一能够进行逆向TCA循环的细菌，逆向TCA循环可能在富含CO2的原始大气环境中发挥着固定CO2的作用。此项研究展示了万物之源的微生物如何在曾经充满CO2的地球大气之下维持生存，为物种起源提供了新的线索。
（1）对照图中细菌H的逆向TCA循环，推知丙酮酸在真核细胞的 ______ 中经TCA循环被分解，产生的 ______ 参与有氧呼吸第三阶段。
（2）据文中信息，细菌H属于生态系统组成成分中的 ______ ，下列关于细菌H及逆向TCA循环的叙述中，合理的是 ______ （选填下列选项字母）。
A.细菌H没有线粒体，因此不能进行TCA循环
B.细菌H体内逆向TCA循环中物质合成的能量来源于氢气与硫的反应
C.逆向TCA循环中一些关键酶催化乙酰辅酶A合成，导致柠檬酸积累
D.地球上最初的微生物可能类似细菌H具有逆向TCA循环的能力
E.逆向TCA循环所产生的用于各种生命活动的ATP多于TCA循环
（3）为研究逆向TCA循环过程，科研人员为细菌H供给不同比例的 ______ 和13C（一种稳定同位素）标记的CO2，通过检测产物中 ______ ，进而明确细菌使用何种碳源。
（4）文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是 ______ ，该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是 ______ 。
（5）若将逆向TCA循环应用于微生物工业生产，提出可能的方法 ______ 。
21. 法尼烯是某些植物合成的脂溶性物质，可抵御虫害，在医药、化妆品及能源方面具有重要用途。植物合成的法尼烯量很少，难以提取，科研人员尝试利用基因工程技术改造酵母菌以实现大量生产法尼烯。
（1）与大肠杆菌相比，酵母细胞最显著的结构特点是 ______ 。酵母菌具有大肠杆菌的 ______ 等优点，因而也常被改造为基因工程菌。
（2）科研人员将编码法尼烯合成酶（F酶）的基因导入酵母菌中，改造后的酵母菌Q可利用葡萄糖作为原料生产法尼烯，合成途径如图1所示。据图分析，F酶与酵母菌自身的E酶催化合成相应产物时需利用物质P，形成 ______ 关系，制约了法尼烯的产量。
（3）为解决上述问题，科研人员向酵母菌Q中导入生长素（IAA）合成酶基因、IAA受体基因等多个基因，获得酵母菌I。在酵母菌I中，自身持续合成的IAA作为 ______ ，与其受体结合，可引发受体与外源的蛋白B结合，进而将与蛋白B所融合的E酶降解，使物质P更多用于合成法尼烯。据此可知，对酵母菌1的基因改造还包括导入 ______ 基因以替换原有的 ______ 基因。
（4）发酵实验检测发现酵母菌1合成法尼烯的增量并不显著，推测由于酵母菌I增殖发育受到了抑制。因此科研人员将酵母菌I经系列改造得到酵母菌K，如图2所示。
①在酵母菌I中分别导入可合成IP（一种细胞分裂素）的A酶基因及IP受体基因。据图2分析，酵母菌K可合成IP并分泌至胞外，当酵母菌K密度增大使培养液中IP积累至临界浓度时，IP进入细胞，与 ______ 上的受体结合， ______ ，开启目标基因的表达。
②为实现在酵母菌K中通过IP动态调控E酶的降解，在改造酵母菌K的过程中，应将酵母菌I中 ______ 的启动子替换为图2中的启动子。同时图2中目标基因之一选用 ______ 以实现IP调节过程的正反馈。（以上两空均选填下列选项前的字母）
a.IAA合成酶基因
b.E酶基因
c.F酶基因
d.A酶基因
e.IP受体-E酶融合基因
f.IAA受体-F酶融合基因
（5）科研人员用不同酵母菌进行发酵实验，检测法尼烯产量及发酵过程中酵母菌的数量，结果如图3所示。
根据图3实验结果，结合上述研究，阐释酵母菌K法尼烯产量最优的原因是 ______ 。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、醋酸杆菌如果在糖原充足的情况下，可以直接将葡萄糖转化成醋酸；如果在缺少糖原的情况下，可以先将乙醇转化成乙醛，再将乙醛转化成醋酸，推测醋酸菌将乙醇氧化为醋酸比将葡萄糖氧化为醋酸的速度快，A正确；
B、与方案1相比，方案2中存在酒精发酵，两种柑橘果醋成分差异可能是方案2中酵母菌进行酒精发酵导致，B正确；
C、方案2调糖的目的是为酒精发酵增加碳源，能产生更多的乙醇，C正确；
D、方案2中存在酒精发酵，此阶段需要无氧环境，D错误。
故选：D。
1、果酒制备的菌种是酵母菌，最适温度在20℃左右最好，一般控制在18～25℃，属于兼性厌氧型细菌，发酵前期酵母菌先进性有氧呼吸，促进酵母菌的繁殖，后期进行无氧呼吸产生酒精。果酒制作的原理是酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
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、糖原都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
本题考查果酒和果醋制作的相关知识，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。
2.【答案】C
【解析】解：A、由曲线可知，对照抗体随浓度升高，病毒的感染率始终为100%，说明对照抗体不与SARS病毒特异性结合，没有抑制病毒感染的作用，A正确；
B、将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内，一段时间后可从腹水中分离获得大量抗体D，B正确；
C、检测抗体效果时可将SARS病毒与加入抗体直接混合，C错误；
D、由曲线可知，抗体D浓度较低时，病毒感染率较高，需达到一定浓度才有明显抑制效果，D正确。
故选：C。
曲线分析：随着抗体D浓度升高，病毒的感染率逐渐降低，而对照抗体随浓度升高，病毒的感染率始终为100%。
本题考查了单克隆抗体制备的有关知识，该内容是动物细胞工程中的重点内容，考生要能够识记制备过程以及制备过程中的相关注意点。
3.【答案】B
【解析】解：A、体外培养的卵母细胞需发育到减数第二次分裂中期后去核，然后再进行核移植，A错误；
B、用电刺激激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，B正确；
C、受体子宫对外来胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此不需要对受体进行免疫检查，C错误；
D、体细胞克隆所得“优秀奶牛”的细胞核遗传物质来自供体细胞，而细胞质遗传物质来自卵母细胞，D错误。
故选：B。
1、动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
2、胚胎移植的生理学基础：
①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
本题考查细胞核移植和胚胎移植技术，要求考生识记细胞核移植技术的具体过程；识记胚胎移植的生理学基础，能结合所学的知识准确答题。
4.【答案】A
【解析】解：A、生产啤酒过程中代谢产物会影响发酵液中的pH，通过检测发酵液中的pH来监测发酵进程，并便适时调节pH，保证发酵效率，A正确；
B、生产啤酒利用的是酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理，前期通无菌空气能使酵母菌大量繁殖，而酒精发酵过程需要严格的无氧环境，此时不需要从空气入口不断通入无菌空气，B错误；
C、发酵中搅拌的主要目的是使菌种与营养物质充分混合，C错误；
D、由于发酵工程用的菌种数量庞大，因此，发酵罐消毒后，在接种前需进行扩大培养，以获得足够多的菌种，D错误。
故选：A。
1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、产品不同，分离提纯的方法一般不同。
（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。
（2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。
本题主要考查的是发酵工程的操作环节以及应用的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
5.【答案】C
【解析】解：A、体外培养心肌细胞所需的合成培养基中通常需要添加血清等一些天然成分，以补充对未知成分的需要，A正确；
B、为便于细胞计数，可用胰蛋白酶处理H细胞，使其分散成单个细胞，B正确；
C、由图示曲线可知，与对照组相比，敲除T基因的H细胞分裂能力减弱，C错误；
D、由C选项信息可知，T基因的表达产物能促进H细胞分裂，因此提高T基因表达可能促进心脏损伤修复，D正确。
故选：C。
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、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；③定期更换培养液，以清除代谢废物。
（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（细胞代谢必需的）和5%的CO2（CO2的作用是维持培养液的pH）。
本题考查动物细胞培养的过程和条件，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。
6.【答案】C
【解析】解：A、使用蛋白酶水解可以得到各种氨基酸，而不是氨基酸之间的替换，A错误；
B、任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去，如果对mRNA直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的，B错误；
C、蛋白质工程的操作思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 （基因），然后还要合成或改造DNA、构建基因表达载体，即按照基因工程的操作，最后获得所需要的目的蛋白质，C正确；
D、改造后的橙色荧光蛋白基因必须与载体构建形成重组载体才能注入大肠杆菌获得转基因菌株，如果直接导入基因，基因在受体细胞里容易被降解不能稳定遗传，D错误。
故选：C。
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。
本题考查蛋白质工程的相关知识，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。
7.【答案】C
【解析】解：A、过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割，使其形成相同的末端便于拼接成环状DNA，A正确；
B、过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键，B正确；
C、过程③PCR体系需要添加DNA聚合酶，不需要解旋酶，通过高温使其变性解旋，C错误；
D、该技术可检测T-DNA整合到植物染色体DNA的位置，D正确。
故选：C。
1、PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
本题主要的的是基因工程的操作以及DN片段的扩增的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
8.【答案】D
【解析】解：A、为避免杂菌污染干扰，对需要使用得的培养皿进行干热灭菌，A正确；
B、花生子叶薄片经苏丹Ⅲ染色后，用酒精漂洗后（洗去浮色），可镜检脂肪颗粒，B正确；
C、肝脏细胞中含有过氧化氢酶，因此研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液，可探究过氧化氢酶的活性，C正确；
D、在2mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最高，有利于DNA溶解，应在含DNA的滤液中加入0.14mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA，D错误。
故选：D。
1、观察花生种子中的脂肪滴时，确实用到了苏丹Ⅲ染液；
2、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；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
掌握该考点需要熟记实验原理、流程、试剂的作用以及实验过程中的注意事项。
9.【答案】B
【解析】解：A、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还含少量的糖类，A错误；
B、核糖体的组成成分是蛋白质和核糖核酸，是蛋白质合成场所，B正确；
C、染色体主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，C错误；
D、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的，无纤维素，D错误。
故选：B。
细胞膜的主要组成成分的蛋白质和磷脂，其次还含有少量糖类；染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；核糖体由RNA和蛋白质组成；细胞骨架的成分是蛋白质。
本题比较基础，考查细胞结构的相关知识，要求考生识记细胞膜、染色体、核糖体和细胞骨架的主要成分，能运用所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查。
10.【答案】B
【解析】解：A、Ca2+通过Ca2+通道蛋白且顺浓度梯度进入细胞，该运输方式属于协助扩散，A正确；
B、Ca2+通道蛋白能将细胞外的Ca2+运入细胞内，会引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高，若Ca2+通道蛋白表达量上调，细胞膜上的Ca2+通道蛋白数量增多，细胞内Ca2+增多，会导致高血压，B错误；
C、通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，因此，Ca2+通过Ca2+通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，C正确；
D、由题干可知，Ca2+与血压的维持有关，因此，细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用，D正确。
故选：B。
1、协助扩散：借助转运蛋白的扩散方式。（红细胞吸收葡萄糖）。
2、主动运输：逆浓度梯度的运输。消耗能量，需要有载体蛋白。（小分子有机物、离子）。
本题主要考查的是物质跨膜运输的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
11.【答案】C
【解析】解：A、由题干信息：海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M可知，海芋属植物花序细胞线粒体DNA含有酶M的基因，花序细胞和叶肉细胞都由同一个受精卵发育而来，遗传物质相同，所以海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因，A正确；
B、由题干信息可知，酶M参与有氧呼吸第三阶段，该阶段需要O2参与，B正确；
C、由题干信息可知：酶M将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，所以细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而减少，C错误；
D、由题干信息：细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉可知，海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉，D正确。
故选：C。
细胞进行有氧呼吸时，可在细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）中产生ATP，有氧呼吸的三个阶段均可产生能量，其中大部分都转化为热能。
本题考查了细胞呼吸的相关知识，掌握呼吸作用的基本过程是解题的关键。
12.【答案】D
【解析】解：A、由图可知，净光合速率随光照强度增加而升高，光照强度在 0～500 μmol m-2 s-1范围内，净光合速率上升最快，A正确；
B、光照强度在 0～500 μmol m-2 s-1范围内，净光合速率上升最快，光照强度直接影响光合作用的光反应过程，从而产生更多的ATP和[H]，推动整个光合作用过程更快进行，B正确；
C、当光照强度低于2000μmol m-2 s-1时，随气孔导度继续增加，净光合速率提高，C正确；
D、当光照强度超过2000μmol m-2 s-1，随气孔导度继续增加，随气孔导度继续增加增加缓慢，此时限制净光合速率上升的主要因素是叶绿体内光合色素的量和光合相关酶的有限，D错误。
故选：D。
植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量
本题主要考查的是影响植物光合作用的因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
13.【答案】B
【解析】解：A、由题干信息“将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子”，说明多能干细胞分化程度低于PGCLCs,A错误；
B、多能干细胞经诱导可进行定向分化，如大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs），B正确；
C、PGCLCs分化为精子不能体现了细胞的全能性，C错误；
D、多能干细胞内的只有某些特定基因活跃表达，D错误。
故选：B。
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。
本题考查干细胞的概念和种类，要求考生识记相关知识，意在考查考生的理解和运用能力，难度适中。
14.【答案】C
【解析】解：A、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，降低E酶的表达，E酶含量减少，会阻碍DNA损伤修复，A正确；
B、由题意“E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老”可知，缺少E酶（敲除编码E酶基因）或E酶活性降低，DNA损伤无法修复，从而引起小鼠衰老，因此DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加而导致个体衰老，B正确；
C、衰老细胞内DNA损伤增多，会影响与细胞呼吸有关的酶基因的表达，导致相应酶的含量减少，从而导致呼吸速率减慢，C错误；
D、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，增强E酶功能的药物可以缓解细胞的衰老，故增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老，D正确。
故选：C。
衰老细胞的特征：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；有些酶的活性降低；呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
本题考查细胞衰老的相关知识，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。
15.【答案】C
【解析】解：A、图a中已经形成四个细胞，说明减数分裂已经结束，每个细胞中都不含同源染色体，A正确；
B、图b细胞处于减数第一次分裂中期，此时细胞中所含染色体数目与体细胞相同，即24条，B正确；
C、图c细胞处于减数第二次分裂前期，此时着丝粒还未分裂，C错误；
D、图d细胞处于减数第一次分裂前期，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间可以发生交叉互换，D正确。
故选：C。
分析题图：a中已经形成四个细胞，表示减数分裂已经结束；b中同源染色体成对的排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期；c中每一侧有12条染色体，且染色体分布散乱，应该处于减数第二次分裂前期；d中同源染色体联会，处于减数第一次分裂前期。
本题结合图解，考查细胞的减数分裂，要求考生识记细胞减数分裂不同时期的特点，掌握减数分裂过程中染色体形态和数目变化规律，能结合所学的知识准确答题。
16.【答案】氮 90mL无菌水 平板划线法或稀释涂布平板 菜粕 青枯菌 抑菌圈直径/菌落直径 施用菜粕有机肥 施用菜粕有机肥 RC14能充分利用菜粕有机肥，分泌的某种的物质可抑制青枯菌繁殖
【解析】解：（1）菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥，可为微生物提供充足的碳源和氮源，从而可促进抑菌微生物的繁殖。
（2）①筛选适于在菜粕上生长且能抑制青枯菌的菌株，可称取10克番茄根际土壤置于装有90mL无菌水的锥形瓶中，制成稀释10倍的土壤稀释液，用平板划线法或稀释涂布平板法接种于若干个含菜粕的固体培养基，30℃培养2～4天。
②将上述培养基上生长的所有单菌落接种到同一个固体培养基上，培养24h后，在培养基表面均匀喷洒青枯菌悬液，30℃培养48h后对出现抑菌圈的菌落进行测量，计算每个菌落的抑菌圈直径与菌落直径的比值以表示其抑菌能力，最终筛选出菌株RC14。
（3）检测在施用不同肥料条件下菌株RC14对番茄青枯病的防治效果，实验的自变量为肥料的不同，表格中1、3的不同在于常规化肥中是否含有RC14，推测2、4的不同是菜粕有机肥中是否含有RC14，表中A处应为菜粕有机肥，综合上述研究及表中信息，推测第4组发病率最低的原因RC14能充分利用菜粕有机肥，其分泌的某种物质能有效抑制青枯菌的繁殖。
故答案为：
（1）氮源
（2）90mL无菌水 平板划线法或稀释涂布平板 菜粕 青枯菌 抑菌圈直径/菌落直径
（3）施用菜粕有机肥 RC14能充分利用菜粕有机肥，分泌的某种的物质可抑制青枯菌繁殖
菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥，氨基酸的组成元素包括C、H、O、N等，筛选适于在菜粕上生长的菌株，可用含有菜粕的选择培养基。
本题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。
17.【答案】纤维素酶和果胶 B、C、A 聚乙二醇 细胞壁 愈伤 再分化 解离 漂洗 有丝分裂中 1、3、5、6 棉花各部位腺体的数量
【解析】解：（1）要想获得原生质体，可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。
（2）由图1分析可知，未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中B、C、A。
（3）诱导紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体融合，可采用聚乙二醇处理。形成的融合细胞经过细胞壁再生，成为完整细胞，然后通过分裂和脱分化形成愈伤组织，最后经过再分化形成完整的再生植株。
（4）要想分析再生植株的染色体变异类型，需要确定染色的形态和体数目情况，可选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗后用碱性染料染色并制片，显微镜下对有丝分裂中期的细胞进行观察。
（5）由图2分析可知，再生植株1～6中确定为杂种植株的是1、3、5、6。
（6）由题干信息“棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中”可知，筛选低酚的杂种植物，可通过观察棉花各部位腺体的数量确定。
故答案为：
（1）纤维素酶和果胶
（2）B、C、A
（3）聚乙二醇 细胞壁 愈伤 再分化
（4）解离 漂洗 有丝分裂中
（5）1、3、5、6
（6）棉花各部位腺体的数量
题图分析：图1为流式细胞仪测定三种原生质体细胞的DNA含量，A大部分细胞DNA含量为100%；B大部分细胞DNA含量为50%；C大部分细胞DNA含量小于50%。由于野生棉（2n=2X=26），陆地棉（2n=4X=52），则判断A表示陆地棉细胞的检测结果，B表示未经处理的野生棉；由于紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体，使DNA不能复制，因此C表示紫外线处理后的野生棉。
图2是用该引物对双亲及再生植株1～6进行PCR扩增的结果，由于陆地棉和野生棉都为纯合子，其中的2和4与陆地棉相同，1和3比陆地棉多一条带，为杂合子；5和6比陆地棉多了野生棉的两条带，也为杂合子。
本题结合图解，考查植物体细胞杂交的相关知识，综合考查了植物细胞工程、细胞分裂装片的制作观察、PCR 图谱的识别等相关内容，同时也考查了考生确判断图中各过程的名称及采用的方法；能分析题文和题图，从中提取有效信息答题，属于考纲识记和理解层次的考查。
18.【答案】a、d EcoRI、MfeI DNA连接酶 显微注射 基因重组 血清 打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位的受体细胞内，TK基因表达导致其在含有物质G的培养基上无法存活，只有整合到受体细胞基因组DNA正确位置的受体细胞才能在含有物质G的培养基中存活并增殖
【解析】解：（1）①DNA聚合酶只能从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸，因此限制酶PstⅠ识别序列应该添加在引物的5’端，同时引物只能与模板的模板链的3’端结合，引物与模板链是反向平行的关系，引物d右侧是5‘端，该端连有限制酶PstⅠ识别序列，左侧是3’端，从3‘端向左延伸DNA链可进行R基因上面一条链的PCR扩增，同理引物a左侧是5’端，该端连有限制酶PstⅠ识别列，右侧是3‘端，从3’端向右延伸可进行另一条链的扩增，所以应该选择引物a和d。
②由图可知，R基因内部有Hind、EcoR I和BamH I的识别位点，neo基因两侧具有MfeⅠ和Kpn I的识别序列，切割neo基因只能在这两种限制酶之间选择，根据表中各种限制酶识别序列可知，只有MfeⅠ与EcoRⅠ切割得到的黏性末端相同，都为AATT-3’，因此可用EcoR I切割R基因，用Mfe I切割neo基因，得到相同黏性末端之后再用DNA连接酶将其连接，即可将neo基因插入到R基因中，完成打靶载体构建。
③将目的基因导入受体细胞时，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射法。将打靶载体导入受体细胞后，打靶载体上的插入neo的R基因与受体细胞基因组中的R基因发生基因重组（类似于同源染色体之间互换），从而实现基因之间的替换。
（2）培养动物细胞时，通常需加入血清等一些天然成分，细胞才能正常生长。该培养基中还含有物质G，若打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，导致TK基因表达，则该细胞在含有物质G的培养基上无法存活，只有整合到受体细胞基因组DNA的正确位置的细胞能存活并增殖，因此含有血清和物质G的这种培养基可以成功筛选出敲除了R基因的受体细胞。
（3）由图2可知，视蛋白与顺式视黄醇结合生成视紫红质，视紫红质在光下分解为视蛋白和全反式视黄醇，进一步激活视觉信号产生视觉，同时全反式视黄醇可在多种酶和R蛋白作用下转化为顺式视黄醇。由图3可知，在光照条件下，R基因敲除小鼠的顺式视黄醇含量低于野生型小鼠，且视紫红质含量也少于野生型小鼠，推测是由于R基因敲除小鼠体内缺少R基因导致无法表达R蛋白，由于全反式视黄醇转变为顺式视黄醇需要R蛋白参与，R蛋白无法形成，则会导致全反式视黄醇转变为顺式视黄醇受阻，因此R基因敲除小鼠的顺式视黄醇含量减少，视紫红质也随之减少，同时也可以推出，R基因敲除小鼠的全反式视黄醇积累，从而含量高于野生型小鼠，可表示为下图：
故答案为：
（1）a、d EcoRI、MfeI （顺序不可颠倒） DNA连接酶 显微注射 基因重组
（2）血清 打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位的受体细胞内，TK基因表达导致其在含有物质G的培养基上无法存活，只有整合到受体细胞基因组DNA正确位置的受体细胞才能在含有物质G的培养基中存活并增殖
（3）
引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，其作用是使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸。选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则：不能破坏目的基因、不能破坏所有的抗性基因（至少保留一个）、最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因，防止目的基因和质粒反向连接，同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。
本题考查了基因工程的相关知识，掌握基因工程的基本过程是解题的关键
19.【答案】叶绿体基质 C3 光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率，黑暗下，Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用 提高R酶活性而非含量 R酶催化的化学反应速率（或“单位时间内底物的消耗量”、“单位时间产物的生成量”） B大于A，CD无明显差异 M3蛋白在叶绿体膜上的含量（或转运活性是否受光暗周期的调控或M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响）
【解析】解：（1）光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质进行，包括CO2的固定（即CO2与RuBP结合生成2分子C3）和C3的还原。因此R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在叶绿体基质中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3。
（2）①分析图1可以看出，光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率；黑暗下，Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用。
②分析图2，两组水稻叶片R酶的含量几乎相等，推测Mg2+通过提高R酶活性而非含量来提高R酶催化的化学反应速率。
③若要验证上述推测，可从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定R 酶催化的化学反应速率（或“单位时间内底物的消耗量”、“单位时间产物的生成量”），若两组结果相同，则支持了上述推测。
（3）分析实验Ⅰ和Ⅱ，将卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗，检测每个卵母细胞内的25Mg2+含量，若B大于A，则说明M3蛋白能将Mg2+转运进入卵母细胞；分析实验Ⅲ和Ⅳ，将卵母细胞置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间，检测外部溶液25Mg2+含量，若CD无明显差异，则说明M3蛋白不能将Mg2+转运出卵母细胞。所以若结果为B大于A，CD无明显差异，则说明M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。
（4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，可对M3蛋白在叶绿体膜上的含量（或转运活性是否受光暗周期的调控或M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响）进一步探究。
故答案为：
（1）叶绿体基质 C3
（2）①光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率，黑暗下，Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用
②提高R酶活性而非含量
③R酶催化的化学反应速率（或“单位时间内底物的消耗量”、“单位时间产物的生成量”）
（3）B大于A，CD无明显差异
（4）M3蛋白在叶绿体膜上的含量（或“转运活性”是否受光暗周期的调控（或“M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响”）
光合作用的过程图解：
本题考查了光合作用的有关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
20.【答案】线粒体基质 【H】 生产者和分解者 BD 未标记的氨基酸（糖类、脂质） 13C的比例 柠檬酸合酶 CO2浓度高低 将逆向TCA循环中的关键酶基因导入大肠杆菌等工程菌中，利用CO2合成有机物，生产工业原料、饲料、食品等。（或“培养细菌H控制温度、CO2气体浓度等条件，通过发酵工程获得相关产物
【解析】解：（1）对照图中细菌H的逆向TCA循环，推知丙酮酸在真核细胞的线粒体基质中经TCA循环被分解成CO2和【H】，产生的【H】参与有氧呼吸第三阶段，生成水同时释放大量能量。
（2）据文中信息：环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料，细菌H属于生态系统中的分解者；据文中信息：在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源并最终会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸，细菌H属于生态系统中的生产者，所以细菌H属于生态系统组成成分中的生产者和分解者，关于细菌H及逆向TCA循环的叙述中：
A．细菌H没有线粒体，但有相关的酶，因此能进行TCA循环，A错误；
B．由文中信息：细菌H可从氢气与硫的反应中获取能量可知，细菌H体内逆向TCA循环中物质合成的能量来源于氢气与硫的反应，B正确；
C．由文中信息：细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环，而丙酮酸会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸可知，逆向TCA循环中一些关键酶催化乙酰辅酶A合成，不会导致柠檬酸积累，C错误；
D．地球最初的生活环境可能有机物不足，CO2供应充足的生活环境，所以地球上最初的微生物可能类似细菌H具有逆向TCA循环的能力，D正确；
E．由文中信息：在能量及ATP参与下通过逆向TCA循环将CO2等物质合成氨基酸、糖类和脂质分子可知，逆向TCA循环不产生ATP，E错误。
故选：BD。
（3）由文中信息：如果环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料、在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源并最终会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸可知，为研究逆向TCA循环过程，科研人员为细菌H供给不同比例的未标记的氨基酸（糖类、脂质）和13C标记的CO2，通过检测产物中13C的比例，进而明确细菌使用何种碳源。
（4）文中信息：在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源，细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环、如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻可知，文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是柠檬酸合酶，该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是CO2浓度高低。
（5）若将逆向TCA循环应用于微生物工业生产，提出可能的方法将逆向TCA循环中的关键酶基因导入大肠杆菌等工程菌中，利用CO2合成有机物，生产工业原料、饲料、食品等。（或“培养细菌H控制温度、CO2气体浓度等条件，通过发酵工程获得相关产物。
故答案为：
（1）线粒体基质[H]
（2）生产者、分解者 BD
（3）未标记的氨基酸（糖类、脂质） 13C的比例
（4）柠檬酸合酶 CO2浓度高低
（5）将逆向TCA循环中的关键酶基因导入大肠杆菌等工程菌中，利用CO2合成有机物，生产工业原料、饲料、食品等。（或“培养细菌H控制温度、CO2气体浓度等条件，通过发酵工程获得相关产物。”）
由文中信息可知：在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源，细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环可知，文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是柠檬酸合酶，如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻。所以该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是CO2浓度高低。
本题考查了呼吸作用的相关知识，掌握有氧呼吸的基本过程是解题的关键。
21.【答案】有核膜包被的细胞核 具有繁殖速度较快、遗传背景清晰、基因工程操作技术成熟 竞争 信号分子 蛋白B基因与E酶基因的结合 E酶 内质网 激活Y蛋白进入细胞核与启动子结合 a d 酵母菌K密度低时，IP信号弱，E酶催化产生物质S，满足生存需要，菌体数量上升。酵母菌K密度增长到临界浓度后，通过正反馈调节快速提升IP含量，促进IAA合成酶基因表达，IAA合成增加，引发更多E酶降解，使物质P更多用于法尼烯合成
【解析】解：（1）大肠杆菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，二者最显著的结构特点是酵母菌具有核膜包被的细胞核。酵母菌具有繁殖速度较快、遗传背景清晰、基因工程操作技术成熟等优点，因此作为基因工程菌。
（2）由图可知，E酶与F酶的底物均为物质P，二者形成竞争关系。
（3）由题意可知，在酵母菌I中，IAA刺激后可引发受体与外源的蛋白B结合，说明IAA作为信号分子发挥作用。IAA与受体结合后，最终导致将与蛋白B所融合的E酶降解，使物质P更多用于合成法尼烯，说明导入的基因还有蛋白B基因与E酶基因的结合代替了原有的E酶基因，从而不能正常合成E酶，导致物质P更多用于合成法尼烯。
（4）①由图可知，IP进入细胞后，与内质网上的IP受体结合，从而激活Y蛋白，Y蛋白启动子结合，促进目标基因1和目标基因2的表达。
②由（3）可知，IAA作为信号分子，可调控蛋白B所融合的E酶降解，由图可知，A酶可催化前体物质转化为IP，所以，实现在酵母菌K中通过IP动态调控E酶的降解，在改造酵母菌K的过程中，应将酵母菌I中IAA合成酶基因的启动子替换为图2中的启动子。同时图2中目标基因之一选用A酶基因方可实现IP调节过程的正反馈。
（5）由图可知，酵母菌K产生的法尼烯产量最多，随时间的推移，酵母菌K的数量相对量先增加，后趋于稳定，介于酵母菌Q与酵母菌I之间，结合题意分析可知，酵母菌K法尼烯产量最优的原因可能是酵母菌K密度低时，IP信号弱，E酶催化产生物质S，满足生存需要，菌体数量上升。酵母菌K密度增长到临界浓度后，通过正反馈调节快速提升IP含量，促进IAA合成酶基因表达，IAA合成增加，引发更多E酶降解，使物质P更多用于法尼烯合成。
故答案为：
（1）有核膜包被的细胞核 具有繁殖速度较快、遗传背景清晰、基因工程操作技术成熟
（2）竞争
（3）信号分子 蛋白B基因与E酶基因的结合 E酶
（4）内质网 激活Y蛋白进入细胞核与启动子结合 a d
（5）酵母菌K密度低时，IP信号弱，E酶催化产生物质S，满足生存需要，菌体数量上升。酵母菌K密度增长到临界浓度后，通过正反馈调节快速提升IP含量，促进IAA合成酶基因表达，IAA合成增加，引发更多E酶降解，使物质P更多用于法尼烯合成
由图1可知，E酶与F酶的底物均为物质P，二者形成竞争关系。
由图2 可知，前体物质在A酶的催化下形成IP，IP进入细胞后，与内质网上的IP受体结合，从而激活Y蛋白，Y蛋白启动子结合，促进目标基因1和目标基因2的表达。
本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能正确分析题图，从中提取有效信息准确答题。
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一、选择题（本大题共15小题，共30分）
1. 某工厂使用两种方案将柑橘发酵制成果醋，方案1所产果醋的多酚、蛋白质等含量高于方案2，而方案2的发酵速度快于方案1。下列相关分析不正确的是（ ）
A. 醋酸菌将乙醇氧化为醋酸比将葡萄糖氧化为醋酸的速度快
B. 两种柑橘果醋成分差异可能是方案2中酵母菌进行酒精发酵导致
C. 方案2调糖的目的是为酒精发酵增加碳源
D. 两种方案均需一直保持在有氧环境下进行
2. 利用动物细胞融合方法，以SARS病毒刺突蛋白作为抗原制备出单克隆抗体（抗体D）。如图为使用不同抗体抑制病毒感染细胞的检测结果。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 对照抗体应不与SARS病毒特异性结合
B. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内，可获得大量抗体D
C. 检测抗体效果时需将SARS病毒与细胞混合一段时间后再加入抗体
D. 抗体D需达到一定浓度才有明显抑制效果
3. 我国科学家从“优秀奶牛”的耳缘部位取体细胞，通过核移植技术获得首例体细胞克隆“优秀奶牛”。下列相关分析正确的是（ ）
A. 体外培养的卵母细胞需发育为完全成熟的卵细胞后再进行核移植
B. 用电刺激激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
C. 对受体奶牛进行免疫检查以防止其与重构胚产生免疫排斥
D. 体细胞克隆所得“优秀奶牛”的遗传物质全部来自供体细胞
4. 某工厂采用如图所示的发酵罐工业生产啤酒，下列相关操作叙述正确的是（ ）
A. pH检测装置可监测发酵液pH以便适时调整
B. 发酵过程中需从空气入口不断通入无菌空气
C. 发酵中搅拌的主要目的是降低发酵温度
D. 发酵罐消毒后即可接种菌株进行酒精发酵
5. 敲除大鼠心肌细胞H的T基因，对照组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长，检测两组细胞的数量变化，结果如图所示。下列相关叙述不合理的是（ ）
A. 体外培养H细胞需要添加动物血清
B. 可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数
C. 敲除T基因的H细胞失去了分裂能力
D. 提高T基因表达可能促进心脏损伤修复
6. 研究者计划将绿色荧光蛋白第203位的苏氨酸替换为酪氨酸，以获得橙色荧光蛋白。下列方案可行的是（ ）
A. 使用蛋白酶水解第203位氨基酸前后的肽键实现氨基酸替换
B. 在mRNA中直接替换第609～611位三个碱基
C. 根据新的氨基酸序列推测并合成相应的DNA序列
D. 将改造后的橙色荧光蛋白基因直接注入大肠杆菌获得转基因菌株
7. 反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列（图中L、R）进行扩增的技术，其过程如图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割
B. 过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键
C. 过程③PCR体系需要添加DNA聚合酶和解旋酶
D. 该技术可检测T-DNA整合到植物染色体DNA的位置
8. 下列高中生物学实验操作无法达成其目的的是（ ）
A. 对玻璃培养皿进行干热灭菌，以制备固体培养基
B. 花生子叶薄片经苏丹Ⅲ染液染色后用酒精漂洗，观察细胞中的脂肪滴（颗粒）
C. 研磨肝脏以破碎细胞获取粗提液，探究过氧化氢酶的活性
D. 在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
9. 下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是（ ）
选项 细胞结构 主要成分 功能
A 细胞膜 蛋白质、糖类 控制物质进出
B 核糖体 蛋白质、核糖核酸 合成蛋白质
C 染色体 核糖核酸、蛋白质 遗传信息的载体
D 细胞骨架 蛋白质、纤维素 锚定各种细胞器
A. A B. B C. C D. D
10. 血管壁平滑肌细胞膜上存在Ca2+通道蛋白，Ca2+由此顺浓度梯度进入细胞，与相应蛋白结合后，引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高。下列叙述不正确的是（ ）
A. Ca2+进入血管壁平滑肌细胞属于协助扩散
B. Ca2+通道蛋白表达量上调，会导致低血压
C. Ca2+通过Ca2+通道蛋白时无需与其结合
D. 细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用
11. 海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M，其能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，引发其表面温度升高，使细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉。下列叙述不正确的是（ ）
A. 海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因
B. 酶M参与的细胞呼吸阶段需要O2参与
C. 细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而增多
D. 海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉
12. 研究者在温度、湿度适宜，CO2气体充足供给的实验条件下，测定了杨树在不同光照强度下的净光合速率和气孔开放程度，实验结果如图所示。下列相关分析不正确的是（ ）
A. 光照强度在0～500μmol m-2 s-1，净光合速率上升最快
B. 光照强度在0～500μmol m-2 s-1，净光合速率上升主要由光照强度增加所致
C. 气孔开放程度增大可能有助于净光合速率提高
D. 当光照强度超过2000μmol m-2 s-1，限制净光合速率上升的主要原因是CO2吸收不足
13. 科学家将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子，并得到健康的后代。下列叙述正确的是（ ）
A. 多能干细胞分化程度高于PGCLCs B. 多能干细胞经诱导可发生定向分化
C. PGCLCs分化为精子体现了细胞的全能性 D. 多能干细胞内的所有基因都在活跃表达
14. E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老。下列叙述不正确的是（ ）
A. 降低E酶的表达会阻碍DNA损伤修复 B. DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加
C. 衰老细胞内DNA损伤增多。呼吸速率加快 D. 增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老
15. 如图为二倍体水稻（2n=24）花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 图a中每个细胞均不含同源染色体
B. 图b细胞含有24条染色体
C. 图c中每个细胞着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
D. 图d细胞可发生染色体片段的交换
二、非选择题（70分）
16. 青枯病由青枯菌（一种细菌）引发，严重危害番茄生长。菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥。研究者希望筛选出能充分利用菜粕有机肥抑制青枯菌的菌株。
（1）菜粕有机肥含有大量的营养物质，可为微生物提供充足的碳源和 ______ 源，从而可促进抑菌微生物的繁殖。
（2）为筛选适于在菜粕上生长且能抑制青枯菌的菌株，研究者进行了下列实验。
①称取10克番茄根际土壤置于装有 ______ 的锥形瓶，制成稀释10倍的土壤稀释液，用 ______ 法接种于若干个含 ______ 的固体培养基，30℃培养2～4天。
②将上述培养基上生长的所有单菌落接种到同一个固体培养基上，培养24h后，在培养基表面均匀喷洒 ______ 悬液，30℃培养48h后对出现抑菌圈的菌落进行测量，计算每个菌落的 ______ 以表示其抑菌能力，最终筛选出菌株RC14。
（3）为检测在施用不同肥料条件下菌株RC14对番茄青枯病的防治效果，研究者将盆栽番茄接种青枯菌7天后进行如下处理，45天后测定发病率。结果如表所示。
组别 处理 发病率（%）
1 施用常规化肥 72.5
2 A ______ 62.5
3 施用含菌株RC14的常规化肥 56.5
4 施用含菌株RC14的菜粕有机肥 17.5
表中A处应为 ______ ，综合上述研究及表中信息推测第4组发病率最低的原因 ______ 。
17. 常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。
（1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用 ______ 酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。
（2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中 ______ （选填图1中字母）。
（3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂 ______ 诱导融合，形成的融合细胞经过 ______ 再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成 ______ 组织，经过 ______ 形成完整的再生植株。
（4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行 ______ 、 ______ 后用碱性染料染色并制片，显微镜下对 ______ 期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。
（5）用特异性引物对陆地棉和野生棉基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1～6进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有 ______ 。
（6）对杂种植株可通过观察 ______ ，筛选出低酚的杂种植物。
18. 视网膜感光细胞中的R蛋白由R基因编码，在视觉形成过程中有重要作用。为研究R蛋白的功能，科研人员利用基因工程获得R基因敲除的小鼠，并进行了相关实验。
（1）科研人员利用打靶载体敲除小鼠R基因，载体构建及R基因敲除过程如图1所示。
①为构建能够敲除R基因的打靶载体，需先设计引物，通过PCR技术扩增R基因。在引物上添加PstI限制酶识别序列，据图1应选择的引物是 ______ （选填图1中的a,b,c或d）。将得到的PCR产物酶切后连入打靶空载体，鉴定正确后进行后续实验。
②为将抗生素抗性基因neo（抵抗抗生素C418）从原有载体中切下以插入到R基因中，据图1及下表中限制酶识别位点序列信息，应选择限制酶 ______ 分别对R基因和neo基因进行酶切，并用 ______ 连接，完成打靶载体构建。
限制酶 KpnⅠ MfeⅠ HindⅢ EcoRⅠ BamHⅠ
识别序列及切割位点 5'-GGTAC↓C-3'
3'-C↑CATCG-5' 5'-C↓AATTG-3'
3'-GTTAA↑C-5' 5'-A↓AGCTT-3'
3'-TTCGA↑A-5' 5'-G↓AATTC-3'
3'-CTTAA↑G-5' 5'-G↓GATCC-3'
3'-CCTAG↑G-5'
③将构建好的打靶载体通过 ______ 法导入小鼠受体细胞中。据图1，受体细胞基因组中的R基因通过 ______ 被替换为打靶载体上插入neo的R基因片段。未整合到基因组的外源DNA会被降解。
（2）打靶载体也可能整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，引发TK基因表达，使细胞在加入物质G的培养基上无法存活。在选择培养基中除有动物细胞培养的必需成分外，还需加入 ______ 和物质G，可筛选出成功敲除R基因的受体细胞，其原因是 ______ 。
（3）图2为小鼠视觉形成的部分机理简图，研究发现R蛋白通过图中所示方式参与小鼠视觉形成。
科研人员基于上述方法获得了R基因敲除的纯合小鼠，将野生型小鼠和R基因敲除小鼠都平均分成两组，一组在黑暗中饲养12h,另一组在光照下饲养12h；测定小鼠眼睛中各物质含量，结果如图3所示。
据图2机理，预测并在答题纸中画出图3中在光照条件下两种小鼠全反式视黄醛的含量。
19. 镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg2+调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。
（1）R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在 ______ 中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子 ______ 。
（2）科研人员将水稻幼苗分为两组，分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后，进行光暗交替处理，检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率，结果如图1所示。
①图1实验结果说明 ______ 。
②科研人员检测两组水稻叶片R酶的含量，结果如图2。据上述结果推测，Mg2+通过 ______ 提高R酶催化的化学反应速率。
③从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定 ______ ，若两组结果相同，则支持了上述推测。
（3）进一步研究发现，叶绿体中Mg2+的浓度受光暗周期的调控，推测叶绿体膜上的M3蛋白与Mg2+的转运有关。
为探究M3蛋白的转运功能，科研人员以无M3的非洲爪蟾卵母细胞为对照组，在此细胞中转入编码M3的基因，使M3蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜，以此细胞为实验组。实验设计及结果如表所示。
组别 实验材料 实验操作 检测指标 数值
Ⅰ 对照组 卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗 每个卵母细胞内的25Mg2+含量 A
Ⅱ 实验组 B
Ⅲ 对照组 置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间 外部溶液25Mg2+含量 C
Ⅳ 实验组 D
结果表明，M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为 ______ （用A、B、C、D表示）。
（4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，对M3蛋白提出需要进一步探究的关键问题是 ______ 。
20. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
逆向TCA循环
在绝大部分生物体内，三羧酸循环（TCA循环）是能量代谢的主要途径，其不仅为生命活动提供能量，而且是联系糖类、脂质、蛋白质三大营养物质代谢和转化的枢纽。糖类等物质分解生成的丙酮酸在一些列酶的作用下生成乙酰辅酶A，进入TCA循环。TCA循环首先由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经过脱氢等复杂过程，最终生成CO2、少量ATP等物质，释放少量能量，并且重新生成草酰乙酸的循环反应过程。但在某些细菌体内这一过程可以反向进行，即逆向TCA循环，其过程如下图所示，在能量及ATP参与下通过逆向TCA循环将CO2等物质合成氨基酸、糖类和脂质分子。
研究发现细菌H生存所用的资源取决于环境。如果环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料。生活在深海热液喷口的细菌H可从氢气与硫的反应中获取能量。深海热液喷口能够释放大量CO2，细菌H可以特殊的方式调控一些关键酶的水平，因而在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源。细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环，而丙酮酸会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸（如图所示）。通过这种方式，环境中高浓度的CO2推动循环向CO2转化为乙酰辅酶A的方向进行，从而产生逆向TCA循环。如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻。因此，只要环境条件许可，细胞可持续利用高水平的CO2。
研究还发现细菌H不是唯一能够进行逆向TCA循环的细菌，逆向TCA循环可能在富含CO2的原始大气环境中发挥着固定CO2的作用。此项研究展示了万物之源的微生物如何在曾经充满CO2的地球大气之下维持生存，为物种起源提供了新的线索。
（1）对照图中细菌H的逆向TCA循环，推知丙酮酸在真核细胞的 ______ 中经TCA循环被分解，产生的 ______ 参与有氧呼吸第三阶段。
（2）据文中信息，细菌H属于生态系统组成成分中的 ______ ，下列关于细菌H及逆向TCA循环的叙述中，合理的是 ______ （选填下列选项字母）。
A.细菌H没有线粒体，因此不能进行TCA循环
B.细菌H体内逆向TCA循环中物质合成的能量来源于氢气与硫的反应
C.逆向TCA循环中一些关键酶催化乙酰辅酶A合成，导致柠檬酸积累
D.地球上最初的微生物可能类似细菌H具有逆向TCA循环的能力
E.逆向TCA循环所产生的用于各种生命活动的ATP多于TCA循环
（3）为研究逆向TCA循环过程，科研人员为细菌H供给不同比例的 ______ 和13C（一种稳定同位素）标记的CO2，通过检测产物中 ______ ，进而明确细菌使用何种碳源。
（4）文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是 ______ ，该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是 ______ 。
（5）若将逆向TCA循环应用于微生物工业生产，提出可能的方法 ______ 。
21. 法尼烯是某些植物合成的脂溶性物质，可抵御虫害，在医药、化妆品及能源方面具有重要用途。植物合成的法尼烯量很少，难以提取，科研人员尝试利用基因工程技术改造酵母菌以实现大量生产法尼烯。
（1）与大肠杆菌相比，酵母细胞最显著的结构特点是 ______ 。酵母菌具有大肠杆菌的 ______ 等优点，因而也常被改造为基因工程菌。
（2）科研人员将编码法尼烯合成酶（F酶）的基因导入酵母菌中，改造后的酵母菌Q可利用葡萄糖作为原料生产法尼烯，合成途径如图1所示。据图分析，F酶与酵母菌自身的E酶催化合成相应产物时需利用物质P，形成 ______ 关系，制约了法尼烯的产量。
（3）为解决上述问题，科研人员向酵母菌Q中导入生长素（IAA）合成酶基因、IAA受体基因等多个基因，获得酵母菌I。在酵母菌I中，自身持续合成的IAA作为 ______ ，与其受体结合，可引发受体与外源的蛋白B结合，进而将与蛋白B所融合的E酶降解，使物质P更多用于合成法尼烯。据此可知，对酵母菌1的基因改造还包括导入 ______ 基因以替换原有的 ______ 基因。
（4）发酵实验检测发现酵母菌1合成法尼烯的增量并不显著，推测由于酵母菌I增殖发育受到了抑制。因此科研人员将酵母菌I经系列改造得到酵母菌K，如图2所示。
①在酵母菌I中分别导入可合成IP（一种细胞分裂素）的A酶基因及IP受体基因。据图2分析，酵母菌K可合成IP并分泌至胞外，当酵母菌K密度增大使培养液中IP积累至临界浓度时，IP进入细胞，与 ______ 上的受体结合， ______ ，开启目标基因的表达。
②为实现在酵母菌K中通过IP动态调控E酶的降解，在改造酵母菌K的过程中，应将酵母菌I中 ______ 的启动子替换为图2中的启动子。同时图2中目标基因之一选用 ______ 以实现IP调节过程的正反馈。（以上两空均选填下列选项前的字母）
a.IAA合成酶基因
b.E酶基因
c.F酶基因
d.A酶基因
e.IP受体-E酶融合基因
f.IAA受体-F酶融合基因
（5）科研人员用不同酵母菌进行发酵实验，检测法尼烯产量及发酵过程中酵母菌的数量，结果如图3所示。
根据图3实验结果，结合上述研究，阐释酵母菌K法尼烯产量最优的原因是 ______ 。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、醋酸杆菌如果在糖原充足的情况下，可以直接将葡萄糖转化成醋酸；如果在缺少糖原的情况下，可以先将乙醇转化成乙醛，再将乙醛转化成醋酸，推测醋酸菌将乙醇氧化为醋酸比将葡萄糖氧化为醋酸的速度快，A正确；
B、与方案1相比，方案2中存在酒精发酵，两种柑橘果醋成分差异可能是方案2中酵母菌进行酒精发酵导致，B正确；
C、方案2调糖的目的是为酒精发酵增加碳源，能产生更多的乙醇，C正确；
D、方案2中存在酒精发酵，此阶段需要无氧环境，D错误。
故选：D。
1、果酒制备的菌种是酵母菌，最适温度在20℃左右最好，一般控制在18～25℃，属于兼性厌氧型细菌，发酵前期酵母菌先进性有氧呼吸，促进酵母菌的繁殖，后期进行无氧呼吸产生酒精。果酒制作的原理是酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
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、糖原都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。
本题考查果酒和果醋制作的相关知识，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。
2.【答案】C
【解析】解：A、由曲线可知，对照抗体随浓度升高，病毒的感染率始终为100%，说明对照抗体不与SARS病毒特异性结合，没有抑制病毒感染的作用，A正确；
B、将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内，一段时间后可从腹水中分离获得大量抗体D，B正确；
C、检测抗体效果时可将SARS病毒与加入抗体直接混合，C错误；
D、由曲线可知，抗体D浓度较低时，病毒感染率较高，需达到一定浓度才有明显抑制效果，D正确。
故选：C。
曲线分析：随着抗体D浓度升高，病毒的感染率逐渐降低，而对照抗体随浓度升高，病毒的感染率始终为100%。
本题考查了单克隆抗体制备的有关知识，该内容是动物细胞工程中的重点内容，考生要能够识记制备过程以及制备过程中的相关注意点。
3.【答案】B
【解析】解：A、体外培养的卵母细胞需发育到减数第二次分裂中期后去核，然后再进行核移植，A错误；
B、用电刺激激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，B正确；
C、受体子宫对外来胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此不需要对受体进行免疫检查，C错误；
D、体细胞克隆所得“优秀奶牛”的细胞核遗传物质来自供体细胞，而细胞质遗传物质来自卵母细胞，D错误。
故选：B。
1、动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。
2、胚胎移植的生理学基础：
①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
本题考查细胞核移植和胚胎移植技术，要求考生识记细胞核移植技术的具体过程；识记胚胎移植的生理学基础，能结合所学的知识准确答题。
4.【答案】A
【解析】解：A、生产啤酒过程中代谢产物会影响发酵液中的pH，通过检测发酵液中的pH来监测发酵进程，并便适时调节pH，保证发酵效率，A正确；
B、生产啤酒利用的是酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理，前期通无菌空气能使酵母菌大量繁殖，而酒精发酵过程需要严格的无氧环境，此时不需要从空气入口不断通入无菌空气，B错误；
C、发酵中搅拌的主要目的是使菌种与营养物质充分混合，C错误；
D、由于发酵工程用的菌种数量庞大，因此，发酵罐消毒后，在接种前需进行扩大培养，以获得足够多的菌种，D错误。
故选：A。
1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、产品不同，分离提纯的方法一般不同。
（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。
（2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。
本题主要考查的是发酵工程的操作环节以及应用的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
5.【答案】C
【解析】解：A、体外培养心肌细胞所需的合成培养基中通常需要添加血清等一些天然成分，以补充对未知成分的需要，A正确；
B、为便于细胞计数，可用胰蛋白酶处理H细胞，使其分散成单个细胞，B正确；
C、由图示曲线可知，与对照组相比，敲除T基因的H细胞分裂能力减弱，C错误；
D、由C选项信息可知，T基因的表达产物能促进H细胞分裂，因此提高T基因表达可能促进心脏损伤修复，D正确。
故选：C。
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、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；③定期更换培养液，以清除代谢废物。
（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（细胞代谢必需的）和5%的CO2（CO2的作用是维持培养液的pH）。
本题考查动物细胞培养的过程和条件，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。
6.【答案】C
【解析】解：A、使用蛋白酶水解可以得到各种氨基酸，而不是氨基酸之间的替换，A错误；
B、任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去，如果对mRNA直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的，B错误；
C、蛋白质工程的操作思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 （基因），然后还要合成或改造DNA、构建基因表达载体，即按照基因工程的操作，最后获得所需要的目的蛋白质，C正确；
D、改造后的橙色荧光蛋白基因必须与载体构建形成重组载体才能注入大肠杆菌获得转基因菌株，如果直接导入基因，基因在受体细胞里容易被降解不能稳定遗传，D错误。
故选：C。
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。
本题考查蛋白质工程的相关知识，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。
7.【答案】C
【解析】解：A、过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割，使其形成相同的末端便于拼接成环状DNA，A正确；
B、过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键，B正确；
C、过程③PCR体系需要添加DNA聚合酶，不需要解旋酶，通过高温使其变性解旋，C错误；
D、该技术可检测T-DNA整合到植物染色体DNA的位置，D正确。
故选：C。
1、PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
本题主要的的是基因工程的操作以及DN片段的扩增的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
8.【答案】D
【解析】解：A、为避免杂菌污染干扰，对需要使用得的培养皿进行干热灭菌，A正确；
B、花生子叶薄片经苏丹Ⅲ染色后，用酒精漂洗后（洗去浮色），可镜检脂肪颗粒，B正确；
C、肝脏细胞中含有过氧化氢酶，因此研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液，可探究过氧化氢酶的活性，C正确；
D、在2mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最高，有利于DNA溶解，应在含DNA的滤液中加入0.14mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA，D错误。
故选：D。
1、观察花生种子中的脂肪滴时，确实用到了苏丹Ⅲ染液；
2、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；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
掌握该考点需要熟记实验原理、流程、试剂的作用以及实验过程中的注意事项。
9.【答案】B
【解析】解：A、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还含少量的糖类，A错误；
B、核糖体的组成成分是蛋白质和核糖核酸，是蛋白质合成场所，B正确；
C、染色体主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，C错误；
D、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的，无纤维素，D错误。
故选：B。
细胞膜的主要组成成分的蛋白质和磷脂，其次还含有少量糖类；染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；核糖体由RNA和蛋白质组成；细胞骨架的成分是蛋白质。
本题比较基础，考查细胞结构的相关知识，要求考生识记细胞膜、染色体、核糖体和细胞骨架的主要成分，能运用所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查。
10.【答案】B
【解析】解：A、Ca2+通过Ca2+通道蛋白且顺浓度梯度进入细胞，该运输方式属于协助扩散，A正确；
B、Ca2+通道蛋白能将细胞外的Ca2+运入细胞内，会引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高，若Ca2+通道蛋白表达量上调，细胞膜上的Ca2+通道蛋白数量增多，细胞内Ca2+增多，会导致高血压，B错误；
C、通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，因此，Ca2+通过Ca2+通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，C正确；
D、由题干可知，Ca2+与血压的维持有关，因此，细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用，D正确。
故选：B。
1、协助扩散：借助转运蛋白的扩散方式。（红细胞吸收葡萄糖）。
2、主动运输：逆浓度梯度的运输。消耗能量，需要有载体蛋白。（小分子有机物、离子）。
本题主要考查的是物质跨膜运输的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
11.【答案】C
【解析】解：A、由题干信息：海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M可知，海芋属植物花序细胞线粒体DNA含有酶M的基因，花序细胞和叶肉细胞都由同一个受精卵发育而来，遗传物质相同，所以海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因，A正确；
B、由题干信息可知，酶M参与有氧呼吸第三阶段，该阶段需要O2参与，B正确；
C、由题干信息可知：酶M将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，所以细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而减少，C错误；
D、由题干信息：细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉可知，海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉，D正确。
故选：C。
细胞进行有氧呼吸时，可在细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）中产生ATP，有氧呼吸的三个阶段均可产生能量，其中大部分都转化为热能。
本题考查了细胞呼吸的相关知识，掌握呼吸作用的基本过程是解题的关键。
12.【答案】D
【解析】解：A、由图可知，净光合速率随光照强度增加而升高，光照强度在 0～500 μmol m-2 s-1范围内，净光合速率上升最快，A正确；
B、光照强度在 0～500 μmol m-2 s-1范围内，净光合速率上升最快，光照强度直接影响光合作用的光反应过程，从而产生更多的ATP和[H]，推动整个光合作用过程更快进行，B正确；
C、当光照强度低于2000μmol m-2 s-1时，随气孔导度继续增加，净光合速率提高，C正确；
D、当光照强度超过2000μmol m-2 s-1，随气孔导度继续增加，随气孔导度继续增加增加缓慢，此时限制净光合速率上升的主要因素是叶绿体内光合色素的量和光合相关酶的有限，D错误。
故选：D。
植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量
本题主要考查的是影响植物光合作用的因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
13.【答案】B
【解析】解：A、由题干信息“将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子”，说明多能干细胞分化程度低于PGCLCs,A错误；
B、多能干细胞经诱导可进行定向分化，如大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs），B正确；
C、PGCLCs分化为精子不能体现了细胞的全能性，C错误；
D、多能干细胞内的只有某些特定基因活跃表达，D错误。
故选：B。
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。
本题考查干细胞的概念和种类，要求考生识记相关知识，意在考查考生的理解和运用能力，难度适中。
14.【答案】C
【解析】解：A、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，降低E酶的表达，E酶含量减少，会阻碍DNA损伤修复，A正确；
B、由题意“E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老”可知，缺少E酶（敲除编码E酶基因）或E酶活性降低，DNA损伤无法修复，从而引起小鼠衰老，因此DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加而导致个体衰老，B正确；
C、衰老细胞内DNA损伤增多，会影响与细胞呼吸有关的酶基因的表达，导致相应酶的含量减少，从而导致呼吸速率减慢，C错误；
D、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，增强E酶功能的药物可以缓解细胞的衰老，故增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老，D正确。
故选：C。
衰老细胞的特征：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；有些酶的活性降低；呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
本题考查细胞衰老的相关知识，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。
15.【答案】C
【解析】解：A、图a中已经形成四个细胞，说明减数分裂已经结束，每个细胞中都不含同源染色体，A正确；
B、图b细胞处于减数第一次分裂中期，此时细胞中所含染色体数目与体细胞相同，即24条，B正确；
C、图c细胞处于减数第二次分裂前期，此时着丝粒还未分裂，C错误；
D、图d细胞处于减数第一次分裂前期，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间可以发生交叉互换，D正确。
故选：C。
分析题图：a中已经形成四个细胞，表示减数分裂已经结束；b中同源染色体成对的排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期；c中每一侧有12条染色体，且染色体分布散乱，应该处于减数第二次分裂前期；d中同源染色体联会，处于减数第一次分裂前期。
本题结合图解，考查细胞的减数分裂，要求考生识记细胞减数分裂不同时期的特点，掌握减数分裂过程中染色体形态和数目变化规律，能结合所学的知识准确答题。
16.【答案】氮 90mL无菌水 平板划线法或稀释涂布平板 菜粕 青枯菌 抑菌圈直径/菌落直径 施用菜粕有机肥 施用菜粕有机肥 RC14能充分利用菜粕有机肥，分泌的某种的物质可抑制青枯菌繁殖
【解析】解：（1）菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥，可为微生物提供充足的碳源和氮源，从而可促进抑菌微生物的繁殖。
（2）①筛选适于在菜粕上生长且能抑制青枯菌的菌株，可称取10克番茄根际土壤置于装有90mL无菌水的锥形瓶中，制成稀释10倍的土壤稀释液，用平板划线法或稀释涂布平板法接种于若干个含菜粕的固体培养基，30℃培养2～4天。
②将上述培养基上生长的所有单菌落接种到同一个固体培养基上，培养24h后，在培养基表面均匀喷洒青枯菌悬液，30℃培养48h后对出现抑菌圈的菌落进行测量，计算每个菌落的抑菌圈直径与菌落直径的比值以表示其抑菌能力，最终筛选出菌株RC14。
（3）检测在施用不同肥料条件下菌株RC14对番茄青枯病的防治效果，实验的自变量为肥料的不同，表格中1、3的不同在于常规化肥中是否含有RC14，推测2、4的不同是菜粕有机肥中是否含有RC14，表中A处应为菜粕有机肥，综合上述研究及表中信息，推测第4组发病率最低的原因RC14能充分利用菜粕有机肥，其分泌的某种物质能有效抑制青枯菌的繁殖。
故答案为：
（1）氮源
（2）90mL无菌水 平板划线法或稀释涂布平板 菜粕 青枯菌 抑菌圈直径/菌落直径
（3）施用菜粕有机肥 RC14能充分利用菜粕有机肥，分泌的某种的物质可抑制青枯菌繁殖
菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥，氨基酸的组成元素包括C、H、O、N等，筛选适于在菜粕上生长的菌株，可用含有菜粕的选择培养基。
本题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。
17.【答案】纤维素酶和果胶 B、C、A 聚乙二醇 细胞壁 愈伤 再分化 解离 漂洗 有丝分裂中 1、3、5、6 棉花各部位腺体的数量
【解析】解：（1）要想获得原生质体，可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。
（2）由图1分析可知，未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中B、C、A。
（3）诱导紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体融合，可采用聚乙二醇处理。形成的融合细胞经过细胞壁再生，成为完整细胞，然后通过分裂和脱分化形成愈伤组织，最后经过再分化形成完整的再生植株。
（4）要想分析再生植株的染色体变异类型，需要确定染色的形态和体数目情况，可选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗后用碱性染料染色并制片，显微镜下对有丝分裂中期的细胞进行观察。
（5）由图2分析可知，再生植株1～6中确定为杂种植株的是1、3、5、6。
（6）由题干信息“棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中”可知，筛选低酚的杂种植物，可通过观察棉花各部位腺体的数量确定。
故答案为：
（1）纤维素酶和果胶
（2）B、C、A
（3）聚乙二醇 细胞壁 愈伤 再分化
（4）解离 漂洗 有丝分裂中
（5）1、3、5、6
（6）棉花各部位腺体的数量
题图分析：图1为流式细胞仪测定三种原生质体细胞的DNA含量，A大部分细胞DNA含量为100%；B大部分细胞DNA含量为50%；C大部分细胞DNA含量小于50%。由于野生棉（2n=2X=26），陆地棉（2n=4X=52），则判断A表示陆地棉细胞的检测结果，B表示未经处理的野生棉；由于紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体，使DNA不能复制，因此C表示紫外线处理后的野生棉。
图2是用该引物对双亲及再生植株1～6进行PCR扩增的结果，由于陆地棉和野生棉都为纯合子，其中的2和4与陆地棉相同，1和3比陆地棉多一条带，为杂合子；5和6比陆地棉多了野生棉的两条带，也为杂合子。
本题结合图解，考查植物体细胞杂交的相关知识，综合考查了植物细胞工程、细胞分裂装片的制作观察、PCR 图谱的识别等相关内容，同时也考查了考生确判断图中各过程的名称及采用的方法；能分析题文和题图，从中提取有效信息答题，属于考纲识记和理解层次的考查。
18.【答案】a、d EcoRI、MfeI DNA连接酶 显微注射 基因重组 血清 打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位的受体细胞内，TK基因表达导致其在含有物质G的培养基上无法存活，只有整合到受体细胞基因组DNA正确位置的受体细胞才能在含有物质G的培养基中存活并增殖
【解析】解：（1）①DNA聚合酶只能从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸，因此限制酶PstⅠ识别序列应该添加在引物的5’端，同时引物只能与模板的模板链的3’端结合，引物与模板链是反向平行的关系，引物d右侧是5‘端，该端连有限制酶PstⅠ识别序列，左侧是3’端，从3‘端向左延伸DNA链可进行R基因上面一条链的PCR扩增，同理引物a左侧是5’端，该端连有限制酶PstⅠ识别列，右侧是3‘端，从3’端向右延伸可进行另一条链的扩增，所以应该选择引物a和d。
②由图可知，R基因内部有Hind、EcoR I和BamH I的识别位点，neo基因两侧具有MfeⅠ和Kpn I的识别序列，切割neo基因只能在这两种限制酶之间选择，根据表中各种限制酶识别序列可知，只有MfeⅠ与EcoRⅠ切割得到的黏性末端相同，都为AATT-3’，因此可用EcoR I切割R基因，用Mfe I切割neo基因，得到相同黏性末端之后再用DNA连接酶将其连接，即可将neo基因插入到R基因中，完成打靶载体构建。
③将目的基因导入受体细胞时，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射法。将打靶载体导入受体细胞后，打靶载体上的插入neo的R基因与受体细胞基因组中的R基因发生基因重组（类似于同源染色体之间互换），从而实现基因之间的替换。
（2）培养动物细胞时，通常需加入血清等一些天然成分，细胞才能正常生长。该培养基中还含有物质G，若打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，导致TK基因表达，则该细胞在含有物质G的培养基上无法存活，只有整合到受体细胞基因组DNA的正确位置的细胞能存活并增殖，因此含有血清和物质G的这种培养基可以成功筛选出敲除了R基因的受体细胞。
（3）由图2可知，视蛋白与顺式视黄醇结合生成视紫红质，视紫红质在光下分解为视蛋白和全反式视黄醇，进一步激活视觉信号产生视觉，同时全反式视黄醇可在多种酶和R蛋白作用下转化为顺式视黄醇。由图3可知，在光照条件下，R基因敲除小鼠的顺式视黄醇含量低于野生型小鼠，且视紫红质含量也少于野生型小鼠，推测是由于R基因敲除小鼠体内缺少R基因导致无法表达R蛋白，由于全反式视黄醇转变为顺式视黄醇需要R蛋白参与，R蛋白无法形成，则会导致全反式视黄醇转变为顺式视黄醇受阻，因此R基因敲除小鼠的顺式视黄醇含量减少，视紫红质也随之减少，同时也可以推出，R基因敲除小鼠的全反式视黄醇积累，从而含量高于野生型小鼠，可表示为下图：
故答案为：
（1）a、d EcoRI、MfeI （顺序不可颠倒） DNA连接酶 显微注射 基因重组
（2）血清 打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位的受体细胞内，TK基因表达导致其在含有物质G的培养基上无法存活，只有整合到受体细胞基因组DNA正确位置的受体细胞才能在含有物质G的培养基中存活并增殖
（3）
引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，其作用是使DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸。选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则：不能破坏目的基因、不能破坏所有的抗性基因（至少保留一个）、最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因，防止目的基因和质粒反向连接，同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。
本题考查了基因工程的相关知识，掌握基因工程的基本过程是解题的关键
19.【答案】叶绿体基质 C3 光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率，黑暗下，Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用 提高R酶活性而非含量 R酶催化的化学反应速率（或“单位时间内底物的消耗量”、“单位时间产物的生成量”） B大于A，CD无明显差异 M3蛋白在叶绿体膜上的含量（或转运活性是否受光暗周期的调控或M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响）
【解析】解：（1）光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质进行，包括CO2的固定（即CO2与RuBP结合生成2分子C3）和C3的还原。因此R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在叶绿体基质中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3。
（2）①分析图1可以看出，光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率；黑暗下，Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用。
②分析图2，两组水稻叶片R酶的含量几乎相等，推测Mg2+通过提高R酶活性而非含量来提高R酶催化的化学反应速率。
③若要验证上述推测，可从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定R 酶催化的化学反应速率（或“单位时间内底物的消耗量”、“单位时间产物的生成量”），若两组结果相同，则支持了上述推测。
（3）分析实验Ⅰ和Ⅱ，将卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗，检测每个卵母细胞内的25Mg2+含量，若B大于A，则说明M3蛋白能将Mg2+转运进入卵母细胞；分析实验Ⅲ和Ⅳ，将卵母细胞置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间，检测外部溶液25Mg2+含量，若CD无明显差异，则说明M3蛋白不能将Mg2+转运出卵母细胞。所以若结果为B大于A，CD无明显差异，则说明M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。
（4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，可对M3蛋白在叶绿体膜上的含量（或转运活性是否受光暗周期的调控或M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响）进一步探究。
故答案为：
（1）叶绿体基质 C3
（2）①光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率，黑暗下，Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用
②提高R酶活性而非含量
③R酶催化的化学反应速率（或“单位时间内底物的消耗量”、“单位时间产物的生成量”）
（3）B大于A，CD无明显差异
（4）M3蛋白在叶绿体膜上的含量（或“转运活性”是否受光暗周期的调控（或“M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响”）
光合作用的过程图解：
本题考查了光合作用的有关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
20.【答案】线粒体基质 【H】 生产者和分解者 BD 未标记的氨基酸（糖类、脂质） 13C的比例 柠檬酸合酶 CO2浓度高低 将逆向TCA循环中的关键酶基因导入大肠杆菌等工程菌中，利用CO2合成有机物，生产工业原料、饲料、食品等。（或“培养细菌H控制温度、CO2气体浓度等条件，通过发酵工程获得相关产物
【解析】解：（1）对照图中细菌H的逆向TCA循环，推知丙酮酸在真核细胞的线粒体基质中经TCA循环被分解成CO2和【H】，产生的【H】参与有氧呼吸第三阶段，生成水同时释放大量能量。
（2）据文中信息：环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料，细菌H属于生态系统中的分解者；据文中信息：在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源并最终会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸，细菌H属于生态系统中的生产者，所以细菌H属于生态系统组成成分中的生产者和分解者，关于细菌H及逆向TCA循环的叙述中：
A．细菌H没有线粒体，但有相关的酶，因此能进行TCA循环，A错误；
B．由文中信息：细菌H可从氢气与硫的反应中获取能量可知，细菌H体内逆向TCA循环中物质合成的能量来源于氢气与硫的反应，B正确；
C．由文中信息：细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环，而丙酮酸会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸可知，逆向TCA循环中一些关键酶催化乙酰辅酶A合成，不会导致柠檬酸积累，C错误；
D．地球最初的生活环境可能有机物不足，CO2供应充足的生活环境，所以地球上最初的微生物可能类似细菌H具有逆向TCA循环的能力，D正确；
E．由文中信息：在能量及ATP参与下通过逆向TCA循环将CO2等物质合成氨基酸、糖类和脂质分子可知，逆向TCA循环不产生ATP，E错误。
故选：BD。
（3）由文中信息：如果环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料、在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源并最终会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸可知，为研究逆向TCA循环过程，科研人员为细菌H供给不同比例的未标记的氨基酸（糖类、脂质）和13C标记的CO2，通过检测产物中13C的比例，进而明确细菌使用何种碳源。
（4）文中信息：在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源，细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环、如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻可知，文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是柠檬酸合酶，该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是CO2浓度高低。
（5）若将逆向TCA循环应用于微生物工业生产，提出可能的方法将逆向TCA循环中的关键酶基因导入大肠杆菌等工程菌中，利用CO2合成有机物，生产工业原料、饲料、食品等。（或“培养细菌H控制温度、CO2气体浓度等条件，通过发酵工程获得相关产物。
故答案为：
（1）线粒体基质[H]
（2）生产者、分解者 BD
（3）未标记的氨基酸（糖类、脂质） 13C的比例
（4）柠檬酸合酶 CO2浓度高低
（5）将逆向TCA循环中的关键酶基因导入大肠杆菌等工程菌中，利用CO2合成有机物，生产工业原料、饲料、食品等。（或“培养细菌H控制温度、CO2气体浓度等条件，通过发酵工程获得相关产物。”）
由文中信息可知：在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源，细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环可知，文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是柠檬酸合酶，如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻。所以该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是CO2浓度高低。
本题考查了呼吸作用的相关知识，掌握有氧呼吸的基本过程是解题的关键。
21.【答案】有核膜包被的细胞核 具有繁殖速度较快、遗传背景清晰、基因工程操作技术成熟 竞争 信号分子 蛋白B基因与E酶基因的结合 E酶 内质网 激活Y蛋白进入细胞核与启动子结合 a d 酵母菌K密度低时，IP信号弱，E酶催化产生物质S，满足生存需要，菌体数量上升。酵母菌K密度增长到临界浓度后，通过正反馈调节快速提升IP含量，促进IAA合成酶基因表达，IAA合成增加，引发更多E酶降解，使物质P更多用于法尼烯合成
【解析】解：（1）大肠杆菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，二者最显著的结构特点是酵母菌具有核膜包被的细胞核。酵母菌具有繁殖速度较快、遗传背景清晰、基因工程操作技术成熟等优点，因此作为基因工程菌。
（2）由图可知，E酶与F酶的底物均为物质P，二者形成竞争关系。
（3）由题意可知，在酵母菌I中，IAA刺激后可引发受体与外源的蛋白B结合，说明IAA作为信号分子发挥作用。IAA与受体结合后，最终导致将与蛋白B所融合的E酶降解，使物质P更多用于合成法尼烯，说明导入的基因还有蛋白B基因与E酶基因的结合代替了原有的E酶基因，从而不能正常合成E酶，导致物质P更多用于合成法尼烯。
（4）①由图可知，IP进入细胞后，与内质网上的IP受体结合，从而激活Y蛋白，Y蛋白启动子结合，促进目标基因1和目标基因2的表达。
②由（3）可知，IAA作为信号分子，可调控蛋白B所融合的E酶降解，由图可知，A酶可催化前体物质转化为IP，所以，实现在酵母菌K中通过IP动态调控E酶的降解，在改造酵母菌K的过程中，应将酵母菌I中IAA合成酶基因的启动子替换为图2中的启动子。同时图2中目标基因之一选用A酶基因方可实现IP调节过程的正反馈。
（5）由图可知，酵母菌K产生的法尼烯产量最多，随时间的推移，酵母菌K的数量相对量先增加，后趋于稳定，介于酵母菌Q与酵母菌I之间，结合题意分析可知，酵母菌K法尼烯产量最优的原因可能是酵母菌K密度低时，IP信号弱，E酶催化产生物质S，满足生存需要，菌体数量上升。酵母菌K密度增长到临界浓度后，通过正反馈调节快速提升IP含量，促进IAA合成酶基因表达，IAA合成增加，引发更多E酶降解，使物质P更多用于法尼烯合成。
故答案为：
（1）有核膜包被的细胞核 具有繁殖速度较快、遗传背景清晰、基因工程操作技术成熟
（2）竞争
（3）信号分子 蛋白B基因与E酶基因的结合 E酶
（4）内质网 激活Y蛋白进入细胞核与启动子结合 a d
（5）酵母菌K密度低时，IP信号弱，E酶催化产生物质S，满足生存需要，菌体数量上升。酵母菌K密度增长到临界浓度后，通过正反馈调节快速提升IP含量，促进IAA合成酶基因表达，IAA合成增加，引发更多E酶降解，使物质P更多用于法尼烯合成
由图1可知，E酶与F酶的底物均为物质P，二者形成竞争关系。
由图2 可知，前体物质在A酶的催化下形成IP，IP进入细胞后，与内质网上的IP受体结合，从而激活Y蛋白，Y蛋白启动子结合，促进目标基因1和目标基因2的表达。
本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能正确分析题图，从中提取有效信息准确答题。
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