上海市青浦区2023-2024学年高三上学期生物学期末学业质量调研试卷
一、光与植物代谢（共21分）
1．碳点（CDs）颗粒表面富含氨基，是一种良好的能量传递中间体，可吸收紫外光，并发射出叶绿体色素可吸收的光，其作用机理如图1，其中A~J表示物质，①~④表示光合作用相关过程，PSI（光系统I）和PSII（光系统II）是由蛋白质和光合色素组成的复合物。
（1）下列含镁元素的是 ，含有氨基的是 。（编号选填）
①A ②F ③PSII ④H ⑤J
（2）CDs发射出的光主要为（ ）。（多选）
A．蓝紫光 B．紫外光 C．绿光 D．红橙光
（3）下列过程消耗能量的是（ ）。（多选）
A．① B．② C．③ D．④
（4）选出正确测定水稻叶片叶绿素含量的实验步骤并排序 。
①加入95%乙醇研磨叶片②以蒸馏水为对照调零
③以95%乙醇为对照调零 ④研磨液过滤后待用
⑤研磨液过滤、稀释后待用⑥分别测定色素提取液在665 nm、649 nm波长处的吸光度
用CDs处理水稻叶片后，水稻的生物量提高了14.8%。利用分光光度法测定水稻叶片叶绿素含量，结果显示，处理前后水稻叶片叶绿素含量无明显变化。
（5）结合上述资料，CDs增加水稻生物量的机理可能是（ ）。（多选）
A．增加类囊体膜上光系统数量 B．加快光合电子传递效率
C．促进光能向活跃的化学能转化 D．促进物质I的合成和转化
（6）箭头所指叶绿体的实际移动方向为 （顺时针/逆时针）。与叶绿体移动相关的细胞结构是 。（单选）
A. 中心体 B. 纺锤丝 C. 细胞骨架 D. 囊泡
叶绿体的分布位置随光照强度的变化发生改变，称为叶绿体定位。图2为小青同学先后利用弱光、强光照射某植物观察到的叶绿体定位情况。箭头所指为同一个叶绿体。
（7）在根伸长生长方面与乙烯具有拮抗作用的植物激素有 。（编号选填）
①高浓度生长素 ②低浓度生长素 ③高浓度吲哚丁酸 ④低浓度α-萘乙酸
（8）根据表中数据，光照对根的伸长生长具有 （促进/抑制）作用，且该作用 （依赖/不依赖）于乙烯途径。
光照能促进根的不对称生长（形成波浪形卷曲），乙烯具有促进根不对称生长和抑制根伸长生长的作用。为探究光对根生长的调节作用是否依赖于乙烯途径，研究人员进行了实验，并对3天后的各项指标进行检测，实验结果如表1所示。
表1
组别 1 2 3 4
处理方法 水+暗 水+光 STS+暗 STS+光
根伸长生长（cm） 6.25 2.50 5.94 2.14
根不对称生长率（%） 2.1 16.82 x y
注：STS为乙烯抑制剂
（9）若研究结果为“光照促进根的不对称生长完全依赖于乙烯途径”，则对x、y判断正确的是（ ）。（单选）
A．x < 2.1 y < 2.1
B．2.1 < x < 16.82 y < 2.1
C．x > 16.82 y > 16.82
D．2.1 < x < 16.82 2.1 < y < 16.82
【答案】（1）③；②③
（2）A；D
（3）C；D
（4）①⑤③⑥
（5）B；C；D
（6）逆时针；C
（7）②
（8）抑制；不依赖
（9）A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；植物激素间的相互关系；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】 （1）图1为水稻叶绿体结构图，光合作用过程中，光反应阶段是在叶绿体的类囊体薄膜上进行，PSI是光系统I，PSII是光系统II；PSII中的光合色素吸收光能后，将水光解为O2和H+，在ATP酶的作用下，H+顺浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi形成ATP，另一方面释放电子（e-），电子最终传递给NADP+，然后形成NADPH，由此可知图中A是O2，B是H+，C是ADP，D是ATP，E是NADPH，F是ATP合成酶，G是三碳糖，H是C5，I是C3，J是CO2。镁是构成叶绿素的重要组成元素，因此含有镁元素的是③，氨基主要存在于蛋白质中，因此含有氨基的是②和③。
故填：③；②③。
（2）碳点（CDs） 可发射出叶绿体色素可吸收的光，叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，因此CDs发射出的光主要为红橙光和蓝紫光，AD正确。
故填：AD。
（3）图中①过程是水的光解，利用的是光能；②是CO2的固定，不消耗能量；③是C3的还原，需要ATP提供能量；④是三碳糖再生为五碳糖，需要消耗ATP，因此下列过程消耗能量的是③④，CD正确。
故填：CD。
（4）要测定叶绿素含量，需要先提取叶绿素，首先将叶片剪碎，加入二氧化硅（加速研磨）、碳酸钙（保护色素）、95%乙醇（提取色素）研磨过滤得到色素提取液，将色素提取液用95%乙醇稀释到合适倍数（N），摇匀备用，以不含叶绿素的95%乙醇作为对照，在665nm、649nm波长下测定吸光率，通过公式换算即可得到叶绿素总含量，故测定水稻叶片叶绿素含量的实验步骤为：①⑤③⑥。
故填：①⑤③⑥。
（5）据题意可知，CDs是一种良好的能量传递中间体，可吸收紫外光并发射出叶绿体色素可吸收的光，因此CDs不会影响到类囊体薄膜上的光系统的数量，可通过将紫外光转化为蓝紫光或者红橙光，以促进光合电子的产生，加快电子的传递效率，同时能够促进光能转变为活跃的化学能，进而促进暗反应的进行，BCD正确。
故填：BCD。
（6）由图可知，箭头所指叶绿体的实际移动方向为逆时针；叶绿体是一种动态的细胞器，随光照强度的变化，其分布和位置会发生改变，该过程称为叶绿体定位，叶绿体定位需要借助细胞骨架进行，C正确。
故填：逆时针；C。
（7）由题可知，乙烯具有抑制根伸长生长的作用，与乙烯作用拮抗的是促进根的伸长，吲哚丁酸属于生长素，α-萘乙酸生长素类似物，根据生长素生理作用的两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长，而且根对生长素比较敏感，所以选择低浓度的生长素，②正确。
故填：②。
（8）由表中数据可知：1组与2组的对照，3组与4组的对照，可知光照对根的伸长生长具有抑制作用，与有无STS无关，则此抑制作用不依赖于乙烯途径。
故填：抑制；不依赖。
（9）由表中数据可知：1组与2组的对照，可知光照对根的不对称有促进作用，若光照促进根的不对称生长完全依赖于乙烯途径，则加入STS后，根的不对称生长受抑制，根的不对称生长率要小于1组的数据，即x＜2.1、y＜2.1，A正确。
故填：A。
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
二、稳态与调节（共20分）
2．研究发现光照影响机体血糖调节，过程如图3。其中棕色脂肪细胞（BAT）可利用血浆中葡萄糖产热。
（1）A处与B处相比，特有的物质运输方式有 。（编号选填）
①钠离子内流 ②钙离子内流 ③钾离子外流 ④胞吐神经递质
（2）BAT细胞利用葡萄糖产热过程中，能进行的反应有 。（编号选填）
①葡萄糖→丙酮酸 ②乙酰辅酶A→脂肪酸 ③NAD+ + H+→NADH
④丙酮酸→CO2+乙酰辅酶A ⑤丙酮酸→乳酸 ⑥丙酮酸→乙醇+ CO2
（3）为了研究光质对血糖调节的影响，科研人员将志愿者分为三组，一组在黑暗中，另两组分别给予蓝、红光。口服等量葡萄糖后，每隔一段时间检测各组的血糖含量，结果如图4所示。
结果发现，上述三组志愿者体内激素的含量变化一致。进一步研究发现蓝光通过激活视网膜上感光细胞ipRGC才能引发图3所示神经反射通路。
科研人员还同时检测了三组志愿者体内胰岛细胞分泌的相关激素含量变化，测定的激素应为 。（编号选填）
①胰岛素 ②胰高血糖素
③肾上腺素 ④糖皮质激素
（4）日常生活中，蓝光让人感到凉爽，红光则无此效应。结合图3、图4及所学知识分析此机理。
研究发现，进食后小肠黏膜产生的促胰液素可以通过“肠道-BAT-脑轴”途径刺激小鼠产生饱腹感从而食欲下降（如图5），促胰液素分泌量与食物种类有关。
（5）BAT细胞膜上具有 。（编号选填）
①葡萄糖受体 ②神经递质受体 ③促胰液素受体
（6）图5中的各过程，完全不在内环境中进行的有 。（编号选填）
（7）过程⑤对进食量的调节属于 （反馈调节/分级调节）。该过程最先接收刺激信息的结构是 。（单选）
A. 下丘脑温感受器 B. 下丘脑体温调节中枢
C. 下丘脑渗透压感受器 D. 食欲控制中枢
（8）下列关于BAT细胞的研究给我们的启示有（ ）。（多选）
A．白天应在合适的光源下就餐
B．熬夜可增加患糖尿病风险
C．选择合适食材是控制食欲的关键
D．促胰液素有望为减肥提供新思路
【答案】（1）②④
（2）①③④
（3）①②
（4）口服葡萄糖后，蓝光组志愿者血糖下降缓慢，而红光组与黑暗组血糖下降速率基本相同且比蓝光组快。这是因为蓝光激活ipRGC产生兴奋，通过传入神经传到神经中枢进行分析整合，从而抑制交感神经活动，减弱了棕色脂肪细胞对血浆中葡萄糖的摄取，进而产热减少，感觉凉爽；而红光无法引发上述反射过程，棕色脂肪细胞按正常速率摄取葡萄糖，正常产热，无法感到凉爽。
（5）②③
（6）①④
（7）反馈；A
（8）B；C；D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；神经冲动的产生和传导；内环境的组成；血糖平衡调节
【解析】【解答】 （1）A处是突触前神经元，B为突触后神经元，③钾离子外流和①钠离子内流是共有的，当兴奋传递到突触小体时，先出现②钙离子内流，神经递质通过胞吐④从突触前膜释放，因此②④是A处特有的。
故填：②④。
（2）BAT细胞利用葡萄糖产热过程中，能进行的反应有：①葡萄糖→丙酮酸（葡萄糖进行糖酵解生成丙酮酸）、③NAD++H+→NADH、④丙酮酸→CO2+乙酰辅酶A（丙酮酸进入线粒体分解成乙酰辅酶A和CO2，进行三羧酸循环）。
故填：①③④。
（3）胰岛分泌的胰岛素和胰高血糖素参与血糖平衡的调节，胰岛素能够降低血糖，胰高血糖素能够升高血糖。
故填：①②。
（4）口服葡萄糖后，蓝光组志愿者血糖下降缓慢，而红光组与黑暗组血糖下降速率基本相同且比蓝光组快。这是因为蓝光激活ipRGC产生兴奋，通过传入神经传到神经中枢进行分析整合，从而抑制交感神经活动，减弱了棕色脂肪细胞对血浆中葡萄糖的摄取，进而产热减少，感觉凉爽；而红光无法引发上述反射过程，棕色脂肪细胞按正常速率摄取葡萄糖，正常产热，无法感到凉爽，因此日常生活中，蓝光让人感到凉爽，红光则无此效应。
故填：口服葡萄糖后，蓝光组志愿者血糖下降缓慢，而红光组与黑暗组血糖下降速率基本相同且比蓝光组快。这是因为蓝光激活ipRGC产生兴奋，通过传入神经传到神经中枢进行分析整合，从而抑制交感神经活动，减弱了棕色脂肪细胞对血浆中葡萄糖的摄取，进而产热减少，感觉凉爽；而红光无法引发上述反射过程，棕色脂肪细胞按正常速率摄取葡萄糖，正常产热，无法感到凉爽。
（5）促胰液素通过与BAT细胞的促胰液素受体结合后，激活BAT的产热作用，同时信号可传至大脑并引起饱腹感，因此BAT细胞膜上具有②神经递质受体和③促胰液素受体。
故填：②③。
（6）①是食物进入肠胃消化，该阶段在胃肠道中；
②③在该阶段产生促胰液素，促胰液素要通过血液运输，属于内环境；
④阶段BAT细胞呼吸作用增强，产热增加，该过程在细胞内；
⑤产热增加后刺激大脑皮层进行调节，该阶段中的体液调节发生在内环境。
图5中的各过程，完全不在内环境中进行的有①④。
故填：①④。
（7）阶段⑤产热增加，该信号可传至大脑并引起饱腹感，从而对进食量进行调节，该过程属于反馈调节；最先接收刺激信息的结构是下丘脑温度感受器最先感受到产热增加，A正确。
故填：反馈；A。
（8）A、白天应在合适的光源下就餐，无法从题意中得出，A不符合题意；
BCD、熬夜可增加患糖尿病风险、选择合适食材是控制食欲的关键、促胰液素有望为减肥提供新思路，BCD符合题意。
故填：BCD。
【分析】1、血糖平衡调节：①当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降。②当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
2、 促胰液素通过与BAT中的促胰液素受体结合后，激活BAT的产热作用；同时信号可传至大脑并引起饱腹感，该过程既有体液调节，又有神经调节。
三、遗传病与人类健康（20分）
3．小颅畸形症（MCPH）是一种以头围减小并伴有不同程度智力衰退为特征的神经系统发育障碍疾病。一对表型正常夫妇生育了一个表型正常的女儿和一个患病儿子。为了解该病的遗传方式，该家庭成员进行了MCPH相关基因检测。结果如图6所示。
图6
（1）据图6判断，MCPH遗传病的遗传方式为（ ）。（单选）
A．常染色体显性遗传 B．常染色体隐性遗传
C．伴X显性遗传 D．伴X隐性遗传
（2）女儿将致病基因传递给下一代的概率是 。
（3）除遗传因素外，孕前病毒（如寨卡病毒）感染也会造成新生儿小颅畸形。下列叙述正确的是（ ）。（多选）
A．母体体液中有识别并吞噬寨卡病毒的巨噬细胞
B．经病毒刺激后的B淋巴细胞全部增殖、分化为浆细胞
C．母体内的细胞毒性T细胞能引起寨卡病毒入侵的靶细胞发生凋亡
D．寨卡病毒会攻击胎儿的神经元，引起其神经系统发育缺陷，造成自身免疫病
（4）从预防小颅畸形症的角度分析，下列建议合理的是 。（编号选填）
①禁止近亲结婚 ②产前诊断 ③婚前体检 ④环境控制
（5）正常MCPH1蛋白由835个氨基酸组成，患者体内的MCPH1基因则编码了588个氨基酸。据此推测患者体内MCPH1基因可能发生了 。（编号选填）
①碱基替换 ②碱基缺失 ③碱基插入
大脑容量大小和认知能力主要取决于神经系统发育时神经干细胞增殖和分化能否正常进行。研究发现，大脑中MCPH1基因和CENPJ基因在中心体形成及染色质凝缩中发挥重要作用。
（6）小颅畸形症的另一个独特特征是染色质提前凝缩。在正常的细胞分裂中，染色质凝缩及染色体去凝缩发生的时期分别为（ ）。（单选）
A．G2期 后期 B．前期 后期
C．前期 末期 D．G2期 末期
（7）对灵长类物种大脑前额叶的基因测序，为研究大脑的进化提供了（ ）。（单选）
A．分子生物学证据 B．细胞生物学证据
C．胚胎学证据 D．比较解剖学证据
（8）科学家通过测序分别比较了4个灵长类代表物种大脑内CENPJ基因中启动子区域CpG序列甲基化模式的差异。结果如图7所示：
结合题干及图7信息，解释在进化过程中，人类拥有比非人灵长类巨大的大脑容量和复杂认知能力的原因。
【答案】（1）B
（2）1/3
（3）A；C
（4）①②③④
（5）①②③
（6）C
（7）A
（8）与非人灵长类比，CENPJ基因在人类大脑中的甲基化水平低，这种低甲基化水平可以遗传给后代，CENPJ基因的表达增强，CENPJ蛋白的含量增加，有利于神经干细胞的增殖和分化，使神经元细胞种类和数量增加，从而促进大脑容量的增大和认知能力的提升。
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；基因突变的特点及意义；人类遗传病的类型及危害；人类遗传病的监测和预防；细胞免疫
【解析】【解答】 （1）ABCD、分析题图可知，一对表现正常的夫妇生育了一个患病的儿子，则该病为隐性遗传病，父亲的DNA分别与正常序列探针和突变序列探针杂交均呈阳性，即父亲均含有一个正常基因和一个突变基因，故基因位于常染色体上，据图6判断，MCPH遗传病的遗传方式为常染色体隐性遗传，B正确，ACD错误。
故填：B。
（2）假设小颅畸形症（MCPH）的相关基因用A/a表示，父亲母亲的基因型均为Aa，女儿的基因型为1/3AA、2/3Aa，故将该基因a传递给下一代的概率是1/3。
故填：1/3。
（3）A、巨噬细胞具有吞噬功能，母体体液中有识别并吞噬寨卡病毒的巨噬细胞，A正确；
B、活化后的B淋巴细胞一部分增殖、分化为记忆B细胞，还有一部分增殖、分化为浆细胞，B错误；
C、母体内的细胞毒性T细胞能引起寨卡病毒入侵的靶细胞发生凋亡，从而裂解靶细胞，C正确；
D、寨卡病毒会攻击胎儿的神经元，引起其神经系统发育缺陷，不属于自身免疫病，D错误。
故填：AC。
（4）从预防人类遗传病的角度分析，①禁止近亲结婚、②建议产前诊断、③建议婚前体检、④建议避免接触致畸剂等环境控制都是可以预防小颅畸形症的发生，故选①②③④。
故填：①②③④。
（5）基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。正常MCPH1蛋白由835个氨基酸组成，患者体内的MCPH1基因则编码了588个氨基酸，可能是由于基因突变使得相应的终止密码提前，翻译提前结束，故可能发生①碱基替换、②碱基缺失、③碱基插入，使得终止密码提前出现。
故填：①②③。
（6）ABCD、在有丝分裂前期，染色质凝缩，螺旋形成染色体，在有丝分裂末期，染色体去凝缩，解螺旋形成染色质，C正确，ABD错误。
故填：C。
（7）ABCD、基因测序属于分子水平的研究，因此对灵长类物种大脑前额叶的基因测序，为研究大脑的进化提供了分子生物学证据，A正确，BCD错误。
故填：A。
（8）与非人灵长类比，CENPJ基因在人类大脑中的甲基化水平低，这种低甲基化水平可以遗传给后代，CENPJ基因的表达增强，CENPJ蛋白的含量增加，有利于神经干细胞的增殖和分化，使神经元细胞种类和数量增加，从而促进大脑容量的增大和认知能力的提升，因此，在进化过程中，人类拥有比非人灵长类巨大的大脑容量和复杂认知能力的原因 。
故填：与非人灵长类比，CENPJ基因在人类大脑中的甲基化水平低，这种低甲基化水平可以遗传给后代，CENPJ基因的表达增强，CENPJ蛋白的含量增加，有利于神经干细胞的增殖和分化，使神经元细胞种类和数量增加，从而促进大脑容量的增大和认知能力的提升。
【分析】1、 一对表现正常的夫妇，生育了一个患病的儿子，说明该病为隐性遗传病，且由图1可知，父亲的DNA分别与正常序列探针和突变序列探针杂交均呈阳性，即父亲均含有一个正常基因和一个突变基因，故基因位于常染色体上，因此MCPH遗传病的遗传方式为常染色体隐性遗传。
2、遗传病的监测和预防：
（1）产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
（2）遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
（3）禁止近亲婚配：降低隐性遗传病的发病率。
四、茭白-虾生态共作模式（19分）
4．茭白田套养小龙虾（即克氏原螯虾）是青浦练塘一种全新的生态种养模式，可充分利用土地资源，提高经济效益。
（1）茭白叶上有昆虫栖息，根系处有小龙虾和水生生物生活，这种分布体现的群落结构主要为 。
（2）假设小龙虾的食物由30%植物（杂草及水藻）、30%螺和40%昆虫组成，其中昆虫和螺主要以茭白为食，若各营养级间的能量传递效率为5%-20%，则小龙虾增加6kJ的能量，理论上至少需要消耗茭白的能量为 kJ。
小龙虾以田间的杂草、昆虫、水藻、福寿螺等为主要食物，其粪便可为茭白生长提供有机肥料。小龙虾在觅食的同时还可为茭白田松土、搅活水体，更好地促进茭白的生长。
（3）小龙虾苗投放到茭白田后，其种群数量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）。（多选）
A．当种群数量处于K2时，小龙虾的出生率大于死亡率
B．b点后种群数量变化的原因可能是投放了饵料
C．在捕捞时应控制小龙虾种群数量保持在K2/2左右
D．小龙虾和福寿螺的种间关系为捕食
（4）长绿飞虱是影响茭白生长的主要害虫之一，主要采食茭白绿色的叶片，据此分析此信息属于 。（编号选填）
①物理信息 ②化学信息 ③行为信息
（5）为减轻长绿飞虱对茭白的危害，常使用人工合成的性引诱剂W诱杀长绿飞虱雄性个体以控制其种群数量，从种群特征的角度分析，该防治方法的原理是 。
（6）结合表2数据，下列分析正确的是（ ）。（多选）
A．茭白-小龙虾共作模式提高了茭白田生态系统营养结构的复杂程度
B．“有机质→底栖动物→小龙虾”能够实现完整的碳循环
C．采用茭白-小龙虾共作模式模式，其生态系统的抵抗力稳定性更高
D．底栖动物减少、水藻与杂草数量增多，小龙虾的数量可能增多
（7）兴趣小组探究了茭白田套养小龙虾对茭白产量、茭白田土壤有机质含量及水中不同动物种类的影响，得到的结果如表2所示。
表2
处理 茭白产量（kg/hm2） 土壤有机质含量（%） 浮游动物种类 底栖动物种类
茭白-小龙虾共作模式 4080 2.92 33 7
茭白单作模式 3400 2.76 30 6
茭白-小龙虾共作模式不仅实现了茭白、虾共赢，还能调节当地气候、维持土壤肥力，这体现了生物多样性的价值为 。（编号选填）
①直接价值 ②间接价值 ③ 潜在价值
（8）将荒地变农田，洼地变虾塘，下列各群落演替与该演替类型不同的是（ ）。（单选）
A．草原放牧后的演替 B．海底火山喷发后的演替
C．森林砍伐后的演替 D．村庄荒废后的演替
【答案】（1）垂直结构
（2）105
（3）B；C；D
（4）①
（5）使用性引诱剂W诱杀长绿飞虱的雄性个体，从而破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害。
（6）A；C；D
（7）①②
（8）B
【知识点】种群数量的变化曲线；群落的结构；群落的演替；生态系统中的信息传递；生态系统的稳定性；生物多样性的价值
【解析】【解答】 （1）垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象，茭白叶上有昆虫栖息，根系处有小龙虾和水生生物生活，这种分布体现的群落结构主要为垂直结构。
故填：垂直结构。
（2）小龙虾增加6kJ的能量，至少需要消耗茭白的能量传递效率按20%计算，理论上至少需要消耗茭白的能量=6×30%÷20%÷20%+6×40%÷20%÷20%=105kJ。
故填：105。
（3）A、当种群数量处于K2时，小龙虾的种群数量基本维持稳定，小龙虾的出生率等于死亡率，A错误；
B、由图可知，b点后K值（环境容纳量）有所增加，种群数量变化的原因可能是投放了饵料，B正确；
C、K2/2时的增长速率最大，因此在捕捞时应控制小龙虾种群数量保持在K2/2左右，C正确；
D、小龙虾以福寿螺为食，因此小龙虾和福寿螺的种间关系为捕食，D正确。
故填：BCD。
（4）长绿飞虱采食茭白绿色的叶片，是通过感知颜色来传递信息，属于①物理信息，故选：①。
故填：①。
（5）为减轻长绿飞虱对茭白的危害，常使用人工合成的性引诱剂W诱杀长绿飞虱雄性个体以控制其种群数量，从种群特征的角度分析，使用人工合成的性引诱剂W诱杀长绿飞虱雄性个体，会破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害。
故填：使用性引诱剂W诱杀长绿飞虱的雄性个体，从而破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害。
（6）A、茭白-小龙虾共作模式提高了茭白田生态系统物种丰富度和营养结构的复杂程度，A正确；
B、“有机质→底栖动物→小龙虾”没有生产者，没有实现完整的碳循环，B错误；
C、采用茭白-小龙虾共作模式，提高了物种丰富度和营养结构的复杂程度，其生态系统的抵抗力稳定性更高，C正确；
D、小龙虾以田间的杂草、水藻为食，与底栖动物竞争，故底栖动物减少、水藻与杂草数量增多，小龙虾的数量可能增多，D正确。
故填：ACD。
（7）茭白-小龙虾共作模式实现了茭白、虾共赢，增加产量和收入，体现了生物多样性的直接价值，茭白-小龙虾共作模式能调节当地气候、维持土壤肥力，体现了生物多样性的间接价值，故选：①②。
故填：①②。
（8）ACD、次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。将荒地变农田，洼地变虾塘，属于次生演替，草原放牧后、森林砍伐后以及村庄荒废后的演替都属于次生演替，ACD错误；
B、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。海底火山喷发后的演替属于初生演替，与荒地变农田，洼地变虾塘的次生演替不同，B正确。
故填：B。
【分析】1、群落演替的概念特点和标志：
概念：在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演变现象。
特点：群落的演替长期变化累积的体现，群落的演替是有规律的或有序的。
标志：在物种组成上发生了（质的）变化；或者一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。
类型：初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替．初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替．次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
2、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
五、异丁醇高产菌株的制备（20分）
5．异丁醇是一种新型能源。科研人员研究了酿酒酵母的异丁醇合成途径（如图9），尝试对其进行改造，以期实现大规模生产（如图10）。其中，质粒pUC18可实现目的基因在真核、原核细胞中过表达。
注：Ampr为氨苄青霉素抗性基因，氨苄青霉素可抑制细菌细胞壁的形成，对真核生物生长无影响
his为组氨酸合成酶基因，组氨酸是微生物生长所必需
限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：
BamHI：5’-G↓GATCC-3’ XhoI：5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI：5’-↓GATC-3’ SacI：5’-GAGCT↓C-3’
（1）为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是（ ）。（多选）
A．酶A基因 B．酶B抑制基因 C．酶E基因 D．酶F抑制基因
（2）若选用XhoI和Sau3AI对质粒pUC18进行切割，为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加 。（编号选填）
①XhoI和Sau3AI的识别序列 ②XhoI和BamHI的识别序列
③SacI和Sau3AI的识别序列 ④SacI和BamHI的识别序列
（3）下列关于培养基I~ III的叙述正确的是（ ）。（单选）
A．培养基I是鉴别培养基 B．培养基II可形成单个菌落
C．培养基I和II的营养成分相同 D．培养基I和III的营养成分相同
（4）启动子的表达具有物种特异性，为了大量获得重组质粒并高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的大肠杆菌和酿酒酵母需具备的特点是（ ）。（多选）。
A．氨苄青霉素抗性大肠杆菌 B．氨苄青霉素敏感大肠杆菌
C．组氨酸合成正常酿酒酵母 D．组氨酸合成缺陷酿酒酵母
（5）线性化后的重组质粒可随机整合到酿酒酵母的染色体DNA中并稳定表达。经上述流程获得的异丁醇生产菌种在适宜条件下培养，异丁醇产量较野生型酿酒酵母减少，试分析此类菌种异丁醇产量减少的原因。 。
（6）为初步筛选异丁醇高产菌种，科研人员构建了相关载体，并导入异丁醇生产菌种，载体的部分序列及筛选原理如图11。
图11
已知BmoR基因的编码链序列为5’-GTGTTAATAT······GATTCATGAA-3’，若将其编码的亮氨酸替换为天冬氨酸，可提高BmoR蛋白与异丁醇的结合能力。现利用PCR技术定点突变改造BmoR蛋白，需设计的引物的序列是 。（编号选填）（密码子：亮氨酸5’-UUA-3’，天冬氨酸5’-GAC-3’）
①5’- ATATGTCCAC -3’ ②5’-GTGGACATAT -3’
③5’- GATTCATGAA -3’ ④5’-TTCATGAATC -3’
（7）结合图11及所学知识，分析利用上述载体筛选异丁醇高产菌种的原理。
（8）发酵罐是发酵工程中常用的生物反应器，其主要作用是（ ）。（单选）
A．隔绝外界空气 B．模拟微生物细胞代谢所需环境
C．杀灭微生物的芽孢 D．提供液体环境便于收集发酵液
【答案】（1）A；D
（2）①②
（3）C
（4）B；D
（5）线性化质粒随机整合到酿酒酵母的染色体DNA的过程中可能破坏了酿酒酵母的正常基因（包括异丁醇合成途径中的关键酶基因、酿酒酵母正常生长代谢需表达的基因），使酿酒酵母正常的新陈代谢（正常生长发育、正常合成异丁醇）受损，异丁醇产量降低
（6）②④
（7）少量异丁醇与BmoR蛋白结合无法激活启动子，大量异丁醇与BmoR蛋白结合可激活启动子，进而使荧光蛋白GFP基因表达，产生荧光蛋白。故可通过检测异丁醇生产菌种中是否有荧光（或荧光强度）来筛选高产菌种。
（8）B
【知识点】微生物发酵及其应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】 （1）ABCD、由图9可知，丙酮酸一方面在A酶、B酶、C酶、D酶的作用下生成异丁醇，另一方面，丙酮酸分别在E酶、F酶的作用下生成乙醇、乙酸，因此为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是酶A基因、酶F抑制基因，AD正确，BC错误。
故填：AD。
（2）由图10可知，为切出相同的黏性末端并且防止目的基因自身环化，应选用了XhoI和Sau3AI或XhoI和BamHI的识别序列对目的基因所在DNA进行切割，故为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加XhoI和Sau3AI或XhoI和BamHI的识别序列，即①②。
故填：①②。
（3）A、培养基I是选择培养基，A错误；
B、培养基II未经过分离纯化培养，并不能形成单个菌落，B错误；
C、培养基I和II都具备水、碳源、氮源、无机盐，营养成分相同，C正确；
D、培养基I和III的营养成分不同，培养基I用来培养大肠杆菌，培养基III用来培养酵母菌，D错误。
故填：C。
（4） ABCD、启动子的表达具有物种特异性，为了大量获得重组质粒并高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的大肠杆菌和酿酒酵母需具备的特点是氨苄青霉素敏感大肠杆菌、组氨酸合成缺陷酿酒酵母，AC错误，BD正确。
故填：BD。
（5）线性化质粒随机整合到酿酒酵母的染色体DNA的过程中可能破坏了酿酒酵母的正常基因（包括异丁醇合成途径中的关键酶基因、酿酒酵母正常生长代谢需表达的基因），使酿酒酵母正常的新陈代谢受损，因此，此类菌种异丁醇产量减少。
故填：线性化质粒随机整合到酿酒酵母的染色体DNA的过程中可能破坏了酿酒酵母的正常基因（包括异丁醇合成途径中的关键酶基因、酿酒酵母正常生长代谢需表达的基因），使酿酒酵母正常的新陈代谢（正常生长发育、正常合成异丁醇）受损，异丁醇产量降低。
（6）BmoR基因的编码链序列为5’-GTGTTAATAT GATTCATGAA-3’，现将其编码的亮氨酸替换为天冬氨酸，又因为密码子：亮氨酸5’-UUA-3’，天冬氨酸5’-GAC-3’，因此利用PCR技术定点突变改造BmoR蛋白，需设计的引物的序列是5’-GTGGACATAT-3’，5’-TTCATGAATC-3’，即②④。
故填：②④。
（7）由图11可知，少量异丁醇与BmoR蛋白结合无法激活启动子，大量异丁醇与BmoR蛋白结合可激活启动子，进而使荧光蛋白GFP基因表达，产生荧光蛋白，因此可通过检测异丁醇生产菌种中是否有荧光（或荧光强度）来筛选高产菌种。
故填：少量异丁醇与BmoR蛋白结合无法激活启动子，大量异丁醇与BmoR蛋白结合可激活启动子，进而使荧光蛋白GFP基因表达，产生荧光蛋白。故可通过检测异丁醇生产菌种中是否有荧光（或荧光强度）来筛选高产菌种。
（8）ABCD、 发酵罐是发酵工程中常用的生物反应器，其主要作用是模拟微生物细胞代谢所需环境，ACD错误，B正确。
故填：B。
【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
2、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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（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。
1 / 1上海市青浦区2023-2024学年高三上学期生物学期末学业质量调研试卷
一、光与植物代谢（共21分）
1．碳点（CDs）颗粒表面富含氨基，是一种良好的能量传递中间体，可吸收紫外光，并发射出叶绿体色素可吸收的光，其作用机理如图1，其中A~J表示物质，①~④表示光合作用相关过程，PSI（光系统I）和PSII（光系统II）是由蛋白质和光合色素组成的复合物。
（1）下列含镁元素的是 ，含有氨基的是 。（编号选填）
①A ②F ③PSII ④H ⑤J
（2）CDs发射出的光主要为（ ）。（多选）
A．蓝紫光 B．紫外光 C．绿光 D．红橙光
（3）下列过程消耗能量的是（ ）。（多选）
A．① B．② C．③ D．④
（4）选出正确测定水稻叶片叶绿素含量的实验步骤并排序 。
①加入95%乙醇研磨叶片②以蒸馏水为对照调零
③以95%乙醇为对照调零 ④研磨液过滤后待用
⑤研磨液过滤、稀释后待用⑥分别测定色素提取液在665 nm、649 nm波长处的吸光度
用CDs处理水稻叶片后，水稻的生物量提高了14.8%。利用分光光度法测定水稻叶片叶绿素含量，结果显示，处理前后水稻叶片叶绿素含量无明显变化。
（5）结合上述资料，CDs增加水稻生物量的机理可能是（ ）。（多选）
A．增加类囊体膜上光系统数量 B．加快光合电子传递效率
C．促进光能向活跃的化学能转化 D．促进物质I的合成和转化
（6）箭头所指叶绿体的实际移动方向为 （顺时针/逆时针）。与叶绿体移动相关的细胞结构是 。（单选）
A. 中心体 B. 纺锤丝 C. 细胞骨架 D. 囊泡
叶绿体的分布位置随光照强度的变化发生改变，称为叶绿体定位。图2为小青同学先后利用弱光、强光照射某植物观察到的叶绿体定位情况。箭头所指为同一个叶绿体。
（7）在根伸长生长方面与乙烯具有拮抗作用的植物激素有 。（编号选填）
①高浓度生长素 ②低浓度生长素 ③高浓度吲哚丁酸 ④低浓度α-萘乙酸
（8）根据表中数据，光照对根的伸长生长具有 （促进/抑制）作用，且该作用 （依赖/不依赖）于乙烯途径。
光照能促进根的不对称生长（形成波浪形卷曲），乙烯具有促进根不对称生长和抑制根伸长生长的作用。为探究光对根生长的调节作用是否依赖于乙烯途径，研究人员进行了实验，并对3天后的各项指标进行检测，实验结果如表1所示。
表1
组别 1 2 3 4
处理方法 水+暗 水+光 STS+暗 STS+光
根伸长生长（cm） 6.25 2.50 5.94 2.14
根不对称生长率（%） 2.1 16.82 x y
注：STS为乙烯抑制剂
（9）若研究结果为“光照促进根的不对称生长完全依赖于乙烯途径”，则对x、y判断正确的是（ ）。（单选）
A．x < 2.1 y < 2.1
B．2.1 < x < 16.82 y < 2.1
C．x > 16.82 y > 16.82
D．2.1 < x < 16.82 2.1 < y < 16.82
二、稳态与调节（共20分）
2．研究发现光照影响机体血糖调节，过程如图3。其中棕色脂肪细胞（BAT）可利用血浆中葡萄糖产热。
（1）A处与B处相比，特有的物质运输方式有 。（编号选填）
①钠离子内流 ②钙离子内流 ③钾离子外流 ④胞吐神经递质
（2）BAT细胞利用葡萄糖产热过程中，能进行的反应有 。（编号选填）
①葡萄糖→丙酮酸 ②乙酰辅酶A→脂肪酸 ③NAD+ + H+→NADH
④丙酮酸→CO2+乙酰辅酶A ⑤丙酮酸→乳酸 ⑥丙酮酸→乙醇+ CO2
（3）为了研究光质对血糖调节的影响，科研人员将志愿者分为三组，一组在黑暗中，另两组分别给予蓝、红光。口服等量葡萄糖后，每隔一段时间检测各组的血糖含量，结果如图4所示。
结果发现，上述三组志愿者体内激素的含量变化一致。进一步研究发现蓝光通过激活视网膜上感光细胞ipRGC才能引发图3所示神经反射通路。
科研人员还同时检测了三组志愿者体内胰岛细胞分泌的相关激素含量变化，测定的激素应为 。（编号选填）
①胰岛素 ②胰高血糖素
③肾上腺素 ④糖皮质激素
（4）日常生活中，蓝光让人感到凉爽，红光则无此效应。结合图3、图4及所学知识分析此机理。
研究发现，进食后小肠黏膜产生的促胰液素可以通过“肠道-BAT-脑轴”途径刺激小鼠产生饱腹感从而食欲下降（如图5），促胰液素分泌量与食物种类有关。
（5）BAT细胞膜上具有 。（编号选填）
①葡萄糖受体 ②神经递质受体 ③促胰液素受体
（6）图5中的各过程，完全不在内环境中进行的有 。（编号选填）
（7）过程⑤对进食量的调节属于 （反馈调节/分级调节）。该过程最先接收刺激信息的结构是 。（单选）
A. 下丘脑温感受器 B. 下丘脑体温调节中枢
C. 下丘脑渗透压感受器 D. 食欲控制中枢
（8）下列关于BAT细胞的研究给我们的启示有（ ）。（多选）
A．白天应在合适的光源下就餐
B．熬夜可增加患糖尿病风险
C．选择合适食材是控制食欲的关键
D．促胰液素有望为减肥提供新思路
三、遗传病与人类健康（20分）
3．小颅畸形症（MCPH）是一种以头围减小并伴有不同程度智力衰退为特征的神经系统发育障碍疾病。一对表型正常夫妇生育了一个表型正常的女儿和一个患病儿子。为了解该病的遗传方式，该家庭成员进行了MCPH相关基因检测。结果如图6所示。
图6
（1）据图6判断，MCPH遗传病的遗传方式为（ ）。（单选）
A．常染色体显性遗传 B．常染色体隐性遗传
C．伴X显性遗传 D．伴X隐性遗传
（2）女儿将致病基因传递给下一代的概率是 。
（3）除遗传因素外，孕前病毒（如寨卡病毒）感染也会造成新生儿小颅畸形。下列叙述正确的是（ ）。（多选）
A．母体体液中有识别并吞噬寨卡病毒的巨噬细胞
B．经病毒刺激后的B淋巴细胞全部增殖、分化为浆细胞
C．母体内的细胞毒性T细胞能引起寨卡病毒入侵的靶细胞发生凋亡
D．寨卡病毒会攻击胎儿的神经元，引起其神经系统发育缺陷，造成自身免疫病
（4）从预防小颅畸形症的角度分析，下列建议合理的是 。（编号选填）
①禁止近亲结婚 ②产前诊断 ③婚前体检 ④环境控制
（5）正常MCPH1蛋白由835个氨基酸组成，患者体内的MCPH1基因则编码了588个氨基酸。据此推测患者体内MCPH1基因可能发生了 。（编号选填）
①碱基替换 ②碱基缺失 ③碱基插入
大脑容量大小和认知能力主要取决于神经系统发育时神经干细胞增殖和分化能否正常进行。研究发现，大脑中MCPH1基因和CENPJ基因在中心体形成及染色质凝缩中发挥重要作用。
（6）小颅畸形症的另一个独特特征是染色质提前凝缩。在正常的细胞分裂中，染色质凝缩及染色体去凝缩发生的时期分别为（ ）。（单选）
A．G2期 后期 B．前期 后期
C．前期 末期 D．G2期 末期
（7）对灵长类物种大脑前额叶的基因测序，为研究大脑的进化提供了（ ）。（单选）
A．分子生物学证据 B．细胞生物学证据
C．胚胎学证据 D．比较解剖学证据
（8）科学家通过测序分别比较了4个灵长类代表物种大脑内CENPJ基因中启动子区域CpG序列甲基化模式的差异。结果如图7所示：
结合题干及图7信息，解释在进化过程中，人类拥有比非人灵长类巨大的大脑容量和复杂认知能力的原因。
四、茭白-虾生态共作模式（19分）
4．茭白田套养小龙虾（即克氏原螯虾）是青浦练塘一种全新的生态种养模式，可充分利用土地资源，提高经济效益。
（1）茭白叶上有昆虫栖息，根系处有小龙虾和水生生物生活，这种分布体现的群落结构主要为 。
（2）假设小龙虾的食物由30%植物（杂草及水藻）、30%螺和40%昆虫组成，其中昆虫和螺主要以茭白为食，若各营养级间的能量传递效率为5%-20%，则小龙虾增加6kJ的能量，理论上至少需要消耗茭白的能量为 kJ。
小龙虾以田间的杂草、昆虫、水藻、福寿螺等为主要食物，其粪便可为茭白生长提供有机肥料。小龙虾在觅食的同时还可为茭白田松土、搅活水体，更好地促进茭白的生长。
（3）小龙虾苗投放到茭白田后，其种群数量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）。（多选）
A．当种群数量处于K2时，小龙虾的出生率大于死亡率
B．b点后种群数量变化的原因可能是投放了饵料
C．在捕捞时应控制小龙虾种群数量保持在K2/2左右
D．小龙虾和福寿螺的种间关系为捕食
（4）长绿飞虱是影响茭白生长的主要害虫之一，主要采食茭白绿色的叶片，据此分析此信息属于 。（编号选填）
①物理信息 ②化学信息 ③行为信息
（5）为减轻长绿飞虱对茭白的危害，常使用人工合成的性引诱剂W诱杀长绿飞虱雄性个体以控制其种群数量，从种群特征的角度分析，该防治方法的原理是 。
（6）结合表2数据，下列分析正确的是（ ）。（多选）
A．茭白-小龙虾共作模式提高了茭白田生态系统营养结构的复杂程度
B．“有机质→底栖动物→小龙虾”能够实现完整的碳循环
C．采用茭白-小龙虾共作模式模式，其生态系统的抵抗力稳定性更高
D．底栖动物减少、水藻与杂草数量增多，小龙虾的数量可能增多
（7）兴趣小组探究了茭白田套养小龙虾对茭白产量、茭白田土壤有机质含量及水中不同动物种类的影响，得到的结果如表2所示。
表2
处理 茭白产量（kg/hm2） 土壤有机质含量（%） 浮游动物种类 底栖动物种类
茭白-小龙虾共作模式 4080 2.92 33 7
茭白单作模式 3400 2.76 30 6
茭白-小龙虾共作模式不仅实现了茭白、虾共赢，还能调节当地气候、维持土壤肥力，这体现了生物多样性的价值为 。（编号选填）
①直接价值 ②间接价值 ③ 潜在价值
（8）将荒地变农田，洼地变虾塘，下列各群落演替与该演替类型不同的是（ ）。（单选）
A．草原放牧后的演替 B．海底火山喷发后的演替
C．森林砍伐后的演替 D．村庄荒废后的演替
五、异丁醇高产菌株的制备（20分）
5．异丁醇是一种新型能源。科研人员研究了酿酒酵母的异丁醇合成途径（如图9），尝试对其进行改造，以期实现大规模生产（如图10）。其中，质粒pUC18可实现目的基因在真核、原核细胞中过表达。
注：Ampr为氨苄青霉素抗性基因，氨苄青霉素可抑制细菌细胞壁的形成，对真核生物生长无影响
his为组氨酸合成酶基因，组氨酸是微生物生长所必需
限制性内切核酸酶识别序列及切割位点：
BamHI：5’-G↓GATCC-3’ XhoI：5’-C↓TCGAG-3’ Sau3AI：5’-↓GATC-3’ SacI：5’-GAGCT↓C-3’
（1）为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是（ ）。（多选）
A．酶A基因 B．酶B抑制基因 C．酶E基因 D．酶F抑制基因
（2）若选用XhoI和Sau3AI对质粒pUC18进行切割，为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加 。（编号选填）
①XhoI和Sau3AI的识别序列 ②XhoI和BamHI的识别序列
③SacI和Sau3AI的识别序列 ④SacI和BamHI的识别序列
（3）下列关于培养基I~ III的叙述正确的是（ ）。（单选）
A．培养基I是鉴别培养基 B．培养基II可形成单个菌落
C．培养基I和II的营养成分相同 D．培养基I和III的营养成分相同
（4）启动子的表达具有物种特异性，为了大量获得重组质粒并高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的大肠杆菌和酿酒酵母需具备的特点是（ ）。（多选）。
A．氨苄青霉素抗性大肠杆菌 B．氨苄青霉素敏感大肠杆菌
C．组氨酸合成正常酿酒酵母 D．组氨酸合成缺陷酿酒酵母
（5）线性化后的重组质粒可随机整合到酿酒酵母的染色体DNA中并稳定表达。经上述流程获得的异丁醇生产菌种在适宜条件下培养，异丁醇产量较野生型酿酒酵母减少，试分析此类菌种异丁醇产量减少的原因。 。
（6）为初步筛选异丁醇高产菌种，科研人员构建了相关载体，并导入异丁醇生产菌种，载体的部分序列及筛选原理如图11。
图11
已知BmoR基因的编码链序列为5’-GTGTTAATAT······GATTCATGAA-3’，若将其编码的亮氨酸替换为天冬氨酸，可提高BmoR蛋白与异丁醇的结合能力。现利用PCR技术定点突变改造BmoR蛋白，需设计的引物的序列是 。（编号选填）（密码子：亮氨酸5’-UUA-3’，天冬氨酸5’-GAC-3’）
①5’- ATATGTCCAC -3’ ②5’-GTGGACATAT -3’
③5’- GATTCATGAA -3’ ④5’-TTCATGAATC -3’
（7）结合图11及所学知识，分析利用上述载体筛选异丁醇高产菌种的原理。
（8）发酵罐是发酵工程中常用的生物反应器，其主要作用是（ ）。（单选）
A．隔绝外界空气 B．模拟微生物细胞代谢所需环境
C．杀灭微生物的芽孢 D．提供液体环境便于收集发酵液
答案解析部分
1．【答案】（1）③；②③
（2）A；D
（3）C；D
（4）①⑤③⑥
（5）B；C；D
（6）逆时针；C
（7）②
（8）抑制；不依赖
（9）A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；植物激素间的相互关系；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】 （1）图1为水稻叶绿体结构图，光合作用过程中，光反应阶段是在叶绿体的类囊体薄膜上进行，PSI是光系统I，PSII是光系统II；PSII中的光合色素吸收光能后，将水光解为O2和H+，在ATP酶的作用下，H+顺浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi形成ATP，另一方面释放电子（e-），电子最终传递给NADP+，然后形成NADPH，由此可知图中A是O2，B是H+，C是ADP，D是ATP，E是NADPH，F是ATP合成酶，G是三碳糖，H是C5，I是C3，J是CO2。镁是构成叶绿素的重要组成元素，因此含有镁元素的是③，氨基主要存在于蛋白质中，因此含有氨基的是②和③。
故填：③；②③。
（2）碳点（CDs） 可发射出叶绿体色素可吸收的光，叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，因此CDs发射出的光主要为红橙光和蓝紫光，AD正确。
故填：AD。
（3）图中①过程是水的光解，利用的是光能；②是CO2的固定，不消耗能量；③是C3的还原，需要ATP提供能量；④是三碳糖再生为五碳糖，需要消耗ATP，因此下列过程消耗能量的是③④，CD正确。
故填：CD。
（4）要测定叶绿素含量，需要先提取叶绿素，首先将叶片剪碎，加入二氧化硅（加速研磨）、碳酸钙（保护色素）、95%乙醇（提取色素）研磨过滤得到色素提取液，将色素提取液用95%乙醇稀释到合适倍数（N），摇匀备用，以不含叶绿素的95%乙醇作为对照，在665nm、649nm波长下测定吸光率，通过公式换算即可得到叶绿素总含量，故测定水稻叶片叶绿素含量的实验步骤为：①⑤③⑥。
故填：①⑤③⑥。
（5）据题意可知，CDs是一种良好的能量传递中间体，可吸收紫外光并发射出叶绿体色素可吸收的光，因此CDs不会影响到类囊体薄膜上的光系统的数量，可通过将紫外光转化为蓝紫光或者红橙光，以促进光合电子的产生，加快电子的传递效率，同时能够促进光能转变为活跃的化学能，进而促进暗反应的进行，BCD正确。
故填：BCD。
（6）由图可知，箭头所指叶绿体的实际移动方向为逆时针；叶绿体是一种动态的细胞器，随光照强度的变化，其分布和位置会发生改变，该过程称为叶绿体定位，叶绿体定位需要借助细胞骨架进行，C正确。
故填：逆时针；C。
（7）由题可知，乙烯具有抑制根伸长生长的作用，与乙烯作用拮抗的是促进根的伸长，吲哚丁酸属于生长素，α-萘乙酸生长素类似物，根据生长素生理作用的两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长，而且根对生长素比较敏感，所以选择低浓度的生长素，②正确。
故填：②。
（8）由表中数据可知：1组与2组的对照，3组与4组的对照，可知光照对根的伸长生长具有抑制作用，与有无STS无关，则此抑制作用不依赖于乙烯途径。
故填：抑制；不依赖。
（9）由表中数据可知：1组与2组的对照，可知光照对根的不对称有促进作用，若光照促进根的不对称生长完全依赖于乙烯途径，则加入STS后，根的不对称生长受抑制，根的不对称生长率要小于1组的数据，即x＜2.1、y＜2.1，A正确。
故填：A。
【分析】 光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
2．【答案】（1）②④
（2）①③④
（3）①②
（4）口服葡萄糖后，蓝光组志愿者血糖下降缓慢，而红光组与黑暗组血糖下降速率基本相同且比蓝光组快。这是因为蓝光激活ipRGC产生兴奋，通过传入神经传到神经中枢进行分析整合，从而抑制交感神经活动，减弱了棕色脂肪细胞对血浆中葡萄糖的摄取，进而产热减少，感觉凉爽；而红光无法引发上述反射过程，棕色脂肪细胞按正常速率摄取葡萄糖，正常产热，无法感到凉爽。
（5）②③
（6）①④
（7）反馈；A
（8）B；C；D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；神经冲动的产生和传导；内环境的组成；血糖平衡调节
【解析】【解答】 （1）A处是突触前神经元，B为突触后神经元，③钾离子外流和①钠离子内流是共有的，当兴奋传递到突触小体时，先出现②钙离子内流，神经递质通过胞吐④从突触前膜释放，因此②④是A处特有的。
故填：②④。
（2）BAT细胞利用葡萄糖产热过程中，能进行的反应有：①葡萄糖→丙酮酸（葡萄糖进行糖酵解生成丙酮酸）、③NAD++H+→NADH、④丙酮酸→CO2+乙酰辅酶A（丙酮酸进入线粒体分解成乙酰辅酶A和CO2，进行三羧酸循环）。
故填：①③④。
（3）胰岛分泌的胰岛素和胰高血糖素参与血糖平衡的调节，胰岛素能够降低血糖，胰高血糖素能够升高血糖。
故填：①②。
（4）口服葡萄糖后，蓝光组志愿者血糖下降缓慢，而红光组与黑暗组血糖下降速率基本相同且比蓝光组快。这是因为蓝光激活ipRGC产生兴奋，通过传入神经传到神经中枢进行分析整合，从而抑制交感神经活动，减弱了棕色脂肪细胞对血浆中葡萄糖的摄取，进而产热减少，感觉凉爽；而红光无法引发上述反射过程，棕色脂肪细胞按正常速率摄取葡萄糖，正常产热，无法感到凉爽，因此日常生活中，蓝光让人感到凉爽，红光则无此效应。
故填：口服葡萄糖后，蓝光组志愿者血糖下降缓慢，而红光组与黑暗组血糖下降速率基本相同且比蓝光组快。这是因为蓝光激活ipRGC产生兴奋，通过传入神经传到神经中枢进行分析整合，从而抑制交感神经活动，减弱了棕色脂肪细胞对血浆中葡萄糖的摄取，进而产热减少，感觉凉爽；而红光无法引发上述反射过程，棕色脂肪细胞按正常速率摄取葡萄糖，正常产热，无法感到凉爽。
（5）促胰液素通过与BAT细胞的促胰液素受体结合后，激活BAT的产热作用，同时信号可传至大脑并引起饱腹感，因此BAT细胞膜上具有②神经递质受体和③促胰液素受体。
故填：②③。
（6）①是食物进入肠胃消化，该阶段在胃肠道中；
②③在该阶段产生促胰液素，促胰液素要通过血液运输，属于内环境；
④阶段BAT细胞呼吸作用增强，产热增加，该过程在细胞内；
⑤产热增加后刺激大脑皮层进行调节，该阶段中的体液调节发生在内环境。
图5中的各过程，完全不在内环境中进行的有①④。
故填：①④。
（7）阶段⑤产热增加，该信号可传至大脑并引起饱腹感，从而对进食量进行调节，该过程属于反馈调节；最先接收刺激信息的结构是下丘脑温度感受器最先感受到产热增加，A正确。
故填：反馈；A。
（8）A、白天应在合适的光源下就餐，无法从题意中得出，A不符合题意；
BCD、熬夜可增加患糖尿病风险、选择合适食材是控制食欲的关键、促胰液素有望为减肥提供新思路，BCD符合题意。
故填：BCD。
【分析】1、血糖平衡调节：①当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降。②当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
2、 促胰液素通过与BAT中的促胰液素受体结合后，激活BAT的产热作用；同时信号可传至大脑并引起饱腹感，该过程既有体液调节，又有神经调节。
3．【答案】（1）B
（2）1/3
（3）A；C
（4）①②③④
（5）①②③
（6）C
（7）A
（8）与非人灵长类比，CENPJ基因在人类大脑中的甲基化水平低，这种低甲基化水平可以遗传给后代，CENPJ基因的表达增强，CENPJ蛋白的含量增加，有利于神经干细胞的增殖和分化，使神经元细胞种类和数量增加，从而促进大脑容量的增大和认知能力的提升。
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；基因突变的特点及意义；人类遗传病的类型及危害；人类遗传病的监测和预防；细胞免疫
【解析】【解答】 （1）ABCD、分析题图可知，一对表现正常的夫妇生育了一个患病的儿子，则该病为隐性遗传病，父亲的DNA分别与正常序列探针和突变序列探针杂交均呈阳性，即父亲均含有一个正常基因和一个突变基因，故基因位于常染色体上，据图6判断，MCPH遗传病的遗传方式为常染色体隐性遗传，B正确，ACD错误。
故填：B。
（2）假设小颅畸形症（MCPH）的相关基因用A/a表示，父亲母亲的基因型均为Aa，女儿的基因型为1/3AA、2/3Aa，故将该基因a传递给下一代的概率是1/3。
故填：1/3。
（3）A、巨噬细胞具有吞噬功能，母体体液中有识别并吞噬寨卡病毒的巨噬细胞，A正确；
B、活化后的B淋巴细胞一部分增殖、分化为记忆B细胞，还有一部分增殖、分化为浆细胞，B错误；
C、母体内的细胞毒性T细胞能引起寨卡病毒入侵的靶细胞发生凋亡，从而裂解靶细胞，C正确；
D、寨卡病毒会攻击胎儿的神经元，引起其神经系统发育缺陷，不属于自身免疫病，D错误。
故填：AC。
（4）从预防人类遗传病的角度分析，①禁止近亲结婚、②建议产前诊断、③建议婚前体检、④建议避免接触致畸剂等环境控制都是可以预防小颅畸形症的发生，故选①②③④。
故填：①②③④。
（5）基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。正常MCPH1蛋白由835个氨基酸组成，患者体内的MCPH1基因则编码了588个氨基酸，可能是由于基因突变使得相应的终止密码提前，翻译提前结束，故可能发生①碱基替换、②碱基缺失、③碱基插入，使得终止密码提前出现。
故填：①②③。
（6）ABCD、在有丝分裂前期，染色质凝缩，螺旋形成染色体，在有丝分裂末期，染色体去凝缩，解螺旋形成染色质，C正确，ABD错误。
故填：C。
（7）ABCD、基因测序属于分子水平的研究，因此对灵长类物种大脑前额叶的基因测序，为研究大脑的进化提供了分子生物学证据，A正确，BCD错误。
故填：A。
（8）与非人灵长类比，CENPJ基因在人类大脑中的甲基化水平低，这种低甲基化水平可以遗传给后代，CENPJ基因的表达增强，CENPJ蛋白的含量增加，有利于神经干细胞的增殖和分化，使神经元细胞种类和数量增加，从而促进大脑容量的增大和认知能力的提升，因此，在进化过程中，人类拥有比非人灵长类巨大的大脑容量和复杂认知能力的原因 。
故填：与非人灵长类比，CENPJ基因在人类大脑中的甲基化水平低，这种低甲基化水平可以遗传给后代，CENPJ基因的表达增强，CENPJ蛋白的含量增加，有利于神经干细胞的增殖和分化，使神经元细胞种类和数量增加，从而促进大脑容量的增大和认知能力的提升。
【分析】1、 一对表现正常的夫妇，生育了一个患病的儿子，说明该病为隐性遗传病，且由图1可知，父亲的DNA分别与正常序列探针和突变序列探针杂交均呈阳性，即父亲均含有一个正常基因和一个突变基因，故基因位于常染色体上，因此MCPH遗传病的遗传方式为常染色体隐性遗传。
2、遗传病的监测和预防：
（1）产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
（2）遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
（3）禁止近亲婚配：降低隐性遗传病的发病率。
4．【答案】（1）垂直结构
（2）105
（3）B；C；D
（4）①
（5）使用性引诱剂W诱杀长绿飞虱的雄性个体，从而破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害。
（6）A；C；D
（7）①②
（8）B
【知识点】种群数量的变化曲线；群落的结构；群落的演替；生态系统中的信息传递；生态系统的稳定性；生物多样性的价值
【解析】【解答】 （1）垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象，茭白叶上有昆虫栖息，根系处有小龙虾和水生生物生活，这种分布体现的群落结构主要为垂直结构。
故填：垂直结构。
（2）小龙虾增加6kJ的能量，至少需要消耗茭白的能量传递效率按20%计算，理论上至少需要消耗茭白的能量=6×30%÷20%÷20%+6×40%÷20%÷20%=105kJ。
故填：105。
（3）A、当种群数量处于K2时，小龙虾的种群数量基本维持稳定，小龙虾的出生率等于死亡率，A错误；
B、由图可知，b点后K值（环境容纳量）有所增加，种群数量变化的原因可能是投放了饵料，B正确；
C、K2/2时的增长速率最大，因此在捕捞时应控制小龙虾种群数量保持在K2/2左右，C正确；
D、小龙虾以福寿螺为食，因此小龙虾和福寿螺的种间关系为捕食，D正确。
故填：BCD。
（4）长绿飞虱采食茭白绿色的叶片，是通过感知颜色来传递信息，属于①物理信息，故选：①。
故填：①。
（5）为减轻长绿飞虱对茭白的危害，常使用人工合成的性引诱剂W诱杀长绿飞虱雄性个体以控制其种群数量，从种群特征的角度分析，使用人工合成的性引诱剂W诱杀长绿飞虱雄性个体，会破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害。
故填：使用性引诱剂W诱杀长绿飞虱的雄性个体，从而破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害。
（6）A、茭白-小龙虾共作模式提高了茭白田生态系统物种丰富度和营养结构的复杂程度，A正确；
B、“有机质→底栖动物→小龙虾”没有生产者，没有实现完整的碳循环，B错误；
C、采用茭白-小龙虾共作模式，提高了物种丰富度和营养结构的复杂程度，其生态系统的抵抗力稳定性更高，C正确；
D、小龙虾以田间的杂草、水藻为食，与底栖动物竞争，故底栖动物减少、水藻与杂草数量增多，小龙虾的数量可能增多，D正确。
故填：ACD。
（7）茭白-小龙虾共作模式实现了茭白、虾共赢，增加产量和收入，体现了生物多样性的直接价值，茭白-小龙虾共作模式能调节当地气候、维持土壤肥力，体现了生物多样性的间接价值，故选：①②。
故填：①②。
（8）ACD、次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。将荒地变农田，洼地变虾塘，属于次生演替，草原放牧后、森林砍伐后以及村庄荒废后的演替都属于次生演替，ACD错误；
B、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。海底火山喷发后的演替属于初生演替，与荒地变农田，洼地变虾塘的次生演替不同，B正确。
故填：B。
【分析】1、群落演替的概念特点和标志：
概念：在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演变现象。
特点：群落的演替长期变化累积的体现，群落的演替是有规律的或有序的。
标志：在物种组成上发生了（质的）变化；或者一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。
类型：初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替．初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替．次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
2、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
5．【答案】（1）A；D
（2）①②
（3）C
（4）B；D
（5）线性化质粒随机整合到酿酒酵母的染色体DNA的过程中可能破坏了酿酒酵母的正常基因（包括异丁醇合成途径中的关键酶基因、酿酒酵母正常生长代谢需表达的基因），使酿酒酵母正常的新陈代谢（正常生长发育、正常合成异丁醇）受损，异丁醇产量降低
（6）②④
（7）少量异丁醇与BmoR蛋白结合无法激活启动子，大量异丁醇与BmoR蛋白结合可激活启动子，进而使荧光蛋白GFP基因表达，产生荧光蛋白。故可通过检测异丁醇生产菌种中是否有荧光（或荧光强度）来筛选高产菌种。
（8）B
【知识点】微生物发酵及其应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】 （1）ABCD、由图9可知，丙酮酸一方面在A酶、B酶、C酶、D酶的作用下生成异丁醇，另一方面，丙酮酸分别在E酶、F酶的作用下生成乙醇、乙酸，因此为实现异丁醇大规模生产，可选取的目的基因是酶A基因、酶F抑制基因，AD正确，BC错误。
故填：AD。
（2）由图10可知，为切出相同的黏性末端并且防止目的基因自身环化，应选用了XhoI和Sau3AI或XhoI和BamHI的识别序列对目的基因所在DNA进行切割，故为实现其与目的基因的连接，可在目的基因两端添加XhoI和Sau3AI或XhoI和BamHI的识别序列，即①②。
故填：①②。
（3）A、培养基I是选择培养基，A错误；
B、培养基II未经过分离纯化培养，并不能形成单个菌落，B错误；
C、培养基I和II都具备水、碳源、氮源、无机盐，营养成分相同，C正确；
D、培养基I和III的营养成分不同，培养基I用来培养大肠杆菌，培养基III用来培养酵母菌，D错误。
故填：C。
（4） ABCD、启动子的表达具有物种特异性，为了大量获得重组质粒并高效筛选异丁醇生产菌种，图10中的大肠杆菌和酿酒酵母需具备的特点是氨苄青霉素敏感大肠杆菌、组氨酸合成缺陷酿酒酵母，AC错误，BD正确。
故填：BD。
（5）线性化质粒随机整合到酿酒酵母的染色体DNA的过程中可能破坏了酿酒酵母的正常基因（包括异丁醇合成途径中的关键酶基因、酿酒酵母正常生长代谢需表达的基因），使酿酒酵母正常的新陈代谢受损，因此，此类菌种异丁醇产量减少。
故填：线性化质粒随机整合到酿酒酵母的染色体DNA的过程中可能破坏了酿酒酵母的正常基因（包括异丁醇合成途径中的关键酶基因、酿酒酵母正常生长代谢需表达的基因），使酿酒酵母正常的新陈代谢（正常生长发育、正常合成异丁醇）受损，异丁醇产量降低。
（6）BmoR基因的编码链序列为5’-GTGTTAATAT GATTCATGAA-3’，现将其编码的亮氨酸替换为天冬氨酸，又因为密码子：亮氨酸5’-UUA-3’，天冬氨酸5’-GAC-3’，因此利用PCR技术定点突变改造BmoR蛋白，需设计的引物的序列是5’-GTGGACATAT-3’，5’-TTCATGAATC-3’，即②④。
故填：②④。
（7）由图11可知，少量异丁醇与BmoR蛋白结合无法激活启动子，大量异丁醇与BmoR蛋白结合可激活启动子，进而使荧光蛋白GFP基因表达，产生荧光蛋白，因此可通过检测异丁醇生产菌种中是否有荧光（或荧光强度）来筛选高产菌种。
故填：少量异丁醇与BmoR蛋白结合无法激活启动子，大量异丁醇与BmoR蛋白结合可激活启动子，进而使荧光蛋白GFP基因表达，产生荧光蛋白。故可通过检测异丁醇生产菌种中是否有荧光（或荧光强度）来筛选高产菌种。
（8）ABCD、 发酵罐是发酵工程中常用的生物反应器，其主要作用是模拟微生物细胞代谢所需环境，ACD错误，B正确。
故填：B。
【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
2、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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（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。
1 / 1
