2024届高考生物一轮总复习第十四单元基因工程及生物技术的安全性与伦理问题第2讲重点研究“基因工程操作中限制酶的选择和PCR技术”教师用书

第 2 讲　重点研究“基因工程操作中限制酶的选择和PCR技术”
基因工程操作中目的基因的获取和基因表达载体的构建都离不开限制性内切核酸酶，只有选取合适的限制酶才能准确切取目的基因，因此限制酶的选取是基因工程操作的重点也是难点，近年来较难的高考试题大都围绕限制酶的选取进行考查。PCR技术既可以用于获取目的基因，又可以用于目的基因的检测与鉴定，是基因工程中重要技术之一，其应用较强，因此对PCR技术的考查也成为命题的热点。

1．(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。

回答下列问题：
(1)常用的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。上图中____________酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA连接酶连接。上图中__________________酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。
(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。
(3)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能________；质粒DNA分子上有____________________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)表达载体含有启动子，启动子是指___________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4 DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段(黏性末端)既可以用E.coli DNA连接酶连接，又可以用T4 DNA连接酶连接，而限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段(平末端)只能用T4 DNA连接酶连接。(2)DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。(3)质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体。质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制；质粒DNA分子上有一个至多个限制酶的酶切位点，便于目的基因的导入；质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。(4)启动子是一段特殊序列结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。
答案：(1)EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ　EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ、Sma Ⅰ和EcoR Ⅴ　(2)磷酸二酯键　(3)自我复制　一个至多个限制酶切割位点　用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞　(4)位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程
2．(2022·山东高考)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。
(1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是______________________________________________。为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是__________________________________。

(3)融合蛋白表达成功后，将FLAG-P、FLAG-P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是____________________________；由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是__________________________________________________。

(4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是______________________________________________________________________________。
解析：(1)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，因此设计扩增P基因的引物需要满足的条件是能与P基因母链的一段碱基序列互补配对，并且是短单链核酸。DNA聚合酶延伸时，是将脱氧核苷酸添加到引物的3′端，为了不破坏目的基因，该限制酶识别序列应添加在引物的5′端。(2)融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同，说明P基因翻译时出错。由图可以看出，P基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个氨基酸，导致mRNA的密码子被错位读取。解决该问题的修改方案是在引物中的EcoRⅠ识别序列3′端添加一个碱基，使EcoRⅠ识别序列不影响P基因的正常翻译。
(3)①组仅添加UBC；②组添加UBC和FLAG-P；③组添加UBC、FLAG-P和药物A；④组添加UBC和FLAG-P△；⑤组添加UBC、FLAG-P△和药物A。按题中所述处理后，①组没出现杂交带，②③组出现杂交带，③组杂交带更加明显，说明药物A的作用是增强FLAG-P与UBC的结合。②④组或③⑤组的差异在于②③组含有FLAG-P，出现杂交带，④⑤组含有FLAG-P△，没出现杂交带，据此推测P△中缺失的特定序列的作用是参与P与UBC的结合。(4)根据(3)的分析推测，药物A通过增强P与UBC结合促进P降解，达到治疗该病的目的。
答案：(1)能与P基因母链的一段碱基序列互补配对、短单链核酸　5′端　(2)P基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个氨基酸，导致mRNA的密码子被错位读取　在引物中的EcoRⅠ识别序列3′端添加一个碱基　(3)增强FLAG-P与UBC的结合　参与P与UBC的结合　(4)药物A通过增强P与UBC结合促进P降解


知能集成(一)　探讨基因工程操作中限制酶的选择方法
1．根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类

(1)应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
(2)不能选择切点位于目的基因和标记基因内部的限制酶，如图甲、乙不能选择SmaⅠ。
(3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
2．根据质粒的特点确定限制酶的种类

3．根据Ti质粒的T-DNA片段选择限制酶
图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(设切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)，分析如下：

[典例]　玉米是重要的粮食作物，其叶片细胞中的P蛋白是一种水通道蛋白，由P基因编码，在植物生长发育过程中对水分的吸收具有重要的调节功能。科研人员成功培育出超量表达P蛋白转基因玉米，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图所示。

请回答下列问题：
(1)强启动子是一段有特殊结构的DNA片段，能被 ________________识别并结合，驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达，应优先选用 ____________________酶组合，将Ti质粒切开后构建重组表达载体。T-DNA在该实验中的作用是 ________________________________________________________________________
____________________________。
(2)将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织去菌后进行植物组织培养，培养基中需加入______进行筛选，此物质属于氨基糖苷类抗生素，它能抑制蛋白质在叶绿体和线粒体中合成，使植物的光合作用和 ________受到干扰，从而引起植物细胞死亡。
(3)愈伤组织是一种相对没有分化的 ________团，经液体悬浮培养可以分散成胚性单细胞，在适宜的培养基中，这种单细胞可以发育成 __________，再继续发育成转基因玉米株系。
[解析]　(1)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，能驱动基因的转录。为使P基因在玉米植株中超量表达，则需要强启动子，因此应优先选用BamHⅠ和SacⅠ酶组合，将Ti质粒切开后构建重组表达载体。农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，因此T-DNA在该实验中的作用是将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上。(2)由图可知，标记基因是G418抗性基因，因此将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织去菌后进行植物组织培养，培养基中需加入G418进行筛选，此物质属于氨基糖苷类抗生素，它能抑制蛋白质在叶绿体和线粒体中合成，其中叶绿体是光合作用的场所，线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，因此其可使植物的光合作用和呼吸作用(能量代谢)受到干扰，从而引起植物细胞死亡。(3)愈伤组织是一种相对没有分化的薄壁细胞团，经液体悬浮培养可以分散成胚性单细胞，在适宜的培养基中，这种单细胞可以发育成胚状体，再继续发育成转基因玉米株系。
[答案]　(1)RNA聚合酶　BamHⅠ和SacⅠ　将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上　(2)G418　呼吸作用(能量代谢)　(3)薄壁细胞　胚状体
[针对训练]
1．为了获得抗蚜虫棉花新品种，研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI 121)结合，然后导入棉花细胞。下列操作与实验目的不符的是(　 )

A．用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因
B．与只用KpnⅠ相比，Kpn Ⅰ和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确
C．将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上可筛选出转基因细胞
D．用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中
解析：选C　由图可知：GNA、ACA都含有限制酶BsaBⅠ的酶切位点，故用限制酶BsaBⅠ和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因，A正确；图中质粒与GNA-ACA上都含有KpnⅠ和XhoⅠ的酶切位点，与只用KpnⅠ相比，KpnⅠ和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确，B正确；由于重组质粒含有卡那霉素的抗性基因，故将棉花细胞接种在含卡那霉素的培养基上可筛选出转基因细胞，C错误；PCR技术可用于基因探针的制备，可用来检测目的基因是否导入受体细胞，D正确。
2．将小菜蛾细胞的羧酸酯酶基因(CarE)导入水稻细胞，培育抗农药水稻新品种，过程如图所示。下列叙述错误的是(　 )

A．必须将含CarE基因的质粒导入水稻的受精卵
B．构建重组质粒时，应选用PstⅠ和SmaⅠ分别切割质粒和含CarE基因的DNA
C．Tetr的作用是鉴别和筛选含CarE基因的细胞
D．通过检测表达产物来判断CarE基因在水稻细胞中是否发挥功能作用
解析：选A　不一定要将含CarE基因的质粒导入水稻的受精卵，但是导入受精卵效果要好，A错误；Tetr是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C正确。
知能集成(二)　PCR技术中引物的相关问题分析
1．PCR技术和DNA复制的比较
项目
PCR技术
DNA复制
场所
体外(PCR扩增仪中)
细胞内(主要是细胞核内)
解旋方式
DNA在高温下变性解旋
解旋酶催化
酶
耐高温的DNA聚合酶
解旋酶、DNA聚合酶
温度条件
在较高温度下进行需控制温度
细胞内温和条件
合成对象
DNA片段
DNA分子
相同点
均需要模板(DNA双链)、原料(四种脱氧核苷酸)、能量

2.与引物相关的问题归纳概括
(1)PCR技术需要引物的原因。
DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此，DNA的复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3′端开始延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。

(2)PCR扩增中需要引物数目的计算规律。
若一个DNA分子在PCR中经过n轮循环，理论上需要消耗引物数为2n＋1－2，第n轮循环需要消耗的引物数为2n个。
[典例]　IKK激酶参与动物体内免疫细胞的分化。临床上发现某重症联合免疫缺陷(SCID)患儿IKK基因编码区第1 183位碱基T突变为C，导致IKK上第395位酪氨酸被组氨酸代替。为研究该患儿发病机制，研究人员利用纯合野生鼠应用大引物PCR定点诱变技术培育出SCID模型小鼠(纯合)，主要过程如图1、2。分析回答：

(1)在PCR反应体系中，除加入引物、IKK基因、缓冲液、Mg2＋等外，还需加入________________________________________________________________________等。
(2)在图1获取突变基因过程中，需要以下3种引物：
引物A
5′-CCCCAACCGGAAAGTGTCA-3′(下划线字母为突变碱基)
引物B
5′-TAAGCTTCGAACATCCTA-3′(下划线部分为限制酶HindⅢ识别序列)
引物C
5′-GTGAGCTCGCTGCCCCAA-3′(下划线部分为限制酶SacⅠ识别序列)
则PCR1中使用的引物有______________，PCR2中使用的引物有__________和图中大引物的________(填“①”或“②”)链。
(3)PCR的反应程序为：94 ℃ 3 min；94 ℃ 30 s，58 ℃ 30 s，72 ℃ 50 s,30个循环。在循环之前的94 ℃ 3 min处理为预变性；循环中72 ℃处理的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据图2分析代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生免疫反应，这为________________________提供了可能。
(5)研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠F0，并确认突变基因已经稳定同源替代IKK基因，请你设计完成获得SCID模型鼠的实验步骤：
①杂交亲本：______________，杂交得F1；
②F1雌雄鼠随机交配得F2；
③提取F2每只小鼠的基因组DNA，采用分子生物学方法，利用IKK基因探针和突变基因探针进行筛选，则____________________________________________________为模型鼠。
[解析]　(1)在PCR反应体系中，除加入引物、IKK基因、缓冲液、Mg2＋等外，还需加入耐高温DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸等。(2)在PCR1中，获取的是大引物，大引物中含有突变基因，所以应含有引物A，在基因的右端有限制酶HindⅢ识别的序列，所以要用到引物B；在PCR2中，有一个引物结合到了基因的左端，在它从5′到3′的序列的开始部位应含有限制酶SacⅠ识别的序列，所以要用到引物C；而另外的一个引物就是大引物中的一条链，它应该结合到基因的右端，且从5′到3′端的序列中开始部位应含有HindⅢ识别的序列，从图中看，它是大引物的②链。(3)在PCR循环之前的94 ℃ 3 min处理为预变性，使DNA双链解开；循环中72 ℃处理的目的是使Taq DNA聚合酶从引物起始通过碱基互补配对进行互补链合成。(4)代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生免疫反应，这为胚胎在受体内存活提供了可能。(5)①研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠F0，并确认突变基因已经稳定同源替代IKK基因，若要获得SCID模型鼠，可让F0与野生鼠杂交得F1；②F1雌雄鼠随机交配得F2；③模型鼠中应含有突变基因，但不含IKK基因，故提取F2每只小鼠的基因组DNA，利用IKK基因探针和突变基因探针进行筛选，若IKK基因探针检测未出现杂交带，突变基因探针检测出现杂交带的则为模型鼠。
[答案]　(1)Taq DNA聚合酶(或热稳定DNA聚合酶)、4种脱氧核苷酸　(2)引物A和引物B　引物C　②　(3)使Taq DNA聚合酶从引物起始进行互补链合成　(4)胚胎在受体内存活　(5)①F0×野生鼠　③IKK基因探针检测未出现杂交带，突变基因探针检测出现杂交带

[针对训练]
1．农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法错误的是(　 )

注：子链从引物的3′端开始延伸。
A．PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理
B．进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶
C．利用图中的引物②③组合可扩增出两侧的未知序列
D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置
解析：选C　PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理，是体外扩增DNA的一种方式，A正确；PCR中变性过程需要在高温条件下进行，故进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶，B正确；由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3′端开始延伸，故利用图中的引物①④组合可扩增出两侧的未知序列，C错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置，D正确。
2．中国某科研团队研制的重组流感疫苗制备流程如图1所示。回答下列问题：

(1)基因工程的核心步骤是____________________，被用作载体的Ad5应具有的特点有____________________________________________等。
(2)对流感重点地区输入的人员进行核酸检测需要用到用含放射性同位素的__________ 做探针，进行血清抗体检测的方法是________________杂交。
(3)为探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果，需要给不同组志愿者分别注射____________的疫苗，一段时间后采集血样检测相应抗体的水平。
(4)流感病毒的检测最常见的方法是荧光定量RT-PCR(逆转录聚合酶链式反应)，RT-PCR 的具体过程如图2所示。
①过程Ⅰ和Ⅱ都需要加入缓冲液、原料、酶和引物等，其中加入的酶分别是________________________________________________________________________。
②RT-PCR过程通过对________的控制影响酶的活性和DNA分子结构，从而使得整个反应过程有序地进行。
③过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环扩增，理论上需要引物B为____________个。
解析：(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；作为基因工程的载体需要具备的条件有：能自我复制、有一个或多个切割位点、有标记基因位点、对受体细胞无害等。(2)探针是指放射性同位素或荧光分子标记的目的基因；进行血清抗体检测的方法是抗原—抗体杂交。(3)探究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果时，自变量是疫苗的剂量，因此需要给不同组志愿者分别注射不同剂量的疫苗，一段时间后采集血样检测相应抗体的水平。(4)①Ⅰ为逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化；Ⅱ为PCR技术扩增过程，该过程需要耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)。②RT-PCR过程通过对温度的控制影响酶的活性和DNA分子结构，从而使得整个反应过程有序地进行。③过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，由于起点是单链DNA，经过依次循环形成一个双链DNA分子，每个双链DNA分子都需要一个引物B，因此经过n次循环形成2n－1个子代DNA分子，也需要2n－1个引物B。
答案：(1)基因表达载体的构建　有一个或多个切割位点、有标记基因位点、对受体细胞无害　(2)目的基因　抗原—抗体　(3)不同剂量　(4)①逆转录酶、耐高温的DNA聚合酶　②温度　③2n－1

[课时验收评价]
1．为增强玉米抗旱性，研究者构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒，用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中，获得抗旱的转基因玉米。下列相关叙述不正确的是(　 )
A．提取该微生物mRNA逆转录为cDNA，通过PCR可获得大量目的基因
B．将重组质粒置于经CaCl2处理的农杆菌悬液中，可以获得转化的农杆菌
C．用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞需要严格进行无菌操作
D．用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交，可在个体水平检测转基因玉米的抗旱性状
解析：选D　用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交，可在分子水平检测转基因玉米的抗旱性状，D错误。
2．如图是三种限制酶的脱氧核苷酸识别序列和切割位点示意图(↓表示切点)。下列相关分析错误的是(　 )

A．这三种限制酶切割出的DNA片段末端都是黏性末端
B．不同限制酶切割DNA所得的黏性末端可能相同
C．能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割
D．同一个DNA经限制酶1和限制酶3分别切割后所得片段数一定相等
解析：选D　能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割，但能被限制酶1切割的DNA不一定能被限制酶3切割，故同一个DNA经限制酶1和限制酶3分别切割后所得片段数不一定相等，C正确，D错误。
3．图甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点。下列关于培育转基因大肠杆菌的叙述错误的是(　 )

A．若通过PCR获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，可选用Ca2＋处理法
D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达
解析：选D　通过PCR获取目的基因时，两种引物分别和目的基因的两条单链结合，并沿相反的方向合成子链，故选用引物甲和引物丙，A正确；由甲图可知，选用BamHⅠ会破坏两种抗性基因，结合乙图可确定应选择BclⅠ和HindⅢ剪切，B正确；将目的基因导入大肠杆菌常采用Ca2＋处理法，C正确；构建重组质粒时目的基因插入氨苄青霉素抗性基因中，故氨苄青霉素抗性基因被破坏不能表达，D错误。
4．限制酶的发现为DNA的切割和功能基因的获得创造了条件。限制酶Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ的识别序列及切割位点分别为↓GATC、G↓AATTC、C↓GATCC。含某目的基因的DNA片段如图所示，若利用质粒A(含限制酶Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点各1个)构建基因表达载体，为克服目的基因和质粒A的自身环化以及目的基因与质粒的任意连接等。下列对限制酶的选择，正确的是(　 )

A．用限制酶EcoRⅠ或BamHⅠ处理含某目的基因的DNA和质粒A
B．用限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ处理含某目的基因的DNA和质粒A
C．用限制酶Sau3AⅠ和EcoRⅠ处理含某目的基因的DNA和质粒A
D．用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ处理含某目的基因的DNA和质粒A
解析：选D　用限制酶Sau3AⅠ切割目的基因会破坏目的基因，质粒含有限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，获取目的基因也可以用限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ进行切割，但为了防止目的基因或质粒自身环化，需要使用不同种限制酶进行切割，则可以使用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒和目的基因。
5．植株在干旱、低温等逆境中，脱水素(具有一定抗干旱胁迫和耐冷冻能力的蛋白质)被诱导表达，脱水素基因编码区共含678个碱基对。科学家利用如图所示PBⅠ121质粒，以及XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶，运用农杆菌转化法，将脱水素基因导入草莓试管苗叶片细胞，再经植物组织培养获得脱水素基因过量表达的转基因草莓植株。下列相关叙述错误的是(　 )

A．重组质粒利用SacⅠ和HindⅢ切割后能得到1 500 bp片段，则表明目的基因正确插入质粒
B．组织培养过程中，培养基需添加卡那霉素和新霉素以便筛选转基因植株
C．可以利用PCR技术鉴定目的基因是否整合到草莓染色体的DNA上
D．转基因草莓植株批量生产前需进行抗干旱、耐冷冻实验
解析：选B　根据分析可知，由于重组质粒上移除1 900 bp而补充了脱水素基因的678个碱基对，加上未移除的822 bp，所以用SacⅠ和HindⅢ切割重组质粒后，可得到822＋678＝1 500 bp的新片段，据此可确定目的基因正确插入了质粒，A正确；题中提供的限制酶切割位点对卡那霉素抗性基因没有影响，所以无论是否插入了目的基因，卡那霉素抗性基因都可以表达，起不到筛选转基因植株的作用，B错误；PCR技术是进行DNA扩增的技术，需要一段引物来进行扩增，依照脱水素基因的核苷酸序列设计一段引物，若能进行扩增，说明转入目的基因成功，C正确；植株批量生产前，需要在个体水平上进行抗干旱、耐冷冻实验，以确保转基因植物中的脱水素基因表达出了蛋白质并发挥了作用，使植物表现为抗干旱、耐冷冻，D正确。
6．研究表明，服用α-干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。人参是一种名贵药材，具有较好的滋补作用。如图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①～④表示相关的操作。若限制酶EcoRⅠ识别，BamHⅠ识别。下列说法错误的是(　 )

A．步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列
B．在过程③中T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上
C．科研人员在两种引物的一端分别加上了GAATTC和GGATCC序列，目的是方便后续的剪切和连接
D．过程④中，科研人员最终未能检测出干扰素基因，其原因可能是干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞
解析：选B　步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列，A正确；过程③是将重组质粒导入根瘤农杆菌，而在侵染人参愈伤组织细胞时，T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，B错误；由于需要用EcoRⅠ、BamHⅠ两种限制酶切割目的基因和质粒，因此在两种引物的一端分别加上了GAATTC和GGATCC序列，以便后续的剪切和连接，C正确；干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞或导入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录，均会导致不能检测出干扰素基因，D正确。
7．(2023·中山调研)人类胰岛素基因位于第11号染色体上，长度为8 416 bp，人类胰岛素的氨基酸序列已知。回答下列相关问题。

(1)上图是利用PCR技术获取人胰岛素基因的方法，除了此方法外，还可以利用的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用PCR技术获取人胰岛素基因，在缓冲液中除了要添加模板和引物外，还需要添加的物质有
________________________________________________________________________。
(3)经过________轮循环可以得到所需的目的基因，一个DNA分子经过5轮循环，需要引物A________个，从PCR的过程和DNA分子的特点，试着写出设计引物需要注意的问题：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出2点即可)。
(4)利用SDS­凝胶电泳分离不同DNA分子，迁移速度与________________________________________________________________________等有关。
(5)利用图示方法获取的目的基因，直接构建基因表达载体后导入大肠杆菌，________(填“能”或“不能”)表达出人胰岛素，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)(2)解析略。(3)题图中引物A和引物B在DNA片段内部，根据PCR的过程和DNA分子半保留复制的特点可知，前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，即目的基因。其过程图如下：

第一轮：

第二轮：
由①得到的DNA分子如下：

由②得到的DNA分子如下：

第三轮：由①可得

由②可得

从理论上推测，一个DNA分子经n次循环合成的DNA分子为2n个，脱氧核苷酸链数为2n＋1，新合成的脱氧核苷酸链数为2n＋1－2，而每合成一条脱氧核苷酸链需要一个引物，所以共需要消耗2n＋1－2个引物，即25＋1－2＝62(个)，其中引物A为31个。设计引物时需要注意以下几点：引物自身及引物之间不能有互补序列，以防止自身或相互连接；引物长度适当等。(4)(5)解析略。
答案：(1)从基因文库获取或人工合成　(2)四种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶　(3)3　31　引物自身不能有互补序列；引物之间不能有互补序列
(4)凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象　(5)不能　因为此方法获得的目的基因中含有内含子，大肠杆菌无法正常识别内含子，而对内含子部分转录的mRNA进行翻译，导致合成的蛋白质出现错误

阶段验收评价(六)　生物技术与工程

一、选择题(本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。每题只有一个正确选项)l
1．下列关于灭菌和消毒的说法，错误的是(　 )
A．灭菌可杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
B．消毒不能杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
C．紫外线消毒常用于培养环境的空气消毒和一般物品的表面消毒
D．干热灭菌法适用于玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等的灭菌
解析：选B　灭菌可杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，而消毒是指用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部的一部分微生物的过程，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，A正确，B错误；对于培养环境的空气消毒和一般物品的表面消毒可以采用紫外线消毒法，其原因是紫外线能够使杂菌的蛋白质变性，使杂菌的DNA结构遭到破坏，从而失去活性，C正确；耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)和金属用具等，可以采用干热灭菌法灭菌，D正确。
2．黄酒是世界上古老的酒类之一，源于中国，以糯米、黍米、粟为原料，一般酒精含量为14%～20%，酒的品质取决于菌种。下图表示酿制黄酒的一种工艺流程。下列有关叙述正确的是(　 )

A．菌种a能产生淀粉酶，淀粉作为菌种a的碳源和氮源
B．菌种b增殖过程中，产生的酒精分子数等于CO2分子数
C．菌种b产生的酒精的跨膜运输不需要载体蛋白协助
D．工艺c表示灭菌，目的与“蒸煮”相同
解析：选C　根据酶的专一性，淀粉酶分解、利用的是原料中的淀粉，淀粉为菌种a提供碳源，而不能作为氮源物质，A错误；菌种b在有氧呼吸和无氧呼吸过程中均会增殖，只是增殖速率不同，而只有无氧呼吸产生的酒精分子数等于CO2分子数，B错误；菌种b在细胞质基质中经无氧呼吸(酒精发酵)产生酒精，以自由扩散的方式运输到细胞外，不需要载体蛋白协助，C正确；工艺c为消毒，“蒸煮”有利于糖化，同时也会杀死大多数微生物，D错误。
3．固态发酵酿酒流程一般包括选粮、浸泡、蒸煮、摊凉、下曲、堆积发酵、入窖发酵等步骤，其发酵基质中几乎不含有可流动的水分。下列相关叙述错误的是(　 )
A．摊凉后再下曲，主要是为了防止高温导致酒曲中的微生物死亡
B．入窖发酵时如密封不严，可能会导致乳酸菌大量繁殖影响酒质
C．固态发酵和液态发酵相比其基质含氧量更高，利于微生物的繁殖
D．固态发酵和液态发酵比产生的废水较少，更利于环保
解析：选B　摊凉后再下曲，主要是为了防止高温导致酒曲中的微生物死亡，避免发酵失败，A正确；入窖发酵时如密封不严，不会导致乳酸菌大量繁殖，因为乳酸菌是厌氧微生物，B错误；固态发酵中基质与气体的接触面积大，供氧充足，因此固体发酵和液态发酵相比其基质含氧量更高，因而有利于微生物通过有氧呼吸获取大量的能量，进而有利于其大量繁殖，C正确；固态发酵的基质中几乎不含有可流动的水分，因此固态发酵与液态发酵相比产生的废水较少，更有利于环保，D正确。
4．研究者从被柴油污染的土壤中获取了3种柴油降解菌进行研究，结果见下表。下列叙述不正确的是(　 )
菌株
柴油浓度/%
1
2
4
5
Y1
90.9
60.8
53.5
41.0
Y2
92.8
－
－
－
Y3
70.1
42.5
－
－
注：“－”表示菌株不能生长。
A．为获得降解菌，应用以柴油为唯一碳源的培养基
B．所用培养基和土壤样液均需进行严格灭菌
C．可采用稀释涂布平板法获得降解菌的单菌落
D．Y1对高浓度柴油的耐受性更强
解析：选B　要获得能降解柴油的菌种，需以柴油为唯一的碳源制备的培养基才有筛选作用，A正确；所用培养基需进行严格灭菌，以防止杂菌污染，若土壤样液灭菌，则会连所需菌种一起杀死，B错误；可采用稀释涂布平板法或平板划线法获得降解菌的单菌落，C正确；由表格可知，Y1对高浓度柴油的耐受性更强，D正确。
5．我国科学家从北极分离、鉴定出了一种耐冷细菌，过程如下：①接种在人造海水中，在15 ℃振荡培养3小时；②梯度稀释后将样品涂布在TYS培养基中(0.5%胰蛋白胨、0.1%酵母提取物、1.5%琼脂)，15 ℃培养7天；③挑取生长的菌落，进行划线，15 ℃培养后选择不同形态的菌落进行进一步的培养、鉴定和保藏。下列说法不正确的是(　 )
A．人造海水、仪器等在使用前需要进行灭菌处理
B．TYS培养基是含有机碳源、氮源的固体培养基
C．涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种
D．分析所有菌落，能还原采样点所有微生物的种类与含量
解析：选D　人造海水、仪器等在使用前需要进行灭菌处理，否则会有杂菌污染，A正确；TYS培养基中有0.5%胰蛋白胨、0.1%酵母提取物、1.5%琼脂，因此TYS培养基是含有机碳源、氮源的固体培养基，B正确；涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种，C正确；由于培养条件限制，有一些菌种无法培养出，因此不能还原采样点所有微生物的种类与含量，D错误。
6．科学家利用番茄和马铃薯的叶肉细胞原生质体进行融合，培育出了“番茄－马铃薯”。但它并没有像科学家预想的那样，地上结番茄、地下结马铃薯。下列说法错误的是(　 )
A．该培育过程克服了远缘杂交不亲和的障碍
B．人工诱导原生质体融合的方法有离心法、电融合法及 PEG 融合法等
C．生物体内基因的表达不是孤立的，番茄－马铃薯的遗传物质可能相互干扰
D．原生质体融合得到的杂种细胞直接经再分化即能形成杂种植株
解析：选D　植物体细胞杂交可以将2个不同物种的细胞杂合在一起，克服了远缘杂交不亲和的障碍，A正确；人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两大类，物理法包括离心法、电融合法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋­高pH融合法等，B正确；番茄－马铃薯杂种植株含有两种亲本的遗传物质，但生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，C正确；原生质体融合得到的杂种细胞，需经脱分化和再分化才能形成杂种植株，D错误。
7．Rag基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员通过诱导Rag基因缺失小鼠的体细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞)，然后将Rag基因导入iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，再移植到Rag基因缺失小鼠体内进行治疗。下列分析错误的是(　 )
A．诱导获得iPS细胞时需要在体细胞中表达一些关键基因
B．培养iPS细胞时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境
C．利用显微注射技术可以将Rag基因直接注入到iPS细胞
D．利用iPS细胞进行治疗存在导致小鼠发生肿瘤的风险
解析：选C　诱导获得iPS细胞时是脱分化的过程，根本原因也是基因的选择性表达，需要在体细胞中表达一些关键基因，A正确；培养iPS细胞时需提供95%空气(提供氧气，有助于细胞呼吸)和5%CO2(有助于维持培养液的pH)的混合气体环境，B正确；直接注射基因容易导致基因丢失，一般需要将Rag基因和载体连接形成重组DNA分子再显微注射到iPS细胞，C错误；iPS细胞为多能干细胞，可以诱导其进行不同方向的分化，利用iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，造血干细胞分裂旺盛，存在导致小鼠发生肿瘤的风险，D正确。
8．黄曲霉毒素在保存不当的霉变粮油食品中含量较高，具有很强的致癌性。研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落。科研人员用黄曲霉毒素偶联抗原制备出单克隆抗体以检测食品中黄曲霉毒素的含量。下列叙述错误的是(　 )
A．当人误食黄曲霉毒素后，肠腺细胞可能发生消化酶的合成分泌减少
B．可用电融合法、PEG法或灭活的病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合
C．细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性
D．单克隆抗体用于检测食品中黄曲霉毒素的原理是抗原—抗体杂交
解析：选C　消化酶属于分泌蛋白，需粗面内质网的核糖体参与合成，根据题干信息“研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落”，会影响消化酶(分泌蛋白)的合成和分泌，A正确；诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，可用以上方法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合，获得杂交瘤细胞，B正确；动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖不能体现细胞的全能性，C错误；抗体与抗原结合具有特异性，单克隆抗体是化学性质单一、特异性强的抗体，能与黄曲霉毒素特异性结合，其原理是抗原—抗体杂交，D正确。
9．“生物导弹”主要由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列叙述错误的是(　 )

A．“脾脏中的细胞”是从经免疫处理的实验动物获取的B淋巴细胞
B．图中的杂交瘤细胞在培养瓶中培养会出现接触抑制现象
C．单克隆抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
D．构成“弹头”的抗癌药物没有选择杀伤癌细胞的功能
解析：选B　制备单克隆抗体时，先给实验动物注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从实验动物脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞，故“脾脏中的细胞”是从经免疫处理的实验动物获取的B淋巴细胞，A正确；最终获得的杂交瘤细胞能够无限增殖，在体外培养过程中不会出现接触抑制的现象，B错误；过程③中由于单克隆抗体具有高度特异性，使其靶向作用非常准确，C正确；构成“弹头”的化学药物、细胞毒素等物质没有选择杀伤癌细胞的功能，而单克隆抗体能将这种杀伤功能定位，D正确。
10．将人抗体基因插入噬菌体DNA，然后让该噬菌体感染大肠杆菌，表达的抗体可能和病毒蛋白以融合蛋白的形式，附着在噬菌体表面，也可能通过大肠杆菌分泌出去。下列叙述错误的是(　 )
A．可从人的B细胞中获取总RNA，通过逆转录、PCR技术扩增出抗体基因
B．为防止抗体被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞
C．在把抗体基因导入受体细胞过程中，必须用Ca2＋处理大肠杆菌
D．通过该方法生产的抗体具有灵敏度高、特异性强的特点
解析：选C　人体中B细胞的种类繁多，为获得相应的抗体基因，可提取人体B细胞中的总RNA，通过逆转录获得目的基因，再通过PCR技术扩增，最后筛选出目的基因，A正确；对于大肠杆菌来说，目的基因表达的抗体属于外来蛋白质，会被蛋白酶分解，因此应选择蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，B正确；由题意可知，以噬菌体DNA为载体，插入抗体基因形成重组噬菌体，利用噬菌体的特性感染大肠杆菌，将抗体基因运进受体细胞中，不需要用Ca2＋处理大肠杆菌，C错误；利用该方法生产的抗体种类单一、纯度高，因而具有灵敏度高、特异性强的特点，D正确。
11．碱裂解法是一种应用广泛的制备质粒DNA的方法，其基本原理是基于大分子DNA与质粒DNA变性与复性的差异而达到分离目的，流程如下。下列说法错误的是(　 )
→→→
A．质粒属于小型环状双链DNA
B．离心、沉淀后应弃上清液取沉淀物
C．加入强碱处理的目的是使DNA氢键断裂，为后续步骤作准备
D．加入缓冲液处理的结果是只有质粒DNA能够正常复性
解析：选B　质粒是一种裸露的、结构简单、具有自我复制能力的小型双链环状DNA分子，A正确；变性的质粒DNA可恢复原来的构型，保存在溶液中，而大分子DNA不能复性而形成缠连的网状结构，通过离心质粒DNA留在上清液中，B错误，D正确；在pH为12.6的碱性条件下，大分子DNA和质粒DNA的氢键断裂，为后续作准备，C正确。
12．在试管婴儿的培育过程中，培养有两种选择，可选择不同时期的胚胎进行移植。第一种是精卵细胞结合后在体外培养3天，成为卵裂期胚胎；第二种是让卵裂期胚胎继续发育2天，直到第5天发育成为囊胚。不是所有的卵裂期胚胎都能继续发育，有些会停止分裂，即培育失败。下列叙述中正确的是(　 )
A．从卵巢中分离出的卵细胞可以直接与获能的精子完成受精作用
B．在卵裂时期，胚胎的总体积并不会增加但细胞的数量不断增加
C．体外受精后5天对胚胎的质量进行检查，以确定胚胎是否具有发育为囊胚的能力
D．培养3天的胚胎比培养5天的胚胎全能性强，胚胎移植后更容易发育成完整个体
解析：选B　从卵巢中分离的卵细胞因发育程度不同，不能直接与获能精子完成受精作用，需要对卵细胞进行培养至M Ⅱ 期，A错误；卵裂时期是在透明带内进行的分裂，所以卵裂过程细胞总数在增加，胚胎总体积并不增加，B正确；体外受精后5天，胚胎已经发育为囊胚或已经停止分裂，因此应该是体外受精后3天对胚胎的质量进行检查，以确定是否具有发育为囊胚的能力，C错误；体外受精后培养3天的胚胎为卵裂期胚胎，体外受精后培养5天的胚胎为囊胚期胚胎，因为不是所有卵裂期胚胎都能继续发育，故胚胎移植后囊胚期胚胎更容易发育成完整个体，D错误。
13．在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理，具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是(　 )

A．去核时使用的差速离心、紫外线长时间照射和化学物质处理等方法都没有穿透卵母细胞的透明带
B．卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核，而是纺锤体－染色体复合物
C．组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育
D．为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研，可用机械方法将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎移植
解析：选B　核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法，也可以采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等，A错误；将卵母细胞培养到MⅡ期后进行去核操作，此时卵母细胞中的“核”其实是纺锤体－染色体复合物，去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体－染色体复合物，B正确；将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚，这样可降低组蛋白的甲基化水平，提高组蛋白的乙酰化水平，从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达，C错误；为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研，可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植，D错误。
14.农杆菌特有的T­DNA能够提高其对宿主细胞的转化，进而使宿主长出冠瘿瘤。如图为T­DNA上的部分结构，有关分析错误的是(　 )
A．T­DNA是Ti质粒上特有的序列，在基因工程中广泛应用
B．T­DNA整合到宿主细胞基因组DNA上可能会导致基因突变
C．T­DNA结构的完整性是诱导宿主植株产生冠瘿瘤的重要条件
D．农杆菌通过改变植物激素的种类与比例诱导细胞的分化方向
解析：选A　T­DNA是农杆菌特有的序列，该序列可存在于农杆菌所有DNA中，不是Ti质粒所特有的，A错误；基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换或缺失而引起基因碱基序列的改变，故T­DNA整合到宿主细胞基因组DNA上可能会导致基因突变，B正确；基因的结构决定功能，基因要表达功能应保证其具有完整性，故T­DNA结构的完整性是诱导宿主植株产生冠瘿瘤的重要条件，C正确；据图可知，重组质粒上有生长素合成基因和细胞分裂素合成基因，可通过改变植物激素的种类与比例诱导细胞的分化方向，D正确。
15．如图是一种靶向基因敲除技术即TALEN技术。该技术的敲除工具是由DNA识别域TALE和非特异性内切核酸酶FoKI两个部分组成的蛋白质。TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系。FoKI是一种形成二聚体后具有内切核酸酶活性的蛋白单体。下列相关叙述错误的是(　 )

A．单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性
B．TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术和蛋白质工程
C．二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对
D．TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列
解析：选C　FoKI是非特异性内切核酸酶，单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性，A正确；TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术和蛋白质工程，B正确；氨基酸内没有碱基，不能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对，只是存在恒定的对应关系，C错误；由于TALE的二连氨基酸与四种碱基有恒定的对应关系，TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列，D正确。
16．为确定W基因在染色体上的位置，研究人员进行了操作：①破裂细胞后将染色体固定在玻片上，去除mRNA及染色体上的蛋白质，拍摄染色体得到显微照片1；②制备32P标记的W基因探针(单链DNA)；③将玻片上的染色体DNA变性为单链后，置于含W基因放射性探针的杂交溶液中温育一段时间；④洗脱玻片上未杂交的放射性探针，对玻片进行放射性自显影处理得到照片2；⑤将照片1和照片2叠加，确定W基因所在染色体及位置。下列分析错误的是(　 )
A．可用A－32P～P～P制备W基因的放射性探针
B．W基因探针的碱基序列与W基因中某条单链的部分碱基序列相同或互补
C．去除染色体上的蛋白质并将DNA变性为单链有利于DNA与探针完成杂交
D．若不去除mRNA，对实验结果会产生干扰
解析：选A　W基因探针为单链DNA，可用dA－32P～P～P制备W基因的放射性探针，A错误；W基因所在的DNA是碱基互补的两条链，W基因探针能与W基因中的一条单链进行碱基互补配对，因此W基因探针的碱基序列与W基因中某条单链的部分碱基序列相同或互补，B正确；染色体主要是由蛋白质和DNA组成的，同时DNA是双链结构，而探针是单链DNA，因此去除染色体上的蛋白质并将DNA变性为单链有利于DNA与探针完成杂交，C正确；DNA可与mRNA发生部分的碱基互补配对，因此若不去除mRNA，会对实验结果产生干扰，D正确。
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
17．(10分)我们生活中已经离不开传统发酵技术制作的食品，酸奶、果酒、果醋、霉豆腐、泡菜等极大地满足了人们对饮食多元化发展的需求。
(1)酿制果酒开始时要先通气，其目的是________________________________。若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度，可采用________________法，但此方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。
(2)食用醋的乙酸浓度通常在5%～8%，白酒的酒精浓度在38%～60%，一般情况下先有酒再有醋，但醋的价格往往比白酒低，试结合酿造工艺分析可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出一点即可)。
(3)现代工业生产霉豆腐要严格控制无菌环境，对豆腐灭菌宜采用______________法。从微生物培养的角度看，豆腐是________培养基，豆腐为主要菌种毛霉生长繁殖提供______________等营养物质。
解析：(1)酿制果酒开始时要先通气，使酵母菌进行有氧呼吸进而大量繁殖，增加菌体数量，可减少发酵时间；若要进一步检测所得果酒中活体酵母菌的密度，可采用稀释涂布平板法，由于可能两个或多个酵母菌共同形成一个菌落，其最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。(2)食用醋的乙酸浓度通常在5%～8%，白酒的酒精浓度在38%～60%，一般情况下先有酒再有醋，但醋的价格往往比白酒低，根据二者的酿造工艺分析，其可能的原因是酒比醋需要的发酵产物量大；无色透明和有品质保证的酒要通过蒸馏得到，而乙酸不用蒸馏得到等。(3)豆腐相当于毛霉生长的培养基，所以灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法；从物理性质上看，豆腐是固体培养基；培养基的成分一般包含水、无机盐、碳源、氮源等，故豆腐为主要菌种毛霉生长繁殖提供水、无机盐、碳源、氮源等营养物质。
答案：(1)让酵母菌进行有氧呼吸从而大量繁殖　稀释涂布平板　(2)酒比醋需要的发酵产物量大；无色透明和有品质保证的酒要通过蒸馏得到，而乙酸不用蒸馏得到(写出一点即可)　(3)高压蒸汽灭菌　固体　水、无机盐、碳源、氮源
18．(11分)某实验室利用保加利亚乳杆菌和乳脂链球菌(均属于乳酸菌)，采用固定化技术(将游离微生物固定在一定空间内)对单菌种发酵和双菌种发酵进行了研究。实验步骤如下，回答下列问题：

表1　pH对固定化发酵的影响
pH
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
乳酸产量/g
－
4.95
7.81
4.70
－

表2　单菌种与双菌种固定化发酵
菌种
保加利亚乳杆菌
乳脂链球菌
双菌种
乳酸产量/g
7.68
7.83
8.90

表3　双菌种固定化方式对发酵的影响
固定化方式
分别固定，1∶1混合
1∶1混合之后固定
乳酸产量/g
8.92
7.65

注：以上表内数据为100 mL发酵液每小时的产酸量，发酵时间为3 h。
(1)乳酸菌属于厌氧微生物，因此发酵时需要提供______条件；发酵所用的鲜牛奶中不能含有抗生素，原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)筛选乳酸菌高产菌株时可在固体培养基中加入碳酸钙，培养一段时间后，选取菌落周围__________________________，即为高产菌株。
(3)将固定化细胞颗粒装入灭菌的反应器中，并加入灭菌牛奶，开始发酵。据表1中数据分析，一段时间后，乳酸产生的速度减慢的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据表2、表3中数据分析，对产酸最有利的发酵方式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)乳酸菌属于厌氧微生物，因此发酵时需要提供无氧条件；由于抗生素会抑制乳酸菌的活性，导致发酵失败，因此发酵所用的鲜牛奶中不能含有抗生素。(2)筛选乳酸菌高产菌株时可在固体培养基中加入碳酸钙，培养一段时间后，乳酸菌产生的乳酸可以将碳酸钙分解形成透明圈，选取菌落周围透明圈与菌落直径比例大的，即为高产菌株。(3)将固定化细胞颗粒装入灭菌的反应器中，并加入灭菌牛奶，开始发酵。据表1中数据分析，发酵一段时间后，发酵液pH下降，乳酸菌活性受到抑制，乳酸产生的速度减慢。(4)据表2、表3中数据分析，采用双菌种，先分别固定再1∶1混合发酵是对产酸最有利的发酵方式。
答案：(1)无氧　抗生素会抑制乳酸菌的活性，导致发酵失败　(2)透明圈与菌落直径比例大的　(3)发酵一段时间后，发酵液pH下降，乳酸菌活性受到抑制　(4)采用双菌种，先分别固定再1∶1混合发酵
19．(12分)人误食被金黄色葡萄球菌污染的食物后，可能出现腹泻、呕吐等症状。研究者尝试用蜻蜓肠道共生菌的代谢产物开发新型抑菌药物，部分实验步骤如图所示，图中数字编号代表实验步骤。

(1)培养蜻蜓肠道共生菌的培养基配方如表所示。据表中信息和所学知识判断，马铃薯为共生菌生长提供的营养成分包括________。
马铃薯
葡萄糖
琼脂
水
200.0 g
20.0 g
20.0 g
1 000mL

A.碳源 B．氮源
C．无机盐 D．生长因子
(2)为避免杂菌污染，图中实验操作应采用的正确方法是________。
A.步骤①用自来水浸泡蜻蜓　
B．步骤②在超净工作台上操作　
C．步骤③加入蒸馏水研磨蜻蜓肠道　
D．实验器材需要高压灭菌
(3)研究者分离出蜻蜓肠道菌株A，提取其代谢产物并用丙酮定容制成“药液”。

欲比较“药液”与庆大霉素(用无菌水配制的抗生素溶液)对金黄色葡萄球菌的抑菌效果，请把下列实验主要步骤填写完整(所有实验均在无菌环境操作)。
实验主要步骤：
①将_______________________________________________________________
均匀涂布在图中所示的平板培养基上；
②用无菌镊子将分别浸过A、B、C液和无菌水的圆纸片沥干后均匀置于上述培养基表面。A、B、C液分别为____________________________________________________________；
③在恒温培养箱培养一段时间后，检测“因变量”的方法是________________________________________________________________________；
④为使实验结果更准确的做法是_________________________________________。
解析：(1)马铃薯中含有糖类、蛋白质、少量脂肪和矿物质等，如题表所示的培养基中，马铃薯可为共生菌生长提供碳源、 氮源、 无机盐、生长因子。(2)自来水中有杂菌，步骤①应该用无菌水浸泡蜻蜓，A错误；超净工作台是一种提供局部无尘无菌工作环境的空气净化设备，为防止杂菌污染，步骤②在超净工作台上操作，B正确；步骤③加入无菌水研磨蜻蜓肠道，C错误；为防止杂菌污染，实验器材需要高压灭菌，D正确。(3)欲比较“药液”与庆大霉素(用无菌水配制的抗生素溶液)对金黄色葡萄球菌的抑菌效果，则实验的自变量为抑菌液的种类，因变量为抑菌效果，具体的实验步骤为①将稀释的金黄色葡萄球菌“菌液”均匀涂布在题图中所示的平板培养基上；②用无菌镊子将分别浸过丙酮溶液、相同浓度的“药液”和庆大霉素以及无菌水的圆纸片沥干后均匀置于上述培养基表面；③因变量为抑菌效果，金黄色葡萄球菌若受到抑菌液的抑制，则圆纸片周围会出现清晰区，因此可用直尺测量每个圆纸片周围清晰区的宽度，并记录，从而检测因变量；④为使实验结果更准确，应遵循实验的平行重复原则，重复上述实验步骤多次，并对各组测量的数据求平均值。
答案：(1)ABCD　(2)BD　(3)①稀释的金黄色葡萄球菌“菌液”　②丙酮溶液、相同浓度的“药液”和庆大霉素　③用直尺测量每个圆纸片周围清晰区的宽度，并记录　④重复上述实验步骤多次，并对各组测量的数据求平均值
20．(13分)已知某病毒的S抗原基因编码的S蛋白是感染人体细胞的主要抗原，研究人员利用S蛋白制备单克隆抗体，其制备流程如下图：

(1)该病毒中含有RNA、蛋白质、脂质等多种物质，进行①过程时，利用的是这些物质在____________________________方面存在的差异性进行RNA的提取。②过程所需酶是________________。检测④过程是否获得成功的方法是________________。
(2)⑤⑥利用基因工程技术制备了可以无限增殖的细胞，⑥常采用________________法。细胞Y的特点是
________________________________________________________________________。
为确保细胞Y在无菌的环境中培养，除了对培养液和培养用具进行灭菌处理外，还需在培养液中加入一定量的________________。在体外进行悬浮培养时需要用____________法来收集Y细胞，再进行分瓶培养。
(3)我国某科研团队成功开发了一种以人复制缺陷腺病毒为载体的重组病毒基因疫苗。制备该基因疫苗过程中常利用________技术扩增S抗原基因，为了便于S抗原基因与腺病毒载体连接，需要在引物的5′端加上________________位点。
解析：(1)RNA、蛋白质、脂质等多种物质在物理性质和化学性质上存在差异，可以利用这种差异提取RNA。②过程为在RNA的指导下合成DNA的过程，因此，该过程为逆转录，该过程需要在逆转录酶的催化下完成。④过程为获得病毒S蛋白的过程，要检测是否成功获得S蛋白，需要用抗原—抗体杂交的方法。(2)⑥过程为将带有无限增殖调控基因的质粒导入细胞X的过程，常用的方法为显微注射技术，细胞X为浆细胞，经过⑥过程的X细胞若成功导入了无限增殖调控基因，则细胞X将无限增殖。结合图中信息可知，细胞Y应该能够无限增殖并且能够合成并分泌与S蛋白发生特异性结合的抗体。抗生素能抑制细菌的生长，所以为确保细胞Y在无菌的环境中培养，除了对培养液和培养用具进行灭菌处理外，还需在培养液中加入一定量的抗生素。在体外进行悬浮培养时需要用离心法来收集Y细胞，再进行分瓶培养。(3)已知病毒的S抗原基因编码的S蛋白在感染人体细胞的过程中起到关键作用。制备腺病毒载体病毒疫苗时，首先需要在逆转录酶的作用下，以病毒的遗传物质RNA为模板经过逆转录得到S抗原基因。利用PCR技术扩增S抗原基因，为了便于S抗原基因与腺病毒载体连接，需要在引物的5′端加上限制酶切割位点。
答案：(1)物理性质和化学性质　逆转录酶　抗原－抗体杂交技术　(2)显微注射　既能快速大量繁殖又能产生特异性抗体　抗生素　离心　(3)PCR　限制酶切割
21．(14分)棉铃虫和蚜虫是常见的植物害虫，Cry1A基因的表达产物对棉铃虫等鳞翅目昆虫有较强的毒性，GNA基因的表达产物对蚜虫等刺吸式口器的昆虫有较强的毒性。科研人员将Cry1A基因与GNA基因连接在一起，构建了双抗虫基因的重组表达载体，并转入烟草细胞，获得了具有双抗性的转基因烟草，其部分过程如图1所示，请分析并回答以下问题：

注：Klenow能将黏性末端转变为平末端；图中不同限制酶切出的黏性末端均不同。
(1)过程③将Cry1A基因与GNA基因相连，可选用______________(填“E.coli DNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)。
(2)过程④应该选用______________(填图中限制酶)切割植物表达载体，以便和目的基因相连，形成重组表达载体。
(3)将重组表达载体转入农杆菌之前，一般先用________处理农杆菌，使其成为____________细胞。
(4)让农杆菌侵染烟草叶片前，需要通过实验筛选农杆菌：将培养农杆菌的培养基倒平板后均分为A、B两组，在A组培养基中涂布一定量的链霉素，在B组培养基中涂布等量的卡那霉素和链霉素。往A组培养基中接种适量农杆菌，待长出菌落后，用影印法接种到B组培养基上，实验结果如图2，其中________(填图中对应的数字)菌落对应的农杆菌可能是符合要求的，即含有____________________的农杆菌。

(5)通过植物组织培养技术培养农杆菌侵染的烟草叶片，获得烟草幼苗，此技术依据的原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
欲从个体水平检测这些植株是否成功导入目的基因，方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)过程①和②分别用不同的限制酶切割Cry1A基因与GNA基因，形成的黏性末端是不同的，故两个基因无法直接相连，经Klenow处理后，两个基因片段一端的黏性末端变为平末端。E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，T4 DNA连接酶可以连接黏性末端，也可以连接平末端，故过程③将Cry1A基因与GNA基因相连，应选用T4 DNA连接酶。(2)通过过程③得到的双抗虫基因(Cry1A基因＋GNA基因)两侧分别是EcoRⅠ和HindⅢ切出的黏性末端，故过程④应该选用EcoRⅠ和HindⅢ切割植物表达载体，形成和目的基因相同的黏性末端，以便让植物表达载体与目的基因相连，形成重组表达载体。(3)将重组表达载体转入农杆菌之前，一般先用Ca2＋处理农杆菌，使其成为感受态细胞，以利于重组表达载体进入农杆菌。(4)让农杆菌侵染烟草叶片前，需要通过实验筛选农杆菌，获得含有重组表达载体的农杆菌。由于HindⅢ的切割位点在抗卡那霉素基因内部，故含有重组表达载体的农杆菌可以在含有链霉素的培养基上生长，不能在含有卡那霉素的培养基上生长。据此分析可知，A组中1、3对应的菌株为含有重组表达载体的农杆菌，2、4、5对应的菌株为含有植物表达载体的农杆菌。(5)植物组织培养技术依据的原理是植物细胞具有全能性。从个体水平检测目的基因是否成功导入受体细胞，可将适量的棉铃虫和蚜虫接种到转基因植株上，观察其是否具有抗虫特性。
答案：(1)T4 DNA连接酶　(2)EcoRⅠ和HindⅢ
(3)Ca2＋　感受态　(4)1、3　重组表达载体　(5)植物细胞的全能性　将适量的棉铃虫和蚜虫接种到转基因植株上，观察是否抗虫


一模考前热身训练(一)
一、选择题(本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。每题只有一个正确选项)
1．太空的失重环境会使宇航员骨骼中的钙流失到血液中，从而引起骨质疏松。下列相关叙述正确的是(　 )
A．钙、铁和镁等金属元素都属于组成生物体的大量元素
B．钙参与形成的化合物在细胞中都是以离子的形式存在
C．血液中钙含量的多少对机体的正常生命活动没有影响
D．宇航员休养期可食用富含维生素D的食物缓解骨质疏松
解析：选D　铁属于微量元素，A错误；钙参与骨骼、牙齿等的形成，说明其可以以化合物的形式存在，B错误；血钙过低会引起抽搐，过高会引起肌无力，C错误；维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收，宇航员休养期可食用富含维生素D的食物来缓解骨质疏松，D正确。
2．溶酶体起源于高尔基体，其内pH大约为5，含多种酸性水解酶。溶酶体膜上嵌有大量的质子泵(一种运输质子的载体蛋白)和其他载体蛋白，膜蛋白高度糖基化。下列叙述错误的是(　 )
A．溶酶体内核酸酶的合成开始于游离核糖体，其泄露进入细胞质基质可能会失活
B．溶酶体上的质子泵可通过协助扩散运输质子进入溶酶体，使溶酶体内呈酸性
C．溶酶体膜上较多的载体蛋白有助于将水解的产物运往细胞质基质
D．溶酶体膜蛋白高度糖基化可能起到了避免被蛋白酶水解的作用
解析：选B　溶酶体内核酸酶是蛋白质，其合成开始于游离核糖体，溶酶体内pH大约为5，由于细胞质基质的pH不适宜，其泄露进入细胞质基质可能会失活，A正确；溶酶体内pH大约为5，H＋浓度大，溶酶体上的质子泵可通过主动运输使质子进入溶酶体，从而使溶酶体内呈酸性，B错误；溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌，其膜上较多的载体蛋白有助于将水解的产物运往细胞质基质，C正确；溶酶体内有多种水解酶，其膜蛋白高度糖基化可能起到了避免被蛋白酶水解的作用，D正确。
3．酶法保鲜技术是指利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有优良品质与特性的技术。葡萄糖氧化酶可使葡萄糖氧化成葡萄糖酸和过氧化氢，同时在反应中消耗一个氧分子，故该酶常作为除葡萄糖剂和脱氧剂广泛应用于食品保鲜。下列关于酶法保鲜技术的叙述，错误的是(　 )
A．酶法保鲜技术中酶发挥作用时会降低化学反应所需的活化能
B．推测细胞中的葡萄糖含量和O2含量过高均不利于食品的保鲜
C．葡萄糖氧化酶与葡萄糖酸的特异性结合体现了酶的专一性
D．用溶菌酶处理食品能有效防止细菌对食品的污染可作为一种酶法保鲜技术
解析：选C　酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，A正确；葡萄糖氧化酶可作为除葡萄糖剂和脱氧剂广泛应用于食品保鲜，因此推测细胞中的葡萄糖和O2含量过高均不利于食品保鲜，B正确；葡萄糖氧化酶与葡萄糖的特异性结合体现了酶的专一性，C错误；用溶菌酶处理食品，可有效地防止细菌对食品的污染，起到防腐保鲜作用，D正确。
4．我国的科研团队以小鼠为实验对象，成功实现了体内脾脏细胞转变为“肝功能”细胞。其技术路径为利用SiO2刺激脾脏成纤维细胞增殖，向胞内转入3个关键转录因子，将扩增的成纤维细胞转为“肝功能”细胞，代替肝脏执行糖原存储、脂质积累等基本功能。下列有关推测错误的是(　 )
A．该技术可能会使实验小鼠的免疫功能受到影响
B．脾脏细胞转变为“肝功能”细胞的实质是基因的选择性表达
C．SiO2可能影响了原癌基因、抑癌基因的表达从而引起脾脏成纤维细胞增殖
D．为缓解肝移植供体紧张现状，该技术可直接用于人类严重肝损伤患者的救治
解析：选D　据题意可知，该技术使体内脾脏细胞转变为“肝功能”细胞，脾脏属于免疫器官，因此可能会使实验小鼠的免疫功能受到影响，A正确；脾脏细胞和“肝功能”细胞属于不同种类的细胞，脾脏细胞转变为“肝功能”细胞是细胞分化的结果，则其实质是基因的选择性表达，B正确；SiO2刺激脾脏成纤维细胞增殖，推测SiO2可能影响了原癌基因、抑癌基因的表达，C正确；据题意可知，“肝功能”细胞具有类似肝脏的功能，代替肝脏执行糖原存储、脂质积累等基本功能，但它们与肝脏器官不完全相同，因此不能直接用于人类严重肝损伤患者的救治，D错误。
5．果蝇的直毛与分叉毛由一对等位基因B、b控制，现让一只直毛雌果蝇与一只分叉毛雄果蝇杂交，F1中雌雄个体数相等，且直毛∶分叉毛＝1∶1。欲选F1中直毛果蝇单独饲养，统计F2中果蝇的表型(不考虑突变)。下列叙述正确的是(　 )
A．若F2雌雄果蝇均为直毛，则B、b位于常染色体上且直毛为显性
B．若F2雌雄果蝇中都有直毛和分叉毛出现，则B、b一定位于常染色体上
C．若F1无子代，则B、b位于X染色体上且直毛为隐性性状
D．若F2只在雄果蝇中出现分叉毛，则B、b位于X染色体上且直毛为显性
解析：选B　若B、b位于常染色体上且直毛为显性，则亲本组合是Bb×bb，F1是Bb、bb，让F1中的直毛自交，即Bb自交，子代会出现性状分离，A错误。若F2雌雄果蝇中都有直毛和分叉毛出现，说明发生了性状分离，因此直毛为显性，且与性别无关，故B、b一定位于常染色体上，B正确。若B、b位于X染色体上且直毛为隐性性状，则亲本基因型为XbXb×XBY，F1基因型为XBXb、XbY，其中直毛果蝇均表现为雄性，单独饲养无子代；若B、b位于X、Y染色体的同源区段且直毛为隐性性状，则亲本基因型为XbXb×XBYb，F1直毛果蝇均为XbYb，都是雄性，单独饲养也无子代，C错误。若B、b位于X、Y染色体的同源区段且直毛为显性性状，则亲本基因型为XBXb×XbYb，F1中直毛果蝇基因型为XBXb、XBYb，F1单独培养，F2中的分叉毛为XbYb，即只在雄果蝇中出现分叉毛，D错误。
6．高等植物细胞中的某种RNA聚合酶(RNA聚合酶Ⅳ)与其他类型的RNA聚合酶的作用不同，可在RDR2蛋白复合物的参与下完成如图所示的过程， 结合图示信息，下列叙述错误的是(　 )

A．①②过程均存在氢键、磷酸二酯键的形成和断裂
B．在被某些病毒侵入的细胞中，可发生类似①或②过程
C．该机制中基因的表达调控属于转录水平的调控
D．若体外合成一段针对某基因的向导RNA导入细胞，可用以研究该基因的功能
解析：选A　①过程是转录过程，②过程是以单链RNA为模板合成双链RNA的过程，过程①存在氢键的断裂和磷酸二酯键的形成，但不存在磷酸二酯键的断裂，过程②存在氢键和磷酸二酯键的形成，但不存在氢键和磷酸二酯键的断裂，A错误；某些DNA病毒可以在宿主细胞内进行转录，发生类似①过程，如噬菌体，某些双链RNA病毒可以发生类似②过程，B正确；DNA经过①②及加工过程形成双链的向导RNA，向导RNA定位至目标DNA使其甲基化导致基因沉默，无法转录，因此该机制中基因的表达调控属于转录水平的调控，C正确；若体外合成一段针对某基因的向导RNA导入细胞，该向导RNA可定位至目标基因，使目标基因甲基化，最后导致该基因沉默，故可用以研究该基因的功能，D正确。
7．研究发现，睡眠主要依靠脑部多个脑区产生的胞外腺苷来调节，胞外腺苷与突触后膜上的受体结合可促进睡眠。咖啡、茶、可乐等饮料中均含有咖啡因，咖啡因是腺苷类似物，能与受体结合，但并不引起胞外腺苷相应的效应。下列叙述错误的是(　 )
A．与动物激素类似，胞外腺苷与细胞膜上受体结合并发挥作用后会被降解灭活或重吸收
B．胞外腺苷与受体结合后可能引起突触后膜上Cl－内流
C．咖啡因与胞外腺苷受体结合，减少了胞外腺苷与受体结合产生的睡眠效应，缓解了睡意
D．过多摄入咖啡因就会引起神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作，对健康不利
解析：选A　胞外腺苷的作用机制类似于神经递质，与神经元细胞膜上特异性受体结合并发挥作用后会被降解灭活或重吸收，以防止其持续发挥作用，A错误；胞外腺苷与突触后膜上的受体结合可促进睡眠，可推测，胞外腺苷能使突触后膜抑制，所以胞外腺苷与受体结合后可能引起突触后膜上Cl－内流，B正确；咖啡因是腺苷类似物，能与受体结合，但并不引起相应睡眠效应，同时减少了胞外腺苷与受体结合产生的睡眠效应，缓解睡意，C正确；由于咖啡因需要一定时间才能完成降解，过多摄入咖啡因就会引起神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作，对健康不利，D正确。
8．研究人员向心力衰竭小鼠的T细胞中导入设计的mRNA激活T细胞，通过攻击活化的成纤维细胞，使小鼠心肌细胞纤维化大大降低，主要原理如下图。下列相关叙述不正确的是(　 )

A．①过程需要受体蛋白参与并消耗能量
B．②过程需要氨基酸、tRNA和ATP等参与
C．③过程体现了细胞膜的信息交流功能
D．T细胞攻击活化的成纤维细胞属于细胞免疫
解析：选C　①过程为胞吞，消耗能量，需要受体蛋白参与，但不需要转运蛋白，A正确；②过程为翻译，需要氨基酸(蛋白质的合成原料)、tRNA(氨基酸的搬运工具)和ATP(提供能量)等参与，B正确；③过程是将嵌合抗原受体运至细胞膜上的过程，没有体现细胞膜的信息交流功能，C错误；T细胞攻击活化的成纤维细胞属于细胞免疫，D正确。
9．《齐民要术》中关于种植白杨的记载：“初生三年，不用采叶，尤忌捋心，捋心则科茹不长。”在《田家五行》中有一段论述：“当知稻花见日方吐，阴雨则收，正当其盛吐之时，暴雨忽至，卒不能收，被雨所伤，遂至白飒(指瘪粒)之患。”下列分析错误的是(　 )
A．“尤忌捋心”是为了保护顶芽，以保持初生白杨的顶端优势
B．种植棉花或果树时需要及时采叶心，以便更多的侧芽长成侧枝确保产量
C．“白飒之患”和水稻受暴雨影响无法正常传粉，不能形成种子有关
D．在稻花传粉期遇到阴雨天气后，可以喷施适宜浓度的生长素类似物避免减产
解析：选D　“心”是顶芽，“尤忌捋心”是为了保护顶芽，以保持初生白杨的顶端优势，A正确；种植棉花或果树时，需要及时采叶心，以便更多的侧芽长成侧枝确保产量，B正确；“白飒”指瘪粒，“白飒之患”和水稻受暴雨影响无法正常传粉，不能形成种子有关，C正确；种植水稻是为了收获种子，在水稻传粉期遇到阴雨天气后，无法形成种子，喷施适宜浓度的生长素类似物只能长成无籽果实，不能避免减产，D错误。
10．环境的变化决定了生物的分布与种类，生物的生存又影响了环境，生物与环境是相互作用、相互依存的。下列与光的生态作用无关的是(　 )
A．生物的生长发育和形态建成
B．树林中林下植物的种群密度
C．弃耕农田上的乔木成为群落的优势种
D．太阳光能是生态系统能量流动的起点
解析：选D　光是重要的环境信号，可以调控组织的分化和器官的发育，说明光对生物的生长发育和形态建成具有一定的调控作用，A不符合题意；乔木密度会影响林下植物的光照强度，因此树林中林下植物的种群密度受乔木密度的影响，而乔木密度受光照的影响，与光的生态作用有关，B不符合题意；弃耕农田的次生演替过程中，乔木逐渐取代了灌木的优势地位，其主要原因是乔木较灌木更为高大，能获得更多的阳光，故弃耕农田上的乔木成为群落的优势种与光的生态作用有关，C不符合题意；生态系统的能量流动的起点是从生产者经光合作用所固定太阳能开始的，与光的生态作用无关，D符合题意。
11．某古沉船船体饱水木材样品与沉积物中含有丰富的原核微生物类群，与漆黑海底现场取的木材样品与沉积物中的菌群种类相似。下列叙述正确的是(　 )
A．可用加入醋酸洋红试剂的鉴别培养基鉴定古沉船船体木材中是否存在纤维素分解菌
B．在漆黑的海底现场获取的木材样品中含有大量能够进行化能合成作用的硝化细菌菌群
C．海底沉积物为多种多样的细菌菌群提供了生长、繁殖所需的全部的碳源和氮源
D．用血细胞计数板统计海底某细菌的种群数量时发现平均每小格中有3个细菌，可估算一个计数室内有1 200个细菌
解析：选D　 鉴别纤维素分解菌时需要在鉴定培养基中加入刚果红染色剂，而不是醋酸洋红试剂，A错误；硝化细菌是一种好氧细菌，需要生活在氧气充足的环境，而在漆黑的海底氧气缺乏，B错误；细菌菌群生长、繁殖所需的碳源和氮源不是全部来自海底沉积物，还来自海底植物等，C错误。血细胞计数板一共有400个小格，平均每小格中有3个细菌，可估算一个计数室内有400×3＝1 200(个)细菌，D正确。
12．H­Y抗原存在于雄性个体的细胞表面，决定性腺向雄性方向发育。向牛的早期胚胎培养液中添加H­Y单克隆抗体，用来筛选胚胎进行移植，以利用生物乳腺反应器生产药物。下列叙述不正确的是(　 )
A．制备单克隆抗体的杂交瘤细胞，既能产生抗体又能无限增殖
B．培养液中添加H­Y单克隆抗体，根据凝集反应筛选牛的雌性胚胎
C．可取囊胚内细胞团细胞进行性别鉴定，筛选出所需胚胎
D．胚胎移植前，需对受体牛注射激素进行同期发情处理
解析：选C　制备单克隆抗体所用的杂交瘤细胞，兼具了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点，既能产生抗体又能无限增殖，A正确；培养液中添加H­Y单克隆抗体，可以和H­Y抗原特异性结合，从而根据凝集反应筛选牛的雌性胚胎，B正确；为避免对胚胎的发育造成影响，进行性别鉴别时应选择囊胚期的滋养层细胞，C错误；在胚胎移植前，需要对受体牛注射激素进行同期发情处理，这样可以保证受体母牛为供体胚胎提供相似的发育环境，有利于胚胎的成活，D正确。
13．土壤酶是存在于土壤中各酶类的总称。科研人员以某沙漠为研究区，在早春积雪完全融化后，设置3个首次降雨时间(积雪完全融化后第10 d、20 d和30 d)和3个降雨量梯度(5 mm、10 mm和15 mm)，并于植物生长旺季采集土壤样品，研究土壤酶活性的响应特征，结果如下图所示。下列叙述错误的是(　 )

A．积雪完全融化后第20 d，随降雨量的增加土壤蔗糖酶活性呈先下降后增加趋势
B．萨姆纳从刀豆种子中提取的脲酶能够分解尿素
C．与20 d相比，积雪完全融化后第30 d不同降雨量处理对土壤脲酶活性影响显著
D．土壤酶参与土壤的养分循环时会受到土壤温度和pH影响
解析：选C　由图1分析可知，积雪完全融化后第20 d，随降雨量增加，土壤蔗糖酶活性呈先下降后增加的趋势，A正确；脲酶是萨姆纳从刀豆种子中提取的能分解尿素的酶，B正确；由图2分析可知，与20 d相比，积雪完全融化后第30 d各降雨量处理对土壤脲酶活性影响不显著，C错误；酶活性的发挥需要适宜的条件，土壤酶参与土壤的养分循环过程时会受到土壤温度和pH的影响，D正确。
14．某XY型二倍体动物有圆眼(A)和三角眼(a)，长尾(B)和短尾(b)两对相对性状，其中A/a位于X染色体上，某实验小组进行了如下实验。下列叙述错误的是(　 )

A．由实验一子代表型及比例可推测基因B/b在常染色体上
B．实验二中雌性亲本的基因型为BBXAXa或BbXAXa
C．若让实验一F1中圆眼长尾个体相互杂交，则子代表型及比例为圆眼长尾雌∶圆眼短尾雌∶圆眼长尾雄∶圆眼短尾雄＝12∶4∶9∶3
D．由实验一、二的结果可推测含Xa的卵细胞致死
解析：选D　由实验一子代表型及比例为长尾雌∶长尾雄＝2∶1，短尾雌∶短尾雄＝2∶1，说明长尾(B)和短尾(b)这对相对性状与性别无关，即基因B/b位于常染色体上，A正确；由分析可知，实验二中雌性亲本的基因型为BBXAXa或BbXAXa，B正确；由分析可知，实验一中亲本的基因型为bbXAY、BbXAXa，则实验一F1中圆眼长尾个体雌性的基因型为1/2BbXAXa、1/2BbXAXA，F1中圆眼长尾个体雄性的基因型为BbXAY，因此子代表型及比例为圆眼长尾雌∶圆眼短尾雌∶圆眼长尾雄∶圆眼短尾雄＝(4/7×3/4)∶(4/7×1/4)∶(3/7×3/4)∶(3/7×1/4)＝12∶4∶9∶3，C正确；由实验一、二的结果可推测XaY致死，结合XAXa不致死，可知含Xa的卵细胞不致死，D错误。
15．婴儿眼球震颤(IN)是一种早期发病的病理性眼球震颤，下图为某患病家族遗传系谱图，呈明显的显性遗传伴外显不全(不是所有携带者都会表现出相关性状)。研究发现，该家族的病因为X染色体上FRMD7基因的某位点突变，导致FRMD7蛋白缩短。下列分析错误的是(　 )

A．异常的FRMD7蛋白与正常的FRMD7蛋白具有部分相同的氨基酸序列
B．若图中先证者的父母再生1个女儿，则其患病的概率为1/2
C．IN产生的根本原因是基因突变
D．通过基因检测可预估先证者后代的患病情况
解析：选B　异常的FRMD7蛋白与正常的FRMD7蛋白具有部分相同的氨基酸序列，A正确；由于该病是显性遗传伴外显不全，题图中先证者的母亲是致病基因携带者，则他们再生1个女儿是携带者的概率为1/2，但是由于携带者不一定患病，所以其患病概率不能确定，B错误；由题意可知，该病产生的根本原因是FRMD7基因中某位点突变，即发生了基因突变，C正确；基因检测是对人体细胞中的DNA序列进行检测，可预估先证者后代的患病情况，D正确。
16．当动作电位频率很低时，每次动作电位之后出现一次完整的收缩和舒张过程称为单收缩。若后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的舒张期，所产生的收缩过程称为不完全强直收缩。若后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的收缩期，所产生的收缩过程称为完全强直收缩。波峰大小表示相对张力大小，具体表现如图所示，下列有关说法错误的是(　 )

A．完全强直收缩的存在不利于躯体运动和对外界物体做功
B．不完全强直收缩和完全强直收缩的张力都大于单收缩的张力
C．达到完全强直收缩的刺激频率大于不完全强直收缩
D．达到完全强直收缩，可能与突触间隙中兴奋性神经递质持续增加有关
解析：选A　完全强直收缩利于持续输出较大的张力，利于躯体运动和对外界物体做功，A错误；分析题图可知，不完全强直收缩和完全强直收缩张力都大于单收缩张力，B正确；刺激频率为15 Hz时，会达到不完全强直收缩，刺激频率>30 Hz时，会达到完全强直收缩，故达到完全强直收缩的刺激频率大于不完全强直收缩，C正确；达到完全强直收缩，可能是因为突触间隙中兴奋性神经递质持续增加，导致对突触后膜的持续刺激，所以肌肉收缩张力增大，D正确。
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
17．(12分)卡尔文循环是植物界普遍存在的共同规律。水稻细胞的叶绿体基质中的核酮糖­1,5­二磷酸羧化酶(Rubisco)能够催化CO2与C5结合生成两分子的C3，再发生一系列反应，最终合成糖类等有机物。甘蔗中的CO2固定机制(如图所示)与水稻中的有所不同。研究发现，甘蔗细胞中的PEP与CO2的亲和力远高于与Rubisco的。

(1)卡尔文利用____________________法，发现了小球藻固定CO2的第一个产物为C3，并将这类植物称为C3植物，水稻也是一种C3植物。由图可知，甘蔗固定CO2的第一个产物为____________。
(2)甘蔗的维管束鞘细胞的叶绿体中只能发生暗反应，因此该细胞的叶绿体无法产生______________________________________，推测其原因是叶绿体中缺少____________结构，但其呈现绿色，说明其依然含有________________。
(3)研究人员在甘蔗叶片细胞中发现了一系列蔗糖运输载体，另外也有学者证明了，如果提供一定浓度的蔗糖溶液，给予足够的时间，甘蔗叶片细胞发生质壁分离后可自动复原。这些实验表明了______________________________。蔗糖可以被水解为单糖，甘蔗叶片细胞在缺氧条件下会进行无氧呼吸，请写出甘蔗叶肉细胞无氧呼吸的总化学式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与水稻相比，甘蔗更适合在高温、干旱的环境中生长，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)卡尔文发现小球藻固定CO2的第一个产物为C3，运用了同位素标记法；由图可知，甘蔗固定CO2的第一个产物为C4。(2)正常情况下，叶绿体能发生光反应和暗反应，光反应发生在类囊体薄膜上，而甘蔗的维管束鞘细胞的叶绿体中只能发生暗反应，所以推测甘蔗的叶绿体中没有类囊体(基粒)，也不能产生NADPH和ATP，但其呈现绿色，说明其依然含有叶绿素。(3)甘蔗叶片细胞中有一系列的蔗糖运动载体，且提供一定浓度的蔗糖溶液，给予足够的时间，甘蔗叶片细胞发生质壁分离后可自动复原，说明甘蔗叶片细胞可以吸收蔗糖。甘蔗叶肉细胞无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。(4)与水稻相比，甘蔗更适合在高温、干旱的环境中生长，因为高温、干旱的环境下，叶肉细胞的气孔容易关闭，从而导致吸收的CO2较少，而甘蔗固定CO2的能力强于水稻。
答案：(1)(放射性)同位素标记　C4　(2)NADPH和ATP　类囊体(或基粒)　叶绿素　(3)甘蔗叶片细胞可以吸收蔗糖　C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量　(4)高温、干旱的环境下，叶肉细胞的气孔容易关闭，从而导致吸收的CO2较少，而甘蔗固定CO2的能力强于水稻
18．(12分)已知某XY型性别决定的生物，其翅色由两对等位基因(均不在X、Y同源区段)控制，其中等位基因A、a分别控制灰翅、褐翅，另一对等位基因B/b控制翅中色素是否产生，若翅中色素不产生则为透明翅。某研究小组利用多只基因型相同的灰翅雄性亲本与多只基因型相同的灰翅雌性亲本杂交，F1的表型及比例如下表所示：
F1
灰翅
褐翅
透明翅
雌性
310
104
0
雄性
161
56
230

(1)B/b中决定翅中色素不产生的基因是________；有色翅个体的基因型有________种。
(2)F1中灰翅雌性杂合子的概率为________；透明翅个体的基因型为________________。
(3)让F1中灰翅个体自由交配，若所有个体均存活，F2中褐翅个体的概率为________。
解析：(1)分析题意可知，多只基因型相同的灰翅雄性亲本与多只基因型相同的灰翅雌性亲本杂交，F1中透明翅全为雄性，说明控制翅中色素是否产生的基因B/b伴性遗传，位于X染色体上，且决定翅中色素不产生的基因是b；F1的雌雄个体中灰翅与褐翅比例均约为3∶1，说明灰翅对褐翅为显性，且该对基因位于常染色体上，因此有色翅个体的基因型有3×3＝9(种)。(2)亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY，F1中灰翅雌性个体(A_XBX－)所占比例为1/2×3/4＝3/8，灰翅雌性纯合子(AAXBXB)所占比例为1/4×1/4＝1/16，则F1中灰翅雌性杂合子的概率为3/8－1/16＝5/16。透明翅个体全为雄性，基因型为AAXbY、AaXbY、aaXbY。(3)F1中灰翅个体基因型为A_XBX－和A_XBY，雌雄个体自由交配，两对等位基因分开考虑：对于A/a而言，雌雄个体均为1/3AA和2/3Aa，产生的雌雄配子均包括2/3A和1/3a，配子随机结合后，aa所占概率为1/3×1/3＝1/9；对于B/b而言，XBX－(1/2XBXB、1/2XBXb)产生的卵子为3/4XB和1/4Xb，XBY产生的精子为1/2XB和1/2Y，配子随机结合产生的后代中XBX－占1/2，XBY占1/2×3/4＝3/8。因此F2中褐翅个体(aaXBX－、aaXBY)的概率为1/9×(1/2＋3/8)＝7/72。
答案：(1)b　9　(2)5/16　AAXbY、AaXbY、aaXbY
(3)7/72
19．(12分)研究发现，很多免疫细胞表面存在神经递质受体，它们本身也可以合成和分泌多种神经递质(例如5­羟色胺)来调节免疫细胞的活性。
(1)细胞毒性T细胞能合成5­羟色胺并结合自身表面的受体，增强自身____________________肿瘤细胞的能力，体现了免疫系统的________________功能。免疫系统与神经系统、内分泌系统共同维持内环境____________。
(2)单胺氧化酶A(MAOA)是5­羟色胺的降解酶。研究发现黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中MAOA基因异常高表达。为探明MAOA基因表达与肿瘤细胞增殖的关系进行实验。图1结果显示，_______________________________________________________________
________________________________________________________________________，
说明MAOA 基因表达促进黑色素瘤细胞增殖。

(3)进一步研究MAOA调控细胞毒性T细胞的机理，用肿瘤抗原激活细胞毒性T细胞。野生型小鼠细胞毒性T细胞中控制5­羟色胺合成的Tph1基因和控制5­羟色胺降解的MAOA基因表达都显著增强；而MAOA基因敲除小鼠细胞毒性T细胞中________________________________________________________________________
____________________________________________________________，细胞活性增强。
(4)黑色素瘤细胞通过表达PD­L1来结合T细胞表面的PD­1，抑制其活化。PD­1抗体是治疗肿瘤的常用药物，联合使用MAOA抑制剂和PD­1抗体治疗肿瘤，实验结果如图2。结果表明，单独使用MAOA抑制剂的抗癌效果____________单独使用PD­1抗体的抗癌效果，两者表现出________关系。
解析：(1)细胞毒性T细胞能识别、接触、裂解肿瘤细胞，体现了免疫监视功能；免疫系统与神经系统、内分泌系统共同维持内环境稳态。(2)结合图1可知，MAOA基因敲除小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠(MAOA基因敲除小鼠的肿瘤体积增长速度比野生型慢)，说明MAOA基因表达促进黑色素瘤细胞增殖。(3)野生型小鼠肿瘤体积大，Tph1基因和MAOA基因表达增强，而MAOA基因敲除小鼠肿瘤体积小，说明Tph1基因表达增强，MAOA基因表达减弱，5­羟色胺浓度升高，从而导致细胞毒性T细胞活性增强。(4)结合图2可知，单独使用MAOA抑制剂的肿瘤体积大于单独使用PD­1抗体，说明其抗癌效果低于单独使用PD­1抗体，两者表现出协同关系。
答案：(1)识别、接触、裂解　免疫监视　稳态　(2)MAOA基因敲除小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠(或MAOA基因敲除小鼠的肿瘤体积增长速度比野生型慢)
(3)Tph1基因表达增强，MAOA基因表达减弱，5­羟色胺浓度升高(或5­羟色胺合成增强、降解减弱，5­羟色胺浓度显著升高)　(4)低于　协同
20．(12分)米氏凯伦藻是一种红藻，大量繁殖会引起赤潮。某研究小组通过测定红藻细胞数量，研究不同紫菜干体(紫菜在40 ℃下烘干处理4天，粉碎至0.3 mm)浓度对米氏凯伦藻生长的影响，实验结果如图1所示，回答以下问题。

(1)海洋中藻类资源丰富，是海洋生态系统的关键组分。若某种鱼类以红藻为食，那么它在食物链中处于________营养级，其用于生长、发育、繁殖的能量最终去向有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)不同深度的海洋中，藻类的种类也不同，这体现了群落的__________结构。米氏凯伦藻大量增殖形成赤潮，短时间内接近“________”形曲线增长。赤潮会导致海洋生态系统的生物多样性降低，原因有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究小组在实验中利用不同浓度的紫菜干体溶液加到处于指数增长期的米氏凯伦藻培养液中，以分析其对米氏凯伦藻生长的影响，同时设定__________的对照组，每个培养瓶设置3个重复。分析实验数据，可知紫菜干体溶液浓度超过__________时，能明显抑制米氏凯伦藻生长。尝试分析紫菜干体抑制红藻生长的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究小组继续开展添加1.6 g·L－1紫菜干体对米氏凯伦藻培养液中N、P元素含量影响的研究，结果如图2，尝试分析培养液中总氮和总磷量比对照组增加的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在食物链中，植物一般属于生产者，是第一营养级，若某种鱼类以红藻为食，那么它在食物链中处于第二营养级。动物同化量的去向包括呼吸作用消耗和用于生长、发育和繁殖的能量，用于生长、发育和繁殖的能量主要包括流向下一营养级和流向分解者。(2)不同深度的海洋中，藻类的种类也不同，这体现了群落的垂直结构。米氏凯伦藻大量增殖形成赤潮，短时间内空间条件充裕，无天敌，接近“J”形曲线增长。红藻死亡后，被分解者分解，会引起海水中溶解氧减少，导致海洋生物死亡；部分红藻有毒性，鱼类捕食后死亡等，因此赤潮会导致海洋生态系统的生物多样性降低。(3)该实验是研究不同浓度的紫菜干体溶液对米氏凯伦藻生长的影响，自变量是不同浓度的紫菜干体溶液，因此对照组是不添加紫菜干体。据图1可知，0.4 g·L－1的紫菜干体溶液加入后与对照组相比米氏凯伦藻细胞数量相差不大，紫菜干体溶液浓度超过0.8 g·L－1时，能明显抑制米氏凯伦藻生长。紫菜干体抑制红藻生长的原因是紫菜干体中的某种物质可以抑制红藻的生长。(4)据图2分析可知，添加1.6 g·L－1紫菜干体后，培养液中总氮和总磷量比对照组增加，可能是红藻死亡后细胞破裂，细胞内含N、P的化合物溶出。
答案：(1)第二　流向下一营养级和流向分解者　 (2)垂直　J　红藻死亡后，被分解者分解，会引起海水中溶解氧减少，导致海洋生物死亡；部分红藻有毒性，鱼类捕食后死亡等(合理即可)　(3)不添加紫菜干体　0.8 g·L－1　紫菜干体中的某种物质可以抑制红藻的生长　(4)红藻死亡后细胞破裂，细胞内含N、P的化合物溶出
21．(12分)从“多莉”羊培养成功后，某研究组将培养对象转向克隆灵长类动物。题图是培育克隆猴的流程图，请回答下列问题：

(1)图中克隆小猴能成功的原理是______________________________，其性别是________(填“公猴”“母猴”或“不确定”)。
(2)母猴卵母细胞去核过程去除的“核”实际是__________________，选择去核卵母细胞的原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图中体细胞和去核卵母细胞能融合在一起，除了病毒诱导外，还可以采用____________________(至少写两种)等。
(4)将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA经________技术注入重构胚，可以调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。该过程________(填“属于”或“不属于”)基因工程，理由是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图中克隆小猴能成功的原理是动物细胞核的全能性，其性别与提供细胞核的猴相同，故克隆猴性别与胎猴一样，但是不确定胎猴性别，故克隆猴性别也不确定。(2)母猴卵母细胞去核过程中去除的“核”实际是卵母细胞的细胞核和第一极体。选择去核卵母细胞的原因是卵母细胞含有丰富的营养物质，利于重组细胞发育成早期胚胎。(3)图中体细胞和去核卵母细胞能融合在一起，除了病毒诱导外，还可以采用PEG融合法、电融合法等。(4)将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA通过显微注射技术注入重构胚，可以调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率。仅仅注入mRNA，没有注入目的基因，也没有经历基因工程的四个步骤，并且条件、过程、结果均与基因工程不同，所以图示过程不属于基因工程。
答案：(1)动物细胞核的全能性　不确定　(2)细胞核和第一极体　卵母细胞含有丰富的营养物质，利于重组细胞发育成早期胚胎　(3)PEG融合法、电融合法　(4)显微注射　不属于　仅仅注入mRNA，没有注入目的基因，也没有经历基因工程的四个步骤，并且条件、过程、结果均与基因工程不同

一模考前热身训练(二)
一、选择题(本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。每题只有一个正确选项)
1．某地牛肉面远近闻名，其面条细滑、宽汤红油，牛肉臊子入口即化。下列有关说法正确的是(　 )
A．一碗牛肉面中所含有机化合物共有的元素有C、H、O
B．红油中的脂肪是细胞主要的能源物质，摄入过多容易导致肥胖
C．牛肉中的蛋白质在烹饪过程中空间结构会改变，不利于人体消化
D．面条中的淀粉不能被细胞直接吸收，糖尿病人无须控制面条摄入量
解析：选A　一碗牛肉面中所含有机化合物包括糖类、脂肪和蛋白质等，共有的元素有C、H、O，A正确；红油中的脂肪是细胞主要的储能物质，摄入过多易导致肥胖，B错误；牛肉中的蛋白质在烹饪过程中，高温使蛋白质空间结构改变，肽链变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，利于人体消化，C错误；面条中的淀粉在消化道内水解成葡萄糖被人体吸收，糖尿病人需控制面条摄入量，D错误。
2．ERGIC是内质网和高尔基体之间的一个中间膜区室，COPⅡ小泡可将物质由内质网运输到ERGIC，物质经ERGIC分选后，再通过COPⅠ小泡分别运输到内质网和高尔基体，具体过程如下图。下列叙述错误的是(　 )

A．图中COPⅡ小泡与ERGIC的融合过程体现了生物膜的流动性
B．COPⅠ小泡、COPⅡ小泡和ERGIC的膜上可能有相同的蛋白质
C．酶的合成、加工、运输过程均需COP Ⅰ 小泡和COP Ⅱ小泡的参与
D．ERGIC对COPⅡ小泡运输来的物质具有识别作用
解析：选C　COPⅡ小泡与ERGIC的融合过程体现了生物膜的结构特点——具有一定的流动性，A正确；由图可知，由于COPⅠ小泡、COPⅡ小泡和ERGIC的膜之间成分相互转化，故三者可能有相同的蛋白质，B正确；酶的化学本质是蛋白质或RNA，有的酶是胞内蛋白，胞内蛋白的合成、加工、运输过程不一定都需要COPⅠ小泡和COPⅡ小泡的参与，RNA的合成不需要COPⅠ小泡和COPⅡ小泡的参与，C错误；ERGIC可对COPⅡ小泡运输来的物质进行分拣，说明ERGIC对COPⅡ小泡运输来的物质具有识别作用，D正确。
3．洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是(　 )

A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
解析：选B　由题干“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此一定程度的加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响会改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除污渍，因此添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
4．我国科学家突破性地发现了斑马鱼浅表上皮细胞的分裂方式为非合成裂变。研究者发现，利用结合有染料的EdU(一种胸腺嘧啶核苷类似物，可参与DNA复制)培养斑马鱼浅表上皮细胞，子代细胞均没有呈EdU阳性，并且子代和孙代细胞的基因组分别减少34%和60%。研究还发现，斑马鱼出生后14天表皮扩增速率达到峰值，这与非合成裂变峰值时间吻合。下列相关叙述错误的是(　 )
A．DNA复制抑制剂能抑制浅表上皮细胞的增殖
B．非合成裂变是基因选择性表达的结果
C．浅表上皮细胞的凋亡速率通常会比较高
D．非合成裂变有利于节省细胞内的资源
解析：选A　利用结合有染料的EdU培养斑马鱼浅表上皮细胞，子代细胞均没有呈EdU阳性，并且子代和孙代细胞的基因组分别减少34%和60%，说明浅表上皮细胞的增殖不需要通过DNA复制，DNA复制抑制剂不能抑制浅表上皮细胞的增殖，A错误；非合成裂变使子细胞中基因组减少，是基因选择性表达的结果，B正确；基因组异常的体细胞通常会凋亡，推测浅表上皮细胞的凋亡速率通常会比较高，C正确；非合成裂变不需要通过DNA复制，有利于节省细胞内的资源，D正确。
5．下图为羊膜腔穿刺术及染色体和生物化学异常产前诊断的方法示意图。相关分析正确的是(　 )

A．羊膜腔穿刺是产前诊断的唯一方法
B．所用离心原理与探究DNA复制过程所用离心原理相同
C．细胞学分析会揭示胎儿是否发生了染色体数目变异
D．对上清液进行生物化学分析可用于单基因遗传病的诊断
解析：选D　羊膜腔穿刺是产前诊断的重要手段，但不是唯一手段，A错误；羊膜穿刺所用的离心原理为差速离心，探究DNA复制过程所用离心原理为密度梯度离心，B错误；需进行染色体分析才能揭示胎儿是否发生了染色体数目变异，C错误；对上清液进行生物化学分析可用于单基因遗传病的诊断，D正确。
6．研究表明，细胞膜上过量表达CLDN6基因可显著增强肿瘤细胞的成瘤性。CLDN6(蛋白)可诱导某些转录调节因子进入细胞核，进而激活下游相关信号转导通路。CLDN6基因在大多数正常组织中不表达。下列选项中相关说法正确的是(　 )
A．肿瘤细胞的成因是原癌基因和抑癌基因发生重新组合
B．转录调节因子通过核孔进入细胞核，促进DNA聚合酶与启动子结合
C．大多数正常组织中CLDN6基因发生突变，故而不表达
D．可制备针对CLDN6的单克隆抗体携带药物靶向杀伤肿瘤细胞
解析：选D　肿瘤细胞的成因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程中，转录调节因子通过核孔进入细胞核，促进RNA聚合酶与启动子结合，B错误；不同细胞中的基因选择性表达，正常组织中的CLDN6基因不表达，属于正常表达调控，而不是发生突变，C错误；由题干“细胞膜上过量表达CLDN6基因可显著增强肿瘤细胞的成瘤性”可知，可制备针对CLDN6的单克隆抗体携带药物靶向杀伤肿瘤细胞，D正确。
7.如图是两种类型的抗原决定簇示意图(表示线性抗原决定簇，表示空间抗原决定簇)，T细胞识别的抗原决定簇均为线性抗原决定簇；B细胞既能识别线性抗原决定簇，也能识别空间抗原决定簇。据图分析，下列叙述不正确的是(　 )
A．线性抗原决定簇常位于抗原分子内部，其必须经过吞噬细胞等处理后才能被T细胞识别
B．空间抗原决定簇常位于抗原分子表面，B细胞可以直接识别空间抗原决定簇
C．线性抗原决定簇和空间抗原决定簇被彻底水解后会生成小分子的氨基酸
D．B细胞和T细胞特异性识别抗原决定簇后细胞周期变短
解析：选C　由图分析可知，线性抗原决定簇常位于抗原分子内部，不能被T细胞直接识别，必须经过吞噬细胞等处理后才能被T细胞识别，A正确；空间抗原决定簇常位于抗原分子表面，而B细胞既能识别线性抗原决定簇，也能识别空间抗原决定簇，因此，B细胞可以直接识别空间抗原决定簇，B正确；抗原决定簇是抗原表面或其他部位具有一定组成和结构的特殊化学基团，据此不能推测其化学成分为蛋白质，因此线性抗原决定簇和空间抗原决定簇被彻底水解后可能生成小分子的氨基酸或其他小分子物质，C错误；B细胞和T细胞特异性识别抗原决定簇后会增殖、分化，导致细胞周期变短，D正确。
8．成层现象是森林群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果，是群落垂直结构最直观的特征。下列叙述错误的是(　 )
A．植物的成层缓解了植物之间争夺阳光等资源的矛盾，也提高了群落的光能利用率
B．动物的成层现象主要与食物有关，还与阳光、温度、水分等非生物因素有关
C．土壤中的水分和矿质营养状况，是决定森林植物地下部分分层的主要因素
D．森林各层次中植物的不同生态特性和生活习性增强了不同物种个体之间的竞争
解析：选D　植物的分层与对光的利用有关，不同植物适于在不同的光照强度下生长，缓解了植物之间争夺阳光等资源的矛盾，也提高了群落的光能利用率，A正确；群落中植物的分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此动物的成层现象主要与食物、空间有关，还与阳光、温度、水分等非生物因素有关，B正确；决定森林植物地下部分分层的主要因素是土壤中水分和矿质营养状况等，C正确；森林各层次中植物的不同生态特性和生活习性减弱了不同物种个体之间的竞争，提高了对环境资源的利用率，D错误。
9．下列有关实验原理或操作描述正确的是(　 )
A．鉴别幽门螺旋杆菌时应在培养基中加入酚红指示剂和缓冲物质
B．光学显微镜下可观察到洋葱根尖细胞连续分裂全过程
C．菊花组织培养时，经流水充分清洗后的外植体用次氯酸钠溶液处理30分钟，立即用无菌水清洗2～3次即完成消毒过程
D．制作泡菜时，选密封良好的坛子和用冷却好的盐水淹没菜料等措施营造相对无氧环境，利于泡菜腌制成功
解析：选D　幽门螺旋杆菌能产生脲酶，脲酶能分解尿素形成氨，使pH升高，因此鉴别幽门螺旋杆菌时应在培养基中加入酚红指示剂，不能加入缓冲物质，A错误；在光学显微镜下不能观察到洋葱根尖细胞连续分裂全过程，因为在制片的解离步骤中根尖细胞已经死亡，B错误；菊花组织培养时，外植体需要进行消毒处理，需先将流水冲洗后的外植体用体积分数为70%的酒精消毒30 s后，用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，C错误；乳酸菌是厌氧细菌，制作泡菜时，选用密封良好的坛子和用冷却好的盐水淹没菜料等措施都是为了营造相对无氧的环境，有利于乳酸发酵过程，从而使泡菜腌制成功，D正确。
10．原发性视网膜色素变性是一种常染色体遗传病。与正常人相比，某患者的RPGR (GTP酶调节蛋白)基因缺少了4个脱氧核苷酸，进而导致组成RPGR的氨基酸数目减少了384个。下列有关说法错误的是(　 )
A．该患者的RPGR基因与相应正常基因的差异是由基因突变导致的
B．该患者的RPGR基因缺少了4个脱氧核苷酸导致翻译进程提前终止
C．可通过孕妇血细胞检查诊断胎儿是否患有此病
D．调查该病的发病率时应注意在人群中随机调查
解析：选C　由题意可知，该患者的RPRG基因与相应正常基因的差异是基因突变导致的，A正确；该患者的RPGR氨基酸数目减少了384个，说明其基因表达中，翻译进程提前终止，B正确；原发性视网膜色素变性是基因突变导致的，需要通过基因检测进行诊断，C错误；调查遗传病的发病率时，需要做到随机取样，即在人群中随机调查，D正确。
11．斑点叉尾和鲢鱼是常见的淡水养殖鱼类，人们常常将它们混合放养，幼鱼时一般不投放饲料。斑点叉尾属于底栖鱼类，主要以浮游动物、有机碎屑及大型藻类为食；鲢鱼主要生活在水的中上层，滤食浮游生物。两种鱼混合放养的配置比例一般是8∶2，其中斑点叉尾价位高，效益好，占80%左右，鲢鱼为清洁鱼，占20%左右。下列说法错误的是(　 )
A．幼鱼时一般不投放饲料是因为食物和空间充裕，两种群间存在竞争
B．随着幼鱼的生长，两种鱼占用的资源和空间都会扩大，生态位会变大
C．混合放养提高了资源利用率，两种群增长速率不断增大
D．混合放养的配置比例体现了生态系统的整体性原理
解析：选C　幼鱼时一般不投放饲料是因为食物和空间充裕，且幼鱼食量小，但两种群间由于生活在同样的空间内，且有共同的食物依然存在竞争，A正确；随着幼鱼的生长，两种鱼占用的资源和空间都会扩大，因而生态位会变大，B正确；混合放养提高了空间、资源的利用率，但由于空间等资源的限制，两种群的增长速率不会表现为不断增大，C错误；混合放养的配置比例是生态系统整体性原理的体现，D正确。
12．在细胞工程的操作过程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是(　 )
A．用茎尖进行组织培养培育出的马铃薯比连年采用块茎繁殖的马铃薯产量高
B．胚胎分割技术中，可以切取内细胞团细胞进行DNA分析性别鉴定
C．选择愈伤组织进行射线或化学物质的处理，可筛选出抗病、耐旱、高产等的新品种
D．选择去核的MⅡ期卵母细胞作为核移植的受体，可以促进体细胞核表现全能性
解析：选B　茎尖等分生区组织几乎不含病毒，用茎尖进行组织培养培育出的马铃薯是脱毒马铃薯，产量比连年采用块茎繁殖的马铃薯产量高，A正确；应该取滋养层细胞进行DNA分析性别鉴定，B错误；对愈伤组织进行射线或化学物质的处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，可从中筛选出抗病、耐旱、高产等的新品种，C正确；选择去核的MⅡ期卵母细胞作为核移植的受体，该细胞除了体积大、易操作、营养物质丰富外，还含有促进细胞核全能性表达的物质，可以促进体细胞核表现全能性，D正确。
13．新型仿生体系能模拟生命基本单元的结构与功能，已发展成为组装生物学的研究新方向，我国科学家在类细胞微囊体上实现了ATP合成酶功能的体外模拟，如图所示。下列有关分析错误的是(　 )

A．大豆磷脂与ATP的组成元素相同
B．H＋进出微囊所消耗的能量分别来自光能和ATP
C．ATP的合成速率受微囊内外H＋浓度差的影响
D．图示类细胞微囊体模拟了叶绿体的部分功能
解析：选B　磷脂与ATP的组成元素都是C、H、O、N、P，A正确；由图可知，H＋输出微囊不会消耗ATP，而是生成ATP，B错误；分析题图可知，合成ATP所需要的能量来自H＋的势能，因此H＋的浓度差会影响ATP的合成速率，C正确；题图所示类细胞微囊体模拟了叶绿体中光反应阶段的部分过程，D正确。
14．家蚕中雄蚕比雌蚕出丝率高且生丝质量好。蚕的受精卵颜色由10号常染色体上两对等位基因(A/a、B/b)控制，基因型为aaB_的受精卵为杏黄色；A_bb的受精卵为淡黄褐色；AaBb、AABb、AABB和AaBB的受精卵均为黑色；aabb的受精卵为白色。育种工作者用如下方法选择出雌蚕甲，以便根据受精卵颜色筛选雄蚕用于生产(减数分裂中具有同源区段的染色体联会后分离并移向细胞两极)。下列叙述错误的是(　 )

A．相对于原种雌蚕，雌蚕甲发生了染色体结构和数目变异
B．雌蚕甲产生含W染色体的配子比含Z染色体的配子少一条染色体
C．育种时雌蚕甲与基因型为aaBB的雄蚕杂交，需选择杏黄色受精卵用于生产
D．该育种过程通过人工选择获得优良品种，但该家蚕种群未发生进化
解析：选D　分析题图可知，雌蚕甲发生了染色体结构变异和数目变异，A正确；雌蚕甲产生的配子中，因具同源区段的染色体联会后分离并移向细胞两极，则含有W染色体的配子要与剩余的10号染色体分开，10号染色体与Z染色体共同进入同一个配子中，因此含有W染色体的配子比含有Z染色体的配子少一条10号染色体，B正确；育种时雌蚕甲aBZWA与基因型为aaBBZZ的雄蚕杂交，受精卵基因型为aaBBZZ、aBZWA，雄性为杏黄色、雌性为黑色，故选杏黄色受精卵用于生产，C正确；该育种过程中家蚕种群b基因频率下降，种群基因频率发生改变，种群发生进化，D错误。
15．花鼠冬眠之前，肝脏产生的冬眠特异性蛋白(HP)数量减少，血液中HP浓度较低，但从血液运送到脑脊液中的HP数量不断增加，若将花鼠处于低温环境中，它便会开始冬眠，调节过程如图。下列说法错误的是(　 )
A．冬眠前HP的合成减少是神经—体液调节的结果
B．甲状腺激素作用于肝脏，促进HP运送至大脑
C．HP在脑脊液中的含量高于一定值即可引起花鼠冬眠
D．体内需要源源不断产生甲状腺激素，其原因是激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活或被重新吸收
解析：选C　由图分析可知，冬眠前大脑通过下丘脑、垂体对甲状腺发出指令，分泌甲状腺激素，作用于肝脏，抑制其合成HP，该过程是神经—体液调节的结果，A正确；由图可知，甲状腺激素一方面抑制HP的合成，另一方面促进HP运输至脑脊液，B正确；由题意可知，冬眠前血液中HP含量少，脑脊液中HP含量高，还需要将花鼠处于低温环境中才会进入冬眠，C错误；由于激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活或被重新吸收，故体内需要源源不断产生激素，以维持该激素含量的动态平衡，D正确。
16．草甘膦是一种除草剂，如果把抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，将该细胞组织培养获得的多个大豆植株混种在一块实验田，得到F1。科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，将剩下的大豆植株再进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，如此下去。下列说法错误的是(　 )
A．用草甘膦处理大豆植株是一种人为的定向选择
B．实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群发生了进化
C．在获得的F3中，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占4/9
D．能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异
解析：选C　用草甘膦处理大豆植株，获得抗草甘膦大豆，是一种人为的定向选择，A正确；科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，导致实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群基因频率改变，发生了进化，B正确；由于导入的抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，相当于Aa，自交一代并淘汰不抗草甘膦的个体，F1种植的抗草甘膦的植株基因型为1/3AA、2/3Aa，进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，F2中为4/9AA、4/9Aa、1/9aa，则F2种植的抗草甘膦的植株基因型为1/2AA、1/2Aa，产生的配子种类及比例为A∶a＝3∶1，在获得的F3中，AA＝9/16、Aa＝6/16、aa＝1/16，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占9/16，C错误；能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆基因型相当于AA，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异(缺失了A抗性基因)，D正确。
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
17．(11分)如图1所示，玉米、甘蔗等C4植物，其PEP羧化酶与CO2有强亲和力，可以将环境中低浓度的CO2固定下来，集中到维管束鞘细胞。而景天科等CAM(景天酸代谢)植物，它们在夜晚捕获CO2，然后转变成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，苹果酸脱羧释放CO2用于卡尔文循环。

(1)在显微镜下观察玉米叶片结构发现，叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，推测其可能缺少________(填“基粒”或“基质”)结构。CAM植物叶肉细胞液泡的pH夜晚比白天要__________(填“高”或“低”)。由图1可知，C4植物与CAM植物在捕获和固定大气中CO2的方式上最明显的区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图2为蝴蝶兰叶片净CO2吸收速率和有机酸含量的昼夜变化。据图推测，蝴蝶兰______(填“存在”或“不存在”)CAM途径，判断依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：(1)维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，推测其可能缺少“基粒”结构，因为维管束鞘细胞中只进行卡尔文循环，该过程发生在叶绿体基质中。结合图1可知，CAM植物在晚上气孔张开，吸收CO2转变成苹果酸，苹果酸进入液泡储存起来，白天苹果酸分解释放出CO2用于卡尔文循环，因此CAM植物叶肉细胞液泡的pH夜晚比白天要低。由图1可知，C4植物与CAM植物在捕获和固定大气中CO2的方式上最明显的区别表现在C4植物捕获和固定CO2的反应在空间上分离(在不同的细胞内捕获和固定CO2)，CAM植物捕获和固定CO2的反应在时间上分离(在夜晚捕获CO2，白天固定CO2)，这些特性都是长期适应环境的结果。(2)由图2可知蝴蝶兰在夜间叶片吸收CO2出现高峰，而白天吸收CO2较少，同时蝴蝶兰叶片中白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，这些都是CAM植物的光合特性，据此可判断蝴蝶兰存在CAM途径。
答案：(1)基粒　低　C4植物捕获和固定CO2的反应在空间上分离(或在不同的细胞内捕获和固定CO2)，CAM植物捕获和固定CO2的反应在时间上分离(或在夜晚捕获CO2，白天固定CO2)　(2)存在　由图可知蝴蝶兰叶片吸收CO2主要发生在夜间，白天吸收CO2较少(或白天的净CO2吸收速率较低，夜晚的净CO2吸收速率较高)；蝴蝶兰叶片中白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，符合CAM植物的光合特性
18．(13分)人类遗传性皮肤病有的受1对等位基因控制，有的受多对等位基因控制。

(1)若要调查人类遗传性皮肤病的遗传方式，应选择____________(填“数量足够大的人群随机”或“患者家族”)进行调查。
(2)甲类遗传性皮肤病由一对等位基因TD、TH控制，某家族的遗传系谱图如图1，利用基因测序技术对家族中部分个体的相关基因进行检测，检测结果以条带表示如图2，据此可判断该病的遗传方式是____________________________，Ⅲ­8的基因型是________。推测Ⅰ­2个体会出现________种条带，理由是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙类遗传性皮肤病由常染色体上的两对独立遗传的等位基因(A和a，B和b)控制，两对基因中至少含有2个显性基因时才表现为患者，而且随显性基因的增多，分别表现为轻症、中症和重症三种病症。轻症患者的基因型为__________________，若两个轻症患者婚配，后代的表型及比例为___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)若调查的是遗传病的遗传方式，则应以患者家族为单位进行调查。(2)据图1分析，Ⅱ­3和Ⅱ­4(或Ⅱ­5和Ⅱ­6)婚配生下了患病的男孩，说明该病可能的遗传方式是伴X染色体隐性遗传或常染色体隐性遗传。由图2可知，Ⅱ­5具有TD、TH基因，Ⅱ­6只有TH基因，Ⅲ­8只有TD基因，由此可确定该病为伴X染色体隐性遗传病，则Ⅱ­5的基因型为XTHXTD，Ⅱ­6的基因型为XTHY，Ⅲ­8的基因型为XTDY(TD为隐性致病基因)。Ⅱ­5个体是杂合子，其致病基因一定来自Ⅰ­2，则Ⅰ­2个体一定是杂合子，同时含有显性基因和隐性基因，显性基因和隐性基因含有不同的碱基序列，推测Ⅰ­2个体会出现2种条带。(3)两对基因中至少含有2个显性基因时才表现为患者，而且随显性基因的增多，分别表现为轻症、中症和重症，则轻症、中症和重症三种病症含有的显性基因个数分为2、3、4个。轻症基因型为AaBb、AAbb、aaBB。两个轻症患者婚配可能是AaBb×AaBb；AaBb×AAbb；AaBb×aaBB；AAbb×AAbb、aaBB×aaBB、AAbb×aaBB。所以后代的表型及比例为重症∶中症∶轻症∶不患病＝1∶4∶6∶5或中症∶轻症∶不患病＝1∶2∶1或全为轻症。
答案：(1)患者家族　(2)伴X染色体隐性遗传病　XTDY　2　Ⅱ­5个体是杂合子，其致病基因一定来自Ⅰ­2，则Ⅰ­2个体一定是杂合子，同时含有显性基因和隐性基因，显性基因和隐性基因为不同的条带　(3)AaBb、AAbb或aaBB　重症∶中症∶轻症∶不患病＝1∶4∶6∶5或中症∶轻症∶不患病＝1∶2∶1或全为轻症
19．(12分)为了解限时饮食(每天有9 h可以进食，其余时间禁食)对血糖调节的影响，研究人员用12月龄的小鼠进行了研究。实验分4组(MA组：雄性小鼠＋自由饮食；ML组：雄性小鼠＋限时饮食；FA组：雌性小鼠＋自由饮食；FL组：雌性小鼠＋限时饮食)，各组均喂食高糖高脂食物，3个月后，测定餐后血糖得到了图1所示的结果，并测定了Gck(糖酵解的关键酶基因)和Pckl(丙酮酸转变为葡萄糖的关键酶基因)的表达情况(如图2)。

(1)下列属于本实验需要控制各组保持一致的无关变量的是________(A.小鼠的体重　B．小鼠的健康状况　C．每日喂食量　D．食物的营养配比)。
(2)餐后血糖一般呈现“先升后降”的总趋势，下列关于“升”和“降”的原因分析合理的是______(A.“升”与胰高血糖素的作用有关　B．“升”与糖被消化吸收有关　C．“降”与胰岛素的作用有关　D．“降”与糖被分解利用有关)。

(3)分析图1中的4条曲线，可以得出的结论有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出两点即可)。
(4)结合已学知识和图2所示信息，分析ML组小鼠餐后血糖调节能力发生改变的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)ABCD　(2)BCD　(3)限时饮食的小鼠餐后血糖更快达到平衡；餐后雄性小鼠比雌性小鼠更快达到正常血糖；限时饮食使雄性小鼠的餐后血糖调节能力显著上升(答出两点即可)　(4)与自由饮食小鼠相比，限时饮食小鼠餐后Gck表达量上升，促进了糖酵解，加速了葡萄糖的氧化分解，即血糖的“去路”增加；同时，Pckl表达量下降，抑制了丙酮酸转变为葡萄糖，即“来源”减少，因此，ML组小鼠餐后血糖调节能力得以改善
20．(10分)为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，我国采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。

如图表示某生态系统中的碳循环示意图。据图分析并回答下列问题：
(1)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。达到“碳中和”时，图中X1过程吸收的CO2总量________(填“大于”“等于”或“小于”)Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)植树造林是“碳捕集”的重要措施之一，造林的树种应以本地树种为主，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出2点即可)，这遵循了生态工程的__________原理。“碳减排”与我们的日常生活息息相关，试从衣、食、住、行的角度分析“碳减排”可以采取的措施有________________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出2点即可)。
(3)“碳封存”是指通过技术手段捕集CO2，再通过高压管道送到地下或者海底永久性封存。试分析该方法可能对环境造成的负面影响是__________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)大于　达到“碳中和”时，X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量，而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外，还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2　(2)避免外来物种入侵，保证本地生态系统的安全性；本地物种具有较高的生态适应性　协调　衣，少买不必要的衣服，减少资源浪费；食，尽量自带餐具，少用或者不用一次性餐具；住，节约用水用电，生活垃圾分类处理；行，短途路程尽量骑自行车或者步行(合理即可)　(3)过高浓度的CO2会杀死土壤微生物或深海生物(或使土壤或海水酸化，影响土壤或海洋生物的生存，从而对生物多样性造成威胁；封存在地下或海底的CO2也有可能逃逸到大气中，加剧温室效应)
21．(14分)丙酮酸羧化酶(PEP)是控制油菜中蛋白质与油脂比例的关键酶。通过构建PEP基因的反义基因(将PEP基因反向连接在启动子之后，下称PEP反义基因，此基因在转录时的模板链为PEP基因模板链的互补链)，抑制PEP基因的表达，可提高油菜籽中的油脂含量。下图甲为质粒的构成组件，图乙为PEP基因结构的示意图。

(1)提取油菜细胞中的总DNA，根据PEP基因上游及下游的碱基序列设计引物，通过PCR扩增PEP基因。在PCR过程中，引物是___________酶的结合位点，也是子链延伸的起点。为方便构建PEP反义基因，一般将限制酶的识别序列设计在引物上，在图乙中，PEP基因上游引物中引入_____________的识别序列，下游引物中引入___________的识别序列。
(2)质粒上的npt­Ⅱ为新霉素抗性基因，gus基因控制合成的酶能使β­葡萄糖苷酸水解为蓝色物质。将用限制酶处理后的质粒和PEP反义基因混合，加入T4 DNA连接酶连接，再与农杆菌菌液温育一段时间后，涂布到含有新霉素和β­葡萄糖苷酸的平板上。一段时间后，在平板上长出白色和蓝色两种菌落，其中符合要求的是________________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)农杆菌在侵染油菜细胞后，可将质粒上的__________区域转移并整合到油菜细胞的基因组中，进而稳定遗传。PEP反义基因可有效抑制PEP基因的表达，推测其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在PCR扩增过程中，需要加入引物，引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，是Taq DNA聚合酶的结合位点，也是子链延伸的起点；为保证基因正常表达，应将基因插入到启动子和终止子之间，根据图中启动子和终止子的位置以及质粒上的限制酶种类分析，应选择BamHⅠ和SacⅠ两种限制酶，再结合图中质粒中箭头方向及PEP基因结构中箭头方向可知，若要构建PEP反义基因表达载体，PEP基因的上游引物和下游引物中应分别引入SacⅠ、BamHⅠ酶切位点。(2)结合(1)可知，构建目的基因表达载体时BamHⅠ和SacⅠ切掉了gus基因，而gus基因控制合成的酶能使β­葡萄糖苷酸水解为蓝色物质，则该基因被破坏后不能形成蓝色菌落，白色菌落是符合要求的类型。(3)农杆菌Ti质粒上的T­DNA具有可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上的特性；由于PEP反义基因的转录产物(RNA)与PEP基因的转录产物(RNA)杂交形成双链RNA，抑制PEP基因的翻译过程，PEP的合成减弱，故PEP反义基因可有效抑制PEP基因的表达。
答案：(1)Taq DNA 聚合　SacⅠ　BamHⅠ　
(2)白色菌落　构建目的基因表达载体时BamHⅠ和SacⅠ切掉了gus基因，不能形成蓝色菌落
(3)T­DNA　PEP反义基因的转录产物(RNA)与PEP基因的转录产物(RNA)杂交形成双链RNA，抑制PEP基因的翻译过程，PEP的合成减弱

一模考前热身训练(三)
一、选择题(本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。每题只有一个正确选项)
1．抗性淀粉是指对小肠中的淀粉水解酶具有一定抵抗能力的淀粉。这种淀粉可在大肠中转化成对人体有益的短链脂肪酸。不考虑额外的化学修饰，下列叙述错误的是(　 )
A．抗性淀粉可被小肠直接吸收
B．抗性淀粉是以葡萄糖为单体的多聚体
C．抗性淀粉与普通淀粉在空间结构上存在差异
D．抗性淀粉与短链脂肪酸均仅由C、H、O组成
解析：选A　淀粉属于大分子物质，不能直接被小肠吸收，需要水解为单糖才能被细胞吸收利用，A错误；淀粉属于多糖，其基本单位是葡萄糖，B正确；分析题意可知，抗性淀粉是对淀粉水解酶具有一定抵抗能力的淀粉，抗性淀粉与普通淀粉在空间结构上存在差异，C正确；抗性淀粉与短链脂肪酸的组成元素相同，均为C、H、O，D正确。
2．生物学实验材料的选用直接影响实验的效果和成败，下列关于实验选材的叙述不正确的是(　 )
A．藓类小叶不能用于观察质壁分离和复原
B．雄性不育系玉米不适合用于单倍体育种
C．蓝细菌细胞不能用于观察叶绿体形态和分布
D．肌细胞不适合用于研究分泌蛋白的合成和分泌
解析：选A　观察质壁分离及复原实验需要有大液泡的活的植物细胞，藓类小叶可用于观察质壁分离和复原，A错误；雄性不育系玉米由于无法产生可育的花粉，故不适合用于单倍体育种，B正确；蓝细菌细胞属于原核细胞，细胞中无叶绿体，故不能用于观察叶绿体形态和分布，C正确；肌细胞中通常不产生分泌蛋白，故不适合用于研究分泌蛋白的合成和分泌，D正确。
3．科研人员以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为实验材料，探究钼酸钠跨膜运输的方式，获得如下实验结果，下列有关实验分析错误的是(　 )
实验处理
液泡出现绿色的时间/s
甲组：有氧呼吸抑制剂
50
乙组：自然状态下
23

注：液泡中的花青素是一种天然酸碱指示剂，钼酸钠属于强碱弱酸盐，遇花青素会发生绿色反应。
A．该实验的检测指标是液泡出现绿色的时间
B．钼酸钠进入液泡可改变细胞液的pH
C．甲组中钼酸钠进入液泡不消耗能量
D．钼酸钠进入液泡需要载体蛋白的协助
解析：选C　结合表格可知，该实验的观测指标为液泡出现绿色的时间，A正确；钼酸钠进入液泡可改变细胞液的pH，使得花青素发生绿色反应，B正确；甲组加入有氧呼吸抑制剂，出现绿色的时间变长，说明钼酸钠进入液泡需要能量，该过程所需能量可由无氧呼吸提供，C错误；钼酸钠进入液泡为主动运输，需要载体蛋白的协助，D正确。
4．在碱性条件下，碱性磷酸酶(ALP)可催化磷酸单酯、双磷酸盐和多磷酸盐等磷酸化合物(用S－P表示)水解，生成相应的产物(S)和磷酸(Pi)。根据底物去磷酸化的同时会引起荧光基团荧光信号的变化，可通过分析底物和产物的荧光差异，建立直接检测ALP活性的荧光方法。下列相关叙述错误的是(　 )
A．ATP能被ALP水解生成腺苷和Pi，可作为ALP活性检测的底物分子
B．影响该酶促反应中单位时间内生成物浓度的因素有温度、pH、底物浓度等
C．将底物分子中的磷酸基团换成其他基团(如葡萄糖苷)，有望作为相应水解酶的底物进行荧光检测
D．人体血清中ALP含量的高低可用双缩脲试剂进行检测
解析：选D　根据题干信息，ATP属于多磷酸盐，能被ALP水解生成腺苷和Pi，可作为ALP活性检测的底物分子，A正确；温度、pH、底物浓度等会影响该酶促反应中单位时间内生成物浓度，B正确；检测ALP活性的荧光方法可以为其他酶(如葡萄糖苷酶)的活性分析提供理论依据，将底物分子中的磷酸基团换成其他基团(如葡萄糖苷)，有望作为相应水解酶的底物进行荧光检测，C正确；双缩脲试剂仅用于鉴定蛋白质，不能用来检测人体血清中ALP含量的高低，D错误。
5．丝毛鸡的羽小枝、羽纤枝都缺乏羽小钩，故羽毛开散，呈丝毛状。用常羽雄鸡和丝毛羽雌鸡进行杂交，F1中常羽雄鸡∶常羽雌鸡∶丝毛羽雄鸡∶丝毛羽雌鸡＝1∶1∶1∶1，已知该性状受一对等位基因B/b控制，W染色体上无该基因。下列相关分析正确的是(　 )
A．丝毛羽属于隐性性状，B/b位于常染色体
B．F1中常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同
C．F1中常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配，可确定B/b 基因所在的位置
D．若B/b位于常染色体，F1常羽鸡相互交配，则子代的常羽鸡∶丝毛羽鸡＝3∶1
解析：选C　根据杂交结果，无法确定羽毛性状的显隐性及基因位置，A错误。若B/b位于常染色体，则亲本的杂交组合为Bb×bb，子代基因型为Bb、bb，无法确定羽毛性状的显隐性，但常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型相同；若B/b位于Z染色体，亲本的杂交组合为ZBZb×ZbW，子代基因型及比例为ZBW∶ZbW∶ZBZb∶ZbZb＝1∶1∶1∶1，丝毛羽为隐性性状，F1常羽鸡与亲本常羽鸡的基因型不完全相同，B错误。由以上分析可知，B/b位于常染色体和B/b位于Z染色体，F1中常羽鸡相互交配、丝毛羽鸡相互交配的结果不同，故可以确定B/b基因所在的位置，C正确。若B/b位于常染色体，因无法确定羽毛性状的显隐性，故无法确定F1丝毛羽鸡相互交配产生子代的性状和比例，D错误。
6．cGAS蛋白在正常情况下处于休眠状态，一旦cGAS检测到DNA存在于细胞核外，如来自细菌、胞内损伤或来自病原体的DNA，就会产生cGAMP，引发一系列反应，其结果有两种：一是细胞得到修复，二是引发细胞凋亡。具体机理如下图，下列相关说法错误的是(　 )

A．①②过程都存在A－U的碱基配对
B．当cGAS检测到线粒体DNA存在于细胞质基质，cGAMP含量会增加最后引发细胞凋亡
C．基因的表达受外界环境因素和内部调节因子的影响
D．研究发现cGAS还存在于细胞核内，推测其活性可能被抑制而无法被基因组DNA激活
解析：选B　①转录过程和②翻译过程中都有A－U的碱基配对，A正确；根据题干信息，当cGAS检测到线粒体DNA存在于细胞质基质，cGAMP含量会增加最后引发细胞凋亡或者细胞修复，B错误；根据题干信息，基因的表达受外界环境因素(细菌或来自病原体的DNA)和内部调节因子(细胞核DNA)的影响，C正确；存在于细胞核内的cGAS没有被激活，推测可能的原因是其活性可能被抑制而无法被基因组DNA激活，D正确。
7．小鼠胃的内分泌细胞分泌的Ghrelin可与下丘脑的GHSR­1α受体结合，形成Ghrelin­下丘脑GHSR信号通路，促进生长激素分泌，进而通过调节摄食行为和糖脂代谢引起血糖升高。当小鼠血糖升高时，Ghrelin合成减少，会限制血糖进一步上升。下列叙述正确的是(　 )
A．GHSR­1α受体所在的细胞为Ghrelin­下丘脑GHSR信号通路的感受器的一部分
B．长期禁食后，通过Ghrelin­下丘脑GHSR信号通路的调节，血清中Ghrelin含量开始增加
C．在食物刺激下，兴奋传导至下丘脑经垂体促进胰岛素的产生，限制血糖进一步上升
D．通过Ghrelin­下丘脑GHSR信号通路的调节，使生长激素和血糖含量维持相对稳定
解析：选D　Ghrelin属于内分泌细胞分泌的激素，GHSR­1α受体所在的细胞有Ghrelin的受体，则GHSR­1α受体所在的细胞为Ghrelin的靶细胞，A错误。长期禁食后，通过Ghrelin­下丘脑GHSR信号通路的调节，血糖水平升高，血液中Ghrelin含量开始下降，B错误。胰岛是直接受下丘脑控制的，不用经过垂体，C错误。血糖浓度低时，机体通过增大Ghrelin含量，形成Ghrelin­下丘脑GHSR信号通路，促进生长激素分泌，进而通过调节摄食行为和糖脂代谢引起血糖升高；血糖浓度高时，机体通过降低Ghrelin含量，降低饥饿感、减少摄食量，从而限制血糖进一步升高，D正确。
8．我国科研人员利用水下生态声学记录仪对长江江豚的生活习性进行研究，发现长江江豚存在合作捕食的行为，它们会采用翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围来寻找更多的食物。据此分析，下列相关说法错误的是(　 )
A．凡是影响长江江豚出生率和死亡率的环境因素均能影响长江江豚种群的数量
B．易地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中，则遗传多样性水平可能下降
C．长江江豚捕食时以翻转身体的方式给同伴传递物理信息
D．长江江豚的合作捕食行为属于原始合作
解析：选D　出生率、死亡率直接决定种群密度，因此凡是影响长江江豚出生率和死亡率的环境因素均能影响长江江豚的种群密度，影响种群的数量，A正确；易地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中，会降低江豚之间的基因交流，则遗传多样性水平可能下降，B正确；长江江豚捕食时以翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围，传递的信息属于物理信息，C正确；原始合作是种间关系，涉及两个物种，而长江江豚的合作捕食行为属于同一物种内的互助，D错误。
9．某杂志报道了一种恒温鱼类——月亮鱼，其体温比周围海水温度高约5 ℃，能够提高机体的神经传导能力。通过比较分析鱼体多个部位肌肉组织的转录和蛋白合成数据，发现氧化磷酸化和产热相关基因、蛋白在胸鳍红肌中高表达，其鳃部存在一个逆流热交换的血管网络。下列说法不正确的是(　 )
A．月亮鱼的产热器官是胸鳍红肌，逆流热交换血管网可增加散热
B．这种恒温的特点有助于提升月亮鱼的捕食能力以及防御能力
C．恒温的特点拓展了月亮鱼的生态位，使其获得更好的生存优势
D．恒温的月亮鱼可作为研究恒温早期起源与演化的理想对象
解析：选A　根据“氧化磷酸化和产热相关基因、蛋白在胸鳍红肌中高表达”可知，月亮鱼的产热器官是胸鳍红肌，由于其体温比周围海水温度高约5 ℃，说明逆流热交换血管网是为了减少散热，A错误；月亮鱼体温比周围海水温度高约5 ℃，能够提高机体的神经传导能力，因此恒温的特点有助于提升月亮鱼的捕食以及防御能力，B正确；月亮鱼是恒温鱼类，该特点拓展了月亮鱼的生态位，使其获得更好的生存优势，C正确；月亮鱼可作为研究恒温早期起源与演化的理想对象，D正确。
10．下列关于生态系统修复的叙述正确的是(　 )
A．在对退化森林生态系统修复时，人工重建与自然恢复相比，人工造林迅速，可以在短时间内实现生态系统多样性
B．退牧还草有助于修复退化草地生态系统，在此过程中草地群落发生了初生演替
C．淡水湖泊生态退化的重要形式之一是水体富营养化，修复重点在于促进蓝细菌和绿藻生长及控制流入水体的水质
D．在对三江源区退化高寒生态系统修复的研究中，统计保护区内藏羚羊的种群数量可以采用标记重捕法
解析：选D　人工林的生物多样性低，植物丰富度低且植物群落的空间结构较简单，无法实现生态系统多样性，A错误；退牧还草过程中草地还存在原有植被，故发生的是次生演替，B错误；淡水水体富营养化，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华，故修复重点不能促进蓝细菌和绿藻生长，C错误；藏羚羊的活动能力强且活动范围广，适用于标记重捕法，D正确。
11．为了增加野生寒兰数量，科研人员希望对其进行人工大量繁殖，再移栽至原有生境。在人工繁殖时可以应用的最适合的生物工程技术手段是(　 )
A．将寒兰体细胞与繁殖力强的其他植物细胞进行融合
B．将寒兰的组织放置在培养基中进行植物组织培养
C．将寒兰的体细胞核移植到其他植物去核卵细胞中
D．将生长素基因转入野生寒兰获得生长速度快的寒兰
解析：选B　为了增加野生寒兰的数量，并对其进行人工大量繁殖，最适合的生物技术手段是植物组织培养，即将离体的寒兰的器官、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，诱导其形成完整的植株。故选B。
12．治疗性克隆的流程图如下，下列叙述错误的是(　 )

A．个体A 一般需通过注射促性腺激素实现超数排卵
B．个体B 体细胞培养时需要提供 95%空气和5%CO2
C．囊胚期胚胎需植入代孕母亲子宫获取胚胎干细胞
D．获得的组织器官移植给个体B 一般不发生免疫排斥反应
解析：选C　为了获得更多卵母细胞，一般需通过向个体A注射促性腺激素实现其超数排卵，A正确；动物细胞培养时需要的气体环境是95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)，B正确；胚胎干细胞可以来自囊胚的内细胞团，不需要植入代孕母亲子宫就可以获得，C错误；据图可知，B是供核的一方，克隆的组织器官绝大多数遗传物质和B相同，因此将获得的组织器官移植给个体B 一般不发生免疫排斥反应，D正确。
13．甲虫有精妙的防身系统(如图)，其腹部储存室中储备过氧化氢(H2O2)和氢醌(HQ)。当有捕食者靠近时，储存室收缩，储存室和燃烧室间的隔膜打开，H2O2和HQ流至燃烧室，被过氧化氢酶和过氧化物酶催化，反应为2H2O22H2O＋O2，HQ＋H2O2对苯醌＋H2O。在极短时间内导致爆炸，同时喷射出灼热难闻的对苯醌，攻击并吓退捕食者。下列叙述错误的是(　 )

A．内质网和高尔基体与两种酶的加工、运输有关
B．甲虫迅速喷射灼热气体依赖酶的高效性
C．燃烧室爆炸与热及O2大量产生导致气压增大有关
D．甲虫精妙的防身系统使自然界中不可能有其天敌
解析：选D　过氧化氢酶和过氧化物酶是蛋白质，在核糖体合成，需要内质网和高尔基体的加工，A正确；由于酶的高效性，过氧化氢和氢醌均迅速反应，甲虫迅速喷射灼热气体，B正确；由题干可知，H2O2和HQ流至燃烧室，被过氧化氢酶和过氧化物酶催化，在极短时间内导致爆炸，同时喷射出灼热难闻的对苯醌和大量的O2，导致燃烧室气压增大，从而使得燃烧室爆炸，C正确；甲虫精妙的防身系统可以攻击并吓退捕食者，但自然界中依然存在其天敌，D错误。
14．科研人员利用小鼠缺失系(del)定位经诱变得到的隐性突变基因m。下图是用缺失型小鼠与经诱变得到的杂合型小鼠杂交图解，下列相关叙述错误的是(　 )

A．图中子代野生型小鼠、杂合型小鼠、缺失型小鼠的表型相同
B．如果图中突变基因是隐性致死基因，则后代有＋/＋、m/＋、del/m、del/＋四种小鼠
C．如果隐性突变基因不在缺失区段，则后代不会出现突变性状
D．不同的突变基因可应用染色体不同部位缺失的小鼠进行基因定位
解析：选B　结合图示可知，子代野生型小鼠、杂合型小鼠、缺失型小鼠均带有＋，因此表型相同，A正确；如果图中突变基因是隐性致死基因，则后代有＋/＋、m/＋、del/＋三种小鼠，del/m相当于隐性纯合致死，B错误；如果隐性突变基因不在缺失区段，则后代不会出现突变性状，只有野生性状，C正确；根据缺失/突变型小鼠的表型从而实现表型与相应基因所在染色体的定位，即该突变性状表现出来就意味着控制该突变性状的基因位于缺失染色体的缺失部位，则不同的突变基因可应用染色体不同部位缺失的小鼠进行基因定位，D正确。
15．β­地中海贫血症是一种遗传性溶血性贫血症。有一对表型正常的夫妇，他们以前生育过β­地中海贫血症儿子，该患儿的β­珠蛋白结构异常，在一岁时夭折。现妻子再次怀孕，于是进行了产前诊断，诊断时用限制酶PstⅠ酶切后电泳结果如图1所示，图2为β­珠蛋白基因及其侧翼序列的PstⅠ酶切位点。下列相关叙述错误的是(　 )

A．正常的β­珠蛋白基因长度为4.4 kb，突变后的致病基因长度为3.7 kb
B．若未产生新的PstⅠ酶切位点，则致病基因可能是碱基对缺失产生的
C．致病基因是隐性基因，并且夫妻两人都是隐性致病基因的携带者
D．孕妇体内的胎儿虽含致病基因，但生下来并不会患该病
解析：选A　由图2可知，两个PstⅠ酶切位点之间分别是4.4 kb和3.7 kb，正常的β­珠蛋白基因和突变后的致病基因位于酶切位点内部，因此两个基因分别小于4.4 kb和3.7 kb，A错误；含有β­珠蛋白基因的DNA片段PstⅠ酶切位点之间由4.4 kb变为3.7 kb，而突变并未产生新的酶切位点，由此可知致病基因可能是碱基对的缺失所导致的，B正确；该正常夫妇生育过患病孩子，因此致病基因是隐性的，夫妻两人都是携带者，C正确；分析图1可知，该待测胎儿含有隐性致病基因，同时也含有正常β­珠蛋白基因，即待测胎儿为杂合子，不会患病，D正确。
16．黄瓜植株有雌株(仅花的雌蕊发育)、雄株(仅花的雄蕊发育)与两性植株(花的雌雄蕊均发育)之分。位于非同源染色体上的基因A和B均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因，对黄瓜的性别决定有重要作用。基因A和B的作用机制如图所示。下列表述错误的是(　 )

A．B基因的表达与乙烯的产生之间存在正反馈调节
B．开雄花黄瓜植株的基因型为aaBB、aaBb和aabb
C．基因型为aaBb与AaBb的黄瓜植株杂交，F1中雌蕊能发育的植株比例为1/2
D．对两性植株外源施加乙烯，可以使其转化为雌株
解析：选D　分析题意和图示可知，黄瓜的性别受到基因型和乙烯的共同影响，A基因存在时会合成乙烯，促进雌蕊的发育，同时激活B基因，B基因的表达会进一步促进乙烯合成而抑制雄蕊的发育，故可推知，A_B_的植株开雌花，A_bb的植株开两性花，aaB_和aabb的植株开雄花。B基因的表达会促进乙烯的产生，乙烯的产生又会促进B基因的表达，即二者之间存在正反馈，造成乙烯持续积累，进而抑制雄蕊发育，A正确；据以上分析可知，基因型为aaBB、aaBb和aabb的植株开雄花，B正确；基因型为aaBb与AaBb的黄瓜植株杂交，F1中A_B_＝1/2×3/4＝3/8的植株开雌花，A_bb＝1/2×1/4＝1/8的植株开两性花，雌蕊均能发育，则F1中开雌花的植株比例为3/8＋1/8＝1/2，C正确；较高浓度的乙烯会抑制雄蕊的发育，出现雌花，但不能将雄花转化为雌花，D错误。
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
17．(12分)为探究缓解酸雨对大豆生长影响的栽培措施，某科研小组进行了模拟探究实验，研究了酸胁迫下草木灰与钾肥配施对大豆叶绿素含量、净光合速率的影响，实验结果如表所示。其中甲组：正常土壤＋高钾肥；乙组：酸胁迫处理＋高钾肥；丙组：酸胁迫处理＋草木灰＋高钾肥；丁组：酸胁迫处理＋草木灰＋中钾肥；戊组：酸胁迫处理＋草木灰＋低钾肥。
组别
叶绿素含量/(mg·g-1)
净光合速率/(CO2μmol·m-2·s-1)
甲组
1.01
13.53
乙组
0.64
7.09
丙组
0.71
9.71
丁组
0.67
7.46
戊组
0.63
6.70

(1)本实验的自变量是________________________________________，因变量是__________________。与甲组相比，乙组的净光合速率降低，根据实验结果分析，原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通过________________组对比可知，草木灰能适当解除高钾肥条件下的酸胁迫。若某地下了酸雨，则通过乙、丙、丁、戊组比较，增施________________可以尽可能提高大豆的产量。
(3)与乙组相比，丁组单位时间内大豆固定的CO2量______________(填“多于”或“不一定多于”)乙组，理由是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)是否进行酸胁迫处理、是否施用草木灰、钾肥的施用量　大豆的叶绿素含量、净光合速率　酸胁迫使大豆叶绿素含量减少，光反应减弱，进而使暗反应减弱，净光合速率降低　(2)乙组和丙　草木灰和高钾肥　(3)不一定多于　大豆单位时间内固定的CO2量表示大豆的真正光合速率，真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由于未测定呼吸速率，所以丁组的真正光合速率不一定大于乙组，丁组单位时间内大豆固定的CO2量不一定多于乙组(合理即可)
18．(13分)研究人员从野生型果蝇中培育出两个亮红眼单基因纯合突变品系A和B，以及1只体色为褐色的雌蝇突变体C。为研究各突变体的遗传规律和分子机制进行了如下实验。
(1)突变体C与纯合野生型雄果蝇杂交，子代数量足够多，F1中褐色雌∶野生型雄∶野生型雌＝1∶1∶1。据此可以推测果蝇C发生的是________(填“显性”或“隐性”)突变，出现该异常比例的原因可能是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)品系A与野生型果蝇进行正反交，F1均为野生型，F2中亮红眼个体的比例为1/4，据此能得出控制品系A基因的遗传方式为______________。若品系A、B的突变仅涉及一对等位基因，将品系A、B杂交，子代的表型为____________；若品系B是由控制品系A之外的另一对基因控制，则两对等位基因可能位于______(填“1”“2”或“1或2”)对同源染色体上。选择品系A的雄果蝇与突变体C杂交，F1相互交配，F2中体色为褐色且眼色正常雌蝇的比例为________。
解析：(1)褐色的雌蝇突变体C与纯合野生型雄果蝇杂交，F1中褐色雌∶野生型雄∶野生型雌＝1∶1∶1，由于野生型雄果蝇为纯合子，F1出现两种表型(褐色和野生型)，因此褐色的雌蝇突变体C为杂合子，故果蝇C发生的是显性突变；与理论上1∶1∶1∶1相比少了褐色雄性，可知体色性状为伴性遗传，且突变基因在后代中显性纯合致死。(2)正反交实验可以判断基因的位置，亮红眼品系A与野生型果蝇进行正反交，F1均为野生型，说明基因位于常染色体上，且野生型为显性，亮红色为隐性，因此控制品系A基因的遗传方式为常染色体隐性遗传；若品系A、B的突变仅涉及一对等位基因，假设亮红眼品系A的基因型为a2a2，野生型的基因型为AA，亮红眼品系B的基因型为a1a1，将品系A、B杂交，子代的基因型为a1a2，表型为亮红眼；若品系B是由控制品系A之外的另一对基因控制，则两对等位基因可能位于1对同源染色体上，也可能位于两对同源染色体上，如品系A的基因型为EEff，品系B的基因型为eeFF，野生型为EEFF；假设褐色突变体C的基因型为AAXHXh(假设H/h控制体色)，品系A的雄果蝇为a2a2XhY(A对a2为显性)，两者杂交，F1为Aa2XHXh、Aa2XhXh和Aa2XHY(死亡)、Aa2XhY，F1相互交配，若要计算F2中体色为褐色且眼色正常雌蝇(A_XHX－)所占比例，两种相对性状可分开考虑，只考虑体色这一性状，F2中体色为褐色(A_)的比例为3/4；只考虑眼色这一性状，F1中雌性个体(1/2XHXh、1/2XhXh)产生的雌配子类型及比例为XH∶Xh＝1∶3，雄性个体(XhY)产生的雄配子类型及比例为Xh∶Y＝1∶1，则F2的基因型及比例为XHXh∶XhXh∶XHY(死亡)∶XhY＝1∶3∶1∶3，则XHXh所占比例为1/7，因此F2中体色为褐色且眼色正常雌蝇(A_XHX－)所占比例＝3/4×1/7＝3/28。
答案：(1)显性　突变基因在后代中显性纯合致死
(2)常染色体隐性遗传　亮红眼　1或2　3/28
19．(12分)研究表明，不同单色光会影响禽类体内激素水平的变化，从而影响了禽类的生长发育。为阐明上述影响的具体机理，研究人员设计了实验方案，请完善实验思路，预测实验结果并分析。
(1)完善实验思路
①选取某品种健康的生长状况相同的0日龄雄性肉鸡若干，________________，每个处理组3个重复，分别在相同强度、相同角度的红、绿、蓝、白色LED光源下饲养，每天23小时光照，自由采食与饮水。
②肉鸡饲养6周，分别在第0、14、28和42天对肉鸡进行采血，血液经________处理获得血浆，检测其中甲状腺激素和生长激素的含量并统计分析相关数据。
(2)实验结果
①各组结果均出现甲状腺激素含量先降低后升高和生长激素逐渐升高。

②与白光组相比，绿光组实验结果差异最为明显：绿光处理使其生长激素含量高于白光组，而甲状腺激素含量则在28日龄前较白光组低，28日龄后较白光组高。白光组实验结果如图所示，请将坐标系补充完整，并用曲线表示出绿光组的实验结果。
(3)实验分析
①实验说明，光照影响肉鸡生长发育的调节方式是__________________。光照引起甲状腺激素分泌的调节过程为光照→视觉神经→______________→下丘脑→促甲状腺激素释放激素→______________→甲状腺→甲状腺激素，其中下丘脑作为反射弧的________，产生促甲状腺激素释放激素。
②与白光相比，在28日龄前绿光促进生长发育不明显，28日龄后表现显著，其原因可能是在28日龄前______________________________________________________________，
只是通过提高生长激素含量而促进生长，在28日龄后，绿光则通过提高两种激素含量共同促进肉鸡的生长发育。
答案：(1)①随机均分为4组　②抗凝　(2)如图所示

(3)①神经－体液调节　大脑皮层视觉中枢　垂体→促甲状腺激素　效应器　②绿光处理组甲状腺激素含量较白光组低
20．(10分)近年来，某区域呈现荒漠化趋势，为此当地相关部门推进自然生态修复，同时发展生态农业，构建形成了“果—菌—肥”生态农业模式。如图为该区域森林生态系统中营养级之间的部分能量流动示意图，单位：J/(m2·a)。

(1)该区域每年新增造林2万多亩并建立野生动植物资源保护制度，使其森林覆盖率达52.2%，这说明人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的________________________进行。
(2)生产者同化的能量除图示外还有一部分______________________，能量在第一、二营养级之间的传递效率约为________。
(3)能量流动的特点为______________________，“果—菌—肥”生态农业是以废弃果木、果枝为基料，粉碎制成菌棒、菌袋来培养香菇，再利用“废菌包或细小果木枝条＋畜禽粪便＋微生物菌剂”的轻简化堆肥技术，制成生物有机肥还田。这体现了研究生态系统的能量流动，可以_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)该区域每年新增造林2万多亩并建立野生动植物资源保护制度，从而使其森林覆盖率达52.2%，这说明人类活动使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。(2)据图可知，生产者的能量除图示外还有一部分通过呼吸作用散失。能量传递效率指的是相邻营养级之间同化量的比值，结合图示可知，第一营养级的同化量为2.31×107 J/(m2·a)，第二营养级同化的能量为3.27×105－1.31×105＝1.96×105 [J/(m2·a)]，因此，能量在第一、二营养级之间的传递效率为(1.96×105)÷(2.31×107)×100%≈0.85%。(3)能量流动的特点表现为单向流动、逐级递减，“果—菌—肥”生态农业的设计体现了研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
答案：(1)速度和方向　(2)通过呼吸作用散失　0.85%　(3)单向流动、逐级递减　帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用(或实现能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率)
21．(13分)学生食堂餐厨垃圾集中，便于收集，而且成分相对简单，以淀粉为主，因此容易进行生物降解和利用。为筛选高效产生淀粉酶的微生物，研究人员将餐厨垃圾中杂质和骨头挑出后加入装有无菌水的三角瓶中制备餐厨垃圾浸出液，然后进行以下操作：

(1)如上图，将餐厨垃圾中的能分泌淀粉酶的微生物筛选出来的X培养基应添加__________为唯一碳源，此外还需要添加的成分有________________________________________________________________________等。
该过程采用的接种方法是________________。
(2)③过程加入的显色剂是______________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)观察固体培养基上生长的三种菌落及其周围透明圈的状况，测量菌落直径和透明圈的直径，结果如下表所示：

菌落
菌落直径/mm
透明圈直径/mm
A
12.3
14.6
B
13.3
27.3
C
4.3
12.3
其中，________(填“A”“B”或“C”)菌落的菌种产淀粉酶的能力最强。
(4)若垃圾分类不当，在餐厨垃圾中混入过期的抗生素或者电池等，将不利于微生物的分解，原因是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)本实验的目的是筛选高效产生淀粉酶的微生物，故培养基中应添加淀粉作为唯一碳源，此外还需要添加的成分有氮源、水和无机盐等，图中采用的接种方法是稀释涂布平板法。(2)由于淀粉遇碘液变蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，故③过程加入的显色剂是碘液。(3)表中数据显示，菌落C的直径最小，而透明圈却达到了12.3 mm，二者比值最大，故其产生的淀粉酶分解淀粉的能力最强。(4)过期的抗生素或者电池中的有害物质会抑制微生物的生长。
答案：(1)淀粉　氮源、水和无机盐　稀释涂布平板法　(2)碘液　淀粉遇碘液变蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈　(3)C　(4)过期的抗生素或者电池中的有害物质会抑制微生物的生长

一模考前热身训练(四)
一、选择题(本题共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4分。每题只有一个正确选项)
1．我国科学家发现一种由杆状病毒所编码的某种因子LEF­10为朊病毒(不含核酸而仅由蛋白质构成)。下列说法错误的是(　 )
A．杆状病毒和朊病毒的元素组成都含C、H、O、N、P
B．杆状病毒和朊病毒进行正常的生命活动都离不开细胞
C．高温处理LEF­10后，用双缩脲试剂检测有显色反应
D．此项研究为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据
解析：选A　杆状病毒含有核酸，其元素组成为C、H、O、N、P，朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，其元素组成为C、H、O、N，A错误；病毒无细胞结构，不能独立生活，必须寄生在活细胞中才能进行各种生命活动，B正确；LEF­10仅由蛋白质构成，高温处理LEF­10后，其空间结构被破坏，但是肽键没有被破坏，用双缩脲试剂检测依然有显色反应，C正确；此项研究将朊病毒存在的范围从细胞生物拓展至病毒界，为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据，D正确。
2．某研究小组利用α­淀粉酶与淀粉溶液探究温度对酶活性的影响时，使用二硝基水杨酸法检测还原糖含量，各组实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　 )
组别
1
2
3
4
5
6
温度/℃
0
22
35
45
65
85
OD540 nm值
0.170
0.849
1.122
1.271
1.383
0.450

注：OD540 nm值代表在波长540 nm的光下测量该酶促反应生成的有色物质的吸光度值。在一定范围内，吸光度值与还原糖的量成正比。
A．实验组1和6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变
B．该实验的因变量是酶活性，整个实验有对照，但表中各组均为实验组
C．根据表中的数据分析，α­淀粉酶的最适温度应在35～65 ℃之间
D．为保证淀粉和淀粉酶充分反应，需在反应液中加ATP
解析：选B　实验组1的OD540 nm值较低，原因是低温抑制酶的活性，实验组6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变，酶失活，A错误；该实验探究温度对酶活性的影响，因变量是酶活性，表中各组均为实验组，存在相互对照，B正确；由题意可知，在一定范围内，OD540 nm值与还原糖的量成正比，还原糖越多，酶活性越高，OD540 nm值越大，分析题表数据，α­淀粉酶的最适温度在45～85 ℃之间，C错误；淀粉酶水解淀粉不需要消耗能量，不需要在反应液中添加ATP，D错误。
3．某研究人员成功制造出了人造叶绿体，并利用光和该系统实现了CO2到有机物的转化(如图所示)，下列说法错误的是(　 )
A．TEM模块具有吸收和转化光能的作用
B．CETCH循环模块需要TEM模块生成的[H]来还原CO2
C．在同等条件下人造叶绿体可能比植物叶肉细胞积累的有机物更多
D．若人造叶绿体得以广泛运用，一定程度上可以抵消碳排放，实现碳中和
解析：选B　分析题图，TEM模块模拟光反应阶段，CETCH循环模块模拟的是暗反应阶段，故TEM模块具有吸收和转化光能的作用，并生成[H]和ATP，还原C3，不能直接还原CO2，A正确，B错误；植物叶肉细胞在进行光合作用合成有机物的同时也进行了呼吸作用，消耗了一部分有机物，而人造叶绿体只进行光合作用合成有机物，所以在同等条件下人造叶绿体可能比植物叶肉细胞积累的有机物更多，C正确；人造叶绿体只吸收CO2，不会进行呼吸作用，不能产生CO2，若得以广泛运用，一定程度上可以抵消碳排放，实现碳中和，D正确。
4．自然界有一些“自私”的植物类型，其花粉可以外传并产生可育后代，但不接受外来的花粉，这种现象称为“单向杂交不亲和性”。我国科学家发现玉米的单向杂交不亲和由ga1和ga2基因控制，这两个基因都编码果胶甲酯酶(PME)，PME可调控花粉管细胞壁中果胶的甲酯化水平，不亲和花粉管顶端的甲酯化果胶含量较亲和性玉米的更高。下列叙述正确的是(　 )
A．单向杂交不亲和是生殖隔离的表现
B．自然状态下单向杂交不亲和的玉米一般为纯种
C．ga1和ga2基因是一对等位基因，遵循分离定律
D．果胶的甲酯化是在内质网和高尔基体中加工完成的
解析：选B　单向杂交不亲和不是生殖隔离的表现，因为具有单向杂交不亲和性的个体，其花粉可以外传并产生可育后代，A错误；单向杂交不亲和表现为花粉可以外传，但不接受外来的花粉，因此这种类型的植物只能进行严格的自交，一般为纯种，B正确；根据题意不能说明ga1和ga2 基因是一对等位基因，因而也不能判断其遵循分离定律，C错误；PME可调控花粉管细胞壁中果胶的甲酯化水平，可见果胶的甲酯化不涉及内质网和高尔基体的作用，D错误。
5．鹌鹑的羽色是由Z染色体上的基因ZA、Za1、Za2(三者之间互为等位基因)决定的。某养殖户引进了一批栗羽鹌鹑，在繁育过程中，偶然发现了一只白羽雌性鹌鹑和一只红羽雌性鹌鹑(P代)。养殖户让这两只雌性鹌鹑分别与栗羽雄性鹌鹑进行杂交，发现两批F1全为栗羽。由于管理经验不足，不慎将两批F1混合了，养殖户将错就错，让混合的F1自由交配。在得到的F2中，栗羽雄性∶栗羽雌性∶白羽雌性∶红羽雌性＝4∶2∶1∶1。下列叙述错误的是(　 )
A．理论上，两批F1的数量大致相等
B．两批F1的栗羽雄性的基因型相同
C．F2中白羽雌性与P代白羽雌性的基因型相同
D．若两批F1单独繁殖，获得F2后合并统计，结果与混合繁殖相同
解析：选B　由题意可知，让混合的F1(均为栗羽)自由交配，F2中栗羽雄性∶栗羽雌性∶白羽雌性∶红羽雌性＝4∶2∶1∶1，说明白羽和红羽均为隐性性状，基因ZA控制栗羽。若Za1控制白羽、Za2控制红羽(Za2控制白羽、Za1控制红羽结果相同)，则P代白羽雌性鹌鹑基因型为Za1W，红羽雌性鹌鹑基因型为Za2W，栗羽雄性鹌鹑基因型为ZAZA。两批F1栗羽鹌鹑的基因型分别为ZAZa1、ZAW和ZAZa2、ZAW。F2的基因型及比例分别为(ZAZA、ZAZa1、ZAZa2)∶ZAW∶Za1W∶Za2W＝4∶2∶1∶1。理论上，两批F1的数量大致相等，A正确；由以上分析可知，两批F1的栗羽雄性的基因型不同，分别为ZAZa1和ZAZa2，B错误；由以上分析可知，F2中白羽雌性与P代白羽雌性的基因型相同，C正确；若两批F1单独繁殖，一批F2的基因型及比例为ZAZA∶ZAW∶ZAZa1∶Za1W＝1∶1∶1∶1，另一批F2的基因型及比例为ZAZA∶ZAW∶ZAZa2∶Za2W＝1∶1∶1∶1，F2合并统计，结果与混合繁殖相同，D正确。
6．下图表示NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰参与癌症进展的机制，相关叙述错误的是(　 )

A．②中的mRNA乙酰化修饰，可提高mRNA的稳定性
B．③发生在游离核糖体上，且需要相关酶和ATP参与
C．发生转移的胃癌患者体内，NAT10蛋白和COL5A1蛋白水平均较高
D．靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰，可抑制癌细胞扩散
解析：选B　分析题图可知，图中过程②中COL5A1基因转录形成的mRNA被乙酰化修饰，修饰的mRNA不易被降解，可以提高mRNA的稳定性，A正确；图中过程③为COL5A1蛋白的合成过程，该蛋白合成后需要分泌出细胞，分泌蛋白的合成场所是内质网上的核糖体，B错误；由图可知，在NAT10蛋白介导下，被乙酰化修饰的COL5A1基因转录形成的mRNA可以指导COL5A1蛋白的合成，且COL5A1蛋白促进了胃癌细胞的转移，因此发生转移的胃癌患者体内，NAT10蛋白和COL5A1蛋白水平均较高，C正确；靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰，将会减少COL5A1蛋白的合成，同时利于COL5A1基因转录形成的mRNA的降解，可抑制癌细胞扩散，D正确。
7．失温症又称低体温症，是指长时间处在湿冷、大风等恶劣环境中，人体核心区(大脑、心肺等重要生命器官)温度低于 35 ℃的现象。人体不同程度的失温会出现间歇性颤抖、意识模糊， 甚至出现燥热而反常脱衣等症状。下列说法错误的是(　 )
A．失温症是因机体的散热量明显大于产热量所致
B．骨骼肌间歇性颤抖时，机体的产热量增加
C．失温症患者，机体细胞内多种酶的活性会降低
D．失温症患者出现燥热而反常脱衣现象，与下丘脑调节无关
解析：选D　由题意分析可知，失温症是机体的散热量明显大于产热量，导致体温降低所致，A正确；骨骼肌间歇性颤抖，代谢加快，会导致产热增加，B正确；机体细胞内多数酶的最适温度为体内正常温度，失温症患者体温降低，机体细胞内多种酶的活性会降低，C正确；下丘脑中存在体温调节中枢，失温症患者出现燥热而反常脱衣现象，与下丘脑的调节有关，D错误。
8．利用原生质体融合技术，将光合细菌与嗜热菌融合，选育出了耐高温的光合细菌。下列叙述错误的是(　 )
A．用纤维素酶和果胶酶处理细菌，可以获得有活性的原生质体
B．杂种细胞再生出新的细胞壁标志着两种细菌融合完成
C．选育时，用低渗溶液处理可以有效分离原生质体和融合细菌
D．用聚乙二醇(PEG)诱导原生质体融合的原理是细胞膜的流动性
解析：选A　光合细菌和嗜热菌细胞壁的成分主要是肽聚糖，故去除两者细胞壁不能用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体融合成功的标志是再生出新的细胞壁，故杂种细胞再生出新的细胞壁标志着两种细菌融合完成，B正确；原生质体缺失细胞壁，在低渗溶液中会吸水膨胀甚至胀破，而融合细菌有细胞壁的保护，在低渗溶液中不会吸水胀破，所以用低渗溶液处理可在培养液中有效分离原生质体和融合细菌，C正确；诱导原生质体融合可用化学药剂聚乙二醇进行诱导，其依据的原理是细胞膜的流动性，D正确。
9．为探索孤独可能引起的生理变化，科研人员选取若干果蝇进行多只和单只饲养，统计了群居和独居果蝇的睡眠时间，结果如下图。下列说法正确的是(　 )

A．感受孤独是人脑特有的高级功能
B．孤独引起果蝇生理变化主要由内分泌系统进行调节
C．短时间的孤独可能导致果蝇睡眠减少
D．孤独引起的果蝇睡眠减少主要表现在白天睡眠
解析：选D　语言功能是人脑特有的高级功能，A错误；孤独引起果蝇生理变化主要由神经系统进行调节，B错误；短时间的孤独可能导致果蝇睡眠增多，C错误；孤独引起的果蝇睡眠减少主要表现在白天睡眠减少，在夜晚连续30分钟的睡眠比例与群居相比无明显差异，D正确。
10．烟草种子需要在有光的条件下才能萌发。野生型与突变体(此突变体为光敏色素合成相关的基因突变所造成)烟草于白光中种植后的发芽率，及其种子内所含脱落酸(ABA)的浓度如下图所示。下列相关推测错误的是(　 )

A．脱落酸(ABA)含量升高不利于烟草种子萌发
B．这种突变体烟草光敏色素功能异常，感受光信息的能力下降
C．烟草细胞通过光敏色素调控与ABA代谢相关的基因表达
D．这种突变体烟草种子的发芽率较低，是因为发芽的速度较慢
解析：选D　分析题图可知，突变体烟草发芽率较低，但种子内ABA含量较野生型高，推测脱落酸(ABA)含量升高不利于烟草种子萌发，A正确；植物靠光受体感受光信息，光敏色素是常见的光受体，突变体感受光信息的能力下降，B正确；突变体烟草细胞的光敏色素异常，而ABA含量高于野生型，推测烟草细胞通过光敏色素调控与ABA代谢相关的基因的表达，C正确；由图可知，该突变体烟草种子发芽率很低，经过一定时间浸水处理后也并没有提升至与野生型相同，可知其发芽慢并不是发芽率低的原因，D错误。
11．在某桉树林中有两种鹦鹉：卡拉鹦鹉和紫鹦鹉。它们有时住在同一树洞中，在孵卵时因争夺地盘而发生冲突，结果总是卡拉鹦鹉弃卵而逃，紫鹦鹉就把卡拉鹦鹉的卵和自己的卵一起孵育。出生的小卡拉鹦鹉发出的求食声和受惊时发出的声音仍是卡拉式的，但长大后呼喊同伴的声音和飞翔样式却是紫鹦鹉式的。下列说法错误的是(　 )
A．长大后的卡拉鹦鹉呼喊同伴属于条件反射
B．神经系统控制小卡拉鹦鹉发出求食声不需分级调节
C．大卡拉鹦鹉完成的紫鹦鹉式飞翔样式属于行为信息
D．卡拉鹦鹉和紫鹦鹉之间的关系是长期自然选择的结果
解析：选B　长大后的卡拉鹦鹉呼喊同伴是后天学习的，属于条件反射，A正确；小卡拉鹦鹉发出求食声除脊髓低级中枢参与外，还需要脑干等较高级中枢调控，有分级调节，B错误；大卡拉鹦鹉完成的紫鹦鹉式飞翔样式是生物的特殊行为，属于行为信息，C正确；两种鹦鹉的关系是经过长期自然选择逐渐形成的，D正确。
12．“墓古千年在，林深五月寒”，孔林内有数百种植物，依时争荣。下列叙述正确的是(　 )
A．树林中林下植物的种群密度直接取决于林冠层的郁闭度
B．孔林中数量众多的植物和生活在其中种类繁多的动物共同构成了一个生态系统
C．生活在林下的半夏、苔藓等阴生植物的叶绿体颗粒一般较大，颜色较深，这是对弱光环境的一种适应
D．“林深五月寒”充分体现了生物与环境间的相互作用关系，也体现了生物多样性的直接价值和间接价值
解析：选C　树林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度，直接取决于林下植物的出生率和死亡率，A错误；生态系统是生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，因此孔林中数量众多的植物和生活在其中种类繁多的动物无法构成了一个生态系统，B错误；生活在林下的半夏、苔藓等阴生植物所获得的光照少，其叶绿体颗粒一般较大，颜色较深，从而能固定更多的光能，这是对弱光环境的一种适应，C正确；“林深五月寒”充分体现了生物与环境间的相互作用关系，也体现了孔林中生物多样性的间接价值，但是没有体现生物多样性的直接价值，D错误。
13．有甲、乙两种人类遗传病，相关基因分别用A、a和B、b表示，如图为某家族系谱图，其中6号个体无致病基因。相关叙述不正确的是(　 )
A．甲病为常染色体显性遗传病
B．5号个体的基因型为AaXBXB或AaXBXb
C．7号个体的基因型为aaXBXb
D．若8与9婚配，生出患病孩子的概率为25/32
解析：选B　对于甲病，根据系谱图分析可知，通过假设法排除了伴Y染色体遗传、伴X染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传和常染色体隐性遗传，所以甲病是常染色体显性遗传病，A正确；根据系谱图分析可知，甲病是常染色体显性遗传病，乙病是伴X染色体隐性遗传病，则可推知10号个体的基因型为aaXbY，而6号个体的基因型为aaXBY，所以5号个体的基因型为AaXBXb，B错误；根据分析可推知4号个体的基因型为AaXbY,3号个体的基因型为aaXBX－，所以7号个体的基因型为aaXBXb，C正确；8号个体的基因型为AaXBY，而9号个体的基因型为1/2AaXBXb或1/2AaXBXB，若8与9婚配，不患病孩子的概率为1/4×(1/2＋1/2×3/4)＝7/32，患病孩子的概率为1－7/32＝25/32，D正确。

14．研究表明，大脑电信号传导中断可导致β­淀粉样蛋白(Aβ)积累。γ振荡(大脑中神经元网络振荡放电频率在30～90 Hz段被称为γ振荡)下降后，模型小鼠Aβ累积形成斑块，出现认知能力的衰退。刺激阿尔茨海默病模型小鼠海马区内的神经元产生γ振荡，显著减少了该脑区Aβ的形成，并且激活了小神经胶质细胞(大脑免疫细胞)来清除Aβ。科学家把阿尔茨海默病模型小鼠放在装有LED灯的盒子内，以40 Hz的频率闪灯，利用相关技术在小鼠初级视皮层诱导产生Aβ振荡，小鼠视皮层内Aβ水平如图所示。下列有关描述不正确的是(　 )
A．大脑电信号传导需要能量
B．γ振荡水平下降可能是阿尔茨海默病的病因
C．40 Hz频率闪灯诱导Aβ振荡有望成为阿尔茨海默病治疗新手段
D．小神经胶质是定居在脑内的吞噬细胞，在脑损伤过程中可以逆行分化成为其他类型的神经胶质细胞，可以释放细胞因子，体现出全能性
解析：选D　大脑电信号的传导消耗能量，A正确；根据题干可知，γ振荡下降后，模型小鼠Aβ累积形成斑块，而Aβ在大脑内积累形成斑块是阿尔茨海默病的一大标志，故γ振荡水平下降可能是阿尔茨海默病的病因，B正确；据图可知，经40 Hz频率闪灯诱导Aβ振荡后，小鼠视觉皮层内Aβ水平下降，所以40 Hz频率闪灯诱导Aβ振荡有望成为阿尔茨海默病治疗新手段，C正确；小神经胶质是定居在脑内的吞噬细胞，可以释放细胞因子，在脑损伤过程中可以逆行分化成为其他类型的神经胶质细胞，但是没有产生完整个体或分化成其他各种组织细胞，不能体现出全能性，D错误。
15．为探究pH对木瓜蛋白酶与辣根过氧化物酶(HRP)催化H2O2分解的影响，先将木瓜蛋白酶和HRP分别在pH＝0～12条件下处理2小时，然后在最适pH条件下测定其催化活性，结果如下图1所示；在不同pH条件下测定两者的活性结果如图2所示。下列相关说法正确的是(　 )

①木瓜蛋白酶的催化作用具有专一性　②酸碱处理均会导致木瓜蛋白酶和HRP变性失活　③pH＝2时木瓜蛋白酶因空间结构被完全破坏而不具有催化活性　④图1中木瓜蛋白酶和HRP的曲线分别在pH＝5.5和pH＝5条件下测得
A．①③　　B．②④　　C．①④　　D．②③
解析：选C　木瓜蛋白酶的催化作用具有专一性，①正确；通过图1可知，过酸处理会导致木瓜蛋白酶和HRP变性失活，但是碱处理和适当的酸处理两酶没有变性失活，②错误；由图1可知，在pH＝2时，部分木瓜蛋白酶具有活性，其空间结构没有完全破坏，③错误；通过图2可知，木瓜蛋白酶的最适pH为5.5，HRP的最适pH为5，图1是在两种酶最适pH条件下测定的，故图1中木瓜蛋白酶和HRP的曲线分别在pH＝5.5和pH＝5条件下测得，④正确。
16．科研工作者以米曲霉及酿酒酵母为发酵菌株，采用两步发酵法制备酒，流程如图所示。据图分析，下列相关说法不正确的是(　 )

A．米曲中微生物分泌的酶可将大米中的淀粉转变成单糖等，会使米酒具有甜味
B．将米曲霉和酿酒酵母分别进行培养使两菌株处于优势地位
C．待熟米冷却至35 ℃时即可加入第一次发酵产物并在该温度下进行二次发酵
D．相对传统工艺，两步发酵法能有效提高产酒的能力
解析：选C　淀粉本身是多糖，无甜味，米曲中微生物分泌的酶可使淀粉分解为单糖(葡萄糖)等，使米酒具有甜味，A正确；米曲霉和酿酒酵母一起培养会存在种间竞争，分开培养可以使两菌株处于优势地位，B正确；温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，28 ℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18～30 ℃，所以不能在35 ℃条件下进行，C错误；两步发酵法利用了米曲霉和酿酒酵母的扩大培养，相比于传统工艺，两步发酵法能有效提高产酒的能力，D正确。
二、非选择题(本题共5小题，共60分)
17．(11分)实验探究了棉花与大豆、玉米、甘薯间作后的经济效益，图1、图2、图3是三种间作模式下作物净光合的测量值(三种间作模式下棉花产量都有提升且基本相同)。


(1)从生态学角度分析，农作物间作充分利用了不同植物的________________不同，间作可以提高产量的原因是___________________________________________________。
(2)根据图1、图2、图3可知，棉花与____________(填“大豆”“玉米”或“甘薯”)间作效果更好，可以提高整体经济效益。
(3)图1中，无论是间作还是单作，大豆的净光合速率在13：00左右都比较低，出现此现象的原因是___________________________________________________________。
(4)图3间作模式下，早上8：00甘薯叶肉细胞中CO2的来源是________________________________________________________________________。
解析：(1)农作物间作充分利用了不同植物的生态位不同，可以提高植物对光能等资源的利用率。(2)分析题图可知，在间作状态下，玉米的净光合速率要高于单作时的净光合速率，所以在棉花产量基本相同的情况下，种植玉米更有利于提升整体经济效益。(3)由于中午光照强、气温高，植物蒸腾作用散失水分较多，气孔关闭导致CO2的吸收速率降低，植物的光合速率下降，因此无论是间作还是单作，大豆的净光合速率在13：00左右都比较低。(4)图3间作模式下，早上8：00甘薯叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，所以叶肉细胞中CO2的来源是植物自身呼吸产生和从大气中吸收。
答案：(1)生态位　可以提高植物对光能等资源的利用率　(2)玉米　(3)中午光照强、气温高，植物蒸腾作用散失水分较多，气孔关闭导致CO2的吸收速率降低，植物的光合速率下降　(4)植物自身呼吸产生和从大气中吸收
18．(14分)某研究团队培育的“农大3号”蛋鸡品种，因含生长激素受体缺陷型基因(dw)，骨骼变短、生长受阻，体型矮小，但产蛋正常，饲料转化率高。研究团队还利用快羽和慢羽性状，构建生产蛋鸡苗的模式(如图所示)，根据商品代雏鸡羽毛的生长快慢可以快速鉴别雌雄，提高“农大3号”蛋鸡育苗的效率。鸡的性别决定方式是ZW型。

(1)含dw基因的鸡体内生长激素水平比正常体型的鸡________(填“高”或“低”)。“农大3号”蛋鸡体型矮小的原因是_____________________________________________。
(2)据图可以推断：dw是位于________染色体的________(填“显”或“隐”)性基因。羽毛生长速度与体型大小两对相对性状________(填“可以”或“不可以”)自由组合，原因是________________________________________________________________________。
(3)研究发现，常染色体上的某些基因发生隐性突变也会产生“矮小鸡”，现有两个矮小鸡品种，请设计实验鉴定两个矮小鸡品种是同一基因位点的突变还是不同基因位点的突变。请写出实验思路、预期结果与结论。
解析：(1)dw为生长激素受体缺陷型基因，含dw基因的鸡体内生长激素受体缺乏，但体内生长激素合成正常，根据反馈调节机制推测，含dw基因的鸡体内生长激素水平比正常体型的鸡高。“农大3号”蛋鸡体型矮小的原因是“农大3号”蛋鸡含dw基因，体内生长激素受体存在缺陷，生长激素无法发挥作用，导致骨骼变短、生长受阻。(2)图中杂交结果显示，矮小性状的表现与性别有关，且存在交叉遗传的特点，推断dw是位于Z染色体的隐性基因。实验结果显示羽毛生长速度的表现也与性别有关，且交叉遗传，据此可知控制这两对性状的基因均位于Z染色体上，这两对相对性状不可以自由组合。(3)实验思路：让两个矮小鸡品种的雌雄个体相互交配，观察后代的表型。预期结果与结论：若后代均是矮小鸡，则是同一基因位点的突变；若后代出现正常体型鸡，则是不同基因位点的突变。
答案：(1)高　“农大3号”蛋鸡含dw基因，生长激素受体存在缺陷，生长激素无法发挥作用，导致骨骼变短、生长受阻　(2)Z　隐　不可以　控制两对相对性状的基因都位于Z染色体上　(3)实验思路：让两个矮小鸡品种的雌雄个体相互交配，观察后代的表型。预期结果与结论：若后代均是矮小鸡，则是同一基因位点的突变；若后代出现正常体型鸡，则是不同基因位点的突变。
19．(12分)抑郁症严重影响人的生活质量。研究表明抑郁症的发生与单胺类神经递质如5­羟色胺(5­HT)的含量减少有关。5­HT是使人愉悦的神经递质，发挥作用后会迅速被降解或回收进细胞。临床上常采用度洛西汀来治疗，机理如图：
(1)5­HT释放后，经__________(液体)运输与突触后膜特异性受体结合，引发突触后膜电位变化，导致下一个神经元兴奋。
(2)据图分析度洛西汀治疗抑郁症的机理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
从而有利于神经系统活动正常进行。若单胺类氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理与度洛西汀的______(填“相同”或“不同”)。
(3)研究者展开了人参有效成分人参皂苷(Rg)能否抗抑郁的研究，采用慢性温和不可预见性刺激(CUMS)的方法建立大鼠抑郁模型，将度洛西汀和Rg分别溶于生理盐水制成溶液进行灌胃，用强迫游泳的行为学方法来检测大鼠的抑郁行为学变化。结果如下，将表格填写完整。
组别
处理
动物在水中的不动时间/秒
1
________________________
82±15
2
CUMS
123±11
3
CUMS＋度洛西汀10 mg/Kg
92±28
4
CUMS＋Rg 5 mg/Kg
63±29
5
CUMS＋Rg 10 mg/Kg
62±30

注：动物在水中的不动时间可评价抑郁程度。
根据实验结果推测在已有西药度洛西汀的情况下，Rg________(填“有”或“没有”)作为抗抑郁中药的研究前景，理由是___________________________________________。
解析：(1)5­HT作为神经递质从突触前膜释放后，经过突触间隙的组织液的运输才能作用于突触后膜上的特异性受体，引发突触后膜电位变化，导致下一个神经元兴奋。(2)据图分析可知，度洛西汀治疗抑郁症的机理是抑制5­HT转运体从突触间隙回收5­HT，从而使5­HT更多地作用于突触后膜上的特异性受体；若单胺类氧化酶抑制剂也可作为抗抑郁症药物，其作用机理是抑制5­HT被灭活而使其持续作用于突触后膜上的特异性受体，所以其与度洛西汀治疗抑郁症的机理不同。(3)实验设计应遵循对照与单一变量原则，故第1组应为空白对照，具体处理是不用CUMS的方法处理，每天灌胃等量的生理盐水。分析实验结果可知，4、5组与2、3组相比，大鼠不动时间明显缩短，说明人参皂苷(Rg)可抗抑郁，且比度洛西汀抗抑郁效果还要好，故Rg有作为抗抑郁中药的研究前景。
答案：(1)组织液　(2)抑制5­HT转运体从突触间隙回收5­HT，从而使5­HT更多地作用于突触后膜上的特异性受体　不同　(3)不用CUMS的方法处理，每天灌胃等量的生理盐水　有　4、5组与2、3组相比，大鼠不动时间明显缩短，说明人参皂苷(Rg)可抗抑郁，且比度洛西汀抗抑郁效果还要好
20．(10分)某沙地土壤贫瘠，出现草地退化现象，为保护和恢复当地生态系统，相关人员进行了系列研究。
(1)调查发现近几十年畜牧业快速发展，出现过度放牧、大量畜牧产品外销等现象，导致当地生态系统的__________功能失衡，使得土壤中氮等化学元素减少，土壤贫瘠。
(2)非豆科植物黄柳和豆科植物木岩黄芪是当地的优良牧草资源。长期高浓度CO2实验发现：黄柳生物量无显著增加，木岩黄芪生物量增加明显。这是因为当地土壤中氮元素匮乏，导致细胞中____________________________________________________等物质合成不足，从而影响了非豆科植物光合作用的顺利进行。
(3)研究发现黄柳比木岩黄芪在高温干旱条件下有机物积累量低，进一步检测黄柳和木岩黄芪相关酶的活性如图1，相关生理过程如图2。


由图分析木岩黄芪在高温干旱的沙地仍能积累较多有机物的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递，近几十年畜牧业快速发展，出现过度放牧、大量畜牧产品外销等现象，导致当地生态系统的物质循环功能失衡，使得土壤中氮等化学元素减少，土壤贫瘠。(2)当地土壤中氮元素匮乏，导致细胞中ATP、NADPH、光合作用相关的酶等物质合成不足，从而影响了非豆科植物光合作用的顺利进行。(3)据图1可知，木岩黄芪中RuBP羧化酶和PEP羧化酶的活性均比黄柳中的高，可以补偿由于高温、干旱导致的气孔关闭所引起的CO2供应不足，提高CO2固定的效率，使得暗反应效率提高，光合速率增强，从而积累较多的有机物。
答案：(1)物质循环　(2)ATP、NADPH、光合作用相关的酶(合理即可)　(3)木岩黄芪中RuBP羧化酶和PEP羧化酶的活性均比黄柳中的高，可以补偿由于高温、干旱导致的气孔关闭所引起的CO2供应不足，提高CO2固定的效率，使得暗反应效率提高，光合速率增强，从而积累较多的有机物
21．(13分)幽门螺杆菌(Hp)是消化性溃疡和慢性胃炎的主要致病菌。免疫接种对Hp感染具有预防作用。研究者利用基因工程制备Hp疫苗的部分流程如图所示，图中①～⑤代表实验步骤；bp代表碱基对；Ampr代表氨苄青霉素抗性基因；▼代表限制酶的酶切位点；酶1与酶2识别不同的核苷酸序列。琼脂糖凝胶电泳原理：以琼脂糖为介质，通过电泳分离出大小不同的DNA的一种方法。

(1)在质粒与目的基因中，各有以下三个限制酶的识别序列及酶切位点。已知在氨苄青霉素抗性基因内有一段碱基序列，则图中酶1和酶2的最佳组合是________(填写数字编号)。
①SpeⅠ：ACTAGT　②HindⅢ：AAGCTT　
③XbaⅠ：TCTAGA
(2)已知lpp20基因能编码175个氨基酸，则该基因的长度为__________bp(不考虑终止密码子)。
(3)步骤⑤中，提取大肠杆菌质粒，并用酶1和酶2双酶切后，进行琼脂糖凝胶电泳。图中成功导入重组质粒的大肠杆菌菌落是________(A.菌落Ⅰ　B．菌落Ⅱ　C．菌落Ⅰ和菌落Ⅱ　D．菌落Ⅰ或菌落Ⅱ)。
(4)幽门螺杆菌(Hp)主要定居在胃上皮细胞表面，一般不侵入宿主组织内，但会激活人体肠道免疫系统(该免疫系统与内环境免疫系统在组成与功能上很相似)。请结合题干信息和已学知识，比较口服Hp疫苗与注射Hp疫苗的优缺点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)限制酶能够识别特定序列，并在特定位点进行切割，氨苄青霉素抗性基因内有Spe Ⅰ的识别序列，故不能选择①，否则会破坏该基因，则图中酶1和酶2的最佳组合是②③。(2)若不考虑终止密码子，则编码该多肽的mRNA的碱基数目为175×3＝525(个)，mRNA是以基因的一条链为模板合成的，故相应基因长度是525 bp(碱基对)。(3)由以上分析可知，目的基因lpp20的长度为525 bp，则对重组质粒进行双酶切后，会得到525 bp的DNA长度，故对应图中菌落Ⅰ。(4)由题干信息可知，利用上述生物工程制备的Hp疫苗是蛋白质疫苗。由于幽门螺杆菌主要定居在胃上皮细胞表面，注射该类疫苗的优点是可以避免被消化酶分解；缺点是不能精准地到达幽门螺杆菌感染的部位。口服Hp疫苗的优点是较快速、精准地作用于幽门螺杆菌感染的部位，激活肠道免疫系统的功能；缺点是蛋白质口服容易被消化酶分解。若能研发出不被消化酶分解的Hp疫苗，则口服疫苗更好。
答案：(1)②③　(2)525　(3)A　(4)注射Hp疫苗的优点是可以避免被消化酶分解；缺点是不能精准地到达幽门螺杆菌感染的部位。口服Hp疫苗的优点是较快速、精准地作用于幽门螺杆菌感染的部位，激活肠道免疫系统的功能；缺点是蛋白质口服容易被消化酶分解