18,江苏省无锡市江阴市三校联考2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
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这是一份18,江苏省无锡市江阴市三校联考2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题,共23页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 发酵技术现在已经在生产和生活中广泛应用,下列叙述正确的是( )
A. 腐乳制作中起主要作用的微生物代谢类型是异养需氧型,生殖方式是分裂生殖
B. 在果酒制作的后期,只需加入醋酸杆菌即可制作果醋
C. 在微生物的发酵过程中,所用原料中有机物的总量和种类都会减少
D. 在果酒果醋的发酵制作过程中生物间的关系有种内斗争、竞争等
【答案】D
【解析】
【分析】制作果酒的主要菌种是酵母菌,为兼性厌氧型微生物;果醋发酵的菌种是醋酸菌,为异养需氧型;腐乳制作的主要微生物是毛霉,为异养需氧型。
【详解】A、腐乳制作过程中起主要作用的微生物是毛霉,其代谢类型是异养需氧型,生殖方式是孢子生殖,A错误;
B、醋酸菌发酵的适宜温度高于果酒发酵的温度,且醋酸菌为需氧菌,故在果酒制作后期,需要加入醋酸杆菌并打开发酵装置的充气口和适当提高温度,才能进行果醋发酵,B错误;
C、微生物发酵过程中,所用的原料中有机物的总量在不断减少,但有机物的种类在增加,C错误;
D、在果酒果醋的发酵制作过程中生物间的关系有种内互助、种内斗争、种间竞争等,D正确。
故选D。
2. 下列关于泡菜制作的叙述错误的是( )
A. 泡菜坛中蔬菜装量不能超过2/3,以防发酵液溢出
B. 泡菜的制作过程中可能有多种微生物参与发酵
C. 适量的食盐水和酸性条件可以抑制杂菌的生长
D. 腌制泡菜时如果加入一些陈泡菜汁,可以缩短腌制时间
【答案】A
【解析】
【分析】泡菜的制作原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。发酵过程中,亚硝酸盐先增加,后下降至相对稳定。试卷源自 每日更新,汇集全国各地小初高最新试卷。【详解】A、泡菜坛中蔬菜装至半坛,再加入香辛料和酒至八成满,盐水没过蔬菜,A错误;
B、泡菜制作过程中利用的菌种主要是乳酸菌,泡菜坛中还可能有其他微生物,B正确;
C、食盐水能增大环境溶液的浓度、酸性条件会抑制细胞代谢,适量的食盐水和酸性条件在腌制过程中可以抑制杂菌生长,C正确;
D、陈泡菜汁中含有乳酸菌,坛中加一些陈泡菜汁目的是加入乳酸菌菌种,缩短腌制时间,D正确。
故选A。
3. 用平板划线法或稀释涂布平板法都可以纯化大肠杆菌,属于二者的共同点的有几项( )
①可以用相同成分的培养基 ②都要对操作者双手,培养皿等进行灭菌
③都要使用接种环进行接种 ④都需要在酒精灯火焰旁进行接种
⑤都可以用来计数活菌 ⑥都可以使用液体培养基
A. 1项B. 2项C. 3项D. 4项
【答案】B
【解析】
【分析】两种纯化细菌的方法的比较:
【详解】①平板划线法或稀释涂布平板法都使用成分相同的固体培养基,①正确;②都要对操作者双手进行消毒而不是灭菌,②错误;
③平板划线法采用接种针进行操作,而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作,③错误;
④纯化时,要进行无菌操作,需要在火焰旁接种,避免空气中的微生物混入培养基,④正确;
⑤平板划线法一般用于分离而不能用于计数,⑤错误;
⑥平板划线法或稀释涂布平板法都是在固体培养基上进行的,⑥错误。
综上正确的选项有①④,共两项,B正确,ACD错误。
故选B。
4. 青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时,会通过分泌青霉素杀死细菌,以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产,关于该生产过程,下列说法错误的是( )
A. 发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B. 可用深层通气液体发酵技术提高产量
C. 选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D. 青霉素具有杀菌作用,因此发酵罐不需严格灭菌
【答案】D
【解析】
【分析】培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的营养条件外,还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。
【详解】A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌;提供相同含量的碳源,葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多,会导致细胞失水,发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖,乳糖是二糖,可被水解为半乳糖和葡萄糖,是青霉菌生长的最佳碳源,可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件,A正确;
B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型,可用深层通气液体发酵技术提高产量,B正确;
C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后,才可接种到发酵罐中进行工业化生产,C正确;
D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染,获得纯净的青霉素,发酵罐仍需严格灭菌,D错误。
故选D。
5. 某二倍体药用植物甲(染色体组成为MM)含有有效成分A,二倍体药用植物乙(染色体组成为NN)含有有效成分B。科研小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物,设计了如下实验流程。据图分析错误的是( )
A. 过程①通常用纤维素酶和果胶酶处理
B. 过程②常使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂
C. 融合细胞c的染色体组成都是MMNN
D. 过程④⑤分别涉及细胞的脱分化和再分化
【答案】C
【解析】
【分析】分析题干可知,该新型药用植物可通过植物体细胞杂交技术获得。
首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁,获得有活力的原生质体,再用PEG化学诱导剂(物理方法:离心、振动等)诱导二者的原生质体整合,然后采用植物组织培养技术获得杂种植株。
植物组织培养的过程是,先脱分化形成愈伤组织,然后再分化形成植物体。其原理是植物细胞的全能性。
植物体细胞杂交技术育种的优点是能克服远源杂交不亲和的障碍。
【详解】A、①是去除植物细胞壁获得原生质体的过程,由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,该过程需要纤维素酶和果胶酶,A正确;
B、植物原生质体的融合通常使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂,B正确;
C、在进行原生质体融合时,会出现多种融合细胞,如染色体组成为MMMM、NNNN和MMNN的细胞,C错误;
D、过程④⑤分别通过脱分化和再分化过程,进而形成试管苗,D正确。
故选C。
【点睛】
6. 野生动物郊狼的物种数量近年不断减少、濒临灭绝,科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)培育小郊狼的流程如下图。下列叙述正确的是( )
A. 图中①是第二极体,②是透明带
B. iSCNT技术比胚胎细胞核移植技术难度要大
C. 郊狼的耳廓组织培养时一般需提供营养和酸性环境
D. 结构③通常需要激活,使其完成减数分裂和发育进程
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为7.2-7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
【详解】A、图中①是第一极体,②是透明带,A错误;
B、与胚胎细胞核移植技术相比,种间体细胞核移植技术(iSCNT)的成功率更低,这是由于动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,故与胚胎细胞核移植技术相比,iSCNT技术难度更大,B正确;
C、郊狼的耳廓组织在培养时除营养外,还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、无菌、无毒的环境以及适宜的气体环境(95%空气和5%的CO2),其中最适的pH为7.2~7.4,C错误;
D、③是重组细胞,通常需要激活,使其完成细胞分裂和发育进程,但此过程中不含减数分裂,D错误。
故选B。
7. 我国研究人员创造出一种新型干细胞—异种杂合二倍体胚胎干细胞,具体研究过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 体外培养动物细胞时,需提供无菌无毒、95%O2和5%CO2的气体等环境
B. 单倍体ES应取自囊胚的内细胞团,功能上表现为具有发育的全能性
C. 可用灭活病毒诱导孤雌单倍体ES和孤雄单倍体ES融合为异源二倍体
D. 该研究过程利用了核移植、动物细胞培养和动物细胞融合等生物技术
【答案】A
【解析】
【分析】题图所示①为小鼠的卵细胞体外培养到囊胚时期,取内细胞团细胞培养成孤雌单倍体ES细胞,②③将大鼠精子的核移植到去核卵母细胞中,体外培养到囊胚时期,取内细胞团细胞培养成孤雄单倍体ES细胞,两种ES细胞融合成异种杂合二倍体胚胎干细胞。由于大鼠和小鼠是不同物种,存在生殖隔离,因此自然情况下配子往往无法完成受精作用,人们为了研究,利用细胞融合技术创造出了杂合细胞。
【详解】A、体外培养动物细胞时需要95%空气(细胞代谢)和5%CO2的气体(维持培养液的PH),A错误;
B、单倍体ES应取自囊胚的内细胞团,内细胞团功能上表现为具有发育的全能性,B正确;
C、可用灭活病毒诱导法,诱导动物细胞融合,C正确;
D、②③将大鼠精子的核移植到去核卵母细胞中运用了核移植技术,两种ES细胞融合成异种杂合二倍体胚胎干细胞运用了动物细胞融合技术,及动物细胞培养技术,D正确。
故选A。
8. 数字PCR即Digital PCR(dPCR),它是一种核酸分子绝对定量技术。数字PCR能够直接数出DNA分子的个数,是对起始样品的绝对定量。下图为数字PCR技术的原理示意图,有关叙述错误的是( )
A. dPCR反应体系需要加入一定的缓冲溶液和Mg2+
B. dPCR是基于DNA单分子PCR方法进行计数的核酸定量
C. 每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子
D. PCR和dPCR在检测病原体的灵敏度上完全相同
【答案】D
【解析】
【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写。PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过这一技术,可以获取大量的目的基因。PCR扩增反应需要两种引物、模板DNA、原料(4种脱氧核苷酸)、酶(耐高温的DNA聚合酶)。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
【详解】A、dPCR反应体系扩增蛋白目基因时,需要在一定的缓冲溶液中进行,目的是保持(耐热DNA聚合)并激活DNA聚合酶的活性,A正确;
B、结合题图可知,每个反应单位中最多含有1个DNA分子,故dPCR是基于DNA单分子PCR方法进行计数的核酸定量方法,B正确;
C、荧光是由带荧光标记基因探针与靶分子碱基互补配对,故每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子,C正确;
D、数字PCR技术是一种新的核酸检测和定量方法,比传统PCR检测病原体更为灵敏,D错误。
故选D。
9. 破译生物基因组DNA的遗传信息或进行基因操作,首先要提取细胞核DNA。下列叙述错误的是( )
A. 哺乳动物成熟的红细胞不适合用作DNA提取的材料
B. 研磨液中应含有蛋白质变性剂和DNA酶抑制剂
C. 利用DNA不溶于95%冷酒精的性质析出DNA
D. 粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
【答案】D
【解析】
【详解】DNA粗提取和鉴定实验中,选择实验材料时,凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是使用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大。
【点睛】A、哺乳动物成熟的红细胞,不适合用作DNA提取的材料,A正确;
B、研磨液中应含有蛋白质变性剂和DNA酶抑制剂,防止DNA被水解,B正确;
C、利用DNA不溶于95%冷酒精的性质析出DNA,C正确;
D、粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后变蓝,不需要冷却,D错误。
故选D。
10. “分离”、“筛选”与“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是( )
A. 利用以尿素为唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌
B. 稀释涂布平板法可用于统计样品中活菌的数目,不能用于分离不同的微生物
C. 制备单克隆抗体时,第二次筛选的目的是获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
D. 在胚胎移植前,对收集的胚胎进行性别鉴定对于人工控制动物性别有重要意义
【答案】B
【解析】
【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基;鉴别培养基是在培养基中加入某种试剂或化学药品,使培养后会发生某种变化,从而区别不同类型的微生物的培养基。
【详解】A、利用以尿素为唯一氮源的选择培养基,可以利用尿素的微生物生存,不能利用尿素的微生物不能生存,所以可以从土壤中分离出分解尿素的细菌,A正确;
B、稀释涂布平板法可用于统计样品中活菌的数目,也可用于分离不同的微生物,B错误;
C、制备单克隆抗体时,第二次筛选的方法是克隆化培养和抗体检测,第二次筛选的目的是获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、在胚胎移植前,对收集的胚胎进行性别鉴定对于人工控制动物性别有重要意义,可以对性别进行选择,D正确。
故选B。
11. 如图为转基因抗虫烟草的培育流程,则下列叙述正确的是( )
A. 培育过程①需要使用限制酶和DNA聚合酶
B. 过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3处理农杆菌
C. 培育过程③④仅通过调节生长调节剂可诱导愈伤组织再生出新植株
D. 可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析,图示为转基因抗虫烟草的培育流程,其中①表示基因表达载体的构建过程,②表示将目的基因导入受体细胞的过程,③④表示再分化形成完整植株的过程。
【详解】A、过程①表示基因表达载体的构建过程,即形成重组 Ti质粒的过程,需要使用限制酶和 DNA 连接酶,但是不需要DNA聚合酶,A 错误;
B、过程②是将目的基因导入受体细胞的过程,再将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要先使用CaCl2 处理农杆菌,B错误;
C、过程③④为再分化成植株的过程,该过程中需要通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比,从而实现由愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织的目的,并由此再生出新植株, C错误;
D、对转基因抗虫烟草的检测,可通过进行个体水平的检测判断转基因是否成功,即让害虫吞食转基因烟草,观察害虫的存活情况进行判断,D正确。
故选D。
12. 某小组通过PCR(假设引物长度为8个碱基短于实际长度)获得了含有目的基因的DNA片段,并用限制酶进行酶切(下图),再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是( )
A. 其中一个引物序列为5'TGCGCAGT-3'
B. 步骤①所用的酶是SpeI和CfI
C. 用步骤①的酶对载体进行酶切,至少获得了2个片段
D. 酶切片段和载体连接时,可使用E.cli连接酶或T4连接酶
【答案】B
【解析】
【分析】E.cliDNA连接酶只能连接黏性末端;T4DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。
【详解】A、由于引物只能引导子链从5'到3',根据碱基互补配对原则,其中一个引物序列为5'TGCGCAGT-3',A正确;
B、根据三种酶的酶切位点,左侧的黏性末端是使用NheI切割形成的,右边的黏性末端是用CfI切割形成的,B错误;
C、用步骤①的酶对载体进行酶切,使用了NheI和CfI进行切割,根据他们的识别位点以及原本DNA的序列,切割之后至少获得了2个片段,C正确;
D、图中形成的是黏性末端,而E.cliDNA连接酶只能连接黏性末端;T4DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端,D正确。
故选B。
13. 科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素,与天然胰岛素相比,赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。以下相关叙述错误的是( )
A. 代表蛋白质工程操作思路获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③
B. 该技术需在DNA分子水平上进行设计和改造
C. 物质a和物质b分别代表多肽链和mRNA
D. 在基因表达过程中,物质a改变时物质b可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质。
【详解】A、蛋白质工程的思路是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质,即图中④⑤⑥①②③过程,A正确;
B、该技术是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,该技术需在DNA分子水平上进行设计和改造,B正确;
C、物质a和物质b分别代表mRNA和多肽链,C错误;
D、a(mRNA)序列改变,由于密码子的简并性,最终编码的氨基酸序列可能不变,D正确。
故选C。
14. 下列关于对生物技术的安全与伦理问题的叙述错误的是( )
A. 我国反对生物武器及其技术和设备的扩散与使用
B. “超级细菌”能分解各种有机污染物
C. 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
D. “设计试管婴儿”可以有目的地改造特定基因,特定情况下可用于疾病治疗
【答案】B
【解析】
【分析】针对转基因技术,各个国家都制定了符合本国利益的法规和政策。我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的,就是研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安全管理上要严格,坚持依法监管。我国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。2010年,在第65届联合国大会上,我国重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标,全面、严格履行公约义务,支持不断加强公约的约束力,并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
【详解】A、我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器、并反对生物武器及其技术和设备的扩散,A正确;
B、科学家采用转基因手段创造出了能同时分解多种烃类的细菌被称为“超级细菌”,B错误;
C、中国准许生殖性克隆动物,但对于“克隆人”的态度是禁止生殖性克隆人(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验),C正确;
D、利用基因编辑技术,“设计试管婴儿”可以有目的地改造特定基因,特定情况下可用于某些疾病的治疗,因此我国政府的态度是不反对治疗性克隆,D正确。
故选B。
二、多项选择题: 共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题选对但不全的得1分,错选或不答得0分。
15. 澳大利亚一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎,发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如下图所示,其中细胞a、b均含双亲染色体,最终发育成姐弟二人。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中异常受精时,卵子应发育到减数分裂Ⅱ的后期
B. 半同卵双胞胎的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关
C. 图中一个卵子与两个精子结合,说明精子和卵子不会相互识别
D. 细胞a的染色体组成为MP1,则细胞c的染色体组成为P1P2
【答案】BD
【解析】
【分析】根据图示,半同卵双胞胎的形成过程有两个精子同时进入到一个卵细胞,受精卵中有三个染色体组;有丝分裂过程中,染色体复制,有丝分裂后期形成6个染色体组,细胞a组成为MP1,细胞b组成MP2,细胞c为P1P2。
【详解】A、卵子发育到减数分裂Ⅱ中期才具备与精子受精的能力,A错误;
B、阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应,该卵子与2个精子受精,表明透明带反应和卵细胞膜反应未能阻止多精入卵,可见半同卵双胞胎的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关,B正确;
C、一个卵子与两个精子结合这种情况下,精子与卵子仍发生了相互识别,C错误;
D、有丝分裂过程中,染色体复制,有丝分裂后期形成6个染色体组,细胞a组成为MP1,细胞b组成MP2,细胞c为P1P2,D正确。
故选BD。
16. 下列关于限制酶和 DNA 连接酶的理解,错误的是( )
A. 限制酶能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键
B. DNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的氢键
C. DNA 连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端,不能连接DNA片段的平末端
D. 限制酶广泛存在于动植物体内,微生物内很少分布
【答案】BCD
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。DNA连接酶是链接两个DNA的片段,形成磷酸二酯键。
【详解】A、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键,A正确;
B、DNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的磷酸二酯键,将两条 DNA 片段的黏性末端之间的缝隙连接起来,B错误;
C、DNA连接酶主要包括E.cli DNA连接酶和T4DNA连接酶,E.cli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来,而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接,但是,T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,只是它连接平末端的效率比较低,C错误;
D、限制酶主要来源于微生物(原核生物),D错误。
故选BCD。
17. Bcl-2 基因是细胞凋亡抑制基因,可以利用 PCR 技术检测其转录水平,进而了解该基因与 不同胚胎时期细胞凋亡的关系。如图为克隆猪的培育及 Bcl-2 基因转录水平检测流程,下列叙述正确的是( )
A. 图中涉及的现代生物工程技术有动物体细胞核移植技术、胚胎移植等
B. 在 PCR 过程中,(Bcl-2 cDNA)/cDNA 的比值反映 Bcl-2 基因的转录水平
C. 图中过程 X 表示逆转录,获得的cDNA 可用于克隆猪基因组的测定
D. 采用胚胎分割技术处理早期胚胎,产生同卵多胚的可能性是有限的
【答案】ABD
【解析】
【分析】分析题图:图示表示克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程。图中涉及动物体细胞核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植及PCR技术,其中mRNA→cDNA的X过程为逆转录过程。
【详解】A、图中涉及的现代生物工程技术有核移植、胚胎移植等,A正确;
B、Bcl-2cDNA是由Bcl-2基因转录的mRNA逆转录形成的,因此在PCR过程中,(Bcl−2 cDNA)/cDNA的比值反映Bcl-2基因的转录水平,B正确;
C、图中过程X表示逆转录,获得的cDNA中只含猪的部分基因,且不含启动子、内含子等控件,因此不可用于克隆猪基因组的测序,C错误;
D、采用胚胎分割技术处理早期胚胎,可以产生同卵多胚,产生同卵多胚的可能性是有限的,D正确。
故选ABD。
18. 下图是培育抗除草剂玉米的技术路线图,含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述错误的是( )
A. 过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化
B. 过程②用Ca2+处理可提高转化成功率
C. 过程③应在培养基中加入除草剂和物质K
D. 筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织
【答案】AD
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:
分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、若过程①使用两种限制酶,且这两种限制酶切割产生的黏性末端不同,才可以防止酶切产物自身环化,A错误;
B、过程②用Ca2+处理可增大农杆菌细胞膜的通透性,从而提高转化成功率,B正确;
C、过程③应在培养基中加入除草剂和物质K,加入除草剂可保留转化的愈伤组织和附着农杆菌但未转化的愈伤组织,因为还加入了物质K,变蓝的为转化的愈伤组织,从而把转化的愈伤组织筛选出来,C正确;
D、筛选得到的A是转化的愈伤组织,包括无农杆菌附着的转化愈伤组织和农杆菌附着的转化愈伤组织,D错误。
故选AD。
第Ⅱ卷 (非选择题 共60分)
三、非选择题:共5题,共60分。
19. 工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
回答下列问题:
(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的____可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供_______。
(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的____能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为____。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于____(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。
(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于_______(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是_______。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是_______(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 蛋白质 ②. 碳源
(2) ①. 蛋白酶、脂肪酶 ②. 小分子肽和氨基酸 ③. 异养好氧
(3) ①. 原核生物 ②. 酒精和二氧化碳 ③. 酒精、乳酸、食盐
【解析】
【分析】1、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
2、微生物的生长繁殖一般需要水、无机盐、碳源和氮源等基本营养物质,有些还需要特殊的营养物质如生长因子,还需要满足氧气和pH等条件。
3、果酒制作的菌种为酵母菌,其原理是:在有氧的条件下,酵母菌大量繁殖,无氧的条件下,酵母菌产生酒精和二氧化碳。
【小问1详解】
大豆中含有丰富的蛋白质,可为微生物的生长繁殖提供氮源。小麦中的淀粉可以为微生物的生长繁殖提供碳源。
【小问2详解】
米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸,使发酵的产物具有独特的风味。米曲霉发酵时需要利用现有的有机物和需要氧气,说明其代谢类型是异养好氧型。
【小问3详解】
乳酸菌没有核膜包被的细胞核,属于原核生物。酵母菌属于兼性厌氧型微生物,既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长,乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长,同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长。
20. 微生物驯化是指在微生物培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,从而得到对此物质高耐受或能降解该物质的微生物。科研人员现采用微生物驯化结合传统接种的方法筛选能高效降解有机磷农药—敌敌畏的微生物,并设计了如下实验流程。请回答以下问题:
(1)已知驯化培养基成分为蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、磷酸二氢钾、水等,驯化时逐步加入的物质X是____________。依照物理性质划分,驯化培养基属于_______培养基,其中蛋白胨可提供____________,氯化钠和磷酸二氢钾两种无机盐,在培养基中具有___________的作用(至少答两点)。
(2)用于筛选的样品应来自__________的土壤。将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为________,该方法不需要梯度稀释也能获得单菌落,原因是_____________。
(3)将培养基B中分离得到的单菌落分别接种于以____________为唯一碳源的培养基C,培养24小时后,通过测定培养基中________,可筛选分解敌敌畏能力较强的微生物。为统计培养基C中的微生物数量,在如图所示的稀释度下涂布了4个平板培养基D,统计菌落数分别为250、247、312、253,测得培养基C中活菌数为1.25×107个/mL,则涂布的菌液Y为__________mL。
【答案】(1) ①. 敌敌畏 ②. 液体 ③. 碳源、氮源(和维生素) ④. 调节渗透压;充当(酸碱)缓冲物质
(2) ①. (常年)施用敌敌畏 ②. 平板划线法 ③. 划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着划线的延伸,菌体数目逐渐被稀释(减少),最后可能形成单个菌落
(3) ①. 敌敌畏 ②. 敌敌畏的剩余量 ③. 0.2
【解析】
【分析】1、培养基从功能上可划分为选择培养基和鉴别培养基,从物理性质上可划分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,从成分上可划分为天然培养基和合成培养基。
2、为了防止培养皿盖上的冷凝水滴落到培养基上造成污染,且避免培养基中的水分快速挥发,培养基冷凝后要将平板倒置。
【小问1详解】
微生物驯化是指在培养过程中,逐步加入某种物质,让其逐渐适应,得到对此种物质耐受或者能降解此种物质的微生物的过程,该实验目的是筛选抗敌敌畏的微生物,故驯化时,培养液逐步加入的物质X是敌敌畏,这样操作的目的是筛选出高效分解敌敌畏的微生物;由图可知,该驯化培养基中并未加入凝固剂如琼脂等,故依照物理性质划分,驯化培养基属于液体培养基;蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质;氯化钠和磷酸二氢钾除提供无机盐外,在培养基中还分别具有调节渗透压、充当酸碱缓冲物质的作用。
【小问2详解】
由提供信息可知,该实验的目的是从土壤中筛选能能高效降解有机磷农药——敌敌畏的微生物,故用于筛选的样品应来自常年施用敌敌畏的土壤,这样能够增加获得目的菌的概率;结合题图可知,将驯化后的微生物接种于培养基B的方法为平板划线法;该方法中,划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着划线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落,故该方法不需要梯度稀释也能获得单菌落。
【小问3详解】
单位时间内剩余的敌敌畏越少,说明筛选出的微生物分解敌敌畏的能力越强,故通过测定培养瓶中敌敌畏的剩余量,可筛选出分解敌敌畏能力较强的微生物;微生物计数时应选择菌落数目在30-300之间的进行计数,统计菌落数分别为250、247、312、253,则菌落的平均数(250+247+253)/3=250个,图中稀释倍数是104,由公式可知250/Y×104=1.25×107个/mL可知,涂布菌液Y=0.2ml。
21. 世界上许多热带、亚热带国家或地区,由于环境温度过高,普通酵母菌难以进行正常乙醇发酵,因此选育耐高温菌株具有重要价值。下表是科学家选用合适菌株进行属间细胞融合培育耐高温的高产酵母菌株的过程。
(1)请完成下表
(2)第3步操作依据的原理是_________。除上述方法外,还可用紫外线处理Y菌株或A菌株,并从中筛选合适的菌株,该育种方法的原理是________。
(3)A-Ys为复筛获得的产酒率最高的菌株,将其与亲株Y菌株放在相同葡萄糖基质中,在相同且适宜温度下充分发酵,糖利用率见图1;同时检测该温度下两菌株对不同浓度酒精的耐受性,结果见图2(吸光度值越大表示活细胞数量越多)。
试分析A-Y005产酒率更高的原因是_________。
【答案】(1) ①. 小 ②. 制备原生质体 ③. 诱导原生质体融合 ④. PEG ⑤. 等渗或略高渗溶液(“等渗”给分) ⑥. 稀释涂布平板 ⑦. 红色 ⑧. 45
(2) ①. 细胞膜具有一定流动性 ②. 基因突变
(3)A-Y005对酒精耐受性强,对糖的利用率高
【解析】
【分析】诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒);
单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【小问1详解】
A菌株表现为产酒率高但无法在45℃下生长,而呼吸缺陷型Y菌株线粒体功能丧失,只能进行无氧呼吸,因此,与A菌株相比,由于只能进行无氧呼吸,其细胞中能量供应较少,因而菌体细胞较小。为了将两个菌株的优良性状集中到一个个体上,本实验采用的方法是诱导原生质体融合,因此实验的流程为:首先获得原生质体,具体操作为:将亲本菌株活化培养后,先用脱壁预处理剂处理一定时间,然后加入2%蜗牛酶液,摇床振荡处理0.5-1hr,由于蜗牛酶液可以消化真菌细胞壁,因此经过上述处理后可以获得两种菌株的原生质体;获得原生质体后需要诱导原生质体融合,诱导原生质体融合的方法包括物理、化学和生物的方法,该步骤采用了化学诱导法,即加入PEG进行诱导,在28℃下,保温45min,获得融合的原生质体,融合过程中为了避免原生质体吸水涨破,该过程需要在等渗或略高渗溶液;接下来进行A-Y融合菌株的.筛选,该过程的操作为将步骤3得到的菌液用稀释涂布平板法接种在高渗再生平板上,获得单菌落,45℃培养3天,目的是获得耐高温的杂种菌株,然后加入TTC,而无色的TTC可被线粒体内的琥珀酸脱氢酶还原为红色物质,若菌落呈现红色,说明细胞中耐高温的相关基因进行了表达,则表现为红色菌落即为融合株,为了进一步获得目的菌株,则需要将选出的菌株在45℃,18%葡萄糖溶液中发酵,并与菌株A的产酒量进行比较,进而筛选出耐高温的高产酵母菌株。
【小问2详解】
第3步操作为了诱导原生质体融合,该过程依据的原理是细胞膜的流动性。除上述方法外,还可用紫外线处理Y菌株或A菌株,并从中筛选合适的菌株,该育种方法的原理是基因突变,该方法为诱变育种,由于基因突变具有不定向性,因而诱变育种具有一定的盲目性。
【小问3详解】
图示结果表明:A-Ys菌株的糖利用率高,且A-Ys菌株对酒精的耐受性强,因而A-Ys菌株的产酒率高。
22. 双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,目前最常利用杂交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉,其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图1是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题:
(1)与植物体细胞杂交相比,图1中过程②特有的诱导融合的方法是________________,过程②选用的骨髓瘤细胞____________(选填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。
(2)对③筛选出的杂交瘤细胞,还需进行________________和________________,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是_________(至少答两点)。
(3)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是_________________。图1方框内需要经过______次筛选,才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为细胞密度过大、_____________________和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
(4)假设图2中双特异性抗体分子是由若干个氨基酸形成的,下列叙述不正确的是_________。
A. 该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合
B. 双特异性抗体可以在人体内持续发挥作用
C. 该双特异性抗体的制备过程中只用到了动物细胞融合技术
D. 双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,因而不具有特异性
(5)与直接使用长春碱相比,将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药,对人体的副作用更小,原因是____________,体现的是双特异性单克隆抗体在____________方面的用途。
【答案】(1) ①. 灭活的病毒 ②. 不能
(2) ①. 克隆化培养 ②. 抗体检测(专一抗体检测) ③. 特异性强;灵敏度高;可大量制备
(3) ①. 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 ②. 2##两 ③. 有害代谢产物的积累 (4)ABCD
(5) ①. 双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞 ②. 治疗疾病(运载药物)
【解析】
【分析】根据题图分析,双特异性抗体制备流程为,先给小鼠注射特定癌胚抗原使之发生免疫反应,然后获取已经免疫的B淋巴细胞。诱导免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;再把单克隆杂交瘤细胞与经注射长春碱后从小鼠中获得的免疫的B淋巴细胞再杂交,得到单克隆杂交—杂交瘤细胞,再培养该细胞,最终生产出能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体。
【小问1详解】
诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒), 与植物体细胞杂交相比特有的方法是灭活的病毒;小鼠B淋巴细胞在HAT培养基上可正常存活,但不能繁殖,骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长,骨髓瘤细胞与B淋巴细胞之间形成的融合细胞能在HAT培养基上正常生活,并无限增殖;
【小问2详解】
为选出能产生专一抗体的细胞,要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释液滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,进行克隆化培养,然后利用专一抗体检测获得呈阳性的细胞,才能筛选出足够量的既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比,单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高的特点,并且可大量制备;
【小问3详解】
图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞。图1方框内需要经过2次筛选,先筛选得到对长春碱免疫的B淋巴细胞,后筛选出杂交—杂交瘤细胞;体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞会因为细胞密度过大、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
【小问4详解】
A、该特异性抗体能与人体内特定的肿瘤细胞结合,A错误;
B、不同的抗体在人体内存留的时间长短不同,抗体不一定在人体内持续发挥作用,B错误;
C、该抗体的制备过程用到了动物细胞培养技术和动物细胞融合技术,C错误;
D、双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合,具有特异性,D错误。
故选ABCD。
【小问5详解】
双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,对人体的副作用更小,这是利用单克隆抗体治疗疾病(运载药物)。
23. 热带玉米(WT)对光周期有较高的敏感性,开花需要短日照条件(SD),只能生活在热带。经长期驯化,进化出适应长日照条件(LD)的温带玉米。研究表明,热带玉米光周期敏感性与ZmCCT9基因有关,Cas9核酸酶敲除该基因过程中,获得了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三种突变类型(图1)。在长日照条件下种植,发现三种突变型开花时间明显提前。请回答下列问题。
(1)图1方框中三个碱基为NGG(N可为任何碱基),若该序列缺失,Cas9核酸酶将无法完成切割,该序列作用是_____________。结合图1分析,碱基序列中虚线代表_____________,从表达结果看,敲除基因会导致_____________。该基因敲除导致的变异类型属于_____________。
(2)为探究ZmCCT9基因的表达模式,研究人员测定玉米发育过程中不同部位ZmCCT9表达量(图2),结果表明_____________。还测定在LD和SD下温带玉米和热带玉米的成熟叶片中ZmCCT9的昼夜表达量(图3),结果显示,在LD条件下,_____________。
(3)为探究驯化过程中玉米适应长日照的分子机制,测序发现温带玉米和热带玉米的ZmCCT9基因编码区无显著变异位点,但前者在基因上游携带了一段特殊序列(TE元件)。
①据此推测,TE元件的功能是_____________。为证明TE元件的功能,需利用相关载体和元件构建LUC基因(一种荧光素酶基因)表达载体,图4长方框中构建的相关元件的先后位置是_____________(用图中字母排序)。
②可以预测,实验组玉米细胞荧光比对照组玉米细胞荧光_____________(填写“强”或“弱”)。
③根据以上材料,请完善温带玉米适应长日照的调控机制。ZmCCT9启动子(含TE)→_____________→适应长日照环境
【答案】(1) ①. 便于Cas9核酸酶进行准确定位 ②. 敲除序列区域 ③. ZmCCT9基因表达非正常终止(或无法正常表达出相应产物) ④. 基因突变
(2) ①. ZmCCT9基因在热带玉米中表达量高于温带玉米,且主要在成熟叶片表达 ②. 热带玉米中ZmCCT9基因昼夜表达量显著高于温带玉米
(3) ①. 抑制ZmCCT9的表达(抑制启动子功能,使基因无法表达) ②. cadb ③. 弱 ④. ZmCCT9基因表达量下降→光周期敏感性下降
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
分析题意,若该序列缺失,Cas9核酸酶将无法完成切割,说明该序列作用是引导Cas9核酸酶到对应位点,便于Cas9核酸酶进行准确定位;结合图1分析,碱基序列中虚线代表敲除序列区域;基因决定蛋白质的合成,从表达结果看,敲除基因会导致一些基因无法执行正常功能,导致ZmCCT9基因表达非正常终止(或无法正常表达出相应产物);该基因敲除导致的变异类型是基因内碱基对的缺失,属于基因突变。
【小问2详解】
分析题图,与温带玉米相比,热带玉米的成熟叶片中表达量大,说明ZmCCT9基因在热带玉米中表达量高于温带玉米,且主要在成熟叶片表达;据图3分析,黑桃和白条分别表示48h内黑夜和白天,图示结果表明在LD条件下,热带玉米中ZmCCT9基因昼夜表达量显著高于温带玉米。
【小问3详解】
①启动子位于基因上游,可启动转录过程,分析题意可知,温带玉米和热带玉米的ZmCCT9基因编码区无显著变异位点,但前者在基因上游携带了一段特殊序列(TE元件),据此推测TE元件的功能是:抑制ZmCCT9的表达(抑制启动子功能,使基因无法表达);启动子和终止子分别调控基因的转录起始和终止,LUC基因应插入到两者之间,而TE元件应位于启动子上游,故图4长方框中构建的相关元件的先后位置是cadb。
②由于实验组插入TE元件,抑制表达过程,故实验组玉米细胞荧光比对照组玉米细胞荧光弱。
③据以上材料可完善温带玉米适应长日照的调控机制;ZmCCT9启动子(含TE)→ZmCCT9基因表达量下降→光周期敏感性下降→适应长日照环境.
优点
缺点
适用范围
平板划
线分离法
可以观察菌落特征,对混合菌进行分离
不能计数
适用于好氧菌
稀释涂布
平板法
可以计数,可以观察菌落特征
吸收量较少,较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延
适用于厌氧,兼性厌氧
实验步骤
简易操作
原理及分析
①.选择菌株
选用产酒率低但可以耐受45℃高温的呼吸缺陷型克鲁维酵母Y菌株和产酒率高但无法在45℃下生长的酿酒酵母A菌株为亲株。
呼吸缺陷型Y菌株线粒体功能丧失,只能进行无氧呼吸,与A菌株相比,菌体细胞较_________(大、小)。
②.________
将亲本菌株活化培养后,先用脱壁预处理剂处理一定时间,然后加入2%蜗牛酶液,摇床振荡处理0.5-1hr。
蜗牛酶液可以消化真菌细胞壁。
③.________
先用碘乙酸处理Y菌株,然后与A菌株等量混合,加入________(促融剂名称),在28℃下,保温45min。
碘乙酸可以不可逆地抑制细胞中酶的活性,使其失活;融合过程需要在_________中进行,以免吸水涨破。
④.筛选A-Y融合菌株
将步骤3得到的菌液用________法接种在高渗再生平板上,45℃培养3天,然后加入TTC,________(无色、红色)菌落即为融合株。
无色的TTC可被线粒体内的琥珀酸脱氢酶还原为红色物质,使菌落呈现红色。
⑤.筛选高产融合株
第4步选出的菌株在___________℃,18%葡萄糖溶液中发酵,并进行比较。
通过对比产酒率和糖利用率选出更优良的菌株。
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