[生物][期末]江西省赣州市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)

这是一份[生物][期末]江西省赣州市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)，共20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。

1. 下列有关人体内环境及稳态的叙述，正确的是（ ）
A. 细胞外液渗透压的大小主要与蛋白质的含量有关
B. 内环境的稳态就是指内环境的理化性质保持相对稳定
C. 内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的主要场所
D. 神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
【答案】D
【详解】A、细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，A错误；
B、机体通过调节作用，使内环境的化学成分和理化性质维持在相对稳定的状态叫作内环境的稳态，B错误；
C、内环境是机体内细胞直接生活的环境。细胞代谢的主要场所是细胞质基质，C错误；
D、神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制，D正确。
故选D。
2. 下列有关人体生命活动调节的叙述，错误的是（ ）
A. 运动时，交感神经占优势，心跳加快，支气管扩张
B. 在寒冷的环境中，人体产热大于散热，使体温保持恒定
C. 饮水过多时，抗利尿激素分泌和释放减少，肾排出水分增加
D. 注射疫苗，机体产生相应的抗体和记忆细胞，能有效预防传染病
【答案】B
【详解】A、运动时，人体处于兴奋状态，交感神经活动占优势，心跳加快，支气管扩张，A正确；
B、体温相对恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果，B错误；
C、饮水过多时，细胞外液渗透压下降，使抗利尿激素的分泌和释放减少，肾排出的水分增加，C正确；
D、注射疫苗，引起机体的免疫反应，并产生相应的抗体和记忆细胞，从而对特定传染病具有抵抗力，能有效预防传染病，D正确。
故选B。
3. 猴痘是一种由猴痘病毒（MPXV）感染所致的人畜共患病毒性疾病，临床上主要表现为发热、皮疹、淋巴结肿大。下图所示为人体对猴痘病毒的部分免疫应答过程，①~⑧表示不同种类的细胞，a、b代表不同的物质，可通过给易感人群接种疫苗的方法预防猴痘的传播。下列叙述错误的是（ ）
A. ①为抗原呈递细胞，能摄取、处理和呈递抗原
B. ④和⑦在猴痘病毒刺激及a的作用下，其细胞周期会缩短
C. 无症状感染者可以检测到体内含有针对猴痘病毒的物质b
D. 易感人群接种疫苗的方案是间隔一段时间多次注射猴痘疫苗
【答案】B
【分析】病毒属于抗原，进入机体内既能发生体液免疫也能发生细胞免疫，抗原进入机体引起相应的免疫反应，使浆细胞产生抗体，抗体与抗原结合可以阻止病毒的扩散和传播，抗体和抗原复合物被吞噬细胞吞噬并分解；病毒若进入细胞将引起细胞免疫的发生。
【详解】A、①为抗原呈递细胞，具有摄取、加工和呈递抗原的功能，A正确；
B、④是浆细胞，⑦是细胞毒性T细胞，它们高度分化，没有细胞周期，B错误；
C、无症状感染者体内含有相应的抗原，会引发体液免疫产生相应的抗体，所以可以检测到体内含有针对猴痘病毒的物质b，C正确；
D、易感人群间隔一段时间多次注射疫苗，可以形成较多的记忆细胞，当再次接触这种抗原时，能迅速增殖分化，快速产生大量抗体，D正确。
故选B。
4. 下列有关植物激素或植物生长调节剂的叙述，正确的是（ ）
A. 油菜素内酯可直接参与细胞代谢，促进茎、叶细胞的扩展和分裂
B. 黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高，有利于分化形成雄花
C. 施用植物生长调节剂一定能提高作物产量、改善产品品质
D. 植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点
【答案】D
【详解】A、油菜素内酯是植物激素，对植物生长发育起调节作用，并不直接参与细胞代谢，A错误；
B、黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高，有利于分化形成雌花，B错误；
C、对于某种植物生长调节剂来说，施用的浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等，都会影响施用效果，施用不当甚至会影响生产，C错误；
D、植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点，D正确。
故选D。
5. 下列有关调查种群密度的方法的叙述，错误的是（ ）
A. 通常采用标记重捕法调查蚜虫和鱼类的种群密度
B. 可采用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度
C. 可采用黑光灯诱捕法估算具有趋光性的昆虫的种群密度
D. 可利用红外触发相机调查保护区内的东北豹的种群密度
【答案】A
【详解】A、蚜虫个体较小、活动范围小，通常采用样方法调查种群密度，A错误；
B、调查草地中某种双子叶植物的种群密度，可采用样方法，B正确；
C、对于有趋光性的昆虫，可用黑光灯诱捕法来估算它们的种群密度，C正确；
D、东北豹是猛兽，可利用红外触发相机调查保护区内的东北豹的种群密度，D正确。
故选A。
6. 一定时间和空间的栖息地中，不同物种通过对资源的合理利用和分配，实现长期稳定共存。下列关于不同物种生存空间、食性及结构特征的叙述，不利于两个物种共存的是（ ）
A. 棕熊会取食雪豹捕食剩下的猎物残骸和腐肉
B. 乔木林冠层栖息着猛禽类的鹰，林下层生活着食虫类的八色鸫
C. 河蟹与青鱼栖息在水体中下层以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食
D. 椴树高大获得较多的阳光，林下的人参叶片较薄、叶绿体颗粒大
【答案】C
【分析】生态位是指一个种群在自然生态系统中，在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系和作用。不同生物的生态位不同，可以充分利用资源和空间。群落中的种间竞争出现在生态位比较近的种群之间，生态位较近的种群对资源和空间的需求相同点更多。
【详解】A、棕熊会取食雪豹捕食剩下的猎物残骸和腐肉，利于两个物种共存，A错误；
B、乔木林冠层栖息着猛禽类的鹰，林下层生活着食虫类的八色鸫，可以充分利用资源和空间，提高了物种对环境资源的利用能，利于两个物种共存， B错误；
C、河蟹与青鱼栖息在水体中下层以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食，两种生物食性和栖息场所相同，存在竞争，不利于两个物种共存，C正确；
D、椴树高大获得较多的阳光，林下的人参叶片较薄、叶绿体颗粒大，有利于充分利用光照，利于两个物种共存，D错误。
故选C。
7. 为响应“绿水青山就是金山银山”的号召，某地开展山体修复工程，实施山顶封山育林、坡地种植高地作物、山脚种植果树等措施，获得了较好的生态和经济效益。下列叙述错误的是（ ）
A. 山顶进行封山育林，提高了生态系统的稳定性
B. 与山顶相比，坡地和山脚需要更多的人为投入
C. 山体修复的过程，体现了人类活动可以改变群落演替的方向与速度
D. 一系列的山体修复措施能减少水土流失，体现了生物多样性的直接价值
【答案】D
【分析】生物多样性的价值：
（1）直接价值：药用、工业原料、科研、文学艺术创作、旅游、美学价值等；
（2）间接价值：也叫生态功能，如保持水土、涵养水源、调节气候等；
（3）潜在价值：未发现，尚不清楚。
【详解】A．山顶进行封山育林，有利于维持生态平衡，提高生态系统的稳定性。A正确；
B．与山顶相比，坡地和山脚更容易受到外界干扰因素的破坏，更难恢复到原来状态，需要更多的人为投入，B正确；
C．人类修复山体的过程，往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行，C正确；
D．生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能，例如森林能减少水土流失，D错误。
故选D。
8. 下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述，正确的是（ ）
A. 设计、制作生态缸，观察其稳定性时，生态缸应置于阳光直射之处
B. 调查土壤中小动物丰富度时，诱虫器利用了土壤小动物趋光的特性
C. 探究土壤微生物对落叶的分解作用时，对照组土壤应进行灭菌处理
D. 粗提取的DNA溶于2ml/L的NaCl溶液后，用二苯胺试剂进行鉴定
【答案】D
【分析】土壤小动物具有避光、趋湿的特性，探究土壤中小动物丰富度时，诱虫器利用了土壤小动物避光的特性；探究土壤微生物对落叶的分解作用，应将实验组土壤灭菌以排除土壤微生物的作用，对照组不做处理。
【详解】A、生态缸应放置于室内通风、光线良好的地方，避免阳光直接照射，A错误；
B、探究土壤中小动物丰富度时，诱虫器利用了土壤小动物避光性，B错误；
C、探究土壤微生物对落叶的分解作用，对照组的土壤不做处理，为自然状态，C错误；
D、DNA能溶于2ml/L的NaCl溶液，在一定温度下，遇二苯胺试剂会呈现蓝色，D正确。
故选D。
9. 下列关于传统发酵技术、发酵工程及其应用的叙述，错误的是（ ）
A. 制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
B. 酒精发酵时的温度应低于醋酸发酵时的温度
C. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
D. 发酵工程与传统发酵技术的区别是前者利用微生物来进行发酵
【答案】D
【分析】发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同：（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；（2）如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
【详解】A、制作腐乳主要是利用毛霉产生的蛋白酶，将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，A正确；
B、酿酒酵母的最适生长温度约为28℃，而多数醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，即酒精发酵时的温度应低于醋酸发酵时的温度，B正确；
C、发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，且不同的产品获取的方法有差异，C正确；
D、发酵工程与传统发酵技术都是利用微生物来进行发酵，不同的是发酵工程利用的微生物种类单一，D错误。
故选D。
10. 生物技术在迅猛发展，它与人类健康、生产生活的关系越来越密切，下列叙述错误的是（ ）
A. 利用核移植技术可以培育试管婴儿
B. 蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性
C. 利用马铃薯茎尖组织培养获得的脱毒苗能提高产量
D. 通过乳房生物反应器可从分泌的乳汁中获得所需的药物
【答案】A
【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，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】A、试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植实现的，属于胚胎工程技术，A错误；
B、蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，所以可以改造酶，提高酶的热稳定性，B正确；
C、可以采用茎尖组织培养技术脱去病毒，脱毒马铃薯比未脱毒马铃薯有明显的增产，C正确；
D、利用基因工程技术，将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物，可从它分泌的乳汁中获得所需的药物，D正确。
故选A
11. 科研人员研发出单克隆抗体-肺癌药物偶联物，以减少肺癌药物对正常细胞的伤害，基本流程如下。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 注射的特定抗原来自于人的正常肺部细胞
B. ①利用选择培养基筛选获得了杂交瘤细胞
C. 经过②③得到的杂交瘤细胞只能产生针对肺癌细胞的抗体
D. 抗体-肺癌药物偶联物中的a能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
【答案】C
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导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；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、由题意可知，特定抗原应来源于肺癌患者的肺部细胞，A错误；
B、①过程是诱导细胞融合的过程，B错误；
C、经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，只能产生针对肺癌细胞的抗体，C正确；
D、抗体-肺癌药物偶联物中的a为抗体，能与病原体特异性结合，其偶联的肺癌药物能杀伤肿瘤细胞，D错误。
故选C。
12. “工欲善其事，必先利其器”，进行基因工程操作需要依靠限制酶、DNA连接酶和载体三种分子工具，下列有关叙述错误的是（ ）
A. 这三种工具都来自原核生物，不能从其他生物中获取
B. 载体质粒应具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选
C. 用限制酶切割DNA获得一个目的基因，断开4个磷酸二酯键
D. DNA连接酶发挥作用时不识别特定核苷酸序列，不需要模板
【答案】A
【分析】DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E．cliDNA连接酶、T4DNA连接酶；这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
【详解】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。DNA连接酶可以从大肠杆菌或T4噬菌体分离得到。载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等，A错误；
B、质粒上常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选，B正确；
C、限制酶能识别双链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，目的基因两侧一起共断开4个磷酸二酯键，C正确；
D、DNA连接酶能够将两个DNA片段连接起来，不识别特定核苷酸序列，也不需要模板，D正确。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
13. 某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级，下列分析错误的是（ ）
A. 图中生产者及M、N中的所有生物构成一个群落
B. 图中消费者生物存在的种间关系有捕食和种间竞争
C. 图中第二到第三营养级的能量传递效率约为6.3%
D. 该海水立体养殖模式实现了物质和能量的循环利用
【答案】AD
【分析】题图分析，图中生产者呼吸作用消耗6553kJ/（m2•a）的能量，传递给M3281kJ/（m2•a），遗体残骸6561kJ/（m2•a），M同化的能量3281+2826=6008kJ/（m2•a），其中有3619kJ/（m2•a）用于呼吸作用，传递至下一营养级386kJ/（m2•a），遗体残骸2102kJ/（m2•a）。
【详解】A、生物群落包含该区域内所有生物，除图中生产者及M、N外，还缺少分解者，A错误；
B、消费者生物M与N之间存在的种间关系为捕食，M（或者N）营养级中不同生物之间为种间竞争关系，B正确；
C、由M到N的能量传递效率为386÷（3281+2826）×100%≈6.3%，C正确；
D，立体养殖模式由于不同层次生活的生物不同，实现了物质和能量的多级利用，但能量不能循环利用，D错误。
故选AD。
14. 留鸟，顾名思义，它们一年四季都停留在同一个地方，不进行迁徙，像飞行能力比较弱的鸡形目鸟类绝大部分都是留鸟。鸟类爱好者对某自然保护区内的一种留鸟进行了多年的观察研究，统计结果如下表所示。下列说法错误的是（ ）
A. 该种留鸟在第8年时种群数量达到最大
B. 第4年与第12年增长速率相同，原因是出生率相同
C. 第8年至第14年该留鸟种群的年龄结构为衰退型
D. 若第8年种群数量是m，则该留鸟种群的K值可能是2m
【答案】ABC
【分析】分析表格数据，期间增长速率是不停的发生改变，故种群数量不是呈现“J”曲线增长的。在第8年左右增长速率最大，之后逐渐变小了，种群数量呈现“S”曲线增长，在数量达到K值时，出生率等于死亡率。
【详解】A、第8年时，种群的增长速率最快，并不代表种群数量达到最大值，A错误；
B、虽然第4年与第12年增长速率相同，但是由于种群的基数不同，所以出生率不同，B错误；
C、第8年至第14年，种群增长速率仍然大于零，故年龄结构仍属于增长型，C错误；
D、第8年是增长速率最大的年份，其数量可能是K/2，故该种群的K值可能是2m，D正确。
故选ABC。
15. 华中农业大学国家油菜工程技术中心开展甘蓝型油菜（2N=38）与菘蓝（别名“板蓝根”，2N=14）体细胞融合实验，获得了具有广谱抗病毒功效的杂交新品种，命名为菘油1号，也称板蓝根青菜，培育过程如下图所示。下列有关叙述错误的是（ ）

A. 过程Ⅰ需要使用胰蛋白酶处理，得到原生质体a、b
B. 过程Ⅱ通常采用聚乙二醇融合法或灭活病毒诱导融合法
C. 过程Ⅲ表示融合后的原生质体再生出细胞壁，这是两细胞融合完成的标志
D. 过程Ⅳ、Ⅴ需要每日给予适当时间和强度的光照，才可获得杂种植株
【答案】ABD
【分析】图中Ⅰ-V依次表示去除细胞壁、原生质体融合、细胞壁再生、脱分化、再分化。
【详解】A、过程Ⅰ需要使用纤维素酶、果胶酶处理，得到原生质体a、b，A错误；
B、过程Ⅱ是诱导原生质体融合，常用方法有物理法和化学法，物理法包括电融合法和离心法；化学法包括聚二乙醇（PEG）融合法和高Ca2+—高pH融合法等，灭活病毒诱导融合法是动物细胞融合特有的方法，B错误；
C、过程Ⅲ是融合后的原生质体再生出细胞壁，是两细胞融合完成的标志，C正确；
D、过程IV是脱分化，V是再分化过程。植物组织培养过程中一般脱分化不需要光照，再分化需要光照诱导形成叶绿素，D错误。
故选ABD。
16. 大鼠早期胚胎可以利用细胞竞争机制“杀死”外来的人类干细胞，从而导致人-鼠嵌合胚胎的嵌合率低下。科学家拟通过以下途径获得具有人类胰腺的幼鼠，下列分析合理的是（ ）
A. 步骤①的目的可能是破坏大鼠受精卵中与胰腺形成有关的基因
B. 体外培养iPS细胞的气体环境是由95%的空气和5%的CO2组成
C. 步骤③前要对供体和受体大鼠进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D. 图中过程涉及的生物技术有转基因、动物细胞培养、核移植、胚胎移植等
【答案】AB
【详解】A、分析题意可知，该实验目的是获得具有人类胰腺的幼鼠，所以步骤①基因编辑的目的可能是破坏受精卵中与胰腺形成有关的基因，A正确；
B、体外培养动物细胞的气体环境是由95%的空气和5%的CO2组成，与动物细胞培养的气体条件一致，B正确；
C、受体对来自供体的胚胎基本上不发生免疫排斥反应，因此步骤③前无需进行免疫检查，C错误；
D、分析题图可知，图中过程涉及转基因技术、动物细胞培养及胚胎移植等，但并未涉及动物细胞核移植技术，D错误。
故选AB。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
17. 胰岛B细胞是可兴奋细胞，存在外正内负的静息电位。其细胞外浓度约为细胞内的10000倍，细胞内K+浓度约为细胞外的30倍。下图1为血糖浓度升高时，胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理；图2为胰岛B细胞分泌胰岛素的机制示意图。请回答下列问题：

（1）据图1分析，当血糖浓度升高时，胰岛B细胞接受的信号分子除葡萄糖外，还有________，这些信号分子通过一系列的调节过程，使胰岛素分泌增加。
（2）据图1分析，胰岛素的作用机理一方面通过促进含葡萄糖转运蛋白的囊泡与________融合，进而促进组织细胞摄取更多的葡萄糖；同时，通过促进葡萄糖氧化分解、________、转化为非糖物质，从而降低血糖浓度。
（3）据图2分析，葡萄糖进入胰岛B细胞，氧化分解后产生ATP，ATP/ADP比率的上升使ATP敏感的K+通道关闭，细胞内K+浓度增加，细胞膜内侧膜电位的变化为________，引起Ca2+通道打开，Ca2+内流，促进胰岛素的分泌。
（4）IA是人工研制的一种“智能”胰岛素，为检测IA调节血糖的效果，研究者给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量普通胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3。

实验结果表明：对机体血糖调节更具优势的是________，原因是________（答出2点）。
【答案】（1）神经递质、胰高血糖素
（2）①. 细胞膜 ②. 合成糖原（或合成肝糖原和肌糖原）
（3）由负电位变成正电位
（4）①. IA ②. IA降血糖的效果更持久、能避免引发低血糖的风险
【分析】胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。由图2可知，当胰岛素和其受体结合后，一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质，另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加，促进葡萄糖进入细胞，而使血糖浓度降低。
【小问1详解】
由图1可知，胰岛B细胞分泌胰岛素受到葡萄糖、神经递质和胰高血糖素含量的影响。
【小问2详解】
分析图1可知，当胰岛素与受体结合之后，促进包裹着含葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜融合，从而增加细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量，提高了细胞对葡萄糖的摄取能力。同时，通过促进细胞内葡萄糖的氧化分解和转化为非糖物质，以及合成肝糖原和肌糖原从而降低血糖浓度。
【小问3详解】
据图2可知，葡萄糖氧化分解使细胞中ATP含量升高，ATP作为信号分子，与ATP敏感的K+通道蛋白上的识别位点结合，导致ATP敏感的K+通道关闭，细胞内K+浓度增加，则细胞膜内侧膜电位的变化为由负变正。
【小问4详解】
分析题图，对比两幅图可知，胰岛素会将血糖降至60mg.dL-1（低血糖），而IA能将血糖降至100mg.dL-1左右，IA能将血糖维持在正常水平约10个小时，而胰岛素只能维持2小时左右，故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比普通胰岛素更具优势，体现在IA降血糖的效果更久，且能避免低血糖的风险。
18. 研究小组采用2种取样方法，对内蒙古短花针茅荒漠草原植物群落的物种数进行了调查，结果如下表所示（样方间距均为10m，样方为1m×1m）。请回答下列问题：
注：黑点表示样方。
（1）对短花针茅荒漠草原植物群落进行研究时，在群落水平上研究的问题除群落的范围和边界、物种组成、物种丰富度、群落演替外，还有________（答出2点）等。
（2）两种取样方法的共同特点除样方间距和面积相同外，还有________。
（3）据表分析，采用________（填“方法一”或“方法二”）进行调查结果更准确，理由是________。
（4）该研究小组还调查发现放牧强度会影响短花针茅荒漠草原的物种丰富度和优势种，结果如下表所示：
据表分析，随放牧强度增大，该群落发生了________（填“初生”或“次生”）演替；轻度放牧和中度放牧会提高草原群落的物种丰富度，从生物因素角度分析，其原因是________。
【答案】（1）空间结构、种间关系、生态位、季节性等
（2）都要随机取样
（3）①. 方法二 ②. 方法二可以向多个方向取样，样方覆盖范围大，更具有代表性
（4）①. 次生 ②. 轻度、中度放牧，牛羊较多地啃食适口性好的优势种植物，为其他植物的生存腾出空间
【分析】种群密度常用的调查方法有标记重捕法和样方法，标记重捕法是根据重捕取样中标记个体比例与样地个体总数中标记个体比例相等的假设来估算样地中被调查动物总数的，通常用于调查运动能力强、活动范围广的生物。样方法通常用于植物以及运动能力弱的动物，随机选取若干个样方，通过对每个样方内的个体计数，求得种群密度。
【小问1详解】
对短花针茅群落进行研究时，群落指的是某一自然区域内所有生物的集合，在群落水平上研究的问题有物种组成、物种丰富度、生态位、群落的空间结构、种间关系、群落演替、群落的范围和边界等。
【小问2详解】
两种取样方法的共同特点除样方间距和面积相同外（样方间距均为10m，样方为1m×1m），还有都要做到随机取样，这样可以减小实验误差。
【小问3详解】
方法一只能沿一条线路取样，方法二可以向多个方向同时取样，样方覆盖范围大，更具有代表性，故方法二的调查方法更准确。
【小问4详解】
该群落的演替发生在有土壤及植被的前提下，随放牧强度的增大，物种丰富度相对值先增大后减小，且有些优势种的优势不再，故该群落发生了次生演替。轻度放牧和中度放牧会提高草原群落的丰富度，而重度放牧会降低草原群落的丰富度。生物因素分析：轻度放牧和中度放牧，牛羊较多地啃食适口性好的优势种植物，为其他植物的生存腾出空间，因而捕食关系能增加生物多样性；从非生物因素的角度分析，原因是重度放牧使土壤的水分和有机碳含量下降，限制了植物的生长。
19. 南非葵（一种多年生半灌木植物）入侵会破坏生态系统的结构，用本地物种对南非葵进行替代控制是一种较好的控制方法。为了筛选目标替代植物，科研人员选择本地物种南酸枣（落叶乔木）、假地豆（小灌木）和狗尾草（禾本植物）进行了相关研究。下表为南非葵单种和混种时南非葵的株高、生物量。请回答下列问题：
（1）在生态系统中，南非葵属于________（填组成成分），其同化的碳除释放到非生物环境外，去向还有________，碳主要以________形式在南非葵和非生物环境之间进行循环。
（2）南非葵在入侵地疯长蔓延的原因是可产生某些化学物质渗入土壤，抑制其他植物的生长，除此以外还可能的原因是________。
（3）科研人员选用本地物种对南非葵进行替代控制，主要体现了生态工程建设的________原理，根据实验结果，应优先选择________作为替代植物，依据是________。
【答案】（1）①. 生产者 ②. 流向下一营养级、流向分解者（和未被利用）③. CO2
（2）南非葵繁殖和适应能力强；入侵地气候适宜；没有天敌
（3）①. 协调 ②. 假地豆 ③. 南非葵与假地豆混种后，南非葵株高、生物量下降最显著
【小问1详解】
南非葵是一种多年生半灌木植物，可以进行光合作用固定太阳能，因此在生态系统中，南非葵属于生产者。南非葵同化的碳除通过呼吸作用释放到非生物环境外，去向还有通过被捕食而流向下一营养级、被分解者利用（和未被利用）等。在生产者和无机环境之间，碳主要以CO2形式进行循环，在生物群落内部，碳主要以含碳有机物形式进行传递。
【小问2详解】
南非葵在入侵地疯长蔓延的原因是可产生某些化学物质渗入土壤，抑制其他植物的生长，除此以外还可能的原因是南非葵繁殖和适应能力强，入侵地气候适宜、没有天敌等。
【小问3详解】
研究人员选用本地物种对南非葵进行替代控制，因为当地物种更能适应当地的气候等环境条件，主要体现了生态工程建设的协调原理。根据实验结果，优先选择假地豆作为替代植物，依据是南非葵与假地豆混种时，南非葵的生物量和株高下降最显著，说明假地豆能有效抑制南非葵的生长
20. 甘蔗是重要的糖料作物和能源作物，某些甘蔗种植区面临土壤酸化问题，且伴随着铝毒害，严重抑制甘蔗生长并限制甘蔗产量。为解决这一问题，科研人员从甘蔗根系土壤中筛选分离出耐铝性良好的促生细菌，并进行相关研究，请回答下列问题：
（1）将土样加入经________方法灭菌的无菌水，梯度稀释后接种至添加了氯化铝的固体培养基中，待菌落长出后经分离纯化，继续接种到氯化铝浓度升高的培养基上，多次重复上述操作，其目的是________。
（2）综合评估后筛选出甲、乙、丙三种菌株，将三种菌株分别接种在含有氯化铝的固体培养基中，其中甲菌株培养结果如图1，由此可知，使用的接种方法为________；通过观察三种菌株菌落的________（答出2点）等特征进行菌株的初步鉴定，进一步通过________技术扩增菌株的16S rRNA基因序列并测序，从分子水平上鉴定菌株的种属关系。
（3）实验中发现混合使用甲、乙、丙菌株可以促进甘蔗的生长，增加甘蔗的生物量。为进一步研究其作用机制，将混合菌株培养液浇灌在铝胁迫下的甘蔗根部，一段时间后检测相关指标，结果如图2。据图分析，在铝胁迫条件下，混合菌株发挥上述作用的机制是________。
【答案】（1）①. 湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌）②. 筛选出耐铝性更高的菌株
（2）①. 稀释涂布平板法 ②. 形态、大小、颜色 ③. PCR
（3）混合菌株通过减弱氯化铝对甘蔗根伸长的抑制作用，（但不影响甘蔗叶片的叶绿素含量）促进甘蔗的生长，增加甘蔗的生物量
【小问1详解】
无菌水需要经湿热灭菌，如高压蒸汽灭菌。取含有菌体的培养液，经平板划线法或稀释涂布平板法接种，可以纯化微生物。不断提高氯化铝浓度进行实验，可以筛选出耐铝性更高的菌株。
【小问2详解】
由图1菌落分布均匀可知，使用的接种方法为稀释涂布平板法。菌落特征包括菌落的形态、大小、颜色等，可进行菌株鉴定。PCR扩增菌株的16SrRNA基因序列并测序，可进一步从分子水平进行分类。
【小问3详解】
据图可知，在0mM、0.5mM、1.0mM氯化铝浓度处理下，对照组和接种组的叶绿素含量接近；在0.5mM、1.0mM氯化铝浓度处理下，对照组和接种组根伸长量均低于0mM氯化铝浓度处理组，可知氯化铝对根伸长具有抑制作用；0.5mM、1.0mM氯化铝浓度处理下，接种组的根伸长量比对照组明显增大，可知混合菌株通过缓解氯化铝对甘蔗根伸长的抑制作用，但不影响甘蔗叶片的叶绿素含量，进而可以促进甘蔗的生长。
21. 肌肉生长抑制素MSTN是骨骼肌生长发育负调控因子，MSTN在肌肉组织中特异性表达，其活性的丧失或降低会引起动物肌肉的过度发育，表现为肌纤维直径变大或肌纤维数增加，口感良好。因此，通过基因敲除获得具有有种能力的MSTN基因（以下简称M基因）突变牛很有价值。请回答下列问题：

（1）科研人员利用打靶载体敲除牛M基因，载体构建及M基因敲除过程如图所示。为构建能够敲除M基因的打靶载体，需先设计引物，通过PCR技术扩增M基因。在引物上添加PstI限制酶识别序列，限制酶识别序列添加至引物的________（填“5’端”或“3’端”），据图1应选择的引物是________（从a、b、c、d中选择），将得到的PCR产物酶切后连入打靶空载体，鉴定正确后进行后续实验。
（2）为将抗生素抗性基因ne（抵抗抗生素新霉素）从原载体中切下，随后插入M基因中，根据图1及表中限制酶信息，应选择限制酶________分别对ne基因和M基因进行酶切，并用________连接，完成打靶载体构建。将构建好的打靶载体通过________法导入牛受体细胞中。
（3）如图所示，受体细胞基因组中的M基因通过交换被替换为打靶载体上插入ne基因的M基因片段。交换后的打靶载体以及未成功交换的打靶载体（线形DNA片段）很不稳定，在相关酶的作用下随即降解。载体可整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，引发K基因表达，使细胞在加入物质Q的培养基上无法存活。在选择培养基中除有细胞培养的必需成分外，还需要加入物质Q和________，可筛选出成功敲除M基因的受体细胞，其原因是________。
【答案】（1）①. 5’端 ②. a和d
（2）①. MfeⅠ和EcRⅠ ②. DNA连接酶 ③. 显微注射
（3）①. 新霉素 ②. 成功敲除M基因的受体细胞基因组DNA含有ne基因，无K基因表达，使其具有新霉素抗性，且可在含物质Q的培养基上存活
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：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：受体细胞不同，导入的方法不一样，将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、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钙离子处理法。
（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；②检测目的基因是否转录出了mRNA；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。
【小问1详解】
利用PCR技术扩增DNA分子时，子链的延伸方向是从引物的5’端到3’端，因此在引物上添加PstI限制酶识别序列，限制酶识别序列应添加至引物的5’端，否则引物失效。就图中给定的a、b、c、d四种引物而言，想要将基因M完整的扩增出来，应当选用引物a和d。
【小问2详解】
由图可知，M基因内部有HindⅢ、EcRI和BamHI的识别位点，因此切割M基因必须在这三种限制酶之间选择，ne基因两侧具有MfeI和KpnI的识别序列，切割ne基因只能在这两种限制酶之间选择，根据表中各种限制酶识别序列可知，只有MfeI与EcRI切割得到的黏性末端相同，都为AATT—3’，因此可用EcRI切割M基因，用MfeI切割ne基因，得到相同黏性末端之后再用DNA连接酶将其连接，即可将ne基因插入M基因中，完成打靶载体构建。将目的基因导入受体细胞时，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射法。
【小问3详解】
由题意可知，未成功导入打靶载体的受体细胞在新霉素作用下被淘汰；成功导入打靶载体的受体细胞，若受体细胞基因组中的M基因通过交换被替换为打靶载体上插入ne基因的M基因片段，则受体细胞可抵抗新霉素，同时受体细胞中含有的交换后的打靶载体以及未成功交换的打靶载体（线形DNA片段）很不稳定，在相关酶的作用下随即降解，则无K基因表达，细胞能在加入物质Q的培养基上存活；若打靶载体整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，引发K基因表达，使细胞在加入物质Q的培养基上无法存活。所以在选择培养基中除有动物细胞培养的必需成分外，还需加入抗生素新霉素和物质Q，可筛选出成功敲除M基因的受体细胞，其原因是敲除M基因的受体细胞基因组DNA含有ne基因，无K基因表达，使其具有新霉素抗性，且可在含物质Q的培养基上可存活。
年份
第2年
第4年
第6年
第8年
第10年
第12年
第14年
增长速率
0.7
1.1
2
3.4
2.1
1.1
0.03
方法一
方法二
样线长（m）
样方数
平均物种数
样地面积（m2）
样方数
平均物种数
500
51
11.57
3600
49
1180
1000
101
10.35
4900
64
11.77
1500
151
9.29
6400
81
11.77
2000
201
9.23
8100
100
11.85
2500
251
9.46
10000
121
11.96
3000
301
9.57
—
放牧强度
物种丰富度相对值
优势种
无放牧区
1.0
短花针茅、无芒隐子草、银灰旋花、冷蒿、木地肤
轻度放牧区
1.23
短花针茅、无芒隐子草、银灰旋花
中度放牧区
1.15
短花针茅、无芒隐子草
重度放牧区
0.78
短花针茅、无芒隐子草
处理方式
南非葵单种
南非葵与南酸枣混种
南非葵与假地豆混种
南非葵与狗尾草混种
生物量（g）
42
60
8
18
株高（cm）
82
70
42
58
限制酶
KpnⅠ
MfeⅠ
HindⅢ
EcRⅠ
BamHⅠ
识别序列及
切割位点
↓
5′-GGTACC-3′
3′-CCATGG-5′
↑
↓
5′-CAATTG-3′
3′-GTTAAC-5′
↑
↓
5′-AAGCTT-3′
3′-TTCGAA-5′
↑
↓
5′-GAATTC-3′
3′-CTTAAG-5′
↑
↓
5′-GGATCC-3′
3′-CCTAGG-5′
↑