[生物][期末]北京市东城区2023-2024学年高二下学期期末考试试题(解析版)

这是一份[生物][期末]北京市东城区2023-2024学年高二下学期期末考试试题(解析版)，共24页。试卷主要包含了5×107J·hm-2·a-1，50×108－7，1mg/L6-BA＋1等内容，欢迎下载使用。

本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 某弃耕地的主要食物链为植物→田鼠→鼬。鼬能依据田鼠留下的气味进行猎捕，田鼠同样也能够依据鼬的气味躲避猎捕。对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表（单位：J·hm-2·a-1）下列叙述不正确的是（ ）
A. 田鼠属于初级消费者，处于第二营养级
B. 田鼠用于生长发育繁殖的能量为3.5×107J·hm-2·a-1
C. 鼬同化量的一部分通过粪便输出体外
D. “气味”可以作为信息调节种间关系
【答案】C
【分析】在生态系统中，输入到每个营养级的能量（同化量）的去路有：用于自身呼吸消耗；用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量，其去向有：流向下一营养级（最高营养级除外）；流向分解者；未被利用的能量｡
【详解】A、在“植物→田鼠→鼬”这条食物链中，田鼠属于初级消费者，处于第二营养级，A正确；
B、田鼠用于生长发育繁殖的能量＝田鼠的同化量－田鼠的呼吸量＝7.50×108－7.15×108＝3.5×107（J·hm-2·a-1），B正确；
C、鼬排出的粪便中的能量属于田鼠的同化量的一部分，C错误；
D、鼬能依据田鼠留下的气味进行猎捕，田鼠同样也能够依据鼬的气味躲避猎捕。可见，“气味”可以作为信息调节生物的种间关系，D正确。
故选C。
2. 碳汇是指吸收大气中CO2的过程或活动。研究者以嫩江流域流动沙丘上的樟子松和杨树人工林为研究对象，测定其生态系统碳储量，结果如图所示。下列说法不正确的是（ ）

A. 图中各种植物通过光合作用吸收大气中CO2实现对碳的储存
B. 结果说明树种和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量均有显著影响
C. 人工林不仅能防风固沙还可增加碳汇，体现了生物多样性的间接价值
D. 依据生态工程中的协调原理，应单一种植碳储量更高的樟子松人工林
【答案】D
【分析】生态工程以生态系系统的自我组织、自我调节为基础，遵循着自生、循环、协调、整体等生态学基本原理。
【详解】A、植物是生产者， 可通过光合作用吸收大气中CO2实现对碳的储存，A正确；
B、根据数据可知，相同林龄的樟子松林与杨树林相比，二者的生态系统碳储量存在显著差异；同种林型不同林龄之间的生态系统碳储量存在显著差异，因此林型和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量均有显著影响，B正确；
C、人工林不仅能防风固沙还可增加碳汇，这属于生态功能，体现了生物多样性的间接价值，C正确；
D、协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量；单一种植碳储量更高的樟子松人工林，不遵循协调原理，此外单一树种的人工林容易爆发病虫害，因此不应单一种植樟子松的人工林，D错误。
故选D。
3. 生态农业的一个重要特征是混合种（养）殖，下图为某稻蟹共作系统内的部分结构。下列叙述正确的是（ ）
A. 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
B. 该生态系统的基石是杂草、水稻、藻类等生产者
C. 水稻可利用河蟹粪便中的能量，实现了能量的循环利用
D. 稻蟹共作模式生态系统可不依赖外部投入实现物质循环
【答案】B
【分析】生态系统：（1）概念：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统；（2）结构：组成成分和营养结构；（3）功能：能量流动、物质循环和信息传递。在生态系统中，能量单向流动、逐级递减；物质循环具有全球性，且物质循环往复运动。
【详解】A、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和饵料中的化学能，A错误；
B、生产者是自养生物，是生态系统的基石，该生态系统的生产者有杂草、水稻、藻类等，B正确；
C、生态系统的能量流动是逐级递减的，不能循环利用，C错误；
D、稻蟹共作模式生态系统无法实现自给自足，需要外界投入物质及能量，D错误。
故选B。
4. 2023年北京市翠湖国家城市湿地公园保护性开放十周年，通过一系列生物多样性保护、水体保护、生态系统监测等措施，基本再现北京湿地原生态。下列关于翠湖湿地及其保护措施不正确的是（ ）
A. 湿地中的287种鸟类，534种高等植物构成了翠湖湿地生态系统
B. 采用绿化废弃物资源再利用技术，体现了生态工程中的“循环”原理
C. 湿地公园实行预约开放的措施，减少了人类活动对湿地恢复的干扰
D. 建立湿地公园对生物多样性进行保护属于就地保护措施
【答案】A
【分析】生物多样性包括物种多样性、基因多样性、生态系统多样性．保护措施有：①就地保护：建立自然保护区和风景名胜区是生物多样性最有效的保护；②易地保护：将灭绝的物种提供最后的生存机会利用生物技术对濒危物种基因进行保护．协调好人与生态环境的关系是关键，要反对盲目的掠夺式地开发利用（合理利用是最好的保护）。
【详解】A、生态系统是指在自然界的一定的空间内，生物与环境相互作用构成的统一整体，湿地中的287种鸟类，534种高等植物不能构成翠湖湿地生态系统，A错误；
B、采用绿化废弃物资源再利用技术，实现了物质循环，体现了生态工程中的“循环”原理，B正确；
C、人类活动会影响生态修复，湿地公园实行预约开放的措施，减少了人类活动对湿地恢复的干扰，C正确；
D、就地保护，即建立自然保护区，建立湿地公园对生物多样性进行保护属于就地保护措施，D正确。
故选A。
5. 某学校利用平板划线法接种进行酵母菌的纯培养，实验中发现了一些异常现象，下列分析不合理的是（ ）
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【分析】平板划线法纯化菌种时不同阶段灼烧接种环的目的不同：（1）第一次操作：杀死接种环上原有的微生物。（2）每次划线之前：杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。（3）划线结束后：杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。
【详解】A、若培养基灭菌不彻底，则未接种的平板上也会有菌落产生，A错误；
B、接种环灼烧后未冷却处理，则会杀死接种的菌液，因而接种后的平板上未形成酵母菌菌落，B正确；
C、未进行倒置培养，则皿盖上冷凝的水滴会滴落到平板上，C正确；
D、每次划线前都重新蘸取菌液相当于未将菌液稀释，因而平板上可能未分离出单个菌落，D正确。
故选A。
6. 豆汁是一种风味独特的北京传统特色小吃，制作过程包括浸泡绿豆、磨豆、过滤豆渣、加入老浆进行乳酸菌发酵等步骤。下列叙述不正确的是（ ）
A. 加入老浆相当于微生物培养中的接种环节
B. 加入老浆后应煮沸豆浆，以杀灭其中的杂菌
C. 发酵最好在密闭容器中进行，并控制适宜的温度
D. 豆汁独特的酸味主要来自于乳酸菌发酵产生的乳酸
【答案】B
【分析】发酵工程是指采用现代化工程技术手段，利用微生物的某些功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术；传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
【详解】A、加入老浆相当于微生物培养中的接种环节，可以提供乳酸菌，加快发酵进程，A正确；
B、加入老浆是为了利用老浆中的乳酸菌进行乳酸发酵，加入老浆后不应煮沸豆浆，防止杀死乳酸菌，B错误；
C、乳酸菌是异养厌氧型微生物，故发酵要隔绝空气，最好在密闭容器中进行，并控制适宜的温度，C正确；
D、乳酸菌发酵进行无氧呼吸产生乳酸，可使豆汁具有独特的酸味，D正确。
故选B。
7. 动物细胞培养和植物组织培养技术都是细胞工程的基础性技术，两种技术都（ ）
A. 能实现大量获得细胞产物
B. 以细胞的全能性为技术原理
C. 需要使用液体培养基
D. 使用酶将组织分散为细胞
【答案】A
【详解】A、动物细胞培养的可获得大量的细胞或细胞产物，生产实践中可将外植体脱分化获得愈伤组织，再经过细胞分裂可获得大量细胞进而获得大量细胞产物，即动物细胞培养和植物组织培养技术都能实现大量获得细胞产物，A正确；
B、动物细胞培养过程中没有发育成完整个体，也没有分化成其他各种细胞，没有体现细胞的全能性，B错误；
C、植物组织培养技术使用固体培养基，动物细胞培养一般使用液体培养基，C错误；
D、植物组织培养技术不需要用酶将组织分散成细胞，动物细胞培养需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散为细胞，D错误。
故选A。
8. 科研人员利用植物细胞工程相关技术实现水稻Y73 的快速规模化生产，下表为不同培养基对外植体诱导形成愈伤组织以及可发育为完整植株的胚性愈伤比例实验的结果。下列叙述正确的是（ ）
A. Y73的外植体通过脱分化和再分化形成愈伤组织
B. 外植体形成愈伤组织的过程中丧失了全能性
C. 根据实验结果，最佳激素组合为0.1mg/L6-BA＋1.5m g/L 2,4-D
D. 1.0 mg/L 6-BA＋2.5mg/L2,4-D对胚性愈伤形成有抑制作用
【答案】C
【分析】分析题文描述和表中信息可知：本实验探究的是不同浓度组合的L6-BA和2,4-D对诱导形成愈伤组织以及可发育为完整植株的胚性愈伤比例的影响，自变量为L6-BA和2,4-D的不同浓度组合，因变量为是否形成愈伤组织以及可发育为完整植株的胚性愈伤比例。
【详解】A 、Y73的外植体通过脱分化形成愈伤组织，A错误；
B、外植体形成愈伤组织的过程中，组成外植体的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，但没有丧失全能性，B错误；
C、表中信息显示：当6-BA浓度为0.1mg/L、2,4-D浓度为1.5m g/L时，有愈伤组织形成，而且可发育为完整植株的胚性愈伤比例最高，说明此两种浓度的组合为最佳激素组合，C正确；
D、对照组（6-BA浓度和2,4-D浓度均为0）没有愈伤组织的形成，可发育为完整植株的胚性愈伤比例为0。与对照组相比，当6-BA浓度为1.0 mg/L、2,4-D浓度为2.5m g/L时，有愈伤组织形成，而且可发育为完整植株的胚性愈伤比例为11.1 mg/L，说明1.0 mg/L 6-BA＋2.5mg/L2,4-D对胚性愈伤形成有促进作用，D错误。
故选C。
9. 为缓解饲养动物带来的环境、经济压力，与传统肉类感官特性相似的“细胞培养肉”引发人们关注。其生产流程如下图，以下叙述不正确的是（ ）
A. 技术应用了干细胞能分化成其他类型细胞的原理
B. 体外培养干细胞时需置于 CO2培养箱以促进细胞呼吸
C. 生物反应器扩大生产时培养基需加入动物血清等物质
D. 细胞培养肉进入市场销售前还需进行安全性评估
【答案】B
【分析】动物细胞培养的条件：①营养：一般用液体培养基，要添加血清，以补充动物细胞所需的未知营养物质；②无菌无毒的环境：培养液定期更换以清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成危害；③温度、PH和渗透压：温度为36.5±0.5℃、PH为7.2~7.4。④气体环境：95%空气和5%CO2。
【详解】A、分析题图可知，干细胞分化成了肌肉细胞和脂肪细胞，说明技术应用了干细胞能分化成其他类型细胞的原理，A正确；
B、体外培养干细胞时需置于含95%空气和5%CO2的培养箱中，其中O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，B错误；
C、生物反应器扩大生产时培养基需加入动物血清等物质，以满足动物细胞对未知营养物质的需求，C正确；
D、细胞培养肉进入市场销售前还需进行安全性评估，符合相应标准才能上市，D正确。
故选B。
10. 我国科学家培育出世界首只高比例胚胎干细胞嵌合体猴，这对于理解灵长类胚胎干细胞全能性具有重要意义。培育过程如下图，下列说法不正确的是（ ）
A. 从雌猴采集卵母细胞后需要在体外进行成熟培养
B. 可从嵌合体胚胎滋养层细胞取样进行 DNA 分析
C. 绿色荧光可用来判断嵌合体胚胎中细胞的来源
D. 嵌合体猴具有 A、B、C、D、E猴的遗传物质
【答案】D
【分析】胚胎工程指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
【详解】A、从雌猴采集卵母细胞后需要在体外培养至MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期），才具备与精子受精的能力，A正确；
B、囊胚包括滋养层、内细胞团和囊胚腔，可从嵌合体胚胎滋养层细胞取样进行 DNA 分析，B正确；
C、对胚胎干细胞进行荧光蛋白标记，绿色荧光可用来判断嵌合体胚胎中细胞的来源，C正确；
D、嵌合体猴具有 A、B、C、D猴的遗传物质，不含代孕母猴E猴的遗传物质，D错误。
故选D。
11. 构建重组质粒需要使用DNA 连接酶。下列箭头指向位置属于DNA 连接酶作用位点的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】构建重组质粒需要使用DNA 连接酶，其作用是将限制酶切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，单链DNA中，5'端存在游离的磷酸基团，3'端存在_OH，两个DNA片段之间的磷酸基团和_OH在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键，C正确，ABD错误。
故选C。
12. 某遗传病的正常基因和突变基因单链片段如图1，研究人员拟用PCR 扩增2种基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点如图2）酶切，检测基因突变情况。下列叙述不正确的是（ ）
A. PCR 可以用5´-GGCATG-3´作为其中一条引物
B. PCR 反应体系中需要添加耐高温的DNA 聚合酶
C. 限制酶酶切后形成的末端为-GATG-
D. 限制酶酶切后突变基因不会形成两个片段
【答案】C
【分析】多聚酶链式反应扩增DNA片段：
PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
【详解】A、DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的，据此可知，PCR 可以用5´-GGCATG-3´作为其中一条引物，A正确；
B、PCR反应体系中需要加入脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和缓冲液等，B正确；
C、由图2可知，限制酶酶切后形成的末端为平末端，C错误；
D、限制酶酶切后突变基因不会形成两个片段，因为从图中可以看出，突变基因发生了碱基对的替换，使得突变基因中没有了该限制酶的识别序列，D正确。
故选C。
13. GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP 基因为材料进行设计和改造，获得了能发黄色荧光的蛋白（YFP），与 GFP 相比，YFP 第 203位苏氨酸变为酪氨酸。下列叙述不正确的是（ ）
A. 获得 YFP 的技术称为蛋白质工程
B. 上述技术的操作对象为相关基因
C. 根据氨基酸序列推测的 YFP 基因序列可能不唯一
D. 获得 YFP 无需经过转录和翻译的过程
【答案】D
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。蛋白质工程的操作对象是基因，因而被称为第二代基因工程。
【详解】A、科研人员以GFP 基因为材料进行设计和改造，获得了能发黄色荧光的蛋白，该技术称为蛋白质工程，A正确；
B、上述技术涉及到蛋白质工程，其操作对象为相关基因，即需要对相关基因进行修饰和合成，B正确；
C、由于密码子具有简并性，因此，根据氨基酸序列推测的 YFP 基因序列可能不唯一，C正确；
D、基因表达过程包括转录和翻译两个步骤，YFP的化学本质是蛋白质，其合成过成需要经过转录和翻译两个步骤，D错误。
故选D。
14. “DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解细胞→分离 DNA→沉淀 DNA→鉴定。下列叙述不正确的是（ ）
A. 裂解：利用研磨等方法使细胞破裂释放出DNA 等物质
B. 分离：离心后留取上清液可去除不溶于研磨液的物质
C. 沉淀：加入95%冷的酒精溶液沉淀得到粗提 DNA
D. 鉴定：加入二苯胺沸水浴后可见溶液由蓝变为砖红色
【答案】D
【分析】DNA的粗提取和鉴定：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2ml/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、裂解：倒入研磨液，充分研磨，使细胞破裂释放出DNA 等物质，A正确；
B、分离：离心后留取上清液，弃沉淀物，可去除不溶于研磨液的多糖、蛋白质等物质，B正确；
C、沉淀：DNA不溶于酒精，加入95%冷的酒精溶液沉淀得到的白色丝状物就是粗提 DNA，C正确；
D、鉴定：在一定温度下，DNA遇二苯胺会呈现蓝色，加入二苯胺沸水浴后可见溶液变蓝色，D错误。
故选D。
15. 关于生物技术的安全性与伦理问题，下列叙述正确的是（ ）
A. 全面禁止进行生殖性克隆和治疗性克隆的研究
B. 全面禁止和彻底销毁细菌武器、生化毒剂等生物武器
C. 注射基因工程生产的胰岛素会导致基因转移到人体内
D. 诱导多能干细胞的研究不涉及安全与伦理问题
【答案】B
【详解】A、全面禁止进行生殖性克隆，但需要在有效的监管和严格审查下进行治疗性克隆的研究，A错误；
B、生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂等，全面禁止和彻底销毁致病菌类、病毒类、生化毒剂等生物武器是全世界爱好和平的人民的共同愿望，细菌武器属于病菌类，B正确；
C、注射基因工程生产的胰岛素不会导致基因转移到人体内，因为胰岛素的化学本质是蛋白质，C错误；
D、科学家尝试用多种方法来获得诱导多能干细胞，目前发现成纤维细胞、T细胞和B细胞均可以诱导成多能干细胞，由于这些细胞不需要破坏胚胎，因而可以避免伦理问题，用病人的相关细胞诱导多能干细胞理论上可以避免免疫排斥，但存在导致肿瘤发生的风险，即依然存在安全问题，D错误。
故选B。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 禾谷镰刀菌（Fg）引起的赤霉病是小麦的主要病害之一，从小麦种子内筛选抑制Fg的内生菌，为生物防治制剂的开发提供理论支撑。
（1）取小麦种子用酒精冲洗表面进行_____，研磨后加入适量_____进行梯度稀释，接种至平板培养获得内生菌，可根据_____进行菌种的初步鉴定，挑取不同的单菌落进行纯化，得到若干内生菌菌株。
（2）采用平板对峙培养法筛选具有抑制 Fg 功能的内生菌，用直径 1 cm的打孔器取Fg菌饼，接种于培养基中央，分别在不同平板上将等量待测内生菌接种在距Fg2cm处，以_____的平板为对照。一段时间后结果如图1，测量各组 Fg菌落半径，计算抑菌率如图2。图中抑制率的计算公式为_____，实验结果说明_____。

（3）继续研究JB7的抑菌机制，用JB7培养液上清液处理Fg孢子，使用AO/PI双荧光染色评估 Fg孢子细胞膜损伤情况，AO染料可以通过完整的细胞膜，呈现绿色荧光；PI 染料则通过破损的细胞膜，呈现橙红色荧光，实验结果如图3。

实验结果说明JB7 使 Fg细胞膜受到损伤，图中 a 和 b 处的荧光颜色分别是_____。
（4）欲继续研究JB7是否通过分泌水解酶，以及分泌哪些水解酶发挥抑菌作用，请从下列选项中选择药品配制培养基，通过观察透明圈进行判断（选择完成一种培养基配方即可）。
判断是否分泌纤维素酶的培养基配方：_____。判断是否分泌葡聚糖酶的培养基配方：_____。
A.葡聚糖 B.琼脂 C.纤维素钠 D.蛋白胨 E.MgSO4等无机盐 F.蒸馏水
【答案】（1）①. 消毒 ②. 无菌水 ③. 菌落特征
（2）①. 只接种Fg ，不接种内生菌 ②. 抑制率=（对照组菌落直径-实验组菌落直径）/对照组菌落直径×100% ③. 几种内生菌对Fg 均有抑制作用
（3）绿色、橙红色
（4）①. BCDEF ②. ABDEF
【分析】培养基：（1）根据是否加琼脂等凝固剂分为固体培养基和液体培养基。（2）一般都含水、碳源、氮源和无机盐；（3）培养真菌PH调至酸性、培养细菌PH调至中性或弱碱性、培养乳酸杆菌添加维生素；
【小问1详解】
消毒指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部的一部分微生物。取小麦种子用酒精冲洗表面进行消毒，研磨后加入适量无菌水进行梯度稀释，接种至平板培养获得内生菌，可根据颜色、性状、隆起程度等菌落特征对菌种进行初步鉴定，挑取不同的单菌落进行纯化，进而得到若干内生菌菌株。
【小问2详解】
筛选具有抑制 Fg 功能的内生菌可采用平板对峙培养法，即用直径 1 cm的打孔器取Fg菌饼，接种于培养基中央，分别在不同平板上将等量待测内生菌接种在距Fg2cm处，以只接种Fg ，不接种内生菌的平板做对照，以排除无关变量的干扰，增强实验结果的说服力。一段时间后结果如图1，测量各组 Fg菌落半径，根据抑制率=（对照组菌落直径-实验组菌落直径）/对照组菌落直径×100%，计算抑制率并绘制图2。分析实验结果可知，几种内生菌的抑制率均高于对照组，说明几种内生菌对Fg 均有抑制作用。
【小问3详解】
AO染料可以通过完整的细胞膜，呈现绿色荧光，故图中 a处的荧光颜色是绿色；JB7 使 Fg细胞膜受到损伤，PI 染料则通过破损的细胞膜，呈现橙红色荧光，图中 b 处的荧光颜色是橙红色。
【小问4详解】
判断是否分泌纤维素酶的培养基要以纤维素为唯一碳源，故培养基配方为BCDEF；判断是否分泌葡聚糖酶的培养基要以葡聚糖为唯一碳源，故培养基配方为ABDEF。
17. 湿地是重要的碳库，人类活动和气候变化会引起湿地水位下降、面积减小。研究人员对湿地样地进行排水实验模拟湿地水位下降，研究对碳循环过程的影响。
（1）湿地土壤有机碳（土壤有机物中所含的碳元素，简称SOC）含量丰富，在全球碳循环中具有重要作用。碳循环是指碳元素在_____之间的循环过程，在此过程中微生物能够分泌胞外酶将 SOC 分解为葡萄糖等小分子有机物并将小分子.有机物中的碳通过_____转化为CO2等气体。
（2）研究者在若尔盖红原湿地采集野外淹水土壤和排水土壤进行实验。向土壤中添加等量13C标记的葡萄糖用来研究CO2的来源，设置不添加葡萄糖的土壤为对照组，一段时间后检测气体释放量，结果如图。

①本实验如何判断2种不同的CO2来源?_____。
②比较_____的结果说明排水增加了CO2释放总量。研究人员推测排水导致CO2释放量增加的原因是土壤微生物增强了对SOC 的分解作用，做出判断的理由是_____。
③若想进一步证实排水增强了土壤微生物对SOC的胞外水解作用，还可以检测的指标有_____（写出一个即可）。
（3）湿地生物群落中的动植物物种十分丰富，既有水生生物也有陆生生物。请综合上述研究成果简述湿地水位下降、面积减小对生态系统稳定性和碳平衡的不良影响_____。
【答案】（1）①. 生物群落与无机环境 ②. 细胞呼吸
（2）①. CO2中是否含有 13C来判断两种不同的来源 ②. 对照组和实验组的淹水土壤和排水土壤CO2积累释放的相对值 ③. 实验组中添加葡萄糖的土壤来源的 CO2释放量明显高于对照组，而实验组中土壤来源的 CO2释放量也高于淹水土壤，说明排水导致土壤微生物增强了对 SOC 的分解作用 ④. 对照组和实验组的SOC的剩余量，或者SOC的减少量
（3）生物多样性降低，生态系统稳定性下降；同时会影响碳循环，打破碳平衡
【分析】碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。碳通过植物的光合作用从大气中进入生物群落，生物通过呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧等途径，将碳以二氧化碳的形式又返回大气中。
【小问1详解】
碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，碳循环是指碳元素在生物群落与无机环境之间的循环过程。 微生物能够分泌胞外酶将 SOC 分解为葡萄糖等小分子有机物并将小分子有机物中的碳通过细胞呼吸转化为 CO2等气体。
【小问2详解】
①向土壤中添加等量13C标记的葡萄糖用来研究CO2的来源，通过检测释放的 CO2中是否含有 13C来判断两种不同的来源。
②比较对照组和实验组的淹水土壤和排水土壤CO2积累释放的相对值结果说明排水增加了CO2释放总量。实验组中添加葡萄糖的土壤来源的 CO2释放量明显高于对照组，而实验组中土壤来源的 CO2释放量也高于淹水土壤，说明排水导致土壤微生物增强了对 SOC 的分解作用。
③想进一步证实排水增强了土壤微生物对SOC的胞外水解作用，也可以检测对照组和实验组的SOC的剩余量，或者SOC的减少量。
小问3详解】
湿地水位下降、面积减小会导致生物多样性降低，生态系统稳定性下降；同时会影响碳循环，打破碳平衡。
18. 甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G 是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。
（1）如图1，利用_____去除细胞壁获得原生质体。分别加入 IOA 和 R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是_____。
（2）科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难的现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。
①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用_____。
②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT 表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整为该推测提供证据（选填下列字母）。
a.不使用激素
b.使用激素组合1
c.使用激素组合 2
d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量
e.完成再生壁的细胞比例
③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的?请简述理由_____。
【答案】（1）①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制从而无法正常分裂
（2）①. 激素组合1 ②. a ③. e ④. a ⑤. 不能，还需进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响
【分析】植物体细胞杂交技术：指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。操作步骤：先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体，再利用聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高PH融合法或电融合法、离心法诱导原生质体融合，融合后的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。
【小问1详解】
分析题图1，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。诱导原生质体融合后，只有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，而未融合或同种融合原生质体不能分裂，因为杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制从而无法正常分裂
【小问2详解】
分析题图2可知，与使用激素组合 2相比，使用激素组合1的甘蔗杂种原生质体完成再生壁的细胞比例较高，故甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用激素组合 1。为验证激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT 表达，从而促进细胞壁再生，可进行如下实验设计：将甘蔗杂种原生质体随机均分为1、2、3三组，1组不使用激素，原生质体中转入过量表达GAUT基因载体；2组不使用激素，原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体；3组不使用激素，不转入基因的原生质体。在相同且适宜的条件下培养一段时间，检测各组完成再生壁的细胞比例。但由于没有进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响，故上表实验不能够达成完整验证推测的目的。
19. 人类腺病毒55型（HAdV55）是我国流行的主要呼吸道病原体之一。目前尚无特异性治疗方法。为解决这一问题，我国科学家通过不同方法制备抗 HAdV55单克隆抗体。
（1）通过细胞工程技术制备单克隆抗体，从接种_____的小鼠中获取脾脏细胞，采用_____处理诱导与骨髓瘤细胞融合，筛选出相应的_____细胞，大量培养获得单克隆抗体。为研究抗体的特异性，用抗体与感染不同类型腺病毒的细胞提取物进行杂交检测，结果如图1。分析实验结果可知_____。
（2）如图2，HAdV55通过其表面蛋白与细胞表面受体结合，进入细胞形成囊泡，最终被溶酶体水解。然而某些病毒可以逃离囊泡，释放进入细胞质并最终到达细胞核进行复制。
据图2，抗 HAdV55抗体的作用机制分为两种：机制一是阻断_____；机制二是阻断病毒逃离囊泡，释放至细胞质和细胞核。科研人员通过基因工程制备出3 种抗 HAdV55单克隆抗体A、B和C。为探明几种抗体的作用和作用机制，用抗体处理细胞，在病毒感染后的不同时间点测量囊泡或细胞质中的病毒含量，实验结果如图3。请据此判断能通过机制一发挥作用的单克隆抗体是_____，并说明理由_____。
【答案】（1）①. HAdV55 ②. PEG（或灭活的病毒）③. 杂交瘤 ④. 单克隆抗体仅与HAdV55结合，而不与其他类型腺病毒结合，具有良好的特异性
（2）①. 病毒表面蛋白与受体结合 ②. 抗体C ③. 抗体C处理后细胞质中病毒相对数量低于无关抗体组，说明抗体对病毒有抑制作用；但囊泡中病毒含量较低，说明不是通过机制二发挥作用
【分析】单克隆抗体制备流程：（1）对小鼠注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应；（2）从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；（3）将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选；（4）在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长；（5）对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞；（6）最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。这样从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。
【小问1详解】
制备抗 HAdV55单克隆抗体时，对小鼠注射HAdV55使小鼠产生免疫反应，从小鼠脾脏中获取脾脏细胞，采用PEG或灭活的病毒处理诱导与骨髓瘤细胞融合，经过两次筛选，获得既能无限增殖，又能产生抗 HAdV55抗体的骨髓瘤细胞，大量培养获得抗 HAdV55单克隆抗体。用抗体与感染不同类型腺病毒的细胞提取物进行杂交检测来研究抗体的特异性，分析题图1可知，单克隆抗体仅与HAdV55结合，而不与其他类型腺病毒结合，具有良好的特异性。
【小问2详解】
分析题图2可知，抗 HAdV55抗体有两种作用机制，一是通过阻断病毒表面蛋白与受体结合发挥作用，二是通过阻断病毒逃离囊泡，释放至细胞质和细胞核发挥作用。现用抗 HAdV55单克隆抗体A、B和C分别处理细胞，在病毒感染后的不同时间点测量囊泡或细胞质中的病毒含量，分析题图3可知，抗体C处理后细胞质中病毒相对数量低于无关抗体组，说明抗体对病毒有抑制作用；但囊泡中病毒含量较低，说明抗体C不是通过机制二发挥作用，而是通过机制一发挥作用的。
20. 肿瘤的发生、发展和转移都需要新生血管的支持，肿瘤抑素是由 Turn 基因编码的蛋白质，具有强效抑制血管生成的功能。研究人员构建了转 Tum 基因的人神经胶质瘤细胞株U251，探究基因治疗神经胶质瘤的可行性。
（1）研究人员利用上图中的材料完成表达载体的构建。
①图1所示结构为_____，其上的新霉素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因作为_____，便于重组DNA分子的筛选。
②利用 PCR 扩增Tum基因，为保证构建正确连接的基因表达载体，应选用的引物组合为_____，且在引物中分别加入_____限制酶的识别序列，转化后最终获得能稳定表达肿瘤抑素的 U251。
（2）血管内皮细胞HUV 可作为抑制血管生成效果的指示细胞。为研究 Tum 基因的抗神经胶质瘤的效果。研究人员以未转基因的U251（组 1）和转入_____的U251（组2）作为对照，转 Tum 基因 U251（组3）为实验组，相关检测结果如下。
检测三组细胞上清液中的肿瘤抑素含量（图3），将上清液分别加入HUV 细胞的培养环境中进行相关检测（图4），综合两图信息，说明U251细胞合成的肿瘤抑素是如何发挥作用的_____。
（3）为探究该体系在体内抗肿瘤的效果，将（2）中三组 U251细胞分别接种于裸鼠腋部皮下，一定时间后检测神经胶质瘤体积与肿瘤微血管密度，若结果为_____，表明转Tum 基因治疗神经胶质瘤存在可行性。
【答案】（1）①. 载体 ②. 标记基因 ③. bc ④. Nt Ⅰ、Nhe Ⅰ
（2）①. 空载体（不含Tum 基因的表达载体）②. 肿瘤抑素可以被 U251分泌到细胞外，并促进HUV细胞凋亡
（3）接种组3的小鼠体内神经胶质瘤体积与肿瘤微血管密度比组1及组2都显著降低
【分析】载体：（1）常用的载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（2）作为载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
【小问1详解】
①图1上有启动子、终止子、复制原点、抗性基因等结构，故图1所示结构为载体。载体上的标记基因（如抗性基因）以便于重组后重组DNA分子的筛选，因此其上的新霉素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因作为标记基因。②引物引导子链合成的方向是5′→3′，故为保证构建正确连接的基因表达载体，应选用的引物组合为bc。由图1可知，只有限制酶Nt Ⅰ和Nhe Ⅰ位于启动子和终止子之间，因此在引物中分别加入Nt Ⅰ和Nhe Ⅰ限制酶的识别序列，转化后最终获得能稳定表达肿瘤抑素的 U251。
【小问2详解】
为研究 Tum 基因的抗神经胶质瘤的效果，则自变量为Tum 基因的有无，为了排除空载体对实验的影响，故以未转基因的U251（组 1）和转入空载体（不含Tum 基因的表达载体）的U251（组2）作为对照，转 Tum 基因 U251（组3）为实验组。由图3可知，只有组3上清液含有肿瘤抑素，说明肿瘤抑素可以被 U251分泌到细胞外，且由图3可知，相比组1和组2，组3HUV细胞凋亡率显著增高，故说明U251细胞合成的肿瘤抑素发挥作用的机理为：肿瘤抑素可以被 U251分泌到细胞外，并促进HUV细胞凋亡。
【小问3详解】
因为肿瘤抑素具有强效抑制血管生成的功能，且只有组3细胞才能合成肿瘤抑素，因此若结果为接种组3的小鼠体内神经胶质瘤体积与肿瘤微血管密度比组1及组2都显著降低，表明转Tum 基因治疗神经胶质瘤存在可行性。
21. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。
蛋白相互作用的研究
蛋白相互作用是指蛋白质之间相互结合并发挥特定的生物学功能的现象，是生物分子之间交互作用的重要形式。IKK 复合体由IKKα、IKKβ和 NEMO 三个亚基组成，细胞周期调控激酶 PLK1是一种催化蛋白质磷酸化的酶。PLK1 可通过磷酸化 IKKβ抑制IKK复合体的活化，为研究 PLK1 与 IKK 的互作，进而确定IKK 的作用机制，进行了如下实验。
研究人员通过免疫共沉淀技术进行研究。该技术的原理是，在细胞内如果 A蛋白能够与B蛋白结合，若用预先固定在琼脂糖珠子上的蛋白A 的抗体去沉淀 A蛋白，则B也会一起沉淀下来。通过检测沉淀中是否存在B蛋白，即可确定 A和B蛋白是否存在相互作用。研究人员向人胚肾 H细胞中转入分别含有Flag—PLK1融合基因和Myc-NEMO融合基因的表达载体，将细胞裂解后，用含有抗 Flag 抗体的琼脂糖珠子进行沉淀.检测细胞裂解液和沉淀中蛋白情况，结果如图 1。用同样方法研究了 PLK1 与 IKKα、IKKβ相互作用的情况，结果如图2。

Pull-dwn实验也是研究蛋白质相互作用的方法。将细胞裂解，获得含有待测蛋白的细胞裂解液。在体外，利用一种带有特定蛋白标签（如GST）的纯化融合蛋白作为钓饵，与细胞裂解液温育，然后用可结合蛋白标签的琼脂糖珠将融合蛋白沉淀回收，利用抗体检测并鉴定沉淀中的蛋白。研究人员利用该技术验证了PLK1与NEMO的相互作用情况，结果见图3。
利用上述两种技术，研究人员初步确定了PLK1发挥作用的分子机制。
（1）Flag-PLK1融合基因在转录时，Flag基因和PLK1基因共用同一个_____和终止子，翻译时所用起始密码子和终止密码子_____。
（2）分析免疫共沉淀结果可知，研究人员通过_____技术检测相关蛋白互作情况，对细胞裂解液进行检测的目的是_____。免疫共沉淀实验结果表明_____。
（3）根据 Pull--dwn 实验结果推测 PLK1 不能与 NEMO 直接结合。请补充Pull-dwn实验的操作步骤（从下列选项中选择）：纯化_____蛋白→将含有_____基因的表达载体导入大肠杆菌中→将纯化的蛋白与大肠杆菌裂解液混合温育→用相应的琼脂糖凝胶沉淀→对裂解液和沉淀进行抗体检测和鉴定。
A.GST-PLK1 B.His-PLK1 C.GST-NEMO D.His-NEMO E.GST
（4）依据免疫共沉淀和Pull-dwn实验的结果，请尝试解释PLK1蛋白作用于IKK复合体的机制_____。
【答案】（1）①. 启动子 ②. 相同
（2）①. 抗原—抗体杂交 ②. 检测并鉴定导入的Flag-PLK1和Myc-NEMO基因是否正常表达 ③. PLK1 与 NEMO 存在相互作用， PLK1与IKKα、IKKβ不存在相互作用
（3）①. EA ②. C
（4）PLK1通过与IKK复合体之外的其他蛋白结合，间接与NEMO蛋白相互作用，从而催化IKKβ蛋白磷酸化，抑制IKK复合体活化
【小问1详解】
Flag-PLK1融合基因在转录时，Flag基因和PLK1基因共用同一个启动子和终止子，进而保证融合基因在受体细胞中正常转录。基因的表达包括转录和翻译两个步骤，但由于两个基因融合成为一个基因，同时进行转录和翻译，因此在翻译时所用起始密码子和终止密码子相同。
【小问2详解】
分析免疫共沉淀结果可知，由于蛋白质和抗体的结合具有特异性，因而研究人员通过抗原-抗体杂交技术检测相关蛋白互作情况，对细胞裂解液进行检测的目的是保证细胞裂解液中存在待检测蛋白质。根据沉淀蛋白与抗体结合情况显示沉淀蛋白中能同时检测到PLK1 与 NEMO，但不能同时检测到PLK1和IKKα、IKKβ，据此可推测PLK1 与 NEMO 存在相互作用， PLK1与IKKα、IKKβ不存在相互作用。
【小问3详解】
根据 Pull--dwn 实验结果推测 PLK1 不能与 NEMO 直接结合。其检测步骤为：分别用GST.、GST-PLK1钓饵蛋白与细胞裂解液温育 →而后将含有GST-NEMO 基因的表达载体导入大肠杆菌中→将纯化的蛋白与大肠杆菌裂解液混合温育→用相应的琼脂糖凝胶沉淀→对裂解液和沉淀进行抗体检测和鉴定，支持上述结论的实验结果是回收-PLK1 蛋白的结合物中检测不到NEMO蛋白。
【小问4详解】
题意显示，PLK1 可通过磷酸化 IKKβ抑制IKK复合体的活化，根据免疫共沉淀和Pull-dwn实验的结果可推测PLK1通过与IKK复合体之外的其他蛋白结合，间接与NEMO蛋白相互作用，从而催化IKKβ蛋白磷酸化，抑制IKK复合体活化。植物
田鼠
鼬
固定的太阳能
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
2.45×1011
1.05×109
7.50×108
7.15×108
2.44×107
2.25×107
2.18×107
选项
异常现象
原因分析
A
平板上产生了杂菌菌落，但未接种的平板上无菌落产生
培养基灭菌不彻底
B
接种后的平板上未形成酵母菌菌落
接种环灼烧后未冷却处理
C
平板上有大量水滴
未进行倒置培养
D
平板上未分离出单个菌落
每次划线前都重新蘸取菌液
实验处理
实验结果
6-BA（mg/L）
（细胞分裂素类调节剂）
2,4-D（mg/L）
（生长素类调节剂）
愈伤组织
胚性愈伤（%）
0
0
无
0
0.05
1.0
有
0
0.1
1.5
有
12.5
1.0
2.5
有
111
2.0
3.5
有
0
组别
激素使用
实验处理
检测指标
1
_____
原生质体中转入过量表达GAUT基因载体
_____
2
a
原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体
3
_____
不转入基因的原生质体