[生物][期末]福建省福州市2023-2024学年高二下学期期末联考试题(解析版)

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一、选择题（每小题只有一个正确的选项，1—12题每题2分，13—16每题4分，共40分）
1. 人类利用微生物发酵制作食品已经有几千年的历史。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 酿造米酒的过程中，酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸
B. 酸奶制作过程中先通气后密封，可以促进乳酸菌繁殖
C. 果醋发酵过程中打开发酵瓶主要是为了排出产生的CO2
D. 泡菜制作过程中，发酵罐和蔬菜洗净后用酒精消毒30秒
【答案】A
【详解】A、酿造米酒的过程中，酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖，后进行无氧呼吸产生酒精，A正确；
B、酸奶制作过程中用到的菌种是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，因此，酸奶制作过程中不需要通气，而需要密封，B错误；
C、醋酸菌是好氧菌，果醋发酵过程中打开发酵瓶主要是为醋酸菌提供O2，C错误；
D、泡菜腌制过程中，发酵罐可以用70%的酒精消毒，但蔬菜洗净后不需要用酒精消毒，只需要晾干即可，D错误。
故选A。
2. 青霉菌的部分代谢途径如图所示。青霉素的发酵生产过程中遇到两个问题，首先青霉素发酵需要大量氧气，其次发酵过程中总会产生头孢霉素、下列叙述不正确的是（ ）

A. 将血红蛋白基因转入青霉菌中有可能提高菌体对氧的吸收和利用率
B. 发酵过程中，环境条件变化会影响微生物的生长繁殖和代谢过程
C. 菌种选育时，敲除青霉菌中控制酶B合成的基因可使其只产青霉素
D. 由于青霉素、头孢霉素具有抗菌作用，通入发酵罐中的空气无需灭菌
【答案】D
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配置、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。
【详解】A、青霉菌是需氧型微生物，血红蛋白能运输氧气，将血红蛋白基因转入青霉菌中有可能提高菌体对氧的吸收和利用率，A正确；
B、微生物的生长繁殖需要适宜的温度、pH和溶解氧等培养条件，发酵过程中，环境条件变化会影响微生物的生长繁殖和代谢过程，B正确；
C、结合图示可以看出，若能将控制酶B合成的基因敲除，则青霉菌能大量生产青霉素，因此选育菌种时，可对青霉菌株中控制酶B合成的基因进行敲除，使其只产青霉素，C正确；
D、青霉素、头孢霉素本身具有杀菌作用，但不能杀灭所有的微生物，故发酵罐需要严格灭菌，D错误。
故选D。
3. “太空玫瑰”直径与大拇指宽度相当，花期长，最初的种子搭载神舟四号飞船进入太空，返回地球后经过多年的选育，利用植物组织培养等技术培育而成。下列叙述正确的是（ ）
A. 太空中的宇宙射线辐射，微重力和弱地磁等因素，可诱发种子发生基因重组
B. 接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→生成试管苗，在同一个锥形瓶内完成
C. 外植体脱分化和再分化时均存在基因的选择性表达
D. 以同一植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同
【答案】C
【详解】A、太空中的宇宙射线辐射、微重力和弱地磁等因素，可诱发种子发生基因突变，A错误；
B、接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→生成试管苗，该过程中所需要的培养基中的成分和激素等含量不同，故不能在同一个锥形瓶内完成，B错误；
C、外植体的脱分化和再分化过程均存在基因的选择性表达过程，C正确；
D、叶片是体细胞，花药里的花粉是生殖细胞，故以同一植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型一般不同，D错误。
故选C。
4. 有限稀释法是克隆化培养动物细胞的一种方法。将细胞悬液进行连续倍数稀释，最终调整密度为5个/mL：将稀释好的细胞悬液接种于96孔板，每孔加0.1mL；24h后在显微镜下挑选符合要求的孔，补加培养液后继续培养获得细胞克隆。相关说法错误的是（ ）
A. 培养液中需含有蔗糖、血清等物质
B. 96孔板需置于CO2培养箱中培养
C. 贴附型细胞获得悬液需用胰蛋白酶处理
D. 24h后观察，只含有一个细胞的孔符合要求
【答案】A
【分析】单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合，经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞，经专一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞，即可得单克隆抗体。
【详解】A、动物细胞培养添加的有机碳源是葡萄糖，A错误；
B、动物细胞培养需要置于CO2培养箱中培养，以维持培养液pH的稳定，B正确；
C、贴附型细胞获得悬液需用胰蛋白酶处理以获得单个细胞，C正确；
D、24h后观察，只含有一个细胞的孔符合要求，因为只有这样才能获得单个细胞产生的抗体，进而可以筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞，D正确。
故选A。
5. “筛选”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
B. 制备单克隆抗体时，可利用选择培养基筛选出能产所需抗体的杂交瘤细胞
C. 培育耐盐植株时，检测耐盐基因表达的蛋白质活性，即可筛选耐盐植株
D. 在临床试管婴儿技术中，取滋养层细胞进行遗传学诊断筛选出所需的胚胎
【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备过程：
（1）制备产生抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。
（2）获得杂交瘤细胞：①将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合；②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
（3）克隆化培养和抗体检测。
（4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。
（5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁不能用于筛选异种融合细胞，因为同种融合细胞也会再生出细胞壁，A错误；
B、制备单克隆抗体时，可利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，用抗体筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，B错误；
C、培育耐盐植株时，需要先将试管苗移植到含有一定盐分的培养基中，逐渐适应盐分环境，再逐步增加盐分浓度，最终筛选出耐盐植株，C错误；
D、胚胎植入前筛查能够避免严重遗传疾病的患儿出生，在临床试管婴儿术中，需利用遗传学诊断的方法筛选出所需的胚胎进行移植，该过程中通常用囊胚的滋养层细胞作为遗传学诊断筛选的材料，D正确。
故选D。
6. 卡铂能够抑制DNA复制，为广谱抗肿瘤药，通过静脉注射给药。卡铂溶于水，溶液中的Cl-会促进其分解。相关实验的设计思路如下图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 本实验的自变量是卡铂试剂有无、DNA复制抑制剂的有无
B. 癌症患者注射的卡铂试剂溶于生理盐水，以维持内环境渗透压
C. 本实验预期结果为①与④组数据接近，②与③组数据接近
D. 培养液中的宫颈癌细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖
【答案】A
【分析】题意分析，本实验的目的是研究卡铂引发癌细胞数量减少的具体机理；在实验思路中，用DNA复制抑制剂和卡铂甘露醇溶液添加到宫颈癌细胞悬液中，研究它们单独和共同作用下宫颈癌细胞数量变化，因此该实验的自变量是卡铂试剂和DNA复制抑制剂的有无，因变量是宫颈癌细胞数量变化，药剂浓度、Cl-和其他影响细胞代谢的因素为无关变。
【详解】A、结合实验设计可知，本实验的自变量是卡铂、DNA复制抑制剂的有无，A正确；
B、卡铂溶于水，溶液中的Cl-会促进其分解，因此，癌症患者注射的卡铂试剂不能溶于生理盐水，否则会影响效果，B错误；
C、①组不会抑制DNA的复制，④组会抑制DNA的复制，所以预期实验结果不相近，C错误；
D、培养液中的宫颈癌细胞具有无限增殖的特征，不会出现接触抑制现象，D错误。
故选A。
7. 以洋葱为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定实验，以下叙述正确的是（ ）
A. 实验必须在无菌条件下进行
B. DNA可溶于冷酒精溶液
C. DNA在2ml/L的NaCl溶液中析出
D. DNA经沸水浴与二苯胺反应后呈现蓝色
【答案】D
【详解】A、细胞生物中都含有DNA，DNA的粗提取不需要在无菌条件下进行，A错误；
B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，B错误；
C、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2ml/L的NaCl溶液，故DNA不能在2ml/L的NaCl溶液中析出，C错误；
D、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，D正确。
故选D。
8. 限制酶A与限制酶B识别的序列分别为：—CATG↓—和—G↓GATCC—（箭头表示切割位点）。下列叙述正确的是（ ）
A. 用限制酶切割DNA，被水解的磷酸二酯键有1个
B. 微生物中的限制酶可破坏入侵的RNA病毒核酸
C. 限制酶A、B切割DNA产生的末端之间不能连接
D. DNA连接酶催化黏性末端间形成氢键
【答案】C
【分析】限制酶：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来；（2）特异性：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂；（3）结果：形成黏性末端或平末端。
【详解】A、DNA是双链，限制酶能识别DNA分子特定序列并在特定位点切割，用限制酶切割DNA，被水解的磷酸二酯键有2个，A错误；
B、微生物中的限制酶可破坏入侵的DNA病毒核酸，B错误；
C、限制酶A、B切割DNA产生的末端不同，不能连接，C正确；
D、DNA连接酶催化黏性末端间形成磷酸二酯键，D错误。
故选C。
9. 在重组DNA技术中，将外源基因导入受体细胞，通常是利用质粒作为载体。下列关于质粒的说法错误的是（ ）
A. 质粒是独立于真核细胞核或原核细胞拟核DNA之外的双链DNA分子
B. 质粒上必须具有一个至多个限制酶位点，否则无法自我复制
C. 有的质粒可以整合到受体DNA中，随受体DNA同步复制
D. 质粒上常有特殊的标记基因，便于重组DNA的筛选
【答案】B
【分析】作为运载体必须具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存；②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入；③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择；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。
【详解】A、质粒是独立于真核细胞核或原核细胞拟核DNA之外的双链DNA分子，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，A正确；
B、质粒一般有一至多个限制酶的切割位点，以便于目的基因插入，B错误；
C、有的质粒可以整合到受体DNA中，随受体DNA同步复制，正因为如此质粒可以作为目的基因的运载工具，便于目的基因在受体细胞中稳定保存，C正确；
D、载体上需要具有某些标记基因，以便于重组DNA分子的筛选，常见的标记基因有抗生素抗性基因等，D正确。
故选B。
10. 抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是（ ）
A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子
B. 制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中
C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植
D. 单独种植抗虫棉，并扩大抗虫棉种植面积
【答案】D
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全 （对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
【详解】A、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能敏感性（不抗虫）个体提供生存空间，增加与抗虫个体的竞争，避免抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A不符合题意；
B、制备抗虫棉时将两种抗虫基因导入棉花中，则两种抗虫基因相互作用，能在一定程度上减缓害虫种群抗性基因频率迅速提高的趋势，B不符合题意；
C、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植可以使敏感型个体存活，敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争，不会导致抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，C不符合题意；
D、单独种植抗虫棉，并扩大抗虫棉种植面积会进一步选择并保存抗性强的个体，导致敏感性个体死亡，从而加快害虫种群抗性基因频率提高，不利于抗虫棉的抗虫持久性，D符合题意。
故选D。
11. 我国科研人员将寒带地区海鱼中的抗冻基因转入千禧果（番茄品种）细胞中，成功培育出抗冻千禧果。下图为培育过程使用的Ti质粒示意图，Vir区的基因活化能促进T-DNA的加工和转移。下列叙述错误的是（ ）

A. 选择图示Ti质粒构建基因表达载体，应选择限制酶Ⅲ
B. 利用PCR从海鱼基因组中扩增抗冻基因需要添加一对特异性引物
C. 用含卡那霉素的选择培养基筛选成功导入抗冻基因的受体细胞
D. 可用抗原—抗体杂交技术检测抗冻基因在转基因千禧果中的表达量
【答案】C
【分析】PCR原理：利用热变性的原理，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种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'端自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。
【详解】A、限制酶Ⅰ会破坏四环素抗性基因影响后续的筛选，限制酶Ⅱ有两个识别位点，会影响目的基因连接在正确的位置，因此选择图示Ti质粒构建基因表达载体，应选择限制酶Ⅲ，A正确；
B、利用PCR从海鱼基因组中扩增抗冻基因需要添加一对特异性引物，目的是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，B正确；
C、由于四环素基因在T-DNA片段中，该基因会随着目的基因进入到受体细胞中，因此，要用含四环素的选择培养基筛选含抗冻基因表达载体的受体细胞，C错误；
D、基因的表达产物是蛋白质，故可用抗原-抗体杂交技术检测抗冻基因在转基因千禧果中的表达量，D正确。
故选C。
12. 美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达，长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 基因工程的三大工具是限制性内切核酸酶、DNA聚合酶、运载体
B. 基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等
C. 荧光素基因导入烟草植物细胞时可用农杆菌转化法
D. 该项成果说明萤火虫与烟草植物共用一套密码子，体现了生物具有共同的起源
【答案】A
【分析】构建基因表达载体是基因工程的关键步骤，基因工程中，一个完整的表达载体包含复制原点、启动子、终止子、目的基因和标记基因。启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始。终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束。标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
【详解】A、基因工程的原理是基因重组，基因工程需要用到限制酶、DNA连接酶和运载体等工具，A错误；
B、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，一个完整的表达载体包含复制原点、启动子及目的基因、终止子和标记基因，B正确；
C、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、花粉管通道法，故荧光素基因导入烟草植物细胞时可用农杆菌转化法，C正确；
D、将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达，说明萤火虫与烟草植物共用一套密码子，体现了生物具有共同的起源，D正确。
故选A。
13. 草甘膦杀死杂草的同时也能杀死农作物。草甘膦可与植物体内的PEP竞争EPSP合酶，阻止PEP转化，影响细胞正常代谢。科学家通过转基因技术获得了抗草甘膦的转基因农作物。下列说法错误的是（ ）
A. 可通过转入外源EPSP基因以提高EPSP合酶的相对含量来起作用
B. PCR扩增基因时每一轮循环中均需经历两次升温处理
C. 基因表达载体中的终止子位于目的基因下游，是翻译停止的信号
D. 将外源基因导入农作物的叶绿体基因组中可避免基因向近缘杂草扩散
【答案】C
【分析】题意分析，草甘膦是一种非选择性除草剂，杀死杂草的同时也杀死农作物。它与植物体内的PEP （磷酸烯醇式丙酮酸）结构相似，可与PEP竞争结合EPSP合酶，阻止PEP转化，影响植物细胞正常代谢。
【详解】A、外源EPSP基因可以指导EPSP合酶的合成，所以可通过转入外源EPSP基因以提高EPSP合酶的相对含量来起作用，A正确；
B、体外扩增GR79基因时每一轮循环包括高温变性、低温复性和中温延伸过程，可见每一个循环中均需经历两次目的不同的升温处理，B正确；
C、基因表达载体中的终止子是转录停止的信号，C错误；
D、将外源基因导入农作物的叶绿体基因组中可有效避免GR79基因向近缘杂草扩散，这是因为扩散是通过花粉传播，而花粉的精子中几乎不携带质基因，D正确。
故选C。
14. 我国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，利用富集培养基获得含拟杆菌的混合培养物，经纯培养后进一步研究了其生物学特性，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）

A. 制备富集培养基采用高压蒸汽灭菌法，灭菌后调整培养基pH
B. 对拟杆菌的纯培养物采用平板划线法可获得如图的实验结果
C. 据图分析，拟杆菌菌株在以纤维素为氮源时生长状况最好
D. 分离获得的拟杆菌所分泌的酶可能具有耐低温、耐盐的特性
【答案】D
【详解】A、为实现无菌操作，制备富集培养基采用高压蒸汽灭菌法，配制培养基时应先调pH再灭菌，防止调pH时造成杂菌污染，A错误；
B、平板划线法可分离菌种但不能用于计数，图示接种方法能够对微生物进行计数，属于稀释涂布平板法，B错误；
C、分析图中曲线可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源（纤维素的元素组成是CHO，不能作为氮源）时生长状况最好，C错误；
D、深海冷泉中存在的某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存，或者只能在深海冷泉的特定环境中才能存活，故在沉积物样品中分离获得的拟杆菌所分泌的酶可能具有耐低温、耐盐的特性，D正确。
故选D。
15. CRISPR/Cas9基因组编辑系统由向导RNA识别并结合目标DNA，Cas9蛋白切断双链DNA使其形成两个末端，如图所示。这两个末端通过“断裂修复”重新连接时，在细胞中加入大量用于修复的模板，可以将需要改变的碱基序列引入到基因组中，但该技术有时也存在编辑出错而造成脱靶。下列叙述正确的是（ ）
A. Cas9蛋白能作用于脱氧核糖和碱基之间的化学键
B. 对不同目标DNA进行编辑时，要使用不同的Cas9蛋白
C. 若只替换基因的一个碱基对，基因表达产物最多改变一个氨基酸
D. 若目标DNA存在多个与向导RNA互补配对的序列，可能导致基因编辑脱靶
【答案】D
【分析】题意分析，CRISPR-Cas9体系是由靶基因的向导RNA和Cas9蛋白构成的复合体。向导RNA在基因组中负责寻找靶基因并与其结合；Cas9蛋白在向导RNA的引导下切割靶基因，使DNA双链断裂产生平末端。在随后DNA自我修复的过程中 容易随机引起 一些碱基对的插入或缺失，导致基因功能改变。
【详解】A、Cas9蛋白识别并切断双链DNA形成两个末端，相当于限制酶，能作用于脱氧核糖和磷酸之间的化学键--磷酸二酯键，A错误；
B、在对不同目标DNA进行编辑时，应使用Cas9蛋白和不同的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑，B错误；
C、若只替换基因的一个碱基对，一般情况下基因表达产物只改变一个氨基酸，也可能碱基的替换引起终止密码提前出现，则会导致蛋白质中更多的氨基酸缺失，C错误；
D、若目标DNA存在多个与向导RNA互补配对的序列，可能导致基因编辑脱靶，且能够与向导RNA配对的序列越多，脱靶的几率越高，D正确。
故选D。
16. 中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆，成功获得“中中”和“华华”两姐妹，突破了现有技术无法用体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题。如图为“中中”和“华华”培育的流程，相关叙述错误的是（ ）
A. 图中的卵子实际上是发育到MⅡ期的卵母细胞
B. ②过程是动物胚胎的体外培养过程，需无菌、无毒环境
C. ③过程的胚胎受体需要用促性腺激素超数排卵处理
D. 中中、华华的性别由纤维细胞的遗传物质决定
【答案】C
【分析】题图分析：图示为“中中”和“华华”培育的流程，其中①为核移植过程，②表示早期胚胎培养过程，③表示胚胎移植过程。
【详解】A、图中的卵子实际上是发育到MⅡ期的卵母细胞，因为去核的卵细胞内存在激活细胞全能性表达的物质，A正确；
B、②过程是动物胚胎的早期培养过程，需无菌、无毒环境，B正确；
C、③过程的胚胎受体需要用雌激素进行同期发情处理，使其处于相同的生理状态，C错误；
D、中中、华华的细胞核基因来自成纤维细胞，因此它们的性别由纤维细胞的遗传物质决定，D正确。
故选C。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题（6大题，共60分）
17. 鱼茶味酸而微咸，甘香可口，是海南黎族的一种传统发酵食品。其制作方法是：将生鱼开膛洗净，去头去尾，加盐、姜、蒜等处理后，拌入煮熟的米饭，在特定条件下发酵一段时间。已知鱼茶的发酵菌群主要是乳酸菌。回答下列有关问题：
（1）写出乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的反应简式：__________________。根据乳酸菌的代谢特点，制作鱼茶时发酵装置的充气口应______（填“打开”或“关闭”）。
（2）不能将煮熟的米饭立即与处理后的生鱼混合并搅拌，原因是__________________。
（3）图1是某生物科研小组绘制的鱼茶发酵过程中各菌种数量及发酵液pH的变化曲线。

①鱼茶发酵初期，发酵液pH下降与溶液中______（写出两种）等物质增多有关。发酵3天后醋酸菌逐渐减少，原因是图1中__________________等微生物进行有氧呼吸消耗了发酵装置中的氧气。
②用稀释涂布平板法统计菌种数量时，发现其中1个平板的菌落分布如图2所示。该平板不能用于计数，原因是________________________。与该平板相同稀释倍数的其他平板未出现该现象，推测该平板接种时可能的操作失误是____________。
【答案】（1）①. ②. 关闭
（2）温度过高会杀死乳酸菌，造成发酵失败
（3）①. 乳酸、醋酸、二氧化碳 ②. 醋酸菌、酵母菌 ③. 部分菌落过于密集，菌落相互连接，无法准确计数 ④. 涂布不均匀
【分析】乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下乳酸菌能够将葡萄糖氧化为乳酸。
【小问1详解】
乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸，其反应简式为：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量。乳酸菌是厌氧菌，制作鱼茶时发酵装置的充气口应关闭。
【小问2详解】
高温会杀死乳酸菌，造成发酵失败，故不能将煮熟的米饭立即与处理后的生鱼混合并搅拌，应自然冷却后再混匀装入坛中。
【小问3详解】
①鱼茶发酵初期，发酵液pH下降，说明酸性物质增多，这主要与发酵所产生的乳酸、醋酸、二氧化碳等物质增多有关。发酵3天后醋酸菌逐渐减少，这主要与其生存所需要的氧气含量有关，该时期醋酸菌、酵母菌等微生物进行有氧呼吸消耗了发酵装置中的氧气。
②图2所示平板不能用于计数，这是由于部分菌落过于密集，菌落相互连接，无法准确计数，而与该平板相同稀释倍数的其他平板未出现该现象，据此可推知该平板接种时涂布不均匀，导致菌落分布不均匀。
18. 油菜是重要的经济作物，用黑芥和芸薹为材料培育芥菜型油菜的方法如图所示，不考虑发生其他变异。回答下列问题：

注：A、B分别表示不同植物的一个染色体组，两者的染色体数目分别为10、8。
（1）方法1中F1体细胞的染色体数目为______，可通过物理方法______人工诱导______，得到芥菜型油菜。
（2）由于黑芥和芸薹间的生殖限制，方法1中产生的F1代幼苗数量有限。如果要提高育种效率，可用F1的叶片为材料培育芥菜型油菜，写出实验思路：__________________。
（3）方法2应用______技术，打破了黑芥与芸薹之间的生殖隔离。步骤①需要用______处理以去除细胞壁，获得的甲为______。
（4）步骤②可通过______法（写出一种），促进甲、乙融合。该过程获得杂种细胞的概率较低，因为步骤②的产物除杂种细胞外还可能有未融合的细胞、融合的具有相同核的细胞。可通过流式细胞仪对细胞中的染色体数量进行检测，从而筛选出杂种细胞，理由是______。
【答案】（1）①. 18 ②. 低温处理 ③. 染色体加倍
（2）用植物组织培养技术，以F1叶片为外植体，脱分化形成愈伤组织，用秋水仙素处理（或者低温诱导）愈伤组织，之后再分化形成植株，即有可能获得芥菜型油菜
（3）①. 植物体细胞杂交 ②. 纤维素酶、果胶酶 ③. 黑芥原生质体
（4）①. 电融合/离心/PEG融合/高Ca2+-高pH等 ②. 未融合细胞中的染色体数量为20或者16，融合的具有相同核的细胞中染色体数量为40或者32，而杂种细胞的染色体数量为36，不同类型细胞的染色体数量存在差异
【分析】秋水仙素作用的机理：人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理，目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来可能发育成多倍体植株。
【小问1详解】
A、B分别表示不同植物的一个染色体组，两者的染色体数目分别为10、8。因此，方法1中F1体细胞的染色体数目为18，可通过物理方法如低温人工诱导染色体数目加倍，得到芥菜型油菜，这是因为低温条件下会抑制纺锤体的形成，因而会导致细胞中染色体数目加倍，进而获得芥菜型油菜，其中染色体数目为36。
【小问2详解】
由于黑芥和芸薹间的生殖限制，方法1中产生的F1代幼苗数量有限。如果要提高育种效率，可用F1的叶片为材料培育芥菜型油菜，该过程的原理是植物细胞的全能性，所用得劲激素是植物组织培养技术。具体实验思路为：以F1叶片为外植体，脱分化形成愈伤组织，用秋水仙素处理（或者低温诱导）愈伤组织，之后再分化形成植株，即有可能获得芥菜型油菜。
【小问3详解】
方法2应用植物体细胞杂交技术，该技术的原理是植物细胞的全能性和细胞膜的流动性，该方法打破了黑芥与芸薹之间的生殖隔离。步骤①需要用纤维素酶、果胶酶处理以去除细胞壁，获得的甲为黑芥原生质体，乙为芸薹体细胞原生质体。
【小问4详解】
步骤②可通过电融合/离心/PEG融合/高Ca2+-高pH等法促进甲、乙融合获得杂种细胞，杂种细胞再生出细胞壁是融合成功的关键。该过程获得杂种细胞的概率较低，因为步骤②的产物除杂种细胞外还可能有未融合的细胞、融合的具有相同核的细胞。可通过流式细胞仪对细胞中的染色体数量进行检测，从而筛选出杂种细胞，该方法的原理是利用不同融合细胞中染色体不同实现的，即未融合细胞中的染色体数量为20或者16，融合的具有相同核的细胞中染色体数量为40或者32，而杂种细胞的染色体数量为36，据此做出判断。
19. 为降低人乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体药物偶联物（ADC），过程如图所示。回答下列问题：
（1）实验时，向小鼠注射取自______的特定抗原，其目的是____________。
（2）步骤①是指______，实现该过程依赖于细胞膜具有______的结构特点。
（3）经过步骤②、③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是__________________。
（4）步骤④将获得的a单克隆抗体和b治疗乳腺癌的药物这2部分，通过接头结合在一起，形成____________，实现对乳腺癌的治疗。与常规化疗方法相比，该治疗方法具有的明显优点是________________________。
【答案】（1）①. 人乳腺癌细胞 ②. 获得能产生特定（治疗乳腺癌的/与乳腺癌细胞特异性结合的）抗体的B淋巴细胞
（2）①. （动物）细胞的融合 ②. 一定的流动性
（3）能大量增殖，又能产生特定抗体
（4）①. 生物导弹/抗体药物偶联物/ADC ②. 单克隆抗体能使药物精准地作用于乳腺癌（靶）细胞，避免其他细胞受损
【分析】由于单克隆抗体的特异性强，能特异性识别抗原，因此可以把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、药物等相结合，制成“生物导弹”。借助单克隆抗体的定位导向作用将药物定向带到癌细胞，在原位杀死癌细胞。疗效高，副作用小，位置准确。
【小问1详解】
向小鼠注射特定的抗原应取自人的乳腺癌细胞，目的是使小鼠体内能产生获得能产生特定（治疗乳腺癌的）抗体的B淋巴细胞。
【小问2详解】
步骤①是指动物细胞的融合，其依据的原理是细胞膜具有一定的流动性的结构特点。
【小问3详解】
步骤②是指筛选杂交瘤细胞，步骤③是进行第二次筛选——抗体检测，筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能大量增殖，又能产生特定抗体。
【小问4详解】
步骤④是指将获得的a单克隆抗体和b治疗乳腺癌的药物这2部分，通过接头结合在一起，从而形成ADC，从而实现对乳腺癌的治疗。与常规化疗方法相比较，ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是单克隆抗体能使药物精准地作用于乳腺癌（靶）细胞，避免对其他细胞造成受损。
20. 番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）是一类单链环状DNA病毒，能引发番茄黄化曲叶病。检测某番茄幼苗是否感染该病毒，实验人员操作过程如图所示。完成下列问题：
（1）PCR反应中每次循环可分为______退火、延伸三步。
（2）步骤③中使用的酶是______，步骤②中的样本DNA在步骤③中作为______。步骤③需加入根据______的碱基序列设计的引物。
（3）PCR扩增得到的产物进行琼脂糖凝胶电泳后的结果如下：
①实验中，DNA marker是一组已知长度和含量的标准DNA片段的混合物，DNA marker的作用是作为______的参照物。已知在该缓冲液中DNA带负电，图中代表正极的电极是______。
②健康番茄幼苗的DNA是阴性对照组，______是阳性对照组。由电泳图中条带情况可知：该样品植株______（填“感染”或“未感染”）病毒。
【答案】（1）变性 （2）①. Taq酶（耐高温的DNA聚合酶）②. PCR的模板 ③. TYLCV（番茄黄化曲叶病毒）的DNA
（3）①. 指示DNA分子大小 ②. 电极2 ③. TYLCV（番茄黄化曲叶病毒）的DNA ④. 感染
【分析】PCR（聚合酶链式反应）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制。
【小问1详解】
PCR反应中每次循环可分为变性、退火和延伸三步。
【小问2详解】
步骤③是指利用PCR扩增DNA片段，需要使用耐高温的DNA聚合酶，步骤②中的样本DNA在PCR扩增中充当模板。结合题干信息，在步骤③中需加入引物，该引物应是根据TYLCV（番茄黄化曲叶病毒）的DNA设计的。
【小问3详解】
①DNAmarker是一组已知长度和含量的标准DNA片段的混合物，起参照作用，能大致估算目的DNA片段的大小。依据条带位置，已知在该缓冲液中DNA带负电，则图中代表正极的电极是电极2。
②健康番茄幼苗的DNA中不会含有黄化曲叶病毒（TYLCV）的DNA，以此作为阴性对照组，则含有TYLCV的DNA作为阳性对照。依据电泳条带比对可知，该样品植株含有含有TYLCV的DNA，故该样品植株感染了病毒。
21. 金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中具有金属结合能力的蛋白质，决定该蛋白质合成的基因结构如图1所示。科研人员利用图2所示质粒构建枣树的MT基因重组DNA分子并导入大肠杆菌细胞，获得对重金属镉（Cd）具有吸附能力和耐受能力的MT工程菌。回答下列问题：启动子

（注：XhⅠ、KpnⅠ、PstⅠ为不同限制酶的识别位点：LacZ基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以催化无色物质X-gal产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色：amp基因为氨苄青霉素抗性基因。）
（1）利用PCR技术扩增MT基因时应选择的引物组合是______，并在其5′末端分别添加限制酶______和______的识别序列。
（2）构建重组DNA分子：启动子是_________________识别并结合的部位。
（3）导入、筛选和鉴定MT工程菌。
①将得到的混合物导入到用______处理的大肠杆菌完成转化实验。
②将菌液稀释并涂布在含____________的培养基上进行培养后，随机挑取______色的单菌落可获得MT工程菌。
③欲进一步对MT工程菌进行鉴定，可将挑取出的MT工程菌与普通大肠杆菌分别接种至含一定浓度的重金属镉的LB液体培养基中，置于恒温培养箱中培养，适宜时间后检测菌种数量和培养基中的镉浓度，预期结果为________________________。
【答案】（1）①. 引物Ⅲ和引物Ⅱ ②. XhⅠ ③. KpnⅠ
（2）RNA聚合酶
（3）①. ①Ca2+ ②. X-gal和氨苄青霉素 ③. 白 ④. 与接种普通大肠杆菌相比，接种MT工程菌的培养基中，菌种数量更高，培养基中的镉浓度更低
【小问1详解】
PCR过程中，引物与模板链的3'端结合，因此应当选择引物Ⅱ和引物Ⅲ，这样才能使DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。构建目的基因表达载体时，应将MT基因的插入到启动子和终止子之间，由于目的基因中含有Pst Ⅰ的识别序列，若在基因两侧添加Pst Ⅰ识别序列，将来对MT基因进行切割时会破坏目的基因，同时为了保证MT基因正向连接到质粒上，应当在MT基因两侧连上不同的限制酶识别序列，故添加的限制酶序列分别是Xh Ⅰ和Kpn Ⅰ限制酶序列，并且应添加在基因的外侧，才能不影响基因的序列，故添加在引物的5'端。
【小问2详解】
启动子是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，最终表达出人类需要的蛋白质。
【小问3详解】
①大肠杆菌是原核生物，需要Ca2+处理，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，完成将基因表达载体导入受体细胞并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，即转化过程。
②在含有氨苄青霉素的培养基上，导入了空白质粒和重组质粒的大肠杆菌都可以形成菌落，但导入重组质粒的大肠杆菌LacZ基因被破坏，不能催化无色物质X-gal产生蓝色物质，是白色菌落，故应挑取白色单菌落进行培养，即筛选受体菌时需要在培养基中加入X-gal和氨苄青霉素这两种物质。
③操作获得的是对重金属镉（Cd)具有吸附能力和耐受能力的MT工程菌，因此欲进一步对MT工程菌进行鉴定，可将挑取出的MT工程菌与普通大肠杆菌分别接种到含有(一定浓度的重金属)镉的LB液体培养基中，工程菌符合要求的实验结果应为：与接种普通大肠杆菌相比，接种MT工程菌的培养基中，菌种数量更高，培养基中的镉浓度更低。
22. 水蛭是我国传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性，蛋白质工程流程如图所示。回答下列问题：

（1）蛋白质工程是基因工程的延伸，区别在于基因工程原则上只能生产______的蛋白质，蛋白质工程可以通过改造或合成______来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白。
（2）图中物质a是______物质b是______，在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是________________________。
（3）研究者运用蛋白质工程技术，构建水蛭肽嵌合蛋白（TNHH），以大鼠为材料研究发现TNHH对脑出血后脑水肿具有一定的治疗效果。完善以下实验设计。
注：实验结果为大鼠神经功能缺损评分，缺损评分越高，神经功能损伤越严重
【答案】（1）①. 自然界已经存在的 ②. 基因
（2）①. （具有一定氨基酸序列的）多肽链 ②. mRNA##信使RNA ③. 密码子的简并性（或一种氨基酸可能有多种密码子与之对应）
（3）①. 在脑中注入血液 ②. 在脑中注入血液 ③. 静脉注射生理盐水 ④. 静脉注射TNHH溶液
【小问1详解】
基因工程原则上只能生产自然界已经存在的的蛋白质，而蛋白质工程可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。
【小问2详解】
蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，据图可知，物质a是具有一定氨基酸序列的多肽链，物质b是mRNA。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。
【小问3详解】
据表可知，该实验是研究TNHH对脑出血的治疗效果，实验前先制备脑出血模拟鼠，所以①②均在脑中注入血液（适量且等量）。该实验的自变量是是否使用TNHH和处理时间，因变量是大鼠神经功能缺损评分，结合实验结果可知，③为静脉注射生理盐水，A组为空白对照组，B组为对照组，④为静脉注射TNHH溶液，C组为实验组。
实验处理
A组
B组
C组
只进针，不在脑中注入血液
________
________
________
静脉注射生理盐水
________
实验结果
0
0
0
0
1.75
2.75
2.37
1.37
1.25
1.62
1.65
0.87
处理后时间（h）
6
24
72
168
6
24
72
168
6
24
72
168