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湖北省十堰市2023-2024学年高二下学期6月期末调研考试生物试卷
1．（2024高二下·十堰期末）稻—鱼立体种养方式是以水稻为主体、适量养鱼的生态种养模式，即能通过种养结合，实现一水双用、一田双收。水稻种植与水产养殖协调发展，是一种可复制、可推广的现代农业模式。鱼能摄食害虫虫卵和杂草，其粪便能作为水稻肥料。下列叙述错误的是（　　）
A．该种养方式能提高不同营养级的能量利用率
B．鱼的粪便主要为水稻的生长提供物质和能量
C．鱼的养殖有利于能量更多地流向对人类有利的方向
D．该种养方式能够减少农药和化肥的使用
【答案】B
【知识点】研究能量流动的实践意义；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、该种养模式可以提高农田生态系统不同营养级的能量利用率，A正确；
B、鱼粪为水稻生长提供所需要的物质，但不能提供能量，B错误；
C、鱼的养殖可以调整能量流动的方向，有利于能量更多地流向对人类有利的方向，C正确；
D，鱼粪为水稻生长提供所需要的物质，可以减少田间农药和化肥的使用，D正确。
故答案为：B。
【分析】生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。这个过程是通过食物链和食物网进行的，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
首先，能量流动的起点是生产者（主要是绿色植物）通过光合作用所固定的太阳能。这些能量被生产者吸收后，一部分用于自身的呼吸消耗，另一部分则用于生长、发育和繁殖等生命活动。
然后，能量通过食物链和食物网在生态系统中的各个营养级之间流动。在流动过程中，能量是逐级递减的，这是因为每个营养级的生物都会因为呼吸作用而消耗掉大部分能量，而且能量在从一个营养级传递到下一个营养级的过程中，也会有一部分能量被流失掉。这种能量的逐级递减，使得生态系统中的能量流动具有单向流动的特点。
研究能量流动的意义在于：
1. 帮助人们了解生态系统中能量的转化和利用规律，从而更好地管理生态系统。通过研究能量流动，人们可以了解生态系统中各个营养级之间的能量转换和传递情况，以及能量在生态系统中的分布和利用效率，从而制定出更加科学合理的生态系统管理策略。
2. 指导农业生产。在农业生产中，能量的利用效率是影响农作物产量的重要因素之一。通过研究能量流动，人们可以了解作物生长过程中能量的利用情况，以及如何提高能量的利用效率，从而实现农业生产的可持续发展。
3. 促进生态系统的保护和恢复。由于人类活动的影响，许多生态系统已经遭受了严重的破坏和退化。通过研究能量流动，人们可以了解生态系统中能量的流失和损失情况，以及如何采取措施恢复和保护生态系统中的能量流动，从而实现生态系统的可持续发展。
4. 推动可再生能源的发展。随着全球气候变化和环境问题的日益严重，可再生能源的发展已经成为全球关注的焦点。通过研究能量流动，人们可以了解可再生能源在生态系统中的利用情况，以及如何提高可再生能源的利用效率，从而推动可再生能源的发展和应用。
2．（2024高二下·十堰期末）生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵物种一般具有较强的适应能力、繁殖能力和扩散能力，而且在入侵地缺乏天敌，因而生长迅速，导致本地物种衰退甚至消失。下列叙述正确的是（　　）
A．入侵生物的种群数量持续呈现“J”形增长
B．入侵生物往往会使入侵地的物种多样性增加
C．解决物种入侵的措施是大量引进其天敌
D．物种入侵可降低当地生态系统的稳定性
【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因；种群数量的变化曲线；生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、由于空间资源有限，入侵生物的种群数量不会持续呈现“J”形增长 ，A错误；
B、入侵生物可能导致本地物种灭绝，会使入侵地的物种多样性降低，使当地生态系统的稳定性降低， B错误；
C、如果随意引入入侵物种的天敌，可能造成更多的本地物种灭绝，C错误；
D，入侵生物可能导致本地物种灭绝，使当地生态系统的稳定性降低，D错误。
故答案为：D。
【分析】生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。以下是关于生物入侵的详细解释：1. 定义：
生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。
对于特定的生态系统与栖境来说，任何非本地的物种都叫作外来物种。
2. 外来物种的特点：
生态适应能力强：外来物种在新的环境中往往能够迅速适应并生存下来。
繁殖能力强：一些外来物种在新的环境中没有自然天敌，因此能够迅速繁殖。
传播能力强：通过自然或人为的途径，外来物种可以迅速扩散到新的地理区域。
3. 入侵原因：
学术界对外来种入侵发生的原因并不完全清楚，但大致可以分两个方面来讨论：一是从入侵者的角度分析，如物种的适应性、繁殖能力等；二是从被入侵的生态系统去考察，如生态系统的脆弱性、缺乏自然控制机制等。
4. 主要危害：
降低生物多样性：成功入侵的外来物种常常直接或间接地降低被入侵地的生物多样性。
改变生态系统结构与功能：外来物种的入侵可能改变当地生态系统的结构与功能，造成本地物种的丧生或灭绝。
威胁经济发展：外来入侵物种不断繁殖、扩散，严重威胁森林、草原、农田、水系等生态系统，对经济发展具有极大危害。
危害人类健康：一些外来入侵物种能直接或间接地危害人类健康。
5. 防治措施：
预防措施：加强监测和风险评估，强化边境检疫，加强法律法规建设。
早期监测和快速响应：通过定期监测和评估入侵物种的分布和数量变化，及时发现入侵物种的迹象，并尽早采取相应的控制措施。
生物控制：利用天敌、病原体或竞争性物种来控制入侵物种的繁殖和扩散。
物理防治：利用物理手段来防止入侵物种的扩散和繁殖，如屏障建设、机械清除等。
化学防治：利用化学药剂来控制入侵物种的繁殖和扩散。
3．（2024高二下·十堰期末）四川泡菜的制作历史已有上千年。据考证，泡菜古称道，北魏的《齐民要术》记有用白菜制作泡菜的方法。在四川，经过长期的实践总结，制作泡菜的工艺逐渐完善，形成了现在的四川泡菜。四川泡菜常用的蔬菜有萝卜、黄瓜、卷心菜和豆角。下列关于泡菜制作的叙述，正确的是（　　）
A．盐水和蔬菜都需要加热煮沸，冷却后再倒入泡菜坛，以防止杂菌污染
B．发酵过程中加入防腐剂，可以有效防止醋酸菌之外的杂菌增殖
C．泡菜发酵中期，其他微生物都被抑制，发酵产物只有乳酸
D．泡菜发酵后期，乳酸不断积累，可抑制乳酸菌的生长繁殖
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用；泡菜的制作
【解析】【解答】A、蔬菜洗净即可，不需要加热煮沸，A错误；
B、发酵过程中不需要加入防腐剂，因为其他微生物在酸性无氧的环境下无法生长，B错误；
C、泡菜发酵中期，大部分其他微生物都被抑制，并不是全部微生物，C错误；
D、泡菜发酵后期，乳酸不断积累，pH降低，营养物质减少，会抑制乳酸菌的生长繁殖，D正确。
故答案为：D。
【分析】泡菜发酵是一个复杂但有趣的过程，主要涉及乳酸菌的代谢活动。以下是泡菜发酵过程的详细解释：
一、泡菜发酵原理：
泡菜发酵主要依赖于乳酸菌的代谢活动。乳酸菌在发酵过程中会产生乳酸，从而降低泡菜的pH值，创造一个不利于有害微生物生长的环境。同时，乳酸菌的代谢产物还能增加泡菜的口感和风味。
二、泡菜发酵阶段：
1. 初期阶段：这个阶段以异型乳酸发酵为主，伴有微弱的酒精发酵和醋酸发酵。乳酸菌开始活跃，产生乳酸、乙醇、醋酸及二氧化碳，逐渐形成厌氧状态。乳酸积累约为0.3-0.4%，pH值降至4.5-4.0，这是泡菜的初熟阶段，大约需要2-5天。
2. 中期阶段：进入正型乳酸发酵阶段，此时厌氧状态已经形成，植物乳酸杆菌成为优势菌群。乳酸积累达到0.6-0.8%，pH值降至3.8-3.5。在这个阶段，大肠杆菌、腐败菌等有害微生物逐渐死亡，酵母、霉菌等也受到抑制。这是泡菜完熟阶段，大约需要5-9天。
3. 后期阶段：正型乳酸发酵继续进行，乳酸积累可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌本身也受到抑制。此时的产品不再属于泡菜范畴，而是被称为酸菜。
三、泡菜发酵注意事项：
1. 泡菜发酵过程中应避免接触生水或油类物质，以免引入有害微生物导致泡菜腐败。
2. 泡菜发酵温度应控制在适宜范围内，通常为20-30摄氏度。温度过高会加速发酵过程但可能导致风味变差，温度过低则发酵缓慢。
3. 泡菜发酵容器应选用密封性能好的材料，以防止空气进入导致杂菌污染。
4. 泡菜发酵过程中应定期检查泡菜状态，如发现异味、变色等情况应及时处理。
四、泡菜中亚硝酸盐问题：
在泡菜发酵过程中，亚硝酸盐的含量是一个需要关注的问题。由于蔬菜在腌制和贮藏初期会产生一定量的亚硝酸盐，因此泡菜在发酵初期可能存在亚硝酸盐含量较高的情况。但随着发酵的进行和乳酸菌的代谢活动，亚硝酸盐会被逐渐降解至安全水平。因此，在食用泡菜时应注意选择发酵充分的泡菜并适量食用以避免亚硝酸盐摄入过多的问题。
4．（2024高二下·十堰期末）某同学利用稀释涂布平板法对放置在冰箱中的隔夜牛奶中的微生物进行计数。首先将1mL牛奶稀释100倍，然后取0.1mL稀释液均匀涂布在培养基表面，重复操作5个平板，在适宜条件下培养一段时间，5个平板上的菌落数分别为15、70、73、71、74。下列叙述错误的是（　　）
A．隔夜牛奶中的活菌数大约为6.06×107个·L-1
B．5个平板培养的条件和时间必须一致
C．题中接种法可以用于微生物的分离和计数
D．题中接种法统计的菌落数往往比实际的活菌数低
【答案】A
【知识点】微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、稀释涂布平板法中，一般选用30～300个菌落数进行计数，故稀释100倍的菌落数目为(70+73+71+74)÷0.1×100×1000=7.2×107个/L，A错误；
B、为了保证无关变量相同，所以5个平板培养的条件和时间必须一致，B正确；
C、题中接种法是稀释涂布平板法，可以用于微生物的分离和计数，C正确；
D、稀释涂布平板法在计数时，可能存在两个或多个细菌形成一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际的活菌数低，D正确。
故答案为：A。
【分析】微生物的接种方法多种多样，每种方法都有其特定的应用场景和注意事项。以下是几种常见的微生物接种方法：
1.平板接种法：
方法：将微生物接种在培养基的表面上，通过接种棒或铅笔头的方式在培养基表面画线或涂抹，形成菌落。
应用：适用于培养革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，通常用于分离和计数微生物。
注意事项：注意接种的均匀性和细菌数量的控制，以避免产生过多或过少的菌落。
2.液体接种法：
方法：将微生物接种在含有营养物质的液体培养基中，通过摇床或振荡器进行培养。
应用：适用于培养需要大量微生物的情况，如大规模生产微生物菌种或进行微生物代谢产物的生产。
注意事项：注意培养液的搅拌速度和通气情况，以保证微生物的充分生长和代谢。
3.斜面接种法：
方法：将微生物接种在倾斜的培养基表面上，通过接种棒或铅笔头的方式在斜面上画线或涂抹，形成菌落。
应用：适用于培养对氧需求较高的微生物，如厌氧菌和微需氧菌。
注意事项：注意斜面的倾斜角度和接种的均匀性，以保证微生物的充分生长和代谢
4.深层接种法：
方法：将微生物接种在含有固体琼脂的试管或培养瓶中，通过接种棒或铅笔头的方式在琼脂表面插入或涂抹，形成菌落。
应用：适用于培养对氧需求较低的微生物，如厌氧菌和微需氧菌。
注意事项：注意琼脂的固化温度和接种的深度，以保证微生物的充分生长和代谢。
5.滴播接种法：
方法：将微生物接种在含有营养物质的琼脂平板上，通过滴管或移液器滴播微生物悬液，形成菌落。
应用：适用于培养对氧需求较高的微生物，如厌氧菌和微需氧菌。
注意事项：注意滴播的均匀性和微生物悬液的浓度，以保证微生物的充分生长和代谢。
6.直接接种法：
方法：将纯培养的微生物直接添加到目标环境中，如土壤、水体或发酵罐中。
应用：适用于培养基或液体介质中的微生物接种。
7.转入接种法：
方法：将微生物从一个环境转移到另一个环境中，常用于土壤接种。
8.合成接种法：
方法：将多种微生物株混合起来接种到目标环境中，利用多种有益微生物的协同作用提高目标环境的功能。
9.穿刺接种法：
方法：用接种针蘸取少量的菌种，沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺，适用于保藏厌氧菌种或研究微生物的动力。
10.浇混接种法：
方法：将待接的微生物先放入培养皿中，再倒入冷却至45℃左右的固体培养基，迅速轻轻摇匀，使菌液达到稀释的目的。
11.涂布接种法：
方法：先倒好平板让其凝固，再将菌液倒入平板上面，迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布，使菌液均匀分布。
12.注射接种法：
方法：用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内，如人或其它动物中，常见的疫苗预防接种就是这种方法。
5．（2024高二下·十堰期末）花椰菜易受黑腐病病原菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。将花椰菜和野生黑芥进行植物细胞融合获得抗黑腐病杂种植株，流程如图所示。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。下列叙述错误的是（　　）
A．①过程需要在等渗溶液中进行，以确保细胞结构不受破坏
B．紫外线处理黑芥原生质体的过程利用了染色体变异的原理
C．通常可使用灭活的病毒来诱导②过程中的原生质体融合
D．获得的杂种植株可通过接种黑腐病病原菌来鉴定其抗黑腐病的能力
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程；细胞融合的方法
6．（2024高二下·十堰期末）肌萎缩侧索硬化，又称渐冻症，被称为世界五大绝症之一，主要表现为肌肉弱化和神经元损伤。研究发现，利用诱导多能干细胞（iPS细胞）制作前驱细胞，然后移植给肌萎缩侧索硬化实验鼠，能延长其寿命。下列叙述错误的是（　　）
A．iPS细胞由胚胎干细胞进行体外培养和诱导形成
B．iPS细胞分化成前驱细胞后DNA不变，蛋白质改变
C．iPS细胞来源于实验鼠本身，可避免免疫排斥作用
D．植入前驱细胞不能根治肌萎缩侧索硬化但能延缓其症状
【答案】A
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展；干细胞的概念及种类；胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、iPS由体细胞进行体外培养和诱导形成，而不是用胚胎干细胞，A错误；
B、细胞分化是基因选择性表达的过程，所以iPS细胞分化成前驱细胞后DNA不变，蛋白质改变，B正确；
C、iPS细胞来源于实验鼠本身的体细胞，可避免免疫排斥作用 ，C正确；
D、肌萎缩侧索硬化表现为肌肉弱化和神经元损伤，利用诱导多能干细胞（iPS细胞）制作前驱细胞，然后移植给肌萎缩侧索硬化实验鼠能延长其寿命，虽不能根治该病，但能够延缓症状，D正确。
故答案为：A。
【分析】干细胞的分类和作用可以归纳如下：
一、干细胞的分类
1.按发育阶段分类：
胚胎干细胞：来源于受精卵发育分化的胚胎内细胞团或原始生殖嵴，具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。
成体干细胞：存在于胎儿和成人的各种组织和器官中，包括神经干细胞、造血干细胞、骨髓干细胞、胎盘干细胞、脐带干细胞和脂肪干细胞等。当机体受到损伤时，成体干细胞被激活，形成具有生理活性的细胞来修复损伤的组织。
2.按分化潜能分类：
全能干细胞：具有自我更新和分化形成任何类型细胞的能力，如受精卵。
多能干细胞：具有分化出多种细胞组织的潜能，如胚胎干细胞和诱导性多能干细胞。
专能干细胞：只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化，如神经干细胞、造血干细胞。
二、干细胞的作用
1.研究人类发育和疾病：干细胞是研究人类发育和疾病的重要工具，特别是在发育生物学、遗传学、细胞生物学等领域。
2.治疗罕见病和遗传病：胚胎干细胞具有全能性，可以分化成各种组织和器官，因此有潜力用于治疗一些罕见病和遗传病。诱导多能干细胞也具有类似的潜力。
3.修复和替换受损组织：成体干细胞具有多向分化的能力，可以修复和替换受损的组织。例如，造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板等，用于治疗血液系统疾病；间充质干细胞可以分化成骨、软骨、脂肪、肌肉等组织，用于治疗骨关节炎等疾病。
4.细胞治疗：细胞治疗具有规避传统药物治疗和手术治疗的弊端，如药物副作用和手术并发症等。干细胞治疗作为一种新兴的细胞治疗方式，具有广阔的应用前景。
7．（2024高二下·十堰期末）近年来，随着生物科技的进步和发展，克隆动物养殖技术成为生物科学领域一项引人瞩目的研究主题，克隆技术的出现为动物繁殖和保护提供了新的思路和方法。利用动物细胞培养和核移植技术获得克隆动物的流程如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．供体细胞为胚胎细胞的移植成功率比供体细胞为体细胞的更高
B．①可通过电融合法将两细胞融合，供体核进入卵母细胞
C．②之前要用物理或化学方法激活重构胚以完成细胞分裂和发育进程
D．克隆动物拥有供体、受体和代孕母体三亲的遗传物质
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、胚胎细胞分化程度低，即全能性高，所以供体细胞为胚胎细胞的移植成功率比供体细胞为体细胞的更高，A正确；
B、供体细胞核植入受体卵母细胞后，通常用电融合法等使供体细胞和去核卵母细胞融合，B正确；
C、胚胎移植前通常要用物理或化学方法激活重构胚以完成细胞分裂和发育进程，C正确；
D、克隆动物拥有供体、受体的遗传物质，而没有拥有代孕母体的遗传物质，D错误。
故答案为：D。
【分析】体细胞克隆过程可以清晰地分为以下几个关键步骤：
一、细胞准备阶段
1.体细胞的采集：从供体动物身体的某一部位上取体细胞，例如皮肤细胞、肌肉细胞等。
2.卵母细胞的准备：从另一只动物体内提取卵母细胞，并体外培养到减数第二次分裂中期。在这个阶段，卵母细胞的细胞核位置靠近第一极体，便于后续去核操作。
3.去核操作：通过显微操作技术，去除卵母细胞中的细胞核和第一极体，得到一个去核的卵母细胞。
二、细胞核移植阶段
1.细胞核的采集：从之前采集的体细胞中分离出细胞核。
2.核移植：将体细胞的细胞核注入到去核的卵母细胞中，通过电刺激或其他物理、化学方法使两者融合，形成重组细胞（或称为重组胚）。
三、胚胎培养阶段
1.激活重组细胞：通过物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重组细胞，使其开始细胞分裂和发育进程。
2.体外培养：将激活后的重组细胞在体外培养环境中继续培养，使其发育成为早期胚胎。
四、胚胎移植与发育阶段
1.胚胎移植：将体外培养得到的早期胚胎移植到第三只动物的子宫内，使其继续发育。
2.妊娠与产仔：代孕动物经过一定时间的妊娠后，最终产下克隆动物。
体细胞克隆技术的成功关键在于细胞核的全能性和细胞重编程的能力。这种技术为生命科学和医学领域的研究提供了重要的工具，例如用于研究遗传疾病的发病机制、培育优良的家畜品种等。同时，体细胞克隆技术也面临着伦理、法律和社会等方面的挑战和争议。
8．（2024高二下·十堰期末）胚胎工程是对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，常见的两种技术如图所示。下列分析错误的是（　　）
A．用促性腺激素促进良种母牛超数排卵
B．良种公牛和母牛要进行同期发情处理
C．胚胎分割时囊胚内细胞团要均等分割
D．图中早期囊胚a、b、c的基因可能不同
【答案】B
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、胚胎工程中需要使用促性腺激素来使母牛超数排卵，A正确；
B、为保证受体牛与供体牛具有相同的生理变化，需要对供体和受体母牛进行同期发情处理，B错误；
C、胚胎分割时囊胚内细胞团要均等分割 ，C正确；
D、据图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，故a、b、c的基因型不一定相同，D正确。
故答案为：B。
【分析】试管动物技术，也称为体外受精技术，是一种通过人工操作在实验室环境中模拟自然受精过程，从而培育出动物后代的技术。以下是关于试管动物技术的详细解释：
一、定义与原理
试管动物技术是一种利用体外受精和体外胚胎培养的方法，在实验室条件下使动物的卵子和精子结合形成受精卵，并经过一段时间的体外培养后，将发育到一定阶段的胚胎移植到母体子宫内，使其继续发育并最终产出幼崽的技术。
二、技术过程
1. 卵子和精子的采集与处理：从雌性动物体内采集卵子，并进行体外成熟培养；同时从雄性动物体内采集精子，并进行体外获能处理。
2. 体外受精：在实验室条件下，将处理后的卵子和精子放入培养皿中，使其结合形成受精卵。
3. 体外胚胎培养：将受精卵在体外进行培养，模拟母体内的环境，使其发育成为早期胚胎。
4. 胚胎移植：将发育到一定阶段的胚胎移植到受体母体的子宫内，使其继续发育并最终产出幼崽。
三、技术特点与优势
1. 突破自然繁殖限制：试管动物技术可以突破自然繁殖的限制，如年龄、疾病等因素，使一些难以自然繁殖的动物也能成功繁殖后代。
2. 提高繁殖效率：通过体外受精和胚胎培养，可以一次性获得多个胚胎，从而提高繁殖效率。
3. 遗传改良：试管动物技术可以与基因编辑技术结合，实现遗传改良，培育出具有优良性状的动物品种。
4. 辅助生殖技术：试管动物技术已成为辅助生殖技术的重要组成部分，为不孕不育患者提供了新的生育途径。
四、应用与前景
试管动物技术在畜牧业、生物医学研究、濒危动物保护等领域具有广泛的应用前景。在畜牧业中，试管动物技术可以加速优良品种的繁殖和遗传改良；在生物医学研究中，试管动物技术可以用于研究人类疾病的发病机制和治疗方法；在濒危动物保护中，试管动物技术可以为濒危物种提供繁殖后代的新途径。
9．（2024高二下·十堰期末）用DNA重组技术可以赋予生物新的遗传特性，在此过程中需要使用多种工具酶，其中3种限制酶的切割位点如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．限制酶和DNA连接酶作用的均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
B．EcoR I酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接
C．EcoR V酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接
D．经EcoR I酶和Mun I酶切割后产生的两个DNA片段可进行连接
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、限制酶切开的是磷酸二酯键，DNA连接酶是催化DNA片段的连接，所以形成的是磷酸二酯键，A正确；
B、如图，EcoR I酶切割后的DNA片段为黏性末端，可用T4DNA连接酶连接，B正确；
C、EcoR V切出的为平末端，应用T4DNA连接酶连接，C错误；
D、经EcoR I酶和Mun I酶切割后产生的末端相同，所以两个DNA片段可进行连接，D正确。
故答案为：C。
【分析】E.coliDNA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。
限制酶（也称为限制性核酸内切酶或限制性内切核酸酶）在生物学研究中扮演着至关重要的角色。以下是关于限制酶作用的详细解释：
1.定义与识别机制：
限制酶是一类能够识别特定的DNA序列并在该序列的特定位点上剪切DNA分子的酶。
每一种限制酶都有一段特定的DNA序列（也称为限制酶切割位点），只有当DNA序列与该切割位点完全匹配时，限制酶才能结合到DNA上。
2.作用机制：
识别特定的DNA序列：限制酶通过“酶-底物”互作来识别特定的DNA序列。
剪切DNA分子：一旦限制酶与DNA序列结合，酶就会剪切DNA分子，产生两个断裂的末端。这些末端可以是黏性末端或平末端。
3.应用领域：
DNA重组与基因工程：通过使用不同的限制酶，研究人员可以精确地剪切DNA分子，并将不同源的DNA片段连接在一起，构建出具有特定功能的重组DNA分子。这种技术在基因工程研究中起到了关键作用，并被广泛应用于制造转基因生物、病毒载体构建以及人工合成DNA等领域。
DNA测序与分析：限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段可以被进一步用于测序、聚合酶链反应(PCR)扩增以及凝胶电泳等实验中，以实现对DNA序列和结构的研究。
DNA指纹图谱构建：在基因组学研究中，限制酶也被用于DNA指纹图谱的构建。通过限制酶切割不同个体的DNA样本，然后通过凝胶电泳分离DNA片段，最终形成特定的DNA条带图谱。这种技术被广泛应用于物种鉴定、犯罪侦查、亲子鉴定以及种质资源保护等领域。
4.分类与性质：
根据限制酶的结构、辅因子的需求切位与作用方式，可将限制酶分为三种类型：第一型（Type I）、第二型（Type II）及第三型（Type III）。每种类型都有其特定的作用方式和应用场景。
5.限制与注意事项：
限制酶需要在特定的温度和离子浓度条件下才能发挥作用，因此在实验操作过程中需要严格控制条件。
限制酶只能识别特定的DNA序列，对于DNA序列中的变异或突变无法识别。因此，在某些情况下，研究人员可能需要使用多个限制酶来进行验证和确认。
10．（2024高二下·十堰期末）运用PCR技术从DNA中扩增目的基因的过程中，引物是所需要的基本条件，引物的3'端碱基为结合模板DNA的关键碱基，5'端无严格限制。下列叙述正确的是（　　）
A．引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的5'端开始连接脱氧核苷酸
B．通过设计引物的3'端能选择需要扩增的DNA片段
C．引物的3'端可用于添加限制酶切割位点等序列
D．用图中引物扩增一个循环后即可获得目的基因
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，它是指在核苷酸聚合作用起始时，刺激合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子，A错误；
B、PCR扩增过程中，脱氧核苷酸只能连接在3'端，因此通过设计引物的3'端能选择需要扩增的DNA片段，B正确；
C、PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键，5'端无严格限制，所以可用于添加限制酶切点等序列，而3'不可以，C错误；
D、 由图示可知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个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，即用图中引物扩增至少3个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物，D错误。
故答案为：B。
【分析】
PCR（聚合酶链式反应）扩增过程是一个在体外模拟DNA自然复制过程的技术，用于快速扩增特定的DNA片段。以下是PCR扩增过程的详细步骤：
一、PCR扩增前的准备
模板DNA：待扩增的DNA片段，可以来自任何生物样本，如血液、细胞、组织等。
引物：一对人工合成的寡核苷酸序列，与模板DNA的特定区域互补，用于指导DNA聚合酶在模板上合成新的DNA链。
耐热DNA聚合酶：如Taq DNA聚合酶，能在高温下保持活性，是PCR反应中的关键酶。
脱氧核糖核苷三磷酸（dNTPs）：包括dATP、dTTP、dCTP和dGTP，是DNA合成的原料。
缓冲液和离子：提供反应所需的pH值和离子环境。
二、PCR扩增过程
PCR扩增过程通常分为以下三个主要步骤，这些步骤在PCR仪中通过控制温度循环进行：
1. 变性
- 温度：通常加热至95℃左右。
- 时间：持续约30秒至1分钟。
- 目的：通过高温使模板DNA双链解离成单链，为后续的引物结合和DNA合成做准备。
2. 退火
- 温度：降低至50℃至65℃之间，具体温度取决于引物的Tm值（熔解温度）。
- 时间：持续约30秒至1分钟。
- 目的：在较低的温度下，引物与模板DNA单链上的互补序列结合，形成引物-模板复合物。
3. 延伸
- 温度：升高至72℃，这是DNA聚合酶的最佳活性温度。
- 时间：根据目标DNA片段的长度和DNA聚合酶的活性而定，通常为1分钟至数分钟。
- 目的：在DNA聚合酶的作用下，以dNTPs为原料，从引物的3'端开始，沿着模板DNA单链的5'→3'方向合成新的DNA链。
三、PCR循环与产物积累
PCR反应通常进行数十个循环，每个循环都包括变性、退火和延伸三个步骤。在每个循环中，新合成的DNA链都会成为下一个循环的模板，因此DNA片段的数量呈指数级增长。经过数十个循环后，可以扩增出大量的目标DNA片段。
四、PCR产物的检测与分析
PCR产物可以通过凝胶电泳、荧光定量PCR等方法进行检测和分析。凝胶电泳可以直观地显示PCR产物的数量和大小，而荧光定量PCR则可以实时监测PCR过程中DNA片段的扩增情况，实现定量分析。
11．（2024高二下·十堰期末）下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是（　　）
A．研磨时加入冷却的酒精有助于细胞中的DNA溶解在研磨液中
B．在滤液中加入适量的蛋白酶有助于提取出DNA含量较高的白色丝状物
C．如果选择洋葱作为提取材料，加入洗涤剂瓦解细胞壁即可释放出DNA
D．将提取的DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后即可观察到蓝色反应
【答案】B
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA不溶于酒精溶液，所以不需要加入酒精，A错误；
B、在滤液中加入适量的蛋白酶可以分解蛋白质，故有助于提取出DNA含量较高的白色丝状物，B正确；
C、 洗涤剂能瓦解细胞膜而不是细胞壁，C错误；
D、将提取的DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂不可观察到蓝色反应，还需要进行沸水浴，D错误。
故答案为：B。
【分析】DNA的粗提取和鉴定是现代分子生物学中的关键步骤，以下是详细的提取和鉴定过程：
一、DNA粗提取：
1. 实验原理：
利用DNA在特定浓度的氯化钠溶液中溶解度最低的特性，以及DNA不溶于酒精但其他细胞物质可溶于酒精的特点，进行DNA的粗提取。
2. 实验材料（以鸡血为例）：
鸡血细胞液：通过离心或静置方法获得。
试剂：包括氯化钠溶液、柠檬酸钠溶液、二苯胺试剂（A液和B液）、蒸馏水等。
3. 实验步骤：
提取细胞核物质：取鸡血细胞悬液，加入蒸馏水搅拌使血细胞破裂，释放细胞核内物质，过滤取滤液。
溶解核内的DNA：在滤液中加入高浓度的氯化钠溶液，使DNA游离并溶解。
析出DNA黏稠物：沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水，降低溶液浓度，使DNA溶解度下降而析出。
滤取DNA黏稠物：用多层纱布过滤，取纱布上的DNA黏稠物。
二、DNA鉴定：
1. 凝胶电泳：
利用电场将带电的DNA分子移动到凝胶上，根据DNA片段大小进行分离。
通过比较样品中不同长度的DNA条带，确定是否存在目标序列。
2. PCR扩增：
通过引物特异性识别目标序列，在体外进行大量扩增。
高效、敏感、特异性强的鉴定方法，可检测极少量的目标序列。
3. DNA测序：
直接读取DNA序列的方法，通过测序仪读取PCR扩增的目标片段或提取的DNA样品。
可检测出极少量的变异或突变，适用于整个基因组的分析。
4. 二苯胺鉴定：
利用DNA遇二苯胺（沸水浴）成蓝色的特性，鉴定提取的DNA。
12．（2024高二下·十堰期末）山药、马铃薯在生长过程中易受病毒感染而影响作物品质和产量，为保证二者原有的优质高产特性，下列技术方法合理的是（　　）
A．利用基因工程技术将抗病毒基因转入植物体内
B．种植前对芽体进行灭菌，去除芽体上的病毒
C．叶片几乎无病毒，可利用其进行植物组织培养得到脱毒苗
D．在高温灭菌的环境中进行种植和培养
【答案】A
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、利用基因工程将抗病毒基因转入植物体内，可以使植物获得抗病毒的性状，A正确；
B、如果对芽体灭菌，会杀死芽体本身，无法获得植株，B错误；
C、培育脱毒苗一般选择芽体，并且脱毒苗不抗病毒，所以不选择叶片，C错误；
D、在高温灭菌的环境中植物也不能生长，无法培养，D错误。
故答案为：A。
【分析】
植物组织培养是一种在无菌条件下，将外植体（植物器官、组织、花药、花粉、体细胞甚至原生质体）接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。其过程可分为以下几个步骤：
1. 无菌外植体：选择合适的植物外植体，并进行无菌处理。
2. 脱分化：将已分化的植物器官、组织或细胞恢复具有分裂能力细胞群（愈伤组织）的过程。愈伤组织的细胞特点是分裂快、结构疏松、颜色浅而透明。
3. 再分化：使脱分化形成的愈伤组织细胞分化为胚状体，或直接形成完整植株的过程。
13．（2024高二下·十堰期末）在DNA体外重组实验中，抗药性筛选法是一种常见的基因表达载体筛选方法，该方法实施的前提条件是载体DNA上携带特定的抗性基因。利用某外源DNA和pBR322质粒构建基因表达载体，然后导入大肠杆菌中，并进行筛选和鉴定，部分过程如图所示，其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表示四环素抗性基因。已知PstI和BamHI切割DNA分子产生的末端不能互补。下列分析错误的是（　　）
A．Pst I和BamH I切割DNA分子产生的末端不能互补是因为两者的识别序列不同
B．若使用Pst I切割外源DNA片段，则切割pBR322质粒不能选择BamH I
C．若菌落1的培养基中添加的是氨苄青霉素，则菌落1中的大肠杆菌未成功导入外源DNA
D．若菌落2的大肠杆菌成功导入了外源DNA，则其能在含有四环素的培养基中生长繁殖
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、PstI和BamHI识别序列不同，产生的黏性末端不同，所以二者不能互补，A正确；
B、如果用PstI切割外源DNA片段，则质粒也需要用到PstI切割，会破坏AmpR氨苄青霉素抗性基因，如果再选BamHI切割pBR322质粒，会将TetR四环素抗性基因也破坏了，导致构建好的基因表达载体上没有标记基因，B正确；
C、据图判断菌落1是把目的基因插入氨苄青霉素抗性基因的位置，把氨苄青霉素抗性基因破坏了，所以菌落1中的大肠杆菌未成功导入外源DNA，才能在含有氨苄青霉素的培养基中生长，C正确；
D、据图判断，目的基因插入了四环素抗性基因的位置，四环素抗性基因被破坏了，所以若菌落2的大肠杆菌成功导入了外源DNA，则其不能在含有四环素的培养基中生长繁殖，D错误。
故答案为：D。
【分析】基因工程技术的步骤可以清晰地归纳为以下几个主要部分：
1.目的基因的获取：
使用组织分离纯化的方法或人工合成的方式来获取所需的目的基因。例如，可以从植物的抗病基因、种子的贮藏蛋白基因，或人的胰岛素基因、干扰素基因等中提取。
人工合成的方法适用于基因较小且核苷酸序列已知的情况，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
另一种方法是利用PCR技术（多聚酶链式反应）扩增目的基因，这是一种在生物体外复制特定DNA片段的核糖合成技术。
2.目的基因与运载体结合：
将目的基因与运载体（如质粒）结合，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
首先用特定的限制酶切割质粒和目的基因，使它们产生相同的黏性末端或平末端。
然后将目的基因片段插入质粒切口，加入适量的DNA连接酶，使目的基因与质粒形成重组质粒（重组DNA分子）。
3.将重组DNA分子导入受体细胞：
将重组DNA分子（重组质粒）通过一定的方法导入到受体细胞中，使其在受体细胞内进行扩增。
导入方法取决于受体细胞的类型，如微生物常用的感受态细胞法，植物细胞常用的农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，以及动物细胞常用的显微注射法等。
4.目的基因的检测与表达：
检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，并表达出了相应的遗传特性。
检测方法包括DNA分子杂交法、PCR扩增法等，用于验证目的基因是否已成功整合到受体细胞的染色体DNA上。
表达鉴定则是观察受体细胞是否表现出了由目的基因编码的特定性状或产物。
5.基因产物的收集与分析：
收集经过基因改造并成功表达出目的蛋白的受体细胞或其培养液。
对基因产物进行纯化、鉴定和定量分析等后续处理，以获取所需的高质量、高纯度的基因产物。
14．（2024高二下·十堰期末）枯草芽孢杆菌蛋白酶因具有广谱的蛋白质降解能力而被广泛用于洗涤添加剂，但这种添加剂不能和漂白剂联合使用，原因是漂白剂会使枯草芽孢杆菌蛋白酶的第222位的甲硫氨酸残基被氧化。为了消除蛋白酶对漂白剂的敏感性，可将第222位的甲硫氨酸残基替换成其他氨基酸残基。下列分析正确的是（　　）
A．该技术的操作水平是分子水平，操作对象为氨基酸
B．需要研究待消除敏感性的蛋白酶的氨基酸序列
C．决定蛋白酶的基因的碱基对在改变前后发生了增添或缺失
D．氨基酸替换改造后的蛋白酶在漂白剂存在下一定能够保持活性
【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、对枯草芽孢杆菌蛋白酶进行改造是通过基因工程来实现，基因工程操作的对象是DNA而不是分子，A错误；
B、蛋白质工程首先从预期的蛋白质功能出发，所以需要研究待消除敏感性的蛋白酶的氨基酸序列，B正确；
C、据题，“将第222位的甲硫氨酸残基替换成其他氨基酸残基”，所以可以推测基因的碱基对在改变前后发生了替换，C错误；
D、蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂，所以氨基酸替换改造后的蛋白酶在漂白剂存在下不一定能够保持活性，D错误。
故答案为：B。
【分析】蛋白质工程的过程可以分为以下几个步骤：1. 确定目的基因的碱基序列：根据预期蛋白质的功能，设计预期的蛋白质结构，推测出应有的氨基酸序列，找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。
2. 合成目的基因：通过基因工程技术，合成目的基因。
3. 表达目的基因：将目的基因导入宿主细胞，使其表达出目的蛋白质。
4. 纯化和鉴定：对表达出的目的蛋白质进行纯化和鉴定，以确保其质量和活性。
15．（2024高二下·十堰期末）基因工程在农业、工业、牧业、药业等多领域得到了广泛应用，随之而来的是质疑、担忧甚至反对的声音。下列关于转基因产品安全性问题的叙述，错误的是（　　）
A．转基因动植物在自然界中正常生存繁殖可能造成基因污染
B．转基因植物体内代谢途径发生变化，可导致该作物营养成分发生改变
C．转基因技术的本质是基因重组，不会改变生物的遗传多样性
D．消费者有知情权，转基因产品包装上要明确标注“转基因××”
【答案】C
【知识点】转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、如果基因转入细胞核中，雄性植物会产生花粉，花粉中可能含有转入的基因，在自然界中正常生存繁殖可能会造成基因污染 ，A正确；
B、在食物安全方面，某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变，所以存在安全隐患，B正确；
C、转基因技术的本质是基因重组，但是由于转入了其他物种的基因，故可能会改变生物的遗传多样性，C错误；
D、转基因产品需要在包装上标注清楚，D正确。
故答案为：C。
【分析】转基因技术的注意事项可以归纳为以下几个方面，以确保其安全、合理和有效的应用：1.科学严谨性：
转基因技术应基于充分的科学研究和实验数据，确保转基因生物的安全性和可行性。
科学家需要深入研究目标生物的基因特性，评估导入外源基因的可能风险，并进行严格的安全评估。
2.透明公开：
转基因技术的研究和应用必须遵循透明和公开的原则。
科学家和相关机构应及时发布转基因技术研究的进展和成果，向公众解释技术的原理、安全性和应用领域。
积极回答公众关注和质疑，减少误解和恐惧。
3.风险评估和管理：
在使用转基因技术前，应进行全面的风险评估，包括评估转基因生物可能对环境和人类健康产生的潜在影响。
制定有效的风险管理措施，以防止可能的风险和副作用。例如，在农业领域应确保转基因作物与传统品种之间的无害交流，以避免对生态系统的负面影响。
4.合法合规：
使用转基因技术必须遵守国际和国内的相关法律法规，获得合法的研究许可和应用批准。
建立健全的监管机制和制度，监督和管理转基因技术的研究和应用。
5.技术操作要求：
在操作过程中，应尽可能避免气溶胶的产生，并在划定的区域内进行操作。
废弃物要装在防渗漏、防碎的容器内，并进行灭活处理。
基因操作时应穿工作服，离开实验室前必须将工作服等放在实验室内。
防止与实验无关的生物如昆虫和啮齿类动物进入实验室。
6.科学教育和公众参与：
加强科学教育，提高公众对转基因技术的科学素养，增强公众对技术的理解和支持。
积极鼓励公众参与转基因技术的决策过程，使公众的意见和关切得到充分的尊重和考虑。
7.特定操作注意事项：
必须考虑到被转基因在靶细胞中具有适当的表达效率，并受到严格的调控。
大片段基因的转染以及不分裂细胞的转染都需要特别的考虑。
在农业转基因生物的生产中，要确保受体自交系的质量，并加强质量管理，确保转育质量和效率。
16．（2024高二下·十堰期末）乳酸菌、布拉氏酵母菌等益生菌常被用于酸奶的制作、肠胃疾病的辅助用药等，抵抗力较弱、肠胃功能不好的人群可以适量服用以平衡肠道益生菌群，从而提升免疫力。下列有关叙述正确的是（　　）
A．乳酸菌和布拉氏酵母菌的遗传物质均是DNA，DNA均主要位于拟核
B．乳酸菌和布拉氏酵母菌均有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体等结构
C．乳酸菌进行无氧呼吸发酵产生乳酸，而布拉氏酵母菌进行有氧呼吸发酵产生酒精
D．乳酸菌的细胞壁主要成分是纤维素，而布拉氏酵母菌的细胞壁主要成分是几丁质
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】，【解答】A、乳酸菌是原核生物，遗传物质即DNA位于拟核中，而布拉氏酵母菌是真核生物，故它的遗传物质主要分布于细胞核，A错误；
B、乳酸菌是原核生物，布拉氏酵母菌是真核生物，但二者均有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体等结构，B正确；
C、布拉氏酵母菌进行无氧呼吸发酵产生酒精，C错误；
D、乳酸菌的细胞壁主要成分是肽聚糖而非纤维素，布拉氏酵母菌的细胞壁主要成分是几丁质，D错误。
故答案为：B。
【分析】
真核细胞和原核细胞在特点和区别上主要体现在以下几个方面：
1.特点：
真核细胞：
具有明显的细胞核，包含染色体、核仁、核液以及双层核膜。
细胞器丰富，包括内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等，这些细胞器各自承担着特定的生理功能。
转录主要在细胞核内进行，而蛋白质的合成则在细胞质中进行。
遗传物质DNA与组蛋白结合，形成核小体，染色体上有5种或4种组蛋白与DNA结合。
具有发达的微管系统，鞭毛、中心粒、纺锤体等都与微管有关。
细胞体积较大，一般位于10~100微米之间。
原核细胞：
没有以核膜为界的细胞核，遗传物质DNA呈裸露的环状分子，存在于细胞质中的一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核。
细胞器非常有限，只有核糖体，无内质网、高尔基体等复杂细胞器。
转录与蛋白质的合成交联在一起进行，通常在细胞的同一部位同时进行。
无染色体及核小体结构，DNA不与组蛋白结合。
不存在有丝分裂、减数分裂和无丝分裂等细胞分裂方式，主要通过简单的二分法进行生殖。
细胞体积较小，大约在1~10微米之间。
2.区别：
1.细胞核结构：真核细胞具有完整的细胞核结构，而原核细胞没有成型的细胞核。
2.细胞器：真核细胞含有多种细胞器，而原核细胞只有核糖体一种细胞器。
3.遗传物质与表达：真核细胞的遗传物质DNA与组蛋白结合，形成核小体，而原核细胞的DNA为裸露 的环状分子。真核细胞的转录和翻译在细胞的不同区域进行，而原核细胞的转录与翻译通常在同一部 位进行。
4.细胞分裂与生殖：真核细胞能进行有丝分裂、减数分裂等复杂的细胞分裂方式，而原核细胞主要通过二分法进行生殖。
5.细胞大小：真核细胞体积较大，而原核细胞体积较小。
17．（2024高二下·十堰期末）水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．风干的种子细胞中的水主要以结合水的形式存在
B．推测阶段Ⅱ中种子的呼吸速率小于阶段I中的
C．水分子可经过自由扩散或水通道蛋白进出细胞
D．相比于阶段I，阶段Ⅲ的细胞代谢更快，有机物的种类更多
【答案】B
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、风干的种子细胞中主要失去了自由水，所以此时细胞中的水大部分是结合水而不是自由水，A正确；
B、因为阶段Ⅱ中种子含水量高于阶段Ⅰ，根据呼吸作用过程，所以种子呼吸速率大于阶段Ⅰ，B错误；
C、水分进入细胞的方式主要是自由扩散或协助扩散，并且协助扩散需要借助水通道蛋白，C正确；
D、阶段Ⅲ的细胞中含水量高于阶段Ⅰ，所以代谢更快，同时将种子中储存的大分子物质分解为小分子物质，所以有机物的种类更多，D正确。
故答案为：B。
【分析】分析题图可知，阶段Ⅰ、Ⅱ是种子的休眠期，细胞的代谢活动较弱，没有萌发，Ⅲ种子代谢速率增强，种子萌发。
水在细胞中以两种形式存在：一种是游离水，另一种是结合水。水在细胞中的主要作用是溶解无机物、调节温度、参加酶反应、参与物质代谢以及形成细胞结构。
18．（2024高二下·十堰期末）细胞膜的流动性对膜的功能是非常重要的。在适宜温度的条件下，膜具有较强的流动性；环境温度降低时，膜的流动性降低；环境温度较高时，细胞膜则变成无序的流动状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合，既能限制磷脂分子的热运动，又能将磷脂分子相隔开使其更稳定。下列叙述错误的是（　　）
A．磷脂、胆固醇和蛋白质是构成动物细胞膜的重要成分
B．膜的流动性对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等非常重要
C．胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，使膜能够适应更大的温度范围
D．温度很高会导致膜中蛋白质水解为氨基酸，从而使生物膜变成无序状态
【答案】D
【知识点】细胞膜的成分；细胞膜的结构特点；细胞膜的功能
【解析】【解答】A、动物细胞膜中主要含有磷脂和蛋白质，也含有胆固醇，A正确；
B、细胞膜的流动性有利于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等生命活动，B正确；
C、据题，“胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开使其更易流动”，由此可知，胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，使生物膜适应温度的范围变大，C正确；
D、温度很高会导致膜中蛋白质空间结构改变，但不会将蛋白质水解为氨基酸，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞膜的结构和功能可以清晰地归纳如下：细胞膜的结构：
1.组成成分：
主要由磷脂（约占50%，以磷脂为主）、蛋白质（约占40%）和糖类（约占10%）等物质组成。
磷脂分子具有亲水的极性头部和疏水的非极性尾部，形成磷脂双分子层，这是细胞膜的基本骨架。
蛋白质以三种形式存在于细胞膜：贯穿、嵌插和镶嵌。
糖类大多与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂类结合形成糖脂。
2.结构特点：
流动性：磷脂分子的脂肪酸链有一个是饱和的，另一个是带有一个双键的不饱和脂肪酸，这种结构使得细胞膜具有一定的流动性。
厚度：膜厚约为7~8纳米（nm）。
电镜下的结构：在电子显微镜下，细胞膜可分为三层，内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带，中间夹有一条厚2.5nm的透明带，总厚度约7.0~7.5nm。
细胞膜的功能：
1.分隔细胞内外环境：细胞膜是细胞与外界环境之间的屏障，它阻止了细胞外物质的自由侵入，从而确保了细胞内部的相对稳定。
2.物质转运：
选择性透过性：细胞膜可以选择性地交换物质，吸收营养物质，排出代谢废物。
运输方式：包括主动运输、被动运输（自由扩散和协助扩散）。
3.能量和信息交换：细胞膜在细胞内进行物质的交换、能量的交换、保持、识别、接收、传输，并参与细胞的活动。
4.细胞识别：细胞膜上的糖蛋白具有识别、分泌、排泄、免疫等功能。
5.细胞间的信息交流：细胞膜通过某些化学物质（如激素）进行细胞间的信息交流。
6.保护细胞内部：为细胞创造一个相对稳定的内部环境，使多种生化反应有序进行
19．（2024高二下·十堰期末）湿地地表长期或季节性处在过湿或积水状态，地表长有湿生、沼生、浅水生植物（包括部分喜湿的盐生植物），且具有较高的生产力，这对湿地生态系统的修复具有重要意义。下图为研究人员采用多层生态围隔系统修复技术进行湿地生态恢复的模式图。回答下列问题：
（1）围隔主体种植的植物属于生态系统的　 　成分，其在湿地生态修复中有助于固定土壤，防止土壤侵蚀和流失，保持湿地的结构和功能，这主要体现了生物多样性的　 　价值。
（2）该湿地的重金属等污染物含量较高，为了修复该湿地生态系统，研究人员选择了一批能适应当地环境的根系发达的多种植物，同时还考虑了新植物与原植物之间的生态位差异。这主要体现了生态工程的　 　两大原理。
（3）研究人员统计了湿地修复过程中部分动物体内的重金属相对浓度，结果如表所示，已知表中各动物属于同一个食物网中的生物。
动物 a b c d
动物体内的重金属相对浓度 0.81 0.09 0.29 0.30
①表中动物最可能构成种间竞争关系的是　 　。
②动物a体内的重金属相对浓度最高，从食物链的角度分析，这是由于　 　。
（4）凤眼莲、香蒲、菖蒲等挺水植物的根部生长在水中，而茎和叶部分则伸出水面。在湿地水域通过种植此类挺水植物能减少藻类的大量繁殖，从而能减少水体的富营养化等问题，原因是①　 　；②　 　。
【答案】（1）生产者；间接
（2）自生、协调
（3）c和d；动物a是该食物网中最高营养级的生物，重金属难以分解，会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在动物a的体内
（4）挺水植物遮挡藻类的光照，降低藻类的光合作用效率，从而减少藻类的大量繁殖；挺水植物吸收水体中的无机盐等，使藻类获取的无机盐等营养减少，从而抑制藻类的生长
【知识点】种间关系；生态系统的功能；生态系统的结构；生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】（1）因为植物可以进行光合作用产生有机物，所以植物属于自养生物，是生态系统的生产者。助于固定土壤，防止土壤侵蚀和流失，保持湿地的结构和功能体现了生物多样性在生态系统中的功能，属于间接价值。
（2）选择一批能适应当地环境的根系发达的多种植物，体现了生态工程的协调原理，同时还考虑了新植物与原植物之间的生态位以及它们的种间关系，使其形成互利共存的关系，体现了生态工程的自生原理。
（3）表中c和d体内重金属相对浓度基本相同，二者处于同一营养级，最可能构成竞争关系。重金属难以分解，会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在最高营养级的生物的体内，而a的重金属浓度最高，所以a是最高营养级。
（4）凤眼莲、香蒲、菖蒲和叶部分伸出水面，属于挺水植物，可以遮挡藻类的光照，降低藻类的光合作用效率，从而减少藻类的大量繁殖；另一方面植物吸收水体中的无机盐等物质，使藻类获取的无机盐等营养减少，抑制藻类的生长，故这些植物可以抑制藻类的生长。
【分析】生态工程是根据生态系统中物种共生、物质循环再生等原理设计的分层多级利用的生产工艺。其主要原理包括物种共生、生态位、食物链、物种多样性等。1.物种共生原理：自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，这种关系是自然界中生物之间长期进化的结果，包括共生、竞争等多种关系，构成了生态系统的自我调节和反馈机制。
2.生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位。在生态系统中，合理利用生态位原理，可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而有效的生态系统。
3.食物链原理：是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础，也是生态工程所利用的物种共生原理的基础。
4.物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，生态系统越稳定。
20．（2024高二下·十堰期末）直接靶向癌症的单克隆抗体的出现和发展从根本上改变了肿瘤靶向治疗的前景，已经成为许多血液病和一些实体癌症的一线护理标准。单克隆抗体在癌症的临床治疗上实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。制备单克隆抗体的过程如图1所示，为增强其治疗效果，可采用双特异性单克隆抗体，其构建思路如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中的B淋巴细胞一般取自癌症患者，原因是　 　。B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞具有　 　的特点。
（2）图2中由单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞融合而成的融合细胞染色体数比前两种细胞染色体数之和少，说明细胞融合会导致　 　。对相关细胞进行多次检测和筛选，目的是获得能　 　的单克隆杂交—杂交瘤细胞。
（3）图2中，为制备双特异性单克隆抗体，其思路是以癌细胞的细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白（能激活其免疫能力）为抗原B，选择T细胞是因为其具有　 　的作用。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、抗体2单独使用，原因是　 　。
【答案】（1）癌症患者体内的B淋巴细胞能够产生针对癌细胞的抗体；既能无限增殖，又能分泌抗体
（2）染色体丢失；产生双特异性抗体
（3）识别并清除癌细胞；T细胞能更精准地接触到癌细胞，加强对癌细胞的杀伤作用
【知识点】单克隆抗体的制备过程；单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】（1）该实验目的是制备双特异性单克隆抗体，由于针对癌细胞的抗体再癌症患者体内的B淋巴细胞产生，故一般在癌症患者身上取B淋巴细胞，骨髓瘤细胞可以无限增殖，而B淋巴细胞可以分裂分化为浆细胞产生抗体，所以杂交瘤细胞具有既能无限增殖，又能分泌抗体的特点。
（2）前两种细胞染色体数之和比杂交瘤细胞与脾脏细胞融合而成的融合细胞染色体数多，这说明细胞融合会导致染色体丢失；而对相关细胞进行多次检测和筛选，是为了获得能产生双特异性抗体的杂交瘤细胞。
（3）T细胞可以将癌细胞清除，故选择T细胞是由于其具有识别并清除癌细胞的功能；由于双特异性单克隆抗体使T细胞更容易（更精准或更高概率）接触到癌细胞，故双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2单独使用。
【分析】单克隆抗体的制备过程包括以下步骤：1. 免疫动物：选择合适的免疫原，如蛋白质、活性多肽、细胞表面分子等，然后将免疫原注射到动物体内，激发其免疫系统产生抗体。
2. 融合细胞制备杂交瘤：将免疫动物的脾细胞与肿瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，具有长期生长和分泌抗体的能力。
3. 筛选单克隆细胞：将杂交瘤细胞分装到96孔板中，进行限稀分克，筛选出单克隆细胞。
4. 培养单克隆细胞：将单克隆细胞进行培养，收集上清液。
5. 纯化单克隆抗体：采用亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等方式，对上清液进行纯化，获得单克隆抗体。
6. 鉴定单克隆抗体：通过酶联免疫吸附试验、免疫印迹、免疫荧光等方式，对单克隆抗体进行鉴定。
21．（2024高二下·十堰期末）苹果被切开后会发生褐变，这是苹果果肉细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化位于液泡中的多酚类物质生成黑色素所致，相关过程如图1所示。科研人员为培育出抗褐变的转基因苹果，进行了相关操作，过程如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中的　 　是PPO基因。与PPO基因相比，图1中另外一种基因可用来培育抗褐变的转基因苹果，根据图1信息分析，另外一种基因具备抗褐变的原理是　 　。
（2）RT-PCR是将逆转录和PCR结合的技术，科研人员运用了RT-PCR技术来获取PPO基因，科研人员从苹果果肉细胞中提取总RNA，以总RNA为模板，利用　 　酶获取相应的DNA片段，再以获取的DNA为模板进行PCR扩增，从而获得大量PPO基因，整个RT-PCR过程中需要的原料是　 　。
（3）科研人员选择苹果嫩叶细胞作为受体细胞，不选择老叶细胞的理由是　 　。为了将目的基因导入苹果嫩叶细胞中，需要构建含有目的基因的表达载体，这是获取转基因苹果的核心步骤，其目的是　 　。
（4）为了评估目的基因对抑制苹果褐变的作用效果，需要与不含有目的基因的苹果植株作对照，其中让只转入了质粒的苹果植株作为对照比普通苹果植株更好，这样做可以　 　。
【答案】（1）基因P；基因Q转录出的mRNA与PPO基因转录的mRNA能够碱基互补，从而抑制PPO基因的表达
（2）逆转录；（4种）脱氧核苷酸
（3）嫩叶细胞比老叶细胞更容易表现出全能性；让目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用
（4）排除质粒本身对实验的干扰
【知识点】基因工程的应用；遗传信息的翻译；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）从图中看出，α链mRNA编码多酚氧化酶，所以基因P是PPO基因；如图可见，基因Q编码的βmRNA与αmRNA互补，从而抑制PPO基因的表达。
（2）以总RNA为模板，合成DNA的过程是逆转录，需要逆转录酶，合成原料是（4种）脱氧核苷酸。（3）嫩叶分化程度低，比老叶细胞更容易表现出全能性，故选择嫩叶细胞作为受体细胞；获取转基因苹果的核心步骤是构建含有目的基因的表达载体，目的是让目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（4）让只转入了质粒的苹果植株作为对照比普通苹果植株更好，因为可以排除质粒本身对实验的干扰，更好比较目的基因对抑制苹果褐变的作用效果。
【分析】基因工程技术的步骤可以清晰地归纳为以下几个主要部分：1.目的基因的获取：
使用组织分离纯化的方法或人工合成的方式来获取所需的目的基因。例如，可以从植物的抗病基因、种子的贮藏蛋白基因，或人的胰岛素基因、干扰素基因等中提取。
人工合成的方法适用于基因较小且核苷酸序列已知的情况，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
另一种方法是利用PCR技术（多聚酶链式反应）扩增目的基因，这是一种在生物体外复制特定DNA片段的核糖合成技术。
2.目的基因与运载体结合：
将目的基因与运载体（如质粒）结合，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
首先用特定的限制酶切割质粒和目的基因，使它们产生相同的黏性末端或平末端。
然后将目的基因片段插入质粒切口，加入适量的DNA连接酶，使目的基因与质粒形成重组质粒（重组DNA分子）。
3.将重组DNA分子导入受体细胞：
将重组DNA分子（重组质粒）通过一定的方法导入到受体细胞中，使其在受体细胞内进行扩增。
导入方法取决于受体细胞的类型，如微生物常用的感受态细胞法，植物细胞常用的农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，以及动物细胞常用的显微注射法等。
4.目的基因的检测与表达：
检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，并表达出了相应的遗传特性。
检测方法包括DNA分子杂交法、PCR扩增法等，用于验证目的基因是否已成功整合到受体细胞的染色体DNA上。
表达鉴定则是观察受体细胞是否表现出了由目的基因编码的特定性状或产物。
5.基因产物的收集与分析：
收集经过基因改造并成功表达出目的蛋白的受体细胞或其培养液。
对基因产物进行纯化、鉴定和定量分析等后续处理，以获取所需的高质量、高纯度的基因产物。
22．（2024高二下·十堰期末）细胞核是细胞中非常重要的结构，其结构与功能相适应，是一个精密的仪器。细胞核核膜上分布着核糖体，核膜与内质网膜相连接，其模式图如图1所示。核膜有两层，核膜上有核孔复合体，核孔复合体能控制物质进出细胞核，如图2所示。回答下列问题：
（1）细胞核的功能是　 　。
（2）核纤层是位于细胞核核内膜下的纤维蛋白片层或纤维网络。观察发现，在有丝分裂前期，核纤层解聚，在有丝分裂末期，核纤层重新装配。由此可以推测，核纤层与有丝分裂过程中　 　有关。
（3）中央运输蛋白位于核孔复合体中心，Nup62蛋白是一种单链中央运输蛋白质，由522个氨基酸组成。Nup62蛋白的合成需要核糖体和内质网的参与，其中核糖体上主要完成　 　以形成肽链，形成的肽链含有　 　个肽键。然后肽链转移到内质网上进一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是　 　。
（4）核孔是核质双向性的亲水性核质交换通道，一般10nm的分子可以被动转运的方式自由出入核孔复合体。有的分子含有信号序列或者与其他分子结合成大分子，再由核孔复合体来介导该类物质的核输入及核输出，例如可以介导RNA聚合酶的　 　以及介导mRNA的　 　。核孔复合体的存在可以说明核膜具有　 　性。
【答案】（1）作为遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
（2）核膜的裂解与重建
（3）氨基酸的脱水缩合；521；构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同
（4）核输入；核输出；选择透过
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因；蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合；生物膜的功能特性；细胞核的功能
【解析】【解答】（1）细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。
（2）由题意可知，核纤层与有丝分裂过程中核膜的裂解和重建有关。
（3）核糖体是蛋白质的合成场所，在核糖体上主要完成搭配脱水缩合以形成肽链，形成的肽链含有的肽键数为522-1=521个；Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同。
（4）RNA聚合酶在细胞核中催化RNA的合成，从细胞质进入细胞核；而mRNA在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质与核糖体结合，指导蛋白质的合成，因此核孔可以介导RNA聚合酶的核输入以及介导mRNA的核输出，核孔复合体的存在可以说明核膜具有选择透过性。
【分析】细胞核的结构和功能可以清晰归纳如下：
细胞核的结构：
1. 核膜
定义：细胞核的双层膜结构，分为外核膜和内核膜。
特性：
外核膜：附有核糖体颗粒，与内质网相连。
内核膜：无核糖体颗粒，表面有特异蛋白，为核纤层提供结合位点。
核孔：位于内外膜的融合处，形成环状开口，直径约为50～100nm，是选择性双向通道，允许小分子、离子及部分大分子（如酶、组蛋白、mRNA、tRNA）通过。
2. 染色质
定义：遗传物质DNA和组蛋白在细胞间期的形态表现。
分类：
常染色质：核中进行RNA转录的部位，染色较浅。
异染色质：功能静止的部分，染色较深。
结构：染色质的基本结构为串珠状的染色质丝，由核小体（直径约10nm）和连接DNA组成。
3. 核仁
构成：由细丝成分、颗粒成分与核仁相随染色质三部分构成。
功能：与rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配有关。
4. 核骨架
定义：包括核基质、核纤层以及染色体骨架，是真核细胞核内真实的结构体系。
成分：主要由非组蛋白的纤维蛋白构成，含有多种蛋白成分及少量RNA。
功能：与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。
细胞核的功能
1. 遗传信息库
储存、复制和转录遗传物质DNA的主要场所。
2. 细胞代谢和遗传的控制中心
控制细胞的遗传、生长和发育。
通过调节基因表达来影响细胞活动。
3. 物质和信息交流
通过核孔实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
1 / 1湖北省十堰市2023-2024学年高二下学期6月期末调研考试生物试卷
1．（2024高二下·十堰期末）稻—鱼立体种养方式是以水稻为主体、适量养鱼的生态种养模式，即能通过种养结合，实现一水双用、一田双收。水稻种植与水产养殖协调发展，是一种可复制、可推广的现代农业模式。鱼能摄食害虫虫卵和杂草，其粪便能作为水稻肥料。下列叙述错误的是（　　）
A．该种养方式能提高不同营养级的能量利用率
B．鱼的粪便主要为水稻的生长提供物质和能量
C．鱼的养殖有利于能量更多地流向对人类有利的方向
D．该种养方式能够减少农药和化肥的使用
2．（2024高二下·十堰期末）生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵物种一般具有较强的适应能力、繁殖能力和扩散能力，而且在入侵地缺乏天敌，因而生长迅速，导致本地物种衰退甚至消失。下列叙述正确的是（　　）
A．入侵生物的种群数量持续呈现“J”形增长
B．入侵生物往往会使入侵地的物种多样性增加
C．解决物种入侵的措施是大量引进其天敌
D．物种入侵可降低当地生态系统的稳定性
3．（2024高二下·十堰期末）四川泡菜的制作历史已有上千年。据考证，泡菜古称道，北魏的《齐民要术》记有用白菜制作泡菜的方法。在四川，经过长期的实践总结，制作泡菜的工艺逐渐完善，形成了现在的四川泡菜。四川泡菜常用的蔬菜有萝卜、黄瓜、卷心菜和豆角。下列关于泡菜制作的叙述，正确的是（　　）
A．盐水和蔬菜都需要加热煮沸，冷却后再倒入泡菜坛，以防止杂菌污染
B．发酵过程中加入防腐剂，可以有效防止醋酸菌之外的杂菌增殖
C．泡菜发酵中期，其他微生物都被抑制，发酵产物只有乳酸
D．泡菜发酵后期，乳酸不断积累，可抑制乳酸菌的生长繁殖
4．（2024高二下·十堰期末）某同学利用稀释涂布平板法对放置在冰箱中的隔夜牛奶中的微生物进行计数。首先将1mL牛奶稀释100倍，然后取0.1mL稀释液均匀涂布在培养基表面，重复操作5个平板，在适宜条件下培养一段时间，5个平板上的菌落数分别为15、70、73、71、74。下列叙述错误的是（　　）
A．隔夜牛奶中的活菌数大约为6.06×107个·L-1
B．5个平板培养的条件和时间必须一致
C．题中接种法可以用于微生物的分离和计数
D．题中接种法统计的菌落数往往比实际的活菌数低
5．（2024高二下·十堰期末）花椰菜易受黑腐病病原菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。将花椰菜和野生黑芥进行植物细胞融合获得抗黑腐病杂种植株，流程如图所示。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。下列叙述错误的是（　　）
A．①过程需要在等渗溶液中进行，以确保细胞结构不受破坏
B．紫外线处理黑芥原生质体的过程利用了染色体变异的原理
C．通常可使用灭活的病毒来诱导②过程中的原生质体融合
D．获得的杂种植株可通过接种黑腐病病原菌来鉴定其抗黑腐病的能力
6．（2024高二下·十堰期末）肌萎缩侧索硬化，又称渐冻症，被称为世界五大绝症之一，主要表现为肌肉弱化和神经元损伤。研究发现，利用诱导多能干细胞（iPS细胞）制作前驱细胞，然后移植给肌萎缩侧索硬化实验鼠，能延长其寿命。下列叙述错误的是（　　）
A．iPS细胞由胚胎干细胞进行体外培养和诱导形成
B．iPS细胞分化成前驱细胞后DNA不变，蛋白质改变
C．iPS细胞来源于实验鼠本身，可避免免疫排斥作用
D．植入前驱细胞不能根治肌萎缩侧索硬化但能延缓其症状
7．（2024高二下·十堰期末）近年来，随着生物科技的进步和发展，克隆动物养殖技术成为生物科学领域一项引人瞩目的研究主题，克隆技术的出现为动物繁殖和保护提供了新的思路和方法。利用动物细胞培养和核移植技术获得克隆动物的流程如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．供体细胞为胚胎细胞的移植成功率比供体细胞为体细胞的更高
B．①可通过电融合法将两细胞融合，供体核进入卵母细胞
C．②之前要用物理或化学方法激活重构胚以完成细胞分裂和发育进程
D．克隆动物拥有供体、受体和代孕母体三亲的遗传物质
8．（2024高二下·十堰期末）胚胎工程是对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，常见的两种技术如图所示。下列分析错误的是（　　）
A．用促性腺激素促进良种母牛超数排卵
B．良种公牛和母牛要进行同期发情处理
C．胚胎分割时囊胚内细胞团要均等分割
D．图中早期囊胚a、b、c的基因可能不同
9．（2024高二下·十堰期末）用DNA重组技术可以赋予生物新的遗传特性，在此过程中需要使用多种工具酶，其中3种限制酶的切割位点如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．限制酶和DNA连接酶作用的均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
B．EcoR I酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接
C．EcoR V酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接
D．经EcoR I酶和Mun I酶切割后产生的两个DNA片段可进行连接
10．（2024高二下·十堰期末）运用PCR技术从DNA中扩增目的基因的过程中，引物是所需要的基本条件，引物的3'端碱基为结合模板DNA的关键碱基，5'端无严格限制。下列叙述正确的是（　　）
A．引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的5'端开始连接脱氧核苷酸
B．通过设计引物的3'端能选择需要扩增的DNA片段
C．引物的3'端可用于添加限制酶切割位点等序列
D．用图中引物扩增一个循环后即可获得目的基因
11．（2024高二下·十堰期末）下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是（　　）
A．研磨时加入冷却的酒精有助于细胞中的DNA溶解在研磨液中
B．在滤液中加入适量的蛋白酶有助于提取出DNA含量较高的白色丝状物
C．如果选择洋葱作为提取材料，加入洗涤剂瓦解细胞壁即可释放出DNA
D．将提取的DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后即可观察到蓝色反应
12．（2024高二下·十堰期末）山药、马铃薯在生长过程中易受病毒感染而影响作物品质和产量，为保证二者原有的优质高产特性，下列技术方法合理的是（　　）
A．利用基因工程技术将抗病毒基因转入植物体内
B．种植前对芽体进行灭菌，去除芽体上的病毒
C．叶片几乎无病毒，可利用其进行植物组织培养得到脱毒苗
D．在高温灭菌的环境中进行种植和培养
13．（2024高二下·十堰期末）在DNA体外重组实验中，抗药性筛选法是一种常见的基因表达载体筛选方法，该方法实施的前提条件是载体DNA上携带特定的抗性基因。利用某外源DNA和pBR322质粒构建基因表达载体，然后导入大肠杆菌中，并进行筛选和鉴定，部分过程如图所示，其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表示四环素抗性基因。已知PstI和BamHI切割DNA分子产生的末端不能互补。下列分析错误的是（　　）
A．Pst I和BamH I切割DNA分子产生的末端不能互补是因为两者的识别序列不同
B．若使用Pst I切割外源DNA片段，则切割pBR322质粒不能选择BamH I
C．若菌落1的培养基中添加的是氨苄青霉素，则菌落1中的大肠杆菌未成功导入外源DNA
D．若菌落2的大肠杆菌成功导入了外源DNA，则其能在含有四环素的培养基中生长繁殖
14．（2024高二下·十堰期末）枯草芽孢杆菌蛋白酶因具有广谱的蛋白质降解能力而被广泛用于洗涤添加剂，但这种添加剂不能和漂白剂联合使用，原因是漂白剂会使枯草芽孢杆菌蛋白酶的第222位的甲硫氨酸残基被氧化。为了消除蛋白酶对漂白剂的敏感性，可将第222位的甲硫氨酸残基替换成其他氨基酸残基。下列分析正确的是（　　）
A．该技术的操作水平是分子水平，操作对象为氨基酸
B．需要研究待消除敏感性的蛋白酶的氨基酸序列
C．决定蛋白酶的基因的碱基对在改变前后发生了增添或缺失
D．氨基酸替换改造后的蛋白酶在漂白剂存在下一定能够保持活性
15．（2024高二下·十堰期末）基因工程在农业、工业、牧业、药业等多领域得到了广泛应用，随之而来的是质疑、担忧甚至反对的声音。下列关于转基因产品安全性问题的叙述，错误的是（　　）
A．转基因动植物在自然界中正常生存繁殖可能造成基因污染
B．转基因植物体内代谢途径发生变化，可导致该作物营养成分发生改变
C．转基因技术的本质是基因重组，不会改变生物的遗传多样性
D．消费者有知情权，转基因产品包装上要明确标注“转基因××”
16．（2024高二下·十堰期末）乳酸菌、布拉氏酵母菌等益生菌常被用于酸奶的制作、肠胃疾病的辅助用药等，抵抗力较弱、肠胃功能不好的人群可以适量服用以平衡肠道益生菌群，从而提升免疫力。下列有关叙述正确的是（　　）
A．乳酸菌和布拉氏酵母菌的遗传物质均是DNA，DNA均主要位于拟核
B．乳酸菌和布拉氏酵母菌均有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体等结构
C．乳酸菌进行无氧呼吸发酵产生乳酸，而布拉氏酵母菌进行有氧呼吸发酵产生酒精
D．乳酸菌的细胞壁主要成分是纤维素，而布拉氏酵母菌的细胞壁主要成分是几丁质
17．（2024高二下·十堰期末）水在植物的生命活动中具有重要作用。风干的种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．风干的种子细胞中的水主要以结合水的形式存在
B．推测阶段Ⅱ中种子的呼吸速率小于阶段I中的
C．水分子可经过自由扩散或水通道蛋白进出细胞
D．相比于阶段I，阶段Ⅲ的细胞代谢更快，有机物的种类更多
18．（2024高二下·十堰期末）细胞膜的流动性对膜的功能是非常重要的。在适宜温度的条件下，膜具有较强的流动性；环境温度降低时，膜的流动性降低；环境温度较高时，细胞膜则变成无序的流动状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合，既能限制磷脂分子的热运动，又能将磷脂分子相隔开使其更稳定。下列叙述错误的是（　　）
A．磷脂、胆固醇和蛋白质是构成动物细胞膜的重要成分
B．膜的流动性对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等非常重要
C．胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，使膜能够适应更大的温度范围
D．温度很高会导致膜中蛋白质水解为氨基酸，从而使生物膜变成无序状态
19．（2024高二下·十堰期末）湿地地表长期或季节性处在过湿或积水状态，地表长有湿生、沼生、浅水生植物（包括部分喜湿的盐生植物），且具有较高的生产力，这对湿地生态系统的修复具有重要意义。下图为研究人员采用多层生态围隔系统修复技术进行湿地生态恢复的模式图。回答下列问题：
（1）围隔主体种植的植物属于生态系统的　 　成分，其在湿地生态修复中有助于固定土壤，防止土壤侵蚀和流失，保持湿地的结构和功能，这主要体现了生物多样性的　 　价值。
（2）该湿地的重金属等污染物含量较高，为了修复该湿地生态系统，研究人员选择了一批能适应当地环境的根系发达的多种植物，同时还考虑了新植物与原植物之间的生态位差异。这主要体现了生态工程的　 　两大原理。
（3）研究人员统计了湿地修复过程中部分动物体内的重金属相对浓度，结果如表所示，已知表中各动物属于同一个食物网中的生物。
动物 a b c d
动物体内的重金属相对浓度 0.81 0.09 0.29 0.30
①表中动物最可能构成种间竞争关系的是　 　。
②动物a体内的重金属相对浓度最高，从食物链的角度分析，这是由于　 　。
（4）凤眼莲、香蒲、菖蒲等挺水植物的根部生长在水中，而茎和叶部分则伸出水面。在湿地水域通过种植此类挺水植物能减少藻类的大量繁殖，从而能减少水体的富营养化等问题，原因是①　 　；②　 　。
20．（2024高二下·十堰期末）直接靶向癌症的单克隆抗体的出现和发展从根本上改变了肿瘤靶向治疗的前景，已经成为许多血液病和一些实体癌症的一线护理标准。单克隆抗体在癌症的临床治疗上实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。制备单克隆抗体的过程如图1所示，为增强其治疗效果，可采用双特异性单克隆抗体，其构建思路如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中的B淋巴细胞一般取自癌症患者，原因是　 　。B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞具有　 　的特点。
（2）图2中由单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞融合而成的融合细胞染色体数比前两种细胞染色体数之和少，说明细胞融合会导致　 　。对相关细胞进行多次检测和筛选，目的是获得能　 　的单克隆杂交—杂交瘤细胞。
（3）图2中，为制备双特异性单克隆抗体，其思路是以癌细胞的细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白（能激活其免疫能力）为抗原B，选择T细胞是因为其具有　 　的作用。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、抗体2单独使用，原因是　 　。
21．（2024高二下·十堰期末）苹果被切开后会发生褐变，这是苹果果肉细胞中的多酚氧化酶（PPO）催化位于液泡中的多酚类物质生成黑色素所致，相关过程如图1所示。科研人员为培育出抗褐变的转基因苹果，进行了相关操作，过程如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中的　 　是PPO基因。与PPO基因相比，图1中另外一种基因可用来培育抗褐变的转基因苹果，根据图1信息分析，另外一种基因具备抗褐变的原理是　 　。
（2）RT-PCR是将逆转录和PCR结合的技术，科研人员运用了RT-PCR技术来获取PPO基因，科研人员从苹果果肉细胞中提取总RNA，以总RNA为模板，利用　 　酶获取相应的DNA片段，再以获取的DNA为模板进行PCR扩增，从而获得大量PPO基因，整个RT-PCR过程中需要的原料是　 　。
（3）科研人员选择苹果嫩叶细胞作为受体细胞，不选择老叶细胞的理由是　 　。为了将目的基因导入苹果嫩叶细胞中，需要构建含有目的基因的表达载体，这是获取转基因苹果的核心步骤，其目的是　 　。
（4）为了评估目的基因对抑制苹果褐变的作用效果，需要与不含有目的基因的苹果植株作对照，其中让只转入了质粒的苹果植株作为对照比普通苹果植株更好，这样做可以　 　。
22．（2024高二下·十堰期末）细胞核是细胞中非常重要的结构，其结构与功能相适应，是一个精密的仪器。细胞核核膜上分布着核糖体，核膜与内质网膜相连接，其模式图如图1所示。核膜有两层，核膜上有核孔复合体，核孔复合体能控制物质进出细胞核，如图2所示。回答下列问题：
（1）细胞核的功能是　 　。
（2）核纤层是位于细胞核核内膜下的纤维蛋白片层或纤维网络。观察发现，在有丝分裂前期，核纤层解聚，在有丝分裂末期，核纤层重新装配。由此可以推测，核纤层与有丝分裂过程中　 　有关。
（3）中央运输蛋白位于核孔复合体中心，Nup62蛋白是一种单链中央运输蛋白质，由522个氨基酸组成。Nup62蛋白的合成需要核糖体和内质网的参与，其中核糖体上主要完成　 　以形成肽链，形成的肽链含有　 　个肽键。然后肽链转移到内质网上进一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是　 　。
（4）核孔是核质双向性的亲水性核质交换通道，一般10nm的分子可以被动转运的方式自由出入核孔复合体。有的分子含有信号序列或者与其他分子结合成大分子，再由核孔复合体来介导该类物质的核输入及核输出，例如可以介导RNA聚合酶的　 　以及介导mRNA的　 　。核孔复合体的存在可以说明核膜具有　 　性。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】研究能量流动的实践意义；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、该种养模式可以提高农田生态系统不同营养级的能量利用率，A正确；
B、鱼粪为水稻生长提供所需要的物质，但不能提供能量，B错误；
C、鱼的养殖可以调整能量流动的方向，有利于能量更多地流向对人类有利的方向，C正确；
D，鱼粪为水稻生长提供所需要的物质，可以减少田间农药和化肥的使用，D正确。
故答案为：B。
【分析】生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。这个过程是通过食物链和食物网进行的，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
首先，能量流动的起点是生产者（主要是绿色植物）通过光合作用所固定的太阳能。这些能量被生产者吸收后，一部分用于自身的呼吸消耗，另一部分则用于生长、发育和繁殖等生命活动。
然后，能量通过食物链和食物网在生态系统中的各个营养级之间流动。在流动过程中，能量是逐级递减的，这是因为每个营养级的生物都会因为呼吸作用而消耗掉大部分能量，而且能量在从一个营养级传递到下一个营养级的过程中，也会有一部分能量被流失掉。这种能量的逐级递减，使得生态系统中的能量流动具有单向流动的特点。
研究能量流动的意义在于：
1. 帮助人们了解生态系统中能量的转化和利用规律，从而更好地管理生态系统。通过研究能量流动，人们可以了解生态系统中各个营养级之间的能量转换和传递情况，以及能量在生态系统中的分布和利用效率，从而制定出更加科学合理的生态系统管理策略。
2. 指导农业生产。在农业生产中，能量的利用效率是影响农作物产量的重要因素之一。通过研究能量流动，人们可以了解作物生长过程中能量的利用情况，以及如何提高能量的利用效率，从而实现农业生产的可持续发展。
3. 促进生态系统的保护和恢复。由于人类活动的影响，许多生态系统已经遭受了严重的破坏和退化。通过研究能量流动，人们可以了解生态系统中能量的流失和损失情况，以及如何采取措施恢复和保护生态系统中的能量流动，从而实现生态系统的可持续发展。
4. 推动可再生能源的发展。随着全球气候变化和环境问题的日益严重，可再生能源的发展已经成为全球关注的焦点。通过研究能量流动，人们可以了解可再生能源在生态系统中的利用情况，以及如何提高可再生能源的利用效率，从而推动可再生能源的发展和应用。
2．【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因；种群数量的变化曲线；生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、由于空间资源有限，入侵生物的种群数量不会持续呈现“J”形增长 ，A错误；
B、入侵生物可能导致本地物种灭绝，会使入侵地的物种多样性降低，使当地生态系统的稳定性降低， B错误；
C、如果随意引入入侵物种的天敌，可能造成更多的本地物种灭绝，C错误；
D，入侵生物可能导致本地物种灭绝，使当地生态系统的稳定性降低，D错误。
故答案为：D。
【分析】生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。以下是关于生物入侵的详细解释：1. 定义：
生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。
对于特定的生态系统与栖境来说，任何非本地的物种都叫作外来物种。
2. 外来物种的特点：
生态适应能力强：外来物种在新的环境中往往能够迅速适应并生存下来。
繁殖能力强：一些外来物种在新的环境中没有自然天敌，因此能够迅速繁殖。
传播能力强：通过自然或人为的途径，外来物种可以迅速扩散到新的地理区域。
3. 入侵原因：
学术界对外来种入侵发生的原因并不完全清楚，但大致可以分两个方面来讨论：一是从入侵者的角度分析，如物种的适应性、繁殖能力等；二是从被入侵的生态系统去考察，如生态系统的脆弱性、缺乏自然控制机制等。
4. 主要危害：
降低生物多样性：成功入侵的外来物种常常直接或间接地降低被入侵地的生物多样性。
改变生态系统结构与功能：外来物种的入侵可能改变当地生态系统的结构与功能，造成本地物种的丧生或灭绝。
威胁经济发展：外来入侵物种不断繁殖、扩散，严重威胁森林、草原、农田、水系等生态系统，对经济发展具有极大危害。
危害人类健康：一些外来入侵物种能直接或间接地危害人类健康。
5. 防治措施：
预防措施：加强监测和风险评估，强化边境检疫，加强法律法规建设。
早期监测和快速响应：通过定期监测和评估入侵物种的分布和数量变化，及时发现入侵物种的迹象，并尽早采取相应的控制措施。
生物控制：利用天敌、病原体或竞争性物种来控制入侵物种的繁殖和扩散。
物理防治：利用物理手段来防止入侵物种的扩散和繁殖，如屏障建设、机械清除等。
化学防治：利用化学药剂来控制入侵物种的繁殖和扩散。
3．【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用；泡菜的制作
【解析】【解答】A、蔬菜洗净即可，不需要加热煮沸，A错误；
B、发酵过程中不需要加入防腐剂，因为其他微生物在酸性无氧的环境下无法生长，B错误；
C、泡菜发酵中期，大部分其他微生物都被抑制，并不是全部微生物，C错误；
D、泡菜发酵后期，乳酸不断积累，pH降低，营养物质减少，会抑制乳酸菌的生长繁殖，D正确。
故答案为：D。
【分析】泡菜发酵是一个复杂但有趣的过程，主要涉及乳酸菌的代谢活动。以下是泡菜发酵过程的详细解释：
一、泡菜发酵原理：
泡菜发酵主要依赖于乳酸菌的代谢活动。乳酸菌在发酵过程中会产生乳酸，从而降低泡菜的pH值，创造一个不利于有害微生物生长的环境。同时，乳酸菌的代谢产物还能增加泡菜的口感和风味。
二、泡菜发酵阶段：
1. 初期阶段：这个阶段以异型乳酸发酵为主，伴有微弱的酒精发酵和醋酸发酵。乳酸菌开始活跃，产生乳酸、乙醇、醋酸及二氧化碳，逐渐形成厌氧状态。乳酸积累约为0.3-0.4%，pH值降至4.5-4.0，这是泡菜的初熟阶段，大约需要2-5天。
2. 中期阶段：进入正型乳酸发酵阶段，此时厌氧状态已经形成，植物乳酸杆菌成为优势菌群。乳酸积累达到0.6-0.8%，pH值降至3.8-3.5。在这个阶段，大肠杆菌、腐败菌等有害微生物逐渐死亡，酵母、霉菌等也受到抑制。这是泡菜完熟阶段，大约需要5-9天。
3. 后期阶段：正型乳酸发酵继续进行，乳酸积累可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌本身也受到抑制。此时的产品不再属于泡菜范畴，而是被称为酸菜。
三、泡菜发酵注意事项：
1. 泡菜发酵过程中应避免接触生水或油类物质，以免引入有害微生物导致泡菜腐败。
2. 泡菜发酵温度应控制在适宜范围内，通常为20-30摄氏度。温度过高会加速发酵过程但可能导致风味变差，温度过低则发酵缓慢。
3. 泡菜发酵容器应选用密封性能好的材料，以防止空气进入导致杂菌污染。
4. 泡菜发酵过程中应定期检查泡菜状态，如发现异味、变色等情况应及时处理。
四、泡菜中亚硝酸盐问题：
在泡菜发酵过程中，亚硝酸盐的含量是一个需要关注的问题。由于蔬菜在腌制和贮藏初期会产生一定量的亚硝酸盐，因此泡菜在发酵初期可能存在亚硝酸盐含量较高的情况。但随着发酵的进行和乳酸菌的代谢活动，亚硝酸盐会被逐渐降解至安全水平。因此，在食用泡菜时应注意选择发酵充分的泡菜并适量食用以避免亚硝酸盐摄入过多的问题。
4．【答案】A
【知识点】微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、稀释涂布平板法中，一般选用30～300个菌落数进行计数，故稀释100倍的菌落数目为(70+73+71+74)÷0.1×100×1000=7.2×107个/L，A错误；
B、为了保证无关变量相同，所以5个平板培养的条件和时间必须一致，B正确；
C、题中接种法是稀释涂布平板法，可以用于微生物的分离和计数，C正确；
D、稀释涂布平板法在计数时，可能存在两个或多个细菌形成一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际的活菌数低，D正确。
故答案为：A。
【分析】微生物的接种方法多种多样，每种方法都有其特定的应用场景和注意事项。以下是几种常见的微生物接种方法：
1.平板接种法：
方法：将微生物接种在培养基的表面上，通过接种棒或铅笔头的方式在培养基表面画线或涂抹，形成菌落。
应用：适用于培养革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，通常用于分离和计数微生物。
注意事项：注意接种的均匀性和细菌数量的控制，以避免产生过多或过少的菌落。
2.液体接种法：
方法：将微生物接种在含有营养物质的液体培养基中，通过摇床或振荡器进行培养。
应用：适用于培养需要大量微生物的情况，如大规模生产微生物菌种或进行微生物代谢产物的生产。
注意事项：注意培养液的搅拌速度和通气情况，以保证微生物的充分生长和代谢。
3.斜面接种法：
方法：将微生物接种在倾斜的培养基表面上，通过接种棒或铅笔头的方式在斜面上画线或涂抹，形成菌落。
应用：适用于培养对氧需求较高的微生物，如厌氧菌和微需氧菌。
注意事项：注意斜面的倾斜角度和接种的均匀性，以保证微生物的充分生长和代谢
4.深层接种法：
方法：将微生物接种在含有固体琼脂的试管或培养瓶中，通过接种棒或铅笔头的方式在琼脂表面插入或涂抹，形成菌落。
应用：适用于培养对氧需求较低的微生物，如厌氧菌和微需氧菌。
注意事项：注意琼脂的固化温度和接种的深度，以保证微生物的充分生长和代谢。
5.滴播接种法：
方法：将微生物接种在含有营养物质的琼脂平板上，通过滴管或移液器滴播微生物悬液，形成菌落。
应用：适用于培养对氧需求较高的微生物，如厌氧菌和微需氧菌。
注意事项：注意滴播的均匀性和微生物悬液的浓度，以保证微生物的充分生长和代谢。
6.直接接种法：
方法：将纯培养的微生物直接添加到目标环境中，如土壤、水体或发酵罐中。
应用：适用于培养基或液体介质中的微生物接种。
7.转入接种法：
方法：将微生物从一个环境转移到另一个环境中，常用于土壤接种。
8.合成接种法：
方法：将多种微生物株混合起来接种到目标环境中，利用多种有益微生物的协同作用提高目标环境的功能。
9.穿刺接种法：
方法：用接种针蘸取少量的菌种，沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺，适用于保藏厌氧菌种或研究微生物的动力。
10.浇混接种法：
方法：将待接的微生物先放入培养皿中，再倒入冷却至45℃左右的固体培养基，迅速轻轻摇匀，使菌液达到稀释的目的。
11.涂布接种法：
方法：先倒好平板让其凝固，再将菌液倒入平板上面，迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布，使菌液均匀分布。
12.注射接种法：
方法：用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内，如人或其它动物中，常见的疫苗预防接种就是这种方法。
5．【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程；细胞融合的方法
6．【答案】A
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展；干细胞的概念及种类；胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、iPS由体细胞进行体外培养和诱导形成，而不是用胚胎干细胞，A错误；
B、细胞分化是基因选择性表达的过程，所以iPS细胞分化成前驱细胞后DNA不变，蛋白质改变，B正确；
C、iPS细胞来源于实验鼠本身的体细胞，可避免免疫排斥作用 ，C正确；
D、肌萎缩侧索硬化表现为肌肉弱化和神经元损伤，利用诱导多能干细胞（iPS细胞）制作前驱细胞，然后移植给肌萎缩侧索硬化实验鼠能延长其寿命，虽不能根治该病，但能够延缓症状，D正确。
故答案为：A。
【分析】干细胞的分类和作用可以归纳如下：
一、干细胞的分类
1.按发育阶段分类：
胚胎干细胞：来源于受精卵发育分化的胚胎内细胞团或原始生殖嵴，具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。
成体干细胞：存在于胎儿和成人的各种组织和器官中，包括神经干细胞、造血干细胞、骨髓干细胞、胎盘干细胞、脐带干细胞和脂肪干细胞等。当机体受到损伤时，成体干细胞被激活，形成具有生理活性的细胞来修复损伤的组织。
2.按分化潜能分类：
全能干细胞：具有自我更新和分化形成任何类型细胞的能力，如受精卵。
多能干细胞：具有分化出多种细胞组织的潜能，如胚胎干细胞和诱导性多能干细胞。
专能干细胞：只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化，如神经干细胞、造血干细胞。
二、干细胞的作用
1.研究人类发育和疾病：干细胞是研究人类发育和疾病的重要工具，特别是在发育生物学、遗传学、细胞生物学等领域。
2.治疗罕见病和遗传病：胚胎干细胞具有全能性，可以分化成各种组织和器官，因此有潜力用于治疗一些罕见病和遗传病。诱导多能干细胞也具有类似的潜力。
3.修复和替换受损组织：成体干细胞具有多向分化的能力，可以修复和替换受损的组织。例如，造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板等，用于治疗血液系统疾病；间充质干细胞可以分化成骨、软骨、脂肪、肌肉等组织，用于治疗骨关节炎等疾病。
4.细胞治疗：细胞治疗具有规避传统药物治疗和手术治疗的弊端，如药物副作用和手术并发症等。干细胞治疗作为一种新兴的细胞治疗方式，具有广阔的应用前景。
7．【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、胚胎细胞分化程度低，即全能性高，所以供体细胞为胚胎细胞的移植成功率比供体细胞为体细胞的更高，A正确；
B、供体细胞核植入受体卵母细胞后，通常用电融合法等使供体细胞和去核卵母细胞融合，B正确；
C、胚胎移植前通常要用物理或化学方法激活重构胚以完成细胞分裂和发育进程，C正确；
D、克隆动物拥有供体、受体的遗传物质，而没有拥有代孕母体的遗传物质，D错误。
故答案为：D。
【分析】体细胞克隆过程可以清晰地分为以下几个关键步骤：
一、细胞准备阶段
1.体细胞的采集：从供体动物身体的某一部位上取体细胞，例如皮肤细胞、肌肉细胞等。
2.卵母细胞的准备：从另一只动物体内提取卵母细胞，并体外培养到减数第二次分裂中期。在这个阶段，卵母细胞的细胞核位置靠近第一极体，便于后续去核操作。
3.去核操作：通过显微操作技术，去除卵母细胞中的细胞核和第一极体，得到一个去核的卵母细胞。
二、细胞核移植阶段
1.细胞核的采集：从之前采集的体细胞中分离出细胞核。
2.核移植：将体细胞的细胞核注入到去核的卵母细胞中，通过电刺激或其他物理、化学方法使两者融合，形成重组细胞（或称为重组胚）。
三、胚胎培养阶段
1.激活重组细胞：通过物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重组细胞，使其开始细胞分裂和发育进程。
2.体外培养：将激活后的重组细胞在体外培养环境中继续培养，使其发育成为早期胚胎。
四、胚胎移植与发育阶段
1.胚胎移植：将体外培养得到的早期胚胎移植到第三只动物的子宫内，使其继续发育。
2.妊娠与产仔：代孕动物经过一定时间的妊娠后，最终产下克隆动物。
体细胞克隆技术的成功关键在于细胞核的全能性和细胞重编程的能力。这种技术为生命科学和医学领域的研究提供了重要的工具，例如用于研究遗传疾病的发病机制、培育优良的家畜品种等。同时，体细胞克隆技术也面临着伦理、法律和社会等方面的挑战和争议。
8．【答案】B
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、胚胎工程中需要使用促性腺激素来使母牛超数排卵，A正确；
B、为保证受体牛与供体牛具有相同的生理变化，需要对供体和受体母牛进行同期发情处理，B错误；
C、胚胎分割时囊胚内细胞团要均等分割 ，C正确；
D、据图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，故a、b、c的基因型不一定相同，D正确。
故答案为：B。
【分析】试管动物技术，也称为体外受精技术，是一种通过人工操作在实验室环境中模拟自然受精过程，从而培育出动物后代的技术。以下是关于试管动物技术的详细解释：
一、定义与原理
试管动物技术是一种利用体外受精和体外胚胎培养的方法，在实验室条件下使动物的卵子和精子结合形成受精卵，并经过一段时间的体外培养后，将发育到一定阶段的胚胎移植到母体子宫内，使其继续发育并最终产出幼崽的技术。
二、技术过程
1. 卵子和精子的采集与处理：从雌性动物体内采集卵子，并进行体外成熟培养；同时从雄性动物体内采集精子，并进行体外获能处理。
2. 体外受精：在实验室条件下，将处理后的卵子和精子放入培养皿中，使其结合形成受精卵。
3. 体外胚胎培养：将受精卵在体外进行培养，模拟母体内的环境，使其发育成为早期胚胎。
4. 胚胎移植：将发育到一定阶段的胚胎移植到受体母体的子宫内，使其继续发育并最终产出幼崽。
三、技术特点与优势
1. 突破自然繁殖限制：试管动物技术可以突破自然繁殖的限制，如年龄、疾病等因素，使一些难以自然繁殖的动物也能成功繁殖后代。
2. 提高繁殖效率：通过体外受精和胚胎培养，可以一次性获得多个胚胎，从而提高繁殖效率。
3. 遗传改良：试管动物技术可以与基因编辑技术结合，实现遗传改良，培育出具有优良性状的动物品种。
4. 辅助生殖技术：试管动物技术已成为辅助生殖技术的重要组成部分，为不孕不育患者提供了新的生育途径。
四、应用与前景
试管动物技术在畜牧业、生物医学研究、濒危动物保护等领域具有广泛的应用前景。在畜牧业中，试管动物技术可以加速优良品种的繁殖和遗传改良；在生物医学研究中，试管动物技术可以用于研究人类疾病的发病机制和治疗方法；在濒危动物保护中，试管动物技术可以为濒危物种提供繁殖后代的新途径。
9．【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、限制酶切开的是磷酸二酯键，DNA连接酶是催化DNA片段的连接，所以形成的是磷酸二酯键，A正确；
B、如图，EcoR I酶切割后的DNA片段为黏性末端，可用T4DNA连接酶连接，B正确；
C、EcoR V切出的为平末端，应用T4DNA连接酶连接，C错误；
D、经EcoR I酶和Mun I酶切割后产生的末端相同，所以两个DNA片段可进行连接，D正确。
故答案为：C。
【分析】E.coliDNA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。
限制酶（也称为限制性核酸内切酶或限制性内切核酸酶）在生物学研究中扮演着至关重要的角色。以下是关于限制酶作用的详细解释：
1.定义与识别机制：
限制酶是一类能够识别特定的DNA序列并在该序列的特定位点上剪切DNA分子的酶。
每一种限制酶都有一段特定的DNA序列（也称为限制酶切割位点），只有当DNA序列与该切割位点完全匹配时，限制酶才能结合到DNA上。
2.作用机制：
识别特定的DNA序列：限制酶通过“酶-底物”互作来识别特定的DNA序列。
剪切DNA分子：一旦限制酶与DNA序列结合，酶就会剪切DNA分子，产生两个断裂的末端。这些末端可以是黏性末端或平末端。
3.应用领域：
DNA重组与基因工程：通过使用不同的限制酶，研究人员可以精确地剪切DNA分子，并将不同源的DNA片段连接在一起，构建出具有特定功能的重组DNA分子。这种技术在基因工程研究中起到了关键作用，并被广泛应用于制造转基因生物、病毒载体构建以及人工合成DNA等领域。
DNA测序与分析：限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段可以被进一步用于测序、聚合酶链反应(PCR)扩增以及凝胶电泳等实验中，以实现对DNA序列和结构的研究。
DNA指纹图谱构建：在基因组学研究中，限制酶也被用于DNA指纹图谱的构建。通过限制酶切割不同个体的DNA样本，然后通过凝胶电泳分离DNA片段，最终形成特定的DNA条带图谱。这种技术被广泛应用于物种鉴定、犯罪侦查、亲子鉴定以及种质资源保护等领域。
4.分类与性质：
根据限制酶的结构、辅因子的需求切位与作用方式，可将限制酶分为三种类型：第一型（Type I）、第二型（Type II）及第三型（Type III）。每种类型都有其特定的作用方式和应用场景。
5.限制与注意事项：
限制酶需要在特定的温度和离子浓度条件下才能发挥作用，因此在实验操作过程中需要严格控制条件。
限制酶只能识别特定的DNA序列，对于DNA序列中的变异或突变无法识别。因此，在某些情况下，研究人员可能需要使用多个限制酶来进行验证和确认。
10．【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，它是指在核苷酸聚合作用起始时，刺激合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子，A错误；
B、PCR扩增过程中，脱氧核苷酸只能连接在3'端，因此通过设计引物的3'端能选择需要扩增的DNA片段，B正确；
C、PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键，5'端无严格限制，所以可用于添加限制酶切点等序列，而3'不可以，C错误；
D、 由图示可知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个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，即用图中引物扩增至少3个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物，D错误。
故答案为：B。
【分析】
PCR（聚合酶链式反应）扩增过程是一个在体外模拟DNA自然复制过程的技术，用于快速扩增特定的DNA片段。以下是PCR扩增过程的详细步骤：
一、PCR扩增前的准备
模板DNA：待扩增的DNA片段，可以来自任何生物样本，如血液、细胞、组织等。
引物：一对人工合成的寡核苷酸序列，与模板DNA的特定区域互补，用于指导DNA聚合酶在模板上合成新的DNA链。
耐热DNA聚合酶：如Taq DNA聚合酶，能在高温下保持活性，是PCR反应中的关键酶。
脱氧核糖核苷三磷酸（dNTPs）：包括dATP、dTTP、dCTP和dGTP，是DNA合成的原料。
缓冲液和离子：提供反应所需的pH值和离子环境。
二、PCR扩增过程
PCR扩增过程通常分为以下三个主要步骤，这些步骤在PCR仪中通过控制温度循环进行：
1. 变性
- 温度：通常加热至95℃左右。
- 时间：持续约30秒至1分钟。
- 目的：通过高温使模板DNA双链解离成单链，为后续的引物结合和DNA合成做准备。
2. 退火
- 温度：降低至50℃至65℃之间，具体温度取决于引物的Tm值（熔解温度）。
- 时间：持续约30秒至1分钟。
- 目的：在较低的温度下，引物与模板DNA单链上的互补序列结合，形成引物-模板复合物。
3. 延伸
- 温度：升高至72℃，这是DNA聚合酶的最佳活性温度。
- 时间：根据目标DNA片段的长度和DNA聚合酶的活性而定，通常为1分钟至数分钟。
- 目的：在DNA聚合酶的作用下，以dNTPs为原料，从引物的3'端开始，沿着模板DNA单链的5'→3'方向合成新的DNA链。
三、PCR循环与产物积累
PCR反应通常进行数十个循环，每个循环都包括变性、退火和延伸三个步骤。在每个循环中，新合成的DNA链都会成为下一个循环的模板，因此DNA片段的数量呈指数级增长。经过数十个循环后，可以扩增出大量的目标DNA片段。
四、PCR产物的检测与分析
PCR产物可以通过凝胶电泳、荧光定量PCR等方法进行检测和分析。凝胶电泳可以直观地显示PCR产物的数量和大小，而荧光定量PCR则可以实时监测PCR过程中DNA片段的扩增情况，实现定量分析。
11．【答案】B
【知识点】DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、DNA不溶于酒精溶液，所以不需要加入酒精，A错误；
B、在滤液中加入适量的蛋白酶可以分解蛋白质，故有助于提取出DNA含量较高的白色丝状物，B正确；
C、 洗涤剂能瓦解细胞膜而不是细胞壁，C错误；
D、将提取的DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺试剂不可观察到蓝色反应，还需要进行沸水浴，D错误。
故答案为：B。
【分析】DNA的粗提取和鉴定是现代分子生物学中的关键步骤，以下是详细的提取和鉴定过程：
一、DNA粗提取：
1. 实验原理：
利用DNA在特定浓度的氯化钠溶液中溶解度最低的特性，以及DNA不溶于酒精但其他细胞物质可溶于酒精的特点，进行DNA的粗提取。
2. 实验材料（以鸡血为例）：
鸡血细胞液：通过离心或静置方法获得。
试剂：包括氯化钠溶液、柠檬酸钠溶液、二苯胺试剂（A液和B液）、蒸馏水等。
3. 实验步骤：
提取细胞核物质：取鸡血细胞悬液，加入蒸馏水搅拌使血细胞破裂，释放细胞核内物质，过滤取滤液。
溶解核内的DNA：在滤液中加入高浓度的氯化钠溶液，使DNA游离并溶解。
析出DNA黏稠物：沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水，降低溶液浓度，使DNA溶解度下降而析出。
滤取DNA黏稠物：用多层纱布过滤，取纱布上的DNA黏稠物。
二、DNA鉴定：
1. 凝胶电泳：
利用电场将带电的DNA分子移动到凝胶上，根据DNA片段大小进行分离。
通过比较样品中不同长度的DNA条带，确定是否存在目标序列。
2. PCR扩增：
通过引物特异性识别目标序列，在体外进行大量扩增。
高效、敏感、特异性强的鉴定方法，可检测极少量的目标序列。
3. DNA测序：
直接读取DNA序列的方法，通过测序仪读取PCR扩增的目标片段或提取的DNA样品。
可检测出极少量的变异或突变，适用于整个基因组的分析。
4. 二苯胺鉴定：
利用DNA遇二苯胺（沸水浴）成蓝色的特性，鉴定提取的DNA。
12．【答案】A
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、利用基因工程将抗病毒基因转入植物体内，可以使植物获得抗病毒的性状，A正确；
B、如果对芽体灭菌，会杀死芽体本身，无法获得植株，B错误；
C、培育脱毒苗一般选择芽体，并且脱毒苗不抗病毒，所以不选择叶片，C错误；
D、在高温灭菌的环境中植物也不能生长，无法培养，D错误。
故答案为：A。
【分析】
植物组织培养是一种在无菌条件下，将外植体（植物器官、组织、花药、花粉、体细胞甚至原生质体）接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。其过程可分为以下几个步骤：
1. 无菌外植体：选择合适的植物外植体，并进行无菌处理。
2. 脱分化：将已分化的植物器官、组织或细胞恢复具有分裂能力细胞群（愈伤组织）的过程。愈伤组织的细胞特点是分裂快、结构疏松、颜色浅而透明。
3. 再分化：使脱分化形成的愈伤组织细胞分化为胚状体，或直接形成完整植株的过程。
13．【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、PstI和BamHI识别序列不同，产生的黏性末端不同，所以二者不能互补，A正确；
B、如果用PstI切割外源DNA片段，则质粒也需要用到PstI切割，会破坏AmpR氨苄青霉素抗性基因，如果再选BamHI切割pBR322质粒，会将TetR四环素抗性基因也破坏了，导致构建好的基因表达载体上没有标记基因，B正确；
C、据图判断菌落1是把目的基因插入氨苄青霉素抗性基因的位置，把氨苄青霉素抗性基因破坏了，所以菌落1中的大肠杆菌未成功导入外源DNA，才能在含有氨苄青霉素的培养基中生长，C正确；
D、据图判断，目的基因插入了四环素抗性基因的位置，四环素抗性基因被破坏了，所以若菌落2的大肠杆菌成功导入了外源DNA，则其不能在含有四环素的培养基中生长繁殖，D错误。
故答案为：D。
【分析】基因工程技术的步骤可以清晰地归纳为以下几个主要部分：
1.目的基因的获取：
使用组织分离纯化的方法或人工合成的方式来获取所需的目的基因。例如，可以从植物的抗病基因、种子的贮藏蛋白基因，或人的胰岛素基因、干扰素基因等中提取。
人工合成的方法适用于基因较小且核苷酸序列已知的情况，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
另一种方法是利用PCR技术（多聚酶链式反应）扩增目的基因，这是一种在生物体外复制特定DNA片段的核糖合成技术。
2.目的基因与运载体结合：
将目的基因与运载体（如质粒）结合，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
首先用特定的限制酶切割质粒和目的基因，使它们产生相同的黏性末端或平末端。
然后将目的基因片段插入质粒切口，加入适量的DNA连接酶，使目的基因与质粒形成重组质粒（重组DNA分子）。
3.将重组DNA分子导入受体细胞：
将重组DNA分子（重组质粒）通过一定的方法导入到受体细胞中，使其在受体细胞内进行扩增。
导入方法取决于受体细胞的类型，如微生物常用的感受态细胞法，植物细胞常用的农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，以及动物细胞常用的显微注射法等。
4.目的基因的检测与表达：
检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，并表达出了相应的遗传特性。
检测方法包括DNA分子杂交法、PCR扩增法等，用于验证目的基因是否已成功整合到受体细胞的染色体DNA上。
表达鉴定则是观察受体细胞是否表现出了由目的基因编码的特定性状或产物。
5.基因产物的收集与分析：
收集经过基因改造并成功表达出目的蛋白的受体细胞或其培养液。
对基因产物进行纯化、鉴定和定量分析等后续处理，以获取所需的高质量、高纯度的基因产物。
14．【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、对枯草芽孢杆菌蛋白酶进行改造是通过基因工程来实现，基因工程操作的对象是DNA而不是分子，A错误；
B、蛋白质工程首先从预期的蛋白质功能出发，所以需要研究待消除敏感性的蛋白酶的氨基酸序列，B正确；
C、据题，“将第222位的甲硫氨酸残基替换成其他氨基酸残基”，所以可以推测基因的碱基对在改变前后发生了替换，C错误；
D、蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂，所以氨基酸替换改造后的蛋白酶在漂白剂存在下不一定能够保持活性，D错误。
故答案为：B。
【分析】蛋白质工程的过程可以分为以下几个步骤：1. 确定目的基因的碱基序列：根据预期蛋白质的功能，设计预期的蛋白质结构，推测出应有的氨基酸序列，找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。
2. 合成目的基因：通过基因工程技术，合成目的基因。
3. 表达目的基因：将目的基因导入宿主细胞，使其表达出目的蛋白质。
4. 纯化和鉴定：对表达出的目的蛋白质进行纯化和鉴定，以确保其质量和活性。
15．【答案】C
【知识点】转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、如果基因转入细胞核中，雄性植物会产生花粉，花粉中可能含有转入的基因，在自然界中正常生存繁殖可能会造成基因污染 ，A正确；
B、在食物安全方面，某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变，所以存在安全隐患，B正确；
C、转基因技术的本质是基因重组，但是由于转入了其他物种的基因，故可能会改变生物的遗传多样性，C错误；
D、转基因产品需要在包装上标注清楚，D正确。
故答案为：C。
【分析】转基因技术的注意事项可以归纳为以下几个方面，以确保其安全、合理和有效的应用：1.科学严谨性：
转基因技术应基于充分的科学研究和实验数据，确保转基因生物的安全性和可行性。
科学家需要深入研究目标生物的基因特性，评估导入外源基因的可能风险，并进行严格的安全评估。
2.透明公开：
转基因技术的研究和应用必须遵循透明和公开的原则。
科学家和相关机构应及时发布转基因技术研究的进展和成果，向公众解释技术的原理、安全性和应用领域。
积极回答公众关注和质疑，减少误解和恐惧。
3.风险评估和管理：
在使用转基因技术前，应进行全面的风险评估，包括评估转基因生物可能对环境和人类健康产生的潜在影响。
制定有效的风险管理措施，以防止可能的风险和副作用。例如，在农业领域应确保转基因作物与传统品种之间的无害交流，以避免对生态系统的负面影响。
4.合法合规：
使用转基因技术必须遵守国际和国内的相关法律法规，获得合法的研究许可和应用批准。
建立健全的监管机制和制度，监督和管理转基因技术的研究和应用。
5.技术操作要求：
在操作过程中，应尽可能避免气溶胶的产生，并在划定的区域内进行操作。
废弃物要装在防渗漏、防碎的容器内，并进行灭活处理。
基因操作时应穿工作服，离开实验室前必须将工作服等放在实验室内。
防止与实验无关的生物如昆虫和啮齿类动物进入实验室。
6.科学教育和公众参与：
加强科学教育，提高公众对转基因技术的科学素养，增强公众对技术的理解和支持。
积极鼓励公众参与转基因技术的决策过程，使公众的意见和关切得到充分的尊重和考虑。
7.特定操作注意事项：
必须考虑到被转基因在靶细胞中具有适当的表达效率，并受到严格的调控。
大片段基因的转染以及不分裂细胞的转染都需要特别的考虑。
在农业转基因生物的生产中，要确保受体自交系的质量，并加强质量管理，确保转育质量和效率。
16．【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】，【解答】A、乳酸菌是原核生物，遗传物质即DNA位于拟核中，而布拉氏酵母菌是真核生物，故它的遗传物质主要分布于细胞核，A错误；
B、乳酸菌是原核生物，布拉氏酵母菌是真核生物，但二者均有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体等结构，B正确；
C、布拉氏酵母菌进行无氧呼吸发酵产生酒精，C错误；
D、乳酸菌的细胞壁主要成分是肽聚糖而非纤维素，布拉氏酵母菌的细胞壁主要成分是几丁质，D错误。
故答案为：B。
【分析】
真核细胞和原核细胞在特点和区别上主要体现在以下几个方面：
1.特点：
真核细胞：
具有明显的细胞核，包含染色体、核仁、核液以及双层核膜。
细胞器丰富，包括内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等，这些细胞器各自承担着特定的生理功能。
转录主要在细胞核内进行，而蛋白质的合成则在细胞质中进行。
遗传物质DNA与组蛋白结合，形成核小体，染色体上有5种或4种组蛋白与DNA结合。
具有发达的微管系统，鞭毛、中心粒、纺锤体等都与微管有关。
细胞体积较大，一般位于10~100微米之间。
原核细胞：
没有以核膜为界的细胞核，遗传物质DNA呈裸露的环状分子，存在于细胞质中的一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核。
细胞器非常有限，只有核糖体，无内质网、高尔基体等复杂细胞器。
转录与蛋白质的合成交联在一起进行，通常在细胞的同一部位同时进行。
无染色体及核小体结构，DNA不与组蛋白结合。
不存在有丝分裂、减数分裂和无丝分裂等细胞分裂方式，主要通过简单的二分法进行生殖。
细胞体积较小，大约在1~10微米之间。
2.区别：
1.细胞核结构：真核细胞具有完整的细胞核结构，而原核细胞没有成型的细胞核。
2.细胞器：真核细胞含有多种细胞器，而原核细胞只有核糖体一种细胞器。
3.遗传物质与表达：真核细胞的遗传物质DNA与组蛋白结合，形成核小体，而原核细胞的DNA为裸露 的环状分子。真核细胞的转录和翻译在细胞的不同区域进行，而原核细胞的转录与翻译通常在同一部 位进行。
4.细胞分裂与生殖：真核细胞能进行有丝分裂、减数分裂等复杂的细胞分裂方式，而原核细胞主要通过二分法进行生殖。
5.细胞大小：真核细胞体积较大，而原核细胞体积较小。
17．【答案】B
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、风干的种子细胞中主要失去了自由水，所以此时细胞中的水大部分是结合水而不是自由水，A正确；
B、因为阶段Ⅱ中种子含水量高于阶段Ⅰ，根据呼吸作用过程，所以种子呼吸速率大于阶段Ⅰ，B错误；
C、水分进入细胞的方式主要是自由扩散或协助扩散，并且协助扩散需要借助水通道蛋白，C正确；
D、阶段Ⅲ的细胞中含水量高于阶段Ⅰ，所以代谢更快，同时将种子中储存的大分子物质分解为小分子物质，所以有机物的种类更多，D正确。
故答案为：B。
【分析】分析题图可知，阶段Ⅰ、Ⅱ是种子的休眠期，细胞的代谢活动较弱，没有萌发，Ⅲ种子代谢速率增强，种子萌发。
水在细胞中以两种形式存在：一种是游离水，另一种是结合水。水在细胞中的主要作用是溶解无机物、调节温度、参加酶反应、参与物质代谢以及形成细胞结构。
18．【答案】D
【知识点】细胞膜的成分；细胞膜的结构特点；细胞膜的功能
【解析】【解答】A、动物细胞膜中主要含有磷脂和蛋白质，也含有胆固醇，A正确；
B、细胞膜的流动性有利于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等生命活动，B正确；
C、据题，“胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开使其更易流动”，由此可知，胆固醇可以调节动物生物膜的流动性，使生物膜适应温度的范围变大，C正确；
D、温度很高会导致膜中蛋白质空间结构改变，但不会将蛋白质水解为氨基酸，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞膜的结构和功能可以清晰地归纳如下：细胞膜的结构：
1.组成成分：
主要由磷脂（约占50%，以磷脂为主）、蛋白质（约占40%）和糖类（约占10%）等物质组成。
磷脂分子具有亲水的极性头部和疏水的非极性尾部，形成磷脂双分子层，这是细胞膜的基本骨架。
蛋白质以三种形式存在于细胞膜：贯穿、嵌插和镶嵌。
糖类大多与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂类结合形成糖脂。
2.结构特点：
流动性：磷脂分子的脂肪酸链有一个是饱和的，另一个是带有一个双键的不饱和脂肪酸，这种结构使得细胞膜具有一定的流动性。
厚度：膜厚约为7~8纳米（nm）。
电镜下的结构：在电子显微镜下，细胞膜可分为三层，内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带，中间夹有一条厚2.5nm的透明带，总厚度约7.0~7.5nm。
细胞膜的功能：
1.分隔细胞内外环境：细胞膜是细胞与外界环境之间的屏障，它阻止了细胞外物质的自由侵入，从而确保了细胞内部的相对稳定。
2.物质转运：
选择性透过性：细胞膜可以选择性地交换物质，吸收营养物质，排出代谢废物。
运输方式：包括主动运输、被动运输（自由扩散和协助扩散）。
3.能量和信息交换：细胞膜在细胞内进行物质的交换、能量的交换、保持、识别、接收、传输，并参与细胞的活动。
4.细胞识别：细胞膜上的糖蛋白具有识别、分泌、排泄、免疫等功能。
5.细胞间的信息交流：细胞膜通过某些化学物质（如激素）进行细胞间的信息交流。
6.保护细胞内部：为细胞创造一个相对稳定的内部环境，使多种生化反应有序进行
19．【答案】（1）生产者；间接
（2）自生、协调
（3）c和d；动物a是该食物网中最高营养级的生物，重金属难以分解，会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在动物a的体内
（4）挺水植物遮挡藻类的光照，降低藻类的光合作用效率，从而减少藻类的大量繁殖；挺水植物吸收水体中的无机盐等，使藻类获取的无机盐等营养减少，从而抑制藻类的生长
【知识点】种间关系；生态系统的功能；生态系统的结构；生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】（1）因为植物可以进行光合作用产生有机物，所以植物属于自养生物，是生态系统的生产者。助于固定土壤，防止土壤侵蚀和流失，保持湿地的结构和功能体现了生物多样性在生态系统中的功能，属于间接价值。
（2）选择一批能适应当地环境的根系发达的多种植物，体现了生态工程的协调原理，同时还考虑了新植物与原植物之间的生态位以及它们的种间关系，使其形成互利共存的关系，体现了生态工程的自生原理。
（3）表中c和d体内重金属相对浓度基本相同，二者处于同一营养级，最可能构成竞争关系。重金属难以分解，会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在最高营养级的生物的体内，而a的重金属浓度最高，所以a是最高营养级。
（4）凤眼莲、香蒲、菖蒲和叶部分伸出水面，属于挺水植物，可以遮挡藻类的光照，降低藻类的光合作用效率，从而减少藻类的大量繁殖；另一方面植物吸收水体中的无机盐等物质，使藻类获取的无机盐等营养减少，抑制藻类的生长，故这些植物可以抑制藻类的生长。
【分析】生态工程是根据生态系统中物种共生、物质循环再生等原理设计的分层多级利用的生产工艺。其主要原理包括物种共生、生态位、食物链、物种多样性等。1.物种共生原理：自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，这种关系是自然界中生物之间长期进化的结果，包括共生、竞争等多种关系，构成了生态系统的自我调节和反馈机制。
2.生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位。在生态系统中，合理利用生态位原理，可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而有效的生态系统。
3.食物链原理：是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础，也是生态工程所利用的物种共生原理的基础。
4.物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，生态系统越稳定。
20．【答案】（1）癌症患者体内的B淋巴细胞能够产生针对癌细胞的抗体；既能无限增殖，又能分泌抗体
（2）染色体丢失；产生双特异性抗体
（3）识别并清除癌细胞；T细胞能更精准地接触到癌细胞，加强对癌细胞的杀伤作用
【知识点】单克隆抗体的制备过程；单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】（1）该实验目的是制备双特异性单克隆抗体，由于针对癌细胞的抗体再癌症患者体内的B淋巴细胞产生，故一般在癌症患者身上取B淋巴细胞，骨髓瘤细胞可以无限增殖，而B淋巴细胞可以分裂分化为浆细胞产生抗体，所以杂交瘤细胞具有既能无限增殖，又能分泌抗体的特点。
（2）前两种细胞染色体数之和比杂交瘤细胞与脾脏细胞融合而成的融合细胞染色体数多，这说明细胞融合会导致染色体丢失；而对相关细胞进行多次检测和筛选，是为了获得能产生双特异性抗体的杂交瘤细胞。
（3）T细胞可以将癌细胞清除，故选择T细胞是由于其具有识别并清除癌细胞的功能；由于双特异性单克隆抗体使T细胞更容易（更精准或更高概率）接触到癌细胞，故双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2单独使用。
【分析】单克隆抗体的制备过程包括以下步骤：1. 免疫动物：选择合适的免疫原，如蛋白质、活性多肽、细胞表面分子等，然后将免疫原注射到动物体内，激发其免疫系统产生抗体。
2. 融合细胞制备杂交瘤：将免疫动物的脾细胞与肿瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，具有长期生长和分泌抗体的能力。
3. 筛选单克隆细胞：将杂交瘤细胞分装到96孔板中，进行限稀分克，筛选出单克隆细胞。
4. 培养单克隆细胞：将单克隆细胞进行培养，收集上清液。
5. 纯化单克隆抗体：采用亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等方式，对上清液进行纯化，获得单克隆抗体。
6. 鉴定单克隆抗体：通过酶联免疫吸附试验、免疫印迹、免疫荧光等方式，对单克隆抗体进行鉴定。
21．【答案】（1）基因P；基因Q转录出的mRNA与PPO基因转录的mRNA能够碱基互补，从而抑制PPO基因的表达
（2）逆转录；（4种）脱氧核苷酸
（3）嫩叶细胞比老叶细胞更容易表现出全能性；让目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用
（4）排除质粒本身对实验的干扰
【知识点】基因工程的应用；遗传信息的翻译；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）从图中看出，α链mRNA编码多酚氧化酶，所以基因P是PPO基因；如图可见，基因Q编码的βmRNA与αmRNA互补，从而抑制PPO基因的表达。
（2）以总RNA为模板，合成DNA的过程是逆转录，需要逆转录酶，合成原料是（4种）脱氧核苷酸。（3）嫩叶分化程度低，比老叶细胞更容易表现出全能性，故选择嫩叶细胞作为受体细胞；获取转基因苹果的核心步骤是构建含有目的基因的表达载体，目的是让目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（4）让只转入了质粒的苹果植株作为对照比普通苹果植株更好，因为可以排除质粒本身对实验的干扰，更好比较目的基因对抑制苹果褐变的作用效果。
【分析】基因工程技术的步骤可以清晰地归纳为以下几个主要部分：1.目的基因的获取：
使用组织分离纯化的方法或人工合成的方式来获取所需的目的基因。例如，可以从植物的抗病基因、种子的贮藏蛋白基因，或人的胰岛素基因、干扰素基因等中提取。
人工合成的方法适用于基因较小且核苷酸序列已知的情况，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
另一种方法是利用PCR技术（多聚酶链式反应）扩增目的基因，这是一种在生物体外复制特定DNA片段的核糖合成技术。
2.目的基因与运载体结合：
将目的基因与运载体（如质粒）结合，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
首先用特定的限制酶切割质粒和目的基因，使它们产生相同的黏性末端或平末端。
然后将目的基因片段插入质粒切口，加入适量的DNA连接酶，使目的基因与质粒形成重组质粒（重组DNA分子）。
3.将重组DNA分子导入受体细胞：
将重组DNA分子（重组质粒）通过一定的方法导入到受体细胞中，使其在受体细胞内进行扩增。
导入方法取决于受体细胞的类型，如微生物常用的感受态细胞法，植物细胞常用的农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，以及动物细胞常用的显微注射法等。
4.目的基因的检测与表达：
检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，并表达出了相应的遗传特性。
检测方法包括DNA分子杂交法、PCR扩增法等，用于验证目的基因是否已成功整合到受体细胞的染色体DNA上。
表达鉴定则是观察受体细胞是否表现出了由目的基因编码的特定性状或产物。
5.基因产物的收集与分析：
收集经过基因改造并成功表达出目的蛋白的受体细胞或其培养液。
对基因产物进行纯化、鉴定和定量分析等后续处理，以获取所需的高质量、高纯度的基因产物。
22．【答案】（1）作为遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
（2）核膜的裂解与重建
（3）氨基酸的脱水缩合；521；构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同
（4）核输入；核输出；选择透过
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因；蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合；生物膜的功能特性；细胞核的功能
【解析】【解答】（1）细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。
（2）由题意可知，核纤层与有丝分裂过程中核膜的裂解和重建有关。
（3）核糖体是蛋白质的合成场所，在核糖体上主要完成搭配脱水缩合以形成肽链，形成的肽链含有的肽键数为522-1=521个；Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同。
（4）RNA聚合酶在细胞核中催化RNA的合成，从细胞质进入细胞核；而mRNA在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质与核糖体结合，指导蛋白质的合成，因此核孔可以介导RNA聚合酶的核输入以及介导mRNA的核输出，核孔复合体的存在可以说明核膜具有选择透过性。
【分析】细胞核的结构和功能可以清晰归纳如下：
细胞核的结构：
1. 核膜
定义：细胞核的双层膜结构，分为外核膜和内核膜。
特性：
外核膜：附有核糖体颗粒，与内质网相连。
内核膜：无核糖体颗粒，表面有特异蛋白，为核纤层提供结合位点。
核孔：位于内外膜的融合处，形成环状开口，直径约为50～100nm，是选择性双向通道，允许小分子、离子及部分大分子（如酶、组蛋白、mRNA、tRNA）通过。
2. 染色质
定义：遗传物质DNA和组蛋白在细胞间期的形态表现。
分类：
常染色质：核中进行RNA转录的部位，染色较浅。
异染色质：功能静止的部分，染色较深。
结构：染色质的基本结构为串珠状的染色质丝，由核小体（直径约10nm）和连接DNA组成。
3. 核仁
构成：由细丝成分、颗粒成分与核仁相随染色质三部分构成。
功能：与rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配有关。
4. 核骨架
定义：包括核基质、核纤层以及染色体骨架，是真核细胞核内真实的结构体系。
成分：主要由非组蛋白的纤维蛋白构成，含有多种蛋白成分及少量RNA。
功能：与DNA复制、基因表达及染色体的包装与构建有密切关系。
细胞核的功能
1. 遗传信息库
储存、复制和转录遗传物质DNA的主要场所。
2. 细胞代谢和遗传的控制中心
控制细胞的遗传、生长和发育。
通过调节基因表达来影响细胞活动。
3. 物质和信息交流
通过核孔实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
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