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广东省广州市第六中学2024-2025学年高二下学期期末考试生物试题
一、单选题（本大题共25题，每小题2分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．《细胞》杂志发表的论文中提到一种名为B.bigelowii的藻类，具有“固定”氮气的能力，原因是其内部存在一种新的细胞器“硝基体”（源于一种能固定N2的蓝细菌）。“硝基体”能产生大约一半自身所需蛋白质，它生存所需的其余蛋白质由藻类宿主提供。下列相关叙述错误的是（　　）
A．蓝细菌可以固定N2，因此属于自养型生物
B．“硝基体”内的DNA裸露存在，不与蛋白质形成染色体
C．固定的氮可用于合成核酸、蛋白质、叶绿素等化合物
D．可采用差速离心法分离获得“硝基体”
【答案】A
【知识点】核酸的基本组成单位；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；其它细胞器及分离方法；蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、蓝细菌属于自养型生物的原因是含有光合色素，可进行光合作用制造有机物，能固定氮气只是可利用大气中的氮源，并非其自养的原因，A错误；
B、“硝基体”源于蓝细菌，蓝细菌为原核生物，其DNA裸露存在，不与蛋白质结合形成染色体，B正确；
C、核酸、蛋白质、叶绿素均含有氮元素，固定的氮可用于合成这些含氮化合物，C正确；
D、“硝基体”属于细胞器，可采用差速离心法分离细胞器的原理将其分离，D正确。
故答案为：A。
【分析】（1）自养生物的判断依据是能否利用无机物合成有机物，蓝细菌依靠光合作用合成有机物实现自养，固氮只是获取氮源的方式。
（2）原核生物无染色体，遗传物质为裸露的环状DNA分子。
（3）核酸、蛋白质、叶绿素都含有氮元素，可利用固定的氮元素参与合成。
（4）差速离心法依据细胞器密度差异，可分离细胞内各类细胞器。
2．某些化学试剂能够使相关化合物产生特定颜色，可根据呈现的颜色进行物质鉴定。下列物质鉴定的实验设计中，合理的是（　　）
A．双缩脲试剂可用于蛋白质、多肽或氨基酸的鉴定
B．加入斐林试剂的蔗糖溶液在水浴加热的条件下可呈现砖红色沉淀
C．粗提取的 DNA 经二苯胺染色后，显微镜下呈现蓝色
D．酵母菌培养液中添加酸性重铬酸钾溶液，可用于酒精的鉴定
【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验；检测还原糖的实验；探究酵母菌的呼吸方式；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、双缩脲试剂发生颜色反应的原理是与化合物中的肽键结合，蛋白质和多肽均含有肽键，而氨基酸不具有肽键，因此双缩脲试剂只能鉴定蛋白质和多肽，不能用于氨基酸的鉴定，A错误；
B、斐林试剂只能对还原糖进行鉴定，蔗糖属于非还原糖，加入斐林试剂后在水浴加热条件下不会产生砖红色沉淀，B错误；
C、粗提取的DNA与二苯胺试剂混合后，经水浴加热会呈现蓝色，该颜色反应可直接肉眼观察，不需要使用显微镜，C错误；
D、酸性重铬酸钾溶液与酒精接触时会由橙色变为灰绿色，酵母菌无氧呼吸会产生酒精，因此可在酵母菌培养液中添加酸性重铬酸钾溶液进行酒精的鉴定，D正确。
故答案为：D。
【分析】生物组织中不同有机物的鉴定需要对应专用的化学试剂，不同试剂的显色原理和适用对象各不相同。蛋白质类物质的鉴定依靠肽键与双缩脲试剂的紫色反应，还原糖可在水浴加热条件下与斐林试剂形成砖红色沉淀。DNA的鉴定使用二苯胺试剂，在水浴加热后呈现蓝色，酒精的鉴定使用酸性重铬酸钾溶液，反应后颜色由橙色变为灰绿色，不同物质的鉴定均有严格的适用条件和操作要求。
3．黑藻是多年生高等植物，它喜欢在光照充足的环境中生长，为很多实验提供良好材料。下列叙述正确的是（　　）
A．使用高倍镜观察黑藻成熟叶片叶绿体，转换高倍镜时，需先升高镜筒再转动转换器，然后调节细准焦螺旋
B．探究光照强度对光合作用的影响实验中，用一个含NaHCO3溶液的透明容器培养黑藻，不断改变光照强度并测量溶液中溶解氧含量
C．色素提取和分离实验得到4条色素带，其中条带最宽的色素主要吸收红光和蓝紫光
D．观察黑藻细胞的胞质环流现象时，适当升高温度胞质环流的速度会减弱
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、使用高倍镜观察黑藻成熟叶片叶绿体时，转换高倍镜不需要升高镜筒，直接转动转换器切换高倍物镜，再调节细准焦螺旋使物像清晰，升高镜筒容易丢失物像或损坏装片，A错误；
B、探究光照强度对光合作用的影响实验中，若用同一装置连续改变光照强度测量溶解氧，前一光照强度的实验结果会干扰后续数据，应设置多组相同装置，分别给予不同光照强度独立实验，NaHCO3溶液可维持实验环境中CO2浓度稳定，B错误；
C、色素提取和分离实验会出现四条色素带，其中条带最宽的是叶绿素a，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，C正确；
D、观察黑藻细胞胞质环流时，适当升高温度能提高细胞内酶的活性，增强细胞代谢强度，胞质环流的速度会加快，D错误。
故答案为：C。
【分析】高倍显微镜使用时需先在低倍镜下将目标移至视野中央，直接转动转换器更换高倍镜，再调节细准焦螺旋获得清晰物像。探究影响光合作用因素的实验要遵循单一变量和对照原则，保证各组实验条件相互独立，避免无关变量干扰实验结果。叶绿体中的色素包含叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素含量高于类胡萝卜素，其中叶绿素a含量最多，对应的色素带最宽，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。细胞质环流的速率与细胞代谢水平相关，适宜范围内温度升高会提升酶活性，加快细胞质的流动速度。
4．无花果是一种开花植物，是无公害绿色食品，具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列有关组成无花果细胞的分子的叙述，错误的是（　　）
A．淀粉和纤维素的基本组成单位相同，基本单位连接后形成的空间结构不同
B．无机盐在无花果细胞中大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在
C．将无花果种子晒干储存可减少细胞内自由水含量，降低种子新陈代谢速率
D．无花果叶中叶绿素分子式是C55HxO2N4Mg，其中含有大量元素和微量元素
【答案】D
【知识点】糖类的种类及其分布和功能；水在细胞中的存在形式和作用；组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、淀粉和纤维素都属于植物多糖，二者的基本组成单位均为葡萄糖，葡萄糖之间的连接方式不同，使得二者形成的空间结构存在差异，A正确；
B、无机盐在无花果细胞中大多数以离子的形式存在，只有少数无机盐以化合物的形式存在于细胞中，B正确；
C、自由水与细胞代谢密切相关，将无花果种子晒干能够减少细胞内自由水的含量，进而降低种子的新陈代谢速率，有利于种子的长期储存，C正确；
D、无花果叶中叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg，这些元素均属于细胞中的大量元素，该物质中不含有微量元素，D错误。
故答案为：D。
【分析】淀粉和纤维素均由葡萄糖聚合而成，二者的功能与空间结构不同，原因是葡萄糖的连接方式存在差异。细胞内的无机盐主要以离子形式存在，部分无机盐会参与构成细胞内的重要化合物。细胞中的自由水含量越高，细胞的新陈代谢速率就越强，结合水含量相对稳定，与细胞的抗逆性相关。组成细胞的化学元素分为大量元素和微量元素，大量元素包含C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包含Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
5．呼吸道合胞病毒（RSV）是负链RNA（不能作为翻译模板）包膜病毒。复制的病毒RNA与衣壳蛋白装配和释放时，宿主细胞表面会表达大量的病毒膜蛋白，而含组氨酸标签（His - tag）的多肽的羟基活化后，可与细胞表面的病毒膜蛋白上的氨基发生反应，从而实现对病毒膜蛋白的标记。下列分析正确的是（　　）
A．病毒的释放过程依赖膜的流动性，但不需要消耗能量
B．RSV的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
C．RSV衣壳蛋白是在RSV的核糖体上合成
D．His - tag标记过程中宿主细胞膜上发生了脱水缩合反应
【答案】D
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；病毒
【解析】【解答】A、呼吸道合胞病毒的释放过程依赖生物膜的流动性，该过程属于胞吐，胞吐过程需要消耗细胞呼吸提供的能量，A错误；
B、RSV的遗传物质是负链RNA，遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中，而非脱氧核苷酸的排列顺序，B错误；
C、RSV属于病毒，无细胞结构，不含有核糖体等细胞器，其衣壳蛋白是在宿主细胞的核糖体上合成的，C错误；
D、根据题干信息，含组氨酸标签的多肽的羟基活化后，与细胞表面病毒膜蛋白上的氨基发生反应，羟基和氨基反应会脱去水分子，该过程本质上属于脱水缩合反应，发生在宿主细胞膜上，D正确。
故答案为：D。
【分析】病毒属于非细胞结构生物，必须寄生在活细胞内才能完成生命活动，自身不具备核糖体、线粒体等细胞器，其蛋白质合成依赖宿主细胞的核糖体，增殖过程需要宿主细胞提供原料、能量和场所。胞吐依赖细胞膜的流动性，且需要消耗能量。RNA病毒的遗传物质为RNA，遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中。氨基酸或多肽之间通过氨基和羧基的脱水缩合形成肽键，该过程会脱去水分子。
6．胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（　　）
A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面
B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与
C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性
D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子
【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞器之间的协调配合；胞吞、胞吐的过程和意义；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以头部位于复合物表面，A错误；
B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，然后与溶酶体融合后，释放胆固醇，B错误；
C、胞吞形成的囊泡（单层膜）能与溶酶体融合，依赖于膜具有一定的流动性，C正确；
D、胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质，D错误。
故选C。
【分析】1、细胞膜基本支架为磷脂双分子层。磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。
2、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
3、生物大分子都是多聚体，由许多单体连接而成。包括蛋白质，多糖和核酸。
7． 浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（　　）
A．SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性
B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
【答案】A
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、SRP参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与，所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性，A正确；
B、SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链，如呼吸酶等，B错误；
C、核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链，同时核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡，C错误；
D、生长激素为蛋白类，通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过该途径合成并分泌，D错误。
故答案为：A。
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。
8．亲核蛋白是指在细胞质内合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白经核孔进入细胞核的过程如图所示，其中核输入受体α亚基、β亚基、Ran均为相关蛋白质（GTP、GDP分别类似于ATP、ADP）。下列相关叙述正确的是（　　）
A．呼吸酶和ATP合酶等亲核蛋白可通过该方式进入细胞核
B．唾液腺细胞中核孔复合体的数目少于口腔上皮细胞
C．细胞呼吸抑制剂不会影响亲核蛋白的入核转运过程
D．β亚基与Ran的结合与分离过程依赖蛋白质的磷酸化和去磷酸化
【答案】D
【知识点】细胞核的结构和功能综合
【解析】【解答】A、呼吸酶和ATP合酶等亲核蛋白可通过该方式进入细胞核。亲核蛋白是在细胞质内合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。呼吸酶主要在细胞质基质和线粒体中参与细胞呼吸，ATP合酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上参与ATP合成，二者均不需要进入细胞核发挥功能，不属于亲核蛋白，因此A错误。
B、唾液腺细胞中核孔复合体的数目少于口腔上皮细胞。核孔复合体是核质之间物质交换和信息交流的通道，其数目与细胞代谢旺盛程度正相关。唾液腺细胞需合成分泌大量唾液淀粉酶，代谢旺盛，核质间物质交换频繁，因此其核孔复合体数目多于代谢较弱的口腔上皮细胞，B错误。
C、细胞呼吸抑制剂不会影响亲核蛋白的入核转运过程。亲核蛋白的入核转运需要消耗能量，图中涉及GTP水解供能，GTP类似于ATP，是直接能源物质，细胞呼吸是细胞能量的主要来源，细胞呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，减少能量供应，因此会影响亲核蛋白的入核转运过程，C错误。
D、β亚基与Ran的结合与分离过程依赖蛋白质的磷酸化和去磷酸化。GTP和GDP分别类似于ATP和ADP，GTP水解为GDP时释放能量，伴随磷酸基团转移。图中Ran以Ran-GTP形式与β亚基结合，随后GTP水解为GDP，Ran变为Ran-GDP并与β亚基分离，该过程中β亚基与Ran的结合伴随磷酸化，分离伴随去磷酸化，因此依赖蛋白质的磷酸化和去磷酸化，D正确。
故答案为：D。
【分析】亲核蛋白是在细胞质中合成后进入细胞核发挥功能的蛋白质，其转运依赖核孔复合体，属于耗能的主动运输过程。核孔复合体是核膜上的通道，介导核质间的物质交换和信息交流，其数量与细胞代谢旺盛程度正相关，代谢越旺盛的细胞，核孔复合体数目越多。细胞的能量供应依赖细胞呼吸，耗能的生命活动会受细胞呼吸抑制剂的影响。GTP与ATP结构和功能类似，可作为直接能源物质，其水解过程伴随磷酸基团的转移，即磷酸化和去磷酸化，可调控蛋白质的相互作用，参与细胞内的信号转导和物质转运过程。
9．图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（　　）
A．从图甲可见细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1
B．图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞的体积最小，细胞吸水能力也最小
C．图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同
D．若该动物细胞长时间处在甲图中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图甲中NaCl溶液浓度为150mmol·L- 时，细胞体积与初始体积之比为1，说明该溶液渗透压与细胞液总渗透压相等，细胞液中含有多种溶质，并非仅含NaCl，因此不能说明细胞内NaCl浓度为150mmol·L- ，A错误；
B、图乙中A点细胞失水量最大，细胞失水最多，细胞液浓度最高，细胞吸水能力最强，B错误；
C、KNO3溶液中的K+、NO3-可通过主动运输进入植物细胞，B点细胞液因吸收离子，浓度大于O点，液泡体积也与O点不同，C错误；
D、甲图中300mmol·L- 的NaCl溶液渗透压远大于细胞液，细胞持续失水，长时间处于该溶液中可能因失水过多死亡，D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）水分子通过半透膜从低渗透压一侧向高渗透压一侧扩散，动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层相当于半透膜，该过程为渗透作用。
（2）外界溶液渗透压小于细胞液渗透压，细胞吸水；外界溶液渗透压大于细胞液渗透压，细胞失水；二者相等时，水分子进出细胞达到动态平衡，可据此判断细胞吸水、失水状态。
（3）KNO3等溶液中的离子可被细胞主动运输吸收，使细胞液渗透压升高，植物细胞先失水发生质壁分离，后吸水实现质壁分离复原。
（4）细胞吸水能力与细胞液浓度呈正相关，细胞液浓度越高，细胞吸水能力越强。
10．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的作用机制，科研人员进行了相关实验，结果如图示。下列说法正确的是（　　）
A．胰脂肪酶通过降低化学反应的活化能催化食物中的脂质水解为甘油和脂肪酸
B．图2所示结果中，实验的自变量是不同的pH
C．通过提高脂肪浓度可以解除板栗壳黄酮对胰脂肪酶的抑制作用
D．板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7.4
【答案】D
【知识点】酶促反应的原理；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、胰脂肪酶具有专一性，只能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸，不能催化磷脂、固醇等其他脂质水解，A错误；
B、图2实验的自变量包括pH、是否加入板栗壳黄酮，并非只有不同的pH，B错误；
C、图1中提高脂肪浓度，加入板栗壳黄酮组的最大酶促反应速率始终低于对照组，说明提高脂肪浓度无法解除板栗壳黄酮对胰脂肪酶的抑制作用，C错误；
D、图2中加入板栗壳黄酮组的酶活性在pH约为7.4时达到峰值，即板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7.4，D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，胰脂肪酶仅催化脂肪水解，不能催化其他脂质水解。
（2）底物浓度提高只能加快酶促反应速率，无法解除抑制剂对酶活性的抑制作用，抑制剂通过改变酶的空间结构等方式降低酶活性。酶的活性受pH影响，存在最适pH，在最适pH条件下酶的催化效率最高。
11．酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．0～6h内，随着容器中O2不断减少，有氧呼吸速率逐渐降低
B．6～8h内，酵母菌呼吸作用消耗的O2量小于CO2的产生量
C．8～10h内，酵母菌细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中
D．6～10h内，用溴麝香草酚蓝溶液可检测到无氧呼吸产生的酒精
【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；探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、0～6h内，酵母菌有氧呼吸速率先升高后降低，并非逐渐降低，密闭容器中氧气持续被消耗而减少，A错误；
B、6～8h内，酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸消耗O2量等于产生CO2量，无氧呼吸不消耗O2但产生CO2，因此呼吸作用消耗的O2量小于CO2产生量，B正确；
C、8～10h内酵母菌只进行无氧呼吸，葡萄糖中大部分能量储存在酒精中，释放的能量大部分以热能散失，少部分储存在ATP中，C错误；
D、溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2，酒精需用酸性重铬酸钾溶液检测，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）酵母菌为兼性厌氧菌，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
（2）有氧呼吸消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量，无氧呼吸不消耗氧气、只产生二氧化碳，同时进行两种呼吸时二氧化碳产生量大于氧气消耗量。
（3）无氧呼吸释放的能量少，大部分能量储存在不彻底的氧化产物酒精中，释放的能量多数以热能散失，少数用于合成ATP。
（4）二氧化碳可用溴麝香草酚蓝溶液或澄清石灰水检测，酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测。
12．曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。下图中的曲线可以表示相应生命活动变化关系的是（　　）
A．曲线a可表示自然状态下，某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系
B．曲线b可表示在晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化的关系
C．曲线b可表示自然状态下，某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系
D．曲线a可表示葡萄糖进入红细胞时，物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系
【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素；种群数量的变化曲线；光合作用和呼吸作用的区别与联系；被动运输
【解析】【解答】A、自然状态下，环境CO2浓度升高时，植物CO2吸收速率会先上升，达到最大值后维持稳定，不会出现下降，因此曲线a不能表示自然状态下某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系，A错误。
B、晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化时，光照强度为0时净光合速率为负值，光照强度增强后净光合速率上升至最大值后维持稳定，不会下降至0，因此曲线b不能表示该变化关系，B错误。
C、自然状态下，某池塘草鱼种群数量呈S形增长，其种群增长速率随时间变化先上升，在K/2时达到最大值，之后逐渐下降，种群数量达到K值时增长速率为0，因此曲线b可表示该种群增长速率随时间的变化关系，C正确。
D、葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，物质运输速率随膜两侧葡萄糖浓度差增大而上升，最终受细胞膜上载体蛋白数量限制维持稳定，不会出现下降，因此曲线a不能表示该变化关系，D错误。
故答案为：C。
【分析】植物光合作用的净光合速率受环境CO2浓度、光照强度等因素影响，自然状态下环境CO2浓度升高时，净光合速率先上升后维持稳定，不会出现下降。净光合速率为总光合速率与呼吸速率的差值，光照强度为0时植物仅进行呼吸作用，净光合速率为负值，随光照强度增强净光合速率上升，达到光饱和点后保持稳定。种群数量的S形增长中，种群增长速率随时间变化先增大后减小，种群数量达到环境容纳量时增长速率为0，J形增长的种群增长速率保持恒定。物质跨膜运输中，协助扩散的运输速率随膜两侧浓度差增大而上升，最终受细胞膜上载体蛋白数量限制维持稳定，不会出现下降，主动运输的速率受能量供应和载体蛋白数量共同限制，达到最大值后保持稳定。
13．东北虎豹国家公园的设立，为东北虎、东北豹等提供了栖息地。遍布园区3万多台红外相机的监测表明，6年内东北虎从27只增加到50只，其中新生幼虎数量10只，野猪、狍子等虎豹猎物也显著增长。下列叙述错误的是（　　）
A．东北虎数量6年内增加了近一倍，表明种群呈“J”形增长
B．红外相机监测是一种非损伤、低干扰的调查种群密度的方法
C．为了解东北虎种群的年龄结构需调查不同年龄阶段的个体数目
D．野猪等虎豹猎物的增长提高了东北虎和东北豹的环境容纳量
【答案】A
【知识点】估算种群密度的方法；种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、东北虎数量6年内从27只增加到50只，虽然数量有所增长，但东北虎豹国家公园内的食物、空间等环境资源均有限，东北虎种群增长会受到环境阻力的制约，其种群数量变化呈现S形增长，并非理想条件下的J形增长，A错误；
B、红外相机监测无需捕捉或接触动物，不会对动物造成身体损伤，也能最大程度减少对动物正常活动的干扰，是一种非损伤、低干扰的调查种群密度的方法，B正确；
C、种群的年龄结构是指种群中不同年龄阶段个体数量的比例关系，要了解东北虎种群的年龄结构，需要调查不同年龄阶段的个体数目，C正确；
D、环境容纳量主要由食物、栖息空间等环境条件决定，野猪等猎物数量增长，为东北虎和东北豹提供了更充足的食物资源，能够提高二者的环境容纳量，D正确。
故答案为：A。
【分析】种群数量增长主要有J形和S形两种曲线类型，J形增长发生在食物和空间充足、气候适宜、无天敌等理想环境中，S形增长发生在资源与空间有限的自然环境中，种群数量最终会稳定在环境容纳量附近。调查动物种群密度的方法需根据动物的活动特点选择，红外相机监测适合调查大型、活动范围广的动物，具有非损伤、低干扰的特点。年龄结构是种群的重要数量特征，通过统计不同年龄阶段的个体数量可确定年龄结构类型，以此预测种群数量的变化趋势。环境容纳量是环境所能维持的种群最大数量，食物资源增加、栖息环境改善等环境条件优化，会使种群的环境容纳量相应提高。
14．铁皮石斛常附生于树干上，以获取更多的阳光。某地在山桐子林中种铁皮石斛，林下种辣椒，除了种植传统作物，还引导村民种植经济价值更高的中药川射干。春天时中药种植基地内盛开的鸢尾花会吸引不少游客前来观赏。下列说法正确的是（　　）
A．山桐子、辣椒与铁皮石斛的分布体现群落的垂直结构，可以提高其光合作用速率
B．附生于树干的铁皮石斛营寄生生活，在生态系统中属于消费者
C．当地引导村民种植中药川射干，体现了生态工程的整体原理
D．中药种植基地的鸢尾花体现了生物多样性的间接价值
【答案】C
【知识点】群落的结构；生态系统的结构；生态工程依据的生态学原理；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、山桐子、辣椒与铁皮石斛在垂直方向上的分层分布体现了群落的垂直结构，这种结构能够提高群落对光能的利用率，而不是提高单一种群的光合作用速率，A错误；
B、附生于树干的铁皮石斛只是借助树干获得支撑和更多光照，自身可以进行光合作用制造有机物，并不从树干获取营养，不属于寄生生活，在生态系统中属于生产者，B错误；
C、当地引导村民种植经济价值更高的中药川射干，在发展生态种植的同时兼顾了村民的经济收益，统筹了自然生态、经济和社会的效益，体现了生态工程的整体原理，C正确；
D、中药种植基地的鸢尾花可供游客观赏，旅游观赏价值属于生物多样性的直接价值，间接价值是指生物对生态系统起到的调节等生态功能，D错误。
故答案为：C。
【分析】群落的垂直结构表现为不同生物在垂直方向上的分层现象，该结构可以提高生态系统对阳光等环境资源的利用效率。寄生是一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活的种间关系，生产者是能利用无机物合成有机物的自养生物。生态工程的整体原理强调在进行生态工程建设时，要兼顾自然生态系统的规律、经济和社会系统的影响。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，直接价值包含食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究等，间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面。
15．某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是（　　）
　 生产者固定 来自陆地的植物残体 初级消费者摄入 初级消费者同化 初级消费者呼吸消耗
能量［105J/（m2 a）］ 90 42 84 13.5 3
A．流经该生态系统的总能量为90×105J/（m2·a）
B．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/（m2 a）
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/（m2·a），该能量由初级消费者流向分解者
【答案】C
【知识点】生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、由题意可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定和来自陆地的植物残体90+42=132×105J/（m2 a），A错误；
Ｂ、可知表中信息，初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，生产者流入下一营养级的能量不能计算获得，B错误；
C、由同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能可知，初级消费者用于生长发育繁殖的能量=13.5-3=10.5×105J/（m2 a），C正确；
D、摄入量-同化量=粪便量，初级消费者的粪便量=84-13.5=70.5×105J/（m2 a），该能量由生产者和陆地的植物残体流向分解者，不属于初级消费者流向分解者，D错误。
故答案为：C。
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
16．土壤微生物碳泵（MCP） 是指土壤中的微生物通过其代谢活动获得有机碳，并以微生物残体及有机代谢产物的形式进入并稳定续埋在土壤中的过程。MCP 是土壤有机碳的重要来源之一。下列推理错误的是（　　）
A．可利用大气中的CO2进行MCP，土壤中的光合细菌和化能合成细菌参与CO2的固定
B．可利用植物进行MCP，植物残枝落叶中的有机碳被同化后全部转化成微生物的有机碳储存起来
C．可以用同位素标记法检测土壤微生物群落中有机碳的来源和去向
D．相较于热带森林生态系统，冻原生态系统中微生物残体占土壤有机碳含量的比例更低
【答案】B
【知识点】生态系统的结构；生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、因为 MCP 涉及微生物获取有机碳，土壤中的光合细菌能利用光能将CO2固定合成有机物，化能合成细菌能利用化学能固定CO2合成有机物，这都属于 MCP 过程，所以可利用大气中的CO2进行 MCP，A不符合题意；
B、当土壤中的微生物利用植物残枝落叶中的有机物进行 MCP 时，植物残枝落叶中的有机碳被微生物同化后，由于微生物自身呼吸作用会消耗同化的有机物用于生命活动供能，所以并非全部转化为微生物的有机碳储存起来，B符合题意；
C、同位素标记法具有追踪物质运行和变化规律的特性。在检测土壤微生物群落中有机碳的来源和去向时，对有机碳进行同位素标记，通过追踪同位素的位置变化，就能确定有机碳的来源和去向，C不符合题意；
D、冻原生态系统温度低，微生物活动受到极大限制，活动微弱，对有机物的分解作用弱，产生的微生物残体相对较少；而热带森林生态系统温度适宜，微生物活动旺盛，对有机物分解作用强，产生的微生物残体较多。所以相较于热带森林生态系统，冻原生态系统中微生物残体占土壤有机碳含量的比例更低，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】土壤微生物碳泵（MCP）是土壤中微生物通过代谢活动获取有机碳，并以微生物残体及有机代谢产物形式稳定存于土壤的过程，且是土壤有机碳重要来源之一。土壤微生物包含生产者（如光合细菌、化能合成细菌）、消费者和分解者，在陆地生态系统物质循环和能量流动中作用关键。
17．棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比，抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高，该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是（　　）
A．统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法
B．棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关
C．提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于化学防治
D．若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对棉蚜天敌的影响
【答案】C
【知识点】种群的数量变动及其原因；土壤中动物类群丰富度的研究；植物病虫害的防治原理和技术
【解析】【解答】A、统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法或记名计算法，A不符合题意；
B、天敌属于密度制约因素，因此棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关，B不符合题意；
C、提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于生物防治，C符合题意；
D、该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用，也可能对棉蚜天敌有影响，故若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对棉蚜天敌的影响，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）探究土壤中动物类群丰富度时，常用取样器取样法进行采集，用目测估计法或记名计算法进行统计。
（2）影响种群数量变化的因素分两类，一类是密度制约因素，即影响程度与种群密度有密切关系的因素，如食物、流行性传染病等；另一类是非密度制约因素，即影响程度与种群密度无关的因素，气候、季节、降水等的变化，影响程度与种群密度没有关系，属于非密度制约因素。
18． 全球气候变暖导致北极地区冻土大规模解冻，影响了北极地区的生态环境。下列叙述错误的是（　　）
A．北极地区生态系统脆弱与物种丰富度低有关
B．气候变暖会导致北极地区各种群的K值变小
C．伴随气候变暖，北极苔原生物群落发生次生演替
D．气候变暖过程中，北极地区动物生态位发生改变
【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因；群落的演替；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、温度通过影响酶的活性影响代谢，由于温度的限制，北极地区生态系统中物种数目少，丰富度极低，生态系统脆弱，A正确；
B、气候变暖会导致北极地区各种群的K值可能会变大也可能会变小，也有可能不变，B错误；
C、伴随气候变暖，有利于灌木的生长，北极苔原生物群落发生次生演替，C正确；
D、气候变暖过程中，温度上升，北极地区动物生态位会发生改变，D正确。
故答案为：B
【分析】一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间结构，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越高。
19．酸笋是竹笋通过微生物发酵工艺制作而成的传统食品，具有独特的酸味和香气。下图为利用乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等微生物发酵制作酸笋的工艺流程图，有关叙述合理的是（　　）
A．杀青、漂烫步骤是通过高温灭菌避免杂菌污染
B．酸笋的酸味以乳酸菌产生乳酸为主，接种菌种后需立即通入氧气
C．醋酸菌能将酵母菌产生的乙醇氧化为醋酸，进一步丰富酸笋的酸味层次
D．发酵过程中要随时检测培养液中微生物数量，可以采用平板划线法和稀释涂布平板法
【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、杀青、漂烫步骤是通过高温对竹笋进行消毒，杀灭部分杂菌并破坏酶活性，有利于后续发酵；而灭菌是指杀灭所有微生物及其芽孢，该操作不属于灭菌，A错误；
B、酸笋发酵的酸味主要来源于乳酸菌发酵产生的乳酸，乳酸菌是厌氧型细菌，接种后通入氧气会抑制乳酸菌的无氧呼吸，阻碍乳酸的产生，降低发酵效果，B错误；
C、酸笋发酵体系中包含多种微生物，酵母菌可将糖类转化为乙醇，醋酸菌则能进一步将乙醇氧化为醋酸，多种代谢产物共同构成了酸笋独特的酸味和风味，C正确；
D、检测微生物数量可采用稀释涂布平板法（活菌计数法），但平板划线法主要用于分离微生物，无法进行准确计数，因此不能用于检测培养液中微生物的数量，D错误。
故答案为：C。
【分析】微生物发酵是传统食品制作的重要手段，不同微生物的代谢特性决定了发酵产物的风味。消毒是使用温和理化方法杀死部分微生物，不包括芽孢，而灭菌是彻底杀灭所有微生物。乳酸菌为厌氧型微生物，无氧呼吸产生乳酸是其发酵的核心产物。参与发酵的微生物群落具有协同作用，酵母菌的代谢产物可为醋酸菌提供底物，共同丰富发酵食品的风味。微生物计数需采用特定方法，稀释涂布平板法能统计活菌数，平板划线法主要用于纯化分离，不能用于计数。
20．花椰菜种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰对该病菌具有一定的抗性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种，如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．图1的培育技术运用了植物细胞全能性和细胞膜流动性的原理
B．图1的③过程培养基中生长素和细胞分裂素使用比例与④相同
C．图2电泳结果表明花椰菜新品种是4和5
D．可用病菌接种实验筛选抗病性强的杂种植株
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程；植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、图1所示为植物体细胞杂交技术，该技术中，原生质体的融合过程依赖细胞膜的流动性实现，而融合后的杂种细胞能够通过植物组织培养发育为完整的杂种植株，这一过程体现了植物细胞的全能性，A正确。
B、图1中的③过程为脱分化，④过程为再分化。在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的使用比例会影响细胞的发育方向。脱分化阶段，培养基中生长素和细胞分裂素的比例大致相等，可诱导细胞脱分化形成愈伤组织；再分化阶段，生长素比例较高时有利于根的分化，细胞分裂素比例较高时有利于芽的分化，因此两个过程中两种激素的使用比例并不相同，B错误。
C、花椰菜新品种是花椰菜与紫罗兰经体细胞杂交获得的杂种植株，应同时含有两种亲本的遗传物质，对应电泳条带需同时具备花椰菜和紫罗兰的特异性条带。图2中，花椰菜的特异性条带为I对应的两条，紫罗兰的特异性条带为II对应的一条，4号和5号个体同时含有两种亲本的条带，因此花椰菜新品种为4和5，C正确。
D、紫罗兰对花椰菜易感染的病菌具有一定抗性，杂种植株若获得抗病性状，在接种该病菌后可表现出抗病特性，因此可通过病菌接种实验，观察植株的发病情况，筛选出抗病性强的杂种植株，D正确。
故答案为：B。
【分析】植物体细胞杂交技术可打破不同物种间的生殖隔离，培育具有双亲优良性状的杂种植株，其原理包括细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。原生质体融合是该技术的关键环节，常用聚乙二醇作为诱导剂，融合后需通过选择培养基筛选获得杂种细胞，再经植物组织培养培育为完整植株。植物组织培养过程分为脱分化和再分化两个阶段，生长素和细胞分裂素是调控这两个过程的关键激素，不同的激素比例可诱导细胞向不同方向分化，脱分化时两种激素比例适中，再分化时不同比例分别调控根和芽的分化。电泳技术可通过分离特异性蛋白质或核酸，分析个体的遗传组成，杂种植株会同时具有双亲的特异性条带。抗病植株的筛选可采用病原体接种法，通过观察植株的发病程度筛选出抗病性强的个体。
21．通过动物细胞工程技术，可以利用患者自身的细胞在体外诱导发育成特定的组织器官，然后再移植回患者体内。图1和图2 表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法，其中诱导多能干细胞（iPS 细胞）类似于人类的胚胎干细胞。下列叙述正确的是（　　）
A．两种方法都需要运用动物细胞培养技术，需要将细胞置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中
B．利用两种方法所获得的组织器官的遗传物质均与患者的完全相同，因此移植后不会发生免疫排斥反应
C．可利用农杆菌转化法或显微注射法将Oct3/4 基因、Sox基因、c-Myc 基因和Klf基因导入成纤维细胞
D．图2中卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物，核移植时供体细胞不用去核，可整个注入去核的卵母细胞中
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术；胚胎移植；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、两种方法均需进行动物细胞培养，培养时气体环境为95%空气和5%CO2，空气可为细胞呼吸提供氧气，CO2维持培养液pH，A错误；
B、图1导入了外源目的基因，获得的组织器官核遗传物质与患者不完全相同；图2的细胞质遗传物质来自卵母细胞，也与患者存在差异，因此移植后并非绝对不会发生免疫排斥，B错误；
C、将目的基因导入动物细胞常用显微注射法，农杆菌转化法适用于植物细胞，不能用于动物成纤维细胞，C错误；
D、体细胞核移植中，卵母细胞去核去除的是纺锤体 染色体复合物，供体细胞可直接整体注入去核卵母细胞，无需单独去核，D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）动物细胞培养的气体环境为95%空气加5%二氧化碳，空气满足细胞有氧呼吸需求，二氧化碳用于维持培养液的酸碱度稳定。
（2）目的基因导入不同细胞的方法不同，导入植物细胞常用农杆菌转化法，导入动物细胞常用显微注射法，导入微生物细胞常用感受态细胞法。
（3）体细胞核移植操作时，一般选用减数第二次分裂中期的卵母细胞，去核操作去除纺锤体 染色体复合物，供体细胞可整体注入卵母细胞。
（4）免疫排斥主要由细胞核遗传物质决定，细胞质中少量遗传物质也可能引发轻微排斥，外源基因导入会改变细胞遗传物质组成。
22．2023年11月，我国科学家首次成功培育出胚胎干细胞嵌合体猴。科学家从某食蟹猴中分离出胚胎干细胞（4CL干细胞）使其带上绿色荧光蛋白标记，将其注入另一食蟹猴的桑葚胚中，胚胎移植后，在嵌合体猴的部分细胞中检出绿色荧光蛋白，过程如图示。相关叙述正确的是（　　）
A．嵌合囊胚中的滋养层细胞将发育为嵌合体猴的各种组织和器官
B．实验中需对4CL干细胞供体食蟹猴和嵌合胚胎受体食蟹猴进行同期发情处理
C．嵌合胚胎含有两个不同食蟹猴个体的抗原，会加剧受体子宫对胚胎的免疫排斥
D．追踪嵌合胚胎发育中绿色荧光蛋白的分布，有利于了解胚胎干细胞的分化过程
【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植；胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、嵌合囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，将发育为嵌合体猴的各种组织和器官，滋养层细胞仅发育为胎膜和胎盘，A错误；
B、胚胎移植时，仅需对接受嵌合胚胎的受体食蟹猴进行同期发情处理，使受体子宫处于适宜胚胎着床的生理状态，无需对4CL干细胞供体食蟹猴进行同期发情处理，B错误；
C、受体子宫对移入的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的重要生理学基础，嵌合胚胎不会加剧受体子宫的免疫排斥，C错误；
D、4CL干细胞被标记了绿色荧光蛋白，追踪嵌合胚胎发育过程中绿色荧光蛋白的分布，可直观显示干细胞的去向与分化情况，有利于研究胚胎干细胞的分化过程，D正确。
故答案为：D。
【分析】胚胎干细胞具有发育的全能性，可分化为动物体内的各种组织细胞，常通过荧光蛋白标记追踪其分化过程。囊胚阶段的胚胎分为内细胞团和滋养层细胞，内细胞团发育为胎儿的各种组织器官，滋养层细胞发育为胎膜和胎盘。胚胎移植的生理学基础包括受体子宫对移入的外来胚胎基本不发生免疫排斥，同期发情处理仅针对受体动物，目的是使受体子宫与供体胚胎生理状态同步，保障胚胎着床。嵌合体动物由两个或多个遗传背景不同的细胞系共同发育而来，可用于研究细胞分化、胚胎发育等生物学过程。
23．促红细胞生成素能有效促进红细胞的产生、提升血液携氧能力。第一代重组人促红细胞生成素（rhEPO）的部分流程如图所示。第二代 rhEPO 的生产通过改造第一代 rhEPO 的 5 个氨基酸位点，增加 2 个糖基化位点，使其稳定性大大提升。下列叙述错误的是（　　）
A．①需设计一对特异性引物，②原理是基因重组，③利用显微注射技术
B．用大肠杆菌代替 CHO，经筛选后可更高效的量产高活性 rhEPO
C．第二代 rhEPO 的生产运用了蛋白质工程技术，本质是改造基因
D．rhEPO 被列入兴奋剂名录，禁止运动员使用以保证比赛公平性
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、①为PCR扩增目的基因，该过程需要设计一对特异性引物；②为表达载体的构建，其原理是基因重组；③为将目的基因导入动物细胞（CHO细胞），常用的技术为显微注射技术，A正确。
B、CHO细胞属于真核细胞，含有内质网和高尔基体，能对rhEPO进行加工使其具有生物活性；而大肠杆菌属于原核生物，无内质网和高尔基体，无法对rhEPO进行正确的糖基化等加工，得到的rhEPO活性极低或无活性，因此不能用大肠杆菌代替CHO细胞来高效量产高活性rhEPO，B错误。
C、第二代rhEPO通过改造氨基酸位点增加糖基化位点来提升稳定性，这属于对现有蛋白质的改造，运用了蛋白质工程技术；蛋白质工程的本质是通过改造基因来改造蛋白质，C正确。
D、rhEPO能促进红细胞生成、提升血液携氧能力，可提高运动员的运动性能，因此被列入兴奋剂名录，禁止运动员使用以保证比赛的公平性，D正确。
故答案为：B。
【分析】基因工程中PCR技术扩增目的基因需设计特异性引物，表达载体构建的原理是基因重组，将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术。原核生物无内质网和高尔基体，无法对真核生物的蛋白质进行糖基化等翻译后加工，因此不能生产具有高活性的真核蛋白。蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质，属于第二代基因工程。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，直接价值包含食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究等，间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面。
24． 科学家将外源抗虫基因（Bt抗虫蛋白基因）转入某茄科植物细胞中，并整合到该植物的线粒体DNA上，获得了具有抗虫性状的转基因植物。下列叙述，错误的是（　　）
A．Bt抗虫蛋白在线粒体中的成功合成与密码子的通用性有关
B．叶肉细胞内有多个线粒体，这有利于增加该转基因植物的抗虫性
C．将该转基因植物与同种非转基因植物进行正、反交，所得子代均有抗虫性
D．该技术能有效避免或减少外源基因通过花粉向其他植物的转移
【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质利用了密码子的通用性的原理，A正确；
B、叶肉细胞中有多个线粒体，则线粒体转化获得的抗虫基因数量多，其表达量远高于核转化的水平，有利于增加外源抗虫蛋白的含量，增加抗虫性，B正确；
C、外源抗虫基因转入线粒体，只能通过母本卵细胞遗传给后代，若转基因作物作为父本则不可遗传，C错误；
D、植物受精卵的质基因几乎全来自卵细胞，转将外源基因转入线粒体中，可以防止外源基因通过花粉向其他植物扩散，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、密码子的特点：（1）一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；（2）密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
2、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因：DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
25．“筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是（　　）
A．制备单克隆抗体时，需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
B．用选择培养基筛选微生物，对照组不接种微生物，实验组接种微生物
C．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
D．在试管婴儿技术中，需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎
【答案】A
【知识点】培养基对微生物的选择作用；人工授精、试管婴儿等生殖技术；植物体细胞杂交的过程及应用；单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、制备单克隆抗体时，先用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，再通过抗原-抗体杂交的分子水平检测，筛选出能够产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞，A正确。
B、用选择培养基筛选微生物时，对照组应接种等量的微生物在普通培养基上培养，通过对比判断选择培养基的筛选效果，并非对照组不接种微生物，B错误。
C、同种原生质体融合和异种原生质体融合后都会再生细胞壁，无法通过是否再生细胞壁来筛选异种融合细胞，C错误。
D、我国禁止在试管婴儿技术中进行非医学需要的性别鉴定，取滋养层细胞是进行遗传学诊断，筛选健康的胚胎，而非筛选性别，D错误。
故答案为：A。
【分析】单克隆抗体制备过程中需要多次筛选，选择培养基可筛选出杂交瘤细胞，抗原-抗体杂交可从分子水平筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。微生物筛选实验中，对照组需接种微生物在普通培养基上培养，以验证选择培养基的作用。植物原生质体融合后，同种和异种融合细胞均能再生细胞壁，通常依据细胞的遗传特性或标记进行筛选。胚胎工程中，滋养层细胞可用于遗传学诊断，判断胚胎是否存在遗传疾病，非医学需要的性别鉴定不符合伦理规范，被严格禁止。
二、非选择题（共48分）
人体甲状腺激素是一种含碘的酪氨酸衍生物。甲状腺内的滤泡细胞会利用从血液中吸收的氨基酸和I，经如图所示的一系列过程（①~③代表细胞结构）合成并释放甲状腺激素。请据图回答下列问题：
26．以3H标记的酪氨酸培养甲状腺滤泡细胞，3H-酪氨酸首先在细胞的[ ]　 　上被利用，然后在内质网加工后通过　 　转移至结构③，形成的甲状腺球蛋白最终通过　 　方式分泌到滤泡腔中。
27．甲状腺滤泡细胞从血液中吸收I-，图中I-进入滤泡细胞的运输方式是　 　，你的判断依据为　 　（写出两点）。I-离开滤泡细胞后会与甲状腺球蛋白结合，形成碘化甲状腺球蛋白后储存在滤泡腔。
28．当机体需要甲状腺激素时，滤泡细胞会回收碘化甲状腺球蛋白，该过程需要细胞膜上　 　（填“载体蛋白”或“受体蛋白”）参与。形成的囊泡与溶酶体融合后，碘化甲状腺球蛋白被水解形成甲状腺激素，该过程体现的生物膜特性是　 　，过程中消耗的ATP来自于细胞的　 　（场所）。
29．甲状腺激素以碘化甲状腺球蛋白形式储存在滤泡腔内，可供人体利用50～120天之久。临床上治疗甲亢（甲状腺激素分泌过多）病人时，常用丙硫氧嘧啶以抑制碘化过程，但发现药物起效较慢，试解释可能的原因　 　。
【答案】26．①核糖体；囊泡；胞吐
27．主动转运；I-从低浓度向高浓度运输，且需要载体蛋白协助
28．受体蛋白；流动性；线粒体、细胞溶胶
29．滤泡腔内贮存的碘化甲状腺球蛋白多，需要被耗尽后药效才能体现
【知识点】细胞器之间的协调配合；胞吞、胞吐的过程和意义；物质进出细胞的方式的综合；主动运输
【解析】【分析】(1) 分泌蛋白在核糖体上合成多肽链，经内质网进行初步加工后，通过囊泡运输至高尔基体进一步加工修饰，再经囊泡运输至细胞膜，以胞吐的方式分泌到细胞外，该过程需要线粒体提供能量。
(2) 主动运输的特点：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时消耗细胞呼吸产生的能量。
(3) 大分子物质进出细胞依靠胞吞、胞吐，该过程依赖生物膜的流动性；胞吞时细胞膜上的受体蛋白可识别对应的大分子物质，介导物质进入细胞。
(4) 生物膜的主要结构特点是具有一定的流动性，是囊泡融合、胞吞胞吐等生命活动的结构基础。
(5) 细胞呼吸是ATP的主要来源，有氧呼吸的第一阶段在细胞溶胶进行，第二、三阶段在线粒体进行，无氧呼吸全程在细胞溶胶进行，因此细胞溶胶和线粒体可产生ATP。
(6) 部分激素会以前体形式大量储存，外源药物调控激素合成时，起效速度会受机体原有储存的激素前体的影响。
26．(1) 甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，氨基酸是合成蛋白质的原料，因此3H标记的酪氨酸首先在图中①核糖体上参与多肽链的合成；多肽链经内质网初步加工后，内质网膜会出芽形成囊泡，囊泡包裹着加工后的蛋白质转移至③高尔基体；甲状腺球蛋白是生物大分子，大分子物质运出细胞的方式为胞吐，因此最终通过胞吐方式分泌到滤泡腔中。
27．(2) 由图中离子分布情况可知，血液侧的I-浓度低于滤泡细胞内的I-浓度，说明I-逆浓度梯度进入滤泡细胞，同时I-的跨膜运输需要细胞膜上载体蛋白的协助，满足主动转运的特点，因此I-进入滤泡细胞的运输方式是主动转运，判断依据为I-从低浓度向高浓度运输，且需要载体蛋白协助。
28．(3) 碘化甲状腺球蛋白属于大分子物质，滤泡细胞回收该物质的方式为胞吞，胞吞过程需要细胞膜上的受体蛋白识别并结合碘化甲状腺球蛋白；囊泡与溶酶体发生融合，该过程依赖于生物膜的形态变化，体现了生物膜具有一定的流动性；细胞生命活动所需的ATP由细胞呼吸提供，有氧呼吸第一阶段发生在细胞溶胶，第二、三阶段发生在线粒体，无氧呼吸发生在细胞溶胶，因此该过程消耗的ATP来自细胞溶胶和线粒体。
29．(4) 甲状腺激素以碘化甲状腺球蛋白的形式大量储存在滤泡腔内，可长期为机体提供甲状腺激素。丙硫氧嘧啶仅能抑制碘化过程，阻止新的碘化甲状腺球蛋白合成，无法快速清除滤泡腔内已储存的碘化甲状腺球蛋白，只有原有储存的碘化甲状腺球蛋白被消耗殆尽后，体内甲状腺激素的含量才会下降，因此该药物起效较慢。
30．植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。图1为植株光合产物合成及运输过程示意图。
（1）淀粉和蔗糖均是光合产物，分别在叶肉细胞的　 　、　 　部位合成。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是　 　。
（2）据图及所学光合作用过程分析，缺磷会抑制植株的光合作用，原因是　 　。（从物质合成和运输的角度作答）
（3）将旗叶包在一透明的袋中（图甲），袋中始终保持25℃及充足的CO2，在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时，套环温度调节到20℃，测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5℃时，发现蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量，测得的结果如图乙所示。请据图回答：
①旗叶基部处于低温（5℃）状态后的30分钟，CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关？　 　，依据是　 　。
②根据题意分析，CO2的吸收速率下降的主要原因是　 　。
【答案】（1）叶绿体基质；细胞质基质；防止因渗透压快速增大而吸水涨破，保持叶绿体正常形态
（2）缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成，抑制光反应过程；缺磷会影响Pi转运蛋白的运输，导致丙糖磷酸积累在叶绿体中，抑制暗反应过程，进而导致光合速率下降
（3）无关；水分散失速度不变（或水分散失量不变）；基部套环温度调节到5℃时，蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，光合产物积累，暗反应过程受阻
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用综合
【解析】【解答】(1) 淀粉是光合作用暗反应的产物，暗反应的发生场所为叶绿体基质，因此淀粉在叶肉细胞的叶绿体基质中合成。蔗糖是由暗反应产生的丙糖磷酸运出叶绿体后，在细胞质基质中经过一系列酶促反应合成的，因此蔗糖的合成部位是细胞质基质。光合作用旺盛时，叶肉细胞会产生大量可溶性糖，若这些可溶性糖大量积累在叶绿体中，会使叶绿体的渗透压快速升高，导致叶绿体吸水涨破，将可溶性糖合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，可避免叶绿体渗透压过高，维持叶绿体的正常形态与结构，保障光合作用的正常进行。
(2) 磷是植物生命活动必需的重要元素，从物质合成角度，磷是ATP、NADPH、磷脂等物质的组成成分，缺磷会影响类囊体膜等生物膜的结构合成，同时导致光反应所需的ATP、NADPH合成不足，抑制光反应的正常进行；从物质运输角度，丙糖磷酸运出叶绿体需要Pi转运蛋白介导的Pi与丙糖磷酸的交换，缺磷会导致Pi供应不足，丙糖磷酸无法正常运出叶绿体而在叶绿体中积累，丙糖磷酸的积累会反馈抑制暗反应卡尔文循环的进行，同时也会影响蔗糖的合成与运输，最终导致植株光合速率下降。
(3) ① 旗叶基部处于低温状态后的30分钟，CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关。气孔是叶片进行蒸腾作用散失水分和吸收CO2的结构，气孔的开闭状态直接影响水分的散失量，若气孔开闭状态发生改变，水分散失量会出现明显变化，而实验结果显示，套环温度调节前后，叶片水分散失量始终保持相对稳定，说明气孔的开闭状态未发生改变，因此CO2吸收速率的下降与气孔开闭无关。
② 旗叶是光合产物合成的源器官，穗是光合产物储存的库器官，当基部套环温度调节到5℃时，蔗糖从旗叶向穗的运输过程被抑制，导致光合产物在旗叶叶肉细胞中大量积累，光合产物的积累会反馈抑制光合作用的暗反应过程，使CO2的固定速率下降，因此CO2的吸收速率降低。
【分析】光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程，分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，将光能转化为ATP和NADPH中的活跃化学能，为暗反应提供能量和还原剂，暗反应发生在叶绿体基质中，通过二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，将活跃化学能转化为有机物中的稳定化学能，暗反应的产物可转化为淀粉在叶绿体中临时储存，也可转化为蔗糖运输到植物的其他部位。磷是植物必需的大量元素，是ATP、NADPH、磷脂等物质的组成成分，参与构成生物膜，参与能量代谢与物质转运，缺磷会影响光合作用的光反应、暗反应过程，也会影响物质的跨膜运输。植物光合产物主要以蔗糖的形式通过韧皮部从源器官运输到库器官，运输过程受温度等因素的影响，温度会通过影响酶活性和物质转运速率调控光合产物的运输。气孔是植物叶片进行气体交换和水分蒸腾的通道，气孔的开闭状态可通过蒸腾作用的强度反映，蒸腾作用稳定说明气孔开闭状态未发生明显变化。植物光合作用存在反馈调节机制，源器官光合产物积累会反馈抑制暗反应的进行，导致光合速率下降。
（1）分析植株光合产物合成及运输过程示意图可知，淀粉、蔗糖合成的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质。淀粉储藏在叶绿体内，可防止因渗透压快速增大而吸水涨破，保持叶绿体正常形态。
（2）P是组成ATP和NADPH的元素，也是磷脂的组成元素，缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成，缺磷会影响Pi转运蛋白的运输，导致丙糖磷酸积累，抑制暗反应过程，进而导致光合速率下降。
（3）①分析图乙可知，实验的过程中，水分的散失量不变，而气孔的开闭会影响叶片的水分散失，水分的散失量不变，说明气孔开闭状况也不变，则旗叶基部处于低温(5℃)状态时，后30分钟，的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关。
②据题干信息和题图分析可知，CO2的吸收速率下降的主要原因是基部套环温度调节到5℃，蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，光合产物积累，暗反应过程受阻。
31．紫茎泽兰原产于中美洲，入侵我国后在某些区域泛滥，危害当地生态和农业生产。研究人员拟采用替代控制法防治紫茎泽兰，筛选出3种具有经济或生态价值的本地植物（南酸枣、假地豆和狗尾草）分别与紫茎泽兰混种，一段时间后测定植物的生物量（有机干物质量），结果如图所示。回答下列问题：
（1）紫茎泽兰能在入侵生境大量繁殖，主要原因是　 　（答出1点）。紫茎泽兰可通过化感作用（植物向外释放一些化学物质来抑制邻近植物生长和发育的现象）导致本地植物多样性降低，这进一步导致了本地的动物多样性降低，原因是　 　。紫茎泽兰泛滥后降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统的　 　，导致自我调节能力下降，抵抗力稳定性降低。
（2）农民对紫茎泽兰进行了人工拔除以控制其数量，从能量流动的角度分析，人工除草的意义是　 　。
（3）利用本地植物控制紫茎泽兰生长，其机理可能是　 　。根据实验结果，最好选择　 　作为替代植物，判断依据是　 　（至少答出2点）。
（4）目前的防治措施不能根本性地遏制紫茎泽兰蔓延，可将其资源化利用。将紫茎泽兰的粉碎物进行堆肥发酵后还田，这一做法的优点是　 　（至少答出2点）。
【答案】（1）生长条件适宜、缺乏天敌、竞争力强、适应性强；植物为动物提供栖息空间和食物条件；营养结构变得简单（或食物网变得简单）
（2）调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
（3）与紫茎泽兰竞争环境资源；假地豆；假地豆生物量单种时生物量最高，与紫茎泽兰混种后，紫茎泽兰的生物量下降最明显，且混种后假地豆生物量受影响较小
（4）提高土壤肥力、减少化肥的使用、减少环境污染、加快生态系统的物质循环等
【知识点】种间关系；生态系统的稳定性；研究能量流动的实践意义
【解析】 【解答】(1) 紫茎泽兰能在入侵生境大量繁殖，主要是因为入侵地的气候、土壤等生长条件适宜，缺乏与之相抗衡的天敌，同时紫茎泽兰本身适应能力强、繁殖速度快，在种间竞争中占据优势。动物的生存依赖于植物，植物为动物提供食物来源和栖息场所，本地植物多样性降低，会直接导致动物的食物减少、栖息空间缩小，进而引发动物多样性降低。紫茎泽兰泛滥降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统的营养结构（食物网）变得简单，生态系统的自我调节能力下降，抵抗力稳定性也随之降低。
(2) 从能量流动角度分析，人工拔除紫茎泽兰可以调整生态系统中的能量流动关系，阻止大量能量流向紫茎泽兰这种有害入侵物种，使能量更多地流向对人类有益的植物或农作物，提高能量的利用率与经济效益。
(3) 利用本地植物控制紫茎泽兰，机理是本地植物与紫茎泽兰竞争光照、水分、无机盐等环境资源，通过竞争削弱紫茎泽兰的生存优势，从而抑制其生长。根据实验结果，选择假地豆作为替代植物效果最好，依据是假地豆单种时生物量最高，说明其自身生长能力强；与紫茎泽兰混种后，紫茎泽兰的生物量下降最明显，说明假地豆对紫茎泽兰的抑制作用最强；同时混种后假地豆的生物量受影响较小，说明其适应性好，能在竞争中存活并发挥控制作用。
(4) 将紫茎泽兰粉碎堆肥还田，优点包括实现资源化利用，将有害的入侵物种转化为有机肥；堆肥发酵过程可杀灭部分病原体和杂草种子，减少病虫害传播；有机肥还田能提高土壤肥力，减少化肥使用，降低环境污染；同时加快了生态系统的物质循环，促进植物生长。
【分析】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，对本地生态系统造成一定危害的现象。紫茎泽兰作为入侵物种，其成功入侵的关键在于入侵地环境适宜、缺乏天敌、自身竞争力强。生态系统的稳定性取决于营养结构的复杂程度，物种丰富度越高、营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高；反之则越弱。能量流动是生态系统的重要功能，人工除草属于人类活动对生态系统的干预，目的是调整能量流动关系，使能量更多地流向对人类有益的部分。种间竞争是不同物种之间为争夺资源、空间等而进行的相互排斥的现象，利用本地植物与紫茎泽兰的竞争关系，是生物防治的重要思路，选择替代植物时需兼顾其自身生长优势、对入侵物种的抑制效果及自身抗干扰能力。资源化利用是将废弃物转化为资源的有效手段，既解决了环境污染问题，又实现了资源的循环利用，堆肥发酵还田是典型的生态农业模式，可促进土壤健康和生态系统的物质循环。
（1） 由于入侵地环境比较适合紫茎泽兰繁殖，并且入侵地没有其天敌（例如捕食者），在与本地物种竞争中更加占据优势等多方面原因，使得紫茎泽兰能在入侵地大量繁殖；植物为动物提供栖息空间和食物条件，因此本地植物多样性降低，会导致本地的动物多样性降低；紫茎泽兰泛滥后降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统生物多样性降低、营养结构更加简单，自我调节能力减弱，抵抗力稳定性也降低。
（2）人工除草可调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
（3）在植物群落中，不同植物因生存空间、营养物质、光照等环境因素出现种间竞争，因此可利用本地物种与紫茎泽兰之间的对环境资源的竞争来抑制紫茎泽兰的生长。分析图1可知，与其他两种植物相比，与假地豆混种后，紫茎泽兰的生物量最低且下降幅度最大，分析图2可知，紫荆泽兰与假地豆混种后，假地豆自身的生长没有明显变化，因此采用假地豆混种能有效控制紫茎泽兰生长。
（4）紫茎泽兰的粉碎物经分解者分解，可以加快生态系统的物质循环，同时分解产生的矿质元素归于土壤中，可以提高土壤肥力，减少化肥使用，也减少了环境污染。
32．蒂蛀虫是荔枝的重要害虫。科研人员培育转基因抗虫荔枝的过程如下图1所示。图2是SalI、HindIII和BamHI三种限制酶的识别序列和切割位点。请回答下列问题：
（1）与RNA相比，质粒特有的化学成分是　 　；抗氨苄青霉素基因的作用是　 　。
（2）研究人员采用了巢式PCR技术获取抗虫基因，巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物，结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。
①PCR扩增时加入引物的原因是　 　，PCR产物常采用　 　（方法）来鉴定。
②据图3分析，第一次扩增所用的引物应为　 　，相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率低，这是因为　 　。
③为了使抗虫基因定向插入质粒中，第二次PCR扩增时需要在上下游引物　 　（填“5'端”或“3'端”）分别添加的序列是　 　。
（3）科研人员采用农杆菌转化法将抗虫基因导入荔枝细胞，是由于农杆菌中的　 　能携带目的基因进入受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上。
（4）培育出的荔枝是否具有抗虫性状，可采用鉴定方法是　 　。
【答案】（1）脱氧核糖和胸腺嘧啶；便于筛选含重组DNA分子的受体细胞
（2）Taq酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链3'端上；电泳（或琼脂糖凝胶电泳）；引物1和引物4；由于第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增；5'端；GTCGAC和AAGCTT
（3）T-DNA
（4）采摘转基因抗虫荔枝叶片饲喂蒂蛀虫（或将蒂蛀虫放置在转基因抗虫荔枝植株叶片上），观察蒂蛀虫的存活情况（或荔枝叶片虫口密度、虫食面积、叶片受损率等）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 质粒的本质是小型环状DNA分子，RNA的五碳糖为核糖，特有碱基为尿嘧啶，DNA的五碳糖为脱氧核糖，特有碱基为胸腺嘧啶，因此与RNA相比，质粒特有的化学成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶。抗氨苄青霉素基因属于标记基因，在基因工程中，标记基因的作用是便于筛选出成功导入重组DNA分子的受体细胞，只有导入含该基因的质粒的受体细胞，才能在添加氨苄青霉素的选择培养基上存活，从而实现重组子的筛选。
(2) ①DNA聚合酶（Taq酶）发挥作用时，无法从头催化脱氧核苷酸的连接，只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链的3'端，因此PCR扩增时需要加入引物，为DNA链的延伸提供起始位点。PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳的方法来鉴定，不同分子量的DNA片段在琼脂糖凝胶中的迁移速率不同，可通过电泳条带的位置和大小判断扩增产物是否符合预期。
②分析图3可知，第一次扩增需要扩增完整的抗虫基因片段，因此所用引物为引物1和引物4。相比于常规PCR，巢式PCR使用两对引物，第二对巢式引物结合在第一次PCR产物的内部，只有第一次扩增出的正确目的片段，才能作为第二次扩增的模板，非目标片段几乎不可能同时含有两套引物的结合位点，因此大大降低了引物非特异性结合导致的错误扩增，获得错误目标产物的概率更低。
③DNA子链的延伸方向为5'端→3'端，引物的3'端需要与模板链严格互补配对才能启动延伸，因此为了不影响引物与模板的结合，需要在上下游引物的5'端分别添加限制酶的识别序列。结合图1可知，BamHⅠ的酶切位点位于抗虫基因内部，不能使用，因此选择SalⅠ和HindⅢ两种限制酶实现抗虫基因的定向插入，两种限制酶的识别序列分别为GTCGAC和AAGCTT，因此需要在上下游引物的5'端分别添加这两个序列。
(3) 农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，农杆菌细胞内的Ti质粒上含有一段T-DNA，即可转移DNA，T-DNA能携带目的基因进入荔枝受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，使目的基因稳定遗传和表达。
(4) 要鉴定培育出的荔枝是否具有抗虫性状，可在个体水平进行抗虫接种实验，具体方法为采摘转基因抗虫荔枝的叶片饲喂蒂蛀虫，或将蒂蛀虫放置在转基因抗虫荔枝的叶片上，观察蒂蛀虫的存活情况，也可通过统计荔枝叶片的虫口密度、虫食面积、叶片受损率等指标，判断荔枝的抗虫效果。
【分析】(1) 基因工程是按照人们的意愿，通过体外DNA重组和转基因等技术，创造新生物类型的技术，其基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。基因表达载体包含目的基因、启动子、终止子、标记基因等元件。
(2) PCR技术是体外扩增DNA的技术，原理为DNA的半保留复制。PCR产物的鉴定常用琼脂糖凝胶电泳，不同分子量的DNA片段在凝胶中的迁移速率不同，可实现分离与鉴定。
(3) 农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，农杆菌Ti质粒上的T-DNA可转移至植物细胞，并整合到植物细胞的染色体DNA上，从而实现目的基因的稳定遗传与表达。
（1）质粒的本质为小型环状的DNA片段，与RNA相比，质粒特有的化学成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶；抗氨苄青霉素基因可作为标记基因，标记基因的作用为便于筛选含重组DNA分子的受体细胞。
（2）①由于Taq酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链3’端上，故PCR扩增时加入引物，延伸过程的温度一般为72℃，最后一个循环结束后通常还需要维持72℃5min的目的是充分延伸子链，琼脂糖凝胶电泳能将不同分子量的DNA分开，PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
②第一对PCR引物扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物，结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。因此第一次扩增所用的引物应为引物1和引物4。第二次扩增所需要的引物为引物2和引物3，由于第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增，故巢式PCR获得错误目标产物概率低。
③由图1可知，BamHI会破坏目的基因，所以可以用SalI、HindⅢ两种限制酶切割目的基因的两端及质粒，可防止目的基因和质粒的自我环化或反向连接，所以第二次PCR扩增时需要在两个引物5'端分别添加的序列是GTCGAC和AAGCTT。子链延伸的方向为5'端→3’端，为了使引物的3’端与模板链严格互补配对，保证子链的延伸，故不添加在引物3'端。
（3）农杆菌含有Ti质粒，Ti质粒含有一段T-DNA，T-DNA能携带目的基因进入受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。
（4）培育出的荔枝是否具有抗虫性状，可从个体水平做抗性实验鉴定，鉴定方法是采摘转基因抗虫荔枝叶片饲喂蒂蛀虫，观察蒂蛀虫的存活情况。
1 / 1广东省广州市第六中学2024-2025学年高二下学期期末考试生物试题
一、单选题（本大题共25题，每小题2分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．《细胞》杂志发表的论文中提到一种名为B.bigelowii的藻类，具有“固定”氮气的能力，原因是其内部存在一种新的细胞器“硝基体”（源于一种能固定N2的蓝细菌）。“硝基体”能产生大约一半自身所需蛋白质，它生存所需的其余蛋白质由藻类宿主提供。下列相关叙述错误的是（　　）
A．蓝细菌可以固定N2，因此属于自养型生物
B．“硝基体”内的DNA裸露存在，不与蛋白质形成染色体
C．固定的氮可用于合成核酸、蛋白质、叶绿素等化合物
D．可采用差速离心法分离获得“硝基体”
2．某些化学试剂能够使相关化合物产生特定颜色，可根据呈现的颜色进行物质鉴定。下列物质鉴定的实验设计中，合理的是（　　）
A．双缩脲试剂可用于蛋白质、多肽或氨基酸的鉴定
B．加入斐林试剂的蔗糖溶液在水浴加热的条件下可呈现砖红色沉淀
C．粗提取的 DNA 经二苯胺染色后，显微镜下呈现蓝色
D．酵母菌培养液中添加酸性重铬酸钾溶液，可用于酒精的鉴定
3．黑藻是多年生高等植物，它喜欢在光照充足的环境中生长，为很多实验提供良好材料。下列叙述正确的是（　　）
A．使用高倍镜观察黑藻成熟叶片叶绿体，转换高倍镜时，需先升高镜筒再转动转换器，然后调节细准焦螺旋
B．探究光照强度对光合作用的影响实验中，用一个含NaHCO3溶液的透明容器培养黑藻，不断改变光照强度并测量溶液中溶解氧含量
C．色素提取和分离实验得到4条色素带，其中条带最宽的色素主要吸收红光和蓝紫光
D．观察黑藻细胞的胞质环流现象时，适当升高温度胞质环流的速度会减弱
4．无花果是一种开花植物，是无公害绿色食品，具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列有关组成无花果细胞的分子的叙述，错误的是（　　）
A．淀粉和纤维素的基本组成单位相同，基本单位连接后形成的空间结构不同
B．无机盐在无花果细胞中大多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在
C．将无花果种子晒干储存可减少细胞内自由水含量，降低种子新陈代谢速率
D．无花果叶中叶绿素分子式是C55HxO2N4Mg，其中含有大量元素和微量元素
5．呼吸道合胞病毒（RSV）是负链RNA（不能作为翻译模板）包膜病毒。复制的病毒RNA与衣壳蛋白装配和释放时，宿主细胞表面会表达大量的病毒膜蛋白，而含组氨酸标签（His - tag）的多肽的羟基活化后，可与细胞表面的病毒膜蛋白上的氨基发生反应，从而实现对病毒膜蛋白的标记。下列分析正确的是（　　）
A．病毒的释放过程依赖膜的流动性，但不需要消耗能量
B．RSV的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
C．RSV衣壳蛋白是在RSV的核糖体上合成
D．His - tag标记过程中宿主细胞膜上发生了脱水缩合反应
6．胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（　　）
A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面
B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与
C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性
D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子
7． 浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（　　）
A．SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性
B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
8．亲核蛋白是指在细胞质内合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白经核孔进入细胞核的过程如图所示，其中核输入受体α亚基、β亚基、Ran均为相关蛋白质（GTP、GDP分别类似于ATP、ADP）。下列相关叙述正确的是（　　）
A．呼吸酶和ATP合酶等亲核蛋白可通过该方式进入细胞核
B．唾液腺细胞中核孔复合体的数目少于口腔上皮细胞
C．细胞呼吸抑制剂不会影响亲核蛋白的入核转运过程
D．β亚基与Ran的结合与分离过程依赖蛋白质的磷酸化和去磷酸化
9．图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（　　）
A．从图甲可见细胞内的NaCl的浓度是150mmol·L-1
B．图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞的体积最小，细胞吸水能力也最小
C．图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同
D．若该动物细胞长时间处在甲图中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡
10．胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的作用机制，科研人员进行了相关实验，结果如图示。下列说法正确的是（　　）
A．胰脂肪酶通过降低化学反应的活化能催化食物中的脂质水解为甘油和脂肪酸
B．图2所示结果中，实验的自变量是不同的pH
C．通过提高脂肪浓度可以解除板栗壳黄酮对胰脂肪酶的抑制作用
D．板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7.4
11．酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．0～6h内，随着容器中O2不断减少，有氧呼吸速率逐渐降低
B．6～8h内，酵母菌呼吸作用消耗的O2量小于CO2的产生量
C．8～10h内，酵母菌细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中
D．6～10h内，用溴麝香草酚蓝溶液可检测到无氧呼吸产生的酒精
12．曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。下图中的曲线可以表示相应生命活动变化关系的是（　　）
A．曲线a可表示自然状态下，某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系
B．曲线b可表示在晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化的关系
C．曲线b可表示自然状态下，某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系
D．曲线a可表示葡萄糖进入红细胞时，物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系
13．东北虎豹国家公园的设立，为东北虎、东北豹等提供了栖息地。遍布园区3万多台红外相机的监测表明，6年内东北虎从27只增加到50只，其中新生幼虎数量10只，野猪、狍子等虎豹猎物也显著增长。下列叙述错误的是（　　）
A．东北虎数量6年内增加了近一倍，表明种群呈“J”形增长
B．红外相机监测是一种非损伤、低干扰的调查种群密度的方法
C．为了解东北虎种群的年龄结构需调查不同年龄阶段的个体数目
D．野猪等虎豹猎物的增长提高了东北虎和东北豹的环境容纳量
14．铁皮石斛常附生于树干上，以获取更多的阳光。某地在山桐子林中种铁皮石斛，林下种辣椒，除了种植传统作物，还引导村民种植经济价值更高的中药川射干。春天时中药种植基地内盛开的鸢尾花会吸引不少游客前来观赏。下列说法正确的是（　　）
A．山桐子、辣椒与铁皮石斛的分布体现群落的垂直结构，可以提高其光合作用速率
B．附生于树干的铁皮石斛营寄生生活，在生态系统中属于消费者
C．当地引导村民种植中药川射干，体现了生态工程的整体原理
D．中药种植基地的鸢尾花体现了生物多样性的间接价值
15．某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是（　　）
　 生产者固定 来自陆地的植物残体 初级消费者摄入 初级消费者同化 初级消费者呼吸消耗
能量［105J/（m2 a）］ 90 42 84 13.5 3
A．流经该生态系统的总能量为90×105J/（m2·a）
B．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/（m2 a）
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/（m2·a），该能量由初级消费者流向分解者
16．土壤微生物碳泵（MCP） 是指土壤中的微生物通过其代谢活动获得有机碳，并以微生物残体及有机代谢产物的形式进入并稳定续埋在土壤中的过程。MCP 是土壤有机碳的重要来源之一。下列推理错误的是（　　）
A．可利用大气中的CO2进行MCP，土壤中的光合细菌和化能合成细菌参与CO2的固定
B．可利用植物进行MCP，植物残枝落叶中的有机碳被同化后全部转化成微生物的有机碳储存起来
C．可以用同位素标记法检测土壤微生物群落中有机碳的来源和去向
D．相较于热带森林生态系统，冻原生态系统中微生物残体占土壤有机碳含量的比例更低
17．棉蚜是个体微小、肉眼可见的害虫。与不抗棉蚜棉花品种相比，抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含量高，该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用。下列说法错误的是（　　）
A．统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法
B．棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关
C．提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于化学防治
D．若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对棉蚜天敌的影响
18． 全球气候变暖导致北极地区冻土大规模解冻，影响了北极地区的生态环境。下列叙述错误的是（　　）
A．北极地区生态系统脆弱与物种丰富度低有关
B．气候变暖会导致北极地区各种群的K值变小
C．伴随气候变暖，北极苔原生物群落发生次生演替
D．气候变暖过程中，北极地区动物生态位发生改变
19．酸笋是竹笋通过微生物发酵工艺制作而成的传统食品，具有独特的酸味和香气。下图为利用乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等微生物发酵制作酸笋的工艺流程图，有关叙述合理的是（　　）
A．杀青、漂烫步骤是通过高温灭菌避免杂菌污染
B．酸笋的酸味以乳酸菌产生乳酸为主，接种菌种后需立即通入氧气
C．醋酸菌能将酵母菌产生的乙醇氧化为醋酸，进一步丰富酸笋的酸味层次
D．发酵过程中要随时检测培养液中微生物数量，可以采用平板划线法和稀释涂布平板法
20．花椰菜种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰对该病菌具有一定的抗性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种，如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．图1的培育技术运用了植物细胞全能性和细胞膜流动性的原理
B．图1的③过程培养基中生长素和细胞分裂素使用比例与④相同
C．图2电泳结果表明花椰菜新品种是4和5
D．可用病菌接种实验筛选抗病性强的杂种植株
21．通过动物细胞工程技术，可以利用患者自身的细胞在体外诱导发育成特定的组织器官，然后再移植回患者体内。图1和图2 表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法，其中诱导多能干细胞（iPS 细胞）类似于人类的胚胎干细胞。下列叙述正确的是（　　）
A．两种方法都需要运用动物细胞培养技术，需要将细胞置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中
B．利用两种方法所获得的组织器官的遗传物质均与患者的完全相同，因此移植后不会发生免疫排斥反应
C．可利用农杆菌转化法或显微注射法将Oct3/4 基因、Sox基因、c-Myc 基因和Klf基因导入成纤维细胞
D．图2中卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物，核移植时供体细胞不用去核，可整个注入去核的卵母细胞中
22．2023年11月，我国科学家首次成功培育出胚胎干细胞嵌合体猴。科学家从某食蟹猴中分离出胚胎干细胞（4CL干细胞）使其带上绿色荧光蛋白标记，将其注入另一食蟹猴的桑葚胚中，胚胎移植后，在嵌合体猴的部分细胞中检出绿色荧光蛋白，过程如图示。相关叙述正确的是（　　）
A．嵌合囊胚中的滋养层细胞将发育为嵌合体猴的各种组织和器官
B．实验中需对4CL干细胞供体食蟹猴和嵌合胚胎受体食蟹猴进行同期发情处理
C．嵌合胚胎含有两个不同食蟹猴个体的抗原，会加剧受体子宫对胚胎的免疫排斥
D．追踪嵌合胚胎发育中绿色荧光蛋白的分布，有利于了解胚胎干细胞的分化过程
23．促红细胞生成素能有效促进红细胞的产生、提升血液携氧能力。第一代重组人促红细胞生成素（rhEPO）的部分流程如图所示。第二代 rhEPO 的生产通过改造第一代 rhEPO 的 5 个氨基酸位点，增加 2 个糖基化位点，使其稳定性大大提升。下列叙述错误的是（　　）
A．①需设计一对特异性引物，②原理是基因重组，③利用显微注射技术
B．用大肠杆菌代替 CHO，经筛选后可更高效的量产高活性 rhEPO
C．第二代 rhEPO 的生产运用了蛋白质工程技术，本质是改造基因
D．rhEPO 被列入兴奋剂名录，禁止运动员使用以保证比赛公平性
24． 科学家将外源抗虫基因（Bt抗虫蛋白基因）转入某茄科植物细胞中，并整合到该植物的线粒体DNA上，获得了具有抗虫性状的转基因植物。下列叙述，错误的是（　　）
A．Bt抗虫蛋白在线粒体中的成功合成与密码子的通用性有关
B．叶肉细胞内有多个线粒体，这有利于增加该转基因植物的抗虫性
C．将该转基因植物与同种非转基因植物进行正、反交，所得子代均有抗虫性
D．该技术能有效避免或减少外源基因通过花粉向其他植物的转移
25．“筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是（　　）
A．制备单克隆抗体时，需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
B．用选择培养基筛选微生物，对照组不接种微生物，实验组接种微生物
C．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
D．在试管婴儿技术中，需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎
二、非选择题（共48分）
人体甲状腺激素是一种含碘的酪氨酸衍生物。甲状腺内的滤泡细胞会利用从血液中吸收的氨基酸和I，经如图所示的一系列过程（①~③代表细胞结构）合成并释放甲状腺激素。请据图回答下列问题：
26．以3H标记的酪氨酸培养甲状腺滤泡细胞，3H-酪氨酸首先在细胞的[ ]　 　上被利用，然后在内质网加工后通过　 　转移至结构③，形成的甲状腺球蛋白最终通过　 　方式分泌到滤泡腔中。
27．甲状腺滤泡细胞从血液中吸收I-，图中I-进入滤泡细胞的运输方式是　 　，你的判断依据为　 　（写出两点）。I-离开滤泡细胞后会与甲状腺球蛋白结合，形成碘化甲状腺球蛋白后储存在滤泡腔。
28．当机体需要甲状腺激素时，滤泡细胞会回收碘化甲状腺球蛋白，该过程需要细胞膜上　 　（填“载体蛋白”或“受体蛋白”）参与。形成的囊泡与溶酶体融合后，碘化甲状腺球蛋白被水解形成甲状腺激素，该过程体现的生物膜特性是　 　，过程中消耗的ATP来自于细胞的　 　（场所）。
29．甲状腺激素以碘化甲状腺球蛋白形式储存在滤泡腔内，可供人体利用50～120天之久。临床上治疗甲亢（甲状腺激素分泌过多）病人时，常用丙硫氧嘧啶以抑制碘化过程，但发现药物起效较慢，试解释可能的原因　 　。
30．植物光合产物的产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。图1为植株光合产物合成及运输过程示意图。
（1）淀粉和蔗糖均是光合产物，分别在叶肉细胞的　 　、　 　部位合成。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是　 　。
（2）据图及所学光合作用过程分析，缺磷会抑制植株的光合作用，原因是　 　。（从物质合成和运输的角度作答）
（3）将旗叶包在一透明的袋中（图甲），袋中始终保持25℃及充足的CO2，在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时，套环温度调节到20℃，测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5℃时，发现蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量，测得的结果如图乙所示。请据图回答：
①旗叶基部处于低温（5℃）状态后的30分钟，CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关？　 　，依据是　 　。
②根据题意分析，CO2的吸收速率下降的主要原因是　 　。
31．紫茎泽兰原产于中美洲，入侵我国后在某些区域泛滥，危害当地生态和农业生产。研究人员拟采用替代控制法防治紫茎泽兰，筛选出3种具有经济或生态价值的本地植物（南酸枣、假地豆和狗尾草）分别与紫茎泽兰混种，一段时间后测定植物的生物量（有机干物质量），结果如图所示。回答下列问题：
（1）紫茎泽兰能在入侵生境大量繁殖，主要原因是　 　（答出1点）。紫茎泽兰可通过化感作用（植物向外释放一些化学物质来抑制邻近植物生长和发育的现象）导致本地植物多样性降低，这进一步导致了本地的动物多样性降低，原因是　 　。紫茎泽兰泛滥后降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统的　 　，导致自我调节能力下降，抵抗力稳定性降低。
（2）农民对紫茎泽兰进行了人工拔除以控制其数量，从能量流动的角度分析，人工除草的意义是　 　。
（3）利用本地植物控制紫茎泽兰生长，其机理可能是　 　。根据实验结果，最好选择　 　作为替代植物，判断依据是　 　（至少答出2点）。
（4）目前的防治措施不能根本性地遏制紫茎泽兰蔓延，可将其资源化利用。将紫茎泽兰的粉碎物进行堆肥发酵后还田，这一做法的优点是　 　（至少答出2点）。
32．蒂蛀虫是荔枝的重要害虫。科研人员培育转基因抗虫荔枝的过程如下图1所示。图2是SalI、HindIII和BamHI三种限制酶的识别序列和切割位点。请回答下列问题：
（1）与RNA相比，质粒特有的化学成分是　 　；抗氨苄青霉素基因的作用是　 　。
（2）研究人员采用了巢式PCR技术获取抗虫基因，巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物，结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。
①PCR扩增时加入引物的原因是　 　，PCR产物常采用　 　（方法）来鉴定。
②据图3分析，第一次扩增所用的引物应为　 　，相比于常规PCR，巢式PCR获得错误目标产物概率低，这是因为　 　。
③为了使抗虫基因定向插入质粒中，第二次PCR扩增时需要在上下游引物　 　（填“5'端”或“3'端”）分别添加的序列是　 　。
（3）科研人员采用农杆菌转化法将抗虫基因导入荔枝细胞，是由于农杆菌中的　 　能携带目的基因进入受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上。
（4）培育出的荔枝是否具有抗虫性状，可采用鉴定方法是　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】核酸的基本组成单位；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；其它细胞器及分离方法；蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、蓝细菌属于自养型生物的原因是含有光合色素，可进行光合作用制造有机物，能固定氮气只是可利用大气中的氮源，并非其自养的原因，A错误；
B、“硝基体”源于蓝细菌，蓝细菌为原核生物，其DNA裸露存在，不与蛋白质结合形成染色体，B正确；
C、核酸、蛋白质、叶绿素均含有氮元素，固定的氮可用于合成这些含氮化合物，C正确；
D、“硝基体”属于细胞器，可采用差速离心法分离细胞器的原理将其分离，D正确。
故答案为：A。
【分析】（1）自养生物的判断依据是能否利用无机物合成有机物，蓝细菌依靠光合作用合成有机物实现自养，固氮只是获取氮源的方式。
（2）原核生物无染色体，遗传物质为裸露的环状DNA分子。
（3）核酸、蛋白质、叶绿素都含有氮元素，可利用固定的氮元素参与合成。
（4）差速离心法依据细胞器密度差异，可分离细胞内各类细胞器。
2．【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验；检测还原糖的实验；探究酵母菌的呼吸方式；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、双缩脲试剂发生颜色反应的原理是与化合物中的肽键结合，蛋白质和多肽均含有肽键，而氨基酸不具有肽键，因此双缩脲试剂只能鉴定蛋白质和多肽，不能用于氨基酸的鉴定，A错误；
B、斐林试剂只能对还原糖进行鉴定，蔗糖属于非还原糖，加入斐林试剂后在水浴加热条件下不会产生砖红色沉淀，B错误；
C、粗提取的DNA与二苯胺试剂混合后，经水浴加热会呈现蓝色，该颜色反应可直接肉眼观察，不需要使用显微镜，C错误；
D、酸性重铬酸钾溶液与酒精接触时会由橙色变为灰绿色，酵母菌无氧呼吸会产生酒精，因此可在酵母菌培养液中添加酸性重铬酸钾溶液进行酒精的鉴定，D正确。
故答案为：D。
【分析】生物组织中不同有机物的鉴定需要对应专用的化学试剂，不同试剂的显色原理和适用对象各不相同。蛋白质类物质的鉴定依靠肽键与双缩脲试剂的紫色反应，还原糖可在水浴加热条件下与斐林试剂形成砖红色沉淀。DNA的鉴定使用二苯胺试剂，在水浴加热后呈现蓝色，酒精的鉴定使用酸性重铬酸钾溶液，反应后颜色由橙色变为灰绿色，不同物质的鉴定均有严格的适用条件和操作要求。
3．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、使用高倍镜观察黑藻成熟叶片叶绿体时，转换高倍镜不需要升高镜筒，直接转动转换器切换高倍物镜，再调节细准焦螺旋使物像清晰，升高镜筒容易丢失物像或损坏装片，A错误；
B、探究光照强度对光合作用的影响实验中，若用同一装置连续改变光照强度测量溶解氧，前一光照强度的实验结果会干扰后续数据，应设置多组相同装置，分别给予不同光照强度独立实验，NaHCO3溶液可维持实验环境中CO2浓度稳定，B错误；
C、色素提取和分离实验会出现四条色素带，其中条带最宽的是叶绿素a，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，C正确；
D、观察黑藻细胞胞质环流时，适当升高温度能提高细胞内酶的活性，增强细胞代谢强度，胞质环流的速度会加快，D错误。
故答案为：C。
【分析】高倍显微镜使用时需先在低倍镜下将目标移至视野中央，直接转动转换器更换高倍镜，再调节细准焦螺旋获得清晰物像。探究影响光合作用因素的实验要遵循单一变量和对照原则，保证各组实验条件相互独立，避免无关变量干扰实验结果。叶绿体中的色素包含叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素含量高于类胡萝卜素，其中叶绿素a含量最多，对应的色素带最宽，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。细胞质环流的速率与细胞代谢水平相关，适宜范围内温度升高会提升酶活性，加快细胞质的流动速度。
4．【答案】D
【知识点】糖类的种类及其分布和功能；水在细胞中的存在形式和作用；组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】A、淀粉和纤维素都属于植物多糖，二者的基本组成单位均为葡萄糖，葡萄糖之间的连接方式不同，使得二者形成的空间结构存在差异，A正确；
B、无机盐在无花果细胞中大多数以离子的形式存在，只有少数无机盐以化合物的形式存在于细胞中，B正确；
C、自由水与细胞代谢密切相关，将无花果种子晒干能够减少细胞内自由水的含量，进而降低种子的新陈代谢速率，有利于种子的长期储存，C正确；
D、无花果叶中叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg，这些元素均属于细胞中的大量元素，该物质中不含有微量元素，D错误。
故答案为：D。
【分析】淀粉和纤维素均由葡萄糖聚合而成，二者的功能与空间结构不同，原因是葡萄糖的连接方式存在差异。细胞内的无机盐主要以离子形式存在，部分无机盐会参与构成细胞内的重要化合物。细胞中的自由水含量越高，细胞的新陈代谢速率就越强，结合水含量相对稳定，与细胞的抗逆性相关。组成细胞的化学元素分为大量元素和微量元素，大量元素包含C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包含Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
5．【答案】D
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；病毒
【解析】【解答】A、呼吸道合胞病毒的释放过程依赖生物膜的流动性，该过程属于胞吐，胞吐过程需要消耗细胞呼吸提供的能量，A错误；
B、RSV的遗传物质是负链RNA，遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中，而非脱氧核苷酸的排列顺序，B错误；
C、RSV属于病毒，无细胞结构，不含有核糖体等细胞器，其衣壳蛋白是在宿主细胞的核糖体上合成的，C错误；
D、根据题干信息，含组氨酸标签的多肽的羟基活化后，与细胞表面病毒膜蛋白上的氨基发生反应，羟基和氨基反应会脱去水分子，该过程本质上属于脱水缩合反应，发生在宿主细胞膜上，D正确。
故答案为：D。
【分析】病毒属于非细胞结构生物，必须寄生在活细胞内才能完成生命活动，自身不具备核糖体、线粒体等细胞器，其蛋白质合成依赖宿主细胞的核糖体，增殖过程需要宿主细胞提供原料、能量和场所。胞吐依赖细胞膜的流动性，且需要消耗能量。RNA病毒的遗传物质为RNA，遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中。氨基酸或多肽之间通过氨基和羧基的脱水缩合形成肽键，该过程会脱去水分子。
6．【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞器之间的协调配合；胞吞、胞吐的过程和意义；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以头部位于复合物表面，A错误；
B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，然后与溶酶体融合后，释放胆固醇，B错误；
C、胞吞形成的囊泡（单层膜）能与溶酶体融合，依赖于膜具有一定的流动性，C正确；
D、胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质，D错误。
故选C。
【分析】1、细胞膜基本支架为磷脂双分子层。磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。
2、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
3、生物大分子都是多聚体，由许多单体连接而成。包括蛋白质，多糖和核酸。
7．【答案】A
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、SRP参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白无需SRP参与，所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性，A正确；
B、SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链，如呼吸酶等，B错误；
C、核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链，同时核糖体是无膜细胞器不能形成囊泡，C错误；
D、生长激素为蛋白类，通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过该途径合成并分泌，D错误。
故答案为：A。
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。
8．【答案】D
【知识点】细胞核的结构和功能综合
【解析】【解答】A、呼吸酶和ATP合酶等亲核蛋白可通过该方式进入细胞核。亲核蛋白是在细胞质内合成后进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。呼吸酶主要在细胞质基质和线粒体中参与细胞呼吸，ATP合酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上参与ATP合成，二者均不需要进入细胞核发挥功能，不属于亲核蛋白，因此A错误。
B、唾液腺细胞中核孔复合体的数目少于口腔上皮细胞。核孔复合体是核质之间物质交换和信息交流的通道，其数目与细胞代谢旺盛程度正相关。唾液腺细胞需合成分泌大量唾液淀粉酶，代谢旺盛，核质间物质交换频繁，因此其核孔复合体数目多于代谢较弱的口腔上皮细胞，B错误。
C、细胞呼吸抑制剂不会影响亲核蛋白的入核转运过程。亲核蛋白的入核转运需要消耗能量，图中涉及GTP水解供能，GTP类似于ATP，是直接能源物质，细胞呼吸是细胞能量的主要来源，细胞呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，减少能量供应，因此会影响亲核蛋白的入核转运过程，C错误。
D、β亚基与Ran的结合与分离过程依赖蛋白质的磷酸化和去磷酸化。GTP和GDP分别类似于ATP和ADP，GTP水解为GDP时释放能量，伴随磷酸基团转移。图中Ran以Ran-GTP形式与β亚基结合，随后GTP水解为GDP，Ran变为Ran-GDP并与β亚基分离，该过程中β亚基与Ran的结合伴随磷酸化，分离伴随去磷酸化，因此依赖蛋白质的磷酸化和去磷酸化，D正确。
故答案为：D。
【分析】亲核蛋白是在细胞质中合成后进入细胞核发挥功能的蛋白质，其转运依赖核孔复合体，属于耗能的主动运输过程。核孔复合体是核膜上的通道，介导核质间的物质交换和信息交流，其数量与细胞代谢旺盛程度正相关，代谢越旺盛的细胞，核孔复合体数目越多。细胞的能量供应依赖细胞呼吸，耗能的生命活动会受细胞呼吸抑制剂的影响。GTP与ATP结构和功能类似，可作为直接能源物质，其水解过程伴随磷酸基团的转移，即磷酸化和去磷酸化，可调控蛋白质的相互作用，参与细胞内的信号转导和物质转运过程。
9．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图甲中NaCl溶液浓度为150mmol·L- 时，细胞体积与初始体积之比为1，说明该溶液渗透压与细胞液总渗透压相等，细胞液中含有多种溶质，并非仅含NaCl，因此不能说明细胞内NaCl浓度为150mmol·L- ，A错误；
B、图乙中A点细胞失水量最大，细胞失水最多，细胞液浓度最高，细胞吸水能力最强，B错误；
C、KNO3溶液中的K+、NO3-可通过主动运输进入植物细胞，B点细胞液因吸收离子，浓度大于O点，液泡体积也与O点不同，C错误；
D、甲图中300mmol·L- 的NaCl溶液渗透压远大于细胞液，细胞持续失水，长时间处于该溶液中可能因失水过多死亡，D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）水分子通过半透膜从低渗透压一侧向高渗透压一侧扩散，动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层相当于半透膜，该过程为渗透作用。
（2）外界溶液渗透压小于细胞液渗透压，细胞吸水；外界溶液渗透压大于细胞液渗透压，细胞失水；二者相等时，水分子进出细胞达到动态平衡，可据此判断细胞吸水、失水状态。
（3）KNO3等溶液中的离子可被细胞主动运输吸收，使细胞液渗透压升高，植物细胞先失水发生质壁分离，后吸水实现质壁分离复原。
（4）细胞吸水能力与细胞液浓度呈正相关，细胞液浓度越高，细胞吸水能力越强。
10．【答案】D
【知识点】酶促反应的原理；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、胰脂肪酶具有专一性，只能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸，不能催化磷脂、固醇等其他脂质水解，A错误；
B、图2实验的自变量包括pH、是否加入板栗壳黄酮，并非只有不同的pH，B错误；
C、图1中提高脂肪浓度，加入板栗壳黄酮组的最大酶促反应速率始终低于对照组，说明提高脂肪浓度无法解除板栗壳黄酮对胰脂肪酶的抑制作用，C错误；
D、图2中加入板栗壳黄酮组的酶活性在pH约为7.4时达到峰值，即板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7.4，D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，胰脂肪酶仅催化脂肪水解，不能催化其他脂质水解。
（2）底物浓度提高只能加快酶促反应速率，无法解除抑制剂对酶活性的抑制作用，抑制剂通过改变酶的空间结构等方式降低酶活性。酶的活性受pH影响，存在最适pH，在最适pH条件下酶的催化效率最高。
11．【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；探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、0～6h内，酵母菌有氧呼吸速率先升高后降低，并非逐渐降低，密闭容器中氧气持续被消耗而减少，A错误；
B、6～8h内，酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸消耗O2量等于产生CO2量，无氧呼吸不消耗O2但产生CO2，因此呼吸作用消耗的O2量小于CO2产生量，B正确；
C、8～10h内酵母菌只进行无氧呼吸，葡萄糖中大部分能量储存在酒精中，释放的能量大部分以热能散失，少部分储存在ATP中，C错误；
D、溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2，酒精需用酸性重铬酸钾溶液检测，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）酵母菌为兼性厌氧菌，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
（2）有氧呼吸消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量，无氧呼吸不消耗氧气、只产生二氧化碳，同时进行两种呼吸时二氧化碳产生量大于氧气消耗量。
（3）无氧呼吸释放的能量少，大部分能量储存在不彻底的氧化产物酒精中，释放的能量多数以热能散失，少数用于合成ATP。
（4）二氧化碳可用溴麝香草酚蓝溶液或澄清石灰水检测，酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测。
12．【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素；种群数量的变化曲线；光合作用和呼吸作用的区别与联系；被动运输
【解析】【解答】A、自然状态下，环境CO2浓度升高时，植物CO2吸收速率会先上升，达到最大值后维持稳定，不会出现下降，因此曲线a不能表示自然状态下某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系，A错误。
B、晴朗的白天，某作物净光合速率随光照强度变化时，光照强度为0时净光合速率为负值，光照强度增强后净光合速率上升至最大值后维持稳定，不会下降至0，因此曲线b不能表示该变化关系，B错误。
C、自然状态下，某池塘草鱼种群数量呈S形增长，其种群增长速率随时间变化先上升，在K/2时达到最大值，之后逐渐下降，种群数量达到K值时增长速率为0，因此曲线b可表示该种群增长速率随时间的变化关系，C正确。
D、葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，物质运输速率随膜两侧葡萄糖浓度差增大而上升，最终受细胞膜上载体蛋白数量限制维持稳定，不会出现下降，因此曲线a不能表示该变化关系，D错误。
故答案为：C。
【分析】植物光合作用的净光合速率受环境CO2浓度、光照强度等因素影响，自然状态下环境CO2浓度升高时，净光合速率先上升后维持稳定，不会出现下降。净光合速率为总光合速率与呼吸速率的差值，光照强度为0时植物仅进行呼吸作用，净光合速率为负值，随光照强度增强净光合速率上升，达到光饱和点后保持稳定。种群数量的S形增长中，种群增长速率随时间变化先增大后减小，种群数量达到环境容纳量时增长速率为0，J形增长的种群增长速率保持恒定。物质跨膜运输中，协助扩散的运输速率随膜两侧浓度差增大而上升，最终受细胞膜上载体蛋白数量限制维持稳定，不会出现下降，主动运输的速率受能量供应和载体蛋白数量共同限制，达到最大值后保持稳定。
13．【答案】A
【知识点】估算种群密度的方法；种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、东北虎数量6年内从27只增加到50只，虽然数量有所增长，但东北虎豹国家公园内的食物、空间等环境资源均有限，东北虎种群增长会受到环境阻力的制约，其种群数量变化呈现S形增长，并非理想条件下的J形增长，A错误；
B、红外相机监测无需捕捉或接触动物，不会对动物造成身体损伤，也能最大程度减少对动物正常活动的干扰，是一种非损伤、低干扰的调查种群密度的方法，B正确；
C、种群的年龄结构是指种群中不同年龄阶段个体数量的比例关系，要了解东北虎种群的年龄结构，需要调查不同年龄阶段的个体数目，C正确；
D、环境容纳量主要由食物、栖息空间等环境条件决定，野猪等猎物数量增长，为东北虎和东北豹提供了更充足的食物资源，能够提高二者的环境容纳量，D正确。
故答案为：A。
【分析】种群数量增长主要有J形和S形两种曲线类型，J形增长发生在食物和空间充足、气候适宜、无天敌等理想环境中，S形增长发生在资源与空间有限的自然环境中，种群数量最终会稳定在环境容纳量附近。调查动物种群密度的方法需根据动物的活动特点选择，红外相机监测适合调查大型、活动范围广的动物，具有非损伤、低干扰的特点。年龄结构是种群的重要数量特征，通过统计不同年龄阶段的个体数量可确定年龄结构类型，以此预测种群数量的变化趋势。环境容纳量是环境所能维持的种群最大数量，食物资源增加、栖息环境改善等环境条件优化，会使种群的环境容纳量相应提高。
14．【答案】C
【知识点】群落的结构；生态系统的结构；生态工程依据的生态学原理；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、山桐子、辣椒与铁皮石斛在垂直方向上的分层分布体现了群落的垂直结构，这种结构能够提高群落对光能的利用率，而不是提高单一种群的光合作用速率，A错误；
B、附生于树干的铁皮石斛只是借助树干获得支撑和更多光照，自身可以进行光合作用制造有机物，并不从树干获取营养，不属于寄生生活，在生态系统中属于生产者，B错误；
C、当地引导村民种植经济价值更高的中药川射干，在发展生态种植的同时兼顾了村民的经济收益，统筹了自然生态、经济和社会的效益，体现了生态工程的整体原理，C正确；
D、中药种植基地的鸢尾花可供游客观赏，旅游观赏价值属于生物多样性的直接价值，间接价值是指生物对生态系统起到的调节等生态功能，D错误。
故答案为：C。
【分析】群落的垂直结构表现为不同生物在垂直方向上的分层现象，该结构可以提高生态系统对阳光等环境资源的利用效率。寄生是一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活的种间关系，生产者是能利用无机物合成有机物的自养生物。生态工程的整体原理强调在进行生态工程建设时，要兼顾自然生态系统的规律、经济和社会系统的影响。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，直接价值包含食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究等，间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面。
15．【答案】C
【知识点】生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、由题意可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定和来自陆地的植物残体90+42=132×105J/（m2 a），A错误；
Ｂ、可知表中信息，初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，生产者流入下一营养级的能量不能计算获得，B错误；
C、由同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能可知，初级消费者用于生长发育繁殖的能量=13.5-3=10.5×105J/（m2 a），C正确；
D、摄入量-同化量=粪便量，初级消费者的粪便量=84-13.5=70.5×105J/（m2 a），该能量由生产者和陆地的植物残体流向分解者，不属于初级消费者流向分解者，D错误。
故答案为：C。
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
16．【答案】B
【知识点】生态系统的结构；生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、因为 MCP 涉及微生物获取有机碳，土壤中的光合细菌能利用光能将CO2固定合成有机物，化能合成细菌能利用化学能固定CO2合成有机物，这都属于 MCP 过程，所以可利用大气中的CO2进行 MCP，A不符合题意；
B、当土壤中的微生物利用植物残枝落叶中的有机物进行 MCP 时，植物残枝落叶中的有机碳被微生物同化后，由于微生物自身呼吸作用会消耗同化的有机物用于生命活动供能，所以并非全部转化为微生物的有机碳储存起来，B符合题意；
C、同位素标记法具有追踪物质运行和变化规律的特性。在检测土壤微生物群落中有机碳的来源和去向时，对有机碳进行同位素标记，通过追踪同位素的位置变化，就能确定有机碳的来源和去向，C不符合题意；
D、冻原生态系统温度低，微生物活动受到极大限制，活动微弱，对有机物的分解作用弱，产生的微生物残体相对较少；而热带森林生态系统温度适宜，微生物活动旺盛，对有机物分解作用强，产生的微生物残体较多。所以相较于热带森林生态系统，冻原生态系统中微生物残体占土壤有机碳含量的比例更低，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】土壤微生物碳泵（MCP）是土壤中微生物通过代谢活动获取有机碳，并以微生物残体及有机代谢产物形式稳定存于土壤的过程，且是土壤有机碳重要来源之一。土壤微生物包含生产者（如光合细菌、化能合成细菌）、消费者和分解者，在陆地生态系统物质循环和能量流动中作用关键。
17．【答案】C
【知识点】种群的数量变动及其原因；土壤中动物类群丰富度的研究；植物病虫害的防治原理和技术
【解析】【解答】A、统计棉田不同害虫物种的相对数量时可用目测估计法或记名计算法，A不符合题意；
B、天敌属于密度制约因素，因此棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关，B不符合题意；
C、提高棉花体内该次生代谢物的含量用于防治棉蚜属于生物防治，C符合题意；
D、该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用，也可能对棉蚜天敌有影响，故若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对棉蚜天敌的影响，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）探究土壤中动物类群丰富度时，常用取样器取样法进行采集，用目测估计法或记名计算法进行统计。
（2）影响种群数量变化的因素分两类，一类是密度制约因素，即影响程度与种群密度有密切关系的因素，如食物、流行性传染病等；另一类是非密度制约因素，即影响程度与种群密度无关的因素，气候、季节、降水等的变化，影响程度与种群密度没有关系，属于非密度制约因素。
18．【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因；群落的演替；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、温度通过影响酶的活性影响代谢，由于温度的限制，北极地区生态系统中物种数目少，丰富度极低，生态系统脆弱，A正确；
B、气候变暖会导致北极地区各种群的K值可能会变大也可能会变小，也有可能不变，B错误；
C、伴随气候变暖，有利于灌木的生长，北极苔原生物群落发生次生演替，C正确；
D、气候变暖过程中，温度上升，北极地区动物生态位会发生改变，D正确。
故答案为：B
【分析】一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间结构，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越高。
19．【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、杀青、漂烫步骤是通过高温对竹笋进行消毒，杀灭部分杂菌并破坏酶活性，有利于后续发酵；而灭菌是指杀灭所有微生物及其芽孢，该操作不属于灭菌，A错误；
B、酸笋发酵的酸味主要来源于乳酸菌发酵产生的乳酸，乳酸菌是厌氧型细菌，接种后通入氧气会抑制乳酸菌的无氧呼吸，阻碍乳酸的产生，降低发酵效果，B错误；
C、酸笋发酵体系中包含多种微生物，酵母菌可将糖类转化为乙醇，醋酸菌则能进一步将乙醇氧化为醋酸，多种代谢产物共同构成了酸笋独特的酸味和风味，C正确；
D、检测微生物数量可采用稀释涂布平板法（活菌计数法），但平板划线法主要用于分离微生物，无法进行准确计数，因此不能用于检测培养液中微生物的数量，D错误。
故答案为：C。
【分析】微生物发酵是传统食品制作的重要手段，不同微生物的代谢特性决定了发酵产物的风味。消毒是使用温和理化方法杀死部分微生物，不包括芽孢，而灭菌是彻底杀灭所有微生物。乳酸菌为厌氧型微生物，无氧呼吸产生乳酸是其发酵的核心产物。参与发酵的微生物群落具有协同作用，酵母菌的代谢产物可为醋酸菌提供底物，共同丰富发酵食品的风味。微生物计数需采用特定方法，稀释涂布平板法能统计活菌数，平板划线法主要用于纯化分离，不能用于计数。
20．【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程；植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、图1所示为植物体细胞杂交技术，该技术中，原生质体的融合过程依赖细胞膜的流动性实现，而融合后的杂种细胞能够通过植物组织培养发育为完整的杂种植株，这一过程体现了植物细胞的全能性，A正确。
B、图1中的③过程为脱分化，④过程为再分化。在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的使用比例会影响细胞的发育方向。脱分化阶段，培养基中生长素和细胞分裂素的比例大致相等，可诱导细胞脱分化形成愈伤组织；再分化阶段，生长素比例较高时有利于根的分化，细胞分裂素比例较高时有利于芽的分化，因此两个过程中两种激素的使用比例并不相同，B错误。
C、花椰菜新品种是花椰菜与紫罗兰经体细胞杂交获得的杂种植株，应同时含有两种亲本的遗传物质，对应电泳条带需同时具备花椰菜和紫罗兰的特异性条带。图2中，花椰菜的特异性条带为I对应的两条，紫罗兰的特异性条带为II对应的一条，4号和5号个体同时含有两种亲本的条带，因此花椰菜新品种为4和5，C正确。
D、紫罗兰对花椰菜易感染的病菌具有一定抗性，杂种植株若获得抗病性状，在接种该病菌后可表现出抗病特性，因此可通过病菌接种实验，观察植株的发病情况，筛选出抗病性强的杂种植株，D正确。
故答案为：B。
【分析】植物体细胞杂交技术可打破不同物种间的生殖隔离，培育具有双亲优良性状的杂种植株，其原理包括细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。原生质体融合是该技术的关键环节，常用聚乙二醇作为诱导剂，融合后需通过选择培养基筛选获得杂种细胞，再经植物组织培养培育为完整植株。植物组织培养过程分为脱分化和再分化两个阶段，生长素和细胞分裂素是调控这两个过程的关键激素，不同的激素比例可诱导细胞向不同方向分化，脱分化时两种激素比例适中，再分化时不同比例分别调控根和芽的分化。电泳技术可通过分离特异性蛋白质或核酸，分析个体的遗传组成，杂种植株会同时具有双亲的特异性条带。抗病植株的筛选可采用病原体接种法，通过观察植株的发病程度筛选出抗病性强的个体。
21．【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术；胚胎移植；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、两种方法均需进行动物细胞培养，培养时气体环境为95%空气和5%CO2，空气可为细胞呼吸提供氧气，CO2维持培养液pH，A错误；
B、图1导入了外源目的基因，获得的组织器官核遗传物质与患者不完全相同；图2的细胞质遗传物质来自卵母细胞，也与患者存在差异，因此移植后并非绝对不会发生免疫排斥，B错误；
C、将目的基因导入动物细胞常用显微注射法，农杆菌转化法适用于植物细胞，不能用于动物成纤维细胞，C错误；
D、体细胞核移植中，卵母细胞去核去除的是纺锤体 染色体复合物，供体细胞可直接整体注入去核卵母细胞，无需单独去核，D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）动物细胞培养的气体环境为95%空气加5%二氧化碳，空气满足细胞有氧呼吸需求，二氧化碳用于维持培养液的酸碱度稳定。
（2）目的基因导入不同细胞的方法不同，导入植物细胞常用农杆菌转化法，导入动物细胞常用显微注射法，导入微生物细胞常用感受态细胞法。
（3）体细胞核移植操作时，一般选用减数第二次分裂中期的卵母细胞，去核操作去除纺锤体 染色体复合物，供体细胞可整体注入卵母细胞。
（4）免疫排斥主要由细胞核遗传物质决定，细胞质中少量遗传物质也可能引发轻微排斥，外源基因导入会改变细胞遗传物质组成。
22．【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植；胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、嵌合囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，将发育为嵌合体猴的各种组织和器官，滋养层细胞仅发育为胎膜和胎盘，A错误；
B、胚胎移植时，仅需对接受嵌合胚胎的受体食蟹猴进行同期发情处理，使受体子宫处于适宜胚胎着床的生理状态，无需对4CL干细胞供体食蟹猴进行同期发情处理，B错误；
C、受体子宫对移入的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的重要生理学基础，嵌合胚胎不会加剧受体子宫的免疫排斥，C错误；
D、4CL干细胞被标记了绿色荧光蛋白，追踪嵌合胚胎发育过程中绿色荧光蛋白的分布，可直观显示干细胞的去向与分化情况，有利于研究胚胎干细胞的分化过程，D正确。
故答案为：D。
【分析】胚胎干细胞具有发育的全能性，可分化为动物体内的各种组织细胞，常通过荧光蛋白标记追踪其分化过程。囊胚阶段的胚胎分为内细胞团和滋养层细胞，内细胞团发育为胎儿的各种组织器官，滋养层细胞发育为胎膜和胎盘。胚胎移植的生理学基础包括受体子宫对移入的外来胚胎基本不发生免疫排斥，同期发情处理仅针对受体动物，目的是使受体子宫与供体胚胎生理状态同步，保障胚胎着床。嵌合体动物由两个或多个遗传背景不同的细胞系共同发育而来，可用于研究细胞分化、胚胎发育等生物学过程。
23．【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、①为PCR扩增目的基因，该过程需要设计一对特异性引物；②为表达载体的构建，其原理是基因重组；③为将目的基因导入动物细胞（CHO细胞），常用的技术为显微注射技术，A正确。
B、CHO细胞属于真核细胞，含有内质网和高尔基体，能对rhEPO进行加工使其具有生物活性；而大肠杆菌属于原核生物，无内质网和高尔基体，无法对rhEPO进行正确的糖基化等加工，得到的rhEPO活性极低或无活性，因此不能用大肠杆菌代替CHO细胞来高效量产高活性rhEPO，B错误。
C、第二代rhEPO通过改造氨基酸位点增加糖基化位点来提升稳定性，这属于对现有蛋白质的改造，运用了蛋白质工程技术；蛋白质工程的本质是通过改造基因来改造蛋白质，C正确。
D、rhEPO能促进红细胞生成、提升血液携氧能力，可提高运动员的运动性能，因此被列入兴奋剂名录，禁止运动员使用以保证比赛的公平性，D正确。
故答案为：B。
【分析】基因工程中PCR技术扩增目的基因需设计特异性引物，表达载体构建的原理是基因重组，将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术。原核生物无内质网和高尔基体，无法对真核生物的蛋白质进行糖基化等翻译后加工，因此不能生产具有高活性的真核蛋白。蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质，属于第二代基因工程。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，直接价值包含食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究等，间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面。
24．【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质利用了密码子的通用性的原理，A正确；
B、叶肉细胞中有多个线粒体，则线粒体转化获得的抗虫基因数量多，其表达量远高于核转化的水平，有利于增加外源抗虫蛋白的含量，增加抗虫性，B正确；
C、外源抗虫基因转入线粒体，只能通过母本卵细胞遗传给后代，若转基因作物作为父本则不可遗传，C错误；
D、植物受精卵的质基因几乎全来自卵细胞，转将外源基因转入线粒体中，可以防止外源基因通过花粉向其他植物扩散，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、密码子的特点：（1）一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；（2）密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
2、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因：DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
25．【答案】A
【知识点】培养基对微生物的选择作用；人工授精、试管婴儿等生殖技术；植物体细胞杂交的过程及应用；单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、制备单克隆抗体时，先用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，再通过抗原-抗体杂交的分子水平检测，筛选出能够产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞，A正确。
B、用选择培养基筛选微生物时，对照组应接种等量的微生物在普通培养基上培养，通过对比判断选择培养基的筛选效果，并非对照组不接种微生物，B错误。
C、同种原生质体融合和异种原生质体融合后都会再生细胞壁，无法通过是否再生细胞壁来筛选异种融合细胞，C错误。
D、我国禁止在试管婴儿技术中进行非医学需要的性别鉴定，取滋养层细胞是进行遗传学诊断，筛选健康的胚胎，而非筛选性别，D错误。
故答案为：A。
【分析】单克隆抗体制备过程中需要多次筛选，选择培养基可筛选出杂交瘤细胞，抗原-抗体杂交可从分子水平筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。微生物筛选实验中，对照组需接种微生物在普通培养基上培养，以验证选择培养基的作用。植物原生质体融合后，同种和异种融合细胞均能再生细胞壁，通常依据细胞的遗传特性或标记进行筛选。胚胎工程中，滋养层细胞可用于遗传学诊断，判断胚胎是否存在遗传疾病，非医学需要的性别鉴定不符合伦理规范，被严格禁止。
【答案】26．①核糖体；囊泡；胞吐
27．主动转运；I-从低浓度向高浓度运输，且需要载体蛋白协助
28．受体蛋白；流动性；线粒体、细胞溶胶
29．滤泡腔内贮存的碘化甲状腺球蛋白多，需要被耗尽后药效才能体现
【知识点】细胞器之间的协调配合；胞吞、胞吐的过程和意义；物质进出细胞的方式的综合；主动运输
【解析】【分析】(1) 分泌蛋白在核糖体上合成多肽链，经内质网进行初步加工后，通过囊泡运输至高尔基体进一步加工修饰，再经囊泡运输至细胞膜，以胞吐的方式分泌到细胞外，该过程需要线粒体提供能量。
(2) 主动运输的特点：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时消耗细胞呼吸产生的能量。
(3) 大分子物质进出细胞依靠胞吞、胞吐，该过程依赖生物膜的流动性；胞吞时细胞膜上的受体蛋白可识别对应的大分子物质，介导物质进入细胞。
(4) 生物膜的主要结构特点是具有一定的流动性，是囊泡融合、胞吞胞吐等生命活动的结构基础。
(5) 细胞呼吸是ATP的主要来源，有氧呼吸的第一阶段在细胞溶胶进行，第二、三阶段在线粒体进行，无氧呼吸全程在细胞溶胶进行，因此细胞溶胶和线粒体可产生ATP。
(6) 部分激素会以前体形式大量储存，外源药物调控激素合成时，起效速度会受机体原有储存的激素前体的影响。
26．(1) 甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，氨基酸是合成蛋白质的原料，因此3H标记的酪氨酸首先在图中①核糖体上参与多肽链的合成；多肽链经内质网初步加工后，内质网膜会出芽形成囊泡，囊泡包裹着加工后的蛋白质转移至③高尔基体；甲状腺球蛋白是生物大分子，大分子物质运出细胞的方式为胞吐，因此最终通过胞吐方式分泌到滤泡腔中。
27．(2) 由图中离子分布情况可知，血液侧的I-浓度低于滤泡细胞内的I-浓度，说明I-逆浓度梯度进入滤泡细胞，同时I-的跨膜运输需要细胞膜上载体蛋白的协助，满足主动转运的特点，因此I-进入滤泡细胞的运输方式是主动转运，判断依据为I-从低浓度向高浓度运输，且需要载体蛋白协助。
28．(3) 碘化甲状腺球蛋白属于大分子物质，滤泡细胞回收该物质的方式为胞吞，胞吞过程需要细胞膜上的受体蛋白识别并结合碘化甲状腺球蛋白；囊泡与溶酶体发生融合，该过程依赖于生物膜的形态变化，体现了生物膜具有一定的流动性；细胞生命活动所需的ATP由细胞呼吸提供，有氧呼吸第一阶段发生在细胞溶胶，第二、三阶段发生在线粒体，无氧呼吸发生在细胞溶胶，因此该过程消耗的ATP来自细胞溶胶和线粒体。
29．(4) 甲状腺激素以碘化甲状腺球蛋白的形式大量储存在滤泡腔内，可长期为机体提供甲状腺激素。丙硫氧嘧啶仅能抑制碘化过程，阻止新的碘化甲状腺球蛋白合成，无法快速清除滤泡腔内已储存的碘化甲状腺球蛋白，只有原有储存的碘化甲状腺球蛋白被消耗殆尽后，体内甲状腺激素的含量才会下降，因此该药物起效较慢。
30．【答案】（1）叶绿体基质；细胞质基质；防止因渗透压快速增大而吸水涨破，保持叶绿体正常形态
（2）缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成，抑制光反应过程；缺磷会影响Pi转运蛋白的运输，导致丙糖磷酸积累在叶绿体中，抑制暗反应过程，进而导致光合速率下降
（3）无关；水分散失速度不变（或水分散失量不变）；基部套环温度调节到5℃时，蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，光合产物积累，暗反应过程受阻
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用综合
【解析】【解答】(1) 淀粉是光合作用暗反应的产物，暗反应的发生场所为叶绿体基质，因此淀粉在叶肉细胞的叶绿体基质中合成。蔗糖是由暗反应产生的丙糖磷酸运出叶绿体后，在细胞质基质中经过一系列酶促反应合成的，因此蔗糖的合成部位是细胞质基质。光合作用旺盛时，叶肉细胞会产生大量可溶性糖，若这些可溶性糖大量积累在叶绿体中，会使叶绿体的渗透压快速升高，导致叶绿体吸水涨破，将可溶性糖合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，可避免叶绿体渗透压过高，维持叶绿体的正常形态与结构，保障光合作用的正常进行。
(2) 磷是植物生命活动必需的重要元素，从物质合成角度，磷是ATP、NADPH、磷脂等物质的组成成分，缺磷会影响类囊体膜等生物膜的结构合成，同时导致光反应所需的ATP、NADPH合成不足，抑制光反应的正常进行；从物质运输角度，丙糖磷酸运出叶绿体需要Pi转运蛋白介导的Pi与丙糖磷酸的交换，缺磷会导致Pi供应不足，丙糖磷酸无法正常运出叶绿体而在叶绿体中积累，丙糖磷酸的积累会反馈抑制暗反应卡尔文循环的进行，同时也会影响蔗糖的合成与运输，最终导致植株光合速率下降。
(3) ① 旗叶基部处于低温状态后的30分钟，CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关。气孔是叶片进行蒸腾作用散失水分和吸收CO2的结构，气孔的开闭状态直接影响水分的散失量，若气孔开闭状态发生改变，水分散失量会出现明显变化，而实验结果显示，套环温度调节前后，叶片水分散失量始终保持相对稳定，说明气孔的开闭状态未发生改变，因此CO2吸收速率的下降与气孔开闭无关。
② 旗叶是光合产物合成的源器官，穗是光合产物储存的库器官，当基部套环温度调节到5℃时，蔗糖从旗叶向穗的运输过程被抑制，导致光合产物在旗叶叶肉细胞中大量积累，光合产物的积累会反馈抑制光合作用的暗反应过程，使CO2的固定速率下降，因此CO2的吸收速率降低。
【分析】光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程，分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，将光能转化为ATP和NADPH中的活跃化学能，为暗反应提供能量和还原剂，暗反应发生在叶绿体基质中，通过二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，将活跃化学能转化为有机物中的稳定化学能，暗反应的产物可转化为淀粉在叶绿体中临时储存，也可转化为蔗糖运输到植物的其他部位。磷是植物必需的大量元素，是ATP、NADPH、磷脂等物质的组成成分，参与构成生物膜，参与能量代谢与物质转运，缺磷会影响光合作用的光反应、暗反应过程，也会影响物质的跨膜运输。植物光合产物主要以蔗糖的形式通过韧皮部从源器官运输到库器官，运输过程受温度等因素的影响，温度会通过影响酶活性和物质转运速率调控光合产物的运输。气孔是植物叶片进行气体交换和水分蒸腾的通道，气孔的开闭状态可通过蒸腾作用的强度反映，蒸腾作用稳定说明气孔开闭状态未发生明显变化。植物光合作用存在反馈调节机制，源器官光合产物积累会反馈抑制暗反应的进行，导致光合速率下降。
（1）分析植株光合产物合成及运输过程示意图可知，淀粉、蔗糖合成的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质。淀粉储藏在叶绿体内，可防止因渗透压快速增大而吸水涨破，保持叶绿体正常形态。
（2）P是组成ATP和NADPH的元素，也是磷脂的组成元素，缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成，缺磷会影响Pi转运蛋白的运输，导致丙糖磷酸积累，抑制暗反应过程，进而导致光合速率下降。
（3）①分析图乙可知，实验的过程中，水分的散失量不变，而气孔的开闭会影响叶片的水分散失，水分的散失量不变，说明气孔开闭状况也不变，则旗叶基部处于低温(5℃)状态时，后30分钟，的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关。
②据题干信息和题图分析可知，CO2的吸收速率下降的主要原因是基部套环温度调节到5℃，蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，光合产物积累，暗反应过程受阻。
31．【答案】（1）生长条件适宜、缺乏天敌、竞争力强、适应性强；植物为动物提供栖息空间和食物条件；营养结构变得简单（或食物网变得简单）
（2）调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
（3）与紫茎泽兰竞争环境资源；假地豆；假地豆生物量单种时生物量最高，与紫茎泽兰混种后，紫茎泽兰的生物量下降最明显，且混种后假地豆生物量受影响较小
（4）提高土壤肥力、减少化肥的使用、减少环境污染、加快生态系统的物质循环等
【知识点】种间关系；生态系统的稳定性；研究能量流动的实践意义
【解析】 【解答】(1) 紫茎泽兰能在入侵生境大量繁殖，主要是因为入侵地的气候、土壤等生长条件适宜，缺乏与之相抗衡的天敌，同时紫茎泽兰本身适应能力强、繁殖速度快，在种间竞争中占据优势。动物的生存依赖于植物，植物为动物提供食物来源和栖息场所，本地植物多样性降低，会直接导致动物的食物减少、栖息空间缩小，进而引发动物多样性降低。紫茎泽兰泛滥降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统的营养结构（食物网）变得简单，生态系统的自我调节能力下降，抵抗力稳定性也随之降低。
(2) 从能量流动角度分析，人工拔除紫茎泽兰可以调整生态系统中的能量流动关系，阻止大量能量流向紫茎泽兰这种有害入侵物种，使能量更多地流向对人类有益的植物或农作物，提高能量的利用率与经济效益。
(3) 利用本地植物控制紫茎泽兰，机理是本地植物与紫茎泽兰竞争光照、水分、无机盐等环境资源，通过竞争削弱紫茎泽兰的生存优势，从而抑制其生长。根据实验结果，选择假地豆作为替代植物效果最好，依据是假地豆单种时生物量最高，说明其自身生长能力强；与紫茎泽兰混种后，紫茎泽兰的生物量下降最明显，说明假地豆对紫茎泽兰的抑制作用最强；同时混种后假地豆的生物量受影响较小，说明其适应性好，能在竞争中存活并发挥控制作用。
(4) 将紫茎泽兰粉碎堆肥还田，优点包括实现资源化利用，将有害的入侵物种转化为有机肥；堆肥发酵过程可杀灭部分病原体和杂草种子，减少病虫害传播；有机肥还田能提高土壤肥力，减少化肥使用，降低环境污染；同时加快了生态系统的物质循环，促进植物生长。
【分析】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，对本地生态系统造成一定危害的现象。紫茎泽兰作为入侵物种，其成功入侵的关键在于入侵地环境适宜、缺乏天敌、自身竞争力强。生态系统的稳定性取决于营养结构的复杂程度，物种丰富度越高、营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高；反之则越弱。能量流动是生态系统的重要功能，人工除草属于人类活动对生态系统的干预，目的是调整能量流动关系，使能量更多地流向对人类有益的部分。种间竞争是不同物种之间为争夺资源、空间等而进行的相互排斥的现象，利用本地植物与紫茎泽兰的竞争关系，是生物防治的重要思路，选择替代植物时需兼顾其自身生长优势、对入侵物种的抑制效果及自身抗干扰能力。资源化利用是将废弃物转化为资源的有效手段，既解决了环境污染问题，又实现了资源的循环利用，堆肥发酵还田是典型的生态农业模式，可促进土壤健康和生态系统的物质循环。
（1） 由于入侵地环境比较适合紫茎泽兰繁殖，并且入侵地没有其天敌（例如捕食者），在与本地物种竞争中更加占据优势等多方面原因，使得紫茎泽兰能在入侵地大量繁殖；植物为动物提供栖息空间和食物条件，因此本地植物多样性降低，会导致本地的动物多样性降低；紫茎泽兰泛滥后降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统生物多样性降低、营养结构更加简单，自我调节能力减弱，抵抗力稳定性也降低。
（2）人工除草可调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
（3）在植物群落中，不同植物因生存空间、营养物质、光照等环境因素出现种间竞争，因此可利用本地物种与紫茎泽兰之间的对环境资源的竞争来抑制紫茎泽兰的生长。分析图1可知，与其他两种植物相比，与假地豆混种后，紫茎泽兰的生物量最低且下降幅度最大，分析图2可知，紫荆泽兰与假地豆混种后，假地豆自身的生长没有明显变化，因此采用假地豆混种能有效控制紫茎泽兰生长。
（4）紫茎泽兰的粉碎物经分解者分解，可以加快生态系统的物质循环，同时分解产生的矿质元素归于土壤中，可以提高土壤肥力，减少化肥使用，也减少了环境污染。
32．【答案】（1）脱氧核糖和胸腺嘧啶；便于筛选含重组DNA分子的受体细胞
（2）Taq酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链3'端上；电泳（或琼脂糖凝胶电泳）；引物1和引物4；由于第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增；5'端；GTCGAC和AAGCTT
（3）T-DNA
（4）采摘转基因抗虫荔枝叶片饲喂蒂蛀虫（或将蒂蛀虫放置在转基因抗虫荔枝植株叶片上），观察蒂蛀虫的存活情况（或荔枝叶片虫口密度、虫食面积、叶片受损率等）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 质粒的本质是小型环状DNA分子，RNA的五碳糖为核糖，特有碱基为尿嘧啶，DNA的五碳糖为脱氧核糖，特有碱基为胸腺嘧啶，因此与RNA相比，质粒特有的化学成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶。抗氨苄青霉素基因属于标记基因，在基因工程中，标记基因的作用是便于筛选出成功导入重组DNA分子的受体细胞，只有导入含该基因的质粒的受体细胞，才能在添加氨苄青霉素的选择培养基上存活，从而实现重组子的筛选。
(2) ①DNA聚合酶（Taq酶）发挥作用时，无法从头催化脱氧核苷酸的连接，只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链的3'端，因此PCR扩增时需要加入引物，为DNA链的延伸提供起始位点。PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳的方法来鉴定，不同分子量的DNA片段在琼脂糖凝胶中的迁移速率不同，可通过电泳条带的位置和大小判断扩增产物是否符合预期。
②分析图3可知，第一次扩增需要扩增完整的抗虫基因片段，因此所用引物为引物1和引物4。相比于常规PCR，巢式PCR使用两对引物，第二对巢式引物结合在第一次PCR产物的内部，只有第一次扩增出的正确目的片段，才能作为第二次扩增的模板，非目标片段几乎不可能同时含有两套引物的结合位点，因此大大降低了引物非特异性结合导致的错误扩增，获得错误目标产物的概率更低。
③DNA子链的延伸方向为5'端→3'端，引物的3'端需要与模板链严格互补配对才能启动延伸，因此为了不影响引物与模板的结合，需要在上下游引物的5'端分别添加限制酶的识别序列。结合图1可知，BamHⅠ的酶切位点位于抗虫基因内部，不能使用，因此选择SalⅠ和HindⅢ两种限制酶实现抗虫基因的定向插入，两种限制酶的识别序列分别为GTCGAC和AAGCTT，因此需要在上下游引物的5'端分别添加这两个序列。
(3) 农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，农杆菌细胞内的Ti质粒上含有一段T-DNA，即可转移DNA，T-DNA能携带目的基因进入荔枝受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，使目的基因稳定遗传和表达。
(4) 要鉴定培育出的荔枝是否具有抗虫性状，可在个体水平进行抗虫接种实验，具体方法为采摘转基因抗虫荔枝的叶片饲喂蒂蛀虫，或将蒂蛀虫放置在转基因抗虫荔枝的叶片上，观察蒂蛀虫的存活情况，也可通过统计荔枝叶片的虫口密度、虫食面积、叶片受损率等指标，判断荔枝的抗虫效果。
【分析】(1) 基因工程是按照人们的意愿，通过体外DNA重组和转基因等技术，创造新生物类型的技术，其基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。基因表达载体包含目的基因、启动子、终止子、标记基因等元件。
(2) PCR技术是体外扩增DNA的技术，原理为DNA的半保留复制。PCR产物的鉴定常用琼脂糖凝胶电泳，不同分子量的DNA片段在凝胶中的迁移速率不同，可实现分离与鉴定。
(3) 农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，农杆菌Ti质粒上的T-DNA可转移至植物细胞，并整合到植物细胞的染色体DNA上，从而实现目的基因的稳定遗传与表达。
（1）质粒的本质为小型环状的DNA片段，与RNA相比，质粒特有的化学成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶；抗氨苄青霉素基因可作为标记基因，标记基因的作用为便于筛选含重组DNA分子的受体细胞。
（2）①由于Taq酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链3’端上，故PCR扩增时加入引物，延伸过程的温度一般为72℃，最后一个循环结束后通常还需要维持72℃5min的目的是充分延伸子链，琼脂糖凝胶电泳能将不同分子量的DNA分开，PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
②第一对PCR引物扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物，结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增。因此第一次扩增所用的引物应为引物1和引物4。第二次扩增所需要的引物为引物2和引物3，由于第二套引物位于第一轮PCR产物内部，而非目的基因中同时包含两套引物结合位点的可能性极低，巢式PCR大大降低了引物配对特异性不强造成的非特异性扩增，故巢式PCR获得错误目标产物概率低。
③由图1可知，BamHI会破坏目的基因，所以可以用SalI、HindⅢ两种限制酶切割目的基因的两端及质粒，可防止目的基因和质粒的自我环化或反向连接，所以第二次PCR扩增时需要在两个引物5'端分别添加的序列是GTCGAC和AAGCTT。子链延伸的方向为5'端→3’端，为了使引物的3’端与模板链严格互补配对，保证子链的延伸，故不添加在引物3'端。
（3）农杆菌含有Ti质粒，Ti质粒含有一段T-DNA，T-DNA能携带目的基因进入受体细胞，并将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。
（4）培育出的荔枝是否具有抗虫性状，可从个体水平做抗性实验鉴定，鉴定方法是采摘转基因抗虫荔枝叶片饲喂蒂蛀虫，观察蒂蛀虫的存活情况。
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