【生物】湖北省十堰市2024-2025学年高二下学期期末考试（解析版）

湖北省十堰市2024-2025学年高二下学期期末考试一、选择题:本题共18小题，每小题2分，共36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.紫杉醇是从红豆杉树皮中提取出的代谢产物，广泛应用于乳腺癌等癌症的治疗。下列说法正确的是（）A.红豆杉的生命系统结构层次包含“系统”，与动物体的一致B.红豆杉细胞和癌细胞都含有容易被碱性染料染成深色的染色质C.若通过细胞产物的工厂化生产紫杉醇，则需要将细胞培养到再分化阶段D.紫杉醇属于红豆杉细胞代谢产生的初生代谢物，对红豆杉的生存十分重要【答案】B【分析】植物组织培养原理是植物细胞的全能性，其过程是为，离体的植物组织、器官或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，进一步发育植株（新植体）。【详解】A、红豆杉属于植物，其生命系统结构层次不包含“系统”，动物体包括系统，A错误；B、红豆杉细胞和癌细胞都是真核细胞，都含有容易被碱性染料染成深色的染色质，B正确；C、若通过细胞产物的工厂化生产紫杉醇，则需要将细胞培养到脱分化阶段（形成愈伤组织），然后进行植物细胞培养，C错误；D、紫杉醇属于红豆杉细胞代谢产生的次生代谢物，不是植物生长所必需的，D错误。故选B。2.地衣由真菌菌丝包裹着绿藻或蓝细菌组成，藻类为地衣提供有机物，菌丝可以为藻类提供水分和无机盐。下列叙述错误的是（）A.真菌和绿藻之间的种间关系是互利共生B.绿藻和蓝细菌都能进行光合作用，但它们进行光合作用的场所不同C.构成地衣的真菌、蓝细菌和绿藻都含有的细胞器是核糖体D.蓝细菌的遗传物质彻底水解可以产生脱氧核糖、磷酸和5种碱基【答案】D【分析】真菌和绿藻都是由真核细胞构成的真核生物，蓝细菌是由原核细胞构成的原核生物。原核细胞和真核细胞的统一性表现在：都有相似的细胞膜、细胞质，唯一共有的细胞器是核糖体，遗传物质都是DNA分子。【详解】A、地衣由真菌菌丝包裹着绿藻或蓝细菌组成，绿藻细胞进行光合作用为真菌制造有机养分，菌丝可以吸收水分和无机盐，为绿藻细胞进行光合作用等提供原料，并使其保持一定的湿度，可见真菌和绿藻之间的种间关系是互利共生，A正确；B、绿藻是由真核细胞构成的真核生物，其光合作用是在叶绿体中进行的；蓝细菌是由原核细胞构成的原核生物，其细胞中没有叶绿体，但有藻蓝素和叶绿素，因此能进行光合作用，B正确；C、构成地衣的真菌和绿藻都是由真核细胞构成的真核生物，蓝细菌是由原核细胞构成的原核生物，原核细胞和真核细胞唯一共有的细胞器是核糖体，C正确；D、蓝细菌的遗传物质是DNA，DNA彻底水解可以产生脱氧核糖、磷酸和4种碱基（A、T、C、G），D错误。故选D。3.人的红细胞通过血红蛋白运输O2，而Fe是人体血红蛋白的重要成分。缺Fe会阻碍血红蛋白的合成，导致缺铁性贫血。在太空失重环境中，宇航员可能会出现红细胞破裂、数量减少的现象，被称为太空贫血。下列相关叙述正确的是（）A.缺Fe会直接导致红细胞数量减少，从而引发缺铁性贫血B.Fe是构成血红蛋白的重要元素，这体现了无机盐参与细胞内化合物的组成C.太空贫血是失重环境下血红蛋白无法正常合成所致D.宇航员的红细胞中含量最多的化合物和元素分别是血红蛋白、Fe【答案】B【分析】组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。【详解】A、缺Fe是阻碍血红蛋白的合成，而不是直接导致红细胞数量减少，是因为血红蛋白合成受影响进而引发缺铁性贫血，A错误；B、Fe是构成血红蛋白的重要元素，说明无机盐能参与细胞内重要化合物的组成，B正确；C、太空贫血是失重环境中红细胞破裂、数量减少导致的，并非血红蛋白无法正常合成，C错误；D、红细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的元素是O，D错误。故选B。4.溶酶体中的水解酶带有M6P信号序列，高尔基体膜上的M6P受体可特异性识别并结合该信号，以出芽的形式形成囊泡，将该类水解酶运输到溶酶体。M6P受体与M6P的结合能力随pH降低而减弱。下列说法错误的是（）A.上述机制主要发生在动物细胞中B.该类水解酶运输到溶酶体的过程需要消耗ATPC.高尔基体内M6P受体所在区域的pH比溶酶体的pH低D.M6P受体功能的缺失可能导致高尔基体内该类水解酶的积累【答案】C【分析】这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。【详解】A、溶酶体主要分布在动物细胞中，所以上述机制主要发生在动物细胞中，A正确；B、该类水解酶运输以囊泡形式运输到溶酶体，需要消耗ATP，B正确；C、依据题干信息，M6P受体与M6P的结合能力随pH降低而减弱，所以可推知，高尔基体膜上的M6P受体所在区域的pH值大于溶酶体的pH，C错误；D、高尔基体膜上的M6P受体的功能是特异性识别并结合M6P信号序列，并以出芽的形式形成囊泡，将该类水解酶运输到溶酶体。所以当M6P受体功能的缺失时，可能导致高尔基体内该类水解酶的积累，D正确。故选C。5.某草原生态系统部分生物的食物网如图所示。下列说法错误的是（）A.图中的植食性昆虫、老鼠等属于初级消费者B.由图可知，一种生物可以占据多个营养级C.鹰和蛇的种间关系有捕食、种间竞争D.食虫昆虫的数量变化只会影响植食性昆虫、食虫鸟和蛙的数量变化【答案】D【分析】生态系统的营养结构：包括食物链和食物网，食物链是指生态系统中各种生物因食物关系形成的链状顺序，从生产者开始，到顶级消费者结束。食物网是生态系统中多条食物链彼此交错连接形成的复杂网络结构。【详解】A、初级消费者是直接以生产者（植物）为食的生物。图中的植食性昆虫以植物为食，老鼠也以植物为食，它们都属于初级消费者，A正确；B、以食虫鸟为例，在“植物→植食性昆虫→食虫鸟”这条食物链中，食虫鸟是第三营养级；在“植物→植食性昆虫→食虫昆虫→食虫鸟”这条食物链中，食虫鸟是第四营养级，所以一种生物可以占据多个营养级，B正确；C、鹰可以捕食蛇，存在捕食关系；同时鹰和蛇都可以捕食老鼠，二者又存在种间竞争关系，C正确；D、食虫昆虫的数量变化不仅会影响植食性昆虫、食虫鸟和蛙的数量变化，由于生态系统中生物之间存在着复杂的营养关系，还会通过食物链和食物网影响到其他生物，比如蛇和鹰等，D错误。

故选D。6.在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂，一段时间后，在该草原不同种类的生物中均监测到该杀虫剂的存在，其含量如图所示。下列叙述正确的是（）A.一年生草本植物的杀虫剂残留量比多年生草本植物的多B.食草动物比食肉动物体内杀虫剂少的原因是体形较小C.草本植物体内残留的杀虫剂会通过食物链流向更高的营养级D.该生态系统中生产者→初级消费者的能量传递效率为42.08％【答案】C【分析】由图分析可知，杀虫剂在该生态系统的营养级中呈现营养级越高，含量越多的特点，说明杀虫剂能够被生物体吸收，但难以被降解排出，产生了生物富集现象。【详解】A、依据生物富集的原理，杀虫剂残留量通常随着营养级升高而增加，草本植物作为生产者，其内杀虫剂的残留量应低于消费者（如食草动物），但图中数据并未明确显示两类植物的比较，所以无法得出“一年生草本植物的杀虫剂残留量比多年生草本植物的多”的结论，A错误；B、食草动物比食肉动物体内杀虫剂少的原因不是因为体形较小，而是因为食草动物营养级较低，B错误；C、杀虫剂在该生态系统的营养级中呈现营养级越高，含量越多的特点，所以草本植物体内残留的杀虫剂会通过食物链流向更高的营养级，C正确；D、能量在相邻营养级间的传递效率为10%-20%，如初级消费者的同化量/生产者的同化量的比值介于10%-20%，而图示中的信息未显示同化量，D错误。故选C。7.近年来，某湿地因围垦造田和污水排放导致生态功能退化。为恢复其生物多样性，当地采取构建生态浮岛、引入本地水生植物等措施，逐步重建湿地生态系统。下列相关叙述正确的是（）A.生态浮岛为鸟类和鱼类提供栖息地，增强了生态系统的抵抗力稳定性B.引入本地物种可避免外来物种入侵，同时加速湿地物质和能量的循环利用C.该湿地生态功能退化后，生物多样性的间接价值完全丧失D.湿地恢复工程的成功标志着该生态系统已恢复到原始群落的演替阶段【答案】A【分析】生物多样性的价值：(1)直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的；(2)间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)；(3)潜在价值：目前人类不清楚的价值。【详解】A、生态浮岛的构建，可以增强生物多样性，提高抵抗力的稳定系，A正确；B、能量流动是单向的、递减的，不能循环利用，B错误；C、该湿地生态功能退化后，生物多样性的间接价值退化，但并不是完全丧失，C错误；D、恢复工程可以改善生态系统，但演替的方向受到多种因素的影响，所以“恢复到原始群落”通常难以实现，D错误。故选A。8.玉米植株在受到玉米螟幼虫啃食后，会释放挥发性物质吸引寄生蜂（玉米螟的天敌），同时释放特定化学物质抑制雌性玉米螟在叶片上产卵。此外，玉米正常生长发育需要日均光照时长在6～8小时以上。下列相关叙述正确的是（）A.利用挥发性物质吸引寄生蜂控制玉米螟数量属于化学防治B.玉米和寄生蜂的种间关系一定为互利共生C.喷洒生长素类似物促进玉米茎秆生长的调节属于生态系统中化学信息的传递D.通过光照时长调控玉米生长发育，体现了生命活动的正常进行离不开信息传递【答案】D【分析】生物的种间关系包括：互利共生、捕食、竞争和寄生关系等。【详解】A、利用挥发性物质吸引寄生蜂控制玉米螟数量属于生物防治，对环境无污染，A错误；B、玉米和寄生蜂的种间关系是间接的，寄生蜂捕食玉米螟（玉米的害虫），玉米因此受益，但寄生蜂并不直接从玉米获取利益，因此不属于互利共生，B错误；C、喷洒生长素类似物是人工调节植物生长的行为，属于植物生长调节剂的应用，而非生态系统中的化学信息传递，C错误；D、玉米生长发育需要一定光照时长（6～8小时以上），说明光信号（物理信息）调控其生命活动，体现了生命活动的正常进行离不开信息传递，D正确。故选D。9.高加索山区牧民将新鲜羊乳装入羊胃袋中储存，羊胃袋随牧民移动而不断晃动，并在日光下受热。一段时间后，羊乳发酵成风味独特的开菲尔酸奶。下列分析错误的是（）A.羊乳为微生物活动提供了碳源、氮源、水和无机盐等B.羊乳发酵为开菲尔酸奶所需要的主要菌种是乳酸菌C.开菲尔酸奶是在有氧条件下由葡萄糖发酵而成的D.羊胃袋不断晃动有利于菌群和羊奶混合，日光下受热可加速羊乳发酵进程【答案】C【分析】培养基成分：微生物生长需要碳源、氮源、水和无机盐等营养物质，像羊乳含蛋白质、糖类等，能为微生物提供这些成分。

【详解】A、羊乳中含有蛋白质、糖类、脂肪、水和无机盐等营养成分，蛋白质等含氮有机物可作为氮源，糖类等可作为碳源，同时还含有水和无机盐等，所以羊乳为微生物活动提供了碳源、氮源、水和无机盐等，A正确；B、酸奶的制作主要是利用乳酸菌发酵，乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸，使牛奶发酵成酸奶，所以羊乳发酵为开菲尔酸奶所需要的主要菌种是乳酸菌，B正确；C、乳酸菌是厌氧菌，开菲尔酸奶是在无氧条件下由葡萄糖发酵而成的，而不是有氧条件，C错误；D、羊胃袋不断晃动有利于菌群和羊奶充分混合，使微生物能更好地利用营养物质；日光下受热可以适当提高温度，在一定范围内，温度升高可加速酶的活性，从而加速羊乳发酵进程，D正确。故选C。10.无菌技术是微生物培养和动植物细胞工程成功的关键前提。下列有关无菌技术的叙述，错误的是（）A.消毒是杀死物体表面和内部的所有微生物的一种无菌技术B.在实验室中可以用紫外线和消毒液对环境进行消毒C.金属用具和玻璃器皿可通过干热灭菌D.微生物的接种工具在每次接种时都需要灭菌处理【答案】A【分析】消毒是用温和物理或化学方法，仅杀死物体表面或内部部分对人体有害微生物（不包括芽孢和孢子）；灭菌是杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。【详解】A、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子），而灭菌是杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子，A错误；B、在实验室中，可以用紫外线照射进行空气消毒，也可以用消毒液擦拭等方式对环境进行消毒，B正确；C、金属用具和玻璃器皿等耐高温的物品可通过干热灭菌，干热灭菌是将物品放入干热灭菌箱内，在160-170℃加热1-2小时来达到灭菌的目的，C正确；D、为了防止杂菌污染，微生物的接种工具如接种环、接种针等在每次接种时都需要灭菌处理，D正确。故选A。11.甘蔗花叶病是一种严重的病害，由甘蔗花叶病毒引起。该病毒以甘蔗为寄主，传播途径包括种蔗携带和田间土壤中的病毒，培育甘蔗脱毒苗的途径如图所示。下列叙述错误的是（）A.用茎尖进行脱毒，原因是茎尖不携带病毒或携带的病毒极少B.②的温度处理可能会促进甘蔗茎尖组织中的病毒失去活性C.在培养基A中进行脱分化处理可以得到胚状体D.培养基B中的植物激素比例不同于培养基A中的，且需要适当的光照【答案】C【分析】植物的茎尖病毒极少，甚至无病毒，取芽培养可以利用其较强的分裂和分化能力培养脱毒苗，经过脱水处理脱毒效果好与阻碍病毒进入有一定的关系，图中的③、④均属于再分化。【详解】A、由于茎尖不携带病毒或携带的病毒极少，所以用茎尖进行脱毒，获取脱毒苗，A正确；B、高温会使病毒的蛋白质变性，经过②的温度处理，可能会促进甘蔗茎尖组织中的病毒失去活性，B正确；C、在培养基A中进行再分化处理，诱导生芽，C错误；D、培养基B诱导生根，培养基A诱导生芽，诱导生根时，培养基中的生长素与细胞分裂素的比例更大，且需要适当的光照，有利于叶绿素的合成，D正确。故选C。12.为保存野生梅花鹿的遗传资源，研究人员以耳缘组织为材料，成功培养了原代梅花鹿细胞，同时对其进行了冻存，过程如图所示。下列叙述错误的是（）A.动物细胞培养过程中定期更换培养液可以清除代谢废物并保证营养供应B.步骤①中常用胰蛋白酶、果胶酶处理组织碎块使之分散成单个细胞C.液氮中冻存的细胞可长期保持活性，未来可通过复苏技术恢复正常生长特性D.与植物细胞培养相比，动物细胞培养的培养基通常含有一些未知的成分【答案】B【分析】动物细胞培养是将动物机体的细胞取出，在适宜的培养条件下使其生长、增殖的技术。原理是细胞增殖（通过有丝分裂增加细胞数量）。【详解】A、在动物细胞培养过程中，细胞会不断进行代谢，产生代谢废物，同时培养液中的营养物质也会逐渐被消耗。定期更换培养液，能够及时清除细胞产生的代谢废物，避免代谢废物积累对细胞造成毒害作用；同时，新的培养液可以为细胞提供充足的营养物质，保证细胞生长所需的营养供应，A正确；B、步骤①中常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织碎块，使细胞间的蛋白质等成分被分解，从而使组织分散成单个细胞。而果胶酶主要用于分解植物细胞壁中的果胶成分，动物细胞没有细胞壁，不需要用果胶酶处理，B错误；C、液氮的温度极低，在液氮中冻存的细胞代谢几乎停止，可长期保持活性。当需要使用这些细胞时，可通过复苏技术，将细胞从液氮环境中取出，经过适当处理后，细胞能够恢复正常的生长特性，C正确；D、与植物细胞培养相比，动物细胞培养的培养基成分更为复杂，通常含有一些未知成分。植物细胞培养的培养基成分相对明确，主要包含无机营养成分、有机营养成分、植物激素等。而动物细胞培养的培养基除了基本的营养物质外，还需要添加血清等成分，血清中含有多种生长因子、激素等物质，但这些物质的具体成分和含量并不完全清楚，D正确。故选B。13.体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术的应用，可以进一步挖掘动物的繁殖潜力，胚胎分割等过程如图所示。下列叙述正确的是（）A.采集到的甲可以直接进行受精，但乙需要获能处理才能受精B.①为滋养层细胞，②为内细胞团，常取②进行性别鉴定C.若对囊胚进行胚胎分割，则需要注意将③均等分割D.④过程中需要对供体进行同期发情处理，对受体进行免疫学检查【答案】C【分析】分析题图：图示为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，其中A是卵母细胞，可与获能的精子受精形成受精卵；①是滋养层细胞，②是囊胚腔，③指的是内细胞团。【详解】A、采集到的甲需要培养至MII时期，乙精子需要经过获能才能参与受精，A错误；B、①是滋养层细胞，②是囊胚腔。性别鉴定通常取滋养层细胞，因为内细胞团会发育为胎儿的各种组织，取样可能影响胚胎发育，B错误；C、③指的是内细胞团，胚胎分割时需要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的正常发育，C正确；D、④过程（胚胎移植）中需要对受体进行同期发情处理（而非供体），但不需要进行免疫学检查，因为子宫几乎不对外来胚胎发生免疫排斥，D错误。故选C。14.CAR-T疗法（嵌合抗原受体T细胞疗法）是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法。借助基因工程给T细胞装上定位导航装置CAR（肿瘤嵌合抗原受体），T细胞就能获得特异性识别和攻击肿瘤细胞的能力，犹如“细胞导弹”，能精确“点射”肿瘤细胞，但又不会伤及正常细胞，相关流程如图所示。下列分析合理的是（）A.该疗法采用患者自身的T细胞可避免机体发生免疫排斥反应B.将CAR（嵌合抗原受体）基因转入T淋巴细胞时需要借助农杆菌转化法C.培养CAR-T细胞时应将细胞接种在固体培养基上，并在无菌无毒的环境中培养D.CAR-T细胞通过分泌特异性抗体来识别肿瘤细胞表面的抗原并杀伤肿瘤细胞【答案】A【分析】免疫系统能识别“自己”和“非己”成分，对“非己”抗原会发生免疫排斥反应。自身细胞表面的组织相容性抗原等是免疫系统识别的依据，使用患者自身T细胞改造为CAR-T细胞，因来自自身，不会被免疫系统当作外来异物攻击，可避免免疫排斥。【详解】A、采用患者自身T细胞进行改造，这些细胞来自患者自身，细胞表面的组织相容性抗原等与患者自身是一致的，不会被自身免疫系统识别为外来异物，因此可避免机体发生免疫排斥反应，A正确；B、农杆菌转化法通常用于将目的基因导入植物细胞，而将CAR（嵌合抗原受体）基因转入T淋巴细胞时，一般采用病毒载体介导的转化方法等，而不是农杆菌转化法，B错误；C、动物细胞培养时应将细胞接种在液体培养基上，而不是固体培养基，并且要在无菌无毒的环境中培养，C错误；D、CAR-T细胞是通过细胞表面的CAR（肿瘤嵌合抗原受体）来特异性识别肿瘤细胞表面的抗原，进而杀伤肿瘤细胞，而不是分泌特异性抗体来识别，D错误。故选A。15.某质粒上含有两种抗性基因，如图所示。将目基因插入不同位点（a、b、c）会获得不同的重组质粒。若将不同的重组质粒分别导入细菌（该细菌自身不含图中的两种抗性基因）中，则细菌在不同培养基上的生长情况对应不合理的是（）选项目的基因插入位点添加氨苄青霉素的培养基添加四环素的培养基A质粒没有导入目的基因√√B目的基因插入a位点×√C目的基因插入b位点√×D目的基因插入c位点××注：“√”表示存活，“×”表示不能存活。A.A B.B C.C D.D【答案】D【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂；（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。【详解】A、质粒没有导入基因，仍含有抗氨苄青霉素基因、抗四环素基因，因此在添加氨苄青霉素或四环素的培养基中均能生长，A正确；B、目的基因插入a位点，会破坏抗氨苄青霉素基因，因此在添加氨苄青霉素的培养基中不能生长，B正确；C、目的基因插入b位点，会破坏抗四环素基因，因此在添加四环素的培养基中不能生长，B正确；D、目的基因插入c位点，没有破坏两种标记基因，因此在添加氨苄青霉素或四环素的培养基中均能生长，D错误。故选D。16.下图为某DNA片段的结构示意图，其中L和R表示方向，①和②代表DNA的两条链，③和④为PCR所需的引物。下列叙述正确的是（）A.①链的复制方向为R→L，②链的复制方向为L→RB.所选择的两个引物（③和④）的碱基序列应当互补配对C.若要在新合成的DNA中添加限制酶的识别序列，则需要在引物的5'端进行设计D.若以该DNA为模板，并进行PCR扩增n次，则一共需要2n+1个引物【答案】C【分析】PCR技术：概念：PCR.全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。原理：DNA复制。前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。过程：①高温变性：DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开)；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸:合成子链。【详解】A、DNA分子的复制的方向是由子链的5'3'，结合图示可知，对于①链而言是LR，②链的复制方向是RL，A错误；B、所选择的两个引物（③和④）的碱基序列不能互补配对，否则会影响DNA分子的复制，B错误；C、子链的延伸方向是从5'3'端，所以引物的设计，应在5'端添加限制酶的识别序列，3'端聚合脱氧核糖核苷酸单体，C正确；D、若以该DNA为模板，并进行PCR扩增n次，共形成2n个DNA分子，2n+1条脱氧核糖核苷酸链，所以一共需要2n+1-2个引物，D错误。故选C。17.水蛭是我国的传统中药材，其中的水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，从而提高其抗凝血活性。下列叙述错误的是（）A.通过基因定点突变技术可对水蛭素基因进行碱基对的替换B.设计水蛭素时，先设计其基因的碱基序列再推测其功能C.利用蛋白质工程设计的水蛭素，属于自然界没有的蛋白质D.改造水蛭素应从基因着手，相对易于操作且改造后能够遗传【答案】B【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。也就是说，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。【详解】A、基因定点突变技术可以通过替换碱基对来改造水蛭素基因，从而改变其编码的蛋白质结构，A正确；B、蛋白质工程通常遵循“功能→结构→基因”的设计思路，即先根据目标功能设计蛋白质结构，再推导其基因序列，B错误；C、利用蛋白质工程设计的水蛭素，属于自然界没有的蛋白质，C正确；D、蛋白质工程通常从基因水平进行改造，因为基因操作更简便，且改造后的性状可以稳定遗传，D正确。故选B。18.生物技术就像一把双刃剑，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列叙述正确的是（）A.将外源基因转入植物的线粒体，能防止目的基因通过花粉传播B.转基因产品具有优良的品质，新设计的转基因产品可直接上市推广C.利用基因编辑技术能培育出身体好、智商高的完美后代D.治疗性克隆的目的是用于医学研究和治疗，无须监管审查【答案】A【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。【详解】A、由于线粒体基因属于母系遗传，花粉（雄性生殖细胞）中通常不含线粒体基因，因此外源基因不会通过花粉扩散到其他植物中，故将外源基因转入植物的线粒体可以防止目的基因通过花粉传播，A正确；B、转基因产品即使具有优良品质，也需要经过严格的安全性评估和监管流程（如环境安全、食用安全等）才能上市推广，不能直接投入市场，B错误；C、基因编辑技术目前尚无法实现“完美后代”的培育：智商和身体素质受多基因调控且与环境密切相关，技术层面和伦理层面均存在重大争议，当前技术远未达到该水平，C错误；D、治疗性克隆虽以医学治疗为目的，但仍需接受伦理审查和监管，以避免技术滥用（如生殖性克隆）或生物安全风险，D错误。故选A。二、非选择题：本题共4小题，共64分。19.线粒体自噬异常与帕金森病密切相关。最新研究发现，LC3蛋白的磷酸化修饰可调控自噬体的形成，部分过程如图所示。科学家为探究药物A的治疗作用，进行了如下实验，结果如表所示。已知溶酶体内的水解酶在pH为4.5～5.0时具有高活性，低于或高于这个pH范围均会导致溶酶体水解酶活性下降。回答下列问题：实验组别LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值累积损伤线粒体占比/%溶酶体pH对照组0.815.34.5线粒体损伤组2.562.75.5线粒体损伤＋药物A组4.128.94.6线粒体损伤＋质子泵抑制剂组3.885.46.2注：累积损伤线粒体占比是指未被降解的损伤线粒体占总损伤线粒体的百分比。（1）溶酶体中的水解酶合成后需要经______和______的加工才可以成熟。（2）自噬小泡上的LC3蛋白与受损线粒体的Parkin蛋白结合，可促进自噬体与溶酶体融合，这体现了蛋白质具有______的功能。若某个体LC3基因突变导致合成的LC3蛋白无法与Parkin蛋白结合，则LC3蛋白异常的直接原因可能是_______（答出1点）。（3）LC3-I与LC3-Ⅱ是LC3蛋白的两种磷酸化修饰状态，两种蛋白的比例与损伤线粒体降解密切相关。结合题图信息推测：①比较表中对照组、线粒体损伤组与线粒体损伤＋药物A组的数据，推测LC3-Ⅱ/LC3-I的值升高的生物学意义是_______。②比较表中线粒体损伤组与线粒体损伤＋药物A组的数据，推测药物A的治疗机制可能是_______（多选，填字母）。A.促进自噬体形成，增强包裹损伤线粒体的能力B.抑制溶酶体酸化，降低水解酶的活性C.降低溶酶体pH，提升水解酶降解效率D.直接修复线粒体损伤，减少自噬需求③结合表中数据推测，线粒体损伤＋质子泵抑制剂组的LC3-Ⅱ/LC3-I的值高于线粒体损伤组的，但累积损伤线粒体占比更高，原因是_______。（4）自噬体包裹受损线粒体的过程体现了生物膜具有________的结构特点。线粒体自噬过程中，被降解的线粒体的分解产物中可被细胞重新利用的是_______（答出两类）。【答案】（1）①.内质网②.高尔基体（2）①.信息传递②.LC3蛋白的氨基酸序列发生改变，LC3蛋白的空间结构发生改变（答出1点即可）（3）①.促进自噬体形成，有助于损伤线粒体的清除②.AC③.质子泵抑制剂抑制溶酶体酸化（或抑制氢离子向溶酶体的运输），导致溶酶体内的水解酶活性下降，使自噬体在细胞内积累（4）①.一定的流动性②.氨基酸、核苷酸（或脂质、单糖等）【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程大致是：首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量，这些能量主要来自线粒体。【解析】（1）溶酶体中的水解酶合成、加工途径与分泌蛋白类似，故溶酶体中的水解酶在核糖体合成后需要经内质网、高尔基体的加工才可以成熟。（2）自噬小泡上的LC3蛋白与受损线粒体的Parkin蛋白结合，可促进自噬体与溶酶体融合，这体现了蛋白质具有信息传递的功能。蛋白质的结构决定蛋白质的功能，LC3基因突变导致合成的LC3蛋白异常，LC3蛋白异常的直接原因可能是LC3蛋白的氨基酸序列发生改变，LC3蛋白的空间结构发生改变。（3）①与线粒体损伤组相比，线粒体损伤＋药物A组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值升高，但累积损伤线粒体占比降低，可推测LC3-Ⅱ/LC3-I的值升高可促进自噬体形成，有助于损伤线粒体的清除。②与线粒体损伤组相比，线粒体损伤＋药物A组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的值升高，但累积损伤线粒体占比降低，可推测药物A促进自噬体形成，增强包裹损伤线粒体的能力；降低溶酶体pH，提升水解酶降解效率，有助于损伤线粒体的清除，AC正确，BD错误。故选AC。③线粒体损伤＋质子泵抑制剂组的LC3-Ⅱ/LC3-I的值高于线粒体损伤组的，但累积损伤线粒体占比更高，可能的原因是质子泵抑制剂抑制溶酶体酸化（或抑制氢离子向溶酶体的运输），导致溶酶体内的水解酶活性下降，使自噬体在细胞内积累。（4）自噬体包裹受损线粒体的过程体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。线粒体含有DNA、RNA、蛋白质等物质，因此降解的线粒体的分解产物中可被细胞重新利用的是氨基酸、核苷酸（或脂质、单糖等）。20.黄曲霉毒素（AFT）是一类由黄曲霉等真菌产生的代谢产物，被世界卫生组织列为一类致癌物。科研人员通过制备抗AFT单克隆抗体来检测食品中残留的AFT，流程如图1所示。回答下列问题：（1）科研人员向小鼠注射了多次X。X是指________，注射多次的目的是_________。（2）诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的方法有__________（答出2种）。（3）步骤①筛选的目的是_________。对步骤②中的细胞需要反复进行抗体检测和__________，才能得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。（4）食品中的有害残留毒素还可能有黄绿青霉素（CIT）、伏马菌素（FB）等。如果某种食品中有AFT、CIT、FB等有害残留毒素，科研人员利用抗AFT单克隆抗体对该种食品进行了电泳检测，请预测图2中的检测结果最可能是________（在横线上依次标注“＋”或“－”即可，“＋”表示“？”处有相应条带，“－”表示“？”处无相应条带），出现该结果的原因是________。【答案】（1）①.AFT（或黄曲霉毒素）②.通过反复免疫刺激，促进小鼠体内产生大量能够分泌抗AFT抗体的B淋巴细胞（2）PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法（答出2种即可）（3）①.得到杂交瘤细胞②.克隆化培养（4）①.＋、－、－②.抗原和抗体的结合具有特异性，因此抗AFT单克隆抗体能与AFT结合，不能与CIT和FB结合【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。【解析】（1）该流程是为了制备抗AFT单克隆抗体，故科研人员向小鼠注射的X是指AFT（或黄曲霉毒素），注射多次的目的是通过反复免疫刺激，促进小鼠体内产生大量能够分泌抗AFT抗体的B淋巴细胞。（2）诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。（3）融合后的细胞有很多种，步骤①筛选的目的是得到杂交瘤细胞。对步骤②中的细胞需要反复进行抗体检测和克隆化培养，才能得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。（4）抗原和抗体的结合具有特异性，因此抗AFT单克隆抗体能与AFT结合，不能与CIT和FB结合，故科研人员利用抗AFT单克隆抗体对该种食品进行了电泳检测，请预测图2中的检测结果最可能是＋、－、－。21.我国某生态农业示范区将玉米种植与禽类养殖相结合，构建了以沼气工程为核心的循环体系。该系统的能量流动（单位：104kJ/年）如图所示。回答下列问题：（1）玉米属于该生态系统组成成分中的______。写出该生态系统中的一条完整食物链：______。（2）图中有机肥中每年有2×104kJ的能量流向了玉米种植区，小沈同学认为玉米并不能直接吸收有机肥中的能量，无法理解这一箭头表示的含义。请你帮助小沈作出更科学的解释：______。（3）为探究长期单一种植玉米对农田生态系统的影响，研究人员调查了不同种植模式下的相关指标，数据如表所示。表中结果表明，长期单一种植玉米易导致病虫害爆发。结合表中数据分析，①从生物多样性的角度分析，原因是______；②从土壤养分的角度分析，原因是______。种植模式害虫天敌种类数土壤氮含量/（mg·kg-1）土壤磷含量/（mg·kg-1）病虫害发生率/%玉米单一种植5251248玉米—大豆轮作12382018（4）沼渣制成的有机肥施入玉米田，体现的生态工程原理是______。（5）从资源利用或环境效益角度分析，与传统农业相比，该生态农业的优势是______（答出2点）。【答案】（1）①.生产者②.玉米→鸡→人（或玉米→人）（2）箭头表示有机肥还田后有2×104kJ的能量流向了玉米种植区中的微生物（3）①.单一种植导致害虫天敌种类锐减，生态系统的营养结构简单，害虫因缺乏天敌的捕食或寄生而失控，导致该生态系统的抵抗力稳定性降低②.单一种植使土壤氮、磷含量显著低于轮作模式，导致玉米因营养匮乏而抗逆性减弱（4）循环（5）提高了资源利用率，减少了环境污染【分析】一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分，而生物部分由生产者（植物）、消费者（动物）和分解者（腐生细菌、真菌）组成。【解析】（1）从生态系统组成成分分析，玉米能进行光合作用，将无机物转变为有机物，属于生产者；食物链的起点是生产者，该生态系统的一条食物链为玉米→鸡→人（或玉米→人）。（2）箭头表示有机肥还田后有2×104kJ的能量流向了玉米种植区中的微生物，土壤中的微生物主要属于分解者，分解者是生态系统中不可缺少的成分，其可以将动、植物遗体中、动物粪便中的有机物分解成无机盐进入到无机环境中，进而实现物质循环过程。（3）①从生物多样性的角度分析，单一种植导致害虫天敌种类锐减，生态系统的营养结构简单，害虫因缺乏天敌的捕食或寄生而失控，导致该生态系统的抵抗力稳定性降低，长期单一种植玉米易导致病虫害爆发。②从土壤养分的角度分析，单一种植使土壤氮、磷含量显著低于轮作模式，导致玉米因营养匮乏而抗逆性减弱，长期单一种植玉米易导致病虫害爆发。（4）循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元表的转化效率较高。沼渣制成的有机肥施入玉米田，体现的生态工程循环原理。（5）从资源利用或环境效益角度分析，与传统农业相比，该生态农业提高了资源利用率，减少了环境污染。22.CRISPR/Cas9技术能定点切割或修饰DNA，通过设计特定的向导RNA（sgRNA）来识别基因组中特定DNA序列并引导Cas9蛋白切割，如图1所示。回答下列问题：（1）CRISPR/Cas9系统的引导序列设计依赖于靶基因原间隔序列邻近基序（PAM）。已知PAM序列为5'-NGG-3'，sgRNA上的引导序列由PAM上游的20个碱基决定。据图1分析，sgRNA的引导序列应为5'-__________-3'。Cas9蛋白切割后产生的断裂位点位于PAM上游的第3个和第4个碱基对之间，即Cas9蛋白将切割脱氧核苷酸之间的_________（填化学键）。（2）与限制性内切核酸酶相比，CRISPR/Cas9系统的优势在于__________，但二者的共同点是_________。（3）科研人员计划利用CR