文档内容
试卷类型A
绝密★启用前
2023—2024 学年第一学期高三年级期末教学质量检测试卷
生物学
注意事项：
1.考生答卷前，务必将自己的姓名、座位号写在答题卡上。将条形码粘贴在规定区域。本试
卷满分300分，考试时间150分钟。
2.做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，
用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时，将答案写在答题卡的规定区域内，写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题：本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题绘出的四个选项中，只有一项
是符合题目要求的。
1. 支原体肺炎症状主要为发热、咳嗽等，其病原体支原体是最小的原核单细胞微生物。下列叙述正确的是
（ ）
A. 支原体与肺细胞均具有无膜结构的细胞器
B. 在生命系统的结构层次中，支原体仅属于细胞层次
C. 支原体与同样能引发肺炎的新冠病毒具有相同的结构
D. 支原体的遗传物质RNA会在肺细胞中逆转录为DNA
【答案】A
【解析】
【分析】原核细胞：细胞较小，无核膜、无核仁，没有成形的细胞核；遗传物质(一个环状DNA分子)集中
的区域称为拟核；没有染色体，DNA不与蛋白质结合；细胞器只有核糖体；有细胞壁，成分与真核细胞不
同。
【详解】A、核糖体是支原体中唯一的细胞器，非细胞也有核糖体，核糖体不具有膜结构，A正确；
B、支原体是单细胞生物，在生命系统的结构层次中，支原体属于细胞和个体层次，B错误；
C、支原体有细胞结构，病毒无细胞结构，C错误；
D、支原体的遗传物质是DNA而非RNA，D错误。
故选A。
2. 下图为二倍体百合花粉母细胞减数分裂不同时期的图像。下列分析正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 减数分裂过程的正确顺序是④①②③
.
B 图①每个细胞中都含有2个染色体组
在
C. 基因重组会发生 图②④所示时期
D. 同源染色体分离发生在图③所示时期
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知，①~④细胞分别处于减数第二次分裂前期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂末
期、减数第一次分裂前期。
【详解】A、①中两个子细胞的染色体均位于细胞中央，说明该细胞处于减数第二次分裂中期；②细胞正
在同源染色体分离，说明其处于减数第一次分裂后期；③着丝粒分裂后，染色体移向两极，说明处于减数
第二次分裂末期；④由同源染色体联会显性，说明其处于减数第一次分裂前期，因此减数分裂过程的正确
顺序是④②①③，A错误；
B、由以上分析可知，①处于减数第二次分裂前期，只含有1个染色体组，B错误；
C、基因重组包括染色体互换和非同源染色体上非等位基因自由组合，分别发生在减数第一次分裂前期和
减数第一次分裂后期，即②④所示时期，C正确；
D、同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，即图②所示时期，D错误。
故选C。
3. 慢跑等有氧运动是维持身体健康和增强体质的有效措施。下列叙述正确的是（ ）
A. 骨骼肌细胞中的糖原直接分解为葡萄糖来供能
B. 在有氧运动过程中，产生的二氧化碳全部来自于有氧呼吸
C. 成熟红细胞中葡萄糖所含有的能量通过细胞呼吸都转化成ATP中的化学能
D. 有氧呼吸中，NADH产生于细胞质基质和线粒体内膜
【答案】B
【解析】
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼
吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和
NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。
2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同
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学科网（北京）股份有限公司生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【详解】A、骨骼肌中的糖原是肌糖原，肌糖原不能直接分解为葡萄糖来供能，A错误；
B、人体无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，故在有氧运动过程中，产生的二氧化碳全部来自于有
氧呼吸，B正确；
C、成熟红细胞只能进行无氧呼吸，葡萄糖所含有的能量大部分存留在乳酸中，释放出的能量多数以热能
散失，少数转化为ATP中的化学能，C错误；
D、有氧呼吸中，NADH产生于第一阶段和第二阶段，场所是细胞质基质和线粒体基质，D错误。
故选B。
4. 有关mRNA疫苗的研究获得了2023年诺贝尔生理学或医学奖，科学家发现将mRNA中的尿嘧啶替换成
假尿嘧啶进行碱基修饰后，作为新型疫苗可减少免疫炎症反应，从而使高效的mRNA疫苗研发成为可能。
下列有关叙述错误的是（ ）
A. 用假尿嘧啶替换可导致mRNA不容易被机体识别为抗原
B. mRNA疫苗需要通过机体细胞内的翻译过程才能发挥作用
C. 大量使用mRNA疫苗会改变病原体种群相应基因的基因频率
D. 用脂质体微滴将mRNA疫苗送入细胞主要体现了细胞膜的选择透过性
【答案】D
【解析】
【分析】mRNA 疫苗进入机体后，在细胞内指导合成新冠病毒抗原蛋白，利用抗原毒蛋白激发人体的免疫
应答。利用脂质体包裹药物送入细胞，主要体现了生物膜的流动性。
【详解】A、由题意，将mRNA疫苗中的尿嘧啶替换成假尿嘧啶进行碱基修饰后，可以减少机体免疫炎症
反应，而mRNA是大分子物质，本身又是异物，所以可推测炎症反应减少是因为不容易被机体识别为抗原，
A正确；
B、由于病原体的主要抗原是蛋白质，mRNA 疫苗进入机体后，需要作为模板参与翻译合成相应的抗原蛋
白，才能有效地引发免疫反应，而 mRNA 疫苗中的 mRNA 本身量少，再加上经过修饰，引发的免疫反
应较弱，不能直接作为抗原发挥其作用，B正确；
C、大量使用各种mRNA疫苗可以形成对病原体的免疫，减少人体自身的损伤，但变强的免疫能力作为选
择因素会使产生有利变异的病原体更容易生存，从而改变病原体种群相应基因的基因频率，C正确；
D、mRNA 是大分子物质，不易进入细胞。用脂质体微滴包裹后，利用脂质体可以与细胞膜发生融合的原
理，将 mRNA疫苗高效地送入细胞，这主要体现了细胞膜的流动性，D错误。
故选D。
5. 细胞自噬是细胞通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程。吸烟是
导致慢性阻塞性肺疾病（COPD）的首要发病因素，银否叶提取物（CBE）对COPD具有一定的治疗效果，
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学科网（北京）股份有限公司机制是GBE通过降低细胞内PI3K蛋白的表达水平来促进细胞自噬，为验证上述机制设计实验如下表。下
列叙述错误的是（ ）
组别 实验材料 检测指标 预期结果
对照组 COPD组大鼠肺泡巨噬细胞
PI3K蛋白含量 ?
实验组 ?
A. 实验组应选用CBE+COPD组大鼠肺泡巨噬细胞
B. 细胞自噬过程体现了生物膜具有一定的流动性
C. 该验证实验预期结果应为实验组PI3K蛋白含量高于对照组
D. 溶酶体内的水解酶水解衰老、损伤的细胞器，可使细胞获得生存所需的物质和能量
【答案】C
【解析】
【分析】溶酶体中含有多种水解酶，在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体
降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬，可以获得维持生存所需的
物质和能量，在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，
以及感染的微生物和毒素，从而维持内部环境的稳定。
【详解】A、该实验目的是验证GBE可以通过PI3K蛋白来促进细胞自噬，因此自变量为对COPD模型鼠
是否进行GBE处理，因此实验材料实验组需要选择COPD模型鼠肺泡巨噬细胞并施加GBE，A正确；
B、根据题意，自噬过程中损伤的细胞器被细胞自身的膜包裹形成自噬体，因此细胞自噬过程体现了生物
膜具有一定的流动性，B正确；
C、根据题干信息推测PI3K蛋白的表达水平下降，会导致自噬程度增强，即GBE可以通过减少PI3K蛋白
含量来促进细胞自噬，因此预期结果应为实验组PI3K蛋白含量低于对照组，C错误；
D、溶酶体中含有多种水解酶，在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解
后再利用，使细胞获得生存所需的物质和能量，D正确。
故选C。
6. 细胞色素P450氧化还原酶缺陷症（PORD）是一种单基因遗传病，在正常人群中，其携带者的概率为
1/100，下图1是某PORD患者家系的遗传系谱图，图2中a、b、c、d条带分别是I-1、I-2、Ⅱ-5、Ⅱ-6的该
对基因电泳检测结果（不考虑突变及X、Y染色体的同源区段）。下列叙述正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 该病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传或常染色体隐性遗传病
B. Ⅲ-8的一个致病基因可以来源于I-1个体，也可以来源于I-2个体
C. 若Ⅱ-5和Ⅱ-6再生育一个表现型正常的儿子，其基因电泳检测结果应与c相同
D. Ⅲ-7与正常人群中一男子婚配，后代女孩患病概率为1/400
【答案】D
【解析】
【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立
性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立
地随配子遗传给后代。
【详解】A、分析题图1可知，Ⅱ-5和Ⅱ-6均不患病，但他们的儿子Ⅲ-8患病，故该病为隐性遗传病，又
由图2知Ⅱ-5为杂合子，因而可确定该病的遗传方式为常染色体隐性遗传，A错误；
B、该病的遗传方式为常染色体隐性遗传，Ⅲ-8的致病基因来自Ⅱ-5和Ⅱ-6，Ⅱ-5致病基因只能来源于Ⅰ-1
个体，不可能来源于Ⅰ-2个体，B错误；
C、Ⅱ-5和Ⅱ-6均为杂合子，再生育一个儿子，如果表型正常，则其可能为显性纯合子或杂合子，基因电
泳检测的结果不一定与c相同，C错误；
D、该病为常染色体隐性遗传病且在正常人群中，其携带者的概率为1/100，Ⅲ-7的母亲Ⅱ-4是患者，Ⅲ-7
一定是该致病基因的携带者，若Ⅲ-7与人群中一个表型正常的男子婚配，因此后代女孩患病的概率为
1/100×1/4=1/400，D正确。
故选D。
二、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为
选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题：共129分。
7. 植物细胞能将胞内的ATP通过膜泡运输释放到胞外，形成胞外ATP（eATP）。eATP可通过与相应受体
结合，调节植物细胞的生长发育、抗病反应等生理活动。为探究eATP对光合速率的影响，科研小组用去
离子水配制了适宜浓度的eATP溶液，并用其处理豌豆叶片。一段时间后，测定叶片净光合速率和胞间
CO2浓度等变化，结果如下图所示。回答下列问题：
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学科网（北京）股份有限公司（1）该实验对照组的处理方式为________________。
（2）测定净光合速率是以单位时间、单位叶面积的CO________（填“固定”或“吸收”或“释放”）量
2
为指标，测定的数据_________（填“需要”或“不需要”）加上遮光处理的数据。
（3）根据题意可知，植物细胞释放ATP的方式是_______；AMP-PCP作为一种eATP抑制剂，能有效抑制
eATP对细胞的调节作用，但却不改变细胞外的eATP浓度，推测其可能的作用是__________________。
【答案】（1）用等量的去离子水处理豌豆叶片
（2） ①. 吸收 ②. 不需要
（3） ①. 胞吐 ②. AMP-PCP阻止eATP与受体结合，使eATP不能发挥信息调节作用
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及
ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）CO 被C5固定形成C ，C 在光反应提供
2 3 3
的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。
【小问1详解】
实验组用去离子水配制了适宜浓度的eATP溶液，并用其处理菜豆叶片，故对照组可以用等量的去离子水
处理菜豆的叶片。
【小问2详解】
净光合速率是指植物单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳量或释放的氧气量，是总光合速率减去呼吸
速率的值，遮光处理的数据为呼吸速率的值，故测定净光合速率的数据不需要加上遮光处理的数据。
【小问3详解】
的
题中信息显示，植物细胞能将胞内 ATP通过膜泡运输释放到胞外，显然植物细胞是通过胞吐方式释放
ATP的。eATP调节作用的发挥需要与相应的受体发生特异性结合，但却不改变细胞外的eATP浓度，而
AMP-PCP作为一种eATP抑制剂，能有效抑制eATP对细胞的调节作用，却不改变细胞外的eATP浓度，说
明该抑制剂发挥作用是通过减少eATP的受体，或减弱eATP的受体的活性实现的，也可能是与eATP竞争
受体结合，进而抑制了eATP与受体的结合，使eATP不能发挥信息调节作用。
8. 某种植物的紫花和白花这一相对性状受三对等位基因（A/a、B/b、D/d）控制，且每对等位基因都至少
有一个显性基因时才开紫花。现有该种植物甲、乙、丙、丁4个不同的纯合白花品系，通过多次杂交实验，
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学科网（北京）股份有限公司发现如下规律：
规律一：甲、乙、丙相互杂交，F 均开紫花，F 均表现为紫花:白花=9:7
1 2
规律二：丁与其他纯合白花品系杂交，F 均开白花，F 仍全部开白花。
1 2
分析杂交实验规律，回答下列问题：
（1）该种植物的花色遗传符合_____定律，判断的依据是__________。
（2）由上述结果可知，丁品系的基因型为_______；基因型为AaBbDd的植株自交，子代的表现型及比例
为____________。
（3）某实验小组偶然发现两株白花纯种植株，且这两株白花纯种植株与紫花纯合品系均只有一对等位基
因存在差异，请设计实验来确定这两株白花纯种植株的基因型是否相同。
实验思路：____________。
预期实验结果和结论：________________。
【答案】8. ①. 自由组合 ②. 规律一中F 均表现为紫花:白花=9:7
2
9. ①. aabbdd ②. 紫花:白花=27:37
10. ①. 让这两株白花植株杂交，观察并统计子代的表现型及比例 ②. 若子代的表现型全为紫花，
则这两株白花植株的基因型不同；若子代的表现型全为白花，则这两株白花植株的基因型相同
【解析】
【分析】基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；
在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
分析题意可知：紫花植株基因型为 A_B_D_，其余基因型的植株均开白花，甲、乙、丙相互杂交，F 均开
1
紫花，F 均表现为紫花：白花＝9:7，是9:3:3:1的变形，说明 F 有两对基因杂合，即甲、乙、丙均有两
2 1
对基因显性纯合，且三对等位基因遵循自由组合定律。
【小问2详解】
由（1）可知，甲、乙、丙均有两对基因显性纯合，且已知丁与其它纯合白花品系杂交，F 均开白花， F
1 2
仍全部开白花，由上述结果可知，丁品系的基因型为 aabbdd ；基因型为 AaBbDd的植株自交，子代的表
现型紫花植株所占比例为：（3/4）3=27/64，白花比例为1-27/64=37/64，即紫花：白花＝27:37。
【小问3详解】
若偶然发现两株白花纯种植株，且这两株白花与紫花纯合品系AABBDD均只有一对等位基因存在差异，
故这两株白花植株可能基因型为： AABBdd 、 AAbbDD或aaBBDD，实验目的是探究两株白花植株的基
因型是否相同，实验思路为：让两株白花植株杂交，观察并统计子代的表型及比例。预期实验结果和结论：
若子代表现型全为紫花，则两株白花植株基因型不同（如AABBdd×AAbbDD）；若子代表现型全为白花，
则两株白花植株基因型相同（如AABBdd自交等）。
第7页/共13页
学科网（北京）股份有限公司9. 胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种由肠道L细胞分泌的激素，消化道中的葡萄糖能刺激肠道L细胞分
泌CLP-1。研究表明，CLP-1能促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，并能作用于中枢神经系统使食欲
下降从而减少摄食，可达到降低血糖、减肥等作用。回答下列问题：
（1）控制摄食行为的高级神经中枢在_______，机体调节摄食行为的方式有________。
（2）研究发现，CLP-1易被机体内的二肽基肽酶-4（DPP4）快速灭活并降解，为了最大限度发挥CLP-1
的药理活性，在研发新药时出现了两种不同的方向：
①思路一：科研人员研发了GLP-1受体激动剂类药物（如利拉鲁肽、阿必鲁肽等），这类药物的氨基酸序
列与CLP-1的相似度高达90%以上，推测该类药物的作用机理是_____________，与GLP-1相比，该类药
物的优点是_________________。
②思路二：为了延长GLP-1发挥作用时间，科研人员研发了西格列汀和维格列汀等药物，推测该类药物的
作用机理是_______________。
【答案】9. ①. 大脑皮层 ②. 神经调节和体液调节
10. ①. 能与GLP-1的受体发生特异性结合并发挥作用 ②. 不易被DPP-4降解而延长作用时间
③. 抑制DPP4的活性，从而延长GLP-1发挥作用的时间
【解析】
【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素，其中胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的
激素，胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而降低血糖浓度。胰高血糖素能促进
糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。
高级神经中枢位于大脑皮层，高级神经中枢对低级神经中枢具有调控作用。
【小问1详解】
高级神经中枢位于大脑皮层，故控制摄食行为的高级神经中枢在大脑皮层，机体调节摄食行为的方式有神
经调节和体液调节，二者协调配合，共同有利于生物正常生命活动的进行。
【小问2详解】
①由题可知，GLP-1受体激动剂类药物的氨基酸序列与GLP-1的相似度高达90％以上，则该类药物的作用
机理可能是能与人GLP-1的受体发生特异性结合并发挥类似功能，该类药物的优点是不易被DPP-4降解而
延长作用时间。
②根据题意分析， GLP -1发挥作用后能被DPP4快速灭活并降解，为了延长人GLP-1发挥作用时间，科
研人员研发了西格列汀和维格列汀等药物，其作用机理可能是制DPP4的活性，从而延长GLP-1发挥作用
的时间。
10. 天鹅洲长江故道现为长江江豚自然保护区，是可人为调控的半封闭水域，丰水期能通过闸口将长江干
流江水引入。2017年，评估认为该水域最多可保障89头长江江豚健康、稳定生存。当年该水域开始禁渔。
2019-2021年该生态系统的食物网及各类型鱼类的生物量调查结果如下图、表所示。2021年该水域长江江
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学科网（北京）股份有限公司豚种群数量为101头，但其平均体重明显低于正常水平。回答下列问题：
生物量（kg·h-2）
调查时间
小型鱼类 大中型鱼类
2019年 30.4 30.8
2020年 22.8 47.9
2021年 5.8 547.6
（注：生物量是指在一定时间内生态系统中某些特定组分在单位面积上
所生产物质的总量）
（1）该群落中分层分布的各种水生生物形成一定的________结构。鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型
鱼类利用相同的食物资源，表现为_______关系。蒙古鲌等大中型鱼类通过_________使小型鱼类生物量降
低，导致长江江豚食物资源减少。
（2）在此生态系统中，长江江豚占据_______个营养级，其能量根本上来自于该食物网中的________。
（3）为实现对长江江豚的良好保护，可采取以下措施：其一，据表分析，从该水域适度去除
_____________，使能量更多流向长江江豚；其二，在丰水期打开闸口，使长江江豚饵料鱼类从干流
________天鹅洲长江故道，增加长江江豚食物资源。
【答案】（1） ①. 垂直 ②. 种间竞争 ③. 捕食
（2） ①. 3##三 ②. 浮游植物（或“浮游植物固定的太阳能”）
（3） ①. 大中型鱼类（或“鲢、鳙和蒙古舶等大中型鱼类”） ②. 迁入
【解析】
【分析】食物链反映的是生产者与消费者之间吃与被吃的关系，所以食物链中不应该出现分解者和非生物
部分。食物链的正确写法是：生产者→初级消费者→次级消费者…注意起始点是生产者。
【小问1详解】
群落的分层即为群落的垂直结构。分析食物网可以发现，在该水生生物群落中，鲢、鳙等大中型鱼类与小
型鱼类具有相似的地位或作用，彼此存在共同的资源利用，即存在生态位重叠，表现为种间竞争关系。结
合食物网和数据表提供的信息可以发现，蒙古鲌等大中型鱼类和长江江豚均通过捕食短颌鲚等小型鱼类获
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学科网（北京）股份有限公司得能量，蒙古鲌等大中型鱼类增多使小型鱼类生物量明显降低，导致长江江豚食物资源减少。
【小问2详解】
由食物网（浮游植物→小型鱼类→长江江豚、浮游植物→浮游动物→大中型鱼类→长江江豚、浮游植物→
浮游动物→昆虫幼虫→大中型鱼类→长江江豚）可知，长江江豚占据了第三、第四、第五三个营养级。在
该食物网中，所有能量均根本上来自于浮游植物，也可描述为“浮游植物固定的太阳能”。
【小问3详解】
结合生物量数据表和食物网可知，与长江江豚的饵料鱼类短颌鲚等存在种间竞争关系的鲢、鳙等大中型鱼
类，以及通过捕食、限制短颌鲚等长江江豚饵料鱼类生物量的蒙古鲌等大中型鱼类在2021年生物量急剧增
长，这是长江江豚的饵料鱼类生物量显著降低的直接原因，需适度去除鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类以提
高长江江豚的食物资源供给。采取“在丰水期打开闸口”这一措施的目标是使该水域长江江豚食物资源饵
料鱼类种群数量增加，与种群数量特征的“迁入率”直接相关。迁入率的提高是通过物种向该空间内的
“迁入”实现。
（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道生物题中每科任选-题作答，并用2B铅笔将所
选题号涂黑，注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号致，多涂、错涂、漏涂均不给分，
如果多做，则每科按所做第一题计分。
11. 饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质
的利用。若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可吸收利用的磷酸劫等。科研人员从作物根部土壤
中分离产植酸酶菌株的过程如下图。回答下列问题：
（1）培养基中除了添加__________以外，应含有碳源、氮源、水、无机盐等基本营养物质。
（2）为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行____________；接种后须将培养皿呈_____状态放置。
（3）接种前进行的一系列稀释操作，目的是__________；通过统计平板上的菌落数，就能大致推测出样
品中的活菌数。通常每种稀释液需涂布3个平板，取其平均值，若将最后一个试管中的菌液每次吸取
0.1mL涂布培养后获得平均值是a，则1g土壤中含有此菌的菌株数是_______；统计获得的菌落数比实际的
活菌数________。
（4）产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断
该菌是否产植酸酶。实验结果显示A、B、C、D、E五种菌株中，_____是产植酸酶最理想的菌株。经定量
分析后，若得到高产菌株，要对其进行长期保存，可采用______法在-20℃的冷冻箱中保存。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）植酸钙 （2） ①. 灭菌（或“高压蒸汽灭菌”） ②. 倒置
（3） ①. 在固体培养基表面形成单个菌落 ②. a×106 ③. 低
（4） ①. E ②. 甘油管藏
【解析】
【分析】稀释平板法在培养基上分离、培养出微生物的单个菌落，以便于计数、移植、分离，从而达到纯
培养的目的。选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的
微生物的生长。由于植酸钙的不溶解性，使培养基中形成白色浑浊。产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落
的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产植酸酶。在微生物实验操作中，
防止杂菌污染时贯穿实验整个过程中。计算菌种数时，关注稀释的倍数。
【小问1详解】
从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株需要在培养基中添加碳源、氮源、水、无机盐等基本营养物质外，
还需要使用含植酸钙进行选择培养。
【小问2详解】
为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行灭菌处理，接种后需要将培养皿倒置培养。
【
小问3详解】
接种以前要进行的一系列操作，即稀释平板法培养出微生物的单个菌落，达到纯培养的目的。根据土壤样
品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的菌落数就能大致推测出样品中的活菌数。通常每种稀释
液需涂布多个平板，取其平均值。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是
a，则1g土壤中含有此菌的菌株数是a÷0.1×105=a×106。由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到
的只是一个菌落，因此统计到的菌落数比实际值偏低。
【
小问4详解】
分析题图可知，菌落E周围的透明圈最大，是产植酸酶的理想菌株。应使用甘油管藏法，长期保存菌种。
12. 单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶（ME）基因构建到
超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系回答下列问题：
（1）根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异获得硅藻粗提_________，PCR扩增得到目
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学科网（北京）股份有限公司的基因。
（2）超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、_______和_______等。本研究中目的
基因为______________。
（3）PCR扩增时引物通过__________原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了下图1所示的两
条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见下图
2。其中，样品1为本实验的________组，样品2有特异性扩增产物，结果表明_____________。
（4）相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为____。
【答案】（1）DNA （2） ①. 启动子 ②. 终止子 ③. 苹果酸酶基因（或“ME基因”）
（3） ①. 碱基互补配对 ②. 对照 ③. 引物间的载体序列整合到硅藻细胞基因组中（或“ME
基因序列整合到硅藻细胞基因组中”）
（4）节约土地资源、不受季节和气候限制（或“节约粮食资源”或“节约淡水”或“能够通过发酵大量
生产”）
【解析】
【分析】1、PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物
体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
2、PCR原理：DNA半保留复制。
3、PCR基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷三磷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
【小问1详解】
DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA和蛋白质。因此，根据
DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异可以得到硅藻的粗提DNA。以此方法得到的粗提DNA
可以作为PCR扩增目的基因的模板。
【小问2详解】
基因表达载体除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子和终止子均为一段有特殊序
列结构的DNA片段。它们分别位于目的基因的上下游。本研究中的目的基因是来源于硅藻的苹果酸酶
（ME）基因。
【小问3详解】
PCR是一项根据DNA半保留复制原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的
核苷酸序列进行大量复制的技术。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。
对照实验一般要设置对照组和实验组。本实验的对照组中以非转基因的硅藻细胞基因组DNA作为PCR模
板，而在实验组中以转ME基因的硅藻细胞基因组DNA作为模板。如此比较两个实验扩增结果可以判定
引物间的载体序列是否整合到硅藻细胞的基因组中，从而推测ME基因序列是否整合到硅藻细胞基因组中。
【小问4详解】
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学科网（北京）股份有限公司相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势为：能够通过发酵大量生产、不受
季节和气候限制、节约土地资源、节约淡水以及节约粮食资源等。
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