本试卷有两道大题，考试时长90分钟，满分100分。
一、本大题共15小题，共30分。
1. 下列关于家庭中制作果酒、果醋和泡菜的叙述，正确的是( )
A. 都需要严格的灭菌 B. 都利用异养微生物进行发酵
C. 都在无氧条件下进行 D. 都需要接种相应的微生物
2. 在利用葡萄进行酿酒的过程中，统计发酵罐中细菌及酵母菌的数量，结果如图所示。据此分析，不正确的是( )
A. 酿酒初期发酵罐里应保留适量氧气
B. 酒精是导致细菌数量降低的原因之一
C. 整个发酵过程中发酵罐要始终密闭
D. 可用血球计数板测定酵母菌的数量
3. 从红豆杉中分离出一株内生真菌，能利用纤维素发酵生产紫杉醇（如图）。下列有关说法错误的是( )
A. 纤维素可为该菌的生长提供能源
B. 该菌能分泌纤维素酶来分解纤维素
C. 第6天纤维素酶活性最高，最适合收获紫杉醇
D. 第6天后纤维素酶活性逐渐下降，可能与纤维素浓度下降有关
4. 科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。相关叙述错误的是( )
A. 脱毒苗的形成是基因突变的结果
B. 培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜
C. 茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D. 茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性
5. 下图为烟草植物组织培养过程的流程图，下列有关叙述错误的是( )
A. 对过程①获取的根组织块应进行消毒处理
B. 过程②使用的培养基中应含有机碳源和氮源
C. 用人工薄膜包裹胚状体可制作人工种子
D. 杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
6. 普通水稻是二倍体，为快速培育抗除草剂的水稻，育种工作者用下图所示方法进行育种，下列说法不正确的是( )
A. 通过①过程获得单倍体幼苗的理论依据是细胞的全能性
B. 用②照射单倍体幼苗，目的是要筛选出抗除草剂的植株
C. 用③喷洒单倍体幼苗，保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力
D. 用⑤处理绿色幼苗，可获得纯合的抗除草剂植株
7. 人们对于细胞结构、功能和生理特性的认识是成功制备单克隆抗体的理论基础。单克隆抗体制备过程中，未涉及的生物学原理是( )
A. 细胞膜具有一定的流动性 B.一个浆细胞只能产生一种抗体
C. 高度分化的动物细胞核具有全能性 D. 癌细胞在体外培养时可以无限增殖
8. 在利用小鼠制备抗人乳头瘤病毒单克隆抗体的过程中，以下操作错误的是( )
A. 用灭活的人乳头瘤病毒免疫小鼠
B. 取小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合
C. 对杂交瘤细胞进行克隆化培养、抗体检测和筛选
D. 从脾细胞中分离出单个B细胞体外培养获取单克隆抗体
9. 真核生物细胞核中某基因的转录过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 转录以细胞核中四种脱氧核糖核苷酸为原料
B. 转录不需要先利用解旋酶将DNA的双螺旋解开
C. 转录成的RNA链与不作为模板的DNA链碱基互补
D. 该基因的多个部位可同时启动转录以提高效率
10. 真核细胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之处。下列叙述正确的是( )
A. 两者都只在细胞核内催化反应 B. 两者都以脱氧核苷酸为底物
C. 两者都以单链DNA为模板 D. 两者都能催化氢键断裂反应
11. 流感病毒是一种负链RNA病毒，它侵染宿主细胞后的增殖过程如下图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A. 流感病毒的RNA中储存着遗传信息
B. 病毒增殖时会发生A-T间的碱基互补配对
C. 翻译过程是以+RNA作为模板进行的
D. 病毒需利用宿主细胞的核糖体合成自身蛋白质
12. 猪胰岛素仅在β链羧基端的最后一个氨基酸与人胰岛素有差异。曾有人用提取的猪胰岛素用于治疗人类糖尿病，但未达到相应的效果。目前大量获取人胰岛素的最佳做法是( )
A. 水解猪胰岛素β链最后一个氨基酸，再将苏氨酸与β链缩合获取人胰岛素
B. 按照人胰岛素的氨基酸序列，人工用化学方法合成人胰岛素
C. 将人胰岛素基因导入酵母菌，通过发酵从菌体中提取人胰岛素
D. 从人的胰脏中提取胰岛素，并在提取过程中加入胰蛋白酶抑制剂
13. 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )
A. 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B. 用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C. 将重组DNA分子导入烟草原生质体
D. 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
14. 2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白“的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是 ( )
A. 追踪目的基因在细胞内的复制过程
B. 追踪目的基因插入到染色体上的位置
C. 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
D. 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构
15. 生物工程中，所用物质与其发挥的作用不能对应的是( )
A. 限制酶——切断DNA碱基对间的氢键
B. 载体——携带目的基因导入受体细胞
C. 灭活的病毒——诱导动物细胞融合
D. 钙离子——增大细菌细胞的通透性
二、本大题共6小题，共70分。
16. 中国是食醋酿造大国，有几千年的酿醋历史。但目前中国常用的醋酸杆菌菌株AS1.41产酸能力、酒精耐受性均有待提高。拟从醋醅中筛选高产酸、高耐酒精的醋酸菌，过程如图1所示。
(1)试验中所用培养基均含有水、葡萄糖、酵母浸膏和酒精，其中葡萄糖可为醋酸菌的生长提供___________。配制分离培养基时，除营养物质外，还需要添加__________和2%的碳酸钙，以便观察醋酸与碳酸钙反应后菌落周围形成的透明圈。
(2)分离醋酸菌时，需将富集的醋酸菌培养液进行梯度稀释，接种到分离平板上。30℃培养72h后，挑取透明圈___________的单菌落，用_________法接种分离，分离出的单菌落接种到斜面培养基（含3%酒精）上并于4℃保藏。
(3)取保藏的三个菌株分别接种于发酵培养液（含5%酒精）中，30℃培养5d后测产酸量，筛选出高产酸的醋酸杆菌J2菌株。将J2与AS1.41分别接种到含不同浓度酒精的培养液中，30℃培养24h后测定活菌数量，结果如图2。
由图2可知，酒精可__________醋酸菌的生长。与AS1.41相比，J2菌株对酒精的耐受性___________。
(4)获得J2菌株后，还可以采取_________的育种措施，进一步提高其酒精耐受性。
(5)筛选出J2菌株后，其高产酸特性的遗传是否稳定还需检测，请写出基本过程。
17. 为保障公共健康，需要定期对公共饮用水进行卫生检测。
(1)大肠杆菌在人体肠道内生存时，可发酵多种糖类产酸、产气，随粪便排出后在水体中存活时间比其他病原微生物略长。据此推断，大肠杆菌代谢类型为_________。
a. 自养需氧型 b. 异养厌氧型 c. 异养兼性厌氧型 d. 自养厌氧型
(2)居于大肠中的各种细菌统称为大肠菌群，大肠菌群中的杆菌称为肠杆菌，大肠杆菌是肠杆菌中的一种。一般用大肠菌群作为水体受粪便污染的指示菌，饮用水的卫生标准是100mL不得检出大肠菌群。若要确定饮用水是否合格，可采用膜过滤法检测饮用水中的大肠菌群，过程如下图所示：
①检测前需要进行灭菌处理的材料用具有__________（选择字母代号填写）；它们均可以采用_____________法灭菌。
a. 水样收集瓶 b. 滤膜 c. 培养基 d. 镊子 e. 水样
②完成过滤后需将滤膜的_________（选填“A面“或“B面“）向上置于固体培养基上，在37℃下培养20～22小时后进行观察。若__________，则此水不符合饮用水标准。
③检测液体中活菌数的常用方法是_________，但一般不用此方法检测饮用水中的大肠菌群，理由是_____________________________________________。
(3)KONFIRM培养基可以检测肠杆菌中大肠杆菌的存在。KONFIRM中含有ONPG和MUG可作碳源，色氨酸可作为氮源。在检测大肠菌群时，检测指标如下表所示。
菌群 | 检测项目及原理 |
大肠菌群（有β-半乳糖苷酶） | ONPG检测：β-半乳糖苷酶水解无色的ONPG为黄色物质 |
肠杆菌群（降解色氨酸为吲哚） | 吲哚检测：吲哚可与特定显影剂显为绿色 |
大肠杆菌（有β-葡糖醛酸酶） | MUG检测：β-葡糖醛酸酶降解MUG为具有荧光的物质 |
（注：出现上述颜色变化为阳性，未现上述颜色变化为阴性）
结合表中内容分析，若上述检测结果为_________（选择字母代号填写），则可以确定待测菌为大肠杆菌。
a. ONPG检测和吲哚检测为阳性，MUG检测为阴性
b. 吲哚检测为阳性，ONPG检测和MUG检测为阴性
c. ONPG检测、MUG检测、吲哚检测均为阴性
d. ONPG检测、MUG检测、吲哚检测均为阳性
18. 花椰菜和黑芥均为十字花科植物，花椰菜易患黑腐病（致病菌为黄单胞杆菌属细菌）。拟通过植物体细胞杂交技术（如图1），将黑芥的抗黑腐病基因引入到花椰菜中。
(1)在用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的_________状态，然后用_________消化去除细胞壁，获得原生质体。
(2)用不同剂量紫外线处理黑芥原生质体，统计愈伤组织数和再生植株率，结果如图2。
由图2可知，处理黑芥原生质体的适宜紫外线剂量为_________J·cm-2，此处理下融合细胞的_________能力较强，既能得到大量愈伤组织，再生植株率也最高。
(3)杂种细胞经组织培养发育成植株，该过程所用培养基中包括水、无机盐、有机营养等营养物质，此外还需加入一定浓度和比例的_________，以调节细胞的发育方向。
(4)杂种细胞分裂过程中会丢失来自黑芥的部分染色体，有时会发生染色体易位，这使杂种植株染色体组成呈现多样性。如何对杂种植株进行选择和培育，才能得到既抗黑腐病、又最大程度减少非目标性状的花椰菜植株？请写出基本思路。
19. 阅读以下材料，回答(1)～(4)题。
安全有效的疫苗是防治新型冠状病毒肺炎最有效的措施。各国科学家分别从减毒活疫苗、灭活病毒疫苗、重组蛋白疫苗、重组病毒载体疫苗、核酸疫苗五大技术方向推进新型冠状病毒(SARS-CoV-2)疫苗的设计和研发。
减毒活疫苗的制备原理是将病原体经过人工处理后，使病毒失去致病性，但保留了原有的增殖能力和免疫原性，这种疫苗感染人体的效果接近自然感染，一般来说免疫效果好，免疫应答速度快，疫苗生产成本也不高，容易量产。但减毒活疫苗需要做出毒力恰到好处的毒株，研发时间长，还有低概率的致病风险，目前研究进展相对缓慢。
灭活病毒疫苗的制备原理是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物，使其逐渐丧失感染性，但保持病毒的免疫原性，之后再通过纯化等步骤制备出候选疫苗。这种疫苗易于实现体液免疫且应答效果较好。产量的迅速扩大可能是灭活疫苗的短板，同时灭活疫苗往往需要多次接种才能产生有足够数量的抗体。
重组蛋白疫苗被认为是最安全的疫苗，是将病毒的目标抗原基因整合到表达载体中，然后将表达载体转化到细菌、酵母菌或其他受体细胞中，表达出大量的抗原蛋白，再通过纯化而得到的疫苗。
重组病毒载体疫苗是将目标抗原基因重组到载体病毒基因组中得到的一种疫苗。接种后可在人体内合成抗原，刺激人体产生特异性抗体，使人们产生对致病病毒的免疫力。腺病毒载体是最常用的病毒载体之一，本次新型冠状病毒疫情发生后，很多国内外研究团队以腺病毒为载体开发针对性疫苗。
目前开发的核酸疫苗是RNA疫苗，用脂纳米颗粒将编码SARS-CoV-2的刺突蛋白的RNA分子包裹起来，直接注射到人体中，脂纳米颗粒可以和人体细胞融合，把RNA分子释放进入细胞，在宿主细胞中表达刺突蛋白。核酸疫苗开发周期短，生产相对容易，但对运输和保存条件要求比较苛刻，需要零下20度以下。
在目前的情况下，饱和式的科研投入，全方位的资源倾斜，科研人员夜以继日的努力付出，评审机构无间歇滚动式的审评审批，为新冠疫苗快速研发提供了充分保障。
(1)人体接种新型冠状病毒疫苗后，免疫系统会产生相应的抗体及_________，后者在新型冠状病毒进入人体时，可迅速_________，引发强烈特异性免疫反应。
(2)文章所述疫苗成分中含有有活性的病毒的是_________，注射进入人体后可经过翻译产生相应蛋白发挥抗原作用的有________。（填序号①～⑥）
①减毒活疫苗
②灭活病毒疫苗
③重组蛋白疫苗
④重组病毒载体疫苗
⑤DNA疫苗
⑥mRNA疫苗
(3)与灭活病毒疫苗相比，重组病毒载体疫苗和核酸疫苗的开发和生产周期较短，原因是______________________。
(4)在正式投入大规模生产和运用之前，需要对疫苗的___________等方面进行检测和评估，因此疫苗的研发通常耗时较久。有同学说“新冠病毒是RNA病毒，易发生变异，病毒变异后已研发的新冠疫苗无法起到预防作用。“请依据免疫学原理评价这一观点。
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
20. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_____________。
(2)图中2—细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，也可从经________处理的灰鼠体内取出卵子，通过_________后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过_________技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可冷冻保存。
(4) iPS细胞与胚胎干细胞(ES)细胞同样具有发育全能性，但科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞，原因是______________________________。
21. 新型冠状病毒是一种单链RNA病毒，新型冠状病毒感染的常规检测方法是通过实时荧光PCR鉴定。
(1)首先，从样本中提取病毒RNA，经_________酶作用生成cDNA。然后以cDNA为模板进行实时荧光PCR扩增，测定样品中病毒核酸量。
(2)通过实时荧光PCR扩增目的基因，需额外添加荧光标记探针（一小段单链DNA，可与目的基因中部序列特异性结合）。当探针完整时，不产生荧光。在PCR过程中，与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解，R与Q分离后，R发出的荧光可被检测到（如图1）。
①当样本中有目的基因时，引物和探针与目的基因退火，通过形成_________而特异性结合。
②在PCR循环的_________阶段，TaqDNA聚合酶催化子链的合成并水解探针。检测到的荧光强度与反应体系中DNA分子数呈_____________关系。
(3)在通过实时荧光PCR检测新型冠状病毒感染时，检测到的荧光强度变化如图2所示。
①与指数增长期相比，线性增长期目的基因数量的增长率下降，原因有_________。
③Ct值的含义：在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此，当样本中初始模板越多时，Ct值就_____________。
③某新型冠状病毒核酸检测说明书标明，Ct≤37判定为阳性，Ct>40或无Ct值判定为阴性。图2所示新型冠状病毒核酸检测结果应判定为_____________。
(4)阴性结果也不能排除新型冠状病毒感染。可能产生假阴性的因素有_________（多选）。
a. 取样太早，样本中病毒量少，达不到实时荧光PCR检测阈值
b. 样本被污染，RNA酶将病毒RNA降解
c. 病毒发生变异
参考答案
一、单项选择题（每题2分，共计30分）
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
B | C | C | A | D | B | C | D | B | C |
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |||||
B | C | A | C | A |
二、非选择题（共70分）。
16. (12分)
(1)碳源（能源）（1分）；
琼脂（1分）
(2)直径大（1分）；
划线（1分）
(3)抑制；
高
(4)人工诱变、基因工程技术
(5)将J2菌株在乙醇浓度为3%的固体培养基上连续传代(10-12代)，每代接种到含5%乙醇的培养液进行发酵，30℃培养5d后测产酸量
17. (11分)
(1)c（1分）
(2)①abcd; 高压蒸汽灭菌（1分）；
②A面(1分)；
出现大肠菌群菌落（1分）；
③稀释涂布平板法（1分）；
用稀释涂布平板法每平板最多只能检测0.1mL饮用水，工作量和误差太大
(3)d
18. （11分）
(1)质壁分离（1分）；
纤维素酶、果胶酶
(2)0.08；
分裂、分化（脱分化、再分化）
(3)植物激素（生长素和细胞分裂素）
(4)反复自交/回交，每一代接种黑腐病病菌，选择抗黑腐病、更贴近花椰菜性状植株
19. (13分)
(1)记忆细胞（1分）；
增殖分化
(2)①④；①④⑤⑥；
(3)重组病毒载体疫苗和核酸疫苗的开发可以在现有疫苗基础上替换成SARS-CoV-2的抗原基因或RNA，不需要大规模培养病毒。
(4)安全性、有效性；
若已研发的新冠疫苗所根据的新冠病毒的抗原部分并没有发生变化，则疫苗依旧有效；若已研发的新冠疫苗所根据的新冠病毒的抗原部分发生变化，但疫苗激发产生的抗体仍具有较强的与新冠病毒结合的能力，则疫苗依然有效；若已研发的新冠疫苗所根据的新冠病毒的抗原部分发生变化，且疫苗激发产生的抗体与新冠病毒结合的能力大大减弱，则疫苗效果受到影响。（答出一点即可）
20. (11分)
(1)原代培养（1分）；
接触抑制
(2)超数排卵；
体外受精（或核移植）
(3)胚胎移植
(4)诱导过程无须破坏胚胎，iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，用于移植可以避免免疫排斥反应。
21. (12分)
(1)逆转录（1分）
(2)①氢键（1分）
②延伸（合成子链）（1分）
正相关（1分）
(3)①TaqDNA聚合酶活性下降、引物浓度下降、原料dNTP浓度下降（写1条即可）
②越小
③阳性
(4)abc