精品解析：北京市延庆区第一中学2023-2024学年高二下学期期末考试生物试题

延庆一中2023-2024学年第二学期期末考试 高二生物学试卷 2024.06 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是（ ） 选项 细胞结构 主要成分 功能 A 细胞膜 蛋白质、糖类 控制物质进出 B 核糖体 蛋白质、核糖核酸 合成蛋白质 C 染色体 核糖核酸、蛋白质 遗传信息的载体 D 细胞骨架 蛋白质、纤维素 锚定各种细胞器 A. A B. B C. C D. D 2. 植物细胞不一定具有的生理过程是 A. [H]的生成 B. 染色体的复制 C. ATP与ADP转换 D. 氨基酸脱水缩合 3. 将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。右图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述正确的是 （ ） A. 酶C降低了B生成A反应的活化能 B. 该体系中的酶促反应速率先快后慢 C. 酶C活性降低导致T2后B增加缓慢 D. 适当降低反应温度，T1~T2间隔缩短 4. 下列细胞呼吸在生产生活中运用的实例中，正确的是（ ） A. 蔬菜水果的储存尽量保持低温、无氧 B. 农田适当松土改善根部细胞氧气供应 C. 泡菜坛初期不密封促进乳酸菌繁殖 D. 包扎伤口选用完全不透气的胶布密封 5. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（ ） A. 每条染色体的两条单体都被标记 B. 每条染色体中都只有一条单体被标记 C. 只有半数的染色体中一条单体被标记 D. 每条染色体的两条单体都不被标记 6. 环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A. 胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B. 5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C. 叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D. 30℃下单位时间内有机物的积累量最大 7. 目前市场上的果蔬汁发酵产品所利用的菌种主要为乳酸菌，而利用酵母菌、醋酸菌、乳酸菌等多种益生菌混合发酵果蔬汁风味更协调、营养更丰富。相关叙述正确的是（ ） A. 乳酸菌、醋酸菌和酵母菌均属于原核生物 B. 果蔬汁中的糖类物质可为益生菌提供碳源和氮源 C. 果蔬汁发酵过程中需要防止杂菌污染 D. 混菌发酵是把所有益生菌混合并在相同条件下发酵 8. 紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正确的是（ ） A. 加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体 B. 用灭活病毒诱导法可促进细胞融合 C. 融合细胞即为杂交细胞 D. 杂交细胞不一定具备双亲的优良性状 9. 某同学制作某二倍体植物（2n=24）花粉母细胞减数分裂临时装片，显微镜下观察到部分细胞图像如下图所示。下列相关叙述不正确的是（ ） A. a中细胞有24条染色体，48个核DNA分子 B. b中细胞有12个四分体，可交换染色体片段 C. c中每个细胞染色体数是体细胞的一半 D. d中细胞着丝粒已分开，有两个染色体组 10. 任何生命系统需要物质和能量不断地输入，才能维持其结构与功能。下面叙述不正确的是 （ ） A. 醋酸杆菌没有线粒体，利用无氧呼吸获得繁殖所需的能量 B. 剧烈运动时，骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量 C. 植物体光合速率大于呼吸速率时，积累生长所需的有机物 D. 生态系统的能量输入长期小于输出，自我调节能力趋于降低 11. 研究者将M病毒膜蛋白注射小鼠，分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合，通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是（　　） A. 用动物细胞培养液培养M病毒，通过离心可获得膜蛋白作为抗原 B. 可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠，以获得更多的浆细胞 C. S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力 D. 体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞全能性 12. 细胞是个复杂而且精巧的生命系统。某同学对细胞的认识，不合理的是（ ） A. 细胞体积不能过大——细胞体积越大，相对表面积越小，物质交换效率越低 B. 细胞膜外覆盖大量糖蛋白——与细胞控制物质进出和细胞信息传递功能相适应 C. 叶绿体内部堆叠大量基粒——集中分布着的酶系催化光反应和碳（暗）反应进行 D. 细胞分裂过程中形成纺锤体——排列和平均分配染色体，决定胞质分裂的分裂面 13. 下图为淋巴细胞诱导癌细胞凋亡的过程，下列说法错误的是（　　） A. 该过程体现了细胞膜的信息交流功能 B. C蛋白被激活后其空间结构发生改变 C. 细胞凋亡是特定基因表达的结果 D. 细胞凋亡不利于生物体的生存 14. 下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。不正确的是： A. ①→②利用两种不同限制酶处理，能避免抗虫基因的DNA片段自身环化 B. ②→③可用氯化钙处理农杆菌，有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中 C. ③→④用农杆菌侵染植物细胞，重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上 D. ④→⑤用植物组织培养技术培养，具有抗虫性状的植株产生了可遗传变异 15. 关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A. 研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液 B. 利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA C. 依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离 D. 利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质 第二部分（本部分共6 题，共70 分。） 16. 我国科研人员对秸秆资源的合理利用进行研究。 （1）秸秆的主要成分包括植物细胞壁中的纤维素和半纤维素等多种物质，纤维素彻底水解后得到 _________（物质名称）。 （2）科研人员首先从土壤中分离纤维素分解菌和半纤维素分解菌。分离纤维素分解菌的方法是：①制备培养基：制备以纤维素为_________的培养基，并加入刚果红。 ②接种：将收集的土壤加入无菌水后摇匀，进行梯度稀释，将稀释液_________在制备的选择培养基平板上。 ③纤维素分解菌的分离：纤维素分解菌能够分泌纤维素酶，依据_________的比值，筛选得到能高效分解纤维素的菌种。 （3）用所得菌种进行发酵，分解秸秆中的纤维素和半纤维素，其中，半纤维素水解产物中的醋酸盐是进一步发酵的抑制剂。科研人员尝试利用代谢途径较多的酵母菌株S将醋酸盐消耗掉，并在此基础上改造菌种，发酵产生维生素A等更多有价值的产物。 ①科研人员进行图1所示实验，探究不同底物条件下醋酸盐对菌株S发酵的影响。由实验结果可得出的结论是：_________。 ②研究发现，菌株S能吸收木糖和醋酸盐等物质进行发酵，代谢途径如图2。 由图2可知，葡萄糖和木糖进入酵母细胞后，通过_________过程为酵母菌的生长和分裂提供大量能量。据图2分析，图1中3组酵母细胞干重小于6组的原因是：葡萄糖一方面可以_________，另一方面可以____，进而影响脂类物质的合成。 （4）将工程菌加入到含有秸秆水解产物的发酵罐中，严格控制发酵条件，随时检测培养液中微生物数量和_________等，以便及时补充发酵原料，实现秸秆资源的充分利用。 17. 胰岛素是人体内降低血糖的唯一激素。研究人员对胰岛素分泌的调节机制进行了相关研究。 （1）胰岛B细胞分泌胰岛素的机制如图1所示。血液中的葡萄糖浓度升高时，葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白进入胰岛B细胞。据图可知，细胞内葡萄糖通过_____过程被分解，导致细胞内ATP浓度_____，引起胰岛B细胞质膜上的K＋通道磷酸化进而_____，K＋外流受阻，细胞膜电位发生变化。电位变化导致膜上Ca2＋通道开放，Ca2＋_____促使细胞通过_____方式释放胰岛素。 （2）研究发现H蛋白可与Ca2＋通道结合，敲除H蛋白基因的小鼠血浆中胰岛素浓度显著低于野生型。为研究H蛋白调控胰岛素分泌的机制，研究者在ISN细胞（胰岛B细胞瘤细胞）中转入能够抑制H蛋白基因转录的载体，将其作为实验组，用转入空载体的ISN细胞作为对照组，进行了下列实验。 ①检测两组细胞Ca2＋通道基因的转录量，结果如图2所示。图中结果说明，抑制H蛋白基因的转录_____。 ②在实验组和对照组ISN细胞中分别表达荧光标记的Ca2＋通道蛋白，检测两组细胞细胞膜上的荧光强度，统计不同荧光强度的细胞所占比例，结果如图3所示。依据图中数据_____，研究人员判断实验组缺少H蛋白导致定位到细胞膜上的Ca2＋通道减少。 ③通过后续实验，研究人员还发现实验组Ca2＋通道转运能力下降。 综合以上实验结果，推测敲除H蛋白基因的小鼠体内胰岛素分泌减少的机制：_____。 18. 镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg2+调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。 （1）R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在________中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子_______________。 （2）科研人员将水稻幼苗分为两组，分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后，进行光暗交替处理，检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率，结果如图1所示。 ①图1实验结果说明_______________。 ②科研人员检测两组水稻叶片R酶的含量，结果如图2。据上述结果推测，Mg2+通过_____________提高R酶催化的化学反应速率。 ③从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定_______________，若两组结果相同，则支持了上述推测。 （3）进一步研究发现，叶绿体中Mg2+的浓度受光暗周期的调控，推测叶绿体膜上的M3蛋白与Mg2+的转运有关。 为探究M3蛋白的转运功能，科研人员以无M3的非洲爪蟾卵母细胞为对照组，在此细胞中转入编码M3的基因，使M3蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜，以此细胞为实验组。实验设计及结果如下表所示。 组别 实验材料 实验操作 检测指标 数值 Ⅰ 对照组 卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗 每个卵母细胞内的25Mg2+含量 A Ⅱ 实验组 B Ⅲ 对照组 置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间 外部溶液25Mg2+含量 C Ⅳ 实验组 D 结果表明，M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为______________（用A、B、C、D表示）。 （4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，对M3蛋白提出需要进一步探究的关键问题是______________。 19. AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）是人体代谢的总开关，通过磷酸化下游多种蛋白质来调控细胞代谢。二甲双胍（Met）是目前应用最广泛的降糖药物，近年来，还陆续发现各种潜在功效。研究表明Met主要通过激活AMPK通路发挥作用。我国科学家针对Met的作用靶点进行了相关研究。 （1）AMP（腺苷一磷酸），可由ATP水解失去______个磷酸基团获得，当细胞缺少能量供应时，AMP/ATP比值升高，磷酸化激活AMPK（P-AMPK），维持机体能量平衡。以往认为Met通过抑制位于______的有氧呼吸第三阶段而发挥作用。研究者将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞，检测结果如图1。 实验数据显示______，故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。 （2）研究发现，加入Met后，胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜，研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白，其机理如图2。 用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为____________。 经纯化、分析，确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后，与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体，导致质子泵____________改变，最终使溶酶体上的AMPK被磷酸化激活。请利用基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2，最终激活AMPK。写出实验组的设计思路及预期结果_________________。 （3）除溶酶体外，细胞质基质、线粒体内也有AMPK，分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应。结合本文信息，请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势____________。 20. 学习以下材料，回答问题（1）~（5）。 生物膜的脂筏结构模型 生物膜的研究一直备受关注。研究表明，生物膜中的脂质分子并非均匀分布，而是具有“镶嵌块”的特征，而且磷脂双分子层的内层和外层之间，脂质组分存在差异，这说明“流动镶嵌模型”还需修正和完善。 1997年，科学家提出脂筏结构模型。脂筏是生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200 nm之间。生物膜的脂筏微区中，外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白，内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇，在一定条件下，内、外两层的成分可以相互转化。形成脂筏的主要作用力来自于脂质分子，鞘磷脂通过头部的糖基和尾部的不饱和脂肪酸烃链相互作用而关联在一起，胆固醇填充在鞘磷脂之间的空隙。脂筏区的胆固醇具有饱和的碳氢链，趋向于形成紧密的液态有序相，而非脂筏区则具有更高的流动性，称为液态无序相。已观察到细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中。 脂筏独特的结构赋予它特殊的生物学功能。在信号转导时，脂筏可作为特定信号分子的聚集平台，把底物受体和相关因子等募集起来，这些分子严格定位到脂筏，可促进信号分子间的相互作用。静息状态下，信号转导通路上的各信号分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，促进相关信号转导通路的级联激活反应。 脂筏可以参与蛋白质和胆固醇在细胞中的运转，在胞吞和胞吐过程中起着重要的作用。例如，用适当药物打破富含固醇的微囊区域，就能抑制痢疾的致病微生物通过胞吞过程侵入宿主细胞。 植物细胞的脂筏可参与生物防御反应。植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应。当用细菌鞭毛蛋白处理拟南芥悬浮细胞5~15 min后，对生物膜的蛋白组分进行定量分析，发现脂筏区的特异性识别蛋白富集最多。另外，植物根尖或花粉管的极性生长也需要脂筏中特异性蛋白进行调控。 此外，脂筏还可以参与蛋白质转运、细胞骨架构建、细胞凋亡等生理过程。随着人们对脂筏研究的不断深入，人类对生物膜结构和功能的认识会不断深入和发展。 （1）细胞膜的功能是________(写出一条)。 （2）请用文字和箭头描述脂筏中锚定蛋白合成、加工和运输的生物学途径：________。 （3）对文中“脂筏”结构和功能的理解，正确的叙述包括________(多选)。 A. 脂筏中脂质分子之间作用力强，不会发生内外层之间的交换 B. 脂筏区外层的糖基化程度高于内层 C. 信号转导中，不同脂筏融合可启动级联激活反应 D. 鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌 E. 脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果 （4）某些糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，依据脂筏模型分析，这些患者的病因是________。 （5）通过材料阅读，请从结构和功能两方面，用不超过50字概括生物膜脂筏结构模型的要点：________。 21. 裸鼹鼠几乎不得癌症，其寿命可超过30年，同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因，科研人员做了以下研究。 （1）将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于__________培养箱进行体外培养，经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸（HA），可抑制细胞过度增殖。 （2）研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶（HAS）的含量，结果如图1。另外，发现裸鼹鼠组织的HA降解酶（HAase）的活性远低于人和小鼠。结合图文信息，分析裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是______________________________________________。 结果显示，裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达，推测其意义是______________________________________________。 （3）为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命，研究人员进行了下列实验（图2）。 ①通过转基因技术获得转基因小鼠A：为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体同源序列，实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2，原因是______________________________________________________。 ②B鼠为导入表达CE纯合子，CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠，请画出C鼠的基因组成情况_________________________。 ③利用C、D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高，癌症概率降低、炎症反应减少，寿命也得到了延长。请写出对照组的选材______________（“C”或“D”）及实验处理。 （4）请简述本研究的应用前景______________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 延庆一中2023-2024学年第二学期期末考试 高二生物学试卷 2024.06 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是（ ） 选项 细胞结构 主要成分 功能 A 细胞膜 蛋白质、糖类 控制物质进出 B 核糖体 蛋白质、核糖核酸 合成蛋白质 C 染色体 核糖核酸、蛋白质 遗传信息的载体 D 细胞骨架 蛋白质、纤维素 锚定各种细胞器 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】细胞膜的主要组成成分的蛋白质和磷脂，其次还含有少量糖类；染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；核糖体由RNA和蛋白质组成；细胞骨架的成分是蛋白质。 【详解】A、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还含少量的糖类，A错误； B、核糖体的组成成分是蛋白质和核糖核酸，是蛋白质合成场所，B正确； C、染色体主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，C错误； D、真核细胞的细胞骨架是由蛋白质纤维构成的，无纤维素，D错误。 故选B。 2. 植物细胞不一定具有的生理过程是 A. [H]的生成 B. 染色体的复制 C. ATP与ADP转换 D. 氨基酸脱水缩合 【答案】B 【解析】 【分析】本题旨在考查细胞内的相关生理过程。 【详解】植物细胞内时刻进行的细胞呼吸一定有[H]的生成；染色体的复制发生在细胞分裂间期，植物细胞不一定都具有分裂能力；ATP与ADP转换对植物细胞的正常生活来说，是一定时刻不停地发生并且处于动态平衡之中；植物细胞内一定发生蛋白质的合成过程，即氨基酸脱水缩合；综上所述，应选B。 【点睛】染色体的复制发生在细胞分裂间期，植物细胞不一定都具有分裂能力。 3. 将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。右图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述正确的是 （ ） A. 酶C降低了B生成A反应的活化能 B. 该体系中的酶促反应速率先快后慢 C. 酶C活性降低导致T2后B增加缓慢 D. 适当降低反应温度，T1~T2间隔缩短 【答案】B 【解析】 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大部分酶的本质为蛋白质，少部分酶的本质为RNA。 【详解】A、T1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A错误； B、由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢（减慢的原因是底物减少），B正确； C、T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C错误； D、图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T1~T2间隔增大，D错误。 故选B。 4. 下列细胞呼吸在生产生活中运用的实例中，正确的是（ ） A. 蔬菜水果的储存尽量保持低温、无氧 B. 农田适当松土改善根部细胞氧气供应 C. 泡菜坛初期不密封促进乳酸菌繁殖 D. 包扎伤口选用完全不透气的胶布密封 【答案】B 【解析】 【详解】A、水果贮藏保鲜时的条件：零上低温（抑制酶的活性）、低氧（抑制无氧呼吸）、高CO2浓度（抑制有氧呼吸）；零下低温使得水果细胞因结冰而冻坏；无氧时，水果无氧呼吸积累较多的酒精而损害细胞，使水果品质下降，因此在低温、低氧、高CO2、适宜的湿度条件下，最有利于水果保鲜，是最佳贮藏条，A错误； B、对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，B正确； C、乳酸菌只能进行无氧呼吸，所以泡菜坛初期不密封会抑制乳酸菌的繁殖，C错误； D、包扎伤口选用透气性好的“创可贴”，是为了防止伤口处厌氧菌生存和繁殖，D错误。 故选B。 5. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（ ） A. 每条染色体的两条单体都被标记 B. 每条染色体中都只有一条单体被标记 C. 只有半数的染色体中一条单体被标记 D. 每条染色体的两条单体都不被标记 【答案】B 【解析】 【分析】DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，从一个原始DNA分子产生两个DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。 【详解】A、DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H-T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H-T、一条含1H，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个DNA复制能得到两种DNA位于一条染色体的两条染色单体上，一种是一条链含3H一条链含1H，一种是两条链都是1H，因此每条染色体的1条单体被标记，1条染色单体不被标记，A错误； B、每条染色体中都只有一条单体被标记，B正确； C、所有染色体中都有一条单体被标记，C错误； D、每条染色体的1条单体不被标记，D错误。 故选B。 6. 环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A. 胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B. 5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C. 叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D. 30℃下单位时间内有机物的积累量最大 【答案】C 【解析】 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 【详解】A、胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用，被C5固定为C3，A正确； B、5℃时，可能由于光合作用相关酶的活性较低，导致光合速率下降，胞间CO2浓度较高，B正确； C、叶温在30℃~40℃时，气孔开放程度上升，胞间CO2上升，即CO2充足，不是净光合速率下降的主要原因，可能是由于高温导致酶部分失活，C错误； D、30℃下净光合速率最大，单位时间内有机物的积累量最大，D正确。 故选C 7. 目前市场上的果蔬汁发酵产品所利用的菌种主要为乳酸菌，而利用酵母菌、醋酸菌、乳酸菌等多种益生菌混合发酵果蔬汁风味更协调、营养更丰富。相关叙述正确的是（ ） A. 乳酸菌、醋酸菌和酵母菌均属于原核生物 B. 果蔬汁中的糖类物质可为益生菌提供碳源和氮源 C. 果蔬汁发酵过程中需要防止杂菌污染 D. 混菌发酵是把所有益生菌混合并在相同条件下发酵 【答案】C 【解析】 【分析】原核生物没有以核膜为界限的细胞核，只有拟核；原核生物除了支原体都具有细胞壁，成分主要是肽聚糖；原核生物具有细胞膜、细胞质和核糖体；原核生物遗传物质是DNA，DNA为环状裸露的，不构成染色体。 【详解】A、酵母菌属于真核生物，A错误； B、糖类不含氮元素，果蔬汁中的糖类物质可为益生菌提供碳源，B错误； C、果蔬汁发酵过程中需要防止杂菌污染，杂菌污染不但影响口味，还可能产生有害物质，C正确； D、发酵需要根据不同菌种的适宜生活条件调节发酵条件，D错误。 故选C。 8. 紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正确的是（ ） A. 加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体 B. 用灭活病毒诱导法可促进细胞融合 C. 融合的细胞即为杂交细胞 D. 杂交细胞不一定具备双亲的优良性状 【答案】D 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术的基本流程：去除细胞壁制备原生质体→诱导原生质体的融合→杂种细胞→愈伤组织→杂种植株。 【详解】A、紫花苜蓿培育过程中不需要使用胰蛋白酶，需要使用生长素和细胞分裂素等植物激素，需要纤维素酶除去细胞壁，A错误； B、诱导植物细胞原生质体融合的方法有物理诱导和化学诱导两种，没有生物诱导，B错误； C、融合的细胞不一定为杂交细胞，也可能为同种细胞，需要进一步筛选，C错误； D、基因的表达可能存在相互干扰，杂交细胞不一定具备双亲的优良性状，D正确。 故选D。 9. 某同学制作某二倍体植物（2n=24）花粉母细胞减数分裂临时装片，显微镜下观察到的部分细胞图像如下图所示。下列相关叙述不正确的是（ ） A. a中细胞有24条染色体，48个核DNA分子 B. b中细胞有12个四分体，可交换染色体片段 C. c中每个细胞染色体数是体细胞的一半 D. d中细胞着丝粒已分开，有两个染色体组 【答案】D 【解析】 【分析】据图可知，a表示减数第一次分裂中期，b表示减数第一次分裂前期，c表示减数第一次分裂完成，d表示减数第一次分裂后期。 【详解】A、该植物体细胞中含有24条染色体，a细胞处于减数第一次中期，细胞中有24条染色体，每条染色体有2条染色单体，故含有48个核DNA分子，A正确； B、b表示减数第一次分裂前期，此时细胞中的四分体个数是12个，此时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交换，B正确； C、c表示减数第一次分裂完成，此时染色体数目减半，每个细胞染色体数是体细胞的一半，C正确； D、d处于减数第一次分裂后期，此时着丝粒未分开，D错误。 故选D。 10. 任何生命系统需要物质和能量不断地输入，才能维持其结构与功能。下面叙述不正确的是 （ ） A. 醋酸杆菌没有线粒体，利用无氧呼吸获得繁殖所需的能量 B. 剧烈运动时，骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量 C. 植物体光合速率大于呼吸速率时，积累生长所需的有机物 D. 生态系统的能量输入长期小于输出，自我调节能力趋于降低 【答案】A 【解析】 【分析】细胞衰老的特征: (1)水少:细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢; (2)酶低:细胞内多种酶的活性降低; (3)色累:细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能; (4)核大:细胞内呼吸速度减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深; (5)透变:细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低。 【详解】A、醋酸杆菌属于原核生物，虽然无线粒体，但是有与有氧呼吸有关的酶，因此也能进行有氧呼吸获得能量，A错误； B、剧烈运动时，骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量，B正确； C、植物体光合速率大于呼吸速率时，植物体制造有机物的速率大于消耗有机物的速率，即可积累生长所需的有机物，C正确； D、生态系统的能量流动是逐级递减的，若能量输入长期小于输出，则自我调节能力趋于降低，D正确。 故选A。 11. 研究者将M病毒膜蛋白注射小鼠，分离小鼠脾细胞并将其与S细胞融合，通过筛选获得单个稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是（　　） A. 用动物细胞培养液培养M病毒，通过离心可获得膜蛋白作为抗原 B. 可用M病毒膜蛋白多次免疫小鼠，以获得更多的浆细胞 C. S细胞应具备产生抗体和无限增殖的能力 D. 体外培养单个杂交瘤细胞获得大量抗体体现了细胞的全能性 【答案】B 【解析】 【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。 【详解】A、M病毒必须寄生在活细胞中才能完成生命活动，故不能用动物细胞培养液培养M病毒，A错误； B、可用M病毒膜蛋白（抗原）多次免疫小鼠，以获得更多的能产生特异性抗体的浆细胞，B正确； C、S细胞不是杂交瘤细胞，具有无限繁殖的特点，不具有产生抗体的特点，C错误； D、体外培养单个杂交瘤细胞由于没有发育完整有机体或分化为任何细胞，因此不能体现细胞的全能性，D错误。 故选B。 12. 细胞是个复杂而且精巧的生命系统。某同学对细胞的认识，不合理的是（ ） A. 细胞体积不能过大——细胞体积越大，相对表面积越小，物质交换效率越低 B. 细胞膜外覆盖大量糖蛋白——与细胞控制物质进出和细胞信息传递功能相适应 C. 叶绿体内部堆叠大量基粒——集中分布着的酶系催化光反应和碳（暗）反应进行 D. 细胞分裂过程中形成纺锤体——排列和平均分配染色体，决定胞质分裂的分裂面 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞体积越大，相对表面积越小，物质交换效率越低，因此细胞的体积不能过大，A正确； B、细胞膜外覆盖大量糖蛋白，与细胞控制物质进出和细胞信息传递功能相适应，B正确； C、叶绿体内部堆叠大量基粒分布有大量的与光反应有关的酶和色素，而与暗反应有关的酶分布于叶绿体基质中，C错误； D、细胞分裂过程中形成的纺锤体，牵引染色体移动，与染色体的排列和平均分配有关，能够决定胞质分裂的分裂面，D正确。 故选C。 13. 下图为淋巴细胞诱导癌细胞凋亡的过程，下列说法错误的是（　　） A. 该过程体现了细胞膜的信息交流功能 B. C蛋白被激活后其空间结构发生改变 C. 细胞凋亡是特定基因表达的结果 D. 细胞凋亡不利于生物体的生存 【答案】D 【解析】 【分析】细胞凋亡过程受基因控制，通过凋亡基因的表达，使细胞发生程序性死亡，它是一种主动的细胞死亡过程，对生物的生长发育起重要作用；由图可知，首先淋巴细胞与细胞膜上的受体结合，发出凋亡信息，激活细胞中的凋亡基因，执行细胞凋亡。 【详解】A、细胞膜受体识别淋巴细胞，与淋巴细胞的结合，体现了细胞膜的信息交流功能，A正确； B、由图可知，未激活的C蛋白和激活的C蛋白空间结构不一样，说明C蛋白被激活后其空间结构发生改变，B正确； C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是特定基因表达的结果，C正确； D、细胞凋亡是由基因决定的,属于正常的生命现象,对生物体有利,D错误。 故选D。 14. 下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。不正确的是： A. ①→②利用两种不同限制酶处理，能避免抗虫基因的DNA片段自身环化 B. ②→③可用氯化钙处理农杆菌，有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中 C. ③→④用农杆菌侵染植物细胞，重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上 D. ④→⑤用植物组织培养技术培养，具有抗虫性状的植株产生了可遗传变异 【答案】C 【解析】 【分析】图示是利用基因工程培育抗虫植物的示意图，其中①为质粒，作为运载体；②为重组质粒；③为含有重组质粒的农杆菌；④为含有目的基因的植物细胞；⑤为转基因植株。 【详解】A、①→②利用两种不同限制酶处理，能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化，A正确； B、②→③可用氯化钙处理农杆菌，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中，B正确； C、③→④用农杆菌侵染植物细胞，重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上，C错误； D、④→⑤用植物组织培养技术培养，具有抗虫性状的植株产生了可遗传变异，D正确。 答案选C。 15. 关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A. 研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液 B. 利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA C. 依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离 D. 利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质 【答案】C 【解析】 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】A、肝脏细胞中存在过氧化氢酶，故需要破碎细胞制成肝脏研磨液来获得过氧化氢酶的粗提液，A正确； B、不同物质在酒精溶液中的溶解度不同，故可粗提取DNA，B正确； C、依据光合色素在层析液中的溶解度不同，对光合色素进行纸层析分离，C错误； D、蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，可以利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质，D正确。 故选C。 第二部分（本部分共6 题，共70 分。） 16. 我国科研人员对秸秆资源的合理利用进行研究。 （1）秸秆的主要成分包括植物细胞壁中的纤维素和半纤维素等多种物质，纤维素彻底水解后得到 _________（物质名称）。 （2）科研人员首先从土壤中分离纤维素分解菌和半纤维素分解菌。分离纤维素分解菌的方法是：①制备培养基：制备以纤维素为_________的培养基，并加入刚果红。 ②接种：将收集的土壤加入无菌水后摇匀，进行梯度稀释，将稀释液_________在制备的选择培养基平板上。 ③纤维素分解菌的分离：纤维素分解菌能够分泌纤维素酶，依据_________的比值，筛选得到能高效分解纤维素的菌种。 （3）用所得菌种进行发酵，分解秸秆中的纤维素和半纤维素，其中，半纤维素水解产物中的醋酸盐是进一步发酵的抑制剂。科研人员尝试利用代谢途径较多的酵母菌株S将醋酸盐消耗掉，并在此基础上改造菌种，发酵产生维生素A等更多有价值的产物。 ①科研人员进行图1所示实验，探究不同底物条件下醋酸盐对菌株S发酵的影响。由实验结果可得出的结论是：_________。 ②研究发现，菌株S能吸收木糖和醋酸盐等物质进行发酵，代谢途径如图2。 由图2可知，葡萄糖和木糖进入酵母细胞后，通过_________过程为酵母菌的生长和分裂提供大量能量。据图2分析，图1中3组酵母细胞干重小于6组的原因是：葡萄糖一方面可以_________，另一方面可以____，进而影响脂类物质的合成。 （4）将工程菌加入到含有秸秆水解产物的发酵罐中，严格控制发酵条件，随时检测培养液中微生物数量和_________等，以便及时补充发酵原料，实现秸秆资源的充分利用。 【答案】（1）葡萄糖 （2） ①. 唯一碳源 ②. 涂布 ③. 菌落直径与透明圈直径 （3） ①. ①葡萄糖为底物的条件下，不同浓度醋酸盐均抑制菌株S生长，浓度越高抑制作用越强；木糖为底物的条件下则相反 ②. 有氧呼吸 ③. 抑制醋酸盐转运进入酵母细胞. ④. 抑制醋酸盐转化为乙酰辅酶A （4）产物浓度##底物浓度 【解析】 【分析】1、分解纤维素的微生物的分离实验的原理： ①土壤中存在着大量纤维素分解酶，包括真菌、细菊和放线菌等，它们可以产生纤维素酶。纤维素酶是一种复合酶，可以把纤维素分解为纤维二糖，进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用，故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。 ②在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌。 2、有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的[H]，同时释放出少量的能量，这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸和水经过一系列的反应，分解成二氧化碳和[H]，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体基质中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的[H]，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。 小问1详解】 纤维素属于多糖，是葡萄糖脱水缩合形成的多聚物，因此水解后得到葡萄糖。 【小问2详解】 ①分离纤维素分解菌，首先制备以纤维素为唯一碳源的选择培养基，在其上能生长的即为能利用纤维素的微生物。②稀释涂布平板法可以用来分离菌种，将稀释液涂布在制备的选择培养基平板上。③纤维素被分解，会使菌落周围出现透明圈，因此透明圈直径与菌落直径比值大的，即为降解纤维素能力强的菌种。 【小问3详解】 ①根据图1所示结果，自变量为不同底物（葡萄糖或者木糖）、醋酸盐浓度，因变量为细胞干重。组别1、2、3为葡萄糖为底物醋酸盐的作用，1为对照组，可知，葡萄糖为底物的条件下，不同浓度醋酸盐均抑制菌株S生长，浓度越高抑制作用越强；4、5、6为木糖为底物，4为对照组，可知木糖为底物的条件下，不同浓度醋酸盐均促进菌株S生长，浓度越高促进作用越强。②由图2可知，葡萄糖和木糖进入酵母细胞后，首先转化为丙酮酸，再进入线粒体中氧化分解释放能量，合成ATP，即通过有氧呼吸（氧化分解）过程为酵母菌的生长和分裂提供大量能量。据图2分析，葡萄糖可以通过作用于两个过程来抑制脂类物质的合成，一方面可以抑制醋酸盐进入酵母菌细胞，另一方面可以抑制醋酸盐与ATP反应生成乙酰辅酶A。 【小问4详解】 发酵过程是发酵工程的中心环节，在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，以便及时补充发酵原料，实现秸秆资源的充分利用。 17. 胰岛素是人体内降低血糖的唯一激素。研究人员对胰岛素分泌的调节机制进行了相关研究。 （1）胰岛B细胞分泌胰岛素的机制如图1所示。血液中的葡萄糖浓度升高时，葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白进入胰岛B细胞。据图可知，细胞内葡萄糖通过_____过程被分解，导致细胞内ATP浓度_____，引起胰岛B细胞质膜上的K＋通道磷酸化进而_____，K＋外流受阻，细胞膜电位发生变化。电位变化导致膜上Ca2＋通道开放，Ca2＋_____促使细胞通过_____方式释放胰岛素。 （2）研究发现H蛋白可与Ca2＋通道结合，敲除H蛋白基因的小鼠血浆中胰岛素浓度显著低于野生型。为研究H蛋白调控胰岛素分泌的机制，研究者在ISN细胞（胰岛B细胞瘤细胞）中转入能够抑制H蛋白基因转录的载体，将其作为实验组，用转入空载体的ISN细胞作为对照组，进行了下列实验。 ①检测两组细胞Ca2＋通道基因的转录量，结果如图2所示。图中结果说明，抑制H蛋白基因的转录_____。 ②在实验组和对照组ISN细胞中分别表达荧光标记的Ca2＋通道蛋白，检测两组细胞细胞膜上的荧光强度，统计不同荧光强度的细胞所占比例，结果如图3所示。依据图中数据_____，研究人员判断实验组缺少H蛋白导致定位到细胞膜上的Ca2＋通道减少。 ③通过后续实验，研究人员还发现实验组Ca2＋通道的转运能力下降。 综合以上实验结果，推测敲除H蛋白基因的小鼠体内胰岛素分泌减少的机制：_____。 【答案】（1） ①. 细胞呼吸 ②. 升高（或“增加”） ③. 关闭 ④. 内流 ⑤. 胞吐 （2） ①. 对Ca2＋通道基因的转录无影响 ②. 与对照组相比，实验组细胞膜上Ca2＋通道弱荧光强度细胞的比例高，而中等、高荧光强度的细胞比例低 ③. 体内缺少H蛋白，（不影响Ca2＋通道基因的转录）使细胞膜上的Ca2+通道减少，同时降低Ca2+通道蛋白转运能力，Ca2＋内流减少，从而减少了胰岛B细胞通过胞吐释放胰岛素的量。 【解析】 【分析】胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。当胰岛素和其受体结合后，一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质，另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加，促进葡萄糖进入细胞，从而使血糖浓度降低。 【小问1详解】 据图可知，细胞内葡萄糖通过细胞呼吸氧化分解；细胞呼吸可以产生ATP，使得细胞内ATP含量升高；ATP作为信号分子，与ATP敏感的K+通道蛋白上的识别位点结合，导致ATP敏感的K+通道关闭，K+外流受阻，细胞膜电位发生变化；进而触发Ca2+通道打开，Ca2+内流（从细胞外进入细胞内）增加，促进胰岛B细胞通过胞吐作用加强胰岛素的分泌。 【小问2详解】 ①由图2可知，实验组和对照组无明显差异，故图中结果说明，抑制H蛋白基因的转录对Ca2+通道基因的转录无影响。 ②由于H基因不影响Ca2+通道蛋白的合成，依据图3中数据可知，与对照组相比，实验组细胞膜上Ca2+通道弱荧光强度细胞的比例高，而中等、高荧光强度的细胞比例低，因此推断实验组缺少H蛋白导致定位到细胞膜上的Ca2+通道减少。 ③由图2和图3的结果可以推测敲除H蛋白基因的小鼠，体内胰岛素分泌减少的机制为：体内缺少H蛋白，不影响Ca2+通道基因的转录，但使细胞膜上的Ca2+通道减少，同时降低Ca2+通道蛋白转运能力，Ca2+内流减少，从而减少了胰岛B细胞通过胞吐释放胰岛素的量。 18. 镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg2+调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。 （1）R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在________中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子_______________。 （2）科研人员将水稻幼苗分为两组，分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后，进行光暗交替处理，检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率，结果如图1所示。 ①图1实验结果说明_______________。 ②科研人员检测两组水稻叶片R酶的含量，结果如图2。据上述结果推测，Mg2+通过_____________提高R酶催化的化学反应速率。 ③从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定_______________，若两组结果相同，则支持了上述推测。 （3）进一步研究发现，叶绿体中Mg2+的浓度受光暗周期的调控，推测叶绿体膜上的M3蛋白与Mg2+的转运有关。 为探究M3蛋白的转运功能，科研人员以无M3的非洲爪蟾卵母细胞为对照组，在此细胞中转入编码M3的基因，使M3蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜，以此细胞为实验组。实验设计及结果如下表所示。 组别 实验材料 实验操作 检测指标 数值 Ⅰ 对照组 卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗 每个卵母细胞内的25Mg2+含量 A Ⅱ 实验组 B Ⅲ 对照组 置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间 外部溶液25Mg2+含量 C Ⅳ 实验组 D 结果表明，M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为______________（用A、B、C、D表示）。 （4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，对M3蛋白提出需要进一步探究的关键问题是______________。 【答案】（1） ①. 叶绿体基质 ②. C3 （2） ①. 光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率；黑暗下Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用。 ②. 提高R酶活性而非含量 ③. R 酶催化的化学反应速率(或“单位时间内底物的消耗量”:“单位时间产物的生成量”) （3）B大于A，CD无明显差异 （4）M3蛋白在叶绿体膜上的含量(或“转运活性”是否受光暗周期的调控(或“M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响”) 【解析】 【分析】光合作用的过程如图 【小问1详解】 光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质进行，包括CO2的固定（即CO2与RuBP结合生成2分子C3）和C3的还原。因此R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在叶绿体基质中可催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3。 【小问2详解】 ①分析图1可以看出，光照时，Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率；黑暗下Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用。 ②分析图2，两组水稻叶片R酶的含量几乎相等，推测Mg2+通过提高R酶活性而非含量来提高R酶催化的化学反应速率。 ③若要验证上述推测，可从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定R 酶催化的化学反应速率(或“单位时间内底物的消耗量”:“单位时间产物的生成量”)，若两组结果相同，则支持了上述推测。 【小问3详解】 分析实验Ⅰ和ⅠⅠ，将卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗，检测每个卵母细胞内的25Mg2+含量，若B大于A，则说明M3蛋白能将Mg2+转运进入卵母细胞；分析实验Ⅲ和Ⅳ，将卵母细胞置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间，检测外部溶液25Mg2+含量，若CD无明显差异，则说明M3蛋白不能将Mg2+转运出卵母细胞。所以若结果为B大于A，CD无明显差异，则说明M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。 【小问4详解】 结合上述研究结果，为解释图1实验结果，可对M3蛋白在叶绿体膜上的含量(或“转运活性”是否受光暗周期的调控(或“M3蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg的影响”)进一步探究。 19. AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）是人体代谢的总开关，通过磷酸化下游多种蛋白质来调控细胞代谢。二甲双胍（Met）是目前应用最广泛的降糖药物，近年来，还陆续发现各种潜在功效。研究表明Met主要通过激活AMPK通路发挥作用。我国科学家针对Met的作用靶点进行了相关研究。 （1）AMP（腺苷一磷酸），可由ATP水解失去______个磷酸基团获得，当细胞缺少能量供应时，AMP/ATP比值升高，磷酸化激活AMPK（P-AMPK），维持机体能量平衡。以往认为Met通过抑制位于______的有氧呼吸第三阶段而发挥作用。研究者将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞，检测结果如图1。 实验数据显示______，故Met并非通过提高AMP/ATP比值激活AMPK。 （2）研究发现，加入Met后，胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜，研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白，其机理如图2。 用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为____________。 经纯化、分析，确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后，与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体，导致质子泵____________改变，最终使溶酶体上的AMPK被磷酸化激活。请利用基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2，最终激活AMPK。写出实验组的设计思路及预期结果_________________。 （3）除溶酶体外，细胞质基质、线粒体内也有AMPK，分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应。结合本文信息，请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势____________。 【答案】（1） ①. 2＃＃二＃＃两 ②. 线粒体内膜 ③. 注入Met后，AMPK被磷酸化激活，但AMP/ATP比值随时间几乎不变 （2） ①. 通过生物素与亲和素结合，将能与MET-P结合的蛋白质间接地固定在特定介质上 ②. 空间结构（和功能） ③. 设计思路：利用基因工程敲低或敲除PEN2基因，加入Met，检测溶酶体上AMPK的磷酸化情况 。 预期结果：实验组加入Met后，溶酶体上AMPK磷酸化水平很低（不发生磷酸化） （3）Met只激活溶酶体上的AMPK，避免全面激活引起机体的不良反应 【解析】 【分析】ATP水解过程是远离腺苷的高能磷酸键（或特殊化学键）断裂，形成ADP和磷酸，同时释放能量的过程。ATP的结构简式中，A代表腺苷，P代表磷酸。 【小问1详解】 ATP的结构简式是A-P～P～P，水解失去2个磷酸基团是AMP（腺苷一磷酸）；有氧呼吸的第三阶段是线粒体内膜，Met通过抑制有氧呼吸第三阶段而发挥作用；分析题图可知，将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞，注入Met后，P-AMPK含量从无到有，并逐渐稳定，说明AMPK被磷酸化激活，但AMP/ATP比值随时间几乎不变，故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。 【小问2详解】 分析题意，实验目的是探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜，结合题图可知，用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为：通过生物素与亲和素结合，将能与MET-P结合的蛋白质间接地固定在特定介质上；质子泵是一种载体蛋白，PEN2与Met结合后，会导致质子泵的空间结构改变； 欲通过基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2，最终激活AMPK，则可通过基因编辑将PEN2基因敲除，使之无法合成PEN2蛋白，则Met无法起作用。故实验设计思路为：利用基因工程敲低或敲除PEN2基因，加入Met，检测溶酶体上AMPK的磷酸化情况；由于本实验是验证实验，实验结果与预期假设是一致的，故预期结果为：实验组加入Met后，溶酶体上AMPK磷酸化水平很低（不发生磷酸化）。 小问3详解】 分析题意，一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应，且一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应，而Met只激活溶酶体上的AMPK，作用具有特异性，故可避免全面激活引起机体的不良反应。 20. 学习以下材料，回答问题（1）~（5）。 生物膜的脂筏结构模型 生物膜的研究一直备受关注。研究表明，生物膜中的脂质分子并非均匀分布，而是具有“镶嵌块”的特征，而且磷脂双分子层的内层和外层之间，脂质组分存在差异，这说明“流动镶嵌模型”还需修正和完善。 1997年，科学家提出脂筏结构模型。脂筏是生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200 nm之间。生物膜的脂筏微区中，外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白，内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇，在一定条件下，内、外两层的成分可以相互转化。形成脂筏的主要作用力来自于脂质分子，鞘磷脂通过头部的糖基和尾部的不饱和脂肪酸烃链相互作用而关联在一起，胆固醇填充在鞘磷脂之间的空隙。脂筏区的胆固醇具有饱和的碳氢链，趋向于形成紧密的液态有序相，而非脂筏区则具有更高的流动性，称为液态无序相。已观察到细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中。 脂筏独特的结构赋予它特殊的生物学功能。在信号转导时，脂筏可作为特定信号分子的聚集平台，把底物受体和相关因子等募集起来，这些分子严格定位到脂筏，可促进信号分子间的相互作用。静息状态下，信号转导通路上的各信号分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，促进相关信号转导通路的级联激活反应。 脂筏可以参与蛋白质和胆固醇在细胞中的运转，在胞吞和胞吐过程中起着重要的作用。例如，用适当药物打破富含固醇的微囊区域，就能抑制痢疾的致病微生物通过胞吞过程侵入宿主细胞。 植物细胞的脂筏可参与生物防御反应。植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应。当用细菌鞭毛蛋白处理拟南芥悬浮细胞5~15 min后，对生物膜的蛋白组分进行定量分析，发现脂筏区的特异性识别蛋白富集最多。另外，植物根尖或花粉管的极性生长也需要脂筏中特异性蛋白进行调控。 此外，脂筏还可以参与蛋白质转运、细胞骨架构建、细胞凋亡等生理过程。随着人们对脂筏研究的不断深入，人类对生物膜结构和功能的认识会不断深入和发展。 （1）细胞膜的功能是________(写出一条)。 （2）请用文字和箭头描述脂筏中锚定蛋白合成、加工和运输的生物学途径：________。 （3）对文中“脂筏”结构和功能的理解，正确的叙述包括________(多选)。 A. 脂筏中脂质分子之间作用力强，不会发生内外层之间的交换 B. 脂筏区外层的糖基化程度高于内层 C. 信号转导中，不同脂筏融合可启动级联激活反应 D. 鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌 E. 脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果 （4）某些糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，依据脂筏模型分析，这些患者的病因是________。 （5）通过材料阅读，请从结构和功能两方面，用不超过50字概括生物膜脂筏结构模型的要点：________。 【答案】（1）将细胞与外界环境分隔开 / 控制物质进出细胞 / 进行细胞间信息交流 （2）(游离的)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 （3）BCDE （4）信号分子不能移到脂筏区，难以完成信号转导 / 信号分子不能移到脂筏区，难以启动级联激活反应 （5）生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，呈“竹筏”态漂浮于液态无序相；参与信号转导、胞吞和生物防御等。 【解析】 【分析】生物膜的流动镶嵌模型： （1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的。 （2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层．大多数蛋白质也是可以流动的。 （3）在细胞膜的外表，少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。 【小问1详解】 细胞膜的功能是：将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，进行细胞间信息交流。 【小问2详解】 脂筏中锚定蛋白为细胞膜上的蛋白质，在核糖体中合成多肽链，然后进入内质网初步加工，形成一定的空间结构，进而在高尔基体中进一步加工成为成熟的蛋白质，然后运输到细胞膜上，过程为：(游离的)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。 【小问3详解】 根据文中对“脂筏”结构和功能的描述，对“脂筏”结构和功能的理解是脂筏区外层的糖基化程度高于内层；在信号转导中，接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，启动级联激活反应；植物细胞的脂筏可参与生物防御反应。植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应，鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌；脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果。 【小问4详解】 糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，这些患者的病因可能是信号分子不能移到脂筏区，难以完成信号转导或者信号分子不能移到脂筏区，难以启动级联激活反应。 【小问5详解】 通过材料阅读分析，对生物膜脂筏结构和功能两方面概述为生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200 nm之间。细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中；参与信号转导、胞吞和生物防御。 【点睛】本题结合短文内容，考查细胞膜的流动镶嵌模型，要求学生识记细胞膜流动镶嵌模型的主要内容，再结合题中关于脂筏的信息准确答题。 21. 裸鼹鼠几乎不得癌症，其寿命可超过30年，同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因，科研人员做了以下研究。 （1）将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于__________培养箱进行体外培养，经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸（HA），可抑制细胞过度增殖。 （2）研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶（HAS）的含量，结果如图1。另外，发现裸鼹鼠组织的HA降解酶（HAase）的活性远低于人和小鼠。结合图文信息，分析裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是______________________________________________。 结果显示，裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达，推测其意义是______________________________________________。 （3）为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命，研究人员进行了下列实验（图2）。 ①通过转基因技术获得转基因小鼠A：为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体同源序列，实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2，原因是______________________________________________________。 ②B鼠为导入表达CE的纯合子，CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠，请画出C鼠的基因组成情况_________________________。 ③利用C、D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高，癌症概率降低、炎症反应减少，寿命也得到了延长。请写出对照组的选材______________（“C”或“D”）及实验处理。 （4）请简述本研究的应用前景______________。 【答案】（1）CO2 （2） ①. 裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量（含量）高，促进HA合成；而HA降解酶活性低，减少分解 ②. 避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用，保障正常生长发育 （3） ①. 启动子未直接与HA合成酶2的基因相连 ②. ③. 选材：D鼠，处理：注射外源雌激素 （4）高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况，治疗癌症和提升人类寿命等 【解析】 【分析】1、动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH值。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将他们置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养； 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； （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。 【小问1详解】 动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH值。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将他们置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养，将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于CO2培养箱进行体外培养； 【小问2详解】 根据图文信息可知，裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量（含量）高，能够促进HA合成；而且HA降解酶活性低，减少分解，因此裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA。根据题干信息可知，高分子量透明质酸（HA）可抑制细胞过度增殖。由此推测，裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达，是为了避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用，保障正常生长发育； 【小问3详解】 ①通过将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体同源序列，实现同源序列之间的重组，由此获得的转基因小鼠A，由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连，因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2； ②根据图示可知小鼠A、B的基因组成，将A、B鼠交配获得C、D鼠，C鼠基因组成如图所示： ，根据题意信息可知，外源雌激素可诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。利用C、D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高，癌症概率降低、炎症反应减少，寿命也得到了延长； ③因为D鼠没有loxP位点，因此C鼠为实验组，D鼠则是作为对照组，通过注射外源雌激素能够诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列； 【小问4详解】 根据题意可知，高分子量透明质酸可抑制细胞过度增殖，由此推测高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况，治疗癌症和提升人类寿命等。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$