精品解析：福建省泉州科技中学2023-2024学年高二下学期期末考试生物试题

泉州科技中学2023-2024学年度 高二学期期末考高二年 生物试卷 一、单项选择题（1-10题每题2分，11-15题每题4分，共40分） 1. 完整的细胞结构是完成正常生命活动所必需的。下列叙述正确的是（ ） A. 细胞膜将细胞与外界环境分开，维持细胞内部环境的相对稳定 B. 细胞有氧呼吸的场所是线粒体，光合作用的场所是叶绿体 C. 细胞核是遗传信息库，是遗传物质贮存、复制、转录和翻译的场所 D. 细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关 2. 肺炎病原体有病毒、支原体、细菌、真菌等，对其描述正确的是（ ） A. 都不具有细胞核 B. 蛋白质都在宿主细胞的核糖体上合成 C. 遗传物质水解都可得到4种单体 D. 都可通过抑制病原体细胞膜的合成来治疗肺炎 3. 蛋白质在生物体内具有重要作用。下列有关蛋白质的叙述，错误的是（ ） A. 强酸、强碱等化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变 B. 构成蛋白质的氨基酸之间的差异只是R基团的不同 C. 蛋白质是细胞及整个生物体遗传特性的直接体现者 D. “检测生物组织中的蛋白质"需要先后加入CuSO4，溶液和NaOH溶液 4. 洋葱(2n=16)是开展生物学实验的常用材料。下列有关实验观察结果错误的是（ ） 选项 实验 观察结果 A 观察洋葱根尖细胞的有丝分裂 分裂中期的细胞中有同源染色体 B 观察洋葱花粉母细胞的减数分裂 减数分裂I前期细胞中有四分体 C 观察洋葱鳞片叶外表皮的质壁分离 位于表皮中央的细胞先发生质壁分离 D 观察低温诱导洋葱根尖细胞的染色体数目加倍 少数根尖细胞染色体的数目加倍 A. A B. B C. C D. D 5. 生物膜的流动镶嵌模型并不完美，以下现象不能用细胞膜的流动镶嵌模型解释的是（　　） A. 小鼠细胞和人细胞的融合 B. 胆固醇能经细胞膜自由扩散 C. 神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性 D. 生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同 6. 一般情况下胃蛋白酶不会水解胃组织自身的蛋白质，这与胃黏膜的黏液-碳酸氢盐屏障（如图）有关，①②为促进过程。下列叙述错误的是（ ） A. 胃组织的保护机制有：黏液层中的pH梯度和胃蛋白酶原在胃腔中被激活 B. 胃蛋白酶原通过主动运输方式分泌至胃腔 C. 盐酸分泌过多会破坏黏液-碳酸氢盐屏障 D. 盐酸分泌过少则①②的促进作用会减弱 7. 细胞自噬是一种细胞自我保护机制。在自噬过程中，LC3-Ⅰ蛋白去掉一小段多肽转变为LC3-Ⅱ蛋白，LC3-Ⅱ能使自噬体被溶酶体识别并融合，受损的线粒体可经该过程被降解。某研究小组将生理状况相同的大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组，训练一段时间后，测量各组大鼠心肌细胞中LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ的相对含量，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. LC3-Ⅰ与LC3-Ⅱ含量比值与运动强度呈正相关 B. 线粒体的更新速度与与运动强度呈正相关 C. LC3-Ⅱ在自噬作用过程中起信息传递的作用 D. 细胞通过自噬作用维持其内部环境的稳定 8. 下图为二倍体西瓜（2n=22）花粉母细胞减数分裂三个不同时期染色体行为的显微图像，细胞分裂的顺序为甲→乙→丙。下列叙述错误的是（ ） A. 甲图中含有22条染色体 B. 乙图中发生了非同源染色体自由组合 C. 丙图中发生了姐妹染色单体分离 D. 丙图中染色体DNA含量是乙图的2倍 9. 葡萄糖是哺乳动物最重要的能源物质。呼吸作用第一阶段（糖酵解）中，葡萄糖被分解成丙酮酸和NADH。丙酮酸可被NADH还原为乳酸，但是大量的乳酸并没有被哺乳动物排出体外。哺乳动物的大多数组织可吸收血液中的乳酸并将其转化成丙酮酸和有氧呼吸第二阶段（TCA循环）的中间产物，也可在一定条件下重新生成葡萄糖（糖异生）。下列叙述错误的是（ ） A. 糖酵解和 TCA 循环发生的场所不同，但都能生成少量ATP B. 葡萄糖代谢产生乳酸后，大部分的能量都保留在乳酸中 C. 进食后胰岛B细胞分泌的胰岛素增多，糖异生过程增强 D. 禁食一段时间后，肝糖原可分解为葡萄糖参与糖酵解 10. 差速离心技术是研究细胞器的化学组成、理化性质及生理功能的主要方法。①~⑤表示不同阶段的离心管，下列叙述错误的是（ ） A. 从①~⑤过程中离心速率逐渐提高 B. ②~⑤分离出的颗粒逐渐减小 C. ③中加入葡萄糖无法被氧化分解 D. ⑤中沉淀可用于构建蛋白质人工合成体系 11. 研究人员在海洋细菌中发现了视紫红质，它利用光将H+泵出细胞，从而在H+回流时产生能量，细菌可以利用这些能量生长。具体过程如图所示。 下列叙述正确的是（ ） A. 视紫红质将H+泵出细胞与水分子出细胞的运输方式相同 B. 含有视紫红质的细菌其胞外H+浓度低于胞内H+浓度 C. 含有视紫红质的细菌其同化作用类型可能是自养型 D. 通过上述途径合成的ATP在叶绿体中用于有机物的合成 12. 将紫月季叶片色素提取液点样后，先后置于层析液和蒸馏水中进行双向纸层析，过程及结果如图所示。而用菠菜叶片进行同样实验，则观察不到色素a。下列分析错误的是（ ） A. 点样点不可触及蒸馏水和层析液 B. 色素b、c、d、e难溶于蒸馏水 C. 色素a最可能存在于液泡中 D. 可用无水乙醇替代层析液 13. 非光化学猝灭（NPQ）是光合色素通过分子振动将吸收的过剩光能以热能形式散失的机制，该机制可避免强光损伤光合结构，但强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间。自然环境中光照强度通常在短时间中剧烈波动，为探究光波动对植物光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，设置光照强度相同但强光-弱光波动频率不同的T1、T2、T3组(光波动频率T1<T2<T3），一段时间后测量黄瓜幼苗的生物量、光合色素含量及NPQ指标，结果如下图所示。下列说法错误的是（ ） A. 与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少 B. 光波动频率越高，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长 C. T3组黄瓜幼苗色素含量变化，不利于其适应光剧烈波动环境 D. 培育出光照减弱时NPQ降低的黄瓜品种，能提高其光合产量 阅读下列材料，完成下面小题。 材料：蜜蜂种群中，以蜂王浆为食的雌性幼虫发育成蜂王，以花蜜为食的则发育成工蜂。检测发现，蜂王的甲基化水平低，工蜂甲基化水平高。研究表明，蜜蜂细胞中的DNA甲基转移酶（DNMT3）能促进DNA甲基化。 14. 为进一步研究雌性幼虫发育的机理，研究小组通过给雌性幼虫注射DNMT3基因的siRNA（一种小型RNA，能与目标mRNA结合，使翻译受阻）进行实验。下列相关叙述错误的是（ ） A. 实验假设为：抑制DNMT3基因的表达可促进幼虫发育成蜂王 B. 实验应增加给雌性幼虫注射空白siRNA（不与任何mRNA结合）的对照组 C. 实验过程中只给雌性幼虫喂养蜂王浆 D. 预期实验组结果为：大多数幼虫将发育成蜂王 15. 欲探究蜂王浆是否通过抑制DNMT3基因的表达影响雌性幼虫发育。下列实验处理合理的是（ ） ①幼虫发育过程中喂食蜂王浆，检测其DNMT3基因的表达水平 ②幼虫发育过程中喂食蜂王浆，同时注射DNMT3基因的siRNA ③幼虫发育过程中喂食花蜜，检测其DNMT3基因的表达水平 ④幼虫发育过程中喂食花蜜，同时注射DNMT3基因的siRNA A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 二、非选择题（5题，共60分） 16. 高强度运动时心肌细胞膜对Ca2+的通透性增强，导致Ca2+内流，使细胞内Ca2+浓度升高；此时机体的能量代谢也增强，使自由基的含量增多；而自由基的增多又会导致细胞膜上Ca2+-ATP酶（能催化ATP水解，并利用释放的能量将细胞内的Ca2+泵出细胞）的活性下降。请回答下列问题： （1）据题分析，Ca2+泵出心肌细胞时的跨膜运输方式为____________。 （2）细胞代谢过程中产生的自由基，容易导致细胞衰老，出现该现象的原因可能是__________；而衰老的细胞内呼吸速率会_______（填“加快”或“减慢”），从而影响各项生命活动的能量供应。 （3）某同学在长跑时出现了肌无力症状，有同学推测是因为长跑过程中内环境Ca2+浓度降低导致的。据题分析，做出该种推测的依据是___________。 17. 在大棚栽培中，通过覆盖不同材料来调节光质，能够促进作物的生长，缩短生长周期和提高产品品质。研究人员选取长势一致的番茄幼苗进行大棚培养，大棚分别用EVA膜（对照）、转光膜C-RBI-2（EVA膜加转光剂VTB470）和转光膜C-RBI-3（EVA加转光剂VTB450）覆盖。两种转光膜均可将紫外光转为蓝光，其中C-RBI-2将紫外光转成470nm蓝光，C-RBI-3将紫外光转成450nm蓝光。于晴天早上9：00至11：00对各个大棚的番茄进行测定和观察，番茄植株功能叶（上数第2片展开叶）的净光合速率（Pn）如图1；编码Rubisco（催化CO₂固定的酶）的大亚基基因RbcL和小亚基基因RbcS的表达水平如图2；叶片细胞形态和叶绿体中的基粒和淀粉粒等超微结构如图3．请回答： （1）绿叶中光合色素的功能是_____。 （2）据图1、2分析，与对照组相比，覆盖C-RBI-2使番茄叶片净光合速率（Pn）的上升原因是_____。 （3）从图3叶绿体中发生的变化角度分析推测，覆盖C-RBI-3导致净光合速率（Pn）下降的可能原因是_____。（写出两点即可） （4）虽然覆盖转光膜C-RBI-2和C-RBI-3都把紫外光转成蓝光，但二者对番茄光合作用造成的影响不同。由此表明，光除了给植物光合作用提供能量，还可以_____。 18. 甘薯以收获块根为主，其产量大，适应性强，是我国脱贫攻坚产业推广的一种农作物。干旱胁迫是限制甘薯产量提高的主要因素，研究表明喷外源植物激素可增强甘薯的抗旱性。科研人员以甘薯为材料，探究喷施NAA和6-BA（细胞分裂素类物质）对甘薯抗旱性的影响，实验结果如下表所示。请回答下列问题： 处理 净光合速率 气孔导度 胞间CO2浓度 CK 21．67 499．20 288．67 LD 14．18 296．84 182．67 LD+NAA 17．99 369．63 228．11 LD+6-BA 18．43 384．75 237．44 注：CK表示对照组，LD表示轻度干旱 （1）干旱胁迫下甘薯细胞内的渗透调节物质脯氨酸含量明显升高，其生物学意义是_____。 （2）实验中对CK组的处理是_____。 （3）干旱胁迫会导致甘薯产量下降，喷施外源激素能缓解这一现象，据表分析其可能的机理是_____。根据实验结果可知，喷施_____对于缓解干旱对甘薯胁迫的效果更佳。 （4）研究表明，在轻度干旱条件下喷施6-BA不仅可提高甘薯的净光合速率，还可促进光合产物由源（叶片）向库（块根）转移。请设计实验方案加以验证，简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：_____。 预期结果：_____。 19. 茶叶中的黄酮醇苷是茶汤涩味来源，制作红茶时，茶叶中PPO和POD两种氧化酶可能催化分解黄酮醇苷减少涩味。研究人员欲比较PPO和POD两种氧化酶对黄酮醇苷的催化效率，先通过预实验确定两种酶灭活的时长。预实验的基本过程如下： ①将茶叶提取物、PPO酶液、POD酶液和缓冲液根据1：6：6：7的体积比混合，快速分装成15管，每管2mL，以体积比为1：19的茶叶提取物和缓冲液的混合液为对照，同样进行分装。 ②将30管2mL的混合液置于40℃恒温摇床，振荡30min，使其反应。 ③酶促反应结束后，立刻将混合物置于100℃条件下进行灭活，分别于5min、7min、9min、12min、15min时刻取6管（对照3管，酶反应3管）进行黄酮醇苷含量检测。 ④检测完后将酶促反应样品静置10小时，然后从同一管样品中取样进行第二次黄酮醇苷含量检测，比较10小时静置前后样品的黄酮醇苷含量变化。 实验结果如下图。请回答： （1）制备茶叶提取物前，茶叶需进行高温处理，目的是___________。 （2）对酶进行灭活处理前，进行有限时间的反应的目的是____________（写出一点即可）。 （3）依据对照组的实验结果，可表明100℃温度条件对黄酮醇苷含量变化的影响是_________。 （4）实验结果表明，酶灭活的最短时长是____________min，理由是__________。 20. 可用作生物表面活性剂的鼠李糖脂不仅具有优异的功能稳定性，还具有无毒、无污染、可被生物降解等优点，因而在医药、食品、农业、石油开采、环境污染修复等领域展示了其独特的应用前景。可合成鼠李糖脂的天然菌株存在致病性等缺点，而异源菌株中往往存在合成鼠李糖脂的重要前体物质，理论上只要将外源基因插入该菌株进行异源表达即可合成鼠李糖脂。某科研团队选择在无致病的异源菌株恶臭假单胞菌（P.putida）中插入外源基因rhIA以合成鼠李糖脂。已知表达载体pBBRmcs-5的MCS含有多种限制性核酸内切醇的单一切点，GmR为庆大霉素的抗性基因。请回答： （1）利用PCR技术获取外源基因rhIA：以下可提供外源基因rhIA模板的菌株有_____。 ①P．putida ②E．coli ③P．aeruginosa ④Burkholderia sp． （2）因外源基因rhIA不含有MCS中的限制酶酶切位点，需对上述PCR产物进行二次PCR扩增。二次PCR所使用的引物应该在第一次PCR引物的_____（填“3′”或“5′”）端插入包含限制酶酶切位点的序列。在上游引物所插入的序列含有5′AGGGCGAATTGGAGCTC3′，下游引物插入的序列含有5′GCTTGATATCGAATTCGA3′。 （3）基因表达载体构建：将表达载体pBBRmcs-5与上述扩增产物用SacI和_____限制性核酸内切酶酶切后进行连接。 （4）将目的基因导入受体细胞：用_____处理P．putida使其处于能够吸收外源DNA的生理状态，与上述基因农达载体混合培养一段时间。 （5）目的基因的检测与鉴定： ①用稀释涂布法将培养液接种到含庆大霉素的_____（填“选择”或“鉴别”）培养基上培养以检测表达载体是否导入重组菌株。 ②通过PCR技术可检测_____。 a、表达载体pBBRmcs-5是否含有外源基因rhIA b、外源基因rhIA是否转录出mRNA c、外源基因rhIA是否表达出相应的蛋白质 ③测定发酵液中_____的含量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泉州科技中学2023-2024学年度 高二学期期末考高二年 生物试卷 一、单项选择题（1-10题每题2分，11-15题每题4分，共40分） 1. 完整的细胞结构是完成正常生命活动所必需的。下列叙述正确的是（ ） A. 细胞膜将细胞与外界环境分开，维持细胞内部环境的相对稳定 B. 细胞有氧呼吸的场所是线粒体，光合作用的场所是叶绿体 C. 细胞核是遗传信息库，是遗传物质贮存、复制、转录和翻译的场所 D. 细胞骨架是由纤维素组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化等生命活动密切相关 【答案】A 【解析】 【分析】细胞膜的功能：作为细胞边界，将细胞与外界环境分开，保持细胞内部环境的相对稳定；控制物质进出；进行细胞间的信息传递。 【详解】A、细胞膜是细胞的边界，能将细胞与外界环境分开，维持细胞内部环境的相对稳定，A正确； B、原核细胞没有线粒体和叶绿体，有些能进行有氧呼吸和光合作用，B错误； C、真核生物遗传物质贮存、复制、转录的主要场所是细胞核，翻译场所是核糖体，C错误； D、细胞骨架由蛋白质纤维组成，D错误。 故选A。 2. 肺炎病原体有病毒、支原体、细菌、真菌等，对其描述正确的是（ ） A. 都不具有细胞核 B. 蛋白质都在宿主细胞的核糖体上合成 C. 遗传物质水解都可得到4种单体 D. 都可通过抑制病原体细胞膜的合成来治疗肺炎 【答案】C 【解析】 【分析】1、原核细胞：没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色质；没有复杂的细胞器（只有核糖体一种细胞器）；含有细胞膜、细胞质，遗传物质是DNA。 2、真核生物：有被核膜包被的成形的细胞核，有核膜、核仁和染色质；有复杂的细胞器。 【详解】A、真菌属于真核生物，具有细胞核，A错误； B、病毒不具有细胞结构，因此其所需蛋白石必须在宿主细胞的核糖体上合成，其他病原体具有核糖体结构，可以自己合成蛋白质，B错误； C、它们的遗传物质都是核酸，因此水解产物都可得到4种核苷酸，C正确； D、病毒无细胞结构，也就无细胞膜，因此对于病毒感染不能通过抑制病原体细胞膜的合成来治疗肺炎，D错误； 故选C。 3. 蛋白质在生物体内具有重要作用。下列有关蛋白质的叙述，错误的是（ ） A. 强酸、强碱等化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变 B. 构成蛋白质的氨基酸之间的差异只是R基团的不同 C. 蛋白质是细胞及整个生物体的遗传特性的直接体现者 D. “检测生物组织中的蛋白质"需要先后加入CuSO4，溶液和NaOH溶液 【答案】D 【解析】 【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同，构成蛋白质的氨基酸有21种。 2、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。 3、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。 【详解】A、强酸、强碱、重金属等物质可使蛋白质的空间结构发生改变而导致蛋白质变性，A正确； B、蛋白质的基本单位是氨基酸，不同的氨基酸的区别是R基不同，B正确； C、因为基因的表达产物是蛋白质，所以蛋白质是细胞及整个生物体的遗传特性的直接体现者，C正确； D、“检测生物组织中的蛋白质"需要先后加入NaOH溶液和CuSO4溶液，在碱性环境下CuSO4和肽键发生紫色反应，D错误。 故选D。 4. 洋葱(2n=16)是开展生物学实验的常用材料。下列有关实验观察结果错误的是（ ） 选项 实验 观察结果 A 观察洋葱根尖细胞的有丝分裂 分裂中期的细胞中有同源染色体 B 观察洋葱花粉母细胞的减数分裂 减数分裂I前期的细胞中有四分体 C 观察洋葱鳞片叶外表皮的质壁分离 位于表皮中央的细胞先发生质壁分离 D 观察低温诱导洋葱根尖细胞的染色体数目加倍 少数根尖细胞染色体的数目加倍 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【分析】在低温诱导植物染色体数目变化的实验中，实验步骤是：固定（卡诺氏液）一解离（盐酸酒精混合液）一漂洗，染色（改良苯酚品红溶液或醋酸洋红溶液）一制片一观察。 【详解】A、洋葱为二倍体，根尖细胞中有同源染色体，在有丝分裂中期能看到同源染色体，A正确； B、洋葱花粉母细胞能进行减数分裂，减I前期同源染色体配对形成四分体，B正确； C、观察洋葱鳞片叶外表皮的质壁分离，表皮边缘的细胞最先接触到外界溶液，发生质壁分离，C错误； D、根尖细胞多数处于间期，少数处于分裂期，低温抑制纺锤体的形成，使得染色体数目加倍，因此少数细胞中的染色体数目加倍，D正确。 故选C。 5. 生物膜的流动镶嵌模型并不完美，以下现象不能用细胞膜的流动镶嵌模型解释的是（　　） A. 小鼠细胞和人细胞的融合 B. 胆固醇能经细胞膜自由扩散 C. 神经细胞细胞膜对离子的选择通透性 D. 生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同 【答案】D 【解析】 【分析】细胞膜的流动镶嵌模型： （1）磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架；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。 （2）细胞膜上的磷脂和绝大多数蛋白质是可以流动的，因此膜的结构成分不是静止的，而是动态的，具有流动性。 （3）细胞膜的外表面分布有糖被，具有识别功能。 【详解】A、小鼠细胞和人细胞的融合实验结果直接证明了细胞膜中的蛋白质分子可以运动，A不符合题意； B、胆固醇能经细胞膜自由扩散借助于膜的流动性，B不符合题意； C、神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性，是以细胞膜的流动性为基础的，C不符合题意。 D、生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同，只能说明生物膜由蛋白质和脂质分子组成，不能说明组成生物膜的分子是能移动的，不能体现生物膜的流动性，D符合题意。 故选D。 6. 一般情况下胃蛋白酶不会水解胃组织自身的蛋白质，这与胃黏膜的黏液-碳酸氢盐屏障（如图）有关，①②为促进过程。下列叙述错误的是（ ） A. 胃组织的保护机制有：黏液层中的pH梯度和胃蛋白酶原在胃腔中被激活 B. 胃蛋白酶原通过主动运输方式分泌至胃腔 C. 盐酸分泌过多会破坏黏液-碳酸氢盐屏障 D. 盐酸分泌过少则①②的促进作用会减弱 【答案】B 【解析】 【分析】据图分析，胃黏膜细胞通过胞吐的方式分泌胃蛋白原，在盐酸的作用下，胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶是在胃腔内进行。 【详解】A、分析题意，一般情况下胃蛋白酶不会水解胃组织自身的蛋白质，据图分析可知，胃组织的保护机制有：黏液层中的pH梯度（pH=2、pH=7等）和胃蛋白酶原在胃腔中被激活，A正确； B、胃蛋白酶原属于分泌蛋白，通过胞吐过程分泌，B错误； C、盐酸分泌过多会导致pH降低，进而可能会破坏黏液-碳酸氢盐屏障，C正确； D、据图可知，①和②的过程依赖于盐酸的分泌过程，故盐酸分泌过少则①②的促进作用会减弱，D正确。 故选B。 7. 细胞自噬是一种细胞自我保护机制。在自噬过程中，LC3-Ⅰ蛋白去掉一小段多肽转变为LC3-Ⅱ蛋白，LC3-Ⅱ能使自噬体被溶酶体识别并融合，受损的线粒体可经该过程被降解。某研究小组将生理状况相同的大鼠随机分为对照组、中等强度运动组和大强度运动组，训练一段时间后，测量各组大鼠心肌细胞中LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ的相对含量，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. LC3-Ⅰ与LC3-Ⅱ含量比值与运动强度呈正相关 B. 线粒体的更新速度与与运动强度呈正相关 C. LC3-Ⅱ在自噬作用过程中起信息传递的作用 D. 细胞通过自噬作用维持其内部环境的稳定 【答案】A 【解析】 【分析】实验自变量是运动强度，因变量是LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量，大强度运动LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白，LC3-Ⅱ蛋白促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤的线粒体降解。 【详解】A、据图可知，运动强度越大LC3-Ⅰ的含量越少，LC3-Ⅱ的含量越多，则LC3-Ⅰ与LC3-Ⅱ含量比值与运动强度呈负相关，A错误； B、LC3-Ⅱ能使自噬体被溶酶体识别并融合，受损的线粒体可经该过程被降解，小鼠运动强度越大LC3-Ⅱ的含量越多，则说明线粒体的更新速度与与运动强度呈正相关，B正确； C、LC3-Ⅱ蛋白可调节细胞自噬，说明LC3-Ⅱ蛋白在自噬作用过程中起信息传递的作用，C正确； D、细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器（如线粒体），从而维持细胞内部环境的稳定，D正确。 故选A。 8. 下图为二倍体西瓜（2n=22）花粉母细胞减数分裂三个不同时期染色体行为的显微图像，细胞分裂的顺序为甲→乙→丙。下列叙述错误的是（ ） A. 甲图中含有22条染色体 B. 乙图中发生了非同源染色体自由组合 C. 丙图中发生了姐妹染色单体分离 D. 丙图中染色体DNA含量是乙图的2倍 【答案】D 【解析】 【分析】据图分析，图甲含有四分体，处于减数第一次分裂前期，乙处于减数第一次分裂后期，丙处于减数第二次分裂后期。 【详解】A、分析题意可知，西瓜含有22条染色体，图甲处于减数第一次分裂前期，此时细胞中含有22条染色体，A正确； B、乙图处于减数第一次分裂后期，此时细胞中发生了非同源染色体自由组合，B正确； C、丙图处于减数第二次分裂后期，此时细胞中的着丝点（着丝粒）分裂，发生了姐妹染色单体分离，C正确； D、丙图处于减数第二次分裂后期，此时的DNA含量是乙减数第一次分裂后期的一半，D错误。 故选D。 9. 葡萄糖是哺乳动物最重要的能源物质。呼吸作用第一阶段（糖酵解）中，葡萄糖被分解成丙酮酸和NADH。丙酮酸可被NADH还原为乳酸，但是大量的乳酸并没有被哺乳动物排出体外。哺乳动物的大多数组织可吸收血液中的乳酸并将其转化成丙酮酸和有氧呼吸第二阶段（TCA循环）的中间产物，也可在一定条件下重新生成葡萄糖（糖异生）。下列叙述错误的是（ ） A. 糖酵解和 TCA 循环发生的场所不同，但都能生成少量ATP B. 葡萄糖代谢产生乳酸后，大部分的能量都保留在乳酸中 C. 进食后胰岛B细胞分泌的胰岛素增多，糖异生过程增强 D. 禁食一段时间后，肝糖原可分解为葡萄糖参与糖酵解 【答案】C 【解析】 【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。 无氧呼吸过程：无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同；无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质，丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 【详解】A、糖酵解是呼吸作用的第一阶段，发生在细胞质基质，产生少量ATP， TCA 循环是有氧呼吸的第二阶段，发生的场所是线粒体基质，也产生少量ATP，A正确； B、葡萄糖代谢产生乳酸是无氧呼吸，葡萄糖分解不彻底，大部分的能量都保留在乳酸中，B正确； C、进食后胰岛B细胞分泌的胰岛素增多，胰岛素是降低血糖的激素，糖异生过程减弱，C错误； D、禁食一段时间后，血糖浓度下降，在胰高血糖素调节下，肝糖原可分解为葡萄糖参与糖酵解，D正确。 故选C。 10. 差速离心技术是研究细胞器的化学组成、理化性质及生理功能的主要方法。①~⑤表示不同阶段的离心管，下列叙述错误的是（ ） A. 从①~⑤过程中离心速率逐渐提高 B. ②~⑤分离出的颗粒逐渐减小 C. ③中加入葡萄糖无法被氧化分解 D. ⑤中沉淀可用于构建蛋白质人工合成体系 【答案】C 【解析】 【分析】差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。 【详解】A、从①~⑤过程中离心速率逐渐提高，起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中，A正确； B、起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，随后逐步提高离心速度，使较小的颗粒沉淀，②~⑤分离出的颗粒逐渐减小，B正确； C、③在存在细胞质基质和线粒体，葡萄糖可以在细胞质基质中分解成丙酮酸，丙酮酸进行线粒体彻底氧化分解，C错误； D、⑤中沉淀含有核糖体，是合成蛋白质的场所，可用于构建蛋白质人工合成体系，D正确。 故选C。 11. 研究人员在海洋细菌中发现了视紫红质，它利用光将H+泵出细胞，从而在H+回流时产生能量，细菌可以利用这些能量生长。具体过程如图所示。 下列叙述正确的是（ ） A. 视紫红质将H+泵出细胞与水分子出细胞的运输方式相同 B. 含有视紫红质的细菌其胞外H+浓度低于胞内H+浓度 C. 含有视紫红质细菌其同化作用类型可能是自养型 D. 通过上述途径合成的ATP在叶绿体中用于有机物的合成 【答案】C 【解析】 【分析】主动运输逆浓度梯度、需要载体和能量，被动运输分为自由扩散和协助扩散，二者均顺浓度梯度，前者不要载体，后者需要载体。 原核生物和真核生物最本质的区别在于有无核膜包被的细胞核，原核细胞只有唯一的细胞器核糖体。 【详解】A、视紫红质将H+泵出细胞需要载体和光能，属于主动运输，水分子出细胞的运输方式为自由扩散或协助扩散，A错误； B、含有视紫红质的细菌，H+从细胞外回流至细胞内时为协助扩散，说明其H+细胞外浓度大于细胞内浓度，B错误； C、含有视紫红质的细菌可利用光能从而产生能量生长，其同化作用类型可能是自养型，C正确； D、含有视紫红质的细菌为原核生物，无叶绿体，D错误。 故选C。 12. 将紫月季叶片色素提取液点样后，先后置于层析液和蒸馏水中进行双向纸层析，过程及结果如图所示。而用菠菜叶片进行同样实验，则观察不到色素a。下列分析错误的是（ ） A. 点样点不可触及蒸馏水和层析液 B. 色素b、c、d、e难溶于蒸馏水 C. 色素a最可能存在于液泡中 D. 可用无水乙醇替代层析液 【答案】D 【解析】 【分析】分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中溶解度不同，随若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、点样点不可触及蒸馏水和层析液，否则色素会溶解于相应的溶液中，A正确； B、由步骤二可知，色素b、c、d、e在层析液中溶解度不同，随若层析液扩散的速度不同，e的距离最长，应为胡萝卜素，同理可知，d为叶黄素，c为叶绿素 a ，b为叶绿素 b ，在步骤三中，色素b、c、d、e均没有向上移动，说明色素b、c、d、e难溶于蒸馏水，B正确； C、色素a不溶于层析液，但溶于蒸馏水，可能存在于液泡中，C正确； D、色素b、c、d、e均可以溶解于无水乙醇，但溶解度不易区分，因此不能用无水乙醇替代层析液分离色素，D错误。 故选D。 13. 非光化学猝灭（NPQ）是光合色素通过分子振动将吸收的过剩光能以热能形式散失的机制，该机制可避免强光损伤光合结构，但强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间。自然环境中光照强度通常在短时间中剧烈波动，为探究光波动对植物光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，设置光照强度相同但强光-弱光波动频率不同的T1、T2、T3组(光波动频率T1<T2<T3），一段时间后测量黄瓜幼苗的生物量、光合色素含量及NPQ指标，结果如下图所示。下列说法错误的是（ ） A. 与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少 B. 光波动频率越高，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长 C. T3组黄瓜幼苗色素含量的变化，不利于其适应光剧烈波动环境 D. 培育出光照减弱时NPQ降低黄瓜品种，能提高其光合产量 【答案】C 【解析】 【分析】分析题意，本实验目的是探究光波动对植物光合作用的影响，实验的自变量是光波动频率，因变量是光合作用，可通过生物量、光合色素含量和NPQ等进行比较。 【详解】A、据图可知，T1组和T2组的光合色素基本相同，但T1组的生物量远高于T2组，由此推断，与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少，A正确； B、由题意“强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间”可知，随着光波动频率的增大，NPQ指标也在增加，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长，B正确； C、NPQ能够避免强光损伤光和结构，从图中可知，T3组NPQ指标最高，能更好的适应光剧烈波动的环境，C错误； D、NPQ指标越大，其生物量越小，故培育出光照减弱时NPQ降低的黄瓜品种，能提高其光合产量，D正确。 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题。 材料：蜜蜂种群中，以蜂王浆为食的雌性幼虫发育成蜂王，以花蜜为食的则发育成工蜂。检测发现，蜂王的甲基化水平低，工蜂甲基化水平高。研究表明，蜜蜂细胞中的DNA甲基转移酶（DNMT3）能促进DNA甲基化。 14. 为进一步研究雌性幼虫发育的机理，研究小组通过给雌性幼虫注射DNMT3基因的siRNA（一种小型RNA，能与目标mRNA结合，使翻译受阻）进行实验。下列相关叙述错误的是（ ） A. 实验假设为：抑制DNMT3基因的表达可促进幼虫发育成蜂王 B. 实验应增加给雌性幼虫注射空白siRNA（不与任何mRNA结合）的对照组 C. 实验过程中只给雌性幼虫喂养蜂王浆 D. 预期实验组结果为：大多数幼虫将发育成蜂王 15. 欲探究蜂王浆是否通过抑制DNMT3基因的表达影响雌性幼虫发育。下列实验处理合理的是（ ） ①幼虫发育过程中喂食蜂王浆，检测其DNMT3基因的表达水平 ②幼虫发育过程中喂食蜂王浆，同时注射DNMT3基因的siRNA ③幼虫发育过程中喂食花蜜，检测其DNMT3基因的表达水平 ④幼虫发育过程中喂食花蜜，同时注射DNMT3基因的siRNA A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 【答案】14. C 15. C 【解析】 【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。如甲基化会抑制基因的表达。基因型、表现与环境之间的关系，可用如下公式来表示：表现型＝基因型＋环境。基因表达包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 【14题详解】 材料中，是否发育成蜂王和食物、DNA甲基化水平有关，为了研究是否和DNA甲基化有关，应将对照组、实验组的雌性幼虫都喂养花蜜，排除食物的影响。对照组的DNA甲基转移酶基因表达不处理，实验组的DNA甲基转移酶基因表达被抑制。 A、根据题意，DNA甲基转移酶能促进DNA甲基化，蜂王的甲基化水平低，工蜂甲基化水平高，实验假设为：抑制DNMT3基因的表达，DNA甲基化降低，可促进幼虫发育成蜂王，A正确； B、实验组中给雌性幼虫注射DNMT3基因的siRNA，使DNMT3基因的翻译受阻，而对照组为排除siRNA的影响，可注射空白siRNA，B正确； C、以蜂王浆为食的雌性幼虫发育成蜂王，以花蜜为食的则发育成工蜂，食物属于无关变量，需要相同，故实验中对幼虫都注射等量的花蜜，C错误； D、实验组中给雌性幼虫注射DNMT3基因的siRNA，DNMT基因表达被抑制，DNA甲基化水平低，将发育成蜂王，D正确。 故选C。 【15题详解】 欲探究蜂王浆是否通过抑制DNMT3基因的表达影响雌性幼虫发育，自变量是是否抑制DNMT3基因的表达，因变量是雌性幼虫的发育情况，所以幼虫发育过程中分别喂食蜂王浆和花蜜，检测两组DNMT3基因的表达水平，比较两组DNMT3基因的表达水平，可知王浆是否抑制DNMT3基因的表达，①③正确。 故选C。 二、非选择题（5题，共60分） 16. 高强度运动时心肌细胞膜对Ca2+的通透性增强，导致Ca2+内流，使细胞内Ca2+浓度升高；此时机体的能量代谢也增强，使自由基的含量增多；而自由基的增多又会导致细胞膜上Ca2+-ATP酶（能催化ATP水解，并利用释放的能量将细胞内的Ca2+泵出细胞）的活性下降。请回答下列问题： （1）据题分析，Ca2+泵出心肌细胞时的跨膜运输方式为____________。 （2）细胞代谢过程中产生的自由基，容易导致细胞衰老，出现该现象的原因可能是__________；而衰老的细胞内呼吸速率会_______（填“加快”或“减慢”），从而影响各项生命活动的能量供应。 （3）某同学在长跑时出现了肌无力症状，有同学推测是因为长跑过程中内环境Ca2+浓度降低导致的。据题分析，做出该种推测的依据是___________。 【答案】（1）主动运输##主动转运 （2） ①. 自由基攻击DNA，引起基因突变；攻击蛋白质，导致蛋白质活性降低 ②. 减慢 （3）高强度运动使细胞内Ca2+浓度升高，而细胞膜上Ca2+-ATP酶活性的降低导致运输到细胞外的Ca2+减少，导致内环境中Ca2+浓度降低，进而出现肌无力症状 【解析】 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【小问1详解】 分析题意，Ca2+-ATP酶能催化ATP水解，并利用释放的能量将细胞内的Ca2+泵出细胞，说明Ca2+泵出心肌细胞时是需要能量的，方式是主动运输。 【小问2详解】 根据自由基学说可知，细胞代谢过程中产生的自由基，容易导致细胞衰老，出现该现象的原因可能是自由基攻击DNA，引起基因突变，攻击蛋白质，导致蛋白质活性降低；细胞呼吸可产生ATP，供生命活动所需，而衰老的细胞内呼吸速率会减慢，从而影响各项生命活动的能量供应。 【小问3详解】 分析题意，某同学在长跑时出现了肌无力症状，有同学推测是因为长跑过程中内环境Ca2+浓度降低导致的，具体推测为：高强度运动使细胞内Ca2+浓度升高，而细胞膜上Ca2+-ATP酶活性的降低导致运输到细胞外的Ca2+减少，导致内环境中Ca2+浓度降低，进而出现肌无力症状。 17. 在大棚栽培中，通过覆盖不同材料来调节光质，能够促进作物的生长，缩短生长周期和提高产品品质。研究人员选取长势一致的番茄幼苗进行大棚培养，大棚分别用EVA膜（对照）、转光膜C-RBI-2（EVA膜加转光剂VTB470）和转光膜C-RBI-3（EVA加转光剂VTB450）覆盖。两种转光膜均可将紫外光转为蓝光，其中C-RBI-2将紫外光转成470nm蓝光，C-RBI-3将紫外光转成450nm蓝光。于晴天早上9：00至11：00对各个大棚的番茄进行测定和观察，番茄植株功能叶（上数第2片展开叶）的净光合速率（Pn）如图1；编码Rubisco（催化CO₂固定的酶）的大亚基基因RbcL和小亚基基因RbcS的表达水平如图2；叶片细胞形态和叶绿体中的基粒和淀粉粒等超微结构如图3．请回答： （1）绿叶中光合色素功能是_____。 （2）据图1、2分析，与对照组相比，覆盖C-RBI-2使番茄叶片的净光合速率（Pn）的上升原因是_____。 （3）从图3叶绿体中发生的变化角度分析推测，覆盖C-RBI-3导致净光合速率（Pn）下降的可能原因是_____。（写出两点即可） （4）虽然覆盖转光膜C-RBI-2和C-RBI-3都把紫外光转成蓝光，但二者对番茄光合作用造成的影响不同。由此表明，光除了给植物光合作用提供能量，还可以_____。 【答案】（1）吸收（传递、转化）光能（吸收可见光或主要吸收红光和蓝紫光） （2）（覆盖C-RBI-2，紫外光转成470nm蓝光）番茄叶片Rubisco活性提高、RbcS基因的表达量增加，促进了暗反应（或光合作用）（进而促进增加了其叶片的净光合速率） （3）（覆盖C-RBI-3使）叶绿体结构中基粒数目减少，减少了光能的吸收（或光反应减弱）；（覆盖C-RBI-3使）淀粉粒增多（或增大），阻碍暗反应（或光合作用）。（或淀粉积累于叶绿体中，阻碍了暗反应或光合作用） （4）作为信号调控（影响）植物的生命活动（或光合作用） 【解析】 【分析】1、光合色素由类胡萝卜素和叶绿素组成，主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。 2、光反应场所在类囊体膜上，类囊体构成基粒；暗反应产物含有淀粉、蛋白质、脂质等，若产物增加，会抑制光合作用过程。 【小问1详解】 光合色素的功能是吸收、传递、转化光能（或者吸收可见光或主要吸收红光和蓝紫光）。 【小问2详解】 据图1、2分析，与对照组（EVA膜）相比，覆盖C-RBI-2将紫外光转成470nm蓝光，图1显示转光膜C-RBI-2使番茄叶片Rubisco活性提高，图2显示基因RbcL得表达量与对照组几乎相等，而RbcS基因的表达量增加，促进了暗反应，因此，覆盖C-RBI-2使番茄叶片Rubisco活性提高、RbcS基因的表达量增加，促进了暗反应（或光合作用），从而导致净光合速率上升。 【小问3详解】 从图3可看出，覆盖C-RBI-3使叶绿体中的基粒数量减少，基粒由类囊体组成，光反应场所在类囊体，光反应减弱；同时，覆盖C-RBI-3使叶绿体中淀粉粒增多，光合产物增加，抑制光合作用。 【小问4详解】 覆盖转光膜C-RBI-2和C-RBI-3都把紫外光转成蓝光，但二者对番茄光合作用造成的影响不同，覆盖转光膜C-RBI-2可促进光合作用，覆盖转光膜C-RBI-3会抑制光合作用，因此光除了给植物光合作用提供能量，还可以作为信号调控（影响）植物的光合作用。 18. 甘薯以收获块根为主，其产量大，适应性强，是我国脱贫攻坚产业推广的一种农作物。干旱胁迫是限制甘薯产量提高的主要因素，研究表明喷外源植物激素可增强甘薯的抗旱性。科研人员以甘薯为材料，探究喷施NAA和6-BA（细胞分裂素类物质）对甘薯抗旱性的影响，实验结果如下表所示。请回答下列问题： 处理 净光合速率 气孔导度 胞间CO2浓度 CK 21．67 499．20 288．67 LD 14．18 296．84 182．67 LD+NAA 17．99 369．63 228．11 LD+6-BA 18．43 384．75 237．44 注：CK表示对照组，LD表示轻度干旱。 （1）干旱胁迫下甘薯细胞内的渗透调节物质脯氨酸含量明显升高，其生物学意义是_____。 （2）实验中对CK组的处理是_____。 （3）干旱胁迫会导致甘薯产量下降，喷施外源激素能缓解这一现象，据表分析其可能的机理是_____。根据实验结果可知，喷施_____对于缓解干旱对甘薯胁迫的效果更佳。 （4）研究表明，在轻度干旱条件下喷施6-BA不仅可提高甘薯的净光合速率，还可促进光合产物由源（叶片）向库（块根）转移。请设计实验方案加以验证，简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：_____。 预期结果：_____。 【答案】（1）脯氨酸含量升高，可提高细胞内渗透压，增强甘薯在干旱条件下的吸水能力 （2）正常供水 （3） ①. 干旱条件下，喷施外源激素可以提高甘薯叶片的气孔导度，促进CO2的吸收，进而提高甘薯的净光合速率 ②. 6-BA （4） ①. 实验思路：取轻度干旱条件下长势相同的甘薯植株，均分为A、B两组，A组喷施适宜浓度的6-BA，B组喷施等量清水，一段时间后测定并比较两组植株的净光合速率及块根和叶片的干重 ②. 预期结果：A组的净光合速率及块根和叶片的值均大于B组 【解析】 【分析】分析表格：与对照组(CK组)比较，LD组(轻度干旱组)、LD+NAA组、LD+6-BA组的净光合速率、气孔导度和胞间 CO2浓度都下降；与LD组比较，LD+NAA组，LD+6-BA组的净光合速率、气孔导度和胞间 CO2浓度都更高，说明NAA(生长素类似物)和6-BA(细胞分裂素类物质)都可以缓解干旱胁迫。 【小问1详解】 干旱胁迫下甘薯细胞内的渗透调节物质脯氨酸含量明显升高，使得细胞内渗透压比外界更高，有利于细胞吸水，适应干旱环境条件，所以，其生物学意义是可提高细胞内渗透压，增强甘薯在干旱条件下的吸水能力。 【小问2详解】 实验中CK组属于空白对照，LD组为轻度干旱，故实验中对CK组的处理是正常供水。 【小问3详解】 由分析可知，干旱胁迫会导致甘薯产量下降，但NAA(生长素类似物)和6-BA(细胞分裂素类物质)都可以缓解干旱胁迫，与LD组(轻度干旱组)相比，喷施外源激素组的甘薯的净光合速率、气孔导度和胞间 CO2浓度都更高，所以喷施外源激素能缓解这一现象，推测其可能的机理是干旱条件下，喷施外源激素可以提高甘薯叶片的气孔导度，促进CO2的吸收，进而提高甘薯的净光合速率。根据实验结果可知，与LD组(轻度干旱组)和LD+NAA组相比，喷施6-BA组的净光合速率、气孔导度和胞间 CO2浓度都更高，因此喷施6-BA对干缓解干旱对甘薯胁迫的效果更佳。 【小问4详解】 为了验证在轻度干旱条件下喷施6-BA还可促进光合产物由源(叶片)向库(块根)转移。如果结论正确，块根处的干重会增加，由于光合产物(有机物)能转移出去，光合速率会增强，其叶片的干重也会增加。该实验的自变量为是否喷施6-BA(实验组施适宜浓度的6-BA，对照组喷施等量清水)，观察指标为植株的净光合速率及块根和叶片的干重。故实验思路为：取轻度干旱条件下长势相同的甘薯若干株，均分为A、B两组，A组喷施适宜浓度的6-BA，B组喷施等量清水，一段时间后测定并比较两组植株的净光合速率及块根和叶片的干重，预期结果：A组的净光合速率及块根和叶片的值均大于B组， 19. 茶叶中的黄酮醇苷是茶汤涩味来源，制作红茶时，茶叶中PPO和POD两种氧化酶可能催化分解黄酮醇苷减少涩味。研究人员欲比较PPO和POD两种氧化酶对黄酮醇苷的催化效率，先通过预实验确定两种酶灭活的时长。预实验的基本过程如下： ①将茶叶提取物、PPO酶液、POD酶液和缓冲液根据1：6：6：7的体积比混合，快速分装成15管，每管2mL，以体积比为1：19的茶叶提取物和缓冲液的混合液为对照，同样进行分装。 ②将30管2mL的混合液置于40℃恒温摇床，振荡30min，使其反应。 ③酶促反应结束后，立刻将混合物置于100℃条件下进行灭活，分别于5min、7min、9min、12min、15min时刻取6管（对照3管，酶反应3管）进行黄酮醇苷含量检测。 ④检测完后将酶促反应样品静置10小时，然后从同一管样品中取样进行第二次黄酮醇苷含量检测，比较10小时静置前后样品的黄酮醇苷含量变化。 实验结果如下图。请回答： （1）制备茶叶提取物前，茶叶需进行高温处理，目的是___________。 （2）对酶进行灭活处理前，进行有限时间的反应的目的是____________（写出一点即可）。 （3）依据对照组的实验结果，可表明100℃温度条件对黄酮醇苷含量变化的影响是_________。 （4）实验结果表明，酶灭活的最短时长是____________min，理由是__________。 【答案】（1）排除茶叶自身PPO和POD两种氧化酶的影响 （2）证明茶叶中PPO和POD两种氧化酶在高温处理前活性正常 （3）100℃条件PPO和POD两种氧化酶灭活，茶叶中黄酮醇苷含量基本不变 （4） ①. 7 ②. 7min后静置前后样品的黄酮醇苷保留率不再发生变化 【解析】 【分析】本实验目的是探究两种酶灭活的时长，故本实验的自变量是灭活的时长，因变量是酶活性，观测指标为黄酮醇苷的保留率。 【小问1详解】 高温会破坏蛋白质的空间结构，使化学本质为蛋白质的酶失活，因此可以通过高温来使茶叶自身的PPO和POD两种氧化酶变性失活，避免对照组含有两种酶，不能形成单因子变量对照，干扰实验结果。 【小问2详解】 对酶进行灭活处理前，酶可以催化茶叶中的黄酮醇苷分解，进行有限时间的反应，说明茶叶中含有黄酮醇苷底物，PPO和POD两种酶催化活性正常。 【小问3详解】 高温会破坏酶的活性，对照组中，随着灭活时间增加黄酮醇苷保留率维持在100%不变，说明100℃温度条件保持一定时间，PPO和POD两种氧化酶失活，使茶叶中黄酮醇苷保留率基本不变。 【小问4详解】 实验组中，比较10小时静置前后样品的黄酮醇苷含量变化，7min前静置前后黄酮醇苷保留率有差异，7分钟后，静置前后黄酮醇苷保留率不再发生变化，说明酶已完全失活。 20. 可用作生物表面活性剂的鼠李糖脂不仅具有优异的功能稳定性，还具有无毒、无污染、可被生物降解等优点，因而在医药、食品、农业、石油开采、环境污染修复等领域展示了其独特的应用前景。可合成鼠李糖脂的天然菌株存在致病性等缺点，而异源菌株中往往存在合成鼠李糖脂的重要前体物质，理论上只要将外源基因插入该菌株进行异源表达即可合成鼠李糖脂。某科研团队选择在无致病的异源菌株恶臭假单胞菌（P.putida）中插入外源基因rhIA以合成鼠李糖脂。已知表达载体pBBRmcs-5的MCS含有多种限制性核酸内切醇的单一切点，GmR为庆大霉素的抗性基因。请回答： （1）利用PCR技术获取外源基因rhIA：以下可提供外源基因rhIA模板的菌株有_____。 ①P．putida ②E．coli ③P．aeruginosa ④Burkholderia sp． （2）因外源基因rhIA不含有MCS中的限制酶酶切位点，需对上述PCR产物进行二次PCR扩增。二次PCR所使用的引物应该在第一次PCR引物的_____（填“3′”或“5′”）端插入包含限制酶酶切位点的序列。在上游引物所插入的序列含有5′AGGGCGAATTGGAGCTC3′，下游引物插入的序列含有5′GCTTGATATCGAATTCGA3′。 （3）基因表达载体构建：将表达载体pBBRmcs-5与上述扩增产物用SacI和_____限制性核酸内切酶酶切后进行连接。 （4）将目的基因导入受体细胞：用_____处理P．putida使其处于能够吸收外源DNA的生理状态，与上述基因农达载体混合培养一段时间。 （5）目的基因的检测与鉴定： ①用稀释涂布法将培养液接种到含庆大霉素的_____（填“选择”或“鉴别”）培养基上培养以检测表达载体是否导入重组菌株。 ②通过PCR技术可检测_____。 a、表达载体pBBRmcs-5是否含有外源基因rhIA b、外源基因rhIA是否转录出mRNA c、外源基因rhIA是否表达出相应的蛋白质 ③测定发酵液中_____的含量。 【答案】（1）③④ （2）5′ （3）EcoRⅠ （4）Ca2+（或CaCl₂） （5） ①. 选择 ②. ）ab ③. 鼠李糖脂 【解析】 【分析】基因工程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。基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、 DNA 连接酶、运载体。 【小问1详解】 由题意可知，可合成鼠李糖脂的天然菌株存在致病性等缺点，而异源菌株中往往存在合成鼠李糖脂的重要前体物质，理论上只要将外源基因插入该菌株进行异源表达即可合成鼠李糖脂，故外源基因rhIA应存在于天然菌株中，可提供外源基因rhIA模板的菌株有③P．aeruginosa 和④Burkholderia sp.两种天然菌株。 【小问2详解】 DNA聚合酶的连接方向为3′→5′，故二次PCR所使用的引物应该在第一次PCR引物的5′端插入包含限制酶酶切位点的序列。 【小问3详解】 由图可知四中限制酶的识别序列，已知目的基因上游引物所插入的序列含有5′AGGGCGAATTGGAGCTC3′，下游引物插入的序列含有5′GCTTGATATCGAATTCGA3′，SacI可以特异性识别并切割位于上游引物的GAGCTC序列，下游引物中含有的GAATTC序列可以被EcoRⅠ识别并切割，故将表达载体pBBRmcs-5与上述扩增产物用SacI和EcoRⅠ限制性核酸内切酶酶切后进行连接。 【小问4详解】 用Ca2+（或CaCl₂）处理菌株，会使菌株形成能够吸收外源DNA的生理状态，可以将重组的基因表达载体导入其中。 【小问5详解】 ①重组的基因表达载体含有庆大霉素的抗性基因，用稀释涂布法将培养液接种到含庆大霉素的选择培养基上，只有含有表达载体的菌株可以正常生长，以检测表达载体是否导入重组菌株。 ②可以直接利用PCR技术检测表达载体pBBRmcs-5是否含有外源基因rhIA或外源基因rhIA是否转录出mRNA，其原理为碱基互补配对原则，故选ab。 ③外源基因的插入使该菌株进行异源表达即可合成鼠李糖脂，若菌株成功导入外源基因rhIA，故测定发酵液中可以检测到鼠李糖脂。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $