内容正文:
2024—2025学年度高三上学期开学考试生物试卷
学校:_____姓名:_____班级:_____考号:_____
一、单选题(每题2分,共40分)
1. 科研人员在加勒比地区瓜德罗普岛上的红树林中发现了 2厘米长的华丽硫珠菌,这是有史以来发现的体型最大的细菌。华丽硫珠菌利用氧化含硫化合物获得的能量将CO₂合成糖类,维持自身生命活动。华丽硫珠菌( )
A. 是一种异养型微生物 B. 遗传物质是核糖核酸
C. 在线粒体中合成ATP D. 在核糖体上合成蛋白质
2. 元素和化合物是细胞结构和功能的物质基础,下列关于细胞化学组成的叙述正确的( )
①ATP、脱氧核苷酸、线粒体外膜共有的组成元素是C、H、O、N、P②细胞合成的糖蛋白均位于细胞膜的内表面,与细胞间相互识别有关③酶、激素、ATP和神经递质等都是细胞中的微量高效物质,作用后都立即被分解④蛋白质遇高温变性时,其空间结构被破坏,肽键数不变⑤叶肉细胞内的[H]都在光反应阶段产生,用于暗反应
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③⑤
3. 图一是显微镜的镜头,图二是显微镜下观察到的物像。下列叙述正确的是( )
A. 该观察标本一定是薄而透明的
B. 将细胞a移到视野中央,标本应向左上方移动
C. 选择①与③的镜头组合能观察到图二所示的物像
D. 选择②与③的镜头组合在同一视野内能观察到更多细胞
4. 绿叶海蜗牛(没有贝壳,通体绿色像一片叶子)可将叶绿体从藻类的细胞中“偷”出来,存储在自己的消化道细胞之中。图1-4为绿叶海蜗牛消化道细胞不同细胞器的电镜照片,下列说法错误的是( )
A. 图1和图2所示细胞器共同参与分泌蛋白的运输
B. 图3和图4所示细胞器具有双层膜结构
C. 图3细胞器可作为绿叶海蜗牛消化道细胞的“养料制造车间”
D. 图2和图3所示细胞器中含有核酸
5. 泛素是一类由单条肽链组成的小分子蛋白质,其肽链包含76个氨基酸,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器会被泛素标记后最终被溶酶体降解,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 泛素分子含有75个肽键,其合成需要多种RNA参与
B. 泛素能降低错误折叠蛋白质水解反应的活化能
C. 被泛素标记的蛋白质需要与自噬受体结合后才能进入吞噬泡
D. 错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体降解过程中体现了生物膜具有一定的流动性
6. 蔗糖是甘蔗叶肉细胞光合作用的主要产物,甘蔗叶肉细胞的液泡膜上部分物质运输过程如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 质子泵逆浓度运输 H⁺时需要消耗能量
B. H⁺—蔗糖载体运输H⁺的方式为协助扩散
C. H⁺—蔗糖载体运输蔗糖的方式为被动运输
D. 液泡膜内外H⁺浓度差会影响蔗糖的运输速率
7. 染色剂或指示剂常用作生物成分的检测和鉴定,请分析下表中相关实验。
实验
实验或观察对象
药品
实验结果
①
花生子叶细胞的脂肪颗粒
苏丹Ⅲ
脂肪颗粒被染成红色
②
检测西瓜汁中的葡萄糖
斐林试剂
产生砖红色沉淀
③
酵母菌无氧呼吸产生酒精
酸性重铬酸钾
溶液由黄变绿再变蓝
④
DNA粗提取及检测
二苯胺试剂
由无色变成蓝色
⑤
比较豆浆煮沸前后蛋白质含量
双缩脲试剂
试管内颜色几乎相当
下列有关上述生物实验的叙述,正确的是( )
A. 上述实验中,完全正确的有③⑤
B. 实验中需要水浴加热的有②③④
C. 以上实验都可不使用显微镜观察
D. 若各实验均正确操作,则各实验结果颜色各不相同
8. 下图展示了生物体内与ATP有关的部分反应,相关描述正确的是( )
A. ATP水解掉两个磷酸基团后成为腺苷,是组成RNA的基本单位之一
B. 过程②⑥为ATP的水解,在细胞内通常与放能反应相联系
C. 蓝细菌合成ATP时能量来源就是呼吸作用时有机物分解所释放的能量
D. ATP水解所释放的磷酸基团可使蛋白质等分子磷酸化,空间结构发生变化
9. 研究发现,菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化NADH与氧反应的酶)对广泛存在于植物根部中的鱼藤酮十分敏感,生产上常利用鱼藤酮来防治菜粉蝶幼虫。下列叙述错误的是( )
A. 可用蛋白酶鉴定NADH脱氢酶的化学本质
B. 该酶主要分布在线粒体内膜上,作用于有氧呼吸的第三阶段
C. 鱼藤酮会降低菜粉蝶幼虫体细胞内的ATP水平,进而使其死亡
D. 鱼藤酮会抑制农作物的有氧呼吸并对其产生毒害作用
10. 核孔结构复杂,至少由50种蛋白质构成,称为核孔复合物(NPC)。施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,取得了突破性进展,通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分,下列叙述正确的是( )
A. 附着NPC的核膜为双层膜结构,且可以与内质网膜相联系
B. NPC保证了细胞核与细胞质间蛋白质、RNA等大分子自由进出
C. 非洲爪蟾NPC可为细胞质中核糖体上合成蛋白质的过程提供原料
D. 一般情况下真核细胞中NPC数量与细胞代谢强度呈负相关
11. 下图为某兴趣小组使用透析袋设计的装置,已知葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子则无法通过。下列分析错误的是( )
注:A是葡萄糖溶液,C是淀粉溶液,B和D是蒸馏水,向D中加入适量碘液。
A 该实验并不能证明透析膜具有选择透过性
B. 一定时间内,C处颜色变化表现为蓝色越来越深
C. 烧杯1中,葡萄糖分子只能从A处到达B处
D. 烧杯2达到平衡时,水分子依然可以进出透析袋
12. 叶绿体内绝大多数蛋白质由核基因编码,少数由叶绿体基因编码,其合成、加工与转运过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 甲、乙蛋白通过类似胞吞的过程从细胞质进入叶绿体
B. 甲蛋白可能与暗反应有关,乙蛋白可能与光反应有关
C. 类囊体薄膜上的蛋白质由细胞质和叶绿体中的核糖体合成
D. 运至叶绿体不同部位的甲、乙蛋白都需经过加工
13. 呼吸熵(RQ)是指呼吸作用所释放的CO2与吸收O2的物质的量的比值。下表为不同能源物质在完全氧化分解时的呼吸熵。下列说法正确的是( )
能源物质
糖类
蛋白质
油脂
呼吸熵(RQ)
1.00
0.80
0.71
A. 人体在剧烈运动时,有氧呼吸和无氧呼吸共同进行,RQ可能大于1
B. 只进行有氧呼吸的种子,若其RQ=0.8,则此时呼吸的底物一定是蛋白质
C. 油脂的RQ低于糖类,原因是油脂中氢原子相对含量较高
D. 测得酵母菌利用葡萄糖的RQ=7/6,则其有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖之比为1:1
14. 图1表示人体细胞内有氧呼吸的过程,其中a–c表示相关反应阶段,甲乙表示相应物质;图2表示某装置中氧气浓度对小麦种子二氧化碳释放量的影响。下列有关表述正确的是( )
A. 图1中甲表示二氧化碳,乙表示水
B. [H]叫还原型辅酶Ⅱ,是一种活泼的还原剂
C. 图2中影响A点高度的环境因素主要是温度
D. 图2中B点后二氧化碳释放量增加的原因是小麦种子只进行了有氧呼吸
15. 矿质离子主要由植物根系吸收,对光合作用有一定的影响。在适宜条件下,将黄瓜幼苗培养在完全培养液中,测定其光合作用速率与光照强度的关系,结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中(缺镁对呼吸作用速率影响不大),下列分析错误的是( )
A. 缺镁会影响叶绿素的合成,使光合速率下降,C点向左下方移动
B. 缺镁对呼吸作用速率影响不大,所以A点不会有明显移动
C. 图中B点是光补偿点,在缺镁培养液培养后B点左移
D. 图中D点是光饱和点,在缺镁培养液培养后D点左移
16. 实验小组将某绿色植物置于密闭、透明的容器中,在T1时刻前后,分别给予X1、X2不同光照强度,容器内CO2浓度的变化情况如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. D点相对于A点,植物体中有机物减少
B. 光照强度由X1到X2短时间内叶绿体中C3减少
C. C~D段不再下降只受光照强度的限制
D. B~D段叶肉细胞产生NADH的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质
17. 甘蔗原醋是近些年来开发的新型食用果醋,汁液透亮、酸味浓郁,具有调节肠胃功能、预防高血压及高血脂症等功效,在我国传统中医书中均有记载,具有很高的药用和保健价值。下列有关表述,正确的是( )
A. LB型醋酸菌在O2和糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
B. 如果LB型醋酸菌失活,酿甘蔗原酒时糖未耗尽,果酒酵母发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多
C. ①和②发酵条件不同,①为厌氧发酵,②为需氧发酵,果酒制好后直接通入无菌空气即可制醋
D. 甘蔗原酒可用酸性重铬酸钾试剂鉴定,而甘蔗原醋可通过对亚硝酸盐的含量变化进行鉴定
18. 从自然界中筛选具有优良性状的菌种的一般步骤为:采集样品→富集培养(使菌体数量增多)→纯种分离→性能测定,如图a、b是采用两种接种方法接种后纯化培养的效果图。下列相关叙述正确的是( )
A. 在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性
B. 为获得纯种的目的菌种,需对采集的样品进行灭菌
C. 获得图a所示结果的接种过程中,接种环需灼烧灭菌3次
D. 利用图b计算出样品中菌体浓度为5.85×10⁸个/ml,若涂布平板的菌液体积为0.1ml,则接种稀释液的稀释倍数为10⁷倍
19. “细胞培养肉”是利用体外培养动物细胞的方式来获得构成肌肉组织的细胞,再经收集、塑形、食品化加工等过程制备可供食用的肉类制品。下列叙述错误的是( )
A. 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织可获得分散肌肉母细胞
B. 往生物反应器中充入CO₂的主要作用是维持培养液的pH
C. 生物反应器中的支架可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间
D. 肌肉母细胞的原代培养是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖
20. 抗体的结构分为V区(识别并结合抗原的区域)和C区(抗体的支架),鼠源抗体具有外源性,会被人体免疫系统当作抗原而清除。用人抗体的C区替换鼠源抗体的C区,保留鼠单抗的V区,可构建人一鼠嵌合抗体,操作流程如图所示。下列相关说法正确的是( )
A. 与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞为能分泌抗体的浆细胞和记忆B细胞
B. 用选择性培养基可筛选出能产生所需抗体杂交瘤细胞
C. 为获得结构正确的嵌合抗体,受体细胞应选用大肠杆菌
D. 人一鼠嵌合抗体在保留抗体特异性的同时外源性下降
二、综合题(本题共5小题,共60分)
21. 紫花苜蓿是全世界栽培历史最悠久、利用最广泛的豆科牧草,但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁,单宁可与植物蛋白质结合,不引起家畜采食后鼓胀。为培育抗鼓胀病的苜蓿新品种,科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料进行了实践研究。研究主要流程如下图:(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R—6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)。
(1)据图可知,本研究主要利用的生物技术有_____。
(2)获得原生质体需要用_____处理原材料。经过过程①,只有异源融合原生质体能够存活的原因是_____。
(3)若用此技术获得单宁,培养到_____阶段即可。
(4)与该技术的融合方法相比,动物细胞融合特有的方法是_____。
22. 科研人员为获得可用于生产基因工程的疫苗,将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中,然后通过核移植技术培育转基因猪,具体操作过程如图所示。回答下列问题:
(1)在收集A细胞时需要用_____处理1号猪,选用该细胞的优点是_____(答两点)。为了使胚胎能够成功移植到2号猪子宫内,需要对2号猪进行_____处理。
(2)导入病毒蛋白外壳基因可采用的操作方式是_____,过程②体现了细胞膜的_____性。
(3)3号猪与1号猪相比,不同点主要是_____。
(4)在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的_____或囊胚。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将_____均等分割。
23. 枯草芽孢杆菌可分泌降解纤维素的酶,这种酶由 W基因编码,其相关信息如图甲所示,利用重组DNA技术使W基因在乳酸杆菌中表达,需使用图乙的质粒为载体,图中标注限制酶的部位是其酶切位点。回答下列问题:
(1)基因表达载体中的启动子是_______识别和结合的部位,可驱动基因转录。为确保质粒进入受体细胞后能进行自我复制,质粒还应该存在的结构是________。
(2)限制酶 Hind III能特异性识别 W基因的下游端和质粒的特定核苷酸序列,并使特定部位的________键断开,产生的互补黏性末端可使用________酶进行连接。
(3)切割W基因上游端的限制酶不能选择MfeⅠ,原因是________。若选择KpnⅠ和Hind III分别切割W基因的上游和下游,再用这两种酶去切割质粒,得到的 W 基因和切割后的质粒________(填“能”或“不能”)形成正确表达W基因的载体,原因是________。
(4)构建的基因表达载体导入乳酸杆菌后,可接种到含________的培养基上筛选导入成功的目的菌。若要判定 W基因在工程菌中是否表达,可以进行分子水平的检测,包括________(答出两点)。
24. 马铃薯是中国五大主食之一,其营养价值高、产量高、适应力强,是全球第三大重要的粮食作物。为了探究便于其储藏的有利条件,某研究小组利用马铃薯块茎做了相关实验,实验结果如下图中图甲所示。在研究温度对光合作用与呼吸作用的影响时,在不同温度条件下采用“半叶法”对马铃薯植株上叶片的光合速率进行测定,将A侧遮光,B侧照光,在适宜的光照强度下照射1小时后,分别在A、B两侧截取单位面积的叶片称出干重(如下图乙),实验结果如下表所示(光合速率的单位为mg/h)。请据此回答下列问题:
温度(℃)
10
15
20
25
30
35
MA(干重,mg)
4.25
4.00
3.50
2.75
2.00
1.50
MB(干重,mg)
6.75
7.50
8.25
8.75
8.50
8.00
(1)马铃薯植株中根细胞无氧呼吸的产物是_______,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是_______,造成这种差异的直接原因是_______。
(2)由图甲可知,在_______条件下更有利于储藏马铃薯块茎;与25°C相比,在3°C条件下光照对马铃薯块茎细胞呼吸的促进作用较__________(填“强”或“弱”)。
(3)根据表格数据分析,与30°C相比,35°C时的总光合速率__________(填“更强”、“更弱”、“不变”或“不确定”),理由是___。
(4)昼夜不停地光照,在__________°C时该马铃薯叶片生长的相对最快。
25. 为研究酶的特性,科研人员做了如下研究。图1是一个含有淀粉的琼脂块,1~4代表分别用不同方法处理的4个位置。图2为某些酶抑制剂(抑制酶催化作用的物质)的作用机理。请回答下列问题:
(1)将图1所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块,放入37℃恒温箱中保温处理24h后,用等量碘液滴在4个三角形位置,观察到的现象是三角形________(填数字)呈蓝色,由此说明酶具有__________________的特点。
(2)依据作用机理,①若抑制剂分子在外形上与作用底物相似,能与底物竞争结合酶的活性位点,这种抑制剂称为酶的竞争性抑制剂;②若抑制剂不是与酶活性位点结合,而是与活性位点以外的位点结合,则属于非竞争性抑制剂。据图2判断抑制剂A属于____________,抑制剂B属于____________(填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制剂”)
(3)已知某物质X为淀粉酶抑制剂,为探究其竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,某同学设计了如下实验。
组别
实验处理
观测实验结果
甲组
足量的淀粉溶液+淀粉酶
分别测定各组的酶促反应速率
乙组
足量的淀粉溶液+淀粉酶+物质X
预期实验结果:
若____________________________________,则物质X为竞争性抑制剂;
若____________________________________,则物质X为非竞争性抑制剂。
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2024—2025学年度高三上学期开学考试生物试卷
学校:_____姓名:_____班级:_____考号:_____
一、单选题(每题2分,共40分)
1. 科研人员在加勒比地区瓜德罗普岛上的红树林中发现了 2厘米长的华丽硫珠菌,这是有史以来发现的体型最大的细菌。华丽硫珠菌利用氧化含硫化合物获得的能量将CO₂合成糖类,维持自身生命活动。华丽硫珠菌( )
A. 是一种异养型微生物 B. 遗传物质是核糖核酸
C. 在线粒体中合成ATP D. 在核糖体上合成蛋白质
【答案】D
【解析】
【分析】题意分析,华丽硫珠菌属于原核生物,没有成形的细胞核,细胞质中只有核糖体一种细胞器,其细胞壁的主要成分是肽聚糖。
【详解】A、华丽硫珠菌利用氧化含硫化合物获得的能量将CO₂合成糖类,维持自身生命活动,是自养微生物,A错误;
B、细菌的遗传物质是DNA脱氧核糖核酸,B错误;
C、华丽硫珠菌是原核生物,不具有线粒体,C错误;
D、华丽硫珠菌具有核糖体,蛋白质的合成场所是核糖体,D正确。
故选D。
2. 元素和化合物是细胞结构和功能的物质基础,下列关于细胞化学组成的叙述正确的( )
①ATP、脱氧核苷酸、线粒体外膜共有的组成元素是C、H、O、N、P②细胞合成的糖蛋白均位于细胞膜的内表面,与细胞间相互识别有关③酶、激素、ATP和神经递质等都是细胞中的微量高效物质,作用后都立即被分解④蛋白质遇高温变性时,其空间结构被破坏,肽键数不变⑤叶肉细胞内的[H]都在光反应阶段产生,用于暗反应
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③⑤
【答案】C
【解析】
【分析】化合物的元素组成:(1)蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成,有些还含有S等;(2)核酸的组成元素为C、H、O、N、P;(3)脂质的组成元素有C、H、O,有些还含有N、P;(4)糖类的组成元素一般为C、H、O。
【详解】①ATP、脱氧核苷酸、线粒体外膜中的磷脂等化合物都含有C、H、O、N、P等组成元素,①正确;
②糖蛋白分子可能是外在蛋白(只镶嵌在外侧脂分子层),但也有很多糖蛋白是跨膜蛋白,也就是贯穿整个脂双层,两端暴露于膜的内外表面,在外表面有糖链,细胞内的受体本质也是糖蛋白,②错误;
③酶是可以重复使用的,不是催化作用结束之后就失活被分解,③错误;
④高温可以破坏蛋白质的空间结构,但不能破坏肽键,④正确;
⑤叶肉细胞内的[H]也可在呼吸作用产生,⑤错误。
综上,①④正确,②③⑤错误,C正确,ABD错误
故选C。
3. 图一是显微镜的镜头,图二是显微镜下观察到的物像。下列叙述正确的是( )
A. 该观察标本一定是薄而透明的
B. 将细胞a移到视野中央,标本应向左上方移动
C. 选择①与③的镜头组合能观察到图二所示的物像
D. 选择②与③的镜头组合在同一视野内能观察到更多细胞
【答案】A
【解析】
【分析】观图可知:①③无螺纹是目镜;②④有螺纹是物镜;镜身上的数字代表其放大倍数。
【详解】A、显微镜成像是利用光学原理,必须使可见光线穿过被观察的物体,如果不透光就不能在视野中成像,所以该观察标本一定是薄而透明的,A正确;
B、显微镜呈倒像,标本移动的方向正好与物像移动的方向相反,细胞a位于视野的右下方,所以将细胞a移到视野中央,标本应向右下方移动,B错误;
C、显微镜的放大倍数是物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积,①和③都是目镜,C错误;
D、显微镜的放大倍数越大,看到的细胞就越大,数目越少,故选择①与④的镜头组合在同一视野内能观察到更多细胞,D错误。
故选A。
4. 绿叶海蜗牛(没有贝壳,通体绿色像一片叶子)可将叶绿体从藻类的细胞中“偷”出来,存储在自己的消化道细胞之中。图1-4为绿叶海蜗牛消化道细胞不同细胞器的电镜照片,下列说法错误的是( )
A. 图1和图2所示细胞器共同参与分泌蛋白的运输
B. 图3和图4所示细胞器具有双层膜结构
C. 图3细胞器可作为绿叶海蜗牛消化道细胞的“养料制造车间”
D. 图2和图3所示细胞器中含有核酸
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:图1、图2、图3和图4分别为高尔基体、线粒体、叶绿体和粗面内质网,其中叶绿体和线粒体为双层膜细胞器,内质网和高尔基体是单层膜细胞器。
【详解】A、图1高尔基体、图2线粒体和图4粗面内质网共同参与分泌蛋白的运输,A正确;
B、图3是叶绿体具有双层膜、图4粗面内质网为单层膜细胞器,B错误;
C、图3叶绿体是绿色植物的养料制造车间,绿叶海蜗牛将叶绿体“偷”出来,用于制造养料,C正确;
D、图2线粒体,图3叶绿体,它们都含有核酸,D正确。
故选B。
5. 泛素是一类由单条肽链组成的小分子蛋白质,其肽链包含76个氨基酸,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器会被泛素标记后最终被溶酶体降解,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 泛素分子含有75个肽键,其合成需要多种RNA参与
B. 泛素能降低错误折叠蛋白质水解反应的活化能
C. 被泛素标记的蛋白质需要与自噬受体结合后才能进入吞噬泡
D. 错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体降解过程中体现了生物膜具有一定的流动性
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示为泛素引导下的降解过程,该过程中错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体会被泛素标记,与自噬受体结合,被包裹进吞噬泡,吞噬泡再与溶酶体融合,进而被溶酶体的水解酶水解。
【详解】A、泛素分子由76个氨基酸脱水缩合而成,含有75个肽键,蛋白质合成过程需要mRNA、tRNA和rRNA共同参与,A正确;
B、酶的作用是降低反应所需的活化能,泛素在蛋白质和损伤细胞器降解过程中起到标记的作用,不是酶,B错误;
C、错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体被泛素标记后与自噬受体特异性结合,被包裹进吞噬泡,C正确;
D、吞噬泡与溶酶体融合,体现了生物膜具有一定的流动性,D正确。
故选B。
6. 蔗糖是甘蔗叶肉细胞光合作用的主要产物,甘蔗叶肉细胞的液泡膜上部分物质运输过程如图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 质子泵逆浓度运输 H⁺时需要消耗能量
B. H⁺—蔗糖载体运输H⁺的方式为协助扩散
C. H⁺—蔗糖载体运输蔗糖的方式为被动运输
D. 液泡膜内外H⁺浓度差会影响蔗糖的运输速率
【答案】C
【解析】
【分析】1、被动运输:(1)自由扩散(与膜内外物质的浓度差有关):不需要载体和能量,如水、CO2、O2、甘油、乙醇等;(2)协助扩散(影响因素:浓度差、载体):需要载体,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖。
2、主动运输:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时消耗能量,这种方式叫主动运输。
【详解】A、质子泵逆浓度运输 H⁺时需要消耗ATP提供的能量,A正确;
B、H⁺—蔗糖载体运输H⁺的方式是从高浓度向低浓度运输,通过载体蛋白,为协助扩散,B正确;
CD、 H⁺—蔗糖载体运输蔗糖的方式是从低浓度向高浓度运输,依赖于H+浓度差提供能量,为主动运输,所以液泡膜内外H⁺浓度差会影响蔗糖的运输速率 ,C错误,D正确。
故选C。
7. 染色剂或指示剂常用作生物成分的检测和鉴定,请分析下表中相关实验。
实验
实验或观察对象
药品
实验结果
①
花生子叶细胞的脂肪颗粒
苏丹Ⅲ
脂肪颗粒被染成红色
②
检测西瓜汁中的葡萄糖
斐林试剂
产生砖红色沉淀
③
酵母菌无氧呼吸产生酒精
酸性重铬酸钾
溶液由黄变绿再变蓝
④
DNA粗提取及检测
二苯胺试剂
由无色变成蓝色
⑤
比较豆浆煮沸前后蛋白质含量
双缩脲试剂
试管内颜色几乎相当
下列有关上述生物实验的叙述,正确的是( )
A. 上述实验中,完全正确的有③⑤
B. 实验中需要水浴加热的有②③④
C. 以上实验都可不使用显微镜观察
D. 若各实验均正确操作,则各实验结果颜色各不相同
【答案】D
【解析】
【分析】常见化合物的鉴定:
(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,产生砖红色沉淀。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。
(4)淀粉遇碘液变蓝。
(5)酒精用酸性重铬酸钾鉴定,溶液由橙色变为灰绿色。
(6)DNA用二苯胺水浴加热鉴定,呈蓝色。
【详解】A、上述实验中,完全正确的有④⑤,①结果应该是橘黄色,②观察对象应该是无色或接近无色、白色的对象,③颜色由橙色变为灰绿色,A错误;
B、实验中需要水浴加热的有②④,①③⑤在常温即可,B错误;
C、①需要显微镜观察,其余都不需要显微镜观察,C错误;
D、若各实验均正确操作,①为橘黄色,②为砖红色,③为灰绿色,④为蓝色,⑤为紫色,D正确。
故选D。
8. 下图展示了生物体内与ATP有关的部分反应,相关描述正确的是( )
A. ATP水解掉两个磷酸基团后成为腺苷,是组成RNA的基本单位之一
B. 过程②⑥为ATP的水解,在细胞内通常与放能反应相联系
C. 蓝细菌合成ATP时的能量来源就是呼吸作用时有机物分解所释放的能量
D. ATP水解所释放的磷酸基团可使蛋白质等分子磷酸化,空间结构发生变化
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:过程①表示光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜;过程②③表示光合作用暗反应阶段,发生在叶绿体基质;过程④⑤表示细胞呼吸,包括有氧呼吸和无氧呼吸;过程⑥表示ATP的水解,为各项生命活动供能。
【详解】A、ATP水解掉两个磷酸基团后,形成腺嘌呤核糖核苷酸,含有一个腺苷和一个磷酸基团,A错误;
B、过程②⑥为ATP的水解,在细胞内通常与吸能反应相联系,B错误;
C、蓝细菌可以进行光合作用,通过呼吸作用通过合成ATP时的能量来源是呼吸作用时有机物分解所释放的能量,通过光合作用合成ATP时的能量来源是光能,C错误;
D、ATP水解释放的磷酸基团可使载体蛋白磷酸化,使其空间结构发生变化,这一过程伴随着能量的转移,D正确。
故选D。
9. 研究发现,菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化NADH与氧反应的酶)对广泛存在于植物根部中的鱼藤酮十分敏感,生产上常利用鱼藤酮来防治菜粉蝶幼虫。下列叙述错误的是( )
A. 可用蛋白酶鉴定NADH脱氢酶的化学本质
B. 该酶主要分布在线粒体内膜上,作用于有氧呼吸的第三阶段
C. 鱼藤酮会降低菜粉蝶幼虫体细胞内的ATP水平,进而使其死亡
D. 鱼藤酮会抑制农作物的有氧呼吸并对其产生毒害作用
【答案】D
【解析】
【分析】双缩脲试剂可与蛋白质呈紫色反应,蛋白酶可水解蛋白质。
【详解】A、NADH脱氢酶的化学本质为蛋白质,可用双缩脲试剂或蛋白酶鉴定NADH脱氢酶的化学本质,A正确;
B、NADH脱氢酶是一种催化NADH与氧反应的酶,是需氧呼吸的第三阶段,其场所是线粒体内膜,该酶主要分布在线粒体内膜上,鱼藤酮的作用机理是抑制线粒体呼吸链而导致菜粉蝶幼虫死亡,B正确;
C、呼吸产生ATP,鱼藤酮影响呼吸,会降低虫体内的ATP水平,进而使其死亡,C正确;
D、鱼藤酮广泛存在于植物根中,说明其对农作物是没有害处的,D错误。
故选D。
10. 核孔结构复杂,至少由50种蛋白质构成,称为核孔复合物(NPC)。施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,取得了突破性进展,通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分,下列叙述正确的是( )
A. 附着NPC的核膜为双层膜结构,且可以与内质网膜相联系
B. NPC保证了细胞核与细胞质间蛋白质、RNA等大分子自由进出
C. 非洲爪蟾NPC可为细胞质中核糖体上合成蛋白质的过程提供原料
D. 一般情况下真核细胞中NPC数量与细胞代谢强度呈负相关
【答案】A
【解析】
【分析】细胞核包括:核膜(双层膜,上面有孔是蛋白质和RNA通过的地方)、核仁(与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质;功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
【详解】A、核膜为双层膜结构,且核外膜与内质网膜相连,A正确;
B、NPC是是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道,而DNA不能通过,故其控制物质的进出具有选择性,B错误;
C、核孔复合物(NPC)是核膜结构,不能为细胞质中核糖体上合成蛋白质的过程提供原料,C错误;
D、一般情况下,代谢越旺盛,核孔数量就越多,NPC数量也越多,所以一般情况下真核细胞中NPC数量与细胞代谢强度呈正相关,D错误。
故选A。
11. 下图为某兴趣小组使用透析袋设计的装置,已知葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子则无法通过。下列分析错误的是( )
注:A是葡萄糖溶液,C是淀粉溶液,B和D是蒸馏水,向D中加入适量碘液。
A. 该实验并不能证明透析膜具有选择透过性
B. 一定时间内,C处颜色变化表现为蓝色越来越深
C. 烧杯1中,葡萄糖分子只能从A处到达B处
D. 烧杯2达到平衡时,水分子依然可以进出透析袋
【答案】C
【解析】
【分析】(1)渗透作用发生的条件:①有半透膜;②膜两侧具有浓度差。
(2)由题文可知,葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子则无法通过。在烧杯1中,透析袋中的葡萄糖可进入到B蒸馏水中;在烧杯2中,透析袋中的淀粉无法进入D蒸馏水中。
【详解】A、该实验只能证明透析膜具有半透性,并不能证明透析膜具有选择透过性,A正确;
B、碘液可以通过透析膜,从D进入C,而淀粉遇碘变蓝色,所以C处的颜色变化是蓝色越来越深,B正确;
C、烧杯1中,葡萄糖分子既能从A处到达B处,也能从B处到达A处,是双向的,C错误;
D、渗透作用是一个动态平衡,水分子进出大致相等,D正确。
故选C。
12. 叶绿体内绝大多数蛋白质由核基因编码,少数由叶绿体基因编码,其合成、加工与转运过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 甲、乙蛋白通过类似胞吞的过程从细胞质进入叶绿体
B. 甲蛋白可能与暗反应有关,乙蛋白可能与光反应有关
C. 类囊体薄膜上的蛋白质由细胞质和叶绿体中的核糖体合成
D. 运至叶绿体不同部位的甲、乙蛋白都需经过加工
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:甲、乙蛋白为核基因编码的蛋白质,通过叶绿体外膜、内膜的孔蛋白进入线粒体基质;甲蛋白由基质导向序列留在基质中发挥作用,乙蛋白由类囊体导向序列引导进入类囊体发挥作用;还有由叶绿体基因编码的蛋白质直接吸附在类囊体薄膜上起作用。
【详解】A、甲、乙蛋白需要叶绿体膜上孔蛋白的协助进入叶绿体,属于协助扩散,A错误;
B、由题图可知,甲蛋白加工完成后定位在叶绿体基质中,乙蛋白定位在类囊体薄膜上,光反应的场所是类囊体薄膜,暗反应的场所是叶绿体基质,由此推测甲蛋白可能与暗反应有关,乙蛋白可能与光反应有关,B正确;
C、由题图可知,类囊体薄膜上的蛋白质有来自细胞质中核糖体合成的蛋白质,也有来自叶绿体中核糖体合成的蛋白质,C正确;
D、由图可知,运至叶绿体不同部位的甲、乙蛋白都需经过加工,D正确。
故选A。
13. 呼吸熵(RQ)是指呼吸作用所释放的CO2与吸收O2的物质的量的比值。下表为不同能源物质在完全氧化分解时的呼吸熵。下列说法正确的是( )
能源物质
糖类
蛋白质
油脂
呼吸熵(RQ)
1.00
0.80
0.71
A. 人体在剧烈运动时,有氧呼吸和无氧呼吸共同进行,RQ可能大于1
B. 只进行有氧呼吸的种子,若其RQ=0.8,则此时呼吸的底物一定是蛋白质
C. 油脂的RQ低于糖类,原因是油脂中氢原子相对含量较高
D. 测得酵母菌利用葡萄糖的RQ=7/6,则其有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖之比为1:1
【答案】C
【解析】
【分析】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[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、动物细胞进行产乳酸的无氧呼吸,不产生CO2,RQ不可能大于1,A错误;
B、只进行有氧呼吸的种子,RQ=0.8时可能以不同比例进行着以糖类、蛋白质和油脂为底物的有氧呼吸,B错误;
C、油脂的RQ低于糖类,原因是油脂中氢原子相对含量较高,呼吸作用需要的氧气更多,C正确;
D、RQ=7/6,假设有氧呼吸释放的CO2为6份,则消耗的氧气为6份,消耗的葡萄糖为1份,则无氧呼吸释放的CO2为7-6=1份,消耗的葡萄糖为0.5份,因此其有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖之比为2:1,D错误。
故选C。
14. 图1表示人体细胞内有氧呼吸的过程,其中a–c表示相关反应阶段,甲乙表示相应物质;图2表示某装置中氧气浓度对小麦种子二氧化碳释放量的影响。下列有关表述正确的是( )
A. 图1中甲表示二氧化碳,乙表示水
B. [H]叫还原型辅酶Ⅱ,是一种活泼的还原剂
C. 图2中影响A点高度的环境因素主要是温度
D. 图2中B点后二氧化碳释放量增加的原因是小麦种子只进行了有氧呼吸
【答案】C
【解析】
【分析】1、分析图1,a表示有氧呼吸第一阶段,b表示有氧呼吸第二阶段,c表示有氧呼吸第三阶段,物质甲表示H2O,物质乙表示CO2;
2、分析图2,当氧浓度为0时,小麦种子只进行无氧呼吸,当氧浓度逐渐上升,无氧呼吸受到抑制,有氧呼吸加快。
【详解】A、据图可知,c表示有氧呼吸第三阶段,这一阶段产生的物质甲表示H2O,b表示有氧呼吸第二阶段,这一阶段产生的物质乙表示CO2,A错误;
B、[H]是指还原型辅酶Ⅰ即NADH,是一种还原剂,B错误;
C、图2中A点时,小麦种子进行无氧呼吸,此时影响A点位置高低的主要环境因素是温度(通过影响酶的活性而影响),C正确;
D、B点以后,CO2释放量增加,主要原因是随着氧浓度增加,有氧呼吸逐渐增强,释放的二氧化碳增加,D错误。
故选C。
15. 矿质离子主要由植物根系吸收,对光合作用有一定的影响。在适宜条件下,将黄瓜幼苗培养在完全培养液中,测定其光合作用速率与光照强度的关系,结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中(缺镁对呼吸作用速率影响不大),下列分析错误的是( )
A. 缺镁会影响叶绿素的合成,使光合速率下降,C点向左下方移动
B. 缺镁对呼吸作用速率影响不大,所以A点不会有明显移动
C. 图中B点是光补偿点,在缺镁培养液培养后B点左移
D. 图中D点是光饱和点,在缺镁培养液培养后D点左移
【答案】C
【解析】
【分析】镁是叶绿素的组成元素,镁会影响叶绿素的合成,植物捕获光能的能力下降,导致光反应速率下降,暗反应速率下降,光合速率下降。
【详解】AB、缺镁会影响叶绿素的合成,植物捕获光能的能力下降,导致光反应速率下降,对呼吸速率影响不大,所以在缺镁培养液中培养后,C 点向左下方移动,A点不会有明显移动,A、B正确;
C、B点为光补偿点,该点的呼吸作用强度与光合作用强度相等;植物体缺镁时,呼吸速率影响不大,而体内叶绿素合成减少,光合作用速率下降,植物必需在较强光照下光合速率才能与呼吸速率相同,故B点会右移,C错误;
D、D点为正常植物的光饱和点,缺镁植物的光合速率下降,D点会向左移动,D正确。
故选C。
16. 实验小组将某绿色植物置于密闭、透明的容器中,在T1时刻前后,分别给予X1、X2不同光照强度,容器内CO2浓度的变化情况如图所示。下列有关说法正确的是( )
A D点相对于A点,植物体中有机物减少
B. 光照强度由X1到X2短时间内叶绿体中C3减少
C. C~D段不再下降只受光照强度的限制
D. B~D段叶肉细胞产生NADH的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意,容器内CO2减少,说明植物的光合速率大于呼吸速率,容器内CO2增加,说明植物的光合速率小于呼吸速率。
【详解】A、据图可知,D点相对于A点,容器内二氧化碳的浓度降低,说明光合速率大于呼吸速率,植物体中有机物增加,A错误;
B、X1、X2不同光照强度处理,X2的光合速率高,说明光照强度较大,光反应产生的NADPH和ATP较多,C3还原快,则C3减少,B正确;
C、C~D段不再下降是受到除光照强度之外的其他因素的限制,主要是二氧化碳浓度,C错误;
D、NADH是呼吸作用的产物,B~D段叶肉细胞产生NADH的场所有线粒体和细胞质基质,叶绿体可产生的时NADPH,D错误。
故选B。
17. 甘蔗原醋是近些年来开发的新型食用果醋,汁液透亮、酸味浓郁,具有调节肠胃功能、预防高血压及高血脂症等功效,在我国传统中医书中均有记载,具有很高的药用和保健价值。下列有关表述,正确的是( )
A. LB型醋酸菌在O2和糖源匮乏时,可直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
B. 如果LB型醋酸菌失活,酿甘蔗原酒时糖未耗尽,果酒酵母发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多
C. ①和②发酵条件不同,①为厌氧发酵,②为需氧发酵,果酒制好后直接通入无菌空气即可制醋
D. 甘蔗原酒可用酸性重铬酸钾试剂鉴定,而甘蔗原醋可通过对亚硝酸盐的含量变化进行鉴定
【答案】B
【解析】
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧的情况下酵母菌生长繁殖速度快,把糖分解成二氧化碳和水。在无氧的环境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,A错误;
B、如果LB型醋酸菌失活,酿甘蔗原酒时糖未耗尽,果酒酵母发酵也会停止,原因可能是pH降低和酒精含量增多,对于发酵不利,B正确;
C、①和②发酵条件不同,①为厌氧发酵,②为需氧发酵,果酒制好后除需要通入无菌空气,还需升高温度才能制醋,C错误;
D、①过程是获得的甘蔗原酒,酒精可使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色,甘蔗原醋可通过pH试纸或品尝鉴定,D错误。
故选B。
18. 从自然界中筛选具有优良性状的菌种的一般步骤为:采集样品→富集培养(使菌体数量增多)→纯种分离→性能测定,如图a、b是采用两种接种方法接种后纯化培养的效果图。下列相关叙述正确的是( )
A. 在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性
B. 为获得纯种的目的菌种,需对采集的样品进行灭菌
C. 获得图a所示结果的接种过程中,接种环需灼烧灭菌3次
D. 利用图b计算出样品中菌体浓度为5.85×10⁸个/ml,若涂布平板的菌液体积为0.1ml,则接种稀释液的稀释倍数为10⁷倍
【答案】A
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、不同微生物对于pH的要求不同,在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性,A正确;
B、需从采集的样品分离得到目的菌种,不能对样品进行灭菌,B错误;
C、图a所示结果的接种次数为3次,最后还需经过灼烧灭菌,故接种环需灭菌4次,C错误;
D、利用稀释涂布平板法计算菌体浓度的方法为菌落数÷接种液体积×稀释倍数,而用于计数的平板的菌落数应在30-300之间,因此58.5个÷0.1ml×稀释倍数=5.85×108个/ml,计算得出稀释倍数为106倍,D错误。
故选A。
19. “细胞培养肉”是利用体外培养动物细胞的方式来获得构成肌肉组织的细胞,再经收集、塑形、食品化加工等过程制备可供食用的肉类制品。下列叙述错误的是( )
A. 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织可获得分散肌肉母细胞
B. 往生物反应器中充入CO₂的主要作用是维持培养液的pH
C. 生物反应器中的支架可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间
D. 肌肉母细胞的原代培养是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理可将组织分散成单个细胞,A正确;
B、动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2,CO2的作用是维持培养液的pH稳定,B正确;
C、生物反应器中的支架提供了更多的细胞附着面积,有利于细胞贴壁生长,即可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间,C正确;
D、动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,不是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖,D错误。
故选D。
20. 抗体的结构分为V区(识别并结合抗原的区域)和C区(抗体的支架),鼠源抗体具有外源性,会被人体免疫系统当作抗原而清除。用人抗体的C区替换鼠源抗体的C区,保留鼠单抗的V区,可构建人一鼠嵌合抗体,操作流程如图所示。下列相关说法正确的是( )
A. 与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞为能分泌抗体的浆细胞和记忆B细胞
B. 用选择性培养基可筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C. 为获得结构正确的嵌合抗体,受体细胞应选用大肠杆菌
D. 人一鼠嵌合抗体在保留抗体特异性的同时外源性下降
【答案】D
【解析】
【分析】1.骨髓瘤细胞为无限增殖的细胞,分裂能力强,制备单克隆抗体的过程中还需该杂交细胞具备分泌特异性抗体的功能,而浆细胞为能够分泌抗体的细胞,故与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞为能分泌抗体的浆细胞。
2.骨髓瘤细胞与B淋巴细胞在融合的过程中可能会出现多种融合结果,如骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合,B淋巴细胞与B淋巴细胞融合,而实验需要的是骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的细胞,需要用选择性培养基进行筛选,但只能筛选出能杂交瘤细胞,而要筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞则需要进行专一性抗体检测。
【详解】A、与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞为能分泌抗体的浆细胞,记忆B细胞不能分泌抗体,A错误;
B、实验需要的是杂交瘤细胞,因而需要用选择性培养基进行筛选,但是只能筛选出能杂交瘤细胞,而要筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞则需要进行专一性抗体检测,B错误;
C、抗体为分泌蛋白,需要内质网和高尔基体对其进行加工,大肠杆菌为原核生物,无高尔基体和内质网,为获得结构正确的嵌合抗体,受体细胞不应该选用大肠杆菌,C错误;
D、用人抗体的C区替换鼠源抗体的C区,保留鼠单抗的V区,可构建人一鼠嵌合抗体,即该抗体中有一部分来自于人本身,使得人一鼠嵌合抗体在保留抗体特异性的同时外源性下降,D正确。
故选D。
二、综合题(本题共5小题,共60分)
21. 紫花苜蓿是全世界栽培历史最悠久、利用最广泛的豆科牧草,但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁,单宁可与植物蛋白质结合,不引起家畜采食后鼓胀。为培育抗鼓胀病的苜蓿新品种,科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料进行了实践研究。研究主要流程如下图:(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R—6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)。
(1)据图可知,本研究主要利用的生物技术有_____。
(2)获得原生质体需要用_____处理原材料。经过过程①,只有异源融合的原生质体能够存活的原因是_____。
(3)若用此技术获得单宁,培养到_____阶段即可。
(4)与该技术的融合方法相比,动物细胞融合特有的方法是_____。
【答案】(1)植物体细胞杂交
(2) ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力
(3)愈伤组织 (4)灭活病毒诱导法
【解析】
【分析】分析题图:图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示人工诱导原生质体融合;②表示脱分化过程;③表示再分化过程。
【小问1详解】
由图可知,本研究是将不同植物的原生质体融合并培养为完整植株的过程,主要利用植物体细胞杂交技术。
【小问2详解】
图中要获得原生质体需要去除细胞壁,由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此根据酶的专一性原理,应该用纤维素酶和果胶酶处理原材料;据图分析可知,经过过程①人工诱导原生质体融合时,在对获得的原生质体分别控制药物临界浓度使R-6G仅抑制清水紫花苜蓿原生质体及同源融合体,而IOA仅抑制里奥百脉根原生质体及同源融合体,杂种细胞因产物代谢互补可正常生长,因此在融合后只有异源融合的原生质体能够存活。
【小问3详解】
单宁可以通过细胞培养技术在特定的培养条件下合成并积累在细胞内,故只需要将细胞培养到愈伤组织阶段,即可通过提取等方法获得所需的单宁。
【小问4详解】
与植物体细胞杂交相比,动物细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法。
22. 科研人员为获得可用于生产基因工程的疫苗,将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中,然后通过核移植技术培育转基因猪,具体操作过程如图所示。回答下列问题:
(1)在收集A细胞时需要用_____处理1号猪,选用该细胞的优点是_____(答两点)。为了使胚胎能够成功移植到2号猪子宫内,需要对2号猪进行_____处理。
(2)导入病毒蛋白外壳基因可采用的操作方式是_____,过程②体现了细胞膜的_____性。
(3)3号猪与1号猪相比,不同点主要是_____。
(4)在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的_____或囊胚。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将_____均等分割。
【答案】(1) ①. 促性腺激素 ②. 卵母细胞体积大,便于操作;卵母细胞中含有促使细胞核全能性表达的物质 ③. 同期发情
(2) ①. 显微注射法 ②. 流动
(3)3号猪含有病毒蛋白外壳基因,1号猪不含该基因
(4) ①. 桑椹(桑葚)胚 ②. 内细胞团
【解析】
【分析】胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
【小问1详解】
A细胞为卵细胞,为了获得更多的卵细胞,一般需要用促性腺激素处理1号猪,使其超数排卵;为了使胚胎能够成功移植到2号猪子宫内,需要对2号猪进行同期发情处理,这为胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
【小问2详解】
将目的基因导入动物细胞的方式是显微注射法;过程②是细胞融合的过程,体现了细胞膜的流动性。
【小问3详解】
由于3号猪转入了病毒外壳蛋白基因,故3号猪与1号猪相比,不同点主要是3号猪含有病毒蛋白外壳基因,1号猪不含该基因,3号猪能够产生病毒外壳蛋白。
【小问4详解】
在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚(桑葚胚)或囊胚;内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,故在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割。
23. 枯草芽孢杆菌可分泌降解纤维素的酶,这种酶由 W基因编码,其相关信息如图甲所示,利用重组DNA技术使W基因在乳酸杆菌中表达,需使用图乙的质粒为载体,图中标注限制酶的部位是其酶切位点。回答下列问题:
(1)基因表达载体中的启动子是_______识别和结合的部位,可驱动基因转录。为确保质粒进入受体细胞后能进行自我复制,质粒还应该存在的结构是________。
(2)限制酶 Hind III能特异性识别 W基因的下游端和质粒的特定核苷酸序列,并使特定部位的________键断开,产生的互补黏性末端可使用________酶进行连接。
(3)切割W基因上游端的限制酶不能选择MfeⅠ,原因是________。若选择KpnⅠ和Hind III分别切割W基因的上游和下游,再用这两种酶去切割质粒,得到的 W 基因和切割后的质粒________(填“能”或“不能”)形成正确表达W基因的载体,原因是________。
(4)构建的基因表达载体导入乳酸杆菌后,可接种到含________的培养基上筛选导入成功的目的菌。若要判定 W基因在工程菌中是否表达,可以进行分子水平的检测,包括________(答出两点)。
【答案】(1) ①. RNA 聚合酶 ②. 复制原点
(2) ①. 磷酸二酯 ②. DNA 连接
(3) ①. MfeⅠ会破坏 W基因 ②. 不能 ③. W基因插入的方向相反
(4) ①. 氨苄青霉素 ②. 检测 W基因是否转录出了 mRNA,检测乳酸杆菌中是否产生了降解纤维素的酶
【解析】
【分析】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】
基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,可驱动基因转录。为确保质粒进入受体细胞后能进行自我复制,质粒还应该存在的结构是复制原点。
【小问2详解】
限制酶 Hind III能特异性识别 W基因下游端和质粒的特定核苷酸序列,并使特定部位的磷酸二酯键断开,产生的互补黏性末端可使用DNA连接酶进行连接。
【小问3详解】
切割W基因上游端的限制酶不能选择MfeⅠ,原因是MfeⅠ会破坏 W基因。若选择KpnⅠ和Hind III分别切割W基因的上游和下游,再用这两种酶去切割质粒,得到的 W 基因和切割后的质粒不能形成正确表达W基因的载体,原因是W基因插入的方向相反。
【小问4详解】
质粒上存在氨苄青霉素抗性基因,故在构建的基因表达载体导入乳酸杆菌后,可接种到含氨苄青霉素的培养基上筛选导入成功的目的菌。若要判定 W基因在工程菌中是否表达,可以进行分子水平的检测,包括检测 W基因是否转录出了 mRNA,检测乳酸杆菌中是否产生了降解纤维素的酶。
24. 马铃薯是中国五大主食之一,其营养价值高、产量高、适应力强,是全球第三大重要的粮食作物。为了探究便于其储藏的有利条件,某研究小组利用马铃薯块茎做了相关实验,实验结果如下图中图甲所示。在研究温度对光合作用与呼吸作用的影响时,在不同温度条件下采用“半叶法”对马铃薯植株上叶片的光合速率进行测定,将A侧遮光,B侧照光,在适宜的光照强度下照射1小时后,分别在A、B两侧截取单位面积的叶片称出干重(如下图乙),实验结果如下表所示(光合速率的单位为mg/h)。请据此回答下列问题:
温度(℃)
10
15
20
25
30
35
MA(干重,mg)
4.25
4.00
3.50
2.75
2.00
1.50
MB(干重,mg)
6.75
7.50
8.25
8.75
8.50
8.00
(1)马铃薯植株中根细胞无氧呼吸的产物是_______,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是_______,造成这种差异的直接原因是_______。
(2)由图甲可知,在_______条件下更有利于储藏马铃薯块茎;与25°C相比,在3°C条件下光照对马铃薯块茎细胞呼吸的促进作用较__________(填“强”或“弱”)。
(3)根据表格数据分析,与30°C相比,35°C时的总光合速率__________(填“更强”、“更弱”、“不变”或“不确定”),理由是___。
(4)昼夜不停地光照,在__________°C时该马铃薯叶片生长的相对最快。
【答案】(1) ①. 酒精和CO2 ②. 乳酸 ③. 不同部位细胞中酶种类不同
(2) ①. 低温(3℃)、黑暗 ②. 强
(3) ①. 不变 ②. MB-MA表示总光合速率,两者均为6.5mg/h
(4)25
【解析】
【分析】1、马铃薯植株中根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸。
2、总光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【小问1详解】
马铃薯植株中根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,造成这种差异的直接原因是催化反应的酶的种类不同。
【小问2详解】
由图甲可知,在低温、黑暗条件下更有利于储藏马铃薯块茎;由甲图可知,3 °C时黑暗条件下与光照条件下呼吸速率差值比25°C时大,即在3°C条件下光照对马铃薯块茎细胞呼吸的促进作用较强。
【小问3详解】
不同温度下,叶片在实验开始时的干重相同,设为a。则其呼吸速率为a-MA。其净光合速率为MB-a,其总光合速率为净光合速率加上呼吸速率= MB-a+ a-MA= MB-MA。35 °C时的总光合速率为8-1.5=6.5 mg/h,30 °C时的总光合速率为8. 5-2=6.5 mg/h,所以与30°C相比,35°C时的总光合速率不变。
【小问4详解】
不同温度下,叶片在实验开始时的干重相同,设为a,其净光合速率为MB-a,净光合速率大小与MB成正比,所以MB值越大,则净光合速率就越大,叶片生长的速度相对就越快,故在25 °C时该马铃薯叶片生长的相对最快。
【点睛】本题主要考查马铃薯细胞呼吸和光合作用的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
25. 为研究酶的特性,科研人员做了如下研究。图1是一个含有淀粉的琼脂块,1~4代表分别用不同方法处理的4个位置。图2为某些酶抑制剂(抑制酶催化作用的物质)的作用机理。请回答下列问题:
(1)将图1所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块,放入37℃恒温箱中保温处理24h后,用等量碘液滴在4个三角形位置,观察到的现象是三角形________(填数字)呈蓝色,由此说明酶具有__________________的特点。
(2)依据作用机理,①若抑制剂分子在外形上与作用底物相似,能与底物竞争结合酶的活性位点,这种抑制剂称为酶的竞争性抑制剂;②若抑制剂不是与酶活性位点结合,而是与活性位点以外的位点结合,则属于非竞争性抑制剂。据图2判断抑制剂A属于____________,抑制剂B属于____________(填“竞争性抑制剂”或“非竞争性抑制剂”)
(3)已知某物质X为淀粉酶抑制剂,为探究其是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,某同学设计了如下实验。
组别
实验处理
观测实验结果
甲组
足量的淀粉溶液+淀粉酶
分别测定各组的酶促反应速率
乙组
足量的淀粉溶液+淀粉酶+物质X
预期实验结果:
若____________________________________,则物质X为竞争性抑制剂;
若____________________________________,则物质X为非竞争性抑制剂。
【答案】(1) ①. 1、2、3 ②. 专一性、作用条件较温和
(2) ① 竞争性抑制剂 ②. 非竞争性抑制剂
(3) ①. 乙组反应速率与甲组大致相同 ②. 乙组反应速率小于甲组
【解析】
【分析】1.酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA;
2.酶的特性。
①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍;
②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应;
③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
【小问1详解】
图1的处理中,强酸和高温都会使淀粉酶变性失活,蔗糖酶不能催化淀粉水解,故将图1所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块,放入37℃恒温箱中保温处理24h后,用等量碘液滴在4个三角形位置,观察到的现象是三角形1~3呈蓝色,由此说明酶具有专-性、作用条件较温和的特点。
【小问2详解】
图2中,底物与抑制剂A竞争同一活性部位,属于竞争性抑制剂;抑制剂B与酶结合后,会改变酶的空间构象,从而使底物无法与酶结合,因此属于非竞争性抑制剂。
【小问3详解】
本实验的目的是探究物质X是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂,本实验中的自变量是是否加入物质X,因变量是反应速率的改变,预期实验结果为:
由于加入的淀粉是足量的,若物质X为竞争性抑制剂,当淀粉的量足够大时,竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响可以忽略不计,因此乙组反应速率与甲组大致相同;
若物质X为非竞争性抑制剂,非竞争性抑制剂会使酶的空间构象发生改变,因此乙组反应速率小于甲组。
【点睛】本题以淀粉酶催化淀粉水解为情境,考查酶的特性,旨在考查考生获取信息的能力和实验与探究能力,以及科学思维、科学探究的核心素养。
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