精品解析：上海黄浦区上海外国语大学附属大境中学2024-2025学年高三上学期期中生物试卷

上外附属大境中学2024学年度第一学期高三年级期中考试 生物学试卷 （60分钟内完成，总分100分） 细胞自噬与病变（19分） 1. 细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程，广泛存在于真核细胞中，图1示意某细胞溶酶体形成及发挥作用的过程。 （1）线粒体嵴损伤，直接影响有氧呼吸的______过程，该过程可生成______（编号选填）。 ①糖酵解 ②三羧酸循环 ③电子传递 ④O2 ⑤CO2 ⑥H2O ⑦ATP （2）图1中属于细胞自噬途径的是______（甲/乙）过程。该过程中，包裹着待降解物质的泡状结构需沿着______（细胞结构）运到溶酶体并与溶酶体融合。 （3）合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为______。 ①高尔基体 ②核糖体 ③内质网 ④质膜 A. ③①④ B. ②③① C. ②③①④ D. ②①③ 结肠癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一，科研人员通过细胞实验和动物实验的方法揭示miR-34a（一种RNA）对结肠癌的影响，为结肠癌的诊疗提供新的思路。 （4）在结肠癌细胞中不可能看到的结构或物质是______。 A. 染色体 B. 细胞板 C. 纺锤丝 D. 赤道面 科研人员设置了实验组和对照组，实验组用表达miR-34a的病毒感染结肠癌SM480细胞，对照组用不表达miR-34a的病毒感染结肠癌SW480细胞。实验结果如图2和图3所示。 （5）分析图2实验结果，可得到结论miR-34a______（促进/抑制/不影响）细胞增殖。 细胞一般都有寿命，最常见的死亡方式是细胞凋亡。图3所示为正常细胞凋亡过程的部分示意图。 （6）下列不属于细胞凋亡特点的是______。 A. 自主性 B. 被动性 C. 程序性 D. 受遗传信息控制 （7）据图3所示，细胞通过质膜上的______与信息分子结合后，会促进______基因的表达。 （8）据图2和图3分析推测，miR-34a对Bcl-2蛋白的合成的影响是______（促进/抑制/不影响），从而起到治疗结肠癌的作用。 【答案】（1） ①. ③ ②. ⑥⑦ （2） ①. 乙 ②. 细胞骨架 （3）B （4）BD （5）抑制 （6）B （7） ①. 受体 ②. Bcl-2 （8）抑制 【解析】 【分析】有氧呼吸：在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体。 第一阶段：发生在细胞质基质，将葡萄糖分解为丙酮酸和NADH，生成少量的ATP；第二阶段发生在线粒体基质，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，生成A少量的ATP；第三阶段发生在线粒体内膜上，一二阶段生成的NADH和氧气结合生成水，并生成大量的ATP。 通俗地讲，细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。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，从而维持细胞内部环境的稳定。 【小问1详解】 线粒体内膜向内折叠形成嵴，线粒体嵴损伤，直接影响有氧呼吸第三阶段的反应，即电子传递过程，该过程可生成水和大量的ATP。 【小问2详解】 细胞自噬是指在一定的条件下，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。图1中属于细胞自噬途径的是乙过程。细胞骨架与物质运输的生命活动密切相关，该过程中，包裹着待降解物质的泡状结构需沿着细胞骨架运到溶酶体并与溶酶体融合。 【小问3详解】 溶酶体内水解酶在核糖体上合成，分别在内质网和高尔基体上进行加工，合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为②③①，B正确； 【小问4详解】 赤道面不是真正的结构，不可能看到，细胞板是植物细胞才有的细胞结构，结肠癌细胞是动物细胞，故选BD。 【小问5详解】 实验组用表达miR-34a的病毒感染结肠癌SM480细胞，对照组用不表达miR-34a的病毒感染结肠癌SW480细胞。分析图2实验结果，实验组的细胞增殖能力明显低于对照组，可得到结论miR-34a抑制细胞增殖。 【小问6详解】 细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡具有自主性，程序性和受遗传信息控制的特点，不具有被动性，故选B。 【小问7详解】 据图3所示，细胞通过质膜上的受体与信息分子结合后，会促进Bcl-2基因的表达，使得Bcl-2蛋白增多。 【小问8详解】 据图2可知miR-34a抑制细胞增殖，据图3可知Bcl-2蛋白抑制细胞的凋亡，据此推测miR-34a抑制Bcl-2蛋白的合成，促进细胞的凋亡，从而起到治疗结肠癌的作用。 植物生理（24分） 2. 调整根系结构，保障最大限度利用土壤水资源是植物重要的生存策略，这一过程受到多种激素调控。 （1）植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。下列叙述错误的是______。 A. 生长素和赤霉素均能促进细胞伸长，从而引起植株增高 B. 赤霉素和细胞分裂素均能促进细胞分裂与细胞分化 C. 脱落酸具有促进细胞衰老和抑制细胞分裂的作用 D. 生长素/细胞分裂素的值较低时，有利于诱导根的分化 （2）利用琼脂培养拟南芥幼苗制备根生长模型开展研究，实验装置如图1。其中设置______模拟的是根向下生长时接触不到水分的情况。 （3）检测拟南芥根生长到不同长度时脱落酸（ABA）的含量，结果如图2，说明ABA是在植物缺水时发挥重要作用的激素，判断依据是______。 （4）为证实ABA的作用，利用图1实验装置进行实验，检测虚线框内野生型与ABA合成缺陷突变体番茄的侧根生成情况，结果如图3，实验结果说明______。 （5）脱落酸（ABA）作用于保卫细胞能促使气孔关闭。有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究ABA受体的位置，研究者进行了实验，实验过程和结果如下表。下列有关该实验的说法，错误的是______。 甲组 乙组 步骤一 培养叶片下表皮组织 培养叶片下表皮组织 步骤二 向培养液中添加放射性标记的ABA 向保卫细胞内直接注射放射性标记的ABA 实验结果 气孔关闭 气孔不关闭 A. 自变量是ABA是否被放射性同位素标记 B. 甲组还应检测放射性物质在细胞中的分布 C. 乙组注入保卫细胞的ABA的浓度不宜过低 D. ABA促使气孔关闭的受体主要是胞内受体 土壤盐渍化严重影响农作物的产量。棉花是重要的经济作物。研究显示，改善土壤通气状况能有效减轻盐碱地（盐胁迫）对棉花生长的影响。如下图表示在模拟盐胁迫条件下，棉花幼苗的生长状况及气孔开度。 （6）上图表明，在t3之前，盐胁迫导致气孔开度下降，其原因可能是______。 A. 保卫细胞失水皱缩 B. 胞间渗透压下降 C. 根细胞供氧条件差 D. 胞间CO2浓度下降 （7）盐胁迫t3天之后，棉花光合速率持续下降的可能原因是______。 A. 气孔开度下降 B. 光反应效率降低 C. 光合酶活性改变 D. 高能化合物形成减缓 （8）最新研究显示，盐胁迫会影响叶绿素的合成。为定量测定盐胁迫对叶绿素b合成量的影响。据下图分析。分光光度计的波长应设定在______。（编号选填） ①430mm ②450mm ③480nm ④645mm ⑤665mm （9）研究发现，若保持土壤通气状况，能在一定程度上缓解盐胁迫导致的净光合速率下降。可能的原因是______。 A. 增大了叶肉细胞二氧化碳摄入量 B. 提高呼吸作用效率，促进根吸收矿质营养 C. 增大ATP的供应，提高光合作用产物的输出效率 D. 通气促进呼吸作用的效率远大于其对总光合效率的影响 研究还发现，棉花对土壤盐碱化有一定的耐受性，这与Ca2+离子跨膜运输有关，其机理如下图所示。 （10）据图简述棉花对土壤盐碱化有一定耐受性的原因______。 【答案】（1）D （2）乙组/空气间隙 （3）乙组随着根生长进入空气间隙长度的增加，ABA含量逐渐增加，且均高于甲组，当根遇到琼脂块后ABA含量又逐渐下降 （4）在缺水条件下ABA可抑制侧根生成 （5）AD （6）A （7）BCD （8）④ （9）ABC （10）一方面Ca2+离子跨膜运输进入棉花细胞，激活钙相应蛋白复合物，促进细胞内多于的Na+排出细胞；另一方面，盐胁迫条件下，细胞内脱落酸浓度升高，激活SNF蛋白，促进基因表达出更多的E蛋白，通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响 【解析】 【分析】1、植物激素是植物体内产生的对植物生长发育有显著影响的微量有机物。常见的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。生长素具有促进细胞伸长生长、促进生根等作用；赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高，也能促进细胞分裂和分化；细胞分裂素促进细胞分裂和分化；脱落酸能促进叶片和果实的衰老和脱落，具有促进细胞衰老和抑制细胞分裂的作用。 2、ABA既可诱导气孔关闭或抑制气孔开放，以降低植物的蒸腾失水，又可影响植物根系发育，以抵御水分胁迫，ABA是在植物缺水时发挥重要作用的激素。 3、识图分析可知，该图表示在模拟盐胁迫条件下，棉花幼苗的生长状况及气孔开度，图中0mmol/L的NaCl条件下为对照组，100mmol/L的NaCl条件下为实验组，根据图中曲线可知，在盐胁迫条件下，随着时间延长棉花幼苗的净光合速率降低，0-t3天时间段，气孔开度不断减小，t3天以后气孔开度不再发生变化。 4、绿叶中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。叶绿素a和叶绿素b分别在红光区波长约为665nm和650nm处具有最大吸收峰值。 【小问1详解】 A、生长素和赤霉素确实都能促进细胞伸长，进而让植株增高。生长素能刺激细胞的伸长生长，赤霉素也有类似的作用，它们共同发挥作用，使得植株在纵向生长上更加明显，A正确； B、赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高，同时也能促进细胞分裂和分化；细胞分裂素主要的作用就是促进细胞分裂和分化，B正确； C、脱落酸是一种植物激素，它的作用之一就是促进叶和果实的衰老和脱落并且抑制细胞分裂，C正确； D、生长素与细胞分裂素的比值较高时，有利于诱导根的分化；生长素与细胞分裂素的比值较低时，有利于诱导芽的分化，D错误。 故选D。 【小问2详解】 图1中甲组和乙组的区别是中间部分有无琼脂块，甲组有琼脂块，能运输水分，根向下生长可以接触到水分，乙组中间部分是空气间隙，这模拟的是根向下生长时接触不到水分的情况。 【小问3详解】 图2中，乙组随着根生长进入空气间隙长度的增加，ABA含量逐渐增加，且均高于甲组，当根遇到琼脂块B后，ABA含量又逐渐下降，说明ABA是在植物缺水时发挥重要作用的激素。 【小问4详解】 据图3中乙组（有空气间隙，模拟缺水环境）可知，与野生型相比，ABA合成缺陷突变体番茄侧根数量更多，说明在缺水条件下ABA可抑制侧根生成。 【小问5详解】 A、由表格内容可知，此实验的目的是ABA受体的位置，其自变量为ABA的注射位置，A错误； B、甲组为实验组，实验结果除了观察气孔是否关闭外，还应检测放射性物质在细胞中的分布，提高实验结果的准确性，B正确； C、乙组保卫细胞的ABA的浓度应该保持一定水平，不宜过低，以保证实验效果，C正确； D、ABA作用于保卫细胞能促使气孔关闭，从表格信息甲组气孔关闭可知，ABA促使气孔关闭的受体是胞外受体，D错误。 故选AD。 【小问6详解】 由于保卫细胞吸水膨胀引起气孔开放、失水收缩引起气孔关闭，因此盐胁迫导致保卫细胞失水皱增，导致气孔开度下降。综上所述，A正确，BCD错误。 故选A。 【小问7详解】 A、识图分析可知，盐胁迫0-t3天时间段，气孔开度不断减小，t3天以后气孔开度不再发生变化，A错误； B、识图分析可知，盐胁迫t3天之后，气孔开度已经保持不变，但是由于气孔开度较小，导致植物叶肉细胞吸收二氧化碳减少，使得暗反应减慢，消耗的光反应产物ATP、NADPH减少，导致光反应产物积累，光反应效率降低，因此使得棉花光合速率持续下降，B正确； C、根据题意，盐胁迫可能会影响光合酶活性，使其活性降低，C正确； D、根据B选项分析可知，光反应产物积累，使得光反应效率降低，因此高能化合物形成减缓，D正确。 故选BCD。 【小问8详解】 识图分析可知，图中叶绿素b在红光区波长约为650nm处具有最大吸收峰值，因此分光光度计的波长应设定650nm处，即选④。 【小问9详解】 若保持土壤通气状况，能够提高根细胞的呼吸作用效率，促进根吸收矿质营养，提高根细胞的渗透压，减少细胞失水，使得气孔开度增大，二氧化碳吸收增多，缓解盐胁迫导致的净光合速率下降；由于提高根细胞的呼吸作用效率，可以增大ATP的供应，提高光合作用产物的输出效率，促进光合作用的进行，也能缓解盐胁迫导致的净光合速率下降，ABC正确。 故选ABC。 【小问10详解】 识图分析可知，一方面Ca2+离子跨膜运输进入棉花细胞，激活钙相应蛋白复合物，促进细胞内多于的Na+排出细胞；另一方面，在盐胁迫条件下，细胞内脱落酸浓度升高，激活SNF蛋白，促进基因表达出更多的E蛋白，通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响。 红细胞增多症（14分） 3. 人体中O2主要由血管中的红细胞运输。红细胞增多症是一种表现为单位容积血液中红细胞数目高于参考值的血液疾病，有多种类型。如与低氧适应有关的继发性红细胞增多症，是由缺氧诱导因子（HIF-1a）在缺氧状态下通过调控促红细胞生长因子（EPO）基因的表达而造成红细胞数目增加的情况，相关机制示意如图，其中甲一丁表示生理过程。 （1）EPO基因所蕴含的遗传信息是______。 A. 磷酸数量 B. 五碳糖种类 C. 碱基序列 D. 氨基酸序列 （2）图中过程甲是______，需要的原料有______。（编号选填） ①DNA复制 ②转录 ③翻译 ④氨基酸 ⑤脱氧核苷三磷酸 ⑥核糖核苷三磷酸 （3）若过程乙中甲硫氨酰tRNA的反密码子序列为5′-CAU-3′，则其识别的密码子序列为5′-______-3′。 （4）促红细胞生长因子（EPO）是由166个氨基酸组成的蛋白质，推测EPO基因至少含有______个碱基（不考虑终止密码子）。 （5）下列对过程丙和过程丁的特点叙述，正确的是______。 A. 过程丙和过程丁均伴随蛋白质合成 B. 过程丙细胞功能改变，过程丁细胞功能不变 C. 过程丙遗传信息改变，过程丁遗传信息不变 D. 过程丙细胞数量不变，过程丁细胞数量改变 （6）运动员们通过高原训练以提升运动机能。据图推测，在高原运动训练者体内可能发生______。（填编号） ①EPO基因表达增强 ②红细胞数目升高 ③EPO分泌减少 ④EPO基因含量升高 （7）若要利用RNA干扰抑制EPO基因的表达，则设计的RNA序列应______。（填编号） ①与EPO基因的模板链互补②与EPO基因的编码链互补③与产生EPO基因产生的mRNA互补④与识别EPO基因mRNA的tRNA互补 【答案】（1）C （2） ①. ② ②. ⑥ （3）AUG （4）996 （5）ABD （6）①② （7）③ 【解析】 【分析】分析题图可知：在缺氧状态下，缺氧诱导因子（HIF-1a）通过调控促红细胞生长因子（EPO）基因的表达而造成红细胞数目增加，图中的甲、乙、丙、丁分别表示转录、翻译、细胞分化、细胞增殖（有丝分裂）。在正常氧状态下，HIF-1a经羟基化修饰后被降解。 【小问1详解】 人体中的促红细胞生长因子（EPO）基因是有遗传效应的DNA片段，其所蕴含的遗传信息是碱基序列，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问2详解】 RNA的基本单位是核糖核苷酸，图中过程甲是以EPO基因的一条链为模板合成RNA的②转录过程，需要的原料有⑥核糖核苷三磷酸。 【小问3详解】 过程乙表示翻译。在翻译过程中，组成tRNA的反密码子的碱基能够与mRNA上决定该tRNA所携带的氨基酸种类的密码子的碱基互补配对。若过程乙中甲硫氨酰tRNA的反密码子序列为5'-CAU-3'，则其识别的密码子序列为5'-AUG-3'。 【小问4详解】 若不考虑终止密码子等因素，在基因指导蛋白质的合成过程中，DNA分子中的碱基数：mRNA分子中的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1。已知促红细胞生长因子（EPO）是由166个氨基酸组成的蛋白质，推测EPO基因至少含有6×166＝996个碱基。 【小问5详解】 A、过程丙为细胞分化，过程丁为造血干细胞通过有丝分裂实现自我更新，因此过程丙和过程丁均伴随蛋白质合成，A正确； B、过程丙所示的细胞分化会导致细胞功能改变，过程丁所示的有丝分裂没有使细胞功能发生变化，B正确； C、过程丙所示的细胞分化与过程丁所示的有丝分裂，遗传信息都没有改变，C错误； D、过程丙所示的细胞分化只是改变了细胞的形态、结构和生理功能，没有改变细胞数量，过程丁所示的有丝分裂使细胞数量发生了改变，D正确。 故选ABD。 【小问6详解】 高原地区空气稀薄，氧气浓度低。运动员们通过高原训练，可以通过提高运动员血管中的红细胞运输氧气的能力而提升对低氧环境的适应能力。据此结合题图显示的信息可推测，在高原运动训练者体内可能发生：①EPO基因表达增强，引起③EPO分泌增加，进而导致②红细胞数目升高，但④EPO基因的含量不会升高，故①②正确。 【小问7详解】 RNA干扰技术通过向细胞或生物体内注入短的双链RNA分子诱导细胞内含有相同或相似序列的mRNA持续降解，从而阻断特定基因的表达，是一种快速、简单研究基因功能的方法。 ①②设计的RNA可作用于mRNA的任何部位，并与mRNA完全互补，且只能作用于mRNA，无法与基因的DNA链互补结合发挥作用，①②错误； ③设计的RNA主要参与RNA干扰现象，在作用位置上，设计的RNA可作用于mRNA的任何部位，并与mRNA完全互补，且只能作用于mRNA，所以应与mRNA互补才能发挥作用，设计的RNA能导致靶标基因的降解，即为转录水平后调控，③正确； ④干扰RNA如果与识别该基因mRNA的tRNA互补，则为翻译水平的调控，而干扰RNA为转录后水平上的调控，④错误。 故选③。 大肠杆菌改造（20分） 4. Ⅰ．甲醇（分子式CH3OH）是一种重要的有机化工原料，价格低廉，来源广泛，但不能被大肠杆菌利用。为获得能够高效利用甲醇的大肠杆菌，研究人员根据图所示甲基芽孢杆菌中的甲醇代谢途径，对大肠杆菌进行改造。其中，F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，而甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的。 （1）甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶都具有相同的______。 A. 化学本质 B. 活性中心 C. 合成场所 D. 空间结构 （2）酶4发挥作用的场所是______。 A. 质膜 B. 细胞质基质 C. 线粒体 D. 核糖体 Ⅱ．对大肠杆菌的改造过程如图，其中Ⅰ-Ⅳ代表操作步骤，ampr表示氨苄青霉素抗性基因。在步骤Ⅳ，研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，即可实现菌株的定向进化，从而获得高效利用甲醇的大肠杆菌。 （3）在图中步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中，应选用的工具酶分别是______。 步骤Ⅰ 步骤Ⅱ A DNA解旋酶、限制酶 DNA连接酶 B DNA连接酶、限制酶 耐热DNA聚合酶 C 耐热DNA聚合酶、限制酶 DNA连接酶 D 耐热DNA聚合酶、DNA连接酶 限制酶 A. A B. B C. C D. D （4）引入突变的dnaQ基因影响的是下图所示的过程______。（编号选填） （5）以下对步骤Ⅳ中大肠杆菌定向进化过程的分析，正确的是______。 A甲醇代谢相关基因发生定向突变 B甲醇代谢相关基因发生随机突变 C使大肠杆菌更容易在通用培养基中生长 D使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长 （6）为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤Ⅳ所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有______编号选填） ①葡萄糖 ②NH4Cl ③amp ④琼脂 ⑤水 （7）下列实验方法①—⑧中，可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是______，可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是______，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是______。（编号选填） ①分光光度法②差速离心法③显微注射法④显微镜计数法⑤平板划线法⑥凝胶电泳法⑦稀释涂布法⑧同位素标记法 （8）图中改造大肠杆菌时涉及的生物工程有______。 A. 发酵工程 B. 细胞工程 C. 基因工程 D. 蛋白质工程 【答案】（1）AC （2）B （3）C （4）① （5）BD （6）②③⑤ （7） ①. ⑤⑦ ②. ① ③. ⑧ （8）ACD 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 AC、甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶的本质是蛋白质，合成场所都是核糖体，AC正确； B、酶具有专一性，不同的酶活性中心不同，B错误； D、蛋白质的结构决定功能，酶的功能不同，空间结构也不同，D错误。 故选AC。 【小问2详解】 酶4能够催化F6P到FBP的过程，而F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，故酶4发挥作用的场所是细胞质基质，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问3详解】 在图2步骤I包括获取目的基因并进行扩增，故应使用限制酶进行切割，PCR扩增目的基因需要耐热DNA聚合酶，步骤II中是形成重组DNA分子，需要的酶是DNA连接酶，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问4详解】 正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键，故突变的dnaQ基因会影响的是①DNA的复制过程。 【小问5详解】 AB、变异是不定向的，甲醇代谢相关基因发生随机突变，A错误，B正确； CD、由于研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，故步骤IV使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长，C错误，D正确。 故选BD。 【小问6详解】 由于目的菌株含有氨苄青霉素的抗性基因，为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤IV所需培养基时，配方中除甲醇（碳源）外至少还应该有②NH4Cl（氮源和无机盐）和⑤水（培养基成分之一），此外还可添加③amp（氨苄青霉素）。 【小问7详解】 可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是平板划线法和稀释涂布平板法，即⑤⑦；可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是①分光光度法；用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律，通过追踪同位素标记的化合物，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是⑧同位素标记法。 【小问8详解】 图2改造大肠杆菌时涉及的生物工程有发酵工程、基因工程和蛋白质工程，不涉及细胞工程，ACD正确，B错误。 故选ACD。 凝血与血栓（23分） 5. B型血友病患者因缺乏凝血因子Ⅸ（FIX）导致凝血功能障碍。FIX是一种由416个氨基酸构成的蛋白质。某腺病毒（AAV）是一种单链DNA病毒，野生型AAV无致病性、免疫原性弱、复制缺陷，需要辅助病毒进行复制，因此，可作为B型血友病基因治疗的载体。其治疗过程如图1与图2所示。 （1）根据题干信息和所学知识，对下列说法进行判断，正确的是______。 A. 血友病可服药治疗 B. FIX可和双缩脲试剂反应产生红色 C. AAV可在宿主细胞内独立复制 D. AAV内嘌呤数目和嘧啶数目可能不同 （2）B型血友病基因治疗中的目的基因为______。 （3）研究发现，如果FIX的第338位氨基酸发生了替换，其促凝血效果会提升8—9倍。由此推测，FIX基因的突变体最可能发生了以下哪种变化？______。 A. 碱基对的缺失 B. 碱基对的增加 C. 碱基对的替换 D. 染色体结构变异 （4）图1中HEK293细胞是人的某种细胞，培养时需要提供哪些合适条件？（至少写两点）______。 （5）如图2 所示，重组AAV病毒是以______方式进入人体的细胞，并在______中转录，最后合成FIX。 （6）如下图所示可以从A、B、C、D这4种单链DNA片段中选取哪些片段作为引物？______。 （7）B型血友病多个突变位点有关。一些显性突变基因不仅无功能，而且干扰正常等位基因产物的功能。对于显性突变引发的B型血友病，下列预防或治疗措施有效的是______。 A. 孕期B超检查 B. 体外受精后基因检测 C. 在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体 D. 基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达 （8）你觉得使用AAV作为载体进行基因治疗，是否安全？请解释你的结论______。 重组人纤溶酶原激活剂（hPA）能够高效特异性地溶解血栓，目前已培育成功rhPA转基因兔，作为乳腺生物反应器批量生产药物。某科研团队构建重组质粒PCL25/rhPA如图所示（该质粒以β-casein作为调控序列，以CMV为启动子，其中SalⅠ、XhoⅠ、NotⅠ所在位置表示相关限制酶切点）。 （9）重组质粒PCL25/rhPA如上图所示。rhPA基因上游的CMV能被______结合，从而开启转录过程。在PCL25质粒的______限制酶切位点处插入化学合成的rhPA-cDNA片段。 （10）氨苄西林抗性基因是ampr，能否用只含有氨苄西林的培养基筛选出导入重组质粒的细胞？______。原因是______。 （11）为筛选出含有重组质粒P3（如图）的菌落，tetr代表四环素抗性基因，采用含有不同抗生素的平板进行筛选后得到A、B、C三类菌落，其生长情况如表（“+”代表生长，“-”代表不生长）。根据表中结果判断，应选择的目标菌落是______（填表中字母）类，另外两类菌落的质粒导入情况分别是______。 平板类型 菌落类型 A B C 无抗生素 + + + 氨苄西林 + + - 四环素 + - - 氨苄西林+四环素 + - - 【答案】（1）D （2）凝血因子Ⅸ基因/FIX基因 （3）C （4）无菌环境/适宜渗透压/温度约37℃/pH7.2-7.4/所需的营养物质 （5） ①. 胞吞 ②. 细胞核 （6）BC （7）BCD （8）安全。AAV无致病性，不会对人体造成伤害。不安全。AAV病毒作为外源性抗原进入人体，会引起免疫反应，可能使得肝细胞受损，引起肝脏功能受到影响。 （9） ①. RNA聚合酶 ②. XhoⅠ （10） ①. 不能 ②. 导入普通质粒或重组质粒细胞都具有氨苄西林抗性，都能正常生长 （11） ①. B ②. A类菌落含有P0质粒，C类菌落未转入质粒 【解析】 【分析】1、蛋白质是氨基酸脱水缩合成的生物大分子，其能与双缩脲试剂发生紫色反应；作为生物大分子需要分解为小分子物质才会被人体吸收。2、基因突变是指DNA中碱基的增添、缺失和替换导致的皆因结构的改变。3、凝血因子IX基因（FIX基因）存在于生物体细胞中，因而可通过生物体细胞中分离得到。4、进行动物细胞培养时需要提供细胞生长所需要的营养物质、无菌无毒的环境、适宜的温度（一般为37.5±0.5℃）、pH（约在7.2~7.4左右）和适宜的培养液渗透压。 【小问1详解】 A、由题干知，血友病患者因缺乏凝血因子IX（FIX）导致凝血功能障碍，FIX是一种由416个氨基酸构成的蛋白质，蛋白质只有分解为小分子氨基酸后才会进入到人体的内环境中，因而血友病不能服药治疗，A错误； B、FIX可和双缩脲试剂反应产生紫色，B错误； C、AAV进入宿主细胞后，需要利用宿主细胞内的原料和场所进行复制，因而无法独立复制，C错误； D、AAV是一种单链DNA病毒，因而其嘌呤数目和嘧啶数目可能不同，D正确。 故选D。 【小问2详解】 血友病基因治疗中的目的基因为凝血因子IX基因（FIX基因），由于该基因存在于生物体内，因而可通过从生物体细胞中分离得到。 【小问3详解】 基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换导致的基因结构的改变，其中，增添和缺失都会导致之后的序列发生改变，碱基对的替换只会影响替换碱基对应的密码子发生改变。如果FIX的第338位氨基酸发生了替换，其促凝血效果会提升8~9倍。说明该突变对FIX基因影响较小，其后的碱基序列未发生改变，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问4详解】 进行动物细胞培养时需要提供细胞生长所需要的营养物质、无菌无毒的环境、适宜的温度（一般为37.5±0.5℃）、pH（约在7.2~7.4左右）和适宜的培养液渗透压。 【小问5详解】 分析图2可知，重组AAV病毒是以胞吞的方式进入人体的肝细胞，并在细胞核中进行转录，最后合成FIX。 【小问6详解】 由于引物使聚合酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸，因而要想扩增出目的基因，只能选择B、C片段作为引物。 【小问7详解】 根据题意，B型血友病多个突变位点有关。一些显性突变基因不仅无功能，而且干扰正常等位基因产物的功能，因此根据此病因，可以在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体，使得抗体与显性突变基因表达的产物结合，避免它们对正常等位基因产物的干扰；或者基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达，从而避免对正常等位基因产物的干扰，已达到治疗的目的。通过体外受精后进行基因检测，可以达到预防该遗传病的目的。而孕期B超检查，无法检测突变的基因，也不能检测出耳聋。综上所述，BCD正确，A错误。 故选BCD。 【小问8详解】 该题为开放性题目，言之有理即可。如：安全。AAV无致病性，不会对人体造成伤害。不安全。AAV病毒作为外源性抗原进入人体，会引起免疫反应，可能使得肝细胞受损，引起肝脏功能受到影响。 【小问9详解】 在构建上图中的重组质粒时要保证目的基因 (rhPAcDNA片段)被连接在质粒(PCL25质粒)上特定的启动子和终止子之间才能保证目的基因在受体细胞中被成功转录，而启动子和终止子之间只有Xho Ⅰ识别序列，据此推测，PCL25/rhPA重组质粒是在PCL25质粒的XhoⅠ限制酶切位点处插入化学合成的rhPAcDNA片段构建而成。rhPA基因上游的CMV为启动子，启动子能被RNA聚合酶识别并结合，从而开启转录过程。 【小问10详解】 导入质粒或重组质粒的受体细胞都具有氨苄西林抗性，都能正常生长，因此用只含有氨苄西林的培养基筛选导入重组质粒的受体细胞不能成功。 【小问11详解】 限制酶切割后破坏了四环素抗性基因，但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因，因此含有重组质粒P3的菌落在含有四环素的培养基中不能生长，而在含有氨苄青霉素的培养基中能生长，结合表格分析可知，应该选择B类菌落。根据表格分析，A类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中都能够生长，说明其导入的是P0质粒；C类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长，说明其没有转入任何质粒。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上外附属大境中学2024学年度第一学期高三年级期中考试 生物学试卷 （60分钟内完成，总分100分） 细胞自噬与病变（19分） 1. 细胞自噬是细胞组分在溶酶体或液泡中降解和再利用的过程，广泛存在于真核细胞中，图1示意某细胞溶酶体形成及发挥作用的过程。 （1）线粒体嵴损伤，直接影响有氧呼吸的______过程，该过程可生成______（编号选填）。 ①糖酵解 ②三羧酸循环 ③电子传递 ④O2 ⑤CO2 ⑥H2O ⑦ATP （2）图1中属于细胞自噬途径的是______（甲/乙）过程。该过程中，包裹着待降解物质的泡状结构需沿着______（细胞结构）运到溶酶体并与溶酶体融合。 （3）合成、加工、转运溶酶体内水解酶所经过的细胞器依次为______。 ①高尔基体 ②核糖体 ③内质网 ④质膜 A. ③①④ B. ②③① C. ②③①④ D. ②①③ 结肠癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一，科研人员通过细胞实验和动物实验的方法揭示miR-34a（一种RNA）对结肠癌的影响，为结肠癌的诊疗提供新的思路。 （4）在结肠癌细胞中不可能看到的结构或物质是______。 A. 染色体 B. 细胞板 C. 纺锤丝 D. 赤道面 科研人员设置了实验组和对照组，实验组用表达miR-34a的病毒感染结肠癌SM480细胞，对照组用不表达miR-34a的病毒感染结肠癌SW480细胞。实验结果如图2和图3所示。 （5）分析图2实验结果，可得到结论miR-34a______（促进/抑制/不影响）细胞增殖。 细胞一般都有寿命，最常见的死亡方式是细胞凋亡。图3所示为正常细胞凋亡过程的部分示意图。 （6）下列不属于细胞凋亡特点的是______。 A. 自主性 B. 被动性 C. 程序性 D. 受遗传信息控制 （7）据图3所示，细胞通过质膜上的______与信息分子结合后，会促进______基因的表达。 （8）据图2和图3分析推测，miR-34a对Bcl-2蛋白的合成的影响是______（促进/抑制/不影响），从而起到治疗结肠癌的作用。 植物生理（24分） 2. 调整根系结构，保障最大限度利用土壤水资源是植物重要的生存策略，这一过程受到多种激素调控。 （1）植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。下列叙述错误的是______。 A. 生长素和赤霉素均能促进细胞伸长，从而引起植株增高 B. 赤霉素和细胞分裂素均能促进细胞分裂与细胞分化 C. 脱落酸具有促进细胞衰老和抑制细胞分裂的作用 D. 生长素/细胞分裂素的值较低时，有利于诱导根的分化 （2）利用琼脂培养拟南芥幼苗制备根生长模型开展研究，实验装置如图1。其中设置______模拟的是根向下生长时接触不到水分的情况。 （3）检测拟南芥根生长到不同长度时脱落酸（ABA）的含量，结果如图2，说明ABA是在植物缺水时发挥重要作用的激素，判断依据是______。 （4）为证实ABA的作用，利用图1实验装置进行实验，检测虚线框内野生型与ABA合成缺陷突变体番茄的侧根生成情况，结果如图3，实验结果说明______。 （5）脱落酸（ABA）作用于保卫细胞能促使气孔关闭。有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究ABA受体的位置，研究者进行了实验，实验过程和结果如下表。下列有关该实验的说法，错误的是______。 甲组 乙组 步骤一 培养叶片下表皮组织 培养叶片下表皮组织 步骤二 向培养液中添加放射性标记的ABA 向保卫细胞内直接注射放射性标记的ABA 实验结果 气孔关闭 气孔不关闭 A. 自变量是ABA是否被放射性同位素标记 B. 甲组还应检测放射性物质在细胞中的分布 C. 乙组注入保卫细胞的ABA的浓度不宜过低 D. ABA促使气孔关闭的受体主要是胞内受体 土壤盐渍化严重影响农作物的产量。棉花是重要的经济作物。研究显示，改善土壤通气状况能有效减轻盐碱地（盐胁迫）对棉花生长的影响。如下图表示在模拟盐胁迫条件下，棉花幼苗的生长状况及气孔开度。 （6）上图表明，在t3之前，盐胁迫导致气孔开度下降，其原因可能是______。 A. 保卫细胞失水皱缩 B. 胞间渗透压下降 C. 根细胞供氧条件差 D. 胞间CO2浓度下降 （7）盐胁迫t3天之后，棉花光合速率持续下降的可能原因是______。 A. 气孔开度下降 B. 光反应效率降低 C. 光合酶活性改变 D. 高能化合物形成减缓 （8）最新研究显示，盐胁迫会影响叶绿素的合成。为定量测定盐胁迫对叶绿素b合成量的影响。据下图分析。分光光度计的波长应设定在______。（编号选填） ①430mm ②450mm ③480nm ④645mm ⑤665mm （9）研究发现，若保持土壤通气状况，能在一定程度上缓解盐胁迫导致的净光合速率下降。可能的原因是______。 A. 增大了叶肉细胞二氧化碳摄入量 B. 提高呼吸作用效率，促进根吸收矿质营养 C. 增大ATP的供应，提高光合作用产物的输出效率 D. 通气促进呼吸作用的效率远大于其对总光合效率的影响 研究还发现，棉花对土壤盐碱化有一定的耐受性，这与Ca2+离子跨膜运输有关，其机理如下图所示。 （10）据图简述棉花对土壤盐碱化有一定耐受性的原因______。 红细胞增多症（14分） 3. 人体中O2主要由血管中的红细胞运输。红细胞增多症是一种表现为单位容积血液中红细胞数目高于参考值的血液疾病，有多种类型。如与低氧适应有关的继发性红细胞增多症，是由缺氧诱导因子（HIF-1a）在缺氧状态下通过调控促红细胞生长因子（EPO）基因的表达而造成红细胞数目增加的情况，相关机制示意如图，其中甲一丁表示生理过程。 （1）EPO基因所蕴含的遗传信息是______。 A. 磷酸数量 B. 五碳糖种类 C. 碱基序列 D. 氨基酸序列 （2）图中过程甲是______，需要的原料有______。（编号选填） ①DNA复制 ②转录 ③翻译 ④氨基酸 ⑤脱氧核苷三磷酸 ⑥核糖核苷三磷酸 （3）若过程乙中甲硫氨酰tRNA的反密码子序列为5′-CAU-3′，则其识别的密码子序列为5′-______-3′。 （4）促红细胞生长因子（EPO）是由166个氨基酸组成的蛋白质，推测EPO基因至少含有______个碱基（不考虑终止密码子）。 （5）下列对过程丙和过程丁的特点叙述，正确的是______。 A. 过程丙和过程丁均伴随蛋白质合成 B. 过程丙细胞功能改变，过程丁细胞功能不变 C. 过程丙遗传信息改变，过程丁遗传信息不变 D. 过程丙细胞数量不变，过程丁细胞数量改变 （6）运动员们通过高原训练以提升运动机能。据图推测，在高原运动训练者体内可能发生______。（填编号） ①EPO基因表达增强 ②红细胞数目升高 ③EPO分泌减少 ④EPO基因含量升高 （7）若要利用RNA干扰抑制EPO基因的表达，则设计的RNA序列应______。（填编号） ①与EPO基因的模板链互补②与EPO基因的编码链互补③与产生EPO基因产生的mRNA互补④与识别EPO基因mRNA的tRNA互补 大肠杆菌改造（20分） 4. Ⅰ．甲醇（分子式CH3OH）是一种重要的有机化工原料，价格低廉，来源广泛，但不能被大肠杆菌利用。为获得能够高效利用甲醇的大肠杆菌，研究人员根据图所示甲基芽孢杆菌中的甲醇代谢途径，对大肠杆菌进行改造。其中，F6P、FBP是各种细胞进行糖酵解过程的重要中间产物，而甲醛和H6P是甲醇代谢途径中特有的。 （1）甲基芽孢杆菌甲醇代谢途径中的各种酶都具有相同的______。 A. 化学本质 B. 活性中心 C. 合成场所 D. 空间结构 （2）酶4发挥作用的场所是______。 A. 质膜 B. 细胞质基质 C. 线粒体 D. 核糖体 Ⅱ．对大肠杆菌的改造过程如图，其中Ⅰ-Ⅳ代表操作步骤，ampr表示氨苄青霉素抗性基因。在步骤Ⅳ，研究人员向大肠杆菌中引入突变的dnaQ基因（正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的关键），并利用以甲醇为唯一碳源的液体培养基进行连续培养，即可实现菌株的定向进化，从而获得高效利用甲醇的大肠杆菌。 （3）在图中步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中，应选用的工具酶分别是______。 步骤Ⅰ 步骤Ⅱ A DNA解旋酶、限制酶 DNA连接酶 B DNA连接酶、限制酶 耐热DNA聚合酶 C 耐热DNA聚合酶、限制酶 DNA连接酶 D 耐热DNA聚合酶、DNA连接酶 限制酶 A. A B. B C. C D. D （4）引入突变的dnaQ基因影响的是下图所示的过程______。（编号选填） （5）以下对步骤Ⅳ中大肠杆菌定向进化过程的分析，正确的是______。 A甲醇代谢相关基因发生定向突变 B甲醇代谢相关基因发生随机突变 C使大肠杆菌更容易在通用培养基中生长 D使大肠杆菌更容易在以甲醇为唯一碳源的培养基中生长 （6）为尽快获得甲醇利用效率更高的菌株，在配制步骤Ⅳ所需培养基时，配方中除甲醇外至少还应该有______编号选填） ①葡萄糖 ②NH4Cl ③amp ④琼脂 ⑤水 （7）下列实验方法①—⑧中，可用于分离纯化能高效利用甲醇菌株的是______，可用于测定甲醇代谢有关酶活性的是______，可用于追踪大肠杆菌细胞中甲醇代谢情况的是______。（编号选填） ①分光光度法②差速离心法③显微注射法④显微镜计数法⑤平板划线法⑥凝胶电泳法⑦稀释涂布法⑧同位素标记法 （8）图中改造大肠杆菌时涉及的生物工程有______。 A. 发酵工程 B. 细胞工程 C. 基因工程 D. 蛋白质工程 凝血与血栓（23分） 5. B型血友病患者因缺乏凝血因子Ⅸ（FIX）导致凝血功能障碍。FIX是一种由416个氨基酸构成的蛋白质。某腺病毒（AAV）是一种单链DNA病毒，野生型AAV无致病性、免疫原性弱、复制缺陷，需要辅助病毒进行复制，因此，可作为B型血友病基因治疗的载体。其治疗过程如图1与图2所示。 （1）根据题干信息和所学知识，对下列说法进行判断，正确的是______。 A. 血友病可服药治疗 B. FIX可和双缩脲试剂反应产生红色 C. AAV可在宿主细胞内独立复制 D. AAV内嘌呤数目和嘧啶数目可能不同 （2）B型血友病基因治疗中的目的基因为______。 （3）研究发现，如果FIX的第338位氨基酸发生了替换，其促凝血效果会提升8—9倍。由此推测，FIX基因的突变体最可能发生了以下哪种变化？______。 A. 碱基对的缺失 B. 碱基对的增加 C. 碱基对的替换 D. 染色体结构变异 （4）图1中HEK293细胞是人的某种细胞，培养时需要提供哪些合适条件？（至少写两点）______。 （5）如图2 所示，重组AAV病毒是以______方式进入人体的细胞，并在______中转录，最后合成FIX。 （6）如下图所示可以从A、B、C、D这4种单链DNA片段中选取哪些片段作为引物？______。 （7）B型血友病多个突变位点有关。一些显性突变基因不仅无功能，而且干扰正常等位基因产物的功能。对于显性突变引发的B型血友病，下列预防或治疗措施有效的是______。 A. 孕期B超检查 B. 体外受精后基因检测 C. 在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体 D. 基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达 （8）你觉得使用AAV作为载体进行基因治疗，是否安全？请解释你的结论______。 重组人纤溶酶原激活剂（hPA）能够高效特异性地溶解血栓，目前已培育成功rhPA转基因兔，作为乳腺生物反应器批量生产药物。某科研团队构建重组质粒PCL25/rhPA如图所示（该质粒以β-casein作为调控序列，以CMV为启动子，其中SalⅠ、XhoⅠ、NotⅠ所在位置表示相关限制酶切点）。 （9）重组质粒PCL25/rhPA如上图所示。rhPA基因上游的CMV能被______结合，从而开启转录过程。在PCL25质粒的______限制酶切位点处插入化学合成的rhPA-cDNA片段。 （10）氨苄西林抗性基因是ampr，能否用只含有氨苄西林的培养基筛选出导入重组质粒的细胞？______。原因是______。 （11）为筛选出含有重组质粒P3（如图）的菌落，tetr代表四环素抗性基因，采用含有不同抗生素的平板进行筛选后得到A、B、C三类菌落，其生长情况如表（“+”代表生长，“-”代表不生长）。根据表中结果判断，应选择的目标菌落是______（填表中字母）类，另外两类菌落的质粒导入情况分别是______。 平板类型 菌落类型 A B C 无抗生素 + + + 氨苄西林 + + - 四环素 + - - 氨苄西林+四环素 + - - 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $