精品解析：四川省广安中学2024-2025学年高二下学期6月月考生物试题

高2023级高二下期第三次月考 生物学 一、单项选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。 1. 研究人员利用细菌的物质和结构构建出能模拟活细胞结构和功能的合成细胞——细菌性原细胞，这些原细胞在无氧条件下可产生ATP，并能进行基因表达。这些细菌性原细胞（ ） A. 遗传物质主要是DNA B. 能合成RNA和蛋白质 C. 主要由线粒体产生ATP D. 能以有丝分裂方式增殖 【答案】B 【解析】 【分析】原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有以核膜为界限的细胞核(没有核膜、核仁和染色体)；原核细胞只有核糖体一种细胞器，但部分原核细胞也能进行有氧呼吸和光合作用，如蓝细菌。原核生物含有细胞膜、细胞质结构，含有核酸和蛋白质等物质。 【详解】A、细胞生物的遗传物质就是DNA，不是主要是DNA，只有部分病毒的遗传物质是RNA，A错误； B、题干中提到这些原细胞能进行基因表达，基因表达包括转录和翻译过程，转录可合成RNA，翻译能合成蛋白质，所以能合成RNA和蛋白质，B正确； C、原核细胞没有线粒体，且题干表明这些原细胞在无氧条件下产生ATP，所以不是主要由线粒体产生ATP，C错误； D、有丝分裂是真核细胞的增殖方式，原核细胞主要以二分裂方式增殖，所以这些细菌性原细胞不能以有丝分裂方式增殖，D错误。 故选B。 2. 油菜是我国主要蜜源作物和油料作物之一，中国油菜籽（油菜种子）产量居世界首位。下列有关叙述错误的是（ ） A. 菜籽油中含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态 B. 风干后的油菜种子结合水与自由水的比值变大 C. 油菜种子含有脂质、蛋白质和核酸等大分子物质 D. 种子胚细胞的细胞膜、核糖体和染色体都含有P元素 【答案】C 【解析】 【分析】脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的。构成动物脂肪的为饱和脂肪酸，构成植物脂肪的为不饱和脂肪酸。 【详解】A、不饱和脂肪酸的熔点较低，菜籽油中含有不饱和脂肪酸，所以在室温时呈液态，A正确； B、风干后的油菜种子，自由水含量减少，结合水与自由水的比值会变大，B正确； C、脂质不属于大分子物质，蛋白质和核酸属于大分子物质，C错误； D、种子胚细胞的细胞膜中含有磷脂，磷脂含有P元素；核糖体由rRNA和蛋白质组成，rRNA含有P元素；染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA含有P元素，所以细胞膜、核糖体和染色体都含有P元素，D正确。 故选C。 3. 饮食干预是管理体重和控制血糖的基础，必要时可联合辅助药物治疗。膳食纤维在控制饮食中起着重要作用。奥利司他可抑制胃肠道对脂肪的吸收，阿卡波糖能延缓肠道对葡萄糖的吸收。下列叙述正确的是（　　） A. 糖类和脂肪都不参与细胞结构的构建，抑制其吸收是健康的减肥方式 B. 肥胖型糖尿病患者服用阿卡波糖后，既能管理体重又能完全恢复血糖 C. 膳食纤维能增加饱腹感且吸收后供能少，可多食辅助控制体重和血糖 D. 蛋白质承担多种功能，适当增加蛋白质类食物的摄入可辅助体重管理 【答案】D 【解析】 【分析】动物激素通过体液运输，具有微量高效、作用于靶细胞或靶器官的特点。而且还可作为信使传递信息。 【详解】A、糖类中的核糖和脱氧核糖参与核酸的组成，糖类可与糖蛋白结合参与到细胞膜的组成中，而脂肪是细胞中良好的储能物质，还具有保温和缓冲机械压力的作用，可见抑制糖类和脂肪的吸收不是健康的减肥方式，A错误； B、阿卡波糖能延缓肠道对葡萄糖的吸收，肥胖型糖尿病患者服用阿卡波糖后，既能管理体重又能缓解血糖上升，但不能彻底治疗，B错误； C、膳食纤维能增加饱腹感且吸收后不能被分解（不能供能），但可引起摄食量减少，因而可辅助控制体重和血糖，但不能多食，C错误； D、蛋白质承担多种功能，适当增加蛋白质类食物的摄入可促进蛋白质类激素的合成，通过调节辅助体重管理，D正确。 故选D 4. 在盐碱地种植的普通作物细胞会因盐碱胁迫产生过量的H2O2，H2O2积累会破坏细胞的结构和成分，最终导致作物死亡或减产。如图的PIP2s为某种水通道蛋白，研究发现敲除AT1蛋白基因可以使PIP2s蛋白发生磷酸化后获得向胞外运输H2O2的能力，提高作物在盐碱地的存活率和产量。下列叙述正确的是（　　） A. 所有植物细胞都能通过光合作用产生O2 B. PIP2s蛋白不需要内质网和高尔基体的加工 C. PIP2s蛋白磷酸化水平升高促进细胞向外运输H2O2，利于植物在盐碱地中存活 D. 敲除AT1蛋白基因后，PIP2s蛋白发生磷酸化，可以运输H2O2，不能运输H2O 【答案】C 【解析】 【分析】题图分析，当AT1基因存在时，其表达的AT1蛋白会抑制细胞膜上的通道蛋白PIP2s发挥功能必需的磷酸化，致使过量有害过氧化氢不能及时有效的泵出细胞，导致细胞成活率低。 【详解】A、部分植物细胞没有叶绿体，不能通过光合作用产生O2，A错误； B、PIP2s蛋白属于细胞膜上的蛋白质，其合成起始于游离的核糖体，需要内质网和高尔基体的加工，然后运输至细胞膜，B错误； C、根据题意“在盐碱地种植的普通作物细胞会因盐碱胁迫产生过量的H2O2，H2O2积累会破坏细胞的结构和成分，最终导致作物死亡或减产”可知，PIP2s蛋白磷酸化水平升高使其获得了向外运输H2O2能力，这有利于植物在盐碱地中生长和存活，C正确； D、据图可以看出，敲除AT1蛋白基因后，PIP2s蛋白发生磷酸化，可以运输H2O2，仍然可以运输H2O，D错误。 故选C。 5. CPY是酵母菌液泡内一种参与蛋白质水解的酶。CPY需要在高尔基体中进行糖基化修饰后才具有活性，该过程能被衣霉素抑制。当温度达到35℃时，酵母菌突变株X的内质网无法产生囊泡。下列说法错误的是（　　） A. CPY的合成起始于游离的核糖体 B. 经衣霉素处理的酵母菌中，氨基酸的含量会偏高 C. CPY从内质网转移到高尔基体需经信号分子与受体识别的过程 D. 置于35℃环境中培养的酵母菌突变株X，液泡中几乎不存在CPY 【答案】B 【解析】 【分析】分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料合成多肽链。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网形成囊泡包裹着蛋白质到达高尔基体，并融合成高尔基体的成分，蛋白质经高尔基体修饰加工，形成包裹蛋白质的囊泡转运到细胞膜。 【详解】A、CPY 是蛋白质，蛋白质的合成起始于游离的核糖体 ，在核糖体上先合成一段肽链，然后再转移到内质网继续合成和加工，A正确； B、衣霉素抑制 CPY 在高尔基体中的糖基化修饰，但不影响蛋白质的合成，只是影响其活性，不会导致氨基酸含量偏高，B错误； C、CPY从内质网转移到高尔基体是通过囊泡运输的，囊泡与高尔基体的识别和融合需要信号分子与受体识别的过程，以确保运输的准确性，C正确； D、当温度达到35℃时，酵母菌突变株X的内质网无法产生囊泡，CPY无法从内质网运输到高尔基体进行糖基化修饰，也就无法运输到液泡中，所以液泡中几乎不存在CPY，D正确。 故选B。 6. 气孔开放与保卫细胞中积累K+密切相关，气孔增大的部分原理如图1。图2为某同学绘制的物质跨膜运输相关的一个不完整的模型。下列有关叙述错误的是（ ） A. 图1中可知，保卫细胞通过主动运输吸收钾离子使细胞液渗透压增大，细胞吸水 B. 图1中光被受体接收后会激活质膜上氢离子泵消耗ATP将H+泵出膜外，形成外正内负的跨质膜电位差 C. 图2中限制B点以后增加的原因可能是钾离子载体蛋白数量有限 D. 图2中X轴表示气孔保卫细胞吸水过程中液泡体积的变化，那么Y轴表示细胞吸水的能力 【答案】D 【解析】 【分析】植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。 【详解】A、由图1可知，保卫细胞吸收钾离子时，钾离子是逆浓度梯度运输，这种运输方式是主动运输，K+进入液泡使细胞液渗透压增大，细胞吸水，A正确； B、由图1可知，光被受体接收后会激活质膜上的氢离子泵，消耗ATP将H+泵出膜外，使膜外的H+浓度升高，形成外正内负的跨质膜电位差，B正确； C、若图2曲线表示运输方式，则运输方式是协助扩散或主动运输，制约B点以后增加的原因是载体蛋白数量或能量，C正确； D、液泡的体积越大，细胞液的渗透压越小，细胞的吸水能力越弱，D错误。 故选D。 7. 2024年11月28日，一条全长3046公里的绿色屏障被填补了最后的缺口，沿着沙漠边缘蜿蜒成链，塔克拉玛干沙漠绿色阻沙防护带工程实现全面锁边“合龙”。下列关于塔克拉玛干沙漠绿色阻沙防护带的分析，错误的是（ ） A. 主要种植梭梭、红柳等本土植物，遵循了生态工程的协调原理 B. 其周围建设的生态廊道有利于保护遗传多样性和物种多样性 C. 有利于增大生态足迹和制止流沙肆虐，提高生态系统的稳定性 D. 可以通过自组织、自我调节以实现自身结构与功能的协调 【答案】C 【解析】 【分析】1、生态工程以生态系的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等基本原理。 （1）自生是生态系统具有独特的结构与功能，一方面是源于其中的“生物”，生物能够进行新陈代谢、再生更新等；另一方面是这些生物之间通过各种相互作用（特别是种间关系）进行自组织，实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体。这一有序的整体可以自我维持。这种由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。 （2）协调指在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题。处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。 2、生态足迹，又叫生态占用，是指在现有技术条件下维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。 【详解】A、协调原理强调在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题。主要种植梭梭、红柳等本土植物，利用了生物与环境、生物与生物的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，A正确； B、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，其周围建设的生态廊道保护了周边的绿洲和生态环境，有利于生物的生存，因此保护了遗传多样性和物种多样性，B正确； C、生态足迹，又叫生态占用，是指在现有技术条件下维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。塔克拉玛干沙漠绿色阻沙防护带的建立有效遏制了沙漠的扩张，保护了周边的绿洲和生态环境，有利于减小生态足迹，提高生态系统的稳定性，C错误； D、自生是生态系统具有独特的结构与功能，由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生，生物之间通过各种相互作用（特别是种间关系）进行自组织，实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体，D正确。 故选C。 8. 独流老醋为中国三大名醋之一，其由高粱等原料经蒸煮、糖化、酒精发酵、醋酸发酵、过滤等工序酿造而成。下列说法错误的是（ ） A. 在酒精发酵、醋酸发酵阶段，发酵液pH均会下降 B. 在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵需升高温度，增加通气量 C. 若醋酸菌以酒精发酵的产物作为碳源，其发酵过程会产生大量气泡 D. 在醋酸发酵阶段的发酵液中，液面处醋酸菌密度大于瓶底处的醋酸菌密度 【答案】C 【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。醋酸发酵的主要菌种是醋酸菌。 【详解】A、酒精发酵阶段会产生CO2，使发酵液pH下降，醋酸发酵阶段会产生醋酸，也会使发酵液pH下降，故在酒精发酵、醋酸发酵阶段，发酵液pH均会下降，A正确； B、醋酸菌是好氧细菌，且其最适生长温度高于酵母菌的，故在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵需升高温度，增加通气量，B正确； C、若醋酸菌以酒精发酵的产物作为碳源，其发酵过程无CO2产生，不会产生大量气泡，C错误； D、醋酸菌是好氧细菌，故在醋酸发酵阶段的发酵液中，液面处醋酸菌密度大于瓶底处的醋酸菌密度，D正确。 故选C。 9. 科学家用蜗牛提取液处理烟草叶片和拟南芥根得到原生质体，两种原生质体经PEG处理后筛选出杂种细胞，其分裂产生的愈伤组织经诱导形成再生植株。经鉴定，再生植株同时表现出烟草和拟南芥的部分性状。下列叙述错误的是（ ） A. 蜗牛提取液具有纤维素酶和果胶酶活性，可去除细胞壁获得原生质体 B. 利用PEG处理可提高细胞膜的流动性，从而促进两种原生质体的融合 C. 用较高浓度的细胞分裂素处理杂种细胞产生的愈伤组织，有利于根的分化 D. 杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株是基因选择性表达的结果 【答案】C 【解析】 【分析】植物体细胞杂交：来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，要分解植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶，分析题意，科学家用蜗牛提取液处理烟草叶片和拟南芥根得到原生质体，由此可知，蜗牛提取液具有纤维素酶和果胶酶活性，可去除细胞壁获得原生质体，A正确； B、PEG是一种常用的细胞融合剂，其作用机制主要是通过增加细胞膜的流动性和破坏细胞膜的完整性来促进细胞融合，通过使用PEG，可以使得细胞膜之间的接触面积增大，由此可知，利用PEG处理可提高细胞膜的流动性，从而促进两种原生质体的融合，B正确； C、由愈伤组织到杂种植株培养过程中，需调整生长素与细胞分裂素比例以诱导根、芽分化，其中诱导生根时生长素与细胞分裂素的比例较高，而诱导芽分化时两者比例较低，因此用生长素与细胞分裂素的比例较高处理杂种细胞产生的愈伤组织，有利于根的分化，C错误； D、杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株（发生了细胞分化过程等）是基因选择性表达的结果，D正确。 故选C。 10. 西瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌（一种真菌）引起的。研究人员从西瓜枯萎病多发的土壤中分离出多种单菌落进行扩大培养，然后将扩大培养的发酵液与未凝固的普通培养基混合后倒平板，冷却后再接种尖孢镰刀菌，培养并观察尖孢镰刀菌菌丝生长情况，以期筛选出尖孢镰刀菌的拮抗菌。下列叙述错误的是（ ） A. 在西瓜枯萎病多发的土壤中取样更容易获得目的菌种 B. 培养土壤多种菌的发酵液中可能含有拮抗菌的代谢产物 C. 需要将尖孢镰刀菌接种在普通培养基上培养观察作为对照 D. 尖孢镰刀菌菌丝生长最好组别对应的微生物为最高效拮抗菌 【答案】D 【解析】 【分析】稀释涂布平板法是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落，即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法，即一个菌落代表一个单细胞。 【详解】A、由题意可知，西瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌（一种真菌）引起的，因此在西瓜枯萎病多发的土壤取样，比普通土壤更有可能获得尖孢镰刀菌的拮抗菌，A正确； B、培养土壤多种菌的发酵液中由于存在尖孢镰刀菌的拮抗菌，可能含有拮抗菌的代谢产物，从而抑制尖孢镰刀菌的生长，B正确； C、将尖孢镰刀菌接种在普通培养基上培养观察作为对照，以确定提取的发酵液对尖孢镰刀菌的抑制作用，C正确； D、尖孢镰刀菌菌丝生长最缓慢、稀疏的组别对应的微生物为最高效拮抗菌，D错误。 故选D。 11. 有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。研究人员试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。先将含有一定浓度α菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。一段时间后，将1mL湖泊水样加入9mL无菌水中、继续重复该操作3次，取0.1mL涂布于薄层上，稳定后获得56个菌落，其中15个菌落周围出现溶菌圈。下列说法正确的是（　　） A. 应选用由水、碳源、氮源和无机盐组成的培养基分离细菌 B. 应使用灼烧灭菌后的涂布器将α菌均匀地接种到培养基上 C. 溶菌细菌的接种需在含α菌的培养基变浑浊后才能进行 D. 每毫升的湖泊水样中约有1.5×105个具溶菌特性的细菌 【答案】C 【解析】 【分析】微生物接种的两种常见的方法：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。在划线的开始部分，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、分离细菌需要固体培养基，因此培养基中不仅需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要凝固剂琼脂，A错误； B、根据题干信息，将含有一定浓度α菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层，然后使用灼烧灭菌后的涂布器将0.1mL稀释过的湖泊水样均匀地接种到培养基上，B错误； C、含α菌培养基变浑浊说明α菌已经生长繁殖，此时接种溶菌细菌才能观察到溶菌现象，C正确； D、0.1ml稀释液含有溶菌细菌15个，稀释倍数为10000倍，因此每毫升的湖泊水样中约有15×10×10000=1.5×106个具溶菌特性的细菌，D错误。 故选C。 12. 细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是（ ） A. 从动物体内取出组织，用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞 B. 将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞，可将其诱导形成iPS细胞 C. 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞 D. 采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚，因这两个时期的细胞未发生分化 【答案】B 【解析】 【分析】动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础。 【详解】A、胰蛋白酶处理后直接培养的细胞为原代细胞，A错误； B、将特定基因或特定蛋白（特定的转录因子如Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc）导入已分化的T细胞，可将其诱导形成iPS细胞，B正确； C、融合细胞有具有同种核的融合细胞和杂交瘤细胞，需筛选才能获得分泌特定抗体的杂交瘤细胞，C错误； D、囊胚细胞已开始分化，D错误。 故选B。 13. 被称为“沙漠之舟”的单峰骆驼在野外几乎灭绝，科研人员为拯救濒危野化单峰骆驼，利用现代生物技术尝试进行人工培育，流程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 过程①通常对B驯养单峰骆驼注射性腺激素使其超数排卵 B. 野化单峰骆驼C可以选择雌性个体，也可以选择雄性个体 C. 可用蛋白酶合成促进剂激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程 D. 过程④为胚胎移植，需对受体注射免疫抑制剂使胚胎顺利植入 【答案】B 【解析】 【分析】题图分析：图中①为卵母细胞采集，该过程常用促性腺激素处理B诱导其超数排卵；②为受精作用；③为体细胞和去核的卵母细胞形成重构胚；④为胚胎移植。 【详解】A、过程①通常对 B 驯养单峰骆驼注射外源促性腺激素使其超数排卵，A 错误； B、野化单峰骆驼 C 为提供细胞核的个体，可以选择雌性个体，也可以选择雄性个体，B 正确； C、可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，C 错误； D、过程④为胚胎移植，无须对受体注射免疫抑制剂，D 错误。 故选B。 14. 质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌细胞后，其编码的酶可分解X-gal，产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。科研小组以该质粒作为载体，采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是（ ） A. 使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数 B. 如果筛选平板中仅含卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株 C. 因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株 D. 若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌 【答案】C 【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。 【详解】A、使用氯化钙处理大肠杆菌，可使其处于感受态，提高转化效率，即更多的大肠杆菌能吸收质粒，无论吸收的是含目的基因的重组质粒（可能形成白色菌落）还是未重组的质粒K（形成蓝色菌落），都可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数，A正确； B、由于仅含卡那霉素，未添加X-gal，无论导入的是重组质粒还是空白质粒，因不含X-gal，无法产生蓝色物质，故生长出的菌落均为白色，B正确； C、筛选平板中长出的白色菌落，可能是导入了重组质粒（含目的基因），但也可能是虽然导入了质粒但目的基因没有成功表达目标蛋白，不能仅仅因为是白色菌落就判定为表达目标蛋白的菌株，C错误； D、若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌，因为自身环化的质粒K中β - 半乳糖苷酶基因完整，能表达活性β - 半乳糖苷酶，分解X - gal形成蓝色菌落，D正确。  故选C。 15. 赖氨酸可促进人体发育、增强免疫力，并能提高中枢神经系统的功能。科研人员欲将玉米种子中的某种蛋白酶改造成M酶，M酶通过催化生成赖氨酸的相应代谢过程，从而大大提高玉米种子中赖氨酸的含量，以培育出高赖氨酸含量的玉米新品种。下列有关叙述正确的是（　　） A. 赖氨酸是人体的必需氨基酸，M酶中赖氨酸含量高，从而提高了玉米新品种中的赖氨酸含量 B. 上述改造属于蛋白质工程，即根据M酶功能设计其分子结构来直接改造M酶的氨基酸序列 C. 利用PCR技术可在体外大量扩增M酶基因，再将扩增出的M酶基因直接导入玉米细胞 D. 若利用农杆菌转化法导入M酶基因，需将其插入Ti质粒的T-DNA中以整合到玉米的染色体上 【答案】D 【解析】 【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。 【详解】A、M酶通过催化生成赖氨酸的相应代谢过程，使玉米新品种的赖氨酸含量提高，M酶中赖氨酸含量不一定高，A错误； B、题述改造属于蛋白质工程，需根据M酶功能设计分子结构，再改造M酶基因的碱基序列，最终改造M酶的氨基酸序列，B错误； C、利用PCR技术可在体外大量扩增M酶基因，扩增出的M酶基因需要先构建基因表达载体，再导入玉米细胞，C错误； D、在基因工程中，农杆菌转化法是一种常用的将外源基因导入植物细胞的方法。其中，Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，它含有T-DNA区域，这个区域可以整合到植物细胞的染色体上。因此，想将M酶基因导入玉米细胞并整合到其染色体上，就需要将M酶基因插入Ti质粒的T-DNA区域中。这样，当农杆菌感染玉米细胞时，T-DNA（包括其中的M酶基因）就会被整合到玉米细胞的染色体上，D正确。 故选D。 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16. 变形虫（图1）是一种单细胞动物，可伸出伪足吞噬细菌。很多变形虫细胞内具有伸缩泡，用于排出细胞内多余的水分。伸缩泡的周围有许多小泡，小泡周围又分布着一圈线粒体（图2），小泡经融合并把液体排入伸缩泡内，再由伸缩泡排出体外。据研究，伸缩泡内液体浓度仅为细胞质基质的1/2，但伸缩泡内的Na+浓度是细胞质基质的33倍，而K+浓度则是细胞质基质的85%。 （1）变形虫伸出伪足需要依赖于细胞骨架，它是由________组成的网架结构。小泡将液体排入伸缩泡前需不断地吸收Na+、排出K+，形成比细胞质浓度低的小泡，结合图2推测该过程中Na+、K+的跨膜运输方式是_______。 （2）从功能上看，变形虫的伸缩泡最类似于植物细胞中的_______（填一种细胞器）。若将淡水生活的变形虫放入蒸馏水中，推测其伸缩泡的伸缩频率________（填“加快”“减慢”“不变”） （3）科学家利用变形虫研究细胞核与细胞质之间的物质交流，做了如下实验： 步骤一：将正常生活而没有分裂活动的变形虫（单细胞动物）随机分为三组，每组有若干变形虫。A组：用含32P标记的尿嘧啶核苷酸食物饲喂变形虫；B组：将变形虫的细胞核去掉；C组：不作处理。 步骤二：用放射自显影技术检测到A组每只变形虫的细胞核中出现放射性后，将细胞核移植到B、C两组的变形虫细胞内。 步骤三：一段时间后检测B、C两组的放射性，结果如下图所示。 ①研究发现，A组每只变形虫的细胞核中出现大分子X物质，且具有放射性，X物质最可能是________。 ②下列关于该实验的叙述，最合理的是________（填字母） A．实验结果B组细胞质比C组细胞质放射性强的原因是细胞核大 B．放射性元素标记的核苷酸会进入细胞核，标记上所有的核酸分子 C．①题中X物质可能在细胞核被合成，原料有放射性，从而细胞核有放射性 D．C组细胞质具有放射性的原因是细胞膜吸收了含32P标记的尿嘧啶核苷酸 （4）在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，是引发阿米巴痢疾的病原体。它能分泌蛋白分解酶溶解人的肠壁组织，且还能“吃掉”肠壁组织细胞，该过程涉及的跨膜运输方式依次是_______。生活中还存在很多病原体，已知某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，某同学设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，请完善其实验思路：用放射性同位素标记蛋白质A，将其加入________的培养液中培养，一段时间后采用________（填一种科学方法）分离得到溶酶体，并检测其放射性。 【答案】（1） ①. 蛋白质纤维 ②. 主动运输 （2） ①. 液泡 ②. 加快 （3） ①. RNA ②. C （4） ①. 胞吐、胞吞 ②. 含有吞噬细胞 ③. 差速离心法 【解析】 【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。 【小问1详解】 细胞骨架由蛋白质纤维组成；小泡将液体排入伸缩泡前需不断地吸收Na+、排出K+，形成比细胞质浓度低的小泡，此过程中N+、K+是逆浓度梯度进行的运输方式是主动运输。 【小问2详解】 分析题意可知，伸缩泡可用于排出细胞内多余的水分，该功能与植物细胞中的液泡（有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作 用）最为相似； 蒸馏水的渗透压低于草履虫细胞内的渗透压，水会更多地进入细胞，伸缩泡需要加快伸缩频率来排出多余的水。 【小问3详解】 ①尿嘧啶是RNA特有碱基，含32P标记的尿嘧啶核苷酸食物饲喂变形虫，细胞核中出现大分子X物质且具有放射性，X物质最可能是RNA。 A、实验结果B组细胞质比C组细胞质放射性强的原因是B组细胞核具有放射性，C组细胞质会受到非放射性细胞核的影响，A错误； B、放射性元素标记的核苷酸会进入细胞核，标记上核糖核酸分子，DNA不会被标记，B错误； C、①题中RNA可能在细胞核被合成，合成的原料有放射性，导致核有放射性，C正确； D、C组细胞质具有放射性的原因是32P标记的尿嘧啶核苷酸作为原料合成RNA，通过核孔进入细胞质，使其具有放射性，D错误。 故选C。 【小问4详解】 痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶，属于胞吐，痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶溶解人的肠壁组织，且还能“吃掉”肠壁组织细胞属于胞吞。 设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，又根据“检测溶酶体中是否出现了放射性”可知蛋白质A用放射性同位素进行标记，将其加入含有吞噬细胞的培养液中培养，再通过差速离心法分离得到溶酶体，并检测其放射性。 17. 柠檬酸是一种应用广泛的食品酸度调节剂。研究人员以红薯粉为原料经黑曲霉（需氧型真菌）发酵生产柠檬酸的简要流程如图所示。回答下列问题： （1）甲过程所用培养基能为黑曲霉提供营养物质，对培养基灭菌应该采用的方法是______。据图甲分析，在该培养基上接种黑曲霉采用的方法是________，该方法可以获得纯培养物的原因是________。 （2）乙过程表示发酵工程的________环节。研究发现，振荡培养的黑曲霉比静置培养的黑曲霉生长繁殖速度快，原因是________。 （3）丙过程是发酵的中心环节。该过程以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出旧的培养基，可大大提高生产效率，原因是________（答出2点）。 （4）研究表明，几丁质酶基因chsC沉默与黑曲霉的菌丝形态和柠檬酸的产量有一定相关性。研究人员利用基因工程技术构建干扰chsC基因表达的载体并导入黑曲霉菌体内。构建chsC基因表达的干扰载体时需要将chsC基因________（填“正向”或“反向”）插入到启动子和终止子之间，以保证转录出的RNA与chsC基因正常转录的mRNA互补成双链，从而干扰几丁质酶的合成。最终可通过_________法鉴定转基因黑曲霉菌的chsC基因是否沉默。 【答案】（1） ①. 高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） ②. 平板划线法 ③. 连续划线可逐步稀释菌种，得到分散的单个细胞 （2） ①. 扩大培养 ②. 振荡培养能提高培养液中氧气的含量，同时可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率 （3）为菌种提供营养物质；排出代谢废弃物；调节相关发酵条件 （4） ①. 反向 ②. 抗原—抗体杂交 【解析】 【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 【小问1详解】 对培养基灭菌通常采用高压蒸汽灭菌法。这是因为高压蒸汽灭菌可以在高温高压的条件下，杀死培养基中的各种微生物及其芽孢、孢子等，从而达到彻底灭菌的效果。观察图甲，培养基上有明显的划线痕迹，所以接种黑曲霉采用的方法是平板划线法。平板划线法可以获得纯培养物的原因是在划线过程中，随着划线次数的增加，菌液逐渐被稀释，最后得到分散的单个细胞，这些单个细胞在适宜条件下生长繁殖，就可以形成纯的菌落。 【小问2详解】 乙过程是将在固体培养基上培养的菌种转移到液体培养基中进行培养，这一环节是发酵工程的扩大培养环节，目的是增加菌种的数量。黑曲霉是需氧型真菌，振荡培养时，一方面可以使培养液与空气充分接触，增加培养液中的溶氧量，满足黑曲霉生长繁殖对氧气的需求；另一方面可以使菌体与培养液充分接触，使菌体能够更充分地吸收营养物质，从而加快生长繁殖速度。 【小问3详解】 以一定速度不断添加新的培养基，能够为菌种持续提供营养物质，保证菌种生长繁殖和代谢的物质需求；同时以同样速度放出旧的培养基，可以及时排出代谢废弃物，避免代谢废弃物积累对菌种生长和代谢产生抑制作用；此外，这种操作还能在一定程度上调节发酵液的营养成分、pH 等发酵条件，有利于提高生产效率。 【小问4详解】 要保证转录出的 RNA 与 chsC 基因正常转录的 mRNA 互补成双链，从而干扰几丁质酶的合成，构建 chsC 基因表达的干扰载体时需要将 chsC 基因反向插入到启动子和终止子之间。这样转录出的 RNA 与正常的 mRNA 碱基互补配对，形成双链结构，使其无法正常翻译出几丁质酶。几丁质酶的本质是蛋白质，抗原与抗体的结合具有专一性，故根据题意可知，若要鉴定转基因黑曲霉菌的chsC基因是否沉默，可采用抗原—抗体杂交法。 18. 植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质属于次生代谢物。次生代谢物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。次生代谢物X的研发流程为：筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的确定→发酵生产X。回答下列问题： （1）获得高产细胞时，以X含量高的植物品种的器官和组织作为__________，经________过程形成愈伤组织，培育愈伤组织时，培养基中加入蔗糖的作用是________（答出2点即可）。然后将愈伤组织通过液体振荡和用孔径为细胞直径大小的筛网进行过滤，获得分散的单细胞。 （2）对分离获得的单细胞进行扩大培养，然后接种到植物细胞培养装置中培养出细胞群。为进一步提高目标细胞的X含量，将微生物菌体或其产物作为诱导子加入到培养基中，该过程模拟了_________的胁迫。 （3）在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢物的模型分为3种，如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成，则X的合成符合图______（填“甲”“乙”或“丙”），根据该图所示的关系，从培养阶段及其目标角度，提出获得大量X的方法：________。 （4）多种次生代谢物在根部合成与积累，如人参、三叶青等药用植物，可通过_______培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢物。除以上应用外，植物也常作为高中生物学实验的材料，下列关于实验操作和现象的叙述错误的是_________（填字母） A．观察菠菜叶肉细胞中叶绿体的形态和分布，需先用低倍镜找到叶绿体再换用高倍镜 B．利用洋葱鳞片叶细胞观察细胞质环流时，可以叶绿体的运动作为标志 C．用斐林试剂检测梨汁中的还原糖时，需要加热后才能呈现砖红色 D．检测花生子叶脂肪时，将装片浸泡在体积分数50%的酒精中洗去浮色 E．向煮沸后的豆浆中加入双缩脲试剂，摇匀后变紫色 F．黑藻细胞处于质壁分离状态时，光学显微镜下能清晰观察到细胞膜结构 G．欲从草莓细胞中提取DNA，需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心，取沉淀物即获得DNA 【答案】（1） ①. 外植体 ②. 脱分化 ③. 提供能量；调节渗透压 （2）微生物侵害 （3） ①. 丙 ②. 先培养大量细胞，改变条件使细胞停止生长，大量产生X （4） ①. 器官 ②. BDF 【解析】 【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。 原理是植物细胞具有全能性 。 【小问1详解】 植物组织培养过程中，用于培养的离体的植物器官、组织或细胞称为外植体。以X含量高的植物品种的器官和组织作为外植体，经脱分化形成愈伤组织。培育愈伤组织时，培养基中加入蔗糖不仅可以提供能量，而且可以调节渗透压。 【小问2详解】 对分离获得的单细胞进行扩大培养，悬浮培养可以使细胞在液体环境中均匀分布，更好地生长和代谢。将微生物菌体或其产物作为诱导子加入到培养基中，模拟了微生物侵害的胁迫，从而可能促使细胞合成更多的次生代谢物X。 【小问3详解】 观察图可知，丙图中细胞生长停止后次生代谢物产量才开始上升，若X只在细胞生长停止后才能合成，则X的合成符合图丙。从培养阶段及其目标角度，为获得大量X，应先在细胞生长培养基中培养，使细胞大量增殖（达到一定生物量），然后转入产物合成培养基中培养，以促进X的合成。 【小问4详解】 多种次生代谢物在根部合成与积累，可通过器官培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢物。 A、观察菠菜叶肉细胞中叶绿体的形态和分布，需先用低倍镜找到叶绿体再换用高倍镜，A正确； B、洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，故不能将叶绿体的运动作为标志，B错误； C、斐林试剂检测还原糖，需要水浴加热后呈现砖红色，C正确； D、检测花生子叶的脂肪时，染色后用吸水纸吸去染液，再滴加1～2体积分数50%的酒精，洗去浮色，D错误； E、蛋白质变形后依然可以和双缩脲试剂发生紫色反应，向煮沸后的豆浆中加入双缩脲试剂，摇匀后变紫色，E正确； F、黑藻细胞处于质壁分离状态时，光学显微镜下不能清晰观察到细胞膜结构，需要在电子显微镜下才能观察到，F错误； G、DNA不溶于酒精，故欲从草莓细胞中提取DNA，需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心，取沉淀物即获得DNA，G正确。 故选BDF。 19. 下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答下列问题： （1）进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h，黑暗10h）饲养成年雌鼠，并注射激素，促进排卵。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，需要将其培养至_____期；并从雄鼠附睾中取出精子，在含有肝素、Ca2+载体等物质的液体中培养一段时间，目的是_________。再在37℃，5%CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天左右以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大；接着胚胎内部出现裂隙。精卵细胞之间的识别和结合体现了细胞膜具有________的功能。 （2）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除去雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中相对于常规育种的显著优点是________（答出1点即可）。 （3）H1N1病毒是甲型流感病毒的一种，也是人类最常感染的流感病毒之一，该病毒危害性很大，可利用细胞工程生产H1N1病毒抗体用于检测和治疗，生产流程图如下。 a.图中X细胞和Y细胞分别代表__________和________。经过①②过程获得的肝细胞与神经细胞的核基因__________（填“相同”或“不相同”）。 b.③过程先用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，再将其接种到96孔板上进行________，经过多次筛选后选择出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞。将所需要的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。最后从_________或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。 【答案】（1） ①. 减数分裂Ⅱ期（MⅡ期） ②. 使精子获能 ③. 进行细胞间的信息交流 （2）容易获得纯合子；缩短育种时间 （3） ①. 骨髓瘤细胞 ②. （已免疫的）B淋巴细胞 ③. 相同 ④. 克隆化培养和抗体检测 ⑤. 细胞培养液 【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。 【小问1详解】 从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟，即培养至减数第二次分裂中期；在含有肝素、Ca2+载体等物质的液体中培养精子一段时间，目的是使精子获能；精卵细胞之间的识别和结合体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流。 【小问2详解】 根据题意，细胞松弛素B处理的作用类似于秋水仙素，即能抑制纺锤体形成，是细胞内染色体数量加倍；因此如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处理，则处理后的受精卵发育成的小鼠是纯合子；因此这种方法在动物新品种选育中的显著优点是容易获得纯合子并缩短育种时间。 【小问3详解】 骨髓瘤细胞能无限增殖，将H1N1病毒外壳蛋白注入乙小鼠是为了获得更多的B细胞，因此图中X细胞和Y细胞分别代表骨髓瘤细胞、（已免疫的）B淋巴细胞；经过①②过程获得的肝细胞与神经细胞是同一细胞分裂分化而来，因此核基因相同。单克隆抗体制备过程中至少涉及两次筛选，第一次是利用选择性培养基进行初步筛选出杂交瘤细胞，第二次是利用96孔板进行克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。将所需要的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，最后从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。 20. 水孔蛋白作为细胞水分跨膜运输的主要通道蛋白，参与植物的生长及逆境适应过程。为研究天山雪莲水孔蛋白基因（S基因）在低温适应过程中的作用机制，研究人员利用基因工程将S基因导入番茄细胞获得转基因番茄。请回答下列问题： （1）在PCR时，为了激活耐高温的DNA聚合酶，反应缓冲液中一般要添加__________。为保证S基因与载体的正向连接，研究人员设计了携带限制酶位点的特异性引物P1和P2，引物P2将与S基因________（填“A链”或“B链”）的3'端结合。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是________。若有a个模板DNA，经过5次循环，得到同时含有引物P1和P2的DNA有_______个。 （2）构建目的基因表达载体时，选择限制酶切割含S基因的DNA片段和质粒，限制酶作用部位为__________（填化学键名称）；切割后再用DNA连接酶将具有相同__________的S基因和质粒切口连接起来。图中启动子的作用是________。 （3）通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞，在愈伤组织阶段取部分细胞提取总DNA进行PCR和凝胶电泳，此操作的目的是________。 （4）研究人员将转基因番茄和野生型番茄分别放置在0℃和25℃的培养箱中处理8h，结束后采样测定抗逆生理指标（结果见下图2）。据此推测S基因表达显著提高番茄抗寒性的机制是：S基因可通过促进_________，使细胞中结合水比例增加；同时降低_________，从而提高番茄的抗寒性。 【答案】（1） ①. Mg2+ ②. A链 ③. 复性 ④. 30a （2） ①. 磷酸二酯键 ②. 黏性末端 ③. 提供RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动S基因转录出mRNA （3）从分子水平上检测S基因是否导入到番茄细胞中（或是否插入番茄的染色体上） （4） ①. 可溶性蛋白、可溶性糖等物质积累 ②. 膜脂过氧化程度（或丙二醛） 【解析】 【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。在构建重组质粒时，必须使用限制性核酸内切酶（限制酶）切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。 【小问1详解】 在 PCR 时，为了激活耐高温的 DNA 聚合酶（Taq 酶），反应缓冲液中一般要添加Mg2+（镁离子），Mg2+是 Taq 酶的激活剂。S基因的转录方向由右向左，则A链为转录的模板，由此可知，A链的3'端连接在启动子端。据图1可知，引物P2的5'端具有Sal I的识别序列，故引物P2将与S基因A链的3'端结合。PCR 过程每次循环分为变性（高温使 DNA 双链解开）、复性（引物与模板链结合，温度较低）、延伸（Taq 酶催化子链延伸）3 步，其中温度最低的一步是复性。PCR 技术中，一个 DNA 分子经过 n 次循环后，得到的 DNA 分子数为2n个。若有 a 个模板 DNA，经过 5 次循环，得到的 DNA 分子总数为a×25=32a个。在 PCR 过程中，只有第一轮循环产生的 DNA 分子中，只含有引物 P1 或引物 P2，从第二轮循环开始，每一次循环产生的 DNA 中都有同时含有引物 P1 和 P2 的 DNA。经过 5 次循环，得到同时含有引物 P1 和 P2 的 DNA 有32a-2a个，即30a个。 【小问2详解】 构建目的基因表达载体时，限制酶作用部位为磷酸二酯键，它能识别特定的核苷酸序列并在特定的位点切割 DNA 分子中的磷酸二酯键。切割后再用 DNA 连接酶将具有相同黏性末端的 S 基因和质粒切口连接起来。图中启动子的作用是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA。 【小问3详解】 通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞，在愈伤组织阶段取部分细胞提取总 DNA 进行 PCR 和凝胶电泳，此操作的目的是检测目的基因（S 基因）是否导入番茄细胞。 【小问4详解】 依题意，丙二醛为植物在遭受逆境下发生膜脂过氧化的产物，据图2可知，野生型株系在低温下丙二醛含量明显升高，转基因株系在低温下丙二醛含量没有明显升高。可知低温会使细胞发生膜脂过氧化。据图2可知，低温条件下，野生型的株系的可溶性蛋白质和可溶性糖含量都降低，转基因株系的可溶性蛋白质和可溶性糖含量都升高，据此推测S基因表达显著提高番茄抗寒性的机制是：S基因可通过促进可溶性蛋白、可溶性糖等物质积累，使细胞中结合水比例增加，同时降低膜脂过氧化程度，来提高番茄的抗寒性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高2023级高二下期第三次月考 生物学 一、单项选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。 1. 研究人员利用细菌的物质和结构构建出能模拟活细胞结构和功能的合成细胞——细菌性原细胞，这些原细胞在无氧条件下可产生ATP，并能进行基因表达。这些细菌性原细胞（ ） A. 遗传物质主要是DNA B. 能合成RNA和蛋白质 C. 主要由线粒体产生ATP D. 能以有丝分裂方式增殖 2. 油菜是我国主要蜜源作物和油料作物之一，中国油菜籽（油菜种子）产量居世界首位。下列有关叙述错误的是（ ） A. 菜籽油中含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态 B. 风干后的油菜种子结合水与自由水的比值变大 C. 油菜种子含有脂质、蛋白质和核酸等大分子物质 D. 种子胚细胞的细胞膜、核糖体和染色体都含有P元素 3. 饮食干预是管理体重和控制血糖的基础，必要时可联合辅助药物治疗。膳食纤维在控制饮食中起着重要作用。奥利司他可抑制胃肠道对脂肪的吸收，阿卡波糖能延缓肠道对葡萄糖的吸收。下列叙述正确的是（　　） A. 糖类和脂肪都不参与细胞结构的构建，抑制其吸收是健康的减肥方式 B. 肥胖型糖尿病患者服用阿卡波糖后，既能管理体重又能完全恢复血糖 C. 膳食纤维能增加饱腹感且吸收后供能少，可多食辅助控制体重和血糖 D. 蛋白质承担多种功能，适当增加蛋白质类食物的摄入可辅助体重管理 4. 在盐碱地种植的普通作物细胞会因盐碱胁迫产生过量的H2O2，H2O2积累会破坏细胞的结构和成分，最终导致作物死亡或减产。如图的PIP2s为某种水通道蛋白，研究发现敲除AT1蛋白基因可以使PIP2s蛋白发生磷酸化后获得向胞外运输H2O2的能力，提高作物在盐碱地的存活率和产量。下列叙述正确的是（　　） A. 所有植物细胞都能通过光合作用产生O2 B. PIP2s蛋白不需要内质网和高尔基体的加工 C. PIP2s蛋白磷酸化水平升高促进细胞向外运输H2O2，利于植物在盐碱地中存活 D. 敲除AT1蛋白基因后，PIP2s蛋白发生磷酸化，可以运输H2O2，不能运输H2O 5. CPY是酵母菌液泡内一种参与蛋白质水解酶。CPY需要在高尔基体中进行糖基化修饰后才具有活性，该过程能被衣霉素抑制。当温度达到35℃时，酵母菌突变株X的内质网无法产生囊泡。下列说法错误的是（　　） A. CPY的合成起始于游离的核糖体 B. 经衣霉素处理的酵母菌中，氨基酸的含量会偏高 C. CPY从内质网转移到高尔基体需经信号分子与受体识别的过程 D. 置于35℃环境中培养的酵母菌突变株X，液泡中几乎不存在CPY 6. 气孔开放与保卫细胞中积累K+密切相关，气孔增大的部分原理如图1。图2为某同学绘制的物质跨膜运输相关的一个不完整的模型。下列有关叙述错误的是（ ） A. 图1中可知，保卫细胞通过主动运输吸收钾离子使细胞液渗透压增大，细胞吸水 B. 图1中光被受体接收后会激活质膜上氢离子泵消耗ATP将H+泵出膜外，形成外正内负的跨质膜电位差 C. 图2中限制B点以后增加的原因可能是钾离子载体蛋白数量有限 D. 图2中X轴表示气孔保卫细胞吸水过程中液泡体积的变化，那么Y轴表示细胞吸水的能力 7. 2024年11月28日，一条全长3046公里的绿色屏障被填补了最后的缺口，沿着沙漠边缘蜿蜒成链，塔克拉玛干沙漠绿色阻沙防护带工程实现全面锁边“合龙”。下列关于塔克拉玛干沙漠绿色阻沙防护带的分析，错误的是（ ） A. 主要种植梭梭、红柳等本土植物，遵循了生态工程的协调原理 B. 其周围建设的生态廊道有利于保护遗传多样性和物种多样性 C. 有利于增大生态足迹和制止流沙肆虐，提高生态系统的稳定性 D. 可以通过自组织、自我调节以实现自身结构与功能的协调 8. 独流老醋为中国三大名醋之一，其由高粱等原料经蒸煮、糖化、酒精发酵、醋酸发酵、过滤等工序酿造而成。下列说法错误的是（ ） A. 在酒精发酵、醋酸发酵阶段，发酵液pH均会下降 B. 在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵需升高温度，增加通气量 C. 若醋酸菌以酒精发酵的产物作为碳源，其发酵过程会产生大量气泡 D. 在醋酸发酵阶段发酵液中，液面处醋酸菌密度大于瓶底处的醋酸菌密度 9. 科学家用蜗牛提取液处理烟草叶片和拟南芥根得到原生质体，两种原生质体经PEG处理后筛选出杂种细胞，其分裂产生的愈伤组织经诱导形成再生植株。经鉴定，再生植株同时表现出烟草和拟南芥的部分性状。下列叙述错误的是（ ） A. 蜗牛提取液具有纤维素酶和果胶酶活性，可去除细胞壁获得原生质体 B. 利用PEG处理可提高细胞膜的流动性，从而促进两种原生质体的融合 C. 用较高浓度的细胞分裂素处理杂种细胞产生的愈伤组织，有利于根的分化 D. 杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株是基因选择性表达的结果 10. 西瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌（一种真菌）引起的。研究人员从西瓜枯萎病多发的土壤中分离出多种单菌落进行扩大培养，然后将扩大培养的发酵液与未凝固的普通培养基混合后倒平板，冷却后再接种尖孢镰刀菌，培养并观察尖孢镰刀菌菌丝生长情况，以期筛选出尖孢镰刀菌的拮抗菌。下列叙述错误的是（ ） A. 在西瓜枯萎病多发的土壤中取样更容易获得目的菌种 B. 培养土壤多种菌的发酵液中可能含有拮抗菌的代谢产物 C. 需要将尖孢镰刀菌接种在普通培养基上培养观察作为对照 D. 尖孢镰刀菌菌丝生长最好组别对应的微生物为最高效拮抗菌 11. 有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。研究人员试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。先将含有一定浓度α菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。一段时间后，将1mL湖泊水样加入9mL无菌水中、继续重复该操作3次，取0.1mL涂布于薄层上，稳定后获得56个菌落，其中15个菌落周围出现溶菌圈。下列说法正确的是（　　） A. 应选用由水、碳源、氮源和无机盐组成的培养基分离细菌 B. 应使用灼烧灭菌后的涂布器将α菌均匀地接种到培养基上 C. 溶菌细菌的接种需在含α菌的培养基变浑浊后才能进行 D. 每毫升的湖泊水样中约有1.5×105个具溶菌特性的细菌 12. 细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列关于动物细胞工程的叙述，正确的是（ ） A. 从动物体内取出组织，用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞 B. 将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞，可将其诱导形成iPS细胞 C. 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞 D. 采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚，因这两个时期的细胞未发生分化 13. 被称为“沙漠之舟”的单峰骆驼在野外几乎灭绝，科研人员为拯救濒危野化单峰骆驼，利用现代生物技术尝试进行人工培育，流程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 过程①通常对B驯养单峰骆驼注射性腺激素使其超数排卵 B. 野化单峰骆驼C可以选择雌性个体，也可以选择雄性个体 C. 可用蛋白酶合成促进剂激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程 D. 过程④胚胎移植，需对受体注射免疫抑制剂使胚胎顺利植入 14. 质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌细胞后，其编码的酶可分解X-gal，产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。科研小组以该质粒作为载体，采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是（ ） A. 使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数 B. 如果筛选平板中仅含卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株 C. 因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株 D. 若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌 15. 赖氨酸可促进人体发育、增强免疫力，并能提高中枢神经系统的功能。科研人员欲将玉米种子中的某种蛋白酶改造成M酶，M酶通过催化生成赖氨酸的相应代谢过程，从而大大提高玉米种子中赖氨酸的含量，以培育出高赖氨酸含量的玉米新品种。下列有关叙述正确的是（　　） A. 赖氨酸是人体的必需氨基酸，M酶中赖氨酸含量高，从而提高了玉米新品种中的赖氨酸含量 B. 上述改造属于蛋白质工程，即根据M酶功能设计其分子结构来直接改造M酶的氨基酸序列 C. 利用PCR技术可在体外大量扩增M酶基因，再将扩增出的M酶基因直接导入玉米细胞 D. 若利用农杆菌转化法导入M酶基因，需将其插入Ti质粒的T-DNA中以整合到玉米的染色体上 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16. 变形虫（图1）是一种单细胞动物，可伸出伪足吞噬细菌。很多变形虫细胞内具有伸缩泡，用于排出细胞内多余的水分。伸缩泡的周围有许多小泡，小泡周围又分布着一圈线粒体（图2），小泡经融合并把液体排入伸缩泡内，再由伸缩泡排出体外。据研究，伸缩泡内液体浓度仅为细胞质基质的1/2，但伸缩泡内的Na+浓度是细胞质基质的33倍，而K+浓度则是细胞质基质的85%。 （1）变形虫伸出伪足需要依赖于细胞骨架，它是由________组成的网架结构。小泡将液体排入伸缩泡前需不断地吸收Na+、排出K+，形成比细胞质浓度低的小泡，结合图2推测该过程中Na+、K+的跨膜运输方式是_______。 （2）从功能上看，变形虫的伸缩泡最类似于植物细胞中的_______（填一种细胞器）。若将淡水生活的变形虫放入蒸馏水中，推测其伸缩泡的伸缩频率________（填“加快”“减慢”“不变”） （3）科学家利用变形虫研究细胞核与细胞质之间的物质交流，做了如下实验： 步骤一：将正常生活而没有分裂活动的变形虫（单细胞动物）随机分为三组，每组有若干变形虫。A组：用含32P标记的尿嘧啶核苷酸食物饲喂变形虫；B组：将变形虫的细胞核去掉；C组：不作处理。 步骤二：用放射自显影技术检测到A组每只变形虫的细胞核中出现放射性后，将细胞核移植到B、C两组的变形虫细胞内。 步骤三：一段时间后检测B、C两组的放射性，结果如下图所示。 ①研究发现，A组每只变形虫的细胞核中出现大分子X物质，且具有放射性，X物质最可能是________。 ②下列关于该实验的叙述，最合理的是________（填字母） A．实验结果B组细胞质比C组细胞质放射性强的原因是细胞核大 B．放射性元素标记的核苷酸会进入细胞核，标记上所有的核酸分子 C．①题中X物质可能在细胞核被合成，原料有放射性，从而细胞核有放射性 D．C组细胞质具有放射性的原因是细胞膜吸收了含32P标记的尿嘧啶核苷酸 （4）在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，是引发阿米巴痢疾的病原体。它能分泌蛋白分解酶溶解人的肠壁组织，且还能“吃掉”肠壁组织细胞，该过程涉及的跨膜运输方式依次是_______。生活中还存在很多病原体，已知某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，某同学设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，请完善其实验思路：用放射性同位素标记蛋白质A，将其加入________的培养液中培养，一段时间后采用________（填一种科学方法）分离得到溶酶体，并检测其放射性。 17. 柠檬酸是一种应用广泛的食品酸度调节剂。研究人员以红薯粉为原料经黑曲霉（需氧型真菌）发酵生产柠檬酸的简要流程如图所示。回答下列问题： （1）甲过程所用的培养基能为黑曲霉提供营养物质，对培养基灭菌应该采用的方法是______。据图甲分析，在该培养基上接种黑曲霉采用的方法是________，该方法可以获得纯培养物的原因是________。 （2）乙过程表示发酵工程的________环节。研究发现，振荡培养的黑曲霉比静置培养的黑曲霉生长繁殖速度快，原因是________。 （3）丙过程是发酵的中心环节。该过程以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出旧的培养基，可大大提高生产效率，原因是________（答出2点）。 （4）研究表明，几丁质酶基因chsC沉默与黑曲霉的菌丝形态和柠檬酸的产量有一定相关性。研究人员利用基因工程技术构建干扰chsC基因表达的载体并导入黑曲霉菌体内。构建chsC基因表达的干扰载体时需要将chsC基因________（填“正向”或“反向”）插入到启动子和终止子之间，以保证转录出的RNA与chsC基因正常转录的mRNA互补成双链，从而干扰几丁质酶的合成。最终可通过_________法鉴定转基因黑曲霉菌的chsC基因是否沉默。 18. 植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质属于次生代谢物。次生代谢物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。次生代谢物X的研发流程为：筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的确定→发酵生产X。回答下列问题： （1）获得高产细胞时，以X含量高的植物品种的器官和组织作为__________，经________过程形成愈伤组织，培育愈伤组织时，培养基中加入蔗糖的作用是________（答出2点即可）。然后将愈伤组织通过液体振荡和用孔径为细胞直径大小的筛网进行过滤，获得分散的单细胞。 （2）对分离获得的单细胞进行扩大培养，然后接种到植物细胞培养装置中培养出细胞群。为进一步提高目标细胞的X含量，将微生物菌体或其产物作为诱导子加入到培养基中，该过程模拟了_________的胁迫。 （3）在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成关系。培养细胞生产次生代谢物的模型分为3种，如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成，则X的合成符合图______（填“甲”“乙”或“丙”），根据该图所示的关系，从培养阶段及其目标角度，提出获得大量X的方法：________。 （4）多种次生代谢物在根部合成与积累，如人参、三叶青等药用植物，可通过_______培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢物。除以上应用外，植物也常作为高中生物学实验的材料，下列关于实验操作和现象的叙述错误的是_________（填字母） A．观察菠菜叶肉细胞中叶绿体的形态和分布，需先用低倍镜找到叶绿体再换用高倍镜 B．利用洋葱鳞片叶细胞观察细胞质环流时，可以叶绿体的运动作为标志 C．用斐林试剂检测梨汁中的还原糖时，需要加热后才能呈现砖红色 D．检测花生子叶的脂肪时，将装片浸泡在体积分数50%的酒精中洗去浮色 E．向煮沸后的豆浆中加入双缩脲试剂，摇匀后变紫色 F．黑藻细胞处于质壁分离状态时，光学显微镜下能清晰观察到细胞膜结构 G．欲从草莓细胞中提取DNA，需向含DNA的滤液中加入预冷的酒精溶液后进行离心，取沉淀物即获得DNA 19. 下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答下列问题： （1）进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h，黑暗10h）饲养成年雌鼠，并注射激素，促进排卵。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，需要将其培养至_____期；并从雄鼠附睾中取出精子，在含有肝素、Ca2+载体等物质的液体中培养一段时间，目的是_________。再在37℃，5%CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天左右以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大；接着胚胎内部出现裂隙。精卵细胞之间的识别和结合体现了细胞膜具有________的功能。 （2）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除去雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中相对于常规育种的显著优点是________（答出1点即可）。 （3）H1N1病毒是甲型流感病毒的一种，也是人类最常感染的流感病毒之一，该病毒危害性很大，可利用细胞工程生产H1N1病毒抗体用于检测和治疗，生产流程图如下。 a.图中X细胞和Y细胞分别代表__________和________。经过①②过程获得肝细胞与神经细胞的核基因__________（填“相同”或“不相同”）。 b.③过程先用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，再将其接种到96孔板上进行________，经过多次筛选后选择出能分泌抗H1N1病毒抗体的杂交瘤细胞。将所需要的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。最后从_________或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。 20. 水孔蛋白作为细胞水分跨膜运输的主要通道蛋白，参与植物的生长及逆境适应过程。为研究天山雪莲水孔蛋白基因（S基因）在低温适应过程中的作用机制，研究人员利用基因工程将S基因导入番茄细胞获得转基因番茄。请回答下列问题： （1）在PCR时，为了激活耐高温的DNA聚合酶，反应缓冲液中一般要添加__________。为保证S基因与载体的正向连接，研究人员设计了携带限制酶位点的特异性引物P1和P2，引物P2将与S基因________（填“A链”或“B链”）的3'端结合。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是________。若有a个模板DNA，经过5次循环，得到同时含有引物P1和P2的DNA有_______个。 （2）构建目的基因表达载体时，选择限制酶切割含S基因的DNA片段和质粒，限制酶作用部位为__________（填化学键名称）；切割后再用DNA连接酶将具有相同__________的S基因和质粒切口连接起来。图中启动子的作用是________。 （3）通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞，在愈伤组织阶段取部分细胞提取总DNA进行PCR和凝胶电泳，此操作的目的是________。 （4）研究人员将转基因番茄和野生型番茄分别放置在0℃和25℃的培养箱中处理8h，结束后采样测定抗逆生理指标（结果见下图2）。据此推测S基因表达显著提高番茄抗寒性的机制是：S基因可通过促进_________，使细胞中结合水比例增加；同时降低_________，从而提高番茄的抗寒性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$