内容正文:
2024-2025学年第二学期期末检测
高二生物
2025.06
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页,满分为100分,考试时间为75分钟,考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.请认真核对答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑加粗。
第I卷(选择题共42分)
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 细胞中含有多种化合物,下列相关叙述错误的是( )
A. 蔗糖和麦芽糖水解的产物不完全相同
B. 维生素D是构成骨骼的重要成分
C. 组成核酸的单体在排列顺序上具有多样性
D. 细胞中的水可以是细胞结构的组成成分
【答案】B
【解析】
【分析】糖类是主要的能源物质,脂质包括磷脂、脂肪和固醇。
【详解】A、蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,麦芽糖水解产物为葡萄糖,两者水解产物不同,A正确;
B、维生素D属于脂质,能促进肠道对钙、磷的吸收,但骨骼的主要成分是钙盐(如磷酸钙),维生素D并非构成成分,B错误;
C、核酸由核苷酸组成,核苷酸的排列顺序不同导致核酸多样性(如DNA多样性),C正确;
D、结合水是细胞结构的重要组成成分(如与蛋白质结合维持结构),D正确。
故选B。
2. 下列关于生物学实验的说法,正确的是( )
A. 不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B. 斐林试剂甲液和乙液混合后保存在棕色试剂瓶中备用
C. 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中无氧呼吸组属于对照组
D. 质壁分离过程中,细胞壁与细胞膜之间的溶液浓度高于外界溶液
【答案】A
【解析】
【分析】酶活性受温度、pH等因素影响。鉴定还原糖用斐林试剂,现配现用。
【详解】A、过氧化氢在高温下会自行分解,干扰实验结果,无法准确反映温度对酶活性的影响,因此不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,A正确;
B、斐林试剂用于检测还原糖时需现用现配(甲液和乙液混合后立即使用),且需水浴加热,不能提前混合保存,B错误;
C、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,有氧和无氧条件均为实验组,属于对比实验而非单设对照组,C错误;
D、质壁分离时,细胞壁与细胞膜之间的溶液为外界溶液,其浓度等于外界溶液浓度,而细胞液浓度低于外界溶液,D错误。
故选A。
3. 脂质体(一种人工膜)是很多药物的理想载体,结构如下图。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性①有重要作用。下列叙述错误的是( )
A. 脂质体与细胞接触后,药物通过自由扩散进入细胞
B. ①处适合装载脂溶性药物,②处适合装载水溶性药物
C. 抗体可以使脂质体靶向作用于特定细胞或器官
D. 脂质体中加入胆固醇可能是为了减少药物渗漏
【答案】A
【解析】
【分析】磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸组成,其中磷脂分子头部亲水,尾部疏水。胆固醇可以参与血液中脂质的运输,是过程动物细胞膜的成分,分析题干可知,胆固醇可以维持生物膜结构的稳定性,可使膜的通透性降低。
【详解】A、脂质体到达细胞后,通过膜的流动性,脂质体的膜与细胞膜相融合,从而将药物送入细胞,A错误;
B、①处是磷脂尾部相对的地方,②处是磷脂分子头部相对的地方,而磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以①处适合装载脂溶性药物,②处适合装载水溶性药物,B正确;
C、抗体可以特异性的和抗原结合,因此脂质体靶向作用于特定细胞或器官,C正确;
D、胆固醇可以维持生物膜结构的稳定性,可使膜的通透性降低,所以可以减少药物的渗漏,D正确。
故选A。
4. 我国科学家以钢厂尾气中的CO为碳源、氨水为氮源,经优化的乙醇梭菌(芽孢杆菌科)厌氧发酵工艺,实现了乙醇和乙醇梭菌蛋白的合成。下列叙述正确的是( )
A. 氨水中的氮元素经反应后,主要分布在乙醇梭菌蛋白的氨基中
B. 乙醇梭菌蛋白经高温处理后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
C. 乙醇梭菌拟核内的DNA不能形成DNA-蛋白质复合物
D. 乙醇梭菌没有复杂的生物膜系统,其细胞膜的功能更加多样
【答案】D
【解析】
【分析】原核生物无以核膜为界限的细胞核,只有核糖体一种细胞器。蛋白质用双缩脲试剂鉴定。
【详解】A、氨水中的氮元素进入乙醇梭菌蛋白后,主要参与构成肽键,而非氨基。氨基中的氮仅占少数,A错误;
B、高温破坏蛋白质的空间结构,但未断裂肽键,因此仍可与双缩脲试剂发生紫色反应,B错误;
C、乙醇梭菌拟核区的DNA在转录时需RNA聚合酶结合,形成DNA-蛋白质复合物,C错误;
D、乙醇梭菌为原核生物,无细胞器膜和核膜,其细胞膜承担多种功能(如呼吸酶附着),功能更复杂,D正确。
故选D。
5. 细胞各部分结构分工合作,共同执行细胞的生命活动。下列叙述正确的是( )
A. 细胞中核糖体的合成离不开核仁
B. 细胞间的信息交流都是通过受体与信号分子结合实现的
C. 细胞骨架是由蛋白质构成的网架结构,影响细胞的分裂和分化等
D. 溶酶体中酸性水解酶的合成由游离的核糖体完成
【答案】C
【解析】
【分析】核糖体是生产蛋白质的机器。溶酶体是细胞的消化车间。细胞骨架由蛋白质纤维组成,参与细胞分裂、分化、物质运输等生命活动。
【详解】A、核仁与核糖体RNA(rRNA)的合成有关,但原核细胞无核仁,其核糖体的合成不依赖核仁,故A错误;
B、细胞间信息交流方式多样,如植物细胞的胞间连丝直接传递信息,并不依赖受体与信号分子结合,故B错误;
C、细胞骨架由蛋白质纤维组成,参与细胞分裂、分化、物质运输等生命活动,C正确;
D、溶酶体中的水解酶合成、加工过程同分泌蛋白,需附着在内质网的核糖体上合成,而非游离核糖体,故D错误。
故选C
6. 关于科学史中生物学实验研究课题和实验方法或技术手段的叙述,错误的是( )
A. 魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充
B. 罗伯特森用电子显微镜观察发现细胞膜显示为“暗—明一暗”的三层结构
C. 恩格尔曼用极细的光束照射水绵,发现细菌聚集在被光束照射的叶绿体部位
D. 鲁宾和卡门用放射性同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自于水
【答案】D
【解析】
【分析】鲁宾和卡门采用放射性同位素标记法,通过设计对照实验,最终证明光合作用释放的氧气全部来自水。
【详解】A、魏尔肖提出所有细胞都来自先前存在的细胞,修正了细胞学说中新细胞由老细胞产生的观点,属于补充和修正,A正确;
B、罗伯特森通过电子显微镜观察到细胞膜的暗-明-暗三层结构,认为所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的,描述符合科学史,B正确;
C、恩格尔曼利用水绵和好氧菌进行实验,发现细菌聚集在叶绿体被光束照射的部位,证明光合作用释放氧气且需要光,C正确;
D、鲁宾和卡门使用稳定性同位素(如18O)标记H2O和CO2,通过检测O2中同位素组成证明氧气来自水,而非放射性同位素,D错误。
故选D。
7. 下图是ATP的结构示意图,①②③表示组成ATP的物质或基团,④⑤表示化学键。下列叙述正确的是( )
A. ①代表腺苷,ATP脱去③成为腺嘌呤核糖核苷酸
B. 心肌细胞中含有大量ATP以满足供能所需
C. 化学键⑤的形成过程一般与吸能反应相关联
D. ATP与ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性
【答案】D
【解析】
【分析】据图可知,①是腺嘌呤,②是核糖,③是磷酸基团,④是普通化学键,⑤是特殊化学键。
【详解】A、图中①表示腺嘌呤,ATP脱去③后剩余腺嘌呤和核糖,表示腺苷,A错误;
B、ATP是生命活动能量的直接来源,但本身在体内含量并不高,因此心肌细胞中不会大量含有ATP,B错误;
C、⑤是特殊化学键,化学键⑤的形成过程表示形成ATP或者ADP的过程,需要消耗能量,一般与放能反应相关联,C错误;
D、ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性,D正确。
故选D。
8. 某兴趣小组探究乌桕树的叶色在秋季呈现“绿-黄-红”的变化原因,用分光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)测定了叶肉细胞中色素含量的变化,发现光合色素含量逐渐减少,花青素含量逐渐增多。下列叙述错误的是( )
A. 叶肉细胞中色素相对含量不同会使叶片呈现不同颜色
B. 提取色素时可以用无水乙醇作为光合色素的溶剂
C. 色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越快
D. 乌桕叶肉细胞提取的各种色素均能吸收、传递、转化光能
【答案】D
【解析】
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。(3)各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。(4)结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。。
【详解】A、叶肉细胞中不同色素的相对含量变化会导致叶片颜色改变。例如,叶绿素减少使绿色变浅,类胡萝卜素显黄色,花青素积累呈现红色,A正确;
B、无水乙醇是提取光合色素的常用溶剂,因其能溶解色素且避免破坏结构,B正确;
C、层析法分离色素的原理是溶解度高的色素在滤纸上的扩散速度快,如胡萝卜素溶解度最高,扩散最远,C正确;
D、光合色素中只有叶绿素a能转化光能,其他色素(如叶绿素b、类胡萝卜素)仅吸收和传递光能,而花青素不参与光反应,无法吸收或转化光能,D错误。
故选D。
9. 某科研小组在不同环境条件下,针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后,所得结果如表所示。下列叙述正确的是( )
A. 该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率
B. 在10klx、10℃时,该植物5小时O2的产生量为22.5mg
C. 20℃条件,10klx光照10小时,一昼夜该植物O2的释放量为26mg
D. 光照强度为5klx时,该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体
【答案】B
【解析】
【详解】黑暗条件下的 O₂吸收量:代表呼吸作用速率(细胞呼吸消耗O₂的量);光照条件下的O₂释放量:代表净光合作用速率(光合作用释放 O₂量 - 呼吸作用消耗 O₂量);实际光合作用速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。
【分析】A、在黑暗条件下(0klx),植物只进行呼吸作用,10℃时O₂变化量为-0.5mg/h,20℃时为-1mg/h。呼吸速率绝对值越大,说明呼吸作用越强。因此,20℃的呼吸速率大于10℃,A错误;
B、在10klx、10℃时,O₂变化量(净光合速率)为+4.0mg/h。总光合速率=净光合速率+呼吸速率=4.0+0.5=4.5mg/h。5小时O₂总产生量为4.5×5=22.5mg,B正确;
C、20℃、10klx时,净光合速率为+5.0mg/h,光照10小时积累O₂量为5.0×10=50mg。黑暗14小时呼吸消耗O₂量为1×14=14mg。一昼夜O₂净释放量为50-14=36mg,C错误;
D.光照强度为5klx时,植物同时进行光合作用和呼吸作用。ATP产生的场所包括叶绿体(光反应)、线粒体(呼吸作用第三阶段)和细胞质基质(呼吸作用第一阶段),D错误。
故选B。
10. 下列关于“DNA粗提取与鉴定”“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述,正确的是( )
A. 新鲜洋葱、猪肝、猪血等都是DNA粗提取的理想实验材料
B. DNA溶于酒精后,滴加二苯胺试剂沸水浴加热呈蓝色
C. 电泳鉴定DNA利用了其在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D. 双链DNA和单链DNA的长度相同,不能通过电泳方法将其分离
【答案】C
【解析】
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理:
(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精;DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
(2)DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、猪属于哺乳动物,其成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,不含DNA,不能作为DNA粗提取的实验材料,A错误;
B、DNA不溶于酒精,B错误;
C、由于DNA带负电,在电场中会向着它所带电荷相反(正极)的电极移动,电泳鉴定DNA正是利用了这一原理,C正确;
D、双链DNA与单链DNA即使长度相同,因空间结构差异可能导致迁移速率不同,仍可将二者分离,D错误。
故选C。
11. 科研人员利用两种限制酶(EcoRI和NotI)处理基因载体,进行电泳检测,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该基因载体最可能是环状DNA分子
B. 电泳图谱中DNA片段越大,距离起点越近
C. 该DNA分子上有2个EcoRI酶切位点
D. EcoRI和NotI的切点之间最长相距约9kb
【答案】C
【解析】
【分析】基因工程的操作步骤:提取目的基因;目的基因与运载体结合;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测和表达。
【详解】A、由题图可知,当仅用Not I切割载体时,仅产生一种长度的DNA片段(10kb),因此该载体最有可能为环状DNA分子,A正确;
B、在电泳中,DNA片段越大,迁移速度越慢,距离点样孔(起点)越近;DNA片段越小,迁移速度越快,距离点样孔越远,B正确;
C、该基因载体是环状DNA分子,由题图可知,当仅用EcoR I切割载体时,产生2种长度的DNA片段:2kb和6kb,该载体DNA片段长10kb,所以用EcoR I切割载体应产生3个DNA片段:2个2kb和1个6kb,该DNA分子上有3个EcoR I酶切位点,C错误;
D、由题可知,两种限制酶同时切割时则产生6kp、2kp和1kp3种长度的DNA片段:1个6kb、1个2kb、2个1kb,所以两种限制酶的酶切位点至少相距9kp,D正确。
故选C。
12. 下列关于植物愈伤组织的叙述,正确的是( )
A. 诱导愈伤组织形成时需加入生长素和脱落酸
B. 对愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体
C. 用人工种皮包裹愈伤组织和营养物质可制备人工种子
D. 通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
【答案】B
【解析】
【分析】1、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性;培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体,属于无性生殖。
2、植物组织培养的应用:植物繁殖的新途径(快速繁殖优良品种、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种和突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、诱导愈伤组织形成的关键激素是生长素和细胞分裂素,两者比例调控细胞分化方向,而脱落酸主要抑制细胞分裂,与愈伤组织形成无关,A错误;
B、愈伤组织细胞分裂活跃,DNA复制频繁,易受诱变因素影响发生基因突变,通过筛选可获得优质突变体,B正确;
C、人工种子需包裹胚状体或不定芽等结构,愈伤组织未分化,直接包裹无法发育成植株,C错误;
D、愈伤组织再生植株过程属于细胞的全能性表达,未经过两性生殖细胞结合,属于无性繁殖,D错误。
故选B。
13. 下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A. 目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组后,导入乳腺细胞
B. 转基因动物作为器官移植的供体时,导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达
C. 通过定点突变技术获得的胰岛素基因可直接导入大肠杆菌用于发酵生产
D. 可利用蛋白质工程对T4溶菌酶的空间结构直接进行改造,从而提高其耐热性
【答案】B
【解析】
【详解】科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射的方法导入哺乳动 物的受精卵中,由这个受精卵发育成的转基因动物在进入 泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物,这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
【分析】A、目的基因需与乳腺蛋白基因的启动子重组后导入受精卵,而非直接导入乳腺细胞(动物细胞全能性受限,需通过个体发育实现产物分泌),A错误;
B、转基因动物作为供体时,抑制抗原决定基因的表达可减少免疫排斥,通过导入调节因子(如抑制抗原合成的基因)可实现这一目的,符合基因工程应用。B正确;
C、定点突变后的胰岛素基因需先与大肠杆菌表达载体(含启动子、终止子等)重组,才能导入受体菌,直接导入无法表达,C错误;
D、蛋白质工程通过改造基因间接改变蛋白质结构,而非直接修饰蛋白质空间结构,D错误。
故选B。
14. 普通小麦和偃麦草染色体数不同。山融3号是我国科学家利用植物体细胞杂交技术培育的耐盐碱小麦品种,培育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 诱导原生质体融合常采用电融合法或聚乙二醇法
B. 酶解法获得的原生质体无需进行活性鉴定即可用于原生质体融合
C. 甲、乙培养基除钠盐浓度不同外,所用激素的比例也存在差异
D. 该过程能定向获得耐盐的山融3号,从而改良普通小麦性状
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类-物理法和化学法,物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高 Ca2+-高pH融合法等,诱导原生质体融合常采用电融合法或聚乙二醇法,A正确;
B、酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁时,可能损伤细胞膜或细胞器,导致原生质体失活,须通过染色法(如FDA荧光染色)或渗透压稳定性测试鉴定活性,仅高活性原生质体可用于融合,B错误;
C、甲培养基含高浓度钠盐(用于筛选耐盐愈伤组织),乙培养基钠盐浓度正常(用于诱导分化),甲培养基(愈伤组织诱导与筛选)需高比例生长素促进细胞分裂,乙培养基(器官分化)需提高细胞分裂素比例诱导芽和根的分化,C正确;
D、体细胞杂交是随机融合过程,可能产生多种杂种细胞(如普通小麦+偃麦草、普通小麦自身融合、偃麦草自身融合等),但通过后续筛选(如高盐培养基)获得目标耐盐杂种细胞,因此该过程能定向获得耐盐的山融3号,从而改良普通小麦性状,D正确。
故选B。
15. 抗PD-L1单克隆抗体能与癌细胞膜表面的PD-L1特异性结合,具有治疗某些癌症的作用,制备过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程①中可以加入灭活的病毒诱导两种细胞融合
B. 过程②的多孔玻璃板中的细胞不全是杂交瘤细胞
C. 过程③的目的是筛选出产生抗PD-L1抗体的杂交瘤细胞
D. 过程④的检测原理是抗原-抗体杂交
【答案】C
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备方法:(1)向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。(2)①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)从细胞培养液或小鼠的腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、诱导动物细胞融合的方法有:(1)物理方法:离心、震动、电刺激等(2)化学方法:PEG(3)灭活的病毒;所以可用灭活的病毒诱导B淋巴细胞与鼠瘤细胞的融合,A正确;
B、过程②的多孔玻璃板中含有多种融合细胞,如B-B细胞的融合细胞、瘤-瘤细胞的融合细胞、B-瘤细胞的融合细胞和未融合的细胞等,不全是杂交瘤细胞,B正确;
C、过程③的目的是筛选出杂交瘤细胞,但不一定都能产生PD-L1抗体,C错误;
D、过程④是为了筛选出能产生抗PD-L1单克隆抗体的杂交瘤细胞,可以用抗原-抗体杂交技术进行检测和筛选,D正确。
故选C。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释正确的是( )
A. “稀三箩,密三箩,不稀不密收九箩”,合理密植有利于作物增产
B. “处暑里的雨,谷仓里的米”,补充水分可促进光合午休而增产
C. “两垄高粱一垄豆,高矮作物双丰收”,使作物相间成行充分利用光能
D. “霜前霜,米如糠;霜后霜,谷满仓”,霜降后降温减弱种子呼吸消耗而增产
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、合理密植可提高光能利用率,从而提高生产量,A正确;
B、“处暑里雨,谷仓里的米”,该事实说明适当提供水分会促进植物的光合作用,即适当补充水分会促进光合产物的运输,同时水分作为光合作用的原料也可提高光合作用进而增产,补充水分会缓解光合午休,而不是促进光合午休,B错误;
C、“两垄高粱一垄豆,高矮作物双丰收”,该事实说明间作有利于充分利用光能,提高光能利用率,进而提高产量,C正确;
D、霜降前的降温如果过早,会通过影响光合作用进而导致减产,而而霜降后的降温则会通过降低呼吸速率而减少有机物的消耗,因而有利于增产,D正确。
故选ACD。
17. 肾小管上皮细胞通过基底外侧膜上的Na+/K+-ATP酶建立细胞内低Na+电化学势梯度,顶膜上的Na+/K+/Cl-共转运子借助Na+电化学势梯度同时重吸收Na+、K+和Cl-,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. Na+/K+/Cl-共转运子转运Na+、K+和Cl-的方式相同
B. Na+/K+-ATP酶跨膜转运离子时,伴随着该酶的磷酸化
C. Na+/K+-ATP酶、Na+/K+/Cl-共转运子转运K+的方式不同
D. 肾小管上皮细胞中有很多线粒体,有利于为水的重吸收提供能量
【答案】ACD
【解析】
【分析】分析题意可知,Na+从肾小管上皮细胞运输到组织液中消耗ATP,方式为主动运输;肾小管上皮细胞中Na+浓度低于肾小管腔中液体,Na+从肾小管腔进入肾小管上皮细胞中为协助扩散,同时协同运输K+、Cl-,Cl-顺浓度梯度从肾小管上皮到组织液中,方式为协助扩散。
【详解】A、Na+/K+/Cl−共转运子转运Na+、K+和Cl−时,借助了Na+电化学势梯度 ,逆浓度运输,则运输K+和Cl−的属方式属于于主动运输,而运输Na+属于被动运输,A错误;
B、Na+/K+-ATP酶是一种载体蛋白,跨膜转运离子时(消耗ATP),会伴随该酶的磷酸化,B正确;
C、Na+/K+-ATP酶转运K+是逆浓度梯度进行的,需要消耗能量,属于主动运输;Na+/K+/Cl-共转运子转运K+借助Na+电化学势梯度,属于主动运输,二者转运K+的方式相同,C错误;
D、肾小管上皮细胞对水的重吸收方式主要是自由扩散(通过水通道蛋白是协助扩散 ),不需要消耗能量,线粒体提供的能量主要用于离子等的主动运输,D错误。
故选ACD。
18. 荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当Taq酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。下列叙述正确的是( )
A. PCR反应体系中需要加入Mg2+以激活Taq酶
B. Taq酶催化DNA的合成方向总是从子链的3'端向5'端延伸
C. 在反应体系中,检测到的荧光信号越强则消耗的引物越多
D. 若扩增n次,则共需要消耗2n-1个探针
【答案】AC
【解析】
【详解】A、PCR反应体系中需要加入Mg2+以激活Taq酶,有利于PCR过程的进行,A正确;
B、Taq酶催化DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,即该酶的作用是在引物的3’端依次连接脱氧核苷酸,B错误;
C、题意显示,每扩增一次,就有一个荧光分子生成,据此推测荧光信号越强,说明PCR循环次数越多,则消耗的引物越多,C正确;
D、题意显示,在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,即每个DNA分子需要1个探针,扩增n次,可得到2n个DNA分子,则共需要消耗2n-1个探针,D错误。
故选AC。
19. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得iPS细胞(多能干细胞),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 小鼠体细胞诱导成iPS细胞的过程中形态结构和遗传物质发生了改变
B. iPS细胞与内细胞团细胞均具有发育的全能性
C. 上述三种不同体色鼠中,只有黑鼠可以是雄鼠
D. 克隆鼠X的体色为黑色,培育过程中运用了细胞核移植技术
【答案】BC
【解析】
【分析】题中提出“利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠”,因此要使iPS细胞具有全能性,即从黑鼠体内获得体细胞经诱导因子的作用成为具发育的全能性的细胞。
【详解】A、小鼠体细胞诱导成iPS细胞的过程属于细胞分化,细胞分化是基因选择性表达的结果,遗传物质不会发生改变 ,但细胞的形态结构和生理功能会发生稳定性差异,A错误;
B、iPS细胞(多能干细胞 )与内细胞团细胞都具有发育的全能性,都可以分化形成多种组织细胞,B正确;
C、黑鼠是体细胞供体,提供细胞核,克隆鼠的遗传特性由细胞核决定, 灰鼠为胚胎移植的受体(代孕母鼠 ),只提供胚胎发育的场所,白鼠为重组囊胚的滋养层细胞供体,上述三种不同体色的鼠中,只有黑鼠可以是雄鼠(因为细胞核来自黑鼠,克隆鼠性别由黑鼠细胞核决定 ),C正确;
D、克隆鼠X的体色由黑鼠细胞核中的遗传物质决定,故体色为黑色;但该培育过程是通过诱导黑鼠体细胞去分化获得iPS细胞,继而培育克隆鼠,未运用细胞核移植技术 ,D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. 近年来,我国倡导“科学体重管理”理念,体重管理的核心是维持能量摄入和消耗的动态平衡,若长期摄入大于消耗,多余能量会储存在脂肪中,导致体重增加。
(1)图1是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。
图中过程②发生的场所是_______,X代表的物质是_______。
(2)EGCG作为茶多酚中最主要的活性成分,具有降脂减重的作用。为探究EGCG降脂减重的机理,研究人员选取48只小鼠随机分组并采取不同方式喂养,4周时测定相关指标,结果如下表。
分组
体重增长量(g)
饲料摄入量(g/day)
能量同化量(kcal/day)
正常饮食(NCD)
2.93
2.93
11.29
A组
2.87
2.92
11.18
正常饮食+1.0%EGCG
2.88
3.16
12.05
高脂饮食(HFD)
5.55
4.81
25.14
高脂饮食+0.5%EGCG
3.75
4.87
2542
B组
2.97
4.99
25.93
B组的喂养方式是_______,HFD组比NCD组小鼠体重增长量大的原因是_______。HFD+EGCG组的小鼠体重增长量明显低于HFD组,且效果随EGCG浓度的增加而提升,但两组小鼠摄入量并无明显差异,表明EGCG能够_______,从而减缓体重的增长。
(3)人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。图2是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。
脂肪在脂肪细胞中由脂滴膜包裹形成大小不一的脂肪滴,推测脂滴膜最可能由_______层磷脂分子构成。用苏丹Ⅲ染液染色可在显微镜下观察到WAT细胞中被染成_______色的脂肪颗粒。据图2分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因是_______。
(4)BAT细胞依靠UCP(解偶联蛋白)将储存的能量更多地用于产热,作用机制如图3,由图可知UCP通过影响膜两侧的H+浓度差来_______(填“促进”或“抑制”)ATP的合成进而影响产热。
【答案】(1) ①. 线粒体基质 ②. 甘油
(2) ①. 高脂饮食+1.0%EGCG ②. HFD组小鼠饲料摄入量和能量同化量均高于NCD组 ③. 促进有机物的分解(或促进脂肪的消耗或促进细胞呼吸)
(3) ①. 单(或一) ②. 橘黄 ③. 线粒体数量增多,产热增加;巨大脂肪滴变为许多小脂肪滴,易于氧化分解产热增加
(4)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。无氧呼吸:在没有氧气的参与下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。无氧呼吸的场所:细胞质基质。
【小问1详解】
图1中,过程②是丙酮酸转化为二碳化合物,该过程属于有氧呼吸第二阶段。有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质,脂肪的基本组成单位是甘油和脂肪酸。图中显示二碳化合物可合成脂肪酸,而脂肪酸需与甘油结合形成脂肪,因此X代表甘油。
【小问2详解】
实验设计遵循单一变量原则,变量为“饮食类型”和“EGCG浓度”。表格中已存在“高脂饮食+0.5%EGCG”组,结合“正常饮食+1.0%EGCG”的对照,可推断B组为“高脂饮食+1.0%EGCG”,以探究不同浓度EGCG对高脂饮食小鼠的影响。体重增长的核心是能量摄入>消耗。HFD组(高脂饮食)与NCD组(正常饮食)相比,饲料摄入量和能量同化量均显著更高,多余能量转化为脂肪储存,导致体重增长更快。高脂饮食加EGCG的两组(0.5%和1.0%)与HFD组相比,饲料摄入量和能量同化量无明显差异,但体重增长量显著降低。这表明EGCG未减少能量摄入,而是通过促进有机物(如脂肪)的分解或增强细胞呼吸,加速能量消耗,从而减少脂肪积累。
【小问3详解】
脂滴膜包裹脂肪(脂质),磷脂分子头部亲水、尾部疏水。为实现对脂肪的包裹,脂滴膜最可能由单层磷脂分子构成(头部朝外接触细胞质基质,尾部朝内接触脂肪)。苏丹Ⅲ染液是脂肪鉴定的常用试剂,可使脂肪颗粒呈现橘黄色。对比图2中WAT和BAT细胞:BAT细胞线粒体数量更多,而线粒体是有氧呼吸的主要场所(产热核心),数量增加可提高产热效率;WAT的巨大脂肪滴在BAT中分散为多个小脂肪滴,小脂肪滴更易被氧化分解,释放能量(产热)。
【小问4详解】
图3中,正常情况下H⁺顺浓度梯度通过ATP合酶时,驱动ADP合成ATP;而UCP可直接介导H⁺跨膜运输,降低膜两侧的H⁺浓度差,导致ATP合酶无法有效合成ATP。此时,能量更多以热能形式释放,因此UCP通过抑制ATP合成促进产热。
21. 某研究团队在哺乳动物细胞中实现了某种必需氨基酸的生物合成。该研究以中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系作为模型系统,CHO细胞系在缺乏任何一种必需氨基酸的培养基上均不能生长。研究人员从大肠杆菌中获取目的基因,设计了密码子优化的生物合成途径,在酵母菌中组装,然后导入CHO细胞中筛选培育出能合成缬氨酸的仓鼠,流程如下表所示。
(1)请完成下表:
实验目的
简要操作步骤
获得大量的目的基因
将缬氨酸的合成基因和2,3-二羟基-3-异戊酸基因先在酵母菌中组装、复制
制备含有目的基因的CHO细胞
将含有目的基因的基因表达载体通过①_______技术导入CHO细胞并进行筛选和鉴定
获取重组细胞
将CHO细胞的细胞核移植到②________期的去核卵母细胞中
形成重构胚
用物理方法如③_______激活重组细胞,使其完成细胞分裂和④_______形成重构胚
培育出能合成缬氨酸的中国仓鼠
将重构胚移植到经激素等处理过的代孕仓鼠子宫内,生出仔鼠
(2)哺乳动物细胞不能合成必需氨基酸的直接原因是缺乏相应的_______。卵母细胞要去核处理的原因是_______,去核的卵母细胞除具有体积大易操作、营养物质丰富等特点外,还含有_______的物质,有利于培养获得克隆动物。对培育至_______时期的重构胚进行胚胎分割可增加供移植的胚胎数量。
(3)研究人员做进一步研究,将转基因获得的CHO细胞系(pMTIV)与对照组细胞(pCtrl)分别置于_______的培养液中进行培养,结果如图所示,由此可得出的实验结论是_______。
【答案】(1) ①. 显微注射 ②. MⅡ(中) ③. 电刺激(电脉冲) ④. 分化(发育)
(2) ①. 酶 ②. 使重组细胞中的核基因全部来自含有目的基因的CHO细胞 ③. 激发CHO细胞核全能性体现 ④. 桑葚(椹)胚或囊胚
(3) ①. 不含缬氨酸但含其他所有必需氨基酸 ②. 转基因获得的CHO细胞系(或pMTIV组)能合成缬氨酸
【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;
4、目的基因的检测与鉴定:
【小问1详解】
制备含有目的基因的CHO细胞:将含有目的基因的基因表达载体通过显微注射技术导入CHO细胞并进行筛选和鉴定,该方法是将目的基因导入动物细胞的常用方法;
获取重组细胞:将CHO细胞的细胞核移植到处于MⅡ(中)期的去核卵母细胞中,因为该细胞的细胞质中含有激发细胞核发挥全能性的物质;
形成重构胚:用物理方法如电刺激(电脉冲)激活重组细胞,此外还可用化学方法激活重构胚,进而使其完成细胞分裂和分化形成重构胚,为胚胎移植作准备。
【小问2详解】
哺乳动物细胞不能合成必需氨基酸的直接原因是缺乏相应的酶,根本原因是缺乏相应的基因。卵母细胞要去核处理的目的是保证重组细胞中的核基因全部来自含有目的基因的CHO细胞,去核的卵母细胞除具有体积大易操作、营养物质丰富等特点外,还含有激发CHO细胞核全能性体现的物质,有利于培养获得克隆动物。对培育至桑葚(椹)胚或囊胚时期的重构胚进行胚胎分割可增加供移植的胚胎数量,胚胎分割类似无性繁殖技术。
【小问3详解】
研究人员做进一步研究,将转基因获得的CHO细胞系(pMTIV)与对照组细胞(pCtrl)分别置于不含缬氨酸但含其他所有必需氨基酸的培养液中进行培养,结果转基因获得的CHO细胞系能生长,而对照组细胞不能正常生长,由此可得出的实验结论是转基因获得的CHO细胞系(或pMTIV组)能合成缬氨酸,而对照组细胞不能合成缬氨酸,因而不能生长。
22. 几丁质(一种多糖)是昆虫外骨骼的重要成分,几丁质的降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAGase)的高效催化作用,温度、水解产物对NAGase活力的影响如图1所示,回答下列问题:
(1)NAGase在降解昆虫外骨骼的过程中只能与几丁质结合,体现了该酶的_______,该酶具有催化作用的实质是_______。
(2)图1-a中温度从40℃升高至60℃过程中,NAGase的活性大幅度下降,原因是_______。由图1-b可知几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力的影响有_______。
(3)竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均可降低酶的活性,机理如图2所示。研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力,为了探究果糖抑制该酶催化活力的机制,某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液,每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组(记作a₁和b₁、a2和b2……)。
①本实验的自变量为_______,对照组应_______(填“添加”或“不添加”)果糖。
②若果糖抑制该酶催化活力的机制如图2中的模型甲,在图3中画出对应曲线_______。
(4)昆虫和线虫的表皮和卵壳中含有丰富的几丁质,分析NAGase在农业生产上的应用有_______。
【答案】(1) ①. 专一性 ②. 降低化学反应的活化能
(2) ①. 高温使酶的空间结构遭到破坏 ②. 在一定浓度范围内,三种水解产物都对NAGase的催化活力有抑制作用;随着水解产物浓度的增加,抑制作用增大;在相同浓度下,抑制作用葡萄糖大于半乳糖大于蔗糖
(3) ①. 几丁质浓度和是否添加果糖 ②. ③. 不添加
(4)防治害虫,作为生物杀虫剂,提高农作物的产量
【解析】
【分析】过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。在0℃左右时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会升高。因此,酶制剂适宜在低温下保存。
【小问1详解】
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。NAGase 在降解昆虫外骨骼时仅能与几丁质结合,体现了其对底物的选择性,即专一性。酶与无机催化剂的作用机理一致,均通过降低化学反应的活化能来加快反应速率。
【小问2详解】
酶的活性受温度影响显著,高温会破坏酶的空间结构(低温仅抑制活性,不破坏结构)。图 1-a 中,温度从 40℃升至 60℃时,NAGase 的空间结构因高温被破坏,导致活性大幅下降。结合图 1-b(推测趋势),在一定浓度范围内,三种水解产物都对NAGase的催化活力有抑制作用;随着水解产物浓度的增加,抑制作用增大;在相同浓度下,抑制作用葡萄糖大于半乳糖大于蔗糖。
【小问3详解】
①自变量是实验中人为改变的变量,本实验为 “几丁质浓度” 和 “是否添加果糖”(一组加果糖,一组不加,形成对照)。对照组:不添加果糖(用于对比果糖的抑制作用)。
②图 2 中模型甲为竞争性抑制剂(与底物竞争酶的活性位点),其特点是:当底物浓度足够高时,抑制剂的作用可被抵消,最终酶活性能接近正常水平(最大反应速率不变)。 对应图 3 的曲线应表现为:有果糖组的曲线始终在无果糖组下方,但最终趋近于无果糖组的最大活性。
结果如图:
【小问4详解】
昆虫和线虫的表皮、卵壳依赖几丁质维持结构,NAGase 可降解几丁质,导致害虫 / 线虫的结构破坏(如外骨骼软化、卵壳破裂),从而抑制其生存繁殖。因此,NAGase 可作为生物杀虫剂,减少化学农药使用,实现害虫防治、提高农作物产量。
23. 铁皮石斛是一种珍贵药材,自然环境中多生长在林荫下或岩石缝隙中,回答下列问题:
(1)铁皮石斛叶绿体中含量较多的一类色素是_______。暗反应过程中CO2被固定生成C3,C3在_______的作用下生成糖类等有机物。
(2)图1是光反应中的电子传递过程示意图,图中M侧是_______(填结构名称)。在光的激发下水裂解产生电子,图中虚线表示电子的传递过程。在电子传递过程中,_______、_______和PQ转运H+导致膜两侧产生H+浓度差,驱动ATP的合成。图中ATP合酶的功能有_______。
(3)为探究光照强度对铁皮石斛生长的影响,科研人员以成年盆栽植株为材料,通过黑色尼龙网遮阴设置不同的透光率(10%、20%、50%和100%的自然光照),处理4个月后测定相关指标,结果如图2所示。
①据图分析,_______%自然光照最有利于铁皮石斛的生长,原因是_______。
②与20%自然光照相比,10%自然光照下气孔导度较小而胞间CO2浓度较高的原因可能是_______。
【答案】(1) ①. 叶绿素(叶绿素a和叶绿素b) ②. NADPH、ATP和酶
(2) ①. 叶绿体基质 ②. NADPH的合成消耗H+ ③. 水裂解产生H+ ④. 运输H+、催化ATP的合成
(3) ①. 20 ②. 净光合速率最大、气孔导度最大、叶绿素含量较高 ③. 光合作用利用(固定)的CO2较少
【解析】
【分析】影响光合作用的因素有光照、二氧化碳浓度、温度等因素。夏季晴朗的中午,植物光合作用效率降低是因为光照强烈,植物为减少水分散失,气孔部分关闭,二氧化碳供应不足导致光合作用的暗反应减弱,有机物积累速率明显下降,从而出现光合“午休”现象。
【小问1详解】
铁皮石斛自然生长在林荫下或岩石缝隙中,属于阴生植物。阴生植物需要高效捕获散射光,而叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)主要吸收蓝紫光和红光,且在阴生植物中含量较高,以适应弱光环境。暗反应中,CO₂被固定生成C₃后,C₃的还原需要三个关键条件:光反应提供的NADPH(作为还原剂)、ATP(提供能量)和相关酶的催化。
【小问2详解】
光反应发生在类囊体膜上,类囊体膜内侧为类囊体腔,外侧为叶绿体基质。图中NADPH的合成(NADP⁺+H⁺+电子→NADPH)通常发生在叶绿体基质侧(消耗基质中的H⁺),结合H⁺的移动方向可判断,M侧为叶绿体基质。H₂O在光下裂解产生H⁺(积累在类囊体腔),叶绿体基质中的H⁺被消耗(用于NADPH形成),进一步扩大膜两侧浓度差,PQ(质体醌)可将类囊体膜外侧的H⁺转运至内侧,增加内侧H⁺浓度。ATP合酶是跨膜蛋白,一方面可作为通道运输H⁺(顺浓度梯度从类囊体腔流向叶绿体基质),另一方面可利用H⁺流动的能量催化ATP的合成。
【小问3详解】
①植物生长主要依赖净光合速率(净光合速率=总光合速率-呼吸速率,直接反映有机物积累量)。结合图2,20%自然光照下,净光合速率最高,且气孔导度(影响CO₂吸收)最大、叶绿素总量(影响光吸收)较高,说明此时光合效率最高,最有利于生长。
②胞间CO₂浓度取决于CO₂的进入(气孔导度)和消耗(光合作用固定)。10%光照强度更低,光合作用强度较弱,固定的CO₂量少; 即使气孔导度较小(进入的CO₂少),但因消耗更少,胞间CO₂仍会积累,导致浓度较高。
24. 柑橘树生长过程中易受某种革兰氏阴性菌感染,严重影响柑橘产量。科研人员将M基因转入柑橘中,该基因控制合成的酶可抑制该种革兰氏阴性菌的生长与繁殖。图1是培育转基因柑橘的过程示意图,相关限制酶的识别序列及切割位点如下表。回答下列问题:
限制酶名称
识别序列和切割位点
HindⅢ
5'-A↓AGCTT-3′
BamHI
5'-G↓GATCC-3′
SalI
5'-G↓TCGAC-3′
(1)利用PCR技术扩增M基因时,应选择图2中的引物_______(填字母),设计引物序列的主要依据是_______。科研人员还需在两种引物的_______端分别加上了_______和_______序列,以便于目的基因正向插入质粒。
(2)图1重组质粒中除显示的结构外,至少还含有哪些结构?_______(填序号)
①启动子②起始密码子③终止子④终止密码子⑤标记基因⑥目的基因⑦复制原点
(3)为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,图3表示运用影印平板法(使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法)检测基因表达载体是否成功导入了农杆菌。
培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外,培养基A和培养基B分别还含有_______、_______。据结果分析,含有目的基因的是_______菌落中的细菌。
(4)由柑橘细胞培育成转基因柑橘幼苗需要经过_______两个关键步骤。对转基因柑橘幼苗进行个体水平检测,具体操作是_______。
【答案】(1) ①. B和C ②. M基因两端的部分核苷酸序列 ③. 5′ ④. 5′AAGCTT3′ ⑤. 5′GTCGAC3′
(2)①③⑦ (3) ①. 氨苄青霉素 ②. 四环素(氨苄青霉素和四环素) ③. 5和6
(4) ①. 脱分化和再分化 ②. 对柑橘幼苗接种该种革兰氏阴性菌,观察幼苗生长情况
【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】
根据子链延伸方向为5'→3',引物需要与模板的3'端结合,根据M基因两端的部分核苷酸序列设计引物,由此可判断出扩增M基因应选择引物B和引物C;引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。据图分析,用限制酶BamHⅠ会破坏M基因,因此应使用SalⅠ和HindⅢ对M基因和质粒进行切割;目的基因两端没有相应的酶切位点,则需要在引物的5’端分别加入5′AAGCTT3′和5′GTCGAC3′,以便于目的基因正向插入质粒。
【小问2详解】
基因表达载体必须包括目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点等;故选①③⑦。
【小问3详解】
培养基A应该含有氨苄青霉素,可筛选导入质粒的细胞,培养基B除了含有细菌生长繁殖必需的成分外,还含有四环素(或氨苄青霉素和四环素),因为质粒有相应的抗性基因,能在此培养基上生长的农杆菌含有非重组质粒(有氨苄青霉素抗性基因),不能在此培养基上生长的农杆菌只含有重组质粒(重组质粒构建破坏了四环素抗性基因,农杆菌失去相应抗性),与培养基A作对比可知,含有目的基因(重组质粒)的是5和6 菌落中的细菌。
【小问4详解】
由柑橘细胞培育成转基因柑橘幼苗采用了植物组织培养技术,需要经过脱分化和再分化两个关键步骤。为了获得抗革兰氏阴性菌的柑橘,则获得的转基因柑橘幼苗需要接种该种革兰氏阴性菌,观察幼苗生长情况进行鉴定。
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注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共8页,满分为100分,考试时间为75分钟,考试结束后,请将答题卡交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.请认真核对答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑加粗。
第I卷(选择题共42分)
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 细胞中含有多种化合物,下列相关叙述错误的是( )
A. 蔗糖和麦芽糖水解的产物不完全相同
B. 维生素D是构成骨骼的重要成分
C. 组成核酸的单体在排列顺序上具有多样性
D. 细胞中的水可以是细胞结构的组成成分
2. 下列关于生物学实验的说法,正确的是( )
A. 不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B. 斐林试剂甲液和乙液混合后保存在棕色试剂瓶中备用
C. 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中无氧呼吸组属于对照组
D. 质壁分离过程中,细胞壁与细胞膜之间的溶液浓度高于外界溶液
3. 脂质体(一种人工膜)是很多药物的理想载体,结构如下图。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性①有重要作用。下列叙述错误的是( )
A. 脂质体与细胞接触后,药物通过自由扩散进入细胞
B. ①处适合装载脂溶性药物,②处适合装载水溶性药物
C. 抗体可以使脂质体靶向作用于特定细胞或器官
D. 脂质体中加入胆固醇可能是为了减少药物渗漏
4. 我国科学家以钢厂尾气中的CO为碳源、氨水为氮源,经优化的乙醇梭菌(芽孢杆菌科)厌氧发酵工艺,实现了乙醇和乙醇梭菌蛋白的合成。下列叙述正确的是( )
A. 氨水中氮元素经反应后,主要分布在乙醇梭菌蛋白的氨基中
B. 乙醇梭菌蛋白经高温处理后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
C. 乙醇梭菌拟核内的DNA不能形成DNA-蛋白质复合物
D. 乙醇梭菌没有复杂的生物膜系统,其细胞膜的功能更加多样
5. 细胞各部分结构分工合作,共同执行细胞的生命活动。下列叙述正确的是( )
A. 细胞中核糖体的合成离不开核仁
B. 细胞间的信息交流都是通过受体与信号分子结合实现的
C. 细胞骨架是由蛋白质构成的网架结构,影响细胞的分裂和分化等
D. 溶酶体中酸性水解酶的合成由游离的核糖体完成
6. 关于科学史中生物学实验研究课题和实验方法或技术手段的叙述,错误的是( )
A. 魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充
B. 罗伯特森用电子显微镜观察发现细胞膜显示为“暗—明一暗”的三层结构
C. 恩格尔曼用极细的光束照射水绵,发现细菌聚集在被光束照射的叶绿体部位
D. 鲁宾和卡门用放射性同位素示踪的方法证明了光合作用释放的氧气来自于水
7. 下图是ATP的结构示意图,①②③表示组成ATP的物质或基团,④⑤表示化学键。下列叙述正确的是( )
A. ①代表腺苷,ATP脱去③成为腺嘌呤核糖核苷酸
B. 心肌细胞中含有大量ATP以满足供能所需
C. 化学键⑤的形成过程一般与吸能反应相关联
D. ATP与ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性
8. 某兴趣小组探究乌桕树的叶色在秋季呈现“绿-黄-红”的变化原因,用分光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)测定了叶肉细胞中色素含量的变化,发现光合色素含量逐渐减少,花青素含量逐渐增多。下列叙述错误的是( )
A. 叶肉细胞中色素相对含量不同会使叶片呈现不同颜色
B. 提取色素时可以用无水乙醇作为光合色素的溶剂
C. 色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越快
D. 乌桕叶肉细胞提取的各种色素均能吸收、传递、转化光能
9. 某科研小组在不同环境条件下,针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后,所得结果如表所示。下列叙述正确的是( )
A. 该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率
B. 在10klx、10℃时,该植物5小时O2的产生量为22.5mg
C. 20℃条件,10klx光照10小时,一昼夜该植物O2的释放量为26mg
D. 光照强度为5klx时,该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体
10. 下列关于“DNA粗提取与鉴定”“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述,正确的是( )
A. 新鲜洋葱、猪肝、猪血等都是DNA粗提取的理想实验材料
B. DNA溶于酒精后,滴加二苯胺试剂沸水浴加热呈蓝色
C. 电泳鉴定DNA利用了其在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D. 双链DNA和单链DNA的长度相同,不能通过电泳方法将其分离
11. 科研人员利用两种限制酶(EcoRI和NotI)处理基因载体,进行电泳检测,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该基因载体最可能是环状DNA分子
B. 电泳图谱中DNA片段越大,距离起点越近
C. 该DNA分子上有2个EcoRI酶切位点
D. EcoRI和NotI的切点之间最长相距约9kb
12. 下列关于植物愈伤组织叙述,正确的是( )
A. 诱导愈伤组织形成时需加入生长素和脱落酸
B. 对愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体
C. 用人工种皮包裹愈伤组织和营养物质可制备人工种子
D. 通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
13. 下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A. 目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组后,导入乳腺细胞
B. 转基因动物作为器官移植的供体时,导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达
C. 通过定点突变技术获得的胰岛素基因可直接导入大肠杆菌用于发酵生产
D. 可利用蛋白质工程对T4溶菌酶的空间结构直接进行改造,从而提高其耐热性
14. 普通小麦和偃麦草染色体数不同。山融3号是我国科学家利用植物体细胞杂交技术培育的耐盐碱小麦品种,培育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 诱导原生质体融合常采用电融合法或聚乙二醇法
B. 酶解法获得的原生质体无需进行活性鉴定即可用于原生质体融合
C. 甲、乙培养基除钠盐浓度不同外,所用激素的比例也存在差异
D. 该过程能定向获得耐盐的山融3号,从而改良普通小麦性状
15. 抗PD-L1单克隆抗体能与癌细胞膜表面的PD-L1特异性结合,具有治疗某些癌症的作用,制备过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 过程①中可以加入灭活的病毒诱导两种细胞融合
B. 过程②的多孔玻璃板中的细胞不全是杂交瘤细胞
C. 过程③的目的是筛选出产生抗PD-L1抗体的杂交瘤细胞
D. 过程④的检测原理是抗原-抗体杂交
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释正确的是( )
A. “稀三箩,密三箩,不稀不密收九箩”,合理密植有利于作物增产
B. “处暑里的雨,谷仓里的米”,补充水分可促进光合午休而增产
C. “两垄高粱一垄豆,高矮作物双丰收”,使作物相间成行充分利用光能
D. “霜前霜,米如糠;霜后霜,谷满仓”,霜降后降温减弱种子呼吸消耗而增产
17. 肾小管上皮细胞通过基底外侧膜上的Na+/K+-ATP酶建立细胞内低Na+电化学势梯度,顶膜上的Na+/K+/Cl-共转运子借助Na+电化学势梯度同时重吸收Na+、K+和Cl-,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. Na+/K+/Cl-共转运子转运Na+、K+和Cl-的方式相同
B. Na+/K+-ATP酶跨膜转运离子时,伴随着该酶的磷酸化
C. Na+/K+-ATP酶、Na+/K+/Cl-共转运子转运K+的方式不同
D. 肾小管上皮细胞中有很多线粒体,有利于为水的重吸收提供能量
18. 荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量。其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当Taq酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。下列叙述正确的是( )
A. PCR反应体系中需要加入Mg2+以激活Taq酶
B. Taq酶催化DNA的合成方向总是从子链的3'端向5'端延伸
C. 在反应体系中,检测到的荧光信号越强则消耗的引物越多
D. 若扩增n次,则共需要消耗2n-1个探针
19. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得iPS细胞(多能干细胞),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如图。下列叙述正确的是( )
A. 小鼠体细胞诱导成iPS细胞的过程中形态结构和遗传物质发生了改变
B. iPS细胞与内细胞团细胞均具有发育的全能性
C. 上述三种不同体色的鼠中,只有黑鼠可以是雄鼠
D. 克隆鼠X的体色为黑色,培育过程中运用了细胞核移植技术
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. 近年来,我国倡导“科学体重管理”理念,体重管理的核心是维持能量摄入和消耗的动态平衡,若长期摄入大于消耗,多余能量会储存在脂肪中,导致体重增加。
(1)图1是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。
图中过程②发生的场所是_______,X代表的物质是_______。
(2)EGCG作为茶多酚中最主要的活性成分,具有降脂减重的作用。为探究EGCG降脂减重的机理,研究人员选取48只小鼠随机分组并采取不同方式喂养,4周时测定相关指标,结果如下表。
分组
体重增长量(g)
饲料摄入量(g/day)
能量同化量(kcal/day)
正常饮食(NCD)
2.93
2.93
11.29
A组
2.87
2.92
11.18
正常饮食+1.0%EGCG
2.88
3.16
1205
高脂饮食(HFD)
5.55
4.81
25.14
高脂饮食+0.5%EGCG
3.75
4.87
25.42
B组
2.97
499
25.93
B组喂养方式是_______,HFD组比NCD组小鼠体重增长量大的原因是_______。HFD+EGCG组的小鼠体重增长量明显低于HFD组,且效果随EGCG浓度的增加而提升,但两组小鼠摄入量并无明显差异,表明EGCG能够_______,从而减缓体重的增长。
(3)人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。图2是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。
脂肪在脂肪细胞中由脂滴膜包裹形成大小不一的脂肪滴,推测脂滴膜最可能由_______层磷脂分子构成。用苏丹Ⅲ染液染色可在显微镜下观察到WAT细胞中被染成_______色的脂肪颗粒。据图2分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因是_______。
(4)BAT细胞依靠UCP(解偶联蛋白)将储存的能量更多地用于产热,作用机制如图3,由图可知UCP通过影响膜两侧的H+浓度差来_______(填“促进”或“抑制”)ATP的合成进而影响产热。
21. 某研究团队在哺乳动物细胞中实现了某种必需氨基酸的生物合成。该研究以中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系作为模型系统,CHO细胞系在缺乏任何一种必需氨基酸的培养基上均不能生长。研究人员从大肠杆菌中获取目的基因,设计了密码子优化的生物合成途径,在酵母菌中组装,然后导入CHO细胞中筛选培育出能合成缬氨酸的仓鼠,流程如下表所示。
(1)请完成下表:
实验目的
简要操作步骤
获得大量的目的基因
将缬氨酸的合成基因和2,3-二羟基-3-异戊酸基因先在酵母菌中组装、复制
制备含有目的基因的CHO细胞
将含有目的基因的基因表达载体通过①_______技术导入CHO细胞并进行筛选和鉴定
获取重组细胞
将CHO细胞的细胞核移植到②________期的去核卵母细胞中
形成重构胚
用物理方法如③_______激活重组细胞,使其完成细胞分裂和④_______形成重构胚
培育出能合成缬氨酸的中国仓鼠
将重构胚移植到经激素等处理过的代孕仓鼠子宫内,生出仔鼠
(2)哺乳动物细胞不能合成必需氨基酸的直接原因是缺乏相应的_______。卵母细胞要去核处理的原因是_______,去核的卵母细胞除具有体积大易操作、营养物质丰富等特点外,还含有_______的物质,有利于培养获得克隆动物。对培育至_______时期的重构胚进行胚胎分割可增加供移植的胚胎数量。
(3)研究人员做进一步研究,将转基因获得的CHO细胞系(pMTIV)与对照组细胞(pCtrl)分别置于_______的培养液中进行培养,结果如图所示,由此可得出的实验结论是_______。
22. 几丁质(一种多糖)是昆虫外骨骼的重要成分,几丁质的降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAGase)的高效催化作用,温度、水解产物对NAGase活力的影响如图1所示,回答下列问题:
(1)NAGase在降解昆虫外骨骼的过程中只能与几丁质结合,体现了该酶的_______,该酶具有催化作用的实质是_______。
(2)图1-a中温度从40℃升高至60℃过程中,NAGase的活性大幅度下降,原因是_______。由图1-b可知几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力的影响有_______。
(3)竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均可降低酶的活性,机理如图2所示。研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力,为了探究果糖抑制该酶催化活力的机制,某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液,每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组(记作a₁和b₁、a2和b2……)。
①本实验的自变量为_______,对照组应_______(填“添加”或“不添加”)果糖。
②若果糖抑制该酶催化活力的机制如图2中的模型甲,在图3中画出对应曲线_______。
(4)昆虫和线虫的表皮和卵壳中含有丰富的几丁质,分析NAGase在农业生产上的应用有_______。
23. 铁皮石斛是一种珍贵药材,自然环境中多生长在林荫下或岩石缝隙中,回答下列问题:
(1)铁皮石斛叶绿体中含量较多的一类色素是_______。暗反应过程中CO2被固定生成C3,C3在_______的作用下生成糖类等有机物。
(2)图1是光反应中的电子传递过程示意图,图中M侧是_______(填结构名称)。在光的激发下水裂解产生电子,图中虚线表示电子的传递过程。在电子传递过程中,_______、_______和PQ转运H+导致膜两侧产生H+浓度差,驱动ATP的合成。图中ATP合酶的功能有_______。
(3)为探究光照强度对铁皮石斛生长的影响,科研人员以成年盆栽植株为材料,通过黑色尼龙网遮阴设置不同的透光率(10%、20%、50%和100%的自然光照),处理4个月后测定相关指标,结果如图2所示。
①据图分析,_______%自然光照最有利于铁皮石斛的生长,原因是_______。
②与20%自然光照相比,10%自然光照下气孔导度较小而胞间CO2浓度较高的原因可能是_______。
24. 柑橘树生长过程中易受某种革兰氏阴性菌感染,严重影响柑橘产量。科研人员将M基因转入柑橘中,该基因控制合成的酶可抑制该种革兰氏阴性菌的生长与繁殖。图1是培育转基因柑橘的过程示意图,相关限制酶的识别序列及切割位点如下表。回答下列问题:
限制酶名称
识别序列和切割位点
HindⅢ
5'-A↓AGCTT-3′
BamHI
5'-G↓GATCC-3′
SalI
5'-G↓TCGAC-3′
(1)利用PCR技术扩增M基因时,应选择图2中的引物_______(填字母),设计引物序列的主要依据是_______。科研人员还需在两种引物的_______端分别加上了_______和_______序列,以便于目的基因正向插入质粒。
(2)图1重组质粒中除显示的结构外,至少还含有哪些结构?_______(填序号)
①启动子②起始密码子③终止子④终止密码子⑤标记基因⑥目的基因⑦复制原点
(3)为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,图3表示运用影印平板法(使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法)检测基因表达载体是否成功导入了农杆菌。
培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外,培养基A和培养基B分别还含有_______、_______。据结果分析,含有目的基因的是_______菌落中的细菌。
(4)由柑橘细胞培育成转基因柑橘幼苗需要经过_______两个关键步骤。对转基因柑橘幼苗进行个体水平检测,具体操作是_______。
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