精品解析：北京市通州区2024-2025学年高二下学期7月期末质量检测生物学试卷

通州区2024—2025学年第二学期高二年级期末质量检测 生物学试卷 2025年7月 本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分选择题（每小题2分，共30分） 下列各题均有四个选项，其中只有一个是符合题意要求的。 1. 鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（　　） A. 属于自养生物 B. 可以进行细胞呼吸 C. DNA位于细胞核中 D. 在物质循环中发挥作用 【答案】C 【解析】 【分析】蓝细菌没有核膜包被的细胞核，属于原核生物，只含有核糖体一种细胞器，含有叶绿素和藻蓝素，是能进行光合作用的自养生物。 【详解】A、蓝细菌能进行光合作用，属于自养生物，A正确； B、蓝细菌进行的是有氧呼吸，B正确； C、蓝细菌属于原核生物，没有细胞核，DNA主要位于拟核中，C错误； D、蓝细菌在生态系统中属于生产者，在物质循环中起重要作用，D正确。 故选C。 2. 糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（ ） A. 均含有C、H、O、N B. 合成均需模板和酶 C. 均属于生物大分子 D. 具有相同的空间结构 【答案】C 【解析】 【分析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等，基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质，因此蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子。 【详解】A、糖原只含C、H、O，不含N；胰岛素和胰岛素基因含C、H、O、N，A错误； B、糖原合成需要酶，但不需要模板；胰岛素合成需要模板和酶；胰岛素基因合成需要模板和酶。因此，并非三者均需模板，B错误； C、糖原属于多糖类生物大分子，胰岛素属于蛋白质类生物大分子，胰岛素基因属于核酸类生物大分子，C正确； D、糖原为分支链状结构，胰岛素为球状蛋白质结构，胰岛素基因为双螺旋结构，三者空间结构不同，D错误。 故选C。 3. 膜接触位点（MCS）是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域，MCS作用机理是接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点，以此调控细胞内的代谢。下列叙述不正确的是（　　） A. 细胞中的MCS加强了各种细胞器间的物质和能量的交换 B. 内质网与高尔基体之间进行信息交流必须依赖于MCS C. 线粒体通过MCS与内质网相连以实现能量的快速供应 D. MCS存在接收信息的受体蛋白和运输物质的载体蛋白 【答案】B 【解析】 【分析】根据所学知识和题干信息：内质网膜与核膜、线粒体膜、细胞膜具有直接联系，这些联系可能与MCS位点有关；内质网膜还可通过囊泡与高尔基体膜有间接联系，此外还可通过MCS位点与高尔基体进行信息交流。 【详解】A、MCS是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域，MCS加强了有膜细胞器（如内质网、线粒体、高尔基体等）之间的物质和能量交换，A正确； B、内质网与高尔基体之间的信息交流主要通过囊泡运输完成，而MCS仅提供另一种辅助途径，并非“必须依赖”，B错误； C、线粒体与内质网通过MCS直接接触，可快速传递Ca2+等信号分子或脂类物质，从而间接实现能量（如ATP）的快速供应，C正确； D、MCS需接收信息（依赖受体蛋白）并运输物质（依赖载体蛋白），符合题干描述，D正确。 故选B。 4. 图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，与正常细胞比较，癌细胞应具有的是（　　） A. 线粒体内膜面积增大，有利于相关酶的附着 B. 葡萄糖在线粒体基质中产生大量的丙酮酸 C. 细胞中氧化分解释放能量的比例提高 D. 无氧呼吸强，葡萄糖的消耗量增大，O2消耗减少 【答案】D 【解析】 【分析】线粒体为有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质：葡萄糖分解为丙酮酸和NADH；第二阶段发生在线粒体基质：丙酮酸与水反应生成二氧化碳和NADH；第三阶段发生在线粒体内膜：NADH与氧气反应生成水。 【详解】A、线粒体内膜面积增大，有利于相关酶的附着，是有氧呼吸的场所，图示癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，A错误； B、葡萄糖在细胞质基质中产生丙酮酸，B错误； CD、癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，无氧呼吸强，代谢旺盛，对能量需求量大，而无氧呼吸释放的能量少，故葡萄糖的消耗量大，有氧呼吸减弱，氧气的消耗量减小，C错误，D正确。 故选D。 5. 下图表示过氧化氢在四种不同反应条件下发生化学反应的活化能，四种反应条件是37℃、60℃、37℃下加入新鲜肝脏研磨液、37℃下加入FeCl3。其中表示37℃下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是（　　） A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【分析】因为FeCl3是无机催化剂，肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶的催化效率高，又因为过氧化氢酶的最适温度大约在37℃左右，因此37℃下加入新鲜肝脏研磨液的条件下反应速率最快。 【详解】新鲜肝脏研磨液中含过氧化氢酶，酶与无机催化剂（FeCl3）都降低活化能，酶降低活化能效果更显著；37℃是酶适宜温度，60℃会使酶活性受影响甚至失活。所以37℃下加新鲜肝脏研磨液的反应活化能最低，对应图像D，D正确，ABC错误。 故选D。 6. 下图为水稻根细胞膜上的硝酸盐（NO3-）转运蛋白（NPF）负责将硝酸盐从外界转运进细胞的过程图。下列叙述不正确的是（　　） A. 细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能 B. 细胞膜对H+通透性改变会影响NPF的功能 C. 细胞外的进入细胞的方式为协助扩散 D. H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果 【答案】C 【解析】 【详解】A、从图中可以看到，H+载体既能运输H+，又能催化ATP水解生成ADP，所以细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能，A正确； B、因为H+通过H+载体运输影响细胞内外H+浓度差，而进入细胞与H+的顺浓度梯度运输相伴随，所以细胞膜对H+通透性改变会影响NPF（负责转运的功能），B正确； C、由图可知，细胞外的进入细胞是借助NPF，并且与H+的顺浓度梯度运输相伴随，需要消耗能量（H+势能），这种方式属于主动运输，C错误； D、 根据图中信息，H+载体在ATP水解产生ADP的过程中发生磷酸化，同时空间结构发生改变，从而运输H+，D正确。 故选C。 7. 在动物细胞有氧呼吸过程中，NADH脱氢酶催化NADH将1对电子传递给辅酶Q，同时生成和，使在膜两侧形成质子梯度，从而驱动ATP的合成。推测NADH脱氢酶的分布场所是（ ） A. 细胞质基质 B. 线粒体外膜 C. 线粒体基质 D. 线粒体内膜 【答案】D 【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】有氧呼吸过程中，NADH脱氢酶催化NADH将1对电子传递给辅酶Q，同时生成NAD+和H+，使在膜两侧形成质子梯度，从而驱动ATP的合成，该过程消耗了NADH，同时生成ATP，这是有氧呼吸第三阶段的物质和能量变化，而有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，因此，NADH脱氢酶分布在线粒体内膜上，即D正确。 故选D。 8. 科研人员研究不同光照条件对柑橘生长的影响，部分检测结果见下表。据此无法推断的是（ ） 光照强度 叶色 平均叶面积（cm2） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-2） 强 浅绿 13.6 4.33 中 绿 20.3 4.17 弱 深绿 28.4 3.87 A. 三种光照条件下柑橘叶片均能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能 B. 与强光条件相比，弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低 C. 随光照强度减弱，平均叶面积增大可体现出柑橘对不同光照条件的适应 D. 光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率 【答案】D 【解析】 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】A、在光合作用的光反应阶段，在三种光照条件下柑橘叶片能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，A正确； B、在强光条件下，叶色为浅绿色 ，在弱光下叶色为深绿色，说明弱光下叶绿素含量多，但弱光下净光合速率较低，说明弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低，B正确； C、随光照强度减弱，平均叶面积最大，因此可以判断，柑橘通过增加叶面积来吸收更多的光能，以适应弱光环境，C正确； D、光照强度增强提高了叶片的净光合速率，但从表格数据无法判断光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率，D错误。 故选D。 9. 斑马鱼（2n=50）幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞（SEC）会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列分析错误的是（ ） A. 正常有丝分裂后期斑马鱼细胞含100条染色体 B. SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质相同 C. 利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂 D. 该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表 【答案】B 【解析】 【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂前间期：染色体的复制；（2）减数第一次分裂：①前期：联会；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂：①前期：染色体散乱分布；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点（着丝粒）分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】A、有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体加倍，所以此时期的斑马鱼细胞含100条染色体，A正确； B、无DNA复制的分裂方式导致遗传物质没有发生复制，但是发生了细胞的分裂，则SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质可能不相同，B错误； C、SEC会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，所以利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂，C正确； D、能迅速增加皮肤表面细胞数目，有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表，是幼鱼对快速生长的适应，D正确。 故选B。 10. 衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号，这些化学信号统称为SASP，SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是（ ） A. 衰老细胞染色质收缩，使某些基因表达水平下降 B. 细胞衰老时，可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器 C. SASP作用于细胞，会激活与细胞衰老有关基因的表达 D. SASP使邻近细胞衰老后，会通过负反馈来减缓细胞衰老 【答案】D 【解析】 【分析】细胞衰老是指细胞在执行生命活动过程中，随着时间的推移，细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。细胞的生命历程都要经过未分化、分化、生长、成熟、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞衰老死亡与新生细胞生长的动态平衡是维持机体正常生命活动的基础。 【详解】A、衰老细胞的染色质发生紧缩（异染色质化），导致部分基因（如与细胞增殖相关的基因）表达水平下降，A正确； B、细胞自噬是清除衰老或损伤细胞器的重要机制，在衰老细胞中自噬活动增强以维持细胞内稳态，B正确； C、SASP通过旁分泌作用激活邻近细胞中与衰老相关的信号通路（如p53/p21通路），促进衰老相关基因的表达，诱导细胞衰老，C正确； D、SASP诱导邻近细胞衰老后，会进一步导致这些细胞分泌更多SASP，形成​​正反馈循环​​，加速衰老的扩散，而非通过负反馈减缓衰老。题目中“负反馈”的表述与SASP的实际作用机制相悖，D错误。 故选D。 11. 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是（　　） A. 用湿热灭菌法处理外植体和培养基 B. ①和②分别表示脱分化和再分化过程 C. 果实细胞的基因型与外植体基因型相同 D. 组织培养的培养基中需要加入植物激素 【答案】A 【解析】 【分析】分析题图：①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再分化过程。植物组织培养的环境为无菌环境，为防止杂菌的污染，所用的外植体需要经过消毒处理。 【详解】A、培养基需要用湿热灭菌法灭菌，外植体需要用酒精溶液和次氯酸钠溶液消毒处理，若用湿热灭菌法处理外植体，外植体将失去活性，A错误； B、分析题图可知，①和②分别表示脱分化和再分化过程，B正确； C、植物组织培养属于无性繁殖，能保持亲本的优良性状，故果实细胞的基因型与外植体基因型相同，C正确； D、组织培养的培养基中需要加入植物激素（生长素和细胞分裂素），D正确。 故选A。 12. 科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药-组织纤溶酶原激活剂（tPA）。获得转基因羊的过程中，以下操作非必要的是（　　） A. 将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组 B. 将表达载体显微注射到羊受精卵中 C. 将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中 D. 将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内 【答案】C 【解析】 【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、基因的载体。 2、基因工程的基本操作程序：(1)目的基因的获取。 (2)基因表达载体的构建。 (3)将的基因导入受体细胞。 （4）目的基因的检测和鉴定 【详解】A、由于启动子具有物种特异性，故需将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组，A不符合题意； B、将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法，用受精卵作为受体细胞，B不符合题意； C、目的基因导入羊受精卵后可直接进行体外早期胚胎培养，无需将受精卵的核注入去核的卵母细胞中，C符合题意； D、早期培养的胚胎需要进行胚胎移植，移植到羊的子宫内，D不符合题意。 故选C。 13. 利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（ ） A. 过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B. 过程②是将重组质粒导入噬菌体并启动基因表达 C. 过程③利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体 D. 过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产 【答案】B 【解析】 【分析】据图分析，①表示构建基因表达载体的过程，②表示将目的基因表达产生噬菌体蛋白质外壳的过程，③表示对噬菌体外壳的蛋白质进行筛选的过程，④表示合成大量噬菌体获得更多抗体的过程。 【详解】A、过程①利用质粒构建表达载体，该过程需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确； B、②表示将目的基因导入大肠杆菌或酵母菌并将抗体蛋白表达的过程，从而产生外壳上携带不同抗体的不同的噬菌体，B错误； C、③表示利用抗原抗体特异性结合的原理筛选能与特定抗原结合的抗体，C正确； D、酵母菌是真核表达系统，适合生产复杂蛋白如抗体，④表示将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产，D正确。 故选B。 14. 下列生物学实验操作，不合理的是（　　） A. 解离的洋葱根尖先用甲紫染色，然后进行漂洗 B. 试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线 C. 苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞内有橘黄色小颗粒 D. 划线接种之前，接种环灼烧灭菌并冷却后使用 【答案】A 【解析】 【详解】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。 3、苏丹Ⅲ染色的花生子叶薄片，由于苏丹Ⅲ与脂肪会产生颜色反应，显微镜下可以观察到细胞内有橘黄色小颗粒， 3、观察质壁分离及复原时应该选择成熟的植物细胞，且细胞液有颜色。 【分析】A、解离后的洋葱根尖需先漂洗去除解离液，再染色，否则残留的解离液（盐酸）会干扰染色。若先染色后漂洗，导致染色剂被洗去，无法正确观察染色体，A符合题意； B、层析时，层析液需浸没滤纸条但液面应低于滤液细线，避免色素溶解在层析液中，B不符合题意； C、苏丹Ⅲ染液与脂肪结合后呈现橘黄色颗粒，而非橘黄色，C不符合题意； D、平板划线法中，接种环灼烧灭菌后需冷却再划线，避免高温杀死菌种，D不符合题意。 故选A。 15. 生命系统中，各个层次的结构通常都与一定的功能相适应。下列实例不支持这一观点的是（　　） A. 叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和有利于其锚定在类囊体膜中 B. 内质网中形成的连续的内腔相通的膜性管道系统，有利于物质运输 C. 植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，有利于发挥其支撑和保护作用 D. 细胞的体积增大，有利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换 【答案】D 【解析】 【详解】1、细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。 2、内质网是一个膜性管道系统，是细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。 3、线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间"。 4、蛋白质是生命活动的主要承担者。 【分析】A、叶绿素亲脂性尾部与生物膜磷脂分子“尾部”的性质相似，二者亲和有利于叶绿素分子插入类囊体薄膜中，这是分子的结构与功能相适应，A正确； B、内质网的膜性管道系统扩大膜面积，便于酶促反应和物质运输，结构适应功能，B正确； C、机械组织加厚的细胞壁增强机械支撑，结构直接服务于功能，C正确； D、细胞体积增大导致相对表面积减小，物质运输效率降低，结构与功能相悖，D错误。 故选D。 第二部分非选择题（共70分） 16. 尿素是一种重要的农业肥料，但是必须经过分解才能更好地被植物利用。为获得高效分解尿素的菌种，研究人员做了如下研究。 （1）获取尿素分解菌 ①称取农田土壤样品1g，加入一个盛有_____mL无菌水的三角瓶中，将样品充分打散、混匀，即成10-2稀释液。然后再依次稀释成10-3、10-4、10-5、10-6的稀释液。 ②将10-4、10-5、10-6的稀释液涂布于以_____为唯一氮源、含酚红的培养基上，依据______选择产酶的菌株。经过筛选，最终获得高产脲酶菌株。 （2）为进一步研究脲酶中不同位点氨基酸对其活性的影响，研究人员按照右图所示，对脲酶基因进行了定点诱变（引物B和C中均替换了一个碱基），以得到突变的脲酶基因。 ①如图所示的PCR1、PCR3所需要的引物分别是____、____。 A．引物A B．引物B C．引物C D．引物D E．不加入引物 ②研究人员将含有定点突变脲酶基因的重组质粒和________分别导入大肠杆菌，以判断不同位点氨基酸改变对脲酶活性的影响。 【答案】（1） ①. 99 ②. 尿素 ③. 红色圈 （2） ①. AC ②. E ③. 含有未突变脲酶基因的重组质粒 【解析】 【分析】由图可知，PCR1由引物A和引物C扩增得到，PCR2由引物B和引物D扩增得到，PCR3由PCR1和PCR2结合后各自延伸得到。 【小问1详解】 ①由题意可知，称取农田土壤样品1g，加入无菌水后得到10-2稀释液，说明加入无菌水体积为99mL。 ②欲获取尿素分解菌，应将稀释液涂布于一尿素为唯一氮源、含酚红的培养基上，尿素分解菌产生脲酶，分解尿素，是培养基呈碱性，从而导致菌落周围出现红色圈，脲酶产量越多、活性越高，红色圈越大，可根据红色圈的大小选择产酶的菌株。 【小问2详解】 ①根据PCR1和PCR3的长度可知，PCR1需要引物A和引物C，PCR3不需要引物，直接用PCR1和PCR2的产物互补后即可在Taq酶的催化下延伸得到PCR3。 ②研究定点突变是否提高脲酶的活性，可将含有定点突变脲酶基因的重组质粒和含有未突变脲酶基因的重组质粒分别导入大肠杆菌，提取相关大肠杆菌产生的脲酶，对比二者活性，以判断不同位点氨基酸改变对脲酶活性的影响。 17. 增强大豆茎秆机械强度，提高其抗倒伏能力，是实现大豆密植高产的重要育种目标。 （1）木质素与多糖中的______都是细胞壁的组成成分，其中木质素赋予细胞壁硬度和稳定性，是决定茎秆抗倒伏能力的关键组分。 （2）研究人员对大豆品种W82进行诱变，得到一个茎秆脆弱、易倒伏的单基因突变体Irm3，并检测了不同植株中茎秆木质素的含量，如图1。 结果表明：LRM3主要通过调控木质素的合成总量来影响茎秆的机械强度。 请在图1中补充LRM3敲除、LRM3过表达的W82植株的木质素含量______。 （3）研究人员推测LRM3调控木质素合成与MYB6蛋白相关。研究人员检测了不同植株木质素含量（图2）。结果表明：_______。 （4）进一步研究发现，MYB6的作用与木质素合成途径的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）有关：MYB6直接结合并抑制PAL的转录。为验证此结论，研究人员将相应的基因转入受体细胞，并检测荧光，如表1。请补充完成下表（分别用+、-表示转入、不转入相应的基因）_______。 MYB6基因 PAL启动子+荧光素酶基因 结果（荧光） 对照组 + 实验组 - 注：结果的+、-分别表示有荧光、无荧光 （5）综上所述，请说明LRM基因调控大豆茎秆的机械强度和抗倒伏能力的机制：________。 【答案】（1）纤维素 （2） （3）LMR3通过抑制MYB6蛋白的合成，MYB6蛋白来抑制木质素合成。 （4） MYB6基因 PAL启动子+荧光素酶基因 结果（荧光） 对照组 － + + 实验组 + + － （5） LRM3抑制MYB6表达，解除对PAL转录抑制，PAL表达上调，促进木质素生物合成，增强了茎杆机械强度和抗倒伏能力。 【解析】 【分析】植物的细胞壁主要是纤维素和果胶构成；基因通过影响酶活性进来影响代谢进而影响生物的性状。 【小问1详解】 植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶。木质素与多糖中的纤维素都是细胞壁的组成成分， 【小问2详解】 从图中可以看出来单基因突变体Irm3株木质素含量低于W82品种，结合题干信息可知LRM3主要通过调控木质素的合成总量来影响茎秆的机械强度，则说明LRM3的表达量与木质素成正相关，LRM3敲除细胞中不能表达，故敲除的植株木质素含量会不变，LRM3过表达的植株木质素含量会增加。如图： 【小问3详解】 MYB6基因被敲除时木质素含量升高 ，说明LMR3通过抑制MYB6蛋白的合成，MYB6蛋白来抑制木质素合成。 【小问4详解】 MYB6的作用与木质素合成途径的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）有关：MYB6直接结合并抑制PAL的转录，为验证此结论，实验的自变量是MYB6基因的有无，应变量是荧光是否出现荧光，对照组不导入MYB6基因，但导入PAL启动子+荧光素酶基因，结果发出荧光；实验组导入MYB6基因和PAL启动子+荧光素酶基因，结果不发荧光。 【小问5详解】 结合前面的两个结论，可以得出结论：LRM3抑制MYB6表达，解除对PAL转录抑制，PAL表达上调，促进木质素生物合成，增强了茎杆机械强度和抗倒伏能力。 18. 低渗透压等逆境环境会导致植物细胞吸水过多，影响植物的生长发育。我国研究者利用模式植物拟南芥对相关机制进行了研究。 （1）水分进出植物细胞的物质运输方式是_____。 （2）钙离子是植物逆境响应的核心调控因子，能够调控基因表达抵抗不利环境。研究者检测了不同渗透压下拟南芥细胞内钙离子变化（图1），推测钙离子参与植物低渗透压的调节，依据是________。 （3）已有研究表明OSCA离子通道蛋白家族（15个成员）负责运输细胞内的钙离子，研究者推测OSCA蛋白可能是低渗透压的感受器。 ①为了探究感受低渗透压的具体基因，对OSCA家族的15个基因进行生物信息学分析，发现它们含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。利用PCR技术，可以根据_____序列仅设计一对引物，分别扩增出15个OSCA基因，构建基因表达载体并分别导入大肠杆菌，检测转基因大肠杆菌在低渗溶液中的生长速率（图2A-B），结果表明_____。 ②研究者设计了如下实验，进一步证实了OSCA通过激活Ca2+信号调控细胞生长，请利用以下材料补充图2C中实验处理：_______。 材料：a．生理盐水b．IPTGc．钙离子通道激活剂BayKd．钙离子通道抑制剂La （4）成熟花粉处于高度脱水状态，花粉落到柱头上会快速吸水膨胀，激活花粉粒萌发形成花粉管，OSCA蛋白在此过程中具有重要作用。请结合上述材料分析以下选项合理的是_______。 A. 从共同祖先中1个OSCA基因到拟南芥中15个基因主要来源于基因重组 B. 高度脱水花粉有利于花粉耐受传播过程中的环境胁迫，提高花粉存活率 C. 拟南芥OSCA2.1蛋白功能缺失，一定会导致花粉粒无法萌发形成花粉管 D. 植物干旱后更易面临低渗胁迫，该研究为植物抗旱的研究提供了思路 【答案】（1）自由扩散和协助扩散 （2）与等渗相比，低渗下细胞内钙离子浓度显著增加 （3） ①. 保守 ②. OSCA1.3、2.1、2.5是拟南芥的低渗压感受器 ③. bd （4）BD 【解析】 【分析】水进出细胞主要通过协助扩散，少部分通过自由扩散。引物的实质是一段脱氧核苷酸序列，扩增目的基因的前提是已知一段脱氧核苷序列。 【小问1详解】 水进出细胞主要通过协助扩散，少部分通过自由扩散。 【小问2详解】 从图1看，等渗溶液换为低渗溶液后，细胞内钙离子浓度显著增加，可推测钙离子参与低渗透胁迫调节是通过低渗透胁迫下钙离子内流。 【小问3详解】 OSCA家族的15个基因进行生物信息学分析，发现它们含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列），故可以利用保守序列设计引物，将OSCA家族的15个基因扩增出来。 在图2中，A组是生理盐水处理（OSCA不表达），B组是IPTG处理（OSCA表达），相对A组而言，B组含有OSCA1.3、2.1、2.5大肠杆菌在低渗溶液中的生长相对值较小，说明OSCA1.3、2.1、2.5能影响大肠杆菌在低渗溶液的生长，故OSCA1.3、2.1、2.5是拟南芥的低渗压感受器。 验证OSCA通过激活Ca2+信号调控细胞生长，实验的自变量是钙离子通道的有无，因变量是观察拟南芥植物根的生长状况，即进行三组实验，A组用等量的生理盐水、B组等量的IPTGc溶液、C组IPTGc溶液 + 钙离子通道抑制剂La处理拟南芥，三组在相同且适宜的条件下培养一段时间后观察植物根的生长状况。 【小问4详解】 A、从共同祖先中1个OSCA基因到拟南芥中15个基因主，它们含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）主要是基因突变，A错误； B、高度脱水花粉有利于花粉耐受传播过程中的环境胁迫，一定程度上可以提高花粉的存活率，B正确； C、OSCA蛋白在花粉粒萌发形成花粉管中具有重要作用，不代表拟南芥OSCA2.1蛋白功能缺失，一定会导致花粉粒无法萌发形成花粉管，C错误； D、植物干旱后更易面临低渗胁迫，而OSCA蛋白在此过程中具有重要作用，该研究为抗旱研究提供思路，D正确。 故选BD。 19. 铁死亡是一种由铁依赖性氧化应激诱导的调节性细胞死亡形式。近年来，科研人员在使用芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的研究中实现了巨大突破。 （1）Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。在芬托霉素的作用下，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的基本骨架——_______ ，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。 （2）科研人员发现，在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，使用荧光对NCO蛋白进行细胞定位的结果如图1所示。为进一步阐明NCO基因的作用，科研人员构建了该基因敲除及过表达的肺癌细胞系，并在添加了Fe3+和芬托霉素的培养基中进行培养，图2显示，NCO基因敲除组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+数量__________ ，细胞破裂死亡数量______ 。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是__________ 。 （3）跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，并参与其还原过程。科研人员开展了如下实验，证实了TF是Fe3+的受体，请完善以下表格，并预期相应结果（i、ii处填序号，iii、iv处填合适数量的+）_____ 。 组别 细胞 处理 ROS含量 细胞数量 1 正常肺癌细胞系 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 2 ⅱ② +++ ++ 3 i① 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 4 同ⅱ ⅲ③ ⅳ④ A．正常肺癌细胞系 B．TF基因敲除肺癌细胞系 C．NCO基因敲除肺癌细胞系 D．不含Fe3+的培养液 E．含Fe3+的培养液 F．芬托霉素 （4）科研人员发现，ACS蛋白作为细胞代谢关键酶，其高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加。用芬托霉素诱导NCO和ACS双敲除肺癌细胞及ACS单敲除肺癌细胞铁死亡，结果如下图。由此可知，ACS位于NCO的 ① （上游/下游），请说明理由__________ ② 。 【答案】（1）磷脂双分子层 （2） ①. 减少  ②. 减少 ③. 芬托霉素诱导下，NCO基因高表达，促进溶酶体相关铁代谢（如铁蛋白降解释放Fe2+），使游离Fe2+增多，ROS水平上升，引发肺癌细胞铁死亡 （3） ①. B ②. E+F ③. + ④. ++++ （4） ①. 下游 ②. NCO和ACS双敲除组与ACS单敲除组相比，肺癌细胞中游离Fe2+进一步减少，说明NCO对细胞内铁死亡相关过程的影响依赖于ACS，故ACS位于NCO下游 。 【解析】 【分析】铁死亡核心：Fe²⁺依赖的 ROS 积累→磷脂双分子层损伤；NCO 基因：促进 Fe²⁺释放，是芬托霉素诱导铁死亡的关键；TF 蛋白：作为 Fe³⁺受体，介导 Fe³⁺进入细胞，为 Fe²⁺生成提供原料；信号通路：NCO→ACS→铁死亡敏感性，ACS 是 NCO 的下游效应分子。 【小问1详解】 细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。 【小问2详解】 已知芬托霉素会使游离Fe²⁺和ROS增多，而NCO基因在该过程中持续高表达，若敲除NCO基因，其功能缺失会抑制游离Fe²⁺的增多（故数量减少），进而减少ROS产生，最终导致细胞死亡数量减少。芬托霉素诱导下，NCO基因高表达，促进溶酶体相关铁代谢（如铁蛋白降解释放Fe2+），使游离Fe2+增多，ROS水平上升，引发肺癌细胞铁死亡 【小问3详解】 组别1：正常细胞（A）+ 无Fe³⁺+芬托霉素→作为“无 Fe³⁺”对照（ROS少，细胞多）； 组别2：正常细胞（A）+ 有Fe³⁺+芬托霉素→ 验证正常细胞在有Fe³⁺时的铁死亡（ROS多，细胞少）； 组别3：TF敲除细胞（B）+无 Fe³⁺+芬托霉素→ 验证TF 敲除细胞在“无 Fe³⁺”时的状态（应与组别 1一致，排除TF本身对芬托霉素的影响）； 组别4：TF敲除细胞（B，同组别3 的细胞）+ 有Fe³⁺+芬托霉素→ 验证TF敲除后，即使有Fe³⁺也无法诱导铁死亡（应与组别1、3一致，证明TF是 Fe³⁺受体）。 【小问4详解】 若ACS位于NCO下游，则敲除ACS会阻断NCO的作用。实验中，双敲除组比ACS单敲除组对铁死亡的敏感性更低，表明NCO的功能依赖ACS，故ACS在下游。 20. 学习以下材料，回答问题。 细菌也能“织布”? 在富含碳的培养基中，驹形杆菌可以聚合并分泌线性葡萄糖链，同时这些链可自组装成一个密集且相互连接的纤维素网状结构。这种细菌纤维素生物纺织品的开发，逐渐成为当前研究和应用的新热点。 为了解决细菌纤维素颜色过于单一的问题，科研人员对驹形杆菌进行了基因工程改造，设计和构建出菌株来表达酪氨酸酶1（Tyr1），使该菌株可以将酪氨酸转化为黑色素，如图1所示。在菌株生长过程中，细胞在生长纤维素层时有效地产生酪氨酸酶，在随后的酶促反应中，这些细胞就可以产生黑色素，以实现自然地对纤维素进行染色。 接下来，科研人员为表达Tyr1的工程菌株引入T7噬菌体来源的RNA聚合酶（T7R）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体，原理见图2。通过将450nm的蓝光可控地投射到培养基上，从而触发细菌在生产纤维素时以可控的方式产生黑色素，进而使得生产出的纤维素材料呈现图案。 总的来说，该工程菌株表达酪氨酸酶，细菌生长时可积累黑色素，导致生产的纤维素薄膜呈现出黑色，这种黑色纤维素薄膜可进一步通过干燥、压制等加工制作成产品，比如手袋、布料等，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路。 （1）驹形杆菌可以利用培养基中的碳元素合成纤维素，还可以合成__________等生物大分子。图1的表达载体中金担子素抗性基因的作用是_______。 （2）结合材料信息，以下对该工程菌描述正确的有：_________。 A. 驹形杆菌形成的纤维素层也可以作为其细胞壁而发挥支持和保护的作用 B. 能够在含有金担子素的培养基中形成菌落的细菌不一定成功导入了Tyr1基因 C. 可以通过控制蓝光照射的范围来实现在纤维素层上呈现不同黑色图案的目的 D. T7噬菌体来源的RNA聚合酶也能在工程菌中发挥作用说明该酶不具有专一性 （3）为了实现蓝光控制染色，请对图1的表达载体进行改造_________。 （4）基于该项技术，请你为实现多彩的纤维素材料提出自己的设想_________。 【答案】（1） ①. 蛋白质、核酸 ②. 作为标记基因，便于筛选出导入了表达载体的驹形杆菌 （2）BC （3） （4）引入产生不同颜色色素的酶基因，通过控制不同酶基因 【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】 生物大分子有核酸、蛋白质和多糖，都含有碳元素，因此驹形杆菌可以利用培养基中的碳元素合成纤维素，还可以合成蛋白质、核酸（RNA、DNA）等生物大分子。图1的表达载体中金担子素抗性基因属于标记基因，因此金担子素抗性基因的作用是作为标记基因，便于筛选出导入了表达载体的驹形杆菌。 【小问2详解】 A、细菌细胞壁的成分时肽聚糖，不是纤维素，A错误； B、导入了重组质粒和普通质粒的细菌都可以在含有金担子素的培养基中形成菌落，因此能够在含有金担子素的培养基中形成菌落的细菌不一定成功导入了Tyr1基因，B正确； C、由于蓝光可以诱导酪氨酸酶的表达，从而产生黑色素，通过控制蓝光照射的范围，就可以控制黑色素产生的区域，进而实现在纤维素层上呈现不同黑色图案的目的，C正确； D、T7噬菌体来源的RNA聚合酶只能识别T7启动子，具有高度的专一性，它在工程菌中发挥作用是因为工程菌中存在T7启动子，D错误。 故选BC。 【小问3详解】 T7RN端-nMag基因和pMag-T7RC端基因表达后，在蓝光照射下，T7R的N端-nMag与T7R的C端结合，导致无活性的T7R变成有活性的T7R，结合题干信息，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7R）识别启动子PT7使基因Tyr1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶1，酪氨酸酶1从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，从而实现蓝光控制染色。如图所示： 【小问4详解】 要实现多彩的纤维素材料，可以引入不同的酶基因，这些酶基因可以催化产生不同颜色的色素。例如，引入产生红色色素的酶基因、产生黄色色素的酶基因等，通过控制不同酶基因的表达，就可以得到不同颜色的纤维素材料。同时，还可以通过控制不同酶基因的表达时间和空间，实现多种颜色的组合，从而得到多彩的纤维素材料。 21. 番茄果实的甜味主要与细胞内的葡萄糖和果糖有关，我国研究者对果实中糖代谢的机制进行了研究。 （1）番茄叶肉细胞通过_______进行光合作用，将_______转化成蔗糖等有机物，蔗糖被运输到番茄果实中储存或分解。 （2）已有研究表明CD27蛋白激酶通过磷酸化相关蛋白质参与糖代谢。 ①研究者构建了CD27突变体CD27-mu1、CD27-mu2，突变体中编码CD27蛋白的部分DNA序列如图1A所示。野生型（wt）和CD27突变体番茄果实中的单糖含量如图1B，结果显示_________。 ②植物中存在基因冗余现象，即植物体内存在多个序列相近、功能相似的非等位基因。序列对比发现CD27具有一个序列相似的基因CD26，对CD27-mu2番茄植株同时进行_____处理，并检测番茄中的单糖含量（图1B），该结果说明CD26和CD27之间存在基因冗余现象。 （3）蔗糖合酶SUS3能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，增加甜味。为了进一步研究CD26、CD27蛋白和SUS3蛋白之间的关系，研究者设计了荧光素酶互补实验：荧光素酶蛋白被切成nLUC和cLUC，待检测的2个蛋白分别与nLUC和cLUC融合，如果2个蛋白有相互作用，则荧光素酶的nLUC和clUC在空间上会靠近、组装并发挥荧光素酶活性。图2结果表明_____。 （4）SUS3蛋白磷酸化后会被降解，进一步利用体外实验探究CD27-mul蛋白和CD26蛋白在SUS3磷酸化中的作用，蛋白质免疫印记结果如图3，结果表明_____。 （5）综上所述，请推测CD27突变后番茄果实中单糖含量的调控机制_____（任选一突变体即可）。 【答案】（1） ①. 叶绿体 ②. CO₂和 H₂O （2） ①. CD27 突变使果实单糖含量显著增加 ②. 敲除 CD26（和 CD27 ） （3）CD26、CD27 与 SUS3 蛋白相互作用 （4）CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，CD26 无此作用 （5）CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，加速蔗糖分解，单糖增加 【解析】 【分析】本题围绕番茄果实糖代谢机制，结合光合作用、基因突变（CD27 突变体 ）、基因冗余及蛋白互作实验，考查光合物质转化、突变表型分析、基因功能验证及调控机制推导，需关联光合过程、实验设计逻辑及蛋白作用关系。 【小问1详解】 ① 叶肉细胞通过叶绿体 进行光合作用（光合作用的场所 ）。 ② 光合作用利用 CO₂ 和 H₂O ，转化为糖类等有机物（光合反应底物 ）。 【小问2详解】 ①  对比野生型（wt ）与突变体（CD27 - mu1、CD27 - mu2 ）的单糖含量，突变体单糖更高（图 1B 数据 ）。 ② 要验证基因冗余（CD26 补偿 CD27 功能 ），需对 CD27 - mu2 植株同时敲除 CD26 ，观察单糖含量是否变化（若基因冗余，双敲除后表型改变 ）。 【小问3详解】 荧光素酶互补实验中，若蛋白互作，LUC 片段会靠近发光。实验结果表明 CD26、CD27 与 SUS3 有相互作用（依据实验设计逻辑 ）。 【小问4详解】 蛋白免疫印记显示，CD27 - mu1 存在时 SUS3 磷酸化增强，CD26 存在时无明显变化（图 3 结果 ）。 【小问5详解】 结合前文实验，CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，蔗糖分解增强，单糖积累（任选突变体推导 ）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 通州区2024—2025学年第二学期高二年级期末质量检测 生物学试卷 2025年7月 本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分选择题（每小题2分，共30分） 下列各题均有四个选项，其中只有一个是符合题意要求的。 1. 鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（　　） A. 属于自养生物 B. 可以进行细胞呼吸 C. DNA位于细胞核中 D. 在物质循环中发挥作用 2. 糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（ ） A. 均含有C、H、O、N B. 合成均需模板和酶 C. 均属于生物大分子 D. 具有相同的空间结构 3. 膜接触位点（MCS）是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域，MCS作用机理是接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点，以此调控细胞内的代谢。下列叙述不正确的是（　　） A. 细胞中的MCS加强了各种细胞器间的物质和能量的交换 B. 内质网与高尔基体之间进行信息交流必须依赖于MCS C. 线粒体通过MCS与内质网相连以实现能量的快速供应 D. MCS存在接收信息的受体蛋白和运输物质的载体蛋白 4. 图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，与正常细胞比较，癌细胞应具有的是（　　） A. 线粒体内膜面积增大，有利于相关酶的附着 B. 葡萄糖在线粒体基质中产生大量的丙酮酸 C. 细胞中氧化分解释放能量的比例提高 D. 无氧呼吸强，葡萄糖的消耗量增大，O2消耗减少 5. 下图表示过氧化氢在四种不同反应条件下发生化学反应的活化能，四种反应条件是37℃、60℃、37℃下加入新鲜肝脏研磨液、37℃下加入FeCl3。其中表示37℃下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是（　　） A. A B. B C. C D. D 6. 下图为水稻根细胞膜上的硝酸盐（NO3-）转运蛋白（NPF）负责将硝酸盐从外界转运进细胞的过程图。下列叙述不正确的是（　　） A. 细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能 B. 细胞膜对H+通透性改变会影响NPF的功能 C. 细胞外的进入细胞的方式为协助扩散 D. H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果 7. 在动物细胞有氧呼吸过程中，NADH脱氢酶催化NADH将1对电子传递给辅酶Q，同时生成和，使在膜两侧形成质子梯度，从而驱动ATP的合成。推测NADH脱氢酶的分布场所是（ ） A. 细胞质基质 B. 线粒体外膜 C. 线粒体基质 D. 线粒体内膜 8. 科研人员研究不同光照条件对柑橘生长的影响，部分检测结果见下表。据此无法推断的是（ ） 光照强度 叶色 平均叶面积（cm2） 净光合速率（μmolCO2·m-2·s-2） 强 浅绿 13.6 4.33 中 绿 20.3 4.17 弱 深绿 28.4 3.87 A. 三种光照条件下柑橘叶片均能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能 B. 与强光条件相比，弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低 C. 随光照强度减弱，平均叶面积增大可体现出柑橘对不同光照条件的适应 D. 光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率 9. 斑马鱼（2n=50）幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞（SEC）会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列分析错误的是（ ） A. 正常有丝分裂后期斑马鱼细胞含100条染色体 B. SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质相同 C. 利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂 D. 该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表 10. 衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号，这些化学信号统称为SASP，SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是（ ） A. 衰老细胞染色质收缩，使某些基因表达水平下降 B. 细胞衰老时，可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器 C. SASP作用于细胞，会激活与细胞衰老有关基因的表达 D. SASP使邻近细胞衰老后，会通过负反馈来减缓细胞衰老 11. 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是（　　） A. 用湿热灭菌法处理外植体和培养基 B. ①和②分别表示脱分化和再分化过程 C. 果实细胞的基因型与外植体基因型相同 D. 组织培养的培养基中需要加入植物激素 12. 科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药-组织纤溶酶原激活剂（tPA）。获得转基因羊的过程中，以下操作非必要的是（　　） A. 将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组 B. 将表达载体显微注射到羊受精卵中 C. 将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中 D. 将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内 13. 利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（ ） A. 过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B. 过程②是将重组质粒导入噬菌体并启动基因表达 C. 过程③利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体 D. 过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产 14. 下列生物学实验操作，不合理的是（　　） A. 解离的洋葱根尖先用甲紫染色，然后进行漂洗 B. 试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线 C. 苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞内有橘黄色小颗粒 D. 划线接种之前，接种环灼烧灭菌并冷却后使用 15. 生命系统中，各个层次的结构通常都与一定的功能相适应。下列实例不支持这一观点的是（　　） A. 叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和有利于其锚定在类囊体膜中 B. 内质网中形成的连续的内腔相通的膜性管道系统，有利于物质运输 C. 植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，有利于发挥其支撑和保护作用 D. 细胞的体积增大，有利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换 第二部分非选择题（共70分） 16. 尿素是一种重要的农业肥料，但是必须经过分解才能更好地被植物利用。为获得高效分解尿素的菌种，研究人员做了如下研究。 （1）获取尿素分解菌 ①称取农田土壤样品1g，加入一个盛有_____mL无菌水的三角瓶中，将样品充分打散、混匀，即成10-2稀释液。然后再依次稀释成10-3、10-4、10-5、10-6的稀释液。 ②将10-4、10-5、10-6的稀释液涂布于以_____为唯一氮源、含酚红的培养基上，依据______选择产酶的菌株。经过筛选，最终获得高产脲酶菌株。 （2）为进一步研究脲酶中不同位点氨基酸对其活性的影响，研究人员按照右图所示，对脲酶基因进行了定点诱变（引物B和C中均替换了一个碱基），以得到突变的脲酶基因。 ①如图所示的PCR1、PCR3所需要的引物分别是____、____。 A．引物A B．引物B C．引物C D．引物D E．不加入引物 ②研究人员将含有定点突变脲酶基因的重组质粒和________分别导入大肠杆菌，以判断不同位点氨基酸改变对脲酶活性的影响。 17. 增强大豆茎秆机械强度，提高其抗倒伏能力，是实现大豆密植高产的重要育种目标。 （1）木质素与多糖中的______都是细胞壁的组成成分，其中木质素赋予细胞壁硬度和稳定性，是决定茎秆抗倒伏能力的关键组分。 （2）研究人员对大豆品种W82进行诱变，得到一个茎秆脆弱、易倒伏的单基因突变体Irm3，并检测了不同植株中茎秆木质素的含量，如图1。 结果表明：LRM3主要通过调控木质素的合成总量来影响茎秆的机械强度。 请在图1中补充LRM3敲除、LRM3过表达的W82植株的木质素含量______。 （3）研究人员推测LRM3调控木质素合成与MYB6蛋白相关。研究人员检测了不同植株木质素含量（图2）。结果表明：_______。 （4）进一步研究发现，MYB6的作用与木质素合成途径的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）有关：MYB6直接结合并抑制PAL的转录。为验证此结论，研究人员将相应的基因转入受体细胞，并检测荧光，如表1。请补充完成下表（分别用+、-表示转入、不转入相应的基因）_______。 MYB6基因 PAL启动子+荧光素酶基因 结果（荧光） 对照组 + 实验组 - 注：结果的+、-分别表示有荧光、无荧光 （5）综上所述，请说明LRM基因调控大豆茎秆的机械强度和抗倒伏能力的机制：________。 18. 低渗透压等逆境环境会导致植物细胞吸水过多，影响植物的生长发育。我国研究者利用模式植物拟南芥对相关机制进行了研究。 （1）水分进出植物细胞的物质运输方式是_____。 （2）钙离子是植物逆境响应的核心调控因子，能够调控基因表达抵抗不利环境。研究者检测了不同渗透压下拟南芥细胞内钙离子变化（图1），推测钙离子参与植物低渗透压的调节，依据是________。 （3）已有研究表明OSCA离子通道蛋白家族（15个成员）负责运输细胞内的钙离子，研究者推测OSCA蛋白可能是低渗透压的感受器。 ①为了探究感受低渗透压的具体基因，对OSCA家族的15个基因进行生物信息学分析，发现它们含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。利用PCR技术，可以根据_____序列仅设计一对引物，分别扩增出15个OSCA基因，构建基因表达载体并分别导入大肠杆菌，检测转基因大肠杆菌在低渗溶液中的生长速率（图2A-B），结果表明_____。 ②研究者设计了如下实验，进一步证实了OSCA通过激活Ca2+信号调控细胞生长，请利用以下材料补充图2C中实验处理：_______。 材料：a．生理盐水b．IPTGc．钙离子通道激活剂BayKd．钙离子通道抑制剂La （4）成熟花粉处于高度脱水状态，花粉落到柱头上会快速吸水膨胀，激活花粉粒萌发形成花粉管，OSCA蛋白在此过程中具有重要作用。请结合上述材料分析以下选项合理的是_______。 A. 从共同祖先中1个OSCA基因到拟南芥中15个基因主要来源于基因重组 B. 高度脱水花粉有利于花粉耐受传播过程中的环境胁迫，提高花粉存活率 C. 拟南芥OSCA2.1蛋白功能缺失，一定会导致花粉粒无法萌发形成花粉管 D. 植物干旱后更易面临低渗胁迫，该研究为植物抗旱的研究提供了思路 19. 铁死亡是一种由铁依赖性氧化应激诱导的调节性细胞死亡形式。近年来，科研人员在使用芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的研究中实现了巨大突破。 （1）Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。在芬托霉素的作用下，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的基本骨架——_______ ，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。 （2）科研人员发现，在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，使用荧光对NCO蛋白进行细胞定位的结果如图1所示。为进一步阐明NCO基因的作用，科研人员构建了该基因敲除及过表达的肺癌细胞系，并在添加了Fe3+和芬托霉素的培养基中进行培养，图2显示，NCO基因敲除组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+数量__________ ，细胞破裂死亡数量______ 。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是__________ 。 （3）跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，并参与其还原过程。科研人员开展了如下实验，证实了TF是Fe3+的受体，请完善以下表格，并预期相应结果（i、ii处填序号，iii、iv处填合适数量的+）_____ 。 组别 细胞 处理 ROS含量 细胞数量 1 正常肺癌细胞系 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 2 ⅱ② +++ ++ 3 i① 不含Fe3+的培养液+芬托霉素 + ++++ 4 同ⅱ ⅲ③ ⅳ④ A．正常肺癌细胞系 B．TF基因敲除肺癌细胞系 C．NCO基因敲除肺癌细胞系 D．不含Fe3+的培养液 E．含Fe3+的培养液 F．芬托霉素 （4）科研人员发现，ACS蛋白作为细胞代谢关键酶，其高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加。用芬托霉素诱导NCO和ACS双敲除肺癌细胞及ACS单敲除肺癌细胞铁死亡，结果如下图。由此可知，ACS位于NCO的 ① （上游/下游），请说明理由__________ ② 。 20. 学习以下材料，回答问题。 细菌也能“织布”? 在富含碳的培养基中，驹形杆菌可以聚合并分泌线性葡萄糖链，同时这些链可自组装成一个密集且相互连接的纤维素网状结构。这种细菌纤维素生物纺织品的开发，逐渐成为当前研究和应用的新热点。 为了解决细菌纤维素颜色过于单一的问题，科研人员对驹形杆菌进行了基因工程改造，设计和构建出菌株来表达酪氨酸酶1（Tyr1），使该菌株可以将酪氨酸转化为黑色素，如图1所示。在菌株生长过程中，细胞在生长纤维素层时有效地产生酪氨酸酶，在随后的酶促反应中，这些细胞就可以产生黑色素，以实现自然地对纤维素进行染色。 接下来，科研人员为表达Tyr1的工程菌株引入T7噬菌体来源的RNA聚合酶（T7R）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体，原理见图2。通过将450nm的蓝光可控地投射到培养基上，从而触发细菌在生产纤维素时以可控的方式产生黑色素，进而使得生产出的纤维素材料呈现图案。 总的来说，该工程菌株表达酪氨酸酶，细菌生长时可积累黑色素，导致生产的纤维素薄膜呈现出黑色，这种黑色纤维素薄膜可进一步通过干燥、压制等加工制作成产品，比如手袋、布料等，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路。 （1）驹形杆菌可以利用培养基中的碳元素合成纤维素，还可以合成__________等生物大分子。图1的表达载体中金担子素抗性基因的作用是_______。 （2）结合材料信息，以下对该工程菌描述正确的有：_________。 A. 驹形杆菌形成的纤维素层也可以作为其细胞壁而发挥支持和保护的作用 B. 能够在含有金担子素的培养基中形成菌落的细菌不一定成功导入了Tyr1基因 C. 可以通过控制蓝光照射的范围来实现在纤维素层上呈现不同黑色图案的目的 D. T7噬菌体来源的RNA聚合酶也能在工程菌中发挥作用说明该酶不具有专一性 （3）为了实现蓝光控制染色，请对图1的表达载体进行改造_________。 （4）基于该项技术，请你为实现多彩的纤维素材料提出自己的设想_________。 21. 番茄果实的甜味主要与细胞内的葡萄糖和果糖有关，我国研究者对果实中糖代谢的机制进行了研究。 （1）番茄叶肉细胞通过_______进行光合作用，将_______转化成蔗糖等有机物，蔗糖被运输到番茄果实中储存或分解。 （2）已有研究表明CD27蛋白激酶通过磷酸化相关蛋白质参与糖代谢。 ①研究者构建了CD27突变体CD27-mu1、CD27-mu2，突变体中编码CD27蛋白的部分DNA序列如图1A所示。野生型（wt）和CD27突变体番茄果实中的单糖含量如图1B，结果显示_________。 ②植物中存在基因冗余现象，即植物体内存在多个序列相近、功能相似的非等位基因。序列对比发现CD27具有一个序列相似的基因CD26，对CD27-mu2番茄植株同时进行_____处理，并检测番茄中的单糖含量（图1B），该结果说明CD26和CD27之间存在基因冗余现象。 （3）蔗糖合酶SUS3能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，增加甜味。为了进一步研究CD26、CD27蛋白和SUS3蛋白之间的关系，研究者设计了荧光素酶互补实验：荧光素酶蛋白被切成nLUC和cLUC，待检测的2个蛋白分别与nLUC和cLUC融合，如果2个蛋白有相互作用，则荧光素酶的nLUC和clUC在空间上会靠近、组装并发挥荧光素酶活性。图2结果表明_____。 （4）SUS3蛋白磷酸化后会被降解，进一步利用体外实验探究CD27-mul蛋白和CD26蛋白在SUS3磷酸化中的作用，蛋白质免疫印记结果如图3，结果表明_____。 （5）综上所述，请推测CD27突变后番茄果实中单糖含量的调控机制_____（任选一突变体即可）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $