精品解析：北京市延庆区2024—2025学年高二下学期期末考试生物试题

延庆区2024—2025学年第二学期期末试卷 高二生物学 2025.07 考生须知 1.本试卷共10页，分为两个部分，满分100分。第一部分为选择题，15个小题（共30分）；第二部分为非选择题，6个小题（共70分）。 2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔按要求在答题卡上作答，题号要对应，填涂要规范；第二部分必须用黑色字迹的签字笔在答题纸上作答。 第一部分选择题 本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合要求的一项。 1. 大肠杆菌是发酵工程和基因工程常用的生物材料。下列关于大肠杆菌的叙述，正确的是（ ） A. 以DNA为遗传物质 B. 有成形的细胞核 C. 通过有丝分裂增殖 D. 属于自养型生物 2. 与核酸相比，蛋白质特有的性质是（　　） A 携带遗传信息 B. 属于生物大分子 C. 协助物质跨膜运输 D. 催化细胞代谢 3. 下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是（　　） A. 细胞膜—蛋白质、糖类—控制物质进出的 B. 染色体—蛋白质、核糖核酸—遗传信息的载体 C. 细胞骨架—蛋白质—锚定各种细胞器 D. 中心体—蛋白质、脂质—发出星射线形成纺锤体 4. 传统发酵食品是我国饮食文化的重要组成部分。下表中发酵食品制作使用的主要菌种或制作条件有错误的是（ ） 选项 食品名称 主要菌种 制作条件 A 腐乳 毛霉 有氧 B 泡菜 酵母菌 无氧 C 酸奶 乳酸菌 无氧 D 果醋 醋酸菌 有氧 A. A B. B C. C D. D 5. 酶和ATP在细胞代谢中起重要作用，下列有关酶和ATP的说法不正确的是（　　） A. 酶在合成时需要ATP供能 B. 酶能降低化学反应的活化能 C. ATP和有些酶的元素组成相同 D. 吸能反应与ATP的合成相联系 6. 西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. CO2固定速率随着干旱时间的延长而上升 B. 干旱既影响光反应又影响暗反应 C. 降低气孔导度利于西洋参适应干旱环境 D 胞间 CO2浓度仅受气孔导度影响 7. 如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（ ） A. 降低细胞外蔗糖浓度 B. 降低细胞质H+浓度 C. 降低ATP合成酶活性 D. 降低膜上协同转运蛋白数量 8. 下图为显微镜下观察到的二倍体细叶百合（2n=24）花粉母细胞减数分裂各时期的图像。下列相关叙述正确的是（　　） A. 图③每个细胞中均含有6对同源染色体 B. 图②细胞中有6个四分体 C. 图④细胞的名称为次级精母细胞 D. 图①表示姐妹染色单体分离 9. 下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是（　　） A. 细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡 B. 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化 C. 衰老细胞内多种酶活性降低，新陈代谢速率减慢 D. 细胞体积增大导致细胞与环境的物质交换效率提高 10. 我国科学家将2型糖尿病患者的外周血细胞诱导成iPSC（诱导多能干细胞），体外培养成胰岛后移植回患者体内，成功治愈糖尿病。下列叙述错误的是（ ） A. 体外获得胰岛的过程涉及细胞分裂和分化 B. 再生胰岛细胞的基因组成与iPSC不同 C. 自体移植胰岛发生免疫排斥的几率很小 D. 患者血糖水平可作为是否治愈的检测指标 11. 一个基因型为 DdTt 的精原细胞产生了 4 个精细胞，其基因与染色体的 位置关系如图所示。 导致该结果出现的最可能的原因是（ ） A. 染色体结构变异 B. 非同源染色体自由组合 C. 基因突变 D. 同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 12. 研究人员从土壤中筛选得到酵母菌纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素的条件进行了研究。据图分析正确的是（　　） A. 筛选该高产菌株需要在纤维素为唯一碳源的培养基中培养 B. 探究最适温度时应尽可能将发酵液的pH控制在12左右 C. 该酵母菌高产菌株产生纤维素酶的最适温度是35 ℃ D. 利用该高产菌株降解纤维素时需严格保持厌氧环境 13. 克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆，下列相关叙述错误的是（　　） A. 过程①选用的一般为减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞 B. 过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清 C. 过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 D. 细胞培养中需提供5%CO2，目的是调节培养液的渗透压 14. 关于化合物分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A. 利用加热后与斐林试剂生成砖红色沉淀的反应鉴定还原糖 B. 利用常温条件下与二苯胺试剂呈现紫色的反应来鉴定DNA C. 利用不同光合色素在层析液中溶解度的差异分离光合色素 D. 利用常温条件下与双缩脲试剂产生紫色反应鉴定蛋白质 15. 生物安全是国家安全的重要组成部分。以下选项中不符合相关法律法规，可能给我国带来生物安全风险的是（ ） A. 从事生物医学新技术临床研究，应当通过伦理审查 B. 病原微生物实验室将使用后的实验动物释放到野外环境中 C. 任何单位和个人未经批准，不得擅自引进、释放或者丢弃外来物种 D. 禁止开发、制造或者以其他方式获取、储存、持有和使用生物武器 第二部分非选择题 本部分共6小题，共70分。 16. 心脏节律性运动与心肌细胞的电活动情况有关。心肌细胞的电活动依赖细胞膜上K+通道蛋白E，该蛋白异常会导致心律失常。 （1）蛋白E由4条肽链构成。肽链在_____中合成，然后进入内质网加工、折叠形成蛋白E前体，每条肽链分子量为135kDa（E-135）。蛋白E前体继续运输至_____进一步修饰加工，形成成熟蛋白E，每条肽链的分子量为155kDa（E-155）。成熟蛋白E插入到细胞膜上发挥作用。 （2）研究人员检测正常细胞和E基因突变细胞中两种肽链的含量，突变细胞中未检测到E-155，而两种细胞中都检测到E-135，含量如图。 ①实验结果表明：突变细胞的蛋白E前体在_____（填细胞结构）中大量滞留积累。 ②若要进一步从细胞水平证明①中的结论，可用_____观察，用突变细胞_____（单选）作为鉴定指标。 A．蛋白加工受阻，在细胞内积累 B．与蛋白加工相关的胞内结构的形态、数量发生改变 C．细胞分裂停止，逐渐死亡 （3）综合上述信息，蛋白E异常引起心律失常的分子机制是：①_____→②_____→蛋白E转运受阻→③_____→导致K+运出心肌细胞的速率下降，心率异常。 17. 癌细胞骨转移的发生率较高。骨细胞能够影响癌细胞转移后的定植，科研人员研究了线粒体在其中的作用。 （1）癌细胞间的黏着性低，容易在体内分散转移，是由于细胞膜上的________等物质减少。研究者将肺癌细胞注射到两组小鼠的胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组________，说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 （2）研究者构建了线粒体稳定表达绿色荧光的骨细胞系和被红色荧光标记的肺癌细胞系。将两个细胞系共培养一段时间，通过显微镜观察结果如图1。 实验结果说明________。 （3）Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果是否支持转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量，并说明理由。________。 （4）位于细胞质基质中的cGAS蛋白是一种免疫传感器，能够响应异常增多的DNA。 ①科研人员进行图2实验，验证了转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应。最终抑制了肿瘤生长。图中组3应为________。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还通过转移实现在细胞间传递________的功能。 18. 学习以下材料，回答（1）-（4）题。 光呼吸的发现、机制及意义 科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出，植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2.由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，其过程如图1所示。 光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。 有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来，而CO2重新利用又需要消耗ATP和NADPH，因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程，限制了作物产量。近年来，科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸，植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物，而光呼吸可清除PG．同时植物体在低浓度CO2情况下，叶绿体内NADPH/NADP+比值较高，会导致更多自由基生成，使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用。 （1）叶绿体中Rubisco可催化RuBP（C5）与CO2反应，此过程即碳反应中的_____发生在_____（场所）。参与光呼吸的细胞器有_____。 （2）生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用过程和Rubisco催化反应特点两方面解释其原理_____。 （3）结合资料分析，下列有关光呼吸的描述正确的是_____（多选）。 A. 光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率 B. 过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用 C. 光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上 D 光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2 （4）为验证植物存在光呼吸现象，以本文中的研究思路进行了实验设计。请在图2中用虚线（_____）补充完善实验结果，以证明存在该现象。 19. 白草和鱼肌草是科不同属的两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。科研人员将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）用到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产的具体操作如图1，进一步研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2. （1）图1中①过程通过酶解法去除_____获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂_____诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带_____的杂种原生质体。 （2）由图2可知，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为_____个/mL。 （3）通常情况下，能增加免疫器官（如胸腺）的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。结合图1的生产流程，为了判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。 组别 A组（实验组） B组（对照组1） C组（对照组2） 实验处理 Ⅰ_____ 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 II_____ 每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的Ⅲ_____ ①请补充完善表格中的实验设计。 ②若实验结果为_____，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 20. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物，科研人员拟利用基因工程技术制备高效工程菌。 （1）利用___技术扩增红色荧光蛋白（RFP）基因后，将其与SA响应启动子N连接构建表达载体，导入用___处理过的大肠杆菌中，筛选获得工程菌甲。 （2）可通过单位水体中发红色荧光的菌体数量反映SA污染程度，但该监测结果除与SA含量有关外，还受到菌体数量的影响。科研人员改进了表达载体（如图1），得到工程菌乙。若观测到仅发绿色荧光的菌体数量为m，同时发红、绿荧光的菌体数量为n，则可用___反映SA污染程度。 （3）将水杨酸降解酶基因（S）与固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活）连接构建表达载体（如图2），导入工程菌乙，筛选获得工程菌丙。丙的作用优势体现在___。 （4）若CI调节因子基因的表达产物与CI抑制因子序列结合，会阻断其下游毒蛋白基因的表达。毒蛋白可导致细菌死亡。将图3所示的表达载体转入工程菌丙，筛选获得能“自杀”的工程菌。 ①该设计可实现当水体中___时，工程菌才启动自杀。 ②请从A~C中选择启动子填在图4的i和ii处，从D~F中选择基因填在iii处，设计一种可利用上述原理实现工程菌自杀的新质粒___。 A.启动子N B.固定期启动子 C.组成型启动子 D.毒蛋白基因 E.毒蛋白功能抑制基因 F.毒蛋白功能激活基因 （5）设计工程菌“自杀”的目的是___。 21. 科研人员发现了一种与细胞分裂持续时间有关的质量控制机例，称为“有丝分裂秒表”。为揭示这种“秒表”的功能，开展下列研究。 （1）细胞增殖具有周期性，一个细胞周期指的是_____。细胞周期的大部分时间处于分裂间期，此时期主要事件是完成_____，分裂间期包括G1期、S期和G2期三个阶段。 （2）为研究“有丝分裂秒表”的分子机制，科研人员利用正常细胞和P21基因缺失突变体细胞各160个开展研究。实验用细胞的正常有丝分裂时长在100min以内，细胞开始有丝分裂的时间不同。实验过程如图1，实验结果如图2. 研究表明，试剂M抑制有丝分裂前期纺锤体形成。图2实验结果说明：试剂M导致有丝分裂持续时间超过100min时，P21基因_____。 （3）已知p53蛋白能够结合到特定的DNA序列上，调控与细胞周期有关的多种基因的表达，P21基因可被p53蛋白诱导表达。p53以蛋白质复合体的形式存在并能传递给子细胞，监测有丝分裂持续的时间，称为“有丝分裂秒表”。 ①紫杉醇可以通过抑制纺锤体组装来延长有丝分裂时间，从而抑制癌细胞增殖。请结合本研究，解释“某些含p53缺失突变的癌症对紫杉醇不敏感”的可能原因。紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→_____（补充文字和箭头）。 ②评价细胞周期存在“有丝分裂秒表”这一调控机制的优势_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 延庆区2024—2025学年第二学期期末试卷 高二生物学 2025.07 考生须知 1.本试卷共10页，分为两个部分，满分100分。第一部分为选择题，15个小题（共30分）；第二部分为非选择题，6个小题（共70分）。 2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔按要求在答题卡上作答，题号要对应，填涂要规范；第二部分必须用黑色字迹的签字笔在答题纸上作答。 第一部分选择题 本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合要求的一项。 1. 大肠杆菌是发酵工程和基因工程常用的生物材料。下列关于大肠杆菌的叙述，正确的是（ ） A. 以DNA为遗传物质 B. 有成形的细胞核 C. 通过有丝分裂增殖 D. 属于自养型生物 【答案】A 【解析】 【分析】根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类，原核细胞是组成原核生物的细胞，这类细胞主要特征是没有以核膜为界限的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核。常见的原核生物有蓝细菌、大肠杆菌、放线菌、支原体等。 【详解】A、大肠杆菌有细胞结构，遗传物质是DNA，A正确； B、大肠杆菌是原核生物，没有成形的细胞核，B错误； C、大肠杆菌是原核生物，以二分裂的方式进行增殖，C错误； D、大肠杆菌不能制造有机物，属于异养型生物，D错误。 故选A。 2. 与核酸相比，蛋白质特有的性质是（　　） A. 携带遗传信息 B. 属于生物大分子 C. 协助物质跨膜运输 D. 催化细胞代谢 【答案】C 【解析】 【分析】1、蛋白质的功能-生命活动的主要承担者：①构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；②催化作用：如绝大多数酶；③传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）； ⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。 2、核酸是生物的遗传物质，mRNA可作为翻译的模板、tRNA能搬运氨基酸、rRNA可构成核糖体。部分RNA还具有催化功能。 【详解】A、携带遗传信息是核酸（DNA和RNA）的核心功能，蛋白质通常不直接携带遗传信息，A错误； B、核酸和蛋白质均属于生物大分子，B错误； C、协助物质跨膜运输是载体蛋白的特有功能（如主动运输、协助扩散），核酸无此作用，C正确； D、催化细胞代谢的酶多为蛋白质，但RNA酶（如核酶）也具备催化能力，D错误。 故选C。 3. 下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是（　　） A. 细胞膜—蛋白质、糖类—控制物质进出的 B. 染色体—蛋白质、核糖核酸—遗传信息的载体 C. 细胞骨架—蛋白质—锚定各种细胞器 D. 中心体—蛋白质、脂质—发出星射线形成纺锤体 【答案】C 【解析】 【分析】细胞膜的主要组成成分的蛋白质和磷脂，其次还含有少量糖类；染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA，细胞骨架的成分是蛋白质。 【详解】A、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外还含少量的糖类，细胞膜具有控制物质进出的功能，A错误； B、染色体主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，是遗传信息的载体，B错误； C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，C正确； D、中心体由微管蛋白组成，不含脂质，其功能是发出星射线形成纺锤体，D错误。 故选C。 4. 传统发酵食品是我国饮食文化的重要组成部分。下表中发酵食品制作使用的主要菌种或制作条件有错误的是（ ） 选项 食品名称 主要菌种 制作条件 A 腐乳 毛霉 有氧 B 泡菜 酵母菌 无氧 C 酸奶 乳酸菌 无氧 D 果醋 醋酸菌 有氧 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 【详解】A、腐乳制作过程中起主要作用的微生物是毛霉，毛霉属于异养需氧型微生物，故发酵过程中需要氧气，A正确； B、泡菜制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，而非酵母菌，B错误； C、酸奶制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，乳酸菌为异养厌氧型微生物，故发酵过程中要保证严格的无氧环境，C正确； D、果醋制作过程中起主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌属于异养需氧型微生物，故发酵过程中需要氧气，D正确。 故选B。 5. 酶和ATP在细胞代谢中起重要作用，下列有关酶和ATP的说法不正确的是（　　） A. 酶在合成时需要ATP供能 B. 酶能降低化学反应的活化能 C. ATP和有些酶的元素组成相同 D. 吸能反应与ATP的合成相联系 【答案】D 【解析】 【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。 【详解】A、ATP是细胞的直接能源物质，酶在合成时需要ATP供能，A正确； B、酶具有催化作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，B正确； C、ATP和有些酶（RNA类）的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，C正确； D、一般而言，吸能反应与ATP的水解相联系，D错误。 故选D。 6. 西洋参易受干旱胁迫而影响生长。检测西洋参在重度干旱条件下光合作用的相关指标，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. CO2的固定速率随着干旱时间的延长而上升 B. 干旱既影响光反应又影响暗反应 C. 降低气孔导度利于西洋参适应干旱环境 D. 胞间 CO2浓度仅受气孔导度影响 【答案】BC 【解析】 【分析】光合作用包括光反应和暗反应。光反应主要有两个过程：水的光解和ATP的合成，暗反应也主要有两个过程：二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。 【详解】A、随着干旱时间的延长，CO2的吸收速率降低，胞间CO2浓度增加，说明叶肉细胞固定CO2的速率在下降，A错误； B、由图可知，干旱影响CO2的吸收，从而影响暗反应，干旱也会影响植物吸收水分，从而影响光反应，B正确； C、降低气孔导度可减少通过蒸腾作用散失水分，利于西洋参适应干旱环境，C正确； D、胞间CO2浓度既受气孔导度影响，也受叶肉细胞的光合作用强度的影响，D错误。 故选BC。 7. 如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（ ） A. 降低细胞外蔗糖浓度 B. 降低细胞质H+浓度 C. 降低ATP合成酶活性 D. 降低膜上协同转运蛋白数量 【答案】B 【解析】 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】AB、据图可知，H+通过质子泵运出细胞需要消耗ATP，说明是逆浓度梯度进行的，即H+分布是细胞外浓度高于细胞内，而蔗糖的跨膜运输方式是借助H+浓度势能实现的，故降低细胞质H+浓度能够加大势能，从而使蔗糖进入细胞速率加快，而降低细胞外蔗糖浓度不利于蔗糖运输，A错误，B正确； C、降低ATP合成酶活性会影响，H+跨膜运输进而影响蔗糖运输，C错误； D、蔗糖跨膜运输需要转运蛋白协助，降低膜上协同转运蛋白数量会导致蔗糖运输减慢，D错误。 故选B。 8. 下图为显微镜下观察到的二倍体细叶百合（2n=24）花粉母细胞减数分裂各时期的图像。下列相关叙述正确的是（　　） A. 图③每个细胞中均含有6对同源染色体 B. 图②细胞中有6个四分体 C. 图④细胞的名称为次级精母细胞 D. 图①表示姐妹染色单体分离 【答案】C 【解析】 【分析】图示为二倍体细叶百合（2n=24）花粉母细胞减数分裂各时期的图像，①细胞中同源染色体正在分离，为减数第一次分裂后期，②细胞中同源染色体正在联会，为减数第一次分裂前期，③细胞为减数第二次分裂形成的子细胞，④细胞着丝点分裂，为减数第二次分裂后期。 【详解】A、③细胞为减数第二次分裂形成的子细胞，不含同源染色体，A错误； B、②细胞中同源染色体正在联会，百合细胞中2n=24，说明体细胞中含有12对同源染色体，故图②细胞中应有12个四分体，B错误； C、④细胞着丝点分裂，为减数第二次分裂后期，细胞名称为次级精母细胞，C正确； D、图①表示同源染色体正在分离，姐妹染色单体未分离，D错误。 故选C。 9. 下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是（　　） A. 细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡 B. 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化 C. 衰老细胞内多种酶的活性降低，新陈代谢速率减慢 D. 细胞体积增大导致细胞与环境的物质交换效率提高 【答案】D 【解析】 【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。 2、细胞分化：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化过程遗传物质不变，只是基因选择性表达的结果。 【详解】A、细胞凋亡是由基因调控的自动结束生命的过程，属于程序性死亡，A正确； B、细胞分化使细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异，实现多细胞生物体细胞的专门化，B正确； C、衰老细胞中呼吸酶等活性降低，细胞代谢速率减慢，符合衰老细胞的特征，C正确； D、细胞体积增大时，表面积与体积的比值减小，物质运输效率降低，而非提高，D错误。 故选D。 10. 我国科学家将2型糖尿病患者的外周血细胞诱导成iPSC（诱导多能干细胞），体外培养成胰岛后移植回患者体内，成功治愈糖尿病。下列叙述错误的是（ ） A. 体外获得胰岛的过程涉及细胞分裂和分化 B. 再生胰岛细胞的基因组成与iPSC不同 C. 自体移植胰岛发生免疫排斥的几率很小 D. 患者血糖水平可作为是否治愈的检测指标 【答案】B 【解析】 【分析】动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞，干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。诱导多能干细胞（iPSC）是类似胚胎干细胞的一种细胞，是具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 【详解】A、iPSC诱导成胰岛的过程中，细胞数量增多涉及细胞分裂，细胞种类发生变化涉及细胞分化，A正确； B、再生胰岛细胞是由iPSC诱导分化而来，细胞分化过程中遗传物质不变，所以基因组成相同，B错误； C、因为是自体移植，自身免疫系统不会将其识别为外来异物，所以发生免疫排斥的几率很小，C正确； D、糖尿病患者的血糖水平高于正常水平，若治愈则血糖水平应恢复正常，所以患者血糖水平可作为是否治愈的检测指标，D正确。 故选B。 11. 一个基因型为 DdTt 的精原细胞产生了 4 个精细胞，其基因与染色体的 位置关系如图所示。 导致该结果出现的最可能的原因是（ ） A 染色体结构变异 B. 非同源染色体自由组合 C. 基因突变 D. 同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 【答案】D 【解析】 【分析】分析题图：图示表示一个基因型为DdTt的精原细胞产生的四个精细胞，这四个精细胞的基因型各不相同，说明在减数分裂过程中发生了交叉互换。 【详解】减数第一次分裂时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数第二次分裂类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。由此可见，不发生突变或交叉互换的情况下，一个精原细胞减数分裂形成4个精细胞，但只有2种基因型。图中一个基因型为DdTt的精原细胞共产生四种精细胞，说明在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生过交叉互换，D正确，ABC错误。 故选D。 12. 研究人员从土壤中筛选得到酵母菌纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素的条件进行了研究。据图分析正确的是（　　） A. 筛选该高产菌株需要在纤维素为唯一碳源的培养基中培养 B. 探究最适温度时应尽可能将发酵液的pH控制在12左右 C. 该酵母菌高产菌株产生纤维素酶的最适温度是35 ℃ D. 利用该高产菌株降解纤维素时需严格保持厌氧环境 【答案】A 【解析】 【分析】分析图1：随着pH的升高，纤维素酶活性逐渐增高，pH=9为其最适pH，超过9，其活性下降；分析图2：随着温度的升高，纤维素酶活性逐渐增高，但图中不能看出其最适温度。 【详解】A、要筛酵母菌纤维素酶高产菌株应在纤维素为唯一碳源的培养基培养，A正确； B、探究该酶的最适温度时，pH为无关变量，应控制在最适pH，即将发酵液的pH控制在9左右，B错误； C、由于图中随着温度的升高，纤维素酶活性逐渐增高，还没有到达顶点，故35℃不一定是其最适温度，C错误； D、酵母菌属于兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，故利用该高产菌株降解纤维素时不需严格保持厌氧环境，D错误。 故选A。 13. 克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆，下列相关叙述错误的是（　　） A. 过程①选用的一般为减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞 B. 过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清 C. 过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 D. 细胞培养中需提供5%CO2，目的是调节培养液的渗透压 【答案】D 【解析】 【分析】题图分析，图中①是将未受精的卵细胞去核，②是动物细胞培养的过程，③是将早期胚胎进行繁殖性克隆，④是进行治疗性克隆的过程。 【详解】A、过程①选用的“未受精的卵”一般为MⅡ中期的次级卵母细胞，对其去核操作，作为体细胞核移植中细胞核的受体，A正确； B、过程②为早期胚胎培养，属于动物细胞培养的过程，加入抗生素可以防止杂菌污染，加入动物血清可提供营养物质，B正确； C、过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 ，为供体胚胎提供几乎相同的生理环境，保证移植胚胎正常着床，C正确； D、细胞培养中需提供95%的空气和5%CO2，其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH，D错误。 故选D。 14. 关于化合物分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A. 利用加热后与斐林试剂生成砖红色沉淀的反应鉴定还原糖 B. 利用常温条件下与二苯胺试剂呈现紫色的反应来鉴定DNA C. 利用不同光合色素在层析液中溶解度的差异分离光合色素 D. 利用常温条件下与双缩脲试剂产生紫色反应鉴定蛋白质 【答案】B 【解析】 【分析】生物组织中化合物的鉴定： （1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色； （2）蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色； （3）脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 【详解】A、在水浴加热的条件下，还原糖和斐林试剂反应产生砖红色沉淀，A正确； B、在水浴加热的条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，B错误； C、光合色素分离的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，C正确； D、常温条件下，蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色，D正确。 故选B 15. 生物安全是国家安全的重要组成部分。以下选项中不符合相关法律法规，可能给我国带来生物安全风险的是（ ） A. 从事生物医学新技术临床研究，应当通过伦理审查 B. 病原微生物实验室将使用后的实验动物释放到野外环境中 C. 任何单位和个人未经批准，不得擅自引进、释放或者丢弃外来物种 D. 禁止开发、制造或者以其他方式获取、储存、持有和使用生物武器 【答案】B 【解析】 【分析】生物武器：包括治病菌类、病毒类和生物毒剂类，它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。 【详解】A、从事生物医学新技术临床研究，应当通过伦理审查，严格遵守我国法规和伦理准则，A不符合题意； B、病原微生物实验室将使用后的实验动物不能直接释放到野外环境中，可能会对环境造成污染，B符合题意； C、任何单位和个人未经批准，不得擅自引进、释放或者丢弃外来物种，可能会引起物种入侵，C不符合题意； D、生物武器造成人、畜大规模伤亡，也能大量损害植物，禁止开发、制造或者以其他方式获取、储存、持有和使用生物武器，D不符合题意。 故选B。 第二部分非选择题 本部分共6小题，共70分。 16. 心脏节律性运动与心肌细胞的电活动情况有关。心肌细胞的电活动依赖细胞膜上K+通道蛋白E，该蛋白异常会导致心律失常。 （1）蛋白E由4条肽链构成。肽链在_____中合成，然后进入内质网加工、折叠形成蛋白E前体，每条肽链分子量为135kDa（E-135）。蛋白E前体继续运输至_____进一步修饰加工，形成成熟蛋白E，每条肽链的分子量为155kDa（E-155）。成熟蛋白E插入到细胞膜上发挥作用。 （2）研究人员检测正常细胞和E基因突变细胞中两种肽链的含量，突变细胞中未检测到E-155，而两种细胞中都检测到E-135，含量如图。 ①实验结果表明：突变细胞的蛋白E前体在_____（填细胞结构）中大量滞留积累。 ②若要进一步从细胞水平证明①中的结论，可用_____观察，用突变细胞_____（单选）作为鉴定指标。 A．蛋白加工受阻，在细胞内积累 B．与蛋白加工相关的胞内结构的形态、数量发生改变 C．细胞分裂停止，逐渐死亡 （3）综合上述信息，蛋白E异常引起心律失常的分子机制是：①_____→②_____→蛋白E转运受阻→③_____→导致K+运出心肌细胞的速率下降，心率异常。 【答案】（1） ①. 核糖体 ②. 高尔基体 （2） ①. 内质网 ②. 电子显微镜（电镜） ③. B （3） ①. E基因突变 ②. 蛋白E加工错误折叠，空间结构发生改变（蛋白E前体在内质网积累） ③. 细胞膜上蛋白E数量减少 【解析】 【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再到高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。 【小问1详解】 核糖体是蛋白质的合成车间，而肽链经盘曲折叠可形成蛋白质，故肽链的合成场所是核糖体；蛋白E前体在内质网加工后运往高尔基体进一步修饰加工，形成成熟蛋白E。 【小问2详解】 由题意可知，高尔基体中肽链是E-155，而内质网中是E-135，分析题图，与正常细胞相比，突变细胞的E-135含量明显增多，且据题意可知突变细胞中未检测到E-155，据此推测突变细胞的蛋白E前体在内质网中大量滞留积累；因细胞水平属于亚显微水平，故要进一步从细胞水平证明①中的结论，可用电子显微镜（电镜）观察与蛋白加工相关的胞内结构的形态、数量发生改变作为鉴定指标，AC错误，B正确。 故选B。 【小问3详解】 心肌细胞的电活动依赖细胞膜上K⁺通道蛋白E，该蛋白异常会导致心律失常，据此推测，E基因突变导致蛋白E加工错误折叠，空间结构发生改变，使得细胞膜上K⁺通道蛋白含量减少，导致K⁺运出心肌细胞的速率下降，心率异常。 17. 癌细胞骨转移的发生率较高。骨细胞能够影响癌细胞转移后的定植，科研人员研究了线粒体在其中的作用。 （1）癌细胞间的黏着性低，容易在体内分散转移，是由于细胞膜上的________等物质减少。研究者将肺癌细胞注射到两组小鼠的胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组________，说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 （2）研究者构建了线粒体稳定表达绿色荧光的骨细胞系和被红色荧光标记的肺癌细胞系。将两个细胞系共培养一段时间，通过显微镜观察结果如图1。 实验结果说明________。 （3）Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果是否支持转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量，并说明理由。________。 （4）位于细胞质基质中的cGAS蛋白是一种免疫传感器，能够响应异常增多的DNA。 ①科研人员进行图2实验，验证了转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应。最终抑制了肿瘤生长。图中组3应为________。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还通过转移实现在细胞间传递________的功能。 【答案】（1） ①. 糖蛋白 ②. 小 （2）骨细胞的线粒体可通过纳米管转移到肺癌细胞中 （3）不支持。理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低，说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量 （4） ①. 转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞 ②. 信号（或信息 ） 【解析】 【分析】癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。 【小问1详解】 癌细胞间黏着性低是因为细胞膜上的糖蛋白等物质减少。将肺癌细胞注射到两组小鼠胫骨中，骨细胞消亡缩小鼠的肿瘤体积减小，这说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 【小问2详解】 观察图1右图可知，肺癌细胞中含有被绿色荧光标记的线粒体，说明骨细胞中的线粒体能够通过纳米管而转移到肺癌细胞中。 【小问3详解】 该结果不支持转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量。理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低，说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量。 【小问4详解】 ①为了验证转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应最终抑制肿瘤生长，实验的自变量为肺癌细胞中是否有骨细胞的线粒体以及cGAS蛋白的有无，故结合图2可知，图中组3处应为“转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞”。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还通过转移实现在细胞间（题中的肺癌细胞和骨细胞之间）传递信号（免疫相关信号等）的功能。 18. 学习以下材料，回答（1）-（4）题。 光呼吸的发现、机制及意义 科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出，植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2.由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，其过程如图1所示。 光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。 有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来，而CO2重新利用又需要消耗ATP和NADPH，因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程，限制了作物产量。近年来，科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸，植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物，而光呼吸可清除PG．同时植物体在低浓度CO2情况下，叶绿体内NADPH/NADP+比值较高，会导致更多自由基生成，使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用。 （1）叶绿体中Rubisco可催化RuBP（C5）与CO2反应，此过程即碳反应中的_____发生在_____（场所）。参与光呼吸的细胞器有_____。 （2）生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用过程和Rubisco催化反应特点两方面解释其原理_____。 （3）结合资料分析，下列有关光呼吸的描述正确的是_____（多选）。 A. 光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率 B. 过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用 C. 光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上 D. 光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2 （4）为验证植物存在光呼吸现象，以本文中的研究思路进行了实验设计。请在图2中用虚线（_____）补充完善实验结果，以证明存在该现象。 【答案】（1） ①. CO2的固定 ②. 叶绿体基质 ③. 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 （2）CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量 （3）ABD （4） 【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。 【小问1详解】 叶绿体中Rubisco可催化RuBP（C5）与CO2反应，此过程即碳反应中的CO2的固定，碳反应发生在叶绿体基质中。由题可知，参与光呼吸的细胞器有叶绿体、过氧化物酶体、线粒体。 【小问2详解】 生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，从光合作用过程和Rubisco催化反应特点两方面解释，CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量。 小问3详解】 A、光呼吸现象存在的原因在于Rubisco既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），所以光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率，A正确； B、光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用，所以过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用，B正确； C、由图可以看出，RuBP（C5）与CO2反应发生在叶绿体基质，C错误； D、由题意可知，光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2，D正确 故选ABD。 【小问4详解】 为验证植物存在光呼吸现象即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。所以实验结果应为：。 19. 白草和鱼肌草是科不同属的两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。科研人员将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）用到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产的具体操作如图1，进一步研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2. （1）图1中①过程通过酶解法去除_____获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂_____诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带_____的杂种原生质体。 （2）由图2可知，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为_____个/mL。 （3）通常情况下，能增加免疫器官（如胸腺）的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。结合图1的生产流程，为了判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。 组别 A组（实验组） B组（对照组1） C组（对照组2） 实验处理 Ⅰ_____ 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 II_____ 每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的Ⅲ_____ ①请补充完善表格中的实验设计。 ②若实验结果为_____，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 【答案】（1） ①. 细胞壁 ②. 聚乙二醇（PEG） ③. 双色（红、绿荧光） （2）1×106 （3） ①. 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 ②. 加入等量的蒸馏水 ③. 胸腺重量 ④. A、B两组小鼠的胸腺重量相同且都大于C组 【解析】 【分析】分析图可知，图1表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③为脱分化形成愈伤组织，④为提取代谢产物。图2柱形图中，随着原生质体密度增大，双核异核融合体比例先升高后降低，其中在1×106个·mL-1时， 比例最高。 ②C组为对照组，若实验结果为A、B两组胸腺重量相同且都大于C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 【小问1详解】 据图示可知，过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体。诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG（（聚乙二醇））诱导融合，所以过程②利用化学诱导剂PEG诱导融合。由于三百草细胞酶解液中加入了红荧光色素，鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素，所以杂种原生质体应该带红、绿双色荧光色素。 【小问2详解】 由图2柱形图可知，在密度为1×106个·mL-1时， 双核异核融合体比例最高，说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个·mL-1。 【小问3详解】 为了判断融合体对动物免疫力的影响，实验的自变量应该是实验动物的处理方式，因变量是胸腺的质量，故 A组应该用三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物，C组为对照组，根据对A、B两组的处理，C组应用等量的蒸馏水，三组每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量。若A、B两组小鼠的胸腺重量相同且都大于C组，则说明融合体能增强动物免疫力，支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 20. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物，科研人员拟利用基因工程技术制备高效工程菌。 （1）利用___技术扩增红色荧光蛋白（RFP）基因后，将其与SA响应启动子N连接构建表达载体，导入用___处理过的大肠杆菌中，筛选获得工程菌甲。 （2）可通过单位水体中发红色荧光的菌体数量反映SA污染程度，但该监测结果除与SA含量有关外，还受到菌体数量的影响。科研人员改进了表达载体（如图1），得到工程菌乙。若观测到仅发绿色荧光的菌体数量为m，同时发红、绿荧光的菌体数量为n，则可用___反映SA污染程度。 （3）将水杨酸降解酶基因（S）与固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活）连接构建表达载体（如图2），导入工程菌乙，筛选获得工程菌丙。丙的作用优势体现在___。 （4）若CI调节因子基因的表达产物与CI抑制因子序列结合，会阻断其下游毒蛋白基因的表达。毒蛋白可导致细菌死亡。将图3所示的表达载体转入工程菌丙，筛选获得能“自杀”的工程菌。 ①该设计可实现当水体中___时，工程菌才启动自杀。 ②请从A~C中选择启动子填在图4的i和ii处，从D~F中选择基因填在iii处，设计一种可利用上述原理实现工程菌自杀的新质粒___。 A.启动子N B.固定期启动子 C.组成型启动子 D.毒蛋白基因 E.毒蛋白功能抑制基因 F.毒蛋白功能激活基因 （5）设计工程菌“自杀”的目的是___。 【答案】（1） ①. PCR ②. Ca2+ （2）n/（m+n） （3）在初期监测SA污染程度，在菌体增殖到一定数量后降解SA，治理污染效率高 （4） ①. 无SA污染时或SA被完全降解 ②. CAE （5）防止转基因工程菌带来的基因污染 【解析】 【分析】基因工程的基本步骤包括筛选目的基因、基因表达载体构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中目的基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。 【小问1详解】 利用PCR技术扩增红色荧光蛋白（RFP）基因后，将其与SA响应启动子N连接构建表达载体，导入用Ca2+处理过的大肠杆菌中，这样可以提高转化率，进而可以筛选获得工程菌甲。 【小问2详解】 由于目的基因与SA响应启动子N连接在一起，因而可通过单位水体中发红色荧光的菌体数量反映SA污染程度，但该监测结果除与SA含量有关外，还受到菌体数量的影响。科研人员改进了表达载体，得到工程菌乙。若观测到仅发绿色荧光的菌体数量为m（代表活菌数量），同时发红、绿荧光的菌体数量为n（代表感受SA的活菌数量），因而可用n/（m+n）反映SA污染程度。 【小问3详解】 将水杨酸降解酶基因（S）与固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活）连接构建表达载体（如图2），导入工程菌乙，筛选获得工程菌丙。丙的作用优势体现在不仅在初期能监测SA污染程度，在菌体增殖到一定数量后还可降解SA，进而可以达到治理污染的目的，表现出高效率。 【小问4详解】 ①该设计可实现当水体中无SA污染时或SA被完全降解时，工程菌才启动自杀，进而避免工程菌大量繁殖。 ②A、启动子N是SA响应启动子，该启动子可以感受SA的存在，此时需抑制毒蛋白功能，不能让工程菌自杀，为了达到上述目的，将该启动子与毒蛋白功能抑制基因相结合，进而实现在SA存在的情况下，工程菌的大量繁殖，启动子N填在ii处，毒蛋白功能抑制基因填在iii；毒蛋白基因前可连接组成型启动子，在无SA时可表达毒蛋白，实现工程菌自杀。 故选CAE。 【小问5详解】 设计工程菌“自杀”的目的是为了防止转基因工程菌带来的基因污染，进而可以降低基因工程的负面影响。 21. 科研人员发现了一种与细胞分裂持续时间有关的质量控制机例，称为“有丝分裂秒表”。为揭示这种“秒表”的功能，开展下列研究。 （1）细胞增殖具有周期性，一个细胞周期指的是_____。细胞周期的大部分时间处于分裂间期，此时期主要事件是完成_____，分裂间期包括G1期、S期和G2期三个阶段。 （2）为研究“有丝分裂秒表”的分子机制，科研人员利用正常细胞和P21基因缺失突变体细胞各160个开展研究。实验用细胞的正常有丝分裂时长在100min以内，细胞开始有丝分裂的时间不同。实验过程如图1，实验结果如图2. 研究表明，试剂M抑制有丝分裂前期纺锤体形成。图2实验结果说明：试剂M导致有丝分裂持续时间超过100min时，P21基因_____。 （3）已知p53蛋白能够结合到特定的DNA序列上，调控与细胞周期有关的多种基因的表达，P21基因可被p53蛋白诱导表达。p53以蛋白质复合体的形式存在并能传递给子细胞，监测有丝分裂持续的时间，称为“有丝分裂秒表”。 ①紫杉醇可以通过抑制纺锤体组装来延长有丝分裂时间，从而抑制癌细胞增殖。请结合本研究，解释“某些含p53缺失突变的癌症对紫杉醇不敏感”的可能原因。紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→_____（补充文字和箭头）。 ②评价细胞周期存在“有丝分裂秒表”这一调控机制的优势_____。 【答案】（1） ①. 连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止 ②. DNA分子的复制和有关蛋白质合成 （2）会导致子代细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡 （3） ①. 紫杉醇抑制纺锤体组装，有丝分裂时间延长→p53缺失突变的癌症患者细胞中不能合成p53，无法形成蛋白质复合体传递给子代→不能诱导子代细胞中P21基因的表达→子代细胞不能停滞在G期→癌细胞持续增殖，对紫杉醇不敏感 ②. “有丝分裂秒表”通过对有丝分裂时长的监控，可以及时发现并终止异常细胞的增殖，避免细胞癌变风险；外界条件不利时，可能导致亲代细胞有丝分裂时间延长，“有丝分裂秒表”可使子代细胞获知此信息，并使子代细胞停滞在G1期甚至凋亡，从而有效躲避外界不利条件 【解析】 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次细胞分裂完成时结束的一段时间。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期包括G1、S、G2，此时期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备，此后进入分裂期（M）。 【小问1详解】 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 【小问2详解】 研究表明，试剂M抑制有丝分裂前期纺锤体形成。图2实验结果说明：试剂M导致有丝分裂持续时间超过100min时，对照组的细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡，实验组的细胞能正常分裂，说明P21基因会导致子代细胞停滞在细胞周期的G1期甚至凋亡。 【小问3详解】 ①“某些含p53缺失突变的癌症对紫杉醇不敏感”的可能原因是有丝分裂的前期延长→p53缺失突变的癌症患者细胞中不能合成p53，无法形成蛋白质复合体传递给子代→不能诱导子代细胞中P21基因的表达→子代细胞不能停滞在G1期→癌细胞持续增殖，对紫杉醇不敏感。 ② “有丝分裂秒表”这一调控机制的优势是机体内异常细胞往往表现为有丝分裂时长增加（或“细胞周期异常”），“有丝分裂秒表”通过对有丝分裂时长的监控，可以及时发现并终止异常细胞的增殖，避免细胞癌变风险；外界条件不利时，可能导致亲代细胞有丝分裂时间延长，“有丝分裂秒表”可使子代细胞获知此信息，并使子代细胞停滞在G1期甚至凋亡，从而有效躲避外界不利条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$