精品解析:山东省临沂市2024-2025学年高二下学期7月期末生物试题
2025-07-27
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 临沂市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.89 MB |
| 发布时间 | 2025-07-27 |
| 更新时间 | 2026-06-26 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53232540.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
临沂市2023级普通高中学科素养水平检测考试
生物
2025.7
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项最符合题目要求。
1. 如图所示的四个方框代表蓝细菌、支原体、T2噬菌体和菠菜,其中阴影部分表示它们都具有的某种物质或结构。阴影部分可能包含( )
A. 核糖体 B. RNA C. DNA D. 染色体
【答案】C
【解析】
【详解】T2噬菌体是DNA病毒,由DNA和蛋白质组成;蓝细菌、支原体都是原核生物,菠菜是真核生物,都具有细胞结构,含有DNA和RNA两种核酸,图示阴影部分是T2噬菌体、蓝细菌、支原体、菠菜的共同点,故阴影部分可能包含DNA,C正确,ABD错误。
故选C。
2. 下列对生物体有机物的相关叙述,错误的是( )
A. 糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
B. 纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O
C. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D. 多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构
【答案】A
【解析】
【详解】A、糖原和蛋白质分别由葡萄糖、氨基酸单体聚合而成,属于多聚体;但脂肪由甘油和脂肪酸构成,并非由大量单体连接形成,因此脂肪不属于多聚体,A错误;
B、纤维素(C、H、O)、淀粉酶(含C、H、O、N)和核酸(含C、H、O、N、P)均含有C、H、O三种元素,B正确;
C、多肽链可通过链内氢键形成α螺旋或β折叠(如蛋白质二级结构);RNA单链也可通过碱基配对形成局部双链结构(如tRNA中的氢键),C正确;
D、多糖(如纤维素参与细胞壁构成)、蛋白质(如细胞膜中的载体蛋白)和固醇(如胆固醇参与动物细胞膜组成)均可作为细胞结构物质,D正确。
故选A。
3. 某些蛋白质经内质网加工后,通过囊泡运向高尔基体。外界环境(如高温)胁迫会导致未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网中积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A. 内质网与核糖体和高尔基体的联系都是通过囊泡进行的
B. (UPR)过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
C. 阻碍(UPR)可增强植物对高温胁迫的耐受性
D. 运向高尔基体的多肽链在核糖体完全合成后再转移到内质网中加工
【答案】B
【解析】
【详解】A、核糖体没有膜结构,内质网与核糖体的联系是通过核糖体直接附着于内质网膜,而非囊泡;而内质网与高尔基体的联系确实通过囊泡运输,A错误;
B、UPR需要细胞核调控基因表达(转录)、核糖体合成分子伴侣蛋白(翻译)、内质网进行折叠加工,三者协作完成,B正确;
C、阻碍UPR会导致未折叠蛋白无法修复,加剧内质网功能紊乱,降低植物对高温的耐受性,C错误;
D、分泌蛋白的合成是边合成边转移至内质网加工,而非完全合成后再转移,D错误。
故选B。
4. 胰腺导管腺癌(PDAC)患者的五年生存率仅为13%,是目前已知最致命的肿瘤之一。近年来研究发现,抑制PIKfyve(一种脂激酶)活性会干扰细胞自噬和溶酶体功能,并能够削弱PDAC细胞的代谢,甚至导致细胞死亡,为开发新型治疗方案提供了可能性。下列有关叙述错误的是( )
A. 分离细胞中的溶酶体常用的方法是差速离心法
B. 溶酶体通过自噬作用清除衰老损伤的细胞和细胞器
C. 推测抑制PIKfyve活性能够抑制癌细胞的生长和增殖
D. PDAC患者的细胞在营养缺乏时,可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
【答案】B
【解析】
【详解】A、分离细胞器常用差速离心法,溶酶体作为细胞器之一,分离方法正确,A正确;
B、溶酶体通过水解酶分解自噬体中的内容物,但自噬作用由细胞启动,并非溶酶体直接“通过自噬作用”清除,B错误;
C、抑制PIKfyve会干扰自噬和溶酶体功能,削弱癌细胞代谢并导致死亡,C正确;
D、PDAC患者细胞在营养缺乏时,仍可通过自噬分解自身物质获取能量,D正确。
故选B。
5. 取某绿色植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,分成两等份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和外界溶液之间没有溶质交换。下列有关叙述错误的是( )
A. 实验结果说明叶片细胞在甲糖溶液中可能发生了质壁分离
B. 若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶细胞吸水能力增大
C. 若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组小于甲组
D. 若测得乙糖溶液浓度不变,则乙中水分子进出叶细胞达到平衡
【答案】A
【解析】
【分析】根据题干,甲、乙糖溶液浓度(g/mL)相同,但甲糖相对分子质量为乙的2倍,故甲的物质的量浓度较低。
【详解】A、因为甲组中糖溶液浓度升高且叶细胞和外界溶液之间无溶质交换,平衡时甲糖溶液浓度升高,说明叶细胞吸水,不会发生质壁分离,A错误;
B、若乙糖溶液浓度降低,说明叶细胞在失水,叶细胞液浓度升高,其吸水能力增大,B正确;
C、若乙糖溶液浓度升高,说明乙组叶细胞吸水。已知甲糖相对分子质量约为乙糖的2倍,相同质量浓度下,甲糖溶液物质的量浓度小于乙糖溶液,故其净吸水量乙组小于甲组,C正确;
D、若乙糖溶液浓度不变,说明乙中水分子进出叶细胞达到平衡,D正确。
故选A。
6. 当土壤盐化后,细胞外的Na+通过转运蛋白A顺浓度梯度大量进入细胞,影响植物细胞的代谢,某耐盐植物可通过Ca2+浓度变化来减少Na+在细胞内的积累,相关机制如图所示。图中膜外H+经转运蛋白C进入细胞内的同时,可驱动Na+运输到细胞外。下列有关说法正确的是( )
A. 胞内Ca2+浓度增加对转运蛋白B和C的功能起促进作用
B. 使用Na+受体抑制剂会增加植物的抗盐胁迫能力
C. 图中盐胁迫下Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式不同
D. 推测农业上可通过增施钙肥来防止盐化土壤中有关农作物的减产
【答案】D
【解析】
【分析】小分子进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输。其中自由扩散和协助扩散是顺浓度梯度,主动运输是逆浓度梯度运输。
【详解】A、从图中可以看到,胞内Ca2+浓度增加时,对转运蛋白C有促进作用,转运蛋白B的作用是胞外Ca2+进入细胞内的通道蛋白,顺浓度梯度运输,胞内Ca2+浓度增加时,应该会对转运蛋白B有抑制作用,A错误;
B、使用Na+受体抑制剂,会抑制Na+与受体结合,不能减少细胞内Na+的积累,不会增加植物的抗盐胁迫能力,B错误;
C、图中盐胁迫下Na+通过转运蛋白A顺浓度梯度进入细胞,方式是协助扩散;膜外H+经转运蛋白C进入细胞内是顺浓度梯度,方式也是协助扩散,二者进入细胞的方式相同,C错误;
D、因为耐盐植物可通过Ca2+浓度变化来减少Na+在细胞内的积累,所以农业上增施钙肥,可调节植物细胞内Ca2+浓度,从而防止盐化土壤中有关农作物的减产,D正确。
故选D。
7. 辅酶Ⅰ(NAD+)在细胞呼吸和代谢过程中起重要作用。辅酶Ⅰ在细胞质基质中合成,因其带有电荷,无法通过自由扩散的方式通过线粒体内膜,只能借助线粒体内膜上的MCART1蛋白转运进入线粒体。下列叙述错误的是( )
A. NAD+可在线粒体基质中被转化为还原型辅酶I
B. 抑制MCART1蛋白的功能,细胞耗氧量下降
C. MCART1蛋白的合成开始于游离的核糖体
D. 无氧呼吸过程中丙酮酸生成乳酸也消耗NAD+
【答案】D
【解析】
【详解】A、线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段(柠檬酸循环),此过程中产生的氢与NAD⁺结合生成NADH(还原型辅酶Ⅰ),A正确;
B、线粒体内膜上完成有氧呼吸的第三阶段,线粒体内膜上的MCART1蛋白负责将NAD⁺转运至线粒体内,若抑制MCART1蛋白的功能,会导致线粒体内NAD⁺减少,生成的NADH减少,使NADH与氧结合的过程减弱,细胞耗氧量下降,B正确;
C、核糖体是蛋白质的合成车间,MCART1蛋白为线粒体内膜上的膜蛋白,其合成起始于游离核糖体,随后转移到粗面内质网加工,再经囊泡运输至线粒体,C正确;
D、无氧呼吸中,丙酮酸转化为乳酸的过程中有NADH的消耗,伴随着NAD⁺的生成,D错误。
故选D。
8. 黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述错误的是( )
A. ATP、ADP和Pi通过NTT时,需要与NTT结合
B. NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C. 图中进入叶绿体基质的ATP主要由线粒体产生
D. 光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
【答案】B
【解析】
【详解】A、载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质,NTT作为载体蛋白,运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物,A正确;
B、黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,因此不是主动运输,B错误;
C、黑暗条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,细胞呼吸的场所主要是线粒体,即图中进入叶绿体基质的ATP主要由线粒体产生,C正确;
D、光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致叶绿体基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从叶绿体基质到细胞质基质),当基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。
故选B。
9. 生物兴趣小组在密封容器的左、右两侧分别放置长势相同的健康植株甲、乙,甲植株左上角有适宜光源,乙植株无光源,中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换),然后在适宜条件下培养,一段时间后,撤去挡板继续培养。测定培养过程甲植株的光合速率与呼吸速率,得到曲线LⅠ。不考虑温度、水分等因素的影响,下列说法错误的是( )
A. 段限制光合速率的因素为CO2浓度
B. b点对应挡板打开,此时甲植株光合速率大于呼吸速率
C. 撤去挡板后,短时间内甲植株细胞叶绿体中C3含量增加
D. c点时甲植株光合速率大于乙植株
【答案】B
【解析】
【详解】A、ab段挡板存在,甲植株的光合作用消耗CO2,导致容器内CO2浓度逐渐降低,限制光合速率,即ab段限制光合速率的因素为CO2浓度,A正确;
B、b点挡板打开前,随着容器内CO2浓度逐渐降低,甲植株光合速率逐渐降低,在撤去挡板(即b点)后,光合速率又逐渐上升,说明挡板打开时甲植株光合速率等于呼吸速率,B错误;
C、撤去挡板后,甲植株和乙植株可以共享CO2,对于甲植株而言会增加CO2的供应,短时间内促进C3的生成,C正确;
D、挡板打开后,乙植株有光照,但因为距离远,光照强度小于甲植株,所以c点时甲植株光合速率大于乙植株,D正确。
故选B。
10. 我国具有悠久的酿酒文化和历史。《天工开物》中有“古来曲造酒,蘖造醴”的记载,“曲”指酿酒时所用的发酵剂,含有酵母菌,酵母菌也是高中生物实验中常用的实验材料。下列有关叙述正确的是( )
A. 实验①中,若溴麝香草酚蓝溶液最终变黄,则说明酵母菌进行有氧呼吸
B. 实验②中,可利用细菌计数板在显微镜下观察、统计酵母菌的数量
C. 实验③中,为提高果酒产量应始终保持无氧环境并将温度调至28℃
D. 实验④中,为获得DNA分子进行扩增,需先破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁
【答案】D
【解析】
【详解】A、实验①中,若溴麝香草酚蓝溶液最终变黄,则说明酵母菌产生了CO2,但不能说明进行了有氧呼吸,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2,A错误;
B、细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同,血细胞计数板比细菌计数板厚,常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数,用细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数,B错误;
C、实验③中,果酒制作适宜温度为28℃左右,开始有氧气存在,酵母菌进行有氧呼吸产生大量能量有利于其繁殖,后期为无氧环境进行酒精发酵,C错误;
D、PCR是体外进行DNA复制,为获得模板DNA,需先破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁,D正确。
故选D。
11. 亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用,土壤中的富硒细菌可将其还原为红色单质硒。如图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程,①~⑤为相应步骤。下列叙述正确的是( )
A. 培养富硒细菌时,培养基应调至酸性并添加维生素
B. 步骤②中可将1mL菌液加入9mL蒸馏水中得到稀释10倍的稀释液
C. 步骤④中可以根据菌落周围是否出现红色区域对目的菌株进行筛选
D. ④过程采用的是稀释涂布平板法,该方法用于计数时往往使结果偏大
【答案】C
【解析】
【分析】培养基的配方一般都含有碳源、氮源、水和无机盐。培养基还需要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质及对氧气的需求。纯化微生物的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,后者还可以计数。
【详解】A、培养细菌时,一般将培养基调至中性或弱碱性, A错误;
B、将1mL菌液加入9mL无菌水中,总体积变为1 + 9=10mL,菌液被稀释了10倍,B错误;
C、因为富硒细菌可将亚硒酸钠还原为红色单质硒,所以步骤④中可以根据菌落周围是否出现红色区域来判断该菌落是否为能还原亚硒酸钠的目的菌株,从而进行筛选,C正确;
D、 ④过程采用的是稀释涂布平板法,当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,所以该方法用于计数时往往使结果偏小,D错误。
故选C。
12. 我国科学家利用基因编辑技术,获得一只生物节律核心基因BAML1 “敲除”的猕猴,取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合形成重构胚,进一步培育出了BAML1基因敲除的5只克隆猴,用于生物节律机制的研究。下列叙述错误的是( )
A. 采集卵母细胞前可用促性腺激素处理雌猴促其排卵
B. 重构胚可用Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等激活,使之完成细胞分裂和发育进程
C. 早期胚胎需培养至囊胚或原肠胚时期,移植到经同期发情处理的受体猕猴中
D. 可将早期胚胎分割成4等份,经胚胎移植所得到的4个后代遗传物质相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、促性腺激素可促进雌猴超数排卵,采集卵母细胞前可用促性腺激素处理雌猴以便采集更多卵母细胞,A正确;
B、重构胚需通过电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶抑制剂等方法激活,模拟受精卵激活信号,启动细胞分裂,B正确;
C、胚胎移植通常在桑葚胚或囊胚阶段进行,原肠胚已开始分化且需着床,无法直接移植,C错误;
D、胚胎分割可将早期胚胎(如桑葚胚)分为4等份,分割后遗传物质相同,经移植可得到遗传一致的后代,D正确。
故选C。
13. 某研究小组尝试以不同品种的观赏凤梨“橙夏”、“星芒”及食用凤梨“巴厘”为实验材料,通过体细胞杂交技术研发凤梨新品种。下列叙述正确的是( )
A. 原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
B. 融合后形成的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基,再转接到诱导生芽的培养基上
C. 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D. 培育凤梨新品种的过程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【详解】A、原生质体无细胞壁保护,在低渗溶液中会导致其吸水涨破,需在等渗溶液中保存,A错误;
B、植物组织培养中,通常先诱导愈伤组织生芽,再诱导生根,以提高存活率,B错误;
C、体细胞杂交形成的杂种细胞初期含双亲细胞核,但后续分裂时核融合,植株细胞核为1个,C错误;
D、细胞融合依赖细胞膜流动性,杂种细胞发育成植株体现细胞全能性,D正确。
故选D。
14. 某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是( )
A. 提取DNA时,可将研磨液进行离心处理,DNA在沉淀中
B. 将DNA丝状物溶于NaCl后,加入二苯胺试剂即会呈现蓝色
C. 凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA大小和构象均有关
D. 琼脂糖溶液倒入模具前需加入适量的凝胶载样缓冲液并混匀
【答案】C
【解析】
【分析】DNA 不溶于酒精,在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同,二苯胺试剂可用于鉴定 DNA,在沸水浴条件下会呈现蓝色。在电泳过程中,DNA 分子的迁移速率受到多种因素影响。
【详解】A、提取DNA时,离心后细胞碎片等杂质会沉淀,而DNA主要存在于上清液中,需后续通过改变盐浓度或加入酒精使其沉淀,A错误;
B、将DNA丝状物溶于NaCl后,加入二苯胺试剂在沸水浴条件下才会显蓝色,常温下无法直接显色,B错误;
C、凝胶电泳中,DNA迁移速率受凝胶浓度(影响孔径大小)、DNA分子大小(小分子迁移快)及构象(线状、环状等)共同影响,C正确;
D、凝胶载样缓冲液用于与DNA样品混合后点样,而非加入琼脂糖溶液中。制备凝胶时无需加入缓冲液,D错误。
故选C。
15. 科学家通过体外诱导角膜损伤患者的体细胞,获得了诱导多能干细胞(iPS细胞),再将iPS细胞定向分化为角膜上皮细胞,从而修复受损组织。干细胞分化和增殖依赖生长因子的调控,生长因子与细胞膜上受体结合后激活细胞内信号通路,推动细胞周期进程。下列叙述错误的是( )
A. 可将特定的基因导入患者的体细胞诱导其突变为iPS细胞
B. iPS细胞分化为角膜上皮细胞并未体现细胞的全能性
C. 生长因子相关信号传递受阻会导致细胞周期阻滞
D. iPS细胞与角膜上皮细胞的DNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、iPS细胞的诱导是通过向体细胞中导入特定基因、或直接将特定蛋白导入细胞或者用小分子化合物等来诱导形成,这一过程属于基因表达的调控,而非基因突变。基因突变是基因中碱基序列的改变,而iPS细胞的诱导未涉及此,A错误;
B、细胞全能性需发育为完整个体,而iPS细胞分化为角膜上皮细胞仅形成单一类型细胞,未体现全能性,B正确;
C、生长因子通过信号通路激活细胞周期进程,若信号传递受阻,细胞无法完成周期进程,导致周期阻滞,C正确;
D、iPS细胞通过细胞分化形成角膜上皮细胞,分化过程中遗传物质不变,因此iPS细胞与角膜上皮细胞的DNA相同,但由于分化过程中基因选择性表达,故mRNA和蛋白质种类不完全相同,D正确。
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 研究表明,人体内存在两种脂肪组织,一种是白色脂肪组织(WAT)——只贮存脂肪,不燃烧脂肪;另一种是褐色脂肪组织(BAT)——含有丰富的血管和线粒体,可以将脂肪高效转化为热能。实验表明,通过基因敲除技术获得缺少促食素(由脑细胞产生的激素,能够激活褐色脂肪组织)的小鼠虽然比正常的小鼠吃得少,但体重却比正常小鼠重。下列说法错误的是( )
A. 脂肪、磷脂、胆固醇都可参与构成动物细胞膜
B. 耐极端低温细菌的细胞膜上不饱和脂肪酸的比例较高
C. 体型偏瘦型可能是机体分泌促食素多,其催化脂肪高效转化为热能
D. 注射适量促食素有利于肥胖患者控制体重,从而减少肥胖引起的相关疾病
【答案】AC
【解析】
【详解】A、脂肪(三酰甘油)是储能物质,不参与构成细胞膜;细胞膜的主要成分是磷脂、蛋白质,还有少量的胆固醇(动物细胞),A错误;
B、饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固,耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸,其熔点低,可维持膜流动性,B正确;
C、促食素是激素,通过调节作用激活BAT产热,而非直接“催化”(催化由酶完成),C错误;
D、注射促食素可增强BAT活性,促进脂肪分解产热,帮助控制体重,从而减少肥胖引起的相关疾病,D正确。
故选AC。
17. 为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是( )
步骤
甲组
乙组
丙组
①
加入2mL淀粉溶液
加入2mL淀粉溶液
加入2mL蔗糖溶液
②
加入2mL淀粉酶溶液
加入2mL蒸馏水
?
③
60℃水浴加热,然后各加入2mL斐林试剂,再60℃水浴加热
A. 丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B. 两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C. 根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D. 甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】淀粉酶的专一性指其仅催化淀粉水解,不能催化其他底物(如蔗糖)。实验需设置不同底物与酶的组合,并通过检测还原糖验证结果。斐林试剂用于检测还原糖,但需在沸水浴条件下显色,而题目中实验步骤的温度设置可能影响结果判断。
【详解】A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液,而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同,若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性,A错误;
B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应,第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件,B错误;
C、乙组(淀粉+蒸馏水)未加酶,若未显色说明淀粉本身不含还原糖,若显色则可能底物被污染或分解,因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖,C正确;
D、甲组(淀粉+淀粉酶)水解产物为葡萄糖(还原糖),与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色;丙组(蔗糖+淀粉酶)无水解产物,故丙组出现蓝色,D错误。
故选C。
18. 光照过强会使得电子积累过多,过多的电子会产生活性氧破坏类囊体膜,导致光合速率下降,这种现象被称作光抑制。我国科学家利用能接收电子的人工电子梭(铁氰化钾)有效解除微藻的光抑制,实验结果如图,下列分析不合理的是( )
A. 对照组类囊体膜上水分解释放的电子用于NADH的形成
B. 对照组光照强度由I1突然增加到I2,C3含量基本不变
C. 实验组中铁氰化钾通过分流电子避免活性氧的产生,对类囊体膜起保护作用
D. 分别用I1、I3光照强度处理微藻再加入适量铁氰化钾后置于I3光照强度下,I1组的光合放氧速率高
【答案】A
【解析】
【分析】“电子积累过多会产生活性氧破坏类囊体膜,使光合速率下降”,实验结果中,加入铁氰化钾的组相比对照组在高光照强度下没有光抑制,光合速率持续增加,推测铁氰化钾能将光合作用产生电子及时导出,使细胞内活性氧水平下降,降低类囊体膜受损伤的程度,因而能够有效解除光抑制。
【详解】A、对照组类囊体膜上水分解释放的电子用于NADPH的形成,A错误;
B、对照组光照强度由I1增加到I2过程达到光饱和,C3基本不变,B正确;
C、实验组中铁氰化钾通过分流电子避免活性氧的产生,对类囊体膜起保护作用,C正确;
D、经I1和I3处理的微藻,I1下损伤程度低,加入适量铁氰化钾后置于I3光照强度下,I1组的光合放氧速率高,D正确。
故选A。
19. 在精子入卵后,被激活的雌性小鼠卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图所示),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞抽提液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法正确的是( )
A. 刚刚排出的精子需要获能后才能与成熟的卵子完成受精
B. 常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C. 上述实验说明,第二极体会发育为胚胎的重要组成部分
D. 早期胚胎发育时细胞数目不断增多,但总体积并不增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、刚刚排出的精子需要在雌性生殖道内或者体外获能后才能与成熟的卵子完成受精,A正确;
B、在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志,B正确;
C、由题干信息可知,雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体,第二极体没有发育为胚胎的重要组成部分,C错误;
D、早期胚胎发育的卵裂期时,细胞数目不断增多,而总体积不变,每个细胞体积在减小,D正确。
故选ABD。
20. 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。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 酵母菌是一类单细胞真菌,与人类的生产、生活息息相关。出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器,定位在液泡膜上的(水解酶)使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一,具体机制如图所示。
(1)结合图示可知,细胞质基质的H+以________方式进入液泡,V-ATPase的作用有________(答出两点),从而引起液泡的酸化。ATP水解酶的结构异常改变会使液泡酸化受阻,导致细胞质基质中Cys的浓度升高,原因是___________________。
(2)正常情况下,Fe进入线粒体后形成Fe-S复合物。研究发现,细胞质基质中Cys浓度升高会抑制Fe进入线粒体,从而导致线粒体功能衰退,使酵母菌进行________________,产生的酒精量增多,酒精可用________________试剂检测。
(3)已知物质X能抑制V-ATPase的活性,结合以上信息,请以正常酵母菌为实验材料,请设计实验确定ATP水解酶功能异常与线粒体功能的关系,简要写出实验思路_________________。
【答案】(1) ①. 主动运输 ②. 运输和催化 ③. ATP水解酶的结构改变会使液泡酸化受阻,液泡中氢离子浓度减少,Cys运进液泡需要借助氢离子浓度梯度,该浓度梯度变小,因此运进液泡的Cys减少,细胞质基质中浓度升高
(2) ①. 无氧呼吸 ②. 酸性重铬酸钾
(3)正常酵母菌分2组,甲组不做处理,乙组培养液中添加X,其他条件保持一致,通过检测培养液中酒精浓度来判断线粒体功能
【解析】
【分析】酵母菌为真核生物,大肠杆菌为原核生物,二者最大区别是有无以核膜包被的细胞核,原核生物只有唯一的细胞器就是核糖体,核糖体的形成与细胞核中的核仁有关。液泡是一种由生物膜包被的细胞器,主要存在于植物细胞中。低等动物特别是单细胞动物的食物泡、收缩泡等也属于液泡。液泡的功能主要是调节细胞渗透压,维持细胞内水分平衡;积累和贮存养料及多种代谢产物;吞噬消化细胞内破坏的成分。
【小问1详解】
由图可知,H+从细胞质基质进入液泡需要载体,同时消耗能量,属于主动运输。图中ATP水解酶是存在于液泡膜上的蛋白质,结合图示可知其作用有运输和催化,从而引起液泡的酸化。液泡酸化受阻对导致H+势能降低,从而引起细胞质基质中Cys不能主动运输到液泡,故导致细胞质基质中Cys的浓度升高。
【小问2详解】
胞质基质中Cys浓度升高会抑制Fe进入线粒体进而导致线粒体功能异常,使酵母菌厌氧呼吸产生的酒精量增多,产生的酒精量增多,酒精可用酸性重铬酸钾试剂检测。
【小问3详解】
物质X能抑制V-ATPase的活性,探究ATP水解酶功能异常与线粒体功能的关系,实验自变量是培养液中是否添加X,细胞质基质中Cys浓度升高会抑制Fe进入线粒体,从而导致线粒体功能衰退。结合题干信息,可用酸性重铬酸钾检测培养液中酒精浓度来判断线粒体功能。
22. ATP既是能量“货币”,也可作为神经细胞间信息传递的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。
(1)神经细胞中产生ATP的场所是________,请写出ATP水解的反应式:________________。
(2)研究发现,正常成年人安静状态下24h有40kg的ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是__________。
(3)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个全部脱离下来,最后剩下的是________(填中文名称)。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高的原因是_____________。
(4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质处理细胞24h,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡率,经过多次实验后,所得数据如下表所示。
实验组编号
A
B
C
D
E
F
X物质的质量浓度/(4ng/mL)
0
2
4
8
15
32
细胞内ATP的浓度/(nmol/mL)
80
70
50
20
5
1
细胞死亡率/%
1
3
10
25
70
95
①据表格数据及所学知识分析,该实验的因变量之间有何联系?_______。
②若用混有质量浓度为4ng/mL的X物质的饲料饲喂大鼠,实验发现大鼠小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等小分子物质的功能受到抑制。结合上述表格推测该过程受抑制的原因__________________。
【答案】(1) ①. 细胞质基质和线粒体 ②. ATPADP+Pi+能量
(2)ATP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中
(3) ①. 腺苷 ②. 与无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应活化能
(4) ①. 细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加 ②. 小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸的方式为耗能的主动运输,X物质会减少细胞内ATP含量,从而抑制物质的主动运输
【解析】
【分析】与ATP有关的5点总结:
(1)ATP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。
(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中所需的酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同,但是物质是可循环利用的。
(3)ATP的形成需要满足4个条件:2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成ATP的过程中有水生成。
(4)ATP并不都是能用于各项生命活动,光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应,转化成有机物中的能量。
【小问1详解】
神经细胞是动物细胞,其中的ATP主要来自呼吸作用。呼吸作用的场合是细胞质基质和线粒体,因此神经细胞中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体,ATPADP+Pi+能量。
【小问2详解】
ATP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。
【小问3详解】
ATP脱下一个磷酸基团是ADP,脱去两个磷酸基团是AMP,三个磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的物质为腺苷。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高的原因是与无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应活化能。
【小问4详解】
①各组实验中X物质的浓度不同,导致各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率不同,则该实验的因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。由表格数据分析可知,因变量之间关系为细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加。
②小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸的方式为主动运输,需要消耗能量,若用混有浓度为4ng/mL-1的X物质的饲料饲喂大鼠,X物质会减少细胞内的ATP浓度,从而会抑制大鼠对葡萄糖和氨基酸等营养物质的吸收。
23. 光反应中光合电子传递链主要由光系统Ⅱ(PSⅡ)、b6f和光系统Ⅰ(PSⅠ)等复合体组成,能将水光解所释放的电子传递给NADP+,该过程称为线性电子传递途径。已知植物光合作用还存在另一种环式电子传递途径,如图1所示。环式电子传递通常只有线性电子传递的3%左右。
(1)PSⅠ和PSⅡ含有蛋白质和________,其传递的电子最终用于生成NADPH,NADPH在光合过程中的作用是________________________。
(2)高温胁迫下,PSⅡ中的捕光复合体容易脱落,导致光能利用率下降。此时仅由PSⅠ推动的________电子传递途径被激活,使光反应产生的ATP与NADPH的比值________,原因是________。
(3)研究表明:蛋白PGR5是触发环式电子传递的关键成分,其降解过程受到蛋白L1和蛋白L2的调节。为探究其作用机制,科研人员从拟南芥中筛选出3种突变体,检测环式电子传递强度如下表所示。
拟南芥
突变情况
环式电子传递强度
突变体1
L1缺失
突变体2
L2缺失
突变体3
L1缺失、L2缺失
野生型
无
注:“”号数量与环式电子传递强度呈正相关。
根据检测结果,某同学提出了如图2所示的PGR5降解调节机制模型,该机制模型________(填“是”或“否”)合理,理由是________________________。
【答案】(1) ①. 光合色素 ②. 为暗反应中C3的还原提供还原剂和能量
(2) ①. 环式 ②. 升高 ③. 环式电子传递途径不产生NADPH但产生ATP,PSⅡ受抑制使线性电子传递产生的ATP和NADPH减少,环式电子传递被激活后补充ATP
(3) ①. 否 ②. 根据该模型,突变体3和突变体1的CEF强度应相近,与结果不符
【解析】
【分析】光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的;暗反应阶段是在叶绿体的基质中进行的,CO2被利用,经过一系列反应后生成糖类。
【小问1详解】
PSII和PSI位于类囊体薄膜上,参与光反应,所以二者含有蛋白质和光合色素(包括叶绿素、类胡萝卜素)。NADPH在光合暗反应中,为C3的还原提供还原剂(提供氢 )和能量,将C3还原为糖类等有机物。
【小问2详解】
由题干可知存在环式电子传递途径,高温胁迫下PSⅡ受影响,此时仅由PSⅠ 推动的是环式电子传递途径。线性电子传递能产生ATP和NADPH,环式电子传递不产生NADPH但产生ATP,PSⅡ 受抑制使线性电子传递产生的ATP和NADPH减少,环式电子传递被激活后补充ATP,所以光反应产生的ATP与NADPH的比值升高 。
【小问3详解】
蛋白PGR5是触发CEF的关键成分,其降解过程受到蛋白L1和蛋白L2的调节,根据图2该同学的模型,L1抑制PGR5的降解,L2抑制L1的作用,如果该模型正确,则突变体3和突变体1的CEF强度应相近,与结果不符,所以该模型不合理。
24. 一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,将两株不同杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体;PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白;CD28是T细胞表面受体。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白,又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白,从而激活T细胞,通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的生产流程,图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。
(1)图1过程用到的动物细胞工程技术涉及的相关原理有________________。相对于植物体细胞杂交技术中所用的诱导原生质体融合的方法,图1中所示的诱导融合所特有的是________法。在体外进行动物细胞培养时必须保证的环境条件之一为无菌,即需要________________。
(2)分离出B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合后利用HAT选择培养基进行初筛,将获得的细胞进行多倍稀释,借助多孔细胞培养板,利用________原理进行进一步筛选得到杂交瘤细胞A/B,再诱导两种杂交瘤细胞融合。此时,再利用HAT选择培养基________(填“能”或“不能”)成功筛选出融合的双杂交瘤细胞,原因是_________________________。
(3)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合,因此杂交瘤细胞AB会产生________(填“一种”或“多种”)抗体。筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质,该过程至少需要________次抗原检测。双杂交瘤细胞体外培养到一定时期因为________________等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
【答案】(1) ①. 细胞增殖和细胞膜的流动性 ②. 灭活病毒 ③. 需要在超净工作台,酒精灯旁进行操作,保持无菌、无毒的环境
(2) ①. 抗原抗体特异性结合 ②. 不能 ③. 两种杂交瘤细胞本身已具有HAT抗性,无法区分融合与否
(3) ①. 多种 ②. 2 ③. 接触抑制、营养耗竭、代谢废物积累等因素
【解析】
【分析】1、动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
2、单克隆抗体的制备过程:
①用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
②用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
④将抗体检测呈阳性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。
⑤从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【小问1详解】
1过程中用到的动物细胞工程技术主要有动物细胞培养技术、动物细胞融合技术,涉及到的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性。相对于植物体细胞杂交技术中所用的诱导原生质体融合的方法,图1中所示的诱导融合所特有的是灭活病毒法。在体外进行动物细胞培养时必须保证的环境条件之一为无菌,即需要在超净工作台,酒精灯旁进行操作,保持无菌、无毒的环境。
【小问2详解】
要筛选出两种杂交瘤细胞的融合细胞,可以利用抗原抗体特异性结合的原理进行进一步筛选得到杂交瘤细胞A/B,再诱导两种杂交瘤细胞融合。此时,再利用HAT选择培养基不能成功筛选出融合的双杂交瘤细胞,原因是两种杂交瘤细胞本身已具有HAT抗性,无法区分融合与否,即HAT选择培养基只能筛选初次融合的杂交瘤细胞。
【小问3详解】
抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合,因此杂交瘤细胞AB会产生多种抗体。筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质,由于要分别检测对PSMA和CD28的结合能力,该过程至少需要2次抗原检测。双杂交瘤细胞体外培养到一定时期因为接触抑制、营养耗竭、代谢废物积累等因素而分裂受阻,需要传代培养。
25. 土壤盐渍化影响水稻生长发育,研究人员将水稻耐盐碱基因OsMYB56导入普通水稻中,培育出了耐盐碱水稻新品种。具体操作流程及可能用到的限制酶如下图,①~⑦表示操作过程,其中Bar为抗除草剂基因,Tetr为四环素抗性基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因。已知AUG为起始密码子,UAA、UAG、UGA为终止密码子。
限制酶
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
识别位点及切割位点(5’→3’)
(1)过程①、②利用的酶有________,已知OsMYB56基因两端不含限制酶识别序列,为与载体连接可在该引物的________端添加相应的识别序列,结合图中信息分析,过程②扩增OsMYB56基因时图中右侧使用的引物序列为________________(从5'端向3'端方向写出前12个碱基)。
(2)根据基因表达载体的结构组成推测,Ti质粒中CaMV35S的功能是________;基因表达载体中,OsMYB56基因和Bar基因转录模板链________(填“是”或“否”)为Ti质粒的同一条链,其中Bar基因转录的模板链为________(填“a链”或“b链”)。
(3)过程④导入根瘤农杆菌常用的方法是________,筛选含有重组质粒的根瘤农杆菌时,应分别先后使用含________的选择培养基筛选,预期结果是________________。
【答案】(1) ①. 逆转录酶和Taq 酶 ②. 5' ③. TGATCACTATCC
(2) ①. RNA聚合酶识别和结合的位点 ②. 否 ③. a
(3) ①. 感受态细胞法 ②. 四环素、氨苄青霉素 ③. 在含四环素培养基上能生长,在含氨苄青霉素培养基上不能生长
【解析】
【分析】PCR技术可特异性的扩增DNA片段,关键在于引物可以和特定DNA片段的3'端特异性结合,使耐高温的DNA聚合酶沿引物的3'端延伸子链。基因表达载体一般包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点等元件。
【小问1详解】
过程①是反转录 PCR,反转录是以RNA为模板利用逆转录酶合成DNA的过程,即过程①利用反转录PCR以总RNA为模板扩增获得cDNA。过程②是利用cDNA为模板扩增OsMYB56基因的过程,该过程利用的酶是热稳定DNA聚合酶,即Taq酶。据图可知,质粒中的两个标记基因Tetr和Ampr中都含有限制酶BamHⅠ识别序列,如果用限制酶BamHⅠ,会破坏质粒中的两个标记基因,为防止质粒自身环化,保证OsMYB56和酶切后的质粒定向连接,需要用双酶切,因此过程③可以选择限制酶Sac I和BclⅠ,在进行PCR操作时,引物分别要与基因两条链的3'端碱基序列互补配对结合,因此过程②利用cDNA为模板扩增OsMYB56基因时使用的两种引物的序列为(左侧)5'-GAGCTCATGAGA-3'、(右侧)5'-TGATCACTATCC-3'。为了便于将扩增的DNA片段与载体连接,是在引物的5'端加上了限制酶识别序列。
【小问2详解】
基因表达载体的结构应该包括启动子、终止子、复制原点、限制酶切割位点、标记基因等,由图可知CaMV35S是启动子,功能是RNA聚合酶识别和结合的位点。RNA聚合酶的移动方向是从启动子移向终止子,故两个基因编码链方向相反,OsMYB56基因和Bar基因转录模板链不是Ti质粒的同一条链。RNA聚合酶的移动方向代表转录的方向,具体来说,RNA聚合酶沿DNA的3′端向5′端移动,因此Bar基因转录的模板链为a链。
【小问3详解】
一般采用感受态细胞法将表达载体导入农杆菌,通常利用Ca2+处理农杆菌细胞,使其处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态。 据图可知,质粒中的两个标记基因Tetr和Ampr中都含有限制酶BamHⅠ识别序列,如果用限制酶BamHⅠ,会破坏质粒中的两个标记基因,为防止质粒自身环化,保证OsMYB56和酶切后的质粒定向连接,需要用双酶切,因此过程③可以选择限制酶SacI和BcII。据图可知,限制酶SacI和BcII破坏了Ampr(氨苄青霉素抗性基因),只保留了四环素抗性基因(Tetr),为了筛选出含重组质粒的受体细胞,应在添加四环素的选择培养基上培养,再使用含氨苄青霉素的培养基。预期结果是在含四环素培养基上能生长,在含氨苄青霉素培养基上不能生长。
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2025.7
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项最符合题目要求。
1. 如图所示的四个方框代表蓝细菌、支原体、T2噬菌体和菠菜,其中阴影部分表示它们都具有的某种物质或结构。阴影部分可能包含( )
A. 核糖体 B. RNA C. DNA D. 染色体
2. 下列对生物体有机物的相关叙述,错误的是( )
A. 糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体
B. 纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O
C. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键
D. 多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构
3. 某些蛋白质经内质网加工后,通过囊泡运向高尔基体。外界环境(如高温)胁迫会导致未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网中积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A. 内质网与核糖体和高尔基体的联系都是通过囊泡进行的
B. (UPR)过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
C. 阻碍(UPR)可增强植物对高温胁迫的耐受性
D. 运向高尔基体的多肽链在核糖体完全合成后再转移到内质网中加工
4. 胰腺导管腺癌(PDAC)患者的五年生存率仅为13%,是目前已知最致命的肿瘤之一。近年来研究发现,抑制PIKfyve(一种脂激酶)活性会干扰细胞自噬和溶酶体功能,并能够削弱PDAC细胞的代谢,甚至导致细胞死亡,为开发新型治疗方案提供了可能性。下列有关叙述错误的是( )
A. 分离细胞中的溶酶体常用的方法是差速离心法
B. 溶酶体通过自噬作用清除衰老损伤的细胞和细胞器
C. 推测抑制PIKfyve活性能够抑制癌细胞的生长和增殖
D. PDAC患者的细胞在营养缺乏时,可通过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
5. 取某绿色植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,分成两等份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和外界溶液之间没有溶质交换。下列有关叙述错误的是( )
A. 实验结果说明叶片细胞在甲糖溶液中可能发生了质壁分离
B. 若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶细胞吸水能力增大
C. 若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组小于甲组
D. 若测得乙糖溶液浓度不变,则乙中水分子进出叶细胞达到平衡
6. 当土壤盐化后,细胞外的Na+通过转运蛋白A顺浓度梯度大量进入细胞,影响植物细胞的代谢,某耐盐植物可通过Ca2+浓度变化来减少Na+在细胞内的积累,相关机制如图所示。图中膜外H+经转运蛋白C进入细胞内的同时,可驱动Na+运输到细胞外。下列有关说法正确的是( )
A. 胞内Ca2+浓度增加对转运蛋白B和C的功能起促进作用
B. 使用Na+受体抑制剂会增加植物的抗盐胁迫能力
C. 图中盐胁迫下Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式不同
D. 推测农业上可通过增施钙肥来防止盐化土壤中有关农作物的减产
7. 辅酶Ⅰ(NAD+)在细胞呼吸和代谢过程中起重要作用。辅酶Ⅰ在细胞质基质中合成,因其带有电荷,无法通过自由扩散的方式通过线粒体内膜,只能借助线粒体内膜上的MCART1蛋白转运进入线粒体。下列叙述错误的是( )
A. NAD+可在线粒体基质中被转化为还原型辅酶I
B. 抑制MCART1蛋白的功能,细胞耗氧量下降
C. MCART1蛋白的合成开始于游离的核糖体
D. 无氧呼吸过程中丙酮酸生成乳酸也消耗NAD+
8. 黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述错误的是( )
A. ATP、ADP和Pi通过NTT时,需要与NTT结合
B. NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C. 图中进入叶绿体基质的ATP主要由线粒体产生
D. 光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
9. 生物兴趣小组在密封容器的左、右两侧分别放置长势相同的健康植株甲、乙,甲植株左上角有适宜光源,乙植株无光源,中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换),然后在适宜条件下培养,一段时间后,撤去挡板继续培养。测定培养过程甲植株的光合速率与呼吸速率,得到曲线LⅠ。不考虑温度、水分等因素的影响,下列说法错误的是( )
A. 段限制光合速率的因素为CO2浓度
B. b点对应挡板打开,此时甲植株光合速率大于呼吸速率
C. 撤去挡板后,短时间内甲植株细胞叶绿体中C3含量增加
D. c点时甲植株光合速率大于乙植株
10. 我国具有悠久的酿酒文化和历史。《天工开物》中有“古来曲造酒,蘖造醴”的记载,“曲”指酿酒时所用的发酵剂,含有酵母菌,酵母菌也是高中生物实验中常用的实验材料。下列有关叙述正确的是( )
A. 实验①中,若溴麝香草酚蓝溶液最终变黄,则说明酵母菌进行有氧呼吸
B. 实验②中,可利用细菌计数板在显微镜下观察、统计酵母菌的数量
C. 实验③中,为提高果酒产量应始终保持无氧环境并将温度调至28℃
D. 实验④中,为获得DNA分子进行扩增,需先破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁
11. 亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用,土壤中的富硒细菌可将其还原为红色单质硒。如图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程,①~⑤为相应步骤。下列叙述正确的是( )
A. 培养富硒细菌时,培养基应调至酸性并添加维生素
B. 步骤②中可将1mL菌液加入9mL蒸馏水中得到稀释10倍的稀释液
C. 步骤④中可以根据菌落周围是否出现红色区域对目的菌株进行筛选
D. ④过程采用的是稀释涂布平板法,该方法用于计数时往往使结果偏大
12. 我国科学家利用基因编辑技术,获得一只生物节律核心基因BAML1 “敲除”的猕猴,取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合形成重构胚,进一步培育出了BAML1基因敲除的5只克隆猴,用于生物节律机制的研究。下列叙述错误的是( )
A. 采集卵母细胞前可用促性腺激素处理雌猴促其排卵
B. 重构胚可用Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等激活,使之完成细胞分裂和发育进程
C. 早期胚胎需培养至囊胚或原肠胚时期,移植到经同期发情处理的受体猕猴中
D. 可将早期胚胎分割成4等份,经胚胎移植所得到的4个后代遗传物质相同
13. 某研究小组尝试以不同品种的观赏凤梨“橙夏”、“星芒”及食用凤梨“巴厘”为实验材料,通过体细胞杂交技术研发凤梨新品种。下列叙述正确的是( )
A. 原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
B. 融合后形成的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基,再转接到诱导生芽的培养基上
C. 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D. 培育凤梨新品种的过程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
14. 某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是( )
A. 提取DNA时,可将研磨液进行离心处理,DNA在沉淀中
B. 将DNA丝状物溶于NaCl后,加入二苯胺试剂即会呈现蓝色
C. 凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA大小和构象均有关
D. 琼脂糖溶液倒入模具前需加入适量的凝胶载样缓冲液并混匀
15. 科学家通过体外诱导角膜损伤患者的体细胞,获得了诱导多能干细胞(iPS细胞),再将iPS细胞定向分化为角膜上皮细胞,从而修复受损组织。干细胞分化和增殖依赖生长因子的调控,生长因子与细胞膜上受体结合后激活细胞内信号通路,推动细胞周期进程。下列叙述错误的是( )
A. 可将特定的基因导入患者的体细胞诱导其突变为iPS细胞
B. iPS细胞分化为角膜上皮细胞并未体现细胞的全能性
C. 生长因子相关信号传递受阻会导致细胞周期阻滞
D. iPS细胞与角膜上皮细胞的DNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 研究表明,人体内存在两种脂肪组织,一种是白色脂肪组织(WAT)——只贮存脂肪,不燃烧脂肪;另一种是褐色脂肪组织(BAT)——含有丰富的血管和线粒体,可以将脂肪高效转化为热能。实验表明,通过基因敲除技术获得缺少促食素(由脑细胞产生的激素,能够激活褐色脂肪组织)的小鼠虽然比正常的小鼠吃得少,但体重却比正常小鼠重。下列说法错误的是( )
A. 脂肪、磷脂、胆固醇都可参与构成动物细胞膜
B. 耐极端低温细菌的细胞膜上不饱和脂肪酸的比例较高
C. 体型偏瘦型可能是机体分泌促食素多,其催化脂肪高效转化为热能
D. 注射适量促食素有利于肥胖患者控制体重,从而减少肥胖引起的相关疾病
17. 为探究淀粉酶是否具有专一性,有同学设计了实验方案,主要步骤如表。下列相关叙述合理的是( )
步骤
甲组
乙组
丙组
①
加入2mL淀粉溶液
加入2mL淀粉溶液
加入2mL蔗糖溶液
②
加入2mL淀粉酶溶液
加入2mL蒸馏水
?
③
60℃水浴加热,然后各加入2mL斐林试剂,再60℃水浴加热
A. 丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液
B. 两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性
C. 根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖
D. 甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀
18. 光照过强会使得电子积累过多,过多的电子会产生活性氧破坏类囊体膜,导致光合速率下降,这种现象被称作光抑制。我国科学家利用能接收电子的人工电子梭(铁氰化钾)有效解除微藻的光抑制,实验结果如图,下列分析不合理的是( )
A. 对照组类囊体膜上水分解释放的电子用于NADH的形成
B. 对照组光照强度由I1突然增加到I2,C3含量基本不变
C. 实验组中铁氰化钾通过分流电子避免活性氧的产生,对类囊体膜起保护作用
D. 分别用I1、I3光照强度处理微藻再加入适量铁氰化钾后置于I3光照强度下,I1组的光合放氧速率高
19. 在精子入卵后,被激活的雌性小鼠卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图所示),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞抽提液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法正确的是( )
A. 刚刚排出的精子需要获能后才能与成熟的卵子完成受精
B. 常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C. 上述实验说明,第二极体会发育为胚胎的重要组成部分
D. 早期胚胎发育时细胞数目不断增多,但总体积并不增大
20. 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
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 酵母菌是一类单细胞真菌,与人类的生产、生活息息相关。出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器,定位在液泡膜上的(水解酶)使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一,具体机制如图所示。
(1)结合图示可知,细胞质基质的H+以________方式进入液泡,V-ATPase的作用有________(答出两点),从而引起液泡的酸化。ATP水解酶的结构异常改变会使液泡酸化受阻,导致细胞质基质中Cys的浓度升高,原因是___________________。
(2)正常情况下,Fe进入线粒体后形成Fe-S复合物。研究发现,细胞质基质中Cys浓度升高会抑制Fe进入线粒体,从而导致线粒体功能衰退,使酵母菌进行________________,产生的酒精量增多,酒精可用________________试剂检测。
(3)已知物质X能抑制V-ATPase的活性,结合以上信息,请以正常酵母菌为实验材料,请设计实验确定ATP水解酶功能异常与线粒体功能的关系,简要写出实验思路_________________。
22. ATP既是能量“货币”,也可作为神经细胞间信息传递的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。
(1)神经细胞中产生ATP的场所是________,请写出ATP水解的反应式:________________。
(2)研究发现,正常成年人安静状态下24h有40kg的ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是__________。
(3)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个全部脱离下来,最后剩下的是________(填中文名称)。与无机催化剂相比,酶的催化效率更高的原因是_____________。
(4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质处理细胞24h,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡率,经过多次实验后,所得数据如下表所示。
实验组编号
A
B
C
D
E
F
X物质的质量浓度/(4ng/mL)
0
2
4
8
15
32
细胞内ATP的浓度/(nmol/mL)
80
70
50
20
5
1
细胞死亡率/%
1
3
10
25
70
95
①据表格数据及所学知识分析,该实验的因变量之间有何联系?_______。
②若用混有质量浓度为4ng/mL的X物质的饲料饲喂大鼠,实验发现大鼠小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等小分子物质的功能受到抑制。结合上述表格推测该过程受抑制的原因__________________。
23. 光反应中光合电子传递链主要由光系统Ⅱ(PSⅡ)、b6f和光系统Ⅰ(PSⅠ)等复合体组成,能将水光解所释放的电子传递给NADP+,该过程称为线性电子传递途径。已知植物光合作用还存在另一种环式电子传递途径,如图1所示。环式电子传递通常只有线性电子传递的3%左右。
(1)PSⅠ和PSⅡ含有蛋白质和________,其传递的电子最终用于生成NADPH,NADPH在光合过程中的作用是________________________。
(2)高温胁迫下,PSⅡ中的捕光复合体容易脱落,导致光能利用率下降。此时仅由PSⅠ推动的________电子传递途径被激活,使光反应产生的ATP与NADPH的比值________,原因是________。
(3)研究表明:蛋白PGR5是触发环式电子传递的关键成分,其降解过程受到蛋白L1和蛋白L2的调节。为探究其作用机制,科研人员从拟南芥中筛选出3种突变体,检测环式电子传递强度如下表所示。
拟南芥
突变情况
环式电子传递强度
突变体1
L1缺失
突变体2
L2缺失
突变体3
L1缺失、L2缺失
野生型
无
注:“”号数量与环式电子传递强度呈正相关。
根据检测结果,某同学提出了如图2所示的PGR5降解调节机制模型,该机制模型________(填“是”或“否”)合理,理由是________________________。
24. 一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,将两株不同杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体;PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白;CD28是T细胞表面受体。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白,又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白,从而激活T细胞,通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的生产流程,图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。
(1)图1过程用到的动物细胞工程技术涉及的相关原理有________________。相对于植物体细胞杂交技术中所用的诱导原生质体融合的方法,图1中所示的诱导融合所特有的是________法。在体外进行动物细胞培养时必须保证的环境条件之一为无菌,即需要________________。
(2)分离出B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合后利用HAT选择培养基进行初筛,将获得的细胞进行多倍稀释,借助多孔细胞培养板,利用________原理进行进一步筛选得到杂交瘤细胞A/B,再诱导两种杂交瘤细胞融合。此时,再利用HAT选择培养基________(填“能”或“不能”)成功筛选出融合的双杂交瘤细胞,原因是_________________________。
(3)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,由于融合细胞会表达出两种L链和两种H链且L链和H链又能随机组合,因此杂交瘤细胞AB会产生________(填“一种”或“多种”)抗体。筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质,该过程至少需要________次抗原检测。双杂交瘤细胞体外培养到一定时期因为________________等因素而分裂受阻,需进行传代培养。
25. 土壤盐渍化影响水稻生长发育,研究人员将水稻耐盐碱基因OsMYB56导入普通水稻中,培育出了耐盐碱水稻新品种。具体操作流程及可能用到的限制酶如下图,①~⑦表示操作过程,其中Bar为抗除草剂基因,Tetr为四环素抗性基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因。已知AUG为起始密码子,UAA、UAG、UGA为终止密码子。
限制酶
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
识别位点及切割位点(5’→3’)
(1)过程①、②利用的酶有________,已知OsMYB56基因两端不含限制酶识别序列,为与载体连接可在该引物的________端添加相应的识别序列,结合图中信息分析,过程②扩增OsMYB56基因时图中右侧使用的引物序列为________________(从5'端向3'端方向写出前12个碱基)。
(2)根据基因表达载体的结构组成推测,Ti质粒中CaMV35S的功能是________;基因表达载体中,OsMYB56基因和Bar基因转录模板链________(填“是”或“否”)为Ti质粒的同一条链,其中Bar基因转录的模板链为________(填“a链”或“b链”)。
(3)过程④导入根瘤农杆菌常用的方法是________,筛选含有重组质粒的根瘤农杆菌时,应分别先后使用含________的选择培养基筛选,预期结果是________________。
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