精品解析：北京市房山区2024-2025学年高二下学期7月期末生物试题

房山区2024-2025学年度第二学期学业水平调研（二） 高二生物学 本试卷共12页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 变形虫吸收磷酸盐参与自身结构构建，以下结构或成分与磷酸盐的作用无直接关系的是（　　） A. 染色体 B. RNA C. ATP D. 葡萄糖 2. 下图为电镜下的马铃薯细胞局部结构。以下说法错误的是（　　） A. ①参与蛋白质的合成与加工 B. ②能将光能转变为化学能 C. ③能够增大细胞内的膜面积 D. ④为细胞生命活动提供所需的能量 3. 下列关于T2噬菌体、蓝藻和黑藻共同特征的叙述，正确的是（　　） A. 都能进行有丝分裂 B. 都能进行细胞呼吸 C. 遗传物质都是DNA D. 都能合成蛋白质 4. 人体内各项生命活动的顺利进行都离不开有机物。相关叙述正确的是（　　） A. 纤维素组成的细胞壁对人体细胞具有支持与保护作用 B. 细胞膜上的糖蛋白与细胞间的信息传递密切相关 C. 葡萄糖作为直接能源为生命活动提供能量 D. 肥胖患者饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 5. 八角莲是我国二级保护植物，其体内含有木兰花碱可通过抑制线粒体复合物I的功能进一步影响有氧呼吸，造成能量匮竭导致中毒，如图所示。以下说法错误的是（　　） A. 该植物碱使葡萄糖分解为丙酮酸的过程受阻 B. 由图可知线粒体复合物I具有运输和催化功能 C. 木兰花碱降低了线粒体膜间隙中的H+浓度 D. H+从F0-F1进入线粒体基质过程中有ATP合成 6. 1937年，英国科学家希尔将离体的叶绿体悬浮液中加入某种氧化剂，在有光照没有CO2参与的情况下有氧气释放，但没有糖类等有机物的生成。根据该实验无法做出的推测是（　　） A. 光合作用可能包括两个阶段 B. 光合作用可以发生在离体的叶绿体中 C. O2中的氧元素可能来自于水 D. 光照条件下光能转化为化学能 7. 为探究不同光质对藏川杨生长的影响、分别用透明膜、蓝膜、绿膜处理藏川杨枝条、检测净光合速率的日变化，结果如图所示。以下说法错误的是（　　） A. 蓝膜和绿膜覆盖均能提高植物的净光合速率 B. 蓝光在蓝膜处理时透过率高、有利于被光合色素吸收后用于光反应 C. 12:00时净光合速率低的原因是CO2吸收量减少、暗反应速率变慢 D. 12:00-14:00净光合速率增加的原因是气孔重新开放所致 8. 下图为珊瑚虫与虫黄藻的共生机制示意图，下列说法错误的是（　　） A. 虫黄藻通过胞吞作用进入珊瑚虫细胞，形成胞噬体结构 B. 共生膜对虫黄藻有一定保护作用，使其避免被降解 C. 共生藻光合作用产生的无机碳是珊瑚虫的主要能量来源 D. 水体富营养化可能会导致虫黄藻过度增殖 9. 辽东湾湿地由水域、沼泽、滩涂、草甸和林地等多种生态系统组成，对维持区域生态平衡具有重要作用。下列相关叙述中，最能体现其间接价值的是（　　） A. 为丹顶鹤等濒危鸟类提供栖息地，具有科研价值 B. 通过净化空气、调节气候改善城市生态环境 C. 经济林带可产出木材，观赏林带发展生态旅游 D. 湿地植物中可能存在尚未开发的药用基因资源 10. 大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌是否存在超标现象，实验操作如图。下列说法错误的是（　　） A. EMB从功能上划分属于选择培养基 B. 图中利用了稀释涂布平板法接种 C. 统计平板上深紫色的菌落数目并计算 D. 该方法获得的大肠杆菌数目比实际少 11. 利用植物体细胞杂交技术培养番茄—马铃薯杂种植株，过程如图。下列说法正确的是（　　） A. 过程①需要使用胰蛋白酶处理两种细胞 B. 过程②可以使用灭活病毒诱导促使其融合 C. 可利用细胞膜表面荧光标记颜色筛选融合原生质体 D. 过程③需要光照诱导杂种细胞发生再分化 12. 甲流试纸中的一种特异性抗体是针对甲流病毒核蛋白（NP）的抗体。下列关于该单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是（　　） A. 需利用100%O2培养箱培养细胞 B. 需要制备导入NP基因的小鼠 C. 筛选过程利用了抗原－抗体结合的原理 D. 筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞 13. 胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸时会抑制胰岛素聚合，从而获得速效胰岛素类似物。欲利用生物技术获得该物质，则直接操作的对象应为（　　） A. 胰岛素的氨基酸序列 B. 胰岛素基因 C. 第28位的氨基酸 D. 胰岛素蛋白 14. 科学家利用体细胞核移植技术培育野化单峰骆驼，流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A 超数排卵需给野化单峰骆驼注射促性腺激素 B. 重构胚需在培养液中发育至桑葚胚或囊胚阶段时移植 C. 受体雌性D需与供体野化骆驼进行同期发情处理 D. 两种方法获得的后代E和后代F均为野化单峰骆驼 15. 以下实验操作的先后顺序，错误的是（　　） A. 在进行蛋白质的鉴定时，先滴加NaOH再滴加CuSO4 B. 在观察细胞中的脂肪颗粒时，先用苏丹Ⅲ染色再用酒精洗去浮色 C. 在绿叶中色素的提取与分离时，先用有机溶剂提取再用层析液分离 D. 在分离土壤中的微生物时，先对土壤样液进行湿热灭菌再接种到平板上 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. 土壤有机质（SOM）是指通过微生物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称，其中的碳元素含量即为土壤有机碳（SOC）。SOC是陆地生态系统中最大的碳库，其分解和积累直接影响全球碳平衡。为研究气候变暖背景下施肥及土壤微生物对SOC的影响，科研人员做了系列实验。 （1）碳元素在_______之间循环，主要形式是______。 （2）研究人员将黑龙江地区土壤移植到江西模拟气候变暖，并在土壤顶层施肥，测定了土壤中相对SOC变化量如图1所示，结果表明，________。 （3）研究人员推测该现象可能与土壤中的微生物有关，为进一步探究温暖条件下二者的关系，展开如下实验： ①利用试剂PMA对微生物残体（微生物细胞死亡后残留的部分）和活微生物进行区分：微生物残体的细胞膜丧失了_______，PMA可以进入细胞与DNA结合，导致PCR技术无法对其进行扩增，而活微生物则无此现象。 ②测得各组微生物残体的相对含量如图2所示。据图2可得出结论：温度升高可以增加土壤中微生物残体的含量，得出此结论的依据是：与黑龙江相比，_______。 ③同时测得各组活微生物种群数量和不同条件下活微生物对淀粉和纤维素的分解情况如图3a、3b所示。结合图3a、3b分析、以下关于温度和施肥对微生物影响的推测、正确的有______。 A．温度升高对种群数量的影响与是否施肥有关 B．无论温度是否升高，施肥均会提高淀粉酶活性 C．施肥后，可在江西筛选出高效分解纤维素的微生物 D．未施肥时，温度升高会提高相关酶活性，提高微生物的代谢速率 （4）综合上述研究，从稳态与平衡的角度分析温度升高和施肥对SOC含量的影响机制______。 17. 生物制药时常用转入抗体基因的卵巢细胞大规模生产单克隆抗体。为探究表观遗传对该过程的影响，科研人员展开相关研究。 （1）卵巢细胞内染色体主要成分是________，体外培养卵巢细胞时，需在培养基中添加_______等特殊成分，以满足细胞对某些生长因子的需求。 （2）研究人员选择转入ADM抗体基因的卵巢细胞（CHO-ADM）进行实验。利用溶解于DMSO的表观遗传抑制剂（I-4）处理CHO-ADM，结果如图1。 ①据图分析，对照组应采用_______处理。 ②研究人员最终选择浓度为2μmol/L的I-4开展进一步研究，理由是：_______。 （3）进一步研究I-4对细胞周期和表观遗传相关蛋白乙酰化的影响，结果如图2、图3所示。 ①据图2分析，2μmol/L的I-4处理将CHO-ADM细胞增殖抑制在________期。 ②HDAC蛋白可以去除组蛋白上的乙酰基，使染色质结构变得紧密，从而使基因不易表达。为证明I-4能抑制HDAC的表达，分别用HDAC抑制剂SAHA和I-4处理卵巢细胞，结果如图3。请在图3“I-4”相应位置绘出能证明上述结论的结果________。 （4）结合以上研究，从物质与能量和表观遗传两个角度阐述I-4提高CHO-ADM细胞单克隆抗体产量的作用机制________。 18. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。 橄榄苦苷的靶向治疗机制 线粒体钙单向转运体（MCU复合体）功能异常导致能量代谢紊乱，进而引发衰老及神经退行性疾病。 MCU复合体位于线粒体内膜，由MCU和MICU1两个亚基组成，负责将细胞质Ca2+转运至线粒体基质。MCU是Ca2+通道蛋白，MICU1作为“分子传感器”，在细胞质基质Ca2+低时抑制MCU复合体活性，避免线粒体钙漏流；Ca2+高时激活通道开放，使Ca2+进入线粒体基质激活丙酮酸脱氢酶，推动线粒体内三羧酸循环和ATP生成，维持能量代谢平衡。 研究发现，衰老骨骼肌中MCU蛋白表达下降，MICU1-MCU复合体组装缺陷，进而导致Ca2+摄取减少，丙酮酸脱氢酶因钙信号不足发生磷酸化而失活，三羧酸循环速率降低，ATP生成减少，引发肌肉疲劳和功能衰退。而罹患神经退行性疾病患者的神经元中，MICU1异常激活使MCU复合体持续开放，过量Ca2+涌入线粒体，激活线粒体膜释放细胞色素C，诱导神经元凋亡。 橄榄油中的橄榄苦苷可以直接结合MICU1，强化MICU1对MCU复合体的激活效应，改善能量代谢，作用机理如图所示。 小鼠实验显示：橄榄苦苷处理可使老年骨骼肌线粒体比处理前氧消耗速率升高35%，运动耐力延长25%。这一研究成果为治疗与线粒体功能障碍相关的疾病提供了新的思路和潜在的药物。 （1）线粒体是真核细胞进行______的主要场所，前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成_________。 （2）结合文中信息，总结MICU1的核心功能 。 （3）结合上述图文信息，概括橄榄苦苷发挥作用的途径：_______。 A. 增强MICU1和MCU基因的表达 B. 变构激活MICU1调控的MCU通道 C. 促进丙酮酸脱氢酶去磷酸化 D. 提升Ca2+摄取速率 （4）阐述线粒体内膜折叠成嵴对钙转运意义________。 19. 光呼吸是植物利用光能、吸收O2并释放CO2的过程，植物在高温下常出现光呼吸现象。为研究该现象的生理意义，科研人员利用光呼吸关键酶基因（P基因）过表达的拟南芥展开以下研究。 （1）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将_______转化成储存着能量的有机物，并且释放出______的过程。 （2）将野生型和P基因过表达株系（01）分别置于20℃、30℃条件下培养，一段时间后分别测定净CO2吸收率。分析图1结果可得出结论：P基因过表达有利于植物在高温下进行光合作用。得出此结论的依据为：与野生型相比_______。 （3）进一步研究光呼吸与光合作用的关系，结果如图2所示。 催化光呼吸和暗反应第一步反应的酶都是R酶、高温时叶片气孔关闭导致胞间CO2浓度降低，R酶可催化O2与C5结合生成_______，触发光呼吸。 （4）结合图2和光合作用的过程，从细胞器间协作的角度分析光呼吸对植物光合作用的积极意义_______。 20. 苏云金芽孢杆菌（Bt）可产生CIa毒蛋白，通过特异性抑制害虫肠道发育致使害虫死亡；枯草芽孢杆菌26D是小麦内生菌，可通过分泌表面活性素抑制病原菌。科研团队欲构建重组菌26DCryChS，使其兼具杀虫和抑菌功能。 （1）提取苏云金芽孢杆菌的mRNA，经________获得cDNA后扩增CIa基因。继而用限制酶_________分别处理Cla基因的A、B两端，再用_______酶将其与图1质粒相连，获得重组质粒。 （2）将重组质粒导入枯草芽孢杆菌26D后，接种于含有______的培养基，筛选阳性克隆，获得重组菌26DCryChS。 （3）为检测重组菌26DCryChS杀虫抑菌效果，研究人员做了相关实验。 ①在培养基平板的一侧用平板划线法分别接种枯草芽孢杆菌26D、苏云金芽孢杆菌（Bt）和重组菌26DCryChS，另一侧接种小麦颖枯病菌，结果如图2所示，结果说明：_________。 ②欲进一步筛选同时表达CIa毒蛋白和表面活性素的重组菌26DCryChS，以增强对小麦病虫害的“双重防御”。以小麦幼苗为实验材料设计并实施实验，过程及结果如表所示。 实验分组及处理 预期结果 叶片病（菌）斑面积 蚜虫存活率 I ______ +++ +++ Ⅱ 喷施枯草芽孢杆菌 ++ ______ Ⅲ ______ ______ ++ IV ______ ++ ++ 注：“+”的数量表示叶片病斑面积大小或蚜虫存活率的多少 选择合适材料（用字母表示）补充实验方案并填写对应预期结果 a．喷施无菌水 b．喷施重组菌26DCryChS菌液 c．喷施苏云金芽孢杆菌（Bt）菌液 d．喷施生长素 （4）有人认为，经（3）实验获取的重组菌26DCryChS已成功，可直接投入农业生产。请评价该观点，并从科研步骤与实践安全角度说明理由________。 21. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物，科研人员欲利用基因工程技术制备高效工程菌对其进行治理。 （1）从细胞结构上看，大肠杆菌结构简单，属于________生物，常作为基因工程受体菌。 （2）研究人员将调控蛋白基因（nahR）和红色荧光蛋白基因（mrfp）分别与启动子Pc和Ps连接后，构建表达载体，导入_________处理过的大肠杆菌中，经筛选获得工程菌甲，如图1所示。 当水中存在SA时，SA与调控蛋白结合，促进_______酶识别并结合Ps，沿模板链3′→5′方向转录出mRNA，根据_______可了解SA污染程度。 （3）水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用，为获得能利用水杨酸的工程菌，利用重叠延伸PCR技术（图2A）将水杨酸羟化酶基因（nahG）与mrfp基因连接成融合基因。 ①学习图2A中所示原理，为图2B选择合适的引物构建融合基因nahG-mrfp________。 ②将融合基因与Ps启动子结合构建表达载体，导入普通大肠杆菌，筛选获得工程菌乙。与甲相比，乙的作用优势主要体现在________。 （4）已知cB基因表达毒蛋白可使工程菌致死，抗毒蛋白基因的表达可与毒蛋白结合导致毒蛋白失效，欲构建新的表达载体并转入工程菌乙，筛选获得能“自毁”的工程菌。 ①设计工程菌在特定条件下启动“自毁”，该条件是_________。 ②请从A~C中选择启动子填在图3的i和ii处，从D~F中选择基因填在ii处，设计一种可实现①目的的工程菌“自毁”基因表达载体，i、ii、iii处分别为_________。 A．启动子Ps B．启动子Pc C．固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活） D．毒蛋白基因 E．抗毒蛋白基因 F．毒蛋白功能激活基因 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 房山区2024-2025学年度第二学期学业水平调研（二） 高二生物学 本试卷共12页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 变形虫吸收磷酸盐参与自身结构构建，以下结构或成分与磷酸盐的作用无直接关系的是（　　） A. 染色体 B. RNA C. ATP D. 葡萄糖 【答案】D 【解析】 【详解】A、染色体由DNA和蛋白质组成，DNA含有磷酸基团，直接需要磷酸盐，A不符合题意； B、RNA的基本单位是核糖核苷酸，每个核苷酸含一个磷酸基团，直接需要磷酸盐，B不符合题意； C、ATP含有三个磷酸基团，其合成直接依赖磷酸盐，C不符合题意； D、葡萄糖的分子式为C6H12O6，不含磷元素，其结构构建与磷酸盐无直接关系，D符合题意。 故选D。 2. 下图为电镜下的马铃薯细胞局部结构。以下说法错误的是（　　） A. ①参与蛋白质的合成与加工 B. ②能将光能转变为化学能 C. ③能够增大细胞内的膜面积 D. ④为细胞生命活动提供所需的能量 【答案】A 【解析】 【分析】①是高尔基体，②是叶绿体，③是内质网，④是线粒体。 【详解】A、①是高尔基体，参与蛋白质的加工，但不参与蛋白质的合成，A错误； B、②是叶绿体，能将光能转变为化学能，B正确； C、③是内质网，内质网是由膜连接而成的网状结构，能够增大细胞内的膜面积，C正确； D、④是线粒体，线粒体通过有氧呼吸为细胞生命活动提供所需的能量，D正确。 故选A。 3. 下列关于T2噬菌体、蓝藻和黑藻共同特征的叙述，正确的是（　　） A. 都能进行有丝分裂 B. 都能进行细胞呼吸 C. 遗传物质都是DNA D. 都能合成蛋白质 【答案】C 【解析】 【分析】T2噬菌体是病毒，无细胞结构，必须寄生在活细胞中才能生存繁殖。蓝藻是原核生物，无以核膜为界限的细胞核；黑藻是真核生物，具有真正的细胞核，丙含有各种细胞器。 【详解】A、有丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，T₂噬菌体是病毒，无细胞结构，复制方式分裂；蓝藻为原核生物，通过二分裂增殖；只有黑藻（真核生物）能进行有丝分裂，A错误； B、细T₂噬菌体无细胞结构，不能独立进行细胞呼吸；蓝藻和黑藻均可通过细胞呼吸供能，B错误； C、T₂噬菌体的遗传物质是DNA；蓝藻（原核生物）和黑藻（真核生物）的遗传物质均为DNA，C正确； D、蛋白质合成需核糖体。T₂噬菌体无核糖体，依赖宿主合成蛋白质；蓝藻和黑藻均含核糖体，可自主合成，D错误。 故选C。 4. 人体内各项生命活动的顺利进行都离不开有机物。相关叙述正确的是（　　） A. 纤维素组成的细胞壁对人体细胞具有支持与保护作用 B. 细胞膜上的糖蛋白与细胞间的信息传递密切相关 C. 葡萄糖作为直接能源为生命活动提供能量 D. 肥胖患者饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 【答案】B 【解析】 【分析】糖类是细胞中的主要能源物质，脂肪是细胞中的储能物质，在糖类大量供应的情况下，糖类能大量转变为脂肪，而脂肪只能在糖类供应障碍时才能转变成糖类，且是少量转变为糖类。 【详解】A、人体细胞属于动物细胞，无细胞壁，纤维素是植物细胞壁的主要成分，A错误； B、细胞膜上的糖蛋白具有识别和信息传递功能，如激素与靶细胞结合，B正确； C、细胞中的直接能源物质是ATP，葡萄糖需经呼吸作用分解生成ATP才能供能，C错误； D、糖类和脂肪可相互转化，过量摄入糖类仍会转化为脂肪储存，无法有效控制体重，D错误。 故选B。 5. 八角莲是我国二级保护植物，其体内含有木兰花碱可通过抑制线粒体复合物I的功能进一步影响有氧呼吸，造成能量匮竭导致中毒，如图所示。以下说法错误的是（　　） A. 该植物碱使葡萄糖分解为丙酮酸的过程受阻 B. 由图可知线粒体复合物I具有运输和催化功能 C. 木兰花碱降低了线粒体膜间隙中的H+浓度 D. H+从F0-F1进入线粒体基质过程中有ATP合成 【答案】A 【解析】 【分析】ATP合成酶的化学本质是蛋白质，在核糖体内合成，组成元素包括C、H、O、N等；ATP的组成元素有C、H、O、N、P；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，场所在线粒体、叶绿体、细胞质基质。 【详解】A、葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质，而根据图示，该植物碱发生作用的位置为线粒体，因此该植物碱不能使葡萄糖分解为丙酮酸的过程受阻，A错误； B、根据图示，线粒体复合物I可以运输H+，还可以催化NADH和H+生成NAD+和H+的过程，B正确； C、根据图示木兰花碱阻碍了H+进入膜间隙的过程，因此，木兰花碱降低了线粒体膜间隙中的H+浓度，C正确； D、根据图示，H+从F0-F1进入线粒体基质过程中H+的浓度差的化学势能合成了ATP，D正确。 故选A。 6. 1937年，英国科学家希尔将离体的叶绿体悬浮液中加入某种氧化剂，在有光照没有CO2参与的情况下有氧气释放，但没有糖类等有机物的生成。根据该实验无法做出的推测是（　　） A. 光合作用可能包括两个阶段 B. 光合作用可以发生在离体的叶绿体中 C. O2中的氧元素可能来自于水 D. 光照条件下光能转化为化学能 【答案】D 【解析】 【分析】希尔实验证明离体叶绿体在光照和氧化剂存在时能释放氧气，但无CO₂时无法合成有机物。 【详解】A、实验显示光反应（产O₂）可在无CO₂条件下进行，而暗反应（产糖）需要CO₂，说明光合作用可能分为两个阶段，A不符合题意； B、离体叶绿体在实验中释放O₂，证明光合作用的光反应可在离体叶绿体中进行，B不符合题意； C、实验中无CO₂参与，O₂只能来自水的光解，推测O₂的氧元素来源于水，C不符合题意； D、实验未直接检测ATP或NADPH的生成，仅通过氧化剂还原间接推测能量转化，无法明确得出光能转化为化学能的结论，D符合题意。 故选D。 7. 为探究不同光质对藏川杨生长的影响、分别用透明膜、蓝膜、绿膜处理藏川杨枝条、检测净光合速率的日变化，结果如图所示。以下说法错误的是（　　） A. 蓝膜和绿膜覆盖均能提高植物的净光合速率 B. 蓝光在蓝膜处理时透过率高、有利于被光合色素吸收后用于光反应 C. 12:00时净光合速率低的原因是CO2吸收量减少、暗反应速率变慢 D. 12:00-14:00净光合速率增加的原因是气孔重新开放所致 【答案】A 【解析】 【分析】在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。其中，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 【详解】A、据图可知，蓝膜下净光合速率大于透明膜和绿膜下的净光合速率，而透明膜下净光合速率大于绿膜，小于蓝膜，所以绿膜能降低植物的净光合速率，A错误； B、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，因此，蓝光在蓝膜处理时透过率高，有利于被光合色素吸收后用于光反应，B正确； C、12:00时净光合速率低的原因是温度太高，植物气孔关闭，CO2吸收量减少、暗反应速率变慢，C正确； D、12:00-14:00净光合速率增加的原因可能是气孔重新开放所致，D正确。 故选A。 8. 下图为珊瑚虫与虫黄藻的共生机制示意图，下列说法错误的是（　　） A. 虫黄藻通过胞吞作用进入珊瑚虫细胞，形成胞噬体结构 B. 共生膜对虫黄藻有一定的保护作用，使其避免被降解 C. 共生藻光合作用产生的无机碳是珊瑚虫的主要能量来源 D. 水体富营养化可能会导致虫黄藻过度增殖 【答案】C 【解析】 【分析】胞吞和胞吐 1、过程（1）胞吞：大分子物质→囊泡→大分子物质进入细胞内。（2）胞吐：大分子物质→囊泡→大分子物质排出细胞外。 2、结构基础：细胞膜的流动性。 3、条件：二者都需要消耗能量。 【详解】A、观察可知，虫黄藻以胞吞的方式进入珊瑚虫细胞，形成胞噬体结构，A正确； B、从图中可以看到共生膜包裹着虫黄藻，这对虫黄藻有一定的保护作用，能够使其避免被降解，B正确； C、由图可知，共生藻光合作用产生的葡萄糖等有机物才是珊瑚虫的主要能量来源，C错误； D、水体富营养化会为虫黄藻提供丰富的营养物质，有可能导致虫黄藻过度增殖，D正确。 故选C。 9. 辽东湾湿地由水域、沼泽、滩涂、草甸和林地等多种生态系统组成，对维持区域生态平衡具有重要作用。下列相关叙述中，最能体现其间接价值的是（　　） A. 为丹顶鹤等濒危鸟类提供栖息地，具有科研价值 B. 通过净化空气、调节气候改善城市生态环境 C. 经济林带可产出木材，观赏林带发展生态旅游 D. 湿地植物中可能存在尚未开发的药用基因资源 【答案】B 【解析】 【分析】生物多样性的间接价值主要体现在生态系统对环境的调节功能，如维持生态平衡、调节气候等。 【详解】A、为丹顶鹤等濒危鸟类提供栖息地，具有科研价值，科研价值属于直接价值， A不符合题意； B、净化空气、调节气候属于生态系统生态功能，体现间接价值，B符合题意； C、产出木材和发展生态旅游属于直接利用价值，C不符合题意； D、未开发的药用基因资源属于潜在价值，D不符合题意； 故选B。 10. 大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落。利用EMB鉴定自制酸奶中的大肠杆菌是否存在超标现象，实验操作如图。下列说法错误的是（　　） A. EMB从功能上划分属于选择培养基 B. 图中利用了稀释涂布平板法接种 C. 统计平板上深紫色的菌落数目并计算 D. 该方法获得的大肠杆菌数目比实际少 【答案】A 【解析】 【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。 【详解】A、EMB可以鉴定自制酸奶中的大肠杆菌是否存在超标现象，因此EMB从功能上划分属于鉴别培养基，A错误； B、分析题图，图中利用了稀释涂布平板法接种，B正确； C、大肠杆菌在伊红-亚甲蓝琼脂培养基（EMB）上会形成有金属光泽的深紫色菌落，统计平板上菌落数为30-300的平板上深紫色的菌落数目，并用公式可计算出大肠杆菌的数目，C正确； D、当两个或多个菌落连在一起时，平板上观察到的往往是一个菌落，因此利用稀释涂布平板法统计的大肠杆菌数目比实际少，D正确。 故选A。 11. 利用植物体细胞杂交技术培养番茄—马铃薯杂种植株，过程如图。下列说法正确的是（　　） A. 过程①需要使用胰蛋白酶处理两种细胞 B. 过程②可以使用灭活病毒诱导促使其融合 C. 可利用细胞膜表面荧光标记颜色筛选融合原生质体 D. 过程③需要光照诱导杂种细胞发生再分化 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图：①表示用酶解法去除细胞壁；②是诱导原生质体融合；③是杂种细胞经脱分化形成愈伤组织；④是愈伤组织经再分化形成杂种植株。 【详解】A、过程①是去除植物细胞壁获得原生质体，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以应使用纤维素酶和果胶酶处理两种细胞，A错误； B、过程②是诱导原生质体融合，诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法。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。灭活病毒可用于诱导动物细胞融合，但不能用于诱导植物原生质体融合，B错误； C、由于番茄的原生质体细胞膜用红色荧光标记，马铃薯的原生质体细胞膜用绿色荧光标记，所以融合的原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光，可利用细胞膜表面荧光标记颜色筛选融合原生质体，C正确； D、过程③是杂种细胞经脱分化形成愈伤组织，一般不需要光照，培养基中需加入植物激素来诱导杂种细胞发生脱分化，D错误。 故选C。 12. 甲流试纸中的一种特异性抗体是针对甲流病毒核蛋白（NP）的抗体。下列关于该单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是（　　） A. 需利用100%O2培养箱培养细胞 B. 需要制备导入NP基因的小鼠 C. 筛选过程利用了抗原－抗体结合的原理 D. 筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞 【答案】C 【解析】 【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞，诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。 【详解】A、动物细胞培养的气体环境为95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH），A错误； B、制备单克隆抗体需用NP蛋白免疫小鼠，使其B细胞产生相应抗体，而非直接导入NP基因，B错误； C、第二次筛选需用抗原检测抗体是否分泌，利用了抗原-抗体特异性结合的原理，C正确； D、单克隆抗体由单一杂交瘤细胞克隆产生，只能分泌一种抗体，D错误。 故选C。 13. 胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸时会抑制胰岛素聚合，从而获得速效胰岛素类似物。欲利用生物技术获得该物质，则直接操作的对象应为（　　） A. 胰岛素的氨基酸序列 B. 胰岛素基因 C. 第28位的氨基酸 D. 胰岛素蛋白 【答案】B 【解析】 【详解】A、直接修改胰岛素的氨基酸序列在技术上不可行，因为蛋白质的氨基酸序列由基因控制，无法直接操作已合成的蛋白质，A错误； B、蛋白质工程的核心是改造基因，通过改变胰岛素基因的碱基序列，使表达产物发生相应改变，B正确； C、直接替换第28位的氨基酸无法实现，因生物体内无法直接修改已合成的蛋白质中的特定氨基酸，C错误； D、直接操作胰岛素蛋白无法改变其结构，且无法遗传到后代，D错误。 故选B。 14. 科学家利用体细胞核移植技术培育野化单峰骆驼，流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 超数排卵需给野化单峰骆驼注射促性腺激素 B. 重构胚需在培养液中发育至桑葚胚或囊胚阶段时移植 C. 受体雌性D需与供体野化骆驼进行同期发情处理 D. 两种方法获得的后代E和后代F均为野化单峰骆驼 【答案】D 【解析】 【分析】图中①为卵母细胞采集，②为体细胞和去核的卵母细胞形成重构胚；③为胚胎移植。 【详解】A、超数排卵需给供体（A野化单峰骆驼 ）注射促性腺激素，A 正确； B、胚胎移植一般选发育良好的桑葚胚或囊胚进行移植，B 正确； C、受体雌性D需与供体野化骆驼进行同期发情处理，使生殖器官生理变化相同，利于胚胎着床，C正确； D、后代E通过体外受精和胚胎移植技术获得，核遗传物质为双亲的核遗传物质；F通过核移植技术和胚胎植技术获得，后代大部分遗传性状与供核个体野化单峰骆驼一致，D 错误。 故选D。 15. 以下实验操作的先后顺序，错误的是（　　） A. 在进行蛋白质的鉴定时，先滴加NaOH再滴加CuSO4 B. 在观察细胞中的脂肪颗粒时，先用苏丹Ⅲ染色再用酒精洗去浮色 C. 在绿叶中色素的提取与分离时，先用有机溶剂提取再用层析液分离 D. 在分离土壤中的微生物时，先对土壤样液进行湿热灭菌再接种到平板上 【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。 【详解】A、蛋白质鉴定使用双缩脲试剂时，需先加NaOH溶液（A液）以提供碱性环境，再加CuSO₄溶液（B液）进行显色反应，顺序正确，A不符合题意； B、观察脂肪时，苏丹Ⅲ染色后需用酒精洗去浮色，避免多余染料干扰观察，顺序正确，B不符合题意； C、绿叶中色素提取需先用无水乙醇（有机溶剂）溶解色素，分离时则用层析液根据溶解度差异进行层析，顺序正确，C不符合题意； D、分离土壤微生物时，若先湿热灭菌会杀死所有微生物，导致无法分离出活菌，正确操作应为直接稀释涂布或选择培养，无需灭菌，D符合题意。 故选D。 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. 土壤有机质（SOM）是指通过微生物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称，其中的碳元素含量即为土壤有机碳（SOC）。SOC是陆地生态系统中最大的碳库，其分解和积累直接影响全球碳平衡。为研究气候变暖背景下施肥及土壤微生物对SOC的影响，科研人员做了系列实验。 （1）碳元素在_______之间循环，主要形式是______。 （2）研究人员将黑龙江地区的土壤移植到江西模拟气候变暖，并在土壤顶层施肥，测定了土壤中相对SOC变化量如图1所示，结果表明，________。 （3）研究人员推测该现象可能与土壤中的微生物有关，为进一步探究温暖条件下二者的关系，展开如下实验： ①利用试剂PMA对微生物残体（微生物细胞死亡后残留的部分）和活微生物进行区分：微生物残体的细胞膜丧失了_______，PMA可以进入细胞与DNA结合，导致PCR技术无法对其进行扩增，而活微生物则无此现象。 ②测得各组微生物残体的相对含量如图2所示。据图2可得出结论：温度升高可以增加土壤中微生物残体的含量，得出此结论的依据是：与黑龙江相比，_______。 ③同时测得各组活微生物种群数量和不同条件下活微生物对淀粉和纤维素的分解情况如图3a、3b所示。结合图3a、3b分析、以下关于温度和施肥对微生物影响的推测、正确的有______。 A．温度升高对种群数量的影响与是否施肥有关 B．无论温度是否升高，施肥均会提高淀粉酶活性 C．施肥后，可在江西筛选出高效分解纤维素的微生物 D．未施肥时，温度升高会提高相关酶活性，提高微生物的代谢速率 （4）综合上述研究，从稳态与平衡的角度分析温度升高和施肥对SOC含量的影响机制______。 【答案】（1） ①. 无机环境与生物群落 ②. CO2 （2）气候变暖导致土壤有机碳（SOC）含量降低，而施肥可以部分缓解SOC的降低 （3） ①. 选择透过性‌ ②. 模拟变暖条件下微生物残体的相对含量显著增加 ③. ABD （4）温度升高和施肥通过调节微生物的分解与残体输入，维持或增强了SOC的稳态；但持续变暖可能打破平衡（分解超过输入），需通过合理施肥优化微生物功能以稳定碳库 【解析】 【分析】碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。碳通过植物的光合作用从大气中进入生物群落，生物通过呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧等途径，将碳以二氧化碳的形式又返回大气中。 【小问1详解】 碳元素在无机环境与生物群落之间循环是以CO2的形式通过生产者的光合作用进入生物群落，通过生物群落的呼吸作用以CO2的形式返回无机 环境。 【小问2详解】 据题图1信息可知，​气候变暖（从黑龙江到江西）导致土壤有机碳（SOC）含量降低，而施肥可以部分缓解SOC的降低​（或：温度升高会减少SOC含量，施肥能减缓这种减少趋势）。 【小问3详解】 ①利用试剂PMA对微生物残体（微生物细胞死亡后残留的部分）和活微生物进行区分：由于微生物残体的细胞膜丧失了‌选择透过性‌，因此PMA可进入细胞与DNA结合，阻止PCR扩增，而活微生物因膜结构完整具有选择透过性‌不受影响‌能阻止PMA进入。 ②据题图2结果显示：​与黑龙江相比，江西（模拟变暖）条件下微生物残体的相对含量显著增加，说明温度升高会增加土壤中微生物残体的积累。 ③​A、图3a显示，未施肥条件下两地土壤中微生物的相对数量随时间逐渐增加，而施肥条件下，江西组土壤中微生物的相对数量在一段时间内达到平衡，黑龙江组土壤中微生物的相对数量随时间逐渐增加，说明温度对种群数量的影响与施肥有关，A正确；​ B、图3b显示，在分解淀粉方面，黑龙江（寒冷）组中施肥后分解淀粉释放CO2量高于未施肥时，即施肥提高了淀粉酶的活性，而温度升高后，江西（温暖）的施肥组CO2释放量低于未施肥组，但均比黑龙江组中CO2释放量高，表明施肥在两种温度下都提高了淀粉酶活性，B正确；​ C​、施肥后江西组纤维素分解能力低于黑龙江组（图3b），说明黑龙江组土壤中分解纤维素的微生物的降解能力高于江西组，可在黑龙江筛选出高效分解纤维素的微生物，C错误；​ D​、未施肥时，升高温度，分解淀粉和分解纤维素CO2释放量均提高，说明温度升高会提高相关酶活性，提高微生物的代谢速率，D正确。 故选ABD。 【小问4详解】 综合上述研究，从稳态与平衡的角度分析：施肥通过促进植物生长增加有机质输入，并刺激微生物繁殖（图3a），微生物残体（图2）作为SOC的重要组成部分（腐殖质、微生物体）进一步增加输入。温度升高加速微生物代谢（图3b），促进SOC分解（CO2释放），但施肥通过提升微生物生物量和残体积累（图2），抵消了分解损耗，最终在温暖条件下（江西）实现SOC的净积累。故温度升高和施肥对SOC含量的影响机制是温度升高和施肥通过调节微生物的分解与残体输入，维持或增强了SOC的稳态；但持续变暖可能打破平衡（分解超过输入），需通过合理施肥优化微生物功能以稳定碳库。 17. 生物制药时常用转入抗体基因的卵巢细胞大规模生产单克隆抗体。为探究表观遗传对该过程的影响，科研人员展开相关研究。 （1）卵巢细胞内染色体的主要成分是________，体外培养卵巢细胞时，需在培养基中添加_______等特殊成分，以满足细胞对某些生长因子的需求。 （2）研究人员选择转入ADM抗体基因的卵巢细胞（CHO-ADM）进行实验。利用溶解于DMSO的表观遗传抑制剂（I-4）处理CHO-ADM，结果如图1。 ①据图分析，对照组应采用_______处理。 ②研究人员最终选择浓度为2μmol/L的I-4开展进一步研究，理由是：_______。 （3）进一步研究I-4对细胞周期和表观遗传相关蛋白乙酰化的影响，结果如图2、图3所示。 ①据图2分析，2μmol/LI-4处理将CHO-ADM细胞增殖抑制在________期。 ②HDAC蛋白可以去除组蛋白上的乙酰基，使染色质结构变得紧密，从而使基因不易表达。为证明I-4能抑制HDAC的表达，分别用HDAC抑制剂SAHA和I-4处理卵巢细胞，结果如图3。请在图3“I-4”相应位置绘出能证明上述结论的结果________。 （4）结合以上研究，从物质与能量和表观遗传两个角度阐述I-4提高CHO-ADM细胞单克隆抗体产量的作用机制________。 【答案】（1） ①. DNA 和蛋白质 ②. 血清（或血浆 ） （2） ①. 等量 DMSO ②. 2μmol/L 时 ADM 产量最高 （3） ①. G1 ②. I-4 组 HDAC 条带浅于 SAHA 组 （4）I-4 阻滞细胞于 G1 期积累物质能量，抑制 HDAC 增强组蛋白乙酰化，促进抗体基因表达 【解析】 【分析】从物质与能量角度，I-4 使细胞阻滞在 G1 期，G1 期是细胞为 DNA 复制等做物质和能量准备的时期，此时期阻滞可让细胞积累更多物质和能量；从表观遗传角度，I-4 抑制 HDAC（组蛋白去乙酰化酶 ），HDAC 能去除组蛋白乙酰基，抑制其活性后，组蛋白乙酰化水平提高，染色质结构变松散，利于抗体基因（ADM 基因 ）的表达，基因表达增强则抗体产量提升，所以 I-4 通过这两方面协同作用提高 CHO-ADM 细胞单克隆抗体产量 。 【小问1详解】 染色体主要由 DNA（脱氧核糖核酸 ）和蛋白质组成。体外培养细胞时，培养基中除基本营养物质外，还需添加血清（或血浆 ），因为血清（血浆 ）含有多种细胞生长所需的生长因子、激素等未知成分，能满足细胞对特殊生长因子的需求。 【小问2详解】 实验中用溶解于 DMSO 的表观遗传抑制剂（I-4 ）处理细胞，对照组需遵循单一变量原则，排除溶剂 DMSO 的影响，所以用等量 DMSO 处理 。从图 1 看，不同浓度处理后，2μmol/L 时 ADM（抗体 ）产量在各浓度中最高，为获得更多抗体，选择该浓度进一步研究。 【小问3详解】 细胞周期分为 G1、S、G2、M 期，图 2 显示经 2μmol/L I-4 处理后，G1 期细胞比例显著增加，说明细胞增殖被抑制在 G1 期，因为细胞周期进程受影响，G1 期细胞积累，所以是抑制在 G1 期 。要证明 I-4 能抑制 HDAC 的表达，HDAC 蛋白量越少，条带越浅。SAHA 是已知的 HDAC 抑制剂，若 I-4 有抑制作用，I-4 组 HDAC 条带应比 SAHA 组浅（表示 HDAC 含量低 ），所以结果是 I-4 组 HDAC 条带浅于 SAHA 组。 【小问4详解】 从物质与能量角度，I-4 使细胞阻滞在 G1 期，G1 期是细胞为 DNA 复制等做物质和能量准备的时期，此时期阻滞可让细胞积累更多物质和能量；从表观遗传角度，I-4 抑制 HDAC（组蛋白去乙酰化酶 ），HDAC 能去除组蛋白乙酰基，抑制其活性后，组蛋白乙酰化水平提高，染色质结构变松散，利于抗体基因（ADM 基因 ）的表达，基因表达增强则抗体产量提升，所以 I-4 通过这两方面协同作用提高 CHO-ADM 细胞单克隆抗体产量。 18. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。 橄榄苦苷的靶向治疗机制 线粒体钙单向转运体（MCU复合体）功能异常导致能量代谢紊乱，进而引发衰老及神经退行性疾病。 MCU复合体位于线粒体内膜，由MCU和MICU1两个亚基组成，负责将细胞质Ca2+转运至线粒体基质。MCU是Ca2+通道蛋白，MICU1作为“分子传感器”，在细胞质基质Ca2+低时抑制MCU复合体活性，避免线粒体钙漏流；Ca2+高时激活通道开放，使Ca2+进入线粒体基质激活丙酮酸脱氢酶，推动线粒体内三羧酸循环和ATP生成，维持能量代谢平衡。 研究发现，衰老骨骼肌中MCU蛋白表达下降，MICU1-MCU复合体组装缺陷，进而导致Ca2+摄取减少，丙酮酸脱氢酶因钙信号不足发生磷酸化而失活，三羧酸循环速率降低，ATP生成减少，引发肌肉疲劳和功能衰退。而罹患神经退行性疾病患者的神经元中，MICU1异常激活使MCU复合体持续开放，过量Ca2+涌入线粒体，激活线粒体膜释放细胞色素C，诱导神经元凋亡。 橄榄油中的橄榄苦苷可以直接结合MICU1，强化MICU1对MCU复合体的激活效应，改善能量代谢，作用机理如图所示。 小鼠实验显示：橄榄苦苷处理可使老年骨骼肌线粒体比处理前氧消耗速率升高35%，运动耐力延长25%。这一研究成果为治疗与线粒体功能障碍相关的疾病提供了新的思路和潜在的药物。 （1）线粒体是真核细胞进行______的主要场所，前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成_________。 （2）结合文中信息，总结MICU1的核心功能 。 （3）结合上述图文信息，概括橄榄苦苷发挥作用的途径：_______。 A. 增强MICU1和MCU基因的表达 B. 变构激活MICU1调控的MCU通道 C. 促进丙酮酸脱氢酶去磷酸化 D. 提升Ca2+摄取速率 （4）阐述线粒体内膜折叠成嵴对钙转运的意义________。 【答案】（1） ①. 有氧呼吸 ②. 水 （2）MICU1 感知细胞质基质 Ca2+浓度，低时抑制、高时激活 MCU 复合体 （3）D （4）增大膜面积，增加 MCU 复合体附着位点，提高Ca2+转运效率 【解析】 【分析】线粒体钙单向转运体（MCU 复合体）功能异常会引发能量代谢紊乱等问题，其位于线粒体内膜，由 MCU 和 MICU1 两个亚基组成，负责将细胞质 Ca2+转运至线粒体基质 。衰老骨骼肌中 MCU 蛋白表达下降，MICU1 - MCU 复合体组装缺陷，使Ca2+摄取减少，丙酮酸脱氢酶因钙信号不足磷酸化失活，三羧酸循环异常，还会诱导神经元凋亡。而橄榄苦苷可直接结合 MICU1，强化其对 MCU 复合体的激活效应，促进细胞质Ca2+转运至线粒体基质，恢复丙酮酸脱氢酶活性，保障三羧酸循环正常进行，增加 ATP 生成，改善能量代谢，进而提升肌肉性能，发挥对与线粒体钙管理相关疾病的靶向治疗作用 ，从图中可看出，年轻肌肉添加橄榄苦苷、衰老肌肉添加橄榄苦苷后，Ca2+转运、ATP 生成等过程得到改善，肌肉性能增强 。 【小问1详解】 线粒体是有氧呼吸 的主要场所。有氧呼吸前两阶段产生的 [H]（NADH ）经电子传递链与 O₂ 结合生成水。 【小问2详解】 MICU1 作为 “分子传感器”，在细胞质基质 Ca2+低时抑制 MCU 复合体活性（避免钙泄漏 ）；Ca2+高时激活 MCU 复合体（促进 Ca2+进入线粒体，激活丙酮酸脱氢酶 ）。 【小问3详解】 A、题干未提橄榄苦苷增强基因表达，A错误； B、橄榄苦苷直接结合 MICU1，强化其对 MCU 复合体的激活，而非变构激活通道，B错误； C、橄榄苦苷通过促进Ca2+摄取，间接使丙酮酸脱氢酶去磷酸化，C错误； D、橄榄苦苷结合 MICU1，增强其激活 MCU 复合体的效应，提升Ca2+摄取速率，D正确。 故选D。 【小问4详解】 线粒体内膜折叠成嵴，增大膜面积 ，为 MCU 复合体等提供更多附着位点，提高 Ca2+转运效率 ，促进能量代谢。 19. 光呼吸是植物利用光能、吸收O2并释放CO2的过程，植物在高温下常出现光呼吸现象。为研究该现象的生理意义，科研人员利用光呼吸关键酶基因（P基因）过表达的拟南芥展开以下研究。 （1）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将_______转化成储存着能量的有机物，并且释放出______的过程。 （2）将野生型和P基因过表达株系（01）分别置于20℃、30℃条件下培养，一段时间后分别测定净CO2吸收率。分析图1结果可得出结论：P基因过表达有利于植物在高温下进行光合作用。得出此结论的依据为：与野生型相比_______。 （3）进一步研究光呼吸与光合作用的关系，结果如图2所示。 催化光呼吸和暗反应第一步反应的酶都是R酶、高温时叶片气孔关闭导致胞间CO2浓度降低，R酶可催化O2与C5结合生成_______，触发光呼吸。 （4）结合图2和光合作用的过程，从细胞器间协作的角度分析光呼吸对植物光合作用的积极意义_______。 【答案】（1） ①. 二氧化碳 ②. 氧气 （2）在30℃条件下，随着光照强度的增加，P 基因过表达株系（01）的净CO2吸收率始终高于野生型  （3）乙醇酸和C3 （4）光呼吸过程中线粒体产生的二氧化碳为叶绿体光合作用暗反应提供原料，有利于光合作用的进行 【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】 光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 【小问2详解】 从图 1 中可以看到，在30℃（高温条件）下，随着光照强度的增加，P 基因过表达株系（01）的净CO2吸收率始终高于野生型 。这表明在高温环境中，P 基因过表达株系能够吸收更多的CO2用于光合作用，也就说明 P 基因过表达有利于植物在高温下进行光合作用。 【小问3详解】 根据光合作用和光呼吸相关知识，在高温时叶片气孔关闭导致胞间CO2浓度降低的情况下，R 酶可催化O2与C5结合，这一反应生成乙醇酸和C3 ，从而触发光呼吸。 【小问4详解】 光呼吸过程中，R酶催化五碳化合物（C5）与氧气反应，生成的乙醇酸，又经过一系列的反应进入线粒体，在线粒体中经过一系列反应产生二氧化碳。这些二氧化碳可以作为暗反应中卡尔文循环的原料，补充了光合作用所需的二氧化碳。从细胞器间协作角度看，线粒体通过光呼吸产生的二氧化碳为叶绿体的光合作用暗反应提供了原料，有利于光合作用的持续进行。 20. 苏云金芽孢杆菌（Bt）可产生CIa毒蛋白，通过特异性抑制害虫肠道发育致使害虫死亡；枯草芽孢杆菌26D是小麦内生菌，可通过分泌表面活性素抑制病原菌。科研团队欲构建重组菌26DCryChS，使其兼具杀虫和抑菌功能。 （1）提取苏云金芽孢杆菌的mRNA，经________获得cDNA后扩增CIa基因。继而用限制酶_________分别处理Cla基因的A、B两端，再用_______酶将其与图1质粒相连，获得重组质粒。 （2）将重组质粒导入枯草芽孢杆菌26D后，接种于含有______的培养基，筛选阳性克隆，获得重组菌26DCryChS。 （3）为检测重组菌26DCryChS杀虫抑菌效果，研究人员做了相关实验。 ①在培养基平板的一侧用平板划线法分别接种枯草芽孢杆菌26D、苏云金芽孢杆菌（Bt）和重组菌26DCryChS，另一侧接种小麦颖枯病菌，结果如图2所示，结果说明：_________。 ②欲进一步筛选同时表达CIa毒蛋白和表面活性素的重组菌26DCryChS，以增强对小麦病虫害的“双重防御”。以小麦幼苗为实验材料设计并实施实验，过程及结果如表所示。 实验分组及处理 预期结果 叶片病（菌）斑面积 蚜虫存活率 I ______ +++ +++ Ⅱ 喷施枯草芽孢杆菌 ++ ______ Ⅲ ______ ______ ++ IV ______ ++ ++ 注：“+”的数量表示叶片病斑面积大小或蚜虫存活率的多少 选择合适材料（用字母表示）补充实验方案并填写对应预期结果 a．喷施无菌水 b．喷施重组菌26DCryChS菌液 c．喷施苏云金芽孢杆菌（Bt）菌液 d．喷施生长素 （4）有人认为，经（3）实验获取的重组菌26DCryChS已成功，可直接投入农业生产。请评价该观点，并从科研步骤与实践安全角度说明理由________。 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. BamHⅠ、HindⅢ ③. DNA 连接酶 （2）四环素 （3） ①. 重组菌 26D:Cry1Cs 抑菌效果更优 ②. a ③. +++ ④. b ⑤. + ⑥. c （4）不能直接投入，因实验样本少、环境单一，需验证长期生态影响与稳定性 【解析】 【分析】基因工程操作中，先从苏云金芽孢杆菌提取 mRNA ，经逆转录获取 DNA 并扩增 Cry 基因；再用限制酶切割 Cry 基因与质粒，借 DNA 连接酶构建重组质粒；随后将其导入枯草芽孢杆菌 26D ，利用含四环素的培养基筛选阳性克隆，经抑菌、杀虫实验验证功能 。该载体（质粒）优势显著，含四环素抗性基因便于筛选；能整合苏云金芽孢杆菌 Cry 基因（杀虫 ）与枯草芽孢杆菌 26D 抑菌特性，让重组菌兼具杀虫、抑菌功能；且因有复制原点，可在受体细胞稳定复制，保障重组基因持续表达 。提取 mRNA 经逆转录得 cDNA，扩增后用限制酶（如 BamHⅠ、HindⅢ ）切割 Ctx 基因 A、B 两端，再用DNA 连接酶与质粒连接。 【小问1详解】 要获取苏云金芽孢杆菌Cry基因，因已知其mRNA，以mRNA为模板合成DNA的过程是逆转录。从图 1 质粒酶切位点看，Cry基因两端需用BamHI和HindIII切割（保证与质粒酶切后产生相同黏性末端 ），才能与质粒连接，故选择BamHI、HindIII 。切割后的Cry基因和质粒需要DNA连接酶连接，形成重组质粒。 【小问2详解】 质粒上有四环素抗性基因（tetR ），将重组质粒导入枯草芽孢杆菌 26D 后，为筛选出成功导入重组质粒的细菌，需在含四环素的培养基培养。只有含重组质粒（有四环素抗性基因 ）的细菌能存活，未导入的会被四环素抑制，所以培养基要含四环素 。 【小问3详解】 观察图 2，重组菌 26D・Cry1Cs 对小麦颖枯病菌的抑菌圈更大，说明其抑菌效果比枯草芽孢杆菌 26D、苏云金芽孢杆菌Bs更优，故①为重组菌 26D・Cry1Cs 抑菌效果更优 。实验分组 Ⅰ 是空白对照，应喷施无菌水（a ），排除其他因素干扰，故②为a 。 Ⅱ 组喷施枯草芽孢杆菌，因枯草芽孢杆菌无杀虫功能，蚜虫存活率高，故③为+++ 。 Ⅲ 组要验证重组菌效果，应喷施重组菌 26D・Cry1Cs 菌液（b ），故④为b 。 Ⅲ 组因重组菌有杀虫功能，叶片病斑少，蚜虫存活率低，故⑤为+ 。 Ⅳ 组喷施苏云金芽孢杆菌Bs菌液（c ），验证其杀虫效果，故⑥为c 。 【小问4详解】 虽然实验显示重组菌有一定效果，但仅靠当前实验（样本少、环境控制单一 ）不能完全模拟自然生态。直接投入可能引发生态风险（如影响非靶标生物、基因水平转移等 ），需长期监测其对生态系统多样性、稳定性的影响，确保安全后才能推广，所以不能直接投入生产 。 21. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物，科研人员欲利用基因工程技术制备高效工程菌对其进行治理。 （1）从细胞结构上看，大肠杆菌结构简单，属于________生物，常作为基因工程受体菌。 （2）研究人员将调控蛋白基因（nahR）和红色荧光蛋白基因（mrfp）分别与启动子Pc和Ps连接后，构建表达载体，导入_________处理过的大肠杆菌中，经筛选获得工程菌甲，如图1所示。 当水中存在SA时，SA与调控蛋白结合，促进_______酶识别并结合Ps，沿模板链3′→5′方向转录出mRNA，根据_______可了解SA污染程度。 （3）水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用，为获得能利用水杨酸的工程菌，利用重叠延伸PCR技术（图2A）将水杨酸羟化酶基因（nahG）与mrfp基因连接成融合基因。 ①学习图2A中所示原理，为图2B选择合适的引物构建融合基因nahG-mrfp________。 ②将融合基因与Ps启动子结合构建表达载体，导入普通大肠杆菌，筛选获得工程菌乙。与甲相比，乙的作用优势主要体现在________。 （4）已知cB基因表达毒蛋白可使工程菌致死，抗毒蛋白基因的表达可与毒蛋白结合导致毒蛋白失效，欲构建新的表达载体并转入工程菌乙，筛选获得能“自毁”的工程菌。 ①设计工程菌在特定条件下启动“自毁”，该条件是_________。 ②请从A~C中选择启动子填在图3的i和ii处，从D~F中选择基因填在ii处，设计一种可实现①目的的工程菌“自毁”基因表达载体，i、ii、iii处分别为_________。 A．启动子Ps B．启动子Pc C．固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活） D．毒蛋白基因 E．抗毒蛋白基因 F．毒蛋白功能激活基因 【答案】（1）原核 （2） ①. Ca²⁺（或氯化钙 ） ②. RNA 聚合酶 ③. 红色荧光强度 （3） ①. 引物 1、引物 4 ②. 可通过荧光（mrfp 基因表达的荧光蛋白）直观鉴定工程菌是否成功表达水杨酸羟化酶 （4） ①. 工程菌达到一定数量 ②. C、E、F  【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】 大肠杆菌无核膜包被的细胞核，属于原核生物，常作基因工程受体菌。 【小问2详解】 导入前大肠杆菌需用Ca²⁺（或氯化钙 ） 处理，使其成为感受态细胞。SA 与调控蛋白结合，促进RNA 聚合酶识别启动子，转录 mRNA；通过红色荧光强度反映 SA 污染程度（mrfp 表达与荧光关联 ）。 【小问3详解】 图 2B 构建融合基因，需让nahG与mrfp连接。引物 2 与引物 3 可碱基互补配对（如图 2A 原理，引物间互补实现基因片段连接），用引物 1 扩增nahG基因、引物 4 扩增mrfp基因，经 PCR 使两基因通过引物互补区域连接，构建nahG-mrfp融合基因。甲无荧光标记，乙因mrfp基因表达荧光蛋白，若水杨酸羟化酶基因（nahG ）表达，荧光可直观呈现，便于检测工程菌功能，体现作用优势。 【小问4详解】 结合 “固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活 ）”，设定该条件使工程菌数量达标后启动 “自毁” 程序，这样可以利用细菌生长周期中稳定期的启动子特性，结合毒素-抗毒素系统，实现工程菌在完成任务（如增殖到一定数量、发挥功能后 ）的 “自毁”，避免基因扩散等风险 。i 选固定期启动子（C ），保证菌体数量达标才启动；ii 填抗毒蛋白基因（E ），iii 填毒蛋白功能激活基因（F ）。工程菌增殖到一定数量，固定期启动子激活，抗毒蛋白先表达维持存活；后续毒蛋白功能激活基因启动，毒蛋白生效使工程菌 “自毁”，实现特定条件下自毁。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$