精品解析：北京市丰台区2024-2025学年高二下学期期末练习生物学试题

丰台区2024~2025学年度第二学期期末练习 高二生物学 2025.07 考生须知 1.答题前，考生务必先将答题卡上的学校、班级、姓名、教育 ID 号用黑色字迹签字笔填写清楚，并认真核对条形码上的教育 ID 号、姓名，在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。 2.本次练习所有答题均在答题卡上完成。选择题必须使用2B 铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑，如需改动，用橡皮擦除干净后再选涂其它选项。非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写，要求字体工整、字迹清楚。 3.请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答，超出答题区域书写的答案无效，在练习卷、草稿纸上答题无效。 4.本练习卷满分共100分，作答时长90分钟。 第Ⅰ卷 选择题 本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。 1. 国家卫健委自2024年起启动“体重管理年”三年行动，下列与控制体重相关的叙述正确的是（ ） A. 每天仅食一餐，能健康减肥 B. 饮食中只要不含脂肪，即可控制体重 C. 有氧运动时出汗越多越有利于控制体重 D. 在生活中既要均衡饮食又要适量运动 【答案】D 【解析】 【详解】A、每天仅食一餐会导致能量摄入骤降，可能引发基础代谢率降低，且无法满足日常营养需求，长期可能损害健康，A错误； B、脂肪是人体必需的营养物质（如构成生物膜、参与脂溶性维生素吸收），且不含脂肪的饮食若含过量糖类或蛋白质，多余能量仍会转化为脂肪储存，B错误； C、有氧运动消耗脂肪的效率与运动强度和持续时间相关，出汗量仅反映水分流失，C错误； D、均衡饮食保证营养全面，适量运动增加能量消耗，符合“摄入能量＜消耗能量”的体重控制原则，D正确。 故选D。 2. 科学家将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，使其能够合成胰岛素。下列有关这两类生物的叙述，正确的是（ ） A. 都可以在核糖体上进行转录 B. 都是通过有丝分裂进行增殖 C. 细胞中核苷酸的种类和数量相同 D. 细胞内都能进行基因的表达过程 【答案】D 【解析】 【详解】A、转录是以DNA为模板合成RNA的过程，在真核生物中主要发生在细胞核，原核生物则发生在拟核区；核糖体是翻译的场所，而非转录场所，因此两者均不能在核糖体上进行转录，A错误； B、有丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，大肠杆菌作为原核生物通过二分裂增殖，人类体细胞通过有丝分裂增殖，但大肠杆菌不进行有丝分裂，B错误； C、真核和原核细胞均含有DNA和RNA，核苷酸种类均为8种（4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸），但不同细胞中核酸含量差异大，核苷酸数量不可能相同，C错误； D、细胞内的基因能够进行正常的转录和翻译，因此两者均能进行基因表达，D正确。 故选D。 3. 科学家从某土壤细菌中提取到一种短肽L。该短肽由18个氨基酸脱水缩合形成，可与特定细菌的核糖体结合，抑制核糖体合成蛋白质。下列关于短肽L的分析中合理的是（ ） A. 组成元素包括C、H、O、N B. 在核糖体上合成，在内质网和高尔基体上加工成熟 C. 与核糖体的结合过程遵循碱基互补配对原则 D. 不是生物大分子，因此不以碳链为基本骨架 【答案】A 【解析】 【详解】A、短肽由氨基酸脱水缩合形成，氨基酸的基本组成元素为C、H、O、N，因此短肽L的组成元素必然包含这四种，A正确； B、细菌为原核生物，其细胞中不含内质网和高尔基体，短肽L的合成在核糖体完成，无需这些细胞器加工，B错误； C、短肽L与核糖体结合抑制蛋白质合成，但碱基互补配对是核酸间的作用（如mRNA与tRNA），而短肽是蛋白质，此过程不涉及碱基配对，C错误； D、所有有机物均以碳链为基本骨架，短肽L虽不是生物大分子（通常指单体数≥100），但其结构仍以碳链为基础，D错误。 故选A。 4. 外泌体是一种细胞外囊泡。细胞间可以通过释放或吸收外泌体实现信息交流。研究者使用DMSO溶解外泌体合成抑制剂，处理肺腺癌细胞，结果如下图。相关分析错误的是（ ） A. 肺腺癌的病因可能既有遗传因素，也有环境因素 B. 外泌体表面的特定分子可以与靶细胞识别并结合 C. 对照组应该用等量的DMSO 溶液处理肺腺癌细胞 D. 该实验中外泌体促进了肺腺癌细胞的脂质过氧化 【答案】D 【解析】 【分析】外泌体作为细胞外囊泡，在细胞间信息交流中发挥作用。本题通过实验，用 DMSO 溶解外泌体合成抑制剂处理肺腺癌细胞，并给出实验结果图（虽然未呈现具体图像内容，但不影响对各选项的分析思路）。 【详解】A、许多癌症的发生是遗传因素和环境因素共同作用的结果，肺腺癌也不例外，A 正确； B、细胞间能够通过外泌体交流信息，外泌体表面的特定分子可以与靶细胞上的受体识别并结合，从而实现信息传递，B 正确； C、在对照实验中，为了排除溶剂 DMSO 对实验结果的影响，对照组应该用等量的 DMSO 溶液处理肺腺癌细胞，C 正确； D、从实验结果来看，实验组使用了外泌体合成抑制剂，若外泌体促进肺腺癌细胞的脂质过氧化，那么实验组的脂质过氧化水平应该比对照组低，所以无法得出该实验中外泌体促进了肺腺癌细胞的脂质过氧化这一结论，D 错误。 故选D。 5. 2021 年诺贝尔化学奖颁给研究催化剂的学者。人体中的酶是生化反应的催化剂，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。相关叙述合理的是（ ） A. 温度越高，胃蛋白酶的催化能力就越强 B. 服用大量抗酸药物时不影响胃蛋白酶活性 C. 胰蛋白酶分解蛋白质的过程会破坏肽键 D. 胰蛋白酶可以为蛋白质分解提供活化能 【答案】C 【解析】 【详解】A、温度升高会先增强酶的活性，但超过最适温度后酶会变性失活，催化能力下降，胃蛋白酶的最适温度约为37℃，温度过高会导致其失活，A错误； B、抗酸药物会中和胃酸，使胃内pH升高。胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.0，pH升高会显著降低其活性，B错误； C、胰蛋白酶通过水解蛋白质的肽键将其分解为多肽或氨基酸，此过程必然破坏肽键，C正确； D、酶的作用是降低化学反应的活化能，而非直接提供活化能，D错误。 故选C。 6. 研究发现，肿瘤组织相比正常组织摄取了大量葡萄糖，并且即使在充足的氧气条件下，肿瘤细胞仍然将葡萄糖转化为乳酸并排出细胞。相关叙述中错误的是（ ） A. 肿瘤局部微环境会出现酸化可能有利于肿瘤细胞转移 B. 研究者据此推测肿瘤细胞有可能存在线粒体功能障碍 C. 与有氧呼吸相比，肿瘤细胞产乳酸的过程释放能量更多 D. 肿瘤细胞摄取葡萄糖增加，为研发肿瘤检测技术提供思路 【答案】C 【解析】 【详解】A、肿瘤细胞产生大量乳酸，导致局部微环境酸化，可能破坏周围组织并促进转移，A正确； B、肿瘤细胞即使氧气充足仍大量产乳酸，可能因线粒体功能障碍无法进行高效有氧呼吸，B正确； C、产乳酸的过程属于无氧呼吸，仅释放少量能量（2ATP/葡萄糖），远少于有氧呼吸（约38ATP/葡萄糖），C错误； D、肿瘤细胞摄取葡萄糖显著增加，可通过放射性标记进行影像学检测，D正确。 故选C。 7. 生物发酵法可将粮食和各种植物纤维加工成燃料乙醇；再将其与普通汽油按一定比例混配，就制成了乙醇汽油。下列关于燃料乙醇的生产过程错误的是（ ） A. 根本能量来源于参与发酵的微生物 B. 需要利用能分解纤维素的微生物 C. 可减少人类生活对化石燃料的依赖 D. 减少了秸秆燃烧带来的环境污染 【答案】A 【解析】 【详解】A、燃料乙醇生产中的能量根本来源是植物通过光合作用固定的太阳能，而非参与发酵的微生物。微生物仅分解有机物（如纤维素）释放储存的能量，A错误； B、植物纤维含大量纤维素，需纤维素分解菌（如某些真菌或细菌）分泌纤维素酶将其水解为葡萄糖，B正确； C、乙醇作为可再生能源，可替代部分化石燃料，降低对其依赖，C正确； D、利用秸秆生产乙醇，避免了直接焚烧产生的污染物（如CO、烟尘），D正确。 故选A。 8. 某次动物细胞培养时，调控pH的CO₂耗尽，培养基由初始的淡红色转为黄色。据此推测，使培养基呈淡红色的是（ ） A. 酸碱指示剂 B. 氨基酸 C. 血清 D. 糖类 【答案】A 【解析】 【详解】A、酸碱指示剂（如酚红）在培养基中用于显示pH变化，酸性时呈淡红色，中性/弱碱性时变黄，A正确； B、氨基酸是培养基中的营养成分，用于细胞代谢，不直接参与pH指示，B错误； C、血清提供生长因子等物质，但不会直接导致颜色变化，C错误； D、糖类作为碳源参与细胞呼吸，代谢产物可能影响pH，但颜色变化由指示剂直接反映，D错误。 故选A。 9. 科学家通过体外培养鸡的干细胞，得到100%细胞培养肉，在色香味以及营养角度与传统鸡肉相差无几。相关叙述错误的是（ ） A. 需要先使用胰蛋白酶等处理干细胞 B. 后期需诱导干细胞分化成肌肉细胞 C. 需置于95%O2+5%CO2混合气体环境 D. 未来可根据个人口感或需求实现定制肉 【答案】C 【解析】 【详解】A、胰蛋白酶用于分散细胞，使干细胞分离成单细胞悬液以便培养，A正确； B、干细胞需诱导分化为肌肉细胞才能形成类似肌肉的组织，B正确； C、动物细胞培养气体环境通常为95%空气和5%CO₂（维持pH），而非95%O₂，高浓度O₂可能抑制细胞呼吸，C错误； D、通过调控干细胞分化可定制肉质，符合技术发展前景，D正确。 故选C。 10. 板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（ ） A. 板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B. 体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C. 融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D. 培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性 【答案】B 【解析】 【详解】A、板蓝根和油菜属于不同物种，不同物种之间存在生殖隔离，A正确； B、植物体细胞杂交技术通过细胞融合实现，属于无性生殖范畴，无需对母本去雄（去雄是防止自花传粉的有性杂交步骤），B错误； C、杂种细胞需在培养基中经脱分化形成愈伤组织，再通过再分化发育成完整植株，C正确； D、杂种细胞最终发育为完整植株，体现了植物细胞的全能性，D正确。 故选B。 11. 近日，我国科学家成功繁育了体细胞克隆延边黄牛。相关叙述正确的是（ ） A. 体细胞克隆的难度小于胚胎细胞克隆 B. 采集供体牛的卵母细胞后需培养至MⅡ期备用 C. 克隆牛细胞中同时含有来自供体牛、受体（代孕）牛的基因 D. 克隆过程需要动物细胞培养、胚胎移植、体外受精等技术 【答案】B 【解析】 【详解】A、体细胞分化程度高，恢复全能性更难，因此体细胞克隆难度大于胚胎细胞克隆，A错误； B、卵母细胞需在体外培养至MⅡ期（减数第二次分裂中期）才能进行去核处理，作为受体细胞，B正确； C、克隆牛的核基因完全来自供体牛体细胞，细胞质基因来自卵母细胞供体，代孕牛仅提供胚胎发育环境，不贡献遗传物质，C错误； D、克隆过程需动物细胞培养、核移植、胚胎移植等技术，但无需体外受精（体外受精属于体外胚胎形成技术），D错误。 故选B。 12. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ） A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④ 【答案】B 【解析】 【分析】根据图示中引物位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。 【详解】图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①+②，即B正确，ACD错误。 故选B。 13. 干扰素在体外保存相当困难。利用蛋白质工程将干扰素分子上的一个半胱氨酸替换成丝氨酸后，干扰素可以在-70℃的条件下保存半年，相关叙述正确的是（ ） A. 蛋白质工程只能生产出自然界中已存在的蛋白质 B. 替换氨基酸改造干扰素时利用的原理是基因突变 C. 该替换研究中直接操作对象是多肽链上的氨基酸 D. 替换后的干扰素仍能抗病毒，说明其结构未改变 【答案】B 【解析】 【详解】A、蛋白质工程通过改造基因来合成自然界不存在的蛋白质，而传统基因工程只能生产已有蛋白质，A错误； B、替换氨基酸需通过修改基因序列实现，属于人工诱导的基因突变，B正确； C、蛋白质工程直接操作对象是基因，而非多肽链上的氨基酸，C错误； D、替换氨基酸导致干扰素结构改变，但关键功能区域未受影响，故仍能抗病毒，D错误。 故选B。 14. 某同学取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出圆形小叶片30片，用于探究环境因素对光合作用强度的影响。相关分析中错误的是（ ） A. 处理过的小叶片全沉到水底，相同时间内浮起的小叶片越多光合作用强度越高 B. 若要探究光照强度对光合作用强度的影响，可调节小烧杯与光源之间的距离 C. 若不同光照强度下光合作用均很弱，可能烧杯液体中（CO2含量不足 D. 不改变光照强度的情况下，不断升高温度光合作用强度会不断提升 【答案】D 【解析】 【详解】A、圆形小叶片经处理后沉底，光合作用释放的O₂积累在细胞间隙使叶片上浮，相同时间内上浮数量越多，说明光合作用越强，A正确； B、通过调节小烧杯与光源的距离可改变实际光照强度，从而探究光照强度对光合作用的影响，B正确； C、若不同光照强度下光合作用均弱，可能因烧杯液体中CO2（如未添加NaHCO3）不足，导致暗反应受限，整体光合速率低，C正确； D、温度通过影响酶活性调控光合作用。在适宜范围内，升温可提高酶活性，但超过最适温度后酶活性下降，光合作用强度反而降低，D错误。 故选D。 15. 下列实验操作中，正确的是（ ） A. 检测还原糖时，先向待测样液中加入斐林试剂甲液，混匀后滴加少量乙液 B. 黑藻叶片既可用于观察细胞质的流动，也可用于探究植物细胞的吸水和失水 C. 酵母菌的纯培养实验中，平板划线时最后一次的划线必须与第一次的划线相连 D. 植物的组织培养过程要保证严格无菌环境，外植体、培养基、培养瓶均需灭菌 【答案】B 【解析】 【详解】A、斐林试剂用于鉴定还原糖时，需甲液和乙液等量混合后水浴加热，而选项描述为“先加甲液后滴加乙液”，混淆了斐林试剂与双缩脲试剂的用法，A错误； B、黑藻叶片细胞含有叶绿体便于观察细胞质流动，且为成熟植物细胞含液泡，可用于质壁分离实验，B正确； C、平板划线法中最后一次划线需从上一次划线的末端开始，目的是稀释菌种，但无需与第一次划线相连，C错误； D、植物组织培养中，外植体需消毒而非灭菌（灭菌会杀死细胞），培养基和培养瓶需灭菌，D错误。 故选B。 第Ⅱ卷 非选择题 本部分共6小题，共70分。 16. 古细菌是一类特殊的微生物，可形成囊泡，其过程与真核生物类似，这可能与内质网等具膜细胞器的进化相关。研究者利用古细菌A对该过程进行探究。 （1）囊泡形成的过程体现了细胞膜具有_________性。除内质网外，真核细胞的具膜细胞器还包括_________（写出两项）。 （2）古细菌A 中存在蛋白X，蛋白 X 可结合GTP 或GDP。GTP 是一种与 ATP 结构相似的分子，其中G代表_________。研究者构建了以下三组转基因酵母菌进行实验。 转基因酵母菌 Ⅰ组 Ⅱ组 III组 表达蛋白 X-GTP 融合蛋白 X1-GTP融合蛋白 X2-GTP融合蛋白 实验结果 注：GFP为绿色荧光蛋白（图中亮处），X1无法结合GTP，X2无法结合GDP。 观察并分析酵母菌荧光分布情况，可以得出结论：蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于_________。 （3）研究者推测蛋白X可能与酵母菌的蛋白 S 结合，促进内质网的形成。为检验该推测，研究者利用酵母菌进行实验。在实验组酵母菌中表达少量 X-GTP 融合蛋白，同时过表达 S 蛋白。该实验的对照组设计是_________。结果显示对照组的荧光主要分布于细胞膜，实验组的荧光主要分布于内质网。请判断该实验结果能否完全证实上述推测，并说明理由。 （4）具膜细胞器的出现是生物进化历史上的重要事件。请从结构与功能相适应的角度阐述具膜细胞器的出现对细胞生命活动的意义_________。 【答案】（1） ①. 一定的流动 ②. 线粒体、高尔基体、溶酶体等 （2） ①. 鸟苷 ②. 结合GTP （3） ①. 表达少量X-GTP融合蛋白+不过表达S蛋白 ②. 否，实验未证明X蛋白可与S 蛋白结合/未证明蛋白X定位转移促进了内质网形成 （4）具膜细胞器将细胞不同区域分隔开，减少相互干扰，使细胞生命活动高效、有序进行；广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点 【解析】 【分析】由图可知，X1无法结合GTP，X2无法结合GDP，其荧光主要在细胞内，Ⅰ组荧光分布在细胞膜上，说明蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于结合GTP。 【小问1详解】 囊泡是由相关生物膜形成的囊状结构，其形成的过程体现了细胞膜具有一定的流动性。除内质网外，真核细胞的具膜细胞器还包括线粒体、高尔基体、溶酶体、液泡等。 【小问2详解】 结合ATP中的A代表腺苷可知，GTP中的G代表鸟苷。由图可知，X1无法结合GTP，X2无法结合GDP，其荧光主要在细胞内，Ⅰ组荧光分布在细胞膜上，说明蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于结合GTP。 【小问3详解】 由题意可知，该实验的自变量是蛋白S是否过表达，所以对照组为表达少量X-GTP融合蛋白+不过表达S蛋白。结果显示对照组的荧光主要分布于细胞膜，实验组的荧光主要分布于内质网，不能完全证实上述推测，因为实验未证明X蛋白可与S 蛋白结合或未证明蛋白X定位转移促进了内质网形成。 【小问4详解】 具膜细胞器可将细胞不同区域分隔开，减少相互干扰，使细胞生命活动高效、有序进行；广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，所以具膜细胞器的出现是生物进化历史上的重要事件。 17. 异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。 （1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的_________转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括_________、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。 （2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C 基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入________的大肠杆菌，在_________（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。 （3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。 为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的 A 基因、B 基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。 菌种 相关基因 菌株甲 内源基因1 内源基因2 菌株乙 基因A 内源基因2 菌株丙 基因A 基因B 完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因_________。 （4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向_________。 【答案】（1） ①. 代谢 ②. 菌种选育 （2） ①. C基因缺失/敲除 C 基因 ②. 不含 （3）与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2 替换为B 基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高。 （4）改造菌株，使其能利用比葡萄糖更经济的原料（如分解纤维素）；转入异亮氨酸外转运蛋白，从发酵液中直接提取异亮氨酸等 【解析】 【分析】发酵工程的优点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理。 【小问1详解】 发酵是利用微生物的代谢生产人们需要的产品。发酵工程需要先选育菌种，可以从自然界筛选或通过诱变育种、基因工程育种获得优良菌种。 【小问2详解】 由于基因突变是不定向的，对C基因进行诱变处理后，可能突变出能合成催化效率更高的C酶的基因，也可能突变出不能合成C酶的基因，所以要将诱变后的C基因导入不含C基因的大肠杆菌，在不含异亮氨酸的固体培养基上进行培养，生产异亮氨酸的能力越强，越符合要求。 【小问3详解】 与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2 替换为B 基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高。 【小问4详解】 可以改造菌株，让其能利用比葡萄糖更经济纤维素，来获得发酵产物。 18. 在血糖水平低时，人体会优先使用谷氨酰胺等氨基酸。研究者进行系列实验探究该调控机制。 （1）细胞可利用葡萄糖进行有氧呼吸，场所是_________。此过程生成大量_________，为生命活动提供能量。 （2）低糖情况下，蛋白激酶A 会被激活，激活后可催化M蛋白磷酸化（（p-M），p-M会促进谷氨酰胺利用。研究者对M蛋白的磷酸化位点进行探究。 ①在敲除 M 基因的小鼠胚胎成纤维细胞中，分别转入两种表达载体，两组差异如下表所示。 基因表达载体 目的基因 M蛋白的第527位氨基酸 对照组 Ⅰ 正常 M蛋白基因 苏氨酸 实验组 Ⅱ 突变 M蛋白基因 丙氨酸 ②检测结果如图1 所示，结果表明 M 蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸，依据是___ （3）研究者利用荧光技术探究磷酸化过程对 M 蛋白空间结构的影响。该技术的原理如图2所示，构建融合蛋白，使M蛋白的C端和N端分别发出绿色和红色荧光；未磷酸化状态下，C端、N端距离很近，C端的荧光能量转移到N端，会使得绿色荧光强度降低，红色荧光强度增加；磷酸化状态下，无法发生荧光能量转移，会使得C端荧光比未磷酸化时_________。 据此原理，研究者进行了相关实验，结果如图3，表明_________。 （4）p-M蛋白的C端可以与谷氨酰胺分解酶相互作用，使该酶活性显著提高。综合以上研究，在答题框内写出机体优先利用谷氨酰胺的完整调控机制_________。 【答案】（1） ①. 细胞质基质和线粒体 ②. ATP （2）M蛋白总量：实验组和对照组无明显差异；加入蛋白激酶A后的p-M蛋白含量变化：对照组显著增加，实验组加酶前后均没有p-M （3） ①. 增强 ②. 蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来 （4）低葡萄糖→激活蛋白激酶A→催化M蛋白第527位苏氨酸磷酸化→M蛋白空间结构变化→M 蛋白 C 端被释放出来→与谷氨酰胺分解酶结合，提高该酶活性→催化谷氨酰胺分解 【解析】 【分析】有氧呼吸分三阶段，详细过程如下： 第一阶段（细胞质基质）：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]（还原氢），释放少量能量，用于合成少量ATP。 第二阶段（线粒体基质）：丙酮酸和水彻底分解为CO2和大量[H]，释放少量能量，合成少量ATP。 第三阶段（线粒体内膜）：前两阶段产生的[H]与O2结合生成H2O，释放大量能量，合成大量ATP。 【小问1详解】 细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸二、三阶段）。有氧呼吸过程会生成大量ATP，为生命活动提供能量。 【小问2详解】 观察图1，对照组和实验组的M蛋白总量无明显差异，对照组中转入正常M蛋白基因(M 蛋白第527位氨基酸为苏氨酸），在蛋白激酶A存在时出现了p-M（磷酸化的M蛋白）含量显著增加； 而实验组中转入突变M蛋白基因(M蛋白第 527位氨基酸为丙氨酸)，加酶前后均没有p-M。这就表明只有当M蛋白的第527位氨基酸是苏氨酸时才能被磷酸化，即M蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸。 【小问3详解】 根据题意，未磷酸化状态下C端荧光能量转 移到N端使绿色荧光强度降低，磷酸化状态 下无法发生荧光能量转移，所以会使得C端 荧光比未磷酸化时增强。观察图3，正常M蛋白在蛋白激酶A存在（即磷酸化状态）时绿色荧光强度高于无蛋白激酶A（未磷酸化状态） 时，而突变M蛋白在有无蛋白激酶A时绿色荧光强度变化不大，这表明蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来。 【小问4详解】 当血糖水平低时，蛋白激酶A被激活，激活后的蛋白激酶A催化M蛋白的第527位苏氨酸磷酸化，形成p-M蛋白，p-M蛋白的空间结构改变，其C端与谷氨酰胺分解酶相互作用，使谷氨酰胺分解酶活性显著提高，从而促进谷氨酰胺的分解利用。 19. 衣藻是一种单细胞绿藻，大肠杆菌是一种异养细菌，研究者开发出了衣藻与大肠杆菌共培养系统。 （1）衣藻代谢途径如图1所示，据图分析： ①衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成_________，可以为暗反应提供能量，促进CO2利用。 ②衣藻的 R 酶既能催化CO2固定；又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸（C2H4O3）。乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。若CO2/O2比值_________，则光呼吸作用加强。 ③为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1 突变体衣藻-大肠杆菌联合体。缺乏 GYD1 的突变衣藻大量分泌_________到培养基中，该物质可以作为大肠杆菌的唯一_________促进其生长。 （2）研究者将两个发酵罐连接，构建两阶段共培养系统，如图2所示。 ①第一阶段发酵罐以120μE恒定光照，0.5vvmCO2条件仅培养GYD1 突变体； ②第二阶段发酵罐接收第一阶段的培养物，改变反应条件，从而能同时培养突变体和大肠杆菌； ③实验结果如图3所示。 请依据图3的实验结果，从下表中选出合适选项，补全图3中第二阶段的培养条件，将相应字母填在横线上。 条件1: ___________，条件2: _______，条件3:__________ 培养条件 光照强度 气体条件 A 120μE 1vvmCO2 B 120μE 0.5 vvm空气 C 120μE 1 vvm空气 D 240μE 1 vvm空气 （3）研究者进一步改造图 1 中的大肠杆菌，已利用此共培养系统成功生产出番茄红素。与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统有何显著优势?试从物质与能量的角度简要分析___________。 【答案】（1） ①. ATP和 NADPH ②. 下降 ③. 乙醇酸 ④. 碳源 （2） ①. B ②. C ③. D （3）该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2 可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。 【解析】 【分析】光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义。光反应物质变化：H2O→2H++1/2O2（水的光解）。NADP+ + 2e- + H+ → NADPH；能量变化：ADP+Pi+光能→ATP。场所：光反应发生在叶绿体内囊状结构薄膜上进行。暗反应物质变化：CO2+C5化合物→2C3化合物。2C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+ C5化合物+H2O。ATP→ADP+Pi（耗能）。场所：暗反应发生在叶绿体的基质中。 【小问1详解】 衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成ATP和 NADPH，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。 衣藻的R酶既能催化CO2​固定，又能催化C5​与O2​发生光呼吸生成乙醇酸。当CO2​/O2​比值降低时，O2​与R酶结合的机会增加，光呼吸作用加强。 缺乏GYD1的突变衣藻不能将乙醇酸转化为乙醛酸，大量分泌乙醇酸到培养基中，大肠杆菌可以利用乙醇酸作为唯一碳源促进其生长。 【小问2详解】 已知当CO2​/O2​比值降低时，O2​与R酶结合的机会增加，光呼吸作用加强，产生更多的乙醇酸，提供给大肠杆菌。有图可知，条件1时，大肠杆菌数量在乙醇酸耗尽后下降并稳定，说明大肠杆菌在条件1的K1值为0.075，条件2时，大肠杆菌数量上升并稳定，说明大肠杆菌在条件2的K2值为0.10，条件3时，大肠杆菌数量在条件2的基础上上升并稳定，说明条件3的K3值为0.19，故K3>K2>K1。条件A时，在第一阶段后期乙醇酸含量已开始下降，且条件A只含有CO2​，此时产生的乙醇酸不足以提供给大肠杆菌，又K3>K2>K1，故条件1为条件B，条件2为条件C，条件3为条件D。 【小问3详解】 与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统的优势有该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2 可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。 20. 学习以下材料， 回答（1） ~ （4） 题。 噬菌体展示技术筛选单克隆抗体 噬菌体展示技术可以将外源基因整合到噬菌体基因组，使蛋白或多肽展示在噬菌体表面。此技术可通过构建噬菌体抗体库，筛选出高亲和力抗体以识别特定抗原。 噬菌体展示技术的第一步：需要构建含有抗体基因的噬菌体库，过程如图1所示。免疫动物后，获取B细胞，分别扩增抗体基因的重链可变区序列（VH）和轻链可变区序列（VL），通过接头序列（G4S）连接成VH-G4S-VL融合基因。这些基因序列被整合到编码噬菌体蛋白的质粒（噬菌粒）中，再导入大肠杆菌中，通常每个细菌含一个噬菌粒。大肠杆菌最终会释放出展示抗体的噬菌体。若实验室已有抗体基因文库，则无需免疫动物，构建噬菌体库的时间可缩短至两天左右。 噬菌体展示技术的第二步：淘选出与目标抗原结合能力强的噬菌体，过程如图 2 所示。将尾部展示抗体的噬菌体加到固定化的抗原中，经过两次目的不同的洗脱后，利用得到的噬菌体侵染大肠杆菌得到子代噬菌体。这样的淘选过程需要重复3~4轮，耗时一周左右，可从容量百亿的基因文库中快速筛选阳性噬菌体，再结合其他技术手段筛选出与目标抗原结合能力最强的阳性噬菌体单克隆。获取其中的抗体基因序列，将其导入特 定细胞中，大量表达出人类所需抗体。 噬菌体展示技术与传统制备单抗的技术相比，周期短，成本低，可以大规模筛选，在药物研发中应用广泛。 （1）构建抗体基因文库时，从动物体中获取B细胞，提取mRNA 通过_________过程生成cDNA，利用PCR 技术获取 VH-G4S-VL 融合基因。请参照下图中的基因模式图画出 PCR 的目标产物，填入方框中_________。 （2）针对噬菌体展示技术，下列叙述错误的是 。 A. 该技术所需的B细胞可从动物脾脏中获取 B. 噬菌粒作为载体，在噬菌体中实现抗体基因的表达 C. 将抗体基因连接到噬菌粒上需要用到DNA 聚合酶 D. 可直接从筛选获得的阳性噬菌体的尾部截取抗体蛋白用于生产 （3）图2中两次洗脱的目的分别是_________；淘选过程重复3~4轮的目的是_________。 （4）研究者利用噬菌体展示技术成功筛选到抗丙肝病毒抗体，为验证抗体的有效性，进行相关实验。其中，实验组先加入适量的细胞培养液和__________，然后加入_________，混匀一小时后，再加入_________，一段时间后检测宿主细胞中的病毒相对值。将实验组所测结果与对照组对比评估抗体活性。请选择下列选项前的字母填入横线处。 a.丙肝病毒液b.宿主细胞悬液c.一定稀释度的抗丙肝病毒抗体 【答案】（1） ①. 逆转录 ②. （2）BCD （3） ①. 洗去未结合的噬菌体、洗脱与抗原结合的噬菌体 ②. 高倍富集阳性噬菌体 （4） ①. c ②. a ③. b 【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：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 【小问1详解】 构建抗体基因文库时，从动物体中获取B细胞，提取mRNA通过逆转录过程生成cDNA。根据引物的结合位置和PCR扩增的原理，左侧PCR目标产物应该包含VH和G4S部分，右侧PCR目标产物应该包含G4S和VL，这样经过后续的混合、变性、复性和延伸等操作，才能得到VH-G4S-VL融合基因，其模式图为： 。 【小问2详解】 A、动物脾脏是B细胞分布的重要器官，该技术所需的B细胞可从动物脾脏中获取，A正确；  ​ B、噬菌粒作为载体，导入大肠杆菌后，在大肠杆菌中实现抗体基因的表达，而不是在噬菌体中，B错误；  ​ C、将抗体基因连接到噬菌粒上需要用到DNA连接酶，而不是DNA聚合酶，C错误；  ​ D、筛选获得的阳性噬菌体的尾部展示的是抗体蛋白，但不能直接截取用于生产，还需要进一步的处理，D错误。 故选BCD。  【小问3详解】 图2中两次洗脱，第一次洗脱是为了洗去未与固定化抗原结合的噬菌体，第二次洗脱是为了洗去与洗脱与抗原结合的噬菌体。淘选过程重复3-4轮的目的是进一步高倍富集阳性噬菌体。 【小问4详解】 为验证抗体的有效性，实验组先加入适量的细胞培养液和一定稀释度的抗丙肝病毒抗体（c），然后加入丙肝病毒液（a），混匀一小时后，再加入宿主细胞悬液（b），这样的顺序可以先让抗体与病毒作用，再让病毒去侵染宿主细胞，通过检测宿主细胞中的病毒相对值来评估抗体活性。 21. 研究者常利用 CRISPR/Cas9 技术靶向编辑或敲除植物的感病基因 A，培育抗病新品种。有人认为转入的Cas9基因等有潜在风险，研究者尝试优化该技术。 （1）转入 CRISPR/Cas9基因后， 会表达形成 sgRNA-Cas9 复合体。sgRNA 能与A 基因序列互补配对，引导Cas9蛋白切割双链DNA 实现A 基因的敲除。Cas9蛋白的作用类似于基因工程基本工具中的_________。 （2）培育过程如图1所示： ①将 CRISPR/Cas9基因导入野生型植株TO: 第一步：将编码sgRNA 的基因和 Cas9 蛋白的基因整合到 Ti质粒上； 第二步：将含 Ti 质粒的溶液滴加到植物受粉后形成的花粉管通道内，进入卵细胞/受精卵中。 若整合成功，细胞中通常仅插入一份 T-DNA 拷贝。 ②筛选转基因植物T1：收获种子并种植在含潮霉素的_________培养基上，筛选得到转基因植株T1。T1 的基因型为_________。 ③T1 植株自交得到T2，设计 Cas9基因特异性引物做PCR，PCR 结果为阴性的植株为所需植株，理由是_________。 （3）我国科研团队构建了一种转基因配子自动清除系统（TGAC 系统），该系统如图2所示，按图1方法培育得到植株T1′和T2′。 TGAC 系统发挥机制的原理：植物进行减数分裂通过毒素基因B，在生殖细胞发育阶段杀死携带转基因元件的配子。为实现这一目的，需要选择特定的启动子，请从下表中选择最佳启动子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是_________、________、________。可预测转基因元件清除的植株占T2′植株的比例为_________。 启动子 特异性 P1 所有体细胞中表达 P2 花粉发育后期表达 P3 卵细胞特异性表达 P4 极核细胞特异性表达 注：极核细胞和卵细胞是由同一个大孢子细胞有丝分裂产生的，若极核细胞死亡会导致卵细胞受精后无法发育。 （4）对比（2）与（3）分析，TGAC 系统在基因工程的应用与推广中有哪些优势_________? 【答案】（1）限制酶 （2） ①. 选择 ②. aa ③. 筛选出细胞中不含sgRNA 和Cas9等外源基因的植株，彻底避免植株及后代可能对环境的污染 （3） ①. P4 （或P2） ②. P2 （或 P4） ③. P3 ④. 100% （4）该系统可以自动清除含有外源基因元件的配子，所得后代全部为非转基因植株，可大大节省时间和人工成本，缩短育种年限，提高转基因产品的安全性 【解析】 【分析】1、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。 2、基因工程的三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 3、标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 【小问1详解】 在基因工程中，限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位切割DNA分子。由题可知，Cas9蛋白能在sgRNA引导下切割双链DNA实现A基因的敲除，其作用类似于基因工程基本工具中的限制酶。 【小问2详解】 要筛选转基因植物，需要使用选择培养基，含潮霉素的培养基可筛选出含有潮霉素抗性基因（一般与目的基因同时整合到Ti质粒上）的转基因植株。利用 CRISPR/Cas9 技术靶向编辑或敲除植物的感病基因 A，那么T1的基因型为aa。T1植株自交得到T2 ，若设计Cas9基因特异性引物做PCR，PCR结果为阴性，说明该植株不含Cas9基因。因为我们的目的是敲除感病基因A且避免转入基因的潜在风险，筛选出细胞中不含sgRNA 和Cas9等外源基因的植株，彻底避免植株及后代可能对环境的污染，所以是所需植株。 【小问3详解】 植物进行减数分裂通过毒素基因B在生殖细胞发育阶段杀死携带转基因元件的配子。要实现这一目的，启动子应在生殖细胞发育阶段发挥作用，且要能作用于花粉和卵细胞相关细胞。P2在花粉发育后期表达，可用于花粉相关；P3在卵细胞特异性表达，可用于卵细胞；对于极核细胞（和卵细胞由同一个大孢子细胞有丝分裂产生），也需要其携带的转基因元件被清除，所以选择P4，因此最佳启动子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是P2、P4、P3，T1'为杂合子（假设为Aa，A为含转基因元件的），自交产生T2' ，正常情况下后代基因型及比例为AA:Aa:aa = 1:2:1。由于携带转基因元件的配子被清除（假设A配子被清除），则实际产生的后代只有aa，所以转基因元件清除的植株占T2'植株的比例为100%。 【小问4详解】 对比（2）与（3），TGAC系统在基因工程的应用与推广中的优势在于：该系统可以自动清除含有外源基因元件的配子，所得后代全部为非转基因植株，可大大节省时间和人工成本，缩短育种年限，提高转基因产品的安全性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 丰台区2024~2025学年度第二学期期末练习 高二生物学 2025.07 考生须知 1.答题前，考生务必先将答题卡上的学校、班级、姓名、教育 ID 号用黑色字迹签字笔填写清楚，并认真核对条形码上的教育 ID 号、姓名，在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。 2.本次练习所有答题均在答题卡上完成。选择题必须使用2B 铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑，如需改动，用橡皮擦除干净后再选涂其它选项。非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写，要求字体工整、字迹清楚。 3.请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答，超出答题区域书写的答案无效，在练习卷、草稿纸上答题无效。 4.本练习卷满分共100分，作答时长90分钟。 第Ⅰ卷 选择题 本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。 1. 国家卫健委自2024年起启动“体重管理年”三年行动，下列与控制体重相关的叙述正确的是（ ） A. 每天仅食一餐，能健康减肥 B. 饮食中只要不含脂肪，即可控制体重 C. 有氧运动时出汗越多越有利于控制体重 D. 在生活中既要均衡饮食又要适量运动 2. 科学家将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，使其能够合成胰岛素。下列有关这两类生物的叙述，正确的是（ ） A. 都可以在核糖体上进行转录 B. 都是通过有丝分裂进行增殖 C. 细胞中核苷酸的种类和数量相同 D. 细胞内都能进行基因的表达过程 3. 科学家从某土壤细菌中提取到一种短肽L。该短肽由18个氨基酸脱水缩合形成，可与特定细菌的核糖体结合，抑制核糖体合成蛋白质。下列关于短肽L的分析中合理的是（ ） A. 组成元素包括C、H、O、N B. 在核糖体上合成，在内质网和高尔基体上加工成熟 C. 与核糖体的结合过程遵循碱基互补配对原则 D. 不是生物大分子，因此不以碳链为基本骨架 4. 外泌体是一种细胞外囊泡。细胞间可以通过释放或吸收外泌体实现信息交流。研究者使用DMSO溶解外泌体合成抑制剂，处理肺腺癌细胞，结果如下图。相关分析错误的是（ ） A. 肺腺癌的病因可能既有遗传因素，也有环境因素 B. 外泌体表面的特定分子可以与靶细胞识别并结合 C. 对照组应该用等量的DMSO 溶液处理肺腺癌细胞 D. 该实验中外泌体促进了肺腺癌细胞的脂质过氧化 5. 2021 年诺贝尔化学奖颁给研究催化剂的学者。人体中的酶是生化反应的催化剂，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。相关叙述合理的是（ ） A. 温度越高，胃蛋白酶的催化能力就越强 B. 服用大量抗酸药物时不影响胃蛋白酶活性 C. 胰蛋白酶分解蛋白质的过程会破坏肽键 D. 胰蛋白酶可以为蛋白质分解提供活化能 6. 研究发现，肿瘤组织相比正常组织摄取了大量葡萄糖，并且即使在充足的氧气条件下，肿瘤细胞仍然将葡萄糖转化为乳酸并排出细胞。相关叙述中错误的是（ ） A. 肿瘤局部微环境会出现酸化可能有利于肿瘤细胞转移 B. 研究者据此推测肿瘤细胞有可能存在线粒体功能障碍 C. 与有氧呼吸相比，肿瘤细胞产乳酸的过程释放能量更多 D. 肿瘤细胞摄取葡萄糖增加，为研发肿瘤检测技术提供思路 7. 生物发酵法可将粮食和各种植物纤维加工成燃料乙醇；再将其与普通汽油按一定比例混配，就制成了乙醇汽油。下列关于燃料乙醇的生产过程错误的是（ ） A. 根本能量来源于参与发酵的微生物 B. 需要利用能分解纤维素的微生物 C. 可减少人类生活对化石燃料的依赖 D. 减少了秸秆燃烧带来的环境污染 8. 某次动物细胞培养时，调控pHCO₂耗尽，培养基由初始的淡红色转为黄色。据此推测，使培养基呈淡红色的是（ ） A. 酸碱指示剂 B. 氨基酸 C. 血清 D. 糖类 9. 科学家通过体外培养鸡的干细胞，得到100%细胞培养肉，在色香味以及营养角度与传统鸡肉相差无几。相关叙述错误的是（ ） A. 需要先使用胰蛋白酶等处理干细胞 B. 后期需诱导干细胞分化成肌肉细胞 C. 需置于95%O2+5%CO2混合气体环境 D. 未来可根据个人口感或需求实现定制肉 10. 板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（ ） A. 板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B. 体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C. 融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D. 培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性 11. 近日，我国科学家成功繁育了体细胞克隆延边黄牛。相关叙述正确的是（ ） A. 体细胞克隆的难度小于胚胎细胞克隆 B. 采集供体牛的卵母细胞后需培养至MⅡ期备用 C. 克隆牛细胞中同时含有来自供体牛、受体（代孕）牛的基因 D. 克隆过程需要动物细胞培养、胚胎移植、体外受精等技术 12. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ） A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④ 13. 干扰素在体外保存相当困难。利用蛋白质工程将干扰素分子上的一个半胱氨酸替换成丝氨酸后，干扰素可以在-70℃的条件下保存半年，相关叙述正确的是（ ） A. 蛋白质工程只能生产出自然界中已存在的蛋白质 B. 替换氨基酸改造干扰素时利用的原理是基因突变 C. 该替换研究中直接操作对象是多肽链上的氨基酸 D. 替换后的干扰素仍能抗病毒，说明其结构未改变 14. 某同学取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出圆形小叶片30片，用于探究环境因素对光合作用强度的影响。相关分析中错误的是（ ） A. 处理过的小叶片全沉到水底，相同时间内浮起的小叶片越多光合作用强度越高 B. 若要探究光照强度对光合作用强度的影响，可调节小烧杯与光源之间的距离 C. 若不同光照强度下光合作用均很弱，可能烧杯液体中（CO2含量不足 D. 不改变光照强度的情况下，不断升高温度光合作用强度会不断提升 15. 下列实验操作中，正确的是（ ） A 检测还原糖时，先向待测样液中加入斐林试剂甲液，混匀后滴加少量乙液 B. 黑藻叶片既可用于观察细胞质流动，也可用于探究植物细胞的吸水和失水 C. 酵母菌的纯培养实验中，平板划线时最后一次的划线必须与第一次的划线相连 D. 植物的组织培养过程要保证严格无菌环境，外植体、培养基、培养瓶均需灭菌 第Ⅱ卷 非选择题 本部分共6小题，共70分。 16. 古细菌是一类特殊的微生物，可形成囊泡，其过程与真核生物类似，这可能与内质网等具膜细胞器的进化相关。研究者利用古细菌A对该过程进行探究。 （1）囊泡形成过程体现了细胞膜具有_________性。除内质网外，真核细胞的具膜细胞器还包括_________（写出两项）。 （2）古细菌A 中存在蛋白X，蛋白 X 可结合GTP 或GDP。GTP 是一种与 ATP 结构相似的分子，其中G代表_________。研究者构建了以下三组转基因酵母菌进行实验。 转基因酵母菌 Ⅰ组 Ⅱ组 III组 表达蛋白 X-GTP 融合蛋白 X1-GTP融合蛋白 X2-GTP融合蛋白 实验结果 注：GFP为绿色荧光蛋白（图中亮处），X1无法结合GTP，X2无法结合GDP。 观察并分析酵母菌荧光分布情况，可以得出结论：蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于_________。 （3）研究者推测蛋白X可能与酵母菌的蛋白 S 结合，促进内质网的形成。为检验该推测，研究者利用酵母菌进行实验。在实验组酵母菌中表达少量 X-GTP 融合蛋白，同时过表达 S 蛋白。该实验的对照组设计是_________。结果显示对照组的荧光主要分布于细胞膜，实验组的荧光主要分布于内质网。请判断该实验结果能否完全证实上述推测，并说明理由。 （4）具膜细胞器的出现是生物进化历史上的重要事件。请从结构与功能相适应的角度阐述具膜细胞器的出现对细胞生命活动的意义_________。 17. 异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。 （1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的_________转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括_________、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。 （2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C 基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入________的大肠杆菌，在_________（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。 （3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。 为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的 A 基因、B 基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。 菌种 相关基因 菌株甲 内源基因1 内源基因2 菌株乙 基因A 内源基因2 菌株丙 基因A 基因B 完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因_________。 （4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向_________。 18. 在血糖水平低时，人体会优先使用谷氨酰胺等氨基酸。研究者进行系列实验探究该调控机制。 （1）细胞可利用葡萄糖进行有氧呼吸，场所是_________。此过程生成大量_________，为生命活动提供能量。 （2）低糖情况下，蛋白激酶A 会被激活，激活后可催化M蛋白磷酸化（（p-M），p-M会促进谷氨酰胺的利用。研究者对M蛋白的磷酸化位点进行探究。 ①在敲除 M 基因的小鼠胚胎成纤维细胞中，分别转入两种表达载体，两组差异如下表所示。 基因表达载体 目的基因 M蛋白的第527位氨基酸 对照组 Ⅰ 正常 M蛋白基因 苏氨酸 实验组 Ⅱ 突变 M蛋白基因 丙氨酸 ②检测结果如图1 所示，结果表明 M 蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸，依据是___ （3）研究者利用荧光技术探究磷酸化过程对 M 蛋白空间结构的影响。该技术的原理如图2所示，构建融合蛋白，使M蛋白的C端和N端分别发出绿色和红色荧光；未磷酸化状态下，C端、N端距离很近，C端的荧光能量转移到N端，会使得绿色荧光强度降低，红色荧光强度增加；磷酸化状态下，无法发生荧光能量转移，会使得C端荧光比未磷酸化时_________。 据此原理，研究者进行了相关实验，结果如图3，表明_________。 （4）p-M蛋白的C端可以与谷氨酰胺分解酶相互作用，使该酶活性显著提高。综合以上研究，在答题框内写出机体优先利用谷氨酰胺的完整调控机制_________。 19. 衣藻是一种单细胞绿藻，大肠杆菌是一种异养细菌，研究者开发出了衣藻与大肠杆菌共培养系统。 （1）衣藻代谢途径如图1所示，据图分析： ①衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成_________，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。 ②衣藻的 R 酶既能催化CO2固定；又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸（C2H4O3）。乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。若CO2/O2比值_________，则光呼吸作用加强。 ③为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1 突变体衣藻-大肠杆菌联合体。缺乏 GYD1 的突变衣藻大量分泌_________到培养基中，该物质可以作为大肠杆菌的唯一_________促进其生长。 （2）研究者将两个发酵罐连接，构建两阶段共培养系统，如图2所示。 ①第一阶段发酵罐以120μE恒定光照，0.5vvmCO2条件仅培养GYD1 突变体； ②第二阶段发酵罐接收第一阶段的培养物，改变反应条件，从而能同时培养突变体和大肠杆菌； ③实验结果如图3所示。 请依据图3的实验结果，从下表中选出合适选项，补全图3中第二阶段的培养条件，将相应字母填在横线上。 条件1: ___________，条件2: _______，条件3:__________ 培养条件 光照强度 气体条件 A 120μE 1vvmCO2 B 120μE 0.5 vvm空气 C 120μE 1 vvm空气 D 240μE 1 vvm空气 （3）研究者进一步改造图 1 中的大肠杆菌，已利用此共培养系统成功生产出番茄红素。与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统有何显著优势?试从物质与能量的角度简要分析___________。 20. 学习以下材料， 回答（1） ~ （4） 题。 噬菌体展示技术筛选单克隆抗体 噬菌体展示技术可以将外源基因整合到噬菌体基因组，使蛋白或多肽展示在噬菌体表面。此技术可通过构建噬菌体抗体库，筛选出高亲和力抗体以识别特定抗原。 噬菌体展示技术的第一步：需要构建含有抗体基因的噬菌体库，过程如图1所示。免疫动物后，获取B细胞，分别扩增抗体基因的重链可变区序列（VH）和轻链可变区序列（VL），通过接头序列（G4S）连接成VH-G4S-VL融合基因。这些基因序列被整合到编码噬菌体蛋白的质粒（噬菌粒）中，再导入大肠杆菌中，通常每个细菌含一个噬菌粒。大肠杆菌最终会释放出展示抗体的噬菌体。若实验室已有抗体基因文库，则无需免疫动物，构建噬菌体库的时间可缩短至两天左右。 噬菌体展示技术的第二步：淘选出与目标抗原结合能力强的噬菌体，过程如图 2 所示。将尾部展示抗体的噬菌体加到固定化的抗原中，经过两次目的不同的洗脱后，利用得到的噬菌体侵染大肠杆菌得到子代噬菌体。这样的淘选过程需要重复3~4轮，耗时一周左右，可从容量百亿的基因文库中快速筛选阳性噬菌体，再结合其他技术手段筛选出与目标抗原结合能力最强的阳性噬菌体单克隆。获取其中的抗体基因序列，将其导入特 定细胞中，大量表达出人类所需抗体。 噬菌体展示技术与传统制备单抗的技术相比，周期短，成本低，可以大规模筛选，在药物研发中应用广泛。 （1）构建抗体基因文库时，从动物体中获取B细胞，提取mRNA 通过_________过程生成cDNA，利用PCR 技术获取 VH-G4S-VL 融合基因。请参照下图中的基因模式图画出 PCR 的目标产物，填入方框中_________。 （2）针对噬菌体展示技术，下列叙述错误的是 。 A. 该技术所需的B细胞可从动物脾脏中获取 B. 噬菌粒作为载体，在噬菌体中实现抗体基因的表达 C. 将抗体基因连接到噬菌粒上需要用到DNA 聚合酶 D. 可直接从筛选获得的阳性噬菌体的尾部截取抗体蛋白用于生产 （3）图2中两次洗脱的目的分别是_________；淘选过程重复3~4轮的目的是_________。 （4）研究者利用噬菌体展示技术成功筛选到抗丙肝病毒抗体，为验证抗体的有效性，进行相关实验。其中，实验组先加入适量的细胞培养液和__________，然后加入_________，混匀一小时后，再加入_________，一段时间后检测宿主细胞中的病毒相对值。将实验组所测结果与对照组对比评估抗体活性。请选择下列选项前的字母填入横线处。 a.丙肝病毒液b.宿主细胞悬液c.一定稀释度的抗丙肝病毒抗体 21. 研究者常利用 CRISPR/Cas9 技术靶向编辑或敲除植物的感病基因 A，培育抗病新品种。有人认为转入的Cas9基因等有潜在风险，研究者尝试优化该技术。 （1）转入 CRISPR/Cas9基因后， 会表达形成 sgRNA-Cas9 复合体。sgRNA 能与A 基因序列互补配对，引导Cas9蛋白切割双链DNA 实现A 基因的敲除。Cas9蛋白的作用类似于基因工程基本工具中的_________。 （2）培育过程如图1所示： ①将 CRISPR/Cas9基因导入野生型植株TO: 第一步：将编码sgRNA 的基因和 Cas9 蛋白的基因整合到 Ti质粒上； 第二步：将含 Ti 质粒的溶液滴加到植物受粉后形成的花粉管通道内，进入卵细胞/受精卵中。 若整合成功，细胞中通常仅插入一份 T-DNA 拷贝。 ②筛选转基因植物T1：收获种子并种植在含潮霉素的_________培养基上，筛选得到转基因植株T1。T1 的基因型为_________。 ③T1 植株自交得到T2，设计 Cas9基因特异性引物做PCR，PCR 结果为阴性的植株为所需植株，理由是_________。 （3）我国科研团队构建了一种转基因配子自动清除系统（TGAC 系统），该系统如图2所示，按图1方法培育得到植株T1′和T2′。 TGAC 系统发挥机制的原理：植物进行减数分裂通过毒素基因B，在生殖细胞发育阶段杀死携带转基因元件的配子。为实现这一目的，需要选择特定的启动子，请从下表中选择最佳启动子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是_________、________、________。可预测转基因元件清除的植株占T2′植株的比例为_________。 启动子 特异性 P1 所有体细胞中表达 P2 花粉发育后期表达 P3 卵细胞特异性表达 P4 极核细胞特异性表达 注：极核细胞和卵细胞是由同一个大孢子细胞有丝分裂产生的，若极核细胞死亡会导致卵细胞受精后无法发育。 （4）对比（2）与（3）分析，TGAC 系统在基因工程应用与推广中有哪些优势_________? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$