精品解析：湖北省孝感高级中学2025-2026学年高三上学期测试（一）生物试题

孝感高中2023级高三年级 生物学试题(1) 一.选择题：本题共18小题，每小题2分，共36分。(每小题只有一项符合题目要求) 1. 同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。下列同位素标记法的应用实例，正确的是（ ） A. 可用3H标记亮氨酸，追踪小鼠胰岛素的合成分泌过程 B. 可用18O同时标记H2O和CO2，研究光合作用中O2的来源 C. 可用含3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养小鼠干细胞，研究基因转录场所 D. 可用15N标记大肠杆菌的DNA，通过检测子代DNA放射性的分布证明DNA复制方式 2. 生物学实验需要选择合适的实验材料和试剂，下列叙述最合理的是（ ） A. 选择菠菜叶下表皮细胞观察叶绿体的形状 B. 选择H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响 C. 选择体积分数为95%的冷酒精溶解丝状DNA D. 选择肾小管和集合管为材料，研究水通道蛋白 3. 下列关于蛋白质的空间结构的叙述，正确的是（ ） A. 二硫键只用于连接不同肽链，从而影响蛋白质的空间结构 B. 盐酸不会破坏胰蛋白酶的空间结构，且有利于食物的消化 C. 载体蛋白参与物质运输时都需要ATP磷酸基团的磷酸化 D. 转运蛋白参与物质运输时自身构象常常会发生改变 4. 某同学在做植物细胞质壁分离与复原实验时，用2moL/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱细胞外表皮，观察细胞的质壁分离现象，得到的洋葱细胞原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进出细胞 B. 1min后，处于蔗糖溶液中的细胞的细胞液浓度开始升高 C. 2min时，处于乙二醇溶液中的细胞开始选择吸收乙二醇 D. 外界溶液浓度较高时，洋葱的活细胞都可发生质壁分离 5. 气孔保卫细胞的细胞膜中存在一种特殊的K+转运蛋白（BLINK1），如图所示，它在蓝光照射诱导下可调控气孔快速开启与关闭。下列分析正确的是（ ） A. 保卫细胞吸收K+的方式与吸收水的方式相同 B. 蓝光照射为主动运输K+提供了能量 C. K+转运蛋白在运输过程中未发生空间结构的改变 D. 蓝光照射促进K+运入细胞，有利于保卫细胞渗透吸水 6. 温度既可以影响反应物使其能量发生变化（如图中线a），也可以影响酶的空间结构使其稳定性发生变化（如图中曲线b），从而影响酶促反应，两种影响叠加在一起使酶促反应速率与温度关系如图中曲线c所示。下列有关叙述错误的是（　　） A. 温度越高，反应物更容易从常态转变为活跃状态 B. 曲线b表明温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏 C. 酶的空间结构越稳定，越有利于酶催化酶促反应 D. t1和t2条件下酶促反应速率相同，酶分子活性可能不同 7. 科研人员从高产纤维素酶菌株获得三种降解纤维素的酶，为研究三种酶的协同降解作用，分别用三种酶及三种酶不同比例的混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。下列叙述错误的是（　　） 生物质原料 降解率（%） 酶A 酶B 酶C 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 A. 酶A、酶B、酶C、混1和混2体积应该相同 B. 混1和混2降解率不同与酶的比例不同有关 C. 三种酶在降解纤维素时具有协同作用 D. 混2比单一酶降解率高说明酶具有高效性 8. ATP快速荧光检测仪是基于萤火虫发光原理，利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生光，再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是（ ） A. 萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所 B. 荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量 C. ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量 D. 细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量 9. 大肠杆菌是动物肠道中的正常寄居菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。下列有关叙述正确的是（ ） A. 有氧条件下，丙酮酸进入大肠杆菌的线粒体中逐步氧化分解释放能量 B. 大肠杆菌在无氧条件下，无氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸会大量积累 C. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，参与细胞呼吸的酶完全不同，最终产物也不同 D. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸释放的能量都大部分以热能形式散失 10. 下图是关于酵母菌线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段的示意图，NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O，下列相关叙述错误的是（ ） A. NAD＋能够与糖氧化过程中脱下来的H＋和电子结合形成NADH B. 酵母菌线粒体内膜上蛋白质Ⅱ运输H+的方式是主动运输 C. 酵母菌线粒体内膜上ATP合酶既运输H＋，又催化ATP合成 D. 酵母菌线粒体内膜上合成ATP所需能量直接来自糖类的化学能 11. 细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列叙述错误的是（　　） A. 小麦种子经过晾晒以降低其含水量，有助于储存 B. 有氧运动可避免人体肌细胞无氧呼吸产生较多的CO2 C. 温室栽培时，夜间适当降低温度可提高作物产量 D. 稻田需要定期排水，防止水稻因无氧呼吸产生酒精烂根 12. 下列关于传统发酵的叙述，正确的是（　　） A. 腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主 B. 果酒放置一段时间后，表面形成一层酵母菌构成的“白膜” C. 糖源不充足、氧气充足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙酸 D. 泡菜制作过程中，乳酸越多，亚硝酸盐含量越低，泡菜品质越佳 13. 氨基酸营养缺陷型菌株是野生型菌株突变后失去合成某种氨基酸的能力，只能在完全培养基或补充相应氨基酸的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。下图是获得并纯化色氨酸营养缺陷型突变株的过程，①②③④是培养基编号，甲、乙代表菌落。下列说法错误的是（ ） A. ①②是完全培养基，③是添加色氨酸的基本培养基，④是基本培养基 B. 紫外线处理的目的是提高突变率，以获得色氨酸营养缺陷型菌株 C. 将①置于摇床中，有利于菌体充分利用培养基中的营养物质 D. 甲是色氨酸营养缺陷型菌落，可用划线法进一步纯化培养 14. 下图为我国科学家用iPS细胞克隆出活体小鼠的部分流程图，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。有关叙述错误的是（ ） A. 过程①的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞转化为iPS细胞 B. 过程②选用的卵母细胞一般需要培养发育至减数分裂Ⅱ期 C. 过程④组蛋白去甲基化和乙酰化有利于重构胚的后续发育 D. 图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植和胚胎移植等技术 15. 植物甲（2n=20）抗虫、抗病性强，植物乙（2n=16）抗倒伏、耐盐碱。科研人员培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 过程①中通常选用胰蛋白酶进行处理获得原生质体 B. 过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合 C. 过程④和⑤的培养基中均需要加入植物激素，⑤还需提供光照 D. 植株丙为杂种植株（2n=18），可通过观察植物丙的染色体数进行鉴定 16. 某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得 Gata3-GFP 基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4 只新生小鼠的基因型，设计了引物 1 和引物 2 用于 PCR 扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述错误的是（ ） A. 启动子区域含有 RNA 聚合酶的结合位点 B. 1号和3 号为杂合子、2号和4号为纯合子 C. 4号小鼠是野生型，2号小鼠是 Gata3-GFP 基因纯合子 D. 若用引物1和引物3进行 PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 17. CRISPR/Cas9 基因编辑技术，可以实现对 DNA 的定点切割，其工作原理如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶 B. 可通过此技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病 C. Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA D. Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA的延长而增加 18. ProGen是一种新型人工智能系统，可用于蛋白质结构设计。该系统可将蛋白质的功能和序列信息进行映射，从而设计出具备预期功能的AI（人工智能）蛋白质。研究者发现有的AI设计的蛋白质与天然蛋白质的氨基酸序列相似度并不高，但活性的相似度较高。下列叙述错误的是（　　） A. 根据该系统设计的蛋白质推导出的对应基因序列不是唯一的 B. ProGen设计的蛋白质可能含有氨基酸残基以外的组分（如金属离子或糖链） C. 直接利用该系统设计的蛋白质无需基因表达，可通过体外合成技术大量生产 D. ProGen设计的蛋白质与天然蛋白质的活性相似度和二者结构相似度相关性不大 二．非选择题(除特别说明外，每空2分，共64分) 19. 线粒体是真核细胞的重要细胞器。当线粒体受损时，细胞通过清理受损的线粒体来维持细胞内的稳态。我国科研人员对此开展研究。 （1）从结构和功能的角度分析线粒体内膜结构的特殊性及其意义：________________。 （2）当线粒体受损时，细胞通过_________(细胞结构)清除受损的线粒体来维持细胞内的稳态。 （3）科研人员还发现受损线粒体可通过进入迁移体（细胞在迁移中形成的一种囊泡结构）而被释放到细胞外，即“线粒体胞吐”。为此，科研人员利用绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，用药物C处理细胞使线粒体受损，若观察到_______________则可初步验证上述推测。 （4）为研究受损线粒体进入迁移体的机制，科研人员进一步实验。 ①真核细胞内的_____________锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关。 ②为研究D蛋白和K蛋白在线粒体胞吐中的作用，对红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作，检测迁移体中的红色荧光，操作及结果如图1和2。 图1结果表明：_______________；图2结果表明：___________。 （5）研究表明，正常线粒体内膜两侧离子分布不均，形成线粒体膜电位，而受损线粒体的膜电位丧失或降低。科研人员构建了D蛋白基因敲除的细胞系，测定并计算经药物C处理的正常细胞和D蛋白基因敲除细胞系的线粒体膜电位平均值，结果如下表，据表分析：D蛋白基因敲除细胞系线粒体膜电位的平均值升高的原因是_______________。 细胞类型 正常细胞 D蛋白基因敲除细胞系 细胞中全部线粒体膜电位的平均值(荧光强度相对值） 4.1 5.8 20. 紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有良好的抗癌作用，目前在临床上已经广泛用于乳腺癌等疾病的治疗。植物细胞工程是生产紫杉醇的重要技术手段，图一表示提取紫杉醇的两条技术途径。 （1）途径Ⅰ的原理为_____；植物组织培养在无菌条件下培养，外植体常常需要进行____处理；与诱导生芽过程相比，诱导生根的培养基中细胞分裂素与生长素的比值____(填：较低或较高)。 （2）途径Ⅱ使用的技术是________________。该途径中进行细胞悬浮培养时，振荡的意义是______________(答出2点)。 （3）研究人员发现曲妥珠单抗与美坦辛的偶联物（T-DM1）联合紫杉醇，在治疗乳腺癌中具有杀伤及靶向性的双重作用。为进一步探究更有效的乳腺癌治疗方案，研究人员在此基础上又结合新辅助化疗(NACT)，并对比两种治疗方法的效果差异，结果如图二所示。 据此推断，治疗乳腺癌的理想方案为___________，其依据是___________________。 21. 科研人员研发出单克隆抗体—药物偶联物，用于癌症的治疗，基本流程如下： （1）培养骨髓瘤细胞的基本条件除细胞所需要的各种营养物质外，还需要________________等条件(答出两点)。B细胞_______(填“需要”或“不需要”)通过体外培养增加其数量。 （2）步骤①常用___________诱导动物细胞融合，且该方法不能诱导植物原生质体融合。对步骤②选择得到的杂交瘤细胞进行传代培养，结果不是单克隆，原因是__________。步骤③往培养孔中加入_______进行检测，选择检测呈阳性的杂交瘤细胞进行大规模培养，并从培养液中获取单克隆抗体。步骤④产生的抗体—药物偶联物识别癌细胞并与之结合，通过胞吞进入细胞后被溶酶体降解，释放出的药物发挥作用，理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性________（填“偏高”或“偏低”），在溶酶体中的稳定性____（“偏高”或“偏低”）。 （3）利用小鼠制备的抗体是鼠源抗体，鼠源抗体具有外源性，会被人体免疫系统当作抗原而清除（称为人抗鼠抗体反应即HAMA反应）。抗体结构示意图如下，引起HAMA反应的主要是“C区”，通过制备人鼠嵌合抗体可以解决HAMA反应。请利用重组DNA技术可以制备人鼠嵌合抗体，请写出简要制备思路：_______________________。 （4）为了进一步减少免疫排斥反应，科学家利用噬菌体展示库技术生产出全人源化单抗（单抗成分全部由人的基因编码）。具体操作如下，用PCR技术从生物体内扩增出整套编码人抗体的基因序列，克隆到噬菌体载体上，并以融合蛋白的形式表达到噬菌体表面，从而可以方便地对抗体进行筛选、扩增。与传统单克隆抗体制备相比，噬菌体展示技术制备抗体的优势是_______________。（至少写两点）但是利用这种方法制备的抗体结构准确程度下降，原因是_____________。 22. “中天杨”是由我国科学家采用生物转基因技术，历经8年时间培育成功的抗盐、耐干旱的杨树新品种。该品种以八里庄杨为实验材料，经转mtl-D基因培育获得。如图为培育“中天杨”的操作流程，①～⑥表示操作过程，该过程中可能用到的限制酶如表所示。回答下列问题。 注：Ti质粒中的Tetr为四环素抗性基因，Ampr为氨苄青霉素抗性基因。 限制酶 BclⅠ EcoRⅠ XbaⅠ Sau3AⅠ BamHⅠ 切割位点 T↓GATCA G↓AATTC T↓CTAGA ↓GATC G↓GATCC （1）与杂交育种相比，基因工程育种的优点有______(填序号)。 ①操作方法简便②目的性强，能定向改造生物性状③育种周期短④不受生殖隔离限制，能克服远缘杂交不亲和障碍⑤安全性高，对生态没有威胁 （2）过程①需要的酶是______，采用PCR技术扩增mtl-D基因时，在PCR反应体系中需加入两种引物，引物的作用是____________。若在扩增mtl-D基因过程中，发现得到的扩增产物除了mtl-D基因片段，还有一些非特异性条带，可能的原因有________________(答出1点即可)。 （3）过程②培育转基因杨树的核心步骤，在该步骤中，若要保证目的基因mtl-D能与载体正确连接，则最好在两种引物的____端分别添加上限制酶_________________的识别序列。 （4）为了检测mtl-D基因在转基因杨树细胞中是否转录，科研人员提取杨树细胞中的总RNA，经逆转录过程获得总cDNA，通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出mtl-D基因的cDNA，请从引物的角度分析，其原因是：_________________。 （5）若科研人员需在个体水平上检测“中天杨”是否培育成功，实验组的具体方法是：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2023级高三年级 生物学试题(1) 一.选择题：本题共18小题，每小题2分，共36分。(每小题只有一项符合题目要求) 1. 同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。下列同位素标记法的应用实例，正确的是（ ） A. 可用3H标记亮氨酸，追踪小鼠胰岛素的合成分泌过程 B. 可用18O同时标记H2O和CO2，研究光合作用中O2的来源 C. 可用含3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养小鼠干细胞，研究基因转录场所 D. 可用15N标记大肠杆菌的DNA，通过检测子代DNA放射性的分布证明DNA复制方式 【答案】A 【解析】 【详解】A、3H标记的亮氨酸可用于追踪分泌蛋白（如胰岛素）的合成和分泌路径，因该过程涉及核糖体、内质网、高尔基体及细胞膜，3H标记的氨基酸会依次出现在这些结构中，A正确； B、若同时用¹⁸O标记H2O和CO2，无法区分光合作用释放的O2来源于H2O还是CO2，鲁宾和卡门的实验已证明O2来自H2O的光解，需分别单独标记，B错误； C、胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA特有的组成成分，而基因转录以DNA为模板合成RNA，需用尿嘧啶核糖核苷酸标记，C错误； D、15N为稳定性同位素，无法通过放射性检测直接观察子代DNA的分布，D错误。 故选A。 2. 生物学实验需要选择合适的实验材料和试剂，下列叙述最合理的是（ ） A. 选择菠菜叶下表皮细胞观察叶绿体的形状 B. 选择H2O2和H2O2酶探究温度对酶活性的影响 C. 选择体积分数为95%的冷酒精溶解丝状DNA D. 选择肾小管和集合管为材料，研究水通道蛋白 【答案】D 【解析】 【详解】A、菠菜叶下表皮细胞主要为表皮细胞，不含叶绿体，而叶肉细胞（如栅栏组织或海绵组织）才含叶绿体，故观察叶绿体应选择带叶肉的下表皮或叶肉细胞，A错误； B、H2O2在高温下会自行分解，干扰酶活性检测结果，无法准确判断温度对H2O2酶活性的影响，B错误； C、体积分数95%的冷酒精用于沉淀DNA，DNA在高浓度酒精中溶解度低，会析出形成丝状物，C错误； D、肾小管和集合管是水重吸收的关键部位，其细胞膜上存在水通道蛋白，受抗利尿激素调控，适合用于研究水通道蛋白的功能，D正确。 故选D。 3. 下列关于蛋白质的空间结构的叙述，正确的是（ ） A. 二硫键只用于连接不同肽链，从而影响蛋白质的空间结构 B. 盐酸不会破坏胰蛋白酶的空间结构，且有利于食物的消化 C. 载体蛋白参与物质运输时都需要ATP磷酸基团的磷酸化 D. 转运蛋白参与物质运输时自身构象常常会发生改变 【答案】D 【解析】 【详解】A、二硫键不仅连接不同肽链，也可在同一条肽链内部形成，A错误； B、胰蛋白酶的最适pH为弱碱性，胃中的强酸性环境会使其空间结构破坏（变性失活），无法发挥消化作用，B错误； C、载体蛋白参与的运输包括主动运输（需ATP）和协助扩散（不需ATP），如葡萄糖进入红细胞为协助扩散，无需ATP磷酸化，C错误； D、转运蛋白中的载体蛋白在运输物质时会发生构象改变（如主动运输和协助扩散），而通道蛋白在开放或关闭时也可能发生构象变化（如门控通道），D正确。 故选D。 4. 某同学在做植物细胞质壁分离与复原实验时，用2moL/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱细胞外表皮，观察细胞的质壁分离现象，得到的洋葱细胞原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进出细胞 B. 1min后，处于蔗糖溶液中的细胞的细胞液浓度开始升高 C. 2min时，处于乙二醇溶液中的细胞开始选择吸收乙二醇 D. 外界溶液浓度较高时，洋葱的活细胞都可发生质壁分离 【答案】A 【解析】 【详解】A、水分子可通过自由扩散进出细胞，在两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞，A正确； B、在1min后，由于处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞的原生质体体积逐渐变小后趋于稳定，说明此时间段细胞还在失水并趋于渗透平衡，则细胞液浓度缓慢升高后趋于稳定，B错误； C、乙二醇中的细胞一开始就吸收乙二醇，不是从2min开始，C错误； D、并不是该植物的所有活细胞在一定条件下都能发生质壁分离及复原现象，能发生质壁分离及复原现象的细胞须具有大液泡等结构，D错误。 故选A。 5. 气孔保卫细胞的细胞膜中存在一种特殊的K+转运蛋白（BLINK1），如图所示，它在蓝光照射诱导下可调控气孔快速开启与关闭。下列分析正确的是（ ） A. 保卫细胞吸收K+的方式与吸收水的方式相同 B. 蓝光照射为主动运输K+提供了能量 C. K+转运蛋白在运输过程中未发生空间结构的改变 D. 蓝光照射促进K+运入细胞，有利于保卫细胞渗透吸水 【答案】D 【解析】 【详解】A、保卫细胞吸收K+的方式为主动运输，吸收水的方式是自由扩散或协助扩散，A错误； B、蓝光是诱导信号，K+运输的能量来自ATP，B错误； C、K+转运蛋白是载体蛋白，在运输过程中因发生磷酸化过程而发生了空间结构的改变，C错误； D、蓝光照射促进K+运入细胞，使细胞内渗透压增大，有利于保卫细胞渗透吸水，D正确。 故选D。 6. 温度既可以影响反应物使其能量发生变化（如图中线a），也可以影响酶的空间结构使其稳定性发生变化（如图中曲线b），从而影响酶促反应，两种影响叠加在一起使酶促反应速率与温度关系如图中曲线c所示。下列有关叙述错误的是（　　） A. 温度越高，反应物更容易从常态转变为活跃状态 B. 曲线b表明温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏 C. 酶的空间结构越稳定，越有利于酶催化酶促反应 D. t1和t2条件下酶促反应速率相同，酶分子活性可能不同 【答案】C 【解析】 【分析】1、酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，酶活性与温度、pH等有关，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。 2、酶促反应速率指酶催化反应的速率，可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示，温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率；加热也可以为底物分子提供能量，提高反应速率。 【详解】A、由图可知，随着温度的升高，反应物分子具有的能量增加，更容易从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态，A 正确； B、由曲线b可知，温度越高，酶的空间结构越不稳定，酶的化学本质主要是蛋白质，温度过高，可能会使蛋白质变性，空间结构破坏，生物活性永久丧失，B正确； C、温度越低，酶的空间结构越稳定，酶在催化酶促反应时需要与反应物分子识别结合，会发生自身构象的变化，因此酶的空间结构太稳定，不利于酶催化酶促反应，C错误； D、曲线c中t1、t2处酶促反应速率相同，但温度不同，反应物所含的能量不同，酶分子的空间结构稳定性也不同，其催化酶促反应的能力（即酶分子活性）可能不同，D正确。 故选C。 7. 科研人员从高产纤维素酶菌株获得三种降解纤维素的酶，为研究三种酶的协同降解作用，分别用三种酶及三种酶不同比例的混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。下列叙述错误的是（　　） 生物质原料 降解率（%） 酶A 酶B 酶C 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 A. 酶A、酶B、酶C、混1和混2体积应该相同 B. 混1和混2降解率不同与酶的比例不同有关 C. 三种酶在降解纤维素时具有协同作用 D. 混2比单一酶降解率高说明酶具有高效性 【答案】D 【解析】 【分析】酶具有催化作用，原理是降低反应的活化能。酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特点。 【详解】A、实验中需遵循单一变量原则，各组酶体积相同可排除体积差异对结果的干扰，A正确； B、混1和混2的酶比例不同导致降解率差异，说明酶比例影响效果，B正确； C、混2的降解率显著高于单一酶总和（如小麦秸秆中26.98%＞7.08%+6.03%+8.19%），表明三种酶存在协同作用，C正确； D、混2的高效降解是协同作用的结果，而高效性指酶与无机催化剂相比的催化效率，D错误。 故选D。 8. ATP快速荧光检测仪是基于萤火虫发光原理，利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生光，再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是（ ） A. 萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所 B. 荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量 C. ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量 D. 细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量 【答案】D 【解析】 【分析】分析题意可知，ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸，后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。 【详解】A、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸能产生大量ATP，A正确； B、ATP是细胞的能量通货，各种微生物或细胞中均有ATP，所以荧光检测仪可以用于检测酸奶制品中乳酸菌等厌氧型微生物的残留量，B正确； C、ATP是细胞中的直接供能物质，ATP能为生命活动提供能量，ATP能为荧光素酶依化荧光素提供能量，C正确： D、ATP在细胞内存储较少，D错误。 故选D。 9. 大肠杆菌是动物肠道中的正常寄居菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。下列有关叙述正确的是（ ） A. 有氧条件下，丙酮酸进入大肠杆菌的线粒体中逐步氧化分解释放能量 B. 大肠杆菌在无氧条件下，无氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸会大量积累 C. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，参与细胞呼吸的酶完全不同，最终产物也不同 D. 大肠杆菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸释放的能量都大部分以热能形式散失 【答案】D 【解析】 【详解】A、大肠杆菌属于原核生物，细胞中无线粒体，有氧条件下，丙酮酸在细胞质基质中分解，相关酶位于细胞质基质和细胞膜，A错误； B、无氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸会立即进入第二阶段（如转化为乳酸或乙醇等），不会大量积累，B错误； C、有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的酶相同，后续阶段酶不同，且最终产物不同（有氧为CO2和H2O，无氧为乳酸等），C错误； D、无论有氧还是无氧呼吸，细胞呼吸释放的能量中大部分能量以热能形式散失，少部分储存于ATP中，D正确。 故选D。 10. 下图是关于酵母菌线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段的示意图，NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O，下列相关叙述错误的是（ ） A. NAD＋能够与糖氧化过程中脱下来的H＋和电子结合形成NADH B. 酵母菌线粒体内膜上蛋白质Ⅱ运输H+的方式是主动运输 C. 酵母菌线粒体内膜上ATP合酶既运输H＋，又催化ATP合成 D. 酵母菌线粒体内膜上合成ATP所需能量直接来自糖类的化学能 【答案】D 【解析】 【详解】A、在有氧呼吸的第一、二阶段，NAD＋能够与糖氧化过程中脱下来的H＋和电子结合形成NADH，A正确； B、由图可知，H+由膜间隙进入线粒体基质时可促进ATP的合成，为协助扩散，故酵母菌线粒体内膜上蛋白质Ⅱ运输H+的方式是逆浓度梯度进行的，为主动运输，B正确； C、酵母菌线粒体内膜上ATP合酶在运输H+的同时，催化ATP的合成，因此，ATP合酶既运输H＋，又催化ATP合成，C正确； D、结合图示推测，酵母菌线粒体内膜上合成ATP所需能量直接来自H+的梯度势能，D错误。 故选D。 11. 细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列叙述错误的是（　　） A. 小麦种子经过晾晒以降低其含水量，有助于储存 B. 有氧运动可避免人体肌细胞无氧呼吸产生较多的CO2 C. 温室栽培时，夜间适当降低温度可提高作物产量 D. 稻田需要定期排水，防止水稻因无氧呼吸产生酒精烂根 【答案】B 【解析】 【详解】A、小麦种子晾晒后自由水减少，细胞呼吸速率降低，减少有机物消耗，利于储存，A正确； B、人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO₂，B错误； C、夜间适当降温可抑制酶的活性，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，从而提高净光合积累量，C正确； D、水稻根细胞长期浸泡水中会因缺氧进行无氧呼吸，产生酒精毒害细胞，导致烂根，定期排水可避免此现象，D正确。 故选B。 12. 下列关于传统发酵的叙述，正确的是（　　） A. 腐乳发酵是以毛霉为单一菌种的固体发酵及半固体发酵为主 B. 果酒放置一段时间后，表面形成一层酵母菌构成的“白膜” C. 糖源不充足、氧气充足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙酸 D. 泡菜制作过程中，乳酸越多，亚硝酸盐含量越低，泡菜品质越佳 【答案】C 【解析】 【分析】1、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 2、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。在有氧条件下，酵母菌大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。 3、在腐乳的制作过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸这些小分子物质有利于人体的消化和吸收。 【详解】A、在腐乳的制作过程中，多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，A错误； B、果酒放置一段时间后，表面的“白膜”是醋酸菌在液面大量繁殖形成的，B错误； C、当糖源不充足、氧气充足时，醋酸菌可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，C正确； D、在泡菜制作过程中，乳酸的含量先升高后趋于稳定，亚硝酸盐的含量先升高后降低最后趋于稳定，而且并不是乳酸越多，泡菜品质越佳，D错误。 故选C。 13. 氨基酸营养缺陷型菌株是野生型菌株突变后失去合成某种氨基酸的能力，只能在完全培养基或补充相应氨基酸的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。下图是获得并纯化色氨酸营养缺陷型突变株的过程，①②③④是培养基编号，甲、乙代表菌落。下列说法错误的是（ ） A. ①②是完全培养基，③是添加色氨酸的基本培养基，④是基本培养基 B. 紫外线处理的目的是提高突变率，以获得色氨酸营养缺陷型菌株 C. 将①置于摇床中，有利于菌体充分利用培养基中的营养物质 D. 甲是色氨酸营养缺陷型菌落，可用划线法进一步纯化培养 【答案】A 【解析】 【分析】图中①②为稀释涂布平板法分离细菌，所用培养基为完全培养基，然后运用影印法将菌种接种到③④两种培养基中，在③中菌落明显少于④中的菌落数，说明③是基本培养基，④是完全培养基。 【详解】A、根据题干：氨基酸营养缺陷型菌株是野生型菌株突变后失去合成某种氨基酸的能力，只能在完全培养基或补充相应氨基酸的基本培养基中才能正常生长的变异菌株，所以①②是完全培养基；运用影印法将分离到的菌种接种到③④两种培养基中，在③中菌落明显少于④中的菌落数，说明③是基本培养基，④是完全培养基，A错误； B、紫外线是物理诱变因素，紫外线处理可以提高突变率，以获得色氨酸营养缺陷型菌株，B正确； C、将①置于摇床中，可以增加菌液中的氧气浓度，使菌种与营养物质充分接触，有利于菌体充分利用培养基中的营养物质，C正确； D、运用影印法将分离到的菌种接种到③④两种培养基中，在③中菌落明显少于④中的菌落数，说明③是基本培养基，可生长野生型菌种，④是完全培养基，野生型和色氨酸营养缺陷型菌种均可生长，根据图③和图④可判断甲是色氨酸营养缺陷型菌落，可用划线法进一步纯化培养，D正确。 故选A。 14. 下图为我国科学家用iPS细胞克隆出活体小鼠的部分流程图，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。有关叙述错误的是（ ） A. 过程①的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞转化为iPS细胞 B. 过程②选用的卵母细胞一般需要培养发育至减数分裂Ⅱ期 C. 过程④组蛋白去甲基化和乙酰化有利于重构胚的后续发育 D. 图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植和胚胎移植等技术 【答案】D 【解析】 【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。 【详解】A、由图可知，①过程的四种小分子化合物可诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞，A正确； B、作为受体细胞的去核卵母细胞一般处在减数分裂Ⅱ期，因此②过程选用的卵母细胞一般需要培养发育至减数分裂Ⅱ期，B正确； C、结合题图，重构胚在加入Kdm4d的mRNA和TSA后，发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，保持组蛋白乙酰化，即过程④组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程，C正确； D、图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术，并未运用重组DNA技术（重组DNA技术的核心需要构建基因表达载体），D错误。 故选D。 15. 植物甲（2n=20）抗虫、抗病性强，植物乙（2n=16）抗倒伏、耐盐碱。科研人员培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 过程①中通常选用胰蛋白酶进行处理获得原生质体 B. 过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合 C. 过程④和⑤的培养基中均需要加入植物激素，⑤还需提供光照 D. 植株丙为杂种植株（2n=18），可通过观察植物丙的染色体数进行鉴定 【答案】C 【解析】 【分析】分析题图：图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁获取原生质体的过程；②③表示人工诱导原生质体融合以及再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。 【详解】A、在植物细胞去除细胞壁获得原生质体的过程中，通常使用纤维素酶和果胶酶，而不是胰蛋白酶。胰蛋白酶常用于动物细胞培养中分散细胞，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，A 错误； B、灭活的仙台病毒常用于诱导动物细胞融合，植物原生质体融合常采用 PEG 诱导，B 错误； C、过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要加入植物激素（如生长素和细胞分裂素）来调控细胞的分裂和分化。在再分化过程中，因为要诱导叶绿素的合成等，所以⑤还需提供光照，C 正确； D、植株丙是植物甲（2n=20）和植物乙（2n=16）的体细胞杂交植株，其染色体数应该是20+16=36，而不是18，可通过观察植物丙的染色体数进行鉴定，D 错误。 故选C。 16. 某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得 Gata3-GFP 基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4 只新生小鼠的基因型，设计了引物 1 和引物 2 用于 PCR 扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述错误的是（ ） A. 启动子区域含有 RNA 聚合酶的结合位点 B. 1号和3 号为杂合子、2号和4号为纯合子 C. 4号小鼠是野生型，2号小鼠是 Gata3-GFP 基因纯合子 D. 若用引物1和引物3进行 PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 【答案】D 【解析】 【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写，是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 【详解】A、启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA，A 正确； BC、根据图甲，杂合子小鼠含有正常 Gata3 基因和 Gata3 - GFP 融合基因。用引物 1 和引物 2 进行 PCR 扩增，野生型小鼠只能扩增出小片段，Gata3 - GFP 基因纯合子小鼠只能扩增出大片段，杂合子小鼠能扩增出大片段和小片段。由图乙可知，1 号和 3 号既有大片段又有小片段，为杂合子；2 号只有大片段，为 Gata3 - GFP 基因纯合子；4 号只有小片段，为野生型，BC正确； D、若用引物 1 和引物 3 进行 PCR，杂合子和 Gata3 - GFP 基因纯合子都能扩增出相同的片段，不能更好地区分杂合子和纯合子，D错误。 故选D。 17. CRISPR/Cas9 基因编辑技术，可以实现对 DNA 的定点切割，其工作原理如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶 B. 可通过此技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病 C. Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA D. Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA的延长而增加 【答案】B 【解析】 【分析】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。 【详解】A、由题干可知细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶，也可以切割DNA，A正确； B、通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的，但猫叫综合征是由人体的5号染色体结构部分缺失导致的，不属于基因突变造成的，B错误； C、向导RNA可识别并与靶基因部分碱基发生碱基互补配对，具有特异性，因此Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA，C正确； D、向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合，如果向导RNA过短，则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多，出现Cas9结合剪切多个基因的现象，因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加，D正确。 故选B。 18. ProGen是一种新型人工智能系统，可用于蛋白质结构设计。该系统可将蛋白质的功能和序列信息进行映射，从而设计出具备预期功能的AI（人工智能）蛋白质。研究者发现有的AI设计的蛋白质与天然蛋白质的氨基酸序列相似度并不高，但活性的相似度较高。下列叙述错误的是（　　） A. 根据该系统设计的蛋白质推导出的对应基因序列不是唯一的 B. ProGen设计的蛋白质可能含有氨基酸残基以外的组分（如金属离子或糖链） C. 直接利用该系统设计的蛋白质无需基因表达，可通过体外合成技术大量生产 D. ProGen设计的蛋白质与天然蛋白质的活性相似度和二者结构相似度相关性不大 【答案】C 【解析】 【分析】蛋白质工程概念及基本原理： （1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。 （2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。 （3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。 （4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、由于密码子的简并性（一种氨基酸可能对应多种密码子），根据设计的蛋白质（氨基酸序列）推导出的对应基因序列不是唯一的 ，A正确； B、蛋白质的结构多样，有的蛋白质可能含有氨基酸残基以外的组分，如金属离子（如血红蛋白含Fe2+）或糖链（糖蛋白），ProGen 设计的蛋白质也可能有这样的情况 ，B正确； C、即使通过该系统设计出蛋白质，若要大量生产，一般仍需先进行基因表达（将设计的蛋白质对应的基因导入受体细胞表达），或通过体外合成技术（如化学合成等），但体外合成技术也需要基于其氨基酸序列等进行，且不是 “无需基因表达”，通常基因工程方法更常用且高效，C错误； D、由题意可知，ProGen设计的蛋白质与天然蛋白质氨基酸序列相似度不高，但活性相似度较高，说明活性相似度与结构相似度相关性不大，D正确。 故选C。 二．非选择题(除特别说明外，每空2分，共64分) 19. 线粒体是真核细胞的重要细胞器。当线粒体受损时，细胞通过清理受损的线粒体来维持细胞内的稳态。我国科研人员对此开展研究。 （1）从结构和功能的角度分析线粒体内膜结构的特殊性及其意义：________________。 （2）当线粒体受损时，细胞通过_________(细胞结构)清除受损的线粒体来维持细胞内的稳态。 （3）科研人员还发现受损线粒体可通过进入迁移体（细胞在迁移中形成的一种囊泡结构）而被释放到细胞外，即“线粒体胞吐”。为此，科研人员利用绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，用药物C处理细胞使线粒体受损，若观察到_______________则可初步验证上述推测。 （4）为研究受损线粒体进入迁移体的机制，科研人员进一步实验。 ①真核细胞内的_____________锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关。 ②为研究D蛋白和K蛋白在线粒体胞吐中的作用，对红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作，检测迁移体中的红色荧光，操作及结果如图1和2。 图1结果表明：_______________；图2结果表明：___________。 （5）研究表明，正常线粒体内膜两侧离子分布不均，形成线粒体膜电位，而受损线粒体的膜电位丧失或降低。科研人员构建了D蛋白基因敲除的细胞系，测定并计算经药物C处理的正常细胞和D蛋白基因敲除细胞系的线粒体膜电位平均值，结果如下表，据表分析：D蛋白基因敲除细胞系线粒体膜电位的平均值升高的原因是_______________。 细胞类型 正常细胞 D蛋白基因敲除细胞系 细胞中全部线粒体膜电位的平均值(荧光强度相对值） 4.1 5.8 【答案】（1）线粒体内膜折叠成嵴增大膜面积，有利于有氧呼吸第三阶段进行 （2）溶酶体 （3）红绿荧光(在迁移体中)重叠 （4） ①. 细胞骨架 ②. 线粒体受损时K蛋白促进线粒体胞吐 ③. 有K蛋白时D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用 （5）D蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除更多的受损线粒体，使线粒体膜电位平均值升高。 【解析】 【分析】题意分析，未敲除K基因并用药物处理时，荧光相对值大，而敲除该基因并用药物C处理时，相对值小，说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐；敲除D基因即D蛋白缺失时会导致与药物C处理相同情况，故有K蛋白时，D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。 【小问1详解】 线粒体的内膜折叠成嵴，而其上进行有氧呼吸的第三阶段，即线粒体内膜折叠成嵴增大膜面积，有利于有氧呼吸第三阶段进行。 【小问2详解】 当线粒体受损时，细胞通过溶酶体清除受损的线粒体来维持细胞内的稳态。因为溶酶体是酶仓库，是细胞中的消化车间。 【小问3详解】 绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，若要证明受损线粒体可通过胞吐进入迁移体被释放到细胞外，则观察到的现象应该是红绿荧光重叠。 【小问4详解】 ①真核细胞中锚定并支撑着细胞器的是细胞骨架，细胞骨架还与细胞中的物质运输、能量转化和信息传递等有关。 ②分析题图知，未敲除K基因并用药物处理时，迁移体中荧光相对值大，而敲除该基因并处理时，相对值小，说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐。D基因未敲除时荧光相对值小，D基因敲除且K基因存在时荧光值才相对大，结合K蛋白促进线粒体胞吐的功能，推测D蛋白的作用是：抑制线粒体胞吐。 【小问5详解】 表中信息显示，D蛋白基因敲除细胞系细胞中全部线粒体膜电位的平均值升高，说明D蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除膜电位丧失或降低的受损线粒体，进而使线粒体膜电位平均值升高。 20. 紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有良好的抗癌作用，目前在临床上已经广泛用于乳腺癌等疾病的治疗。植物细胞工程是生产紫杉醇的重要技术手段，图一表示提取紫杉醇的两条技术途径。 （1）途径Ⅰ的原理为_____；植物组织培养在无菌条件下培养，外植体常常需要进行____处理；与诱导生芽过程相比，诱导生根的培养基中细胞分裂素与生长素的比值____(填：较低或较高)。 （2）途径Ⅱ使用的技术是________________。该途径中进行细胞悬浮培养时，振荡的意义是______________(答出2点)。 （3）研究人员发现曲妥珠单抗与美坦辛的偶联物（T-DM1）联合紫杉醇，在治疗乳腺癌中具有杀伤及靶向性的双重作用。为进一步探究更有效的乳腺癌治疗方案，研究人员在此基础上又结合新辅助化疗(NACT)，并对比两种治疗方法的效果差异，结果如图二所示。 据此推断，治疗乳腺癌的理想方案为___________，其依据是___________________。 【答案】（1） ①. 植物细胞具有全能性 ②. 消毒 ③. 较低 （2） ①. 植物细胞培养 ②. 增加培养液中的溶氧量，使细胞与培养液充分接触 （3） ①. T-DM1+紫杉醇+NACT ②. 该方案治疗后肿瘤标志物浓度降低更显著，临床总有效率更高，且不良反应率更低 【解析】 【分析】1、植物组织培养过程:离体的细胞、组织或器官脱 分化形成愈伤组织再分化形成胚状体最后发育成植株。 2、植物组织培养的条件：①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照pH和无菌环境等)。 ②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。 【小问1详解】 途径I是植物组织培养，原理为植物细胞全能性。植物组织培养在无菌条件下培养，外植体常常需要进行消毒处理，其目的是防止杂菌污染；诱导生芽需细胞分裂素比例高，诱导生根需生长素比例高，故诱导生根培养基中细胞分裂素与生长素比值较低。 【小问2详解】 途径Ⅱ是将单细胞培养获取细胞培养物的过程，涉及的技术为植物细胞培养。细胞悬浮培养时需要振荡，通过振荡一方面可以增加培养液溶氧量，满足细胞有氧呼吸需求，另一方面是使细胞与培养液充分接触，利于营养物质吸收。 【小问3详解】 根据图示可知，“T-DM1+紫杉醇+NACT”方案，治疗后肿瘤标志物CA125浓度下降更明显，且临床总有效率高、不良反应率未显著增加。故治疗乳腺癌理想方案为“T-DM1+紫杉醇+NACT”，依据是该方案治疗后肿瘤标志物浓度降低更显著，临床总有效率高，且不良反应率更低。 21. 科研人员研发出单克隆抗体—药物偶联物，用于癌症的治疗，基本流程如下： （1）培养骨髓瘤细胞的基本条件除细胞所需要的各种营养物质外，还需要________________等条件(答出两点)。B细胞_______(填“需要”或“不需要”)通过体外培养增加其数量。 （2）步骤①常用___________诱导动物细胞融合，且该方法不能诱导植物原生质体融合。对步骤②选择得到的杂交瘤细胞进行传代培养，结果不是单克隆，原因是__________。步骤③往培养孔中加入_______进行检测，选择检测呈阳性的杂交瘤细胞进行大规模培养，并从培养液中获取单克隆抗体。步骤④产生的抗体—药物偶联物识别癌细胞并与之结合，通过胞吞进入细胞后被溶酶体降解，释放出的药物发挥作用，理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性________（填“偏高”或“偏低”），在溶酶体中的稳定性____（“偏高”或“偏低”）。 （3）利用小鼠制备的抗体是鼠源抗体，鼠源抗体具有外源性，会被人体免疫系统当作抗原而清除（称为人抗鼠抗体反应即HAMA反应）。抗体结构示意图如下，引起HAMA反应的主要是“C区”，通过制备人鼠嵌合抗体可以解决HAMA反应。请利用重组DNA技术可以制备人鼠嵌合抗体，请写出简要制备思路：_______________________。 （4）为了进一步减少免疫排斥反应，科学家利用噬菌体展示库技术生产出全人源化单抗（单抗成分全部由人的基因编码）。具体操作如下，用PCR技术从生物体内扩增出整套编码人抗体的基因序列，克隆到噬菌体载体上，并以融合蛋白的形式表达到噬菌体表面，从而可以方便地对抗体进行筛选、扩增。与传统单克隆抗体制备相比，噬菌体展示技术制备抗体的优势是_______________。（至少写两点）但是利用这种方法制备的抗体结构准确程度下降，原因是_____________。 【答案】（1） ①. 无菌无毒；适宜的温度、pH、渗透压；适宜的气体条件 ②. 不需要 （2） ①. 灭活的病毒 ②. 传代培养是多种杂交瘤细胞分裂的结果 ③. 与注射到小鼠体内相同的抗原 ④. 偏高 ⑤. 偏低 （3）将鼠源单抗的轻、重链可变区基因与含有人抗体恒定区的基因连接，并构建基因表达载体，利用显微注射法将表达载体导入哺乳动物细胞中，表达出嵌合抗体 （4） ①. 无须进行动物免疫，操作更简便；体外高效筛选生产抗体；缩短开发周期等 ②. 抗体是在细菌内表达，细菌为原核生物(没有内质网，高尔基体)，不能对真核生物的复杂蛋白进行准确加工 【解析】 【分析】动物细胞培养技术 指从动物机体中取出相关组织，将其分散成单个细胞，然后在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖的技术。 单克隆抗体制备原理：将能产生特定抗体的B淋巴细胞与能无限增殖的骨髓瘤细胞融合，获得杂交瘤细胞，该细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。 【小问1详解】 培养动物细胞的基本条件除各种营养物质外，还需要无菌无毒；适宜的温度、pH、渗透压；适宜的气体条件。B细胞在体外培养条件下不能无限增殖，因此不需要通过体外培养实现增殖。 【小问2详解】 步骤①常用灭活的病毒诱导动物细胞融合，且该方法是诱导动物细胞融合特有的方法，-融合体系中出现多种类型细胞是因为细胞融合是随机的，且融合率达不到100%。 对步骤②选择得到的杂交瘤细胞进行传代培养结果不是单克隆，因为传代培养是多种细胞分裂的结果。 步骤③中需要往培养孔中加入与注射到小鼠体内相同的抗原，检测后，选择抗原抗体特异性结合呈阳性的单克隆进行大规模培养，步骤④产生的抗体 - 药物偶联物在血浆中要保持稳定，以便运输到癌细胞处，而在溶酶体中要容易被降解从而释放药物，所以理论上接头和药物的结合在血浆中的稳定性偏高，在溶酶体中的稳定性偏低。 【小问3详解】 题意显示，引起HAMA反应的主要是“C区”，因此为了避免该反应，需要将C区改为人的相关基因，因此利用重组DNA技术制备人鼠嵌合抗体的思路为：将异源单抗的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的基因中，并构建基因表达载体，利用显微注射技术将表达载体导入哺乳动物细胞中，表达出嵌合抗体。 【小问4详解】 与传统单克隆抗体制备相比，噬菌体展示技术制备抗体的优势是无须进行动物免疫，操作更简便；体外高效筛选抗体；可构建抗体库；缩短开发周期等。但是利用这种方法制备的抗体结构准确程度下降，这是由于抗体是在原核细胞（细菌）内表达，原核生物不能对真核生物的复杂蛋白进行准确加工，故利用这种方法制备的抗体结构准确程度下降。 22. “中天杨”是由我国科学家采用生物转基因技术，历经8年时间培育成功的抗盐、耐干旱的杨树新品种。该品种以八里庄杨为实验材料，经转mtl-D基因培育获得。如图为培育“中天杨”的操作流程，①～⑥表示操作过程，该过程中可能用到的限制酶如表所示。回答下列问题。 注：Ti质粒中的Tetr为四环素抗性基因，Ampr为氨苄青霉素抗性基因。 限制酶 BclⅠ EcoRⅠ XbaⅠ Sau3AⅠ BamHⅠ 切割位点 T↓GATCA G↓AATTC T↓CTAGA ↓GATC G↓GATCC （1）与杂交育种相比，基因工程育种的优点有______(填序号)。 ①操作方法简便②目的性强，能定向改造生物性状③育种周期短④不受生殖隔离限制，能克服远缘杂交不亲和障碍⑤安全性高，对生态没有威胁 （2）过程①需要的酶是______，采用PCR技术扩增mtl-D基因时，在PCR反应体系中需加入两种引物，引物的作用是____________。若在扩增mtl-D基因过程中，发现得到的扩增产物除了mtl-D基因片段，还有一些非特异性条带，可能的原因有________________(答出1点即可)。 （3）过程②培育转基因杨树的核心步骤，在该步骤中，若要保证目的基因mtl-D能与载体正确连接，则最好在两种引物的____端分别添加上限制酶_________________的识别序列。 （4）为了检测mtl-D基因在转基因杨树细胞中是否转录，科研人员提取杨树细胞中的总RNA，经逆转录过程获得总cDNA，通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出mtl-D基因的cDNA，请从引物的角度分析，其原因是：_________________。 （5）若科研人员需在个体水平上检测“中天杨”是否培育成功，实验组的具体方法是：___________。 【答案】（1）②③④ （2） ①. 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶 ②. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 ③. 引物设计不合理，引物与非目的基因片段存在互补配对区域；退火温度过低，引物与模板的结合特异性降低，导致引物与非目的基因片段结合；模板DNA中含有杂质，杂质DNA可能作为模板与引物结合进行扩增 （3） ①. 5′ ②. XbaⅠ、BclⅠ （4）引物是依据mtl-D基因的一段已知序列设计合成的，能与mtl-D基因的cDNA特异性结合 （5）将转基因杨树种植在含一定浓度盐分的干旱环境中，观察其能否正常生长 【解析】 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：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目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【小问1详解】 与杂交育种相比，基因工程育种的操作方法较复杂，容易造成基因污染进而对生态产生威胁，但基因工程育种的目的性强，能定向改变生物性状，且育种周期短，不受生殖隔离限制，能克服远缘杂交不亲和障碍，②③④正确，①⑤错误。故选②③④。 【小问2详解】 过程①以RNA为模板合成DNA并进行PCR，该过程需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶。在PCR反应体系中需加入引物，添加引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。若在扩增mtl-D基因过程中，发现得到的扩增产物除了mtl-D基因片段，还有一些非特异性条带，可能的原因有引物设计不合理，引物与非目的基因片段存在互补配对区域；也可能是退火温度过低，引物与模板的结合特异性降低，导致引物与非目的基因片段结合；还可能是模板DNA中含有杂质，杂质DNA可能作为模板与引物结合进行扩增。 【小问3详解】 基因表达载体的构建是基因工程的核心工作，过程②培育转基因杨树的核心步骤，在进行该步骤时，为保证目的基因mtl-D能与载体正确连接使用双酶切目的基因和质粒，结合图示信息可知，不能选择BamHⅠ和EcoRⅠ，因为它们分别会破坏复制原点和标记基因，也不能选择Sau3AⅠ，因为其会产生两个切口（会同时切割限制酶BclⅠ的识别序列），因此应选择两种限制酶切割目的基因和Ti质粒，即限制酶XbaⅠ、BclⅠ，也因此需要在mtl-D基因的5’端分别添加限制酶Xba Ⅰ、Bcl Ⅰ的识别序列，这是因为子链的延伸是在引物的3’进行的。 【小问4详解】 为了检测mtl-D基因在转基因杨树细胞中是否转录，科研人员提取杨树细胞中的总RNA，经逆转录过程获得总cDNA，通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出mtl-D基因的cDNA，为了达到上述目的需要设计相应的引物，引物的设计需要根据目的基因两端的已知序列去设计。此时获得的引物可以与mtl-D基因的cDNA特异性结合，进而实现特异性扩增。 【小问5详解】 题意显示，“中天杨”是由我国科学家采用生物转基因技术，历经8年时间培育成功的抗盐、耐干旱的杨树新品种。为了在个体水平上检测“中天杨”是否培育成功，则需要进行的操作是将转基因杨树种植在含一定浓度盐分的干旱环境中，观察其能否正常生长，若能正常生长，说明转基因杨树培育成功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $