内容正文:
2026届高三8月学情调研生物学科试卷
一、单选题(每题2分,共15题,共30分)
1. 支原体肺炎是一种常见的传染病,其病原体是一种称为肺炎支原体的单细胞生物(见下图),据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 支原体属于原核生物,其遗传物质主要是DNA
B. 支原体不能完成蛋白质合成等生命活动
C. 支原体与蓝细菌一样含有光合色素,属于自养生物
D. 常见的抗生素对支原体肺炎疗效不佳
【答案】D
【解析】
【分析】原核生物无核膜包被的成型的细胞核,仅具有唯一的细胞器核糖体。
【详解】A、支原体属于原核生物,其遗传物质是DNA,A错误;
B、支原体是单细胞生物,能独立完成蛋白质合成等生命活动,B错误;
C、支原体没有光合色素,不能进行光合作用,属于异养生物,C错误;
D、常见的抗生素主要破坏细胞壁,支原体没有细胞壁,所以常见的抗生素对支原体肺炎疗效不佳,D正确。
故选D。
2. 下列有关实验的叙述正确的是( )
A. 双缩脲试剂鉴定高温处理后的淀粉酶时出现紫色现象,说明淀粉酶没有失活
B. 溴麝香草酚蓝溶液是酸碱指示剂,该溶液中CO2含量增高时将由蓝变为黄绿色
C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离及复原过程中,水分子主要通过自由扩散进出细胞
D. 利用向日葵舌状花花冠的表皮细胞观察胞质环流,发现叶绿体按一定方向移动
【答案】B
【解析】
【分析】1、可用双缩脲试剂检测蛋白质,呈紫色;
2、CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
【详解】A、高温处理后的淀粉酶已失活,但失活变性的蛋白质仍能与双缩脲试剂产生紫色反应,A错误;
B、溴麝香草酚蓝溶液是酸碱指示剂,CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,该溶液中CO2含量增高时将由蓝变为黄绿色,B正确;
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离及复原过程中,水分子主要通过协助扩散进出细胞,C错误;
D、向日葵舌状花花冠的表皮细胞中没有叶绿体,D错误。
故选B。
3. 下图甲为向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO₃溶液和必要物质,在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验,图乙为叶绿体的部分结构和相关代谢过程,下列叙述正确的是( )
A. 图甲中O₂的释放速率表示净光合作用速率
B. 图乙所示结构Ⅲ侧为叶绿体基质,A、B分别表示水、氧气
C. 图乙发生的代谢过程中,光能转化为D和F中的化学能
D. 图甲中阴影部分的面积可用来表示一个光暗周期内NADPH和ATP的积累量
【答案】C
【解析】
【分析】1、光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程,两者在不同的酶的催化作用下独立进行,一般情况下,光反应的速度比暗反应快,光反应的产物 ATP 和NADPH不能被暗反应及时消耗掉,原因是暗反应中酶的催化效率和数量都是有限的。
2、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】A、由于该实验中只存在离体的叶绿体,不存在呼吸作用,所以测出的O2释放速率为总光合作用速率,A错误;
B、图乙所示结构为叶绿体类囊体薄膜,其中Ⅰ侧可以直接吸收光能,为叶绿体基质,B错误;
C、图乙发生的代谢过程中,光能转化为D(NADPH)和F(ATP)中活跃的化学能,C正确;
D、图甲中阴影部分的面积表示光照20S过程中,由于暗反应速率慢,导致光反应产生的NADPH、ATP无法被及时利用,留下来的积累量,D错误。
故选C。
4. 罕见草药红景天体内的次生代谢物Sal(红景天苷)具有重要药用价值。由于稀有草药供应不足,科研人员研究了不同光照条件对红景天愈伤组织生长和Sal产生的影响,旨在寻找提高红景天体外培养产量的新途径。研究人员首先取红景天叶片诱导出愈伤组织,过程如图所示,随后分别在红光、蓝光、绿光、RGB光(红、绿、蓝混合光)和白光的不同光照条件下培养红景天愈伤组织,并定期统计,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 外植体需分别用70%乙醇和10%次氯酸钠进行消毒,随后用自来水清洗多次
B. 图1培养基中生长素和细胞分裂素的配制比例适中时容易诱导外植体形成愈伤组织
C. 接种的外植体经脱分化诱导形成愈伤组织的过程,体现了植物细胞的全能性
D. 由上图可知,不同光照条件会影响红景天Sal的积累量,红光下最有利于Sal积累
【答案】B
【解析】
【详解】A、外植体需分别用体积分数为70%酒精和质量分数5%次氯酸钠进行消毒,随后用无菌水清洗多次,A错误;
B、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向;生长素和细胞分裂素的配制比例适中时容易诱导外植体形成愈伤组织,B正确;
C、细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性;接种的外植体经脱分化诱导形成愈伤组织的过程,并未形成完整个体或分化为各种细胞,不能体现植物细胞的全能性,C错误;
D、根据题图可知,在蓝光处理下,Sal积累量最多,可见不同光照条件会影响红景天Sal的积累量,蓝光下最有利于Sal积累,D错误。
故选B。
5. 精准农业可以根据耕地土壤状况和植物的长势实施定位、定量的精准田间管理。下列相关叙述正确的是( )
A. 植物细胞内的自由水是构成细胞结构的重要成分
B. 通过检测土壤湿度,保证植物细胞内自由水和结合水比例不变
C. 补充土壤中矿质元素可以提高植物合成糖类的能力
D. 植物吸收微量元素镁可用于合成叶绿素,缺镁会导致植物叶片变黄
【答案】C
【解析】
【分析】结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水是良好的溶剂,是许多化学反应的介质,自由水还参与许多化学反应,自由水对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用,自由水与结合水比值越高,细胞代谢越旺盛,抗逆性越差,反之亦然。
【详解】A、植物细胞内的结合水是构成细胞结构的重要成分,A错误;
B、自由水和结合水可以相互转化,故植物细胞内自由水和结合水比例会改变,B错误;
C、补充土壤中矿质元素可以提高植物合成糖类的能力,C正确;
D、镁属于大量元素,D错误。
故选C。
6. 细胞中线粒体能够通过分裂实现增殖。线粒体分裂时,GTP酶催化GTP水解供能。下列相关叙述错误的是( )
A. 线粒体分裂只能发生在细胞周期中
B. 线粒体分裂前,通常其内DNA分子进行了复制
C. GTP酶的作用机理是降低化学反应活化能
D. GTP水解两个磷酸基团后的产物是组成RNA的单体之一
【答案】A
【解析】
【分析】ATP分子的结构式可以简写成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团, ATP的化学性质不稳定,在有关酶的催化作用下,ATP分子远离A的磷酸基团就脱离开来,形成游离的Pi,同时释放出大量的能量,ATP就转化成了ADP。
【详解】A、线粒体是半自主复制的细胞器,不分裂的细胞也可能根据细胞需要进行线粒体DNA复制,以增加线粒体的数量,因此线粒体分裂并不是只能发生在细胞周期中,A错误;
B、线粒体分裂前,通常其内DNA分子进行了复制和有关蛋白质的合成,为线粒体分裂做准备,B正确;
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,C正确;
D、GTP的结构和功能与ATP相似,GTP水解两个磷酸基团后的结构是鸟嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的单体之一,D正确。
故选A。
7. 研究发现,使用秋水仙素处理动物细胞会破坏细胞骨架,进而导致内质网在核周围塌陷、高尔基体碎裂成许多小囊泡。下列相关叙述正确的是( )
A. 内质网和高尔基体结构的稳定依赖于纺锤丝
B. 用秋水仙素处理大肠杆菌细胞也可观察到类似现象
C. 推测高尔基体囊泡运输的方向也受到细胞骨架影响
D. 细胞核的结构维持和功能发挥不受细胞骨架的影响
【答案】C
【解析】
【分析】细胞骨架:真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】AD、由题意可知,破坏细胞骨架,进而导致内质网在核周围塌陷、高尔基体碎裂成许多小囊泡,说明内质网和高尔基体结构的稳定依赖于细胞骨架,细胞核的结构维持和功能发挥受细胞骨架的影响,AD错误;
B、大肠杆菌是原核生物,无内质网、高尔基体和细胞核,用秋水仙素处理大肠杆菌细胞不能观察到类似现象,B错误;
C、破坏细胞骨架,高尔基体碎裂成许多小囊泡,推测高尔基体囊泡运输的方向也受到细胞骨架影响,C正确。
故选C。
8. 下图所示为光下气孔开启的机理,气孔运动与细胞内外众多离子的运输有关。下列相关叙述正确的是( )
A. 光为H+-ATP酶的活化直接提供能量
B. H+运出和Cl-进入细胞的方式都是主动运输
C. K+与K+通道蛋白特异性结合是质膜选择透过性的体现
D. 离子进入液泡使细胞液渗透压下降,气孔开放
【答案】B
【解析】
【分析】 题图分析:氢离子以主动运输的方式运出保卫细胞,同时钾离子和氯离子进入保卫细胞使保卫细胞渗透压升高,吸水能力增强,细胞膨胀,气孔张开。
【详解】A、图中显示,光参与光合作用产生ATP,ATP为H+-ATP酶的活化直接提供能量,A错误;
B、光合作用生成的ATP驱动H+泵,向质膜外泵出H+,建立膜内外的H+梯度,在H+电化学势的驱动下,Cl-经共向传递体进入保卫细胞,H+运出细胞和Cl-进入细胞都是需要能量的,运输方式为主动运输,B正确;
C、K+通过K+通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,C错误;
D、离子进入液泡致使细胞液渗透压上升导致细胞吸水气孔开放,D错误。
故选B。
9. 真核细胞有氧呼吸全过程可分为如下图所示的糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段,一些中间产物还可合成脂肪等。下列相关叙述错误的是( )
A. 糖酵解、柠檬酸循环过程都能产生ATP和[H]
B. 糖酵解时葡萄糖中的化学能大部分转化为热能
C. 细胞呼吸除了为生物体提供能量,也是生物体代谢的枢纽
D. 参与电子传递链中的[H]可来自糖、水等物质
【答案】B
【解析】
【分析】有氧呼吸:(1)第一阶段:发生场所是在细胞质基质,一分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的NADH,产生少量的能量。(2)第二阶段:发生场所是线粒体基质,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和NADH,产生少量的能量。(3)第三阶段:发生场所是线粒体内膜,上述两个阶段产生的NADH,经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,产生大量能量。
【详解】A、糖酵解(呼吸作用第一阶段)、柠檬酸循环(有氧呼吸第二阶段)过程都能产生ATP和[H],A正确;
B、糖酵解时葡萄糖中的化学能大部分储存在丙酮酸中,B错误;
C、由图可知,细胞呼吸除了为生物体提供能量,也是生物体代谢的枢纽,C正确;
D、糖和水后含有H,参与电子传递链中的[H]可来自糖、水等物质,D正确。
故选B。
10. 下列关于植物体细胞杂交技术的叙述,正确的是( )
A. 制备原生质体需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理细胞
B. 原生质体融合可用电融合法或聚乙二醇法进行诱导
C. 对杂种细胞进行组织培养时,需要全程避光
D. 植物组织可以进行光合作用,组织培养的培养基中不需要添加有机碳源
【答案】B
【解析】
【详解】A、制备原生质体需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,而胰蛋白酶或胶原蛋白酶用于动物细胞处理,A错误;
B、原生质体融合的诱导方法包括物理法(如电融合)和化学法(如聚乙二醇),B正确;
C、植物组织培养过程中,脱分化需避光,但再分化需光照,C错误;
D、植物组织培养的细胞在初期无法自养,需添加有机碳源,D错误。
故选B。
11. 下图是现代发酵工程中酒精生产的工艺流程,下列相关叙述错误的是( )
A. 制糖的原材料可以是富含淀粉或纤维素的物质
B. 糖主要给酵母提供碳源,在用于发酵时还需要添加足量氮源
C. 扩大培养和发酵步骤都需要在无氧条件下培养酵母
D. 蒸馏的目的是将发酵产物目标产品和杂质进行分离
【答案】C
【解析】
【详解】A、淀粉(如玉米、小麦)或纤维素(如秸秆)可通过酶解(淀粉酶分解淀粉、纤维素酶分解纤维素)转化为葡萄糖等可发酵糖类,作为酒精发酵的原料,A正确;
B、酵母菌发酵时,糖类是主要碳源(提供能量和合成有机物的碳骨架);同时,酵母菌生长繁殖需要氮源(用于合成蛋白质、核酸等),因此发酵培养基需添加氮源,B正确;
C、扩大培养目的是增加酵母菌数量,此时需有氧条件,有氧时酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖;发酵步骤需无氧条件,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精,因此扩大培养和发酵条件不同,C错误;
D、发酵液中除酒精外,还含有水、菌体、未发酵的糖类等杂质。酒精沸点低于水,通过蒸馏可将酒精与其他杂质分离,提高产品纯度,D正确。
故选C。
12. 细胞工程和胚胎工程应用广泛,下列相关叙述正确的是( )
A. 利用植物茎尖分生组织进行组织培养,可获得能抵抗病毒感染的植株
B. 利用植物细胞培养,可大量生产一些植物来源的药物,如紫杉醇、人参皂苷
C. 利用体外受精和胚胎培养、移植技术,可实现家畜的快速无性繁殖
D. 利用胚胎分割技术处理囊胚或原肠胚,可促进动物优良品种的繁殖
【答案】B
【解析】
【详解】A、茎尖分生组织细胞分裂旺盛,病毒含量少,通过组织培养可获得脱毒植株,但脱毒植株并不具备抗病毒能力,只是自身不含病毒,A错误;
B、植物细胞培养技术可通过大规模培养细胞来生产紫杉醇、人参皂苷等次生代谢产物,B正确;
C、体外受精需精子和卵子结合形成受精卵,属于有性生殖,C错误;
D、胚胎分割应在桑葚胚或囊胚期进行,D错误。
故选B。
13. 某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验,实验装置如下图。下列叙述错误的是( )
A. 该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响
B. 去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低
C. 利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率
D. 该装置测得的氧气释放速率会随时间推移逐渐减小至0
【答案】C
【解析】
【分析】1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强,当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强,当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】A、在该装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度探究CO2浓度对金鱼藻光合作用的影响,即该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响,A正确;
B、相同条件下,白光下比单色光下的光合作用要强,因此拆去滤光片,光反应增强,ATP和NADPH含量升高,C3还原速率加快,短时间内C3含量降低,B正确;
C、总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率,利用氧气传感器测到的O2浓度变化可计算净光合作用速率,但呼吸作用速率未知,不能直接计算总光合速率,C错误;
D、该装置处于适宜条件下,随着光合作用的进行,CO2逐渐被消耗,光合作用速率逐渐降低,当光合作用速率等于呼吸作用速率时,氧气释放速率为0,因此测得的氧气释放速率会随时间逐渐减小至0,D正确。
故选C。
14. 斑马鱼(2n=50)幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞(SEC)会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式,单个SEC最多形成4个子代细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 斑马鱼正常有丝分裂后期的细胞含100条染色体
B. 利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍可能分裂
C. 经此分裂产生的子细胞DNA量与无丝分裂相同
D. 该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表
【答案】C
【解析】
【详解】A、正常有丝分裂后期,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,斑马鱼体细胞(2n=50)此时含100条染色体,A正确;
B、SEC分裂本身不进行DNA复制,因此DNA复制抑制剂不影响其分裂过程,B正确;
C、无丝分裂中DNA会复制,子细胞DNA量与亲代细胞相同,而SEC分裂无DNA复制,子细胞DNA量与亲代细胞不同,C错误;
D、SEC快速分裂产生多个子细胞(最多4个),可快速覆盖幼鱼体表,D正确。
故选C。
15. 生物学知识中的“比值”是一种数学模型,可较为准确的表示生命过程中两种(个)密切相关的量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中错误的是( )
A. 运动员在百米冲刺时,CO2释放量/O2吸收量的值变大
B. 降低环境中CO2浓度时,短时间内植物叶绿体中C3/C5的值变小
C. 细胞分裂过程中着丝粒分裂后,细胞中染色体数目/核DNA数的值变大
D. 置于蔗糖溶液中的细胞在质壁分离的过程中外界溶液浓度/细胞液浓度的值变小
【答案】A
【解析】
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和NADPH的过程,该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中;暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】A、人体有氧呼吸吸收氧气量和释放二氧化碳量相同,而无氧呼吸既不吸收氧气,也不释放二氧化碳,因此人在百米冲刺时,CO2释放量与O2吸收量的比值不变,均为1,A错误;
B、降低环境中CO2浓度时,二氧化碳的固定速度减慢,因此C3生成减少,同时C5消耗减少,而短时间内,C5的生成,即C3的还原还在正常进行,因此C3减少,C5增多,即短时间内植物叶绿体中C3/C5的值变小,B正确;
C、细胞分裂过程中着丝粒分裂后,染色体数目增多,核DNA数不变,因此细胞中染色体数目与核DNA数的比值变大,即由1/2变成1,C正确;
D、置于蔗糖溶液中的细胞在质壁分离的过程中,外界溶液浓度降低,细胞液浓度升高,因此外界溶液浓度与细胞液浓度的比值降低,D正确。
故选A。
二、多选题(每题3分,共4题,共12分)
16. 某实验室用两种方法进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中,每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量,记录数据并绘成坐标曲线图。下列有关叙述错误的是( )
A. 实验9h时,消耗葡萄糖较多是甲发酵罐
B. 甲、乙两发酵罐分别在第4h和第0h开始进行无氧呼吸
C. 甲、乙两发酵罐实验结果表明,酵母菌为异养厌氧型生物
D. 该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、实验9h时,甲发酵罐的酒精产量是18mol,故无氧呼吸消耗的葡萄糖为9mol,有氧呼吸消耗的氧气是6mol,则有氧呼吸消耗的葡萄糖是1mol,故呼吸共消耗葡萄糖10mol;乙发酵罐产生的酒精是15mol,无氧呼吸消耗的葡萄糖是7.5mol,因此实验结束时,消耗葡萄糖较多是甲发酵罐,A正确;
B、依据题图可知,甲发酵罐从第2小时开始生成酒精,因此从第2小时开始进行无氧呼吸,乙发酵罐为无氧条件,在第0h开始进行无氧呼吸,B错误;
C、结合图示可知,酵母菌既可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸,为兼性厌氧异养微生物,C错误;
D、向发酵罐中连续通入大量的氧气会抑制酵母菌的无氧呼吸,降低酒精的产量,D错误。
故选BCD。
17. 许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释错误的是( )
A. “稀三箩,密三箩,不稀不密收九箩”,合理密植可提高光能利用率
B. “处暑里的雨,谷仓里的米”,补充水分可促进植物的光合午休,增加有机物积累
C. “两垄高粱一垄豆,高矮作物双丰收”,豆能适应弱光是因为其细胞中叶绿体较小
D. “霜前霜,米如糠:霜后霜,谷满仓”,霜降前降温可减弱种子呼吸作用而增产
【答案】BCD
【解析】
【分析】影响呼吸作用的外界因素:温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。 (1)温度:温度对呼吸作用的强度影响最大。温度升高,呼吸作用加强;温度过高,呼吸作用减弱; (2)水分:植物含水量增加,呼吸作用加强;(3)氧气:在一定范同内,随着氧气浓度的增加,呼吸作用显著加强;(4)二氧化碳:二氧化碳浓度大大超出正常值时,抑制呼吸作用。在储藏蔬菜、水果、粮食时采取低温、干燥、充加二氧化碳等措旌,可延长储藏时间。
【详解】A、合理密植可提高光能利用率,从而提高生产量,A正确;
B、补充水分可减弱植物的光合午休,增加有机物积累,B错误;
C、豆能适应弱光是因为其细胞中叶绿体较多,C错误;
D、霜降前的降温如果过早,会导致稻谷等农作物收成不好,因为会影响光合作用,而霜降后的降温则对农作物有利,D错误。
故选BCD。
18. 某同学为探究去除淀粉后的马铃薯提取液中是否含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,进行了如下实验设计,并选用适当试剂进行检测。下列相关叙述正确的有( )
试管
磷酸葡萄糖溶液/mL
蒸馏水/mL
去除淀粉的马铃薯
提取液/mL
煮沸后的去除淀粉
的马铃薯提取液/mL
1
1
1
一
一
2
1
一
1
一
3
1
一
一
1
A. 实验前可用碘液检测马铃薯提取液中的淀粉是否完全去除,以保证实验结果准确
B. 若用碘液检测,只有试管2出现蓝色,则说明提取液中含有该酶
C. 若用斐林试剂检测,3支试管均出现砖红色沉淀,则说明提取液中无该酶
D. 高温使试管3中的酶失活,检测结果可进一步说明马铃薯提取液中是否含有该酶
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
【详解】A、本实验的材料是去除淀粉的马铃薯提取液,则可用碘液检测马铃薯提取液中的淀粉是否完全去除,以保证实验结果的准确,A正确;
B、由于马铃薯提取液中的淀粉已经被去掉,若用碘液检测,只有试管2出现蓝色说明产生了淀粉,则说明提取液中含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,B正确;
C、若用斐林试剂检测,3支试管均出现砖红色沉淀,则说明提取液中含有还原糖,不能证明没有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,C错误;
D、煮沸后的去除淀粉的马铃薯提取液,则高温使酶失活,作为对照组,可进一步说明马铃薯提取液中是否含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,D正确。
故选ABD。
19. 将单克隆抗体与细胞毒素类药物相结合,可制备抗体-药物偶联物(ADC)用于肿瘤的治疗,下列相关叙述正确的有( )
A. 单克隆抗体制备过程中,可用肿瘤细胞膜蛋白作为抗原,对抗体进行筛选
B. 杂交瘤细胞只能在动物体内繁殖,因此单克隆抗体要在腹水中提取
C. 相比直接用细胞毒素作为抗肿瘤药物,ADC对健康细胞的副作用较小
D. 若将单克隆抗体进行荧光标记,还可用于肿瘤的诊断和定位
【答案】ACD
【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、在单克隆抗体制备过程中,需要用特定的抗原刺激 B 淋巴细胞,使其产生相应的抗体。肿瘤细胞膜蛋白可以作为抗原,通过该抗原刺激得到的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后,再用该抗原对产生的抗体进行筛选,获得能特异性结合肿瘤细胞膜蛋白的单克隆抗体,A正确;
B、杂交瘤细胞既能在动物体内繁殖,也能在体外培养条件下大量繁殖。单克隆抗体可以在动物的腹水中提取,也可以在体外培养的培养液中提取,B错误;
C、直接使用细胞毒素作为抗肿瘤药物,细胞毒素对健康细胞也会有较大的杀伤作用。而 ADC(抗体 - 药物偶联物)是将细胞毒素与单克隆抗体结合,单克隆抗体能特异性地识别肿瘤细胞,将细胞毒素定向运输到肿瘤细胞处发挥作用,对健康细胞的副作用较小,C正确;
D 、由于单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,若将单克隆抗体进行荧光标记,利用抗原 - 抗体特异性结合的原理,就可以对肿瘤细胞进行诊断和定位,D正确。
ACD。
三、非选择题(共5题,共58分)
20. 卡尔文循环是植物合成有机物的重要途径,其中1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)是决定碳同化效率的关键酶和限速酶。卡尔文循环的调节方式如图所示。请回答下列问题:
(1)据图可知,Rubisco是由大亚基(RbcL)和小亚基(RbcS)组成,说明叶绿体是一种_____________细胞器,该酶催化暗反应中_____________过程,产物是_______________。
(2)卡尔文循环不直接需要光,但受到光的调控。据图分析,光通过调节Rubisco活性调控卡尔文循环的方式有
A. 分别调节rbcS和rbcL 的转录和翻译过程
B. 影响 RCA的活性
C. 光反应合成ATP、NADPH, 用于暗反应
D. 影响H⁺进入类囊体
(3)研究发现,中间产物的改变会影响卡尔文循环速率。据图分析,当RuBP含量低时,磷酸丙糖(TP)用于____________(如虚线所示)增加,以加快卡尔文循环速率;循环稳定后,多余的TP才可以在_______中合成淀粉或其他非糖物质,或转运到细胞质基质合成_______。
(4)光合产物的转运也影响卡尔文循环,叶绿体内、外膜上存在的磷酸转运体,可以等量反向转运________________。若细胞质基质的 Pi降低,将限制TP运出叶绿体,使光合速率_____________。
(5)为探究RCA对 Rubisco的影响,研究人员通过转基因技术,成功构建RCA过表达玉米株系(RCA系),并测量实验组和对照组(WT)玉米Rubisco的相关数值,结果如下。根据实验结果可以得出的结论为__________________________________________________ 。
【答案】(1) ①. 半自主性 ②. CO2的固定 ③. PGA、(或PGA、C3、三碳化合物) (2)BD
(3) ①. RuBP(或C5)的再生 ②. 叶绿体基质 ③. 蔗糖
(4) ①. TP和 Pi ②. 减慢
(5)RCA增多可以提升Rubisco的初始活性,对Rubisco的总活性影响不明显(或降低总活性)
【解析】
【分析】光合作用:①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜,发生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反应场所在叶绿体的基质,发生CO2的固定和C3的还原,消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
据图可知,Rubisco是由大亚基(RbcL由叶绿体基因控制合成)和小亚基(RbcS由细胞核基因控制合成)组成,说明叶绿体是一种半自主性细胞器,该酶催化暗反应中CO2的固定过程,产物有PGA(或PGA、C3、三碳化合物)。
【小问2详解】
A、与图可知,光会影响rbcS转录和rbcL的翻译,而不是分别调节rbcS和rbcL 的转录和翻译过程,A错误;
B、RCA为光依赖性Rubisco活化酶,光通过RCA调节Rubisco活性调控卡尔文循环,B正确;
C、光反应合成ATP、NADPH, 用于暗反应,但不是通过调节Rubisco活性调控卡尔文循环,C错误;
D、由图可知,光影响H⁺进入类囊体,而pH等活性影响因子会影响Rubisco活性,D正确。
故选BD。
【小问3详解】
据图分析,当RuBP含量低时,磷酸丙糖(TP)用于RuBP(或C5)的再生增加,以加快卡尔文循环速率;循环稳定后,多余的TP才可以在叶绿体基质中合成淀粉或其他非糖物质,或转运到细胞质基质合成蔗糖。
【小问4详解】
由图可知,叶绿体内、外膜上存在的磷酸转运体,可以等量反向转运TP和 Pi,若细胞质基质的 Pi降低,将限制TP运出叶绿体,TP在叶绿体基质积累,使光合速率减慢。
【小问5详解】
由图表可知,与对照组相比,实验组RCA系Rubisco的初始活性较高,Rubisco的总活性不同品系影响不同,故可得到RCA增多可以提升Rubisco的初始活性,对Rubisco的总活性影响不明显(或降低总活性)。
21. 细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期(蛋白质合成)、S期(DNA复制)和G2期(蛋白质合成)。肿瘤的研究经常涉及到细胞周期长短的测定。下面介绍了两种测定细胞周期长短的方法,请回答下列问题:
(1)流式细胞技术的基本原理是通过经DNA特异性荧光染色测定细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。根据细胞DNA含量不同,将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组,每组的细胞数如图1所示。
①乙组中DNA含量从2C达到了4C,说明细胞中正在进行______。甲组细胞DNA含量为2C,是G1期,处于甲组和乙组状态的细胞较多,说明______。丙组细胞DNA含量为4C,说明已完成DNA复制,为______期细胞。
②下表数据为科研人员实验测得体外培养的某种动物细胞的细胞周期各阶段时间。若在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,处于______期的细胞立刻被抑制,再至少培养______小时,则其余细胞都将被抑制在G1/S期交界处,此时处于S期的细胞占全部细胞的比例为______;然后去除抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,在所有细胞达到______期终点前,再加入DNA合成抑制剂,则全部细胞都将被阻断在G1/S期交界处,实现细胞周期同步。
周期
G1
S
G2
M
合计
时长(h)
12
9
3.5
1.5
26
(2)标记有丝分裂比率法(PLM)是最经典的测定细胞周期各时期时间的方法。在某生物细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,短暂培养一段标记待测细胞群体,洗去3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。使在该段时间内已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被3H标记,而当时处于其他时期的细胞则不带标记。不同时间取样做细胞放射性自显影,找出正处于有丝分裂的分裂期细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。得到图2(图甲~图丁中横轴为时间,纵轴为带标记细胞占有丝分裂细胞的百分数):
①图乙中a点开始检测到带3H标记分裂期细胞,则0~a为______期。
②图乙中b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大值,则a~b段可表示______期。
③图丙中c点时,带标记的细胞百分数开始下降,则a~c段可表示______期。
④此后带标记的分裂期细胞数逐渐减少,直到消失,到第二次出现带标记的细胞数时为图表中e点,则一个完整的细胞周期时间可为______。
【答案】(1) ①. DNA分子的复制 ②. 细胞分裂间期的时间比分裂期长 ③. G2和M ④. S ⑤. 17 ⑥. 9/31 ⑦. G1
(2) ①. G2 ②. M ③. S ④. a~e
【解析】
【分析】细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期),其中分裂间期又分为G1、S和G2期,所占时间为12+9+3.5=24.5h。
【小问1详解】
①乙组中DNA含量从2C达到了4C,DNA数目加倍,说明细胞进行了DNA的复制。细胞分裂间期的时间比分裂期长,所以处于甲组和乙组状态的细胞较多。G2和M期的细胞是完成DNA复制的细胞,此时期DNA含量为4C。
②若在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,则DNA的合成受抑制,则处于S期的细胞立刻被抑制,S期共9个小时,其他时期的细胞不进行DNA复制,所以至少经过26-9=17小时,则其余细胞都将被抑制在G1/S期交界处,此时经过的时间为26+3.5+1.5=31小时,S期的细胞占9小时,则此时处于S期的细胞占全部细胞的比例为9/31。然后去除抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,在所有细胞达到G1期(DNA复制之前)终点前,再加入DNA合成抑制剂,则全部细胞都将被阻断在G1/S期交界处,实现细胞周期同步。
【小问2详解】
①分析题图2可知,a点开始检测到带3H标记分裂期细胞,该标记细胞应是原出于DNA复制刚刚结束时的细胞开始进入分裂期,经历的时间为DNA复制后期,即G2期。
②图2中b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大值,说明此时细胞已经分裂结束,则a~b段表示M(或分裂)期。
③分析题图可知,c点带标记的细胞百分数开始下降,说明原标记的处于DNA分子复制开始的细胞进入了细胞分裂期,该细胞经历的时间(a~c)是DNA复制期。
④经历的时间为一个细胞周期(一个周期的分裂开始到下一周期的分裂开始,即分裂开始到分裂开始,总时间与一个完整周期(即一次分裂结束到下一次分裂结束)相同),即a-e。
22. 下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
(1)酵母菌无氧呼吸的场所是______,在无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要储存在______中,而彻底氧化分解释放的能量主要______。
(2)酵母菌在O₂充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O₂的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取______(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中______,一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的______溶液进行检测。若观察到______,则假说成立。
(3)从图1中分析,酵母菌无氧呼吸过程中NADH的作用是______,有氧呼吸过程中NADH的作用是______。
(4)制酒发酵时需要一定数量的具有活力的酵母菌,在菌种活化的过程中需定时取样,检测酵母菌的生长状况。对某次样品稀释后,经台盼蓝染色后用血细胞计数板计数时应对______(填“蓝色”或“无色”)细胞进行计数,体现了细胞膜的______功能特点。
(5)高产产酒酵母菌酒精产量更高,甚至在有氧条件下也能产酒,结合图1和图2分析,是利用野生酵母,通过物理或化学诱变因素诱导控制合成______(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。
【答案】(1) ①. 细胞质基质 ②. 酒精 ③. 以热能形式散失
(2) ①. 上清液 ②. 通入O2 ③. 酸性的重铬酸钾 ④. 甲试管溶液基本不变色(为橙色),乙试管溶液为灰绿色
(3) ①. 还原丙酮酸 ②. 还原O2
(4) ①. 无色 ②. 选择透过性
(5)酶3
【解析】
【分析】1、酵母菌为兼性厌氧型真菌,在有氧条件下能进行有氧呼吸,无氧条件下能进行无氧呼吸。
2、有氧呼吸可以概括地分为三个阶段。第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
3、无氧呼吸的全过程,可以概括地分为两个阶段,这两个阶段需要不同酶的催化,但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是,丙酮酸和NADH在酶的催化作用下,生成成酒精和二氧化碳。
【小问1详解】
酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质。酵母菌无氧呼吸过程中,将葡萄糖分解为酒精和CO2,少部分能量释放,能量主要储存在酒精中;而彻底氧化分解即有氧呼吸,将葡萄糖分解为水和CO2,释放的能量主要以热能形式散失,少部分储存在ATP中。
【小问2详解】
由题图可知,酶1是催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳的,说明酶1位于细胞质基质,所以酵母菌破碎后高速离心,取上清液(主要成分是细胞质基质,含有酶1)分为甲、乙两组,一段时间后向两支试管加入等量葡萄糖,向甲试管通入O2。一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测。如果甲试管不变色,即甲试管无酒精产生,说明O2对酶1有抑制作用,假说成立。
【小问3详解】
无氧呼吸第二阶段NADH与丙酮酸反应生成酒精和CO2,有氧呼吸过程中NADH在第三阶段与氧反应生成水,所以酵母菌无氧呼吸过程中NADH的作用是还原丙酮酸,有氧呼吸过程中NADH的作用是还原O2。
【小问4详解】
台盼蓝使死细胞染成蓝色,活细胞不着色,故具有活力的酵母菌不被台盼蓝染色,体现了细胞膜能够控制物质进出细胞的功能,对应的功能特点是选择透过性。
【小问5详解】
结合图1和图2分析,O2存在时,酶3催化有氧呼吸第三阶段,如果通过物理或化学诱变因素诱导控制合成酶3的基因发生突变,O2不能与线粒体NADH反应,NADH积累,苹果酸的转运会被抑制,细胞质基质的NADH就会在酶1的催化下合成酒精。
23. 红茶菌是一种由绿茶、蔗糖等共同发酵成的饮品,发酵过程涉及多种微生物,研究人员希望分离、纯化这些微生物,实验过程如图所示,请回答下列问题:
(1)研究人员将梯度稀释后的菌液,通过稀释涂布平板法接种到PDA固体培养基上,涂布菌液使用的玻璃仪器是_________,该仪器在接种过程中,使用的灭菌方法是_________,PDA固体培养基在30℃培养3天后,从培养基上挑取菌落保存,挑取使用的仪器是_________。
(2)PDA固体培养基的成分包括马铃薯、蔗糖、水和琼脂,其中为微生物生长提供碳源的物质包括_________。
(3)研究人员对PDA培养基上的菌落进行计数,结果如下表,则原5mL红茶菌样品中活菌总量约为_________。
试管编号
菌落数
平板1
平板2
平板3
试管④
419
477
355
试管⑤
52
51
47
试管⑥
4
6
9
(4)研究人员筛选出了数个酵母菌菌株,发现菌株SC1有较强的利用还原糖能力,它们希望进一步探究此菌株利用还原糖能力是否受高温的影响,设计了如下实验:
①接种:取6份相同的新鲜菌株SC1菌液,接种至6份等量的YPD液体培养基中;
②培养:将接种后的YPD培养基分两组,分别在_________和40℃条件下,摇床培养3天,使用摇床的目的是_________;
③数据测定:培养3天后,测定各组培养基中_________,取平均值;
④结果预期:若出现结果_________,说明菌株SC1有较强的高温耐受能力。
【答案】(1) ①. 涂布器 ②. 灼烧灭菌法 ③. 接种环
(2)马铃薯、蔗糖 (3)2.5×109个
(4) ①. 30℃(或适宜温度) ②. 增加溶解氧,使菌体与营养物质充分接触 ③. 还原糖的剩余量 ④. 40℃组还原糖剩余量与30℃组差异不大
【解析】
【分析】稀释涂布平板法使用的涂布菌液的是涂布器,使用的灭菌方法是灼烧灭菌,挑取菌落的仪器是接种环。培养基中包含碳源、氮源、水和无机盐。
【小问1详解】
稀释涂布平板法使用的涂布菌液的是涂布器,使用的灭菌方法是灼烧灭菌,挑取菌落的仪器是接种环。
【小问2详解】
培养基中包含碳源、氮源、水和无机盐。马铃薯和蔗糖提供碳源。
【小问3详解】
菌落数目应处于30-300之间,稀释涂布平板法计数的公式:C/V×M,试管5的菌落数平均为50,原样品活菌数=50÷0.1×106×5=2.5×109个。
【小问4详解】
该实验的自变量是温度,所以需要将接种后的YPD培养基分两组,分别在30℃和40℃条件下,摇床培养3天,使用摇床的目的是增加溶解氧的含量,使菌体与营养物质充分接触。该实验的因变量是检测菌株利用还原糖的能力,检测培养基中还原糖的剩余量,剩余的还原糖越少,说明菌株利用还原糖的能力越强。如果菌株SC1有较强的高温耐受能力,则40℃组还原糖剩余量与30℃组差异不大。
24. 胶原蛋白在维持器官、组织、细胞等方面发挥着关键性作用。科学家将合成胶原蛋白的基因kit导入大肠杆菌构建基因工程菌,过程如下图所示。请据图回答下列问题:
(1)目的基因与质粒连接后可以导入到不同物种细胞中表达出同种蛋白质,其原理是________,若导入到原核生物大肠杆菌中,但由于原核细胞中缺少________等细胞器,影响表达产物进一步加工,可能会影响蛋白质的功能。
(2)已知kit基因的部分序列如下图,采用PCR技术进行扩增时,选用的引物为________(填字母)。为使基因与质粒成功连接,需要在引物的________端添加________两种限制酶识别序列。
5’-CGGGATCCA………………AGAATTCCG-3’
3’-GCCCTAGGT………………TCTTAAGGC-5’
A.5’-GCCCTAGGT-3’ B.5’-CGGAATTCT-3’ C.5’-CGGGATCCA-3’ D.5’-GCCTTAAGA-3’
(3)酶切kit基因,并与质粒中长度为170bp片段进行置换,构建重组质粒pET-28a(+)-kit,用HindⅢ酶分别酶切pET-28a(+)和pET-28a(+)-kit,获得如下表所示片段,
质粒类型
pET—28a(+)
pET—28a(+)—kit
HindIII酶切片段
1000bp、2550bp
1000bp、2000bp、700bp
则kit基因长度为________,由此判定kit基因上有________个HindIII酶切位点
(4)菌液PCR是直接以菌体热解后的DNA为模板、以目基因两端序列为引物进行扩增的方法,根据凝胶电泳结果可初步鉴定菌落是否含有目的基因。对构建的基因工程菌进行菌液PCR验证,并提取大肠杆菌的质粒进行双酶切再验证,结果如下图所示。分析可知,基因工程菌的构建______(选填“是”或“否”)成功,原因是________________________。
【答案】(1) ①. 密码子具有通用性 ②. 内质网、高尔基体
(2) ①. BC ②. 5' ③. BamHl和EcoRⅠ
(3) ①. 320bp ②. 2
(4) ①. 是 ②. 菌落PCR与质粒双酶切均获得大小约为320bp的基因片段
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则:
①不能破坏目的基因;②不能破坏所有的抗性基因(至少保留一个);③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因,防止目的基因和质粒反向连接,同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。
【小问1详解】
目的基因与质粒连接后可以导入到不同物种细胞中表达出同种蛋白质,其原理是所有生物共用一套遗传密码即密码子具有通用性。若导入到原核生物大肠杆菌中,由于原核细胞中缺少内质网、高尔基体等细胞器,这些细胞器在真核细胞中负责蛋白质的进一步加工和修饰,因此原核细胞表达的蛋白质可能会缺少某些加工步骤,从而影响蛋白质的功能。
【小问2详解】
在PCR中,引物与模板链的3'端碱基互补配对,并且引物的方向与模板链走向相反,因此与图中kit 基因上面一条链结合的引物,其序列应为5'-CGGAATTCT-3',与kit 基因下面一条链结合的引物其序列应为5' -CGGGATCCA-3',综上所述,AD错误,BC正确;由于ori复制原点中含有限制酶HindⅢ的识别序列,因此不能用限制酶HindⅢ来切割质粒,否则会破坏复制原点,只能用限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ对质粒 pET-28a(+)进行双酶切,这样可以防止目的基因与质粒的自身环化以及任意连接;同时要在 kit 基因两端也连上限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ的识别序列,由于DNA聚合酶只能从引物的3'端连接脱氧核苷酸延伸子链,因此必须将限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ的识别序列连接至引物的5'端。
【小问3详解】
观察质粒 pET-28a(+) 图可知,在该质粒上有两个HindⅢ的识别序列,一个在启动子和终止子之间,一个在复制原点ori中,因此用HindⅢ切割质粒 pET-28a(+)后,可得到两个片段,通过表格可知,这两个片段长度分别为1000bp和2550bp,说明质粒pET-28a(+) 总长度是1000bp+2550bp=3550bp;利用双酶切法将 kit 基因与质粒 pET-28a(+) 长度为170bp片段进行置换后,形成的重组质粒 pET-28a(+)-kit 能被HindⅢ切割成三个片段,长度分别是1000bp、2000bp、700bp,说明置换后的kit 基因上含有两个HindⅢ的识别序列,再加上复制原点ori中的一个HindⅢ的识别序列,共三个HindⅢ的识别序列,经HindⅢ酶切后才能将重组质粒pET-28a(+)-kit 切成3段。利用这三段的长度可计算出重组质粒 pET-28a(+)-kit 的总长度为1000bp+2000bp+700bp=3700bp,由于kit 基因与长度为170bp片段进行置换,设kit 基因长度为n,可列出等式:3550+n-170=3700bp,故可计算出kit 基因长度为n=320bp。
【小问4详解】
由(3)分析可知,kit 基因(即目的基因)的长度是320bp,根据电泳图可知,在约320bp处,菌落PCR组与质粒双酶切组均得到条带,说明目的基因成功导入大肠杆菌中,据此可对目的菌进行鉴定。
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2026届高三8月学情调研生物学科试卷
一、单选题(每题2分,共15题,共30分)
1. 支原体肺炎是一种常见的传染病,其病原体是一种称为肺炎支原体的单细胞生物(见下图),据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 支原体属于原核生物,其遗传物质主要是DNA
B. 支原体不能完成蛋白质合成等生命活动
C. 支原体与蓝细菌一样含有光合色素,属于自养生物
D. 常见的抗生素对支原体肺炎疗效不佳
2. 下列有关实验的叙述正确的是( )
A. 双缩脲试剂鉴定高温处理后的淀粉酶时出现紫色现象,说明淀粉酶没有失活
B. 溴麝香草酚蓝溶液是酸碱指示剂,该溶液中CO2含量增高时将由蓝变为黄绿色
C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离及复原过程中,水分子主要通过自由扩散进出细胞
D. 利用向日葵舌状花花冠的表皮细胞观察胞质环流,发现叶绿体按一定方向移动
3. 下图甲为向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO₃溶液和必要物质,在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验,图乙为叶绿体的部分结构和相关代谢过程,下列叙述正确的是( )
A. 图甲中O₂的释放速率表示净光合作用速率
B. 图乙所示结构Ⅲ侧为叶绿体基质,A、B分别表示水、氧气
C. 图乙发生的代谢过程中,光能转化为D和F中的化学能
D. 图甲中阴影部分的面积可用来表示一个光暗周期内NADPH和ATP的积累量
4. 罕见草药红景天体内的次生代谢物Sal(红景天苷)具有重要药用价值。由于稀有草药供应不足,科研人员研究了不同光照条件对红景天愈伤组织生长和Sal产生的影响,旨在寻找提高红景天体外培养产量的新途径。研究人员首先取红景天叶片诱导出愈伤组织,过程如图所示,随后分别在红光、蓝光、绿光、RGB光(红、绿、蓝混合光)和白光的不同光照条件下培养红景天愈伤组织,并定期统计,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 外植体需分别用70%乙醇和10%次氯酸钠进行消毒,随后用自来水清洗多次
B. 图1培养基中生长素和细胞分裂素的配制比例适中时容易诱导外植体形成愈伤组织
C. 接种的外植体经脱分化诱导形成愈伤组织的过程,体现了植物细胞的全能性
D. 由上图可知,不同光照条件会影响红景天Sal的积累量,红光下最有利于Sal积累
5. 精准农业可以根据耕地土壤状况和植物的长势实施定位、定量的精准田间管理。下列相关叙述正确的是( )
A. 植物细胞内的自由水是构成细胞结构的重要成分
B. 通过检测土壤湿度,保证植物细胞内自由水和结合水比例不变
C. 补充土壤中矿质元素可以提高植物合成糖类的能力
D. 植物吸收微量元素镁可用于合成叶绿素,缺镁会导致植物叶片变黄
6. 细胞中线粒体能够通过分裂实现增殖。线粒体分裂时,GTP酶催化GTP水解供能。下列相关叙述错误的是( )
A. 线粒体分裂只能发生在细胞周期中
B. 线粒体分裂前,通常其内DNA分子进行了复制
C. GTP酶的作用机理是降低化学反应活化能
D. GTP水解两个磷酸基团后的产物是组成RNA的单体之一
7. 研究发现,使用秋水仙素处理动物细胞会破坏细胞骨架,进而导致内质网在核周围塌陷、高尔基体碎裂成许多小囊泡。下列相关叙述正确的是( )
A. 内质网和高尔基体结构的稳定依赖于纺锤丝
B. 用秋水仙素处理大肠杆菌细胞也可观察到类似现象
C. 推测高尔基体囊泡运输的方向也受到细胞骨架影响
D. 细胞核的结构维持和功能发挥不受细胞骨架的影响
8. 下图所示为光下气孔开启的机理,气孔运动与细胞内外众多离子的运输有关。下列相关叙述正确的是( )
A. 光为H+-ATP酶的活化直接提供能量
B. H+运出和Cl-进入细胞的方式都是主动运输
C. K+与K+通道蛋白特异性结合是质膜选择透过性的体现
D. 离子进入液泡使细胞液渗透压下降,气孔开放
9. 真核细胞有氧呼吸全过程可分为如下图所示的糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段,一些中间产物还可合成脂肪等。下列相关叙述错误的是( )
A. 糖酵解、柠檬酸循环过程都能产生ATP和[H]
B. 糖酵解时葡萄糖中的化学能大部分转化为热能
C. 细胞呼吸除了为生物体提供能量,也是生物体代谢的枢纽
D. 参与电子传递链中的[H]可来自糖、水等物质
10. 下列关于植物体细胞杂交技术的叙述,正确的是( )
A. 制备原生质体需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理细胞
B. 原生质体融合可用电融合法或聚乙二醇法进行诱导
C. 对杂种细胞进行组织培养时,需要全程避光
D. 植物组织可以进行光合作用,组织培养的培养基中不需要添加有机碳源
11. 下图是现代发酵工程中酒精生产的工艺流程,下列相关叙述错误的是( )
A. 制糖的原材料可以是富含淀粉或纤维素的物质
B. 糖主要给酵母提供碳源,在用于发酵时还需要添加足量氮源
C. 扩大培养和发酵步骤都需要在无氧条件下培养酵母
D. 蒸馏的目的是将发酵产物目标产品和杂质进行分离
12. 细胞工程和胚胎工程应用广泛,下列相关叙述正确的是( )
A. 利用植物茎尖分生组织进行组织培养,可获得能抵抗病毒感染的植株
B. 利用植物细胞培养,可大量生产一些植物来源的药物,如紫杉醇、人参皂苷
C. 利用体外受精和胚胎培养、移植技术,可实现家畜的快速无性繁殖
D. 利用胚胎分割技术处理囊胚或原肠胚,可促进动物优良品种的繁殖
13. 某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验,实验装置如下图。下列叙述错误的是( )
A. 该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响
B. 去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低
C. 利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率
D. 该装置测得的氧气释放速率会随时间推移逐渐减小至0
14. 斑马鱼(2n=50)幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞(SEC)会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式,单个SEC最多形成4个子代细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 斑马鱼正常有丝分裂后期的细胞含100条染色体
B. 利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍可能分裂
C. 经此分裂产生的子细胞DNA量与无丝分裂相同
D. 该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表
15. 生物学知识中的“比值”是一种数学模型,可较为准确的表示生命过程中两种(个)密切相关的量之间的关系。下列对各种“比值”变化的描述中错误的是( )
A. 运动员在百米冲刺时,CO2释放量/O2吸收量的值变大
B. 降低环境中CO2浓度时,短时间内植物叶绿体中C3/C5的值变小
C. 细胞分裂过程中着丝粒分裂后,细胞中染色体数目/核DNA数的值变大
D. 置于蔗糖溶液中的细胞在质壁分离的过程中外界溶液浓度/细胞液浓度的值变小
二、多选题(每题3分,共4题,共12分)
16. 某实验室用两种方法进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中,每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量,记录数据并绘成坐标曲线图。下列有关叙述错误的是( )
A. 实验9h时,消耗葡萄糖较多是甲发酵罐
B. 甲、乙两发酵罐分别在第4h和第0h开始进行无氧呼吸
C. 甲、乙两发酵罐实验结果表明,酵母菌为异养厌氧型生物
D. 该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量
17. 许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释错误的是( )
A. “稀三箩,密三箩,不稀不密收九箩”,合理密植可提高光能利用率
B. “处暑里的雨,谷仓里的米”,补充水分可促进植物的光合午休,增加有机物积累
C. “两垄高粱一垄豆,高矮作物双丰收”,豆能适应弱光是因为其细胞中叶绿体较小
D. “霜前霜,米如糠:霜后霜,谷满仓”,霜降前降温可减弱种子呼吸作用而增产
18. 某同学为探究去除淀粉后的马铃薯提取液中是否含有催化磷酸葡萄糖转化成淀粉的酶,进行了如下实验设计,并选用适当试剂进行检测。下列相关叙述正确的有( )
试管
磷酸葡萄糖溶液/mL
蒸馏水/mL
去除淀粉的马铃薯
提取液/mL
煮沸后的去除淀粉
的马铃薯提取液/mL
1
1
1
一
一
2
1
一
1
一
3
1
一
一
1
A. 实验前可用碘液检测马铃薯提取液中的淀粉是否完全去除,以保证实验结果准确
B. 若用碘液检测,只有试管2出现蓝色,则说明提取液中含有该酶
C. 若用斐林试剂检测,3支试管均出现砖红色沉淀,则说明提取液中无该酶
D. 高温使试管3中的酶失活,检测结果可进一步说明马铃薯提取液中是否含有该酶
19. 将单克隆抗体与细胞毒素类药物相结合,可制备抗体-药物偶联物(ADC)用于肿瘤的治疗,下列相关叙述正确的有( )
A. 单克隆抗体制备过程中,可用肿瘤细胞膜蛋白作为抗原,对抗体进行筛选
B. 杂交瘤细胞只能在动物体内繁殖,因此单克隆抗体要在腹水中提取
C. 相比直接用细胞毒素作为抗肿瘤药物,ADC对健康细胞的副作用较小
D. 若将单克隆抗体进行荧光标记,还可用于肿瘤的诊断和定位
三、非选择题(共5题,共58分)
20. 卡尔文循环是植物合成有机物的重要途径,其中1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)是决定碳同化效率的关键酶和限速酶。卡尔文循环的调节方式如图所示。请回答下列问题:
(1)据图可知,Rubisco是由大亚基(RbcL)和小亚基(RbcS)组成,说明叶绿体是一种_____________细胞器,该酶催化暗反应中_____________过程,产物是_______________。
(2)卡尔文循环不直接需要光,但受到光的调控。据图分析,光通过调节Rubisco活性调控卡尔文循环的方式有
A. 分别调节rbcS和rbcL 的转录和翻译过程
B. 影响 RCA的活性
C. 光反应合成ATP、NADPH, 用于暗反应
D. 影响H⁺进入类囊体
(3)研究发现,中间产物的改变会影响卡尔文循环速率。据图分析,当RuBP含量低时,磷酸丙糖(TP)用于____________(如虚线所示)增加,以加快卡尔文循环速率;循环稳定后,多余的TP才可以在_______中合成淀粉或其他非糖物质,或转运到细胞质基质合成_______。
(4)光合产物的转运也影响卡尔文循环,叶绿体内、外膜上存在的磷酸转运体,可以等量反向转运________________。若细胞质基质的 Pi降低,将限制TP运出叶绿体,使光合速率_____________。
(5)为探究RCA对 Rubisco的影响,研究人员通过转基因技术,成功构建RCA过表达玉米株系(RCA系),并测量实验组和对照组(WT)玉米Rubisco的相关数值,结果如下。根据实验结果可以得出的结论为__________________________________________________ 。
21. 细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期(蛋白质合成)、S期(DNA复制)和G2期(蛋白质合成)。肿瘤的研究经常涉及到细胞周期长短的测定。下面介绍了两种测定细胞周期长短的方法,请回答下列问题:
(1)流式细胞技术的基本原理是通过经DNA特异性荧光染色测定细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。根据细胞DNA含量不同,将某种连续增殖的细胞株细胞分为三组,每组的细胞数如图1所示。
①乙组中DNA含量从2C达到了4C,说明细胞中正在进行______。甲组细胞DNA含量为2C,是G1期,处于甲组和乙组状态的细胞较多,说明______。丙组细胞DNA含量为4C,说明已完成DNA复制,为______期细胞。
②下表数据为科研人员实验测得体外培养的某种动物细胞的细胞周期各阶段时间。若在细胞的培养液中加入DNA合成抑制剂,处于______期的细胞立刻被抑制,再至少培养______小时,则其余细胞都将被抑制在G1/S期交界处,此时处于S期的细胞占全部细胞的比例为______;然后去除抑制剂,更换新鲜培养液,细胞将继续沿细胞周期运行,在所有细胞达到______期终点前,再加入DNA合成抑制剂,则全部细胞都将被阻断在G1/S期交界处,实现细胞周期同步。
周期
G1
S
G2
M
合计
时长(h)
12
9
3.5
1.5
26
(2)标记有丝分裂比率法(PLM)是最经典的测定细胞周期各时期时间的方法。在某生物细胞培养液中加入用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,短暂培养一段标记待测细胞群体,洗去3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。使在该段时间内已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被3H标记,而当时处于其他时期的细胞则不带标记。不同时间取样做细胞放射性自显影,找出正处于有丝分裂的分裂期细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。得到图2(图甲~图丁中横轴为时间,纵轴为带标记细胞占有丝分裂细胞的百分数):
①图乙中a点开始检测到带3H标记分裂期细胞,则0~a为______期。
②图乙中b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大值,则a~b段可表示______期。
③图丙中c点时,带标记的细胞百分数开始下降,则a~c段可表示______期。
④此后带标记的分裂期细胞数逐渐减少,直到消失,到第二次出现带标记的细胞数时为图表中e点,则一个完整的细胞周期时间可为______。
22. 下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
(1)酵母菌无氧呼吸的场所是______,在无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要储存在______中,而彻底氧化分解释放的能量主要______。
(2)酵母菌在O₂充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O₂的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取______(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中______,一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的______溶液进行检测。若观察到______,则假说成立。
(3)从图1中分析,酵母菌无氧呼吸过程中NADH的作用是______,有氧呼吸过程中NADH的作用是______。
(4)制酒发酵时需要一定数量的具有活力的酵母菌,在菌种活化的过程中需定时取样,检测酵母菌的生长状况。对某次样品稀释后,经台盼蓝染色后用血细胞计数板计数时应对______(填“蓝色”或“无色”)细胞进行计数,体现了细胞膜的______功能特点。
(5)高产产酒酵母菌酒精产量更高,甚至在有氧条件下也能产酒,结合图1和图2分析,是利用野生酵母,通过物理或化学诱变因素诱导控制合成______(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。
23. 红茶菌是一种由绿茶、蔗糖等共同发酵成的饮品,发酵过程涉及多种微生物,研究人员希望分离、纯化这些微生物,实验过程如图所示,请回答下列问题:
(1)研究人员将梯度稀释后的菌液,通过稀释涂布平板法接种到PDA固体培养基上,涂布菌液使用的玻璃仪器是_________,该仪器在接种过程中,使用的灭菌方法是_________,PDA固体培养基在30℃培养3天后,从培养基上挑取菌落保存,挑取使用的仪器是_________。
(2)PDA固体培养基的成分包括马铃薯、蔗糖、水和琼脂,其中为微生物生长提供碳源的物质包括_________。
(3)研究人员对PDA培养基上的菌落进行计数,结果如下表,则原5mL红茶菌样品中活菌总量约为_________。
试管编号
菌落数
平板1
平板2
平板3
试管④
419
477
355
试管⑤
52
51
47
试管⑥
4
6
9
(4)研究人员筛选出了数个酵母菌菌株,发现菌株SC1有较强的利用还原糖能力,它们希望进一步探究此菌株利用还原糖能力是否受高温的影响,设计了如下实验:
①接种:取6份相同的新鲜菌株SC1菌液,接种至6份等量的YPD液体培养基中;
②培养:将接种后的YPD培养基分两组,分别在_________和40℃条件下,摇床培养3天,使用摇床的目的是_________;
③数据测定:培养3天后,测定各组培养基中_________,取平均值;
④结果预期:若出现结果_________,说明菌株SC1有较强的高温耐受能力。
24. 胶原蛋白在维持器官、组织、细胞等方面发挥着关键性作用。科学家将合成胶原蛋白的基因kit导入大肠杆菌构建基因工程菌,过程如下图所示。请据图回答下列问题:
(1)目的基因与质粒连接后可以导入到不同物种细胞中表达出同种蛋白质,其原理是________,若导入到原核生物大肠杆菌中,但由于原核细胞中缺少________等细胞器,影响表达产物进一步加工,可能会影响蛋白质的功能。
(2)已知kit基因的部分序列如下图,采用PCR技术进行扩增时,选用的引物为________(填字母)。为使基因与质粒成功连接,需要在引物的________端添加________两种限制酶识别序列。
5’-CGGGATCCA………………AGAATTCCG-3’
3’-GCCCTAGGT………………TCTTAAGGC-5’
A.5’-GCCCTAGGT-3’ B.5’-CGGAATTCT-3’ C.5’-CGGGATCCA-3’ D.5’-GCCTTAAGA-3’
(3)酶切kit基因,并与质粒中长度为170bp片段进行置换,构建重组质粒pET-28a(+)-kit,用HindⅢ酶分别酶切pET-28a(+)和pET-28a(+)-kit,获得如下表所示片段,
质粒类型
pET—28a(+)
pET—28a(+)—kit
HindIII酶切片段
1000bp、2550bp
1000bp、2000bp、700bp
则kit基因长度为________,由此判定kit基因上有________个HindIII酶切位点
(4)菌液PCR是直接以菌体热解后的DNA为模板、以目基因两端序列为引物进行扩增的方法,根据凝胶电泳结果可初步鉴定菌落是否含有目的基因。对构建的基因工程菌进行菌液PCR验证,并提取大肠杆菌的质粒进行双酶切再验证,结果如下图所示。分析可知,基因工程菌的构建______(选填“是”或“否”)成功,原因是________________________。
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