精品解析：天津市和平区天津市第二南开学校2025-2026学年高三上学期开学生物试题

高三生物 一、单项选择题（共 13 道，每题 5 分） 1. 细胞内不具备运输功能的物质或结构是（ ） A. 结合水 B. 囊泡 C. 细胞骨架 D. tRNA 2. 糖类、脂质、蛋白质是组成细胞的重要有机物。下列相关叙述正确的是（　　） A. 纤维素与糖原在结构上的差异与两者单体的种类、排列顺序密切相关 B. 脂肪中氧含量更高，所以相同质量的脂肪分解时，放出的能量比糖类多 C. 性激素是一种脂质，与其合成有关的细胞器是内质网 D. 蛋白质是含N的有机物，其中N元素主要分布在氨基中 3. 下列对生物体有机物的相关叙述，错误的是（ ） A. 纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O B. 糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体 C. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键 D. 多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构 4. 广东人喜欢饮茶，尤其喜欢去茶馆饮早茶，桌子上除一壶茶外，还有大家常吃的叉烧包、虾饺、蛋挞和干蒸烧卖等。下列对各种食材的分析错误的是（ ） A. 叉烧包含有的有机化合物中共有的元素是C、H、O B. 作为虾体表外骨骼的重要组成成分之一的几丁质是一种蛋白质 C. 蛋挞中的蛋白质在烤的过程中空间结构发生改变，有利于人体消化 D. 蛋挞中的脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯 5. 下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可作为运载体将药物运送到特定的细胞并发挥作用。下列说法错误的是（　　） A. 脂质体上抗体有利于将药物运输到相应的靶细胞 B. 脂质体选择透过性低于细胞膜的原因是缺少蛋白质 C. 图中药物A、B是脂溶性药物，C是能在水中结晶药物 D. 脂质体能与细胞膜发生融合使药物进入细胞 6. 核糖体是由rRNA和蛋白质组成颗粒状结构，是蛋白质的合成场所。下列说法正确的是（　　） A. 原核细胞无核仁，不能合成rRNA B. 核糖体不含膜结构，因此不含有磷元素 C. 在有丝分裂前的间期，细胞中核糖体的生理活动会增强 D. 相比于心肌细胞，胰腺细胞中与内质网结合的核糖体占比少 7. 哺乳动物胃黏膜上的某种细胞可以分泌胃蛋白酶原，该酶原可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶，发挥消化作用。下列叙述错误的是（ ） A. 细胞分泌无活性的胃蛋白酶原可以避免细胞自身被消化 B. 胃蛋白酶原的合成起始于附着在内质网上的核糖体 C. 高尔基体对来自内质网的分泌蛋白进行修饰和加工 D. 高尔基体形成的囊泡具有单层膜，通过与细胞膜融合完成分泌 8. “结构与功能相适应”是重要的生命观念，以下论证逻辑合理的是（ ） A. 细胞壁具有维持细胞正常形态的功能，所以无细胞壁的动物细胞都为圆球形 B. 核糖体是蛋白质的装配机器，所以所有的生命体都含有核糖体 C. 叶绿体能利用光能将无机物制造成有机物，所以自养型生物都含有叶绿体 D. 线粒体能分解有机物释放能量，是因为其内含有多种催化有机物分解的酶 9. 自噬作用是细胞成分降解的主要途径之一，在生物个体的发育、疾病和营养缺乏等方面发挥着重要作用。无论动物细胞、植物细胞还是酵母菌都拥有相同的自噬过程，并且其调控机制高度保守。巨自噬是其中的一种类型，其过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 图中的自噬泡是一种囊泡，不属于细胞器 B. 内质网腔内错误折叠的蛋白质一般不会运输到高尔基体进行进一步的修饰加工 C. 通过巨自噬，细胞可以实现对降解产物的重新利用 D. 损伤的线粒体进入溶酶体后会被降解，原因在于溶酶体合成并储存有多种水解酶 10. 中国科学家发展了一种可工作于活细胞环境的框架核酸状态智能机（如图），可以在活细胞中实现人为添加的时序信号调控的CRISPR（基因编辑）系统的分级运输、基因组定位与基因编辑功能。下列说法正确的是（　　） A. 核仁蛋白不能分布到细胞膜上，参与细胞的识别作用 B. 有限状态机与向导RNA结合后，进入细胞的过程不需要消耗能量 C. cas9（核酸编辑酶：一种蛋白质）/向导RNA复合物能通过核孔进入细胞核 D. 向导RNA能够通过碱基互补配对定位到特定的基因位置并切断磷酸二酯键 阅读下列材料，完成下面小题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。 P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。 11. H4的Khib修饰改变了（ ） A. 染色质的DNA序列 B. 水杨酸受体基因的转录水平 C. 转录相关酶的活性 D. M蛋白的活性 12. 为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（ ） A. 将抗病棉的M基因转入易感棉 B. 上调M基因表达 C. 降低H4的Khib修饰 D. 增加P蛋白的Khib修饰 13. 棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（ ） A. P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B. 棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D. 水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 二、填空题（共4道，每空1分） （2024·山东潍坊期中） 14. 2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现细胞内部囊泡运输调控机制的三位科学家。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①~⑤表示不同的细胞结构请分析回答以下问题。 （1）囊泡膜和细胞膜主要成分一样，都有________。囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的________。 （2）以分泌蛋白——胰岛素为例：首先在________上合成一段肽链后，转移到________上继续合成，如甲图所示，包裹在囊泡________（填“X”或“Y”）中离开，到达________与之融合成为其一部分，对蛋白质进行进一步加工、折叠。形成包裹着蛋白质的囊泡，转运到细胞膜，最后经过乙图所示过程，与细胞膜融合，分泌到细胞外。该过程中能量主要是由________提供的。 （3）乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”（胰岛素）运送到细胞膜，据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的________特异性识别并结合，此过程体现了细胞膜具有________的功能。 （4）已知囊泡Y内“货物”为水解酶，由此推测细胞器⑤是________。 （5）人体能分泌胰岛素的细胞与植物叶肉细胞相比，没有________、________、________等结构。 （2024·广东江门阶段练习） 15. 溶酶体是参与甲醛代谢的重要细胞器之一。细胞代谢产生的甲醛称为内源性甲醛，其代谢异常会引起神经细胞的死亡，严重危害人类的健康。 （1）溶酶体是细胞的“消化车间”，其消化底物的来源有一是自身________；二是侵入细胞的病毒和病菌。 （2）细胞在缺血、缺氧状态下会产生氧化应激，此过程会伴随着细胞内源性甲醛的升高。为对这一机理进行验证，研究者进行了以下实验：A组手术处理，主要是对大鼠双侧颈动脉进行不完全结扎；B组_______；C组不做任何处理。1天后检测大鼠脑组织细胞内溶酶体与细胞质中的甲醛浓度，结果如下表 组别 A组 B组 C组 甲醛浓度（μmol/kg） 溶酶体 140 120 121 细胞质 48 49 49 注：对大鼠双侧颈动脉进行不完全结扎，会导致脑缺血供氧不足。 讨论：①B组实验处理的目的是________。 ②实验结果不仅可以验证氧化应激会引起细胞内甲醛的升高，还可以证明________。 （3）正常情况下甲醛会被转运出神经细胞，以减少对细胞的伤害。为了探究甲醛的转运方式，研究人员用药物L破坏了溶酶体膜，一段时间后，检测实验组与对照组细胞内和培养液中的甲醛浓度，若________，则表明溶酶体参与了甲醛的运出，其运输方式为胞吐。 16. 为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体，转入单细胞衣藻，实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题： （1）在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脱氧核苷酸中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少的是_____和_____。模板与引物在PCR反应的_____阶段开始结合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高温，其原因为_____。 （2）载体中可用的酶切位点信息和拟构建载体的部分结构如图1所示。在将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，为避免错误连接，需向以上三个基因的两端分别添加限制酶识别序列，其中GPl两端应添加_____（填两种限制酶）的识别序列。用DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成_____键。 （3）若在荧光显微镜下观察到转基因衣藻表现为_____，初步表明融合蛋白表达成功。将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量_____，则表明融合蛋白能结合镉离子。 （4）将转基因衣藻和野生型衣藻在不同镉离子浓度的培养液中培养6天后，检测细胞密度，结果见图2。转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是_____。240μmol·L-1镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是_____。 （5）转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物法相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是_____和_____。（填标号） ①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖②衣藻生长速率受镉离子浓度影响③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质④衣藻吸附的镉可沿食物链传递 17. 金黄色葡萄球菌（简称Sa）是人体重要致病细菌、不规范使用抗生素易出现多重抗药性Sa。 （1）Sa产生抗药性可遗传变异的来源有______（至少答出2点）。 （2）推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测，以图1中R基因的上、下游片段和质粒1构建质粒2，然后通过同源重组（质粒2中的上、下游片段分别与Sa基因组中R基因上、下游片段配对，并发生交换）敲除Sa的R基因。 ①根据图1信息，简述质粒2的构建过程（需包含所选引物和限制酶）：______，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。 ②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，然后涂布在含______的平板上，经培养获得含质粒2的Sa单菌落。 ③将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含______的平板上，筛选并获得不再含有质粒2的菌落。从这些菌落分别挑取少许菌体，依次接种到含____________的平板上，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。 ④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三生物 一、单项选择题（共 13 道，每题 5 分） 1. 细胞内不具备运输功能的物质或结构是（ ） A. 结合水 B. 囊泡 C. 细胞骨架 D. tRNA 【答案】A 【解析】 【分析】细胞中的水以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的主要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是许多化学反应的介质，还参与细胞内的化学反应和物质运输。 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 【详解】A、结合水是细胞结构的重要成分，不具备运输功能，A正确； B、囊泡可运输分泌蛋白等，B错误； C、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，C错误； D、tRNA可运输氨基酸，D错误。 故选A。 2. 糖类、脂质、蛋白质是组成细胞的重要有机物。下列相关叙述正确的是（　　） A. 纤维素与糖原在结构上的差异与两者单体的种类、排列顺序密切相关 B. 脂肪中氧含量更高，所以相同质量的脂肪分解时，放出的能量比糖类多 C. 性激素是一种脂质，与其合成有关的细胞器是内质网 D. 蛋白质是含N的有机物，其中N元素主要分布在氨基中 【答案】C 【解析】 【分析】1、多糖的单体是葡萄糖。 2、脂肪是良好的储能物质，糖类是主要的能源物质。 3、氨基酸的脱水缩合反应是指一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应产生一分子水和二肽的过程。 4、核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA，二者的组成元素相同，都是C、H、O、N、P。 【详解】A、纤维素与糖原的单体都是葡萄糖，A错误； B、脂肪中H含量更高，所以相同质量的脂肪分解时，需要的氧气更多，放出的能量比糖类多，B错误； C、内质网是合成脂质的场所，性激素属于固醇，是一种脂质，与其合成有关的细胞器是内质网，C正确； D、蛋白质中N元素主要分布在-CO-NH-结构中，D错误。 故选C。 3. 下列对生物体有机物的相关叙述，错误的是（ ） A. 纤维素、淀粉酶和核酸的组成元素中都有C、H和O B. 糖原、蛋白质和脂肪都是由单体连接成的多聚体 C. 多肽链和核酸单链可在链内形成氢键 D. 多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构 【答案】B 【解析】 【详解】糖类一般由C、H、O三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖，动物细胞中常见的二糖是乳糖。植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉，动物细胞中常见的多糖是糖原。淀粉是植物细胞中的储能物质，糖原是动物细胞中的储能物质。 【分析】A、纤维素属于糖类，元素组成是C、H、O，淀粉酶是蛋白质，元素组成主要是C、H、O、N，核酸的元素组成是C、H、O、N、P，它们都有C、H、O，A正确； B、糖原是多糖，由葡萄糖单体连接成多聚体，蛋白质由氨基酸单体连接成多聚体，但脂肪不是多聚体，它是由甘油和脂肪酸组成的，B错误； C、多肽链中的某些区域可以形成氢键，如α螺旋结构，核酸单链如tRNA，可在链内形成氢键，形成特定的空间结构，C正确； D、多糖如纤维素是植物细胞壁的组成成分，蛋白质是细胞膜、细胞质等结构的重要组成成分，固醇中的胆固醇是动物细胞膜的组成成分，D正确。 故选B。 4. 广东人喜欢饮茶，尤其喜欢去茶馆饮早茶，桌子上除一壶茶外，还有大家常吃的叉烧包、虾饺、蛋挞和干蒸烧卖等。下列对各种食材的分析错误的是（ ） A. 叉烧包含有的有机化合物中共有的元素是C、H、O B. 作为虾体表外骨骼的重要组成成分之一的几丁质是一种蛋白质 C. 蛋挞中的蛋白质在烤的过程中空间结构发生改变，有利于人体消化 D. 蛋挞中的脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯 【答案】B 【解析】 【分析】几丁质为N-乙酰葡糖胺通过β连接聚合而成的结构同多糖，广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的胞壁中，也存在于一些绿藻中，主要是用来作为支撑身体骨架以及对身体起保护的作用。 【详解】A、叉烧包含有的有机化合物中有糖类、蛋白质、脂肪等，其共有的元素是C、H、O，A正确； B、几丁质是一种多糖，是虾体表外骨骼的重要组成成分，B错误； C、在烤的过程中，蛋挞中的蛋白质的空间结构由于高温而变得松散，有利于酶的结合，进而有利于人体消化，C正确； D、蛋挞中的脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即脂肪的基本单位是脂肪酸和甘油，D正确。 故选B。 5. 下图是由磷脂分子构成脂质体，它可作为运载体将药物运送到特定的细胞并发挥作用。下列说法错误的是（　　） A. 脂质体上的抗体有利于将药物运输到相应的靶细胞 B. 脂质体选择透过性低于细胞膜的原因是缺少蛋白质 C. 图中药物A、B是脂溶性药物，C是能在水中结晶的药物 D. 脂质体能与细胞膜发生融合使药物进入细胞 【答案】C 【解析】 【分析】构成细胞膜的磷脂双分子层，其中磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。 【详解】A、脂质体表面交联抗体，提高了对靶细胞的识别，利于将药物运输到相应的靶细胞，利于靶向治疗，A正确； B、脂质体是由磷脂分子构成的，缺少运输功能的载体蛋白，故选择透过性低于细胞膜，B正确； C、脂质体中药物A、B是能在水中结晶的药物，C位于磷脂双分子层的中央，与疏水的尾部结合，脂溶性药物，C错误； D、磷脂分子具有流动性，其构成的脂质体到达细胞后会与细胞膜发生融合，使药物对细胞发挥作用，D正确。 故选C。 6. 核糖体是由rRNA和蛋白质组成的颗粒状结构，是蛋白质的合成场所。下列说法正确的是（　　） A. 原核细胞无核仁，不能合成rRNA B. 核糖体不含膜结构，因此不含有磷元素 C. 在有丝分裂前的间期，细胞中核糖体的生理活动会增强 D. 相比于心肌细胞，胰腺细胞中与内质网结合的核糖体占比少 【答案】C 【解析】 【分析】核糖体：无膜的结构，椭球形粒状小体，将氨基酸缩合成蛋白质，是蛋白质的“装配机器”。 详解】A、原核细胞含有核糖体，无核仁，但有遗传物质DNA，仍可转录合成rRNA，A错误； B、核糖体由rRNA和蛋白质组成，rRNA含有磷元素，B错误； C、在有丝分裂的间期，细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，核糖体的生理活动会增强，C正确； D、胰腺细胞能合成并分泌蛋白，因此相比于心肌细胞，胰腺细胞中与内质网结合的核糖体占比多，D错误。 故选C。 7. 哺乳动物胃黏膜上某种细胞可以分泌胃蛋白酶原，该酶原可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶，发挥消化作用。下列叙述错误的是（ ） A. 细胞分泌无活性胃蛋白酶原可以避免细胞自身被消化 B. 胃蛋白酶原的合成起始于附着在内质网上的核糖体 C. 高尔基体对来自内质网的分泌蛋白进行修饰和加工 D. 高尔基体形成的囊泡具有单层膜，通过与细胞膜融合完成分泌 【答案】B 【解析】 【分析】分泌蛋白、溶酶体蛋白以及膜蛋白合成与分泌过程：核糖体合成肽链→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，其中溶酶体蛋白不出细胞膜。 【详解】A、蛋白质的结构决定功能，由题干信息“胃蛋白酶可在胃的酸性环境中被切除一段多肽后转化为胃蛋白酶，发挥消化作用”可知胃蛋白酶原无活性，从而可以避免细胞自身被消化，A正确； B、胃蛋白酶原为分泌蛋白，其合成起始于游离的核糖体，B错误； C、核糖体合成肽链后内质网进行粗加工，内质网“出芽”形成囊泡，到达高尔基体后高尔基体是对来自内质网的不成熟的蛋白质进行修饰和加工，C正确； D、高尔基体形成的囊泡是单层膜结构，高尔基体对来至内质网的蛋白质进行再加工形成成熟的蛋白质，然后高尔基体“出芽”形成囊泡并与细胞膜融合完成分泌，D正确。 故选B。 8. “结构与功能相适应”是重要的生命观念，以下论证逻辑合理的是（ ） A. 细胞壁具有维持细胞正常形态的功能，所以无细胞壁的动物细胞都为圆球形 B. 核糖体是蛋白质的装配机器，所以所有的生命体都含有核糖体 C. 叶绿体能利用光能将无机物制造成有机物，所以自养型生物都含有叶绿体 D. 线粒体能分解有机物释放能量，是因为其内含有多种催化有机物分解的酶 【答案】D 【解析】 【分析】1、核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中，是“生产蛋白质的机器”。 2、溶酶体内含有许多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。 3、线粒体是细胞内进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是真核细胞内进行光合作用的唯一场所。 【详解】A、细胞壁具有保护细胞内部结构，维持细胞正常形态的功能，动物细胞没有细胞壁，但是细胞形态多种多样，A错误； B、核糖体是蛋白质的装配机器，但是病毒没有核糖体，B错误； C、叶绿体能利用光能将无机物制造成有机物，原核生物没有叶绿体，但是含有叶绿素也能进行光合作用，C错误； D、线粒体含有多种催化有机物分解的酶，能分解有机物释放能量，D正确。 故选D。 9. 自噬作用是细胞成分降解的主要途径之一，在生物个体的发育、疾病和营养缺乏等方面发挥着重要作用。无论动物细胞、植物细胞还是酵母菌都拥有相同的自噬过程，并且其调控机制高度保守。巨自噬是其中的一种类型，其过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 图中的自噬泡是一种囊泡，不属于细胞器 B. 内质网腔内错误折叠的蛋白质一般不会运输到高尔基体进行进一步的修饰加工 C. 通过巨自噬，细胞可以实现对降解产物的重新利用 D. 损伤的线粒体进入溶酶体后会被降解，原因在于溶酶体合成并储存有多种水解酶 【答案】D 【解析】 【分析】由题图可知：错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体被泛素标记，最终被溶酶体内的水解酶水解。 【详解】A、自噬泡是一种囊泡，囊泡属于生物膜系统，但不属于细胞器，A正确； B、据图可知，错误折叠的蛋白质会被泛素标记形成自噬体，最终被溶酶体降解，所以不会被运输到高尔基体进行进一步的修饰加工，B正确； C、通过图示巨自噬作用过程对细胞内部结构和成分进行调控，其意义在于实现了降解产物可被细胞重新利用，C正确； D、溶酶体能储存水解酶但不能合成，D错误。 故选D。 10. 中国科学家发展了一种可工作于活细胞环境的框架核酸状态智能机（如图），可以在活细胞中实现人为添加的时序信号调控的CRISPR（基因编辑）系统的分级运输、基因组定位与基因编辑功能。下列说法正确的是（　　） A. 核仁蛋白不能分布到细胞膜上，参与细胞的识别作用 B. 有限状态机与向导RNA结合后，进入细胞的过程不需要消耗能量 C. cas9（核酸编辑酶：一种蛋白质）/向导RNA复合物能通过核孔进入细胞核 D. 向导RNA能够通过碱基互补配对定位到特定的基因位置并切断磷酸二酯键 【答案】C 【解析】 【分析】细胞核的结构：（1）核膜：核膜是双层膜，外膜上附有许多核糖体，常与内质网相连；其上有核孔，是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；（2）核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；（3）染色质：细胞核中能被碱性染料染成深色的物质，其主要成分是DNA和蛋白质。 【详解】AB、据图可知，有限状态机与向导RNA结合后，与分布在细胞膜上的核仁蛋白接触，进而进入细胞内，进入细胞的过程是胞吞，胞吞需要消耗能量，AB错误； C、核孔是大分子物质进出细胞核的通道，cas9（核酸编辑酶：一种蛋白质）/向导RNA复合物能通过核孔进入细胞核，C正确； D、向导RNA能够通过碱基互补配对定位到特定的基因位置，但不能切割磷酸二酯键，D错误。 故选C。 阅读下列材料，完成下面小题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。 P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。 11. H4的Khib修饰改变了（ ） A. 染色质的DNA序列 B. 水杨酸受体基因的转录水平 C. 转录相关酶的活性 D. M蛋白的活性 12. 为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（ ） A. 将抗病棉的M基因转入易感棉 B 上调M基因表达 C. 降低H4的Khib修饰 D. 增加P蛋白的Khib修饰 13. 棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（ ） A. P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B. 棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C. Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D. 水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 【答案】11. B 12. D 13. D 【解析】 【分析】DNA甲基化抑制基因的转录，但不改变基因的碱基排序；组蛋白乙酰化，使缠绕DNA的组蛋白结构变得松散，促进基因的转录。 【11题详解】 据题干信息“H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一，M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达”可知，H4的Khib修饰改变了H4蛋白质的结构，从而提高相关基因如水杨酸受体基因）的表达，而不会影响转录相关酶和M蛋白的活性，B正确，ACD错误。 故选B。 【12题详解】 ABC、据题干信息“M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达”可知，将抗病棉的M基因转入易感棉后，M蛋白的表达量提高，则会降低H4的Khib修饰，将会降低抗病相关基因的表达，ABC错误； D、据题干信息“M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降”可知，P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，提高叶绿体产生活性氧的能力，使感棉抗病性上升，故增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉的抗病性，D正确。 故选D。 【13题详解】 A、据题干信息“P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中”可知，P基因在细胞核中转录出mRNA，加工成熟后在细胞质中的核糖体上进行翻译，随后转移并进入叶绿体，A正确； B、据题干信息可知，棉花的抗病能力受核蛋白的调控，P蛋白定位于叶绿体中，即应为叶绿体蛋白，也可调控棉花的抗病能力，B正确； CD、H4蛋白的Khib修饰可促进抗病毒相关基因（如水杨酸受体基因）的表达，P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，提高叶绿体产生活性氧的能力，使感棉抗病性上升。题干是对P蛋白和H4蛋白的修饰，并非是对捕光复合体的修饰，D错误。 故选D。 二、填空题（共4道，每空1分） （2024·山东潍坊期中） 14. 2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现细胞内部囊泡运输调控机制的三位科学家。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①~⑤表示不同的细胞结构请分析回答以下问题。 （1）囊泡膜和细胞膜的主要成分一样，都有________。囊泡膜与细胞膜、细胞器膜和核膜等共同构成细胞的________。 （2）以分泌蛋白——胰岛素为例：首先在________上合成一段肽链后，转移到________上继续合成，如甲图所示，包裹在囊泡________（填“X”或“Y”）中离开，到达________与之融合成为其一部分，对蛋白质进行进一步加工、折叠。形成包裹着蛋白质的囊泡，转运到细胞膜，最后经过乙图所示过程，与细胞膜融合，分泌到细胞外。该过程中能量主要是由________提供的。 （3）乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”（胰岛素）运送到细胞膜，据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白A可以和细胞膜上的________特异性识别并结合，此过程体现了细胞膜具有________的功能。 （4）已知囊泡Y内“货物”为水解酶，由此推测细胞器⑤是________。 （5）人体能分泌胰岛素的细胞与植物叶肉细胞相比，没有________、________、________等结构。 【答案】（1） ①. 脂质和蛋白质（磷脂和蛋白质） ②. 生物膜系统 （2） ①. 核糖体 ②. 内质网 ③. X ④. 高尔基体 ⑤. 线粒体 （3） ①. 蛋白质B ②. 控制物质进出和信息交流 （4）溶酶体 （5） ①. 细胞壁 ②. 液泡 ③. 叶绿体 【解析】 【分析】1、分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供。 2、分析题图：甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程，其中①是细胞核，②是细胞质，③是内质网，④是高尔基体，⑤是溶酶体；乙图是甲图的局部放大，表示囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外的机制。 【小问1详解】 囊泡膜的主要成分和细胞膜相同，主要成分是脂质和蛋白质。细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统。 【小问2详解】 首先在核糖体合成一段肽链后，囊泡X由③内质网经“出芽”形成，到达④高尔基体并与之融合成为高尔基体膜的一部分，囊泡Y是高尔基体形成。线粒体是进行有氧呼吸的场所，为生物体的生命活动提供能量。 【小问3详解】 乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白质A与细胞膜上的蛋白质B特异性结合，此过程说明了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能和信息交流的功能。 【小问4详解】 囊泡Y内“货物”为水解酶，由此推测结构⑤是溶酶体。 【小问5详解】 人体能分泌胰岛素的细胞是动物细胞，与植物叶肉细胞相比没有细胞壁、液泡、叶绿体等结构。 （2024·广东江门阶段练习） 15. 溶酶体是参与甲醛代谢的重要细胞器之一。细胞代谢产生的甲醛称为内源性甲醛，其代谢异常会引起神经细胞的死亡，严重危害人类的健康。 （1）溶酶体是细胞的“消化车间”，其消化底物的来源有一是自身________；二是侵入细胞的病毒和病菌。 （2）细胞在缺血、缺氧状态下会产生氧化应激，此过程会伴随着细胞内源性甲醛的升高。为对这一机理进行验证，研究者进行了以下实验：A组手术处理，主要是对大鼠双侧颈动脉进行不完全结扎；B组_______；C组不做任何处理。1天后检测大鼠脑组织细胞内溶酶体与细胞质中的甲醛浓度，结果如下表 组别 A组 B组 C组 甲醛浓度（μmol/kg） 溶酶体 140 120 121 细胞质 48 49 49 注：对大鼠双侧颈动脉进行不完全结扎，会导致脑缺血供氧不足。 讨论：①B组实验处理的目的是________。 ②实验结果不仅可以验证氧化应激会引起细胞内甲醛的升高，还可以证明________。 （3）正常情况下甲醛会被转运出神经细胞，以减少对细胞的伤害。为了探究甲醛的转运方式，研究人员用药物L破坏了溶酶体膜，一段时间后，检测实验组与对照组细胞内和培养液中的甲醛浓度，若________，则表明溶酶体参与了甲醛的运出，其运输方式为胞吐。 【答案】（1）衰老损伤的细胞器 （2） ①. 假手术（不对大鼠双侧颈动脉进行结扎） ②. 排除手术本身对实验结果的干扰 ③. 增加的内源性甲醛主要储存在溶酶体 （3）实验组细胞内甲醛浓度比对照组高，实验组培养液甲醛浓度比对照组低 【解析】 【分析】由题意可知，内源甲醛主要分布于细胞中的溶酶体，此外溶酶体还具有转运甲醛的功能，如果溶酶体结构被破坏后，从溶酶体中释放出的甲醛无法有效地运送到细胞外，导致甲醛在细胞内蓄积，会抑制细胞的活力，进而造成神经细胞的死亡。 【小问1详解】 溶酶体是一种细胞器，溶酶体内部含有多种水解酶，能催化对蛋白质、核酸等大分子进行降解。溶酶体是细胞的“消化车间”，其消化底物的来源有：一是自身衰老损伤的细胞器；二是侵入细胞的病毒和病菌。 【小问2详解】 为验证细胞在缺血缺氧状态下会产生氧化应激并且此过程伴随着细胞内源性甲醛的升高。可进行如下实验，A组手术处理，主要是对大鼠双侧颈动脉进行不完全结扎；B组假手术（不对大鼠双侧颈动脉进行结扎）做假手术可排除伤口对实验的影响，C组不做任何处理。1天后检测大鼠脑组织细胞内溶酶体与细胞质中的甲醛浓度。由表格信息可知，A组溶酶体中甲醛的含量高于B组和C组，故实验结果不仅可以验证氧化应激会引起细胞内甲醛的升高，还可以证明增加的内源性甲醛主要储存在溶酶体。 【小问3详解】 使用药物L破坏溶酶体膜，一段时间后检测实验组与对照组细胞内和培养液中的甲醛浓度，若实验组细胞内甲醛浓度比对照组高，培养液甲醛浓度比对照组低则表明溶酶体参与了甲醛的运出，其运输方式为胞吐。 16. 为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体，转入单细胞衣藻，实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题： （1）在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脱氧核苷酸中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少的是_____和_____。模板与引物在PCR反应的_____阶段开始结合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高温，其原因为_____。 （2）载体中可用的酶切位点信息和拟构建载体的部分结构如图1所示。在将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，为避免错误连接，需向以上三个基因的两端分别添加限制酶识别序列，其中GPl两端应添加_____（填两种限制酶）的识别序列。用DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成_____键。 （3）若在荧光显微镜下观察到转基因衣藻表现为_____，初步表明融合蛋白表达成功。将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量_____，则表明融合蛋白能结合镉离子。 （4）将转基因衣藻和野生型衣藻在不同镉离子浓度的培养液中培养6天后，检测细胞密度，结果见图2。转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是_____。240μmol·L-1镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是_____。 （5）转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物法相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是_____和_____。（填标号） ①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖②衣藻生长速率受镉离子浓度影响③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质④衣藻吸附的镉可沿食物链传递 【答案】（1） ①. 脱氧核苷酸 ②. 引物 ③. 复性 ④. PCR 反应需要在高温条件下进行变性步骤（90 - 95℃使双链 DNA 解旋为单链） ，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的 DNA 聚合酶能在高温环境中保持活性，保证 PCR 反应的正常进行。 （2） ①. SmaⅠ 和 EcoR Ⅰ ②. 磷酸二酯键 （3） ①. 细胞表面发出黄色荧光 ②. 高 （4） ①. 转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用 ②. 镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用 （5） ①. ① ②. ③ 【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。 【小问1详解】 在 PCR 反应中，原料是脱氧核苷酸，随着反应进行不断被消耗，分子数量逐渐减少；引物在 PCR 过程中会结合到模板 DNA 上参与子链合成，也会逐渐减少，所以分子数量逐渐减少的是引物和脱氧核苷酸。 模板与引物在 PCR 的复性阶段开始结合。在复性过程中，温度降低，引物与模板 DNA 单链的互补序列配对结合。 PCR 中使用的 DNA 聚合酶需耐高温，是因为 PCR 反应需要在高温条件下进行变性步骤（90 - 95℃使双链 DNA 解旋为单链） ，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的 DNA 聚合酶能在高温环境中保持活性，保证 PCR 反应的正常进行。 【小问2详解】 观察图 1，要避免错误连接，GPI 两端应添加SmaⅠ 和 EcoR Ⅰ的识别序列。因为将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，使用这两种限制酶切割可以产生不同的黏性末端，能保证目的基因准确插入载体。又因为Nbe Ⅰ和XbaⅠ限制酶切割后产生的黏性末端相同，所以这两种限制酶只能选一个，按照连接的顺序在将GPl连接到载体时应该用SmaⅠ 和 EcoRⅠ 。DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成磷酸二酯键，从而将载体和目的基因连接起来。 【小问3详解】 若在荧光显微镜下观察到细胞表面发出黄色荧光，初步表明融合蛋白表达成功，因为融合蛋白中有黄色荧光蛋白YFP，其表达后会发出黄色荧光。 将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量高，则表明融合蛋白能结合镉离子。因为融合蛋白中的 CADR 可吸附水体中的镉离子，若融合蛋白发挥作用，会使细胞壁镉离子含量升高。 【小问4详解】 转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用。 240μmol・L⁻¹ 镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用。 【小问5详解】 转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是①和③。①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖，能够持续发挥作用；③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质，便于后续处理，而化学药物可能存在二次污染等问题。 17. 金黄色葡萄球菌（简称Sa）是人体重要致病细菌、不规范使用抗生素易出现多重抗药性Sa。 （1）Sa产生抗药性可遗传变异的来源有______（至少答出2点）。 （2）推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测，以图1中R基因的上、下游片段和质粒1构建质粒2，然后通过同源重组（质粒2中的上、下游片段分别与Sa基因组中R基因上、下游片段配对，并发生交换）敲除Sa的R基因。 ①根据图1信息，简述质粒2的构建过程（需包含所选引物和限制酶）：______，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。 ②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，然后涂布在含______的平板上，经培养获得含质粒2的Sa单菌落。 ③将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含______的平板上，筛选并获得不再含有质粒2的菌落。从这些菌落分别挑取少许菌体，依次接种到含____________的平板上，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。 ④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是______。 【答案】（1）基因突变、基因重组、表观遗传等 （2） ①. 采用引物1和4进行PCR扩增（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切 ②. 氯霉素（或氯霉素+头孢霉素） ③. 脱水四环素 ④. 头孢霉素 ⑤. D 【解析】 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 判断可遗传变异的来源 可遗传变异来源有：基因突变、基因重组、染色体变异及表观遗传 Sa是原核生物，没有染色体 简述基因表达载体构建过程 利用PCR扩增目的基因时，需要目的基因两端的一段已知序列构建引物 质粒1及Sa的基因组中都含有SacII酶识别位点，质粒2上含有R基因上下游片段 筛选含质粒2的Sa菌落 用标记基因筛选目的菌 质粒2上有氯霉素抗性基因 筛选并获得不再含有质粒2的菌落 用标记基因筛选目的菌 质粒2中的上、下游片段分别与Sa基因组中R基因上、下游片段配对，并发生交换，R基因被交换至质粒2上，则Sa的基因组中没有了R基因；Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关，失去R基因，Sa没有头孢霉素抗性；质粒2上含有的Y是可被脱水四环素诱导表达的Sa致死基因，则含质粒2的Sa在含脱水四环素的培养基中会死亡 筛选R基因被敲除的Sa PCR扩增目的基因时需要目的基因两端的一段已知序列构建引物 发生同源重组时，质粒2中的上、下游片段分别与Sa基因组中R基因上、下游片段配对，并发生交换，敲除Sa的R基因，但R基因两端的上、下游片段仍在Sa基因组中 （2）逻辑推理与论证 【小问1详解】 Sa为原核生物产生抗药性可遗传变异的来源有基因突变、基因重组、表观遗传等。 【小问2详解】 ①由图1可知，质粒2上依次接有SacⅡ、EcoRⅠ、SacⅡ三个酶切位点，而质粒1上只有SacⅡ酶切位点，R基因的上下游依次含有SacⅡ、EcoRⅠ、EcoRⅠ、SacⅡ酶切位点，若要构建质粒2，可以采用引物1和4进行PCR扩增可得到整个R基因，以及上下游片段（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。 ②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，因为重组的质粒2上含有氯霉素抗性基因，所以可以将重组后的含质粒2的菌落涂布在含氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）的平板上，能生存下来的菌落就是，含质粒2的Sa单菌落。 ③推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测需要敲除R基因，因为质粒2上含有Y可被脱水四环素又到表达的Sa致死基因，所以将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含脱水四环素的平板上，可诱导R基因死亡，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。 ④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是D组，由图1可知，R基因两侧含有的引物为2和3，所以扩增后含有引物2或3，或者2和3的可能含有R基因，所以表明R基因已被敲除的是D组。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $