内容正文:
格致中学二〇二五学年度第二学期第二次测验
高一年级生物等级考试卷
(测试60分钟内完成;总分100分;考试后交答题卷)
一、黄豆种子的萌发(21分)
1. 黄豆种子在光照条件下经萌发后可长出真叶(叶片呈绿色)。黄豆芽是由黄豆种子在黑暗中萌发而成,食用部分为其子叶(主要功能是储存营养物质)及下胚轴(如图1)。图2表示白光和黑暗条件下黄豆芽下胚轴的生长情况。
(1)在黑暗条件下,黄豆形成黄豆芽的过程中,有机物的含量逐渐______(单选)。
A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断
(2)根据题干信息,下列关于黄豆芽的推测正确的是_____(多选)。
A. 在黑暗中比在白光下长得更快
B. 两种环境中下胚轴都将停止生长
C. 豆芽只有在出土之后才能长出真叶
D. 两种环境中黄豆芽中的有机物种类均会增多
(3)在黄豆芽长出真叶前细胞中产生的能量来自_____(多选)。
A. 核糖体 B. 线粒体 C. 叶绿体 D. 细胞质基质
(4)土壤中如果缺少_____离子,则形成的真叶发黄(单选)。
A. Ca2+ B. K+ C. Mg2+ D. Na+
(5)要检测豆芽中的蛋白质含量变化,则需要用到_____试剂(单选)。
A. 班氏试剂 B. 革兰氏碘液
C. 双缩脲试剂 D. 苏丹III试剂
(6)大豆中富含蛋白质,新一代AlphaFold人工智能系统可基于氨基酸序列精确地预测蛋白质的空间结构。下列叙述错误的是_____(单选)。
A. 蛋白质结构的多样性与氨基酸的氨基和羧基结构多样性有关
B. 每一种蛋白质都有其独特的空间结构,是表现其生物学活性所必需的
C. 蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸序列改变会影响蛋白质空间结构
D. 蛋白质空间结构并不稳定,一旦发生不可逆的改变,便会失去生物学活性
粮油材料及其制品在储运和加工过程中,易出现蛋白质氧化现象。科研人员欲探究摄食此类氧化蛋白质对人类肠道健康的影响,进行了相关研究。
(7)大豆作为粮油生产的主要原料,其主要储能物质为______,该物质可分解为甘油和脂肪酸,游离的脂肪酸会发生脂质过氧化反应,产生大量的活性氧(ROS)修饰氨基酸的侧链基团,造成蛋白质被氧化,最终改变了蛋白质的______,从而使其失去功能。
科研人员用大豆作为主要蛋白质来源配制饲料饲养小鼠,检测肠道中与炎症反应有关的两种细菌的数量,结果如表所示:
组别
实验处理
检测指标1
检测指标2
实验组
利用氧化大豆饲料饲养小鼠,其余条件适宜
大肠杆菌+++
乳酸菌+
对照组
大肠杆菌++
乳酸菌++
注:乳酸菌对炎症有抑制作用,“+”的多少代表菌体数量的多少
(8)对照组的实验处理为_____。
(9)根据实验结果,结合题干信息,给出服用氧化蛋白容易引发肠道炎症的合理解释_____。
【答案】(1)B (2)ABCD (3)BD (4)C (5)C (6)A
(7) ①. 脂肪 ②. 空间结构
(8)未氧化大豆饲料饲养小鼠,其余条件与实验组相同
(9)氧化蛋白通过破坏自身结构影响肠道微生态,导致抗炎菌(乳酸菌)减少、促炎菌(大肠杆菌)增多,最终诱发炎症
【解析】
【小问1详解】
在黑暗条件下,黄豆芽无法进行光合作用,仅依靠呼吸作用消耗子叶中储存的有机物供能,因此有机物总量持续减少,A、C、D错误,B正确。
【小问2详解】
A、根据图2,黑暗条件下下胚轴长度增长更快,且最终长度远大于白光条件下的长度,这说明在黑暗中黄豆芽生长更快,A正确;
B、 从图2可以看出,无论是黑暗还是白光条件,下胚轴长度在一定时间后均趋于稳定,说明生长基本停止,B正确;
C、据题意可知,黄豆种子在光照条件下萌发后可长出真叶,而黄豆芽是在黑暗中萌发形成的,未长出真叶,这说明豆芽只有在出土之后才能长出真叶,C正确;
D、在萌发过程中,子叶中的大分子有机物(如淀粉、蛋白质、脂肪)会被分解为小分子物质(如葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等),同时呼吸作用会产生多种中间代谢产物,这些都会导致有机物种类增加,D正确。
【小问3详解】
豆芽在长出真叶前,无法进行光合作用,只能通过细胞呼吸产生能量,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,产生少量ATP; 第二阶段在线粒体基质中进行,产生少量ATP; 第三阶段在线粒体内膜上进行,产生大量ATP;无氧呼吸全程在细胞质基质中进行,产生少量ATP。细胞呼吸产生的能量来自细胞质和线粒体,A、C错误,BD正确。
【小问4详解】
真叶发黄通常与叶绿素合成不足有关。叶绿素的合成需要Mg2+作为原料,若土壤中缺乏Mg2+,会导致叶绿素合成受阻,叶片发黄,A、B、D错误,C正确。
【小问5详解】
检测蛋白质需要使用双缩脲试剂,其原理是肽键与Cu2+在碱性条件下形成紫色络合物,A、B、D错误,C正确。
【小问6详解】
AC、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链盘曲折叠所形成的空间结构不同,导致蛋白质结构具有多样性,氨基酸序列改变会影响蛋白质的空间结构,A错误,C正确;
B、蛋白质的功能依赖其特定空间构象,结构决定功能,故每种蛋白质必须有独特空间结构才能表现生物学活性,B正确;
D、蛋白质空间结构易受温度、pH等影响而发生变性,若变性不可逆(如高温导致氢键/二硫键断裂),则丧失生物活性,D正确。
【小问7详解】
大豆作为粮油原料,其主要储能物质是脂肪,脂肪可分解为甘油和脂肪酸,游离脂肪酸易发生脂质过氧化,产生ROS,修饰氨基酸侧链基团,导致蛋白质空间结构改变,进而失去功能。
【小问8详解】
科研人员用大豆作为主要蛋白质来源配制饲料饲养小鼠,检测肠道中与炎症反应有关的两种细菌的数量,实验的自变量是大豆饲料是否氧化,因变量是大肠杆菌和乳酸菌的数量。对照组应采用未氧化大豆饲料饲养小鼠,其余条件与实验组相同。
【小问9详解】
分析表格, 可以得出: 氧化大豆饲料导致大肠杆菌数量增加,乳酸菌数量减少。 乳酸菌减少,对炎症的抑制作用减弱;大肠杆菌增加,可能促进炎症发生。 综上,氧化蛋白可能通过改变肠道菌群(增加大肠杆菌、减少乳酸菌),导致肠道炎症易发。
二、细胞周期(19分)
2. 根据所学知识回答问题。
(1)下图ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A. a阶段DNA发生复制
B. b阶段中发生着丝粒的断裂
C. c阶段中发生染色体的复制
D. d阶段发生中心体的复制
(2)研究人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列有关叙述正确的是_____(单选)。
A. 该蛋白质可能是由核仁合成的一种水解酶
B. 该蛋白质对细胞周期的进程具有促进作用
C. 抑制该蛋白质可促进细胞核核膜的解体
D. 衰老的细胞中该蛋白质的合成速率变快
(3)根据细胞DNA含量不同,将一类连续增殖的细胞分成三组,每组的细胞数如图1。从图1中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A. 将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数增多
B. 乙组细胞正进行着丝粒的分裂
C. 甲、乙、丙细胞都可能处于分裂间期
D. 丙组中的细胞染色体数不一定相同
细胞周期检查点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制,是一类负反馈调节机制:当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。图2所示为细胞周期简图及相应检验点位置(字母表示时期),图3所示为细胞周期中的若干细胞图像。
(4)图2中,检验点5的作用为检验纺锤体是否组装完成,由此可推测B时期为细胞周期中的_____(单选)。
A. G1期 B. S期 C. G2期 D. M期
(5)D时期所发生的主要物质变化是_____(单选)。
A. 合成与DNA复制有关的酶 B. DNA的精确复制
C. 合成组成纺锤丝的蛋白质 D. DNA的平均分配
(6)图3细胞进行有丝分裂正确的顺序______(编号排序)。
(7)图3细胞中含有染色单体的细胞是______(多选)。
A. ② B. ③ C. ④ D. ⑤
(8)胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA合成,检验点2的作用是检验细胞中未复制的DNA是否受到损伤,用TdR作用于处于细胞周期中的细胞后,该细胞能否通过检验点2:_____(A能/B不能)。
【答案】(1)ABC (2)B (3)ACD (4)D (5)B (6)①③⑤④②⑥ (7)BD (8)B
【解析】
【小问1详解】
A、图中ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期,一个细胞周期包括分裂期和分裂间期,且分裂间期占据的时间长,因而a阶段为分裂间期,此时细胞中发生DNA发生复制和有关蛋白质的合成,A正确;
B、b阶段持续时间较短,为分裂期,其中发生会着丝粒分裂,B正确;
C、c阶段处于分裂间期,此时细胞中发生DNA复制,也叫染色体的复制,C正确;
D、d阶段为分裂期,中心体的复制发生在分裂间期,D错误。
故选ABC。
【小问2详解】
A、水解酶是由核糖体合成的,A错误;
B、该蛋白质能促使核仁解体,因而其对细胞周期的进程具有促进作用,B正确;
C、核膜、核仁解体发生在分裂前期,若抑制该蛋白质可抑制细胞核核膜的解体,C错误;
D、衰老的细胞中多种酶活性下降,据此推测,该蛋白质的合成速率变慢,D错误。
故选B。
【小问3详解】
A、将周期阻断在DNA复制前则细胞无法完成DNA复制过程,因而会导致甲组细胞数增多,A正确;
B、乙组细胞正进行DNA复制和有关蛋白质合成,B错误;
C、分裂间期包括G1期(DNA复制前的准备)、S期(DNA复制过程)和G2期(DNA复制后进入分裂期前的准备),其中DNA的数目依次为2C、2C~4C、4C,据此可知甲、乙、丙细胞都可能处于分裂间期,C正确;
D、丙组中的细胞染色体数不一定相同,如处于有丝分裂前、中期的细胞中染色体数目为正常体细胞中染色体数目,而有丝分裂后期的细胞中染色体数目是体细胞中的两倍,D正确。
故选ACD。
【小问4详解】
纺锤体组装发生在分裂期(M期),检验点5检验纺锤体是否组装完成,说明B时期为M期,D正确。
故选D。
【小问5详解】
细胞周期间期顺序为G1期→S期→G2期,G1合成DNA复制相关酶,S期进行DNA复制,G2合成纺锤体相关蛋白,分裂期完成DNA平均分配。根据题4可知,B时期为M期,因而D为S期,主要变化是DNA精确复制,B正确。
故选B。
【小问6详解】
植物有丝分裂顺序:①(间期,染色质状态,细胞核完整)→③(前期,染色质螺旋为染色体)→⑤(中期,染色体排列在赤道板)→④(后期,姐妹染色单体分离移向两极)→②(末期,染色体到达两极,开始形成细胞板)→⑥(末期结束,细胞板形成,两个子细胞核形成),因此顺序为①③⑤④②⑥。
【小问7详解】
图3细胞中含有染色单体的细胞是③(有丝分裂前期)、⑤有丝分裂中期,这两个时期的细胞中每条染色体含有两个染色单体,BD正确。
故选BD。
【小问8详解】
TdR抑制DNA合成,DNA复制受阻,存在未复制的异常DNA,检验点2的作用是检验细胞中未复制的DNA是否受到损伤,因此用TdR作用于处于细胞周期中的细胞后,该细胞不能通过检验点2,B符合题意。
故选B。
三、有丝分裂实验(15分)
3. 根据所学知识回答问题。
(1)用光学显微镜观察有丝分裂过程,如果仅从细胞分裂周期来看,图中哪种植物作为实验材料最适合_____(单选)。
(2)洋葱体细胞中有16条染色体,据下图最有可能观察到32条染色体的细胞区域是_____(单选)。
A. ① B. ② C. ③ D. ④
(3)观察装片时,找到分裂期细胞后,看不到细胞内染色体的动态变化,原因是_____(单选)。
A. 观察时间有限 B. 细胞分裂速度慢
C. 细胞已死亡 D. 观察部位不对
(4)动、植物细胞有丝分裂过程中的主要不同点表现在_____(单选)。
①前期②中期③后期④末期
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
(5)观察植物根尖细胞有丝分裂的实验过程中,有同学选择了不同视野进行比较,能够体现细胞分化现象的是下列哪个视野_____(单选)。
A. B. C.
(6)当根不断向前延伸时,根冠外层细胞能够分泌黏液,使根尖穿越土壤缝隙时,得以减少摩擦。尽管如此,根冠外层细胞仍会由于和土壤沙砾摩擦而死亡脱落,但根冠却始终能保持一定的形状和厚度。下列有关说法正确的是_____(多选)。
A. 根冠能保持一定的形状和厚度,离不开分生区细胞进行的有丝分裂
B. 根冠外层细胞由于和土壤沙砾摩擦而死亡脱落,随后由分生区细胞分裂产生新细胞补充
C. 根冠外层细胞和分生区细胞在形态、结构、生理功能上的差异与细胞分化相关
D. 显微镜下观察此根尖的分生区细胞,能看到大多数细胞具有染色体
(7)下列实例可以说明细胞具有全能性的是_____(单选)。
A. 胡萝卜根韧皮部组织离体培养可形成完整植株
B. 蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部
C. 皮肤被划破后的伤口重新愈合
D. 造血干细胞增殖分化产生各种血细胞
【答案】(1)D (2)B (3)C (4)D (5)A (6)ABC (7)A
【解析】
【小问1详解】
观察有丝分裂实验,需要选择分裂期占细胞周期比例更大的材料,这样视野中分裂期细胞更多,更便于观察。计算得D植物分裂期占细胞周期比例最高(约19%),D正确,ABC错误。
【小问2详解】
染色体数目加倍(32条)发生在有丝分裂后期着丝粒分裂后,只有根尖分生区细胞能进行有丝分裂;题图中②是分生区能进行有丝分裂,①根冠、③伸长区、④成熟区,高度分化,基本不进行有丝分裂,B正确,ACD错误。
【小问3详解】
观察有丝分裂装片时,解离步骤已经杀死了细胞,细胞停止生命活动,固定在某一个分裂时期,因此无法观察到染色体的动态变化,C正确,ABD错误。
【小问4详解】
动植物有丝分裂的主要差异在两个时期:①前期:纺锤体形成方式不同(植物由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物由中心体发出星射线形成纺锤体);④末期:细胞质分裂方式不同(植物形成细胞板分隔细胞,动物细胞膜向内凹陷缢裂),D正确,ABC错误。
【小问5详解】
细胞分化是细胞形态、结构、功能发生稳定性差异的过程。A视野中可见形态功能特化的导管细胞(高度分化的输导组织细胞),与其他细胞存在明显差异,能体现细胞分化;B、C视野中均为同类型未完全分化/分裂中的细胞,无法体现分化,A正确,BC错误。
【小问6详解】
A、根冠外层细胞脱落后,需要分生区细胞通过有丝分裂产生新细胞补充,因此根冠能维持形状厚度,A正确;
B、根冠外层细胞死亡脱落后,由分生区分裂产生新细胞分化后补充,B正确;
C、根冠细胞和分生区细胞的形态功能差异是细胞分化的结果,C正确;
D、分生区细胞大多数处于分裂间期,间期为染色质状态,无法看到染色体,D错误。
【小问7详解】
A、离体的胡萝卜韧皮部细胞发育为完整植株,体现了全能性,A正确;
BCD、未形成完整个体,不能体现全能性,BCD错误。
四、秀丽线虫的研究(19分)
4. 丽隐杆线虫体长约1 mm、呈圆柱形、身体透明(如图),有雌雄同体和雄性两种生物类型,能在实验室用培养皿培养,并可以在-80℃下冷冻保存。20℃下,秀丽隐杆线虫平均生活史为3.5天;雌雄同体秀丽隐杆线虫的平均繁殖力为300~350个后代。雌雄同体秀丽隐杆线虫从受精卵到发育成熟,共产生1090个体细胞,其中131个细胞发生凋亡而被清除,最终成体共有959个体细胞。
秀丽隐杆线虫基因组相对较小,约含3000个基因。科学家经过一系列的研究,共有四个基因编码的蛋白质参与细胞凋亡,它们分别是EGL-1、CED-3、CED-4和CED-9,它们相互作用的机制如下图。
(1)秀丽隐杆线虫作为研究器官发育的模型生物,其优势有_____(多选)。
A. 身体透明,可以清晰地数出细胞数量
B. 基因组相对较小,便于对基因进行研究
C. 繁殖周期短,繁殖力强
D. 细胞数量少,便于分类观察
(2)秀丽线虫从受精卵到发育成熟的过程中,正常情况下存在的现象有_____(多选)。
A. 细胞分裂 B. 细胞分化 C. 细胞凋亡 D. 细胞坏死
(3)以下相关说法正确的是_____(多选)。
A. 秀丽隐杆线虫的细胞凋亡是多个基因共同调控的结果
B. 秀丽隐杆线虫细胞在凋亡过程中有基因的选择性表达
C. 秀丽隐杆线虫体内细胞凋亡的同时也可能产生新细胞
D. 秀丽隐杆线虫体内细胞的凋亡不一定代表器官功能的丧失
(4)根据图,描述细胞凋亡过程的分子机制正确的是_____(多选)。
A. CED-4基因的表达能加速细胞凋亡的发生
B. 某药物的使用促进了CED-3的活化,会延缓其细胞凋亡
C. 用某种药物特异性结合EGL-1,其细胞凋亡可能会变慢
D. 细胞凋亡的发生和线粒体有关
铁皮石斛多糖(DOP)是铁皮石斛的主要活性成分,为探究其对动物衰老的影响,进行以下实验。
实验1:以添加不同浓度DOP的培养基培养秀丽线虫,测定相关指标,结果如表。
组别
DOP浓度
/(g mL-1)
平均寿命/天
最大寿命/天
培养不同天数细胞活性氧相对含量
5天
10天
15天
1
空白
14.67
20.44
7.2
26.5
31.8
2
50
14.77
22.20
—
—
—
3
250
16.53
23.17
6.9
17.5
28.2
4
750
16.27
21.50
—
—
—
注:活性氧包括O2-、H2O2等;“—”代表没有进行该项实验。
(5)根据结果可知,铁皮石斛多糖具有_____衰老的作用,其原因可能是其_____清除细胞活性氧的功能( )(单选)
A. 促进、增强 B. 促进、减弱
C. 延缓、增强 D. 延缓、减弱
实验2:进一步分析DOP对细胞中过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD,能催化O2-转化为H2O2)活性的影响,结果如下图。
(6)根据图和表信息,分析表中组3和组1存在差异的原因是:_____。
实验3:对skn-1基因失活突变体进行研究,发现DOP对衰老的作用被抑制。推测DOP的作用依赖skn-1基因的调控。
(7)若以skn-1基因失活突变体为材料进行实验2,请绘制柱状图表示DOP处理组该突变体细胞中CAT和SOD的活性_____。
【答案】(1)ABCD (2)ABC (3)ABCD (4)ACD (5)C
(6)DOP提高了细胞中SOD和CAT的活性,催化O2-转化为H2O2,并加快H2O2的分解,从而降低了细胞活性氧的含量,减弱活性氧对细胞的损伤,延长了寿命
(7)
【解析】
【小问1详解】
A、秀丽隐杆线虫身体透明,可借助显微镜清晰观察计数细胞,因而是研究器官发育的模型生物,A正确;
B、基因组相对较小,便于对基因功能进行研究,B正确;
C、20℃下,秀丽隐杆线虫平均生活史为3.5天,适合实验培养,C正确;
D、成体体细胞数量少且固定,便于细胞分类观察,因而可作为模式生物,D正确。
【小问2详解】
受精卵发育为成体的过程中,需要通过细胞分裂增加细胞数量,通过细胞分化形成不同功能的组织细胞,题干明确说明发育过程有131个细胞发生程序性凋亡;细胞坏死是受不利因素影响的病理性死亡,正常发育过程中不会出现,ABC正确。
【小问3详解】
A、题意显示,共有4个基因的蛋白参与细胞凋亡,因此凋亡是多个基因共同调控的结果,A正确;
B、细胞凋亡是基因控制的自动结束生命的过程,该过程是基因选择性表达的结果,正确;
C、秀丽隐杆线虫发育过程中,一边通过凋亡清除多余细胞,一边通过细胞分裂产生新细胞,C正确;
D、细胞凋亡是正常的程序性生命过程,是个体发育的必要环节,不一定代表器官功能的丧失,D正确。
【小问4详解】
A、CED-4释放后可促进CED-3活化,引发凋亡,因此其表达能加速凋亡,A正确;
B、活化的CED-3会促进凋亡,因此促进CED-3活化会加速凋亡,B错误;
C、EGL-1的作用是结合CED-9、释放CED-4启动凋亡,某种药物结合EGL-1,凋亡启动被抑制,凋亡速度变慢,C正确;
D、CED-9结合CED-9定位在线粒体上,因此细胞凋亡过程和线粒体有关,D正确。
【小问5详解】
和空白组比,加DOP的组平均寿命、最大寿命都更长,活性氧含量更低,据此可知,DOP可延缓衰老,且通过清除活性氧实现衰老的延缓过程,C正确。
【小问6详解】
根据实验2可知,DOP处理后CAT和SOD的活性都比空白高,CAT分解H2O2,SOD催化O2-变成H2O2,都可实现活性氧的清除。因此,表中组3和组1存在差异的原因是DOP提高了秀丽隐杆线虫细胞中CAT和SOD的活性,增强了细胞清除活性氧的能力,减少了活性氧积累,降低了活性氧对细胞的损伤,使线虫平均寿命和最大寿命延长。
【小问7详解】
题意显示,对skn-1基因失活突变体进行研究,发现DOP对衰老的作用被抑制。推测DOP的作用依赖skn-1基因的调控。若以skn-1基因失活突变体为材料进行实验2,则DOP无法提高CAT和SOD的活性,因此DOP处理后,两种酶的活性都和正常的空白组接近,远低于正常野生型DOP处理组,绘图如下:
五.CD4+T淋巴细胞(26分)
5. CD4+T淋巴细胞是人体免疫系统中最重要的免疫细胞,图1为人体CD4+T细胞中DNA分子部分片段的平面结构示意图,图2为CD4+T细胞中某个DNA复制过程的示意图。
(1)CD4+T淋巴细胞的遗传物质是_____(单选)。
A. 核糖核酸 B. 脱氧核糖核酸
C. 核糖核苷酸 D. 脱氧核糖核苷酸
(2)据图1判断下列叙述正确的是_____(多选)。
A. 结构1表示胞嘧啶C
B. 结构B表示氢键
C. 结构3表示DNA分子的结构骨架
D. 结构6表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(3)小萌想要搭建一个含10个碱基对的DNA分子模型,已知该DNA分子含有3个腺嘌呤,若用订书钉表示图1中的结构2,则需使用订书钉的个数为_____(单选)。
A. 10 B. 20 C. 23 D. 27
(4)DNA具有多样性的主要原因是_____(单选)。
A. DNA由4种脱氧核苷酸组成
B. DNA具有规则的双螺旋结构
C. DNA具有碱基互补配对的特点
D. DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
(5)DNA复制时,_____从复制的起点处打开图1中的结构2,使部分双链解开,形成两条单链(单选)。
A. DNA水解酶 B. DNA解旋酶
C. DNA聚合酶 D. RNA聚合酶
(6)判断下列说法正确的是_____(多选)。
A. DNA分子的复制方式为半保留复制
B. 以亲代DNA的两条单链为模板进行复制
C. 合成子链时需要DNA聚合酶的催化
D. 遵循碱基互补配对原则,从3′到5′方向合成子链
(7)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图3所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是_____(单选)。
编号
M的转录产物
①
5'-UCUACA-3'
②
5'-UGUAGA-3'
编号
N的转录产物
③
5'-AGCUGU-3'
④
5'-ACAGCU-3'
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
(8)图4表示M蛋白合成和分泌过程,图中决定苯丙氨酸的密码子是_____(单选)。
A. AAG B. GAA C. UUC D. CUU
(9)图4中M蛋白分泌过程中涉及含有膜结构的是_____(多选)。
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
(10)若M基因中的一个碱基对由C/G突变为T/A,则所合成的蛋白质活性是否会发生显著改变?并说明理由_____。
(11)细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程被称为NMD作用,是一种广泛存在于真核细胞中的mRNA质量监控机制,该机制能识别并降解含有提前出现终止密码子的转录产物以防止毒性蛋白的产生。图5中异常mRNA与正常mRNA长度相同,AUG、UAG分别表示起始密码子和终止密码子。下列相关叙述,正确的是______(多选)。
A. 异常mRNA经NMD作用,可以获得六种小分子化合物
B. SURF复合物能识别异常mRNA的终止密码子
C. 异常mRNA控制合成的毒性蛋白与正常mRNA控制合成的蛋白质相对分子质量相同
D. 异常mRNA产生的原因是DNA发生了碱基对的替换,使mRNA中终止密码子提前出现
【答案】(1)B (2)ABD (3)D (4)A (5)B (6)ABC (7)C (8)C (9)ABC
(10)密码子具有简并性,突变后的密码子可能仍决定原来的氨基酸(同义突变),因此蛋白质的氨基酸序列可能不变;即使氨基酸序列发生改变,蛋白质的空间结构和功能也可能不受显著影响。 (11)BD
【解析】
【小问1详解】
CD4+T淋巴细胞是人体免疫细胞,属于真核细胞。真核细胞的遗传物质是DNA,即脱氧核糖核酸,ACD错误,B正确。
【小问2详解】
A、结构1与G配对,应为C(胞嘧啶),A正确;
B、 结构2是碱基对之间的氢键,B正确;
C、 脱氧核糖和磷酸交替连接构成的DNA骨架,但结构3包括了磷酸基团、脱氧核糖和含氮碱基,C错误;
D、 结构6包含T、磷酸和脱氧核糖,结构6表示可一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,D正确。
【小问3详解】
DNA含10个碱基对,DNA分子中含有3个腺嘌呤,说明A-T碱基对共3对,G-C碱基对共7对,A-T之间2个氢键,G-C之间3个氢键,共3×2+3×7=27个,共27个氢键,ABC错误,D正确。
【小问4详解】
DNA具有多样性的原因是因为DNA分子中碱基对排列顺序千变万化,ABC错误,D正确。
【小问5详解】
DNA复制的时候,解旋酶从复制的起点处解开双螺旋结构,ACD错误,B正确。
【小问6详解】
DNA复制分别以亲代的两条脱氧核苷酸链为模板,按照碱基互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,利用细胞中游离的脱氧核苷酸,从5'到3'方向进行延伸子链,D错误,ABC正确。
【小问7详解】
转录时,以DNA的3'→5'为模板,RNA合成从5'→3'进行延伸;根据转录方向可知,M基因是以上面一条链为转录的模板链,转录得到的序列为②,N基因是以下面一条链为模板链的,转录出来的序列为③,ABD错误,C正确。
【小问8详解】
tRNA对应的序列为3'AAG5'(从携带氨基酸的那一侧开始读),对应的mRNA为5'UUC3',ABD错误,C正确。
【小问9详解】
分析可知,甲是核糖体,乙是内质网,丙是高尔基体,丁是细胞膜,分泌蛋白合成和分泌的过程,需要涉及内质网、高尔基体、细胞膜这些具膜结构的细胞器,D错误,ABC正确。
【小问10详解】
基因中的一个碱基对发生突变(由C/G突变为T/A),这属于基因突变中的碱基对替换。这种突变会导致转录出的mRNA上相应的密码子发生改变。 然而,由于密码子具有简并性(即一种氨基酸可能由多个不同的密码子决定),mRNA上密码子的改变并不一定会导致翻译出的蛋白质中氨基酸序列的改变。 即使突变导致了氨基酸序列的改变,如果替换的氨基酸与原氨基酸理化性质相似,或者该改变发生在蛋白质的非关键区域,蛋白质的空间结构和功能(活性)也可能不会发生显著改变。
【小问11详解】
A、由图示可知,异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程是形成核糖核苷酸,因此降解的产物是四种核糖核苷酸,A错误;
B、由图示可知,SURF只能识别异常mRNA的终止密码子,B正确;
C、由于异常mRNA中提前出现了终止密码子,因此其合成的毒性蛋白的分子质量小于正常mRNA控制合成的蛋白质分子质量,C错误;
D、由图示可知,异常mRNA提前出现了终止密码子,故异常mRNA产生的原因是转录它的基因发生碱基对替换造成的,导致终止密码子提前出现,D正确。
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格致中学二〇二五学年度第二学期第二次测验
高一年级生物等级考试卷
(测试60分钟内完成;总分100分;考试后交答题卷)
一、黄豆种子的萌发(21分)
1. 黄豆种子在光照条件下经萌发后可长出真叶(叶片呈绿色)。黄豆芽是由黄豆种子在黑暗中萌发而成,食用部分为其子叶(主要功能是储存营养物质)及下胚轴(如图1)。图2表示白光和黑暗条件下黄豆芽下胚轴的生长情况。
(1)在黑暗条件下,黄豆形成黄豆芽的过程中,有机物的含量逐渐______(单选)。
A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断
(2)根据题干信息,下列关于黄豆芽的推测正确的是_____(多选)。
A. 在黑暗中比在白光下长得更快
B. 两种环境中下胚轴都将停止生长
C. 豆芽只有在出土之后才能长出真叶
D. 两种环境中黄豆芽中的有机物种类均会增多
(3)在黄豆芽长出真叶前细胞中产生的能量来自_____(多选)。
A. 核糖体 B. 线粒体 C. 叶绿体 D. 细胞质基质
(4)土壤中如果缺少_____离子,则形成的真叶发黄(单选)。
A. Ca2+ B. K+ C. Mg2+ D. Na+
(5)要检测豆芽中的蛋白质含量变化,则需要用到_____试剂(单选)。
A. 班氏试剂 B. 革兰氏碘液
C. 双缩脲试剂 D. 苏丹III试剂
(6)大豆中富含蛋白质,新一代AlphaFold人工智能系统可基于氨基酸序列精确地预测蛋白质的空间结构。下列叙述错误的是_____(单选)。
A. 蛋白质结构的多样性与氨基酸的氨基和羧基结构多样性有关
B. 每一种蛋白质都有其独特的空间结构,是表现其生物学活性所必需的
C. 蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸序列改变会影响蛋白质空间结构
D. 蛋白质空间结构并不稳定,一旦发生不可逆的改变,便会失去生物学活性
粮油材料及其制品在储运和加工过程中,易出现蛋白质氧化现象。科研人员欲探究摄食此类氧化蛋白质对人类肠道健康的影响,进行了相关研究。
(7)大豆作为粮油生产的主要原料,其主要储能物质为______,该物质可分解为甘油和脂肪酸,游离的脂肪酸会发生脂质过氧化反应,产生大量的活性氧(ROS)修饰氨基酸的侧链基团,造成蛋白质被氧化,最终改变了蛋白质的______,从而使其失去功能。
科研人员用大豆作为主要蛋白质来源配制饲料饲养小鼠,检测肠道中与炎症反应有关的两种细菌的数量,结果如表所示:
组别
实验处理
检测指标1
检测指标2
实验组
利用氧化大豆饲料饲养小鼠,其余条件适宜
大肠杆菌+++
乳酸菌+
对照组
大肠杆菌++
乳酸菌++
注:乳酸菌对炎症有抑制作用,“+”的多少代表菌体数量的多少
(8)对照组的实验处理为_____。
(9)根据实验结果,结合题干信息,给出服用氧化蛋白容易引发肠道炎症的合理解释_____。
二、细胞周期(19分)
2. 根据所学知识回答问题。
(1)下图ab表示一个细胞周期,cd表示另一个细胞周期。从图中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A. a阶段DNA发生复制
B. b阶段中发生着丝粒的断裂
C. c阶段中发生染色体的复制
D. d阶段发生中心体的复制
(2)研究人员在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列有关叙述正确的是_____(单选)。
A. 该蛋白质可能是由核仁合成的一种水解酶
B. 该蛋白质对细胞周期的进程具有促进作用
C. 抑制该蛋白质可促进细胞核核膜的解体
D. 衰老的细胞中该蛋白质的合成速率变快
(3)根据细胞DNA含量不同,将一类连续增殖的细胞分成三组,每组的细胞数如图1。从图1中所示结果分析其细胞周期,正确的是_____(多选)。
A. 将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数增多
B. 乙组细胞正进行着丝粒的分裂
C. 甲、乙、丙细胞都可能处于分裂间期
D. 丙组中的细胞染色体数不一定相同
细胞周期检查点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制,是一类负反馈调节机制:当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。图2所示为细胞周期简图及相应检验点位置(字母表示时期),图3所示为细胞周期中的若干细胞图像。
(4)图2中,检验点5的作用为检验纺锤体是否组装完成,由此可推测B时期为细胞周期中的_____(单选)。
A. G1期 B. S期 C. G2期 D. M期
(5)D时期所发生的主要物质变化是_____(单选)。
A. 合成与DNA复制有关的酶 B. DNA的精确复制
C. 合成组成纺锤丝的蛋白质 D. DNA的平均分配
(6)图3细胞进行有丝分裂正确的顺序______(编号排序)。
(7)图3细胞中含有染色单体的细胞是______(多选)。
A. ② B. ③ C. ④ D. ⑤
(8)胸腺嘧啶核苷(TdR)可抑制细胞DNA合成,检验点2的作用是检验细胞中未复制的DNA是否受到损伤,用TdR作用于处于细胞周期中的细胞后,该细胞能否通过检验点2:_____(A能/B不能)。
三、有丝分裂实验(15分)
3. 根据所学知识回答问题。
(1)用光学显微镜观察有丝分裂过程,如果仅从细胞分裂周期来看,图中哪种植物作为实验材料最适合_____(单选)。
(2)洋葱体细胞中有16条染色体,据下图最有可能观察到32条染色体的细胞区域是_____(单选)。
A. ① B. ② C. ③ D. ④
(3)观察装片时,找到分裂期细胞后,看不到细胞内染色体的动态变化,原因是_____(单选)。
A. 观察时间有限 B. 细胞分裂速度慢
C. 细胞已死亡 D. 观察部位不对
(4)动、植物细胞有丝分裂过程中的主要不同点表现在_____(单选)。
①前期②中期③后期④末期
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
(5)观察植物根尖细胞有丝分裂的实验过程中,有同学选择了不同视野进行比较,能够体现细胞分化现象的是下列哪个视野_____(单选)。
A. B. C.
(6)当根不断向前延伸时,根冠外层细胞能够分泌黏液,使根尖穿越土壤缝隙时,得以减少摩擦。尽管如此,根冠外层细胞仍会由于和土壤沙砾摩擦而死亡脱落,但根冠却始终能保持一定的形状和厚度。下列有关说法正确的是_____(多选)。
A. 根冠能保持一定的形状和厚度,离不开分生区细胞进行的有丝分裂
B. 根冠外层细胞由于和土壤沙砾摩擦而死亡脱落,随后由分生区细胞分裂产生新细胞补充
C. 根冠外层细胞和分生区细胞在形态、结构、生理功能上的差异与细胞分化相关
D. 显微镜下观察此根尖的分生区细胞,能看到大多数细胞具有染色体
(7)下列实例可以说明细胞具有全能性的是_____(单选)。
A. 胡萝卜根韧皮部组织离体培养可形成完整植株
B. 蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部
C. 皮肤被划破后的伤口重新愈合
D. 造血干细胞增殖分化产生各种血细胞
四、秀丽线虫的研究(19分)
4. 丽隐杆线虫体长约1 mm、呈圆柱形、身体透明(如图),有雌雄同体和雄性两种生物类型,能在实验室用培养皿培养,并可以在-80℃下冷冻保存。20℃下,秀丽隐杆线虫平均生活史为3.5天;雌雄同体秀丽隐杆线虫的平均繁殖力为300~350个后代。雌雄同体秀丽隐杆线虫从受精卵到发育成熟,共产生1090个体细胞,其中131个细胞发生凋亡而被清除,最终成体共有959个体细胞。
秀丽隐杆线虫基因组相对较小,约含3000个基因。科学家经过一系列的研究,共有四个基因编码的蛋白质参与细胞凋亡,它们分别是EGL-1、CED-3、CED-4和CED-9,它们相互作用的机制如下图。
(1)秀丽隐杆线虫作为研究器官发育的模型生物,其优势有_____(多选)。
A. 身体透明,可以清晰地数出细胞数量
B. 基因组相对较小,便于对基因进行研究
C. 繁殖周期短,繁殖力强
D. 细胞数量少,便于分类观察
(2)秀丽线虫从受精卵到发育成熟的过程中,正常情况下存在的现象有_____(多选)。
A. 细胞分裂 B. 细胞分化 C. 细胞凋亡 D. 细胞坏死
(3)以下相关说法正确的是_____(多选)。
A. 秀丽隐杆线虫的细胞凋亡是多个基因共同调控的结果
B. 秀丽隐杆线虫细胞在凋亡过程中有基因的选择性表达
C. 秀丽隐杆线虫体内细胞凋亡的同时也可能产生新细胞
D. 秀丽隐杆线虫体内细胞的凋亡不一定代表器官功能的丧失
(4)根据图,描述细胞凋亡过程的分子机制正确的是_____(多选)。
A. CED-4基因的表达能加速细胞凋亡的发生
B. 某药物的使用促进了CED-3的活化,会延缓其细胞凋亡
C. 用某种药物特异性结合EGL-1,其细胞凋亡可能会变慢
D. 细胞凋亡的发生和线粒体有关
铁皮石斛多糖(DOP)是铁皮石斛的主要活性成分,为探究其对动物衰老的影响,进行以下实验。
实验1:以添加不同浓度DOP的培养基培养秀丽线虫,测定相关指标,结果如表。
组别
DOP浓度
/(g mL-1)
平均寿命/天
最大寿命/天
培养不同天数细胞活性氧相对含量
5天
10天
15天
1
空白
14.67
20.44
7.2
26.5
31.8
2
50
14.77
22.20
—
—
—
3
250
16.53
23.17
6.9
17.5
28.2
4
750
16.27
21.50
—
—
—
注:活性氧包括O2-、H2O2等;“—”代表没有进行该项实验。
(5)根据结果可知,铁皮石斛多糖具有_____衰老的作用,其原因可能是其_____清除细胞活性氧的功能( )(单选)
A. 促进、增强 B. 促进、减弱
C. 延缓、增强 D. 延缓、减弱
实验2:进一步分析DOP对细胞中过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD,能催化O2-转化为H2O2)活性的影响,结果如下图。
(6)根据图和表信息,分析表中组3和组1存在差异的原因是:_____。
实验3:对skn-1基因失活突变体进行研究,发现DOP对衰老的作用被抑制。推测DOP的作用依赖skn-1基因的调控。
(7)若以skn-1基因失活突变体为材料进行实验2,请绘制柱状图表示DOP处理组该突变体细胞中CAT和SOD的活性_____。
五.CD4+T淋巴细胞(26分)
5. CD4+T淋巴细胞是人体免疫系统中最重要的免疫细胞,图1为人体CD4+T细胞中DNA分子部分片段的平面结构示意图,图2为CD4+T细胞中某个DNA复制过程的示意图。
(1)CD4+T淋巴细胞的遗传物质是_____(单选)。
A. 核糖核酸 B. 脱氧核糖核酸
C. 核糖核苷酸 D. 脱氧核糖核苷酸
(2)据图1判断下列叙述正确的是_____(多选)。
A. 结构1表示胞嘧啶C
B. 结构B表示氢键
C. 结构3表示DNA分子的结构骨架
D. 结构6表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(3)小萌想要搭建一个含10个碱基对的DNA分子模型,已知该DNA分子含有3个腺嘌呤,若用订书钉表示图1中的结构2,则需使用订书钉的个数为_____(单选)。
A. 10 B. 20 C. 23 D. 27
(4)DNA具有多样性的主要原因是_____(单选)。
A. DNA由4种脱氧核苷酸组成
B. DNA具有规则的双螺旋结构
C. DNA具有碱基互补配对的特点
D. DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
(5)DNA复制时,_____从复制的起点处打开图1中的结构2,使部分双链解开,形成两条单链(单选)。
A. DNA水解酶 B. DNA解旋酶
C. DNA聚合酶 D. RNA聚合酶
(6)判断下列说法正确的是_____(多选)。
A. DNA分子的复制方式为半保留复制
B. 以亲代DNA的两条单链为模板进行复制
C. 合成子链时需要DNA聚合酶的催化
D. 遵循碱基互补配对原则,从3′到5′方向合成子链
(7)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图3所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是_____(单选)。
编号
M的转录产物
①
5'-UCUACA-3'
②
5'-UGUAGA-3'
编号
N的转录产物
③
5'-AGCUGU-3'
④
5'-ACAGCU-3'
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
(8)图4表示M蛋白合成和分泌过程,图中决定苯丙氨酸的密码子是_____(单选)。
A. AAG B. GAA C. UUC D. CUU
(9)图4中M蛋白分泌过程中涉及含有膜结构的是_____(多选)。
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
(10)若M基因中的一个碱基对由C/G突变为T/A,则所合成的蛋白质活性是否会发生显著改变?并说明理由_____。
(11)细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程被称为NMD作用,是一种广泛存在于真核细胞中的mRNA质量监控机制,该机制能识别并降解含有提前出现终止密码子的转录产物以防止毒性蛋白的产生。图5中异常mRNA与正常mRNA长度相同,AUG、UAG分别表示起始密码子和终止密码子。下列相关叙述,正确的是______(多选)。
A. 异常mRNA经NMD作用,可以获得六种小分子化合物
B. SURF复合物能识别异常mRNA的终止密码子
C. 异常mRNA控制合成的毒性蛋白与正常mRNA控制合成的蛋白质相对分子质量相同
D. 异常mRNA产生的原因是DNA发生了碱基对的替换,使mRNA中终止密码子提前出现
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