内容正文:
高二下学期第三次月考生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟
一、单项选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 苹果醋是最受欢迎的饮料之一,其生产过程中利用了醋酸菌的发酵作用。下列有关叙述错误的是( )
A. 醋酸菌的最适生长温度低于酵母菌的
B. 醋酸菌能将酒精转化为醋酸
C. 醋酸菌能将糖源转化为醋酸
D. 醋酸菌为好氧型微生物
【答案】A
【解析】
【分析】果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动,其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35°C。
【详解】A、醋酸菌的最适生长温度为30-35℃,而酵母菌进行酒精发酵的最适温度为20℃左右,因此醋酸菌的最适温度高于酵母菌,A错误;
BC、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将苹果汁中的糖分解为醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将酒精变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,BC正确;
D、醋酸菌进行的是有氧呼吸,属于严格好氧型微生物,D正确。
故选A。
2. 为了解决小麦秸秆的回收处理问题,研究人员分离、纯化分解秸秆中纤维素的微生物,实验流程如图甲所示。图乙是培养出的单菌落示意图。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中选择培养要用以葡萄糖作为唯一碳源的选择培养基
B. 制备的培养基一般要进行高压蒸汽灭菌,接种工具须经消毒处理
C. 据图乙推测,分解纤维素能力最强的是菌落b
D. 若要统计每克样品中的细菌数,则应选择平板划线法
【答案】C
【解析】
【详解】A、实验目的是分离、纯化分解秸秆中纤维素的微生物,所以图甲中选择培养要用以纤维素作为唯一碳源的选择培养基,A错误;
B、制备的培养基一般要进行高压蒸汽灭菌,接种工具须经过灭菌处理,B错误;
C、在鉴别纤维素分解菌的培养基上,菌落小而透明圈越大,说明该菌分解纤维素的能力越强,由图乙可知,菌落 b最小,但周围的透明圈最大,所以 a - d 中分解纤维素能力最强的是菌落 b,C正确;
D、若要统计每克样品中的细菌数,应选择稀释涂布平板法,平板划线法不能用于计数,D错误。
故选C。
3. 某科研团队将菘蓝(常用中药植物,其根叫板蓝根,RR,2n=14)与甘蓝型油菜(AABB,4n=38)的体细胞杂交,最终培育出“菘油1号”,其口感脆甜,同时还具有一定的抗病毒特性。培育“菘油1号”的大致流程如图所示,其中A、B、R表示3个不同的染色体组。下列叙述正确的是( )
A. 严格控制过程①的酶解时间,避免酶催化组成细胞膜的物质分解
B. 过程②的融合过程需要在等渗溶液中进行,以保证原生质体的形态
C. 杂种细胞再生出细胞壁的过程需要中心体、线粒体等细胞器的参与
D. “菘油1号”成熟叶肉细胞所含的染色体组数是12
【答案】B
【解析】
【详解】A、过程①用纤维素酶和果胶酶去壁,细胞膜主要成分是脂质和蛋白质,酶不分解细胞膜,无需控制时间避免分解细胞膜物质,A错误;
B、原生质体融合需在等渗溶液中进行(维持形态,避免失水 / 吸水 ),B正确;
C、植物细胞再生细胞壁与高尔基体、线粒体有关,中心体是动物 / 低等植物细胞结构,C错误;
D、菘蓝(RR,2 个染色体组 )+ 甘蓝型油菜(AABB,4 个染色体组 )→ 杂种细胞染色体组 AABBRR(6 个 ),“菘油 1 号” 是体细胞杂交后的植株,染色体组数为 6,D错误。
故选B。
4. 2024年2月,世界首例体细胞克隆顶级种用藏羊在我国诞生。本次克隆是采集种羊耳缘组织,在实验室培养成耳纤维细胞,通过体细胞核移植获得种羊克隆胚胎,然后将克隆胚胎移植到受体湖羊的输卵管内。下列叙述正确的是( )
A. 动物细胞核移植技术中可以采用显微操作法、紫外线短时间照射等方法去核
B. 以雌性藏羊为供核供体克隆出多头子代,让子代自由交配可以获得更多的藏羊
C. 可以取桑葚胚的滋养层细胞进行DNA分析,鉴定性别
D. 克隆胚胎须培养至原肠胚方可移植到同期发情处理的受体湖羊体内
【答案】A
【解析】
【详解】A、显微操作法、紫外线短时间照射等方法均可以去核,A正确;
B、克隆出的子代均为雌性(与供核的雌性藏羊一致),无法交配,B错误;
C、核移植不改变性别,无需鉴定性别,C错误;
D、胚胎移植通常在桑葚胚或囊胚阶段进行,原肠胚已进一步分化且难以体外培养,导致移植失败,D错误。
故选A。
5. 经过下列处理所得到的细胞中,能确定已经失去活性的是( )
A. 将猕猴体细胞核注入去核卵母细胞得到的重构细胞
B. 用台盼蓝染液染色后被染成蓝色的人口腔上皮细胞
C. 经诱导获得的红色和绿色荧光均匀分布的人鼠融合细胞
D. 临时装片中的叶绿体随着细胞质流动的黑藻叶肉细胞
【答案】B
【解析】
【分析】台盼蓝染色排除法是用来判断细胞死活的,活细胞对台盼蓝有选择透过性,使台盼蓝无法进入细胞,而死细胞失去选择透过性而被染成蓝色。
【详解】A、重构细胞是通过核移植技术获得的,具有潜在活性,不能确定其失去活性,A错误;
B、台盼蓝染色原理:台盼蓝是一种用于检测细胞活性的染料。活细胞的细胞膜具有选择透过性,能够阻止台盼蓝进入细胞;而死细胞的细胞膜失去完整性,台盼蓝可以进入细胞并将其染成蓝色。因此,被台盼蓝染成蓝色的细胞可以确定为失去活性,B正确;
C、人鼠融合细胞是通过诱导细胞融合得到的,荧光均匀分布表明细胞膜融合成功,仍可能具有活性,C错误;
D、叶绿体随细胞质流动是细胞代谢活跃的表现,说明细胞具有活性,D错误。
故选B。
6. 下列关于支原体、发菜、水绵和伞藻的叙述,错误的是( )
A. 水绵、伞藻细胞有生物膜系统,支原体、发菜细胞无生物膜系统
B. 支原体和发菜的变异来源都只有基因突变
C. 水绵和伞藻的细胞壁成分是纤维素和果胶,支原体和发菜细胞壁成分含几丁质
D. 支原体、发菜、水绵和伞藻细胞中均有核酸与蛋白质复合物
【答案】C
【解析】
【详解】A、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成,仅真核细胞存在该系统。水绵、伞藻是真核生物,具有生物膜系统;支原体、发菜是原核生物,没有核膜和具膜细胞器,因此无生物膜系统,A正确;
B、可遗传变异包括基因突变、基因重组、染色体变异三类,支原体和发菜为原核生物,无染色体,也不进行有性生殖,因此可遗传变异来源只有基因突变,B正确;
C、水绵和伞藻是真核藻类,细胞壁成分为纤维素和果胶;支原体没有细胞壁,发菜是蓝细菌,细胞壁成分为肽聚糖,二者都不含几丁质(几丁质存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中),C错误;
D、核糖体是由rRNA和蛋白质构成的核酸-蛋白质复合物,所有细胞生物都含有核糖体,因此四种生物细胞中均存在核酸与蛋白质复合物,D正确。
7. EVOLVEpro是一种基于深度学习和进化算法的新型蛋白质工程模型,其核心工作原理结合了生成式人工智能和定向进化的优势,能够高效预测和生成功能更优的蛋白质变体。下列有关说法正确的是( )
A. 利用蛋白质工程不能直接对蛋白质的氨基酸进行替换
B. 预测蛋白质结构需要依据DNA编码链中的碱基排列顺序
C. 碱基对发生替换一定会使蛋白质的结构和功能发生改变
D. 利用蛋白质工程得到的蛋白质都是自然界中已经存在的蛋白质
【答案】A
【解析】
【分析】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,或者制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需求。
【详解】A、蛋白质工程通过修改基因来改变蛋白质结构,无法直接对蛋白质的氨基酸进行替换,A正确;
B、预测蛋白质结构需依据氨基酸序列,而非直接依赖DNA编码链的碱基排列顺序,B错误;
C、碱基对替换可能导致同义突变(密码子改变但氨基酸不变),蛋白质结构和功能不一定改变,C错误;
D、蛋白质工程可设计自然界不存在的新蛋白质,D错误。
故选A。
8. 腹痛腹泻是小儿常见疾病之一,患儿常常表现出疲惫、情绪低落或注意力不集中等现象。现有某种贴剂贴在患儿肚脐处后通过贴剂中的丁香酚扩散进入胃壁细胞来缓解小儿腹泻腹痛症状,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中所示H+–K+–ATP酶能同时运输K+和H+,所以不具有专一性
B. 胃蛋白酶经内质网和高尔基体加工成熟后再通过胞吐进入内环境
C. K+从胃腔进入胃壁细胞中与H+从胃壁细胞进入胃腔的方式相同
D. 丁香酚可通过促进胃蛋白酶分泌和提高胃腔pH来促进食物消化
【答案】C
【解析】
【详解】A、载体的专一性是指载体只能运输特定的一种或一类物质,H+–K+–ATP酶只能特异性运输H+和K+,无法运输其他物质,仍具有专一性,A错误;
B、胃蛋白酶经胞吐分泌到胃腔中,胃腔与外界环境直接相通,不属于内环境,B错误;
C、K+从胃腔进入胃壁细胞、H+从胃壁细胞进入胃腔都需要H+–K+–ATP酶的协助,且都消耗ATP水解提供的能量,二者均为主动运输,运输方式相同,C正确;
D、丁香酚可促进H+–K+–ATP酶的活性,会使更多H+进入胃腔,胃腔pH降低,且题意显示丁香酚的作用是缓解腹泻腹痛,并非促进食物消化,D错误。
9. 青霉素可干扰细菌细胞壁的合成,阿奇霉素可抑制细菌核糖体中蛋白质的合成,从而达到杀菌的目的。下列叙述正确的是( )
A. 细胞壁和核糖体均可体现细菌与动、植物细胞的统一性
B. 一个细菌在生命系统结构层次中仅属于细胞层次
C. 细菌中蛋白质的合成不经过内质网及高尔基体的加工
D. 青霉素治疗支原体肺炎的效果要强于阿奇霉素的
【答案】C
【解析】
【详解】A、细菌的细胞壁成分为肽聚糖,植物细胞壁为纤维素和果胶,动物细胞无细胞壁,因此细胞壁体现的是差异性而非统一性;核糖体为原核和真核生物共有,体现统一性,A错误;
B、细菌为单细胞生物,既属于细胞层次,也属于个体层次,B错误;
C、细菌为原核生物,无内质网和高尔基体,其蛋白质直接在细胞质基质中的核糖体合成,无需经过内质网及高尔基体的加工,C正确;
D、支原体无细胞壁,青霉素对其无效;阿奇霉素通过抑制蛋白质合成发挥作用,对支原体有效,D错误。
故选C。
10. 下列关于细胞的结构和细胞中化合物的叙述错误的是( )
A. 研究分泌蛋白的合成与分泌时,利用了放射性同位素标记法
B. 溶酶体内含有DNA酶、蛋白酶等多种水解酶,与维持细胞内部环境的稳定有关
C. 骨骼肌细胞中,与核DNA结合的蛋白质可能是RNA聚合酶,但不可能是DNA聚合酶
D. 捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,与光合作用有关的酶则分布在叶绿体基质
【答案】D
【解析】
【详解】A、研究分泌蛋白的合成与分泌过程时,常采用放射性同位素标记法(如用3H标记亮氨酸)追踪物质的运行和变化规律,A正确;
B、溶酶体是细胞的“消化车间”,内含DNA酶、蛋白酶等多种酸性水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,可维持细胞内部环境的稳定,B正确;
C、骨骼肌细胞是高度分化的细胞,不具备分裂能力,不会发生DNA复制,因此DNA聚合酶不会与核DNA结合;但骨骼肌细胞可进行转录过程合成所需蛋白质,转录时RNA聚合酶需要结合到核DNA的启动子区域启动转录,因此与核DNA结合的蛋白质可能是RNA聚合酶,不可能是DNA聚合酶,C正确;
D、捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,光反应的酶分布在类囊体薄膜上,暗反应的酶分布在叶绿体基质中,因此与光合作用有关的酶不只有分布在叶绿体基质的部分,D错误。
11. 细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧。下列关于细胞的叙述,合理的是( )
A. 洋葱表皮细胞在清水中不会涨破,主要是因为细胞膜能控制物质进出细胞
B. 胰蛋白酶的分泌过程能够说明内质网膜与高尔基体膜组成成分和结构具有相似性
C. 叶绿体内堆叠着大量类囊体,有利于二氧化碳在膜上的吸收作用
D. 蓝细菌细胞具有多种膜结构细胞器,可将细胞质分割成许多功能化区域
【答案】B
【解析】
【详解】A、洋葱表皮细胞在清水中不会涨破的主要原因是细胞壁具有支持和保护作用,细胞膜控制物质进出不是该现象的主要原因,A错误;
B、胰蛋白酶属于分泌蛋白,其分泌过程中内质网出芽形成的囊泡可与高尔基体膜融合,能够说明内质网膜与高尔基体膜的组成成分和结构具有相似性,B正确;
C、叶绿体内类囊体堆叠增大了膜面积,有利于光反应的进行(光反应场所为类囊体薄膜),而二氧化碳的吸收利用属于暗反应,发生在叶绿体基质中,与类囊体膜无关,C错误;
D、蓝细菌是原核生物,仅含有核糖体一种无膜结构的细胞器,不具有多种膜结构细胞器,D错误。
12. 人偏肺病毒(HMPV)、肺炎支原体(MP)和人腺病毒(HAdV)是引起呼吸道感染的常见病原体,其遗传物质如表所示。下列相关叙述错误的是( )
病原体
遗传物质
HMPV
RNA
MP
DNA
HAdV
DNA
A. MP具有拟核、核糖体、细胞膜和细胞壁
B. MP细胞中存在多种核酸—蛋白质复合体
C. HMPV的基因是有遗传效应的RNA片段
D. HAdV携带的核酸的单体是脱氧核糖核苷酸
【答案】A
【解析】
【详解】A、MP(肺炎支原体)属于原核生物,具有拟核和细胞膜,但支原体是唯一没有细胞壁的原核生物,A错误;
B、MP细胞中转录时RNA聚合酶与DNA结合形成复合体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,均属于核酸-蛋白质复合体,B正确;
C、HMPV的遗传物质是RNA,其基因是具有遗传效应的RNA片段,符合基因定义,C正确;
D、HAdV的遗传物质是DNA,其核酸(DNA)的单体为脱氧核糖核苷酸,D正确。
故选A。
13. 科学家发现了一种能固氮的单细胞真核生物——贝氏布拉藻,其固氮功能由硝质体完成。研究发现,硝质体是由贝氏布拉藻吞噬某种固氮细菌(吞噬时固氮细菌被宿主细胞的细胞膜包被)进化而来的,硝质体中大约有一半蛋白质编码依赖宿主基因组。下列叙述错误的是( )
A. 推测硝质体可能和叶绿体一样,都具有双层膜结构
B. 硝质体固定的氮可用于合成蛋白质、叶绿素等化合物
C. 硝质体内的蛋白质完全由自身基因控制合成
D. 若能将硝质体转移到农作物中,则可能会减少氮肥的使用
【答案】C
【解析】
【分析】内共生理论的核心观点:线粒体、叶绿体等细胞器可能由原始真核细胞吞噬原核生物(如细菌、蓝细菌)进化而来,保留了双层膜结构(外层为宿主细胞膜,内层为原核生物细胞膜)。
【详解】A、 由于硝质体是由贝氏布拉藻吞噬某种固氮细菌进化而来(吞噬时固氮细菌被宿主细胞的细胞膜包被),类似叶绿体起源的内共生学说,叶绿体是具有双层膜结构的,所以推测硝质体可能也具有双层膜结构,A正确;
B、蛋白质中含有氮元素,叶绿素中也含有氮元素,硝质体固定的氮可用于合成蛋白质、叶绿素等含氮化合物,B正确;
C、题干明确指出硝质体中大约有一半蛋白质编码依赖宿主基因组,说明硝质体内的蛋白质并非完全由自身基因控制合成,C错误;
D、农作物若获得硝质体,就可能具备固氮能力,从而减少对氮肥的依赖,也就可能会减少氮肥的使用,D正确。
故选C。
14. 下图中,甲、乙表示两种核苷酸分子,丙表示由核苷酸连接而成的长链。下列相关叙述正确的是( )
A. 原核细胞中的核酸初步水解产物不含甲
B. 真核细胞中的核酸初步水解产物只含甲
C. 分子乙中的碱基可能是A、G、C或者T
D. 与丙反向平行的脱氧核苷酸长链构成的生物大分子,是以碳链为骨架的
【答案】D
【解析】
【详解】A、原核细胞同时含有DNA和RNA,核酸初步水解产物包含脱氧核糖核苷酸(甲)和核糖核苷酸(乙),含有甲,A错误;
B、真核细胞同时含有DNA和RNA,核酸初步水解产物有脱氧核糖核苷酸(甲)和核糖核苷酸(乙),并非只含甲,B错误;
C、乙是核糖核苷酸,是RNA的基本单位,含有的碱基为A、G、C、U,不含T,C错误;
D、丙含碱基T,属于DNA的一条链,和其反向平行的脱氧核苷酸链共同构成DNA,DNA是生物大分子,所有生物大分子都以碳链为基本骨架,D正确。
15. 细胞器是细胞内具有特定形态结构和功能的微器官,也称为拟器官或亚结构。下列有关细胞器的相关叙述正确的是( )
A. 膜蛋白不属于分泌蛋白,它的形成不需要内质网、高尔基体的参与
B. 溶酶体的形成与核糖体、高尔基体、线粒体等细胞器有关
C. 高尔基体膜向内连接核膜,向外连接细胞膜
D. 植物粉色花瓣、红色果实、绿色叶片都是由液泡中不同色素呈现的
【答案】B
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程需要核糖体、内质网和高尔基体、线粒体等细胞结构共同参与。
【详解】A、膜蛋白的形成与分泌蛋白相似,需要内质网、高尔基体的加工,A错误;
B、溶酶体是由高尔基体断裂形成的,溶酶体中水解酶的形成与分泌蛋白合成加工过程相似,在细胞中的核糖体内合成,依次经过内质网和高尔基体的加工,并且需要线粒体提供能量,B正确;
C、内质网膜向内连接核膜,向外连接细胞膜,C错误;
D、花瓣、果实显示不同的颜色是由液泡中含有的色素决定的,而绿色叶片由叶绿体中的叶绿素决定,D错误。
故选B。
16. 溶酶体是主要分布于动物细胞内的一种细胞器,对维持细胞内部环境的稳定发挥着重要作用。溶酶体表面输出胆固醇的转运蛋白功能缺陷,引起C型尼曼氏病,患者小脑功能失调。下列叙述错误的是( )
A. 细胞自噬的过程与溶酶体密切相关
B. 溶酶体合成多种水解酶,利于分解衰老和损伤的细胞器
C. 溶酶体中的水解产物一般可以被细胞再次吸收进行利用
D. C型尼曼氏病患者体内胆固醇会在溶酶体内大量贮积
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞自噬过程需要溶酶体中的水解酶降解细胞内衰老、损伤的细胞器或侵入的病原体等结构,与溶酶体密切相关,A正确;
B、溶酶体内的水解酶化学本质为蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,溶酶体仅储存水解酶,无法合成水解酶,B错误;
C、溶酶体水解得到的产物中,对细胞有用的物质可被细胞重新吸收利用,代谢废物则排出细胞外,C正确;
D、由题干可知,C型尼曼氏病的病因是溶酶体表面输出胆固醇的转运蛋白功能缺陷,胆固醇无法正常运出溶酶体,因此会在溶酶体内大量贮积,D正确。
17. 花生种子是重要的油料作物种子,其萌发过程中物质转化活跃。下列关于花生种子(含萌发初期种子)的元素与化合物相关叙述,正确的是( )
A. 花生油中饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸含量高,常温下(25℃)呈液态
B. 检测花生种子中的蛋白质时,需先加双缩脲试剂A液营造碱性环境,再加B液
C. 花生种子萌发时,消耗的有机物中,脂肪氧化分解消耗的氧气量比糖类少
D. 花生种子成熟过程中,自由水含量升高,有利于淀粉、脂肪等有机物的积累
【答案】B
【解析】
【详解】A、花生油属于植物脂肪,主要含不饱和脂肪酸,其熔点较低,常温下呈液态。而饱和脂肪酸含量高的脂肪(如动物脂肪)常温下呈固态,A错误;
B、检测蛋白质时,双缩脲试剂的使用步骤为先加A液(NaOH)营造碱性环境,再加B液(CuSO₄)进行颜色反应,B正确;
C、脂肪的碳氢比例高于糖类,氧化分解时单位质量脂肪消耗的氧气量比糖类多,C错误;
D、种子成熟过程中,自由水含量逐渐减少,代谢活动减弱,有利于有机物的积累,D错误。
故选B。
18. 核孔复合物(NPC)是锚定于双层核膜上的由多种蛋白质组成的复合体。施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,取得了突破性进展。NPC是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。下列叙述正确的是( )
A. DNA分子能够穿过核孔到细胞质控制细胞的代谢活动
B. 某些蛋白质在细胞质中合成后能通过NPC进入细胞核
C. 哺乳动物成熟红细胞中的NPC数量较少,因此代谢较弱
D. 构建NPC近原子分辨率结构模型属于概念模型
【答案】B
【解析】
【分析】核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
【详解】A、真核生物细胞中DNA主要分布在细胞核中,蛋白质等生物大分子可以通过核孔进出细胞核,但DNA分子不能穿过核孔进出细胞核,A错误;
B、与DNA分子复制相关的蛋白质等在细胞质中合成,通过核孔NPC进入细胞核发挥作用,B正确;
C、哺乳动物成熟红细胞没有细胞核及各种复杂的细胞器,也没有核孔复合物,C错误;
D、物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,构建NPC近原子分辨率结构模型属于物理模型,D错误。
故选B。
19. 下列实验需要利用光学显微镜进行观察或统计的是( )
A. 计数平板上尿素分解菌的菌落数量
B. 利用二苯胺鉴定DNA的粗提物
C. 计数培养液中酵母菌种群数量变化
D. 观察菊花外植体的生长状况
【答案】C
【解析】
【分析】1.统计菌落数目的方法
(1)显微镜直接计数法:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量。
(2)间接计数法:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测样品中大约含有多个活菌。
2.DNA的鉴定:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、计数平板上尿素分解菌的菌落数量可以用肉眼直接观察计数,不需要利用光学显微镜,A不符合题意;
B、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,可以通过肉眼直接观察颜色变化,不需要利用光学显微镜,B不符合题意;
C、计数培养液中酵母菌种群数量变化利用的是血细胞计数板,需要在显微镜下进行观察,C符合题意;
D、观察菊花外植体的生长状况可以用肉眼直接观察,不需要利用光学显微镜,D不符合题意。
故选C。
20. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 自由水是很多生化反应的介质,不能直接参与生化反应
B. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
C. 乳糖存在于动物细胞中,不能进一步水解为更简单的化合物
D. 脂肪是细胞中良好的储能物质,不是细胞膜的主要组成组分
【答案】D
【解析】
【分析】无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、自由水不仅是生化反应的介质,也可直接参与反应,如光反应中水的分解,A错误;
B、无机盐(如Mg²⁺)参与叶绿素(有机物)的合成,B错误;
C、乳糖是二糖,可水解为葡萄糖和半乳糖,C错误;
D、脂肪是良好储能物质,而细胞膜主要由磷脂、蛋白质等构成,不含脂肪,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上的选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错的得0分。
21. 人体中存在的多种蛋白质,具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递等重要功能,参与细胞的不同生命活动。下列叙述错误的是( )
A. 精卵细胞相互识别结合体现了细胞膜信息交流的功能
B. 胰蛋白酶由内质网经高尔基体、细胞膜分泌到细胞外共穿过3层磷脂双分子层
C. 细胞质中有支持细胞器的结构——细胞骨架,它是由蛋白质和纤维素组成的网架结构
D. 通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白参与不同物质的跨膜运输,体现了细胞膜具有一定流动性
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、精卵细胞的相互识别依赖细胞膜表面的糖蛋白,该过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能,A正确;
B、胰蛋白酶属于分泌蛋白,其分泌到细胞外的方式为胞吐,全程通过囊泡膜融合实现转运,不需要穿过生物膜,共穿过0层磷脂双分子层,B错误;
C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,不含纤维素,纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,C错误;
D、通道蛋白、载体蛋白参与不同物质的跨膜运输,体现了细胞膜的功能特性——选择透过性,D错误。
22. 抗体由4条肽链构成,结构分为可变区(V区)和恒定区(C区,是抗体分子中相对较为保守的区域,在不同物种间的差异较大),与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于Ⅴ区中。单克隆抗体在疾病诊断和病原体鉴定中发挥重要作用,但鼠源的单抗容易在人体内引发人抗鼠抗体反应(HAMA),从而削弱其治疗的有效性。科学家对鼠源杂交抗体进行改造,生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体,主要流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 鼠—人嵌合抗体至少含有4个游离氨基,其抗体特异性由肽链的C区决定
B. 鼠源单抗易引发人体免疫排斥反应与其可变区有关
C. 构建鼠—人嵌合抗体表达载体时需限制酶和DNA聚合酶
D. 鼠—人嵌合抗体的研制过程属于蛋白质工程,图中转染细胞的方法可能是显微注射法
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、由图可知,鼠—人嵌合抗体含有4条肽链,因此至少含有4个游离氨基,抗体与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于V区中,因此抗体特异性由肽链的V区决定,A错误;
B、恒定区是抗体分子中相对较为保守的区域,在不同物种间的差异较大,鼠源单抗易引发人体免疫排斥反应可能与其恒定区有关,B错误;
C、构建鼠—人嵌合抗体表达载体时需限制酶(切割目的基因和运载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和运载体),C错误;
D、鼠—人嵌合抗体是对鼠源抗体改造,即对蛋白质改造,属于蛋白质工程;将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射法,D正确。
23. 下列有关细胞结构的叙述,正确的是( )
A. 细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,其中蛋白质可使膜表面张力降低
B. 细胞骨架与物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂等生命活动密切相关
C. 真核细胞有氧呼吸的场所是线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质
D. 细胞都含有DNA和RNA,且以DNA作为遗传物质
【答案】AB
【解析】
【详解】A、细胞膜的主要成分是磷脂(脂质的最主要成分)和蛋白质,还含有少量糖类,科学家研究发现细胞膜表面张力显著低于纯油-水界面的表面张力,推测原因是膜中蛋白质的存在可降低膜表面张力,A正确;
B、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,可维持细胞形态、支撑细胞器,与物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂、细胞分化、细胞运动等生命活动密切相关,B正确;
C、真核细胞有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,第二、三阶段在线粒体中进行,因此有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,C错误;
D、哺乳动物成熟的红细胞属于细胞,但其成熟后丢失了细胞核和细胞器,不含DNA和RNA,D错误。
24. 细胞内的蛋白质合成后,会通过特定的机制被运输到相应的部位发挥功能。某些蛋白质带有特定的信号序列,可引导它们进入线粒体、叶绿体等细胞器。研究发现,一种名为Tom20的蛋白质在细胞质中合成后,能与带有线粒体靶向信号的蛋白质结合,协助其进入线粒体。下列叙述正确的是( )
A. Tom20蛋白可能存在于线粒体的外膜上,参与蛋白质的跨膜运输
B. 缺乏Tom20蛋白可能会导致线粒体中某些功能异常
C. 带有线粒体靶向信号的蛋白质进入线粒体的过程需要消耗能量
D. 所有进入线粒体的蛋白质都需要Tom20蛋白的协助
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、Tom20蛋白在细胞质中合成后,协助带有线粒体靶向信号的蛋白质进入线粒体。线粒体蛋白质的运输需外膜受体识别信号序列,Tom20可能作为外膜上的受体蛋白参与跨膜运输,A正确;
B、若缺乏Tom20,线粒体靶向蛋白无法被正确运输,导致线粒体内相关酶或结构蛋白缺失,功能异常,B正确;
C、蛋白质是大分子物质,进入线粒体需穿过双层膜,此过程依赖膜蛋白协助,可能涉及分子伴侣和解折叠/折叠,需消耗能量(如ATP),C正确;
D、并非所有线粒体蛋白均需Tom20协助。例如,线粒体外膜的部分蛋白可能直接嵌入膜中,无需Tom20介导,D错误。
25. 大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理并离心后,拟核DNA会与蛋白质等结合形成沉淀,质粒分布在上清液中,利用该原理可初步获得质粒DNA.用三种限制酶处理提取的产物经PCR扩增,然后进行琼脂糖凝胶电泳,结果如图所示。下列关于质粒DNA的粗提取和鉴定的叙述,正确的是( )
A. 向上清液中加入冷酒精,可以使其中的DNA析出,从而达到粗提取的目的
B. 向粗提取的DNA中加入二苯胺试剂后即可呈现蓝色
C. 电泳鉴定利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极方向移动的原理
D. 质粒上没有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的切割位点,只有限制酶Ⅲ的切割位点
【答案】AC
【解析】
【详解】A、DNA不溶于酒精,向上清液(含质粒DNA)中加入冷酒精,可使DNA析出,达到粗提取目的,A正确;
B、向粗提取的DNA中加入二苯胺试剂后,需在沸水浴条件下才会呈现蓝色,B错误;
C、DNA带负电,电泳鉴定利用DNA在电场中向正极(与所带电荷相反的电极)移动的原理,C正确;
D、限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理后的质粒DNA经PCR扩增和电泳后有条带,说明质粒上有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的切割位点,D错误。
26. 用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。以下有关说法正确的是( )
A. 细胞器甲是线粒体,含有双层膜结构,内膜和外膜的蛋白质含量和种类相同
B. 细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,不一定与分泌蛋白的合成和加工直接相关
C. 细胞器丙与主动运输有关
D. 大肠杆菌与此细胞都能共有的细胞器为丙
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、细胞器甲是线粒体,具有双层膜结构,其内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,附着大量有氧呼吸相关酶,内膜的蛋白质含量和种类均高于外膜,二者并不相同,A错误;
B、脂质是生物膜的重要组成成分,细胞器乙含脂质说明其具有膜结构,若乙为溶酶体,则不直接参与分泌蛋白的合成和加工,因此不一定与分泌蛋白的合成和加工直接相关,B正确;
C、细胞器丙是核糖体,是蛋白质的合成场所,主动运输过程需要的载体蛋白本质为蛋白质,需在核糖体合成,因此丙与主动运输有关,C正确;
D、大肠杆菌是原核生物,细胞内仅含有核糖体一种细胞器,因此与该动物细胞共有的细胞器为丙(核糖体),D正确。
27. 气孔的开关与保卫细胞积累钾离子密切相关。某种质子泵(H+-ATPase)具有ATP水解酶的活性,利用水解ATP释放的能量,使H+从质膜内侧向外侧泵出,在H+浓度梯度的驱动下K+通过转运蛋白进入保卫细胞,保卫细胞吸水膨胀,气孔打开。以下说法正确的是( )
A. H+转运过程中质子泵会因磷酸化发生空间结构的改变
B. K+进入保卫细胞的过程不需要消耗能量
C. K+对气孔的调节体现了无机盐调节生命活动的功能
D. 气孔导度的大小可影响蒸腾速率和暗反应速率
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、质子泵转运H+的过程属于主动运输,ATP水解时释放的磷酸基团会结合到质子泵上使其磷酸化,进而导致质子泵空间结构发生改变,完成H+的跨膜转运,A正确;
B、K+进入保卫细胞依赖H+的浓度梯度驱动,而该浓度梯度是通过H+主动运输消耗ATP建立的,因此K+的运输过程间接消耗能量,属于主动运输,B错误;
C、K+通过调控保卫细胞的吸水和失水调节气孔开闭,进而影响植物的蒸腾作用、光合作用等生命活动,体现了无机盐调节生命活动的功能,C正确;
D、气孔是水蒸气散失和CO2进入叶片的通道:气孔导度越大,水蒸气散失速率越快,蒸腾速率越高;同时进入叶片的CO2越多,暗反应原料越充足,暗反应速率越高,因此气孔导度可同时影响蒸腾速率和暗反应速率,D正确。
28. 科学家用水培法培养甜瓜幼苗时,每天的和初始浓度均为500mg·L-1,定时测定培养液中和的剩余量,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. Mg是构成叶绿素的元素,缺Mg对光合作用的暗反应没有影响
B. 据图可知,甜瓜在营养生长期对的吸收速率大于授粉期
C. 甜瓜对和吸收量的差异可能与细胞膜上两种离子的载体数量有关
D. 据图可知,甜瓜对和的吸收速率在坐果期的前期最大,须注意适时适量的施肥
【答案】AB
【解析】
【分析】该实验的自变量有离子种类和甜瓜生长发育时期,因变量为测定培养液中K+和Mg2+的剩余量,培养液中K+的剩余量小于Mg2+的剩余量,可推断出甜瓜对Mg2+的吸收量小于对K+的吸收量。
【详解】A、Mg是构成叶绿素的元素,缺Mg会影响叶绿素合成,进而影响光反应(光反应需要叶绿素吸收光能 ),光反应为暗反应提供[H]和ATP,所以缺Mg对暗反应也有影响,A错误;
B、离子吸收速率越快,培养液中离子剩余量越少。由图可知,营养生长期K+剩余量下降幅度比授粉期小,说明营养生长期对K+的吸收速率小于授粉期,B错误;
C、植物对离子的吸收方式是主动运输(一般情况 ),需要载体蛋白协助,所以甜瓜对K+和Mg2+吸收量的差异可能与细胞膜上两种离子的载体数量有关,C正确;
D、坐果期前期培养液中K+和Mg2+剩余量最低,说明吸收速率最大,此时甜瓜生长需肥量大,须注意适时适量施肥,D正确。
故选AB。
29. 糖和脂肪在细胞的生命活动中都具有重要作用,它们之间能相互转化,过程如图所示,其中①②③④表示人体血液中葡萄糖的来源与去路。下列叙述错误的是( )
A. 一般在糖类供能不足时,脂肪才会大量分解转化为糖类
B. 葡萄糖与脂肪相互转化时,元素的种类和含量不会发生变化
C. 糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质
D. 脂肪中C、H比例高,储存能量更多,一般是生物体利用的主要能源物质
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、葡萄糖是细胞生命活 动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。
2、淀粉是最常见的多糖。绿色植物通 过光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中;糖原主 要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质。
【详解】A、糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂 肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时, 才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,A错误;
B、葡萄糖与脂肪相互转化时,元素的种类不会发生变化,但含量会发生变化,因为等质量的脂肪与糖类相比,其中含有的H多,B错误;
C、糖原是人和动物体内特有的多糖,主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质,C正确;
D、与糖类不同的是,脂肪中C、H比例高,因而在氧化分解时消耗的氧气多,因此脂肪储存能量更多,是细胞中良好的储能物质,而糖类是细胞中的主要能源物质,D错误。
故选ABD。
30. 用物质的量浓度为2mol•L⁻¹的乙二醇溶液和2mol•L⁻¹的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞可能是解离后的根尖分生区细胞
B. 曲线AC段表明细胞液浓度先减小后增大
C. 曲线BD段表明水分子进出细胞处于平衡状态
D. 实验表明原生质体对乙二醇和蔗糖的通透性不一样
【答案】CD
【解析】
【详解】A、解离后的根尖分生区细胞为死细胞,原生质层失去选择透过性,且根尖分生区细胞没有中央大液泡,无法发生质壁分离现象,A错误;
B、曲线AC段原生质体相对体积先减小,说明细胞在失水,细胞液浓度正在逐渐增大,后原生质体相对体积增大,说明细胞在吸水,细胞液浓度正在逐渐减小,B错误;
C、曲线BD段原生质体相对体积保持不变,说明水分子进出细胞的速率相等,处于动态平衡状态,C正确;
D、乙二醇可进入细胞使细胞发生质壁分离后自动复原,蔗糖无法进入细胞,细胞不能自动复原,说明原生质层对二者的通透性不同,D正确。
三、非选择题:本题共3小题,共30分。
31. 图1表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子,X、Y、Z、Q分别为构成生物大分子的基本单位;图2为核酸的部分结构示意图。回答下列问题:
(1)图1中甲中含量(干重)最多的元素是________。
(2)脂质中除Ⅰ外,还包括___________;若Ⅴ存在于动物肝细胞中,且与淀粉功能相似,则Ⅴ是___________。若相同质量的Ⅴ和Ⅰ彻底氧化分解,_______(填“Ⅴ”或“Ⅰ”)消耗更少的氧气。
(3)若图2为Ⅲ的部分结构,则⑤的中文名称是________________。烟草的遗传信息储存在____中(填“Ⅱ”或“Ⅲ”),其彻底水解的产物是_________。
(4)图3是免疫球蛋白(IgG)的结构图(—SH + —SH→—S—S— + 2H)。科学家发现,IgG可以与不同的抗原结合,其原因主要是IgG的Ⅴ区变化很大。从氨基酸的角度考虑,Ⅴ区不同的原因是_____________。
【答案】(1)C##碳
(2) ①. 磷脂和固醇 ②. 肝糖原 ③. Ⅴ
(3) ①. 腺嘌呤核糖核苷酸 ②. Ⅱ ③. 磷酸、脱氧核糖、腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶
(4)氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
【解析】
【小问1详解】
分析题图可知,Ⅰ为细胞内的良好的储能物质,为脂肪;Ⅱ、Ⅲ是遗传信息的携带者,其中Ⅱ主要分布在细胞核,为DNA,Y则为单体脱氧核苷酸;Ⅲ主要分布在细胞质,为RNA,Z则为单体核糖核苷酸;Ⅳ是生命活动的承担者,为蛋白质,则P为氨基酸。细胞内的有机物共有的元素为C、H、O,因此甲代表的元素为C、H、O,图1中甲中含量(干重)最多的元素是C。
【小问2详解】
I是细胞内良好的储能物质脂肪,脂质中除I脂肪外,还包括磷脂和固醇。由图1中的淀粉和纤维素,可知X代表葡萄糖,Ⅴ代表糖原。若Ⅴ存在于动物肝细胞中,且与淀粉功能相似,则Ⅴ是肝糖原。若相同质量的Ⅴ(糖原)和Ⅰ(脂肪)彻底氧化分解,Ⅴ消耗的氧气更少,所释放的能量也少。
【小问3详解】
Ⅱ主要分布在细胞核,为DNA;Ⅲ主要分布在细胞质,为RNA,若图2为Ⅲ的部分结构,则⑤的中文名称是腺嘌呤核糖核苷酸。烟草的遗传物质是DNA,烟草的遗传信息储存在Ⅱ中,其彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)。
【小问4详解】
蛋白质的结构决定蛋白质的功能,从氨基酸的角度考虑,V区不同的原因是氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。
32. 随着生活水平的提高,因糖、脂过量摄入导致的肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等代谢性疾病频发。研究表明,此类疾病与脂滴的代谢异常有关,脂质自噬的方式及过程,如图1所示。动物细胞内某些蛋白质的加工、分拣和运输过程,如图2所示,其中甲、乙、丙代表细胞结构,COPⅠ和COPⅡ代表两种囊泡。据图分析:
(1)大量摄入糖类会导致肥胖的原因是________。非酒精性脂肪性肝炎是糖脂摄入过量,糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子所致。研究人员发现患者血液中谷丙转氨酶(肝细胞内蛋白质)含量明显上升,分析其原因是_______。
(2)脂滴是细胞中储存脂肪等脂质的一种泡状结构板,根据脂肪的特性分析,脂滴膜最可能由_______层磷脂分子构成。图1方式①和方式②中自噬溶酶体形成的结构基础是_______;方式③有助于自噬溶酶体的形成,据此推测PLIN2蛋白具有________(填“促进”或“抑制”)脂质自噬的作用。自噬溶酶体中内容物被降解后去向可能是_______。
(3)图2中若定位在乙中的某些蛋白质偶然掺入丙中,则图中的_______可以帮助实现这些蛋白质的回收。经乙加工的蛋白质进入丙后,能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质,经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体。若M6P受体合成受限,会使溶酶体水解酶在_______(填结构名称)内积累。
【答案】(1) ①. 糖类摄入过多会大量转变成脂肪 ②. 患者糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子,进而导致肝细胞损伤,其中的谷丙转氨酶进入到血液中
(2) ①. 1 ②. 膜的流动性 ③. 促进 ④. 被细胞利用或排出细胞
(3) ①. COP Ⅰ ②. 高尔基体
【解析】
【分析】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。
【小问1详解】
大量摄入糖类会导致肥胖的原因是糖类摄入过多会大量转变成脂肪,进而表现为肥胖。非酒精性脂肪性肝炎是糖脂摄入过量,糖脂代谢异常使产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子所致。研究人员发现患者血液中谷丙转氨酶(肝细胞内蛋白质)含量明显上升,这是因为患者糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子,进而导致肝细胞损伤,其中的谷丙转氨酶进入到血液中,进而表现为含量上升。
【小问2详解】
脂滴是细胞中储存脂肪等脂质的一种泡状结构板,根据脂肪的特性分析,脂滴膜最可能由1层磷脂分子构成,因而磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部。图1方式①和方式②中自噬溶酶体形成的结构基础是膜的流动性,因为自噬溶酶体的形成依赖膜的流动性实现;方式③有助于自噬溶酶体的形成,据此推测PLIN2蛋白具有“促进”脂质自噬的作用。自噬溶酶体中内容物被降解后去向可能是被细胞利用或排出细胞外。
【小问3详解】
据图2分析,若定位在乙内质网中的某些蛋白质偶然掺入丙高尔基体中,则图中的COP Ⅰ可以帮助其重新运输回乙;经乙加工的蛋白质进入丙后,能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质,经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体。若M6P受体合成受限,则丙(高尔基体)膜不能识别相应的蛋白质(水解酶)而断裂形成溶酶体,会使溶酶体水解酶在高尔基体内积累。
33. 人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白。下图表示利用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白的部分过程,图中Tetr表示四环素抗性基因,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题:
限制酶
BamHⅠ
HaeⅢ
BclⅠ
Sau3AⅠ
NotⅠ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
CCTAG↑G
GG↓CC
CC↑GG
T↓GATCA
ACTAG↑T
↓GATC
CTAG↑
GC↓GGCCGC
CGCCGG↑CG
(1)要将人乳铁蛋白基因插入质粒,若只允许使用一种限制酶,应选择的限制酶是__________。若BamHI酶切的DNA末端与BclI酶切的DNA末端连接成重组DNA,对于该重组DNA,这两种酶_______________(填“都不能”或“只有一种能”)切开。
(2)若选用牛作为转基因动物可将人乳铁蛋白基因与_____________基因的启动子等调控组件重组在一起,可通过_____________方法将基因表达载体导入受精卵中,然后使其发育成转基因动物。
(3)据图分析,初步筛选时,含有重组质粒的受体应表现为_____________。
(4)为检测目的基因是否在供体牛中翻译成乳铁蛋白,可用相应的抗体进行_____________。
(5)培养出早期胚胎后,科学家欲进行胚胎分割移植,则应该选择发育良好、形态正常的___________,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针进行分割。
(6)若利用转基因大肠杆菌(工程菌)则不能生产有活性的人乳铁蛋白,这是因为_________。
【答案】(1) ①. Sau3AⅠ ②. 都不能
(2) ①. 牛乳腺蛋白(在乳腺细胞特异表达的) ②. 显微注射
(3)能在含氨苄青霉素的培养基上存活,不能在含有四环素的培养基上存活
(4)桑葚胚或囊胚 (5)抗原—抗体杂交
(6)大肠杆菌为原核生物,无内质网和高尔基体,不具备加工人乳铁蛋白的能力
【解析】
【小问1详解】
根据表中五种酶的识别序列及切割位点可知,限制酶Sau3A I还可以切割限制酶Bcl Ⅰ和限制酶BamH Ⅰ的识别序列,因此要将人乳铁蛋白基因插入载体,在只允许用一种限制酶酶切载体和人乳铁蛋白基因的情况下,应选择限制酶Sau3A I。若BamH Ⅰ酶切的DNA末端与Bcl Ⅰ酶切的DNA末端连接起来,连接部位的6个碱基对序列都不是两种限制酶的识别序列,因此这两种酶都不能切开。
【小问2详解】
若用牛作为转基因动物生产人乳铁蛋白,可以用人的乳铁蛋白基因替换牛的乳铁蛋白基因,所以可以将人乳铁蛋白基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,可通过显微注射方法将基因表达载体导入受精卵中,然后使其发育成转基因动物。
【小问3详解】
据图分析,构建重组质粒的过程中用限制酶切割后破坏了Tetr基因,但不会破坏Ampr基因, Ampr基因可以作为重组质粒的标记基因,所以含有重组质粒的受体细胞应表现为能在含氨苄青霉素的培养基上存活,不能在含有四环素的培养基上存活。
【小问4详解】
为检测目的基因是否在供体牛中翻译成乳铁蛋白,乳铁蛋白作为抗原,可用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,若出现阳性反应,则说明目的基因成功表达。
【小问5详解】
胚胎分割应选择发育良好,形态正常的桑葚胚或囊胚的胚胎,可以得到多个优良性状的后代。
【小问6详解】
人乳铁蛋白是真核细胞产生的蛋白质,由于大肠杆菌为原核生物,无内质网和高尔基体,不具备加工人乳铁蛋白的能力,所以利用转基因大肠杆菌(工程菌)不能生产有活性的人乳铁蛋白。
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高二下学期第三次月考生物学
本试卷满分100分,考试用时75分钟
一、单项选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 苹果醋是最受欢迎的饮料之一,其生产过程中利用了醋酸菌的发酵作用。下列有关叙述错误的是( )
A. 醋酸菌的最适生长温度低于酵母菌的
B. 醋酸菌能将酒精转化为醋酸
C. 醋酸菌能将糖源转化为醋酸
D. 醋酸菌为好氧型微生物
2. 为了解决小麦秸秆的回收处理问题,研究人员分离、纯化分解秸秆中纤维素的微生物,实验流程如图甲所示。图乙是培养出的单菌落示意图。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中选择培养要用以葡萄糖作为唯一碳源的选择培养基
B. 制备的培养基一般要进行高压蒸汽灭菌,接种工具须经消毒处理
C. 据图乙推测,分解纤维素能力最强的是菌落b
D. 若要统计每克样品中的细菌数,则应选择平板划线法
3. 某科研团队将菘蓝(常用中药植物,其根叫板蓝根,RR,2n=14)与甘蓝型油菜(AABB,4n=38)的体细胞杂交,最终培育出“菘油1号”,其口感脆甜,同时还具有一定的抗病毒特性。培育“菘油1号”的大致流程如图所示,其中A、B、R表示3个不同的染色体组。下列叙述正确的是( )
A. 严格控制过程①的酶解时间,避免酶催化组成细胞膜的物质分解
B. 过程②的融合过程需要在等渗溶液中进行,以保证原生质体的形态
C. 杂种细胞再生出细胞壁的过程需要中心体、线粒体等细胞器的参与
D. “菘油1号”成熟叶肉细胞所含的染色体组数是12
4. 2024年2月,世界首例体细胞克隆顶级种用藏羊在我国诞生。本次克隆是采集种羊耳缘组织,在实验室培养成耳纤维细胞,通过体细胞核移植获得种羊克隆胚胎,然后将克隆胚胎移植到受体湖羊的输卵管内。下列叙述正确的是( )
A. 动物细胞核移植技术中可以采用显微操作法、紫外线短时间照射等方法去核
B. 以雌性藏羊为供核供体克隆出多头子代,让子代自由交配可以获得更多的藏羊
C. 可以取桑葚胚的滋养层细胞进行DNA分析,鉴定性别
D. 克隆胚胎须培养至原肠胚方可移植到同期发情处理的受体湖羊体内
5. 经过下列处理所得到的细胞中,能确定已经失去活性的是( )
A. 将猕猴体细胞核注入去核卵母细胞得到的重构细胞
B. 用台盼蓝染液染色后被染成蓝色的人口腔上皮细胞
C. 经诱导获得的红色和绿色荧光均匀分布的人鼠融合细胞
D. 临时装片中的叶绿体随着细胞质流动的黑藻叶肉细胞
6. 下列关于支原体、发菜、水绵和伞藻的叙述,错误的是( )
A. 水绵、伞藻细胞有生物膜系统,支原体、发菜细胞无生物膜系统
B. 支原体和发菜的变异来源都只有基因突变
C. 水绵和伞藻的细胞壁成分是纤维素和果胶,支原体和发菜细胞壁成分含几丁质
D. 支原体、发菜、水绵和伞藻细胞中均有核酸与蛋白质复合物
7. EVOLVEpro是一种基于深度学习和进化算法的新型蛋白质工程模型,其核心工作原理结合了生成式人工智能和定向进化的优势,能够高效预测和生成功能更优的蛋白质变体。下列有关说法正确的是( )
A. 利用蛋白质工程不能直接对蛋白质的氨基酸进行替换
B. 预测蛋白质结构需要依据DNA编码链中的碱基排列顺序
C. 碱基对发生替换一定会使蛋白质的结构和功能发生改变
D. 利用蛋白质工程得到的蛋白质都是自然界中已经存在的蛋白质
8. 腹痛腹泻是小儿常见疾病之一,患儿常常表现出疲惫、情绪低落或注意力不集中等现象。现有某种贴剂贴在患儿肚脐处后通过贴剂中的丁香酚扩散进入胃壁细胞来缓解小儿腹泻腹痛症状,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 图中所示H+–K+–ATP酶能同时运输K+和H+,所以不具有专一性
B. 胃蛋白酶经内质网和高尔基体加工成熟后再通过胞吐进入内环境
C. K+从胃腔进入胃壁细胞中与H+从胃壁细胞进入胃腔的方式相同
D. 丁香酚可通过促进胃蛋白酶分泌和提高胃腔pH来促进食物消化
9. 青霉素可干扰细菌细胞壁的合成,阿奇霉素可抑制细菌核糖体中蛋白质的合成,从而达到杀菌的目的。下列叙述正确的是( )
A. 细胞壁和核糖体均可体现细菌与动、植物细胞的统一性
B. 一个细菌在生命系统结构层次中仅属于细胞层次
C. 细菌中蛋白质的合成不经过内质网及高尔基体的加工
D. 青霉素治疗支原体肺炎的效果要强于阿奇霉素的
10. 下列关于细胞的结构和细胞中化合物的叙述错误的是( )
A. 研究分泌蛋白的合成与分泌时,利用了放射性同位素标记法
B. 溶酶体内含有DNA酶、蛋白酶等多种水解酶,与维持细胞内部环境的稳定有关
C. 骨骼肌细胞中,与核DNA结合的蛋白质可能是RNA聚合酶,但不可能是DNA聚合酶
D. 捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,与光合作用有关的酶则分布在叶绿体基质
11. 细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧。下列关于细胞的叙述,合理的是( )
A. 洋葱表皮细胞在清水中不会涨破,主要是因为细胞膜能控制物质进出细胞
B. 胰蛋白酶的分泌过程能够说明内质网膜与高尔基体膜组成成分和结构具有相似性
C. 叶绿体内堆叠着大量类囊体,有利于二氧化碳在膜上的吸收作用
D. 蓝细菌细胞具有多种膜结构细胞器,可将细胞质分割成许多功能化区域
12. 人偏肺病毒(HMPV)、肺炎支原体(MP)和人腺病毒(HAdV)是引起呼吸道感染的常见病原体,其遗传物质如表所示。下列相关叙述错误的是( )
病原体
遗传物质
HMPV
RNA
MP
DNA
HAdV
DNA
A. MP具有拟核、核糖体、细胞膜和细胞壁
B. MP细胞中存在多种核酸—蛋白质复合体
C. HMPV的基因是有遗传效应的RNA片段
D. HAdV携带的核酸的单体是脱氧核糖核苷酸
13. 科学家发现了一种能固氮的单细胞真核生物——贝氏布拉藻,其固氮功能由硝质体完成。研究发现,硝质体是由贝氏布拉藻吞噬某种固氮细菌(吞噬时固氮细菌被宿主细胞的细胞膜包被)进化而来的,硝质体中大约有一半蛋白质编码依赖宿主基因组。下列叙述错误的是( )
A. 推测硝质体可能和叶绿体一样,都具有双层膜结构
B. 硝质体固定的氮可用于合成蛋白质、叶绿素等化合物
C. 硝质体内的蛋白质完全由自身基因控制合成
D. 若能将硝质体转移到农作物中,则可能会减少氮肥的使用
14. 下图中,甲、乙表示两种核苷酸分子,丙表示由核苷酸连接而成的长链。下列相关叙述正确的是( )
A. 原核细胞中的核酸初步水解产物不含甲
B. 真核细胞中的核酸初步水解产物只含甲
C. 分子乙中的碱基可能是A、G、C或者T
D. 与丙反向平行的脱氧核苷酸长链构成的生物大分子,是以碳链为骨架的
15. 细胞器是细胞内具有特定形态结构和功能的微器官,也称为拟器官或亚结构。下列有关细胞器的相关叙述正确的是( )
A. 膜蛋白不属于分泌蛋白,它的形成不需要内质网、高尔基体的参与
B. 溶酶体的形成与核糖体、高尔基体、线粒体等细胞器有关
C. 高尔基体膜向内连接核膜,向外连接细胞膜
D. 植物粉色花瓣、红色果实、绿色叶片都是由液泡中不同色素呈现的
16. 溶酶体是主要分布于动物细胞内的一种细胞器,对维持细胞内部环境的稳定发挥着重要作用。溶酶体表面输出胆固醇的转运蛋白功能缺陷,引起C型尼曼氏病,患者小脑功能失调。下列叙述错误的是( )
A. 细胞自噬的过程与溶酶体密切相关
B. 溶酶体合成多种水解酶,利于分解衰老和损伤的细胞器
C. 溶酶体中的水解产物一般可以被细胞再次吸收进行利用
D. C型尼曼氏病患者体内胆固醇会在溶酶体内大量贮积
17. 花生种子是重要的油料作物种子,其萌发过程中物质转化活跃。下列关于花生种子(含萌发初期种子)的元素与化合物相关叙述,正确的是( )
A. 花生油中饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸含量高,常温下(25℃)呈液态
B. 检测花生种子中的蛋白质时,需先加双缩脲试剂A液营造碱性环境,再加B液
C. 花生种子萌发时,消耗的有机物中,脂肪氧化分解消耗的氧气量比糖类少
D. 花生种子成熟过程中,自由水含量升高,有利于淀粉、脂肪等有机物的积累
18. 核孔复合物(NPC)是锚定于双层核膜上的由多种蛋白质组成的复合体。施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构,取得了突破性进展。NPC是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。下列叙述正确的是( )
A. DNA分子能够穿过核孔到细胞质控制细胞的代谢活动
B. 某些蛋白质在细胞质中合成后能通过NPC进入细胞核
C. 哺乳动物成熟红细胞中的NPC数量较少,因此代谢较弱
D. 构建NPC近原子分辨率结构模型属于概念模型
19. 下列实验需要利用光学显微镜进行观察或统计的是( )
A. 计数平板上尿素分解菌的菌落数量
B. 利用二苯胺鉴定DNA的粗提物
C. 计数培养液中酵母菌种群数量变化
D. 观察菊花外植体的生长状况
20. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 自由水是很多生化反应的介质,不能直接参与生化反应
B. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
C. 乳糖存在于动物细胞中,不能进一步水解为更简单的化合物
D. 脂肪是细胞中良好的储能物质,不是细胞膜的主要组成组分
二、多项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上的选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得1分,有选错的得0分。
21. 人体中存在的多种蛋白质,具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递等重要功能,参与细胞的不同生命活动。下列叙述错误的是( )
A. 精卵细胞相互识别结合体现了细胞膜信息交流的功能
B. 胰蛋白酶由内质网经高尔基体、细胞膜分泌到细胞外共穿过3层磷脂双分子层
C. 细胞质中有支持细胞器的结构——细胞骨架,它是由蛋白质和纤维素组成的网架结构
D. 通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白参与不同物质的跨膜运输,体现了细胞膜具有一定流动性
22. 抗体由4条肽链构成,结构分为可变区(V区)和恒定区(C区,是抗体分子中相对较为保守的区域,在不同物种间的差异较大),与抗原特异性结合的区域为CDR区,位于Ⅴ区中。单克隆抗体在疾病诊断和病原体鉴定中发挥重要作用,但鼠源的单抗容易在人体内引发人抗鼠抗体反应(HAMA),从而削弱其治疗的有效性。科学家对鼠源杂交抗体进行改造,生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体,主要流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 鼠—人嵌合抗体至少含有4个游离氨基,其抗体特异性由肽链的C区决定
B. 鼠源单抗易引发人体免疫排斥反应与其可变区有关
C. 构建鼠—人嵌合抗体表达载体时需限制酶和DNA聚合酶
D. 鼠—人嵌合抗体的研制过程属于蛋白质工程,图中转染细胞的方法可能是显微注射法
23. 下列有关细胞结构的叙述,正确的是( )
A. 细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,其中蛋白质可使膜表面张力降低
B. 细胞骨架与物质运输、能量转化、信息传递、细胞分裂等生命活动密切相关
C. 真核细胞有氧呼吸的场所是线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质
D. 细胞都含有DNA和RNA,且以DNA作为遗传物质
24. 细胞内的蛋白质合成后,会通过特定的机制被运输到相应的部位发挥功能。某些蛋白质带有特定的信号序列,可引导它们进入线粒体、叶绿体等细胞器。研究发现,一种名为Tom20的蛋白质在细胞质中合成后,能与带有线粒体靶向信号的蛋白质结合,协助其进入线粒体。下列叙述正确的是( )
A. Tom20蛋白可能存在于线粒体的外膜上,参与蛋白质的跨膜运输
B. 缺乏Tom20蛋白可能会导致线粒体中某些功能异常
C. 带有线粒体靶向信号的蛋白质进入线粒体的过程需要消耗能量
D. 所有进入线粒体的蛋白质都需要Tom20蛋白的协助
25. 大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理并离心后,拟核DNA会与蛋白质等结合形成沉淀,质粒分布在上清液中,利用该原理可初步获得质粒DNA.用三种限制酶处理提取的产物经PCR扩增,然后进行琼脂糖凝胶电泳,结果如图所示。下列关于质粒DNA的粗提取和鉴定的叙述,正确的是( )
A. 向上清液中加入冷酒精,可以使其中的DNA析出,从而达到粗提取的目的
B. 向粗提取的DNA中加入二苯胺试剂后即可呈现蓝色
C. 电泳鉴定利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极方向移动的原理
D. 质粒上没有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的切割位点,只有限制酶Ⅲ的切割位点
26. 用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。以下有关说法正确的是( )
A. 细胞器甲是线粒体,含有双层膜结构,内膜和外膜的蛋白质含量和种类相同
B. 细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,不一定与分泌蛋白的合成和加工直接相关
C. 细胞器丙与主动运输有关
D. 大肠杆菌与此细胞都能共有的细胞器为丙
27. 气孔的开关与保卫细胞积累钾离子密切相关。某种质子泵(H+-ATPase)具有ATP水解酶的活性,利用水解ATP释放的能量,使H+从质膜内侧向外侧泵出,在H+浓度梯度的驱动下K+通过转运蛋白进入保卫细胞,保卫细胞吸水膨胀,气孔打开。以下说法正确的是( )
A. H+转运过程中质子泵会因磷酸化发生空间结构的改变
B. K+进入保卫细胞的过程不需要消耗能量
C. K+对气孔的调节体现了无机盐调节生命活动的功能
D. 气孔导度的大小可影响蒸腾速率和暗反应速率
28. 科学家用水培法培养甜瓜幼苗时,每天的和初始浓度均为500mg·L-1,定时测定培养液中和的剩余量,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. Mg是构成叶绿素的元素,缺Mg对光合作用的暗反应没有影响
B. 据图可知,甜瓜在营养生长期对的吸收速率大于授粉期
C. 甜瓜对和吸收量的差异可能与细胞膜上两种离子的载体数量有关
D. 据图可知,甜瓜对和的吸收速率在坐果期的前期最大,须注意适时适量的施肥
29. 糖和脂肪在细胞的生命活动中都具有重要作用,它们之间能相互转化,过程如图所示,其中①②③④表示人体血液中葡萄糖的来源与去路。下列叙述错误的是( )
A. 一般在糖类供能不足时,脂肪才会大量分解转化为糖类
B. 葡萄糖与脂肪相互转化时,元素的种类和含量不会发生变化
C. 糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质
D. 脂肪中C、H比例高,储存能量更多,一般是生物体利用的主要能源物质
30. 用物质的量浓度为2mol•L⁻¹的乙二醇溶液和2mol•L⁻¹的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞可能是解离后的根尖分生区细胞
B. 曲线AC段表明细胞液浓度先减小后增大
C. 曲线BD段表明水分子进出细胞处于平衡状态
D. 实验表明原生质体对乙二醇和蔗糖的通透性不一样
三、非选择题:本题共3小题,共30分。
31. 图1表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系,其中甲代表图中有机物共有的元素,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子,X、Y、Z、Q分别为构成生物大分子的基本单位;图2为核酸的部分结构示意图。回答下列问题:
(1)图1中甲中含量(干重)最多的元素是________。
(2)脂质中除Ⅰ外,还包括___________;若Ⅴ存在于动物肝细胞中,且与淀粉功能相似,则Ⅴ是___________。若相同质量的Ⅴ和Ⅰ彻底氧化分解,_______(填“Ⅴ”或“Ⅰ”)消耗更少的氧气。
(3)若图2为Ⅲ的部分结构,则⑤的中文名称是________________。烟草的遗传信息储存在____中(填“Ⅱ”或“Ⅲ”),其彻底水解的产物是_________。
(4)图3是免疫球蛋白(IgG)的结构图(—SH + —SH→—S—S— + 2H)。科学家发现,IgG可以与不同的抗原结合,其原因主要是IgG的Ⅴ区变化很大。从氨基酸的角度考虑,Ⅴ区不同的原因是_____________。
32. 随着生活水平的提高,因糖、脂过量摄入导致的肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等代谢性疾病频发。研究表明,此类疾病与脂滴的代谢异常有关,脂质自噬的方式及过程,如图1所示。动物细胞内某些蛋白质的加工、分拣和运输过程,如图2所示,其中甲、乙、丙代表细胞结构,COPⅠ和COPⅡ代表两种囊泡。据图分析:
(1)大量摄入糖类会导致肥胖的原因是________。非酒精性脂肪性肝炎是糖脂摄入过量,糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子所致。研究人员发现患者血液中谷丙转氨酶(肝细胞内蛋白质)含量明显上升,分析其原因是_______。
(2)脂滴是细胞中储存脂肪等脂质的一种泡状结构板,根据脂肪的特性分析,脂滴膜最可能由_______层磷脂分子构成。图1方式①和方式②中自噬溶酶体形成的结构基础是_______;方式③有助于自噬溶酶体的形成,据此推测PLIN2蛋白具有________(填“促进”或“抑制”)脂质自噬的作用。自噬溶酶体中内容物被降解后去向可能是_______。
(3)图2中若定位在乙中的某些蛋白质偶然掺入丙中,则图中的_______可以帮助实现这些蛋白质的回收。经乙加工的蛋白质进入丙后,能被丙膜上的M6P受体识别的蛋白质,经膜包裹形成囊泡,转化为溶酶体。若M6P受体合成受限,会使溶酶体水解酶在_______(填结构名称)内积累。
33. 人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白。下图表示利用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白的部分过程,图中Tetr表示四环素抗性基因,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题:
限制酶
BamHⅠ
HaeⅢ
BclⅠ
Sau3AⅠ
NotⅠ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
CCTAG↑G
GG↓CC
CC↑GG
T↓GATCA
ACTAG↑T
↓GATC
CTAG↑
GC↓GGCCGC
CGCCGG↑CG
(1)要将人乳铁蛋白基因插入质粒,若只允许使用一种限制酶,应选择的限制酶是__________。若BamHI酶切的DNA末端与BclI酶切的DNA末端连接成重组DNA,对于该重组DNA,这两种酶_______________(填“都不能”或“只有一种能”)切开。
(2)若选用牛作为转基因动物可将人乳铁蛋白基因与_____________基因的启动子等调控组件重组在一起,可通过_____________方法将基因表达载体导入受精卵中,然后使其发育成转基因动物。
(3)据图分析,初步筛选时,含有重组质粒的受体应表现为_____________。
(4)为检测目的基因是否在供体牛中翻译成乳铁蛋白,可用相应的抗体进行_____________。
(5)培养出早期胚胎后,科学家欲进行胚胎分割移植,则应该选择发育良好、形态正常的___________,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针进行分割。
(6)若利用转基因大肠杆菌(工程菌)则不能生产有活性的人乳铁蛋白,这是因为_________。
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