内容正文:
2025—2026学年度高二年级下学期第二学程考试
生物学学科试卷
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. 下图①②分别是在低倍镜和高倍镜下观察到的细胞,③④⑤⑥分别是不同放大倍数的目 镜或物镜。下列有关显微镜使用的说法,正确的是( )
A. 图中放大倍数最大的镜头组合是⑤⑥ , 视野最亮的镜头组合是③④
B. 显微镜的放大倍数为物镜和目镜放大倍数的乘积,放大倍数越大,看到的细胞越多
C. 若将物像从图①调节为图② , 操作步骤为:调节光圈→移动装片→转动转换器→调节细准焦螺旋
D. 若在图①视野中观察到一异物,转到图②视野时异物消失,则该异物一定在物镜上
【答案】A
【解析】
【分析】由图分析可知,③⑤没有螺纹是目镜,目镜越长放大倍数越小,则③的放大倍数小于⑤;④⑥带有螺纹是物镜,物镜越长放大倍数越大,则④的放大倍数小于⑥。
【详解】A、目镜的镜头越长,其放大倍数越小;物镜的镜头越长,其放大倍数越大,图中放大倍数最大的镜头组合是短目镜⑤和长物镜⑥,视野最亮的镜头组合是放大倍数最小的组合,即长目镜③和短物镜④,A正确;
B、显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数,显微镜的放大倍数越大,视野中看的细胞数目越少,细胞体积越大,B错误;
C、若要将物像从图①调节为图②,是低倍镜切换为高倍镜的操作,正确步骤是:移动装片→转动转换器→调节光圈→调节细准焦螺旋,C错误;
D、显微镜视野中出现异物时,有可能出现在目镜、物镜和玻片上,若在图①视野(观察范围大)中观察到一异物,转到图②高倍镜观察视野(观察范围小)后,异物消失,说明异物一定不会出现在目镜上,既然不在目镜上,则可能在物镜和玻片上,D错误。
故选A。
2. 南极鱼细胞通过抗冻蛋白改变自由水与结合水的比例、增加细胞膜上不饱和脂肪酸的含量来适应低温环境。下列叙述错误的是( )
A. 不饱和脂肪酸与抗冻蛋白都是多聚体
B. 水可与抗冻蛋白结合形成结合水
C. 降低自由水比例可避免因结冰损害细胞
D. 增加不饱和脂肪酸含量有利于维持细胞膜的流动性
【答案】A
【解析】
【详解】A、多聚体是由多个单体连接形成的生物大分子,抗冻蛋白属于蛋白质,是氨基酸聚合形成的多聚体,不饱和脂肪酸属于小分子有机物,不属于多聚体,A错误;
B、结合水是细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合的水,因此水可与抗冻蛋白结合形成结合水,B正确;
C、自由水在低温下易结冰损伤细胞结构,降低自由水比例可减少细胞内结冰的概率,避免低温损害细胞,C正确;
D、不饱和脂肪酸的熔点较低,细胞膜上不饱和脂肪酸含量增加,可降低细胞膜在低温下凝固的概率,有利于维持细胞膜的流动性,D正确。
3. 肥胖与长期糖摄入超标有关,培养健康的饮食习惯,控制高糖类,是防止肥胖发生的有效手段。下列叙述正确的是( )
A. 糖是细胞内主要的储能物质,常被形容为“生命的燃料”
B. 糖在生产生活中有广泛的用途,某些糖可用于废水处理、制作人造皮肤等
C. 糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;在糖类供能不足时,脂肪也能大量转化为糖类
D. 糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病,病人饮食中不能含任何糖类
【答案】B
【解析】
【详解】A、葡萄糖是细胞内主要的能源物质,常被形容为“生命的燃料”,A错误;
B、糖在生产生活中有广泛的用途,某些糖可用于废水处理、制作人造皮肤等,如几丁质,B正确;
C、糖类在供应充足的情况下,糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪只有在糖类供能不足时才会少量转化为糖类,C错误;
D、糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病,病人饮食不应该含有过多的糖类,但并不意味着不能含任何糖类,D错误。
4. 某链状多肽a的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生了3种氨基酸。据此判断,下列有关叙述错误的是( )
A. 该链状多肽a分子中含有5个肽键
B. 1个丙氨酸参与合成该链状多肽a
C. 1个a分子水解后可产生4个谷氨酸
D. 1个a分子中含有4个游离的羧基
【答案】C
【解析】
【详解】A、图示3种氨基酸中都只含有一个氨基(N原子),根据分子式(C22H34O13N6)中的N原子数可知该多肽是由6个氨基酸构成的,由6个氨基酸脱去5分子水形成5个肽键,A正确;
B、3种氨基酸只有谷氨酸含有2个羧基,假设谷氨酸的数目为X,则4X+2(6-X)-5=13,解得X=3。再通过对C原子个数的计算可知,含甘氨酸2个、丙氨酸1个,B正确;
C、该多肽分子由3个谷氨酸组成,故水解后可产生3个谷氨酸,C错误;
D、该化合物的谷氨酸的R基中含有一个羧基,且含有3个谷氨酸,因此1个a分子的游离的羧基数是3+1=4,D正确。
故选C。
5. 如图为某化合物及反应过程,以下说法正确的是( )
A. ①代表的碱基可以是尿嘧啶
B. 上图表示核糖核苷酸脱水缩合过程
C. 由上图中核苷酸聚合形成的大分子一般以单链形式存在
D. T2噬菌体的遗传物质可由上图所示的核苷酸脱水缩合形成
【答案】D
【解析】
【详解】A、图中核苷酸的五碳糖2'位为H,无羟基,属于脱氧核糖,因此该核苷酸为脱氧核糖核苷酸,是DNA的基本组成单位,尿嘧啶是RNA特有的碱基,脱氧核糖核苷酸的碱基仅包括A、T、C、G四种,不可能是尿嘧啶,A错误;
B、该过程表示脱氧核糖核苷酸的脱水缩合过程,B错误;
C、图中核苷酸聚合形成的大分子是DNA,DNA一般以双链双螺旋结构存在,C错误;
D、T2噬菌体的遗传物质是DNA,DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,可由图中所示核苷酸脱水缩合形成,D正确。
6. 大豆疫霉菌在侵染大豆过程中分泌的水解酶XEG1可降解细胞壁,破坏植物的抗病性。植物通过分泌蛋白GIP1与XEG1结合并抑制其活性,从而达到干扰XEG1的作用。研究发现,大豆疫霉菌在漫长的进化过程中变异出XEG1酶活性丧失的突变体,该突变体可产生XLP1作为“诱饵”与野生大豆疫霉菌协同攻击植物。下列相关叙述中正确的是( )
A. 大豆疫霉菌为原核生物,水解酶XEG1的合成场所为核糖体
B. XEG1可能破坏植物细胞壁中的肽聚糖和果胶,使其丧失对细胞的保护和支持作用
C. 突变体的形成说明大豆疫霉菌的遗传物质为RNA,结构不稳定,容易发生变异
D. XLP1可能竞争性地与GIP1结合,从而保护致病因子XEG1免受GIP1的攻击
【答案】D
【解析】
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。自然发生的突变叫做自然突变(自发突变),这种突变发生的频率极低,由外界因素诱发而导致的突变叫做诱发突变。
【详解】A、大豆疫霉菌为真核生物,水解酶XEG1的本质为蛋白质,合成场所为细胞质中的核糖体,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,对细胞具有保护和支持作用,B错误;
C、大豆疫霉菌为真核生物,遗传物质为DNA,C错误;
D、由于突变体可作为“诱饵”与野生大豆疫霉菌协同攻击植物,推测突变体产生的XLP1可竞争性地与GIP1结合,从而保护致病因子XEG1免受GIP1的攻击,D正确。
故选D。
7. 结构生物学研究发现,核孔复合体(NPC)并非静态通道,而是一个具有高度柔性的动态支架。当细胞内转运超大核糖核蛋白颗粒时,NPC在相关骨架蛋白的驱动下,能通过其环状结构的构象改变主动扩张直径。下列相关叙述错误的是( )
A. 核孔复合体实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流
B. 主动扩张机制说明细胞骨架在维持细胞形态之外还参与物质运输
C. 大分子物质通过核孔进出具有选择性,且该过程通常需要消耗能量
D. 核内DNA分子复制完成也可通过主动扩张机制进入细胞质
【答案】D
【解析】
【详解】A、核孔复合体(NPC)是真核细胞细胞核与细胞质之间物质交换和信息交流的通道,A正确;
B、题干指出NPC可通过构象改变“主动扩张”,且该过程与细胞骨架动态耦合,说明细胞骨架在执行支持功能外,还参与了调节核孔直径并辅助物质运输的过程,B正确;
C、大分子物质(如蛋白质、RNA)通过核孔进出具有严格的选择性,通常需要消耗能量,C正确;
D、核 DNA 不能出细胞核,D错误。
8. 酱油是一种营养丰富、风味独特的传统调味品,初见记载于南宋时期。下面是古法酿造酱油的主要流程,下列有关黑曲霉和发酵过程的叙述中不正确的是( )
黄豆→浸泡清洗→蒸煮→加入黑曲霉发酵→发酵池发酵→提取酱油
A. 浸泡清洗可以洗去泥沙,蒸煮可以使部分大豆蛋白变性,有利于发酵
B. 酱油制作的原理是蛋白酶将大豆中蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
C. 为了防止杂菌污染,蒸煮后的大豆需要立即加入黑曲霉进行发酵
D. 利用产酸量高的黑曲霉还可以通过发酵工程生产食品添加剂——柠檬酸
【答案】C
【解析】
【分析】传统发酵技术是指利用自然存在的微生物,在一定条件下将原料进行发酵的技术。在果酒制作中,利用酵母菌无氧呼吸产生酒精,条件是无氧、18 - 30℃,原理为葡萄糖在酶作用下分解为酒精和二氧化碳。果醋制作依靠醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,在氧气、糖源充足时将糖分解成醋酸,糖源不足时将乙醇变为乙醛,再变为醋酸,发酵温度 30 - 35℃。腐乳制作主要利用毛霉等微生物,毛霉产生蛋白酶和脂肪酶,蛋白酶将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸。泡菜制作利用乳酸菌,乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,在无氧、适宜温度下,将葡萄糖分解为乳酸。
【详解】A、通过浸泡清洗可以洗去泥沙,蒸煮可以使部分大豆蛋白变性,有利于黑曲霉发酵,A正确;
B、酱油制作过程中,黑曲霉等微生物产生的蛋白酶能够将大豆中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,赋予酱油独特的风味和营养,B正确;
C、蒸煮后的大豆需要冷却后,才能加入黑曲霉进行发酵,C错误;
D、一些产酸量高的黑曲霉可以用于发酵工程生产食品添加剂柠檬酸,这是发酵工程的常见应用之一,D正确。
故选C。
9. 甲醇蛋白是毕赤酵母的胞内蛋白,可用甲醇作碳源来培养毕赤酵母生产甲醇蛋白。毕赤酵母无毒性,甲醇对大多数微生物有毒性。下列叙述错误的是( )
A. 筛选能高效利用甲醇的毕赤酵母时,培养基应以甲醇为唯一碳源
B. 虽然甲醇对多数微生物有毒性,发酵生产甲醇蛋白时也需检测是否有杂菌污染
C. 发酵时,发酵温度、培养液的渗透压和pH影响甲醇蛋白产量
D. 用作动物饲料时,需从毕赤酵母菌体中分离、纯化甲醇蛋白
【答案】D
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。
【详解】A、甲醇蛋白是毕赤酵母的胞内蛋白,筛选能高效利用甲醇的毕赤酵母时, 应以甲醇为唯一碳源,A正确;
B、微生物培养的核心是防止杂菌污染,因此虽然甲醇对多数微生物有毒性,发酵生产甲醇蛋白时也需检测是否有杂菌污染,B正确;
C、发酵时,发酵温度、培养液的渗透压和pH 会影响毕赤酵母的生长繁殖,因此也会影响甲醇蛋白产量,C正确;
D、饲料微生物是指做为畜、禽和鱼类的饲料以及适用于加工或改善饲料质量的微生物,因此用作动物饲料时, 需要直接培养毕赤酵母菌体,D错误。
故选D。
10. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是( )
A. 囊胚在移植前,可取内细胞团细胞进行性别鉴定
B. 培育转基因抗虫棉时,需要从分子水平和个体水平进行筛选
C. 对初步筛选的分解尿素的细菌,还需要借助生物化学的方法进行鉴定
D. PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定
【答案】A
【解析】
【详解】A、囊胚期的内细胞团将来发育为胎儿的各类组织,性别鉴定时若取内细胞团细胞会严重损伤胚胎,正确操作是取将来发育为胎膜、胎盘的滋养层细胞进行鉴定,A错误;
B、培育转基因抗虫棉时,分子水平需检测目的基因是否插入、是否转录、是否翻译出对应蛋白,个体水平需做抗虫接种实验验证抗虫性状,因此需要两个层面的筛选,B正确;
C、以尿素为唯一氮源的选择培养基只能初步筛选可能分解尿素的细菌,后续还需借助添加酚红指示剂的生物化学方法鉴定,C正确;
D、PCR产物为DNA片段,不同大小的DNA片段在琼脂糖凝胶电泳中迁移速率不同,可通过该方法鉴定是否得到预期大小的目标产物,D正确。
11. 下图为某哺乳动物体内受精作用及胚胎发育过程示意图。下列叙述正确的是( )
精子、卵子受精卵桑葚胚幼体
A. ①过程精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会立即发生反应,拒绝其他精子进入
B. ②③④过程都发生有丝分裂,③过程中胚胎发生孵化
C. 桑葚胚时期细胞具有全能性,并开始出现分化
D. 在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志
【答案】D
【解析】
【详解】A、精子触及卵细胞膜的瞬间,首先发生的是透明带反应,这是阻止多精入卵的第一道屏障,卵细胞膜反应是精子进入卵细胞后才发生的第二道屏障,A错误;
B、②③④过程细胞均进行有丝分裂,但孵化是囊胚期透明带破裂、胚胎从中伸展出来的过程,发生在a(囊胚)阶段,不属于③过程,B错误;
C、桑葚胚时期细胞尚未出现分化,所有细胞都具有全能性,细胞分化从囊胚期才开始,C错误;
D、胚胎工程中,判断受精完成的标志就是观察到卵细胞膜和透明带的间隙存在两个极体,或者观察到雌雄原核形成,D正确。
12. 紫花苜蓿易造成家畜鼓胀病,百脉根富含单宁,单宁与植物蛋白质结合,不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育出了抗鼓胀病的新型牧草,研究主要流程如图。下列说法正确的是( )
注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可抑制线粒体的功能。
A. 在制备两种植物原生质体时,常用纤维素酶和胶原蛋白酶处理原材料
B. 过程①常使用灭活病毒诱导法诱导清水紫花苜蓿和里奥百脉根的原生质体融合
C. 过程②为脱分化,过程③为再分化,杂种细胞团的形成是植物体细胞杂交完成的标志
D. 培育抗鼓胀病的苜蓿新品种依据的生物学原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【分析】植物组织培养是指利用特定的培养将离体的植物细胞、组织或器官培养成完整植株的过程,所以花药的离体培养、基因工程中的受体细胞的培养、植物体细胞杂交后杂种细胞的培养以及植物的大量快速繁殖都要用到植物组织培养技术。植物组织培养的过程是外植体→脱分化→愈伤组织→再分化→根、芽→试管苗。植物体细胞杂交是指将植物不同种的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。
【详解】A、细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁后可分离得到原生质体,A错误;
B、灭活病毒诱导法只能用于诱导动物细胞融合,过程①常使用物理法和化学法诱导原生质体融合,B错误;
C、植物体细胞杂交完成的标志是形成杂种植株,而非形成杂种细胞团,C错误;
D、植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,D正确。
故选D。
13. 某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平,体外制备出桑葚胚样全能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究,下列叙述正确的是( )
注:pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因
A. 桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达上升
B. 诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C. 囊胚期细胞重置至桑葚样细胞的过程类似于脱分化
D. 桑葚胚样细胞不可诱导发育至囊胚期
【答案】C
【解析】
【分析】胚胎发育过程:(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;(2)桑葚胚:当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团, 形似桑葚时,这时的胚胎称为桑葚胚。之前所有细胞都有发育成完整胚胎的潜能,属全能细胞;(3)囊胚:胚胎进一步发育,细胞逐渐分化。聚集在胚胎 一端的细胞形成内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;;而沿透明带内壁扩展和排列的细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘;(4)原肠胚:囊胚孵化后,将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层,向内迁移的细胞形成内胚层。随着发育的进行, 一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。这三个 胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。
【详解】A、具体分析通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平,体外制备出桑葚胚样全潜能细胞,因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达下降,A错误;
B、诱导桑葚胚样细胞时,其本质是细胞分化,基因的碱基序列并未发生改变,B错误;
C、胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化,因此囊胚期细胞重置至桑葚样细胞的过程类似于脱分化,C正确;
D、胚胎发育的过程为受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体,桑葚胚样全能细胞在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段,因此桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期,D错误。
故选C。
14. 梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用,可提高繁殖率,增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是( )
A. 采集的精液无需固定、稀释,即可用血细胞计数板检测精子密度
B. 人工授精时,采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道
C. 超数排卵处理时,常用含促性腺激素的促排卵剂
D. 母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
【答案】C
【解析】
【分析】体外受精主要操作步骤:(1)卵母细胞的采集和培养:方法一:对小型动物一般用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。方法二:对大型动物是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精(或从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞)。(2)精子的采集和获能:在体外受精前,要对精子进行获能处理。采集方法:假阴道法、手握法和电刺激法等。获能方法:培养法和化学法。(3)受精:获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。。
【详解】A、采集的精子需要经过稀释和固定处理,否则活动精子会影响计数准确性,且血细胞计数板通常用于已固定的细胞,A错误;
B、人工授精时,精子在雌性生殖道内自然获能,无需提前体外处理,B错误;
C、超数排卵通过注射促性腺激素(如FSH和LH)促进卵泡发育和排卵,C正确;
D、胚胎移植的生理学基础是母体子宫对胚胎的免疫耐受性高,不会发生免疫排斥,而非耐受低下,D错误。
故选C。
15. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B. 治疗性克隆是为了获得治疗所用的克隆个体,且需要严格的监管
C. “设计试管婴儿”需要在植入前对胚胎进行遗传学诊断
D. 转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而影响生物多样性
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等,它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布,经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内,造成大规模伤亡,A正确;
B、治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的,需要在严格的监管下进行,B错误;
C、“设计试管婴儿”与“试管婴儿”的主要区别在于前者在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断,C正确;
D、转基因植物进入自然生态系统后可能因其具有较强的“选择优势”而占有较多的环境资源,使得其他物种的生存受到影响,从而严重影响生物多样性,D正确。
16. 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,可以用于治疗病毒的感染和癌症,但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,据图分析下列叙述错误的是( )
A. 图中构建新的干扰素模型主要依据是新的干扰素的预期功能
B. 图中某过程涉及到中心法则的逆向应用
C. 图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D. 图中各过程没有涉及到基因表达载体的构建
【答案】D
【解析】
【详解】A、蛋白质工程的设计思路是从预期蛋白质功能出发,设计对应的蛋白质结构,因此构建新的干扰素模型的主要依据是新干扰素的预期功能,A正确;
B、中心法则的常规传递方向是DNA→RNA→蛋白质,图中从新的干扰素模型逆推合成新干扰素基因的过程,涉及根据蛋白质氨基酸序列反向推导对应核酸序列,属于中心法则的逆向应用,B正确;
C、蛋白质工程是基因工程的延伸,蛋白质由基因控制合成,改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构,从而实现对蛋白质性状的可遗传改造,C正确;
D、新的干扰素基因需要导入受体细胞才能表达产生新干扰素,该过程必须先构建基因表达载体,这是基因工程的核心步骤,因此图示过程涉及基因表达载体的构建,D错误。
17. 最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中,分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 上述PCR反应体系中加入两种引物
B. 电泳时产物的片段越小,迁移速率越慢
C. 5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列
D. 患者该段序列中某位点的碱基C突变为G
【答案】C
【解析】
【分析】1、PCR技术:
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
2、双脱氧测序法的原理:在DNA聚合酶、引物、四种单脱氧核苷酸(dNTP)存在的情况下,如果在四管反应系统中再分别加入四种双脱氧核苷三磷酸( ddNTP),DNA链合成反应过程中 ddNTP与dNTP处于一种竞争状态,即新合成DNA链既可能掺入正常dNTP,也可能掺入ddNTP并使新合成链终止延伸。这样在每个反应系统中形成的产物是一系列长度不等的多核苷酸片段,这些片段具有相同的起点,即引物的5'端,但有不同的ddNTP终端。 在结束反应后,用四个泳道进行电泳,分别分离各组反应体系中不同长度的DNA 片段,检测DNA片段终止末端位置的碱基种类,从自显影图谱中直接读取到与模板相匹配的新的链序。
【详解】A、利用双脱氧测序法时,PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA,故只需加入一种引物,A错误;
B、电泳时,产物的片段越大,迁移速率越慢,B错误;
C、依据分析中双脱氧测序法的原理,可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3'终端的碱基,如+ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3'终端碱基就是A。另外由于每个片段的起始点相同,但终止点不同,因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基;图示电泳方向为从上→下,即对应的DNA片段为长→短,则对应的DNA测序结果为3'→5',如对照个体的电泳结果最短的条带为+ddCTP泳道组的条带,则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C;因此对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3',患者的测序结果为5'-CTACCTGTGAT-3',C正确;
D、对比患者和对照个体的测序结果可知,患者该段序列中某位点的碱基C突变为T,D错误。
故选C。
18. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中(如图)。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时,应选择的引物组合是( )
A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示中引物的位置可知,引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因,引物③扩增的片段不含启动子,引物②扩增的片段既含有启动子,又含有HMA3基因序列。
【详解】图示中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中,若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子,需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列,应选择的引物组合是①+②,即B正确,ACD错误。
故选B。
19. 下列与DNA相关实验的叙述,错误的是( )
A. DNA不溶于酒精,能溶于2mol/L的NaCl溶液
B. PCR扩增DNA时,可增设不加模板的对照组,检验体系中是否有外源DNA污染
C. 具有相同碱基数量的环状DNA和链状DNA在同一电泳实验中的迁移速率不同
D. DNA粗提取时,将洋葱研磨液过滤并冷藏静置后,再弃上清液
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA的溶解性特点为不溶于酒精,在2mol/L的NaCl溶液中溶解度较高,在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低,A正确;
B、PCR扩增时,增设不加模板的对照组,若对照组出现扩增产物,说明反应体系存在外源DNA污染,该设计可检验污染情况,B正确;
C、相同碱基数量的环状DNA和链状DNA空间结构存在差异,电泳时迁移速率不同,通常超螺旋环状DNA迁移速率快于等长度链状DNA,C正确;
D、DNA粗提取时,洋葱研磨液过滤后冷藏静置,可使杂质沉淀,DNA溶解在上清液中,应取上清液进行后续DNA析出操作,而非弃去上清液,D错误。
20. 常规PCR只能扩增两引物间的DNA区段,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 应选择引物2和引物3进行PCR,且二者不能互补配对
B. 环化阶段,可选E.coli DNA连接酶而不能选T4DNA连接酶
C. 酶切阶段,L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列
D. PCR扩增,每轮循环前应加入限制酶将环状DNA切割成线状
【答案】C
【解析】
【详解】A、PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合,为保证延伸的是已知序列两侧的未知序列,应该选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对,A错误;
B、T4 DNA连接酶或E.coli DNA连接酶都可以用来连接黏性末端,因此环化阶段,可选用E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶,B错误;
C、在酶切阶段,已知序列L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列,不然会将已知序列L切断,造成序列识别混乱,C正确;
D、PCR的扩增只需要第一次循环前加入足够的限制酶,并不需要每轮都加入,D错误。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
21. 无花果是一种开花植物,主要生长于热带和温带,是世界上最古老的栽培果树之一。无花果中含有苹果酸、柠檬酸、脂肪酶等,具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列叙述正确的是( )
A. 新鲜无花果细胞中无机物的含量大于有机物
B. 无花果中含有丰富的微量元素,如锰、锌、钙等
C. 不同生物组织的细胞中各种化合物的含量有差别
D. 无花果细胞和人体细胞中元素的种类大致相同
【答案】ACD
【解析】
【分析】生物体内的无机盐主要以离子的形式存在,有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分,许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要的功能。
【详解】A、活细胞中,细胞内含量最多的化合物是水,占70% 〜90%,无机物的含量大于有机物的含量,A正确;
B、钙元素属于大量元素,B错误;
C、不同生物组织的细胞中各种化合物的含量有差异,C正确;
D、不同生物体内所含有的元素种类大体相同,这体现了生物界的统一性,D正确。
故选ACD。
22. 2023年冬季,由肺炎支原体和甲型流感病毒(单链RNA病毒)引起的呼吸道疾病频发。已知青霉素类抗生素的抑菌机制是抑制细菌细胞壁的合成。下列相关叙述错误的是( )
A. 肺炎支原体和甲型流感病毒最大区别是有无以核膜为界限的细胞核
B. 甲型流感病毒和肺炎支原体中嘌呤碱基总数和嘧啶碱基总数均相等
C. 甲型流感病毒和肺炎支原体的结构蛋白均在宿主细胞的核糖体上合成
D. 青霉素类抗生素不能有效抑制肺炎支原体和甲型流感病毒的增殖
【答案】ABC
【解析】
【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,一般由蛋白质和核酸构成,不能独立的生活和繁殖,只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。病毒的核酸只有1种,为DNA或RNA。
【详解】A、甲型流感病毒由蛋白质与核酸构成,不含细胞结构,肺炎支原体为原核生物,不含细胞核,甲型流感病毒和肺炎支原体结构上最主要的区别是有无细胞结构,A错误;
B、甲型流感病毒的遗传物质为单链RNA分子,其嘌呤碱基总数和嘧啶碱基总数不一定相等,B错误;
C、肺炎支原体有核糖体,能在自身的核糖体上合成蛋白质,C错误;
D、青霉素类抗生素的作用是破坏细菌细胞壁结构,支原体无细胞壁,甲型流感病毒没有细胞结构,所以青霉素类抗生素不能有效抑制肺炎支原体和甲型流感病毒的增殖,D正确。
故选ABC。
23. 关于细胞膜结构的假说有数十种,其中最被大多数人接受的是流动镶嵌模型,如图所示。下列关于细胞膜结构和功能的叙述,错误的是( )
A. 细胞膜是细胞生命系统的边界,③是其基本支架
B. ④与脂肪的区别在于磷脂中甘油的二个羟基与其他衍生物结合
C. 癌细胞在体内容易扩散和转移与①减少导致细胞间黏着性下降有关
D. 探究细胞膜的流动性,应用同位素标记两种不同细胞的②
【答案】BD
【解析】
【详解】A、细胞膜是细胞生命系统的边界,③磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,A正确;
B、脂肪是甘油三酯,甘油的3个羟基均与脂肪酸结合;磷脂的甘油中2个羟基与脂肪酸结合,仅第3个羟基与磷酸及其他衍生物结合,B错误;
C、癌细胞膜表面的①糖蛋白减少,细胞间黏着性下降,因此癌细胞易在体内扩散转移,C正确;
D、探究细胞膜流动性的人鼠细胞融合实验,采用的是荧光标记法标记两种细胞的②膜蛋白,并非同位素标记法,D错误。
24. 藤茶(又名显齿蛇葡萄)是藤本植物,藤茶提取物中的二氢杨梅素(DMY)是黄酮类成分,具有抗炎、保肝、抗病毒、抗肿瘤等作用。通过组织培养可快速繁殖该植物,其具体操作过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 过程①要用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒
B. 取自同一株藤茶的细胞经组织培养获得的植株基因型完全相同
C. DMY是植物生长和生存所必需的代谢产物
D. 过程③④表示再分化过程,应选择不同的培养基进行诱导培养
【答案】BC
【解析】
【详解】A、植物组织培养过程中,为避免杂菌污染,过程①接种外植体前,需用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理,A正确;
B、若取自同一株藤茶的细胞分别为生殖细胞(如花粉)和体细胞,二者经组织培养获得的植株基因型不同,且培养过程中可能发生基因突变、染色体变异等可遗传变异,因此获得的植株基因型不一定完全相同,B错误;
C、DMY是黄酮类成分,属于植物次生代谢产物,不是植物生长和生存所必需的初生代谢产物,C错误;
D、过程③诱导生芽、过程④诱导生根都属于再分化过程,诱导生芽需要细胞分裂素比例更高,诱导生根需要生长素比例更高,因此应选择不同激素配比的培养基进行诱导培养,D正确。
25. 如图所示为利用基因工程培育出转基因鱼、转基因牛、抗虫棉等的过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 应用①中,药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体
B. 应用②中,可用花粉管通道法将抗虫基因导入棉花细胞
C. 应用③中,将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是转化法
D. 应用④中,调节因子的作用可能是调控猪的某些器官组织细胞的抗原不表达
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、应用①为培育乳腺生物反应器,要使药用蛋白基因在牛的乳腺细胞中特异性表达,需将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件共同构建表达载体,A正确;
B、花粉管通道法是将目的基因导入植物细胞的常用方法之一,抗虫棉培育过程中可用该方法将抗虫基因导入棉花细胞,B正确;
C、将目的基因导入动物受精卵的常用方法是显微注射法,Ca2+转化法是将目的基因导入原核微生物细胞的常用方法,C错误;
D、应用④的目的是获得无免疫排斥的猪器官,调节因子可调控猪器官组织细胞的抗原相关基因不表达,避免移植时发生免疫排斥,D正确。
三、非选择题:本题共4小题,共45分。
26. 研究人员用甲基磺酸乙酯(EMS)处理大肠杆菌,使鸟嘌呤烷基化,导致,从而获得了无法合成赖氨酸的营养缺陷型菌株。如图是科研人员利用影印法(将丝绒布轻轻按压在平板的菌落表面,粘附菌体。然后将粘有菌落的丝绒布按压到新的培养基上,使菌落“复印”到新平板上)初检赖氨酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题:
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是______。某次培养由于操作不当,培养基上存在多个不同种类的微生物菌落,其中一个菌落由单一微生物繁殖形成且无杂菌污染,该菌落______(填“是”或“不是”)纯培养物。
(2)平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,将平板______(正置/倒置),既可以防止皿盖上的水珠落入培养基,又可以避免培养基中的水分过快挥发。若水珠落入培养基可能会______。
(3)为了保持菌落的相对位置不变,影印法接种时需要注意______。
(4)进行图示②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至______(基本/完全)培养基上,再“复印”至另一培养基。赖氨酸缺陷型菌株应在图中的菌落______中挑选。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml,平板上的平均菌落数为220个,则菌液中该菌株的细胞数为______个/ml。
【答案】(1) ①. 防止杂菌污染 ②. 是
(2) ①. 倒置 ②. 对培养基造成污染,影响实验结果
(3)丝绒布不转动任何角度(或不可移动丝绒布)
(4) ①. 基本 ②. A ③. 2.2×108
【解析】
【小问1详解】
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。一个菌落由单一微生物繁殖形成且无杂菌污染,该菌落就是纯培养物。
【小问2详解】
平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,将平板倒置,既可以防止皿盖上的水珠落入培养基,又可以避免培养基中的水分过快挥发。若水珠落入培养基可能会对培养基造成污染,影响实验结果。
【小问3详解】
为了保持菌落的相对位置不变,影印法接种时需要注意丝绒布不转动任何角度(或不可移动丝绒布)。
【小问4详解】
如果先接种完全培养基,可能丝绒布会把培养基中的赖氨酸带入基本培养基,所以进行②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至基本培养基上,再“复印”至另一培养基。菌落A在完全培养基生长,但是在基本培养基上缺乏赖氨酸无法生长,说明菌落A是赖氨酸缺陷型菌株,菌液中该菌株的细胞数为220÷0.1×105=2.2×108个/ml。
27. 尼帕病毒(NV)是一种新型人畜共患病毒,科学家利用该病毒的结构蛋白(蛋白A)作为抗原制备单克隆抗体的流程如图所示。回答下列问题:
(1)制备单克隆抗体涉及多种技术手段,其中________是动物细胞工程的基础,实验时一般需要多次注射蛋白A免疫小鼠,目的是________。
(2)与骨髓瘤细胞融合前,B淋巴细胞________(填“需要”或者“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量。诱导细胞融合时,灭活病毒表面的糖蛋白和酶能与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上________重新排布,使细胞融合。
(3)杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基,在该培养基上________细胞会死亡。经筛选②得到的细胞最简便的培养方法是________(填“体内培养”或“体外培养”),原因是________。(答出1点即可)
(4)为鉴定单克隆抗体识别抗原的具体区域,可将抗原(A蛋白)逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图所示(“+”表示有反应,“-”表示无反应,“aa”表示氨基酸)。
结果证明该单克隆抗体识别抗原(A蛋白)的区域大概为________(填“40~50”、“40~55”或“40~60”)位氨基酸。
【答案】(1) ①. 动物细胞培养技术 ②. 增强小鼠机体的免疫反应,从而从该小鼠的脾中获得更多能产生抗A蛋白抗体的B淋巴细胞
(2) ①. 不需要 ②. 蛋白质分子和脂质分子
(3) ①. 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞(合理即可) ②. 体内培养 ③. 体内培养条件容易控制、不需要更换培养基、不需要考虑温度、pH是否合适等
(4)40~55
【解析】
【小问1详解】
制备单克隆抗体涉及动物细胞培养技术和动物细胞融合技术,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础;实验时一般需要多次注射蛋白A免疫小鼠,目的是增强小鼠机体的免疫反应,从而从该小鼠的脾中获得更多能产生特定抗体(抗蛋白A的抗体)的B淋巴细胞。
【小问2详解】
已免疫的B淋巴细胞本身数量相对较多,且在后续与骨髓瘤细胞融合等操作中会有进一步的处理和筛选,所以不需要通过原代培养扩大细胞数量;灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用, 使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布, 细胞膜打开,细胞发生融合。
【小问3详解】
用特定的选择培养基进行筛选杂交瘤细胞过程中:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。经筛选②得到的细胞最简便的培养方法是体内培养,因为体内培养条件容易控制、不需要更换培养基、不需要考虑温度、pH是否合适等。
【小问4详解】
根据图可知,1~50氨基酸序列片段与抗体无反应,而1~55氨基酸序列片段与抗体有反应,说明该单克隆抗体识别的区域大概为50~55位氨基酸。56~153氨基酸序列片段与抗体无反应,而40~153氨基酸序列片段与抗体有反应,说明该单克隆抗体识别的区域大概为40~56位氨基酸。综上分析可知,该单克隆抗体识别抗原(A蛋白)的区域大概为40~55位氨基酸。
28. 我国科学家用自创的技术成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,为人类疾病研究提供了全新的动物模型,如图为克隆猴的培育过程。回答下列问题:
(1)卵母细胞需要培养至____________期才能进行去核操作,此时细胞核的核仁已解体,通过显微操作去除其附近的____________________________________________。
(2)Kdm4d作为组蛋白去甲基化酶,可______________________(填“提高”或“降低”)组蛋白的甲基化水平,从而______________________(填“促进”或“抑制”)相关基因的表达。
(3)胚胎移植前,需对代孕母猴进行______________________处理,以保证其子宫的生理环境适合胚胎着床与发育。通常选择发育至___________________阶段的胚胎进行移植。克隆猴的线粒体DNA主要来源于___________________(填“胎猴体细胞供体”“卵母细胞供体”或“代孕母猴”)。
(4)为探究TSA(组蛋白脱乙酰酶抑制剂)处理对重构胚发育的影响,科研人员设置了不同浓度的TSA处理组,并统计了卵裂率和囊胚率(如下表)。据表分析,设置A组的目的是_____________________________________________________________________________,TSA的最适浓度范围约为_________________________________。
组别
TSA浓度/()
卵裂率/%
囊胚率/%
A
0
68.49
18.00
B
0.05
69.29
19.36
C
0.1
71.01
26.53
D
0.2
67.14
22.72
E
0.4
68.92
17.65
注:卵裂率=(发育至卵裂期的胚胎数量/初始重构胚数量)×100%;囊胚率=(发育至囊胚的胚胎数量/初始重构胚数量)×100%。
【答案】(1) ①. MⅡ ②. 纺锤体-染色体复合物
(2) ①. 降低 ②. 促进
(3) ①. 发情 ②. 桑葚胚或囊胚 ③. 卵母细胞供体
(4) ①. 作为空白对照,排除TSA以外的因素对实验结果的影响 ②. 0.05~0.2
【解析】
【小问1详解】
MⅡ中期卵母细胞原有的核仁已解体,核膜已消失,新的核膜和核仁未出现,新的细胞核还没有形成,所以“去核”实际去除的是“纺锤体-染色体复合物”。
【小问2详解】
Kdm4d是组蛋白去甲基化酶,可以降低组蛋白甲基化,从而促进相关基因的表达。
【小问3详解】
胚胎移植前,需对代孕母猴进行发情处理,以保证其子宫的生理环境适合胚胎着床与发育。通常选择发育至桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行移植。线粒体位于细胞质中,主要来源于卵母细胞供体。
【小问4详解】
为探究TSA(组蛋白脱乙酰酶抑制剂)处理对重构胚发育的影响,自变量为TSA浓度,A组TSA的浓度为0,目的是作为空白对照,排除TSA以外的因素对实验结果的影响。C组所对应的卵裂率和囊胚率均较高,故TSA的最适浓度所处的范围是0.05~0.2μmol·L-1。
29. 杜鹃花园艺品种在炎热夏季常出现高温热害症状,RhRCA1基因编码的蛋白质能恢复光合酶部分活性。科研人员从耐热性好的海南杜鹃中获取了RhRCA1基因启动子(prRCA1)并构建了基因表达载体prRCA1-LUS(荧光素酶基因),为研究其调控机制提供了依据,请回答:
限制酶名称
识别序列
Hind Ⅲ
5′-AAGCTT-3′
Spe Ⅰ
5′-ACTAGT-3′
Nco Ⅰ
5′-CCATGG-3′
EcoR Ⅰ
5′-GAATTC-3′
Xba Ⅰ
5′-TCTAGA-3′
(1)prRCA1的作用是______________________________________________。
(2)prRCA1内部有限制酶Spe I的识别序列,所用载体示意图如图所示,图中载体还缺少的组成元件是____________,构建prRCA1-LUS表达载体过程中需用到限制酶和____________酶,应选择限制酶____________对质粒进行切割。设计引物对prRCA1进行PCR扩增时,限制酶的识别序列应加在引物的____________端。已知转录时非模板链的碱基序列为5′-CTACTACCAAGCACCTCCGC……(多个碱基)……AACAGACCCTTGATTTCT-3′,若引物a与prRCA1转录时的模板链互补,请写出引物a的前10个碱基的序列5′-________________________________-3′。
(3)据图可知,将prRCA1基因转入拟南芥(一种植物)叶片中所用方法为____________法。2d后分别进行25℃和37℃处理3h。在叶片反面涂抹萤火虫荧光素后发现,高温37℃热胁迫处理后的拟南芥叶片荧光强度显著高于对照25℃,说明__________________________________________________(答出一点)。
(4)将转化后收获的拟南芥种子消毒后播种在含有物质____________的培养基中,以筛选抗性苗。后发现第二代植株中抗性分离比为3:1,说明目的基因最可能插入了____________________________(填“一对同源色体中的1条”或“两对同源染色体中的1条”)上。
【答案】(1)RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA
(2) ①. 复制原点 ②. DNA连接 ③. Hind Ⅲ和Nco Ⅰ ④. 5′ ⑤. AAGCTTCTAC
(3) ①. 农杆菌转化 ②. prRCA1能够驱动LUS基因表达,具有启动子活性;而且prRCA1能够响应高温胁迫,是热诱导型启动子
(4) ①. 草氨膦 ②. 一对同源染色体中的1条
【解析】
【小问1详解】
prRCA1作为启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA,以期表达出人类需要的蛋白质。
【小问2详解】
载体的主要组成原件有启动子、终止子、标记基因和复制原点,故图中载体还缺少的组成元件是复制原点。构建prRCA1-LUS表达载体过程中需用到限制酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接目的基因和载体)。由于prRCA1内部含Spe I位点,应选择不切开prRCA1内部的限制酶,且Xba I会破坏终止子,以及EcoR Ⅰ有两个酶切位点,并且有一个在终止子的右侧,同时应该避免环化,所以应选择Hind III和Nco I对质粒进行切割。在设计引物时,限制酶识别序列一般加在引物5'端,因为3'端要延伸子链。给出的非模板链为5′-CTACTACCAA…-3′,其模板链互补序列为3′-GATGATGGTT…-5′。若引物a与模板链互补配对,则引物a(5′→3′)前10个碱基应与非模板链相同,且应加上Hind III酶切序列,为5′-AAGCTTCTAC-3’。
【小问3详解】
图中显示有T-DNA,故据图可知,将prRCA1基因转入拟南芥(一种植物)叶片中所用方法为农杆菌转化法。高温37℃下荧光增强,说明prRCA1能够驱动LUS基因表达,具有启动子活性;而且prRCA1能够响应高温胁迫,是热诱导型启动子。
【小问4详解】
基因表达载体带有草氨磷抗性基因,故应在含草氨磷的培养基上筛选转基因植株。根据第二代植株中抗性分离比为3:1,符合一对等位基因的分离比,可知抗性苗的基因型为杂合子(设为Aa,A 为抗性基因),杂合子自交,后代基因型比例为AA:Aa:aa=1:2:1,其中抗性个体(AA+Aa)占3/4(75%),所以目的基因最可能插入了一对同源染色体中的1条。
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2025—2026学年度高二年级下学期第二学程考试
生物学学科试卷
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. 下图①②分别是在低倍镜和高倍镜下观察到的细胞,③④⑤⑥分别是不同放大倍数的目 镜或物镜。下列有关显微镜使用的说法,正确的是( )
A. 图中放大倍数最大的镜头组合是⑤⑥ , 视野最亮的镜头组合是③④
B. 显微镜的放大倍数为物镜和目镜放大倍数的乘积,放大倍数越大,看到的细胞越多
C. 若将物像从图①调节为图② , 操作步骤为:调节光圈→移动装片→转动转换器→调节细准焦螺旋
D. 若在图①视野中观察到一异物,转到图②视野时异物消失,则该异物一定在物镜上
2. 南极鱼细胞通过抗冻蛋白改变自由水与结合水的比例、增加细胞膜上不饱和脂肪酸的含量来适应低温环境。下列叙述错误的是( )
A. 不饱和脂肪酸与抗冻蛋白都是多聚体
B. 水可与抗冻蛋白结合形成结合水
C. 降低自由水比例可避免因结冰损害细胞
D. 增加不饱和脂肪酸含量有利于维持细胞膜的流动性
3. 肥胖与长期糖摄入超标有关,培养健康的饮食习惯,控制高糖类,是防止肥胖发生的有效手段。下列叙述正确的是( )
A. 糖是细胞内主要的储能物质,常被形容为“生命的燃料”
B. 糖在生产生活中有广泛的用途,某些糖可用于废水处理、制作人造皮肤等
C. 糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;在糖类供能不足时,脂肪也能大量转化为糖类
D. 糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病,病人饮食中不能含任何糖类
4. 某链状多肽a的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生了3种氨基酸。据此判断,下列有关叙述错误的是( )
A. 该链状多肽a分子中含有5个肽键
B. 1个丙氨酸参与合成该链状多肽a
C. 1个a分子水解后可产生4个谷氨酸
D. 1个a分子中含有4个游离的羧基
5. 如图为某化合物及反应过程,以下说法正确的是( )
A. ①代表的碱基可以是尿嘧啶
B. 上图表示核糖核苷酸脱水缩合过程
C. 由上图中核苷酸聚合形成的大分子一般以单链形式存在
D. T2噬菌体的遗传物质可由上图所示的核苷酸脱水缩合形成
6. 大豆疫霉菌在侵染大豆过程中分泌的水解酶XEG1可降解细胞壁,破坏植物的抗病性。植物通过分泌蛋白GIP1与XEG1结合并抑制其活性,从而达到干扰XEG1的作用。研究发现,大豆疫霉菌在漫长的进化过程中变异出XEG1酶活性丧失的突变体,该突变体可产生XLP1作为“诱饵”与野生大豆疫霉菌协同攻击植物。下列相关叙述中正确的是( )
A. 大豆疫霉菌为原核生物,水解酶XEG1的合成场所为核糖体
B. XEG1可能破坏植物细胞壁中的肽聚糖和果胶,使其丧失对细胞的保护和支持作用
C. 突变体的形成说明大豆疫霉菌的遗传物质为RNA,结构不稳定,容易发生变异
D. XLP1可能竞争性地与GIP1结合,从而保护致病因子XEG1免受GIP1的攻击
7. 结构生物学研究发现,核孔复合体(NPC)并非静态通道,而是一个具有高度柔性的动态支架。当细胞内转运超大核糖核蛋白颗粒时,NPC在相关骨架蛋白的驱动下,能通过其环状结构的构象改变主动扩张直径。下列相关叙述错误的是( )
A. 核孔复合体实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流
B. 主动扩张机制说明细胞骨架在维持细胞形态之外还参与物质运输
C. 大分子物质通过核孔进出具有选择性,且该过程通常需要消耗能量
D. 核内DNA分子复制完成也可通过主动扩张机制进入细胞质
8. 酱油是一种营养丰富、风味独特的传统调味品,初见记载于南宋时期。下面是古法酿造酱油的主要流程,下列有关黑曲霉和发酵过程的叙述中不正确的是( )
黄豆→浸泡清洗→蒸煮→加入黑曲霉发酵→发酵池发酵→提取酱油
A. 浸泡清洗可以洗去泥沙,蒸煮可以使部分大豆蛋白变性,有利于发酵
B. 酱油制作的原理是蛋白酶将大豆中蛋白质分解成小分子肽和氨基酸
C. 为了防止杂菌污染,蒸煮后的大豆需要立即加入黑曲霉进行发酵
D. 利用产酸量高的黑曲霉还可以通过发酵工程生产食品添加剂——柠檬酸
9. 甲醇蛋白是毕赤酵母的胞内蛋白,可用甲醇作碳源来培养毕赤酵母生产甲醇蛋白。毕赤酵母无毒性,甲醇对大多数微生物有毒性。下列叙述错误的是( )
A. 筛选能高效利用甲醇的毕赤酵母时,培养基应以甲醇为唯一碳源
B. 虽然甲醇对多数微生物有毒性,发酵生产甲醇蛋白时也需检测是否有杂菌污染
C. 发酵时,发酵温度、培养液的渗透压和pH影响甲醇蛋白产量
D. 用作动物饲料时,需从毕赤酵母菌体中分离、纯化甲醇蛋白
10. “筛选”和“鉴定”是生物技术与工程中常用的技术手段。下列叙述错误的是( )
A. 囊胚在移植前,可取内细胞团细胞进行性别鉴定
B. 培育转基因抗虫棉时,需要从分子水平和个体水平进行筛选
C. 对初步筛选的分解尿素的细菌,还需要借助生物化学的方法进行鉴定
D. PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定
11. 下图为某哺乳动物体内受精作用及胚胎发育过程示意图。下列叙述正确的是( )
精子、卵子受精卵桑葚胚幼体
A. ①过程精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会立即发生反应,拒绝其他精子进入
B. ②③④过程都发生有丝分裂,③过程中胚胎发生孵化
C. 桑葚胚时期细胞具有全能性,并开始出现分化
D. 在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志
12. 紫花苜蓿易造成家畜鼓胀病,百脉根富含单宁,单宁与植物蛋白质结合,不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育出了抗鼓胀病的新型牧草,研究主要流程如图。下列说法正确的是( )
注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可抑制线粒体的功能。
A. 在制备两种植物原生质体时,常用纤维素酶和胶原蛋白酶处理原材料
B. 过程①常使用灭活病毒诱导法诱导清水紫花苜蓿和里奥百脉根的原生质体融合
C. 过程②为脱分化,过程③为再分化,杂种细胞团的形成是植物体细胞杂交完成的标志
D. 培育抗鼓胀病的苜蓿新品种依据的生物学原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
13. 某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平,体外制备出桑葚胚样全能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究,下列叙述正确的是( )
注:pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因
A. 桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达上升
B. 诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C. 囊胚期细胞重置至桑葚样细胞的过程类似于脱分化
D. 桑葚胚样细胞不可诱导发育至囊胚期
14. 梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用,可提高繁殖率,增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是( )
A. 采集的精液无需固定、稀释,即可用血细胞计数板检测精子密度
B. 人工授精时,采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道
C. 超数排卵处理时,常用含促性腺激素的促排卵剂
D. 母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
15. 生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是( )
A. 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B. 治疗性克隆是为了获得治疗所用的克隆个体,且需要严格的监管
C. “设计试管婴儿”需要在植入前对胚胎进行遗传学诊断
D. 转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而影响生物多样性
16. 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,可以用于治疗病毒的感染和癌症,但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,据图分析下列叙述错误的是( )
A. 图中构建新的干扰素模型主要依据是新的干扰素的预期功能
B. 图中某过程涉及到中心法则的逆向应用
C. 图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D. 图中各过程没有涉及到基因表达载体的构建
17. 最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中,分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 上述PCR反应体系中加入两种引物
B. 电泳时产物的片段越小,迁移速率越慢
C. 5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列
D. 患者该段序列中某位点的碱基C突变为G
18. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中(如图)。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时,应选择的引物组合是( )
A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④
19. 下列与DNA相关实验的叙述,错误的是( )
A. DNA不溶于酒精,能溶于2mol/L的NaCl溶液
B. PCR扩增DNA时,可增设不加模板的对照组,检验体系中是否有外源DNA污染
C. 具有相同碱基数量的环状DNA和链状DNA在同一电泳实验中的迁移速率不同
D. DNA粗提取时,将洋葱研磨液过滤并冷藏静置后,再弃上清液
20. 常规PCR只能扩增两引物间的DNA区段,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 应选择引物2和引物3进行PCR,且二者不能互补配对
B. 环化阶段,可选E.coli DNA连接酶而不能选T4DNA连接酶
C. 酶切阶段,L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列
D. PCR扩增,每轮循环前应加入限制酶将环状DNA切割成线状
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
21. 无花果是一种开花植物,主要生长于热带和温带,是世界上最古老的栽培果树之一。无花果中含有苹果酸、柠檬酸、脂肪酶等,具有促进排便、增强消化功能、保护心血管等功效。下列叙述正确的是( )
A. 新鲜无花果细胞中无机物的含量大于有机物
B. 无花果中含有丰富的微量元素,如锰、锌、钙等
C. 不同生物组织的细胞中各种化合物的含量有差别
D. 无花果细胞和人体细胞中元素的种类大致相同
22. 2023年冬季,由肺炎支原体和甲型流感病毒(单链RNA病毒)引起的呼吸道疾病频发。已知青霉素类抗生素的抑菌机制是抑制细菌细胞壁的合成。下列相关叙述错误的是( )
A. 肺炎支原体和甲型流感病毒最大区别是有无以核膜为界限的细胞核
B. 甲型流感病毒和肺炎支原体中嘌呤碱基总数和嘧啶碱基总数均相等
C. 甲型流感病毒和肺炎支原体的结构蛋白均在宿主细胞的核糖体上合成
D. 青霉素类抗生素不能有效抑制肺炎支原体和甲型流感病毒的增殖
23. 关于细胞膜结构的假说有数十种,其中最被大多数人接受的是流动镶嵌模型,如图所示。下列关于细胞膜结构和功能的叙述,错误的是( )
A. 细胞膜是细胞生命系统的边界,③是其基本支架
B. ④与脂肪的区别在于磷脂中甘油的二个羟基与其他衍生物结合
C. 癌细胞在体内容易扩散和转移与①减少导致细胞间黏着性下降有关
D. 探究细胞膜的流动性,应用同位素标记两种不同细胞的②
24. 藤茶(又名显齿蛇葡萄)是藤本植物,藤茶提取物中的二氢杨梅素(DMY)是黄酮类成分,具有抗炎、保肝、抗病毒、抗肿瘤等作用。通过组织培养可快速繁殖该植物,其具体操作过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 过程①要用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒
B. 取自同一株藤茶的细胞经组织培养获得的植株基因型完全相同
C. DMY是植物生长和生存所必需的代谢产物
D. 过程③④表示再分化过程,应选择不同的培养基进行诱导培养
25. 如图所示为利用基因工程培育出转基因鱼、转基因牛、抗虫棉等的过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 应用①中,药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体
B. 应用②中,可用花粉管通道法将抗虫基因导入棉花细胞
C. 应用③中,将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是转化法
D. 应用④中,调节因子的作用可能是调控猪的某些器官组织细胞的抗原不表达
三、非选择题:本题共4小题,共45分。
26. 研究人员用甲基磺酸乙酯(EMS)处理大肠杆菌,使鸟嘌呤烷基化,导致,从而获得了无法合成赖氨酸的营养缺陷型菌株。如图是科研人员利用影印法(将丝绒布轻轻按压在平板的菌落表面,粘附菌体。然后将粘有菌落的丝绒布按压到新的培养基上,使菌落“复印”到新平板上)初检赖氨酸缺陷型菌株的过程。回答下列问题:
(1)获得纯净的微生物培养物的关键是______。某次培养由于操作不当,培养基上存在多个不同种类的微生物菌落,其中一个菌落由单一微生物繁殖形成且无杂菌污染,该菌落______(填“是”或“不是”)纯培养物。
(2)平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,将平板______(正置/倒置),既可以防止皿盖上的水珠落入培养基,又可以避免培养基中的水分过快挥发。若水珠落入培养基可能会______。
(3)为了保持菌落的相对位置不变,影印法接种时需要注意______。
(4)进行图示②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至______(基本/完全)培养基上,再“复印”至另一培养基。赖氨酸缺陷型菌株应在图中的菌落______中挑选。若某次取样中,对菌液稀释了105倍后,在每个平板上涂布菌液的体积为0.1ml,平板上的平均菌落数为220个,则菌液中该菌株的细胞数为______个/ml。
27. 尼帕病毒(NV)是一种新型人畜共患病毒,科学家利用该病毒的结构蛋白(蛋白A)作为抗原制备单克隆抗体的流程如图所示。回答下列问题:
(1)制备单克隆抗体涉及多种技术手段,其中________是动物细胞工程的基础,实验时一般需要多次注射蛋白A免疫小鼠,目的是________。
(2)与骨髓瘤细胞融合前,B淋巴细胞________(填“需要”或者“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量。诱导细胞融合时,灭活病毒表面的糖蛋白和酶能与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上________重新排布,使细胞融合。
(3)杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基,在该培养基上________细胞会死亡。经筛选②得到的细胞最简便的培养方法是________(填“体内培养”或“体外培养”),原因是________。(答出1点即可)
(4)为鉴定单克隆抗体识别抗原的具体区域,可将抗原(A蛋白)逐步截短,分别与纯化的单克隆抗体反应,实验结果如图所示(“+”表示有反应,“-”表示无反应,“aa”表示氨基酸)。
结果证明该单克隆抗体识别抗原(A蛋白)的区域大概为________(填“40~50”、“40~55”或“40~60”)位氨基酸。
28. 我国科学家用自创的技术成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,为人类疾病研究提供了全新的动物模型,如图为克隆猴的培育过程。回答下列问题:
(1)卵母细胞需要培养至____________期才能进行去核操作,此时细胞核的核仁已解体,通过显微操作去除其附近的____________________________________________。
(2)Kdm4d作为组蛋白去甲基化酶,可______________________(填“提高”或“降低”)组蛋白的甲基化水平,从而______________________(填“促进”或“抑制”)相关基因的表达。
(3)胚胎移植前,需对代孕母猴进行______________________处理,以保证其子宫的生理环境适合胚胎着床与发育。通常选择发育至___________________阶段的胚胎进行移植。克隆猴的线粒体DNA主要来源于___________________(填“胎猴体细胞供体”“卵母细胞供体”或“代孕母猴”)。
(4)为探究TSA(组蛋白脱乙酰酶抑制剂)处理对重构胚发育的影响,科研人员设置了不同浓度的TSA处理组,并统计了卵裂率和囊胚率(如下表)。据表分析,设置A组的目的是_____________________________________________________________________________,TSA的最适浓度范围约为_________________________________。
组别
TSA浓度/()
卵裂率/%
囊胚率/%
A
0
68.49
18.00
B
0.05
69.29
19.36
C
0.1
71.01
26.53
D
0.2
67.14
22.72
E
0.4
68.92
17.65
注:卵裂率=(发育至卵裂期的胚胎数量/初始重构胚数量)×100%;囊胚率=(发育至囊胚的胚胎数量/初始重构胚数量)×100%。
29. 杜鹃花园艺品种在炎热夏季常出现高温热害症状,RhRCA1基因编码的蛋白质能恢复光合酶部分活性。科研人员从耐热性好的海南杜鹃中获取了RhRCA1基因启动子(prRCA1)并构建了基因表达载体prRCA1-LUS(荧光素酶基因),为研究其调控机制提供了依据,请回答:
限制酶名称
识别序列
Hind Ⅲ
5′-AAGCTT-3′
Spe Ⅰ
5′-ACTAGT-3′
Nco Ⅰ
5′-CCATGG-3′
EcoR Ⅰ
5′-GAATTC-3′
Xba Ⅰ
5′-TCTAGA-3′
(1)prRCA1的作用是______________________________________________。
(2)prRCA1内部有限制酶Spe I的识别序列,所用载体示意图如图所示,图中载体还缺少的组成元件是____________,构建prRCA1-LUS表达载体过程中需用到限制酶和____________酶,应选择限制酶____________对质粒进行切割。设计引物对prRCA1进行PCR扩增时,限制酶的识别序列应加在引物的____________端。已知转录时非模板链的碱基序列为5′-CTACTACCAAGCACCTCCGC……(多个碱基)……AACAGACCCTTGATTTCT-3′,若引物a与prRCA1转录时的模板链互补,请写出引物a的前10个碱基的序列5′-________________________________-3′。
(3)据图可知,将prRCA1基因转入拟南芥(一种植物)叶片中所用方法为____________法。2d后分别进行25℃和37℃处理3h。在叶片反面涂抹萤火虫荧光素后发现,高温37℃热胁迫处理后的拟南芥叶片荧光强度显著高于对照25℃,说明__________________________________________________(答出一点)。
(4)将转化后收获的拟南芥种子消毒后播种在含有物质____________的培养基中,以筛选抗性苗。后发现第二代植株中抗性分离比为3:1,说明目的基因最可能插入了____________________________(填“一对同源色体中的1条”或“两对同源染色体中的1条”)上。
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