期末自编模拟试题2025-2026学年高二生物人教版下学期(选必3+必修1前5章)
2026-07-02
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23页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.86 MB |
| 发布时间 | 2026-07-02 |
| 更新时间 | 2026-07-02 |
| 作者 | 内蒙古科尔沁左翼中旗试卷 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58601865.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2025-2026学年高二生物人教版下学期期末模拟卷,融合选必3与必修1前5章内容,以科技前沿(如外泌体、AI蛋白质模型)和生活实践(如无乳糖奶粉生产)为情境,考查生命观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|15题|细胞代谢(如种子萌发物质变化)、生物技术基础(如PCR原理)|结合3·15晚会“外泌体”热点,考查细胞通讯机制|
|多选题|5题|生物膜系统、光合作用、细胞工程|以内质网功能为载体,辨析结构与功能观|
|非选择题|5题|克隆技术、基因工程、微生物培养|克隆猴培育题(21题)整合表观遗传调控,体现科学思维;四环素监测工程菌(25题)融合蛋白质工程,强化社会责任|
内容正文:
期末模拟试题 2025-2026学年高二生物人教版下学期(选必3+必修1前5章)
一、单选题
1.常见农作物的种子分为淀粉种子、油料种子和蛋白质种子等。下列说法不正确的是( )
A.与淀粉种子相比,在播种油料种子时需浅播
B.种子萌发形成幼苗后吸收的氮元素可用于合成蛋白质、ATP和核酸
C.油料种子萌发初期,干重会先增加,导致种子干重增加的主要元素是O
D.向萌发期的三类种子制备的研磨液中加入斐林试剂后水浴加热,只有淀粉种子会出现砖红色沉淀
2.高尿酸血症与黄嘌呤氧化酶(XO)过度催化有关。研究发现苦荞黄酮可通过结合XO的活性中心,抑制其活性。科研人员探究了不同浓度苦荞黄酮对XO的抑制率,结果如下表。下列叙述正确的是( )
苦荞黄酮质量浓度(mg.mL-1)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
抑制率(%)
13
25
28
30
40
50
58
64
66
A.苦荞黄酮作为抑制剂,通过降低反应的活化能来抑制XO活性
B.随苦荞黄酮浓度升高,对XO的抑制效果增强,高尿酸血症症状加重
C.实验中,若先将XO与黄嘌呤混合,再加入苦荞黄酮,能更准确反映其抑制作用
D.该实验仅探究了抑制剂浓度对酶活性的影响,无法证明底物浓度可影响酶促反应速率
3.2026年中央广播电视总台3·15晚会曝光了网红神药“外泌体”。外泌体是细胞分泌的小囊泡,携带多种蛋白质、脂类、DNA、RNA等,同时可以调节局部细胞与远处细胞之间的通讯。下列叙述正确的是( )
A.通过外泌体进行细胞之间的通讯无需依赖细胞接触
B.外泌体中RNA进入靶细胞后,可直接参与细胞呼吸的调控
C.外泌体是细胞凋亡时释放出来的凋亡小体,参与细胞降解
D.外泌体是一种具膜细胞器,其结构与核糖体类似
4.如图为一个渗透装置,假设溶质分子或离子不能通过半透膜,实验开始时,液面a和b平齐。下列判断错误的是( )
A.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,两者的质量分数相同,则液面a会上升,液面b会下降
B.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的渗透压一定相等
C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的浓度不一定相等
D.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则液面a会下降,液面b会上升
5.某科研团队研究“低温胁迫下草莓幼果细胞内糖类变化与抗逆性之间的关系”。他们将长势一致的草莓幼果分为甲、乙两组,并分别置于常温和低温环境48 h。检测结果显示:与甲组相比,乙组果肉细胞中可溶性糖含量明显升高,而淀粉含量下降;进一步分析发现,乙组细胞壁中纤维素含量基本不变。下列叙述正确的是( )
A.草莓幼果细胞中淀粉含量下降、可溶性糖含量升高,不利于提高细胞液浓度
B.持续低温使合成淀粉的酶活性下降,影响可溶性糖合成淀粉
C.淀粉和纤维素都是植物细胞的储能物质,低温时植物细胞优先分解淀粉
D.可直接用斐林试剂鉴定草莓幼果细胞中的纤维素
6.光伏农业系统由聚光光伏发电系统和农业大棚两部分组成,农业大棚上方安装聚光板利用太阳能发电,聚光板底部安装滤光膜。夏季蔬菜空心菜对高温有较好的适应性,为探究光伏发电系统对大棚作物生长影响,科研人员将空心菜分两组,分别在滤光膜遮挡(组一)和无滤光膜遮挡(组二)的种植箱中培养,并测量相关指标,结果如下表(差异不显著用相同字母a标识)。下列推测最合理的是( )
叶绿素a含量/mg·g-1
叶绿素b含量/mg·g-1
净光合速率/μmol·m-2·s-1
气孔导度/ol·m-2·s-1
胞间(CO₂浓度/μmol·mol-1
日间叶片温度/°C
组一
1.321
0.46
24.48
0.069
681.68
19.9
组二
1.287
0.397
19.41
0.038
1284.50
22.4
A.滤光膜主要吸收蓝紫光和红光 B.组一光能的利用效率小于组二
C.组一日间呼吸作用强度小于组二 D.组一空心菜有机物积累小于组二
7.下图是油菜种子在形成和萌发时糖类和脂肪变化曲线。下列分析正确的是( )
A.种子形成过程中,糖含量减少是因为大量可溶性糖氧化分解供能
B.种子萌发过程中消耗的能量主要来自细胞中脂肪的氧化分解
C.种子形成过程中有机物种类增多,萌发过程有机物种类减少
D.形成的种子中淀粉、纤维素性质不同的原因是单体的数目和连接方式不同
8.为了调查汾河某段的水质情况,某研究小组利用两种不同方法对该河流某段水样中的细菌进行分离,结果分别如图甲、乙所示。下列叙述错误的是( )
A.图甲接种时,每次灼烧接种环并待其冷却后从上一次划线末端继续划线
B.图乙对应涂布平板法,若想要获得图乙所示结果,则一般要对水样进行稀释
C.图甲、图乙的接种方法均可用于微生物纯化培养及活菌计数
D.接种结束后,将培养皿倒置培养,皿底上标注采集地点及接种日期等信息
9.胰岛素用于治疗糖尿病,但胰岛素注射后易在皮下堆积,需较长时间才能进入血液,进入血液后又易被分解,因此治疗效果受到影响。科研人员研制了速效胰岛素,其生产过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.速效胰岛素的生产需要用到蛋白质工程和发酵工程
B.大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用
C.对胰岛素的改造最终还必须通过改造或合成基因来完成
D.可以用Ca2+处理的方法直接将新的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞中
10.新一代人工智能(AI)模型ESM3(蛋白质大语言模型)首次实现对蛋白质序列、结构和功能的统一推理,使蛋白质工程取得极大的进展。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质正确的空间结构是表现其特有的生物学活性所必需的
B.AI与蛋白质工程结合,可以设计自然界中不存在的新蛋白质
C.AI技术能够预测蛋白质的三维结构,从而推测氨基酸序列
D.蛋白质工程与中心法则中的信息流动一致,即DNA→RNA→蛋白质
11.人血清白蛋白(HSA)是血浆蛋白的主要成分,具有维持血浆渗透压和进行物质运输的功能。科学家利用转基因技术获得转HSA基因的大肠杆菌,通过发酵工程,实现HSA的大量生产,如图表示HSA基因。下列关于PCR扩增HSA基因的叙述,错误的是( )
A.PCR过程每次循环分为3步,其中温度最低的一步是第二步
B.应选择引物Ⅰ和引物Ⅵ扩增出HSA基因并用于表达载体的构建
C.在PCR反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶
D.用PCR方法检测大肠杆菌是否导入HSA基因,预变性使DNA充分变性,利于引物更好地和模板结合
12.研究者将早期胚胎不同位置的两种细胞a和b置于相同培养液中进行独立培养或混合培养,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.培养动物细胞的培养液中通常应加入动物血清,并在CO2培养箱中培养
B.细胞a和b均取自内细胞团,二者发育为不同的细胞是基因的选择性表达
C.进行动物细胞培养时常用胃蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质
D.细胞a和b独立培养和混合培养结果不同,体现了细胞的发育会受环境信号影响
13.紫花苜蓿是利用广泛的牧草,但青饲易造成家畜臌胀病。百脉根富含缩合单宁(一种次生代谢产物),能防止反刍动物臌胀病的发生。为了改良苜蓿饲用品质,研究人员采用植物体细胞杂交技术培育抗臌胀病型苜蓿,过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.与传统杂交育种相比,该育种方式能产生新的基因和新的性状
B.过程①利用细胞膜的流动性原理,通过灭活病毒诱导原生质体融合
C.缩合单宁不是百脉根生长所必需的,一般在特定的组织或器官中产生
D.该技术获得的杂种植株能产生可育后代,说明两者之间不存在生殖隔离
14.“庄庄”是2025年在河北出生的世界首批胚胎干细胞基因编辑克隆牛的一员。这是世界上首次将胚胎干细胞基因编辑技术系统应用于奶牛育种,实现了特定遗传性状的定向、高效改良,大幅缩短了育种周期,是我国动物生物育种领域的重大突破。以下叙述正确的是( )
A.④操作为胚胎移植技术,需要用促性腺激素预先对受体奶牛进行同期发情处理
B.进行胚胎移植前,要对供体和受体进行免疫检查,以防止发生免疫排斥反应
C.为提高早期胚胎利用率,可对获取的囊胚进行胚胎分割,要特别注意均等分割②处细胞
D.向导RNA与目标DNA通过碱基互补配对方式实现特定识别,Cas9蛋白借此进行精确定位
15.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,也引起了人们对它安全性的关注。相关叙述错误的是( )
A.克隆人会冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念
B.生物武器等各类大规模杀伤性武器应全面禁止和彻底销毁
C.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题
D.开展风险评估、预警跟踪和风险管理,是保障生物技术安全性的前提
二、多选题
16.金黄色葡萄球菌是一种细菌,能在食物中繁殖,其分泌的可溶性蛋白质——肠毒素会导致人食物中毒。下列有关说法正确的是( )
A.金黄色葡萄球菌中含有 DNA 和RNA,其遗传物质DNA以碳链为基本骨架
B.金黄色葡萄球菌只含有核糖体一种细胞器,其形成与核仁有关
C.高温处理的肠毒素分子,与双缩脲试剂会发生紫色反应
D.金黄色葡萄球菌有细胞膜,没有生物膜系统
17.内质网普遍存在于真核细胞,是钙储存、糖类代谢、脂质与类固醇合成及蛋白质合成、转运和折叠等生物学过程的主要发生场所,承担多种关键生物功能。下列相关叙述中错误的是( )
A.内质网对核糖体合成的所有多肽链进行初步加工、折叠并形成囊泡运输至高尔基体
B.性腺细胞内质网的数量和发达程度远高于肌肉细胞,与性激素等分泌蛋白的加工相关
C.内质网膜与核膜、高尔基体膜、细胞膜直接相连,共同构成所有细胞内的生物膜系统
D.内质网功能受损可能会影响细胞膜上转运蛋白的数量,进而影响细胞的物质跨膜运输
18.光合作用过程包括光反应和暗反应,下图表示光反应与暗反应的关系,据图判断下列叙述正确的是( )
A.光反应为暗反应提供ATP和NADH
B.停止光照,叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C.ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质
D.植物在暗处可大量合成(CH2O)
19.人心肌细胞中产生的肌钙蛋白cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI单克隆抗体,科研人员完成了图示过程。下列有关叙述正确的是( )
A.动物细胞培养应在含5%空气和95%CO2的混合气体的恒温培养箱中进行
B.过程①可使用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,排除未融合细胞和同种融合细胞
C.甲、乙、丙中,只含抗cTnI单克隆抗体的杂交瘤细胞是乙和丙
D.诱导浆细胞和骨髓瘤细胞融合的方法有电融合法、灭活病毒诱导法等
20.研究子宫内膜基质细胞的分化过程有助于研究妊娠相关疾病,但所需子宫内膜样本不能从孕妇体内获得。研究者将控制干细胞特性的基因转入成纤维细胞,获得iPS细胞,诱导iPS细胞分化获得子宫内膜基质细胞,实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程①③④都需要用到胃蛋白酶
B.过程③④中,细胞的遗传物质一般不发生改变
C.不能从孕妇体内获得子宫内膜的原因之一是涉及伦理问题
D.iPS细胞具有组织特异性和自我更新能力,属于胚胎干细胞
三、非选择题
21.自克隆羊多莉诞生以来,人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜,但体细胞克隆非人灵长类动物一直没有取得进展,面临诸多困难。但在2017年,中国科学院神经科学研究所的孙强团队利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。如图所示为克隆猴的培育过程。回答下列问题:
(1)文中所提到的非人灵长类动物的体细胞核移植面临诸多困难,主要是指一方面对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善,另一方面____________________________,这导致了胚胎发育率低。
(2)“聪明的操作技巧”是指我国科学家经过多年的反复试验,可以在10 s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,这样做的好处是_______________________。
(3)实际操作中,去核是指去除__________________;获得重构胚后进行早期胚胎培养,然后移植前需在显微镜下观察胚胎的发育状况,以便确定移植的最佳时间,当观察到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎____________期开始的标志。
(4)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率,两者的作用机理分别是_________________________ 和__________________________,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控_____________________。
22.家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。巢式PCR扩增反应在两次PCR反应中使用两组不同引物,先使用外引物对目标区域DNA片段进行第一次PCR扩增,产生中间产物,然后使用内引物对中间产物进行第二次PCR扩增,产生目标产物。图1是巢式PCR工作原理示意图,请回答:
(1)PCR所根据的原理是________,PCR反应体系中会加入模板、引物、等,加入的作用是________。
(2)相比于常规PCR获得的产物而言,巢式PCR获得的产物特异性________(填“更强”或“更低”),原因是如果利用外引物扩增产生了错误片段,再利用内引物扩增时,在错误片段上进行引物配对并扩增的概率________。
(3)科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1),进行早期胚胎的性别鉴定,并将鉴定后的胚胎进行移植。下面是主要实验步骤,请补充完善:
①首先要对胚胎样品进行DNA提取,应取囊胚的滋养层细胞提取DNA.
②PCR引物的设计和合成:根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计合成4对引物。
③PCR过程:________复性延伸
④观察扩增结果,进行电泳分析
⑤受体牛________处理:对受体牛注射孕激素
⑥胚胎移植:将筛选出的胚胎培养到________阶段,再移植到受体牛的子宫内
(4)电泳结果如图2所示,1~5号为取自不同胚胎的DNA样品进行巢式PCR的产物。根据题图信息分析,若要培养高产奶牛,应当选择1~5号中的________进行胚胎移植,选择的理由是________。
23.乳糖酶缺乏症患者体内乳糖酶的分泌量较少,导致患者无法完全消化母乳或牛乳中的乳糖,从而引起非感染性腹泻。工业化生产无乳糖奶粉时,需用乳糖酶将奶中的乳糖除去。为了提高乳糖酶的产量,科研人员从牧民的奶酪(一种近似固体的发酵牛奶制品)中分离纯化出了能高效生产乳糖酶的酵母菌,下图为流程示意图。请回答下列问题:
(1)从用途上看,培养基甲和乙都属于_______,对成分的要求是_______。
(2)若要将培养基甲中的菌液稀释10倍,应进行的操作是_______。
(3)将菌液接种到培养基乙所用的接种工具是_______。
(4)X-gal是一种无色物质,能被乳糖酶分解为半乳糖和蓝色的溴靛蓝,使菌落呈蓝色。从含X-gal的培养基中挑选目的菌时,应挑选的是_______。
(5)分离纯化能高效生产乳糖酶的酵母菌后需要检测酶的活力,以便更好地将酶用于生产实践,乳糖酶活性大小的表示方法是_______。在牛奶中添加适量乳糖酶,以获得无乳糖牛奶,此过程并不会破坏牛奶中的其他营养成分,原因是_______。
24.荔枝品种丰富,目前有些地方的主栽品种有糯米糍、妃子笑等。为提高荔枝的产量和品质,研究人员测定了两品种荔枝在盛花期夏季晴朗的白天的净光合速率(净光合速率=真正光合速率-呼吸速率),结果如图甲所示。图乙表示某光照强度下荔枝的一个叶肉细胞CO2和O2的气体交换示意图。回答下列问题:
(1)图甲中8:30~10:30随着光照强度增加,色素所吸收的光增多,直接影响光合作用的__________阶段,从而推动整个光合作用过程更快进行,两种荔枝净光合速率均上升;在11:30时净光合速率都明显下降,最可能的原因是温度过高,叶片__________,导致光合作用暗反应阶段所需的__________不足。
(2)当荔枝的一个叶肉细胞中CO2和O2的气体交换处于图乙状态时,该细胞的光合速率__________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率,其中有氧呼吸生成CO2的具体场所在__________,生成的CO2释放到细胞质基质的跨膜运输方式为__________。
(3)据图甲分析,糯米糍与妃子笑在8:30~15:30这段时间内有机物的积累量的关系是__________(填“糯米糍更高”“妃子笑更高”“二者相等”或“无法确定”),判断依据是___________________。
(4)采摘后的荔枝,会因果皮内多酚氧化酶的催化而褐变。正常生长的荔枝不发生褐变,是因为细胞内具有完整的_______系统,使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞不同结构中而不能相遇。
25.科研团队想通过基因工程构建一种大肠杆菌工程菌,作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”。其监测原理如图1所示,天然大肠杆菌不具备图1中所示基因。回答下列问题:
(1)在上述研究中,需导入天然大肠杆菌的目的基因有_______(选填序号)。
①四环素合成相关基因 ②GFP基因 ③TetR基因 ④RNA聚合酶基因
(2)据图1分析,环境中四环素水平升高时,该种大肠杆菌工程菌的荧光_______(填“增强”“减弱”或“不变”)。试概述该种四环素检测方法的原理:_______。
(3)图2是两个DNA片段、质粒及其上的限制酶的识别序列分布情况;其中质粒上的Ampr代表青霉素抗性基因,ori表示复制原点。下表是相关限制酶的识别序列与切割位点。
限制酶
EcoRI
XbaI
SpeI
BamHI
识别序列及切割位点
5′-G↓AATTC-3′
3′-CTTAA↑G-5′
5′-T↓CTAGA-3′
3′-AGATC↑T-5′
5′-A↓CTAGT-3′
3′-TGATC↑A-5′
5′-G↓GATCC-3′
3′-CCTAG↑A-5′
研究人员设计了一个含DNA片段1和2拼接的重组质粒的拼接方案。结合图表信息,你认为最终建构成功的重组质粒示意图最合理的是_______。
(4)从个体水平,可通过_______来鉴定大肠杆菌工程菌是否构建成功。
(5)为提高对环境中四环素水平监测的有效性,研究人员将GFP的第65位丝氨酸变成苏氨酸后,增强了绿色荧光稳定性和强度。该项技术属于_______(填“基因工程”或“蛋白质工程”)。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
A
B
B
C
D
C
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
C
C
D
C
ACD
ABC
BC
BD
AD
1.D
A、油料种子富含脂肪,脂肪中C、H比例远高于淀粉,氧化分解时消耗的氧气更多,浅播可让种子接触更充足的氧气,因此播种油料种子需浅播,A正确;
B、蛋白质、ATP和核酸的元素组成均包含N元素,因此幼苗吸收的氮元素可用于合成上述物质,B正确;
C、油料种子萌发初期,脂肪大量转化为糖类等有机物,糖类的O含量远高于脂肪,转化过程需要结合大量O元素,因此导致种子干重增加的主要元素是O,C正确;
D、萌发时期的这三类种子中可能含有还原糖(如萌发后期会有葡萄糖生成),斐林试剂可用于检测还原糖,在水浴加热的条件下会出现砖红色沉淀。所以向萌发时期的这三类种子制备的研磨液中加入斐林试剂后水浴加热可出现砖红色沉淀,D错误。
2.D
A、降低化学反应活化能是酶的功能,苦荞黄酮作为抑制剂,是通过结合XO的活性中心、阻碍XO与底物结合来抑制酶活性,本身不具有降低反应活化能的作用,A错误;
B、高尿酸血症由XO过度催化导致,苦荞黄酮浓度越高对XO的抑制效果越强,XO活性越低,尿酸生成量越少,高尿酸血症症状会减轻,B错误;
C、苦荞黄酮通过结合XO活性中心发挥抑制作用,若先将XO与底物黄嘌呤混合,底物会优先占据XO的活性中心,导致苦荞黄酮无法正常结合,测得的抑制率低于实际值,不能准确反映其抑制作用,C错误;
D、该实验的自变量只有苦荞黄酮浓度,底物浓度属于无关变量,实验全程保持底物浓度一致,未设置不同底物浓度的实验组,因此无法证明底物浓度可影响酶促反应速率,D正确。
3.A
A、外泌体是细胞分泌的信息载体,可通过体液运输作用于局部或远处的靶细胞完成信息传递,无需细胞之间直接接触,A正确;
B、外泌体中的RNA进入靶细胞后,主要参与调控基因表达过程,无法直接参与细胞呼吸的反应调控,B错误;
C、外泌体是活细胞正常分泌的、用于细胞通讯的小囊泡,凋亡小体是细胞凋亡过程中产生的、最终被吞噬降解的结构,二者性质和功能完全不同,C错误;
D、外泌体是细胞分泌到胞外的囊泡结构,不属于细胞器,且核糖体是无膜结构的细胞器,二者结构差异极大,D错误。
4.B
A、葡萄糖相对分子质量小于蔗糖,两者质量分数相同时,甲侧葡萄糖溶液的物质的量浓度更高、渗透压更大,水分子更多从乙侧扩散到甲侧,因此液面a上升、液面b下降,A正确;
B、渗透作用达到平衡时,半透膜两侧水分子进出速率相等,若此时两侧存在液面高度差,液面更高的一侧会产生额外的静水压抵消部分渗透压差,因此甲、乙溶液的渗透压不一定相等,B错误;
C、当渗透平衡时若存在液面高度差,受静水压的影响,两侧溶液的浓度不一定相等,C正确;
D、若甲、乙都是蔗糖溶液且甲浓度低于乙,则乙侧渗透压更高,水分子更多从甲侧扩散到乙侧,因此液面a下降、液面b上升,D正确。
5.B
A、可溶性糖是细胞液中的溶质,可溶性糖含量升高会增大细胞液的溶质浓度,该变化利于提高细胞液浓度,增强抗冻能力,A错误;
B、酶的活性受温度影响,低温会降低催化可溶性糖合成淀粉的相关酶的活性,使可溶性糖合成淀粉的过程受阻,因此出现可溶性糖积累、淀粉含量下降的结果,B正确;
C、纤维素是植物细胞壁的结构组成物质,不属于植物细胞的储能物质,C错误;
D、斐林试剂仅用于检测还原糖,纤维素不属于还原糖,无法用斐林试剂鉴定,D错误。
6.C
A、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光用于光合作用,若滤光膜主要吸收这两种光,组一可利用的光合有效辐射会减少,净光合速率应低于组二,与表格中组一净光合速率更高的结果矛盾,A错误;
B、组一叶绿素a、叶绿素b含量均高于组二,且净光合速率更高,说明组一对光能的利用效率大于组二,B错误;
C、一定范围内温度越高,呼吸酶活性越强,呼吸作用强度越大,组一日间叶片温度低于组二,因此呼吸作用强度小于组二,C正确;
D、净光合速率直接反映单位时间单位面积有机物的积累量,组一净光合速率显著高于组二,因此组一空心菜有机物积累大于组二,D错误。
7.D
A、种子形成过程中可溶性糖含量下降的同时脂肪含量明显升高,说明糖类减少主要是转化为脂肪储存,并非大量氧化分解供能,A错误;
B、种子萌发过程中脂肪会先转化为可溶性糖,细胞生命活动消耗的能量主要来自糖类的氧化分解,并非脂肪的直接氧化分解,B错误;
C、种子形成和萌发过程代谢都很旺盛,会产生多种代谢中间产物、酶等物质,两个过程有机物种类均增多,C错误;
D、淀粉和纤维素的单体都是葡萄糖,二者性质不同的原因是单体(葡萄糖)的数目和连接方式不同,D正确。
8.C
A、图甲为平板划线法,每次划线前灼烧接种环可杀死上一次划线残留的菌种,待冷却后再从上一次划线末端继续划线,可避免高温杀死菌种,且能逐步稀释菌种以便获得单菌落,A正确;
B、图乙为稀释涂布平板法,若水样中菌浓度过高,涂布后会出现菌落连成片的情况,因此需要先对水样进行梯度稀释才能获得图中分散的单菌落,B正确;
C、平板划线法和稀释涂布平板法都可用于微生物的纯化培养,但平板划线法无法统计活菌数量,只有稀释涂布平板法可用于活菌计数,C错误;
D、接种结束后将培养皿倒置培养,可避免皿盖的冷凝水滴落污染培养基,信息标注在皿底,可防止皿盖丢失后无法对应样本信息,D正确。
9.D
A、速效胰岛素是对天然胰岛素的结构进行定向改造获得的,属于蛋白质工程的应用,改造后的目的基因导入大肠杆菌后,需要通过发酵工程实现大规模生产,A正确;
B、大肠杆菌是原核生物,没有内质网、高尔基体等可以加工蛋白质的细胞器,因此,大肠杆菌合成的新胰岛素还需要经过重折叠等加工步骤才能成为有活性的速效胰岛素,即大肠杆菌合成的新胰岛素不能正常发挥作用,B正确;
C、蛋白质的结构由基因决定,且改造后的基因可稳定遗传,因此对胰岛素的改造最终必须通过改造或合成对应的基因来完成,C正确;
D、将目的基因导入大肠杆菌前,需要先将新的胰岛素基因与载体结合构建基因表达载体,不能直接将游离的新胰岛素基因导入经Ca2+处理的大肠杆菌中,D错误。
10.D
A、蛋白质的功能由其结构决定,只有具备正确的空间结构,蛋白质才能表现出特有的生物学活性,若空间结构被破坏,其活性也会丧失,A正确;
B、蛋白质工程的特点就是可以根据人类需求设计、生产自然界中不存在的全新蛋白质,AI技术辅助可提升蛋白质设计的效率和准确性,二者结合可以实现新蛋白质的设计,B正确;
C、根据题干信息,ESM3可实现蛋白质序列、结构和功能的统一推理,因此该AI技术可以通过预测蛋白质的三维结构,反过来推测对应的氨基酸序列,C正确;
D、中心法则的信息流动方向是DNA→RNA→蛋白质,而蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发,先设计蛋白质结构、推测氨基酸序列,再反向找到对应的脱氧核苷酸序列,其信息流动方向与中心法则相反,D错误。
11.B
A、PCR每次循环分为变性(90~95℃)、复性(退火,55~60℃)、延伸(70~75℃)三步,其中第二步复性的温度最低,A正确;
B、DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链,引物的延伸方向需朝向目的基因内部。题图中DNA上链为5'→3'(左到右),下链为3'→5'(左到右),引物结合在模板链的3'端,使子链从5'→3'延伸,扩增出HSA基因并用于表达载体的构建,应选择引物Ⅱ和引物Ⅲ,B错误;
C、PCR反应缓冲液中的Mg2+是耐高温DNA聚合酶(Taq酶)的激活剂,能够维持酶的催化活性,C正确;
D、用PCR检测大肠杆菌是否导入HSA基因时,预变性可使模板DNA充分解旋为单链,有利于后续退火阶段引物和模板链互补结合,D正确。
12.C
A、动物细胞培养通常需要加入血清等一些天然成分,并在CO2培养箱中培养,A正确;
B、细胞a和b均取自内细胞团,它们发育为不同的细胞(肌细胞、神经细胞)是基因选择性表达的结果,B正确;
C、动物细胞培养时,分散细胞通常使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶,C错误;
D、细胞a独立培养时发育为肌细胞,混合培养时可发育为神经细胞,细胞b在两种条件下均发育为神经细胞,这说明细胞的发育会受周围细胞的信号(环境信号)影响,D正确。
13.C
A、只有基因突变能够产生新基因,该育种方式为植物体细胞杂交,遗传变异类型属于染色体数目变异,无法产生新基因,A错误;
B、过程①为原生质体融合,原理是细胞膜的流动性,但灭活病毒是诱导动物细胞融合的方法,植物原生质体融合不能用灭活病毒诱导,B错误;
C、缩合单宁属于植物次生代谢产物,不是百脉根生长发育所必需的物质,通常在特定的组织或器官中合成,C正确;
D、生殖隔离指自然状态下不同物种之间不能相互交配,或交配后不能产生可育后代,紫花苜蓿和百脉根本身自然条件下无法杂交,存在生殖隔离,体细胞杂交是人为打破生殖隔离的技术,杂种植株可育不能说明二者不存在生殖隔离,D错误。
14.D
A、胚胎移植前对受体奶牛做同期发情处理时使用的是孕激素类药物,促性腺激素的作用是对供体母牛进行超数排卵处理,A错误;
B、受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这是胚胎移植的生理学基础之一,无需在移植前进行免疫检查,B错误;
C、对囊胚进行胚胎分割时,需要注意将内细胞团(①)均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,C错误;
D、CRISPR-Cas9 系统中,向导 RNA(sgRNA)通过碱基互补配对的方式与目标 DNA 序列特异性结合,从而引导 Cas9 蛋白精确地定位到目标 DNA 位点,实现对特定基因的编辑,D正确。
15.C
A、克隆人是无性生殖的产物,其出现会冲击现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念,A正确;
B、生物武器致病性强、传播范围广、危害极大,包括生物武器在内的所有大规模杀伤性武器都应全面禁止和彻底销毁,B正确;
C、即便转基因植物的外源基因来源于自然界,也可能存在产生致敏/有毒成分、基因漂移污染近缘物种等潜在安全风险,C错误;
D、开展风险评估、预警跟踪和风险管理可以提前预判、规避生物技术的潜在风险,是保障生物技术安全性的前提,D正确。
16.ACD
A、金黄色葡萄球菌属于细胞生物,细胞内同时含有DNA和RNA两种核酸,其遗传物质为DNA,DNA属于生物大分子,生物大分子都以碳链为基本骨架,A正确;
B、金黄色葡萄球菌是原核生物,没有成形的细胞核,不存在核仁结构,其核糖体的形成与核仁无关,B错误;
C、肠毒素的化学本质是蛋白质,高温处理只会破坏蛋白质的空间结构,不会断裂肽键,双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应,C正确;
D、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同组成,金黄色葡萄球菌为原核生物,仅具有细胞膜,因此不存在生物膜系统,D正确。
17.ABC
A、核糖体合成的多肽链需经内质网初步加工、折叠,但并非所有多肽链都能形成囊泡运输至高尔基体。例如,胞内蛋白(如呼吸酶)在核糖体合成后直接进入细胞质基质,无需内质网加工和囊泡运输;只有分泌蛋白(如胰岛素)膜蛋白(如细胞膜上的载体蛋白)等才需内质网加工并形成囊泡运输至高尔基体。因此“所有多肽链”的表述错误,A错误;
B、性激素的化学本质是脂质,而内质网是脂质合成的主要场所。性腺细胞需合成大量性激素因此其内质网数量和发达程度远高于肌肉细胞,这与性激素的合成相关,而非“分泌蛋白的加工”(性激素不属于分泌蛋白),B错误;
C、内质网膜与核膜、细胞膜直接相连,与高尔基体膜通过囊泡间接相连;生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成,但并非“所有细胞”都具有生物膜系统,如原核细胞没有细胞器膜和核膜,不构成生物膜系统,C错误;
D、细胞膜上的转运蛋白属于膜蛋白,其合成过程需经内质网加工、折叠,再由高尔基体进一步加工并运输至细胞膜。若内质网功能受损,会影响膜蛋白的合成,进而导致细胞膜上转运蛋白数量减少,影响细胞的物质跨膜运输,D正确。
18.BC
A、光反应为暗反应提供的是ATP和NADPH(还原型辅酶Ⅱ),NADH是细胞呼吸过程产生的还原型辅酶Ⅰ,不参与光合作用暗反应,A错误;
B、停止光照后光反应无法进行,不能合成新的ATP和NADPH,而暗反应会持续消耗这两种物质,因此叶绿体中ATP和NADPH含量下降,B正确;
C、光反应的场所是类囊体薄膜,ATP是光反应的产物,暗反应的场所是叶绿体基质,ATP需要运输到叶绿体基质为暗反应供能,因此ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质,C正确;
D、植物在暗处无法进行光反应,不能产生暗反应必需的ATP和NADPH,暗反应无法持续进行,因此不能大量合成(CH2O),D错误。
19.BD
A、动物细胞培养应在含5%CO2和95%空气的混合气体的恒温培养箱中进行,A错误;
B、过程①是细胞融合后的第一次筛选,使用选择培养基,只有杂交瘤细胞可以存活,能排除未融合细胞、同种细胞融合的细胞,B正确;
C、甲、乙、丙中,只含抗cTnI单克隆抗体的杂交瘤细胞是丙,C错误;
D、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,D正确。
20.AD
A、动物细胞培养分散组织细胞时,使用的是胰蛋白酶或胶原蛋白酶,胃蛋白酶的最适pH为酸性,而动物细胞培养的环境pH接近中性,胃蛋白酶在此环境中会失活,因此过程①③④不使用胃蛋白酶,A错误;
B、过程③是iPS细胞的培养,涉及细胞的有丝分裂过程,过程④是细胞的诱导分化,正常细胞培养和细胞分化的过程中,细胞的遗传物质一般不发生改变,B正确;
C、直接从孕妇体内获取子宫内膜样本,会对孕妇造成伤害,同时涉及伦理问题,因此不能从孕妇体内取样,C正确;
D、iPS细胞是通过体细胞核重编程得到的诱导多能干细胞,不属于胚胎干细胞,胚胎干细胞是来源于早期胚胎内细胞团或原始性腺的干细胞,D错误。
21.(1)供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态
(2)操作迅速减少对卵母细胞的损伤
(3) 纺锤体-染色体复合物 囊胚
(4) 降低组蛋白的甲基化 提高组蛋白的乙酰化 相关基因表达
(1)非人灵长类动物体细胞核移植面临困难,除了胚胎操作技术不完善外,还因为体细胞克隆胚胎的表观遗传修饰存在异常,如 DNA 甲基化、组蛋白修饰等,这些异常会影响基因的表达和胚胎的正常发育,供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态。
(2)快速进行去核和核移植操作,能够减少对卵母细胞和细胞核的损伤,降低操作过程对细胞造成的应激反应,同时也能减少外界环境对细胞的影响,更好地保持细胞的活性和功能,从而提高核移植的成功率以及重构胚的质量和发育潜力。
(3)去核操作是去除卵母细胞中纺锤体—染色体复合物,因为卵母细胞还处于减数分裂当中,没有真正的细胞核。早期胚胎培养后,移植前需在显微镜下观察胚胎的发育状况,以便确定移植的最佳时间。当观察到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎囊胚期开始的标志。
(4)组蛋白去甲基化酶的mRNA注入重构胚,可通过翻译形成组蛋白去甲基化酶,去除组蛋白上的甲基基团,降低组蛋白的甲基化。而组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚,能抑制组蛋白脱乙酰酶的活性,提高组蛋白的乙酰化,使组蛋白保持乙酰化状态。两者都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控相关基因的表达,让重构胚中的基因能够更准确地按照胚胎发育的需要进行表达,从而提高胚胎的发育率和妊娠率。
22.(1) DNA半保留复制 激活DNA聚合酶
(2) 更强 极低
(3) 变性 同期发情 桑葚胚或囊胚
(4) 1,2,4 雌性个体没有SRY基因,只有一条条带,雄性有两条条带,因此1、2、4号是雌性,能够培养为高产奶牛
(1)PCR(聚合酶链式反应)反应包括三个基本步骤,其原理是DNA半保留复制。PCR反应体系包括5种基本成分,依次为引物、TaqDNA聚合酶、dNTP(原料)、模板DNA、Mg2+等,其中Mg2+的作用是激活DNA聚合酶。
(2)巢式PCR通过两轮PCR反应,使用两套引物扩增特异性的DNA片段,第二对引物的功能是特异性的扩增位于首轮PCR产物内的一段DNA片段。 第一轮扩增中,外引物用以产生扩增产物,此产物在内引物的存在下进行第二轮扩增,从而提高反应的特异性,获得的产物特异性更强。这是因为利用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率降低,即在错误片段上进行引物配对并扩增的概率极低。
(3)①首先要对胚胎样品进行DNA提取,应取囊胚的滋养层细胞提取DNA,因为滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜,对该部位进行取样检测,不会对胚胎发育造成影响。
②PCR引物的设计和合成:根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计合成4对引物,分别进行巢式PCR。
③PCR过程包括(高温)变性、(低温)复性、(中温)延伸三个阶段。
⑤受体牛需要经过同期发情处理,这样可以为移入的胚胎提供相同的生理环境,有利于移入胚胎成功发育。
⑥胚胎移植:将筛选出的胚胎培养到桑葚胚或囊胚阶段,再移植到受体牛的子宫内,因为此时的胚胎处于游离状态。
(4)电泳结果如图2所示,因为多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1),雌性个体没有SRY,只有一条带,雄性有两条带,图中A对应的是酪蛋白基因,B对应的是SRY ,因此1,2,4是雌性,3,5是雄性,若要培养高产奶牛,应当选择1~5号中的1,2,4,雌性个体没有SRY基因,只有一条条带,雄性有两条条带,因此1、2、4号是雌性,能够培养为高产奶牛。
23.(1) 选择培养基 以乳糖为唯一碳源
(2)从培养基甲的菌液中吸取1mL,置于盛有9mL的无菌水的试管中
(3)涂布器
(4)直径最大的蓝色菌落
(5) 单位时间内乳糖的降解量(或葡萄糖和半乳糖的生成量) 乳糖酶具有专一性
(1)分析题意,本实验目的是筛选、分离能高效生产乳糖酶的酵母菌,从用途上分类,甲、乙培养基的作用是筛选目的菌,属于选择培养基;只有能合成乳糖酶分解乳糖的微生物才能利用乳糖生长,因此培养基需要以乳糖作为唯一碳源,抑制不能产乳糖酶的微生物生长,从而筛选出目的菌。
(2)将菌液稀释10倍,即按1:9的比例稀释,操作方法为取1 mL原菌液加入9 mL无菌水摇匀即可。
(3)稀释后的菌液接种到固体培养基乙获得单菌落,该接种方法为稀释涂布平板法,对应的接种工具是涂布器。
(4)根据题干信息,产生乳糖酶的酵母菌能将无色的X-gal分解成蓝色的溴靛蓝,使菌落呈蓝色,因此从含X-gal的培养基中挑选目的菌(能高效生产乳糖酶的酵母菌)时,应挑选直径最大的蓝色菌落。
(5)酶活性的大小通常用单位时间单位体积内反应物的消耗量或产物的生成量表示,乳糖酶活性对应为单位时间内乳糖的降解量(或葡萄糖和半乳糖的生成量);酶具有专一性,乳糖酶只能催化乳糖水解,对牛奶中的其他营养物质没有催化作用,因此不会破坏其他营养成分。
24.(1) 光反应 (部分)气孔关闭 二氧化碳(CO2)
(2) 等于 线粒体基质 自由扩散(或简单扩散)
(3) 糯米糍更高 在8:30~15:30这段时间内糯米糍的净光合速率更大(或始终大于妃子笑的净光合速率),故积累的有机物更多
(4)生物膜
(1)分析题图可知8:30~10:30两种荔枝净光合速率均快速上升,因为在8:30~10:30随着光照强度增加,叶绿体的类囊体薄膜上的色素所吸收的光增多,直接影响光合作用的光反应阶段,从而产生更多的ATP、NADPH,推动整个光合作用过程更快进行。在11:30时净光合速率都明显下降,可能的原因是温度过高,为降低蒸腾作用,植物叶片上部分气孔关闭,导致光合作用暗反应阶段所需的CO2不足。
(2)当荔枝的一个叶肉细胞中CO2和O2的气体交换处于图乙状态时,光合作用产生的氧气全部用于呼吸作用,且没有多余氧气释放出去,同时呼吸作用产生的二氧化碳全部用于光合作用,且光合作用也不需要从外界获取二氧化碳,说明该细胞的光合速率等于呼吸速率,其中有氧呼吸生成CO2是有氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质,CO2进出细胞的方式为自由扩散(或简单扩散),所以生成的CO2释放到细胞质基质的跨膜运输方式为自由扩散(或简单扩散)。
(3)据图甲分析,糯米糍与妃子笑在8:30~15:30这段时间内有机物的积累量的关系是糯米糍更高,判断依据是在8:30~15:30这段时间内糯米糍的净光合速率更大(或始终大于妃子笑的净光合速率),故积累的有机物更多。
(4)采摘后的荔枝,会因果皮内多酚氧化酶的催化而褐变。正常生长的荔枝不发生褐变,是因为细胞内具有完整的生物膜系统,生物膜使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞不同结构中而不能相遇,从而避免了酶促反应的发生。
25.(1)②③
(2) 增强 四环素可解除TetR蛋白对GFP基因表达的抑制作用,并使大肠杆菌工程菌的GFP蛋白表达量随四环素水平的增加而增加
(3)D
(4)观察环境中四环素浓度变化是否能引起大肠杆菌工程菌荧光强度的相应改变
(5)蛋白质工程
(1)据图1分析可知,TetR基因表达TetR蛋白,TetR蛋白抑制RNA聚合酶与启动子2的结合,抑制GFP基因表达绿色荧光蛋白。四环素可以抑制TetR蛋白的作用,因此当环境中没有四环素时,GFP基因不表达;当环境中有四环素时,四环素能够解除TetR蛋白对启动子2的抑制作用,最终使菌体发出绿色荧光。因此可以通过检测荧光强弱来判定环境中的四环素浓度,需导入天然大肠杆菌的目的基因有②③。
(2)据题(1)分析可知,环境中四环素水平越高,抑制TetR蛋白作用越强,解除TetR蛋白对启动子2的抑制作用的能力越强,GFP基因表达能力越强,荧光就会增强。因此,该种四环素检测方法的原理可表述为:四环素可解除TetR蛋白对GFP基因表达的抑制作用,并使大肠杆菌工程菌的GFP蛋白表达量随四环素水平的增加而增加。
(3)据图2可知,DNA片段1两端的限制酶识别序列分别对应XbaI和EcoRⅠ,而DNA片段2两端的限制酶识别序列对应SpeI和BamHⅠ,若要让两个DNA片段连接在一起,需要经酶切后获得相同的黏性末端。据表格可知,XbaI和SpeI酶切能获得相同的黏性末端,拼接后启动子1和启动子2是反向连接的,如图CD所示,两个片段经连接后的序列既不能被SpeⅠ酶切,也不能被XbaI酶切,综上所述,ABC错误,D正确。
(4)大肠杆菌工程菌建构的目的是监测残留在生物组织或环境中的四环素水平,因此构建成功的标志就是四环素浓度变化能引起大肠杆菌工程菌荧光强度的相应改变,该操作属于个体生物学鉴定。
(5)为提高对环境中四环素水平监测的有效性,研究人员将GFP的第65位丝氨酸变成苏氨酸后,增强了绿色荧光稳定性和强度,即荧光蛋白的结构发生了改变,属于蛋白质工程,蛋白质工程的实施需要通过合成和修饰相关基因实现。
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