精品解析：四川省内江市2025-2026学年高二下学期7月期末考试生物试题

2025-2026学年度第二学期高二期末检测题生物学 本试卷共8页。全卷满分100分，考试时间为75分钟。 注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号、班级用签字笔填写在答题卡相应位置。 2．选择题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。不能答在试题卷上。 3．非选择题用签字笔将答案直接答在答题卡相应位置上。 4．考试结束后，监考人员将答题卡收回。 一、选择题：本大题共15小题，每小题3分，共45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. 衣藻是能进行光合作用的单细胞真核生物，蓝细菌是能进行光合作用的原核生物。在衣藻与蓝细菌细胞内进行的以下生命活动中，场所完全相同的是（ ） A. 光合作用 B. DNA复制 C. 有氧呼吸 D. 氨基酸脱水缩合 2. 新一代人工智能模型ESM3可同时推理蛋白质氨基酸序列、结构与功能，为蛋白质工程提供了高效的工具。下列关于ESM3与蛋白质工程的叙述，正确的是（ ） A. 用蛋白质工程改造蛋白质结构，需直接改变肽链的盘曲折叠方式 B. 训练ESM3时，需输入蛋白质的氨基酸序列、结构及功能等数据 C. 借助ESM3开展蛋白质工程，无法设计出自然界不存在的蛋白质 D. 经ESM3设计改造的基因，直接导入目标细胞即可实现稳定表达 3. 茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可将硫酸盐转运进细胞，若土壤中存在硒酸盐，该转运蛋白也会转运硒酸盐；过量硒会毒害细胞，细胞能将部分硒与蛋白质结合形成硒蛋白，并转移至细胞壁储存。下列叙述错误的是（ ） A. 硒酸盐与硫酸盐可能具有相似的化学结构 B. 硫酸盐和硒酸盐均以离子形式被根细胞吸收 C. 硒蛋白通过主动运输的方式转移至细胞壁储存 D. 可施用石膏（含硫酸盐）来减轻硒对茶树的毒害 4. 细胞内铁过载易产生活性氧，攻击细胞膜上含多不饱和脂肪酸的磷脂，引发脂质过氧化。2026年《细胞代谢》刊登的中国科学院研究成果显示：维生素C可抑制ACSL4酶（负责将多不饱和脂肪酸转化为更易被氧化的形式）的活性，降低铁过载引发的脂质过氧化，从而“逆转”灵长类的大脑、肌肉等生物学年龄。下列推论合理的是（ ） A. 铁过载引发脂质过氧化会损伤细胞膜，加速细胞衰老 B. ACSL4酶可以直接导致细胞内铁过载，加速细胞衰老 C. 维生素C通过竞争性结合ACSL4酶的底物结合位点抑制其活性 D. 人体摄入适量维生素C后，体内衰老细胞可直接逆转为年轻细胞 5. 细胞核通过调控蛋白质的合成控制细胞代谢。下列细胞核的结构变化不利于该过程的是（ ） ①核膜上核孔增多，蛋白质合成指令的运输效率提高 ②核仁体积增大，rRNA合成加快，核糖体亚基组装增多 ③染色体中组蛋白去乙酰化使其带正电荷增加，与DNA结合更紧密 ④细胞衰老时核膜内折，染色质收缩，核质间物质交换的效率降低 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 6. 科学家研发的膜仿生纳米载体，可包裹药物并在其表面覆盖特定类型细胞的细胞膜，从而赋予了天然细胞的部分特性，有望实现某些疾病的精准治疗（如图）。下列叙述错误的是（ ） A. 哺乳动物成熟的红细胞是制备该载体细胞膜的良好材料 B. 该载体表面的磷脂分子决定了其对药物的靶向递送能力 C. 细胞膜的包被有助于该载体在递送中保持结构完整并发挥功能 D. 该载体与靶细胞特异性识别后，通过胞吞进入靶细胞释放药物 7. 椎间盘退变的核心机制与椎间盘细胞衰老相关。科研人员研究不同退变程度的椎间盘样本发现：①线粒体碎片化导致活性氧积累、能量代谢紊乱；②端粒缩短激活p53/p21通路，诱导细胞周期阻滞；③退变组织中SA-β-gal（衰老相关β-半乳糖苷酶）活性显著升高。下列叙述错误的是（ ） A. 清除衰老细胞可为延缓椎间盘退变提供新思路 B. 线粒体碎片化会阻断葡萄糖分解为丙酮酸的过程 C. 端粒缩短引发的细胞周期阻滞会抑制细胞自我更新 D. SA-β-gal活性检测可用于判断椎间盘细胞的衰老程度 8. 已知物质A、B均能抑制酶甲的活性，为探究二者是“可逆抑制剂（与酶结合脱离后酶活性恢复）”还是“不可逆抑制剂（与酶结合脱离后酶活性无法恢复）”，设计实验如下表。下列叙述错误的是（ ） 实验步骤 组别1 组别2 ①加酶 加入等量酶甲溶液 ②加处理物 加入适量物质A溶液 加入等量物质B溶液 ③第一次酶活性测定 一段时间后，取样测定酶活性 ④透析处理 将反应液装入透析袋，放入蒸馏水中透析 ⑤第二次酶活性测定 从透析袋中取出酶液，测定酶活性 注：透析袋是人工合成的半透膜，允许物质A、B通过，不允许酶甲通过。 A. 增设不加抑制剂的酶液作对照组，可排除透析对酶活性的影响 B. 酶甲的活性可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量表示 C. 通过比较透析前后酶活性的变化，可判断A、B的抑制剂类型 D. 若透析后组别1的酶活性高于组别2，可判定B为可逆抑制剂 9. 农业生产中，旱粮地低洼处易积水，会影响作物根细胞的呼吸作用，进而影响作物长势。某作物根的细胞呼吸与甲、乙两种酶相关，水淹过程中酶活性变化如图；水淹第3天时，作物根的CO2释放量为0.4  μmol·g−1·min−1、O2吸收量为0.2  μmol·g−1·min−1（不考虑产生乳酸）。下列叙述错误的是（ ） A. 未水淹时，该作物根细胞主要进行有氧呼吸，参与的酶主要是乙 B. 水淹第3天时，根细胞无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖速率相等 C. 水淹0～4 d期间，根细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体 D. 水淹3 d，催化有氧呼吸的酶活性未完全丧失，排水有助于作物长势恢复 10. 小麦赤霉病被称为“小麦癌症”。常规育种方法在选育抗病品种时存在抗性资源匮乏、育种周期长等问题。科研人员利用植物细胞工程技术，建立“赤霉病毒素筛选体系”以培育抗病品种，主要步骤为：①取小麦幼胚作外植体，离体培养，诱导产生变异；②在培养基中添加赤霉病毒素（DON），筛选抗性愈伤组织，诱导形成抗性植株；③经多步浓度梯度胁迫，获得高抗突变体；④将高抗突变体进行回交，采用分子标记技术鉴定子代中的高抗品种。下列叙述错误的是（ ） A. 将幼胚离体培养为抗性植株体现了植物细胞的全能性 B. 幼胚成苗率与培养基中细胞分裂素和生长素配比有关 C. 利用DON对敏感个体的抑制作用可筛选抗性变异个体 D. 检测到有分子标记的子代即为高抗品种，无需其他检测 11. 牛的雄性胚胎含有H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以便于制作乳腺生物反应器进行生物制药。制备H-Y单克隆抗体的大致流程为：免疫小鼠→获得B淋巴细胞→与骨髓瘤细胞融合→筛选①→筛选②→获得产生H-Y单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列叙述正确的是（ ） A. 需给小鼠注射多种抗原，以产生能分泌H-Y抗体的B细胞 B. 筛选②中，先对细胞进行克隆化培养，再用抗原-抗体杂交技术筛选 C. 用H-Y单克隆抗体鉴定胚胎性别后，应保留与抗体结合的胚胎进行移植 D. 构建乳腺生物反应器时，药用蛋白基因应与起始密码子等调控组件重组 12. L-谷氨酰胺可用于配制营养注射液、治疗神经衰弱等。利用谷氨酸棒状杆菌（最适生长pH为7.0）生产L-谷氨酰胺的代谢途径如图。下列叙述错误的是（ ） A. 菌种扩大培养时，可将pH调至7.0以利于菌体生长 B. 发酵后期将pH调至5.6，可提高L-谷氨酰胺的产量 C. 发酵过程中需检测菌体浓度和产物浓度，以掌握发酵进程 D. 发酵结束后，过滤、沉淀分离菌体并干燥即可获得目标产品 13. 原生质体（细胞除细胞壁外的部分）的表面积变化可作为质壁分离的检测指标。用葡萄糖基本培养基与NaCl溶液交替处理假单胞菌，其原生质体表面积变化如图（甲组：0.3 mol/L NaCl；乙组：1.0 mol/L NaCl；丙组：1.5 mol/L NaCl）。下列叙述正确的是（ ） A. 甲组假单胞菌细胞内NaCl浓度不可能小于0.3 mol/L B. 三组原生质体表面积初始差异并非葡萄糖浓度不同导致 C. 三组实验中，仅丙组假单胞菌细胞最终处于质壁分离状态 D. 若NaCl浓度高于1.5 mol/L，原生质体表面积变化趋势与丙组一致 14. 细胞周期包括分裂间期（可依次分为G1期、S期、G2期，其中S期为DNA合成期）和分裂期（M期）。H细胞的细胞周期约21 h，其中G1期为10 h、S期为7 h、G2期为3 h、M期为1 h。胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）是一种可逆抑制剂，可将细胞最终阻滞在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。同步化操作为：向H细胞培养液中加入过量TdR，培养t1时长后洗脱TdR，继续培养t2时长，再加入过量TdR培养t3时长。下列叙述错误的是（ ） A. TdR可能通过抑制DNA复制实现细胞周期同步化 B. 培养t1时长后，细胞应处于S期和G1/S期交界处 C. t1时长应不短于7 h，t2应不短于14 h且不长于21 h D. 洗脱TdR后更换新鲜培养液，细胞周期可继续运转 15. 水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化，还会通过食物链威胁生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，获得转基因鱼MO（制备方案如图）；再将MO与另一亲本X（已转入某启动子和仅导致生殖细胞凋亡的基因dg）杂交，获得可监测E物质污染的不育监测鱼SM。下列叙述正确的是（ ） A. 实验室中制备亲本X时，为确保其能持续繁育，应选择ERE连接基因dg B. E物质与受体结合后直接激活GFP基因的启动子，使SM幼体发绿色荧光 C. 可通过观察SM幼鱼是否发出绿色荧光来判断水体是否存在E物质污染 D. 在使用SM监测水体时，因其含基因dg，不需要考虑对自然生态的潜在风险 二、非选择题（本大题包括5小题，共55分） 16. P-糖蛋白（P-gp）是一种依赖ATP的转运蛋白，包含两个跨膜域（底物转运通道）和两个核苷酸结合域（可结合ATP并将其水解），属于ABC转运蛋白家族。它在耐药肿瘤细胞中高表达，可将化疗药物排出细胞，是导致肿瘤多药耐药的关键因素之一。回答下列问题： （1）P-gp在细胞内合成后，经加工、运输，最终主要分布在_________上；P-gp将化疗药物排出细胞的跨膜运输方式属于_________。 （2）研究发现，使用ATP竞争性抑制剂（分子结构与ATP相似）处理P-gp高表达的耐药细胞后，细胞内化疗药物积累量显著增加。结合P-gp的作用机制，分析其原因是_____________________________________________。为直接验证该原因，某人列出下列四种实验方案，其中最合理的是_________（填序号）。 ①提取耐药细胞的总蛋白，检测加与不加ATP竞争性抑制剂时P-gp的表达量，并比较其变化 ②向耐药细胞培养液中加入ATP竞争性抑制剂，检测胞内化疗药物的积累量，比较加入抑制剂前后的积累量变化 ③将P-gp重组至包裹有荧光标记化疗药物和ATP的人工脂质体，比较加与不加ATP竞争性抑制剂脂质体内荧光强度及Pi生成量 ④使用荧光标记的化疗药物处理P-gp高表达的耐药细胞，观察加与不加ATP竞争性抑制剂时药物在细胞内的定位 （3）综上信息，提出一种降低癌细胞耐药性的思路并简要说明理由。 ①思路：_____________________________________________________________________________； ②理由：_____________________________________________________________________________。 17. 图甲为叶绿体结构模式图，图乙为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程示意图。回答下列问题： （1）图甲中，极大地扩展了受光面积的结构是__________________________；图乙所示为图甲中的_______________膜结构。 （2）据图乙分析，光反应过程中最初的电子供体是_____________；该生物膜内侧需维持较高的H+浓度，其意义是__________________________。 （3）为研究叶绿体完整性对光反应的影响，研究人员制备了不同完整性的叶绿体，在离体条件下以DCIP作为电子受体，测定相对放氧量和ATP产生效率（以叶绿体A为参照），结果如下表。 叶绿体类型 叶绿体A（双层膜结构完整） 叶绿体B（双层膜局部受损，类囊体略有损伤） 叶绿体C（双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂） 叶绿体D（所有膜结构解体破裂成颗粒或片段） 相对放氧量 100 106.7 471.1 109.6 ATP产生效率 1 0.66 0.58 0.41 ①制备叶绿体时，可先利用___________水解植物细胞壁获得原生质体，再通过适当处理释放出完整的叶绿体；要进一步获得不同完整性的叶绿体，常用的分离方法是___________。 ②该实验中，叶绿体C的相对放氧量最高，表明在无双层膜阻碍、类囊体松散但未断裂的条件下，更有利于___________。 ③实验结果表明，随着叶绿体A、B、C、D的类囊体膜受损程度增加，ATP产生效率降低。对此合理的解释是__________________________________________________________________。 18. 纤维素在自然界中分布广、含量丰富。土壤中某些细菌可产生纤维素酶降解纤维素。某研究小组尝试从自然环境中筛选高产纤维素酶菌株，实验所用培养基以CMC-Na（羧甲基纤维素钠，作唯一碳源）为主要成分，图甲为筛选主要流程，图乙为筛选时获得的平板。回答下列问题： （1）从功能角度划分，以CMC-Na为唯一碳源的培养基属于___________培养基；验证其功能需设置的对照组是_____________________________________________________________________________。 （2）实验时，常选择落叶覆盖的腐殖土作为土壤样品，原因是______________________；若要获得图乙结果，需在培养基中加入___________染料。 （3）图乙中，降解纤维素能力最强的菌株是___________（填序号），判断依据是__________________。 （4）研究小组筛选获得高产纤维素酶菌株X后，提取其基因组相关DNA，克隆并表达了三种纤维素酶（酶A、酶B、酶C），用单一酶及酶混合物（混1、混2）对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。 生物质原料 降解率(%) 协同系数 酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34 注：混1和混2表示三种酶的混合物。 试分析混1、混2在降解不同生物质原料时，协同系数不同的原因：________________________________________________________________________________________________________________。 19. 紫杉醇是从红豆杉(2n=24)中提取的一种高效抗癌药物，但红豆杉生长缓慢、紫杉醇含量极低，野生资源匮乏，难以满足临床需求。柴胡(2n=12)是一种生长迅速、易于规模化种植的药用植物。为提升紫杉醇的产量，研究人员利用X射线处理供体细胞，将其与碘乙酰胺处理的受体细胞融合(融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质)，尝试培育“能合成紫杉醇的杂种植株”，其主要操作流程如图所示。回答下列问题： 注:X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理能使细胞质的某些酶失活，抑制细胞分裂。 （1）过程②中，需在愈伤组织中加入酶液去细胞壁，离心后弃去上清液，再加入洗液多次洗涤后获得原生质体，多次洗涤的目的是__________________；对红豆杉和柴胡原生质体进行的处理方式A、B分别为________________________________________。 （2）过程③利用的原理是____________________，常用的化学试剂是________________；经诱导融合后，仅有异源融合原生质体才能持续分裂形成再生细胞团,原因是________________________________。 （3）已知利用二乙酸荧光素（FDA，本身无荧光）可测定原生质体活力，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、有荧光的物质，该物质不能透过活细胞质膜，留在细胞内发出荧光。据此推测，实验过程中应选择______（填“发荧光”或“不发荧光”）的原生质体用于融合。若某异源融合细胞含32条染色体，推测其染色体来源是_______________（结合物种染色体数分析）。 20. 马铃薯是一种重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题： （1）利用PCR技术扩增S基因时，在反应体系中____（填物质）的分子数量会随着反应进行逐渐减少。构建的表达载体，除了具有图示的结构外，还应该具有复制原点，其作用是___________________。 （2）为使S基因能在栽培马铃薯中成功表达，应将S基因插入载体的____（填“①”或“②”）位置，原因是_______________________________。 （3）扩增S基因时，需在引物的____（填“5′端”或“3′端”）添加限制酶识别序列；若下游引物添加的序列为“5′-GAATTC-3′”，则切割载体时应选用的两种限制酶是________。 （4）用含S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，T-DNA进入细胞后，标记基因______（填“能”或“不能”）用于筛选转化的愈伤组织；成功转化的愈伤组织经分裂和再分化，可获得抗寒能力显著增强的栽培马铃薯植株，筛选目的植株的方法有____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期高二期末检测题生物学 本试卷共8页。全卷满分100分，考试时间为75分钟。 注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号、班级用签字笔填写在答题卡相应位置。 2．选择题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。不能答在试题卷上。 3．非选择题用签字笔将答案直接答在答题卡相应位置上。 4．考试结束后，监考人员将答题卡收回。 一、选择题：本大题共15小题，每小题3分，共45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. 衣藻是能进行光合作用的单细胞真核生物，蓝细菌是能进行光合作用的原核生物。在衣藻与蓝细菌细胞内进行的以下生命活动中，场所完全相同的是（ ） A. 光合作用 B. DNA复制 C. 有氧呼吸 D. 氨基酸脱水缩合 【答案】D 【解析】 【详解】A、衣藻是真核生物，光合作用的场所是叶绿体；蓝细菌是原核生物，无叶绿体，光合作用在细胞质的光合片层上进行，二者场所不同，A不符合题意； B、衣藻的DNA主要分布在细胞核，线粒体、叶绿体中也有少量DNA，DNA复制的场所为细胞核、线粒体、叶绿体；蓝细菌无细胞核，DNA复制主要在细胞质的拟核区进行，二者场所不同，B不符合题意； C、衣藻有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体；蓝细菌无线粒体，有氧呼吸的场所为细胞质基质和细胞膜，二者场所不同，C不符合题意； D、氨基酸脱水缩合是蛋白质合成的过程，无论原核生物还是真核生物，该过程的场所都是核糖体，二者场所完全相同，D符合题意。 2. 新一代人工智能模型ESM3可同时推理蛋白质氨基酸序列、结构与功能，为蛋白质工程提供了高效的工具。下列关于ESM3与蛋白质工程的叙述，正确的是（ ） A. 用蛋白质工程改造蛋白质结构，需直接改变肽链的盘曲折叠方式 B. 训练ESM3时，需输入蛋白质的氨基酸序列、结构及功能等数据 C. 借助ESM3开展蛋白质工程，无法设计出自然界不存在的蛋白质 D. 经ESM3设计改造的基因，直接导入目标细胞即可实现稳定表达 【答案】B 【解析】 【详解】A、蛋白质工程的操作对象是基因，需通过改造或合成基因实现对蛋白质结构的改造，而非直接改变肽链的盘曲折叠方式，A错误； B、ESM3的功能是同时推理蛋白质氨基酸序列、结构与功能，训练该模型时需要输入蛋白质的氨基酸序列、结构及功能等对应数据作为训练基础，B正确； C、蛋白质工程的特点就是可以设计并合成自然界不存在的全新蛋白质，借助ESM3开展蛋白质工程同样可以实现这一目标，C错误； D、改造后的基因需要先构建基因表达载体，再导入受体细胞才能保证其稳定存在和表达，直接导入的基因易被细胞内的核酸酶降解，无法实现稳定表达，D错误。 3. 茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可将硫酸盐转运进细胞，若土壤中存在硒酸盐，该转运蛋白也会转运硒酸盐；过量硒会毒害细胞，细胞能将部分硒与蛋白质结合形成硒蛋白，并转移至细胞壁储存。下列叙述错误的是（ ） A. 硒酸盐与硫酸盐可能具有相似的化学结构 B. 硫酸盐和硒酸盐均以离子形式被根细胞吸收 C. 硒蛋白通过主动运输的方式转移至细胞壁储存 D. 可施用石膏（含硫酸盐）来减轻硒对茶树的毒害 【答案】C 【解析】 【详解】A、转运蛋白具有特异性，同一种转运蛋白可同时转运硫酸盐和硒酸盐，说明二者可能具有相似的化学结构，A正确； B、硫酸盐和硒酸盐均为无机盐，在土壤中解离为离子形式，被根细胞以离子的方式吸收，B正确； C、主动运输是小分子物质跨生物膜的运输方式，硒蛋白属于大分子，且细胞壁没有生物膜结构，硒蛋白转移至细胞壁不需要进行主动运输，C错误； D、硫酸盐和硒酸盐竞争同一种转运蛋白，施用石膏可提高土壤中硫酸盐浓度，减少根细胞吸收硒酸盐的量，从而减轻硒对茶树的毒害，D正确。 4. 细胞内铁过载易产生活性氧，攻击细胞膜上含多不饱和脂肪酸的磷脂，引发脂质过氧化。2026年《细胞代谢》刊登的中国科学院研究成果显示：维生素C可抑制ACSL4酶（负责将多不饱和脂肪酸转化为更易被氧化的形式）的活性，降低铁过载引发的脂质过氧化，从而“逆转”灵长类的大脑、肌肉等生物学年龄。下列推论合理的是（ ） A. 铁过载引发脂质过氧化会损伤细胞膜，加速细胞衰老 B. ACSL4酶可以直接导致细胞内铁过载，加速细胞衰老 C. 维生素C通过竞争性结合ACSL4酶的底物结合位点抑制其活性 D. 人体摄入适量维生素C后，体内衰老细胞可直接逆转为年轻细胞 【答案】A 【解析】 【详解】A、铁过载产生的活性氧会攻击细胞膜上的磷脂，引发脂质过氧化，造成细胞膜损伤，根据细胞衰老的自由基学说，该过程会加速细胞衰老，A正确； B、ACSL4酶的功能是将多不饱和脂肪酸转化为更易被氧化的形式，仅会促进脂质过氧化过程，不能直接导致细胞内铁过载，B错误； C、题干仅说明维生素C可抑制ACSL4酶的活性，并未提及抑制的具体机制，无法推论出是通过竞争性结合底物结合位点实现的抑制，C错误； D、题干中“逆转生物学年龄”是指改善大脑、肌肉等组织的衰老相关状态，并非衰老细胞直接逆转为年轻细胞，D错误。 5. 细胞核通过调控蛋白质的合成控制细胞代谢。下列细胞核的结构变化不利于该过程的是（ ） ①核膜上核孔增多，蛋白质合成指令的运输效率提高 ②核仁体积增大，rRNA合成加快，核糖体亚基组装增多 ③染色体中组蛋白去乙酰化使其带正电荷增加，与DNA结合更紧密 ④细胞衰老时核膜内折，染色质收缩，核质间物质交换的效率降低 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 【答案】C 【解析】 【详解】①核孔是核质间信息交流的通道，核孔增多可提高mRNA（蛋白质合成的指令）的运输效率，①不符合题意； ②核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，核仁体积增大可增加核糖体的组装量，二者均有利于蛋白质合成，②不符合题意； ③DNA带负电，组蛋白正电荷增加后与DNA结合更紧密，导致DNA难以解旋进行转录，无法生成翻译所需的mRNA，③符合题意； ④细胞衰老时染色质收缩会抑制转录，核膜内折导致核质间物质交换效率降低，mRNA运输受阻，二者均不利于蛋白质合成过程，④符合题意； C正确、ABD错误。 6. 科学家研发的膜仿生纳米载体，可包裹药物并在其表面覆盖特定类型细胞的细胞膜，从而赋予了天然细胞的部分特性，有望实现某些疾病的精准治疗（如图）。下列叙述错误的是（ ） A. 哺乳动物成熟的红细胞是制备该载体细胞膜的良好材料 B. 该载体表面的磷脂分子决定了其对药物的靶向递送能力 C. 细胞膜的包被有助于该载体在递送中保持结构完整并发挥功能 D. 该载体与靶细胞特异性识别后，通过胞吞进入靶细胞释放药物 【答案】B 【解析】 【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，不存在其他膜结构的干扰，是制备纯净细胞膜的良好材料，A正确； B、决定该载体靶向递送能力的是细胞膜表面的糖蛋白（糖被），磷脂分子是细胞膜的基本支架，不具备识别、靶向的功能，B错误； C、细胞膜具有一定的稳定性和流动性，对载体进行包被既可以维持载体结构完整，也能保留细胞膜的识别等相关功能，C正确； D、该膜仿生纳米载体属于较大的颗粒类物质，与靶细胞特异性识别后，会通过胞吞的方式进入靶细胞内释放药物，D正确。 7. 椎间盘退变的核心机制与椎间盘细胞衰老相关。科研人员研究不同退变程度的椎间盘样本发现：①线粒体碎片化导致活性氧积累、能量代谢紊乱；②端粒缩短激活p53/p21通路，诱导细胞周期阻滞；③退变组织中SA-β-gal（衰老相关β-半乳糖苷酶）活性显著升高。下列叙述错误的是（ ） A. 清除衰老细胞可为延缓椎间盘退变提供新思路 B. 线粒体碎片化会阻断葡萄糖分解为丙酮酸的过程 C. 端粒缩短引发的细胞周期阻滞会抑制细胞自我更新 D. SA-β-gal活性检测可用于判断椎间盘细胞的衰老程度 【答案】B 【解析】 【详解】A、题干明确椎间盘退变的核心机制与椎间盘细胞衰老相关，因此清除衰老细胞可以为延缓椎间盘退变提供新思路，A正确； B、葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，反应场所为细胞质基质，和线粒体无关，因此线粒体碎片化不会阻断该过程，B错误； C、端粒缩短诱导细胞周期阻滞，细胞无法正常进行分裂增殖，因此会抑制细胞的自我更新，C正确； D、SA-β-gal是衰老相关β-半乳糖苷酶，退变程度更高、细胞衰老更显著的椎间盘组织中其活性明显升高，因此其活性检测可用于判断椎间盘细胞的衰老程度，D正确。 8. 已知物质A、B均能抑制酶甲的活性，为探究二者是“可逆抑制剂（与酶结合脱离后酶活性恢复）”还是“不可逆抑制剂（与酶结合脱离后酶活性无法恢复）”，设计实验如下表。下列叙述错误的是（ ） 实验步骤 组别1 组别2 ①加酶 加入等量酶甲溶液 ②加处理物 加入适量物质A溶液 加入等量物质B溶液 ③第一次酶活性测定 一段时间后，取样测定酶活性 ④透析处理 将反应液装入透析袋，放入蒸馏水中透析 ⑤第二次酶活性测定 从透析袋中取出酶液，测定酶活性 注：透析袋是人工合成的半透膜，允许物质A、B通过，不允许酶甲通过。 A. 增设不加抑制剂的酶液作对照组，可排除透析对酶活性的影响 B. 酶甲的活性可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量表示 C. 通过比较透析前后酶活性的变化，可判断A、B的抑制剂类型 D. 若透析后组别1的酶活性高于组别2，可判定B为可逆抑制剂 【答案】D 【解析】 【详解】A、增设不加抑制剂的酶液作对照组，可检测透析操作本身是否会影响酶活性，排除无关变量对实验结果的干扰，A正确； B、酶活性可通过单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示，这是酶活性的常规检测指标，B正确； C、可逆抑制剂与酶的结合是可逆的，透析后抑制剂通过透析袋离开反应体系，酶活性可恢复；不可逆抑制剂与酶结合后无法脱离，透析后酶活性也不能恢复，因此比较透析前后酶活性的变化可判断抑制剂类型，C正确； D、若透析后组别1的酶活性高于组别2，说明组别1的酶活性恢复程度更高，即A更可能是可逆抑制剂，B更可能是不可逆抑制剂，无法判定B为可逆抑制剂，D错误。 9. 农业生产中，旱粮地低洼处易积水，会影响作物根细胞的呼吸作用，进而影响作物长势。某作物根的细胞呼吸与甲、乙两种酶相关，水淹过程中酶活性变化如图；水淹第3天时，作物根的CO2释放量为0.4  μmol·g−1·min−1、O2吸收量为0.2  μmol·g−1·min−1（不考虑产生乳酸）。下列叙述错误的是（ ） A. 未水淹时，该作物根细胞主要进行有氧呼吸，参与的酶主要是乙 B. 水淹第3天时，根细胞无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖速率相等 C. 水淹0～4 d期间，根细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体 D. 水淹3 d，催化有氧呼吸的酶活性未完全丧失，排水有助于作物长势恢复 【答案】B 【解析】 【详解】A、据图分析，随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶，甲酶活性升高，可能是无氧呼吸有关的酶。未水淹时氧气充足根细胞主要进行有氧呼吸，参与的酶主要是乙，A正确； B、在水淹3d时，O2吸收速率为0.2μmol·g-1·min-1，则有氧呼吸CO2释放速率为0.2μmol·g-1·min-1，因CO2释放的总速率为0.4  μmol·g-1·min-1，所以无氧呼吸产生CO2速率为0.2μmol·g-1·min-1。细胞进行有氧呼吸时葡萄糖的消耗量、O2消耗量和CO2释放量之比为1∶6∶6，即根细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.2/6；无氧呼吸产生CO2速率为0.2μmol·g-1·min-1，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量之比为1∶2，即根细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.2/2，所以根细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗的1/3，B错误； C、水淹0~4d期间，有氧呼吸相关的酶乙始终有活性，说明根细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，C正确； D、水淹3d时酶乙仍保留一定活性，说明催化有氧呼吸的酶活性未完全丧失，排水后氧气供应充足，可恢复正常有氧呼吸、减少无氧呼吸产生的酒精毒害，有助于作物长势恢复，D正确。 10. 小麦赤霉病被称为“小麦癌症”。常规育种方法在选育抗病品种时存在抗性资源匮乏、育种周期长等问题。科研人员利用植物细胞工程技术，建立“赤霉病毒素筛选体系”以培育抗病品种，主要步骤为：①取小麦幼胚作外植体，离体培养，诱导产生变异；②在培养基中添加赤霉病毒素（DON），筛选抗性愈伤组织，诱导形成抗性植株；③经多步浓度梯度胁迫，获得高抗突变体；④将高抗突变体进行回交，采用分子标记技术鉴定子代中的高抗品种。下列叙述错误的是（ ） A. 将幼胚离体培养为抗性植株体现了植物细胞的全能性 B. 幼胚成苗率与培养基中细胞分裂素和生长素配比有关 C. 利用DON对敏感个体的抑制作用可筛选抗性变异个体 D. 检测到有分子标记的子代即为高抗品种，无需其他检测 【答案】D 【解析】 【详解】A、植物细胞全能性指已分化的植物细胞仍具有发育为完整植株的潜能，幼胚经离体培养得到完整抗性植株，体现了植物细胞的全能性，A正确； B、植物组织培养中，生长素和细胞分裂素的配比会影响再分化的方向，因此幼胚成苗率与二者的配比有关，B正确； C、DON为赤霉病毒素，会抑制敏感型愈伤组织的生长，抗性变异个体可在含DON的培养基中存活，因此可利用该特性筛选抗性变异个体，C正确； D、分子标记仅能辅助筛选对应基因型，子代是否为高抗品种还需要进行抗病性接种实验等个体水平检测，不能仅依靠分子标记结果判定，D错误。 11. 牛的雄性胚胎含有H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以便于制作乳腺生物反应器进行生物制药。制备H-Y单克隆抗体的大致流程为：免疫小鼠→获得B淋巴细胞→与骨髓瘤细胞融合→筛选①→筛选②→获得产生H-Y单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列叙述正确的是（ ） A. 需给小鼠注射多种抗原，以产生能分泌H-Y抗体的B细胞 B. 筛选②中，先对细胞进行克隆化培养，再用抗原-抗体杂交技术筛选 C. 用H-Y单克隆抗体鉴定胚胎性别后，应保留与抗体结合的胚胎进行移植 D. 构建乳腺生物反应器时，药用蛋白基因应与起始密码子等调控组件重组 【答案】B 【解析】 【详解】A、要获得能分泌H-Y抗体的B淋巴细胞，需给小鼠注射特定的H-Y抗原，而非多种抗原，A错误； B、筛选②的目的是获得能稳定产生H-Y抗体的杂交瘤细胞，需先对杂交瘤细胞进行克隆化培养，再通过抗原-抗体杂交技术筛选出能产生所需抗体的细胞，B正确； C、雄性胚胎含H-Y抗原，可与H-Y单克隆抗体结合，而乳腺生物反应器需要雌性胚胎，因此应保留不与抗体结合的胚胎进行移植，C错误； D、构建乳腺生物反应器时，药用蛋白基因应与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组，起始密码子位于mRNA上，不属于基因表达载体的调控组件，D错误。 12. L-谷氨酰胺可用于配制营养注射液、治疗神经衰弱等。利用谷氨酸棒状杆菌（最适生长pH为7.0）生产L-谷氨酰胺的代谢途径如图。下列叙述错误的是（ ） A. 菌种扩大培养时，可将pH调至7.0以利于菌体生长 B. 发酵后期将pH调至5.6，可提高L-谷氨酰胺的产量 C. 发酵过程中需检测菌体浓度和产物浓度，以掌握发酵进程 D. 发酵结束后，过滤、沉淀分离菌体并干燥即可获得目标产品 【答案】D 【解析】 【详解】A、谷氨酸棒状杆菌的最适生长pH为7.0，扩大培养时将pH调至7.0符合其生长需求，有利于菌体繁殖，A正确； B、谷氨酰胺合成酶的最适pH为5.6，发酵后期调pH至5.6可提高该酶活性，促进L-谷氨酰胺的合成，进而提高产量，B正确； C、发酵过程中需要监测菌体浓度、产物浓度以及pH、溶氧等发酵条件，便于及时调整发酵参数、掌握发酵进程，C正确； D、L-谷氨酰胺是谷氨酸棒状杆菌的分泌型代谢产物，主要存在于发酵液中，需要从发酵液中分离提纯获得目标产品，而非分离菌体干燥得到，D错误。 13. 原生质体（细胞除细胞壁外的部分）的表面积变化可作为质壁分离的检测指标。用葡萄糖基本培养基与NaCl溶液交替处理假单胞菌，其原生质体表面积变化如图（甲组：0.3 mol/L NaCl；乙组：1.0 mol/L NaCl；丙组：1.5 mol/L NaCl）。下列叙述正确的是（ ） A. 甲组假单胞菌细胞内NaCl浓度不可能小于0.3 mol/L B. 三组原生质体表面积初始差异并非葡萄糖浓度不同导致 C. 三组实验中，仅丙组假单胞菌细胞最终处于质壁分离状态 D. 若NaCl浓度高于1.5 mol/L，原生质体表面积变化趋势与丙组一致 【答案】B 【解析】 【详解】A、甲组使用0.3mol/LNaCl处理后，原生质体表面积增加，说明细胞吸水，即细胞内的渗透压大于细胞外的渗透压，但细胞内的渗透压并非只由NaCl决定，因此甲组假单胞菌细胞内NaCl浓度可能小于0.3 mol/L，A错误； B、本实验的自变量是NaCl浓度，三组使用的葡萄糖基本培养基是相同的，因此三组原生质体表面积的初始差异是NaCl浓度不同导致，并非葡萄糖浓度不同造成，B正确； C、乙组和丙组的规律一致，每次换NaCl处理后原生质体表面积都会下降，说明失水发生质壁分离，两组最终处理都是NaCl，因此乙组和丙组最终都处于质壁分离状态，并非只有丙组，C错误； D、若NaCl浓度高于1.5mol/L，浓度过高会导致细胞过度失水死亡，更换葡萄糖培养基后原生质体无法再吸水增大，因此变化趋势和丙组不一致，D错误。 14. 细胞周期包括分裂间期（可依次分为G1期、S期、G2期，其中S期为DNA合成期）和分裂期（M期）。H细胞的细胞周期约21 h，其中G1期为10 h、S期为7 h、G2期为3 h、M期为1 h。胸腺嘧啶脱氧核苷（TdR）是一种可逆抑制剂，可将细胞最终阻滞在G1/S期交界处，实现细胞周期同步化。同步化操作为：向H细胞培养液中加入过量TdR，培养t1时长后洗脱TdR，继续培养t2时长，再加入过量TdR培养t3时长。下列叙述错误的是（ ） A. TdR可能通过抑制DNA复制实现细胞周期同步化 B. 培养t1时长后，细胞应处于S期和G1/S期交界处 C. t1时长应不短于7 h，t2应不短于14 h且不长于21 h D. 洗脱TdR后更换新鲜培养液，细胞周期可继续运转 【答案】C 【解析】 【详解】A、S期进行DNA复制，需要胸腺嘧啶脱氧核苷作为原料，过量TdR可通过抑制DNA复制，使细胞停在S期或G₁/S期交界处，实现细胞周期同步化，A正确； B、第一次加入过量TdR培养足够时长后，原本处于G₂、M、G₁期的细胞会运行至G₁/S交界处被阻滞，原本处于S期的细胞被阻滞在S期，因此细胞处于S期和G₁/S交界处，B正确； C、t₁需要不短于G₂+M+G₁的总时长（3h+1h+10h=14h），才能保证所有非S期细胞都到达G₁/S交界处；t₂需要不短于S期时长7h（保证所有S期细胞离开S期），且不长于14h（避免最早离开S期的细胞再次进入S期），选项中t₁、t₂的时长范围均错误，C错误； D、TdR是可逆抑制剂，洗脱TdR后抑制作用解除，细胞周期可继续正常运转，D正确。 15. 水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化，还会通过食物链威胁生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，获得转基因鱼MO（制备方案如图）；再将MO与另一亲本X（已转入某启动子和仅导致生殖细胞凋亡的基因dg）杂交，获得可监测E物质污染的不育监测鱼SM。下列叙述正确的是（ ） A. 实验室中制备亲本X时，为确保其能持续繁育，应选择ERE连接基因dg B. E物质与受体结合后直接激活GFP基因的启动子，使SM幼体发绿色荧光 C. 可通过观察SM幼鱼是否发出绿色荧光来判断水体是否存在E物质污染 D. 在使用SM监测水体时，因其含基因dg，不需要考虑对自然生态的潜在风险 【答案】C 【解析】 【详解】A、亲本X需要持续繁育，说明亲本X自身的生殖细胞不能凋亡，只有得到不育监测鱼SM后才需要dg基因表达使生殖细胞凋亡。ERE是E物质诱导的启动子，只有存在E物质时才会启动下游基因表达，形成的Gal4蛋白激活UAS启动子，将dg基因连接在UAS之后，可在UAS被激活后dg基因表达，使SM不育，而亲本X由于没有Gal4蛋白诱导，不能启动UAS，dg基因不表达，因此生殖细胞不会凋亡，可正常持续繁育，A错误； B、根据题图可知，E物质与受体结合后，激活的是Gal4基因的ERE启动子，先表达出Gal4蛋白，Gal4蛋白再激活GFP基因的UAS启动子，并非直接激活GFP基因的启动子，B错误； C、转基因监测鱼SM含有图示的表达系统，只有水体中存在E物质时，才会最终启动GFP基因表达绿色荧光蛋白，且斑马鱼幼体透明，可直接观察，因此可以通过观察SM幼鱼是否发出绿色荧光判断水体是否存在E物质污染，C正确； D、即使SM因为dg基因导致生殖细胞凋亡不育，转入的外源基因依然可能通过其他途径影响生态系统，仍然需要考虑对自然生态的潜在风险，D错误。 二、非选择题（本大题包括5小题，共55分） 16. P-糖蛋白（P-gp）是一种依赖ATP的转运蛋白，包含两个跨膜域（底物转运通道）和两个核苷酸结合域（可结合ATP并将其水解），属于ABC转运蛋白家族。它在耐药肿瘤细胞中高表达，可将化疗药物排出细胞，是导致肿瘤多药耐药的关键因素之一。回答下列问题： （1）P-gp在细胞内合成后，经加工、运输，最终主要分布在_________上；P-gp将化疗药物排出细胞的跨膜运输方式属于_________。 （2）研究发现，使用ATP竞争性抑制剂（分子结构与ATP相似）处理P-gp高表达的耐药细胞后，细胞内化疗药物积累量显著增加。结合P-gp的作用机制，分析其原因是_____________________________________________。为直接验证该原因，某人列出下列四种实验方案，其中最合理的是_________（填序号）。 ①提取耐药细胞的总蛋白，检测加与不加ATP竞争性抑制剂时P-gp的表达量，并比较其变化 ②向耐药细胞培养液中加入ATP竞争性抑制剂，检测胞内化疗药物的积累量，比较加入抑制剂前后的积累量变化 ③将P-gp重组至包裹有荧光标记化疗药物和ATP的人工脂质体，比较加与不加ATP竞争性抑制剂脂质体内荧光强度及Pi生成量 ④使用荧光标记的化疗药物处理P-gp高表达的耐药细胞，观察加与不加ATP竞争性抑制剂时药物在细胞内的定位 （3）综上信息，提出一种降低癌细胞耐药性的思路并简要说明理由。 ①思路：_____________________________________________________________________________； ②理由：_____________________________________________________________________________。 【答案】（1） ①. 细胞膜（耐药肿瘤细胞的细胞膜） ②. 主动运输 （2） ①. ATP竞争性抑制剂与ATP竞争性结合P−gp的核苷酸结合域，抑制ATP水解，导致P−gp转运化疗药物的能量供应不足，P−gp向外转运化疗药物的能力下降，药物排出减少，因此细胞内药物积累量显著增加 ②. ③ （3） ①. 化疗时配合使用ATP竞争性抑制剂 、或敲除/抑制P-gp基因的表达 ②. P-糖蛋白（P-gp）向细胞外转运药物需要消耗ATP，使用ATP竞争性抑制剂，可与ATP竞争结合P-gp的核苷酸结合域，抑制ATP水解，使P-gp转运化疗药物的能量供应不足，从而抑制药物排出；P-gp是导致癌细胞耐药的关键蛋白，减少P-gp的合成可降低癌细胞排出化疗药物的能力，提高胞内药物浓度，降低耐药性 【解析】 【小问1详解】 P-gp是负责将化疗药物转出细胞的跨膜转运蛋白，发挥功能的主要位置是耐药肿瘤细胞的细胞膜；因此P-gp在细胞内合成后，经加工、运输，最终主要分布在耐药肿瘤细胞的细胞膜上。题干明确说明P-gp转运过程依赖ATP供能，且需要载体蛋白（P-gp本身）协助，符合主动运输“需要载体、消耗能量”的特点，因此跨膜运输方式为主动运输。 【小问2详解】 根据题干信息，P-gp的核苷酸结合域功能是结合ATP并水解ATP，为转运化疗药物供能；ATP竞争性抑制剂结构与ATP相似，会和ATP竞争结合该结合域，抑制剂占据位点后，ATP无法正常结合并水解，能量供应不足，P-gp转运化疗药物出细胞的效率下降，药物排出减少，因此细胞内化疗药物积累量显著增加。①、本实验需要验证的核心是“抑制剂通过竞争ATP结合位点抑制P-gp功能”，而非影响P-gp的合成量，检测表达量无法验证该原因，①错误； ②、该实验结果题干已经给出，仅能证明抑制剂可以改变胞内药物积累，无法直接验证“抑制剂通过影响P-gp的ATP利用抑制功能”这一核心机制，②错误； ③、该方案用人工脂质体排除了细胞内其他因素的干扰，既可以通过脂质体荧光强度反映P-gp转运药物的能力，又可以通过Pi生成量反映ATP水解情况，能够直接验证竞争性抑制剂的作用机制，③正确； ④、观察药物定位无法验证P-gp转运功能受抑制的机制，不能直接验证题干所述原因，④错误。 【小问3详解】 由于P-糖蛋白（P-gp）向细胞外转运药物需要消耗ATP，使用ATP竞争性抑制剂，可与ATP竞争结合P-gp的核苷酸结合域，抑制ATP水解，使P-gp转运化疗药物的能量供应不足，从而抑制药物排出；另外P-gp是导致癌细胞耐药的关键蛋白，减少或抑制P-gp的合成可降低癌细胞排出化疗药物的能力，提高胞内药物浓度，降低耐药性。 17. 图甲为叶绿体结构模式图，图乙为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程示意图。回答下列问题： （1）图甲中，极大地扩展了受光面积的结构是__________________________；图乙所示为图甲中的_______________膜结构。 （2）据图乙分析，光反应过程中最初的电子供体是_____________；该生物膜内侧需维持较高的H+浓度，其意义是__________________________。 （3）为研究叶绿体完整性对光反应的影响，研究人员制备了不同完整性的叶绿体，在离体条件下以DCIP作为电子受体，测定相对放氧量和ATP产生效率（以叶绿体A为参照），结果如下表。 叶绿体类型 叶绿体A（双层膜结构完整） 叶绿体B（双层膜局部受损，类囊体略有损伤） 叶绿体C（双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂） 叶绿体D（所有膜结构解体破裂成颗粒或片段） 相对放氧量 100 106.7 471.1 109.6 ATP产生效率 1 0.66 0.58 0.41 ①制备叶绿体时，可先利用___________水解植物细胞壁获得原生质体，再通过适当处理释放出完整的叶绿体；要进一步获得不同完整性的叶绿体，常用的分离方法是___________。 ②该实验中，叶绿体C的相对放氧量最高，表明在无双层膜阻碍、类囊体松散但未断裂的条件下，更有利于___________。 ③实验结果表明，随着叶绿体A、B、C、D的类囊体膜受损程度增加，ATP产生效率降低。对此合理的解释是__________________________________________________________________。 【答案】（1） ①. 类囊体 ②. 类囊体 （2） ①. H2O ②. 形成H+浓度梯度，为ATP合成提供势能 （3） ①. 纤维素酶和果胶酶 ②. 差速离心法 ③. 光反应的进行 ④. 类囊体膜受损程度增加，会导致类囊体腔中的H+渗漏，无法维持膜两侧高H+浓度差，ATP合成缺少足够的动力 【解析】 【小问1详解】 图甲为叶绿体，叶绿体内的类囊体膜相互堆叠形成基粒，极大地扩展了受光面积。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图乙表示图甲的类囊体膜结构。 【小问2详解】 光反应过程将水分解成O2、H+和e-，因此光反应过程中最初的电子供体是水。据图可知，H+顺浓度梯度由类囊体腔运输到叶绿体基质的过程中伴随着ATP的合成，因此该生物膜内侧需维持较高的H+浓度，其意义是形成H+浓度梯度，为ATP合成提供势能。 【小问3详解】 ①植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，因此可先用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁制成原生质体，再通过适当处理释放出完整的叶绿体，分离细胞器常用差速离心法。 ②该实验中，相对放氧量最高的是叶绿体C，这是因为在无双层膜阻碍、类囊体又松散（但未断裂）的条件下，以DCIP为电子受体，更容易与H+结合，消耗H+速率较快，更有利于水的分解，从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验，结果发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值不同，根据图乙可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，由于叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，会导致类囊体腔中的H+渗漏，无法维持膜两侧高H+浓度差，ATP合成缺少足够的动力，因此ATP的产生效率逐渐降低。 18. 纤维素在自然界中分布广、含量丰富。土壤中某些细菌可产生纤维素酶降解纤维素。某研究小组尝试从自然环境中筛选高产纤维素酶菌株，实验所用培养基以CMC-Na（羧甲基纤维素钠，作唯一碳源）为主要成分，图甲为筛选主要流程，图乙为筛选时获得的平板。回答下列问题： （1）从功能角度划分，以CMC-Na为唯一碳源的培养基属于___________培养基；验证其功能需设置的对照组是_____________________________________________________________________________。 （2）实验时，常选择落叶覆盖的腐殖土作为土壤样品，原因是______________________；若要获得图乙结果，需在培养基中加入___________染料。 （3）图乙中，降解纤维素能力最强的菌株是___________（填序号），判断依据是__________________。 （4）研究小组筛选获得高产纤维素酶菌株X后，提取其基因组相关DNA，克隆并表达了三种纤维素酶（酶A、酶B、酶C），用单一酶及酶混合物（混1、混2）对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。 生物质原料 降解率(%) 协同系数 酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34 注：混1和混2表示三种酶的混合物。 试分析混1、混2在降解不同生物质原料时，协同系数不同的原因：________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】（1） ①. 选择 ②. 接种与实验组等量相同土壤样品稀释液、除碳源为牛肉膏蛋白胨外其余成分与选择培养基完全相同的全营养培养基 （2） ①. 落叶富含纤维素，落叶覆盖的腐殖土中纤维素分解菌含量高 ②. 刚果红 （3） ①. ① ②. ①的降解圈直径与菌落直径的比值最大 （4）生物质原料不同；混合物中不同酶的含量不同 【解析】 【小问1详解】 以CMC-Na为唯一碳源的培养基只允许能够分解羧甲基纤维素钠的微生物生长，而不能分解羧甲基纤维素钠的微生物则会因为缺少碳源而不能生长，该培养基从功能上区分属于选择性培养基。为验证其选择功能，对照组应接种与实验组等量相同土壤样品稀释液、除碳源为牛肉膏蛋白胨外其余成分与选择培养基完全相同的全营养培养基，若对照组上菌体种类和数量多于实验组，则证明选择培养基有选择作用。 【小问2详解】 由于落叶富含纤维素，落叶覆盖的腐殖土中纤维素分解菌含量高，更容易筛选得到目的菌株，因此常选择落叶覆盖的腐殖土作为土壤样品。纤维素与刚果红能形成红色复合物，当纤维素被分解后，纤维素分解菌的周围就会形成透明圈，因此根据图示存在透明圈，可知培养基中应加入刚果红染料。 【小问3详解】 由图可知，①的降解圈直径与菌落直径的比值最大，说明降解纤维素的能力最强。 【小问4详解】 对比同一列的协同系数，如倒数第2列（混1）的3行，从上到下分别为74.33、24.98、1.82，它们有差异的原因在于这三行的“生物质原料”不同（分别是小麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯），这是3个数据的自变量，也是因变量协同系数不同的原因。最后一列（混2）的数据也是如此。 对比同一行的协同系数，如第1行（小麦秸秆）的2列，从左到右的分别为74.33、114.64，这两个数据有差异的原因显然在于混1、混2的不同，混1、混2表示酶A、酶B、酶C三种酶的混合物，由于三种酶的配比不同，即混合物中不同酶的含量不同，导致混1、混2协同系数有差异。下方两行（玉米秸秆、玉米芯）的数据也是如此。 综上，表中3行2列的协同系数存在差异的原因有两个，其一是生物质原料存在差异，其二是混合物中不同酶的含量不同。 19. 紫杉醇是从红豆杉(2n=24)中提取的一种高效抗癌药物，但红豆杉生长缓慢、紫杉醇含量极低，野生资源匮乏，难以满足临床需求。柴胡(2n=12)是一种生长迅速、易于规模化种植的药用植物。为提升紫杉醇的产量，研究人员利用X射线处理供体细胞，将其与碘乙酰胺处理的受体细胞融合(融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质)，尝试培育“能合成紫杉醇的杂种植株”，其主要操作流程如图所示。回答下列问题： 注:X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理能使细胞质的某些酶失活，抑制细胞分裂。 （1）过程②中，需在愈伤组织中加入酶液去细胞壁，离心后弃去上清液，再加入洗液多次洗涤后获得原生质体，多次洗涤的目的是__________________；对红豆杉和柴胡原生质体进行的处理方式A、B分别为________________________________________。 （2）过程③利用的原理是____________________，常用的化学试剂是________________；经诱导融合后，仅有异源融合原生质体才能持续分裂形成再生细胞团,原因是________________________________。 （3）已知利用二乙酸荧光素（FDA，本身无荧光）可测定原生质体活力，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、有荧光的物质，该物质不能透过活细胞质膜，留在细胞内发出荧光。据此推测，实验过程中应选择______（填“发荧光”或“不发荧光”）的原生质体用于融合。若某异源融合细胞含32条染色体，推测其染色体来源是_______________（结合物种染色体数分析）。 【答案】（1） ①. 为了去除原生质体上残留的酶液 ②. X射线处理、碘乙酰胺处理 （2） ①. 细胞膜的流动性 ②. 聚乙二醇 ③. 杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补，可使细胞恢复正常分裂 （3） ①. 发荧光 ②. 12条染色体来自柴胡，另外20条染色体来自红豆杉 【解析】 【小问1详解】 过程②中将愈伤组织加入纤维素酶和果胶酶液去壁，离心后弃去上清液，加入洗液多次洗涤后获得原生质体，是为了去除原生质体上残留的酶液。已知X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理能使细胞质的某些酶失活，抑制细胞分裂，该技术的目的是培育能产生紫杉醇的柴胡，紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢物，所以红豆杉是供体细胞，柴胡是受体细胞，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质，故A处理为X射线处理以获得红豆杉的部分遗传物质，B处理为碘乙酰胺处理以抑制细胞分裂。 【小问2详解】 过程③是诱导两种原生质体融合，原理是细胞膜具有一定的流动性，常用的诱导融合的化学试剂为聚乙二醇。获得的原生质体常使用化学试剂聚乙二醇诱导融合；由于杂种细胞在细胞核和细胞质的功能上实现了互补，即柴胡原生质体用碘乙酰胺处理后酶失活，细胞生命活动受限；红豆杉原生质体经X射线处理后失去持续分裂能力，所以只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。 【小问3详解】 分析题意，FDA本身无荧光，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，且该物质不能透过活细胞质膜，因此会留在细胞内发出荧光，由于活细胞才能合成酯酶，因此细胞内荧光的强度与原生质体的活力呈正相关，故应选择发出荧光的原生质体用于融合。柴胡作为受体细胞，细胞内含有12条染色体，红豆杉作为供体细胞，被X射线处理后，部分染色体被破坏，若某异源融合细胞含32条染色体，说明来自柴胡的是12条染色体，另外20条染色体来自红豆杉。 20. 马铃薯是一种重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题： （1）利用PCR技术扩增S基因时，在反应体系中____（填物质）的分子数量会随着反应进行逐渐减少。构建的表达载体，除了具有图示的结构外，还应该具有复制原点，其作用是___________________。 （2）为使S基因能在栽培马铃薯中成功表达，应将S基因插入载体的____（填“①”或“②”）位置，原因是_______________________________。 （3）扩增S基因时，需在引物的____（填“5′端”或“3′端”）添加限制酶识别序列；若下游引物添加的序列为“5′-GAATTC-3′”，则切割载体时应选用的两种限制酶是________。 （4）用含S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，T-DNA进入细胞后，标记基因______（填“能”或“不能”）用于筛选转化的愈伤组织；成功转化的愈伤组织经分裂和再分化，可获得抗寒能力显著增强的栽培马铃薯植株，筛选目的植株的方法有____________。 【答案】（1） ①. 引物、脱氧核苷酸 ②. 使载体能够在受体细胞中自主复制 （2） ①. ② ②. ②位置位于T-DNA中的启动子和终止子之间，使S基因能够随T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，并可调控目的基因的表达 （3） ①. 5′ ②. BamHⅠ和EcoRⅠ （4） ①. 能 ②. 将待测转基因植株置于低温环境下培养，观察植株的生长状况 【解析】 【小问1详解】 PCR过程中，每次新合成DNA子链时均需要引物和脱氧核苷酸，因此利用PCR技术扩增S基因时，在反应体系中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少的是引物和脱氧核苷酸。复制原点使载体能够在受体细胞中自主复制，保证目的基因在受体细胞中可以稳定遗传和扩增。 【小问2详解】 由于Ti质粒中只有T-DNA才能整合到受体细胞的染色体DNA上，且启动子调控的是下游基因的转录，故目的基因需要插入T-DNA的启动子和终止子之间才能表达，②位于T-DNA的启动子和终止子之间，保证S基因能整合到受体细胞染色体DNA上，且被启动子驱动转录， 【小问3详解】 引物的3'端需要与模板链结合并延伸子链，故限制酶识别序列需要添加在不影响子链延伸的5'端，PCR扩增S基因时，下游引物添加的序列为“5′-GAATTC-3′”，该序列为EcoRⅠ的识别序列，根据质粒上S基因插入的位点中BamHⅠ和EcoRⅠ的位置关系可知，载体用BamHⅠ和EcoRⅠ切割，（S基因的上游应含有BamHⅠ切割后的黏性末端，根据图示S基因内部含有BamHⅠ识别序列，因此在S基因的上游应添加该酶的同尾酶BglⅡ的识别序列，即S基因用BglⅡ和EcoRⅠ切割），可保证S基因的正确连接。 【小问4详解】 农杆菌转化时只有T-DNA区域整合进入植物细胞染色体上，由图可知，标记基因位于Ti质粒的T-DNA区，会随着T-DNA进入植物细胞并整合到染色体DNA上，因此能用于筛选含S基因的愈伤组织。实验目的是获得抗寒能力显著增强的栽培马铃薯植株，转基因并成功表达的个体应具备抗寒的能力，因此可将待检测植株置于低温环境下培养，观察植株的生长状况，筛选出冷耐受性显著提高的植株。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $