摘要:
**基本信息**
以基因治疗载体、深渊生命研究等科技前沿为情境,覆盖细胞工程、遗传规律等核心知识,注重科学思维与探究实践能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|15/45|细胞培养(HEK293改造)、微生物计数(牛奶检测)、tRNA甲基化调控|情境真实,如结合腺病毒载体制备考查细胞培养条件|
|解答题|5/55|光合作用曲线分析、遗传系谱与电泳结合、核移植技术、基因自由组合(辣椒果色)、单克隆抗体制备|综合性强,如17题融合遗传系谱与CAG重复序列电泳,20题整合蛋白质工程与基因表达载体构建,体现科学思维与探究实践|
内容正文:
广安加德学校2025-2026年度秋季学期高2023级10月月考
生物试题
一、单选题(每小题3分,共45分)
1.研究发现利用人胚胎肾细胞(HEK293)扩增并释放出腺病毒(AdV),可生产基因治疗载体。正常的HEK293细胞扩增时是贴壁生长的,扩增速度慢,载体制备效率低。研究人员通过基因改造,获得一种可悬浮培养的、无致瘤性HEK293细胞系-SF03。下列叙述错误的是( )
A.SF03在悬浮培养时,仍需提供适宜的温度和pH等条件
B.细胞贴壁生长特性的改变是由于腺病毒感染所导致
C.可采用离心技术从细胞培养上清液中分离出腺病毒
D.悬浮培养的SF03进行传代时,无需用胰蛋白酶处理
2.根据食品安全国家标准,每毫升合格的牛奶中细菌总数不能超过50000个,研究小组为检测某品牌牛奶是否合格,进行相关实验如图。下列相关叙述错误的是( )
A.步骤①中使用的无菌水可通过高压蒸汽灭菌法制备
B.步骤②配制培养基时需加入琼脂并将pH调至中性或弱碱性
C.图中所示计数方法统计结果比显微计数法计数结果小
D.若步骤③中平均菌落数为45,说明该品牌牛奶合格
3.谷氨酸棒状杆菌可用于微生物发酵生产L-谷氨酸。甲图为谷氨酸棒状杆菌在不同pH条件下的代谢途径。乙图为L-谷氨酸发酵装置,其培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素(增大细胞膜通透性,利于谷氨酸进入发酵液)等。下列说法正确的是( )
A.据培养基成分和发酵装置可推测,谷氨酸棒状杆菌的代谢类型为异养厌氧型
B.发酵液中的氨水需分次添加,其作用为维持pH和提供氮源
C.为监测发酵液中的活菌数目,可采用显微镜直接计数法或平板划线法
D.发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥即可获得产品
4.tRNA的甲基化修饰发生在转录之后,受甲基化酶和去甲基化酶的调控。甲基化程度过低,会降低神经发育关键基因的翻译效率。甲基化程度过高,会提高结直肠癌细胞中C基因的翻译效率,C基因能促进细胞从间期进入分裂期。下列叙述错误的是( )
A.tRNA发生甲基化不会改变其碱基序列
B.去甲基化酶活性增强,会抑制神经发育关键基因的转录
C.甲基化酶的活性增强,会缩短结直肠癌细胞的细胞周期
D.tRNA甲基化程度的动态平衡属于生命活动中分子水平的稳态
5.赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证明DNA是遗传物质,关于实验过程叙述正确的是( )
A.需用含35S和32P的培养基培养噬菌体来进行标记
B.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与之分离
C.35S标记组离心后,检测出沉淀物的放射性很高
D.在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S
6.关于生物学科学探究历程的叙述,正确的是( )
A.施莱登和施旺运用了科学研究中的完全归纳法提出了细胞学说
B.欧文顿通过对膜成分的提取和鉴定,认识到细胞膜是由脂质组成的
C.艾弗里对S型细菌进行加热处理,使蛋白质变性,而DNA相对稳定
D.阿尔农研究发现光照下叶绿体可合成ATP,此过程总是与水的光解相伴随
7.DNA复制过程中,DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸连接到核苷酸链的3'端,因此在复制过程中需要RNA引物。以下关于DNA复制的说法正确的是( )
A.DNA连接酶可将后随链上的冈崎片段直接连接,无需填补缺口
B.前导链和后随链的延伸方向均为3'→5'
C.图中几种RNA引物的碱基序列完全相同
D.切除RNA引物后留下的缺口,需由DNA聚合酶填补脱氧核苷酸
8.下列有关基因、DNA和染色体的叙述,正确的是( )
A.一条染色体上有许多基因,染色体就是由基因组成的
B.基因和DNA的基本组成单位都是脱氧核糖核苷酸
C.细胞内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数是不同的
D.一条DNA单链上的相邻两个碱基之间通过氢键连接
9.有一项研究发现,细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失的女性所产生的卵细胞异常,但减数分裂过程中姐妹染色单体能正常分开。为进一步揭示CyclinB3的功能,研究者对正常女性与CyclinB3缺失女性卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比,如图所示,推测CyclinB3的功能是( )
A. 促进纺锤体形成 B.促进同源染色体分离
C.抑制着丝粒分裂 D.抑制同源染色体分离
10.某种干细胞中,进入细胞核的蛋白 APOE 可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,诱导这些蛋白发生自噬性降解,影响异染色质上的基因的表达,促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是( )
A.促进 APOE 基因表达可促进该种干细胞的衰老
B.细胞核中的 APOE 可使细胞核的体积缩小
C.异染色质蛋白在溶酶体内发生自噬性降解
D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用
11.细胞周期同步化是指利用一定方法使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。如图是动物细胞周期同步化的方法之一,G1、S、G2、M期依次分别为10h、7h、3.5h、1.5h。使用DNA合成抑制剂选择性阻断S期,去除抑制剂后S期可继续进行,从而实现细胞周期同步化。下列叙述错误的是( )
A.阻断Ⅰ所用试剂属于可逆性抑制DNA复制的试剂
B.第1次阻断处理至少15小时后,所有细胞都停留在S期
C.阻断Ⅱ的处理与阻断Ⅰ相同,经过这两次处理后,所有细胞能实现细胞周期的同步化
D.解除的处理时间可以是18h
12.碱蓬在远离海边的地区生长呈绿色,在海滨盐碱地生长时呈紫红色,其紫红色与细胞中含有的水溶性甜菜素有关。酪氨酸酶是甜菜素合成的关键酶,下列是有关酪氨酸酶活性的实验研究结果,分析错误的是( )
A.酶活性可用一定条件下酶催化某一化学反应的速率来表示
B.根据实验数据可知Na2S2O3和Cu2+分别是该酶的抑制剂和激活剂
C.甜菜素可在细胞液中积累,积累后有利于吸水
D.将酪氨酸酶从pH=4.5的环境转移到pH=6.6的环境中,酶的活性不会明显改变
13.TRPs通道是主要位于神经细胞膜上的离子通道。细胞内的脂质PIP2可以活化感觉神经元上的TRPs 通道,使其开放后引起Ca2+内流(如下图),参与疼痛的信号传递。TRPs通道介导疼痛产生的机制有两种假说,假说一:TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起细胞膜电位变化,并以电信号形式在细胞间直接传递,直至神经中枢产生痛觉;假说二:TRPs通道开放后,内流的Ca2+引起神经递质释放,产生兴奋并传递,直至神经中枢产生痛觉。研究PIP2对TRPs通道活性调节机制,可为临床上缓解病人疼痛提供新思路。下列关于TRPs通道的叙述,错误的是( )
A.TRPs通道是一类跨膜蛋白
B.Ca2+通过TRPs通道跨膜运输属于协助扩散
C.不同神经细胞的TRPs通道数量和活性相同
D.TRPs通道的形成需要核糖体和线粒体的参与
14.关于生物膜系统的叙述,正确的是( )
A.发生在生物膜系统间的物质运输必须通过囊泡结构
B.不同生物膜的生理功能不同,主要取决于膜上的磷脂分子
C.温度会影响生物膜的流动性,不会影响其选择透过性
D.细胞骨架和生物膜系统都有物质运输、能量转换和信息传递的功能
15.2025年1月, 国际顶尖学术期刊《Cell》重磅发布了我国科学家主导的科研成果, 研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命, 揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能, 拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测, 错误的是( )
A.深渊生物中蛋白质可能通过增加分子内部的氢键数量以适应高压环境
B.深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA
C.深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于在低温环境中维持细胞膜流动性
D.深渊生物生活在黑暗环境中, 不能进行光合作用, 因此不能合成有机物
二、解答题(共55分)
16.下列图示中,图甲表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种植物光合作用强度与光照强度之间的关系;图乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程;图丙表示在种植植物的密闭玻璃温室中,CO2浓度随光照强度变化而变化的情况;图丁表示某植物在最适温度、不同光照强度下净光合作用速率(用 CO2吸收速率表示)的变化,净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差,请据图回答:
(1)图甲三种植物中最适合间作的两种是 ;叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是 。
(2)图乙中Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第 阶段;Ⅱ进行的场所是 。
(3)从图丙曲线变化分析,图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为 。
(4)植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光合速率来确定。在一定条件下,某植物在温度由25 ℃降为5 ℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度 (选填:<、≤、=、≥、>)25 ℃。
(5)如果将某植物先放置在图丁中A点对应的条件下4h,B点对应的条件下6h,接着放置在C点对应的条件下14h,则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为 mg。
17.亨廷顿舞蹈症(HD)是由于编码亨廷顿蛋白的基因(Htt) 序列中的三个核苷酸(CAG)发生多次重复(如图1所示),异常Htt 蛋白堆积所导致的一种神经退行性疾病。某生物学习小组调查某患者家系发病情况后,绘制出遗传系谱图(如图2所示,其中第Ⅰ、Ⅱ代含有致病基因的个体均已发病,第Ⅲ代未到发病年龄),同时该小组将该家系中第Ⅰ、Ⅱ代个体基因中的CAG 重复序列进行扩增后,得到如图3所示的电泳结果。回答下列问题:
(1)由图1可知,HD的致病机理是Htt基因发生 (填变异类型),其中b 链为模板链,则异常Htt蛋白与正常Htt蛋白相比, (填氨基酸)的含量增加。
(2)根据图3分析,HD的遗传方式为 遗传,当个体的所有Htt基因的CAG重复次数 时才可能不患病。
(3)若Ⅱ−1的父亲患有抗维生素D佝偻病,母亲健康,则Ⅲ−2仅患一种病的概率为 。
18.我国研究人员培育出了细胞核移植灵长类动物-食蟹猴,流程如图甲所示,①-⑥表示过程。研究发现向融合细胞中注入酶X的mRNA后,能显著提高融合细胞发育成囊胚的成功率,这与染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变,调控了相关基因的表达有关,过程如图乙。据图分析回答下列问题:
(1)图甲过程①培养时,应使用 培养基(按成分划分),并加入 等天然成分,置于含有 的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
(2)图甲过程③中供体核进入卵母细胞形成重构胚,可用 (两种具体方法)的方法使其激活,完成细胞分裂和发育的进程,可将其发育至 时进行分割,以便得到相同基因型的个体用于后续研究。
(3)图甲中向融合细胞中注入酶X的mRNA有利于相关基因恢复表达,从而提高实验成功率,据图乙分析,酶X可能是 。
19.赏食兼用型辣椒(二倍体)花瓣和果实颜色是重要的育种性状,该植物可多次开花且花期较长。C基因控制白色前体物质合成紫色花青素,使花瓣和果实显紫色,c基因无此效应。果色还与M、m基因有关,M基因作用与C基因相同。科研小组利用纯合紫花紫黑果(甲品系)和纯合白花白色果(乙品系)作为亲本进行杂交实验,结果如表所示(不考虑突变),回答下列问题:
杂交组合
F1表型
F2表型及比例
甲×乙
浅紫色花紫色果
紫色花:浅紫色花:白色花=1:2:1
紫黑色果:浅紫黑色果:紫色果:浅紫色果:白色果=1:4:6:4:1
(1)辣椒果色遗传符合 定律,若对此进行验证,可选取 与乙品系进行杂交,预期后代的表型和比例为 。
(2)为确定C/c基因在染色体上的位置,借助辣椒2号染色体上的N/n基因进行分析。用基因型为NN 的紫色花丙与基因型为 nn的白色花丁杂交得F1,F1自交得F2,对多株F2白色花植株的N/n基因进行电泳检测,如图所示有3种类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ出现。若实验结果为类型 最多、类型 极少,则说明C/c基因位于2号染色体上,产生类型极少植株的原因最可能是减数分裂过程中发生了 (填变异类型);若三种类型Ⅰ:Ⅱ:Ⅲ的比例接近 ,则说明C/c基因不位于2号染色体上。若对多株F2紫色花植株的N/n基因进行电泳检测, (填“能”或“不能”)验证上述实验结论。
20.目前用于治疗人类疾病的单克隆抗体大多数是鼠源单抗,鼠源抗体的恒定区易被人体免疫系统识别而失去作用,科研人员将鼠源抗体的可变区与人源抗体的恒定区组合,设计出M抗体可降低免疫排斥,用于肿瘤治疗。获得相关基因后,利用PCR技术进行融合得到目的基因,将其与乳腺细胞表达载体PBCI构建形成重组 DNA分子。目的基因、表达载体PBCI的结构如图甲、乙所示。请分析回答:
注:Pl为小鼠乳腺中特异表达的基因启动子,P2为四环素诱导启动子(必须在四环素存在时才能起作用);限制酶MboI、Xbal、Scal的识别序列均不相同。
(1)M抗体的设计可以通过蛋白质工程完成,基本思路是:预期M抗体的功能→设计预期的 M抗体结构→ →找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质。
(2)构建重组 DNA分子时,应该选择 (填“P1”或“P2”)启动子构建在目的基因上游,目的是 。本实验应选择限制酶 切割目的基因与PBCI载体,以确保将酶切产物正确连接后形成重组DNA分子,以便后续通过荧光检测筛选。
(3)通常将重组 DNA分子导入小鼠的 (填细胞名称),在培养液中加入 后,发出荧光情况为 的是目标细胞。
(4)目标细胞还需经过 等胚胎工程技术获得转基因小鼠,并可通过 技术检测转基因小鼠乳汁中的M抗体水平。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
B
B
B
D
D
C
B
B
题号
11
12
13
14
15
答案
D
B
C
D
D
1.B
【详解】A、悬浮培养的SF03细胞仍属于动物细胞,培养时需提供适宜的温度、pH、营养等条件,A正确;
B、题干明确指出SF03是通过基因改造获得的,其贴壁生长特性的改变源于基因改造,而非腺病毒(AdV)感染,B错误;
C、腺病毒释放到细胞培养上清液中,离心技术可通过密度差异分离病毒颗粒,C正确;
D、悬浮细胞无需贴壁,传代时直接收集细胞悬液即可,无需胰蛋白酶处理,D正确。
故选B。
2.D
【详解】A、本实验的目的是检测某品牌牛奶是否合格,因而步骤①中使用的无菌水可通过高压蒸汽灭菌法制备,A正确;
B、培养细菌时,通常使用固体培养基,配制固体培养基需加入琼脂,并且细菌适宜在中性或弱碱性环境中生长,所以要将pH调至中性或弱碱性,B正确;
C、图中所示计数方法统计结果比显微计数法计数结果小,因为图示方法统计的是活菌数,且统计的结果往往偏小,而显微计数法统计的结果中包括活菌和死菌数,C正确;
D、图示操作中稀释了104倍,若步骤③中平均菌落数为45,则每毫升牛奶中细菌数目为45/0.1×104=4.5×106/毫升,根据食品安全国家标准,每毫升合格的牛奶中细菌总数不能超过50000个,可见该品牌牛奶不合格,D错误。
故选D。
3.B
【详解】A、据培养基成分和发酵装置可推测,谷氨酸棒状杆菌的代谢类型为异养需氧型,A错误;
B、氨水可以维持pH,并提供氮源;发酵液中的氨水需分次添加,其作用为维持pH和提供氮源,B正确;
C、显微镜直接计数法死菌活菌均一起计数,平板划线法不能用于菌落计数;为监测发酵液中的活菌数目,可采用稀释涂布平板法,C错误;
D、如果发酵产品是微生物细胞本身, 可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物, 可根据产物的性质采取适当的提 取、分离和纯化措施来获得产品。题干信息可知,发酵产物属于菌体代谢产物,应该采用适当的提 取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
故选B。
4.B
【详解】A、tRNA的甲基化修饰是对其进行化学修饰(添加甲基基团),并非改变其碱基序列,所以tRNA发生甲基化不会改变其碱基序列,A正确;
B、已知甲基化程度过低会降低神经发育关键基因的翻译效率,而去甲基化酶活性增强会使tRNA甲基化程度降低。但这里影响的是神经发育关键基因的翻译效率,并非转录,所以去甲基化酶活性增强不会抑制神经发育关键基因的转录,B错误;
C、甲基化酶活性增强,会提高结直肠癌细胞中C基因的翻译效率。C基因能促进细胞从间期进入分裂期,这会加快细胞分裂进程,从而缩短结直肠癌细胞的细胞周期,C正确;
D、tRNA甲基化程度受甲基化酶和去甲基化酶调控,保持动态平衡,这属于生命活动中分子水平(tRNA是分子)的稳态,D正确。
故选B。
5.B
【详解】A、噬菌体是病毒,不能直接在培养基中培养,需先用含放射性标记的35S和32P的培养基分别培养宿主大肠杆菌,再让噬菌体感染这些细菌以完成标记,A错误;
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离,便于后续离心时区分上清液和沉淀物中的放射性,B正确;
C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,离心后外壳应留在上清液中,而沉淀物(含大肠杆菌)的放射性应较低,C错误;
D、子代噬菌体的蛋白质外壳由大肠杆菌内的原料合成,而亲代噬菌体的35S标记仅存在于蛋白质外壳中,未进入细菌,故子代噬菌体不会含有35S,D错误。
故选B。
6.D
【详解】A、施莱登和施旺提出细胞学说时,并未观察所有生物细胞,而是基于部分动植物细胞的观察进行不完全归纳,A错误;
B、欧文顿通过脂溶性物质更易透过细胞膜的实验现象,推测细胞膜含有脂质,而非直接提取和鉴定膜成分,B错误;
C、艾弗里实验是通过化学分离法(如蛋白酶处理)去除S型细菌的特定成分,而非加热处理,C错误;
D、阿尔农等用离体的叶绿体做实验,在给叶绿体照光时发现,当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时,体系中就会有ATP出现,此过程总是与水的光解相伴随,D正确。
故选D。
7.D
【详解】A、DNA连接酶不能直接连接冈崎片段,需先切除引物并填补缺口,A错误;
B、前导链和后随链的延伸方向均为5'端→3'端,B错误;
C、RNA引物序列由模板链决定,不同模板链对应的引物序列不同,C错误;
D、切除RNA引物后留下的缺口,由DNA聚合酶填补脱氧核苷酸,D正确。
故选D。
8.C
【详解】A、染色体上的基因是具有遗传效应的DNA片段,染色体是主要由DNA和蛋白质组成的,A错误;
B、DNA基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸,因为某些病毒的遗传物质是RNA,B错误;
C、基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上还有许多非基因片段,因此,细胞内所有基因的碱基总数远远少于DNA分子的碱基总数,C正确;
D、一条DNA单链上的相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接,D错误。
故选C。
9.B
【详解】A、由图可知,CyclinB3缺失女性与正常女性均形成了纺锤体,说明CyclinB3的功能不是促进纺锤体的形成,A错误;
B、观察图像可知,正常女性在后期Ⅰ时同源染色体能够分离,而CyclinB3缺失女性在后期Ⅰ时同源染色体不能正常分离,由此可以推测CyclinB3的功能是促进同源染色体分离,B正确;
C、题干明确说明减数分裂过程中姐妹染色单体能正常分开,这表明着丝粒分裂是正常的,所以不存在CyclinB3抑制着丝粒分裂的情况,C错误;
D、由图像对比能看出,正常情况下同源染色体可以分离,CyclinB3缺失时不能正常分离,说明CyclinB3是促进同源染色体分离,而非抑制,D错误。
故选B。
10.B
【详解】A、题意显示,蛋白 APOE 可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,促进该种干细胞的衰老,而蛋白 APOE 由 APOE 基因控制合成,故促进 APOE 基因表达可促进该种干细胞的衰老,A 正确;
B、进入细胞核中的蛋白 APOE 可促进该种干细胞的衰老,细胞衰老时细胞核体积增大,B 错误;
C、溶酶体是细胞中的消化车间,故异染色质蛋白在溶酶体内发生自噬性降解,C正确;
D、异染色质蛋白的自噬性降解后的产物可能被细胞利用,也可能排出细胞外,D 正确。
故选B。
11.D
【详解】A、阻断Ⅰ需在培养液中添加DNA合成抑制剂选择性阻断S期,去除抑制剂后S期可继续进行,可见,对DNA复制的抑制是可逆的,A正确;
B、阻断Ⅰ需在培养液中添加DNA合成抑制剂,培养时间不短于15小时,即G2+M+G1的时间总和,这样可以使所有细胞都处于S期,B正确;
C、阻断Ⅱ的处理与阻断Ⅰ相同,经过这两次处理后,所有细胞都应停滞在细胞周期的某一时期处,即G1/S期,从而实现细胞周期的同步化,C正确;
D、解除的处理时间不可以是18h,应该大于7h,短于15h,这样可以保证所有的细胞均分布在S期之外,D错误。
故选D。
12.B
【详解】A、酶活性的高低可通过酶促反应速率(一定条件下酶催化某一化学反应的速率)来表示,反应速率越快,酶活性越高,A正确;
B、图B中,随着Na2S2O3浓度升高,酪氨酸酶活性下降,说明Na2S2O3是抑制剂;图 C 中,Cu2+浓度为0.01mmol⋅L−1时酶活性升高,但浓度为0.50mmol⋅L−1时酶活性下降。这说明Cu2+对酶活性的影响与浓度有关:低浓度是激活剂,高浓度是抑制剂,并非单纯的 “激活剂”。因此,不能直接说 “Cu2+是该酶的激活剂”,B错误;
C、甜菜素是水溶性物质,可在细胞液(液泡中的液体)中积累。细胞液中甜菜素积累会提高细胞液的渗透压,根据渗透作用原理,渗透压越高,细胞的吸水能力越强,C正确;
D、由图A可知,该酶在pH=4时活性较低,在pH=6左右活性较高,但酶在pH=4的环境中,其空间结构可能已受到一定破坏,当转移到pH=6的环境中,酶的活性不会明显改变,D正确。
故选B。
13.C
【详解】A、据图可知,TRPs通道是一类跨膜蛋白,A正确;
B、Ca2+通过TRPs通道跨膜运输,是从高浓度到低浓度的扩散,不消耗能量,属于协助扩散,B正确;
C、细胞膜的功能主要由蛋白质承担,不同神经细胞的TRPs通道数量和活性不同,C错误;
D、TRPs通道是蛋白质,在核糖体合成,需要线粒体提供能量,TRPs通道的形成需要核糖体和线粒体的参与,D正确。
故选C。
14.D
【详解】A、生物膜系统间的物质运输不都通过囊泡结构,比如内质网膜与核膜、细胞膜可直接相连,物质能直接通过膜的融合进行运输,并非“必须通过囊泡”,A错误;
B、蛋白质是生命活动的主要承担者,生物膜功能的差异主要由膜蛋白的种类和数量决定,而非磷脂分子,B错误;
C、温度既影响膜的流动性(如磷脂分子运动),也会通过改变载体蛋白活性或破坏膜结构影响选择透过性,C错误;
D、细胞骨架在细胞的物质运输、能量转换和信息传递等方面有重要作用;生物膜系统(如细胞膜参与物质运输、信息传递,叶绿体、线粒体膜参与能量转换等)也具备这些功能,D正确。
故选D。
15.D
【详解】A、蛋白质在高压环境下易变性,增加氢键可增强结构稳定性,可以更好地抵抗高压对其结构和功能的影响,以适应高压环境,A正确;
B、无论是原核生物还是真核生物(包括无脊椎动物和脊椎动物),它们的遗传物质都是DNA,所以深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA,B正确;
C、在低温环境下,不饱和脂肪酸的存在有利于维持细胞膜的流动性。 因为不饱和脂肪酸具有双键,会使分子链发生弯曲,不易排列紧密,从而使细胞膜在低温下也能保持一定的流动性,这对于深渊生物适应低温环境是很重要的,C正确;
D、虽然深渊生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用,但细胞内可以通过其他途径合成有机物。 比如细胞呼吸的过程中会产生一些中间产物,这些中间产物可以作为合成其他有机物的原料,细胞还可以从周围环境中摄取一些小分子物质来合成自身需要的有机物等,D错误。
故选D。
16.(1) Ⅰ和Ⅲ 线粒体
(2) 三 叶绿体基质
(3)b、c
(4) 光强度 ≥
(5)260mg
【详解】(1)由图甲可知,I需要强光条件,Ⅲ需要弱光条件,Ⅱ介于二者之间,因此I和Ⅲ最适合间作,图甲中a点光合作用等于细胞呼吸强度,产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体,b点无光,只进行细胞呼吸,产生ATP的细胞器是线粒体,因此在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是线粒体。
(2)图乙中Ⅰ是光反应阶段,Ⅱ是暗反应阶段,Ⅲ是有氧呼吸,O2参与有氧呼吸的第三阶段,暗反应进行的场所是叶绿体基质。
(3)从图丙曲线变化分析,图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为b、c,光照弱时,呼吸作用速率高于光合作用速率,密封玻璃温室中的二氧化碳浓度持续升高,随着光照强度的增加,光合速率增加,直到b点两者速率相等;bc段光合作用速率开始大于呼吸作用速率,随着二氧化碳浓度逐渐减少,光合作用速率降低,直至c点与呼吸作用速率相等。
(4)光饱和点是植物光合速率达到最大值时的最低光照强度,可以通过测定不同的光照强度下的光合速率来确定,温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度应该大于或等于25℃。
(5)A点光照强度为0,植物只进行呼吸作用,呼吸速率为5mg/(小时.cm2),B点表示光补偿点,光合作用和呼吸作用相等,净光合作用为0,C点时,净光合作用为20mg/(小时.cm2),如果将该植物先放置在图2中A点的条件下4小时,B点的条件下6小时,接着放置在C点的条件下14小时,这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为CO2吸收量表示为14×20+6×0-4×5=260mg。
17.(1) 基因突变 谷氨酰胺
(2) 常染色体显性 ≤25
(3)1/2
【详解】(1)HD是由于CAG发生多次重复造成的,因此其致病机理属于基因突变。b链为模板链,因此重复序列对应的密码子为CAG,相应的氨基酸为谷氨酰胺,则异常Htt蛋白与正常Htt蛋白相比,谷氨酰胺的数量增加。
(2)根据电泳图可确定其中的健康人的基因型都为纯合子,患者都为杂合子,再根据遗传系谱图,确定该遗传病为常染色体显性遗传。根据电泳图,所有健康人都为基因CAG序列重复次数小于25的纯合子,患者都是基因CAG序列重复次数大于25的杂合子,因此当个体的所有Htt基因的CAG重复次数≤25时才可能不患病。
(3)抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,因此Ⅱ-1一定为患者,所以Ⅲ-2患抗维生素D偻病的概率为1/2,对于亨廷顿舞蹈症,Ⅱ-1为隐性纯合子,Ⅱ-2为杂合子,因此Ⅲ-2患亨廷顿舞蹈症概率为1/2,因此Ⅲ-2仅患一种遗传病的概率为1/2×1/2+1/2×1/2=1/2。
18.(1) 合成 血清 95%空气和5%CO2
(2) 电刺激、乙醇、蛋白酶合成抑制剂、Ca2+ 桑葚胚或囊胚
(3)组蛋白乙酰化酶或组蛋白去甲基化酶
【详解】(1)图甲过程①为动物细胞培养,应该使用合成培养基,为保证细胞的生长需添加血清;气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH),所以置于含有95%空气和5%CO2的CO2培养箱中进行培养。
(2)图甲过程③中供体核进入卵母细胞形成重构胚,可用电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等方法使其激活,完成细胞分裂和发育的进程;可将其发育至桑葚胚或囊胚进行分割,以便成功得到相同基因型的个体用于后续研究。
(3)由图可知,组蛋白乙酰化可激活转录,有利于基因表达,甲基化会抑制转录,因此提高组蛋白乙酰化水平,提高组蛋白去甲基化水平都有利于相关基因恢复表达,则酶X为组蛋白乙酰化酶或组蛋白去甲基化酶。
19.(1) 自由组合 F1 紫色果∶浅紫色果∶白色果=1∶2∶1
(2) Ⅲ I 基因重组(染色体互换) 类型I∶类型Ⅱ∶类型Ⅲ=1∶2∶1 能
【详解】(1)由F2中紫黑色果∶浅紫黑色果∶紫色果∶浅紫色果∶白色果=1∶4∶6∶4∶1,该比例为9∶3∶3∶1的变式,说明相关基因的遗传符合基因自由组合定律,若对此进行验证,可选取F1与乙品系进行杂交,相当于测交,预期后代的表型和比例为紫色果(CcMm)∶浅紫色果(Ccmm、ccMm)∶白色果(ccmm)=1∶2∶1。
(2)丙基因型为NN,丁的基因型是nn,说明上面的条带对应n,下面条带对应N,Ⅰ是NN,Ⅱ是Nn,Ⅲ是nn,若C/c基因和N/n基因均位于2号同源染色体上,则丙的基因型为CCNN,丁的基因型是ccnn,F1的基因型为CN//cn,F2中白花的基因型为ccnn,即为Ⅲ,出现了类型Ⅰ(ccNN)、Ⅱ(ccNn),说明减数分裂过程中发生了基因重组或染色体互换。类型Ⅰ需要发生两次基因重组或染色体互换,极少。若C/c不位于2号染色体上,则两对基因的遗传符合基因的自由组合定律,F1的基因型为CcNn,F2中白花的基因型为ccNN∶ccNn∶ccnn=1∶2∶1,即三种类型的比例接近类型I∶类型Ⅱ∶类型Ⅲ=1∶2∶1。若对多株F2紫色花植株的N/n基因进行电泳检测“也能”验证上述实验结论,因为紫花植株的基因型为CC,为纯合子,不会造成干扰。
20.(1)推测应有的氨基酸序列
(2) P1 保证目的基因在乳腺细胞中特异性表达 ScaI和XbaI
(3) 受精卵 四环素 红色
(4) 胚胎移植 抗原—抗体杂交
【详解】(1)抗体的化学本质是蛋白质。借助蛋白质工程设计M抗体的基本思路是:预期M抗体的功能→设计预期的M抗体结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质。
(2)Pl为小鼠乳腺中特异表达的基因启动子,可以使目的基因在乳腺细胞中特异性表达,因此构建重组 DNA分子时,应该选择P1启动子构建在目的基因上游。由于目的基因两端均存在MboI的识别位点,若选择限制酶MboI切割,目的基因可能会自身环化;若选择限制酶MboI和ScaI切割,目的基因不能按照正确的方向转录;为了保证目的基因能够按照正确的方向转录,只能选用ScaI和XbaI这两个限制酶切割目的基因与PBCI载体。
(3)培育转基因动物,通常是将重组DNA分子导入动物细胞的受精卵中。由于目的基因的插入破坏了蓝色荧光蛋白基因,后续只能根据红色荧光蛋白来筛选,而P2为四环素诱导启动子,必须在四环素存在时才能起作用,因此需要在培养液中加入四环素才能诱导红色荧光蛋白基因(标记基因)的表达,发出红色荧光的即为目标细胞。
(4)将目标细胞(成功导入目的基因的受精卵)培育成转基因小鼠需要用到胚胎移植等胚胎工程技术。通常采用抗原—抗体杂交技术来检测转基因小鼠乳汁中的M抗体水平。
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