精品解析:辽宁沈阳市东北育才学校2027届高三上学期第一次模拟生物试卷
2026-09-07
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内容正文:
东北育才高中高三年级第一次模拟考试生物科试卷
考试时长:75分钟满分:100分
一、单项选择题(每题2分,共15小题,共30分)
1. 发菜是一种光合生物,其体内的异形胞具有固氮酶,能将空气中的氮转化为可利用的氮素,供发菜吸收利用,参与蛋白质的合成,其蛋白质含量约为鸡蛋的1.5倍。下列有关发菜的叙述正确的是( )
A. 发菜的蛋白质含量是鸡蛋的1.5倍,可能与发菜细胞的核仁大,形成的核糖体数量多有关
B. 发菜细胞没有叶绿体,但可以进行光合作用的原因是其具有与植物细胞相同的光合色素
C. 发菜细胞的细胞壁与植物细胞的细胞壁组成成分有区别,DNA是发菜的主要遗传物质
D. 发菜是一种重要的固氮生物,可以为其他土壤微生物提供可利用的氮源
【答案】D
【解析】
【详解】A、发菜属于原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,不具有核仁结构,其核糖体的形成与核仁无关,A错误;
B、发菜是蓝细菌的一种,光合色素为叶绿素和藻蓝素,而植物细胞的光合色素为叶绿素和类胡萝卜素,二者光合色素种类不相同,B错误;
C、发菜细胞壁主要成分为肽聚糖,植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶,二者成分有区别;但发菜属于细胞生物,遗传物质就是DNA,没有“主要遗传物质”的表述,C错误;
D、根据题干信息,发菜的异形胞可将空气中的氮转化为可被利用的氮素,属于固氮生物,固定的氮源可以供其他土壤微生物利用,D正确。
2. 脂质体是一种人工膜,根据磷脂分子可在水中形成稳定脂双层的原理制成,是很多药物的理想载体,其结构如图所示。脂质体中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性有重要作用。下列叙述错误的是( )
A. 脂质体的“膜”结构与细胞膜类似,都具有磷脂双分子层
B. 甲处适合装载脂溶性药物,乙处适合装载水溶性药物
C. 脂质体中加入胆固醇的目的可能是减少药物渗漏
D. 脂质体表面不具备可供免疫细胞识别的糖蛋白,故能避免被免疫细胞识别和清除
【答案】B
【解析】
【详解】A、脂质体由磷脂双分子层构成,细胞膜的基本支架也是磷脂双分子层,二者膜结构类似,A正确;
B、磷脂分子的亲水头部朝向膜的内外两侧,因此甲为亲水区域,适合装载水溶性药物;乙为磷脂双分子层的疏水尾部区域,为疏水环境,适合装载脂溶性药物,B错误;
C、题干说明胆固醇可使膜的通透性降低,维持膜结构稳定性,因此加入胆固醇可减少药物渗漏,C正确;
D、糖蛋白具有识别作用,免疫细胞依靠识别细胞表面的糖蛋白等结构区分异物,脂质体表面无糖蛋白,可避免被免疫细胞识别和清除,D正确。
故选B。
3. 2025年我国将健康体重管理行动纳入健康中国行动。下列叙述正确的是( )
A. 淀粉水解为葡萄糖和果糖后可以被人体吸收,糖类可在体内转化为脂肪
B. 食物中搭配奶制品和大豆制品等,可补充人体的必需氨基酸
C. 纤维素难以被人体消化吸收,科学减重期间应减少膳食纤维的摄入
D. 无机电解质在水溶液中能够电离成自由移动的离子,在动物体内可缩合形成多肽
【答案】B
【解析】
【详解】A、淀粉的基本组成单位是葡萄糖,水解终产物仅为葡萄糖,不存在果糖,A错误;
B、必需氨基酸是人体无法自行合成、必须从食物中获取的氨基酸,奶制品和大豆制品富含优质蛋白质,含有人体所需的多种必需氨基酸,搭配食用可补充必需氨基酸,B正确;
C、纤维素虽然无法被人体消化吸收,但属于膳食纤维,可促进胃肠蠕动、增加饱腹感,有助于控制体重,减重期间应适当摄入而非减少,C错误;
D、多肽是由氨基酸经脱水缩合形成的有机物,无机电解质属于无机物,不能缩合形成多肽,D错误。
4. 某直链多肽含4个缬氨酸(C5H11NO2),蛋白酶1作用于缬氨酸氨基端的肽键,蛋白酶2作用于缬氨酸羧基端的肽键。该多肽分别经酶1和酶2单独作用后的情况如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 缬氨酸在该多肽中的位置分别是第7、8、14、19位,其R基的分子式为—C3H7
B. 酶1完全作用后形成的产物中氮原子数目与原多肽不一样多
C. 酶2完全作用后形成的产物中相对分子质量比原多肽增加36
D. 酶1、酶2同时完全作用后形成的肽链中氧原子数目比原多肽多了2个
【答案】A
【解析】
【详解】A、由题图解读可知,蛋白酶1作用于缬氨酸氨基端的肽键后,形成了三个短肽A、B、C,由三个短肽的氨基酸标号可知,酶1作用位点是7、8、14、19左侧的氨基,因此该多肽中缬氨酸的位置分别是第7、8、14、19位,氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,根据缬氨酸分子式C5H11NO2以及氨基酸的结构通式,可求得缬氨酸的R基为—C3H7,A正确;
B、多肽链脱水缩合或者水解的过程中,都没有氮原子的增加或减少,因此经过酶1完全作用后形成的产物中氮原子数目与原多肽一样多,B错误;
C、酶2作用于缬氨酸羧基端的氨基,也就是7、8、14的右侧,消耗了3个水分子,则酶2完全作用后形成的产物的相对分子质量与原多肽相比是增加了3个水分子的相对分子质量,即54,C错误;
D、酶1、酶2同时完全作用,一共断裂6个肽键,形成3条多肽链、4个缬氨酸,共消耗了6个水分子,每个缬氨酸中含有两个氧原子,故形成的肽链中氧原子数目比原多肽少了2×4-6=2个,D错误。
故选A。
5. 幼苗期的豌豆叶肉组织中,胞间连丝处于“开放态”,允许分子量高达10万的蛋白质通过;成熟期则转变为“正常态”,仅允许分子量小于500 的物质通过。豌豆耳突花叶病毒(PEBV)依靠其运动蛋白VPg,与胞间连丝内的蛋白环相互作用,暂时扩大孔径以促进病毒核酸在细胞间转移、PEBV的 VPg 蛋白突变体失去转移能力而只局限于初始侵染细胞。下列叙述正确的是( )
A. 动植物细胞均可通过胞间连丝实现细胞间物质运输和信息传递
B. VPg蛋白突变体局限于初始侵染细胞可能与其无法调节胞间连丝孔径有关
C. 豌豆叶肉组织发育过程中胞间连丝的状态变化与细胞代谢强度无关
D. PEBV内含有 DNA 和 RNA 两种核酸,共含八种核苷酸和五种含氮碱基
【答案】B
【解析】
【详解】A、胞间连丝为植物细胞特有结构,动物细胞无胞间连丝,A错误;
B、VPg蛋白可通过与胞间连丝相互作用扩大孔径,突变体无法在胞间移动,可能原因是失去此功能,B正确;
C、幼苗期的细胞代谢大于成熟期,两个时期胞间连丝的状态不同与细胞代谢水平相关,C错误;
D、PEBV只含有一种核酸,共含4种核苷酸和4种含氮碱基,D错误。
故选B。
6. 囊泡运输是细胞内物质转运的重要方式,涉及多种细胞结构的协调配合。科研人员利用荧光标记技术追踪了囊泡在细胞内的移动路径,并观察了细胞骨架在其中的作用。下列相关叙述正确的是( )
A. 所有生物均有核糖体,核糖体与蛋白质的合成有关
B. 细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,与细胞运动、物质运输等生命活动密切相关
C. 生物膜系统和细胞骨架都与物质运输、能量转换和信息传递有关
D. 囊泡在细胞中移动并融合的过程,体现了细胞膜的功能特点
【答案】C
【解析】
【详解】A、病毒属于生物,但无细胞结构,不含核糖体,A错误;
B、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,B错误;
C、生物膜系统在细胞的物质运输、能量转换、信息传递过程中发挥重要作用;细胞骨架也与细胞的物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,C正确;
D、囊泡与膜融合的过程依赖膜的流动性,体现了细胞膜的结构特点,细胞膜的功能特点是选择透过性,D错误。
7. 高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A. 错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B. 合成新的分子伴侣蛋白所需的能量主要由线粒体提供,细胞质基质也可提供部分ATP
C. UPR过程中,细胞核通过核孔将合成的分子伴侣蛋白直接运输至内质网发挥作用
D. 植物通过UPR降低内质网中分子伴侣蛋白的合成量,从而减少能量消耗以应对高温胁迫
【答案】B
【解析】
【详解】A、高尔基体的功能是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,不负责降解蛋白质,错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与,对于植物细胞而言,液泡具有类似动物溶酶体的功能,可以对这些蛋白进行降解,A错误;
B、线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,是细胞生命活动的主要供能结构,合成分子伴侣蛋白所需能量主要由线粒体提供,细胞质基质可进行细胞呼吸第一阶段,也可以产生少量 ATP,提供部分能量,B正确;
C、分子伴侣蛋白的本质是蛋白质,合成场所是核糖体,细胞核是转录的场所,仅能通过核孔向外运输mRNA等物质,不能直接合成并运输蛋白质到内质网,C错误;
D、高温胁迫下发生UPR,会使细胞合成更多的分子伴侣蛋白,帮助蛋白质正确折叠,恢复内质网正常功能,而非降低分子伴侣蛋白合成量,D错误。
8. 将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入KNO₃溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. t₀~t₁时段,细胞液浓度逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强
B. t₁~t₂时段,细胞的吸水和失水处于动态平衡
C. t₂时细胞开始吸收K⁺和NO₃⁻
D. t₃时刻比t₀时刻的细胞体积明显变大
【答案】A
【解析】
【详解】A、~时段原生质层对细胞壁的压力逐渐下降至0,说明细胞不断失水发生质壁分离,细胞液浓度随失水逐渐升高,细胞吸水能力和细胞液浓度正相关,因此吸水能力逐渐增强,A正确;
B、~时段压力始终为0,说明细胞仍处于质壁分离状态,该时段细胞先继续失水,后因吸收、使细胞液浓度升高,逐渐转为吸水,并非吸水和失水平衡,B错误;
C、细胞从放入溶液开始就主动吸收和,并非才开始,是细胞液浓度超过外界溶液浓度,细胞吸水使原生质层重新接触细胞壁的时间点,C错误;
D、细胞壁的伸缩性很小,时细胞在清水中已处于膨胀状态,时细胞虽吸水复原,但受细胞壁限制,细胞体积不会明显变大,D错误。
9. 下图为某动物嗅觉感受器细胞接受刺激产生兴奋的过程示意图,下列相关叙述错误的是( )
A. 图中的通道蛋白、受体蛋白均属于膜蛋白,其合成场所相同
B. 构成细胞膜的磷脂分子头部亲水、尾部疏水,可以侧向自由移动
C. 气味分子与受体的结合具有特异性,体现了细胞膜的信息交流功能
D. cAMP可为Na+通道蛋白运输Na+过程提供能量
【答案】D
【解析】
【详解】A、通道蛋白和受体蛋白都属于膜蛋白,本质都是蛋白质,蛋白质的合成场所均为核糖体,二者合成场所相同,A正确;
B、构成细胞膜的磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,且磷脂分子可以在膜上侧向自由移动,是细胞膜具有流动性的结构基础之一,B正确;
C、气味分子作为信息分子,与细胞膜上的受体特异性结合,将信息传递给细胞,体现了细胞膜的信息交流功能,C正确;
D、Na+通过通道蛋白运输的方式为协助扩散,不需要消耗能量;且cAMP的作用是作为信号分子激活Na+通道,并不为Na+的运输过程提供能量,D错误。
10. 中国科学团队发现了耐盐碱的关键基因,对于解决世界粮食问题有着重要意义。如图表示碱蓬等耐盐碱植物根毛细胞中液泡参与抵抗盐胁迫的相关机制(注:NHX和H+-ATP泵是液泡膜上的转运蛋白)。已知液泡对植物细胞内的环境起调节作用。研究表明,在盐胁迫下大量Na+进入植物根部细胞,使细胞内酶失活,影响蛋白质的正常合成。下列说法正确的是( )
A. 液泡中的H+浓度低于细胞质基质中的H+浓度
B. 依图判断,NHX能同时转运H+和Na+,所以不具有专一性
C. 降低细胞质基质中Na+浓度,可避免Na+使细胞内酶失活而影响蛋白质的正常合成
D. 从渗透压角度分析,降低细胞液Na+浓度有利于植物适应高盐碱环境
【答案】C
【解析】
【详解】A、由题图可知,细胞质基质中的H+进入液泡需要借助H+-ATP泵,需要消耗ATP,为逆浓度梯度运输,即液泡中H+浓度高于细胞质基质中H+浓度,A错误;
B、NHX作为载体蛋白,特异性运输H+和Na+,具有专一性,B错误;
C、由题图可知,Na+被转运进液泡,以减少细胞质基质中Na+浓度,避免高浓度Na+使细胞内酶失活而影响蛋白质的正常合成,C正确;
D、从渗透压角度分析,提高细胞液中Na+浓度,能提高细胞液的渗透压,增加细胞对水的吸收,从而适应高盐碱环境,D错误。
11. 多酚氧化酶催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶活性的大小,同学们设计了相关实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该实验的自变量是温度和酶的种类,多酚氧化酶用量是因变量
B. 相同温度条件下,酶A降低活化能的作用更显著
C. 酶A和酶B的最适温度有可能相同
D. 如果要进一步探究酶B最适温度,应在40℃~50℃之间设置多个温度梯度进行实验
【答案】C
【解析】
【详解】A、该实验的自变量是温度和酶的种类,多酚氧化酶用量属于无关变量,因变量是酚剩余量(或多酚氧化酶活性),A错误;
B、酚剩余量越少说明酶催化效率越高、活性越强,相同温度下酶A组酚剩余量更高,说明酶A活性更低,是酶B降低活化能的作用更显著,B错误;
C、本实验设置的温度梯度较大,酶A和酶B的最适温度都可能处于30℃~50℃的区间内,存在最适温度相同的可能性,C正确;
D、酶B在40℃时酚剩余量最少、活性最高,30℃和50℃时活性都低于40℃,因此探究酶B的最适温度应在30℃~50℃之间设置多个温度梯度,D错误。
12. 某植物具有一定的水淹耐性,但长时间水淹会导致根系细胞中酶Ⅱ和酶Ⅲ的活性显著降低,酶Ⅴ的活性显著增加。下图为该植物根系中不同途径的细胞呼吸过程,下列相关叙述错误的是( )
注:①②③④⑤⑥表示过程。
A. 酶Ⅴ活性增加可能有利于其适应长时间水淹的环境
B. ④场所是线粒体基质,物质甲为还原性辅酶Ⅱ
C. ①⑤⑥代表无氧呼吸,无氧呼吸只有①释放少量能量
D. 细胞呼吸除了为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽
【答案】B
【解析】
【详解】A、长时间水淹环境中氧气不足,有氧呼吸受抑制,酶Ⅴ参与无氧呼吸第二阶段,其活性增加可保证无氧呼吸顺利进行,为生命活动提供少量能量,同时避免乙醛积累毒害细胞,有利于植物适应水淹环境,A正确;
B、过程④是有氧呼吸第三阶段,场所为线粒体内膜;物质甲是NADH,即还原性辅酶Ⅰ,还原性辅酶Ⅱ(NADPH)是光合作用的特有产物,B错误;
C、①是无氧呼吸第一阶段,⑤⑥是产酒精的无氧呼吸第二阶段,无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量,第二阶段无能量释放,C正确;
D、细胞呼吸除为生物体提供能量外,其产生的中间产物可作为糖类、脂质、氨基酸等物质转化的枢纽,是生物体代谢的枢纽,D正确。
13. 某研究者为探究某种植物光合速率与呼吸速率对生长发育的影响,进行如下实验:选取长势一致的该植物幼苗,均分为7组,分别置于7个温度的恒温环境中,光照强度、CO2浓度等其他条件均相同且适宜。每组幼苗先暗处理1 h,再光照1 h,测定从实验初始到光照结束时的干重变化量,结果如表所示。
温度/℃
20
23
26
29
32
35
38
Δm1/mg
1
3
4
3
1
‒1
‒4
Δm2/mg
‒2
‒4
‒6
‒8
‒10
‒8
‒8
注:Δm1是从实验初始到光照结束时的干重变化,Δm2是暗处理1 h后干重的变化。
下列说法正确的是( )
A. 23 ℃与29 ℃环境中,该植物的净光合速率相等
B. 35 ℃时,该植物幼苗的总光合速率为7 mg/h
C. 26 ℃恒温24 h条件下,只有光照时间超过9 h,该植物幼苗才能正常生长
D. 该植物进行光合作用时,当光照强度突然增强,短时间内C5的量将会减少
【答案】C
【解析】
【详解】A、据题表分析,23 ℃时该植物的净光合速率为[3-(-4)]÷1=7 mg/h,29 ℃时该植物的净光合速率为[3-(-8)]÷1=11 mg/h,净光合速率不相等,A错误;
B、35 ℃时,该植物的净光合速率为7 mg/h,呼吸速率为8 mg/h,总光合速率为15 mg/h,B错误;
C、26 ℃时,该植物净光合速率为10 mg/h,呼吸速率为6 mg/h,当24 h内光照时间为9 h(即黑暗时间为15 h)时,净积累量为90 mg,呼吸作用消耗量为6×15=90 mg,所以光照时间超过9 h,该植物才能正常生长,C正确;
D、光合作用过程中,若光照强度突然增强,则短时间内,光反应速率将升高,产生ATP和NADPH将增加,暗反应中C3生成C5的过程需要ATP和NADPH的参与,所以C5的含量将增加,D错误。
14. 柠檬酸(C6H8O7)是黑曲霉发酵生产的一种食品酸度调节剂。为实现农业废弃物资源化利用、降低柠檬酸生产的原料成本,科学家尝试以水稻秸秆为原料制备柠檬酸,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 黑曲霉细胞中含有编码柠檬酸的基因,其可直接表达产生柠檬酸
B. 选育优良的黑曲霉菌种是发酵工程的中心环节,决定了柠檬酸的产量和品质
C. 发酵结束后,对罐内发酵液采取适当的过滤、沉淀措施就可获得柠檬酸
D. 生产柠檬酸时需振荡培养,黑曲霉与生产果醋时所用主要微生物的代谢类型相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、基因表达的直接产物是蛋白质,柠檬酸是有机酸,不属于蛋白质,黑曲霉的基因先编码合成柠檬酸相关的催化酶,再通过酶促反应生成柠檬酸,无法直接表达产生柠檬酸,A错误;
B、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程,选育优良菌种是发酵工程的前提环节,并非中心环节,B错误;
C、过滤、沉淀仅能除去发酵液中的菌体和大颗粒杂质,还需经过分离纯化步骤才能得到纯净的柠檬酸,C错误;
D、黑曲霉的代谢类型为异养需氧型,生产果醋的核心微生物醋酸菌代谢类型也为异养需氧型,二者代谢类型相同,振荡培养可提高培养液溶氧量,满足需氧微生物的代谢需求,D正确。
15. 转基因猪器官移植的存活时间出现新纪录,为解决人体器官移植供体短缺的医学难题迈出了关键一步。研究人员敲除SIXI和SALLI基因,构建了肾脏发育缺陷的猪胚胎,并将过量表达MYCN和BCL2基因的人诱导多能干细胞(iPSCs)注入猪的桑葚胚或囊胚后,培育出含有人源化肾脏组织的人-猪嵌合胚胎,用于人体器官移植。下列叙述正确的是( )
A. 对卵母细胞去核时,除显微操作外还可采用梯度离心和紫外线长时间照射等方法
B. 在使用限制酶对猪胚胎进行SIXI基因敲除时,破坏四处磷酸二酯键
C. 注入的人iPSCs与胚胎干细胞均能分化成各种类型的细胞
D. 接受该种肾脏移植的患者,其后代可能携带部分猪的染色体
【答案】B
【解析】
【详解】A 、卵母细胞去核方法:梯度离心、紫外短时间照射、显微操作均可,但紫外线长时间照射会损伤卵母细胞的细胞质和遗传物质,导致细胞失活,不能用于去核, A 错误;
B 、敲除一个基因,需要限制酶在基因两侧各切一个切口,一个切口断裂2 个磷酸二酯键,两个切口一共断裂4 处磷酸二酯键,B 正确;
C 、胚胎干细胞具有发育全能性,能分化为多种组织细胞;题干信息表明注入的人诱导多能干细胞(iPSCs) 并不能分化为各种类型细胞, C 错误;
D、人 — 猪嵌合胚胎只在肾脏组织含人源化细胞,患者移植的是体细胞肾脏,生殖细胞没有掺入猪的染色体; 生殖细胞基因型未改变,后代不会携带猪的染色体, D 错误。
二、不定项选择题(每题有一至多个正确答案,完全选对得3分,漏选得1分,错选不得分。共5题,共15分)
16. 下面两图分别是油菜种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示意图。下列说法正确的是( )
A. 该种子成熟过程中脂肪积累的原因可能是淀粉和可溶性糖转化成脂肪
B. 该种子成熟过程中,可溶性糖含量下降可使细胞吸水能力下降
C. 该种子萌发过程中干重先增加,脂肪转化为可溶性糖,主要增重的元素为C
D. 与富含淀粉的小麦种子相比,油菜种子播种时应深播
【答案】AB
【解析】
【详解】A、由种子成熟过程的物质变化曲线可知,随成熟天数增加,可溶性糖、淀粉含量下降,脂肪含量持续上升,可推测脂肪积累的原因是淀粉和可溶性糖转化为脂肪,A正确;
B、细胞吸水能力和细胞液渗透压正相关,可溶性糖是细胞液的重要溶质,其含量下降会导致细胞液渗透压降低,细胞吸水能力下降,B正确;
C、脂肪的氧含量远低于糖类、氢含量远高于糖类,脂肪转化为可溶性糖时需要结合氧元素,因此干重增加的主要元素是O,不是C,C错误;
D、同等质量的脂肪比淀粉氧化分解消耗的氧气更多,油菜种子富含脂肪,播种时应浅播保证氧气供应,深播会导致氧气不足抑制种子萌发,D错误。
17. 黏蛋白肾病(MKD)是一种遗传病,患者细胞内M蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常,过程如图所示,正常人细胞中产生的错误折叠蛋白被含T9受体的囊泡运输至溶酶体降解,MKD患者细胞内异常M蛋白与T9受体结合,使其失去识别功能。下列叙述正确的是( )
A. 正常人细胞中错误折叠蛋白被运输至溶酶体中被氧化分解再利用
B. 异常M蛋白从内质网释放,其可能含有肽键、二硫键等化学键
C. MKD患者细胞内错误折叠蛋白堆积的原因是高尔基体功能丧失
D. MKD患者细胞中错误折叠的蛋白会堆积在内质网和高尔基体之间
【答案】BD
【解析】
【详解】A、溶酶体中含有多种水解酶,错误折叠蛋白在溶酶体中被水解(而非氧化分解)为小分子物质后可被再利用,A错误;
B、M蛋白属于蛋白质,肽键是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的基本连接键,且内质网可对蛋白质进行加工,通过形成二硫键等维持蛋白质的空间结构,因此异常M蛋白可能含有肽键、二硫键等化学键,B正确;
C、MKD患者细胞内错误折叠蛋白堆积的原因是异常M蛋白与T9受体结合,使T9受体失去识别功能,高尔基体本身功能并未丧失,C错误;
D、T9受体失去识别功能后,错误折叠蛋白无法被含T9受体的囊泡正常运输至溶酶体降解,因此会堆积在内质网和高尔基体之间,D正确。
18. 在甲、乙、丙、丁四支试管中分别加入一定量的淀粉溶液,在甲、乙、丙试管中加入等量的淀粉酶溶液,丁试管中加入等量盐酸和淀粉酶的混合液,控制的反应温度均低于最适温度,甲、乙、丙试管中产物量随时间的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 适当提高甲试管的温度,A点将上移
B. 三支试管所处的温度高低可能为甲>乙>丙
C. 三支试管加入淀粉量的多少为甲>乙=丙
D. 若绘制丁试管中产物量的变化曲线则应与横轴重合
【答案】AD
【解析】
【详解】A、A点是甲试管反应的最终产物量,最终产物量由底物淀粉的含量决定。适当提高温度仅能提升酶活性、加快反应速率,缩短达到反应平衡的时间,不会改变最终产物总量,因此A点不会上移,A错误;
B、三支试管的反应温度均低于酶的最适温度,该范围内温度越高,酶活性越高,反应速率越快。曲线斜率代表反应速率,反应速率为甲>乙>丙,因此温度高低可能为甲>乙>丙,B正确;
C、酶促反应的最终产物量由底物的量决定,甲的最终产物量高于乙、丙,乙、丙的最终产物量相等,因此淀粉加入量为甲>乙=丙,C正确;
D、丁试管中淀粉酶虽在酸性条件下变性失活,但盐酸本身可催化淀粉水解,因此会有产物生成,产物量变化曲线不会与横轴重合,D错误。
19. 近年来亚洲黑熊数量锐减,科学家欲通过现代生物技术促进亚洲黑熊数量增加,其过程如图所示,图中字母代表不同个体,数字代表不同过程。下列说法错误的是( )
A. 操作中用促性腺激素处理A使其超数排卵,对D和B进行同期发情处理
B. 无核卵母细胞和体细胞融合形成的重构胚需用物理或化学方法进行激活
C. 培育E后代运用了试管动物技术,培育F后代运用了克隆技术,两种技术均需要进行胚胎移植
D. 将A刚排出的卵子与C的获能精子受精,这种培育E后代的方式为有性生殖
【答案】AD
【解析】
【详解】A、用促性腺激素处理A使其超数排卵的操作正确,但同期发情处理的目的是让受体D和提供卵母细胞的供体A生理状态一致,保证胚胎移植后能正常着床发育,B仅提供体细胞核,无需进行同期发情处理,A错误;
B、无核卵母细胞和体细胞融合形成的重构胚可用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;
C、E后代通过精卵体外受精获得,运用了试管动物技术,F后代通过体细胞核移植获得,运用了克隆技术,两种技术都需要将早期胚胎移植到受体D的子宫内完成后续发育,均需要胚胎移植操作,C正确;
D、A刚排出的卵子尚未发育成熟,需要培养至减数第二次分裂中期才具备与获能精子受精的能力,无法直接完成受精,D错误。
20. miRNA是细胞中的一类非编码小分子RNA,其与有关蛋白形成沉默复合体RISC后,通过与靶mRNA结合调控基因的表达,具体机理如图。miR-150为miRNA家族成员之一,在多种肿瘤细胞中均异常表达。研究人员将miR-150过表达质粒及其阴性对照质粒miR-NC分别导入宫颈癌HeLa细胞后,检测细胞凋亡率和FOXO4蛋白表达量,结果如图。下列叙述不正确的是( )
A. miRNA与靶mRNA部分互补,碱基配对方式与miRNA基因转录过程完全不同
B. RISC中的miRNA与靶mRNA的5′端结合,通过阻止核糖体移动阻止翻译进行
C. 对照质粒miR-NC可排除其他无关变量对宫颈癌细胞凋亡率的影响
D. miR-150可能通过上调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的生长和存活
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、miRNA与靶mRNA都是RNA,二者碱基配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G;miRNA基因转录是DNA模板链与RNA配对,配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G,二者配对方式存在相同部分,并非完全不同,A错误;
B、核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动,由机理图可知RISC结合在核糖体移动方向的下游,也就是靶mRNA的3'端区域,并非5'端,B错误;
C、miR-NC为阴性对照质粒,可排除转染操作、质粒本身等无关变量对宫颈癌细胞凋亡率的影响,保证实验结果是miR-150的作用导致的,C正确;
D、实验结果显示,转入miR-150的HeLa细胞中FOXO4蛋白表达量更低,细胞凋亡率更低,说明miR-150是通过下调FOXO4基因表达抑制细胞凋亡,进而促进癌细胞的生长和存活,并非上调FOXO4表达,D错误。
三、简答题(共五道题,共55分)
21. 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定,如膜上蛋白质参与细胞的生命活动。
(1)细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成,虽然细胞膜的磷脂双分子层内部是疏水的,但水分子仍能跨膜运输,其原因是________。一般认为细胞膜不是静止的,而是具有流动性,其流动性主要表现为________。
(2)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现细胞膜的功能是________。
(3)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特点是________。细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是________。
(4)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH________;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是________。
【答案】(1) ①. 水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙(可以直接通过磷脂分子);膜上存在水通道蛋白,水分子可以借助水通道蛋白通过膜 ②. 构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动(磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动)
(2)进行细胞间信息交流
(3) ①. 选择透过性 ②. K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量(运输方式是主动运输需要消耗能量),呼吸抑制剂使细胞呼吸产生的能量减少
(4) ①. 降低 ②. 载体蛋白发生磷酸化(与H+结合),导致其空间结构改变
【解析】
【分析】1、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
2、大分子物质一般通过胞吐和胞吞的方式进行运输,它们均需要消耗能量,并且能够体现细胞膜的流动性。
【小问1详解】
水分子跨膜运输的核心原因有两点:一是水分子体积极小,能穿过磷脂双分子层因磷脂分子运动形成的间隙,直接跨膜;二是细胞膜上存在水通道蛋白,为水分子提供了专属运输通道,助力其快速通过。 细胞膜流动性的关键表现是构成膜的磷脂分子可侧向自由移动,且膜中的大多数蛋白质分子也能进行运动,这使得细胞膜不是固定不变的结构。
【小问2详解】
人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是细胞膜具有进行细胞间的信息交流的作用。
【小问3详解】
通道蛋白、载体蛋白对不同物质的跨膜运输具有选择性,只允许特定物质通过,这直接体现了细胞膜“选择透过性”的功能特点。根细胞逆浓度梯度吸收K+的方式为主动运输,该过程必须消耗能量。呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,导致细胞产生的ATP减少,主动运输的能量供应不足,因此K+的吸收速率降低。
【小问4详解】
细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH降低,这个过程属于主动运输,此过程中H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构发生变化。
22. 植物的光系统是叶绿体类囊体膜上的蛋白质-色素复合体,专门负责捕获光能并将其转化为化学能,是光合作用光反应的核心装置。植物在长期进化过程中倾向于过度投资叶绿素合成,从而导致在高光照环境下吸收过多的光能。近日,我国科学家利用淡绿叶水稻(pgl),通过测定光合色素含量、光合速率、生物量等指标,摸索培育高产水稻的新路径。回答下列问题:
(1)环境光能通常过剩,多余的光能会使叶绿素分子发生转变,进而破坏光系统,使光合速率下降。这是因为光反应不能将全部光能转化为________________________________________________。
(2)已知光能的吸收、传递依赖光系统中的天线色素,而光能的转换则依赖反应中心色素。科学家利用pgl及正常水稻在不同光照强度下分别进行盆栽实验,并测量相关数据。
①测定pgl和正常水稻光合色素含量(图甲和图乙),实验结果显示,在高光照下,两种水稻的色素相对含量都上升,但pgl的两种色素____________变化更显著。
②进一步测定最大光合作用速率及生物量(图丙和图丁),发现在低光照下pgl的最大光合速率及生物量与正常水稻相比__________,但在高光照下pgl的最大光合速率及生物量均高于正常水稻。从光系统结构与功能的角度分析,原因是________________________________________________。
(3)通过热成像相机测定水稻冠层叶片温度,发现高光照下pgl冠层温度低于正常水稻。
①较低的温度可以有效减少因高温导致叶片出现________________现象(答出一种即可),使光合作用持续高效运行。
②进一步研究发现,高光照下pgl冠层下部的叶片仍能维持较高的光合速率。结合pgl叶绿素的特点,推测其原因是_______________________。
由此可见,叶片并非越绿光合作用越强,而是存在精妙的群体内光能分配策略。基于上述对pgl的分析,在高密度种植作物时,应选择的叶片性状有_________________________(写两点)。
【答案】(1)ATP、NADPH中活跃的化学能
(2) ①. 比值 ②. 大约相等(无显著差异) ③. 高光照条件下,pgl的天线色素/反应中心色素比值更低,吸收传递的光能减少,避免过多的光能对光系统的破坏,因此最大光合速率及生物量更高
(3) ①. 气孔关闭 ②. 上层叶片叶绿素含量低,部分光能未被吸收而透射到下层,使下层叶片获得更多光能 ③. 叶片小、颜色浅(叶绿素含量低)、透光率高(或叶片直立、狭长、角度适宜等,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
光反应的核心产物是ATP和NADPH,环境光照通常远高于这两种物质合成的需求,光反应不能将全部光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能。多余光能会使叶绿素分子转变,破坏光系统,导致光合速率下降。
【小问2详解】
①对比图甲(低光照)和图乙(高光照): 正常水稻:天线色素 / 反应中心色素比值变化小。pgl:天线色素相对含量下降更明显,反应中心色素相对含量上升,两种色素的比值(天线色素 / 反应中心色素) 变化更显著。②看丙图(低光照最大光合速率): 低光照下,pgl 和正常水稻的最大光合速率几乎一致 → 说明 pgl 对光的利用效率约等于(或接近) 正常水稻。从光系统角度分析高光下优势: 高光照条件下,pgl的天线色素/反应中心色素比值更低,吸收传递的光能减少,避免过多的光能对光系统的破坏,因此最大光合速率及生物量更高。
【小问3详解】
高温会导致植物气孔关闭,CO2供应不足,光合速率下降。pgl 冠层温度更低,可有效减少气孔关闭。pgl 冠层温度低,说明上层叶片叶绿素含量低,部分光能未被吸收而透射到下层,使下层叶片获得更多光能,提升群体光能利用率。高密度种植需要优化群体光能分配,结合 pgl 的优势,应选择: 叶片小:减少冠层遮挡,利于透光;颜色浅:叶绿素含量适中,避免过度吸收光能;透光率高:让更多光能到达下层叶片。
23. 色氨酸是某种野生型细菌正常生长繁殖所必需的物质,在细菌内的合成途径如图1所示,只有当图1所示物质在菌体内积累时,菌体会将部分积累的物质分泌到胞外。突变株B、C、E因仅缺乏酶1~酶3中的某一种酶而不能合成色氨酸。实验人员分别将三种突变株划线接种在图2培养基的I~Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后发现I区域两端和II区域一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长(菌株并未死亡)。回答下列问题:
(1)将所获得的野生型大肠杆菌悬浮液计数,进行了图3所示的操作。
①配制好的培养基通常采用的灭菌方法是_________,图3接种过程用到的接种方法是_________法。
②上述实验中涂布了3个培养基,每个培养基上涂布0.2 mL稀释液,3个培养基上生长的菌落数分别为83、81、88,则悬浮液的密度为_________个/mL。
(2)配制上述图2培养基除了添加一般营养成分和琼脂之外,还需要添加少量_________。
(3)突变株B最可能因缺乏_________(填“酶1”、“酶2”或“酶3”)不能合成色氨酸。
(4)Ⅱ区域接近_________(填“I”或“Ⅲ”)一端的菌株能继续生长增殖,作出此判断的理由是_________。
【答案】(1) ①. 高压蒸汽灭菌(或湿热灭菌) ②. 稀释涂布平板 ③. 4.2×105
(2)色氨酸 (3)酶1
(4) ①. Ⅲ ②. 突变株E能为突变株C提供吲哚,接近Ⅲ一端的突变株C能最终将吲哚合成色氨酸
【解析】
【小问1详解】
培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌法(湿热灭菌),这是微生物实验中最常用的培养基灭菌方式。图3的操作是梯度稀释后涂布平板,属于稀释涂布平板法。先算平均菌落数:(83+81+88)/3=84 ,计算稀释倍数: 第一次稀释:0.5mL 菌液加入 4.5mL 无菌水 → 稀释10倍; 后续两次各取0.5mL 加入 4.5mL 无菌水 → 再稀释两次10倍; 总稀释倍数10×10×10=103 。 涂布量为 0.2mL,所以菌液密度:84/0.2×103=420×103=4.2×105个/mL。
【小问2详解】
色氨酸是细菌生长必需的物质,而B、C、E三种突变株都不能合成色氨酸,所以培养基中必须添加色氨酸,才能让所有菌株在短时间内生长。
【小问3详解】
已知只有当图1所示物质在菌体内积累时,菌体会将部分积累的物质分泌到胞外,因此当菌体缺少某一种酶时,该酶催化的底物就会在细胞内积累,进而释放到细胞外,释放出来的物质可被相邻的菌体吸收利用,根据Ⅰ区域两端和Ⅱ区域一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长(菌株并未死亡),可知菌株C和菌株E释放到细胞外的物质可被菌株B吸收利用,因此可推测突变株B缺乏酶1不能合成色氨酸,而菌株C缺少酶2不能合成色氨酸,菌株E缺少酶3,因此不能利用菌株B释放的分支酸和菌株C释放的邻氨基苯甲酸,因此不再生长。
【小问4详解】
菌株C缺少酶2,不能转化形成吲哚,而菌株E缺少酶3,会使细胞内的吲哚积累后而释放,因此菌株C会利用菌株E释放的吲哚合成色氨酸而表现为生长,由于菌株B释放出的分支酸不能被菌株C利用合成色氨酸,因此Ⅱ区域接近Ⅲ一端的菌株能继续生长增殖。
24. 研究者以拟南芥根段作为组织培养材料,探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。回答下列问题:
(1)离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株,说明植物细胞具有____________。在组织培养过程中,根段细胞经过____________形成愈伤组织,此后调整培养基中____________可诱导愈伤组织再分化。
(2)已有研究表明转录因子W会影响愈伤组织的形成。
①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间,测得W基因的相对表达量如图1所示,结果为____________。
②研究人员利用野生型(WT)、突变体1(W基因缺失)、突变体2(W基因过表达)进一步设计实验,每组分化情况如图2所示,结果说明:与野生型植株相比,生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低。并且W物质能______________愈伤组织形成,______________芽的分化
(3)研究发现转录因子W会激活P基因的转录调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。
实验分组
WT
①____________
P基因缺失突变体+W基因过表达
愈伤组织大小
++
++++
②____________
注:“+”的数量表示愈伤组织的大小。
(4)综合上述信息,在图3中用文字和箭头的形式完善生长素诱导愈伤组织形成的分子机制____________。
【答案】(1) ①. 全能性 ②. 脱分化(去分化) ③. 生长素和细胞分裂素的比例(植物激素的种类和比例)
(2) ①. 与野生型植株相比,生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低 ②. 促进 ③. 促进
(3) ①. W基因过表达 ②. +
(4)
【解析】
【小问1详解】
植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,已分化的植物细胞仍具有发育成完整个体的潜能;组织培养过程中,外植体先通过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化时,培养基中生长素和细胞分裂素的比例会调控分化方向,因此调整激素比例可诱导再分化。
【小问2详解】
①由图1可知:与野生型植株(WT)相比,生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低。
②由图2可知,突变体1的W基因缺失,不能合成W物质,愈伤组织小,芽分化不明显;突变体2的W基因过表达,合成的W物质较正常植株多,愈伤组织大,芽分化明显,说明W物质能促进愈伤组织形成,促进芽的分化。
【小问3详解】
W物质会激活P基因的转录,推测其通过P调控愈伤组织的形成。欲通过后续实验证明该推测,则依据表中信息可推知该实验的自变量是P基因的有无及W基因表达情况,因变量是愈伤组织大小,因此表中需要补充的一组应该是W基因过表达,此时愈伤组织应该是最大的;因为转录因子W会激活P基因的转录调控愈伤组织的形成。当P基因缺失突变体+W基因过表达时,愈伤组织的形成会受影响,愈伤组织大小为+”。
【小问4详解】
综上分析,生长素诱导愈伤组织形成的分子机制为:生长素能够促进W基因表达,其表达产物W物质能够激活P基因的转录,进而通过对P基因的调控来促进愈伤组织的形成。
25. 钾是植物生长发育中必需的大量元素,提升作物钾吸收利用效率对保障作物产量和提高抗逆性具有重要意义。ZmHAK1基因是玉米体内编码高亲和性钾离子转运蛋白的基因。为进一步利用实验明确该基因的功能,某科研团队选取目的基因部分片段(命名为ZmGR,图1),构建玉米ZmHAK1基因特异性RNA干扰载体(以下简称重组质粒)抑制该基因表达,并培育出转基因玉米阳性植株。部分实验流程及限制酶识别序列如下:
第1步:
利用PCR以ZmGR为模板扩增A、C片段
几种限制酶识别序列及酶切位点
第2步:
重组质粒的设计与构建
ApaI
5′ GGGCC↓C3′
第3步:
利用重组质粒转化玉米植株
HindIII
5′ A↓AGCTT3′
第4步:
利用标记基因筛选转基因玉米
BamHI
5′ G↓GATCC3′
第5步:
玉米体内钾离子含量的测定
PstI
5′ CTGCA↓G3′
请回答相关问题:
(1)细胞中具有特定结构的双链RNA可被相关酶识别并降解为小片段。RNA小片段可识别与自身序列互补的mRNA,引导该mRNA发生降解,重组质粒结构与干扰原理如图2所示,其中启动子的作用是__________________________________________________________________。
(2)PCR扩增目的基因时,需要加入引物,引物的作用是_______________________________________________________。ZmGR片段两端无限制酶识别位点,据图分析,为确保基因片段与载体的正确连接,科研人员在扩增C片段时所用引物为5′ GGATCCGCATCATCTACGGCGACAT3′和5′ CTGCAGACCACTTGCGTCTGAGTCA-3′,则扩增A片段时选择的引物应为_________。
A.5′ GGGCCCGCATCATCTACGGCGACAT3′
B.5′ GCATCATCTACGGCGACATGGGCCC3′
C.5′ ATGTCGCCGTAGATGATGCGGGCCC3′
D.5′ TGACTCAGACGCAAGTGGTAAGCTT3′
E.5′ AAGCTTACCACTTGCGTCTGAGTCA3′
F.5′ ACCACTTGCGTCTGAGTCAAAGCTT3′
(3)为鉴定重组质粒是否成功建立,将该环状质粒用ApaⅠ和BamHⅠ充分双酶切后(所有识别序列均被切割),进行电泳鉴定。已知重组质粒总长度约为16000 bp,B序列长度约为150 bp,ZmGR序列长度约为500 bp,(增加的限制酶序列长度可忽略不计),则电泳结果应显示出______条条带,长度分别约为______________________________。
(4)将重组质粒导入玉米后,利用标记基因对转基因玉米筛选并测定体内钾离子含量。转基因玉米表现为叶片________________________,吸钾能力显著_______(“强于”或“弱于”)非转基因普通玉米。
【答案】(1)RNA聚合酶识别和结合的部位(驱动目的基因转录)
(2) ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 ②. A和E
(3) ①. 2 ②. 1150 bp和14850 bp
(4) ①. 未出现黄斑/始终保持绿色 ②. 弱于
【解析】
【小问1详解】
启动子是基因上游调控序列,作用是RNA聚合酶识别和结合的部位(驱动目的基因转录)。
【小问2详解】
引物的作用是使 Taq DNA 聚合酶从引物的 3' 端延伸 DNA 链(DNA 聚合酶不能从头合成 DNA,只能沿引物 3' 端添加脱氧核苷酸)。载体酶切位点顺序:ApaⅠ—A 片段 —HindⅢ—B—PstⅠ—C 片段 —BamHⅠ。C 片段引物两端酶切位点:5' 端 BamHⅠ(GGATCC)、3' 端 PstⅠ(CTGCAG);A 片段两端酶切位点:5' 端 ApaⅠ(GGGCCC)、3' 端 HindⅢ(AAGCTT)。正向引物(5' 端):ApaⅠ 酶切序列 + ZmGR 上游序列 → 对应选项A;反向引物(3' 端):HindⅢ 酶切序列 + ZmGR 反向互补序列 → 对应选项E。
【小问3详解】
ZmGR 总长 500 bp,A、C 各 500 bp,B=150 bp;A+B+C 总插入片段长度 = 500+150+500 = 1150 bp。重组质粒总长 16000 bp,载体骨架长度 = 16000 − 1150 = 14850 bp。双酶切(ApaⅠ+BamHⅠ)会把环状质粒切成两段,分别为插入片段 A-B-C:1150 bp和载体骨架:14850 bp。因此电泳出现 2 条条带,长度 1150 bp、14850 bp。
【小问4详解】
转基因玉米含重组质粒,拥有Hyg抗性基因,潮霉素处理后叶片不出现黄斑;普通玉米无抗性基因,叶片出现黄斑。ZmHAK1基因编码高亲和钾转运蛋白;重组质粒通过 RNA 干扰降解该基因的 mRNA,钾转运蛋白合成减少,玉米吸收钾离子能力下降,因此转基因玉米吸钾能力弱于普通玉米。
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东北育才高中高三年级第一次模拟考试生物科试卷
考试时长:75分钟满分:100分
一、单项选择题(每题2分,共15小题,共30分)
1. 发菜是一种光合生物,其体内的异形胞具有固氮酶,能将空气中的氮转化为可利用的氮素,供发菜吸收利用,参与蛋白质的合成,其蛋白质含量约为鸡蛋的1.5倍。下列有关发菜的叙述正确的是( )
A. 发菜的蛋白质含量是鸡蛋的1.5倍,可能与发菜细胞的核仁大,形成的核糖体数量多有关
B. 发菜细胞没有叶绿体,但可以进行光合作用的原因是其具有与植物细胞相同的光合色素
C. 发菜细胞的细胞壁与植物细胞的细胞壁组成成分有区别,DNA是发菜的主要遗传物质
D. 发菜是一种重要的固氮生物,可以为其他土壤微生物提供可利用的氮源
2. 脂质体是一种人工膜,根据磷脂分子可在水中形成稳定脂双层的原理制成,是很多药物的理想载体,其结构如图所示。脂质体中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持生物膜结构的稳定性有重要作用。下列叙述错误的是( )
A. 脂质体的“膜”结构与细胞膜类似,都具有磷脂双分子层
B. 甲处适合装载脂溶性药物,乙处适合装载水溶性药物
C. 脂质体中加入胆固醇的目的可能是减少药物渗漏
D. 脂质体表面不具备可供免疫细胞识别的糖蛋白,故能避免被免疫细胞识别和清除
3. 2025年我国将健康体重管理行动纳入健康中国行动。下列叙述正确的是( )
A. 淀粉水解为葡萄糖和果糖后可以被人体吸收,糖类可在体内转化为脂肪
B. 食物中搭配奶制品和大豆制品等,可补充人体的必需氨基酸
C. 纤维素难以被人体消化吸收,科学减重期间应减少膳食纤维的摄入
D. 无机电解质在水溶液中能够电离成自由移动的离子,在动物体内可缩合形成多肽
4. 某直链多肽含4个缬氨酸(C5H11NO2),蛋白酶1作用于缬氨酸氨基端的肽键,蛋白酶2作用于缬氨酸羧基端的肽键。该多肽分别经酶1和酶2单独作用后的情况如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 缬氨酸在该多肽中的位置分别是第7、8、14、19位,其R基的分子式为—C3H7
B. 酶1完全作用后形成的产物中氮原子数目与原多肽不一样多
C. 酶2完全作用后形成的产物中相对分子质量比原多肽增加36
D. 酶1、酶2同时完全作用后形成的肽链中氧原子数目比原多肽多了2个
5. 幼苗期的豌豆叶肉组织中,胞间连丝处于“开放态”,允许分子量高达10万的蛋白质通过;成熟期则转变为“正常态”,仅允许分子量小于500 的物质通过。豌豆耳突花叶病毒(PEBV)依靠其运动蛋白VPg,与胞间连丝内的蛋白环相互作用,暂时扩大孔径以促进病毒核酸在细胞间转移、PEBV的 VPg 蛋白突变体失去转移能力而只局限于初始侵染细胞。下列叙述正确的是( )
A. 动植物细胞均可通过胞间连丝实现细胞间物质运输和信息传递
B. VPg蛋白突变体局限于初始侵染细胞可能与其无法调节胞间连丝孔径有关
C. 豌豆叶肉组织发育过程中胞间连丝的状态变化与细胞代谢强度无关
D. PEBV内含有 DNA 和 RNA 两种核酸,共含八种核苷酸和五种含氮碱基
6. 囊泡运输是细胞内物质转运的重要方式,涉及多种细胞结构的协调配合。科研人员利用荧光标记技术追踪了囊泡在细胞内的移动路径,并观察了细胞骨架在其中的作用。下列相关叙述正确的是( )
A. 所有生物均有核糖体,核糖体与蛋白质的合成有关
B. 细胞骨架是由纤维素组成的网架结构,与细胞运动、物质运输等生命活动密切相关
C. 生物膜系统和细胞骨架都与物质运输、能量转换和信息传递有关
D. 囊泡在细胞中移动并融合的过程,体现了细胞膜的功能特点
7. 高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累,使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白,以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工,此过程称为“未折叠蛋白质应答反应(UPR)”。下列叙述正确的是( )
A. 错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B. 合成新的分子伴侣蛋白所需的能量主要由线粒体提供,细胞质基质也可提供部分ATP
C. UPR过程中,细胞核通过核孔将合成的分子伴侣蛋白直接运输至内质网发挥作用
D. 植物通过UPR降低内质网中分子伴侣蛋白的合成量,从而减少能量消耗以应对高温胁迫
8. 将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入KNO₃溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. t₀~t₁时段,细胞液浓度逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强
B. t₁~t₂时段,细胞的吸水和失水处于动态平衡
C. t₂时细胞开始吸收K⁺和NO₃⁻
D. t₃时刻比t₀时刻的细胞体积明显变大
9. 下图为某动物嗅觉感受器细胞接受刺激产生兴奋的过程示意图,下列相关叙述错误的是( )
A. 图中的通道蛋白、受体蛋白均属于膜蛋白,其合成场所相同
B. 构成细胞膜的磷脂分子头部亲水、尾部疏水,可以侧向自由移动
C. 气味分子与受体的结合具有特异性,体现了细胞膜的信息交流功能
D. cAMP可为Na+通道蛋白运输Na+过程提供能量
10. 中国科学团队发现了耐盐碱的关键基因,对于解决世界粮食问题有着重要意义。如图表示碱蓬等耐盐碱植物根毛细胞中液泡参与抵抗盐胁迫的相关机制(注:NHX和H+-ATP泵是液泡膜上的转运蛋白)。已知液泡对植物细胞内的环境起调节作用。研究表明,在盐胁迫下大量Na+进入植物根部细胞,使细胞内酶失活,影响蛋白质的正常合成。下列说法正确的是( )
A. 液泡中的H+浓度低于细胞质基质中的H+浓度
B. 依图判断,NHX能同时转运H+和Na+,所以不具有专一性
C. 降低细胞质基质中Na+浓度,可避免Na+使细胞内酶失活而影响蛋白质的正常合成
D. 从渗透压角度分析,降低细胞液Na+浓度有利于植物适应高盐碱环境
11. 多酚氧化酶催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种多酚氧化酶活性的大小,同学们设计了相关实验,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该实验的自变量是温度和酶的种类,多酚氧化酶用量是因变量
B. 相同温度条件下,酶A降低活化能的作用更显著
C. 酶A和酶B的最适温度有可能相同
D. 如果要进一步探究酶B最适温度,应在40℃~50℃之间设置多个温度梯度进行实验
12. 某植物具有一定的水淹耐性,但长时间水淹会导致根系细胞中酶Ⅱ和酶Ⅲ的活性显著降低,酶Ⅴ的活性显著增加。下图为该植物根系中不同途径的细胞呼吸过程,下列相关叙述错误的是( )
注:①②③④⑤⑥表示过程。
A. 酶Ⅴ活性增加可能有利于其适应长时间水淹的环境
B. ④场所是线粒体基质,物质甲为还原性辅酶Ⅱ
C. ①⑤⑥代表无氧呼吸,无氧呼吸只有①释放少量能量
D. 细胞呼吸除了为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽
13. 某研究者为探究某种植物光合速率与呼吸速率对生长发育的影响,进行如下实验:选取长势一致的该植物幼苗,均分为7组,分别置于7个温度的恒温环境中,光照强度、CO2浓度等其他条件均相同且适宜。每组幼苗先暗处理1 h,再光照1 h,测定从实验初始到光照结束时的干重变化量,结果如表所示。
温度/℃
20
23
26
29
32
35
38
Δm1/mg
1
3
4
3
1
‒1
‒4
Δm2/mg
‒2
‒4
‒6
‒8
‒10
‒8
‒8
注:Δm1是从实验初始到光照结束时的干重变化,Δm2是暗处理1 h后干重的变化。
下列说法正确的是( )
A. 23 ℃与29 ℃环境中,该植物的净光合速率相等
B. 35 ℃时,该植物幼苗的总光合速率为7 mg/h
C. 26 ℃恒温24 h条件下,只有光照时间超过9 h,该植物幼苗才能正常生长
D. 该植物进行光合作用时,当光照强度突然增强,短时间内C5的量将会减少
14. 柠檬酸(C6H8O7)是黑曲霉发酵生产的一种食品酸度调节剂。为实现农业废弃物资源化利用、降低柠檬酸生产的原料成本,科学家尝试以水稻秸秆为原料制备柠檬酸,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 黑曲霉细胞中含有编码柠檬酸的基因,其可直接表达产生柠檬酸
B. 选育优良的黑曲霉菌种是发酵工程的中心环节,决定了柠檬酸的产量和品质
C. 发酵结束后,对罐内发酵液采取适当的过滤、沉淀措施就可获得柠檬酸
D. 生产柠檬酸时需振荡培养,黑曲霉与生产果醋时所用主要微生物的代谢类型相同
15. 转基因猪器官移植的存活时间出现新纪录,为解决人体器官移植供体短缺的医学难题迈出了关键一步。研究人员敲除SIXI和SALLI基因,构建了肾脏发育缺陷的猪胚胎,并将过量表达MYCN和BCL2基因的人诱导多能干细胞(iPSCs)注入猪的桑葚胚或囊胚后,培育出含有人源化肾脏组织的人-猪嵌合胚胎,用于人体器官移植。下列叙述正确的是( )
A. 对卵母细胞去核时,除显微操作外还可采用梯度离心和紫外线长时间照射等方法
B. 在使用限制酶对猪胚胎进行SIXI基因敲除时,破坏四处磷酸二酯键
C. 注入的人iPSCs与胚胎干细胞均能分化成各种类型的细胞
D. 接受该种肾脏移植的患者,其后代可能携带部分猪的染色体
二、不定项选择题(每题有一至多个正确答案,完全选对得3分,漏选得1分,错选不得分。共5题,共15分)
16. 下面两图分别是油菜种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示意图。下列说法正确的是( )
A. 该种子成熟过程中脂肪积累的原因可能是淀粉和可溶性糖转化成脂肪
B. 该种子成熟过程中,可溶性糖含量下降可使细胞吸水能力下降
C. 该种子萌发过程中干重先增加,脂肪转化为可溶性糖,主要增重的元素为C
D. 与富含淀粉的小麦种子相比,油菜种子播种时应深播
17. 黏蛋白肾病(MKD)是一种遗传病,患者细胞内M蛋白异常引起错误折叠蛋白堆积,导致细胞结构和功能异常,过程如图所示,正常人细胞中产生的错误折叠蛋白被含T9受体的囊泡运输至溶酶体降解,MKD患者细胞内异常M蛋白与T9受体结合,使其失去识别功能。下列叙述正确的是( )
A. 正常人细胞中错误折叠蛋白被运输至溶酶体中被氧化分解再利用
B. 异常M蛋白从内质网释放,其可能含有肽键、二硫键等化学键
C. MKD患者细胞内错误折叠蛋白堆积的原因是高尔基体功能丧失
D. MKD患者细胞中错误折叠的蛋白会堆积在内质网和高尔基体之间
18. 在甲、乙、丙、丁四支试管中分别加入一定量的淀粉溶液,在甲、乙、丙试管中加入等量的淀粉酶溶液,丁试管中加入等量盐酸和淀粉酶的混合液,控制的反应温度均低于最适温度,甲、乙、丙试管中产物量随时间的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 适当提高甲试管的温度,A点将上移
B. 三支试管所处的温度高低可能为甲>乙>丙
C. 三支试管加入淀粉量的多少为甲>乙=丙
D. 若绘制丁试管中产物量的变化曲线则应与横轴重合
19. 近年来亚洲黑熊数量锐减,科学家欲通过现代生物技术促进亚洲黑熊数量增加,其过程如图所示,图中字母代表不同个体,数字代表不同过程。下列说法错误的是( )
A. 操作中用促性腺激素处理A使其超数排卵,对D和B进行同期发情处理
B. 无核卵母细胞和体细胞融合形成的重构胚需用物理或化学方法进行激活
C. 培育E后代运用了试管动物技术,培育F后代运用了克隆技术,两种技术均需要进行胚胎移植
D. 将A刚排出的卵子与C的获能精子受精,这种培育E后代的方式为有性生殖
20. miRNA是细胞中的一类非编码小分子RNA,其与有关蛋白形成沉默复合体RISC后,通过与靶mRNA结合调控基因的表达,具体机理如图。miR-150为miRNA家族成员之一,在多种肿瘤细胞中均异常表达。研究人员将miR-150过表达质粒及其阴性对照质粒miR-NC分别导入宫颈癌HeLa细胞后,检测细胞凋亡率和FOXO4蛋白表达量,结果如图。下列叙述不正确的是( )
A. miRNA与靶mRNA部分互补,碱基配对方式与miRNA基因转录过程完全不同
B. RISC中的miRNA与靶mRNA的5′端结合,通过阻止核糖体移动阻止翻译进行
C. 对照质粒miR-NC可排除其他无关变量对宫颈癌细胞凋亡率的影响
D. miR-150可能通过上调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的生长和存活
三、简答题(共五道题,共55分)
21. 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定,如膜上蛋白质参与细胞的生命活动。
(1)细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成,虽然细胞膜的磷脂双分子层内部是疏水的,但水分子仍能跨膜运输,其原因是________。一般认为细胞膜不是静止的,而是具有流动性,其流动性主要表现为________。
(2)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现细胞膜的功能是________。
(3)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特点是________。细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是________。
(4)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH________;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是________。
22. 植物的光系统是叶绿体类囊体膜上的蛋白质-色素复合体,专门负责捕获光能并将其转化为化学能,是光合作用光反应的核心装置。植物在长期进化过程中倾向于过度投资叶绿素合成,从而导致在高光照环境下吸收过多的光能。近日,我国科学家利用淡绿叶水稻(pgl),通过测定光合色素含量、光合速率、生物量等指标,摸索培育高产水稻的新路径。回答下列问题:
(1)环境光能通常过剩,多余的光能会使叶绿素分子发生转变,进而破坏光系统,使光合速率下降。这是因为光反应不能将全部光能转化为________________________________________________。
(2)已知光能的吸收、传递依赖光系统中的天线色素,而光能的转换则依赖反应中心色素。科学家利用pgl及正常水稻在不同光照强度下分别进行盆栽实验,并测量相关数据。
①测定pgl和正常水稻光合色素含量(图甲和图乙),实验结果显示,在高光照下,两种水稻的色素相对含量都上升,但pgl的两种色素____________变化更显著。
②进一步测定最大光合作用速率及生物量(图丙和图丁),发现在低光照下pgl的最大光合速率及生物量与正常水稻相比__________,但在高光照下pgl的最大光合速率及生物量均高于正常水稻。从光系统结构与功能的角度分析,原因是________________________________________________。
(3)通过热成像相机测定水稻冠层叶片温度,发现高光照下pgl冠层温度低于正常水稻。
①较低的温度可以有效减少因高温导致叶片出现________________现象(答出一种即可),使光合作用持续高效运行。
②进一步研究发现,高光照下pgl冠层下部的叶片仍能维持较高的光合速率。结合pgl叶绿素的特点,推测其原因是_______________________。
由此可见,叶片并非越绿光合作用越强,而是存在精妙的群体内光能分配策略。基于上述对pgl的分析,在高密度种植作物时,应选择的叶片性状有_________________________(写两点)。
23. 色氨酸是某种野生型细菌正常生长繁殖所必需的物质,在细菌内的合成途径如图1所示,只有当图1所示物质在菌体内积累时,菌体会将部分积累的物质分泌到胞外。突变株B、C、E因仅缺乏酶1~酶3中的某一种酶而不能合成色氨酸。实验人员分别将三种突变株划线接种在图2培养基的I~Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后发现I区域两端和II区域一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长(菌株并未死亡)。回答下列问题:
(1)将所获得的野生型大肠杆菌悬浮液计数,进行了图3所示的操作。
①配制好的培养基通常采用的灭菌方法是_________,图3接种过程用到的接种方法是_________法。
②上述实验中涂布了3个培养基,每个培养基上涂布0.2 mL稀释液,3个培养基上生长的菌落数分别为83、81、88,则悬浮液的密度为_________个/mL。
(2)配制上述图2培养基除了添加一般营养成分和琼脂之外,还需要添加少量_________。
(3)突变株B最可能因缺乏_________(填“酶1”、“酶2”或“酶3”)不能合成色氨酸。
(4)Ⅱ区域接近_________(填“I”或“Ⅲ”)一端的菌株能继续生长增殖,作出此判断的理由是_________。
24. 研究者以拟南芥根段作为组织培养材料,探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。回答下列问题:
(1)离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株,说明植物细胞具有____________。在组织培养过程中,根段细胞经过____________形成愈伤组织,此后调整培养基中____________可诱导愈伤组织再分化。
(2)已有研究表明转录因子W会影响愈伤组织的形成。
①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间,测得W基因的相对表达量如图1所示,结果为____________。
②研究人员利用野生型(WT)、突变体1(W基因缺失)、突变体2(W基因过表达)进一步设计实验,每组分化情况如图2所示,结果说明:与野生型植株相比,生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低。并且W物质能______________愈伤组织形成,______________芽的分化
(3)研究发现转录因子W会激活P基因的转录调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。
实验分组
WT
①____________
P基因缺失突变体+W基因过表达
愈伤组织大小
++
++++
②____________
注:“+”的数量表示愈伤组织的大小。
(4)综合上述信息,在图3中用文字和箭头的形式完善生长素诱导愈伤组织形成的分子机制____________。
25. 钾是植物生长发育中必需的大量元素,提升作物钾吸收利用效率对保障作物产量和提高抗逆性具有重要意义。ZmHAK1基因是玉米体内编码高亲和性钾离子转运蛋白的基因。为进一步利用实验明确该基因的功能,某科研团队选取目的基因部分片段(命名为ZmGR,图1),构建玉米ZmHAK1基因特异性RNA干扰载体(以下简称重组质粒)抑制该基因表达,并培育出转基因玉米阳性植株。部分实验流程及限制酶识别序列如下:
第1步:
利用PCR以ZmGR为模板扩增A、C片段
几种限制酶识别序列及酶切位点
第2步:
重组质粒的设计与构建
ApaI
5′ GGGCC↓C3′
第3步:
利用重组质粒转化玉米植株
HindIII
5′ A↓AGCTT3′
第4步:
利用标记基因筛选转基因玉米
BamHI
5′ G↓GATCC3′
第5步:
玉米体内钾离子含量的测定
PstI
5′ CTGCA↓G3′
请回答相关问题:
(1)细胞中具有特定结构的双链RNA可被相关酶识别并降解为小片段。RNA小片段可识别与自身序列互补的mRNA,引导该mRNA发生降解,重组质粒结构与干扰原理如图2所示,其中启动子的作用是__________________________________________________________________。
(2)PCR扩增目的基因时,需要加入引物,引物的作用是_______________________________________________________。ZmGR片段两端无限制酶识别位点,据图分析,为确保基因片段与载体的正确连接,科研人员在扩增C片段时所用引物为5′ GGATCCGCATCATCTACGGCGACAT3′和5′ CTGCAGACCACTTGCGTCTGAGTCA-3′,则扩增A片段时选择的引物应为_________。
A.5′ GGGCCCGCATCATCTACGGCGACAT3′
B.5′ GCATCATCTACGGCGACATGGGCCC3′
C.5′ ATGTCGCCGTAGATGATGCGGGCCC3′
D.5′ TGACTCAGACGCAAGTGGTAAGCTT3′
E.5′ AAGCTTACCACTTGCGTCTGAGTCA3′
F.5′ ACCACTTGCGTCTGAGTCAAAGCTT3′
(3)为鉴定重组质粒是否成功建立,将该环状质粒用ApaⅠ和BamHⅠ充分双酶切后(所有识别序列均被切割),进行电泳鉴定。已知重组质粒总长度约为16000 bp,B序列长度约为150 bp,ZmGR序列长度约为500 bp,(增加的限制酶序列长度可忽略不计),则电泳结果应显示出______条条带,长度分别约为______________________________。
(4)将重组质粒导入玉米后,利用标记基因对转基因玉米筛选并测定体内钾离子含量。转基因玉米表现为叶片________________________,吸钾能力显著_______(“强于”或“弱于”)非转基因普通玉米。
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