2022天津河东区高三下学期二模试卷生物试题含解析

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2022年河东区高中学业水平等级性考试第二次模拟考试
生物学
一、选择题
1. 关于组成细胞的物质，下列叙述错误的是（ ）
A. 水和无机盐是细胞结构的组成成分 B. 遗传信息的表达离不开核酸和蛋白质
C. 脂肪和蛋白质是组成生物膜的主要成分 D. 蛋白质纤维是构成细胞骨架的主要成分
【答案】C
【解析】
【分析】1、无机盐在生物体内主要以离子的形式存在，还有些无机盐是某些大分子化合物的组成成分；生物体内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水在细胞中即能参与众多化学反应，结合水是细胞和生物体的重要组成成分；糖类是细胞内主要的能源物质，有些糖类是细胞的结构物质，不能提供能量；
2、核酸能够指导蛋白质的合成，核酸的合成也需要蛋白质（酶）的催化；
3、蛋白质的功能-生命活动的主要承担着，其功能为：构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；催化作用，如绝大多数酶；传递信息，即调节作用，如胰岛素、生长激素；免疫作用，如免疫球蛋白（抗体）；运输作用，如红细胞中的血红蛋白；
【详解】A、结合水是细胞和生物体的重要组成成分，有些无机盐是某些大分子化合物的组成成分，A正确；
B、遗传信息的表达包括转录和翻译两部分，需要蛋白质和核酸，B正确；
C、生物膜的主要成分为磷脂和蛋白质，C错误；
D、蛋白质纤维是构成细胞骨架主要成分，D正确。
故选C。
2. 大肠杆菌在生长时，细胞内钾离子的质量分数是培养液的 3000 倍。如果在培养液中加入不影响细胞呼吸作用的药物，大肠杆菌细胞内钾离子的质量分数立即下降，这种药物的作用是（ ）
A. 破坏了线粒体的结构 B. 抑制了细胞内呼吸酶的活性
C. 破坏了细胞内的遗传物质 D. 抑制了细胞膜上载体的活性
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，如果在培养液中加入不影响细胞呼吸作用的药物，这表明不影响能量的供应。钾离子的跨膜运输属于主动运输过程，需要消耗能量和载体的协助，所以该药物是抑制了细胞膜上载体的活性，D正确。故选D。
3. 对正在进行光合作用的植物，若突然降低植物周围环境中的CO2浓度，则短时间内，下列有关生理变化的叙述，正确的是（ ）
A. 叶绿体中C5/C3的值上升
B. 叶绿体中ATP/ADP的值下降
C. NADPH/NADP＋的值下降
D. 光反应速率加快
【答案】A
【解析】
【分析】植物光合作用分为光反应阶段（包括水的光解和ATP生成）和暗反应阶段（包括二氧化碳固定和C3还原）。
【详解】A、在植物光合作用时突然降低 CO2 浓度，这将抑制暗反应中二氧化碳的固定，导致三碳化合物含量减少，短时间内C5增多，故叶绿体中C5/C3的值上升，A正确；
BC、C3减少，则C3还原变慢，消耗的ATP和[H]（NADPH）变少，故叶绿体中ATP/ADP的值上升，NADPH/NADP＋的值上升，B、C错误；
D、暗反应过程受抑制，进而影响光反应过程，光反应变慢，D错误。
故选A。
4. 下列试剂在实验1和实验2中所发挥的作用相同的是（ ）
选项
试剂
实验1
实验2
A
酒精
绿叶中色素的提取与分离
观察植物根尖分生组织有丝分裂
B
蒸馏水
观察质壁分离与复原实验
配置固体培养基
C
聚乙二醇
植物体细胞杂交
制备杂交瘤细胞
D
氢氧化钠
检测生物组织中的蛋白质
探究酵母菌细胞的呼吸方式

A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】1．绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
2.观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。
【详解】A、绿叶中色素的提取与分离实验中，酒精的作用是提取色素，而观察植物根尖分生组织有丝分裂实验中，酒精的作用是解离，A错误；
B、观察质壁分离及复原实验中，蒸馏水的作用是让细胞发生质壁分离的复原，而配制固体培养基时，蒸馏水的作用是作为培养基的成分，B错误；
C、诱导原生质体融合和诱导动物细胞融合都可采用化学法，即用聚乙二醇诱导细胞融合，C正确；
D、检测生物组织中的蛋白质实验中，加入氢氧化钠的作用是制造碱性环境，而探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，加入氢氧化钠的作用是除去空气中的二氧化碳，D错误。
故选C。
5. 在足球赛场上，球员奔跑、抢断、相互配合，完成射门。下列对比赛中球员机体生理功能的表述，不正确的是（　　）
A. 自主神经系统不参与这个过程
B. 这些过程涉及一系列的反射活动
C. 在大脑皮层调控下球员相互配合
D. 球员在神经与肌肉的协调下起脚射门
【答案】A
【解析】
【分析】神经系统的分级调节：
1、各级中枢的分布与功能：①大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。②小脑：有维持身体平衡的中枢。③脑干：有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等。④下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器（水平衡中枢）、血糖平衡调节中枢，是调节内分泌活动的总枢纽。⑤脊髓：调节躯体运动的低级中枢。
2、各级中枢的联系 神经中枢的分布部位和功能各不相同，但彼此之间相互联系，相互调控。一般来说，位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控，这样，相应器官、系统的生理活动，就能进行得更加有条不紊和精确。
【详解】A、下丘脑有体温调节中枢、渗透压感受器（水平衡中枢）、血糖平衡调节中枢，是调节内分泌活动的总枢纽；脑干有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等。因此下丘脑和脑干都参与这个过程的神经调节，A错误；
B、这些过程有“奔跑、抢断、相互配合，完成射门”等动作，故涉及一系列的反射活动，B正确；
C、大脑皮层是最高级中枢，在大脑皮层调控下球员相互配合，完成各项动作，C正确；
D、该过程中涉及奔跑、抢断等动作，球员在神经与肌肉的协调下起脚射门，D正确。
故选A。
6. 研究人员调查了某海岸线岩石上共同生活的两种藤壶。星光小藤壶生活在浅水，退潮时经常暴露在空气中；寒仿藤壶栖息地更深些，很少暴露在空气中。将寒仿藤壶人为移除，星光小藤壶能够很快占领深水区域；但将星光小藤壶移除后，寒仿藤壶不能在浅水区生长。下列叙述不正确的是（ ）
A. 藤壶的生态位包括它占据的位置、资源及与其他物种的关系
B. 星光小藤壶和寒仿藤壶的生态位不完全相同
C. 星光小藤壶生活在浅水区是与寒仿藤壶竞争的结果
D. 限制寒仿藤壶只生活在深水区的因素是星光小藤壶
【答案】D
【解析】
【分析】1、种间关系（不同种生物之间的关系）：（1）互利共（2）捕食（3）竞争（4）寄生
2、生态位：物种利用各种资源的幅度以及该物种与种群中其他物种关系的总和。
【详解】A、生态位是指物种利用各种资源的幅度以及该物种与种群中其他物种关系的总和，包括它占据的位置、资源及与其他物种的关系，A正确；
B、由题干信息可知，“星光小藤壶生活在浅水”，说明星光小藤壶具有适应在浅水区生活的特性，当将寒仿藤壶人为地移开时，星光小藤壶也能够很快的占领深水区域，从而说明星光小藤壶的基本生态位为深水区和浅水区；由于“寒仿藤壶不能够在浅水区生长”，说明寒仿藤壶的基本生态位为深水区，故两者生态位不完全相同，B正确；
C、两物种争夺资源和空间的关系是竞争，寒仿藤壶生活在深水区，星光小藤壶可以生活在深水区和浅水区，而星光小藤壶生活在浅水区是与寒仿藤壶竞争的结果，C正确；
D、寒仿藤壶的生态位主要是由该物种的生理因素和资源需求决定的，D错误。
故选D。
7. 内质网伴侣蛋白能协助内质网完成蛋白质的正确折叠。长期高糖饮食会使胰岛素的合成量远超内质网的折叠能力，导致胰岛素错误折叠，并激活内质网膜上的相应受体，合成出更多的伴侣蛋白（如下图）。当错误折叠的蛋白质积累过多超过伴侣蛋白的校正能力时会引发细胞凋亡。下列说法错误的是（ ）

A. 葡萄糖、神经递质、胰高血糖素均是影响胰岛分泌的信号分子
B. 伴侣蛋白数量过少是长期高糖饮食的人易患糖尿病的直接原因
C. 伴侣蛋白可以使错误折叠的蛋白质空间结构发生改变
D. 经图示信号分子诱导后首先发挥作用的酶是RNA聚合酶
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析，错误折叠的蛋白A一方面与内质网膜上的受体结合，使得受体被活化，并作为信号分子通过核孔后作用于细胞核中的伴侣蛋白基因，进而转录形成伴侣蛋白mRNA，该伴侣蛋白mRNA通过核孔出来与核糖体结合，翻译产生伴侣蛋白并进入内质网腔内；错误折叠的蛋白A另一方面与伴侣蛋白结合，进而形成正确折叠的蛋白A。
【详解】A、胰岛素 分泌过程既受到神经调节，也受到体液调节，其中葡萄糖、神经递质、胰高血糖素均是影响胰岛分泌的信号分子，A正确；
B、胰岛素分泌减少或胰岛素无法发挥相应的降血糖作用，是长期高糖饮食的人易患糖尿病的直接原因，B错误；
C、错误折叠的蛋白A与伴侣蛋白结合后成为正确折叠的蛋白A，据此可推测，伴侣蛋白可以使错误折叠的蛋白质空间结构发生改变，C正确；
D、图示的信号分子首先进入细胞核中起作用，使伴侣蛋白基因表达启动转录过程，转录过程需要RNA聚合酶的催化，因此，经图示信号分子诱导后首先发挥作用的酶是RNA聚合酶，D正确。
故选B。
8. 20世纪70年代重组DNA技术和分子生物学的兴起加速了癌症的研究，其中原癌基因是具有转变为癌基因潜力的正常基因，它编码的蛋白质产物参与细胞生命活动中最基本的生化过程。如果在某些外界因素作用会使其表达产物的量和质发生改变，从而使原癌基因在肿瘤发生中扮演重要角色。图为原癌基因转变为癌基因的途径，以下相关描述不正确的是（ ）

A. a显示，原癌基因的突变产生了一个表达超活性蛋白的基因
B. b显示，DNA复制过程中的一个错误造成该基因的多拷贝
C. c中原癌基因从它的正确位置移动到细胞DNA的另一位置
D. 推测原癌基因编码的是阻止细胞失去控制的分裂的蛋白质
【答案】D
【解析】
【分析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的主要特征：无限增殖；细胞形态结构发生显著改变；细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等减少，细胞间的黏着性降低，细胞易扩散转移。
原癌基因基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性加强，就可能引起细胞癌变；相反，抑癌基因能抑制细胞的生长和增殖或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。
【详解】A、a显示，原癌基因发生基因内突变表达出常量的超活性蛋白，进而引起细胞癌变，即超活性蛋白的基因出现是癌变的根本原因之一，A正确；
B、b显示，DNA复制过程中的一个错误造成该基因的多拷贝，因而产生了过量的正常蛋白，进而引发癌变产生，B正确；
C、c中原癌基因从它的正确位置移动到细胞DNA的另一位置，同样过量表达出更多的正常蛋白引发癌变，C正确；
D、根据图中癌变的机理可推测原癌基因编码的是细胞正常的生长和增殖所必需的蛋白质，该基因突变或过量表达而导致相应蛋白质活性加强，就可能引起细胞癌变，D错误。
故选D。
9. 阅读以下材料，完成问题。
2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，授予William G。Kaelin Jr（威廉。G·凯林·），Sir Peter J。Ratcliffe（小彼得·J·拉特克利夫）和Gregg L。Semenza（格雷格·塞门萨）。获奖理由为“他们发现了细胞如何感知和适应氧气供应”。而他们研究的起点——促红细胞生成素（EP0），EPO是一种糖蛋白类激素，主要由肾脏合成。红细胞的产生与促红细胞生成素（EP0）有关。下图是人体中红细胞数量变化的调节机制示意图（“+”表示促进，“-”表示抑制作用）。

（1）下列叙述不正确的是（ ）
A. 干细胞变成成熟红细胞的过程叫做细胞的分化，这是基因选择性表达的结果。
B. 人体肌肉剧烈运动时，主要进行无氧呼吸
C. 与促红细胞生成素（EPO）合成和分泌直接有关的具膜细胞器有内质网和高尔基体
D. 红细胞数量的变化是负反馈调节机制的结果
（2）EPO已被国际奥委会确定为兴奋剂。其可以促进造血干细胞分化为红细胞，也会抑制自身EPO的产生，结合资料分析，下列正确的是（ ）
A. 运动员违禁使用EPO时，EPO进入体内后的靶细胞为造血干细胞
B. 镰刀型细胞贫血症患者通过注射EPO可高效改善症状
C. EPO增多时，红细胞的细胞周期会变短
D. 长期违规使用超生理所需剂量EPO的运动员在停用后更容易出现贫血症状
【答案】（1）B （2）D
【解析】
【分析】细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质：基因的选择性表达。
分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。
【小问1详解】
A、干细胞经过分裂、分化变成成熟红细胞的过程是基因选择性表达的结果，A正确；
B、人体在剧烈运动时主要进行有氧呼吸，产生更多能量满足剧烈运动所需，B错误；
C、EPO是一种糖蛋白类激素，需要分泌到细胞外并到相应的部位起作用，因此，与促红细胞生成素（EPO）合成和分泌直接有关的具膜细胞器有内质网和高尔基体，C正确；
D、结合图示可知，红细胞数量能处于相对稳定状态是负反馈调节机制的结果，D正确。
故选B。
【小问2详解】
A、结合图示可知，运动员违禁使用EPO时，EPO进入体内后的靶细胞不只为造血干细胞，A错误；
B、EPO进入机体后可以促进造血干细胞分化为红细胞，也会抑制自身EPO的产生，据此可推测，镰刀型细胞贫血症患者通过注射EPO并不能起到高效改善症状的作用，B错误；
C、EPO增多时，红细胞增加，但红细胞来源于造血干细胞增殖和分化，红细胞并不分裂，C错误；
D、由于EPO进入机体后可以促进造血干细胞分化为红细胞，也会抑制自身EPO的产生，因此，长期违规使用超生理所需剂量EPO的运动员在停用后，自身的EPO合成减少，因而更容易出现贫血症状，D正确。
故选D。
10. 阅读下列材料，回答问题。
材料1：2020年的诺贝尔化学奖授予了两位在基因编辑技术（如CRISPR/Cas）领域作出杰出贡献的女科学家。这项技术的问世源自于人们在本世纪初对细菌抵御噬菌体的机理研究：不少的细菌第一次被特定的噬菌体感染后，由细菌Cas2基因表达的Cas2核酸内切酶（蛋白质）便会随机低效切断入侵的噬菌体DNA双链，并将切下的DNA片段插入CRISPR位点，形成“免疫记忆”。当细菌再次遭遇同种噬菌体时，由CRISPR位点转录产生的向导RNA（crRNA）便会将另一种核酸内切酶（如Cas9）准确带到入侵者DNA处，并将之切断，即“免疫杀灭”。过程如图所示。


材料2：我国科学家领衔的团队，利用CRISPR/Cas9技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1，获得基因敲除猴；再利用体细胞克隆技术，获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴，这是国际上首次成功构建出了一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型。同时也是世界上首个体细胞克隆猴“中中”“华华”诞生后，体细胞克隆猴技术的首次应用。
（1）关于CRISPR/Cas基因编辑技术，下列说法错误的是（ ）
A. 图中②过程，Cas9蛋白借助向导RNA对目标分子进行定位依赖于碱基互补配对
B. 对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的Cas9蛋白和向导RNA
C. 核酸内切酶Cas2和Cas9均作用于磷酸二酯键，但只有前者有序列特异性
D. CRISPR/Cas9基因编辑技术对基因进行碱基的敲除和加入会引起基因突变
（2）关于材料2，下列说法正确的是（ ）
A. 克隆猴的产生体现了体细胞的全能性
B. CRISPR/Cas9技术的优势是能定点改造目的基因
C. 核供体猴与基因敲除克隆猴的培育过程中繁殖方式相同
D. 动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖的培养瓶，需95%的氧气和5%的二氧化碳的混合气体环境。
【答案】（1）C （2）B
【解析】
【分析】动物培养条件：
（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。
（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。
（3）温度和pH。
（4）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）。
基因突变：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
【小问1详解】
A、图中②过程，Cas9蛋白借助向导RNA对目标分子进行定位应该依赖于碱基互补配对，因为碱基互补配对能实现对相应DNA识别，A正确；
B、不同目标基因可能含有相同碱基序列的部分，对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的Cas9蛋白和向导RNA，B正确；
C、核酸内切酶Cas2和Cas9均没有有序列特异性，依赖向导RNA将其准确带到入侵者DNA处，C错误；
D、基因突变指的是基因中发生的碱基的增添、缺失和 改变引起的碱基序列的改变，据此可知，CRISPR/Cas9基因编辑技术对基因进行碱基的敲除和加入属于基因突变，D正确。
故选C。
【小问2详解】
A、克隆猴的产生过程经过了核移植形成重组细胞的过程，因此克隆猴的产生体现了体细胞核的全能性，A错误；
B、CRISPR/Cas9技术的优势是能定点改造目的基因，从而能够根据需要设计基因使性状发生定向改变，B正确；
C、核供体猴是通过受精卵培育而成，属于有性生殖，克隆猴属于无性生殖，因此繁殖方式不同，C错误；
D、动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，需95%的空气和5%的二氧化碳的混合气体环境，其中二氧化碳起到维持培养液pH的作用，D错误。
故选B。
二、非选择题
11. 为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持_____。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_____。
（2）生态系统中的生产者获取碳元素的方式是_____，消费者通过食物网（链）取食利用，将碳元素以_____的形式进行传递。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少_____和增加_____是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
【答案】（1） ①. 碳平衡 ②. 极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等
（2） ①. 光合作用和化能合成作用 ②. 含碳有机物
（3） ①. 碳释放 ②. 碳存储
【解析】
【分析】碳循环的过程：碳元素从无机环境进入生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用以二氧化碳的形式被固定为含碳有机物，碳元素从生物群落进入无机环境是通过各种生物的呼吸作用以二氧化碳的形式释放到大气中。所以碳在生物群落和无机环境之间的主要以二氧化碳的形式循环，而在生物群落内部传递的主要形式是有机物。
缓解温室效应的措施：减少CO2的释放，主要是减少化石燃料的作用，开发新能源（如太阳能、风能、核能等）替代化石能源；增加CO2的吸收量，主要是保护好森林和草原，大力提供植树造林。
【小问1详解】
在自然生态系统中，若植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，即生态系统中生产者固定二氧化碳的数量等于生态系统中所有生物对有机物的消耗释放的二氧化碳的量，此时可以实现生态系统碳平衡的自我维持。
自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等，陆地面积减少等。
【小问2详解】
生态系统中的生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素，消费者通过食物网（链）取食利用，将碳元素以含碳有机物的形式进行传递，该过程加快了碳循环的速度
【小问3详解】
全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少碳释放（化石燃料燃烧）和增加碳存储是实现碳达峰和碳中和的重要举措，而增加碳存储的有效措施是植树造林。
【点睛】熟知碳循环的过程以及相关的生理过程是解答本题的关键，掌握温室效应的成因和治理措施是解答本题的另一关键，关注全球环境问题是生物学科素养的体现。
12. 线粒体不仅是细胞的“能量工厂”，也在细胞凋亡的调控中起重要作用，如下图所示。

（1）线粒体中细胞色素c嵌入在线粒体内膜的_____中，参与有氧呼吸第_____阶段的化学反应。
（2）当紫外线、DNA损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素c被释放到_____中，与蛋白A结合，在ATP的作用下，使_____，引起细胞凋亡。
（3）活化的C-3酶可作用于线粒体，加速细胞色素c的释放，从而加速细胞的凋亡（程序性死亡），这是_____（正反馈、负反馈）调节机制。凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬，由细胞内的_____将其消化。
【答案】（1） ①. 磷脂双分子层 ②. 三
（2） ①. 细胞质基质 ②. C-9酶前体转化为活化的C-9酶，活化的C-9酶激活C-3酶
（3） ①. 正反馈 ②. 溶酶体
【解析】
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。
溶酶体是“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。溶酶体中的水解酶是蛋白质，在核糖体上合成。
题图分析：细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素c被释放到细胞溶胶（或“细胞质基质”）中，与蛋白A结合，在ATP的作用下，使C-9酶前体转化为活化的C-9酶，活化的C-9酶激活C-3酶，引起细胞凋亡。
【小问1详解】
线粒体中的细胞色素c嵌入在线粒体内膜的磷脂双分子层中，而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此其参与有氧呼吸第三阶段的化学反应。
【小问2详解】
结合图示分析，当紫外线、DNA损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素c被释放到细胞细胞质基质中，与蛋白结合，在ATP的作用下，使C-9酶前体转化为活化的C-9酶，活化的C-9酶激活C-3酶，引起细胞凋亡。
【小问3详解】
正反馈调节是指某一变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化的现象。图中线粒体外膜发生的变化最终使C-3酶活化诱发细胞凋亡，同时活化的C-3酶可作用于线粒体，加速细胞色素c的释放，从而加速细胞的凋亡，这是正反馈调节机制。凋亡细胞解体后被吞噬细胞吞噬，由细胞内的溶酶体将其消化，因为溶酶体是细胞中的消化车间。
【点睛】熟知细胞凋亡的含义以及细胞凋亡的过程是解答本题的关键，正确辨析图示的信息是解答本题的前提，掌握溶酶体的功能以及细胞倒位的意义是解答本题的另一关键。
13. 结核病是由结核分枝杆菌（简称结核菌）引起的致死性疾病，接种卡介苗是预防结核病的有效手段。近年来，耐药结核病不断出现。我国科研工作者研制出了一种重组耐药卡介苗（RdrBCG），即在原有卡介苗的基础上引入Ag85B和Rv2628两个新的基因，用于辅助治疗耐药结核病。

（1）在重组质粒建构过程中，使用到了限制酶PstI。结合图示所给酶切位点（灰色底色）等信息，设计重组质粒的制备过程：先将_____与质粒混合，加入限制酶_____，再加入DNA连接酶形成重组质粒I，再将重组质粒I与_____混合，加入限制酶_____，再加入DNA连接酶形成重组质粒。
（2）将野生结核菌接种在含有多种治疗结核病药物的培养基中，最终筛选出了一种耐药菌株作为实验材料。下列对于该耐药菌获得的过程说明正确的是（ ）（多选）
A. 培养基中的药物使结核菌产生耐药性变异
B. 培养过程中结核菌的变异结果多样
C. 耐药结核菌在培养基环境的选择作用下存活
D. 培养基中的药物加剧了结核菌的突变速率
（3）对免疫缺陷小鼠接种RdrBCG，下列实验结果能说明RdrBCG安全性的是（ ）
A. 肺部检测到Ag85B、Rv2628稳定表达
B. 肺部提取物经培养可见结核菌菌落
C. 小鼠未患结核病且存活
D. 脾部提取物经培养可见结核菌菌落
（4）为检测RdrBCG是否具有辅助治疗耐药结核病的效果，用耐药结核菌感染的小鼠作为实验对象，应选择下列_____。（填写编号）
①接种RdrBCG的小鼠 ②接种普通卡介苗的小鼠
③药物治疗+接种RdrBCG ④药物治疗+接种普通卡介苗
⑤不作处理的被感染小鼠 ⑥药物治疗被感染的小鼠
【答案】（1） ①. Rv2628 ②. PstI和NdeI ③. Ag85B ④. BamHI和HlindⅡI （2）BC （3）C
（4）③⑤⑥
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
从图上看，目的基因Ag85B和Rv2628上都有BamH I酶切位点，为了保证两个基因连接的方向性和顺序，制备重组质粒时先将Rv2628与质粒混合，加入限制酶PstⅠ和NdeⅠ后，再加入DNA连接酶形成重组质粒1，再将重组质粒1与Ag85B混合，加入限制酶BamHⅠ和HindⅢ，再加入DNA连接酶形成图所示的重组质粒。
【小问2详解】
A、培养基中的药物对结核菌产生的耐药性变异进行了定向选择，进而结核杆菌的变异是自然条件下产生的，不是药物诱导的，A错误；
B、变异是不定向的，因此，培养过程中结核菌的变异结果多样，B正确；
C、耐药结核菌在添加药物的培养基环境中占据优势，被选择存活，C正确；
D、由于药物的定向选择作用，加剧了结核菌的抗药性基因 频率改变的速率，并未加剧突变的速率，D错误。
故选BC。
【小问3详解】
A、肺部检测到Ag85B、Rv2628稳定表达只能说明已经接种成功，不能说明安全性，A错误；
B、肺部提取物和脾部提取物见到结核杆菌菌落，说明已经患病，B错误；
C、小鼠未患结核病且存活说明具有安全性，C正确；
D、脾部提取物经培养可见结核菌菌落，说明疫苗没有起到相应的作用 ，安全性差，D错误。
故选C。
【小问4详解】
为检测RdrBCG是否具有辅助治疗耐药结核病的效果，自变量是是否接种成功RdrBCG，因变量是是否具有辅助治疗耐药结核病的效果，所以选择的小鼠都应患结核病，三个实验组是：药物治疗+接种RdrBCG；不作处理的被感染小鼠；药物治疗被感染的小鼠。
故选③⑤⑥。
【点睛】熟知基因工程的原理和操作流程是解答本题的关键，正确分析图示的信息是构建重组质粒的前提，掌握疫苗的作用原理是解答本题的另一关键。
14. 因发现“感知温度和触觉的受体”美国科学家David Julius和Ardem Patapoutian荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖，相关的部分实验过程如图所示。“温度与触觉受体”是位于人体细胞上的一种“感受器”，是TRP通道蛋白家族的成员，其中的TRPV1和TRPM8均为非选择性的阳离子通道蛋白，具有较高的钙离子通透性，广泛分布于哺乳动物和人体不同组织中。不同的离子通道产生的电信号不完全相同，机体以不同的电信号建立本体感觉、触觉和温觉，从而精确地感知外部环境。

（1）吃辣椒时，辣椒素激活感觉神经末梢上的TRPV1，使钙离子等阳离子进入细胞，此时兴奋部位的电位为_____。
（2）两位科学家构建了一个背根神经节的cDNA库，包含大约16000个克隆，将这些克隆分成若干组，分别转染至_____的HEK293细胞中，加入钙离子荧光探针Fura-2，通过钙成像观测辣椒素诱导的胞内钙离子水平的变化，如果_____，则表明该组克隆内可能含有辣椒素受体；该组作为阳性克隆组继续细分，用于下一轮的钙成像筛查，最终发现了对辣椒素敏感、具有钙离子通透性的离子通道蛋白TRPV1．用同样的方法，两位科学家又发现了被薄荷醇激活，具有钙离子通透性的TRPM8．
（3）科学家用TRPV1敲除小鼠和野生型小鼠以及3T3-L1前脂细胞为研究模型，对TRPV1激活后的进一步机理研究。结果表明，辣椒素通过激活TRPV1导致脂肪细胞内Ca2+的迅速升高形成钙离子流，从而抑制脂肪细胞的分化，已知脂肪细胞分化中细胞间的Ca2+的转运是通过间隙连接蛋白43（Cx43）介导的，由此表明辣椒素激活TRPV1后，通过提高_____的表达，进而导致Ca2+在脂肪细胞之间的转运，形成钙离子流。起到_____的作用。
（4）请从个体层面分析，痛觉会给动物带来痛苦，为什么在漫长的进化历程中，依然保留了对痛觉的感知？_____。
【答案】（1）内正外负
（2） ①. 不表达辣椒素受体 ②. 某一组细胞内钙离子浓度升高
（3） ①. Cx43 ②. 抑制脂肪细胞分化
（4）疼痛可使动物个体对来自外界和身体内部的危机及疾病做出相应的判断，并采取保护措施减轻伤害，增加个体生存的机会。
【解析】
【分析】1.静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。
2.现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成．其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【小问1详解】
吃辣椒时，辣椒素激活感觉神经末梢上的TRPV1，使钙离子等阳离子进入细胞，钙离子和钠离子同为阳离子，同样会引起膜电位的改变，此时兴奋部位的电位为内正外负，表现为动作电位。

【小问2详解】
两位科学家构建了一个背根神经节的cDNA库，包含大约16000个克隆，将这些克隆分成若干组，因为实验的目的是要找到辣椒素受体相关基因的部位，因此这里需要将这些克隆成分分别转染至不表达辣椒素受体的HEK293细胞中，通过辣椒素的作用效果检测辣椒素受体的存在，此时加入钙离子荧光探针Fura-2，通过钙成像观测辣椒素诱导的胞内钙离子水平的变化，如果某一组细胞内钙离子浓度升高，说明辣椒素起到了相应的作用，则表明该组克隆内可能含有辣椒素受体；该组作为阳性克隆组继续细分，用于下一轮的钙成像筛查，最终发现了对辣椒素敏感、具有钙离子通透性的离子通道蛋白TRPV1。用同样的方法，两位科学家又发现了被薄荷醇激活，具有钙离子通透性的TRPM8。
【小问3详解】
辣椒素通过激活TRPV1导致脂肪细胞内Ca2+的迅速升高形成钙离子流，从而抑制脂肪细胞的分化，说明钙离子升高能抑制脂肪细胞的分化，又知脂肪细胞分化中细胞间的Ca2+的转运是通过间隙连接蛋白43（Cx43）介导的，由此表明辣椒素激活TRPV1后，通过提高连接蛋白43（Cx43）的表达，进而导致Ca2+在脂肪细胞之间的转运，形成钙离子流从而抑制了脂肪细胞的分化。
【小问4详解】
请从个体层面分析，痛觉会给动物带来痛苦，但是，疼痛可使动物个体对来自外界和身体内部的危机及疾病做出相应的判断，并采取保护措施减轻伤害，增加个体生存的机会，从这一层面上来讲痛觉的存在使生物个体能够实现自我保护，从而为个体提供了更多生存的机会，反而没有痛觉的个体反而会因为感受不到危险的来临而丧命，因此，在漫长的进化历程中，生物依然保留了对痛觉的感知。
【点睛】熟知生物进化的相关理论并能利用进化理论解释一些现象是解答本题的前提，辨析图示的信息是解答本题的前提，掌握动作电位的形成机理是解答本题的另一关键。
15. 基因定位是遗传学研究中的重要环节，对于植物核基因的定位常用非整倍体杂交法，可以用来测定基因在染色体上的位置，现代生物学技术可以采用分子标记的方法进行基因定位。
（1）若用常染色体隐性突变型和野生型三体（2号染色体多一条）品系杂交，子一代中的三体个体再与隐性亲本回交。如果在它们的子代中野生型和突变型之比是5：1，而不是_____，则说明该突变基因位于2号染色体上。
（2）SNP是基因组水平上由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性。科研人员利用SNP对拟南芥抗盐突变体的抗盐基因进行定位。为确定抗盐基因在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上，研究者用隐性抗盐突变体m与另一野生型植株B杂交，用分别位于两对染色体上的SNP1和SNP2（见下图）进行基因定位。


①将m和B进行杂交，得到的F1植株自交。将F1植株所结种子播种于_____的选择培养基上培养，得到F2抗盐植株。
②分别检测F2抗盐植株个体的SNP1和SNP2，若全部个体的SNP1检测结果为_____，SNP2检测结果SNP2m和SNP2B的比例约为_____，则抗盐基因在Ⅱ号染色体上，且与SNP1m不发生交换。
【答案】（1）1：1 （2） ①. 含有一定浓度的盐 ②. 均为SNP1m ③. 1：1
【解析】
【分析】基因定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异
【小问1详解】
若相关基因用A/a表示，则常染色体隐性突变型（aa）和野生型三体（2号染色体多一条）品系（AA或AAA）杂交，子一代中的三体个体（Aa或AAa）再与隐性亲本（aa）回交，相当于测交，如果在它们的子代中野生型和突变型之比是5∶1，而不是1∶1，则说明该突变基因位于2号染色体上，若为后者，则说明相关基因位于2号以外的其他染色体上。
【小问2详解】
分析题意可知，该实验的目的是利用位于两对染色体上的SNP1和SNP2进行基因定位，判断抗盐基因在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上。实验方案如下：
①将m和B进行杂交，得到的F1，F1植株自交，由于F1自交得到的后代中含有耐盐植株，将F1植株所结种子播种于含盐的选择培养基上培养，筛选得到F2抗盐植株。
②分别检测F2抗盐植株个体的SNPI和SNP2，按照基因的分离定律，若全部个体的SNP1检测结果均为SNP1m，同时非同源染色体自由组合，所有的耐盐植株中的SNP2m和SNP2B应该随机出现，即SNP2检测结果SNP2m和SNP2B的比例约为1∶1，说明抗盐基因在Ⅱ号染色体上，且抗盐基因与SNP1m不发生交叉互换。若全部个体的SNP2检测结果均为SNP2m，所有的耐盐植株中的SNP1m和SNP1B应该随机出现，即SNP1检测结果SNP1m和SNP1B的比例约为1∶1，说明抗盐基因在Ⅲ号染色体上。