[生物][期末]河北省沧州市2023-2024学年高二下学期7月期末教学质量监测试题(解析版)

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一、单项选择题：本题共13小题，每小题2分，共26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. 下列关于组成细胞的物质，叙述错误的是（ ）
A. 红细胞能运输 O₂ 与其含有血红蛋白有关
B. 葡萄糖水解的最终产物是 H₂O 和 CO₂
C. 胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分
D. DNA 的脱氧核苷酸排列顺序储存着遗传信息
【答案】B
【分析】红细胞里有一种红色含铁的蛋白质，叫血红蛋白。红细胞之所以呈红色，就是因为含有血红蛋白。血红蛋白的特性：在氧含量高的地方，与氧容易结合；在氧含量低的地方，又与氧容易分离。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
【详解】A、红细胞中的血红蛋白可与氧气结合，运输氧气，A正确；
B、葡萄糖是单糖，不能水解，其彻底氧化分解的产物是 H₂O 和 CO₂，B错误；
C、动物细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇，其中内胆固醇还参与人体血液中脂质的运输，C正确；
D、DNA 的遗传信息储存在脱氧核苷酸排列顺序中，D正确。
故选B。
2. 下图为胰腺细胞内囊泡运输的部分过程示意图，下列叙述错误的是（ ）
A. ①中的蛋白质首先在游离的核糖体上开始合成
B. ①来自内质网膜，内含初步加工后有一定空间结构的蛋白质
C. 图示细胞器为高尔基体，其在囊泡运输中起着交通枢纽作用
D. ①②③的运输过程及分泌蛋白排出细胞的过程不消耗能量
【答案】D
【分析】分泌蛋白是在细胞内合成后分泌到细胞外起作用的蛋白质。分泌蛋白的合成、加工和运输过程：在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对蛋白质进行进一步加工，再由囊泡包裹着分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、图示①中的蛋白质首先在游离的核糖体上，以氨基酸为原料开始多肽链的合成，再转移到粗面内质网继续合成，A正确；
B、在核糖体中合成的多肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，经初步加工并形成具有一定空间结构的蛋白质，经内质网膜形成囊泡①转运至高尔基体，B正确；
C、图示细胞器为高尔基体，在囊泡运输中，高尔基体起着交通枢纽的作用，能对来自内质网的囊泡内的物质进行加工处理，又能自身形成囊泡与细胞膜融合，C正确；
D、①②③囊泡的转运和分泌蛋白的排出过程都消耗能量，D错误。
故选D。
3. 下图为真核细胞的部分结构示意图，有关叙述正确的是（ ）
A. 结构1 只能通过囊泡形式转化为结构5 以及细胞膜
B. 结构4是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心
C. 结构2能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
D. MⅡ期卵母细胞中的“核”是指结构3与结构4复合物
【答案】C
【分析】细胞核的结构和功能：（1）核膜：双层膜，将核内物质与细胞质分开；（2）核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；（3）染色质：主要由DNA和蛋白质组成；（4）核孔：实现核质间频繁的物质交换和信息交流。
【详解】A、分析题图可知，结构1为内质网，结构5为核膜，内质网可与核膜及细胞膜直接相连，即内质网可直接转化为核膜或细胞膜，而非只能通过囊泡形式转化为核膜以及细胞膜，A错误；
B、结构4为核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，B错误；
C、结构2为核孔，能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确；
D、MⅡ期卵母细胞中的“核”是指纺锤体-染色体复合物，D错误。
故选C。
4. 细胞是一个开放的生命系统，需要不断和外界进行物质交换。下列关于物质进出细胞的叙述，正确的是（ ）
A. 水分子通过协助扩散方式进出细胞时，需要和转运蛋白结合
B. 大分子物质进出细胞需要膜蛋白的参与，和磷脂双分子层无关
C. 抗利尿激素、神经递质和血红蛋白均通过胞吐方式运出细胞
D. 离子逆浓度梯度进入细胞时，相应的转运蛋白会发生自身空间结构的改变
【答案】D
【详解】A、转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，水分子借助水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞时，不需要和转运蛋白结合，A错误；
B、大分子物质进出细胞需要膜蛋白的参与，也离不开磷脂双分子层的流动，B错误；
C、血红蛋白是胞内蛋白，在细胞内发挥作用，不需要运出细胞，C错误；
D、离子逆浓度梯度进入细胞的方式为主动运输，该过程需要载体蛋白的协助，载体蛋白转运物质时会发生自身空间结构的改变，D正确。
故选D。
5. 一学习小组探究某因素对酶活性的影响，实验方案和结果如下图、表所示。有关叙述错误的是（ ）

A. 该实验的目的是探究温度对酶活性的影响
B. 预保温的目的是确保反应在相应温度下进行
C. 0℃为对照组，其余为实验组，该实验为相互对照实验
D. 若继续探究高温、低温对酶活性影响的区别，可将酶在0℃和80℃组预保温后在40℃条件下反应
【答案】C
【分析】酶在最适条件下活性最大，高温和低温均会使酶活性下降，其中高温使酶空间结构改变，使酶失活，且不可恢复；低温抑制酶活性，但不改变酶的空间结构。
【详解】A、该实验自变量是温度，因变量是酶活性（糖度值），故该实验目的是探究温度对A酶和B酶活性的影响，A正确；
B、将淀粉和唾液分别在所控制的温度下预保温相同时间，目的是确保反应在相应温度下进行，保证实验结果的准确性，B正确；
C、该实验为相互对照实验，0℃也为实验组，C错误；
D、高温使酶空间结构改变，酶失活，低温抑制酶活性，但不改变酶的空间结构，若继续探究高温、低温对酶活性影响的区别，可将酶在0℃和80℃组预保温后在40℃条件下反应，观察两组酶活性是否发生改变，D正确。
故选C。
6. ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 动物细胞获得ATP 的方式是细胞呼吸，能量来自有机物的氧化分解
B. 植物细胞吸收的光能最终储存到了通过光合作用合成的有机物中
C. 细胞质基质中进行的生命活动所需的能量全部来自该部位合成的ATP
D. 黑暗条件下叶绿体中进行的生命活动所需的ATP可以来自细胞质基质
【答案】C
【分析】ATP是生物体的直接能源物质，ATP在细胞内数量并不很多，可以和ADP迅速转化形成。人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用，高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸。
【详解】A、动物细胞内产生ATP的途径是呼吸作用，能量来自有机物的氧化分解，A正确；
B、绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能再储存在它所制造的有机物中，B正确；
C、线粒体是细胞内产生能量的重要器官，其中产生的ATP主要用于细胞内的能量代谢和生命活动，细胞质基质中进行的生命活动所需的能量可来自线粒体部位合成的ATP，C错误；
D、叶绿体可以从细胞细胞质基质中吸收部分来自细胞呼吸的ATP，以满足特定条件下叶绿体中的代谢需求，如DNA的复制、蛋白质的合成等，D正确。
故选C。
7. 利用物质或结构在物理或化学性质上存在的差异，采取适当的方法可以实现分离。下列叙述错误的是（ ）
A. 利用DNA不溶于酒精、某些蛋白质溶于酒精，可以初步分离蛋白质和DNA
B. 叶绿体中不同的色素在层析液中的溶解度不同，可在滤纸条上观察到4条色素带
C. 利用差速离心法分离细胞器时，随离心速率的提高，沉淀物中细胞器的颗粒逐渐变小
D. DNA分子越大，其在琼脂糖凝胶中的迁移速率越大，距离加样孔越近
【答案】D
【详解】A、DNA分子的粗提取实验中，其原理是DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，利可以初步分离DNA和蛋白质，A正确；
B、叶绿体中色素的分离实验中，其原理是叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，四种色素都能溶解在层析液中，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，可在滤纸条上观察到4条色素带，B正确；
C、分离细胞中的细胞器使用的方法是差速离心法，采用逐渐提高离心速率的方法分离不同大小颗粒的细胞器，离心速率越高，沉降的细胞器颗粒越小，C正确；
D、DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率，DNA分子越小，迁移的速率越快，D错误。
故选D。
8. 某醋厂工艺流程如图所示。酒曲中含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等，醋醅中含有醋酸菌等，糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 糖化过程中所用的淀粉酶来自蒸熟的糯米
B. 图示酒精发酵和醋酸发酵过程均产生了 CO₂
C. 图示酒精发酵与醋酸发酵的过程均属于传统发酵
D. 可在160℃的热空气中维持2小时对醋进行灭菌
【答案】C
【详解】A、蒸熟的糯米中的淀粉酶已失活，糖化所需淀粉酶来自酒曲中的微生物，A错误；
B、酒精发酵产生CO2，以酒精为原料进行醋酸发酵不产生CO2，B错误；
C、该发酵过程所用微生物来自酒曲和醋醅，为多菌种发酵，因此该过程属于传统发酵，C正确；
D、160℃的热空气中维持2小时进行的灭菌为干热灭菌，醋是液体，不适合使用干热灭菌法灭菌，D错误。
故选C。
9. 甘草地下部分含有一种重要的生物活性物质——甘草酸，甘草酸具有阻止病毒复制、恢复免疫力、诱导干扰素合成、抑制癌细胞生长等功效。科研人员欲借助植物细胞培养技术生产甘草酸，以解决获取过程中存在的资源短缺等问题。下列叙述正确的是（ ）
A. 用消毒后的解剖刀将甘草芽下胚轴切成长约0.5cm 的小段
B. 在酒精灯火焰旁，将外植体接种到生长素/细胞分裂素>1的培养基中
C. 外植体脱分化后，会形成不定形的薄壁组织团块
D. 借助植物细胞培养技术生产甘草酸利用了细胞具有全能性的原理
【答案】C
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术，其原理为植物细胞的全能性。植物组织培养中细胞表现出全能性的条件为：离体、严格的无菌条件、适宜的培养条件及适宜浓度和比例的激素。
【详解】A、用灭菌后的解剖刀将甘草芽下胚轴切成长约0.5cm 的小段，A错误；
B、在酒精灯火焰旁，将外植体接种到生长素/细胞分裂素=1的培养基中进行脱分化，B错误；
C、外植体脱分化后，会形成愈伤组织，即不定形的薄壁组织团块，C正确；
D、借助植物细胞培养技术生产甘草酸的过程，植物细胞不需要分化为完整植株，不能体现细胞具有全能性，D错误。
故选C。
10. 某抗原X上有a~d四种抗原决定簇(与抗体结合位点发生特异性结合作用的部位)，一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由该抗原刺激产生的不同抗体的集合统称为多克隆抗体。下图是某同学绘制的制备针对抗原X的单克隆抗体(单抗)和多克隆抗体(多抗)的过程示意图，相关叙述正确的是（ ）
A. 用抗原 X刺激后，经过过程①筛选得到的杂交瘤细胞只有四种
B. 过程②包括进行克隆化培养，并用a抗原决定簇进行抗体检测
C. 多抗能准确识别抗原的细微差异，且制备时间较短
D. 多抗可以从细胞培养液或小鼠腹水中大量获得，单抗不能
【答案】B
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、从小鼠中获取的B淋巴细胞有多种，其与骨髓瘤细胞杂交并经过过程①筛选得到的杂交瘤细胞同样有多种（可能不止四种），A错误；
B、过程②是用a抗原决定簇进行抗体检测和克隆化培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞，B正确；
C、单抗能准确识别抗原的细微差异，多抗不行，C错误；
D、多抗从血清中直接分离，操作简单，单抗可以从细胞培养液或小鼠腹水中大量获得，D错误。
故选B。
11. 下列关于病毒的叙述，错误的是（ ）
A. 病毒是由蛋白质和核酸等有规律地结合形成的整体，属于生命系统
B. 病毒表面的一些蛋白质能与细胞膜上的糖蛋白发生作用诱导动物细胞融合
C. 病毒与质粒作为载体时，可以插入的外源DNA片段的大小不同
D. 利用一定浓度的酒精破坏病毒蛋白质的空间结构可以使病毒灭活
【答案】A
【详解】A、病毒无细胞结构，必须依赖于活细胞才能生存和繁殖，不属于生命系统的结构层次，A错误；
B、病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，利用此原理可诱导动物细胞融合，B正确；
C、质粒一般只能容纳小于10kb的外源DNA片段，病毒可插入的外源DNA片段与质粒不同，如噬菌体可以装载5-20kb的外源DNA，C正确；
D、病毒一般由蛋白质外壳和核酸组成，利用一定浓度的酒精可使病毒蛋白质变性，从而破坏病毒蛋白质的空间结构使病毒灭活，D正确。
故选A。
12. 当CO和CO₂同时存在时，T酶对CO的亲和力较低。研究人员将T酶中第108位的异亮氨酸变成苏氨酸后，大大提高了T酶对CO的亲和力，同时不影响T酶对CO₂的亲和力。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 对T酶的结构进行改造，可通过改造T酶基因来实现
B. 获得对CO亲和力高的T酶，不需要借助基因工程
C. 改造结果说明 T酶与CO和CO₂ 的结合位点不同
D. 改造T酶分子的前提是已知 T 酶的氨基酸序列及空间结构
【答案】B
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】A、要对蛋白质的结构进行改造，必须通过改造或合成基因来完成，故对T酶的结构进行改造，可通过改造T酶基因来实现，A正确；
B、蛋白质工程又称为“第二代基因工程”，要获得获得对CO亲和力高的T酶，需要借助基因工程，B错误；
C、改造之后大大提高了T酶对CO的亲和力，同时不影响T酶对CO₂的亲和力，说明 T酶与CO和CO₂ 的结合位点不同，C正确；
D、改造T酶分子的前提是已知 T 酶的氨基酸序列及空间结构，再据此推测DNA脱氧核苷酸序列，D正确。
故选B。
13. 生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，也会引起人们对它安全性的关注，带来新的伦理困惑与挑战。下列相关叙述正确的是（ ）
A. “试管婴儿”对胎儿基因进行了特定的改造
B. iPS细胞与ES细胞均来自早期胚胎，且都具有全能性
C. 生殖性克隆和治疗性克隆虽有本质区别，但均会涉及伦理问题
D. 生物武器和核武器因攻击范围广、危害性极大，需严格控制其生产、储存
【答案】A
【详解】A、通过基因组编辑技术定向改造特定基因制造“设计完美婴儿”，会造成生物技术安全与伦理问题，A正确；
B、iPS细胞被称为诱导多能干细胞，可以诱导分化成其他种类细胞，并不能成为完整的有机体，因此不具有全能性，ES细胞名为胚胎干细胞，存在早期胚胎中，具有分化成成年动物体内的任何一种类型的细胞并进一步形成集体的所有组织和器官甚至个体的潜能，因此具有全能性，B错误；
C、生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别，生殖性克隆会面临伦理问题，C错误；
D、生物武器具有强大的传染性和致病力，应在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，但可以进行生物技术的新研究，D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
14. 一种内共生固氮蓝细菌(UCYN-A)的真核海藻的发现，改变了人们关于只有原核生物才能固氮的认知。研究表明，UCYN-A已经紧密地整合到海藻细胞结构中，使用X射线断层扫描来可视化藻类的细胞形态和细胞周期，发现UCYN-A 在该周期中均匀分裂到子代细胞中，并且UCYN-A 内含有海藻基因组编码的蛋白质。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 海藻细胞核和UCYN-A中的DNA 均为双链线状分子
B. 该发现为某些细胞器可能起源于共生的生物提供了证据
C. UCYN-A的蛋白质来自 UCYN-A 自身基因及海藻基因的编码
D. UCYN-A可以为海藻叶绿素、部分磷脂的合成提供氮元素
【答案】BCD
【分析】固氮蓝细菌属于原核生物，与真核海藻形成共生关系，可以进行光合作用和固氮。
【详解】A、UCYN-A是细菌，其中的DNA分子为环状，A错误；
B、根据题干信息“UCYN-A与真核海藻共生，随着细胞分裂而均匀分裂到子代，同时含有海藻基因组编码的蛋白质”，所以可以判断该发现为某些细胞器可能起源于共生的生物提供了证据 ，B正确；
C、UCYN-A内含有海藻基因组编码的蛋白质，所以可以推测UCYN-A的蛋白质来自 UCYN-A 自身基因及海藻基因的编码，C正确；
D、UCYN-A是固氮蓝细菌，可以为海藻叶绿素、部分磷脂的合成提供氮元素，D正确。
故选BCD。
15. 内质网是细胞内蛋白质和脂质的合成基地，如图为利用细胞质基质中的原料在光面内质网上合成细胞中最主要的磷脂——磷脂酰胆碱的过程。下列叙述正确的是（ ）

A. 内质网合成的磷脂通过胆碱磷酸转移酶转移至高尔基体
B. 磷脂合成的原料之一是3-磷酸甘油，磷脂合成过程中有磷酸生成
C. 细胞质基质一侧合成的磷脂分子可以转运到内质网腔一侧
D. 内质网膜上与磷脂合成相关的酶均为跨膜蛋白质
【答案】BC
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇，磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架，固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，也参与脂质在血液中的运输。
【详解】A、图示的内质网是光面内质网，其合成的磷脂从内质网转移至高尔基体需要经过囊泡，而不是胆碱磷酸转移酶，A错误；
B、由题图可知，3-磷酸甘油是酰基转移酶的底物之一，是磷脂合成的原料之一，图中在磷酸酶的作用下产生磷酸，B正确；
C、细胞质基质是细胞代谢的主要场所，据此可知，最初合成的磷脂酰胆碱分布在内质网膜的细胞质基质面，再通过转位酶的作用有选择性的转向内质网腔面，C正确；
D、磷脂酰胆碱合成的4种酶均位于内质网膜上，但并非都是跨膜蛋白质，如磷酸酶只有部分嵌入磷脂双分子中，D错误。
故选BC。
16. 啤酒是以大麦芽、啤酒花、水为主要原料经酵母发酵作用酿制而成的饱含 CO₂的低度酒。双乙酰是啤酒发酵过程中的重要副产物，发酵后期，酵母会吸收前期产生的双乙酰并将其还原成丁二醇，该过程占啤酒酿造过程总时长的60%以上。啤酒的主要制作流程如图所示。下列关于缩短啤酒制作周期的措施，正确的是（ ）
A. 可用适量的赤霉素处理未发芽的大麦
B. 利用转基因啤酒酵母降低双乙酰含量
C. 主发酵时，可适当增大酵母菌的接种量
D. 应在高温、通风的环境下进行后发酵
【答案】ABC
【分析】啤酒发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成啤酒的工业化生产流程都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
【详解】A、啤酒制作过程中需要α-淀粉酶将淀粉催化水解为酵母菌可利用的糖类，用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，缩短啤酒的发酵周期，A正确；
B、双乙酰浓度过高会影响啤酒的风味和口感，利用转基因工程菌（转基因啤酒）可以减少它的生成，缩短啤酒的发酵周期，B正确；
C、主发酵过程主要是利用啤酒酵母繁殖、进行无氧呼吸产生酒精的过程，在主发酵时，可适当增大酵母菌的接种量，能使菌体基数增大，缩短发酵周期，C正确；
D、主发酵结束后，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒，D错误。
故选ABC。
17. 下图为受精作用及胚胎发育示意图，其中a、b代表两个发育时期，①~④表示过程。下列有关叙述正确的是（ ）

A. a时期为桑葚胚，和受精卵相比，此时细胞的核质比变大
B. ②③④过程均通过有丝分裂增殖，且都在透明带内进行
C. ①过程常以观察到雌、雄原核或者两个第二极体作为标志
D. 若要分割b时期的胚胎，要注意对内细胞团进行均等分割
【答案】ACD
【分析】分析题图：图为受精作用和胚胎发育过程，图中①为受精作用，②③④为早期胚胎发育过程，a为桑葚胚，b为囊胚。
【详解】A、由受精卵发育成a桑葚胚，因细胞有丝分裂导致细胞数量增加，但胚胎总体积并不增大，所以每个细胞的核质比增大，胚胎中DNA因细胞数量的增加而增加，A正确；
B、②③④过程均通过有丝分裂增殖，受精卵→桑葚胚全部在透明带内进行（②③过程），在囊胚期胚胎从透明带中伸展出来称为孵化（③④过程），B错误；
C、常以在透明带与卵黄膜之间观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精①过程的标志，C正确；
D、胚胎分割时应选择形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚，对囊胚b进行切割时要注意对内细胞团进行均等分割，D正确。
故选ACD。
18. 下列有关 PCR 的叙述，错误的是（ ）
A. 可在引物的3'端添加限制酶的识别序列
B. 扩增循环按顺序一般分复性、变性、延伸三步
C. 利用 PCR 技术既可扩增特定基因，也可检测基因的转录情况
D. PCR 扩增的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定
【答案】AB
【分析】PCR扩增：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此循环多次。
【详解】A、PCR获取目的基因时，引物的作用是界定目的基因，为DNA聚合酶提供结合位点并使DNA聚合酶能够从引物的3'端连接脱氧核苷酸。为了方便目的基因与质粒的连接，可在引物的5'端添加限制酶识别序列，A错误；
B、PCR的每次循环可以分为变性、复性和延伸三个步骤，B错误；
C、利用 PCR 技术既可扩增特定基因，也可检测基因的转录情况 ，C正确；
D、一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR 扩增的产物，D正确。
故选AB。
三、非选择题：本题共5小题，共59分。
19. 俗话说：“玉米带大豆，十年九不漏”。我国农民在长期生产实践中，总结出了玉米和大豆间作的相关种植技术，实现了玉米和大豆的双丰收。回答下列问题：
（1）玉米是 C₄ 植物，与大豆相比，还具有一条 CO₂ 的固定途径——C₄ 途径，其光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。下图为玉米植株相关细胞内的物质转化过程。玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行暗反应，推测其可能缺少的结构是_________________。图中过程②需要叶肉细胞提供的物质有____________。玉米生长过程中需要较多的氮元素，玉米和大豆间作时，玉米所需氮元素除了来自施用的肥料外，还可以来自___________。玉米吸收的氮元素可用于合成图中的______________(至少写出两种物质)。
（2）玉米属于浅根系作物，大豆属于深根系作物，两者间作有利于充分利用不同深度土壤中的________和________。玉米植株较高，原产热带地区；大豆植株较矮，原产温带地区，试从两者植株特点及光合作用所需条件分析，两者间作种植的优势有______(写出1点即可)。
（3）为选择适合与玉米间作的大豆品种，某研究小组在不影响玉米产量的同时对“玉米一大豆”间作模式进行了相关研究，结果如下表：
实验结果表明，比较适合与玉米间作的大豆品种是__________，判断的依据是_______________________________。
【答案】（1）①. 类囊体 ②. NADPH和ATP ③. 与大豆共生的根瘤菌固定的氮元素 ④. PEP酶、ADP、ATP、暗反应所需多种酶
（2）①. 水 ②. 矿质元素(或无机盐) ③. 两者株高有差异，间作通风透光，有利于光合作用的进行；株形高大的玉米为大豆起到遮强光、降温的作用，有利于大豆光合作用的进行
（3）①. 品种2 ②. 与单作相比较，间作时品种2单株产量下降幅度比品种1小，且间作时品种2的单株产量比品种1高
【小问1详解】
玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行暗反应，不能进行光反应，光反应进行的场所是类囊体(基粒)，因此推测其可能缺少类囊体(基粒)。过程②为C3的还原，需要光反应为其提供 NADPH 和ATP，维管束鞘细胞叶绿体不能进行光反应，又因玉米光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，因此 NADPH和ATP只能来自叶肉细胞。和大豆共生的根瘤菌可以固氮，因此两者间作时，玉米生长过程中需要的氮元素除了来自施用的肥料外，还可以来自与大豆共生的根瘤菌固定的氮元素。PEP酶、ADP、ATP、暗反应所需多种酶都含有氮元素，因此玉米吸收的氮元素可用于合成图中的PEP酶、ADP、ATP、暗反应所需多种酶。
【小问2详解】
根会从土壤中吸收水分和无机盐，玉米属于浅根系作物，大豆属于深根系作物，两者间作有利于不同深度土壤中水和矿质元素(无机盐)的充分利用。光合作用所需条件有光照、温度、CO2等，玉米植株较高，原产热带地区，大豆植株较矮，原产温带地区，两者间作时株高有差异，通风透光，有利于光合作用的进行；株形高大的玉米为大豆起到遮强光、降温的作用，有利于大豆光合作用的进行。
【小问3详解】
本实验的自变量为大豆品种、种植方式，因变量为大豆的叶绿素含量、净光合速率和单株产量。由实验结果可知，与单作相比较，间作时品种2单株产量下降幅度比品种1小很多，品种2的单株产量比品种1高。因此适合与玉米间作的是品种2。
20. 种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。研究人员对小麦播种后到长出真叶(第10天，开始进行光合作用)期间的部分数据统计如下表。回答下列问题：
（1）小麦种子萌发时需要吸收大量的水，水分子进入细胞后的作用有____________________(答出2点即可)。小麦种子萌发长出根系后可以从土壤中吸收无机盐，该过程_______(填“需要”或“不需要”)细胞呼吸提供能量。
（2）下图表示萌发的小麦种子内发生的相关生理过程，A~E表示物质，①~④表示生理过程。物质C是________，物质E可用________溶液检测。与种子萌发第6天相比，第8天进行的生理过程不包括________(填序号)，此过程________(填“有”或“无”)ATP产生。
（3）小麦种子萌发过程中糖类含量的变化如下图所示。种子干重主要是指种子中________的含量，分析小麦种子播种后第2天，种子干重略有增加的原因是____________________。
【答案】（1）①. 水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解； 细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与；运输营养物质和代谢废物 ②. 需要
（2）①. NADH ②. 酸性重铬酸钾 ③. ② ④. 无
（3）①. 有机物 ②. 种子中淀粉大量水解为还原糖，需要消耗水分
【小问1详解】
种子萌发过程中吸收的大量水分主要是细胞中的自由水，水具有一下作用：①水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解； ②细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与；③多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中；④水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或者直接排出体外；种子根系从土壤吸收无机盐的方式为主动运输，主动运输的特点是逆浓度梯度运输、需要载体蛋白、需要消耗细胞代谢提供的能量。
【小问2详解】
据图分析，葡萄糖可初步分解为丙酮酸和NADH，则图中①表示细胞呼吸第一阶段，A表示丙酮酸；丙酮酸和水进一步发生反应属于有氧呼吸第二阶段，发生于线粒体基质，生成二氧化碳和NADH，因此，图中C既为葡萄糖初步分解产物，又为丙酮酸与水反应的产物，则C为NADH，B为CO2，④为有氧呼吸第二阶段；葡萄糖初步分解的产生的NADH和丙酮酸参加有氧呼吸第二阶段生成的NADH最终会在线粒体内膜与O2发生彻底的氧化还原反应生成H2O，则图中D为O2，③为有氧呼吸第三阶段；图中A还可经无氧呼吸第二阶段转化为酒精和CO2，因此图中②表示无氧呼吸第二阶段，E表示酒精；物质E为酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测，酒精与酸性重铬酸钾反应，颜色变化为橙色变为灰绿色；据表可知，种子萌发第6天氧气吸收量小于二氧化碳释放量，说明此时细胞既进行有氧呼吸，又进行产物为酒精和CO2的无氧呼吸，种子萌发第8天，氧气吸收量等于CO2释放量，说明此时细胞只进行有氧呼吸，题图中过程①有氧呼吸和无氧呼吸均会进行，过程②只有无氧呼吸会进行，因此与种子萌发第6天相比，第8天进行的生理过程不包括②无氧呼吸；无氧呼吸第二阶段没有能力释放，也没有ATP产生。
【小问3详解】
种子干重是指种子中除了水分以外的其他物质的重量，包括各种有机物和无机盐，种子中无机盐的含量很少，因此可以把种子干重近似看成有机物的重量；据图分析，种子萌发第二天淀粉占比开始减数，还原糖占比增加，说明萌发过程中淀粉水解为还原糖，过程中消耗水，水分子中的元素基团通过水解作用进入还原糖导致种子干重略有增加。
21. 黄原胶是由黄单胞菌属合成的一种酸性多糖胞外聚合物，凭借其优异的流变性、稳定性及环境相容性，常作为水土污染修复剂的稳定性改良剂，而产胶效率低、成本高限制了黄原胶的大规模生产。回答下列问题：
（1）黄原胶高产菌株可以从________中筛选，也可以通过诱变育种、基因工程育种等方法获得。诱变育种时，常采用的物理因素有____________________________(答出2种即可)。
（2）保存在-80℃冰箱的黄单胞菌X-WT取出后可直接采用________法接种在固体培养基上，在30℃条件下________(填“正置”或“倒置”)培养。挑选单菌落接种到________(填“液体”或“固体”)培养基上进行扩大化培养。
（3）诱变处理X-WT后，将菌液溶于________中，依次梯度稀释成 的菌悬液。分别吸取不同浓度的菌悬液0.2 mL，涂布到固体培养基上(每组3个平板)，在适宜条件下培养得到单菌落，通过统计平板上的菌落数，能推测样品中大约有多少活菌的原因是_____,_______。若吸取10⁻⁶菌悬液在3个平板上得到的菌落数分别为277、261、254个，由此计算出1 mL菌液的活菌数为________个。
（4）初步筛选出可能为高产黄原胶菌株的X12、X19、X20、X24 和X25后，再通过检测黄原胶的产量和黏度进行复筛，复筛结果如图所示，根据复筛结果判定________为最佳菌株。
（5）黄原胶作为发酵工程的产品——______________(填“初生代谢物”或“次生代谢物”)，需要先去除细胞，然后将含有黄原胶的上清液经过0.45μm膜__________(填方法)来提取、分离。
【答案】（1）①. 自然界 ②. 紫外线、X射线
（2）①. 平板划线法或稀释涂布平板 ②. 倒置 ③. 液体
（3）①. 无菌水 ②. 当样品稀释度足够高时 ③. 培养基表面生长的一个单菌落来源于样品稀释液中的一个活菌 ④. 1.32109
（4）X20 （5）①. 次生代谢物 ②. 过滤
【分析】稀释涂布平板法可用于活菌计数的原理是当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【小问1详解】
黄原胶高产菌株属于优良菌株，性状优良的菌种可以从自然界中直接筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。诱变育种时，紫外线、X射线和其他辐射能损伤细胞内的DNA，引发基因突变，提高突变率。
【小问2详解】
常用的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法，这两种方法均可在固体培养基上获得单菌落。为了避免皿盖上的冷凝水滴落到培养基上造成污染，故培养时需要将培养皿倒置。扩大培养的目的是获得大量目的菌株，常用方法是将菌种接种到液体培养上。
【小问3详解】
采用稀释涂布平板法接种菌种时，需要先将菌液溶于无菌水中进行梯度稀释，然后将菌液涂布到固体培养基上，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，所以可以通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。分别取0.2mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中接种10-6菌悬液（即稀释10倍）经培养后得到的菌落数分别为277、261、254个，平均长出了264个菌落，则1 mL菌液的活菌数为264÷0.2×106=1.32×109个。
【小问4详解】
复筛结果显示，X20菌株的黄原胶的产量和黏度均为最高，说明X20菌株为最佳菌株。
【小问5详解】
初生代谢物是生长和生存所必需的物质，如糖类、脂质和蛋白质等，而次生代谢物不是生长所必需的，一般在特定的组织或器官并在一定环境和时间条件下产生的，由此可见黄原胶是一种次生代谢物。黄原胶作为细胞代谢物，分离提纯时可根据其性质采用过滤的方法获得，如将含有黄原胶的上清液经过0.45μm膜来提取、分离。
22. 近些年来，许多养殖者为了追逐经济效益，大量引进外来品种与当地的优良家畜杂交，使一些优良地方品种濒临灭绝，为了保护国家的优良家畜品种，科研人员开展了一系列的保种研究工作。活体保种是最常用的方法，即在优良品种群体中挑选优秀的个体在其原产地的保种场或保护区进行活体保存，但需要投入大量资金建立保种场或者建立保护区。随着科技的发展，非活体保种技术为保种工作提供了新途径，如冷冻配子、胚胎以及体细胞等。请回答下列问题：
（1）冷冻精子解冻后，需要经过离心及________处理，才能用于受精。
（2）冷冻胚胎要移植到同种的、________的健康雌性受体动物体内，才能继续发育成为新个体。在移植前，需要对受体动物进行__________处理。移植后，受体孕育后代的遗传特性主要与________(填“供体”或“受体”)保持一致。冷冻胚胎________(填“一定”或“不一定”)是通过有性生殖方式获得的。
（3）将成纤维细胞作为供体细胞注入 ____________细胞中，通过电融合法使两细胞融合形成重构胚，此技术称为 ________________。冻存动物的成纤维细胞时，需要对成纤维细胞所在的疏松结缔组织进行分散，分散可采用双酶消化法，即使用_______________酶。据成纤维细胞的生长曲线图判断，成纤维细胞在培养时呈现__________形增长。
【答案】（1）获能
（2）①. 生理状况相同 ②. 同期发情 ③. 供体 ④. 不一定
（3）①. 去核的卵母 ②. 核移植技术 ③. 胰蛋白酶和胶原蛋白酶 ④. “S”
【小问1详解】
冷冻精子解冻后，需要经过离心处理获取的精子还不具备受精能力，还需要将精子培养在人工配制的获能液中进行获能处理，才具备受精能力，才能用于受精。
【小问2详解】
胚胎能移入受体的生理学基础是哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受 体生殖器官的生理变化是相同的，因此冷冻胚胎要移植到同种的、生理状态相同的健康雌性受体动物体内，移植前，为使受体与供体生理状态相同，需要对受体动物进行同期发情处理；移植后，受体仅为胚胎发育提供必须的发育条件核营养物质，没有为孕育后代提供遗传物质，植入 的胚胎遗传物质主要来源于供体，因此后代的遗传特性主要无供体保持一致；冷冻的胚胎来源多样，若是经体外受精发育而成的胚胎则是有性生殖，若是经胚胎分割技术获得的胚胎进行冷冻，则属于无性繁殖，因此冷冻胚胎不一定是通过有性生殖的方式获得的。
【小问3详解】
重构胚是指核移植技术过程中，通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚，因此将成纤维细胞作为供体细胞注入去核的卵母细胞中，此技术称为和移植技术；组织细胞之间由许多蛋白质相连，使它们称为一个整体，因此利用酶的专一性，需要使用胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理，水解掉蛋白质，使组织细胞分散；由图可知，成纤维细胞的生长曲线具有先增加后维持相对稳定的特点，属于“S”型增长。
23. L-天冬酰胺酶可切断癌细胞中L-天冬酰胺的来源，从而达到治疗癌症的目的。某科研机构欲利用pET22b质粒将L-天冬酰胺酶基因导入对氨苄青霉素敏感的宿主菌中，以构建高效表达 L-天冬酰胺酶的菌株。图1是L-天冬酰胺酶基因附近限制酶的切割位点以及基因两侧的部分碱基序列，图 2 是 pET22b质粒的结构模式图及相关限制酶的酶切位点，其中LacZ 基因编码的半乳糖苷酶可以分解 X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色。回答下列问题：
（1）高效启动子是________酶的结合部位。
（2）利用PCR以提取的DNA为模板扩增目的基因时，需要添加________酶，此酶需要____________(离子)激活。根据基因两侧的部分碱基序列，B端设计添加的引物序列是_________________(标注清楚序列的5'、3'端)。
（3）__________是获得高效表达L-天冬酰胺酶的菌株的核心步骤。要将 L-天冬酰胺酶基因与 pET22b质粒正确连接，最好使用限制酶________________来切割。
（4）将转化后的宿主菌接种在含________的固体培养基上，出现的___________色菌落可初步判定为成功导入重组质粒的宿主菌。
（5）实验结果证实，巴斯德毕赤酵母比大肠杆菌生产的L-天冬酰胺酶活性更高，原因可能是_____________________。
【答案】（1）RNA聚合
（2）①. 耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）②. Mg2+ ③. 3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′
（3）①. 基因表达载体的构建 ②. EcRI、KpnI
（4）①. X-gal ②. 白
（5）酵母菌细胞内有内质网和高尔基体等细胞器，能对多肽链进行加工
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选与获取。（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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
启动子是识别、结合RNA聚合酶的部位。
【小问2详解】
PCR扩增需要的条件包括：目的基因作为模板、脱氧核苷酸为原料、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）、缓冲液。PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，以激活耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）的活性。获取目的基因时设计B端的引物，B端的引物是与B端的3′互补配对，同时，要在引物的5′添加EcR Ⅰ的识别序列，因此B端的引物序列是3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′。
【小问3详解】
基因表达载体的构建是基因工程的核心。根据图示信息，若用Pst Ⅰ或Bgl Ⅱ会破坏目的基因，若用BamH Ⅰ会破坏氨苄青霉素抗性基因。 若用EcR Ⅰ对目的基因和质粒进行切割，由于切割后目的基因和质粒两端的黏性末端相同，因此至少会产生4种连接产物，即目的基因自身环化、质粒自身环化、目的基因和质粒正向连接以及目的基因和质粒反向连接。用EcR Ⅰ和Kpn Ⅰ对目的基因和质粒进行切割，切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同，因此不会出现自身环化和反向连接的情况。
【小问4详解】
用EcRⅠ和KpnⅠ对目的基因和质粒进行切割，切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同，因此不会出现自身环化和反向连接的情况，但重组质粒由于LacZ基因被切断，无法合成半乳糖苷酶分解X-gal,菌落周围呈白色，因此白色的菌落为成功导入重组质粒的宿主菌。转化后的宿主菌应接种在含X-gal的固体培养基上进行筛选。
【小问5详解】
由于酵母细胞是真核细胞，细胞中内质网、高尔基体能对L-天冬酰胺酶进行加工、包装等，形成有一定空间结构的蛋白质，并分泌到细胞外，便于提取，大肠杆菌为原核细胞，无内质网、高尔基体等细胞器，故用巴斯德毕赤酵母菌作为受体细胞L-天冬酰胺酶活性高于大肠杆菌。
温度
糖度值
0℃
40 ℃
80 ℃
1
0.7
1.2
0
2
0.4
1.1
0
3
0.5
1.0
0
平均值
0.53
1.1
0
大豆品种
种植方式
叶绿素含量/(mg·dm⁻²)
净光合速率/(μml·m⁻²·s⁻¹)
单株产量/g
品种1
单作
4.285
19.06
13.54
间作
3.249
16.39
4.90
品种2
单作
4.087
20.08
20.25
间作
3.014
1763
16.61
时间/d
0
2
4
6
8
种子干重/g
10.0
11.2
9.8
8.4
1.1
O₂ 吸收量/mml
3.2
18.6
54.0
96.5
126.0
CO₂ 释放量/mml
4.1
172.7
154.0
112.8
126.0