[生物][期末]北京市昌平区2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)

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1. 下列关于蓝细菌和酵母菌叙述正确的是（ ）
A. 两者都通过有丝分裂的方式增殖
B. 两者的遗传物质完全水解的产物相同
C. 两者都通过线粒体进行有氧呼吸
D. 两者都通过核孔实现细胞质与细胞核的交流
【答案】B
【分析】真核生物跟原核生物的区别是有无以核膜为界限的细胞核；真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂，原核细胞的分裂方式是二分裂；真核细胞有众多的细胞器，原核细胞只有核糖体一种细胞器。
【详解】A、蓝细菌是原核生物，不能进行有丝分裂，其分裂方式是二分裂，A错误；
B、蓝细菌和酵母菌的遗传物质都是脱氧核糖核酸，两者的遗传物质完全水解的产物相同，B正确；
C、蓝细菌属于原核生物，不含线粒体，C错误；
D、蓝细菌属于原核生物，无成形的细胞核，不含核孔，D错误。
故选B。
2. 《中国居民膳食指南（2016）》提出的“控糖”建议是：控制添加糖的摄入量，每天摄入不超过50g，最好控制在25g以下。下列叙述正确的是（ ）
A. 蔗糖和果糖是常见的两种单糖类食品甜味剂
B. 糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中
C. 肌肉中的糖原分解产生葡萄糖补充血糖的降低
D. 脂肪、淀粉、糖原都是人体细胞内的储能物质
【答案】B
【分析】糖类分为单糖、二糖和多糖，二糖包括麦芽糖、蔗糖、乳糖，麦芽糖是由2分子葡萄糖形成的，蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖形成的，乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖形成的；多糖包括淀粉、纤维素和糖原，淀粉是植物细胞的储能物质，糖原是动物细胞的储能物质，纤维素是植物细胞壁的组成成分。
【详解】A、蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖合成的，是二糖，不是单糖，A错误；
B、糖原属于多糖，主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物体内的储能物质，B正确；
C、肌糖原不能直接分解得到葡萄糖，C错误；
D、淀粉是植物特有的储能物质，D错误。
故选B。
3. 绿色荧光蛋白之所以发出绿色荧光，是因为该蛋白中有“丝氨酸-酪氨酸-甘氨酸”构成的绿色发光基团。以下分析不合理的是（ ）
A. 荧光蛋白的荧光特性与氨基酸序列有关
B. 荧光蛋白可作为标记信号，用于癌细胞转移的研究
C. 高温能破坏荧光蛋白的空间结构，使其失去发光特性
D. 蛋白质工程可直接对荧光蛋白进行改造，以满足人类需求
【答案】D
【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质的结构多样性取决于氨基酸种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构。蛋白质的结构决定蛋白质的功能。高温、强酸、强碱会使蛋白质的空间结构改变，这种改变是不可逆的。
【详解】A、蛋白中有“丝氨酸-酪氨酸-甘氨酸”构成的绿色发光基团，说明荧光蛋白的荧光特性与氨基酸序列有关，A正确；
B、荧光蛋白可作为标记信号，通过观察荧光可判断癌细胞的转移情况，B正确；
C、高温能破坏荧光蛋白的空间结构，从而使蛋白质失去发光特性，C正确；
D、蛋白质工程改造的控制蛋白质合成的基因，D错误。
故选D。
4. 一项研究揭示了体内蛋白分选转运的机制，即细胞膜塑形蛋白会促进囊泡形成，将来自细胞器表面旧的或受损的蛋白质带到“回收利用工厂”降解，得到的“组件”会获得重新利用。下列叙述不正确的是（ ）
A. 细胞膜塑形蛋白翻译的场所是核糖体
B. 囊泡膜的主要成分是磷脂和蛋白质
C. “回收利用工厂”指的是溶酶体
D. “组件”可能是氨基酸、葡萄糖或核酸
【答案】D
【分析】据题干分析，囊泡是由生物膜组成，成分主要是磷脂和蛋白质；“回收利用工厂”是溶酶体，将蛋白质水解形成氨基酸，因此“组件”是氨基酸；能量主要来源于线粒体。
【详解】A、核糖体是蛋白质的合成车间，故细胞膜塑形蛋白是在细胞中的核糖体上合成的，A正确；
B、根据分泌蛋白形成过程，可判断囊泡由生物膜构成，生物膜主要由磷脂和蛋白质构成，B正确；
C、溶酶体中水解酶可以水解细胞中衰老损伤的细胞器等，可以作为“回收利用工厂”，C正确；
D、蛋白质水解的产物为氨基酸，“组件”是氨基酸，D错误；
故选D。
5. 植物细胞吸收蔗糖依赖细胞内外的H+浓度差，关于下图叙述不正确的是（ ）
A. H+排出细胞的方式是主动运输
B. 吸收蔗糖时共转运体的构象不发生改变
C. 使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖吸收速率下降
D. H+-ATP酶同时具有催化和运输功能
【答案】B
【分析】据图分析，H+外流需要载体蛋白参与，同时消耗ATP，说明运输方式是主动转运；H+通过蔗糖-H+共转运体进入细胞是协助扩散；蔗糖通过蔗糖-H+共转运体进入细胞是主动转运，所需的能量来自H+的浓度差。
【详解】A、据图分析，H+外流需要载体蛋白参与，同时消耗ATP，说明运输方式是主动运输，A正确；
B、蔗糖通过蔗糖-H+共转运体进入细胞是主动转运，所需的能量来自H+的浓度差，蔗糖吸收时共转运体的构象会发生改变，B错误；
C、使用ATP合成抑制剂，会抑制H+外流，细胞内外的H+浓度差减少抑制蔗糖内流，使蔗糖吸收速率下降，C正确；
D、H+-ATP酶同时具有催化ATP水解和运输H+功能，D正确。
故选B。
6. 酶和ATP在细胞代谢中起重要作用，下列有关酶和ATP的说法不正确的是（ ）
A. 酶在合成时需要ATP供能
B. 酶能降低化学反应的活化能
C. ATP和有些酶的元素组成相同
D. 吸能反应与ATP的合成相联系
【答案】D
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
【详解】A、ATP是细胞的直接能源物质，酶在合成时需要ATP供能，A正确；
B、酶具有催化作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，B正确；
C、ATP和有些酶（RNA类）的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，C正确；
D、一般而言，吸能反应与ATP的水解相联系，D错误。
故选D。
7. 研究发现：利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，进行了下列实验，相关叙述不正确的是（ ）
注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成
a溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）
b溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）
A. 为防止相应物质失去活性，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液
B. 本实验每组操作均需在严格的无氧条件下进行
C. 本实验中起辅助作用的小分子和离子仅存在于b溶液
D. 本实验还需补充：葡萄糖溶液+酵母汁、葡萄糖溶液+a溶液+b溶液
【答案】C
【详解】A、酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH，A正确；
B、酵母菌无氧呼吸产生乙醇，为探究乙醇发酵各组应在严格的无氧的条件下进行，B正确；
C、乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助，实验②中有乙醇产生，说明酵母菌中也有起辅助作用的小分子和离子，C错误；
D、为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液+酵母汁（预期实验结果为有乙醇生成），另外一组为葡萄糖溶液+a溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶）+b溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），此组预期结果为有乙醇生成，D正确；
故选C。
8. 下列有关干细胞的叙述，正确的是（ ）
A. 干细胞中的DNA和RNA与组织细胞中的相同
B. 干细胞通过有丝分裂保持了亲、子代细胞间遗传的稳定性
C. 干细胞中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡
D. 干细胞分化程度低导致全能性低
【答案】B
【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。
【详解】A、不同组织细胞都是由干细胞有丝分裂形成的，都具有相同的DNA，但由于基因的选择性表达，不同细胞所含RNA和蛋白质有所区别，A错误；
B、不同组织细胞都是由干细胞有丝分裂形成的，干细胞通过有丝分裂保持了亲、子代细胞间遗传的稳定性，B正确；
C、干细胞的凋亡是基因控制的细胞程序性死亡，存在基因表达，C错误；
D、干细胞分化程度低实际上导致的是全能性高，而不是全能性低。分化程度越高，干细胞的全能性越低，因为它们已经专化为特定类型的细胞，失去了分化成其他类型细胞的能力，D错误；
故选B。
9. 与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高，下列有关两者的叙述错误的是（ ）
A. 两者均可利用微生物进行发酵
B. 发酵工程产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C. 发酵工程可从微生物细胞中提取单细胞蛋白
D. 发酵条件变化对两者中微生物的生长繁殖均有影响
【答案】C
【详解】AB、发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，传统发酵也利用了微生物的相应功能，AB正确；
C、单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体，C错误；
D、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，发酵条件变化对两者中微生物的生长繁殖均有影响，D正确。
故选C。
10. 动物细胞工程技术在动物育种中有着广泛的应用，下列叙述错误的是（ ）
A. 试管动物和克隆动物都是通过无性生殖方式产生
B. 早期胚胎发育经过卵裂、桑葚胚、囊胚等阶段
C. 三种动物的培育过程都需要动物细胞培养技术
D. 转基因技术为动物育种提供了改良性状的新途径
【答案】A
【分析】克隆动物的培育一般采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，因此属于无性生殖。试管动物的培育一般采用了体外受精技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，因此属于有性生殖。
【详解】A、试管动物一般采用了体外受精技术，属于有性生殖，克隆动物一般采用了核移植技术，属于无性生殖方式产生的，A错误；
B、早期胚胎发育一般经过卵裂、桑葚胚、囊胚等阶段，B正确；
C、体外受精技术需要体外培养未成熟的卵细胞，动物细胞核移植技术需要体外培养供体和受体细胞，三种动物的培育过程都需要动物细胞培养技术，C正确；
D、通过转基因技术可以有效改良动物的某些性状，为动物育种提供了改良性状的新途径，D正确。
故选A。
11. 红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，为了培育产生紫杉醇的柴胡，科研人员用一定剂量的紫外线照射从红豆杉愈伤组织中获得的原生质体，破坏部分染色体，与未经紫外线照射的柴胡原生质体诱导融合得到融合细胞。下列说法错误的是（ ）
A. 用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体
B. 原生质体的融合依赖细胞膜的流动性
C. 融合的原生质体可直接进行植物组织培养
D. 可利用PCR技术鉴定是否为杂种细胞
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术：
(1)概念：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
(2)过程：①诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等.化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂；②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；④杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(3)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、植物细胞有细胞壁，所以在两种植物细胞融合前，需要用纤维素酶和果胶酶处理，A正确；
B、原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性，B正确；
C、融合的原生质体需要经过脱分化、再分化后进行植物组织培养，C错误；
D、可利用PCR技术扩增DNA，鉴定是否为杂种细胞，D正确。
故选D。
12. 下列关于植物细胞工程的叙述错误的是（ ）
A. 利用植物组织培养技术获得的植株能保持亲本的优良性状
B. 植物体细胞杂交技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
C. 用花药培养得到单倍体植株不需要用到植物组织培养技术
D. 对高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养可获得大量次生代谢产物
【答案】C
【分析】植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、植物组织培养技术属于无性繁殖，因此利用植物组织培养技术获得的植株，能保持亲本的优良性状，A正确;
B、植物体细胞杂交技术能克服生物远缘杂交不亲和的障碍，B正确；
C、花药培养是一种植物组织培养技术，通过这一技术可以从花药中诱导出单倍体植株。这个过程涉及到在适当的培养基上培养花药，以促进花粉发育成完整的植株，需要利用植物组织培养，C错误；
D、对高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养可以获得大量次生代谢产物，D正确；
故选C。
13. 镰状细胞贫血是由于β-球蛋白基因突变引起的隐性遗传病，该突变导致β-球蛋白基因缺少一个限制酶MstⅡ的识别序列（下图）。为判断待检者的基因组成，下列叙述错误的是（ ）
A. 利用PCR技术扩增待检者基因的相应片段
B. 用限制酶MstⅡ剪切扩增的DNA
C. 用琼脂糖凝胶电泳分离酶切后的DNA片段
D. 电泳结果出现目标条带即为患者
【答案】D
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
【详解】A、为检测出相应片段，可以利用PCR技术扩增待检者基因的相应片段，A正确；
B、突变基因两侧含有MstⅡ基因，因此可以用限制酶MstⅡ剪切扩增的DNA，B正确；
C、用限制酶MstⅡ剪切扩增的DNA后，用凝胶电泳分离酶切后的DNA片段，C正确；
D、电泳结果出现目标条带说明携带致病基因，不一定就是患者，也有可能是携带者，D错误；
故选D。
14. 96孔板在现代生物技术与工程中具有普遍应用。下列生物技术中一般不适合用到96孔板的是（ ）
A. 高通量筛选某种高产突变菌种
B. 克隆化培养杂交瘤细胞和抗体检测
C. 早期胚胎的培养和胚胎分割
D. 精子的体外培养和筛选
【答案】C
【分析】96孔板是一种多孔板的实验室器材，具有多种应用，其主要作用包括细胞培养、基因研究、药物研发和食品安全、DNA测序与PCR、样品储存与处理、酶联免疫吸附实验、流量测量等。
【详解】高通量筛选某种高产突变菌种、克隆化培养杂交瘤细胞和抗体检测和精子的体外培养和筛选，都需要用到大量的培养基，且细胞都较小，适合用96孔板，而早期胚胎的培养和胚胎分割也需要用到大量的培养基，但胚胎的体积较大，不适合用到96孔板，C正确，ABD错误。
故选C。
15. 酒精是生物学实验中常用的试剂，下列有关酒精应用的叙述错误的是（ ）
A. 进行DNA粗提取与鉴定时，使用冷酒精溶解DNA
B. 观察植物根尖细胞有丝分裂时，使用酒精配制解离液
C. 在菊花的组织培养时，使用酒精对外植体进行消毒处理
D. 检测生物组织中的脂肪时，使用酒精洗去染液浮色
【答案】A
【分析】精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒，DNA的粗提取和鉴定中可以体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA等。
【详解】A、“DNA的粗提取与鉴定”实验中，蛋白质能溶于酒精，DNA不溶于酒精，故可以用酒精初步分离DNA与蛋白质，A错误；
B、观察植物细胞有丝分裂实验时用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，B正确；
C、菊花的组织培养中，要用酒精对外植体进行消毒，C正确；
D、“检测生物组织中脂肪”实验中，可以用体积分数为50%的酒精洗去苏丹Ⅲ染色后的浮色，D正确。
故选A。
二、非选择题：本部分共6小题。
16. 手足口病由多种肠道病毒感染引起，主要表现为手、足和口腔黏膜等处疱疹，柯萨奇病毒A组2型（CV-A2）是引发该病的主要病原体之一、制备抗CV-A2的单克隆抗体，对检测和治疗手足口病具有重要意义。
（1）将纯化的CV-A2抗原间隔多次注射给小鼠，一段时间后，取免疫小鼠的脾细胞与体外培养的_____细胞，利用_____诱导融合后，选择培养得到杂交瘤细胞。再经克隆化培养和抗体检测，初次筛选获得13株杂交瘤细胞。
（2）科研人员对上述13株杂交瘤细胞再进一步筛选，通过抗CV-A2单抗特异性分析结果可知（图1），应选择第_____株杂交瘤细胞进行大规模培养获取大量的单克隆抗体，理由是_____。
（3）科研人员使用高、中、低3个浓度的CV-A2抗原稀释液，对不同温度下放置3d的抗CV-A2单抗进行检测，图2结果表明单抗稳定性良好。判断依据是：在37℃和4℃的条件下放置3d后，各稀释液浓度下的检测值_____。
（4）制备的抗CV-A2单抗在检测和治疗手足口病方面的具体应用是_____（写出1条即可）。
【答案】（1）①. 骨髓瘤 ②. PEG/灭活病毒/电脉冲
（2）①. 4 ②. 第4株杂交瘤细胞产生的单克隆抗体特异性强且含量最高
（3）无显著差异 （4）检测：可应用于手足口病感染病毒类型的检测/病毒感染的早期诊断；治疗：注射抗CV-A2单抗治疗手足口病/抗CV-A2单抗可作为治疗性抗体
【分析】单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞结合，经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞，经专一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞，即可得单克隆抗体。
【小问1详解】
骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力，将纯化的CV-A2抗原间隔多次注射给小鼠，一段时间后，取免疫小鼠的脾细胞与体外培养的骨髓瘤细胞，利用PEG/灭活病毒/电脉冲诱导融合后，选择培养得到杂交瘤细胞。再经克隆化培养和抗体检测，初次筛选获得13株杂交瘤细胞。
【小问2详解】
分析图可知，纵坐标吸光度大小反应与抗原结合的单抗含量高低，所以第4株杂交瘤细胞产生的单克隆抗体特异性强且含量最高，应选择第4株杂交瘤细胞进行大规模培养获取大量的单克隆抗体。
【小问3详解】
分析图2可知，无论是在37℃还是在4℃的条件下放置3d后，三种浓度的CV-A2抗原稀释液中，检测值的大小相差不大（无显著差异）。
【小问4详解】
制备的抗CV-A2单抗在检测和治疗手足口病方面的具体应用是：检测：可应用于手足口病感染病毒类型的检测/病毒感染的早期诊断；治疗：注射抗CV-A2单抗治疗手足口病/抗CV-A2单抗可作为治疗性抗体。
17. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
光呼吸的发现、机制及意义
科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出，植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2.由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，其过程如图1所示。
光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisc既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。
有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来，而CO2重新利用又需要消耗ATP和NADPH，因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程，限制了作物产量。近年来，科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸，植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物，而光呼吸可清除PG。同时植物体在低浓度CO2情况下，叶绿体内NADPH/NADP+比值较高，会导致更多自由基生成，使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用。
（1）叶绿体中Rubisc具有双功能，是因为在不同环境中该酶的_____发生改变导致。
（2）为验证植物存在光呼吸现象，以本文中的研究思路进行了实验设计。请在图2中补充完善实验结果，以证明存在该现象_____。
（3）生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用过程和Rubisc催化反应特点两方面解释其原理_____。
（4）结合资料分析，下列有关光呼吸的描述正确的是（ ）（多选）。
A. 光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2
B. 从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP
C. 光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率
D. 光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上
E. 过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用
（5）依据文中信息可知，降低光呼吸能提高农作物产量。下列_____（填序号）措施不能达到目的，理由是_____。
①适当降低温度 ②适当降低O2与CO2比值 ③适当减弱Rubisc活性
【答案】（1）空间结构
（2）
（3）CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisc催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量。 （4）ABCE
（5）①. ①③ ②. 温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时，光合作用也减弱。
【分析】题图分析：图示表示光合作用的暗反应和光呼吸的过程，光呼吸需要C5为原料，光合作用在暗反应阶段又生成了C5化合物，实现了该物质的再生，而且光呼吸最终将该物质彻底氧化分解成二氧化碳，光呼吸消耗了氧气，生成了二氧化碳，消耗了NADPH和ATP。
【小问1详解】
叶绿体中Rubisc具有双功能，是因为在不同环境中该酶的空间结构发生改变导致。
【小问2详解】
为验证植物存在光呼吸现象即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。所以实验结果应为
【小问3详解】
生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用过程和Rubisc催化反应特点两方面解释其原理，CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisc催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量。
【小问4详解】
A、由题意可知，光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2，A正确；
B、光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2，由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，所以从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP，B正确；
C、光呼吸现象存在的原因在于Rubisc既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），所以光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率，C正确；
D、由图可以看出，RuBP（C5）与CO2反应发生在叶绿体基质，D错误；
E、光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用，所以过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用，E正确。
故选ABCE。
【小问5详解】
依据文中信息可知，温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时，光合作用也减弱。①适当降低温度 ， ③适当减弱Rubisc活性不能达到目的。
18. 黑色素细胞癌变导致黑素瘤的形成，黑素瘤患者缺乏合适的治疗手段，因此寻找新的治疗药物十分重要。
（1）黑色素细胞癌变后具有_____的特点，导致肿瘤的迅速生长。
（2）哌柏西利能够抑制多种人类肿瘤细胞增殖，但对黑素瘤的作用尚不明确，科研人员就其治疗效果展开研究。
①培养人黑素瘤A2058（耐药细胞株）和黑素瘤SK-MEL-5细胞，实验组分别加入一定体积的含不同浓度哌柏西利的培养液，对照组加入_____，置于细胞培养箱中培养24h，检测细胞存活率（图1）。结果表明，哌柏西利明显抑制SK-MEL-5细胞的增殖，且表现为_____。
②使用流式细胞仪检测部分SK-MEL-5细胞周期（图2），发现哌柏西利可能导致SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期，判断依据是_____。
③研究显示，特异性蛋白调控细胞周期的过程如图3所示。为探究哌柏西利对SK-MEL-5细胞周期的影响机制，检测了相关蛋白的表达水平（图4）。综合分析可知，哌柏西利通过降低Cyclin D1、CDK4和CDK6含量，影响三种蛋白特异性结合，抑制_____，同时抑制Cip/Kip与蛋白复合体分离，进而阻止_____分离，导致S期相关基因转录受阻，使SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期。
（3）若要利用黑素瘤模型小鼠对哌柏西利的体内抗肿瘤效果及安全性进行检测，可参考的检测指标有_____（两方面各答1点即可）。
【答案】（1）无限增殖
（2）①. 等体积的不含哌柏西利的培养液 ②. 剂量依赖性趋势/哌柏西利浓度越大，抑制效果越强 ③. 与对照组相比，实验组中G1期细胞所占的比例均明显增多 ④. Rb（蛋白）磷酸化 ⑤. 磷酸化Rb（蛋白）与E2F
（3）抗肿瘤效果：测量小鼠肿瘤体积/检测肿瘤生长抑制率（%）/检测肿瘤细胞存活率（%）；安全性：检测小鼠致死率/检测是否引发其他疾病/观察精神状态、活动能力等
【分析】癌细胞的主要特征：无限增殖；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物质减少，易转移。
【小问1详解】
因为癌细胞具有无限增殖的特点，所以肿瘤能迅速生长。
【小问2详解】
①实验的目的是探究哌柏西利对黑素瘤的作用，则自变量为哌柏西利的有无，因此实验组分别加入一定体积的含不同浓度哌柏西利的培养液，对照组加入等体积的不含哌柏西利的培养液。根据图1可知，SK-MEL-5细胞的存活率明显低于A2058细胞的存活率，且哌柏西利浓度越大，SK-MEL-5细胞的存活率越低，说明哌柏西利明显抑制SK-MEL-5细胞的增殖，且表现为剂量依赖性趋势/哌柏西利浓度越大，抑制效果越强。②细胞间期可分为G1期、S期、G2期。根据图2可知，与对照组相比，实验组G1期细胞所占的比例均明显增多，说明哌柏西利可能导致SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期。③结合图3和图4可知，哌柏西利通过降低Cyclin D1、CDK4和CDK6含量，影响三种蛋白特异性结合，进而抑制Rb（蛋白）磷酸化，同时抑制Cip/Kip与蛋白复合体分离，从而阻止磷酸化Rb（蛋白）与E2F分离，导致S期相关基因转录受阻，使SK-MEL-5细胞周期阻滞在G1期，不能进入S期。
【小问3详解】
若要利用黑素瘤模型小鼠对哌柏西利的体内抗肿瘤效果及安全性进行检测，在抗肿瘤效果方面，可测量小鼠肿瘤体积/检测肿瘤生长抑制率（%）/检测肿瘤细胞存活率（%）；在安全性方面，可检测小鼠致死率/检测是否引发其他疾病/观察精神状态、活动能力等。
19. A酶是一种促进蛋白质磷酸化的酶，而M酶则是在有氧呼吸过程中发挥关键作用的酶。科研人员对A酶和M酶调节肿瘤生长的机制进行了研究。
（1）在氧气充足时，正常细胞主要在_____（场所）产生ATP。
（2）已知PTEN是一种肿瘤抑制因子，在多种PTEN正常表达的细胞系中，M酶几乎完全定位在线粒体中。在PTEN缺失的细胞中，A酶激活并与M酶结合，使M酶磷酸化，阻止其发生转位，进而在细胞质基质中显著累积。为研究M酶磷酸化在动物肿瘤细胞生长中的作用，研究人员将三种乳腺癌细胞分别皮下注射到免疫受损小鼠体内，2周后拍摄肿瘤照片并进行称重（图1）。结果表明_____。
（3）已知在糖酵解（细胞呼吸第一阶段）过程中涉及到多种酶，包括PFKL、LDHA、GAPDH和PKM2，其活性直接影响细胞的能量代谢和生物合成。为探究M酶磷酸化在糖酵解过程中的作用，研究人员进行了一系列实验。

①研究人员利用一种肺癌细胞研究磷酸化的M酶与多种关键的糖酵解酶之间的关系，用磁珠偶联M酶单抗使磷酸化的M酶沉淀，与其能结合的蛋白也会被沉淀下来。分离后检测结果如图2，结果表明，磷酸化的M酶能与多种糖酵解酶_____。
②研究人员构建前列腺癌症模型小鼠作为实验组，9周后检测发现实验组小鼠M酶磷酸化水平显著高于对照组，同时检测多种糖酵解酶活性，图3结果表明磷酸化的M酶能够_____多种糖酵解酶的活性。
（4）基于上述研究，推测PTEN抑制肿瘤生长的机制_____。
【答案】（1）线粒体（内膜）
（2）M酶磷酸化促进肿瘤细胞的生长
（3）①. 结合 ②. 提高/增强
（4）PTEN抑制A酶被激活，导致M酶不被磷酸化，进而M酶发生转位，无法与多种糖酵解酶结合并提高其活性，抑制肿瘤生长。
【小问1详解】
在氧气充足时，正常细胞进行有氧呼吸，主要在第三阶段O2与[H]结合生成水，释放大量能量，形成大量ATP，这一过程发生在线粒体（内膜）；
【小问2详解】
由图1可知，当M酶磷酸化水平低时肿瘤质量降低，而当M酶磷酸化水平高时肿瘤质量增加，由此可见，M酶磷酸化促进肿瘤细胞的生长；
【小问3详解】
①图2结果表明，磷酸化的M酶能与多种糖酵解酶结合，促进了糖酵解过程；
②由图3可知，实验组小鼠M酶磷酸化水平显著高于对照组，同时多种糖酵解酶活性也明显高于对照组，表明磷酸化的M酶能够增强（或提高）多种糖酵解酶的活性；
【小问4详解】
根据上述研究结果，推测PTEN抑制肿瘤生长的机制是PTEN抑制A酶被激活，导致M酶不被磷酸化，进而M酶发生转位，无法与多种糖酵解酶结合并提高其活性，抑制肿瘤生长。
20. T-2毒素是真菌产生的有毒代谢物，污染谷物和动物饲料，危害人畜健康。T-2毒素的微生物脱毒法是利用微生物产酶（或代谢物）降解毒素和物理吸附毒素。科研人员对微生物降解T-2毒素的机制进行了相关研究。
（1）通过观察在固体培养基上形成的_____，对筛选出的T-2毒素脱毒菌株AFJ-2和AFJ-3进行初步的鉴定。两类菌株需要的营养除碳源、氮源外还应有_____。
（2）将两类菌株的活细胞和灭活细胞与T-2毒素共培养，检测培养液中T-2毒素的含量。依据图1结果，推测两类菌株对T-2毒素的脱毒方式最可能是_____，且AFJ-2菌株脱毒效率优于AFJ-3。
（3）科研人员为进一步研究两类菌株对T-2毒素的脱毒方式，进行如下实验。
①将胞外上清液和细胞内容物分别与T-2毒素反应2 h后检测T-2毒素含量，结果显示，两类菌株均出现与细胞内容物混合的T-2毒素含量显著降低，与胞外上清液混合的T-2毒素含量无显著变化，说明_____。
②利用下列材料设计实验，其中对照组是_____（选填字母）。
（注：灭活、蛋白酶K、SDS和PMSF均能破坏蛋白质的结构）
a.细胞内容物 b.T-2毒素 c.灭活细胞内容物
d.细胞内容物+蛋白酶K e.细胞内容物+SDS f.细胞内容物+PMSF
（4）为探究这两类菌株在降解T-2毒素过程中的产物变化及其相对含量，利用相关技术方法获得峰面积，用来代表物质的相对含量，结果如图2所示。

下列相关分析正确的是_____（多选）。
A. AFJ-3能以HT-2为底物
B. AFJ-2能以NEO为底物
C. 推测产物X是由HT-2和NEO转化的产物
D. 先加AFJ-3比先加AFJ-2的脱毒效果更好
【答案】（1）①. 菌落 ②. 水和无机盐（特殊营养物质）
（2）利用微生物产酶（或代谢物）降解，（而不是物理吸附。）
（3）①. 两类菌株降解T-2毒素的活性物质均位于胞内 ②. ab （4）ABC
【分析】培养基里面的基本营养成分碳源、氮源，水和无机盐（特殊营养物质）
【小问1详解】
通过观察在固体培养基上形成的菌落，对筛选出的T-2毒素脱毒菌株AFJ-2和AFJ-3进行初步的鉴定。培养基里面的基本营养成分碳源、氮源，水和无机盐（特殊营养物质），所以两类菌株需要的营养除碳源、氮源外还应有水和无机盐（特殊营养物质）。
小问2详解】
由图可以看出，有活细胞的共同培养的T-2毒素的含量，要低于其他组，所以推测两类菌株对T-2毒素的脱毒方式最可能是利用微生物产酶（或代谢物）降解，（而不是物理吸附。）
【小问3详解】
上清液中含有细胞的代谢物，将胞外上清液和细胞内容物分别与T-2毒素反应2 h后检测T-2毒素含量，结果显示，两类菌株均出现与细胞内容物混合的T-2毒素含量显著降低，与胞外上清液混合的T-2毒素含量无显著变化，说明两类菌株降解T-2毒素的活性物质均位于胞内；
如果设计实验，实验的自变量应为细胞内容物的有无，因为①已经做过一组实验，所以再做实验，其中对照组应为细胞内容物+T-2毒素，所以选ab。
【小问4详解】
A、看图可知，AFJ-2将T-2毒素完全降解后加入AFJ-3，HT-2组下降，而不加AFJ-3的HT-2组基本不发生改变，所以AFJ-3能以HT-2为底物，A正确；
B、同上，AFJ-3将T-2毒素完全降解后加入AFJ-2，NEO组下降，而不加AFJ-2的NEO组基本不发生改变，所以AFJ-2能以NEO为底物，B正确；
C、看图可知，AFJ-2将T-2毒素完全降解后加入AFJ-3，HT-2组下降的同时，AFJ-3+产物X组上升，且上升的量与下降的量基本相同，所以推测产物X是由HT-2和NEO转化的产物，C正确；
D、由图看不出，两组的下降的多少，比较不出脱毒效果，D错误。
故选ABC。
21. 乳酸菌能以活菌的形式到达肠道并在其表面定居，不仅有利于肠道稳态的维持，同时还可以稳定表达外源抗原，因此成为口服疫苗载体的首选。
（1）乳酸菌基因组中USp45和3LysM序列的表达产物，能精准定位并及时将外源蛋白分泌到细胞外。以乳酸菌基因组为模板，通过_____技术获得并扩增USp45-3LysM融合基因片段。
（2）利用质粒pNZ8149，构建3种基因表达载体（图1），每种重组表达载体除含目的基因、标记基因、复制原点外，还必须含有_____。
（3）将上述重组表达载体分别导入乳酸菌后，涂布于固体培养基上培养，然后挑取菌落提取DNA，鉴定目的基因是否成功导入。选择图1中的_____引物进行扩增，若产物长度约为_____（2020bp/2507bp），则说明成功导入。
（4）乳酸菌表达系统主要分为诱导型和组成型（目的基因持续表达），诱导物乳链菌肽可诱导重组表达载体中目的基因的表达。图2结果表明，最佳诱导条件是_____。与组成型相比，诱导型的优势是_____（答出1点即可）。
（5）挑选转化成功的乳酸菌，还需要对其表达的外源蛋白进行_____检测，结果显示3种目的蛋白都成功表达并展示于乳酸菌的细胞壁上。
【答案】（1）PCR （2）启动子和终止子
（3）①. 引物①和③（或引物②和④；2507bp）②. 2020bp
（4）①. 诱导浓度为20 ng/mL-1、诱导时间为20 h ②. 实现对目的基因表达的精确控制，同时减少对受体细胞的潜在损伤和代谢负担
（5）定位
【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；
（4）目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
以乳酸菌基因组为模板，通过PCR技术获得并扩增USp45-3LysM融合基因片段；
【小问2详解】
基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。主要构成有启动子、终止子、标记基因、目的基因、复制原点等；
【小问3详解】
引物与模板的3'端结合，利用PCR扩增目的基因时，应将一对引物加在目的基因的两侧，故选择图中的引物①和③进行扩增，若产物长度约为2020bp（或引物②和④；2507bp），则说明成功导入；
【小问4详解】
由图2可知，随着诱导物乳链菌肽浓度的增大及诱导时间的延长，GFP的相对表达量先增加后减少，在诱导浓度为20 ng/mL-1、诱导时间为20 h时GFP的相对表达量达到最大，因此诱导浓度为20 ng/mL-1、诱导时间为20 h为最佳诱导条件；与组成型相比，诱导型的优势是实现对目的基因表达的精确控制，同时减少对受体细胞的潜在损伤和代谢负担；
【小问5详解】
挑选转化成功的乳酸菌，还需要对其表达的外源蛋白进行定位检测，结果显示3种目的蛋白都成功表达并展示于乳酸菌的细胞壁上。
组别
实验处理
实验结果
①
葡萄糖溶液+无菌水
-
②
葡萄糖溶液+酵母菌
+
③
葡萄糖溶液+a溶液
-
④
葡萄糖溶液+b溶液
-