2025-2026学年江苏省无锡市高二下学期期末考试生物试卷（解析版）

这是一份2025-2026学年江苏省无锡市高二下学期期末考试生物试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．关于组成细胞的元素和化合物，下列叙述正确的是（ ）
A．碳在细胞中含量最多，是生命的核心元素
B．磷脂、过氧化氢酶、ATP具有相同的元素组成
C．镁、铁等无机盐可参与组成细胞中的重要化合物
D．脂肪、蛋白质和核酸均是以碳链为骨架的生物大分子
【答案】C
【解析】细胞鲜重中含量最多的元素是氧，碳在细胞干重中含量最多，碳是生命核心元素的原因是生物大分子均以碳链为基本骨架；镁是叶绿素的组成成分，铁是血红蛋白的组成成分，二者均为无机盐，可参与组成细胞中的重要化合物，A错误C正确；磷脂为C、H、O、P，可能含有N；ATP的元素组成为C、H、O、N、P，过氧化氢酶的本质是蛋白质，元素组成为C、H、O、N（部分含S），不含P，三者元素组成不相同，B错误；生物大分子是由单体聚合形成的多聚体，脂肪不属于生物大分子，仅蛋白质和核酸是以碳链为骨架的生物大分子，D错误。
2．霍乱弧菌寄生于贝类等生物中，感染人体后可引发急性腹泻。下列叙述错误的是（ ）
A．霍乱弧菌以DNA为遗传物质
B．霍乱弧菌的蛋白质在宿主细胞的核糖体合成
C．霍乱弧菌基因表达时转录和翻译可同时进行
D．贝类煮熟后再食用可降低霍乱弧菌的感染
【答案】B
【解析】霍乱弧菌是具有细胞结构的原核生物（有细胞生物的遗传物质都是DNA），无核膜包被的细胞核，霍乱弧菌基因表达过程中没有核膜的阻隔，转录和翻译可同时进行，AC正确；霍乱弧菌自身含有核糖体，其蛋白质在自身核糖体中合成，B错误；高温可使霍乱弧菌的蛋白质等生物活性物质变性失活，将贝类煮熟可杀灭大部分霍乱弧菌，降低感染概率，D正确。
3．下图为Ca2+跨膜运输示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．图中Ca2+的运输方向是A侧→B侧
B．图中的载体蛋白能催化ATP水解
C．载体蛋白磷酸化属于吸能反应
D．载体蛋白磷酸化使其空间构象发生变化
【答案】A
【解析】主动运输为逆浓度梯度运输且消耗能量，该运输过程属于主动运输，由图可知A侧Ca2+浓度远高于B侧，因此运输方向应为B侧→A侧，而非A侧→B侧，A错误；图中的载体蛋白为钙泵，具有ATP水解酶活性，可催化ATP水解为Ca2+运输供能，B正确；由图可知，载体蛋白磷酸化需要吸收ATP水解释放的能量，因此该过程属于吸能反应，载体蛋白磷酸化会使其空间构象发生改变，导致Ca2+的结合位点转向膜的另一侧，完成Ca2+的跨膜转运，CD正确。
4．关于“使用高倍显微镜观察几种细胞”的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．在高倍下能够清晰地观察到菠菜叶片保卫细胞中的叶绿体
B．在高倍镜下观察新采集的水绵，可看到椭球形的叶绿体绕细胞壁流动
C．将低倍镜转换为高倍镜时，应先转动粗准焦螺旋使镜筒缓缓上升
D．在高倍镜下观察并比较真核细胞和原核细胞内部精细结构的差异性
【答案】A
【解析】菠菜叶片的保卫细胞含有绿色的叶绿体，无需染色即可在高倍显微镜下被清晰观察到，而水绵的叶绿体为螺旋带状，且高等植物叶肉细胞中椭球形的叶绿体是绕液泡流动的，A正确，B错误；将低倍镜转换为高倍镜时，直接转动转换器切换高倍物镜即可，不能转动粗准焦螺旋上升镜筒，否则会偏离观察目标视野，且高倍镜下禁止使用粗准焦螺旋，C错误；高倍镜属于光学显微镜，仅能观察到细胞的显微结构，无法观察到细胞内部的精细亚显微结构，亚显微结构需要借助电子显微镜才能观察，D错误。
5．下图示过氧化物酶体的形成过程之一，其中CAT表示过氧化氢酶，PEX13/14为CAT的转运蛋白，PEX5是能与CAT结合的蛋白质。下列叙述错误的是（ ）
A．该过程体现了PEX13/14的运输和催化功能
B．PEX5的缺失会导致过氧化物酶体功能受损
C．过氧化物酶体在细胞中的移动依赖细胞骨架
D．PEX13/14的形成与核糖体和内质网有关
【答案】A
【解析】题干明确说明PEX13/14是CAT的转运蛋白，该过程仅体现了PEX13/14的运输功能，没有体现其催化功能，催化功能是过氧化氢酶（CAT）的功能，因此A错误；PEX5可结合CAT，协助CAT转运进入过氧化物酶体，若PEX5缺失，CAT无法进入过氧化物酶体，过氧化物酶体会因缺乏核心功能蛋白，功能受损，B正确；细胞骨架是真核细胞内维持细胞形态、参与细胞器胞内运输/移动的结构，过氧化物酶体在细胞中的移动依赖细胞骨架，C正确；由图可知PEX13/14是定位在过氧化物酶体膜上的蛋白，最初来自内质网出芽形成的囊泡，膜蛋白由附着核糖体合成、内质网加工，因此其形成与核糖体和内质网有关，D正确。
6．苦杏仁苷是苦杏仁的主要成分之一，其水解产物能与线粒体的M蛋白结合，阻断电子传递链，使细胞无法利用氧气进行有氧呼吸。下列叙述错误的是（ ）
A．M蛋白可能位于线粒体内膜
B．苦杏仁苷能抑制ATP的形成
C．苦杏仁苷不影响有氧呼吸的第二阶段
D．人过量食用苦杏仁可能会因乳酸堆积导致代谢性酸中毒
【答案】C
【解析】有氧呼吸第三阶段的电子传递链位于线粒体内膜，M蛋白参与电子传递链过程，因此M蛋白可能位于线粒体内膜，且有氧呼吸三个阶段均可产生ATP，其中第三阶段（电子传递链过程）产生的ATP占比最高，阻断电子传递链会抑制ATP的形成，AB正确；有氧呼吸第二阶段会产生[H]，[H]需要参与第三阶段的电子传递反应，电子传递链被阻断后[H]大量积累，会抑制有氧呼吸第二阶段的进行，因此苦杏仁苷会影响有氧呼吸第二阶段，C错误；人过量食用苦杏仁后，细胞有氧呼吸受抑制，部分组织细胞进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸大量堆积会导致代谢性酸中毒，D正确。
7．关于“探究植物细胞的吸水和失水”的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．必须用高倍显微镜观察原生质层的位置
B．可以证明成熟的植物细胞能进行渗透吸水
C．蔗糖分子可透过原生质层进入细胞促进质壁分离
D．发生质壁分离后原生质层和细胞壁之间充满水
【答案】B
【解析】该实验仅用低倍显微镜就可以清晰观察到原生质层的位置和形态变化，不需要使用高倍显微镜，A错误；成熟植物细胞的原生质层相当于半透膜，当细胞液和外界溶液存在浓度差时可发生渗透吸水或失水，本实验的质壁分离及复原现象可证明成熟植物细胞能进行渗透吸水，B正确；原生质层具有选择透过性，蔗糖属于二糖，不能透过原生质层进入细胞，由于外界蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度使细胞失水，进而发生质壁分离，而细胞壁是全透性结构，发生质壁分离后，原生质层和细胞壁之间充满的是外界的蔗糖溶液，CD错误。
8．关于传统发酵技术在生产食品中的应用，下列叙述错误的是（ ）
A．果酒和果醋的制作过程中都需氧气参与
B．果酒表面产生菌膜，提示装置可能漏气
C．泡菜发酵后期，开坛放气的时间间隔可适当延长
D．通过传统发酵技术获得食品通常未经严格灭菌
【答案】C
【解析】制作果酒时，前期通入氧气让酵母菌有氧呼吸大量增殖，后期密闭无氧发酵产生酒精；醋酸菌是严格好氧菌，果醋全程需要氧气。因此两种发酵全过程中均有阶段需要氧气参与，A正确；果酒表面的菌膜是好氧型醋酸菌大量繁殖形成的，醋酸菌只有在氧气充足的条件下才能繁殖，因此出现菌膜提示装置可能漏气，有氧气进入，B正确；泡菜发酵的菌种是乳酸菌，乳酸菌无氧发酵只产生乳酸，不会产生二氧化碳，因此泡菜发酵过程中根本不需要开坛放气，C错误；传统发酵依靠果蔬表面天然野生菌种发酵，若严格灭菌会杀死天然发酵菌种，发酵无法正常进行，因此传统发酵食品一般不做严格灭菌处理，D正确。
9．关于啤酒的工业化生产，下列叙述正确的是（ ）
A．是多种微生物混合发酵的过程
B．选育菌种是中心环节和关键步骤
C．糖化后对糖浆进行蒸煮的主要目的是灭菌
D．发酵后的消毒、过滤、调节均有利于提高啤酒质量
【答案】D
【解析】啤酒工业化生产为纯种发酵，接种的是选育好的纯种啤酒酵母菌，但选育菌种是发酵的前提步骤但不是中心环节，发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，AB错误；糖化后蒸煮糖浆的主要目的是使糖化相关的酶失活、浓缩糖浆、使蛋白质等杂质絮凝沉淀，C错误；发酵后过滤可去除酵母菌和悬浮杂质使啤酒澄清，消毒（多为巴氏消毒）可杀死杂菌且不破坏啤酒风味，调节酒精度、风味等参数均可提升啤酒品质，D正确。
10．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列叙述错误的是（ ）
A．洋葱、菠菜、猪肝等都可作为实验材料
B．整个实验过程中可以不使用研钵和离心机
C．加入预冷的酒精溶液后，粗提取的白色丝状物逐渐溶解
D．鉴定过程中DNA双螺旋结构发生变性，冷却后现象更明显
【答案】C
【解析】洋葱、菠菜、猪肝的细胞中DNA含量丰富，均符合实验材料的选择要求，A正确；
若选用鸡血等动物细胞为材料，可直接加蒸馏水使细胞吸水涨破，无需研钵研磨；分离析出物时也可通过静置沉淀代替离心机，因此整个实验过程可以不使用研钵和离心机，B正确；
DNA不溶于酒精，加入预冷的酒精溶液后，粗提取的DNA会以白色丝状物的形式析出，而鉴定时需沸水浴加热，该过程中DNA双螺旋结构解开发生变性，冷却后DNA与二苯胺反应产生的蓝色现象更明显，C错误，D正确。
11．从紫草细胞中提取的紫草宁具有抗肿瘤作用。关于利用植物细胞培养生产紫草宁，下列叙述正确的是（ ）
A．用适宜浓度酒精和次氯酸钠混合液对外植体消毒
B．紫草宁是紫草细胞维持基本生命活动的必需物质
C．细胞悬浮培养时需给予充足的氧气、营养和光照
D．常通过悬浮培养愈伤组织来筛选紫草宁高产细胞
【答案】D
【解析】外植体消毒需先后用70%左右的酒精、次氯酸钠溶液单独处理，每次处理后用无菌水冲洗，A错误；紫草宁属于紫草细胞的次生代谢产物，不是细胞维持基本生命活动的必需物质，B错误；悬浮培养的对象是未分化的愈伤组织，因其分裂能力强、代谢旺盛，悬浮培养时细胞分散性好，便于筛选出紫草宁高产细胞，用于后续工业化生产，且无叶绿体，不能进行光合作用，不需要光照，只需提供充足的氧气和营养即可，C错误，D正确。
12．为解决西瓜因感染绿斑驳花叶病毒而导致的减产问题，科研人员制备了抗绿斑驳花叶病毒单克隆抗体。下图表示该抗体的部分制备过程，相关叙述错误的是（ ）
A．该过程涉及了动物细胞融合和动物细胞培养技术
B．以提纯的绿斑驳花叶病毒为抗原对小鼠甲进行免疫
C．制备过程中筛选1和筛选2的原理和目的均不相同
D．可用该单克隆抗体杀灭绿斑驳花叶病毒以降低感染
【答案】D
【解析】单克隆抗体制备流程中，将免疫小鼠的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，运用动物细胞融合技术；融合后的细胞、杂交瘤细胞的增殖培养均依赖动物细胞培养技术，A正确；要获得能分泌抗绿斑驳花叶病毒抗体的B淋巴细胞，需先以提纯的绿斑驳花叶病毒为抗原免疫小鼠，诱导小鼠发生特异性免疫产生对应B细胞，B正确；筛选1的原理是选择培养基的选择性，目的是筛选出杂交瘤细胞，淘汰未融合细胞和同种细胞融合的产物；筛选2的原理是抗原-抗体特异性结合，目的是筛选出能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞，二者原理和目的均不相同，C正确；单克隆抗体仅可与病毒特异性结合，标记病毒使其更容易被吞噬细胞识别吞噬，抗体自身没有破坏、杀灭病毒的能力，无法直接消灭病毒，D错误。
13．关于哺乳动物体外受精和胚胎移植，下列叙述正确的是（ ）
A．精子获能后，可直接与刚采集的卵母细胞体外受精
B．繁殖能力强的同种或不同物种均可作为代孕母畜
C．收集胚胎的工作须在早期胚胎和子宫建立联系前完成
D．进行胚胎移植前，需要对供体和受体进行免疫排斥检查
【答案】C
【解析】刚采集的卵母细胞未发育成熟，需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，不能直接与获能精子完成体外受精，A错误；胚胎移植的生理学基础之一是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，因此移植前无需进行免疫排斥检查，但代孕母畜必须为同种、且生理状态与供体同期发情的个体，BD错误；早期胚胎形成后一定时间内处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系，该阶段才可完成胚胎收集操作，因此收集胚胎需在早期胚胎和子宫建立联系前完成，C正确；。
14．关于酶和ATP，下列叙述正确的是（ ）
A．溶酶体合成和储存多种水解酶，是细胞的“消化车间”
B．细胞代谢能有条不紊地进行，与酶的专一性密切相关
C．正常人在饥饿时，体内ATP和ADP无法维持动态平衡
D．ATP水解时释放的能量可用于葡萄糖的协助扩散
【答案】B
【解析】水解酶本质是蛋白质，核糖体是蛋白质合成场所，溶酶体仅负责储存水解酶，不能合成水解酶，溶酶体被称作细胞“消化车间”，A错误；酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，细胞内不同代谢反应由对应的特异性酶催化，因此酶的专一性保证了细胞代谢能够有条不紊地进行，B正确；正常人体内ATP和ADP的相互转化时刻快速进行，无论是否处于饥饿状态，二者都能维持动态平衡，保障细胞的能量供应，C错误；协助扩散顺浓度梯度跨膜运输，属于被动运输，全过程不消耗ATP水解释放的能量，D错误。
15．关于生物技术的安全性与伦理问题，下列叙述正确的是（ ）
A．因人们对转基因食品安全性存在争议，应禁止食用转基因食品
B．生殖性克隆会破坏人类基因多样性的天然属性，应禁止生殖性克隆
C．随着基因组编辑技术的发展，应支持通过“设计试管婴儿”生产完美婴儿
D．生物武器利用致病微生物、重组致病菌及微生物产生的毒素和干扰素等来形成杀伤力
【答案】B
【解析】转基因食品上市前需经过多层严格安全性检测评估，合规合格的转基因食品可以正常食用，不能一刀切全面禁止食用转基因食品，A错误；生殖性克隆人采用无性繁殖，子代核基因与供体完全一致，会大幅降低人类基因多样性，同时违背社会伦理、存在诸多健康风险，全球各国普遍立法禁止生殖性克隆人，B正确；以生产“完美婴儿”为目的的“设计试管婴儿”会引发基因歧视、违反伦理道德，我国仅允许以救治患者为目的的有条件的设计试管婴儿，不支持定制完美婴儿，C错误；干扰素是免疫活性物质，可用于抗病毒等疾病的治疗，不属于生物武器的组成成分，生物武器的杀伤力成分包括致病微生物、重组致病菌、生物毒素等，D错误。
二、多选题
16．研究人员以大豆为实验材料，探究CO2浓度对植物光合速率的影响，结果如下表。下列叙述正确的有（ ）
A．可通过检测O2的释放量测定光合作用速率
B．与甲组相比，乙组叶片的气孔开放程度更大
C．与甲组相比，乙组叶绿体基质中消耗ATP和NADPH的速率更快
D．据丙组推测，长期处于高CO2浓度环境可能降低了固定CO2酶的活性
【答案】CD
【解析】光反应阶段水的光解会产生O2，单位时间单位叶面积O2的释放量代表净光合速率，A错误；高CO2浓度下，植物可通过较小的气孔开度获得足够的CO2，同时减少水分散失，因此乙组叶片气孔开放程度比甲组更小，B错误；乙组CO2浓度更高，暗反应中CO2固定生成的C3更多，C3还原过程消耗ATP和NADPH的速率更快，对应光合速率更高，C正确；
丙组长期在高CO2浓度下培养，恢复大气CO2浓度后光合速率低于甲组，可推测长期高CO2环境可能降低了固定CO2酶的活性，回到正常CO2浓度时光合能力无法恢复到甲组水平，D正确。
17．下列关于实验操作或现象的叙述，错误的有（ ）
A．可撕取黑藻稍带叶肉的下表皮作为观察叶绿体的材料
B．可用洋葱鳞片叶内表皮代替半透膜探究质膜的透性
C．若苏丹Ⅲ染液沾于皮肤，应立即用体积分数为50%的酒精冲洗
D．用紫鸭跖草的叶（紫色）进行色素的提取和分离，会出现四条色素带
【答案】ABD
【解析】撕取稍带叶肉的下表皮是观察菠菜叶叶绿体的取材方式；黑藻叶片薄，只有1~2层叶肉细胞，直接取整片小叶制片即可观察叶绿体，不能撕取下表皮，A错误；洋葱鳞片叶内表皮由多个活细胞构成，细胞间存在空隙，且其原生质层是具有生物活性的选择透过性膜，与仅靠分子大小控制透过性的无活性半透膜功能存在差异，无法代替半透膜探究质膜的透性，B错误；苏丹Ⅲ染液为脂溶性染料，可溶于体积分数50%的酒精，因此沾到皮肤后可用该浓度酒精冲洗，C正确；紫紫鸭跖草叶片的紫色是液泡内花青素，花青素能溶解在提取液无水乙醇中。纸层析分离时，除叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素四条光合色素带外，还会多出花青素色素带，不止四条色素带，D错误。
18．大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期两个阶段，如图1。莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图2。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱，且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，科研人员利用生物工程技术对大肠杆菌进行改造。下列叙述正确的有（ ）
A．培养大肠杆菌的培养基应先灭菌再调节pH
B．在生长稳定期计数大肠杆菌需适当稀释菌液
C．在快速生长期应降低酶A活性，增强酶B活性
D．在生长稳定期应增强酶A活性，降低酶B活性
【答案】BD
【解析】配制微生物培养基的标准操作是先调pH，后灭菌。如果灭菌完成后再调节pH，调 pH所用酸碱试剂、操作过程会带入杂菌，造成培养基污染，A错误；生长稳定期大肠杆菌菌液浓度高，直接计数会因细胞重叠导致结果不准确，因此计数前需适当稀释菌液，B正确；快速生长期大肠杆菌需要合成足够的生长必需物来维持增殖，若降低酶A活性会导致莽草酸合成量不足，即使增强酶B活性也无法得到足够的生长必需物，会抑制细胞生长，C错误；生长稳定期细胞基本不再增殖，对莽草酸下游产物需求极少。增强酶A活性能促进莽草酸大量合成，降低酶B活性可减少莽草酸分解消耗，双重作用下胞内莽草酸大量积累，符合实验目的，D正确。
19．我国科学家研发的蛋白质生成大模型NewOrigin能通过AI高精度生成蛋白质的氨基酸序列，推动了蛋白质工程的发展。下列叙述错误的有（ ）
A．设计新的蛋白质时首先应从其基因的碱基序列出发
B．AI可通过改变氨基酸序列设计符合预期功能的蛋白质
C．模型NewOrigin可生产出满足人类特定需求的蛋白质
D．该模型能分析基因组数据进而精准找到遗传病的病因
【答案】AD
【解析】蛋白质的功能和氨基酸序列直接相关，蛋白质工程设计新蛋白质时，首先应从预期的蛋白质功能出发，依次设计预期蛋白质结构、推测对应氨基酸序列，最终推导对应的基因碱基序列，所以AI可通过调整、生成氨基酸序列，设计出符合预期功能的蛋白质，A错误，B正确；NewOrigin模型能高精度生成蛋白质的氨基酸序列，可辅助蛋白质工程的实施，生产出满足人类特定需求的蛋白质，C正确；该模型的功能是生成蛋白质的氨基酸序列，不具备分析基因组数据、查找遗传病病因的功能，D错误。
三、解答题
20．细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。图1是溶酶体发生过程和“消化”功能的示意图，b是刚形成的溶酶体，图2是溶酶体结构示意图。请回答下列问题：
(1)根据图1判断a、d分别是________，f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有________________特点。
(2)溶酶体内含有多种水解酶，但溶酶体膜不会被这些水解酶分解，根据图2推测其原因最可能是________________________。
(3)下图3是由磷脂分子构成的脂质体，在包埋的药物1和药物2中，属于脂溶性药物的是________，脂质体到达细胞后，药物通过________方式进入细胞内发挥作用。
(4)关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌在细胞中生存了下来，在共同繁衍的过程中，进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
①分离细胞内的线粒体常采用________法。
②需氧细菌从宿主细胞中获取________（填物质名称），氧化分解的过程中为宿主细胞提供能量。
③下列证据支持上述观点的有________（填字母）。
a．线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA
b．线粒体内的蛋白质，绝大多数由核DNA指导合成
c．线粒体内含有核糖体，能合成相关的蛋白质
d．线粒体能像细菌一样进行分裂增殖
(5)人工合成的膜材料已用于疾病的治疗，如透析型人工肾就是模拟了膜的________功能替代病变的肾行使功能。
【答案】(1)高尔基体、线粒体 一定的流动性
(2)溶酶体膜内侧的糖类分子对膜结构有保护作用（溶酶体膜结构经特殊修饰，不被自身水解酶分解）
(3)药物2 胞吞
(4)差速离心 有机物/丙酮酸 / 葡萄糖 acd
(5)选择透过性（控制物质进出）
【解析】（1）溶酶体由高尔基体出芽形成，结合图中结构形态可知：a是高尔基体，d是衰老待分解的线粒体；生物膜融合依赖结构特点一定的流动性。
（2）溶酶体内含多种水解酶，可分解多种物质，但自身膜结构不会被分解。结合图2结构可推测核心原因：溶酶体膜内侧存在特殊糖类分子，对溶酶体膜起到保护作用，避免膜结构被内部水解酶降解（溶酶体膜经过特殊修饰，不被自身水解酶识别、分解）。
（3）磷脂分子头部亲水、尾部疏水，脂溶性药物易存在于磷脂尾部的疏水区域，即双层磷脂之间的药物2；脂质体是囊泡结构，通过胞吞方式进入细胞。
（4）①分离细胞器（线粒体）的常用方法是差速离心法；②需氧细菌从宿主细胞获得有机物（或者丙酮酸 或者 葡萄糖），氧化分解后为宿主提供能量；③该观点是线粒体起源的内共生学说，a线粒体有类似细菌的环状DNA、c线粒体有细菌类型的核糖体可自主合成蛋白、d线粒体和细菌一样分裂增殖，都支持该学说；而线粒体蛋白大多由核DNA编码不支持该观点，因此选acd。
（5）透析型人工肾可以选择性排出血液中的代谢废物，保留血细胞、有用大分子物质，模拟了生物膜控制物质进出细胞（选择透过性）的功能。
四、实验题
21．水稻是我国重要的粮食作物，非生物逆境影响是制约水稻产量的主要限制因子之一。为探究干旱-高温交叉胁迫对水稻幼苗光合作用的影响，研究人员以水稻品种“N22”为材料开展研究，测定了相关的生理参数，结果如下图、表。请回答下列问题：
（注：CK：正常生长；H：单一高温处理；DH：干旱-高温交叉处理）
(1)水稻在进行光合作用时，叶绿体中的色素吸收的光能转化成化学能储存在________（填物质）中，这些物质参与暗反应阶段________（填具体过程）；合成的有机物可进入筛管，再通过________（填“木质部”或“韧皮部”）运输到水稻各处。
(2)结合图、表分析，单一高温处理会导致水稻幼苗净光合速率________，其原因有：①高温胁迫会抑制________的活性，从而降低叶绿素含量；②________。
(3)DH组处理方法为：干旱预处理（连续干旱胁迫培养3d）→恢复培育至正常→高温处理（转入人工气候箱中高温胁迫培养3d）→上述处理重复3次。相比单一高温胁迫，干旱－高温交叉胁迫后水稻的生理参数与正常组的差异不显著，该结果表明________________________。
(4)茉莉酸甲酯（MeJA）是一类重要的植物激素，也是植物抵御逆境胁迫所必需的。为研究MeJA是否通过促进D1蛋白（一种类囊体膜蛋白）的合成来减轻持续高温对植物叶片光合作用的抑制作用，研究人员利用若干长势相同的水稻幼苗、MeJA、林可霉素（LinC，D1蛋白合成抑制剂）、清水等材料和试剂进行探究，具体如下：
实验思路：将甲组幼苗用清水处理，乙组幼苗用MeJA处理，丙组幼苗用________处理；再将甲、乙、丙组幼苗置于_________条件下培养，一段时间后测量各组光合作用强度。预期实验结果与结论：若_______________，则说明MeJA通过促进D1蛋白的合成减轻持续高温对植物叶片光合作用的抑制作用。
【答案】(1)ATP和NADPH([H])C3（三碳化合物）的还原 韧皮部
(2)降低 叶绿素合成相关酶 高温使气孔导度下降，胞间CO2浓度降低，CO2供应不足，暗反应速率下降，净光合速率降低
(3)干旱预处理可缓解高温胁迫对水稻光合作用的抑制（或干旱预处理可增强水稻对高温胁迫的抗性）
(4)适宜浓度的MeJA和林可霉素（LinC） 持续高温 光合作用强度：乙组>甲组>丙组（乙组光合强度高于甲组，丙组光合强度低于甲组）
【解析】（1）光合作用光反应阶段，光合色素吸收、转化光能，并将活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；二者为暗反应供能、供氢，专门用于C3（三碳化合物）的还原过程。植物光合产物等有机物通过韧皮部的筛管进行运输，水分和无机盐通过木质部导管运输。
（2）从表格数据可知，单一高温（H组）净光合速率较对照组（CK）显著降低。叶绿素的合成需要酶催化，高温会抑制叶绿素合成相关酶的活性，降低叶绿素含量，削弱光反应；同时从表格可知，高温下气孔导度下降，胞间CO2浓度降低，CO2供应不足，暗反应速率下降，进一步降低净光合速率。
（3）单一高温处理对水稻光合抑制效果显著，而经过干旱预处理的干旱-高温交叉胁迫组（DH）各项光合参数与正常组差异极小，说明干旱预处理可有效缓解高温胁迫对水稻光合作用的抑制作用，增强水稻对高温逆境的抗性。
（4）实验目的是探究MeJA是否通过促进D1蛋白合成缓解高温对光合的抑制，实验的自变量是MeJA和D1合成抑制剂（林可霉素）的处理：甲组清水对照，乙组仅用MeJA处理，丙组需要同时用MeJA和林可霉素处理；所有组都置于持续高温条件下培养。若结论正确，则：乙组（MeJA促进D1合成）光合强度最高，甲组（无MeJA，D1正常合成）次之，丙组（D1合成被抑制，MeJA无法发挥作用）光合强度最低，即乙>甲>丙。
五、解答题
22．木质素是植物细胞壁的组分之一，自然降解困难。白蚁肠道中部分细菌能分泌木质素过氧化物酶等酶类，高效降解木材中的木质素。某研究小组拟从白蚁肠道中分离木质素高效降解菌，主要流程如图1。请回答下列问题：
(1)白蚁与木质素高效降解菌的种间关系是________________，木质素过氧化物酶是该细菌的________（填“初级”或“次级”）代谢产物。
(2)培养基甲中加入的碳源是________，根据培养基的功能，该培养基属于________培养基。
(3)取白蚁研磨液，用________法接种到培养基甲上，培养适宜时间，从②上挑取________接种到培养基乙中扩大培养，最后取适量菌液接种到苯胺蓝培养基上进行培养。据图推测，菌落________（填字母）分解木质素的能力最强。
(4)为测定目的菌的浓度，研究小组对取自培养基乙中的菌液进行了如图2的操作。
若每支试管中的菌液稀释10倍，则a=________；最终应选择________号管的涂布结果进行计数，原因是________________________，1 mL样液中目的菌的数目约为________个。
(5)木质素是地球上较为丰富的有机物，包括了农林废弃物和工业加工剩余物等。从生态系统物质循环角度分析，筛选高效降解木质素细菌的意义在于________________________________。
【答案】(1)互利共生 初级
(2)木质素 选择
(3)稀释涂布平板 单菌落 A
(4)2.7 4 微生物计数时，需要选择菌落数在30~300之间的平板，4号涂布后的菌落数符合要求 1.4×108
(5)加速木质素的分解，促进生态系统的物质循环
【解析】（1）白蚁为肠道细菌提供栖息环境和营养物质，细菌分泌木质素过氧化物酶降解木质素，帮助白蚁消化木材，二者相互依存、彼此有利，种间关系为互利共生。初级代谢产物是微生物生长、繁殖必需的物质，木质素过氧化物酶是细菌正常生命活动、分解利用底物所必需的酶，因此属于初级代谢产物。
（2）本实验目的为分离木质素高效降解菌，需设置木质素为唯一碳源的培养基甲，无法利用木质素的微生物因缺乏碳源不能生长繁殖。该培养基可筛选出目标菌株，从功能上属于选择培养基。
（3）据图可知，图1中的②菌落分布均匀，可以判断分离单菌落的方法是稀释涂布平板法；获得单菌落后，挑取单菌落进行扩大培养。根据题干，苯胺蓝与木质素结合形成蓝色复合物，降解木质素后蓝色褪去形成透明圈，透明圈越大说明降解能力越强，图中A的透明圈最大，因此A分解木质素能力最强。
（4）每支试管稀释10倍，移入0.3mL菌液后，总体积需要达到0.3×10=3mL，因此加入无菌水体积a=3-0.3=2.7mL。初始将5mL样液定容到50mL已经稀释10倍，后续每支试管额外稀释10倍，试管号越大稀释倍数越高、菌浓度越低，菌落数越少；涂布计数要求菌落数在30~300之间，本题中275~280的菌落数符合要求，对应4号试管的稀释度。计算得平均菌落数=(275+280+285)÷3=280个，总稀释倍数=10（初始稀释）×104（到4号共4次10倍稀释）=105，涂布体积为0.2mL，因此1mL样液中活菌数=280÷0.2×105=1.4×108个。
（5）从物质循环角度，高效降解木质素的细菌可将木质素（有机物）分解为无机物，加速生态系统中木质素的分解，促进生态系统的物质循环。
六、实验题
23．科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞），具体过程如图1。请回答下列问题：
(1)实验中，小鼠成纤维组织需经________酶消化处理后制成细胞悬液；步骤②、③分别类似于植物组织培养中的________、________过程。
(2)iPS细胞具有广阔的应用前景。下列对iPS细胞的应用，合理的有________（填字母）。
a．诱导iPS细胞分化形成特定的组织细胞，用于修复受损组织
b．利用iPS细胞构建疾病模型，用于体外药物筛选和毒性测试
c．通过iPS细胞来源的生殖细胞深入解析配子发育机制，助力不孕症研究
d．诱导iPS细胞形成类囊胚（类似天然囊胚），用于解析早期胚胎发育机制
(3)miR-146b是一种高度保守的非编码RNA，在恒河猴胚胎干细胞向神经元样细胞分化过程中显著高表达。为检测miR-146b在iPS细胞中的表达对iPS细胞向神经元样细胞分化的影响，科研人员进行了相关实验，部分实验过程如下，请完成下表。
(4)与对照组相比，miR-146b过表达组Nestin、Sx1和Pax6的表达量显著增加，据此推测miR-146b的作用是________________________，根据图3分析其作用机制________________________________。
(5)若要进一步验证miR-146b对神经干细胞分化的作用，可在正常组和过表达组的基础上增设________组，检验相关标记物的表达量并观察分化效果。
【答案】(1)胰蛋白（或胶原蛋白） 脱分化 再分化
(2)abcd
(3)血清（或血浆/血清和血浆） 维持培养液的pH 获得miR-146b过表达的小鼠iPS细胞
(4)促进iPS细胞向神经元样细胞分化 miR-146b通过抑制iPS细胞特异性蛋白Oct4的表达，促进iPS细胞退出多能干细胞状态，进而向神经元样细胞分化
(5)抑制miR-146b表达
【解析】（1）动物组织细胞间依靠蛋白质粘连，制备动物细胞悬液时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织，使细胞分散。小鼠成纤维细胞是高度分化的体细胞，经步骤②重编程恢复为未分化、具有多能性的iPS细胞，对应植物组织培养的脱分化过程；步骤③iPS细胞定向分化为各类功能体细胞，对应植物组织培养的再分化过程。
（2）iPS细胞具有发育的全能性，四个选项所述都是其合理应用：a可用于器官组织修复、b可用于药物研发、c可用于生殖发育研究、d可用于早期胚胎发育机制研究，因此合理的有abcd。
（3）动物细胞培养时，需要在合成培养基中加入血清（或血浆/血清和血浆）等天然成分；培养箱中5%CO₂的作用是维持培养液的pH；本步骤操作是通过慢病毒载体感染，获得miR-146b过表达的iPS细胞，因此实验目的为获得miR-146b过表达的小鼠iPS细胞。
（4）Nestin、Sx1、Pax6是神经元分化的特异性标记，过表达miR-146b后三者表达量显著升高，说明miR-146b可以促进iPS细胞向神经元样细胞分化；从图3可知，过表达miR-146b后，iPS细胞多能性特异性标记Oct4表达量显著下降，说明其作用机制是通过抑制iPS细胞多能性蛋白Oct4的表达，促进iPS细胞分化。
（5）本实验原有对照组、miR-146b过表达组，仅能证明该基因促进分化。为完善实验、正反验证基因功能，需增设miR-146b表达抑制组，若抑制后神经元分化标记物表达降低，可进一步证实其对神经分化的促进作用。
七、解答题
24．豹蛙抗瘤酶（ONC）是一种RNA酶，对肿瘤细胞具有很强的杀伤力，但产量低、难溶、半衰期短。为解决上述问题，科研人员根据人血清白蛋白（HSA）对肿瘤组织具有高通透性、高滞留性的特性，通过重叠延伸PCR技术合成含有连接肽G4S的融合基因HSA-G4S-ONC，过程如下图1。请回答下列问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因HSA-G4S-ONC时，反应体系中除了加入含Mg2+的缓冲液和图1中已有条件外，还需要加入________。合成HSA-G4S-ONC融合基因时，必须将引物A1、D2和引物D3、A4置于不同反应系统中，其原因是________________________________。
(2)图2是本实验中所用的表达载体，HSA和ONC基因两端不含限制酶识别序列。为确保基因HSA-G4S-ONC与载体在用E.cliDNA连接酶连接时连接的准确性和效率，在扩增基因HSA-G4S-ONC时可在引物A1、A4的________（填“5′”或“3′”）端分别添加限制酶________、________的识别序列。
(3)将构建成功的HSA-G4S-ONC基因表达载体利用限制酶________处理，使表达载体线性化；用线性化表达载体转化处于________态的毕赤酵母，筛选转化成功的重组酵母菌株并置于含________的培养液中培养，诱导HSA-G4S-ONC融合蛋白表达，再进行分离、纯化。
(4)为评估HSA-G4S-ONC融合蛋白对癌细胞活性的影响，科研人员将不同浓度梯度的融合蛋白与大鼠肝癌细胞共同培养，一段时间后检测肝癌细胞的存活率，结果如图3。根据图3可得出的结论是________。科研人员进一步测定了细胞凋亡相关蛋白Caspas8、BAX蛋白的表达情况，结果如图4。据此推测HSA-G4S-ONC融合蛋白抑癌的分子机制是______________________________。
【答案】(1)四种脱氧核苷酸/dNTP、热稳定DNA聚合酶/Taq酶 引物D2和D3的碱基序列互补，放在同一体系会互相配对结合，形成引物二聚体，降低PCR扩增效率
(2)5′ EcRⅠ BamHⅠ
(3)BglⅡ 感受 甲醇
(4)HSA-G4S-ONC融合蛋白能抑制肝癌细胞活性，且在一定浓度范围内，抑制效果随融合蛋白浓度升高而增强 HSA-G4S-ONC融合蛋白通过促进促凋亡蛋白Caspas8和BAX的表达，诱导肝癌细胞凋亡，从而抑制肿瘤
【解析】（1）PCR反应体系需要缓冲液、模板DNA、引物、Mg²⁺、四种脱氧核苷酸（原料）、热稳定TaqDNA聚合酶，题干已有缓冲液和图中模板、引物，因此还需补充dNTP和Taq酶；引物D2对应连接肽的一条链，引物D3对应互补链，二者序列互补，若放在同一体系会互补结合形成引物二聚体，降低有效引物浓度，降低扩增效率，因此需要分开反应。
（2）DNA延伸方向为5'→3'，引物的3'端负责结合模板延伸，额外添加的限制酶识别序列需要加在引物的5'端；目的基因需要插入表达载体的启动子（5'AOX1）和终止子（3'AOX1(TT)）之间，不用SnaBⅠ酶切的原因是产生平末端，E.cliDNA连接酶连接平末端的效率较低，而该区域两个不同酶切位点EcRⅠ（靠近启动子，产生黏性末端）和BamHⅠ（靠近终止子），故用EcRⅠ和BamHⅠ双酶切可保证连接方向正确，提高连接准确性和效率。
（3）需要将环状质粒线性化，以整合到酵母染色体上，同源重组区段3'AOX1存在BglⅡ酶切位点，因此用BglⅡ切割即可得到线性化载体；将目的基因导入微生物（酵母）时，需要将酵母处理为感受态细胞，提高转化率；该载体的启动子5'AOX1为甲醇特异性诱导启动子，因此需要在培养液中加入甲醇诱导融合蛋白表达。
（4）从图3可知，随着融合蛋白浓度升高，肝癌细胞存活率逐渐降低，说明该融合蛋白浓度依赖性抑制肝癌细胞活性；从图4可知，融合蛋白处理组中，促凋亡蛋白BAX和Caspas8的表达量显著高于对照组，因此推测该融合蛋白通过促进这两种促凋亡蛋白的表达，诱导肝癌细胞凋亡，实现抑癌作用。
组别检测指标
甲组大气CO2浓度
乙组2倍大气CO2浓度
丙组2倍大气CO2浓度培养60天，测定前一周恢复大气浓度
光合速率（μml·m-2·s-1）
24.5
35.6
19.8
处理
净光合速率Pn/（μml·m-2·s-1）
气孔导度Gs/（mml·m-2·s-1）
胞间CO2浓度Ci/（μml·ml-1）
CK
5.37±0.039
0.34±0.012
395.32±12.760
H
1.78±0.016
0.12±0.001
362.78±2.013
DH
4.75±0.098
0.39±0.004
425.65±1.211
实验目的
简要操作及分析
小鼠iPS细胞培养
将生长状态良好的小鼠iPS细胞进行传代培养，培养时除了在培养液中加入________等一些天然成分外，还需提供一定的气体环境，其中5%CO2的主要作用是________。
________
利用miR-146b过表达的慢病毒载体感染小鼠iPS细胞。
小鼠iPS细胞向神经元样细胞分化培养
采用单层细胞贴壁培养法对小鼠iPS细胞进行诱导分化。
实验结果检测并记录
检测神经干细胞特异性蛋白（Nestin、Sx1和Pax6）和iPS细胞特异性蛋白（Oct4、Sx2、Nang）的表达情况，结果见图2、图3。
图注：
5′AOX1：甲醇特异性诱导的强启动子
3′AOX1（TT）：终止子
Ampr：氨苄青霉素抗性基因
Kanr：卡那霉素抗性基因
3′AOX1：同源重组区段，便于载体整合到酵母染色体上限制酶的识别序列及切点
SnaBⅠ:5′TAC↓GTA3′
EcRⅠ:5′G↓AATTC3′
BamHⅠ:5′G↓GATCC3′
BglⅡ:5′A↓GATCT3′
SacⅠ:5′GAGCT↓C3′