河北省保定市定州市定州市第二中学2023-2024学年高二下学期5月月考生物试题(学生版+教师版)
展开本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修1第1~3章,选择性必修3。
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. 科学家根据部分植物细胞的观察结果,得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列相关叙述错误的是( )
A. 早期的细胞研究主要运用了观察法
B. 上述结论的得出运用了不完全归纳法
C. 同种植物不同类型的组织细胞,其结构和功能相同
D. 利用同位素标记法可研究细胞核内物质的转移途径
【答案】C
【解析】
【分析】1、假说-演绎法的步骤:发现现象→提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证;
2、归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法:完全归纳法是由所有事实推出一般结论;不完全归纳法是由部分事实推出一般结论,科学假说(理论)的提出通常建立在不完全归纳的基础上,因此常常需要进一步的检验;
3、用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向,就是同位素标记法,同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律,生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。
【详解】A、细胞研究需要使用显微镜、放大镜、等工具,一般使用显微镜;观察早期的细胞研究主要运用了观察法,A正确;
B、根据部分植物细胞都有细胞核,得出植物细胞都有细胞核这一结论,运用的是不完全归纳法,B正确;
C、同种植物不同类型的组织细胞,其结构和功能一般不同,C错误;
D、同位素标记法可以示踪物质的运行和变化规律,故可利用同位素标记法研究细胞核内物质转移途径,D正确。
故选C。
2. 下列关于哺乳动物体内脂质和糖类的叙述,正确的是( )
A. 性激素属于磷脂类物质,能维持人体的第二性征
B. 花生种子中的脂肪能被苏丹III染液染成蓝色
C. 胆固醇是动物细胞膜的重要组分,还参与血液中脂质的运输
D. 几丁质是一种二糖,可用于制作食品添加剂和人造皮肤
【答案】C
【解析】
【分析】脂质可分为脂肪、磷脂和固醇,其中,固醇又可分为胆固醇、性激素和维生素D。脂肪能被苏丹III染液染成橘黄色。
【详解】A、性激素属于固醇类物质,能维持人体的第二性征,A错误;
B、花生种子中的脂肪能被苏丹III染液染成橘黄色,B错误;
C、胆固醇是动物细胞膜的重要组分,还参与血液中脂质的运输,C正确;
D、几丁质是一种多糖,可用于制作食品添加剂和人造皮肤,D错误。
故选C。
3. 某生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 向组织样液中先加入斐林试剂乙液,以营造碱性环境
B. 也可以选用梨匀浆或葡萄匀浆代替苹果进行实验
C. 加入石英砂的目的是抑制苹果果肉褐变,以免影响实验结果
D. 试管内有砖红色沉淀生成,说明组织样液中含有淀粉等还原糖
【答案】B
【解析】
【分析】还原糖与斐林试剂发生作用,在水浴加热(50~65℃)的条件下生成砖红色沉淀。斐林试剂在使用时是将甲液(0.1g/mL NaOH溶液)与乙液(0.05g/mL CuSO4溶液)等量混合均匀后再使用。
【详解】A、还原糖检测时,斐林试剂的甲液与乙液应等量混合均匀后再加入到组织样液中,A 错误;
B、梨匀浆和葡萄匀浆都富含还原糖,二者的颜色均较浅,可以选用梨匀浆或葡萄匀浆代替苹果进行实验,B正确;
C、加入石英砂的目的是使研磨充分,C 错误;
D、试管内有砖红色沉淀生成,说明组织样液中含有还原糖,淀粉不属于还原糖,D错误。
故选B。
4. 细胞中某些蛋白质分子能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽,并将这些多肽转运到相应功能发挥的部位,从而帮助多肽的折叠和装配,这些蛋白质分子本身不参与最终产物的形成,被称为分子伴侣。下列有关分子伴侣的叙述,不成立的是( )
A. 分子伴侣结构改变会引起多肽的异常积累
B. 分子伴侣活性丧失可能会改变细胞的生理功能
C. 分子伴侣能将靶蛋白质运输到特定的部位
D. 分子伴侣变性后,其氨基酸序列发生改变
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质变性是指天然蛋白质因受物理、化学因素的影响,使蛋白质分子的构象发生了异常变化,从而导致生物活性的丧失以及物理、化学性质的异常变化。蛋白质变性不涉及蛋白质一级结构的改变,即由氨基酸构成的肽链并不发生改变。
【详解】AC、依题意,细胞中某些蛋白质分子能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽,并将这些多肽转运到相应功能发挥的部位,从而帮助多肽的折叠和装配。物质的结构决定其功能,分子伴侣为蛋白质分子,若其结构改变,则丧失识别、转运及加工多肽的功能,从而引起多肽的异常积累,AC正确;
B、分子伴侣活性丧失会导致其参与转运及加工的多肽不能形成蛋白质,则细胞中由此蛋白质执行的功能也丧失,从而可能会改变细胞的生理功能,B正确;
D、蛋白质变性不涉及肽链结构的改变,即由氨基酸构成的肽链并不发生改变,D错误。
故选D。
5. 生物体内的某种单体的结构如图所示,以此为基本单位构成的化合物不存在于( )
A. T2噬菌体中B. 烟草花叶病毒中
C. 大肠杆菌细胞中D. 肺炎支原体细胞中
【答案】B
【解析】
【分析】图示为胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构,胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位之一,
【详解】ACD、T2噬菌体、大肠杆菌细胞、肺炎支原体细胞中的遗传物质都是DNA,图示为胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构,以此为基本单位构成的化合物是DNA,因此T2噬菌体、大肠杆菌细胞、肺炎支原体细胞中均存在以此为基本单位构成的化合物,ACD错误;
B、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,烟草花叶病毒中没有DNA,因此由图示的胸腺嘧啶脱氧核苷酸参与构成的DNA不存在于烟草花叶病毒中,B正确。
故选B。
6. 生命观念中的“结构与功能观”的内涵是指一定结构必然有其对应的功能,而一定功能需要对应的结构来完成。下列叙述中不符合“结构与功能观”生物学观点的是( )
A. 细菌细胞体积小,能提高其与周围环境进行物质交换的效率
B. 神经元表面有较多的突起,有利于细胞之间的信息传递
C. 叶肉细胞向光面的叶绿体聚集较多,有利于吸收光能
D. 线粒体嵴膜面积大,附着的酶多,有利于葡萄糖的分解
【答案】C
【解析】
【分析】细胞体积越大,体积与表面积之比越小,与外界进行物质交换的能力越弱。卵细胞体积较大,相对表面积较小,不利于和周围环境进行物质交换。
【详解】A、细菌细胞体积小,相对表面积大,物质交换效率高,故细菌细胞体积小,能提高其与周围环境进行物质交换的效率,A正确;
B、神经元表面有较多的突起,便于接收信息,有利于细胞之间的信息传递,B正确;
C、叶肉细胞中的叶绿体能吸收、利用和转化光能,叶肉细胞向光面的叶绿体聚集较多,有利于吸收光能,C正确;
D、线粒体嵴膜面积大,附着的酶多,有利于丙酮酸的分解,D错误。
故选D。
7. 图中a、c表示某细胞中的两种结构,b是它们共有的结构(或特征)。下列有关叙述正确的是( )
A. 若a、c分别代表蓝细菌的核糖体和细胞膜,则b可代表磷脂双分子层
B. 若a、c分别代表叶肉细胞的叶绿体和线粒体,则b可代表双层膜结构
C. 若a、c分别代表肌肉细胞的线粒体和细胞核,则b可代表染色体
D. 若a、c分别代表肺炎链球菌的核糖体和拟核,则b可代表脱氧核糖核酸
【答案】B
【解析】
【分析】细胞器的分类:①具有双层膜结构的细胞器有:叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。④能产生水的细胞器有线粒体、核糖体。⑤与碱基互补配对有关的细胞器有核糖体、叶绿体、线粒体。⑥含有DNA的细胞器有叶绿体和线粒体。⑦含有RNA的细胞结构有叶绿体、线粒体和核糖体。⑧与细胞的能量转换有关的细胞器有线粒体、叶绿体。
【详解】A、核糖体无膜结构,没有磷脂双分子层,A错误;
B、叶绿体和线粒体为双层膜的细胞器,若a、c分别代表叶肉细胞的叶绿体和线粒体,则b可代表双层膜结构,B正确;
C、线粒体中无染色体,C错误;
D、肺炎链球菌的核糖体含有RNA,即核糖核酸,拟核含DNA, b不可以代表脱氧核糖核酸,D错误。
故选B。
8. 细胞膜的亚显微结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 细胞膜的基本骨架是②磷脂双分子层
B. 糖类分子与①结合形成糖蛋白,构成了糖被
C. ②磷脂双分子层具有屏障作用,其能使离子不能自由通过
D. ①膜蛋白具有多种功能,在膜上的分布是不均匀的
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:①为蛋白质,②为磷脂双分子层,构成了细胞膜的基本骨架。
【详解】A、细胞膜的基本骨架是②磷脂双分子层,可以运动,A正确;
B、糖类分子与①结合形成糖蛋白,具有识别作用,糖被是指能与蛋白质和脂质等结合的糖类分子,B错误;
C、②磷脂双分子层具有屏障作用,其能使离子不能自由通过,具有选择透过性,C正确;
D、①膜蛋白具有多种功能(运输、识别等),在膜上的分布是不均匀的,D正确。
故选B。
9. 在进行“观察叶绿体”的活动中,先将黑藻放在光照、温度等适宜的条件下预处理培养,然后进行观察。下列叙述正确的是( )
A. 制作临时装片时,实验材料需要进行染色
B. 黑藻是一种多细胞藻类,制作临时装片时须切片
C. 预处理可增加黑藻细胞细胞质的流动
D. 在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成
【答案】C
【解析】
【分析】观察叶绿体步骤:(1)制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。(2)低倍镜观察:在低倍镜下找到叶片细胞,然后换用高倍镜。(3)高倍镜观察:调清晰物像,仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
【详解】A、叶绿体本身有颜色,故制作临时装片时,实验材料不需要进行染色,A错误;
B、黑藻是一种多细胞藻类,细胞呈单层,制作临时装片时无需切片,B错误;
C、先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养,有利于叶绿体进行光合作用,保持细胞的活性,更有利于观察叶绿体的形态,C正确;
D、在高倍镜下观察不到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成,需要用电子显微镜观察,D错误。
故选C。
10. 核孔是核质间进行物质交换和信息交流的通道,亲核蛋白须通过核孔进入细胞核发挥功能。非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 核孔具有选择透过性,代谢旺盛的细胞的核孔数量多
B. 核膜为双层膜结构,其主要组成成分为蛋白质和脂质
C. 放射性的亲核蛋白及RNA不能通过核孔进入细胞核
D. 亲核蛋白是否能进入细胞核由尾部决定,仅有头部不能进入
【答案】C
【解析】
【分析】细胞核的结构:(1)核膜:双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连;(2)其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;(3)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建;(4)染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是DNA和蛋白质。
【详解】A、核孔是核、质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道,核孔具有选择透过性,代谢旺盛的细胞的核孔数量多,A正确;
B、核膜为双层膜结构,属于生物膜,其主要组成成分为蛋白质和脂质(主要是磷脂),B正确;
C、据图可知,放射性标记的亲核蛋白能通过核孔从细胞质进入细胞核,C错误;
D、分析题图,放射性尾部能从细胞质通过核孔进入细胞核中,但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中,说明亲核蛋白进入细胞核由尾部决定,仅有头部不能进入,D正确。
故选C。
11. 无论在细胞结构中还是在细胞的生命活动中,蛋白质常常通过与其他物质结合形成复合物来发挥作用。下列相关叙述错误的是( )
A. 蛋白质与多糖结合形成的复合物可能具有信息传递作用
B. 大肠杆菌细胞中不存在蛋白质与DNA结合形成的复合物
C. 蛋白质与DNA结合可参与构成染色质
D. 由特定蛋白质参与组成的细胞器与mRNA结合后启动蛋白质的合成
【答案】B
【解析】
【分析】DNA的复制时在解旋酶和DNA聚合酶的作用下,以DNA的两条链为模板,严格遵循碱基互补配对原则,合成新的DNA分子,复制方式为半保留复制。
翻译:以RNA为模板,合成有一定氨基酸序列的蛋白质(肽链),场所为核糖体。
【详解】A、蛋白质与多糖结合形成的复合物(糖蛋白)可能具有信息传递作用,A正确;
B、大肠杆菌的DNA在复制时,会有解旋酶等蛋白质与DNA结合形成的复合物,B错误;
C、染色质的主要成分是DNA和蛋白质,蛋白质与DNA结合可参与构成染色质,C正确;
D、由特定蛋白质参与组成的细胞器(核糖体)与mRNA结合后启动蛋白质的合成,为翻译过程,D正确。
故选B。
12. 在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表表示用该方法检测不同样本的结果。下列相关分析不合理的是( )
A. 反应液去除砖红色沉淀后蓝色变浅与斐林试剂的乙液有关
B. 吸光值大小与样本的葡萄糖含量及斐林试剂的用量有关
C. 若某样本的吸光值为0.600,则其葡萄糖含量大于0.2mg⋅mL⁻¹
D. 在一定范围内,葡萄糖含量越低,去除沉淀后溶液的蓝色越深
【答案】C
【解析】
【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀)。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。斐林试剂是由甲液(质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和乙液(质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液)组成,使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中。
【详解】A、斐林试剂是由甲液(质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和乙液(质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液),反应液去除砖红色沉淀后蓝色变浅与斐林试剂的乙液有关,A正确;
B、吸光值与吸光物质的浓度有关,故吸光值大小与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关,B正确;
C、由表格内容可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,若某样本的吸光值为0.600,则其葡萄糖含量为0.1~0.2mg·mL-1,C错误;
D、在一定范围内,葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+少,故蓝色越浅,D正确。
故选C。
13. 豆酱是一种具有特色的传统调味品,其制作流程为“大豆→浸泡→蒸熟→冷却→制曲→成曲→发酵”。制曲过程中用牛皮纸包裹大豆,毛霉等多种微生物在大豆表面大量繁殖。发酵期间定期搅拌,30天后发酵完毕。下列分析错误的是( )
A. 蒸熟可杀死大豆中的大部分微生物,也可使大豆蛋白质变性从而易于分解
B. 毛霉分泌的蛋白酶能水解大豆蛋白,产生小分子肽和氨基酸
C. 发酵过程添加食盐和酒精不会影响酶活性,不影响豆酱成熟时间
D. 定期搅拌有利于酶与大豆的营养物质充分接触,缩短发酵周期
【答案】C
【解析】
【分析】大豆中含有大量蛋白质,主要为微生物的生长提供碳源(提供碳元素)和氮源(提供氮元素)类营养物质;加入的大豆经蒸熟、冷却后使用,这样既可以消灭大豆表面的杂菌,又能防止大豆温度过高导致接种的微生物死亡。
【详解】A、加入的大豆经蒸熟后,这样既可以消灭大豆表面的大部分杂菌,也可使大豆蛋白质变性从而易于分解,A正确;
B、毛霉产生的蛋白酶能催化分解大豆蛋白,将蛋白质分解为易消化的小分子肽和氨基酸,B正确;
C、发酵过程添加食盐和酒精会影响酶活性,从而影响豆酱成熟时间,C错误;
D、定期搅拌有利于酶与大豆的营养物质充分接触,缩短发酵周期,增加氧气含量,有利于菌种生长繁殖等,D正确。
故选C。
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,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 细胞中化合物a与化合物b生成化合物(或结构)d的过程如图所示,其中c表示化学键。下列相关叙述正确的是( )
A. 若a为葡萄糖,b为果糖,则d是动物特有的乳糖
B. 若a、b为两条肽链,d为胰岛素,则c可能是二硫键
C. 若a为腺嘌呤脱氧核苷酸,b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则c一定为氢键
D. 若a为ADP,b为磷酸,则c断裂时,末端磷酸基团会脱离下来
【答案】BD
【解析】
【分析】1、核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖,一分子含氮碱基组成。
2、两个氨基酸脱水缩合形成二肽化合物,形成空间结构的过程中,一条肽链内部可形成氢键、二硫键等,两条肽链之间可形成二硫键等。
【详解】A、乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脱水缩合而成,A错误;
B、氨基酸脱水缩合形成肽链,中间以肽键相连,若a、b为两条肽链,d为胰岛素,两条肽链间可通过二硫键形成一定的空间结构,则c可能为二硫键,B正确;
C、若a为腺嘌呤脱氧核苷酸,b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则c为磷酸二酯键,C错误;
D、若a为ADP、b为磷酸,则c为特殊化学键,水解时末端磷酸基团会挟能量转移,D正确。
故选BD。
15. 细菌的细胞骨架蛋白(FtsZ)与细胞分裂有关。细胞中每个FtsZ单体都与一个GTP结合,FtsZ-GTP首先装配为中空的FtsZ原丝,装配时FtsZ-GTP可转化为FtsZ-GDP,FtsZ原丝进一步在细胞分裂部位的细胞膜内壁上装配形成环状结构,其过程如图所示。已知GTP和GDP的结构与ATP和ADP的类似。下列相关叙述正确的是( )
A. 细菌的FtsZ与维持细胞形态和细胞运动密切相关
B. 细菌进行有丝分裂时,细胞中FtsZ-GTP的数量增多
C. FtsZ-GTP转化为FtsZ-GDP时会释放能量,生成磷酸
D. 抑制细胞呼吸,FtsZ原丝在细胞膜内壁上的装配受阻
【答案】ACD
【解析】
【分析】原核细胞无以核膜为界限的细胞核,有拟核,有核糖体,无其他细胞器。细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。真核细胞借以维持其基本形态的重要结构,被形象地称为细胞骨架,它通常也被认为是广义上细胞器的一种。细胞骨架不仅在维持细胞形态,承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动。
【详解】A、细胞骨架不仅在维持细胞形态,承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动,故细菌的FtsZ(细胞骨架蛋白)与维持细胞形态和细胞运动密切相关,A正确;
B、细菌是原核生物,进行二分裂,B错误;
C、装配时FtsZ-GTP可转化为FtsZ-GDP,已知GTP和GDP的结构与ATP和ADP的类似,故FtsZ-GTP转化为FtsZ-GDP时会释放能量,生成磷酸,C正确;
D、FtsZ原丝是FtsZ单体都与GTP结合,因此细胞呼吸受阻产生能量减少,FtsZ原丝数量减少,会影响FtsZ原丝在细胞膜内壁上的装配,D正确。
故选ACD。
16. 蛋白质分选是依赖蛋白质自身信号序列,从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程,大体分为两条途径:一是在游离核糖体上完成肽链合成,然后转运至线粒体、叶绿体及细胞核或成为细胞质基质和细胞骨架的成分,这被称为翻译后转运;二是蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导,边合成边转入内质网中,再经一系列加工后转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外,即共翻译转运。下列相关分析正确的是( )
A. 细胞膜上的胰岛素受体蛋白属于翻译后转运蛋白
B. 人体细胞中的蛋白质转运时,主要由线粒体供能
C. 共翻译转运蛋白的空间结构可能比翻译后转运蛋白的简单
D. 转运方向不同的蛋白质,其自身信号序列中的氨基酸序列不同
【答案】BD
【解析】
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程: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。
【详解】A、共翻译转运是蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导,边合成边转入内质网中,再经一系列加工后转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外,细胞膜上的受体蛋白的分选属于共翻译转运途径,A错误;
B、线粒体是细胞的动力车间,人体细胞中的蛋白质转运时,主要由线粒体供能,B正确;
C、分析题意,共翻译转运途径中,蛋白质要经过内质网、高尔基体的加工,其空间结构较复杂,C错误;
D、蛋白质分选是依赖蛋白质自身信号序列,从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程,转运方向不同的蛋白质,其自身信号序列中的氨基酸序列不同,D正确。
故选BD。
17. 细胞自噬是细胞成分降解和回收利用的基础,对生物的生长发育有重要意义。泛素是一种真核细胞内的多肽,细胞中错误折叠的蛋白质或损伤的细胞器被泛素标记后最终被溶酶体降解,以维持细胞内部环境的稳定,其机制如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 溶酶体中的酸性水解酶会降解溶酶体膜蛋白
B. 吞噬泡与溶酶体融合依赖膜蛋白和膜磷脂的运动
C. 细胞衰老后,被溶酶体降解的线粒体等细胞器增多
D. 长期缺乏营养物质时,细胞自噬增强以提供营养物质
【答案】BCD
【解析】
【分析】分析题图:图示为泛素引导下的降解过程,该过程中错误折叠的蛋白质和损伤的线粒体会被泛素标记,与自噬受体结合,被包裹进吞噬泡,吞噬泡再与溶酶体融合,进而被溶酶体的水解酶水解。
【详解】A、由于溶酶体膜经过特殊修饰导致溶酶体中的酸性水解酶不会降解溶酶体膜蛋白,A错误;
B、吞噬泡与溶酶体融合依赖膜的流动性,而膜的流动性建立在膜蛋白和膜磷脂的运动上,B正确;
C、细胞进入衰老时期后,损伤的线粒体增多,从而使被溶酶体降解的线粒体增多,C正确;
D、受损或功能退化的细胞结构等通过溶酶体降解后再利用,能为细胞提供物质和能量。在长期饥饿或不利条件下,细胞自噬会增强以提供物质和能量,D正确。
故选BCD。
18. 大引物PCR定点突变常用于研究蛋白质结构改变导致的功能变化。单核苷酸的定点诱变需要通过PCR获得,其过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A. 向PCR体系中加入Mg2+能激活DNA聚合酶
B. PCR-I经过一次循环即可获得大引物模板
C. PCR-I得到的产物均作为PCR-Ⅱ的引物
D. PCR-Ⅱ选用大引物和引物乙以获得定点诱变的基因片段
【答案】AD
【解析】
【分析】PCR技术:1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,2、原理:体外DNA复制。3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Iag酶)。5、过程:变性、复性、延伸。
【详解】A、PCR反应缓冲液中一般要添加 Mg2+,Mg2+能激活DNA聚合酶,A正确;
B、大引物模板需要以含有诱变引物和引物甲的模板链复制获得,故PCR-I至少经过两次循环,才能获得大引物模板,B错误;
C、PCR-I会得到多个产物如含原模板链不能全部作为PCR-Ⅱ的引物,只有含有诱变引物和引物甲的模板链复制获得的产物才能作为PCR-Ⅱ的引物,C错误;
D、大引物中有定点诱变碱基,且大引物延伸方向由5'-3',扩增一次可得到定点诱变的基因片段。PCR技术每扩增一次,要一对引物,引物乙与大引物结合的模板不同。因此,PCR-Ⅱ选用大引物和引物乙以获得定点诱变的基因片段,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共59分。
19. 油菜种子成熟过程中各种有机物含量的变化情况如图1所示,其中1~4分别表示可溶性糖、淀粉、含氮化合物和脂肪。小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄糖、淀粉的含量和淀粉磷酸化酶(能催化合成淀粉)活性的变化情况如图2所示。回答下列问题:
(1)二糖属于可溶性糖,常见的植物二糖有______(答出2点)。植物脂肪的主要作用是____________。
(2)分析图1可知,油菜种子在成熟过程中,可溶性糖和淀粉的含量变化趋势是______,脂肪的含量逐渐增多至稳定,据此可以得出的结论是______。
(3)小麦种子的储能物质主要是淀粉。分析图2可知,在小麦种子成熟过程中,物质①的含量会______。物质③是______。相同质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量比糖类的多,从元素组成的角度分析,原因是______。
(4)在植物的生长阶段,促进种子萌发和开花的植物激素主要是______。促进果实衰老和脱落的植物激素主要是______。
【答案】(1) ①. 麦芽糖、蔗糖 ②. 储存能量(或作为储能物质)
(2) ①. 逐渐减少至稳定 ②. 油菜种子成熟过程中,糖类大量转化为脂肪
(3) ①. 逐渐减少至稳定(或逐渐减少) ②. 淀粉磷酸化酶 ③. 与糖类相比,脂肪分子中氧含量低、氢含量高
(4) ①. 赤霉素 ②. 脱落酸
【解析】
【分析】1、由题干可知1表示可溶性糖、2表示淀粉、3表示含氮化合物、4表示脂肪。结合曲线图一分析,油菜种子在成熟过程中,各种有机物的含量在不断变化(其中1和2减少,4上升),而含氮化合物3的含量基本不变,进而可推测种子中可溶性糖和淀粉在不断转化为脂肪。
2、图2表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄糖、淀粉的含量和淀粉磷酸化酶(催化淀粉的生物合成)活性的变化。除蛋白质外,物质①减少,物质②增加,结合葡萄糖在淀粉磷酸化酶催化下可合成淀粉的知识可知,物质①②③分别代表葡萄糖、淀粉和淀粉磷酸化酶。
【小问1详解】
二糖属于可溶性糖,常见的植物二糖有麦芽糖、蔗糖;植物脂肪的主要作用是储存能量(或作为储能物质)。
【小问2详解】
分析图1可知,油菜种子在成熟过程中,可溶性糖和淀粉的含量变化趋势是逐渐减少至稳定,脂肪的含量逐渐增多至稳定;据此可以得出的结论是:油菜种子成熟过程中,糖类大量转化为脂肪。
【小问3详解】
分析图2可知,在小麦种子成熟过程中,物质①的含量会逐渐减少至稳定(或逐渐减少),物质②增加,结合葡萄糖在淀粉磷酸化酶催化下可合成淀粉的知识可知,物质①②③分别代表葡萄糖、淀粉和淀粉磷酸化酶;相同质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量比糖类的多,从元素组成的角度分析,原因是与糖类相比,脂肪分子中氧含量低、氢含量高,氧化分解时消耗的氧气更多。
【小问4详解】
在植物的生长阶段,促进种子萌发和开花的植物激素主要是赤霉素(促进营养生长,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发);促进果实衰老和脱落的植物激素主要是脱落酸(抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力)。
20. 某高等生物的细胞的部分亚显微结构如图1所示,该细胞部分细胞器的物质组成如图2所示。回答下列问题:
(1)图1所示的细胞可能是高等______(填“植物”或“动物”)的细胞,判断依据是______(答出2点)。
(2)图1所示的细胞中,含有核酸结构的是(有)______(填序号),在结构上能直接相联系的是______、______(填序号)。
(3)图1中,结构②是细胞核,请阐述其功能:______。细胞中各种生物膜功能不同,主要原因是______。
(4)图2中的a、b代表的细胞器分别是______和______(填名称)。研究表明硒对线粒体膜有稳定作用,当人体缺硒时,下列细胞中受损最严重的是______。
A.心肌细胞 B.皮肤表皮细胞 C.成熟的红细胞 D.脂肪细胞
【答案】(1) ①. 动物 ②. 没有细胞壁、叶绿体及液泡,有中心体
(2) ①. ①②④⑧ ②. ②③ ③. ③⑤
(3) ①. 细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心 ②. 各种生物膜上所含蛋白质的种类有差异
(4) ① 核糖体 ②. 线粒体 ③. A
【解析】
【分析】细胞器的分类:
①具有双层膜结构的细胞器有:叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。
②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。
③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。
【小问1详解】
据图1可知,①为线粒体,②为细胞核,③为内质网,④为核糖体,⑤为细胞膜,⑥为中心体,⑦为高尔基体,⑧为细胞质。图1所示细胞中无叶绿体、细胞壁及液泡,有中心体,为高等动物细胞。
【小问2详解】
线粒体、细胞核、核糖体、细胞质中均含有核酸,故图1所示的细胞中,含有核酸结构的是①②④⑧。细胞核与内质网直接相联系,核糖体附着在内质网上,内质网与细胞膜相联系。故在结构上能直接相联系的是②③和③⑤
【小问3详解】
各种生物膜的功能不同主要取决于生物膜上蛋白质的种类不同。
【小问4详解】
a代表的细胞器含有蛋白质和核酸,无膜结构,为核糖体;b代表的细胞器有蛋白质和核酸,且有膜结构,为线粒体;心肌细胞消耗的能量多,线粒体数量多,缺硒时受损会最严重,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
21. 海洋红冬胞酵母是抗逆性很强的一种单细胞真菌,其分泌的蛋白质CAZymes能抑制病原微生物在果蔬伤口处的繁殖,保持果蔬的健康状态。CAZymes的合成及分泌过程如图1所示,其中甲~丁表示不同的细胞器。回答下列问题:
(1)物质X是CAZymes的单体,物质X一般都含有的元素是______。要研究酵母菌细胞内CAZymes的合成和分泌途径,常采用的方法是______。
(2)酵母菌细胞利用物质X合成CAZymes的过程中,甲中发生的变化是______,乙和丙能通过______在结构上相联系。丙的作用主要是______。
(3)研究发现,CAZymes合成与分泌的过程中S蛋白参与囊泡运输。科研人员筛选获得S蛋白结构异常的酵母菌,CAZymes在酵母菌细胞内合成和分泌的途径如图2和图3所示。
根据以上信息推测,CAZymes合成与分泌的过程中,S蛋白的作用是______。若在培养液中加入细胞呼吸抑制剂,S蛋白结构正常的酵母菌也会出现图3所示的结果,原因是______。
(4)组氨酸突变型酵母菌不能在缺乏组氨酸的培养基上正常生长,某小组获得了该突变酵母菌。请设计实验来验证该小组获得的是组氨酸突变型酵母菌:__________________。
【答案】(1) ①. C、H、O、N ②. 同位素标记法
(2) ①. 氨基酸脱水缩合形成肽链 ②. 囊泡 ③. 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装并进行发送
(3) ①. 使分泌蛋白通过囊泡由内质网向高尔基体运输 ②. 加入细胞呼吸抑制剂,细胞呼吸减弱,提供能量减少,影响内质网形成囊泡运到高尔基体
(4)将获得的酵母菌放置在不含有组氨酸的培养基(其他利于正常生长的成分均含有)上培养一段时间,发现无菌落生长,再添加适量的组氨酸培养一段时间后,培养基中存在该酵母菌菌落
【解析】
【分析】图1:甲~丁分别表示核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
由图2、3可知,S蛋白功能正常的酵母菌的内质网能形成囊泡,以运输分泌蛋白,S蛋白功能异常的酵母菌的内质网不能形成囊泡,合成的蛋白质积累在内质网中。
【小问1详解】
图示为分泌蛋白合成和分泌的过程,图中的物质X是蛋白质的基本单位—氨基酸,故物质X一般都含有的元素是C、H、O、N。利用同位素标记法,标记氨基酸,追踪放射性物质的去向,可研究分泌蛋白合成和分泌的途径。
【小问2详解】
酵母菌细胞利用物质X合成CAZymes过程中,甲中发生的变化是氨基酸脱水缩合形成肽链,乙(内质网)和丙(高尔基体)能通过囊泡在结构上相联系。丙(高尔基体)的作用主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装并进行发送。
【小问3详解】
根据图示信息,S蛋白功能异常的酵母菌没有分泌小泡,故推测S蛋白使分泌蛋白通过囊泡由内质网向高尔基体运输,若失去功能,则内质网不能形成囊泡运到高尔基体,而高尔基体不能接受来自内质网初步加工的蛋白质,也就不能形成囊泡运往细胞膜。若在培养液中加入细胞呼吸抑制剂,S蛋白结构正常的酵母菌也会出现图3所示的结果,原因是加入细胞呼吸抑制剂,细胞呼吸减弱,提供能量减少,影响内质网形成囊泡运到高尔基体。
【小问4详解】
组氨酸突变型酵母菌不能在缺乏组氨酸的培养基上正常生长,某小组获得了该突变酵母菌,因此实验的变量时组氨酸的有无,验证获得的是组氨酸突变型酵母菌的实验设计为:将获得的酵母菌放置在不含有组氨酸的培养基(其他利于正常生长的成分均含有)上培养一段时间,发现无菌落生长,再添加适量的组氨酸培养一段时间后,培养基中存在该酵母菌菌落。
22. 为研究组蛋白去乙酰化酶8(HDAC8)基因的功能,研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建HDAC8基因缺失的突变体斑马鱼。CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理如图1所示。回答下列问题:
(1)sgRNA是向导RNA,可引导限制酶切割靶基因特定的碱基序列。分析图1可知,敲除HDAC8基因前,要根据______的原理设计合成sgRNA,sgRNA和Cas9蛋白的复合物与HDAC8基因的靶点结合并进行切割。
(2)表达sgRNA和Cas9蛋白的重组质粒通过______方法导入斑马鱼的受精卵中,经过______(填生物工程技术名称)获得HDAC8基因缺失的突变体斑马鱼。检测两种斑马鱼的HDAC8蛋白,结果如图2所示。经过CRISPR/Cas9编辑后,HDAC8基因可能发生了碱基的______,导致mRNA上的______,产生了异常的HDAC8蛋白。若要检测受体是否翻译出了异常HDAC8蛋白,则常利用的技术是______。
(3)培育HDAC8基因缺失的斑马鱼纯合突变体,比较野生型和纯合突变体在捕食性天敌存在条件下的相关活动指标,结果如图3所示。推测HDAC8基因有利于______,进而有利于生存。
【答案】(1)碱基互补配对
(2) ①. 显微注射 ②. 动物细胞培养 ③. 缺失 ④. 终止密码子提前 ⑤. 抗原-抗体检测
(3)提高斑马鱼的活动性、游动速度、运动能力(距离),从而有利于斑马鱼躲避天敌
【解析】
【分析】图为CRISPER/Cas9基因编辑的工作原理,CRISPER/Cas9基因编辑系统中sgRNA的碱基序列可以人为任意设计,当其与靶DNA上某序列发生局部互补结合时,Cas9蛋白就可以像“剪刀”一样切断此处的DNA序列。
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】
分析图1可知,敲除HDAC8基因前,要根据碱基互补配对的原理设计合成sgRNA,sgRNA和Cas9蛋白的复合物与HDAC8基因的靶点结合并进行切割。
【小问2详解】
将目的基因导入动物受精卵的方法为显微注射法,故表达sgRNA和Cas9蛋白的重组质粒通过显微注射方法导入斑马鱼的受精卵中,经过动物细胞培养获得HDAC8基因缺失的突变体斑马鱼。结合图2可知:与野生型相比,敲除HDAC8基因后蛋白肽链的长度变短,故经过CRISPR/Cas9编辑后,HDAC8基因可能发生了碱基的缺失,导致mRNA上的终止密码子提前,产生了异常的HDAC8蛋白。若要检测受体是否翻译出了异常HDAC8蛋白,则常利用的技术是抗原抗体检测。
【小问3详解】
结合图3,与突变型斑马鱼相比,野生型斑马鱼平均速度、活动性、运动总距离均显著提升,故培育HDAC8基因缺失的斑马鱼纯合突变体,比较野生型和纯合突变体在捕食性天敌存在条件下的相关活动指标,结果如图3所示。推测HDAC8基因有利于提高斑马鱼的活动性、游动速度、运动能力(距离),从而有利于斑马鱼躲避天敌,进而有利于生存。
23. 脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁的一种特有成分,能诱发炎症反应。CD14蛋白是LPS的受体,能识别并结合LPS,在LPS性炎症反应、内毒素休克等病理反应中起重要作用。为制备抗CD14蛋白的单克隆抗体,研究人员通过基因工程构建了含有CD14蛋白基因的重组表达载体,如图1所示。制备抗CD14蛋白的单克隆抗体的过程如图2所示。回答下列问题:
(1)限制酶XhⅠ和SalⅠ切割DNA产生的黏性末端______(填“相同”或“不相同”),用这两种酶处理CD14蛋白基因和载体后,再用______酶进行拼接。
(2)CD14蛋白基因插入载体时,会形成正向连接和反向连接的两种重组载体。用XhⅠ和SalⅠ进行酶切,对CD14蛋白基因插入后的连接方向进行鉴定。若重组载体能被再次切开,则说明CD14正向接入载体。若重组DNA不能被再次切开,则说明CD14反向接入载体。判断的理由是______。
(3)从培养液中收集CD14蛋白并对小鼠进行免疫接种。图2中,过程②用灭活的病毒处理,其目的是______。
(4)图2中,过程⑥是从小鼠的______中提取抗CD14蛋白的单克隆抗体,这些抗体可减轻革兰氏阴性细菌入侵导致的炎症反应,其原理是______
【答案】(1) ①. 相同 ②. DNA连接
(2)正向连接的重组质粒有这两种酶的识别序列,反向连接的重组质粒没有这两种酶的识别序列和切割位点
(3)诱导B淋巴细胞和SP2/0细胞融合,产生杂交瘤细胞
(4) ①. 腹水(或腹腔) ②. 抗体与CD14蛋白结合后可阻止其与LPS结合,从而减轻LPS诱发的炎症反应
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
XhI和SalI切割DNA产生的黏性末端均为TCGA,即限制酶XhⅠ和SalⅠ切割DNA产生的黏性末端相同,连接基因和载体使用DNA连接酶。
【小问2详解】
因为正向连接的重组质粒有这两种酶的识别序列和切割位点,反向连接的重组质粒没有这两种酶的识别序列和切割位点,故若重组载体能被再次切开,则说明CD14正向接入载体。若重组DNA不能被再次切开,则说明CD14反向接入载体。
【小问3详解】
灭活的病毒能够诱导两个动物细胞融合,即诱导B淋巴细胞和SP2/0细胞融合,产生杂交瘤细胞。
【小问4详解】
过程⑥是从小鼠腹水中获取单克隆抗体。单克隆抗体与CD14蛋白结合后,可阻止LPS与CD14蛋白结合,从而减轻LPS诱发的炎症反应。样本
①
②
③
④
⑤
⑥
吸光值
0.616
0.606
0.595
0.583
0.571
0.564
葡萄糖含量//(mg·mL⁻¹)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
05
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