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重庆市“名校方案联盟”2024-2025学年高三上学期10月大联考生物试题（解析版）
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这是一份重庆市“名校方案联盟”2024-2025学年高三上学期10月大联考生物试题（解析版），共25页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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。
一、选择题：本题共15小题，每小题3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. 下图表示细胞中的有机化合物糖类和脂质。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图中②包括胆固醇、维生素D和性激素等
B. 在动物细胞中①可以是糖原和淀粉
C. 磷脂既是构成动物质膜的重要成分，也参与血液中脂质的运输
D. ②的组成元素和糖类不同
【答案】A
【解析】
【分析】1、糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖。2、脂质可以分为脂肪（储能物质，减压缓冲，保温作用）、磷脂（构成生物膜的主要成分）、固醇类物质包括胆固醇（动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输）、性激素（促进性器官的发育和生殖细胞的产生）和维生素D（促进小肠对钙磷的吸收）。
A、图中②是固醇，包括胆固醇、维生素D和性激素等，A正确；
B、①是多糖，在动物细胞中①可以是糖原，但不是淀粉，淀粉是植物细胞的储能物质，B错误；
C、胆固醇既是细胞膜的重要成分，又参与血液中脂质的运输，磷脂是生物膜的主要组成成分，C错误；
D、图中②是固醇，糖类和固醇的元素组成相同，都是C、H、O，D错误。
故选A。
2. 在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的信号肽借助内质网上的SRP受体和SRP结合，将核糖体-新生肽引导至内质网继续蛋白质的合成。当错误折叠蛋白在内质网聚集时，磷酸化激酶催化PERK发生磷酸化，抑制多肽链进入内质网，同时会引起细胞内BiP的含量升高，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网。下列说法错误的是（）
A. 与分泌蛋白加工及分泌有关的膜结构属于生物膜系统
B. SRP受体合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会在内质网腔中聚集
C. 当BiP的含量增加后，内质网可产生包裹蛋白质的囊泡
D. 提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意：错误折叠的蛋白质在内质网聚集时，磷酸化激酶催化PERK发生磷酸化，抑制多肽链进入内质网，同时提高BiP的表达量，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网，这属于反馈调节，以保证合成蛋白质的正确率。
A、与分泌蛋白加工及分泌有关的结构有：内质网、高尔基体、囊泡、线粒体和细胞膜，这些都属于生物膜系统，A正确；
B、在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的信号肽借助内质网上的SRP受体和SRP结合，将核糖体-新生肽引导至内质网继续蛋白质的合成。SRP受体合成缺陷的细胞中，蛋白质无法进入内质网中，B错误；
C、提高BiP的表达量，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网，蛋白质被运出内质网需要形成包裹蛋白质的囊泡，C正确；
D、当错误折叠蛋白在内质网聚集时，磷酸化激酶催化PERK发生磷酸化，抑制多肽链进入内质网，同时提高BiP的表达量，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网。因此，提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常，D正确。
故选B。
3. 为提高白酒的品质，制酒过程中常加入淀粉酶以加快发酵进度，但由于发酵过程中温度过高，普通淀粉酶常出现失活的现象，影响发酵进度，所以耐高温的淀粉酶成为制酒工业中急需的原料之一。为探究耐高温淀粉酶的性质，研究小组进行了如表所示实验，如图为测得的酶活性。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 为保证实验的准确性，需要保证溶液的pH、反应时间等无关变量相同且适宜
B. 进行实验时不能将各组酶与淀粉先混合再在相应温度下保温
C. 图中90℃时酶活性较高，但为探究该淀粉酶的最适温度还需要增加实验组
D. 若想要探究pH对酶活性的影响，可以利用上述实验材料设计实验进行探究
【答案】D
【解析】
【分析】生物实验遵循的一般原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等。分析表格：不同高温属于实验的自变量，酶活性属于实验的因变量，除此之外的变量属于无关变量，无关变量保持相同且适宜。
A、在实验设计中，为了保证实验结果的准确性和可靠性，需要控制除自变量以外的所有其他变量（即无关变量）保持相同且适宜。这样可以确保实验结果的差异仅由自变量（本实验中的温度）引起，A正确；
B、在实验过程中，如果先将各组酶与淀粉混合再在相应温度下保温，那么混合瞬间产生的温度变化可能会对酶的活性产生影响，从而干扰实验结果的准确性。为了避免这种情况，应该先将酶和底物（淀粉）分别在各自设定的温度下保温一段时间，使它们各自达到温度平衡后，再进行混合反应，B正确；
C、虽然图中显示90℃时酶活性较高，但为了确定该酶的最适温度，还需要在90℃周围设置更多的温度梯度进行实验，以观察酶活性的变化趋势。仅通过一次实验无法准确判断最适温度，C正确；
D、淀粉在酸性条件下会分解，若想要探究pH对酶活性的影响，不能利用淀粉作为实验材料来设计实验进行探究，D错误。
故选D。
4. 一个肿瘤中常有两种癌细胞，一种是以糖酵解为主要产能方式，另一种是以线粒体氧化为主要产能方式。研究发现多种癌细胞高表达MCT1、MCT4载体，连接两种癌细胞，形成协同代谢，促进肿瘤的发生与发展，如下图。相关叙述错误的是（）
A. 糖酵解、TCA循环过程都能产生ATP和［H］
B. 理论上A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型
C. 三羧酸循环消耗O2量等于产生CO2量
D. MCT1、MCT4共转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡
【答案】C
【解析】
【分析】1、无氧呼吸的二阶段：第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中丙酮酸重新生成乳酸，一般植物细胞内生成酒精和二氧化碳。
2、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，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
A、如图糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，产生ATP和[H]，TCA循环是呼吸的第二阶段也能产生ATP和[H]，A正确；
B、A型癌细胞只通过糖酵解释放少量能量，B型癌细胞能进行TCA循环产生更多能量，则为了正常的生命活动，A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型，B正确；
C、三羧酸循环过程不消耗O2，C错误；
D、MCT1、MCT4共转运将乳酸和H+运出细胞，防止细胞内pH过低，所以通过转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡，D正确。
故选C。
5. 南京农业大学熊波课题组揭示了哺乳动物卵母细胞减数分裂的新机制，原理如图所示。Srrin为染色体黏合素稳定因子；CyclinB2为细胞周期蛋白，能驱动G2期（DNA合成完成期）向M期（分裂期）转换和调控纺锤体的组装；APC°dh1为E3泛素连接酶（注：图中“→”表示促进，“”表示抑制）。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 哺乳动物卵母细胞的减数分裂过程通常是不连续的
B. 在减数分裂Ⅰ的前期中心体发出星射线形成纺锤体
C. CyclinB2在G2期前合成，Srrin可阻止CyclinB2泛素化
D. CyclinB2泛素化使纺锤体形态异常，导致着丝粒不能分裂
【答案】D
【解析】
【分析】1、卵子的减数第一次分裂是雌性动物排卵前后完成的，卵子排到输卵管中继续完成减数第二次分裂；当进行到减数第二次分裂中期时发生受精作用，然后在受精作用过程中完成减数第二次分裂。
2、排卵是指卵子从卵泡中排出，排出卵是未成熟的初级卵母细胞或次级卵母细胞，成熟的卵子在受精作用时才形成。
A、卵子的减数第一次分裂是雌性动物排卵前后完成的，卵子排到输卵管中继续进行减数第二次分裂；但是只能进行到减数第二次分裂中期，然后在受精作用过程中才能完成减数第二次分裂，A正确；
B、哺乳动物在减数分裂前的间期进行中心体的复制，在减数分裂Ⅰ的前期两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体，B正确；
C、根据题意，CyclinB2为细胞周期蛋白，能驱动G2期（DNA合成完成期）向M期（分裂期）转换和调控纺锤体的组装，因此CyclinB2在G2期前合成，根据图示可知，Srrin缺失的卵母细胞CyclinB2发生泛素化，而正常卵母细胞没有出现CyclinB2泛素化，因此Srrin可阻止CyclinB2泛素化，C正确；
D、识图分析可知，CyclinB2泛素化使纺锤体形态异常，将会移向染色体向细胞两极移动，但是不会影响着丝粒的分裂，D错误。
故选D。
6. 半同卵双胞胎是指由一个卵子和两个精子融合受精卵发育而来的双生现象或方式。这种双生方式相当罕见，在形成过程中，一个卵子（核基因用M表示，染色体正常）与两个精子（核基因分别用P1，和P2表示，染色体正常）受精，进而发育成一个能够存活的胚胎，然后这个胚胎分裂为双生儿。如图表示“三倍体”受精卵经“特殊分裂”形成“二倍体”细胞，最终形成半同卵双胞胎的示意图。下列叙述正确的是（）
A. 图中精子1和精子2有可能来自同一个次级精母细胞
B. 两个精子可能同时触及卵细胞膜，进而形成三倍体受精卵
C. 父方和母方各提供了一半DNA组成半同卵双胞胎的DNA分子
D. 一个精原细胞完成减数分裂，即可得到两两相同的精子
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知，两个精子与卵细胞结合会形成三倍体，个体细胞会继续分裂，形成MP1、MP2和P1P2的二倍体细胞，全父系细胞的P1P2在发育过程中生长停滞死亡。图中最后形成的双胞胎性别不同，说明两个精子的性染色体不同。
A、图示半同卵双胞胎中一个是男性，一个是女性，说明图中精子1和精子2所含性染色体不同，因此图中精子1和精子2不可能来自同一个次级精母细胞，A错误；
B、当精子头部触及卵细胞膜时，会启动透明带反应，阻止其他精子向卵细胞游动，可见，当两个精子同时触及卵细胞膜时，有可能形成三倍体受精卵，B正确；
C、半同卵双胞胎的核DNA分子都是父方和母方各提供一半，但质DNA分子几乎全部来自母方，C错误；
D、一个精原细胞完成减数分裂，可形成4个精细胞，然后通过变形才能形成精子，D错误。
故选B。
7. 研究人员发现番茄的鼠耳形叶形突变体N，连续多年观察该突变能够稳定遗传，并对突变体N和正常叶形植株M的相关基因进行了分析，结果如图。下列叙述正确的是（）
A. 突变体N中 T-L基因来源于基因突变
B. 突变体N鼠耳形叶片可能与T-L基因的表达有关
C. 利用PCR 检测 T-L 基因，最优的引物组合为F2、R1
D. 若将M 与N 植株杂交，子代中 T-L基因与L基因可发生自由组合
【答案】B
【解析】
【分析】基因突变是基因碱基序列的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因 突变的特点是低频性、普遍性、随机性、不定向性等。
A、突变体N中基因L内部并未发生碱基对改变，不属于基因突变，A错误；
B、突变体N鼠耳形叶片的形成可能与T-L基因能表达有关，B正确；
C、利用PCR检测T-L基因可选择引物F2、R2，C错误；
D、若将M与N植株杂交，子代中T-L基因与L基因可发生分离，D错误。
故选B。
8. 可从染色体的一个位点转移到另一位点的核酸序列称为转座子，果蝇的P转座子可引起子代败育。已知细胞质中的p+基因编码的转座抑制蛋白可抑制P转座子进行转座，果蝇的P品系含P转座子，M品系不含P转座子。用M品系和P品系进行杂交，其子代表现如下表。下列分析错误的是（ ）
A. ♀Mx♂M的子代正常与转座抑制蛋白无关
B. p基因与P转座子相互作用，使P品系具有繁殖能力
C. ♀Mx♂P的子代败育，原因是精子不含p+基因
D. ♀Px♂M的子代含有P转座子和p+基因
【答案】C
【解析】
【分析】P因子转座引起染色体断裂和重排，从可遗传变异的类型分析，属于染色体变异中的染色体结构变异。
A、♀M×♂M 的子代正常，因为 M 品系不含 P 转座子，所以与转座抑制蛋白无关，A正确；
B、P 品系含 P 转座子，细胞质中的 p+基因编码的转座抑制蛋白可抑制 P 转座子进行转座，从而使 P 品系具有繁殖能力，B正确;
C、♀M×♂P 的子代败育，原因是卵细胞不含 p+基因，而不是精子不含 p+基因，C错误；
D、♀P×♂M子代含有来自母本 P 品系的 P 转座子和细胞质中的 p+基因，D正确。
故选C。
9. 根据涉及基因的不同，白化病分为不同类型。两类白化病（OCA）的情况如下表。
两类患者的白化表现型不易区分。下图是某OCA患者家庭的遗传系谱图。不考虑基因突变，下列叙述错误的是（）
A. Ⅱ-5的致病基因分别来自I-1和I-2
B. 可确定1-4含有不同OCA类型的致病基因
C. Ⅲ-8形成的精子中，不携带致病基因的精子约占25%
D. 了解Ⅲ-9的家庭成员OCA表现情况，有利于分析IV-10患上OCA的概率
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意可知，白化病分为2种类型，且据图可知，第I代均正常，II代出现患病个体，可判断为隐性遗传病，又由于致病基因位于常染色体，且II-5和II-6生出正常的子代，可推知该病可能由2对等位基因控制，分别用A（a）、B（b）表示的话，A-B-的个体表现正常，aa或bb的个体患病，据此分析作答。
A、结合分析可知，II-5患病，设其基因型为aaBB，则I-1和I-2基因型可能均为AaBB，即Ⅱ-5的致病基因分别来自I-1和I-2，A正确；
B、图示I-3和I-4正常，其女儿II-6患病，女儿基因型为AAbb，则I-3和I-4基因型可能均为AABb，也可能I-3和I-4基因型均为AaBb，不能确定1-4是否含有不同OCA类型的致病基因，B错误；
C、由于II--5基因型为aaBB，II-6基因型为AAbb，则III-8基因型为AaBb，其产生的精子为AB、Ab、aB、ab，不携带致病基因的精子AB约占25%，C正确；
D、由于该病属于遗传病，了解Ⅲ-9的家庭成员OCA表现情况（遗传咨询），有利于分析IV-10患上OCA的概率，D正确。
故选B。
10. 控制色觉的基因位于X染色体上，正常色觉基因B对色弱基因B-、色盲基因b为显性，色弱基因B-对色盲基因b为显性。下图左为某家族系谱图，右为同种限制酶处理第二代成员色觉基因的结果，序号①～⑤表示电泳条带。下列叙述不正确的是（）
A. 条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因
B. 正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点
C. Ⅰ-1对应的电泳条带应是②③④⑤
D. Ⅱ-3与正常人结婚，子代表现为色弱的概率是1/4
【答案】D
【解析】
【分析】遗传系谱图的分析方法：首先确定是细胞核遗传还是细胞质遗传。其次确定是否为伴Y遗传。若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则最可能为伴Y遗传。若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传。再次确定是常染色体遗传还是伴X遗传。首先确定是显性遗传还是隐性遗传。①“无中生有”是隐性遗传病。②“有中生无”是显性遗传病。已确定是隐性遗传，若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X隐性遗传。否则一定为常染色体隐性遗传。已确定是显性遗传，若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X显性遗传。否则一定为常染色体显性遗传。
A、由家系图可知，Ⅱ-2是色弱男性，Ⅱ-4是色盲男性，前者的基因型是XB-Y，后者的基因型是XbY，前者含有的色弱基因电泳后产生条带②③，后者的色盲基因电泳后产生条带②④⑤，这表明条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因，A正确；
B、Ⅱ-1和Ⅱ-3色觉正常，含B基因，对比两者电泳结果可知①对应条带代表B基因，说明正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点，B正确；
C、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知道Ⅰ-1的基因型是XB-Xb，因此她的基因电泳结果出现的条带是②③④⑤，C正确；
D、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知道Ⅰ-1的基因型是XB-Xb，Ⅰ-2是正常男性，其基因型是XBY，因此Ⅱ-1和Ⅱ-3的基因型可能是XBXB-或XBXb，再看电泳条带，发现他们的电泳结果是不同的：Ⅱ-1含色弱基因XB-，Ⅱ-3含色盲基因Xb，因此Ⅱ-1和Ⅱ-3的基因型分别是XBXB-、XBXb，Ⅱ-3与正常人（XBY）结婚，后代不会出现色弱个体，但会出现1/4的概率是色盲患者，D错误。
故选D。
11. 线粒体置换技术是一种预防人类线粒体遗传病的技术手段。极体中主要内容物为排出的核基因组，所含线粒体数量较少，因此可以将其作为良好的核供体用于线粒体置换，其过程如下图所示。下列说法正确的是（）
A. 图中获取的极体1为第一极体，极体2为第二极体
B. 图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，为受精提供能量
C. 该过程也可直接用患者的体细胞作为核供体
D. 图中极体2的遗传物质来自于供卵卵母细胞
【答案】A
【解析】
【分析】图示是体外受精技术培育试管动物的大致流程，体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、受精作用。
A、依据图示，极体1是由卵原细胞经过减数第一次分裂产生的，因此是第一极体；由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故极体2是第一极体经过减数第二次分裂产生，因此为第二极体，A正确；
B、图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，这里的“获能”是指具备受精的能力，而并不直接为受精作用提供能量，B错误；
C、据图，该过程中是利用极体作为核供体，因为极体中的线粒体数量少，适合进行线粒体置换，若直接使用患者的体细胞作为核供体可能会引入有问题的线粒体，C错误；
D、极体是由卵原细胞经过减数分裂产生的，其遗传物质主要来自卵原细胞，由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故图中极体2的遗传物质来自于患者卵母细胞，D错误。
故选A。
12. 一些病毒可通过各种直接或间接的策略操纵宿主细胞的线粒体自噬过程，从而削弱I型干扰素反应、细胞凋亡、炎症小体的活化等先天免疫应答，进而促进其自身复制和持续性感染，机制如图所示。下列相关说法正确的是（）
A. 线粒体膜上识别过程①与过程②的病毒的受体是相同的
B. 线粒体自噬会促进mtDNA释放，从而促进炎症小体激活和I型干扰素产生
C. 内在细胞凋亡的过程会加速病毒的释放，不利于机体对病毒的免疫过程
D. 研究①②过程的发生机制，有利于开发抗感染和预防相关疾病的药物
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析，当病毒侵染机体后，机体通过启动细胞凋亡、I型干扰素反应和炎症小体激活来抑制病毒的复制，但同时一些病毒可通过操纵宿主细胞的线粒体自噬过程，从而削弱I型干扰素反应、细胞凋亡、炎症小体的活化等先天免疫应答，进而促进其自身复制和持续性感染。
A、引起过程①与过程②的病毒与线粒体膜上的受体结合后产生的信号通路不同，所以受体不同的，A错误；
B、线粒体自噬会抑制mtDNA释放，从而抑制炎症小体激活和工型干扰素产生，B错误；
C、内在细胞凋亡的过程会加速病毒的释放，有利于机体对病毒的清除，C错误；
D、①过程有利于抑制病毒的复制，②过程能促进病毒的复制，所以研究①②过程的发生机制，有利于开发抗感染和预防相关疾病的药物，D正确。
故选D。
13. 当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度将Na+排到细胞外。某研究团队拟构建SOS1基因和绿色荧光蛋白基因（GFP）的融合基因转入水稻基因组，以期增强水稻的抗盐能力。下列叙述错误的是（）
A. 水稻通过转运蛋白SOS1以主动运输方式将Na+运输到细胞外
B. 将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcRI
C. 检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增
D. 检测F2和R2的扩增结果能确定水稻是否为SOS1-GFP基因的纯合子
【答案】D
【解析】
【分析】当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度以主动运输的方式将Na+排到细胞外。
A、由题意可知，当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度以主动运输的方式将Na+排到细胞外，A正确；
B、SOS1基因含有BanmHI、SmaI和EcRI，所以将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcRI，B正确；
C、检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增，C正确；
D、F2和R2为绿色荧光蛋白基因（GFP）的引物，无法检测到是否含有SOS1基因，D错误。
故选D。
14. 图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程，其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是（）
A. PCR扩增A时可在引物中加入PstI和XhI的酶切位点
B. 在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌
C. 用农杆菌转化植物愈伤组织选择呈现蓝色的组织进行培养
D. 启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费
【答案】C
【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。
A、PCR扩增A后，为使A能与质粒结合形成重组质粒，需要在A的两侧加入相应的限制酶的酶切位点，即在引物中加入PstI和XhI的酶切位点，A正确；
B、由图可知，卡那霉素抗性基因是标记基因，因此在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌，B正确；
C、由题意可知，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色，不能在农杆菌中表达，C错误；
D、启动子若为除草剂诱导启动子，表达后具有了除草剂的功能，将减少细胞物质和能量浪费，D正确。
故选C。
15. 东南景天中的HMA3基因能编码Cd（镉）转运蛋白，Cd转运蛋白能将土壤中的Cd吸收进体内，现欲将东南景天中的HMA3基因转入栾树，以增强栾树对 Cd的富集能力，从而有效治理Cd污染，科研人员利用下图结构构建重组DNA，图1为HMA3基因所在DNA示意图，图2为质粒结构示意图，下列叙述正确的是（）
A. 欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少2轮获得
B. 用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可得3条条带
C. 构建含HMA3和GFP基因的重组质粒，需在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列
D. 用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒的受体细胞
【答案】C
【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。
（4）目的基因的检测与鉴定。
A、欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少3轮获得，A错误；
B、 用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可能会得到引物带、引物二聚体带、目的扩增产物带和非目的扩增产物带等多条不同的条带，B错误；
C、构建含HMA3和GFP基因的重组质粒时，需要有启动子和终止子序列，又不破坏GFP基因，因此需要在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列，C正确；
D、用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒或不含重组质粒的受体细胞，这两种都有可能，D错误 。
故选C。
二、非选择题：本题共5小题，共 55 分。
16. Piez通道是机械刺激（如压力、重力、流体剪切力等）激活的阳离子（如Ca2+，Na+等）通道，该通道具有碗状结构，广泛存在于各种类型的细胞中。细胞膜上Piez通道的作用机理如图。
（1）Piez通道开放后，Ca2+能通过该通道的原理是_____，影响该过程的因素有_____。
（2）“膜张力模型”认为施加在磷脂双分子层上的力产生膜张力，Piez通道的碗状结构使得它可以对膜张力的变化作出开放的响应，通道开放会使其周边的膜变弯曲，弯曲能放大Piez通道对膜张力变化的敏感性。该模型中膜张力对激活Piez通道的调节是_____（填“正”或“负”）反馈，膜蛋白的存在会_____（填“升高”或“降低”）细胞的膜张力。
（3）红细胞随血液流动时，会遭受流体剪切力和血浆渗透压变化带来的细胞膜张力变化。遗传性干瘪红细胞增多症患者的红细胞形态干瘪，易破裂。研究发现该病是基因突变造成Piez通道功能增强所致。请结合上图回答：
①Piez通道被激活后，进入红细胞的Ca2+可激活_____。从物质跨膜运输的角度分析遗传性干瘪红细胞增多症患者红细胞形态干瘪的原因可能是_____。
②非洲是疟疾横行的地方，疟原虫寄生在红细胞中。请依据上述原理，写出治疗疟疾的思路_____。
【答案】（1） ①. Ca2+与Piez通道大直径和形状相适配，大小和电荷相适宜 ②. 机械刺激、Ca2+浓度、Piez通道蛋白的数量等
（2） ①. 正 ②. 升高
（3） ①. K+通道 ②. Piez通道功能增强激活K+通道，使K+大量外流，红细胞渗透压降低，细胞失水变得干瘪 ③. 增强Piez通道功能或增肌Piez通道蛋白的数量
【解析】
【分析】神经纤维未受到刺激时，K十外流，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正。
【小问1】
Piez通道开放后，Ca2+通过协助扩散通过该通道进入细胞，Ca2+能通过Piez通道是因为Ca2+与该通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜。影响该过程的因素主要有外界的机械刺激，Ca2+浓度和Piez通道蛋白的数量等。
【小问2】
根据题干信息，通道开放会使Piez通道周边的膜变弯曲，弯曲能放大Piez通道对膜张力变化的敏感性，这属于正反馈调节，膜蛋白的存在会升高细胞的膜张力。
【小问3】
①由图可知，Piez通道被激活后，进入红细胞的Ca2+可激活K+通道，进而使K+大量外流，细胞渗透压降低，细胞失水表现出干瘪形态。
②疟原虫寄生在红细胞中，干瘪的红细胞已破裂有助于治疗疟疾，基于此，可通过增强Piez通道功能或增加Piez通道蛋白的数量，使生活在非洲地区的人们红细胞形态干瘪。
17. 植物细胞呼吸作用，有机物分解过程中产生的电子可以经如图1所示的复合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ完成传递，最终传给O2（该途径称为细胞色素途径）。电子传递过程中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都可以跨膜转运H+，推动形成跨线粒体内膜的H+浓度梯度，H+回流时推动ATP合成。电子还可以经AOX蛋白直接传给O2，H+可以通过UCP蛋白流回到线粒体基质，两种方式都会减少ATP合成，能量更多地以热能形式释放。莲开花时，需要提高花器官温度以支持传粉受精，其生热部位主要在花托。某科研团队提取荷花花托和内侧花瓣中的蛋白质，检测AOX和UCP的表达量，结果如图2所示。
回答下列问题：
（1）利用葡萄糖进行有氧呼吸的化学反应式为______。
（2）图1显示的是有氧呼吸的第______阶段，这个阶段的主要物质变化是有机物中的电子经过图中的______和蛋白复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的作用，传递给O2生成______。细胞色素途径中H+经图中的______运回线粒体基质，推动ATP的合成。
（3）氰化物是复合体Ⅳ的专一性抑制剂。在荷花开花生热期，使用氰化物处理生热组织，发现该组织产热过程并未受到显著影响，推测可能存在其他途径将能量直接以热能形式释放，根据图1解释其原因是______。
（4）由图2可知，荷花生热期______含量显著增加，若要证明该蛋白途径和细胞色素途径哪种方式是荷花开花生热期间电子传递的主要方式，应______进行进一步实验。
【答案】（1）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
（2） ①. 三 ②. AOX ③. H2O ④. ATP合成酶
（3）AOX蛋白可将电子直接传递给O2
（4） ①. AOX ②. 测定不同途径耗氧量
【解析】
【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上，有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多，合成的ATP数量最多。
【小问1】
以葡萄糖为底物进行有氧呼吸的化学反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
【小问2】
图1所示膜结构能消耗氧气生成水，为线粒体内膜，进行的是有氧呼吸第三阶段，这个阶段的主要物质变化是有机物中的电子经过图中的AOX蛋白和蛋白复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的作用，传递给O2生成H2O。细胞色素途径中H+通过ATP合成酶以协助扩散的方式返回线粒体基质，并驱动ATP生成。
【小问3】
由题干信息可知，电子还可以经AOX蛋白直接传给O2，H+可以通过UCP蛋白流回到线粒体基质，两种方式都会减少ATP合成，能量更多地以热能形式释放。复合体Ⅳ可以将电子传递给O2完成有氧呼吸第三阶段，氰化物是复合体Ⅳ的专一性抑制剂，在荷花开花生热期，使用氰化物处理生热组织，其产热过程并未受到显著影响，说明存在电子经AOX蛋白直接传给O2，完成有氧呼吸第三阶段，将能量以热能形式释放。
【小问4】
莲开花时，需要提高花器官温度以支持传粉受精，其生热部位主要在花托。由图2可知，荷花生热期期AOX蛋白含量显著增加，AOX蛋白途径增加，可使能量更多以热能释放，有助于荷花传粉授精。若要证明AOX蛋白途径和细胞色素途径哪种方式是荷花开花生热期间电子传递的主要方式，应测定不同途径的耗氧量进行进一步实验。
18. 近年来的研究发现，雌性个体中，细胞减数分裂时，基因为了进入卵细胞，会发生“相互竞争”的现象，最终导致的结果是等位基因进入卵细胞的机会不同，因此会影响后代基因库中等位基因的频率。这项研究结果对揭示生物种群的进化原因有很大辅助作用。回答下列问题：
（1）纺锤体是由大量的微管蛋白组成的，在动物细胞中，它的组装与_____有关。
（2）有研究表明，在雌性减数分裂过程中，不同等位基因最终进入卵细胞的概率大小，与其所在染色体的着丝点大小、细胞中纺锤体的结构这两个因素有很强的相关性，具体关系如下图所示：
结合图中信息推测，如果某基因在自然有性生殖种群中频率较高，则该基因所在的染色体着丝点一般_____（较大/较小），这种染色体易与酪氨酸化程度_____（大/小）的纺锤丝结合。
（3）实验证实，上述“纺锤丝不对称修饰”现象与细胞中的CDC42基因有关，若CDC42表达过量，会引起细胞分裂异常，进而引发细胞癌变。由此判断CDC42属于_____（原癌/抑癌）基因。
（4）若控制人类抗维生素D佝偻病的基因，会受到这种“基因竞争”现象影响，导致正常基因进入生殖细胞的概率是致病基因的1.5倍。那么一个抗维生素D佝偻病的轻症患者与一正常人结婚，生育一个表现正常男孩的概率是_____。
（5）若这种“基因竞争”现象发生在雄性减数分裂的过程中，一般就不会对后代基因库中等位基因的频率造成影响，原因是：_____。
【答案】（1）中心体（2） ①. 较大 ②. 小
（3）原癌（4）3/10
（5）一个精原细胞减数分裂形成的4个精子受精机会均等
【解析】
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制。
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂：①前期：染色体散乱的排布与细胞内；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【小问1】
中心体主要由微管蛋白组成，纺锤体是由大量的微管蛋白组成的，在动物细胞中，它的组装与中心体有关。
【小问2】
由图可知，不同等位基因所在染色体的着丝点越大，纺锤丝酪氨酸化程度越小，最终进入卵细胞的概率越大，由此可知，如果某基因在自然有性生殖种群中频率较高，说明该基因进入卵细胞的概率较高，则该基因所在的染色体着丝点一般较大，这种染色体易与酪氨酸化程度小的纺锤丝结合。
【小问3】
原癌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过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质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。若CDC42表达过量，会引起细胞分裂异常，进而引发细胞癌变。由此判断CDC42属于原癌基因。
【小问4】
抗维生素D佝偻病为伴X显性遗传病，假设该病的相关基因用D/d表示，男性若含致病基因，则表现为重症，若不含致病基因，则表现为正常，则一个抗维生素D佝偻病的轻症患者的基因型为XDXd，与一正常人（XdY）结婚，若控制人类抗维生素D佝偻病的基因，会受到这种“基因竞争”现象影响，导致正常基因进入生殖细胞的概率是致病基因的1.5倍，即XDXd产生配子的类型及比例为XD：Xd=2：3，生育一个表现正常男孩（XdY）的概率是3/5×1/2=3/10。
【小问5】
一个精原细胞减数分裂形成的4个精子受精机会均等，因此若这种“基因竞争”现象发生在雄性减数分裂的过程中，一般就不会对后代基因库中等位基因的频率造成影响。
19. 胃癌是中国致死率第二的恶性肿瘤，严重威胁人民健康。科研工作者利用雷公藤的有效成分雷公藤内酯酮（TN）开展实验，寻找治疗胃癌的新方法和研发治疗胃癌的新药物。部分研究结果如表所示，请回答下列问题：
注：G0期指具有分裂能力的细胞暂时脱离细胞周期，进入停止细胞分裂的时期；G1期是刚进入分裂间期的时期。
（1）实验过程中需要大量的胃癌细胞作为实验材料，胃癌细胞的培养需要满足适宜的条件，包括充足的营养物质，____________，适宜的温度、pH、渗透压和气体环境。
（2）胃癌细胞容易从病灶部位转移到其他部位的原因是____________________________________。由题表可知，TN能______（填“促进”或“抑制”）胃癌细胞的转移，推测TN的作用机制是_________________________________。
（3）据题表分析可知，TN通过______抑制癌细胞的增殖。随着TN浓度的增加，其对胃癌细胞的抑制作用增强，在已确定大致的浓度范围的基础上，为进一步确定TN抑制胃癌细胞增殖的最适浓度，请写出你的实验思路：______________________________________。
（4）进一步研究发现，TN通过作用于胃癌细胞膜蛋白Ntch1以抑制胃癌细胞的转移和增殖。TN作为靶向Nrch1蛋白的药物，为治疗胃癌提供了一种新策略，其过程如图所示：
Ntch1蛋白在癌细胞和正常体细胞中都会表达，推测其在胃癌细胞中的表达水平要______（填“高于”或“低于”）正常细胞。结合题图，用简要文字说明TN作为靶向药物抑制胃癌细胞转移和增殖的作用机制：_______________________________________。
【答案】（1）无菌、无毒的环境
（2） ①. 胃癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低 ②. 抑制 ③. 抑制细胞膜上的糖蛋白等物质减少
（3） ①. 增加细胞处于G0到G1期的比例 ②. 在已知的浓度范围内设置更小的TN浓度梯度培养胃癌细胞，检测不同浓度的TN对胃癌细胞的抑制作用，抑制作用不再变化时对应的最低TN浓度为最适浓度
（4） ①. 高于 ②. TN促进激活的Ntch1蛋白降解，降低其在细胞内的含量，从而抑制其与蛋白N和R的结合，抑制相关基因表达，最终抑制癌细胞的迁移和增殖
【解析】
【分析】一般来说，动物细胞培养需要满足以下条件：（1）营养：细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。（2）无菌、无毒的环境在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。（3）温度、pH 和渗透压维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物细胞培养的温度多以（36.5±0.5）℃为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为7.2〜7.4。此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。（4）气体环境动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。 O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的 pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的 CO2培养箱中进行培养。
【小问1】
在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理，以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
【小问2】
胃癌细胞容易在体内扩散和转移是由于癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使细胞之间的黏着性显著降低。随着TN浓度的增加，胃癌细胞发生迁移的数目明显降低，说明TN可抑制胃癌细胞的转移。由于癌细胞的转移和扩散主要与细胞膜上的糖蛋白含量有关，当TN浓度上升时，癌细胞迁移数目降低，所以TN可能是抑制了细胞膜上糖蛋白的减少。
【小问3】
表中，随着TN浓度的增加，细胞处于G0到G1期的比例增加，细胞无法进入G1期开始细胞分裂，从而实现抑制癌细胞的分裂和增殖。探究某试剂的最适浓度往往需要设置预实验以确定大致浓度范围，正式实验再在该浓度范围内设置更小的浓度梯度进一步探究最适宜的浓度大小，检测指标可设置为72h后的细胞数目，当抑制作用不再变化时对应的最低TN浓度为最适浓度。
【小问4】
图中，激活Ntch1可分别与靶蛋白N和靶蛋白R结合，从而激活细胞核中相关基因的表达，以促进细胞的迁移和增殖，癌细胞与正常细胞相比，增殖和迁移能力增强，所以Nthc1蛋白在胃癌细胞中的表达水平高于正常细胞。
20. 巢式聚合酶链式反应（Nested PCR）属于普通PCR的衍生技术，相较于普通PCR，巢式PCR能有效提高产物中目的基因的比例，增加PCR的灵敏度和特异性。巢式PCR通常包括两个连续的扩增反应，每个反应使用不同的一对引物。第一次PCR用一对外引物进行扩增，其产物会被用作第二次PCR的模板，第二次PCR由一对内引物（结合位点位于外引物对结合点的内部）扩增目的基因，过程如下图所示。
（1）巢式PCR反应体系所需的试剂如下，请补齐空白处：
其中 PCR反应缓冲液中Mg2+的作用是______，相比直接使用4种脱氧核苷酸，在反应体系中加入dNTP的优势有______。
（2）与普通PCR相比巢式PCR中设计的引物只是在模板DNA的结合位置有所差异。进行巢式PCR前，根据已知的模板DNA序列，可设计合成内外引物对，引物设计的要求有______（答出两点即可）；同时，为方便扩增产物后续的操作，可在引物的______（填“5＇端”或“3＇端”）添加限制性内切核酸酶位点。
（3）将题（1）中试剂按顺序加入扩增离心管中，按下表参数在PCR仪中进行扩增：
在扩增后对PCR的产物进行电泳鉴定时发现出现较多的非特异性条带，此时可适当______（填“提高”或“降低”）复性温度来减少非特异性条带，原因是______。
（4）巢式PCR可大大提高扩增特异性的原因是______。
【答案】（1） ①. DNA聚合酶 ②. 激活DNA聚合酶 ③. 既可以提供能量，也可以提供原料
（2） ①. 能与DNA母链碱基互补配对；两种引物之间不能构成碱基互补配对；引物的5'端应具有限制酶酶切位点 ②. 5'
（3） ①. 提高 ②. 可以降低非特异性序列与引物之间的杂交效率
（4）巢式PCR通过两轮PCR反应，使用两套引物扩增特异性的DNA片段
【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：DNA复制；
③条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；
④方式：以指数的方式扩增，即约2n；
⑤过程：高温变性、低温复性、中温延伸
【小问1】
依据PCR反应体系的要求，应具有解旋酶（可用高温替代），模板链，4种脱氧核苷酸，DNA聚合酶，引物等，故①应表示耐高温的DNA聚合酶，其中Mg2+的作用为激活耐高温的DNA聚合酶，相比直接使用4种脱氧核苷酸，在反应体系中加入dNTP的优势有在高温条件下会分dNTP水解，高能磷酸键断裂，为化学反应（PCR）的进行提供能量，其水解后的产物（脱氧核苷酸）还可以作用原料。
【小问2】
引物设计的要求是：①能与DNA母链碱基互补配对；②两种引物之间不能构成碱基互补配对；③引物的5'端应该有限制酶酶切位点等。所以，为方便扩增产物后续的操作，可在引物的5'端添加限制酶酶切位点。
【小问3】
若在扩增后对PCR的产物进行电泳鉴定时发现出现较多的非特异性条带，可适当提高复性温度来减少该现象，其原因是复性温度的提高可以降低非特异性序列与引物之间的杂交效率。
【小问4】
巢式PCR通过两轮PCR反应，使用两套引物扩增特异性的DNA片段，第二对引物的功能是特异性的扩增位于首轮PCR产物内的一段DNA片段。第一轮扩增中，外引物用以产生扩增产物，此产物在内引物的存在下进行第二轮扩增，从而提高反应的特异性，也使获得的产物特异性更高。组别处理
1
2
3
4
5
3%可溶性淀粉溶液（mL）
10
10
10
10
10
耐高温淀粉酶溶液（mL）
1
1
1
1
1
温度（℃）
30
50
70
90
100
测定酶的活性
♀
♂
M
P
M
子代正常
子代正常
P
子代败育
子代正常
类型
涉及基因
常染色体
表现
I型
酪氨酸酶基因
11号
缺乏酪氨酸酶而难以合成黑色素
Ⅱ型
P基因
15号
缺乏P蛋白，干扰黑色素的合成
雷公藤内酯酮（TN）的浓度/nM
胃癌细胞株
72h后的细胞数目
细胞周期处于G0到G1期的比例
迁移细胞数
0
85
45%
400
2.5
58
50%
270
5
17
54%
180
10
15
60%
130
20
5
65%
110
PCR反应缓冲液（含有MgCl2）
dNTP混合液（所有四种dNTP，即dATP、dTTP、dCTP、dGTP）
引物：内引物1，内引物2，外引物1，外引物2
模板 DNA
________
H2O
周期数
变性
复性
延伸
1-30
94℃下30s
50℃下30s
72℃下2.5min
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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。
一、选择题：本题共15小题，每小题3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. 下图表示细胞中的有机化合物糖类和脂质。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图中②包括胆固醇、维生素D和性激素等
B. 在动物细胞中①可以是糖原和淀粉
C. 磷脂既是构成动物质膜的重要成分，也参与血液中脂质的运输
D. ②的组成元素和糖类不同
【答案】A
【解析】
【分析】1、糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖。2、脂质可以分为脂肪（储能物质，减压缓冲，保温作用）、磷脂（构成生物膜的主要成分）、固醇类物质包括胆固醇（动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输）、性激素（促进性器官的发育和生殖细胞的产生）和维生素D（促进小肠对钙磷的吸收）。
A、图中②是固醇，包括胆固醇、维生素D和性激素等，A正确；
B、①是多糖，在动物细胞中①可以是糖原，但不是淀粉，淀粉是植物细胞的储能物质，B错误；
C、胆固醇既是细胞膜的重要成分，又参与血液中脂质的运输，磷脂是生物膜的主要组成成分，C错误；
D、图中②是固醇，糖类和固醇的元素组成相同，都是C、H、O，D错误。
故选A。
2. 在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的信号肽借助内质网上的SRP受体和SRP结合，将核糖体-新生肽引导至内质网继续蛋白质的合成。当错误折叠蛋白在内质网聚集时，磷酸化激酶催化PERK发生磷酸化，抑制多肽链进入内质网，同时会引起细胞内BiP的含量升高，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网。下列说法错误的是（）
A. 与分泌蛋白加工及分泌有关的膜结构属于生物膜系统
B. SRP受体合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会在内质网腔中聚集
C. 当BiP的含量增加后，内质网可产生包裹蛋白质的囊泡
D. 提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意：错误折叠的蛋白质在内质网聚集时，磷酸化激酶催化PERK发生磷酸化，抑制多肽链进入内质网，同时提高BiP的表达量，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网，这属于反馈调节，以保证合成蛋白质的正确率。
A、与分泌蛋白加工及分泌有关的结构有：内质网、高尔基体、囊泡、线粒体和细胞膜，这些都属于生物膜系统，A正确；
B、在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的信号肽借助内质网上的SRP受体和SRP结合，将核糖体-新生肽引导至内质网继续蛋白质的合成。SRP受体合成缺陷的细胞中，蛋白质无法进入内质网中，B错误；
C、提高BiP的表达量，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网，蛋白质被运出内质网需要形成包裹蛋白质的囊泡，C正确；
D、当错误折叠蛋白在内质网聚集时，磷酸化激酶催化PERK发生磷酸化，抑制多肽链进入内质网，同时提高BiP的表达量，BiP可以重新正确折叠错误蛋白并运出内质网。因此，提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常，D正确。
故选B。
3. 为提高白酒的品质，制酒过程中常加入淀粉酶以加快发酵进度，但由于发酵过程中温度过高，普通淀粉酶常出现失活的现象，影响发酵进度，所以耐高温的淀粉酶成为制酒工业中急需的原料之一。为探究耐高温淀粉酶的性质，研究小组进行了如表所示实验，如图为测得的酶活性。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 为保证实验的准确性，需要保证溶液的pH、反应时间等无关变量相同且适宜
B. 进行实验时不能将各组酶与淀粉先混合再在相应温度下保温
C. 图中90℃时酶活性较高，但为探究该淀粉酶的最适温度还需要增加实验组
D. 若想要探究pH对酶活性的影响，可以利用上述实验材料设计实验进行探究
【答案】D
【解析】
【分析】生物实验遵循的一般原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等。分析表格：不同高温属于实验的自变量，酶活性属于实验的因变量，除此之外的变量属于无关变量，无关变量保持相同且适宜。
A、在实验设计中，为了保证实验结果的准确性和可靠性，需要控制除自变量以外的所有其他变量（即无关变量）保持相同且适宜。这样可以确保实验结果的差异仅由自变量（本实验中的温度）引起，A正确；
B、在实验过程中，如果先将各组酶与淀粉混合再在相应温度下保温，那么混合瞬间产生的温度变化可能会对酶的活性产生影响，从而干扰实验结果的准确性。为了避免这种情况，应该先将酶和底物（淀粉）分别在各自设定的温度下保温一段时间，使它们各自达到温度平衡后，再进行混合反应，B正确；
C、虽然图中显示90℃时酶活性较高，但为了确定该酶的最适温度，还需要在90℃周围设置更多的温度梯度进行实验，以观察酶活性的变化趋势。仅通过一次实验无法准确判断最适温度，C正确；
D、淀粉在酸性条件下会分解，若想要探究pH对酶活性的影响，不能利用淀粉作为实验材料来设计实验进行探究，D错误。
故选D。
4. 一个肿瘤中常有两种癌细胞，一种是以糖酵解为主要产能方式，另一种是以线粒体氧化为主要产能方式。研究发现多种癌细胞高表达MCT1、MCT4载体，连接两种癌细胞，形成协同代谢，促进肿瘤的发生与发展，如下图。相关叙述错误的是（）
A. 糖酵解、TCA循环过程都能产生ATP和［H］
B. 理论上A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型
C. 三羧酸循环消耗O2量等于产生CO2量
D. MCT1、MCT4共转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡
【答案】C
【解析】
【分析】1、无氧呼吸的二阶段：第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中丙酮酸重新生成乳酸，一般植物细胞内生成酒精和二氧化碳。
2、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，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
A、如图糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，产生ATP和[H]，TCA循环是呼吸的第二阶段也能产生ATP和[H]，A正确；
B、A型癌细胞只通过糖酵解释放少量能量，B型癌细胞能进行TCA循环产生更多能量，则为了正常的生命活动，A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型，B正确；
C、三羧酸循环过程不消耗O2，C错误；
D、MCT1、MCT4共转运将乳酸和H+运出细胞，防止细胞内pH过低，所以通过转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡，D正确。
故选C。
5. 南京农业大学熊波课题组揭示了哺乳动物卵母细胞减数分裂的新机制，原理如图所示。Srrin为染色体黏合素稳定因子；CyclinB2为细胞周期蛋白，能驱动G2期（DNA合成完成期）向M期（分裂期）转换和调控纺锤体的组装；APC°dh1为E3泛素连接酶（注：图中“→”表示促进，“”表示抑制）。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 哺乳动物卵母细胞的减数分裂过程通常是不连续的
B. 在减数分裂Ⅰ的前期中心体发出星射线形成纺锤体
C. CyclinB2在G2期前合成，Srrin可阻止CyclinB2泛素化
D. CyclinB2泛素化使纺锤体形态异常，导致着丝粒不能分裂
【答案】D
【解析】
【分析】1、卵子的减数第一次分裂是雌性动物排卵前后完成的，卵子排到输卵管中继续完成减数第二次分裂；当进行到减数第二次分裂中期时发生受精作用，然后在受精作用过程中完成减数第二次分裂。
2、排卵是指卵子从卵泡中排出，排出卵是未成熟的初级卵母细胞或次级卵母细胞，成熟的卵子在受精作用时才形成。
A、卵子的减数第一次分裂是雌性动物排卵前后完成的，卵子排到输卵管中继续进行减数第二次分裂；但是只能进行到减数第二次分裂中期，然后在受精作用过程中才能完成减数第二次分裂，A正确；
B、哺乳动物在减数分裂前的间期进行中心体的复制，在减数分裂Ⅰ的前期两组中心粒之间发出星射线形成纺锤体，B正确；
C、根据题意，CyclinB2为细胞周期蛋白，能驱动G2期（DNA合成完成期）向M期（分裂期）转换和调控纺锤体的组装，因此CyclinB2在G2期前合成，根据图示可知，Srrin缺失的卵母细胞CyclinB2发生泛素化，而正常卵母细胞没有出现CyclinB2泛素化，因此Srrin可阻止CyclinB2泛素化，C正确；
D、识图分析可知，CyclinB2泛素化使纺锤体形态异常，将会移向染色体向细胞两极移动，但是不会影响着丝粒的分裂，D错误。
故选D。
6. 半同卵双胞胎是指由一个卵子和两个精子融合受精卵发育而来的双生现象或方式。这种双生方式相当罕见，在形成过程中，一个卵子（核基因用M表示，染色体正常）与两个精子（核基因分别用P1，和P2表示，染色体正常）受精，进而发育成一个能够存活的胚胎，然后这个胚胎分裂为双生儿。如图表示“三倍体”受精卵经“特殊分裂”形成“二倍体”细胞，最终形成半同卵双胞胎的示意图。下列叙述正确的是（）
A. 图中精子1和精子2有可能来自同一个次级精母细胞
B. 两个精子可能同时触及卵细胞膜，进而形成三倍体受精卵
C. 父方和母方各提供了一半DNA组成半同卵双胞胎的DNA分子
D. 一个精原细胞完成减数分裂，即可得到两两相同的精子
【答案】B
【解析】
【分析】据图可知，两个精子与卵细胞结合会形成三倍体，个体细胞会继续分裂，形成MP1、MP2和P1P2的二倍体细胞，全父系细胞的P1P2在发育过程中生长停滞死亡。图中最后形成的双胞胎性别不同，说明两个精子的性染色体不同。
A、图示半同卵双胞胎中一个是男性，一个是女性，说明图中精子1和精子2所含性染色体不同，因此图中精子1和精子2不可能来自同一个次级精母细胞，A错误；
B、当精子头部触及卵细胞膜时，会启动透明带反应，阻止其他精子向卵细胞游动，可见，当两个精子同时触及卵细胞膜时，有可能形成三倍体受精卵，B正确；
C、半同卵双胞胎的核DNA分子都是父方和母方各提供一半，但质DNA分子几乎全部来自母方，C错误；
D、一个精原细胞完成减数分裂，可形成4个精细胞，然后通过变形才能形成精子，D错误。
故选B。
7. 研究人员发现番茄的鼠耳形叶形突变体N，连续多年观察该突变能够稳定遗传，并对突变体N和正常叶形植株M的相关基因进行了分析，结果如图。下列叙述正确的是（）
A. 突变体N中 T-L基因来源于基因突变
B. 突变体N鼠耳形叶片可能与T-L基因的表达有关
C. 利用PCR 检测 T-L 基因，最优的引物组合为F2、R1
D. 若将M 与N 植株杂交，子代中 T-L基因与L基因可发生自由组合
【答案】B
【解析】
【分析】基因突变是基因碱基序列的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因 突变的特点是低频性、普遍性、随机性、不定向性等。
A、突变体N中基因L内部并未发生碱基对改变，不属于基因突变，A错误；
B、突变体N鼠耳形叶片的形成可能与T-L基因能表达有关，B正确；
C、利用PCR检测T-L基因可选择引物F2、R2，C错误；
D、若将M与N植株杂交，子代中T-L基因与L基因可发生分离，D错误。
故选B。
8. 可从染色体的一个位点转移到另一位点的核酸序列称为转座子，果蝇的P转座子可引起子代败育。已知细胞质中的p+基因编码的转座抑制蛋白可抑制P转座子进行转座，果蝇的P品系含P转座子，M品系不含P转座子。用M品系和P品系进行杂交，其子代表现如下表。下列分析错误的是（ ）
A. ♀Mx♂M的子代正常与转座抑制蛋白无关
B. p基因与P转座子相互作用，使P品系具有繁殖能力
C. ♀Mx♂P的子代败育，原因是精子不含p+基因
D. ♀Px♂M的子代含有P转座子和p+基因
【答案】C
【解析】
【分析】P因子转座引起染色体断裂和重排，从可遗传变异的类型分析，属于染色体变异中的染色体结构变异。
A、♀M×♂M 的子代正常，因为 M 品系不含 P 转座子，所以与转座抑制蛋白无关，A正确；
B、P 品系含 P 转座子，细胞质中的 p+基因编码的转座抑制蛋白可抑制 P 转座子进行转座，从而使 P 品系具有繁殖能力，B正确;
C、♀M×♂P 的子代败育，原因是卵细胞不含 p+基因，而不是精子不含 p+基因，C错误；
D、♀P×♂M子代含有来自母本 P 品系的 P 转座子和细胞质中的 p+基因，D正确。
故选C。
9. 根据涉及基因的不同，白化病分为不同类型。两类白化病（OCA）的情况如下表。
两类患者的白化表现型不易区分。下图是某OCA患者家庭的遗传系谱图。不考虑基因突变，下列叙述错误的是（）
A. Ⅱ-5的致病基因分别来自I-1和I-2
B. 可确定1-4含有不同OCA类型的致病基因
C. Ⅲ-8形成的精子中，不携带致病基因的精子约占25%
D. 了解Ⅲ-9的家庭成员OCA表现情况，有利于分析IV-10患上OCA的概率
【答案】B
【解析】
【分析】分析题意可知，白化病分为2种类型，且据图可知，第I代均正常，II代出现患病个体，可判断为隐性遗传病，又由于致病基因位于常染色体，且II-5和II-6生出正常的子代，可推知该病可能由2对等位基因控制，分别用A（a）、B（b）表示的话，A-B-的个体表现正常，aa或bb的个体患病，据此分析作答。
A、结合分析可知，II-5患病，设其基因型为aaBB，则I-1和I-2基因型可能均为AaBB，即Ⅱ-5的致病基因分别来自I-1和I-2，A正确；
B、图示I-3和I-4正常，其女儿II-6患病，女儿基因型为AAbb，则I-3和I-4基因型可能均为AABb，也可能I-3和I-4基因型均为AaBb，不能确定1-4是否含有不同OCA类型的致病基因，B错误；
C、由于II--5基因型为aaBB，II-6基因型为AAbb，则III-8基因型为AaBb，其产生的精子为AB、Ab、aB、ab，不携带致病基因的精子AB约占25%，C正确；
D、由于该病属于遗传病，了解Ⅲ-9的家庭成员OCA表现情况（遗传咨询），有利于分析IV-10患上OCA的概率，D正确。
故选B。
10. 控制色觉的基因位于X染色体上，正常色觉基因B对色弱基因B-、色盲基因b为显性，色弱基因B-对色盲基因b为显性。下图左为某家族系谱图，右为同种限制酶处理第二代成员色觉基因的结果，序号①～⑤表示电泳条带。下列叙述不正确的是（）
A. 条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因
B. 正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点
C. Ⅰ-1对应的电泳条带应是②③④⑤
D. Ⅱ-3与正常人结婚，子代表现为色弱的概率是1/4
【答案】D
【解析】
【分析】遗传系谱图的分析方法：首先确定是细胞核遗传还是细胞质遗传。其次确定是否为伴Y遗传。若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则最可能为伴Y遗传。若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传。再次确定是常染色体遗传还是伴X遗传。首先确定是显性遗传还是隐性遗传。①“无中生有”是隐性遗传病。②“有中生无”是显性遗传病。已确定是隐性遗传，若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X隐性遗传。否则一定为常染色体隐性遗传。已确定是显性遗传，若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X显性遗传。否则一定为常染色体显性遗传。
A、由家系图可知，Ⅱ-2是色弱男性，Ⅱ-4是色盲男性，前者的基因型是XB-Y，后者的基因型是XbY，前者含有的色弱基因电泳后产生条带②③，后者的色盲基因电泳后产生条带②④⑤，这表明条带②③代表色弱基因，条带②④⑤代表色盲基因，A正确；
B、Ⅱ-1和Ⅱ-3色觉正常，含B基因，对比两者电泳结果可知①对应条带代表B基因，说明正常色觉基因上无所用限制酶的酶切位点，B正确；
C、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知道Ⅰ-1的基因型是XB-Xb，因此她的基因电泳结果出现的条带是②③④⑤，C正确；
D、Ⅱ-2和Ⅱ-4可知道Ⅰ-1的基因型是XB-Xb，Ⅰ-2是正常男性，其基因型是XBY，因此Ⅱ-1和Ⅱ-3的基因型可能是XBXB-或XBXb，再看电泳条带，发现他们的电泳结果是不同的：Ⅱ-1含色弱基因XB-，Ⅱ-3含色盲基因Xb，因此Ⅱ-1和Ⅱ-3的基因型分别是XBXB-、XBXb，Ⅱ-3与正常人（XBY）结婚，后代不会出现色弱个体，但会出现1/4的概率是色盲患者，D错误。
故选D。
11. 线粒体置换技术是一种预防人类线粒体遗传病的技术手段。极体中主要内容物为排出的核基因组，所含线粒体数量较少，因此可以将其作为良好的核供体用于线粒体置换，其过程如下图所示。下列说法正确的是（）
A. 图中获取的极体1为第一极体，极体2为第二极体
B. 图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，为受精提供能量
C. 该过程也可直接用患者的体细胞作为核供体
D. 图中极体2的遗传物质来自于供卵卵母细胞
【答案】A
【解析】
【分析】图示是体外受精技术培育试管动物的大致流程，体外受精包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、受精作用。
A、依据图示，极体1是由卵原细胞经过减数第一次分裂产生的，因此是第一极体；由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故极体2是第一极体经过减数第二次分裂产生，因此为第二极体，A正确；
B、图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，这里的“获能”是指具备受精的能力，而并不直接为受精作用提供能量，B错误；
C、据图，该过程中是利用极体作为核供体，因为极体中的线粒体数量少，适合进行线粒体置换，若直接使用患者的体细胞作为核供体可能会引入有问题的线粒体，C错误；
D、极体是由卵原细胞经过减数分裂产生的，其遗传物质主要来自卵原细胞，由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故图中极体2的遗传物质来自于患者卵母细胞，D错误。
故选A。
12. 一些病毒可通过各种直接或间接的策略操纵宿主细胞的线粒体自噬过程，从而削弱I型干扰素反应、细胞凋亡、炎症小体的活化等先天免疫应答，进而促进其自身复制和持续性感染，机制如图所示。下列相关说法正确的是（）
A. 线粒体膜上识别过程①与过程②的病毒的受体是相同的
B. 线粒体自噬会促进mtDNA释放，从而促进炎症小体激活和I型干扰素产生
C. 内在细胞凋亡的过程会加速病毒的释放，不利于机体对病毒的免疫过程
D. 研究①②过程的发生机制，有利于开发抗感染和预防相关疾病的药物
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析，当病毒侵染机体后，机体通过启动细胞凋亡、I型干扰素反应和炎症小体激活来抑制病毒的复制，但同时一些病毒可通过操纵宿主细胞的线粒体自噬过程，从而削弱I型干扰素反应、细胞凋亡、炎症小体的活化等先天免疫应答，进而促进其自身复制和持续性感染。
A、引起过程①与过程②的病毒与线粒体膜上的受体结合后产生的信号通路不同，所以受体不同的，A错误；
B、线粒体自噬会抑制mtDNA释放，从而抑制炎症小体激活和工型干扰素产生，B错误；
C、内在细胞凋亡的过程会加速病毒的释放，有利于机体对病毒的清除，C错误；
D、①过程有利于抑制病毒的复制，②过程能促进病毒的复制，所以研究①②过程的发生机制，有利于开发抗感染和预防相关疾病的药物，D正确。
故选D。
13. 当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度将Na+排到细胞外。某研究团队拟构建SOS1基因和绿色荧光蛋白基因（GFP）的融合基因转入水稻基因组，以期增强水稻的抗盐能力。下列叙述错误的是（）
A. 水稻通过转运蛋白SOS1以主动运输方式将Na+运输到细胞外
B. 将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcRI
C. 检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增
D. 检测F2和R2的扩增结果能确定水稻是否为SOS1-GFP基因的纯合子
【答案】D
【解析】
【分析】当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度以主动运输的方式将Na+排到细胞外。
A、由题意可知，当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度以主动运输的方式将Na+排到细胞外，A正确；
B、SOS1基因含有BanmHI、SmaI和EcRI，所以将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcRI，B正确；
C、检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增，C正确；
D、F2和R2为绿色荧光蛋白基因（GFP）的引物，无法检测到是否含有SOS1基因，D错误。
故选D。
14. 图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程，其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是（）
A. PCR扩增A时可在引物中加入PstI和XhI的酶切位点
B. 在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌
C. 用农杆菌转化植物愈伤组织选择呈现蓝色的组织进行培养
D. 启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费
【答案】C
【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。
A、PCR扩增A后，为使A能与质粒结合形成重组质粒，需要在A的两侧加入相应的限制酶的酶切位点，即在引物中加入PstI和XhI的酶切位点，A正确；
B、由图可知，卡那霉素抗性基因是标记基因，因此在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌，B正确；
C、由题意可知，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色，不能在农杆菌中表达，C错误；
D、启动子若为除草剂诱导启动子，表达后具有了除草剂的功能，将减少细胞物质和能量浪费，D正确。
故选C。
15. 东南景天中的HMA3基因能编码Cd（镉）转运蛋白，Cd转运蛋白能将土壤中的Cd吸收进体内，现欲将东南景天中的HMA3基因转入栾树，以增强栾树对 Cd的富集能力，从而有效治理Cd污染，科研人员利用下图结构构建重组DNA，图1为HMA3基因所在DNA示意图，图2为质粒结构示意图，下列叙述正确的是（）
A. 欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少2轮获得
B. 用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可得3条条带
C. 构建含HMA3和GFP基因的重组质粒，需在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列
D. 用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒的受体细胞
【答案】C
【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。
（4）目的基因的检测与鉴定。
A、欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少3轮获得，A错误；
B、 用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可能会得到引物带、引物二聚体带、目的扩增产物带和非目的扩增产物带等多条不同的条带，B错误；
C、构建含HMA3和GFP基因的重组质粒时，需要有启动子和终止子序列，又不破坏GFP基因，因此需要在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列，C正确；
D、用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒或不含重组质粒的受体细胞，这两种都有可能，D错误 。
故选C。
二、非选择题：本题共5小题，共 55 分。
16. Piez通道是机械刺激（如压力、重力、流体剪切力等）激活的阳离子（如Ca2+，Na+等）通道，该通道具有碗状结构，广泛存在于各种类型的细胞中。细胞膜上Piez通道的作用机理如图。
（1）Piez通道开放后，Ca2+能通过该通道的原理是_____，影响该过程的因素有_____。
（2）“膜张力模型”认为施加在磷脂双分子层上的力产生膜张力，Piez通道的碗状结构使得它可以对膜张力的变化作出开放的响应，通道开放会使其周边的膜变弯曲，弯曲能放大Piez通道对膜张力变化的敏感性。该模型中膜张力对激活Piez通道的调节是_____（填“正”或“负”）反馈，膜蛋白的存在会_____（填“升高”或“降低”）细胞的膜张力。
（3）红细胞随血液流动时，会遭受流体剪切力和血浆渗透压变化带来的细胞膜张力变化。遗传性干瘪红细胞增多症患者的红细胞形态干瘪，易破裂。研究发现该病是基因突变造成Piez通道功能增强所致。请结合上图回答：
①Piez通道被激活后，进入红细胞的Ca2+可激活_____。从物质跨膜运输的角度分析遗传性干瘪红细胞增多症患者红细胞形态干瘪的原因可能是_____。
②非洲是疟疾横行的地方，疟原虫寄生在红细胞中。请依据上述原理，写出治疗疟疾的思路_____。
【答案】（1） ①. Ca2+与Piez通道大直径和形状相适配，大小和电荷相适宜 ②. 机械刺激、Ca2+浓度、Piez通道蛋白的数量等
（2） ①. 正 ②. 升高
（3） ①. K+通道 ②. Piez通道功能增强激活K+通道，使K+大量外流，红细胞渗透压降低，细胞失水变得干瘪 ③. 增强Piez通道功能或增肌Piez通道蛋白的数量
【解析】
【分析】神经纤维未受到刺激时，K十外流，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正。
【小问1】
Piez通道开放后，Ca2+通过协助扩散通过该通道进入细胞，Ca2+能通过Piez通道是因为Ca2+与该通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜。影响该过程的因素主要有外界的机械刺激，Ca2+浓度和Piez通道蛋白的数量等。
【小问2】
根据题干信息，通道开放会使Piez通道周边的膜变弯曲，弯曲能放大Piez通道对膜张力变化的敏感性，这属于正反馈调节，膜蛋白的存在会升高细胞的膜张力。
【小问3】
①由图可知，Piez通道被激活后，进入红细胞的Ca2+可激活K+通道，进而使K+大量外流，细胞渗透压降低，细胞失水表现出干瘪形态。
②疟原虫寄生在红细胞中，干瘪的红细胞已破裂有助于治疗疟疾，基于此，可通过增强Piez通道功能或增加Piez通道蛋白的数量，使生活在非洲地区的人们红细胞形态干瘪。
17. 植物细胞呼吸作用，有机物分解过程中产生的电子可以经如图1所示的复合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ完成传递，最终传给O2（该途径称为细胞色素途径）。电子传递过程中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都可以跨膜转运H+，推动形成跨线粒体内膜的H+浓度梯度，H+回流时推动ATP合成。电子还可以经AOX蛋白直接传给O2，H+可以通过UCP蛋白流回到线粒体基质，两种方式都会减少ATP合成，能量更多地以热能形式释放。莲开花时，需要提高花器官温度以支持传粉受精，其生热部位主要在花托。某科研团队提取荷花花托和内侧花瓣中的蛋白质，检测AOX和UCP的表达量，结果如图2所示。
回答下列问题：
（1）利用葡萄糖进行有氧呼吸的化学反应式为______。
（2）图1显示的是有氧呼吸的第______阶段，这个阶段的主要物质变化是有机物中的电子经过图中的______和蛋白复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的作用，传递给O2生成______。细胞色素途径中H+经图中的______运回线粒体基质，推动ATP的合成。
（3）氰化物是复合体Ⅳ的专一性抑制剂。在荷花开花生热期，使用氰化物处理生热组织，发现该组织产热过程并未受到显著影响，推测可能存在其他途径将能量直接以热能形式释放，根据图1解释其原因是______。
（4）由图2可知，荷花生热期______含量显著增加，若要证明该蛋白途径和细胞色素途径哪种方式是荷花开花生热期间电子传递的主要方式，应______进行进一步实验。
【答案】（1）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
（2） ①. 三 ②. AOX ③. H2O ④. ATP合成酶
（3）AOX蛋白可将电子直接传递给O2
（4） ①. AOX ②. 测定不同途径耗氧量
【解析】
【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上，有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多，合成的ATP数量最多。
【小问1】
以葡萄糖为底物进行有氧呼吸的化学反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
【小问2】
图1所示膜结构能消耗氧气生成水，为线粒体内膜，进行的是有氧呼吸第三阶段，这个阶段的主要物质变化是有机物中的电子经过图中的AOX蛋白和蛋白复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的作用，传递给O2生成H2O。细胞色素途径中H+通过ATP合成酶以协助扩散的方式返回线粒体基质，并驱动ATP生成。
【小问3】
由题干信息可知，电子还可以经AOX蛋白直接传给O2，H+可以通过UCP蛋白流回到线粒体基质，两种方式都会减少ATP合成，能量更多地以热能形式释放。复合体Ⅳ可以将电子传递给O2完成有氧呼吸第三阶段，氰化物是复合体Ⅳ的专一性抑制剂，在荷花开花生热期，使用氰化物处理生热组织，其产热过程并未受到显著影响，说明存在电子经AOX蛋白直接传给O2，完成有氧呼吸第三阶段，将能量以热能形式释放。
【小问4】
莲开花时，需要提高花器官温度以支持传粉受精，其生热部位主要在花托。由图2可知，荷花生热期期AOX蛋白含量显著增加，AOX蛋白途径增加，可使能量更多以热能释放，有助于荷花传粉授精。若要证明AOX蛋白途径和细胞色素途径哪种方式是荷花开花生热期间电子传递的主要方式，应测定不同途径的耗氧量进行进一步实验。
18. 近年来的研究发现，雌性个体中，细胞减数分裂时，基因为了进入卵细胞，会发生“相互竞争”的现象，最终导致的结果是等位基因进入卵细胞的机会不同，因此会影响后代基因库中等位基因的频率。这项研究结果对揭示生物种群的进化原因有很大辅助作用。回答下列问题：
（1）纺锤体是由大量的微管蛋白组成的，在动物细胞中，它的组装与_____有关。
（2）有研究表明，在雌性减数分裂过程中，不同等位基因最终进入卵细胞的概率大小，与其所在染色体的着丝点大小、细胞中纺锤体的结构这两个因素有很强的相关性，具体关系如下图所示：
结合图中信息推测，如果某基因在自然有性生殖种群中频率较高，则该基因所在的染色体着丝点一般_____（较大/较小），这种染色体易与酪氨酸化程度_____（大/小）的纺锤丝结合。
（3）实验证实，上述“纺锤丝不对称修饰”现象与细胞中的CDC42基因有关，若CDC42表达过量，会引起细胞分裂异常，进而引发细胞癌变。由此判断CDC42属于_____（原癌/抑癌）基因。
（4）若控制人类抗维生素D佝偻病的基因，会受到这种“基因竞争”现象影响，导致正常基因进入生殖细胞的概率是致病基因的1.5倍。那么一个抗维生素D佝偻病的轻症患者与一正常人结婚，生育一个表现正常男孩的概率是_____。
（5）若这种“基因竞争”现象发生在雄性减数分裂的过程中，一般就不会对后代基因库中等位基因的频率造成影响，原因是：_____。
【答案】（1）中心体（2） ①. 较大 ②. 小
（3）原癌（4）3/10
（5）一个精原细胞减数分裂形成的4个精子受精机会均等
【解析】
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制。
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂：①前期：染色体散乱的排布与细胞内；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【小问1】
中心体主要由微管蛋白组成，纺锤体是由大量的微管蛋白组成的，在动物细胞中，它的组装与中心体有关。
【小问2】
由图可知，不同等位基因所在染色体的着丝点越大，纺锤丝酪氨酸化程度越小，最终进入卵细胞的概率越大，由此可知，如果某基因在自然有性生殖种群中频率较高，说明该基因进入卵细胞的概率较高，则该基因所在的染色体着丝点一般较大，这种染色体易与酪氨酸化程度小的纺锤丝结合。
【小问3】
原癌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过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质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。若CDC42表达过量，会引起细胞分裂异常，进而引发细胞癌变。由此判断CDC42属于原癌基因。
【小问4】
抗维生素D佝偻病为伴X显性遗传病，假设该病的相关基因用D/d表示，男性若含致病基因，则表现为重症，若不含致病基因，则表现为正常，则一个抗维生素D佝偻病的轻症患者的基因型为XDXd，与一正常人（XdY）结婚，若控制人类抗维生素D佝偻病的基因，会受到这种“基因竞争”现象影响，导致正常基因进入生殖细胞的概率是致病基因的1.5倍，即XDXd产生配子的类型及比例为XD：Xd=2：3，生育一个表现正常男孩（XdY）的概率是3/5×1/2=3/10。
【小问5】
一个精原细胞减数分裂形成的4个精子受精机会均等，因此若这种“基因竞争”现象发生在雄性减数分裂的过程中，一般就不会对后代基因库中等位基因的频率造成影响。
19. 胃癌是中国致死率第二的恶性肿瘤，严重威胁人民健康。科研工作者利用雷公藤的有效成分雷公藤内酯酮（TN）开展实验，寻找治疗胃癌的新方法和研发治疗胃癌的新药物。部分研究结果如表所示，请回答下列问题：
注：G0期指具有分裂能力的细胞暂时脱离细胞周期，进入停止细胞分裂的时期；G1期是刚进入分裂间期的时期。
（1）实验过程中需要大量的胃癌细胞作为实验材料，胃癌细胞的培养需要满足适宜的条件，包括充足的营养物质，____________，适宜的温度、pH、渗透压和气体环境。
（2）胃癌细胞容易从病灶部位转移到其他部位的原因是____________________________________。由题表可知，TN能______（填“促进”或“抑制”）胃癌细胞的转移，推测TN的作用机制是_________________________________。
（3）据题表分析可知，TN通过______抑制癌细胞的增殖。随着TN浓度的增加，其对胃癌细胞的抑制作用增强，在已确定大致的浓度范围的基础上，为进一步确定TN抑制胃癌细胞增殖的最适浓度，请写出你的实验思路：______________________________________。
（4）进一步研究发现，TN通过作用于胃癌细胞膜蛋白Ntch1以抑制胃癌细胞的转移和增殖。TN作为靶向Nrch1蛋白的药物，为治疗胃癌提供了一种新策略，其过程如图所示：
Ntch1蛋白在癌细胞和正常体细胞中都会表达，推测其在胃癌细胞中的表达水平要______（填“高于”或“低于”）正常细胞。结合题图，用简要文字说明TN作为靶向药物抑制胃癌细胞转移和增殖的作用机制：_______________________________________。
【答案】（1）无菌、无毒的环境
（2） ①. 胃癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低 ②. 抑制 ③. 抑制细胞膜上的糖蛋白等物质减少
（3） ①. 增加细胞处于G0到G1期的比例 ②. 在已知的浓度范围内设置更小的TN浓度梯度培养胃癌细胞，检测不同浓度的TN对胃癌细胞的抑制作用，抑制作用不再变化时对应的最低TN浓度为最适浓度
（4） ①. 高于 ②. TN促进激活的Ntch1蛋白降解，降低其在细胞内的含量，从而抑制其与蛋白N和R的结合，抑制相关基因表达，最终抑制癌细胞的迁移和增殖
【解析】
【分析】一般来说，动物细胞培养需要满足以下条件：（1）营养：细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。（2）无菌、无毒的环境在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。（3）温度、pH 和渗透压维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物细胞培养的温度多以（36.5±0.5）℃为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为7.2〜7.4。此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。（4）气体环境动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。 O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的 pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的 CO2培养箱中进行培养。
【小问1】
在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理，以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
【小问2】
胃癌细胞容易在体内扩散和转移是由于癌细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使细胞之间的黏着性显著降低。随着TN浓度的增加，胃癌细胞发生迁移的数目明显降低，说明TN可抑制胃癌细胞的转移。由于癌细胞的转移和扩散主要与细胞膜上的糖蛋白含量有关，当TN浓度上升时，癌细胞迁移数目降低，所以TN可能是抑制了细胞膜上糖蛋白的减少。
【小问3】
表中，随着TN浓度的增加，细胞处于G0到G1期的比例增加，细胞无法进入G1期开始细胞分裂，从而实现抑制癌细胞的分裂和增殖。探究某试剂的最适浓度往往需要设置预实验以确定大致浓度范围，正式实验再在该浓度范围内设置更小的浓度梯度进一步探究最适宜的浓度大小，检测指标可设置为72h后的细胞数目，当抑制作用不再变化时对应的最低TN浓度为最适浓度。
【小问4】
图中，激活Ntch1可分别与靶蛋白N和靶蛋白R结合，从而激活细胞核中相关基因的表达，以促进细胞的迁移和增殖，癌细胞与正常细胞相比，增殖和迁移能力增强，所以Nthc1蛋白在胃癌细胞中的表达水平高于正常细胞。
20. 巢式聚合酶链式反应（Nested PCR）属于普通PCR的衍生技术，相较于普通PCR，巢式PCR能有效提高产物中目的基因的比例，增加PCR的灵敏度和特异性。巢式PCR通常包括两个连续的扩增反应，每个反应使用不同的一对引物。第一次PCR用一对外引物进行扩增，其产物会被用作第二次PCR的模板，第二次PCR由一对内引物（结合位点位于外引物对结合点的内部）扩增目的基因，过程如下图所示。
（1）巢式PCR反应体系所需的试剂如下，请补齐空白处：
其中 PCR反应缓冲液中Mg2+的作用是______，相比直接使用4种脱氧核苷酸，在反应体系中加入dNTP的优势有______。
（2）与普通PCR相比巢式PCR中设计的引物只是在模板DNA的结合位置有所差异。进行巢式PCR前，根据已知的模板DNA序列，可设计合成内外引物对，引物设计的要求有______（答出两点即可）；同时，为方便扩增产物后续的操作，可在引物的______（填“5＇端”或“3＇端”）添加限制性内切核酸酶位点。
（3）将题（1）中试剂按顺序加入扩增离心管中，按下表参数在PCR仪中进行扩增：
在扩增后对PCR的产物进行电泳鉴定时发现出现较多的非特异性条带，此时可适当______（填“提高”或“降低”）复性温度来减少非特异性条带，原因是______。
（4）巢式PCR可大大提高扩增特异性的原因是______。
【答案】（1） ①. DNA聚合酶 ②. 激活DNA聚合酶 ③. 既可以提供能量，也可以提供原料
（2） ①. 能与DNA母链碱基互补配对；两种引物之间不能构成碱基互补配对；引物的5'端应具有限制酶酶切位点 ②. 5'
（3） ①. 提高 ②. 可以降低非特异性序列与引物之间的杂交效率
（4）巢式PCR通过两轮PCR反应，使用两套引物扩增特异性的DNA片段
【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：DNA复制；
③条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；
④方式：以指数的方式扩增，即约2n；
⑤过程：高温变性、低温复性、中温延伸
【小问1】
依据PCR反应体系的要求，应具有解旋酶（可用高温替代），模板链，4种脱氧核苷酸，DNA聚合酶，引物等，故①应表示耐高温的DNA聚合酶，其中Mg2+的作用为激活耐高温的DNA聚合酶，相比直接使用4种脱氧核苷酸，在反应体系中加入dNTP的优势有在高温条件下会分dNTP水解，高能磷酸键断裂，为化学反应（PCR）的进行提供能量，其水解后的产物（脱氧核苷酸）还可以作用原料。
【小问2】
引物设计的要求是：①能与DNA母链碱基互补配对；②两种引物之间不能构成碱基互补配对；③引物的5'端应该有限制酶酶切位点等。所以，为方便扩增产物后续的操作，可在引物的5'端添加限制酶酶切位点。
【小问3】
若在扩增后对PCR的产物进行电泳鉴定时发现出现较多的非特异性条带，可适当提高复性温度来减少该现象，其原因是复性温度的提高可以降低非特异性序列与引物之间的杂交效率。
【小问4】
巢式PCR通过两轮PCR反应，使用两套引物扩增特异性的DNA片段，第二对引物的功能是特异性的扩增位于首轮PCR产物内的一段DNA片段。第一轮扩增中，外引物用以产生扩增产物，此产物在内引物的存在下进行第二轮扩增，从而提高反应的特异性，也使获得的产物特异性更高。组别处理
1
2
3
4
5
3%可溶性淀粉溶液（mL）
10
10
10
10
10
耐高温淀粉酶溶液（mL）
1
1
1
1
1
温度（℃）
30
50
70
90
100
测定酶的活性
♀
♂
M
P
M
子代正常
子代正常
P
子代败育
子代正常
类型
涉及基因
常染色体
表现
I型
酪氨酸酶基因
11号
缺乏酪氨酸酶而难以合成黑色素
Ⅱ型
P基因
15号
缺乏P蛋白，干扰黑色素的合成
雷公藤内酯酮（TN）的浓度/nM
胃癌细胞株
72h后的细胞数目
细胞周期处于G0到G1期的比例
迁移细胞数
0
85
45%
400
2.5
58
50%
270
5
17
54%
180
10
15
60%
130
20
5
65%
110
PCR反应缓冲液（含有MgCl2）
dNTP混合液（所有四种dNTP，即dATP、dTTP、dCTP、dGTP）
引物：内引物1，内引物2，外引物1，外引物2
模板 DNA
________
H2O
周期数
变性
复性
延伸
1-30
94℃下30s
50℃下30s
72℃下2.5min
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