资源简介

广东广州八区2024-2025学年高二下学期期末考试生物试题
一、选择题：本题共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．广东在全国率先实施公益林效益补偿制度，在公益林改造措施中，兼顾了生态环境、经济旅游和政策文化等效益。该措施遵循的生态工程原理是（　　）
A．循环 B．整体 C．协调 D．自生
2．研究工作者利用AI预测蛋白质与配体相互作用的关键结构以及活性位点，最终准确预测出脂肪族、芳香族和芳基脂肪族腈酶的底物范围。该研究主要体现的酶特性是（　　）
A．专一性 B．多样性
C．高效性 D．作用条件比较温和
3．水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任。下列有关细胞中水的叙述，错误的是（　　）
A．细胞中结合水和自由水的比例可能改变
B．有氧呼吸过程既消耗水，又产生水
C．水可作为维生素D等物质的良好溶剂
D．结合水是构成细胞结构的重要组成部分
4．科研小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA进行了不同的实验设计。下列设计思路合理的是（　　）
A．检测遗传物质中含有的五碳糖的元素种类
B．用双缩脲试剂对遗传物质的种类进行鉴定
C．用32P标记核苷酸并检测遗传物质的放射性
D．用RNA酶或DNA酶处理核酸后检测侵染活性
5．下图为某真核细胞细胞核的结构模式图。下列物质交换不能通过图中结构1进行的是（　　）
A．细胞质中的ATP进入细胞核
B．细胞质中的DNA聚合酶进入细胞核
C．细胞核中的DNA进入细胞质
D．细胞核中的tRNA进入细胞质
6．生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述正确的是（　　）
A．稀释涂布平板法既可用于分离纯化菌株，又可用于菌种计数
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水，有助于坛内无菌环境的形成
C．将配制好的酵母菌培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板
D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线，培养后可获得单菌落
7．科研人员以β-甘露葡萄糖酶为研究材料，在其N端找到了两个关键的氨基酸位点，将这两个位点的组氨酸和脯氨酸分别替换为酪氨酸后，酶热稳定性得到了显著提高。下列叙述错误的是（　　）
A．替换蛋白质中的氨基酸可通过改造基因中的碱基序列实现
B．细胞内合成改造后的高热稳定性蛋白质的过程遵循中心法则
C．在分子水平上，可利用PCR等技术检测细胞内是否合成新的目的蛋白质
D．制备过程中应先预期目标蛋白质的生物学功能，再设计获得该蛋白质的三维结构
8．生物科学的发展离不开科学的方法。下列关于生物学实验科学方法的叙述，错误的是（　　）
A．采用差速离心法分离细胞器时，收集上清液后改用较低的离心速率
B．探究酵母菌细胞呼吸方式时，控制有无氧气采用了对比实验的方法
C．卡尔文运用放射性同位素标记法探明了CO2转化为有机物的具体途径
D．利用伞藻嫁接和核移植的方法可确定伞藻的伞帽形态取决于细胞核
9．海洋动物绿叶海天牛啃食绿藻后，会把藻类所含叶绿体贮存进细胞并发挥其功能。在光照下，绿叶海天牛可持续生产有机物满足生存需要。下列叙述正确的是（　　）
A．绿叶海天牛和绿藻的遗传物质分别是DNA和RNA
B．啃食绿藻的绿叶海天牛的细胞中可能含有来自绿藻的核酸
C．绿叶海天牛细胞中含有磷脂双分子层的细胞器有2种
D．未啃食绿藻的绿叶海天牛自身不能生产有机物和ATP
10．细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列叙述错误的是（　　）
A．小麦种子经过晾晒以降低其含水量，有助于储存
B．有氧运动可避免人体肌细胞无氧呼吸产生较多的CO2
C．温室栽培时，夜间适当降低温度可提高作物产量
D．稻田需要定期排水，防止水稻因无氧呼吸产生酒精烂根
11．某一地区的生态承载力代表了该地区提供资源的能力。当一个地区的生态承载力小于生态足迹时，出现生态赤字。下列国家或地区生态赤字最为严重的是（　　）
国家或地区 生态足迹总量比重=（某主体的生态足迹/全球或区域总生态足迹）×100% 生态承载力总量比重=（某主体的生态承载力/全球或区域总生态承载力）×100%
A 6% 4%
B 15% 9%
C 17% 9%
D 4% 9%
A．A B．B C．C D．D
12．不同地区采取不同的田间策略为棉铃虫提供庇护所。例如一些棉区会在转基因抗虫棉田周围种植一定面积的非抗虫棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所；也有一些棉区采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然庇护所。下列叙述正确的是（　　）
A．转基因抗虫棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B．混作有利于维持棉铃虫种群的遗传多样性，从而提高抗虫棉的抗虫持久性
C．为棉铃虫提供专门庇护所，可使敏感棉铃虫的种群数量持续上升
D．提供庇护所后，棉铃虫种群中抗性基因频率必然逐年下降
13．图a为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组，整个过程中细胞始终有活性。另选取其他西葫芦细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，测得P值随时间的变化曲线如图b所示。下列叙述错误的是（　　）
A．图a实验结束后，第7组西葫芦细胞的吸水能力最强
B．由图a可知，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5mol/L之间
C．据图b实验结果判断，细胞从t1时期开始吸收K+和NO3-
D．图b中t1-t2期间，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动
14．细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H+势能转化为ATP中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂质体（一种由磷脂双分子层组成的人工膜）上，在光照条件下，观察到如下图所示的结果。下列叙述错误的是（　　）
A．H+通过细菌紫膜质进入脂质体内部的方式是主动运输
B．ATP合成酶既可催化ATP的合成，也可协助扩散运输H+
C．照射图c细菌紫膜质的光强变为弱时，ATP的合成速率上升
D．推测叶绿体类囊体薄膜上存在图c中所示的能量转换机制
15．抗体的结构分为V区（识别并结合抗原的区域）和C区（抗体的支架），鼠源抗体具有外源性，会被人体免疫系统当作抗原而清除。用人抗体的C区替换鼠源抗体的C区，保留鼠源抗体的V区，可构建人-鼠嵌合抗体，操作流程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞为记忆B细胞
B．经过一次筛选可选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C．为获得结构正确的嵌合抗体，受体细胞可选用大肠杆菌
D．人-鼠嵌合抗体在保留抗原特异性的同时外源性下降
16．蛛丝有超强韧性，将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中可以生产蛛丝蛋白。图a是蛛丝蛋白基因的DNA片段；利用PCR技术对蛛丝蛋白基因进行检测，电泳结果如图b。其中1号来自普通羊，2号来自含蛛丝蛋白基因的质粒，其余来自转基因羊。下列叙述错误的是（　　）
A．用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因，可选择图中的引物①和④
B．PCR过程在第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因
C．在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象等有关
D．使用抗原-抗体结合法可能在3、5、8号羊的乳汁中检测到蛛丝蛋白
二、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
17．为保障公共健康，需要定期对公共饮用水进行卫生检测。饮用水的卫生标准是100mL不得检出大肠杆菌或者1000mL不超过3个大肠杆菌。若要确定饮用水是否合格，可采用膜过滤法检测，过程如图所示。
回答下列问题：
（1）检测前一般需要对水样收集瓶、培养皿、镊子等进行　 　灭菌。在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上培养时，大肠杆菌会产生呈现深紫色且具有金属光泽的菌落，此培养基对大肠杆菌起到　 　作用。
（2）本检测　 　（填“可以”或“不可以”）用血细胞计数板直接计数替代膜过滤法检测饮用水中的大肠杆菌数量，原因是　 　。
（3）从设计实验的角度看，本检测需要设置两组对照组：一组用无菌水涂布在伊红-亚甲蓝琼脂培养基中并培养，目的是　 　；另一组的操作是　 　，目的是检测该培养基能否培养出大肠杆菌。
18．紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有良好的抗癌作用，目前在临床上已经广泛用于乳腺癌等疾病的治疗。植物细胞工程是生产紫杉醇的重要技术手段，图一表示提取紫杉醇的两条技术途径。
回答下列问题：
（1）途径I的原理为　 　。诱导愈伤组织期间一般　 　光照。与诱导生芽过程相比，诱导生根的培养基中细胞分裂素与生长素的比值　 　（填“较低”或“较高”）。
（2）途径Ⅱ使用的技术是　 　。该途径中进行细胞悬浮培养时，振荡的意义是　 　。
（3）研究人员发现曲妥珠单抗与美坦辛的偶联物（T-DM1）联合紫杉醇，在治疗乳腺癌中具有杀伤及靶向性的双重作用。为进一步探究更有效的乳腺癌治疗方法，研究人员在此基础上又结合新辅助化疗（NACT），并对比两种治疗方法的效果差异，结果如图二所示。
据此推断，治疗乳腺癌的理想方案为　 　，其依据是　 　。
19．炎症性肠病（IBD）属于肠道慢性炎症性疾病的范畴。研究揭示，患者肠道中会生成硫代硫酸盐（物质S），其产生量与疾病的严重程度呈正比关系。研究人员将抗炎蛋白基因与物质S特异性诱导激活的启动子P、终止子等元件连接，构建了重组基因（如图a所示）。随后，该重组基因与图b所示的载体结合，形成了表达载体。通过将此载体导入大肠杆菌并进行筛选，成功获得了菌株E。当患病模型小鼠被饲喂摄入菌株E后，其IBD症状得到了显著的缓解。
回答下列问题：
（1）图a中能被RNA聚合酶识别和结合的部位是　 　。从抗炎蛋白表达调控的角度分析，选用启动子P的优点是　 　。
（2）将图a的抗炎蛋白重组基因插入如图b所示Kanr基因内的sacⅡ位点。为确认抗炎蛋白重组基因的大小和插入方向，科研人员用限制酶pstⅠ切割重组质粒并进行电泳，结果出现了4.8kb和0.8kb两个片段。据图分析，抗炎蛋白重组基因长度约为　 　kb；抗炎蛋白重组基因插入后转录方向与Kanr基因　 　（填“相同”或“相反”）。
（3）使用氨苄青霉素和卡那霉素筛选出菌株E，可进行的操作是　 　，菌株E对两种抗生素的抗性特征表现为　 　。
20．龙胆花在低温（16 ℃）、无光照条件下，30分钟内会呈现闭合状态；而当其被转移至常温（22 ℃）、光照条件下，在30分钟内会重新展开。经过研究，这一现象与花冠细胞的细胞膨压（即细胞壁对原生质体施加的压力）的增加有关。龙胆花重新开放的机制如图所示。
回答下列问题：
（1）据图分析，囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜具有　 　，花冠细胞吸水的方式是　 　。
（2）细胞壁对花冠细胞起　 　作用。龙胆花从低温、无光的环境转移至常温、光照的条件，花冠细胞的细胞膨压变大，其原因是　 　。
（3）龙胆花重新开放的机制是：①温度升高　 　，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加；②光刺激　 　，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加。
21．19世纪末，科学家基于多项研究成果总结出光合作用的总反应式。不过，该反应式仅呈现了反应物与生成物的物质转化关系，尚未揭示其中的作用机制。直至1905年，英国科学家伯莱克曼在探究光合速率与环境因素的关联时取得关键突破，其研究实验结果如图一所示（英尺烛光即一烛光在距离一英尺处的物面上产生的光照强度）。
回答下列问题：
（1）图一中实验的自变量为　 　；在0～150英尺烛光的光照强度范围内，限制A、B、C曲线光合作用速率的环境因素是　 　。
（2）伯莱克曼推测光合作用存在两个阶段：一个是光依赖性反应（即光反应），另一个是非光依赖性反应（即暗反应）。据图一分析，伯莱克曼认为存在非光依赖性反应的依据是　 　。
（3）德国科学家瓦尔堡利用小球藻进行闪光实验验证了伯莱克曼的推测，科研人员根据瓦尔堡的实验原理利用小球藻重新设置实验，处理方式和结果如图二所示（A、B两组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定）。
①在进行闪光实验前，将小球藻置于黑暗条件下进行预培养的目的是耗尽储存的　 　，确保实验从相同起点开始。
②若光合作用存在非光依赖性反应，则光合产物量b应在　 　范围，原因是　 　。
③根据上述的实验，设计一种针对温室大棚CO2补给不足的调控方案　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、循环原理侧重生态工程中物质的循环迁移与转化，实现废物资源化，题干未体现物质循环利用，A错误；
B、整体原理要求生态工程建设兼顾自然生态、经济、社会等多系统效益，公益林改造兼顾生态环境、经济旅游和政策文化，符合整体原理，B正确；
C、协调原理强调生物与环境、生物与生物的协调平衡，题干未涉及相关内容，C错误；
D、自生原理指生态系统的自组织、自我调节与维持，题干未体现系统自我调节相关特点，D错误。
故答案为：B。
【分析】生态工程的基本原理有整体、协调、循环、自生，整体原理是在生态工程建设时综合考虑自然生态系统规律以及经济、社会等系统的影响，统筹多方效益实现整体最优；循环原理是促进系统内物质循环利用，提升物质转化效率，减少废弃物；协调原理是处理好生物与环境、生物与生物之间的平衡关系，保障生态适配性；自生原理是依靠生物组分实现生态系统的自组织、自我优化与自我维持，维持系统稳定。
2．【答案】A
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】A、酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应，该研究预测不同腈酶的底物范围，体现酶对底物具有特异性选择，体现了酶的专一性，A正确；
B、酶的多样性是指酶的种类繁多，题干未涉及酶的种类数量相关内容，无法体现多样性，B错误；
C、酶的高效性是指与无机催化剂相比酶的催化效率更高，题干未对比催化速率，不能体现高效性，C错误；
D、酶的作用条件比较温和是指酶催化需要适宜的温度、pH等条件，题干未提及反应条件相关内容，不能体现该特性，D错误。
故答案为：A。
【分析】酶的特性主要包含专一性、高效性与作用条件较温和，专一性是每一种酶只能催化一种或一类化学反应，高效性是酶降低化学反应活化能的效果更显著，催化效率远高于无机催化剂，作用条件较温和是指酶促反应通常在适宜的温度、pH等温和条件下进行，过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构被破坏而失活。
3．【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、细胞内的自由水和结合水能够相互转化，二者的比例会随着细胞代谢强度、外界环境等因素发生改变，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段丙酮酸与水反应会消耗水，第三阶段[H]和氧气结合会生成水，因此有氧呼吸过程既消耗水又产生水，B正确；
C、维生素D属于脂溶性物质，不溶于水，水不能作为维生素D的良好溶剂，自由水是水溶性物质的良好溶剂，C错误；
D、结合水与细胞内的蛋白质、多糖等物质结合，是构成细胞结构的重要组成成分，D正确。
故答案为：C。
【分析】细胞内的水以自由水和结合水两种形式存在，自由水是细胞内的良好溶剂，参与细胞内的许多生化反应，还能运输营养物质和代谢废物，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水与结合水可以相互转化，其比例变化会影响细胞的代谢速率和抗逆能力。有氧呼吸的第二阶段需要水参与反应，第三阶段会生成水。维生素D属于脂质类物质，具有脂溶性，不能溶解在水中。
4．【答案】D
【知识点】DNA与RNA的异同；人类对遗传物质的探究历程；证明RNA是遗传物质的实验；病毒
【解析】【解答】A、DNA中的脱氧核糖与RNA中的核糖原素组成均为C、H、O，检测五碳糖的元素种类不能区分DNA和RNA，A错误；
B、双缩脲试剂用于鉴定蛋白质，无法对DNA、RNA这类核酸进行种类鉴定，B错误；
C、用32P标记核苷酸检测放射性，无法排除宿主细胞内未标记核苷酸的干扰，不能确定病毒遗传物质类型，C错误；
D、酶具有专一性，RNA酶可水解RNA、DNA酶可水解DNA，用两种酶分别处理后检测侵染活性，可判断该病毒遗传物质是DNA还是RNA，D正确。
故答案为：D。
【分析】核酸包括脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，DNA的五碳糖为脱氧核糖，RNA的五碳糖为核糖，二者元素组成相同。酶的催化作用具有专一性，特定酶只能催化特定物质的水解反应。双缩脲试剂能够与蛋白质发生显色反应，常用来检测生物组织中的蛋白质。核苷酸是构成核酸的基本单位，DNA和RNA的核苷酸组成中均含有磷酸基团。
5．【答案】C
【知识点】细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞质中产生的ATP是细胞的直接能源物质，细胞核内进行的DNA复制、转录等生命活动需要消耗能量，ATP可通过结构1（核孔）进入细胞核为其供能，该物质交换能通过结构1进行，A不符合题意；
B、DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，在细胞质的核糖体上合成，需要进入细胞核参与DNA的复制过程，可通过结构1（核孔）进入细胞核，该物质交换能通过结构1进行，B不符合题意；
C、DNA是细胞的遗传物质，主要储存于细胞核中，核孔对进出的物质具有严格的选择性，DNA分子无法通过核孔进入细胞质，该物质交换不能通过结构1进行，C符合题意；
D、tRNA在细胞核中通过转录过程合成，需要通过结构1（核孔）进入细胞质，在翻译过程中负责转运氨基酸，该物质交换能通过结构1进行，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】真核细胞的细胞核由核膜、核仁、染色质等结构组成，核膜上的核孔是实现核质之间频繁物质交换和信息交流的通道，核孔具有选择透过性，可允许RNA、蛋白质等大分子物质选择性进出细胞核，同时阻止DNA等物质随意进出。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核内的DNA复制、转录等生命活动需要细胞质提供的ATP、相关酶等物质，转录产生的各类RNA则通过核孔进入细胞质，参与翻译等后续生命活动。
6．【答案】A
【知识点】微生物的分离和培养；泡菜的制作；灭菌技术
【解析】【解答】A、稀释涂布平板法通过梯度稀释使菌液分散成单个细胞，培养后可形成单菌落，既能用于分离纯化菌株，又能通过统计菌落数进行活菌计数，A正确；
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水是为了隔绝空气，为乳酸菌发酵创造无氧环境，坛内并非无菌环境，B错误；
C、微生物培养基需采用高压蒸汽灭菌法进行彻底灭菌，煮沸无法杀灭芽孢等结构，易造成杂菌污染，不能直接倒平板，C错误；
D、接种环经灼烧灭菌后需冷却再蘸取酵母菌液，高温会直接杀死酵母菌，无法培养获得单菌落，D错误。
故答案为：A。
【分析】稀释涂布平板法可实现微生物的分离纯化以及活菌数量的计数，平板划线法主要用于微生物的分离纯化。泡菜制作依赖乳酸菌的无氧发酵，坛沿注水的作用是形成无氧环境。微生物培养基的常用灭菌方法为高压蒸汽灭菌法，煮沸消毒无法达到彻底灭菌的效果。平板划线操作中，灼烧后的接种环需冷却后再接触菌液，防止高温造成菌种死亡。
7．【答案】C
【知识点】中心法则及其发展；PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质的氨基酸序列由基因的碱基序列决定，改造基因中的碱基序列可改变对应编码的氨基酸，实现氨基酸替换，A正确；
B、改造后的高热稳定性蛋白质由基因经转录、翻译合成，该过程遵循中心法则的遗传信息传递规律，B正确；
C、PCR技术用于扩增特定DNA片段，检测细胞内是否合成目的蛋白质需用抗原-抗体杂交技术，PCR无法检测蛋白质，C错误；
D、蛋白质工程需先预期目标蛋白质的生物学功能，再设计其三维结构，反向推导氨基酸序列与基因序列，D正确。
故答案为：C。
【分析】蛋白质工程以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过改造或合成基因来改造现有蛋白质，其基本流程是预期蛋白质功能、设计蛋白质三维结构、推测氨基酸序列、确定对应的脱氧核苷酸序列。中心法则描述了遗传信息从DNA传递到RNA，再从RNA传递到蛋白质的转录和翻译过程。PCR技术是体外快速扩增特定DNA片段的分子生物学技术，抗原-抗体杂交技术可用于检测生物体内目的蛋白质的合成情况。基因中的碱基排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，改变基因序列能够实现蛋白质中氨基酸的替换。
8．【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞核的功能；光合作用的发现史；探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、差速离心法分离细胞器是逐步提高离心速率，以此分离质量不同的细胞器，并非收集上清液后改用较低离心速率，A错误；
B、探究酵母菌细胞呼吸方式时，有氧组与无氧组相互对照，采用了对比实验的方法，B正确；
C、卡尔文运用放射性同位素标记法追踪碳元素去向，探明了CO2转化为有机物的具体途径，C正确；
D、利用伞藻嫁接和核移植实验相互印证，可确定伞藻的伞帽形态取决于细胞核，D正确。
故答案为：A。
【分析】差速离心法通过逐渐提高离心速率分离不同质量的细胞结构。对比实验是设置多组相互对照的实验组，探究实验变量的影响。放射性同位素标记法能够追踪物质在代谢过程中的转移路径。伞藻嫁接与核移植实验是探究细胞核功能的经典实验，可证明细胞核控制生物的形态建成。
9．【答案】B
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位；其它细胞器及分离方法；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、绿叶海天牛和绿藻均属于细胞结构生物，细胞生物的遗传物质都是DNA，不存在遗传物质为RNA的情况，A错误；
B、绿叶海天牛啃食绿藻后会将绿藻的叶绿体储存于自身细胞中，叶绿体内部含有DNA和RNA两类核酸，因此其细胞中可能含有来自绿藻的核酸，B正确；
C、磷脂双分子层是生物膜的基本支架，绿叶海天牛自身含有线粒体、溶酶体、内质网等多种具膜细胞器，摄入绿藻叶绿体后具膜细胞器种类更多，含有磷脂双分子层的细胞器远不止2种，C错误；
D、未啃食绿藻的绿叶海天牛可通过细胞呼吸产生ATP，也能通过自身代谢过程合成蛋白质等有机物，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞结构生物的遗传物质均为DNA，仅病毒的遗传物质为DNA或RNA；核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸，叶绿体作为半自主性细胞器含有少量核酸；磷脂双分子层构成所有生物膜的基本支架，具备膜结构的细胞器均含有磷脂双分子层；细胞呼吸是所有活细胞产生ATP的主要途径，细胞可通过合成代谢生成自身所需的各类有机物。
10．【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、小麦种子晾晒可减少自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，利于种子储存，A正确；
B、人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不会产生二氧化碳，B错误；
C、夜间适当降低温度，能减弱植物细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于有机物积累，提高作物产量，C正确；
D、稻田长期积水，水稻根细胞会进行无氧呼吸产生酒精，酒精会毒害根细胞导致烂根，定期排水可避免该现象，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）自由水含量越高，细胞呼吸越强，种子晾晒可降低自由水含量，延长储存时间；
（2）人体无氧呼吸只产生乳酸，植物无氧呼吸大多产生酒精和二氧化碳；
（3）夜间无光照，植物只进行呼吸作用，降温可抑制呼吸酶活性，减少有机物消耗；
（4）水稻根需有氧呼吸，缺氧时无氧呼吸产生酒精，损伤根系。
11．【答案】C
【知识点】人口增长对生态环境的影响
【解析】【解答】A、A地区生态足迹总量比重为6%，生态承载力总量比重为4%，二者差值为2%，存在生态赤字但程度较轻，A错误；
B、B地区生态足迹总量比重为15%，生态承载力总量比重为9%，二者差值为6%，生态赤字程度较明显，B错误；
C、C地区生态足迹总量比重为17%，生态承载力总量比重为9%，二者差值为8%，差值最大，生态赤字最为严重，C正确；
D、D地区生态足迹总量比重为4%，生态承载力总量比重为9%，生态承载力大于生态足迹，不存在生态赤字，D错误。
故答案为：C。
【分析】生态承载力代表区域提供资源的能力，生态足迹是维持特定人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，当生态承载力小于生态足迹时会出现生态赤字，二者的数值差值越大，对应的生态赤字情况就越严重。
12．【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化；种群的数量变动及其原因；自然选择与适应
【解析】【解答】A、基因突变具有随机性、不定向性，转基因抗虫棉田周围种植非抗虫棉无法降低棉铃虫抗性基因的突变率，A错误；
B、混作模式能为敏感型棉铃虫提供生存空间，维持棉铃虫种群的遗传多样性，延缓抗性种群形成，进而提高抗虫棉的抗虫持久性，B正确；
C、为棉铃虫提供庇护所可增加敏感棉铃虫的数量，但种群数量受环境容纳量限制，不会持续无限上升，C错误；
D、庇护所可减缓抗性基因频率的上升速度，棉铃虫种群中抗性基因频率并非必然逐年下降，D错误。
故答案为：B。
【分析】基因突变具有随机性、不定向性和低频性，外界环境一般不能直接改变基因的突变频率。种群数量变化受食物、空间、天敌等环境因素制约，存在环境容纳量，种群数量不会持续无限增长。庇护所策略可以保留害虫种群中的敏感型个体，降低抗性基因频率的提升速度，维持种群遗传多样性，延长抗虫作物的使用年限。种群基因频率的变化受自然选择、迁入、迁出、突变等多种因素共同影响，单一环境措施无法决定基因频率必然下降。
13．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A、图a中第7组西葫芦条在高浓度蔗糖溶液中失水量最多，细胞液浓度最高，因此吸水能力最强，A正确；
B、图a中蔗糖浓度为0.4mol/L时西葫芦条吸水，0.5mol/L时失水，说明所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5mol/L之间，B正确；
C、图b中细胞从t0时刻就开始吸收K+和NO3-，使细胞液浓度逐渐升高，并非从t1时期才开始吸收，C错误；
D、图b中t1-t2期间P值大于1，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动，D正确。
故答案为：C。
【分析】植物细胞的吸水和失水遵循渗透作用原理，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，可发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当外界溶液浓度与细胞液浓度相等时，水分进出细胞达到动态平衡。可通过测定不同外界溶液中植物组织的质量变化，确定细胞液的浓度范围，细胞液浓度介于使细胞吸水的最高外界溶液浓度与使细胞失水的最低外界溶液浓度之间。细胞的吸水能力与细胞液浓度呈正相关，细胞液浓度越高，吸水能力越强。KNO3等可溶性溶质可被植物细胞通过主动运输的方式吸收，使细胞液浓度逐渐升高，因此植物细胞在适宜浓度的KNO3溶液中会先发生质壁分离，后自动复原，细胞从接触溶液时就开始吸收离子，并非在某一特定时刻才开始吸收。水分的跨膜运输为顺浓度梯度的被动运输，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，水分会向细胞液方向流动。
14．【答案】C
【知识点】ATP的作用与意义；光合作用的过程和意义；被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度进入脂质体内部，需要载体蛋白（细菌紫膜质），逆浓度梯度运输属于主动运输，A正确；
B、从图c可知，ATP合成酶能催化ADP和Pi合成ATP，同时H+顺浓度梯度通过ATP合成酶，说明ATP合成酶既可催化ATP合成，也可作为载体协助H+的协助扩散，B正确；
C、照射图c细菌紫膜质的光强变弱时，细菌紫膜质转运H+的速率下降，脂质体内外的H+浓度差（势能）减小，ATP合成酶利用H+势能合成ATP的速率会下降，而非上升，C错误；
D、叶绿体类囊体薄膜是光反应的场所，光反应中光能转化为ATP中的化学能，与图c中光能→H+势能→ATP中化学能的转换机制相似，推测类囊体薄膜上存在该机制，D正确。
故答案为：C。
【分析】主动运输是物质逆浓度梯度的跨膜运输方式，需要载体蛋白的协助，同时消耗能量；协助扩散是物质顺浓度梯度的跨膜运输方式，需要载体蛋白协助，不消耗能量。ATP合成酶是一类兼具催化活性和载体功能的膜蛋白，可利用膜两侧H+形成的电化学势能，催化ADP和Pi合成ATP，同时介导H+顺浓度梯度的协助扩散。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，该过程中光能被吸收转化，驱动H+逆浓度梯度跨膜运输形成质子梯度，再通过ATP合成酶将质子势能转化为ATP中的化学能。细菌紫膜质是嗜盐古菌中的光驱动质子泵，可在光照条件下将H+逆浓度梯度转运，形成膜两侧的质子浓度差，为ATP合成提供能量基础。
15．【答案】D
【知识点】单克隆抗体的制备过程；单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、单克隆抗体制备中，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞是经特定抗原免疫后、可分泌特异性抗体的浆细胞（效应B细胞），记忆B细胞无法直接分泌抗体，仅在二次免疫中增殖分化为浆细胞，因此A错误；
B、单克隆抗体制备的筛选分为两步：第一次用选择培养基筛选，仅能获得杂交瘤细胞，淘汰未融合细胞、自身融合细胞；第二次需通过专一性抗体检测（如抗原-抗体杂交），才能筛选出能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞，仅一次筛选无法完成该目标，因此B错误；
C、嵌合抗体属于分泌蛋白，其合成后需要内质网进行初步加工、高尔基体进行进一步加工修饰，才能形成结构正确、具有生物活性的抗体。大肠杆菌为原核生物，仅含核糖体，无内质网、高尔基体等具膜细胞器，无法完成分泌蛋白的加工过程，因此不能选用大肠杆菌作为受体细胞，C错误；
D、鼠源抗体的V区负责特异性识别结合抗原，C区为抗体支架，鼠源C区具有外源性，易被人体免疫系统清除；人-鼠嵌合抗体保留了鼠源抗体的V区，保证了抗原识别的特异性，同时将鼠源C区替换为人抗体的C区，降低了外源性，减少被人体免疫系统清除的概率，因此该嵌合抗体在保留抗原特异性的同时外源性下降，D正确。
故答案为：D。
【分析】单克隆抗体制备技术以细胞膜的流动性和细胞增殖为原理，将经抗原免疫的浆细胞与骨髓瘤细胞融合，通过筛选获得既能无限增殖又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，用于制备单克隆抗体。抗体是浆细胞分泌的免疫球蛋白，结构分为负责特异性识别抗原的可变区（V区）和作为支架的恒定区（C区）。原核细胞仅具有核糖体一种细胞器，缺乏内质网、高尔基体等膜结构细胞器，无法完成分泌蛋白的加工、修饰，因此分泌蛋白的表达需选用真核受体细胞。人-鼠嵌合抗体通过基因工程改造，保留鼠源抗体的抗原结合V区以维持特异性，替换人源C区以降低免疫原性，可解决鼠源抗体临床应用中的免疫排斥问题。
16．【答案】A
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、DNA的两条链反向平行，5'端为磷酸基团，3'端为羟基，DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链，子链延伸方向为5'→3'，因此PCR扩增时引物需与模板链的3'端结合，且3'端朝向目的基因内部，才能向中间延伸扩增出完整的目的基因。图中引物①结合于上链5'端、引物④结合于下链5'端，二者3'端均背离目的基因，无法完成目的基因的扩增，应选择引物②和引物③，A错误；
B、PCR以半保留复制方式进行循环扩增，第1次循环结束后得到的2个DNA分子仅一端含引物，第2次循环结束后得到的4个DNA分子中有2个两端含引物，第3次循环结束后可得到更多两端都含引物的目的基因，因此第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因，B正确；
C、在凝胶电泳中，DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小、构象、凝胶浓度、电场强度等多种因素有关，C正确；
D、1号为普通羊（阴性对照），2号为含蛛丝蛋白基因的质粒（阳性对照），电泳结果显示3、5、8号羊的条带与2号阳性对照一致，说明3、5、8号羊成功整合了蛛丝蛋白基因，该基因可在羊乳腺细胞表达并分泌到乳汁中，抗原-抗体结合法可特异性检测蛛丝蛋白，因此可能在3、5、8号羊的乳汁中检测到蛛丝蛋白，D正确。
故答案为：A。
【分析】PCR是一种体外扩增特定DNA片段的技术，以DNA的半保留复制为原理，需要引物、耐高温的DNA聚合酶等条件，引物需与模板链的3'端结合，子链沿5'→3'方向延伸，经过多次循环可获得大量目的基因，PCR循环过程中，第3次循环结束后可得到两端均含引物的目的基因。DNA凝胶电泳利用DNA分子的带电性和大小、构象差异实现分离，DNA分子在凝胶中的迁移速率与分子大小、构象等相关。目的基因的检测与鉴定可从分子水平和个体水平进行，分子水平包括DNA分子杂交检测目的基因是否插入、核酸分子杂交检测是否转录、抗原-抗体杂交检测是否翻译出目的蛋白。
17．【答案】（1）干热；鉴定
（2）不可以；大肠杆菌较小
（3）了解培养基是否被污染；在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上涂布大肠杆菌菌液并培养
【知识点】微生物的分离和培养；培养基概述及其分类；灭菌技术；其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】(1) 水样收集瓶、培养皿、镊子等多为玻璃或金属材质，这类器具的灭菌常采用干热灭菌法，干热灭菌通过高温环境杀灭包括芽孢在内的所有微生物，可避免杂菌污染实验，保障检测结果的准确性。伊红-亚甲蓝琼脂培养基属于鉴别培养基，大肠杆菌可分解培养基中的乳糖产酸，使伊红与亚甲蓝结合，形成深紫色且带有金属光泽的特征性菌落，其他微生物无法形成该特征菌落，因此该培养基对大肠杆菌起到鉴定作用，可特异性区分大肠杆菌与其他杂菌。
(2) 本检测不可以用血细胞计数板直接计数替代膜过滤法检测饮用水中的大肠杆菌数量。血细胞计数板适用于计数体积较大、数量较多的细胞或微生物，大肠杆菌为原核生物，个体体积微小，且饮用水中大肠杆菌的数量通常极低，直接用血细胞计数板计数时，难以观察到足够数量的大肠杆菌，无法准确统计其数量；同时血细胞计数板无法区分活菌与死菌，也无法特异性识别大肠杆菌，会将水样中的其他微生物、杂质等误计数，因此不能替代膜过滤法。
(3) 用无菌水涂布在伊红-亚甲蓝琼脂培养基中并培养的组别为空白对照组，目的是检测培养基是否被杂菌污染，若该组培养基上长出菌落，说明培养基灭菌不彻底或操作过程中引入杂菌，实验结果不具备可信度。另一组对照组的操作是在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上涂布大肠杆菌菌液并培养，属于阳性对照组，目的是检测该培养基能否正常培养出大肠杆菌，验证培养基的有效性，若该组培养基上长出特征性的大肠杆菌菌落，说明培养基符合实验要求，可用于大肠杆菌的检测。
【分析】微生物培养需严格执行无菌操作，常用灭菌方法包括干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌等，干热灭菌适用于玻璃器皿、金属用具等耐高温且需保持干燥的物品，高压蒸汽灭菌适用于培养基、无菌水等，灼烧灭菌适用于接种工具等。培养基按功能可分为选择培养基和鉴别培养基，鉴别培养基可通过特定的菌落特征、颜色反应等区分不同种类的微生物，用于特定微生物的鉴别。微生物计数方法分为活菌计数法和显微镜直接计数法，滤膜法属于活菌计数法，适用于低浓度样品中特定活菌的计数，特异性强；血细胞计数板属于显微镜直接计数法，适用于体积较大、浓度较高的微生物计数，无法区分活菌与死菌，也无法特异性识别目标微生物。实验设计需遵循对照原则，设置空白对照可排除无关变量干扰，验证实验体系的无菌性，设置阳性对照可验证实验方法、试剂的有效性，保障实验结果的可靠性。
（1）为了避免杂菌污染，检测前一般需要对水样收集瓶、培养皿、镊子等进行干热灭菌处理。在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上培养时，大肠杆菌会呈现出特定的颜色，可以对大肠杆菌进行鉴别或鉴定。
（2）大肠杆菌较小，属于原核生物，不适宜用血细胞计数板直接计数。
（3）无菌水涂布组是空白对照组，可以用来判断培养基是否被污染；要检测该培养基能否培养出大肠杆菌，可以在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上涂布大肠杆菌菌液并培养，观察是否长出大肠杆菌菌落。
18．【答案】（1）植物细胞的全能性；不需要；较低
（2）植物细胞培养；使细胞充分接触空气和培养基中的营养成分，促进细胞的增殖
（3）T-DM1+紫杉醇+NACT；在接受“T-DM1+紫杉醇+NACT”治疗后，肿瘤标志物CA125的浓度显著下降；不良反应率降低、临床总有效率有所提高
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】(1) 途径I为植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性，即已经分化的植物细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，这是因为每个植物细胞都含有该物种全套的遗传信息。诱导愈伤组织的过程为脱分化，该阶段细胞为高度液泡化的薄壁细胞，不具备叶绿体，无法进行光合作用，因此一般不需要光照。在植物组织培养的再分化阶段，植物激素的比例会调控分化方向，细胞分裂素比例较高时可诱导生芽，生长素比例较高时可诱导生根，因此与诱导生芽过程相比，诱导生根的培养基中细胞分裂素与生长素的比值较低。
(2) 途径II使用的技术是植物细胞培养技术，即通过将外植体分离获得单细胞，在液体培养基中进行悬浮振荡培养，获得大量细胞培养物，进而提取次生代谢产物。该途径中进行细胞悬浮培养时，振荡的意义在于一方面可以提高培养液中的溶解氧含量，为细胞的有氧呼吸提供充足的氧气，满足细胞代谢的能量需求；另一方面可以使细胞充分分散，避免细胞聚集贴壁，让细胞与培养基中的营养成分充分接触，保证营养的均匀供应，从而促进细胞的增殖。
(3) 分析图二的实验结果可知，治疗乳腺癌的理想方案为T-DM1+紫杉醇+NACT。其依据是，与T-DM1+紫杉醇的治疗方案相比，在接受T-DM1+紫杉醇+NACT治疗后，患者的肿瘤标志物CA125浓度下降更为显著，说明该方案对癌细胞的杀伤效果更强；同时该方案的临床总有效率更高，且不良反应率更低，在保证治疗效果的同时降低了治疗的副作用，因此是更理想的治疗方案。
【分析】植物细胞的全能性是指已经分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，是植物组织培养技术的原理。植物组织培养的过程包括外植体的脱分化和再分化，脱分化是指已分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程，该过程一般不需要光照，形成的愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞团。再分化是指愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程，该过程中生长素和细胞分裂素的比例会调控分化方向，细胞分裂素比例较高时促进芽的分化，生长素比例较高时促进根的分化。植物细胞培养是指在体外条件下，将植物单细胞进行悬浮培养，以获得大量细胞或其代谢产物的技术，悬浮培养过程中振荡可增加培养液中的溶氧量，使细胞与培养基中的营养成分充分接触，促进细胞的增殖。肿瘤标志物是由肿瘤细胞产生或机体对肿瘤细胞反应而产生的物质，可用于监测肿瘤的发生、发展和治疗效果，临床总有效率用于评价治疗方案的有效性，不良反应率用于评价治疗方案的安全性，理想的治疗方案需同时具备高有效性和低不良反应率。
（1）途径I是植物组织培养，原理为植物细胞全能性。诱导愈伤组织时，细胞脱分化，一般不需要光照(愈伤组织无叶绿体，不进行光合作用)。诱导生芽需细胞分裂素比例高，诱导生根需生长素比例高，故诱导生根培养基中细胞分裂素与生长素比值较低。
（2）途径Ⅱ是将单细胞培养获取细胞培养物，技术为植物细胞培养。细胞悬浮培养时振荡，一是增加培养液溶氧量，满足细胞有氧呼吸需求；二是使细胞与培养液充分接触，利于营养物质吸收。
（3）分析图二，“T-DM1+紫杉醇+NACT”方案，治疗后肿瘤标志物CA125浓度下降更明显(说明杀伤癌细胞效果好)，且临床总有效率高、不良反应率未显著增加。故治疗乳腺癌理想方案为“T-DM1+紫杉醇+NACT”，依据是该方案治疗后肿瘤标志物浓度降低更显著，临床总有效率高，且不良反应率未明显升高。
19．【答案】（1）启动子P；通过物质S特异性诱导激活启动子P，促使抗炎蛋白基因表达，实现精准治疗
（2）2.6；相反
（3）将导入表达载体的大肠杆菌接种到分别含有氨苄青霉素和卡那霉素的不同培养基中；抗氨苄青霉素，不抗卡那霉素
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 图a中能被RNA聚合酶识别和结合的部位是启动子P，启动子是基因转录起始的调控序列，RNA聚合酶结合到启动子上才能启动下游基因的转录。从抗炎蛋白表达调控的角度，启动子P可被物质S特异性诱导激活，而患者肠道中物质S的产生量与炎症严重程度呈正比，只有在炎症发生、物质S存在时，启动子P才会被激活，进而启动抗炎蛋白基因的表达，合成抗炎蛋白发挥抗炎作用；当炎症缓解、物质S减少时，启动子P的激活程度降低，抗炎蛋白的表达也随之减少，能够实现精准治疗，避免抗炎蛋白持续表达带来的副作用。
(2) 载体本身的长度为3.0kb，用限制酶pstⅠ切割重组质粒后得到4.8kb和0.8kb两个片段，因此重组质粒的总长度为4.8kb+0.8kb=5.6kb，插入的抗炎蛋白重组基因的长度为重组质粒总长度减去载体长度，即5.6kb-3.0kb=2.6kb。分析插入方向时，重组质粒上的两个pstⅠ位点分别位于Kanr基因的上下游，Kanr基因有固定的转录方向，若插入的重组基因转录方向与Kanr基因相同，两个pstⅠ位点间的片段长度会出现稍微大于2.6kb和稍微小于3kb片段，这与实际酶切结果不符；只有当插入方向相反时，重组基因的pstⅠ位点与载体上的pstⅠ位点组合，切割后才能得到4.8kb和0.8kb的两个片段，因此抗炎蛋白重组基因插入后转录方向与Kanr基因相反。
(3) 筛选菌株E的操作是将导入表达载体的大肠杆菌接种到分别含有氨苄青霉素和卡那霉素的不同培养基中，观察菌落的生长情况。由于抗炎蛋白重组基因插入到了Kanr基因内部的sacⅡ位点，破坏了Kanr基因的结构，使其无法正常表达，因此菌株E不抗卡那霉素；而Ampr基因的结构完整，能够正常表达，因此菌株E抗氨苄青霉素，不抗卡那霉素。
【分析】(1)启动子是位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，能够驱动基因转录出mRNA，部分启动子可被特定物质诱导激活，实现基因的特异性诱导表达，根据环境信号调控基因的表达水平。
(2)基因工程中，限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子，可用于构建重组质粒和验证重组质粒的正确性。质粒是基因工程中常用的运载体，需具备多个限制酶切点、标记基因、复制原点等结构，标记基因多为抗生素抗性基因，作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而筛选出含有目的基因的受体细胞，当目的基因插入到标记基因内部时，会破坏标记基因的结构，使其失去相应的抗性功能。
(3)DNA琼脂糖凝胶电泳技术可根据DNA分子的大小、构象等分离DNA分子，通过条带的位置和大小可判断DNA片段的长度，重组质粒的总长度为载体长度与插入目的基因长度之和。
(4)基因的转录方向由启动子的方向决定，目的基因插入载体时的方向会影响限制酶切割后产生的DNA片段大小，可通过限制酶酶切结合电泳的方法验证目的基因的插入方向是否正确。
（1）图a中启动子P能被RNA聚合酶识别和结合，是转录开始的地方。患者肠道中会生成硫代硫酸盐（物质S），其产生量与疾病的严重程度呈正比关系。通过物质S特异性诱导激活启动子P，促使抗炎蛋白基因表达，实现精准治疗。
（2）由题意可知，加入目的基因后大小为4.8kb+0.8kb=5.6kb，载体大小为3kb，所以抗炎蛋白重组基因长度约为5.6-3=2.6kb。如果插入目的基因与Kanr基因转录方向相同，则两个pstⅠ位点之间大小大于2.6kb，加上载体3kb，与题意不符，所以插入目的基因与Kanr基因转录方向相反。
（3）由图可知，卡那霉素基因已经被破坏，所以重组菌株不能在含卡那霉素的培养基生长，但可在含氨苄青霉素的培养基培养。将导入表达载体的大肠杆菌接种到分别含有氨苄青霉素和卡那霉素的不同培养基中，菌株E抗氨苄青霉素、不抗卡那霉素。
20．【答案】（1）流动性；自由扩散和协助扩散
（2）支持和保护；原生质体吸水膨胀（或体积增大），且细胞壁比原生质体的伸缩性小
（3）促使囊泡上的水通道蛋白发生去磷酸化后转移至细胞膜；促进Ca2+进入细胞内，更多Ca2+激活GsCPK16
【知识点】细胞膜的结构特点；被动运输；主动运输
【解析】【解答】(1) 囊泡与细胞膜的融合过程依赖于生物膜的结构特点，体现了生物膜具有流动性。从图中可以看出，花冠细胞吸水存在两种方式，一种是水分子直接通过细胞膜的磷脂双分子层进行运输，该过程不需要载体蛋白协助，属于自由扩散；另一种是水分子通过细胞膜上的水通道蛋白进行运输，该过程需要载体蛋白协助、顺浓度梯度进行且不消耗能量，属于协助扩散，因此花冠细胞吸水的方式是自由扩散和协助扩散。
(2) 细胞壁是植物细胞的重要结构，对花冠细胞起支持和保护的作用。龙胆花从低温、无光的环境转移至常温、光照的条件后，花冠细胞的原生质体通过多种途径加快水分吸收，发生吸水膨胀，体积增大，而细胞壁的伸缩性远小于原生质体的伸缩性，无法随原生质体同步膨胀，因此细胞壁对原生质体施加的压力即细胞膨压会变大。
(3) 据图分析龙胆花重新开放的机制，温度升高的作用是促使囊泡上的水通道蛋白发生去磷酸化，去磷酸化后的水通道蛋白随囊泡与细胞膜融合，转移至细胞膜上，增加了细胞膜上水通道蛋白的数量，从而加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加；光刺激的作用是促进 Ca2+ 通过 Ca2+ 通道蛋白进入细胞内，更多的 Ca2+激活 GsCPK16，激活后的 GsCPK16 促进细胞膜上的水通道蛋白发生磷酸化，提高水通道蛋白的运输效率，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加，最终使龙胆花重新展开。
【分析】(1)生物膜的结构特点是具有一定的流动性，这是生物膜完成融合、胞吞、胞吐等生理过程的结构基础，流动性的本质是磷脂分子和大多数蛋白质分子可以在膜上进行运动。
(2)物质跨膜运输的方式分为自由扩散、协助扩散和主动运输，自由扩散是物质顺浓度梯度进行的跨膜运输，不需要载体蛋白和能量的参与，常见的实例有水、氧气、二氧化碳等小分子物质以及甘油、脂肪酸等脂溶性物质的跨膜运输；协助扩散是物质顺浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助但不消耗能量，常见的实例有葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞、水分子通过水通道蛋白的跨膜运输等；主动运输是物质逆浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助和能量的消耗，是细胞主动吸收营养物质、排出代谢废物的主要方式。
(3)植物细胞壁的主要组成成分是纤维素和果胶，对植物细胞具有支持和保护的作用，细胞壁的伸缩性显著小于原生质层的伸缩性，这是植物细胞发生质壁分离现象的结构基础。
(4)细胞内的信号分子如钙离子可以作为第二信使，通过激活相关的蛋白激酶，对靶蛋白进行磷酸化或去磷酸化修饰，从而改变靶蛋白的活性、定位或功能，实现对细胞生理过程的调控。
（1）囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜具有流动性。由图可知，花冠细胞吸水的方式是有两种，一种需要水通道蛋白，这种运输方式为协助扩散，另一种不需要水通道蛋白，这种运输方式为自由扩散。
（2）细胞壁对花冠细胞起支持和保护作用。据图可知龙胆花从低温、无光的环境转移至常温、光照的条件，花冠细胞的细胞膨压变大，其原因是原生质体吸水膨胀（或体积增大），且细胞壁比原生质体的伸缩性小。
（3）分析图可知，据图可知龙胆花由低温转至正常温度、光照条件下重新开放的机理：一方面是温度升高使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化，去磷酸化的水通道蛋白随囊泡转运到细胞膜上，增加细胞膜上的水通道蛋白数量，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加；另一方面是光刺激下促进Ca2+进入细胞，激活细胞质中的GsCPK16，促进细胞膜上的水通道蛋白磷酸化，提高水的运输能力，两条路径共同作用使花冠近轴表皮细胞的膨压增大，龙胆花重新开放。
21．【答案】（1）光照强度、温度、CO2浓度；光照强度
（2）当光照强度超过一定值后，光合速率不再增加，但温度或CO2浓度升高，光合作用速率加快
（3）ATP 、NADPH；1/2a【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合
【解析】【解答】(1) 图一中三条曲线的实验条件存在差异，A组为充足CO2、35℃，B组为充足CO2、20℃，C组为不充足CO2、20℃，同时横轴为光照强度，因此实验的自变量为光照强度、温度、CO2浓度。在0～150英尺烛光的光照强度范围内，三条曲线的光合作用速率均随光照强度的升高而持续上升，尚未达到光饱和点，此时温度、CO2浓度的差异未对光合速率产生限制作用，因此限制A、B、C曲线光合作用速率的环境因素是光照强度。
(2) 当光照强度超过一定值后，三条曲线的光合速率均不再随光照强度的增强而增加，说明光依赖的光反应阶段已达到饱和，无法再提升光合速率；但此时升高温度（如A组与B组对比）或提高CO2浓度（如B组与C组对比），光合作用速率仍能进一步加快，说明光合作用中存在不受光照限制、仅受温度和CO2浓度影响的非光依赖性反应，即暗反应阶段。
(3) ① 光反应的产物ATP和NADPH会在细胞内短暂储存，若直接进行实验，原有储存的ATP和NADPH会干扰实验结果，因此将小球藻置于黑暗条件下预培养，可耗尽细胞内储存的ATP和NADPH，确保两组实验从相同的起点开始，排除无关变量的干扰。
② A组连续光照135s，总光照时间为135s，光合产物量为a；B组光暗交替，总时间135s，总光照时间为67.5s，仅为A组的1/2。若光合作用存在非光依赖性的暗反应，B组在黑暗期间，光反应停止，但暗反应可利用光下产生的ATP和NADPH继续进行，同时光暗交替能让暗反应充分消耗光反应产物，及时再生NADP+和ADP，避免光反应产物积累抑制光反应，提升光反应的效率，因此B组的光合产物量会高于A组产物量的1/2；同时由于B组总光照时间仅为A组的一半，总光合产物量会低于A组的a，因此光合产物量b的范围为1/2a < b < a。
③ 针对温室大棚CO2补给不足的情况，可利用光暗交替提升暗反应效率的原理，动态调整光暗比例，例如当CO2浓度降低时，适当缩短光期、延长暗期，确保暗反应有充足的时间和CO2充分进行，充分消耗光反应产生的ATP和NADPH，避免光反应产物积累抑制光合，在CO2不足的条件下提升光能利用率和光合产量。
【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个紧密联系的阶段，光反应必须在有光的条件下进行，场所为叶绿体的类囊体薄膜，该阶段完成水的光解，产生氧气、ATP和NADPH，将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能；暗反应有光无光均可进行，场所为叶绿体基质，该阶段完成CO2的固定和C3的还原，将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH作为能量和还原剂，同时为光反应再生ADP、Pi和NADP+，保障光反应的持续进行。影响光合作用的环境因素包括光照强度、温度、CO2浓度等，光照强度主要通过影响光反应阶段影响光合速率，在一定范围内，光合速率随光照强度的升高而升高，当光照强度达到光饱和点后，光反应不再是限制因素，此时光合速率受暗反应相关的温度、CO2浓度等因素的限制；温度通过影响光合作用相关酶的活性影响光合速率；CO2浓度主要通过影响暗反应阶段的CO2固定影响光合速率。实验设计需遵循单一变量原则、对照原则和重复性原则，预培养的目的是排除细胞内原有物质等无关变量的干扰，确保实验结果的准确性。闪光实验通过光暗交替的处理方式，验证了暗反应的非光依赖性，同时证明光暗交替可提升光能利用率，为农业生产中提升光合产量提供了理论依据。
（1）据图分析实验的自变量是光照强度、温度、CO2浓度，因变量是光合速率。在0～150英尺烛光的低光照强度下，光合作用速率随光照强度的增加而增加，与温度无关，这说明在较低光照强度下，限制光合作用速率上升的因素是光照强度。
（2）据图分析，在强光条件下，随光照强度增强，光合作用速率不变，但温度或CO2浓度升高，光合作用速率加快，此时光合速率受到CO2浓度和温度的限制，因此布莱克曼认为存在非光依赖性反应。
（3）①进行闪光实验前，需要耗尽小球藻中原有的ATP和NADPH的干扰，故需要把小球藻置于黑暗条件下进行预培养。
②B组光照时间是A组的1/2，B组光暗交替使暗反应充分进行，及时再生NADP+、ADP，提高光反应速率，导致光合速率快、光合产物量高，若光合作用存在非光依赖性反应，则光合产物量b应为1/2a③大棚中可以动态调整光暗比例（如光期随CO2浓度降低而缩短），确保暗反应充分消耗光反应产物，提高产量。
1 / 1广东广州八区2024-2025学年高二下学期期末考试生物试题
一、选择题：本题共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．广东在全国率先实施公益林效益补偿制度，在公益林改造措施中，兼顾了生态环境、经济旅游和政策文化等效益。该措施遵循的生态工程原理是（　　）
A．循环 B．整体 C．协调 D．自生
【答案】B
【知识点】生态工程依据的生态学原理
【解析】【解答】A、循环原理侧重生态工程中物质的循环迁移与转化，实现废物资源化，题干未体现物质循环利用，A错误；
B、整体原理要求生态工程建设兼顾自然生态、经济、社会等多系统效益，公益林改造兼顾生态环境、经济旅游和政策文化，符合整体原理，B正确；
C、协调原理强调生物与环境、生物与生物的协调平衡，题干未涉及相关内容，C错误；
D、自生原理指生态系统的自组织、自我调节与维持，题干未体现系统自我调节相关特点，D错误。
故答案为：B。
【分析】生态工程的基本原理有整体、协调、循环、自生，整体原理是在生态工程建设时综合考虑自然生态系统规律以及经济、社会等系统的影响，统筹多方效益实现整体最优；循环原理是促进系统内物质循环利用，提升物质转化效率，减少废弃物；协调原理是处理好生物与环境、生物与生物之间的平衡关系，保障生态适配性；自生原理是依靠生物组分实现生态系统的自组织、自我优化与自我维持，维持系统稳定。
2．研究工作者利用AI预测蛋白质与配体相互作用的关键结构以及活性位点，最终准确预测出脂肪族、芳香族和芳基脂肪族腈酶的底物范围。该研究主要体现的酶特性是（　　）
A．专一性 B．多样性
C．高效性 D．作用条件比较温和
【答案】A
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】A、酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应，该研究预测不同腈酶的底物范围，体现酶对底物具有特异性选择，体现了酶的专一性，A正确；
B、酶的多样性是指酶的种类繁多，题干未涉及酶的种类数量相关内容，无法体现多样性，B错误；
C、酶的高效性是指与无机催化剂相比酶的催化效率更高，题干未对比催化速率，不能体现高效性，C错误；
D、酶的作用条件比较温和是指酶催化需要适宜的温度、pH等条件，题干未提及反应条件相关内容，不能体现该特性，D错误。
故答案为：A。
【分析】酶的特性主要包含专一性、高效性与作用条件较温和，专一性是每一种酶只能催化一种或一类化学反应，高效性是酶降低化学反应活化能的效果更显著，催化效率远高于无机催化剂，作用条件较温和是指酶促反应通常在适宜的温度、pH等温和条件下进行，过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构被破坏而失活。
3．水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任。下列有关细胞中水的叙述，错误的是（　　）
A．细胞中结合水和自由水的比例可能改变
B．有氧呼吸过程既消耗水，又产生水
C．水可作为维生素D等物质的良好溶剂
D．结合水是构成细胞结构的重要组成部分
【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用
【解析】【解答】A、细胞内的自由水和结合水能够相互转化，二者的比例会随着细胞代谢强度、外界环境等因素发生改变，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段丙酮酸与水反应会消耗水，第三阶段[H]和氧气结合会生成水，因此有氧呼吸过程既消耗水又产生水，B正确；
C、维生素D属于脂溶性物质，不溶于水，水不能作为维生素D的良好溶剂，自由水是水溶性物质的良好溶剂，C错误；
D、结合水与细胞内的蛋白质、多糖等物质结合，是构成细胞结构的重要组成成分，D正确。
故答案为：C。
【分析】细胞内的水以自由水和结合水两种形式存在，自由水是细胞内的良好溶剂，参与细胞内的许多生化反应，还能运输营养物质和代谢废物，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水与结合水可以相互转化，其比例变化会影响细胞的代谢速率和抗逆能力。有氧呼吸的第二阶段需要水参与反应，第三阶段会生成水。维生素D属于脂质类物质，具有脂溶性，不能溶解在水中。
4．科研小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA进行了不同的实验设计。下列设计思路合理的是（　　）
A．检测遗传物质中含有的五碳糖的元素种类
B．用双缩脲试剂对遗传物质的种类进行鉴定
C．用32P标记核苷酸并检测遗传物质的放射性
D．用RNA酶或DNA酶处理核酸后检测侵染活性
【答案】D
【知识点】DNA与RNA的异同；人类对遗传物质的探究历程；证明RNA是遗传物质的实验；病毒
【解析】【解答】A、DNA中的脱氧核糖与RNA中的核糖原素组成均为C、H、O，检测五碳糖的元素种类不能区分DNA和RNA，A错误；
B、双缩脲试剂用于鉴定蛋白质，无法对DNA、RNA这类核酸进行种类鉴定，B错误；
C、用32P标记核苷酸检测放射性，无法排除宿主细胞内未标记核苷酸的干扰，不能确定病毒遗传物质类型，C错误；
D、酶具有专一性，RNA酶可水解RNA、DNA酶可水解DNA，用两种酶分别处理后检测侵染活性，可判断该病毒遗传物质是DNA还是RNA，D正确。
故答案为：D。
【分析】核酸包括脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，DNA的五碳糖为脱氧核糖，RNA的五碳糖为核糖，二者元素组成相同。酶的催化作用具有专一性，特定酶只能催化特定物质的水解反应。双缩脲试剂能够与蛋白质发生显色反应，常用来检测生物组织中的蛋白质。核苷酸是构成核酸的基本单位，DNA和RNA的核苷酸组成中均含有磷酸基团。
5．下图为某真核细胞细胞核的结构模式图。下列物质交换不能通过图中结构1进行的是（　　）
A．细胞质中的ATP进入细胞核
B．细胞质中的DNA聚合酶进入细胞核
C．细胞核中的DNA进入细胞质
D．细胞核中的tRNA进入细胞质
【答案】C
【知识点】细胞核的结构
【解析】【解答】A、细胞质中产生的ATP是细胞的直接能源物质，细胞核内进行的DNA复制、转录等生命活动需要消耗能量，ATP可通过结构1（核孔）进入细胞核为其供能，该物质交换能通过结构1进行，A不符合题意；
B、DNA聚合酶的化学本质为蛋白质，在细胞质的核糖体上合成，需要进入细胞核参与DNA的复制过程，可通过结构1（核孔）进入细胞核，该物质交换能通过结构1进行，B不符合题意；
C、DNA是细胞的遗传物质，主要储存于细胞核中，核孔对进出的物质具有严格的选择性，DNA分子无法通过核孔进入细胞质，该物质交换不能通过结构1进行，C符合题意；
D、tRNA在细胞核中通过转录过程合成，需要通过结构1（核孔）进入细胞质，在翻译过程中负责转运氨基酸，该物质交换能通过结构1进行，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】真核细胞的细胞核由核膜、核仁、染色质等结构组成，核膜上的核孔是实现核质之间频繁物质交换和信息交流的通道，核孔具有选择透过性，可允许RNA、蛋白质等大分子物质选择性进出细胞核，同时阻止DNA等物质随意进出。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核内的DNA复制、转录等生命活动需要细胞质提供的ATP、相关酶等物质，转录产生的各类RNA则通过核孔进入细胞质，参与翻译等后续生命活动。
6．生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述正确的是（　　）
A．稀释涂布平板法既可用于分离纯化菌株，又可用于菌种计数
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水，有助于坛内无菌环境的形成
C．将配制好的酵母菌培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板
D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线，培养后可获得单菌落
【答案】A
【知识点】微生物的分离和培养；泡菜的制作；灭菌技术
【解析】【解答】A、稀释涂布平板法通过梯度稀释使菌液分散成单个细胞，培养后可形成单菌落，既能用于分离纯化菌株，又能通过统计菌落数进行活菌计数，A正确；
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水是为了隔绝空气，为乳酸菌发酵创造无氧环境，坛内并非无菌环境，B错误；
C、微生物培养基需采用高压蒸汽灭菌法进行彻底灭菌，煮沸无法杀灭芽孢等结构，易造成杂菌污染，不能直接倒平板，C错误；
D、接种环经灼烧灭菌后需冷却再蘸取酵母菌液，高温会直接杀死酵母菌，无法培养获得单菌落，D错误。
故答案为：A。
【分析】稀释涂布平板法可实现微生物的分离纯化以及活菌数量的计数，平板划线法主要用于微生物的分离纯化。泡菜制作依赖乳酸菌的无氧发酵，坛沿注水的作用是形成无氧环境。微生物培养基的常用灭菌方法为高压蒸汽灭菌法，煮沸消毒无法达到彻底灭菌的效果。平板划线操作中，灼烧后的接种环需冷却后再接触菌液，防止高温造成菌种死亡。
7．科研人员以β-甘露葡萄糖酶为研究材料，在其N端找到了两个关键的氨基酸位点，将这两个位点的组氨酸和脯氨酸分别替换为酪氨酸后，酶热稳定性得到了显著提高。下列叙述错误的是（　　）
A．替换蛋白质中的氨基酸可通过改造基因中的碱基序列实现
B．细胞内合成改造后的高热稳定性蛋白质的过程遵循中心法则
C．在分子水平上，可利用PCR等技术检测细胞内是否合成新的目的蛋白质
D．制备过程中应先预期目标蛋白质的生物学功能，再设计获得该蛋白质的三维结构
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展；PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质的氨基酸序列由基因的碱基序列决定，改造基因中的碱基序列可改变对应编码的氨基酸，实现氨基酸替换，A正确；
B、改造后的高热稳定性蛋白质由基因经转录、翻译合成，该过程遵循中心法则的遗传信息传递规律，B正确；
C、PCR技术用于扩增特定DNA片段，检测细胞内是否合成目的蛋白质需用抗原-抗体杂交技术，PCR无法检测蛋白质，C错误；
D、蛋白质工程需先预期目标蛋白质的生物学功能，再设计其三维结构，反向推导氨基酸序列与基因序列，D正确。
故答案为：C。
【分析】蛋白质工程以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过改造或合成基因来改造现有蛋白质，其基本流程是预期蛋白质功能、设计蛋白质三维结构、推测氨基酸序列、确定对应的脱氧核苷酸序列。中心法则描述了遗传信息从DNA传递到RNA，再从RNA传递到蛋白质的转录和翻译过程。PCR技术是体外快速扩增特定DNA片段的分子生物学技术，抗原-抗体杂交技术可用于检测生物体内目的蛋白质的合成情况。基因中的碱基排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，改变基因序列能够实现蛋白质中氨基酸的替换。
8．生物科学的发展离不开科学的方法。下列关于生物学实验科学方法的叙述，错误的是（　　）
A．采用差速离心法分离细胞器时，收集上清液后改用较低的离心速率
B．探究酵母菌细胞呼吸方式时，控制有无氧气采用了对比实验的方法
C．卡尔文运用放射性同位素标记法探明了CO2转化为有机物的具体途径
D．利用伞藻嫁接和核移植的方法可确定伞藻的伞帽形态取决于细胞核
【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞核的功能；光合作用的发现史；探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、差速离心法分离细胞器是逐步提高离心速率，以此分离质量不同的细胞器，并非收集上清液后改用较低离心速率，A错误；
B、探究酵母菌细胞呼吸方式时，有氧组与无氧组相互对照，采用了对比实验的方法，B正确；
C、卡尔文运用放射性同位素标记法追踪碳元素去向，探明了CO2转化为有机物的具体途径，C正确；
D、利用伞藻嫁接和核移植实验相互印证，可确定伞藻的伞帽形态取决于细胞核，D正确。
故答案为：A。
【分析】差速离心法通过逐渐提高离心速率分离不同质量的细胞结构。对比实验是设置多组相互对照的实验组，探究实验变量的影响。放射性同位素标记法能够追踪物质在代谢过程中的转移路径。伞藻嫁接与核移植实验是探究细胞核功能的经典实验，可证明细胞核控制生物的形态建成。
9．海洋动物绿叶海天牛啃食绿藻后，会把藻类所含叶绿体贮存进细胞并发挥其功能。在光照下，绿叶海天牛可持续生产有机物满足生存需要。下列叙述正确的是（　　）
A．绿叶海天牛和绿藻的遗传物质分别是DNA和RNA
B．啃食绿藻的绿叶海天牛的细胞中可能含有来自绿藻的核酸
C．绿叶海天牛细胞中含有磷脂双分子层的细胞器有2种
D．未啃食绿藻的绿叶海天牛自身不能生产有机物和ATP
【答案】B
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位；其它细胞器及分离方法；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、绿叶海天牛和绿藻均属于细胞结构生物，细胞生物的遗传物质都是DNA，不存在遗传物质为RNA的情况，A错误；
B、绿叶海天牛啃食绿藻后会将绿藻的叶绿体储存于自身细胞中，叶绿体内部含有DNA和RNA两类核酸，因此其细胞中可能含有来自绿藻的核酸，B正确；
C、磷脂双分子层是生物膜的基本支架，绿叶海天牛自身含有线粒体、溶酶体、内质网等多种具膜细胞器，摄入绿藻叶绿体后具膜细胞器种类更多，含有磷脂双分子层的细胞器远不止2种，C错误；
D、未啃食绿藻的绿叶海天牛可通过细胞呼吸产生ATP，也能通过自身代谢过程合成蛋白质等有机物，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞结构生物的遗传物质均为DNA，仅病毒的遗传物质为DNA或RNA；核酸分为脱氧核糖核酸和核糖核酸，叶绿体作为半自主性细胞器含有少量核酸；磷脂双分子层构成所有生物膜的基本支架，具备膜结构的细胞器均含有磷脂双分子层；细胞呼吸是所有活细胞产生ATP的主要途径，细胞可通过合成代谢生成自身所需的各类有机物。
10．细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列叙述错误的是（　　）
A．小麦种子经过晾晒以降低其含水量，有助于储存
B．有氧运动可避免人体肌细胞无氧呼吸产生较多的CO2
C．温室栽培时，夜间适当降低温度可提高作物产量
D．稻田需要定期排水，防止水稻因无氧呼吸产生酒精烂根
【答案】B
【知识点】细胞呼吸原理的应用
【解析】【解答】A、小麦种子晾晒可减少自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，利于种子储存，A正确；
B、人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不会产生二氧化碳，B错误；
C、夜间适当降低温度，能减弱植物细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于有机物积累，提高作物产量，C正确；
D、稻田长期积水，水稻根细胞会进行无氧呼吸产生酒精，酒精会毒害根细胞导致烂根，定期排水可避免该现象，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）自由水含量越高，细胞呼吸越强，种子晾晒可降低自由水含量，延长储存时间；
（2）人体无氧呼吸只产生乳酸，植物无氧呼吸大多产生酒精和二氧化碳；
（3）夜间无光照，植物只进行呼吸作用，降温可抑制呼吸酶活性，减少有机物消耗；
（4）水稻根需有氧呼吸，缺氧时无氧呼吸产生酒精，损伤根系。
11．某一地区的生态承载力代表了该地区提供资源的能力。当一个地区的生态承载力小于生态足迹时，出现生态赤字。下列国家或地区生态赤字最为严重的是（　　）
国家或地区 生态足迹总量比重=（某主体的生态足迹/全球或区域总生态足迹）×100% 生态承载力总量比重=（某主体的生态承载力/全球或区域总生态承载力）×100%
A 6% 4%
B 15% 9%
C 17% 9%
D 4% 9%
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【知识点】人口增长对生态环境的影响
【解析】【解答】A、A地区生态足迹总量比重为6%，生态承载力总量比重为4%，二者差值为2%，存在生态赤字但程度较轻，A错误；
B、B地区生态足迹总量比重为15%，生态承载力总量比重为9%，二者差值为6%，生态赤字程度较明显，B错误；
C、C地区生态足迹总量比重为17%，生态承载力总量比重为9%，二者差值为8%，差值最大，生态赤字最为严重，C正确；
D、D地区生态足迹总量比重为4%，生态承载力总量比重为9%，生态承载力大于生态足迹，不存在生态赤字，D错误。
故答案为：C。
【分析】生态承载力代表区域提供资源的能力，生态足迹是维持特定人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，当生态承载力小于生态足迹时会出现生态赤字，二者的数值差值越大，对应的生态赤字情况就越严重。
12．不同地区采取不同的田间策略为棉铃虫提供庇护所。例如一些棉区会在转基因抗虫棉田周围种植一定面积的非抗虫棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所；也有一些棉区采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然庇护所。下列叙述正确的是（　　）
A．转基因抗虫棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B．混作有利于维持棉铃虫种群的遗传多样性，从而提高抗虫棉的抗虫持久性
C．为棉铃虫提供专门庇护所，可使敏感棉铃虫的种群数量持续上升
D．提供庇护所后，棉铃虫种群中抗性基因频率必然逐年下降
【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化；种群的数量变动及其原因；自然选择与适应
【解析】【解答】A、基因突变具有随机性、不定向性，转基因抗虫棉田周围种植非抗虫棉无法降低棉铃虫抗性基因的突变率，A错误；
B、混作模式能为敏感型棉铃虫提供生存空间，维持棉铃虫种群的遗传多样性，延缓抗性种群形成，进而提高抗虫棉的抗虫持久性，B正确；
C、为棉铃虫提供庇护所可增加敏感棉铃虫的数量，但种群数量受环境容纳量限制，不会持续无限上升，C错误；
D、庇护所可减缓抗性基因频率的上升速度，棉铃虫种群中抗性基因频率并非必然逐年下降，D错误。
故答案为：B。
【分析】基因突变具有随机性、不定向性和低频性，外界环境一般不能直接改变基因的突变频率。种群数量变化受食物、空间、天敌等环境因素制约，存在环境容纳量，种群数量不会持续无限增长。庇护所策略可以保留害虫种群中的敏感型个体，降低抗性基因频率的提升速度，维持种群遗传多样性，延长抗虫作物的使用年限。种群基因频率的变化受自然选择、迁入、迁出、突变等多种因素共同影响，单一环境措施无法决定基因频率必然下降。
13．图a为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组，整个过程中细胞始终有活性。另选取其他西葫芦细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，测得P值随时间的变化曲线如图b所示。下列叙述错误的是（　　）
A．图a实验结束后，第7组西葫芦细胞的吸水能力最强
B．由图a可知，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5mol/L之间
C．据图b实验结果判断，细胞从t1时期开始吸收K+和NO3-
D．图b中t1-t2期间，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A、图a中第7组西葫芦条在高浓度蔗糖溶液中失水量最多，细胞液浓度最高，因此吸水能力最强，A正确；
B、图a中蔗糖浓度为0.4mol/L时西葫芦条吸水，0.5mol/L时失水，说明所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5mol/L之间，B正确；
C、图b中细胞从t0时刻就开始吸收K+和NO3-，使细胞液浓度逐渐升高，并非从t1时期才开始吸收，C错误；
D、图b中t1-t2期间P值大于1，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动，D正确。
故答案为：C。
【分析】植物细胞的吸水和失水遵循渗透作用原理，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，可发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当外界溶液浓度与细胞液浓度相等时，水分进出细胞达到动态平衡。可通过测定不同外界溶液中植物组织的质量变化，确定细胞液的浓度范围，细胞液浓度介于使细胞吸水的最高外界溶液浓度与使细胞失水的最低外界溶液浓度之间。细胞的吸水能力与细胞液浓度呈正相关，细胞液浓度越高，吸水能力越强。KNO3等可溶性溶质可被植物细胞通过主动运输的方式吸收，使细胞液浓度逐渐升高，因此植物细胞在适宜浓度的KNO3溶液中会先发生质壁分离，后自动复原，细胞从接触溶液时就开始吸收离子，并非在某一特定时刻才开始吸收。水分的跨膜运输为顺浓度梯度的被动运输，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，水分会向细胞液方向流动。
14．细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP合成酶能将H+势能转化为ATP中的化学能。科学家分别将细菌紫膜质和ATP合成酶重组到脂质体（一种由磷脂双分子层组成的人工膜）上，在光照条件下，观察到如下图所示的结果。下列叙述错误的是（　　）
A．H+通过细菌紫膜质进入脂质体内部的方式是主动运输
B．ATP合成酶既可催化ATP的合成，也可协助扩散运输H+
C．照射图c细菌紫膜质的光强变为弱时，ATP的合成速率上升
D．推测叶绿体类囊体薄膜上存在图c中所示的能量转换机制
【答案】C
【知识点】ATP的作用与意义；光合作用的过程和意义；被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度进入脂质体内部，需要载体蛋白（细菌紫膜质），逆浓度梯度运输属于主动运输，A正确；
B、从图c可知，ATP合成酶能催化ADP和Pi合成ATP，同时H+顺浓度梯度通过ATP合成酶，说明ATP合成酶既可催化ATP合成，也可作为载体协助H+的协助扩散，B正确；
C、照射图c细菌紫膜质的光强变弱时，细菌紫膜质转运H+的速率下降，脂质体内外的H+浓度差（势能）减小，ATP合成酶利用H+势能合成ATP的速率会下降，而非上升，C错误；
D、叶绿体类囊体薄膜是光反应的场所，光反应中光能转化为ATP中的化学能，与图c中光能→H+势能→ATP中化学能的转换机制相似，推测类囊体薄膜上存在该机制，D正确。
故答案为：C。
【分析】主动运输是物质逆浓度梯度的跨膜运输方式，需要载体蛋白的协助，同时消耗能量；协助扩散是物质顺浓度梯度的跨膜运输方式，需要载体蛋白协助，不消耗能量。ATP合成酶是一类兼具催化活性和载体功能的膜蛋白，可利用膜两侧H+形成的电化学势能，催化ADP和Pi合成ATP，同时介导H+顺浓度梯度的协助扩散。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，该过程中光能被吸收转化，驱动H+逆浓度梯度跨膜运输形成质子梯度，再通过ATP合成酶将质子势能转化为ATP中的化学能。细菌紫膜质是嗜盐古菌中的光驱动质子泵，可在光照条件下将H+逆浓度梯度转运，形成膜两侧的质子浓度差，为ATP合成提供能量基础。
15．抗体的结构分为V区（识别并结合抗原的区域）和C区（抗体的支架），鼠源抗体具有外源性，会被人体免疫系统当作抗原而清除。用人抗体的C区替换鼠源抗体的C区，保留鼠源抗体的V区，可构建人-鼠嵌合抗体，操作流程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞为记忆B细胞
B．经过一次筛选可选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
C．为获得结构正确的嵌合抗体，受体细胞可选用大肠杆菌
D．人-鼠嵌合抗体在保留抗原特异性的同时外源性下降
【答案】D
【知识点】单克隆抗体的制备过程；单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、单克隆抗体制备中，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞是经特定抗原免疫后、可分泌特异性抗体的浆细胞（效应B细胞），记忆B细胞无法直接分泌抗体，仅在二次免疫中增殖分化为浆细胞，因此A错误；
B、单克隆抗体制备的筛选分为两步：第一次用选择培养基筛选，仅能获得杂交瘤细胞，淘汰未融合细胞、自身融合细胞；第二次需通过专一性抗体检测（如抗原-抗体杂交），才能筛选出能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞，仅一次筛选无法完成该目标，因此B错误；
C、嵌合抗体属于分泌蛋白，其合成后需要内质网进行初步加工、高尔基体进行进一步加工修饰，才能形成结构正确、具有生物活性的抗体。大肠杆菌为原核生物，仅含核糖体，无内质网、高尔基体等具膜细胞器，无法完成分泌蛋白的加工过程，因此不能选用大肠杆菌作为受体细胞，C错误；
D、鼠源抗体的V区负责特异性识别结合抗原，C区为抗体支架，鼠源C区具有外源性，易被人体免疫系统清除；人-鼠嵌合抗体保留了鼠源抗体的V区，保证了抗原识别的特异性，同时将鼠源C区替换为人抗体的C区，降低了外源性，减少被人体免疫系统清除的概率，因此该嵌合抗体在保留抗原特异性的同时外源性下降，D正确。
故答案为：D。
【分析】单克隆抗体制备技术以细胞膜的流动性和细胞增殖为原理，将经抗原免疫的浆细胞与骨髓瘤细胞融合，通过筛选获得既能无限增殖又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，用于制备单克隆抗体。抗体是浆细胞分泌的免疫球蛋白，结构分为负责特异性识别抗原的可变区（V区）和作为支架的恒定区（C区）。原核细胞仅具有核糖体一种细胞器，缺乏内质网、高尔基体等膜结构细胞器，无法完成分泌蛋白的加工、修饰，因此分泌蛋白的表达需选用真核受体细胞。人-鼠嵌合抗体通过基因工程改造，保留鼠源抗体的抗原结合V区以维持特异性，替换人源C区以降低免疫原性，可解决鼠源抗体临床应用中的免疫排斥问题。
16．蛛丝有超强韧性，将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中可以生产蛛丝蛋白。图a是蛛丝蛋白基因的DNA片段；利用PCR技术对蛛丝蛋白基因进行检测，电泳结果如图b。其中1号来自普通羊，2号来自含蛛丝蛋白基因的质粒，其余来自转基因羊。下列叙述错误的是（　　）
A．用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因，可选择图中的引物①和④
B．PCR过程在第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因
C．在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象等有关
D．使用抗原-抗体结合法可能在3、5、8号羊的乳汁中检测到蛛丝蛋白
【答案】A
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、DNA的两条链反向平行，5'端为磷酸基团，3'端为羟基，DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链，子链延伸方向为5'→3'，因此PCR扩增时引物需与模板链的3'端结合，且3'端朝向目的基因内部，才能向中间延伸扩增出完整的目的基因。图中引物①结合于上链5'端、引物④结合于下链5'端，二者3'端均背离目的基因，无法完成目的基因的扩增，应选择引物②和引物③，A错误；
B、PCR以半保留复制方式进行循环扩增，第1次循环结束后得到的2个DNA分子仅一端含引物，第2次循环结束后得到的4个DNA分子中有2个两端含引物，第3次循环结束后可得到更多两端都含引物的目的基因，因此第3次循环结束后可以得到两端都含引物的目的基因，B正确；
C、在凝胶电泳中，DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小、构象、凝胶浓度、电场强度等多种因素有关，C正确；
D、1号为普通羊（阴性对照），2号为含蛛丝蛋白基因的质粒（阳性对照），电泳结果显示3、5、8号羊的条带与2号阳性对照一致，说明3、5、8号羊成功整合了蛛丝蛋白基因，该基因可在羊乳腺细胞表达并分泌到乳汁中，抗原-抗体结合法可特异性检测蛛丝蛋白，因此可能在3、5、8号羊的乳汁中检测到蛛丝蛋白，D正确。
故答案为：A。
【分析】PCR是一种体外扩增特定DNA片段的技术，以DNA的半保留复制为原理，需要引物、耐高温的DNA聚合酶等条件，引物需与模板链的3'端结合，子链沿5'→3'方向延伸，经过多次循环可获得大量目的基因，PCR循环过程中，第3次循环结束后可得到两端均含引物的目的基因。DNA凝胶电泳利用DNA分子的带电性和大小、构象差异实现分离，DNA分子在凝胶中的迁移速率与分子大小、构象等相关。目的基因的检测与鉴定可从分子水平和个体水平进行，分子水平包括DNA分子杂交检测目的基因是否插入、核酸分子杂交检测是否转录、抗原-抗体杂交检测是否翻译出目的蛋白。
二、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
17．为保障公共健康，需要定期对公共饮用水进行卫生检测。饮用水的卫生标准是100mL不得检出大肠杆菌或者1000mL不超过3个大肠杆菌。若要确定饮用水是否合格，可采用膜过滤法检测，过程如图所示。
回答下列问题：
（1）检测前一般需要对水样收集瓶、培养皿、镊子等进行　 　灭菌。在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上培养时，大肠杆菌会产生呈现深紫色且具有金属光泽的菌落，此培养基对大肠杆菌起到　 　作用。
（2）本检测　 　（填“可以”或“不可以”）用血细胞计数板直接计数替代膜过滤法检测饮用水中的大肠杆菌数量，原因是　 　。
（3）从设计实验的角度看，本检测需要设置两组对照组：一组用无菌水涂布在伊红-亚甲蓝琼脂培养基中并培养，目的是　 　；另一组的操作是　 　，目的是检测该培养基能否培养出大肠杆菌。
【答案】（1）干热；鉴定
（2）不可以；大肠杆菌较小
（3）了解培养基是否被污染；在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上涂布大肠杆菌菌液并培养
【知识点】微生物的分离和培养；培养基概述及其分类；灭菌技术；其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】(1) 水样收集瓶、培养皿、镊子等多为玻璃或金属材质，这类器具的灭菌常采用干热灭菌法，干热灭菌通过高温环境杀灭包括芽孢在内的所有微生物，可避免杂菌污染实验，保障检测结果的准确性。伊红-亚甲蓝琼脂培养基属于鉴别培养基，大肠杆菌可分解培养基中的乳糖产酸，使伊红与亚甲蓝结合，形成深紫色且带有金属光泽的特征性菌落，其他微生物无法形成该特征菌落，因此该培养基对大肠杆菌起到鉴定作用，可特异性区分大肠杆菌与其他杂菌。
(2) 本检测不可以用血细胞计数板直接计数替代膜过滤法检测饮用水中的大肠杆菌数量。血细胞计数板适用于计数体积较大、数量较多的细胞或微生物，大肠杆菌为原核生物，个体体积微小，且饮用水中大肠杆菌的数量通常极低，直接用血细胞计数板计数时，难以观察到足够数量的大肠杆菌，无法准确统计其数量；同时血细胞计数板无法区分活菌与死菌，也无法特异性识别大肠杆菌，会将水样中的其他微生物、杂质等误计数，因此不能替代膜过滤法。
(3) 用无菌水涂布在伊红-亚甲蓝琼脂培养基中并培养的组别为空白对照组，目的是检测培养基是否被杂菌污染，若该组培养基上长出菌落，说明培养基灭菌不彻底或操作过程中引入杂菌，实验结果不具备可信度。另一组对照组的操作是在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上涂布大肠杆菌菌液并培养，属于阳性对照组，目的是检测该培养基能否正常培养出大肠杆菌，验证培养基的有效性，若该组培养基上长出特征性的大肠杆菌菌落，说明培养基符合实验要求，可用于大肠杆菌的检测。
【分析】微生物培养需严格执行无菌操作，常用灭菌方法包括干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌等，干热灭菌适用于玻璃器皿、金属用具等耐高温且需保持干燥的物品，高压蒸汽灭菌适用于培养基、无菌水等，灼烧灭菌适用于接种工具等。培养基按功能可分为选择培养基和鉴别培养基，鉴别培养基可通过特定的菌落特征、颜色反应等区分不同种类的微生物，用于特定微生物的鉴别。微生物计数方法分为活菌计数法和显微镜直接计数法，滤膜法属于活菌计数法，适用于低浓度样品中特定活菌的计数，特异性强；血细胞计数板属于显微镜直接计数法，适用于体积较大、浓度较高的微生物计数，无法区分活菌与死菌，也无法特异性识别目标微生物。实验设计需遵循对照原则，设置空白对照可排除无关变量干扰，验证实验体系的无菌性，设置阳性对照可验证实验方法、试剂的有效性，保障实验结果的可靠性。
（1）为了避免杂菌污染，检测前一般需要对水样收集瓶、培养皿、镊子等进行干热灭菌处理。在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上培养时，大肠杆菌会呈现出特定的颜色，可以对大肠杆菌进行鉴别或鉴定。
（2）大肠杆菌较小，属于原核生物，不适宜用血细胞计数板直接计数。
（3）无菌水涂布组是空白对照组，可以用来判断培养基是否被污染；要检测该培养基能否培养出大肠杆菌，可以在伊红-亚甲蓝琼脂培养基上涂布大肠杆菌菌液并培养，观察是否长出大肠杆菌菌落。
18．紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有良好的抗癌作用，目前在临床上已经广泛用于乳腺癌等疾病的治疗。植物细胞工程是生产紫杉醇的重要技术手段，图一表示提取紫杉醇的两条技术途径。
回答下列问题：
（1）途径I的原理为　 　。诱导愈伤组织期间一般　 　光照。与诱导生芽过程相比，诱导生根的培养基中细胞分裂素与生长素的比值　 　（填“较低”或“较高”）。
（2）途径Ⅱ使用的技术是　 　。该途径中进行细胞悬浮培养时，振荡的意义是　 　。
（3）研究人员发现曲妥珠单抗与美坦辛的偶联物（T-DM1）联合紫杉醇，在治疗乳腺癌中具有杀伤及靶向性的双重作用。为进一步探究更有效的乳腺癌治疗方法，研究人员在此基础上又结合新辅助化疗（NACT），并对比两种治疗方法的效果差异，结果如图二所示。
据此推断，治疗乳腺癌的理想方案为　 　，其依据是　 　。
【答案】（1）植物细胞的全能性；不需要；较低
（2）植物细胞培养；使细胞充分接触空气和培养基中的营养成分，促进细胞的增殖
（3）T-DM1+紫杉醇+NACT；在接受“T-DM1+紫杉醇+NACT”治疗后，肿瘤标志物CA125的浓度显著下降；不良反应率降低、临床总有效率有所提高
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】(1) 途径I为植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性，即已经分化的植物细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，这是因为每个植物细胞都含有该物种全套的遗传信息。诱导愈伤组织的过程为脱分化，该阶段细胞为高度液泡化的薄壁细胞，不具备叶绿体，无法进行光合作用，因此一般不需要光照。在植物组织培养的再分化阶段，植物激素的比例会调控分化方向，细胞分裂素比例较高时可诱导生芽，生长素比例较高时可诱导生根，因此与诱导生芽过程相比，诱导生根的培养基中细胞分裂素与生长素的比值较低。
(2) 途径II使用的技术是植物细胞培养技术，即通过将外植体分离获得单细胞，在液体培养基中进行悬浮振荡培养，获得大量细胞培养物，进而提取次生代谢产物。该途径中进行细胞悬浮培养时，振荡的意义在于一方面可以提高培养液中的溶解氧含量，为细胞的有氧呼吸提供充足的氧气，满足细胞代谢的能量需求；另一方面可以使细胞充分分散，避免细胞聚集贴壁，让细胞与培养基中的营养成分充分接触，保证营养的均匀供应，从而促进细胞的增殖。
(3) 分析图二的实验结果可知，治疗乳腺癌的理想方案为T-DM1+紫杉醇+NACT。其依据是，与T-DM1+紫杉醇的治疗方案相比，在接受T-DM1+紫杉醇+NACT治疗后，患者的肿瘤标志物CA125浓度下降更为显著，说明该方案对癌细胞的杀伤效果更强；同时该方案的临床总有效率更高，且不良反应率更低，在保证治疗效果的同时降低了治疗的副作用，因此是更理想的治疗方案。
【分析】植物细胞的全能性是指已经分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，是植物组织培养技术的原理。植物组织培养的过程包括外植体的脱分化和再分化，脱分化是指已分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程，该过程一般不需要光照，形成的愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞团。再分化是指愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程，该过程中生长素和细胞分裂素的比例会调控分化方向，细胞分裂素比例较高时促进芽的分化，生长素比例较高时促进根的分化。植物细胞培养是指在体外条件下，将植物单细胞进行悬浮培养，以获得大量细胞或其代谢产物的技术，悬浮培养过程中振荡可增加培养液中的溶氧量，使细胞与培养基中的营养成分充分接触，促进细胞的增殖。肿瘤标志物是由肿瘤细胞产生或机体对肿瘤细胞反应而产生的物质，可用于监测肿瘤的发生、发展和治疗效果，临床总有效率用于评价治疗方案的有效性，不良反应率用于评价治疗方案的安全性，理想的治疗方案需同时具备高有效性和低不良反应率。
（1）途径I是植物组织培养，原理为植物细胞全能性。诱导愈伤组织时，细胞脱分化，一般不需要光照(愈伤组织无叶绿体，不进行光合作用)。诱导生芽需细胞分裂素比例高，诱导生根需生长素比例高，故诱导生根培养基中细胞分裂素与生长素比值较低。
（2）途径Ⅱ是将单细胞培养获取细胞培养物，技术为植物细胞培养。细胞悬浮培养时振荡，一是增加培养液溶氧量，满足细胞有氧呼吸需求；二是使细胞与培养液充分接触，利于营养物质吸收。
（3）分析图二，“T-DM1+紫杉醇+NACT”方案，治疗后肿瘤标志物CA125浓度下降更明显(说明杀伤癌细胞效果好)，且临床总有效率高、不良反应率未显著增加。故治疗乳腺癌理想方案为“T-DM1+紫杉醇+NACT”，依据是该方案治疗后肿瘤标志物浓度降低更显著，临床总有效率高，且不良反应率未明显升高。
19．炎症性肠病（IBD）属于肠道慢性炎症性疾病的范畴。研究揭示，患者肠道中会生成硫代硫酸盐（物质S），其产生量与疾病的严重程度呈正比关系。研究人员将抗炎蛋白基因与物质S特异性诱导激活的启动子P、终止子等元件连接，构建了重组基因（如图a所示）。随后，该重组基因与图b所示的载体结合，形成了表达载体。通过将此载体导入大肠杆菌并进行筛选，成功获得了菌株E。当患病模型小鼠被饲喂摄入菌株E后，其IBD症状得到了显著的缓解。
回答下列问题：
（1）图a中能被RNA聚合酶识别和结合的部位是　 　。从抗炎蛋白表达调控的角度分析，选用启动子P的优点是　 　。
（2）将图a的抗炎蛋白重组基因插入如图b所示Kanr基因内的sacⅡ位点。为确认抗炎蛋白重组基因的大小和插入方向，科研人员用限制酶pstⅠ切割重组质粒并进行电泳，结果出现了4.8kb和0.8kb两个片段。据图分析，抗炎蛋白重组基因长度约为　 　kb；抗炎蛋白重组基因插入后转录方向与Kanr基因　 　（填“相同”或“相反”）。
（3）使用氨苄青霉素和卡那霉素筛选出菌株E，可进行的操作是　 　，菌株E对两种抗生素的抗性特征表现为　 　。
【答案】（1）启动子P；通过物质S特异性诱导激活启动子P，促使抗炎蛋白基因表达，实现精准治疗
（2）2.6；相反
（3）将导入表达载体的大肠杆菌接种到分别含有氨苄青霉素和卡那霉素的不同培养基中；抗氨苄青霉素，不抗卡那霉素
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 图a中能被RNA聚合酶识别和结合的部位是启动子P，启动子是基因转录起始的调控序列，RNA聚合酶结合到启动子上才能启动下游基因的转录。从抗炎蛋白表达调控的角度，启动子P可被物质S特异性诱导激活，而患者肠道中物质S的产生量与炎症严重程度呈正比，只有在炎症发生、物质S存在时，启动子P才会被激活，进而启动抗炎蛋白基因的表达，合成抗炎蛋白发挥抗炎作用；当炎症缓解、物质S减少时，启动子P的激活程度降低，抗炎蛋白的表达也随之减少，能够实现精准治疗，避免抗炎蛋白持续表达带来的副作用。
(2) 载体本身的长度为3.0kb，用限制酶pstⅠ切割重组质粒后得到4.8kb和0.8kb两个片段，因此重组质粒的总长度为4.8kb+0.8kb=5.6kb，插入的抗炎蛋白重组基因的长度为重组质粒总长度减去载体长度，即5.6kb-3.0kb=2.6kb。分析插入方向时，重组质粒上的两个pstⅠ位点分别位于Kanr基因的上下游，Kanr基因有固定的转录方向，若插入的重组基因转录方向与Kanr基因相同，两个pstⅠ位点间的片段长度会出现稍微大于2.6kb和稍微小于3kb片段，这与实际酶切结果不符；只有当插入方向相反时，重组基因的pstⅠ位点与载体上的pstⅠ位点组合，切割后才能得到4.8kb和0.8kb的两个片段，因此抗炎蛋白重组基因插入后转录方向与Kanr基因相反。
(3) 筛选菌株E的操作是将导入表达载体的大肠杆菌接种到分别含有氨苄青霉素和卡那霉素的不同培养基中，观察菌落的生长情况。由于抗炎蛋白重组基因插入到了Kanr基因内部的sacⅡ位点，破坏了Kanr基因的结构，使其无法正常表达，因此菌株E不抗卡那霉素；而Ampr基因的结构完整，能够正常表达，因此菌株E抗氨苄青霉素，不抗卡那霉素。
【分析】(1)启动子是位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，能够驱动基因转录出mRNA，部分启动子可被特定物质诱导激活，实现基因的特异性诱导表达，根据环境信号调控基因的表达水平。
(2)基因工程中，限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子，可用于构建重组质粒和验证重组质粒的正确性。质粒是基因工程中常用的运载体，需具备多个限制酶切点、标记基因、复制原点等结构，标记基因多为抗生素抗性基因，作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而筛选出含有目的基因的受体细胞，当目的基因插入到标记基因内部时，会破坏标记基因的结构，使其失去相应的抗性功能。
(3)DNA琼脂糖凝胶电泳技术可根据DNA分子的大小、构象等分离DNA分子，通过条带的位置和大小可判断DNA片段的长度，重组质粒的总长度为载体长度与插入目的基因长度之和。
(4)基因的转录方向由启动子的方向决定，目的基因插入载体时的方向会影响限制酶切割后产生的DNA片段大小，可通过限制酶酶切结合电泳的方法验证目的基因的插入方向是否正确。
（1）图a中启动子P能被RNA聚合酶识别和结合，是转录开始的地方。患者肠道中会生成硫代硫酸盐（物质S），其产生量与疾病的严重程度呈正比关系。通过物质S特异性诱导激活启动子P，促使抗炎蛋白基因表达，实现精准治疗。
（2）由题意可知，加入目的基因后大小为4.8kb+0.8kb=5.6kb，载体大小为3kb，所以抗炎蛋白重组基因长度约为5.6-3=2.6kb。如果插入目的基因与Kanr基因转录方向相同，则两个pstⅠ位点之间大小大于2.6kb，加上载体3kb，与题意不符，所以插入目的基因与Kanr基因转录方向相反。
（3）由图可知，卡那霉素基因已经被破坏，所以重组菌株不能在含卡那霉素的培养基生长，但可在含氨苄青霉素的培养基培养。将导入表达载体的大肠杆菌接种到分别含有氨苄青霉素和卡那霉素的不同培养基中，菌株E抗氨苄青霉素、不抗卡那霉素。
20．龙胆花在低温（16 ℃）、无光照条件下，30分钟内会呈现闭合状态；而当其被转移至常温（22 ℃）、光照条件下，在30分钟内会重新展开。经过研究，这一现象与花冠细胞的细胞膨压（即细胞壁对原生质体施加的压力）的增加有关。龙胆花重新开放的机制如图所示。
回答下列问题：
（1）据图分析，囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜具有　 　，花冠细胞吸水的方式是　 　。
（2）细胞壁对花冠细胞起　 　作用。龙胆花从低温、无光的环境转移至常温、光照的条件，花冠细胞的细胞膨压变大，其原因是　 　。
（3）龙胆花重新开放的机制是：①温度升高　 　，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加；②光刺激　 　，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加。
【答案】（1）流动性；自由扩散和协助扩散
（2）支持和保护；原生质体吸水膨胀（或体积增大），且细胞壁比原生质体的伸缩性小
（3）促使囊泡上的水通道蛋白发生去磷酸化后转移至细胞膜；促进Ca2+进入细胞内，更多Ca2+激活GsCPK16
【知识点】细胞膜的结构特点；被动运输；主动运输
【解析】【解答】(1) 囊泡与细胞膜的融合过程依赖于生物膜的结构特点，体现了生物膜具有流动性。从图中可以看出，花冠细胞吸水存在两种方式，一种是水分子直接通过细胞膜的磷脂双分子层进行运输，该过程不需要载体蛋白协助，属于自由扩散；另一种是水分子通过细胞膜上的水通道蛋白进行运输，该过程需要载体蛋白协助、顺浓度梯度进行且不消耗能量，属于协助扩散，因此花冠细胞吸水的方式是自由扩散和协助扩散。
(2) 细胞壁是植物细胞的重要结构，对花冠细胞起支持和保护的作用。龙胆花从低温、无光的环境转移至常温、光照的条件后，花冠细胞的原生质体通过多种途径加快水分吸收，发生吸水膨胀，体积增大，而细胞壁的伸缩性远小于原生质体的伸缩性，无法随原生质体同步膨胀，因此细胞壁对原生质体施加的压力即细胞膨压会变大。
(3) 据图分析龙胆花重新开放的机制，温度升高的作用是促使囊泡上的水通道蛋白发生去磷酸化，去磷酸化后的水通道蛋白随囊泡与细胞膜融合，转移至细胞膜上，增加了细胞膜上水通道蛋白的数量，从而加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加；光刺激的作用是促进 Ca2+ 通过 Ca2+ 通道蛋白进入细胞内，更多的 Ca2+激活 GsCPK16，激活后的 GsCPK16 促进细胞膜上的水通道蛋白发生磷酸化，提高水通道蛋白的运输效率，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加，最终使龙胆花重新展开。
【分析】(1)生物膜的结构特点是具有一定的流动性，这是生物膜完成融合、胞吞、胞吐等生理过程的结构基础，流动性的本质是磷脂分子和大多数蛋白质分子可以在膜上进行运动。
(2)物质跨膜运输的方式分为自由扩散、协助扩散和主动运输，自由扩散是物质顺浓度梯度进行的跨膜运输，不需要载体蛋白和能量的参与，常见的实例有水、氧气、二氧化碳等小分子物质以及甘油、脂肪酸等脂溶性物质的跨膜运输；协助扩散是物质顺浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助但不消耗能量，常见的实例有葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞、水分子通过水通道蛋白的跨膜运输等；主动运输是物质逆浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助和能量的消耗，是细胞主动吸收营养物质、排出代谢废物的主要方式。
(3)植物细胞壁的主要组成成分是纤维素和果胶，对植物细胞具有支持和保护的作用，细胞壁的伸缩性显著小于原生质层的伸缩性，这是植物细胞发生质壁分离现象的结构基础。
(4)细胞内的信号分子如钙离子可以作为第二信使，通过激活相关的蛋白激酶，对靶蛋白进行磷酸化或去磷酸化修饰，从而改变靶蛋白的活性、定位或功能，实现对细胞生理过程的调控。
（1）囊泡与细胞膜的融合体现了生物膜具有流动性。由图可知，花冠细胞吸水的方式是有两种，一种需要水通道蛋白，这种运输方式为协助扩散，另一种不需要水通道蛋白，这种运输方式为自由扩散。
（2）细胞壁对花冠细胞起支持和保护作用。据图可知龙胆花从低温、无光的环境转移至常温、光照的条件，花冠细胞的细胞膨压变大，其原因是原生质体吸水膨胀（或体积增大），且细胞壁比原生质体的伸缩性小。
（3）分析图可知，据图可知龙胆花由低温转至正常温度、光照条件下重新开放的机理：一方面是温度升高使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化，去磷酸化的水通道蛋白随囊泡转运到细胞膜上，增加细胞膜上的水通道蛋白数量，加快对水分的吸收，导致花冠细胞的细胞膨压增加；另一方面是光刺激下促进Ca2+进入细胞，激活细胞质中的GsCPK16，促进细胞膜上的水通道蛋白磷酸化，提高水的运输能力，两条路径共同作用使花冠近轴表皮细胞的膨压增大，龙胆花重新开放。
21．19世纪末，科学家基于多项研究成果总结出光合作用的总反应式。不过，该反应式仅呈现了反应物与生成物的物质转化关系，尚未揭示其中的作用机制。直至1905年，英国科学家伯莱克曼在探究光合速率与环境因素的关联时取得关键突破，其研究实验结果如图一所示（英尺烛光即一烛光在距离一英尺处的物面上产生的光照强度）。
回答下列问题：
（1）图一中实验的自变量为　 　；在0～150英尺烛光的光照强度范围内，限制A、B、C曲线光合作用速率的环境因素是　 　。
（2）伯莱克曼推测光合作用存在两个阶段：一个是光依赖性反应（即光反应），另一个是非光依赖性反应（即暗反应）。据图一分析，伯莱克曼认为存在非光依赖性反应的依据是　 　。
（3）德国科学家瓦尔堡利用小球藻进行闪光实验验证了伯莱克曼的推测，科研人员根据瓦尔堡的实验原理利用小球藻重新设置实验，处理方式和结果如图二所示（A、B两组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定）。
①在进行闪光实验前，将小球藻置于黑暗条件下进行预培养的目的是耗尽储存的　 　，确保实验从相同起点开始。
②若光合作用存在非光依赖性反应，则光合产物量b应在　 　范围，原因是　 　。
③根据上述的实验，设计一种针对温室大棚CO2补给不足的调控方案　 　。
【答案】（1）光照强度、温度、CO2浓度；光照强度
（2）当光照强度超过一定值后，光合速率不再增加，但温度或CO2浓度升高，光合作用速率加快
（3）ATP 、NADPH；1/2a【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合
【解析】【解答】(1) 图一中三条曲线的实验条件存在差异，A组为充足CO2、35℃，B组为充足CO2、20℃，C组为不充足CO2、20℃，同时横轴为光照强度，因此实验的自变量为光照强度、温度、CO2浓度。在0～150英尺烛光的光照强度范围内，三条曲线的光合作用速率均随光照强度的升高而持续上升，尚未达到光饱和点，此时温度、CO2浓度的差异未对光合速率产生限制作用，因此限制A、B、C曲线光合作用速率的环境因素是光照强度。
(2) 当光照强度超过一定值后，三条曲线的光合速率均不再随光照强度的增强而增加，说明光依赖的光反应阶段已达到饱和，无法再提升光合速率；但此时升高温度（如A组与B组对比）或提高CO2浓度（如B组与C组对比），光合作用速率仍能进一步加快，说明光合作用中存在不受光照限制、仅受温度和CO2浓度影响的非光依赖性反应，即暗反应阶段。
(3) ① 光反应的产物ATP和NADPH会在细胞内短暂储存，若直接进行实验，原有储存的ATP和NADPH会干扰实验结果，因此将小球藻置于黑暗条件下预培养，可耗尽细胞内储存的ATP和NADPH，确保两组实验从相同的起点开始，排除无关变量的干扰。
② A组连续光照135s，总光照时间为135s，光合产物量为a；B组光暗交替，总时间135s，总光照时间为67.5s，仅为A组的1/2。若光合作用存在非光依赖性的暗反应，B组在黑暗期间，光反应停止，但暗反应可利用光下产生的ATP和NADPH继续进行，同时光暗交替能让暗反应充分消耗光反应产物，及时再生NADP+和ADP，避免光反应产物积累抑制光反应，提升光反应的效率，因此B组的光合产物量会高于A组产物量的1/2；同时由于B组总光照时间仅为A组的一半，总光合产物量会低于A组的a，因此光合产物量b的范围为1/2a < b < a。
③ 针对温室大棚CO2补给不足的情况，可利用光暗交替提升暗反应效率的原理，动态调整光暗比例，例如当CO2浓度降低时，适当缩短光期、延长暗期，确保暗反应有充足的时间和CO2充分进行，充分消耗光反应产生的ATP和NADPH，避免光反应产物积累抑制光合，在CO2不足的条件下提升光能利用率和光合产量。
【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个紧密联系的阶段，光反应必须在有光的条件下进行，场所为叶绿体的类囊体薄膜，该阶段完成水的光解，产生氧气、ATP和NADPH，将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能；暗反应有光无光均可进行，场所为叶绿体基质，该阶段完成CO2的固定和C3的还原，将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH作为能量和还原剂，同时为光反应再生ADP、Pi和NADP+，保障光反应的持续进行。影响光合作用的环境因素包括光照强度、温度、CO2浓度等，光照强度主要通过影响光反应阶段影响光合速率，在一定范围内，光合速率随光照强度的升高而升高，当光照强度达到光饱和点后，光反应不再是限制因素，此时光合速率受暗反应相关的温度、CO2浓度等因素的限制；温度通过影响光合作用相关酶的活性影响光合速率；CO2浓度主要通过影响暗反应阶段的CO2固定影响光合速率。实验设计需遵循单一变量原则、对照原则和重复性原则，预培养的目的是排除细胞内原有物质等无关变量的干扰，确保实验结果的准确性。闪光实验通过光暗交替的处理方式，验证了暗反应的非光依赖性，同时证明光暗交替可提升光能利用率，为农业生产中提升光合产量提供了理论依据。
（1）据图分析实验的自变量是光照强度、温度、CO2浓度，因变量是光合速率。在0～150英尺烛光的低光照强度下，光合作用速率随光照强度的增加而增加，与温度无关，这说明在较低光照强度下，限制光合作用速率上升的因素是光照强度。
（2）据图分析，在强光条件下，随光照强度增强，光合作用速率不变，但温度或CO2浓度升高，光合作用速率加快，此时光合速率受到CO2浓度和温度的限制，因此布莱克曼认为存在非光依赖性反应。
（3）①进行闪光实验前，需要耗尽小球藻中原有的ATP和NADPH的干扰，故需要把小球藻置于黑暗条件下进行预培养。
②B组光照时间是A组的1/2，B组光暗交替使暗反应充分进行，及时再生NADP+、ADP，提高光反应速率，导致光合速率快、光合产物量高，若光合作用存在非光依赖性反应，则光合产物量b应为1/2a③大棚中可以动态调整光暗比例（如光期随CO2浓度降低而缩短），确保暗反应充分消耗光反应产物，提高产量。
1 / 1

展开更多......

收起↑