2024-2025学年北京通州区高二(下)期末生物试卷含答案

2024-2025学年北京市通州区高二（下）期末生物试卷一、选择题(每小题2分,共30分)下列各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意要求的。1．（2分）鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（）A．属于自养生物 B．可以进行细胞呼吸 C．DNA位于细胞核中 D．在物质循环中发挥作用2．（2分）糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（）A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构3．（2分）膜接触位点（MCS）是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域，MCS作用机理是接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点，以此调控细胞内的代谢。下列叙述不正确的是（）A．细胞中的MCS加强了各种细胞器间的物质和能量的交换 B．内质网与高尔基体之间进行信息交流必须依赖于MCS C．线粒体通过MCS与内质网相连以实现能量的快速供应 D．MCS存在接收信息的受体蛋白和运输物质的载体蛋白4．（2分）图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，与正常细胞比较，癌细胞应具有的是（）A．线粒体内膜面积增大，有利于相关酶的附着 B．葡萄糖在线粒体基质中产生大量的丙酮酸 C．细胞中氧化分解释放能量的比例提高 D．无氧呼吸强，葡萄糖的消耗量增大，O2消耗减少5．（2分）如图表示过氧化氢在四种不同反应条件下发生化学反应的活化能，四种反应条件是37℃、60℃、37℃下加入新鲜肝脏研磨液、37℃下加入FeCl3。其中表示37℃下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是（）A．A B．B C．C D．D6．（2分）如图为水稻根细胞膜上的硝酸盐(NOA．细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能 B．细胞膜对H+通透性改变会影响NPF的功能 C．细胞外的NO3D．H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果7．（2分）在动物细胞有氧呼吸过程中，NADH脱氢酶催化NADH将1对电子传递给辅酶Q，同时生成NAD+和H+，使H+在膜两侧形成质子梯度，从而驱动ATP的合成。推测NADH脱氢酶的分布场所是（）A．细胞质基质 B．线粒体外膜 C．线粒体基质 D．线粒体内膜8．（2分）科研人员研究不同光照条件对柑橘生长的影响，部分检测结果见下表。据此无法推断的是（）光照强度叶色平均叶面积（cm2）净光合速率（μmolCO2•m﹣2•s﹣2）强浅绿13.64.33中绿20.34.17弱深绿28.43.87A．三种光照条件下柑橘叶片均能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能 B．与强光条件相比，弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低 C．随光照强度减弱，平均叶面积增大可体现出柑橘对不同光照条件的适应 D．光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率9．（2分）斑马鱼（2n＝50）幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞（SEC）会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列分析错误的是（）A．正常有丝分裂后期斑马鱼细胞含100条染色体 B．SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质相同 C．利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂 D．该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表10．（2分）衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号，这些化学信号统称为SASP，SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是（）A．衰老细胞染色质收缩，使某些基因表达水平下降 B．细胞衰老时，可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器 C．SASP作用于细胞，会激活与细胞衰老有关基因的表达 D．SASP使邻近细胞衰老后，会通过负反馈来减缓细胞哀老11．（2分）辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是（）A．用湿热灭菌法处理外植体和培养基 B．①和②分别表示脱分化和再分化过程 C．果实细胞的基因型与外植体基因型相同 D．组织培养的培养基中需要加入植物激素12．（2分）科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药—组织纤溶酶原激活剂（tPA）。获得转基因羊的过程中，以下操作非必要的是（）A．将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组 B．将表达载体显微注射到羊受精卵中 C．将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中 D．将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内13．（2分）利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如图。下列叙述错误的是（）A．过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B．过程②是将重组质粒导入噬菌体并启动基因表达 C．过程③利用抗原﹣抗体的特异性结合筛选目标抗体 D．过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产14．（2分）下列生物学实验操作，不合理的是（）A．解离的洋葱根尖先用甲紫染色，然后进行漂洗 B．试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线 C．苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞内有橘黄色小颗粒 D．划线接种之前，接种环灼烧灭菌并冷却后使用15．（2分）生命系统中，各个层次的结构通常都与一定的功能相适应。下列实例不支持这一观点的是（）A．叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和有利于其锚定在类囊体膜中 B．内质网中形成的连续的内腔相通的膜性管道系统，有利于物质运输 C．植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，有利于发挥其支撑和保护作用 D．细胞的体积增大，有利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换二、非选择题（共70分）16．（10分）尿素是一种重要的农业肥料，但是必须经过分解才能更好地被植物利用。为获得高效分解尿素的菌种，研究人员做了如下研究。（1）获取尿素分解菌①称取农田土壤样品1g，加入到一个盛有mL无菌水的三角瓶中，将样品充分打散、混匀，即成10﹣2稀释液。然后再依次稀释成10﹣3、10﹣4、10﹣5、10﹣6的稀释液。②将10﹣4、10﹣5、10﹣6的稀释液涂布于以为唯一氮源、含酚红的培养基上，依据选择产酶的菌株。经过筛选，最终获得高产脲酶菌株。（2）为进一步研究脲酶中不同位点氨基酸对其活性的影响，研究人员按照如图所示，对脲酶基因进行了定点诱变（引物B和C中均替换了一个碱基），以得到突变的脲酶基因。①如图所示的PCR1、PCR3所需要的引物分别是、。A.引物AB.引物BC.引物CD.引物DE.不加入引物②研究人员将含有定点突变脲酶基因的重组质粒和分别导入大肠杆菌，以判断不同位点氨基酸改变对脲酶活性的影响。17．（12分）增强大豆茎秆机械强度，提高其抗倒伏能力，是实现大豆密植高产的重要育种目标。（1）木质素与多糖中的都是细胞壁的组成成分，其中木质素赋予细胞壁硬度和稳定性，是决定茎秆抗倒伏能力的关键组分。（2）研究人员对大豆品种W82进行诱变，得到一个茎秆脆弱、易倒伏的单基因突变体lrm3，并检测了不同植株中茎秆木质素的含量，如图1。结果表明：LRM3主要通过调控木质素的合成总量来影响茎秆的机械强度。请在图1中补充LRM3敲除、LRM3过表达的W82植株的木质素含量。（3）研究人员推测LRM3调控木质素合成与MYB6蛋白相关。研究人员检测了不同植株木质素含量（图2）。结果表明：。（4）进一步研究发现，MYB6的作用与木质素合成途径的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）有关：MYB6直接结合并抑制PAL的转录。为验证此结论，研究人员将相应的基因转入受体细胞，并检测荧光，如表1。请补充完成表1（分别用+、﹣表示转入、不转入相应的基因）。表1MYB6基因PAL启动子+荧光素酶基因结果（荧光）对照组+实验组﹣注：结果的+、﹣分别表示有荧光、无荧光（5）综上所述，请说明LRM基因调控大豆茎秆的机械强度和抗倒伏能力的机制：。18．（12分）低渗透压等逆境环境会导致植物细胞吸水过多，影响植物的生长发育。我国研究者利用模式植物拟南芥对相关机制进行了研究。（1）水分进出植物细胞的物质运输方式是。（2）钙离子是植物逆境响应的核心调控因子，能够调控基因表达抵抗不利环境。研究者检测了不同渗透压下拟南芥细胞内钙离子变化（图1），推测钙离子参与植物低渗透压的调节，依据是。（3）已有研究表明OSCA离子通道蛋白家族（15个成员）负责运输细胞内的钙离子，研究者推测OSCA蛋白可能是低渗透压的感受器。①为了探究感受低渗透压的具体基因，对OSCA家族的15个基因进行生物信息学分析，发现它们含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。利用PCR技术，可以根据序列仅设计一对引物，分别扩增出15个OSCA基因，构建基因表达载体并分别导入大肠杆菌，检测转基因大肠杆菌在低渗溶液中的生长速率（图2A﹣B），结果表明。②研究者设计了如下实验，进一步证实了OSCA通过激活Ca2+信号调控细胞生长，请利用以下材料补充图2C中实验处理：。材料：a.生理盐水b.IPTGc.钙离子通道激活剂BayKd.钙离子通道抑制剂La（4）成熟花粉处于高度脱水状态，花粉落到柱头上会快速吸水膨胀，激活花粉粒萌发形成花粉管，OSCA蛋白在此过程中具有重要作用。请结合上述材料分析以下选项合理的是。A.从共同祖先中1个OSCA基因到拟南芥中15个基因主要来源于基因重组B.高度脱水花粉有利于花粉耐受传播过程中的环境胁迫，提高花粉存活率C.拟南芥OSCA2.1蛋白功能缺失，一定会导致花粉粒无法萌发形成花粉管D.植物干旱后更易面临低渗胁迫，该研究为植物抗旱的研究提供了思路19．（12分）铁死亡是一种由铁依赖性氧化应激诱导的调节性细胞死亡形式。近年来，科研人员在使用芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的研究中实现了巨大突破。（1）Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。在芬托霉素的作用下，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的基本骨架，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。（2）科研人员发现，在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，使用荧光对NCO蛋白进行细胞定位的结果如图1所示。为进一步阐明NCO基因的作用，科研人员构建了该基因敲除及过表达的肺癌细胞系，并在添加了Fe3+和芬托霉素的培养基中进行培养，图2显示，NCO基因敲除组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+数量，细胞破裂死亡数量。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是。（3）跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，并参与其还原过程。科研人员开展了如下实验，证实了TF是Fe3+的受体，请完善以下表格，并预期相应结果（ⅰ、ⅱ处填序号，ⅲ、ⅳ处填合适数量的+）。组别细胞处理ROS含量细胞数量1正常肺癌细胞系不含Fe3+的培养液+芬托霉素+++++2ⅱ+++++3ⅰ不含Fe3+的培养液+芬托霉素+++++4同ⅱⅲⅳA.正常肺癌细胞系B.TF基因敲除肺癌细胞系C.NCO基因敲除肺癌细胞系D.不含Fe3+的培养液E.含Fe3+的培养液F.芬托霉素（4）科研人员发现，ACS蛋白作为细胞代谢关键酶，其高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加。用芬托霉素诱导NCO和ACS双敲除肺癌细胞及ACS单敲除肺癌细胞铁死亡，结果如图。由此可知，ACS位于NCO的（上游/下游），请说明理由。。20．（12分）学习以下材料，回答问题。细菌也能“织布”？在富含碳的培养基中，驹形杆菌可以聚合并分泌线性葡萄糖链，同时这些链可自组装成一个密集且相互连接的纤维素网状结构。这种细菌纤维素生物纺织品的开发，逐渐成为当前研究和应用的新热点。为了解决细菌纤维素颜色过于单一的问题，科研人员对驹形杆菌进行了基因工程改造，设计和构建出菌株来表达酪氨酸酶1（Tyr1），使该菌株可以将酪氨酸转化为黑色素，如图1所示。在菌株生长过程中，细胞在生长纤维素层时有效地产生酪氨酸酶，在随后的酶促反应中，这些细胞就可以产生黑色素，以实现自然地对纤维素进行染色。注：Pc为组成型启动子，可被工程菌RNA聚合酶识别接下来，科研人员为表达Tyr1的工程菌株引入T7噬菌体来源的RNA聚合酶（T7R）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体，原理见图2。通过将450nm的蓝光可控地投射到培养基上，从而触发细菌在生产纤维素时以可控的方式产生黑色素，进而使得生产出的纤维素材料呈现图案。注：PT7为特异型启动子，仅被T7R识别总的来说，该工程菌株表达酪氨酸酶，细菌生长时可积累黑色素，导致生产的纤维素薄膜呈现出黑色，这种黑色纤维素薄膜可进一步通过干燥、压制等加工制作成产品，比如手袋、布料等，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路。（1）驹形杆菌可以利用培养基中的碳元素合成纤维素，还可以合成等生物大分子。图1的表达载体中金担子素抗性基因的作用是。（2）结合材料信息，以下对该工程菌描述正确的有：。A.驹形杆菌形成的纤维素层也可以作为其细胞壁而发挥支持和保护的作用B.能够在含有金担子素的培养基中形成菌落的细菌不一定成功导入了Tyrl基因C.可以通过控制蓝光照射的范围来实现在纤维素层上呈现不同黑色图案的目的D.T7噬菌体来源的RNA聚合酶也能在工程菌中发挥作用说明该酶不具有专一性（3）为了实现蓝光控制染色，请对图1的表达载体进行改造。（4）基于该项技术，请你为实现多彩的纤维素材料提出自己的设想。21．（12分）番茄果实的甜味主要与细胞内的葡萄糖和果糖有关，我国研究者对果实中糖代谢的机制进行了研究。（1）番茄叶肉细胞通过进行光合作用，将转化成蔗糖等有机物，蔗糖被运输到番茄果实中储存或分解。（2）已有研究表明CD27蛋白激酶通过磷酸化相关蛋白质参与糖代谢。①研究者构建了CD27突变体CD27﹣mu1、CD27﹣mu2，突变体中编码CD27蛋白的部分DNA序列如图1A所示。野生型（wt）和CD27突变体番茄果实中的单糖含量如图1B，结果显示。②植物中存在基因冗余现象，即植物体内存在多个序列相近、功能相似的非等位基因，序列对比发现CD27具有一个序列相似的基因CD26，对CD27﹣mu2番茄植株同时进行处理，并检测番茄中的单糖含量（图1B），该结果说明CD26和CD27之间存在基因冗余现象。（3）蔗糖合酶SUS3能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，增加甜味。为了进一步研究CD26、CD27蛋白和SUS3蛋白之间的关系，研究者设计了荧光素酶互补实验：荧光素酶蛋白被切成nLUC和cLUC，待检测的2个蛋白分别与nLUC和cLUC融合，如果2个蛋白有相互作用，则荧光素酶的nLUC和cLUC在空间上会靠近、组装并发挥荧光素酶活性。图2结果表明。（4）SUS3蛋白磷酸化后会被降解，进一步利用体外实验探究CD27﹣mul蛋白和CD26蛋白在SUS3磷酸化中的作用，蛋白质免疫印记结果如图3，结果表明。（5）综上所述，请推测CD27突变后番茄果实中单糖含量的调控机制（任选一突变体即可）。

2024-2025学年北京市通州区高二（下）期末生物试卷参考答案与试题解析一、选择题(每小题2分,共30分)下列各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意要求的。1．（2分）鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是（）A．属于自养生物 B．可以进行细胞呼吸 C．DNA位于细胞核中 D．在物质循环中发挥作用【分析】1、原核细胞：没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色质；没有复杂的细胞器（只有核糖体一种细胞器）；只能进行二分裂生殖，属于无性生殖，不遵循孟德尔的遗传定律；含有细胞膜、细胞质，遗传物质是DNA。2、真核生物：有被核膜包被的成形的细胞核，有核膜、核仁和染色质；有复杂的细胞器（包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体等）；能进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂；含有细胞膜、细胞质，遗传物质是DNA。【解答】解：A、鱼腥蓝细菌可以进行光合作用，说明其属于自养生物，A正确；B、鱼腥蓝细菌可以进行细胞呼吸，B正确；C、鱼腥蓝细菌属于原核生物，没有细胞核，DNA位于拟核里，C错误；D、鱼腥蓝细菌在物质循环中发挥作用，例如碳循环，D正确。故选：C。【点评】本题考查原核细胞的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。2．（2分）糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（）A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构【分析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等，基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质，因此蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子。【解答】解：A、糖原只含C、H、O，不含N，A错误；B、糖原合成需要酶，但不需要模板，B错误；C、糖原属于多糖类生物大分子，胰岛素属于蛋白质类生物大分子，胰岛素基因属于核酸类生物大分子，C正确；D、糖原为分支链状结构，胰岛素为球状蛋白质结构，胰岛素基因为双螺旋结构，三者空间结构不同，D错误。故选：C。【点评】本题考查组成细胞的化合物、要求考生识记糖类、蛋白质和DNA的内容，识记生物大分子的基本骨架，再结合所学的知识准确答题。3．（2分）膜接触位点（MCS）是细胞内不同膜结构之间形成的紧密接触区域，MCS作用机理是接收信息并为脂质、Ca2+等物质提供运输的位点，以此调控细胞内的代谢。下列叙述不正确的是（）A．细胞中的MCS加强了各种细胞器间的物质和能量的交换 B．内质网与高尔基体之间进行信息交流必须依赖于MCS C．线粒体通过MCS与内质网相连以实现能量的快速供应 D．MCS存在接收信息的受体蛋白和运输物质的载体蛋白【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积，其外连细胞膜，内连核膜，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。根据内质网膜上有没有附着核糖体，将内质网分为滑面型内质网和粗面型内质网两种。滑面内质网上没有核糖体附着，这种内质网所占比例较少，但功能较复杂，它与脂类、糖类代谢有关；粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑面内质网规则，功能主要与蛋白质的合成有关。【解答】解：A、根据题干，MCS能为脂质、Ca2+等物质提供运输位点，所以可以加强各种细胞器间的物质交换，同时物质交换与能量交换密切相关，也能加强能量交换，A正确；B、内质网与高尔基体之间进行信息交流不一定依赖于MCS，它们还可以通过囊泡等方式进行信息交流，B错误；C、线粒体是细胞的“动力车间”，通过MCS与内质网相连，能够为内质网相关代谢快速供应能量，C正确；D、因为MCS要接收信息并运输物质，所以存在接收信息的受体蛋白和运输物质的载体蛋白，D正确。故选：B。【点评】本题考查细胞器和生物膜的相关知识，要求考生识记细胞中各种细胞器的结构、分布和功能；识记生物膜系统的组成和功能，能结合题干信息准确判断各选项。4．（2分）图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，与正常细胞比较，癌细胞应具有的是（）A．线粒体内膜面积增大，有利于相关酶的附着 B．葡萄糖在线粒体基质中产生大量的丙酮酸 C．细胞中氧化分解释放能量的比例提高 D．无氧呼吸强，葡萄糖的消耗量增大，O2消耗减少【分析】1、有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。2、无氧呼吸分为两个阶段，第一阶段与有氧呼吸完全相同，第二阶段发生于细胞质基质，丙酮酸分解为酒精和二氧化碳或产生乳酸，不产生ATP。【解答】解：A、分析图可知，癌细胞线粒体内膜向内折叠形成嵴减少，即线粒体内膜面积减小，A错误；B、葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，并不是在线粒体基质中，B错误；CD、癌细胞线粒体结构发生变化，有氧呼吸受阻，因此癌细胞无氧呼吸强，葡萄糖的消耗量增大，O2消耗减少，细胞中氧化分解释放能量的比例降低，C错误，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查有氧呼吸的过程和意义以及无氧呼吸的概念与过程等相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。5．（2分）如图表示过氧化氢在四种不同反应条件下发生化学反应的活化能，四种反应条件是37℃、60℃、37℃下加入新鲜肝脏研磨液、37℃下加入FeCl3。其中表示37℃下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是（）A．A B．B C．C D．D【分析】1、酶的特性：（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。2、由曲线图分析可知，过氧化氢在常温条件下也会有少量分解，但活化能最高，在高温条件下会加快过氧化氢的分解；无机催化剂和相应酶能够催化过氧化氢的分解，但是酶具有高效性，降低活化能更显著，速度最快，完成反应的时间最短。【解答】解：由曲线图分析可知，A曲线完成化学反应所需时间最长，应该是37℃下发生化学反应的活化能；与A曲线相比，B曲线完成化学反应所需时间略微缩短，应该是60℃下发生化学反应的活化能；无机催化剂和酶都能降低化学反应的活化能，缩短到达化学平衡的时间，但是酶降低化学反应活化能的效果更显著，C曲线是37℃下加入FeCl3发生化学反应的活化能；D曲线是37℃下加入新鲜肝脏研磨液发生化学反应的活化能。D正确。故选：D。【点评】本题考查酶的特性和酶促反应原理，要求考生识记相关知识，能够运用所学知识，结合题图信息完成选项的分析判断。6．（2分）如图为水稻根细胞膜上的硝酸盐(NOA．细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能 B．细胞膜对H+通透性改变会影响NPF的功能 C．细胞外的NO3D．H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果【分析】①自由扩散：顺浓度梯度、无需能量和转运蛋白；②协助扩散：顺浓度梯度、需要转运蛋白、无需能量；③主动运输：逆浓度梯度、需要转运蛋白和能量；④胞吞、胞吐：需要能量。【解答】解：A、从图中可以看到，H+载体在催化ATP水解生成ADP的同时，还将H+进行了跨膜运输，所以细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能，A正确；B、因为NO3−进入细胞是依赖于细胞内外H+的浓度差，而细胞膜对H+通透性改变会影响细胞内外H+浓度差，进而影响NPF利用H+浓度差转运C、细胞外的NO3−进入细胞是借助NPF，并且依赖细胞内外HD、由图可知，H+载体在ATP提供磷酸基团的情况下发生磷酸化，其空间结构发生改变，从而运输H+，所以H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果，D正确。故选：C。【点评】本题主要考查物质跨膜运输的方式，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力，能够运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。7．（2分）在动物细胞有氧呼吸过程中，NADH脱氢酶催化NADH将1对电子传递给辅酶Q，同时生成NAD+和H+，使H+在膜两侧形成质子梯度，从而驱动ATP的合成。推测NADH脱氢酶的分布场所是（）A．细胞质基质 B．线粒体外膜 C．线粒体基质 D．线粒体内膜【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。【解答】解：由题意可知，在有氧呼吸过程中，NADH脱氢酶催化NADH将1对电子传递给辅酶Q，同时生成NAD+和H+，使在膜两侧形成质子梯度，从而驱动ATP的合成，该过程消耗了NADH，同时生成ATP，这是有氧呼吸的第三阶段，而有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，故NADH脱氢酶分布在线粒体内膜上，即D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题主要考查了有氧呼吸等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。8．（2分）科研人员研究不同光照条件对柑橘生长的影响，部分检测结果见下表。据此无法推断的是（）光照强度叶色平均叶面积（cm2）净光合速率（μmolCO2•m﹣2•s﹣2）强浅绿13.64.33中绿20.34.17弱深绿28.43.87A．三种光照条件下柑橘叶片均能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能 B．与强光条件相比，弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低 C．随光照强度减弱，平均叶面积增大可体现出柑橘对不同光照条件的适应 D．光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。【解答】解：A、在光合作用的光反应阶段，在三种光照条件下柑橘叶片能将光能转化为NADPH和ATP中的化学能，A正确；B、在强光条件下，叶色为浅绿色，在弱光下叶色为深绿色，说明弱光下叶绿素含量多，但弱光下净光合速率较低，说明弱光下柑橘叶片叶绿素含量虽高但CO2吸收速率较低，B正确；C、随光照强度减弱，平均叶面积最大，因此可以判断，柑橘通过增加叶面积来吸收更多的光能，以适应弱光环境，C正确；D、光照强度增强提高了叶片的净光合速率，但从表格数据无法判断光照强度增强主要提高了柑橘叶片的真光合速率并降低了呼吸速率，D错误。故选：D。【点评】本题考查光合作用的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。9．（2分）斑马鱼（2n＝50）幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞（SEC）会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列分析错误的是（）A．正常有丝分裂后期斑马鱼细胞含100条染色体 B．SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质相同 C．利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂 D．该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表【分析】有丝分裂过程要点：体细胞中的染色体上只有一个DNA分子。复制后，一个染色体上有两个DNA分子，分别位于两个染色单体上。当染色体着丝点分裂后，原来的一个染色体成为两个染色体。染色体有两种形态，细丝状的染色质形态和短粗的染色体形态。染色质在前期高度螺旋化，转变为染色体，染色体有在后期解螺旋，恢复成染色质。因此，前期和末期有染色质和染色体两种形态的转化，而中期和后期只有染色体一种形态。【解答】解：A、有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体加倍，所以此时期的斑马鱼细胞含100条染色体，A正确；B、无DNA复制的分裂方式导致遗传物质没有发生复制，但是发生了细胞的分裂，则SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质可能不相同，B错误；C、SEC会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，所以利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂，C正确；D、能迅速增加皮肤表面细胞数目，有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表，是幼鱼对快速生长的适应，D正确。故选：B。【点评】本题考查了有丝分裂过程中相关结构和数目的变化情况，意在考查考生的识记能力以及知识网络构建的能力。本题比较简单，考查只需结合有丝分裂各时期的特点进行作答即可。10．（2分）衰老细胞会分泌促炎细胞因子、趋化因子和细胞外基质蛋白酶等化学信号，这些化学信号统称为SASP，SASP传递到邻近细胞会诱导邻近细胞衰老。下列叙述错误的是（）A．衰老细胞染色质收缩，使某些基因表达水平下降 B．细胞衰老时，可通过细胞自噬来清除衰老的细胞器 C．SASP作用于细胞，会激活与细胞衰老有关基因的表达 D．SASP使邻近细胞衰老后，会通过负反馈来减缓细胞哀老【分析】细胞衰老是指细胞在执行生命活动过程中，随着时间的推移，细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。细胞的生命历程都要经过未分化、分化、生长、成熟、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞衰老死亡与新生细胞生长的动态平衡是维持机体正常生命活动的基础。【解答】解：A、衰老细胞的染色质发生紧缩（异染色质化），导致部分基因（如与细胞增殖相关的基因）表达水平下降，A正确；B、细胞自噬是清除衰老或损伤细胞器的重要机制，在衰老细胞中自噬活动增强以维持细胞内稳态，B正确；C、SASP通过旁分泌作用激活邻近细胞中与衰老相关的信号通路（如p53/p21通路），促进衰老相关基因的表达，诱导细胞衰老，C正确；D、SASP诱导邻近细胞衰老后，会进一步导致这些细胞分泌更多SASP，形成正反馈循环，加速衰老的扩散，而非通过负反馈减缓衰老。题目中“负反馈”的表述与SASP的实际作用机制相悖，D错误。故选：D。【点评】本题考查细胞衰老的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。11．（2分）辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是（）A．用湿热灭菌法处理外植体和培养基 B．①和②分别表示脱分化和再分化过程 C．果实细胞的基因型与外植体基因型相同 D．组织培养的培养基中需要加入植物激素【分析】分析题图：图示为植物组织培养流程，其中①表示脱分化过程，②表示再分化过程。【解答】解：A、用高压蒸汽灭菌法处理培养基，但不能用高压蒸汽灭菌法处理外植体，对外植体只能是消毒，A错误；B、图中①和②分别表示脱分化和再分化过程，B正确；C、植物组织培养技术不会改变细胞中的遗传物质，因此果实细胞的基因型与外植体基因型相同，C正确；D、组织培养的培养基中需要加入有机营养和植物激素，D正确。故选：A。【点评】本题结合模式图，考查植物组织培养的相关知识，要求考生识记植物组织培养的过程、原理、条件等基础知识，能正确分析题图，再结合所学的知识准确判断各选项。12．（2分）科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药—组织纤溶酶原激活剂（tPA）。获得转基因羊的过程中，以下操作非必要的是（）A．将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组 B．将表达载体显微注射到羊受精卵中 C．将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中 D．将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、基因的载体。2、基因工程的基本操作程序：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建。（3）将的基因导入受体细胞。（4）目的基因的检测和鉴定。【解答】解：A、由于启动子具有物种特异性，故需将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组，A不符合题意；B、将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法，用受精卵作为受体细胞，B不符合题意；C、目的基因导入羊受精卵后可直接进行体外早期胚胎培养，无需将受精卵的核注入去核的卵母细胞中，C符合题意；D、早期培养的胚胎需要进行胚胎移植，移植到羊的子宫内，D不符合题意。故选：C。【点评】本题考查的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。13．（2分）利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如图。下列叙述错误的是（）A．过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B．过程②是将重组质粒导入噬菌体并启动基因表达 C．过程③利用抗原﹣抗体的特异性结合筛选目标抗体 D．过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产【分析】基因工程过程需要用的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建。【解答】解：A、基因工程技术生产单克隆抗体的流程中，过程①涉及目的基因与载体的切割和连接，需要限制酶和DNA连接酶，A正确；B、过程②是将重组质粒导入受体细胞如大肠杆菌而非噬菌体，噬菌体是病毒载体不适用于此，B错误；C、过程③通过抗原—抗体特异性结合筛选目标抗体，C正确；D、过程④可将目标抗体基因导入酵母菌等真核细胞进行表达生产，D正确。故选：B。【点评】本题主要考查基因工程技术生产特定单克隆抗体的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。14．（2分）下列生物学实验操作，不合理的是（）A．解离的洋葱根尖先用甲紫染色，然后进行漂洗 B．试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线 C．苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞内有橘黄色小颗粒 D．划线接种之前，接种环灼烧灭菌并冷却后使用【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞相互分离）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用甲紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。3、脂肪和类脂（磷脂、糖脂、固醇脂等）统称为脂类。它是构成人体组织的正常成分，不溶于水而易溶于酒精、乙醚、氯仿等脂溶剂中。在化学组成上，脂类属于脂肪酸的酯或与这些酯有关的物质。脂类的主要功能是氧化供能。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染液染成红色），胆脂素呈淡红色，脂肪酸不着色，细胞核呈蓝色。【解答】解：A、解离的洋葱根尖先漂洗，后用甲紫染色，A错误；B、试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线，否则滤液细线上的色素会溶解到层析液中，B正确；C、苏丹Ⅲ染色的花生子叶薄片，由于苏丹Ⅲ与脂肪会产生颜色反应，显微镜下可以观察到细胞内有橘黄色小颗粒，C正确；D、接种环、接种针等金属用具利用灼烧灭菌，并在冷却后，进行划线操作，以防止高温伤害接种的微生物，D正确。故选：A。【点评】本题考查课本基础实验的原理和选材，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。15．（2分）生命系统中，各个层次的结构通常都与一定的功能相适应。下列实例不支持这一观点的是（）A．叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和有利于其锚定在类囊体膜中 B．内质网中形成的连续的内腔相通的膜性管道系统，有利于物质运输 C．植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，有利于发挥其支撑和保护作用 D．细胞的体积增大，有利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换【分析】细胞中细胞核所控制的范围有限，所以一般细胞生长到一定体积就会分裂；细胞的表面积与体积的比值叫做相对面积，细胞越小该比值越大，细胞与外界的物质交换速率越快，有利于细胞的生长。【解答】解：A、叶绿素亲脂性尾部与磷脂尾部亲和，类囊体膜是由磷脂双分子层构成的，这种亲和性有利于叶绿素锚定在类囊体膜中，体现了结构与功能相适应，A不符合题意；B、内质网中形成连续的内腔相通的膜性管道系统，为物质的运输提供了通道，有利于物质运输，体现了结构与功能相适应，B不符合题意；C、植物的机械组织常具有加厚的细胞壁，加厚的细胞壁能够增强其强度，有利于发挥支撑和保护作用，体现了结构与功能相适应，C不符合题意；D、细胞体积越大，其相对表面积（表面积与体积之比）越小，物质运输的效率就越低，不利于细胞与外界环境进行物质与能量的交换，没有体现结构与功能相适应，D符合题意。故选：D。【点评】本题考查了细胞器、有丝分裂等内容，难度不大，考生需注意加强总结和积累。二、非选择题（共70分）16．（10分）尿素是一种重要的农业肥料，但是必须经过分解才能更好地被植物利用。为获得高效分解尿素的菌种，研究人员做了如下研究。（1）获取尿素分解菌①称取农田土壤样品1g，加入到一个盛有99mL无菌水的三角瓶中，将样品充分打散、混匀，即成10﹣2稀释液。然后再依次稀释成10﹣3、10﹣4、10﹣5、10﹣6的稀释液。②将10﹣4、10﹣5、10﹣6的稀释液涂布于以尿素为唯一氮源、含酚红的培养基上，依据培养基是否变红选择产酶的菌株。经过筛选，最终获得高产脲酶菌株。（2）为进一步研究脲酶中不同位点氨基酸对其活性的影响，研究人员按照如图所示，对脲酶基因进行了定点诱变（引物B和C中均替换了一个碱基），以得到突变的脲酶基因。①如图所示的PCR1、PCR3所需要的引物分别是AC、E。A.引物AB.引物BC.引物CD.引物DE.不加入引物②研究人员将含有定点突变脲酶基因的重组质粒和空质粒分别导入大肠杆菌，以判断不同位点氨基酸改变对脲酶活性的影响。【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）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。【解答】解：（1）①要得到10﹣2稀释液，称取1g土壤样品，根据稀释倍数的计算公式，设加入无菌水的体积为V（单位：mL），则1÷（1+V）＝10﹣2，解得V＝99mL。②要筛选尿素分解菌，培养基应以尿素为唯一氮源。因为尿素分解菌产生的脲酶能将尿素分解为氨，氨会使培养基的pH升高，酚红遇碱性物质变红，所以依据培养基是否变红选择产酶的菌株。（2）①PCR1是要扩增左侧含有点突变的片段，需要引物A和引物C；PCR3是要扩增完整的含有点突变的脲酶基因，以两条长链为引物，则无需加入新的引物。②为了判断不同位点氨基酸改变对脲酶活性的影响，需要设置对照，将含有定点突变脲酶基因的重组质粒和空质粒分别导入大肠杆菌。故答案为：（1）99尿素培养基是否变红（2）ACE空质粒【点评】本题主要考查基因工程等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和掌握。17．（12分）增强大豆茎秆机械强度，提高其抗倒伏能力，是实现大豆密植高产的重要育种目标。（1）木质素与多糖中的纤维素都是细胞壁的组成成分，其中木质素赋予细胞壁硬度和稳定性，是决定茎秆抗倒伏能力的关键组分。（2）研究人员对大豆品种W82进行诱变，得到一个茎秆脆弱、易倒伏的单基因突变体lrm3，并检测了不同植株中茎秆木质素的含量，如图1。结果表明：LRM3主要通过调控木质素的合成总量来影响茎秆的机械强度。请在图1中补充LRM3敲除、LRM3过表达的W82植株的木质素含量。（3）研究人员推测LRM3调控木质素合成与MYB6蛋白相关。研究人员检测了不同植株木质素含量（图2）。结果表明：LMR3通过抑制MYB6蛋白的合成，MYB6蛋白来抑制木质素合成。（4）进一步研究发现，MYB6的作用与木质素合成途径的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）有关：MYB6直接结合并抑制PAL的转录。为验证此结论，研究人员将相应的基因转入受体细胞，并检测荧光，如表1。请补充完成表1（分别用+、﹣表示转入、不转入相应的基因）。表1MYB6基因PAL启动子+荧光素酶基因结果（荧光）对照组﹣++实验组++﹣注：结果的+、﹣分别表示有荧光、无荧光（5）综上所述，请说明LRM基因调控大豆茎秆的机械强度和抗倒伏能力的机制：LRM3抑制MYB6表达，解除对PAL转录抑制，PAL表达上调，促进木质素生物合成，增强了茎秆机械强度和抗倒伏能力。【分析】植物的细胞壁主要是纤维素和果胶构成；基因通过控制酶的合成进来影响代谢进而影响生物的性状。【解答】解：（1）植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶。木质素与多糖中的纤维素都是细胞壁的组成成分。（2）从图中可以看出来单基因突变体Irm3株木质素含量低于W82品种，结合题干信息可知LRM3主要通过调控木质素的合成总量来影响茎秆的机械强度，则说明LRM3的表达量与木质素成正相关，LRM3敲除细胞中不能表达，故敲除的植株木质素含量会不变，LRM3过表达的植株木质素含量会增加。如图：。（3）MYB6基因被敲除时木质素含量升高，说明LMR3通过抑制MYB6蛋白的合成，MYB6蛋白来抑制木质素合成。（4）MYB6的作用与木质素合成途径的关键酶——苯丙氨酸解氨酶（PAL）有关：MYB6直接结合并抑制PAL的转录，为验证此结论，实验的自变量是MYB6基因的有无，应变量是荧光是否出现荧光，对照组不导入MYB6基因，但导入PAL启动子+荧光素酶基因，结果发出荧光；实验组导入MYB6基因和PAL启动子+荧光素酶基因，结果不发荧光。（5）结合前面的两个结论，可以得出结论：LRM3抑制MYB6表达，解除对PAL转录抑制，PAL表达上调，促进木质素生物合成，增强了茎秆机械强度和抗倒伏能力。故答案为：（1）纤维素（2）（3）LMR3通过抑制MYB6蛋白的合成，MYB6蛋白来抑制木质素合成（4）MYB6基因PAL启动子+荧光素酶基因结果（荧光）对照组﹣++实验组++﹣（5）LRM3抑制MYB6表达，解除对PAL转录抑制，PAL表达上调，促进木质素生物合成，增强了茎秆机械强度和抗倒伏能力【点评】本题考查基因表达的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。18．（12分）低渗透压等逆境环境会导致植物细胞吸水过多，影响植物的生长发育。我国研究者利用模式植物拟南芥对相关机制进行了研究。（1）水分进出植物细胞的物质运输方式是协助扩散、自由扩散。（2）钙离子是植物逆境响应的核心调控因子，能够调控基因表达抵抗不利环境。研究者检测了不同渗透压下拟南芥细胞内钙离子变化（图1），推测钙离子参与植物低渗透压的调节，依据是与等渗相比，低渗下细胞内钙离子浓度显著增加。（3）已有研究表明OSCA离子通道蛋白家族（15个成员）负责运输细胞内的钙离子，研究者推测OSCA蛋白可能是低渗透压的感受器。①为了探究感受低渗透压的具体基因，对OSCA家族的15个基因进行生物信息学分析，发现它们含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。利用PCR技术，可以根据保守序列仅设计一对引物，分别扩增出15个OSCA基因，构建基因表达载体并分别导入大肠杆菌，检测转基因大肠杆菌在低渗溶液中的生长速率（图2A﹣B），结果表明OSCA1.3、2.1、2.5是拟南芥的低渗透压感受器。②研究者设计了如下实验，进一步证实了OSCA通过激活Ca2+信号调控细胞生长，请利用以下材料补充图2C中实验处理：b、d。材料：a.生理盐水b.IPTGc.钙离子通道激活剂BayKd.钙离子通道抑制剂La（4）成熟花粉处于高度脱水状态，花粉落到柱头上会快速吸水膨胀，激活花粉粒萌发形成花粉管，OSCA蛋白在此过程中具有重要作用。请结合上述材料分析以下选项合理的是BD。A.从共同祖先中1个OSCA基因到拟南芥中15个基因主要来源于基因重组B.高度脱水花粉有利于花粉耐受传播过程中的环境胁迫，提高花粉存活率C.拟南芥OSCA2.1蛋白功能缺失，一定会导致花粉粒无法萌发形成花粉管D.植物干旱后更易面临低渗胁迫，该研究为植物抗旱的研究提供了思路【分析】1、物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散；借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。水进出细胞主要通过协助扩散，少部分通过自由扩散。2、引物的实质是一段脱氧核苷酸序列，扩增目的基因的前提是已知一段脱氧核苷序列。【解答】解：（1）水进出细胞主要通过协助扩散，少部分通过自由扩散。（2）从图1看，等渗溶液换为低渗溶液后，细胞内钙离子浓度显著增加，说明钙离子内流，可推测钙离子参与植物低渗透压的胁迫调节。（3）OSCA家族的15个基因都含有的是保守序列，故可以利用保守序列设计引物将OSCA家族的15个基因扩增出来。在图2中，A组是生理盐水处理（OSCA不表达），B组是IPTG处理（OSCA表达），相对A组而言，B组含有OSCA1.3、2.1、2.5大肠杆菌在低渗溶液中的生长相对值较小，说明OSCA1.3、2.1、2.5能影响大肠杆菌在低渗溶液的生长，故OSCA1.3、2.1、2.5是拟南芥的低渗透压感受器。要验证OSCA通过激活Ca2+信号调控细胞生长，实验的自变量是钙离子通道的有无，因变量是观察拟南芥植物根的生长状况，即进行三组实验，A组用适量的生理盐水处理拟南芥，B组用等量的TPTG溶液处理拟南芥，C组用等量的IPTG溶液+钙离子通道抑制剂La处理拟南芥，三组在相同且造宜的条件下培养一段时间后观察植物根的生长状况。（4）A、从共同祖先中1个OSCA基因到拟南芥中15个基因，并且这15个基因含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列），主要是基因变变，基因突变的结果是产生新基因，A错误；B、OSCA蛋白是低渗透压的感受器，能运输细胞内的钙离子来调控基因表达抵抗不利环境，有利于高度脱水花粉耐受传播过程中的环境胁迫，一定程度上可以提高花粉的存活率，B正确；C、OSCA离子通道蛋白家族有15个成员，其中OSCA1.3、2.1、2.5是拟南芥的低渗透压感受器，拟南芥OSCA2.1蛋白功能缺失，也有其他功能相同的OSCA蛋白在花粉粒萌发形成花粉管中起作用，不影响花粉粒的萌发，C错误；D、植物干旱后更易面临低渗胁迫，而OSCA蛋白在此过程中具有重要作用，该研究为抗旱研究提供思路，D正确。故选：BD。故答案为：（1）协助扩散、自由扩散（2）与等渗相比，低渗下细胞内钙离子浓度显著增加（3）①保守；OSCA1.3、2.1、2.5是拟南芥的低渗透压感受器②b、d（4）BD【点评】本题以OSCA基因相关研究为背景，引导学生思考基因功能与植物生理现象的联系，拓展对植物抗逆机制的认识，既考查对PCR、实验设计等基础知识的掌握，又考查对实验结果分析及知识迁移运用能力。19．（12分）铁死亡是一种由铁依赖性氧化应激诱导的调节性细胞死亡形式。近年来，科研人员在使用芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的研究中实现了巨大突破。（1）Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。在芬托霉素的作用下，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的基本骨架磷脂双分子层，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。（2）科研人员发现，在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，使用荧光对NCO蛋白进行细胞定位的结果如图1所示。为进一步阐明NCO基因的作用，科研人员构建了该基因敲除及过表达的肺癌细胞系，并在添加了Fe3+和芬托霉素的培养基中进行培养，图2显示，NCO基因敲除组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+数量减少，细胞破裂死亡数量减少。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是芬托霉素促进了NCO蛋白的表达，NCO蛋白转移至溶酶体，促进了溶酶体水解铁蛋白，释放Fe2+，提高游离的Fc2+含量，促进ROS的产生。（3）跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，并参与其还原过程。科研人员开展了如下实验，证实了TF是Fe3+的受体，请完善以下表格，并预期相应结果（ⅰ、ⅱ处填序号，ⅲ、ⅳ处填合适数量的+）。组别细胞处理ROS含量细胞数量1正常肺癌细胞系不含Fe3+的培养液+芬托霉素+++++2ⅱE、F+++++3ⅰB不含Fe3+的培养液+芬托霉素+++++4同ⅱⅲ+ⅳ++++A.正常肺癌细胞系B.TF基因敲除肺癌细胞系C.NCO基因敲除肺癌细胞系D.不含Fe3+的培养液E.含Fe3+的培养液F.芬托霉素（4）科研人员发现，ACS蛋白作为细胞代谢关键酶，其高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加。用芬托霉素诱导NCO和ACS双敲除肺癌细胞及ACS单敲除肺癌细胞铁死亡，结果如图。由此可知，ACS位于NCO的下游（上游/下游），请说明理由。双敲除组细胞中游离的Fe2+含量明显低于ACS单敲除组，说明ACS单敲除组中，NCO蛋白仍可以发挥促铁死亡的作用，故NCO蛋白在下游。【分析】1、与正常肺癌细胞相比，NCO基因敲除肺癌细胞内几乎不表达NCO蛋白，NCO基因过表达肺癌细胞的NCO蛋白增多。分析题图2，在添加了Fe2+和芬托霉素的条件下，NCO基因融除组与正常肺癌细胞组相比，NCO蛋白减少，导致游离的Fe2+数里减少，ROS随之减少，对细胞膜的破坏减弱，细胞破裂死亡数量减少；NCO基因过表达组与正常肺癌细胞组相比，NCO蛋白增多，导致游离的Fe2+数量增多，ROS随之增多，对细胞膜的破坏增强，细胞破裂死亡数量增加。2、在芬托霉素诱导肺癌细胞铁死亡的过程中，NCO基因持续高表达，产生更多的NCO蛋白，分析题图1，NCO蛋白与溶酶体位置相关联，推测NCO蛋白促进溶酶体水解铁蛋白，使Fe2+被释放，肺癌细胞内游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，ROS可以插入到细胞膜的磷脂双分子层，造成膜穿孔，进而引发细胞破裂和死亡。【解答】解：（1）活性氧（ROS）具有强氧化性，能对细胞结构造成损伤。细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，当ROS增多时，可以插入到磷脂双分子层中，破坏其结构，造成膜穿孔，使细胞内容物外流，进而引发细胞破裂和死亡。（2）图2中，NCO基因敲除组中游离的Fe2+相对含量、ROS相对含量均低于正常肺癌细胞组，而ROS产生减少，对细胞膜的破坏减弱，所以细胞破裂死亡数里减少。NCO基因过表达组与正常肺癌细胞组相比，游离的Fe2+相对含量、ROS相对含量均较高，说明NCO蛋白能促进游离的Fe2+增多，活性氧（ROS）增多，由图1可知，NCO蛋白和溶酶体位置相近，可推测NCO蛋白转移至溶酶体，促进了溶酶体水解铁蛋白。综上推测，芬托霉素诱导细胞铁死亡的机制是：芬托霉素促进了NCO基因持续高表达，产生更多的NCO蛋白，NCO蛋白转移至溶酶体，促进了溶酶体水解铁蛋白，使细胞内储存的Fe2+释放出来，提高游离的Fc2+含量，促进ROS的产生，ROS插入细胞膜的磷脂双分子层，造成膜穿孔，引起细胞破裂和死亡。（3）跨膜蛋白TF可以结合Fe3+，Fe3+进入细胞后，被还原为Fe2+，并与铁蛋白结合得以储存。科研人员要证实TF是Fe3+的受体，那么在实验中，自变量是细胞有无TF，因变量是Fe3+的跨膜运输的多少，可以利用芬托霉素和肺癌细胞系，通过观察ROS含量和细胞数量来代表。正常的肺癌细胞含有跨膜蛋白TF，TF基因敲除肺癌细胞不能产生TF。因此组别1和组别2利用的是正常肺癌细胞系，那么组别3和组别4利用的是TF基因敲除肺癌细胞系。分析表格，组别1中，在不含Fe3+的培养液和芬托霉素的条件下，正常肺癌细胞系的ROS含量含量较少，对细胞膜的损伤不大，因此细胞数量较多；组别2中，正常肺癌细胞系经过某种处理导致ROS含量含量增多，细胞膜损伤较大，因此剩余细胞数量较少，而在含Fe3+的培养液和芬托霉素的条件下，可以造成此结果。在同样的处理条件下，组别3的结果与组别1的结果相同，是因为培养液中没有Fe3+；而在有含Fe3+的培养液和芬托霉素的条件下，组别4中TF基因敲除肺癌细胞系因缺失TF蛋白，无法转运Fe3+，那么实验结果应该与组别1、3一致。（4）芬托霉素诱导NCO基因持续高表达，引发细胞铁死亡。ACS蛋白高表达会导致细胞对铁死亡的敏感性增加，可促进铁死亡。观察题图，双敲除组细胞中游离的Fe2+含量明显低于ACS单敲除组，说明ACS单敲除组中，NCO蛋白仍可以发挥促铁死亡的作用，所以NCO蛋白在下游。故答案为：（1）磷脂双分子层（2）减少；减少；芬托霉素促进了NCO蛋白的表达，NCO蛋白转移至溶酶体，促进了溶酶体水解铁蛋白，释放Fe2+，提高游离的Fc2+含量，促进ROS的产生（3）B；E、F；+；++++（4）下游；双敲除组细胞中游离的Fe2+含量明显低于ACS单敲除组，说明ACS单敲除组中，NCO蛋白仍可以发挥促铁死亡的作用，故NCO蛋白在下游【点评】本题以科研人员对肺癌细胞铁死亡的研究为背景，将细胞死亡机制、基因功能、实验设计及结果分析等知识有机融合，不仅让学生了解生物学研究的方法和过程，激发学生对科学研究的兴趣和探索精神，还考查了学生的生物学知识体系，锻炼了学生分析问题、归纳总结和逻辑推断的能力，有助于培养学生的科学思维。20．（12分）学习以下材料，回答问题。细菌也能“织布”？在富含碳的培养基中，驹形杆菌可以聚合并分泌线性葡萄糖链，同时这些链可自组装成一个密集且相互连接的纤维素网状结构。这种细菌纤维素生物纺织品的开发，逐渐成为当前研究和应用的新热点。为了解决细菌纤维素颜色过于单一的问题，科研人员对驹形杆菌进行了基因工程改造，设计和构建出菌株来表达酪氨酸酶1（Tyr1），使该菌株可以将酪氨酸转化为黑色素，如图1所示。在菌株生长过程中，细胞在生长纤维素层时有效地产生酪氨酸酶，在随后的酶促反应中，这些细胞就可以产生黑色素，以实现自然地对纤维素进行染色。注：Pc为组成型启动子，可被工程菌RNA聚合酶识别接下来，科研人员为表达Tyr1的工程菌株引入T7噬菌体来源的RNA聚合酶（T7R）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体，原理见图2。通过将450nm的蓝光可控地投射到培养基上，从而触发细菌在生产纤维素时以可控的方式产生黑色素，进而使得生产出的纤维素材料呈现图案。注：PT7为特异型启动子，仅被T7R识别总的来说，该工程菌株表达酪氨酸酶，细菌生长时可积累黑色素，导致生产的纤维素薄膜呈现出黑色，这种黑色纤维素薄膜可进一步通过干燥、压制等加工制作成产品，比如手袋、布料等，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路。（1）驹形杆菌可以利用培养基中的碳元素合成纤维素，还可以合成蛋白质、核酸等生物大分子。图1的表达载体中金担子素抗性基因的作用是筛选出含有重组质粒的受体细胞。（2）结合材料信息，以下对该工程菌描述正确的有：BC。A.驹形杆菌形成的纤维素层也可以作为其细胞壁而发挥支持和保护的作用B.能够在含有金担子素的培养基中形成菌落的细菌不一定成功导入了Tyrl基因C.可以通过控制蓝光照射的范围来实现在纤维素层上呈现不同黑色图案的目的D.T7噬菌体来源的RNA聚合酶也能在工程菌中发挥作用说明该酶不具有专一性（3）为了实现蓝光控制染色，请对图1的表达载体进行改造。（4）基于该项技术，请你为实现多彩的纤维素材料提出自己的设想。寻找不同颜色色素合成相关的基因，将这些基因的启动子替换为能被蓝光调控的启动子，通过蓝光精准调控不同色素基因在纤维素材料上不同区域的表达，呈现多彩效果【分析】基因工程的基本操作程序：第一步：目的基因的获取；第二步：基因表达载体的构建（核心）1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。第三步：将目的基因导入受体细胞1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其