2024-2025学年北京丰台区高二(下)期末生物试卷含答案

2024-2025学年北京市丰台区高二（下）期末生物试卷一、选择题。本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。1．（2分）国家卫健委自2024年起启动“体重管理年”三年行动，下列与控制体重相关的叙述正确的是（）A．每天仅食一餐，能健康减肥 B．饮食中只要不含脂肪，即可控制体重 C．有氧运动时出汗越多越有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动2．（2分）科学家将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，使其能够合成胰岛素。下列有关这两类生物的叙述，正确的是（）A．都可以在核糖体上进行转录 B．都是通过有丝分裂进行增殖 C．细胞中核苷酸的种类和数量相同 D．细胞内都能进行基因的表达过程3．（2分）科学家从某土壤细菌中提取到一种短肽L。该短肽由18个氨基酸脱水缩合形成，可与特定细菌的核糖体结合，抑制核糖体合成蛋白质。下列关于短肽L的分析中合理的是（）A．组成元素包括C、H、O、N B．在核糖体上合成，在内质网和高尔基体上加工成熟 C．与核糖体的结合过程遵循碱基互补配对原则 D．不是生物大分子，因此不以碳链为基本骨架4．（2分）外泌体是一种细胞外囊泡。细胞间可以通过释放或吸收外泌体实现信息交流。研究者使用DMSO溶解外泌体合成抑制剂，处理肺腺癌细胞，结果如图。相关分析错误的是（）A．肺腺癌的病因可能既有遗传因素，也有环境因素 B．外泌体表面的特定分子可以与靶细胞识别并结合 C．对照组应该用等量的DMSO溶液处理肺腺癌细胞 D．该实验中外泌体促进了肺腺癌细胞的脂质过氧化5．（2分）2021年诺贝尔化学奖颁给研究催化剂的学者。人体中的酶是生化反应的催化剂，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。相关叙述合理的是（）A．温度越高，胃蛋白酶的催化能力就越强 B．服用大量抗酸药物时不影响胃蛋白酶活性 C．胰蛋白酶分解蛋白质的过程会破坏肽键 D．胰蛋白酶可以为蛋白质分解提供活化能6．（2分）研究发现，肿瘤组织相比正常组织摄取了大量葡萄糖，并且即使在充足的氧气条件下，肿瘤细胞仍然将葡萄糖转化为乳酸并排出细胞。相关叙述中错误的是（）A．肿瘤局部微环境会出现酸化可能有利于肿瘤细胞转移 B．研究者据此推测肿瘤细胞有可能存在线粒体功能障碍 C．与有氧呼吸相比，肿瘤细胞产乳酸的过程释放能量更多 D．肿瘤细胞摄取葡萄糖增加，为研发肿瘤检测技术提供思路7．（2分）生物发酵法可将粮食和各种植物纤维加工成燃料乙醇；再将其与普通汽油按一定比例混配，就制成了乙醇汽油。下列关于燃料乙醇的生产过程错误的是（）A．根本能量来源于参与发酵的微生物 B．需要利用能分解纤维素的微生物 C．可减少人类生活对化石燃料的依赖 D．减少了秸秆燃烧带来的环境污染8．（2分）某次动物细胞培养时，调控pH的CO2耗尽，培养基由初始的淡红色转为黄色。据此推测，使培养基呈淡红色的是（）A．酸碱指示剂 B．氨基酸 C．血清 D．糖类9．（2分）科学家通过体外培养鸡的干细胞，得到100%细胞培养肉，在色香味以及营养角度与传统鸡肉相差无几。相关叙述错误的是（）A．需要先使用胰蛋白酶等处理干细胞 B．后期需诱导干细胞分化成肌肉细胞 C．需置于95%O2+5%CO2混合气体环境 D．未来可根据个人口感或需求实现定制肉10．（2分）板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（）A．板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B．体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C．融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D．培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性11．（2分）近日，我国科学家成功繁育了体细胞克隆延边黄牛。相关叙述正确的是（）A．体细胞克隆的难度小于胚胎细胞克隆 B．采集供体牛的卵母细胞后需培养至MⅡ期备用 C．克隆牛细胞中同时含有来自供体牛、受体（代孕）牛的基因 D．克隆过程需要动物细胞培养、胚胎移植、体外受精等技术12．（2分）为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（）（注：①、②、③、④表示引物）A．①+③ B．①+② C．③+② D．③+④13．（2分）干扰素在体外保存相当困难。利用蛋白质工程将干扰素分子上的一个半胱氨酸替换成丝氨酸后，干扰素可以在﹣70℃的条件下保存半年，相关叙述正确的是（）A．蛋白质工程只能生产出自然界中已存在的蛋白质 B．替换氨基酸改造干扰素时利用的原理是基因突变 C．该替换研究中直接操作对象是多肽链上的氨基酸 D．替换后的干扰素仍能抗病毒，说明其结构未改变14．（2分）某同学取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出圆形小叶片30片，用于探究环境因素对光合作用强度的影响。相关分析中错误的是（）A．处理过的小叶片全沉到水底，相同时间内浮起的小叶片越多光合作用强度越高 B．若要探究光照强度对光合作用强度的影响，可调节小烧杯与光源之间的距离 C．若不同光照强度下光合作用均很弱，可能烧杯液体中CO2含量不足 D．不改变光照强度的情况下，不断升高温度光合作用强度会不断提升15．（2分）下列实验操作中，正确的是（）A．检测还原糖时，先向待测样液中加入斐林试剂甲液，混匀后滴加少量乙液 B．黑藻叶片既可用于观察细胞质的流动，也可用于探究植物细胞的吸水和失水 C．酵母菌的纯培养实验中，平板划线时最后一次的划线必须与第一次的划线相连 D．植物的组织培养过程要保证严格无菌环境，外植体、培养基、培养瓶均需灭菌二、非选择题。本部分共6小题，共70分。16．（12分）古细菌是一类特殊的微生物，可形成囊泡，其过程与真核生物类似，这可能与内质网等具膜细胞器的进化相关。研究者利用古细菌A对该过程进行探究。（1）囊泡形成的过程体现了细胞膜具有性。除内质网外，真核细胞的具膜细胞器还包括（写出两项）。（2）古细菌A中存在蛋白X，蛋白X可结合GTP或GDP。GTP是一种与ATP结构相似的分子，其中G代表。研究者构建了以下三组转基因酵母菌进行实验。转基因酵母菌Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组表达蛋白X﹣GTP融合蛋白X1﹣GTP融合蛋白X2﹣GTP融合蛋白实验结果注：GFP为绿色荧光蛋白（图中亮处），X1无法结合GTP，X2无法结合GDP。观察并分析酵母菌荧光分布情况，可以得出结论：蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于。（3）研究者推测蛋白X可能与酵母菌的蛋白S结合，促进内质网的形成。为检验该推测，研究者利用酵母菌进行实验。在实验组酵母菌中表达少量X﹣GTP融合蛋白，同时过表达S蛋白。该实验的对照组设计是。结果显示对照组的荧光主要分布于细胞膜，实验组的荧光主要分布于内质网。请判断该实验结果能否完全证实上述推测，并说明理由。（4）具膜细胞器的出现是生物进化历史上的重要事件。请从结构与功能相适应的角度阐述具膜细胞器的出现对细胞生命活动的意义。17．（12分）异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。（1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。（2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入的大肠杆菌，在（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。（3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的A基因、B基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。菌种相关基因菌株甲内源基因1内源基因2菌株乙基因A内源基因2菌株丙基因A基因B完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因。（4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向。18．（12分）在血糖水平低时，人体会优先使用谷氨酰胺等氨基酸。研究者进行系列实验探究该调控机制。（1）细胞可利用葡萄糖进行有氧呼吸，场所是。此过程生成大量，为生命活动提供能量。（2）低糖情况下，蛋白激酶A会被激活，激活后可催化M蛋白磷酸化（（p﹣M），p﹣M会促进谷氨酰胺的利用。研究者对M蛋白的磷酸化位点进行探究。①在敲除M基因的小鼠胚胎成纤维细胞中，分别转入两种表达载体，两组差异如下表所示。基因表达载体目的基因M蛋白的第527位氨基酸对照组Ⅰ正常M蛋白基因苏氨酸实验组Ⅱ突变M蛋白基因丙氨酸②检测结果如图1所示，结果表明M蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸，依据是。（3）研究者利用荧光技术探究磷酸化过程对M蛋白空间结构的影响。该技术的原理如图2所示，构建融合蛋白，使M蛋白的C端和N端分别发出绿色和红色荧光；未磷酸化状态下，C端、N端距离很近，C端的荧光能量转移到N端，会使得绿色荧光强度降低，红色荧光强度增加；磷酸化状态下，无法发生荧光能量转移，会使得C端荧光比未磷酸化时。据此原理，研究者进行了相关实验，结果如图3，表明。（4）p﹣M蛋白的C端可以与谷氨酰胺分解酶相互作用，使该酶活性显著提高。综合以上研究，在答题框内写出机体优先利用谷氨酰胺的完整调控机制。19．（11分）衣藻是一种单细胞绿藻，大肠杆菌是一种异养细菌，研究者开发出了衣藻与大肠杆菌共培养系统。（1）衣藻代谢途径如图1所示，据图分析：①衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。②衣藻的R酶既能催化CO2固定；又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸（C2H4O3）。乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。若CO2/O2比值，则光呼吸作用加强。③为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1突变体衣藻﹣大肠杆菌联合体。缺乏GYD1的突变衣藻大量分泌到培养基中，该物质可以作为大肠杆菌的唯一促进其生长。（2）研究者将两个发酵罐连接，构建两阶段共培养系统，如图2所示。①第一阶段发酵罐以120μE恒定光照，0.5vvmCO2条件仅培养GYD1突变体；②第二阶段发酵罐接收第一阶段的培养物，改变反应条件，从而能同时培养突变体和大肠杆菌；③实验结果如图3所示。请依据图3的实验结果，从下表中选出合适选项，补全图3中第二阶段的培养条件，将相应字母填在横线上。条件1：，条件2：，条件3：培养条件光照强度气体条件A120μE1vvmCO2B120μE0.5vvm空气C120μE1vvm空气D240μE1vvm空气（3）研究者进一步改造图1中的大肠杆菌，已利用此共培养系统成功生产出番茄红素。与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统有何显著优势？试从物质与能量的角度简要分析。20．（11分）学习以下材料，回答（1）～（4）题。噬菌体展示技术筛选单克隆抗体噬菌体展示技术可以将外源基因整合到噬菌体基因组，使蛋白或多肽展示在噬菌体表面。此技术可通过构建噬菌体抗体库，筛选出高亲和力抗体以识别特定抗原。噬菌体展示技术的第一步：需要构建含有抗体基因的噬菌体库，过程如图1所示。免疫动物后，获取B细胞，分别扩增抗体基因的重链可变区序列（VH）和轻链可变区序列（VL），通过接头序列（G4S）连接成VH﹣G4S﹣VL融合基因。这些基因序列被整合到编码噬菌体蛋白的质粒（噬菌粒）中，再导入大肠杆菌中，通常每个细菌含一个噬菌粒。大肠杆菌最终会释放出展示抗体的噬菌体。若实验室已有抗体基因文库，则无需免疫动物，构建噬菌体库的时间可缩短至两天左右噬菌体展示技术的第二步：淘选出与目标抗原结合能力强的噬菌体，过程如图2所示。将尾部展示抗体的噬菌体加到固定化的抗原中，经过两次目的不同的洗脱后，利用得到的噬菌体侵染大肠杆菌得到子代噬菌体。这样的淘选过程需要重复3～4轮，耗时一周左右，可从容量百亿的基因文库中快速筛选阳性噬菌体，再结合其他技术手段筛选出与目标抗原结合能力最强的阳性噬菌体单克隆。获取其中的抗体基因序列，将其导入特定细胞中，大量表达出人类所需抗体。噬菌体展示技术与传统制备单抗的技术相比，周期短，成本低，可以大规模筛选，在药物研发中应用广泛。（1）构建抗体基因文库时，从动物体中获取B细胞，提取mRNA通过过程生成cDNA，利用PCR技术获取VH﹣G4S﹣VL融合基因。请参照图中的基因模式图画出PCR的目标产物，填入方框中。（2）针对噬菌体展示技术，下列叙述错误的是。A．该技术所需的B细胞可从动物脾脏中获取B．噬菌粒作为载体，在噬菌体中实现抗体基因的表达C．将抗体基因连接到噬菌粒上需要用到DNA聚合酶D．可直接从筛选获得的阳性噬菌体的尾部截取抗体蛋白用于生产（3）图2中两次洗脱的目的分别是；淘选过程重复3～4轮的目的是。（4）研究者利用噬菌体展示技术成功筛选到抗丙肝病毒抗体，为验证抗体的有效性，进行相关实验。其中，实验组先加入适量的细胞培养液和，然后加入，混匀一小时后，再加入，一段时间后检测宿主细胞中的病毒相对值。将实验组所测结果与对照组对比评估抗体活性。请选择下列选项前的字母填入横线处。a.丙肝病毒液b.宿主细胞悬液c.一定稀释度的抗丙肝病毒抗体21．（12分）研究者常利用CRISPR/Cas9技术靶向编辑或敲除植物的感病基因A，培育抗病新品种。有人认为转入的Cas9基因等有潜在风险，研究者尝试优化该技术。（1）转入CRISPR/Cas9基因后，会表达形成sgRNA﹣Cas9复合体。sgRNA能与A基因序列互补配对，引导Cas9蛋白切割双链DNA实现A基因的敲除。Cas9蛋白的作用类似于基因工程基本工具中的。（2）培育过程如图1所示：①将CRISPR/Cas9基因导入野生型植株T0：第一步：将编码sgRNA的基因和Cas9蛋白的基因整合到Ti质粒上；第二步：将含Ti质粒的溶液滴加到植物受粉后形成的花粉管通道内，进入卵细胞/受精卵中。若整合成功，细胞中通常仅插入一份T﹣DNA拷贝。②筛选转基因植物T1：收获种子并种植在含潮霉素的培养基上，筛选得到转基因植株T1。T1的基因型为。③T1植株自交得到T2，设计Cas9基因特异性引物做PCR，PCR结果为阴性的植株为所需植株，理由是。（3）我国科研团队构建了一种转基因配子自动清除系统（TGAC系统），该系统如图2所示，按图1方法培育得到植株T1′和T2′。TGAC系统发挥机制的原理：植物进行减数分裂通过毒素基因B，在生殖细胞发育阶段杀死携带转基因元件的配子。为实现这一目的，需要选择特定的启动子，请从下表中选择最佳启动子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是、、。可预测转基因元件清除的植株占T2′植株的比例为。启动子特异性P1所有体细胞中表达P2花粉发育后期表达P3卵细胞特异性表达P4极核细胞特异性表达注：极核细胞和卵细胞是由同一个大孢子细胞有丝分裂产生的，若极核细胞死亡会导致卵细胞受精后无法发育。（4）对比（2）与（3）分析，TGAC系统在基因工程的应用与推广中有哪些优势？

2024-2025学年北京市丰台区高二（下）期末生物试卷参考答案与试题解析一、选择题。本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。1．（2分）国家卫健委自2024年起启动“体重管理年”三年行动，下列与控制体重相关的叙述正确的是（）A．每天仅食一餐，能健康减肥 B．饮食中只要不含脂肪，即可控制体重 C．有氧运动时出汗越多越有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动【分析】体重控制要遵循“摄入能量＜消耗能量”的原则。【解答】解：A、每天仅食一餐会导致能量摄入骤降，可能引发基础代谢率降低，且无法满足日常营养需求，长期可能损害健康，A错误；B、脂肪是人体必需的营养物质，且不含脂肪的饮食若含过量糖类或蛋白质，多余能量仍会转化为脂肪储存，B错误；C、有氧运动消耗脂肪的效率与运动强度和持续时间相关，出汗量仅反映水分和无机盐离子丢失情况，C错误；D、均衡饮食保证营养全面，适量运动增加能量消耗，符合“摄入能量＜消耗能量”的体重控制原则，D正确。故选：D。【点评】本题考查细胞呼吸的相关知识，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）科学家将人的胰岛素基因导入大肠杆菌，使其能够合成胰岛素。下列有关这两类生物的叙述，正确的是（）A．都可以在核糖体上进行转录 B．都是通过有丝分裂进行增殖 C．细胞中核苷酸的种类和数量相同 D．细胞内都能进行基因的表达过程【分析】（1）基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。（2）转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。（3）翻译：翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。【解答】解：A、转录是以DNA为模板合成RNA的过程，在真核生物中主要发生在细胞核，原核生物则发生在拟核区，两者均不能在核糖体上进行转录，A错误；B、大肠杆菌作为原核生物通过二分裂增殖，人类体细胞通过有丝分裂增殖，B错误；C、真核和原核细胞均含有DNA和RNA，核苷酸种类均为8种（4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸），但不同细胞中核酸含量差异大，核苷酸数量不可能相同，C错误；D、细胞内的基因能够进行正常的转录和翻译，因此两者均能进行基因表达，D正确。故选：D。【点评】本题考查了原核细胞好和真核细胞结构的区别、基因的转录和翻译等相关内容，考查考生的理解和判断能力，难度适中。3．（2分）科学家从某土壤细菌中提取到一种短肽L。该短肽由18个氨基酸脱水缩合形成，可与特定细菌的核糖体结合，抑制核糖体合成蛋白质。下列关于短肽L的分析中合理的是（）A．组成元素包括C、H、O、N B．在核糖体上合成，在内质网和高尔基体上加工成熟 C．与核糖体的结合过程遵循碱基互补配对原则 D．不是生物大分子，因此不以碳链为基本骨架【分析】组成多糖的单体是单糖，组成蛋白质的单体是氨基酸，组成核酸的单体是核苷酸。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。【解答】解：A、短肽L由氨基酸脱水缩合形成，氨基酸的基本组成元素为C、H、O、N，因此短肽L的组成元素必然包含这四种，A正确；B、细菌为原核生物，其细胞中不含内质网和高尔基体，短肽L在核糖体中合成，无需这些细胞器加工，B错误；C、短肽L是多肽链，短肽L与核糖体的结合过程不遵循碱基互补配对原则，C错误；D、短肽L由18个氨基酸脱水缩合形成，不是生物大分子，但其结构仍以碳链为基础，D错误。故选：A。【点评】本题主要考查细胞器之间的协调配合以及生物大分子以碳链为骨架等相关知识，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。4．（2分）外泌体是一种细胞外囊泡。细胞间可以通过释放或吸收外泌体实现信息交流。研究者使用DMSO溶解外泌体合成抑制剂，处理肺腺癌细胞，结果如图。相关分析错误的是（）A．肺腺癌的病因可能既有遗传因素，也有环境因素 B．外泌体表面的特定分子可以与靶细胞识别并结合 C．对照组应该用等量的DMSO溶液处理肺腺癌细胞 D．该实验中外泌体促进了肺腺癌细胞的脂质过氧化【分析】外泌体作为细胞外囊泡，在细胞间信息交流中发挥作用。本题通过实验，用DMSO溶解外泌体合成抑制剂处理肺腺癌细胞，并给出实验结果图（虽然未呈现具体图像内容，但不影响对各选项的分析思路）。【解答】解：A、癌症的发生是遗传因素和环境因素共同作用的结果，肺腺癌也不例外，A正确；B、外泌体表面的特定分子可以与靶细胞上的受体识别并结合，从而实现信息传递，B正确；C、为了排除溶剂DMSO对实验结果的影响，对照组应该用等量的DMSO溶液处理肺腺癌细胞，C正确；D、从实验结果来看，若外泌体促进肺腺癌细胞的脂质过氧化，那么实验组的脂质过氧化水平应该比对照组低，所以无法得出该实验中外泌体促进了肺腺癌细胞的脂质过氧化这一结论，D错误。故选：D。【点评】本题考查了细胞癌变的原因，考查考生的审题、理解和判断能力，难度适中。5．（2分）2021年诺贝尔化学奖颁给研究催化剂的学者。人体中的酶是生化反应的催化剂，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。相关叙述合理的是（）A．温度越高，胃蛋白酶的催化能力就越强 B．服用大量抗酸药物时不影响胃蛋白酶活性 C．胰蛋白酶分解蛋白质的过程会破坏肽键 D．胰蛋白酶可以为蛋白质分解提供活化能【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。其基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。酶的生理作用：催化作用。实质：降低反应的活化能。特性：高效性、专一性、作用条件温和。2、影响酶活性的因素：过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使蛋白质变性失活，不能恢复；低温使酶活性降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。影响酶促反应速率的因素有：底物浓度，酶浓度；pH，温度等。【解答】解：A、超过最适温度后，温度升高会使酶会变性失活，催化能力下降，A错误；B、抗酸药物会中和胃酸，使胃内pH升高。胃蛋白酶的最适pH为1.5﹣2.0，pH升高会显著降低其活性，B错误；C、胰蛋白酶通过水解蛋白质的肽键将其分解为多肽或氨基酸，此过程必然破坏肽键，C正确；D、酶的作用是降低化学反应的活化能，而非直接提供活化能，D错误。故选：C。【点评】本题考查探究影响酶活性的因素，需要学生识记酶的特性和外界条件对酶活性的影响。6．（2分）研究发现，肿瘤组织相比正常组织摄取了大量葡萄糖，并且即使在充足的氧气条件下，肿瘤细胞仍然将葡萄糖转化为乳酸并排出细胞。相关叙述中错误的是（）A．肿瘤局部微环境会出现酸化可能有利于肿瘤细胞转移 B．研究者据此推测肿瘤细胞有可能存在线粒体功能障碍 C．与有氧呼吸相比，肿瘤细胞产乳酸的过程释放能量更多 D．肿瘤细胞摄取葡萄糖增加，为研发肿瘤检测技术提供思路【分析】1、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NADH，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NADH，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是NADH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。2、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖酵解形成丙酮酸和NADH，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和NADH反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。【解答】解：A、肿瘤细胞产生大量乳酸，导致局部微环境酸化，可能破坏周围组织并促进转移，A正确；B、肿瘤细胞即使氧气充足仍大量产乳酸，可能因线粒体功能障碍无法进行高效有氧呼吸，B正确；C、肿瘤细胞产乳酸的过程属于无氧呼吸，仅释放少量能量，远少于有氧呼吸释放的能量，C错误；D、肿瘤细胞摄取葡萄糖显著增加，可通过放射性标记进行影像学检测，D正确。故选：C。【点评】本题考查细胞呼吸和细胞癌变，明确细胞呼吸的过程和细胞癌变的特点、从题文中获取有效信息是解答本题的关键。7．（2分）生物发酵法可将粮食和各种植物纤维加工成燃料乙醇；再将其与普通汽油按一定比例混配，就制成了乙醇汽油。下列关于燃料乙醇的生产过程错误的是（）A．根本能量来源于参与发酵的微生物 B．需要利用能分解纤维素的微生物 C．可减少人类生活对化石燃料的依赖 D．减少了秸秆燃烧带来的环境污染【分析】1、如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品；如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。2、按照我国的国家标准，乙醇汽油是90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的，由于燃料乙醇所占比例较低，虽然需要消耗部分粮食，但不会增加粮食短缺的风险。而且在生产燃料乙醇时，可以利用秸秆、稻草等加工转化为乙醇，粮食、稻米用于人们生活，以降低粮食短缺的风险。【解答】解：A、微生物仅分解有机物（如纤维素）释放储存的能量，而燃料乙醇生产中的能量根本来源是植物通过光合作用固定的太阳能，而非参与发酵的微生物，A错误；B、植物纤维含大量纤维素，需纤维素分解菌（如某些真菌或细菌）分泌纤维素酶将其水解为葡萄糖，B正确；C、乙醇作为可再生能源，可替代部分化石燃料，降低对其依赖，C正确；D、利用秸秆生产乙醇，避免了直接焚烧产生的污染物（如CO、烟尘），D正确。故选：A。【点评】本题主要考发酵工程的应用等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和掌握。8．（2分）某次动物细胞培养时，调控pH的CO2耗尽，培养基由初始的淡红色转为黄色。据此推测，使培养基呈淡红色的是（）A．酸碱指示剂 B．氨基酸 C．血清 D．糖类【分析】培养基颜色变化与pH相关，CO2耗尽导致pH下降，指示剂显黄色。【解答】解：A、酸碱指示剂（如酚红）在培养基中用于显示pH变化，酸性时呈淡红色，中性或弱碱性时变黄，A正确；B、氨基酸是培养基中的营养成分，用于细胞代谢，不直接参与pH指示，B错误；C、血清提供生长因子等物质，但不会直接导致颜色变化，C错误；D、糖类作为碳源参与细胞呼吸，颜色变化由指示剂直接反映，代谢产物可能影响pH，D错误。故选：A。【点评】本题考查培养基的相关内容，要求学生能运用所学的知识正确作答。9．（2分）科学家通过体外培养鸡的干细胞，得到100%细胞培养肉，在色香味以及营养角度与传统鸡肉相差无几。相关叙述错误的是（）A．需要先使用胰蛋白酶等处理干细胞 B．后期需诱导干细胞分化成肌肉细胞 C．需置于95%O2+5%CO2混合气体环境 D．未来可根据个人口感或需求实现定制肉【分析】动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌。②添加一定量的抗生素③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH为7.2﹣7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。【解答】解：A、胰蛋白酶用于分散细胞，使干细胞分离成单细胞悬液以便培养，A正确；B、干细胞需诱导分化为肌肉细胞才能形成类似肌肉的组织，B正确；C、动物细胞培养的气体环境不是95%O2，高浓度O2可能抑制细胞呼吸，通常为95%空气和5%CO2（维持pH），C错误；D、通过调控干细胞分化可定制肉质，符合技术发展前景，D正确。故选：C。【点评】本题考查动物细胞培养的相关知识，要求考生识记动物细胞培养的过程及条件，能结合所学的知识准确答题。10．（2分）板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（）A．板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B．体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C．融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D．培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性【分析】植物体细胞杂交包括植物细胞融合和植物组织培养两个阶段，原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。【解答】解：A、板蓝根和油菜属于不同物种，不同物种之间存在生殖隔离，正常情况下不能杂交产生后代，植物体细胞杂交技术能够打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和障碍，实现远缘杂交育种，A正确；B、植物体细胞杂交技术通过细胞融合实现，属于无性生殖范畴，无需对母本去雄（去雄是防止自花传粉的有性杂交步骤），B错误；C、杂种细胞需在培养基中经脱分化形成愈伤组织，再通过再分化发育成完整植株，C正确；D、杂种细胞最终发育为完整植株，体现了植物细胞的全能性，D正确。故选：B。【点评】本题考查植物体细胞杂交的过程，意在考查学生的识记能力和判断能力，难度不大。11．（2分）近日，我国科学家成功繁育了体细胞克隆延边黄牛。相关叙述正确的是（）A．体细胞克隆的难度小于胚胎细胞克隆 B．采集供体牛的卵母细胞后需培养至MⅡ期备用 C．克隆牛细胞中同时含有来自供体牛、受体（代孕）牛的基因 D．克隆过程需要动物细胞培养、胚胎移植、体外受精等技术【分析】将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞的细胞核具有全能性。【解答】解：A、体细胞分化程度高，恢复全能性更难，因此体细胞克隆难度大于胚胎细胞克隆，A错误；B、卵母细胞需在体外培养至MⅡ期（减数第二次分裂中期）才能进行去核处理，作为受体细胞，B正确；C、克隆牛的核基因完全来自供体牛体细胞，细胞质基因来自卵母细胞供体，代孕牛仅提供胚胎发育环境，不贡献遗传物质，C错误；D、克隆技术是无性生殖，需动物细胞培养、核移植、胚胎移植等技术，但无需体外受精，D错误。故选：B。【点评】本题考查动物细胞核移植技术的相关知识，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。12．（2分）为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（）（注：①、②、③、④表示引物）A．①+③ B．①+② C．③+② D．③+④【分析】根据图示中引物的位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列。【解答】解：A、引物①③同向，另一端缺少引物，A错误；B、引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列，B正确；C、引物③扩增的片段不含启动子，不含外源高效启动子片段，C错误；D、引物③扩增的片段不含启动子，不含外源高效启动子片段，D错误。故选：B。【点评】本题综合考查基因工程、PCR技术等知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤、识记PCR技术的过程，能结合所学的知识准确答题。13．（2分）干扰素在体外保存相当困难。利用蛋白质工程将干扰素分子上的一个半胱氨酸替换成丝氨酸后，干扰素可以在﹣70℃的条件下保存半年，相关叙述正确的是（）A．蛋白质工程只能生产出自然界中已存在的蛋白质 B．替换氨基酸改造干扰素时利用的原理是基因突变 C．该替换研究中直接操作对象是多肽链上的氨基酸 D．替换后的干扰素仍能抗病毒，说明其结构未改变【分析】1、蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。2、蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）图中④⑤是蛋白质工程特有的途径；①②③按照基因工程的一般步骤进行。【解答】解：A、蛋白质工程通过通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，所以蛋白质工程可以生产自然界中没有的蛋白质，A错误；B、替换氨基酸需通过修改基因序列实现，属于人工诱导的基因突变，B正确；C、蛋白质工程直接操作对象是基因，C错误；D、替换氨基酸导致干扰素结构改变，但关键功能区域未受影响，故仍能抗病毒，D错误。故选：B。【点评】本题考查了蛋白质工程，考查考生对于蛋白质工程的理解和判断能力，属于简单题。14．（2分）某同学取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出圆形小叶片30片，用于探究环境因素对光合作用强度的影响。相关分析中错误的是（）A．处理过的小叶片全沉到水底，相同时间内浮起的小叶片越多光合作用强度越高 B．若要探究光照强度对光合作用强度的影响，可调节小烧杯与光源之间的距离 C．若不同光照强度下光合作用均很弱，可能烧杯液体中CO2含量不足 D．不改变光照强度的情况下，不断升高温度光合作用强度会不断提升【分析】影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度、含水量以及矿质元素的量．如镁是合成叶绿素的主要元素，缺镁植物叶片会发黄。【解答】解：A、圆形小叶片经处理后沉底，光合作用释放的O2积累在细胞间隙使叶片上浮，相同时间内上浮数量越多，说明光合作用越强，产生的氧气越多，A正确；B、通过调节小烧杯与光源的距离可改变实际光照强度，从而探究光照强度对光合作用的影响，B正确；C、若不同光照强度下光合作用均弱，可能因烧杯液体中CO2不足，导致暗反应受限，整体光合速率低，C正确；D、在适宜范围内，升温可提高酶活性，但超过最适温度后酶活性下降，光合作用强度反而降低，D错误。故选：D。【点评】本题主要考查影响光合作用的因素的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。15．（2分）下列实验操作中，正确的是（）A．检测还原糖时，先向待测样液中加入斐林试剂甲液，混匀后滴加少量乙液 B．黑藻叶片既可用于观察细胞质的流动，也可用于探究植物细胞的吸水和失水 C．酵母菌的纯培养实验中，平板划线时最后一次的划线必须与第一次的划线相连 D．植物的组织培养过程要保证严格无菌环境，外植体、培养基、培养瓶均需灭菌【分析】1、某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖，如葡萄糖，与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。2、黑藻是高等植物，属于真核生物，黑藻叶片细胞中有细胞壁、叶绿体等结构，成熟的黑藻细胞中有大液泡。【解答】解：A、选项描述为“先加甲液后滴加乙液”，混淆了斐林试剂与双缩脲试剂的用法，因为斐林试剂用于鉴定还原糖时，需甲液和乙液等量混合后水浴加热，A错误；B、黑藻叶片细胞含有叶绿体便于观察细胞质流动，且为成熟植物细胞含液泡，可用于质壁分离实验，B正确；C、平板划线法中最后一次划线需从上一次划线的末端开始，目的是稀释菌种，但无需与第一次划线相连，C错误；D、植物组织培养中，外植体需消毒而非灭菌（灭菌会杀死细胞），培养基和培养瓶需灭菌，D错误。故选：B。【点评】本题主要考查的是教材经典实验的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。二、非选择题。本部分共6小题，共70分。16．（12分）古细菌是一类特殊的微生物，可形成囊泡，其过程与真核生物类似，这可能与内质网等具膜细胞器的进化相关。研究者利用古细菌A对该过程进行探究。（1）囊泡形成的过程体现了细胞膜具有一定的流动性。除内质网外，真核细胞的具膜细胞器还包括线粒体、高尔基体、溶酶体等（写出两项）。（2）古细菌A中存在蛋白X，蛋白X可结合GTP或GDP。GTP是一种与ATP结构相似的分子，其中G代表鸟苷。研究者构建了以下三组转基因酵母菌进行实验。转基因酵母菌Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组表达蛋白X﹣GTP融合蛋白X1﹣GTP融合蛋白X2﹣GTP融合蛋白实验结果注：GFP为绿色荧光蛋白（图中亮处），X1无法结合GTP，X2无法结合GDP。观察并分析酵母菌荧光分布情况，可以得出结论：蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于结合GTP。（3）研究者推测蛋白X可能与酵母菌的蛋白S结合，促进内质网的形成。为检验该推测，研究者利用酵母菌进行实验。在实验组酵母菌中表达少量X﹣GTP融合蛋白，同时过表达S蛋白。该实验的对照组设计是表达少量X﹣GTP融合蛋白+不过表达S蛋白。结果显示对照组的荧光主要分布于细胞膜，实验组的荧光主要分布于内质网。请判断该实验结果能否完全证实上述推测，并说明理由。否，实验未证明X蛋白可与S蛋白结合/未证明蛋白X定位转移促进了内质网形成。（4）具膜细胞器的出现是生物进化历史上的重要事件。请从结构与功能相适应的角度阐述具膜细胞器的出现对细胞生命活动的意义具膜细胞器将细胞不同区域分隔开，减少相互干扰，使细胞生命活动高效、有序进行；广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。【分析】由图可知，X1无法结合GTP，X2无法结合GDP，其荧光主要在细胞内，Ⅰ组荧光分布在细胞膜上，说明蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于结合GTP。【解答】解：（1）囊泡是由生物膜包被而成的囊状结构，其形成过程可体现细胞膜具有一定的流动性。除内质网外，真核细胞中具膜细胞器还包括线粒体、高尔基体、溶酶体等。（2）结合ATP中的A代表腺苷，同样GTP中的G则可以代表鸟苷。由图可知，X1不能结合GTP，X2不能结合GDP，其荧光主要在细胞内，Ⅰ组荧光分布在细胞膜上，表明蛋白X定位于细胞膜，且该定位功能依赖于结合GTP。（3）根据题意，该实验的自变量为蛋白S是否过表达，故对照组设定为表达少量X﹣GTP融合蛋白且不过表达S蛋白。结果显示，对照组荧光主要分布于细胞膜，而实验组荧光主要分布于内质网。该结果尚不能完全证实上述推测，因为实验既未证明X蛋白可与S蛋白结合，也未证明蛋白X定位转移促进内质网形成。（4）具膜细胞器可将细胞不同区域分隔开，有效减少相互干扰，使细胞生命活动高效、有序而顺畅地进行；广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，因而具膜细胞器的出现成为生物进化史上的重要里程碑。故答案为：（1）一定的流动线粒体、高尔基体、溶酶体等（2）鸟苷结合GTP（3）表达少量X﹣GTP融合蛋白+不过表达S蛋白否，实验未证明X蛋白可与S蛋白结合/未证明蛋白X定位转移促进了内质网形成（4）具膜细胞器将细胞不同区域分隔开，减少相互干扰，使细胞生命活动高效、有序进行；广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点【点评】本题的知识点是生物膜系统的组成和功能及细胞器的结构和功能，生物膜系统在组成上、结构和功能上的关系，生物膜系统的意义，对生物膜系统在组成上、结构和功能上的关系理解是解题的关键。17．（12分）异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。（1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括菌种选育、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。（2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入C基因缺失（或敲除C基因）的大肠杆菌，在不含（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。（3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的A基因、B基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。菌种相关基因菌株甲内源基因1内源基因2菌株乙基因A内源基因2菌株丙基因A基因B完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2替换为B基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高。（4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向改造菌株，使其能利用比葡萄糖更经济的原料（如分解纤维素）；转入异亮氨酸外转运蛋白，从发酵液中直接提取异亮氨酸等。【分析】发酵工程的优点：生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理。【解答】解：（1）发酵是利用微生物的代谢生产人们需要的产品。发酵工程需要先选育菌种，可以从自然界筛选或通过诱变育种、基因工程育种获得优良菌种。（2）由于基因突变是不定向的，对C基因进行诱变处理后，可能突变出能合成催化效率更高的C酶的基因，也可能突变出不能合成C酶的基因，所以要将诱变后的C基因导入不含C基因的大肠杆菌，在不含异亮氨酸的固体培养基上进行培养，生产异亮氨酸的能力越强，越符合要求。（3）与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2替换为B基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高。（4）可以改造菌株，让其能利用比葡萄糖更经济的纤维素，来获得发酵产物，或转入异亮氨酸外转运蛋白，从发酵液中直接提取异亮氨酸等。故答案为：（1）代谢菌种选育（2）C基因缺失（或敲除C基因）不含（3）与菌株乙相比，菌株丙的内源酶基因2替换为B基因，不受负反馈抑制，可以更快消耗α酸合成更多异亮氨酸，因此菌株丙的α酸含量比菌株乙低，异亮氨酸含量比菌株乙高（4）改造菌株，使其能利用比葡萄糖更经济的原料（如分解纤维素）；转入异亮氨酸外转运蛋白，从发酵液中直接提取异亮氨酸等【点评】本题主要考查发酵工程的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。18．（12分）在血糖水平低时，人体会优先使用谷氨酰胺等氨基酸。研究者进行系列实验探究该调控机制。（1）细胞可利用葡萄糖进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和线粒体。此过程生成大量ATP，为生命活动提供能量。（2）低糖情况下，蛋白激酶A会被激活，激活后可催化M蛋白磷酸化（（p﹣M），p﹣M会促进谷氨酰胺的利用。研究者对M蛋白的磷酸化位点进行探究。①在敲除M基因的小鼠胚胎成纤维细胞中，分别转入两种表达载体，两组差异如下表所示。基因表达载体目的基因M蛋白的第527位氨基酸对照组Ⅰ正常M蛋白基因苏氨酸实验组Ⅱ突变M蛋白基因丙氨酸②检测结果如图1所示，结果表明M蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸，依据是M蛋白总量：实验组和对照组无明显差异；加入蛋白激酶A后的p﹣M蛋白含量变化：对照组显著增加，实验组加酶前后均没有p﹣M。（3）研究者利用荧光技术探究磷酸化过程对M蛋白空间结构的影响。该技术的原理如图2所示，构建融合蛋白，使M蛋白的C端和N端分别发出绿色和红色荧光；未磷酸化状态下，C端、N端距离很近，C端的荧光能量转移到N端，会使得绿色荧光强度降低，红色荧光强度增加；磷酸化状态下，无法发生荧光能量转移，会使得C端荧光比未磷酸化时增强。据此原理，研究者进行了相关实验，结果如图3，表明蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来。（4）p﹣M蛋白的C端可以与谷氨酰胺分解酶相互作用，使该酶活性显著提高。综合以上研究，在答题框内写出机体优先利用谷氨酰胺的完整调控机制低葡萄糖→激活蛋白激酶A→催化M蛋白第527位苏氨酸磷酸化→M蛋白空间结构变化→M蛋白C端被释放出来→与谷氨酰胺分解酶结合，提高该酶活性→催化谷氨酰胺分解。【分析】有氧呼吸分三阶段，详细过程如下：第一阶段（细胞质基质）：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]（还原氢），释放少量能量，用于合成少量ATP。第二阶段（线粒体基质）：丙酮酸和水彻底分解为CO2和大量[H]，释放少量能量，合成少量ATP。第三阶段（线粒体内膜）：前两阶段产生的[H]与O2结合生成H2O，释放大量能量，合成大量ATP。【解答】解：（1）细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸二、三阶段）。有氧呼吸过程会生成大量ATP，为生命活动提供能量。（2）观察图1，对照组和实验组的M蛋白总量无明显差异，对照组中转入正常M蛋白基因（M蛋白第527位氨基酸为苏氨酸），在蛋白激酶A存在时出现了p﹣M（磷酸化的M蛋白）含量显著增加；而实验组中转入突变M蛋白基因（M蛋白第527位氨基酸为丙氨酸），加酶前后均没有p﹣M。这就表明只有当M蛋白的第527位氨基酸是苏氨酸时才能被磷酸化，即M蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸。（3）根据题意，未磷酸化状态下C端荧光能量转移到N端使绿色荧光强度降低，磷酸化状态下无法发生荧光能量转移，所以会使得C端荧光比未磷酸化时增强。观察图3，正常M蛋白在蛋白激酶A存在（即磷酸化状态）时绿色荧光强度高于无蛋白激酶A（未磷酸化状态）时，而突变M蛋白在有无蛋白激酶A时绿色荧光强度变化不大，这表明蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来。（4）当血糖水平低时，蛋白激酶A被激活，激活后的蛋白激酶A催化M蛋白的第527位苏氨酸磷酸化，形成p﹣M蛋白，p﹣M蛋白的空间结构改变，其C端与谷氨酰胺分解酶相互作用，使谷氨酰胺分解酶活性显著提高，从而促进谷氨酰胺的分解利用。故答案为：（1）细胞质基质和线粒体ATP（2）M蛋白总量：实验组和对照组无明显差异；加入蛋白激酶A后的p﹣M蛋白含量变化：对照组显著增加，实验组加酶前后均没有p﹣M（3）增强蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来（4）低葡萄糖→激活蛋白激酶A→催化M蛋白第527位苏氨酸磷酸化→M蛋白空间结构变化→M蛋白C端被释放出来→与谷氨酰胺分解酶结合，提高该酶活性→催化谷氨酰胺分解【点评】本题考查有氧呼吸的相关知识，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。19．（11分）衣藻是一种单细胞绿藻，大肠杆菌是一种异养细菌，研究者开发出了衣藻与大肠杆菌共培养系统。（1）衣藻代谢途径如图1所示，据图分析：①衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成ATP和NADPH，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。②衣藻的R酶既能催化CO2固定；又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸（C2H4O3）。乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。若CO2/O2比值下降，则光呼吸作用加强。③为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1突变体衣藻﹣大肠杆菌联合体。缺乏GYD1的突变衣藻大量分泌乙醇酸到培养基中，该物质可以作为大肠杆菌的唯一碳源促进其生长。（2）研究者将两个发酵罐连接，构建两阶段共培养系统，如图2所示。①第一阶段发酵罐以120μE恒定光照，0.5vvmCO2条件仅培养GYD1突变体；②第二阶段发酵罐接收第一阶段的培养物，改变反应条件，从而能同时培养突变体和大肠杆菌；③实验结果如图3所示。请依据图3的实验结果，从下表中选出合适选项，补全图3中第二阶段的培养条件，将相应字母填在横线上。条件1：B，条件2：C，条件3：D培养条件光照强度气体条件A120μE1vvmCO2B120μE0.5vvm空气C120μE1vvm空气D240μE1vvm空气（3）研究者进一步改造图1中的大肠杆菌，已利用此共培养系统成功生产出番茄红素。与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统有何显著优势？试从物质与能量的角度简要分析该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。【分析】光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义。光反应物质变化：H2O→2H++12O2（水的光解）。NADP++2e﹣+H+→NADPH；能量变化：ADP+Pi+光能→ATP。场所：光反应发生在叶绿体内囊状结构薄膜上进行。暗反应物质变化：CO2+C5化合物→2C3化合物。2C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+C5化合物+H【解答】解：（1）衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成ATP和NADPH，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。衣藻的R酶既能催化CO2固定，又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸。当CO2/O2比值降低时，O2与R酶结合的机会增加，光呼吸作用加强。缺乏GYD1的突变衣藻不能将乙醇酸转化为乙醛酸，大量分泌乙醇酸到培养基中，大肠杆菌可以利用乙醇酸作为唯一碳源促进其生长。（2）已知当CO2与O2比值降低时，O2与R酶结合的机会增加，光呼吸作用加强，产生更多的乙醇酸，提供给大肠杆菌。由图可知，条件1时，大肠杆菌数量在乙醇酸耗尽后下降并稳定，说明大肠杆菌在条件1的K1值为0.075，条件2时，大肠杆菌数量上升并稳定，说明大肠杆菌在条件2的K2值为0.10，条件3时，大肠杆菌数量在条件2的基础上上升并稳定，说明条件3的K3值为0.19，故K3＞K2＞K1。条件A时，在第一阶段后期乙醇酸含量已开始下降，且条件A只含有CO2，此时产生的乙醇酸不足以提供给大肠杆菌，又K3＞K2＞K1，故条件1为条件B，条件2为条件C，条件3为条件D。（3）与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统的优势有该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。故答案为：（1）ATP和NADPH下降乙醇酸碳源（2）BCD（3）该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保【点评】本题主要考查的是光反应和暗反应的区别和联系的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。20．（11分）学习以下材料，回答（1）～（4）题。噬菌体展示技术筛选单克隆抗体噬菌体展示技术可以将外源基因整合到噬菌体基因组，使蛋白或多肽展示在噬菌体表面。此技术可通过构建噬菌体抗体库，筛选出高亲和力抗体以识别特定抗原。噬菌体展示技术的第一步：需要构建含有抗体基因的噬菌体库，过程如图1所示。免疫动物后，获取B细胞，分别扩增抗体基因的重链可变区序列（VH）和轻链可变区序列（VL），通过接头序列（G4S）连接成VH﹣G4S﹣VL融合基因。这些基因序列被整合到编码噬菌体蛋白的质粒（噬菌粒）中，再导入大肠杆菌中，通常每个细菌含一个噬菌粒。大肠杆菌最终会释放出展示抗体的噬菌体。若实验室已有抗体基因文库，则无需免疫动物，构建噬菌体库的时间可缩短至两天左右噬菌体展示技术的第二步：淘选出与目标抗原结合能力强的噬菌体，过程如图2所示。将尾部展示抗体的噬菌体加到固定化的抗原中，经过两次目的不同的洗脱后，利用得到的噬菌体侵染大肠杆菌得到子代噬菌体。这样的淘选过程需要重复3～4轮，耗时一周左右，可从容量百亿的基因文库中快速筛选阳性噬菌体，再结合其他技术手段筛选出与目标抗原结合能力最强的阳性噬菌体单克隆。获取其中的抗体基因序列，将其导入特定细胞中，大量表达出人类所需抗体。噬菌体展示技术与传统制备单抗的技术相比，周期短，成本低，可以大规模筛选，在药物研发中应用广泛。（1）构建抗体基因文库时，从动物体中获取B细胞，提取mRNA通过逆转录过程生成cDNA，利用PCR技术获取VH﹣G4S﹣VL融合基因。请参照图中的基因模式图画出PCR的目标产物，填入方框中。（2）针对噬菌体展示技术，下列叙述错误的是BCD。A．该技术所需的B细胞可从动物脾脏中获取B．噬菌粒作为载体，在噬菌体中实现抗体基因的表达C．将抗体基因连接到噬菌粒上需要用到DNA聚合酶D．可直接从筛选获得的阳性噬菌体的尾部截取抗体蛋白用于生产（3）图2中两次洗脱的目的分别是洗去未结合的噬菌体、洗脱与抗原结合的噬菌体；淘选过程重复3～4轮的目的是高倍富集阳性噬菌体。（4）研究者利用噬菌体展示技术成功筛选到抗丙肝病毒抗体，为验证抗体的有效性，进行相关实验。其中，实验组先加入适量的细胞培养液和c，然后加入a，混匀一小时后，再加入b，一段时间后检测宿主细胞中的病毒相对值。将实验组所测结果与对照组对比评估抗体活性。请选择下列选项前的字母填入横线处。a.丙肝病毒液b.宿主细胞悬液c.一定稀释度的抗丙肝病毒抗体【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：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。【解答】解：（1）构建抗体基因文库时，从动物体中获取B细胞，提取mRNA通过逆转录过程生成cDNA。根据引物的结合位置和PCR扩增的原理，左侧PCR目标产物应该包含VH和G4S部分，右侧PCR目标产物应该包含G4S和VL，这样经过后续的混合、变性、复性和延伸等操作，才能得到VH﹣G4S﹣VL融合基因，其模式图为：。（2）A、B细胞分布的重要器官是动物的脾脏，该技术所需的B细胞可从动物脾脏中