北京市2021-2022学年高三上学期期中考试生物试题（word版含答案）

2021—2022学年（上）高三期中考试
生 物 试 卷
教学班级 姓名 学号
考生须知 本试卷有二道大题，共10页。考试时长90分钟，满分100分。考生务必将答案填写在机读卡和答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，考生应将机读卡和答题纸交回。
选择题：每题2分，共30分。
1.下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是
A．淀粉和糖原的单体都是核糖 B．蛋白质和核酸均含有C、H、O、N
C．脂肪是细胞内唯一的储能物质 D．RNA是部分原核生物的遗传物质
2. 下列关于核糖体的叙述，不正确的是
A. 能识别基因的启动子 B. 存在于原核和真核细胞中
C. 无生物膜包被的结构 D. 遗传信息翻译的场所
3.下列关于真核生物细胞核的叙述，不正确的是
A.真核细胞中的染色质存在于细胞核中 B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所
C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 D.细胞核内遗传物质的合成需要能量
4.协同转运是一种常见的跨膜运输方式，例如葡萄糖利用储存在Na+浓度梯度中的能量进入细胞（如图所示）。相关叙述不正确的是
A.图中K+以主动运输的方式进入细胞
B.Na+进出细胞的过程都需要消耗ATP
C.转运葡萄糖的载体也可以转运Na+
D.葡萄糖可以逆浓度梯度进入细胞
5. 木瓜蛋白酶可用于促进蛋白质水解，菠萝蛋白酶除此功能外，还具有消炎作用。下列相关分析不正确的是
A. 两者都可以在细胞外发挥催化作用
B. 两者都具有专一性和高效性
C. 两者在结构上存在差异，导致功能不完全相同
D. 加热变性后均不能与双缩脲试剂发生紫色反应
6．癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法不正确的是
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
7.研究人员以苹果为原料，先接种酵母菌，发酵96小时再接种老陈醋的醋醅(含醋酸菌)进行发酵，酿造苹果醋。下图为发酵液中酒精含量和总酸含量随发酵时间变化的曲线。下列相关分析不正确的是
A.发酵0～24小时酵母菌进行了有氧呼吸
B.24小时后随着发酵时间延长pH逐渐下降
C.96小时后发酵温度应适度升高调整
D.发酵过程中有机物的能量全部留在发酵产品中
8.研究发现癌细胞的线粒体分裂加速。研究者设计了一种小分子药物，可特异性抑制线粒体中的RNA聚合酶。对癌症模型小鼠使用该药物，小鼠肿瘤体积显著减小。下列叙述不正确的是
A.线粒体分裂需要自身DNA参与 B.该药物可抑制线粒体基因的转录
C.该药物减少了癌细胞的能量供应 D.该药物导致癌细胞积累大量CO2
9.下列有关实验的叙述，正确的是
A.洋葱鳞片叶内表皮可用来观察有丝分裂
B.DNA溶液加入二苯胺试剂后变蓝
C.黑藻叶肉细胞可用来观察叶绿体和质壁分离
D.稀释的蛋清溶液与双缩脲试剂作用产生蓝色沉淀
10. 甲、乙为某雄性二倍体动物（基因型为AaBb）体内不同细胞处于不同分裂时期的示意图，染色体及基因分布如图所示。下列相关叙述不正确的是
A. 甲图所示细胞处于有丝分裂后期，有4个染色体组
B. 甲图中①②染色体上基因分布的原因是染色体发生了交叉互换
C. 乙图为次级精母细胞，可产生基因型为AB和aB两种精子
D. 乙图中细胞为处于减数第二次分裂后期
11．下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，不正确的是
A．体内转化实验中，加热杀死的S型菌中存在“转化因子”
B．体内转化实验中，R型菌转化为S型菌的过程中遗传物质未发生改变
C．体外转化实验中，S型菌提取物经蛋白酶处理后能使R型菌发生转化
D．体外转化实验中，S型菌提取物经DNA酶处理后不能使R型菌发生转化
12. 真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡（下图所示）。结合所学知识分析，下列叙述不正确的是
A.真核细胞DNA是多起点复制
B.复制起始时间越晚，复制泡越大
C.这种复制方式提高了复制效率
D.DNA分子复制时需要解旋
13. 视网膜神经节细胞（RGC）可把视觉信号从眼睛传向大脑。DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上。随年龄增长，DNA甲基化水平升高， 使RGC受损后不可恢复，视力下降。科学家将OCT、SOX和KLF三个基因导入成年小鼠的RGC，改变其DNA甲基化水平，使受损后的RGC能长出新的轴突。下列相关分析不合理的是
A. 在视觉形成的反射弧中RGC属于神经中枢
B. DNA的甲基化水平会影响细胞中基因的表达
C. DNA甲基化不改变DNA碱基对的排列顺序
D. 自然状态下干细胞分化为RGC的过程不可逆
14.SLC基因编码锰转运蛋白。研究发现该基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏，引发炎性肠病等多种疾病。下列相关分析不正确的是
A.推测患者SLC基因内部发生了碱基对的替换
B.SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C.突变的SLC基因相应mRNA中的变化为CGU→UGU
D.识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同
15．离心是生物学研究中常用的技术手段，下列相关叙述不正确的是
A．用不同的离心速度对细胞匀浆进行离心，可将大小不同的细胞器分开
B．噬菌体侵染细菌实验中，离心可将DNA和蛋白质分开，以便分别研究各自的作用
C．证明DNA分子半保留复制实验中，离心后两条链均被15N标记的DNA位于最下方
D．在细胞工程的操作中，利用离心可以诱导植物原生质体融合
二、填空题：共70分。
16.（12分）光合作用是地球上最重要的化学反应。科学家利用合成生物学的方法模拟光合作用，进行如下研究。
（1）高等植物的光合作用主要在叶肉细胞的____________（填写细胞器名称）中进行，植物光合作用中物质与能量的变化是____________________________。
图1 图2
（2）科学家从菠菜叶肉细胞中分离出__________，用磷脂分子包裹形成图1所示的“油包水液滴”结构，并在其中加入足量NADP+、ADP等物质。比较图1结构的外膜与细胞膜，写出两者在物质组成和结构上的区别（至少各写出一点）______________________。
（3）科学家对“油包水液滴”采取明暗交替处理。一段时间内检测此结构内产生NADPH（即[H]）的量，结果如图2所示。由图可知，NADPH含量明期上升，暗期____________，NADPH含量出现上述变化的原因是________________________，这说明“油包水液滴”内的人工光反应系统构建成功。
（4）进一步将多种酶等物质加入“油包水液滴”内，通入充足的__________作为原料，形成化学反应循环。明暗交替处理，在该化学反应循环中可检测到乙醇酸（一种有机酸）的生成，这一化学反应循环模拟了光合作用的__________阶段。检测此结构中NADPH的含量，推测其随明暗时段的变化是_____________________。
（5）从资源利用、生态环境保护等方面提出一条本研究可能的应用前景。
17.（12分）遗传毒性物质常存在于被化学物质污染的水体，可损伤生物的DNA，严重威胁人类健康。研究人员通过基因工程改造大肠杆菌，以期筛选对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株，用于水质检测。
（1）大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列，将毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，___________识别结合启动子，驱动噬菌体裂解基因（SRR）__________，表达产物可使大肠杆菌裂解。
（2）研究人员选取启动子sul准备与图1表达载体连接。图2显示了启动子sul内部存在的酶切位点，箭头表示转录方向。
图1 图2
①据图1、2信息，克隆启动子sul时，在其A端和B端应分别添加限制性内切酶___________的酶切位点，从而确保启动子sul可与已被酶切的表达载体正确连接。
②将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有________的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，获得工程菌sul。
（3）研究人员陆续克隆了其他4种启动子（rec、imu、qnr、cda），分别连入表达载体，用同样的方法获得导入重组载体的工程菌，以筛选最灵敏的检测菌株。
①将5种工程菌和对照菌在LB培养基中培养一段时间后，检测菌体密度，结果如图3。图中结果显示________________，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象。
②上述菌株在LB培养基中生长 2 h时加入遗传毒性物质，检测结果如图4。据图可知，5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，应选择工程菌_________作为最优检测菌株。
图3 图4
（4）下列关于该工程菌的叙述，正确的包括
A.该工程菌可能用于检测土壤、蔬菜中的农药残留量
B.该毒性响应启动子序列广泛存在于自然界所有物种中
C.其表达产物可裂解大肠杆菌，检测后的剩余菌液可直接倒掉
D.为长期保存该工程菌，应加入一定浓度的甘油冻存于-20°C
18.（12分）水稻穗上的颖果可分为初级颖果和次级颖果（图1所示）。与初级颖果相比，次级颖果存在开花时期晚、营养积累差等特点。为研究两者差异产生的原因，研究人员进行了相关实验。
（1）研究人员发现A基因与颖果发育有关，A基因缺失突变体的初级颖果与次级颖果发育一致。检测A基因缺失突变体与野生型水稻授粉后不同时间两种颖果中IAA的含量，结果如图2所示。
图1 图2 图3
①据图2可知，野生型水稻初级颖果与次级颖果发育存在差异的原因是___________。比较野生型与A基因缺失突变体中两种颖果的IAA含量，推测A基因能 _____________。
②研究人员检测了野生型中IAA合成酶基因（T基因）的转录量，结果如图3。综合图2、3结果，推测野生型中初级颖果发育优于次级颖果的原因是_______________。进一步研究发现，A基因突变体中两种颖果的T基因转录量一致，且显著低于野生型，导致突变体的初级、次级颖果发育差异消失，推测A基因可_________T基因的转录。
（2）研究显示，A基因编码的A蛋白可与F蛋白结合，F蛋白可与T基因启动子结合。研究人员将T基因启动子与β-葡萄糖苷酸酶基因（GUS基因）连接构建表达载体，导入野生型水稻叶片制备的原生质体，加入反应底物，检测GUS酶活性，实验处理及结果如图4。结果说明 ___________________，从而确保IAA的生物合成。
（3）进一步研究发现，在野生型次级颖果中，当IAA含量达到一定
水平，可解除A蛋白与F蛋白的结合，从而抑制IAA合成，这种调节方式称为_______调节。而在初级颖果中无此机制，因而初级、次级颖果发育出现差异。
19.（12分）阅读下列材料，并回答问题。
分泌蛋白的经典与非经典分泌途径
在生物体中，细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活动正常进行的条件之一，而蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节。
经典的蛋白分泌是通过内质网—高尔基体（ER-Golgi）途径进行的。这些分泌蛋白在肽链的氨基端有信号肽序列，它引导正在合成的多肽进入内质网，多肽合成结束其信号肽也被切除，多肽在内质网中加工完毕后被
转运到高尔基体，最后高尔基体发生的分泌
小泡与质膜融合，蛋白质被分泌到细胞外。
在真核细胞中，有少数蛋白质的分
泌并不依赖于ER-Golgi途径，而是通过
其他途径完成的，这类分泌途径被称为非
经典分泌途径。这些分泌蛋白不含有信号
肽序列，目前较为公认的非经典蛋白的分
泌途径有4种，如图1所示。
FGF2属于肝磷脂结合生长因子家族, 对细胞的生长和分化起到重要的作用。FGF2不含有信号肽序列，通过直接跨膜分泌到细胞外，其分泌过程如图2所示。
目前，有2种理论解释机体中存在非经典分泌途径的原因。一种解释是某些蛋白质的前体经经典途径的糖基化等修饰后，易发生凝集，因此不能被成功地分泌到细胞外。另一种解释认为有些非经典分泌蛋白也可以通过经典途径分泌，但经典分泌过程中发生的翻译后修饰会使得分泌出的蛋白质不具有生物活性。
（1）图1所示的4种非经典蛋白的分泌途径中，需要依赖生物膜的流动性来实现的是
（填写图1中字母代号）。
（2）某种分泌蛋白的基因中不具有编码信号肽的序列，可以初步判断该分泌蛋白的分泌途径属于 。做出这一判断的依据是 。
（3）根据图2所示，FGF2分泌出细胞大致经过三个步骤：
①FGF2被招募到细胞膜。完成这一步骤需要水解ATP， ATP水解产物中的
与FGF2结合。
②多个FGF2形成寡聚物。FGF2形成寡聚物之前，需与膜上的 结合，
寡聚物插入到细胞膜内，最终在细胞膜上形成环形小孔。
③FGF2与HSPG上的受体结合，并以 (选择填写“单体”或“寡聚物”)的形式储存在细胞膜的外表面。
（4）结合文中信息分析真核细胞非经典分泌途径存在的生物学意义。
20.（12分）果荚开裂并释放种子，是植物繁衍后代的重要途径。模式植物拟南芥果荚的开裂与传统油料作物具有相似的调控机制。研究者对拟南芥果荚开裂机理进行了系列研究。
（1）植物果荚开裂区域细胞的细胞壁在_________等酶的作用下被降解，导致果荚开裂。野生型拟南芥果荚成熟后会完全开裂，以便种子传播。
（2）研究者通过筛选拟南芥T-DNA插入突变体库，获得两个果荚不开裂的突变体甲和乙。检测发现突变体甲的M酶活性丧失，推测编码M酶的M基因由于插入T-DNA，突变为m基因。研究者利用不同的引物对，分别进行PCR，检测野生型拟南芥及突变体甲的基因型，结果如图1 所示，验证了上述推测。在图2中标出引物1、2的位置及方向。
（3）进一步研究发现突变体乙的E酶活性丧失。另有一突变体丙的果荚开裂程度介于不开裂与完全开裂之间（中等开裂）。突变体乙、丙的果荚开裂程度分别由E/e、A/a基因控制。将上述突变体进行杂交，后代表型及比例如下表所示。
杂交组合 F1表现型 F2表现型及比例
乙×丙 完全开裂 完全开裂:中等开裂:不开裂＝9:3:4
甲×丙 完全开裂 完全开裂:中等开裂:不开裂＝2:1:1
图3为甲与丙杂交所得F1的部分染色体示意图，基因M、m的位置已标出，在图3中标出基因E/e、A/a可能的位置。据上述信息，预测甲与乙杂交所得F1的表现型及比例为_________，F1自交所得F2的表现型及比例为_________。
（4）突变体丙体内的A蛋白缺失。为确定A蛋白的功能，研究者检测了野生型及突变体丙体内E基因及M基因的转录量，结果如图4所示。
根据图4数据推测A蛋白的功能是_________，突变体丙果荚开裂程度下降的原因是_________。
（5）一些油料作物如油菜，若果荚过早开裂，会降低种子收获产量，从而影响经济收入。预测本研究成果在农业生产上的应用_________。
21.（10分） 某地有两个猴面花姐妹种——粉龙头和红龙头，二者分布区重叠，前者由黄蜂授粉，后者由蜂鸟授粉。红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因（a）是有缺陷的，导致酶完全失活，花瓣细胞中有类胡萝卜素积累，表现为红色。而粉龙头细胞中该基因（A）是正常的，因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色。
（1）科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种的理由是______________________。
（2）研究人员猜测粉龙头和红龙头起源于一个粉色花的祖先种。祖先种发生A基因的突变后，产生橙红色突变体，突变体改为由蜂鸟授粉，导致祖先种分裂进化为粉龙头和红龙头两个种。为了检验这一猜想，研究人员用杂交的方法获得了基因型为aa，但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头，流程如下：
①用粉龙头和红龙头为亲本杂交，子一代表现为___________。
②用子一代与________杂交，利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为_________个体，多次重复。
③将筛选出的个体_________，获得基因型为aa，但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
（3）研究人员又培育出基因型为AA，但其他基因均来自红龙头的变异型红龙头。变异型粉龙头开橙黄色花，变异型红龙头开深粉色花。研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率，得到下表所示结果。该数据支持了研究人员的猜想：单基因突变导致了祖先种的分裂进化，理由是________________。
（4）变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头，依据现代生物进化理论尝试对这一现象做出解释：_________________。
生物试卷答案及评分参考
一.单项选择题（每题2分，共30分）
1.B 2.A 3.B 4B 5.D 6.B 7.D 8.D 9.C 10.B
11.B 12.B 13.A 14.C 15.B
二.非选择题（共70分）
16.（12分）
（1）叶绿体 物质变化：二氧化碳和水转化成有机物（或“淀粉、糖类”），释放氧气；能量变化：将光能转化为有机物中稳定的化学能
（2）类囊体（或“基粒”）
“油包水液滴”外膜 细胞膜
物质组成 只有磷脂分子，无蛋白质、糖蛋白、糖脂等物质 主要由磷脂分子和蛋白质组成，还有糖蛋白、糖脂等物质
结构 由单层磷脂分子构成 由磷脂双分子层组成基本骨架，蛋白质分子镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中
（3）保持不变 在明期类囊体上发生光反应产生并积累NADPH；在暗期NADPH没有生成也没有消耗，其含量保持稳定
（4）CO2 暗（碳）反应 明期上升，暗期下降
（5）可摆脱土地种植的限制，人工光反应系统利用光能固定CO2，合成有机物，将光能转化为有机物中的化学能，解决能源短缺问题；充分利用CO2以降低温室效应，保证大气碳氧平衡（合理即可）
17.（12分）
（1）RNA聚合酶 转录 （2）①Xho I和Sap I ②氨苄青霉素
（3）①5种工程菌菌体数量增长趋势与对照菌一致 ②转入rec启动子的菌株
（4）AD
18.（12分）
（1）①初级颖果的 IAA含量高，次级颖果IAA含量低，且授粉后初级颖果的 IAA含量显著增加 提高IAA含量
②授粉3天至5天初级颖果中T基因转录量大于次级颖果，IAA合成量多，发育早发育快 促进
A蛋白与F蛋白结合，解除了F蛋白对T基因转录的抑制
（3）反馈
19.（12分）
（1）a、c、d（2分）
（2）非经典途径（2分）
非经典分泌途径分泌的蛋白质肽链中没有信号肽序列，不能被引导进入内质网（2分）
（3）①磷酸基团（2分）
② PI(4,5)P2（1分）
③单体（1分）
（4）非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；防止某些蛋白质前体凝集、易于分泌；非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充（2分，答出以上内容之一即可，其他答案合理给分）
20.（12分）
（1）纤维素酶、果胶酶
（2）
（3）全部子代果荚完全开裂 完全开裂:不开裂＝9:7
（4）促进E基因及M基因的转录
突变体丙体内E酶及M酶的数量减少，导致果荚开裂区域细胞的细胞壁降解不完全，开裂程度下降
将拟南芥的研究成果转化到油菜的培育中，精准调控油菜果荚的开裂程度，实现最佳经济效益
21.（10分）
（1） 二者由不同的动物授粉，存在生殖隔离
（2）①粉龙头
② 粉龙头 Aa
③自交
（3）与野生型粉龙头相比，变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降，而蜂鸟的访花率上升，说明单基因突变会导致授粉者的比例大幅改变，从而导致分裂进化。
（4）变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中，形成了更多利于蜂鸟授粉的适应性特征，并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去，逐代累计，形成了野生型红龙头，故其蜂鸟的访花率远低于野生型红龙头。
乙
甲
B. 甲图中①②染色体上基因分布的原因是染色体发生了交叉互换
图4
a溶酶体分泌
细胞外
b直接跨膜
c外泌体
d质膜出泡
细胞质溶胶
图1 非经典分泌过程
细胞质
核糖体
质膜
细胞外
Tec激酶
硫酸乙酰
肝聚糖
（HSPG）
FGF2寡聚物
ATP1A1
FGF2被招募到细胞膜
FGF2受体
图2 FGF2跨膜分泌过程
PI(4,5)P2
PI(3,4,5)P3
PI(4,5)P2
P
P
P
图1
图3
图4