北京市海淀区2022-2023学年高二下学期期末考试生物学试题(无答案)

北京市海淀区2022-2023学年高二下学期期末考试
生物学
2023.07
本试卷共10页，共两大部分，21道题，满分100分。考试时长90分钟。试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。
第一部分
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．某工厂使用两种方案将柑橘发酵制成果醋，方案1所产果醋的多酚、蛋白质等含量高于方案2，而方案2的发酵速度快于方案1。下列相关分析不正确的是
A．醋酸菌将乙醇氧化为醋酸比将葡萄糖氧化为醋酸的速度快
B．两种柑橘果醋成分差异可能是方案2中酵母菌进行酒精发酵导致
C．方案2调糖的目的是为酒精发酵增加碳源
D．两种方案均需一直保持在有氧环境下进行
2．利用动物细胞融合方法，以SARS病毒刺突蛋白作为抗原制备出单克隆抗体（抗体D）。下图为使用不同抗体抑制病毒感染细胞的检测结果。下列相关叙述不正确的是
A．对照抗体应不与SARS病毒特异性结合
B．将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内，可获得大量抗体D
C．检测抗体效果时需将SARS病毒与细胞混合一段时间后再加入抗体
D．抗体D需达到一定浓度才有明显抑制效果
3．我国科学家从“优秀奶牛”的耳缘部位取体细胞，通过核移植技术获得首例体细胞克隆“优秀奶牛”。下列相关分析正确的是
A．体外培养的卵母细胞需发育为完全成熟的卵细胞后再进行核移植
B．用电刺激激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
C．对受体奶牛进行免疫检查以防止其与重构胚产生免疫排斥
D．体细胞克隆所得“优秀奶牛”的遗传物质全部来自供体细胞
4．某工厂采用如图所示的发酵罐工业生产啤酒，下列相关操作叙述正确的是
A．pH检测装置可监测发酵液pH以便适时调整
B．发酵过程中需从空气入口不断通入无菌空气
C．发酵中搅拌的主要目的是降低发酵温度
D．发酵罐消毒后即可接种菌株进行酒精发酵
5．敲除大鼠心肌细胞H的T基因，对照组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长，检测两组细胞的数量变化，结果如图所示。下列相关叙述不合理的是
A．体外培养H细胞需要添加动物血清
B．可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数
C．敲除T基因的H细胞失去了分裂能力
D．提高T基因表达可能促进心脏损伤修复
6．研究者计划将绿色荧光蛋白第203位的苏氨酸替换为酪氨酸，以获得橙色荧光蛋白。下列方案可行的是
A．使用蛋白酶水解第203位氨基酸前后的肽键实现氨基酸替换
B．在mRNA中直接替换第609~611位三个碱基
C．根据新的氨基酸序列推测并合成相应的DNA序列
D．将改造后的橙色荧光蛋白基因直接注入大肠杆菌获得转基因菌株
7．反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列（图中L、R）进行扩增的技术，其过程如右图所示。下列相关叙述不正确的是
A．过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割
B．过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键
C．过程③PCR体系需要添加DNA聚合酶和解旋酶
D．该技术可检测T-DNA整合到植物染色体DNA的位置
8．下列高中生物学实验操作无法达成其目的的是
A．对玻璃培养皿进行干热灭菌，以制备固体培养基
B．花生子叶薄片经苏丹Ⅲ染液染色后用酒精漂洗，观察细胞中的脂肪滴（颗粒）
C．研磨肝脏以破碎细胞获取粗提液，探究过氧化氢酶的活性
D．在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
9．下列真核细胞结构、主要成分及功能对应正确的是
选项 细胞结构 主要成分 功能
A 细胞膜 蛋白质、糖类 控制物质进出
B 核糖体 蛋白质、核糖核酸 合成蛋白质
C 染色体 核糖核酸、蛋白质 遗传信息的载体
D 细胞骨架 蛋白质、纤维素 锚定各种细胞器
10．血管壁平滑肌细胞膜上存在Ca2+通道蛋白，Ca2+由此顺浓度梯度进入细胞，与相应蛋白结合后，引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高。下列叙述不正确的是
A．Ca2+进入血管壁平滑肌细胞属于协助扩散
B．Ca2+通道蛋白表达量上调，会导致低血压
C．Ca2+通过Ca2+通道蛋白时无需与其结合
D．细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用
11．海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M，其能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，引发其表面温度升高，使细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉。下列叙述不正确的是
A．海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因
B．酶M参与的细胞呼吸阶段需要O2参与
C．细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而增多
D．海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉
12．研究者在温度、湿度适宜，CO2气体充足供给的实验条件下，测定了杨树在不同光照强度下的净光合速率和气孔开放程度，实验结果如图所示。下列相关分析不正确的是
A．光照强度在0~500μumol·m-2·s-1，净光合速率上升最快
B．光照强度在0~500μmol·m-2·s-1，净光合速率上升主要由光照强度增加所致
C．气孔开放程度增大可能有助于净光合速率提高
D．当光照强度超过2000μmol·m-2·s-1，限制净光合速率上升的主要原因是CO2吸收不足
13．科学家将大鼠的多能干细胞经体外诱导产生的原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）移植到无生殖细胞的大鼠体内，可使其产生精子，并得到健康的后代。下列叙述正确的是
A．多能干细胞分化程度高于PGCLCs
B．多能干细胞经诱导可发生定向分化
C．PGCLCs分化为精子体现了细胞的全能性
D．多能干细胞内的所有基因都在活跃表达
14、E酶是一种DNA损伤修复的关键酶，将敲除编码E酶基因的小鼠或老年野生型小鼠的脾细胞移植到年轻小鼠之后，会加速年轻小鼠的衰老。下列叙述不正确的是
A．降低E．酶的表达会阻碍DNA损伤修复
B．DNA损伤可能会导致衰老细胞比例增加
C．衰老细胞内DNA损伤增多。呼吸速率加快
D．增强E酶功能的药物可能有助于减缓衰老
15．下图为二倍体水稻（2n=24）花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，下列相关叙述不正确的是
A．图a中每个细胞均不含同源染色体
B．图b细胞含有24条染色体
C．图c中每个细胞着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
D．图d细胞可发生染色体片段的交换
第二部分
本部分共6题，共70分。
16．（10分）
青枯病由青枯菌（一种细菌）引发，严重危害番茄生长。菜粕有机肥是以菜粕为原料经微生物降解而制成的氨基酸有机肥。研究者希望筛选出能充分利用菜粕有机肥抑制青枯菌的菌株。
（1）菜粕有机肥含有大量的营养物质，可为微生物提供充足的碳源和___________源，从而可促进抑菌微生物的繁殖。
（2）为筛选适于在菜粕上生长且能抑制青枯菌的菌株，研究者进行了下列实验。
①称取10克番茄根际土壤置于装有___________的锥形瓶，制成稀释10倍的土壤稀释液，用__________法接种于若干个含__________的固体培养基，30℃培养2~4天。
②将上述培养基上生长的所有单菌落接种到同一个固体培养基上，培养24h后，在培养基表面均匀喷洒___________悬液，30℃培养48h后对出现抑菌圈的菌落进行测量，计算每个菌落的__________以表示其抑菌能力，最终筛选出菌株RC14。
（3）为检测在施用不同肥料条件下菌株RC14对番茄青枯病的防治效果，研究者将盆栽番茄接种青枯菌7天后进行如下处理，45天后测定发病率。结果如下表所示。
组别 处理 发病率（%）
1 施用常规化肥 72.5
2 A__________ 62.5
3 施用含菌株RC14的常规化肥 56.5
4 施用含菌株RC14的菜粕有机肥 17.5
表中A处应为__________，综合上述研究及表中信息推测第4组发病率最低的原因__________。
17．（12分）
常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。
（1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用____________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。
（2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中___________（选填图1中字母）。
（3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂____________诱导融合，形成的融合细胞经过____________再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成_____________组织，经过____________形成完整的再生植株。
（4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行____________、___________后用碱性染料染色并制片，显微镜下对___________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。
（5）用特异性引物对陆地棉和野生棉基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1~6进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1~6中确定为杂种植株的有___________。
（6）对杂种植株可通过观察___________，筛选出低酚的杂种植物。
18．（12分）
视网膜感光细胞中的R蛋白由R基因编码，在视觉形成过程中有重要作用。为研究R蛋白的功能，科研人员利用基因工程获得R基因敲除的小鼠，并进行了相关实验。
（1）科研人员利用打靶载体敲除小鼠R基因，载体构建及R基因敲除过程如图1所示。
①为构建能够敲除R基因的打靶载体，需先设计引物，通过PCR技术扩增R基因。在引物上添加PstI限制酶识别序列，据图1应选择的引物是___________（选填图1中的a，b，c或d）。将得到的PCR产物酶切后连入打靶空载体，鉴定正确后进行后续实验。
②为将抗生素抗性基因neo（抵抗抗生素C418）从原有载体中切下以插入到R基因中，据图1及下表中限制酶识别位点序列信息，应选择限制酶____________分别对R基因和neo基因进行酶切，并用____________连接，完成打靶载体构建。
③将构建好的打靶载体通过____________法导入小鼠受体细胞中。据图1，受体细胞基因组中的R基因通过____________被替换为打靶载体上插入neo的R基因片段。未整合到基因组的外源DNA会被降解。
（2）打靶载体也可能整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，引发TK基因表达，使细胞在加入物质G的培养基上无法存活。在选择培养基中除有动物细胞培养的必需成分外，还需加入_____________和物质G，可筛选出成功敲除R基因的受体细胞，其原因是_____________。
（3）图2为小鼠视觉形成的部分机理简图，研究发现R蛋白通过图中所示方式参与小鼠视觉形成。
科研人员基于上述方法获得了R基因敲除的纯合小鼠，将野生型小鼠和R基因敲除小鼠都平均分成两组，一组在黑暗中饲养12h，另一组在光照下饲养12h；测定小鼠眼睛中各物质含量，结果如图3所示。
据图2机理，预测并在答题纸中画出图3中在光照条件下两种小鼠全反式视黄醛的含量。
19．（11分）
镁（Mg）是影响植物光合作用的重要元素，为研究植物中Mg2+调节光合作用的机制，科研人员进行了相关实验。
（1）R酶是光合作用暗反应中的关键酶，在______________中可催化CO2与RuBP（C3）结合，生成2分子_______________。
（2）科研人员将水稻幼苗分为两组，分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后，进行光暗交替处理，检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率，结果如图1所示。
①图1实验结果说明_______________。
②科研人员检测两组水稻叶片R酶的含量，结果如图2。据上述结果推测，Mg2+通过_____________提高R酶催化的化学反应速率。
③从两组水稻叶片中分别提取等量R酶，向无Mg2+培养组中加入一定浓度的MgCl2，测定_______________，若两组结果相同，则支持了上述推测。
（3）进一步研究发现，叶绿体中Mg2+的浓度受光暗周期的调控，推测叶绿体膜上的M3蛋白与Mg2+的转运有关。
为探究M3蛋白的转运功能，科研人员以无M3的非洲爪蟾卵母细胞为对照组，在此细胞中转入编码M3的基因，使M3蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜，以此细胞为实验组。实验设计及结果如下表所示。
组别 实验材料 实验操作 检测指标 数值
Ⅰ 对照组 卵母细胞置于含25Mg2+的缓冲液中一段时间，用无Mg2+的缓冲液冲洗 每个卵母细胞内的25Mg2+含量 A
Ⅱ 实验组 B
Ⅲ 对照组 置于无Mg2+缓冲液，向卵母细胞内注射含25Mg2+的溶液，放置一段时间 外部溶液25Mg2+含量 C
Ⅳ 实验组 D
结果表明，M3蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为______________（用A、B、C、D表示）。
（4）结合上述研究结果，为解释图1实验结果，对M3蛋白提出需要进一步探究的关键问题是______________。
20．（12分）学习以下材料，回答（1）~（5）题。
逆向TCA循环
在绝大部分生物体内，三羧酸循环（TCA循环）是能量代谢的主要途径，其不仅为生命活动提供能量，而且是联系糖类、脂质、蛋白质三大营养物质代谢和转化的枢纽。糖类等物质分解生成的丙酮酸在一些列酶的作用下生成乙酰辅酶A，进入TCA循环。TCA循环首先由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经过脱氢等复杂过程，最终生成CO2、少量ATP等物质，释放少量能量，并且重新生成草酰乙酸的循环反应过程。但在某些细菌体内这一过程可以反向进行，即逆向TCA循环，其过程如下图所示，在能量及ATP参与下通过逆向TCA循环将CO2等物质合成氨基酸、糖类和脂质分子。
研究发现细菌H生存所用的资源取决于环境。如果环境中存在丰富的蛋白质，细菌H便会将其加以利用，作为生长所需的原料。生活在深海热液喷口的细菌H可从氢气与硫的反应中获取能量。深海热液喷口能够释放大量CO2，细菌H可以特殊的方式调控一些关键酶的水平，因而在CO2供应充足（比大气中的CO2浓度高1000倍）的情况下可优先使用CO2作为碳源。细菌H细胞中含有大量的柠檬酸合酶，高水平的柠檬酸合酶推动化学反应生成乙酰辅酶A分子，后者形成丙酮酸进而退出逆向TCA循环，而丙酮酸会进一步被转化为脂质、糖类和氨基酸（如图所示）。通过这种方式，环境中高浓度的CO2推动循环向CO2转化为乙酰辅酶A的方向进行，从而产生逆向TCA循环。如果CO2浓度不够高，将导致循环中乙酰辅酶A生成阶段受阻。因此，只要环境条件许可，细胞可持续利用高水平的CO2。
研究还发现细菌H不是唯一能够进行逆向TCA循环的细菌，逆向TCA循环可能在富含CO2的原始大气环境中发挥着固定CO2的作用。此项研究展示了万物之源的微生物如何在曾经充满CO2的地球大气之下维持生存，为物种起源提供了新的线索。
（1）对照图中细菌H的逆向TCA循环，推知丙酮酸在真核细胞的______________中经TCA循环被分解，产生的_______________参与有氧呼吸第三阶段。
（2）据文中信息，细菌H属于生态系统组成成分中的_______________，下列关于细菌H及逆向TCA循环的叙述中，合理的是______________（选填下列选项字母）。
A．细菌H没有线粒体，因此不能进行TCA循环
B．细菌H体内逆向TCA循环中物质合成的能量来源于氢气与硫的反应
C．逆向TCA循环中一些关键酶催化乙酰辅酶A合成，导致柠檬酸积累
D．地球上最初的微生物可能类似细菌H具有逆向TCA循环的能力
E．逆向TCA循环所产生的用于各种生命活动的ATP多于TCA循环
（3）为研究逆向TCA循环过程，科研人员为细菌H供给不同比例的______________和13C（一种稳定同位素）标记的CO2，通过检测产物中_______________，进而明确细菌使用何种碳源。
（4）文中提及决定细菌H能够完成逆向TCA循环的关键酶是______________，该酶能够催化TCA循环向两个相反方向进行的环境条件是______________。
（5）若将逆向TCA循环应用于微生物工业生产，提出可能的方法______________。
21．（13分）
法尼烯是某些植物合成的脂溶性物质，可抵御虫害，在医药、化妆品及能源方面具有重要用途。植物合成的法尼烯量很少，难以提取，科研人员尝试利用基因工程技术改造酵母菌以实现大量生产法尼烯。
（1）与大肠杆菌相比，酵母细胞最显著的结构特点是_______________。酵母菌具有大肠杆菌的______________等优点，因而也常被改造为基因工程菌。
（2）科研人员将编码法尼烯合成酶（F酶）的基因导入酵母菌中，改造后的酵母菌Q可利用葡萄糖作为原料生产法尼烯，合成途径如图1所示。据图分析，F酶与酵母菌自身的E酶催化合成相应产物时需利用物质P，形成______________关系，制约了法尼烯的产量。
（3）为解决上述问题，科研人员向酵母菌Q中导入生长素（IAA）合成酶基因、IAA受体基因等多个基因，获得酵母菌I。在酵母菌I中，自身持续合成的IAA作为_____________，与其受体结合，可引发受体与外源的蛋白B结合，进而将与蛋白B所融合的E酶降解，使物质P更多用于合成法尼烯。据此可知，对酵母菌1的基因改造还包括导入______________基因以替换原有的________________基因。
（4）发酵实验检测发现酵母菌1合成法尼烯的增量并不显著，推测由于酵母菌I增殖发育受到了抑制。因此科研人员将酵母菌I经系列改造得到酵母菌K，如图2所示。
①在酵母菌1中分别导入可合成IP（一种细胞分裂素）的A酶基因及IP受体基因。据图2分析，酵母菌K可合成IP并分泌至胞外，当酵母菌K密度增大使培养液中IP积累至临界浓度时，IP进入细胞，与______________上的受体结合，_____________，开启目标基因的表达。
②为实现在酵母菌K中通过IP动态调控E酶的降解，在改造酵母菌K的过程中，应将酵母菌I中_____________的启动子替换为图2中的启动子。同时图2中目标基因之一选用____________以实现IP调节过程的正反馈。（以上两空均选填下列选项前的字母）
a．IAA合成酶基因 b．E酶基因
c．F酶基因 d．A酶基因
e．IP受体-E酶融合基因 f．IAA受体-F酶融合基因
（5）科研人员用不同酵母菌进行发酵实验，检测法尼烯产量及发酵过程中酵母菌的数量，结果如图3所示。
根据图3实验结果，结合上述研究，阐释酵母菌K法尼烯产量最优的原因是___________。