2020年北京四中高三上学期期中生物试题答案

2020北京四中高三（上）期中
生
物
(试卷满分为100分，考试时间90min)
单项选择题和非选择题均在答题纸上作答
一、单项选择题(共15道题，每题2分，共30分)
1.
DNA是主要的遗传物质，下列与此相关的特征描述错误的是
A.
“双螺旋结构保证了遗传物质的稳定性
B.
遗传物质的多样性主要由碱基数目决定
C.
“半保留“复制保持了遗传信息传递的准确性
D.
能产生可遗传的变异使后代获得遗传多样性
2.
mRNA的碱基序列会控制其寿命(半衰期)，不同mRNA的寿命各不相同。下列叙述错误的是
A.
mRNA彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖及碱基
B.
mRNA的寿命与对应基因的碱基排列顺序有关
C.
mRNA的寿命与翻译产生的蛋白质含量有关
D.
mRNA的半衰期长短是调控基因表达的方式之一
3.
人体载脂蛋白apo-B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4563个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2153个氨基酸，原因是小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，如右图所示，下列相关叙述错误
A.
脱氨酶导致apo-B基因发生基因突变
B.
脱氨酶能识别并结合RNA的特定序列
C.
UAA是终止密码子，导致翻译提前终止
D.
该机制导致同一基因控制合成不同蛋白质
4.
农作物的籽粒成熟后大部分掉落的特性称为落粒性，落粒性给水稻收获带来较大的困难。科研人员做了如图所示杂交实验，下列说法正确的是
A·控制落粒性的两对基因位于同一染色体上
B.
杂合不落粒水稻自交后代不发生性状分离
C.
F2中纯合不落粒水稻植株的比例为7/16
D.
野生稻多表现落粒，不利于水稻种群的繁衍
5.
下列有关基因突变的叙述，正确的是
A.
基因突变也可以是基因非编码区碱基序列的改变
B.
基因突变前后，基因间的位置关系也会发生改变
C.
只要发生基因突变，其控制的性状就发生改变
D基因突变具有多害性，无法作为进化的原材料
6.
枫糖尿病是一种单基因传病，患者氨基酸代谢分常，下图是某患者家系中部分成员的该基因带谱，错误的是
A.
该病为常染色体隐性遗传病
B.
2号携带该致病基因
C.
3号为杂合子的概率是2/3
D.
1和2再生患此病孩子的概率为1/4
7.
科学家比较了人类与黑猩猩等近缘灵长类动物染色体的差异，确认人类第2号同源染色体是由古猿的西对同源染色体融合而来，其余染色体数相同。人与这些灵长类动物在第4、5、12和17染色体上的倒位变异也存在一些差异。据此作出的推测，不合理的是
A.
人类可能比黑猩猩等近缘灵长类少了一对染色体
B.
人类与近缘灵长类染色体上存在不同排序的基因
C.
古猿进化为人的过程与2号染色体上的基因有关
D.
染色体数目和结构变异是导致生物进化的主要原因
8.
孔雀、鸳鸯等许多种类的鸟，其雄性个体的羽毛具有颜色鲜艳的条纹，以下哪一条是对这一特征能稳定遗传的最好解释
A.
条纹羽衣是鸟类躲避天敌良好的伪装，是鸟类对环境的适应
B.
雄性个体优先选择有条纹的堆性，导致控制这一性状的基因频率升高
C.
条纹羽衣具有颜色鲜艳的条纹，使这种鸟更容易被捕食者识别、捕食
D.
雄性对有条雄性的选择，使雄性个体易出现颜色鲜艳相关基因的突变
9.
下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是
A.
将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B.
将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C.
将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D.
将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
10.
下列关于各种酶的叙述，不正确的是
A.
DNA连接酶能将2个具有末端互补的DNA片段连接在一起
B.
PCR反应体系中的引物可作为DNA聚合酶作用的起点
C.
限制性内切酶可识别一段特殊的核苷酸序列，并在特定位点切割
D.
原核细胞RNA聚合酶以RNA为模板合成互补RNA
11下图是快速RT-PCR过程示意图，①和②为逆转录酶催化的逆转录过程，③是PCR过程。据图分析下列说法错误的是
A逆转录酶具有DNA聚合酶能力
B.
③PCR过程只需要引物b
C.
RT-PCR可检测基因表达水平，
D.
RT-PCR可检测新冠病毒等RNA病毒
12.
某新型病毒是一种RNA病毒，医务工作者利用PCR技术进行病毒检测时，所使用的方法中合理的是
A.
用细菌培养基直接培养被测试者体内获取的病毒样本
B.
分析该病毒的RNA序列是设计PCR引物的前提条件
C.
PCR扩增过程需使用RNA聚合酶和耐高温DNA聚合酶
D.
在恒温条件下进行PCR扩增避免温度变化导致酶失活
13.
下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，正确的是
A.
都需要无菌操作
B都需要使用胰蛋白酶
C.
都需要使用抗生素
D.
都需要含5%CO2的气体环境
14.
以下关于细胞工程的叙述错误的是
A.
植物组织培养的理论基础是植物细胞全能性
B.
动物细胞培养的理论基础是动物细胞核全能性
C.
植物体细胞杂交育种克服了远缘杂交不亲和的障碍
D.
单克隆抗体的制备需要利用动物细胞融合技术
15.
植物细胞表现出全能性的必要条件是
A.
脱离母体后，给予适宜的营养和其他外界条件
B.
将不同物种的体细胞融合成杂交细胞
C.
将成熟细胞的细胞核移植到去核的卵细胞内
D.
导入其他植物细胞的基因
二、非选择题(共5道题，共70分)
16.
(14分)
合成生物学是指利用多种生物技术，让细胞来完成预先设想的各种任务。大肠杆菌(工程菌)可利用现成的有机物生产乙醇等作为生物燃料。为降低成本，研究人员重新设计了工程菌：将某微生物的固碳基因导入工程菌的基因组，使之能产生用于CO2固定和还原的酶，同时还“关闭“了三个参与异养代谢相关酶的基因：将能利用甲酸盐(可再生的储氢物质，具备廉价、易得、无毒、可降解等特性)的非天然酶基因导入工程菌，如下图所示。
将改造后的工程菌放在一定容积的培养基中，除水、无机盐、氮源外，还加入数量有限的糖类、一定浓度的甲酸盐，同时通入CO2浓度为10%的无菌空气；每天取2mL的培养基检测成分变化及工程菌的数量等，当菌体数量达到一个稳定值后，更换培养基，结果如图2。
请回答下列问题：
(1)未改造的大肠杆菌新陈代谢中，同化作用类型为________：大肠杆菌的异化作用类型为兼性厌氧菌，结合题干信息陈述判断理由：______________。
(2)改造后的工程菌合成有机物的碳来自____________，除了调整大肠杆菌碳源的来源,还对其______进行了改造。改造后的大肠杆菌可利用甲酸盐合成_____________,进而驱动生物量的合成。
(3)从图2可知，改造后初期工程菌并不符合要求，请从同化作用类型角度分析理由：__________；培养至约____________天后，才获得符合要求的工程菌。
(4)请评价工程菌用于生物燃料生产的可行性，并说明理由：__________________
17.
(15分)
色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需的一种氨基酸。研究人员发现，在培养基中无论是否添加色氨酸，都不影响大肠杆菌的生长。
(1)研究发现，大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因。在需要合成色氨酸时，这些基因通过________(过程)合成相关酶。
(2)进一步发现，在培养基中增加色氨酸后，大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序，研究者发现了大肠杆菌色氨酸(trp)合成相关基因的结构(图1).
①由图1可知，在培养基中有__________的条件下，trpR指导合成的抑制蛋白能够结合在操纵序列，从而阻止___________与启动子的结合，从而抑制色氨酸相关酶的合成。
②随着研究的深入，研究者发现，色氨酸合成相关基因转录后形成的mRNA的5’端有一段“无关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶，但将这段多肽对应基因序列敲除后，发现色氨酸合成酶的合成出现了变化(图2)。由此可知，图1中的抑制蛋白的抑制作用是___________(填“完全的”或“不完全的“)，推测“无关序列”的作用是___________________。
(3)无关序列"包含具有一定反向重复特征4个区域，其转录出的mRNA序列，1中富含色氨酸的密码子，2和3可碱基互补配对，3和4也可碱基互补配对形成发卡结构(启动转录终止的信号).
①当培养基缺乏色氨酸时，携带____________tRNA数量少，进入核糖体时间长，核糖体在mRNA上滑动慢，此时2、3区配对，RNA聚合酵维续转录，最终合成色氨酸。
②依据信息叙述在色氨酸浓度高时，色氨酸基因终止转录的机制：________________
(4)“无关序列"在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关"功的能，其意义是_______________。
18.
(11分)
两位女性研究者因为发现了犀利的基因技术“CRISPR/Cas9基因编辑技术”获得2020年诺贝尔化学奖。该技术利用了存在于细菌中防御系统。在人工设计的条件下，通过sgRNA与基因组靶序列的特异性结合，引导Cas9蛋白"切割“基因组DNA(如下图所示)。请联系所学回答下列问题。
(1)sgRNA与基因组靶序列可以特异性结合的原因是_______________，Cas9核酸酶可以在sgRNA的引导下打开目标基因中的__________键，使得基因组DNA断裂。在______酶的作用下，断裂的DNA可重新拼接。
(2)有研究者利用该技术，敲除了大鼠胰岛素受体底物1(Irsl)基因，获得了糖尿病模型动物。流程如下：
根据已知Irsl基因的____________，设计两种sgRNA；构建含有两种sgRNA基因和_______基因的表达载体;
利用___________法，将上述基因的体外表达产物RNA，导入大鼠的___________(细胞)。
(3)提取转基因大鼠DNA，用PCR的方法检测Irsl编辑情况，结果如右图。其中WT为野生型大鼠，由图可知2号大鼠比野生型大鼠的PCR产物短95bp，研究者据此确定其为阳性结果，即Irsl被敲除失活，因为_______应序列在Irsl基因上的位置相距95bp.
(4)2号大鼠P与野生型WT大鼠杂交，提取后代DNA，用相同引物进行PCR，结果如上图。____________属于杂交后代，说明基因编辑结果可以稳定遗传。
19.
(18分)
水稻是我国主要的农作物之一，水稻的花为两性花，雄性不育植株不能产生可育花粉，但能产生正常雌配子。
(1)在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是________________。
(2)科研工作者获得了2种温敏不育系的水稻，其雄性不育的起点温度分别为23.
3℃和26℃.
在制备高产水稻杂交种子时，由于大田中环境温度会有波动，应选用雄性不育起点温度为________℃的品系，原因是________。
①在雄性不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体X，将突变体X与正常水稻H杂交得F1均为绿叶，F1自交得F2群体中绿叶、黄叶之比为3：1.
由以上可以推测，X的黄叶性状由______________性基因控制。
②为确定控制黄叶基因的位置，选用某条染色体上的两种分子标记(RM411和WY146)，分别对F2的绿色叶群体的10个单株(10G)和黄色叶群体10个单株(10Y)进行PCR，之后对所获得的DNA进行电泳，电泳结果可反映个体的基因型。M为标准样品，结果如下图所示。
从上图可以看出，每图的10G个体中的基因型为_____种，其中________(填写“图1”或“图2")的比例与理论比值明显不同，出现不同的最可能原因是__________。每图中10Y的表现均一致，说明两个遗传标记与黄叶基因在染色体上的位置关系是_________________。
③与普通雄性不育系相比，利用此自然黄叶突变体培育出的不育系在实际生产中应用的优势是_____________。
(3)我国科研人员发现非温敏性不育系mm品系，其优点不受环境变化影响。
科研人员将连锁的三个基因M、P和R(P是与花粉代谢有关的基因，R为红色荧光蛋白基因)与Ti质粒连接，构建___________，转入雄性不育水稻植株细胞中，获得转基因植株，如右图所示。将转基因植株自交，结果如下图：
①用遗传图解解释转基因植株自交后的性状分离比：_______________
②推测M、P、R基因的在育种过程中的功能：_______________
20.
(12分)
针对肿瘤细胞可设计和研制靶向药物，特异性杀伤肿瘤细胞。
(1)如下图所示，细胞通过转铁蛋白(Tf)与转铁蛋白受体(TfR)特异性结合来摄取铁元素，肿瘤细胞由于增殖快速，需要更多的铁元素：其细胞表面TfR的表达量____________(“上升”或“下降")，利用单克隆抗体技术，可研制抗TfR的抗体，它们通过____________从而可以抑制肿瘤细胞增殖。
(2)请写出用小鼠制备TfR的单克隆抗体的流程。_______________
(3)由于在本实验中单独使用鼠源抗体效果不佳，考虑利用抗体介导杀伤细胞来裂解癌细胞，该过程如图2所示，若无论何种抗体，杀伤细胞都可与之结合，最终使靶细胞裂解死亡，则说明抗体Fc段在不同种类的抗体中(“相同"或“不同”)。
(4)人的杀伤细胞无法识别鼠源单克隆抗体的Fc段，科学家用基因工程的方法获得了人(Fc)-鼠(Fab)嵌合抗体，请补充该基因工程的基本步骤。
①从分泌鼠源单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总RNA，_____________；
②构建含____________的表达载体;
③将其导入真核细胞中进行表达；
④________________。
2020北京四中高三（上）期中生物
参考答案
单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
A
A
B
A
C
D
B
D
D
B
B
A
B
A
非选择题
16.(14分)
（1）异养
“可产生乙醇”判新大肠杆菌可进行无氧呼吸；“培养时通入10%CO2的空气”判断其可进行有氧呼吸，
NADH(可多答ATP)
(2)CO2
能量
NADH（可多答ATP）
(3)培养初期工程菌对外源糖碳的依赖性较高，此时工程菌同化类型主要是异养并非自养。
343
(4)不可以。实验中二氧化碳浓度达到10%，而在自然条件下难以达到，不能存活。
可以。获得的大肠杆菌可以将甲酸盐和二氧化碳转化为乙醇等生物燃料，成本较低。
17.(15分)
(1)转录和翻译(表达)
(2)①色氨酸；
RNA聚合酶
②不完全的；响应色氨酸的浓度变化，进一步抑制色氨酸合成酶相关基因的转录；
(3)色氨酸
在色氨酸度高时，携带色氨酸tRNA数量多，进入核糖体时间短，核糖体在mRNA上滑动快，核糖体进入2位置，2/3不能配对，3和4也可可碱基补配对形成发卡结构(启动转录终止的信号)。
(4)既能满足代谢需要，又避免物质和能量的浪费：
18.(11分)
(1)sgRNA与靶序列互补
碳酸二酯键
DNA连接酶
(2)碱基序列
Cas9
显微注射
受精卵
(3)两条sgRNA
(4)2
3
7
9
19.(18分)
(1)无需进行去雄，大大减轻了杂交操作的工作量。
(2)23.
3
不育起点温度越低，授粉时出现性可有的情况越少，不易出现自交和杂交种混杂的现象
①隐性
②2
图1
待测样本数少
位于一条染色体上
③在苗期可筛选出杂交种中混有的自交种(合理即得分)
(3)重组DNA
①遗传图解
②M基因的功能，使转基因植株雌配子可育
P基因功能，使带有P基因的花粉败育
R基因的功能，作为标记基因辨别转基因品系和雌性不育系
20.(12分)
(1)上升
与TfR特异性结合，竞争性抑制与Tf与TfR结合，从面抑制细胞摄取铁元素
(2)
①用TfR免疫接种小鼠
②分离小鼠的B胞与骨髓瘤细胞融合
①筛选既能无限增殖又能分泌TfR抗体的杂交瘤细胞
④大量培养获得抗体
(3)相同(2分)
(4)①逆转录获得Fab基因
②Fab基因与人Fe基因的人-鼠嵌合抗体基因
①对目的基因的导入和表达进行检测
1
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