北京海淀区2020届高三生物下学期期中考试（模拟二）试题（Word版附解析）

2020 年海淀区第二学期生物期中练习（模拟二） 生 物 第一部分选择题 1. 下列物质在元素组成上最相似的一组是 A. 糖原、胰岛素、性激素 B. 纤维素、性激素、生长素 C. 淀粉、淀粉酶、糖原 D. 磷脂分子、DNA、RNA 【答案】D 【解析】 【分析】 本题是对组成细胞的化合物的组成元素的考查，梳理糖类、脂质、蛋白质的组成元素，然后 分析选项进行解答． 【详解】A、胰岛素是本质是蛋白质，组成元素中含有 N 元素，糖原和性激素不含有 N，A 错 误； B、生长激素的本质是蛋白质，含有 N 元素，纤维素和性激素不含有 N 元素，B 错误； C、淀粉酶的本质是蛋白质，含有 N 元素，淀粉和糖原属于多糖. 组成糖类的元素是 C.H、O， C 错误; D、组成糖类的元素是 C.H、O，组成蛋白质的元素是 C.H、O、N；组成核酸和磷脂的元素是 C.H、O、N、P，故 D 正确。 故选 D。 2.蓝细菌（蓝藻）与酵母菌的相同之处是 （ ） A. 都有细胞膜和拟核 B. 都能进行细胞呼吸 C. 都有线粒体和核糖体 D. 都能进行光合作用 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A、酵母菌是真核生物，没有拟核，A 错误； B、蓝藻和酵母菌都能够进行有氧呼吸，B 正确； C、蓝藻是原核生物，细胞中没有线粒体，C 错误；D、酵母菌不能进行光合作用，D 错误。 故选 B 3.细菌紫膜质是一种膜蛋白，ATP 合成酶能将 H+势能转化为 ATP 中的化学能。科学家分别将细 菌紫膜质和 ATP 合成酶重组到脂质体（一种由磷脂双分子层组成的人工膜）上，在光照条件 下，观察到如下图所示的结果。下列叙述错误的是 A. 甲图中 H+跨膜运输的方式是主动运输 B. ATP 合成酶不能将光能直接转化为 ATP 中的化学能 C. ATP 合成酶既具有催化作用也具有运输作用 D. 破坏跨膜 H+浓度梯度对 ATP 的合成无影响 【答案】D 【解析】 【详解】A、据图甲分析，H+跨膜运输需要细菌紫膜质（一种膜蛋白）的协助，且从低浓度向 高浓度运输，为主动运输方式，A 正确； B、ATP 合成酶不能将光能直接转化为 ATP 中的化学能，而是将 H+势能转化为 ATP 中的化学能， B 正确； C、根据图丙分析，ATP 合成酶能够催化 ATP 的合成，且能够 H+将运出细胞，C 正确； D、图丙中 H+是顺浓度梯度运出细胞的，因此破坏跨膜 H+浓度梯度会影响 ATP 的合成，D 错误。 故选 D。 4.哺乳动物受精卵的前几次分裂异常可能导致子细胞出现多核现象。经研究发现，受精卵分裂 时，首先形成两个相对独立的纺锤体，之后二者夹角逐渐减小，形成一个统一的纺锤体。科 研人员用药物 N 处理部分小鼠（2n=40）受精卵，观察受精卵第一次分裂，结果如图所示。以 下有关实验的分析中，合理的是A. 两个纺锤体可能分别牵引来自双亲的两组染色体，最终合二为一 B. 细胞 A 最终可能将分裂成为 1 个双核细胞，1 个单核细胞 C. 细胞 B 最终形成的子细胞中每个核的染色体条数为 40 D. 药物 N 抑制两个纺锤体的相互作用，可能和马达蛋白的作用有关 【答案】B 【解析】 【分析】 通过图示来看，正常情况下，受精卵第一次分裂过程，开始形成两个相对独立的纺锤体，最 后形成“双纺锤体”，这样形成的子细胞为单核细胞，而每个细胞核中含有 40 条染色体。而图 示 A 图中纺锤体一端形成双纺锤体，一端没有形成双纺锤体，这样形成的两个子细胞一个为 单核，另一个为双核，B 图中两端纺锤体都没有形成双纺锤体，这样形成的两个子细胞均双核。 【详解】A、受精卵进行的是有丝分裂，所以两个纺锤体牵引的是相同的染色体，都含有来自 双亲的染色体，A 错误； B、图示 A 图中纺锤体一端形成双纺锤体，一端没有形成双纺锤体，这样形成的两个子细胞一 个为单核，另一个为双核，B 正确； C、图示 B 图中两端纺锤体都没有形成双纺锤体，这样形成的两个子细胞均双核，双核子细胞 的每个核内染色体数为 20 条，C 错误； D、马达蛋白是利用 ATP 水解所释放的能量驱动自身沿微管或微丝定向运动的蛋白，影响微 管蛋白牵引染色体的运动，而药物 N 是影响了纺锤体的形成和结构，所以与马达蛋白无关，D 错误。 故选 B。 【点睛】本题最重要的的是要从图中看出药物 N 发挥了什么作用，影响了纺锤体的形成进而 影响染色体在细胞中的数量。 5.下列关于细胞结构与其功能相适应特征的叙述中，不正确的是 （ ） A. 蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多 B. 代谢强度不同 细胞中线粒体数目有差异的C. 合成胰蛋白酶的胰岛细胞中内质网发达 D. 携带氧气的哺乳动物成熟红细胞没有细胞核 【答案】C 【解析】 【分析】 细胞的大小、结构、功能各不相同，主要与细胞内细胞器的种类和数量多少有关，正确理解 各细胞器的功能，在此基础上解答此题。 【详解】核糖体是合成蛋白质的场所，因此蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体较多，A 正确；线 粒体是有氧呼吸的主要场所，细胞代谢需要的能量主要由线粒体提供，因此代谢强度不同的 细胞中线粒体数目有差异，B 正确；胰蛋白酶是由胰腺细胞合成的，而不是由胰岛细胞合成的， 胰岛细胞合成并分泌胰岛素或胰高血糖素，C 错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多 的细胞器，D 正确；因此选 C。 【点睛】准确识记各类细胞的功能及各种细胞器的功能是解题的关键。 6.研究者连续培养乳腺癌细胞，取样测定拥有不同 DNA 含量的细胞数目，结果如右图所示。长 春花碱阻碍纺锤体微管的形成，从而阻断细胞分裂。若向乳腺癌细胞的培养液中长时间持续 添加长春花碱，用相同方法测定每个细胞 DNA 含量与细胞数目，结果最可能是下图中的 （ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 根据题干信息分析，长春花碱阻碍纺锤体微管的形成，从而阻断细胞分裂。根据有丝分裂过 程可知，纺锤体微管形成于前期，所以若向乳腺癌细胞的培养液中长时间持续添加长春花碱， 则最终所以细胞将处于有丝分裂前期，即所有细胞中 DNA 的相对值都是 2，故选 D。 7.将紫花、长花粉粒（PPLL）与红花、圆花粉粒（ppll）的香豌豆杂交得到 F1。F1 自交所得 F2 的表现型及比例为：紫长（4831）、紫圆（390）、红长（393）、红圆（4783）。下列对 F1 产生 配子过程的分析，不正确的是（ ） A. P 与 p、L 与 l 可以随同源染色体的分开而分离 B. P 与 L、p 与 l 可随同一条染色体传递到配子中 C. P 与 l、p 与 L 因非同源染色体自由组合而重组 D. P 与 l、p 与 L 因同源染色体间交叉互换而重组 【答案】C 【解析】 【分析】 由题意知：子一代的基因型为 PpLl，F1 自交所得 F2 的表现型及比例为：紫长（4831）、紫圆 （390）、红长（393）、红圆（4783），即紫∶红=1∶1，长∶圆=1∶1，且表现为两多两少，由 此可判定 P 与 L、p 与 l 连锁。 【详解】A、由于 P 与 p、L 与 l 是等位基因，故可以随同源染色体的分开而分离，A 正确； B、子一代的基因型为 PpLl，若满足自由组合定律则 F1 自交正常情况下，子代紫∶红=3∶1， 长∶圆=3∶1，但与题意不符，说明存在连锁情况，根据比例可知 P 与 L、p 与 l 连锁，可随 同一条染色体传递到配子中，B 正确； C、由于 P 与 L、p 与 l 连锁，位于一对同源染色体上，C 错误； D、P 与 L、p 与 l 连锁，位于一对同源染色体上，所以 F2 中的紫圆、红长属于重组类型即四 分体时期非同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换，D 正确。 故选 C。 【点睛】本题解决的关键，利用题目中的信息，明确基因的连锁关系，把握知识间的内在联 系。 8.橘小实蝇为害多种水果和蔬菜。在治理虫害时，农业技术员先使用性引诱剂诱杀雄性成虫， 再释放不育雄性成虫，使其与田间雌虫交配，产下不能孵化的卵，最后引入它的天敌——寄生蜂，进一步消灭橘小实蝇。下列相关分析，正确的是 A. 应使用标志重捕法估算橘小实蝇的种群密度 B. 使用性引诱剂不会破坏橘小实蝇的性 别比例 C. 释放不育雄性成虫会降低橘小实蝇的出生率 D. 引入的寄生蜂和橘小实蝇形成互利共 生关系 【答案】C 【解析】 【分析】 1、生物防治的方法：引入天敌；散播性引诱剂，干扰正常交尾；引入寄生生物，以毒攻毒。 2、种群的特征： 【详解】橘小实蝇的幼虫活动范围有限，活动能力弱，应使用样方法估算橘小实蝇的种群密 度，对于橘小实蝇的成虫采用诱捕的方法调查种群密度，A 错误；使用性引诱剂诱杀雄性成虫， 因此会破坏橘小实蝇的性别比例，B 错误；根据题意，释放不育雄性成虫与田间雌虫交配，产 下不能孵化的卵，因此会降低橘小实蝇的出生率，C 正确；根据题意，引入的寄生蜂和橘小实 蝇形成寄生关系，D 错误。 9.科学家分离出两个蛙心进行心脏灌流实验，蛙心 2 的神经被剥离，蛙心 1 的神经未被剥离， 实验处理及结果如下图所示。下列叙述不正确的是（　　）A. 实验中所用任氏液的理化性质应接近蛙的内环境 B. 电刺激蛙心 1 的神经之前，两个蛙心的收缩频率基本一致 C. 蛙心 1 的电信号可以直接传递给蛙心 2 改变其节律 D. 受到电刺激的蛙心 1 神经产生了抑制蛙心 2 收缩的化学物质 【答案】C 【解析】 由于离体的蛙心需要保证其细胞的正常生理功能，所以给蛙心灌注的任氏液相当于蛙心细胞 生活的内环境，A 正确；两个离体的蛙心在实验刺激之前，生理功能基本相同，所以它们的收 缩频率应是基本一致的，B 正确；由于连接两个蛙心的是导管，所以蛙心 1 的电信号不可以直 接传递给蛙心 2，C 错误；电刺激蛙心 1 的神经，通过测频仪器得到的两个蛙心的收缩频率对 比，蛙心 2 的收缩频率跟随变慢，说明蛙心 1 接受刺激产生的兴奋不仅自身受到产生某种抑 制性化学物质使其收缩强度变慢，还随任氏液流到蛙心 2，引起蛙心 2 的收缩强度也变慢，D 正确。 10.当人感到极度危险时，不会发生的是（ ） A. 胰岛素分泌增加，血糖利用减慢 B. 呼吸中枢活动加强，呼吸急促 C. 肾上腺素分泌增加，心跳加快 D. 甲状腺激素分泌增多，神经系统兴奋性增强 【答案】A 【解析】 【分析】 甲状腺激素的分级调节过程：下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素， 促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素促进代谢增加产热。当甲状腺激素含量过多时，会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这叫做负反馈调节。 【详解】当人感到极度危险时，胰岛素分泌增加，血糖利用加快，A 符合题意；当人感到极度 危险时，人在面临紧急情况时，通过神经-体液调节，促使肾上腺素的分泌量急剧增加，B 不 符合题意；当人感到极度危险时，肾上腺素增加后会刺激人的交感神经异常兴奋，心跳与呼 吸频率加快，C 不符合题意；当人感到极度危险时，甲状腺激素可以促进新陈代谢和生长发育， 提高神经系统的兴奋性， D 不符合题意。故选 A。 11.复合型免疫缺陷症患者缺失 ada 基因，利用生物工程技术将人正常 ada 基因以病毒为载体 转入患者的 T 细胞中，再将携带 ada 基因的 T 细胞注入患者体内，可改善患者的免疫功能。 下列相关叙述，不正确的是（ ） A. 可通过 PCR 技术从正常人基因文库中大量获取正常 ada 基因 B. ada 基因整合到病毒核酸的过程中需使用限制酶和 DNA 连接酶 C. ada 基因整合到病毒核酸上并在病毒体内进行复制 D. 将正常 ada 基因转入患者 T 细胞进行治疗的方法属于基因治疗 【答案】C 【解析】 【分析】 本题结合基因治疗，主要考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、概念、 操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节。 【详解】A、可以把基因文库中获取目的基因通过 PCR 技术进行扩增，A 正确； B、ada 基因整合到病毒核酸的过程中需使用限制酶和 DNA 连接酶，B 正确； C、ada 基因整合到病毒核酸上在人的 T 细胞内复制表达，C 错误； D、将正常 ada 基因转入患者 T 细胞进行治疗的方法属于基因治疗，D 正确。 故选 C。 12.下图表示江苏某地区建造的人工湿地（基质层由土壤和各种填料组成），有机物含量高的生 活污水通过该湿地可被净化输出。下列叙述错误的是A. 污水进入湿地经理化作用和微生物的分解作用得到净化 B. 组成该湿地群落的类群包括植物、动物、微生物 C. 该湿地群落中的碳全部来自光合作用固定的 CO2 D. 污水进入量过大会破坏该湿地生态系统的稳定性 【答案】C 【解析】 【分析】 该人工湿地具备生态系统的各种成分，具有一定的自我调节能力，在一定范围内可保持相对 稳定。 【详解】A、生活污水含有较多的有机物，进入湿地后经理化作用和微生物的分解作用可得到 净化，A 正确； B、组成该湿地群落的类群包括以植物为主的生产者、以动物为主的消费者和以微生物为主的 分解者，B 正确； C、该湿地群落中的碳来自生活污水中的有机物和光合作用固定的 CO2，C 错误； D、污水进入量过大会超过该湿地的自我调节能力，破坏该湿地生态系统的稳定性，D 正确。 故选 C。 13.下列有关植物激素的说法，正确的是 （ ） A. 植物激素的作用特点都具有两重性 B. 植物激素在幼嫩组织中均进行极性运输 C. 植物生长发育和适应环境是多种激素共同调节的结果 D. 乙烯只存在于繁殖器官中，其主要作用 促进果实成熟 【答案】C 【解析】 【分析】 是植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响 的微量有机物。植物体内存在的目前分认的植物激素有：生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙 烯和脱落酸等。 【详解】生长素的作用表现出两重性，其他植物激素没有两重性，A 错误；生长素在幼嫩组织 进行极性运输，其他植物激素不进行极性运输，B 错误；在植物的生长发育和适应环境变化的 过程中，各种植物激素并是是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节的结果，C 正确； 植物体各个部位都能合成乙烯，乙烯的主要作用是促进果实成熟，D 错误；因此选 C。 【点睛】扎实的生物学基础知识是解题的关键。 14.科研人员通过 PCR 获得肝细胞特异性启动子——白蛋白启动子，将该启动子与 Cre 重组酶 基因结合构建表达载体，培育出在肝细胞特异性表达 Cre 重组酶的转基因小鼠。下列叙述正 确的是 A. 将该表达载体导入肝细胞以获得转基因小鼠 B. PCR 获得白蛋白启动子需设计特异性的引物 C. 构建该表达载体需要限制酶和 DNA 聚合酶 D. 通过核酸分子杂交技术检测目的基因是否完成表达 【答案】B 【解析】 将该表达载体导入受精卵以获得转基因小鼠，A 错误；PCR 技术需设计特异性的引物，B 正确； 构建该表达载体需要限制酶和 DNA 连接酶，C 错误；检测目的基因是否完成表达常用抗原抗体 杂交技术，D 错误。 15.筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培 养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈（如图），实验结果见下表。 菌种 菌落直径：C（mm） 透明圈直径：H（mm） H/C 细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2细菌Ⅱ 8.1 13.0 1.6 有关本实验的叙述，错误的是 A. 培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质 B. 筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布 C. 以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外 D. H/C 值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异 【答案】C 【解析】 【分析】 该选择培养基上的唯一碳源是淀粉，只有能利用淀粉的微生物才能存活，微生物分解淀粉后， 会产生透明圈。 【详解】培养基一般含有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等成分，A 正确；筛选淀粉分解 菌时，需要对菌液进行一系列的梯度稀释，再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上 进行培养，B 正确；由题意可知，以上两种菌均会产生透明圈，说明两种菌均可以产生淀粉酶 并分泌到细胞外分解淀粉，C 错误；淀粉分解菌的 H/C 越大，说明其产生的淀粉酶分解的淀 粉相对越多，可说明该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强，D 正确。因此，本题答案选 C。 16.研究发现，正在生长的植物细胞具有“酸生长”特性，即pH4~5 的溶液促进细胞伸长生长。 为了研究这一现象的内在原因，研究者用黄瓜幼苗快速生长的下胚轴切段进行实验。实验操 作及结果如下图。 请回答问题： （1）多细胞植物体的伸长生长是细胞数量和/或________增加的结果。（2）如图 1 所示，研究者通过冰冻融化去除下胚轴切段中的原生质体，仅剩________，经这 种处理后的下胚轴切段称为 Y。 （3）由图可知，对 Y 进行的实验处理为：________。 （4）图 2 结果表明，Y 的特性是①________；决定这种特性的物质最可能是②________（选 填：纤维素/果胶/蛋白质）。 （5）研究者发现生长素可通过诱导细胞膜外环境的 pH 值降低，促进细胞生长。已知植物细 胞膜上有 H+泵、水通道、生长素受体、钾通道、蔗糖运载体等。在上述实验结果的基础上， 请选用已知信息，提出生长素促进细胞生长的一种可能机制。_________________________ 【答案】 (1). 长度（体积） (2). 细胞壁构成的切段（细胞壁） (3). ①一组加热， 一组不加热，②分别、先后放入不同酸度的溶液中 (4). 在酸性条件下伸长，在加热后该特 性丧失 (5). 蛋白质 (6). 生长素与受体结合，激活了膜上运输 H+的泵，将 H+从细胞内 转运到细胞外的细胞壁中，降低 pH，促进细胞壁伸展，进而促进细胞体积增大 【解析】 【分析】 本题实验的目的是证实正在生长的植物细胞具有“酸生长”特性。实验设计要遵循对照原则 和单一变量原则，另外该实验为了减小实验误差，还需遵循平行重复原则。 【详解】（1）多细胞植物体的伸长生长是细胞数量增加和长度（体积）增大结果。 （2）如图一所示，研究者通过冰冻融化去除下胚轴切段细胞中的原生质体，成为“切段 Y”， 实际上“切段 Y”仅保留了细胞中的细胞壁。 （3）①先将 Y 分为数量相等的两组，然后进行的处理是：一组加热，一组不加热。 ②取两个相同烧杯（甲、乙），分别装入不同酸度的溶液。 （4）①实验结果说明：正在生长的植物细胞具有在酸性，条件下伸长，加热使其特性基本丧 失；②蛋白质在加热的条件下变性，所以决定这种特性的是蛋白质。 （5）在实验证实植物细胞具有“酸生长”特性的基础上，有学者提出了关于植物生长素促进 生长的“酸生长假说”；生长素与植物细胞的细胞膜上受体结合，通过信号转导促进质子泵活 化，把 ATP 水解，提供能量，同时把 H+排到细胞壁，使细胞壁环境酸化，组成细胞壁的多糖 链被破坏而变得松弛柔软，细胞壁的重要成分纤维素的丝松开，细胞的渗透压下降，细胞吸 水，细胞因体积延长而增长。 【点睛】本题结合实验设计，考查探究实验，首先要求考生掌握实验设计 原则，明确实验 的目的，同时结合生长素促进植物生长的原理来解决问题。 的17.萝卜的蛋白 A 具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效 表达蛋白 A 的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。 （1）研究者用相同的_________酶处理蛋白 A 基因和 pET 质粒，得到重组质粒，再将重组质 粒置于经_________处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。 （2）检测发现，转入的蛋白 A 基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对 密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白 A 基因结合的两对引物（引物 B 和 C 中都替换了 一个碱基），并按图 2 方式依次进行 4 次 PCR 扩增，以得到新的蛋白 A 基因。 ①这是一种定点的_________技术。 ②图 2 所示的 4 次 PCR 应该分别如何选择图 1 中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引 物划“√”，若不选用该引物则划“×”）。_____ 引物 A 引物 B 引物 C 引物 D PCR1 PCR2 PCR3PCR4 （3）研究者进一步将含有新蛋白 A 基因的重组质粒和_________分别导入大肠杆菌，提取培 养液中的蛋白质，用_________方法检测并比较三组受体菌蛋白 A 的表达产物，判断新蛋白 A 基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长 满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较_________的大小，以确定表达产物的生物 活性大小。 （4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白 A 基因的发酵产物而不是转蛋白 A 基因的大肠杆菌， 其优点是_________。 【答案】 (1). 限制酶和 DNA 连接 (2). CaCl2 (3). 基因突变 (4). 引 物 A 引物 B 引物 C 引 物 D PCR1 √ √ × × PCR2 × × √ √ PCR3 × × × × PCR4 √ × × √ (5). 含有蛋白 A 基因的重组质粒、空质粒（pET 质粒） (6). 抗原-抗体杂交 (7). 抑菌圈 (8). 对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效成分纯度较高 【解析】 【分析】 （一）基因工程的基本工具 1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2、“分子缝合针”——DNA 连接酶 （1）两种 DNA 连接酶（E•coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E•coliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷 酸二酯键连接起来；而 T4DNA 连接酶来源于 T4 噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但 连接效率较低。 （2）与 DNA 聚合酶作用的异同：DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末 端，形成磷酸二酯键．DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。 3、“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入。 ③具有标记基因，供重组 DNA 鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核 DNA 之外，并 具有自我复制能力的双链环状 DNA 分子。 （3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。 （二）基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1、目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2、原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成．人工合成目的基因的常用方法有反转 录法和化学合成法。 3、PCR 技术扩增目的基因 （1）原理：DNA 双链复制 （2）过程：第一步：加热至 90～95℃DNA 解链；第二步：冷却到 55～60℃，引物结合到互 补 DNA 链；第三步：加热至 70～75℃，热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 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 （1）启动子：是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合 的部位，能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。 的（2）终止子：也是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的尾端。 （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细 胞筛选出来．常用的标记基因是抗生素抗性基因。 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，其次还有基因枪法和 花粉管 通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术．此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物 质相对较少，最常用的原核细胞是 大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca2+处理细胞，使其成为 感受态细胞，再将重组表达载体 DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下 促进感受态细胞吸收 DNA 分子，完成转化过程。 3、重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 1、首先要检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA 分子杂 交技术。 2、其次还要检测目的基因是否转录出了 mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。 3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体 进行抗原——抗体杂交。 4、有时还需进行个体生物学水平的鉴定，如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 【详解】（1）在基因工程中，利用相同的限制酶和 DNA 连接酶处理蛋白 A 基因和 pET 质粒， 得到重组质粒；大肠杆菌作为受体细胞，需要用氯化钙处理，以便重组质粒的导入。 （2）①根据题意和图示分析，经过 4 次 PCR 技术后获得了新的基因，这是一种定点的基因突 变技术。 ②与研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白 A 基因结合的两对引 物（引物 B 和 C 中都替换了一个碱基），因此 4 次 PCR 应该分别选择如图所示的引物如下表 所示：引物 A 引物 B 引物 C 引物 D PCR1 √ √ × × PCR2 × × √ √ PCR3 × × × × PCR4 √ × × √ （3）根据实验中的对照原则，若要比较新蛋白 A 的表达效率是否提高，则需设置三组实验实 验变量的处理分别为：仅含新蛋白质 A 的重组质粒，仅含蛋白 A 的重组质粒和空白对照（仅 含空质粒，以排除空质粒可能产生的影响）。因此，将含有新蛋白 A 基因的重组质粒和含有蛋 白 A 基因的重组质粒、空质粒（pET 质粒）分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用 抗原——抗体杂交方法检测并比较三组受体菌蛋白 A 的表达产物，判断新蛋白 A 基因表达效 率是否提高。由于蛋白 A（或新蛋白 A）具有抗菌作用，所以为检测表达产物的生物活性，研 究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较抑菌圈 的大小，以确定表达产物的生物活性大小。 （4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白 A 基因的发酵产物而不是转蛋白 A 基因的大肠杆菌， 是因为蛋白 A 基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效 成分纯度较高。 【点睛】本题主要考查基因工程、PCR 技术等相关知识，考生需要理解和记忆相关知识，并 学会应用所学知识正确答题。 18.铁皮石斛为我国传统名贵中药材，研究人员对它的栽培条件进行了相关研究，实验结果如 下。 L1 L2 L3 处理 W1 W2 W3 W1 W2 W3 W1 W2 W3 干重/g 2.91 3.43 2.31 2.58 3.79 2.86 1.93 2.34 2.41 注：1．L1、L2 和 L3 分别代表光照强度为 360、240 和 120μmol/（m2·s）。2．W1、W2 和 W3 分别代表基质含水量为基质最大持水量的 100%、70%和 40%。 （1）该实验研究了_________对铁皮石斛光合作用的影响。 （2）据表分析，铁皮石斛在_________条件下的生长状况最好。请绘出在此含水量条件下， 铁皮石斛产量与光照强度关系的柱状图。 （3）在低光照情况下，由于_________阶段产生的_________少，导致铁皮石斛的产量较低。 （4）进一步研究发现，在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高，表明植株 可以通过积累可溶性糖_________，这是植株的一种保护性反应。 （5）为保证铁皮石斛的产量，请提出在强光条件下的栽培建议：_________。 【答案】 (1). 光照强度和基质含水量 (2). L2W2 (3). (4). 光反应 (5). ATP 和[H] (6). 从而提高细胞的渗透调节能力 (7). 将基质含水量控 制在 70％左右 【解析】 【分析】 根据表格分析，该实验的自变量是光照强度、基质含水量，因变量是铁皮石斛的干重，代表 了光合作用强度。随着基质含水量的增加，干重先增加后降低；随着光照强度的增加，干重 先也是先增加后降低，表格显示 240μmol/（m2·s）、70%含水量时，光合作用强度最大。 【详解】（1）根据以上分析已知，该实验的自变量是光照强度和基质含水量，因此该实验的 目的是探究光照强度和基质含水量对铁皮石斛光合作用的影响。 （2）根据以上分析已知，铁皮石斛在 240μmol/（m2·s）、70%含水量（L2W2）条件下的生长 状况最好。在含水量为 70%条件下，根据表格中光照强度与干重的关系绘制柱状图如下： 。 （3）在光照强度较低的情况下，光反应产生的 ATP 和[H]较少，从而导致铁皮石斛的产量较低。 （4）在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高，说明植株可以通过积累可溶 性糖从而提高细胞的渗透调节能力。 （5）为保证铁皮石斛的产量，在强光条件下的基质含水量应该控制在 70%左右。 【点睛】解答本题的关键是根据表格判断实验的自变量和因变量，并根据数据判断光合作用 强度与光照强度、基质含水量的关系。 19.多种多样的植物在生态系统中发挥的功能各不相同，构成不同的功能群。同一功能群中的 植物则具有相似的结构或功能。为研究生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响，科 研人员进行了生态学实验。 （1）空心莲子草是外来物种，引入后由于在本地物种中缺乏_______的制约，因而得以迅速 繁殖。空心莲子草与本地植物之间为________关系，导致本地植物的生存受到影响，生物多 样性降低，导致生态系统的________稳定性下降，威胁生态安全。 （2）科研人员将一个圆形样地划分 A 区、B 区和 C1~C5 区，除 A 区外，其余区域大小相同。 各区种植情况如图 1 所示，其中 C3~C5 区中植物功能群数目相同但物种数目分别为 4、8、16 种。第 3、7 和 13 天测定 B、C 区空心莲子草入侵状况，得到图 2 所示结果。 ①科研人员种植顺序应为______。 a.A 区和 C 区同时种植 b.先种植 A 区，一段时间后再种植 C 区 c.先种植 C 区，一段时间后再种植 A 区 ②据图 2 分析，C 区空心莲子草入侵程度均低于 B 区，说明_________________。 ③分析 C1~C5 区的数据，可得出的结论是__________________________。 【答案】 (1). 天敌 (2). 竞争 (3). 抵抗力 (4). c (5). 本地植物的竞争能减缓 空心莲子草入侵 (6). 植物功能群丰富的群落不易被入侵；植物功能群数目相同而物种数目 为不同，则被入侵程度没有显著差异 【解析】 【分析】 本是以“研究生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响”为背景，综合考查了群落中 的种间关系、生态系统的稳定性的基础知识和设计实验分析实验的能力。 群落的种间关系中有捕食、竞争、寄生和互利共生等，其中竞争是两种或两种以上生物相互 争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣 势甚至灭亡。 生物系统的抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。 抵抗力稳定性的大小与生物群落中营养结构的复杂程度有关，一般来说营养结构越复杂，抵 抗力稳性性越强。 【详解】（1）空心莲子草是外来物种，引入后之所以能够得以迅速繁殖是因为在本地物种中 缺乏天敌的制约，再加上环境条件的适宜而造成的。它在大量繁殖过程中占据了大量的生存 空间，使得本地物种的生存受到限制，这样空心莲子草与本地植物之间由于为了争夺资源和 空间而发生了竞争。竞争的结果是导致本地植物的生存受到影响，生物多样性降低，导致生 态系统的抵抗力稳定性下降，威胁生态安全。 （2）本实验的实验目的是研究生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响。自变量是植 物功能群的多少，因变量是空心莲子草在一段时间内的入侵状况。因此科研人员种植顺序应 为应为 c 先种植 C 区，一段时间后再种植 A 区。这样才能看出自变量与因变量的关系。也即 生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响。从结果来看，B 区不种植任何植物，对于空 心莲子草来说，没有任何竞争者，因此在该区域空心莲子草的入侵速度最快，而随着区域中 功能群数量的增加（C 区），空心莲子草的入侵速度在降低，因此据图 2 分析，C 区空心莲子 草入侵程度均低于 B 区，说明本地植物的竞争能减缓空心莲子草入侵。分析 C1~C5 区的数据， 可得出的结论是植物功能群丰富的群落不易被入侵；植物功能群数目相同而物种数目不同， 则被入侵程度没有显著差异。 【点睛】在实验分析时要首先依据题目要求，明确实验目的，找到自变量、因变量和无关变 量。并从实验结果来分析自变量与因变量的关系，并把相关的结果加以归纳即是实验的结论。 20.角膜环状皮样瘤（RDC）会影响患者视力甚至导致失明。图 1 为调查的某 RDC 家系图。（1）此家系代代都有患者，初步判断 RDC 为______性遗传病。请说明致病基因不可能位于 X 染色体上的理由：______。 （2）研究发现 RDC 患者的 P 蛋白仅中部的第 62 位氨基酸由精氨酸变为组氨酸，据此推测患 者 P 基因由于碱基对______而发生突变。 （3）Cyclin D1 是细胞周期调控基因，P 蛋白能结合 Cyclin D1 基因的启动子，调控其转录。 为研究突变型 P 蛋白是否还有结合 CyclinD1 基因启动子的功能，设计了 3 种 DNA 探针：能结 合 P 蛋白的放射性标记探针（A）、能结合 P 蛋白的未标记探针（B）、未标记的无关探针（C）， 按图 2 的步骤进行实验，结果如图 3。 请将图 2 使用探针的情况填入下表 i、ii、iii 处（填“不加”或“A”或“B”或“C”），完 成实验方案。 野生型 P 蛋白 突变型 P 蛋白分组 步骤 1 2 3 4 5 6 步骤 1 不加 i _____ ii ______ 不加 同 i 同 ii 步骤 2 A A iii ______ A A 同 iii 图 3 结果说明突变型 P 蛋白仍能结合 Cyclin D1 基因启动子，判断的依据是______。 （4）P 基因在 HeLa 细胞（宫颈癌细胞）中不表达。利用基因工程技术构建稳定表达野生型 P 基因的 HeLa 细胞系（甲）和稳定表达突变型 P 基因的 HeLa 细胞系（乙），培养一段时间后，检测各组细胞 Cyclin D1 基因表达水平，结果如图 4。 实验结果说明______。 （5）综合以上研究，从分子水平解释杂合子患病的原因______。 【答案】 (1). 显 (2). I-1 患病，其女儿Ⅱ-11 和Ⅱ-12 不患病 (3). 替换 (4). i:C (5). ii:B (6). iii:A (7). 1、4 组均出现杂交带且位置相似，3、6 未出现杂交带 (8). 突变 P 蛋白激活 Cyclin D1 基因表达的能力远低于野生型 P 蛋白 (9). 突变型 P 蛋白与野生 型 P 蛋白均能结合 CyclinD1 基因启动子，但突变 P 蛋白激活 CyclinD1 基因表达的能力降低， 进而改变细胞周期，使个体角膜出现病变（突变 P 蛋白激活 Cyclin D1 基因表达的能力降低， 突变型 P 蛋白与野生型 P 蛋白竞争结合 Cyclin D1 基因启动子，干扰野生型 P 蛋白发挥作用， 使个体角膜出现病变。） 【解析】 【分析】 1、基因突变是指基因中的碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变。基因突变的特 点包括：普遍性、随机性、不定向性、低频性和多害少利性。 2、分析系谱图可知，图中皮样瘤在代代中都有出现，判断可能为显性遗传病，由于 I-1 父亲 患病，而后代中的女儿Ⅱ-11 和Ⅱ-12 不患病，则该遗传病应该为常染色体显性遗传病。 3、分析表格中实验方案可知，野生型 P 蛋白与突变型 P 蛋白构成对照关系，野生型 P 蛋白的 三组实验之间也形成对照关系，那么三组都应该加入探针 A，不同点在于 1 组步骤 1 未加探针， 2 组步骤 1 作为对照加入探针 B，3 组步骤 1 应该加入探针 C，同理，突变型 P 蛋白的三组实 验的设计与此相同。 【详解】（1）分析系谱图可知代代都有患者，初步判断 RDC 为显性遗传病，由于 I-1 父亲患 病，而后代中的女儿Ⅱ-11 和Ⅱ-12 不患病，则该病致病基因位于常染色体上，而不可能位于 X 染色体上。 （2）由于 RDC 患者的 P 蛋白仅中部的第 62 位氨基酸由精氨酸变为组氨酸，只有一个氨基酸 的种类改变，据此推测患者 P 基因由于碱基对的替换引起的基因突变。（3）根据题意，该实验的目的是研究突变型 P 蛋白是否还有结合 Cyclin D1 基因启动子的功 能。题目中的 DNA 探针有三种：能结合 P 蛋白的放射性标记探针（A），该探针可以与正常 P 蛋白结合且有放射性、能结合 P 蛋白的未标记探针（B），该探针可以与正常 P 蛋白结合但是 没有放射性、未标记的无关探针（C），该探针不能与 P 蛋白结合；根据野生型 P 蛋白和突变 型 P 蛋白与探针的结合后电泳的情况判断。实验中根据对照性原则，野生型 1、2、3 组之间 由于构成对照关系，分析可知，都需要加入探针 A，1 组未加探针，则 2、3 组分别需要加入 探针 B 和 C，同理野生型 P 蛋白和突变型 P 蛋白存在对照关系，因此三组处理与之相同。分 析图 3 结果可知，1、4 组处理相同，均出现杂交带且位置相似，3、6 组处理相同，未出现杂 交带，因此说明突变型 P 蛋白仍能结合 Cyclin D1 基因启动子。 （4）分析图 4 可知，与对照组相比，稳定表达野生型 P 基因的 HeLa 细胞系（甲）组中 Cyclin D1 基因表达的蛋白含量最高，突变型 P 基因的 HeLa 细胞系（乙）组中比对照组略高，说明 突变 P 蛋白激活 Cyclin D1 基因表达的能力远低于野生型 P 蛋白。 （5）综合以上研究，杂合子中既有野生型 P 基因又有突变型 P 基因，表达后产生了野生型 P 蛋白和突变型 P 蛋白，而突变型 P 蛋白与野生型 P 蛋白均能结合 Cyclin D1 基因启动子，但突 变型 P 蛋白激活 Cyclin D1 基因表达的能力降低，进而改变细胞周期，使个体角膜出现病变。 【点睛】本题以皮样瘤为背景考查遗传病的遗传方式和该遗传病的发病机理的分析，要求学 生能够分析图表获取有效的信息结合所学的知识点解决问题是该题的重难点。掌握遗传病的 判断方式和基因突变的概念和类型，根据实验的设计原则分析表格中的实验方案的设计，根 据对照性原则补充实验步骤，能够正确分析图 3 结果判断 P 蛋白与启动子的结构情况，分析 图 4 理解 P 基因对 Cyclin D1 基因表达的能力的影响，最后总结分析得出杂合子患病的原因是 该题难点解决的关键。 21.人肌红蛋白（Myo）是早期诊断急性心肌梗塞的生化标志物之一。为制备抗 Myo 的单克隆抗 体，科研人员进行研究。 （1）科研人员以 Myo 作为抗原免疫小鼠，取小鼠的脾脏细胞与_________细胞诱导融合。用 _________培养基筛选融合细胞，得到杂交瘤细胞。 （2）将得到的杂交瘤细胞接种到多孔培养板上，进行抗体阳性检测，之后稀释、培养、再进 行抗体阳性检测并多次重复上述操作，多次重复该过程的目的是筛选获得抗 Myo 抗体 _________的杂交瘤细胞。 （3）双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法，具体原理如下图：固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于不同抗体与同一抗原表面的_________结合。 该检测方法中，酶标抗体的作用是_________。 （4）研究人员获得三种抗 Myo 单克隆抗体，分别记为 A、B、C。为检测它们之中哪两种适合 用于双抗体夹心法，科研人员需要进行_________组实验，检测并比较各组实验的_________。 【答案】 (1). 骨髓瘤 (2). 选择 (3). 产量大、纯度高 (4). 不同部位（表位） (5). 与待测抗原结合；酶催化检测底物反应，可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量 (6). 6 (7). 产物量 【解析】 【分析】 单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有 免疫能力的 B 淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，单克隆抗 体制备过程中的两次筛选：第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即 AB 型细胞（A 为 B 淋巴细胞，B 为骨髓瘤细胞），不需要 A、B、AA、BB 型细胞．第二次筛选：利 用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。 【详解】（1）根据题意分析，准备单克隆抗体时应该取小鼠的脾脏细胞与骨髓瘤细胞诱导融 合，再用选择培养基筛选融合细胞，得到杂交瘤细胞。 （2）经过多次重复筛选获得的是抗 Myo 抗体产量大、纯度高的杂交瘤细胞。 （3）据图分析，固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于不同抗体与同一抗原表面的 不同部位结合。该检测方法中，酶标抗体的作用是与待测抗原结合；酶催化检测底物反应， 可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量。 （4）根据题意，为检测 A、B、C 中哪两种适合用于双抗体夹心法，科研人员需要进行 6 组实 验，检测并比较各组实验的产物量。