(新题借鉴)2021年高考生物考前信息必刷卷02(解析版)

绝密★启用前2021年高考生物考前信息必刷卷02注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单选题1．下列有关高中生物学实验的叙述，正确的是（）A．鉴定待测样液中蛋白质时，先加CuSO4溶液，振荡后再加NaOH溶液B．测定发酵过程中样品的亚硝酸盐含量时，需要与标准显色液进行比色C．制作细胞有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后需立即用龙胆紫溶液染色D．叶绿体色素滤液细线浸入层析液，滤纸条上会出现四条清晰的色素带【答案】B【分析】1、蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。双缩脲试剂：A液为0.1g/mL的NaOH溶液；B液为0.01g/mL的CuSO4溶液。使用方法：加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀。2、观察染色体的制片流程：解离→漂洗→染色→制片【详解】A、鉴定待测样液中蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液，A错误；B、亚硝酸盐含量的测定方法是比色法，需要与标准显色液进行比色，B正确；C、制作细胞有丝分裂装片时，需要经过解离→漂洗→染色→制片的过程，C错误；D、叶绿体色素滤液细线浸入层析液，色素扩散进入层析液，会影响色素的分离，滤纸条上会不会出现清晰的色素带，D错误。故选B。2．模型建构是研究生物学问题常用的方法。模型X→A→Y中，A代表结构，X代表物质，Y代表A结合X后的变化或产物。以下相关叙述正确的是（）A．若A表示人的红细胞，X表示葡萄糖，则Y表示酒精和二氧化碳B．若A表示T淋巴细胞，X表示抗原，则Y表示记忆细胞和浆细胞C．若A表示垂体，Y表示促甲状腺激素分泌量的变化，则X可能是甲状腺激素D．若A表示适宜光照下的叶肉细胞，X表示H218O，则Y表示的葡萄糖中一定不含18O【答案】C【分析】光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体薄膜，暗反应的场所在叶绿体基质。【详解】A、人的红细胞进行无氧呼吸产生乳酸，不产生酒精和二氧化碳，A错误；B、若A表示B淋巴细胞，X表示抗原，则Y表示记忆细胞和浆细胞，B错误；C、若A表示垂体，Y表示促甲状腺激素分泌量的变化，若为负反馈调节则X可能是甲状腺激素，若为分级调节也可能是促甲状腺激素释放激素，C正确；D、若A表示适宜光照下的叶肉细胞，X表示H218O，X可以参与该细胞的有氧呼吸第二阶段生成CO2，生成的CO2用于光合作用的暗反应阶段生成葡萄糖，因此Y中含18O的物质可能是葡萄糖，D错误。故选C。3．ATP合成酶就像一个“微型水电站”一样，利用膜两侧的H＋浓度差合成ATP。如图是ATP合成酶的工作原理示意图，以下相关叙述不正确的是（）A．ATP合成酶的化学本质为蛋白质 B．ATP合成酶都存在于细胞膜上C．ATP合成酶有运输和催化功能 D．H+跨膜运输的同时合成了ATP【答案】B【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。2、酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和。3、酶促反应原理：酶能降低化学反应所需的活化能。【详解】A、大多数酶的化学本质为蛋白质，A正确；B、ATP合成酶可以存在与线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上，B错误；C、如图所示，ATP合成酶有运输和催化功能，C正确；D、如图所示，H+跨膜运输的同时合成了ATP，D正确。故选B。4．人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系如图所示。以下相关叙述正确的是（）A．100米、200米短跑时，肌肉细胞均由乳酸分解供能B．运动强度长时间超过c时，会导致血浆pH明显降低C．c点后，肌肉细胞以无氧呼吸方式供能，致使乳酸积累D．长距离慢跑时，肌肉细胞消耗的ATP主要由线粒体提供【答案】D【分析】根据题意和图示分析可知：图示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系，其中ac段，氧气消耗速率逐渐升高，而血液中的乳酸含量保持相对稳定；cd段氧气消耗速率不变，但血液中的乳酸含量逐渐升高。【详解】A、100米、200米短跑时，肌细胞是进行需氧呼吸（有氧呼吸）产生的ATP供能的，不是乳酸分解功能，A错误；B、运动强度超过c后，血液中乳酸水平大幅度升高，血浆pH值会上升，但血浆中存在缓冲物质，使血浆中pH维持在相对稳定的水平，不会明显降低，B错误；C、c点后，肌肉细胞消耗氧气速率达到最大值，主要以有氧呼吸供能，C错误；D、长距离慢跑时，肌肉细胞主要进行有氧呼吸，消耗的ATP主要由线粒体提供，D正确。故选D。5．KIF18A是以微管（纺锤丝由微管蛋白组成）为轨道的驱动蛋白，在细胞内依赖ATP影响微管末端动态不稳定性，从而在有丝分裂过程中发挥功能。结合下图，说法不正确的是（）A．KIF18A对于纺锤体形态的维持具有重要作用B．KIF18A在G1期表达较高，在G2/M期表达量降低C．KIF18A与线粒体在M期均较为活跃D．KIF18A可促进染色体排列到赤道板上【答案】B【分析】细胞周期分为两个阶段：分裂间期和分裂期。（1）分裂间期：DNA复制、蛋白质合成。（2）分裂期：前期：①出现染色体：染色质螺旋变粗变短的结果；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③纺锤体形成。中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰，便于观察。后期：着丝点分裂，两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体，纺锤丝牵引分别移向两极。末期：①纺锤体解体消失；②核膜、核仁重新形成；③染色体解旋成染色质形态；④细胞质分裂，形成两个子细胞（植物形成细胞壁，动物直接从中部凹陷）。【详解】A、根据题意，纺锤丝由微管蛋白组成，KIF18A是以微管为轨道的驱动蛋白，KIF18A对于纺锤体形态的维持具有重要作用，A正确；B、G1期为合成前期，为DNA复制做准备，KIF18A主要在M期发挥作用，G2期为合成后期，为M期做准备，因此KIF18A在G2期表达较高，B错误；C、纺锤丝在M期中不断运动，需要消耗能量，主要由线粒体提供，KIF18A与线粒体在M期均较为活跃，C正确；D、KIF18A是以微管（纺锤丝由微管蛋白组成）为轨道的驱动蛋白，纺锤丝牵引染色体排列到赤道板上，KIF18A可促进染色体排列到赤道板上，D正确。故选B。6．下列关于雄果蝇（2N=8）体细胞有丝分裂的叙述，正确的是（）A．间期，主要完成染色体的复制B．中期，细胞中染色体有4种形态C．后期，细胞中染色体和DNA数目同时加倍D．末期，在细胞赤道板的位置出现细胞板【答案】A【分析】细胞周期分为两个阶段：分裂间期和分裂期。（1）分裂间期：DNA复制、蛋白质合成。（2）分裂期：1）前期：①出现染色体：染色质螺旋变粗变短的结果；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③纺锤体形成。2）中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰，便于观察。3）后期：着丝点分裂，两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体，纺锤丝牵引分别移向两极。4）末期：①纺锤体解体消失；②核膜、核仁重新形成；③染色体解旋成染色质形态；④细胞质分裂，形成两个子细胞（植物形成细胞壁，动物直接从中部凹陷）。【详解】A、间期，完成染色体的复制，每条染色体含有两条染色单体，A正确；B、中期，雄果蝇体细胞中染色体有三种常染色体，X、Y两种性染色体，共五种形态，B错误；C、后期，着丝点分裂，细胞中染色体数目加倍，核DNA数目不会增加，C错误；D、果蝇属于动物，在末期不会出现细胞板，D错误。故选A。【点睛】7．某种伴X隐性遗传病的系谱如图所示。正常情况下，7号的致病基因可能来自（）A．1和5 B．1和4 C．5和6 D．1和3【答案】A【分析】1、伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：（1）男患者多于女患者；（2）隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。2、伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：（1）女患者多于男患者；（2）世代相传。3、常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。4、常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。5、伴Y染色体遗传：如人类外耳道多毛症，其特点是：传男不传女。【详解】伴X隐性遗传病，7号XbY的致病基因Xb来自于其母亲5号个体，由于5号个体的父亲2号个体不患病，则5号个体致病基因来自于其母亲1号个体。故选A。8．下图表示某真核生物一条染色体上a、b、c三个基因的分布状况，其中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列叙述正确的是（）A．a中发生碱基对替换可形成a的等位基因B．Ⅱ中缺失一个碱基对将导致染色体变异C．基因重组可导致a、b位置发生互换D．染色体易位可导致b、c基因位置互换【答案】A【分析】1、基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变。2、基因重组有自由组合和交叉互换两类．前者发生在减数第一次分裂的后期（非同源染色体的自由组合），后者发生在减数第一次分裂的四分体（同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换）。3、染色体结构的变异：指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失、增添、倒位或易位等改变。【详解】A、基因中碱基对替换可导致基因突变，基因突变可使a突变成它的等位基因，A正确；B、染色体（结构）变异是染色体片段的改变，Ⅱ中缺失一个碱基对不属于染色体变异，B错误；C、基因重组一般分为交叉互换型和自由组合型，两种情况都不会使a、b位置发生互换，C错误；D、染色体易位发生在非同源染色体之间，互换的是不同类型的基因，D错误。故选A。9．ρ因子存在于大肠杆菌细胞中，是一种与转录终止有关的蛋白质。它与RNA的共性不包括（）A．组成元素都含有C、H、O、N B．基本单位都是小分子C．合成的过程都需要转录 D．合成场所都是核糖体【答案】D【分析】蛋白质的组成元素是C、H、O、N，有的含有P、S，RNA的组成元素是C、H、O、N、P，蛋白质的基本单位是氨基酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸。【详解】A、ρ因子是一种蛋白质，根据分析可知，蛋白质和RNA共有的元素是C、H、O、N，A正确；B、ρ因子是一种蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸，氨基酸和核糖核苷酸都是小分子，B正确；C、ρ因子是一种蛋白质，基因控制蛋白质的合成的过程需要转录和翻译，RNA是经过DNA转录形成的，C正确；D、ρ因子是一种蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，真核细胞RNA的形成场所主要是在细胞核，原核细胞RNA的形成主要在拟核，D错误；故选D。【点睛】10．某品系油菜种子的颜色由一对等位基因A/a控制，并受另一对等位基因R/r影响。用结黑色种子植株（甲）、结黄色种子植株（乙和丙）进行如下实验。组别亲代F1表现型F1自交所得F2的表现型及比例实验一甲×乙全为结黑色种子植株结黑色种子植株:结黄色种子植株=3:1实验二乙×丙全为结黄色种子植株结黑色种子植株:结黄色种子植株=3:13下列相关叙述不正确的是（）A．种子颜色性状中黑色对黄色为显性B．甲、乙、丙均为纯合子C．实验二中丙的基因型为AARRD．实验二的F2中结黄色种子植株的基因型有5种【答案】D【分析】本题是对遗传规律的考查。由实验一杂交的结果F1全为结黑色和F2结黑色种子植株:结黄色种子植株=3:1可判断种子颜色性状中黄色对黑色为隐性。由实验二的F1自交所得F2的表现型及比例为产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13（9：3：3：1的变式），可判断F1黄色种子植株的基因型为AaRr。子代黑色种子植株基因型为A_rr，黄色种子植株基因型为A_R_、aaR_、aarr，可判断当R基因存在时，抑制A基因的表达。由此可以确定，乙和丙的基因型可能是AARR和aarr之一；又由于甲（A_rr）与乙杂交，子二代出现3：1的性状分离比，说明乙的基因型只能是aarr，则丙的基因型为AARR，甲的基因型为AArr。据此分析回答选项【详解】种子颜色性状中黑色对黄色为显性，A正确；甲的基因型为AArr，乙的基因型是aarr，丙的基因型为AARR，甲、乙、丙都是纯合子，B正确；实验二中丙的基因型为AARR，正确；实验二的F2中结黄色种子植株的基因型有7种，D错误；因此选D。【点睛】自由组合定律异常分离比的分析两对等位基因的纯合子杂交产生的F1自交，依据自由组合定律分析，通常情况下子代出现四种表现型，其比例为9∶3∶3∶1，但在自然状态下产生的比例不是9∶3∶3∶1，但仍然遵循自由组合定律。序号条件自交后代比例测交后代比例①存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现9∶6∶11∶2∶1②两种显性基因同时存在表现为一种性状，否则表现为另一种性状9∶71∶3③隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余正常表现9∶3∶41∶1∶2④只要存在显性基因就表现为同一性状，其余正常表现15∶13∶1⑤显性基因在基因型中的个数影响性状表现AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶111．图为正在传递兴奋的突触结构示意图。以下叙述正确的是（）A．细胞X释放甲的方式是主动运输B．若细胞Y兴奋，Y的膜内电位将由正变负C．与甲结合的蛋白M是一种神经递质D．若甲可使细胞Y兴奋，使用乙的抑制剂可使Y持续兴奋【答案】D【分析】神经元之间的结构为突触，包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。据图分析，细胞X是突触前神经元，细胞Y是突触后神经元，蛋白M表示神经递质的受体，能够与神经递质特异性结合。乙可以和甲结合。【详解】A、神经细胞释放递质的方式是胞吐作用，A错误；B、若细胞Y兴奋，由于Na+内流，所以膜内的电位由负电位变为正电位，B错误；C、甲是神经递质，与甲结合的蛋白M是受体蛋白，C错误；D、从图中看出，乙可以和甲结合，将神经递质甲降解，如果使用乙的抑制剂，将导致突触间隙的甲（兴奋性神经递质）数量增多，使Y持续兴奋，D正确。故选D。12．烟草表皮毛是由叶片表皮的多个细胞纵向排列组成的结构。用生长素极性运输抑制剂（TIBA）处理烟草幼苗，与对照组相比，分布在表皮毛细胞膜上的生长素运输蛋白（PIN）少，且表皮毛长度短。下列叙述错误的是（）A．生长素的产生部位和发挥作用的部位可能不同B．生长素的极性运输需要借助细胞膜上的载体蛋白C．TIBA可能通过影响PIN分布而影响生长素的运输D．实验组表皮毛长度短的原因是细胞中生长素浓度过高【答案】D【分析】分析题干信息可知，生长素能促进细胞伸长，具有促进烟草表皮毛伸长的作用，生长素极性运输抑制剂能抑制生长素的极性运输，使得叶片表皮细胞生长素含量减少，从而抑制表皮毛伸长。【详解】A、生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，相对集中地分布在生长旺盛的部位发挥作用，即其产生部位和发挥作用的部位可能不同，A正确；B、生长素的极性运输属于主动运输，需要细胞膜上的载体蛋白协助，且消耗能量，B正确；C、由题干信息可知，用TIBA处理烟草幼苗后，分布在表皮毛细胞膜上的PIN减少从而抑制了生长素的极性运输，使得表皮毛长度较短，可推断TIBA可能通过影响PIN分布而影响生长素的运输，C正确；D、实验组由于生长素的极性运输受到影响，叶片表皮细胞中生长素浓度过低，从而导致表皮毛长度短，D错误。故选D。13．胃泌素释放肽受体（GRPR）与痒觉产生有关，敲除GRPR基因或者用神经毒素把脊髓内表达GRPR的神经元“杀死”，小鼠不再对致痒物表现出挠痒反应。下列相关叙述错误的是（）A．注射胃泌素释放肽后，会促进小鼠挠痒行为的产生B．胃泌素释放肽与GRPR结合，使突触后膜产生电信号C．致痒物产生的兴奋通过传入神经传至脊髓内形成痒觉D．抑制GRPR基因的表达，可缓解或消除小鼠瘙痒症状【答案】C【分析】根据题意可知，神经递质与胃泌素释放肽受体结合，进而导致痒觉的产生。表达GRPR的神经元位于脊髓内。【详解】A、注射胃泌素释放肽后，胃泌素释放肽会随血液运输至脊髓，会促进小鼠挠痒行为的产生，A正确；B、胃泌素释放肽与GRPR结合，使突触后膜产生电信号，进而导致痒觉的产生，B正确；C、痒觉的形成部位在大脑皮层，C错误；D、抑制GRPR基因的表达，同敲除GRPR基因或者用神经毒素把脊髓内表达GRPR的神经元“杀死”的效果相同，可缓解或消除小鼠瘙痒症状，D正确。故选C。【点睛】14．物质Y是一种会污染土壤的含氮有机物，Y在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解Y的细菌。在筛选目的菌的培养基中观察到几个菌落（如图所示）。下列相关叙述正确的是（）

A．将所选取土壤灭菌后用无菌水稀释涂布于培养基B．图中培养基可用牛肉膏、蛋白胨配制C．应首选菌落①中的菌株进一步纯化D．图中菌落都具有能够降解Y的能力【答案】C【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的，能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基，可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群，从而提高该种微生物的筛选效率。本题目的是从土壤中筛选出能降解Y的细菌，所以应该以Y作为唯一的氮源。【详解】A、土壤稀释液中含有接种的微生物，不能消毒和灭菌，A错误；B、实验目的是筛选出能降解Y的细菌，所以不能加入牛肉膏和蛋白胨，只能以Y作为唯一氮源，B错误；C、菌落①周围透明圈最明显且更大，所以应首选菌落①中的菌株进一步纯化，C正确；D、菌落③周围无透明圈，没有能够降解Y的能力，D错误。故选C。15．将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin-Ⅱ导入杨树细胞，培育成了抗虫杨树。下图表示含目的基因的DNA分子和农杆菌质粒，图中Apr表示氨苄青霉素抗性基因，Ner表示新霉素抗性基因，箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的酶切位点。下列叙述不正确的是（）A．目的基因插入到质粒的T-DNA上，才能整合到受体细胞染色体中B．为使目的基因与质粒高效重组，最好选用EcoRI和PstIC．成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素、抗新霉素D．可用DNA分子杂交或抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否表达【答案】D【分析】1、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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。2、分析图示可知，为保证目的基因的完整性，不能选用BamHⅠ酶；为了防止目的基因自身环化，应选用目的基因两侧的两种不同的限制酶；重组质粒中至少要保留一个抗生素的抗性基因，PstI和TthⅢ1只能选其中一个；综上所述，可选用EcoRI和PstI或者EcoRI和TthⅢ1，为保留重组质粒中的复制原点，最好选用EcoRI和PstI同时切割目的基因和质粒。【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据这一特点，将目的基因插入到质粒的T-DNA上，才能整合到受体细胞染色体中，A正确；B、由分析可知，为使目的基因与质粒高效重组，最好选用EcoRI和PstI同时切割目的基因和质粒，B正确；C、由分析可知，应选用EcoRI和PstI切割质粒，氨苄青霉素抗性基因被破坏，故成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素、抗新霉素，C正确；D、检测目的基因是否表达应检测是否成功产生蛋白质，可用抗原-抗体杂交技术，D错误。故选D。二、综合题16．为提高粮食产量，科研工作者以作物甲为材料，探索采用生物工程技术提高光合作用效率的途径。（1）图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程______________的模式图。其中环形代谢途径表示的是光合作用中的反应。（2）如图1所示，在光合作用中R酶催化C5与CO2形成2分子3-磷酸甘油酸。在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为______后通过膜上的载体（T）离开叶绿体。再经过代谢途径Ⅰ最终将2分子乙醇酸转换为1分子甘油酸，并释放1分子CO2。（3）为了减少叶绿体内碳的丢失，研究人员利用转基因技术将编码某种藻类C酶（乙醇酸脱氢酶）的基因和某种植物的M酶（苹果酸合成酶）基因转入作物甲，与原有的代谢途径Ⅲ相连，人为地在叶绿体中建立一个新的乙醇酸代谢途径（图2中的途径Ⅱ）。①将C酶和M酶的编码基因转入作物甲，能够实现的目的是：利用途径Ⅱ，通过_______，降低叶绿体基质中该物质的含量，减少其对叶绿体的毒害作用。②转基因操作后，途径Ⅲ能够提高光合作用效率的原因是_______。（4）在图2所述研究成果的基础上，有人提出“通过敲除T蛋白基因来进一步提高光合作用效率”的设想。你认为该设想是否可行并阐述理由___________。【答案】碳（暗）乙醇酸将乙醇酸转换为苹果酸由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量，使叶绿体基质内CO2的浓度增加，直接增加了碳（暗）反应的反应（底）物该设想可行。理由是：叶绿体膜上的载体T仍有可能输出部分乙醇酸，造成叶绿体中碳的丢失。找到并敲除载体T的基因，即可减少这一部分碳的丢失，进一步提高光合作用效率。【分析】1.叶绿体是进行光合作用的场所，光合作用分为光反应和暗反应，联系见下表：项目光反应碳反应（暗反应）实质光能→化学能，释放O2同化CO2形成（CH2O）（酶促反应）时间短促，以微秒计较缓慢条件需色素、光、ADP、和酶不需色素和光，需多种酶场所在叶绿体内囊状结构薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化2H2O→4[H]+O2↑（在光和叶绿体中的色素的催化下）ADP+Pi+能量→ATP（在酶的催化下）CO2+C5→2C3（在酶的催化下）C3+【H】→（CH2O）+C5（在ATP供能和酶的催化下）能量转化叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP中ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能2.根据题意和图示可知，如图1叶绿体中所示的环形反应的生理过程为卡尔文循环，该循环过程中发生的反应为：在光合作用中R酶催化C5与CO2形成2分子3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸转化成C3，然后C3接受来自光反应产生的NADPH的还原剂氢以及酶的催化作用下形成有机物和C5。除外在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通过膜上的载体（T）离开叶绿体。再经过代谢途径Ⅰ最终将2分子乙醇酸转换为1分子甘油酸，并释放1分子CO2。结合题意分析图2可知，通过转基因技术人为地在叶绿体中建立一个新的乙醇酸代谢途径，即将乙醇酸通过C酶和M酶的催化作用转化为苹果酸的途径Ⅱ，由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量，苹果酸通过代谢途径Ⅲ，使叶绿体基质内CO2的浓度增加，有利于提高光合速率。【详解】（1）根据以上分析可知，图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程表示暗反应的过程图。（2）根据以上分析可知，图1中在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通过膜上的载体（T）离开叶绿体。（3）①根据以上对图2的分析可知，通过转基因技术将C酶和M酶的编码基因转入作物甲，增加了途径Ⅱ，通过该途径将乙醇酸转换为苹果酸，降低叶绿体基质中乙醇酸的含量，减少其对叶绿体的毒害作用。②转基因操作后，通过途径Ⅱ提高了叶绿体中苹果酸的含量，然后苹果酸经过途径Ⅲ代谢产生了CO2，从而使叶绿体基质内CO2的浓度增加，提高暗反应所需的底物浓度，有利于提高光合速率。（4）根据题意和识图分析可知，T蛋白是膜上的将乙醇酸运出叶绿体的载体，乙醇酸运出叶绿体造成叶绿体中碳的丢失。因此找到并敲除载体T的基因，即可减少这一部分碳的丢失，进一步提高光合作用效率。所以“通过敲除T蛋白基因来进一步提高光合作用效率”的设想是可行的。【点睛】本题考查光合作用的知识点，要求学生掌握光合作用的过程，特别是掌握光合作用中暗反应的过程以及物质变化。能够正确识图分析图1和图2中的代谢途径以及与光合作用之间的关系，结合图示获取有效信息，结合光合作用的知识点解决问题，这是该题考查的重点。17．将水稻宽叶粳（KYJ）品系，用甲基磺酸乙酯诱变获得窄叶突变体zy17。（1）用甲基磺酸乙酯诱导水稻发生基因突变，会导致同一个体中有多个基因发生突变，说明诱变育种可以___________，如：A基因突变为a、B基因突变为b、c基因突变为C……（2）纯合窄叶突变体zy17与纯合宽叶粳（KYJ）杂交获得F1，F1自交获得F2。①若F2中出现___________现象，可判断此对相对性状受一对等位基因控制，且窄叶为隐性性状。将控制窄叶性状的基因记为a基因。②若B、b基因与A、a基因位于不同的染色体上。上述突变体zy17（aabb）与纯合宽叶粳（AABB）杂交，得F1。F1经过___________分裂过程形成配子时，非同源染色体发生___________。F1自交获得的F2中，窄叶群体的B基因频率___________（填写“大于”、“等于”或“小于”）b基因频率。（3）为确定控制窄叶性状的基因a在基因组中的位置，进行如下实验。不同的染色体上有若干不同的特定DNA序列。提取F2群体中若干窄叶植株的DNA，不同株的DNA等量混合，得到DNA混合物。从DNA混合物中扩增某一特定DNA序列，以宽叶粳（KYJ）品系的相应特定DNA序列做为标准，统计扩增出的DNA片段中发生突变的核苷酸序列所占的比例。其他特定DNA序列也按上述方法扩增并进行统计。下图表示其中的两个结果。①若序列比对结果为___________（填写“结果1”或“结果2”），则此序列可能位于窄叶基因a中。经统计发现有6个序列符合上述结果。②6个突变序列中有4个被认为与窄叶突变体表型改变没有因果关系，请从突变序列在DNA上位置的角度说出做出这一判断的理由是____________________。③另外2个突变序列分别位于基因甲、乙中。基因甲，编码一种蛋白质。甲中的某一位点的碱基序列“—GAT—”在突变体中变为“—AAT—”，改变前后均不对应终止密码子。这种变异属于基因突变中的碱基（对）的___________，若此突变导致___________，则可以认为此突变与表型的改变有关，需要针对此基因进一步研究。基因乙的碱基序列丢失两个碱基，使得其编码的蛋白质的分子量与宽叶粳（KYJ）中的此蛋白质相比明显变小，推测其原因是____________________。结合其它研究结果，确定基因乙是决定“窄叶”的基因a。（4）综合上述研究，请提出关于窄叶基因乙（a）的进一步研究的方向。____________________（5）在实际生产中窄叶突变体的产量并不高，保留此类型的水稻的意义是___________________。【答案】提高突变频率F2中宽叶和窄叶的性状分离比接近3：1减数自由组合等于结果2这4个突变位点位于DNA的非基因片段上或位于基因的非编码区或基因编码区的内含子替换相应的蛋白质结构（功能）发生改变或密码子对应的氨基酸发生改变蛋白质翻译提前终止基因乙的功能或基因乙指导形成的蛋白质的功能了解基因功能或为水稻的育种提供材料或保护基因多样性【分析】基因突变是指DNA中的碱基对的增添、缺失、替换，导致基因结构的改变。基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、多害少利性、低频性。利用物理因素或化学因素诱导基因突变，可以提高基因突变的频率。基因自由组合定律是指在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【详解】（1）基因突变具有低频性，用化学试剂甲基磺酸乙酯诱导水稻发生基因突变，会导致同一个体中有多个基因发生突变，说明其可以提高基因突变的频率。（2）纯合窄叶突变体zy17与纯合宽叶粳（KYJ）杂交获得F1①若此相对性状受一对等位基因控制，F1为杂合子（Aa），F1自交，获得F2的宽叶(A-)和窄(aa)叶的性状分离比接近3：1。②若B、b基因与A、a基因位于不同的染色体上,说明这两对基因的遗传遵循基因自由组合定律。上述突变体zy17（aabb）与纯合宽叶粳（AABB）杂交，得F1（AaBb）。F1经过j减数分裂过程形成配子时，非同源染色体发生自由组合。F1自交获得的F2，因宽叶受A基因控制，所以F2表现型及比例为(A-B-+A-bb)：(aaB_:aabb)=宽叶10：窄叶7，窄叶群体的B基因频率等于b基因频率。（3）①以宽叶粳（KYJ）品系的相应特定DNA序列做为标准与扩增的DNA片段序列进行比对，结果1扩增出的DNA片段中部分序列不同，结果2序列与标准序列完全不相同，说明序列比对结果为2可能位于窄叶基因a中。②6个突变序列中有4个被认为与窄叶突变体表型改变没有因果关系，说明序列改变并没有改变生物的性状，该突变序列在DNA上的位置可能为基因的非编码区或者是内含子区域或者非基因片段。③另外2个突变序列分别位于基因甲、乙中。基因甲，编码一种蛋白质。甲中的某一位点的碱基序列“—GAT—”在突变体中变为“—AAT—”，改变前后均不对应终止密码子。这种变异属于基因突变中的碱基（对）的替换，结果若导致性状改变，说明此突变导致编码的相应蛋白质结构（功能）发生改变或密码子对应的氨基酸改变，需要针对此基因进一步研究。基因乙的碱基序列丢失两个碱基，使得其编码的蛋白质的分子量与宽叶粳（KYJ）中的此蛋白质相比明显变小，说明蛋白质的翻译提前终止。结合其它研究结果，确定基因乙是决定“窄叶”的基因a。（4）综合上述研究，基因乙是决定“窄叶”的基因a，在此基础上可以进一步研究基因乙的功能或基因乙指导形成的蛋白质的功能。（5）在实际生产中窄叶突变体的产量并不高，保留此类型的水稻的意义：了解基因功能、为水稻的育种提供材料、保护基因多样性。【点睛】本题考查基因突变知识的综合应用，难点和易错点在于确定基因a在基因组中的位置。18．Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如下。据图回答：（1）为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________个。（2）在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。A．引入短肽编码序列不能含终止子序列B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列C．引入短肽不能改变A链氨基酸序列D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成________种DNA片段。（4）检测转化的乳酸菌发现，信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是________________________________。（5）用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有________。A．B细胞B．T细胞C．吞噬细胞D．浆细胞【答案】6ABCD3核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁AB【分析】本题以自身免疫病和Ⅰ型糖尿病为背景，考查了基因工程的相关知识，乳酸菌是原核细菌，要表达人体的人胰岛素抗原，必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造，再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列，进而构成重组表达载体。【详解】（1）从图示可知，改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换，则其转录形成的mRNA中，也会有7个核苷酸发生改变，一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成，由此可知，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。

（2）要确保等比例表达A、B肽链，则需A、B肽链一起合成，即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端，在其中间加入一段短肽编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子，同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综上，答案选ABCD。

（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶切位点分别有2个和1个，当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后，会形成3个缺口，得到3种不同的DNA片段。

（4）乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质基质中加工，再将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。

（5）人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，在特异性免疫过程中，B细胞和T细胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能识别抗原，但不是特异性识别，浆细胞不能识别抗原。【点睛】本题综合考查细胞的结构和功能、免疫调节和基因工程等相关的知识点，考向灵活，各知识点联系紧密，需认真审题。19．阅读下列材料，并回答问题：纤维素酶的分子改造纤维素酶的分子改造先后经历了以下3个阶役：以定点突变为基础的“定点理性设计”；以易错PCR等技术主导的“定向迹化”；以数据驱动设计或结构生物信息学指导的“构理性设计”。20世纪80年代，随着定点突变枝术的快速发展，纤维素酶理性改变策略应运而生。该技术的基本思路是：先研究分析纤维素酶的三维结构信息，再基于对其结构与功能关系的理解，选定特定的氨基酸进行改造，找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基国）。常用的定点突变技术是重叠延伸PCR（过程如图1），可对目的基因特定碱基进行定点替提、缺失或者插入，实现对目的蛋白的改造。然而，目前仅获得了纤维素酶家族的少数成员三维结构，通过定点突变为代的理性设计进行纤维素酶分子的改造在短期内仍难以获得广泛的成效。因此，采用“非理性”设计就成为一种重要的研究手段。所谓“非理性”设计，即定向进化，就是在对蛋白质的三维结构及催化机制不是很清楚的条件下，模拟自然进化过程，利用易错PCR等技术对基因进行随机突变，提高基因突变频率和基因突变的多样性，并与定向筛选策略结合，最终获得具有某些优良特性的酶分子（过程如国2）。尽管定向进化技术在对纤维素酶进行改造时可能会得到意想不到的“有益收获”，但由于对要改造的蛋白质分子结构信息并不清楚，因此操作起来具有明显的“盲目性”。近十年随着计算机运算能力大幅提升以及先进算法不断涌现，计算机辅助蛋白质设计改造得到了较大的重视和发展，形成了“构理性设计”的新策略。这一策略借助蛋白质保守位点及蛋白质的三维结构分析，通过非随机的方式选取若干个氨基酸位点作为改造点，并结合有效密码子的理性选用。构建“小而精”的突变体文库。与定向进化相比，“结构理性设计”可提供明确的改造方案，大幅降低建立、筛选突变体文库所需的工搾量，增大理性设计成功的概率。（1）纤维素酶的分子改造过程属于_____工程。（2）根据图1所示的叠延伸PCR过程，回答下列问题。①PCR扩增DNA的过程中，引物a、b、c、d中，PCR1应选择引物_____，PCR2应选择引物_____，重叠延伸时应选择引物_____。②重叠延伸PCR通过_____实现定点突变，引物b和c上的突变位点的碱基应_____。PCR1和PCR2需要分别进行的原因是_____。（3）请据图2写出用定向进化策略改造纤维素酶的操作过程：_____。（4）用定向进化策略改造纤维素酶，下列哪些说法正确？_____A．定向进化策略可以使纤维素酶朝着人们需要的方向进化B．定向进化策略获得的纤维素酶的基因序列在筛选前是已知的C．定向进化策略的实质是达尔文进化论在分子水平上的延伸和应用D．与定点诱变相比，定向进化策略不需解析酶的结构和功能，更接近自然进化过程E．基因工程技术是定向进化策略改造纤维素的基础（5）有人认为，以数据驱动设计或结构生物信息学指导的“结构理性设计”必将成为纤维素酶的分子改造的主流方向，该说法是否正确，请结合本文作出判断，并撰写一段文字，向公众进行科学解释。_____。【答案】蛋白质a和bc和da和d在引物b和c上引入突变互补配对引物b和引物c可以互补配对，导致引物失效利用易错PCR等技术对纤维素基因进行随机突变→将突变纤维素酶基因与载体相连，构建基因表达载体→将突变纤维素酶基因（重组表达载体）导入大肠杆菌（受体细胞）→具有某些优良特性的酶的筛选与鉴定ACDE正确、基于蛋白质保守位点及蛋白质的三维结构分析，“结构理性设计”可提供明确的改造方案，大幅降低建立、筛选突变体文库所需的工作量【分析】（1）PCR技术利用DNA双链复制的原理进行体外扩增DNA，该过程不需要解旋酶的参与，在较高温度下DNA双链解旋，然后降温，使两种引物分别与DNA某一片段两端的碱基序列结合，最后再升高温度，在热稳定DNA聚合酶的作用下，两条子链以相反的方向进行延伸。（2）基因工程与蛋白质工程的不同：前者生产自然界中已经存在的蛋白质，后者生产自然界中原本不存在的蛋白质。前者是后者的基础，蛋白质工程仍需对基因进行修饰和改造。【详解】（1）纤维素酶的分子改造过程是生产自然界中原本不存在的蛋白质，属于蛋白质工程的范畴。（2）①PCR扩增DNA的过程中，新合成的两条单链延伸方向相反，再根据子链延伸的方向是5’到3’，PCR1应选择引物a和b，PCR2应选择引物c和d，重叠延伸时应选择引物a和d。②重叠延伸PCR通过在引物b和c上引入突变实现定点突变，引物b和c分别和第一代DNA的两条单链的对应碱基互补，则其上的突变位点的碱基应互补配对。由于PCR1所选用的引物b和引PCR2所选用的物c可以互补配对，导致引物失效，所以PCR1和PCR2需要分别进行。（3）根据图2可知，用定向进化策略改造纤维素酶时，需先获得突变基因，利用易错PCR等技术对纤维素基因进行随机突变，然后将突变纤维素酶基因与载体相连，构建基因表达载体，再将将突变纤维素酶基因（重组表达载体）导入大肠杆菌（受体细胞），最后进行具有某些优良特性的酶的筛选与鉴定。（4）A、根据题意可知，定向进化策略可以使纤维素酶朝着人们需要的方向进化，A正确；B、定向进化是在对蛋白质的三维结构及催化机制不是很清楚的条件下，模拟自然进化过程，利用易错PCR等技术对基因进行随机突变，定向进化策略获得的纤维素酶的基因序列在筛选前是未知的，B错误；C、达尔文进化论认为：生物的变异是不定向的，自然选择是定向的，据图可知，定向进化策略利用易错PCR等技术对基因进行随机突变，然后进行筛选，实质是达尔文进化论在分子水平上的延伸和应用，C正确；D、与定点诱变相比，定向进化策略不需解析酶的结构和功能，更接近自然进化过程，D正确；E、蛋白质工程是在基因工程的基础上进行的，基因工程技术是定向进化策略改造纤维素酶的基础。E正确。故选ACDE。（5）以数据驱动设计或结构生物信息学指导的“结构理性设计”基于蛋白质保守位点及蛋白质的三维结构分析，“结构理性设计”可提供明确的改造方案，大幅降低建立、筛选突变体文库所需的工作量，必将成为纤维素酶的分子改造的主流方向，因此该说法是正确的。【点睛】本题以材料为背景，考查PCR技术、自然选择学说和蛋白质工程的相关知识。解答本题的关键是应充分利用资料中的文字、图表信息，明确PCR过程中每次循环新合成的两条单链延伸方向相反。20．黄顶菊是繁殖能力极强的生态入侵植物，可造成本地植物减产，严重威胁我国生态环境和经济发展。（1）黄顶菊入侵地的植物、动物及微生物共同构成__________，黄顶菊属于该生态系统成分中的__________。（2）研究人员在同一实验基地的相同土壤条件下进行种植实验，实验处理及结果见下表。组别处理土壤全磷g/kg土壤磷酸酶活性mg/（g·h）（该酶可参与有机磷降解）A空白组0．850．23B本地植物0．750．32C轻度入侵0．730．39D重度入侵0．640．54①上述实验中A组的处理是___________。研究者用上述种植实验代替野外实地检测，目的是排除___________等无关变量对研究结果的干扰。②据表可知黄顶菊入侵后，土壤发生的变化是__________。该变化可使黄顶菊在与本地植物的___________中占据明显优势。（3）土壤磷酸酶主要来自于微生物。研究人员推测：黄顶菊入侵后可能使得土壤中微生物的群落结构发生改变，他们利用上述实验中A、D两组的土壤盆栽本地植物旱稻，实验处理及结果见图。从图中找出支持此推测的证据___________。

（4）进一步研究发现黄顶菊能分泌某种化学物质，使其根系周围大量聚集可分泌高效磷酸酶的耐寒短杆菌。综合上述研究，请将下列选项排序以解释入侵植物导致本地植物减产的原因。A．土壤磷酸酶等酶活性改变B．入侵植物分泌化学物质C．土壤微生物群落结构改变D．土壤营养成分发生变化外来植物入侵→__________→__________→__________→__________→入侵植物在竞争中占优势→本地植物减产。【答案】群落生产者不种植任何植物外界环境含磷量降低，土壤磷酸酶活性增大竞争黄顶菊入侵后，未灭菌状态下旱稻株高明显低于未入侵时，说明黄顶菊改变了微生物群落结构BCAD【分析】群落是指生活在一定区域内的所有生物个体，包括动物、植物和微生物。生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。生产者是生态系统的“基石”，包括绿色植物、光合细菌和蓝藻、化能合成细菌等。【详解】（1）生产者、消费者和分解者等生命成分共同组成群落，加上非生物部分就是生态系统。黄顶菊是植物，故属于生产者。（2）①空白对照组不种植任何植物。②野外实地因地理条件和周围环境影响，土壤内物质含量必然有差异。用上述种植实验代替野外实地检测，目的是排除外界环境等无关变量对研究结果的干扰。②据表可知黄顶菊入侵后，土壤发生的变化是含磷量降低，土壤磷酸酶活性增大。该变化可使黄顶菊在与本地植物的竞争中占据明显优势。（3）D组植物灭菌后植株高度明显高于未灭菌的，A组则相反，说明入侵后土壤菌落不适合植物生长，D组与A组对比可见，未灭菌时D组植物高度低于A组，说明入侵后土壤菌落结构发生改变。（4）由题意可知，黄顶菊能分泌某种化学物质（B），在根周围聚集可分泌高效磷酸酶的细菌（C），这些细菌分泌磷酸酶（