本试卷有二道大题，考试时长90分钟，满分100分。
一、选择题：每题2分，共30分。
1. 了解生物分子的结构有助于理解它们的功能。下列关于生物分子的叙述不正确的是（ ）
A. DNA中复杂的碱基序列使其具有携带遗传信息的功能
B. 转运RNA互补碱基间的氢键使其具有特定的空间结构
C. 蛋白质的功能与组成它的氨基酸的种类之间没有相关性
D. 磷脂分子的结构使其在水环境中形成双分子层生物膜
2. 哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛，下列细胞结构与对应功能表述有误的是（ ）
A. 细胞核：遗传物质储存与基因转录
B. 线粒体：丙酮酸氧化与ATP合成
C. 高尔基体：分泌蛋白的合成与加工
D. 溶酶体：降解失去功能的细胞组分
3. 下列不能作为细胞统一性证据的是（ ）
A. 细胞都具有细胞膜、细胞质、核糖体
B. 组成细胞的元素和化合物种类基本相同
C. 细胞生物体都以有丝分裂的方式进行增殖
D. 细胞生命活动一般以ATP作为直接能源物质
4. 生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B. 溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C. 细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道
D. 线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
5. 下列过程需ATP水解提供能量的是（ ）
A. 唾液淀粉酶水解淀粉 B. 吞噬细胞吞噬病原体
C. 光反应阶段中水在光下分解 D. 乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
6. 下图为小肠上皮细胞转运葡萄糖过程示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 葡萄糖进出小肠上皮细胞均为协助扩散
B. 葡萄糖进出小肠上皮细胞的过程均消耗ATP
C. 抑制细胞呼吸影响K+通过Na+-K+泵的转运
D. 能同时转运葡萄糖和Na+的载体蛋白不具特异性
7. 某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（ ）
A. 呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B. 净光合作用的最适温度约为25℃
C. 在0-25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D. 适合该植物生长的温度范围是10-50℃
8. 下图表示呼吸作用的主要过程，下列叙述不正确的是（ ）
A. ①过程可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行
B. ①过程可在线粒体中进行，也可在细胞质基质中进行
C. ②过程可产生［H］，也可消耗［H］
D. ②过程可产生ATP，也可不产生ATP
9. 下图为人体内部分细胞分化过程示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 上述细胞中，胚胎干细胞的分化程度最低
B. 人体内神经干细胞分化成神经细胞的过程不可逆
C. 造血干细胞的一个显著特点是进行不对称分裂
D. 皮肤干细胞分化成皮肤细胞是遗传物质改变引起的
10. 植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述正确的是（ ）
A. 蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B. 钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C. 细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关
D. 细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染
11. 下列关于人体细胞有丝分裂和减数分裂产生的子细胞的比较，错误的是（ ）
选项 | 有丝分裂 | 减数分裂（男性） |
A | 产生2个子细胞 | 产生4个子细胞 |
B | 子细胞染色体数目相同 | 子细胞染色体数目相同 |
C | 子细胞基因型相同 | 子细胞基因型相同 |
D | 子细胞可进入下一个细胞周期 | 子细胞不进入下一个细胞周期 |
12. 真核生物细胞核中某基因的转录过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 转录以细胞核中四种脱氧核糖核苷酸为原料
B. 转录不需要先利用解旋酶将DNA的双螺旋解开
C. 转录成的RNA链与不作为模板的DNA链碱基互补
D. 该基因的多个部位可同时启动转录以提高效率
13. 流感病毒是一种负链RNA病毒，它侵染宿主细胞后的增殖过程如下图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 流感病毒的RNA中储存着遗传信息
B. 病毒增殖时会发生A-T间的碱基互补配对
C. 翻译过程是以＋RNA作为模板进行的
D. 病毒需利用宿主细胞的核糖体合成自身蛋白质
14. 科学家将编辑基因的分子工具构建到靶向侵染心肌细胞的病毒中，通过尾部静脉注射到成年小鼠体内，成功编辑线粒体DNA。该研究让耳聋、癫痫、肌无力等线粒体遗传病迎来治愈的希望。下列说法错误的是（ ）
A. 线粒体基因的遗传遵循分离定律和自由组合定律
B. 线粒体DNA的突变可能会导致能量代谢障碍
C. 侵染心肌细胞的病毒在该研究中作为载体起作用
D. 该项研究中雌性小鼠后代心脏功能仍然未能改善
15. 现有甲、乙两种溶液，相关内容如表所示，据此分析不能得出的推论是（ ）
溶液 | 溶质的组成元素 | 检测试剂 | 颜色反应 | 溶质的基本组成单位 |
甲 | C、H、O | ① | 砖红色 | 葡萄糖 |
乙 | C、H、O、N等 | 双缩脲试剂 | ② | ③ |
A. 甲液可能是麦芽糖溶液 B. ①是斐林试剂，使用时需水浴加热
C. 乙液可能是一种酶溶液 D. ②是紫色，③是核苷酸
二、填空题：共70分。
16.（8分）科研人员以蚕豆为实验材料研究甲醇对植物光合作用的影响。
图1
（1）用两种不同浓度的甲醇溶液处理蚕豆，一段时间后处理组与未处理组植株上典型叶片的大小如图1所示。实验结果表明，浓度为_______的甲醇可促进蚕豆叶片生长，因此选取此浓度甲醇进行系列实验。
（2）研究发现，喷施甲醇能够提高叶片的光合速率，且气孔开放程度显著增大，推测甲醇处理增加了_______量，使_______中进行的暗反应的速率提高。
（3）为深入研究甲醇促进气孔开放的作用机理，研究者提取甲醇处理前与处理2h、6h后叶片细胞中的蛋白，用_______方法特异性检测F蛋白（一种调节气孔的蛋白）的表达量，电泳结果如图2所示。实验结果说明，甲醇处理可______________。
图2
（4）已有研究表明F蛋白可与细胞膜上H+-ATP酶（可转运H+）结合。研究者制备了膜上含H+-ATP酶的细胞膜小囊泡，并在小囊泡内加入特定荧光染料，质子与荧光染料结合可引起荧光猝灭。在含有上述小囊泡的体系中加入ATP和H+，测定小囊泡内特定荧光的吸光值，得到图3所示结果。
图3
①体系中加入ATP的作用是_______。
②由实验结果可知，甲醇处理6h组吸光值比未处理组降低了约_______倍。
（5）综合（3）、（4）研究结果，推测甲醇处理_______，从而改变保卫细胞的渗透压，导致气孔开放程度增大。
17.（10分）二甲双胍（Met）是广泛应用于临床的降血糖药物，近年来发现它还可降低肿瘤发生的风险。
（1）细胞发生癌变的根本原因是_______。由于癌细胞表面_______，易在体内扩散和转移
（2）为探究Met对肝癌细胞增殖的影响，用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞，结果如图1，该结果表明_______。用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量，结果如图2，由此推测Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在_______期。
图1 图2
（3）为进一步研究Met的作用机制，研究人员用含1 mmol/L Met的培养液培养肝癌细胞12h后，结果发现呼吸链复合物I的活性下降。
①呼吸链复合物I位于_______上，参与有氧呼吸第三阶段（电子传递）由实验结果推测Met通过减少_______供应，抑制肝癌细胞的增殖。
②另一方面，Met对癌细胞呼吸的影响导致线粒体内AMP/ATP比值_______，使AMPK磷酸化而被激活。（注：AMP为腺苷一磷酸）
③激活的AMPK（P-AMPK）可通过图3所示的信号转导途径抑制分裂相关蛋白的合成，从而抑制肝癌细胞的增殖。测定各组肝癌细胞中相关物质的含量，电泳结果如图4。
图3 图4
由于细胞中
-Actin蛋白的表达量_______，在实验中可作为标准对照，以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影响。结合图3、4，阐述P-AMPK抑制肝癌细胞增殖的机制_______。
18. （10分）表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因启动子中存在富含双核苷酸”CG”的区域，称为”CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。
（1）由上述材料可知，DNA甲基化________（选填”会”或”不会”）改变基因转录产物的碱基序列。
（2）由于图2中过程①的方式是________，所以其产物都是________甲基化的，因此过程②必须经过________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
（3）研究发现，启动子中”CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制________。
（4）小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。
若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现性及其比例应为________。
（5）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与”CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
19. 根据幼虫体表斑纹的不同，家蚕有野生型、素斑型等不同的品系。科研人员在培养素斑型家蚕的过程中，获得了一种褐斑突变体，并将其培育成了稳定遗传的褐斑品系。将褐斑家蚕与素斑家蚕杂交，无论正反交，F1均表现为素斑，F1自交，F2素斑个体与褐斑个体的数量比是3：1。请分析回答：
（1）家蚕的素斑与褐斑是一对________，由位于________染色体上的基因控制，在遗传中遵循________________________定律。
（2）另一组科研人员在培养素斑家蚕过程中培育出稳定遗传的鹌鹑斑品系，褐斑个体与鹌鹑斑个体的性状极其类似，肉眼无法分辨。科研人员进行了如下实验
亲本 | F1 | F2 |
鹌鹑斑×褐斑 | 素斑 | 素斑92只、褐（鹌鹑）斑71只 |
据此可知，上述性状涉及两对等位基因，如果用字母A、a和B、b表示，亲本中两种个体的基因型分别是________________________。
（3）家蚕的各条染色体上都有可称为SSR的短串联重复序列，且不同染色体上的SSR碱基序列不同。科研人员利用SSR作为遗传标记对褐斑基因进行基因定位，首先针对7号染色体上SSR设计引物，将不同个体的7号染色体的SSR扩增出来并电泳分析，结果如下：
（1号——作为亲本的素斑纯合个体；2号——作为亲本的褐斑纯合个体；
3号——F1；4-13号——从F1测交后代中随机抽取的素斑个体，
14-23号——从F1测交后代中随机抽取的褐斑个体。）
据_______号个体的电泳结果可知，素斑家蚕和褐斑家蚕的7号染色体上的SSR长度_______。从4～13号中的_______号个体和14、15、16、18、19、21、22、23号个体的检测结果可知，褐斑基因不在7号染色体上。
（4）科研人员用同样的方法对8号染色体的SSR进行研究，得到如下结果，并最终将褐斑基因定位于8号染色体上。
（1号——作为亲本的素斑纯合个体；2号——作为亲本的褐斑纯合个体；3号——F1；4-16号——从F1测交后代中随机抽取的褐斑个体。）
图中4号个体的出现是由于_______________。
20. 请阅读下面科普短文，并回答问题。
胃酸的分泌
胃液中的盐酸也称胃酸，由胃粘膜的壁细胞分泌。胃液中的H+浓度为150～170mmol/L，比血浆H+浓度高3×106倍。H+的分泌是依靠壁细胞顶端分泌小管膜中的质子泵实现的。质子泵具有转运H+、K+和催化ATP水解的功能，故也称H+，K+-ATP酶。
壁细胞分泌盐酸的基本过程如下图所示：壁细胞分泌的H+来自细胞内水的解离（H2O→H+＋OH–）。在分泌小管膜中质子泵的作用下，H+从胞内转运到分泌小管中。质子泵每水解1分子ATP所释放的能量能驱使一个H+从胞内进入分泌小管，同时驱动一个K+从分泌小管腔进入胞内。H+与K+的交换是1对1的电中性交换。在顶端膜分泌H+和换回K+时，顶端膜中的钾通道和氯通道也开放。进入细胞的K+又经钾通道进入分泌小管腔，细胞内的Cl通过氯通道进入分泌小管腔，并与H+形成HCl。当需要时，HCl由壁细胞分泌小管腔进入胃腔。留在壁细胞内的OH–在碳酸酐酶（CA。碳酸酐酶的作用因不同组织而异。在胃中，它涉及胃酸分泌）的催化下与CO2结合成HCO3–，HCO3–通过壁细胞基底侧膜上的Cl–-HCO3–交换体被转运出细胞，而Cl–则被转运入细胞内，补充被分泌入分泌小管的Cl–，使Cl–能源源不断地经顶端膜分泌入小管腔。此外，壁细胞基底侧膜上的钠泵将细胞内的Na+泵出细胞，同时将K+泵入细胞，以补充由顶端膜丢失的部分K+。
胃粘膜壁细胞分泌盐酸的基本过程模式图
胃粘膜细胞的分泌活动是相互影响的。胃粘膜内的肠嗜铬样细胞（ECL）分泌组织胺，组织胺通过作用于胃壁细胞的H2受体，具有极强的促进胃酸分泌的作用。G细胞分泌促胃液素，主要作用是促进ECL分泌组织胺，其次是与壁细胞上的CCKB受体结合，促进壁细胞分泌盐酸。D细胞分泌的生长抑素抑制ECL和G细胞的分泌。当HCl分泌过多时，可负反馈抑制胃酸分泌，原因是HCl可直接抑制G细胞，也能刺激D细胞分泌生长抑素。
（1）图中未列出的物质进入细胞方式有________。
（2）餐后，血液暂时碱化，形成所谓的”餐后碱潮”现象，分析原因是________。
（3）胃酸分泌过多会造成”烧心”、溃疡等症状。治疗药物可以分为以下几类：
①中和胃酸药：如我国50年代曾在临床上使用小苏打治疗胃酸过多引起的疾病。当时治疗的原理是想以碱性药物中和过多的酸。经临床使用，效果不佳，有些患者甚至会加重病情。从文中找出原因________。
②H2受体阻滞剂：如西咪替丁、雷尼替丁。
③________抑制剂：如奥美拉唑。这类药是目前治疗因胃酸过多而导致消化性溃疡最先进的一类药物，能高效快速抑制胃酸分泌。
④胃肠粘膜保护剂：这类药物服用后可在胃肠内形成一层保护膜，如枸橼酸铋钾等
（4）在静止期（不分泌盐酸）和泌酸期，壁细胞的微细结构不同。下面的模式图中，图A对应的是________期，图B对应的是________期。壁细胞在不同时期具有不同的形态结构体现了________的生物学观点。
（5）实验发现，刺激动物的迷走神经后，胃酸分泌增多。有人认为一定是迷走神经直接促进胃壁细胞的结果。你同意这一结论吗？为什么？________________。
21.（11分）”脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白”点亮”大脑内的神经元，帮助科学家了解大脑。
（1）Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，催化如图1所示的反应。
通过Cre-loxP系统敲除基因的基本原理是：Cre酶随机识别DNA分子上两个相同的loxP序列并从特定位点切断DNA双链，切口被重新连接后，保留片段________，从而实现目标基因的敲除。
（2）研究者设计图2所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得仅含一个图2所示片段的转基因小鼠。
注：仅表达与启动子相邻的荧光蛋白基因。
图2
①构建基因表达载体时，需用_______酶和_______酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列，将它们与脑组织特异表达启动子M相连接。
②研究者用显微注射法将图2所示表达载体导入小鼠的_______中，得到仅含一个图2所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a。
（3）图2所示序列的两个loxP1之间或两个loxp2之间的基因，只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控，研究者将Cre酶基因与启动子N（由信号分子X开启）连接，获得纯合转基因小鼠b，将图3所示纯合小鼠a和b杂交，得到F1。
小鼠a 小鼠b
图3
①无信号分子X作用时，F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是________。
②有信号分子X作用时，F1出现”脑彩虹”，请阐述机理：________。
（4）研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的”脑彩虹”，请依据题目信息，写出设计思路并解释更多颜色出现的原因：________。
参考答案
一、单项选择题（每题2分，共30分）
1. C 2. C 3. C 4. D 5. B 6. C 7. D 8. B 9. D 10. D
11. C 12. B 13. B 14. A 15. D
二、非选择题（共70分）
16.（11分）
（1）2%
（2）CO2吸收 叶绿体基质
（3）抗原-抗体杂交 促进F蛋白基因表达（2分）
（4）①激活H+-ATP酶，使其转运H+（2分） ②3
（5）增加F蛋白表达量，提高细胞膜上H+-ATP酶活性（2分）
17.（11分）
（1）原癌基因和抑癌基因突变（基因突变） 糖蛋白减少
（2）二甲双胍（Met）的浓度越高，处理时间越长，对肝癌细胞增殖的抑制作用越强（2分） G1
（3）①线粒体内膜 能量（ATP）
②升高
③相对稳定
P-AMPK抑制P-mTOR的合成，减弱了P-mTOR对P-P70S6K的促进作用，从而减少了P-P70S6K合成，导致细胞分裂相关蛋白合成减少（2分）
18.（13分）
（1）不会
（2）半保留复制 半 维持甲基化酶
（3）转录
（4）全部正常（2分） 正常：矮小＝1：1（2分）
（5）DNA复制（2分） 胞嘧啶（2分）
19.（11分）
（1）相对性状；常染色体；基因分离；
（2）AAbb和aaBB（2分）
（3）3号（1号和2号）；不相等；
6、8、10、11（2分）；
（4）F1减数分裂过程中8号染色体的非姐妹染色单体交叉互换，产生了同时具有来自1号SSR和2号褐斑基因的配子（2分）
20.（13分）
（1）胞吞（2分）
（2）在消化期，由于胃酸大量分泌的同时有大量的HCO3–进入血液，使血液暂时碱化，形成所谓的餐后碱潮
（3）①这是因为小苏打只能中和已分泌入胃腔的胃酸。结果在短时间内胃腔内pH值升高，反而减弱了胃酸的负反馈抑制作用，使壁细胞生成更多的胃酸（2分）
③质子泵抑制剂
（4）泌酸期 静止期 生物体结构与功能相适应（2分）
（5）不同意（1分）。还可能是迷走神经促进了ECL和/或G细胞；或者是迷走神经抑制了D细胞。（2分）
21.（11分）
（1）片段2
（2）①限制 DNA连接 ②受精卵
（3）①红色、无色（2分）
②F1为杂合子，有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因、loxP1、loxP2及Cre酶基因；有信号分子X时，启动Cre酶表达，不同脑细胞中Cre酶表达情况不同，Cre酶识别的loxP不同，因而不同细胞会差异表达红色、黄色或蓝色荧光蛋白基因（2分）
（4）设法使小鼠脑组织细胞内有多个相同的图2所示DNA片断（1分）Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内多个荧光蛋白的颜色叠加而成（2分）