一、单项选择题：本大题共20小题，每小题2分，共40分。请将答案涂在机读卡对应位置。
1. 关于下列四种小分子物质的叙述，正确的是（ ）
①葡萄糖 ②核苷酸 ③氨基酸 ④ATP
A. 都是构建生物大分子的单体 B. 都是含N和P元素的物质
C. 都可以存在于细胞质基质中 D. 都是细胞内的主要能源物质
2. 酵母菌和蓝细菌（蓝藻）细胞中都能被观察到的结构是（ ）
A. 叶绿体 B. 核糖体 C. 线粒体 D. 内质网
3. 下列有关植物细胞结构与功能的叙述，正确的是（ ）
A. 液泡：含有大量色素，参与植物的光合作用
B. 中心体：主要成分是磷脂，参与动物细胞的有丝分裂
C. 细胞壁：含有纤维素和果胶，主要控制物质进出细胞
D. 高尔基体：由单层膜构成，参与植物细胞壁的形成
4. 下图为细胞膜上承担物质运输的两类蛋白质及其功能示意图。两类蛋白质结构或功能的不同是（ ）
A. 氨基酸种类、数目、排序 B. 结构贯穿细胞膜内外
C. 都能进行离子的跨膜运输 D. 具有选择透过性
5. 下列有关酶和ATP的叙述正确的是（ ）
A. 分化程度不同的活细胞中酶的种类和含量不同
B. 酶通过为化学反应供能来提高化学反应速率
C. 细胞内贮存有大量的ATP，以适应生命活动的需要
D. 人在饥饿时细胞中ATP和ADP的转化难以维持动态平衡
6. 生命活动的进行依赖于能量驱动，不同生物获取能量的方式不尽相同。下列叙述正确的是（ ）
A. 噬菌体从宿主获取原料，依靠自身结构完成呼吸作用
B. 大肠杆菌没有线粒体结构，一定无法进行有氧呼吸
C. 植物在叶绿体合成的葡萄糖，可直接进入线粒体中氧化
D. 哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，只能依靠无氧呼吸供能
7. 某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO3溶液的烧杯中，改变灯泡与烧杯的距离，测定得到下图所示结果。下列叙述正确的是（ ）
A. 本实验目的是探究CO2浓度对光合速率的影响
B. 15～45cm之间，气泡释放速率代表净光合速率
C. 小于60cm时，限制光合速率的主要因素是CO2浓度
D. 60cm时，光照强度太弱导致光合作用完全停止
8. 某位同学在制作果酒，如果改成制作果醋，不需要改变的是（ ）
A. 发酵过程的环境温度 B. 发酵液中的氧气含量
C. 培养液中的营养成分 D. 检测发酵产物的试剂
9. 下列关于生物技术实践的叙述，不正确的是（ ）
A. 用含有脲酶的培养基筛选分解尿素的细菌
B. 在切成小块的豆腐上接种毛霉制作腐乳
C. 在坛口用水封闭的泡菜坛中发酵制作泡菜
D. 无菌条件下培养离体植物叶片获得愈伤组织
10. 下列有关DNA粗提取与鉴定过程的叙述中，正确的是（ ）
A. 将猪的成熟红细胞置于清水中，红细胞涨破后将DNA释放出来
B. 当氯化钠溶液浓度为0. 14mol/L时，DNA的溶解度最低
C. 在提取液中加入等体积的冷冻酒精后能够将蛋白质析出
D. 将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后溶液迅速变为蓝色
11. 微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染。请分析下列操作中错误的是（ ）
A. 消毒可以杀死物体表面微生物和内部的部分微生物
B. 接种操作要在酒精灯火焰附近进行
C. 大多数培养基要进行高压蒸汽灭菌
D. 加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
12. 下列关于培养基的叙述，不正确的是（ ）
A. 从土壤中分离分解纤维素的微生物，可用刚果红染液作为鉴别试剂
B. 可利用液体培养基上菌落的特征来初步判断和鉴别细菌的类型
C. 培养微生物时，不是任何培养基中都需要添加水、碳源、氮源、无机盐
D. 感染杂菌的培养基和使用过的培养基都必须经灭菌处理后才能丢弃
13. 某新型病毒是一种RNA病毒，医务人员利用PCR技术做病毒检测时，使用的方法中合理的是（ ）
A. 用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扩增过程需使用解旋酶和耐高温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
14. 在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（ ）
A. 用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞
B. 用选择培养基筛选导入目的基因的细胞
C. 用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合
D. 用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽
15. 科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病番木瓜，Ti质粒如下图所示。下列叙述，正确的是（ ）
A. 农杆菌的拟核DNA与番木瓜基因发生重组
B. 构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶
C. 含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
D. 转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性
16. 在25 ℃的实验条件下可顺利完成的是（ ）
A. 光合色素的提取与分离 B. 用斐林（本尼迪特）试剂鉴定还原糖
C. 人皮肤组织的体外培养 D. 制备用于植物组织培养的固体培养基
17. 新疆野生油菜（P1）具有低芥酸、抗病虫等特性，为了改良甘蓝型油菜（P2），研究人员将两种植物的体细胞进行融合获得了属间杂种F1，然后加入1对引物进行PCR鉴定，结果如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A. 用纤维素酶和果胶酶处理亲本的体细胞
B. 用电激可促进两个亲本的原生质体融合
C. 引物能与DNA上多个不同位点结合
D. 电泳结果表明F1-1具有P1、P2的全部遗传信息
18. 以下关于生物学实验和技术的叙述，正确的是（ ）
①检测生物组织中的还原糖 ②用高倍显微镜观察叶绿体
③尿素分解菌的分离与纯化 ④果酒和果醋的制作
⑤DNA的粗提取与鉴定 ⑥单克隆抗体的制备
A. ①⑤均需使用酒精溶液 B. ②⑥均可体现细胞膜流动性
C. ③④均制备固体培养基 D. ③⑥均需利用无菌操作技术
19. 以下关于哺乳动物的试管动物和克隆动物的说法，正确的是（ ）
A. 都需要胚胎移植技术 B. 都是有性生殖的产物
C. 都遵循孟德尔的遗传定律 D. 都与母本的性状相同
20. 下图为一富营养化河流生态修复工程的示意图，下列叙述错误的是（ ）
A. 曝气可增加厌氧微生物降解有机污染物的能力
B. 吸附基质增加了微生物附着的表面积，提高了净化效果
C. 植物浮床有吸收水体氮、磷的能力，可减少富营养化
D. 增加水体透明度，恢复水草生长是该修复工程的目标之一
二、填空题：本部分6道大题，共60分，请将答案写在答题纸对应位置。
21.（9分）番茄植株不耐高温，其生长发育适宜温度及光照分别为15～32℃，500～800μmol·m-2s-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇35℃亚高温并伴有强光辐射的环境，会造成作物减产。
（1）PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有吸收、传递、转化光能的作用。
如图所示PSII中的色素吸收光能后，一方面将H2O分解为______和H+，同时产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面，在ATP合成酶的作用下，H+____（填写”顺”或”逆”）浓度梯度转运提供能量，促进ADP和Pi合成ATP。光反应过程实现了能量由光能转换为活跃化学能的过程。
（2）为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。
组别 | 温度 （℃） | 光照强度 （μmol·m-2s-1） | 净光合速率 （μmol·m-2s-1） | 气孔导度 （mmol·m-2s-1） | 胞间CO2浓度 （ppm） | Rubisco活性 （U·ml-1） |
对照组（CK） | 25 | 500 | 12. 1 | 114. 2 | 308 | 189 |
亚高温高光组（HH） | 35 | 1000 | 1. 8 | 31. 2 | 448 | 61 |
从表中数据可见亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的，请说出理由______。Rubisco是催化图1中过程②______的关键酶，该酶活性的下降导致②速率下降，光反应产物NADPH（[H]）和ATP在细胞中利用率_____________（填写”升高、降低或不变”），此时强光下植物吸收的光能过剩，从而对植物产生危害。
（3）植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSII复合物的组成部分，对维持PSII的结构和功能起重要作用，已有研究表明，在高温高光下，过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。
①利用番茄植株进行了三组实验，①组的处理同（2）中的CK，③组用适量的SM（SM可抑制D1蛋白的合成）处理番茄植株并在亚高温高光（HH）下培养。定期测定各组植株的净光合速率（Pn）。实验结果如下图：
请写出②组的处理：______。根据实验结果推测番茄植物通过___________________缓解亚高温高光对光合作用的抑制。
②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧，主要负责受损D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，请你预测在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度并说明理由：______。
22.（10分）儿茶素（C）是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素（C）进行化学修饰，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和机理。
（1）细菌的细胞膜以________为基本支架，儿茶素（C）与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。
（2）为了确定配合物中Yb3+：C的最佳摩尔比，研究人员利用______方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，培养基的成分应包括______、水、无机盐等。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中（见下图）一段时间后，比较滤纸片周围______的直径，结果显示Yb3+：C的最佳摩尔比为____。
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（3）将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化（A600值越大，细菌数量越多），结果见下表。
由此得出的结论是____________。
（4）为探究配合物Yb3+-C 的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。
结果显示：
（a）未加抗菌剂：细菌菌体较小，其细胞质分布均匀；
（b）C处理：细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙；
（c）Yb3+ 处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象；
（d）Yb3+-C 处理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。
由此可见，儿茶素（C）和Yb3+作用的主要位点分别是____、____，推测Yb3+ -C具有更强抗菌作用的机理是________。
23.（10分）为了应对干旱和强降雨等灾害性天气，很多城市增设了雨水截流储存和利用的设施，如布设于道路周边或地势较低区域的生物滞留池。生物滞留池内土壤、植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路收集到的雨水含有高浓度污染物，其中的多环芳烃（PAHs），会严重危害城市水环境。科研人员基于解决污染问题和维护生态安全两方面考虑，在从当地环境中筛选耐受菌的基础上，通过转基因技术获得高效降解污染物的工程菌。
（1）经检测发现，生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。研究者尝试筛选能降解芘的菌种。
①筛选能降解芘的菌种基本操作步骤如下。请将下列”方框”内字母后面内容补充完整。
②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属，结果见图1、图2。在两个区域中均能检测出的菌属有____个，此结果能够说明滞留池土壤中____出现了明显的变化。
③在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中，分离得到四个菌属中的菌株，其生长曲线见图3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示结果，你认为应选择______，理由是____。
（2）研究者将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时，还转入了含lac启动子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活，表达的核酸酶会将自身遗传物质降解进而发生菌体自毁。转入该基因在维护生态安全方面的意义是____。
24.（11分）自然界中有很多种微生物，尚未能分离纯化培养，科研人员开发了新的微生物分离技术以筛选微生物。
（1）配制培养基并分离微生物的步骤是：计算→称量→溶化→调pH→________→倒平板→________→培养。筛选微生物的一般思路是，根据表型特征利用________培养基（从功能角度作答）进行筛选。
（2）若某种微生物没有明显表型特征时，就无法通过上述方法筛选，科研人员通过图1所示的流程进行筛选。
①据图分析，科研人员利用目标微生物编码膜蛋白的________，构建表达载体，并导入用________处理的大肠杆菌细胞中，获取大量膜蛋白。
②用获取的膜蛋白作为抗原，利用兔子制备单克隆抗体的具体流程是：________。
（3）将上述带有荧光的单克隆抗体与待分离微生物群体混合，目的是________目标微生物。用流式细胞仪分离不同荧光强度的细胞，结果如图2所示。对结果进行比较，应从区域________（选填图中数字）的细胞中筛选目标微生物。
25.（8分）阅读下面的材料，完成（1）～（4）题。（6个空）
植物生物反应器—植物工厂
传统的生物反应器是利用动物细胞或微生物，在发酵罐里生产蛋白，存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。
叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源DNA受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的基因，然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体，转入叶绿体后使目的基因插入叶绿体基因组，最后筛选获得转基因植株。
与植物细胞核表达体系相比，叶绿体遗传转化体系具有明显优势：叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流，为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境；叶绿体有自己独特的DNA复制、转录和翻译体系，在基因转录、翻译等方面具有原核特性；叶绿体基因组拷贝数多，外源基因表达效率高；叶绿体基因组含有多基因可共同表达；可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。
HIV是获得性免疫缺陷综合征的病原体，目前仍缺乏有效疫苗。2012年，研究人员以 HIV病毒包膜蛋白上的V3环和C4结构域序列的基因作为外源基因，在烟草叶绿体中成功表达C4V3抗原蛋白。通过实验证明，烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应。
（1）植物生物反应器主要依赖________和______（填写现代生物学技术名称），以植物组织或细胞作为生物反应器，生产医药蛋白。
（2）构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶有______。构建的基因表达载体中含有________，使得目的基因只能在叶绿体中表达。
（3）植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，原因可能是____（单选）。
A. 转基因植物与其他植物间不能通过花粉进行基因交流
B. 叶绿体基因组在细胞质，受精时精子只提供核基因组
C. 植物杂交的后代不会出现性状分离
（4）为检验烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应，研究人员用缓冲液溶解C4V3蛋白后，每周4次、每次用相同剂量的C4V3蛋白溶液注射小鼠。发现小鼠体内产生抗体反应，T细胞增殖且有淋巴因子生成。请指出该实验设计的不足，并加以修正。
26.（12分）人类活动排放的CO2引起海水中CO2浓度上升、pH下降，导致”海洋酸化”。科研人员研究了海洋酸化对束毛藻的影响。
（1）在海洋生态系统成分中，束毛藻属于__________，该成分在生态系统中的作用是__________。束毛藻还是海洋中最主要的固氮藻类之一，它能将N2转化成NH3、NO2–等，用于合成__________两类大分子有机物，在生态系统__________功能中发挥重要作用。
（2）国外学者证实，CO2浓度增加能促进束毛藻光合作用，有利于其生长。我国学者进行了四组实验，测定束毛藻的增长率，得到下图所示结果。
①我国学者试图研究的问题是__________。
②实验中改变CO2浓度时，pH也会改变，请结合所学知识，写出控制pH相对稳定的思路：__________。
③该实验结果说明__________。
（3）请尝试从系统的角度，讨论海水中CO2浓度升高对海洋生态系统的其他影响：__________。
（4）近百年来，温室气体排放让整个地球有点”发烧”。为了人类社会的可持续发展，应当从我做起减少碳排放，请写出一项低碳生活的具体实例：__________。
参考答案
一、单项选择题：本大题共20小题，每小题2分，共40分。请将答案涂在答题卡对应位置。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
C | B | D | A | A | D | B | C | A | B |
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
D | B | B | C | D | A | D | D | A | A |
二、填空题：本部分6道大题，共60分，除特殊标记外，每空1分，请将答案写在答题纸对应位置。
21.（9分）
（1）（2分）氧气 顺
（2）（3分）气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升 CO2固定 降低
（3）（4分）①②组在亚高温高光（HH）下培养 合成新的D1蛋白
②抑制程度会加剧，因为Deg蛋白酶的活性被抑制后不能把失活的D1蛋白降解，新合成的D1蛋白无法修复PSII的结构和功能（2分）
22.（10分）
（1）（1分）脂双层（磷脂双分子层）
（2）（4分）稀释涂布平板 碳源、氮源 抑菌圈（或透明圈） 1：4
（3）（1分）与C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效缩短杀菌时间
（4）（4分）细胞壁和细胞膜（或细胞膜/细胞表面） 细胞质
儿茶素作用于细胞表面，使Yb3+ 更容易进入细胞内，破坏细胞结构，导致细胞死亡（2分）
23.（10分）
（1）（8分）①a. 芘 b. 培养基（培养皿、接种环等）
c. 酒精灯火焰（外焰） d. 菌落
②3 微生物种类及比例
③Pse Pse菌株在对照池和滞留池中均占比较大且对芘的耐受性较好
（2）（2分）防止转基因微生物逃逸到自然界，将实验带来的生态风险降到最低（2分）
24.（11分）
（1）（4分）（高压蒸汽）灭菌 接种 选择（2分）
（2）（5分）①基因序列 CaCl2
②用膜蛋白作为抗原多次免疫兔子，取脾脏中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选得到单个分泌抗膜蛋白抗体的杂交瘤细胞，进行克隆培养（3分，分级赋分）
（3）（2分）标记 ②
25.（8分）
（1）（2分）基因工程 细胞工程
（2）（2分）限制性核酸内切酶和DNA连接酶 叶绿体特异性启动子
（3）（1分）B
（4）（3分）该实验设计缺少对照组（1分）。
对照组应每周4次、每次用等量的缓冲液注射小鼠，检测小鼠体内的抗体反应，T细胞增殖情况以及淋巴因子的生成。（2分）
26.（12分）
（1）（4分）生产者 将太阳能转变成化学能，储存在制造的有机物中 蛋白质和核酸 物质循环
（2）（6分）①CO2浓度升高和pH下降两个因素共同对束毛藻增长的影响（或”pH下降，导致’海洋酸化’是否也影响束毛藻增长”）（2分）
②分别使用pH=7. 8和8. 1的缓冲溶液（加入缓冲物质稳定pH变化）
③CO2浓度升高对束毛藻增长的促进作用小于海水pH下降对其增长的抑制作用（3分，分级赋分，答出”CO2浓度升高促进束毛藻增长”得1分；答出”pH下降抑制束毛藻增长”得1分；答出”CO2上升的促进作用不及pH下降的抑制”得1分）
（3）（1分）束毛藻减少，以束毛藻为食的消费者减少，通过食物链影响其他生物的数量；海洋pH降低，影响其他水生生物生存
（4）（1分）使用节能灯；多使用公共交通；减少纸张等浪费；拒绝一次性筷子的使用；垃圾分类、回收利用等（合理可得分）