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高三生物一轮复习经典习题必练 分子与细胞（一）
一、单选题
1．蔗糖不能透过红细胞的细胞膜。将红细胞浸入高浓度的蔗糖溶液和蒸馏水中，一段时间后细胞形态发
生的变化是（ ）
A．皱缩、涨破
B．涨破、皱缩
C．皱缩、皱缩
D．涨破、涨破
2．植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是（ ）
A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B．植物细胞培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性
D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
3．正常情况下，下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述中，正确的是（ ）
A．所有体细胞都不断地进行细胞分裂
B．细胞分化使各种细胞的遗传物质产生差异
C．细胞分化仅发生于早期胚胎形成的过程中
D．细胞的衰老和死亡是一种自然的生理过程
4．某果蝇精原细胞中8 条染色体上的DNA 已全部被
15N 标记，其中一对同源染色体上有基因A 和a，现给
此精原细胞提供含
14N 的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体
畸变发生。下列叙述中正确的是（ ）
A．若四个子细胞中均含4 条染色体，则一定有一半子细胞含有a 基因
B．若四个子细胞中均含8 条染色体，则每个子细胞中均含2 个A 基因
C．若四个子细胞中的核DNA 均含
15N，则每个子细胞均含8 条染色体
D．若四个子细胞中有一半核DNA 含
15N，则每个子细胞均含4 条染色体
5．研究者对绿色荧光蛋白进行改造，将其第203 位苏氨酸替换为酪氨酸，使改造后的蛋白质在特定光激发
后发射橙色光，称为橙色荧光蛋白。关于橙色荧光蛋白的构建，以下说法正确的是（ ）
A．用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白获得目标产物
B．设计定点突变PCR 获得橙色荧光蛋白基因
C．PCR 扩增获得的产物激发后可以发橙色荧光
D．绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基缺失
6．在出芽酵母中，溶酶体样液泡和线粒体之间存在功能上的联系。具体机制如图所示（Cys 为半胱氨酸）。
下列叙述错误的是（ ）
1
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A．H+以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡
B．液泡是一种酸性细胞器，能促进蛋白质降解
C．添加ATP 水解酶抑制剂可使有氧呼吸受抑制
D．液泡酸化异常可导致线粒体中积累大量铁离子
7．如图是动物肝细胞中一种常见的细胞器，相关叙述错误的是（ ）
A．结构①②允许氧和二氧化碳分子自由出入
B．③使得内膜的面积大大增加有利于释放更多能量
C．该细胞器内可发生DNA 复制、转录和翻译等过程
D．④中含有葡萄糖分解及ATP 合成相关的酶
8．生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用，关于下图所示生理过程，说法不正确的是（
）
A．图示过程为光反应过程
2
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B．H+浓度梯度与ATP 合成有关
C．图示膜结构为叶绿体内膜
D．b 蛋白具有运输和催化功能
9．净初级生产量是指植物光合作用固定的能量扣除植物呼吸作用消耗掉的那部分，可用于植物的生长和
生殖的能量。下图是夏季某温带叶林中的一个淡水池塘得到的曲线图，下列说法不正确的是（ ）
A．随水深增加，净初级生产量下降
B．净初级生产量是输入该生态系统的总能量
C．净初级生产量用于植物的生长繁殖，A 处植物长势最好
D．该池塘群落具有较为明显的垂直结构
10．外泌体是细胞释放的膜性小泡。鼠的肥大细胞分泌的外泌体可以被人的肥大细胞捕获，并且其携带的
mRNA 可以进入细胞质中被翻译成蛋白质。除mRNA 外，外泌体所转移的mi-RNA（一类长度约为20-24
个核苷酸的小RNA，其在细胞内具有多种重要的调节作用）进入靶细胞后可以靶向调节细胞中mRNA 的
水平。以下说法不正确的是（ ）
A．外泌体的产生依赖于细胞膜的流动性
B．mRNA 可借助外泌体实现跨细胞翻译
C．mi-RNA 是一类催化mRNA 水解的酶
D．肥大细胞释放组织胺可引起过敏反应
11．实验原理决定了实验设计和操作，表中实验原理有错误的是（ ）
选
项
高中生物学实验内容
实验原理
A
用高倍显微镜观察细胞质流
动
活细胞中细胞质不断流动，可用细胞质中叶绿体的运动作为标志
B
绿叶中色素的提取和分离
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂中，且在层析液中溶解度不同，溶
解度高的扩散快
3
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C
观察根尖分生区组织细胞的
有丝分裂
各个细胞的分裂独立进行，在同一分生组织中可以看到处于不同分
裂时期的细胞
D
DNA 的粗提取与鉴定
DNA 能溶于2mol/L 的NaCl 溶液，但不溶于冷酒精，常温下DNA 遇
二苯胺试剂呈现蓝色
A．A
B．B
C．C
D．D
12．图为神经肌肉接头结构模式图，下列与之相关的说法中不正确的是（ ）
A．①是神经元的轴突末梢，神经冲动只能由①传向肌肉
B．②能与突触前膜融合通过胞吐的方式释放神经递质
C．③是肌肉细胞膜，神经递质与受体结合后进入细胞
D．④是能为神经元之间的信息传递提供能量的细胞器
13．肾脏是机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，维持机体内环境的稳态。近曲小管上皮细胞膜
上具有多种转运蛋白，其重吸收葡萄糖的机制如图所示。对近曲小管上皮细胞重吸收葡萄糖的叙述，不正
确的是（ ）
SGLT：钠葡萄糖共转运体 GLUT：葡萄糖转运蛋白
A．原尿中的葡萄糖经近曲小管上皮细胞进入组织液不需要ATP 提供能量
B．Na 泵使近曲小管上皮细胞内处于低钠状态，有利于葡萄糖的重吸收
C．细胞膜两侧的葡萄糖浓度差越大，GLUT 的转运效率越高
D．血糖浓度超过6.1mmol/L 时，原尿中葡萄糖不能全部被重吸收
4
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14．某同学对蛋白酶TSS 的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析正确的是（ ）
组
别
pH
CaCl2
温度（℃）
降解率（%）
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．在②组基础上增加酶浓度可提高降解率以及产物量
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．①和②组结果对比能说明酶具有高效性
15．艾滋病是由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的，下列说法不正确的是（ ）
A．表面蛋白帮助HIV 主动运输进入细胞
B．HIV 的两条RNA 链储存其遗传信息
C．逆转录酶用HIV 宿主细胞的原料合成
D．病毒包膜的组成中含磷脂双分子层
16．Na+-K+泵的工作原理如下图所示，乌本苷是Na+-K+泵的抑制剂，其本身引起溶液浓度的变化可以忽略
不计。下列叙述正确的是（ ）
5
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A．Na+-K+泵同时具有载体和酶的功能
B．乌本苷处理可导致红细胞失水皱缩
C．Na+的运输体现了细胞膜的流动性
D．该过程中K+的运输方式为协助扩散
17．下列关于蛋白质的叙述错误的是（ ）
A．组成人体蛋白质的氨基酸有21 种
B．活细胞含量最多的化合物是蛋白质
C．胰岛素是细胞间传递信息的蛋白质
D．鸡蛋煮熟后其蛋白质更容易被水解
18．“吃啥补啥”在民间广为流传，下列叙述正确的是（ ）
A．菠菜中富含铁元素，适当食用菠菜可辅助治疗缺铁性贫血
B．基因是核酸片段，食用富含基因的食品可以增强基因的修复能力
C．正常人血浆的pH 在7.35-7.45 之间，故人应摄入碱性食物以维持血浆pH
D．大豆富含蛋白质，故可长期食用大豆作为蛋白质来源，无需补充其他蛋白质类食物
19．我国南方大面积栽培的水稻为籼稻。与粳稻相比，籼稻的B 基因中一个碱基对A-T 替换成了T-A，使
其降低了对低温的适应性。下列叙述正确的是（ ）
A．该变异属于基因突变，改变了DNA 碱基对内的氢键数
B．该变异不会导致染色体结构和数目的改变
C．该变异不会引起相应蛋白质空间结构的改变
D．在我国北方环境下种植籼稻品种，其产量较高
20．发菜是一种蓝细菌，因与“发财”同音，故受人们喜爱，下列叙述正确的是（ ）
A．发菜的遗传物质为DNA 和RNA
B．发菜的光合作用场所是叶绿体
C．发菜细胞内有核糖体和中心体
D．发菜在生态系统中属于生产者
6
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21．利用蛋白质工程改造源于溶珊瑚弧菌的几丁质酶：保留该酶N 端，在C 端增加陆生真菌几丁质结合保
守域，从而增加酶与底物的结合能力。改造后的酶活性显著高于市售几丁质酶。相关叙述错误的是（ ）
A．几丁质是海洋中含量丰富的多糖之一
B．溶珊瑚弧菌通过分泌几丁质酶获取氮源
C．直接操作对象是溶珊瑚弧菌的几丁质酶基因
D．表达改造后的几丁质酶需要借助于受体细胞
22．生物学是一门以科学实验为基础的学科，下列有关课本实验的叙述，错误的是（ ）
A．某野果样液中加入斐林试剂后出现砖红色沉淀，表明该野果中含有蔗糖
B．原生质层伸缩性强于细胞壁，所以可观察到质壁分离现象
C．制作细胞有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后需漂洗后再用甲紫溶液染色
D．探究酵母菌的呼吸方式的实验采用了对比实验的探究方法
23．动物细胞分裂时，粘连蛋白将两条姐妹染色单体粘连在一起，水解酶可水解粘连蛋白，该酶在间期
DNA 复制完成后就存在，分裂中期开始大量起作用，姐妹染色单体间的着丝粒位置存有一种SGO 蛋白，
保护粘连蛋白不被水解，从而保证细胞分裂过程中染色体的正确排列与分离。下列叙述错误的是（ ）
A．SGO 蛋白在细胞分裂间期通过核糖体合成并由核孔进入细胞核
B．SGO 蛋白作用机理与秋水仙素诱导染色体加倍相同
C．SGO 蛋白失活及粘连蛋白水解可发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期
D．在减数分裂过程中，粘连蛋白水解后不一定会发生等位基因的分离
24．如图为果蝇X 染色体上的部分基因分布示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．摩尔根运用假说-演绎法将白眼基因定位在X 染色体上
B．图示中所示的基因控制的性状遗传都和性别相关联
C．雌果蝇的体细胞中分叉毛基因最多有4 个
D．控制白眼和分叉毛的基因在遗传中遵循自由组合定律
25．下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述不正确的是（
）
7
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A．蔗糖的水解有利于蔗糖的运输
B．单糖顺浓度梯度转运至薄壁细胞
C．ATP 生成抑制剂会抑制图中蔗糖的运输
D．蔗糖可通过胞间连丝运至筛管细胞
二、非选择题
26．学习以下材料，回答问题。
PXo 小体的发现
磷酸盐（Pi）是生命必不可少的营养物质。在细菌中，Pi 储存在多磷酸盐颗粒中，而在酵母和植物细胞中，
Pi 主要储存在液泡中。那么，动物细胞中的Pi 是如何代谢、存储的？科研人员在果蝇细胞中发现了一个储
存Pi 的全新细胞器。
研究团队首先给果蝇喂食了膦甲酸（PFA，能抑制肠吸收细胞对磷的吸收），对肠内膜细胞的成像结果显
示，PFA 作用下，肠干细胞加速增殖、导致新生的肠吸收细胞（EC）数量激增。降低了食物中Pi 的水平
也发现了同样的结果。为了找出低Pi 摄入是如何产生这种影响的，科研人员调查了低Pi 水平是否会影响
基因表达。研究发现，一种被称为PXo 的基因能够编码一种Pi 感应蛋白。于是，他们用AlphaFold 预测了
果蝇PXo 蛋白及其人类直系同源XPR1 的结构、并做了结构比对，找到了PXo 蛋白上的Pi 感应域。进一步
研究发现，当细胞被剥夺Pi 时，PXo 基因的表达会下调。定位实验显示，PXo 蛋白主要位于肠吸收细胞中，
在其他细胞中很少见。PXo 蛋白集中分布在细胞的一些有多层膜的椭圆形结构中（一种全新的细胞器，被
称作PXo 小体）。Pi 被PXo 蛋白转运进入PXo 小体后，储存起来，可转化为膜的主要成分。
当饮食中的Pi 不足时，PXo 小体中的膜成分将显著减少，最终PXo 小体会被降解并通过下图所示的机制促
使肠干细胞增殖。
8
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之前的研究发现，其他微量元素会储存在果蝇的囊泡中。但在最新研究中，PXo 小体是磷酸盐特有的储库。
此外，虽然这项研究的重点是果蝇，但该发现可能具有深远的意义，它将为医学、营养和健康领域的更多
相关发现奠定基础。
(1)Pi 被PXo 蛋白转运进入PXo 小体后储存起来，也可转化为膜的主要成分 ，Pi 作为营养物质
在细胞内参与 等大分子物质的合成。
(2)研究人员发现当细胞缺乏磷酸盐时，PXo 基因的表达较弱，同时肠干细胞过度分裂。因此提出“Pi 变化
后通过影响PXo 基因的表达来影响细胞分裂速度”请补充实验证据，并写出实验思路与预期 。
(3)PXo 小体是磷酸盐特有的储库，线粒体有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用场所，从结构与功能的
角度分析上述细胞器结构特殊性的意义 。
(4)从稳态与平衡、物质与能量角度分析Pxo 小体维持动物Pi 相对稳定的机制及意义 。
27．为了研究真核细胞能量供应的调节机制，科研工作者进行了相关研究。
(1)图1 是细胞中葡萄糖和亮氨酸的代谢过程模式图，虚线框中的代谢途径是发生在线粒体中
阶段的反应。
(2)亮氨酸可通过②过程转化成 ，然后进入柠檬酸循环完成物质的氧化分解，也可通过③
9
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过程生成蛋白质。
(3)细胞中L 酶可感知葡萄糖的含量，在高浓度葡萄糖条件下，L 酶将与ATP 和亮氨酸结合（如图2），促
进 与亮氨酸结合，进而完成蛋白质合成。L 酶对高浓度葡萄糖的感知，增强
（填图1 中序号）过程，抑制 （填图1 中序号）过程。
(4)科研人员对L 酶与亮氨酸和ATP 的结合（图2）进行研究，针对位点1 和位点2 分别制备出相应突变体
细胞L1 和突变体细胞L2，在不同条件下进行实验后检测放射性强度，检测结果如图3、4 所示。
①由图3、4 可知，加入10μmol[3H]ATP+10mmolATP 或加入10μmol[3H]亮氨酸+10mmol 亮氨酸可明显降低
野生型放射性相对值，原因是 ，据此数据推测L 酶与亮氨酸和ATP 特异性结合。
②由（3）相关信息及图3、4 实验推测ATP 与亮氨酸分别可能与L 酶 位点结合，试合理
解释图4 加入10μmol[3H]亮氨酸L2 放射性低的原因。 。
(5)进一步研究发现，在缺乏葡萄糖条件下，L 酶会发生磷酸化，导致其空间结构发生变化。综合以上研究
结果，请解释在缺乏葡萄糖的条件下细胞能量供应的具体机制 。
28．学习以下材料，回答（1）~（5）题。
线粒体蛋白AOX 和UCP 在植物开花生热中的功能
有些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能，使花器官温度显著高于环境温度，即
“开花生热现象”。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。
与高等动物相同，高等植物细胞的有氧呼吸过程能释放热量。有氧呼吸的第三阶段，有机物中的电子经
UQ（泛醌，脂溶性化合物）、蛋白复合体（I、Ⅱ、Ⅲ、IV）的作用，传递至氧气生成水，电子传递过程
中释放的能量用于建立膜两侧H 浓度差，使能量转换成H 电化学势能，此过程称为细胞色素途径。最终，
H 经ATP 合成酶运回线粒体基质时释放能量，此能量用于ATP 合成酶催化ADP 和Pi 形成ATP。如图1 所
10
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示（“e”表示电子，“→”表示物质运输及方向）。这种情况下生热缓慢，不是造成植物器官温度明显上
升的主要原因。
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图1 中的AOX 表示交替氧化酶（蛋白质），是一种植物细胞中广泛存在的氧化酶，在此酶参与下，电子
可不通过蛋白复合体Ⅲ和IV，而是直接通过AOX 传递给氧气生成水，大量能量以热能的形式释放。此途
径称为AOX 途径。相较于细胞色素途径，有机物中电子经AOX 途径传递后，最终只能产生极少量ATP。
荷花（N．nucifera）在自然生长的开花阶段，具有开花生热现象。花器官呼吸作用显著增强，氧气消耗量
大幅提高，使得花器官与周围环境温差逐渐增大。研究人员测定了花器官开花生热过程中不同途径的耗氧
量，如图2 所示。当达到生热最高峰时，AOX 途径的呼吸作用比生热前显著增强，可占总呼吸作用耗氧量
的70%以上。
线粒体解偶联蛋白（UCP）是位于高等动、植物线粒体内膜上的一类离子转运蛋白。UCP 可以将H+通过膜
渗漏到线粒体基质中，从而驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度，使能量以热能形式释放。有些植物开花生热
时，UCP 表达量显著上升，表明UCP 蛋白也会参与调控植物的开花生热。
(1)图1 所示的膜结构是 ；图1 中可以运输H+的是 。
(2)有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量，但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段，有机物中的能
量大部分储存在 中。
(3)运用文中信息分析，在耗氧量不变的情况下，若图1 所示的膜结构上AOX 和UCP 含量提高，则经膜上
ATP 合成酶催化形成的ATP 的量 （选填“增加”、“不变”、“减少”）。原因是
12
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。
(4)基干本文内容，下列叙述能体现高等动、植物统一性的是______。
A．二者均有线粒体
B．二者均可借助UCP 产热
C．二者均可分解有机物产生ATP
D．二者均通过AOX 途径产生大量ATP
(5)若荷花开花生热过程中，经UCP 产生的热量不少于AOX 途径产热。则在“总呼吸”曲线仍维持图2 状
态时，请判断细胞色素途径和AOX 途径耗氧量应有怎样的变化，并说明理由 。
29．日光温室内光质成分较露地有很大的差异，成为影响日光温室蔬菜生产的重要因子。因此，生产上采
取人工补光的方法改变日光温室内光质的成分。为了研究红光与蓝光对日光温室结瓜期黄瓜光合速率及光
合产物运输与分配的影响，科研人员展开了以下实验。
(1)植物通过位于 上的光合色素吸收光能，并在叶绿体基质中将能量转化为 。
影响光合作用速率的环境因素除光质外，还有 （列举三个）。
(2)日光温室进行黄瓜的播种育苗，选取长势相同的黄瓜幼苗分为三组，分别补充不同质量的光。具体方法
是红光灯与蓝光灯安置于植株冠层上方约0.5m 处（随植株高度变化调整），以不补光为对照组（CK 组）。
①培养37 天后，在盛瓜期选取长势一致的植株测量各组植物光合速率，结果如表1。
表1 补充不同质量的光对黄瓜叶片光合速率的影响
处理
光合速率/μ.mol·（m²·s）
-1
8:00
9:00
10:00
12:00
13:00
14:00
16:00
CK
补红
光
补蓝
光
12.8c
16.3c
14.2b
15.7b
17.3a
12.0c
12.1a
13.8a
12..8a
8.5a
9.2a
8.9a
8.9a
9.6a
9.1a
9.2b
10.8a
9.4b
4.5a
5.2a
5.4a
由表1 可知，补充红光和蓝光可以 。
②培养至30 天时选择上数第6 片功能叶（饲喂叶）套人薄膜叶室，注人等量
14C 混合气体，半小时后撤去
叶室。7 天后按照饲喂叶、上位果（饲喂叶上数第一个瓜）、上位叶（饲喂叶以上所有叶片）、上位茎
（饲喂叶以上所有茎）、下位果（饲喂叶以下所有果实）、下位茎（饲喂叶以下所有茎）、下位叶（饲喂
叶以下所有叶片）以及根系等8 个部分分解植株，记录各部分的有机物干重，计算出
14C 同化物在各部分
的分配量与分配率。实验结果如下表2。
表2 补充红光与蓝光对饲喂7d 后黄瓜植株光合产物分配的影响
13
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处
理
饲喂叶
上位叶
下位叶
上位茎
下位茎
上位果
下位果
根
总量
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CPM
x103
(CAP/%)
CK
279.9c
(31.4)
12.4c
(1.4)
3.4c (0.4)
82.9c
(9.3)
29.6c
(3.3)
33.0b
(3.7)
447.2c
(50.2)
2.1c (0.2)
890.5
(100)
补
红
光
478.2a
(27.9)
426a
(2.5)
14.1a
(0.8)
198.4a
(11.6)
92.4a
(5.4)
35.7b
(2.1)
838.4a
(48.9)
13.9a
(0.8)
1713.7
(100)
补
蓝
光
450.4b
(35.3)
23.1b
(1.8)
6.0b
(12.5)
159.7b
(12.5)
62.6b
(4.9)
89.4a
(7.0)
474.7b
(37.2)
8.9b
(0.7)
1274.8
(100)
注：CPM 和CAP/%分别为
14C 同化物在各部分的分配量与分配率
与对照组相比，补充红光时，
14C 同化物在植株中的总量增加，但在饲喂叶本身分配比例减少，说明
。
补充蓝光增加了饲喂叶自身对光合产物的截留量，使得更多的光合产物保留在饲喂叶片中，判断依据为
。
(3)进一步将叶片切片置于电子显微镜观测了叶片单位细胞内的叶绿体个数及其超微结构，结果如下图。
注：1.CK 2.补红光 3.补蓝光 A．淀粉粒 G.基粒
由图可知，补充红光和蓝光都促进 增加。同时发现，与对照组相比较，补充红光时黄瓜叶片细
胞内的叶绿体数及基粒片层厚度也明显增加。
(4)结合上述实验，为提高日光温室黄瓜产量提供合适的建议，并阐明理由 。
30．学习以下材料，完成（1）~（5）题。
细胞周期阻滞，细胞是否会走向衰老
细胞的生命历程都要经过生长、增殖、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同
时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞周期阻滞是细胞衰老最基本和
最显著的特征，因此一些科学家将细胞衰老定义为DNA 损伤和其他应激引起的不可逆的细胞周期阻滞。
然而， 这一定义并不完善，例如，在年轻的有机体中，神经元和心肌细胞虽然处在不可逆的停滞状态，
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但它们并不衰老，经有丝分裂产生的子细胞可以是年轻的，也可以是衰老的。
科学家假设：细胞周期阻滞而不抑制细胞的生长将会导致细胞衰老，即抑制细胞生长可以阻止细胞衰老。
为验证该假设，科研人员利用动物血清（含有生长因子）和HT-p21 细胞系（细胞合成的p21 蛋白具有细胞
周期阻滞的作用）进行了如下实验。
将HT-p 21 细胞分为四组，实验处理分别为：（A）10%血清（serum），（B）10%血清+IPTG（可诱导p
21 蛋白合成），（C）无血清+IPTG，（D）无血清（血清饥饿）。培养一段时间后，实验结果如图1。
结果表明，在有无血清的情况下，IPTG 均可通过诱导p21 蛋白合成，导致细胞周期阻滞。
利用显微镜观察四组细胞形态时发现，B 组的细胞肥大而扁平（细胞肥大是细胞衰老的标志），有明显的
核仁，而其余三组细胞形态正常。将B 组细胞放入不含IPTG，添加10%血清的培养基中继续培养，结果
大多数细胞保持衰老状态；然而在去除IPTG 后，C 组细胞能够恢复正常表型。由此得出结论：在IPTG 存
在下，血清中生长因子是引起细胞衰老的必要条件。
后续研究发现，D 组的HT-p21 细胞和人体正常细胞如成纤维细胞，经血清饥饿处理后都会处于静止状态
（细胞不生长也不分裂），这与细胞周期蛋白D1 水平低、TOR（生长因子可通过激活TOR 通路促进细胞
生长） 活性低等有关。在培养基中添加血清和低浓度阿霉素（DOX，一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA 和
DNA 的合成） 后，细胞中TOR 活性升高，开始走向衰老。
总之，当TOR 通路被激活，p21 蛋白阻断细胞周期时，细胞就会发生衰老。（见图2）
细胞衰老和个体衰老都是生物体的正常生命现象。TOR 通路失活可能会延长生物体的寿命。事实上，胰岛
素/TOR 通路失活增加了从酵母到小鼠不同物种的寿命。TOR 通路与许多年龄相关疾病有关，如动脉粥样
硬化、高血压、心脏肥大、骨质疏松症、Ⅱ型糖尿病、肥胖、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症、听力损失、
良性和恶性肿瘤等。因此，药物抑制这一通路可以延缓甚至预防这些疾病。
(1)细胞衰老死亡与 的动态平衡是维持机体正常生命活动的基础。与正常细胞相比，衰老细胞
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的形态结构发生了变化，这些变化包括本文提到的 及教材中的 （各写出两
点）。
(2)往动物细胞培养基中添加动物血清的目的是 。动物细胞还需要放入 培养
箱中进行培养。
(3)有人认为细胞衰老就是细胞生长停滞。你是否支持这一观点，请说明理由 。
(4)请结合文中科学家的研究结果，修改“细胞衰老”的定义 。
(5)结合所学知识和文中的信息，解释“TOR 通路失活可导致生物体寿命延长”的原因 。
31．细胞的生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化，请据图分析。
(1)图1 表示发生在真核细胞线粒体的 呼吸部分过程，蛋白复合体I、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递
链将e 传递给O2形成水，同时将H+转运到线粒体内外膜的间隙，当H+再被转运到 时，推动了ATP 的
合成。
(2)脑缺血时，神经细胞损伤的主要原因是神经细胞缺氧导致ATP 合成骤降，请据图1 解释原因 。
(3)研究发现，缺血时若轻微酸化（6.4≤pH<7.4）可减缓ATP 下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的
作用，为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2 所示，图2 结果中支
持轻微酸化具有保护作用的证据是 。
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(4)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血的之后的吸氧治疗中添加高于正常值的 气体，有利于
降低神经细胞的损伤。
32．聚乳酸是一种生物可降解塑料，可用化工方法生产，或用大肠杆菌以粮食为原料发酵生产。我国科研
人员用合成生物学方法构建了蓝细菌细胞工厂来生产聚乳酸。
(1)蓝细菌是能进行光合作用的 养生物，所以用其生产聚乳酸可降低成本。
(2)蓝细菌本身不具有聚乳酸合成途径，科研人员计划通过导入相关基因搭建以下代谢通路以合成聚乳酸
（如图1）
注：实线箭头表示蓝细菌原有代谢通路：虚线箭头表示导入相关酶基因后构建的新代谢通路。
①据图可知，引人的酶A 催化反应需NADH 作为还原剂，但蓝细菌通过 反应可以生成较多
NADPH，所以科研人员对酶A 进行 工程改造使其可利用NADPH 以提高生产效率。
②此外，科研人员还计划敲除酶D 基因，其目的是 。
(3)为了选择最优启动子，科研人员构建了下图所示三种表达载体，并检测了酶B 和酶C 基因表达情况如图
2。
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综合图1 和2 可知，Pt启动子是最优启动子，其依据是 。
(4)科研人员选择L1 表达载体导入受体细胞，并敲除酶D 基因，获得工程蓝细菌。然后将其在给予
并通入 的条件下进行培养，检测发现蓝细菌细胞工厂已经能生产较高产量的聚乳酸。
(5)与原有的生产工艺相比，采用蓝细菌生产聚乳酸在优势是 ？
33．植物产生的信号物质参与植物体的生长发育及植物体对外界环境变化的反应过程。
(1)植物激素是植物体产生的，对生命活动起 作用的微量有机物。植物根的伸长是由于根部细胞的
导致。
(2)用NaCl 和乙烯合成抑制剂（AVG）处理拟南芥萌发的种子，检测根的长度，结果如图。
结果表明，NaCl 通过促进乙烯的合成，进而抑制根的生长，依据是 。
(3)有研究表明，高浓度NaCl 处理后，植物会产生茉莉酸抑制根的生长。为研究乙烯、茉莉酸在拟南芥根
生长过程中的关系，研究人员进行了实验。将用高浓度NaCl 处理过的拟南芥分为4 组，分别加入AVG 或
IBU，其中IBU 为茉莉酸合成抑制剂，检测根的长度。
组别
1
2
3
4
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AVG
-
+
-
+
IBU
-
-
+
+
根的长度
4.8
7.2
8.7
8.7
注：+/-分别表示有/无添加
结果表明，高浓度NaCl 处理、乙烯、茉莉酸及根的伸长之间的关系为 。
(4)为进一步证明乙烯与茉莉酸在根的伸长中的关系，请使用下列材料和试剂设计实验，写出实验方案与预
期结果。
可供选择的材料和试剂：萌发的种子、乙烯、茉莉酸、AVG、IBU。
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