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2022-2023学年江苏省姜堰中学、如东中学、沭阳如东中学高三10月联考生物试题含解析
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这是一份2022-2023学年江苏省姜堰中学、如东中学、沭阳如东中学高三10月联考生物试题含解析,共33页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
江苏省姜堰中学、如东中学、沭阳如东中学2022-2023学年高三10月联考生物试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于生物体内水和无机盐的叙述,正确的是( )
A.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
B.植物在冬季来临之前,自由水/结合水的值会上升,从而适应寒冷环境
C.缺氮会影响植物生长素的合成
D.细胞中的无机盐对生命活动具有重要作用,均以离子形式存在
【答案】C
【分析】细胞内无机盐的主要存在形式是离子,有些无机盐以化合物的形式存在,许多无机盐对于维持细胞核生物体的生命活动具有重要作用,有些无机盐参与调节酸碱平衡和渗透压。
【详解】A、离子穿过磷脂双分子层需要转运蛋白的运输,不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,A错误;
B、冬季来临之前,植物细胞自由水/结合水的比值会下降,代谢减弱,抗逆性增强,从而适应寒冷环境,B错误;
C、生长素含有N元素,缺氮会影响植物生长素的合成,C正确;
D、细胞中的无机盐主要以离子形式存在,D错误。
故选C。
2.酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程,某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外,还可能检测到分泌蛋白的场所是( )
A.线粒体、囊泡 B.内质网、细胞外
C.线粒体、细胞质基质 D.内质网、囊泡
【答案】D
【分析】分泌蛋白在核糖体上合成,然后肽链进入内质网进行肽链初加工,再以囊泡的形式转移到高尔基体,进行进一步的加工、分类和包装。
【详解】AC、线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量,分泌蛋白不会进入线粒体,AC错误;
B、根据题意,分泌蛋白在高尔基体中积累,不会分泌到细胞外,B错误;
D、内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体,内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白,D正确。
故选D。
3.种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【分析】种子不能进行光合作用,[H]应是通过有氧呼吸第一、二阶段产生。有氧呼吸强度受温度、氧气浓度影响。
【详解】A、大豆种子充分吸水胀大,此时未形成叶绿体,不能进行光合作用,该反应不需要在光下进行,A错误;
B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H],TTF可在细胞质基质中生成,B正确;
C、保温时间较长时,较多的TTC进入活细胞,生成较多的红色TTF,C错误;
D、相同时间内,种胚出现的红色越深,说明种胚代谢越旺盛,据此可判断种子活力的高低,D错误。
故选B。
4.某二倍体植物的性别是由3个等位基因aD、a+、ad决定的,其中aD对a+、ad为显性,a+对ad为显性。aD基因决定雄性,a+基因决定雌雄同株,ad基因决定雌性。若没有基因突变发生,下列说法正确的是( )
A.自然条件下,该植物的基因型最多有6种
B.通过杂交的方法能获得纯合二倍体雄性植株
C.利用花药离体培养可直接获得纯合二倍体雄性植株
D.若子代中1/4是雌株,则母本一定是雌雄同株
【答案】D
【分析】aD基因决定雄性,a+基因决定雌雄同株,ad基因决定雌性。aD对a+、ad为显性,a+对ad为显性,因此雄性基因型为aD a+、aDad,雌雄同株基因型为a+ a+、a+ad,雌性基因型为adad。
【详解】A、自然条件下,该植物的基因型最多有5种,不可能有aDaD,aD基因决定雄性,两个雄性无法杂交,A错误;
B、aDaD需要双亲分别提供aD的配子,而aD对a+、ad为显性,因此不可能通过杂交的方法能获得纯合二倍体雄性植株,B错误;
C、利用花药离体培养得到的是单倍体,需加倍才能获得纯合二倍体雄性植株,C错误;
D、若子代中1/4是雌株(adad),双亲均含ad,且能提供ad的配子的概率为1/2,则母本一定是a+ad(雌雄同株),D正确。
故选D。
5.为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是( )
A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖
B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
【答案】D
【分析】人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
【详解】A、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A错误;
B、肿瘤细胞可无限增殖,B错误;
C、原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必须的,原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质,C错误;
D、据图分析,同时转入Myc和Ras的小鼠中,肿瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras的小鼠,说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应,D正确。
故选D。
6.DNA 缠绕在组蛋白周围形成核小体,是染色质的结构单位。组蛋白的乙酰化是由乙酰化酶催化,乙酰化会弱化组蛋白和 DNA 的相互作用,疏松了染色质的结构,细胞内还存在组蛋白去乙酰化酶,使组蛋白去乙酰化,进而调控基因的表达。下列说法错误的是( )
A.组蛋白的乙酰化可使生物表型发生可遗传变化
B.组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制
C.组蛋白去乙酰化酶与染色体形态构建有关
D.染色质中的组蛋白乙酰化和去乙酰化是可逆反应
【答案】D
【分析】1、表观遗传主要包括染色体组蛋白去乙酰化和DNA甲基化。
2、转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
3、翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
【详解】A、组蛋白的乙酰化修饰使得DNA分子片段缠绕力量减弱,进而影响性状,因此这是一种可遗传的变化,A正确;
B、组蛋白去乙酰化能抑制相关基因的转录,进而影响性状,B正确;
C、组蛋白去乙酰化酶使组蛋白去乙酰化,进而调控基因的表达,与染色体形态构建有关,C正确;
D、染色质中的组蛋白乙酰化和去乙酰化所需酶不同,是不可逆反应,D错误。
故选D。
7.用纸片扩散法测定某病原菌对各种抗生素敏感性的实验,是在某病原菌均匀分布的平板上,铺设含有不同种抗生素的纸片后进行培养。图示为培养的结果,其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列分析正确的是( )
A.在图示固体培养基上可用平板划线法或涂布法接种病原菌
B.未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异
C.形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感
D.不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响
【答案】D
【分析】纸片扩散法是药敏试验一种常用的方法,它将含有定量抗菌药物的纸片贴在已接种测试菌的琼脂平板上,纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,形成递减的梯度浓度,在纸片周围抑菌浓度范围内的细菌生长被抑制,形成透明的抑菌圈。
【详解】A、在图示固体培养基上用稀释涂布平板法接种病原菌,A错误;
B、病原菌在接触抗生素之前发生抗性变异,B错误;
C、微生物对药物较敏感,形成的抑菌圈应较大,C错误;
D、纸片所含的药物吸取平板中的水分溶解后便不断向纸片周围区域扩散,不同抗生素在平板上的扩散速度不同会对实验结果造成影响,D正确。
故选D。
8.机体的多种生理、生化反应是在内环境中进行的。下列反应发生于内环境的是( )
A.吞噬细胞在组织间隙中吞噬细菌 B.病毒的DNA整合到宿主细胞的染色体上
C.肠道中的蛋白质被胰蛋白酶降解 D.泪液中的溶菌酶分解细菌的细胞壁
【答案】A
【分析】1、内环境又叫细胞外液,由血浆、组织液和淋巴液组成,凡是发生在血浆、组织液或淋巴液中的化学反应都可以看做是发生在内环境中的反应。
2、一切与外界相通的管腔、囊腔(如消化道、呼吸道、膀胱、子宫等)及与外界相通的液体(如泪液、汗液、尿液、消化液等)都不可看作内环境,因而其内所含物质也不可看作存在于内环境中的物质。
【详解】A、组织间隙中的液体为组织液,属于内环境,故吞噬细胞在组织间隙中吞噬细菌过程发生于内环境,A符合题意;
B、病毒DNA整合到宿主细胞的染色体上,发生在细胞内,不属于内环境中发生的过程,B不符合题意;
C、肠道与外界环境相通,不属于内环境,故肠道中的蛋白质被胰蛋白酶降解不发生在内环境中,C不符合题意;
D、泪液存在于与外界环境相通的地方,不属于内环境,故泪液中的溶菌酶破坏细菌的细胞壁不发生在内环境中,D不符合题意。
故选A。
9.药物甲、乙、丙均可治疗某种疾病,相关作用机制如图所示,突触前膜释放的递质为去甲肾上腺素(NE)。下列说法错误的是( )
A.药物甲的作用导致突触间隙中的NE增多 B.药物乙抑制NE释放过程中的正反馈
C.药物丙抑制突触间隙中NE的回收 D.NE-β受体复合物可改变突触后膜的离子通透性
【答案】B
【分析】去甲肾上腺素(NE)存在于突触小泡,由突触前膜释放到突触间隙,作用于突触后膜的受体,故NE是一种神经递质。由图可知,药物甲抑制去甲肾上腺素的灭活;药物乙抑制去甲肾上腺素与α受体结合;药物丙抑制去甲肾上腺素的回收。
【详解】A、药物甲抑制去甲肾上腺素的灭活,进而导致突触间隙中的NE增多,A正确;
B、由图可知,神经递质可与突触前膜的α受体结合,进而抑制突触小泡释放神经递质,这属于负反馈调节,药物乙抑制NE释放过程中的负反馈,B错误;
C、由图可知,去甲肾上腺素被突触前膜摄取回收,药物丙抑制突触间隙中NE的回收 ,C正确;
D、神经递质NE与突触后膜的β受体特异性结合后,可改变突触后膜的离子通透性,引发突触后膜电位变化,D正确。
故选B。
10.石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A.多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量
D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
【答案】D
【分析】由图可知,与对照组比较,多效唑可提高鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性,赤霉素降低AGPase的活性。
【详解】A、由图可知,多效唑可以增强AGPase活性,促进鳞茎中淀粉的合成,间接参与细胞代谢,A错误;
B、由题“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知,对照组应使用等量的甲醇-清水稀释液处理,B错误;
C、由题可知,赤霉素降低AGPase的活性,进而抑制鳞茎中淀粉的积累,根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关,喷施赤霉素不能提高鳞茎产量,反而使得鳞茎产量减少,C错误;
D、与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”,D正确。
故选D。
11.2022年4月,习近平总书记在海南省考察时指出,热带雨林国家公园是国宝,是水库、粮库、钱库,更是碳库,要充分认识其对国家的战略意义。从生态学的角度看,海南热带雨林的直接价值体现在其( )
A.具有保持水土、涵养水源和净化水质功能,被誉为“绿色水库”
B.是海南省主要河流发源地,可提供灌溉水源,保障农业丰产丰收
C.形成了独特、多样性的雨林景观,是发展生态旅游的重要资源
D.通过光合作用固定大气中CO2,在植被和土壤中积累形成碳库
【答案】C
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、 保持水土、涵养水源和净化水质功能是生态系统调节方面的作用,属于间接价值,A不符合题意;
B、 是海南省主要河流发源地,能提供灌溉水,保障农业丰收主要是热带雨林生态调节的体现,属于间接价值,B不符合题意;
C、 形成了独特、多样性的雨林景观,是发展生态旅游的重要资源,属于旅游观赏价值,是直接价值的体现,C符合题意;
D、 通过光合作用固定大气中CO2,在植被和土壤中积累形成碳库,是其在碳循环等环境调节方面的作用,属于间接价值,D不符合题意。
故选C。
12.关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C.在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质
【答案】B
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:①DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;②DNA不容易酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、低温时DNA酶的活性较低,过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解,A正确;
B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀,B错误;
C、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,C正确;
D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,可能有蛋白质不溶于酒精,在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出,故粗提取的DNA中可能含有蛋白质,D正确。
故选B。
13.线粒体替换(MRT)是一种预防人类遗传病的技术手段,“纺锤体—染色体”转移技术是实现线粒体替换的途径之一。具体做法是:获取生殖意愿者线粒体异常的卵细胞及捐赠者线粒体正常的卵细胞,将异常卵细胞的“纺锤体—染色体”移植到去纺锤体的正常卵细胞中,重构卵细胞经体外受精培养后,移植回生殖意愿者体内完成发育过程。下列相关叙述错误的是( )
A.MRT技术有望防止有害的线粒体DNA突变在母婴之间遗传
B.转移纺锤体的最佳时期应是减数分裂前的间期
C.“纺锤体—染色体”转移技术的实质是实现核遗传物质的转移
D.从生殖角度来看,MRT技术与动物克隆技术的本质不同
【答案】B
【分析】根据题意,将生殖意愿者线粒体异常的卵细胞纺锤体移植到正常卵细胞中,该过程就将异常卵细胞的染色体一起移植到正常卵细胞中,实现了核物质的转移,以正常卵细胞的细胞质替换了异常卵细胞的细胞质。
【详解】A、MR技术将异常线粒体变为正常线粒体,变化的是卵细胞的质基因,故能防止有害的线粒体DNA突变在母婴之间遗传,A正确;
B、减数第二次分裂中期,纺锤体最明显,便于转移,B错误;
C、“纺锤体—染色体”转移技术即转移核基因(染色体),故实质为实现核遗传物质的转移,C正确;
D、克隆技术为无性生殖,而MRT技术需要受精,属于有性生殖,两者本质不同,D正确。
故选B。
14.下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是( )
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验) →得出结论。
2、 萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说,摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。
3、赫尔希和蔡斯进行了T2噬菌体侵染细菌的实验,实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质,证明了DNA是遗传物质。
4、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
【详解】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例,发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联,证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质,通过对比两组实验结果,证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构,D错误。
故选D。
二、多选题
15.NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源,NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法错误的是( )
A.NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的NO3-会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
【答案】ACD
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散,被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体的协助,但不需要消耗能量:而主动运输既需要消耗能量,也需要载体的协助。
【详解】A、据题意,NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,是协助扩散,AMTs是其通道蛋白,不消耗能量,A错误;
B、由图上可以看到,NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动,进行的逆浓度梯度运输,所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确;
C、铵毒发生后,H+在细胞外更多,增加细胞外的NO3-,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C错误;
D、据图可知,载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输,主动运输的速率与其浓度无必然关系;运输H+属于协助扩散,协助扩散在一定范围内呈正相关,超过一定范围后不成比例,D错误。
故选ACD。
16.下图表示人体内有关生理过程,下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙三个过程均可发生在造血干细胞中,且均有氢键的断裂和形成
B.甲、乙、丙三个过程所用的原料不同,碱基互补配对的方式不完全相同
C.图甲表示DNA 的复制,细胞可在短时间内复制出大量的DNA
D.图丙表示两个基因正在进行转录,其表达的蛋白质可能与同一性状有关
【答案】ABD
【分析】分析图示:图甲中进行多起点复制,表示DNA复制;图乙以mRNA为模板合成蛋白质,表示翻译过程;图丙以DNA的一条链为模板合成mRNA,表示转录过程。
【详解】A、甲DNA复制、乙转录和丙翻译过程中均存在碱基互补配对,图甲DNA复制过程中的解旋和子链的形成,图乙翻译过程中的tRNA和mRNA的结合和脱离,图丙转录过程中的解旋和mRNA的形成过程中均存在氢键的破坏和氢键的形成,且甲、乙、丙三个过程均可发生在造血干细胞中,A正确;
B、甲DNA分子复制所需原料是脱氧核苷酸,碱基互补配对关系是A-T、T-A、G-C、C-G;乙翻译过程的原料是氨基酸,碱基互补配对方式是A-U、U-A、G-C、C-G;丙是转录过程,原料是核糖核苷酸,碱基互补配对关系是A-U、T-A、G-C、C-G,故甲、乙、丙三个过程所用的原料不同,碱基互补配对的方式不完全相同,B正确;
C、图甲表示DNA的复制,通过增加复制起始点,可以缩短复制所需时间,而不是在短时间内复制出大量的DNA,C错误;
D、转录是以基因为单位进行的,图丙表示两个基因正在进行转录,其表达的蛋白质可能与同一性状有关,D正确。
故选ABD。
17.病原体入侵引起机体免疫应答,释放免疫活性物质。过度免疫应答造成机体炎症损伤,机体可通过一系列反应来降低损伤,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.免疫活性物质可与相应受体结合,从而调节神经—内分泌系统功能
B.适度使用肾上腺皮质激素不能缓解某些病原体引起的过度炎症反应
C.过度炎症反应引起的免疫抑制会增加机体肿瘤发生风险
D.图中神经递质与肾上腺皮质激素对下丘脑分泌CRH有协同促进作用
【答案】AC
【分析】分析题图可知,病原体入侵引起机体免疫应答,释放免疫活性物质,刺激机体释放神经递质,作用于下丘脑分泌CRH,促进垂体分泌ACTH,促进肾上腺分泌肾上腺皮质激素,反馈性的抑制下丘脑、垂体的活动,同时抑制机体免疫细胞、免疫反应来降低损伤。
【详解】A、分析题图可知,病原体入侵引起机体免疫应答,释放免疫活性物质,免疫活性物质与其受体进行结合,刺激机体释放神经递质,作用于下丘脑分泌CRH,由此进行内分泌激素的分级调节,从而达到调节神经—内分泌系统的功能,A正确;
B、分析题图可知,肾上腺分泌肾上腺皮质激素,反馈性的抑制下丘脑、垂体的活动,同时抑制机体免疫细胞、免疫反应来降低损伤,即适度使用肾上腺皮质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应,B错误;
C、分析题图可知,过度炎症反应,会引起免疫抑制,即会抑制机体免疫细胞、免疫反应来降低损伤;免疫系统可以识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生,所以过度炎症反应引起的免疫抑制可能增加机体肿瘤发生风险,C正确;
D、分析题图可知,图中神经递质作用于下丘脑,促进下丘脑分泌CRH,肾上腺皮质激素对下丘脑分泌CRH具有抑制作用,故两者对下丘脑分泌CRH有拮抗作用,D错误。
故选AC。
18.某地建立了种植业与养殖业密切结合的生态农业示范区,模式图如下。此示范区包括7处养殖场,以及1处粪污处理中心周边的1200hm2生态种植区。下列对其应用的生态工程原理分析,正确的是( )
A.用沼气满足村民的需求实现清洁能源代替传统散煤能源遵循了自生原理
B.以饲料化、肥料化和能源化来提升种养废弃物的利用率遵循了循环原理
C.因地制宜的选择种植和养殖的生物种类并实现种养平衡遵循了协调原理
D.同时实现防治环境污染、增加农民收入、促进产业发展遵循了整体原理
【答案】BCD
【分析】生态工程的建设需要遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。循环原理:通过系统设计实现不断循环,使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。自生原理:把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统。整体原理:充分考虑生态、经济和社会问题。
【详解】A、沼气工程建设实现清洁能源代替传统散煤能源,遵循了物循环原理,A错误;
B、循环原理是指通过系统设计实现不断循环,使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。因此以饲料化、肥料化和能源化来提升种养废弃物的利用率遵循了循环的原理,B正确;
C、协调原理的理论基础:生物学与环境之间的协调与平衡。因此因地制宜的选择种植和养殖的生物种类并实现种养平衡遵循了协调的原理,C正确;
D、实现防治环境污染、增加农民收入、促进产业发展,考虑生态效益、经济效益和社会效益,遵循了整体的原理,D正确。
故选BCD。
19.双层平板法是一种利用底层和上层均为牛肉膏蛋白胨培养基对噬菌体进行检测的常用方法。具体操作如下:先在无菌培养皿中倒入琼脂含量是2%的培养基凝固成底层平板后,将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至45~48℃,然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液,充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板。培养一段时间后,在上层平板上看见由于噬菌体侵染周围细菌而使宿主细胞裂解死亡形成的空斑即噬菌斑。通常一个噬菌斑来自原液中的一个噬菌体。根据噬菌斑的数目计算原液中噬菌体的数量,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.牛肉膏蛋白胨培养基可作为选择培养基选择出噬菌体的宿主细胞
B.加入混合液后,使用灭菌后的涂布器将混合液均匀地涂布在培养基表面
C.双层平板法中加了底层培养基后弥补了培养皿底面不平的缺陷
D.上层培养基中琼脂浓度较低,因此形成的噬菌斑较大,更有利于计数
【答案】CD
【分析】双层平板法,先在培养皿中倒入底层固体培养基,凝固后再倒入含有宿主细菌和一定稀释度噬菌体的半固体培养基。培养一段时间后,计算噬菌斑的数量。双层平板法的优点:①加了底层培养基后,可使原来底面不平的玻璃皿的缺陷得到了弥补;②所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平面上,因此不仅每一噬菌斑的大小接近、边缘清晰,而且不致发生上下噬菌斑的重叠现象;③因上层培养基中琼脂较稀,故形成的噬菌斑较大,更有利于计数。
【详解】A、选择培养基就是在牛肉膏蛋白胨培养基的基础上加上一定的限制条件,所以会把那些不能在选择培养基上的细菌淘汰掉,剩下的就是符合条件的,牛肉膏蛋白胨培养基不是选择培养基,A错误;
B、据题意可知,将琼脂含量是1%的培养基融化并冷却至45~48℃,然后加入宿主细菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液,充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板,是培养基和混合液一起倒平板,不是混合液涂布在培养基表面,B错误;
C、加了底层培养基后,可使原来底面不平的玻璃皿的缺陷得到了弥补,使所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平面上,C正确;
D、双层平板法因上层培养基中琼脂较稀,故形成的噬菌斑较大,更有利于计数,D正确。
故选CD。
三、综合题
20.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”。高等植物细胞的有氧呼吸过程能释放热量,其有氧呼吸的第三阶段如图1所示,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。(“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原因)。AOX表示交替氧化酶(蛋白质),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。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。线粒体解偶联蛋白(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,使能量以热能的形式释放。请根据图示信息回答下列问题:
(1)图1所示膜结构是____;图1中可以运输H+的有____(至少填两个)。
(2)运用文中信息分析,在耗氧量不变的情况下,若图1所示膜结构上AOX和UCP含量提高,则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量____(填“增加”、“不变”或“减少”),原因是____。
(3)植物体内制造或输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。植物体内的6-磷酸-海藻糖(Tre6P)被认为是维持植物糖稳态的重要信号分子。科研人员首次揭示了Tre6P调控水稻碳源分配的机制,如图2所示。研究人员发现当水稻体内Tre6P含量升高时,大量的糖从源器官向库器官转运,由此可推测Tre6P在维持源器官糖水平方面具有与人体内的____(填信号分子)类似的作用。属于源器官中制造或输出的糖类的有____(填序号)。
①蔗糖 ②淀粉 ③糖原 ④纤维素
(4)研究人员利用日本晴、南粳46和中水01三个水稻品系,分别构建了过量表达OsNAC23-1和OsNAC23-2的转基因水稻植株。经多年多地在田间产量区进行播种测试,统计野生型和两类过度表达OsNAC23的水稻植株的每亩产量和每亩穗数,结果如图3和图4所示。
Ⅰ 在过量表达OsNAC23水稻植株的叶肉细胞中一定存在的有____(填序号)。
①OsNAC23基因 ②SnRK1a基因③OsNAC23 mRNA ④SnRK1a mRNA
Ⅱ 利用基因工程手段在各类农作物中过量表达OsNAC23基因____(填“能”、“不能”或“不一定”)都能提升产量,原因是____。
【答案】(1) 线粒体内膜 复合体Ⅰ、Ⅲ 、Ⅳ以及ATP合成酶、UCP
(2) 减少 有机物中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能
(3) 胰岛素 ①②
(4) ①②③ 不一定 三种品系中,OsNAC23 基因过量表达的两组无论是每亩产量还是每亩穗数都高于野生型,据图2所示,OsNAC23 基因大量表达后,引起Tre6P含量升高,促进糖分向库运输,因此OsNAC23基因大量表达可以显著提升水稻产量。但是不同物种的农作物,碳源分配机制可能存在差异,无法对所有的农作物直接推广,同样需要经过前期试验证明。
【分析】1、分析图示可知,UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)可以传递有机物分解产生的电子,同时又将H+运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差。H+通过ATP合成酶以被动运输的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成。H+可以通过UCP蛋白由膜间隙跨膜运输到线粒体基质。
2、有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段发生于细胞质基质,1分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸,产生少量[H]并释放少量能量;第二阶段发生于线粒体基质,丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H]并释放少量能量;第三阶段发生于线粒体内膜,[H]与氧气结合成水并释放大量能量。
(1)
图1所示膜结构能消耗氧气生成水,为线粒体内膜。据图可知,图1中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ可以将H+运输到线粒体的两层膜间隙,而ATP合成酶、UCP可将H+运输到线粒体的基质,所以可以运输H+的是复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ以及ATP合成酶、UCP。
(2)
由于有机物中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能,所以在耗氧量不变的情况下,若图1所示膜结构上AOX和UCP含量提高,则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量会减少。
(3)
根据题干信息“研究人员发现当水稻体内Tre6P含量升高时,大量的糖从源器官向库器官转运”,从而使源器官中糖含量降低,这个作用和人体内胰岛素的作用很相似,胰岛素的作用是:促进全身组织对糖的摄取、储存和利用,从而使血糖浓度降低。在蔗糖、淀粉、糖原、纤维素四种糖中,糖原是动物特有的多糖,蔗糖、淀粉、纤维素是植物细胞能够合成的糖类,其中纤维素是构成植物细胞的细胞壁的主要成分,不会从源器官运输出去,故能从源器官运输出去的糖类是蔗糖和淀粉。即①②正确。
(4)
Ⅰ、因为水稻的细胞来自受精卵的有丝分裂,每个细胞里都含有全部核基因,因此在过量表达OsNAC23水稻植株的叶肉细胞中一定存在OsNAC23基因和SnRK1a基因,根据图1,OsNAC23对SnRK1a有抑制作用,因此在过量表达OsNAC23水稻植株的叶肉细胞中,SnRK1a基因被抑制,不能表达,所以含有OsNAC23mRNA,不含SnRK1amRNA。故选①②③。
Ⅱ、分析图3、4的柱状图可知,三种品系中,0sNAC23基因过量表达的两组,无论是每亩产量还是每亩穗数都高于野生型。据图2分析,OsNAC23对SnRK1a有抑制作用,而SnRK1a会抑制Tre6P的产生,因此当OsNAC23过量表达而增多时,会使SnRK1a减少,从而使Tre6P增多,促进糖分向库运输,因此OsNAC23基因大量表达可以显著提升水稻产量。但是不同物种的农作物,糖分向库运输的情况可能存在差异,无法判断是否对所有的农作物都有促进作用,即不一定都能提升产量,是否能大面积推广,还需要经过相应的试验证明。
21.人类视网膜上有分辨红、绿色的视锥细胞,若编码红、绿色觉(感光色素)的基因表达异常则会出现色弱或色盲。
(1)编码红、绿感光色素的基因位于X染色体上,其遗传和性别相关联的现象称为_____________。图1是一个红绿色盲家族系谱图,Ⅲ-2和Ⅲ-3是一对同卵双胞胎。判断该家系的遗传是否符合典型的伴X染色体隐性遗传病的特点并写出判断依据_____________。
(2)研究发现,红、绿色觉基因起源于同一祖先色觉基因,二者编码的蛋白有96%的氨基酸序列相同。正常情况下,X染色体上有一个红色觉基因和一个或多个绿色觉基因,只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达,因二者高度同源,可发生片段交换形成嵌合基因,影响色觉,机理如图2所示。
①检测发现Ⅱ-1的色觉基因组成为,其父母均为色觉正常的纯合子,请推测Ⅱ-1患病的原因_____。
②Ⅲ-2的色觉基因组成为,据图判断其色觉(辨别红、绿颜色)的具体表现为_____________。
(3)检测发现Ⅲ-2和Ⅲ-3的色觉基因及相关基因(DXS)序列并无差异。扩增二人X染色体上的DXS,用限制酶PstⅠ处理结果相同(图3中P组所示),用限制酶HapⅡ和PstⅠ混合处理(H组)结果有差异(图3)。已知HapⅡ对甲基化的DNA无效,推测Ⅲ-2和Ⅲ-3这对双胞胎色觉表现差异的原因_____________。
(4)请根据该色盲家系所揭示的研究结果,阐释你对“基因控制生物性状”的理解。
【答案】(1) 伴性遗传 不符合,Ⅲ-2色盲,IV-1、 IV-3正常
(2) I-2减数分裂时X染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因并传递给Ⅱ-1,嵌合基因不能正常表达,影响色觉 红色觉正常,绿色盲或绿色弱
(3)Ⅲ-2来自父方的DXS甲基化,Ⅲ-3来自母方的DXS甲基化,甲基化的DXS使同一条染色体上的色觉基因表达(Ⅲ-2表达来自父方的色觉基因,Ⅲ-3表达来自母方的色觉基因),因此Ⅲ-2 患红绿色盲而Ⅲ-3色觉正常
(4)基因结构的改变、基因的修饰、相关基因的调控均影响基因编码的蛋白质,进而影响生物的性状
【分析】伴性遗传的基因是指位于性染色体上的基因在遗传时性状总是与性别相关联的现象。父本携带有致病基因的X染色体总是来自其母亲,也必然传给其女儿。
(1)
根据伴性遗传的定义可知,编码红、绿感光色素的基因位于X染色体上,则说明其遗传和性别相关联的现象称为伴性遗传。分析图1家系图可知,I-1和I-2表现正常,而Ⅱ-1患病,说明该病为隐性遗传病,若该病致病基因位于X染色体上,则Ⅲ-2的X染色体会传给其儿子IV-1和IV-3,导致其儿子患色盲,但家系图中Ⅲ-2色盲,而IV-1、 IV-3正常,则说明该家系的遗传不符合典型的伴X染色体隐性遗传病的特点。
(2)
分析题意“只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达,因二者高度同源,可发生片段交换形成嵌合基因,影响色觉”,结合题图可知,Ⅱ-1中含有红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因,又因Ⅱ-1的父母表现正常,因此嵌合基因的形成发生在Ⅱ-1的母亲中,因此可推测Ⅱ-1患病的原因I-2减数分裂时X染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因并传递给Ⅱ-1,嵌合基因不能正常表达,影响色觉。分析Ⅲ-2的色觉基因组成可知其含有正常红色觉基因和绿红嵌合基因,因此其表型为红色觉正常,绿色盲或绿色弱。
(3)
对比分析图3的扩增条带可知,Ⅲ-2中含有一条来自父方(Ⅱ-1)的DXS甲基化,Ⅲ-3含有一条来自母方(Ⅱ-2)的DXS甲基化,甲基化的DXS使同一条染色体上的色觉基因表达,即Ⅲ-2表达来自父方的色觉基因,由于父方携带色盲基因,因此Ⅲ-2 患红绿色盲,而Ⅱ-2含正常基因,Ⅲ-3表达来自母方的正常色觉基因,因此Ⅲ-3色觉正常。
(4)
题目中涉及到因为基因片段交换而导致基因结构的改变、基因的甲基化等,说明基因结构的改变、基因的修饰、相关基因的调控均影响基因编码的蛋白质,进而直接或间接影响生物的性状。
【点睛】本题以色盲、色弱的形成机理为信息背景考查学生对遗传方式的判断以及基因与性状间的关系的分析能力,结合已有知识从题干中获取并处理信息得出结论是解答本题的关键。
22.成熟的B细胞可通过表面受体(BCR)结合抗原而致敏,辅助性T细胞识别致敏B细胞并发生相互作用。下图示意哺乳动物T-B细胞在外周免疫器官(如淋巴结)中相互激活的示意图。请回答下列问题:
(1)_________既是B细胞的发源地,又是B细胞分化成熟的中枢免疫器官。B细胞分化成熟过程中,如受自身抗原刺激,会引起B细胞凋亡,这种凋亡的意义是__________。
(2)免疫细胞通常仅识别抗原大分子上的一个特定部位(表位)。蛋白质类抗原免疫原性最强,T细胞和B细胞分别识别蛋白质抗原的T表位和B表位,通常B表位显露于外侧,由B细胞上的_________特异性识别;而T表位隐藏在分子之内,因而需要_________的摄取和处理,方能暴露。
(3)成熟B细胞通过_________方式将抗原摄入细胞内并发育为致敏B细胞,被同一抗原激活的辅助性T细胞捕获并相互活化,活化的B细胞在特定的微环境中抗体的可变区基因发生体细胞高频突变,其意义是_________。
(4)据图分析,T-B细胞在图中所示的_________特定微环境中相互激活,致敏B细胞增殖并分化形成的①、②细胞群分别是_________。
【答案】 骨髓 清除自身反应性B细胞,产生自身耐受 BCR(膜受体或膜型抗体) 吞噬细胞(抗原呈递细胞) 胞吞 增加(丰富)抗体的多样性 生发中心 记忆B细胞和浆细胞
【分析】1、B细胞是由骨髓中的造血干细胞分化而来的,B细胞的成熟也发生在骨髓中
2、依题所述,接受抗原刺激后的成熟B细胞被辅助性T细胞结合后活化,可增殖分化为记忆B细胞和浆细胞,浆细胞可分泌抗体。
【详解】(1)B细胞是由骨髓中的造血干细胞分化而来的,B细胞的成熟也发生在骨髓中,因此骨髓既是B细胞的发源地,又是B细胞分化成熟的免疫器官;B细胞分化成熟过程中,受到自身抗原刺激,可引起B细胞凋亡,从而清除了自身的反应性B细胞,产生自身耐受,使得机不会针对自身的物质和结构体发生体液免疫,防止产生自身免疫病。
(2)成熟的B细胞表面的受体(BCR或膜受体)具有识别作用,可以直接识别暴露的抗原;隐藏在分子内的抗原需通过吞噬细胞(抗原呈递细胞)摄取、处理,进行细胞内消化,才能暴露。
(3)由题可得B细胞摄入的抗原是大分子,因此是通过胞吞的方式摄入的;经抗原刺激而发育成的致敏B细胞被同一抗原激活的辅助性T细胞捕获并相互活化,活化的B细胞在特定的微环境中抗体的可变区基因发生体细胞高频突变,从而产生多种抗体,丰富了抗体的多样性,为选择高亲和力的抗体创造了条件。
(4)由题可知T-B细胞在发生中心的致敏环境中相互激活,致敏B细胞增殖分化可产生为记忆细胞和浆细胞,②细胞群内质网丰富,故为浆细胞,①为记忆B细胞。
【点睛】本题要求学生能够熟练掌握体液免疫的过程,并综合题目中所给信息解答问题。
23.中国河北塞罕坝自1962年建场以来,经过三代林场建设者持续50多年的艰苦植树造林,让曾经“黄沙遮天日,飞鸟无栖树”的荒漠沙地,变成了占地面积112万亩、林木茂盛、鸟语花香、生态优良的“天然氧吧”,是我国荒漠化治理的典范,在2017年被联合国授予 “地球卫士奖”。以下是部分研究历程。
(1)建国初期,塞罕坝土壤干旱,有机质含量低。为改良塞罕坝的初期土壤,从表中选择了____两种合适的树种种植。
部分树种的生物特性
树种
生物特性
黄柳
灌木;耐旱、耐瘠、固沙
白桦
乔木;喜湿、喜肥;阔叶
山杨
乔木;耐旱、喜肥;阔叶
樟子松
乔木;耐旱、耐瘠、固沙;根系发达、针叶
紫杉
乔木;喜湿、喜肥;浅根性、针叶
(2)经过初期改造,塞罕坝的土壤条件已适合种植快速成林的华北落叶松。科研人员用样方法调査该地区落叶松的种群密度,为减小调查的误差,应____选取多个样方,并计算____作为该地区落叶松种群密度的估算值。数年后,爆发了大规模的落叶松锉叶蜂虫害,原因是针叶纯林群落的____低,生态系统的____简单,导致塞罕坝地区生态系统的____稳定性差。同时,生长迅速的落叶松消耗土壤中大量的N、P、K等无机盐,使土壤肥力下降。
(3)为解决上述两个问题,林场研究员欲引入可为鸟类提供栖息场所的树种——白桦,并进行如下研究:
① 调查塞罕坝不同地区纯林、混交林内落叶松锉叶蜂的虫口密度,数据如表。与纯林相比,混交林的有虫株率和虫口密度____。请从种间关系角度分析这种变化的原因。____(写出1点即可)
纯林、混交林内落叶松的有虫株率和虫口密度
调查地点
树种组成
有虫株率/%
虫口密度(条/株)
备注
月亮湖
纯林
100
3350
纯林:乔木为华北落叶松,林下植被为草本
纯林
100
4310
小桥子
纯林
100
2765
混交林
75.0
79
混交林:乔木为华北落叶松和白桦,林下植被为草本和灌木
川堂林子
混交林
82.4
136
混交林
68.7
68
② 林场研究员对华北落叶松和白桦凋落物中的相关物质含量做了测定,数据见表。
白桦凋落物中初始____元素含量明显高于华北落叶松凋落物,导致C/N值差异较大。在一定范围内,C/N值越低,凋落物越容易被分解。
凋落物初始养分组成
基质
有机质/%
C/%
N/(mg·g-1)
C/N
华北落叶松
82.13
47.64
3.78
125.84
白桦
74.70
43.33
6.14
70.51
③ 继续测定不同凋落物中微生物的种类和数量,以PLFAs值表示,结果如图。结合之前的研究结果,请推测引入白桦后土壤肥力提高的原因____(至少写出两点)。
(4)塞罕坝林场的建设者用实际行动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念。从群落角度分析,赛罕坝地区几十年间由荒漠变成林海的过程属于____演替,这一典范说明人类活动可能会改变群落演替的____。
【答案】(1)黄柳和樟子松
(2) 随机 所有样方种群密度的平均值 物种丰富度 营养结构 抵抗力
(3) 降低 阔叶树种为害虫的天敌鸟类等提供栖息场所,从而吸引它们捕食害虫(或答“引入白桦后,落叶松相对数量降低,锉叶峰食物减少”) N 原因1:引入白桦可提高土壤微生物的种类和数量,加速落叶分解;
原因2:阔叶树(白桦)产生的凋落物可以提高地表温度,提升微生物体内与呼吸作用相关的酶活性,从而加速微生物对土壤有机物的分解作用;
原因3:混交林吸引的鸟类的粪便排到土壤上,增加有机物含量,进而被微生物分解,提高土壤无机盐含量;
原因4:引入白桦可降低土壤中的C/N值,使落叶更容易被分解;
原因5:引入白桦后,落叶松相对数量降低,减少了对土壤中N、P、K的消耗;
(4) 次生 速度和方向
【分析】群落演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。分为初生演替和次生演替;初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
(1)
据图可知,黄柳和樟子松具有耐旱、耐瘠、固沙等特点,故为改良塞罕坝的初期土壤,从表中选择了这两种树种种植。
(2)
样方法调查种群密度时,为减小调查的误差,应注意随机取样;为提高结果的准确性,应取多个样方,并取所有样方种群密度的平均值;数年后,爆发了大规模的落叶松锉叶蜂虫害,原因是针叶纯林群落的物种丰富度低,生态系统的营养结构简单,导致塞罕坝地区生态系统的抵抗力稳定性差。
(3)
①据表可知,与纯林相比,混交林的有虫株率和虫口密度降低,原因可能是阔叶树种为害虫的天敌鸟类等提供栖息场所,从而吸引它们捕食害虫。
②据表可知,白桦凋落物中初始N元素(6.14)含量明显高于华北落叶松凋落物(3.78),导致C/N值差异较大。
③引入白桦后土壤肥力提高的原因有:引入白桦可提高土壤微生物的种类和数量,加速落叶分解;阔叶树(白桦)产生的凋落物可以提高地表温度,提升微生物体内与呼吸作用相关的酶活性,从而加速微生物对土壤有机物的分解作用;混交林吸引的鸟类的粪便排到土壤上,增加有机物含量,进而被微生物分解,提高土壤无机盐含量;引入白桦可降低土壤中的C/N值,使落叶更容易被分解;引入白桦后,落叶松相对数量降低,减少了对土壤中N、P、K的消耗。
(4)
赛罕坝地区几十年间由荒漠变成林海的过程中具备土壤和一定的植被条件,故属于次生演替;这一典范说明人类活动可能会改变群落演替的速度和方向。
24.基因工程可以赋予生物新的性状,科研人员利用基因工程技术以期待获得具备抗旱特性的小麦。请回答下列问题:
(1)研究发现,某些植物的种子脱水数十年后复水仍能够恢复活性,原因是细胞中积累了海藻糖。科研人员拟将酵母菌的海藻糖合成酶基因(TPS)转入小麦中。下图标注了载体、TPS基因的酶切位点和预期的基因表达载体的结构,表格列举了限制酶的识别序列。
酶
识别序列
BamHI
5’GGATCC
SacI
5’GAGCTC
HindⅢ
5’AAGCTT
XbaI
5’TCTAGA
①科研人员利用PCR技术获得大量的TPS基因。现将2种引物的一侧添加限制酶识别序列,这样TPS基因的PCR产物和载体用相同的限制酶切割后,可利用____酶将TPS基因拼接到载体的切口处,形成基因表达载体。
②从图分析,在TPS基因两侧引入的是____限制酶的酶切位点。设计的引物序列为____。
(2)图中Bar基因是抗除草剂基因。基因表达载体转入细胞后,在获得的植株叶片上涂抹除草剂,筛选出7株抗除草剂个体。Bar基因作为载体上的____基因辅助筛选TPS转基因植株。
(3)现对筛选出的抗除草剂个体进行DNA水平的检测。请填写表格,完成实验设计:
组别
植株编号1-7
对照组1
对照组2
模板
①____
基因表达载体或TPS基因片段
②____
PCR体系中其他物质
扩增缓冲液、水、引物、③____、④____
电泳预期结果
⑤____
有条带
没有条带
(4)下图为用探针检验某一转海藻糖合成酶基因抗旱植物基因型的原理,相关基因用R和r表示。若被检植株发生A现象,不发生B、C现象,则被检植物的基因型为____。
【答案】(1) DNA连接 BamHI、SacI 5’-GGATCCGAATCGAACGATTAGCAACT 5’-GAGCTCAGCCTAACGTACAAGTTCGT
(2)标记
(3) (提取的)1-7号植株DNA 空质粒载体 4种脱氧核苷酸(或dNTP) Taq酶 有条带
(4)RR
【分析】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。
PCR技术的条件:引物、dNTP、Taq酶、模板DNA,其中dNTP是合成DNA的原料;设计引物时要注意避免引物之间形成碱基互补配对而形成双链。
【详解】(1)①DNA连接酶的作用是将DNA片段连接起来,TPS基因的PCR产物和载体用相同的限制酶切制后,可利用DNA连接酶将TPS基因拼接到载体的切口处,形成基因表达载体。
②据题意可知,载体中的Bar标记基因中含有HindⅢ识别位点,TPS基因中存在XbaⅠ识别位点,因此构建基因表达载体时不能用这两种酶,只能用BamHⅠ和SacⅠ进行酶切,因此在TPS基因两侧引入的是BamHⅠ、SacⅠ限制酶的酶切位点。
设计的引物时两侧要分别加入BamHⅠ和SacⅠ的识别序列,因此设计的引物序列为5'-GGATCC(BamHⅠ识别序列)GAATCGAACGATTAGCAACT(TPS基因中已知序列)、5'-GAGCTC(SacⅠ识别序列)AGCCTAACGTA-CAAGTTCGT(TPS基因中已知序列)。
(2)Bar基因是抗除草剂基因,说明其作为标记基因,可辅助筛选TPS转基因植株。
(3)表中的实验设计中的自变量是模板的不同,即分别是植株1~7号各自的DNA(待测DNA)、基因表达载体或TPS基因(已知的DNA),空载体空白对照,加入模板DNA后,分别进行PCR扩增,扩增的条件是,在反应体系中加入缓冲液、4种脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶,水和引物等,多次循环后,进行电泳检测,待测DNA中有条带说明该植株是成功导入目的基因的植株,无条带说明待测植株是导入空载体的植株,空载体上没有目的基因,因此检测的结果表现为无检测的目的基因条带。
(4)被检植物发生A现象,不发生B、C现象,即r探针没有形成杂交环,所以被检植物的基因型为RR。
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