精品解析:江苏省苏州市2022-2023学年高二下学期期末学业质量调研考试生物试题(解析版)
展开苏州市2022~2023学年第二学期学业质量阳光指标调研卷高二生物
一、单项选择题:共14题,每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于脂质的叙述,正确的是( )
A. 植物脂肪大多含饱和脂肪酸,熔点高
B. 胆固醇是构成动植物质膜的主要成分
C. 磷脂有多种,在质膜上呈不对称分布
D. 动物脂肪可大量转化为糖类,并供能
【答案】C
【解析】
【分析】脂质可以分为脂肪(储能物质,减压缓冲,保温作用)、磷脂(构成生物膜的主要成分)、固醇类物质包括胆固醇(动物细胞膜的成分,参与血液中脂质的运输)、性激素(促进性器官的发育和生殖细胞的产生)和维生素D(促进小肠对钙磷的吸收)。
【详解】A、植物脂肪大多含不饱和脂肪酸,动物脂肪大多含饱和脂肪酸,A错误;
B、胆固醇是动物细胞膜(质膜)的组成成分之一,植物细胞不含胆固醇,B错误;
C、磷脂有多种,其中质膜的基本支架是磷脂双分子层,质膜的内外两侧分布的磷脂的含量比例也不同,C正确;
D、糖类可大量转化为脂肪,但脂肪只有在糖类代谢出现障碍时才会转化,且不能大量转化,D错误。
故选C。
2. 己糖激酶可催化细胞呼吸第一阶段的第一个反应,过程如下图。下列叙述错误的是( )
A. 该反应发生在细胞质基质,不受氧气浓度的影响
B. 己糖激酶具有专一性,能为图示反应提供活化能
C. ATP水解后,脱离的磷酸基团可转移给葡萄糖
D. 细胞呼吸第一阶段既可产生ATP,也可消耗ATP
【答案】B
【解析】
【分析】1.有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
2.无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同,在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳,在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【详解】A、己糖激酶可催化细胞呼吸第一阶段的第一个反应,所以在细胞质基质中发挥作用,不受氧气浓度的影响,A正确;
B、己糖激酶具有专一性,能降低图示反应的活化能,进而催化反应的进程,B错误;
C、己糖激酶可催化葡萄糖的磷酸化,该过程需要消耗ATP,ATP水解后,脱离的磷酸基团可转移给葡萄糖,C正确;
D、结合图示可知,细胞呼吸第一阶段有ATP的消耗过程,同时也会产生ATP,D正确。
故选B。
3. 下列关于人体细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A. 细胞分裂过程中都会出现染色体行为的规律性变化
B. 细胞分化后蛋白质数量会发生改变,但核酸数量不变
C. 细胞衰老后酶活性降低,代谢速率和增殖速率均减慢
D. 胚胎发育过程中同时存在新细胞产生和一些细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
【详解】A、细胞分裂的方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,其中无丝分裂不会出现染色体的变化,A错误;
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达,该过程中DNA不变,但mRNA会发生变化,蛋白质也会发生改变,B错误;
C、衰老细胞内多数酶活性降低,代谢速率减慢,但衰老细胞无细胞增殖的过程,C错误;
D、新细胞是由细胞分裂而来,细胞的凋亡是由基因控制的自主死亡,贯穿于整个生命历程,故新产生的细胞和一些细胞的凋亡是同时存在于多细胞生物中的,D正确。
故选D。
4. 下图为水稻(2n=24)花粉母细胞减数分裂过程中处于三个时期的细胞显微照片。下列叙述正确的是( )
A. 图①中,移向细胞两极的染色体上的基因组成相同
B. 图②四分体中的姐妹染色单体发生互换,导致染色体结构变异
C. 图③中非同源染色体会发生自由组合,是导致配子多样性的原因之一
D. 图①细胞中染色体数目与核DNA数目相同,都为图③细胞中的一半
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:①细胞中着丝粒分裂,染色单体分离,处于减数第二次分裂后期;②细胞为同源染色体联会形成的四分体时期,处于减数第一次分裂前期;③细胞中同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期。
【详解】A、图①中,着丝粒分裂,染色单体成为染色体,并且彼此分离移向细胞两极,彼此分离移向细胞两极的染色体是经过DNA复制产生的,因而一般情况下其上的基因组成相同;但若在减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换,则移向细胞两极的染色体上的基因组成可能不相同,A错误;
B、图②四分体中的姐妹染色单体发生互换,导致基因重组,B错误;
C、图③中非同源染色体会发生自由组合,进而导致基因重组,这是导致配子多样性的原因之一,C正确;
D、图①细胞处于减数第二次分裂后期,其中染色体数目和DNA数目与体细胞中染色体和核DNA数目相同;图③细胞处于减数第一次分裂后期,此时细胞中的染色体数目与体细胞中的相同,但核DNA数目是体细胞中的二倍,D错误。
故选C。
5. 下列关于科学研究方法的叙述,正确的是( )
A. 施莱登和施旺运用完全归纳法提出细胞学说
B. 摩尔根用假说-演绎法证明基因在染色体上呈线性排列
C. 赫尔希和蔡斯通过离心法证明DNA是噬菌体的遗传物质
D. 鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用产生的氧气来源于水
【答案】D
【解析】
【分析】常见的科学的研究方法有:
1.假说-演绎法:在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论.如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的.例如孟德尔的豌豆杂交实验、摩尔根研究的伴性遗传等。
2.归纳法(归纳推论):逻辑推论最基本的形式之一,指根据一个事物具有的某种特质,推出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理方法,分为完全归纳法和不完全归纳法。
【详解】A、施莱登和施旺通过观察部分动物和植物,建立了细胞学说,运用了不完全归纳法,A错误;
B、摩尔根证明基因在染色体上用到了假说—演绎法,并通过测定基因在染色体上相对位置的方法,说明了基因在染色体上呈线性排列,B错误;
C、赫尔希与蔡斯证明DNA是T2噬菌体的遗传物质研究中用的是同位素标记法,C错误;
D、鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用产生的氧气来源于水,而不是来自二氧化碳,D正确。
故选D。
6. 下列关于神经调节的叙述,正确的是( )
A. 排尿反射时,脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的
B. 缩手反射的神经中枢是脊髓,手被火烧后引起的疼痛属于非条件反射
C. 膝跳反射时,兴奋在神经纤维上传导是双向的,在突触间传递是单向的
D. 反射的完成离不开神经递质,其发挥作用需要与下一神经元内的受体结合
【答案】A
【解析】
【分析】神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成。条件反射是人和动物出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,经过一定的过程,在大脑皮层参与下完成的,是一种高级的神经活动,是高级神经活动的基本方式。
【详解】A、自主神经也叫内脏神经系统,所以脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的,A正确;
B、缩手反射的神经中枢是脊髓,手被火烧后引起的疼痛不属于反射,因为没有经过完整的反射弧,B错误;
C、膝跳反射时,兴奋在神经纤维上传导是单向的,因为兴奋在突触间传递是单向的,C错误;
D、反射的完成需要完整的反射弧,最简单的反射弧也是由两个神经元组成的,因此反射的发生离不开神经递质,其发挥作用需要与下一神经元突触后膜上的受体结合,D错误。
故选A。
7. 下列关于免疫调节的叙述,正确的是( )
A. 巨噬细胞、树突状细胞和辅助性T细胞都是淋巴细胞
B. B淋巴细胞的活化需要抗原和细胞因子两个信号的刺激
C. 细胞毒性T细胞可由辅助性T细胞和记忆T细胞分裂分化形成
D. 机体识别和清除突变细胞,以防止肿瘤发生,属于免疫监视
【答案】D
【解析】
【分析】1、人体有三道防线来抵御病原体的攻击。皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线;体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)是保卫人体的第二道防线。这两道防线人人生来就有,是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对某一类特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此叫作非特异性免疫。
2、免疫防御是机体排除外来抗原性异物的免疫防护作用,免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能,免疫监视是指机体识别和清除突变细胞、防止肿瘤发生的功能。
【详解】A、巨噬细胞、树突状细胞不属于淋巴细胞,而辅助性T细胞属于淋巴细胞,A错误;
B、B淋巴细胞的活化需要抗原提供的第一信号,以及辅助性T细胞传递的抗原信息作为第二信号,而辅助性T细胞分泌的细胞因子能促进B淋巴细胞的增殖分化,B错误;
C、细胞毒性T细胞可由细胞毒性T细胞和记忆T细胞分裂分化形成,C错误;
D、免疫监视功能是指免疫系统具有的识别、杀伤、清除体内突变细胞等功能,以防止肿瘤的发生。故机体识别和清除突变细胞,以防止肿瘤发生,属于免疫监视,D正确。
故选D。
8. 植物的生长发育依赖于由多种植物激素相互作用形成的调节网络调控,下列叙述错误的是( )
A. 生长素和细胞分裂素协同促进细胞的分裂
B. 乙烯含量的升高会促进生长素的合成和作用
C. 赤霉素和脱落酸在调节种子萌发时的作用效果相反
D. 不同植物激素的调节往往表现出一定的顺序性
【答案】B
【解析】
【分析】植物激素的生理作用
1.生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用有促进扦插的枝条生根、促进果实发育、防治落花落果等。
2.赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎杆伸长和植物增高,此外它含有防止器官脱落和解除种子、块茎休眠,促进萌发等作用。
3.细胞分裂素在根尖合成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂,此外还有诱导芽的分化,延缓叶片衰老的作用。
4.脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中,含量较多,脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
5.乙烯主要作用是促进果实成熟,此外含有促进老叶等器官脱落作用,植物各部分都能合成乙烯。
【详解】A、生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,可见生长素和细胞分裂素协同促进细胞的分裂,A正确;
B、当植物体内生长素浓度增高到一定值时,就会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进细胞伸长的作用,B错误;
C、在调节种子萌发过程中赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,C正确;
D、不同植物激素调节往往表现出一定的顺序性,D正确。
故选B。
9. 科研人员用标记重捕法调查某农场中田鼠种群的数量变化,绘制了如下图所示的曲线。下列叙述正确的是( )
A. T1和T3时,田鼠种群数量相等
B. T2后,种群年龄结构变为衰退型
C. T4时,食物和天敌才是该种群的密度制约因素
D. T1~T4期间,该种群数量的增长呈“S”形曲线
【答案】D
【解析】
【分析】标记重捕法适用于活动能力强、活动范围较大的动物种群,在被调查种群的生存环境中,捕获一部分个体,将这些个体进行标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕中标记个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。
【详解】A、T1和T3时,田鼠种群增长速率相同,但田鼠数量不一定相等,A错误;
B、T2后,种群增长速率>0,说明种群数量增加,其年龄结构不是衰退型,B错误;
C、农场中空间等资源条件有限,食物和天敌始终是种群的密度制约因素,而非T4后才开始制约,C错误;
D、T1~T4期间,种群增长速率先增加后降低,最后变为0,说明该种群数量的增长呈“S”形曲线,D正确。
故选D。
10. 在体细胞克隆猴培育过程中,为提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,其流程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 可用松盖培养瓶在CO2培养箱中培养胎猴体细胞
B. 去核卵母细胞真正除去的是“纺锤体-染色体复合物”
C. 代孕母猴在胚胎移植前应进行同期发情处理和免疫排斥检查
D. 注入Kdm4d的mRNA和TSA处理可能提高某些基因的表达
【答案】C
【解析】
【分析】将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
【详解】A、可用松盖培养瓶在CO2培养箱中培养胎猴体细胞:应将培养皿或松盖培养瓶置于含95%的空气和5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养,A正确;
B、对去核卵母细胞去核去除的是“纺锤体-染色体复合物”,B正确;
C、代孕母猴在胚胎移植前应进行同期发情处理以使其与供体处于相同的生理状态,但由于受体对外来胚胎几乎不发生免疫排斥,故无需进行免疫排斥检查,C错误;
D、将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,这样可降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平,该过程可能提高某些基因表达,最终提高了胚胎的发育率和妊娠率,D正确。
故选C。
11. 血细胞计数板可进行相关细胞的计数,下列叙述正确的是( )
A. 用血细胞计数板可以计数细菌等个体较小的细胞
B. 盖盖玻片时如果有气泡产生,可以用吸水纸吸引
C. 计数时,只计数中方格内和上下方格线上的细胞
D. 若吸取培养液时没有摇匀,计数结果偏大或偏小
【答案】D
【解析】
【分析】抽样检测法的操作:先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
【详解】A、对细菌等较小的细胞进行观察和计数时应该用细菌计数板,细菌计数板比血细胞计数板薄,A错误;
B、血细胞计数板使用时需要先盖盖玻片,而后在滴加待测样液,多于的样液可以用吸水纸吸引,B错误;
C、用血细胞计数板计数时,方格内的细胞均要计数,但压在方格线上的个体,应该计数相邻两边及其夹角中的个体,C错误;
D、从试管中吸取培养液之前,要将试管轻轻振荡几次,使得酵母菌分布均匀,再吸取培养液进行计数,若吸取培养液时没有摇匀,计数结果偏大或偏小,D正确。
故选D。
12. 下列关于传统发酵技术和现代发酵工程的比较,叙述错误的是( )
序号
比较项目
传统发酵技术
现代发酵工程
①
发酵菌种
天然混合菌种
人工选育的单一菌种
②
发酵条件的控制
凭经验
计算机控制系统
③
发酵规模与设备
规模小、设备简单
规模大、设备复杂
④
发酵产物的处理
通常不处理
需分离、提纯
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】A
【解析】
【分析】发酵工程是指采用现代化工程技术手段,利用微生物的某些功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。传统发酵技术直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
【详解】A、传统发酵技术的菌种主要来自原材料的表面,所以为混合菌种;对于发酵工程一般为单一菌种,当然也存在混合菌种,如酸奶的发酵,乳酸菌包括乳酸杆菌和乳酸链球菌,A错误;
B、传统发酵技术对发酵条件的控制主要通过凭经验人工控制,而发酵工程对发酵条件的控制是通过计算机系统进行全面的监测和控制,B正确;
C、传统发酵技术规模小、设备简单,而现代发酵工程规模大、设备复杂,C正确;
D、传统发酵技术获得的发酵产物通常不处理,而发酵工程获得的产品通常需要经过一定的方法进行分离、提纯,D正确。
故选A。
13. 厨余垃圾中淀粉含量较高,研究人员拟筛选出能高效降解淀粉的菌株,用以处理厨余垃圾,部分流程如下图。下列叙述错误的是( )
A. 厨余垃圾浸出液在接种到X培养基之前需进行等比稀释处理
B. 用涂布器蘸取0.1mL稀释液在酒精灯火焰旁将菌液涂布均匀
C. X培养基以淀粉为唯一碳源,以筛选出能分解淀粉的目的菌株
D. 应挑取单菌落④接种到Y培养基扩大培养,用于处理厨余垃圾
【答案】B
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:通过接种环在固体培养基表面连续划线操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经过数次划线后培养,可以分离得到单菌落,这种接种方法称为平板划线法。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、厨余垃圾浸出液在接种到X培养基之前可进行等比稀释处理,以便获得单菌落,A正确;
B、用移液枪取0.1mL稀释液滴加到培养基的表面,然后将涂布器灭菌后在酒精灯火焰旁将菌液涂布均匀,B错误;
C、X培养基以淀粉为唯一碳源,以筛选出能分解淀粉的目的菌株,同时能抑制其他不能分解淀粉的微生物的生长,C正确;
D、结合图示信息可以看出,菌落④周围的透明圈最大,说明分解淀粉的能力最强,因而应挑取单菌落④接种到Y培养基扩大培养,用于处理厨余垃圾,D正确。
故选B。
14. 下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,正确的是( )
A. 新鲜洋葱、菠菜、猪肝、猪血等都是DNA粗提取的理想实验材料
B. 将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性
C. 利用电泳鉴定DNA时,应在琼脂糖凝胶缓冲液中加入二苯胺试剂
D. DNA在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小有关,与凝胶浓度无关
【答案】B
【解析】
【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不溶于酒精溶液,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;
③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质,但是不能水解DNA,蛋白质不能耐受较高温度,DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜,但是对DNA没有影响;
④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,没有DNA,因此猪血不能作为提取DNA的材料,而新鲜洋葱、菠菜、猪肝均可作为提取DNA的材料,A错误;
B、将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精的目的是抑制DNA酶的活性,避免DNA被水解,另一方面DNA不溶于95%的冷酒精,加入预冷的酒精溶液可析出DNA,B正确;
C、电泳鉴定DNA时,在凝胶载样缓冲液中加入的染料一般为溴化乙锭,二苯胺试剂使用时需要加热,不能作为电泳鉴定DNA的染料,C错误;
D、DNA在凝胶中的迁移速率不仅与DNA分子大小有关,还与凝胶浓度有关,D错误。
故选B。
二、多项选择题:共5题,每题有不止一个选项符合题意。
15. 脑细胞的生理活动中可产生β-淀粉样蛋白等有毒蛋白,这些蛋白的积累可伤害神经元,引发阿尔茨海默症等一些大脑疾病。最新研究发现,脑血管周围的星形胶质细胞上有一种水通道蛋白AQP4X,有助于从大脑中清除这些有毒蛋白。下列叙述正确的有( )
A. 水通道蛋白AQP4X的形成需经过内质网和高尔基体的加工
B. 水分子直接通过脂双层和通过AQP4X的运输速率是相同的
C. AQP4X既是水分子的转运蛋白,也是β-淀粉样蛋白等有毒蛋白的转运蛋白
D. 阿尔茨海默症患者的星形胶质细胞上AQP4X的数量可能比正常人少
【答案】ACD
【解析】
【分析】 分泌蛋白的合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】A、水通道蛋白是膜蛋白的一种,其形成与分泌蛋白的合成和加工相同,也需要内质网和高尔基体等加工,A正确;
B、AQP4X是一种水通道蛋白,目前认为水通道蛋白协助水分子跨膜运输速率>水分子直接通过脂双层的运输速率,B错误;
C、分析题意可知,AQP4X是水通道蛋白,能够协助水分子运输,此外还有助于从大脑中清除这些有毒蛋白,故AQP4X既是水分子的转运蛋白,也是β-淀粉样蛋白等有毒蛋白的转运蛋白,C正确;
D、β-淀粉样蛋白等有毒蛋白积累会伤害神经元,引发阿尔茨海默症,而AQP4X能有助于清除毒蛋白,故阿尔茨海默症患者的星形胶质细胞上AQP4X的数量可能比正常人少,D正确。
故选ACD。
16. 白番鸭的性别决定为ZW型,其羽型分为快羽和慢羽,由等位基因A和a控制。科研人员对白番鸭羽型的遗传方式进行了相关研究,结果如下表。下列叙述错误的有( )
杂交组合
亲本性状
F1性状
雄性
雌性
实验一
快羽(♂)×快羽(♀)
全部快羽
全部快羽
实验二
慢羽(♂)×慢羽(♀)
全部慢羽
慢羽∶快羽=1∶1
A. 白番鸭的快羽由Z染色体上的隐性基因控制
B. 实验二亲本中慢羽雄鸭的基因型为ZAZA或ZAZa
C. 若选取实验二F1中慢羽的雌雄鸭自由交配,则后代慢羽和快羽之比为3∶1
D. 若要通过羽型判断白番鸭的性别,则应选择快羽雄鸭和慢羽雌鸭作为亲本杂交
【答案】BC
【解析】
【分析】白番鸭的性别决定为ZW型,则雌鸭性染色体组成为ZW型,雄鸭性染色体组成为ZZ型。
【详解】AB、分析实验二,慢羽(♂)×慢羽(♀)子一代雄性(ZZ)全为慢羽,雌性中慢羽∶快羽=1∶1,说明子代中雌性基因型有ZAW、ZaW,亲代父本基因型是ZAZa,表现为慢羽,则可推知快羽是Z染色体上的隐性基因控制,A正确,B错误;
C、实验二双亲基因型分别是ZAZa、ZAW,F1中慢羽的雌雄鸭基因型有ZAZA、ZAZa、ZAW,令其自由交配,则父本产生的配子及比例为3/4ZA、1/4Za,母本的配子及比例为1/2ZA、1/2W,后代中快羽ZaW=1/4×1/2=1/8,慢羽=1-1/8=7/8,即慢羽和快羽之比为7∶1,C错误;
D、若要通过羽型判断白番鸭的性别,则应选择隐性纯合子的雌性和显性的雌性个体杂交,即选择快羽雄鸭(ZaZa)和慢羽雌鸭(ZAW)作为亲本杂交,D正确。
故选BC。
17. 花椰菜易受黑腐病菌危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。下列叙述正确的有( )
A. 在进行过程①之前需用高压蒸汽灭菌法对酶解液进行无菌处理
B. 花椰菜幼根和黑芥苗幼叶作为外植体,便于观察细胞融合状况
C. 过程②后需加入过量的培养基进行稀释,使PEG失去融合作用
D. 对杂种植株进行黑腐病菌接种实验,筛选出具有抗病性的植株
【答案】BD
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。
【详解】A、高压蒸汽灭菌法是对培养基进行灭菌的方法,酶解液中有原生质体,若用高压蒸汽灭菌法对酶解液进行灭菌会将原生质体杀死而导致实验失败,A错误;
B、为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,花椰菜幼根(无色)和黑芥苗幼叶(含有叶绿体,呈绿色)作为外植体,便于观察细胞融合状况,B正确;
C、过程②是诱导原生质体融合的过程,该过程中不能让PEG失去作用,否则达不到促融效果,C错误;
D、为了筛选出符合要求的植株,需要对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株,D正确。
故选BD。
18. 研究发现PP2C基因家族成员与植物体ABA(脱落酸)信号的调控有关,且成员之间存在功能类似的情况。为进一步探究PP2C基因家族的生理作用,研究人员构建了多基因沉默表达载体(图1)并导入番茄,分析转基因番茄种子对ABA信号的敏感性,结果如图2.下列叙述错误的有( )
A. 可利用农杆菌携带多基因沉默表达载体进入番茄细胞,从而构建转基因番茄植株
B. 为实现基因沉默,图1表达载体中“?”处的序列应为PP2C1和PP2C2的反向序列
C. 据图2分析可知,PP2C基因家族会降低番茄种子对ABA信号的敏感性
D. 通过单基因敲除方式,也可以对存在功能类似现象的基因家族成员功能进行研究
【答案】AC
【解析】
【分析】脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中,含量较多,脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
【详解】A、可利用农杆菌携带PP2C基因家族的单个沉默表达载体进入番茄细胞,从而构建转基因番茄植株,实现对不同基因功能的研究,A错误;
B、为实现基因沉默,图1表达载体中“?”处的序列应为PP2C1和PP2C2的反向序列,这样可以阻止PP2C1和PP2C2转录出的mRNA指导的翻译过程,进而实现相关基因的沉默,B正确;
C、据图2分析可知,实现基因沉默即PP2C基因不表达后,种子萌发率上升,番茄种子对ABA信号的敏感性降低,说明PP2C基因会提高番茄种子对ABA信号的敏感性,C错误;
D、通过单基因敲除方式,实现有、无该基因表达产物的对照,进而也可以对存在功能类似现象的基因家族成员功能进行研究,D正确。
故选AC。
19. 塞罕坝在我国的辽、金时期被称作“千里松林”,清末开围放垦,树木被大肆砍伐。1962年至今,三代塞罕坝林场建设者们艰苦奋斗,创造了荒原变林海的奇迹。下列叙述正确的有( )
A. 引种植物时要充分调查该种植物在原生地的生态位,以便为引入塞罕坝提供依据
B. 多树种合理搭配和混交提高了物种丰富度,使林场的自我调节能力得以提高
C. 植树造林在一定程度上可以“抵消”全球的碳排放,体现了物质循环具有全球性的特点
D. 塞罕坝国家森林公园是京津“阻沙源、保水源”的屏障,体现了生物多样性的直接价值
【答案】ABC
【解析】
【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、一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,引种植物时要充分调查该种植物在原生地的生态位,以便为引入塞罕坝提供依据,A正确;
B、多树种合理搭配和混交提高了物种丰富度,使营养结构变复杂,林场的自我调节能力得以提高,B正确;
C、物质循环的特点有全球性、往复循环等,植树造林能顾增加植物的光合作用,增加二氧化碳的消耗,在一定程度上可以“抵消”全球的碳排放,这体现出物质循环具有全球性的特点,C正确;
D、塞罕坝国家森林公园是京津“阻沙源、保水源”的屏障,是生态方面的价值,体现了生物多样性的间接价值,D错误。
故选ABC。
三、非选择题:共5题。
20. Rubisco是一种双功能酶,处于光合作用和光呼吸的反应交叉点上,部分代谢过程如下图,其中过氧化物酶体是细胞中的一种特殊细胞器。请回答下列问题。
(1)PSI和PSⅡ是位于叶绿体______(填结构)上,主要由蛋白质和光合作用有关的______组成的复合物。光照时,PSⅡ和PSI以串联的方式协同完成电子由水释放、最终传递给______(物质)生成NADPH的过程。
(2)当CO2/O2的浓度比例较高时,Rubisco催化光合作用碳反应阶段中的______过程,生成的3-磷酸甘油酸接受光反应产生的______转化成(CH2O)。
(3)当光照充足、CO2/O2较低时,O2会与Rubisco竞争性结合使光呼吸增强。据图可知,直接参与光呼吸的细胞器有______;光呼吸不同于有氧呼吸的有______(填序号)。①在光下才进行②可在叶绿体中利用O2③不产生ATP④可将有机物分解为CO2
(4)我国科研团队利用转基因技术将GLO、OXO和KatE三种基因导入马铃薯叶绿体基因组,构建一条新的光呼吸代谢支路,简称GOC支路(图中虚线所示),并测定了野生型和GOC型转基因马铃薯的光合速率。结果显示,GOC型光合速率大于野生型,推测原因是_____。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. 光合色素 ③. NADP+
(2) ①. 二氧化碳的固定 ②. NADPH和ATP
(3) ①. 叶绿体、过氧化物酶体和线粒体 ②. ①②③
(4)光呼吸过程中产生的CO2,提高叶绿体中CO2浓度,从而抑制光呼吸,提高植物的光合效率,使马铃薯增产,另一方面光呼吸过程对还原氢和ATP的消耗,避免了这两种物质积累对叶绿体结构造成的损伤,进而促进了光合作用的进行。
【解析】
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
2、题图分析,光呼吸过程O2竞争性地结合到卡尔文循环关键酶Rubisco上,引起C5加氧分解,2-磷酸甘油酸,再转变成乙醇酸,乙醇酸被氧化,形成二氧化碳再释放出去,这是一个相当复杂的过程,这一系列反应是在三种细胞器中完成的,它们分别是叶绿体、过氧化物体以及线粒体。
【小问1详解】
结合图示可知,PSI和PSⅡ是位于叶绿体类囊体薄膜上,在光反应过程中起着重要作用;主要由蛋白质和光合作用有关的光合色素组成的复合物。光照时,PSⅡ和PSI以串联的方式协同完成电子由水释放、最终传递给NADP+生成NADPH的过程,NADPH可用于暗反应过程中C3的还原。
【小问2详解】
当CO2/O2的浓度比例较高时,有利于光合作用的进行,此时,Rubisco催化光合作用碳反应阶段中的二氧化碳的固定过程,生成的3-磷酸甘油酸接受光反应产生的NADPH和ATP,转化成(CH2O)。
【小问3详解】
当光照充足、CO2/O2较低时,O2会与Rubisco竞争性结合使光呼吸增强。据图可知,直接参与光呼吸的细胞器有叶绿体(基质)、过氧化物酶体和线粒体;光呼吸是在有光的条件下发生的,而有氧呼吸过程不需要光照,二者的不同表现在:
①光呼吸需要在光下才进行,这是与有氧呼吸的不同点之一,①正确;
②光呼吸的某个阶段需要在叶绿体中进行,需要利用O2,这是与有氧呼吸的不同点之一,②正确;
③光呼吸过程不产生ATP,反而消耗ATP,这是与有氧呼吸的不同点之一,③正确;
④可将有机物分解为CO2,这是光呼吸和有氧呼吸的共同点,④错误。
即有氧呼吸和光呼吸的不同点表现在①②③。
【小问4详解】
我国科研团队利用转基因技术将GLO、OXO和KatE三种基因导入马铃薯叶绿体基因组,构建一条新的光呼吸代谢支路,简称GOC支路,并测定了野生型和GOC型转基因马铃薯的光合速率。结果显示,GOC型光合速率大于野生型,因为光呼吸过程中产生的部分乙醇酸能直接在叶绿体内被催化为草酸并最终完全分解为CO2,提高叶绿体中的CO2浓度,从而抑制光呼吸,提高植物的光合效率,使马铃薯增产;另一方面光呼吸过程对还原氢和ATP的消耗,避免了这两种物质积累对叶绿体结构造成的损伤,进而促进了光合作用的进行。
21. 我国是世界上最大的水稻生产国和消费国,选育高产、优质的水稻新品种是保证我国粮食安全的重要举措。请回答下列问题。
(1)野生型水稻叶片绿色由基因G控制,以诱变剂处理野生型水稻后,经筛选得到黄化突变体,叶色基因由G突变为Y。研究发现,基因Y纯合时由于______含量较低导致幼苗期死亡,据此推知基因G突变成Y属于______(填“显性”或“隐性”)突变。黄化突变体自交一代,处于开花期的F1植株中黄化植株占______。
(2)土壤盐渍化严重制约水稻产量,提高耐盐性已成为水稻育种的重要目标之一。现已培育出两个含不同隐性耐盐基因的纯合耐盐品系A和B.
①利用纯合耐盐品系A和B的植株进行正反交,F1均不耐盐,可推测这两个耐盐基因位于______(细胞结构)中,同时存在______(填“等位”或“非等位”)关系。为推测这两个基因在染色体上的位置关系,有人提出了下图所示的三种假设,其中合理的有______。
②为进一步验证上述假设,需选取______水稻植株进行自交。在不考虑染色体互换的情况下,若自交后代耐盐性状的个体所占的比例为______,则说明这两个耐盐基因的位置关系符合图______;若自交后代耐盐性状的个体所占的比例为______,则说明这两个耐盐基因的位置关系符合图______。
【答案】(1) ①. 叶绿素 ②. 显性 ③. 2/3
(2) ①. 细胞核 ②. 非等位 ③. 图2和图3 ④. F1 ⑤. 1/2
⑥. 图2 ⑦. 7/16 ⑧. 图3
【解析】
【分析】1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因。表现为如下特点:普遍性:基因突变是普遍存在的;随机性:基因突变是随机发生的;不定向性:基因突变是不定向的;低频性:对于一个基因来说,在自然状态下,基因突变的频率是很低的;多害少益性:大多数突变是有害的;可逆性:基因突变可以自我回复(频率低)。
【小问1详解】
野生型水稻叶片绿色由基因G控制,以诱变剂处理野生型水稻后,经筛选得到黄化突变体,叶色基因由G突变为Y。根据各种色素的颜色可推测,基因Y纯合时由于叶绿素含量较低导致幼苗期死亡,由于隐性纯合子不能存在,则存在的一定是杂合子,且表现为黄化,因而可推知基因G突变成Y属于“显性”突变。黄化突变体(GY)自交一代,产生后代的基因型为1GG、2GY、1YY(死亡),可见处于开花期的F1植株中黄化植株占2/3。
【小问2详解】
①利用纯合耐盐品系A和B的植株进行正反交,F1均不耐盐,没有表现出母系遗传的特点,因而可推测这两个耐盐基因位于细胞核中,属于核基因。根据F1的性状表现可知,两对等位基因存在“非等位”关系,且两对等位基因可能位于一对同源染色体上,也可能位于两对同源染色体上,为推测这两个基因在染色体上的位置关系, 它们的位置关系可用图2和图3表示。
②为进一步验证上述假设,相关基因用A/a、B/b表示,需选取F1水稻植株进行自交,观察后代的性状表现即可。在不考虑染色体互换的情况下:
若位置关系如图2,则自交后代性状分离比为耐盐∶不耐盐=1∶1,即自交后代耐盐性状的个体所占的比例为1/2;
若位置关系如图3,则自交后代性状分离比为耐盐∶不耐盐=7∶9,即自交后代耐盐性状的个体所占的比例为7/16。
22. 图1为胰岛素与组织细胞结合并发挥作用的示意图,胰岛素受体介导的信号转导异常可引起细胞对胰岛素敏感性下降,甚至引发2型糖尿病。有研究表明,吸烟会改变细胞对胰岛素的敏感性,导致血糖和血脂(总胆固醇、甘油三酯、脂肪酸等)异常,如图2所示。请回答下列问题。
(1)据图1,胰岛素受体由2个α亚基和2个β亚基构成,其空间结构的形成主要与______(化学键)有关。当胰岛素与受体结合后可激活酪氨酸激酶,引起受体底物IRS-1磷酸化,从而促进过程①中______与细胞膜融合,增加对葡萄糖的摄取。此外,还可促进②中氧化分解、______等过程降低血糖。
(2)据图2分析,传统烟草产生的有害物质或气体溶胶作用的靶细胞有______。炎症因子能引起胰岛素受体功能异常,诱发细胞对胰岛素的敏感性______,从而______(填“促进”或“抑制”)①②等过程,引发2型糖尿病。
(3)某研究小组为探究电子烟是否会与传统香烟一样导致血脂异常和对胰岛素敏感性改变,现利用ApoE基因(某载脂蛋白基因E)敲除雄鼠进行了如下实验,请完成下表。
实验步骤及目的
操作流程
动物分组
将①______的ApoE基因敲除雄鼠随机均分为4组:空白对照组、②______、不含尼古丁的电子烟组、含尼古丁的电子烟组。
实验处理
各实验组进行了18周的烟气毒染实验;
空白对照组在相同条件下使用③______处理。
④______
腹腔静脉采血后,分离出血清,通过全自动生化分析仪测定其含有的总胆固醇、甘油三酯、脂肪酸等浓度。
检测血糖指标
对小鼠注射⑤______,并用血糖仪记录0min、15min、30min、60min、90min、120min、150min时的血糖浓度。
【答案】(1) ①. 二硫键 ②. 储存葡萄糖转运蛋白的囊泡 ③. 转化为非糖物质
(2) ①. 肥大细胞、肾上腺 ②. 降低 ③. 抑制
(3) ①. 生长状况一致 ②. 传统烟香组 ③. 生理盐水喷雾
④. 实验数据测定 ⑤. 胰岛素
【解析】
【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【小问1详解】
胰岛素受体由2个α亚基和2个β亚基构成,其空间结构的形成主要与肽键(氨基酸之间脱水缩合而成)和二硫键(图示结构显示)有关;结合图示可知,当胰岛素与受体结合后可激活酪氨酸激酶,引起受体底物IRS-1磷酸化,从而促进过程①中储存葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜融合,增加对葡萄糖的摄取;此外,还可促进②中氧化分解、转化为非糖物质等过程降低血糖。
【小问2详解】
结合图2可知,传统烟草产生的有害物质或气体溶胶作用的靶细胞有肥大细胞(促进其释放炎症因子,引发血糖异常)、肾上腺(分泌肾上腺素导致血脂异常)等;胰岛素敏感性的改变是2型糖尿病重要的发病机制,炎症因子可导致组织细胞对胰岛素的敏感度下降,使得组织细胞内氧化分解葡萄糖、合成肝糖原和肌糖原、将葡萄糖转化为非糖物质等生理过程异常,从而无法降低血糖浓度,进而导致糖尿病。
【小问3详解】
分析题意,本实验目的是探究电子烟是否会与传统香烟一样导致血脂异常和对胰岛素敏感性改变,则实验的自变量是电子烟或传统香烟的有无,因变量是血脂和胰岛素敏感性,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:
动物分组:将生长状况一致的ApoE基因敲除雄鼠随机分为4组:空白对照组、传统烟香组、不含尼古丁的电子烟组、含尼古丁的电子烟组。
实验处理各实验组进行了18周的烟气毒染实验;空白对照组在相同条件下使用等量的生理盐水喷雾处理。
实验数据测定:腹腔静脉采血后,分离出血清,通过全自动生化分析仪测定其含有的总胆固醇、甘油三酯、脂肪酸等浓度。
检测血糖指标由于实验假设是香烟处理后对胰岛素的敏感性改变,故需要实验后对小鼠注射胰岛素,并用血糖仪记录注射0min、15min、30min、60min、90min、120min、150min的血糖浓度。
23. 稻田养蟹是生态农业的重要养殖方式,引种的中华绒螯蟹(河蟹)主要以浮萍、杂草等植物和有机碎屑为食,同时也能有效的控制稻田病虫草害的发生。图1表示北方某蟹-稻复合养殖体系主要营养关系。请回答下列问题。
(1)据图1可知,河蟹属于生态系统中的______成分,河蟹和鸟之间的种间关系有______。河蟹的引种调整了生物的种间关系,改善了稻田的结构与功能,也增加了农民的收入,体现的生态工程原理有_____。
(2)为探究不同体重规格河蟹对不同种类杂草的摄食偏好情况,研究人员采用投放网箱养殖河蟹。在投喂前,对河蟹进行______处理,然后投喂不同种类的杂草,结果如图2所示。据图2分析可知,河蟹摄食偏好依次为______;对野慈姑、鸭舌草等杂草的摄食,均以______体重规格的河蟹摄食率最高。
(3)人类农用器具、车辆运输、投喂饲料与田间管理活动等农事活动都需要通过道路实现,某研究小组探究了稻蟹共生模式中农事活动对河蟹筑穴行为的影响。图3表示蟹洞数量与不同田块的关系。
①统计水稻收割后田块内蟹洞数量和设置田面水质检测点可分别采用______法。
②据图3分析,当人类农事活动频度增大,河蟹筑穴概率会______,说明农事活动会影响河蟹筑穴行为,其原因可能有______。
a、人类农事活动产生的声波、震动等会刺激河蟹行为
b、农田水位浅使得水体对外环境的刺激传导作用增强
c、蟹类可通过刚毛末端的神经细胞感知外部环境变化
d、农事操作等导致河蟹产生应激反应而减少筑穴行为
【答案】(1) ①. 消费者和分解者 ②. 种间竞争和捕食 ③. 自生和整体
(2) ①. 分组(根据体重) ②. 野慈姑、鸭舌草、眼子菜和稗草 ③. 21~30g
(3) ①. 样方法和抽样检测法 ②. 增大 ③. ab
【解析】
【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等;生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物,能够通过光合作用制造有机物,为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量;消费者主要指各种动物,促进生物圈中的物质循环;分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物,它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。
【小问1详解】
图1显示,河蟹未杂食性动物,能以水稻、杂草等生产者为食,还可以利用碎屑中的能量,因而属于生态系统中的消费者和分解者成分,鸟能以河蟹为食,且二者之间又有共同的食物来源,因此,河蟹和鸟之间的种间关系包括种间竞争和捕食。河蟹的引种调整了生物的种间关系,改善了稻田的结构与功能,也增加了农民的收入,体现的生态工程的自生和整体原理,因为通过生物之间关系的复杂化提高了生态系统结构和功能的协调,同时增加了农民的收入。
【小问2详解】
为探究不同体重规格河蟹对不同种类杂草的摄食偏好情况,研究人员采用投放网箱养殖河蟹。在投喂前,对河蟹进行分组(根据体重)处理,然后投喂不同种类的杂草,结果如图2所示。据图2分析可知,河蟹摄食偏好依次为野慈姑、鸭舌草、眼子菜和稗草;对野慈姑、鸭舌草等杂草的摄食,均以1~30g体重规格的河蟹摄食率最高。
【小问3详解】
①统计水稻收割后田块内蟹洞数量和设置田面水质检测点可分别采用样方法和抽样检测法,且要注意随机取样。
②结合图示可知,当人类农事活动频度增大,说明人类对河蟹的影响增大,此时河蟹筑穴概率会增加,说明农事活动会影响河蟹筑穴行为。
a、人类农事活动产生的声波、震动等会刺激河蟹产生躲避行为,进而筑穴增多,符合题意;
b、近路旁农田水位浅使得水体对外环境的刺激传导作用增强,也会引起河蟹筑穴增多,符合题意;
c、蟹类可通过刚毛末端的神经细胞感知外部环境变化,这种感知外部变化的结构不是引起河蟹筑穴增多的诱因,不符合题意;
d、农事操作等导致河蟹产生应激反应而增加筑穴行为,不符合题意。
故选ab。
24. 研究人员利用重叠延伸PCR技术获取IFNβ-HSA融合基因(约2.3kb),并通过分泌型表达载体将融合基因整合到毕赤酵母的染色体中,最终获得人β干扰素(IFNβ)和血清白蛋白(HSA)的融合蛋白,相关过程如下图1。请回答下列问题。
(1)通过重叠延伸PCR获取融合基因时,除了向各反应体系中加入相应模板和引物外,还需要加入______(至少答出2点)。图1的PCRI~IV中不需要加入引物的是______。设计引物1时需考虑添加______的酶切位点。
(2)进行PCRⅡ时,至少经______轮扩增方可得到末端平齐且含引物3的产物。若同时在一个PCR反应系统中进行PCRI和PCRⅡ,能否获得所需的目标产物,并说明理由:_______。
(3)在构建重组质粒B前,需将IFNβ-HSA融合基因插入具有自主复制能力的质粒A,并将形成的重组质粒A导入大肠杆菌,其目的是______。与重组质粒A相比,重组质粒B中AOX1和TT分别属于载体结构中的______。
(4)用Sal I切割形成线性重组质粒B,加入并电激毕赤酵母后立刻加入山梨醇(C6H14O6),将它们混合均匀,涂布接种,培养至菌落出现。推测此过程中山梨醇的作用可能是______。
(5)从筛选得到的重组毕赤酵母中提取基因组DNA,利用图1中引物______(填序号)进行PCR扩增,扩增产物经电泳分离结果如图2所示。据图推测______号酵母菌基因组DNA中已成功整合了IFNβ-HSA融合基因。
【答案】(1) ①. 原料(四种脱氧核苷酸)和耐高温的DNA聚合酶 ②. Ⅲ、Ⅳ ③. EcoRⅠ和NeTⅠ
(2) ①. 3 ②. 引物2和引物3之间存在互补的片段,在混合扩增过程中可能会因为引物之间发生碱基互补配对导致目标产物无法获得
(3) ①. 重组质粒A在大肠杆菌细胞中进行复制并保存 ②. 启动子和终止子
(4)维持培养液的渗透压
(5) ①. 1、4 ②. 1、2、3、4
【解析】
【分析】PCR技术的条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶);PCR的操作过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【小问1详解】
通过重叠延伸PCR获取融合基因时,除了向各反应体系中加入相应模板和引物外,还需要加入原料(四种脱氧核苷酸)和缓冲液。图1的PCRI~IV中不需要加入引物的是过程Ⅲ、Ⅳ,二者可互为引物实现目标基因的延伸。结合图示可知,在设计引物1时需考虑添加EcoRⅠ和NetⅠ的酶切位点,进而实现质粒和融合基因的连接。
【小问2详解】
进行PCRⅡ时,至少经3轮扩增方可得到末端平齐且含引物3的产物,因为第一次复制出来的DNA片段是带有模板链的,经过第二次复制后才能产生引物之间的单链片段,而后经过第三次复制才能产生整齐的引物之间的序列;若同时在一个PCR反应系统中进行PCRI和PCRⅡ,则不能获得所需的目标产物,这是因为,从图示信息可以看出,引物2和引物3之间存在互补的片段,在混合扩增过程中可能会因为引物之间发生碱基互补配对导致目标产物无法获得。
【小问3详解】
在构建重组质粒B前,需将IFNβ-HSA融合基因插入具有自主复制能力的质粒A,并将形成的重组质粒A导入大肠杆菌,其目的是让重组质粒A在大肠杆菌细胞中进行复制并保存。与重组质粒A相比,重组质粒B中AOX1和TT分别属于载体结构中的启动子和终止子,这样可以保证目的基因在受体细胞中进行正常表达。
【小问4详解】
用Sal I切割形成线性重组质粒B,加入并电激毕赤酵母后立刻加入山梨醇(C6H14O6),将它们混合均匀,涂布接种,培养至菌落出现,该过程中电激的作用是促进外源DNA进入到酵母菌细胞中,此时山梨醇的作用应该是起到维持培养液中渗透压相对稳定的作用,从而避免酵母菌结构损伤。
【小问5详解】
从筛选得到的重组毕赤酵母中提取基因组DNA,利用图1中引物1和4进行PCR扩增,扩增产物经电泳分离结果如图2所示,融合基因的长度为2.3kb,结合图示可推测1、2、3、4号酵母菌基因组DNA中已成功整合了IFNβ-HSA融合基因,后续还需要进行进一步鉴定。
江苏省苏州市2022~2023学年高二下学期期末质量调研考试生物试题: 这是一份江苏省苏州市2022~2023学年高二下学期期末质量调研考试生物试题,共10页。
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2021-2022学年江苏省苏州市高二下学期学业质量阳光指标调研(延期)生物试题含解析: 这是一份2021-2022学年江苏省苏州市高二下学期学业质量阳光指标调研(延期)生物试题含解析,共30页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。