2024届天津市实验中学高三热身练生物试题(原卷版+解析版)
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这是一份2024届天津市实验中学高三热身练生物试题(原卷版+解析版),共30页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1. 蛋白质在行使功能的时候往往会与某些物质或结构相结合。下列叙述错误的是( )
A. 与水分子结合,可以协助水分子进出细胞
B. 与DNA分子结合,可以催化合成核糖核苷酸长链
C. 与促甲状腺激素结合,可以实现细胞间信息交流
D. 与病原体结合,可以抑制病原体对宿主细胞的黏附
2. 下列关于细胞内物质运输的叙述,正确的是( )
A. 肝细胞中内质网合成的磷脂可转移至中心体
B. 细菌细胞中DNA指导合成的蛋白质可转移至核仁
C. 吞噬细胞中高尔基体加工的蛋白质可转移至溶酶体
D. 浆细胞中内质网加工的蛋白质可直接转移至细胞膜
3. 大熊猫最初是食肉动物,经过进化,其99%食物都来源于竹子。现有一个野生大熊猫种群,种群中雌雄数量相等,且雌雄之间可以自由交配,假设该种群中B基因的频率为80%,b基因的频率为20%,下列叙述正确的是( )
A. 该大熊猫种群中所有个体含有B、b基因构成了该种群的基因库
B. 该大熊猫种群中B基因控制的性状更适应环境
C. 大熊猫以肉为食进化为以竹子为食的实质是环境对有利变异的定向选择
D. 大熊猫食性的改变是变异与长期自然选择的结果
4. 下面的图甲和图乙分别表示某高等动物的卵原细胞和由其形成的卵细胞中的3号染色体,A/a和B/b表示位于3号染色体上的两对等位基因。下列叙述正确的是( )
A. 图乙的产生是由于图甲在减数分裂过程中发生了染色体结构变异
B. 与图乙细胞同时形成的三个极体的基因型分别为aB、Ab和Ab
C. 产生图乙的次级卵母细胞中含有等位基因,但不存在同源染色体
D. 图甲中3号染色体上等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂后期
5. 考试是人生成长的必修课,考试过程中有一路平川,也有荆棘和狂风暴雨,但我们始终能调整状态、从容应对,此时机体不会发生的生理变化是( )
A. 交感神经兴奋,支配的肾上腺髓质分泌肾上腺素增加
B. 大脑皮层的W区、V区、海马区等区域神经元兴奋度增强
C. 大脑皮层以及其他中枢的分级调节,精准支配手指的书写
D. 可通过深呼吸增大体液中CO2浓度调节呼吸频率,以舒缓情绪
6. 生物科学史蕴含科学研究的思路和方法,下列科学史实验与结论不相符的是( )
A. AB. BC. CD. D
7. 苍耳是菊科一年生草本植物,自然条件下,只有在日照时间短于15.5h才开花。某同学利用下图所示的苍耳做了“光周期调节开花”的实验,结果如下表。有关推测错误的是( )
A. 感受日照时长刺激的部位是叶片而非茎尖
B. 将南方的苍耳引种到北方,会改变其开花日期
C. 连续黑暗时间的长度不会影响植物的开花
D. 促进开花的物质可从产生部位运输到作用部位
8. I型干扰素(IFN-I)可增强淋巴细胞等多种免疫细胞的活性。对某类病毒的感染者研究发现,轻症患者血清中能检测到IFN-I,危重症患者血清中几乎检测不到。危重症患者中有10.2%体内检测到抗IFN-I的抗体,3.5%存在IFN-I合成的相关基因缺陷。下列叙述错误的是( )
A. IFN-I是免疫活性物质,可参与特异性免疫
B. 血清中缺乏IFN-I的感染者易成为危重症患者
C. 对危重症患者均建议注射IFN-I给予治疗
D. 部分危重症患者同时患有自身免疫病
9. 镇江香醋是一种通过固态发酵工艺制作的小曲醋,酿造的工业流程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 冷却目的是保证酒精发酵所需的最适温度
B. 碳源不足且氧气充足时,醋酸菌可利用酒精进行发酵
C. 在酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖
D. 醋酸发酵中经常翻动发酵物,目的是释放发酵产生的大量气体
10. 研究发现三特异性抗体可实现对小鼠多发性骨髓瘤细胞(MM)的选择性杀伤,作用机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 用单克隆抗体技术制备的三种抗体融合可得到三特异性抗体
B. 筛选该三特异性抗体时需使用制备三特异性抗体时所使用的3种抗原蛋白
C. 三特异性抗体通过T细胞的活化并释放细胞因子提高对MM的杀伤力
D. 三特异性抗体与CD28结合抑制T细胞的死亡从而使T细胞维持一定数量
阅读下列材料,完成下面小题。
草地贪夜蛾(FAW)原分布于美洲,自2019年入侵我国,对玉米等农作物造成严重危害。为了解某片面积为1平方公里的玉米田虫情,研究人员先后两次(间隔3天)对FAW展开了调查,两次调查得到的数据统计结果如图所示。
注:1平方公里约为1500亩,每亩约种植玉米4000株
11. 下列关于FAW的相关说法,正确的是( )
A. 调查该昆虫种群的数量和性别比例的最优方法是取样器取样法
B. 该昆虫性别比例改变,能够预测该昆虫种群数量的变化趋势
C. 两次调查间隔期内,该昆虫种群可能遭遇了性引诱剂等化学信息诱杀
D. 两次调查中各日龄的昆虫种群数量变化显著,但其基因库未发生改变
12. 下列关于此片玉米田的相关说法,正确的是( )
A. 不同区域的玉米被FAW幼虫破坏程度不同,体现了玉米种群的水平结构
B. FAW的入侵一定会导致玉米向下一营养级能量传递效率下降
C. 若在第一次调查时绘制玉米田的数量金字塔,会呈现倒置现象
D. 若玉米田由于FAW的过度繁殖被废弃,则此区域可发生次生演替
二、非选择题(共5小题,共52分)
13. 玉米—大豆和玉米—花生的套种均为禾本科和豆科套作模式,该模式能在保障玉米产量的前提下提高豆科作物的产量。但高位作物玉米对太阳光的遮挡与截获导致的荫蔽会直接影响豆科作物的形态建成及最终产量。研究人员采用室内盆栽试验,以大豆和花生为研究对象,设置正常光处理、弱光处理、荫蔽处理(通过弱光+远红光模拟)3种光环境,研究大豆和花生植株对荫蔽的响应。结果如表所示。
(1)大豆和花生同为豆科作物,玉米和豆科作物套种,在垂直方向上具有明显的______现象,该套种模式显著提高了______。玉米可以通过释放磷酸盐和微量元素供给大豆,而大豆可通过根部的根瘤菌为玉米提供含氮化合物,从该角度看,玉米和大豆的种间关系是______。
(2)总生物量是植物在单位面积上所形成的有机物的总量,与正常光组相比,弱光组大豆和花生的总生物量均有所降低,结合表格数据分析,其原因是______。弱光组大豆和花生的株高均增加,该过程主要与______(写出两种激素)的调节作用有关,植株高度增加有利于叶片______,提高光合效率。
(3)荫蔽环境不仅降低了光照强度,还改变了红光/远红光的值,红光和远红光可通过______影响豆科作物的形态建成。
(4)大豆和花生对荫蔽响应存在差异,在实际生产过程中,相比玉米—大豆套种模式,玉米—花生套种模式下,两种作物之间需要更______(填“宽”或“窄”)的行间距以保证豆科作物的产量,理由是______。
14. 珊瑚礁生态系统被称为“海洋中的热带雨林”,珊瑚虫是一种体型微小的腔肠动物,生长过程中分泌的钙质“骨骼”能形成珊瑚礁,因体内有共生的虫黄藻而色彩斑斓。回答下列问题:
(1)若某一种珊瑚出现的频率最高,且对其他物种影响也很大,可初步确定是该群落的_____。大多数珊瑚礁生长的水深范围是0~50米,影响造礁珊瑚分布的主要环境因素是______。
(2)不同含碳物质的碳元素中同位素13C含量不同,13C值是追踪生物食源的常用指标。下图1表示珊瑚虫食源相关物质的13C的来源及13C含量相对值。(虫黄藻和珊瑚虫的13C值分别用13CZ和13CH表示)
①珊瑚虫的13C含量会因其营养来源发生变化,珊瑚虫从海水中浮游生物获取的能量比例越大,13CH值就_________。
②分别从珊瑚礁区1和礁区2随机采集珊瑚,检测虫黄藻密度、13CZ值和13CH值,结果如图2、图3 所示 (△13C值=13CH值-13CZ值)。
已知珊瑚礁区1水体更清澈,虫黄藻光合作用强度更高,但研究显示两个礁区的珊瑚共生体内的有机物总量并无明显差别,结合图1图2和图3分析,礁区1的珊瑚维持体内有机物供应的策略是_________。礁区2的珊瑚维持体内有机物供应的策略是_________。
(3)珊瑚对环境变化及为敏感,若长时间高温胁迫会导致珊瑚虫体内虫黄藻减少或虫黄藻失去颜色,出现白化现象,珊瑚虫死亡。针对已经发生大面积不可逆白化的退化珊瑚礁,修复该生态系统时,选择适量的珊瑚等多种生物,既适应环境,又能提高生态系统的自我调节能力,这遵循了_________原理。目前比较成熟的修复技术有两种。一种是人工移植:采摘供体珊瑚移植到退化区域,主要利用珊瑚旺盛的无性繁殖能力;一种是人工培植:供体珊瑚排卵时,收集受精卵,在养殖场内人工养殖后投放到退化区域。据此分析人工培植的生态学优势是_________。
15. 通过对纯合野生型品系水稻(野生型1)诱变得到纯合野生型品系子代水稻(野生型2)和一株白纹叶的突变体,经鉴定发现白纹叶基因位于6号染色体上。为准确定位突变基因在6号染色体上的位置,用野生型1与突变体水稻杂交并连续自交,得到多株野生型和突变型水稻,该过程没有发生基因突变。检测不同植株6号染色体上多个相同位点的碱基,按位点在染色体上的顺序排列结果如下表所示,两位点间的片段可能发生交换。
(示例:CT表示同源染色体相同位点,一条DNA上为G-C碱基对,另一条为A-T碱基对)
(1)白纹叶表型由___________(填“显性”或“隐性”)基因控制,该基因应位于6号染色体位点_________之间。
(2)为检测该基因产生的原因,现分别提取突变型水稻、野生型1和野生型2的DNA用限制酶切割,电泳后用特异性核酸探针检测相关基因,结果如图所示。对相关基因进行测序对比,发现750bp和100bp的序列为6号染色体的一对等位基因(A,a),850bp和200bp的片段为5号染色体的一对等位基因(B,b),且750bp的片段和850bp的片段有650bp的序列相同。将野生型1和突变体杂交产生F1,F1自交产生F2,F2中野生型与突变型的比例为15:1。
①突变基因产生的原因是________。若让野生型2和突变体杂交产生F1,F1自交产生F2,F2中野生型与突变型的比例为_______,F2中纯合子的基因型为_________。
②若让野生型1和野生型2杂交产生F1,F1自交后代____________(填“有”或“没有”)突变体出现,原因是__________。
16. 褪黑素是松果体分泌的具有昼夜节律的胺类激素,在调节睡眠质量、生殖系统发育等方面均有重要作用。图1为褪黑素的分泌规律,图2为褪黑素调节生殖系统发育的作用机制。
(1)在哺乳动物中,光照信息刺激视网膜沿传入神经通过下丘脑视交叉上核和交感神经系统传输到松果体影响褪黑素的分泌进而对人体的睡眠进行调控,该过程的调节方式是___________,视网膜在此过程中相当于____________。人体的褪黑素含量能够保持相对稳定,体现了机体的调节机制。
(2)松果体萎缩的中老年人每日仅需补充0.1—5mg的褪黑素就能明显改善睡眠,说明褪黑素具有的特点是_____________。
(3)人体与生物节律相关的中枢位于________,除此之外,该部位还具有____________的功能(列举一点即可)。
(4)研究发现,儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激(如电视、手机屏幕灯光等)可能导致出现性早熟的现象。某科研团队为证明该现象与褪黑素有关,实施了如下实验。
步骤一:取78只均为20日龄且____________的雌性小鼠随机均分为甲、乙两组;
步骤二:从22日龄开始甲组每天下午16:00(由于下午褪黑素受体的敏感性增加)按体重比例皮下注射适量褪黑素,乙组______________。
步骤三:在小鼠青春期启动前选取32日龄为取材点,两组分别处理13只小鼠;青春期启动时选取37日龄、42日龄为取材点,两组分别处理13只小鼠。处理后迅速剥离子宫和卵巢进行称重,结果如下表:
根据实验结果分析,可以得出的结论是____________。
(5)结合以上信息分析可知,儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激可能导致出现性早熟的现象,原因可能是:夜间开灯睡觉或长时间强光刺激下,_______________,进而促进性腺和第二性征的发育。
17. 转基因技术的研发是加快农业现代化的重要途径,但转基因食品的安全性备受关注。研究者将水稻抗虫基因(crylC)和双T-DNA载体连接(图示连接后双T-DNA部分结构),利用其中的“Cre/LxP”系统培育了安全可食用的转基因水稻。在“Cre/LxP”系统中,Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除。
图:P—启动子(P1为胚乳特异表达启动子;P2为绿色组织特异性表达启动子)
回答下列问题:
(1)Cre酶与基因工程中的______(工具酶)作用类似。
(2)载体中,T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后__________________,hpt基因(潮霉素抗性基因)和gus基因(表达产物使无色底物显蓝色)有助于双T-DNA共转化植株的筛选,起到基因表达载体中____________(填结构)的作用。
(3)筛选得到双T-DNA共转化成功的植株T0中,hpt基因对植物和环境具有潜在的危害,需设法将其删除。先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝(单个)插入的植株GH-1、GH-2和GH-3,自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测,选择抗性检测为阴性植株的叶片的gus基因进行PCR检测,产物的电泳结果如下图a。(不考虑减数分裂时发生互换)
①T0代中______(填编号)是T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株。
②在答题卡对应的图b中画出植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置_____(注:用圆点·表示T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置)
③GH-1的T0代自交的后代T1植株中,具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为______。这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx。
(4)水稻种子主要包括胚和胚乳,其中胚乳被加工成精米食用。该“Cre/LxP”系统,实现了______,培育了安全可食用的转基因水稻。Tx种子播种后获得的叶片______(填“具有”或“不具有”)抗虫的性状。
2024届高三年级热身训练生物学科试卷
一、单选题(本题共12小题,每题4分,共48分)
1. 蛋白质在行使功能的时候往往会与某些物质或结构相结合。下列叙述错误的是( )
A. 与水分子结合,可以协助水分子进出细胞
B. 与DNA分子结合,可以催化合成核糖核苷酸长链
C. 与促甲状腺激素结合,可以实现细胞间信息交流
D. 与病原体结合,可以抑制病原体对宿主细胞的黏附
【答案】A
【解析】
【分析】蛋白质的功能有:构成生物体的结构,运输、防御、信息传递、催化。
【详解】A、水分子进出细胞可通过自由扩散和协助扩散,自由扩散不需要蛋白质协助,协助扩散需要通道蛋白,通道蛋白转运水时,不与水分子结合,A错误,
B、RNA聚合酶的本质时蛋白质,与与DNA分子结合,可以催化合成核糖核苷酸长链,B正确;
C、受体的本质是蛋白质,促甲状腺激素与其特异性受体结合,可以实现细胞间信息交流,C正确;
D、抗体的本质为蛋白质,抗体可以与与病原体结合,抑制病原体对宿主细胞的黏附,D正确。
故选A。
2. 下列关于细胞内物质运输的叙述,正确的是( )
A. 肝细胞中内质网合成的磷脂可转移至中心体
B. 细菌细胞中DNA指导合成的蛋白质可转移至核仁
C. 吞噬细胞中高尔基体加工的蛋白质可转移至溶酶体
D. 浆细胞中内质网加工的蛋白质可直接转移至细胞膜
【答案】C
【解析】
【分析】1、内质网:单层膜折叠体,是有机物的合成“车间”,蛋白质运输的通道。
2、原核细胞没有由核膜包围的典型的细胞核。
3、溶酶体是由高尔基体形成的。
4、分泌蛋白是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,分泌蛋白的合成、加工和运输过程:最初是在核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外,该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、中心体无膜结构,不含磷脂,A错误;
B、细菌细胞属于原核细胞,不含细胞核,B错误;
C、溶酶体中富含多种水解酶,吞噬细胞中高尔基体加工的蛋白质可转移至溶酶体,C正确;
D、浆细胞中内质网加工的蛋白质需要运输到高尔基体进行再加工,然后才能转移至细胞膜,D错误。
故选C。
3. 大熊猫最初是食肉动物,经过进化,其99%的食物都来源于竹子。现有一个野生大熊猫种群,种群中雌雄数量相等,且雌雄之间可以自由交配,假设该种群中B基因的频率为80%,b基因的频率为20%,下列叙述正确的是( )
A. 该大熊猫种群中所有个体含有的B、b基因构成了该种群的基因库
B. 该大熊猫种群中B基因控制的性状更适应环境
C. 大熊猫以肉为食进化为以竹子为食的实质是环境对有利变异的定向选择
D. 大熊猫食性的改变是变异与长期自然选择的结果
【答案】D
【解析】
【分析】现代生物进化理论:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变,自然选择决定生物进化方向,隔离是物种形成的必要条件。
【详解】A、一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库。所以大熊猫种群中所有个体的B和b基因不能构成该种群的基因库,A错误;
B、依据题干信息,无法判断B、b控制的性状是什么,所以无法判断哪种基因控制的性状更适应环境,B错误;
C、生物进化的实质是种群基因频率的改变,大熊猫由以肉为食进化为以竹子为食的实质是种群基因频率的定向改变,C错误;
D、大熊猫食性的改变是长期自然选择对大熊猫变异的定向选择的结果,D正确。
故选D。
4. 下面的图甲和图乙分别表示某高等动物的卵原细胞和由其形成的卵细胞中的3号染色体,A/a和B/b表示位于3号染色体上的两对等位基因。下列叙述正确的是( )
A. 图乙的产生是由于图甲在减数分裂过程中发生了染色体结构变异
B. 与图乙细胞同时形成的三个极体的基因型分别为aB、Ab和Ab
C. 产生图乙的次级卵母细胞中含有等位基因,但不存在同源染色体
D. 图甲中3号染色体上等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂后期
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图甲表示某高等动物的卵原细胞中的一对同源染色体,图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体,则根据基因组成及染色体颜色可知,减数分裂过程中发生过交叉互换。
【详解】A、图乙的产生是由于图甲在减数分裂过程中发生了交叉互换,属于基因重组,A错误;
B、与图乙细胞同时形成的三个极体的基因型分别为AB、Ab和ab,B错误;
C、由于发生了交叉互换,所以产生图乙的次级卵母细胞中含有等位基因,但不存在同源染色体,C正确;
D、图甲中3号染色体上等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期,D错误。
故选C。
5. 考试是人生成长的必修课,考试过程中有一路平川,也有荆棘和狂风暴雨,但我们始终能调整状态、从容应对,此时机体不会发生的生理变化是( )
A. 交感神经兴奋,支配的肾上腺髓质分泌肾上腺素增加
B. 大脑皮层的W区、V区、海马区等区域神经元兴奋度增强
C. 大脑皮层以及其他中枢的分级调节,精准支配手指的书写
D. 可通过深呼吸增大体液中CO2浓度调节呼吸频率,以舒缓情绪
【答案】D
【解析】
【分析】机体处于兴奋状态时,交感神经兴奋,副交感神经受抑制。人体的呼吸中枢位于脑干,血液中二氧化碳浓度升高,刺激感受器产生兴奋,传至呼吸中枢,刺激呼吸肌,导致呼吸加深加快,肺的通气量增加,排出体内过多的二氧化碳。
【详解】A、考试紧张时会使交感神经兴奋,促进肾上腺髓质分泌肾上腺素增加,导致心跳加快、血流量增大、呼吸加快等,A不符合题意;
B、大脑皮层言语区中,W区为书写中枢,V区为视觉性语言中枢,S区为运动性语言中枢,H区为听觉性语言中枢,海马区与短时记忆的形成有关,因此考试时大脑皮层的W区、V区、海马区等区域神经元兴奋度增强,B不符合题意;
C、躯体运动受大脑皮层的分级调节,因此大脑皮层以及其他中枢的分级调节,精准支配手指的书写,C不符合题意;
D、深呼吸会排出体内CO2,导致体液中CO2浓度降低,D符合题意。
故选D。
6. 生物科学史蕴含科学研究的思路和方法,下列科学史实验与结论不相符的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【分析】生长素的发现历程:达尔文—胚芽鞘具有向光性,其尖端是感光部位;詹森—尖端向下传递某种影响;拜尔—胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的某种影响分布不均匀的结果;温特—尖端的确产生某种物质,并命名为生长素。
【详解】A、拜尔在黑暗中先将胚芽鞘尖端切掉,然后将尖端放置于胚芽鞘切面的任意一侧,观察到胚芽鞘向对侧生长,说明胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的某种影响分布不均匀的结果,詹森在胚芽鞘尖端和尖端下部之间插入琼脂片,单侧光照射下,发现胚芽鞘弯曲生长,可说明尖端向下传递某种影响,但向下传递与尖端受刺激无关系,A错误;
B、将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,可以促进胰液分泌,排除神经调节的作用,说明胰液分泌是化学调节的结果,B正确;
C、先摘除健康狗的胰腺,造成实验性糖尿病,然后注入另一只狗萎缩的胰腺提取液,检测患病狗的血糖降低,说明狗萎缩的胰腺提取液可以降低糖尿病狗的血糖,说明糖尿病与胰腺提取物有关,C正确;
D、用铃声与食物多次结合,可以使狗听到铃声这一条件刺激即分泌唾液,说明条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的,D正确。
故选A。
7. 苍耳是菊科一年生草本植物,自然条件下,只有在日照时间短于15.5h才开花。某同学利用下图所示的苍耳做了“光周期调节开花”的实验,结果如下表。有关推测错误的是( )
A. 感受日照时长刺激的部位是叶片而非茎尖
B. 将南方的苍耳引种到北方,会改变其开花日期
C. 连续黑暗时间的长度不会影响植物的开花
D. 促进开花的物质可从产生部位运输到作用部位
【答案】C
【解析】
【分析】短日植物指的是当日长短于一定小时数时才能开花的植物。据图分析苍耳只有在一天日照时间短于15.5小时才开花,说明苍耳是短日照植物。
【详解】A、当苍耳的叶片接受的光照时间短于15.5小时才开花,实验中叶片接收光照时间为16h,茎尖12h则不开花,叶片感受日照时间为12h,茎尖16h植株开花,说明感受光照时间长短的刺激的部位是叶片而非茎尖,A正确;
B、由于不同纬度的地区,满足短日照条件的日期不同,则将南方的苍耳引种到北方,会改变其开花日期,B正确;
C、植物的开花需要光照条件,所以连续黑暗时间的长度会影响植物的开花,C错误;
D、若植物的开花是光通过影响植物激素的合成来实现的,植物激素是在植物体内合成,从产生部位运输到作用部位,进而对植物的生长发育有显著影响的微量的有机物,所以促进开花的物质可从产生部位运输到作用部位,D正确。
故选C。
8. I型干扰素(IFN-I)可增强淋巴细胞等多种免疫细胞的活性。对某类病毒的感染者研究发现,轻症患者血清中能检测到IFN-I,危重症患者血清中几乎检测不到。危重症患者中有10.2%体内检测到抗IFN-I的抗体,3.5%存在IFN-I合成的相关基因缺陷。下列叙述错误的是( )
A. IFN-I是免疫活性物质,可参与特异性免疫
B. 血清中缺乏IFN-I的感染者易成为危重症患者
C. 对危重症患者均建议注射IFN-I给予治疗
D. 部分危重症患者同时患有自身免疫病
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知,IFN-I可增强淋巴细胞等多种免疫细胞的活性,说明起属于免疫活性物质中的细胞因子。轻症患者血清中能检测到IFN-I,危重症患者血清中几乎检测不到,所以部分危重症患者的生理指标之一是血清中缺乏IFN-I。
【详解】A、由题意可知,I型干扰素(IFN-I)可增强淋巴细胞等多种免疫细胞的活性,说明其是免疫活性物质,可参与特异性免疫,A正确;
B、轻症患者血清中能检测到IFN-I,危重症患者血清中几乎检测不到,所以血清中缺乏IFN-I的感染者易成为危重症患者,B正确;
C、对IFN-I合成相关基因缺陷的危重症患者可注射IFN-I给予治疗,对体内检测到抗IFN-I的抗体的危重症患者不能注射IFN-I给予治疗,C错误;
D、危重症患者中有10.2%体内检测到抗IFN-I的抗体,说明该部分危重症患者同时患有自身免疫病,D正确。
故选C。
9. 镇江香醋是一种通过固态发酵工艺制作的小曲醋,酿造的工业流程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 冷却目的是保证酒精发酵所需的最适温度
B. 碳源不足且氧气充足时,醋酸菌可利用酒精进行发酵
C. 在酒精发酵阶段需要多次补充氧气利于酵母菌的繁殖
D. 醋酸发酵中经常翻动发酵物,目的是释放发酵产生的大量气体
【答案】B
【解析】
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理:有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、根据图示,将糯米蒸熟后冷却是为了降低温度,防止杀死酒曲中的酵母菌,A错误;
B、当缺少糖源(碳源)且氧气供应充足时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,B正确;
C、在酒精发酵初期,补充氧气,有利于酵母菌的繁殖,C错误;
D、醋酸菌为好氧菌,经常翻动发酵物,利于控制发酵温度和通气状况,D错误。
故选B。
10. 研究发现三特异性抗体可实现对小鼠多发性骨髓瘤细胞(MM)的选择性杀伤,作用机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 用单克隆抗体技术制备的三种抗体融合可得到三特异性抗体
B. 筛选该三特异性抗体时需使用制备三特异性抗体时所使用的3种抗原蛋白
C. 三特异性抗体通过T细胞的活化并释放细胞因子提高对MM的杀伤力
D. 三特异性抗体与CD28结合抑制T细胞的死亡从而使T细胞维持一定数量
【答案】A
【解析】
【分析】题图显示,三特异性抗体能结合MM细胞表面抗原CD38,同时结合T淋巴细胞表面受体CD28,抑制T细胞死亡,同时结合T淋巴细胞表面受体TCR,促进T细胞活化产生并释放细胞因子,从而提高机体对MM细胞的杀伤力。
【详解】A、三特异性抗体指的是一种抗体,通过蛋白质工程构建三特异性抗体的基因表达载体,然后获得相应的杂交瘤细胞,最终获得三特异性抗体,不是三种单抗融合而成,A错误;
B、筛选该三特异性抗体,利用抗原-抗体特异性杂交原理,由于三特异性抗体含有三种抗体,故制备该抗体时,需要使用三种抗原蛋白,B正确;
C、从图中看出,三特异性抗体能促进T细胞活化产生并释放细胞因子,细胞因子会促进T淋巴细胞的活化,从而提高机体对MM细胞的杀伤力,C正确;
D、从图中看出,一方面三特异性抗体与T细胞膜上的CD28结合,抑制T细胞死亡,另一方面特异性抗体与T细胞膜上的TCR结合,促进T细胞活化,所以三抗与TCR和CD28结合可保持较高的T细胞数量和活性,D正确。
故选A。
阅读下列材料,完成下面小题。
草地贪夜蛾(FAW)原分布于美洲,自2019年入侵我国,对玉米等农作物造成严重危害。为了解某片面积为1平方公里的玉米田虫情,研究人员先后两次(间隔3天)对FAW展开了调查,两次调查得到的数据统计结果如图所示。
注:1平方公里约为1500亩,每亩约种植玉米4000株
11. 下列关于FAW的相关说法,正确的是( )
A. 调查该昆虫种群的数量和性别比例的最优方法是取样器取样法
B. 该昆虫性别比例改变,能够预测该昆虫种群数量的变化趋势
C. 两次调查间隔期内,该昆虫种群可能遭遇了性引诱剂等化学信息诱杀
D. 两次调查中各日龄的昆虫种群数量变化显著,但其基因库未发生改变
12. 下列关于此片玉米田的相关说法,正确的是( )
A. 不同区域的玉米被FAW幼虫破坏程度不同,体现了玉米种群的水平结构
B. FAW的入侵一定会导致玉米向下一营养级能量传递效率下降
C. 若在第一次调查时绘制玉米田的数量金字塔,会呈现倒置现象
D. 若玉米田由于FAW的过度繁殖被废弃,则此区域可发生次生演替
【答案】11. C 12. D
【解析】
【分析】分析题图:与第1次调查相比,第2次调查结果中生殖期和生殖后期昆虫的性别比例变化较大。
【11题详解】
A、调查该昆虫种群的数量和性别比例的最优方法是样方法,A错误;
B、预测该昆虫种群数量的变化趋势,是根据年龄结构,B错误;
C、两次调查结果可以看出,性别比例差别较大,可推测两次调查间隔期内,该昆虫种群可能遭遇了性引诱剂等化学信息诱杀,C正确;
D、两次调查中各日龄的昆虫种群数量变化显著,说明其基因库发生了改变,D错误。
故选C。
【12题详解】
A、群落的水平结构描述的是群落中的各个种群在水平方向上的配置状况或水平格局,不同区域的玉米属于一个种群,没有体现群落的水平结构,A错误;
B、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,FAW的入侵不一定会导致玉米向下一营养级能量传递效率下降,B错误;
C、数量金字塔描述了某一时刻 生态系统中各营养级的个体数量关系。一般来说,能量沿营养级顺序向上逐级递减,生物体数量沿营养级顺序向上也越来越少。若在第一次调查时绘制玉米田的数量金字塔,此时生产者的数量相比较时植食性动物的数量较多,一般不会呈现倒置现象,C错误;
D、由于FAW的过度繁殖而被废弃的玉米田,虽然原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎),因此此区域发生的演替为次生演替,D正确。
故选D。
二、非选择题(共5小题,共52分)
13. 玉米—大豆和玉米—花生的套种均为禾本科和豆科套作模式,该模式能在保障玉米产量的前提下提高豆科作物的产量。但高位作物玉米对太阳光的遮挡与截获导致的荫蔽会直接影响豆科作物的形态建成及最终产量。研究人员采用室内盆栽试验,以大豆和花生为研究对象,设置正常光处理、弱光处理、荫蔽处理(通过弱光+远红光模拟)3种光环境,研究大豆和花生植株对荫蔽的响应。结果如表所示。
(1)大豆和花生同为豆科作物,玉米和豆科作物套种,在垂直方向上具有明显的______现象,该套种模式显著提高了______。玉米可以通过释放磷酸盐和微量元素供给大豆,而大豆可通过根部的根瘤菌为玉米提供含氮化合物,从该角度看,玉米和大豆的种间关系是______。
(2)总生物量是植物在单位面积上所形成的有机物的总量,与正常光组相比,弱光组大豆和花生的总生物量均有所降低,结合表格数据分析,其原因是______。弱光组大豆和花生的株高均增加,该过程主要与______(写出两种激素)的调节作用有关,植株高度增加有利于叶片______,提高光合效率。
(3)荫蔽环境不仅降低了光照强度,还改变了红光/远红光的值,红光和远红光可通过______影响豆科作物的形态建成。
(4)大豆和花生对荫蔽的响应存在差异,在实际生产过程中,相比玉米—大豆套种模式,玉米—花生套种模式下,两种作物之间需要更______(填“宽”或“窄”)的行间距以保证豆科作物的产量,理由是______。
【答案】(1) ①. 分层 ②. 群落利用阳光等资源的能力 ③. 原始合作##互惠
(2) ①. 弱光组大豆和花生的叶绿素含量和叶面积均降低,植株吸收光能减少,光合作用减弱,合成有机物的量减少 ②. 生长素、赤霉素、细胞分裂素 ③. 捕获更多的光能
(3)光敏色素 (4) ①. 宽 ②. 与弱光组相比,荫蔽组大豆的叶绿素含量、叶面积、总生物量、单株产量均呈增加趋势,而花生的上述指标变化与大豆呈现出相反的趋势
【解析】
【分析】不同农作物套种在垂直方向上具有分层现象,属于群落的垂直结构,垂直结构有利于提高对阳光等资源的利用率。
【小问1详解】
玉米和豆科作物套种是利用玉米和豆科作物在高度上的差异,在垂直方向上占据不同的空间,具有明显的分层现象,能够充分利用阳光等资源。两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活,这种种间关系是原始合作。
【小问2详解】
生长素和赤霉素可促进细胞伸长,生长素、赤霉素和细胞分裂素都能促进细胞分裂,这都与大豆植株高度增加有关。弱光组大豆和花生的叶绿素含量和叶面积均比正常光组低,导致植株吸收光能减少,光合作用减弱,合成有机物的量减少,总生物量降低;弱光组大豆和花生植株高度高于正常组,有利于叶片捕获更多光能,提高光合效率。
【小问3详解】
植物体内感受红光和远红光的受体是光敏色素,光敏色素在受到光照射后结构会发生变化,从而影响豆科作物的形态建成。
【小问4详解】
与弱光组相比,荫蔽组大豆的叶绿素含量、叶面积、总生物量、单株产量均呈增加趋势,而花生的上述指标变化与大豆呈现出相反的趋势,因此,为保证豆科作物的产量,玉米与花生套种时两种作物之间需要更宽的行间距。
14. 珊瑚礁生态系统被称为“海洋中的热带雨林”,珊瑚虫是一种体型微小的腔肠动物,生长过程中分泌的钙质“骨骼”能形成珊瑚礁,因体内有共生的虫黄藻而色彩斑斓。回答下列问题:
(1)若某一种珊瑚出现的频率最高,且对其他物种影响也很大,可初步确定是该群落的_____。大多数珊瑚礁生长的水深范围是0~50米,影响造礁珊瑚分布的主要环境因素是______。
(2)不同含碳物质的碳元素中同位素13C含量不同,13C值是追踪生物食源的常用指标。下图1表示珊瑚虫食源相关物质的13C的来源及13C含量相对值。(虫黄藻和珊瑚虫的13C值分别用13CZ和13CH表示)
①珊瑚虫的13C含量会因其营养来源发生变化,珊瑚虫从海水中浮游生物获取的能量比例越大,13CH值就_________。
②分别从珊瑚礁区1和礁区2随机采集珊瑚,检测虫黄藻密度、13CZ值和13CH值,结果如图2、图3 所示 (△13C值=13CH值-13CZ值)。
已知珊瑚礁区1水体更清澈,虫黄藻光合作用强度更高,但研究显示两个礁区的珊瑚共生体内的有机物总量并无明显差别,结合图1图2和图3分析,礁区1的珊瑚维持体内有机物供应的策略是_________。礁区2的珊瑚维持体内有机物供应的策略是_________。
(3)珊瑚对环境变化及为敏感,若长时间高温胁迫会导致珊瑚虫体内虫黄藻减少或虫黄藻失去颜色,出现白化现象,珊瑚虫死亡。针对已经发生大面积不可逆白化的退化珊瑚礁,修复该生态系统时,选择适量的珊瑚等多种生物,既适应环境,又能提高生态系统的自我调节能力,这遵循了_________原理。目前比较成熟的修复技术有两种。一种是人工移植:采摘供体珊瑚移植到退化区域,主要利用珊瑚旺盛的无性繁殖能力;一种是人工培植:供体珊瑚排卵时,收集受精卵,在养殖场内人工养殖后投放到退化区域。据此分析人工培植的生态学优势是_________。
【答案】(1) ①. 优势种 ②. 光
(2) ①. 越小 ②. 礁区1的珊瑚虫通过增加虫黄藻密度,增加虫黄藻光合作用制造有机物的总量维持有机物供应 ③. 礁区2的虫黄藻密度偏低,可能通过提高捕食浮游动物的能力,维持有机物供应
(3) ①. 协调和自生 ②. 不会对供体区域的珊瑚造成一定伤害增大修复区域珊瑚的遗传多样性
【解析】
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者主要指动物,分解者指营腐生生活的微生物和动物。
【小问1详解】
某一种珊瑚出现的频率最高,且对其他物种影响也很大,可初步确定是该群落的优势种。大多数珊瑚礁生长的水深范围是0~50米,影响造礁珊瑚分布的主要环境因素是光照。
【小问2详解】
①珊瑚虫从虫黄藻获得物质和能量时13C含量相对高, 而从海水中浮游生物获得物质和能量时13C含量相对低, 因此从海水中浮游生物获取的能量比例越大时13C值就越小。
②由图3结果可知,礁区1的△13C值接近于0,所以礁区1的珊瑚虫从海水中浮游生物获取的能量比例很小,因此,礁区1的珊瑚虫通过增加虫黄藻密度,增加虫黄藻光合作用制造有机物的总量维持有机物供应。珊瑚共生体在不同环境下的生存策略是在共生的虫黄藻光合作用较强、密度较高的水体,珊瑚共生体以虫黄藻光合作用为主要能量来源(自养为主);在共生的虫黄藻光合作用较弱、密度较低的水体,珊瑚共生体通过提高摄取浮游生物的比例补充能量供给(增加异养比例)。
【小问3详解】
修复该生态系统时,选择适量的珊瑚等多种生物,既适应环境,又能提高生态系统的自我调节能力,遵循了协调、自生原理。比较成熟的修复技术有两种可知,人工培植的生态学优势是不会对供体区域的珊瑚造成一定伤害增大修复区域珊瑚的遗传多样性。
15. 通过对纯合野生型品系水稻(野生型1)诱变得到纯合野生型品系子代水稻(野生型2)和一株白纹叶的突变体,经鉴定发现白纹叶基因位于6号染色体上。为准确定位突变基因在6号染色体上的位置,用野生型1与突变体水稻杂交并连续自交,得到多株野生型和突变型水稻,该过程没有发生基因突变。检测不同植株6号染色体上多个相同位点的碱基,按位点在染色体上的顺序排列结果如下表所示,两位点间的片段可能发生交换。
(示例:CT表示同源染色体相同位点,一条DNA上为G-C碱基对,另一条为A-T碱基对)
(1)白纹叶表型由___________(填“显性”或“隐性”)基因控制,该基因应位于6号染色体位点_________之间。
(2)为检测该基因产生的原因,现分别提取突变型水稻、野生型1和野生型2的DNA用限制酶切割,电泳后用特异性核酸探针检测相关基因,结果如图所示。对相关基因进行测序对比,发现750bp和100bp的序列为6号染色体的一对等位基因(A,a),850bp和200bp的片段为5号染色体的一对等位基因(B,b),且750bp的片段和850bp的片段有650bp的序列相同。将野生型1和突变体杂交产生F1,F1自交产生F2,F2中野生型与突变型的比例为15:1。
①突变基因产生的原因是________。若让野生型2和突变体杂交产生F1,F1自交产生F2,F2中野生型与突变型的比例为_______,F2中纯合子的基因型为_________。
②若让野生型1和野生型2杂交产生F1,F1自交后代____________(填“有”或“没有”)突变体出现,原因是__________。
【答案】(1) ①. 隐性 ②. ②和⑤
(2) ①. 5号染色体上的650bp序列移接到了6号染色体上 ②. 3:1 ③. AAbb和aabb ④. 没有 ⑤. 野生型1和野生型2水稻的基因型分别为AABB和AAbb,F1为AABb,自交后代不能产生基因型为aabb的突变体
【解析】
【分析】1、基因突变是指DNA中的碱基对的增添、缺失、替换,导致基因结构的改变。基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、多害少利性、低频性。利用物理因素或化学因素诱导基因突变,可以提高基因突变的频率。
2、基因自由组合定律是指在形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
用野生型1与突变体水稻杂交并连续自交,得到多株野生型和突变型水稻,检测不同植株6号染色体上多个相同位点的碱基,据表可知,野生型子代含有突变型亲本的碱基序列,据此推测白纹叶表型由隐性基因控制;由野生型子代 Ⅰ 和野生型子代 Ⅱ 的碱基序列可知,突变位点不在①②⑤上,因为该位点与野生型不同的个体依旧为野生型,因此突变基因的位点应该在②到⑤之间。
【小问2详解】
①由题干可知,将野生型1和突变体杂交产生F1,F1自交产生F2,F2中野生型与突变型的比例为15:1,判断控制性状的应该是两对等位基因,且100bp的为A基因,750bp为a基因,850bp为B基因,200bp为b基因,即野生型1为AABB,突变体为aabb且仅有一种,F1为AaBb,野生型2为AAbb,由图可知,突变体和野生型的区别在于5号染色体上的650bp序列移接到了6号染色体上,若让野生型2 AAbb和突变体aabb杂交产生F1Aabb,F1自交产生F2,F2中野生型与突变型的比例为3:1,仅有一种aabb基因型为突变体,F2中纯合子的基因型为AAbb和aabb。
②若让野生型1 AABB和野生型2 AAbb杂交产生F1AABb,F1自交后代没有突变体出现,原因是野生型1和野生型2水稻的基因型分别为AABB和AAbb,F1为AABb,自交后代不能产生基因型为aabb的突变体。
16. 褪黑素是松果体分泌的具有昼夜节律的胺类激素,在调节睡眠质量、生殖系统发育等方面均有重要作用。图1为褪黑素的分泌规律,图2为褪黑素调节生殖系统发育的作用机制。
(1)在哺乳动物中,光照信息刺激视网膜沿传入神经通过下丘脑视交叉上核和交感神经系统传输到松果体影响褪黑素的分泌进而对人体的睡眠进行调控,该过程的调节方式是___________,视网膜在此过程中相当于____________。人体的褪黑素含量能够保持相对稳定,体现了机体的调节机制。
(2)松果体萎缩的中老年人每日仅需补充0.1—5mg的褪黑素就能明显改善睡眠,说明褪黑素具有的特点是_____________。
(3)人体与生物节律相关的中枢位于________,除此之外,该部位还具有____________的功能(列举一点即可)。
(4)研究发现,儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激(如电视、手机屏幕灯光等)可能导致出现性早熟的现象。某科研团队为证明该现象与褪黑素有关,实施了如下实验。
步骤一:取78只均为20日龄且____________的雌性小鼠随机均分为甲、乙两组;
步骤二:从22日龄开始甲组每天下午16:00(由于下午褪黑素受体的敏感性增加)按体重比例皮下注射适量褪黑素,乙组______________。
步骤三:在小鼠青春期启动前选取32日龄为取材点,两组分别处理13只小鼠;青春期启动时选取37日龄、42日龄为取材点,两组分别处理13只小鼠。处理后迅速剥离子宫和卵巢进行称重,结果如下表:
根据实验结果分析,可以得出的结论是____________。
(5)结合以上信息分析可知,儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激可能导致出现性早熟的现象,原因可能是:夜间开灯睡觉或长时间强光刺激下,_______________,进而促进性腺和第二性征的发育。
【答案】(1) ①. 神经——体液调节 ②. 感受器
(2)微量和高效 (3) ①. 下丘脑 ②. 分泌激素、渗透压感受器、体温、血糖、渗透压等调节中枢
(4) ①. 生长状况良好、基本一致 ②. 按体重比例皮下注射等量的生理盐水 ③. 褪黑素可以抑制小鼠子宫和卵巢的发育,从而抑制出现性早熟
(5)松果体分泌的褪黑素减少,对下丘脑—垂体—性腺(性激素分泌)的抑制作用减弱,导致性激素分泌增加
【解析】
【分析】据图分析:褪黑素能够抑制下丘脑、垂体、性腺的活动。性激素的分泌存在分级调节和反馈调节。
【小问1详解】
光照信息刺激视网膜通过下丘脑视交叉上核(SCN)和交感神经系统传输到松果体影响褪黑素分泌(神经调节),进而对人体的睡眠进行调控(体液调节),故该过程的调节方式为神经-体液调节。视网膜在此过程中相当于感受器。
【小问2详解】
依据信息,每日补充褪黑素的量为0.1—5mg,效果是明显改善睡眠,说明褪黑素作为激素具有微量、高效的特点。
【小问3详解】
与人体生物节律相关的中枢在下丘脑,除此之外,该部位还具有分泌激素、渗透压感受器、体温、血糖、渗透压等调节中枢的功能。
【小问4详解】
若证明儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激(如电视、手机屏幕灯光等)可能导致出现性早熟的现象与褪黑素有关,则实验自变量为褪黑素含量不同,因变量为生殖器官质量变化,其它无关变量相同且适宜,故实验思路为:
步骤一 :取78只均为20日龄且生长状况良好、基本一致的雌性小鼠随机均分为甲、乙两组;
步骤二:从22日龄开始甲组每天下午16:00(由于下午褪黑素受体的敏感性增加)按体重比例皮下注射适量褪黑素,乙组按体重比例皮下注射等量的生理盐水。
根据步骤三检测的实验结果可知,甲组卵巢和子宫的湿重明显小于乙组,说明褪黑素可以抑制小鼠子宫和卵巢的发育,从而抑制出现性早熟。
【小问5详解】
据题干信息可知,儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激,褪黑素分泌减少,对下丘脑—垂体—性腺轴的抑制作用减弱,导致性激素分泌增加,促进性腺和第二性征的发育,则儿童夜间开灯睡觉或夜间长时间受到过强光照刺激(如电视、手机屏幕灯光等)可能导致出现性早熟的现象。
17. 转基因技术的研发是加快农业现代化的重要途径,但转基因食品的安全性备受关注。研究者将水稻抗虫基因(crylC)和双T-DNA载体连接(图示连接后双T-DNA部分结构),利用其中的“Cre/LxP”系统培育了安全可食用的转基因水稻。在“Cre/LxP”系统中,Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除。
图:P—启动子(P1为胚乳特异表达启动子;P2为绿色组织特异性表达启动子)
回答下列问题:
(1)Cre酶与基因工程中的______(工具酶)作用类似。
(2)载体中,T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后__________________,hpt基因(潮霉素抗性基因)和gus基因(表达产物使无色底物显蓝色)有助于双T-DNA共转化植株的筛选,起到基因表达载体中____________(填结构)的作用。
(3)筛选得到双T-DNA共转化成功的植株T0中,hpt基因对植物和环境具有潜在的危害,需设法将其删除。先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝(单个)插入的植株GH-1、GH-2和GH-3,自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测,选择抗性检测为阴性植株的叶片的gus基因进行PCR检测,产物的电泳结果如下图a。(不考虑减数分裂时发生互换)
①T0代中______(填编号)是T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株。
②在答题卡对应的图b中画出植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置_____(注:用圆点·表示T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置)
③GH-1的T0代自交的后代T1植株中,具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为______。这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx。
(4)水稻种子主要包括胚和胚乳,其中胚乳被加工成精米食用。该“Cre/LxP”系统,实现了______,培育了安全可食用的转基因水稻。Tx种子播种后获得的叶片______(填“具有”或“不具有”)抗虫的性状。
【答案】(1)限制酶 (2) ①. 整合到染色体(细胞核)DNA ②. 标记基因
(3) ①. GH-3 ②. ③. 3/16
(4) ①. 在胚乳中特异性删除抗虫基因(外源基因/两个lxP间的序列) ②. 具有
【解析】
【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
由题干信息可知,在“Cre/LxP”系统中,Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除,所以Cre酶与基因工程中的限制酶作用类似。
【小问2详解】
载体中,T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后整合到染色体(细胞核)DNA,hpt基因(潮霉素抗性基因)和gus基因(表达产物使无色底物显蓝色)有助于双T-DNA共转化植株的筛选,起到基因表达载体中标记基因的作用。
【小问3详解】
①由题图信息可知,对自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测,而潮霉素抗性检测为阴性植株,如果T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株,则对叶片的gus基因进行PCR检测时,电泳结果不会出现相应的条带,符合GH-3植株的电泳结果。
②由题图信息可知,先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝(单个)插入的植株GH-2,再结合植株GH-2的T1代叶片gus基因电泳结果可知,抗性检测为阴性,但植株的叶片中都含有gus基因,说明T-DNA1和T-DNA2插入到了一对同源染色体的不同位点,如果插入到了两对同源染色体的不同位置,符合自由组合定律,经过自交后会出现有的叶片含有gus基因,有的叶片不含gus基因,符合GH-1的电泳结果,所以植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置如图:
③根据GH-1的T0代自交的后代T1植株的gus基因电泳结果可知,T-DNA1和T-DNA2插入到了两对同源染色体的不同位置,符合自由组合定律,亲本为杂合子,所以在T1植株中具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为3/4×1/4=3/16。
【小问4详解】
由题干信息可以,在“Cre/LxP”系统中,Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除,可以实现了在胚乳中特异性删除抗虫基因(或外源基因或两个lxP间的序列),培育了安全可食用的转基因水稻。GH-1的T0代自交的后代T1植株中,具有抗虫特性但不含hpt基因的植株,这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx,所以Tx种子播种后获得的叶片具有抗虫的性状。
选项
科学史实验
结论
A
在黑暗中先将胚芽鞘尖端切掉,然后将尖端放置于胚芽鞘切面的任意一侧,观察胚芽鞘生长状况
胚芽鞘弯曲生长是由于尖端受刺激后,向下传递影响
B
将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况
胰液分泌是化学调节的结果
C
先摘除健康狗的胰腺,造成实验性糖尿病,然后注入另一只狗萎缩的胰腺提取液,检测患病狗的血糖
糖尿病与胰腺提取物有关
D
用铃声与食物多次结合,使狗建立条件反射
条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的
处理部位
茎尖
叶片
结果
甲组
日照12h
日照16h
不开花
乙组
日照16h
日照12h
开花
作物
处理
株高
叶绿素含量/
叶面积/
总生物量
净光合速率/
单株产量
大豆
正常光
33.26
4.38
360.95
1.59
19.31
2.64
弱光
66.18
3.34
297.72
0.90
7.76
0.50
荫蔽
42.72
388
324.85
0.97
12.47
0.56
花生
正常光
12.10
7.69
285.18
2.09
23.65
10.32
弱光
14.90
7.53
190.36
1.47
15.82
3.74
荫蔽
800
6.03
184.25
1.15
18.94
1.89
植株\位点
①
②
③
④
⑤
野生型亲本
C/C
C/C
C/C
C/C
C/C
突变型亲本
T/T
T/T
T/T
T/T
T/T
野生型子代I
T/T
T/T
C/C
C/C
C/C
野生型子代II
C/T
C/T
C/T
C/T
T/T
突变型子代
C/T
T/T
T/T
T/T
C/C
卵巢湿重(mg)
子宫湿重(mg)
日龄
32
37
42
32
37
42
甲组
7.63±1.96
7.85±3.11
9.86±1.71
32.12±5.55
57.05±13.62
56.39±11.41
乙组
7.91±3.16
42.65±2.77
44.09±1.77
74.17±14.84
81.35±6.34
106.28±15.15
选项
科学史实验
结论
A
在黑暗中先将胚芽鞘尖端切掉,然后将尖端放置于胚芽鞘切面的任意一侧,观察胚芽鞘生长状况
胚芽鞘弯曲生长是由于尖端受刺激后,向下传递影响
B
将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况
胰液分泌是化学调节的结果
C
先摘除健康狗的胰腺,造成实验性糖尿病,然后注入另一只狗萎缩的胰腺提取液,检测患病狗的血糖
糖尿病与胰腺提取物有关
D
用铃声与食物多次结合,使狗建立条件反射
条件反射是在非条件反射基础上,通过学习和训练而建立的
处理部位
茎尖
叶片
结果
甲组
日照12h
日照16h
不开花
乙组
日照16h
日照12h
开花
作物
处理
株高
叶绿素含量/
叶面积/
总生物量
净光合速率/
单株产量
大豆
正常光
33.26
4.38
360.95
1.59
19.31
2.64
弱光
66.18
3.34
297.72
0.90
7.76
0.50
荫蔽
42.72
3.88
324.85
097
12.47
0.56
花生
正常光
12.10
7.69
285.18
2.09
23.65
10.32
弱光
14.90
7.53
190.36
1.47
1582
3.74
荫蔽
8.00
603
184.25
1.15
18.94
1.89
植株\位点
①
②
③
④
⑤
野生型亲本
C/C
C/C
C/C
C/C
C/C
突变型亲本
T/T
T/T
T/T
T/T
T/T
野生型子代I
T/T
T/T
C/C
C/C
C/C
野生型子代II
C/T
C/T
C/T
C/T
T/T
突变型子代
C/T
T/T
T/T
T/T
C/C
卵巢湿重(mg)
子宫湿重(mg)
日龄
32
37
42
32
37
42
甲组
7.63±1.96
7.85±3.11
9.86±1.71
32.12±5.55
57.05±13.62
56.39±11.41
乙组
7.91±3.16
42.65±2.77
44.09±1.77
74.17±14.84
81.35±6.34
106.28±15.15
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