卓越联盟2021届高三9月联考生物试题
展开注意事项:
1.答卷前:先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证条码粘贴在答题卡上指定位置。
2.选择题,每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.非选择题,用0.5mm黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域,写在非答题区域无效。
一、选择题(本题共6个小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 下列关于病毒的叙述,错误的是( )
A. 从烟草和烟草花叶病毒中都可以提取到RNA
B. HIV和T2噬菌体主要组成成分都是核酸和蛋白质
C. T2噬菌体只有侵入活的动植物细胞才能增殖
D. 组成病毒的生物大分子都以碳链为基本骨架
【答案】C
【解析】
分析】
细胞生物体内同时具有DNA和RNA两种核酸,病毒体内只含一种,根据核酸的种类可以分为DNA病毒和RNA病毒。病毒体内只有核酸和蛋白质两个组分,病毒没有细胞结构必须寄生在宿主细胞中才能生存。
【详解】A、烟草是植物体内同时具有DNA和RNA两种核酸,烟草花叶病毒是RNA病毒体内只含RNA一种核酸,从烟草和烟草花叶病毒中都可以提取到RNA,A正确;
B、HIV和T2噬菌体主要组成成分都是核酸和蛋白质,B正确;
C、T2噬菌体可以侵染大肠杆菌,在大肠杆菌体内能增殖,C错误;
D、组成病毒的生物大分子有核酸和蛋白质,都以碳链为基本骨架,D正确。
故选C。
【点睛】掌握病毒的结构特点和生活习性是解答本题的关键。
2. 下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A. 乳酸菌无氧呼吸不产生二氧化碳,故酸奶胀袋后不能饮用
B. 皮肤角质层太厚会严重影响皮肤细胞呼吸,故要定期去角质
C. “中耕松士”既利于根部细胞呼吸作用,也间接有利于叶片细胞进行光合作用
D. 温室中常采用无色透明薄膜來增加透光率,以提高植物对光能的利用率
【答案】B
【解析】
【分析】
细胞呼吸原理的应用
1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。
7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、乳酸菌无氧呼吸不产生二氧化碳,故酸奶胀袋说明受到杂菌污染,不能饮用,A正确;
B、皮肤细胞呼吸的氧气来源于组织液,与皮肤角质层无关,B错误;
C、疏松土壤能够为根细胞提供充足的氧气,利于根部细胞呼吸作用,从而促进根对矿质元素的吸收,也间接有利于叶片细胞进行光合作用,C正确;
D、温室使用无色的塑料薄膜是为了增加透光率,提高光能利用率,从而提高产量,D正确。
故选B。
3. 如图是对果蝇进行核型分析获得的显微照片,相关叙述正确的是( )
A. 图示每条染色体含2个DNA分子
B. 图中共有4种形态的染色体,雌雄果蝇各含2个染色体组
C. 用一定浓度的秋水仙素处理细胞,可抑制染色体的着丝点分裂
D. 采用高渗溶液处理细胞,使细胞更易破裂而便于观察
【答案】A
【解析】
【分析】
分析图示,表示果蝇核型分析获得的显微照片,共有4对同源染色体,其中3对常染色体,1对性染色体。
【详解】A、图示染色体形态处于分裂中期,每条染色体含2个DNA分子,A正确;
B、图中共有5种形态的染色体,雌雄果蝇各含2个染色体组,B错误;
C、一定浓度的秋水仙素处理细胞,可抑制纺锤体的形成,C错误;
D、采用低渗溶液处理细胞,使细胞更易破裂而便于观察,D错误。
故选A。
4. 在美洲热常地区纯蛺蝶幼虫主要取食西番莲叶片,西番莲受到纯蛺蝶的伤害之后,会释放出一种化学物质使纯蛱蝶幼虫死亡,但仍有少数纯蛱蝶会变异山抵抗该化学物质的能力。观察发现,西番连用改变叶片形状,“造出”一种黄色假卵一叶片上蜜腺稍微隆起形成卵状结构等办法来迷惑纯蛱蝶,以减少纯蛱蝶在此产卵,还通过分泌出一种“花外蜜露”引诱蚂蚁和蝇类前来捕食纯蛱蝶幼虫。在此过程中,纯蛱蝶增强了寻找包发现西番连的能力。下列分析不正确的是( )
A. 西番连释放化学物质抗虫和纯蛱蝶能抵抗这种物质是长期协同进化的结果
B. 在纯蛱蝶觅食的刺激下西番莲发生了叶彤和叶片蜜腺的突变
C. 西番莲叶形变化和纯蛱蝶觅食行为的变化说明选择决定进化的方向
D. 西番莲向纯蛱蝶传递的物理或化学信息能调节种间关系,有利于维持生态系统的稳定
【答案】B
【解析】
【分析】
种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变;通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程,进化导致生物的多样性。
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化
【详解】A、协同进化是指两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化,即一个物种由于另一物种影响而发生遗传进化的进化类型。西番莲释放化学物质抗虫和纯峡蝶能抵抗这种物质是长期协同进化的结果,A正确;
B、西番莲发生了叶形和叶片蜜腺的突变是自发的、随机的,并不是在纯蛱蝶觅食的刺激下才会发生,B错误;
C、生物进化的方向是由自然选择决定的,在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基因的频率会不断提高,因此,在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化,C正确;
D、西番莲向纯蛱蝶传递的物理或化学信息能调节种间关系,有利于维持生态系统的稳定,D正确。
故选B。
【点睛】掌握信息的作用和进化的相关知识点是解答关键。
5. 疟原虫是一类营寄生生活的单细胞生物,有按蚊和人两个宿主。疟疾由携带疟原虫的按蚊通过叮咬人而传播,引起寒热往来发作,俗称“打摆子”。疟原虫可寄生在人体肝细胞和成熟红细胞中。以下有关说法,正确的是( )
A. 人体感染疟疾后,浆细胞能特异性地识别抗原并合成相应的抗体
B. 疟原虫可利用人成熟红细胞的核糖体来合成自身的蛋白质
C. 人体的下丘脑是体温调节中枢,寒热往来发作时能产生冷觉或热觉
D. 被感染会引起发烧,体温上升过程中,下丘脑通过控制垂体合成促甲状腺激素促进甲状腺合成甲状腺激素,使细胞产热量增加
【答案】D
【解析】
【分析】
浆细胞是免疫细胞中唯一能产生抗体的细胞也是唯一不能识抗原的细胞。下丘脑是体温平衡调节的中枢,温度感受器受到寒冷等刺激时,相应的神经冲动传到下丘脑。下丘脑就会分泌促甲状腺激素释放激素,运输到垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素。促甲状腺激素随血液运输到甲状腺,促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。
【详解】A、浆细胞能合成相应的抗体但是不能识别抗原,A错误;
B、人成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器,疟原虫不能利用人成熟红细胞的核糖体来合成自身的蛋白质,B错误;
C、人体的下丘脑是体温调节中枢,而产生冷觉和热觉的感觉中枢在大脑皮层,C错误;
D、体温上升过程中,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,控制垂体合成促甲状腺激素促进甲状腺合成甲状腺激素,使细胞产热量增加,D正确。
故选D。
【点睛】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器是本题的易错知识点。
6. 《孟子·梁惠王上》提到:“数罟不入湾池,鱼鉴不可胜食也”(数罟:细密的渔网)。已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K。下列相关说法错误的是( )
A. 环境容纳量K是指该种群在某一环境中的最大种群数量且随着环境条件的环境而改变
B. “数罟不入湾池”的意义是为了保证该种鱼种群的年龄结构为增长型
C. 古代时的“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用,大大提高了能量的利用率
D. 鱼塘中不同的鱼占据不同的水层,出现的分层现象与各种鱼的食性有关
【答案】A
【解析】
分析】
环境容纳量是指特定环境所能容许种群数量的最大值,用k值表示。种群的数量不是固定不变,而是在某值上下波动的。群落的垂直结构具有分层的特点。动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯蚓及部分微生物(落叶层和土壤)。
【详解】A、根据分析可知,环境容纳量K不是指该种群在某一环境中的最大种群数量,A错误;
B、“数罟不入湾池”是指密孔的渔网不入池塘,其意义是为了保证该种鱼种群的年龄结构为增长型,B正确;
C、“桑基鱼塘”的生产模式实现了对能量的多级利用,大大提高了能量的利用率,C正确;
D、鱼塘中不同的鱼占据不同的水层,出现的分层现象与各种鱼的食性有关,D正确。
故选A。
二、非选择题:(包括必考题和选考题两部分。第7题~第10题为必考题,每个试题考生都必须做答。第11题~第12题为选考题,考生根据要求作答。)
7. 科学家德迪夫将大鼠肝组织置于搅拌器中研磨,获得肝组织匀浆,然后检测匀浆中几种酸性水解酶的活性。德迪夫判断这些水解酶位于一种具膜小泡内,在具膜小泡内酶活性受到抑制,而膜被破坏之后,其中的酶被释放出来,而表现出较强的活性。1956年,得到了进一步的实验证实,这种具膜小泡被命名为溶酶体。请据此实验回答下列问题。
(1)酸性水解酶是蛋白质,其合成场所是______。细胞器膜、________等结构.共同构成细胞的生物膜系统。生物膜是近年的研究热点,如可以模拟细胞膜的___________功能对海水进行净化。
(2)结合图1,试对图2中分别以0ml/L和0.25ml/L的蔗糖浓度作为提取液时出现不同结果进行解释__________________________________。
(3)自噬是一个与溶酶体有关的严格调控下的细胞内消化的过程。当细胞中出现衰老损伤细胞器、错误折叠蛋白质较多或者葡萄糖等营养物质均缺乏时会触发自噬,反之则抑制。这种_________调控机制对于细胞生命活动的意义是_________。
【答案】 (1). 核糖体 (2). 核膜和细胞膜 (3). 控制物质进出细胞 (4). 由题干信息可知,在溶酶体内酶活性受到抑制,而溶酶体破裂其中的酶释放出来后表现出高的活性。当蔗糖浓度为0ml/L时,溶酶体吸水涨破,酶溢出,表现出较高的活性;而蔗糖浓度为0.25ml/L时,溶酶体内的酶出量较少。表现出活性较低 (5). (负)反馈 (6). 维持细胞内的稳态(或从物质、能量、结构角度作答,如细胞在“饥饿”状态下分解自身部分物质可用于自身结构的建构等,答案合理即可)
【解析】
【分析】
1、细胞的生物膜系统:细胞器膜、核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。其功能有:(1)保证内环境的相对稳定,对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用;(2)为多种酶提供附着位点,是许多生物化学反应的场所;(3)分隔细胞器,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
2、差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器;密度梯度离心法是在密度梯度介质(如蔗糖)中进行的依密度而分离的离心法,细胞各组分会依其密度分布在与其自身密度相同的液层中,从而进行细胞组分的分离。
3、自噬作用是细胞的一种自我保护机制,是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器,进而维持细胞内稳态的一种途径。
【详解】(1)核糖体是蛋白质的合成场所,酸性水解酶是蛋白质,其合成场所是核糖体。生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成。生物膜系统在组成成分上相似、在结构和功能上紧密联系。生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂,不同生物膜的功能的复杂程度是由生物膜的蛋白质的种类和数量决定的。植物的抗旱、抗逆性主要与生物膜的蛋白质有关。生物膜在结构上具有流动性,在功能特点上具有选择透过性,根据这一特性,可以模拟细胞膜控制物质进出的功能对海水进行淡化处理。
(2)图1中,随着搅拌处理时长的增加,两种酸性水解酶的活性先增加后趋于平衡,说明搅拌会导致溶酶体破裂释放酸性水解酶,与溶液中反应物的接触量增加,导致酶活性增加,即酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比。图2显示,随着蔗糖溶液浓度增加,两种酸性水解酶的相对活性降低,因为酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比,说明当蔗糖溶液浓度为0ml/L 时,溶酶体膜破裂,酶溢出,与反应物接触的酶量最多。而蔗糖浓度为0.25ml/L 时,接近溶酶体内浓度,酶溢出量极低,与反应物的接触量最少。
(3)在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。当衰老、损伤细胞器或错误折叠蛋白质较多时,葡萄糖等营养物质含量极低时触发自噬;反之则抑制,这种调控机制属于反馈调节。与溶酶体有关的严格调控下的细胞自噬反馈调节机制,是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器,分解后的物质作为细胞结构建构物质原料,是维持细胞内稳态的一种途径,是细胞的一种自我保护机制。
【点睛】本题考查了生物膜系统、细胞自噬调控机制,解答此题的关键是识记生物膜系统的组成和功能、理解细胞组分分离与蔗糖浓度的关系,掌握反馈调节机制的意义,结合题干信息和图形分析作答。
8. 工蜂清理蜂巢内死掉幼虫的卫生行为受两对等位基因U/u和R/r控制,卫生蜂能够咬破蜂房的腊盖并能把死幼虫叼走,而非卫生蜂则不能完成上述完整行为。现有两个较为独立的蜂巢A和B,A中的工蜂全为卫生蜂,B中的工蜂全为非卫生蜂。取A内的蜂王和B内雄蜂杂交,子一代工蜂全为非卫生蜂,让子一代的蜂王和雄蜂随机交配,子二代工蜂中卫生蜂∶非卫生蜂=1∶3。对子代中的非卫生蜂进行进一步的行为研究,发现有1/3的工蜂只能咬破腊盖但并不把死幼虫叼走,另有1/3的工蜂不会咬开腊盖,但如果腊盖被人打开,它也会把死幼虫叼走,还有1/3既不会咬开腊盖,也不会叼走死幼虫。据此回答下列问题。
(1)控制工蜂卫生行为的基因遵循___________________定律。
(2)根据上述杂交实验可以判断,卫生蜂为_____________性性状,亲本的基因型是________。
(3)某同学尝试将A内的雄峰和B内的蜂王杂交(即反交)台结果子一代工蜂___________,子二代工蜂_____________________。
【答案】 (1). 基因的自由组合 (2). 隐 (3). uurr×UR (4). 全为非卫生蜂 (5). 全为非卫生蜂
【解析】
【分析】
依题意可知,亲本卫生蜂的蜂王与非卫生蜂的雄蜂杂交,其后代工蜂均表现为非卫生蜂,因此非卫生蜂的行为是显性性状,卫生蜂为隐性性状。蜂巢A和B中的雌蜂均为纯合子,则F1中的雄蜂(单倍体)只有一种基因型,由于F2相当于产生四种等比例的表现型,所以F1中的蜂王须能产生4种类型的卵细胞,于是其基因型为UuRr,F1的雄蜂基因型为ur,A中的蜂王基因型为uurr,B内雄蜂的基因型为UR。
【详解】(1)由分析可知,F1中的蜂王基因型为UuRr,能产生4种类型的卵细胞,且比例为1:1:1:1,说明控制工蜂卫生行为的两对基因位于两对同源染色体上,符合基因的自由组合定律。
(2)亲本卫生蜂的蜂王与非卫生蜂的雄蜂杂交,其后代工蜂均表现为非卫生蜂,因此非卫生蜂的行为是显性性状,卫生蜂为隐性性状。A内的蜂王的基因型为uurr,B内雄蜂的基因型为UR。
(3)A内的雄蜂基因型为ur,B内的蜂王基因型为UURR,杂交子一代工蜂的基因型为UuRr,雄蜂的基因型为UR,表现型全为非卫生蜂。子一代雌雄互交,子二代工蜂的基因型为UURR、UURr、UuRR、UuRr,表现型全为非卫生蜂。
【点睛】本题考查基因的自由组合定律的实质及应用的相关知识点,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度,培养学生判断基因型和表现型的能力和实验设计与分析的能力。
9. 内环境稳态的维持依赖各器官之间的协调以及对外界刺激作出适当的反应。如图是下丘脑中神经元之间的连接方式及I处放大示意图。请回答:
(1)神经调节的基本方式是_________它是指在__________的参与下,动物体或人体对_______。
(2)I处传递信号的分子一一神经递质,除作用于下一个神经元外,在特定情况下也能作用于_________或__________。
(3)N点受到刺激后兴奋出神经元A传至神经元B,传递方向是单向的原因是________。
(4)在研究中,由于操作不当导致神经元B受损,但尚未确定损伤部位是①处还是②处。请利用M和N两个实验位点,自选实验器材来确定损伤部位(写出实验设计思路和结果):____________________。
【答案】 (1). 反射 (2). 中枢神经系统 (3). 内外环境变化作出的规律性应答 (4). 肌肉 (5). 腺体 (6). 神经递质只存在于突出前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜 (7). 在M点连接一个电表,在N点给予适宜的电刺激,一段时间后,观察电表的偏转情况:若电表无偏转,则损伤部位在①处;若电表偏转一次,则损伤部位在②处
【解析】
【分析】
神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。完成反射的结构基础是反射弧。反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)组成。
分析图解:图中Ⅰ表示突触,当神经元A兴奋时突触的突触前膜会释放神经递质,使突触后膜产生兴奋或抑制,即图中的信号分子为神经递质。神经元A为传入神经,神经元B为传出神经。
【详解】⑴神经调节的基本方式是反射,反射是指在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
⑵I处传递信号的分子一一神经递质,除作用于下一个神经元外,在特定情况下也能作用于肌肉或腺体。
⑶N点受到刺激后兴奋出神经元A传至神经元B,传递方向是单向的原因是神经递质只存在于突出前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜。
⑷在研究中,由于操作不当导致神经元B受损,但尚未确定损伤部位是①处还是②处。因为在突触位置兴奋只能由上一神经元传向下一神经元。可以在M点连接一个电表,在N点给予适宜的电刺激,一段时间后,观察电表的偏转情况:若电表无偏转,则损伤部位在①处;若电表偏转一次,则损伤部位在②处。
【点睛】掌握兴奋在神经纤维上双向传导在神经元之间单向传递是本题解答的基础。
10. “要让黄河成为造福人民的幸福河,黄河是中华民族的母亲河”。这是习近平书记2019年9月18日在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调的,保护黄河是事关中华民族伟大复兴和永续发展的千秋大计,必须树牢“绿水青山就是金山银山”、“生态优先,绿色发展”的鲜明理念。回答下列问题:
(1)黄河流域的生物多样性包括_________________________________。
(2)若干年前,黄河下游湿地生态系统遭到一定的破坏后,生物多样性也降低。为了恢.复其生物多样性,治理环境工作者应在无机环境得到改善的基础上,生态系统组成成分中应首先增加_______________的种类和数量,从而增加__________的复杂程度,进而使湿地生态系统的_______________________稳定性增强。
(3)为响应党中央推进生态文明建设,现拟通过引进部分生物的办法来提高该生态系统的稳定性,需要考虑的因素有______________和___________。
(4)虽然黄河流域生态环境有明显向好的趋势,但由于黄河流域的工业、城镇生活和农业面源三方面污染,加之尾矿库污染,使得2018年黄河137个水质断面中,劣V类水占比达12.4%。如果你是一位环境工作者,请从生态环境保护的角度,对黄河水域治理给出一些建议:_____________________(答出2点即可)。
【答案】 (1). 基因多样性、物种多样性、生态系统多样性 (2). 生产者 (3). 营养结构 (4). 抵抗力 (5). 引进生物对黄河流域生态环境的适应能力 (6). 引进生物与现存生物的种间关系(或引进生物的数量及繁殖能力等) (7). 增加水生植物的种类,增强河流的自我净化能力;减少污水排放量,控制污染源;利用基因工程技术研制具有分解污染物能力的“转基因细菌”
【解析】
【分析】
生物的多样性:生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生态系统的营养结构越复杂,自我调节能力越强,稳定性越高。
【详解】(1)生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
(2)由于生产者是生态系统的基石,其它生物都直接或间接以植物为食,所以生态系统组成成分中应首先增加生产者的种类和数量,从而增加营养结构的复杂程度,进而使湿地生态系统的抵抗力稳定性增强。
(3)为防止生物入侵以及考虑到引进生物对当地环境的适应性,在引进生物时需要考虑引进生物对黄河流域生态环境的适应能力和引进生物与现存生物的种间关系(或引进生物的数量及繁殖能力)等,从而使引进生物与当地生物构建相对稳定的营养结构。
(4)由于黄河流域的工业、城镇生活和农业面源三方面污染,加之尾矿库污染等,使黄河水质中污染物的来源较多,所以在水域治理时,可从减少污染物的流入和增加污染物的分解两个方面入手进行治理,如增加水生植物的种类,增强河流的自我净化能力;减少污水排放量,控制污染源;利用基因工程技术研制具有分解污染物能力的“转基因细菌”等。
【点睛】本题考查生物多样性的内含和增加生物多样性的途径以及环境治理的相关内容,意在考查考生对所学知识的应用能力。
请考生从给出的2道生物题任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
[生物一生物技术实践]
11. 我国苹果资源丰富,但加工能力远远落后于种植业的发展,造成资源浪费。利用传统发酵技术酿造苹果醋,即可充分利用苹果资源,又可使苹果增值。下图是酿造苹果醋的工艺流程简图,请据图回答下列问题:
(1)榨取苹果汁时,通常使用果胶酶处理,果胶酶能够分解果胶,瓦解___________,使榨汁更容易,而果胶分解成___________,也使得浑浊的果汁变得澄清。
(2)制作苹果酒的条件是先通气后密封。先通入无菌空气的目的是______________,最初的苹果酒中含有少量尿素,脲酶可以分解尿素。根据电荷性质分离脲酶的方法是______________。脲酶不宜直接投入酒中,原因是________________________。
(3)写出醋酸发酵阶段的化学反应简式:__________。在工业生产上,固定化醋酸菌的目的是____________。固定化菌种通常采用__________固定化,这是因为_________________。
【答案】 (1). 细胞壁和胞间层 (2). (可溶性的)半乳糖醛酸 (3). 让酵母菌在有氧条件下大量繁殖 (4). 电泳法 (5). 不能再次利用,产品难以纯化 (6). C2H5OH+O2CH3COOH+H2O (7). 使醋酸菌细胞在发酵中反复利用 (8). 包埋法 (9). 体积大的细胞难以被吸附或结合
【解析】
【分析】
1、果酒、果醋制作原理与发酵条件:
2、果胶酶:①作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也使果汁变得澄清;②组成:果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
【详解】(1)榨取苹果汁时,通常使用果胶酶处理,果胶酶能够分解果胶,瓦解细胞壁和胞间层,使榨汁更容易,而果胶分解成(可溶性的)半乳糖醛酸,也使得浑浊的果汁变得澄清。
(2)酵母菌是兼性厌氧菌,在制作苹果酒时先通入无菌空气的目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖。脲酶的化学本质为蛋白质,可根据电荷性质用电泳法分离脲酶。脲酶不宜直接投入酒中,原因是不能再次利用,产品难以纯化。
(3)醋酸发酵阶段的化学反应简式为C2H5OH+O2CH3COOH+H2O,在工业生产上,固定化细胞可以使醋酸菌细胞在发酵中反复利用,从而降低成本。固定化菌种通常采用包埋法,原因是体积大的细胞难以被吸附或结合。
【点睛】本题考查了果酒果醋的制作、固定化细胞等相关知识,要求考生能够识记酵母菌和醋酸菌的代谢类型;识记果酒果醋制作的相关原理;识记细胞的固定化技术,意在考查学生的应用能力,试题难度中等。
[生物一现代生物科技专题]
12. 疫苗是终结病毒肆虐的有利武器,新冠病毒COVID-19主要通过其表面刺突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。下表为两种针对新冠病毒的疫苗研发方法:
据报道,军事科学院军事医学研究院的陈微院士团队联合开发的新型冠状病毒(腺病毒载体重组疫苗)已经进入临床试验阶段,其原理如图:
结合所学知识,回答下列问题:
(1)腺病毒载体重组疫苗是将刺突蛋白基因重组到改造后无害腺病毒内,导入人体,在体内产生刺突蛋白,刺激入体产生抗体。改造后的腺病毒载体应具备的条件是_________。(至少答出两点)。与基因工程疫苗相比,腺病毒载体重组疫苗的优点体现在_____________。
(2)与体内DNA复制相比,过程①所需酶具有的特点是____________,欲选择性扩增出S基因的DNA,前提是要有一段____________以便根据这一序列设计出特异性的________。
(3)过程②构建的重组腺病毒,其S基因应插入腺病毒载体的_________之间,要检测③是否表达出S蛋白,从分子水平角度可用_________________法。
(4)腺病毒载体疫苗注入人或动物体内能够产生S蛋白,其原理是__________________。
【答案】 (1). 具有一个至多个酶切位点;能自我复制;具有标记基因 (2). 持续表达抗原,免疫应答更持久 (3). 耐高温 (4). 已知目的基因的核苷酸序列 (5). 引物 (6). 启动予和终止子 (7). 抗原—抗体杂交 (8). 重组腺病毒能够转化到受体细胞中,并在受体细胞中通过转录、翻译过程表达S蛋白基因
【解析】
【分析】
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
PCR技术是利用DNA双链复制的原理,将基因的核苷酸序列不断地加以复制,使其数量呈指数方式增加。利用PCR技术扩增目的基因的前提,是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。
【详解】(1)改造后的腺病毒载体应具备的条件是具有一个至多个酶切位点;能自我复制;具有标记基因。与基因工程疫苗相比,腺病毒载体重组疫苗的优点体现在持续表达抗原,免疫应答更持久。
(2)过程①利用的是PCR技术,其基本原理是DNA分子的双链复制,但在PCR过程中能所具有的明显特点是耐高温,PCR技术扩增S基因,前提条件是利用S基因中的已知的碱基序列来制备特异性的引物。
(3)为了能够使外源基因进行表达,构建基因表达载体时,要将目的基因插入到运载体的启动子和终止子之间,要检测③是否表达出S蛋白,可用抗原—抗体杂交技术进行检测。
(4)腺病毒载体疫苗注入人或动物体内能够产生S蛋白,其原理是重组腺病毒能够转化到受体细胞中,并在受体细胞中通过转录、翻译过程表达出S蛋白。腺病毒载体疫苗一次接种即可获得长期免疫力,无需反复多次加强免疫,原因是抗原蛋白基因在宿主细胞内能持续表达。
【点睛】本题考查基因工程操作中的相关知识,解题关键是学生对基因工程操作过程的理解与掌握。
果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
发酵过程
有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H12O6+6O26CO2+6H2O;
无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C6H12O62C2H5OH+2CO2
氧气、糖源充足时:
C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O;
缺少糖源、氧气充足时:
C2H5OH+O2CH3COOH+H2O
温度
一般酒精发酵18~25 ℃,繁殖最适为20 ℃左右
最适为30~35 ℃
气体
前期:需氧;后期:无氧
需要充足的氧气
时间
10~12天
7~8天
方法
技术路线
腺病毒载体重组疫苗
刺突蛋白基因→腺病毒基因表达载体→人体
基因工程疫苗
刺突蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→刺突蛋白→人体
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