2022届黑龙江省大庆市高三上学期理综生物第二次教学质量(含答案)练习题
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大庆市2022届高三年级第二次教学质量检测
理科综合试卷(生物)
一、选择题:
1. 《黄帝内经》中提到“正气存内,邪不可干”,为增强人体免疫力,我国中医认为有几个方面要注意:一是要顺应四时季节的气候变化;二是要调节情绪;三是要节制饮食,即饮食要均衡;四是如果经过上述调理仍有不适,可做适当的药物调理。下列相关叙述错误的是( )
A. 人体免疫包括非特异性免疫和特异性免疫
B. 顺应气候变化有助于维持体温恒定,冬季,人体的产热量大于散热量以维持体温恒定
C. 情绪稳定离不开神经调节和体液调节,神经调节为最主要的调节
D. 人体中组成抗体的单体主要来自食物中的蛋白质类物质的消化吸收
【答案】B
【解析】
【分析】人体免疫包括非特异性免疫和特异性免疫,非特异性免疫包括第一、二道防线,第一道防线由皮肤和粘膜组成,第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成;特异性免疫是人体的第三道防线,由免疫器官、免疫细胞借助于血液循环和淋巴循环组成,包括细胞免疫和体液免疫两种方式。
【详解】A、人体免疫包括非特异性免疫和特异性免疫,特异性免疫包括细胞免疫和体液免疫,A正确;
B、冬季,人体的体温依然是恒定的,产热量等于散热量,B错误;
C、情绪是大脑的高级功能之一,情绪稳定离不开神经调节和体液调节,神经调节为最主要的调节,C正确;
D、抗体的化学本质是蛋白质,其单体是氨基酸,人体内的氨基酸主要来自食物中的蛋白质类物质的消化吸收,D正确。
故选B。
2. 研究发现,贯叶金丝桃素可以通过激活AMPK(一种蛋白激酶)信号,增加小鼠脂肪细胞的产热相关基因的表达水平和线粒体数量,增强细胞呼吸,进而刺激小鼠脂肪细胞产热,成功阻止小鼠肥胖的发生,该机制也能改善肥胖小鼠的代谢功能障碍。下列叙述错误的是( )
A. 呼吸强度大的细胞其线粒体数量可能会更多
B. 小鼠体内的AMPK数量增多更容易导致其肥胖的发生
C. 骨骼肌细胞的呼吸底物主要是葡萄糖
D. 脂肪细胞通过细胞呼吸将有机物中的化学能释放出来,该化学能大部分转变成热能
【答案】B
【解析】
【分析】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],释放少量能量;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],释放少量能量;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,释放大量能量。
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,第二阶段发生在细胞质基质中,丙酮酸在相关酶的作用下变成酒精和二氧化碳或者变成乳酸,该阶段不释放能量。
【详解】A、由于线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,因此呼吸强度大的细胞其线粒体数量可能会更多,A正确;
B、根据题意,小鼠体内的AMPK可以增加小鼠脂肪细胞的产热相关基因的表达水平和线粒体数量,增强细胞呼吸,进而刺激小鼠脂肪细胞产热,成功阻止小鼠肥胖的发生,B错误;
C、葡萄糖是细胞内主要的能源物质,是骨骼肌细胞呼吸作用的主要底物,C正确;
D、脂肪细胞通过细胞呼吸将有机物中的化学能释放出来,细胞呼吸释放的能量大部分转变成热能,少部分储存在ATP中,D正确。
故选B。
3. 动粒是位于姐妹染色单体着丝粒两侧的多蛋白结构(如图所示),其负责将着丝粒与纺锤丝连结在一起。近期研究发现,纤维冠主要由围绕在动粒外层的促使染色体分离的马达蛋白组成,与纺锤丝微管连接,支配染色体的运动和分离。下列相关叙述正确的是( )
A. 马达蛋白和动粒合成于有丝分裂的中期
B. 减数分裂Ⅰ后期姐妹染色单体无法分离的原因是马达蛋白不能合成
C. 动植物细胞内的纺锤丝都是由细胞两极的中心体发出的
D. 纤维冠支配染色体的运动和分离时需要消耗ATP
【答案】D
【解析】
【分析】细胞周期分为两个阶段:分裂间期和分裂期。(1)分裂间期主要变化:DNA复制蛋白质合成。(2)分裂期主要变化:1)前期:①出现染色体,染色质螺旋变粗变短的结果;②核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;③纺锤体形成纺锤丝。2)中期:染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上,染色体形态数目清晰,便于观察。3)后期:着丝点分裂,两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体,纺锤丝牵引分别移向两极。4)末期:①纺锤体解体消失;②核膜核仁重新形成;③染色体解旋成染色质形态;④细胞质分裂,形成两个子细胞(植物形成细胞壁,动物直接从中部凹陷)。
【详解】A、由题干信息可知,动粒是位于姐妹染色单体着丝粒两侧的多蛋白结构,则动粒应形成于间期,A错误;
B、减Ⅰ后期同源染色体在纺锤体的牵引下移向两极,则马达蛋白形成,减Ⅰ后期不发生着丝粒分裂、姐妹染色单体分开,B错误;
C、动物细胞的纺锤丝是由两组中心粒发出,进而形成纺锤体,C错误;
D、纤维冠支配染色体的运动和分离时需要消耗ATP提供能量,D正确。
故选D。
【点睛】
4. 短串联重复序列广泛存在于人的基因组中,由2~50个首尾相连的重复单位串联而成,其重复单位为1~6个核苷酸。短串联重复序列能发生遗传信息的传递。研究发现,熊蜂控制X蛋白合成的Smr基因中也存在重复序列CAG。下列相关叙述错误的是( )
A. 人不同个体中,位于Y染色体上的某些重复序列可能有特异性
B. CAG重复序列增多会改变Smr基因的结构,引起Smr基因发生突变
C. 若CAG重复次数增加,会改变Smr基因中嘌呤碱基的比例
D. 若CAG重复序列增加1次,则重复序列之后编码的氨基酸序列发生变化
【答案】CD
【解析】
【分析】本题主要考察的是基因突变问题。基因突变指的是碱基对的增添,缺失和替换。在进行翻译的过程当中,每三个碱基对编码一个氨基酸,逐渐连接成一条肽链。
【详解】 A、DNA分子具有特异性,不同DNA分子由于碱基对的排列顺序存在差异,因此每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序。这种特定的排列顺序包含特定的遗传信息,从而使DNA分子具有特异性。由此,人不同个体中位于Y染色体上的某些重复序列可能有特异性,A正确;
B、基因突变是指碱基对的增添缺失和替换,故CAG重复序列增多会改变smr基因的结构,引起基因突变,B正确;
C、DNA分子是双链结构,双链中嘧啶碱基和嘌呤碱基的数量是一样的。因此CAG重复次数增加不会改变smr基因中嘌呤碱基的比例,C错误;
D、若CAG重复序列增加一次,即增加三个碱基对,由于基因中碱基对数目与所编码氨基酸数目的比例关系为3:1。正好增加了一个氨基酸,包含在重复氨基酸里。所以重复序列后,编码的氨基酸序列不会发生改变,D错误。
故选CD。
【点睛】
5. 科学工作者在某自然保护区内放养甲和乙两种哺乳动物,连续4年调查这两种动物种群数量的变化,并统计λ值(),结果如图所示。下列分析错误的是( )
A. 甲种群数量在调查时间内近似呈“J”型曲线增长 B. 甲种群第3~4年增加的个体数大于第2~3年增加的
C. 乙种群的数量在第1~2年最多 D. 甲种群数量的发展受保护区资源和空间的限制
【答案】C
【解析】
【分析】曲线分析:甲种群的λ=1.5,表明甲种群数量不断增加,乙种群的λ值由大于1先增加然后减少到小于1,说明乙种群数量先增多,后减少。
【详解】A、甲种群的λ=1.5,说明种群以恒大于1的倍数增长,因此在调查时间内近似呈“J”型曲线增长,A正确;
B、甲种群数量以恒大于1的倍数增长,倍数虽然不变,但随着种群数量的增加,后一年增加的数量要大于前一年增加的数量,因此甲种群第3~4年增加的个体数大于第2~3年增加的,B正确;
C、乙种群数量先增加后减少,在第3年时,λ=1,种群数量不变,第3年后λ<1,种群数量减少,因此乙种群的数量在第3年最多,C错误;
D、甲种群在调查期间为J形增长,但由于保护区内的资源和空间是有限的,随着种群数量的逐渐增加,环境阻力增大,使种群数量增长缓慢直至不增长,因此甲种群数量的发展会受到保护区资源和空间的限制,D正确。
故选C。
6. 下图1为某家系中某单基因遗传病的系谱图,已知该病致病基因可被某种限制酶切割成两个片段,家族中部分个体的正常基因和致病基因的电泳图谱如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 该病为常染色体显性遗传病,男性患者的电泳图谱均相同
B. II-1和III-4可能携带致病基因,III-5的致病基因来源于I-1
C. 若III-3与正常男性结婚,则生育患病女孩的概率为1/4
D. 若III-2与正常女性结婚,则生育的女孩均患病,生育的男孩正常的概率是3/4
【答案】C
【解析】
【分析】据图1可知,II-3和II-4都患病,生出正常的女儿III-4,符合“有中生无为显性,生女正常为常显”,据此可知,该病为常染色体显性遗传病;假定用A/a表示,I-1基因型为aa,据此可知图2电泳图谱中上面条带为a基因,下面2个条带为A基因,因此I-2基因型为Aa,II-3基因型为Aa,II-7基因型为AA,据此作答。
【详解】A、据分析可知,该病为常染色体显性遗传病,男性患者有AA和Aa两种类型,因此男性患者的电泳图谱不一定相同,A错误;
B、II-1和III-4表现正常,基因型都为aa,不携带致病基因;III-5表现正常,没有致病基因,B错误;
C、III-3患病,其父亲正常,因此III-3基因型为Aa,与正常男性(aa)结婚,则生育患病孩子(Aa)的概率为1/2,女孩的概率为1/2,因此患病女孩的概率为1/4,C正确;
D、该病为常染色体遗传病,后代男女的患病概率是一样的,D错误。
故选C。
7. Rubisco酶是暗反应中的关键酶,它催化CO2与RuBP生成三碳化合物。某实验小组欲研究水稻光合作用的相关生理过程,以水稻的低叶绿素含量突变体(YL)与野生型(WT)为实验材料,采用随机分组设计,设置3种氮肥处理,即0N(全生育期不施氮肥)、MN(全生育期施纯氮120kg·hm-2)和HN(全生育期施纯氮240kg·hm-2),并测定饱和光照强度(1000μmol·m-2·s-1)下的气孔导度和胞间CO2浓度,结果如图所示。回答下列问题:
(1)比较YL与WT的叶绿素含量差异时,常用________提取叶绿素;限制暗反应速率的内在因素可能有____________________。
(2)图示结果表明,在MN与HN处理下,YL与WT相比,前者气孔导度较大,但二者胞间CO2浓度却无显著差异。由此推断在MN与HN处理下,YL的光合速率________WT的,分析其原因是____________________。
(3)研究表明,叶绿素含量高并不是叶片光合速率大的必需条件。叶片中的叶绿素含量存在“冗余”现象,因此,适当降低____________________将有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过程中的消耗,最终提高叶片光合速率。
(4)Rubisco酶催化CO2与RuBP生成三碳化合物的过程称为________,叶肉细胞中Rubisco酶含量高,有利于提高光合速率,但合成Rubisco酶需要消耗大量的氮素。已知YL的Rubisco酶含量显著高于WT的,结合题图分析,与WT的氮素利用途径相比,YL的氮素利用途径可能是____________________。
【答案】(1) ①. 无水乙醇 ②. 光合作用有关酶的数量与活性
(2) ①. 高于 ②. YL较高的光合速率会较快地固定与消耗胞间CO2,从而在一定程度上降低了胞间CO2浓度,使其与WT的胞间CO2浓度差异不大(或在MN与HN处理下,YL的气孔导度大于WT的,但YL与WT的胞间CO2浓度基本相同,YL的光合作用消耗了更多的CO2)
(3)叶片中的叶绿素含量
(4) ①. CO2的固定 ②. YL更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成,而不是叶绿素的合成
【解析】
【分析】光合色素易溶于有机溶剂,叶绿素的提取用无水乙醇,光合作用分为光反应和暗反应,光照强度、温度、水、二氧化碳等因素影响光合作用速率。
【小问1详解】
叶绿素提取用无水乙醇;光合作用内在因素中光合作用有关酶的数量与活性可以限制暗反应速率。
【小问2详解】
CO2是暗反应的原料,在MN与HN处理下,YL与WT相比,前者气孔导度较大,但二者胞间CO2浓度却无显著差异,YL较高的光合速率会较快地固定与消耗胞间CO2,从而在一定程度上降低了胞间CO2浓度,使其与WT的胞间CO2浓度差异不大(或在MN与HN处理下,YL的气孔导度大于WT的,但YL与WT的胞间CO2浓度基本相同,YL的光合作用消耗了更多的CO2),因此YL的光合速率高于WT的。
【小问3详解】
叶片中的叶绿素含量存在“冗余”现象,适当降低叶片中的叶绿素含量,有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过程中的消耗,最终提高叶片光合速率。
【小问4详解】
由题意可知,Rubisco酶是暗反应中的关键酶,它催化CO2与RuBP生成三碳化合物,此过程称为CO2的固定。合成Rubisco酶需要消耗大量的氮素,结合题图分析,与WT的氮素利用途径相比,YL更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成,而不是叶绿素的合成。
【点睛】本题考查暗反应中的相关知识,旨在让学生通过题意对信息进行有效的提取和分析,结合所学进行准确作答。
8. 材料一:科学家在实验中观察到,阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系,可导致其生殖器官萎缩;若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系,生殖器官的功能也恢复正常。已知性激素的分泌与甲状腺激素的分泌有相同的调节机制,且下丘脑可分泌促性腺激素释放激素,垂体可分泌促性腺激素,促性腺激素可调节性腺发育。
材料二:人类毛发的毛囊中有黑素干细胞,它们可以分化成为黑素细胞,黑素细胞产生的黑色素使毛发变黑,若没有该色素,则毛发变白。很多人认为压力能加速毛发变白。
据此回答下列相关问题:
(1)材料一中“阻断垂体与下丘脑之间的血液联系”中被阻断的激素为______________,该激素到达作用部位需要通过______________运输,阻断后其生殖器官萎缩的原因是______________。
(2)为验证材料二中人们的看法,某研究小组用黑色小鼠、生理盐水、辣素(注射后会产生痛觉压力)、丁丙诺啡(一种阿片类镇痛药)等材料进行了如下实验:
步骤一:将若干______________的雄性黑色小鼠均分为甲、乙、丙三组;
步骤二:甲组注射适量生理盐水,乙组注射等量且适量的辣素,丙组______________;
步骤三:将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间,______________。
结果显示:______________,说明压力确实能加速毛发变白。
【答案】(1) ①. 促性腺激素释放激素 ②. 血液(或体液) ③. 促性腺激素可调节性腺发育,阻断后促性腺激素释放激素不能作用于垂体,导致垂体不能分泌促性腺激素
(2) ①. 体型、生理健康状况相同 ②. 注射等量且适量的辣素和丁丙诺啡的混合物 ③. 观察三组小鼠的毛发颜色 ④. 甲组与丙组小鼠的毛发为黑色毛、乙组小鼠的毛发出现白色毛(或甲组小鼠的毛发为黑色毛,乙组和丙组小鼠的毛发出现白色毛,但乙组的多于丙组的)
【解析】
【分析】分析材料一:下丘脑可分泌促性腺激素释放激素,垂体可分泌促性腺激素,促性腺激素可调节性腺发育,且性激素的分泌与甲状腺激素的分泌有相同的调节机制—激素的分级调节。
分析材料二:黑素干细胞可以分化成为黑素细胞,黑素细胞能产生黑色素使毛发变黑。
【小问1详解】
由分析可知,下丘脑可分泌促性腺激素释放激素,作用于垂体,“阻断垂体与下丘脑之间的血液联系”中被阻断的激素为促性腺激素释放激素。促性腺激素释放激素通过体液运输到作用部位。阻断后促性腺激素释放激素不能作用于垂体,导致垂体不能分泌促性腺激素,促性腺激素可调节性腺发育,可导致其生殖器官萎缩。
【小问2详解】
实验的目的是探究辣素、丁丙诺啡对黑色素形成的影响。所以实验时设置甲组注射适量生理盐水,乙组注射等量且适量的辣素,丙组注射等量且适量的辣素和丁丙诺啡的混合物,其他的条件应相同,所以体型、生理健康状况相同,将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间,观察三组小鼠的毛发颜色。由于辣素注射后会产生痛觉压力、丁丙诺啡一种阿片类镇痛药,所以甲组与丙组小鼠的毛发为黑色毛、乙组小鼠的毛发出现白色毛。
【点睛】本题考查激素的分级调节和不同激素对生命活动的影响,旨在让学生理解和应用所学知识在实际中的应用。
9. 历史上的塞罕坝是一处水草丰沛、森林茂密、禽兽繁集的地方,随着开围放垦,该地森林植被被破坏,逐渐退化为高原荒丘。1962年,林业部在塞罕坝建立机械化林场,从荒山造林到生态育林,从提供原木材料到提供生态产品,从黄沙漫天到绿水青山,塞罕坝成为京津冀地区重要的绿色生态屏障。回答下列问题:
(1)塞罕坝森林生态系统由该区域所有生物和__________共同组成,具有涵养水源和调节气候等生态功能,体现了生物多样性的__________价值。
(2)对森林进行适度采伐并不会造成生态系统结构和功能的破坏,这是由于生态系统具有一定的__________稳定性。然而,大肆砍伐则会导致生态环境恶化,原因是__________。重建人工林生态系统后,野生动物也随之增多,原因是__________。
(3)与原始森林相比,人工林中的动物分层现象较为__________(填“简单”或“复杂”),原因是__________。
【答案】(1) ①. 无机环境 ②. 间接
(2) ①. 抵抗力稳定性 ②. 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 ③. 该生态系统具有一定的栖息环境和充足的食物
(3) ①. 简单 ②. 动物分层现象与植物的分层密切相关,而人工林的植物种类比较单一,分层现象也比较简单,则动物的分层现象也比较简单
【解析】
【分析】1、生态系统是由一定区域内的所有生物和其无机环境共同组成的。
2、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。
3、生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低,反之则越高。
小问1详解】
森林生态系统是由该区域的所有生物和其无机环境共同组成的。森林涵养水源、调节气候对生态系统起到了重要的调节作用,这能体现生物多样性的间接价值。
【小问2详解】
对森林进行适度采伐不会造成生态系统结构和功能的破坏,这是由于生态系统具有一定的抵抗力稳定性,然而大量砍伐会造成生态环境恶化,是因为生态系统的自我调节是有一定限度的,超过这个限度会造成生态系统无法自然恢复。重建人工林生态系统,大量的林木为野生动、植物的生存提供了一定的栖息环境和充足的食物,因此野生动物随之增多。
【小问3详解】
人工林中动物分层现象较为简单,是因为动物的分层现象与植物的分层密切相关,而人工林的植物种类比较单一,分层现象也比较简单,则动物的分层现象也比较简单。
【点睛】本题考查群落空间结构、生态系统以及生物多样性的价值等相关知识点,要求考生理解群落的垂直结构,掌握生态系统的组成和稳定性,掌握生物多样性的价值,并能结合题意准确作答。
10. 小家鼠的弯曲尾和正常尾受到一对等位基因(N/n)的控制。科研人员用多只小家鼠进行杂交实验,已知杂交组合①和②的亲本都仅有一种类型,实验结果如下表。回答下列问题
杂交组合
P
F1
雌
雄
雌
雄
①
弯曲尾
正常尾
1/2弯曲尾,1/2正常尾
1/2弯曲尾,1/2正常尾
②
弯曲尾
弯曲尾
全部弯曲尾
1/2弯曲尾,1/2正常尾
③
弯曲尾
正常尾
4/5弯曲尾,1/5正常尾
4/5弯曲尾,1/5正常尾
(1)基因N/n位于小家鼠細胞的_________(填“常”或“X”)染色体上,显性性状是___________(填“正常尾”或“弯曲尾”)。杂交组合①亲本雌、雄小家鼠的基因型分别为_______________。
(2)在杂交组合③的亲本雌性小家鼠中,纯合子有30只,则杂合子有__________只;F1中,弯曲尾雌性小家鼠所占的比例为______________。用遗传图解表示组合③杂交过程。
(3)第①组F1雄性个体与第③组亲本雌性个体随机交配获得F2。F2雌性小家鼠的表现型及比例为_________。
(4)小家鼠的毛色由常染色体上的三个复等位基因决定。AY—黄色、A—灰色、a—黑色,且基因AY对A、a为显性,基因A对a为显性。杂交组合②的亲本为黄毛弯曲尾雌性小家鼠、灰毛弯曲尾雄性小家鼠,F1中纯合灰色弯曲尾雌性小家鼠占1/16,则亲本的基因型为____________。
【答案】(1) ①. X ②. 弯曲尾 ③. XNXn ×XnY
(2) ①. 20 ②. 2/5,
(3)9:1 (4)AYAXNXn×AaXNY
【解析】
【分析】分析表格,由第②组中弯曲尾与弯曲尾杂交,F1的雌雄个体表现不同,说明该性状的遗传与性别相关联,相关基因位于性染色体上,又由F1中雌性全为弯曲尾,雄性中弯曲尾:正常尾= 1 :1,可推测控制尾形的基因位于X染色体上,且弯曲尾对正常尾为显性, 则正常尾个体的基因型为XnY、XnXn,弯曲尾个体的基因型为XNXN、XNXn、XNY。
【小问1详解】
据分析可知,基因N/n位于小家鼠細胞的X染色体上,且弯曲尾对正常尾为显性。由第①组中弯曲尾与正常尾杂交,F1中雌雄个体均为弯曲尾:正常尾= 1:1,可推测第①组亲本基因型为XNXn ×XnY。
【小问2详解】
据分析可知,弯曲尾雌性个体的基因型为XNXN、XNXn,正常尾的雄性个体基因型为XnY,杂交组合③中,子一代的雄个体中弯曲尾(XNY):正常尾(XnY)=4:1,可知亲代雌性个体产生的配子及比例为XN:Xn=4:1,则杂合子的比例为1/5×2=2/5,纯合子的比例为1-2/5=3/5,而亲本雌性纯合子有30只,则杂合子有20只。F1中,弯曲尾雌性(XNX-)小家鼠所占的比例为2/5×1/4+3/5×1/2=2/5。用遗传图解表示组合③杂交过程如下图:
。
【小问3详解】
据分析可知,第①组的亲本小鼠为:XNXn×XnY,F1雄性个体的基因型及比例为XNY:XnY=1:1,产生的配子及比例为XN:Xn:Y=1:1:2,根据第(2)问分析可知,第③组亲本雌性个体产生的配子及比例为XN:Xn=4:1,则两者随机交配获得F2。F2雌性小家鼠的表现型及比例为弯曲尾(XNX-):正常尾(XnXn)=(4/5×1/2+1/5×1/4):1/5×1/4=9:1。
【小问4详解】
小家鼠的毛色由常染色体上的三个复等位基因决定。AY—黄色、A—灰色、a—黑色,且基因AY对A、a为显性,基因A对a为显性。杂交组合②的亲本为黄毛弯曲尾(AY-XNXn)雌性小家鼠、灰毛弯曲尾(A-XNY)雄性小家鼠,F1中纯合灰色弯曲尾雌性(AAXNX-)小家鼠占1/16,则亲本黄毛雌小家鼠含有A基因,即基因型为AYAXNXn,若只考虑尾的情况,则双亲杂交产生纯合弯曲尾雌性的概率为1/4,再根据子代纯合灰色弯曲尾雌性的比例为1/16,可知双亲产生纯合灰色小鼠的概率为1/4,即亲本灰毛基因型为Aa,即AYAXNXn×AaXNY。
【点睛】本题考查基因分离定律的实质及应用,要求考生掌握基因分离定律的实质,能根据题干信息准确判断子代的表现型和基因型,掌握基因频率和基因型频率的计算方法,属于理解和应用层次的考查。
[生物一选修 1:生物技术实践]
11. 研究人员利用鱼类肠道菌株MA35提取纤维素酶,按照“纤维素酶制备→纤维素酶纯化和鉴定→纤维素酶活力检测→纤维素酶酶学性质研究”的思路开展研究。回答下列问题:
(1)从鱼类肠道中提取菌体后接种到__________中进行发酵培养,发酵完毕后将菌体与发酵液分离,菌体再加入缓冲液重新悬浮,利用超声波破碎细胞。制备纤维素粗酶液的思路是__________。
(2)对获得的纤维素粗酶液用凝胶色谱柱进行洗脱,该方法纯化纤维素酶的原理是__________。纯化后的纤维素酶使用__________的方法进行纯度鉴定。
(3)测定酶活力时,需要以__________的酶液作为对照组。实验组酶液加入羧甲基纤维素钠溶液,反应30 min后终止反应,以每分钟释放1 mmol__________所需要的酶量作为1个酶活力单位。设置30~80℃,pH为3.0~10.0的条件进行纤维素酶酶学性质研究,主要目的是__________。
【答案】(1) ①. 以纤维素为唯一碳源 ②. 先以某一转速进行离心,使溶液分层,然后通过透析获得纤维素粗酶液
(2) ①. 根据相对分子质量的大小来分离蛋白质 ②. 电泳
(3) ①. 等量高温处理使酶失活 ②. 葡萄糖 ③. 探究纤维素酶的最适温度和最适pH
【解析】
【分析】1、纤维素分解菌可以产生纤维素酶,能够将纤维素分解为葡萄糖。纤维素分解菌常采用刚果红染液进行鉴定,刚果红可以与纤维素结合形成红色物质,纤维素分解菌由于能够将纤维素分解而在平板上的菌落周围出现无色的透明圈,透明圈的大小可以反应纤维素分解菌产生的酶的多少。
2、从纤维素分解菌的液体培养基中获得纤维素酶粗提取液,将粗提取液装入透析袋中,由于透析袋能让小分子物质自由进出,而大分子物质(如蛋白质)会保留在透析袋中,因此利用透析袋可除去粗提取液中的分子量较小的杂质。
【小问1详解】
由于是要获得纤维素酶,故需要将从鱼类肠道中提取的菌体接种到以纤维素为唯一碳源的培养基中进行发酵培养;制备纤维素粗酶液的思路是:先以某一转速进行离心,使溶液分层,然后通过透析获得纤维素粗酶液。
【小问2详解】
对获得的纤维素粗酶液用凝胶色谱法进行洗脱,该方法纯化纤维素酶的原理是:根据相对分子质量的大小来分离蛋白质,当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时,相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度较慢;而相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度较快;相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离;纯化后的纤维素酶使用电泳的方法进行纯度鉴定。
【小问3详解】
测定酶活力时,需要以等量高温处理使酶失活的酶液作为对照组;实验组酶液加入羧甲基纤维素钠溶液,反应30min后终止反应,由于纤维素酶能将纤维素分解成葡萄糖,故以每分钟释放1mmol葡萄糖所需要的酶作为1个酶活力单位;设置30-80℃,pH为3.0-10.0的条件进行纤维素酶酶学性质研究,主要目的是探究纤维素酶的最适温度和最适pH。
【点睛】本题主要考查纤维素分解菌的相关知识,意在强化学生对纤维素分解菌的筛选、鉴定等知识的识记、理解与运用,熟记相关知识并能结合题意分析作答是解题关键。
[生物一选修 3:现代生物科技专题]
12. CBFI基因过量表达能提高拟南芥植株的抗寒性。苜蓿是包草料产业发展的主要草种,低温等逆境胁迫会导致苜蓿减产。科研人员从拟南芥植株中克隆得到冷诱导转录因子(AtCBF1)基因,通过转基因技术培育抗寒紫花苜蓿,以使苜蓿安全越冬和提高产量。回答不列问题:
(1)在扩增AtCBF1基因过程中,先根据________设计引物,再进行PCR扩增。扩增时,反应体系的初始温度设置在90~95℃的目的是______。PCR过程中需要使用______酶。
(2)回收PCR产物并酶切后用_____将AtCBF1 基因连接到T质粒上,以得到T-CBF1重组质粒。构建T-CBF1重组质粒时,同时使用BamHI和SacI进行双酶切的目的是_______。
(3)将目的基因导入受体细胞,培育后筛选转化阳性的植株。若采用分子杂交技术检测转基因紫花苜蓿植株目的基因的转录水平,则需要将________片段制成探针。
(4)为进一步研究转基因紫花苜蓿的抗寒机制,还需要进一步开展研究。请完成下列研究技术路线图:______。
【答案】(1) ①. AtCBFI基因的核苷酸序列 ②. 使目的基因 DNA受热变性后解链为单链 ③. Taq(或热稳定DNA聚合)
(2) ①. DNA连接酶 ②. 产生不同的黏性末端,使目的基因和质粒定向连接
(3)放射性标记的 AtCBFI基因
(4)①植物组织培养②观察低温胁迫下植株生长状况。
【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。
【小问1详解】
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,所以在扩增AtCBF1基因的过程中,先根据AtCBFI基因的核苷酸序列设计引物,再进行PCR扩增。扩增的过程是:目的基因DNA受热变性后解链为单链,引物与单链相应互补序列结合,然后在热稳定DNA聚合酶的作用下进行延伸,如此重复循环。所以扩增时,反应体系的初始温度设置在90~95℃的目的是使目的基因 DNA受热变性后解链为单链,PCR过程中需要使用热稳定DNA聚合酶。
【小问2详解】
DNA连接酶是基因的“针线”,回收PCR产物并酶切后用DNA连接酶将AtCBF1 基因连接到T质粒上,以得到T-CBF1重组质粒。构建T-CBF1重组质粒时,防止使用一种酶切导致目的基因自身环化,所以同时使用BamHI和SacI进行双酶切,产生不同的黏性末端,使目的基因和质粒定向连接。
【小问3详解】
分子杂交技术可检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是从转基因生物中提取mRNA,用标记的目的基因作为探针,与mRNA杂交,如果显示出杂交带,则表明目的基因转录出了mRNA。所以若采用分子杂交技术检测转基因紫花苜蓿植株目的基因的转录水平,则需要将放射性标记的 AtCBFI基因片段制成探针。
【小问4详解】
为进一步研究转基因紫花苜蓿的抗寒机制,可以通过植物组织培养获得大量转基因植株材料,并在低温胁迫下观察植株生长状况,检测紫花苜蓿的产量。
【点睛】本题主要考察基因工程,结合生产实际加深学生对知识的理解与运用。
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