2022-2023学年浙江省北斗星盟高三上学期适应性考试生物试题含解析
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这是一份2022-2023学年浙江省北斗星盟高三上学期适应性考试生物试题含解析,共42页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
高三生物学科试题
一、选择题
1. 核酸和蛋白质是两类最重要的生物大分子,下列相关叙述正确的是( )
A. 两者都有C、H、O、N、P元素组成
B. 两者在细胞内合成时不都需要模板
C. 高温变性后缓慢降温均能使其复性
D. 染色体(质)中含有这两类化合物
2. 免疫接种是预防传染病的重要措施。近年,为预防新冠肺炎,在一定时期内需多次接种新冠疫苗。 下列叙述错误的是( )
A. 多次接种疫苗是一种人工主动免疫
B. 感染过腺病毒的人选择新冠病毒的腺病毒载体疫苗会影响疫苗效果
C. 当新冠病毒入侵疫苗接种者体内后会刺激记忆B细胞迅速产生大量抗体
D. 免疫接种后可通过检测新冠病毒的特异性抗体含量推测疫苗是否有效
3. 研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是( )
A. 被病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复
B. 细胞凋亡过程中不需要合成新的蛋白质
C. 被病毒感染的细胞凋亡不受基因控制
D. PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
4. 下列关于种群和群落的相关叙述,正确的是( )
A. 同一群落的各种群的环境容纳量是相同的
B. 一个群落中个体数量最多的种群是优势种
C. 不同种群在水平方向上的配置呈不均匀性体现了群落的水平结构
D. 群落的组成和类型随时间发生有规律性的变化体现了群落的时间结构
5. 阻断下丘脑与垂体的联系后,受影响最小的生理过程是( )
A. 胰岛素的分泌 B. 甲状腺激素的分泌
C. 性激素的分泌 D. 糖皮质激素的分泌
6. 2022年诺贝尔生理学或医学奖授予斯万特·帕博,以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类进化研 究方面所做出的贡献。他从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人基因组草图,发现生活在非洲 之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因。下列有关叙述错误的是( )
A. 在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流
B. 非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因,说明他们没有共同的祖先
C. 化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体,是研究生物进化的直接证据
D. 测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列,是生物进化的分子水平证据
7. 酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位,它通常包括两个部分:与底物结合的部分称为 结合中心;促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的叙述,错误的是( )
A. 催化中心为底物提供反应所需能量
B. 酶的高效性与酶的催化中心有关
C. 酶的结合中心能决定酶的专一性
D. 高温会破坏酶的两个中心的结构
8. 内质网-高尔基体中间体(ERGIC)是脊椎动物细胞中在内质网和高尔基体之间存在一种具膜结构。ERGIC产生的囊泡可与溶酶体融合完成细胞自噬;含脂膜结构的病毒如新冠病毒在ERGIC中组装,最后通过囊泡运输至细胞膜释放。下列分析错误的是( )
A. 构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网
B. 细胞中ERCIG的结构形成和功能体现了生物膜的流动性
C. ERGIC能够清除受损或衰老的细胞器
D. 特异性抑制ERGIC的功能可以有效治疗新冠传染病
9. 为研究两种呼吸抑制剂的作用,甲组实验在有氧条件下,向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂(R1)。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂(R2),其他条件相同。下列说法正确的是( )
A. 甲组细胞的ATP产生量为零
B. 乙组细胞的ATP产生量与不加抑制剂相比大量减少
C. R1、R2作用于需氧呼吸三个阶段
D. R1和R2的作用场所分别是线粒体基质和线粒体内膜
10. 微核是染色体或缺少着丝粒的染色体片段在分裂过程中行动滞后,不能进入主核而形成的游离于细胞核之外的小核。我国科学家建立了一套蚕豆根尖微核测试系统,并首次用于监测水环境污染。下图是铅污染水体中蚕豆根尖细胞分裂部分时期图像,下列分析错误的是( )
A. 观察微核应选择处于分裂间期的细胞
B. 根据微核的数目可判断发生变异的细胞数目
C. 图乙和图丙细胞分裂过程中均发生了染色体变异
D. 辐射和化学诱变剂均可能诱导微核的产生
11. 某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秤均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是( )
A. 该稻田调整了能量流动的方向,能量的传递效率更高
B. 该稻田是产品输出较多的生态系统,应有相应的物质补充输入
C. 与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
D. 该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
12. 现有黄豆和绿豆各500g、记号笔、解剖盘等,利用标志重捕法估算两种豆的数量。下列有关该实验的分析,正确的是( )
A. 将黄豆或绿豆作为标记,根据公式求出未被标记豆的数量
B. 黄豆比绿豆大,摇匀后两种豆有分层现象,影响实验结果
C. 第二次取样时,保证黄豆和绿豆的数量相等才能使结果准确
D. 将第一次取样的两种豆都做上标记,通过一次实验就可估算两种豆的数量
阅读下列材料,完成下面小题。
蜜蜂受精卵(2n=32)发育成的幼虫若持续食用蜂王浆则发育为蜂王,否则发育为工蜂,工蜂都是丧失繁殖能力的雌蜂。未受精的卵细胞发育成雄蜂。
13. 下列有关蜂群中蜂王、工蜂和雄蜂的分析中,错误的是( )
A. 蜜蜂的性别由染色体数目决定
B. 工蜂的出现是基因和环境共同作用的结果
C. 雄蜂单倍体,减数分裂时有同源染色体联会现象
D. 若蜂王基因型为Aabb,则该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种
14. 蜜蜂体内DNMT3基因表达DNA甲基转移酶,该酶能使某些基因上游转录调控区及其附近的“CpG岛”甲基化从而影响基因表达。研究发现,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。下列叙述错误的是( )
A. 推测蜂王浆的作用可能是抑制DNA甲基转移酶发挥作用
B. DNA分子上“CpG岛”中的胞嘧啶被甲基化引起的基因突变能遗传给后代
C. “CpG岛”可能位于基因的启动子序列,甲基化后阻止了RNA聚合酶识别与结合
D. 若敲除DNMT3基因,受精卵发育成的幼虫将更易发育为蜂王
15. BR(油菜素内酯)是一种植物激素,具有促进细胞分裂、延缓叶片衰老、促进果实膨大的作用。下图是有关实验的研究结果。下列叙述错误的是( )
A. 据图分析,BR对幼苗的生长具有两重性
B. 芹菜体内应有降解BR的酶
C. 在调节芹菜幼苗增高的过程中,BR与赤霉素可能具有协同作用
D. BR的含量变化会影响芹菜细胞周期的长短
16. NO(一氧化氮)是最早发现能在人体内起调节作用的气体。NO可增强靶细胞内鸟苷酸环化酶活性,使胞质内cGMP升高,产生生物效应,如血管平滑肌舒张。下列相关叙述错误的是( )
A. NO从轴突末梢扩散到突触间隙
B. NO不能引起突触后膜膜电位变化
C. 冠状动脉收缩引起的心绞痛可用NO剂治疗
D. NO可以降低该反应的活化能,进而使产物cGMP增多
17. 2018年科学家首次完成了孤雄生殖,获得了孤雄小鼠,具体操作如下图所示。据此分析,以下说法错误的是( )
A. 用性激素对雌性小鼠进行处理可得到卵母细胞
B. 卵母细胞在去核时被去除不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体和染色体的结合物
C. 孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY
D. 只依赖雄性小鼠是不能得到孤雄小鼠
18. M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链DNA分子,它只侵染某些特定的大肠杆菌,且增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用M13噬菌体代替T2噬菌体进行“噬菌体侵染细菌”的实验,下列有关叙述正确的是( )
A. 与烟草花叶病毒相比,M13噬菌体的遗传物质特有成分只有脱氧核糖
B. 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物的放射性与保温时间的长短无关
C. 搅拌和离心是为了将噬菌体的蛋白质和DNA分子分开,便于分别检测其放射性
D. 一个含32P的M13噬菌体在大肠杆菌中增殖n代,子代中含32P的噬菌体占2/2n
19. 营养缺陷型菌株的代谢过程中,某些酶被破坏,会导致某些合成反应不能进行。下图是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程,其中基本培养基仅能满足野生型菌株生长的营养需求,完全培养基可满足一切营养缺陷型菌株的营养需求。下列叙述错误的是( )
A. 该过程接种的方法为涂布平板法
B. 图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸
C. 进行过程②培养时,应将丝绒布先转印至完全培养基上,后转印到基本培养基
D. 直到各类菌落数目稳定,挑取菌落A即为所需的氨基酸缺陷型菌株
20. 新冠病毒感染引起的肺炎,严重威胁人类健康。图1是新冠病毒模式图,其刺突蛋白被宿主细胞表面的受体识别后,病毒包膜与宿主膜融合,病毒进入宿主细胞。图2表示新冠病毒增殖过程中遗传信息的传递过程。下列有关叙述错误的是( )
A. 人呼吸道上皮细胞的细胞膜上有刺突蛋白的受体
B. 新冠病毒的核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞
C. 核糖体阅读-RNA上的密码子,合成RNA聚合酶和病毒蛋白
D. 抑制逆转录酶的药物不能治疗新冠肺炎
21. 马铃薯易被青枯病菌感染,导致植株死亡。红茄与马铃薯属于不同物种。科学家通过植物体细胞杂交技术将马铃薯与具有青枯病抗性的红茄进行融合,培育得到一批株系并利用特异性引物A和B对双亲及培育得到的I~V五个株系进行体外DNA扩增,其中引物A是红茄的6号染色体上青枯病抗性基因的片段,引物B是马铃薯的9号染色体上特有基因的片段。下图是将扩增得到的DNA片段进行电泳的实验结果。以下说法错误的是( )
A. 该株系的培育需要用到原生质体的融合和植物组织培养技术
B. 在培育的五个株系中,不具有抗青枯病的株系是Ⅱ
C. 植物体细胞杂交过程中易发生染色体片段的丢失,五个株系中丢失片段最多的株系是IV
D. 马铃薯利用引物A扩增也能得到DNA片段,可能因为其基因组中有能与引物A结合的碱基序列,但又不具有完整的青枯病抗性基因
22. 用15N标记果蝇(2N=8)一个卵原细胞的所有染色体,让其在不含15N的培养基中进行一次有丝分裂,然后进行减数分裂,其中一个卵原细胞产生了XX的异常卵细胞,若只考虑性染色体异常,则下列说法错误的是( )
A. 有丝分裂中期细胞中有4套遗传信息、2个染色体组
B. 有丝分裂后期细胞中染色体有16条,都被15N标记
C. 减数第二次分裂细胞中被15N标记的DNA分子最多会有5个
D. 该卵原细胞减数分裂产生的四个细胞的染色体数目为3、3、5、5
23. 实时荧光定量PCR可用于对样品中特定DNA序列进行定量分析。将荧光标记的Taqman探针与待测样本DNA混合,当探针完整时,不产生荧光。在PCR过程中,与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解,R与Q分离后,在特定光的激发下R发出荧光,随着循环次数的增加,荧光信号强度增加,通过实时检测荧光信号强度,可得Ct值(达到荧光阈值所经历的循环次数)。下列相关叙述正确的是( )
A. 荧光基因R连接在探针的3’端
B. 该反应体系中并未加入ATP,所以新链的合成不需要消耗能量
C. TaqDNA聚合酶在该反应中的作用是合成磷酸二酯键
D. Ct值越小,说明样品中特定DNA序列的含量越多
二、非选择题
24. 白术为多年生草本植物,是一种常用的补脾健胃功能的中药材,在浙江等地有广泛栽培。欲探究不同光质(白光、红光、蓝光、红蓝光1:1)对白术生长的影响,通过LED灯光设置不同的光质条件进行实验,结果如下。回答下列问题:
(1)叶绿素a可以用______提取,经处理后,用仪器测定并计算叶绿素a的含量。叶绿素a的含量直接影响光反应的速率,在光反应中,水裂解的产物有______。
(2)利用LED灯的不同光质照射白术时,为保证实验结果的准确性,还需要控制光照的时间和______。
(3)白术种植过程中,苗期的管理非常关键。从图中实验结果可知:与白光相比,红光对白术生长的影响情况是____。若苗期增加____的照射,则可促进根的生长。在苗期还需适当浇水,如遇干旱,叶片中____浓度增加,引起气孔关闭,幼苗生长迟缓。
(4)在适宜光照下,白术的放氧速率比光反应产生氧气的速率要低,原因是__。若白术叶肉细胞光反应产生氧气的速率为16 mg/cm2·h,则合成三碳糖的速率为_____mmol/cm2·h。
(5)科学家还研究发现,白术叶肉细胞中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄-绿比)与其P(光合作用强度)/R(细胞呼吸强度)值呈现一定的关系,这种关系如图所示。在缺镁的土壤中,白术叶肉细胞的P/R值和黄-绿比的关系应位于图中________点(用图中的字母表示),理由是______。
25. 家蚕是二倍体生物,雌蚕有两个异型的性染色体,用ZW表示;雄蚕有两个同型的性染色体,用ZZ表示。家蚕茧形有纺锤形茧和椭圆形茧,由等位基因A、a控制;体色的有斑纹和无斑纹由另一对等位基因B、b控制,两对基因均不位于W染色体上。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交,得到F1的表型和比例如下表所示。
F1表现型
有斑纹纺锤形茧
无斑纹纺锤形茧
有斑纹椭圆形茧
无斑纹椭圆形茧
雌蚕
1/20
1/5
1/20
1/5
雄蚕
1/15
4/15
1/30
2/15
(1)正常情况下,雌家蚕处于减数分裂后期I的细胞含有____个染色体组,雌家蚕处于减数分裂后期Ⅱ的细胞含有____条W染色体。
(2)家蚕纺锤形茧的遗传方式为____。Z染色体上的基因所控制的性状的遗传____(“一定”或“不一定”)与性别相关联。
(3)亲代雌蚕关于茧形的表型为____;亲代雄蚕的基因型为____,该雄蚕群体所产生的配子中同时具有无斑纹和纺锤体茧基因的配子占比为____。
(4)生产实践中发现,雄蚕对桑叶利用率比雌蚕高,且单用雄蚕的茧丝可以提高生丝质量。科研人员利用辐射技术处理雄蚕,得到一批产优质茧丝的变异雄蚕,其细胞中性染色体发生了如图所示的变化,该变化过程发生的变异类型为______。利用变异雄蚕与正常雌蚕杂交,子代中雌雄比例为1:2,原因是______。
(5)家蚕的成虫称为家蚕蛾,已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只,设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段),并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。
实验思路:______,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例。
预期结果及结论:若______,则控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,且______为显性性状。
26. 漩门湾湿地曾经是荒芜的滩涂,现被列入国家级重要湿地。湿地对于增加生物多样性、提升天然景观、改善人居环境等具有重大现实意义。研究人员在湿地还发现了东方白鹳、卷羽鹣鹖、反嘴鸸、黑脸琵鹭等多种珍稀鸟类,它们对环境要求极为苛刻,是生态环境的指示性物种。请回答问题:
(1)从荒芜的滩涂发展到现今的漩门湾湿地属于______演替。演替过程伴随着干物质的积累,其中积累最多的元素是______。
(2)在漩门湾湿地中的东方白鹳、卷羽鹣鹚、反嘴鸸、黑脸琵鹭等鸟类的全部等位基因构建______(填“一个”或“多个”)基因库。保护这些珍稀鸟类的最有效措施是______,通过改善生存环境来增大珍稀鸟类的______。
(3)“羽纹硅藻→小龙虾→麦穗鱼→东方白鹳”是湿地中的一条食物链。流入东方白鹳的能量小于流入麦穗鱼的能量,原因是______。少量生活污水流入湿地后仍能保持动态平衡,从生态系统的结构分析,影响其稳定性的内部因素是______和______。
(4)漩门湾湿地经过不断的排盐处理,现已种植大量的植物,部分区域已成为观光农业园,不仅是人们旅游休闲的好去处,而且还可以为人们提供多种绿色蔬菜、水果等。上述实例体现了生物多样性对人类的______价值。
27. 与普通玉米相比,甜玉米可溶性糖向淀粉的转化较慢,从而含糖量高、汁多质脆。科研人员培育出超量表达P蛋白转基因甜玉米,提高甜玉米的营养价值。在构建基因表达载体时,所用DNA片段和Ti质粒的结构如图1所示,其中强启动子能驱动基因的持续转录。回答下列问题:
(1)在构建基因表达载体时,应选用的限制酶是______,同时利用了T-DNA片段的特性,最终使P基因______。将构建的重组Ti质粒导入经过______处理的农杆菌, 然后稀释得到一定浓度的农杆菌液。
(2)双子叶植物受到损伤时,伤口处的细胞分泌酚类化合物会吸引农杆菌移向这些细胞。农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物,为了提高转化的成功率,处理方法是将玉米萌发种子的胚芽尖端割伤,______。处理后再放到含有______的培养基中筛选转化成功的植物细胞。
(3)取转基因甜玉米的细胞,以______作为探针检测目的基因成功表达。
(4)科研人员通过降低淀粉酶合成基因的表达实现提高甜玉米中可溶性糖的含量。淀粉酶合成基因的结构如图2,其转录后形成的前体RNA需加工切去内含子对应序列后才能用于翻译。
为验证PMO (吗啉反义寡核苷酸)能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被切去,将PMO注入玉米的受精卵,从发育3天后的胚细胞中提取________,_______形成cDNA。根据图2中的DNA片段1~6设计了相应互补的引物1~6,以获得的cDNA为模板进行PCR时需加入的是引物______。用凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物,实验组有目的条带,未注入PMO的对照组无目的条带。某次实验结果电泳发现实验组和对照组都没有任何条带,从PCR的操作和引物设计角度解释可能的原因有______ (答出2点)。
28. 科研人员发现口服葡萄糖引起的胰岛素分泌量显著高于静脉注射等量葡萄糖引起的胰岛素分泌量,对于出现该结果的原因,科研人员提出了三种假说:一是进食葡萄糖的行为;二是葡萄糖对小肠细胞的刺激;三是进食葡萄糖的行为和葡萄糖对小肠细胞刺激都能促进胰岛素的分泌且具有累加作用。根据提供的实验材料,完善实验思路和实验结果,并进行分析与讨论。
实验材料:成年健康狗一只、食道引流器(安装后可将口服的食物从胃中引出)、食物注射器(可将食物直接注入小肠)、适宜浓度的葡萄糖溶液。
(要求与说明:假设引流和注射等操作对狗无影响,实验所用试剂中的葡萄糖全部吸收,忽略消化道吸收葡萄糖的时间,胰岛素浓度测定的具体操作不做要求)
(1)完善实验思路:
①______;
②静脉注射适量的葡萄糖溶液,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录;
③正常饲喂24小时后,口服等量葡萄糖溶液,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录;
④正常饲喂24小时后,______,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录;
⑤正常饲喂24小时后,______,同时静脉注射等量的葡萄糖溶液,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录。
(2)实验结果证明假设三成立,请在下图中补充全部的实验结果。______
(3)分析与讨论:
①血糖降低作为信号会______调节胰岛β细胞,使其减少分泌胰岛素。
②实验思路中正常饲喂24小时的作用是______。
高三生物学科试题
一、选择题
1. 核酸和蛋白质是两类最重要的生物大分子,下列相关叙述正确的是( )
A. 两者都有C、H、O、N、P元素组成
B. 两者在细胞内合成时不都需要模板
C. 高温变性后缓慢降温均能使其复性
D. 染色体(质)中含有这两类化合物
【答案】D
【解析】
【分析】核酸是遗传信息的携带者,其基本单位是核苷酸,分为DNA和RNA两种;蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者,其基本单位是氨基酸。
【详解】A、蛋白质的元素组成为C、H、O、N,有的还有S;核酸的元素组成为C、H、O、N、P,A错误;
B、合成蛋白质(翻译)时需要mRNA作为模板,DNA复制时是以DNA的两条链作为模板链,合成RNA(转录)时以DNA的一条链作为模板链,即均需要模板,B错误;
C、蛋白质高温变性后其空间结构遭到了破坏,是不可逆性的失活;DNA高温变性后缓慢降温能使其复性,C错误;
D、染色体(质)的主要成分是DNA和蛋白质,D正确。
故选D。
2. 免疫接种是预防传染病的重要措施。近年,为预防新冠肺炎,在一定时期内需多次接种新冠疫苗。 下列叙述错误的是( )
A. 多次接种疫苗是一种人工主动免疫
B. 感染过腺病毒的人选择新冠病毒的腺病毒载体疫苗会影响疫苗效果
C. 当新冠病毒入侵疫苗接种者体内后会刺激记忆B细胞迅速产生大量抗体
D. 免疫接种后可通过检测新冠病毒的特异性抗体含量推测疫苗是否有效
【答案】C
【解析】
【分析】疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。接种疫苗后,人体内可产生相应的抗体,从而对特定传染病具有抵抗力。当给机体输入外源抗原时,免疫系统能够产生反应,而且这种反应具有特异性。除此之外,免疫系统还具有记忆性,免疫力能维持较长的时间。
【详解】A、多次接种疫苗,会引起机体的免疫应答,产生相应的抗体,从而对特定传染病具有抵抗力,这属于主动免疫,A正确;
B、感染过腺病毒的人体内会有相应的记忆细胞,当腺病毒再次进入机体,会引起机体二次免疫,清除腺病毒,所以感染过腺病毒的人选择新冠病毒的腺病毒载体疫苗会影响疫苗效果,B正确;
C、当新冠病毒入侵疫苗接种者体内后会刺激记忆B细胞迅速增殖分化产生浆细胞,浆细胞产生大量抗体,C错误;
D、免疫接种后机体会产生相应的抗体,所以可通过检测新冠病毒的特异性抗体含量推测疫苗是否有效,D正确。
故选C。
3. 研究表明,激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是( )
A. 被病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复
B. 细胞凋亡过程中不需要合成新的蛋白质
C. 被病毒感染的细胞凋亡不受基因控制
D. PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究
【答案】D
【解析】
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、被病毒感染的细胞凋亡后,丧失其功能且不可恢复,A错误;
B、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,需要合成新的蛋白质来执行特定的功能,B错误;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,受基因控制,C错误;
D、由题意可知,激活蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡,故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究,D正确。
故选D。
4. 下列关于种群和群落的相关叙述,正确的是( )
A. 同一群落的各种群的环境容纳量是相同的
B. 一个群落中个体数量最多的种群是优势种
C. 不同种群在水平方向上配置呈不均匀性体现了群落的水平结构
D. 群落的组成和类型随时间发生有规律性的变化体现了群落的时间结构
【答案】C
【解析】
【分析】 群落:同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
K值:环境容纳量,在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。
【详解】A、环境容纳量大小受到环境条件影响,不同种群受到的影响有所不同,所以同一群落的各种群的环境容纳量是不相同的,A错误;
B、优势种在群落中往往数量多,但一个群落中个体数量最多的种群不一定是优势种,B错误;
C、由于地形变化、土壤湿度和盐碱度差异、光照强度不同、生物自身生长特点不同,以及人和动物的影响等,常导致种群呈镶嵌分布,此为群落的水平结构,C正确;
D、群落的组成随时间发生有规律性的变化体现了群落的季节性,群落的类型变化属于群落演替,D错误。
故选C。
5. 阻断下丘脑与垂体的联系后,受影响最小的生理过程是( )
A. 胰岛素的分泌 B. 甲状腺激素的分泌
C. 性激素的分泌 D. 糖皮质激素的分泌
【答案】A
【解析】
【分析】下丘脑可通过下丘脑-垂体-腺体轴对相关激素进行调节,甲状腺、肾上腺皮质、性腺都存在下丘脑-垂体-内分泌腺的分级调节和负反馈调节。
【详解】甲状腺、肾上腺皮质、性腺都存在下丘脑-垂体-内分泌腺的分级调节和负反馈调节,下丘脑产生促激素释放激素,垂体产生促激素。阻断下丘脑与垂体的联系后,甲状腺激素、性激素、皮质醇的分泌都受到影响。胰岛素是由胰岛分泌的,其分泌受神经调节,受影响最小。BCD错误,A正确。
故选A。
6. 2022年诺贝尔生理学或医学奖授予斯万特·帕博,以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类进化研 究方面所做出的贡献。他从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人基因组草图,发现生活在非洲 之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因。下列有关叙述错误的是( )
A. 在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流
B. 非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因,说明他们没有共同的祖先
C. 化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体,是研究生物进化的直接证据
D. 测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列,是生物进化的分子水平证据
【答案】B
【解析】
【分析】化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
【详解】A、由题意可知:斯万特·帕博从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人基因组草图,发现生活在非洲 之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因。说明在非洲之外的现代人的直系祖先曾经和尼安德特人发生过基因交流,A正确;
B、非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因,说明他们没有发生基因交流,B错误;
C、化石是保存在地壳中的古地质年代的动植物的遗体,是研究生物进化的直接证据,C正确;
D、测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列,是生物进化的分子水平证据,D正确。
故选B。
7. 酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位,它通常包括两个部分:与底物结合的部分称为 结合中心;促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的叙述,错误的是( )
A. 催化中心底物提供反应所需能量
B. 酶的高效性与酶的催化中心有关
C. 酶的结合中心能决定酶的专一性
D. 高温会破坏酶的两个中心的结构
【答案】A
【解析】
【分析】 酶的特性:①高效性:酶能显著降低反应活化能,加快反应速率;②专一性:每种酶只能催化一种或一类化学反应;③酶的作用条件温和。
【详解】A、酶只能起到催化作用,不能为底物提供反应所需能量,A错误;
B、酶的高效性体现为能高效率地促进反应进行,与酶的催化中心有关,B正确;
C、酶的结合中心与底物结合,能决定酶的专一性,使酶只能催化一种或一类反应,C正确;
D、高温会破坏酶的两个中心的结构,使酶变性失活,D正确。
故选A。
8. 内质网-高尔基体中间体(ERGIC)是脊椎动物细胞中在内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构。ERGIC产生的囊泡可与溶酶体融合完成细胞自噬;含脂膜结构的病毒如新冠病毒在ERGIC中组装,最后通过囊泡运输至细胞膜释放。下列分析错误的是( )
A. 构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网
B. 细胞中ERCIG的结构形成和功能体现了生物膜的流动性
C. ERGIC能够清除受损或衰老的细胞器
D. 特异性抑制ERGIC的功能可以有效治疗新冠传染病
【答案】C
【解析】
【分析】1、生物膜具有一定的流动性。
2、溶酶体具有清除损伤或衰老的细胞器。
【详解】A、ERGIC是内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构,因此构成ERGIC的膜结构可来自粗面内质网,A正确;
B、因为生物膜具有一定的流动性,ERGIC是内质网和高尔基体之间存在的一种具膜结构,因此ERCIG的结构形成和功能体现了生物膜的流动性,B正确;
C、ERGIC不能清除受损或衰老的细胞器,ERGIC需要与溶酶体结合,由溶酶体发挥清除受损或衰老的细胞器的作用,C错误;
D、新冠病毒在ERGIC中组装,若特异性抑制ERGIC的功能,则新冠病毒无法组装,可以有效治疗新冠肺炎,D正确。
故选C。
9. 为研究两种呼吸抑制剂的作用,甲组实验在有氧条件下,向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂(R1)。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂(R2),其他条件相同。下列说法正确的是( )
A. 甲组细胞的ATP产生量为零
B. 乙组细胞的ATP产生量与不加抑制剂相比大量减少
C. R1、R2作用于需氧呼吸三个阶段
D. R1和R2的作用场所分别是线粒体基质和线粒体内膜
【答案】B
【解析】
【分析】有氧呼吸可以分为三个阶段:第一阶段:在细胞质的基质中:1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原氢,释放少量能量;第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原氢,释放少量能量;第三阶段:在线粒体的内膜上,前两个阶段产生的还原氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。
【详解】A、甲组细胞在有氧条件下,向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂,该过程中阻断了线粒体中进行的有氧呼吸第二阶段和第三阶段,但有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质进行,也可产生ATP,A错误;
B、乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂,即对有氧呼吸的第三阶段产生影响,有氧呼吸的第三阶段产生的ATP最多,故乙组细胞的ATP产生量与不加抑制剂相比大量减少,B正确;
CD、结合题意可知,R1是高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂,主要作用于需氧呼吸(有氧呼吸)的第二、第三阶段,场所是线粒体基质和线粒体内膜;而R2特异性抑制[H]与O2结合,作用于需氧呼吸(有氧呼吸)的第三阶段,场所是线粒体内膜,C、D错误。
故选B。
10. 微核是染色体或缺少着丝粒的染色体片段在分裂过程中行动滞后,不能进入主核而形成的游离于细胞核之外的小核。我国科学家建立了一套蚕豆根尖微核测试系统,并首次用于监测水环境污染。下图是铅污染水体中蚕豆根尖细胞分裂部分时期图像,下列分析错误的是( )
A. 观察微核应选择处于分裂间期的细胞
B. 根据微核的数目可判断发生变异的细胞数目
C. 图乙和图丙细胞分裂过程中均发生了染色体变异
D. 辐射和化学诱变剂均可能诱导微核的产生
【答案】B
【解析】
【分析】1、有丝分裂过程:
(1)间期:①完成DNA复制和有关蛋白质合成;②细胞适度生长。
(2)前期:①核仁、核膜消失;②染色质→染色体;③纺锤体形成,植物细胞是从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物是中心体发出星射线,星射线形成纺锤体。
(3)中期:①染色体的着丝点排列于赤道板上;②染色体形态稳定,数目清晰。
(4)后期:①着丝点分裂,姐妹染色单体分开;②子染色体平均移向两极。
(5)末期:①核仁、核膜出现,形成两个细胞核;②染色体→染色质;③纺锤体消失;④细胞质分裂,植物细胞在赤道板的位置形成细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩散,逐渐形成了新的细胞壁。动物细胞细胞膜向内凹陷,最后把细胞缢裂成两个子细胞。
2、染色体变异包括染色体结构变异(重复、 缺失、易位、倒位)和染色体数目变异。
【详解】A、由于有丝分裂的前期、中期、后期核膜核仁解体,不能观察到细胞核,有丝分裂间期时间长,因此观察和计数微核的最佳时期应是细胞有丝分裂的间期,A正确;
B、根据微核的数目不能判断发生变异的细胞数目,只能根据有无微核判断细胞是否发生变异,B错误;
C、结合题意分析图可知,图乙中含有断裂的染色体片段,图丙中含有落后的染色体,所以图乙和图丙均发生了染色体变异,C正确;
D、由题干可知,铅污染造成了染色体片段的滞后继而造成微核的产生,而辐射和化学诱变剂均可以使染色体变异,进而造成微核的产生,D正确。
故选B。
11. 某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秤均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是( )
A. 该稻田调整了能量流动的方向,能量的传递效率更高
B. 该稻田是产品输出较多的生态系统,应有相应的物质补充输入
C. 与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
D. 该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】题干分析:与普通稻田相比,稻田养鸭利用了生态工程有关原理进行设计,可以更好地利用耕地,增加农产品的类型和产量;鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,可以减少农药的使用量;鸭粪可作为有机肥料还田。
【详解】A、与普通稻田相比,该稻田调整了能量流动的方向,能量利用率更高,A错误;
B、根据题意,与普通稻田相比,该稻田从农田中收获的产品类型和产量更多,为保持土壤肥力,应有相应的物质补充输入,B正确;
C、根据题意,鸭取食水稻害虫和杂草等,可以减少农药的使用,C错误;
D、群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等,该稻田与普通稻田群落中生物种群及分布有所不同,二者的空间结构并不完全相同,D错误。
故选B。
12. 现有黄豆和绿豆各500g、记号笔、解剖盘等,利用标志重捕法估算两种豆的数量。下列有关该实验的分析,正确的是( )
A. 将黄豆或绿豆作为标记,根据公式求出未被标记豆的数量
B. 黄豆比绿豆大,摇匀后两种豆有分层现象,影响实验结果
C. 第二次取样时,保证黄豆和绿豆的数量相等才能使结果准确
D. 将第一次取样的两种豆都做上标记,通过一次实验就可估算两种豆的数量
【答案】D
【解析】
【分析】 标志重捕法:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例,来估算种群密度。
【详解】A、每种豆可分别看作一个种群并利用标志重捕法估算数量,因此估算黄豆数量时应该将部分黄豆做上标记,进行实验后再根据公式求出未被标记豆的数量,绿豆使用一样的方法,A错误;
B、两种豆可看作两个种群,分开进行估算,因此豆子的大小差异并不影响实验结果,B错误;
C、两种豆可看作两个种群,分开进行估算,因此两次估算中取豆数量是否相同并不影响实验结果,C错误;
D、将第一次取样的两种豆都分别做上标记,通过一次实验就可获得被标记数、第二次取样总数、第二次取样的被标记数,从而估算两种豆的数量,D正确。
故选D。
阅读下列材料,完成下面小题。
蜜蜂受精卵(2n=32)发育成的幼虫若持续食用蜂王浆则发育为蜂王,否则发育为工蜂,工蜂都是丧失繁殖能力的雌蜂。未受精的卵细胞发育成雄蜂。
13. 下列有关蜂群中蜂王、工蜂和雄蜂的分析中,错误的是( )
A. 蜜蜂的性别由染色体数目决定
B. 工蜂出现是基因和环境共同作用的结果
C. 雄蜂是单倍体,减数分裂时有同源染色体联会现象
D. 若蜂王基因型为Aabb,则该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种
14. 蜜蜂体内DNMT3基因表达DNA甲基转移酶,该酶能使某些基因上游转录调控区及其附近的“CpG岛”甲基化从而影响基因表达。研究发现,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。下列叙述错误的是( )
A. 推测蜂王浆的作用可能是抑制DNA甲基转移酶发挥作用
B. DNA分子上“CpG岛”中胞嘧啶被甲基化引起的基因突变能遗传给后代
C. “CpG岛”可能位于基因的启动子序列,甲基化后阻止了RNA聚合酶识别与结合
D. 若敲除DNMT3基因,受精卵发育成的幼虫将更易发育为蜂王
【答案】13. C 14. B
【解析】
【分析】不同的生物,性别决定的方式也不同。性别的决定方式有:环境决定型(温度决定,如蛙、很多爬行类动物);年龄决定型(如鳝);染色体数目决定型(如蜜蜂和蚂蚁);有染色体形态决定型(本质上是基因决定型,比如人类和果蝇等XY型、矢鹅和蛾类等ZW型)等等。
【13题详解】
A、蜜蜂的性别由染色体数目决定,染色体数目为16条的为雄蜂,染色体数目为32条的为雌蜂,A正确;
B、工蜂都是丧失繁殖能力的雌蜂,染色体数目与蜂王相同,都是32条,由于食物不同,导致发育成工蜂和蜂王,因此是基因和环境共同作用的结果,B正确;
C、雄蜂是单倍体,且只有一个染色体组,不能进行联会,C错误;
D、若蜂王基因型为Aabb,蜂王产生的卵细胞发育成雄蜂,则该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种,D正确。
故选C。
【14题详解】
A、雌蜂食用蜂王浆发育成蜂王,否则为工蜂,检测到蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂,因此推测蜂王浆的作用可能是抑制DNA甲基转移酶发挥作用,A正确;
B、甲基化不改变基因序列,不会导致基因突变,B错误;
C、转录是与基因的启动部位相结合,以基因的一条链为模板合成RNA的过程,“CpG岛”位于转录调控区附近,因此可能位于基因的启动子序列,甲基化后阻止了RNA聚合酶识别与结合,C正确;
D、蜜蜂体内DNMT3基因表达DNA甲基转移酶,引起甲基化,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂,因此若敲除DNMT3基因,受精卵发育成的幼虫将更易发育为蜂王,D正确。
故选B。
15. BR(油菜素内酯)是一种植物激素,具有促进细胞分裂、延缓叶片衰老、促进果实膨大的作用。下图是有关实验的研究结果。下列叙述错误的是( )
A. 据图分析,BR对幼苗的生长具有两重性
B. 芹菜体内应有降解BR的酶
C. 在调节芹菜幼苗增高的过程中,BR与赤霉素可能具有协同作用
D. BR的含量变化会影响芹菜细胞周期的长短
【答案】A
【解析】
【分析】由图分析可知,该实验的目的是研究BR对芹菜株高的影响,实验中的自变量是BR的浓度,因变量是芹菜幼苗的株高;BR浓度在0-0.3mg•L-1范围内,随着BR浓度的升高,植株的平均株高逐渐升高;BR浓度在0.3~0.5mg•L-1范围内,随着BR浓度的升高,植株的平均株高逐渐降低,但仍处于促进生长阶段。
【详解】A、由图分析可知,与对照相对比,不同浓度的BR对幼苗的生长起的都是促进作用,A错误;
B、由题干信息可知,BR是一种植物激素,激素在作用后会被灭活,这说明芹菜体内应有降解BR的酶,B正确;
C、BR具有促进细胞分裂的作用,在调节芹菜幼苗增高的过程中,与赤霉素可能具有协同作用,C正确;
D、结合题干信息分析可知,BR具有促进细胞分裂的作用,据此推测BR的含量变化会影响芹菜细胞周期的长短,D正确。
故选A。
16. NO(一氧化氮)是最早发现能在人体内起调节作用的气体。NO可增强靶细胞内鸟苷酸环化酶活性,使胞质内cGMP升高,产生生物效应,如血管平滑肌舒张。下列相关叙述错误的是( )
A. NO从轴突末梢扩散到突触间隙
B. NO不能引起突触后膜膜电位变化
C. 冠状动脉收缩引起的心绞痛可用NO剂治疗
D. NO可以降低该反应的活化能,进而使产物cGMP增多
【答案】D
【解析】
【分析】某些神经元含有NO合成酶,该酶能使精氨酸生成NO。生成的NO从一个神经元弥散到另一神经元中,而后作用于鸟苷酸环化酶并提高其活力,从而发挥出生理作用。因此,NO是神经元间信息沟通的传递物质,但与一般递质有区别。
【详解】A、NO不贮存于突触小泡中,它的释放不依赖于胞吐作用,而是通过扩散,A错误;
B、NO不作用于靶细胞膜上的受体蛋白,而是作用于鸟苷酸环化酶,不会引起突触后膜膜电位变化,B正确;
C、NO可引起平滑肌收缩,可用于治疗冠状动脉收缩引起的心绞痛,C正确;
D、酶具有降低化学反应活化能的作用,NO可增强靶细胞内鸟苷酸环化酶活性,不会使产物cGMP增多,D错误。
故选D。
17. 2018年科学家首次完成了孤雄生殖,获得了孤雄小鼠,具体操作如下图所示。据此分析,以下说法错误的是( )
A. 用性激素对雌性小鼠进行处理可得到卵母细胞
B. 卵母细胞在去核时被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体和染色体的结合物
C. 孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY
D. 只依赖雄性小鼠是不能得到孤雄小鼠的
【答案】A
【解析】
【分析】减数分裂过程:①细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;②MI前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换;③MI中期:同源染色体着丝粒对称排列在赤道板两侧;④MI后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;⑤MI末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;⑥MII前期:次级精母细胞形成纺锤体,染色体散乱排布;⑦MII中期:染色体着丝粒排在赤道板上;⑧MII后期:染色体着丝粒分离,姐妹染色单体移向两极;⑨MII末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
【详解】A、用促性腺激素对雌性小鼠进行处理可促进小鼠超数排卵,得到卵母细胞,A错误;
B、卵母细胞处于减数分裂,核膜核仁消失,拥有纺锤体和染色体,因此卵母细胞在去核时被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体和染色体的结合物,B正确;
C、孤雄小鼠由精子(X或Y)、精子转化成的孤雄单倍体干细胞(X或Y)以及去核卵母细胞融合后发育得到,因此孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY,C正确;
D、获得孤雄小鼠需要提供去核卵母细胞,因此只依赖雄性小鼠是不能得到孤雄小鼠的,D正确。
故选A。
18. M13噬菌体是一种丝状噬菌体,内有一个环状单链DNA分子,它只侵染某些特定的大肠杆菌,且增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用M13噬菌体代替T2噬菌体进行“噬菌体侵染细菌”的实验,下列有关叙述正确的是( )
A. 与烟草花叶病毒相比,M13噬菌体的遗传物质特有成分只有脱氧核糖
B. 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物的放射性与保温时间的长短无关
C. 搅拌和离心是为了将噬菌体的蛋白质和DNA分子分开,便于分别检测其放射性
D. 一个含32P的M13噬菌体在大肠杆菌中增殖n代,子代中含32P的噬菌体占2/2n
【答案】B
【解析】
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、 S)+DNA(C、H、O、N、P)。
2、噬菌体的繁殖过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→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。
【详解】A、烟草花叶病毒的遗传物质为RNA,与烟草花叶病毒相比,M13噬菌体的遗传物质特有成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶,A错误;
B、由于35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,且蛋白质外壳不进入大肠杆菌,所以用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物的放射性与保温时间的长短无关,B正确;
C、搅拌的目的是使噬菌体和细菌分开,离心的目的是使细菌出现在沉淀物中,噬菌体出现在上层清液中,C错误;
D、由于M13噬菌体的遗传物质是一个环状单链 DNA分子,一个含32P的M13噬菌体在大肠杆菌中增殖n代,子代中含32P的噬菌体占1/2n,D错误。
故选B。
19. 营养缺陷型菌株的代谢过程中,某些酶被破坏,会导致某些合成反应不能进行。下图是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程,其中基本培养基仅能满足野生型菌株生长的营养需求,完全培养基可满足一切营养缺陷型菌株的营养需求。下列叙述错误的是( )
A. 该过程接种的方法为涂布平板法
B. 图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸
C. 进行过程②培养时,应将丝绒布先转印至完全培养基上,后转印到基本培养基
D. 直到各类菌落数目稳定,挑取菌落A即为所需的氨基酸缺陷型菌株
【答案】C
【解析】
【分析】分析图解:图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌,然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中:基本培养基、完全培养基,则在基本培养基中,氨基酸缺陷型菌株不能生长,而在完全培养基中能够生长,因此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】A、据图分析,接种后的菌落均匀分布,据此推测该过程接种的方法为涂布平板法,A正确;
B、分析题意,图示为实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程,其中基本培养基仅能满足野生型菌株生长的营养需求,完全培养基可满足一切营养缺陷型菌株的营养需求,故图中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸,B正确;
C、进行②过程培养时,为了防止将特定营养成分带入培养基,应先将丝绒布转印至基本培养基上,C错误;
D、在基本培养基中,氨基酸缺陷型菌株不能生长,而在完全培养基中能够生长,比较基本培养基和完全培养基中的菌落可知,菌落A为氨基酸缺陷型菌株,该过程应在菌落数目稳定时进行,D正确。
故选C。
20. 新冠病毒感染引起的肺炎,严重威胁人类健康。图1是新冠病毒模式图,其刺突蛋白被宿主细胞表面的受体识别后,病毒包膜与宿主膜融合,病毒进入宿主细胞。图2表示新冠病毒增殖过程中遗传信息的传递过程。下列有关叙述错误的是( )
A. 人呼吸道上皮细胞的细胞膜上有刺突蛋白的受体
B. 新冠病毒的核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞
C. 核糖体阅读-RNA上的密码子,合成RNA聚合酶和病毒蛋白
D. 抑制逆转录酶的药物不能治疗新冠肺炎
【答案】C
【解析】
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、新冠病毒感染上呼吸道,其刺突蛋白被宿主细胞表面的受体识别后,病毒包膜与宿主膜融合,病毒进入宿主细胞,因此人呼吸道上皮细胞的细胞膜上有刺突蛋白的受体,A正确;
B、病毒包膜与宿主膜融合,核衣壳蛋白和核酸在包膜内,因此都进入宿主细胞,B正确;
C、核糖体阅读+RNA上的密码子,合成RNA聚合酶和病毒蛋白,C错误;
D、新冠病毒是自我复制型的RNA病毒,不是逆转录病毒,抑制逆转录酶的药物不能治疗新冠肺炎,D正确。
故选C。
21. 马铃薯易被青枯病菌感染,导致植株死亡。红茄与马铃薯属于不同物种。科学家通过植物体细胞杂交技术将马铃薯与具有青枯病抗性的红茄进行融合,培育得到一批株系并利用特异性引物A和B对双亲及培育得到的I~V五个株系进行体外DNA扩增,其中引物A是红茄的6号染色体上青枯病抗性基因的片段,引物B是马铃薯的9号染色体上特有基因的片段。下图是将扩增得到的DNA片段进行电泳的实验结果。以下说法错误的是( )
A. 该株系的培育需要用到原生质体的融合和植物组织培养技术
B. 在培育的五个株系中,不具有抗青枯病的株系是Ⅱ
C. 植物体细胞杂交过程中易发生染色体片段的丢失,五个株系中丢失片段最多的株系是IV
D. 马铃薯利用引物A扩增也能得到DNA片段,可能因为其基因组中有能与引物A结合的碱基序列,但又不具有完整的青枯病抗性基因
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意“引物A是红茄的6号染色体上青枯病抗性基因的片段”,并据图分析可知,I~V五个株系中只有Ⅱ不具有抗青枯病的基因。
【详解】A、根据题意“科学家通过植物体细胞杂交技术将马铃薯与具有青枯病抗性的红茄进行融合得到该株系”,植物体细胞杂交技术需要诱导两原生质体融合为杂种细胞,并利用植物组织培养技术将该杂种细胞培育成新的植物体,A正确;
B、根据题意“引物A是红茄的6号染色体上青枯病抗性基因的片段”,根据电泳实验结果可知,I~V五个株系中,不具有抗青枯病的株系是Ⅱ,B正确;
C、植物体细胞杂交过程中易发生染色体片段的丢失,由图可知,株系IV中都含有关于红茄和马铃薯的相关电泳带,丢失片段最多的株系是I,C错误;
D、由图可知,马铃薯利用引物A扩增也能得到DNA片段,而马铃薯没有抗青枯病的这一性状,可能因为马铃薯基因组中有能与引物A结合的碱基序列,但又不具有完整的青枯病抗性基因,D正确。
故选C。
22. 用15N标记果蝇(2N=8)一个卵原细胞的所有染色体,让其在不含15N的培养基中进行一次有丝分裂,然后进行减数分裂,其中一个卵原细胞产生了XX的异常卵细胞,若只考虑性染色体异常,则下列说法错误的是( )
A. 有丝分裂中期细胞中有4套遗传信息、2个染色体组
B. 有丝分裂后期细胞中染色体有16条,都被15N标记
C. 减数第二次分裂细胞中被15N标记的DNA分子最多会有5个
D. 该卵原细胞减数分裂产生的四个细胞的染色体数目为3、3、5、5
【答案】D
【解析】
【分析】1、有丝分裂不同时期的特点:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、由于间期DNA复制,有丝分裂中期细胞中有4套遗传信息、2个染色体组,A正确;
B、用15N标记果蝇(2N=8)一个卵原细胞的所有染色体,让其在不含15N的培养基中进行一次有丝分裂,有丝分裂后期细胞中染色体有16条,每个DNA分子均有一条链含15N,一条链不含15N,每条染色体均被15N标记,B正确;
C、用15N标记果蝇(2N=8)一个卵原细胞的所有染色体,让其在不含15N的培养基中进行一次有丝分裂,形成的两个子细胞中每个DNA分子都是一条链含15N;然后进行减数分裂,经过间期复制后,每条染色体含有两条染色单体,都是一条染色单体含有15N,另一条染色单体不含15N,减数第二次分裂后期,着丝点分裂后,姐妹染色单体分开成为染色体并随机移向两极,由于发生过程染色体变异(减数第一次分裂后期,两条X没有分离),则子细胞中最多有5个DNA分子含有15N标记,C正确;
D、若形成异常卵细胞的原因是减数第一次分裂后期两条XX未分离,则形成的四个细胞的染色体数目分别为3、3、5、5;若形成异常卵细胞的原因是减数第二次分裂后期两条XX未分离,则形成的四个细胞的染色体数目分别为3、5、4、4,D错误。
故选D。
【点睛】本题考查细胞的有丝分裂和减数分裂,要求考生识记细胞有丝分裂和减数分裂不同时期的特点,掌握有丝分裂和减数分裂过程中染色体、DNA含量变化规律,能结合题中信息准确答题。
23. 实时荧光定量PCR可用于对样品中特定DNA序列进行定量分析。将荧光标记的Taqman探针与待测样本DNA混合,当探针完整时,不产生荧光。在PCR过程中,与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解,R与Q分离后,在特定光的激发下R发出荧光,随着循环次数的增加,荧光信号强度增加,通过实时检测荧光信号强度,可得Ct值(达到荧光阈值所经历的循环次数)。下列相关叙述正确的是( )
A. 荧光基因R连接在探针的3’端
B. 该反应体系中并未加入ATP,所以新链的合成不需要消耗能量
C. TaqDNA聚合酶在该反应中的作用是合成磷酸二酯键
D. Ct值越小,说明样品中特定DNA序列的含量越多
【答案】D
【解析】
【分析】实时荧光定量PCR技术中,TaqDNA聚合酶有两个作用,一是形成子链的磷酸二酯键,二是水解探针,破坏磷酸二酯键;破坏探针导致荧光出现,Ct值越大,即是荧光强度越大,说明样品中特定DNA序列的含量越多。
【详解】A、因为引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,从图中引物1的方向可以分析出,R端是5'端,A错误;
B、该反应体系中并未加入ATP,但新链的合成需要消耗能量,解旋的能量来自于高温,聚合的能量来自于原料,B错误;
C、在该反应中TaqDNA聚合酶有两个作用,一是形成子链的磷酸二酯键,二是水解探针,破坏磷酸二酯键,C错误;
D、Ct值越小,即是荧光强度越小,说明样品中特定DNA序列的含量越少,D错误。
故选D。
二、非选择题
24. 白术为多年生草本植物,是一种常用的补脾健胃功能的中药材,在浙江等地有广泛栽培。欲探究不同光质(白光、红光、蓝光、红蓝光1:1)对白术生长的影响,通过LED灯光设置不同的光质条件进行实验,结果如下。回答下列问题:
(1)叶绿素a可以用______提取,经处理后,用仪器测定并计算叶绿素a的含量。叶绿素a的含量直接影响光反应的速率,在光反应中,水裂解的产物有______。
(2)利用LED灯的不同光质照射白术时,为保证实验结果的准确性,还需要控制光照的时间和______。
(3)白术种植过程中,苗期的管理非常关键。从图中实验结果可知:与白光相比,红光对白术生长的影响情况是____。若苗期增加____的照射,则可促进根的生长。在苗期还需适当浇水,如遇干旱,叶片中____浓度增加,引起气孔关闭,幼苗生长迟缓。
(4)在适宜光照下,白术的放氧速率比光反应产生氧气的速率要低,原因是__。若白术叶肉细胞光反应产生氧气的速率为16 mg/cm2·h,则合成三碳糖的速率为_____mmol/cm2·h。
(5)科学家还研究发现,白术叶肉细胞中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄-绿比)与其P(光合作用强度)/R(细胞呼吸强度)值呈现一定的关系,这种关系如图所示。在缺镁的土壤中,白术叶肉细胞的P/R值和黄-绿比的关系应位于图中________点(用图中的字母表示),理由是______。
【答案】(1) ①. 无水乙醇 ②. H+、e-、O2
(2)强度 (3) ①. 抑制根的生长、促进茎的生长 ②. 蓝光或红蓝光 ③. 脱落酸
(4) ①. 放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 ②. 1
(5) ①. b ②. 镁是合成叶绿素的必需元素
【解析】
【分析】分析图表可知,本实验的自变量为不同光质,因变量为根长、根鲜重、茎干鲜重、叶绿素a(相对量),红蓝光1:1时,根最长;蓝光时根鲜重最重;红光时茎干鲜重最重;不同光质对叶绿素a含量影响不大。
【小问1详解】
叶绿素a可以用无水乙醇提取;光反应水裂解的产物有H+、e-、O2。
【小问2详解】
根据分析可知,本实验是探究不同光质(白光、红光、蓝光、红蓝光1:1)对白术生长和的影响。利用LED灯设置不同光质时,各组的光照强度和光照时间为无关变量,应该保持相同且适宜。
【小问3详解】
从图中实验结果可知:与白光相比,红光对白术生长的影响情况是抑制根的生长、促进茎的生长;
从图中实验结果可知:蓝光或红蓝光1:1可促进根生长;
干旱条件下,植物脱落酸含量增加,引起叶片气孔关闭,影响光合作用,幼苗生长迟缓。
【小问4详解】
白术的放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗,因此在适宜光照下,白术的放氧速率比光反应产生氧气的速率要低;
白术叶肉细胞光反应产生氧气的速率为16 mg/cm2·h,即0.5mmol/cm2·h,因此暗反应固定的二氧化碳速率也为0.5mmol/cm2·h,一分子二氧化碳固定产生两分子三碳糖,因此合成三碳糖的速率为1 mmol/cm2·h。
【小问5详解】
镁是合成叶绿素的必需元素,因此在缺镁的土壤中,叶绿素含量下降,因此黄-绿比增大,P(光合作用强度)/R(细胞呼吸强度)值减小,对应图中的b点。
25. 家蚕是二倍体生物,雌蚕有两个异型的性染色体,用ZW表示;雄蚕有两个同型的性染色体,用ZZ表示。家蚕茧形有纺锤形茧和椭圆形茧,由等位基因A、a控制;体色的有斑纹和无斑纹由另一对等位基因B、b控制,两对基因均不位于W染色体上。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交,得到F1的表型和比例如下表所示。
F1表现型
有斑纹纺锤形茧
无斑纹纺锤形茧
有斑纹椭圆形茧
无斑纹椭圆形茧
雌蚕
1/20
1/5
1/20
1/5
雄蚕
1/15
4/15
1/30
2/15
(1)正常情况下,雌家蚕处于减数分裂后期I的细胞含有____个染色体组,雌家蚕处于减数分裂后期Ⅱ的细胞含有____条W染色体。
(2)家蚕纺锤形茧的遗传方式为____。Z染色体上的基因所控制的性状的遗传____(“一定”或“不一定”)与性别相关联。
(3)亲代雌蚕关于茧形的表型为____;亲代雄蚕的基因型为____,该雄蚕群体所产生的配子中同时具有无斑纹和纺锤体茧基因的配子占比为____。
(4)生产实践中发现,雄蚕对桑叶利用率比雌蚕高,且单用雄蚕的茧丝可以提高生丝质量。科研人员利用辐射技术处理雄蚕,得到一批产优质茧丝的变异雄蚕,其细胞中性染色体发生了如图所示的变化,该变化过程发生的变异类型为______。利用变异雄蚕与正常雌蚕杂交,子代中雌雄比例为1:2,原因是______。
(5)家蚕的成虫称为家蚕蛾,已知家蚕蛾有鳞毛和无鳞毛这对相对性状受一对等位基因控制。现有纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体若干只,设计实验探究控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于常染色体上还是Z染色体上(不考虑Z、W同源区段),并判断有鳞毛和无鳞毛的显隐性。
实验思路:______,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例。
预期结果及结论:若______,则控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,且______为显性性状。
【答案】(1) ①. 2 ②. 0或2
(2) ①. 伴Z显性遗传 ②. 一定
(3) ①. 纺锤形茧和椭圆形茧 ②. BBZAZa、BbZAZa ③. 2/5
(4) ①. 染色体结构变异中的缺失 ②. 受精卵中无正常Z染色体,无法正常发育
(5) ①. 让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验 ②. 正反交结果不同 ③. F1中雄性个体表现出的性状
【解析】
【分析】根据题意和表格分析:F1中,雌蚕有斑纹:无斑纹=1:4,雄蚕有斑纹:无斑纹=1:4,无论雌雄有斑纹和无斑纹比例相同,说明B、b位于常染色体上;雌蚕纺锤形茧:椭圆形茧=1:1,雄蚕纺锤形茧:椭圆形茧=2:1,在雌雄子代中比例不同,所以推测A、a位于Z染色体上。
【小问1详解】
家蚕是二倍体生物,所以正常情况下,雌家蚕处于减数分裂后期I的细胞含有2个染色体组。雌家蚕染色体组成为ZW,在减数分裂后期IZW分离进入不同的子细胞中,得到的子细胞一半有W染色体,一半没有W染色体,在减数分裂后期Ⅱ姐妹染色单体分开,所以雌家蚕处于减数分裂后期Ⅱ的细胞含有0或2条W染色体。
【小问2详解】
F1中雌蚕纺锤形茧:椭圆形茧=1:1,雄蚕纺锤形茧:椭圆形茧=2:1,在雌雄子代中比例不同,所以推测A、a位于Z染色体上。亲本雄蚕为纺锤形茧,子代中既有纺锤形茧又有椭圆形茧,可知纺锤形茧为显性性状,所以家蚕纺锤形茧的遗传方式为伴Z显性遗传。伴性遗传是指性染色体上的基因控制的性状遗传与性别相关联,所以Z染色体上的基因所控制的性状的遗传一定与性别相关联。
【小问3详解】
根据第(2)题分析可知,A、a位于Z染色体上,纺锤形茧为显性性状,亲本雄蚕为纺锤形茧,子代中既有纺锤形茧又有椭圆形茧,F1中雌蚕纺锤形茧:椭圆形茧=1:1,雌蚕母本提供W,说明雄蚕产生的配子为ZA:za=1:1,雄蚕基因型为ZAza,F1中雄蚕纺锤形茧:椭圆形茧=2:1,说明亲代雌蚕关于茧形既有椭圆形茧又有纺锤形茧。亲本为有斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕,F1中,雌蚕有斑纹:无斑纹=1:4,雄蚕有斑纹:无斑纹=1:4,无论雌雄有斑纹和无斑纹比例相同,说明B、b位于常染色体上,且无斑纹为显性。由于子代有斑纹:无斑纹=1:4,说明无斑纹雄蚕亲本中既有BB,又有Bb。有斑纹雌蚕亲本基因型为bb,产生b的配子,子代中bb占1/5,说明无斑纹雄蚕亲本产生的b配子占1/5,那么产生的B配子占4/5,由此可以得出无斑纹雄蚕亲本中有3/5BB、2/5Bb。综合可知亲代雄蚕的基因型为BBZAZa、BbZAZa。亲代雄蚕为3/5BBZAZa、2/5BbZAZa,产生BZA配子占比为3/5×1/2+2/5×1/2×1/2=2/5。
【小问4详解】
如图所示,细胞中性染色体发生了片段缺失,属于染色体结构变异。变异雄蚕ZZ0与正常雌蚕ZW杂交,得到子代ZZ、ZZ0、ZW、Z0W,若子代中雌雄比例为1:2,说明Z0W致死,受精卵中无正常Z染色体,无法正常发育。
【小问5详解】
本实验中显隐性未知,判断基因位于常染色体上还是Z染色体上,可以采用正反交的方法。若正反交结果相同则位于常染色体上,若正反交结果不同则位于Z染色体上。实验思路:让纯合的有鳞毛和无鳞毛的家蚕蛾雌、雄个体进行正反交实验,得到F1,观察并统计F1个体的表型及比例。预期结果及结论:若正反交结果不同,则控制有鳞毛和无鳞毛的基因是位于Z染色体上,且F1中雄性个体表现出的性状为显性性状。
26. 漩门湾湿地曾经是荒芜的滩涂,现被列入国家级重要湿地。湿地对于增加生物多样性、提升天然景观、改善人居环境等具有重大现实意义。研究人员在湿地还发现了东方白鹳、卷羽鹣鹖、反嘴鸸、黑脸琵鹭等多种珍稀鸟类,它们对环境要求极为苛刻,是生态环境的指示性物种。请回答问题:
(1)从荒芜的滩涂发展到现今的漩门湾湿地属于______演替。演替过程伴随着干物质的积累,其中积累最多的元素是______。
(2)在漩门湾湿地中的东方白鹳、卷羽鹣鹚、反嘴鸸、黑脸琵鹭等鸟类的全部等位基因构建______(填“一个”或“多个”)基因库。保护这些珍稀鸟类的最有效措施是______,通过改善生存环境来增大珍稀鸟类的______。
(3)“羽纹硅藻→小龙虾→麦穗鱼→东方白鹳”是湿地中的一条食物链。流入东方白鹳的能量小于流入麦穗鱼的能量,原因是______。少量生活污水流入湿地后仍能保持动态平衡,从生态系统的结构分析,影响其稳定性的内部因素是______和______。
(4)漩门湾湿地经过不断的排盐处理,现已种植大量的植物,部分区域已成为观光农业园,不仅是人们旅游休闲的好去处,而且还可以为人们提供多种绿色蔬菜、水果等。上述实例体现了生物多样性对人类的______价值。
【答案】(1) ①. 次生 ②. 碳
(2) ①. 多个 ②. 就地保护 ③. 环境容纳量/生物多样性/种群密度
(3) ①. 麦穗鱼的能量部分被呼吸消耗,部分流向分解者,部分未被利用,只有部分能量流向东方白鹳 ②. 物种的丰富度 ③. 营养结构(食物链、食物网)的复杂程度
(4)直接使用
【解析】
【分析】生物多样性通常有三个主要的内涵,即生物种类的多样性、基因(遗传)的多样性和生态系统的多样性。其价值主要体现在三个方面:直接使用价值:指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值,如:药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值(野外收获进入贸易市场)等。间接使用价值:七般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物,调节碳氧平衡,在调节全球气候变化的作用,主要指维持生态系统的平衡的作用等等。潜在价值:今天还未被利用的哪些物种在将来会有利用的价值,栽培植物的野生亲缘种究竟能提供多少对农林业发展有用的遗传材料,是不可估量的。
【小问1详解】
荒芜的滩涂也有生物定居,因此从荒芜的滩涂发展到现今的漩门湾湿地属于次生演替;生物体内干物质以有机物为主,主要元素为碳元素。
【小问2详解】
漩门湾湿地为一个生态系统,其中的生物称为群落,包括多个种群,而一个种群内的全部等位基因称为基因库,因漩门湾湿地中的东方白鹳、卷羽鹣鹚、反嘴鸸、黑脸琵鹭等鸟类的全部等位基因构建多个基因库;就地保护能提供最原始的环境,最有利于生物的生存,是保护这些珍稀鸟类的最有效措施;生物的环境容纳量指环境长时期所能容纳的最大种群数量,环境越好,环境容纳量越大,同时,生物多样性(物种多样性、生态系统多样性、基因多样性)也增大。
【小问3详解】
东方白鹳处于食物链“羽纹硅藻→小龙虾→麦穗鱼→东方白鹳”的顶端,由于麦穗鱼的能量部分被呼吸消耗,部分流向分解者,部分未被利用,只有部分能量流向东方白鹳,因此流入东方白鹳的能量小于流入麦穗鱼的能量;少量生活污水流入湿地后仍能保持动态平衡,是因为生态系统有一定的自我调节能力,这与其内的物种的丰富度及营养结构(食物链、食物网)的复杂程度成正相关。
【小问4详解】
食物、旅游是生物多样性的直接使用价值。
27. 与普通玉米相比,甜玉米可溶性糖向淀粉的转化较慢,从而含糖量高、汁多质脆。科研人员培育出超量表达P蛋白转基因甜玉米,提高甜玉米的营养价值。在构建基因表达载体时,所用DNA片段和Ti质粒的结构如图1所示,其中强启动子能驱动基因的持续转录。回答下列问题:
(1)在构建基因表达载体时,应选用的限制酶是______,同时利用了T-DNA片段的特性,最终使P基因______。将构建的重组Ti质粒导入经过______处理的农杆菌, 然后稀释得到一定浓度的农杆菌液。
(2)双子叶植物受到损伤时,伤口处的细胞分泌酚类化合物会吸引农杆菌移向这些细胞。农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物,为了提高转化的成功率,处理方法是将玉米萌发种子的胚芽尖端割伤,______。处理后再放到含有______的培养基中筛选转化成功的植物细胞。
(3)取转基因甜玉米的细胞,以______作为探针检测目的基因成功表达。
(4)科研人员通过降低淀粉酶合成基因的表达实现提高甜玉米中可溶性糖的含量。淀粉酶合成基因的结构如图2,其转录后形成的前体RNA需加工切去内含子对应序列后才能用于翻译。
为验证PMO (吗啉反义寡核苷酸)能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被切去,将PMO注入玉米的受精卵,从发育3天后的胚细胞中提取________,_______形成cDNA。根据图2中的DNA片段1~6设计了相应互补的引物1~6,以获得的cDNA为模板进行PCR时需加入的是引物______。用凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物,实验组有目的条带,未注入PMO的对照组无目的条带。某次实验结果电泳发现实验组和对照组都没有任何条带,从PCR的操作和引物设计角度解释可能的原因有______ (答出2点)。
【答案】(1) ①. BamHⅠ和SacⅠ ②. 整合到玉米细胞染色体上并持续表达 ③. CaCl2
(2) ①. 在伤口处加入酚类化合物,然后放入农杆菌液浸泡 ②. 潮霉素
(3)抗P蛋白的抗体 (4) ①. mRNA ②. 逆转录 ③. 2和4 ④. 退火温度偏高、引物自连或互连
【解析】
【分析】基因工程操作程序包括四个步骤: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】
根据“强启动子能驱动基因的持续转录”,可知强启动子能被RNA聚合酶识别并结合。为使P蛋白基因在玉米植株中超量表达,应确保强启动子和P基因不被破坏;Ti质粒上的终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列,重组后,P蛋白基因应位于强启动子和终止子之间,由图1可知,应选用限制酶BamHⅠ和SacⅠ组合,将片段和Ti质粒切开后构建基因表达载体;用CaCl2处理农杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,使得构建的重组Ti质粒进入农杆菌中,再利用T-DNA片段(可转移的DNA)的特性,将P基因整合到玉米细胞染色体上并持续表达。
【小问2详解】
据题意“双子叶植物受到损伤时,伤口处的细胞分泌酚类化合物会吸引农杆菌移向这些细胞”,农杆菌一般难以感染玉米等单子叶植物,为了提高转化的成功率,可将玉米萌发种子的胚芽尖端割伤后于伤口处加入酚类化合物,然后放入农杆菌液浸泡,吸引农杆菌移向细胞,从而提高转化的成功率;由图可知重组Ti质粒上的标记基因有潮霉素抗性基因(位于T-DNA片段上)和卡那霉素抗性基因,但转移到玉米细胞中的是重组Ti质粒上的T-DNA片段,因此用含有潮霉素的培养基中筛选转化成功的植物细胞。
【小问3详解】
基因工程的最后一步是目的基因(P蛋白基因)的检测与鉴定。为检测P蛋白基因是否翻译成P蛋白,应从转基因甜玉米的细胞中提取P蛋白,以抗P蛋白的抗体作为探针检测该基因是否在玉米细胞中成功表达。
【小问4详解】
可以基因的转录产物mRNA为模板,通过逆转录过程得到cDNA;
据题意“若PMO(吗啉反义寡核苷酸)能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被切去”,将PMO注入玉米的受精卵中(实验组),淀粉酶合成基因转录形成的mRNA上含有内含子1转录的序列,通过逆转录过程得到cDNA片段也含有内含子1序列,用凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物,实验组有目的条带,未注入PMO的对照组无目的条带,并结合图2可知,以cDNA为模板进行PCR时需加入引物2和4,实验证实PMO能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被切去;
某次实验结果电泳发现实验组和对照组都没有任何条带,从PCR的操作和引物设计角度解释可能的原因有:①退火时的温度偏高,致使引物不能与模板DNA的相应部位结合;②同种引物的碱基序列可以互补配对,或者2种引物的碱基序列可以互补配对,使引物自连或互连,导致引物不能与模板DNA的相应部位结合。
28. 科研人员发现口服葡萄糖引起的胰岛素分泌量显著高于静脉注射等量葡萄糖引起的胰岛素分泌量,对于出现该结果的原因,科研人员提出了三种假说:一是进食葡萄糖的行为;二是葡萄糖对小肠细胞的刺激;三是进食葡萄糖的行为和葡萄糖对小肠细胞刺激都能促进胰岛素的分泌且具有累加作用。根据提供的实验材料,完善实验思路和实验结果,并进行分析与讨论。
实验材料:成年健康狗一只、食道引流器(安装后可将口服的食物从胃中引出)、食物注射器(可将食物直接注入小肠)、适宜浓度的葡萄糖溶液。
(要求与说明:假设引流和注射等操作对狗无影响,实验所用试剂中的葡萄糖全部吸收,忽略消化道吸收葡萄糖的时间,胰岛素浓度测定的具体操作不做要求)
(1)完善实验思路:
①______;
②静脉注射适量的葡萄糖溶液,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录;
③正常饲喂24小时后,口服等量的葡萄糖溶液,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录;
④正常饲喂24小时后,______,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录;
⑤正常饲喂24小时后,______,同时静脉注射等量的葡萄糖溶液,安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录。
(2)实验结果证明假设三成立,请在下图中补充全部的实验结果。______
(3)分析与讨论:
①血糖降低作为信号会______调节胰岛β细胞,使其减少分泌胰岛素。
②实验思路中正常饲喂24小时的作用是______。
③科研人员用含有适量葡萄糖的培养液培养小肠黏膜细胞,一段时间后______,引起了胰岛素的分泌,证明该过程存在体液调节的机制,进而发现了小肠黏膜K细胞分泌的葡萄糖依赖性促胰岛素多肽。
【答案】(1) ①. 安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录 ②. 用食物注射器将等量的葡萄糖溶液注入狗小肠中 ③. 安装食道引流器,然后让狗口服等量的葡萄糖溶液
(2) (3) ①. (负)反馈 ②. 消除前一处理的影响,恢复初始状态 ③. 将除去小肠黏膜细胞的培养液注入狗的静脉
【解析】
【分析】人体血糖的调节以体液的调节为主,同时又受到神经的调节。当血糖含量升高的时候,下丘脑的相关区域兴奋,通过副交感神经直接刺激胰岛B细胞释放胰岛素,并同时抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素,从而使血糖降低。当血糖含量降低时,下丘脑的另一项区域兴奋,通过交感神经作用于胰岛A细胞分泌胰高血糖素,并促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使得血糖含量上升。另外,神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。
【小问1详解】
安静状态下每隔15分钟测定胰岛素浓度,持续180分钟,并记录,作为对照;要探究口服葡萄糖引起的胰岛素分泌量高的原因,究竟是进食的行为还是注射对小肠的刺激,因此④为用食物注射器将等量的葡萄糖溶液注入狗小肠中,表示注射对小肠的刺激;⑤为安装食道引流器,然后让狗口服等量的葡萄糖溶液,表示进食的行为。
【小问2详解】
图中结果②比①高,说明静脉注射适量的葡萄糖溶液,能引起胰岛素分泌量增多,而口服葡萄糖引起的胰岛素分泌量显著高于静脉注射等量葡萄糖引起的胰岛素分泌量,因此③高于②。若假设三成立,即进食葡萄糖的行为和葡萄糖对小肠细胞刺激都能促进胰岛素的分泌且具有累加作用,则③应该高于④(葡萄糖对小肠细胞刺激)和⑤(进食葡萄糖的行为),④和⑤的高低应该可以互换。绘图如下。
【小问3详解】
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