内容正文:
盐城市2024届高三年级考前指导
生物试题
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷;
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分;
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列有关细胞的物质基础和结构基础的叙述中,正确的是( )
A. DNA和脱氧核糖的元素组成均为C、H、O、N、P
B. 组成细胞的各种元素大多以化合物形式存在
C. 病毒的主要成分是核酸和蛋白质,蛋白质在其核糖体上合成
D. 溶酶体内水解酶在正确合成、加工过程中,内质网会接收、释放囊泡
【答案】B
【解析】
【分析】化合物的元素组成:①糖类:C、H、O;②脂质:C、H、O,磷脂还含有少量的N、P;③蛋白质:C、H、O、N,少量含有S;④核酸:C、H、O、N、P。
【详解】A、DNA的元素组成为C、H、O、N、P,脱氧核糖的元素组成为C、H、O,A错误;
B、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,元素以化合物的形式存在时比单质更具稳定性,B正确;
C、病毒无细胞结构,没有核糖体这个细胞器,C错误;
D、水解酶的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,核糖体没有膜结构,不会形成囊泡,D错误。
故选B。
2. 研究者把细菌紫膜质(一种光合细菌质膜的光驱动H+泵)和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上,结构如下图所示;接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中,形成脂质体悬液;最后把该悬液置于光照下,发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层
B. 将悬液置于光照之下时,细菌紫膜质将H+泵入脂质体未消耗能量
C. 图中脂质体构成密封的小泡,可以防止H+泄露
D. 图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图可知,在光能驱动下,细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内,造成脂质体内H+浓度高于脂质体外,形成H+电化学梯度,ATP合成酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP。
【详解】A、图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层,以便于紫膜质和ATP合酶插入细胞脂双层膜中,A正确;
B、细菌紫膜质能利用光能驱动H+运输,将悬液置于光照之下时,细菌紫膜质将H+泵入脂质体消耗光能,B错误;
C、图中脂质体构成密封的小泡,可以防止H+泄露,在脂质体内外建立H+的浓度梯度,C正确;
D、在光能驱动下,细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内,造成脂质体内H+浓度高于脂质体外,形成H+电化学梯度,ATP合成酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP,图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应,D正确。
故选B。
3. 下列有关细胞生命历程的叙述错误的是( )
A. 若细胞中存在基因的选择性表达,则细胞正在分化
B. 酵母菌或植物的细胞自噬是通过液泡与包裹细胞自身物质的双层膜结构融合
C. 细胞坏死过程中染色质不发生凝集,细胞内容物释放后引起炎症反应
D. 抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡
【答案】A
【解析】
【分析】人体细胞中存在原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡。
【详解】A、基因的选择性表达普遍存在,若细胞中存在基因的选择性表达,则细胞不一定在分化,A错误;
B、酵母菌或植物的自噬是细胞通过液泡与双层膜包裹的细胞自身物质(自噬小体)融合,从而降解自身物质并进行循环利用的过程,B正确;
C、细胞坏死过程中细胞膨胀,细胞体积增大,染色质不发生凝集,最终胞膜破裂,细胞内容物释放后引起炎症反应,C正确;
D、抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,因此抑癌基因表达的蛋白质能够抑制细胞的生长和增殖或促进细胞凋亡,D正确。
故选A。
4. 下列有关变异、育种及进化的叙述错误的是( )
A. 通过杂交育种获得的品种不一定都是纯合子
B. 基因型为AAaa的同源四倍体产生的配子的类型及比例不一定为AA:Aa:aa=1:4:1
C. 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的时间要合适,一般一个细胞周期的时长为宜
D. 生物的适应性主要体现在生物对其所生活环境的主动适应
【答案】D
【解析】
【分析】杂交育种操作简便,但耗时长,单倍体育种经过花药离体培养和秋水仙素加倍两个步骤,能明显缩短育种时间。
【详解】A、通过杂交育种获得的品种不一定都是纯合子,可能利用杂种优势获得杂交种,A正确;
B、基因型为AAaa的同源四倍体产生的配子的活性可能不同,则配子类型及比例不一定为AA:Aa:aa=1:4:1,B正确;
C、一个细胞周期,DNA复制一次,遗传物质加倍,所以秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的时间要合适,一般一个细胞周期的时长为宜,染色体加倍,C正确;
D、生物的适应性是自然选择的结果,不是主动的适应,D错误。
故选D。
5. 假肥大型肌营养不良(DMD)是一种最常见的进行性肌营养不良疾病,现报告了一例男孩患者,存在X染色体臂间倒位变异,该变异破坏了DMD基因,下图是患者家系图。下列有关叙述错误的是( )
A. X染色体臂间倒位一般可以通过对有丝分裂中期染色体组型分析确定
B. 通过DNA测序技术可以精确确定染色体臂间倒位的具体位置
C. 导致该假肥大型肌营养不良的原因有基因突变和染色体结构变异
D. 若III3由于该病进行了人工流产,则Ⅱ3和Ⅱ4再生一个患儿的概率是1/2
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。
2、染色体倒位:染色体的某一片段位置颠倒,会导致上面的基因排列顺序发生改变。
【详解】A、如果出现臂间不对等的倒位则着丝粒的位置会发生改变,可以通过对有丝分裂中期染色体组型分析确定,A正确;
B、染色体臂间倒位会导致对应的DNA序列发生改变,所以可以通过DNA测序技术精确确定染色体臂间倒位的具体位置,B正确;
C、题干中表明“倒位会破坏DMD基因”,则可认为DMD基因碱基序列发生改变,说明该病可由于基因突变导致;结合题干,“有一男患者是由于X染色体臂间倒位变异会破坏DMD基因”,即染色体倒位也会导致该病发生。所以导致该假肥大型肌营养不良的原因有基因突变和染色体结构变异,C正确;
D、依据题干可知,倒位的结果会造成DMD基因突变,则可认为Ⅲ4的致病基因来自Ⅱ3,又因为Ⅱ3正常,所以Ⅱ3基因型可为XAXa,该致病基因为隐形,进一步推出Ⅱ4基因型为XAY,则Ⅱ3和Ⅱ4再生一个患儿的概率为1/4,D错误。
故选D。
6. 下图为神经纤维动作电位模式图,有关兴奋在神经纤维上传导以及神经元之间传递的叙述,错误的是( )
A. a点越低,细胞越不容易兴奋
B. 神经递质由突触前膜释放,但不是所有神经递质的受体都在突触后膜上
C. a点状态下,K+通过非门控通道外流,同时少量的Na+也通过非门控通道内流
D. 膜电位达到图中b点水平所需的最低强度的刺激称为阈刺激,阈下刺激不能使质膜产生电位变化
【答案】D
【解析】
【分析】静息电位的产生和维持是由于钾离子通道开放,钾离子外流使神经纤维膜外电位高于膜内,表现为外正内负;动作电位的产生和维持机制是钠离子通道开放,钠离子内流使神经纤维膜内电位高于膜外,表现为外负内正。
【详解】A、a点表示静息电位的绝对值,a点越低,说明静息电位绝对值越大,细胞越不容易兴奋,A正确;
B、突触前膜上也有神经递质的受体,其作用是通过调节突触前膜的递质释放,来影响突触的传递效应,B正确;
C、细胞膜上存在许多非门控的漏K+通道和极少量的Na+通道,静息状态下,K+通过非门控通道外流,同时少量的Na+也通过非门控通道内流,C正确;
D、分析图可知,阈下刺激会使细胞内电位发生变化,即能使质膜产生电位变化,D错误。
故选D。
7. HPV16是导致宫颈癌的高危型病毒,我国实行自愿接种HPV疫苗的政策。HPV16侵入人体后的一些变化以及相关反应过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中的抗原呈递细胞可以是树突状细胞或B细胞
B. HPV16在受体细胞中的遗传信息传递方式和细胞③相同
C. 在该免疫反应中只产生一种细胞③,并分泌特定物质B与HPV16发生特异性结合
D. 细胞②的作用是使靶细胞裂解死亡,并清除其中的抗原
【答案】A
【解析】
【分析】据图可知,细胞①是辅助性T细胞,细胞②是细胞毒性T细胞,细胞③是浆细胞,物质A是细胞因子,物质B是抗体。
【详解】A、抗原呈递细胞包括树突状细胞、巨噬细胞、B细胞,A正确;
B、细胞③为浆细胞,是高度分化的细胞,不会发生DNA的复制过程,与HPV16在受体细胞中的遗传信息传递方式不同,B错误;
C、HPV16表面有多种抗原决定簇,产生多种浆细胞,C错误;
D、细胞②是细胞毒性T细胞,作用是使靶细胞裂解死亡,释放抗原但不能清除其中的抗原,D错误。
故选A。
8. 测定样品中所含单细胞微生物的数量可用显微镜计数法。将某大肠杆菌培养液稀释1000倍后,经等体积台盼蓝染液染色后,用细菌计数板(规格为1mm×1mm×0.02mm)进行计数,观察到一个中格的菌体数如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 若图示中格内大肠杆菌数量代表所有中格大肠杆菌数量的平均数,则培养液中大肠杆菌的活菌密度为1.125×1010个·mL-1
B. 细菌计数板可用于细菌的数量测定,也可用于酵母菌的数量测定
C. 台盼蓝染色鉴别细胞死活的原理是细胞膜具有选择透过性
D. 细菌计数板使用时,应先沿凹槽边缘滴加样液,再在计数室上方加盖玻片
【答案】C
【解析】
【分析】细菌计数板有2种,一种是计数区分为16个中方格,而每个中方格又分成25个小方格;另一种是一个计数区分成25个中方格,而每个中方格又分成16个小方格。
【详解】A、血细胞计数板的体积为1mm× 1mm× 0.02mm=0.02mm3=2×-5mL。图中一个中格16小格中的酵母菌数总共有12个,其中3个被台盼蓝染色,说明为死细胞,不计数,则可计数酵母菌为9个,原1mL培养液中的酵母菌数每个小格中的平均酵母菌数×400个小格×2(等体积染色相当于稀释两倍)×酵母菌培养稀释倍数÷2×-5,则该1mL样品中酵母菌数约=9÷16×400×2×1000÷ 2×-5=2.25×1010个·mL-1,A错误;
B、酵母菌菌体较大,应选用血细胞计数板测定酵母菌的数量,B错误;
C、活细胞的细胞膜具有选择透过性,活细胞不能被台盼蓝着色,死细胞被台盼蓝染成,C正确;
D、使用细菌计数板时,先放置盖玻片,再在盖玻片边缘滴加样液,避免计数室有气泡影响体积,D错误。
故选C。
9. 长江江豚被誉为“水中大熊猫”,近年来由于人类活动导致其生存环境恶化,长江江豚种群数量急剧下降。目前我国科研人员已对长江江豚成功实施迁地保护,并利用水下生态声学记录仪对其生活习性进行研究,发现它们存在合作捕食的行为,长江江豚还会采用翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围来寻找更多的食物。下列相关叙述错误的是( )
A. 长江江豚的合作捕食行为不属于原始合作
B. 性别比例能影响长江江豚种群的数量
C. 长江江豚捕食时以翻转身体的方式给同伴传递行为信息
D. 迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中,则遗传多样性水平可能下降
【答案】C
【解析】
【分析】1、种群的数量特征包括种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄组成和性别比例,出生率、死亡率、迁入率、迁出率直接决定种群密度,年龄组成可以预测种群密度,性别比例间接影响种群密度。2、种内互助是指同种生物的个体或种群在生活过程中互相协作,以维护生存的现象,很多动物的群聚生活方式就是常见的种内互助现象。3、原始合作是指两种生物共同生活在一起,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
【详解】A、原始合作是种间关系,涉及到两个物种之间,而长江江豚的合作捕食行为属于同一物种内的互助,A正确;
B、性别比例能影响出生率,进而影响长江江豚种群的数量,B正确;
C、据题意,长江江豚捕食时以翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围,传递的信息属于物理信息,C错误;
D、迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中,降低江豚之间的基因交流,则遗传多样性水平可能下降,D正确。
故选C
10. 下列有关微生物的叙述错误的是( )
A. 发菜的光合片层上含有叶绿素和藻蓝素,可进行光合作用
B. 根瘤菌能够固氮,并和豆科植物共生,在生态系统中属于生产者
C. S型菌表面的多糖荚膜可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于该细菌在宿主体内生活并繁殖
D. 利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的过程中,中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸
【答案】B
【解析】
【分析】发菜是蓝细菌,其光合片层上含有叶绿素和藻蓝素,可进行光合作用;利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的过程中,中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸。
【详解】A、发菜的光合片层上含有叶绿素和藻蓝素,可进行光合作用,A正确;
B、根瘤菌能够固氮,并和豆科植物共生,在生态系统中属于消费者,B错误;
C、S型菌表面的多糖荚膜可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于该细菌在宿主体内生活并繁殖,C正确;
D、利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的过程中,中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸,D正确。
故选B
11. 常见的启动子可分为三类:组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;组织特异型启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达;诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞分化与组织特异型启动子和组成型启动子的调控均有关
B. 膀胱生物反应器的构建需要将目的基因连接在诱导型启动子的下游
C. 真核生物细胞中,一般一个启动子只能启动一个基因的转录
D. 强启动子可使基因高水平表达,启动子的强弱主要取决于其与RNA聚合酶的亲和性
【答案】B
【解析】
【分析】动物基因工程的应用:培育快速生长的转基因动物,如转基因绵羊、转基因鲤鱼;改善畜产品品质的转基因动物,如乳汁中含乳糖较少的转基因牛;生产药物的转基因动物,如利用乳腺生物反应器生产药物;作器官移植供体的转基因动物,如无免疫排斥的转基因猪。
【详解】A、根据题干信息“组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达”,所以在细胞分化过程中,与组成型启动子有关,组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达,所以细胞分化与组织特异型启动子的调控也有关,A正确;
B、组织特异性启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达,而乳腺生物反应器需要将目的基因连接在组织特异性启动子的下游,导入细胞中,保证基因在乳腺细胞中表达,B错误;
C、一般情况下,真核生物细胞中,一个启动子只能启动一个基因的转录,C正确;
D、强启动子可使基因高水平表达,启动子的强弱主要取决于其与RNA聚合酶的亲和性,从而启动基因的转录,D正确。
故选B。
12. 下列有关现代生物技术的叙述错误的是( )
A. 取自脾或骨髓的细胞,可悬浮生长于培养液中,具有容易传代培养、易收集等特点
B. 三倍体鲍鱼具有不育性,供给生长的能量相对增加,提高了生长速度和品质
C. 利用无性繁殖的方式获得的试管家畜提高了繁殖效率
D. 利用基因敲除手段可以获得适合人体移植的猪器官,减少排斥反应
【答案】C
【解析】
【分析】1、免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质
①免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等 ;
②免疫细胞:吞噬细胞和淋巴细胞;
③免疫活性物质:抗体(由浆细胞分泌)、细胞因子(由辅助性T细胞分泌)溶菌酶等。
2、经过精子与卵细胞两性生殖细胞结合的生殖方式叫有性繁殖。
【详解】A、脾和骨髓属于机体的免疫器官,是免疫细胞生成的场所,动物细胞在悬浮培养条件下具有容易传代且易收集等特点,A正确;
B、三倍体生物由于减数分裂过程中联会紊乱,不能形成可育配子,三倍体鲍鱼比普通二倍体多了一个染色体组,供给生长的能量相对增加,提高了生长速度和品质,B正确;
C、试管家畜由培养成熟的卵细胞和获能的精子经受精后获得,该技术属于有性繁殖,C错误;
D、当前器官移植面临的两大问题:供体器官短缺和免疫排斥反应,人们利用基因工程手段可以获得适合人体移植的猪器官,减少排斥反应,D正确。
故选C。
13. PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基,5′端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
B. 图示表示复性阶段,该过程的温度与引物的长短有关
C. 用图示引物扩增5次后,可以产生22个目标产物
D. PCR每次循环都消耗引物和原料,在实验过程中需要及时补充
【答案】D
【解析】
【分析】PCR技术:
1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、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)。
4、过程:高温变性、低温复性、中温延伸。
【详解】A、TaqDNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA子链,所以两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸,A正确;
B、图示表示复性阶段,该过程的温度与引物的长短、碱基组成等有关,引物长度越长或者GC含量越高,则复性的温度设置越高,B正确;
C、经过5次循环后会产生25=32个,其中只有2个DNA分子含有最初的模板链,另仅含有第一次复制产生的单链参与形成的DNA分子有8个,因此经过5次复制产生等长的目的基因片段32-10=22个,C正确;
D、PCR所需要的引物和原料是一次性添加的,在实验过程中不需要补充,D错误。
故选D。
14. 下列有关实验的叙述错误的是( )
A. “生物体维持pH稳定的机制”实验中,加入HCl和NaOH的滴数属于自变量
B. 不能用黑藻的叶肉细胞代替洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离与复原实验
C. 利用蝗虫精巢或蚕豆花粉观察减数分裂时,装片制作无需解离、漂洗步骤
D. 在探究抗生素对细菌的选择作用的实验中,连续培养几代后,抑菌圈直径不断缩小
【答案】B
【解析】
【分析】质壁分离为植物细胞常有的现象,质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层(细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分)分开。质壁分离的原理为:①浓度差的存在,引起细胞失水,②细胞壁的伸缩性小于原生质层,因此细胞发生质壁分离。
【详解】A、“生物体维持pH稳定的机制”实验中,加入HCl和NaOH的滴数属于自变量,因变量为pH的值,A正确;
B、黑藻成熟叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,B错误;
C、利用蝗虫精巢或蚕豆花粉观察减数分裂时,由于子细胞之间并不像一般组织那样紧密,因此不需要解离步骤,因为本身就是分散的状态,C正确;
D、在探究抗生素对细菌的选择作用的实验中,连续培养几代后,抗生素选择出的是耐药性强的细菌,则抑菌圈的直径不断缩小,D正确。
故选B。
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全者得1分,错选或不答的得0分。
15. 从基因型为AaXBY的果蝇体内取出1个细胞,将A和a分别用绿色和红色荧光标记后,测定其染色体和核DNA含量,所得数据如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 该细胞可能处于有丝分裂或减数分裂的某个时期
B. 若该细胞未发生突变,此时细胞中应有2个绿色和2个红色荧光点
C. 若该细胞能继续分裂,其子细胞中的荧光点为2绿或2红
D. 若该细胞中只有一个红色荧光点,一定是由于发生了基因突变
【答案】AB
【解析】
【分析】分析图示:此时雄果蝇细胞中有8条染色体,16个核DNA,一条染色体上有2个核DNA,表明此时存在姐妹染色单体,细胞已经完成了DNA的复制和有关蛋白质的合成,细胞可能处于有丝分裂间期、前期、中期或减数第一次分裂前的间期以及整个减数第一次分裂。
【详解】A、据图可知,该细胞中含有8条染色体,16个DNA分子,该细胞中染色体数量:核DNA数量=1:2,可能处于有丝分裂前、中期,也可能处于减数第一次分裂过程中,A正确;
B、基因型为AaXBY的果蝇体内取出1个细胞,将A和a分别用绿色和红色荧光标记,经过间期DNA复制后,有丝分裂前、中期和减数第一次分裂过程中,细胞中含有2个红色荧光点和2个绿色荧光点,B正确;
C、若该细胞能继续分裂,该细胞应处于减数第一次分裂,可能会发生交叉互换,形成的子细胞(次级卵母细胞)中的荧光点为2绿或2红或1绿1红,C错误;
D、若该细胞中只有一个红色荧光点,可能发生了基因突变或染色体变异,D错误。
故选AB。
16. 细胞核内组蛋白乙酰化与去乙酰化过程处于动态变化中。组蛋白乙酰化或去乙酰化能改变组蛋白净电荷,影响DNA与核小体的结合状态及核小体结构,进而激活或抑制基因转录(如下图)。下列有关叙述正确的有( )
HAT:组蛋白乙酰化转移酶
HDAC:组蛋白去乙酰化酶
TF:转录因子
TATA框:启动子中RNA聚合酶结合位点
Ac:乙酰基
注:乙酰基为乙酸分子中去掉羟基后,剩下负一价基团
A. 组蛋白乙酰化会使组蛋白所带正电荷增加,从而影响核小体结构
B. TATA框中含有较多的A-T碱基对,由于氢键数较少,易于解旋
C. 胰岛A细胞中,呼吸酶基因处组蛋白乙酰化程度高于胰岛素基因处
D. HAT或HDAC的表达和活性异常均可能导致癌症的发生
【答案】BCD
【解析】
【分析】表观遗传:指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化。DNA的甲基化:生物基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。
【详解】A、乙酰基带负一价基团,组蛋白乙酰化会使组蛋白所带负电荷增加,从而影响核小体结构,A错误;
B、TATA框位于基因转录起始点上游,是启动子中RNA聚合酶结合位点,TATA框中含有较多的A-T碱基对,由于氢键数较少,易于解旋,B正确;
C、胰岛A细胞中,呼吸酶基因的表达高于胰岛素基因的表达,因此其呼吸酶基因处组蛋白乙酰化程度高于胰岛素基因处,C正确;
D、在原癌基因或抑癌基因中,HAT(组蛋白乙酰化转移酶)或HDAC(组蛋白去乙酰化酶)的表达和活性异常均可能导致癌症的发生,D正确。
故选BCD。
17. 油菜素内酯是一种植物激素,为研究其作用机理,科研人员用油菜素内酯的类似物24-eBL进行了相关研究。
实验一:用不同浓度的24-eBL处理拟南芥幼苗,一段时间后测量幼根长度,结果如图1:
实验二:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上(在图2箭头所示的位置),一段时间后取方框内的部分进行检测,结果如图3。
下列有关叙述正确的有( )
A. 24-eBL属于植物生长调节剂,植物生长调节剂的分子结构和生理效应均与植物激素类似
B. 分析图1可知,24-eBL的生理作用与高浓度的生长素的生理作用相同
C. 实验二中,对照组处理是将含有放射性标记的生长素的固体培养基,滴在未用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上
D. 分析图3可知,24-eBL对生长素在根尖的下端向上端运输比反向运输的促进作用强
【答案】BCD
【解析】
【分析】植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育具有调节作用的有机物,具有合成原料广泛效果稳定等优点。施用植物生长调节剂需要考虑施用浓度、时间等因素。
【详解】A、生长调节剂是人工合成的具有与植物激素相似生理效应的物质,植物生长调节剂种类很多,从分子结构来看,主要有两大类:一类分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸;另一类分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如NAA、矮壮素等,A错误;
B、据图1结果可知:与对照(0浓度)相比,随着24-eBL浓度的升高,幼根逐渐变短,说明24-eBL的作用是:抑制幼根生长,抑制作用随浓度增大而增大,故24-eBL的生理作用与高浓度的生长素的生理作用相同,B正确;
C、结合图2和图3,实验二中,对照组的处理应为:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在未用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段的相同位置,一段时间后取方框内的部分进行检测(或同实验二,只不用24-eBL处理),C正确;
D、据图3实验结果可知:处理基部后尖端的放射性强度低于处理尖端后基部的放射性强度,这表明:24-eBL对生长素尖端向基部运输的促进作用较强,对基部向尖端运输促进作用较弱,即实验二表明24-eBL对生长素在根尖的极性运输比反向运输的促进作用强,D正确;
故选BCD。
18. 农杆菌是植物基因工程中常用到的一种细菌,下表为用来培养农杆菌的LB培养基配方,下图是对培养的农杆菌进行菌落计数。下列相关叙述错误的有( )
胰蛋白胨
10.0g
酵母浸粉
5.0g
NaCl
10.0g
蒸馏水
1L
配制完成后,将pH调至7.0
A. 图中培养农杆菌所用的培养基都是固体培养基
B. b、c、d中接种农杆菌的常用工具是涂布器
C. LB培养基中胰蛋白胨和酵母浸粉可以给农杆菌提供碳源和氮源
D. 若b、c、d中菌落数分别为48、57、60,则在a中农杆菌的密度约为5.5×105个/mL
【答案】AD
【解析】
【分析】微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。对异养微生物来说,含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用。
【详解】A、图中a培养基为液体培养基,A错误;
B、b、c、d使用的接种方法为稀释涂布平板法,所用的接种工具为涂布器,B正确;
C、微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,该培养基中胰蛋白胨和酵母浸粉可以给农杆菌提供碳源和氮源,C正确;
D、图中细菌稀释了106倍,若b、c、d中菌落数分别为48、57、60,则在a中农杆菌的密度约为(48+57+60)÷3÷1×106=5.5×107个/mL,D错误。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题:共5题,共60分。除特别说明外,每空1分。
19. 据图回答下列与植物生理有关问题:
(1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括______,叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为______、______。已知白天合成淀粉活跃,据图分析其机理是______。
(2)据图1分析,细胞质基质中低Pi含量会______(填“增强”或“减弱”)对ADPG焦磷酸化酶的抑制,从而使淀粉合成______(填“增加”或“减少”)。
(3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,如图2所示。
分析可知,NAD+的再生可来自______(填字母)。淹水胁迫时,该植物根细胞以______(填字母)途径为主。(A.酒精发酵 B.乳酸发酵)
(4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸(ABA)以抵御逆境,ABA在植物体内合成的部位是______等。研究发现气孔的开闭与保卫细胞中的K+浓度有关,图3表示ABA对细胞K+浓度的调节过程,据图分析干旱条件下ABA引起气孔关闭的机理是______。
【答案】(1) ①. ATP和NADPH ②. 叶绿体基质 ③. 细胞质基质 ④. 白天光合作用强,产生的3-磷酸甘油酸和磷酸丙糖较多,ADPG焦磷酸化酶激活后,导致淀粉合成活跃
(2) ①. 减弱 ②. 增加
(3) ①. AB ②. A
(4) ①. 根冠、萎蔫的叶片 ②. ABA通过促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放,提高保卫细胞内Ca2+浓度,从而促进K+运出并抑制K+内流,导致细胞内K+浓度降低,气孔关闭
【解析】
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
光反应是光照条件下发生了水的光解和ATP的合成,形成的产物包括氧气和ATP、NADPH,图示中的产物参与了暗反应,故包括ATP和NADPH。
根据图示中叶绿体膜的位置信息,可判断淀粉在叶绿体中合成,而蔗糖在细胞质基质中合成。
根据图示信息分析,白天光反应强,3-磷酸甘油酸激活ADPG焦磷酸化酶,导致磷酸丙糖合成淀粉活跃。
【小问2详解】
细胞质中低Pi含量会影响磷酸丙糖的运输,且低Pi导致对ADPG焦磷酸化酶的抑制性减弱,磷酸丙糖的运出减少,导致叶绿体中磷酸丙糖增多,淀粉合成增多,
【小问3详解】
分析图可知,NAD+的再生可来自酒精、乳酸发酵。淹水胁迫时,该植物根细胞主要进行的是产生酒精的无氧呼吸。
【小问4详解】
ABA 具有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,在植物体内的根冠、萎蔫的叶片等部位合成。据图可知,干旱条件下,ABA会促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放,进而保卫细胞内Ca2+浓度升高,从而促进K+运出并抑制K+内流,导致细胞内K+浓度降低,则气孔关闭。
20. “人工海水”进行水产养殖容易出现N、P等无机盐含量增多,导致水体富营养化。图甲为水体营养化水平对藻类的影响,图乙为某“人工海水”生态系统中部分能量流动关系图,每一营养级所积累有机物中的能量记为NPP(即净生产量),腐殖质中的能量记为DOM,呼吸散失的能量记为R,图中GS是指植食者系统所同化的能量,字母为能量数值。
(1)严重的富营养化往往会引起沉水植物的死亡,这是因为______。
(2)“人工海水”生态系统中,马尾藻和萱藻是鱼和梭子蟹的主要饵料,裸甲藻可产生甲藻毒素,对水生生物产生毒害作用。用渔网捕鱼时,鱼网网眼的大小对种群的______影响较大,进而影响来年的种群密度。该生态系统中梭子蟹的生态位可描述为:______(2分,至少答出2点)。据图甲分析,“人工海水”生态系统中将营养控制在中营养化水平最佳,从能量流动角度分析其意义是______。
(3)裸甲藻大量繁殖会导致水生生物大量死亡,为此科学家引入海菖蒲等海生挺水植物,其作用是既能______,又能______。若海菖蒲富集Cd、Cr的能力强,则采收后不适合制成家畜饲料使用,原因是______。
(4)图乙所示生态系统的结构包括______。根据题干及图乙信息可知,植食者系统的NPP为______(用图中字母表示)。经调查,该生态系统的梭子蟹养殖数量已经远超理论承载量,这违背了生态工程的______原理。
【答案】(1)沉水植物缺乏光照和氧气
(2) ①. 年龄结构 ②. 梭子蟹生活在人工海水中:以马尾藻和萱藻为食;与鱼存在种间竞争关系 ③. 使能量持续高效的流向对人类最有益的部分
(3) ①. 有效抑制裸甲藻的繁殖 ②. 治理水体富营养化 ③. Cd、Cr等重金属沿食物链传递并会在高营养级生物体内积累,造成危害
(4) ①. 组成成分和营养结构 ②. c-a ③. 协调
【解析】
【分析】生态工程以生态系系统的自我组织、自我调节为基础,遵循着自生(通过有效选择生物组分并合理布设,有助于生态系统维持自生能力)、循环(在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高)、协调(处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量)、整体(进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力)等生态学基本原理。
【小问1详解】
植物的光合作用需要光照,呼吸需要氧气,而严重的富营养化往往会引起沉水植物的死亡,这是因为沉水植物缺乏光照和氧气,故严重的富营养化往往会引起沉水植物的死亡。
【小问2详解】
用渔网捕鱼时,严格控制网眼大小保护鱼苗,把老年个体捕捞后,使种群的年龄结构变成增长型,对种群的年龄结构影响较大;生态位是指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,该生态系统中梭子蟹的生态位可描述为梭子蟹生活在人工海水中:以马尾藻和萱藻为食;与鱼存在种间竞争关系;“人工海水”生态系统中将营养控制在中营养化水平最佳,从能量流动角度分析其意义是使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。
【小问3详解】
结合图示信息可知,引入海菖蒲等海生挺水植物并定期收割,既能有效抑制裸甲藻的繁殖,又能治理水体富营养化,其原理是海菖蒲等海生挺水植物在与裸甲藻中占优势,抑制了裸甲藻的繁殖,同时还能从水体中吸收N、P等化学元素,达到治理水体富营养化的目的;若海菖蒲富集Cd、Cr的能力强,则采收后不适合制成家畜饲料使用,原因是Cd、Cr等重金属沿食物链传递并会在高营养级生物体内积累,造成危害。
【小问4详解】
生态系统的结构包括组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网);NPP即净生产量=同化量-呼吸,根据题干及图乙信息可知,植食者系统的NPP为c-a;协调原理要求处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量,该生态系统的梭子蟹养殖数量已经远超理论承载量,这违背了生态工程的协调原理。
21. 褪黑素是由松果体产生的一种神经内分泌激素,其分泌昼少夜多,能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用。下图为褪黑素的分泌调节图,请分析并回答相关问题。
(1)光周期可影响褪黑素的分泌,这是一个反射过程,其结构基础为______。请完成褪黑素分泌的反射路径:光周期信号刺激→______→传入神经→下丘脑视交叉上核(SCN)→传出神经→松果体细胞。
(2)褪黑素需经______运输才能与SCN上相应受体结合发挥作用,而控制松果体细胞分泌的______(选填“交感”、“副交感”)神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动,因为______。
(3)研究发现,不同波长的光对褪黑素的分泌量也有影响。H蛋白是褪黑素合成的关键酶,研究人员利用同等强度,不同波长的光照射小鼠,得到以下结果:
实验处理
H蛋白相对活性(对照)
H蛋白相对活性(处理96h)
紫外光
373
374
蓝光
319
137
绿光
323
76
红光
325
326
根据实验结果,我们在夜晚应尽量避免照射______光。
(4)目前市面上销售的辅助睡眠药物多含有褪黑素,但是褪黑素增多有可能会影响免疫系统的正常功能、引起季节性抑郁症等,由此可见______。请综合上述分析,对失眠患者提出合理建议:______。
(5)除睡眠外,饮食不规律也为会对机体造成影响。研究者对小鼠(夜行动物)开展实验:将脂肪细胞特异性缺失抗产热转录因子基因(ZFP423)的小鼠(Zfp423-KO)和正常小鼠(Zfp423)置于30℃环境下,分别在白天(非活跃期)和夜晚(活跃期)喂食高脂食物,测得体重变化如图(a)所示。
①根据图(a)所示结果推测ZFP423的作用是______,从而使体重增加。不规律饮食会导致正常小鼠(Zfp423)脂肪细胞内抗产热转录因子(ZFP423)的表达量______。
②12周后,分别测定各组小鼠摄入葡萄糖后血糖和胰岛素的变化,结果如图(b)和(c)所示。图示结果说明不规律饮食后正常小鼠(Zfp423)______,而小鼠(Zfp423-KO)变化不大。
③上述研究表明,饮食不规律会导致______等健康问题的出现,建议改变长期“吃夜宵”这种饮食习惯。
【答案】(1) ①. 反射弧 ②. 视网膜(的感觉神经末梢)
(2) ①. 体液 ②. 交感 ③. 去甲肾上腺素为神经递质,可直接通过突触结构控制松果体 (3)蓝光和绿光
(4) ①. 内分泌系统分泌的激素可以影响免疫系统和神经系统的功能 ②. 远离手机,合理作息;关灯睡觉;必要时遵医嘱服用含有褪黑色素的药物
(5) ①. 抑制人体内的脂肪等有机物的分解 ②. 升高 ③. 血糖和胰岛素均高于正常饮食的小鼠 ④. 肥胖、糖尿病等
【解析】
【分析】分析图解:光周期信号通过“视网膜→松果体”途径对生物钟的调控,该调控过程包括神经调节和体液调节,其中神经调节的反射弧为:视网膜为感受器、传入神经、下丘脑视交叉上核(或SCN)为神经中枢、传出神经、传出神经末梢及其支配的松果体为效应器。
【小问1详解】
反射的结构基础是反射弧。光周期信号刺激会使视网膜(的感觉神经末梢)产生兴奋,传到神经中枢,最后到达传出神经末梢及其支配的松果体。
【小问2详解】
褪黑素是由松果体产生的一种神经内分泌激素,需经体液运输才能与SCN上相应受体结合发挥作用,去甲肾上腺素为神经递质,可直接通过突触结构控制松果体,故交感神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动。
【小问3详解】
如表格所示,与对照组比较,酶H的活性都有不同程度的下降,除了红光组,故结论是绿光严重抑制酶H的活性(蓝光其次,紫外光再次),从而抑制褪黑素的分泌,红光对酶H活性几乎无影响,从而对褪黑素分泌无明显影响(或略微促进),所以在夜晚应尽量避免照射蓝光和绿光。
【小问4详解】
目前市面上销售的辅助睡眠药物多含有褪黑素,但是褪黑素增多有可能会影响免疫系统的正常功能、引起季节性抑郁症等,由此可见内分泌系统分泌的激素可以影响免疫系统和神经系统的功能。长期熬夜的人褪黑素水平通常比正常人低,故应避免熬夜,如:远离手机,合理作息;关灯睡觉;必要时可以服用含有褪黑色素的药物,但是切勿长时间服用,服用剂量一定要谨遵医嘱。
【小问5详解】
①根据图(a)所示结果推测ZFP423的作用是抑制人体内的脂肪等有机物的分解,从而使体重增加。正常小鼠(含有ZFP423)的体重、血糖和胰岛素均高于Zfp423-KO小鼠,所以推断不规律的饮食会导致抗产热转录因子基因(ZFP423)的表达量升高。
②据图判断,不规律饮食的小鼠,血糖和胰岛素以及体重均高于正常饮食,而小鼠(Zfp423-KO)变化不大。
③根据以上判断,长期“吃宵夜”会导致人体内血糖和胰岛素均高于正常饮食,导致人体肥胖、高血糖等健康问题的出现。
22. 科研人员开发了一种可将C-G碱基对转变为T-A碱基对的单碱基编辑工具(简称CBE系统)。该系统由三个元件构成,其中“dCas9蛋白+胞苷脱氨酶”在sgRNA的引导下,对结合区域第4-8位点的碱基C脱氨反应变成U,最终实现C→T的不可逆编辑,不需要DNA链断裂,如图1所示。
(1)图中CBE系统与靶DNA结合区域可能存在的碱基互补配对方式有______。
(2)CBE系统与靶DNA的识别和结合过程发生了______键的断裂和形成,过程①______(选填:“发生”、“未发生”)磷酸二酯键的断裂和形成,经脱氨作用形成的一个如图所示的DNA分子经过n轮(n>2)复制可形成______个碱基编辑的DNA。该系统中单碱基编辑______(选填“属于”、“不属于”)基因突变。
(3)根据所学知识分析,CBE系统不可以______。
A. 提供更多生物进化的原材料 B. 改变基因库
C. 改变生物进化的方向 D. 改变基因频率
(4)某研究发现在二倍体野生草莓和八倍体栽培草莓中,花青素合成过程的关键转录因子之一MYB10基因自然变异导致草莓果实成白色,严重影响营养价值。科学家利用单碱基编辑系统对二倍体野生草莓果实中MYB10基因定点突变,为培育优良草莓品种提供了有价值的候选基因。已知二倍体野生草莓中MYB10基因编码链第469—488位碱基序列为5’-ACAGGACATGGGACGGATAA-3’,为实现该区域编码多肽链中的组氨酸定点突变为酪氨酸,应设计的sgRNA序列是______。(组氨酸:CAU、CAC,酪氨酸:UAU、UAC)
A. 3’-UGUCCUGUACCCUGCCUAUU-5’
B. 5’-UGUCCUGUACCCUGCCUAUU-3’
C. 3’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-5’
D. 5’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-3’
限制酶
识别序列和切割位点
Xba I
T↓TCGAG
Sma I
CCC↓GGG
EcoR I
G↓AATTC
Sac I
C↓TCGAG
Hind I
A↓AGCTT
表1限制酶及其识别序列和切割位点
(5)上表1所示为相关限制酶及其识别序列及切割位点。利用上图2质粒和目的基因构建CBE系统,为高效连接和筛选,结合pHSE401质粒上限制酶识别位点,推测目的基因上游和下游含有的限制酶识别位点组合可以为______(2分,选填序号)。
①XbaI和SacI ②XbaI和HindIII ③EcoRI和SacI
④SmaI和SacI ⑤HindIII和EcoRI ⑥XbaI和EcoRI
(6)上述单碱基编辑技术的优点有______。
【答案】(1)A-T、A-U、C-G
(2) ①. 氢 ②. 未发生 ③. 2n-1-1 ④. 属于
(3)C (4)D
(5)②⑤⑥ (6)不涉及双链DNA的切割,有更高的安全性;可以精确的靶向基因组DNA的特定位置,具有高度的特异性;可实现胞内编辑
【解析】
【分析】分析图1:首先基因组DNA双链先解开,其中的一条链与sgRNA结合;经过过程①氨基C脱氨作用下发生了碱基种类的改变:C→U;再经过过程②中以编辑好的DNA链为模板进行DNA复制形成碱基编辑DNA。
【小问1详解】
图中CBE系统(主要是sgRNA与DNA碱基配对)与靶DNA(含有碱基A、T、G、C)结合区域可能存在的碱基互补配对有A-T 、A-U、C-G。
【小问2详解】
①CBE系统与靶DNA的识别和结合过程中,首先基因组DNA双链先解开,其中的一条链与sgRNA结合,发生了氢键的断裂和形成;
②据图可知,在过程①氨基C脱氨作用下发生了碱基种类的改变:G→U,并未发生磷酸二酯键的断裂和形成;
③经脱氨作用形成的一个如图所示的DNA分子需要经过2次复制后才可形成碱基编辑的DNA,所以经过n轮(n>2)复制可形成(2n-1-1)个碱基编辑的DNA;
④该系统中单碱基编辑属于基因突变(发生了碱基种类的改变)。
【小问3详解】
CBE系统中单碱基编辑属于基因突变,基因突变属于变异的一种,能改变基因库,改变基频率,能提供更多生物进化的原材料,但是不能改变生物进化的方向,生物进化的方向取决于自然选择,ABD正确,C错误。
故选C。
【小问4详解】
氨基酸是根据密码子读取的,密码子位于mRNA上,组氨酸:CAU、CAC,酪氨酸:UAU、UAC,实现该区域编码多肽链中的组氨酸定点突变为酪氨酸,即CAU→UAU或CAC→UAC,已知二倍体野生草莓中MYB10基因编码链(非模板链)第468-488位碱基序列为5’-ACAGGACATGGGACGGATAA-3’,对应的mRNA序列为5’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-3’,所以突变应为CAU→UAU,即突变后的mRNA序列为5’-ACAGGAUAUGGGACGGAUAA-3’,对应的编码链应为5’-ACAGGAUATGGGACGGATAA-3’,根据CBE系统的原理,sgRNA序列与原编码链的序列相同(除U/T区别外),所以应设计的sgRNA序列是5’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-3’,D正确,ABC错误。
故选D。
【小问5详解】
进行限制酶的选择时,选用两种限制酶,有利于目的基因与质粒的正确连接,结合题图可知,质粒上有2种标记基因,保留1个即可,结合复制原点和转录的方向可知,可选用XbaI和HindⅢ或HindⅢ和EcoRI或XbaI和EcoRI进行切割,故选②⑤⑥。
【小问6详解】
根据图示CBE系统的原理图,单碱基编辑技术的优点在于:不涉及双链DNA的切割,有更高的安全性;可以精确的靶向基因组DNA的特定位置,具有高度的特异性;可实现胞内编辑等。
23. 玉米是我国种植面积最大的农作物,玉米雄性不育系在杂交育种中的作用尤为重要。请回答下列问题:
(1)玉米雄性不育系在杂交中常作为______,杂交得到的子代可获得杂种优势。
(2)雄性不育系常存在着不育性状不稳定、基因污染等问,我国科研工作者为此开展了以下研究。
①研究发现Z基因在花粉中特异性表达,是导致雄性不育的原因之一。研究者首先利用______法将Z基因导入玉米细胞,最终获得转基因杂合玉米品系Z580El2,然后将其花粉分别授予母本Z58和Z580E12,对花粉管的发育情况进行检测,结果如表1所示。
母本
花粉管长度正常
花粉管长度缩短
比例
Z58
46
54
1:1.17
Z580El2
47
53
1:1.13
表1花粉管发育情况统计结果
②结果表明,上述花粉管性状的遗传遵循______定律,由于Z基因的表达会______从而可以导致玉米雄性不育。
(3)IPEI是玉米正常形成花粉所必需的基因,研究者获得了其纯合突变品系ipel雄性不育系。为解决其无法通过自交留种的问题,研究者将一个“基因盒子”导入该品系(图1),得到了4个转基因杂合株系P1~P4,然后分别将其花粉授予野生品系wc,结果见表2。
杂交组合
花粉管发育正常:异常
种子无荧光:有荧光
♀wc×♂P1
1:0
1.05:1
♀wc×♂P2
1:0
1.02:1
♀wc×♂P3
1:1.11
1:0
♀wc×♂P4
1:1.08
1:0
表2花粉管发育和结种情况统计结果
①由于转入了______基因,四个株系均可以正常产生花粉。
②以上结果显示______为成功构建的株系。
③选取构建成功的株系中某植株自交,获得的子代中ipel雄性不育系所占比例为______。
(4)玉米的籽粒颜色由两对独立遗传的等位基因C/c、P/p决定,其中C控制色素的形成,而P控制色素的类型。只有当C和P同时存在时玉米籽粒才表现为紫色,其他组合都表现为非紫色。现有纯合紫色玉米甲(CCPP)、纯合非紫色玉米乙(ccpp)、纯合ipel雄性不育系紫色玉米丙(CCPP)、纯合ipel雄性不育系非紫色玉米丁(ccpp)四种玉米品系。
选取甲和乙杂交得到F1,F1自交后代中性状能稳定遗传的个体占______。若向丙和丁中与籽粒颜色有关基因所在染色体上各导入一个“基因盒子”(不破坏相关基因),以构建成功的丙为母本、丁为父本杂交得到F1,再让F1自交得F2,则F2中粒色的表现型及比例为:______。
【答案】(1)母本 (2) ①. 农杆菌转化##花粉管通道 ②. 分离 ③. 抑制花粉管的延伸
(3) ①. IPE1 ②. P1、P2 ③. 1/2
(4) ①. 1/4 ②. 紫色:非紫色=1:1
【解析】
【分析】1.将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。动物基因工程中,利用显微注射技术,将目的基因导入动物受精卵。由于动物受精卵具有极高的全能性,便于目的基因的复制和表达。
2.基因分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【小问1详解】
雄性不育系不能产生花粉或花粉不育,只能作为母本。
【小问2详解】
①将外源基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上,我们国家科学家研发的花粉管通道法也可以将外源基因导入受体细胞。
②转基因杂合玉米品系Z580E12的花粉管发育情况有两种表型,花粉管长度正常:花粉管长度缩短接近于1:1,则花粉管性状的遗传遵循基因分离定律,雄性不育的原因是花粉管长度缩短,可知Z基因抑制花粉管的延伸无法正常受精,从而导致雄性不育。
【小问3详解】
①据题意,IPEI是玉米正常形成花粉所必需的基因,基因盒子中第二个基因是IPEI基因,所以四个株系均可以正常产生花粉。
②♀wc╳♂P3、♀wc╳♂P4两个组合,花粉管发育正常:异常接近于1:1,则说明P3和P4中的Z基因能够正常发挥作用,种子无荧光:有荧光=1:0,“基因盒子”不会遗传给子代,造成基因污染问题,因此P3和P4为成功构建的株系。
③选取构建成功的株系中某植株自交,雌性产生的雌配子是ipe1(可育):ipe1-基因盒(可育)=1:1,雄性产生的雄配子是ipe1(可育):ipe1-基因盒(不可育)=1:1,由于雄配子ipe1-基因盒不可育,雌、雄配子随机结合后,获得的子代中ipel雄性不育系(ipe1/ipe1-基因盒)所占比例为1×1/2=1/2。
【小问4详解】
若向丙和丁中与籽粒颜色有关基因所在的染色体各导入一个基因盒子,对于杂交时将做父本的丁(ccpp)来说,无论这一个基因盒子导入C/c这一条染色体还是P/p这一条染色体,最终都只能产生一种cp的雄配子。 对于杂交时将做母本的丙(CCPP)来说(1)若导入的一个基因盒子在C/c这条染色体上,则丙(CC-基因盒PP)可产生CP,C-基因盒P,两种雌配子,则和构建好的丁杂交出来的F1是CcPp:C-基因盒cPp=1:1,让F1自交产生子代:CcPp自交满足9:3:3;1的变式,即紫色:非紫色=9:7,C-基因盒cPp自交,雄配子有cP,cp两种,雌配子有C-基因盒P,C-基因盒p,cP,cp四种,雌雄配子随机结合,子代紫色:非紫色=3:5,因此F2紫色:非紫色=9+3:7+5=1:1。(2)若导入的一个基因盒子在P/p这条染色体上,则丙(CCPP-基因盒)可产生CP,CP-基因盒,两种雌配子,则和构建好的丁杂交出来的F1是CcPp:CcP-基因盒p=1:1,让F1自交产生子代:CcPp自交满足9:3:3;1的变式,即紫色:非紫色=9:7,CcP-基因盒p自交, 雄配子有Cp,cp两种 ,雌配子有CP-基因盒,Cp,cP-基因盒,cp四种,雌雄配子随机结合,子代紫色:非紫色=3:5,因此F2紫色:非紫色=9+3:7+5=1:1。 综上,F2紫色:非紫色=1:1。
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盐城市2024届高三年级考前指导
生物试题
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷;
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分;
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、单项选择题:共14题,每题2分,共28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列有关细胞的物质基础和结构基础的叙述中,正确的是( )
A. DNA和脱氧核糖的元素组成均为C、H、O、N、P
B. 组成细胞的各种元素大多以化合物形式存在
C. 病毒的主要成分是核酸和蛋白质,蛋白质在其核糖体上合成
D. 溶酶体内水解酶在正确合成、加工过程中,内质网会接收、释放囊泡
2. 研究者把细菌紫膜质(一种光合细菌质膜的光驱动H+泵)和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上,结构如下图所示;接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中,形成脂质体悬液;最后把该悬液置于光照下,发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层
B. 将悬液置于光照之下时,细菌紫膜质将H+泵入脂质体未消耗能量
C. 图中脂质体构成密封的小泡,可以防止H+泄露
D. 图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应
3. 下列有关细胞生命历程的叙述错误的是( )
A. 若细胞中存在基因的选择性表达,则细胞正在分化
B. 酵母菌或植物的细胞自噬是通过液泡与包裹细胞自身物质的双层膜结构融合
C. 细胞坏死过程中染色质不发生凝集,细胞内容物释放后引起炎症反应
D. 抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡
4. 下列有关变异、育种及进化的叙述错误的是( )
A. 通过杂交育种获得的品种不一定都是纯合子
B. 基因型为AAaa的同源四倍体产生的配子的类型及比例不一定为AA:Aa:aa=1:4:1
C. 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的时间要合适,一般一个细胞周期的时长为宜
D. 生物的适应性主要体现在生物对其所生活环境的主动适应
5. 假肥大型肌营养不良(DMD)是一种最常见的进行性肌营养不良疾病,现报告了一例男孩患者,存在X染色体臂间倒位变异,该变异破坏了DMD基因,下图是患者家系图。下列有关叙述错误的是( )
A. X染色体臂间倒位一般可以通过对有丝分裂中期染色体组型分析确定
B. 通过DNA测序技术可以精确确定染色体臂间倒位的具体位置
C. 导致该假肥大型肌营养不良的原因有基因突变和染色体结构变异
D. 若III3由于该病进行了人工流产,则Ⅱ3和Ⅱ4再生一个患儿的概率是1/2
6. 下图为神经纤维动作电位模式图,有关兴奋在神经纤维上传导以及神经元之间传递的叙述,错误的是( )
A. a点越低,细胞越不容易兴奋
B. 神经递质由突触前膜释放,但不是所有神经递质的受体都在突触后膜上
C. a点状态下,K+通过非门控通道外流,同时少量的Na+也通过非门控通道内流
D. 膜电位达到图中b点水平所需的最低强度的刺激称为阈刺激,阈下刺激不能使质膜产生电位变化
7. HPV16是导致宫颈癌的高危型病毒,我国实行自愿接种HPV疫苗的政策。HPV16侵入人体后的一些变化以及相关反应过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中的抗原呈递细胞可以是树突状细胞或B细胞
B. HPV16在受体细胞中的遗传信息传递方式和细胞③相同
C. 在该免疫反应中只产生一种细胞③,并分泌特定物质B与HPV16发生特异性结合
D. 细胞②的作用是使靶细胞裂解死亡,并清除其中的抗原
8. 测定样品中所含单细胞微生物的数量可用显微镜计数法。将某大肠杆菌培养液稀释1000倍后,经等体积台盼蓝染液染色后,用细菌计数板(规格为1mm×1mm×0.02mm)进行计数,观察到一个中格的菌体数如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 若图示中格内大肠杆菌数量代表所有中格大肠杆菌数量的平均数,则培养液中大肠杆菌的活菌密度为1.125×1010个·mL-1
B. 细菌计数板可用于细菌的数量测定,也可用于酵母菌的数量测定
C. 台盼蓝染色鉴别细胞死活的原理是细胞膜具有选择透过性
D. 细菌计数板使用时,应先沿凹槽边缘滴加样液,再在计数室上方加盖玻片
9. 长江江豚被誉为“水中大熊猫”,近年来由于人类活动导致其生存环境恶化,长江江豚种群数量急剧下降。目前我国科研人员已对长江江豚成功实施迁地保护,并利用水下生态声学记录仪对其生活习性进行研究,发现它们存在合作捕食的行为,长江江豚还会采用翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围来寻找更多的食物。下列相关叙述错误的是( )
A. 长江江豚的合作捕食行为不属于原始合作
B. 性别比例能影响长江江豚种群的数量
C. 长江江豚捕食时以翻转身体的方式给同伴传递行为信息
D. 迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中,则遗传多样性水平可能下降
10. 下列有关微生物的叙述错误的是( )
A. 发菜的光合片层上含有叶绿素和藻蓝素,可进行光合作用
B. 根瘤菌能够固氮,并和豆科植物共生,在生态系统中属于生产者
C. S型菌表面的多糖荚膜可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于该细菌在宿主体内生活并繁殖
D. 利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸的过程中,中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸
11. 常见的启动子可分为三类:组成型启动子,驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;组织特异型启动子,调控基因只在某些特定的部位中表达;诱导型启动子,通常在光、盐等信号作用下,使目的基因的转录水平有所提高。下列相关叙述错误的是( )
A. 细胞分化与组织特异型启动子和组成型启动子的调控均有关
B. 膀胱生物反应器的构建需要将目的基因连接在诱导型启动子的下游
C. 真核生物细胞中,一般一个启动子只能启动一个基因的转录
D. 强启动子可使基因高水平表达,启动子的强弱主要取决于其与RNA聚合酶的亲和性
12. 下列有关现代生物技术的叙述错误的是( )
A. 取自脾或骨髓的细胞,可悬浮生长于培养液中,具有容易传代培养、易收集等特点
B. 三倍体鲍鱼具有不育性,供给生长的能量相对增加,提高了生长速度和品质
C. 利用无性繁殖的方式获得的试管家畜提高了繁殖效率
D. 利用基因敲除手段可以获得适合人体移植的猪器官,减少排斥反应
13. PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基,5′端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
B. 图示表示复性阶段,该过程的温度与引物的长短有关
C. 用图示引物扩增5次后,可以产生22个目标产物
D. PCR每次循环都消耗引物和原料,在实验过程中需要及时补充
14. 下列有关实验的叙述错误的是( )
A. “生物体维持pH稳定的机制”实验中,加入HCl和NaOH的滴数属于自变量
B. 不能用黑藻的叶肉细胞代替洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离与复原实验
C. 利用蝗虫精巢或蚕豆花粉观察减数分裂时,装片制作无需解离、漂洗步骤
D. 在探究抗生素对细菌的选择作用的实验中,连续培养几代后,抑菌圈直径不断缩小
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全者得1分,错选或不答的得0分。
15. 从基因型为AaXBY的果蝇体内取出1个细胞,将A和a分别用绿色和红色荧光标记后,测定其染色体和核DNA含量,所得数据如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 该细胞可能处于有丝分裂或减数分裂的某个时期
B. 若该细胞未发生突变,此时细胞中应有2个绿色和2个红色荧光点
C. 若该细胞能继续分裂,其子细胞中的荧光点为2绿或2红
D. 若该细胞中只有一个红色荧光点,一定是由于发生了基因突变
16. 细胞核内组蛋白乙酰化与去乙酰化过程处于动态变化中。组蛋白乙酰化或去乙酰化能改变组蛋白净电荷,影响DNA与核小体的结合状态及核小体结构,进而激活或抑制基因转录(如下图)。下列有关叙述正确的有( )
HAT:组蛋白乙酰化转移酶
HDAC:组蛋白去乙酰化酶
TF:转录因子
TATA框:启动子中RNA聚合酶结合位点
Ac:乙酰基
注:乙酰基为乙酸分子中去掉羟基后,剩下负一价基团
A. 组蛋白乙酰化会使组蛋白所带正电荷增加,从而影响核小体结构
B. TATA框中含有较多的A-T碱基对,由于氢键数较少,易于解旋
C. 胰岛A细胞中,呼吸酶基因处组蛋白乙酰化程度高于胰岛素基因处
D. HAT或HDAC的表达和活性异常均可能导致癌症的发生
17. 油菜素内酯是一种植物激素,为研究其作用机理,科研人员用油菜素内酯的类似物24-eBL进行了相关研究。
实验一:用不同浓度的24-eBL处理拟南芥幼苗,一段时间后测量幼根长度,结果如图1:
实验二:将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时),滴在用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上(在图2箭头所示的位置),一段时间后取方框内的部分进行检测,结果如图3。
下列有关叙述正确的有( )
A. 24-eBL属于植物生长调节剂,植物生长调节剂的分子结构和生理效应均与植物激素类似
B. 分析图1可知,24-eBL的生理作用与高浓度的生长素的生理作用相同
C. 实验二中,对照组处理是将含有放射性标记的生长素的固体培养基,滴在未用24-eBL处理过的拟南芥幼根切段上
D. 分析图3可知,24-eBL对生长素在根尖的下端向上端运输比反向运输的促进作用强
18. 农杆菌是植物基因工程中常用到的一种细菌,下表为用来培养农杆菌的LB培养基配方,下图是对培养的农杆菌进行菌落计数。下列相关叙述错误的有( )
胰蛋白胨
10.0g
酵母浸粉
5.0g
NaCl
10.0g
蒸馏水
1L
配制完成后,将pH调至7.0
A. 图中培养农杆菌所用的培养基都是固体培养基
B. b、c、d中接种农杆菌的常用工具是涂布器
C. LB培养基中胰蛋白胨和酵母浸粉可以给农杆菌提供碳源和氮源
D. 若b、c、d中菌落数分别为48、57、60,则在a中农杆菌的密度约为5.5×105个/mL
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题:共5题,共60分。除特别说明外,每空1分。
19. 据图回答下列与植物生理有关问题:
(1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括______,叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为______、______。已知白天合成淀粉活跃,据图分析其机理是______。
(2)据图1分析,细胞质基质中低Pi含量会______(填“增强”或“减弱”)对ADPG焦磷酸化酶的抑制,从而使淀粉合成______(填“增加”或“减少”)。
(3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,如图2所示。
分析可知,NAD+的再生可来自______(填字母)。淹水胁迫时,该植物根细胞以______(填字母)途径为主。(A.酒精发酵 B.乳酸发酵)
(4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸(ABA)以抵御逆境,ABA在植物体内合成的部位是______等。研究发现气孔的开闭与保卫细胞中的K+浓度有关,图3表示ABA对细胞K+浓度的调节过程,据图分析干旱条件下ABA引起气孔关闭的机理是______。
20. “人工海水”进行水产养殖容易出现N、P等无机盐含量增多,导致水体富营养化。图甲为水体营养化水平对藻类的影响,图乙为某“人工海水”生态系统中部分能量流动关系图,每一营养级所积累有机物中的能量记为NPP(即净生产量),腐殖质中的能量记为DOM,呼吸散失的能量记为R,图中GS是指植食者系统所同化的能量,字母为能量数值。
(1)严重的富营养化往往会引起沉水植物的死亡,这是因为______。
(2)“人工海水”生态系统中,马尾藻和萱藻是鱼和梭子蟹的主要饵料,裸甲藻可产生甲藻毒素,对水生生物产生毒害作用。用渔网捕鱼时,鱼网网眼的大小对种群的______影响较大,进而影响来年的种群密度。该生态系统中梭子蟹的生态位可描述为:______(2分,至少答出2点)。据图甲分析,“人工海水”生态系统中将营养控制在中营养化水平最佳,从能量流动角度分析其意义是______。
(3)裸甲藻大量繁殖会导致水生生物大量死亡,为此科学家引入海菖蒲等海生挺水植物,其作用是既能______,又能______。若海菖蒲富集Cd、Cr的能力强,则采收后不适合制成家畜饲料使用,原因是______。
(4)图乙所示生态系统的结构包括______。根据题干及图乙信息可知,植食者系统的NPP为______(用图中字母表示)。经调查,该生态系统的梭子蟹养殖数量已经远超理论承载量,这违背了生态工程的______原理。
21. 褪黑素是由松果体产生的一种神经内分泌激素,其分泌昼少夜多,能使人入睡时间明显缩短、睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用。下图为褪黑素的分泌调节图,请分析并回答相关问题。
(1)光周期可影响褪黑素的分泌,这是一个反射过程,其结构基础为______。请完成褪黑素分泌的反射路径:光周期信号刺激→______→传入神经→下丘脑视交叉上核(SCN)→传出神经→松果体细胞。
(2)褪黑素需经______运输才能与SCN上相应受体结合发挥作用,而控制松果体细胞分泌的______(选填“交感”、“副交感”)神经末梢释放的去甲肾上腺素不需要经血液运输即可实现调节松果体的活动,因为______。
(3)研究发现,不同波长的光对褪黑素的分泌量也有影响。H蛋白是褪黑素合成的关键酶,研究人员利用同等强度,不同波长的光照射小鼠,得到以下结果:
实验处理
H蛋白相对活性(对照)
H蛋白相对活性(处理96h)
紫外光
373
374
蓝光
319
137
绿光
323
76
红光
325
326
根据实验结果,我们在夜晚应尽量避免照射______光。
(4)目前市面上销售的辅助睡眠药物多含有褪黑素,但是褪黑素增多有可能会影响免疫系统的正常功能、引起季节性抑郁症等,由此可见______。请综合上述分析,对失眠患者提出合理建议:______。
(5)除睡眠外,饮食不规律也为会对机体造成影响。研究者对小鼠(夜行动物)开展实验:将脂肪细胞特异性缺失抗产热转录因子基因(ZFP423)的小鼠(Zfp423-KO)和正常小鼠(Zfp423)置于30℃环境下,分别在白天(非活跃期)和夜晚(活跃期)喂食高脂食物,测得体重变化如图(a)所示。
①根据图(a)所示结果推测ZFP423的作用是______,从而使体重增加。不规律饮食会导致正常小鼠(Zfp423)脂肪细胞内抗产热转录因子(ZFP423)的表达量______。
②12周后,分别测定各组小鼠摄入葡萄糖后血糖和胰岛素的变化,结果如图(b)和(c)所示。图示结果说明不规律饮食后正常小鼠(Zfp423)______,而小鼠(Zfp423-KO)变化不大。
③上述研究表明,饮食不规律会导致______等健康问题的出现,建议改变长期“吃夜宵”这种饮食习惯。
22. 科研人员开发了一种可将C-G碱基对转变为T-A碱基对的单碱基编辑工具(简称CBE系统)。该系统由三个元件构成,其中“dCas9蛋白+胞苷脱氨酶”在sgRNA的引导下,对结合区域第4-8位点的碱基C脱氨反应变成U,最终实现C→T的不可逆编辑,不需要DNA链断裂,如图1所示。
(1)图中CBE系统与靶DNA结合区域可能存在的碱基互补配对方式有______。
(2)CBE系统与靶DNA的识别和结合过程发生了______键的断裂和形成,过程①______(选填:“发生”、“未发生”)磷酸二酯键的断裂和形成,经脱氨作用形成的一个如图所示的DNA分子经过n轮(n>2)复制可形成______个碱基编辑的DNA。该系统中单碱基编辑______(选填“属于”、“不属于”)基因突变。
(3)根据所学知识分析,CBE系统不可以______。
A. 提供更多生物进化的原材料 B. 改变基因库
C. 改变生物进化的方向 D. 改变基因频率
(4)某研究发现在二倍体野生草莓和八倍体栽培草莓中,花青素合成过程的关键转录因子之一MYB10基因自然变异导致草莓果实成白色,严重影响营养价值。科学家利用单碱基编辑系统对二倍体野生草莓果实中MYB10基因定点突变,为培育优良草莓品种提供了有价值的候选基因。已知二倍体野生草莓中MYB10基因编码链第469—488位碱基序列为5’-ACAGGACATGGGACGGATAA-3’,为实现该区域编码多肽链中的组氨酸定点突变为酪氨酸,应设计的sgRNA序列是______。(组氨酸:CAU、CAC,酪氨酸:UAU、UAC)
A. 3’-UGUCCUGUACCCUGCCUAUU-5’
B. 5’-UGUCCUGUACCCUGCCUAUU-3’
C. 3’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-5’
D. 5’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-3’
限制酶
识别序列和切割位点
Xba I
T↓TCGAG
Sma I
CCC↓GGG
EcoR I
G↓AATTC
Sac I
C↓TCGAG
Hind I
A↓AGCTT
表1限制酶及其识别序列和切割位点
(5)上表1所示为相关限制酶及其识别序列及切割位点。利用上图2质粒和目的基因构建CBE系统,为高效连接和筛选,结合pHSE401质粒上限制酶识别位点,推测目的基因上游和下游含有的限制酶识别位点组合可以为______(2分,选填序号)。
①XbaI和SacI ②XbaI和HindIII ③EcoRI和SacI
④SmaI和SacI ⑤HindIII和EcoRI ⑥XbaI和EcoRI
(6)上述单碱基编辑技术的优点有______。
23. 玉米是我国种植面积最大的农作物,玉米雄性不育系在杂交育种中的作用尤为重要。请回答下列问题:
(1)玉米雄性不育系在杂交中常作为______,杂交得到的子代可获得杂种优势。
(2)雄性不育系常存在着不育性状不稳定、基因污染等问,我国科研工作者为此开展了以下研究。
①研究发现Z基因在花粉中特异性表达,是导致雄性不育的原因之一。研究者首先利用______法将Z基因导入玉米细胞,最终获得转基因杂合玉米品系Z580El2,然后将其花粉分别授予母本Z58和Z580E12,对花粉管的发育情况进行检测,结果如表1所示。
母本
花粉管长度正常
花粉管长度缩短
比例
Z58
46
54
1:1.17
Z580El2
47
53
1:1.13
表1花粉管发育情况统计结果
②结果表明,上述花粉管性状的遗传遵循______定律,由于Z基因的表达会______从而可以导致玉米雄性不育。
(3)IPEI是玉米正常形成花粉所必需的基因,研究者获得了其纯合突变品系ipel雄性不育系。为解决其无法通过自交留种的问题,研究者将一个“基因盒子”导入该品系(图1),得到了4个转基因杂合株系P1~P4,然后分别将其花粉授予野生品系wc,结果见表2。
杂交组合
花粉管发育正常:异常
种子无荧光:有荧光
♀wc×♂P1
1:0
1.05:1
♀wc×♂P2
1:0
1.02:1
♀wc×♂P3
1:1.11
1:0
♀wc×♂P4
1:1.08
1:0
表2花粉管发育和结种情况统计结果
①由于转入了______基因,四个株系均可以正常产生花粉。
②以上结果显示______为成功构建的株系。
③选取构建成功的株系中某植株自交,获得的子代中ipel雄性不育系所占比例为______。
(4)玉米的籽粒颜色由两对独立遗传的等位基因C/c、P/p决定,其中C控制色素的形成,而P控制色素的类型。只有当C和P同时存在时玉米籽粒才表现为紫色,其他组合都表现为非紫色。现有纯合紫色玉米甲(CCPP)、纯合非紫色玉米乙(ccpp)、纯合ipel雄性不育系紫色玉米丙(CCPP)、纯合ipel雄性不育系非紫色玉米丁(ccpp)四种玉米品系。
选取甲和乙杂交得到F1,F1自交后代中性状能稳定遗传的个体占______。若向丙和丁中与籽粒颜色有关基因所在染色体上各导入一个“基因盒子”(不破坏相关基因),以构建成功的丙为母本、丁为父本杂交得到F1,再让F1自交得F2,则F2中粒色的表现型及比例为:______。
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