精品解析:江苏省海安市实验中学等四校联考2023-2024学年高二下学期5月月考生物试题
2024-06-12
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内容正文:
2024.5
海安实验中学高二年级学情检测(生物学科)
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于人体内环境中甲状腺激素和促甲状腺激素的叙述,正确的是( )
A. 元素组成相同
B. 均在核糖体中合成
C. 都能定向运输至靶细胞
D. 都具有微量性和高效性
2. 下图表示某耐盐植物的耐盐机制,其中SOS1、HKT1和NHX代表转运蛋白。下列叙述正确的是( )
A. HKT1转运的速率比SOS1慢
B. 液泡膜上NHX参与的逆浓度梯度运输
C. 图示细胞的细胞质基质中pH低于细胞膜外
D. NHX基因高表达有利于提高液泡吸水能力
3. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A. 随着分裂次数的增多,细胞核中的遗传物质可能出现收缩状态
B. 物质的运输效率与细胞体积呈负相关,细胞越小越有利于存活
C. 微生物入侵时,通过细胞自噬,可以清除感染的微生物和毒素
D. 多细胞生物体如果没有细胞分化,个体一般不可能正常发育
4. 猪笼草是一种高等绿色植物,有独特的捕虫笼,笼内含液体,可粘住昆虫将其分解。相关叙述不正确的是( )
A. 猪笼草细胞可通过主动运输吸收氨基酸等营养物质用于蛋白质的合成
B. 捕虫笼内液体中消化酶的合成最先是在游离的核糖体上进行的
C. 猪笼草叶肉细胞中含有叶绿体、中心体、线粒体、高尔基体等细胞器
D. 猪笼草能分泌蜜汁吸引昆虫,蜜汁属于生态系统中的化学信息
5. 习惯性叹气、过度紧张焦虑等可能导致身体排出过多的CO2,从而引发“呼吸性碱中毒”,出现肢体麻木、头晕、胸闷甚至抽搐等症状,患者可通过反复屏气控制症状。下列叙述正确的是( )
A. 人体细胞内产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
B. CO2是人体细胞呼吸产生的废物,对人体无任何作用
C. 患者可通过深呼吸来缓解症状,是神经调节的结果
D. 正常人血浆pH的维持与其所含的HCO3-、H2CO3等物质有关
6. 下列有关神经系统组成以及内环境稳态及调节的叙述,错误的是( )
A. 神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘
B. 神经元的树突用来接受信息并将其传导到细胞体
C. 轴突和长的树突称为神经纤维,神经纤维集结成束即为神经
D. 内环境渗透压的改变会导致细胞外液含量的变化
7. 人乳头瘤病毒(HPV)的持续感染可导致宫颈癌。如图表示首次注射HPV疫苗引起机体发生免疫反应的部分过程示意图。相关叙述错误的是( )
A. 多次接种HPV疫苗能实现有效的免疫预防
B. 物质A为细胞因子,能促进细胞③增殖分化
C. 细胞①属于抗原呈递细胞,能摄取、处理、呈递抗原
D. 接种HPV疫苗的人体在感染HPV后,细胞④会迅速增殖分泌抗体
8. 下列有关环境因素参与调节植物生命活动的叙述,错误的是( )
A. 不同波长的光可作为信号调节植物细胞的分化
B. 类囊体薄膜上的光敏色素是一种色素-蛋白复合物
C. 植物年轮的形成主要是因为温度影响了细胞分裂的速度
D. 植物根向地、茎背地生长都是重力参与调节植物生长发育的结果
9. 如图所示为某自然湖泊生态系统,相关叙述正确的是( )
A. 沿岸带的物种丰富度高于湖沼带和深底带
B. 限制深底带植物分布的主要因素是温度和溶氧量
C. 研究某种植物生态位通常研究其栖息地、天敌等
D. 该生态系统的生物群落一年四季会发生周期性演替
10. 交配迷向技术是指人为在茶园中放置性信息素味源,使得茶小卷叶蛾在求偶通讯中获得错误信号,进而延迟、减少或者阻止其顺利找到异性完成交配,从而减少下一代害虫数量。下列叙述正确的是( )
A. 茶园生态系统中的信息传递只发生在生物与生物之间
B. 性信息素属于化学信息,交配迷向技术属于生物防治技术
C. 交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的性别比例达到防治的目的
D. 性信息素影响茶小卷叶蛾的交配说明生物的生命活动离不开信息的传递
11. 2013年8月,世界上第一个“试管汉堡”问世,其中的“牛肉饼”是科学家通过体外培养牛的细胞而得到的,其基本流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 过程①应选择幼龄组织以利于全能性表达
B. 过程②需添加高压蒸汽灭菌后的动物血清
C. 过程③应采用开放式培养以满足气体需求
D. 此项技术可以缓解过度放牧导致的环境问题
12. 芽孢杆菌耐高温,是常见的蛋白酶生产菌。培养基中的蛋白质可被蛋白酶降解后在菌落周围形成透明圈。如图是筛选蛋白酶高产菌株的过程,下列叙述错误的是( )
A. 70~80℃水浴10分钟的目的是杀死非芽孢杆菌
B. 在酒精灯火焰旁将样品用无菌水稀释并涂布接种
C. 以奶粉为唯一氮源的培养基能起到选择作用
D. 通过透明圈大小可筛选出蛋白酶高产菌株
13. 在传统的胚胎工程基础之上,我国科研人员利用高密度基因芯片和肉牛全基因组选择育种技术育成新品种“华西牛”。下列相关叙述错误的是( )
A. 可饲喂促性腺激素促使雌性动物超数排卵
B. 可利用高密度基因芯片快速筛选优质胚胎
C. 可选择发育状况良好的囊胚进行胚胎移植
D. 可利用胚胎分割技术进行性别鉴定和遗传检测
14. 生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关实验操作和结果分析的说法,错误的是( )
实验名称
实验操作与现象
分析
A
探究植物细胞的吸水和失水
用0.3g/mL糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮一段时间后出现质壁分离及部分复原现象
可能所用的蔗糖溶液中含有葡萄糖
B
探究抗生素对细菌的选择作用
从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌,重复培养,几代后抑菌圈直径变小
可能是抑菌圈边缘的菌落中有耐药菌
C
制作葡萄酒
将挑选好的葡萄去枝梗后反复冲洗,榨汁装瓶
可达到去除杂菌,避免污染的目的
D
DNA粗提取与鉴定
粗提取过程中玻璃棒上出现的不是白色丝状物
说明DNA的杂质较多
A. A B. B C. C D. D
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全部选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. “奶茶”疫苗是一种国产吸入式新冠疫苗,目前已作为“加强针”投入了使用。该疫苗是一种腺病毒载体疫苗,含有活的有复制缺陷的重组人5型腺病毒。该病毒携带有编码新型冠状病毒抗原分子S蛋白的基因侵染人体细胞,使细胞合成并释放S蛋白,具有良好的安全性。下列叙述正确的是( )
A. 与注射式接种相比,吸入式接种的优点是可激活机体的体液免疫和细胞免疫
B. “奶茶”疫苗能使人体内针对新型冠状病毒的抗体和记忆细胞数量增加
C. 重组腺病毒在人体细胞中增殖时带着S蛋白基因一起扩增
D. 在接种该疫苗前曾感染人5型腺病毒可能会导致疫苗的预防效果显著下降
16. 随着年龄的增长,“老年斑”的出现是由细胞衰老导致的。相关叙述正确的是( )
A. 细胞衰老与细胞对环境变化适应能力和维持细胞内稳态能力下降有关
B. 细胞衰老过程中细胞代谢能力下降,各种蛋白质的合成能力都会降低
C. 细胞衰老过程中细胞内线粒体数量减少,但线粒体结构不会发生改变
D. 根据自由基学说,清除氧自由基,可以延缓细胞衰老,减少“老年斑”发生
17. 中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题,研究者对组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理(如下图),以期获得性状优良的突变株。下列叙述正确的是( )
A. 组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生不定向突变
B. 过程①中外植体通常用无水乙醇和次氯酸钠溶液进行消毒
C. 过程③④所用的培养基中添加的植物激素的浓度和比例相同
D. 筛选出目标突变株后可利用植物细胞培养技术生产药用成分
18. 在对一草原生态系统中的害虫进行消杀时,工作人员喷施了易在生物体内残留的杀虫剂M。一段时间后,检测到草原土壤,多种草本植物、食草动物、食肉动物体内M的平均值,含量如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中草本植物、食草动物、食肉动物之间只能构成一条食物链
B. 草本植物有一年生和多年生之分,可推测多年生草本植物中M含量可能更多
C. 消杀害虫调整了能量流动的方向,提高了能量传递效率
D. 随着草原群落逐渐演替为森林群落,草原中的优势种占据的生态位变宽
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。
19. 小麦是我国重要的粮食作物之一。旗叶是小麦最后长出、位于最上部的叶片,旗叶麦穗籽粒产量有重要意义。图1为小麦旗叶叶肉细胞中某细胞器的局部放大模式图。回答下列问题。
(1)与其他叶片相比,旗叶的位置使其能够获得更多的______。旗叶叶肉细胞叶绿体中,______(填结构)的数量较其他位置的叶片明显增多,所以在进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,适合选择旗叶作为实验材料。
(2)图1所示电子传递链中,电子供体是______;电子可经光系统Ⅱ→PQ→______→光系统Ⅰ等最终传递给,合成NADPH;伴随着电子的传递,通过______的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔并积累,形成一定的浓度梯度以驱动ATP合成。当植物处于缺乏的状态时会启动循环电子转运,该过程______(填“会”或“不会”)产生氧气。
(3)实验小组探究了野生一粒小麦旗叶老化期间,RuBPCase(催化和反应的酶)含量的变化情况,结果如图2所示。
①RuBPCase分布在______(填具体场所)中,小麦体内的该酶活性主要受______的影响。
②据图2推测,野生一粒小麦的净光合速率在28~35d内会迅速下降,分析其原因是______。
(4)实验小组将绿色小麦置于密闭、透明的容器中,在时刻前后,分别给予和的不同光照强度,容器内浓度的变化情况如图3所示。在时刻后,该绿色植物的光合作用强度的变化趋势______。
20. 小龙虾有挖洞筑巢的习性,可广泛栖息于湖泊、稻田等淡水水域,以植物、浮游生物、底栖生物和遗体残骸等为食,全年均可繁殖。农业技术人员尝试建立稻虾共作的田间生产模式,以期实现增产增收。下表为水稻单作模式和稻虾共作模式的试验统计结果,回答下列问题。
项目
物种丰富度
杂草存量(kg/亩)
化肥使用量(kg/亩)
水稻产量(kg/亩)
利润(元/亩)
水稻单作模式
35
250
62.9
477.8
1386.2
稻虾共作模式
22
5
32.4
540.8
6058.3
(1)小龙虾属于生态系统中的______(组成成分,2分),引入某地后的最初一段时间内种群数量会迅速上升的直接原因是______。
(2)小龙虾在含有高污染性毒素的水质中依然可以存活,利用该特点可用来净化水质,小龙虾肉质鲜美成为餐桌上的美味佳肴,分别体现了生物多样性的______价值,但小龙虾不可多食,有害物质通过食物链的______作用对人类会造成危害。
(3)根据表中数据分析,稻虾共作模式中,小龙虾的引入会______物种丰富度,其主要食用稻田中的杂草,因此有利于能量______;但是小龙虾也食用幼苗期的水稻,所以在投放小龙虾时应尤其注意______。
(4)与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增收的原因有______。
(5)稻虾共作模式不松土耕田也可以防止水稻烂根,原因是______。
21. 人体受到感染时,免疫细胞会释放促炎因子来清除病原体,若促炎因子过量会导致正常组织损伤,如类风湿性关节炎。人体会通过“炎症反射”防止促炎因子的过量产生,其机理如图1所示。人体还可通过一系列内分泌调节来降低组织损伤,其过程如图2所示。回答下列问题。
(1)据图1分析,在“炎症反射”反射弧中结构③属于___,下列关于“类风湿性关节炎”可能的发病机理,推断合理的有___。
①物质B的释放量增大
②物质A的数量过多
③促炎因子基因的转录过程加快
④受病毒感染激活了NF-KB
(2)图2中的1表示的器官是___。据图2分析可用___类药物治疗类风湿关节炎,据图1分析,该类药物的作用机理可能是___;但医生建议,不能长期大剂量使用该类药物,原因是___。
(3)激素类药物治疗副作用往往较大,为了探究中药“防风”对大鼠的类风湿关节炎治疗效果,研究人员进行了以下实验:
实验步骤
实验操作
材料准备
健康大鼠、类风湿性关节炎模型鼠、生理盐水、一定浓度的地塞米松(糖皮质激素类药物)、一定浓度的“防风”溶液。
分组
第1组:取10只健康大鼠灌胃一定量的生理盐水作为对照组;第2组:___;第3组:取10只类风湿性关节炎模型鼠灌胃相同体积一定浓度的地塞米松;第4组:取10只类风湿性关节炎模型鼠灌胃相同体积一定浓度的“防风”溶液。
实验处理
将各组大鼠在相同且适宜的条件下培养,连续进行灌胃处理,14天后
采用___技术筛选并检测3种蛋白质类促炎因子的含量。
分析与讨论
分组
TNF-C(ng/L)
IL-1β(ng/L)
IL-6(ng/L)
1
30.46
48.36
23.85
2
85.67
105.62
70.93
3
45.58
60.92
38.10
4
65.72
77.23
59.34
由实验结果可知,“防风”对类风湿关节炎仅具有部分疗效,依据是___。
22. 虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶(BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(CRTR-B)的作用下转化而来,具有抗衰老、增强免疫、保护心血管等功能。杜氏盐藻是单细胞浮游植物,生长快,易培养,能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”(如图1)构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体(如图2,3),导入杜氏盐藻,以实现虾青素的工厂化生产,回答下列问题。
(1)获取目的基因:雨生红球藻是天然虾青素重要来源,提取雨生红球藻的总DNA为______,设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因,此过程需要______酶的催化。
(2)构建转化载体:
①PCR获取抗除草剂基因过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,还需要在基因两侧加入限制酶识别序列,则扩增抗除草剂基因时,设计的引物序列(→)为______。
A.同源序列+抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列
B.同源序列+限制酶识别序列+抗除草剂基因部分序列
C.抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列+同源序列
②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒,形成的重组质粒对应部位如图2所示,推测此过程扩增BKT基因所用的引物为______;扩增CRTR-B基因所用的引物为______。
③最终形成的重组质粒如图3所示,其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子,选用内源性启动子的目的是______。
(3)准备受体细胞:选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养,一段时间后,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为______、______。
(4)目的基因导入及相关检测:采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体,一段时间后,先用含______的培养基初筛已转化的杜氏盐藻,然后采用相关技术检测是否成功表达______。
(5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点,叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势,如叶绿体基因组小,功能清晰,使基因操作方便;叶绿体细胞具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高______;另外,叶绿体基因位于细胞质中,可有效避免_______。
23. 细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK//Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点,且不同的CDK//Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图)。据图回答下列问题:
(1)细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成的细胞周期蛋白复合物是___。检验染色体是否都与纺锤体相连的细胞周期蛋白复合物是___。
(2)与G1期相比,G2期的DNA数与染色体组数的变化分别是___、___。
(3)胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h,第一次阻断时,用TdR处理的时间应不小于___h。
24. 流式细胞仪可根据细胞中DNA的含量对不同时期细胞分别计数。为实现细胞周期的同步化,科研人员用一定浓度秋水仙碱处理人乳腺癌细胞,24h后用流式细胞仪检测,实验结果如下图1所示,请回答:
(1)培养乳腺癌细胞的培养液中添加青霉素的目的是___,可用___酶处理使乳腺癌细胞分散成单个细胞。
(2)对照组中A峰的细胞处于间期中的___期,C峰的细胞染色体数目是___。
(3)为保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在一系列检验点,只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。部分检验点及功能如表1,表中检验点在分裂间期发挥作用的有___,与对照组相比,秋水仙碱作用24h后处于C峰的细胞比例明显增加,原理是秋水仙碱抑制了___,激活检验点___,使细胞停滞于中期。
表1
检验点类型
功能
检验点1
检测DNA的完整性,当检测到DNA结构异常,迅速启动修复系统
检验点2
检测细胞内存在的DNA损伤并阻断DNA复制的继续进行
检验点3
DNA复制结束后检测DNA是否正确,阻止带有DNA损伤的细胞进入分裂期
检验点4
检测染色体的着丝点有没有正确连接到纺锤体上
检验点5
检验分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂
(4)血清饥饿法也能实现细胞周期的同步化。已知正常培养乳腺癌细胞的血清浓度为10%,科研人员研究了不同浓度的血清处理不同时间后各时期细胞分布情况,结果如表2:
表2
时间
血清浓度
G1(%)
S(%)
G2/M(%)
12h
10%
40.23
23.08
35.37
5%
45.85
34.45
18.99
1%
50.75
16.60
31.78
24h
10%
44.86
24.16
29.92
5%
67.44
12.07
20.08
1%
85.96
2.46
10.65
36h
10%
43.58
24.83
30.59
5%
51.89
14.21
32.71
根据表格中的数据可知血清饥饿法可以将细胞周期同步化于___期,为达到最大程度同步化的目的应选择的培养条件是___。
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2024.5
海安实验中学高二年级学情检测(生物学科)
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于人体内环境中甲状腺激素和促甲状腺激素的叙述,正确的是( )
A. 元素组成相同
B. 均在核糖体中合成
C. 都能定向运输至靶细胞
D. 都具有微量性和高效性
【答案】D
【解析】
【分析】1、激素作用的一般特征:微量高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞。
2、激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液达到靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化,是调节生命活动的信息分子。
【详解】A、甲状腺激素是氨基酸衍生物,由C、H、O、N和碘元素构成,促甲状腺激素是蛋白质,构成元素是C、H、O、N,A错误;
B、促甲状腺激素是蛋白质,是在核糖体中合成的,甲状腺激素是氨基酸衍生物,并不是在核糖体合成的,B错误;
C、激素随着体液运输到全身,与靶细胞或靶器官上的特异性受体结合,C错误;
D、激素具有微量高效的特点,在人体内及激素的含量少,且相对稳定,D正确。
故选D。
2. 下图表示某耐盐植物的耐盐机制,其中SOS1、HKT1和NHX代表转运蛋白。下列叙述正确的是( )
A. HKT1转运的速率比SOS1慢
B. 液泡膜上NHX参与的逆浓度梯度运输
C. 图示细胞的细胞质基质中pH低于细胞膜外
D. NHX基因高表达有利于提高液泡吸水能力
【答案】D
【解析】
【分析】1、被动运输:简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是最简单的跨膜运输方式,不需能量。被动运输又分为两种方式:自由扩散:不需要载体蛋白协助,如:氧气,二氧化碳,脂肪,协助扩散:需要载体蛋白协助,如:氨基酸,核苷酸等。
2、主动运输:小分子物质从低浓度运输到高浓度,如:离子,小分子等,需要能量和载体蛋白。
3、胞吞胞吐:非跨膜运输,且需能量。
【详解】A、HKT1转运Na+是通过通道蛋白,顺浓度梯度,不耗能,SOSⅠ通过载体蛋白,逆浓度梯度,耗能,所以HKT1转运Na+的速率比SOS1快,A错误;
B、据图可知,H+运输到液泡内需要消耗ATP,说明是逆浓度梯度,则NHX将H+运输到液泡外,是顺浓度梯度运输,属于协助扩散,B错误;
C、由图示可知,H+由细胞质基质运出细胞消耗 ATP,说明是逆浓度运输,说明膜外的H+浓度高于膜内,即细胞的细胞质基质中pH高于细胞膜外,C错误;
D、NHX有利于Na+进入液泡,提高液泡的吸水能力,所以NHX基因高表达有利于提高液泡吸水能力,D正确。
故选D。
3. 下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A. 随着分裂次数的增多,细胞核中的遗传物质可能出现收缩状态
B. 物质的运输效率与细胞体积呈负相关,细胞越小越有利于存活
C. 微生物入侵时,通过细胞自噬,可以清除感染的微生物和毒素
D. 多细胞生物体如果没有细胞分化,个体一般不可能正常发育
【答案】B
【解析】
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质:基因的选择性表达。
【详解】A、细胞随着分裂次数的增加,伴随细胞衰老,细胞衰老时,细胞核体积变大,染色质固缩,核DNA长度缩短并且出现收缩状态,A正确;
B、一般而言,细胞体积越大,其相对表面积越小,不利于物质运输效率的提高,即物质的运输效率与细胞体积呈负相关,但也不是细胞越小越有利于存活,若细胞过小,则不能存放细胞生存必要的结构和物质等,B错误;
C、细胞自噬是指细胞利用溶酶体选择性清除自身受损、衰老的细胞器,或降解过剩的生物大分子,供细胞回收利用的正常生命过程,微生物入侵时,通过细胞自噬,可以清除感染的微生物和毒素,C正确;
D、细胞分化使细胞种类增多,使细胞趋向于专门化,多细胞生物体如果没有细胞分化,个体一般不可能正常发育,D正确。
故选B。
4. 猪笼草是一种高等绿色植物,有独特的捕虫笼,笼内含液体,可粘住昆虫将其分解。相关叙述不正确的是( )
A. 猪笼草细胞可通过主动运输吸收氨基酸等营养物质用于蛋白质的合成
B. 捕虫笼内液体中消化酶的合成最先是在游离的核糖体上进行的
C. 猪笼草叶肉细胞中含有叶绿体、中心体、线粒体、高尔基体等细胞器
D. 猪笼草能分泌蜜汁吸引昆虫,蜜汁属于生态系统中的化学信息
【答案】C
【解析】
【分析】1、分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内, 再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需 要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
2、生态系统中信息的类型:(1)物理信息:生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息。(2)化学信息:生物在生命活动过程中,产生的一些可以传递信息的化学物质。(3)行为信息:是指某些动物通过某些特殊行为,在同种或异种生物间传递的某种信息。
【详解】A、离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等,需要镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质协助这些物质跨膜运输,因此猪笼草可通过主动运输吸收氨基酸等营养物质用于蛋白质的合成,A正确;
B、捕虫笼内液体中的消化酶属于分泌蛋白,分泌蛋白首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,B正确;
C、依题意,猪笼草是一种高等绿色植物,因此,其叶肉细胞中含有叶绿体、线粒体、高尔基体等细胞器,不含中心体,C错误;
D、蜜汁是猪笼草能分泌的化学物质,蜜汁能吸引昆虫,说明其中携带信息,该信息属于化学信息,D正确。
故选C。
5. 习惯性叹气、过度紧张焦虑等可能导致身体排出过多的CO2,从而引发“呼吸性碱中毒”,出现肢体麻木、头晕、胸闷甚至抽搐等症状,患者可通过反复屏气控制症状。下列叙述正确的是( )
A. 人体细胞内产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
B. CO2是人体细胞呼吸产生的废物,对人体无任何作用
C. 患者可通过深呼吸来缓解症状,是神经调节的结果
D. 正常人血浆pH的维持与其所含的HCO3-、H2CO3等物质有关
【答案】D
【解析】
【分析】1、体液是由细胞内液和细胞外液组成,细胞内液是指细胞内的液体,而细胞外液即细胞的生存环境,它包括血浆、组织液、淋巴液等,也称为内环境,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
2、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关;在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-。
3、酸碱度:正常人的血浆接近中性,pH为7.35-7.45。
4、血浆的pH之所以能保持相对稳定,与它含有缓冲物质有关。
【详解】A、人体细胞进行无氧呼吸只产生乳酸,不产生CO2,所以患者体内产生CO2的场所只有线粒体基质,A错误;
B、CO2能作为体液因子对呼吸运动起调节作用,B错误;
C、患者不可以通过深呼吸放松缓解,深呼吸会加重碱中毒,排出更多的CO2,C错误;
D、人体内环境中有很多缓冲对,其中最重要的是HCO3-/H2CO3,其次还有HPO42-/H2PO4-等,D正确。
故选D。
6. 下列有关神经系统组成以及内环境稳态及调节的叙述,错误的是( )
A. 神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘
B. 神经元的树突用来接受信息并将其传导到细胞体
C. 轴突和长的树突称为神经纤维,神经纤维集结成束即为神经
D. 内环境渗透压的改变会导致细胞外液含量的变化
【答案】C
【解析】
【分析】神经细胞是神经系统结构和功能的基本单位,又称神经元。神经元的基本结构包括细胞体和树突、轴突等部分,细胞体内有细胞核。细胞体是神经元的膨大部分,里面含有细胞核。树突是细胞体向外伸出的树枝状的突起,通常短而粗,用来接受信息并将其传导到细胞体。轴突是神经元的长而较细的突起,它将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。轴突呈纤维状,外表大都套有一层髓鞘,构成神经纤维。许多神经纤维集结成束,外面包有一层包膜,构成一条神经。树突和轴突末端的细小分支叫神经末梢,神经末梢分布在全身各处,神经元的功能是受到刺激后能产生和传导冲动。
【详解】A、神经胶质细胞,简称胶质细胞,是神经组织中除神经元以外的另一大类细胞,神经胶质细胞在外周神经系统中参与构成神经纤维表面的髓鞘,A正确;
B、神经元是神经系统结构和功能的基本单位,由细胞体、树突和轴突三部分构成,树突是细胞体向外伸出的树枝状的突起,通常短而粗,用来接受信息并将其传导到细胞体,B正确;
C、神经元是神经系统结构和功能的基本单位,包括细胞体和突起两部分,突起分为轴突和树突,轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘构成神经纤维,许多神经纤维集结成束,外面包裹一层结缔组织膜,成为一条神经,C错误;
D、内环境(细胞外液)渗透压的改变会导致细胞外液含量发生变化,如内环境渗透压增大,会导致细胞失水,细胞外液水分增多,D正确。
故选C。
7. 人乳头瘤病毒(HPV)的持续感染可导致宫颈癌。如图表示首次注射HPV疫苗引起机体发生免疫反应的部分过程示意图。相关叙述错误的是( )
A. 多次接种HPV疫苗能实现有效的免疫预防
B. 物质A为细胞因子,能促进细胞③增殖分化
C. 细胞①属于抗原呈递细胞,能摄取、处理、呈递抗原
D. 接种HPV疫苗的人体在感染HPV后,细胞④会迅速增殖分泌抗体
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,①是抗原呈递细胞,②是辅助性T细胞,③是B细胞,④是记忆细胞,⑤是浆细胞。
【详解】A、接种HPV疫苗能实现有效的免疫预防,A正确;
B、物质A是辅助性T细胞产生的细胞因子,能促进细胞③B细胞增殖分化,B正确;
C、细胞①属于抗原呈递细胞,能摄取、处理、呈递抗原,C正确;
D、细胞④是记忆细胞,不能分泌抗体,当接触抗原后,能够迅速增殖分化形成浆细胞,分泌抗体,D错误。
故选D。
8. 下列有关环境因素参与调节植物生命活动的叙述,错误的是( )
A. 不同波长的光可作为信号调节植物细胞的分化
B. 类囊体薄膜上的光敏色素是一种色素-蛋白复合物
C. 植物年轮的形成主要是因为温度影响了细胞分裂的速度
D. 植物根向地、茎背地生长都是重力参与调节植物生长发育的结果
【答案】B
【解析】
【分析】1、光对植物生长发育的调节:(1)光的作用①提供能量。②作为一种信号。(2)光的信号传导①光敏色素a.本质:蛋白质(色素—蛋白复合体)。b.分布:植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。②调控机制光敏色素在光照条件下被激活,结构发生变化,信号经过转导,传代到细胞核内,细胞核内特定基因的转录变化,在细胞质中进行翻译,表现出生物学效应。
2、年轮形成的原因是:a.春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带。b.秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
3、重力对植物生长发育的调节①作用:调节植物生长发育和形态建成。②作用机制:植物的根、茎中有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光。二者波长不同,植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体,不同波长的光可作为信号调节植物细胞的分化,A正确;
B、类囊体薄膜上分布有光合色素,具有吸收、传递并转化光能的作用,光敏色素分布在细胞膜上,B错误;
C、年轮形成的原因是:春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带;秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带,故年轮的形成主要与温度影响细胞分裂的速度有关,C正确;
D、植物的根、茎中有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向,D正确。
故选B。
9. 如图所示为某自然湖泊生态系统,相关叙述正确的是( )
A. 沿岸带的物种丰富度高于湖沼带和深底带
B. 限制深底带植物分布的主要因素是温度和溶氧量
C. 研究某种植物生态位通常研究其栖息地、天敌等
D. 该生态系统的生物群落一年四季会发生周期性演替
【答案】A
【解析】
【分析】生态位:
1、概念:一个物种在群落中的地位和作用,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。
2、研究内容:
(1) 植物:在研究领域内的出现频率种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。
(2) 动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系学。
【详解】A、沿岸带光照强度相对较大,其物种丰富度高于湖沼带和深底带,A正确;
B、限制深底带植物分布的主要因素是光照强度,B错误;
C、研究植物生态位主要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系,一般不研究它的栖息地,C错误;
D、群落演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,所以周期性变化是群落内动态的、一次次的重复发生,而非群落演替,D错误。
故选A。
10. 交配迷向技术是指人为在茶园中放置性信息素味源,使得茶小卷叶蛾在求偶通讯中获得错误信号,进而延迟、减少或者阻止其顺利找到异性完成交配,从而减少下一代害虫数量。下列叙述正确的是( )
A. 茶园生态系统中的信息传递只发生在生物与生物之间
B. 性信息素属于化学信息,交配迷向技术属于生物防治技术
C. 交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的性别比例达到防治的目的
D. 性信息素影响茶小卷叶蛾的交配说明生物的生命活动离不开信息的传递
【答案】B
【解析】
【分析】生态系统中信息的种类:物理信息(生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息)、化学信息(生物产生的可以传递信息的化学物质)和行为信息(生物通过其特殊行为特征在同种或异种生物之间传递的信息)。
【详解】A、生态系统中的信息传递可发生在生物与生物个体之间,也可发生在生物与环境之间,A错误;
B、性信息素属于化学信息,利用昆虫信息素诱捕有害动物属于生物防治,交配迷向技术属于生物防治技术,B正确;
C、交配迷向技术通过破坏茶小卷叶蛾种群的正常交配达到防治的目的,该过程中其性别比例不变,C错误;
D、性信息素影响茶小卷叶蛾的交配,说明种群的繁衍离不开信息的传递,D错误。
故选B。
11. 2013年8月,世界上第一个“试管汉堡”问世,其中的“牛肉饼”是科学家通过体外培养牛的细胞而得到的,其基本流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 过程①应选择幼龄组织以利于全能性表达
B. 过程②需添加高压蒸汽灭菌后的动物血清
C. 过程③应采用开放式培养以满足气体需求
D. 此项技术可以缓解过度放牧导致的环境问题
【答案】D
【解析】
【分析】体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,大多数细胞属于这种类型,这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
【详解】A 、动物细胞培养没有体现全能性,A错误;
B、高压蒸汽灭菌会破坏动物血清中的营养成分,故动物血清不能高压蒸汽灭菌,B错误;
C、开放式培养很可能被空气中的杂菌感染,C错误;
D、此项技术可以减少人类对自然界中牛的依赖性,缓解过度放牧导致的环境问题,D正确。
故选D。
12. 芽孢杆菌耐高温,是常见的蛋白酶生产菌。培养基中的蛋白质可被蛋白酶降解后在菌落周围形成透明圈。如图是筛选蛋白酶高产菌株的过程,下列叙述错误的是( )
A. 70~80℃水浴10分钟的目的是杀死非芽孢杆菌
B. 在酒精灯火焰旁将样品用无菌水稀释并涂布接种
C. 以奶粉为唯一氮源的培养基能起到选择作用
D. 通过透明圈大小可筛选出蛋白酶高产菌株
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图所示过程从土壤中筛选能降解蛋白质的细菌,实验流程:土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以奶粉为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定。
【详解】A、细菌中的芽孢杆菌较为耐高温,70~80℃水浴10分钟的目的是杀死非芽孢菌,A正确;
B、为防止杂菌污染,在酒精灯火焰旁将样品用无菌水稀释并涂布接种,B正确;
C、蛋白酶降解培养基中的蛋白质可在菌落周围形成透明圈,奶粉富含蛋白质,以奶粉为唯一氮源的培养基能起到选择作用,C正确;
D、通过透明圈与菌落直径的比值大小,可对产蛋白酶芽孢杆菌降解蛋白质的能力进行比较,D错误。
故选D。
13. 在传统的胚胎工程基础之上,我国科研人员利用高密度基因芯片和肉牛全基因组选择育种技术育成新品种“华西牛”。下列相关叙述错误的是( )
A. 可饲喂促性腺激素促使雌性动物超数排卵
B. 可利用高密度基因芯片快速筛选优质胚胎
C. 可选择发育状况良好的囊胚进行胚胎移植
D. 可利用胚胎分割技术进行性别鉴定和遗传检测
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:
1、对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);
2、配种或人工授精;
3、对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);
4、对胚胎进行移植;
5、移植后的检查。
【详解】A、促性腺激素为蛋白质类激素,不能饲喂,A错误;
B、可利用高密度基因芯片快速筛选优质胚胎,B正确;
C、可选择发育状况良好的囊胚进行胚胎移植,C正确;
D、可利用胚胎分割技术进行性别鉴定和遗传检测,D正确。
故选A。
14. 生物学是一门以实验为基础的自然科学。下列有关实验操作和结果分析的说法,错误的是( )
实验名称
实验操作与现象
分析
A
探究植物细胞的吸水和失水
用0.3g/mL糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮一段时间后出现质壁分离及部分复原现象
可能所用的蔗糖溶液中含有葡萄糖
B
探究抗生素对细菌的选择作用
从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌,重复培养,几代后抑菌圈直径变小
可能是抑菌圈边缘的菌落中有耐药菌
C
制作葡萄酒
将挑选好的葡萄去枝梗后反复冲洗,榨汁装瓶
可达到去除杂菌,避免污染的目的
D
DNA粗提取与鉴定
粗提取过程中玻璃棒上出现的不是白色丝状物
说明DNA的杂质较多
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】1.质壁分离自动复原:成熟的植物细胞具有中央大液泡,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,由于原生质层比细胞壁的收缩性大,原生质层与细胞壁逐渐分离,称为质壁分离。洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有紫色色素,是观察质壁分离的常用材料。在适宜浓度的硝酸钾溶液中,由于钾离子和硝酸根离子可以主动运输进入液泡,使细胞液浓度增大,其中的植物细胞会先发生质壁分离后自动复原的现象。
2.DNA粗提取:利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,选择适当的盐浓度能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。大多数蛋白质不能忍受60~80℃的高温,而DNA在80℃以上才会变性。
【详解】A、用0.3g/mL糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮一段时间后出现质壁分离及部分复原现象,质壁分离自动复原是因为溶液中的某种物质进入了细胞,使细胞液浓度增大,可能所用的蔗糖溶液中含有葡萄糖,葡萄糖是单糖能主动运输进入细胞内,A正确;
B、从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌,可能是经过抗生素的选择,耐药菌的耐药性逐渐增强,重复培养,几代后抑菌圈直径变小,B正确;
C、应将挑选好的葡萄先冲洗再去枝梗,防止水中的杂菌污染葡萄,C错误;
D、粗提取过程中加入95%冷酒精,DNA会析出呈白色丝状物,若玻璃棒上出现的不是白色丝状物,可能DNA的杂质较多,D正确。
故选C。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全部选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. “奶茶”疫苗是一种国产吸入式新冠疫苗,目前已作为“加强针”投入了使用。该疫苗是一种腺病毒载体疫苗,含有活的有复制缺陷的重组人5型腺病毒。该病毒携带有编码新型冠状病毒抗原分子S蛋白的基因侵染人体细胞,使细胞合成并释放S蛋白,具有良好的安全性。下列叙述正确的是( )
A. 与注射式接种相比,吸入式接种的优点是可激活机体的体液免疫和细胞免疫
B. “奶茶”疫苗能使人体内针对新型冠状病毒的抗体和记忆细胞数量增加
C. 重组腺病毒在人体细胞中增殖时带着S蛋白基因一起扩增
D. 在接种该疫苗前曾感染人5型腺病毒可能会导致疫苗的预防效果显著下降
【答案】BD
【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。
【详解】A、注射含有活病毒的疫苗和吸入含活病毒的疫苗都可激活机体的体液免疫和细胞免疫,A错误;
B、作为“加强针”使用时,“奶茶”疫苗进入机体可引发免疫反应,能使机体内针对新型冠状病毒的抗体和记忆细胞数量增加,B正确;
C、题干信息:“奶茶”疫苗是一种腺病毒载体疫苗,含有活的有复制缺陷的重组人5型腺病毒,可见重组腺病毒在人体细胞中不能增殖,C错误;
D、接种“奶茶”疫苗的人若在接种前感染过人5型腺病毒,其体内会存在该病毒的抗体,容易导致疫苗中的腺病毒在未感染细胞前就被大量杀死,降低疫苗对机体的保护效果,D正确。
故选BD。
16. 随着年龄的增长,“老年斑”的出现是由细胞衰老导致的。相关叙述正确的是( )
A. 细胞衰老与细胞对环境变化适应能力和维持细胞内稳态能力下降有关
B. 细胞衰老过程中细胞代谢能力下降,各种蛋白质的合成能力都会降低
C. 细胞衰老过程中细胞内线粒体数量减少,但线粒体结构不会发生改变
D. 根据自由基学说,清除氧自由基,可以延缓细胞衰老,减少“老年斑”发生
【答案】AD
【解析】
【分析】老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的,主要是脂褐素的堆积。出现“老年斑”是衰老的一种标志。
【详解】A、细胞对环境变化适应能力和维持细胞内稳态能力下降会引发细胞衰老,A正确;
B、细胞衰老过程中细胞代谢能力下降,多种蛋白质的合成能力都会降低,但有些导致衰老过程发生的相关蛋白的合成反而增多,B错误;
C、细胞衰老过程中代谢速率减弱,参与代谢的线粒体数量会减少,同时线粒体结构也发生异常变化,C错误;
D、根据自由基学说,自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,致使细胞衰老,清除氧自由基可以延缓细胞衰老,减少“老年斑”发生,D正确。
故选AD。
17. 中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题,研究者对组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理(如下图),以期获得性状优良的突变株。下列叙述正确的是( )
A. 组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生不定向突变
B. 过程①中外植体通常用无水乙醇和次氯酸钠溶液进行消毒
C. 过程③④所用的培养基中添加的植物激素的浓度和比例相同
D. 筛选出目标突变株后可利用植物细胞培养技术生产药用成分
【答案】AD
【解析】
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术,主要包括脱分化和再分化两个步骤。
【详解】A、植物组织培养过程中细胞分裂旺盛,辐射处理易发生突变,突变是不定向的,A正确;
B、消毒通常使用体积分数为70%的酒精,不用无水乙醇,B错误;
C、③④过程添加的植物激素种类相同,但浓度和比例不同,C错误;
D、筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术进行细胞产物的工厂化生产,培养生产药用成分,D正确。
故选AD。
18. 在对一草原生态系统中的害虫进行消杀时,工作人员喷施了易在生物体内残留的杀虫剂M。一段时间后,检测到草原土壤,多种草本植物、食草动物、食肉动物体内M的平均值,含量如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 图中草本植物、食草动物、食肉动物之间只能构成一条食物链
B. 草本植物有一年生和多年生之分,可推测多年生草本植物中M含量可能更多
C. 消杀害虫调整了能量流动的方向,提高了能量传递效率
D. 随着草原群落逐渐演替为森林群落,草原中的优势种占据的生态位变宽
【答案】ACD
【解析】
【分析】由图分析可知,杀虫剂M在该生态系统的营养级中呈现营养级越高,含量越多的特点,说明杀虫剂M能够被生物体吸收,但难以被降解排出,产生了生物富集现象。
【详解】A、图中草本植物、食草动物以及肉食动物可包含不同种类的生物,可能会构成多条食物链,A错误;
B、多年生草本植物生长时间比一年生草本植物更长,可从环境中吸收更多的物质,因此多年生草本植物中M含量可能更高,B正确;
C、消杀害虫可调整能量流动的方向,但不能提高能量传递效率,C错误;
D、随着群落的演替,原本的优势物种逐渐丧失生存优势,占据的生态位变窄,D错误。
故选ACD。
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。
19. 小麦是我国重要的粮食作物之一。旗叶是小麦最后长出、位于最上部的叶片,旗叶麦穗籽粒产量有重要意义。图1为小麦旗叶叶肉细胞中某细胞器的局部放大模式图。回答下列问题。
(1)与其他叶片相比,旗叶的位置使其能够获得更多的______。旗叶叶肉细胞叶绿体中,______(填结构)的数量较其他位置的叶片明显增多,所以在进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,适合选择旗叶作为实验材料。
(2)图1所示电子传递链中,电子供体是______;电子可经光系统Ⅱ→PQ→______→光系统Ⅰ等最终传递给,合成NADPH;伴随着电子的传递,通过______的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔并积累,形成一定的浓度梯度以驱动ATP合成。当植物处于缺乏的状态时会启动循环电子转运,该过程______(填“会”或“不会”)产生氧气。
(3)实验小组探究了野生一粒小麦旗叶老化期间,RuBPCase(催化和反应的酶)含量的变化情况,结果如图2所示。
①RuBPCase分布在______(填具体场所)中,小麦体内的该酶活性主要受______的影响。
②据图2推测,野生一粒小麦的净光合速率在28~35d内会迅速下降,分析其原因是______。
(4)实验小组将绿色小麦置于密闭、透明的容器中,在时刻前后,分别给予和的不同光照强度,容器内浓度的变化情况如图3所示。在时刻后,该绿色植物的光合作用强度的变化趋势______。
【答案】(1) ①. 光照(光能) ②. 类囊体(基粒)
(2) ①. ②. 细胞色素→PC ③. 主动运输 ④. 不会
(3) ①. 叶绿体基质 ②. 温度 ③. RuBPCase含量迅速下降,暗反应速率迅速降低;暗反应速率降低利用的ATP和NADPH减少,光反应速率也降低,野生一粒小麦的净光合速率迅速降低
(4)先增加后下降最后保持稳定
【解析】
【分析】光能转换成电能的转化过程:
(1)光合色素:
叶绿体内类囊体薄膜上的色素,可以分为两类:
吸收和传递光能的作用:包括全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,以及绝大多数的叶绿素a;
吸收光能并将光能转换成电能:少数处于特殊状态的叶绿素a。
(2)转化过程:
处于特殊状态的叶绿素a在光的照射下,可以得失电子,从而将光能转换成电能。 叶绿素a被激发而失去电子(e),最终传递给NADP+(中文简称是氧化型辅酶Ⅱ)。 失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂,能够从水分子中夺取电子,使水分子氧化生成氧分子和氢离子(H+),叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。
【小问1详解】
依题意,旗叶是小麦最后长出、位于最上部的叶片,故与其他叶片相比,旗叶的位置使其能够获得更多的光照。旗叶叶肉细胞的叶绿体中,类囊体(基粒)的数量较其他位置的叶片明显增多,所以在进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,适合选择旗叶作为实验材料。
【小问2详解】
据图1可知,图示电子传递链中,电子供体是H2O;电子可经光系统Ⅱ→PQ→细胞色素 b6f→PC→光系统I等最终传递给NADP+,合成NADPH;伴随着电子的传递,H+通过主动运输(逆浓度梯度、消耗能量)的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔并积累,形成一定的H+浓度梯度以驱动ATP合成。结合图示可知,当植物处于缺乏NADP+的状态时会启动循环电子转运,该过程不会产生氧气。
【小问3详解】
①依题意,RuBPCase催化CO2和C5反应,CO2和C5反应在叶绿体基质中进行,故RuBPCase分布在叶绿体基质中,且该酶活性主要受温度的影响。
②据图2推测,野生一粒小麦在28~35d内旗叶会老化,老化的旗叶合成RuBPCase的能力下降,RuBPCase含量迅速下降,暗反应速率迅速降低;暗反应速率降低利用的ATP和NADPH减少,光反应速率也降低,因此,野生一粒小麦的净光合速率迅速降低。
【小问4详解】
依题意,绿色小麦置于密闭、透明的容器中,则容器中二氧化碳浓度变化由光合作用强度和呼吸作用强度共同决定。当光照强度由X1 变为X2时,容器中二氧化碳浓度由增大变为减小,说明光照强度由X1变为X2时,光合作用强度由小于呼吸作用强度变为大于呼吸作用强度。因此,在T1时刻后,开始随着光照强度变大,光合作用强度增大,随后由于二氧化碳浓度减小,光合作用强度减小,直到减小至光合作用强度等于呼吸作用强度后保持稳定。
20. 小龙虾有挖洞筑巢的习性,可广泛栖息于湖泊、稻田等淡水水域,以植物、浮游生物、底栖生物和遗体残骸等为食,全年均可繁殖。农业技术人员尝试建立稻虾共作的田间生产模式,以期实现增产增收。下表为水稻单作模式和稻虾共作模式的试验统计结果,回答下列问题。
项目
物种丰富度
杂草存量(kg/亩)
化肥使用量(kg/亩)
水稻产量(kg/亩)
利润(元/亩)
水稻单作模式
35
250
62.9
477.8
1386.2
稻虾共作模式
22
5
32.4
540.8
6058.3
(1)小龙虾属于生态系统中的______(组成成分,2分),引入某地后的最初一段时间内种群数量会迅速上升的直接原因是______。
(2)小龙虾在含有高污染性毒素的水质中依然可以存活,利用该特点可用来净化水质,小龙虾肉质鲜美成为餐桌上的美味佳肴,分别体现了生物多样性的______价值,但小龙虾不可多食,有害物质通过食物链的______作用对人类会造成危害。
(3)根据表中数据分析,稻虾共作模式中,小龙虾的引入会______物种丰富度,其主要食用稻田中的杂草,因此有利于能量______;但是小龙虾也食用幼苗期的水稻,所以在投放小龙虾时应尤其注意______。
(4)与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增收的原因有______。
(5)稻虾共作模式不松土耕田也可以防止水稻烂根,原因是______。
【答案】(1) ①. 消费者和分解者 ②. 出生率大于死亡率
(2) ①. 间接和直接 ②. 富集/浓缩
(3) ①. 降低 ②. (持续高效地)流向对人类最有益的部分/流向人类 ③. 小龙虾的投放时机/应在水稻过了幼苗期后再行投放小龙虾
(4)利用小龙虾创收/减少了杂草量,节省了除草费用/化肥使用量减少,降低成本/水稻产量增加
(5)水稻田中的小龙虾四处爬动挖洞,起到了松土透气的作用,利于氧气流通,防止水稻根系无氧呼吸产生酒精而烂根
【解析】
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,营养结构包括食物链和食物网。
2、生态农业是一个农业生态经济复合系统,将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来,以取得最大的生态经济整体效益。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,减少环境污染。
3、直接价值是指对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的,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价值。
4、生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度 的现象,称作生物富集。一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用,铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端。
【小问1详解】
依题意,小龙虾以植物、浮游生物、底栖生物为食时,属于消费者;小龙虾也能以遗体残骸为食时,属于分解者。因此,小龙虾在生态系统中属于消费者和分解者。入侵某地的最初食物空间充足,小龙虾的出生率大于死亡率,会导致数量上升。因此,从种群特征角度分析,导致小龙虾数量上升的直接原因是出生率大于死亡率。
【小问2详解】
对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的,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价值属于直接价值。小龙虾可作为餐桌上的美味佳肴,供人类食用,体现了生物多样性的直接价值。生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面,小龙虾在含有高污染性毒素的水质中依然可以存活,可以起到净化水质的作用,体现了其间接价值。依题意,小龙虾在含有高污染性毒素的水质中依然可以存活,有毒先物质会通过直接或间接的方式进入小龙虾体内。且小龙虾食性多样,有害物质可通过食物链富集(浓缩)在小龙虾体内。若吃大量小龙虾,则小龙虾体内的有毒物质又进一步富集在人体内,对人会造成危害。
【小问3详解】
依题意,小龙虾有挖洞筑巢的习性,在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长,对当地自然生态造成较大影响,故小龙虾的引入会降低物种丰富度。由表可知,小龙虾的引入,减少了杂草的存量,这样调整了生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的方向。小龙虾也食用幼苗期的水稻,为了保护水稻幼苗,要注意小龙虾的投放时机 ,应在水稻过了幼苗期后再行投放小龙虾。
【小问4详解】
依题意,以植物、浮游生物、底栖生物和遗体残骸等为食,则小龙虾会吃稻田的草,捉稻田的虫,减少了虫吃水稻以及水稻和杂草的种间竞争,使水稻增产且节省了除草成本。同时,小龙虾的粪便可以肥田,减少了购买化肥的成本。同时,小龙虾可食用,能增加农民收入。
【小问5详解】
水稻烂根是由于根部缺氧无氧呼吸产生酒精造成的,水稻田中的小龙虾四处爬动挖洞,起到了松土透气的作用,利于氧气流通,防止水稻根系无氧呼吸产生酒精而烂根。
21. 人体受到感染时,免疫细胞会释放促炎因子来清除病原体,若促炎因子过量会导致正常组织损伤,如类风湿性关节炎。人体会通过“炎症反射”防止促炎因子的过量产生,其机理如图1所示。人体还可通过一系列内分泌调节来降低组织损伤,其过程如图2所示。回答下列问题。
(1)据图1分析,在“炎症反射”反射弧中结构③属于___,下列关于“类风湿性关节炎”可能的发病机理,推断合理的有___。
①物质B的释放量增大
②物质A的数量过多
③促炎因子基因的转录过程加快
④受病毒感染激活了NF-KB
(2)图2中的1表示的器官是___。据图2分析可用___类药物治疗类风湿关节炎,据图1分析,该类药物的作用机理可能是___;但医生建议,不能长期大剂量使用该类药物,原因是___。
(3)激素类药物治疗副作用往往较大,为了探究中药“防风”对大鼠的类风湿关节炎治疗效果,研究人员进行了以下实验:
实验步骤
实验操作
材料准备
健康大鼠、类风湿性关节炎模型鼠、生理盐水、一定浓度的地塞米松(糖皮质激素类药物)、一定浓度的“防风”溶液。
分组
第1组:取10只健康大鼠灌胃一定量的生理盐水作为对照组;第2组:___;第3组:取10只类风湿性关节炎模型鼠灌胃相同体积一定浓度的地塞米松;第4组:取10只类风湿性关节炎模型鼠灌胃相同体积一定浓度的“防风”溶液。
实验处理
将各组大鼠在相同且适宜的条件下培养,连续进行灌胃处理,14天后
采用___技术筛选并检测3种蛋白质类促炎因子的含量。
分析与讨论
分组
TNF-C(ng/L)
IL-1β(ng/L)
IL-6(ng/L)
1
30.46
48.36
23.85
2
85.67
105.62
70.93
3
45.58
60.92
38.10
4
65.72
77.23
59.34
由实验结果可知,“防风”对类风湿关节炎仅具有部分疗效,依据是___。
【答案】(1) ①. 传入神经. ②. ③④
(2) ①. 垂体 ②. 肾上腺皮质激素(糖皮质激素) ③. 通过抑制NF-KB,抑制促炎因子的转录,从而导致细胞产生的促炎因子减少 ④. 长期大剂量使用会抑制下丘脑和垂体,导致CRH和ACTH分泌减少,导致患者肾上腺皮质萎缩,肾上腺皮质的分泌功能减弱
(3) ①. 取10只类风湿性关节炎模型鼠灌胃相同体积的生理盐水 ②. 抗原—抗体杂交 ③. 与第2组相比,“防风”能明显降低3种促炎因子的含量,但仍然高于第1组
【解析】
【分析】1、观察图1,根据图中箭头方向可判断信息流动方向为促炎因子➡③➡②➡①➡B,由此可判断③为传入神经。
2、分析图2可得,下丘脑分泌CRH促进垂体分泌ACTH,促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素,肾上腺皮质一方面对下丘脑和垂体有抑制作用,另一方面对免疫细胞、免疫反应和过度炎症反应有抑制作用。
3、根据题目信息,实验的变量是“防风”药物,因变量是炎性反应情况,需要设计空白对照、防风药物、激素类药物与健康小鼠的对照实验。
【小问1详解】
观察图1,根据图中箭头方向可判断信息流动方向为促炎因子➡③➡②➡①➡B,结构③属于“炎症反射”反射弧中的传入神经;根据题意,类风湿性关节炎是由于促炎因子过量导致正常组织损伤引起,再据图1分析,其发病机理可能是“促炎因子基因的转录过程加快”和“受病毒感染激活了NF-KB”,物质A和B增多,是起抑制作用的,能够抑制类风湿性关节炎的发生,所以选③④。
【小问2详解】
图中I是能被CRH(促肾上腺皮质激素释放激素)作用,且能合成与释放促肾上腺皮质激素(ACTH)的结构,因此是垂体;根据图2示意,可用肾上腺皮质激素(糖皮质激素)类药物治疗类风湿关节炎,结合图1示意该类药物通过抑制NF-KB,抑制促炎因子的转录,从而导致巨噬细胞产生的促炎因子减少。由于长期大剂量使用会抑制下丘脑和垂体,导致CRH和ACTH分泌减少,导致患者肾上腺皮质萎缩,肾上腺皮质的分泌功能减弱,因此医生建议不能长期大剂量使用该类药物。
【小问3详解】
根据题意,实验的变量是“防风”药物,因变量是炎性反应情况,需要设计空白对照、防风药物、激素类药物与健康小鼠的对照实验。因此,对照实验的对照组是10只健康大鼠灌胃一定量的生理盐水,第2组是取10只类风湿性关节炎模型鼠灌胃相同体积的生理盐水;将四组大鼠在相同且适宜的条件下培养一段时间后,采用抗原—抗体杂交技术筛选并检测3种蛋白质类促炎因的含量;根据实验的设计,实验结论是“防风”可降低血清中促炎因子TNF-C、IL-6和IL-1β水平,抑制滑膜组织中NF-KB信号通路的过度激活,从而对炎性反应具有改善作用,依据是与第2组相比,“防风”能明显降低3种促炎因子的含量,但仍然高于第1组 。
22. 虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶(BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(CRTR-B)的作用下转化而来,具有抗衰老、增强免疫、保护心血管等功能。杜氏盐藻是单细胞浮游植物,生长快,易培养,能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”(如图1)构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体(如图2,3),导入杜氏盐藻,以实现虾青素的工厂化生产,回答下列问题。
(1)获取目的基因:雨生红球藻是天然虾青素重要来源,提取雨生红球藻的总DNA为______,设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因,此过程需要______酶的催化。
(2)构建转化载体:
①PCR获取抗除草剂基因过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,还需要在基因两侧加入限制酶识别序列,则扩增抗除草剂基因时,设计的引物序列(→)为______。
A.同源序列+抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列
B.同源序列+限制酶识别序列+抗除草剂基因部分序列
C.抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列+同源序列
②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒,形成的重组质粒对应部位如图2所示,推测此过程扩增BKT基因所用的引物为______;扩增CRTR-B基因所用的引物为______。
③最终形成的重组质粒如图3所示,其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子,选用内源性启动子的目的是______。
(3)准备受体细胞:选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养,一段时间后,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为______、______。
(4)目的基因导入及相关检测:采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体,一段时间后,先用含______的培养基初筛已转化的杜氏盐藻,然后采用相关技术检测是否成功表达______。
(5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点,叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势,如叶绿体基因组小,功能清晰,使基因操作方便;叶绿体细胞具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高______;另外,叶绿体基因位于细胞质中,可有效避免_______。
【答案】(1) ①. 模板 ②. 耐高温DNA聚合##Taq DNA聚合
(2) ①. B ②. ①③ ③. ⑥⑧ ④. 确保目的基因正常表达
(3) ①. 纯化杜氏盐藻 ②. 扩大培养杜氏盐藻
(4) ①. 除草剂 ②. β-胡萝卜素酮化酶和β-胡萝卜素羟化酶
(5) ①. 目的基因的表达量 ②. 基因污染
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
因雨生红球藻是天然虾青素重要来源,是目的基因的来源,故可提取雨生红球藻的总 DNA为模板,设计特异性引物扩增其 DNA中的 BKT基因和CRTR-B 基因进行PCR扩增,此过程需要 Taq DNA聚合酶(耐高温DNA聚合酶)的催化。
【小问2详解】
①根据 PCR扩增的原理,在 PCR过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在5’ 端添加对应的同源序列;根据题意,若要确保抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,则所需引物(5’一 3’)的序列应为“同源序列十限制酶识别序列十特异性扩增引物序列(抗除草剂基因部分序列)”,AC错误,B正确,
故选B。
②根据图2所示,要通过“无缝克隆法”同时将 BKT基因和CRTR-B 基因插入质粒,则要保证BKT基因一侧有一致同源序列,另一侧能带上CRTR-B 基因,因此扩增 BKT基因所用的引物为①③ ; 同理,扩增CRTR-B基因所用的引物为⑥⑧。
③启动子是转录的起始信号,选用内源性启动子的目的是防止基因沉默,确保目的基因能表达。
【小问3详解】
选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养的目的是纯化杜氏盐藻,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养的目的是扩大培养杜氏盐藻。
【小问4详解】
筛选已转化的杜氏盐藻的培养基是选择培养基,其中含除草剂;再通过抗原—抗体杂交实验检测是否成功表达 β-胡萝卜素酮化酶和 β-胡萝卜素羟化酶。
【小问5详解】
因每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高目的基因的表达量;且叶绿体基因位于细胞质中,一般不能稳定遗传,因此可避免基因污染。
23. 细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK//Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点,且不同的CDK//Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图)。据图回答下列问题:
(1)细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成的细胞周期蛋白复合物是___。检验染色体是否都与纺锤体相连的细胞周期蛋白复合物是___。
(2)与G1期相比,G2期的DNA数与染色体组数的变化分别是___、___。
(3)胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h,第一次阻断时,用TdR处理的时间应不小于___h。
【答案】(1) ①. CDK/CyclinD ②. CDK/CyclinC
(2) ①. 加倍 ②. 不变
(3)14h
【解析】
【分析】分析图形:细胞周期分为G1、S、G2和M期,进入下一个时期都需要CDK发挥作用,且CDK与不同的Cyclin形成复合物。
【小问1详解】
由图可知,细胞由静止状态进入细胞周期即进入G1期,首先合成的是CDK/CyclinD,染色体与纺锤体相连的时期是分裂期,既M期,此时发挥作用的是CDK/CyclinC,所以检验染色体是否都与纺锤体相连的细胞周期蛋白是CDK/CyclinC。
【小问2详解】
与G1期相比,G2期的DNA数加倍,染色体数目不变,故染色体组数相同。
【小问3详解】
胸苷(TdR)双阻断法可使细胞周期同步化,若G1、S、G2、M期依次为10h、7h、3h、1h,经常一次阻断,S期细胞立刻被抑制,其余细胞最终停留在G1/S交界处,至多停留在S/G2交界处,前者通过7h达到后者,后者通过3+1+10=14h到达下一个周期的前者,第一次阻断时,用TdR处理的时间应不小于14h,若要使所有细胞均停留在G1/S交界处,第二次阻断应该在第一次洗去TdR之后7h到14h进行。
24. 流式细胞仪可根据细胞中DNA的含量对不同时期细胞分别计数。为实现细胞周期的同步化,科研人员用一定浓度秋水仙碱处理人乳腺癌细胞,24h后用流式细胞仪检测,实验结果如下图1所示,请回答:
(1)培养乳腺癌细胞的培养液中添加青霉素的目的是___,可用___酶处理使乳腺癌细胞分散成单个细胞。
(2)对照组中A峰的细胞处于间期中的___期,C峰的细胞染色体数目是___。
(3)为保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在一系列检验点,只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。部分检验点及功能如表1,表中检验点在分裂间期发挥作用的有___,与对照组相比,秋水仙碱作用24h后处于C峰的细胞比例明显增加,原理是秋水仙碱抑制了___,激活检验点___,使细胞停滞于中期。
表1
检验点类型
功能
检验点1
检测DNA的完整性,当检测到DNA结构异常,迅速启动修复系统
检验点2
检测细胞内存在的DNA损伤并阻断DNA复制的继续进行
检验点3
DNA复制结束后检测DNA是否正确,阻止带有DNA损伤的细胞进入分裂期
检验点4
检测染色体的着丝点有没有正确连接到纺锤体上
检验点5
检验分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂
(4)血清饥饿法也能实现细胞周期的同步化。已知正常培养乳腺癌细胞的血清浓度为10%,科研人员研究了不同浓度的血清处理不同时间后各时期细胞分布情况,结果如表2:
表2
时间
血清浓度
G1(%)
S(%)
G2/M(%)
12h
10%
40.23
23.08
35.37
5%
45.85
34.45
18.99
1%
50.75
16.60
31.78
24h
10%
44.86
24.16
29.92
5%
67.44
12.07
20.08
1%
85.96
2.46
10.65
36h
10%
43.58
24.83
30.59
5%
51.89
14.21
32.71
根据表格中的数据可知血清饥饿法可以将细胞周期同步化于___期,为达到最大程度同步化的目的应选择的培养条件是___。
【答案】(1) ①. 防止杂菌污染,创造动物细胞培养过程中无菌、无毒的环境 ②. 胰蛋白酶
(2) ①. G1 ②. 2n或4n
(3) ①. 监测点1、2、3 ②. 纺锤体的形成 ③. 4
(4) ①. G1期 ②. 血清浓度为1%,培养时间24小时
【解析】
【分析】细胞周期指由连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止所经历的过程,所需的时间叫细胞周期时间。可分为四个阶段:①G1期,指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间,该时期主要完成RNA和有关蛋白质的合成;②S期,指DNA复制的时期;③G2,指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间,该时期主要完成RNA和相关蛋白质的合成;④分裂期即M期,细胞分裂开始到结束,包括前、中、后、末四个时期。
【小问1详解】
为防止杂菌污染,创造动物细胞培养过程中无菌、无毒的环境,在培养液中加入抗生素,因此,在培养乳腺癌细胞的培养液中添加青霉素,可用胰蛋白酶酶处理使乳腺癌细胞分散成单个细胞,以便细胞培养过程中获得足够的营养。
【小问2详解】
对照组中A峰的细胞处于间期中的G1期,C峰的细胞经过了DNA复制,但染色体和DNA和染色体数目的加倍不是同步的,因此C峰中染色体数目是2n或4n。
【小问3详解】
为保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在一系列检验点,只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。部分检验点及功能如表1,根据表中检验点的功能可确定监测点1、2、3均在分裂间期发挥作用,与对照组相比,秋水仙碱作用24h后处于C峰的细胞比例明显增加,原理是秋水仙碱抑制了纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,即秋水仙素激活检验点4,使细胞停滞于中期,从而使分开的染色体无法向两极移动。
【小问4详解】
血清饥饿法也能实现细胞周期的同步化。培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,根据表格中的信息可知在血清浓度为1%,培养时间24小时时,绝大多数细胞实现细胞周期同步化,同步于G1期。
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