精品解析:四川省成都市树德中学2024-2025学年高三上学期开学考试生物试题
2024-09-12
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.24 MB |
| 发布时间 | 2024-09-12 |
| 更新时间 | 2024-09-26 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47335648.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
树德中学高2022级高三上期开学考试生物试题
一、单项选择题(共50分,每题2分)
1. 淡水中生活的草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,与常态相比,其伸缩泡的伸缩频率分别将会( )
A. 增加、增加 B. 增加、减少 C. 减少、增加 D. 减少、减少
2. 选择合适的材料、试剂、运用科学的研究方法是取得实验成功的关键。下列叙述正确的是( )
A. 探究胃蛋白酶的最适pH时,先分别用pH为5、7、9的缓冲液处理酶
B. 在凝胶中 DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关
C. 探究酵母菌呼吸方式时,向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾出现灰绿色,说明一定有酒精产生
D. 绿叶中色素的提取和分离实验中,用单层滤纸过滤研磨液以提高色素纯度
3. 人体的甲状腺细胞以主动转运方式吸收碘,碘进入人体后约70%~80%都聚集到甲状腺中。目前,甲状腺癌常采用手术切除为主的综合治疗,部分患者术后需辅以131Ⅰ放射治疗。131I衰变过程中发出的β射线作用于残留的甲状腺组织和肿瘤病灶,直接破坏残留甲状腺和肿瘤细胞,达到治疗的目的。131I治疗后需隔离观察一周以上,两周内避免接触儿童及孕妇。下列相关叙述,正确的是( )
A. 癌细胞表面的糖蛋白增加,容易在组织间转移
B. 131I 与甲状腺细胞膜上通道蛋白结合后转运进细胞
C. 甲状腺癌细胞被¹³¹I放疗杀死,属于细胞凋亡
D. 131I 对儿童和胚胎存在致癌致畸风险
4. 南瓜中含有丰富的糖类、蛋白质、维生素等营养成分,以及钴、锌等矿物质,具有补胃、健脾等作用,是很好的保健食品。已知钴能活跃人体的新陈代谢,促进造血功能。下列有关叙述正确的是( )
A. 南瓜种子中的结合水是细胞内良好的溶剂和化学反应的介质
B. 南瓜中含有钴、锌等大量元素和维生素,食用南瓜可提高人体免疫力
C. 南瓜蒸煮时其蛋白质中的肽键被破坏,肽链松散,有利于人体的消化、吸收
D. 南瓜中的纤维素是由葡萄糖组成的多糖,不能被消化,能促进人体肠道的蠕动
5. 细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧。下列关于细胞的说法,合理的是( )
A. 洋葱表皮细胞在清水中不会涨破,主要是因为细胞膜能控制物质进出
B. 变形虫细胞中的细胞骨架锚定并支撑许多细胞器,并与细胞的运动有关
C. 叶绿体内堆叠着大量类囊体,有利于二氧化碳在膜上的吸收利用
D. 蓝细菌细胞具有多种膜结构细胞器,可将细胞质分割成许多功能化区域
6. 酶的抑制剂分为可逆型抑制剂(与酶结合使酶的活性降低,但酶活性能恢复)和不可逆型抑制剂(与酶结合使酶的活性降低,但酶活性不能恢复)。物质P对酶A的活性具有抑制作用,为了探究物质P属于哪种类型的抑制剂,某同学进行如下相关实验:
试管甲:加入酶A和底物;
试管乙,加入酶A、底物和物质P
试管丙:加入酶A和物质P,透析去除物质P后再加入底物;
分别检测三支试管中的酶活力。下列相关分析错误的是( )
A. 单位时间内试管甲中的产物生成量明显多于试管乙
B. 若试管乙的酶活力低于试管丙,则物质P为可逆型抑制剂
C. 实验说明酶抑制剂通过与酶结合导致酶空间结构改变进而抑制酶活性
D. 若试管乙的酶活力与试管丙相同,则物质P为不可逆型抑制剂
7. 将某幼儿脐贴在患儿肚脐处皮肤贴敷12小时可有效缓解小儿腹泻腹痛。如图所示,贴剂中的丁香酚经扩散最终进入胃壁细胞,刺激胃蛋白酶和胃酸分泌,进而促进食物的消化。下列相关叙述正确的是( )
A. 丁香酚进入细胞的方式与小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式相同
B. 胃壁细胞膜上协助H⁺排出的载体蛋白还可为反应提供活化能
C. 胃蛋白酶在胃壁细胞内合成后可通过胞吐作用进入内环境
D. K⁺从胃腔进入胃壁细胞中与H⁺从胞内排出的方式相同
8. 科研人员发现,给健康小鼠接种衰老细胞,之后它们受到黑色素瘤和胰腺癌细胞攻击时,能够防止或延缓肿瘤的形成。对于已经长出肿瘤的小鼠,接种衰老细胞也有明显的改善效果。下列相关叙述正确的是( )
A. 自由基学说认为,细胞衰老后产生的自由基会通过负反馈阻止生物膜产生自由基
B. 端粒学说认为,与衰老细胞有关的端粒由RNA和蛋白质组成,细胞每分裂一次缩短一截
C. 细胞毒性T细胞具有杀死癌细胞的作用,该过程可能使癌细胞发生细胞凋亡
D. 根据题干信息可知,在临床上,人们也可以通过将衰老细胞注射到人体内以便促进抗肿瘤免疫反应
9. 外泌体是活细胞衍生的一种囊泡状结构,可以作为细胞间信息交流的载体。其形成过程中产生的多囊体可以与溶酶体融合,其中内容物被水解酶降解,也可与细胞膜融合,释放外泌体(如下图所示)。图中V-ATPase是溶酶体膜上的蛋白复合物,可作为质子泵维持溶酶体正常的pH。受体细胞可以通过特异性受体识别外泌体。下列有关叙述错误的是( )
A. 外泌体的形成和受体细胞识别外泌体的过程均体现了膜的流动性
B. 抑制V-ATPase的功能,内环境中的外泌体可能会增加
C. 若外泌体应用于疾病治疗,可能会成为理想的大分子药物载体
D. 若microRNA能与靶细胞内相应的mRNA结合,则会影响相应基因的翻译
10. 研究表明,持续的肺部炎症会导致休眠癌细胞的周围出现中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和基质金属蛋白酶9(MMP9),它们能将肺部组织中的层黏连蛋白切割,暴露出一个名为“表位”的新表面,附近的休眠癌细胞能识别“表位”并被唤醒。下列相关叙述错误的是( )
A. 休眠癌细胞能通过特异性受体蛋白识别“表位”
B. 被唤醒的癌细胞的细胞周期失控,自由水含量会增加
C. 为防止癌症复发,应使用大量的抗生素及时根治肺部炎症
D. 抑制核糖体与内质网结合的药物可降低中性粒细胞中NE和MMP9的合成与分泌
11. 减数分裂过程中染色体的联会和分离与黏连复合蛋白(REC8和RAD21L)相关,见右图。在细胞分裂过程中,黏连复合蛋白被分离酶(separase,一种蛋白水解酶)水解后,相应染色体才能正常分离,使细胞分裂继续进行。下列相关推测不合理的是( )
A. 正常情况下,REC8蛋白和RAD21L蛋白水解分别发生在减数分裂Ⅱ后期、减数分裂I后期
B. 能够催化相应黏连复合蛋白水解的分离酶在发挥作用前可能处于非活跃状态
C. 据图和题干信息推测,有丝分裂过程中不会合成RAD21L蛋白
D. REC8蛋白的存在不利于染色体着丝粒的粘附
12. 人体中的促红细胞生成素(EPO)主要由肾脏的部分细胞分泌,是一种能够促进造血干细胞增殖分化为红细胞的蛋白。研究发现,在氧气供应不足时,低氧诱导因子(HIF)可与EPO基因的低氧应答元件结合,使得EPO的mRNA的含量增多,促进EPO的合成。相关机理如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A. HIF基因的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接
B EPO作用于红细胞膜上受体,促进成熟红细胞增殖和分化
C. HIF在转录水平调控EPO基因的表达,促进EPO的合成
D. 骨髓造血功能不全的患者,EPO表达水平较正常人高
13. 动物细胞呼吸部分代谢过程如图所示;非糖物质代谢所形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可进一步形成葡萄糖。下列相关叙述,正确的是( )
A. 过程②发生的场所在细胞质基质
B. 过程①生成的氨基酸是必需氨基酸
C. X物质是甘油,不是合成磷脂分子的成分
D. 蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸联系起来
14. 心肌细胞中Fe²⁺缺乏会导致心脏衰竭。研究发现,心肌细胞中SLC40A1(一种Fe²⁺载体蛋白)过度表达会导致心肌细胞中明显铁缺乏,进而导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡等,进而导致心脏衰竭的发生,机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 线粒体功能障碍会影响神经冲动的传导
B. 细胞凋亡与基因有关,与环境因素无关
C. 转运Fe²⁺时SLC40A1会发生空间构象的改变
D. Fe²⁺缺乏引起的氧化应激与NADPH减少有关
15. 图1表示某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是( )
A. 图1中产生O2与消耗O2的场所分别为线粒体内膜、类囊体薄膜
B. 图2温度为t2时,氧气的去向仅被线粒体利用
C. 图2温度为t3时,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h
D. 图2温度为t4时,植物体光合速率等于呼吸速率
16. 下图为马蛔虫和果蝇减数分裂过程的示意图。下列叙述错误的是( )
A. ①一定来自马蛔虫的精巢
B. ②可能来自马蛔虫的精巢或果蝇的卵巢
C. ③可能来自马蛔虫的精巢或马蛔虫的卵巢
D. ④一定来自马蛔虫的卵巢
17. 图甲和图乙表示细胞有丝分裂过程中不同时期的染色体、染色单体和核DNA数量,图丙表示某一时期的图像。下列叙述正确的是( )
A. 图甲和乙中A表示DNA,B表示染色单体,C表示染色体
B. 图丙时期对应图甲,N的数值是3
C. 图丙是显微镜下观察的最佳时期,可观察到细胞板出现
D. 图甲到图乙变化过程中染色体和DNA均加倍
18. 我国科研人员尝试利用基因编辑技术敲除杂交水稻的4个相关基因,实现杂种的“无融合生殖”,如图所示。试推测图中敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用可能为( )
A. 使同源染色体分离 B. 促进着丝粒分裂
C. 抑制纺锤体形成 D. 抑制染色体复制
19. 真核细胞的细胞周期分为间期和分裂期,受多种物质的调控,分裂间期又分为G1、S、G2三个阶段。下图是某动物细胞的调节过程,图中CDK2-CyelinE是细胞周期G1进入S期的关键调控因子。如果细胞中的DNA受损,会发生如图所示调节过程。下列叙述正确的是( )
A. DNA正常,p53蛋白会降解;DNA损伤,p53蛋白会活化
B. 活化的p53蛋白有利于DNA复制和转录的发生
C. 失活的CDK2-CyclinE,将导致细胞周期中分裂期的细胞比例显著下降
D. 细胞内DNA受损可能是自由基的攻击所致,自由基还可能攻击蛋白质和磷脂分子
20. 花生的根系在生长过程中会分泌苯甲酸、苯乙酮等物质(这些物质不是花生基本的生命活动所必需的)以抑制某些病菌和其他植物的生长。同一片土地多年连续种植花生会导致这些有毒物质不断积累,造成花生产量下降。某大学通过“采集根际土壤→选择培养→分离、纯化培养→菌种鉴定”筛选出可将苯甲酸降解为无毒小分子(CO2、H2O等)的根际菌,分离、纯化培养的具体操作如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 花生根系分泌的苯甲酸、苯乙酮等物质属于次生代谢物
B. 可从多年连续种植花生的土壤中寻找降解苯甲酸的根际菌
C. 该实验需配制以苯甲酸为唯一碳源的选择培养基进行培养
D. 若每次稀释10倍,图中的a为18,图中将土壤稀释了10³倍
21. 动物细胞培养流程:①对新鲜取材的动物组织进行处理→②用培养液将细胞制成细胞悬液→③将细胞悬液置于培养皿或培养瓶,置于适宜环境中培养。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤①只能用酶解法,所用的酶是胰蛋白酶、胶原蛋白酶等
B. 步骤②中所用培养液中除加入营养物质外,还需加入琼脂
C. 步骤③中适宜气体条件是90%的空气+10%的CO2
D. 步骤③中的大部分细胞贴附于某些基质表面才能生长增殖
22. 我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种H,其过程如图所示。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中②过程使用纤维素酶和果胶酶进行处理,得到原生质体B、D
B. 过程③采用PEG、灭活病毒诱导融合等方法得到的两两融合的细胞有3种
C. ①过程用X射线处理A,碘乙酰胺处理C,可筛选到F,以便获得优良品种H
D. 培育优良品种H的过程运用了植物细胞的全能性和细胞膜的流动性
23. 世界首例体细胞克隆猴在中国产生,体细胞克隆猴的成功将为人类健康做出巨大贡献,培育克隆猴的流程如下图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 将成纤维细胞注入去核卵母细胞前,用灭活仙台病毒短暂处理的目的是利于细胞融合
B. 克隆猴“中中”和“华华”的细胞质基因来自猴A和猴 B
C. 组蛋白的甲基化和乙酰化不利于重构胚完成细胞分裂和发育过程
D. 体细胞克隆猴的成功便于建立某些疾病模型和药物筛选
24. 限制性内切核酸酶EcoR I识别并切割一段由6个碱基对组成DNA 序列,用EcoRI完全酶切水稻基因组DNA,理论上得到DNA片段的平均长度(碱基对)约为( )
A. 6 B. 250 C. 4000 D. 24000
25. DNA 分子杂交时,常需要大量的单链 DNA 探针。不对称PCR 是一种常见的单链DNA 探针制备方法,其原理是反应体系中加入一对数量不相等的引物。假设在PCR 反应的早期10个循环中,扩增产物是双链DNA,当较少的限制性引物耗尽后,数量较多的非限制性引物将引导合成大量目标DNA 单链。下列说法正确的是( )
A. 若A 链为所需的DNA 分子探针,则非限制性引物应选用引物Ⅲ
B. 进行最初10个循环的目的是为了将限制性引物消耗完,以保证获得大量的单链DNA 探针
C. 设计较长的限制性引物与较短的非限制性引物,以便于后阶段通过提高温度来控制产物生成量
D. 如果体系中原模板 DNA的数量为a,共进行25次循环,则最终获得的单链探针数为15×210a
二、非选择题(共50分)
26. 研究表明:相对于动物,植物的细胞呼吸还包括另一条由交替氧化酶(AOX)主导的途径,该呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境,具体过程如图所示,其中iATP 为细胞内ATP,eATP为细胞外ATP。
(1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,常采用的方法是_____。从结构上来看,二者都具有_____层磷脂双分子层。
(2)据图推测,图1中的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于_____膜上。在暗反应阶段,NADPH参与卡尔文循环时的具体作用是_____(答出2点即可)。
(3)强光下,光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量,使叶绿体内NADP⁺含量_____。植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH转移出叶绿体,并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以_____的形式散失,从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。同时,eATP 通过DORN1 受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降,进一步避免光抑制现象产生,因此强光照射下植物可避免光抑制,该调节过程为_____(填“正反馈”或“负反馈”)。
(4)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在 ATP 合酶,eATP 可来源于_____(填场所)产生的iATP,据图判断,eATP 最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用,理由是_____。
(5)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后,光合作用速率不再继续随着光照强度增强而升高时的光照强度,科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔光合作用速率的影响,实验结果如图2所示。
①据图2结果分析,在一定范围内,随海藻浒苔脱水率增大,其光饱和点将会_____(填“升高”“降低”或“不变”)。已知酶活性会受含水量影响,据此分析脱水导致光饱和点发生该变化的原因是_____。
27. 下图甲曲线表示某果蝇(2N=8)精原细胞的分裂过程中染色体组数目的变化,乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA 含量的变化。回答下列问题:
(1)图甲曲线AB段染色体的主要行为有_____(填两点);既无同源染色体,也无姐妹染色单体的区段是_____。
(2)图乙曲线“J→K”段与图甲中含义相同的区段是_____;不考虑变异,IJ时期的细胞中染色体数量为_____条。请在下图补充该果蝇一个精原细胞进行分裂时细胞内同源染色体对数的变化曲线_____。
(3)若该果蝇的基因型为AaBb,两对基因均在同一对常染色体上(正常情况如下图所示),已知产生了一个 Ab配子,最可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,实现了同源染色体_____(填“等位基因”或“非等位基因”)的重新组合,这是产生配子多样性的原因之一。据该推测,产生 Ab配子的次级精母细胞的基因型为_____。
(4)接(3)小题作答,为了弄清变异类型,进一步研究发现,该Ab配子形成过程中,在姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因,最终该精原细胞产生了3个携带A基因和1个携带a基因的精子,请推测该精原细胞分裂过程中的变异类型是_____,并说明理由:_____。
(5)将果蝇精原细胞(全部DNA 含31P)置于含32P 的培养液中培养,进行一次有丝分裂后,将其中一个细胞置于含31P的培养液中接着进行减数分裂,则在减数第一次分裂后期被32P标记的染色体数目为_____,最终形成的4个精细胞中有放射性的细胞比例为_____。
28. 老米酒具有悠久的历史,以营养丰富、保健养生而著称。回答下列问题:
(1)老米酒是以糯米为原料,经糖化、酒化等过程发酵而来的。糯米需经糖化后才能被酿酒酵母转化成酒精,原因是_____。为监测发酵过程中酵母菌数量的变化,可定期取样并对样品中菌体数量进行统计,除可以用血细胞计数板计数外,还可以用_____法计数,该法计数依据是_____。
(2)老米酒中原儿茶酸(PCA)具有良好抗菌、抗氧化、抗炎症等作用。生成PCA的关键酶是烯酰辅酶 A 水合酶(ECH)。为进一步研究 ECH 的结构,研究人员拟将 Ech基因载入原核高效表达载体,并将重组质粒转化到大肠杆菌细胞内进行表达,以获得大量的ECH 蛋白。
①图1所示的引物1~4中,利用PCR 获得 Ech基因时应选择的两种引物是_____。引物核苷酸序列不宜过短,其原因是_____。
②Ech基因和表达载体的限制酶切位点如图1、图2所示,相关限制酶的识别序列见下表。为使 Ech基因与载体连接并正确表达,在设计PCR 引物时需在①所选两种引物的5'端分别增加限制酶_____(与①中所选的引物顺序一致)的酶切位点相应序列。与单酶切相比,采用双酶切的优点有_____。
③在 PCR扩增目的基因的过程中,假设一共进行了n次循环,含其中一种引物的DNA 分子是_____个,共需要消耗引物的数量是_____个。
④构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA 连接酶底物的是_____。
⑤可将转化后的大肠杆菌接种到含_____的固体培养基上进行筛选,能在该培养基上形成菌落的大肠杆菌_____(填“一定”或“不一定”)含有 Ech基因,请说明理由_____。除选择培养基外,可用于检测转基因是否成功的生物技术还有_____(答出2种即可)。
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树德中学高2022级高三上期开学考试生物试题
一、单项选择题(共50分,每题2分)
1. 淡水中生活的草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,与常态相比,其伸缩泡的伸缩频率分别将会( )
A. 增加、增加 B. 增加、减少 C. 减少、增加 D. 减少、减少
【答案】B
【解析】
【分析】单细胞生物只由单个细胞组成,生物个体微小,全部生命活动在一个细胞内完成一般生活在水中。如草履虫就是单细胞的动物,由这个细胞就能够完成各项生命活动。
【详解】淡水中生活的原生动物,如草履虫能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破,所以将草履虫放在蒸馏水中,草履虫伸缩泡的伸缩频率会增加,以排出体内过多的水分。将草履虫放在海水中,草履虫会失水,伸缩泡的收缩频率会减小。
故选B。
2. 选择合适的材料、试剂、运用科学的研究方法是取得实验成功的关键。下列叙述正确的是( )
A. 探究胃蛋白酶的最适pH时,先分别用pH为5、7、9的缓冲液处理酶
B. 在凝胶中 DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关
C. 探究酵母菌呼吸方式时,向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾出现灰绿色,说明一定有酒精产生
D. 绿叶中色素的提取和分离实验中,用单层滤纸过滤研磨液以提高色素纯度
【答案】B
【解析】
【分析】PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
【详解】A、胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.2,探究胃蛋白酶的最适pH时,先分别用过低pH(低于1.5)、最适pH、过高pH(高于2.2)的缓冲液处理酶,A错误;
B、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,B正确;
C、由于酸性重铬酸钾也能和葡萄糖发生颜色反应,因此探究酵母菌呼吸方式时,向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾出现灰绿色,不能说明一定有酒精产生,C错误;
D、绿叶中色素的提取和分离实验中,单层滤纸会吸附色素,如果用单层滤纸过滤研磨液会降低色素纯度,D错误。
故选B。
3. 人体的甲状腺细胞以主动转运方式吸收碘,碘进入人体后约70%~80%都聚集到甲状腺中。目前,甲状腺癌常采用手术切除为主的综合治疗,部分患者术后需辅以131Ⅰ放射治疗。131I衰变过程中发出的β射线作用于残留的甲状腺组织和肿瘤病灶,直接破坏残留甲状腺和肿瘤细胞,达到治疗的目的。131I治疗后需隔离观察一周以上,两周内避免接触儿童及孕妇。下列相关叙述,正确的是( )
A. 癌细胞表面的糖蛋白增加,容易在组织间转移
B. 131I 与甲状腺细胞膜上通道蛋白结合后转运进细胞
C. 甲状腺癌细胞被¹³¹I放疗杀死,属于细胞凋亡
D. 131I 对儿童和胚胎存在致癌致畸风险
【答案】D
【解析】
【分析】甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物,由甲状腺细胞合成,其作用是促进生长发育促进新陈代谢与中枢神经系统的发育有关。
【详解】A、癌细胞膜表面的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,容易转移,A错误;
B、人体的甲状腺细胞以主动转运方式吸收碘,131I与甲状腺细胞膜上载体蛋白结合后被转运至细胞,而通过通道蛋白协助的运输方式为协助扩散,B错误;
C、甲状腺癌细胞被131I放疗杀死,属于细胞坏死,C错误;
D、131I具有放射性,会诱发基因突变,因而对儿童和胚胎存在致癌致畸风险,D正确。
故选D。
4. 南瓜中含有丰富的糖类、蛋白质、维生素等营养成分,以及钴、锌等矿物质,具有补胃、健脾等作用,是很好的保健食品。已知钴能活跃人体的新陈代谢,促进造血功能。下列有关叙述正确的是( )
A. 南瓜种子中的结合水是细胞内良好的溶剂和化学反应的介质
B. 南瓜中含有钴、锌等大量元素和维生素,食用南瓜可提高人体免疫力
C. 南瓜蒸煮时其蛋白质中的肽键被破坏,肽链松散,有利于人体的消化、吸收
D. 南瓜中的纤维素是由葡萄糖组成的多糖,不能被消化,能促进人体肠道的蠕动
【答案】D
【解析】
【分析】糖类分为:单糖、二糖、多糖,其中单糖包括葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖,二糖包括麦芽糖、蔗糖和乳糖,多糖包括淀粉、纤维素和糖原。
【详解】A、结合水是不能自由流动的水,南瓜种子中的自由水是细胞内良好的溶剂和化学反应的介质,A错误;
B、锌是细胞中的微量元素,B错误;
C、南瓜蒸煮时蛋白质变性,空间结构变得松散,有利于人体进行消化、吸收,但肽键并未被破坏,C错误;
D、南瓜中的纤维素是多糖,是由葡萄糖组成,不能被吸收利用,但能促进人体肠道的蠕动,D正确。
故选D。
5. 细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧。下列关于细胞的说法,合理的是( )
A. 洋葱表皮细胞在清水中不会涨破,主要是因为细胞膜能控制物质进出
B. 变形虫细胞中的细胞骨架锚定并支撑许多细胞器,并与细胞的运动有关
C. 叶绿体内堆叠着大量类囊体,有利于二氧化碳在膜上的吸收利用
D. 蓝细菌细胞具有多种膜结构细胞器,可将细胞质分割成许多功能化区域
【答案】B
【解析】
【分析】细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构。细胞骨架由蛋白质纤维组成,细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、洋葱表皮细胞在清水中不会涨破,主要是因为细胞壁具有支持保护作用,A错误;
B、变形虫细胞中的细胞骨架锚定并支撑许多细胞器,并与细胞的运动有关,B正确;
C、叶绿体内堆叠着大量类囊体,扩大膜面积,为酶提供更多的附着为位点,有利于光反应的进行,C错误;
D、蓝细菌细胞为原核细胞,不具有含膜结构的细胞器,D错误。
故选B。
6. 酶的抑制剂分为可逆型抑制剂(与酶结合使酶的活性降低,但酶活性能恢复)和不可逆型抑制剂(与酶结合使酶的活性降低,但酶活性不能恢复)。物质P对酶A的活性具有抑制作用,为了探究物质P属于哪种类型的抑制剂,某同学进行如下相关实验:
试管甲:加入酶A和底物;
试管乙,加入酶A、底物和物质P
试管丙:加入酶A和物质P,透析去除物质P后再加入底物;
分别检测三支试管中的酶活力。下列相关分析错误的是( )
A. 单位时间内试管甲中的产物生成量明显多于试管乙
B. 若试管乙的酶活力低于试管丙,则物质P为可逆型抑制剂
C. 实验说明酶抑制剂通过与酶结合导致酶空间结构改变进而抑制酶活性
D. 若试管乙的酶活力与试管丙相同,则物质P为不可逆型抑制剂
【答案】C
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。催化剂是降低反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。酶的活性受温度、pH、激活剂或抑制剂等因素的影响。
【详解】A、试管甲:加入酶A和底物;试管乙:加入酶A、底物和物质P,物质P抑制酶的活性,所以单位时间内试管甲的产物生成量多于试管乙,A正确;
B、试管丙:加入酶A和物质P,透析后再加入底物;若P为可逆型抑制剂,则透析后去除抑制剂P,酶的活性恢复,试管乙的酶促反应速率低于试管丙,B正确;
C、酶抑制剂可能与酶结合后导致酶的空间结构发生改变从而抑制酶活性,也可能与底物竞争酶的结合位点而抑制酶活性,但本实验无法说明抑制剂作用的具体机制,C错误;
D、若物质P为不可逆型抑制剂,酶的活性不能恢复,透析后酶促反应速率为试管丙与试管乙相同,D正确。
故选C。
7. 将某幼儿脐贴在患儿肚脐处皮肤贴敷12小时可有效缓解小儿腹泻腹痛。如图所示,贴剂中的丁香酚经扩散最终进入胃壁细胞,刺激胃蛋白酶和胃酸分泌,进而促进食物的消化。下列相关叙述正确的是( )
A. 丁香酚进入细胞的方式与小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式相同
B. 胃壁细胞膜上协助H⁺排出的载体蛋白还可为反应提供活化能
C. 胃蛋白酶在胃壁细胞内合成后可通过胞吐作用进入内环境
D. K⁺从胃腔进入胃壁细胞中与H⁺从胞内排出的方式相同
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图,丁香酚顺浓度梯度进入胃壁细胞,促进胃蛋白酶的分泌,并且通过H+-K+-ATP酶把K+转运进胃壁细胞,同时把H+转运出胃壁细胞,促进胃酸的分泌,具有促进消化的作用。
【详解】A、丁香酚进入细胞为顺浓度梯度的被动运输,而小肠上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输,二者的方式不同,A错误;
B、胃壁细胞膜上协助H+排出的载体蛋白兼有ATP水解酶活性,可降低反应的活化能,B错误;
C、胃蛋白酶在胃壁细胞内合成后可通过胞吐作用进入胃腔,但胃腔不属于内环境,C错误;
D、H+由从胞内排出时,pH由7.3变为0.8,运输方式为主动运输,K+从胃腔进入胃壁细胞膜的运输方式也为主动运输,D正确。
故选D。
8. 科研人员发现,给健康小鼠接种衰老细胞,之后它们受到黑色素瘤和胰腺癌细胞攻击时,能够防止或延缓肿瘤的形成。对于已经长出肿瘤的小鼠,接种衰老细胞也有明显的改善效果。下列相关叙述正确的是( )
A. 自由基学说认为,细胞衰老后产生的自由基会通过负反馈阻止生物膜产生自由基
B. 端粒学说认为,与衰老细胞有关的端粒由RNA和蛋白质组成,细胞每分裂一次缩短一截
C. 细胞毒性T细胞具有杀死癌细胞作用,该过程可能使癌细胞发生细胞凋亡
D. 根据题干信息可知,在临床上,人们也可以通过将衰老细胞注射到人体内以便促进抗肿瘤免疫反应
【答案】C
【解析】
【分析】目前普遍认为导致细胞衰老的有两种学说:
(1)自由基理论:自由基是生物氧化过程中产生的、活性极高的中间产物。自由基的化学性质活泼,可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质,造成氧化性损伤,结果导致DNA断裂、交联、碱基羟基化,蛋白质变性失活等胞结构和功能的改变。
(2)端粒学说:端粒是染色体末端一种特殊结构,其DNA由简单的重复序列组成。在细胞分裂过程中,端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短。科学家提出了端粒学说,认为端粒随着细胞的分裂不断缩短,当端粒长度缩短到一定阈值时,细胞就进入衰老过程。
【详解】A、自由基学说认为自由基会通过正反馈促进生物膜产生自由基,A错误;
B、端粒学说认为端粒由DNA和蛋白质组成,细胞每分裂一次缩短一截,B错误;
C、细胞毒性T细胞具有清除功能,细胞毒性T细胞清除癌细胞的过程可使癌细胞发生细胞凋亡,C正确;
D、题干中的实验仅可证明该方法可在小鼠体内促进抗肿瘤免疫反应,不能证明在人体内有相同效果,D错误。
故选C。
9. 外泌体是活细胞衍生的一种囊泡状结构,可以作为细胞间信息交流的载体。其形成过程中产生的多囊体可以与溶酶体融合,其中内容物被水解酶降解,也可与细胞膜融合,释放外泌体(如下图所示)。图中V-ATPase是溶酶体膜上的蛋白复合物,可作为质子泵维持溶酶体正常的pH。受体细胞可以通过特异性受体识别外泌体。下列有关叙述错误的是( )
A. 外泌体的形成和受体细胞识别外泌体的过程均体现了膜的流动性
B. 抑制V-ATPase的功能,内环境中的外泌体可能会增加
C. 若外泌体应用于疾病治疗,可能会成为理想的大分子药物载体
D. 若microRNA能与靶细胞内相应的mRNA结合,则会影响相应基因的翻译
【答案】A
【解析】
【分析】细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的,这体现细胞膜的流动性,是细胞膜的结构特性;而细胞膜具有不同种类和数量的载体蛋白,这是细胞膜选择透过性的基础,是细胞膜的功能特性。
【详解】A、外泌体形成过程体现了膜的流动性,受体细胞通过特异性受体识别外泌体,这属于细胞膜的信息交流作用,并没有体现膜的流动性,A错误;
B、V-ATPase是溶酶体膜上的蛋白复合物,作为质子泵维持溶酶体正常的pH,多囊体可以与溶酶体融合,其中内容物被水解酶降解,多囊体也可与膜融合后释放到胞外,形成外泌体,当抑制V-ATPase的功能,多囊体与溶酶体融合减少,释放到细胞膜外的增多,外泌体将增多,B正确;
C、受体细胞可以通过特异性受体识别外泌体,且外泌体能够运输大分子物质,若外泌体应用于疾病治疗,可能会成为理想的大分子药物载体,C正确;
D、若 microRNA 能与靶细胞内相应的 mRNA 结合,则会导致mRNA作为翻译模板的功能丧失,影响相应基因的翻译,D正确。
故选A。
10. 研究表明,持续的肺部炎症会导致休眠癌细胞的周围出现中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和基质金属蛋白酶9(MMP9),它们能将肺部组织中的层黏连蛋白切割,暴露出一个名为“表位”的新表面,附近的休眠癌细胞能识别“表位”并被唤醒。下列相关叙述错误的是( )
A. 休眠癌细胞能通过特异性受体蛋白识别“表位”
B. 被唤醒的癌细胞的细胞周期失控,自由水含量会增加
C. 为防止癌症复发,应使用大量的抗生素及时根治肺部炎症
D. 抑制核糖体与内质网结合的药物可降低中性粒细胞中NE和MMP9的合成与分泌
【答案】C
【解析】
【分析】根据题干信息分析可知,休眠癌细胞被唤醒与持续的肺部炎症有关,持续的肺部炎症会导致其周围出现两种蛋白酶,即中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和基质金属蛋白酶9(MMP9),它们能将肺部组织中的层粘连蛋白切割,暴露出一个名为“表位”的新表面,并被休眠癌细胞识别而将休眠癌细胞唤醒,说明休眠癌细胞的细胞膜表面有与“表位"特异性结合的受体蛋白。
【详解】A、休眠癌细胞能识别“表位”并被唤醒,说明休眠癌细胞的细胞膜表面有与“表位"特异性结合的受体蛋白,A正确;
B、被唤醒的癌细胞不断分裂,细胞周期会缩短,其代谢旺盛,自由水的含量会增加,B正确;
C、癌细胞需要免疫系统的清除,已经癌变的细胞通过使用抗生素消除炎症已经没有作用,C错误;
D、NE和MMP9都属于分泌蛋白,抑制核糖体与内质网结合的药物可降低中性粒细胞中NE和MMP9的合成与分泌,其可为抗癌药物的研发提供思路,D正确。
故选C。
11. 减数分裂过程中染色体的联会和分离与黏连复合蛋白(REC8和RAD21L)相关,见右图。在细胞分裂过程中,黏连复合蛋白被分离酶(separase,一种蛋白水解酶)水解后,相应染色体才能正常分离,使细胞分裂继续进行。下列相关推测不合理的是( )
A. 正常情况下,REC8蛋白和RAD21L蛋白水解分别发生在减数分裂Ⅱ后期、减数分裂I后期
B. 能够催化相应黏连复合蛋白水解的分离酶在发挥作用前可能处于非活跃状态
C. 据图和题干信息推测,有丝分裂过程中不会合成RAD21L蛋白
D. REC8蛋白的存在不利于染色体着丝粒的粘附
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知REC8蛋白是用于姐妹染色单体之间的黏连,RAD21L蛋白用于同源染色体之间的联会。
【详解】A、由图可知REC8蛋白是用于姐妹染色单体之间的黏连,RAD21L蛋白用于同源染色体之间的联会;而姐妹单色单体的分离发生在减数分裂Ⅱ后期,同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,A正确;
B、能够催化相应黏连复合蛋白水解的分离酶在发挥作用前不能破坏对应的蛋白质,因此其处于非活跃状态,B正确;
C、RAD21L蛋白用于同源染色体之间的联会,而有丝分裂过程中不发生同源染色体的联会,C正确;
D、REC8蛋白的存在可以将姐妹染色单体黏连,有利于染色体着丝粒的粘附,D错误。
故选D。
12. 人体中的促红细胞生成素(EPO)主要由肾脏的部分细胞分泌,是一种能够促进造血干细胞增殖分化为红细胞的蛋白。研究发现,在氧气供应不足时,低氧诱导因子(HIF)可与EPO基因的低氧应答元件结合,使得EPO的mRNA的含量增多,促进EPO的合成。相关机理如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A. HIF基因的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接
B. EPO作用于红细胞膜上受体,促进成熟红细胞增殖和分化
C. HIF在转录水平调控EPO基因的表达,促进EPO的合成
D. 骨髓造血功能不全的患者,EPO表达水平较正常人高
【答案】B
【解析】
【分析】据图分析可知,图示表示人体缺氧调节机制,其中①表示转录过程,②表示翻译过程。
【详解】A、HIF基因的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的,排列在DNA分子的外侧,A正确;
B、成熟红细胞没有细胞核,不再增殖和分化,B错误;
C、由图可知,低氧诱导因子(HIF)与EPO基因的低氧应答元件结合,影响的是转录过程,因此HIF在转录水平调控EPO基因的表达,促进EPO的合成,C正确;
D、EPO是一种能够促进造血干细胞增殖分化为红细胞的蛋白,骨髓造血功能不全患者,红细胞数目较少,则EPO表达水平较正常人高,D正确。
故选B。
13. 动物细胞呼吸部分代谢过程如图所示;非糖物质代谢所形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可进一步形成葡萄糖。下列相关叙述,正确的是( )
A. 过程②发生的场所在细胞质基质
B. 过程①生成的氨基酸是必需氨基酸
C. X物质是甘油,不是合成磷脂分子的成分
D. 蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸联系起来
【答案】D
【解析】
【分析】细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。其意义如下:1、细胞呼吸为生物体提供能量;2、细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,例如:细胞呼吸产生的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可以进一步形成葡萄糖,蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
【详解】A、过程②为有氧呼吸第二阶段,发生的场所在线粒体基质,A错误;
B、过程①生成的氨基酸能够在体内合成,是非必需氨基酸,B错误;
C、脂肪是由脂肪酸和甘油组成,因此X物质是甘油,磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成,因此甘油是合成磷脂分子的成分,C错误;
D、细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来,D正确。
故选D。
14. 心肌细胞中Fe²⁺缺乏会导致心脏衰竭。研究发现,心肌细胞中SLC40A1(一种Fe²⁺载体蛋白)过度表达会导致心肌细胞中明显铁缺乏,进而导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡等,进而导致心脏衰竭的发生,机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 线粒体功能障碍会影响神经冲动的传导
B. 细胞凋亡与基因有关,与环境因素无关
C. 转运Fe²⁺时SLC40A1会发生空间构象的改变
D. Fe²⁺缺乏引起的氧化应激与NADPH减少有关
【答案】B
【解析】
【分析】线粒体是真核细胞中的一种半自主性细胞器,具有双层膜结构,内膜向腔内突起形成许多嵴。它是细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为“动力工厂”。线粒体的主要功能是通过呼吸作用将食物分解产物中的能量逐步释放出来,供应细胞的各项活动。
【详解】A、线粒体功能障碍导致能量供应异常,从而影响神经冲动的传导,A正确;
B、细胞凋亡是由基因决定的自动结束生命的过程,与环境因素有关,B错误;
C、转运Fe²⁺为主动运输,主动运输需要载体蛋白的参与,主动运输中载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,C正确;
D、铁缺乏会导致Fe3+转化为Fe2+,会消耗NADPH,导致NADPH减少,进而发生氧化应激,导致细胞凋亡,D正确。
故选B。
15. 图1表示某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是( )
A. 图1中产生O2与消耗O2的场所分别为线粒体内膜、类囊体薄膜
B. 图2温度为t2时,氧气的去向仅被线粒体利用
C. 图2温度为t3时,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h
D. 图2温度为t4时,植物体光合速率等于呼吸速率
【答案】C
【解析】
【分析】黑暗条件下氧气的消耗值代表了呼吸速率,且已知t1<t2<t3<t4,由图可知,随着温度的升高,呼吸速率逐渐增加,说明在实验温度范围内,绿藻呼吸作用相关酶的活性与温度呈正相关;光下氧气的增加值代表了净光合速率(=总光合速率-呼吸速率),随着温度的升高净光合速率先逐渐增加后降低,t4时净光合速率与呼吸速率相等。
【详解】A、图1中光合作用产生O2与呼吸作用消耗O2的场所分别为类囊体薄膜、线粒体内膜,A错误;
B、适宜光照条件下,图2温度为t2时,光合速率大于呼吸速率,产生的氧气被线粒体利用和释放到外界环境中,B错误;
C、光照下氧气产生量就是实际光合速率,t3温度下,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h,C正确;
D、t4温度条件下,叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,对于整个植物体而言,光合速率小于呼吸速率,D错误。
故选C。
16. 下图为马蛔虫和果蝇减数分裂过程的示意图。下列叙述错误的是( )
A. ①一定来自马蛔虫的精巢
B. ②可能来自马蛔虫的精巢或果蝇的卵巢
C. ③可能来自马蛔虫的精巢或马蛔虫的卵巢
D. ④一定来自马蛔虫的卵巢
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:①中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂;②中存在同源染色体且发生了着丝粒的分裂,处于有丝分裂后期;③中无同源染色体且着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期;④中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,处于减数第一次分裂后期,细胞质不均等分裂。
【详解】A、①中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,且细胞中含有2对同源染色体,①一定来自马蛔虫的精巢(2n=4),A正确;
B、根据题干信息,图②为减数分裂过程,并且着丝粒分裂姐妹染色单体分开,说明图②所处时期应该是减数第二次分裂后期。此时细胞内染色体条数为8条,那么该生物体细胞染色体条数也为8条,同时,该细胞细胞质均等分配,因此,该细胞既可以来源于果蝇的精巢,又可以来源于果蝇的卵巢,不可能是马蛔虫精巢,B错误;
C、③中同一极无同源染色体且着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期,细胞质均等分裂,③可能来自马蛔虫的精巢或马蛔虫的卵巢(第一极体在减数第二次分裂时细胞质均等分裂),C正确;
D、④中发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,处于减数第一次分裂后期,细胞质不均等分裂,且染色体数目为4,④一定来自马蛔虫的卵巢,D正确。
故选B。
17. 图甲和图乙表示细胞有丝分裂过程中不同时期的染色体、染色单体和核DNA数量,图丙表示某一时期的图像。下列叙述正确的是( )
A. 图甲和乙中A表示DNA,B表示染色单体,C表示染色体
B. 图丙时期对应图甲,N的数值是3
C. 图丙是显微镜下观察的最佳时期,可观察到细胞板出现
D. 图甲到图乙变化过程中染色体和DNA均加倍
【答案】B
【解析】
【分析】图甲和图乙对比,B消失了,说明B为染色单体;图甲中A:B:C=1:2:2,则A为染色体、C为DNA;图甲表示G2期、有丝分裂前期和中期;图乙表示有丝分裂后期;图丙着丝粒排列在赤道面上,表示有丝分裂中期。
【详解】A、图甲和乙中A表示染色体,B表示染色单体,C表示DNA,A错误;
B、图丙时期表示有丝分裂中期、对应图甲,丙图可知有6条染色体,图中N的数值是3,B正确;
C、图丙表示有丝分裂中期,是显微镜下观察的最佳时期,但是没出现细胞板,C错误;
D、图甲到图乙过程染色单体变为0,说明着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,图甲到图乙变化过程中染色体数目加倍,DNA不加倍,D错误。
故选B。
18. 我国科研人员尝试利用基因编辑技术敲除杂交水稻的4个相关基因,实现杂种的“无融合生殖”,如图所示。试推测图中敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用可能为( )
A. 使同源染色体分离 B. 促进着丝粒分裂
C. 抑制纺锤体形成 D. 抑制染色体复制
【答案】A
【解析】
【分析】题图分析,正常情况下进行的减数分裂过程中,同源染色体应该分离,分别进入不同的配子,而由题图可知,利用基因编辑技术敲除4个基因后,进行减数分裂时同源染色体没有分离,故可推测敲除的4个基因在正常减数分裂中起的作用是使同源染色体分离。
【详解】结合图示可以看出,敲除四个基因之后,水稻的减数分裂变成有丝分裂;受精后,雄配子的染色体消失,减数分裂变成有丝分裂后,细胞中能够进行的是着丝粒分裂、纺锤体形成、染色体复制,细胞中不能进行的是同源染色体分离,据此可判断,敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用可能是使同源染色体分离,A正确。
故选A。
19. 真核细胞的细胞周期分为间期和分裂期,受多种物质的调控,分裂间期又分为G1、S、G2三个阶段。下图是某动物细胞的调节过程,图中CDK2-CyelinE是细胞周期G1进入S期的关键调控因子。如果细胞中的DNA受损,会发生如图所示调节过程。下列叙述正确的是( )
A. DNA正常,p53蛋白会降解;DNA损伤,p53蛋白会活化
B. 活化的p53蛋白有利于DNA复制和转录的发生
C. 失活的CDK2-CyclinE,将导致细胞周期中分裂期的细胞比例显著下降
D. 细胞内DNA受损可能是自由基的攻击所致,自由基还可能攻击蛋白质和磷脂分子
【答案】ACD
【解析】
【分析】分析题图:DNA正常时,p53蛋白会降解;DNA损伤时,会活化p53蛋白,活化的p53蛋白能促进p21基因表达形成p21蛋白,p21蛋白使CDK2-cyclinE失活,导致细胞不能从G1期进入S期。
【详解】A、由图可以看出,DNA正常,p53蛋白降解,DNA损伤,p53蛋白活化,A正确;
B、活化的p53蛋白能促进p21基因表达形成p21蛋白,p21蛋白使CDK2-CyclinE失活,导致细胞不能从G1期进入S期,不利于DNA复制的发生,图中看出促进p21基因转录,B错误;
C、CDK2-CyelinE是细胞周期G1进入S期的关键调控因子,CDK2-CyclinE失活,导致细胞不能从G1期进入S期,可能导致连续分裂的细胞大量停留在间期,分裂期的细胞比例下降,C正确;
D、自由基可能攻击细胞膜上的磷脂分子,产生更多的自由基、攻击DNA分子,可能使DNA发生基因突变,攻击蛋白质,蛋白质活性下降,细胞衰老,D正确。
故选ACD。
20. 花生的根系在生长过程中会分泌苯甲酸、苯乙酮等物质(这些物质不是花生基本的生命活动所必需的)以抑制某些病菌和其他植物的生长。同一片土地多年连续种植花生会导致这些有毒物质不断积累,造成花生产量下降。某大学通过“采集根际土壤→选择培养→分离、纯化培养→菌种鉴定”筛选出可将苯甲酸降解为无毒小分子(CO2、H2O等)的根际菌,分离、纯化培养的具体操作如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 花生根系分泌的苯甲酸、苯乙酮等物质属于次生代谢物
B. 可从多年连续种植花生的土壤中寻找降解苯甲酸的根际菌
C. 该实验需配制以苯甲酸为唯一碳源的选择培养基进行培养
D. 若每次稀释10倍,图中的a为18,图中将土壤稀释了10³倍
【答案】D
【解析】
【分析】1、培养微生物的培养基按照物理性质划分可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,固体培养基具有容易观察和记录细胞的生长形态和行为;按照功能划分分为选择培养基和鉴别培养基,选择培养基是指根据某种(类)微生物特殊的营养要求或对某些特殊化学、物理因素的抗性而设计的,能选择性区分这种(类)微生物的培养基。利用选择性培养基,可使混合菌群中的某种(类)微生物变成优势种群,从而提高该种(类)微生物的筛选效率。
2、植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。次生代谢物是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等),在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
【详解】A、因为花生根系分泌的苯甲酸、苯乙酮等物质是其生存非必需的物质,所以属于次生代谢物,A正确;
B、降解苯甲酸的根际菌大多分布在富含苯甲酸的环境中,多年连续种植花生的土壤中苯甲酸含量相对较高,因此从这种土壤中获得降解苯甲酸的微生物的几率要高于普通环境,B正确;
C、为确保能够分离得到苯甲酸分解微生物,常将土壤稀释液先进行选择培养,该培养基应以苯甲酸为唯一碳源,其他营养物质适宜,C正确;
D、分离、纯化培养时,采用稀释涂布平板法接种,先进行等浓度梯度稀释,如果每次稀释10倍,则取2mL菌液需要添加18mL无菌水,图中一共稀释了4次,因此总共稀释了104倍,D错误。
故选D。
21. 动物细胞培养流程:①对新鲜取材的动物组织进行处理→②用培养液将细胞制成细胞悬液→③将细胞悬液置于培养皿或培养瓶,置于适宜环境中培养。下列相关叙述正确的是( )
A. 步骤①只能用酶解法,所用的酶是胰蛋白酶、胶原蛋白酶等
B. 步骤②中所用培养液中除加入营养物质外,还需加入琼脂
C. 步骤③中适宜的气体条件是90%的空气+10%的CO2
D. 步骤③中的大部分细胞贴附于某些基质表面才能生长增殖
【答案】D
【解析】
【分析】1、动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
2、动物细胞培养时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、步骤①对新鲜取材的动物组织进行处理时,可以用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法,将组织分散成单个细胞,A错误;
B、步骤②用培养液将细胞制成细胞悬液时,不需要加琼脂,B错误;
C、步骤③中适宜的气体条件是在含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养,C错误;
D、动物细胞具有贴壁生长的特点,体外培养的动物细胞大多数都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,D正确。
故选D。
22. 我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种H,其过程如图所示。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。下列有关叙述错误的是( )
A. 图中②过程使用纤维素酶和果胶酶进行处理,得到原生质体B、D
B. 过程③采用PEG、灭活病毒诱导融合等方法得到的两两融合的细胞有3种
C. ①过程用X射线处理A,碘乙酰胺处理C,可筛选到F,以便获得优良品种H
D. 培育优良品种H的过程运用了植物细胞的全能性和细胞膜的流动性
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图示表示植物体细胞杂交的具体过程,其中E为融合的原生质体,F表示杂种细胞,G是愈伤组织,H表示杂种植株。
【详解】A、图中B、D是去除细胞壁的原生质体,由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,②过程去除植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶,A正确;
B、过程③将两个不同种的原生质体进行融合,不能用灭活病毒诱导植物的原生质体融合,B错误;
C、已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F,在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理,对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理,以便最终能获得优良杂种植株H,C正确;
D、该图表示植物体细胞杂交技术,两种细胞膜融合体现了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成完整植株体现了植物细胞的全能性,故培育优良品种H的过程运用了植物细胞的全能性和细胞膜的流动性,D正确。
故选B。
23. 世界首例体细胞克隆猴在中国产生,体细胞克隆猴的成功将为人类健康做出巨大贡献,培育克隆猴的流程如下图所示。据图分析,下列叙述错误的是( )
A. 将成纤维细胞注入去核卵母细胞前,用灭活的仙台病毒短暂处理的目的是利于细胞融合
B. 克隆猴“中中”和“华华”的细胞质基因来自猴A和猴 B
C. 组蛋白的甲基化和乙酰化不利于重构胚完成细胞分裂和发育过程
D. 体细胞克隆猴的成功便于建立某些疾病模型和药物筛选
【答案】C
【解析】
【分析】图示过程为体细胞克隆猴过程,该过程中应用了动物细胞培养(卵母细胞等的培养)、动物细胞融合(去核卵母细胞与成纤维细胞融合)和胚胎移植等技术。
【详解】A、灭活的仙台病毒具有促融的作用,因此,将成纤维细胞注入去核卵母细胞前,用灭活的仙台病毒短暂处理的目的是利于细胞融合,A正确;
B、据图可知,体细胞克隆猴是由去核卵母细胞和成纤维细胞融合而成,故体细胞克隆猴的线粒体DNA来自提供卵母细胞的母猴和成纤维细胞,即克隆猴“中中”和“华华”的细胞质基因来自猴A和猴B,B正确;
C、结合题图,重构胚在加入Kd4d的mRNA和TSA后,发育成克隆猴,而Kd4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰化酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚完成细胞分裂和发育过程,C错误;
D、克隆特定疾病模型的动物,可为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助,因此体细胞克隆猴的成功便于建立某些疾病模型和药物筛选,D正确。
故选C。
24. 限制性内切核酸酶EcoR I识别并切割一段由6个碱基对组成的DNA 序列,用EcoRI完全酶切水稻基因组DNA,理论上得到DNA片段的平均长度(碱基对)约为( )
A. 6 B. 250 C. 4000 D. 24000
【答案】C
【解析】
【分析】限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列,切割特定的位点,在特定的碱基之间切割磷酸二酯键。
【详解】据题干信息可知,EcoRⅠ的酶切位点有6个碱基对,由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C,则某一位点出现该序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096,即4096≈4000个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点,故理论上得到DNA片段的平均长度(碱基对)约为4000,C正确,ABD错误。
故选C。
25. DNA 分子杂交时,常需要大量的单链 DNA 探针。不对称PCR 是一种常见的单链DNA 探针制备方法,其原理是反应体系中加入一对数量不相等的引物。假设在PCR 反应的早期10个循环中,扩增产物是双链DNA,当较少的限制性引物耗尽后,数量较多的非限制性引物将引导合成大量目标DNA 单链。下列说法正确的是( )
A. 若A 链为所需的DNA 分子探针,则非限制性引物应选用引物Ⅲ
B. 进行最初10个循环的目的是为了将限制性引物消耗完,以保证获得大量的单链DNA 探针
C. 设计较长的限制性引物与较短的非限制性引物,以便于后阶段通过提高温度来控制产物生成量
D. 如果体系中原模板 DNA的数量为a,共进行25次循环,则最终获得的单链探针数为15×210a
【答案】D
【解析】
【分析】1、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
2、PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
【详解】A、由于DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链,引物Ⅱ和Ⅲ不能作为扩增探针序列引物,据题干信息“数量较多的非限制性引物将引导合成大量目标DNA 单链”可知,若A链为所需的DNA分子探针,即目标DNA单链,则则非限制性引物应选用引物Ⅳ,A错误;
B、 进行最初10个循环的目的是增加模板DNA的量,以便后期更快得到较多数量的目标DNA单链(单链DNA探针),B错误;
C、引物越短,复性时可与模板链形成的氢键数越少,越容易被高温破坏,因此可设计较短的限制性引物与较长的非限制性引物,适当提高复性温度以避免残留限制性引物与模板结合,从而提高产物生成量,C错误;
D、如果体系中原模板DNA的数量为a,最初10次循环产物为双链DNA分子为210×a个,其中有B链为210×a个,以这些链为模板,利用引物又进行了15次循环,每次循环生成的都是A链,不改变B链的数目,即B每次循环开始都是210×a个,15次循环每次生成A也是210×a个,故最终获得的单链探针数共为15×210×a个,D正确。
故选D
二、非选择题(共50分)
26. 研究表明:相对于动物,植物的细胞呼吸还包括另一条由交替氧化酶(AOX)主导的途径,该呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境,具体过程如图所示,其中iATP 为细胞内ATP,eATP为细胞外ATP。
(1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,常采用的方法是_____。从结构上来看,二者都具有_____层磷脂双分子层。
(2)据图推测,图1中的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于_____膜上。在暗反应阶段,NADPH参与卡尔文循环时的具体作用是_____(答出2点即可)。
(3)强光下,光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量,使叶绿体内NADP⁺含量_____。植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH转移出叶绿体,并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以_____的形式散失,从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。同时,eATP 通过DORN1 受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降,进一步避免光抑制现象产生,因此强光照射下植物可避免光抑制,该调节过程为_____(填“正反馈”或“负反馈”)。
(4)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在 ATP 合酶,eATP 可来源于_____(填场所)产生的iATP,据图判断,eATP 最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用,理由是_____。
(5)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后,光合作用速率不再继续随着光照强度增强而升高时的光照强度,科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔光合作用速率的影响,实验结果如图2所示。
①据图2结果分析,在一定范围内,随海藻浒苔脱水率增大,其光饱和点将会_____(填“升高”“降低”或“不变”)。已知酶活性会受含水量影响,据此分析脱水导致光饱和点发生该变化的原因是_____。
【答案】(1) ①. 差速离心法 ②. 双(两或2 或二)
(2) ①. 类囊体##类囊体薄膜 ②. 作为还原剂并提供能量
(3) ①. 减少(下降) ②. 热能 ③. 负反馈
(4) ①. 细胞质基质、线粒体(细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质) ②. eATP 与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号传导(eATP 与(细胞膜上的)受体结合后能激发与光合作用相关的信号传导)
(5) ①. 降低 ②. 脱水降低了光合作用有关酶的活性,导致光饱和点降低
【解析】
【分析】光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解、ATP和NADPH的合成过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原过程。
【小问1详解】
由于不同的细胞器的重量不同,因此分离细胞器常采用的方法是差速离心法;叶绿体与线粒体都具有两层膜,即2层磷脂双分子层。
【小问2详解】
分析题图可知,光系统Ⅰ和光系统Ⅱ参与光反应,故光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于类囊体膜上;在暗反应阶段,NADPH作为还原剂促进C3的还原并提供能量。
【小问3详解】
NADP+是暗反应NADPH供氢和供能后的产物,是光反应的原料,因此强光下,光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量,使叶绿体内NADP+含量减少;由图中可知,强光环境下,植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH转移出叶绿体,并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以热能的形式散失从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤;eATP通过DORN1受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降,进一步避免光抑制现象产生,因此强光照射下植物可避免光抑制,该调节过程为负反馈。
【小问4详解】
据图甲可知,eATP来源于iATP,而细胞内的ATP可由细胞呼吸产生,细胞呼吸发生的场所是细胞质基质、线粒体;据图判断,eATP与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号传导,故eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。
【小问5详解】
据图2结果可知,在一定范围内,随海藻浒苔脱水率增大,其光饱和点将会降低;已知酶活性会受含水量影响,据此分析脱水导致光饱和点发生该变化的原因可能是脱水降低了光合作用有关酶的活性,导致光饱和点降低。
27. 下图甲曲线表示某果蝇(2N=8)精原细胞的分裂过程中染色体组数目的变化,乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA 含量的变化。回答下列问题:
(1)图甲曲线AB段染色体的主要行为有_____(填两点);既无同源染色体,也无姐妹染色单体的区段是_____。
(2)图乙曲线“J→K”段与图甲中含义相同的区段是_____;不考虑变异,IJ时期的细胞中染色体数量为_____条。请在下图补充该果蝇一个精原细胞进行分裂时细胞内同源染色体对数的变化曲线_____。
(3)若该果蝇的基因型为AaBb,两对基因均在同一对常染色体上(正常情况如下图所示),已知产生了一个 Ab配子,最可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,实现了同源染色体_____(填“等位基因”或“非等位基因”)的重新组合,这是产生配子多样性的原因之一。据该推测,产生 Ab配子的次级精母细胞的基因型为_____。
(4)接(3)小题作答,为了弄清变异类型,进一步研究发现,该Ab配子形成过程中,在姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因,最终该精原细胞产生了3个携带A基因和1个携带a基因的精子,请推测该精原细胞分裂过程中的变异类型是_____,并说明理由:_____。
(5)将果蝇精原细胞(全部DNA 含31P)置于含32P 的培养液中培养,进行一次有丝分裂后,将其中一个细胞置于含31P的培养液中接着进行减数分裂,则在减数第一次分裂后期被32P标记的染色体数目为_____,最终形成的4个精细胞中有放射性的细胞比例为_____。
【答案】(1) ①. 螺旋化、同源染色体联会、非同源染色体自由组合等 ②. EG(EF)
(2) ①. DE ②. 8或4##4或8 ③.
(3) ①. 非等位基因 ②. AABb或 Aabb##Aabb或AABb
(4) ①. 基因突变 ②. 姐妹染色单体的相同位置上出现了A 和a基因,原因可能是基因突变或基因重组,若是基因突变,应产生3个携带A、1个携带a类型精子或3个携带a、1个携带A类型精子,而基因重组则只会产生2个携带A、2个携带a类型精子
(5) ①. 8 ②. 50%-100%
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数分裂前间期: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:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(粒)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:出现新的核膜和核仁、纺锤体和染色体消失。
【小问1详解】
据图甲可知,染色体组有减半的过程,说明该图表示精原细胞减数分裂过程,图中AB段染色体组数为2,故可表示减数第一分裂,染色体的主要行为有螺旋化、同源染色体联会、非同源染色体自由组合等;CD段染色体组数为1,此时细胞内无同源染色体,EF染色体组数又恢复到2,即发生了着丝粒分裂,姐妹染色单体消失,故既无同源染色体,也无姐妹染色单体的区段是EF(EG)。
【小问2详解】
乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA 含量的变化,J→K表示一条染色体上DNA 含量由2变成1,即发生了着丝粒分裂,为减数第二分裂的后期,对应图甲中的DE段;IJ段表示减数第一次分裂及减数第二次分裂前期和中期,故染色体数为8或4;精原细胞减数分裂细胞内同源染色体对数的变化曲线如图所示: 。
【小问3详解】
已知果蝇的基因型为AaBb,两对基因均在同一对常染色体上,据图可知,A和B在一条染色体上,a和b在同一条染色体上,正常情况下只能产生AB和ab的配子,若已产生了一个 Ab配子,最可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,实现了同源染色体非等位基因的重新组合,产生Ab配子的过程中发生的互换可以发生在A和a之间,也可以发生在B和b,进而可推测,则产生该配子的次级精母细胞的基因型为Aabb或AABb。
【小问4详解】
据题干信息“该Ab配子形成过程中,在姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因”可知,该精原细胞分裂过程中发生了基因突变或基因重组,若是基因突变,应产生3个携带A、1个携带a类型精子或3个携带a、1个携带A类型精子,而基因重组则只会产生2个携带A、2个携带a类型精子,故该精原细胞分裂过程中发生了基因突变。
小问5详解】
将含31P的果蝇精原细胞置于含32P的培养基中培养,进行一次有丝分裂后,将其中一个细胞置于含31P的培养液中接着进行减数分裂,由于DNA复制方式为半保留复制,精原细胞完成一次有丝分裂后,每个核DNA都是一条链为32P、一条链为31P,减数第一次分裂前的间期完成复制后,减数第一次分裂后期染色体的着丝点不发生分裂,每条染色体中的DNA均有32P标记,所以在减数第一次分裂后期被32P标记的染色体数目为8;由于减数第二次分裂后期着丝粒分裂,染色单体变成染色体随机分配到两极,故最终形成的4个精细胞中有放射性的细胞占比为50%-100%。
28. 老米酒具有悠久的历史,以营养丰富、保健养生而著称。回答下列问题:
(1)老米酒是以糯米为原料,经糖化、酒化等过程发酵而来的。糯米需经糖化后才能被酿酒酵母转化成酒精,原因是_____。为监测发酵过程中酵母菌数量的变化,可定期取样并对样品中菌体数量进行统计,除可以用血细胞计数板计数外,还可以用_____法计数,该法计数依据是_____。
(2)老米酒中的原儿茶酸(PCA)具有良好抗菌、抗氧化、抗炎症等作用。生成PCA的关键酶是烯酰辅酶 A 水合酶(ECH)。为进一步研究 ECH 的结构,研究人员拟将 Ech基因载入原核高效表达载体,并将重组质粒转化到大肠杆菌细胞内进行表达,以获得大量的ECH 蛋白。
①图1所示的引物1~4中,利用PCR 获得 Ech基因时应选择的两种引物是_____。引物核苷酸序列不宜过短,其原因是_____。
②Ech基因和表达载体的限制酶切位点如图1、图2所示,相关限制酶的识别序列见下表。为使 Ech基因与载体连接并正确表达,在设计PCR 引物时需在①所选两种引物的5'端分别增加限制酶_____(与①中所选的引物顺序一致)的酶切位点相应序列。与单酶切相比,采用双酶切的优点有_____。
③在 PCR扩增目的基因的过程中,假设一共进行了n次循环,含其中一种引物的DNA 分子是_____个,共需要消耗引物的数量是_____个。
④构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA 连接酶底物的是_____。
⑤可将转化后的大肠杆菌接种到含_____的固体培养基上进行筛选,能在该培养基上形成菌落的大肠杆菌_____(填“一定”或“不一定”)含有 Ech基因,请说明理由_____。除选择培养基外,可用于检测转基因是否成功的生物技术还有_____(答出2种即可)。
【答案】(1) ①. 酵母菌不能直接利用淀粉作为碳源 ②. 稀释涂布平板法 ③. 当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌
(2) ①. 引物2和引物3 ②. 引物过短,则会导致引物特异性太差,出现非特异性扩增,非目标产物增多 ③. EcoRI 和HindⅢ ④. 可防止目的基因和质粒的自身环化以及目的基因与质粒反向连接 ⑤. 2n-1 ⑥. 2n+1-2 ⑦. ④ ⑧. 氨苄青霉素、卡那霉素 ⑨. 不一定 ⑩. 含抗生素基因的未重组载体也可转化大肠杆菌,使大肠杆菌在选择培养基上正常生存 ⑪. PCR、抗原一抗体杂交、核酸分子杂交
【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】
糖化是指将淀粉转化为葡萄糖,由于酵母菌不含有淀粉酶,不能直接利用淀粉作为碳源,因此需要糖化后才能被酿酒酵母转化成酒精。检测微生物的数量可采用稀释涂布平板法或血细胞计数板法。稀释涂布平板法的原理是当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
【小问2详解】
①根据引物延伸方向往子链3'方向,欲扩增出Ech基因,应选择引物2和引物3。如果引物过短,则会导致引物特异性太差,出现非特异性扩增,非目标产物增多,因此引物核苷酸序列不宜过短。
②基因表达载体上有五种限制酶切位点,其中EcoRⅤ和MboⅠ都会破坏Ech基因,同时为了Ech基因与载体连接并正确表达,因此应选择两种限制酶,而SacⅠ在表达载体上有两个酶切位点,则只能使用EcoRI和HindⅢ两种限制酶去切割Ech基因和表达载体,目的基因上不含有这两种限制酶切位点,则需要在引物上添加限制酶的识别序列,根据启动子到终止子的方向,则引物3上添加EcoRⅠ限制酶的识别序列,引物2上添加HindⅢ限制酶的识别序列。双酶切可防止目的基因和质粒的自身环化以及目的基因与质粒反向连接,因此双酶切更具优势。
③由于PCR扩增DNA片段过程经过n次扩增,形成的DNA分子数是2n个,单链数为2n+1条,其中最初两条母链所在的DNA都只有一种引物,只有2条单链不含有引物,所以循环n次,含其中一种引物的DNA 分子是2n-1个,共需要消耗引物的数量是2n+1-2个。
④DNA连接酶是可以催化DNA形成磷酸二酯键,而磷酸二酯键是在3'的羟基和5'的磷酸的之间形成的,因此属于DNA连接酶底物的是④。
⑤根据表达载体上含有抗氮苄青霉素基因和抗卡那霉素基因这两种标记基因,则应在固体培养基上添加氮苄青霉素、卡那霉素进行筛选转化后的大肠杆菌,但筛选出的大肠杆菌不一定就含有Ech基因,因为含抗生素基因的未重组载体也可转化大肠杆菌,使大肠杆菌在选择培养基上正常生存。检测目的基因是否成功导入受体细胞并成功表达,可采用PCR技术、抗原—抗体杂交技术和核酸分子杂交技术。
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