内容正文:
南昌三中2024—2025学年度上学期10月考试
高三生物试卷
一、单选题(本大题共12小题,每题2分,共24分)
1. 刚挤出的鲜牛奶加热后有层“厚厚的奶皮”,奶皮的组成一般为:蛋白质10%~20%,脂肪40%~50%,水分10%以下,其余为碳水化合物和矿物质(钙、铁、锌、磷、钾等)。下列相关叙述错误的是( )
A. 奶皮中含多种蛋白质,不一定都由21种氨基酸组成
B. 奶皮中的碳水化合物最可能含乳糖,不能被细胞直接吸收
C. 奶皮中的脂肪,因其氧原子含量高成为细胞中良好的储能物质
D. 奶皮中的铁、锌属于微量元素,缺铁导致血液运输氧气的能力下降
2. 氮元素是植物必需的营养元素之一,植物根系从土壤中吸收的硝酸根(NO3-)是植物体内氮元素的主要来源。根系吸收NO3-依赖于转运蛋白(NRT1.1),蛋白激酶CIPK23是调控NRT1.1蛋白磷酸化状态的关键酶,可引起NRT1.1第101位苏氨酸(T101)磷酸化,从而引起NRT1.1结构的改变,促进根细胞吸收NO3-。图甲、乙为不同浓度的NO3-时,根细胞对NO3-的吸收过程图解。下列分析正确的是( )
A. 低浓度的NO3-可引起CIPK23磷酸化,加速细胞吸收NO3-
B. NRT1.1与NO3-高低亲和性的转换与其蛋白结构的变换有关
C. NRT1.1基因的突变,若不影响T101磷酸化,则不会影响NO3-的运输
D. 推测NRT1.1吸收NO3-时可能消耗能量,CIPK23会抑制根细胞吸收NO3-
3. 2017年初,我国科学家完成了酿酒酵母16条染色体中的4条的人工合成,开启了人类“设计生命、再造生命和重塑生命”的新纪元。下列有关分析正确的是
A. 正常情况下,酿酒酵母细胞可能会出现32个以上的DNA分子
B. 姐妹染色单体中含一个亲代DNA分子和一个子代DNA分子
C. 人工合成染色体,需要核苷酸、氨基酸、磷脂和ATP等原料
D. 酵母菌细胞有复杂的生物膜系统,氨基酸的脱水缩合在此进行
4. 人体消化道中消化淀粉的酶有多种,胰淀粉酶是其中一种。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,研究人员进行了如下表所示的实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。据表推测,下列叙述正确的是( )
组别
淀粉
淀粉酶
茶花粉
提取液
5%芦笋丁
5%维生素C
淀粉酶活
性相对值
甲
+
+
-
-
-
100%
乙
+
+
+
-
-
81%
丙
+
+
+
+
-
72%
丁
+
+
+
-
+
84%
A. 茶花粉提取液具有促进胰淀粉酶活性的作用
B. 芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
C. 维生素C可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
D. 胰淀粉酶为淀粉水解提供活化能的多少表示胰淀粉酶活性的大小
5. 从某种生物中提取的一个核酸分子,经分析A占a%,G占b%,且a + b=50,C占20%,腺嘌呤共150个,鸟嘌呤共225个。则该生物肯定不是
A. 噬菌体 B. 酵母菌
C. 烟草花叶病毒 D. 蓝细菌(蓝藻)
6. 如果用32P、35S、15N标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元素为( )
A. 可以在外壳中找到35S和15N
B. 可以在DNA中找到32P和15N
C. 可以在外壳中找到32P、15N
D. 可以在DNA中找到32P、35S、15N
7. 如图为某一种tRNA 分子,其中34~36号核苷酸构成反密码子,其碱基分别为I、G、C,I是次黄嘌呤,与U、C、A均能配对。根据密码子表,下列关于该tRNA的分析正确的是( )
密码子
氨基酸
GCA
丙氨酸
ACG
苏氨酸
GCU
丙氨酸
GCC
丙氨酸
CCG
丝氨酸
CCG
脯氨酸
A. P 端是tRNA 的3'端 B. -OH 端可结合多种氨基酸
C. 它只与一种密码子配对 D. 它只转运一种氨基酸
8. 大白菜体细胞中有20条染色体,染色体组为AA;芥菜型油菜体细胞中有36条染色体,染色体组为AABB,其中A来源于大白菜,B来源于黑芥。科研人员将大白菜和芥菜型油菜杂交,发现大部分F1的精原细胞减数第一次分裂后期染色体数目大于28条。下列相关推测合理的是( )
A. F1体细胞中无同源染色体
B. F1体细胞中含有四个染色体组
C. 大部分F1减数分裂Ⅰ后期部分姐妹染色单体提前分离
D. 大白菜和黑芥可培育出芥菜型油菜,不存在生殖隔离
9. 植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
A. 叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
B. 类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
C. 光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D. 叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
10. 取自两个新鲜萝卜A和B的萝卜条各3段,形状、大小、长度均相同,分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液甲、乙、丙中。一段时间后,取出所有萝卜条并测量其长度,结果如图所示。已知萝卜细胞与蔗糖溶液之间只有水分交换,则下列相关叙述错误的是( )
A. 初始时,三种蔗糖溶液浓度的大小关系是丙>甲>乙
B. 初始时,萝卜条A的细胞液浓度大于萝卜条B
C. 浸泡在乙蔗糖溶液中的萝卜条B可能有部分细胞死亡
D. 丙蔗糖溶液分别浸泡萝卜条A和B后,该蔗糖溶液浓度的升高程度不同
11. 2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了发现细胞适应氧气供应变化分子机制的科学家。当细胞缺氧时,缺氧诱导因子( HIF-Iα)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO,一种促进红细胞生成的蛋白质激素);当氧气充足时,HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解,调节过程如图所示。
下列相关叙述错误的是( )
A. HIF-1α被蛋白酶降解后可以生成多种氨基酸分子
B. 细胞合成EPO时,tRNA与mRNA发生碱基互补配对
C. HIF-lα与ARNT结合到DNA上,催化EPO基因转录
D. 进入高海拔地区,机体会增加红细胞数量来适应环境变化
12. 在某岛屿上相互隔绝的甲、乙两个水潭中,都生活着一种小型淡水鱼——虹鳉。研究发现,甲中的虹鳉(天敌是狗鱼,以大而成熟的虹鳉为食)比乙中的虹鳉(天敌是花鳉,以幼小的虹鳉为食)常常早熟,即在体重较低时就能繁殖后代。下列叙述正确的是
A. 甲乙两个水潭中的虹鳉种群因环境不同而产生了生殖隔离
B. 狗鱼对甲水潭中虹鳉的捕食,使甲水潭中虹鳉种群的早熟基因的频率下降
C. 虹鳉种群中如果没有新基因的产生,则不会发生进化
D. 若将甲中的虹鳉和乙中的花鳉转移到一个新水潭中共同饲养,多年后虹鳉成熟个体的平均体重将会增加
二、多选题(本大题共4小题,每题4分,漏选得2分,共16分)
13. 科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说:成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的DNA链染色体分配给另一个子代细胞,开始分化并最终衰老死亡(如图所示)。下列相关推测错误的是( )
A. 成体干细胞的细胞分裂方式为减数分裂
B. 从图中看出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制,染色体随机分配
C. 通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的碱基突变
D. 根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定
14. 利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
A. 从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C. 光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2
D. 光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
15. 低温诱导促使某些植物开花的作用叫春化作用。低温会使拟南芥FLC基因(开花抑制基因)启动子所在区域组蛋白发生去乙酰化,同时使FLC基因所在染色质H3组蛋白27号赖氨酸发生甲基化,两者对FLC基因表达影响效果相同。低温处理后植物就保持“春化记忆”直到温度适宜开花,但子代种子在胚胎发育时该春化记忆又被擦除。下列推测正确的是( )
A. 春化作用会抑制FLC基因表达
B. 组蛋白甲基化和去乙酰化会通过影响DNA聚合酶的结合而影响基因表达
C. 组蛋白的甲基化和去乙酰化不能通过减数分裂传给子代
D. 种子在胚胎发育过程中FLC基因组蛋白乙酰化、甲基化程度分别变高、变低
16. 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,分裂间期又可分为G1期、S期、G2期三个阶段。如图是某动物细胞的调节过程,图中CDK2-CyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损,会发生如图所示的调节过程。下列叙述正确的是( )
A. DNA受损伤可能导致连续分裂的细胞大量停留在分裂间期
B. DNA受损伤可能是随细胞分裂次数增加,端粒被截短造成的
C. 活化的p53蛋白有利于DNA复制的发生
D. 某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能
三、非选择题(本大题共4小题,每空2分,共60分)
17. 表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表 现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存 在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化。
(1)由于图2中过程①的方式是____,所以其产物都是____基化的,因此过程②必须经过____的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制____。
(3)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表现型应为____。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为____。
(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是:AZA在____过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是:AZA与“CG岛”中的____竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
18. 下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在____(填场所)被消耗。
(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取____(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中通入O2,一段时间后,分别向甲、乙两试管中滴加等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。按照上述实验过程,若观察到____,说明上述假说不成立。
(3)为了研究酵母菌细胞中ATP合成过程中能量转换机制,科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建ATP体外合成体系,如图2所示。ATP的中文名称是____。科学家利用人工体系可以模拟酵母菌细胞中____(填场所)合成ATP的能量转换过程。
(4)科学家利用上述人工体系进行了相关实验,如下表。
组别
人工体系
H+通过Ⅰ的转运
H+通过Ⅱ的转运
ATP
大豆磷脂构成的囊泡
Ⅰ
Ⅱ
1
+
+
+
有
有
产生
2
+
-
+
无
无
不产生
3
+
+
-
有
无
不产生
注:“+”“-”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。
①比较第1组和第2组的结果可知,H+通过Ⅱ的转运的前提是____。
②比较第1组和第3组的结果可知,伴随____的过程,ADP和Pi合成ATP。
③上述实验表明,如果利用人工体系模拟叶绿体产生ATP,能量转换过程是光能→H+电化学势能→____。
19. 为获得玉米多倍体植株,采用以下技术路线。据图回答:
(1)可用______对图中发芽的种子进行诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时,剪取幼苗根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片,观察______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠,原因可能是______。
(3)统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗I中的甲株和幼苗II中的乙株的统计结果。
幼苗
计数项目
细胞周期
间期
前期
中期
后期
末期
甲株
细胞数
x1
x2
x3
x4
x5
细胞染色体数
y
2y
乙株
细胞染色体数
2y
4y
可以利用表中数值______和______,比较甲 株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
(4)依表结果,在答题卡的坐标中绘出形成乙株过程中,诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线______。
20. 图1中①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题。
(1)细胞中过程②发生的主要场所是____。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为____。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对的替换情况是____。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程①②③的细胞是____。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点____(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”),其原因是____。
(6)图2为某病毒的DNA片段,上有两个限制酶酶切位点(标为P和Q),用相关酶完全切割后得到的每个DNA片段的长度如表格所示。下列说法错误的是____(多选)。
切割位置
限制酶
得到的每个DNA片段的长度
Q
EcoRⅠ
3、7
P
BamHⅠ
8、2
A. 该病毒的遗传物质是DNA或RNA
B. 该病毒的中心法则是DNA→RNA→蛋白质
C. 若用EcoRⅠ和BamHⅠ完全切割该病毒DNA,新形成了8个游离的磷酸基团
D. 若用EcoRⅠ和BamHⅠ完全切割该病毒DNA,得到的各种长度的DNA片段有3、5、2
(7)基因M编码的蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列和基因R 编码区的末端序列如下图(AUG为起始密码子,UGA、UAA为终止密码子),基因M和基因R转录时的模板分别位于____链中。
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南昌三中2024—2025学年度上学期10月考试
高三生物试卷
一、单选题(本大题共12小题,每题2分,共24分)
1. 刚挤出的鲜牛奶加热后有层“厚厚的奶皮”,奶皮的组成一般为:蛋白质10%~20%,脂肪40%~50%,水分10%以下,其余为碳水化合物和矿物质(钙、铁、锌、磷、钾等)。下列相关叙述错误的是( )
A. 奶皮中含多种蛋白质,不一定都由21种氨基酸组成
B. 奶皮中的碳水化合物最可能含乳糖,不能被细胞直接吸收
C. 奶皮中的脂肪,因其氧原子含量高成为细胞中良好的储能物质
D. 奶皮中的铁、锌属于微量元素,缺铁导致血液运输氧气的能力下降
【答案】C
【解析】
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同,构成蛋白质的氨基酸有21。
【详解】A、组成蛋白质的氨基酸共有21种,但并不是每种蛋白质的氨基酸都有21种,A正确;
B、奶皮中的碳水化合物最可能含乳糖,乳糖为二糖,不能被细胞直接吸收,B正确;
C、等质量的脂肪比糖类含有的C、H多,但O更少,消耗的氧气多,生成的水多,释放的能量多,因此脂肪是细胞中良好的储能物质,C错误;
D、奶皮中的铁、锌属于微量元素,Fe是血红蛋白的必要成分,血红蛋白是血液中运输氧气的物质,缺铁导致血液运输氧气的能力下降,D正确。
故选C。
2. 氮元素是植物必需的营养元素之一,植物根系从土壤中吸收的硝酸根(NO3-)是植物体内氮元素的主要来源。根系吸收NO3-依赖于转运蛋白(NRT1.1),蛋白激酶CIPK23是调控NRT1.1蛋白磷酸化状态的关键酶,可引起NRT1.1第101位苏氨酸(T101)磷酸化,从而引起NRT1.1结构的改变,促进根细胞吸收NO3-。图甲、乙为不同浓度的NO3-时,根细胞对NO3-的吸收过程图解。下列分析正确的是( )
A. 低浓度的NO3-可引起CIPK23磷酸化,加速细胞吸收NO3-
B. NRT1.1与NO3-高低亲和性的转换与其蛋白结构的变换有关
C. NRT1.1基因的突变,若不影响T101磷酸化,则不会影响NO3-的运输
D. 推测NRT1.1吸收NO3-时可能消耗能量,CIPK23会抑制根细胞吸收NO3-
【答案】B
【解析】
【分析】物质进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输。
自由扩散特点:高浓度到低浓度,不需要载体和能量;协助扩散特点:高浓度到低浓度,需要载体,不需要能量;
主动运输特点:低浓度到高浓度,需要载体需要能量。
【详解】A、低浓度的NO3-促进T101磷酸化,A错误;
B、NRT1.1与NO3-高低亲和性的转换与其蛋白结构的变换有关,B正确;
C、NRT1.1基因的突变,即使不影响T101的磷酸化,也有可能会影响NO3-的运输,C错误;
D、需要载体蛋白的运输方式为主动运输或协助扩散,若NRT1.1吸收NO3-时的运输方式为主动运输,则需要消耗能量,CIPK23引起NRT1.1第101位苏氨酸(T101)磷酸化,进而促进根细胞吸收NO3-,D错误。
故选B。
3. 2017年初,我国科学家完成了酿酒酵母16条染色体中的4条的人工合成,开启了人类“设计生命、再造生命和重塑生命”的新纪元。下列有关分析正确的是
A. 正常情况下,酿酒酵母细胞可能会出现32个以上的DNA分子
B. 姐妹染色单体中含一个亲代DNA分子和一个子代DNA分子
C. 人工合成染色体,需要核苷酸、氨基酸、磷脂和ATP等原料
D. 酵母菌细胞有复杂的生物膜系统,氨基酸的脱水缩合在此进行
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A、酵母菌细胞中含有16条核DNA分子,经过间期复制后形成32条核DNA分子,此外细胞质中还有少量DNA分子,因此正常情况下,酿酒酵母细胞可能会出现32个以上的DNA分子,A正确;
B、姐妹染色单体上只含一个DNA分子,该DNA分子的一条链来自亲代,另一条链是新合成的,B错误;
C、染色体的主要成分是蛋白质和DNA,不含磷脂,因此人工合成染色体时,需要核苷酸、氨基酸和ATP等,但不需要磷脂,C错误;
D、氨基酸脱水缩合的场所是核糖体,核糖体没有膜结构,不属于生物膜系统,D错误。
故选A。
4. 人体消化道中消化淀粉的酶有多种,胰淀粉酶是其中一种。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,研究人员进行了如下表所示的实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。据表推测,下列叙述正确的是( )
组别
淀粉
淀粉酶
茶花粉
提取液
5%芦笋丁
5%维生素C
淀粉酶活
性相对值
甲
+
+
-
-
-
100%
乙
+
+
+
-
-
81%
丙
+
+
+
+
-
72%
丁
+
+
+
-
+
84%
A. 茶花粉提取液具有促进胰淀粉酶活性的作用
B. 芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
C. 维生素C可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果
D. 胰淀粉酶为淀粉水解提供活化能的多少表示胰淀粉酶活性的大小
【答案】B
【解析】
【分析】本实验的目的是为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响,实验的自变量是不同的物质,因变量是淀粉酶活性的相对值,淀粉、淀粉酶的量以及温度等属于吴广变量。
【详解】A、甲和乙两组的自变量是是否含有茶花粉提取液,比较两组结果可知,花粉提取液具有抑制胰淀粉酶活性的作用,A错误;
B、乙和丙两组比较可知,芦笋丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果,即抑制效果更强,B正确;
C、乙和丁比较可知,维生素C可能弱化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的作用效果,C错误;
D、酶的作用是降低化学反应活化能,胰淀粉酶不能提供活化能,D错误。
故选B。
5. 从某种生物中提取的一个核酸分子,经分析A占a%,G占b%,且a + b=50,C占20%,腺嘌呤共150个,鸟嘌呤共225个。则该生物肯定不是
A. 噬菌体 B. 酵母菌
C. 烟草花叶病毒 D. 蓝细菌(蓝藻)
【答案】A
【解析】
【分析】核酸究竟是DNA还是RNA尚不清楚,判断ABCD四种生物,发现烟草花叶病毒最有特征(只含RNA核酸)而剩余的生物的核酸分别是DNA(噬菌体)、DNA和RNA(酵母菌——一种真菌、蓝细菌——蓝藻)。
【详解】已知A占a%,G占b%,且a+b=50,即A+G共占50%,而A共150个,G共225个,则该核酸中含有碱基总数为(150+225)÷50%=750个;又已知C占20%,则该核酸中C共750×20%=150个;由此可见,C和G的含量不相等,若是双链DNA分子,C和G应该相等,说明该核酸不是双链DNA分子,可能是单链RNA分子,故选A。
6. 如果用32P、35S、15N标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元素为( )
A. 可以在外壳中找到35S和15N
B. 可以在DNA中找到32P和15N
C. 可以在外壳中找到32P、15N
D. 可以在DNA中找到32P、35S、15N
【答案】B
【解析】
【分析】噬菌体侵染细菌的过程: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。因此子代噬菌体的DNA分子中可检测到32P,而外壳中检测不到放射性。
【详解】A、噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌,合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料均由细菌提供,因此在子代噬菌体的蛋白质外壳中找不到35S和15N,A错误;
B、合成子代噬菌体DNA的原料均由细菌提供,但DNA的复制方式为半保留复制,因此在子代噬菌体的DNA中可以找到32P和15N,B正确;
C、合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料均由细菌提供,且蛋白质外壳中不含P元素,因此在子代噬菌体的蛋白质外壳中找不到32P和15N,C错误;
D、S是蛋白质的特征元素,DNA中不含S,因此在子代噬菌体的DNA中找不到35S,D错误。
故选B。
7. 如图为某一种tRNA 分子,其中34~36号核苷酸构成反密码子,其碱基分别为I、G、C,I是次黄嘌呤,与U、C、A均能配对。根据密码子表,下列关于该tRNA的分析正确的是( )
密码子
氨基酸
GCA
丙氨酸
ACG
苏氨酸
GCU
丙氨酸
GCC
丙氨酸
CCG
丝氨酸
CCG
脯氨酸
A. P 端是tRNA 的3'端 B. -OH 端可结合多种氨基酸
C. 它只与一种密码子配对 D. 它只转运一种氨基酸
【答案】D
【解析】
【分析】反密码子位于tRNA上能与mRNA上的密码子碱基互补配对;由题意“I是次黄嘌呤,与U、C、A 均能配对”可知,含I的该反密码子—CGI可以识别多种不同的密码子—GCA、GCC、GCU。
【详解】A、-OH端是tRNA的3'端,P端是tRNA的5'端,A错误;
BCD、由题意“I是次黄嘌呤,与U、C、A 均能配对”可知,含I的该反密码子—CGI可以识别多种不同的密码子—GCA、GCC、GCU;根据密码子表可知,GCA、GCC、GCU对应的氨基酸都是丙氨酸,故-OH端只可结合1种氨基酸,即该tRNA只转运一种氨基酸—丙氨酸,BC错误,D正确。
故选D。
8. 大白菜体细胞中有20条染色体,染色体组为AA;芥菜型油菜体细胞中有36条染色体,染色体组为AABB,其中A来源于大白菜,B来源于黑芥。科研人员将大白菜和芥菜型油菜杂交,发现大部分F1的精原细胞减数第一次分裂后期染色体数目大于28条。下列相关推测合理的是( )
A. F1体细胞中无同源染色体
B. F1体细胞中含有四个染色体组
C. 大部分F1减数分裂Ⅰ后期部分姐妹染色单体提前分离
D. 大白菜和黑芥可培育出芥菜型油菜,不存在生殖隔离
【答案】C
【解析】
【分析】染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组;每个染色体组含有控制该生物性状的全套基因。
【详解】AB、大白菜的染色体组为AA,芥菜型油菜体细胞的染色体组为AABB,二者杂交所产生的F1染色体组为AAB,体细胞中含有同源染色体,含有三个染色体组,AB错误;
C、大白菜体细胞中有20条染色体;芥菜型油菜体细胞中有36条染色体,大白菜和芥菜型油菜杂交,F1中含有的染色体数为28,而依据题干信息,发现大部分F1的精原细胞减数第一次分裂后期染色体数目大于28条,说明大部分F1减数分裂Ⅰ后期部分姐妹染色单体提前分离,C正确;
D、大白菜和黑芥可培育出芥菜型油菜,利用的是植物体细胞杂交技术,大白菜和黑芥存在生殖隔离,D错误。
故选C。
9. 植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
A. 叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
B. 类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
C. 光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D. 叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
【答案】B
【解析】
【分析】
叶绿体中的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素,叶绿体又分为叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素又分为胡萝卜素和叶黄素。光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【详解】A、640~660nm波长光为红光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,A正确。
B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以类胡萝卜素在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成,B错误;
C、由于光反应产生的[H]和ATP能用于暗反应,所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示,C正确;
D、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,D正确;
故选B。
10. 取自两个新鲜萝卜A和B的萝卜条各3段,形状、大小、长度均相同,分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液甲、乙、丙中。一段时间后,取出所有萝卜条并测量其长度,结果如图所示。已知萝卜细胞与蔗糖溶液之间只有水分交换,则下列相关叙述错误的是( )
A. 初始时,三种蔗糖溶液浓度的大小关系是丙>甲>乙
B. 初始时,萝卜条A的细胞液浓度大于萝卜条B
C. 浸泡在乙蔗糖溶液中的萝卜条B可能有部分细胞死亡
D. 丙蔗糖溶液分别浸泡萝卜条A和B后,该蔗糖溶液浓度的升高程度不同
【答案】A
【解析】
【分析】根据柱形图分析,实验后与实验前长度之比>1,说明萝卜条吸水,细胞液浓度降低;实验后与实验前长度之比<1,说明萝卜条失水,细胞液浓度增加;实验后与实验前长度之比=1,说明萝卜条吸水和失水处于动态平衡。
【详解】A、萝卜条A在甲蔗糖溶液中吸水和失水处于动态平衡,甲蔗糖溶液浓度=细胞液浓度;萝卜条A在乙蔗糖溶液中失水,则乙蔗糖溶液浓度>细胞液浓度;萝卜条A在丙蔗糖溶液中吸水,则丙蔗糖溶液浓度<细胞液浓度,因此三种蔗糖溶液浓度的大小关系是乙>甲>丙,A错误;
B、观察甲溶液的实验结果,由于萝卜条A的体积不变,说明细胞液浓度等于外界溶液浓度,而萝卜条B的体积变小,说明细胞液浓度低于外界溶液浓度,所以萝卜条A细胞液浓度大于萝卜条B细胞液浓度,B正确;
C、浸泡在乙蔗糖溶液中的萝卜条B失水较多,可能已经死亡,C正确;
D、丙蔗糖溶液分别浸泡萝卜条A和B后,进入萝卜条A中的水分较多,进入萝卜条B中的水分较少,因此丙蔗糖溶液的升高程度不同,D正确。
故选A。
11. 2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了发现细胞适应氧气供应变化分子机制的科学家。当细胞缺氧时,缺氧诱导因子( HIF-Iα)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO,一种促进红细胞生成的蛋白质激素);当氧气充足时,HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解,调节过程如图所示。
下列相关叙述错误的是( )
A. HIF-1α被蛋白酶降解后可以生成多种氨基酸分子
B. 细胞合成EPO时,tRNA与mRNA发生碱基互补配对
C. HIF-lα与ARNT结合到DNA上,催化EPO基因转录
D. 进入高海拔地区,机体会增加红细胞数量来适应环境变化
【答案】C
【解析】
【分析】当细胞缺氧时,HIF-Iα与ARNT结合,通过调节基因表达促进EPO的生成,使红细胞数量增加,以运输更多氧气;当氧气充足时,HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解。
【详解】A、HIF-1α能被蛋白酶降解,说明其本质为蛋白质,降解后可以生成多种氨基酸分子,A正确;
B、由题意可知EPO是一种蛋白质激素,其翻译过程中tRNA携带氨基酸与mRNA上密码子发生碱基互补配对,B正确;
C、由题干可知HIF-lα与ARNT结合到DNA上对EPO基因的表达进行调节,并非催化作用,C错误;
D、高海拔地区氧气稀薄,细胞缺氧,HIF-Iα与ARNT结合,生成更多EPO,促进机体红细胞生成来适应环境变化,D正确。
故选C。
【点睛】
12. 在某岛屿上相互隔绝的甲、乙两个水潭中,都生活着一种小型淡水鱼——虹鳉。研究发现,甲中的虹鳉(天敌是狗鱼,以大而成熟的虹鳉为食)比乙中的虹鳉(天敌是花鳉,以幼小的虹鳉为食)常常早熟,即在体重较低时就能繁殖后代。下列叙述正确的是
A. 甲乙两个水潭中的虹鳉种群因环境不同而产生了生殖隔离
B. 狗鱼对甲水潭中虹鳉的捕食,使甲水潭中虹鳉种群的早熟基因的频率下降
C. 虹鳉种群中如果没有新基因的产生,则不会发生进化
D. 若将甲中的虹鳉和乙中的花鳉转移到一个新水潭中共同饲养,多年后虹鳉成熟个体的平均体重将会增加
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲乙两个水潭中的虹鳉种群因环境不同是否产生了生殖隔离不能判断,A错误;
B、狗鱼对甲水潭中虹鳉的捕食,以大而成熟的虹鳉为食使甲水潭中虹鳉种群的早熟基因的频率上升,B错误;
C、生物是否发生进化不是看是否产生了新的基因,而是看种群的基因频率是否发生了改变,C错误;
D、若将甲中的虹鳉和乙中的花鳉转移到一个新水潭中共同饲养,花鳉以幼小的虹鳉为食,多年后虹鳉成熟个体比在甲中的虹鳉年龄大所以其平均体重将会增加,D正确。
故选D。
二、多选题(本大题共4小题,每题4分,漏选得2分,共16分)
13. 科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说:成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的DNA链染色体分配给另一个子代细胞,开始分化并最终衰老死亡(如图所示)。下列相关推测错误的是( )
A. 成体干细胞的细胞分裂方式为减数分裂
B. 从图中看出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制,染色体随机分配
C. 通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的碱基突变
D. 根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定
【答案】AB
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知:成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的DNA链染色体分配给另一个子代细胞,开始分化并最终衰老死亡,这样减少了积累基因突变的概率,也可保持成体干细胞的数量基本不变。
【详解】A、分析题图可知,成体干细胞分裂前后核DNA数目不变,则分裂方式为有丝分裂,A错误;
B、从图中看不出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制,但是染色体不是随机分配,总是将含有相对古老的DNA链的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞,B错误;
C、由于成体干细胞分裂时将含有相对古老的DNA链的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,因此通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的碱基突变,C正确;
D、从图中可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定,D正确。
故选AB。
14. 利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
A. 从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B. 光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C. 光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2
D. 光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
【答案】BCD
【解析】
【分析】图甲装置中为二氧化碳缓冲液,装置中变化的是氧气的含量,叶圆片的净光合速率大于0时,氧气含量增加,着色液滴右移,叶圆片的净光合速率小于0时,氧气含量减少,着色液滴左移,叶圆片的净光合速率等于0时,氧气含量不变,着色液滴不动。图乙为光照强度对光合作用强度的影响,绿色植物E的叶圆片最大净光合速率为50ml/10cm2.h,绿色植物F的叶圆片最大净光合速率为30ml/10cm2.h。
【详解】由图可知,E植物在较强光照强度下净光合速率大于F植物,说明E植物更适合在较强光照下生长,A错误,由图乙可知,光照强度为1klx,植物E的净光合速率(-10ml/10cm2.h)小于0,即需要从外界吸收氧气,故装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动,B正确;光照强度为3klx时,E、F两种植物的叶片净光合速率相等,均为10ml/10cm2.h,而E植物的呼吸速率为-20ml/10cm2.h,F植物的呼吸速率为-10ml/10cm2.h,所以E、F两种植物合成有机物的速率之比为30∶20=3:2,C正确;光照强度为6klx时,E植物的净光合速率大于F植物,细胞间充满的氧气较多,故装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短,D正确。
故选BCD。
15. 低温诱导促使某些植物开花的作用叫春化作用。低温会使拟南芥FLC基因(开花抑制基因)启动子所在区域组蛋白发生去乙酰化,同时使FLC基因所在染色质H3组蛋白27号赖氨酸发生甲基化,两者对FLC基因表达影响效果相同。低温处理后植物就保持“春化记忆”直到温度适宜开花,但子代种子在胚胎发育时该春化记忆又被擦除。下列推测正确的是( )
A. 春化作用会抑制FLC基因表达
B. 组蛋白甲基化和去乙酰化会通过影响DNA聚合酶的结合而影响基因表达
C. 组蛋白的甲基化和去乙酰化不能通过减数分裂传给子代
D. 种子在胚胎发育过程中FLC基因组蛋白乙酰化、甲基化程度分别变高、变低
【答案】AD
【解析】
【分析】由题意可知,FLC基因是抑制拟南芥开花的基因,低温处理后植物就保持“春化记忆”直到温度适宜开花。
【详解】A、依题意可知春化作用促进植物开花,拟南芥FLC基因为开花抑制基因,故春化作用会抑制FLC基因表达,A正确;
B、组蛋白甲基化和去乙酰化会通过影响RNA聚合酶的结合而影响基因表达,B错误;
C、子代种子在胚胎发育时该春化记忆又被擦除,说明组蛋白的甲基化和去乙酰化能通过减数分裂传给子代,只是胚胎发育时被擦除,C错误;
D、春化过程发生FLC基因组蛋白去乙酰化和甲基化,故种子在胚胎发育春化记忆被擦除时,FLC基因组蛋白乙酰化、甲基化程度分别变高、变低,D正确。
故选AD。
16. 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,分裂间期又可分为G1期、S期、G2期三个阶段。如图是某动物细胞的调节过程,图中CDK2-CyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损,会发生如图所示的调节过程。下列叙述正确的是( )
A. DNA受损伤可能导致连续分裂的细胞大量停留在分裂间期
B. DNA受损伤可能是随细胞分裂次数增加,端粒被截短造成的
C. 活化的p53蛋白有利于DNA复制的发生
D. 某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据题干信息和图形分析,已知CDK2- CyclinE能促进细胞从G1期进入S期,而图中显示p21蛋白与CDK2- CyclinE结合后会使得CDK2- CyclinE失活,进而阻止细胞从G1期进入S期;p21蛋白是由p21基因表达产生的,受活化的p53蛋白会促进该过程的进行;p53蛋白在DNA正常的情况下会被降解,而在DNA受损的情况下会被活化。
【详解】A、根据题干和图示可知,已知CDK2- CyclinE能促进细胞从G1期进入S期;DNA受损的情况下p53蛋白被活化,促进了p21基因表达产生p21蛋白,进而与CDK2- CyclinE结合使得CDK2- CyclinE失活,最终阻止细胞从G1期进入S期,则导致连续分裂的细胞将大量停留在分裂间期,A正确;
B、端粒是指染色体两端的DNA片段,DNA受损伤可能是随细胞分裂次数增加,端粒被截短造成的,B正确;
C、由图示可知,活化的p53蛋白有利于DNA(基因)的表达,而基因的表达包括转录和翻译两个过程,C错误;
D、根据以上分析已知,活化的p53蛋白能够阻止细胞增殖,说明某些蛋白质具有调控细胞增殖的功能,D正确。
故选ABD。
三、非选择题(本大题共4小题,每空2分,共60分)
17. 表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表 现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存 在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化。
(1)由于图2中过程①的方式是____,所以其产物都是____基化的,因此过程②必须经过____的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制____。
(3)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表现型应为____。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为____。
(4)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是:AZA在____过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是:AZA与“CG岛”中的____竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
【答案】(1) ①. 半保留复制 ②. 半 ③. 维持甲基化酶
(2)基因的表达(或转录)
(3) ①. 全部正常 ②. 正常:矮小=1:1
(4) ①. DNA复制 ②. 胞嘧啶(或C)
【解析】
【分析】试题分析:根据题意和图示分析可知,由于表现遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变,说明其基因没有发生突变;RNA聚合酶与启动子结合,催化基因进行转录形成mRNA。
【小问1详解】
图2中过程①的模板链都含甲基,而复制后都只含一个甲基,说明过程①的方式是半保留复制,所以其产物都是半甲基化的,因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
【小问2详解】
RNA聚合酶与启动子结合,催化基因进行转录。研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合,不能合成mRNA,从而抑制基因的转录。
【小问3详解】
由于在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,所以纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交,则F1(Aa)子代都得到来自父方的A,故表现型全部正常。由于卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达,并且含A的精子:含a的精子=1:1,所以F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为正常:矮小=1:1。
【小问4详解】
5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病,推测AZA可能的作用机制之一是:AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度;另一种可能的机制是:由于胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对,所以AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
18. 下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题:
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在____(填场所)被消耗。
(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精,有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组将酵母菌破碎后高速离心,取____(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液,立即再向甲试管中通入O2,一段时间后,分别向甲、乙两试管中滴加等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。按照上述实验过程,若观察到____,说明上述假说不成立。
(3)为了研究酵母菌细胞中ATP合成过程中能量转换机制,科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建ATP体外合成体系,如图2所示。ATP的中文名称是____。科学家利用人工体系可以模拟酵母菌细胞中____(填场所)合成ATP的能量转换过程。
(4)科学家利用上述人工体系进行了相关实验,如下表。
组别
人工体系
H+通过Ⅰ的转运
H+通过Ⅱ的转运
ATP
大豆磷脂构成的囊泡
Ⅰ
Ⅱ
1
+
+
+
有
有
产生
2
+
-
+
无
无
不产生
3
+
+
-
有
无
不产生
注:“+”“-”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。
①比较第1组和第2组的结果可知,H+通过Ⅱ的转运的前提是____。
②比较第1组和第3组的结果可知,伴随____的过程,ADP和Pi合成ATP。
③上述实验表明,如果利用人工体系模拟叶绿体产生ATP,能量转换过程是光能→H+电化学势能→____。
【答案】(1)细胞质基质、线粒体基质
(2) ①. 上清液 ②. 甲、乙试管中的溶液都显灰绿色
(3) ①. 腺苷三磷酸 ②. 线粒体内膜
(4) ①. H+通过Ⅰ的转运 ②. H+通过Ⅱ(向囊泡外)转运 ③. ATP中的化学能
【解析】
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜,有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP,第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳、[H]和少量ATP,第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
2、无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同,第二阶段是丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸,其场所是细胞质基质。
【小问1详解】
丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的产物,若是进行有氧呼吸,丙酮酸在线粒体基质消耗,若是进行无氧呼吸,丙酮酸在细胞质基质被消耗。
【小问2详解】
由题图可知,酶1是催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳的,说明酶1位于细胞质基质,所以酵母菌破碎后高速离心,取上清液(主要成分是细胞质基质,含有酶1)分为甲、乙两组,在两支试管加入等量葡萄糖,向甲试管通入O2,所以甲是实验组,乙是对照组。一段时间后,分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测。若甲试管由橙红变灰绿色即是产生了酒精,说明O2对酶1没有抑制作用,如果甲试管不变色,说明O2对酶1有抑制作用。按照上述实验过程,观察到甲乙试管都显灰绿色,说明两支试管都产生了酒精,说明假说不成立。
【小问3详解】
ATP分子的中文名称是腺苷三磷酸。根据图形分析:科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(I)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建ATP体外合成体系,该图可以模拟的是膜结构上合成ATP的过程,所以是线粒体的内膜上合成ATP的能量转换过程。
【小问4详解】
①比较第1组和第2组可知,H+通过Ⅱ的转运的前提是H+通过Ⅰ的转运。
②比较第1组和第3组的人工体系可知,第一组的体系中存在存在Ⅱ,因此在第一组中,伴随H+通过Ⅱ向囊泡外转运的过程,ADP和Pi合成ATP。
③上述实验数据分析可知,人工体系产生ATP的能量转换过程是光能→H+电化学势能→ATP中的化学能。
19. 为获得玉米多倍体植株,采用以下技术路线。据图回答:
(1)可用______对图中发芽的种子进行诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时,剪取幼苗根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片,观察______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠,原因可能是______。
(3)统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗I中的甲株和幼苗II中的乙株的统计结果。
幼苗
计数项目
细胞周期
间期
前期
中期
后期
末期
甲株
细胞数
x1
x2
x3
x4
x5
细胞染色体数
y
2y
乙株
细胞染色体数
2y
4y
可以利用表中数值______和______,比较甲 株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
(4)依表结果,在答题卡的坐标中绘出形成乙株过程中,诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线______。
【答案】(1)秋水仙素(或低温)
(2) ①. 分生 ②. 解离不充分或制片时按压不充分
(3) ①. x1 ②. x2 +x3 +x4 +x5
(4)
【解析】
【分析】低温诱导染色体加倍的实验原理:低温和秋水仙素一样,处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,导致分裂后期染色体不能移向两极,细胞加大而不分裂,着丝点分裂后的染色体仍在一个细胞中,故细胞中的染色体数目加倍;
实验步骤:根尖的培养→低温诱导→取材→制作装片。
(1)解离:滴加3-4滴解离液进行3-5min的解离;
(2)漂洗:用清水在载玻片上漂洗5次,约10min;
(3)染色:滴加3-4滴改良苯酚品红染液进行3-5min;
(4)制片:加一滴清水在根尖上,盖上盖玻片。最后观察。
【小问1详解】
欲获得多倍体玉米植株,可用秋水仙素(或低温)处理玉米的种子,抑制纺锤丝或纺锤体的形成,使染色体数目加倍。
【小问2详解】
根尖分生区的细胞具有分裂能力,所以筛选鉴定多倍体时,需要观察植物根尖分生区的细胞。在进行有丝分裂实验中,解离是使细胞相互分离开,压片是进一步使细胞相互分散开,如果解离不充分或制片时按压不充分,会使细胞均多层重叠。
【小问3详解】
在观察细胞分裂时,材料经过解离已经死亡,观察到的某一状态的细胞数量越多,说明该时期持续时间越长,因此可用细胞数x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短,用细胞数x2+x3+x4+x5来表示甲株细胞周期中的分裂期的时间长短。
【小问4详解】
秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体,因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞,进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时,按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线如下图所示:
20. 图1中①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题。
(1)细胞中过程②发生的主要场所是____。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为____。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对的替换情况是____。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程①②③的细胞是____。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点____(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”),其原因是____。
(6)图2为某病毒的DNA片段,上有两个限制酶酶切位点(标为P和Q),用相关酶完全切割后得到的每个DNA片段的长度如表格所示。下列说法错误的是____(多选)。
切割位置
限制酶
得到的每个DNA片段的长度
Q
EcoRⅠ
3、7
P
BamHⅠ
8、2
A. 该病毒的遗传物质是DNA或RNA
B. 该病毒的中心法则是DNA→RNA→蛋白质
C. 若用EcoRⅠ和BamHⅠ完全切割该病毒DNA,新形成了8个游离的磷酸基团
D. 若用EcoRⅠ和BamHⅠ完全切割该病毒DNA,得到的各种长度的DNA片段有3、5、2
(7)基因M编码的蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列和基因R 编码区的末端序列如下图(AUG为起始密码子,UGA、UAA为终止密码子),基因M和基因R转录时的模板分别位于____链中。
【答案】(1)细胞核 (2)26% (3)A/T→G/C
(4)记忆细胞 (5) ①. 不完全相同 ②. 不同的细胞内进行基因的选择性表达 (6)ABC (7)b、a
【解析】
【分析】分析图1:①是以DNA的两条链为模板,进行的是DNA复制过程,主要发生在细胞核中;②是以DNA的一条链为模板,进行的是转录过程,主要发生在细胞核中;③是以mRNA为模板,进行的是翻译过程,发生在核糖体上。分析图2:图示为某病毒的遗传物质,上有两个限制酶酶切位点(标为P和Q)。分析表格:用EcoRI完全切割该病毒DNA,能形成3和7两种长度的DNA分子;用BamHI完全切割该病毒DNA,能形成2和8两种长度的DNA分子。
【小问1详解】
②是以DNA的一条链为模板转录形成RNA的过程,主要发生在细胞核中。
【小问2详解】
α链是mRNA,其中G占29%,U占54%-29%=25%,则其模板链中C占29%、A占25%,再者模板链中G占19%,则T占27%,则α链对应的DNA区段中A占(25%+27%)/2=26%。
【小问3详解】
异亮氨酸对应的密码子与苏氨酸对应的密码子中只有一个不同碱基,即第2个碱基,由U变为C,则模板基因中碱基替换情况是A/T→G/C。
【小问4详解】
成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,不能发生图中①②③过程;浆细胞和效应T细胞都已经高度分化,不再分裂,但能合成蛋白质,因此不能发生①过程,但可以进行②③过程;记忆细胞具有增殖和分化能力,因此能发生①②③过程。
【小问5详解】
由于基因的选择性表达,人体不同细胞中相同DNA进行过程②转录的起始点不完全相同。
【小问6详解】
A、病毒只含有一种核酸,图示病毒的遗传物质含有限制酶(能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列)的酶切位点,说明该病毒的遗传物质是DNA,A错误;
B、该病毒的遗传物质是DNA,则其中心法是 ,B错误;
C、该病毒DNA含有2个游离的磷酸基团,若用EcoR I和BamH I完全切割该病毒DNA可形成3个DNA片段,每个DNA片段含有2个游离的磷酸,则新形成了3×2-2=4个游离的磷酸基团,C错误;
D、用EcoR I完全切割该病毒DNA,能形成3、7两种长度的DNA分子;用BamH I完全切割该病毒DNA,能形成2、8两种长度的DNA分子,则用EcoR I和BamH I完全切割该病毒DNA,可得到的三种长度的DNA片段有3、5、2,D正确。
故选ABC。
【小问7详解】
根据起始密码AUG可判断基因M转录时的模板位于b链(TAC)中,根据终止密码UAA可判断基因R转录时的模板位于a链 (ATT)中。
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