精品解析:江苏省南通市如皋市2024-2025学年高三下学期适应性考试(一)生物试题
2025-02-28
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2份
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39页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修2 生物与环境 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 南通市 |
| 地区(区县) | 如皋市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.19 MB |
| 发布时间 | 2025-02-28 |
| 更新时间 | 2025-07-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50714923.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025年高三适应性考试(一)
生物学试题
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列有关元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. 动物细胞主要含不饱和脂肪酸,熔点低,易凝固
B. 植物缺乏微量元素镁,会使叶绿素含量下降,光合作用能力减弱
C. 人体内钠离子缺乏会引起神经细胞的兴奋性增强,引发肌肉酸痛
D. 胆固醇参与动物细胞膜流动性的调节,还参与血液中脂质的运输
2. 细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合,并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化,驱动自身沿细胞骨架“行走”,部分机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关
B. 细胞内囊泡的运输,叶绿体的运动等生理活动也需要马达蛋白的参与
C. 马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应
D. 马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性
3. 柚苷酶常用于柚子汁脱苦处理,其同时具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的活性位点,可将苦味物质柚皮苷逐步分解为无苦味的葡萄糖和柚皮素,原理如下图。相关叙述正确的是( )
A. 单位时间内柚皮苷消耗量可表示β-D-葡萄糖苷酶的活性
B. 柚苷酶同时具有两种酶的活性位点,不具有专一性
C. 催化时酶的空间结构发生变化,不会导致酶失活
D. 加入柚苷酶可较快的去除苦味体现了酶具有高效性
4. 为寻找桉树叶挥发油抑制蚕豆根生长的原因,研究人员取每组蚕豆根尖分生区进行了相关实验,部分图像如下图所示。相关叙述错误的是( )
A. 实验中剪取根尖分生区作为材料,处理后进行显微观察
B. 使用的染液pH可呈酸性,卡诺氏液固定细胞形态后,应用95%的酒精冲洗
C. 图A处于有丝分裂中期,图B处于有丝分裂后期
D. 断裂不含着丝粒的染色体片段不能被纺锤体牵引而分离异常
5. 癌细胞具有无限增殖的特点,癌细胞细胞质中存在大量独立于染色体之外的环状DNA(ecDNA),其上普遍带有癌基因。相关叙述正确的是( )
A. 细胞癌变可能与原癌基因、抑癌基因的突变以及抑癌基因低甲基化等有关
B. 细胞癌变后,端粒DNA序列通常随细胞分裂次数的增多而明显缩短
C. 癌细胞内DNA复制、转录、翻译过程方向均沿着模板链的3'→5'方向进行
D. ecDNA无3'、5'端,同一肿瘤细胞群体中各细胞内的ecDNA数量不一定相同
6. 如图为某DNA半保留复制过程的部分示意图,非复制区与复制区的相接区域会形成Y字形结构,称为“复制叉”。下列叙述正确的是( )
A. 不论滞后链还是前导链,都需要一段DNA作为引物用于延伸
B. 体内DNA复制由ATP提供能量,体外复制(PCR)由dNTP提供能量
C. DNA连接酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键的形成
D. 细胞中双链DNA解螺旋时都需要解旋酶参与断开氢键
7. 香蕉具有丰富的营养价值,三倍体无子香蕉是全球栽培香蕉的主力军。下图是由同源二倍体野生芭蕉(2N=22)培育三倍体无子香蕉的过程。相关叙述正确的是( )
A. 培育的无子香蕉性状不能遗传给后代
B. 野生香蕉与野生芭蕉通常具有相同的育性
C. 若野生芭蕉基因型为Aa,则理论上无子香蕉的基因型有4种
D. 无子香蕉是具有果实大,营养丰富等优点的新物种
8. 褐花杓兰和西藏杓兰的分布区域有一定交叉,两者能够杂交并产生可育后代。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。它们的花色存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。下列说法正确的是( )
A. 一系列花色过渡类型的出现增加了杓兰物种的多样性
B. 杂交后代过渡花色的出现可能与表观遗传有关
C. 褐花杓兰和西藏杓兰与各自的传粉者之间协同进化
D. 环境因素导致杓兰种群基因频率不定向改变
9. “低渗性脱水”是指水和钠同时缺失,但缺水少于缺钠,血浆中钠低于正常范围,细胞外液呈低渗状态,可采用高渗盐水静脉滴注予以治疗。下列判断正确的是( )
A. 静脉滴注的溶液可从血浆直接进入淋巴液
B. 低渗性脱水时,肾上腺髓质分泌的醛固酮将会增加
C. 滴注高渗盐水,增加了细胞外液总量,且垂体释放的抗利尿激素增多
D. 长时间大量出汗后应及时大量饮水,避免导致低渗性脱水
10. 过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发,也会导致黑色素细胞减少引起白发。利用黑色小鼠进行研究得出的相关机制如图所示。下列叙述正确的是( )
注:HFSC:毛囊细胞干细胞 G:糖皮质激素 →:促进 ①-②:调节过程
MeSc:黑色素细胞干细胞 NE:去甲肾上腺素 :抑制
A. 机体糖皮质激素含量偏低时促进下丘脑和垂体相关激素的分泌
B. 去甲肾上腺素既可作为激素也可作为神经递质参与图示调节过程
C. 受到惊吓时,副交感神经支配肾上腺分泌的肾上腺素迅速增加
D. Gas6蛋白的过表达以及黑色素细胞干细胞的异常增殖分化最终导致脱发和白发
11. 下列关于植物生长发育调控的叙述错误的是( )
A. 植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下
B. 植物激素在体内含量很少,发挥作用后会被灭活或者回收
C. 植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性
D. 年轮的形成和春化作用均说明温度对植物的生长发育的影响
12. 研究者利用花粉进行植物多样性研究,通过悬挂粘板的方法,对温带森林和开阔地的花粉进行了收集,并调查了相应位置的植物多样性。下列叙述错误的是( )
A. 该研究自变量是区域和地形,因变量是花粉丰富度和生物多样性
B. 区域2的生物多样性和花粉丰富度均高于区域1
C. 用花粉丰富度反映生物多样性更准确的是区域1
D. 森林的生物多样性高于开阔地,恢复力稳定性低于开阔地
13. “海绵城市”是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。如图为“海绵城市”生态工程模式图。下列叙述正确的是( )
A. “海绵城市”注重生态环境与经济、社会效益相结合,体现了“协调”原理
B. “海绵城市”自我调节能力是有限的,进水口的污水流入量需加以控制
C. “海绵城市”中自生固氮菌属于生产者,降解污水的微生物属于分解者
D. 目前我国的生态工程建设已设计出标准化、易操作的生态工程样板
14. 下列关于生物学实验原理、操作或现象的叙述,正确的是( )
A. 藓类叶片非常薄,几乎为单层细胞,可直接制作装片观察线粒体
B. 植物细胞的失水和吸水实验,证明了植物细胞膜相当于一层半透膜
C. “25×16”型血细胞计数板,计数室以双线等分成16个中方格
D. 紫色月季叶中色素用有机溶剂层析,水溶性的紫色花青素离滤液细线最近
15. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A. 制备单克隆抗体时,天然抗原通常可直接刺激多种B细胞和辅助性T细胞
B. 体细胞核移植可通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体
C. 将目的基因导入鲫鱼受精卵后体外培养获得早期胚胎,再进行胚胎移植
D. 囊胚进一步扩大导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做孵化
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。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 下图为某家族的遗传系谱图,甲病相关基因用A、a表示,乙病相关基因用D、d表示,其中I1只携带一种致病基因。人群中,甲病的发病率是0.04%;男性人群中隐性基因d占5%。下列叙述正确的是( )
A. 甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传
B. I2号的基因型是AaXDXd
C. II4号携带致病基因的概率是2/3
D. II5号与一男性婚配,生下不患乙病孩子概率是139/160
17. 人体肌细胞膜表面含有乙酰胆碱(Ach)受体,部分人的B细胞对其异常敏感,而将其识别为抗原,产生特异性抗体,攻击肌肉细胞,导致患重症肌无力。下列有关重症肌无力的叙述错误的是( )
A. 乙酰胆碱(Ach)通过胞吐进入突触间隙,通过自由扩散作用于突触后膜
B. 重症肌无力是由于免疫自稳功能异常所导致的免疫缺陷病
C. 该病患者由于Ach不能与Ach受体结合,导致化学信号向电信号的转换过程受阻
D. 临床上可通过胆碱酯酶抑制剂、免疫抑制剂等药物或血浆置换等方法进行治疗
18. 研究人员探究了不同盐浓度对泡菜发酵过程中乳酸菌含量的影响。相关实验及结果如下图和表格,相关叙述正确的是( )
A. 操作时将食盐溶于清水,配置好的盐水需煮沸冷却后再使用
B. 为保证发酵顺利进行,两组实验需定期进行通气、排气且时长相等
C. 与6%相比,8%的盐浓度不利于乳酸菌增殖可能与细胞的渗透失水有关
D. 若跟踪检测发酵过程中亚硝酸盐的含量变化,则先升高后下降曲线走势与上图相近
19. 某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,其突变株则不能。将突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-(仅图1中的某一步受阻)分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述正确的是( )
A. 配制图2培养基时加入了琼脂和少量色氨酸,pH通常呈酸性
B. 使用涂布器接种3种突变菌株,涂布前需对涂布器进行灼烧灭菌
C. TrpC-菌株继续生长增殖的一端为靠近Ⅲ区域的一端
D. TrpE-菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. 利用衣藻光合作用产氢是具有前景的清洁能源生产途径。下图为衣藻光合作用示意图,PSⅡ的反应中心将水分解释放的e-经电子传递链依次传递至Fd,被还原的Fd将e-沿3个途径进行分配和利用:①自然条件下,将e-传递给FNR,用于NADPH的合成;②强光高温等胁迫时,将e-重新传递给PQ,形成环式电子传递;③O2浓度低时,将e-传递给氢化酶(H2ase),用于H2的合成。已知氢化酶(H2ase)活性与氧气浓度呈负相关。请分析回答:
(1)图中的PSⅡ、PSⅠ以及各电子传递体位于________上,ATP合酶以________方式运输H+,并利用H+浓度差合成ATP。H+浓度差形成的原因有:________、PQ主动运输H+、基质中消耗H+合成NADPH。
(2)图中淀粉水解产生葡萄糖,经________(A、B、C选项中选填)过程生成NADH,NADH与NADPH的异同点有________(D、E、F选项中选填)。
A.糖酵解 B.TCA(三羧酸循环) C.氧化磷酸化 D.均可作为还原剂 E.NADH不含磷元素NADPH含 F.均可作为电子供体
(3)高温胁迫下过剩的光能会使PSⅡ的关键蛋白D1受损,此时环式电子传递过程会增强,使ATP/NADPH的比例升高,叶绿体可消耗多余的ATP修复受损蛋白。请解释ATP/NADPH比例升高的机制:
①环式电子传递过程的e-不能传递给________(中文名称),导致NADPH合成减少
②此时H+的梯度仍维持正常,________。
(4)在适宜光照、通气条件下,用完全培养液培养衣藻,其光合作用产生的O2的去向有________。D1是一种含硫的蛋白质。为提高衣藻产H2的速率,在适宜光照、________条件下,用________(填“含硫量高”或“缺硫”)培养液培养衣藻。选择上述培养条件的理由是:________,此时衣藻仍可通过NADH产生e-和H+来维持H2的合成。
21. 我国桂西喀斯特地区土层浅薄、生态环境十分脆弱。该地区的植被恢复过程中,凋落叶的分解对土壤有机碳(SOC)的含量及碳排放均有影响。科研人员进行了相关研究,请分析回答:
(1)为研究土壤中小动物类群的丰富度,科研人员常采用________法进行采集、调查。分离得到的小动物可用________固定保存。调查结果显示,取样深度不同,土壤小动物的类群数不同,体现了土壤群落有明显的________结构。
(2)在植被恢复过程中,土壤有机质含量明显增加,有机质的主要来源有________。土壤有机质通过分解者的分解作用,可将部分SOC转变为CO2等无机物,此过程称为SOC的输出。从生态系统物质循环与能量流动角度出发,在处于植被恢复初期的地区,可以选择凋落叶分解速率较________的树种,以促进土壤养分的循环与利用;在处于植被恢复中后期的地区,可选择能________(填“增加”或“减少”)SOC输出的树种。此生态修复工程中遵循的原理有________。
(3)该地区生态系统的结构和功能能否较长时间保持相对稳定,与该地区生态系统的自我调节能力密切相关,从生态系统的结构分析,决定其大小的因素是________。随着时间的推移,该地区群落可能会发生演替。演替的原因有环境不断变化、生物本身不断的繁殖、迁移或迁徙,群落内部种群相互关系的发展变化、以及________等。
(4)下图表示能量流经该生态系统的部分过程,甲乙丙表示连续的三个营养级,字母表示能量。
①乙→丙的能量传递效率为________×100%(用图中字母构建表达式)。
②经检测乙种群中某些动物的尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物,则其中所储存的能量属于________(填“D1”或“D2”)。
③由于长期协同进化使营养结构中________,是能量在生态系统中单向流动的原因之一。
22. 脑桥中的蓝斑与应激反应密切相关。压力或者紧急情况下会激活蓝斑神经元,刺激肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素,机体出现心跳加快、呼吸加速等应激反应。同时,还会刺激下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,分泌肾上腺皮质激素。研究发现,运动、睡眠等方式可降低肾上腺皮质激素的含量。请分析回答:
(1)紧急情况下________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋,血液中的去甲肾上腺素的含量会迅速增加,出现心跳加快、呼吸加速等应激反应,该过程属于________调节。
(2)肾上腺皮质激素的调节过程中,存在________以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于________,从而维持机体的稳态。
(3)人长期处于慢性压力的状态下,肾上腺皮质激素会处于较高水平,下丘脑和垂体细胞对肾上腺皮质激素的敏感性会降低,试分析其可能的原因是________。肾上腺皮质激素长期处于较高水平可引起肾上腺皮质功能衰竭,请就缓解生活中的慢性压力提出一条合理的建议:________。
(4)研究发现,肾上腺髓质还与血压调节有关,科研人员用电流刺激兔子肾上腺髓质的交感神经,会使血压升高。对于该过程引起血压升高的机理,有学者提出了如下推测:电刺激交感神经后引起肾上腺髓质分泌某种物质(肾上腺髓质分泌的物质可扩散到组织液中)作用于血管壁细胞,引起血压升高。科研人员进行了如下实验,请补全下表:
实验步骤
实验步骤的要点
动物分组
选取健康、发育状态成熟、生理状态一致的雄性兔子若干只,①________,编号为甲、乙。
②________
?
实验处理,
指标测定
剥离出甲组兔子支配肾上腺髓质的交感神经,对其进行电刺激,一段时间后测量甲组兔子的血压;从甲组兔子提取肾上腺髓质的③________,注射到乙组兔子体内,一段时间后测量乙组兔子的血压。
预期实验结果
④若________,则上述推测成立。
23. 家蚕(2n=56)的性别决定为ZW型。家蚕茧形有纺锤形茧和椭圆形茧,由位于Z染色体上的一对等位基因B、b控制;体色有有斑纹和无斑纹,由位于常染色体上的一对等位基因A、a控制。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交,得到F1的表型和比例如下表。请分析回答:
F1表型
有斑纹纺锤形茧
无斑纹纺锤形茧
有斑纹椭圆形茧
无斑纹椭圆形茧
雌蚕
3/60
12/60
3/60
12/60
雄蚕
4/60
16/60
2/60
8/60
(1)家蚕的一个基因组与一个染色体组所包含的染色体数分别为________,雄蚕生殖器官细胞中含有________条Z染色体。
(2)控制茧形和体色的两对基因遗传时遵循基因的________定律,原因是________。亲代雌蚕的茧形为________,亲代雄蚕的基因型为________。亲代雄蚕群体所产生的配子中同时具有无斑纹和纺锤体茧基因的配子占比为________。
(3)研究者通过辐射对某品系家蚕进行处理,获得如下图甲、乙、丙3种突变类型(注:各类型突变体产生的配子活力相当,但一对基因都缺失时胚胎致死)
①甲、乙、丙涉及的突变类型包括________,甲减数分裂产生的配子中含有A基因的概率为________。
②为筛选出符合要求的突变类型,研究者将获得的突变体分别与有斑纹雄蚕杂交,获得F1,F1自由交配获F2,观察并统计后代表型及比例。
a若F2表型及比例与性别相关联,则突变类型为甲;
b若F2表型及比例为________,则突变类型为乙;
c若F2表型及比例为________,则突变类型为丙。
③生产实践中家蚕幼虫期通过体色筛选出吐丝率更高的雄蚕,可利用“限性雌蚕(如图)”和________进行杂交,根据体色即可辨别幼蚕的性别。
24. A蛋白是某种激素合成的关键酶。为鉴定该激素合成的部位及生理作用,科研团队利用无缝克隆技术将A蛋白结合蛋白基因(P基因)与葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)融合,构建A蛋白检测探针,通过农杆菌转化法导入拟南芥进行实验。相关原理、过程及质粒的结构如下图所示。请分析回答:
(1)无缝克隆原理图中,过程①中T5核酸外切酶沿________的方向水解DNA,其目的是形成_______。过程③所需的酶有________。
(2)与传统的酶切再连法相比,无缝克隆技术可实现多个片段的连接,且操作时间短、成功率高。NEB官方的无缝克隆线上设计软件强制输入片段的长度必须大于75bp,并提示最好不低于110bp。请推测无缝克隆技术不适合连接小于50bp小片段的原因:________
(3)图中利用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是引物F1与________互补。
(4)图中利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒,应选用的限制酶为________。扩增GUS-P融合基因所需的引物R1序列(5'→3')的设计依据为________(填序号:①同源序列②限制酶的识别序列③P基因的部分序列④GUS基因的部分序列)。据图分析,引物R1和F2应分别为下列引物________。
①5'-TAAGTTGTCT……-3' ②5'-CTTGGATGAT……-3'
③5'-TCTGTTGAAT……-3' ④5'-ATTCAACAGA……-3'
(5)利用农杆菌转化法将目的基因导入拟南芥细胞后,进行植物组培。用________对组培苗进行筛选。已知葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,将转基因拟南芥置于不同培养液中培养一段时间,然后分离不同部位的组织分别加入X-Gluc进行鉴定,结果如下表所示:
部位
根
茎
叶
完全培养液
蓝色
浅蓝
浅蓝
缺磷培养液
深蓝
蓝色
浅蓝
根据上表实验结果分析,该激素最主要的合成部位是________,该激素的生理作用是________。
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2025年高三适应性考试(一)
生物学试题
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列有关元素和化合物的叙述,正确的是( )
A. 动物细胞主要含不饱和脂肪酸,熔点低,易凝固
B. 植物缺乏微量元素镁,会使叶绿素含量下降,光合作用能力减弱
C. 人体内钠离子缺乏会引起神经细胞的兴奋性增强,引发肌肉酸痛
D. 胆固醇参与动物细胞膜流动性的调节,还参与血液中脂质的运输
【答案】D
【解析】
【分析】无机盐的功能:
(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如:Fe2+是血红蛋白的主要成分;Mg2+是叶绿素的必要成分;
(2)维持细胞的生命活动.如血液钙含量低会抽搐;
(3)维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。
【详解】A、动物细胞主要含饱和脂肪酸,熔点较高,易凝固;而植物细胞主要含不饱和脂肪酸,熔点低,不易凝固,A错误;
B、镁是大量元素,不是微量元素,B错误;
C、人体内钠离子缺乏会引起神经细胞的兴奋性降低,引发肌肉酸痛,C错误;
D、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,参与动物细胞膜流动性的调节,还参与血液中脂质的运输,D正确。
故选D。
2. 细胞内的马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合,并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化,驱动自身沿细胞骨架“行走”,部分机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关
B. 细胞内囊泡的运输,叶绿体的运动等生理活动也需要马达蛋白的参与
C. 马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应
D. 马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性
【答案】B
【解析】
【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、马达蛋白是胞内蛋白,其合成场所是核糖体,合成过程不需要内质网、高尔基体的加工修饰,只有分泌蛋白的合成才与核糖体、内质网、高尔基体有关,A错误;
B、细胞内囊泡的运输、叶绿体的运动等生理活动都涉及到在细胞内的移动,而马达蛋白能够利用ATP水解提供能量驱动自身沿细胞骨架“行走”,所以这些生理活动也需要马达蛋白的参与,B正确;
C、ATP水解使马达蛋白磷酸化,ATP水解是放能反应,而马达蛋白磷酸化是吸收ATP水解释放的能量的过程,属于吸能反应,C错误;
D、马达蛋白能够与“货物”(颗粒物质)结合,这种结合具有特异性,就如同酶与底物的特异性结合一样,所以马达蛋白对运输的“货物”具有特异性,D错误。
故选B。
3. 柚苷酶常用于柚子汁脱苦处理,其同时具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的活性位点,可将苦味物质柚皮苷逐步分解为无苦味的葡萄糖和柚皮素,原理如下图。相关叙述正确的是( )
A. 单位时间内柚皮苷的消耗量可表示β-D-葡萄糖苷酶的活性
B. 柚苷酶同时具有两种酶的活性位点,不具有专一性
C. 催化时酶的空间结构发生变化,不会导致酶失活
D. 加入柚苷酶可较快的去除苦味体现了酶具有高效性
【答案】C
【解析】
【分析】酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
【详解】A、β-D-葡萄糖苷酶作用的底物是普鲁宁,单位时间内柚皮苷的消耗量反映的是α-L-鼠李糖苷酶的活性,而不是β-D-葡萄糖苷酶的活性,A错误;
B、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,柚苷酶虽然同时具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的活性位点,但它催化的是柚皮苷这一类物质的逐步分解反应,仍然具有专一性,B错误;
C、酶在催化过程中,与底物结合时空间结构会发生变化,这种变化是可逆,在催化反应结束后,酶分子又恢复原状,不会导致酶失活,C正确;
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高,题干中只是说加入柚苷酶可较快去除苦味,但没有与无机催化剂作对比,不能体现酶的高效性,D错误。
故选C。
4. 为寻找桉树叶挥发油抑制蚕豆根生长的原因,研究人员取每组蚕豆根尖分生区进行了相关实验,部分图像如下图所示。相关叙述错误的是( )
A. 实验中剪取根尖分生区作材料,处理后进行显微观察
B. 使用的染液pH可呈酸性,卡诺氏液固定细胞形态后,应用95%的酒精冲洗
C. 图A处于有丝分裂中期,图B处于有丝分裂后期
D. 断裂的不含着丝粒的染色体片段不能被纺锤体牵引而分离异常
【答案】A
【解析】
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,防止解离过度,便于染色)、染色(用甲紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】A、A.根尖分生区太小,无法精确剪取,应取根尖2-3mm,A错误;
B、甲紫和醋酸洋红都是溶于醋酸制得,pH呈酸性,B正确;
C、根据题图分析可知图A染色体整齐排布在赤道板的位置,处于有丝分裂中期,图B染色体正在移向两极,处于有丝分裂后期,C正确;
D、断裂后,没有着丝粒的染色体片段不能被纺锤丝牵引,因此造成姐妹染色单体分离异常,D正确。
故选A。
5. 癌细胞具有无限增殖特点,癌细胞细胞质中存在大量独立于染色体之外的环状DNA(ecDNA),其上普遍带有癌基因。相关叙述正确的是( )
A. 细胞癌变可能与原癌基因、抑癌基因的突变以及抑癌基因低甲基化等有关
B. 细胞癌变后,端粒DNA序列通常随细胞分裂次数的增多而明显缩短
C. 癌细胞内DNA复制、转录、翻译过程方向均沿着模板链的3'→5'方向进行
D. ecDNA无3'、5'端,同一肿瘤细胞群体中各细胞内的ecDNA数量不一定相同
【答案】D
【解析】
【分析】细胞癌变的原因包括内因和外因,外因是各种致癌因子(物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子),内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的主要特征:能无限增殖:形态结构发生显著改变;细胞表面物质发生变化。
【详解】A、原癌基因表达的蛋白质是细胞生长和增殖所必需的,这类基因一旦发生突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变;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,这类基因一旦发生突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起癌变;肿瘤细胞的抑癌基因启动子区域处于高甲基化状态,使得抑癌基因沉默,进而细胞脱离正常的细胞周期发生肿瘤,A错误;
B、端粒学说认为,端粒DNA序列通常随细胞分裂次数的增多而明显缩短,导致细胞衰老,而癌细胞能无限增殖,其端粒DNA序列不会随细胞分裂次数的增多而明显缩短,B错误;
C、复制、转录时都是沿着模板链3'→5'方向进行,翻译时是沿着模板链5'→3'方向进行,C错误;
D、ecDNA是环状DNA无3'、5',当癌细胞分裂时,ecDNA属于细胞质中的DNA,ecDNA会被随机分配到子细胞中,各细胞内的ecDNA数量不一定相同,D正确。
故选D。
6. 如图为某DNA半保留复制过程的部分示意图,非复制区与复制区的相接区域会形成Y字形结构,称为“复制叉”。下列叙述正确的是( )
A. 不论滞后链还是前导链,都需要一段DNA作为引物用于延伸
B. 体内DNA复制由ATP提供能量,体外复制(PCR)由dNTP提供能量
C. DNA连接酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键的形成
D. 细胞中双链DNA解螺旋时都需要解旋酶参与断开氢键
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:图示为DNA复制的简图,DNA分子复制过程中,2条新生链都只能从5‘端向3’端延伸,前导链连续合成,滞后链分段合成,这些分段合成的新生DNA片段称冈崎片段,DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起。
【详解】A、DNA复制时,不论滞后链还是前导链,都需要一段RNA作为引物用于延伸,而不是DNA,因为DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从引物的3'端延伸DNA链,A错误;
B、体内DNA复制由ATP提供能量,体外DNA复制(PCR)不是由dNTP提供能量。在PCR过程中,能量的主要来源是通过加热来断裂氢键,使DNA双链解开成单链,B错误;
C、DNA连接酶在DNA复制过程中能将DNA片段连接起来,催化磷酸二酯键的形成,比如在滞后链合成过程中,将冈崎片段连接成完整的DNA链,C正确;
D、细胞中双链DNA解螺旋时,大多数情况下需要解旋酶参与断开氢键,但在某些特殊情况下,如转录过程中,RNA聚合酶也具有解旋的功能,不一定都需要解旋酶,D错误。
故选C。
7. 香蕉具有丰富的营养价值,三倍体无子香蕉是全球栽培香蕉的主力军。下图是由同源二倍体野生芭蕉(2N=22)培育三倍体无子香蕉的过程。相关叙述正确的是( )
A. 培育的无子香蕉性状不能遗传给后代
B. 野生香蕉与野生芭蕉通常具有相同的育性
C. 若野生芭蕉基因型为Aa,则理论上无子香蕉的基因型有4种
D. 无子香蕉是具有果实大,营养丰富等优点的新物种
【答案】C
【解析】
【分析】不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,这种现象叫做生殖隔离。
【详解】A、无子香蕉的无籽性状是染色体数目变异引起的,染色体变异属于可遗传变异,可以遗传给后代,A错误;
B、野生香蕉为四倍体,育性降低,B错误;
C、若野生芭蕉基因型为Aa,则加倍后野生香蕉的基因型为AAaa,AAaa产生AA、Aa、aa3种配子,所以AAaa与Aa杂交,理论上无子香蕉的基因型有4种,C正确;
D、无子香蕉不属于新物种,D错误。
故选C。
8. 褐花杓兰和西藏杓兰的分布区域有一定交叉,两者能够杂交并产生可育后代。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。它们的花色存在从浅红到深紫等一系列的过渡类型。下列说法正确的是( )
A. 一系列花色过渡类型的出现增加了杓兰物种的多样性
B. 杂交后代过渡花色的出现可能与表观遗传有关
C. 褐花杓兰和西藏杓兰与各自的传粉者之间协同进化
D. 环境因素导致杓兰种群基因频率不定向改变
【答案】B
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、褐花杓兰和西藏杓兰两者能够杂交并产生可育后代,说明没有生殖隔离,不能增加物种多样性,A错误;
B、后代出现多种表型,可能与表观遗传有关,B正确;
C、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,该地生物多样性是褐花杓兰与其他生物、与环境之间协同进化的结果,C错误;
D、环境因素的选择作用导致杓兰种群基因频率定向改变,D错误。
故选B。
9. “低渗性脱水”是指水和钠同时缺失,但缺水少于缺钠,血浆中钠低于正常范围,细胞外液呈低渗状态,可采用高渗盐水静脉滴注予以治疗。下列判断正确的是( )
A. 静脉滴注的溶液可从血浆直接进入淋巴液
B. 低渗性脱水时,肾上腺髓质分泌的醛固酮将会增加
C. 滴注高渗盐水,增加了细胞外液总量,且垂体释放的抗利尿激素增多
D. 长时间大量出汗后应及时大量饮水,避免导致低渗性脱水
【答案】C
【解析】
【分析】内环境的组成成分:血浆、组织液和淋巴。血浆和组织液之间可以进行相互的物质交换,组织液和淋巴之间只能由组织液→淋巴;淋巴和血浆之间只能由淋巴→血浆。
【详解】A、血浆中的物质,需要先渗透进入组织液,再由组织液渗入淋巴液,A错误;
B、醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,低渗性失水会导致肾上腺皮质增加分泌醛固酮,B错误;
C、滴注高渗盐水是为了增加细胞外液渗透压,减少细胞吸水,增加细胞外液的液体总量,细胞外液渗透压升高时垂体释放抗利尿激素的量增加,C正确;
D、长时间大量出汗,同时丢失水和无机盐,若只补水,会造成低渗性脱水,D错误。
故选C。
10. 过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发,也会导致黑色素细胞减少引起白发。利用黑色小鼠进行研究得出的相关机制如图所示。下列叙述正确的是( )
注:HFSC:毛囊细胞干细胞 G:糖皮质激素 →:促进 ①-②:调节过程
MeSc:黑色素细胞干细胞 NE:去甲肾上腺素 :抑制
A. 机体糖皮质激素含量偏低时促进下丘脑和垂体相关激素的分泌
B. 去甲肾上腺素既可作为激素也可作为神经递质参与图示调节过程
C. 受到惊吓时,副交感神经支配肾上腺分泌的肾上腺素迅速增加
D. Gas6蛋白的过表达以及黑色素细胞干细胞的异常增殖分化最终导致脱发和白发
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析,过度紧张焦虑刺激下丘脑分泌相应激素作用于垂体,垂体分泌相应激素作用于肾上腺皮质,使其分泌糖皮质激素抑制成纤维细胞,通过一系列途经最终分化出的毛囊细胞减少。与此同时,过度紧张焦虑会刺激脑和脊髓通过传出神经作用于肾上腺髓质分泌NE或传出神经分泌NE作用于MeSc,使其异常增殖分化,最终黑色素细胞减少。
【详解】A、根据激素分泌的负反馈调节机制,当机体糖皮质激素含量偏低时,会解除对下丘脑和垂体的抑制作用,但不会促进下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素和垂体分泌促肾上腺皮质激素,A错误;
B、从图中可以看出,去甲肾上腺素(NE)既可以由传出神经分泌,此时作为神经递质;又可以由肾上腺分泌,此时作为激素,参与图示调节过程,B正确;
C、受到惊吓时,是交感神经支配肾上腺分泌的肾上腺素迅速增加,而不是副交感神经,C错误;
D、由图可知,Gas6蛋白促进毛囊细胞干细胞(HFSC)增殖分化为毛囊细胞,不会导致脱发;黑色素细胞干细胞(MeSc)的异常增殖分化会导致黑色素细胞减少,引起白发,而不是脱发和白发,D错误。
故选B。
11. 下列关于植物生长发育调控的叙述错误的是( )
A. 植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下
B. 植物激素在体内含量很少,发挥作用后会被灭活或者回收
C. 植物生长发育过程中,不同种激素调节往往表现出一定的顺序性
D. 年轮的形成和春化作用均说明温度对植物的生长发育的影响
【答案】B
【解析】
【分析】激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用,但是,激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。环境因素(光照、温度、重力等)对植物的生长发育有一定的影响。
【详解】A、植物的生长、发育、繁殖、休眠等生命活动,从根本上来说是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,也就是处在基因适时选择性表达的调控之下,A正确;
B 、植物激素在植物体内含量很少,一经发挥作用后就被灭活,不会被回收,动物激素部分会被回收,B错误;
C、植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性,例如在种子萌发过程中,赤霉素、细胞分裂素、脱落酸等激素依次发挥作用,C正确;
D、年轮是由于不同季节温度不同,形成层活动不同形成的,春化作用是指植物必须经过一段时间的低温诱导才能开花,这两者均说明温度对植物的生长发育有影响,D正确。
故选B。
12. 研究者利用花粉进行植物多样性研究,通过悬挂粘板的方法,对温带森林和开阔地的花粉进行了收集,并调查了相应位置的植物多样性。下列叙述错误的是( )
A. 该研究自变量是区域和地形,因变量是花粉丰富度和生物多样性
B. 区域2的生物多样性和花粉丰富度均高于区域1
C. 用花粉丰富度反映生物多样性更准确的是区域1
D. 森林的生物多样性高于开阔地,恢复力稳定性低于开阔地
【答案】C
【解析】
【分析】物种多样性包含两方面要素:①群落所含物种的多寡,即物种丰富度;②群落中各物种个体数目分配的均匀程度,即物种均匀度。
【详解】A 、由题意 “对温带森林和开阔地的花粉进行了收集,并调查了相应位置的植物多样性” 可知,研究中涉及不同的区域(森林和开阔地)以及不同地形(对应不同区域),而观察的指标是花粉丰富度和生物多样性,所以自变量是区域和地形,因变量是花粉丰富度和生物多样性,A正确;
B、从图中可以明显看出,区域2对应的生物多样性和花粉丰富度的数值均高于区域1,B正确;
C、在区域1中,开阔地和森林的生物多样性与花粉丰富度的变化趋势差异较大,而在区域2中,开阔地和森林的生物多样性与花粉丰富度的变化趋势更为一致,所以用花粉丰富度反映生物多样性更准确的是区域2,而不是区域1,C错误;
D、一般来说,森林的生物种类比开阔地多,生物多样性高,营养结构复杂,自我调节能力强,所以恢复力稳定性低于开阔地,D正确。
故选C。
13. “海绵城市”是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。如图为“海绵城市”生态工程模式图。下列叙述正确的是( )
A. “海绵城市”注重生态环境与经济、社会效益相结合,体现了“协调”原理
B. “海绵城市”的自我调节能力是有限的,进水口的污水流入量需加以控制
C. “海绵城市”中的自生固氮菌属于生产者,降解污水的微生物属于分解者
D. 目前我国的生态工程建设已设计出标准化、易操作的生态工程样板
【答案】B
【解析】
【分析】生态工程遵循的基本原理有自生、循环、协调和整体。自生指系统中由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持;循环指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转化率较高;协调指生态工程中生物与环境、生物与生物的协调与适应;整体指首先要遵循自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序结构,其次建设生态工程时,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。
【详解】A、“海绵城市”注重生态环境与经济、社会效益相结合,体现的是整体性原理,而不是协调原理,整体性原理是指进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力,A错误;
B、生态系统的自我调节能力是有限的,“海绵城市”作为一个生态系统,其自我调节能力同样有限,如果进水口的污水流入量过大,超过了其自我调节能力,就会导致生态系统遭到破坏,所以进水口的污水流入量需加以控制,B正确;
C、自生固氮菌能将空气中的氮气转化为含氮化合物,但它不能利用无机物合成有机物,不属于生产者,而是属于分解者,降解污水的微生物能将污水中的有机物分解为无机物,属于分解者,C错误;
D、目前我国的生态工程建设还没有设计出标准化、易操作的生态工程样板,还需要进一步探索和完善,D错误。
故选B。
14. 下列关于生物学实验原理、操作或现象的叙述,正确的是( )
A. 藓类叶片非常薄,几乎为单层细胞,可直接制作装片观察线粒体
B. 植物细胞的失水和吸水实验,证明了植物细胞膜相当于一层半透膜
C. “25×16”型血细胞计数板,计数室以双线等分成16个中方格
D. 紫色月季叶中色素用有机溶剂层析,水溶性的紫色花青素离滤液细线最近
【答案】D
【解析】
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同。
【详解】A 、观察线粒体需要用健那绿染液将线粒体染成蓝绿色,藓类叶片本身含有叶绿体,呈绿色,会对观察线粒体产生颜色干扰,不能直接制作装片观察线粒体,A错误;
B、植物细胞的失水和吸水实验,通过观察植物细胞在不同外界溶液浓度下的质壁分离和复原现象,证明了植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,而不是细胞膜,B错误;
C、“25×16”型血细胞计数板,中央大方格用双线分成25个中方格,位于正中及四角5个中方格是红细胞计数区域,用单线划分为16个小方格,C错误;
D、纸层析法的原理是色素随滤纸条的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关,花青素是水溶性色素,在有机溶剂中溶解度较低,所以其离滤液细线最近,D正确。
故选D。
15. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A. 制备单克隆抗体时,天然抗原通常可直接刺激多种B细胞和辅助性T细胞
B. 体细胞核移植可通过显微操作技术去除卵母细胞的细胞核和第一极体
C. 将目的基因导入鲫鱼受精卵后体外培养获得早期胚胎,再进行胚胎移植
D. 囊胚进一步扩大导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做孵化
【答案】B
【解析】
【分析】胚胎移植的生理基础:(1)供体与受体相同的生理变化,为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境;(2)胚胎在早期母体中处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能;(3)子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能;(4)胚胎遗传性状不受受体任何影响。
【详解】A、天然抗原可直接刺激B细胞,但通常需要通过抗原呈递细胞呈递给辅助性T细胞,再由辅助性T细胞进一步起作用,A错误;
B、通过显微操作技术可以去除卵母细胞的细胞核和第一极体,获得去核卵母细胞,B正确;
C、将目的基因与获能的精子溶液,在一定的温度等条件下培养一段时间后,使精子携带有目的基因,然后进行人工授精,目的基因导入鲫鱼受精卵后,经培养便可获得转基因动物,无需进行胚胎移植,C错误;
D、移植后的囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化,D错误。
故选B。
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。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 下图为某家族的遗传系谱图,甲病相关基因用A、a表示,乙病相关基因用D、d表示,其中I1只携带一种致病基因。人群中,甲病的发病率是0.04%;男性人群中隐性基因d占5%。下列叙述正确的是( )
A. 甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传
B. I2号的基因型是AaXDXd
C. II4号携带致病基因的概率是2/3
D. II5号与一男性婚配,生下不患乙病孩子的概率是139/160
【答案】ABD
【解析】
【分析】判断遗传病的遗传方式,可以根据“无中生有为隐性,隐性看女病,父子有正非伴性;有中生无为显性,显性看男病,母女有正非伴性”进行判断,即父母都没有病但是生出来了患病的孩子,则该病为隐性遗传病,此时可以看女患者的父亲和儿子,若女患者的父亲和儿子有正常的,则该病不是伴性遗传,而是常染色体隐性遗传病;父母都有病,但是生出来了正常的孩子,则该病是显性遗传病,此时看男患者的母亲和女儿,若男患者的母亲和女儿有正常的,则该病不是伴性遗传,而是常染色体显性遗传病。
【详解】A、1、2不患甲病,但他们有一个患甲病的女儿5号,说明甲病为常染色体隐性遗传,A正确;
B、1号、2号个体不患甲病也不患乙病,1号个体基因型为A_XDY、2号个体基因型为A_XDX_。由于5号患甲病,基因型为aa,则1号和2号的基因型为Aa;6号患乙病,基因型为XdY,则2号的基因型为XDXd,因此1号基因型为AaXDY,2号的基因型是AaXDXd,B正确;
C、1号和2号所生女儿4号既不患甲病也不患乙病,基因型为A_XDX_,其中AA出现的概率1/3,Aa出现的概率是2/3,XDXD和XDXd出现的概率均为1/2,所以 II4不携带致病(AAXDXD)的概率是(1/3)×(1/2)=1/6,携带致病基因的概率是1-1/6=5/6,C错误;
D、对于乙病而言,男性人群中隐性基因d占5%,则男性人群中XDY占95%,XdY占5%;5号不患乙病,只考虑乙病,基因型及比例为1/2XDXD或1/2XDXd。Ⅱ5与一男性婚配,生下患乙病孩子的概率是1/2×5%×1/2+ 1/2×95%×1/4=21/160,生下不患乙病孩子的概率是139/160,D正确。
故选ABD。
17. 人体肌细胞膜表面含有乙酰胆碱(Ach)受体,部分人的B细胞对其异常敏感,而将其识别为抗原,产生特异性抗体,攻击肌肉细胞,导致患重症肌无力。下列有关重症肌无力的叙述错误的是( )
A. 乙酰胆碱(Ach)通过胞吐进入突触间隙,通过自由扩散作用于突触后膜
B. 重症肌无力是由于免疫自稳功能异常所导致的免疫缺陷病
C. 该病患者由于Ach不能与Ach受体结合,导致化学信号向电信号的转换过程受阻
D. 临床上可通过胆碱酯酶抑制剂、免疫抑制剂等药物或血浆置换等方法进行治疗
【答案】AB
【解析】
【分析】1、兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,经过突触时有以下信号转换:电信号-化学信号-电信号,此时突触前膜释放神经递质进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起突触后膜兴奋或抑制。
2、免疫失调引起的疾病有:(1)过敏反应:是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应。(2)自身免疫病:是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。如系统性红斑狼疮、风湿性心脏病、类风湿性关节炎。(3)免疫缺陷病:包括先天性免疫缺陷病和后天获得的免疫缺陷病(如艾滋病)。
【详解】A、乙酰胆碱作为神经递质在突触间隙经过扩散到突触后膜,而不是自由扩散,A错误;
B、重症肌无力是由于免疫自稳功能异常所导致的自身免疫病,B错误;
C、重症肌无力是自身免疫病,其病因是患者免疫系统把Ach受体当作抗原,使B细胞被激活而增殖、分化,产生Ach受体抗体,Ach受体抗体与Ach受体特异性结合,造成Ach不能与Ach受体正常结合,导致化学信号向电信号转换过程受阻,C正确;
D、乙酰胆碱酯酶抑制剂能抑制Z酰胆碱酯酶的活性,导致乙酰胆碱不能被分解,使突触间隙的兴奋性递质乙酰胆碱不被分解,作用于突触后膜,使其产生兴奋,从而可治疗重症肌无力,免疫抑制剂的方法治疗和血浆置换,抗体减少,乙酰胆碱受体受损减少,所以可以采取给予免疫抑制剂的方法治疗或缓解重症肌无力,D正确。
故选AB。
18. 研究人员探究了不同盐浓度对泡菜发酵过程中乳酸菌含量的影响。相关实验及结果如下图和表格,相关叙述正确的是( )
A. 操作时将食盐溶于清水,配置好的盐水需煮沸冷却后再使用
B. 为保证发酵顺利进行,两组实验需定期进行通气、排气且时长相等
C. 与6%相比,8%的盐浓度不利于乳酸菌增殖可能与细胞的渗透失水有关
D. 若跟踪检测发酵过程中亚硝酸盐的含量变化,则先升高后下降曲线走势与上图相近
【答案】ACD
【解析】
【分析】由于在泡菜制作过程中,微生物会将原料中的硝酸盐还原形成亚硝酸盐,因此在发酵初期亚硝酸盐含量会逐渐升高,发酵后期亚硝酸盐又会被某些微生物氧化成硝酸盐,亚硝酸盐含量又会逐渐下降,因此在泡菜制作过程中要检测亚硝酸盐的含量,确定合适的取食时间。
【详解】A、在制作泡菜时,将食盐溶于清水,配置好的盐水需煮沸,目的是杀灭盐水中的杂菌等微生物,冷却后再使用是为了防止高温杀死乳酸菌等发酵菌种,A正确;
B、乳酸菌是厌氧菌,发酵过程需要在无氧环境中进行,定期通气会引入氧气,破坏厌氧环境,抑制乳酸菌的生长,B错误;
C、当盐浓度过高时,如 8% 的盐浓度,外界溶液浓度大于乳酸菌细胞内溶液浓度,乳酸菌细胞会发生渗透失水,进而影响其正常的生命活动,不利于乳酸菌增殖,因此与6%相比,8%的盐浓度不利于乳酸菌增殖可能与细胞的渗透失水有关,C正确;
D、在泡菜发酵过程中,亚硝酸盐含量的变化一般是先升高后下降,走势与上图相近,D正确。
故选ACD。
19. 某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,其突变株则不能。将突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-(仅图1中的某一步受阻)分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域菌株不再生长。下列叙述正确的是( )
A. 配制图2培养基时加入了琼脂和少量色氨酸,pH通常呈酸性
B. 使用涂布器接种3种突变菌株,涂布前需对涂布器进行灼烧灭菌
C. TrpC-菌株继续生长增殖的一端为靠近Ⅲ区域的一端
D. TrpE-菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶
【答案】CD
【解析】
【分析】基因通过中心法则控制性状,包括两种方式:
(1)通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状;
(2)可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A、微生物培养基中加入琼脂可制成固体培养基,适合微生物的接种和培养,该培养基是固体培养基,所以加入了琼脂,从接种后短时间三个区域均有少量细菌生长增殖可知,培养基中加入了少量色氨酸,能让突变株短时间生长,细菌生长的培养基pH通常呈中性或微碱性,而不是酸性,A错误;
B、得到图2所示菌落,应使用接种针接种,B错误;
C、依据题图及题干信息“突变株TrpB-、TrpC-、TrpE-分别划线接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,培养短时间内三个区域均有少量细菌生长增殖”,“继续培养一段时间后发现Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的细菌继续生长增殖”,分析得知,突变株TrpB-,将分支酸转化为邻氨基苯甲酸受阻,但可将邻氨基苯甲酸转化为吲哚,并进一步转化为色氨酸;突变株TrpC-对应Ⅱ区域,将邻氨基苯甲酸转化为吲哚受阻,但可以将分支酸转化为邻氨基苯甲酸,也可以将吲哚转化为色氨酸;突变株TrpE-对应Ⅲ区域,将吲哚转化为色氨酸受阻,但可以将分支酸转化为邻氨基苯甲酸,并进一步转化为吲哚,Ⅰ区域的TrpB-划线上端与Ⅱ区域临近,可利用Ⅱ区域TrpC-合成的邻氨基苯甲酸进一步合成吲哚及色氨酸生长增殖;Ⅰ区域的TrpB-划线下端与Ⅲ区域临近,可利用Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖;Ⅱ区域的TrpC-划线上端自身不能合成吲哚,临近的Ⅰ区域TrpB-可利用Ⅱ区域合成的邻氨基苯甲酸合成吲哚并进一步合成色氨酸,无多余的吲哚反馈给Ⅱ区域上端,所以Ⅱ区域的TrpC-划线上端不生长;Ⅱ区域的TrpC-划线下端,可利用临近Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖;Ⅲ区域TrpE-由于不能将吲哚转化为色氨酸,所以Ⅲ区域两端不生长增殖,所以Ⅱ区域的TrpC-划线下端靠近Ⅲ区域,可利用临近Ⅲ区域TrpE-合成的吲哚进一步合成色氨酸生长增殖,C正确;
D、根据C项分析,TrpE-菌株不再生长是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶,导致不能合成吲哚,因此缺乏色氨酸,D正确。
故选CD。
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20. 利用衣藻光合作用产氢是具有前景的清洁能源生产途径。下图为衣藻光合作用示意图,PSⅡ的反应中心将水分解释放的e-经电子传递链依次传递至Fd,被还原的Fd将e-沿3个途径进行分配和利用:①自然条件下,将e-传递给FNR,用于NADPH的合成;②强光高温等胁迫时,将e-重新传递给PQ,形成环式电子传递;③O2浓度低时,将e-传递给氢化酶(H2ase),用于H2的合成。已知氢化酶(H2ase)活性与氧气浓度呈负相关。请分析回答:
(1)图中的PSⅡ、PSⅠ以及各电子传递体位于________上,ATP合酶以________方式运输H+,并利用H+浓度差合成ATP。H+浓度差形成的原因有:________、PQ主动运输H+、基质中消耗H+合成NADPH。
(2)图中淀粉水解产生葡萄糖,经________(A、B、C选项中选填)过程生成NADH,NADH与NADPH的异同点有________(D、E、F选项中选填)。
A.糖酵解 B.TCA(三羧酸循环) C.氧化磷酸化 D.均可作为还原剂 E.NADH不含磷元素NADPH含 F.均可作为电子供体
(3)高温胁迫下过剩的光能会使PSⅡ的关键蛋白D1受损,此时环式电子传递过程会增强,使ATP/NADPH的比例升高,叶绿体可消耗多余的ATP修复受损蛋白。请解释ATP/NADPH比例升高的机制:
①环式电子传递过程的e-不能传递给________(中文名称),导致NADPH合成减少
②此时H+的梯度仍维持正常,________。
(4)在适宜光照、通气条件下,用完全培养液培养衣藻,其光合作用产生的O2的去向有________。D1是一种含硫的蛋白质。为提高衣藻产H2的速率,在适宜光照、________条件下,用________(填“含硫量高”或“缺硫”)培养液培养衣藻。选择上述培养条件的理由是:________,此时衣藻仍可通过NADH产生e-和H+来维持H2的合成。
【答案】(1) ①. 类囊体膜 ②. 协助扩散 ③. 水的光解
(2) ①. A ②. DF
(3) ①. 氧化型辅酶Ⅱ ②. ATP的合成过程正常进行
(4) ①. 用于细胞呼吸和释放到空气中 ②. 密闭(不通气) ③. 缺硫 ④. 缺硫时D1受损,PSⅡ产生氧气的速率下降,密闭条件可以阻止外界环境中氧气对氢化酶活性的抑制,氢化酶活性升高;此时仍可通过NADH产生电子和H+来维持H2的合成
【解析】
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
【小问1详解】
图中的PSⅡ、PSⅠ以及各电子传递体位于类囊体膜上,ATP合酶以协助扩散方式运输H+,并利用H+浓度差合成ATP。H+浓度差形成的原因有:水的光解、PQ主动运输H+、基质中消耗H+合成NADPH。
【小问2详解】
淀粉水解产生葡萄糖后,葡萄糖通过糖酵解过程生成NADH,因此选择A糖酵解。NADH和NADPH都有磷酸基团,都可以作为还原剂、电子供体,因此选择D均可作为还原剂和F均可作为电子供体。
【小问3详解】
高温胁迫时,环式电子传递过程的电子不传递给NADP+,无法形成NADPH,H+的梯度仍维持正常,ATP的合成过程正常进行,因此ATP含量增加,NADPH含量下降,ATP/NADPH比例升高。
【小问4详解】
在适宜光照、通气条件下,用完全培养液培养衣藻,其光合作用产生的O2的去向是用于细胞呼吸和释放到空气中。根据题干O2浓度低时,传递给氢化酶(H2ase),用于H2的合成,已知氢化酶活性与氧气浓度负相关,因此为提高衣藻产H2的速率,应该抑制氧气的产生速率,应使用缺硫培养液,在适宜光照、密闭(不通气)条件下培养衣藻,因为缺硫时D1受损,PSⅡ产生氧气的速率下降,密闭条件可以阻止外界环境中氧气对氢化酶活性的抑制,氢化酶活性升高;此时仍可通过NADH产生电子和H+来维持H2的合成。
21. 我国桂西喀斯特地区土层浅薄、生态环境十分脆弱。该地区的植被恢复过程中,凋落叶的分解对土壤有机碳(SOC)的含量及碳排放均有影响。科研人员进行了相关研究,请分析回答:
(1)为研究土壤中小动物类群的丰富度,科研人员常采用________法进行采集、调查。分离得到的小动物可用________固定保存。调查结果显示,取样深度不同,土壤小动物的类群数不同,体现了土壤群落有明显的________结构。
(2)在植被恢复过程中,土壤有机质含量明显增加,有机质的主要来源有________。土壤有机质通过分解者的分解作用,可将部分SOC转变为CO2等无机物,此过程称为SOC的输出。从生态系统物质循环与能量流动角度出发,在处于植被恢复初期的地区,可以选择凋落叶分解速率较________的树种,以促进土壤养分的循环与利用;在处于植被恢复中后期的地区,可选择能________(填“增加”或“减少”)SOC输出的树种。此生态修复工程中遵循的原理有________。
(3)该地区生态系统的结构和功能能否较长时间保持相对稳定,与该地区生态系统的自我调节能力密切相关,从生态系统的结构分析,决定其大小的因素是________。随着时间的推移,该地区群落可能会发生演替。演替的原因有环境不断变化、生物本身不断的繁殖、迁移或迁徙,群落内部种群相互关系的发展变化、以及________等。
(4)下图表示能量流经该生态系统的部分过程,甲乙丙表示连续的三个营养级,字母表示能量。
①乙→丙的能量传递效率为________×100%(用图中字母构建表达式)。
②经检测乙种群中某些动物的尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物,则其中所储存的能量属于________(填“D1”或“D2”)。
③由于长期协同进化使营养结构中________,是能量在生态系统中单向流动的原因之一。
【答案】(1) ①. 取样器取样 ②. 体积分数为70%的酒精 ③. 垂直
(2) ①. 植物的凋落物、动物的遗体和排遗物等 ②. 快 ③. 减少 ④. 循环原理、协调原理
(3) ①. 营养结构的复杂程度(或食物链和食物网的复杂程度) ②. 人类活动的影响
(4) ①. B2/(B1+C1) ②. D2 ③. 捕食与被捕食的关系不可逆转
【解析】
【分析】据图分析,甲为生产者,乙为植食性动物,丙为肉食性动物,A代表的是呼吸作用释放的热能,D表示流向分解者,B表示流向下一营养级,C表示有机物的投入。
【小问1详解】
研究土壤中小动物类群的丰富度,常采用取样器取样法进行采集、调查,因为土壤中小动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法或标记重捕法,取样器取样法可以获取一定范围内的土壤小动物。分离得到的小动物可用体积分数为70%的酒精固定保存,酒精能使蛋白质变性,起到固定和防腐的作用。取样深度不同,土壤小动物的类群数不同,这体现了土壤群落有明显的垂直结构,垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象,不同深度的土壤环境条件不同,适合不同种类的小动物生存。
【小问2详解】
在植被恢复过程中,土壤有机质含量明显增加,有机质的主要来源有植物的凋落物、动物的遗体和排遗物等,这些有机物为土壤中的微生物等分解者提供了丰富的营养物质。从生态系统物质循环与能量流动角度出发,在植被恢复初期,为促进土壤养分的循环与利用,可以选择凋落叶分解速率较快的树种,这样能更快地将凋落物中的养分释放到土壤中,在植被恢复中后期,可选择能减少SOC输出的树种,以增加土壤中有机碳的积累,进一步改善土壤条件。此生态修复工程中遵循的原理有循环原理、协调原理等。循环原理强调生态系统中物质的循环利用,避免废弃物的产生,协调原理注重生物与环境之间的协调适应,避免生物数量超过环境承载力。
【小问3详解】
从生态系统的结构分析,决定生态系统自我调节能力大小的因素是营养结构的复杂程度(或食物链和食物网的复杂程度),一般来说,营养结构越复杂,生态系统中生物的种类和数量越多,食物链和食物网越复杂,生态系统的自我调节能力就越强。群落演替的原因除了环境不断变化、生物本身不断的繁殖、迁移或迁徙,群落内部种群相互关系的发展变化外,还有人类活动的影响等,人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【小问4详解】
①能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,乙的同化量为B1+C1,丙的同化量为B2,所以乙→丙的能量传递效率为B2/(B1+C1)×100%。
②乙种群中某些动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物,是来自其内环境,经由肾脏排出,所以属于D2。
③由于长期协同进化使营养结构中捕食与被捕食的关系不可逆转,这是能量在生态系统中单向流动的原因之一,能量只能沿着食物链从低营养级向高营养级流动,不能逆向流动。
22. 脑桥中的蓝斑与应激反应密切相关。压力或者紧急情况下会激活蓝斑神经元,刺激肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素,机体出现心跳加快、呼吸加速等应激反应。同时,还会刺激下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,分泌肾上腺皮质激素。研究发现,运动、睡眠等方式可降低肾上腺皮质激素的含量。请分析回答:
(1)紧急情况下________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋,血液中的去甲肾上腺素的含量会迅速增加,出现心跳加快、呼吸加速等应激反应,该过程属于________调节。
(2)肾上腺皮质激素的调节过程中,存在________以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于________,从而维持机体的稳态。
(3)人长期处于慢性压力的状态下,肾上腺皮质激素会处于较高水平,下丘脑和垂体细胞对肾上腺皮质激素的敏感性会降低,试分析其可能的原因是________。肾上腺皮质激素长期处于较高水平可引起肾上腺皮质功能衰竭,请就缓解生活中的慢性压力提出一条合理的建议:________。
(4)研究发现,肾上腺髓质还与血压调节有关,科研人员用电流刺激兔子肾上腺髓质的交感神经,会使血压升高。对于该过程引起血压升高的机理,有学者提出了如下推测:电刺激交感神经后引起肾上腺髓质分泌某种物质(肾上腺髓质分泌的物质可扩散到组织液中)作用于血管壁细胞,引起血压升高。科研人员进行了如下实验,请补全下表:
实验步骤
实验步骤的要点
动物分组
选取健康、发育状态成熟、生理状态一致的雄性兔子若干只,①________,编号为甲、乙。
②________
?
实验处理,
指标测定
剥离出甲组兔子支配肾上腺髓质交感神经,对其进行电刺激,一段时间后测量甲组兔子的血压;从甲组兔子提取肾上腺髓质的③________,注射到乙组兔子体内,一段时间后测量乙组兔子的血压。
预期实验结果
④若________,则上述推测成立。
【答案】(1) ①. 交感 ②. 神经-体液
(2) ①. 分级调节 ②. 精准调控
(3) ①. 肾上腺皮质激素受体数量减少(肾上腺皮质激素受体敏感性下降) ②. 保证充足的睡眠、适当的进行体育锻炼(运动)
(4) ①. 随机平均分为两组 ②. 初始血压测定 ③. 组织液 ④. 乙组兔子注射后血压升高
【解析】
【分析】下丘脑合成并分泌促肾上腺皮质激素释放激素,该激素作用于垂体,促进垂体合成分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质,促进肾上腺皮质合成分泌肾上腺皮质激素,该种调节机制为分级调节。肾上腺皮质激素分泌过多,会抑制下丘脑和垂体合成和分泌相应的激素,从而使得肾上腺皮质激素分泌减少,通过负反馈调节机制来维持激素的相对稳定。
【小问1详解】
紧急情况下交感神经兴奋,血液中的去甲肾上腺素的含量会迅速增加,出现心跳加快、呼吸加速等应激反应,该过程属于神经-体液调节。
【小问2详解】
肾上腺皮质激素是受下丘脑-垂体-肾上腺皮质调控轴控制的,在肾上腺皮质激素的调节过程中,存在分级调节以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精准调控,从而维持机体的稳态。
【小问3详解】
人长期处于慢性压力的状态下,肾上腺皮质激素会处于较高水平,肾上腺皮质激素可以作用于下丘脑和垂体细胞上的受体,从而抑制下丘脑和垂体细胞分泌相应的激素,长时间处于这种情况下,下丘脑和垂体细胞对肾上腺皮质激素的敏感性会降低,原因是肾上腺皮质激素受体数量减少(肾上腺皮质激素受体敏感性下降)。由于是长期压力导致肾上腺皮质激素长期处于较高水平可引起肾上腺皮质功能衰竭,因此在生活中可以通过保证充足的睡眠、适当的进行体育锻炼(运动)来进行调节。
【小问4详解】
本实验的目的是探究是否是电刺激交感神经后引起肾上腺髓质分泌的某种物质(肾上腺髓质分泌的物质可扩散到组织液中)作用于血管壁细胞,引起血压升高。实验步骤是选取健康、发育状态成熟、生理状态一致的雄性兔随机平均分为两组,编号为甲、乙。本实验的检测指标是血压是否升高,因此实验前需要对甲、乙两组小鼠进行血压检测。然后剥离出甲组兔子支配肾上腺髓质的交感神经,对其进行电刺激,一段时间后测量甲组兔子的血压;从甲组兔子提取肾上腺髓质的组织液,注射到乙组兔子体内,一段时间后测量乙组兔子的血压。若乙组兔子注射后血压升高,则能证明该实验目的。
23. 家蚕(2n=56)的性别决定为ZW型。家蚕茧形有纺锤形茧和椭圆形茧,由位于Z染色体上的一对等位基因B、b控制;体色有有斑纹和无斑纹,由位于常染色体上的一对等位基因A、a控制。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交,得到F1的表型和比例如下表。请分析回答:
F1表型
有斑纹纺锤形茧
无斑纹纺锤形茧
有斑纹椭圆形茧
无斑纹椭圆形茧
雌蚕
3/60
12/60
3/60
12/60
雄蚕
4/60
16/60
2/60
8/60
(1)家蚕的一个基因组与一个染色体组所包含的染色体数分别为________,雄蚕生殖器官细胞中含有________条Z染色体。
(2)控制茧形和体色的两对基因遗传时遵循基因的________定律,原因是________。亲代雌蚕的茧形为________,亲代雄蚕的基因型为________。亲代雄蚕群体所产生的配子中同时具有无斑纹和纺锤体茧基因的配子占比为________。
(3)研究者通过辐射对某品系家蚕进行处理,获得如下图甲、乙、丙3种突变类型(注:各类型突变体产生的配子活力相当,但一对基因都缺失时胚胎致死)
①甲、乙、丙涉及的突变类型包括________,甲减数分裂产生的配子中含有A基因的概率为________。
②为筛选出符合要求的突变类型,研究者将获得的突变体分别与有斑纹雄蚕杂交,获得F1,F1自由交配获F2,观察并统计后代表型及比例。
a若F2表型及比例与性别相关联,则突变类型为甲;
b若F2表型及比例为________,则突变类型为乙;
c若F2表型及比例为________,则突变类型为丙。
③生产实践中家蚕幼虫期通过体色筛选出吐丝率更高的雄蚕,可利用“限性雌蚕(如图)”和________进行杂交,根据体色即可辨别幼蚕的性别。
【答案】(1) ①. 29、28 ②. 1条或者2条或者4条
(2) ①. 自由组合 ②. 控制茧形的基因(B、b)位于性染色体上,控制体色的基因(A、a)位于常染色体上,两对基因位于非同源染色体上 ③. 纺锤形茧和椭圆形茧 ④. AAZBZb、AaZBZb ⑤. 2/5
(3) ①. 基因突变和染色体变异 ②. 3/4 ③. 无斑纹:有斑纹=7:9 ④. 无斑纹:有斑纹=7:8 ⑤. 有斑纹雄蚕
【解析】
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
家蚕的性别决定为ZW型,其体细胞染色体数2n=56,一个基因组包含常染色体的一半(27条)加上两条性染色体(Z和W),即27+2=29条,一个染色体组包含常染色体的一半(27条)加上一条性染色体(Z或W),即28条,雄蚕体细胞性染色体为ZZ,有2条Z染色体,精原细胞如果进行有丝分裂,在有丝分裂的后期含有4条Z染色体,如果进行减数分裂,精细胞中的Z染色体有1条,因此雄蚕的生殖器官细胞中Z染色体的数目为1条或2条或4条。
【小问2详解】
控制茧形的基因(B、b)位于性染色体上,控制体色的基因(A、a)位于常染色体上,两对基因位于非同源染色体上,所以遗传时遵循基因的自由组合定律。只考虑家蚕茧形,亲代雄蚕(ZZ)基因型为ZBZb,后代雄蚕(ZZ)中纺锤形:椭圆形=2:1,说明亲代雌蚕(ZW)中含有2种表型,即亲代雌蚕的基因型为ZBW,ZbW,因此亲代雌蚕表型为纺锤形茧和椭圆形茧,只考虑体色,亲代是有斑纹和无斑纹杂交,后代中有斑纹:无斑纹都是1:4,说明无斑纹是显性,且亲代无斑纹有AA和Aa两种类型,假定AA的比例为x,Aa的比例为1-x,后代有斑纹aa为1/2(1-x)=1/5,解得x=3/5,即亲代无斑纹基因型为3/5AA、2/5Aa,据此可知,亲代雌蚕基因型为aaZBW和aaZbW,表型为有斑纹纺锤形茧和有斑纹椭圆形茧,亲代雄蚕的基因型为AAZBZb、AaZBZb,产生的配子中同时具有无斑纹和纺锤体茧基因的配子AZB占比为(3/5+2/5×1/2)×1/2=2/5。
【小问3详解】
①据图所示,甲中常染色体A基因所在的染色体片段易位到了W染色体,变异类型属于染色体结构变异(易位),乙中A基因突变为a基因,变异类型属于基因突变,丙中A基因所在的染色体片段缺失,变异类型属于染色体结构变异(缺失),所以甲、乙、丙涉及的突变类型包括基因突变和染色体变异,甲个体的基因型为AOZWA(O表示缺失的基因),其减数分裂产生的配子类型及比例为AZ:AWA:OZ:OWA=1:1:1:1,所以含有A基因的概率为3/4。
②a突变体甲为AOZWA,突变体乙为AaZW,突变体丙为AOZW,与有斑纹雄蚕aaZZ杂交,由于只有突变体甲的A基因存在于性染色体上,因此其F2表型及比例与性别相关联,而其它两种突变体A/a基因存在于常染色体上,与性别无关。
b突变体乙Aa和有斑纹雄蚕aa杂交,子一代基因型及比例为1/2Aa,1/2aa,F1自由交配获F2,利用配子法求解,A=1/4,a=3/4,子二代aa=3/4×3/4=9/16,A-=1-9/16=7/16,无斑纹:有斑纹=7:9;
c突变体丙AO和有斑纹雄蚕aa杂交,子一代基因型及比例为1/2Aa,1/2aO,F1自由交配获F2,利用配子法求解,A=1/4,a=2/4,O=1/4,OO=1/4×1/4=1/16,这些个体不存在A、a基因,表现为致死,a-=2/4×2/4+2×2/4×1/4=8/16,A-=1-1/16-8/16=7/16,无斑纹:有斑纹=7:8。
③“限性雌蚕”的W染色体上含有A基因,表现为无斑纹,在遗传过程中WA基因只会传递给子代中的雌性,在生产实践中,可利用“限性无斑纹雌蚕”和有斑纹雄蚕进行杂交,子代雌蚕都是无斑纹的,雄蚕都是有斑纹,可根据体色即可辨别幼蚕的性别。
24. A蛋白是某种激素合成的关键酶。为鉴定该激素合成的部位及生理作用,科研团队利用无缝克隆技术将A蛋白结合蛋白基因(P基因)与葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)融合,构建A蛋白检测探针,通过农杆菌转化法导入拟南芥进行实验。相关原理、过程及质粒的结构如下图所示。请分析回答:
(1)无缝克隆原理图中,过程①中T5核酸外切酶沿________的方向水解DNA,其目的是形成_______。过程③所需的酶有________。
(2)与传统的酶切再连法相比,无缝克隆技术可实现多个片段的连接,且操作时间短、成功率高。NEB官方的无缝克隆线上设计软件强制输入片段的长度必须大于75bp,并提示最好不低于110bp。请推测无缝克隆技术不适合连接小于50bp小片段的原因:________
(3)图中利用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是引物F1与________互补。
(4)图中利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒,应选用的限制酶为________。扩增GUS-P融合基因所需的引物R1序列(5'→3')的设计依据为________(填序号:①同源序列②限制酶的识别序列③P基因的部分序列④GUS基因的部分序列)。据图分析,引物R1和F2应分别为下列引物________。
①5'-TAAGTTGTCT……-3' ②5'-CTTGGATGAT……-3'
③5'-TCTGTTGAAT……-3' ④5'-ATTCAACAGA……-3'
(5)利用农杆菌转化法将目的基因导入拟南芥细胞后,进行植物组培。用________对组培苗进行筛选。已知葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,将转基因拟南芥置于不同培养液中培养一段时间,然后分离不同部位的组织分别加入X-Gluc进行鉴定,结果如下表所示:
部位
根
茎
叶
完全培养液
蓝色
浅蓝
浅蓝
缺磷培养液
深蓝
蓝色
浅蓝
根据上表实验结果分析,该激素最主要的合成部位是________,该激素的生理作用是________。
【答案】(1) ①. 5'→3' ②. 黏性末端 ③. DNA聚合酶和DNA连接酶
(2)小片段的DNA黏性末端之间容易随机结合,导致连接效率低且错误率高
(3)R2引物5'端序列
(4) ①. BclI和SmaI ②. ②③ ③. ②③
(5) ①. 草甘膦 ②. 根 ③. 促进植物对磷元素的吸收
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
【小问1详解】
由图可知,无缝克隆时,过程①中T5核酸外切酶沿5'→3'的方向水解DNA,以形成黏性末端。过程③缺口处DNA链的补齐,可以看作DNA分子的复制过程,所需的酶有DNA 聚合酶(DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到子链3′-OH末端)和DNA连接酶(将两个DNA片段进行连接)。
【小问2详解】
无缝克隆技术不适合连接小于50bp的小片段,原因可能是小片段的DNA黏性末端之间容易随机结合,导致连接效率低且错误率高。此外,小片段的DNA在操作过程中也更容易丢失或损坏,进一步降低了连接的成功率。因此,NEB官方的无缝克隆线上设计软件会强制输入片段的长度必须大于75bp,并提示最好不低于110bp,以确保连接的效率和准确性。
【小问3详解】
DNA的两条链是反向平行的,用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是引物F13'端序列与R2引物5'端序列互补。
【小问4详解】
利用双酶切法将GUS-P融合基因插入Ti质粒的T-DNA区,如果使用BamHI,会破坏抗性基因Tet'和抗性基因Amp,故选择BclI和SmaI。扩增GUS−P融合基因所需的引物R1序列的设计需要依据P基因的部分序列和限制酶的识别序列,故选②③。根据融合基因的放大图可知,扩增时以DNA的两条链分别作模板,扩增融合基因所需的引物R1和F2应选用下列引物组合为3'端序列可以与③5'-…TCTGTTGAAT-3'配对,5'端序列的互补链可以与②5'-…CTTGGATGAT-3'配对,因此选用的引物组合为②③。
【小问5详解】
利用农杆菌转化法将融合基因导入农杆菌、拟南芥细胞的过程中,需要筛选两次,这两次筛选分别是先筛选出能在含四环素培养基上生长而不能在含氨苄青霉素培养基上生长的农杆菌,再用含草甘膦的培养基筛选出导入融合基因的拟南芥细胞。葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,根据表格可知,在完全培养液中,只有根呈现蓝色,说明该激素最主要的合成部位是根,与完全培养液相比,在缺磷培养液中,根的颜色变为深蓝,而在含磷的完全培养液中出现蓝色,说明该激素的生理作用是促进植物对磷元素的吸收,促进葡萄糖苷酸酶合成,水解X-Gluc呈蓝色。
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