内容正文:
绝密★启用前
2025年高考考前模拟冲刺卷(浙江专用)
生 物
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.百岁兰是一种沙漠植物,其一生只有两片高度木质化的叶子。在漫长的极端干旱和贫营养的条件下,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。相关叙述正确的是( )
A.治理沙漠的目的是阻止沙漠扩大最终消除沙漠
B.极端干旱和贫营养的条件使得百岁兰的基因频率定向改变
C.百岁兰一生只有两片高度木质化的叶子是主动适应干旱环境的结果
D.将化石中叶片与现代百岁兰的叶片进行比较,为生物进化提供胚胎学证据
2.生物技术就像一把“双刃剑”,它既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列叙述错误的是( )
A.研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播,避免基因污染
B.干细胞培养在临床医学等领域前景广泛,但也可能面临一些问题,如存在导致肿瘤发生的风险
C.生物武器是用病毒类、干扰素及生化毒剂类等来形成杀伤力
D.反对设计试管婴儿的原因之一是避免有人滥用此技术选择性设计婴儿
3.研究表明DNA甲基化可导致基因沉默,去甲基化后基因可正常表达。构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰,也是DNA转录调控的重要因素。下列叙述错误的是( )
A.DNA甲基化与组蛋白甲基化、乙酰化会引起表观遗传现象
B.甲基化不改变基因的碱基序列,但引起的性状改变可遗传给下一代
C.DNA甲基化会导致原癌基因突变,从而易诱发细胞癌变
D.组蛋白乙酰化可能会影响细胞的分化
4.通过生态工程技术构建小型水生人工生物群落,可有效地去除水体中过量的N、P,解决水体富营养化问题。下列叙述错误的是( )
A.构建生物群落时应优先选择使用本地物种,遵循了协调原理
B.水体中的N、P被植物吸收后,可用于磷脂、核苷酸等有机物的合成
C.为保持生态系统的稳定性,应防止群落中的鱼类等动物啃食植物
D.解决水体富营养化可改善生物的生存环境,利于生态系统的自生
5.我国地域辽阔,群落的类型多样,热带雨林和落叶阔叶林都属于森林群落。下列相关叙述错误的是( )
A.通过群落的外貌和物种组成等差异区分森林群落和草原群落
B.种群研究侧重在种群数量的动态,而物种丰富度则属于群落的研究范畴
C.热带雨林和落叶阔叶林中物种数类似,群落的垂直结构都比较明显
D.热带雨林和落叶阔叶林分布在不同区域,是生物对环境的一种适应
6.植物细胞悬浮培养是指将游离的单细胞或细胞团按照一定的细胞密度悬浮在液体培养基中培养。可利用这种技术制备生物反应器,获得植物细胞和次生代谢物。下列相关叙述正确的是( )
A.获得单个植物细胞需用胶原蛋白酶进行处理
B.次生代谢物是植物基本生命活动所必需的物质
C.悬浮培养形成细胞团的过程体现了植物细胞的全能性
D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物可减少植物资源的消耗
7.以“新长征再出发”为主题的2024年赣州马拉松成功举办,激发了广大市民对运动的热情。运动员在比赛过程中体内会发生系列生理变化,下列叙述正确的是( )
A.交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管收缩
B.可大量补充矿泉水维持细胞外液渗透压的相对稳定
C.下丘脑-垂体-靶腺体轴可参与血糖平衡的调节
D.运动中主要通过传导来增加散热,维持体温的相对稳定
8.研究表明,脱落酸能抑制种子中淀粉酶等酶的合成与积聚、抑制细胞中赤霉素的合成。赤霉素-20氧化酶催化赤霉素的合成,萌发种子中的淀粉酶随着赤霉素-20氧化酶的增多而增多。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸主要合成于根冠、萎蔫的叶片中
B.脱落酸和赤霉素对细胞分裂的影响作用相反
C.种子启动萌发时,种子中的淀粉酶和赤霉素含量均增加
D.用脱落酸处理种子可促进其萌发
9.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂。食品工业生产柠檬酸时,可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得,如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述正确的是( )
A.用X射线处理黑曲霉不能获得生产柠檬酸的优良菌种
B.将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养
C.加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,为菌种提供碳源和氮源
D.利用黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的中心环节是产品的分离和提纯
10.黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性。研究人员对洞庭湖周边某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行年龄及性别的统计,结果如下表所示。
生长期
体长(cm)
尾数
雌性
雄性
尾数
比例(%)
尾数
比例(%)
Ⅰ龄
≤30.0
656
633
96.5
8
1.2
Ⅱ龄
30.1~50.0
512
327
63.9
116
22.7
Ⅲ龄
50.1~55.0
6
2
33.3
4
66.7
Ⅳ龄
≥55.1
4
0
0.0
4
100.0
下列叙述错误的是( )
A.据表可预测该黄鳝种群数量会越来越大
B.该黄鳝种群中雄性的平均年龄大于雌性
C.种群中雄黄鳝的比例随年龄增长逐渐增加
D.该种群的雌雄比例约为1:1时最利于繁殖
11.细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期又包括一个DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)和DNA合成后期(G2期)。离开细胞周期暂时不再分裂的细胞称为G0期细胞。下列说法正确的是( )
A.人体骨髓内的造血干细胞属于G0期细胞
B.在细胞分裂前期,中心体复制一次,并发出星射线,形成可被显微镜观察到的纺锤体
C.在植物细胞有丝分裂后期,高尔基体和内质网会破碎成小泡,形成细胞板
D.人体体细胞在有丝分裂后期,染色体数目加倍,此时细胞内有四条21号染色体
12.下图①~④是二倍体百合(2n=24)的减数分裂不同时期图像。相关叙述正确的是( )
A.图②细胞中同源染色体内部的姐妹染色单体发生交换,导致基因重组
B.应在花蕾期采集花药作为观察材料,用卡诺氏液处理固定细胞的形态
C.图③每个细胞中均含有24条染色体和24个核DNA分子
D.图①细胞中能发生等位基因的分离,而④不能
13.病毒入侵肝脏时,肝巨噬细胞快速活化,进而引起一系列免疫反应,部分过程如下图。相关叙述不正确的是( )
A.该过程中抗原的呈递与细胞膜的信息交流功能密切相关
B.肝巨噬细胞既能参与非特异性免疫,也能参与特异性免疫
C.细胞1被活化后,增殖分化能力增强与基因选择性表达相关
D.细胞3分泌的物质Y和细胞4均可直接清除内环境中的病毒
14.“渐冻症”是一种运动神经元疾病。患者全身肌肉逐渐无力、萎缩,造成吞咽、说话困难直至呼吸衰竭,被称为“清醒的植物人”。某研究团队在患者大脑皮层表面植入了四个微电极,连接电脑后试图利用AI对电信号进行解码,帮助患者发声。下图为缩手反射的反射弧,下列叙述正确的是( )
A.③是运动神经元,⑤是感觉神经元,⑥处兴奋的传递是双向的
B.当③处神经元兴奋时,⑤处神经元膜两侧电位表现为外负内正
C.若用针刺激患者①处,患者既不能缩手,也不会感觉到疼痛
D.在大脑皮层植入电极能接受到电信号,但可能引起免疫反应
15.野生猕猴桃是一种多年生富含维生素C的二倍体小野果。如图是某科研小组利用野生猕猴桃种子为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程,下列关于育种的叙述错误的是( )
A.图中①为诱变育种,可提高突变率,在较短时间内获得更多的变异类型
B.图中③、⑥为多倍体育种,都可用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
C.图中⑤获得三倍体无子猕猴桃的过程为多倍体育种,其原理是染色体变异
D.图中④可能是杂交育种或单倍体育种,则其产生AAAA的概率也可能为1/36或1/6
16.在淀粉-琼脂块上的5个圆点位置(如下图)分别用蘸有不同液体的棉签涂抹,然后将其放入37℃恒温箱中保温。2h后取出该淀粉-琼脂块,加入碘液处理1min,洗掉碘液后,观察圆点的颜色变化(如下表)。下列叙述正确的是( )
位置
处理圆点的液体
碘液处理后的颜色反应
①
清水
蓝黑色
②
新鲜唾液
红棕色
③
与高浓度盐酸混合的新鲜唾液
?
④
煮沸的新鲜唾液
?
⑤
2%的蔗糖酶溶液
?
A.“37℃恒温箱保温”可以改成“60℃恒温箱保温”
B.圆点①和②颜色不同,表明了唾液中淀粉酶具有高效性
C.圆点③、④均会出现蓝黑色,但引起酶失活的原因不同
D.圆点④和⑤会出现相同颜色,说明酶的作用具有专一性
阅读下列材料,完成下面小题。
材料1:2024年4月,科学家发现了第一种能固氮的单细胞自养真核生物——贝氏布拉藻,其内部存在一个“特殊氨制造厂”——固氮蓝细菌UCYN-A。科学家推测固氮蓝细菌UCYN-A被贝氏布拉藻内吞后逐步丧失自主性,与宿主细胞间形成了长期互利的共生关系。
材料2:过去认为固氮蓝细菌是作为贝氏布拉藻的内共生体而存在。而近期JonathanZehr团队发现UCYN-A的进化已经超越了内共生阶段。因此提出了一个新的假说,认为贝氏布拉藻内部的固氮蓝细菌应被归类为一个具有双层膜的半自主性细胞器——硝基体。因其表现为不能完全独立生活,大约有一半蛋白质的编码依赖宿主基因组DNA,且在贝氏布拉藻分裂时硝基体也会一分为二并能传给藻类后代。
17.结合上述材料,下列推测不正确的是( )
A.培养含UCYN-A的贝氏布拉藻培养基中无需添加碳源和氮源
B.UCYN-A可能失去了部分光合作用的关键基因
C.硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜
D.UCYN-A中具有内质网等多种具膜细胞器
18.结合上述材料,下列推测合理的是( )
A.硝基体的生命活动由自身基因和宿主细胞的基因共同控制
B.固氮蓝细菌和贝氏布拉藻都会发生染色质/体的周期性变化
C.贝氏布拉藻的遗传物质主要是DNA,固氮细菌的遗传物质主要是RNA
D.硝基体可将氮气转化为氨,可作为藻类合成葡萄糖的原料
19.科研人员对某单基因遗传病患者家系进行了调查,并收集部分家庭成员与该病相关的DNA,经酶切后进行电泳分析,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.据图分析,该单基因遗传病是一种伴X染色体隐性遗传病
B.该等位基因的出现,可能是原来的基因发生了碱基对替换
C.电泳图中共出现三种条带,可能是因为该基因在群体中有三个等位基因
D.若Ⅲ3为男性,则其和一个与Ⅲ₄基因型相同的人婚配,生出患病孩子的概率为3/8
20.某种观赏花卉(两性花)有4种表型:紫色、大红色、浅红色和白色,由3对等位基因(A/a、B/b和D/d)共同决定,其中只要含有aa就表现白色,且Aa与另2对等位基因不在同一对同源染色体上。现有4个不同纯合品系甲、乙、丙和丁,它们之间的杂交情况(无突变、致死和染色体互换)见表。下列分析正确的是( )
组别
杂交组合
F1
F1自交,得到F2
Ⅰ
甲(紫色)×乙(白色)
紫色
紫色:浅红色:白色≈9:3:4
Ⅱ
丙(紫色)×丁(白色)
紫色
紫色:大红色:白色≈6:6:4
A.B/b与D/d不在同一对同源染色体上,遵循自由组合定律
B.Ⅰ、Ⅱ组的F1个体,基因型分别是AaBBDd、AaBbDD
C.Ⅰ组产生的F2,其紫色个体中有6种基因型
D.Ⅱ组产生的F2,其白色个体中纯合子占1/2
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
21.下图是大麦叶肉细胞中的有关代谢过程,其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题:
(1)过程①中消耗ATP和NADPH的场所是 过程②产生的[H]是 。
(2)据图推测,大麦叶肉细胞中合成蔗糖的酶主要存在于 。研究发现叶肉细胞叶绿体中的淀粉含量会出现“昼多夜少”规律性的变化,据此推测,叶绿体中淀粉的主要用途是 。
(3)研究发现,大麦的光合作用和呼吸作用之间存在着紧密的联系:呼吸作用的运行能够优化光合作用。有实验者利用大麦叶片进行了下表所示实验,表中的KCN和SHAM是两类呼吸抑制剂。
组别
1
2
3
4
缓冲液中的添加物
不添加
0.5 mmol/L KCN
1 mmol/L SHAM
1 mmol/L SHAM+0.5 mmol/L KCN
步骤一
在相同位置选取大小一致且完全伸展的叶片,置于缓冲液中进行真空渗透1小时
步骤二
渗透结束后,将叶片从缓冲液中取出,清洗并吸去叶片表面残余的缓冲液;将叶柄 浸入上述缓冲液中,并将叶片置于持续的适宜光照下
步骤三
光照4小时后,使用相关仪器测定叶片的光合作用及呼吸作用速率
①缓冲液可以保证培养液中 (答两点)等的相对稳定。
②该实验最可能出现的实验现象是 。
22.长期夜间过多光照会增加患糖尿病、肥胖的风险。哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和ipRGC细胞三类感光细胞。回答问题:
(1)神经细胞的静息电位约-70mV,神经细胞静息电位形成的主要原因(机制)是 。研究发现黑暗中人视杆细胞的静息电位约是-40mV,已知黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性,视杆细胞静息电位绝对值小于神经细胞的原因是 。
(2)从感光细胞兴奋到视觉形成的过程是否 (“属于”、“不属于”)反射,从反射的路径或概念角度分析,主要原因是 。
(3)为研究光调节葡萄糖代谢的机制,研究人员进行了以下实验【逆向思维,减法原理】:
【实验一】:对①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光的三种小鼠,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图1所示。
【实验二】:分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区和SON区,在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测,结果依次如图2所示。(注:AUC为血糖含量曲线与横坐标时间轴围成的面积)据图1和图2写出光通过神经调节影响糖代谢的信号传导途径是:光→ 细胞→传入神经→下丘脑的 区域。
(4)下丘脑可通过多种方式调节血糖,其中一种方式是当血糖含量降低时通过 (填“交感”或“副交感”)神经支配胰岛A细胞的分泌活动。该过程反映了体液调节和神经调节的联系是 。
(5)研究表明,过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少。为验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程,完善以下实验。
【实验步骤】:①将30只 的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。
②对甲组小鼠给予适量自然光照,对乙组小鼠 ,对丙组小鼠 。
③将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。
④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
【预期结果】:三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量:丙组≥甲组>乙组。
23.克氏原螯虾俗称“小龙虾”,作为经济食用虾被引入我国。小龙虾有挖洞筑巢的习性,且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长。农业技术人员建立稻虾共作的田间工程(如下图),通过挖掘环形沟环绕稻田,为小龙虾提供繁殖和栖息环境。请回答下列问题:
(1)不同植物生活在环形沟的不同水层,形成了群落的 结构。
(2)小龙虾是杂食性动物,在自然条件下可摄食水生植物、水生昆虫和动物尸体等,因此属于生态系统的 (成分)。
(3)稻虾共作模式中,小龙虾的主要食物是稻田中的杂草,但也食用水稻幼苗,因此在投放小龙虾时应尤其注意 。
(4)为研究稻虾共作模式对水稻产量和农田生态的影响,科研人员进行了水稻单作模式和稻虾共作模式的比较试验,结果如下表:
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
250
62.9
477.8
1386.2
稻虾共作模式
5
32.4
540.8
6058.3
①稻虾共作模式下,小龙虾的引入使生态系统的营养结构更复杂,从而提高了该生态系统的 能力,其基础是 。
②为了保证该田间工程的有机物输出量,需要大量投放饲料,则流经该生态系统的总能量是 。
③据表可知,与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增加利润的原因有: (写出2点即可)。
24.细菌中的酶X感受外界刺激后,利用ATP将参与细菌正常代谢的M蛋白磷酸化,磷酸化的M蛋白积累会抑制细菌的生长,酶Y可将磷酸化的M蛋白去磷酸化,缓解其抑制作用。为筛选更高效的酶Y,研究人员用X基因(编码酶X)、Y基因(编码酶Y)和GFP基因(编码绿色荧光蛋白)拼接出3种融合基因如图1,分别导入大肠杆菌(同时缺失X基因和Y基因)后构建代谢通路。
(1)以融合基因a和质粒构建 ,并在 条件与大肠杆菌混合,待两者相互黏附后,进行短暂的 处理,使外源DNA导入大肠杆菌;在含 的培养基上筛选到多个抗性菌落,为检测菌落中是否携带融合基因a,将图中4种引物共同加入反应体系后,分别以 为模板进行PCR扩增。理论上携带正确重组质粒的PCR产物电泳结果应出现 条条带。结果显示,有两个抗性菌落中的PCR产物的电泳条带数均为上述结果,但其中2条带的位置不同,其原因可能是 。
(2)用融合基因b转化大肠杆菌后,为检测获得的工程菌内融合基因b是否完整表达以及X蛋白的活性,首先从具有 特征的菌落中提取蛋白质并检测X蛋白,然后在不同泳道中添加相关物质,添加情况与X蛋白的表达情况如图2所示。后续实验用磷酸化抗体(特异性识别磷酸化的M蛋白)检测,通过泳道 (填图中序号)是否出现阳性结果来判断X蛋白的活性。
(3)用3种融合基因分别转化大肠杆菌,将获得的3种工程菌与未导入目的基因的大肠杆菌涂布在同一平板的①~④区域,一段时间后,菌落生长状况如图3所示,推测导入融合基因c的工程菌被接种在图中的 区域。为筛选更高效的酶Y,科研人员利用多种突变的Y基因构建成融合基因a,分别导入大肠杆菌后涂布在同一平板的不同区域。从较大的菌落中能够筛选出活性较高的酶Y。原因是 。
25.现有紫眼卷翅甲、红眼卷翅乙和红眼正常翅丙(野生型)三个自交后代不出现性状分离的果蝇品系,其中甲、乙品系中各有一个隐性致死基因。为了解果蝇卷翅性状的遗传规律,探究两个卷翅品系中卷翅基因的相对位置,研究小组先进行了3组杂交实验,实验结果如表(每组正反交实验结果相同),又选取组合一、组合二的卷翅果蝇分别自由交配,中卷翅与正常翅比例均为2:1。已知相关基因不在X、Y染色体的同源区段,不考虑突变和交叉互换,回答下列问题。
杂交组合
亲代
F₁表型及比例
一
甲×丙
红眼卷翅:红眼正常翅=1:1
二
乙×丙
红眼卷翅:红眼正常翅=1:1
三
甲×乙
红眼卷翅:红眼正常翅=3:1
(1)据表可知,紫眼的遗传方式为 。
(2)两个卷翅品系均可稳定遗传,推测卷翅品系中各有一个隐性致死基因,试分析卷翅基因与致死基因的相对位置为 ,组合三的中出现正常翅的原因是 。
(3)选取组合一或组合二的卷翅果蝇自由交配,中卷翅:正常翅=2:1,原因可能是 。组合三中,卷翅与正常翅杂交得,中正常翅占 或 。
(4)利用上述材料设计实验探究控制甲品系卷翅基因和眼色基因的相对位置,写出实验设计思路 ,预期结果 。
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绝密★启用前
2025年高考考前模拟冲刺卷(浙江专用)
生 物
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.百岁兰是一种沙漠植物,其一生只有两片高度木质化的叶子。在漫长的极端干旱和贫营养的条件下,百岁兰基因组朝着小且“低耗能”的方向演化。相关叙述正确的是( )
A.治理沙漠的目的是阻止沙漠扩大最终消除沙漠
B.极端干旱和贫营养的条件使得百岁兰的基因频率定向改变
C.百岁兰一生只有两片高度木质化的叶子是主动适应干旱环境的结果
D.将化石中叶片与现代百岁兰的叶片进行比较,为生物进化提供胚胎学证据
【答案】B
【分析】现代生物进化理论的主要内容:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、治理沙漠的主要目的是防止沙漠化扩大,恢复生态平衡,而非彻底消除沙漠,A错误;
B、极端干旱和贫营养的环境对百岁兰产生自然选择压力,适应环境的个体生存和繁殖机会更高,导致种群基因频率发生定向改变,B正确;
C、百岁兰高度木质化的两片叶子起到了减少水分散失的作用,因而能适应干旱环境,是自然选择的结果,而非“主动适应”,C错误;
D、化石中叶片与现代百岁兰的比较属于化石证据,而非胚胎学证据,D错误。
故选B。
2.生物技术就像一把“双刃剑”,它既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列叙述错误的是( )
A.研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播,避免基因污染
B.干细胞培养在临床医学等领域前景广泛,但也可能面临一些问题,如存在导致肿瘤发生的风险
C.生物武器是用病毒类、干扰素及生化毒剂类等来形成杀伤力
D.反对设计试管婴儿的原因之一是避免有人滥用此技术选择性设计婴儿
【答案】C
【分析】1、生物技术安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全三个方面。
2、伦理问题主要在克隆人的问题上出现争议。
【详解】A、研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播,避免基因污染,符合生物技术的安全与伦理规范,A正确;
B、干细胞培养在临床医学等领域前景广泛,比如用于治疗一些疑难疾病,但由于干细胞的分化和增殖等特性,也可能面临安全性问题,如免疫排斥、肿瘤形成等,B正确;
C、生物武器是指利用致病菌类、病毒类和生化毒剂类等作为战争武器,危害极大,干扰素不是生物武器,C错误;
D、为了防止有人滥用设计试管婴儿技术选择性设计婴儿性别,我国反对设计试管婴儿,D正确。
故选C。
3.研究表明DNA甲基化可导致基因沉默,去甲基化后基因可正常表达。构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰,也是DNA转录调控的重要因素。下列叙述错误的是( )
A.DNA甲基化与组蛋白甲基化、乙酰化会引起表观遗传现象
B.甲基化不改变基因的碱基序列,但引起的性状改变可遗传给下一代
C.DNA甲基化会导致原癌基因突变,从而易诱发细胞癌变
D.组蛋白乙酰化可能会影响细胞的分化
【答案】C
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。
【详解】A、甲基化和乙酰化都会影响基因的表达,均属于表观遗传学的范畴,A正确;
B、甲基化不会改变DNA的碱基序列,DNA甲基化属于表观遗传,其引起的性状改变可以遗传给下一代,B正确;
C、原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,DNA甲基化会使原癌基因的表达受抑制,不会导致原癌基因发生基因突变,C错误;
D、组蛋白乙酰化会影响某些基因的表达,因而可能会影响细胞的分化,D正确。
故选C。
4.通过生态工程技术构建小型水生人工生物群落,可有效地去除水体中过量的N、P,解决水体富营养化问题。下列叙述错误的是( )
A.构建生物群落时应优先选择使用本地物种,遵循了协调原理
B.水体中的N、P被植物吸收后,可用于磷脂、核苷酸等有机物的合成
C.为保持生态系统的稳定性,应防止群落中的鱼类等动物啃食植物
D.解决水体富营养化可改善生物的生存环境,利于生态系统的自生
【答案】C
【分析】生态工程的原理:整体、协调、循环、自生。
【详解】A、构建生物群落时优先选择使用本地物种,注重了生物与生物的协调与平衡,循环了生态工程的协调原理,A正确;
B、磷脂、核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,所以水体中的N、P被植物吸收后,可用于磷脂、核苷酸等有机物的合成,B正确;
C、水体中的鱼类等动物可以啃食群落中的植物,从而加快物质的循环,C错误;
D、解决水体富营养化可改善生物的生存环境,有益于生物组分的生长、发育和繁殖,利于生态系统的自生,D正确。
故选C。
5.我国地域辽阔,群落的类型多样,热带雨林和落叶阔叶林都属于森林群落。下列相关叙述错误的是( )
A.通过群落的外貌和物种组成等差异区分森林群落和草原群落
B.种群研究侧重在种群数量的动态,而物种丰富度则属于群落的研究范畴
C.热带雨林和落叶阔叶林中物种数类似,群落的垂直结构都比较明显
D.热带雨林和落叶阔叶林分布在不同区域,是生物对环境的一种适应
【答案】C
【分析】生物群落的概念:在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。
【详解】A、群落的区分标准为群落的外貌和物种组成等方面的差异,A正确;
B、种群研究侧重在种群数量的动态,而物种丰富度则属于群落的研究范畴,B正确;
C、热带雨林的物种数远远多于落叶阔叶林,群落的结构也更复杂,C错误;
D、生物因能适应环境而存在,在不同区域分布着不同的群落类型,是生物对环境的一种适应,D正确。
故选C。
6.植物细胞悬浮培养是指将游离的单细胞或细胞团按照一定的细胞密度悬浮在液体培养基中培养。可利用这种技术制备生物反应器,获得植物细胞和次生代谢物。下列相关叙述正确的是( )
A.获得单个植物细胞需用胶原蛋白酶进行处理
B.次生代谢物是植物基本生命活动所必需的物质
C.悬浮培养形成细胞团的过程体现了植物细胞的全能性
D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物可减少植物资源的消耗
【答案】D
【分析】1、植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,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。其具体流程为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活;
2、植物细胞培养即在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其进行增殖的技术。植物细胞培养需要在无菌条件下进行人工操作:保证水、无机盐、碳源(常用蔗糖)、氮源(含氮有机物)、生长因子(维生素)等营养物质的供应;需要添加一些植物生长调节物质,主要是生长素和细胞分裂素;愈伤组织再分化到一定阶段,形成叶绿体,能进行光合作用,故需光照。
【详解】A、获得单个植物细胞一般用纤维素酶和果胶酶处理,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,而胶原蛋白酶是用于处理动物组织分散细胞的,A错误;
B、次生代谢物不是植物基本生命活动所必需的物质,如生物碱、黄酮类等,它们对植物自身可能有多种功能,但并非维持基本生命活动所必需,植物基本生命活动所必需的物质是初生代谢物,B错误;
C、植物细胞培养即在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术,原理是通过细胞增殖使细胞数量增加,C错误;
D、利用悬浮培养技术生产次生代谢物,不需要大量种植植物来获取,可减少植物资源的消耗,D 正确。
故选D。
7.以“新长征再出发”为主题的2024年赣州马拉松成功举办,激发了广大市民对运动的热情。运动员在比赛过程中体内会发生系列生理变化,下列叙述正确的是( )
A.交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管收缩
B.可大量补充矿泉水维持细胞外液渗透压的相对稳定
C.下丘脑-垂体-靶腺体轴可参与血糖平衡的调节
D.运动中主要通过传导来增加散热,维持体温的相对稳定
【答案】C
【分析】醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的主动重吸收,同时促进钾的分泌,从而维持水盐平衡;而抗利尿激素的作用是提高肾小管和集合管上皮细胞对水的通透性,增加水的重吸收量,使细胞外液渗透压下降,从而维持水平衡。
【详解】A、运动员在马拉松比赛过程中交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,为运动提供充足的能量,A错误;
B、大量出汗后丢失了大量水和无机盐,大量补充矿泉水会使细胞外液渗透压进一步下降,应补充淡盐水,B错误;
C、下丘脑-垂体-甲状腺分泌甲状腺激素,下丘脑-垂体-肾上腺皮质分泌糖皮质激素,均可以促进血糖上升,C正确;
D、运动中产热量增加,通过出汗、皮肤毛细血管舒张等增加散热维持体温的相对稳定,D错误。
故选C。
8.研究表明,脱落酸能抑制种子中淀粉酶等酶的合成与积聚、抑制细胞中赤霉素的合成。赤霉素-20氧化酶催化赤霉素的合成,萌发种子中的淀粉酶随着赤霉素-20氧化酶的增多而增多。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸主要合成于根冠、萎蔫的叶片中
B.脱落酸和赤霉素对细胞分裂的影响作用相反
C.种子启动萌发时,种子中的淀粉酶和赤霉素含量均增加
D.用脱落酸处理种子可促进其萌发
【答案】D
【分析】乙烯可以促进果实成熟;赤霉素可以促进细胞伸长,促进种子萌发和果实发育;脱落酸可以抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;细胞分裂素可以促进细胞分裂。
【详解】A、脱落酸的合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片中,A正确;
B、脱落酸可以抑制细胞分裂,赤霉素可以促进细胞分裂,二者对细胞分裂的影响作用相反,B正确;
C、根据“萌发种子中的淀粉酶随着赤霉素-20氧化酶的增多而增多”可知,种子启动萌发时,种子中淀粉酶的含量增加,且“赤霉素-20氧化酶催化赤霉素的合成”,所以种子中赤霉素含量也增加,C正确;
D、脱落酸可维持种子休眠,抑制种子的萌发,D错误。
故选D。
9.柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂。食品工业生产柠檬酸时,可以红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得,如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。下列叙述正确的是( )
A.用X射线处理黑曲霉不能获得生产柠檬酸的优良菌种
B.将菌种由A培养基转接至B培养基的目的是扩大培养
C.加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,为菌种提供碳源和氮源
D.利用黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的中心环节是产品的分离和提纯
【答案】B
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、用X射线处理黑曲霉的原理是诱变育种,优良菌种可以从自然界中筛选,也可以通过诱变育种、基因工程育种获得,A错误;
B、B培养基是液体培养基,将该菌种由A培养基转接至B培养基是进行菌种扩大培养,以增加黑曲霉菌种数量,B正确;
C、加α-淀粉酶的作用是使红薯中淀粉水解,为菌种提供碳源,C错误;
D、利用黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的中心环节是了发酵罐内发酵,D错误。
故选B。
10.黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性。研究人员对洞庭湖周边某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行年龄及性别的统计,结果如下表所示。
生长期
体长(cm)
尾数
雌性
雄性
尾数
比例(%)
尾数
比例(%)
Ⅰ龄
≤30.0
656
633
96.5
8
1.2
Ⅱ龄
30.1~50.0
512
327
63.9
116
22.7
Ⅲ龄
50.1~55.0
6
2
33.3
4
66.7
Ⅳ龄
≥55.1
4
0
0.0
4
100.0
下列叙述错误的是( )
A.据表可预测该黄鳝种群数量会越来越大
B.该黄鳝种群中雄性的平均年龄大于雌性
C.种群中雄黄鳝的比例随年龄增长逐渐增加
D.该种群的雌雄比例约为1:1时最利于繁殖
【答案】D
【分析】种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体数目的比例。性别比例是指种群中雄性个体和雌性个体数量的比例。
【详解】A、由表中信息可知:该黄鳝种群幼年(Ⅰ龄期)的个体多,老年(Ⅳ龄期)的个体少,说明该黄鳝种群的年龄结构为增长型,可预测该黄鳝的种群数量会越来越大,A正确;
B、由题意“黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性”可推知:种群中雄黄鳝的平均年龄大于雌性,B正确;
C、依据表中信息可知:从Ⅰ龄Ⅳ龄,种群中雄黄鳝/(雌黄鳝+雄黄鳝)的比值逐渐增大,C正确;
D、由题意“黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性”可推知,种群的雌雄比例约大于1:1时,最利于繁殖,D错误。
故选D。
11.细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期又包括一个DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)和DNA合成后期(G2期)。离开细胞周期暂时不再分裂的细胞称为G0期细胞。下列说法正确的是( )
A.人体骨髓内的造血干细胞属于G0期细胞
B.在细胞分裂前期,中心体复制一次,并发出星射线,形成可被显微镜观察到的纺锤体
C.在植物细胞有丝分裂后期,高尔基体和内质网会破碎成小泡,形成细胞板
D.人体体细胞在有丝分裂后期,染色体数目加倍,此时细胞内有四条21号染色体
【答案】D
【分析】细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期历时长,占细胞周期的90%-95%,G1期主要进行RNA和蛋白质的生物合成,并且为下阶段S期的DNA合成做准备;S期最主要的特征是DNA的合成;G2期主要为M期做准备,但是还有RNA和蛋白质的合成,不过合成量逐渐减少。
【详解】A、人体骨髓内的造血干细胞具有分裂能力,不属于G0期细胞,A错误;
B、中心体的复制发生在分裂间期,而非分裂前期,B错误;
C、高尔基体形成小泡,形成细胞壁,是在有丝分裂末期,C错误;
D、人体体细胞含有2条21号染色体,在有丝分裂后期,着丝粒分裂,染色体加倍,因此会有四条21号染色体,D正确。
故选D。
12.下图①~④是二倍体百合(2n=24)的减数分裂不同时期图像。相关叙述正确的是( )
A.图②细胞中同源染色体内部的姐妹染色单体发生交换,导致基因重组
B.应在花蕾期采集花药作为观察材料,用卡诺氏液处理固定细胞的形态
C.图③每个细胞中均含有24条染色体和24个核DNA分子
D.图①细胞中能发生等位基因的分离,而④不能
【答案】B
【分析】要观察减数分裂过程,常用植物的花药做切片,实验中装片制作的流程为解离→漂洗→染色→制片。固定装片用卡诺氏液,染色用醋酸洋红、甲紫或改良的苯酚品红溶液。
【详解】A、图②细胞处于减数分裂Ⅰ的前期,同源染色体内部的非姐妹染色单体发生交换,导致基因重组,A错误;
B、应在花蕾期采集花药作为观察材料,因为此时的花粉正在形成,能观察到减数分裂过程,用卡诺氏液处理固定细胞的形态,B正确;
C、图③处于减数分裂Ⅱ末期,每个细胞中均含有12条染色体和12个核DNA分子,C错误;
D、图①细胞处于减数分裂Ⅰ后期,此时细胞中等位基因随着同源染色体的分开而分离,④为减数分裂Ⅱ的后期,若发生互换,也可能发生等位基因的分离,D错误。
故选B。
13.病毒入侵肝脏时,肝巨噬细胞快速活化,进而引起一系列免疫反应,部分过程如下图。相关叙述不正确的是( )
A.该过程中抗原的呈递与细胞膜的信息交流功能密切相关
B.肝巨噬细胞既能参与非特异性免疫,也能参与特异性免疫
C.细胞1被活化后,增殖分化能力增强与基因选择性表达相关
D.细胞3分泌的物质Y和细胞4均可直接清除内环境中的病毒
【答案】D
【分析】1、体液免疫的过程为,当病原体侵入机体时,一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化。并分泌细胞因子。在细胞因子的作用下,B细胞接受两个信号的刺激后,增殖、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。随后浆细胞产生并分泌抗体。在多数情况下,抗体与病原体结合后会发生进一步的变化,如形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后存活,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,分化后快速产生大量抗体。
2、细胞免疫的过程:被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号,开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
【详解】A、吞噬细胞在抗原呈递给T淋巴细胞,需要T淋巴细胞表面的受体识别,体现了细胞膜信息交流的功能,A正确;
B、肝巨噬细胞在免疫的第二道防线发挥作用,吞噬病原体,同时也在体液免疫和细胞免疫中发挥呈递抗原的作用,B正确;
C、细胞1是B淋巴细胞,被活化后会迅速增殖分化,这与其基因选择性表达相关,C正确;
D、细胞3分泌的物质Y是抗体,抗体与抗原结合形成沉淀或细胞集团,不能将病毒清除;细胞4是细胞毒性T细胞,可裂解靶细胞,使抗原被释放,但是不能直接清除内环境中的病毒,需要吞噬细胞的吞噬和消化才能清除,D错误。
故选D。
14.“渐冻症”是一种运动神经元疾病。患者全身肌肉逐渐无力、萎缩,造成吞咽、说话困难直至呼吸衰竭,被称为“清醒的植物人”。某研究团队在患者大脑皮层表面植入了四个微电极,连接电脑后试图利用AI对电信号进行解码,帮助患者发声。下图为缩手反射的反射弧,下列叙述正确的是( )
A.③是运动神经元,⑤是感觉神经元,⑥处兴奋的传递是双向的
B.当③处神经元兴奋时,⑤处神经元膜两侧电位表现为外负内正
C.若用针刺激患者①处,患者既不能缩手,也不会感觉到疼痛
D.在大脑皮层植入电极能接受到电信号,但可能引起免疫反应
【答案】D
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式(电信号)传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质(化学信号),神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、③上有神经节,可知③为感觉神经元,⑤为运动神经元,且兴奋在⑥(突触)处的传递是单向的,A错误;
B、当③处神经元兴奋时,⑤处神经元仍处于静息状态,膜两侧电位表现为外正内负,B错误;
C、患者全身肌肉逐渐无力、萎缩,但大脑皮层正常,可知用针刺激患者①处,患者不能缩手,但会感觉到疼痛,C错误;
D、在大脑皮层植入电极能够记录神经电信号,但因电极为异物,确实可能引起免疫反应,D正确。
故选D。
15.野生猕猴桃是一种多年生富含维生素C的二倍体小野果。如图是某科研小组利用野生猕猴桃种子为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程,下列关于育种的叙述错误的是( )
A.图中①为诱变育种,可提高突变率,在较短时间内获得更多的变异类型
B.图中③、⑥为多倍体育种,都可用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
C.图中⑤获得三倍体无子猕猴桃的过程为多倍体育种,其原理是染色体变异
D.图中④可能是杂交育种或单倍体育种,则其产生AAAA的概率也可能为1/36或1/6
【答案】C
【分析】题图分析:①表示人工诱变,②表示自交获得显性纯合子,③表示用秋水仙素处理获得多倍体,④表示自交获得四倍体显性纯合子,⑤表示二倍体与四倍体杂交获得三倍体,⑥表示用秋水仙素处理,得到四倍体显性纯合子。
【详解】A、①为诱变育种,优点是可提高突变率,在较短时间内获得更多的变异类型,A正确;
B、由于AA和Aa都是可育的,因此③、⑥都可表示用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗,以获得多倍体,为多倍体育种,B正确;
C、图中⑤获得三倍体无子猕猴桃的过程为杂交育种,C错误;
D、由于AAaa经减数分裂产生的配子有AA、Aa、aa,比例为1:4:1,若④是杂交育种,则产生AAAA的概率为;若④是单倍体育种,则产生AAAA的概率为1/6,D正确。
故选C。
16.在淀粉-琼脂块上的5个圆点位置(如下图)分别用蘸有不同液体的棉签涂抹,然后将其放入37℃恒温箱中保温。2h后取出该淀粉-琼脂块,加入碘液处理1min,洗掉碘液后,观察圆点的颜色变化(如下表)。下列叙述正确的是( )
位置
处理圆点的液体
碘液处理后的颜色反应
①
清水
蓝黑色
②
新鲜唾液
红棕色
③
与高浓度盐酸混合的新鲜唾液
?
④
煮沸的新鲜唾液
?
⑤
2%的蔗糖酶溶液
?
A.“37℃恒温箱保温”可以改成“60℃恒温箱保温”
B.圆点①和②颜色不同,表明了唾液中淀粉酶具有高效性
C.圆点③、④均会出现蓝黑色,但引起酶失活的原因不同
D.圆点④和⑤会出现相同颜色,说明酶的作用具有专一性
【答案】C
【分析】1、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
2、唾液中含有唾液淀粉酶,能将淀粉催化水解为麦芽糖。
3、淀粉遇碘液变蓝黑色是淀粉的特性,题干中的各圆点最后用碘液冲洗后变蓝黑色说明圆点处的淀粉没有被分解,用碘液冲洗后呈红棕色说明圆点处的淀粉被分解。
【详解】A、唾液淀粉酶的最适温度为37℃,本实验温度为无关变量,实验中无关变量应保持相同且适宜,因此需要放在37℃恒温箱进行实验,A错误;
B、①加的是清水,②加的是新鲜唾液(含唾液淀粉酶),②出现红棕色,说明淀粉被水解,即唾液中淀粉酶具有催化作用,高效性是酶与无机催化剂进行比较得出的,B错误;
C、高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,发生不可逆改变,使酶永久失活,引起圆点③④显色反应的原因是不同的,③是过酸导致淀粉酶变性失活,④是高温导致淀粉酶变性失活,C正确;
D、⑤是用2%的蔗糖酶溶液处理,不能水解淀粉,因此⑤是蓝黑色,因此④和⑤会出现相同颜色,但原因不同,不能说明酶的作用具有专一性,D错误。
故选C。
阅读下列材料,完成下面小题。
材料1:2024年4月,科学家发现了第一种能固氮的单细胞自养真核生物——贝氏布拉藻,其内部存在一个“特殊氨制造厂”——固氮蓝细菌UCYN-A。科学家推测固氮蓝细菌UCYN-A被贝氏布拉藻内吞后逐步丧失自主性,与宿主细胞间形成了长期互利的共生关系。
材料2:过去认为固氮蓝细菌是作为贝氏布拉藻的内共生体而存在。而近期JonathanZehr团队发现UCYN-A的进化已经超越了内共生阶段。因此提出了一个新的假说,认为贝氏布拉藻内部的固氮蓝细菌应被归类为一个具有双层膜的半自主性细胞器——硝基体。因其表现为不能完全独立生活,大约有一半蛋白质的编码依赖宿主基因组DNA,且在贝氏布拉藻分裂时硝基体也会一分为二并能传给藻类后代。
17.结合上述材料,下列推测不正确的是( )
A.培养含UCYN-A的贝氏布拉藻培养基中无需添加碳源和氮源
B.UCYN-A可能失去了部分光合作用的关键基因
C.硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜
D.UCYN-A中具有内质网等多种具膜细胞器
18.结合上述材料,下列推测合理的是( )
A.硝基体的生命活动由自身基因和宿主细胞的基因共同控制
B.固氮蓝细菌和贝氏布拉藻都会发生染色质/体的周期性变化
C.贝氏布拉藻的遗传物质主要是DNA,固氮细菌的遗传物质主要是RNA
D.硝基体可将氮气转化为氨,可作为藻类合成葡萄糖的原料
【答案】17.D 18.A
【分析】细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质,都没有以核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有环状的DNA分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫作拟核。
17.A、贝氏布拉藻是自养生物能自己合成有机物,UCYN-A能固氮,所以培养含UCYN-A的贝氏布拉藻培养基中无需添加碳源和氮源,A正确;
B、因为贝氏布拉藻是自养生物可进行光合作用,UCYN-A与贝氏布拉藻共生,可能失去了部分光合作用的关键基因,B正确;
C、由于是内吞形成的共生关系,硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜,C正确;
D、固氮蓝细菌UCYN-A属于原核生物,原核生物只有核糖体一种细胞器,没有内质网等具膜细胞器,D错误。
故选D。
18.A、硝基体是半自主性细胞器,大约有一半蛋白质的编码依赖宿主基因组DNA,所以其生命活动由自身基因和宿主细胞的基因共同控制,A正确;
B、固氮蓝细菌属于原核生物,没有染色体,不会发生染色质/体的周期性变化,只有真核生物在细胞分裂过程中才会出现染色质/体的周期性变化,B错误;
C、贝氏布拉藻和固氮细菌的遗传物质都是DNA,C错误;
D、硝基体可将氮气转化为氨,但氨不能作为藻类合成葡萄糖的原料,葡萄糖合成的原料是二氧化碳和水,D错误。
故选A。
19.科研人员对某单基因遗传病患者家系进行了调查,并收集部分家庭成员与该病相关的DNA,经酶切后进行电泳分析,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.据图分析,该单基因遗传病是一种伴X染色体隐性遗传病
B.该等位基因的出现,可能是原来的基因发生了碱基对替换
C.电泳图中共出现三种条带,可能是因为该基因在群体中有三个等位基因
D.若Ⅲ3为男性,则其和一个与Ⅲ₄基因型相同的人婚配,生出患病孩子的概率为3/8
【答案】C
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病:(1)单基因遗传病包括常染色体显性遗传病(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、伴X染色体隐性遗传病(如血友病、色盲)、伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)。(2)多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的,如青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病(如猫叫综合征)和染色体数目异常遗传病(如21三体综合征)。
【详解】A、据图可知,图中的II1和II2正常,但生有患病的儿子III2,说明该病是隐性遗传病,结合电泳图可知,II4患病,则11.5kb表示致病条带,据此可知I2不携带致病基因,则该病致病基因位于X染色体,该单基因遗传病是一种伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、据电泳图可知,致病基因(11.5kb)与正常基因(6.5kb+5.0kb)长度相等,说明可能是原来的基因发生了碱基对替换,B正确;
C、电泳图中共出现三种条带,是因为正常基因能够被限制酶切割,C错误;
D、设相关基因是B/b,图中的III2患病,双亲基因型是XBXb、XBY,若Ⅲ3为男性,其基因型是1/2XBY、1/2XbY,产生的配子及比例是1/4XB、1/4Xb、1/2Y,则其和一个与Ⅲ₄基因型相同的人(XBXb)产生的配子及比例是1/2XB、1/2Xb,两者婚配,生出患病孩子的概率(XbXb、XbY)为3/8,D正确。
故选C。
20.某种观赏花卉(两性花)有4种表型:紫色、大红色、浅红色和白色,由3对等位基因(A/a、B/b和D/d)共同决定,其中只要含有aa就表现白色,且Aa与另2对等位基因不在同一对同源染色体上。现有4个不同纯合品系甲、乙、丙和丁,它们之间的杂交情况(无突变、致死和染色体互换)见表。下列分析正确的是( )
组别
杂交组合
F1
F1自交,得到F2
Ⅰ
甲(紫色)×乙(白色)
紫色
紫色:浅红色:白色≈9:3:4
Ⅱ
丙(紫色)×丁(白色)
紫色
紫色:大红色:白色≈6:6:4
A.B/b与D/d不在同一对同源染色体上,遵循自由组合定律
B.Ⅰ、Ⅱ组的F1个体,基因型分别是AaBBDd、AaBbDD
C.Ⅰ组产生的F2,其紫色个体中有6种基因型
D.Ⅱ组产生的F2,其白色个体中纯合子占1/2
【答案】D
【分析】根据题目描述,这种观赏花卉的表型由3对等位基因(A/a、B/b和D/d)共同决定,其中只要含有aa就表现白色。Aa与另2对等位基因不在同一对同源染色体上,说明A/a与B/b、D/d是独立分配的。
【详解】A、根据题目描述,表型由3对等位基因(A/a、B/b、D/d)决定,其中只要基因型中含有aa,表型即为白色,Aa与另2对等位基因不在同一对同源染色体上,说明A/a与B/b、D/d是独立分配的,根据Ⅰ组的F1全为紫色,F2表型比例为9:3:4,符合A/a和B/b(或A/a和D/d)两对基因的自由组合, Ⅱ组的F1表型均为紫色,F2表型比例为6:6:4, 符合 9:3:3:1变式,说明符合A/a和B/b(或A/a和D/d)两对基因的自由组合,两组实验无法证明B/b与D/d两对等位基因之间的关系,A错误;
B、根据题目描述,表型由3对等位基因(A/a、B/b、D/d)决定,其中只要基因型中含有aa,表型即为白色,Aa与另2对等位基因不在同一对同源染色体上,说明A/a与B/b、D/d是独立分配的,根据Ⅰ组的F1全为紫色,F2表型比例为9:3:4,符合A/a和B/b(或A/a和D/d)两对基因的自由组合, Ⅱ组的F1表型均为紫色,F2表型比例为6:6:4, 符合 9:3:3:1变式,说明符合A/a和B/b(或A/a和D/d)两对基因的自由组合,Ⅰ、Ⅱ组的F1个体,基因型分别是AaBBDd、AaBbDD,或AaBbDD,AaBBDd,B错误;
C、Ⅰ组的F1全为紫色,F2表型比例为9:3:4,F2 紫色个体基因型为A_B_DD或A_BBD_,共4种基因型,C错误;
D、Ⅱ组产生的F2,其白色个体基因型为aabbDD、aaB_DD(或aaBBdd、aaBBD_),其中纯合子为aabbDD、aaBBDD(或aaBBdd、aaBBDD),白色个体的总概率为 1/4(aa ), aabbDD、aaBBDD(或aaBBdd、aaBBDD) 纯合子的概率为:1/16+1/16=1/8,因此白色个体中纯合子占1/2,D正确。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
21.下图是大麦叶肉细胞中的有关代谢过程,其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题:
(1)过程①中消耗ATP和NADPH的场所是 过程②产生的[H]是 。
(2)据图推测,大麦叶肉细胞中合成蔗糖的酶主要存在于 。研究发现叶肉细胞叶绿体中的淀粉含量会出现“昼多夜少”规律性的变化,据此推测,叶绿体中淀粉的主要用途是 。
(3)研究发现,大麦的光合作用和呼吸作用之间存在着紧密的联系:呼吸作用的运行能够优化光合作用。有实验者利用大麦叶片进行了下表所示实验,表中的KCN和SHAM是两类呼吸抑制剂。
组别
1
2
3
4
缓冲液中的添加物
不添加
0.5 mmol/L KCN
1 mmol/L SHAM
1 mmol/L SHAM+0.5 mmol/L KCN
步骤一
在相同位置选取大小一致且完全伸展的叶片,置于缓冲液中进行真空渗透1小时
步骤二
渗透结束后,将叶片从缓冲液中取出,清洗并吸去叶片表面残余的缓冲液;将叶柄 浸入上述缓冲液中,并将叶片置于持续的适宜光照下
步骤三
光照4小时后,使用相关仪器测定叶片的光合作用及呼吸作用速率
①缓冲液可以保证培养液中 (答两点)等的相对稳定。
②该实验最可能出现的实验现象是 。
【答案】(1) 叶绿体基质 NADH
(2) 细胞质基质 为夜间叶肉细胞的各项生命活动提供物质和能量
(3) CO2和pH 叶片的呼吸作用速率和光合作用速率第1组>第2、3两组>第4组
【分析】细胞呼吸除了能为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽。例如,在细胞呼吸过程中产 生的中间产物,可转化为廿油、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】(1)过程①是光合作用喑反应中C3的还原阶段,发生在叶绿体基质;过程②是细胞呼吸第二阶段, 产生的[H]是NADH。
(2)大麦叶肉细胞在细胞质基质中利用3-磷酸廿油酸合成蔗糖;大麦叶肉细胞中合成淀粉所需的 酶主要存在于叶绿体基质,叶肉细胞叶绿体中的淀粉含量会出现“昼多夜少”规律性的变化,可推 测,叶绿体中淀粉可以为夜间细胞的各项生命活动提供物质和能量。
(3)光合作用中的缓冲液一般是CO2缓冲液,既可以为光合作用提供CO2,维持CO2的相对稳定,又可以调节 pH, 维持培养液中酸碱平衡;由表格可知,第1组为空白对照,第2、3组分别添加KCN 和SHAM 是两类呼吸抑制剂,第3组两种呼吸抑制剂都添加,其余条件相同,最后使用相关仪器测 定叶片的光合作用及呼吸作用速率,可判断该实验的研究日的是探究KCN 和 SHAM 分别作用和共 同作用对大麦叶片呼吸作用及光合作用的影响。第1组未加呼吸抑制剂,其余三组都有添加,最可 能出现的实验现象是第1组叶片的呼吸作用和光合作用强于第2、3两组,第2、3两组叶片的呼吸 作用和光合作用强于第4组。
22.长期夜间过多光照会增加患糖尿病、肥胖的风险。哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和ipRGC细胞三类感光细胞。回答问题:
(1)神经细胞的静息电位约-70mV,神经细胞静息电位形成的主要原因(机制)是 。研究发现黑暗中人视杆细胞的静息电位约是-40mV,已知黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性,视杆细胞静息电位绝对值小于神经细胞的原因是 。
(2)从感光细胞兴奋到视觉形成的过程是否 (“属于”、“不属于”)反射,从反射的路径或概念角度分析,主要原因是 。
(3)为研究光调节葡萄糖代谢的机制,研究人员进行了以下实验【逆向思维,减法原理】:
【实验一】:对①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光的三种小鼠,在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测,结果如图1所示。
【实验二】:分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区和SON区,在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测,结果依次如图2所示。(注:AUC为血糖含量曲线与横坐标时间轴围成的面积)据图1和图2写出光通过神经调节影响糖代谢的信号传导途径是:光→ 细胞→传入神经→下丘脑的 区域。
(4)下丘脑可通过多种方式调节血糖,其中一种方式是当血糖含量降低时通过 (填“交感”或“副交感”)神经支配胰岛A细胞的分泌活动。该过程反映了体液调节和神经调节的联系是 。
(5)研究表明,过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少。为验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程,完善以下实验。
【实验步骤】:①将30只 的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。
②对甲组小鼠给予适量自然光照,对乙组小鼠 ,对丙组小鼠 。
③将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。
④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
【预期结果】:三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量:丙组≥甲组>乙组。
【答案】(1) 静息状态时膜对K+通透性高,K+外流 K+外流的同时发生Na+内流,导致视杆细胞静息电位绝对值变小
(2) 不属于 视觉形成过程未经过完整的反射弧/机体未对外界刺激做出规律性的应答
(3) ipRGC SON
(4) 交感 有的内分泌腺直接受中枢神经系统的调节
(5) 生理状态相似 给予过多光照 切断相关神经并进行过多光照
【分析】静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
【详解】(1)神经细胞静息电位形成的主要原因是静息状态时膜对K+通透性高,K+外流;黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性,静息时,K+外流的同时发生Na+内流,导致视杆细胞静息电位绝对值变小。
(2)反射的完成需要经过完整的反射弧,视觉形成过程未经过完整的反射弧(或机体未对外界刺激做出规律性的应答),故从感光细胞兴奋到视觉形成的过程不属于反射。
(3)对于实验一的结果图1,可以看到在黑暗条件下,三种小鼠AUC相等,而在光照条下,只有ipRGC细胞感光的那组小鼠AUC明显偏高,可以判断:光影响糖代谢功能是由ipRGC介导的,对实验二结果图2,图2中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC,以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维,可判断:ipRGC介导的光影响糖代谢功能与下丘脑的SON区有关,综上,实验表明光可通过神经调节的方式影向糖代谢,其信号传导途径是:光→视网膜ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区。
(4)下丘脑可通过多种方式调节血糖,其中一种方式是当血糖含量降低时通过交感神经支配胰岛A细胞的分泌活动,从而促进胰高血糖素的分泌,进而升高血糖;该过程体现了体液调节和神经调节之间的联系,即不少内分泌腺本身直接地受中枢神经系统的调节。
(5)本实验要验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程,自变量为是否过多光照(光照时间)和是否含有相关神经,因变量为棕色脂肪细胞产热量。实验步骤:
①分组编号:将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。
②变量处理:本实验的自变量是光照时间和是否含有相关神经,且需验证过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少,故对甲组小鼠给予适量自然光照,对乙组小鼠给予过多光照,对切断相关神经并进行过多光照。
③无关变量相同且适宜:将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。
④因变量检测:检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
23.克氏原螯虾俗称“小龙虾”,作为经济食用虾被引入我国。小龙虾有挖洞筑巢的习性,且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长。农业技术人员建立稻虾共作的田间工程(如下图),通过挖掘环形沟环绕稻田,为小龙虾提供繁殖和栖息环境。请回答下列问题:
(1)不同植物生活在环形沟的不同水层,形成了群落的 结构。
(2)小龙虾是杂食性动物,在自然条件下可摄食水生植物、水生昆虫和动物尸体等,因此属于生态系统的 (成分)。
(3)稻虾共作模式中,小龙虾的主要食物是稻田中的杂草,但也食用水稻幼苗,因此在投放小龙虾时应尤其注意 。
(4)为研究稻虾共作模式对水稻产量和农田生态的影响,科研人员进行了水稻单作模式和稻虾共作模式的比较试验,结果如下表:
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
250
62.9
477.8
1386.2
稻虾共作模式
5
32.4
540.8
6058.3
①稻虾共作模式下,小龙虾的引入使生态系统的营养结构更复杂,从而提高了该生态系统的 能力,其基础是 。
②为了保证该田间工程的有机物输出量,需要大量投放饲料,则流经该生态系统的总能量是 。
③据表可知,与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增加利润的原因有: (写出2点即可)。
【答案】(1)垂直
(2)消费者和分解者
(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) 自我调节 负反馈调节 生产者固定的能量和投放饲料中的能量 化肥使用量减少,降低成本;水稻产量增加;利用小龙虾创收
【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。
【详解】(1)不同水层生活的植物类群不同,体现了群落的垂直结构;有利于不同植物对光照等自然资源的充分利用。
(2)小龙虾可摄食水草、藻类、水生昆虫属于消费者,摄食动物尸体属于分解者,因此,小龙虾在生态系统中属于消费者和分解者。
(3)小龙虾的主要食物是稻田中的杂草,但小龙虾有挖洞筑巢的习性,且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长。故在投放小龙虾时应尤其注意小龙虾的投放时机,应在水稻过了幼苗期后再行投放。
(4)①小龙虾的引入增加了生态系统的组成成分,使生态系统的营养结构更加复杂,提高了生态系统的自我调节能力,其基础是负反馈调节。
②为了保证该田间工程的有机物输出量,需要大量投放饲料,则流经该生态系统的总能量是生产者固定的能量和投放饲料中的能量。
③由表可知,虾在稻田中的觅食活动,起到了吃草、捕虫、踩草等作用,减少了虫吃水稻以及水稻和杂草的种间竞争,使水稻产量增加;同时虾的排泄物又可以肥田,减少化肥的投入量,降低成本;除此之外,虾也能增加农民收入,因此,与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增收。
24.细菌中的酶X感受外界刺激后,利用ATP将参与细菌正常代谢的M蛋白磷酸化,磷酸化的M蛋白积累会抑制细菌的生长,酶Y可将磷酸化的M蛋白去磷酸化,缓解其抑制作用。为筛选更高效的酶Y,研究人员用X基因(编码酶X)、Y基因(编码酶Y)和GFP基因(编码绿色荧光蛋白)拼接出3种融合基因如图1,分别导入大肠杆菌(同时缺失X基因和Y基因)后构建代谢通路。
(1)以融合基因a和质粒构建 ,并在 条件与大肠杆菌混合,待两者相互黏附后,进行短暂的 处理,使外源DNA导入大肠杆菌;在含 的培养基上筛选到多个抗性菌落,为检测菌落中是否携带融合基因a,将图中4种引物共同加入反应体系后,分别以 为模板进行PCR扩增。理论上携带正确重组质粒的PCR产物电泳结果应出现 条条带。结果显示,有两个抗性菌落中的PCR产物的电泳条带数均为上述结果,但其中2条带的位置不同,其原因可能是 。
(2)用融合基因b转化大肠杆菌后,为检测获得的工程菌内融合基因b是否完整表达以及X蛋白的活性,首先从具有 特征的菌落中提取蛋白质并检测X蛋白,然后在不同泳道中添加相关物质,添加情况与X蛋白的表达情况如图2所示。后续实验用磷酸化抗体(特异性识别磷酸化的M蛋白)检测,通过泳道 (填图中序号)是否出现阳性结果来判断X蛋白的活性。
(3)用3种融合基因分别转化大肠杆菌,将获得的3种工程菌与未导入目的基因的大肠杆菌涂布在同一平板的①~④区域,一段时间后,菌落生长状况如图3所示,推测导入融合基因c的工程菌被接种在图中的 区域。为筛选更高效的酶Y,科研人员利用多种突变的Y基因构建成融合基因a,分别导入大肠杆菌后涂布在同一平板的不同区域。从较大的菌落中能够筛选出活性较高的酶Y。原因是 。
【答案】(1) (基因)表达载体 低温(低浓度CaCl2) 热刺激 卡那霉素 (不同)抗性菌落的DNA 4 融合基因a与质粒存在正反接两种情况
(2) 绿色荧光 ①
(3) ②或④ 酶Y可将磷酸化的M蛋白去磷酸化,缓解其对细菌生长的抑制,酶Y活性越高,细菌生长较快,形成较大的菌落。
【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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)以融合基因a和质粒构建(基因)表达载体,常用的将外源DNA导入大肠杆菌的方法是感受态细胞法。先将大肠杆菌处理成感受态细胞(能吸收周围环境中DNA分子的生理状态),然后在低温(低浓度CaCl2)条件与大肠杆菌混合,待两者相互黏附后,进行短暂的热刺激 处理,使外源DNA导入大肠杆菌。在含卡那霉素的培养基上筛选到多个抗性菌落,为检测菌落中是否携带融合基因a,将图中4种引物共同加入反应体系后,分别以(不同)抗性菌落的DNA为模板进行PCR扩增。以融合基因a和质粒构建基因表达载体导入大肠杆菌后,在含卡那霉素的培养基上筛选到多个抗性菌落,为检测菌落中是否携带融合基因a,将图中4种引物共同加入反应体系后,分别以抗性菌落的DNA为模板进行PCR 扩增。理论上携带正确重组质粒的PCR产物电泳结果应出现的条带数目为4,这4种分别为引物1和2、引物1和4、引物3和2、引物3和4扩增出来的DNA片段。结果显示,有两个菌落中的PCR 产物的电泳条带数均为上述结果,但其中2条带的位置不同,则原因可能是融合基因a与质粒存在正向和反向连接两种情况,即正向连接和反向连接导致的PCR结果不同。
(2)题意显示,细菌中的酶X感受外界刺激后,利用ATP 将参与细菌正常代谢的M蛋白磷酸化,磷酸化的M蛋白积累会抑制细菌的生长,因此,用融合基因b转化大肠杆菌后,为检测获得的工程菌内融合基因b是否完整表达以及X蛋白的活性,首先从表现绿色荧光的菌落中提取蛋白质并检测X蛋白,因为带有绿色荧光的大肠杆菌是成功导入目的基因的大肠杆菌,然后在不同泳道中添加相关物质,添加情况与X蛋白的表达情况如图2所示。后续实验用磷酸化抗体(特异性识别磷酸化的M蛋白)检测,通过泳道①是否出现阳性结果来判断X蛋白的活性,因为酶X在消耗ATP的情况下会使M蛋白磷酸化。
(3)用3种融合基因分别转化大肠杆菌,将获得的3种工程菌与未导入目的基因的大肠杆菌涂布在同一平板的①~④区域,一段时间后,菌落生长状况如图3所示,导入融合基因a的大肠杆菌,由于同时导入基因X和Y,由于Y基因编码的酶Y会使磷酸化的M蛋白去磷酸化,因而对大肠杆菌的生长抑制有所缓解,因而对应图中的③,即导入融合基因a的工程菌被接种在图中的③区域。导入融合基因b会导致细菌生长被抑制,因而对应①。导入融合基因c的大肠杆菌(含有Y基因)表现为正常生长,菌落较大,位于②或④区域。为筛选更高效的酶Y,科研人员利用多种突变的Y基因构建成融合基因a,分别导入大肠杆菌后涂布在同一平板的不同区域。从较大的菌落中能够筛选出活性较高的酶Y,这是因为表达高效活性酶Y的菌落生长状况更好,因而菌落较大。
25.现有紫眼卷翅甲、红眼卷翅乙和红眼正常翅丙(野生型)三个自交后代不出现性状分离的果蝇品系,其中甲、乙品系中各有一个隐性致死基因。为了解果蝇卷翅性状的遗传规律,探究两个卷翅品系中卷翅基因的相对位置,研究小组先进行了3组杂交实验,实验结果如表(每组正反交实验结果相同),又选取组合一、组合二的卷翅果蝇分别自由交配,中卷翅与正常翅比例均为2:1。已知相关基因不在X、Y染色体的同源区段,不考虑突变和交叉互换,回答下列问题。
杂交组合
亲代
F₁表型及比例
一
甲×丙
红眼卷翅:红眼正常翅=1:1
二
乙×丙
红眼卷翅:红眼正常翅=1:1
三
甲×乙
红眼卷翅:红眼正常翅=3:1
(1)据表可知,紫眼的遗传方式为 。
(2)两个卷翅品系均可稳定遗传,推测卷翅品系中各有一个隐性致死基因,试分析卷翅基因与致死基因的相对位置为 ,组合三的中出现正常翅的原因是 。
(3)选取组合一或组合二的卷翅果蝇自由交配,中卷翅:正常翅=2:1,原因可能是 。组合三中,卷翅与正常翅杂交得,中正常翅占 或 。
(4)利用上述材料设计实验探究控制甲品系卷翅基因和眼色基因的相对位置,写出实验设计思路 ,预期结果 。
【答案】(1)常染色体隐性遗传
(2) 卷翅基因与隐性致死基因分别位于一对同源染色体两条染色体的不同位置 两个卷翅果蝇品系的隐性致死基因不在染色体的同一位点(或两个卷翅果蝇品系的隐性致死基因为非等位基因)
(3) 卷翅基因显性纯合致死 2/5 1/5
(4) 选取甲品系果蝇与红眼正常翅丙果蝇进行杂交,得到F1,再让F1 果蝇相互交配,观察并统计F2 的表型及比例 选择组合一中F1红眼卷翅个体相互杂交,观察子代的表型及比例。若子代红眼卷翅: 紫眼卷翅:红眼正常翅:紫眼正常翅=6:2:3:1,则两对基因位于非同源染色体上; 若子代红眼卷翅:红眼正常翅=2:1,则两对基因位于一对同源染色体上
【分析】基因自由组合定律的实质: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,同源染色体上等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)由组合一“甲(紫眼卷翅)×丙(红眼正常翅)”,F1全是红眼,说明红眼对紫眼为显性。由题可知,甲、乙、丙三个品系自交后代不出现性状分离,说明这三个品系均为纯合子。甲(紫眼卷翅)与丙(红眼正常翅)杂交,F1全是红眼,且正反交结果相同,这表明眼色遗传与性别无关,所以紫眼的遗传方式为常染色体隐性遗传。
(2)组合一甲(紫眼卷翅)×丙(红眼正常翅),F1 红眼卷翅:红眼正常翅 = 1:1;组合二乙(红眼卷翅)×丙(红眼正常翅),F1红眼卷翅:红眼正常翅 = 1:1,这都符合一对杂合子自交的测交结果。甲、乙品系中各有一个隐性致死基因,且卷翅品系可稳定遗传,推测卷翅基因与隐性致死基因分别位于一对同源染色体两条染色体的不同位置,隐性致死基因与正常翅基因连锁,所以自交后代不会出现正常翅。组合三的F1中出现正常翅,不考虑突变和交叉互换,应是两个卷翅果蝇品系的隐性致死基因不在染色体的同一位点(或两个卷翅果蝇品系的隐性致死基因为非等位基因)。
(3)选取组合一或组合二的F1卷翅果蝇自由交配,F2中卷翅:正常翅=2:1,原因可能是卷翅基因显性纯合致死。组合三F1中,红眼卷翅:红眼正常翅=3:1,推测甲、乙的卷翅基因不同,所以没有出现显性纯合致死情况,若翅型基因和致死基因均位于一对同源染色体上,亲本基因型记作A1BD/abD、A2BD/aBd(b、d为致死基因),F1中卷翅(1/3A1BD/A2BD、1/3A1BD/aBd、1/3A2BD/abD)与正常翅(abd/aBd)杂交得F2,b、d纯合致死,F2中正常翅占1/5。若甲、乙两品系的翅型基因和致死基因均位于不同的同源染色体上,甲品系卷翅基因、致死基因分别记作B、e,乙品系卷翅基因、致死基因分别记作D、f,则双亲杂交,图解如下:。
中卷翅与正常翅杂交,图解如下:
表格中数字表示正常翅个体,×表示致死个体。F2中正常翅占16/(48-8)=16/40=2/5。
(4)设计实验探究控制甲品系卷翅基因和眼色基因的相对位置,应选择具有两对相对性状的个体杂交。实验设计思路:选取甲品系果蝇与红眼正常翅丙果蝇进行杂交,得到F1,再让F1 红眼卷翅相互交配,观察并统计F2 的表型及比例。
预期结果: 若控制甲品系卷翅基因和眼色基因位于非同源染色体上,甲(紫眼卷翅)aaBb×丙(红眼正常翅)AAbb,F1红眼卷翅基因型为 AaBb(不含有隐性致死基因),F1 红眼卷翅个体相互杂交,由于卷翅基因纯合致死,F2中红眼卷翅:红眼正常翅:紫眼卷翅:紫眼正常翅 =6:2:3:1。 若控制甲品系卷翅基因和眼色基因位于同一对同源染色体上(假设卷翅基因B和紫眼基因a连锁),甲(紫眼卷翅)aaBb×丙(红眼正常翅)AAbb,F1红眼卷翅基因型为 AaBb,且B和a连锁,b和A连锁,F2中红眼卷翅:红眼正常翅=2:1。
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