精品解析:2025届上海市崇明区高三二模生物试题
2025-04-11
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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 | 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 | 第1章 种群及其动态,第2章 群落及其演替 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | 上海市 |
| 地区(区县) | 崇明区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.48 MB |
| 发布时间 | 2025-04-11 |
| 更新时间 | 2025-04-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51564245.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024学年第二学期高三第二次模拟考试
生物学
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.作答必须全部涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸的相应区域。
3.“单选”指每题只有一个正确选项,“多选”指每题有两个或两个以上选项,“编号选填”指用试题中所列出的数字编号答题,每空的正确选项有一个或多个。
1. “生态工程师”河狸
资料1:河狸适应半水生生活,以树皮、嫩树叶和水生植物为食,偶尔食粪以维持肠道微生物平衡。它们利用树枝、泥土等材料建造堤坝,形成池塘以保护巢穴。尽管不同地区河狸巢穴结构有明显差异,但基本构造如图所示。
资料2:由于人类的大量猎捕,曾使某地区河狸种群近乎消失。随着保护措施的推进,河狸重回此地繁衍。研究表明,河狸的筑坝行为可增加该地土壤中氮、磷、钾等主要养分含量,其对当地生态系统的影响详见下表。
表
年份
面积(公顷)
森林
湿草甸
润草甸
河狸塘
1927
2563
134
19
47
1988
102
880
457
1323
(1)根据资料1,河狸在生态系统中属于_____。(编号选填)
①生产者 ②初级消费者 ③次级消费者
④第一营养级 ⑤第二营养级 ⑥分解者
(2)根据资料1,有关河狸对环境适应性的分析合理的是_____。(多选)
A. 因啃咬树枝而进化出了发达的咬肌
B. 将巢穴入口建在水下是自然选择的结果
C. 尾巴宽大扁平如舵利于水中生活
D. 不同地区巢穴结构不同与环境差异有关
(3)下表为该生态系统能量流经河狸所在营养级及其下一营养级的情况(表中数值代表能量,单位为),则两者间的营养级效率为_____。
表
用于生长发育繁殖的能量
呼吸作用散失的能量
流向分解者能量
河狸所营养级
780
1220
400
下一营养级
150
210
100
(4)结合上述资料,河狸被誉为“生态工程师”的原因是其可以影响或改变该地区的_____。(多选)
A. 群落演替的方向 B. 水循环、氮循环等物质循环
C. 生态系统的营养结构 D. 生态系统能量的根本来源
在河狸生活的地区,还生存着一种习性与河狸相近的植食性动物——海狸鼠。为探究河狸重新出现对海狸鼠产生的影响,研究人员测定了当地生态系统中河狸与海狸鼠的时间活动模式,研究结果见图a和图b。
(5)下列有关图a的说法正确的是_____。(多选)
A. 河狸与海狸鼠的生态位完全重叠 B. 河狸与海狸鼠都主要在夜间活动
C. 河狸的昼夜活动强度均高于海狸鼠 D. 河狸与海狸鼠一天中活动时间段错峰
(6)据图b,河狸存在影响了海狸鼠的时间活动模式,请从种间关系的角度分析该变化的生物学意义。 。
(7)结合所学知识与本题所有信息推测,若该地区的河狸种群数量持续增加,可能会对当地生态系统产生的影响有_____。(编号选填)
①更多生物的时间活动模式改变 ②能量金字塔倒置 ③自我调节能力改变
④种群的空间结构改变 ⑤增加生物多样性 ⑥降低生物多样性
2. 光和脱落酸(ABA)对光系统Ⅱ(PSII)的调节
植物光合作用过程吸收的光能一旦超出其自身最大利用能力,就容易使PSII(光合色素与蛋白结合的复合体,可捕光、分解水)受损,致使光合速率降低。
Ⅰ.PSII对不同光照条件的适应性保护机制
研究表明,蛋白质LHCII可通过与PSII结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图)。
(1)在叶绿体中,PSII分布的场所及用于提取其中光合色素的试剂分别为_____。(单选)
A. 叶绿体内膜;无水乙醇 B. 叶绿体内膜;无菌水
C. 类囊体;无水乙醇 D. 类囊体;无菌水
(2)结合上图和所学知识判断,强光下,叶片的叶肉细胞中依次发生_____。(编号选填并排序)
①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面
③细胞质改变环流方向 ④LHCII与PSII结合
⑤LHCII与PSII分离 ⑥分解水产生的和减少
⑦ATP和NADPH的合成量减少 ⑧色素捕获光能减少
Ⅱ.内源性ABA对PSII的影响
研究表明,逆境胁迫下植物体内ABA含量显著变化,诱导新基因表达,有利于其适应环境、增强抗逆性。
(3)有关ABA的说法正确的是_____。(单选)
A. 在小麦体内含量很丰富 B. 可直接参与PSII有关基因的表达
C. 对生命活动的调节具有高效性 D. 在合成部位直接发挥作用
(4)下列生理功能可体现脱落酸增强植物抗逆性的有_____。(编号选填)
①促进器官脱落 ②抑制种子萌发 ③促进气孔关闭 ④加快叶片衰老
Ⅲ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片PSII的影响
实验方法和步骤如图所示,实验结果见下表。
表
组别
喷液
照光
光合荧光参数()
CK1
水
中等光
0.780a
CK2
?
?
0.404d
ABA1
强光
0.665b
ABA2
强光
0.742a
ABA3
强光
0.542c
备注:光合荧光参数()可以体现PSII反应中心的光能转换效率。
不同小写字母表示不同处理间存在显著差异(p<0.05)。
(5)上表中,CK2组的喷液和光照处理分别为_____,获得的数据应为每组的_____值。
(6)结合上表信息,以下分析正确的是_____。(单选)
A. 强光下PSII的光能转换效率增加
B. PSII光能捕获能力与脱落酸浓度呈正相关
C. 脱落酸对光能转换效率的调节具有两重性
D. 实验组中,的保护效应最好
Ⅳ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片氧化损伤的影响
强光下,植物体内等活性氧大量积累,脂质过氧化作用加剧,PSII光能转换效率明显下降。植物体内的SOD等酶类可及时清除过多的活性氧。
(7)结合图a和图b,分析强光胁迫、外源对小麦叶片中活性和含量的影响,阐明ABA保护作用的机制,并为生产实践提出可行的建议。___________________。
3. 口水知多少
原发性干燥综合征(pSS)是一种自身免疫病,主要因唾液腺等外分泌腺功能障碍导致患者出现严重的口干、吞咽困难等症状。图a为健康人体唾液分泌调节机制,图b为pSS致病机理示意图。
(1)结合图a,唾液分泌的调节机制属于_____,去甲肾上腺素在该过程中作为_____。(编号选填)
①神经调节 ②激素调节
③免疫活性物质 ④神经递质 ⑤激素
(2)唾液腺细胞中,与唾液淀粉酶运输分泌至胞外有关的细胞结构有_____。(编号选填)
①线粒体 ②核糖体 ③高尔基体
④溶酶体 ⑤细胞质膜 ⑥细胞骨架
(3)比较唾液淀粉酶、乙酰胆碱和去甲肾上腺素的特点,请在符合的选项中打“√”。
唾液淀粉酶
乙酰胆碱
去甲肾上腺素
分布于内环境
信号分子
专一性或特异性
(4)结合图a,下列生理活动可以使唾液分泌量多且稀薄的有_____。(多选)
A. 胞内cAMP增加 B. 水平增加
C. 过度兴奋 D. 闻到食物香味
(5)结合图b和所学知识,pSS发病的原因与_____反应过度有关。(多选)
A. 先天性免疫 B. 体液免疫 C. 获得性免疫 D. 细胞免疫
(6)据图b分析,干扰素是一种_____,其功能是_____。(编号选填)
①细胞因子 ②溶菌酶 ③传递信息 ④清除抗原
(7)研究表明,在pSS患者血清中检测出大量抗M3乙酰胆碱受体抗体,请结合图a和图b,阐释因病毒感染诱发pSS疾病的机理。___________________。
(8)微生物是引起pSS疾病的主要原因之一,下列预防措施合理的是_____。(多选)
A. 洁齿护龈,清新口腔 B. 饮食有常,起居有节
C. 适量锻炼,心情舒畅 D. 改造基因,服用抗体
4. 治疗高尿酸的“特洛伊木马”战术
黄嘌呤氧化酶(XO)和尿酸氧化酶(Uox)是动物代谢嘌呤的关键酶,图a所示为部分代谢途径。若嘌呤代谢异常可能导致高尿酸血症或痛风,图b为治疗高尿酸血症常用药物“别嘌醇”的作用机制示意图。
(1)血尿酸偏高者选择低嘌呤饮食有助于控制尿酸水平。乳制品属于低嘌呤食品的原因是含有相对较少的_____。(单选)
A. 蛋白质 B. 核酸 C. 糖类 D. 脂类
(2)据图a和图b,别嘌醇可降低血尿酸水平的原理是该药物_____。(多选)
A. 与XO的活性中心结构相同 B. 与某些嘌呤竞争的活性中心
C. 降低了XO的活性 D. 抑制了尿酸的分解
(3)在人类祖先演化过程中,Uox基因经历过多次变异,导致无法合成有功能的Uox。其中一次变异导致该基因编码链第95至100位碱基由变异为,该位点的变异可能造成Uox的_____。(编号选填)
(部分密码子:AGC丝氨酸 AGU丝氨酸 GCG丙氨酸GUG缬氨酸 CGA精氨酸 UGA终止密码子)
①转录的效率下降 ②氨基酸序列改变 ③氨基酸数目改变 ④氨基酸序列无变化
研究人员“修正”人源Uox基因序列,使之产生正常功能蛋白(修正后的基因称为),并利用乳酸乳球菌(NZ9000)建构了能够合成hUox的转基因工程菌(NZ9000-hUox),流程见下图。
(4)如图步骤Ⅰ中需要用到的酶有_____;步骤Ⅱ中需要用到的酶有_____;参与工程菌合成hUox过程的酶有_____。(编号选填)
①DNA聚合酶 ②耐高温DNA聚合酶 ③DNA连接酶
④限制性内切核酸酶 ⑤RNA聚合酶
(5)如图步骤Ⅳ所需使用的仪器是_____。(单选)
A. PCR仪 B. 电泳仪 C. 显微镜 D. 分光光度计
(6)结合上图,“质粒a”除了应具有复制起始位点(ori)外,还应包含_____。(编号选填)
①青霉素抗性基因 ②基因 ③限制性内切核酸酶识别序列
④氯霉素抗性基因 ⑤基因 ⑥用于调控目的基因的启动子与终止子
为进一步探究工程菌NZ9000-hUox对小鼠尿酸代谢的影响,研究人员尝试用饲喂法开展了相关实验,实验结果见下表。(各组小鼠的固体饲料、饲养环境相同)
表 不同处理条件下各组小鼠的平均血尿酸水平(μmol/L)
处理方式
生理盐水
生理盐水+酵母膏
生理盐水+酵母膏+NZ9000-质粒a
生理盐水+酵母膏+NZ9000-hUox
生理盐水+酵母膏+注射别嘌醇
Day 0
96.5
98.5
96.5
92.5
98.5
Day 7
1025
190.0
181.5
161.0
111.0
Day 14
105.5
217.5
212.5
193.0
99.5
(7)在表中给部分实验组小鼠饲喂酵母膏的主要目的是_____。(单选)
A. 改善小鼠肠道的理化环境 B. 构建高尿酸血的小鼠模型
C. 增强小鼠的免疫系统 D. 为小鼠提供全面营养
(8)由表可知,服用NZ9000-hUox工程菌小鼠的降血尿酸效果不如注射别嘌醇组的小鼠,下列事实可解释该实验结果的有_____。(多选)
A. 两种治疗方法的治疗靶点和降尿酸机制存在差异
B. 注射的别嘌醇可直接降低体液中尿酸生成
C. 摄入的NZ9000-hUox仅在肠道中降解尿酸
D. 不同小鼠肠道内理化环境的差异可影响hUox的作用效果
5. 高产苯丙氨酸
苯丙氨酸(PHE)在工业和食品生产等领域具有多种应用价值。大肠杆菌合成PHE的相关过程及催化反应过程的关键酶如图所示,研究人员期望通过对大肠杆菌的改造获得高产菌株。
(1)在大肠杆菌细胞内,进行三羧酸循环的场所是_____。(单选)
A. 拟核 B. 细胞质基质 C. 线粒体 D. 细胞质基质和线粒体
(2)为缓解大肠杆菌的负反馈调控机制对PHE产量的影响,可将编码下列酶的基因替换为有“反馈抗性”的变异体:_____。(编号选填)
①aroF ②aroD ③aroE ④pheA ⑤tyrA
(3)为进一步提升产率,研究人员将三种调控基因表达效率不同的启动子-高、-中等、-低)分别与编码图中酶的基因(aroF、aroD、aroE、pheA)任意组合,并整合到大肠杆菌中,筛选出PHE产量更高的组合。理论上需研究的组合共有_____。(单选)
A. 4种 B. 6种 C. 12种 D. 种
(4)为方便检测大肠杆菌的PHE产量,研究人员设计并在大肠杆菌中导入了“PHE传感器”,使PHE产量与传感器发出的红色荧光呈正相关。能反映上述功能的传感器示意图为_____。
(编号选填)(注:“●”多少代表PHE浓度,启动子Pmtr受PHE的调控,箭头粗、细分别表示基因表达效率高、低,代表红色荧光基因)
① ②
③ ④
(5)科研团队还赋予了图中编码pykF酶的基因特殊的启动子,使该基因在培养液中大肠杆菌数量快速增加时激活表达,而当大肠杆菌数量趋于稳定时则关闭,该做法的目的是_____。
(6)R基因编码的蛋白质能够调控大肠杆菌多个基因的转录,科研人员在DNA水平上对蛋白中的氨基酸进行随机诱变,经过三轮循环的诱变、筛选和检测,获得了PHE产量最高的菌株,该过程涉及的工程或技术包括_____。(编号选填)
①细胞工程 ②蛋白质工程 ③定向进化 ④循环突变
(7)综合信息,用编号与箭头将“大肠杆菌菌株制备与PHE高效生产”流程图填写完整。(编号排序)
①遗传改造 ②筛选高产菌株 ③PHE产量检测
④基因测序验证 ⑤发酵罐发酵培养 ⑥实验室发酵培养
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2024学年第二学期高三第二次模拟考试
生物学
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.作答必须全部涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸的相应区域。
3.“单选”指每题只有一个正确选项,“多选”指每题有两个或两个以上选项,“编号选填”指用试题中所列出的数字编号答题,每空的正确选项有一个或多个。
1. “生态工程师”河狸
资料1:河狸适应半水生生活,以树皮、嫩树叶和水生植物为食,偶尔食粪以维持肠道微生物平衡。它们利用树枝、泥土等材料建造堤坝,形成池塘以保护巢穴。尽管不同地区河狸巢穴结构有明显差异,但基本构造如图所示。
资料2:由于人类的大量猎捕,曾使某地区河狸种群近乎消失。随着保护措施的推进,河狸重回此地繁衍。研究表明,河狸的筑坝行为可增加该地土壤中氮、磷、钾等主要养分含量,其对当地生态系统的影响详见下表。
表
年份
面积(公顷)
森林
湿草甸
润草甸
河狸塘
1927
2563
134
19
47
1988
102
880
457
1323
(1)根据资料1,河狸在生态系统中属于_____。(编号选填)
①生产者 ②初级消费者 ③次级消费者
④第一营养级 ⑤第二营养级 ⑥分解者
(2)根据资料1,有关河狸对环境适应性的分析合理的是_____。(多选)
A. 因啃咬树枝而进化出了发达的咬肌
B. 将巢穴入口建在水下是自然选择的结果
C. 尾巴宽大扁平如舵利于水中生活
D. 不同地区巢穴结构不同与环境差异有关
(3)下表为该生态系统能量流经河狸所在营养级及其下一营养级的情况(表中数值代表能量,单位为),则两者间的营养级效率为_____。
表
用于生长发育繁殖的能量
呼吸作用散失的能量
流向分解者的能量
河狸所在营养级
780
1220
400
下一营养级
150
210
100
(4)结合上述资料,河狸被誉为“生态工程师”的原因是其可以影响或改变该地区的_____。(多选)
A. 群落演替的方向 B. 水循环、氮循环等物质循环
C. 生态系统的营养结构 D. 生态系统能量的根本来源
在河狸生活的地区,还生存着一种习性与河狸相近的植食性动物——海狸鼠。为探究河狸重新出现对海狸鼠产生的影响,研究人员测定了当地生态系统中河狸与海狸鼠的时间活动模式,研究结果见图a和图b。
(5)下列有关图a的说法正确的是_____。(多选)
A. 河狸与海狸鼠的生态位完全重叠 B. 河狸与海狸鼠都主要在夜间活动
C. 河狸的昼夜活动强度均高于海狸鼠 D. 河狸与海狸鼠一天中活动时间段错峰
(6)据图b,河狸的存在影响了海狸鼠的时间活动模式,请从种间关系的角度分析该变化的生物学意义。 。
(7)结合所学知识与本题所有信息推测,若该地区的河狸种群数量持续增加,可能会对当地生态系统产生的影响有_____。(编号选填)
①更多生物的时间活动模式改变 ②能量金字塔倒置 ③自我调节能力改变
④种群的空间结构改变 ⑤增加生物多样性 ⑥降低生物多样性
【答案】(1)②⑤ (2)BCD
(3)18%##0.18 (4)ABC (5)BD
(6)河狸与海狸鼠可能存在种间竞争,海狸鼠通过改变时间活动模式来获取更多食物,与河狸分别占据相对稳定的生态位,从而充分利用环境资源 (7)①③⑤⑥
【解析】
【分析】生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
【小问1详解】
河狸以树皮、嫩树叶和水生植物为食,偶尔食粪以维持肠道微生物平衡,植食性动物属于初级消费者,以腐烂的动植物有机物或动物粪便为食的生物属于分解者,因此河狸属于消费者和分解者,即②⑤符合题意。
【小问2详解】
A、生物的适应性特征是环境选择的结果,不是为了适应环境而变异出的结果,因此发达的咬肌是环境选择的结果,不是因啃咬树枝而进化出了发达的咬肌,A错误;
B、将巢穴入口建在水下以保护巢穴是一种适应性的特征,是自然选择的结果,B正确;
C、尾巴宽大扁平如舵有利于划水,利于水中生活,C正确;
D、环境的选择是定向的,因此不同地区巢穴结构不同与环境差异有关,D正确。
故选BCD。
【小问3详解】
同化量=呼吸散失的能量+用于自身生长发育繁殖的能量,因此河狸所在营养级的同化量为(780+1220)×105=2000×105kJ。下一营养级同化量为(150+210)×105=360×105kJ,因此两者所在的营养级之间的传递效率为360×105÷2000×105×100%=18%。
【小问4详解】
A、据表可知,河狸塘多的年份森林面积减小,但湿草甸和润草甸面积增加,因此其可影响该地区群落演替的方向,A正确;
B、河狸的筑坝行为可增加该地土壤中氮、磷、钾等主要养分含量,可促进物质循环,即河狸可改变该地区的水循环、氮循环等物质循环,B正确;
C、河狸可与该地区的某些生物构建形成食物链,因此其存在可影响或改变该地区的营养结构,C正确;
D、生态系统能量的根本来源是生产者固定的太阳能,河狸的存在不影响该生态系统能量的根本来源,D错误。
故选ABC。
【小问5详解】
A、生态位是指生物在生物群落或生态系统中的作用和地位,以及与栖息地、食物、天敌等多种环境因子的关系。海狸鼠与河狸的习性相近,并非完全相同,因此二者的生态位并非完全重叠,A错误;
B、据图a可知,河狸与海狸鼠在白天的活动密度接近为0,而在晚上的活动密度较大,因此可知河狸与海狸鼠都主要在夜间活动,B正确;
C、据图a可知,0-6:00段河狸的昼夜活动密度大于海狸鼠,而约在16:00-20:00时间段,海狸鼠的活动密度大于河狸,因此并非河狸的昼夜活动强度均高于海狸鼠,C错误;
D、根据图a可知,河狸与海狸鼠的活动密度并非完全重叠,根据图b可知,有河狸与无河狸时海狸鼠活动密度高的时间短存在差异,因此可知河狸与海狸鼠一天中活动时间段错峰,这样可减少种间竞争,D正确。
故选BD。
【小问6详解】
河狸与海狸鼠的习性相近,二者间存在种间竞争,海狸鼠通过改变时间活动模式来获取更多食物,与河狸分别占据相对稳定的生态位,从而充分利用环境资源。
【小问7详解】
①若该地区的河狸种群数量持续增加,会与某些生物的种间竞争加剧,因此可能会导致更多生物的时间活动模式改变,以降低种间竞争,有利于生存,①正确;
②能量流动过程中逐级递减,河狸种群数量持续增加,不会导致能量金字塔倒置,②错误;
③河狸种群数量持续增加,过多的捕食嫩树叶和水生植物,可能会导致生物多样性降低,生态系统的自我调节能力改变,③正确;
④空间结构是群落的特征,不是种群的特征,因此河狸种群数量持续增加,不会使种群的空间结构改变,④错误;
⑤河狸种群数量持续增加,可能会使其天敌种类和数量增加,增加生物多样性,⑤正确;
⑥河狸种群数量持续增加,过多的捕食嫩树叶和水生植物,可能会导致生物多样性降低,⑥正确。
故选①③⑤⑥。
2. 光和脱落酸(ABA)对光系统Ⅱ(PSII)的调节
植物光合作用过程吸收的光能一旦超出其自身最大利用能力,就容易使PSII(光合色素与蛋白结合的复合体,可捕光、分解水)受损,致使光合速率降低。
Ⅰ.PSII对不同光照条件的适应性保护机制
研究表明,蛋白质LHCII可通过与PSII结合或分离来增强或减弱对光能捕获(如图)。
(1)在叶绿体中,PSII分布的场所及用于提取其中光合色素的试剂分别为_____。(单选)
A. 叶绿体内膜;无水乙醇 B. 叶绿体内膜;无菌水
C. 类囊体;无水乙醇 D. 类囊体;无菌水
(2)结合上图和所学知识判断,强光下,叶片的叶肉细胞中依次发生_____。(编号选填并排序)
①叶绿体聚集在细胞侧面 ②叶绿体聚集在细胞受光面
③细胞质改变环流方向 ④LHCII与PSII结合
⑤LHCII与PSII分离 ⑥分解水产生的和减少
⑦ATP和NADPH的合成量减少 ⑧色素捕获光能减少
Ⅱ.内源性ABA对PSII的影响
研究表明,逆境胁迫下植物体内ABA含量显著变化,诱导新基因表达,有利于其适应环境、增强抗逆性。
(3)有关ABA的说法正确的是_____。(单选)
A. 在小麦体内含量很丰富 B. 可直接参与PSII有关基因的表达
C. 对生命活动的调节具有高效性 D. 在合成部位直接发挥作用
(4)下列生理功能可体现脱落酸增强植物抗逆性的有_____。(编号选填)
①促进器官脱落 ②抑制种子萌发 ③促进气孔关闭 ④加快叶片衰老
Ⅲ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片PSII的影响
实验方法和步骤如图所示,实验结果见下表。
表
组别
喷液
照光
光合荧光参数()
CK1
水
中等光
0.780a
CK2
?
?
0.404d
ABA1
强光
0.665b
ABA2
强光
0.742a
ABA3
强光
0.542c
备注:光合荧光参数()可以体现PSII反应中心的光能转换效率。
不同小写字母表示不同处理间存在显著差异(p<0.05)。
(5)上表中,CK2组的喷液和光照处理分别为_____,获得的数据应为每组的_____值。
(6)结合上表信息,以下分析正确的是_____。(单选)
A. 强光下PSII的光能转换效率增加
B. PSII光能捕获能力与脱落酸浓度呈正相关
C. 脱落酸对光能转换效率的调节具有两重性
D. 实验组中,的保护效应最好
Ⅳ.探究外源ABA对强光胁迫下小麦叶片氧化损伤的影响
强光下,植物体内等活性氧大量积累,脂质过氧化作用加剧,PSII光能转换效率明显下降。植物体内的SOD等酶类可及时清除过多的活性氧。
(7)结合图a和图b,分析强光胁迫、外源对小麦叶片中活性和含量的影响,阐明ABA保护作用的机制,并为生产实践提出可行的建议。___________________。
【答案】(1)C (2)③①⑤⑧⑥⑦ (3)C
(4)①②③④ (5) ①. 水、强光 ②. 平均 (6)D
(7)i强光照射导致小麦叶片的SOD活性明显下降,叶片H2O2,含量显著增加
ii适宜浓度的ABA处理可使小麦叶片维持较高的SOD活性,H2O2含量有不同程度的下降,且ABA2组保护效果最好
iii在小麦遭受强光胁迫之前,喷施适当浓度的ABA可以维持较高的SOD活性,减少H2O2的积累,减轻强光胁迫导致的氧化损伤
建议:在强光胁迫前,对小麦可以提前喷施适宜浓度的ABA(100mmol/L);中午阳光过强可适当遮阴
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。
【小问1详解】
PSII(光系统 Ⅱ)参与光反应,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,因此 PSII 分布于类囊体。 光合色素不溶于水,易溶于有机溶剂,提取时常用无水乙醇(或丙酮),C符合题意。
故选C。
【小问2详解】
强光下,为避免光能过剩损伤 PSII,叶肉细胞会通过以下机制保护:③细胞质改变环流方向 →①叶绿体聚集在细胞侧面(减少受光面积)→⑤LHCII 与 PSII 分离(减弱光能捕获)→⑧色素捕获光能减少→⑥分解水产生的和减少→⑦ATP 和 NADPH 合成量减少(避免光能过度转化为化学能)。故排序为③①⑤⑧⑥⑦。
【小问3详解】
A 、植物激素体内含量极少,并非 “很丰富”,A错误;
B、ABA 通过诱导基因表达发挥作用,不直接参与基因表达过程,B错误;
C、植物激素对生命活动的调节具有高效性(微量、高效),C正确;
D、ABA 合成部位(如根冠、萎蔫叶片)与作用部位可能不同,需运输后发挥作用,D错误。
故选C。
【小问4详解】
抗逆性体现为帮助植物适应逆境(如干旱、强光): ①促进器官脱落、②抑制种子萌发(逆境中保存能量,避免萌发后死亡)、 ③促进气孔关闭(减少水分散失,适应干旱)、④加快叶片衰老,与 “抗逆性” 都直接关联。
故选①②③④。
【小问5详解】
实验设计需遵循对照原则:CK1 为 “水 + 中等光”,CK2 作为强光对照,喷液应为 “水”,光照处理为 “强光”。 生物实验数据通常取平均值以降低偶然误差。
小问6详解】
A 、CK2(强光 + 水)的光能转换效率(0.404)低于 CK1(中等光 + 水,0.780),说明强光下 PSII 效率下降,A错误;
B、ABA 组中,ABA2(0.742)效率最高,ABA3(0.542)低于 ABA1(0.665),未呈现 “正相关”,B错误;
C 、“两重性” 需体现低浓度促进、高浓度抑制,但题干未明确 ABA 浓度梯度(仅编号 ABA1-3),无法判断,C错误;
D 、ABA2 组的光能转换效率(0.742)在强光处理组中最高,说明其保护效应最好,D正确。
故选D。
【小问7详解】
分析强光胁迫的影响: 从图a和图b中观察对照组(CK1和CK2)在强光胁迫下的情况。可以看到在强光照射下,小麦叶片的SOD活性明显下降(图a中CK1的SOD活性相对较高,而强光胁迫下的CK2活性降低),同时叶片中H₂O₂含量显著增加(图b中CK2的H₂O₂含量高于CK1)。这是因为强光下,植物体内活性氧大量积累,脂质过氧化作用加剧,导致SOD活性下降,H₂O₂等活性氧积累。
分析外源ABA的影响: 观察图a和图b中外源ABA处理组(ABA1、ABA2、ABA3)的情况。与仅受强光胁迫的CK2组相比,用适宜浓度的ABA处理可使小麦叶片维持较高的SOD活性(图a中ABA1、ABA2、ABA3组的SOD活性均高于CK2),并且H₂O₂含量有不同程度的下降(图b中ABA1、ABA2、ABA3组的H₂O₂含量均低于CK2)。其中ABA2组的保护效果最好,其SOD活性相对较高且H₂O₂含量相对较低。
阐明ABA保护作用的机制: 综合上述分析,ABA的保护作用机制在于,在小麦遭受强光胁迫之前,喷施适当浓度的ABA可以维持较高的SOD活性,SOD等酶类能够及时清除过多的活性氧,从而减少H₂O₂的积累,减轻强光胁迫导致的氧化损伤。
提出生产实践建议: 基于ABA的保护作用,在生产实践中,一是在强光胁迫前,对小麦可以提前喷施适宜浓度的ABA(如题目中提到的100mmol/L),以提高小麦对强光胁迫的耐受性。二是考虑到强光胁迫会对小麦造成损伤,中午阳光过强时可适当遮阴,减少强光对小麦的直接照射,降低氧化损伤的风险。
3. 口水知多少
原发性干燥综合征(pSS)是一种自身免疫病,主要因唾液腺等外分泌腺功能障碍导致患者出现严重的口干、吞咽困难等症状。图a为健康人体唾液分泌调节机制,图b为pSS致病机理示意图。
(1)结合图a,唾液分泌的调节机制属于_____,去甲肾上腺素在该过程中作为_____。(编号选填)
①神经调节 ②激素调节
③免疫活性物质 ④神经递质 ⑤激素
(2)唾液腺细胞中,与唾液淀粉酶运输分泌至胞外有关的细胞结构有_____。(编号选填)
①线粒体 ②核糖体 ③高尔基体
④溶酶体 ⑤细胞质膜 ⑥细胞骨架
(3)比较唾液淀粉酶、乙酰胆碱和去甲肾上腺素的特点,请在符合的选项中打“√”。
唾液淀粉酶
乙酰胆碱
去甲肾上腺素
分布于内环境
信号分子
专一性或特异性
(4)结合图a,下列生理活动可以使唾液分泌量多且稀薄的有_____。(多选)
A. 胞内cAMP增加 B. 水平增加
C. 过度兴奋 D. 闻到食物的香味
(5)结合图b和所学知识,pSS发病的原因与_____反应过度有关。(多选)
A. 先天性免疫 B. 体液免疫 C. 获得性免疫 D. 细胞免疫
(6)据图b分析,干扰素是一种_____,其功能是_____。(编号选填)
①细胞因子 ②溶菌酶 ③传递信息 ④清除抗原
(7)研究表明,在pSS患者血清中检测出大量抗M3乙酰胆碱受体抗体,请结合图a和图b,阐释因病毒感染诱发pSS疾病的机理。___________________。
(8)微生物是引起pSS疾病的主要原因之一,下列预防措施合理的是_____。(多选)
A. 洁齿护龈,清新口腔 B. 饮食有常,起居有节
C. 适量锻炼,心情舒畅 D. 改造基因,服用抗体
【答案】(1) ①. ① ②. ④
(2)①③⑤⑥ (3) (4)BD (5)(A)BCD
(6) ①. ① ②. ③
(7)ⅰ、病毒感染使唾液腺细胞释放自身抗原M3受体蛋白、产生干扰素。
ⅱ、B淋巴细胞在 M3受体蛋白、辅助性T细胞及干扰素的作用下,增殖分化产生浆细胞并分泌抗M3乙酰胆碱抗体,该抗体与M3受体结合,阻碍乙酰胆碱和受体结合,致唾液不能正常分泌;
ⅲ、同时,抗原抗体复合物可促进树突状细胞产生更多的干扰素,进一步促进了B淋巴细胞的增殖分化,加剧了以上过程。
ⅳ、此外,抗原经细胞呈递后可促使产生细胞毒性T细胞,攻击正常唾液腺细胞。
ⅴ、最终,唾液腺细胞严重受损,无法正常分泌唾液,引发原发性干燥综合征。 (8)ABC
【解析】
【分析】神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞如肌肉细胞、腺体细胞等之间传递信息的化学物质。神经调节通过神经递质传递信息,体液调节通过体液运输信号分子。
【小问1详解】
由图a可知,在交感神经和副交感神经释放的神经递质的作用下,唾液腺细胞可分泌不同类型的唾液,该过程属于①神经调节。
图示去甲肾上腺素是由交感神经释放的,属于④神经递质。
小问2详解】
唾液淀粉酶属于分泌蛋白,其在核糖体合成、还需要通过内质网、高尔基体的加工和运输,高尔基体脱落的囊泡与细胞质膜融合,将唾液淀粉酶分泌到细胞外,由于该过程需要的能量主要由线粒体提供,其细胞器的定向运动与细胞骨架有关,因此与唾液淀粉酶运输分泌至胞外有关的细胞结构有①线粒体、③高尔基体、⑤细胞质膜、⑥细胞骨架。
【小问3详解】
唾液淀粉酶在口腔内发挥作用,不存在内环境中,其作用是催化淀粉分解,不属于信号分子,酶具有专一性,乙酰胆碱和去甲肾上腺素都可以存在内环境中,都是信号分子,也都能与特异性受体结合,因此也都有特异性,故表格对应位置内应该打勾的如下图
。
【小问4详解】
A、据图可知,在交感神经的支配下,胞内cAMP增加,会使唾液量少且粘稠,A错误;
B、据图可知,在副交感神经的支配下,胞内IP3使Ca2+水平增加,导致唾液分泌量多且稀薄,B正确;
C、过度兴奋时是交感神经兴奋,胞内cAMP增加,会使唾液量少且粘稠,C错误;
D、闻到食物的香味会通过大脑皮层的调控引起唾液分泌增加,甚至流口水,因此唾液分泌量多且稀薄,D正确。
故选BD。
【小问5详解】
由图可知,抗原-抗体复合物会促进树突状细胞分泌干扰素,干扰素会促进B细胞增殖分化形成更多的浆细胞产生更多的抗体,抗体还可攻击正常的细胞,同时细胞毒性T细胞也可攻击正常细胞,受损的细胞释放的自身抗原可激活B细胞增殖分化,过度的体液免疫和细胞免疫引发相应疾病,该种疾病的形成与病毒的感染有关,因此也与获得性免疫反应过度有关,该种疾病的产生可能也与先天性免疫有关,即(A)BCD符合题意。
【小问6详解】
干扰素是一种①细胞因子,可作为信息分子③传递信息,加强有关免疫细胞的免疫功能。
【小问7详解】
在pSS患者血清中检测出大量抗M3乙酰胆碱受体抗体,因此推测病毒感染诱发pSS疾病的机理为:病毒感染使唾液腺细胞释放自身抗原M3受体蛋白、产生干扰素;B淋巴细胞在 M3受体蛋白、辅助性T细胞及干扰素的作用下,增殖分化产生浆细胞并分泌抗M3乙酰胆碱抗体,该抗体与M3受体结合,阻碍乙酰胆碱和受体结合,致唾液不能正常分泌;同时,抗原抗体复合物可促进树突状细胞产生更多的干扰素,进一步促进了B淋巴细胞的增殖分化,加剧了以上过程。此外,抗原经细胞呈递后可促使产生细胞毒性T细胞,攻击正常唾液腺细胞。最终,唾液腺细胞严重受损,无法正常分泌唾液,引发原发性干燥综合征。
【小问8详解】
A、微生物是引起pSS疾病的主要原因之一,洁齿护龈,清新口腔,可清除口腔内的病原微生物,可预防该疾病的形成,A正确;
B、饮食有常,起居有节,可提高免疫系统的免疫预防功能,避免微生物感染而引起该疾病的产生,B正确;
C、适量锻炼,心情舒畅,可提高免疫系统的免疫预防功能,避免微生物感染而引起该疾病的产生,C正确;
D、抗体的本质为蛋白质,服用抗体不能起到预防的作用,D错误。
故选ABC。
4. 治疗高尿酸的“特洛伊木马”战术
黄嘌呤氧化酶(XO)和尿酸氧化酶(Uox)是动物代谢嘌呤的关键酶,图a所示为部分代谢途径。若嘌呤代谢异常可能导致高尿酸血症或痛风,图b为治疗高尿酸血症常用药物“别嘌醇”的作用机制示意图。
(1)血尿酸偏高者选择低嘌呤饮食有助于控制尿酸水平。乳制品属于低嘌呤食品的原因是含有相对较少的_____。(单选)
A. 蛋白质 B. 核酸 C. 糖类 D. 脂类
(2)据图a和图b,别嘌醇可降低血尿酸水平的原理是该药物_____。(多选)
A. 与XO的活性中心结构相同 B. 与某些嘌呤竞争的活性中心
C. 降低了XO的活性 D. 抑制了尿酸的分解
(3)在人类祖先演化过程中,Uox基因经历过多次变异,导致无法合成有功能的Uox。其中一次变异导致该基因编码链第95至100位碱基由变异为,该位点的变异可能造成Uox的_____。(编号选填)
(部分密码子:AGC丝氨酸 AGU丝氨酸 GCG丙氨酸GUG缬氨酸 CGA精氨酸 UGA终止密码子)
①转录的效率下降 ②氨基酸序列改变 ③氨基酸数目改变 ④氨基酸序列无变化
研究人员“修正”人源Uox基因序列,使之产生正常功能蛋白(修正后的基因称为),并利用乳酸乳球菌(NZ9000)建构了能够合成hUox的转基因工程菌(NZ9000-hUox),流程见下图。
(4)如图步骤Ⅰ中需要用到的酶有_____;步骤Ⅱ中需要用到的酶有_____;参与工程菌合成hUox过程的酶有_____。(编号选填)
①DNA聚合酶 ②耐高温DNA聚合酶 ③DNA连接酶
④限制性内切核酸酶 ⑤RNA聚合酶
(5)如图步骤Ⅳ所需使用的仪器是_____。(单选)
A. PCR仪 B. 电泳仪 C. 显微镜 D. 分光光度计
(6)结合上图,“质粒a”除了应具有复制起始位点(ori)外,还应包含_____。(编号选填)
①青霉素抗性基因 ②基因 ③限制性内切核酸酶识别序列
④氯霉素抗性基因 ⑤基因 ⑥用于调控目的基因的启动子与终止子
为进一步探究工程菌NZ9000-hUox对小鼠尿酸代谢的影响,研究人员尝试用饲喂法开展了相关实验,实验结果见下表。(各组小鼠的固体饲料、饲养环境相同)
表 不同处理条件下各组小鼠的平均血尿酸水平(μmol/L)
处理方式
生理盐水
生理盐水+酵母膏
生理盐水+酵母膏+NZ9000-质粒a
生理盐水+酵母膏+NZ9000-hUox
生理盐水+酵母膏+注射别嘌醇
Day 0
96.5
98.5
96.5
92.5
98.5
Day 7
102.5
190.0
181.5
161.0
111.0
Day 14
105.5
217.5
212.5
193.0
99.5
(7)在表中给部分实验组小鼠饲喂酵母膏的主要目的是_____。(单选)
A. 改善小鼠肠道的理化环境 B. 构建高尿酸血的小鼠模型
C. 增强小鼠的免疫系统 D. 为小鼠提供全面营养
(8)由表可知,服用NZ9000-hUox工程菌小鼠的降血尿酸效果不如注射别嘌醇组的小鼠,下列事实可解释该实验结果的有_____。(多选)
A. 两种治疗方法的治疗靶点和降尿酸机制存在差异
B. 注射的别嘌醇可直接降低体液中尿酸生成
C. 摄入的NZ9000-hUox仅在肠道中降解尿酸
D. 不同小鼠肠道内理化环境的差异可影响hUox的作用效果
【答案】(1)B (2)BC (3)②③
(4) ①. ② ②. ③④ ③. ⑤ (5)D (6)③④⑥ (7)B (8)ABCD
【解析】
【分析】DNA复制所需的酶是解旋酶和DNA聚合酶;转录所需的酶是RNA聚合酶;PCR扩增所需的酶是耐高温的DNA聚合酶;重组DNA分子构建所需的酶是限制性内切核酸酶和DNA连接酶。
【小问1详解】
核酸的基本单位是核苷酸,核苷酸中含有嘌呤碱基,而蛋白质、糖类和脂类都不含嘌呤,因此乳制品属于低嘌呤食品的原因是含有相对较少的核酸,B正确。
故选B。
【小问2详解】
结合图b分析,由于别嘌呤和某些嘌呤会竞争XO的活性部位,从而抑制某些嘌呤与XO活性部位结合,降低了XO的活性,减弱了酶促反应的速率,抑制了嘌呤转化为尿酸,BC正确。
故选BC。
【小问3详解】
基因编码链第95至100位碱基由5'-AGCGAG-3'变异为5'-AGTGAG-3',则基因的模板链第95至100位碱基由3'-TCGCTC-5'变异为3'-TCACTC-5',转录形成的mRNA上的对应碱基序列由5'-AGCGAG-3'变异为5'-AGUGAG-3',翻译是从mRNA的5'开始的,结合遗传密码表可知UGA为终止密码子,说明翻译会提前终止,推测该位点的变异可能造成Uox的氨基酸数目减少,GCG和GUG编码的氨基酸不同,该位点的变异可能造成Uox的②氨基酸序列改变,②③正确。
故选②③。
【小问4详解】
步骤Ⅰ是通过PCR扩增技术获得大量的hUox,该过程需要用到的酶是②耐高温的DNA聚合酶。步骤Ⅱ是构建重组DNA分子,需要用到④限制性内切核酸酶和③DNA连接酶。在工程菌合成hUox过程包括转录和翻译过程,转录所需的酶是 ⑤RNA聚合酶。
【小问5详解】
步骤Ⅳ是测定菌悬液的吸光度,需要用到的仪器是分光光度计,D正确。
故选D。
【小问6详解】
载体质粒a需要与目的基因hUox连接形成重组质粒,质粒a和目的基因两端需要有相同的黏性末端,因此质粒上需要有③限制性内切核酸酶识别序列,图示可知,利用含氯霉素的培养基筛选成功导入了重组质粒的乳酸乳球杆菌,说明质粒上含有④氯霉素抗性基因,最终需要乳酸乳球杆菌表达目的基因hUox,因此质粒上需要有 ⑥用于调控目的基因的启动子与终止子,故“质粒a”除了应具有复制起始位点(ori)外,还应包含③④⑥。
【小问7详解】
本实验的目的是探究工程菌NZ9000-hUox对小鼠尿酸代谢的影响,因此需要构建高尿酸血的小鼠模型,而酵母膏中富含大量的核苷酸,可以产生大量的尿酸,分析可知给部分实验组小鼠饲喂酵母膏的主要目的是构建高尿酸血的小鼠模型,B正确。
故选B。
【小问8详解】
A、注射和服用NZ9000-hUox工程菌这两种不同的治疗方法,可能治疗靶点和降尿酸机制存在差异,所以效果不同,A正确;
B、别嘌呤除了可以和嘌呤竞争XO活性部位以外,还可能是注射的别嘌醇可直接降低体液中尿酸生成,B正确;
C、摄入的NZ9000-hUox仅在肠道中降解尿酸,而不能降解小鼠血浆中的尿酸,C正确;
D、不同小鼠肠道内理化环境的差异可影响hUox的作用效果,而注射不受该因素的影响,D正确。
故选ABCD。
5. 高产苯丙氨酸
苯丙氨酸(PHE)在工业和食品生产等领域具有多种应用价值。大肠杆菌合成PHE的相关过程及催化反应过程的关键酶如图所示,研究人员期望通过对大肠杆菌的改造获得高产菌株。
(1)在大肠杆菌细胞内,进行三羧酸循环的场所是_____。(单选)
A. 拟核 B. 细胞质基质 C. 线粒体 D. 细胞质基质和线粒体
(2)为缓解大肠杆菌的负反馈调控机制对PHE产量的影响,可将编码下列酶的基因替换为有“反馈抗性”的变异体:_____。(编号选填)
①aroF ②aroD ③aroE ④pheA ⑤tyrA
(3)为进一步提升产率,研究人员将三种调控基因表达效率不同的启动子-高、-中等、-低)分别与编码图中酶的基因(aroF、aroD、aroE、pheA)任意组合,并整合到大肠杆菌中,筛选出PHE产量更高的组合。理论上需研究的组合共有_____。(单选)
A. 4种 B. 6种 C. 12种 D. 种
(4)为方便检测大肠杆菌PHE产量,研究人员设计并在大肠杆菌中导入了“PHE传感器”,使PHE产量与传感器发出的红色荧光呈正相关。能反映上述功能的传感器示意图为_____。
(编号选填)(注:“●”多少代表PHE浓度,启动子Pmtr受PHE的调控,箭头粗、细分别表示基因表达效率高、低,代表红色荧光基因)
① ②
③ ④
(5)科研团队还赋予了图中编码pykF酶的基因特殊的启动子,使该基因在培养液中大肠杆菌数量快速增加时激活表达,而当大肠杆菌数量趋于稳定时则关闭,该做法的目的是_____。
(6)R基因编码的蛋白质能够调控大肠杆菌多个基因的转录,科研人员在DNA水平上对蛋白中的氨基酸进行随机诱变,经过三轮循环的诱变、筛选和检测,获得了PHE产量最高的菌株,该过程涉及的工程或技术包括_____。(编号选填)
①细胞工程 ②蛋白质工程 ③定向进化 ④循环突变
(7)综合信息,用编号与箭头将“大肠杆菌菌株制备与PHE高效生产”流程图填写完整。(编号排序)
①遗传改造 ②筛选高产菌株 ③PHE产量检测
④基因测序验证 ⑤发酵罐发酵培养 ⑥实验室发酵培养
【答案】(1)B (2)①④⑤ (3)D (4)①③
(5)i 在大肠杆菌增殖时,该基因的表达可促进三羧酸循环,为DNA复制、细胞分裂等生命活动供应更多能量
ii 在大肠杆菌增殖减缓时关闭该基因,将更多PEP导向与PHE合成有关的反应,有利于PHE产量增加 (6)②③④
(7)→①→④→⑥→③→②→ →⑤→##→①→⑥→③→②→④→ →⑤→
【解析】
【分析】原核生物中三羧酸循环发生的场所是细胞质,真核生物则是线粒体基质。在这个过程中,柠檬酸经过一系列酶促的氧化脱氢和脱羧反应生成草酰乙酸,而草酰乙酸又可与另1分子的乙酰辅酶A(乙酰-CoA)结合,生成柠檬酸,从而产生循环。整个过程总共消耗了3分子H2O,生成1分子GTP(可转换为1分子的ATP)、4对H和2分子CO2,其中H可通过后续反应产生ATP,为细胞供能。
【小问1详解】
A、拟核区是控制代谢的中心,不进行三羧酸循环,A错误;
B、细胞质基质是三羧酸循环的场所,B正确;
CD、大肠杆菌是原核生物,无线粒体,CD错误。
故选B。
【小问2详解】
结合图示可知,PHE通过抑制pheA进行负反馈调节,因此可将编码pheA酶的基因替换为有“反馈抗性”的变异体,这样PHE无法发挥反馈调节作用。作为PHE的前体物质PPA,含量升高时会通过TYR反馈抑制aroF 和tyrA,使得PPA含量减少,进一步使得PHE含量减少,因此可将编码aroF 和tyrA酶的基因替换为有“反馈抗性”的变异体。故①④⑤正确。
故选①④⑤。
【小问3详解】
每种基因可以与3种不同的启动子组合,一共有四种基因,因此组合方式为3×3×3×3=34种。
故选D。
【小问4详解】
“●”多少代表PHE浓度,PHE产量与传感器发出的红色荧光呈正相关,箭头粗、细分别表示基因表达效率高、低,因此“●”越多,箭头越粗,红色荧光蛋白越多,与图中①符合。“●”越少,箭头越细,红色荧光蛋白越少,与图中③符合。
故选①③。
【小问5详解】
在大肠杆菌增殖时,该基因的表达可促进三羧酸循环,为DNA复制、细胞分裂等生命活动供应更多能量,因此编码pykF酶的基因特殊的启动子,使该基因在培养液中大肠杆菌数量快速增加时激活表达,而当大肠杆菌数量趋于稳定时则关闭,这样有助于维持大肠杆菌数量的稳定。或者在大肠杆菌增殖减缓时关闭该基因,将更多PEP导向与PHE合成有关的反应,有利于PHE产量增加。
【小问6详解】
①该工程在基因层面上进行改造,属于基因工程的延伸,不属于细胞工程,①错误;
②在DNA水平上对R蛋白中的氨基酸进行随机诱变,生产出更好的蛋白质,因此属于蛋白质工程,②正确;
③在DNA水平上对R蛋白中的氨基酸进行随机诱变,获得了PHE产量最高的菌株,因此属于定向进化,③正确;
④经过三轮循环的诱变、筛选和检测,属于循环突变,④正确。
故选②③④。
【小问7详解】
将“大肠杆菌菌株制备与PHE高效生产”需先在实验室中对大肠杆菌进行改造,然后进行测序,与原基因进行比对看是否改造成功,接下来在实验室进行发酵培养,培养后进行PHE产量检测,以筛选筛选高产菌株。优质、高产的菌株是发酵工程的前提,因此最后再进行发酵罐发酵培养。完整流程图为→①→④→⑥→③→②→ →⑤→。
测序也可以在实验室发酵培养、PHE产量检测、筛选高产菌株后进行,即→①→⑥→③→②→④→ →⑤→。
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