内容正文:
第四辑 科技前沿+考场策略+全真模拟
易混易错点总结(增分攻略)………………………………………………………01
生物高考时事热点与科技前沿(增分攻略)………………………………………36
考场策略与时间管理(增分攻略)…………………………………………………45
全真模拟1(15+5+5,最后一卷)…………………………………………………48
全真模拟2(15+5,最后一卷)……………………………………………………72
2
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易混易错点总结
分子与细胞中的8个高频易错点
易错点1 化合物与其组成元素、单体、功能的对应出错
——细胞分子组成的6个易错点
1.有机物并不都是能源物质:核酸的功能是携带遗传信息,一般不提供能量;多糖中的纤维素主要作为细胞壁的成分,一般不提供能量;单糖中的核糖和脱氧核糖主要参与核酸的构成,一般不提供能量。生物体内三大能源物质是糖类、脂肪和蛋白质。
2.区分不同的能源物质:植物细胞特有的储能物质是淀粉;动物细胞特有的储能物质是糖原;动、植物细胞共有的储能物质是脂肪;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质;生态系统的能量一般来源于太阳能
3.糖类、脂肪的供能关系:糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪般只在糖类供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
4.生物大分子不包含脂肪:生物大分子(如多糖、蛋白质、核酸)均是以碳链为基本骨架,由单体聚合而成的多聚体。脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸反应而成,其相对分子质量与蛋白质、核酸和多糖相比小很多,且脂肪也不是由许多单体聚合而成的,故脂肪不是生物大分子,也不是多聚体。
5.生物大分子结构的多样性:蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构,核酸结构的多样性取决于核苷酸的数量和排列顺序,(单体为葡萄糖的)多糖结构多样性则主要取决于葡萄糖之间的连接方式。
6.“生命的燃料”指葡萄糖而非 ATP。
下列有关生命的物质基础和结构基础的阐述,错误的是( )
①C、H、O、N是葡萄糖、氨基酸、核苷酸共有的化学元素
②生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在
③乳酸菌、酵母菌和噬菌体中不都有核糖体、DNA、RNA
④脂肪又称甘油三酯,都由甘油和饱和脂肪酸组成
⑤磷脂是构成动物细胞膜的重要成分,还参与血液中脂质的运输
A.①④⑤ B.①②⑤ C.②③④ D.①③⑤
【答案】A
【分析】生物体具有共同的物质基础和结构基础。从化学组成上说,生物体的基本组成物质中都有蛋白质和核酸,其中蛋白质是生命活动的主要承担者。核酸是遗传信息的携带者,绝大多数生物体的遗传信息都存在于DNA中,从结构上说,除病毒等少数种类以外,生物体都是由细胞构成的,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
【详解】①氨基酸的元素组成是C、H、O、N等,有的还含有S等,葡糖糖的化学元素有C、H和O,核苷酸的化学元素组成是C、H、O、N、P,①错误;
②动物体内糖以主要糖原的形式存在,植物体内糖类主要以淀粉和纤维素存在,因此生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在,②正确;
③乳酸菌是原核生物,酵母菌是真核生物,它们的细胞内都有核糖体、DNA、RNA,但噬菌体是病毒,不含有核糖体,不含有RNA,只含有DNA,因此乳酸菌、酵母菌和噬菌体中不都有核糖体、DNA、RNA,③正确;
④脂肪又称甘油三酯,由甘油和饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸组成,④错误;
⑤胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,还参与血液中脂质的运输,⑤错误。
错误的是①④⑤,B、C、D错误,A正确。
易错点2 辨析不清细胞吸水与失水过程
一表搞懂植物细胞吸水与失水过程
外界溶液浓度
细胞状态
液泡体积
原生质体体积
细胞液浓度
高于细胞液浓度
失水
变小
变小
变大
低于细胞液浓度
(细胞处于质壁分离状态)
吸水
变大
变大
变小
细胞失水与吸水过程
1.水分子并非单向运动。细胞通过渗透作用吸水、失水,在渗透作用过程中,水分子通过半透膜的扩散是双向的,只是扩散速率不同。
2.水分子并非从高浓度溶液流向低浓度溶液。细胞吸水、失水时,水分子表现为由其相对含量多(溶液浓度较低)的一侧流向其相对含量少(溶液浓度较高)的一侧,即“水往高处流”。
3.处于质壁分离状态的植物细胞并非一定正在失水。植物细胞处于质壁分离状态有三种可能:①继续失水,发生质壁分离;②吸水,发生质壁分离后的复原;③既不吸水也不失水,处于动态平衡。
4.能使细胞发生质壁分离的溶液并不都会使细胞自动复原。
易错点3 复杂情境下的物质运输信息转化出错
根据关键词判断运输方式
关键词
参与的物质运输方式
特点
举例
泵
主动运输
a.可以直接催化ATP水解供能,具有酶的特性,能驱使特定的离子等逆浓度梯度跨膜运输,也叫载体蛋白;
b.行使功能时,被转运物质与相应位点结合使自身构象发生改变
钠钾泵、质子泵、钙泵
协同运
输载体
主动运输和协助扩散
a.能够同时转运两种物质,顺浓度被动运输物质A,利用物质A顺浓度梯度的势能主动运输B,使B逆浓度跨膜运输;
b.协同运输不直接消耗ATP
Na+-葡萄糖转运体;
Na+/H+转运载体
通道
蛋白
协助扩散
a.只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子顺浓度梯度通过;
b.被运输物质不需要与通道蛋白结合
水通道蛋白、钾离子通道蛋白
主动运输的3 种能量来源辨析
1.ATP直接提供能量(ATP驱动泵)。ATP驱动泵是利用水解ATP释放的能量,实现离子等逆浓度梯度的跨膜运输。如钠钾泵、钙泵等。
2.间接供能(协同转运或偶联转运)。协同转运时,一种物质的主动运输所利用的能量依赖于另一种物质顺浓度梯度的势能。
3.光驱动泵供能。光驱动泵主要发现于细菌细胞,对物质的主动运输与光能的输入相偶联,如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。
为探究植物细胞吸水和失水的过程,某科研小组设计了相关实验,将一个正常的紫色洋葱表皮细胞先置于清水中一段时间,然后将其取出并放入某种溶液中开始计时,记录其细胞膜与细胞壁的间隔距离随时间变化的关系如图所示。下列相关距离叙述错误的是( )
A.实验开始前将洋葱细胞放入清水可使细胞充分吸水膨胀,但细胞不会涨破
B.t0~t1时间内,该细胞不断失水,细胞液的浓度不断增大,吸水能力逐渐增强
C.t1时刻开始,细胞主动吸收了外界溶液中的物质,导致细胞出现了质壁分离复原
D.将外界溶液换为蔗糖溶液后,不会出现如图所示的现象,是由于细胞膜具有选择透过性
【答案】C
【分析】质壁分离的原因分析:外因:外界溶液浓度>细胞液浓度;内因:原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层;表现:液泡由大变小,细胞液颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离。
【详解】A、实验开始前将细胞放置于清水中,细胞会吸水膨胀,但由于细胞壁的保护作用,细胞不会涨破,A正确;
B、t0~t1时间内,细胞失水导致细胞液浓度增加,吸水能力增强,B正确;
C、细胞接触到外界溶液后便开始吸收外界溶液中的物质,并不是t1时刻开始的,C错误;
D、细胞膜具有选择透过性,不能直接吸收蔗糖分子,因此换为蔗糖溶液后,不会出现如图所示现象,D正确。
易错点4 有氧呼吸、无氧呼吸过程中物质和能量的变化混淆
——辨析真核生物的有氧呼吸与无氧呼吸
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
反应条件
氧气充足
缺氧
反应场所
第一阶段:细胞质基质
第二阶段:线粒体基质
第三阶段:线粒体内膜
第一阶段:细胞质基质
第二阶段:细胞质基质
[H](NADH)
来源
葡萄糖、水
葡萄糖
产物
CO2、H2O
乳酸(C3H6O3)或CO2和酒精(C2H5OH)
能量去路
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能+热能
有机物中稳定的化学能 →不彻底氧化产物中的化学能+ATP中活跃的化学能+热能
ATP合成
三个阶段均合成
只有第一阶段合成
相同点
反应条件
①均需要酶催化;
②均需要在适宜的温度等条件下进行
反应场所
均在细胞质基质中分解葡萄糖生成丙酮酸和[H]
实质
都可以分解有机物、释放能量、生成ATP
柽柳是一种耐盐植物,能够通过泌盐、聚盐以及盐转移等生理过程适应高盐胁迫生境。如图是柽柳的相关耐盐机制示意图。下列分析错误的是( )
A.运输H+出表皮细胞的载体蛋白会发生磷酸化,但空间构象不会发生改
B.表皮细胞分泌H+和Na+的方式属于主动运输,需要消耗能量
C.Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性
D.液泡积累Na+可提高细胞液渗透压,木质部转运Na+可减轻盐胁迫
【答案】A
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散从高浓度到低浓度,不需要转运蛋白,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要转运蛋白;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体蛋白,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、运输H+出表皮细胞属于主动运输,载体蛋白会发生磷酸化,空间构象会发生改变,A错误;
B、表皮细胞分泌H+消耗ATP,Na+的出细胞利用化学势能,均逆浓度转运,属于主动运输,B正确;
C、Na+进入液泡需要膜上的转运蛋白参与,体现了液泡膜的选择透过性,C正确;
D、液泡积累Na+可提高细胞液浓度,增大细胞液渗透压,木质部转运Na+可减轻盐胁迫,D正确。
易错点5 净光合速率与总光合速率混淆
——光合作用中“三率”辨析
1.依据关键词速辨“三率”
检测指标
细胞呼吸速率
实际(总)光合速率
净光合速率
O₂
吸收量(黑暗)
产生量、制造量
释放量
CO₂
释放量(黑暗)
利用量、固定量
吸收量
有机物
消耗量(黑暗)
产生量、制造量
积累量
注:若题干中特殊说明是叶绿体中02释放量、CO2吸收量,则表示实际(总)光合速率。
2.依据实验条件速辨“三率”
细胞呼吸速率
净光合速率
实际(总)光合速率
在黑暗条件下测得的
植物体的相应值
在一定光照条件下测
得的植物体的相应值
依据净光合速率和细胞呼吸速率计算得出,
不能直接测得,实际(总)光合速率=净光合
速率+细胞呼吸速率
研究者在温度、湿度适宜,CO2供给充足的条件下测定了杨树植株在不同光照强度下的净光合速率和气孔开放程度,结果如图。下列说法正确的是( )
A.光照强度在0-500lx时,杨树有机物积累速率最快
B.当光照强度超过2000lx时,杨树叶肉细胞实际光合速率约为27μmol·m-2·s-1
C.当光照强度超过2000lx时,限制净光合速率上升的原因可能是光合色素和酶的数量
D.杨树叶肉细胞的气孔开放程度始终与光照程度呈正相关
【答案】C
【分析】从图中看出,随着光照强度增加,植物净光合作用速率先增大,后不变,气孔开放程度逐渐增加。
【详解】A、光照强度在0-500lx时,此时净光合作用速率不是最大,有机物的积累速率不是最快的,A错误;
B、如果植物呼吸作用速率不变,当光照强度超过2000lx时,杨树实际光合作用速率为22+5=27μmol·m-2·s-1,但由于植物存在不能进行光合作用的细胞,所以杨树叶肉细胞实际光合作用速率大于μmol·m-2·s-1,B错误;
C、当光照强度超过2000lx时,此时植物光合作用速率达到饱和,此时温度、湿度适宜,CO2供给充足,所以限制净光合速率上升的原因可能是光合色素和酶的数量,C正确;
D、如果光照过强,可能会导致气孔开放程度降低,D错误。
易错点6 理不清光合作用、呼吸作用与光呼吸的关系
——光合作用、呼吸作用与光呼吸的比较
类型
光合作用
有氧呼吸
光呼吸
发生条件
光照条件
黑暗和光照下都能发生
光照及O2浓度较高、CO2浓度较低的条件
场所
叶绿体
细胞质基质和线粒体
叶绿体、线粒体等
碳转移
途径
C5+CO2→C3 →(CH2O)
葡萄糖→丙酮酸→CO2
C5+O2 →乙醇酸→乙醛酸→ …… →CO2
意义/影响
产生有机物,供植物生长利用
细胞有氧呼吸不仅为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽
光呼吸消耗暗反应中的C₅ 以及光反应生成的NADPH和ATP,导致光合作用减弱,农作物产量降低。但光呼吸也可消除多余的ATP和NADPH,减少细胞受损的可能
卡尔文循环是由CO2产生糖的途径,存在几乎所有光合生物中,其过程如图1所示。卡尔文循环中的Rubisco在CO2少而O2很多的情况下能催化C5与O2结合产生一种二碳化合物,最终生成CO2和H2O,该过程称为光呼吸,如图2所示。回答下列相关问题:
(1)图1中,CO2固定的第一个产物是 ;NADPH在卡尔文循环中的作用是 。
(2)光合作用产物中 进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。与葡萄糖相比,光合作用产物以该物质的形式进行运输的优点是 (答出1点)。
(3)由图2可知,与光呼吸发生相关的细胞器有 。研究发现,在强光照、干旱的条件下,植物的光呼吸会增强,从CO2与O2的角度分析,其原因是 。
(4)光呼吸会导致参与光合作用的碳流失,使光合产物生成量下降。请从Rubisco的角度提出一条利用现代生物技术提高植物产量的研究思路: 。
【答案】(1) PGA 作为还原剂还原PGA;为PGA的还原提供能量
(2) 蔗糖 等质量情况下蔗糖对渗透压的影响较小;蔗糖为非还原糖,性质(或结构)较稳定
(3) 叶绿体、线粒体 在干旱条件下,植物部分气孔关闭,导致CO2供应不足;强光照导致光反应中水的光解加快。产生的O2增多,O2浓度增大
(4)改造Rubisco的相关基因,使Rubisco只能特异性结合CO2,避免光呼吸的发生
【分析】根据题意分析,植物的Rubisco酶具有两方面的作用:当CO2浓度较高时,该酶催化C5与CO2反应,生成C3,C3在ATP和NADPH的作用下完成光合作用;当O2浓度较高时,该酶催化C5与O2反应,产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2,这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。
【详解】(1)分析图1,CO2固定过程中第一个产物是PGA,NADPH既是还原剂也是储能物质,在卡尔文循环中作为还原剂还原三碳化合物,为三碳化合物的还原提供能量。
(2)光合作用的产物中,蔗糖可以进入筛管进行运输。葡萄糖为单糖,是一种还原糖,蔗糖为二糖,是一种非还原糖。等质量的葡萄糖和蔗糖相比,蔗糖对渗透压的影响较小;与葡萄糖相比,蔗糖为非还原糖,性质(或结构)较稳定。
(3)分析图2中光呼吸过程 O2与C5在Rabiseo的作用下生成C3和C2,此过程发生在叶绿体中,C2进入线粒体被分解。与光呼吸发生相关的细胞器有叶绿体和线粒体。据题干信息可知,光呼吸在高O2低CO2的情况下发生。干旱条件下,植物为了减少水分的散失。部分气孔关闭导致CO2供应不足;强光照条件下,植物光反应中水的光解加快,产生的O2增多,从而导致高O2低CO2的情况,植物光呼吸增强。
(4)卡尔文循环中的Rubisco不仅催化C5与CO2生成C3,还能催化C5与O2产生二碳化合物,从而发生光呼吸。通过改造Rubisco的相关基因,使Rubisco只能特异性结合CO2,不与O2结合,避免光呼吸的发生,减少参与光合作用的碳流失,从而提高植物的产量。
易错点7 减数分裂产生异常配子与时期、变异类型对应出错
细胞分裂中异常现象分析
1.已知异常类型分析结果
(1)同源染色体不分离:在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常,进而使产生的配子全部异常。
(2)姐妹染色单体不分离:在减数分裂Ⅱ后期,两个次级精母细胞中,若一个次级精母细胞分裂异常(姐妹染色单体不分离),则会导致产生的配子有的正常,有的异常。
(3)纺锤体形成受阻:低温诱导或秋水仙素处理,可使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻,导致体细胞内染色体不能移向两极,染色体数目加倍,进而可形成多倍体生物。
2.已知结果分析异常产生原因(以基因型为 AaXBY的生物为例,不考虑基因突变和互换)
(1)若配子中出现Aa或XY,则减数分裂I一定异常。
(2)若配子中出现AA、aa或XBXB、YY,则减数分裂Ⅱ一定异常。
(3)若配子中出现 AAa、Aaa、XBXBY或XBYY,则一定是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ均异常
(4)若配子中无A和a或无XB和Y,则可能是减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常。
判断姐妹染色单体上的“等位基因”是来自互换还是基因突变
(1)若某条染色体的一条单体上有两种颜色,则该单体异常颜色片段上的“等位基因”一定来自互换。
(2)若题中已知生物的基因型为AA(或aa),则姐妹染色单体上“等位基因”的出现是基因突变的结果。
某种动物(2N=6)的基因型为AaBbRrXtY,其中A、B在一条常染色体上,R、r在另一对常染色体上。该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞。已知甲的基因型是AbRXTY,不考虑基因突变和染色体结构变异等,下列叙述正确的是( )
A.产生甲的次级精母细胞减数分裂II后期含8条染色体
B.乙的基因型是一定是ABRXTY
C.丙含有3条染色体
D.丁的基因型可能是abR
【答案】A
【分析】分析题意可知,A、B在一条常染色体上,R、r在另一对常染色体上,甲的基因型是AbRXTY,说明在减数第一次分裂时,XY染色体移向了同一极,产生甲和乙的次级精母细胞含有XY染色体,并且在四分体时期发生了互换。
【详解】A、分析题意可知,该动物体细胞中含有6条染色体,且产生甲的次级精母细胞中含有X和Y染色体,故该次级精母细胞中含有4条染色体,在减数第二次分裂后期由于着丝粒分裂姐妹染色单体分离,染色体数目暂时加倍,有8条染色体,A正确;
B、甲的基因型为AbRXTY,含有同源染色体,说明减数第一次分裂后期异常,同时根据题干信息,A和B位于一条染色体上,说明在四分体时期发生了互换,在产生AbRXTY的同时,另一个细胞(乙)的基因型为ABRXTY或abRXTY,B错误;
C、由于丙和丁细胞的基因型为aBr、abr或aBr、ABr,a基因和b(或B基因)位于同一条染色体,因此丙和丁细胞中含有2条染色体,C错误;
D、已知甲的基因型是AbRXTY,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞,则甲和丙和丁应互补,丙和丁细胞的基因型为aBr、abr或aBr、ABr,不可能含R,即丁的基因型不可能是abR,D错误。
易错点8 DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题解题出错
分析标记问题的整体思路:在具体分析子代DNA、染色体或细胞的标记情况时,需先依据题中信息确定亲代 DNA的标记情况,再根据原料的标记情况确定子链的标记情况,然后将分析的标记结果标注在相关过程图中,并结合过程图加以分析即可。
(1)有丝分裂中核DNA和染色体的标记情况分析
有丝分裂过程中,DNA 复制一次、细胞分裂一次,如图为连续进行两次有丝分裂的过程图(以一条染色体为例)。
若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生的子染色体只有一半带有标记。过程如下图(一般只研究一条染色体)
复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):
转至不含标记同位素培养液中再培养一个细胞周期:
由图可以看出,第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA均是由一条亲代DNA 链和一条子链组成。第二次有丝分裂中,DNA复制完成后,每条染色体的两条姐妹染色单体中均有一条染色单体含有亲代DNA链,而另一条染色单体不含;在有丝分裂后期,两条染色单体分离后随机移向细胞两极,所以最终形成的子细胞中的染色体中可能每条都含有亲代DNA链,也可能每条都不含,由此可推断子细胞中含亲代 DNA 链的染色体条数是0~2n(以体细胞染色体数为2n为例)。
(2)减数分裂中核 DNA 和染色体标记情况分析
在减数分裂过程中,DNA复制一次,细胞分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。
减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,结果产生的子染色体都带有标记。过程如图(减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象)
由图可以看出,减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次,但DNA只复制一次,所以4个子细胞中所有核 DNA 均是由一条亲代 DNA 链和一条子链组成的。
研究人员对某动物(2n=4)精原细胞甲和乙的核DNA双链全部用³²P标记,并在含31P但不含32P的培养液中培养,每个精原细胞都产生了4个子细胞(进行两次有丝分裂或一次完整的减数分裂)。测定分裂产生的子细胞染色体总数和32P标记的染色体数情况,测定结果如表所示(不考虑变异和细胞异常分裂)。下列叙述正确的是( )
精原细胞
子细胞(染色体总数,32P标记的染色体数)
细胞1
细胞2
细胞3
细胞4
甲
(4,2)
(4,2)
(4,0)
x
乙
(2,2)
(2,2)
(2,2)
Y
A.精原细胞甲进行的是有丝分裂,X应为(4,0)
B.精原细胞甲进行的是有丝分裂,X应为(4,2)
C.精原细胞乙进行的是减数分裂,Y应为(2,2)
D.精原细胞乙进行的是减数分裂,Y应为(2,0)
【答案】C
【分析】有丝分裂过程中,亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中。减数分裂则是染色体复制一次,细胞连续分裂两次,产生的子细胞染色体数目减半。
【详解】AB、精原细胞甲进行的是有丝分裂,第一次有丝分裂结束后,每个子细胞中的染色体的一个DNA分子的一条链都含有32P,染色体总数为4。第二次有丝分裂后期,姐妹染色单体分开,随机移向两极。一个子细胞中染色体总数为4,如果标记的染色体数为2,另一个子细胞中染色体总数为4,标记的染色体数为2;如果标记的染色体数为4,另一个子细胞中染色体总数为4,标记的染色体数为0,所以X应为(4,4),AB错误;
CD、精原细胞乙进行的是减数分裂,减数第一次分裂结束后,子细胞中染色体总数为2,标记的染色体数为2。减数第二次分裂结束后,4个子细胞中染色体总数为2,每条染色体的DNA分的一条链都被标记,所以Y为(2,2),C正确,D错误。
遗传与进化中的6个高频易错点
易错点1 混淆自交与自由交配
群体中个体连续自交与自由交配的规律
1.杂合子连续自交,子代杂合子的概率逐渐减小;杂合子连续自由交配,子代杂合子的概率不变。
2.杂合子连续自由交配不淘汰隐性个体时,随着自由交配代数增加,基因型比例不变;连续自由交配并逐代淘汰隐性个体时,随着自由交配代数增加,基因型比例发生改变。
自由交配相关概率计算方法
自由交配有关计算可用列举法,还可用配子法或基因频率法(遗传平衡状态下),且用配子法或基因频率法计算较为简便。如基因型为1/3AA、2/3Aa的某种动物群体(处于遗传平衡状态)自由交配,用不同方法分析如下:
1.列举法:
雌性
雄性
1/3AA
2/3Aa
1/3AA
1/9AA
1/9AA、1/9Aa
2/3Aa
1/9AA、1/9Aa
1/9AA、2/9Aa、1/9aa
结果:子代基因型为4/9AA、4/9Aa、1/9aa
2.配子法:
3.基因频率法:
先求出亲代中A、a的基因频率,亲代中A的基因频率=1/3+1/2x2/3=2/3,a的基因频率=1-2/3=1/3,然后根据遗传平衡定律可知,aa的基因型频率=a基因频率的平方=(1/3)2=1/9,AA的基因型频率=A基因频率的平方=(2/3)=4/9,Aa的基因型频率=2×A基因频率×a基因频率=2×2/3×1/3=4/9。
基因在生物进化中有“绝对自私性”。某种植物的花有红花、粉红花和白花三种颜色,受一对等位基因A/a控制,基因A是一种“自私基因”,杂合子在产生配子时,基因A能“杀死”体内的部分雄配子。选择红花(AA)植株和白花(aa)植株杂交,F1全部开粉红花,F1植株自交,F2中红花:粉红花:白花=2:3:1.下列相关分析正确的是( )
A.基因A能“杀死”体内的部分雄配子,说明基因A对a为完全显性
B.F2中三种花色的比例,说明该性状遗传不遵循基因分离定律
C.F1产生的配子中,基因型为a的雄配子中有1/3被基因A“杀死”
D.若让F2进行随机传粉,则后代中出现白花植株的比例为5/36
【答案】D
【分析】F1植株自交,F2中红花:粉红花:白花=2:3:1,即aa占1/6,a雌配子占1/2,说明雄配子中a占1/3,雄配子中A:a=2:1,说明含有a雄配子有1/2死亡。
【详解】A、Aa的植株表现为粉红色,说明基因A对a为不完全显性,而基因A能“杀死”体内的部分雄配子,并不能说明基因A对a为完全显性的结论,A错误;
B、花色受一对等位基因A/a控制,F2中三种花色的比例,说明该性状的遗传遵循孟德尔的分离定律,B错误;
C、F2中红花:粉红花:白花=2:3:1,即aa占1/6,a雌配子占1/2,说明雄配子中a占1/3,则F1产生的基因型为a的雄配子中有1/2被A基因“杀死”,C错误;
D、F2的基因型是AA:Aa:aa=2:3:1,随机授粉雌配子A=2/6+3/6×1/2=7/12,a雌配子占5/12, 因Aa产生雄配子时A:a=2:1,雄配子中A都存活,但Aa产生的a有一半死亡,即3/6×1/2×1/2=3/24的雄配子死亡,故雄配子存活的A配子占7/12,a配子占5/12-3/24=7/24,即A:a=2:1,白花aa=5/12×1/3=5/36,D正确。
易错点2 不会准确套用方法判定基因位置
——5个基因定位高频设问解决策列
设问
解决策略
两对等位基因位于一对 还是两对同源染色体上
自交法:①F1(AaBb)自交后代的性状分离比为3:1或2:1:1→两对等位基因位于一对同源染色体上;
②F1(AaBb)自交后代的性状分离比为9:3:3:1或其变式→两对等 位基因位于两对同源染色体上
测交法:①F1(AaBb)测交后代的表型比例为1:1→两对等位基因 位于一对同源染色体上;
②F1(AaBb)测交后代的表型比例为1:1:1:1或其变式→两对等位 基因位于两对同源染色体上
花粉鉴定法:①F1(AaBb)产生两种类型的花粉,且比例为1:1→两 对等位基因位于一对同源染色体上;
②F1(AaBb)产生四种类型的花粉,且比例为1:1:1:1→两对等位 基因位于两对同源染色体上
判断基因只位于X(Z) 染色体上还是位于常染色体上(高频考法)
隐雌(雄)个体与纯合显雄(雌)个体杂交,观察分析F1的表型情况
正交和反交的方法观察分析F1的表型情况
依据子代性别、表型的数量比确认基因位置
判断基因只位于X(Z)染色体上还是位于X、Y(Z、W)染色体同源区段上
用隐雌(雄)个体与纯合显雄(雌)个体进行杂交,观察分析F1的表型情况
用杂合显雌(雄)个体与纯合显雄(雌)个体进行杂交,观察分析F1的表型情况
判断基因位于常染色体上还是位于X、Y(Z、
W)染色体同源区段上
(未来高考考查趋势)
若限定一次杂交实验来判断,则可采用“隐性雌(雄)×杂合显性雄(雌)”
未限定杂交实验次数时,则可采用隐雌(雄)个体与纯合显雄(雌)个体杂交,再将F,雌雄个体杂交
基因是否位于某特定染色体上(新考法,难度大 )
利用单体定位:让隐性纯合个体(aa)与某显性单体(AA或AO)杂交
利用染色体片段缺失定位:让隐性纯合个体(aa)和一条染色体缺失某片段的显性个体(AA或AO)杂交
利用三体定位:让隐性纯合个体(aa)与某显性三体杂交
果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状,由基因A、a控制,为了判断这对性状的显隐性及基因A、a是在常染色体上还是仅位于X染色体上,某同学设计了相关实验。下列叙述正确的是( )
A.仅让雌、雄果蝇进行一次杂交实验不能判断该性状的显隐性
B.直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交,若后代直毛∶非直毛=1∶1,则基因A、a仅位于X染色体上
C.纯合的直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交,若后代都为直毛,则可判断基因A、a位于常染色体上
D.选用表型不同的雌雄果蝇正反交可确定基因A、a是在常染色体上还是仅位于X染色体上
【答案】D
【分析】位于常染色体上的基因控制的性状在遗传时一般与性别无关,位于性染色体上的基因控制的性状在遗传时总是与性别相关联。
【详解】A、若让两只表型不同的纯合雌雄个体(aa和AA或XaY和XAXA)交配,后代仅有一种表型,则此时后代的表型即为显性性状,A错误;
B、直毛雌果蝇和非直毛雄果蝇杂交,若后代雌、雄个体的表型及比例都相同,则基因A、a也可能位于常染色体上,即基因型为Aa的果蝇与基因型为aa的果蝇杂交,后代雌、雄个体表型及比例都为直毛∶非直毛=1∶1,B错误;
C、纯合的直毛雌果蝇(XAXA或AA)和非直毛雄果蝇(XaY或aa)杂交,若后代都为直毛,说明直毛是显性性状,不论基因A、a是位于常染色体上还是仅位于X染色体上都会出现该现象,所以无法判断基因A、a的位置,C错误;
D、选用表型不同的纯种雌雄果蝇(aa和AA或XaY和XAXA或XAY和XaXa))正反交,如果后代表型均与性别无关,则可判断基因A、a位于常染色体上,反之可判断基因A、a仅位于X染色体上,D正确。
易错点3 异常分离比推不出基因型
——基因自由组合定律中特殊分离比分析
1.基因互作
条件
AaBb自交后代比例
AaBb测交后代比例
双显、单显、双隐分别对应一种表型
9:6(3+3):1
1:2(1+1):1
两种显性基因同时存在时对应一种
表型,否则对应另一种表型
9:7(3+3+1)
1:3(1+1+1)
存在aa(或bb)时对应一种表型,其
余的对应另一种表型
9:3:4(3+1)
1:1:2(1+1)
只要存在显性基因其表型就一致,
其余的对应另一种表型
15(9+3+3):1
3(1+1+1):1
2.显性基因等效累加
如A和B的作用效果相同,且显性基因越多,其效果越强。当非同源染色体上两对等位基因决定同一性状时,由于基因的相互作用,后代会表现该性状的叠加,从而出现9:3:3:1变式,常见的比例有1:4:6:4:1等。
3.致死效应
(1)合子致死:
类型
条件
AaBb自交后代比例
AaBb测交后代比例
显性纯合
致死
AA和BB致死
AaBb:Aabb:aaBb:aabb=4:2:2:1
AaBb:Aabb:aaBb:aabb=
1:1:1:1
AA或BB致死
(AaBB+AaBb):aaB_:Aabb:aabb=
6:3:2:1或(AABb+AaBb):A_bb:
aaBb:aabb=6:3:2:1
AaBb:Aabb:aaBb:aabb=
1:1:1:1
双隐性致死
aabb致死
A_B_:A_bb:aaB_=9:3:3
/
单隐性致死
aa或bb致死
A_B_Abb=9:3或A_B_anB_=9:3
/
(2)配子致死:配子致死类问题难度较大,但无论哪一种基因型的雄配子或雌配子致死,均会导致性状分离比之和变为12。在此基础上分析:
1.基因型为AB的雄配子或雌配子致死,性状分离比变为5:3:3:1;
2.基因型为Ab或aB的雄配子或雌配子致死,性状分离比变为7:1:3:1或7:3:1:1;
3.基因型为ab的雄配子或雌配子致死,性状分离比变为4:1:1(8:2:2)。
(多选)某雌雄同株植物的花色有红花和白花两种表型,叶型有宽叶和窄叶两种表型,这两对相对性状受 3对等位基因的控制。研究小组将两株纯合亲本杂交得到F1。F1 自交得到F2, F2 的表型及比例为红花宽叶:红花窄叶:白花宽叶:白花窄=27:9:21:7 下列说法不正确的是( )
A.F₁减数分裂会产生8种比例相等的配子
B.F₁植株进行测交,后代中红花:白花=3∶1
C.F₂中的白花植株自交,后代中可能会出现红花植株
D.F₂红花宽叶中不能稳定遗传的个体所占的比例为 25/27
【答案】BCD
【分析】基因自由组合定律: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。
【详解】A、F2的表型及比例为红花宽叶:红花窄叶:白花宽叶:白花窄叶=27:9:21:7,27+9+21+7=64,说明F2共有64(43)个组合数,遵循基因自由组合定律,故花色和叶型相关的3对等位基因是独立遗传的,假设控制花色的基因为A/a、B/b,控制叶型的基因为D/d,因此F1的基因型为AaBbDd,故F1减数分裂会产生8种比例相等的配子,A正确;
B、只考虑花色的遗传,红花:白花=9:7,说明F2中的红花为双显性状,假设控制花色的基因为A/a、B/b,则红花的基因型为A_B_,白花的基因型为A_bb、aaB_、aabb,F1植株(AaBb)进行测交,后代中红花∶白花=1∶3,B错误;
C、白花植株(A_bb、aaB_、aabb)自交不会出现红花植株(A_B_),C错误;
D、F2红花宽叶植株中纯合子有1/3(DD)×1/9(AABB)=1/27,则不能稳定遗传(杂合子)的个体所占比例为1-1/27=26/27,D错误。
易错点4 混淆遗传物质探究实验中的方法与结论
遗传物质探究实验结论速记
实验
结论
肺炎链球菌的体内转化实验
加热致死的S型细菌含有“转化因子”,其使R型活细菌转化为S型活细菌
肺炎链球菌的体外转化实验
使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”即遗传物质是DNA(也证明了蛋白质不是遗传物质)
噬菌体侵染细菌实验
DNA是T2噬菌体的遗传物质
噬菌体侵染细菌实验中4个必知要点
序号
要点
1
T2噬菌体侵染细菌后,合成自身组分所需原料等均从细菌中来
2
获得含放射性的T2噬菌体的方法:先在含有放射性物质的培养基中培养大肠杆菌,再接种T2噬菌体,连续多代培养从而获得含有放射性的T2噬菌体
3
证明DNA是遗传物质的关键思路:用32P和35S分别标记DNA和蛋白质,直接地、单独地去观察它们的作用
4
该实验不能证明DNA是主要的遗传物质,也不能证明蛋白质不是遗传物质
现有新发现的一种感染A细菌的病毒B,科研人员设计了如图所示两种方法来探究该病毒的遗传物质是DNA还是 RNA.一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法正确的是( )
A.同位素标记法中,若换用3H标记上述两种核苷酸也能实现实验目的
B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA 酶和 RNA 酶应用了加法原理
C.若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有,则说明该病毒的遗传物质是DNA
D.若丙组能产生子代病毒B 而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是DNA
【答案】A
【分析】核酸是细胞内携带遗传信息的载体,在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用,其基本单位是核苷酸。核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),二者在结构上的主要区别在于含氮碱基和五碳糖的不同。其中,DNA特有碱基T,组成DNA的五碳糖为脱氧核糖;RNA特有碱基U,组成RNA的五碳糖为核糖。
【详解】A、核苷酸的元素组成为C、H、O、N、P,两种核苷酸都含有H元素,因此同位素标记法中,若换用3H 标记上述两种核苷酸,仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒 B 的遗传物质是 DNA 还是 RNA,能实现实验目的,A正确;
B、酶解法中,向丙、丁两组分别加入 DNA 酶和 RNA 酶应用了减法原理,而不是加法原理,B错误;
C、若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有,说明子代病毒中含有32P 标记的尿嘧啶,说明该病毒的遗传物质是 RNA,C错误;
D、若丙组能产生子代病毒 B 而丁组不能产生,说明 RNA 被 RNA 酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗传物质是 RNA,D错误。
易错点5 miRNA新图像题信息转化不准确
——码住miRNA调控机制,速析miRNA新图像题
miRNA的形成:miRNA基因由RNA聚合酶催化转录产生前体iRNA(pre-miRNA),经初步加工后转运到细胞质中,在细胞质中经过Dicer酶(核糖核酸内切酶)切割等→形成双链成熟miRNA,随后其中一条链被降解,形成单链miRNA。miRNA转录后的调控机制主要有促进mRNA的降解和抑制翻译两种调控方式,如表。
调控机制
具体作用
促进mRNA的降解
如果单链miRNA与靶mRNA完全互补配对(或几乎完全互补配对),那么靶mRNA将会被降解,也就无法进行后续翻译(此机制在植物中较常见)
抑制翻译
如果单链miRNA与靶mRNA不完全互补配对,则导致miRNA在翻译水平上抑制靶基因表达(此机制在哺乳动物中较常见)
RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi)是表观遗传学的研究热点。RNAi主要是对mRNA进行干扰,起作用的有miRNA和siRNA.miRNA 是由基因组内源DNA 编码产生,其干扰机制如下图左;siRNA主要来源于外来生物,例如寄生在宿主体内的病毒会产生异源双链RNA(dsRNA),dsRNA 经过核酸酶Dicer的加工后成为siRNA,siRNA的干扰机制如下图右。下列说法错误的是( )
A.催化过程①的酶是RNA 聚合酶,该过程需要的原料是核糖核苷酸
B.推测Exportin5 的功能是将前体 miRNA 从细胞核转运到细胞质
C.过程③会导致翻译过程终止,原因是 RISC 复合体阻断了核糖体与mRNA上起始密码子的结合
D.过程④siRNA 中的一条单链与目标mRNA 之间发生碱基互补配对,导致mRNA无法翻译
【答案】C
【分析】转录是在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、由图可知,①过程是转录形成mRNA的过程,转录需要RNA聚合酶催化,以核糖核苷酸作为原料,A正确;
B、由图可知,前体miRNA在细胞核合成,Exportin5的功能是将前体miRNA从细胞核转运到细胞质,B正确;
C、过程③会导致RISC复合体与mRNA配对形成双链RNA,阻断核糖体移动,导致翻译终止,C错误;
D、过程④siRNA中的一条单链与目标mRNA之间发生碱基互补配对,最终导致mRNA被水解无法翻译,D正确。
易错点6 基因突变、基因重组与染色体变异的实质辨析不清
1.辨析三种变异类型
基因重组
基因突变
染色体变异
结构变异
数目变异
本质
原有基因的重新组合
基因碱基序列发生改变
染色体结构发生改变
染色体数目发生改变
发生
时期
减数第一次分裂前期和后期
主要发生于细胞分裂间期
细胞分裂间期或分裂期
常发生于分裂后期
结果
产生新基因型,不产生新基因
产生新基因
不产生新基因,基因数目或排列顺序发生变化
细胞内个别染色体的增加或减少;细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
鉴定
方法
显微镜下无法检测出,可根据是否有新性状或是否出现新性状组合确定
通常,显微镜下可检测出
应用
杂交育种
诱变育种
/
单倍体、多倍体育种
比较
①三者发生在配子中时均属于可遗传变异,都为生物进化提供原材料;
②基因突变产生新的基因,是生物变异的根本来源;
③基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
2.注意根据“缺失或增添”的对象区别不同变异:以“染色体片段”为单位的改变,如若千基因的缺失或增添,属于染色体变异;以“碱基”为单位的缺失或增添是分子水平上的变化,当碱基的缺失或增添引起基因碱基序列改变时属于基因突变。
3.并非“交换片段”就是易位:①同源染色体的非姐妹染色单体之间交换相应的片段属于基因重组,发生在减数第一次分裂前期;染色体结构变异中的易位属于突变,发生在有丝分裂或减数分裂任何时期,一般是在非同源染色体间交换片段。②同源染色体中的互换(基因重组)可增加配子种类,但不改变配子中基因数目;若易位发生在减数分裂中则可能导致产生配子中基因数目变化。
4.注意区分三种易混的“排列顺序”:基因的排列顺序≠基因中碱基排列顺序≠DNA分子中的碱基排列顺序。基因的排列顺序一般是指控制不同性状的基因在染色体上的排列顺序;基因中碱基排列顺序是指某一基因内部的碱基排列顺序;DNA分子中的碱基排列顺序是指包含若干基因的完整DNA分子中的碱基排列顺序。基因突变和染色体结构变异对三种排列顺序的影响如表:
比较项目
基因的排列顺序
基因中碱基排列顺序
DNA分子中的碱基排列顺序
基因突变
不变
改变
改变
染色体结构变异
改变
通常不变
改变
下图为某二倍体生物的几种变异方式。下列有关叙述正确的是( )
A.图①、③、④所示变异类型均属于染色体结构变异
B.减数分裂过程中发生②所示变异一定会使产生的子细胞种类多样化
C.图⑤中,B基因可能发生了碱基的缺失
D.图⑤中,X射线处理不会导致图中其他变异类型的发生
【答案】C
【分析】图①中染色体数目个别增加,形成三体,属于染色体数目变异;图②中同源染色体上非姐妹染色单体之间互换,属于基因重组;图③中染色体片段缺失,属于染色体结构变异;图④中非同源染色体之间的易位,属于染色体结构变异;图⑤中基因B变成基因b,属于基因突变。
【详解】A、①中染色体数目个别增加,形成三体,属于染色体数目变异;图③中染色体片段缺失,属于染色体结构变异;图④中非同源染色体之间的易位,属于染色体结构变异,A错误;
B、图中②为四分体中非姐妹染色单体互换,属于基因重组,可使产生的配子种类多样化,但如果亲代基因型为AABB,即使发生②所示变异,子细胞种类也不会多样化,B错误;
C、基因突变是DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。图中⑤为基因突变B基因可能发生了碱基的缺失,C正确;
D、基因突变和染色体变异(片段丢失等)都有可能在X射线的处理下发生,D错误。
稳态与调节中的6个高频易错点
易错点1 “机理”不明而错析内环境成分及稳态
人体维持 pH 稳定的机制
(1)维持稳定的原因:内环境中存在缓冲对,如HCO3-/H2CO3、H2PO4-/HPO42-等
(2)维持稳定的机制:一定量的酸性或碱性物质进入内环境后,可以和缓冲物质发生反应,反应产物可以通过肺或肾脏排出体外,从而使内环境的酸碱度保持相对稳定(以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例,相关机制如图所示)。
发生和不发生在内环境中的生理过程辨析
肌肉剧烈运动产生的乳酸,有一部分会被转移至肝脏重新形成葡萄糖或者糖原,还有极少部分会通过尿液和汗液排出体外。下列叙述正确的是( )
A.产生的乳酸转运至肝脏细胞要经过组织液
B.乳酸的产生过程及其分布均位于内环境中
C.乳酸含量的增加会使血浆酸碱度明显降低
D.含有乳酸的尿液和汗液都属于细胞外液
【答案】A
【分析】机体大量出汗导致失水较多,刺激下丘脑渗透压感受器,引起下丘脑合成、垂体释放抗利尿激素,继而促进水的重吸收,以维持体内的水盐平衡。
【详解】A、肌肉细胞和肝脏细胞都生活在组织液中,故乳酸从肌肉细胞转运至肝脏细胞需要经过组织液,A正确;
B、乳酸通过无氧呼吸产生的,故乳酸的产生过程发生在细胞内,B错误;
C、由于内环境中含有缓冲物质,故乳酸含量的增加不会使血浆酸碱度明显降低,C错误;
D、含有乳酸的尿液和汗液在体外,不属于细胞外液的范畴,D错误。
易错点2 神经递质类型及作用特点对应混乱
——兴奋性神经递质和抑制性神经递质作用的辨析
兴奋性神经递质→突触后膜对Na+等阳离子通透性增加(Na+等阳离子内流)→突触后膜产生动作电位(内负外正一内正外负)→下一个神经元兴奋
抑制性神经递质→突触后膜对Cl-等阴离子通透性增加(Cl-等阴离子内流)→突触后膜内负外正程度加强→下一个神经元被抑制。
(多选)癫痫是大脑神经元突发性异常放电并向周围扩散,导致大脑功能短暂障碍的一种慢性疾病。如图为三种抗癫痫药物——噻加宾、苯巴比妥和拉莫三嗪的作用机理示意图。下列说法正确的是( )
A.癫痫致病机理可能是释放的过多谷氨酸会作用于NMDA受体和AMPA受体,使更多的Ca2+和Na+通道打开,Ca2+和Na+大量内流,导致突触后膜突发性过度兴奋,引发大脑功能障碍
B.据图分析,噻加宾抗癫痫的作用机理是抑制突触前膜上的GABA转运体,减少GABA的分泌,降低突触间隙中GABA的浓度,进而抑制GABA受体打开Cl-通道,Cl-内流减少,最终影响突触后膜兴奋
C.拉莫三嗪具有与抗抑郁药物氟西汀相似的作用,欲探究拉莫三嗪抗抑郁的最低有效剂量(获得最大疗效的最低剂量),基本思路是逐渐增加拉莫三嗪服用量,观察抑郁症的疗效,疗效不再提高时的服用量即为最低有效剂量
D.临床上需要确定药物最低有效剂量是为了降低药物的毒副作用,降低医药费用,减缓耐药性的产生,避免超量服药等
【答案】ACD
【分析】1、兴奋在神经纤维上的传导:(1)传导方式:局部电流或电信号或神经冲动。(2)传导特点:双向传导。反射发生时,感受器接受刺激并产生兴奋,然后兴奋由传入神经传至神经中枢,神经中枢对信息进行分析综合后,再将指令经由传出神经传至效应器,引起效应器反应。
兴奋在神经元之间的传递:(1)突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。(2)突触小泡释放的递质:乙酰胆碱、单胺类物质等。(3)信号转换:电信号→化学信号→电信号。(4)兴奋传递特点:单向性(神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜)。(5)神经递质作用效果有两种:兴奋或抑制。
【详解】A、分析题图可知,谷氨酸是神经递质,释放的过多谷氨酸会作用于NMDA受体和AMPA受体,使更多的Ca2+和Na+通道打开,Ca2+和Na+大量内流,导致突触后膜突发性过度兴奋,引发大脑功能障碍,A正确;
B、噻加宾抗癫痫作用机理是抑制突触前膜上的GABA转运体活性,减少对GABA的回收,提高突触间隙中GABA的浓度,促进Cl-内流,B错误;
C、欲探究拉莫三嗪抗抑郁的最低有效剂量,自变量是拉莫三嗪的剂量,因变量是抗抑郁的最大疗效,可逐渐增加拉莫三嗪服用量,观察抑郁症患者疗效,疗效不再提高时的服用量即为最低有效剂量,C正确;
D、拉莫三嗪抑制Na+通道的功能,具有毒副作用;临床上需要确定药物最低有效剂量是为了降低药物的毒副作用,降低医药费用,减缓耐药性的产生,避免超量服药等,D正确。
易错点3 膜电位变化与相关离子运输对应出错
——分段辨析膜电位变化曲线及离子运输
以枪乌贼的巨大神经纤维为材料,研究静息状态和兴奋过程中K+、Na+的内向流量与外向流量,结果如图所示。外向流量指经通道外流的离子量,内向流量指经通道内流的离子量。下列说法错误的是( )
A.兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量
B.兴奋过程中,Na+内向流量大于外向流量
C.静息状态时,K+外向流量小于内向流量
D.静息状态时,Na+外向流量小于内向流量
【答案】C
【分析】神经细胞内的K+浓度明显高于膜外,神经细胞内的Na+浓度比膜外低。静息时,由于膜主要对K+有通透性,造成K+外流,这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。受刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,导致Na+内流,这是形成动作电位的基础。
【详解】AB、由图可知,兴奋过程中,K+外向流量大于内向流量,Na+内向流量大于外向流量,AB正确;
CD、静息状态时,K+外向流量大于内向流量,Na+外向流量小于内向流量,C错误、D正确。
易错点4 忽视激素调节轴中的反馈机制
——激素分泌的分级调节与反馈调节必知要点
注:(+)表示促进,(-)表示抑制。
(1)分级调节:常见的存在分级调节的腺体有甲状腺、性腺、肾上腺皮质(注:肾上腺髓质分泌肾上腺素的过程不存在分级调节)。
(2)反馈调节:甲状腺、性腺、肾上腺皮质等分泌的激素进入血液后,又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成和分泌,这属于反馈调节。
(3)并不是所有内分泌腺的活动都受到“下丘脑-垂体-靶腺体”这一调控系统的调节,如肾上腺髓质直接受神经支配,并不受垂体分泌的激素的调节。
从炎热的室外进入冷库后,机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢(如下图)以适应冷环境。综合激素调节的机制,下列说法正确的是( )
A.垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素
B.糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活
C.促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺
D.促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌都存在分级调节
【答案】B
【分析】分析题图可知:人体内存在“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”,在肾上腺分泌糖皮质激素的过程中,既存在分级调节,也存在反馈调节。
【详解】A、垂体接受下丘脑分泌的激素的调节,从而分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动。垂体分泌的生长激素能调节生长发育等,A错误;
B、激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,由此可知:糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活,B正确;
C、促肾上腺皮质激素释放激素作用的靶器官是垂体,不能直接作用于肾上腺,C错误;
D、由图可知:下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,促使肾上腺分泌糖皮质激素,应该是糖皮质激素的分泌存在分级调节,D错误。
易错点5 体液免疫和细胞免疫过程混淆
一图理清体液免疫和细胞免疫过程
“三看法”辨析体液免疫和细胞免疫
1.一看参战对象:若以“物质(抗体)”参战,为体液免疫;若以“细胞(细胞毒性T细胞)”参战,则为细胞免疫
2.二看作用对象:对付细胞外抗原--体液免疫;对付细胞内抗原-细胞免疫
3.三看免疫结果:如果免疫引起靶细胞裂解并释放隐藏其中的抗原;则为细胞免疫:如果两种成分结合,形成沉淀或细胞集团等,则为体液免疫。
甲流是由甲型流感病毒引起的。如图为甲型流感病毒侵入人体后发生的部分特异性免疫过程。下列叙述正确的是( )
A.Y和Z细胞再次受相同抗原刺激时均会迅速增殖分化
B.B能增殖并分泌多种抗体,与流感病毒结合
C.病毒再次感染人体时Y细胞可快速分泌抗体清除病毒
D.E能诱导F裂解,并清除其中的流感病毒
【答案】A
【分析】分析题图:参与体液免疫D(辅助性T细胞),G(抗原呈递细胞)、C(抗体),B(浆细胞),A(B细胞),Y(记忆B细胞),参与细胞免疫F(靶细胞),E(细胞毒性T)细胞,Z(记忆T细胞),X(细胞毒性T细胞)。
【详解】A、Y(记忆B细胞)、Z(记忆T细胞)可以在抗原消失后存活几年甚至几十年,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,A正确;
B、浆细胞为高度分化的细胞,不能增殖,通常情况下一个浆细胞只能产生一种特异性的抗体,B错误;
C、病毒再次感染人体时,Y(记忆B细胞)可快速增殖分化产生浆细胞,浆细胞分泌抗体,C错误;
D、当细胞毒性T细胞活化以后,可以识别并裂解被同样病原体感染的靶细胞,靶细胞裂解后,病原体失去了寄生的基础,可被抗体结合或被其他免疫细胞吞噬掉。可见细胞毒性T细胞使靶细胞裂解死亡,可使病原体失去藏身之所,并未直接清除其中的流感病毒,D错误。
易错点6 植物激素相关实验中图示信息提取不充分
——抓“三点”速破植物激素相关实验图、表信息题
1.一抓“变量”:一般情况下,若实验数据以表格形式呈现,不同组别对应的不同处理是自变量,而实验观察的内容是(或反映)因变量;若实验数据以曲线图、柱形图等形式呈现则一般横轴与图例为自变量,纵轴为因变量。
2.二抓“首尾”:对于植物激素的相关实验结果图,通常以“首”浓度(横坐标为0)为对照组,若“尾”浓度(可能不止一个)对应的纵坐标低于“首”浓度的对应值,且“中间”浓度对应的纵坐标均高于“首”浓度的对应值,则可体现植物激素作用的低浓度促进,高浓度抑制的特点。
3.三抓“范围”:若实验数据以表格形式呈现,要确定植物激素起促进作用的最适浓度范围,首先要确定“最大值”,然后再找出位于“最大值”两侧的两个组别,这两个组别所对应的浓度范围一般为植物激素起促进作用的最适浓度范围。
种子的休眠与萌发受到一系列遗传因子和环境因素的调控。科研人员对光和脱落酸(ABA)影响水稻种子萌发的机制进行了相关研究,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.在调节种子萌发过程中,ABA与赤霉素作用效果相反
B.ABA浓度为2~8μmol/L时,野生型水稻种子在光照条件下的萌发率高于黑暗条件,光为种子萌发提供了能量
C.突变体水稻种子中ABA的表达水平可能高于野生型
D.该实验的自变量除ABA浓度外,还有不同类型水稻种子、有无光照条件,因变量是种子的萌发率
【答案】B
【分析】题意分析,本实验目的是研究脱落酸(ABA)和光对水稻种子萌发的影响,所以实验的自变量是ABA浓度、水稻种类和光的有无,因变量是种子的萌发。
【详解】A、在调节种子萌发过程中,ABA抑制萌发,赤霉素促进萌发,二者作用效果相反,A正确;
B、ABA浓度为2~8μmol/L时,野生型水稻的萌发率光照条件下高于黑暗条件,光作为一种信号影响特定基因的表达,可减弱ABA的抑制作用,而不是为种子萌发提供了能量,B错误;
C、图示分析,ABA浓度增大,野生型和突变体萌发率都变小,且突变体变化更显著,说明ABA抑制种子萌发,因此突变体水稻种子中ABA的表达水平可能高于野生型,C正确;
D、据图所示,该实验的自变量包括ABA浓度、水稻种子的类型(野生型和突变型)、有无光照条件,因变量是种子的萌发率,D正确。
生物与环境中的3个高频易错点
易错点1 种群数量变化曲线分析出错
两角度分析“λ”曲线
角度
“λ”曲线
由曲线走势判断种群数量变化
λ>1时,种群数量增加;λ=1时,种群数量不变;λ<1时,种群数量减少
种群数量最值分析
若入大于1,则时间越长,种群数量越大;若入小于1,则时问越长,种群数量越小;
K值与 K/2 的辨析与应用
辨析:种群数量为K/2时,种群的增长速率最大,种群数量达到K值时,种群的增长速率为0。K值≠种群数量能达到的最大值。种群数量达到K值后围绕K值上下波动,种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值,这个值存在的时间很短,可以大于K值。
如图为某野生动物野外科学观测点内某动物种群的出生率和死亡率随种群数量的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.出生率和死亡率是种群最基本的数量特征
B.曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别代表出生率和死亡率
C.当种群数量小于20时,在自然状态下该种群会逐渐消亡
D.当地该动物种群的K值为80,通过人为迁入该动物,可使K值增大
【答案】C
【分析】种群的数量特征包括种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率,种群密度是种群最基本的数量特征。
【详解】A、种群密度是种群最基本的数量特征,A错误;
B、当种群数量很少的时候,种群中的个体之间交配率低,种群的出生率接近于零,因此曲线Ⅱ代表出生率,曲线Ⅰ代表死亡率,B错误;
C、当种群数量小于20时,种群的死亡率大于出生率,因此在自然状态下该种群会逐渐消亡,C正确;
D、该种群在种群数量为20~80时,出生率大于死亡率,种群数量逐渐增加,当种群数量大于80后,出生率小于死亡率,种群数量下降,因此该动物种群的K值为80,种群的K值是由环境决定的,通过人为迁入该动物,不能使K值增大,D错误。
易错点2 群落水平结构和垂直结构混淆
“三步”区分群落的垂直结构与水平结构
第一步——明确各种群的分布
第二步——俯视观察(从上往下看)
第三步——根据是否出现“重叠套圈”判断,若出现,则为垂直结构,否则为水平结构
辨析群落结构的3 个易错点
1.一种生物不存在群落结构:群落包括多个种群,如竹林中的某种竹子只是一个种群,不存在垂直结构和水平结构。
2.草坪群落也具有垂直结构:垂直结构是群落中各物种在垂直方向上的分布,是长期自然选择形成的合理利用资源或空间的空间配置格局,垂直结构应存在于所有群落中。
3.某高山中不同海拔处分布着不同的植被不属于群落的垂直结构,而属于水平结构。
长白山北坡从山麓到山顶依次出现针阔叶混交林、针叶林、岳桦林和高山冻原。针阔叶混交林中垂直分层现象明显,其中乔木层有红松、红皮云杉、白桦等多种植物,林冠层还生活着小杜鹃、大杜鹃、黑枕黄鹂等鸟类。下列有关说法错误的是( )
A.从山麓到山顶依次出现不同的森林类型是群落的垂直结构
B.针阔叶混交林中植物的垂直分层提高了群落利用阳光等环境资源的能力
C.林冠层可以为小杜鹃、大杜鹃、黑枕黄鹂等创造多样的栖息空间和食物条件
D.针叶林、岳桦林等所具有的水平结构和外貌特征可能会随着季节发生规律性变化
【答案】A
【分析】生物群落的结构:群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的,主要包括垂直结构和水平结构。垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象。原因是植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。水平结构指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。
【详解】A、从山麓到山顶依次出现不同的森林类型,属于不同落,不属于落的垂直结构,A错误;
B、针阔叶混交林中植物的垂直分层提高了群落利用阳光等环境资源的能力,B正确;
C、林冠层可为小杜鹃、大杜鹃、黑枕黄鹂等创造多样的栖息空间和食物条件,C正确;
D、由于阳光、温度、水分随季节性而变化,因此群落的外貌和结构也随之发生有规律的变化,D正确。
易错点3 能量流动过程中的“来源”与“去向”分析出错
——能量的来源与去路易错剖析
能量来源
流经生态系统的总能量=生产者固定的总能量(注:人工生态系统或含有机物的水体进入的生态系统的能量来源还包括现成有机物的输入)
各级消费者的能量来源:一般来自上一营养级同化的能量(和现成有机物的输入)。
同化量=摄入量-粪便量
某一营养级粪便中的能量属于上一营养级的同化量中流向分解者的部分
遗体残骸中的能量来源:动物遗体残骸原属于动物体的组成部分,其中的能量属于该动物的同化量中流向分解者的部分
能量去路
每个营养级的同化量一部分通过呼吸作用以热能形式散失,另一部分用于生物的生长、
发育和繁殖等生命活动,用于生长、发育和繁殖的能量最终流向分解者和下一营养级
(最高营养级除外,因为该营养级的能量不再流向下一营养级)
现有某湿地生态系统,图1表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中a~g表示能量值的多少。请据图回答下列问题:
(1)图1中,若A表示第二营养级所摄入的全部能量,则B表示 ,C表示 。若该生态系统中生产者所固定的太阳能总量为 y,则该系统第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是 (用图中所给字母的表达式表示)。
(2)图1中有两处不同的能量散失途径,其中E处散失的能量是通过 实现的。
(3)若该生态系统存在如图2所示的食物网。B和C的关系是 ,C处于第 营养级;若A能量的1/4直接提供给C,则要使C能量增加 8kJ,至少需要消耗A的能量是 kJ。若将C的食物比例由 A:B=1:1 调整为 1:2,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量约是原来的 倍(精确到百分位)。
【答案】(1) 第二营养级所同化的能量 第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100%
(2)分解者的分解(或呼吸)作用
(3) 种间竞争和捕食 二、三 100 0.79
【分析】图1表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中a~g表示能量值的多少,A表示该营养级所摄入的全部能量,则B表示其同化量,能量值可用b(或d+e)表示;D表示其呼吸量,C表示用于生长、发育和繁殖的能量,E表示粪便量,F为流向下一营养级的能量。
【详解】(1)图1中,若A表示第二营养级所摄入的全部能量,则B表示第二营养级所同化的能量,C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量。若该生态系统中生产者所固定的太阳能总量为y,则该系统第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率=第二营养级同化的能量/第一营养级固定的能量×100%= b/y×100%。
(2)图1中有两处不同的能量散失途径,其中D是通过呼吸作用以热能的形式散失,E是粪便量,粪便中的能量是通过分解者的分解(或呼吸)作用散失。
(3)若该生态系统存在如图2所示的食物网,食物链有2条:A→C、A→B→C,B和C的关系是捕食和种间竞争,C处于第二或第三营养级。若A能量的1/4直接提供给C,假设至少需要消耗A的能量为y,其中有y/4的能量直接提供给C,有3y/4的能量间接提供给C;要使消耗A最少则用20%的能量传递率,即y/4×20%+3y/4×20%×20%=8,则计算可得y=100kJ,故至少需要消耗A的能量是100kJ。若将C的食物比例由A: B=1: 1调整为1: 2,能量传递效率为10%,解题时应该从C出发,设当食物由A:B为1:1时,C的能量为x,需要的A为x/ 2÷10%+x/ 2÷10%÷10%=55x;设当食物由A:B为1:2时,C的能量为y,需要的A的量为y/ 3÷10%+2y/ 3÷10%÷10%=70y,由于A固定的能量不变,即55x=70y,因此y/x=0.79,即该生态系统能承载C的数量约是原来的0.79倍。
生物技术与工程中的3个高频易错点
易错点1 杂交瘤细胞筛选的目的和结果对应出错
——单克隆抗体制备中2次筛选的“原因一结果"速辨
项 目
筛选原因
筛选方法
筛选结果
第一次
筛选
诱导融合后得到多种融合细胞,还有未融合的细胞等
用特定选择培养基筛选:未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长
得到杂交瘤细胞
第二次
筛选
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
多孔板培养,在每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,将两株不同杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,可以产生双特异性抗体。长春花所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。图1是科研人员通过免疫的B淋巴细胞和杂交骨髓瘤细胞杂交技术生产双特异性抗体的部分过程。图2是某双特异性抗体作用图示。回答下列问题。
(1)据图1分析,双特异性抗体生产过程中,应先将 分别注射到小鼠体内,一段时间后获取小鼠脾脏并用 酶进行处理分离出B淋巴细胞。诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,常用的方法有 。双杂交瘤细胞在进行传代培养前, (填“需要”或“不需要”)上述酶处理。
(2)HAT培养基可用于杂交瘤细胞的筛选,其中含有次黄嘌呤、氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷3种关键成分。哺乳动物的DNA合成有D和S两条途径,氨基蝶呤可阻断D途径。S途径需要HGPRT和TK两种酶的参与,以催化次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷用于DNA合成。骨髓瘤细胞是人工筛选的缺乏HGPRT和TK基因。上述培养基上 细胞能生长并大量增殖,原因是 。
(3)过程④的作用是对经过程③选择培养的杂交瘤细胞进行 ,筛选出足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)抗体都是由两条H链和两条L链组成的4条肽链对称结构,据图2分析,双杂交瘤细胞在理论上会产生多种抗体,原因是 。
【答案】(1) 癌胚抗原、长春碱 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 不需要
(2) 杂交瘤 杂交瘤细胞从B淋巴细胞中获得HGPRT和TK,能利用补充在培养基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷经过S途径来合成DNA
(3)克隆化培养和抗体检测
(4)双杂交瘤细胞会表达产生两种L链和两种H链,L链和H链随机组合,产生多种抗体
【分析】动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。这一技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段,特别是利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术。
【详解】(1)特异性抗体既能选择性地靶向结合癌胚抗原,又能特异性地结合长春碱,所以双特异性抗体生产过程中,应先将癌胚抗原和长春碱作为抗原分别注射到小鼠体内,使小鼠产生免疫反应,产生能分泌抗癌胚抗原抗体的B淋巴细胞和抗长春碱抗体的B淋巴细胞;一段时间后获取小鼠脾脏并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,分离出B淋巴细胞。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,在进行传代培养前,不需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(2)骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合的过程中,有未融合的细胞,有同种细胞的融合,也有杂交瘤细胞。HAT培养基可用于杂交瘤细胞的筛选,杂交瘤细胞能生长并大量增殖,原因是杂交瘤细胞从B淋巴细胞中获得HGPRT和TK,能利用补充在培养基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷经过S途径来合成DNA。
(3)过程④的作用是对经过程③选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,筛选出足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链,所需的双特异性抗体是特定的L链和H链结合形成的,由于L链和H链随机组合而产生多种抗体,因此还需要进行筛选,才能获得所需的抗体。
易错点2 基因工程中限制酶选择出错
——限制酶选择9大避错原则
从目的基因
角度考虑
不破坏目的基因:选择位于目的基因两端的限制酶,不能选择位于目的基因内部的限制酶
不发生目的基因自身环化,也不能与载体反向连接:通常采用双酶切,使目的基因两端的黏性末端不同
从载体
角度考虑
切割后载体与目的基因产生的黏性末端相同
一般不选择位于标记基因内部的限制酶
不破坏启动子和终止子:所选限制酶不能把启动子、终止子切去,同时限制酶识别序列也不能位于启动子、终止子内部
其他注
意事项
不选能切割出相同黏性末端的不同种限制酶切割目的基因
有的限制酶识别序列完全包含在另一种限制酶识别序列之中,选择时需依具体情况分析
有些限制酶只能切出平末端,构建基因表达载体时优先选择能切出黏性末端
的限制酶
一般,由某种限制酶切割再经过DNA连接酶连接起来后,形成的重组DNA中仍有该酶的识别序列和切割位点,仍可用该种限制酶切割
小麦是我国重要的粮食作物之一,也是盐碱地开发利用的主要作物之一、研究表明,在盐碱条件下小麦的产量损失会超过60%。为了研究小麦耐盐基因TaHKT1(用A基因表示)控制的耐盐性状,研究人员利用基因工程构建了A基因超量表达的转基因小麦。回答下列问题:
(1)对A基因进行PCR扩增时,应选择图1中的引物 ,进行图1过程时应将温度控制为 左右。
(2)强启动子是一段有特殊序列的DNA片段,能被 识别并结合,驱动基因的 。图2表示A基因与强启动子连接在一起得到的片段,据此推测构建该片段时,切割强启动子和A基因时均用到的限制酶为 ,并用 将二者连接在一起得到图示片段,将该片段继续与图2中的Ti质粒相连时,应将其插入T-DNA中,原因是 ,应选择限制酶 对该DNA片段和Ti质粒进行切割。
(3)为了检测A基因超量表达对小麦耐盐性状的影响,应如何设计实验?请写出实验思路。 。
【答案】(1) B和C 50℃
(2) RNA聚合酶 转录 HindⅢ DNA连接酶 当农杆菌侵染值物细胞后,能将Ti质粒的T-DNA转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上 BamHⅠ和SacI
(3)可用一定浓度的盐水浇灌转基因植株和非转基因植株,观察比较两种植株的生长状况
【分析】基因工程技术的基本步骤:1、目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。2、基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。3、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。4、目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)已知DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,由图1可知,5'端对应的引物分别是B和C.图1正在进行两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合,故应将温度控制为50℃左右。
(2)RNA聚合酶与DNA的启动子结合,驱动基因的转录。分析图2可知,切割强启动子和A基因时均用到的限制酶为HindⅢ,并用DNA连接酶将二者连接在一起得到图示片段。当农杆菌侵染值物细胞后,能将Ti质粒的T-DNA转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上,故将该片段继续与图2中的Ti质粒相连时,应将其插入T-DNA中。构建基因表达载体时,应确保强启动子和A基因不被破坏,所以不能选用HindⅢ、EcoRⅠ、NotⅠ,应选择限制酶BamHⅠ和SacI对该DNA片段和Ti质粒进行切割。
(3)为了检测A基因超量表达对小麦耐盐性状的影响,可用一定浓度的盐水浇灌转基因植株和非转基因植株,观察比较两种植株的生长状况。
易错点3 PCR中引物选择出错
——PCR中引物的设计要求
引物的作用
使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始延伸DNA链,同时限定了制区域
设计两种引物的原因
基因的两条链都作为模板,其碱基序列不同,且 DNA 聚合酶只能从3'端延伸子链,用两种引物才能确保 DNA的两条链同时被扩增
引物长度
用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。若引物过短,则引物与模板链结合的特异性较差
其他要求
(1)每种引物内部不能发生过多的局部碱基互补配对,否则会导致自身折叠;
(2)两种引物之间不能在局部发生碱基互补配对,否则会导致引物二聚体产生
引物中设计限制酶的酶切位点
为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,可在引物的5'端加上限制酶的酶切位点,且常在两种引物上设计不同的酶切位点,主要目的是保证目的基因与载体的正向连接
PCR技术是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,其最大的特点是能将微量的DNA大幅增加。
I.如果已知一小段DNA的序列,可采用PCR的方法,简捷地分析出已知序列两侧的序列,具体流程如图1(以EcoRI酶切为例)所示。
(1)步骤Ⅱ中所用的DNA连接酶的作用是催化形成 ,从而形成环状DNA。
(2)步骤Ⅲ中的复性温度设定是成败的关键,温度过高会破坏 的碱基配对。
(3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物,步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是 (填数字“①、②、③、④”)。
DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)
已知序列
PCR引物
①5′-AACTATGCGCTCATGA-3′ ②5′-AGAGGCTACGCATTGC-3′
③5′-GCAATGCGTAGCCTCT-3′ ④5′-TCATGAGCGCATAGTT-3′
(4)新冠病毒核酸定性检测原理:先以病毒RNA为模板利用 酶合成cDNA,再通过PCR技术扩增相应的DNA片段,然后在扩增产物中加入特异的核酸探针。如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。此方法为RT-PCR技术。
(5)如果探针是带有荧光标记的,即为“实时荧光RT-PCR技术”。在PCR反应体系中,加入的荧光探针与模板DNA的某条链互补结合,探针完整时,报告荧光基团发射的荧光信号被淬灭荧光基团吸收。当子链延伸至探针处,探针被TaqDNA聚合酶降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而发出荧光(如图2所示)。即每扩增1个DNA分子,就有1个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。
①若最初该反应体系中只有1个DNA分子模板,进行第4次循环时,需要消耗荧光探针 个。
②检测时,荧光强度一般要达到或超过阈值才能确诊。若检测出现假阴性,推测可能的一个原因 。
【答案】(1)磷酸二酯键
(2)引物与模板链
(3)③④
(4)逆转录酶(反转录酶)
(5) 8 通过咽拭子取样不规范或取样所获样本量不足或在样本运输、检测中出现了损坏和污染或病毒相应关键序列发生了基因突变
【分析】PCR技术的原理是细胞内DNA复制,需要模板、原料、能量、酶、引物等条件。PCR一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应。引物是一小段DNA或RNA,它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。
【详解】(1)相邻核苷酸之间的作用键为磷酸二酯键,DNA连接酶的作用是催化形成磷酸二酯键。
(2)复性时是打开的模板DNA单链与引物碱基互补配对,若温度过高,会使碱基间的氢键断裂。
(3)引物是根据目的基因的一段核苷酸序列合成的,且与模板 DNA 链根据碱基互补配对合成,引物和 DNA 模板链的3′ 端根据碱基互补配对原则连接,扩增的不是已知序列,而是未知序列,引物应与模板链的5'端结合,应选择的引物是③④。
(4)以RNA为模板合成DNA是逆转录过程,需要逆转录酶催化。
(5)根据题干信息可知,“荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步”,因此计算时需要去除原来亲代的DNA分子,因此若最初该反应体系中只有一个病毒DNA分子,进行第4次循环时,形成了23=8个DNA分子,则进行第4次循环时,需要消耗荧光探针8个。检测出现假阴性,是由于荧光强度没有达到阈值,可能的原因是通过咽拭子取样不规范或取样所获样本量不足或在样本运输、检测中出现了损坏和污染或病毒相应关键序列发生了基因突变。
生物高考时事热点与科技前沿
探索前沿科技相关的RNA 4大热点考向
RNA作为分子生物学的“明星”,不仅在生物体内担负着重要的角色,在生物学高考中“出镜率”也很高。近年高考中很明显的一个变化是有关RNA的考查分布较广泛,但在转录和翻译的机制方面对RNA的考查更为深人。在生物学高考中,常涉及的RNA有RNAtRNA、rRNA等,而在新高考“无情境不命题”的原则下,circRNA、micrRNA、反义RNASgRNA、SiRNA等常作为新信息备受高考命题者青睐。近两年诺贝尔生理学或医学奖也与RNA有关,如2023年表彰了mRNA疫苗相关研究成果,2024年表彰了microRNA的相关研究成果。可见,与生物学科技前沿有关的RNA定将成为热点命题源,是2025年高考的必考素材。
新信息背景下的 RNA 结构与功能
RNA在细胞内扮演角色多样化,其基本结构的特殊性使其能有效地执行信息传递、氨基酸转运和蛋白质合成等多重功能。对RNA结构和不同类型RNA功能的考查,可体现对生物学科生命观念中结构与功能观的深度考查,如2024年贵州卷第16题考查rRNA 彻底水解的产物,2024年河北卷第1题考查RNA的运输功能,预测2025年高考必定会再次考查。
(多选)microRNA是一种非编码RNA,广泛存在于各种生物中,其能够与mRNA结合从而阻断基因的表达。研究发现,microRNA能进入线粒体影响基因表达。下列叙述正确的是( )
A.microRNA主要依靠其催化功能在生物遗传中发挥作用
B.线粒体中的蛋白质都是由microRNA控制合成的
C.生物中的microRNA彻底水解后得到的产物共有6种
D.真核细胞中microRNA通过阻断翻译过程抑制基因的表达
【答案】CD
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、microRNA可在基因表达中发挥作用,但它不是酶,不能发挥催化功能,A错误;
B、microRNA是非编码RNA,不会控制线粒体中蛋白质的合成,B错误;
C、RNA彻底水解后得到的产物共有4种碱基(A、U、C、G)、1种五碳糖(核糖)和磷酸,共6种小分子,C正确;
D、由题干可知microRNA通过与mRNA结合从而阻断基因的表达,所以microRNA是通过阻断翻译过程抑制基因的表达,D正确。
RNA在基因表达调控中的作用机制
RNA在基因表达调控中的作用机制及其生物学意义是RNA 相关的重要考向。 2023年、2024年多地高考都涉及对RNA在基因表达调控中的作用机制的考查,预测2025年高考对它的考查主要从以下三方面进行:一是转录过程中RNA聚合酶的作用,转录后加帽、加poly(A)尾等修饰;二是翻译过程中mRNA、IRNA和rRNA的作用,肽链的形成情况,以及各种翻译的调控因素;三是RNA在基因表达调控中的作用,如RNA干扰、利用反义RNA特异性地阻断某些基因表达等,以及外部因素如何影响RNA的合成。
放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。研究表明, miRNA是一种小分子 RNA, 可调控P基因的表达, 而circRNA 可与miRNA结合,间接调控P基因的表达进而影响心肌细胞凋亡,其调控机制如甲图所示。
回答下列问题:
(1)甲图中①过程称为 ,需要 酶催化。circRNA 是细胞内一种闭合环状RNA,是由 剪切而来,可遵循 原则靶向结合 ,而使其不能与P基因转录的mRNA结合,从而提高P基因转录的mRNA的 水平,调节P基因表达。
(2)P基因表达过程中,运输氨基酸的工具如乙图所示,称为 ,其携带的氨基酸是 。(本小题可能涉及的氨基酸及其相应的密码子:丙氨酸GCC;脯氨酸CCG;精氨酸CGG;甘氨酸GGC)
(3)据甲图分析,miRNA 含量升高,会导致更多的 被其结合,从而干扰了P蛋白的合成, (填“加速”或“减缓”)了细胞凋亡。
(4)综合以上信息,提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路 。
【答案】(1) 转录 RNA 聚合 前体mRNA 碱基互补配对 miRNA 翻译
(2) tRNA 甘氨酸
(3) P基因转录的mRNA 加速
(4)增加细胞内circRNA 的含量(减少 miRNA与P基因的 mRNA 结合或减少 miRNA含量)
【分析】结合题意分析题图可知,miRNA能与mRNA结合,使其降解,降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时,就不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
【详解】(1)甲图中①过程以DNA的一条链为模板,通过碱基互补配对原则合成前体mRNA,表示转录过程,该过程中需要RNA聚合酶的催化。据图可知,circRNA 是由前体mRNA剪切形成的,然后出细胞核,与细胞核外的miRNA结合,它们之间结合时通过碱基互补配对,以氢键的形式连接起来,当miRNA与circRNA结合时,miRNA就不能与P基因转录的mRNA结合,从而提高P基因转录的mRNA的翻译水平,调节P基因表达。
(2)乙图表示tRNA,其上含有反密码子,tRNA能识别密码子,并携带运输氨基酸。mRNA上密码子的读取顺序为5'→3',那么rRNA上反密码子读取顺序为3'→5',反密码子为CCG,密码子为GGC,对应甘氨酸。
(3)甲图显示:miRNA能与mRNA结合,使其降解,降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时,就不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平,miRNA 含量升高,会导致更多的P基因转录的mRNA被其结合,从而干扰了P蛋白的合成,P蛋白能抑制细胞凋亡,因此。
(4)根据以上信息,miRNA 含量减低,P蛋白合成量增大,抑制细胞凋亡;增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA,使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡,放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病,治疗放射性心脏损伤的新思路就是抑制心肌细胞凋亡,即增加细胞内circRNA 的含量(减少 miRNA与P基因的 mRNA 结合或减少 miRNA含量)。
mRNA疫苗研发情境中的免疫调节
2023年诺贝尔生理学或医学奖与mRNA疫苗相关,mRNA疫苗在机体免疫方面应用广泛。预测2025高考会以mRNA疫苗为情境,考查mRNA疫苗在体内的作用机制、如何通过调节免疫应答提高机体抗病毒的能力,以及可能出现的免疫相关副作用等,高考也可能结合相关的实验考查该内容,以体现对科学思维和科学探究等核心素养的考查。
2023年诺贝尔生理学或医学奖授予了科学家卡塔琳·卡里科和德鲁·魏斯曼,以表彰他们发现核苷碱基修饰可消除机体对mRNA的天然免疫原性,协助研究出高效抗新型冠状病毒的mRNA疫苗,挽救了数百万人的生命。他们在研究中遇到的难题是mRNA在体内会很快被降解,只能翻译产生少量的蛋白质,另外,体外合成的未修饰的mRNA疫苗进入机体后会被树突状细胞识别为外来异物引起强烈免疫反应。回答以下问题。
(1)人体抵御外来新冠病毒攻击体现了免疫系统的 功能。其中树突状细胞在免疫反应中的作用是 。
(2)脂质纳米颗粒(LNP)技术能使mRNA疫苗不易被降解而发挥更高效的作用。结合图甲可知mRNA—LNP以 的方式进入靶细胞,一部分mRNA能从内体小泡逃逸,合成抗原蛋白,分泌到细胞外参与激活B细胞,产生相应的抗体和 ,从而提高对新冠病毒的免疫力;一部分mRNA若未实现逃逸,则会被 识别,使mRNA被降解;若逃逸成功也需逃避 的识别,以免被降解。
(3)针对mRNA疫苗易引发强烈免疫反应问题,科学家用假尿嘧啶核苷(ψ,碱基尿嘧啶不变,只是尿嘧啶的C—5连接到核糖上)代替尿嘧啶核苷(U,碱基尿嘧啶的N—1连接到核糖上),产生碱基修饰的mRNA。与未修饰的RNA疫苗相比,碱基修饰的mRNA疫苗作用效果更好,最可能的原因是 。
【答案】(1) 免疫防御 吞噬、处理、呈递抗原
(2) 胞吞 记忆细胞(记忆B细胞) TLR7/8、TLR3 NLRs
(3)碱基修饰的mRNA,不会引起免疫系统攻击,同时使蛋白质表达量增加,能更好地激活B细胞,产生更多的对应抗体和记忆细胞,达到更好地预防效果
【分析】体液免疫:病原体可以直接和B细胞接触,树突状细胞作为抗原呈递细胞,可对抗原进行加工、处理后呈递至辅助性T细胞,随后在抗原、激活的辅助性T细胞表面的特定分子双信号刺激下,B细胞活化,再接受细胞因子刺激后增殖分化成记忆细胞和浆细胞,浆细胞产生抗体和病原体结合。
【详解】(1)免疫系统有三大功能,免疫防御、免疫自稳与免疫监视,对外来病毒(病原体),是一种防御功能;树突状细胞可以吞噬、处理和呈递抗原。
(2)从图示中可以看出,mRNA-LNP是通过胞吞进入靶细胞,mRNA合成的抗原蛋白,激活的是记忆B细胞和浆细胞;未逃逸的,将被TLR7/8、TLR3识别后,被相关酶降解。
(3)碱基修饰的mRNA,不会引起免疫系统攻击,同时使蛋白质表达量增加,能更好地激活B细胞,产生更多的对应抗体和记忆细胞,达到更好地预防效果,因此,未修饰的RNA疫苗相比,碱基修饰的mRNA疫苗作用效果更好。
RNA在基因工程中的作用机制
在高考生物学中,对RNA在基因工程中的作用机制的考查可队从多个角度,结合多个知识点进行,让考生分析如何利用RNA技术解决特定的生物学问题如利用基因编辑技术治疗进传性疾病或开发新型疫苗。而对CRSPR技术的考查将是一个重要趋势,如可能会考查sgRNA引导Cas9蛋白识别目标DNA序列的过程,以及此技术在基因编轿中的应用。
CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术,Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”,在单链向导RNA(SgRNA)引导下,切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示。
(1)过程①中,为构建CRISPR/Cas9重组质粒,需对含有特定SgRNA编码序列的DNA进行酶切处理,然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上,插入时所需要的酶是 。
(2)SgRNA可识别并特异性结合目标DNA序列,二者结合所遵循的原则是 。Cas9蛋白相当于 酶,可催化 键断裂,可在受体细胞中特定的基因位点进行切割,导致 (填变异类型),改变基因结构。
(3)构建完成CRISPR/Cas9重组质粒后,需要对其进行扩增,扩增的原理是 。
(4)CRISPR/Cas9基因编辑技术可通过改变 的碱基序列,从而可以任意编辑基因组上的各种靶序列。若要将目标基因从目标DNA上切除下来,一般需要设计 种不同的SgRNA。
(5)CRISRP/Cas9基因编辑技术中常用的SgRNA长度为20个碱基左右。某SgRNA因细胞内其他DNA序列也含有与其相对应的序列,造成该SgRNA错误结合而脱靶,解决的具体措施是 。
【答案】(1)DNA连接酶
(2) 碱基互补配对原则 限制酶 磷酸二酯键 基因突变
(3)DNA的半保留复制
(4) SgRNA的引导序列(或SgRNA) 2/两
(5)适当增加SgRNA的长度,提高其与靶基因识别的特异性
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)基因工程所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶,限制酶负责切割,DNA连接酶负责连接,因此为构建CRISPR/Cas9重组质粒,需对含有特定sgRNA编码序列的DNA进行酶切处理,然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上,插入时所需要的酶是DNA连接酶。
(2)SgRNA可识别并特异性结合目标DNA序列,其结合过程遵循碱基互补配对原则。Cas9蛋白相当于限制酶,因而可在相应的部位实现切割,可催化磷酸二酯键断裂,可在受体细胞中特定的基因位点进行切割,使基因的碱基序列改变,从而导致基因突变,进而实现基因结构的改变。
(3)构建完成CRISPR/Cas9重组质粒后,需要采用PCR技术对其进行扩增,PCR原理是DNA的半保留复制。
(4)CRISPR/Cas9基因编辑技术可通过改变SgRNA的引导序列的碱基序列,从而可以任意编辑基因组上的各种靶序列。若要将目标基因从目标DNA上切除下来,需要在目标基因的两侧进行切割,使其从DNA片段上脱落,因此一般需要设计2种不同的SgRNA,进而将目的基因切割下来。
(5)CRISRP/Cas9基因编辑技术中常用的SgRNA长度为20个碱基左右。某SgRNA因细胞内其他DNA序列也含有与其相对应的序列,造成该SgRNA错误结合而导致无法将目标基因切割下来,表现为脱靶,为了避免脱靶则需要适当增加SgRNA的长度,提高其与靶基因识别的特异性,提高剪切的准确率。
基因编辑技术、PCR技术
近年来,基因编辑技术如同生物医学领域的一颗璀璨明星,吸引着全球科学家的目光。CRISPR-Cas9等DNA编辑技术的出现,为治疗遗传性疾病带来了前所未有的希望。然而,如同硬币的两面,DNA编辑技术在展现巨大潜力的同时,也面临着一些技术瓶颈,其中最令人担忧的就是“脱靶效应”这种效应指的是编辑工具可能会意外地修改基因组中非目标区域的DNA序列,从而引发潜在的副作用。研究人员一直在努力寻找更加精准、安全的基因编辑方法。最新,开发出了一种名为RNA转换腺嘌呤碱基编辑器(RtABE)的创新技术。这项技术能够对RNA上的特定碱基进行精确的修改,像给RNA进行了一次精密的“微调”,它展现出惊人的靶向性,有望彻底告别“脱靶”的困扰,为疾病治疗开辟一条更安全、更高效的道路。
随着生物技术的飞速发展,曾经遥不可及的PCR技术逐步走进了高中实验室。PCR技术应用广泛,如实时荧光定量RT-PCR技术、重叠延伸PCR、大引物PCR、反向PCR、巢式PCR等,高考试题中有关PCR的问题越来越多,设问考查深度也明显提升。各种PCR技术不是孤立的,它们均以常规PCR为基础,为实现特定目的而进行了一定改进,但也有各自的局限性,因此在必要时可同时使用几种扩增技术,如多重巢式PCR、反向实时荧光定量PCR等。
1.为了降低免疫排斥反应,研究者借助 CRISPR/Cas9 技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9 系统主要由向导 RNA(sgRNA)和 Cas9 蛋白两部分组成,sgRNA 可引导 Cas9 蛋白到特定基因位点进行切割、其机制如图所示。下列说法错误的是( )
A.Cas9 蛋白作用于磷酸二酯键
B.sgRNA 通过与目标 DNA 碱基互补配对引导 Cas9 蛋白到位
C.sgRNA 会因错误结合而出现 “脱靶”现象,一般 sgRNA 序列越短,脱靶率越低
D.经过改造的转基因猪,可以利用核移植、胚胎分割得到更多的可移植器官供体
【答案】C
【分析】基因工程中的操作工具及其作用:
①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶),能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
②“分子缝合针”——DNA连接酶,E·coliDNA连接酶,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。
③“分子运输车”——载体。移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击,使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。
【详解】A、由于DNA和RNA之间可进行碱基互补配对,因而sgRNA可以特异性识别目标DNA分子,Cas9蛋白作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来,A正确;
B、由于DNA和RNA之间可进行碱基互补配对,因而sgRNA可以特异性识别目标DNA分子,进而引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,B正确;
C、sgRNA序列越短,DNA分子上与其互补的特定序列会越多,错误结合概率越高,C错误;
D、经过改造的转基因猪,可以利用核移植,胚胎分割得到更多的可移植器官供体,D正确。
故选C。
2.(多选)人胰岛素分子容易聚合导致药效降低,可采用PCR技术改造人胰岛素基因(下图),下列说法正确的是( )
A.可通过人工合成获取突变型目的基因
B.上述方法可将待突变序列改造成5´-AAGCCC-3´
C.需要在耐高温的DNA聚合酶作用下进行延伸
D.通过电泳检测PCR产物,可确定基因是否改造成功
【答案】ABC
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术,利用的原理是DNA复制,需要条件有模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶),过程包括:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、在基因工程中,可以通过人工合成的方法获取目的基因,包括突变型目的基因,A正确;
B、根据图示,正常引物延伸方向是从5'到3',突变引物延伸方向也是从5'到3',按照碱基互补配对原则,最终得到的突变序列应该是5'-AAGCCC-3’,B正确;
C、PCR过程需要高温来使DNA双链打开,故反应所需的DNA聚合酶需要耐高温,C正确;
D、原始基因与改造后的基因大小是相同的,故不能通过电泳检测PCR产物来确定基因是否改造成功,应采用测序的办法来确定,D错误。
碳中和与碳达峰
碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求,增加碳存储是实现碳中和的重要举措。地球系统存储碳的载体称为碳库,包括大气、土壤植物和海洋等。碳库可分为碳源(向大气中排放CO2)和碳汇(吸收大气CO2)。农田生态系统是最活跃的碳库,它既是碳源,也是碳汇。被海洋捕获的碳称为蓝碳,滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。
1.为应对气候变化和推动可持续发展,我国提出“碳达峰”、“碳中和”的双碳目标(碳中和是指系统在一定时间内,产生的CO2和消耗的CO2相等,达到CO2相对“零排放”的状态)。在分析碳循环各个构成的基础上,某科研小组提出了我国陆地生态系统碳循环模式图,其中括号内的数据为年变化量(109tC/a),未加括号的数据为库存量(109tC),下列说法错误的是( )
A.达到碳中和时,生物圈内所有生物呼吸释放的CO2量小于CO2的吸收量
B.碳在生物群落与非生物环境之间循环主要是以CO2的形式进行的
C.考虑人为因素时,该系统每年向大气净排放0.62×109tC的碳量
D.“土壤呼吸”即土壤微生物的无氧或有氧呼吸,是该生态系统排放二氧化碳最多的途径
【答案】D
【分析】有关“碳循环”知识点:1、碳在无机环境中的存在形式主要是碳酸盐和二氧化碳。2、碳在生物群落中的存在形式主要是含碳有机物。3、碳在生物群落和无机环境之间的主要以二氧化碳的形式循环。4、碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。5、碳循环过程为:无机环境中的碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落,生物群落中的碳通过呼吸作用、微生物的分解作用、燃烧进入无机环境。
【详解】A、碳中和是指系统在一定时间内,产生的CO2和消耗的CO2相等,达到CO2相对“零排放”的状态,达到碳中和时,生物圈内所有生物呼吸释放的CO2和工厂等化石燃料的燃烧产生的CO2总量等于所有生物固定的CO2总量,即生物圈内所有生物呼吸释放的CO2量小于CO2的吸收量,A正确;
B、碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行,碳元素在群落内部主要以含碳有机物的形式传递,B正确;
C、考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时,由图可知,在中国陆地生态系统中,吸收C的只有植物的光合作用;释放C的有土壤呼吸、人的呼吸、植物的呼吸作用、生物质燃烧和化石燃烧+水泥;因此这个条件下该系统年会向大气净排放的碳量=土壤呼吸+植物呼吸作用+生物质燃烧+(化石燃烧+水泥)—光合作用=(2.04+0.08+1.85+0.18+0.73-4.26)×109tC=0.62×109tC,C正确;
D、“土壤呼吸”包括土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤动物呼吸,以及一个非生物学过程,即含碳矿物质的化学氧化作用,D错误。
2.“碳达峰、碳中和”是我国应对全球气候变化向世界作出的郑重承诺,彰显了大国的责任意识和担当精神。在国家“十四五”规划中,加快推动绿色低碳发展已被列为重要目标。下列相关叙述错误的是( )
A.人类减少碳排放,增加碳储存是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措
B.大力开发矿产资源及消费者对有机碳的充分利用,可缓解碳排放量
C.人类饮食多肉少菜,会增大生态足迹进而扩大对生态和环境的影响
D.退耕还林、还草和垃圾分类回收处理,都能有效缩小人类的碳足迹
【答案】B
【分析】要如期实现2030年前碳达峰2060年前碳中和的目标,国家要以资源环境承载能力为基础,合理开发利用自然资源,坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持创新协调绿色开放共享的发展理念,要走绿色发展道路,处理好经济发展与生态环境的关系,坚持绿色富国,让人民群众切实感受到经济发展带来的环境效益要大力倡导节能环保低碳文明的绿色生产生活方式。
【详解】A、从全球碳循环的主要途径来看,增加碳储存、减少碳排放量是实现碳达峰和碳中和的重要举措,A正确;
B、开发新能源,减少二氧化碳的排放、增加生态系统的碳储量,可缓解碳排放量,大力开发矿产资源,不能缓 解碳排放量,B错误;
C、人类饮食多肉少菜,食肉产生的生态足迹大于食菜的生态足迹,因此会增大生态足迹进而扩大对生态和环境的影响,C正确;
D、退耕还林、还草可以吸收空气中的碳,而垃圾分类也可以达到物质的循环利用,以上都能有效缩小人类的碳足迹,D正确。
考场策略与时间管理
一、知识梳理:构建网络,查漏补缺
1.框架式复习:碎片知识体系化
生物学知识看似零散,实则内在逻辑紧密。建议考生以模块为单位,用思维导图串联核心概念。例如:
细胞代谢:以“光合作用—呼吸作用”为主线,整合酶、ATP、物质变化等知识点,结合C4植物、光呼吸等情境,重点对比光反应与暗反应的场所、原料、能量转换,清楚光反应和暗反应的联系。
遗传与变异:构建“分离定律→自由组合定律→伴性遗传→现代生物技术”的递进框架,强化结合酶切、电泳的实验设计能力。
2.回归教材:突出主干,关注细节
高考命题常以教材为蓝本。考生需精读以下内容:
核心概念:关注教材加粗术语,如“基因分离定律和自由组合定律的实质”“生物多样性”等,务必准确记忆。
经典实验:如“肺炎链球菌转化实验”“生长素发现历程”等,掌握实验设计思路与结论表述。
易忽略点:插图解析、小字注释、旁栏(如“批判性思维”)、课后习题等,近年常成为命题素材。
3.查漏补缺:攻克模块,关注热点
聚焦五大核心模块,即细胞代谢、遗传与变异、生命活动调节、生态、生物技术与工程,优先攻克薄弱板块。
关注热点,如“生态保护”“免疫与癌症治疗”“艾滋病预防”“基因编辑与RNA干扰”等。
二、提分策略:靶向突破,技巧增效
1.掌握技巧,提升思维品质
(1)选择题答题技巧
快速排除法:先排除明显错误选项,如“哺乳动物成熟红细胞有细胞核”,再分析剩余选项的差异,如“主动运输需要能量”与“协助扩散需要能量”。
关注限定词:圈出题干中“最可能”“不正确”“根本原因”等关键词,避免因粗心失分。
信息题破题:新材料题需将题干信息与教材知识结合,用“题干关键词+教材原理”推导答案。
(2)非选择题答题技巧
提倡“两遍读题”,第一遍快速阅读,第二遍放慢速度,缩小范围。
曲线坐标题:要弄清横、纵坐标的含义,关注拐点、趋势变化。
表格题:要比较组间差异,判断自变量与因变量的关系。
图形图解题:要从局部到整体,看清图解中的每一个过程。
实验探究题:要准确把握实验目的,明确实验原理,确定实验变量,设置对照实验等。
2.规范作答,分分必争
强化答题规范。对照真题答案,总结各类题型的得分关键词。明确答题要求,如“原因”、“依据”或“作用机制”等。长难句作答,要注意因果联系,做到逻辑合理。避免口语化表述,如用“生物富集”“生态位”等教材术语替代口语化表达。区分易混淆术语,如“细胞凋亡”和“细胞自噬”。
3.错题复盘,从失误中提炼“黄金”
错题整理应分类归因,如“知识漏洞”“逻辑推理错误”“信息获取与图表分析错误”等,有针对性地补足短板。
三、时间与身心管理:稳心态,保状态
1.科学规划:高效利用每一分钟
制订每日学习清单:背诵核心概念;限时训练,合理分配时间,先易后难,学会适度舍弃,确保得分最优化;整理和重做错题。
2.心态管理
“错题即机遇”,以积极心态复盘失误。通过积极心理暗示,如“我已充分复习”,缓解焦虑,避免陷入“时间恐慌”。
3.健康保障
保持规律作息,增加优质蛋白(鸡蛋、牛奶等)和维生素摄入,避免高糖高油饮食。每日安排适度运动,如散步,忌沉迷电子产品。
生物单选题用25分钟,生物知识的记忆和理解并重,要准确掌握生物学概念、原理和过程。
不定项约10分钟,谨慎选择答案,确保每个选项都有依据;
简答题和分析题约40分钟,注意生物实验设计的原则和方法,能够对实验结果进行合理分析和解释,运用生物学知识解决实际问题。
选择题: 拿不准的选择题尽量使用排除法确定答案,带绝对意思的选项一般不对。
非选择题:
①尽量使用专业术语;
②首选教材原文,次用题目原文,最后自编语言;
③语句通顺,条理清楚,意思完整;
④一般应注意根据所给横线长短确定答案字数;
⑤答案应写在指定位置;
⑥字迹清楚整齐,注意错别字。
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第I卷(选择题)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.下列关于温度对生命活动的影响,叙述正确的是( )
A.群落外貌和结构随温度周期性变化而改变
B.寒冷环境中人体产热大于散热以维持体温
C.植物光合速率随温度的升高不断增加
D.低温破坏酶的空间结构使酶活性降低
2.水葫芦(凤眼莲)原产于南美洲,其繁殖迅速且会覆盖水面,阻碍入侵水域阳光透入水体并消耗大量氧气,导致入侵地水生生物死亡。下列叙述错误的是( )
A.水葫芦不具有直接价值、但具有潜在价值
B.不同分布区的水葫芦种群之间存在地理隔离
C.不同的生境可能会导致水葫芦进化成不同的物种
D.水葫芦种群全部个体含有的全部基因构成其基因库
3.根的向地性与生长素(IAA)分布不均有关。对IAA敏感的启动子与绿色荧光蛋白基因形成的融合基因在根中表达情况如图,下列叙述错误的是( )
A.根的向地性利于植物吸收水分和无机盐
B.横放的根近地侧细胞生长速度大于远地侧细胞
C.可用农杆菌转化法将融合基因导入植物细胞中
D.绿色荧光的位置和强度代表IAA的分布和浓度
4.“绿水青山,就是金山银山”。为保护生物多样性,生态工作者对土壤动物丰富度进行调查。下列相关叙述正确的是( )
A.许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标记重捕法进行调查
B.调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时不用打开电灯
C.采集的小动物可放入体积分数为70%的酒精中,也可放入试管中
D.通过调查土壤样本中小动物的数量可推测该区域内土壤动物的丰富度
5.微生物平板划线和培养的具体操作如图所示,下列操作不正确的是( )
A.②③⑦⑧ B.④⑥⑦⑧ C.①②⑥⑧ D.①③④⑤
6.万寿菊花瓣可用来提取叶黄素。用秋水仙素处理万寿菊萌动的种子后进行播种,获得的植株自交,取若干F1植株叶片,用流式细胞仪(据细胞中DNA含量对细胞分别计数)检测,根据结果将F1分为3种类型(如图)。下列叙述正确的是( )
A.秋水仙素可抑制细胞分裂时着丝粒分裂
B.甲图所示植株一定没有发生可遗传变异
C.乙图所示植株每个细胞中DNA含量最高
D.实际生产叶黄素倾向选择丙图所示植株
7.下图是人体个体发育不同时期红细胞中珠蛋白(血红蛋白组成蛋白)基因表达的情况。相关叙述正确的是( )
A.甲基化可能会阻止解旋酶和RNA聚合酶先后结合启动子
B.甲基化位点差异导致珠蛋白基因在时间上发生了选择性表达
C.12周时起γ-珠蛋白基因会持续在红细胞内表达
D.ε-珠蛋白基因和γ-珠蛋白基因这对等位基因之间可以发生重组
8.研究人员取两个有活性的蛙心脏(如图),甲有某副交感神经支配而乙没有。二者置于成分相同的营养液中,刺激副交感神经后,甲心脏跳动速度减慢。从甲的营养液中取出部分液体注入乙的营养液中,乙心脏跳动也减慢。下列叙述错误的是( )
A.营养液成分应与蛙内环境成分相似
B.副交感神经释放的物质使心跳减慢
C.乙心脏跳动减慢是电信号转变为化学信号的结果
D.该实验为“细胞间传递化学信号”假说提供证据
9.薇甘菊是多年生绿色藤本植物,在其适生地能攀援、缠绕于乔灌木,重压于其冠层顶部,阻碍附主植物光合作用,继而导致附主死亡。因此,薇甘菊是世界上最具危险性的有害植物之一。科研人员研究了薇甘菊不同入侵程度对深圳湾红树林生态系统有机碳储量的影响,结果如下表。下列分析错误的是( )
有机碳含量/t·hm-2
未入侵区域
轻度入侵区域
重度入侵区域
植被碳库
51.85
50.86
43.54
凋落物碳库
2.01
3.52
5.42
土壤碳库
161.87
143.18
117.74
总计
215.73
197.56
166.70
A.调查薇甘菊种群密度的方法是样方法,薇甘菊与附主植物之间的关系是竞争
B.薇甘菊的入侵对原有物种造成的影响,属于群落演替的过程
C.植被碳库中的碳主要以有机物形式存在,这些碳的主要去路是以食物形式流向初级消费者
D.随着微甘菊入侵程度的加剧,凋落物碳储量显著增加,其原因是微甘菊入侵导致附主死亡,增加凋落物量
10.抑菌圈是菌体产生的某种物质抑制了培养基中原涂布菌株的生长,而在菌落周围形成的不长菌的区域。如图是将相同大小的含有不同抗生素的灭菌滤纸片A、B、C、D放在培养基甲上,用于判断抗生素的杀菌能力,乙为甲培养一段时间后的结果。下列叙述错误的是( )
A.用湿热灭菌法对培养基灭菌后,待其冷却至室温再开始倒平板
B.实验时只需将用无菌水配制成的细菌悬液均匀涂布在甲培养基上
C.四个滤纸片大小保持一致可避免无关变量对实验结果造成的干扰
D.由乙培养基上的结果可知不同抗生素的抑菌能力大小为B>A>C>D
11.为研究细胞对胞外蛋白的利用机理,研究人员在不同条件下培养了不同的胰腺癌细胞,结果如图,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用。下列推测错误的是( )
A.胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏
B.胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质
C.氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力升高
D.氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响
12.人体内苯丙氨酸代谢途径如下图1所示。尿黑酸积累会导致尿黑酸症,发病率是1/10000,由常染色体上B基因编码的尿黑酸氧化酶异常引起,原因是B基因发生碱基对、替换或缺失。下图2为尿黑酸症的家系图,其中④为患者,对其家庭的部分成员进行相关基因电泳检测,结果如图3所示。下列叙述错误的是( )
A.由图1可知,基因与性状不一定是一一对应的关系
B.尿黑酸氧化酶应该是图1中的酶③,酶⑤的缺失会导致人患白化病
C.由图1分析,酪氨酸是人体的一种必需氨基酸
D.如果图2中⑤号个体表型正常,则电泳检测出现两条带的概率为1/3
13.交感神经可通过去甲肾上腺素(NE)刺激白色脂肪组织中的间充质基质细胞(MSC),MSC分泌的神经营养因子(GDNF)可促进淋巴细胞(ILC2)分泌IL-5,从而促进脂肪细胞中脂肪的分解(如图1)。RET和ADR分别是MSC或ILC2上的受体,为确定这两种受体与MSC和ILC2的对应关系,研究人员利用阻断ADR的小鼠进行实验(如图2)。以下叙述错误的是( )
A.NE、GDNF和IL-5作为信号分子,都会与特异性受体结合
B.受体ADR最可能位于ILC2细胞,受体RET位于MSC细胞
C.神经递质NE与受体结合后,使效应细胞的生理活动发生改变
D.脂肪细胞中脂肪的分解既受神经调节,又受神经-体液调节
14.根据生物栖息环境和进化策略可把生物分为r选择生物(如东亚飞蝗)和K选择生物(如大熊猫),r选择生物适应干旱和寒带等多变环境:K选择生物适应稳定的环境。如图为上述两类生物的种群数量变化曲线,图中Nt和Nt+1表示种群的上代和下代,图中虚线表示Nt+1/Nt=1,S为种群数量的平衡点,X为K选择生物的灭绝点。下列相关叙述错误的是( )
A.在S点之前,随种群密度增大r选择生物的种群数量呈现S形增长
B.图中S点相当于种群的K值,种群密度大于S后会引起种群密度持续下降
C.若K选择生物种群密度下降接近X点,应分析下降原因并不断给予保护
D.在防治东亚飞蝗时,需要长期控制其密度不能期望通过一次杀灭达到目的
15.抗体结构分为可变区(V区)和恒定区(C区),与抗原特异性结合的区域被称为CDR区,位于V区中。由杂交瘤技术制备的鼠源单抗可诱导人体产生抗单抗抗体(ADAs),从而降低其治疗效果。单克隆抗体经过了四代的发展:小鼠单克隆抗体→嵌合单克隆抗体(将小鼠V区代替人类V区)→人源化单克隆抗体(只有小鼠来源的CDR区,其余由人类免疫球蛋白G框架组成)→全人源单克隆抗体。下列关于单克隆抗体的叙述,正确的是( )
A.杂交瘤细胞一般是由小鼠的骨髓瘤细胞和浆细胞融合形成的
B.嵌合单克隆抗体、人源化单克隆抗体诱发产生ADAs的强度依次升高
C.人鼠嵌合单抗的制备过程涉及蛋白质工程和细胞工程等生物技术
D.人编码抗体的基因转移至小鼠中,小鼠表达出的均为完全人源化单抗
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.线粒体病大多属于母系遗传,一旦母体存在缺陷,婴儿也会受到影响。线粒体捐赠治疗有望根除线粒体病,其基本操作流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.母亲和捐赠者通常都需注射促性腺激素释放激素来获得更多的卵母细胞
B.重组卵母细胞受精完成的标志是出现两个极体或者雌、雄原核融合
C.线粒体功能正常的婴儿具有捐赠者的质基因和父母的全部核基因
D.线粒体捐赠者携带的血友病致病基因不会遗传给线粒体功能正常的婴儿
17.细胞外囊泡(EVs)是细胞分泌的包裹着生物活性分子的脂质双层球体。水稻受到某真菌侵染时,会释放富含防御蛋白的EVs。这些EVs与真菌细胞的相互作用过程如图所示,该过程中Rab识别锚定蛋白后,v—SNARE与t—SNARE结合,将EVs暂时固定在真菌细胞膜上,有利于EVs将防御蛋白输送至真菌细胞内,从而抑制真菌的致病性。下列叙述正确的是( )
A.水稻细胞防御蛋白的形成与生长素的合成和分泌过程相同
B.可采用3H标记氨基酸研究水稻细胞中防御蛋白的合成和分泌过程
C.植物细胞通过EVs输送防御蛋白与动物通过神经递质传递信息的过程相同
D.由图可知,v—SNARE的结构特异性保证了EVs将信息准确送至真菌细胞中
18.在鱼塘中投放了一批某种鱼苗,一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如图1所示。研究人员测得该鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值如图2所示。下列说法错误的是( )
A.流入该鱼塘的总能量是生产者固定的总能量
B.若在此期间鱼没有进行繁殖,则图中1表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是丙、乙、甲
C.图2中第二营养级粪便中的能量属于a2,第三营养级粪便中的能量属于b2
D.该鱼塘中第二和第三营养级之间的能量传递效率为b3/(a2+d1)×100%
19.如图为机体B细胞的产生、分化过程。下列叙述正确的是( )
A.造血干细胞形成活化B细胞的过程中相关基因进行了选择性表达
B.浆细胞高度分化,失去分裂能力,且不能特异性识别抗原
C.记忆B细胞保持了对抗原的识记能力,且能分泌细胞因子
D.B细胞的增殖、分化需要辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与之相结合
20.西瓜瓜皮颜色有深绿和浅绿,由一对等位基因控制,用纯合体P1(深绿)、P2(浅绿)杂交,F2 深绿:浅绿=3:1,为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位,电泳检测F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSRI和SSR2的扩增产物,结果如图。已知SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR。SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体。在P1和P2中SSR1长度不同, SSR2长度也不同。下列说法正确的是( )
A.据图推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体
B.据图推测控制瓜皮颜色的基因不位于9号和1号染色体
C.15号植株同时含有两亲本SSR2序列,根本原因是基因突变
D.15号植株同时含有两亲本的SSRI序列的根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(11分)图1为某植物光合作用过程示意图,其中Ⅰ~Ⅲ代表物质,①~②代表过程。图2为叶绿体类囊体薄膜局部放大,其中PSI和PSⅡ表示光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体,可裂解水产生H+和氧释放到类囊体腔中。回答下列问题:
(1)图1中Ⅱ物质是 ,①过程为 。
(2)图2中PSⅡ接受光能激发释放的e-的最初供体是 ,e-经过一系列的传递体形成电子流,e-的最终受体是 。PSⅡ作用的结果会使类囊体内pH (填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)图2中合成ATP依赖于类囊体薄膜两侧的H+浓度差,图中使膜两侧H+浓度差增加的过程有 (答两点)。
(4)科研人员进行了该植物应对高光照条件的光保护机制的探究实验,结果如图3所示。据图3分析,在高光照条件下,类囊体蛋白PsbS(一种光保护蛋白,可将植物吸收的多余光能以热能形式散失)数量变化比叶黄素转化对绿色植物的保护作用 (填“强”或“弱”),理由是 。
22.(11分)海獭属于鼬科动物,跟陆地上的黄鼠狼是亲戚,食物大部分是海底运动能力弱的贝类、鲍鱼、海胆等,有时也吃些海带和鱼类。它很少在陆地或冰上觅食,大半的时间都待在水里,连生产与育幼也都在水中进行。其毛皮非常贵重,曾因人类的猎杀而濒临灭绝。研究人员对北太平洋某群岛海獭的种群数量进行跟踪调查,结果如图甲。在此期间,研究人员还调查了该群岛中海胆和海带的生物量,结果如图乙。回答下列问题:
(1)海獭肥圆,底部细,前肢短,后肢扁而宽,鳍状,趾间具蹼,善于在海中游泳和潜水,这是 的结果。
(2)据图甲可知,在调查期间,上述群岛中海獭的年龄结构为 。研究人员调查该群岛中海胆和海带的生物量常采用的方法是 ,使用此方法的关键是 。根据调查结果,推测海獭、海胆和海带之间存在的能量流动渠道为 (用文字和箭头表示)。
(3)研究人员比较存在海獭和缺少海獭的生态系统鱼类多样性,同时科研人员对该海域中海胆和帽贝影响海藻覆盖率进行了相关研究,结果分别如图丙和丁所示。结合(1)(2)有关信息,分析出现图丙所示现象的原因是 。该海域的海獭遭受破坏性捕杀一段时间后,帽贝的数量逐渐下降,原因是 。
23.(11分)人体受到紧张和危险等刺激时,神经系统会调节肾上腺分泌相关激素,以维持人体自身稳态并适应环境,调节机制如图所示。回答下列问题:
(1)遭遇危险时,交感神经分泌的乙酰胆碱可作用于肾上腺髓质,促进肾上腺髓质分泌肾上腺素,该调节属于 (填“神经调节”“体液调节”或“神经一体液调节”),说明肾上腺细胞表面有 ,此时交感神经末梢和其所支配的肾上腺相当于反射弧中的 ,肾上腺素能引起心跳加快、血压升高等生理效应,有助于机体快速作出反应。
(2)危险刺激还可通过 轴,使肾上腺皮质分泌的糖皮质激素增加,该过程体现了糖皮质激素的分泌具有分级调节的特点,这种调节机制的意义是 ;机体内激素的分泌具有这种调节方式的激素还有 (答出1种即可)。
(3)糖皮质激素能够进入细胞与细胞内的受体结合,从而促进肝糖原分解和抑制葡萄糖进入组织细胞,在血糖浓度调节方面与胰高血糖素具有 (填“协同”或“相抗衡”)作用。
(4)长期较大剂量地使用糖皮质激素容易引起肾上腺皮质萎缩,分析其原因可能是 。
24.(11分)某两性花二倍体植物的花色有4种表型:紫色、红色、粉色和白色,由3对等位基因(A/a、B/b和D/d)共同决定,其中A/a与另2对等位基因不在同一对同源染色体上,且只要含有aa就表现白色,基因A不影响上述2对基因的功能。现有4个不同纯合品系甲、乙、丙和丁植株若干,进行了以下杂交实验,结果如表所示。不考虑其他突变、致死、染色体变异和染色体互换,回答相关问题:
实验Ⅰ
实验Ⅱ
P
甲(紫色)×乙(白色)
丙(红色)×丁(白色)
F1
紫色
紫色
F1自交,得到F2
紫色:粉色:白色≈9:3:4
紫色:红色:白色≈6:6:4
(1)在实验Ⅰ中,甲的基因型为 ,乙的基因型为 ,F2中紫色个体中有 种基因型。
(2)请在答题卡相应位置画出实验ⅡF1体细胞中控制花色性状的基因在染色体上的位置关系 。(注:用表示在圆圈中,其中横线表示染色体,圆点表示基因所在位置,并标注各基因的字母,不考虑基因在染色体上的顺序)
在实验ⅡF2白色个体中,纯合子的比例为 。让实验Ⅱ所有F2的紫色植株都自交一代,白色植株在全体子代中的比例为 。
(3)现有一株实验ⅡF2紫花植株,欲鉴定其基因型,请选择上述实验中出现的植株,设计最简便的杂交方案,写出实验思路和预期结果及结论。
实验思路: 。
预期结果及结论: 。
25.(11分)无核葡萄品质优良,但抗寒性差。我国科学家以中国野生葡萄资源中抗寒性最强的山葡萄为材料,对抗寒基因Va的功能展开相关研究。
(1)通过前期研究结果,科研人员推测Va基因可能为转录因子。转录因子是一类特定的蛋白,可以调控 与启动子的结合。
(2)为进一步验证Va基因的转录激活功能,科研人员利用pG载体首先构建了重组质粒,导入到敲除GAL4基因的酵母AH109菌株中(图1)。GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白,AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株,只有在添加相应氨基酸的培养基中才能生长。
图1
①敲除GAL4的原因是 。科学家运用CRISPR/Cas9基因编辑系统(图2)实现对GAL4的敲除,sgRNA序列必须以CAL4基因中的一段特异性序列为设计依据,目的是 。
②为了能够筛选得到重组酵母,培养基的配方为下列选项中的 组,此外还需额外添加 ,通过显色反应做进一步验证。
A组:加色氨酸和组氨酸
B组:不加色氨酸和组氨酸
C组:加组氨酸,不加色氨酸
D组:加色氨酸,不加组氨酸
③研究人员运用GAL4基因和pG质粒构建了pG-GAL4重组载体,并将其导入酵母菌作为对照组1,那么实验组的处理是导入 。另外,还需设置一个对照组2,即导入 ,然后将上述三组酵母菌同时接种于同一块平板的三个区域。
④预测对照组1、2和实验组的菌落生成及颜色情况分别是:有菌落和蓝色、 和 。
(3)利用本地不抗寒葡萄品种“红地球”进一步探究Va基因的功能,科研人员构建了含Va基因和抗除草剂基因的稳定表达载体,用 法进行转染。请选择正确的后续实验操作并进行排序 。
A.72小时室温培养
B.72小时低温诱导培养
C. 用PCR方法筛选出Va基因阳性植株
D.检测植株中Va蛋白的含量
E. 用不含组氨酸的培养基筛选愈伤组织
F. 用含除草剂的培养基筛选愈伤组织
《全真模拟1》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
B
C
A
D
B
C
C
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
B
B
C
ABC
B
ACD
ABD
AC
1.A
【分析】低温抑制酶活性,高温、强酸、强碱的等因素会导致酶变性失活。
温度可以通过影响酶活性影响相关的代谢过程。
【详解】A、群落外貌和结构随温度周期性变化而改变,如群落的季节性,A正确;
B、寒冷环境中人体产热=散热,B错误;
C、在达到光合作用的最适温度之前,光合速率会随着温度的升高而升高,超过最适温度,光合速率会随着温度的升高而降低,C错误;
D、低温不破坏酶的空间结构,D错误。
故选A。
2.A
【分析】生物多样性的价值:
(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。
(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。
(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】A、直接价值指对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的,水葫芦具有直接价值和潜在价值,A错误;
B、同种生物由于地理障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象,叫作地理隔离,因此不同分布区的水葫芦种群之间存在地理隔离,B正确;
C、自然选择通过作用于种群中个体的表现型,使适应环境的个体生存,不适应环境的个体逐渐被淘汰而定向改变种群的基因频率,进而使生物向着一定的方向进化,因此不同的生境可能会导致水葫芦进化成不同的物种,C正确;
D、一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库,水葫芦种群全部个体含有的全部基因构成其基因库,D正确。
故选A。
3.B
【分析】根的向地性生长:根尖受到重力的影响,导致近地侧生长素浓度高于远地侧,抑制了近地侧细胞的生长,所以近地侧细胞生长速度慢。
【详解】A、根的向地性利于植物从土壤中吸收水分和无机盐,A正确;
B、横放的根近地侧细胞生长素浓度高,生长受到抑制,所以生长速度小于远地侧细胞,B错误;
C、可用农杆菌转化法将融合基因导入植物细胞中,因为农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以将目的基因转入植物染色体DNA,C正确;
D、题干中将对IAA敏感的启动子与绿色荧光蛋白基因形成融合基因,所以绿色荧光的位置和强度代表IAA的分布和浓度,D正确。
故选B。
4.C
【分析】探究土壤中动物类群丰富度时,常用取样器取样法进行采集,用目测估计法或记名计算法进行统计。
【详解】A、探究土壤中动物类群丰富度时,常用取样器取样法进行采集,用目测估计法或记名计算法进行统计,A错误;
B、在诱虫器上方打开电灯,利用土壤小动物的避光性进行采集,B错误;
C、采集的小动物可用体积分数为70%的酒精处理,以便保存,也可放入试管中,C正确;
D、通过调查土壤样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度,D错误。
故选C。
5.A
【分析】稀释涂布平板法分离纯化土壤中微生物的正确操作步骤是:倒平板→制备梯度稀释液→涂布(或划线法)→培养→挑单菌落→保存。
【详解】②不能完全握住棉塞,③试管口不能通过火焰,会杀死目的菌,⑦接种环划线时首尾不能相连,⑧在恒温培养箱中培养时应将平板倒置,其余操作均正确,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.D
【分析】有丝分裂过程:
(1)分裂间期:DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(2)分裂期(以高等植物细胞为例):①前期:染色质丝螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,细胞两极发出纺缍丝,形成纺缍体。②中期:染色体的着丝点排列在赤道板(赤道板只是一个位置,不是真实的结构,因此赤道板在显微镜下看不到)上。染色体的形态稳定,数目清晰,便于观察。这个时期是观察染色体的最佳时期。③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,分别移向细胞两极,分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。④末期:染色体变成染色质,纺缍体消失,出现新的核膜和核仁,出现细胞板,扩展形成细胞壁,将一个细胞分成两个子细胞。
【详解】A、秋水仙素能抑制纺锤体的形成,不能抑制着丝粒的分裂,A错误;
B、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,秋水仙素处理可能导致染色体数目变异,这些变异是可遗传的,B错误;
C、据图可知,乙图所示的细胞中DNA含量普遍高于甲图和丙图,但并不能表明乙图所示植株每个细胞中DNA含量最高,有些与处理前可能相同,C错误;
D、丙图所示细胞中DNA含量的最大值高于细胞甲,此时的细胞数目多于甲,说明此时万寿菊已经实现了染色体数目的加倍,而处于分化程度较高的阶段,所以实际生产叶黄素倾向选择丙图所示植株,D正确。
故选D。
7.B
【分析】人类胚胎发育至第6周,γ-珠蛋白基因的启动子发生甲基化,使RNA聚合酶不能识别,从而不能表达,而ε-珠蛋白基因可正常表达。在胚胎发育第12周,ε-珠蛋白基因的启动子发生甲基化,使RNA聚合酶不能识别,从而不能表达,而γ-珠蛋白基因可正常表达。
【详解】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,可驱动基因转录出mRNA,启动子被甲基化后,甲基化可能会阻止RNA聚合酶结合启动子,转录时不需要解旋酶,A错误;
B、据题图分析可知,胚胎发育至第6周,ε-珠蛋白基因表达,γ-珠蛋白基因由于启动子发生甲基化而使其不能表达,胚胎发育至第12周,ε-珠蛋白基因由于启动子被甲基化而导致其不能表达,γ-珠蛋白基因表达,说明甲基化位点差异导致珠蛋白基因在时间上发生了选择性表达,B正确;
C、据题图分析可知,胚胎发育至第12周,γ-珠蛋白基因表达,据此不能说明12周时起γ-珠蛋白基因会持续在红细胞内表达,C错误;
D、ε -珠蛋白基因和 γ-珠蛋白基因位于同一个DNA分子上,不属于等位基因,D错误。
故选B。
8.C
【分析】交感神经兴奋,使心跳加快,副交感神经兴奋,使心跳减慢。
【详解】A、营养液成分应该与蛙内环境成分相似,以维持蛙心脏正常的结构和功能,A正确;
B、根据“从甲的营养液中取出部分液体注入乙的营养液中,乙心脏跳动也减慢”可知,副交感神经释放的物质使心跳减慢,B正确;
C、乙心脏跳动减慢是化学信号转变为电信号的结果,C错误;
D、根据“从甲的营养液中取出部分液体注入乙的营养液中,乙心脏跳动也减慢”可知,导致心脏变慢的是一种化学物质,为“细胞间传递化学信号”假说提供证据,D正确。
故选C。
9.C
【分析】1、样方法--估算种群密度最常用的方法之一
(1)概念:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
(2)适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等。
2、初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。
次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
3、输入第一营养级(生产者)的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量,一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来;另一部分则被初级消费者摄入体内,这样,能量就流入了第二营养级。
【详解】A、调查植物种群密度的常用方法是样方法,薇甘菊与附主植物都属于植物,因争夺空间、资源等而存在竞争关系,A正确;
B、薇甘菊的入侵改变了群落的物种组成,但是原来有的土壤基本保留,属于群落的次生演替,B正确;
C、植被碳库中的碳主要以有机物形式存在,这些碳的主要去路有通过植物的呼吸作用以CO2形式释放到无机环境中、以食物形式流向消费者,以残枝败叶等形式流向分解者,C错误;
D、由表格可知,随着薇甘菊入侵程度的加剧,凋落物碳储量显著增加,根据题干可知,薇甘菊入侵阻碍了附主植物的光合作用,继而导致附主死亡,从而增加了凋落物量,D正确。
故选C。
10.A
【分析】对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理是的就是对照组。
【详解】A、用湿热灭菌法对培养基灭菌后,待其冷却至50℃左右开始倒平板,若待其冷却至室温,培养基早已凝固,无法再倒平板,A错误;
B、依题意可知,实验时只需将用无菌水配制成的细菌悬液均匀涂布在甲培养基上,并放置相应的含有不同抗生素的大小相同的滤纸片,培养一段时间后即可获得培养基上的实验结果,B正确;
C、滤纸片的大小为实验的无关变量,四个滤纸片大小保持一致可避免无关变量对实验结果的干扰,C正确;
D、通过计算抑菌圈的直径与滤纸直径的比值可以辨别抑菌能力的强弱,比值越大,抗生素的抑菌能力越强,分析图乙中的培养结果可知,不同抗生素的抑菌能力大小为B>A>C>D,D正确。
故选A。
11.C
【分析】题意显示,蛋白质LYSET在溶酶体形成中起重要作用,LYSET缺失胰腺癌细胞溶酶体形成障碍,因而不能将胞外的蛋白质分解掉,导致细胞缺乏氨基酸而无法增殖。
【详解】A、图示结果显示,LYSET缺失胰腺癌细胞在氨基酸充足的培养基中与正常的胰腺癌细胞无差异,而在氨基酸匮乏的培养基中表现出生长缓慢的特点,因而推测,胰腺癌细胞可摄取利用胞外蛋白,但不能完全弥补氨基酸的匮乏,A正确;
B、LYSET缺失胰腺癌细胞在供应蛋白质和氨基酸缺乏的培养基上几乎不能增殖,说明胰腺癌细胞依赖溶酶体分解摄取的蛋白质,B正确;
C、结合A、B项分析可知,氨基酸匮乏时,抑制LYSET功能后溶酶体形成障碍,因而获取氨基酸能力下降,因而会使胰腺癌细胞合成蛋白质的能力下降,C错误;
D、根据图2结果可以看出,氨基酸充足时,LYSET对胰腺癌细胞摄取利用胞外氨基酸无明显影响,D正确。
故选C。
12.C
【分析】基因与性状不是简单的一一对应关系。一般情况下,一个基因控制一个性状,有时一个性状受多个基因的控制,一个基因也可能影响多个性状;基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用共同精细地调节着生物的性状,生物性状是基因与环境共同作用的结果。
【详解】A、从图1可知,苯丙氨酸代谢途径中多个基因参与,一个基因可能参与多个代谢过程,一种性状可能由多个基因控制,所以基因与性状不一定是一一对应的关系,A正确;
B、因为尿黑酸积累会导致尿黑酸症,由染色体上B基因编码的尿黑酸氧化酶异常引起,所以尿黑酸氧化酶应该是图1中的酶③。 而酶⑤缺失会使酪氨酸不能转化为黑色素,导致人患白化病,B正确;
C、从图1可知,苯丙氨酸在酶①的作用下可转化为酪氨酸,说明酪氨酸可以在人体内合成,属于非必需氨基酸,而不是必需氨基酸,C错误;
D、假设B基因发生碱基替换的基因为BL,碱基缺失的基因为BS,则①号个体表现正常且无条带2,说明其基因型由两个等长的基因组成,即BBL,同理②号个体基因型为BBS,④号个体基因型为BLBS,⑤号表型正常个体的基因型可以为BB、BBL、BBS,只有BBS会被检测出两条带,概率为1/3,D正确。
故选C。
13.B
【分析】兴奋在神经元之间的传递是涌过突触完成的,突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙,突触前膜内的突触小泡含有神经递质,神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙,作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制。由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜上的受体,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。
【详解】A、图1中的NE(神经递质)、GDNF(神经营养因子)和IL-5(细胞因子)作为信号分子,都是通过与特异性受体结合发挥作用,A正确;
B、分析图2可知,阻断ADR后,IL-5和GDNF的分泌量相较于对照组均下降,说明MSC接受到的信号减少,说明阻断ADR后,MSC细胞上的受体不能接受信号,进而影响下游ILC2细胞上的受体接受GDNF的信号,从而导致IL-5分泌量也下降,故受体ADR最可能位于MSC,受体RET位于ILC2,B错误;
C、神经递质 NE 由交感神经释放,作为信号分子与效应细胞(如 MSC 细胞)上的受体结合后,会引发效应细胞的生理活动发生改变,比如促使 MSC 分泌 GDNF,C正确;
D、从图 1 可知,交感神经释放 NE 调节脂肪分解,这属于神经调节;同时 NE 刺激 MSC 分泌 GDNF,GDNF 促进 ILC2 分泌 IL - 5,IL - 5 促进脂肪分解,这一系列过程中有体液中化学物质的参与,属于神经 - 体液调节,D正确。
故选B。
14.B
【分析】r对策物种只是一个稳定平衡点而没有绝灭点,这正是人们消除有害生物的危害所面临的状况。图中K对策生物种群数量类似呈S型曲线增长,K对策生物的种群数量高于或低于S点时,都会趋向该平衡点,因此种群通常能稳定在一定数量水平上,即环境所能容纳的该种群的最大值,称为环境容纳量。
【详解】A、在S点之前,从图中可以看出,随着种群密度增大,r选择生物的Nt+1/Nt的值先增大后减小,当Nt+1/Nt>1$时种群数量增加,且增长速率先增大后减小,所以r选择生物的种群数量呈现S形增长,A正确;
B、图中S点为种群数量的平衡点,当种群密度大于S后,Nt+1/Nt<1,种群数量会下降,但不会持续下降,因为存在负反馈调节,种群数量会在S点附近波动,B错误;
C、X为K选择生物的灭绝点,若K选择生物种群密度下降接近X点,说明种群数量处于危险状态,此时应分析下降原因并不断给予保护,防止其灭绝,C正确;
D、东亚飞蝗属于r选择生物,适应多变环境,繁殖能力强等,所以在防治东亚飞蝗时,需要长期控制其密度,不能期望通过一次杀灭达到目的,D正确。
故选B。
15.C
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、杂交瘤细胞可由骨髓瘤细胞和小鼠的B细胞融合而成,A错误;
B、结合题意可知,该技术鼠表达出完全人源化单抗,故嵌合单克隆抗体、人源化单克隆抗体诱发产生ADAs的强度依次降低,B错误;
C、人鼠嵌合单抗的制备过程涉及将小鼠 V 区基因与人类抗体基因拼接等蛋白质工程技术,以及细胞融合等细胞工程技术,C正确;
D、人编码抗体的基因转移至小鼠中,小鼠表达出的不一定是完全人源化单抗,可能还会受到小鼠自身细胞内一些因素的影响,导致表达产物并非完全符合人源化单抗的预期,D错误。
故选C。
16.ABC
【分析】卵母细胞的获取过程中,需要对女性进行超数排卵处理,处理方法是给女性注射促性腺激素
【详解】A、在卵母细胞的获取过程中,需要对女性进行超数排卵处理,处理方法是给女性注射促性腺激素,A错误;
B、常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,雌、雄原核融合形成合子标志着受精完成,B错误;
C、精子和卵细胞经减数分裂形成,故线粒体功能正常的婴儿同时拥有父母的部分核基因和捐献者的细胞质基因,C错误;
D、血友病是伴X染色体隐性遗传病,线粒体捐赠者的卵母细胞去除了细胞核只是提供了细胞质基因,D正确。
故选ABC。
17.B
【分析】分泌蛋白的运输需要囊泡的参与,该过程中高尔基体接受来自内质网的囊泡,同时将加工成熟的蛋白质以囊泡的形式转运出去。
【详解】A、生长素不是蛋白质,因此与防御蛋白的形成过程不同,A 错误;
B、可采用3H 标记氨基酸研究水稻细胞中防御蛋白的合成和分泌过程,B 正确;
C、植物细胞通过 EVs 输送防御蛋白是通过 EVs 与真菌细胞膜融合将防御蛋白输送至真菌细胞,从而抑制真菌的致病性,动物通过神经递质传递信息的过程是突触小体内囊泡通过胞吐作用将神经递质释放到突触间隙再作用于突触后膜上的受体,因此二者过程不相同,C 错误;
D、Rab 起到特异性识别并结合真菌细胞膜上的锚定蛋白,保证了 EVs 将信息准确送至真菌细胞中,v-SNARE 的结构是否具有特异性未知,但无法保证 EVs 将信息准确送至真菌细胞中,D 错误。
故选 B。
18.ACD
【分析】图1曲线分析:在鱼池中投放一批某种育苗,理想情况下鱼苗会经历幼年、成年、死亡的过程。随时间变化的过程中,由于该鱼种群没有进行繁殖,种群数量在投放时最大,而后逐渐减小,直至趋近于0,故种群数量对应的曲线是丙;鱼苗由幼年到成年,不断摄食、生长,个体重量会逐渐增加到一定程度,而后基本不变,最终死亡,故个体重量对应的曲线是乙;由于前期种群中个体增重比较快,个体死亡数量比较少,前期种群总重量会逐渐升高,而后期个体死亡率增大,且个体增重速率减小或基本不再增重,所以后期种群总重量会减小,故种群总重量对应的曲线是甲。
【详解】A、如图所示,该鱼塘生态系统有人工饲料的投入,所以流入该鱼塘的总能量是生产者固定的总能量加上投入的人工饲料中的能量,A错误;
B、由于该鱼种群没有进行繁殖,种群数量在投放时最大,而后逐渐减小,直至趋近于0,故种群数量对应的曲线是丙;鱼苗由幼年到成年,不断摄食、生长,个体重量会逐渐增加到一定程度,而后基本不变,最终死亡,故个体重量对应的曲线是乙;由于前期种群中个体增重比较快,个体死亡数量比较少,前期种群总重量会逐渐升高,而后期个体死亡率增大,且个体增重速率减小或基本不再增重,所以后期种群总重量会减小,故种群总重量对应的曲线是甲,B正确;
C、某营养级粪便中的能量是其没有同化的能量,属于上一营养级同化的能量中流向分解者的一部分,由于d1和d2为摄入的饲料量(粪便中也有来自未消化吸收的饲料中的能量),因此图 2 中第二营养级粪便中的能量属于 a3+d1,同理,第三营养级粪便中的能量属于b₂+d₂, C错误;
D、题干未给a、b代表的是同化量,还是摄入量,无法计算粪便中的能量。 营养级之间的能量传递效率应为同化量,既然d1为摄入量,则无法计算第二营养及到第三营养级的能量传递效率,D错误。
故选ACD。
19.ABD
【分析】体液免疫的过程:少数抗原直接刺激B细胞,大部分抗原被抗原呈递细胞吞噬,将抗原信息呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞和B细胞结合是B细胞活化的第二个信号,辅助性T细胞分泌细胞因子促进B细胞分化为浆细胞和记忆B细胞,浆细胞分泌抗体,抗体与抗原结合,抑制抗原增殖和对人体细胞的粘附。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,造血干细胞形成活化B细胞的过程是细胞分化的结果,该过程是基因进行选择性表达的结果,A正确;
B、浆细胞属于高度分化的细胞,不具有增殖能力,浆细胞分泌的抗体能特异性识别抗原,但浆细胞不能识别抗原,B正确;
C、辅助性T细胞分泌的细胞因子可以促进B细胞的增殖、分化,使B细胞分化为浆细胞和记忆B细胞;记忆B细胞,能识别抗原并在较长时间内保持对相关抗原的记忆,C错误;
D、B细胞的活化需要两个信号刺激,第一个信号是 (一些)病毒和B细胞直接接触,第二个信号是辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,D正确。
故选ABD。
20.AC
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。基因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;在减数分裂的过程中,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。
【详解】AB、电泳检测实验①F2中浅绿瓜植株、P1和P2的SSR1和SSR2的扩增产物,由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中都含有P2亲本的SSR1,而SSR1和SSR2分别位于西瓜的9号和1号染色体上,故推测控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体上,A正确,B错误;
CD、由电泳图谱可知,F2浅绿瓜植株中只有15号植株含有亲本P1的SSR1,推测根本原因是F1在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换,产生了同时含P1、P2的SSR1的配子,而包括15号植株在内的半数植株同时含有两亲本的SSR2,根本原因是F1减数分裂时同源染色体分离,非同源染色体自由组合,随后F1产生的具有来自P11号染色体的配子与具有来自P21号染色体的配子受精,C正确,D错误。
故选AC。
21.(11分,除标记外,每空1分)
(1) O2 CO2的固定
(2) H2O NADP+ 降低
(3)水光解产生氢离子、氢离子在膜外与NADP+结合形成NADPH、氢离子通过膜蛋白从膜外运入膜内(2分)
(4)强(2分) 实验C组(抑制类囊体蛋白PsbS)与实验B组(抑制叶黄素转化)相比较,C组(抑制类囊体蛋白PsbS)光合作用效率降低幅度更大(2分)
【分析】 光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成两个过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。
【详解】(1)Ⅱ物质是水光解的产物,为释放到叶绿体外的氧气。①过程C5作为反应物和二氧化碳生成C3,为CO2的固定。
(2)据图2可知,PSⅡ接受光能激发释放的e-的最初供体是水,来自水的光解,e-经过一系列的传递体形成电子流,e-的最终受体是NADP+,用于合成NADPH。PSⅡ作用的结果会使H+释放到类囊体腔中,因此会使类囊体内pH降低。
(3)水光解产生氢离子,氢离子在膜外与NADP+结合形成NADPH,氢离子通过膜蛋白从膜外运入膜内,使得膜内氢离子浓度高于膜外,氢离子顺浓度梯度跨膜运输可提供势能。
(4)本实验探究的是植物应对高光照条件的光保护机制,实验C组(抑制类囊体蛋白PsbS)与实验B组(抑制叶黄素转化)相比较,C组(抑制类囊体蛋白PsbS)光合作用效率降低幅度更大,说明在高光照条件下,类囊体蛋白PsbS数量变化比叶黄素转化对绿色植物的保护作用强。
22.(11分,除标记外,每空1分)
(1)长期自然选择
(2) 衰退型 样方法 随机取样 (2分)
(3) 由于存在海带→海胆→海獭这条食物链,当海獭数量减少时,海胆数量增加,使海带的数量减少,直接或间接为鱼类提供的食物和栖息场所减少,最终导致鱼类生物多样性降低(3分) 大量捕杀海獭后,海胆大量繁殖,导致海藻数量减少,帽贝因缺少食物和栖息场所数量下降(2分)
【分析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分主要包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构是指食物链和食物网。其中生产者是生态系统的主要成分。
【详解】(1)海獭肥圆,底部细,前肢短,后肢扁而宽,鳍状,趾间具蹼,这些性状有利于海獭在海中游泳和潜水,这是适应性的表现,是长期自然选择的结果。
(2)据图甲可知,在调查期间,上述群岛中海獭的数量呈下降趋势,据此推测其年龄结构为衰退型。研究人员调查该群岛中海胆和海带的生物量常采用的方法是样方法,因为题意说明海胆运动能力较弱,使用样方法的关键是随机取样,这样可以避免主观因素的影响。表明调查结果,海獭的食物大部分是贝类、鲍鱼、海胆等,有时也吃些海带和鱼类,据此推测海獭、海胆和海带之间的食物关系为: ,其中包含的能量流动就是按照该渠道进行的。
(3)比较存在海獭和缺少海獭的生态系统,结果发现存在海獭的生态系统鱼类多样性高于缺少海獭的生态系统。这是因为它们之间存在海带→海胆→海獭这条食物链,当海獭数量减少时,海胆数量增加,使海带的数量减少,直接或间接为鱼类提供的食物减少,最终导致鱼类生物多样性降低。该海域的海獭遭受破坏性捕杀一段时间后,与对照组(没有海胆和帽贝)相比,只有海胆或者只有帽贝,海藻覆盖率都降低,说明两者都可以以海藻为食,因此两者是竞争关系。该海域的海獭遭受破坏性捕杀一段时间后,海胆大量繁殖,导致海藻数量减少,帽贝因缺少食物数量下降。
23.(11分,除标记外,每空1分)
(1) 神经调节 乙酰胆碱(特异性)受体 效应器
(2) 下丘脑-垂体-肾上腺皮质 可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态(2分) 甲状腺激素、性激素(2分)
(3)相抗衡
(4)糖皮质激素激素的分泌存在反馈调节,长期较大剂量地使用糖皮质激素,对下丘脑和垂体的抑制作用增强,垂体分泌的促肾上腺皮质激素减少,不能促进肾上腺皮质的正常发育,导致肾上腺皮质萎缩(2分)
【分析】神经调节的基本方式是反射,反射的结构基础是反射弧。
体液调节是指激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节。
神经-体液调节是指通过神经影响激素的分泌,再由激素对机体功能实施调节的方式。
【详解】(1)遭遇危险时,交感神经分泌的乙酰胆碱将兴奋传递至肾上腺髓质,促进肾上腺髓质分泌肾上腺素,该调节属于神经调节,说明肾上腺细胞表面有乙酰胆碱受体,此时交感神经末梢及其所支配的肾上腺相当于反射弧中的效应器。
(2)危险刺激还可通过下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,使肾上腺皮质分泌的糖皮质激素增加。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。机体内还存在“下丘脑-垂体-甲状腺轴”、“下丘脑-垂体-性腺轴”,具有这种调节方式的激素还有甲状腺激素、性激素。
(3)胰岛素具有降血糖的作用,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,因此在血糖浓度调节方面与胰岛素具有相抗衡作用。
(4)糖皮质激素激素的分泌存在反馈调节,糖皮质激素激素能抑制下丘脑、垂体的活动,长期较大剂量地使用糖皮质激素,使机体内的糖皮质激素含量较高,对下丘脑和垂体的抑制作用增强,垂体分泌的促肾上腺皮质激素减少,不能促进肾上腺皮质的正常发育,容易引起肾上腺皮质萎缩。
24.(11分,除标记外,每空1分)
(1) AABBDD aabbdd 4
(2) (2分) 1/2 1/6
(3) 与亲本乙杂交若杂交结果为红花:白花=1:1,则红花基因型为AaBbDd (2分) 若杂交结果全为红花,则红花基因型为AABbDd(2分)
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,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)依杂交组合及结果推测,实验I、Ⅱ的F2后代表现型比例均为9:3:3:1的变式,可判断两个杂交组合得到的F2表型及比例均符合基因的自由组合定律,可见3对等位基因应位于2对同源染色体上。又因题干中已经说明“A/a与另2对等位基因不在同一对同源染色体上”,故B/b和D/d位于同一对同源染色体上,而Aa位于另一对同源染色体上。根据B/b和D/d连锁情况,可有两种。即情况1:B-D连锁,b-d连锁,或情况2:B-d连锁,b-D连锁,见图:或,
I组符合情况1:甲、乙亲本分别为AABBDD、aabbdd,F1为AaBbDd;F2有:紫色A_B_D_:粉色A_bbdd:白色(aaB_D_+aabbdd)≈9:3:4;紫色个体中有4种基因型,即AABBDD、AaBBDD、AABbDd、AaBbDd。
(2)Ⅱ组符合情况2:丙、丁亲本分别为AABBdd、aabbDD(或分别为AAbbDD、aaBBdd),F1为AaBbDd;F2有:紫色4/16AaBbDd+2/16AABbDd≈6/16;红色1/16AABBdd+2/16AaBBdd+2/16AabbDD+1/16AAbbDD≈6/16;白色aa__≈4/16,而白色个体中纯合子有1/4aaBBdd+1/4aabbDD≈1/2。实验Ⅱ所有F2的紫色植株基因型为2AaBbDd+1AABbDd,自交一代,白色植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6。
(3)实验ⅡF2紫花植株,可能的基因型为AaBbDd或AABbDd,要鉴定其基因型,可与亲本乙白花(aabbdd)杂交,若为AaBbDd,则杂交的结果为1AaBbdd:1AabbDd:1aaBbdd:1aabbDd,即红花:白花=1:1;若为AABbDd,则杂交结果为1AaBbdd:1AabbDd,即全为红花。
25.(11分,每空1分)
(1)RNA聚合酶
(2)GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白 该序列可以与GAL4基因中的特定序列结合,并在该部位实现切割,进而得到敲除GAL4基因的酵母菌 B X-α-gal pG-Va重组载体 导入PG载体 不会出现蓝色物质,也无菌落生长 蓝色,有菌落
(3)农杆菌转化法 FCBD
【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—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)依据题干信息和转录需要发生的条件,Va基因可能为转录因子,则转录因子调控RNA聚合酶与启动子的结合。
(2)GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白,敲除GAL4的目的是避免酵母菌细胞中产生具有转录激活功能的蛋白。科学家运用CRISPR/Cas9基因编辑系统(图2)实现对GAL4的敲除,sgRNA序列必须以GAL4基因中的一段特异性序列为设计依据,这样该序列可以与GAL4基因中的特定序列结合,并在该部位实现切割,进而得到敲除GAL4基因的酵母菌。
②依据题干信息,AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株,重组的载体中含有编码色氨酸合成酶的基因和具有转录激活功能的Va基因,AH109菌株的基因中含有HIS3基因可以编码组氨酸合成酶,所以若重组成功,就可以合成色氨酸和组氨酸,为了能够筛选得到重组酵母,所用培养基配方中无需添加色氨酸和组氨酸。若用显色反应进行验证,依据题干信息,MEL1基因可以编码α-半乳糖苷酶,可分解X-α-gal产生蓝色物质,所以培养基中需额外添加X-α-gal。
③研究人员运用GAL4基因和pG质粒构建了pG-GAL4重组载体,并将其导入酵母菌作为对照组1,那么实验组的处理是导入pG-Va重组载体。另外,还需设置一个对照组2,即只导入PG载体,然后将上述三组酵母菌同时接种于同一块平板的三个区域。
④对照组1导入pG-GAL4重组载体,其中含有MEL1基因、HIS3基因及编码色氨酸的基因,所以实验结果出现蓝色,有菌落。对照组2只导入PG载体,无菌落接种,且不含有MEL1基因,所以不会出现蓝色物质,也无菌落生长;实验组导入pG-Va重组载体,也含有MEL1基因、HIS3基因及编码色氨酸的基因,所以实验结果出现蓝色,有菌落。
(3)利用本地不抗寒葡萄品种“红地球”进一步探究Va基因的功能,科研人员构建了含Va基因和抗除草剂基因的稳定表达载体,用农杆菌转化法进行转染,即将目的基因导入到受体细胞。后续的实验操作(即目的基因的检测与鉴定)为:①F 用含除草剂的培养基筛选愈伤组织;②C 用PCR方法筛选出Va基因阳性植株;③B 72小时低温诱导培养;④D 检测植株中Va蛋白的含量。即FCBD。
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第I卷(选择题)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.金黄色葡萄球菌是一种细菌,能在食物中繁殖,其分泌的可溶性蛋白质----肠毒素会导致人食物中毒。下列相关叙述正确的是( )
A.该菌进行无丝分裂,不能形成纺锤丝
B.该菌有拟核,无染色体(质),遗传物质DNA以碳链为骨架
C.金黄色葡萄球菌等原核生物都有细胞壁、细胞膜和细胞质
D.高温处理的肠毒素分子,肽键会被破坏,与双缩脲试剂不会发生紫色反应
2.下列实验材料中,不适合用于研究伴性遗传的是( )
A.果蝇 B.芦花鸡 C.蜜蜂 D.雌雄异株的杨树
3.神经—体液—免疫调节网络通过信号分子共同调节人体内环境的稳态。下列关于人体信号分子的叙述正确的是( )
A.细胞内合成的细胞因子以主动运输的方式运出细胞
B.甲状腺激素不提供能量,但能催化全身细胞生理活动
C.信号分子通过直接参与靶细胞的代谢发挥作用
D.激素的受体既可位于细胞膜上,也可位于细胞内
4.下列关于全球性环境污染与生态危机的说法中,表述错误的是( )
A.造成温室效应的主要原因是化石燃料的燃烧,不能单纯通过控制人口数量来减少温室效应
B.近海区常出现水体富营养化与人类向海水中排放生活污水和工业废水有一定的关系
C.为应对全球环境问题,人们可转变生活方式以减小生态足迹
D.人们研究环保技术,提高处理废水、废气、废渣等的能力,以实现对资源和能量的循环利用
5.下列有关于干细胞的说法错误的是( )
A.胚胎干细胞具有自我更新能力和分化潜能
B.使用小分子化合物诱导得到的诱导多能干细胞又被称为化学诱导多能干细胞
C.使用他人来源的诱导多能干细胞移植后,理论上可避免免疫排斥反应
D.干细胞移植中未分化的细胞可能异常增殖形成肿瘤
6.2024年发表在《Nature》的一项研究揭示了细胞内除经典线粒体外的一种新型线粒体,其主要功能是生产氨基酸、脂质等细胞组成成分,P5CS是这种线粒体特有的一种关键酶。两种线粒体是在线粒体分裂和分化过程中发生结构和功能改变所致。下列叙述错误的是( )
A.经典线粒体的内膜分布着氧化分解丙酮酸的酶
B.经典线粒体具有双层膜,内含DNA、RNA
C.经典线粒体中不含有P5CS和P5CS基因的mRNA
D.在缺乏营养时,新型线粒体代谢增强
7.铵是机体代谢产生的含氮物质,也可由外界摄入,体内过多的铵会对生物产生毒害作用。2024 年,科学家发现了位于细胞膜上的质子通道 OTOP1 可作为受体能被氯化铵或酸激活,使动物能辨识氯化铵的“味道”,进而检测氯化铵或酸味。科学家通过对小鼠测试证实,具有 OTOP1 的小鼠能因氯化铵的味道避免摄入氯化铵,而 OTOP1 被剔除的小鼠则不介意这种味道。下列叙述正确的是( )
A.铵可由生物体内糖类、脂肪和蛋白质等物质代谢产生
B.OTOP1 通过与酸或氯化铵结合,运输质子和氯化铵
C.小鼠进化过程中,在氯化铵或酸性环境的刺激下诱发产生了更多 OTOP1 基因
D.小鼠种群 OTOP1 基因频率的定向增大,有利于躲避过酸和氯化铵的伤害
8.核糖体上有 A、P、E 三个位点与蛋白质的合成密切相关(如图)。最新研究发现当核糖体仅剩下一个位于 P 位点的 tRNA 时,CCR4-NOT 复合物插入核糖体检测 P 位点 tRNA 后降解 mRNA,CCR4-NOT 更容易降解携带特定精氨酸密码子的 mRNA。下列叙述错误的是( )
A.图中 mRNA 的 b 端为 5'端,tRNA 的 5'端结合氨基酸
B.翻译进行时,核糖体从 mRNA 的 a 端向 b 端移动
C.当核糖体仅剩下一个位于 P 位点的 tRNA 时,mRNA 的 A 位点为终止密码子
D.tRNA 能转运氨基酸、能与 mRNA 碱基互补配对和参与调节 mRNA 的降解
9.下图是《红楼梦》中部分人物关系遗传图谱。假如贾宝玉和林黛玉结婚,下列叙述不正确的是( )
A.Ⅲ3是贾宝玉,Ⅲ4是林黛玉
B.两人的后代患家族遗传病的概率增加
C.两人所生的孩子中生男孩的概率是1/2
D.通过染色体分析可判断是否有囊性纤维化疾病
10.吗啡是一种强效镇痛药物,主要用于缓解术后疼痛、癌症疼痛等中重度疼痛。吗啡镇痛机理如图所示。下列分析错误的是( )
A.术后疼痛等与Ca2+和Na+的内流量密切相关
B.吗啡与吗啡受体结合促进K+外流会减小静息电位绝对值
C.K+外流引起的膜电位变化会抑制Ca2+内流,从而抑制疼痛
D.吗啡主要通过抑制神经递质释放发挥镇痛功效
11.鸡蛋是引起儿童过敏反应的食物之一,机体再次摄入鸡蛋后,大脑相应区域会被激活,个体产生厌恶反应行为,该过程机理如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.第一次吃鸡蛋有可能会引发体液免疫
B.过敏原与肥大细胞产生的抗体结合后诱发过敏
C.肥大细胞分泌的细胞因子与辅助性T细胞分泌的细胞因子的功能不同
D.图中与厌恶反应的产生有关的信息分子有细胞因子和神经递质
12.生态学家对浙江大盘山云锦杜鹃花的种群进行了调查,绘制了个体数、存活率和死亡率随龄级结构变化曲线,如图1、2所示,其中Ⅰ - Ⅱ为幼龄段、Ⅲ - Ⅴ为成熟段、Ⅵ之后为老龄段。下列叙述错误的是( )
A.可采用样方法对云锦杜鹃花进行如图所示的相关调查
B.由图1可知,2018、2023年云锦杜鹃花种群年龄结构均为增长型
C.由图2可知,2018~2023年大盘山的环境变化有利于云锦杜鹃花生长
D.通过调查大盘山所有植物的个体数,可以确定云锦杜鹃花是否为优势种
13.某地建立了下图所示的生态农业。据图分析下列叙述正确的是( )
A.水稻、杂草不能直接利用龙虾粪便中的有机物
B.该生态农业实现了物质的多级利用和能量的循环利用
C.选择有效组分并合理布设遵循了生态工程的协调原理
D.若不给予相应的物质和能量投入,该生态系统也能维持正常的功能
14.PL是一种天然防腐剂,可以由微生物产生。。研究人员欲从土壤中分离能分泌PL的微生物,做了如下图所示的实验,已知PL可使亚甲基蓝褪色,形成透明圈。下列说法正确的是( )
A.为扩大培养目的菌株,培养基甲中需要添加亚甲基蓝
B.接种Ⅲ是挑取③号单菌落进行划线,得到培养Ⅳ的结果
C.需进行灭菌处理的是土样、培养基、接种环和涂布器
D.丁培养基是液体,为目的菌提供增殖生长所需的全部营养
15.马铃薯易感染病毒,为培育脱毒苗,研究人员对植株进行30~35℃、28天的高温预处理,然后取其茎尖进行植物组织培养,获得了高脱毒率的脱毒苗。下列叙述错误的是( )
A.对马铃薯植株进行高温预处理有可能使某些病毒的蛋白质变性
B.利用茎尖进行植物组织培养,是因为茎尖的病毒极少,甚至无病毒
C.茎尖组织细胞需要经过纤维素酶和果胶酶的处理才能进行脱分化培养
D.诱导马铃薯生芽和生根的培养基中,生长素和细胞分裂素的比例一般不同
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(11分)甘蔗、玉米、高粱等植物的光合作用含有C4途径,这类植物称为C4植物。C4植物的叶肉细胞能将CO2固定成C4(如草酰乙酸),再转化为苹果酸储存在液泡中,苹果酸进入维管束鞘细胞分解为丙酮酸和CO2,CO2可供暗反应利用。C4植物的光合作用过程如图所示。回答下列有关问题:
(1)水稻、小麦、棉花等没有C4途径的植物称为C3植物。C3植物光合作用的光反应和暗反应主要发生在 细胞的 (填场所)。
(2)研究发现,大田种植的C3植物在晴朗夏季的中午会出现午休现象(光合作用效率明显下降),原因是 。
(3)据图分析,C4植物的光合作用发生在 (填细胞名称)。
(4)C4植物在夜间 (填“能”或“不能”)进行光合作用,判断的理由是 。
(5)C4植物的PEPC酶固定CO2的能力是Rubisco酶固定CO2能力的60倍,能将低浓度的CO2固定成C4,推测C4植物原产地的气候环境为 (填“高温、干旱”或“温暖、湿润”)。
17.(11分)我国成人肥胖率不断提升,很多肥胖是因为糖类的过量摄入而导致的,某“减肥神药”具有降糖作用。其有效成分为胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物,其部分作用机制如图所示:
(1)糖类的过量摄入会导致肥胖,请从糖类和脂肪之间转化的角度分析“长胖容易减肥难”的原因是
(2)GLP-1可促进 (从“交感”“副交感”中选填)神经兴奋延缓消化道蠕动;还可以与 结合,促进cAMP产生,使K⁺外流受阻,从而导致细胞质基质中Ca2+浓度 ,促进该细胞分泌胰岛素。
(3)给糖尿病患者注射胰岛素药量过多,会引发低血糖症状,而注射GLP-1过多能够避免引发低血糖症状,据图分析原因是 。
(4)现有生理状况相同的健康小鼠若干,实验试剂普通饲料、高糖饲料、GLP—1类似物溶液、生理盐水。请设计实验验证GLP-1类似物是否具有减肥作用,简要写出实验思路: 。
18.(11分)栖息地丧失是全球生物多样性面临的主要威胁之一,碎片化在曾经的原始森林和相邻的农田、草地等之间形成了边缘(群落交错区),如图中图所示。新的研究表明森林边缘可以对相邻生态系统产生积极的缓冲作用。
(1)欲比较草地、庄稼 - 草地交错区、庄稼三个区域的大耳鼠的种群数量,可采用 法。
(2)若要研究群落交错区的特殊性,往往需要研究 (写出2个即可)等群落层面的问题。
当森林草地交错区的羊草等草原植被越来越占优势时,说明气候越趋于 (填“干旱”或“湿润”),可以作为气候变化的预警。
(3)与相邻群落相比,交错区物种丰富度增大的现象被称为边缘效应,试阐述出现该现象的原因是 。从生态系统稳定性角度分析,交错区具有较高的 。
(4)生态学家对森林生态系统的某条食物链(甲→乙→丙)的能量流动进行了研究 [单位为×103J/(hm2·a)],结果如下表。
乙
丙
固定的能量
摄入量
粪便量
呼吸量
摄入量
粪便量
呼吸量
24500
105
30
71.5
8.44
2.94
4.38
由表可知,从乙流向分解者的能量包括 ,丙用于自身生长发育繁殖的能量为 ×103J/(hm2·a)。
19.(11分)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。已知干旱胁迫下,相关基因表达量上升,会使脱落酸含量上升,从而调控气孔的开放。A、R基因的表达量均受脱落酸诱导显著上调,R基因编码的R蛋白是脱落酸信号通路中的一种调控因子,可与A基因编码的A蛋白(一种转录因子)结合。为研究A蛋白、R蛋白在P基因(编码的P蛋白是一种水通道蛋白)表达中的作用,研究者构建多种表达载体,最终导入棉花细胞中,检测结果如图所示。回答下列问题:
(1)构建表达载体2时,A基因作为目的基因需位于启动子之后,启动子的作用是 。为让A基因与载体正确连接,应用 种限制酶同时切割获取基因和载体。
(2)表达载体3中的R基因是经PCR扩增获得的,在扩增R基因的反应体系中,除游离的脱氧核苷酸外,还需加入 (答两点)和引物等;若该R基因循环扩增5次,则需引物 个。
(3)利用农杆菌转化法将表达载体1导入棉花细胞中时,必须将P基因及GUS蛋白基因插入到农杆菌的 中,为使农杆菌能高效吸收表达载体1,可先用 处理农杆菌。获得的含表达载体1的棉花植株,除用PCR等技术检测GUS蛋白基因外,还需用 法检测其相应的表达产物。
20.(11分)玉米(2n=20)是雌雄同株异花植物。玉米存在雄性不育株,表现为雄花不育、雌花可育。现有两株雄性不育突变体甲和乙,两者的不育性状均由单基因突变所致(不考虑基因间的相互作用;当植株可育时花粉均可育)。甲与纯合野生型玉米杂交得到子代丙,丙自交后代中正常育性:雄性不育=3:1。回答下列问题。
(1)甲的雄性不育突变为 (填“显性”或“隐性”)突变。丙自交的子代之间随机交配,后代中正常育性:雄性不育= 。
(2)甲的雄性不育由M2基因(由M1基因突变而来)控制。将M1与M2的mRNA翻译区进行序列比对,结果如图。与M1相比,M2编码的多肽链的氨基酸数目变化是 。
(3)已知乙的雄性不育由等位基因B/b控制,位于另一对染色体上,将乙与丙杂交:
①若F1均为正常育性,F1自交所得F2的表型及比例是 。
②若F1中正常育性:雄性不育=1:1, (填“能”或“不能”)利用F1的材料通过杂交育种获得乙类型的雄性不育纯合子,原因是 。现因科研需求要大量繁殖乙,最快的方法是 。
《全真模拟2》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
D
D
C
A
D
A
D
B
题号
11
12
13
14
15
答案
B
D
A
D
C
1.B
【分析】原核细胞无以核膜为界限的细胞核,有细胞膜、细胞质、拟核(含有大型环状DNA分子)。
【详解】A、无丝分裂是真核细胞的分裂方式之一,金黄色葡萄球菌属于原核生物,其细胞分裂方式为二分裂,并非无丝分裂,A错误;
B、原核生物有拟核,无染色体(质),遗传物质DNA以碳链为骨架,B正确;
C、原核生物中的支原体无细胞壁,C错误;
D、肠毒素的本质是蛋白质,高温处理会破坏其空间结构,但肽键不被破坏,照样可与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。
故选B。
2.C
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关,这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】A、果蝇的性别决定方式为XY,适合用于研究伴性遗传,A不符合题意;
B、芦花鸡的性别决定方式为ZW,适合用于研究伴性遗传,B不符合题意;
C、蜜蜂的性别决定方式为染色体组的个数,没有性染色体,C符合题意;
D、雌雄异株的杨树,有性染色体,D不符合题意。
故选C。
3.D
【分析】激素作为信息分子,不起催化作用,也不提供能量,具有调节机体生命活动的作用;神经递质作为信息分子在神经调节中发挥重要作用;淋巴因子作为信息分子,在免疫调节中具有重要作用。
【详解】A、细胞内合成的细胞因子将以胞吐的方式运出细胞,A错误;
B、甲状腺激素作为信息分子,不起催化作用,也不提供能量,具有调节机体生命活动的作用,B错误;
C、信号分子一般与靶细胞上的受体结合,间接调节细胞代谢,C错误;
D 、激素的受体既可位于细胞膜上,也可位于细胞内,例如性激素的受体位于细胞膜内,胰岛素的受体位于细胞膜上,D正确。
故选D。
4.D
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、造成温室效应的主要原因是化石燃料的燃烧,释放大量二氧化碳,控制人口数量不能直接减少化石燃料燃烧产生的二氧化碳,所以不能单纯通过控制人口数量来减少温室效应,A正确;
B、人类向海水中排放生活污水和工业废水中含有大量的氮、磷等元素,会导致海水中藻类等浮游生物大量繁殖,出现水体富营养化,B正确;
C、人们转变生活方式,如绿色出行、节约资源等,可以减小生态足迹,有利于应对全球环境问题,C正确;
D、能量是单向流动、逐级递减的,不能循环利用,人们研究环保技术,提高处理废水、废气、废渣等的能力,可以实现资源的循环利用,但不是能量的循环利用,D错误。
故选D。
5.C
【分析】科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
【详解】A、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有自我更新能力,能够不断分裂产生新的细胞,同时还具有分化潜能,可以分化为各种不同类型的细胞,A正确;
B、通过使用小分子化合物等方式诱导得到的诱导多能干细胞,确实又被称为化学诱导多能干细胞,这是基于诱导方式命名的,B正确;
C、使用自身来源的诱导多能干细胞移植后,理论上可避免免疫排斥反应,因为自身细胞携带相同的抗原信息,免疫系统不会将其识别为外来异物进行攻击。而使用他人来源的诱导多能干细胞,其细胞表面抗原与患者自身不同,移植后会引发免疫排斥反应,C错误;
D、干细胞移植中,如果未分化的细胞不受控制地异常增殖,就有可能形成肿瘤,这是干细胞移植过程中需要关注和防范的风险之一,D正确。
故选C。
6.A
【分析】有氧呼吸过程: 第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形 成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,合成 少量ATP,这一阶段不需要氧的参与。 第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解 为二氧化碳、大量的[H]和少量能量,合成少量 ATP。 第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结 合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参 与,合成大量ATP。
【详解】A、有氧呼吸第二阶段氧化分解丙酮酸,场所在线粒体基质,A 错误;
B、线粒体为双层膜结构,内含 DNA、RNA,B 正确;
C、P5CS 是新型线粒体中特有的一种关键酶,因此经典线粒体中不含有 P5CS 和 P5CS 基因的 mRNA,C 正确;
D、新型线粒体的主要功能是生产氨基酸、脂质等细胞组成成分,因此在缺乏营养物质时,新型线粒体数量增多、代谢增强,D 正确。
故选 A。
7.D
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释:适应是自然选择的结果;种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、糖类、脂肪不含氮元素,因此不会代谢产生铵,A错误;
B、OTOP1是受体,有接受氯化铵或酸这些信息的作用,OTOP1还是位于细胞膜上的质子通道,但题干中没有体现运输氯化铵的功能,B错误;
CD、小鼠进化过程中,在氯化铵或酸性环境的定向选择下使OTOP1基因频率定向增加,有利于躲避过酸和氯化铵的伤害,C错误、D正确。
故选D。
8.A
【分析】基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】A、由图可知,翻译的方向从左到右,且翻译的方向是从mRNA的5'端向3'端,因此a端为5'端,tRNA的3'端结合氨基酸,A错误;
B、翻译进行时,核糖体从mRNA的a(5')端向b(3')端移动,B正确;
C、当核糖体仅剩下一个位于P位点的tRNA时,说明mRNA的A位点不能再结合tRNA了,因此A位点为终止密码子,C正确;
D、tRNA在翻译过程中能转运氨基酸、能与mRNA碱基互补配对和参与调节mRNA的降解,D正确。
故选A。
9.D
【分析】常见的几种遗传病及特点:
1、伴X染色体隐性遗传病:红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良(假肥大型).发病特点①男患者多于女患者;②男患者将至病基因通过女儿传给他的外孙(交叉遗传)。
2、伴X染色体显性遗传病:抗维生素D性佝偻病发病特点:女患者多于男患者。
3、常染色体显性遗传病:多指、并指、软骨发育不全;发病特点:患者多,多代连续得病,且与性别无关。
4、常染色体隐性遗传病:白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症;发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续,遇常染色体类型,只推测基因,而与X、Y无关。
【详解】A、贾宝玉的母亲是王夫人,贾宝玉与林黛玉是表兄妹关系,林黛玉的母亲贾敏是贾宝玉的姑姑,所以图中Ⅲ3是贾宝玉,Ⅲ4是林黛玉,A正确;
B、贾宝玉和林黛玉属于近亲,近亲结婚会使后代患隐性遗传病的概率增加,因为近亲之间可能携带相同的隐性致病基因,B正确;
C、人类生男生女的概率是均等的,每次生育时生男孩和生女孩的概率都为1/2 ,所以两人所生孩子中生男孩的概率是1/2,C正确;
D、囊性纤维化疾病是单基因遗传病,单基因遗传病是由基因突变引起的,通过染色体分析无法判断是否患有囊性纤维化疾病,染色体分析主要用于检测染色体数目和结构异常等染色体病,D错误。
故选D。
10.B
【分析】兴奋在神经元之间传递时要经过突触,当神经末梢有神经冲动传来 时,突触前膜内的突触小泡受到刺激,就会释放神经递质,神经递质扩散通过突触间隙,然后与突触后膜上的特异性受体结合,引发突触后膜电位变化。
【详解】A、据图可知,术后疼痛等与Ca2+和Na+的内流量密切相关,前者内流影响了神经递质的释放,后者内流引起突触后膜的电位变化,因而影响兴奋的传递,A正确;
B、吗啡与吗啡受体结合促使K+外流量增大,从而增大静息电位绝对值,B错误;
C、K+外流引起的膜电位变化直接抑制Ca2+内流,使得神经递质释放受抑制,从而抑制疼痛,C正确;
D、吗啡通过抑制Ca2+内流来抑制神经递质释放,从而抑制兴奋传递发挥镇痛功效,D正确。
故选B。
11.B
【分析】过敏反应:过敏原第一次进入人体后,人体内产生抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。当相同过敏原再次进入机体时,就会与吸附在细胞表面的相应抗体结合,使上述细胞释放组胺等物质,引起毛细血管扩张,血管壁通透性增强,平滑肌收缩,腺体分泌增多等,引发各种过敏反应。
【详解】A、第一次吃鸡蛋时,鸡蛋中的某些物质作为抗原,有可能刺激机体引发体液免疫,产生抗体等免疫反应,A正确;
B、过敏反应是指已免疫的机体,在再次接触相同抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。应该是机体初次免疫产生的抗体吸附在肥大细胞表面,当再次接触过敏原时,过敏原与吸附在肥大细胞表面的抗体结合后诱发过敏,而不是肥大细胞产生的抗体,B错误;
C、肥大细胞分泌的细胞因子与辅助性T细胞分泌的细胞因子在免疫调节等过程中发挥的作用不同,C正确;
D、从图中可以看到,肥大细胞分泌细胞因子,细胞因子参与免疫反应,同时信号传递到大脑,大脑相应区域被激活产生厌恶反应,该过程中有神经递质的参与,所以图中与厌恶反应的产生有关的信息分子有细胞因子和神经递质,D正确。
故选B。
12.D
【分析】种群的年龄结构分为:(1)增长型:种群中幼年个体很多,老年个体很少,这样的种群正处于发展时期,种群密度会越来越大;(2)稳定型:种群中各年龄期的个体数目比例适中,数目接近.这样的种群正处于稳定时期,种群密度在一段时间内会保持稳定;(3)衰退型:种群中幼年个体较少,而老年个体较多,这样的种群正处于衰退时期,种群密度会越来越小。
【详解】A、可采用样方法对云锦杜鹃花进行如图所示的数量相关调查,A 正确;
B、由图 1 可知,2018、2023 年云锦杜鹃花种群幼龄段数量均大于老龄段数量,年龄结构均为增长型,B 正确;
C、由图 2 可知,2018~2023 年大盘山云锦杜鹃花Ⅱ~Ⅵ各龄级种群存活率均有所升高,Ⅴ龄级死亡率有所降低,说明环境变化有利于云锦杜鹃花生长,C 正确;
D、通过调查所有植物的个体数以及在生态系统中的作用才可以确定云锦杜鹃花是否为大盘山的优势种,D 错误。
故选 D。
13.A
【分析】1、生态学原理:
(1)循环原理:通过系统设计实现不断循环,使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生;
(2)自生原理:把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统;
(3)协调原理:处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力;
(4)整体原理:充分考虑生态、经济和社会问题;
2、生态足迹:又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、水稻、杂草等植物属于生产者,龙虾粪便中的有机物需经分解者分解为无机物后,水稻、杂草才能利用,A正确;
B、能量是单向流动、逐级递减的,不能循环利用,该生态农业实现了物质的多级利用和能量的多级利用,B错误;
C、选择有效组分并合理布设遵循了生态工程的自生原理,通过合理选择生物组分并优化组合,实现系统的自生,C错误;
D、该生态系统是人工生态系统,人的作用非常关键,若不给予相应的物质和能量投入,该生态系统不能维持正常的功能,D错误。
故选A。
14.D
【分析】微生物常见的接种方法:(1)平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。微生物培养的关键是防止杂菌污染,常见的灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
【详解】A、为扩大培养目的菌株,可用液体培养基进行培养,PL可使亚甲基蓝褪色,形成透明圈,固体培养基添加亚甲基蓝可用于分离分泌PL的微生物,A错误;
B、PL可使亚甲基蓝褪色,形成透明圈,图中①号菌落的透明圈最大,接种Ⅲ应该是挑取①号单菌落进行划线,得到培养Ⅳ的结果,B错误;
C、土样中含有目的菌种,不能灭菌,C错误;
D、丁培养基是液体,为目的菌提供增殖生长所需的全部营养,其中包括水、碳源、氮源和无机盐等营养物质,D正确。
故选D。
15.C
【分析】1、植物组织培养是将离体的植物器官、组织或细胞,在人工控制的条件下,培养成完整植株的技术。在培育脱毒苗时,利用茎尖等部位是因为这些部位病毒含量低;
2、植物组织培养的应用:微型繁殖、作物脱毒(选材应该选择茎尖组织)、制造人工种子、单倍体育种(最大的优点是明显缩短育种年限,得到的全为纯种)、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产;
3、马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗,该过程包括脱分化和再分化两个重要的步骤,该培养基中要加入生长素和细胞分裂素。
【详解】A、高温可以使蛋白质变性,对马铃薯植株进行高温预处理有可能使某些病毒的蛋白质变性,A正确;
B、茎尖的病毒极少,甚至无病毒,所以利用茎尖进行植物组织培养可以获得脱毒苗,B正确;
C、植物组织培养中,茎尖组织细胞不需要经过纤维素酶和果胶酶的处理,直接进行脱分化培养,C错误;
D、诱导马铃薯生芽和生根的培养基中,生长素和细胞分裂素的比例一般不同,生长素和细胞分裂素的比例高时促进生根,比例低时促进生芽,D正确。
故选C。
16.(11分,除标记外,每空2分)
(1) 叶肉(1分) 叶绿体(1分)
(2)晴朗夏季的中午气温较高,叶片部分气孔关闭,CO2供应不足,导致C3植物的光合效率明显下降
(3)叶肉细胞和维管束鞘细胞
(4) 不能 (1分) 夜间没有光,不能进行光反应合成ATP和NADPH,使暗反应无法进行
(5)高温、干旱
【分析】题图分析,叶肉细胞的叶绿体有类囊体,能够完成光反应,但没有Rubisco酶,不能完成暗反应的全过程,只能在PEP酶的催化下将CO2整合到C4化合物中。C4化合物进入维管束鞘细胞中后释放出的CO2参与暗反应(卡尔文循环)。维管束鞘细胞的叶绿体没有类囊体,不能进行光反应。在Rubisco酶的催化下,C4化合物释放出的CO2被固定为C3化合物,进而被还原为糖类。
【详解】(1)水稻、小麦、棉花等没有C4途径的植物称为C3植物。C3植物光合作用的光反应和暗反应主要发生在叶肉细胞的叶绿体中,因为叶绿体是光合作用的主要场所。
(2)研究发现,大田种植的C3植物在晴朗夏季的中午会出现午休现象,这是因为在晴朗夏季的中午气温较高,植物自我适应性调节导致叶片部分气孔关闭,CO2供应不足,暗反应速率下降,进而抑制了光反应过程,导致C3植物的光合效率明显下降。
(3)结合图示可知,C4植物的光合作用发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中, 在叶肉细胞中进行二氧化碳的第一次固定,在维管束鞘细胞进行二氧化碳的二次固定,合成储存能量的有机物。
(4)C4植物在夜间“不能”进行光合作用,这是因为光合作用的光反应需要在有光的条件下进行,且暗反应过程需要消耗光反应产生的ATP和NADPH,而夜间没有光,光反应没法进行,因而不能进行光反应合成ATP和NADPH,使暗反应无法进行。
(5)C4植物的PEPC酶固定CO2的能力是Rubisco酶固定CO2能力的60倍,能将低浓度的CO2固定成C4,据此可推测C4植物原产地的气候环境为“高温、干旱环境,因为即使在高温、干旱环境(气孔关闭)中二氧化碳的固定也不会受到影响,因而该类植物适应高温、干旱环境。
17.(11分,除标记外,每空2分)
(1)在供能充足的情况下,糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类
(2) 交感 胰岛B细胞膜上受体 降低(1分)
(3)注射GLP-1类似物过多导致血糖含量降低时,胰岛B细胞摄入葡萄糖减少,细胞呼吸减慢导致ATP浓度降低,使得GLP-1对胞内信号转导的促进作用减弱,进而对胰岛素分泌的促进效果也减弱,避免了低血糖症
(4)将生理状况相同的健康小鼠随即均分为甲、乙两组,甲组注射适量的生理盐水,乙组注射等量的GLP-1类似物,分别记录各组注射前后的体重变化
【分析】血糖平衡的调节,也就是调节血糖的来源和去 向,使其处于平衡状态。研究发现,机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率的,其中最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。
【详解】(1)糖类的过量摄入会导致肥胖,在供能充足的情况下,糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时才会分解供能,而且不能大量转化为糖类,因此“长胖容易减肥难”。
(2)血糖调节中枢是下丘脑,GLP-1可促进交感神经兴奋抑制胃肠蠕动和消化腺分泌。分析题图可知,GLP-1作用于胰岛B细胞膜上受体,促进cAMP的产生,促进K+通道磷酸化,K+外流受阻,细胞膜电位变化,影响Ca2+内流,使得细胞质基质中Ca2+浓度下降,促进胰岛素的释放。
(3)胰岛素直接作用于组织细胞降低血糖含量,当胰岛素注射过多时,可能出现低血糖,而GLP-1发挥作用依赖葡萄糖产生的ATP转化为cAMP。当注射GLP-1类似物过多导致血糖含量降低时,胰岛B细胞摄入葡萄糖减少,细胞呼吸减慢导致ATP浓度降低,使得GLP-1对胞内信号转导的促进作用减弱,进而对胰岛素分泌的促进效果也减弱,避免了低血糖症状。
(4)实验目的是验证GLP-1类似物是否具有减肥效果,因此自变量是GLP-1类似物的有无,而GLP-1类似物应属于多肽类物质,不能饲喂,因为在胃中会被水解为小分子有机物,失去生理作用,而需要注射。因此该实验的设计思路为:将生理状况相同的健康小鼠随即均分为甲、乙两组,甲组注射适量的生理盐水,乙组注射等量的GLP-1类似物,分别记录各组注射前后的体重变化。
18.(11分,除标记外,每空2分)
(1)标记重捕(1分)
(2) 物种组成、空间结构、种间关系、优势种等(1分) 干旱(1分)
(3) 交错区的环境条件复杂多样,为不同生物的生长提供了条件 抵抗力稳定性(或自我调节能力)
(4) 乙的遗体残骸和丙粪便中的能量 1.12
【分析】1、垂直结构:植物群落的垂直结构表现垂直方向上的分层性,其中植物的垂直结构决定了动物的垂直分层。
2、一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
【详解】(1)大耳鼠为活动能力强,活动范围广的动物,调查其种群密度用标记重捕法。
(2)若要研究群落交错区的特殊性,往往需要研究物种组成、空间结构、种间关系等群落水平上的问题。与森林相比,草原所需的水少,当森林草原交错区的羊草越来越占优势时,说明气候越趋于干旱。
(3)交错区的环境条件复杂多样,为不同生物的生长提供了条件,能使不同类型的生物定居,导致该区域物种丰富度增多,营养结构愈加复杂,因此具有较高的抵抗力稳定性和自我调节能力。
(4)丙的粪便未被同化,乙的遗体残骸及丙的粪便中的能量均属乙的同化量,故从乙流向分解者的能量包括乙的遗体残骸和丙粪便中的能量。摄入量=同化量+粪便量,同化量中有一部分用于其生长、发育、繁殖等生命活动,另一部分呼吸作用中以热能的形式散失。代入表中的数据,丙用于生长发育繁殖的能量 =同化量[(8.44-2.94)×103J/(hm2·a)]-呼吸量[4.38×103J/(hm²·a)]=1.12×103J/(hm²·a)。
19.(11分,除标记外,每空2分)
(1) 识别、结合RNA聚合酶并驱动基因转录出mRNA 2(1分)
(2) 模板、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、Mg2+ 62(1分)
(3) T - DNA(1分) Ca2+ 抗原—抗体杂交
【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
【详解】(1)启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列,多数位于结构基因转录起始点的上游,能驱动目的基因转录出mRNA。双酶切避免了目的基因于载体的反向连接,同时减少目的基因与目的基因、载体与载体的连接,以提高重组质粒的比例,即为让A基因与载体正确连接,应用2种限制酶同时切割获取基因和载体。
(2) PCR原理是在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。在扩增R基因的反应体系中,除游离的脱氧核苷酸外,还需加入模板、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、Mg2+。若该R基因循环扩增5次,则需引物2×25-2=62个。
(3)利用农杆菌转化法将表达载体1导入棉花细胞中时,必须将 P 基因及 GUS 蛋白基因插入到农杆菌的 Ti 质粒的 T - DNA 中,因为农杆菌 Ti 质粒的 T - DNA 可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体 DNA 上。为使农杆菌能高效吸收表达载体 1,可先用Ca2+处理农杆菌,使农杆菌处于感受态,易于吸收周围环境中的 DNA 分子。获得的含表达载体 1 的棉花植株,除用 PCR 等技术检测 GUS 蛋白基因外,检测其相应的表达产物(蛋白质)需用抗原 - 抗体杂交法,因为抗原 - 抗体杂交法可特异性地检测目标蛋白质。
20.(11分,除标记外,每空1分)
(1) 隐性 5:1
(2)少428个氨基酸
(3) 正常育性:雄性不育=21:11(2分) 不能 若F1中正常育性:雄性不育=1:1,说明乙的雄性不育为显性突变;现有材料的基因型为bb和Bb,而Bb雄性不育;无论是可育植株自交或与不育植株杂交,均不能获得BB的不育纯合子(3分) 用乙进行植物组织培养(2分)
【分析】1、基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、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。
【详解】(1)甲表现为雄性不育,其形成是单基因突变所致,仅考虑这对等位基因,甲与纯合野生型玉米杂交得到子代丙,丙为杂合子,丙自交后代中正常育性:雄性不育=3:1,说明甲的雄性不育突变为隐性突变。假定控制该性状的基因为M1、M2,甲基因型为M2M2,纯合野生型玉米基因型为M1M1,丙的基因型为M1M2,丙自交子代基因型种类及比例为M1M1:M1M2:M2M2=1:2:1,丙自交的子代之间随机交配,利用配子法求解,三种基因型的自交子代都能产生雌配子,雌配子种类及比例为M1:M2=1:1,由于M2M2表现为雄性不育,不能产生雄配子,因此雄配子种类及比例为M1:M2=2:1,雌雄配子随机结合,雄性不育M2M2的概率为1/21/3=1/6,正常育性的概率为1-1/6=5/6,即正常育性:雄性不育=5:1。
(2)已知UAA为终止密码子,M2基因对应的mRA翻译区的第232个核苷酸和233个核苷酸之间插入了1386个核苷酸,并在插入的第60个核苷酸中引入了终止密码子,使得终止密码子提前出现,翻译提前终止,因此M2编码的多肽链长度为(232+59)/3=97个氨基酸。而M1基因正常,其编码的多肽链长度为1575/3=525个氨基酸,二者的差值恰好为428个氨基酸。
(3)①已知甲的雄性不育基因为隐性突变,假定控制该性状的两对基因分别为M1、M2和B、b,若乙的雄性不育基因也为隐性突变,则野生型玉米的基因型为M1M1BB,甲的基因型为M2M2BB,乙的基因型为M1M1bb,丙的基因型为M1M2BB,乙和丙杂交,子代基因型及比例为M1M2Bb:M1M1Bb=1:1,只要一种基因为隐性纯合子就表现为雄性不育,F1均为正常育性;若乙的雄性不育基因为显性突变,则野生型玉米的基因型为M1M1bb,甲的基因型为M2M2bb,乙的基因型为M1M1BB或M1M1Bb,丙的基因型为M1M2bb,乙和丙杂交,子代基因型及比例为M1M2Bb:M1M1Bb=1:1或M1M1Bb:M1M1bb:M1M2Bb:M1M2bb=1:1:1:1,基因型为M2M2_ _和_ _B_ 表现为雄性不育,F1均为雄性不育或正常育性:雄性不育=1:1。综上,F1均为正常育性,据此推测乙的雄性不育突变为隐性突变。仅考虑M1/M2这对等位基因,甲的基因型为M2M2BB,乙的基因型为M1M1bb,F1基因型种类及比例为M1M2Bb:M1M1Bb=1:1,M1M2Bb自交子代雄性不育(M2M2B_、M1_bb、M2M2bb)概率=1/4×3/4+1/4×3/4+1/4×1/4=7/16,M1M1Bb自交子代雄性不育M1M1bb的概率为1×1/4=1/4,因此F1自交所得F2中雄性不育的植株的概率为7/16×1/2+1/4×1/2=11/32,因此正常育性的比例为1-11/32=21/32,F1自交所得F2的表型及比例是正常育性:雄性不育=21:11。
②由①可知,若F1中正常育性:雄性不育=1:1,说明乙的雌性不育为显性突变,现有材料基因型为M1M1Bb不育:M1M1bb可育:M1M2Bb不育:M1M2bb可育=1:1:1:1,利用现有材料进行杂交无法获得雄性不育(若只考虑B/b的情况下,M1M1BB,M2M2BB)的纯合子,原因是F1中不育植株只能作为母本,与可育植株进行杂交,可育植株可自交或杂交,均不能获得上述不育纯合子。大量繁殖乙,最快的方法是植物组织培养。
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