内容正文:
2025届高三考前指导卷
生物试题
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷;
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分;
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上。
第 Ⅰ 卷(选择题 共42分)
一、单项选择题:共15题,每题2分,共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 生物大分子由单体通过连接键连接而成,下列叙述正确的是( )
A. 单体和生物大分子的组成元素相同
B. 生物大分子的多样性都与其单体的排列顺序有关
C. 蛋白质中的连接键除肽键外,还有二硫键
D. 鉴定蛋白质和DNA的试剂都需要碱性环境
2. 将绿色荧光蛋白(GFP)与病毒糖蛋白(VSVG)连接,再用荧光显微镜观察其运动过程,下图为VSVG-GFP在每个细胞结构中的驻留时间。下列说法正确的是( )
A. VSVG会在核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器膜之间依次转移
B. 标记染色体上的蛋白,也会出现类似的曲线变化
C. VSVG-GFP在线粒体和高尔基体中的驻留时间曲线变化相似
D. 病毒糖蛋白随囊泡沿着细胞骨架在细胞结构之间转移
3. 下列有关酶的叙述错误的是( )
A. 酶可以降低反应中分子从常态转变为活跃状态所需的能量
B. 溶菌酶是溶酶体中的一种酸性水解酶
C. 艾弗里的体外转化实验、植物体细胞杂交技术都用了酶解法
D. DNA粗提取实验中,研磨液含有抑制DNA酶活性的物质
4. 关于细胞分化、衰老和死亡的叙述正确的是( )
A. 细胞分化可以改变细胞的种类和数目
B. 衰老细胞的细胞核体积增大,提高了染色体上基因的表达量
C. 人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关
D. 造血干细胞分化为各种血细胞体现了细胞的全能性
5. 某鳞翅目昆虫的基因型为BbDd,用红色荧光标记B/b基因,用绿色荧光标记D/d基因,再置于不含荧光的培养基中培养。现观察到某细胞中只含有2个红色荧光和2个绿色荧光,不考虑染色体变异,下列说法错误的是( )
A. 该细胞可能是经过两次有丝分裂后产生的子细胞之一
B. 若荧光点在一条染色体上,则该细胞中无同源染色体
C. 若荧光点在两条染色体上,则该细胞可能有1或2个染色体组
D. 若荧光点在四条染色体上,则该细胞一定没有染色单体
6. 当机体细胞收到来自免疫系统的危险信号(如肿瘤)时,它们的核糖体会变为含有P-Stalk蛋白质的复合体的核糖体(简称PSR),结构如图所示。PSR会优先翻译在免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA。下列相关叙述错误的是( )
A. 翻译过程图中核糖体沿着mRNA向右移动
B. 与转录相比,该过程特有的碱基互补配对方式为A-U
C. P-Stalk蛋白质可能具有识别免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA的能力
D. 肿瘤细胞可能会通过下调免疫细胞P-Stalk蛋白的表达水平来逃避免疫系统的监视
7. 下列有关生物科学史叙述错误的是( )
A. 斯他林和贝利斯将小肠黏膜和稀盐酸制成的提取液,注射到狗的静脉中,发现了胰液分泌受神经和体液共同调节
B. 希尔发现离体的叶绿体在适宜条件下发生水的光解并释放氧气
C. 摩尔根和他的学生们将基因定位在染色体上,并发现基因在染色体上呈线性排列
D. 克里克以T4噬菌体为实验材料,证明了遗传密码中三个碱基编码一个氨基酸
8. 下列有关变异、育种和进化的叙述正确的是( )
A. 杂交育种和基因工程育种的原理均为基因重组
B. 基因突变如果发生在非编码序列,则不会导致生物性状的改变
C. 单倍体育种和多倍体育种中,秋水仙素处理的对象相同
D. 自然选择可以定向改变种群的基因频率,但不能决定生物进化的方向
9. 长时间熬夜会使精神压力增大,这种压力会导致人体内交感神经被过度激活,进而机体释放大量去甲肾上腺素(NE)使黑色素细胞干细胞(McSC)迅速增殖、迁移并耗竭,引起头发变白,相关调节机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中的交感神经均属于脊神经
B. 去甲肾上腺素可以由神经细胞和肾上腺髓质细胞分泌
C. 图示过程依次通过脑、脊髓来调控NE的分泌属于激素的分级调节
D. 长期熬夜还会使心跳加快,血压升高,胃肠消化功能减弱
10. 下列有关植物生命活动的调节的叙述错误的是( )
A. 单子叶植物种子萌发时,胚芽鞘首先钻出地面,出土后还能进行光合作用
B. 吲哚乙酸(IAA)、苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等都属于生长素
C. 生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂
D. 温度都是通过影响酶的活性来影响植物代谢,从而调节植物生命活动
11. 下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A. 探究酵母菌种群数量的变化时,为避免实验结果偏小,可使用台盼蓝染液染色
B. 在绿叶中色素的分离实验中,可利用石油醚、丙酮、苯的混合液进行层析
C. 利用洋葱鳞片叶细胞观察细胞质环流时,可以叶绿体的运动作为标志
D. 凝胶电泳鉴定PCR产物时,将扩增产物与凝胶载样缓冲液(内含核酸染料)混合,再缓慢注入凝胶的加样孔内
12. 稻田养鱼养鸭是一种能降低生产成本、增加生态效益的生态农业模式。下图是某稻田生态系统部分能量流动过程图,下列相关叙述错误的是( )
A. 间作或套种等措施可以提高光能利用率,增加流入该生态系统的总能量
B. 鱼和鸭属于该生态系统的初级消费者和次级消费者
C. 流经该生态系统的总能量等于Q1、Q2、Q3、Q4之和
D. 该生态农业模式体现了生态工程的自生、循环、整体等原理
13. 土壤中有丰富的微生物,若要利用其中某种微生物,则需要进行菌种的分离和纯化,过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 实验结果表明,5g土样中的活菌总数约为1.1×108个
B. 可以根据平板上的菌落特征,挑取相应菌落在平板上多次划线纯化所需微生物
C. 可以利用血细胞计数板对锥形瓶中的菌体进行直接计算
D. 若筛选土壤中能分解尿素的细菌,需要将尿素加入图中的锥形瓶和试管中
14. 细胞悬浮培养是将细胞接种于液体培养基中并保持良好分散状态的培养方式,细胞悬浮培养常在发酵罐等生物反应器中进行。下列叙述错误的是( )
A. 在动物细胞的悬浮培养过程中,可以适当添加抗生素来保持无菌的培养环境
B. 利用发酵罐生产单细胞蛋白时,可以直接对细胞悬液进行过滤、离心得到产品
C. 细胞产物的工厂化生产中,植物细胞培养也属于细胞悬浮培养
D. 悬浮培养的动物细胞在传代培养过程中需用胰蛋白酶处理
15. 采用焦磷酸测序法进行DNA测序的原理是:将待测DNA链固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸(PPi),PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。下列说法错误的是( )
A. 图中的“酶”表示DNA聚合酶,“系列酶”包括荧光素酶等
B. 该过程中,四种脱氧核苷三磷酸在提供原料的同时,还提供了能量
C. 该方法对DNA进行测序,必须已知目标DNA的部分核苷酸序列
D. 对癌细胞中DNA进行测序,可以确定原癌基因是发生基因突变还是甲基化
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全者得1分,错选或不答的得0分。
16. 人体脂肪细胞中有一种转运蛋白UCP1,在棕色脂肪细胞中高表达,是白色脂肪细胞棕色化的标志物,如图所示。下列叙述正确的有( )
A. 图中H+通过UCPI由区域Ⅰ进入区域Ⅱ的方式是协助扩散
B. 过程②发生于线粒体基质,物质乙是还原型辅酶Ⅱ
C. 相比白色脂肪细胞,棕色脂肪细胞区域Ⅰ与Ⅱ间的H+浓度差降低,产生ATP减少
D. 寒冷条件刺激下,有更多的白色脂肪细胞转化成棕色脂肪细胞,产热增加
17. 科研人员利用甲、乙、丙3种白眼果蝇突变体,与野生型红眼果蝇进行如下杂交实验。
组别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
亲本果蝇
雌性
甲
乙
丙
甲
雄性
野生型
野生型
野生型
乙
以下对实验结果与结论的讨论正确的有( )
A. 若Ⅰ组的F1果蝇均为红眼,说明甲突变基因为隐性基因,并一定位于常染色体上
B. 若Ⅱ组的F1仅雄果蝇与母体性状一致,说明乙突变基因位于X染色体上
C. 若Ⅲ组的F1果蝇均为白眼,说明丙突变基因为显性基因,但不能确定基因的位置
D. 若Ⅳ组的F1果蝇均表现为红眼,说明甲、乙突变基因一定是位于非同源染色体上的非等位基因
18. 单细胞RNA 测序是一种在单细胞水平上利用 RNA 测序对特细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术。待测组织经过单细胞分离、裂解、反转录、cDNA扩增、文库构建、测序和计算机分析,便可获得多个细胞的基因表达谱。下列相关叙述正确的有( )
A. 将单个细胞从组织中分离出来可以利用有限稀释法或显微操作法
B. 实验室裂解细胞后提取的RNA,需要利用特定的技术富集mRNA
C. 通过反转录、cDNA扩增以及构建基因组文库等技术可确定单细胞中基因表达情况
D. 相比于多细胞混合测序,该技术可以揭示罕见的细胞类型
19. 近年来亚洲黑熊数量锐减,科学家欲通过现代生物技术促进亚洲黑熊数量增加,其过程如图所示,图中字母代表不同个体,数字代表不同过程。下列相关叙述错误的有( )
A. 获得E后代和F后代都需要黑熊A服用相关激素促进超数排卵
B. 产生F后代和胚胎分割繁殖后代的生殖方式不同
C. 可以使用蛋白酶合成抑制剂法激活重构胚,使重构胚完成细胞分裂和发育
D. D受体需选择健康、有正常的繁殖能力的同种生物个体
第 Ⅱ 卷(非选择题 共58分)
三、非选择题:共5题,共58分。除特别说明外,每空1分。
20. 水稻籽粒中的有机物主要来源于叶片的光合作用。水稻叶片的光合能力主要取决于光能捕获能力和光能转化效率。现有一种浅绿色水稻突变体品系(pgl),与野生型水稻相比,其株高、单株产量等明显降低。科研人员对其光合色素的含量进行检测,结果见表1。
表1 光合色素含量(mg/g)
材料
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
野生型
2.149
1.354
0.765
0.453
pgl
1.522
0.003
0.551
0.417
(1)表1中色素分布于________(填部位),其中含Mg元素的光合色素主要吸收__________光。据表1分析,与野生型相比,pgl植株光反应为暗反应提供的________较少。
(2)对野生型和突变体在分蘖期和灌浆期的部分光合生理特性的测量结果如表2。
表2 光合生理特性
时期
材料
净光合速率
(μmol/m2·s)
气孔导度
(mmol/m2·s)
胞间CO2浓度
(μmol/ mol)
分蘖期
突变体
8.46
0.38
331.39
野生型
12.46
0.55
328.50
灌浆期
突变体
12.97
0.60
327.44
野生型
12.29
0.41
308.80
①分蘖期,pgl的净光合速率明显低于野生型,有人认为气孔导度不是其限制因素,你是否同意,并说明理由。________、________。
②CO2进入叶绿体被固定的最初产物为________,经转换生成磷酸丙糖后进入细胞质基质,进一步转换为________,通过筛管向种子运输。灌浆期,pgl的净光合速率与野生型无显著差异,但最终产量仍然较低,原因可能是________。
(3)叶绿素加氧酶基因(OSCAO1)主要功能是催化叶绿素a合成叶绿素b。科研工作者扩增了野生型、pgl品系和另一浅绿色突变品系W1的OSCAO1基因编码区序列,并分析了叶绿素加氧酶的氨基酸序列变化,如表3所示(表中数字代表编码区碱基序号)。
W1
pgl
突变位点
779
2508
2507
3136
突变方式
G→A
插入4个T
缺失T
T→C
氨基酸序列
不变
不变
不变
精氨酸→色氨酸
表3 OSCAO1基因的突变情况
①浅绿色突变品系pgl与W1的OSCAO1基因是野生型叶色基因的________,这说明基因突变具有________性。
②突变品系W1两个突变位点氨基酸序列不变的原因依次是________、________。
21. I型糖尿病(T1D)是一种以胰岛B细胞进行性损伤、胰岛素分泌不足为主要表现的自身免疫病。T1D患者体内仍存留部分具有再生能力的胰岛B细胞,研究促进其再生的机制,对减少并发症的发生具有重要意义。
(1)T1D患者胰岛B细胞向________细胞呈递抗原,同时________细胞分泌________促进该细胞增殖分化,进而攻击胰岛B细胞;此外,T1D患者________细胞直接识别胰岛B细胞表面抗原,该细胞接受辅助性T细胞直接接触和细胞因子等刺激,增殖分化后分泌______,这些免疫细胞和免疫活性物质共同作用使胰岛B细胞损伤。
(2)CD20是人体B淋巴细胞的特异性膜蛋白之一。为制备抗CD20的单克隆抗体,研究者向小鼠多次注射________获取B淋巴细胞,诱导其与骨髓瘤细胞融合,将筛选出的杂交瘤细胞用________(填器材)进行克隆化培养和抗体检测。最终将筛选的细胞进行体内培养,从小鼠腹水中提取抗CD20单克隆抗体。
(3)IL-10是一种免疫抑制因子。为评估IL-10与抗CD20单抗联合治疗自身免疫病的效果,设置4组I型糖尿病小鼠,进行相关治疗,实验结果如图1。
据图1可得出结论:________;据图2分析,出现图1结果的原因是_______。
(4)为进一步研究抗CD20单抗+IL-10联合治疗对糖尿病鼠胰岛B细胞功能的影响,研究者还需检测四组糖尿病鼠________等指标。
22. 为探明某地区猪獾与花面狸竞争共存的机制,研究人员进行了有关调查,结果如图所示。其中猪獾主要以蚯蚓和植物果实为食,辅以昆虫和鼠类;花面狸主要以鼠类、两栖动物和爬行动物为食,辅以植物果实和昆虫。回答下列问题。
(1)研究人员常用红外触发相机调查猪獾和花面狸的活动规律,该方法的优点有________(答出2点)。探明猪獾与花面狸竞争共存机制属于________水平的研究。
(2)与其他栖息地相比,阔叶林更适合猪獾生活的原因可能有________、________。
(3)根据题干和图示信息分析,猪獾与花面狸在生态位上的分化具体表现在________等维度,这种分化对两者共存的意义是________。
(4)在植物果实匮乏的旱季,猪獾转向捕食昆虫和小型哺乳动物。相较于雨季,旱季猪獾和花面狸的食物类型重叠度将________(选填“增加”或“减少”),据图分析两者在旱季缓解食物竞争压力的行为是________。
(5)调查发现,该地区主要捕食猪獾和花面狸的大型食肉动物的数量正在不断下降甚至消失,不考虑其他因素的干扰,推测该地区将发生的变化有________(填序号)。
①猪獾和花面狸种群的出生率在短时间内会上升
②猪獾和花面狸的种间竞争强度将逐渐减小
③群落结构保持不变,物种丰富度减小
④食物链营养级间能量传递效率大幅提高
⑤通过生态系统的自我调节,逐步构建新的生态平衡
23. 某品种杜鹃花的花色有红色、白色、粉红色、紫色,由三对基因(A/a、B/b和C/c)控制,研究人员利用红色、白色、紫色杜鹃花三种品系(同一种品系基因型相同)进行了有关实验,结果如下表。请回答下列问题。
组别
P
F1 表型
F2 表型及比例
实验一
红花×白花
粉红花
白花:粉红花:红花=1:2:1
实验二
红花×紫花
红花
红花:紫花=15:1
实验三
白花×紫花
粉红花
白花:粉红花:红花:紫花=16:32:15:1
(1)由实验结果推测,控制花色的三对基因位于________上,理由是________。
(2)亲本白色、紫花杜鹃花的基因型是分别是________、________;实验二F2 中不能稳定遗传的红花占________。
(3)实验三F2 粉红花的基因型有________种,这些粉红花相互传粉产生的子代中红花所占的比例为________。
(4)杜鹃的叶形卵形和椭圆形由基因 E/e控制,叶片颜色深绿色和绿色由基因 F/f控制。某科研人员用椭圆形绿色植株测交,子代的表型和比例为卵形深绿色叶:椭圆形深绿色叶:卵形绿色叶:椭圆形绿色叶=43:7:7:43。不考虑突变,亲本椭圆形绿色植株产生的配子的种类及比例为________,配子出现该比例的原因是该植物________%的性母细胞减数分裂时________发生互换。
24. 甘蓝型油菜是我国种植面积最大的油料作物。生长素浓度梯度的时空变化对调控其生长发育至关重要。研究人员通过转基因技术构建生长素含量报告系统,将生长素响应序列DR5(接受生长素调控的一段序列,调控下游基因表达)与报告基因GUS(β-葡萄糖醛酸酶)结合,利用GUS催化β-葡萄糖醛酸反应生成蓝色产物的特性,通过染色结果评估生长素分布。具体步骤如下:
(1)转化甘蓝油菜细胞
实验目的
简要操作步骤
①获取GUS基因
在数据库中查阅大肠杆菌GUS基因序列,培养大肠杆菌并提取________,运用PCR技术扩增该序列。
②构建增强报告基因表达的重组质粒
依次选择表2中的________-E-________元件置于图1质粒中的a~d。
③________
将农杆菌从-80℃冰箱中取出置于________缓慢融化,诱导制成感受态细胞后,加入质粒转化,再将菌液涂布于添加________的平板上培养。
④转化甘蓝油菜细胞
将黑暗处理的甘蓝油菜下胚轴浸入筛选后的农杆菌菌液中一段时间。
A
GUS基因
B
翻译增强序列TMVΩ
C
RNA聚合酶基因RNApol
D
生长素响应序列DR5
E
启动子(方向和图1的一致)
注:KanR:卡拉霉素抗性基因;DR5: 生长素响应序列; GenR:庆大霉素抗性基因;TMVΩ:翻译增强序列,促进核糖体与RNA结合
(2)鉴定转基因甘蓝油菜细胞
已知相关元件长度以及两端序列信息如下表:
元件
两端序列(方向5’→ 3’)
GUS基因
AGGATGGCCATGCATGCATGG ------TGAACAACGAACTGAACTGGCAGA
DR5
GGATCCAAGCCTCCGACACCGAC------CCGACACCGACAAGACACCGACA
TMVΩ
AGAAAGAAAGAAAGAAAGAAAG------TTACTTACTTACTTCTTACCTGCAG
根据上表,结合上述步骤,以如图启动子方向为正向,分别选取以下引物________作为正向和反向引物,对转基因甘蓝油菜组培幼苗中的核DNA为模板进行PCR扩增,电泳并观察到出现理想长度片段后,再依次通过________、________以准确确定是否成功将生长素响应报告基因表达载体导入了甘蓝油菜。
A.5’-CTGCAGGTAAGAAGTAAGTAAGTAA-3’
B.5’-TGTCGGTGTCTTGTCGGTGTCGG-3’
C.5’-TCTGCCAGTTCAGTTCGTTGTTCA -3’
D.5’-GGATCCAAGCTTCCGACACCGAC-3’
E.5’-AGGATGGCCATGCATGCATGG-3’
F.5’-AGAAAGAAAGAAAGAAAGAAAG-3’
(3)转基因甘蓝油菜的染色鉴定
对转基因检测阳性的甘蓝油菜用NAA诱导后,取叶片放入90%丙酮进行________处理,再用GUS染色液染色,然后用70%乙醇以________,确定GUS基因能正常表达的转基因阳性植株,转移到温室培养。
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2025届高三考前指导卷
生物试题
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷;
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分;
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上。
第 Ⅰ 卷(选择题 共42分)
一、单项选择题:共15题,每题2分,共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 生物大分子由单体通过连接键连接而成,下列叙述正确的是( )
A. 单体和生物大分子的组成元素相同
B. 生物大分子的多样性都与其单体的排列顺序有关
C. 蛋白质中的连接键除肽键外,还有二硫键
D. 鉴定蛋白质和DNA的试剂都需要碱性环境
【答案】C
【解析】
【分析】多糖的基本单位是葡萄糖,蛋白质的基本单位是氨基酸,核酸的基本单位是核苷酸;蛋白质分子中连结氨基酸的化学键是肽键,DNA分子中一条链上连结两个脱氧核苷酸的化学键是磷酸二酯键,两条链之间的化学键是氢键,ATP分子中连结两个磷酸基团的化学键是高能磷酸键。
【详解】A、生物大分子是由单体组成的,单体和生物大分子的组成元素不一定相同,如氨基酸和蛋白质,A错误;
B、生物大分子的多样性与其单体种类、数目、排列顺序有关;但是也有特例葡萄糖是淀粉的基本单位(单体),其种类只有一种,在排序上不同,所以才有淀粉和纤维素的不同;B错误;
C、蛋白质的连接键除了肽键,还有二硫键、氢键、离子键等;C正确;
D、鉴定蛋白质常用双缩脲试剂,需碱性环境(如加入NaOH)才能与肽键反应显紫色,鉴定DNA常用二苯胺试剂,需酸性环境,D错误。
故选C。
2. 将绿色荧光蛋白(GFP)与病毒糖蛋白(VSVG)连接,再用荧光显微镜观察其运动过程,下图为VSVG-GFP在每个细胞结构中的驻留时间。下列说法正确的是( )
A. VSVG会在核糖体、内质网、高尔基体三种细胞器膜之间依次转移
B. 标记染色体上的蛋白,也会出现类似的曲线变化
C. VSVG-GFP在线粒体和高尔基体中的驻留时间曲线变化相似
D. 病毒糖蛋白随囊泡沿着细胞骨架在细胞结构之间转移
【答案】D
【解析】
【详解】A、核糖体是无膜细胞器,A错误;
B、染色体蛋白属于胞内蛋白,其动态变化与分泌蛋白(VSVG-GFP)的转运路径无关,不会出现图示的曲线,B错误;
C、VSVG-GFP是分泌蛋白,其转运途径涉及内质网和高尔基体,而线粒体不参与分泌途径,只是在该过程中提供能量,因而不会在线粒体中驻留,C错误;
D、病毒糖蛋白(VSVG)的转运依赖囊泡,且囊泡运输需沿细胞骨架(微管)进行,因为细胞骨架与细胞的物质运输、能量转换和信息传递密切相关,D正确。
故选D。
3. 下列有关酶的叙述错误的是( )
A. 酶可以降低反应中分子从常态转变为活跃状态所需的能量
B. 溶菌酶是溶酶体中的一种酸性水解酶
C. 艾弗里的体外转化实验、植物体细胞杂交技术都用了酶解法
D. DNA粗提取实验中,研磨液含有抑制DNA酶活性的物质
【答案】B
【解析】
【分析】肺炎链球菌转化实验:将加热杀死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活性菌的培养基中,结果出现了S型活细菌。然后,他们对细胞提取物分别进行不同的处理后再进行转化实验,结果表明分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后,细胞提取物仍具有转化活性;用DNA酶处理后,细胞提取物就失去了转化活性。
【详解】A、酶能降低化学反应的活化能,即可以降低反应中分子从常态转变为活跃状态所需的能量,A正确;
B、溶酶体是细胞中的一种细胞器,其中含有多种水解酶,是细胞中的消化车间,溶菌酶免疫活性物质,是由免疫细胞和其他细胞产生的,分泌到细胞外起作用的物质,B错误;
C、艾弗里的体外转化实验、植物体细胞杂交技术都用了酶解法,其操作的原理是酶的专一性,C正确;
D、DNA粗提取实验中,研磨液含有抑制DNA酶活性的物质,这样可以避免DNA结构被破坏,D正确。
故选B。
4. 关于细胞分化、衰老和死亡的叙述正确的是( )
A. 细胞分化可以改变细胞的种类和数目
B. 衰老细胞的细胞核体积增大,提高了染色体上基因的表达量
C. 人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关
D. 造血干细胞分化为各种血细胞体现了细胞的全能性
【答案】C
【解析】
【分析】细胞分化概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的原因:基因选择性表达不同。
【详解】A、细胞分化可以改变细胞的种类,但不会改变细胞数目,A错误;
B、衰老细胞的细胞核体积增大,染色质固缩,因而不能提高了染色体上基因的表达量,B错误;
C、人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关,因为通过细胞自噬能维持细胞内部环境的稳定,C正确;
D、细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体或其他各种细胞的潜能,故造血干细胞分化为各种血细胞的过程不能体现细胞的全能性,D错误。
故选C。
5. 某鳞翅目昆虫的基因型为BbDd,用红色荧光标记B/b基因,用绿色荧光标记D/d基因,再置于不含荧光的培养基中培养。现观察到某细胞中只含有2个红色荧光和2个绿色荧光,不考虑染色体变异,下列说法错误的是( )
A. 该细胞可能是经过两次有丝分裂后产生的子细胞之一
B. 若荧光点在一条染色体上,则该细胞中无同源染色体
C. 若荧光点在两条染色体上,则该细胞可能有1或2个染色体组
D. 若荧光点在四条染色体上,则该细胞一定没有染色单体
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数第一次分裂中,同源染色体联会形成四分体,彼此分离,非同源染色体自由组合,在减数第二次分裂中,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离。
【详解】A、若Bb位于一对同源染色体,Dd位于另外一对同源染色体;细胞经过一次有丝分裂形成的两个子细胞每条染色体均含有标记(染色体上的DNA分子,一条链含有标记,另一条链不含标记),继续进行第二次有丝分裂,则有丝分裂中期每条染色均含有标记,但该染色体一条单体含有标记,一条单体不含标记,有丝分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色体单体分开,导致形成的子细胞:一个子细胞可能全含标记(只含有2个红色荧光和2个绿色荧光),另一个子细胞可能全不含标记;或者两个子细胞均含标记,A正确;
B、一个细胞中只含有2个红色荧光和2个绿色荧光,若一条染色体上有2个红色和2个绿色荧光,则两对等位基因位于一对同源染色体上,该细胞已完成减数分裂Ⅰ,处于减数分裂Ⅱ前期或中期,此时细胞中无同源染色体,B正确;
C、若2个红色和2个绿色荧光在两条染色体,可以是两条同源染色体或两条非同源染色体上,前者则该细胞染色体未复制或已完成细胞分裂,该细胞含有2个染色体组;后者则该细胞有可能处于减数分裂Ⅱ前期或中期,此时该细胞有1个染色体组,C正确;
D、由A项分析可知,第二次有丝分裂中期,每条染色均含有标记,此时细胞中只含有2个红色荧光和2个绿色荧光,但该细胞含有染色单体,可见若荧光点在四条染色体上,则该细胞可能有染色单体,D错误。
故选D。
6. 当机体细胞收到来自免疫系统的危险信号(如肿瘤)时,它们的核糖体会变为含有P-Stalk蛋白质的复合体的核糖体(简称PSR),结构如图所示。PSR会优先翻译在免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA。下列相关叙述错误的是( )
A. 翻译过程图中核糖体沿着mRNA向右移动
B. 与转录相比,该过程特有的碱基互补配对方式为A-U
C. P-Stalk蛋白质可能具有识别免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA的能力
D. 肿瘤细胞可能会通过下调免疫细胞P-Stalk蛋白的表达水平来逃避免疫系统的监视
【答案】B
【解析】
【分析】免疫监视可以随时发现和清除体内出现的病原体成分,如肿瘤、衰老细胞和凋亡细胞。免疫自稳是通过自身免疫耐受和免疫调节,达到免疫系统内环境的稳态,使其功能不发生改变。一旦免疫自稳发生了改变,免疫功能紊乱,就会发生一些自身免疫病和过敏性疾病。
【详解】A、图中携带氨基酸的tRNA进入核糖体中之后,依次经过A、P、E三个位点实现氨基酸的连接、释放和离开过程,因此翻译过程中图示核糖体沿着mRNA向右移动,A正确;
B、转录过程是DNA与RNA之间的碱基互补配对,即A - U、T - A、G - C、C - G;而PSR翻译过程是mRNA与tRNA之间的碱基互补配对,即A - U、U - A、G - C、C - G,可见,与转录相比,该过程特有的碱基互补配对方式为U-A,B错误;
C、当机体细胞收到来自免疫系统的危险信号时,核糖体会变为PSR,PSR优先翻译在免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA,以增强免疫监视功能,据此可推测,P-Stalk蛋白质可能具有识别免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA的能力,C正确;
D、当机体细胞收到来自免疫系统的危险信号时,核糖体会变为PSR,PSR优先翻译在免疫监视过程中发挥重要作用的mRNA,以增强免疫监视功能,进而有利于清除机体内的肿瘤细胞,据此可推测,肿瘤细胞可能会通过下调免疫细胞P-Stalk蛋白的表达水平来降低机体的免疫监视功能,进而逃避免疫系统的监视,D正确。
故选B。
7. 下列有关生物科学史叙述错误的是( )
A. 斯他林和贝利斯将小肠黏膜和稀盐酸制成的提取液,注射到狗的静脉中,发现了胰液分泌受神经和体液共同调节
B. 希尔发现离体的叶绿体在适宜条件下发生水的光解并释放氧气
C. 摩尔根和他的学生们将基因定位在染色体上,并发现基因在染色体上呈线性排列
D. 克里克以T4噬菌体为实验材料,证明了遗传密码中三个碱基编码一个氨基酸
【答案】A
【解析】
【分析】①促胰液素是科学家发现的第一个激素,由小肠黏膜细胞分泌,其作用是促进胰腺分泌胰液,促胰液素是小肠黏膜受盐酸刺激后分泌的,经血液循环作用于胰腺;
②1937年,英国植物学家希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照条件下可以释放氧气。
【详解】A、斯他林和贝利斯将小肠黏膜与盐酸混合提取液注射到狗静脉中,发现胰液分泌,首次证明了体液调节的存在,A错误;
B、1937年,英国植物学家希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照条件下可以释放氧气,B正确;
C、摩尔根等人通过实验证明基因在染色体上,摩尔根和他的学生们经过十多年的努力,发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,同时说明了基因在染色体上呈线性排列,C正确;
D、克里克以T4噬菌体为实验材料,证明了遗传密码中三个碱基编码一个氨基酸,D正确。
故选A。
8. 下列有关变异、育种和进化的叙述正确的是( )
A. 杂交育种和基因工程育种的原理均为基因重组
B. 基因突变如果发生在非编码序列,则不会导致生物性状的改变
C. 单倍体育种和多倍体育种中,秋水仙素处理的对象相同
D. 自然选择可以定向改变种群的基因频率,但不能决定生物进化的方向
【答案】A
【解析】
【分析】1、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;
2、基因重组的两种类型:(1)在生物体通过减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合,这样,由雌雄配子结合形成的受精卵,就可能具有与亲代不同的基因型,从而使子代产生变异;(2)基因重组发生在减数分裂形成四分体时期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组。
【详解】A、杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法,其原理是基因重组; 基因工程育种是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状,其原理也是基因重组 。所以杂交育种和基因工程育种的原理均为基因重组,A正确;
B、基因包括编码区和非编码区,真核生物基因的编码区还有内含子等非编码序列,基因突变发生在非编码区,也可能会影响基因的表达调控等,进而导致生物性状的改变,B错误;
C、单倍体育种中,秋水仙素处理的对象是单倍体幼苗;多倍体育种中,秋水仙素处理的对象是萌发的种子或幼苗。二者处理的对象不完全相同,C错误;
D、自然选择可以定向改变种群的基因频率,而生物进化的实质就是种群基因频率的定向改变,所以自然选择能决定生物进化的方向 ,D错误。
9. 长时间熬夜会使精神压力增大,这种压力会导致人体内交感神经被过度激活,进而机体释放大量去甲肾上腺素(NE)使黑色素细胞干细胞(McSC)迅速增殖、迁移并耗竭,引起头发变白,相关调节机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 图中的交感神经均属于脊神经
B. 去甲肾上腺素可以由神经细胞和肾上腺髓质细胞分泌
C. 图示过程依次通过脑、脊髓来调控NE的分泌属于激素的分级调节
D. 长期熬夜还会使心跳加快,血压升高,胃肠消化功能减弱
【答案】C
【解析】
【分析】1、神经调节的基本方式是反射。反射是指在中枢神经系统的参与下,人体或动物体对内外环境变化作出的规律性应答。其结构基础为反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个基本环节。 当感受器感受到刺激后,会将信息传递到神经中枢。 中枢整合后通过传出神经传递到效应器。 引起相应的反应。 神经调节还涉及神经递质传递、自主神经系统调节、神经激素调节以及中枢神经系统整合调节等多个方面。这些方式相互协作、相互补充,共同构成神经调节网络,确保机体能够适应各种内外环境的变化并维持其正常的生理功能;
2、兴奋的产生、传导和传递:
(1)兴奋的产生:受刺激部位由静息电位变为动作电位,膜外电位由正→负,膜内电位由负→正;
(2)兴奋的传导:兴奋在神经纤维上以局部电流的方式沿着神经纤维迅速向前传导。刺激神经纤维中部,传导具有双向性;但是刺激一端只能单向传导;
(3)兴奋的传递:兴奋在突触间的传递是单向的,即只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突,而不能向相反的方向传递。它决定了兴奋在整个反射弧中的传导只能是单向的。
【详解】A、由图可知,交感神经元的细胞体位于脊髓,其轴突等组成的神经属于脊神经,A 正确;
B、从图中可以看出,去甲肾上腺素(NE)可以由交感神经细胞分泌,也可以由肾上腺髓质细胞分泌,B正确;
C、分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑-垂体-内分泌腺的调节。而图示中通过脑、脊髓调控NE的分泌属于神经调节,并非激素的分级调节,C错误;
D、长期熬夜导致交感神经过度激活,交感神经兴奋会使心跳加快、血压升高,同时胃肠蠕动减慢,消化功能减弱,D正确。
故选C。
10. 下列有关植物生命活动的调节的叙述错误的是( )
A. 单子叶植物种子萌发时,胚芽鞘首先钻出地面,出土后还能进行光合作用
B. 吲哚乙酸(IAA)、苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等都属于生长素
C. 生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂
D. 温度都是通过影响酶的活性来影响植物代谢,从而调节植物生命活动
【答案】D
【解析】
【分析】生长素是一种植物激素,参与植物体生命活动的调节,而不直接参与细胞的代谢活动,生长素的作用表现为两重性:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,又能疏花疏果,这与生长素的浓度对植物不同部位的敏感度有关,一般来说植物根的敏感度大于芽大于茎,可影响茎的向光性和背地性生长以及胚芽鞘的向光性生长。
【详解】A、单子叶植物种子萌发时,胚芽鞘首先钻出地面,出土后还能进行光合作用,同时还能对其中的子叶起到保护作用,A正确;
B、吲哚乙酸(IAA)、苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等都是植物产生的促进植物生长、发育的物质,因而都属于生长素,B正确;
C、生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,C正确;
D、温度可通过影响酶的活性来影响植物代谢,进而调节植物生命活动,还可之间影响分子的运动影响代谢,也可通过影响气孔的开闭来影响光合作用,D错误。
故选D。
11. 下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A. 探究酵母菌种群数量的变化时,为避免实验结果偏小,可使用台盼蓝染液染色
B. 在绿叶中色素的分离实验中,可利用石油醚、丙酮、苯的混合液进行层析
C. 利用洋葱鳞片叶细胞观察细胞质环流时,可以叶绿体的运动作为标志
D. 凝胶电泳鉴定PCR产物时,将扩增产物与凝胶载样缓冲液(内含核酸染料)混合,再缓慢注入凝胶的加样孔内
【答案】B
【解析】
【分析】常用无水乙醇提取色素,用层析液分离色素。
【详解】A、探究酵母菌种群数量的变化时,显微镜直接观察不能区分酵母菌的死活,为了避免实验结果偏大,可以用台盼蓝染色,A错误;
B、在绿叶中色素的分离实验中,由于不同的色素在层析液中的溶解度不同,可以用石油醚、丙酮、苯的混合液进行层析,B正确;
C、洋葱鳞片叶无叶绿体,C错误;
D、凝胶载样缓冲液内含指示剂,而不是核酸染料,D错误。
故选B。
12. 稻田养鱼养鸭是一种能降低生产成本、增加生态效益的生态农业模式。下图是某稻田生态系统部分能量流动过程图,下列相关叙述错误的是( )
A. 间作或套种等措施可以提高光能利用率,增加流入该生态系统的总能量
B. 鱼和鸭属于该生态系统的初级消费者和次级消费者
C. 流经该生态系统的总能量等于Q1、Q2、Q3、Q4之和
D. 该生态农业模式体现了生态工程的自生、循环、整体等原理
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。输入第一营养级的能量,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。流入第二营养级的能量,一部分在初级消费者的呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动,其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。
【详解】A、间种套种是指在同一土地上按照不同比例种植不同种类农作物的种植方式。间种套种是运用群落的空间结构原理,充分利用光能、空间和时间资源提高农作物产量。这可增大流入生态系统的总能量,A正确;
B、鸭和鱼可以吃掉稻田中的杂草,是初级消费者,属于第二营养级;二者也可以摄食稻田中的害虫,属于第三营养级,B正确;
C、Q1~Q4表示生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者生物呼吸作用释放的能量,是该生态系统中散失的能量部分,流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,C错误;
D、该生态农业模式的设计体现了生态工程的自生(多种生物自组织、实现共存)、循环(实现能量多级利用)、整体(提高了空间、资源的利用率,提高了经济效益)等原理,D正确。
故选C。
13. 土壤中有丰富的微生物,若要利用其中某种微生物,则需要进行菌种的分离和纯化,过程如图。下列相关叙述正确的是( )
A. 实验结果表明,5g土样中的活菌总数约为1.1×108个
B. 可以根据平板上的菌落特征,挑取相应菌落在平板上多次划线纯化所需微生物
C. 可以利用血细胞计数板对锥形瓶中的菌体进行直接计算
D. 若筛选土壤中能分解尿素的细菌,需要将尿素加入图中的锥形瓶和试管中
【答案】B
【解析】
【分析】微生物常用的接种方法:
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。
【详解】A、4号试管中的稀释倍数为105,其进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(113+106+111)÷3×10×105=1.1×108个,5g土样中的活菌总数约为5×1.1×108=5.5×108个,A错误;
B、可以根据平板上的菌落特征,挑取相应菌落在平板上多次划线纯化所需微生物,因为菌落具有种的特异性,B正确;
C、不可以利用血细胞计数板对锥形瓶中的菌体进行直接计算,若其中的细菌数目过多,则会由于菌体相互重叠而不能计数,C错误;
D、若筛选土壤中能分解尿素[CO(NH2)2]的细菌,尿素可以为微生物生长提供氮源,所以所配培养基应以尿素作为唯一氮源,锥形瓶和试管中不需要加入,D错误。
故选B。
14. 细胞悬浮培养是将细胞接种于液体培养基中并保持良好分散状态的培养方式,细胞悬浮培养常在发酵罐等生物反应器中进行。下列叙述错误的是( )
A. 在动物细胞的悬浮培养过程中,可以适当添加抗生素来保持无菌的培养环境
B. 利用发酵罐生产单细胞蛋白时,可以直接对细胞悬液进行过滤、离心得到产品
C. 细胞产物的工厂化生产中,植物细胞培养也属于细胞悬浮培养
D. 悬浮培养的动物细胞在传代培养过程中需用胰蛋白酶处理
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、抗生素具有抑菌或杀菌作用,培养基内加入适量的抗生素抑制细菌生长,能形成无菌的培养环境,A正确;
B、单细胞蛋白是通过发酵获得了大量的微生物菌体,发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品,B正确;
C、植物细胞培养是在离体条件下,将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行震荡培养,得到分散成游离的悬浮细胞,通过继代培养使细胞增殖,从而获得大量细胞群体的一种技术。植物细胞培养属于细胞悬浮培养,C正确;
D、进行传代培养时,悬浮培养的动物细胞可直接用离心法收集后,然后分瓶培养,D错误。
故选D。
15. 采用焦磷酸测序法进行DNA测序的原理是:将待测DNA链固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸(PPi),PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。下列说法错误的是( )
A. 图中的“酶”表示DNA聚合酶,“系列酶”包括荧光素酶等
B. 该过程中,四种脱氧核苷三磷酸在提供原料的同时,还提供了能量
C. 该方法对DNA进行测序,必须已知目标DNA的部分核苷酸序列
D. 对癌细胞中DNA进行测序,可以确定原癌基因是发生基因突变还是甲基化
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、图中是DNA复制过程,“酶”表示DNA聚合酶,“系列酶”包括荧光素酶等,A正确;
B、该过程中,四种脱氧核苷三磷酸在提供原料,并且反应中的能量来自脱氧核苷三磷酸水解放出的能量,B正确;
C、焦磷酸测序法是边合成边测序的方法,需通过已知部分序列设计引物,使DNA链在乳滴中固定并复制。若目标DNA序列完全未知,无法确定引物结合位点,因此必须已知部分序列才能进行测序,C正确;
D、基因测序只能检测DNA碱基序列的变化,而甲基化属于表观遗传修饰,不改变碱基序列,测序无法区分甲基化,D错误。
故选D。
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全者得1分,错选或不答的得0分。
16. 人体脂肪细胞中有一种转运蛋白UCP1,在棕色脂肪细胞中高表达,是白色脂肪细胞棕色化的标志物,如图所示。下列叙述正确的有( )
A. 图中H+通过UCPI由区域Ⅰ进入区域Ⅱ的方式是协助扩散
B. 过程②发生于线粒体基质,物质乙是还原型辅酶Ⅱ
C. 相比白色脂肪细胞,棕色脂肪细胞区域Ⅰ与Ⅱ间的H+浓度差降低,产生ATP减少
D. 寒冷条件刺激下,有更多的白色脂肪细胞转化成棕色脂肪细胞,产热增加
【答案】ACD
【解析】
【分析】线粒体是真核生物进行有氧呼吸的主要场所,线粒体内膜上的ATP合成酶合成ATP的机制为:线粒体内膜两侧的H+存在浓度差,H+顺浓度梯度的流动促进了 ATP的合成。
【详解】A、图中H+通过UCPI由区域Ⅰ进入区域Ⅱ是顺浓度梯度进行的,运输方式是协助扩散,A正确;
B、过程②为有氧呼吸第二阶段,发生于线粒体基质,物质乙是还原型辅酶Ⅰ,B错误;
C、相比白色脂肪细胞,棕色脂肪细胞有更多UCP1将H+从区域Ⅰ运到区域Ⅱ,导致区域Ⅰ与Ⅱ间的H+浓度差较低,产生ATP少,释放的热量多,C正确;
D、寒冷条件刺激下,有更多的白色脂肪细胞转化成棕色脂肪细胞,棕色脂肪细胞中UCP1高表达,因而产生的ATP少,释放的热量多,因而有利于度过寒冷的冬天,D正确。
故选ACD。
17. 科研人员利用甲、乙、丙3种白眼果蝇突变体,与野生型红眼果蝇进行如下杂交实验。
组别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
亲本果蝇
雌性
甲
乙
丙
甲
雄性
野生型
野生型
野生型
乙
以下对实验结果与结论的讨论正确的有( )
A. 若Ⅰ组的F1果蝇均为红眼,说明甲突变基因为隐性基因,并一定位于常染色体上
B. 若Ⅱ组的F1仅雄果蝇与母体性状一致,说明乙突变基因位于X染色体上
C. 若Ⅲ组的F1果蝇均为白眼,说明丙突变基因为显性基因,但不能确定基因的位置
D. 若Ⅳ组的F1果蝇均表现为红眼,说明甲、乙突变基因一定是位于非同源染色体上的非等位基因
【答案】BC
【解析】
【分析】1、分离定律的实质:杂合子体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代;
【详解】A、野生型是红眼,甲是白眼。如果F1均为红眼,说明红眼对白眼是显性,因此甲突变基因是隐性基因,雌性(XaXa,白眼) × 雄性(XAYA,红眼) F1:XAXa(红眼雌性)和 XaYA(红眼雄性) 这样F1均为红眼,所以不一定位于常染色体上,A错误;
B、若Ⅱ组仅F1所有雄果蝇与母体性状一致,即子代雄性的性状取决于母本,这是伴X染色体遗传的特点,说明乙突变基因均位于X染色体上,B正确;
C、红眼和白眼后代全为白眼,所以白眼为显性性状,因为无论是常染色体(AA × aa→ Aa)还是X染色体(XAXA × XaY → XAXa和XAY),F1均为白眼,所以不能确定基因的位置,C正确;
D、如果甲和乙的白眼基因位于同一对染色体的不同位置上(即连锁遗传,且两个基因都至少有一个为显性时才表现为红眼),子代仍然可以表现为红眼。 因此,即使甲和乙突变基因位于同源染色体上,F1也可能全部为红眼,D错误。
故选BC。
18. 单细胞RNA 测序是一种在单细胞水平上利用 RNA 测序对特细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术。待测组织经过单细胞分离、裂解、反转录、cDNA扩增、文库构建、测序和计算机分析,便可获得多个细胞的基因表达谱。下列相关叙述正确的有( )
A. 将单个细胞从组织中分离出来可以利用有限稀释法或显微操作法
B. 实验室裂解细胞后提取的RNA,需要利用特定的技术富集mRNA
C. 通过反转录、cDNA扩增以及构建基因组文库等技术可确定单细胞中基因表达情况
D. 相比于多细胞混合测序,该技术可以揭示罕见的细胞类型
【答案】ABD
【解析】
【分析】PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,采用该技术能在短时间内获得大量目的基因。PCR技术的原理是DNA双链复制。基因组文库包含cDNA文库中,后者是通过RNA反转录获得的;
【详解】A、单细胞分离的常用方法包括有限稀释法(通过稀释获得单个细胞)和显微操作法(如显微切割或流式细胞分选),A正确;
B、实验室裂解细胞后提取的RNA数量有限,因此,需要利用特定的技术富集mRNA,B正确;
C、单细胞RNA测序构建的是cDNA文库,通过测序分析基因表达。基因组文库用于研究DNA序列,与基因表达无关,C错误;
D、单细胞分辨率避免了群体测序的平均化效应,能够检测稀有细胞亚群,因而可以揭示罕见的细胞类型,D正确。
故选ABD。
19. 近年来亚洲黑熊数量锐减,科学家欲通过现代生物技术促进亚洲黑熊数量增加,其过程如图所示,图中字母代表不同个体,数字代表不同过程。下列相关叙述错误的有( )
A. 获得E后代和F后代都需要黑熊A服用相关激素促进超数排卵
B. 产生F后代和胚胎分割繁殖后代的生殖方式不同
C. 可以使用蛋白酶合成抑制剂法激活重构胚,使重构胚完成细胞分裂和发育
D. D受体需选择健康、有正常的繁殖能力的同种生物个体
【答案】AB
【解析】
【分析】胚胎移植的基本程序:①对供、受体的选择和处理(用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存;④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
【详解】A、超数排卵需要向雌性个体注射促性腺激素,促性腺激素的本质是蛋白质,不能服用,A错误;
B、F后代是通过体细胞核移植技术而来,属于无性繁殖,胚胎分割移植也属于无性繁殖,B错误;
C、激活重构胚可使用蛋白酶合成抑制剂等方法,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、D受体的功能是怀孕和分娩,需选择健康、有正常的繁殖能力的同种生物个体,D正确。
故选AB。
第 Ⅱ 卷(非选择题 共58分)
三、非选择题:共5题,共58分。除特别说明外,每空1分。
20. 水稻籽粒中的有机物主要来源于叶片的光合作用。水稻叶片的光合能力主要取决于光能捕获能力和光能转化效率。现有一种浅绿色水稻突变体品系(pgl),与野生型水稻相比,其株高、单株产量等明显降低。科研人员对其光合色素的含量进行检测,结果见表1。
表1 光合色素含量(mg/g)
材料
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
野生型
2.149
1.354
0.765
0.453
pgl
1.522
0.003
0.551
0.417
(1)表1中色素分布于________(填部位),其中含Mg元素的光合色素主要吸收__________光。据表1分析,与野生型相比,pgl植株光反应为暗反应提供的________较少。
(2)对野生型和突变体在分蘖期和灌浆期的部分光合生理特性的测量结果如表2。
表2 光合生理特性
时期
材料
净光合速率
(μmol/m2·s)
气孔导度
(mmol/m2·s)
胞间CO2浓度
(μmol/ mol)
分蘖期
突变体
8.46
0.38
331.39
野生型
12.46
0.55
328.50
灌浆期
突变体
12.97
0.60
327.44
野生型
12.29
0.41
308.80
①分蘖期,pgl的净光合速率明显低于野生型,有人认为气孔导度不是其限制因素,你是否同意,并说明理由。________、________。
②CO2进入叶绿体被固定的最初产物为________,经转换生成磷酸丙糖后进入细胞质基质,进一步转换为________,通过筛管向种子运输。灌浆期,pgl的净光合速率与野生型无显著差异,但最终产量仍然较低,原因可能是________。
(3)叶绿素加氧酶基因(OSCAO1)主要功能是催化叶绿素a合成叶绿素b。科研工作者扩增了野生型、pgl品系和另一浅绿色突变品系W1的OSCAO1基因编码区序列,并分析了叶绿素加氧酶的氨基酸序列变化,如表3所示(表中数字代表编码区碱基序号)。
W1
pgl
突变位点
779
2508
2507
3136
突变方式
G→A
插入4个T
缺失T
T→C
氨基酸序列
不变
不变
不变
精氨酸→色氨酸
表3 OSCAO1基因的突变情况
①浅绿色突变品系pgl与W1的OSCAO1基因是野生型叶色基因的________,这说明基因突变具有________性。
②突变品系W1两个突变位点氨基酸序列不变的原因依次是________、________。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. 红光和蓝紫 ③. ATP、NADPH
(2) ①. 同意 ②. 与野生型相比,pgl气孔导度低,但胞间CO2浓度高 ③. 三碳化合物 ④. 蔗糖 ⑤. 蔗糖从叶片向种子运输的效率低
(3) ①. 等位基因 ②. 不定向 ③. 由于密码子具有简并性,该突变导致碱基G→A替换,未改变氨基酸序列。 ④.
该突变位点位于基因的非翻译区,不参与蛋白质编码,因此插入4个碱基不会改变氨基酸序列。
【解析】
【分析】色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:(1)无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。(2)层析液用于分离色素。(3)二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
【小问1详解】
光合色素位于叶绿体的类囊体薄膜上。含Mg的色素为叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光(约660 nm)和蓝紫光(约430 nm),用于光反应。据表1分析,与野生型相比,pgl植株光反应为暗反应提供的ATP和NADPH较少。
【小问2详解】
①同意。理由:与野生型相比,pgl气孔导度低,但胞间CO2浓度高,表明CO2供应充足,光合速率的降低主要不是由气孔导度低(影响CO2进入)引起的,而是由非气孔因素(如光能捕获能力下降,因叶绿素含量减少)导致。②CO2进入叶绿体被固定的最初产物为三碳化合物,经转换生成磷酸丙糖后进入细胞质基质,进一步转换为蔗糖,通过筛管向种子运输。灌浆期,pgl的净光合速率与野生型无显著差异,但最终产量仍然较低,原因可能是pgl蔗糖从叶片向种子运输的效率低,影响产量形成。
【小问3详解】
pgl和W1是浅绿色突变品系,它们的OSCAO1基因是由野生型基因突变而来的,因此是野生型叶色基因的等位基因。表3显示,pgl和W1的OSCAO1基因突变位点、突变方式多样,且突变效果不同(有的改变氨基酸,有的不改变),这表明基因突变可以发生在不同位点、以不同方式发生,体现了基因突变的不定向性。②779位突变(G→A):由于密码子具有简并性,该突变导致碱基G→A替换,未改变氨基酸序列。 2508位突变(插入4个T):该突变位点位于基因的非翻译区,不参与蛋白质编码,因此插入4个碱基不会改变氨基酸序列。
21. I型糖尿病(T1D)是一种以胰岛B细胞进行性损伤、胰岛素分泌不足为主要表现的自身免疫病。T1D患者体内仍存留部分具有再生能力的胰岛B细胞,研究促进其再生的机制,对减少并发症的发生具有重要意义。
(1)T1D患者胰岛B细胞向________细胞呈递抗原,同时________细胞分泌________促进该细胞增殖分化,进而攻击胰岛B细胞;此外,T1D患者________细胞直接识别胰岛B细胞表面抗原,该细胞接受辅助性T细胞直接接触和细胞因子等刺激,增殖分化后分泌______,这些免疫细胞和免疫活性物质共同作用使胰岛B细胞损伤。
(2)CD20是人体B淋巴细胞的特异性膜蛋白之一。为制备抗CD20的单克隆抗体,研究者向小鼠多次注射________获取B淋巴细胞,诱导其与骨髓瘤细胞融合,将筛选出的杂交瘤细胞用________(填器材)进行克隆化培养和抗体检测。最终将筛选的细胞进行体内培养,从小鼠腹水中提取抗CD20单克隆抗体。
(3)IL-10是一种免疫抑制因子。为评估IL-10与抗CD20单抗联合治疗自身免疫病的效果,设置4组I型糖尿病小鼠,进行相关治疗,实验结果如图1。
据图1可得出结论:________;据图2分析,出现图1结果的原因是_______。
(4)为进一步研究抗CD20单抗+IL-10联合治疗对糖尿病鼠胰岛B细胞功能的影响,研究者还需检测四组糖尿病鼠________等指标。
【答案】(1) ①. 细胞毒性T ②. 辅助性T ③. 细胞因子 ④. B淋巴 ⑤. 抗体
(2) ①. CD20 ②. 96孔板
(3) ①. 联合治疗可减弱自身免疫反应,且强于单独治疗 ②. 联合治疗组与其他组相比,各蛋白均产生的更多,说明抗CD20单抗+IL-10联合治疗可促进胰岛B细胞的再生,且作用强于单独治疗 (4)胰岛素和血糖含量
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备是将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合产生杂交瘤细胞,再经筛选和培养获得产生单一抗体的杂交瘤细胞,进而制备大量特异性强的抗体。
自身免疫病是免疫系统功能过强,或自身细胞表面发生变化产生抗原,从而被免疫系统攻击。
【小问1详解】
胰岛B细胞受损是细胞免疫发生遗异常的结果,据此推测,T1D患者胰岛B细胞向细胞毒性T细胞呈递抗原,同时辅助性T细胞分泌细胞因子促进该细胞增殖分化,进而攻击胰岛B细胞;此外,T1D患者B淋巴细胞直接识别胰岛B细胞表面抗原,该细胞接受辅助性T细胞直接接触和细胞因子等刺激,增殖分化后分泌抗体,这些免疫细胞和免疫活性物质共同作用使胰岛B细胞损伤,最终导致胰岛素分泌减少,表现为糖尿病。
【小问2详解】
CD20是人体B淋巴细胞的特异性膜蛋白之一。为制备抗CD20的单克隆抗体,研究者向小鼠多次注射CD20使小鼠发生特异性免疫反应,进而从其脾脏中获取B淋巴细胞,诱导其与骨髓瘤细胞融合,将筛选出的杂交瘤细胞用96孔板进行克隆化培养和抗体检测,该培养的目的是保证每个小孔中只有一个杂交瘤细胞。最终将筛选的细胞(能产生抗CD20抗体的细胞)进行体内培养,从小鼠腹水中提取抗CD20单克隆抗体,体内培养操作简单,经济实惠。
【小问3详解】
①由图可知,联合治疗组小鼠胰岛炎症等级主要是0、1级;单抗治疗组主要是1、2级,IL-10 治疗组胰岛炎症等级主要是1、2级;对照组小鼠胰岛炎症等级主要是2、3级,联合治疗组与单抗治疗组相比,0级自身免疫反应占的更多,即自身免疫反应弱,可得出结论为联合治疗可减弱自身免疫反应,且强于单独治疗。联合治疗组与其他组相比,各蛋白均产生的更多,说明抗CD20单抗+IL-10联合治疗可促进胰岛B细胞的再生,且作用强于单独治疗。
【小问4详解】
若研究“抗CD20单抗+IL-10联合治疗对糖尿病鼠胰岛B细胞功能的影响”,需检测胰岛B细胞的功能变化,胰岛B细胞可分泌胰岛素,因此可对小鼠进行胰岛素和血糖含量的检测,也可检测糖尿病小鼠的体重。
22. 为探明某地区猪獾与花面狸竞争共存的机制,研究人员进行了有关调查,结果如图所示。其中猪獾主要以蚯蚓和植物果实为食,辅以昆虫和鼠类;花面狸主要以鼠类、两栖动物和爬行动物为食,辅以植物果实和昆虫。回答下列问题。
(1)研究人员常用红外触发相机调查猪獾和花面狸的活动规律,该方法的优点有________(答出2点)。探明猪獾与花面狸竞争共存机制属于________水平的研究。
(2)与其他栖息地相比,阔叶林更适合猪獾生活的原因可能有________、________。
(3)根据题干和图示信息分析,猪獾与花面狸在生态位上的分化具体表现在________等维度,这种分化对两者共存的意义是________。
(4)在植物果实匮乏的旱季,猪獾转向捕食昆虫和小型哺乳动物。相较于雨季,旱季猪獾和花面狸的食物类型重叠度将________(选填“增加”或“减少”),据图分析两者在旱季缓解食物竞争压力的行为是________。
(5)调查发现,该地区主要捕食猪獾和花面狸的大型食肉动物的数量正在不断下降甚至消失,不考虑其他因素的干扰,推测该地区将发生的变化有________(填序号)。
①猪獾和花面狸种群的出生率在短时间内会上升
②猪獾和花面狸的种间竞争强度将逐渐减小
③群落结构保持不变,物种丰富度减小
④食物链营养级间能量传递效率大幅提高
⑤通过生态系统的自我调节,逐步构建新的生态平衡
【答案】(1) ①. 干扰少、可长时间调查、操作简单、保障研究人员安全 ②. 群落
(2) ①. 阔叶林密集的植被便于猪獾隐蔽,减少被天敌捕食的机率 ②. 食物来源较为丰富
(3) ①. 食物、栖息地和活动时间 ②. 减缓种间竞争,提高了群落利用阳光等环境资源的能力
(4) ①. 增加 ②. 进一步降低同时出现的概率,在不同时间段取食,减少种间竞争 (5)①⑤
【解析】
【分析】红外触发相机是一种非侵入性的技术,广泛应用于野生动物种群密度的调查中。红外触发相机通过感应动物体温或运动来触发拍摄,自动记录野生动物的活动情况。这种方法无需直接接触动物,减少了对其正常生活的干扰。
【小问1详解】
用红外触发相机调查猪獾和花面狸的活动规律,对动物的干扰少、可长时间调查、操作简单、保障研究人员安全。猪獾与花面狸属于不同物种,所以探明猪獾与花面狸竞争共存机制属于群落水平的研究。
【小问2详解】
与其他栖息地相比,阔叶林密集的植被便于猪獾隐蔽,减少被天敌捕食的机率;食物来源较为丰富,更适合猪獾生活。
【小问3详解】
根据题干和图示信息分析,猪獾主要以蚯蚓和植物果实为食,辅以昆虫和鼠类;花面狸主要以鼠类、两栖动物和爬行动物为食,辅以植物果实和昆虫;猪獾与花面狸在不同栖息地的适宜指数不相同,活动时间也不同,由此可知猪獾与花面狸在生态位上的分化具体表现在食物、栖息地和活动时间等维度,这种生态位分化的生态学意义是减缓种间竞争,提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
【小问4详解】
花面狸主要以鼠类、两栖动物和爬行动物为食,辅以植物果实和昆虫,在植物果实匮乏的旱季,猪獾转向捕食昆虫和小型哺乳动物,和花面狸的食物类型重叠度将增加;结合图示可知,旱季猪獾和花面狸进一步降低同时出现的概率,在不同时间段取食,减少种间竞争。
【小问5详解】
①该地区主要捕食猪獾和花面狸的大型食肉动物的数量正在不断下降甚至消失,猪獾和花面狸种群的资源和空间更大,种群出生率增大,①正确;
②由于捕食者减少,被捕食者猪獾和花面狸的种间竞争强度将逐渐增大,②错误;
③大型食肉动物减少,物种组成改变,群落结构发生改变,长时间后物种丰富度不一定减少,③错误;
④大型食肉动物的数量正在不断下降甚至消失不能使食物链营养级间能量传递效率大幅提高,④错误;
⑤大型食肉动物的数量正在不断下降甚至消失,短时间内猪獾和花面狸的数量会上升,通过生态系统的自我调节,逐步构建新的生态平衡,⑤正确。
故选①⑤。
23. 某品种杜鹃花的花色有红色、白色、粉红色、紫色,由三对基因(A/a、B/b和C/c)控制,研究人员利用红色、白色、紫色杜鹃花三种品系(同一种品系基因型相同)进行了有关实验,结果如下表。请回答下列问题。
组别
P
F1 表型
F2 表型及比例
实验一
红花×白花
粉红花
白花:粉红花:红花=1:2:1
实验二
红花×紫花
红花
红花:紫花=15:1
实验三
白花×紫花
粉红花
白花:粉红花:红花:紫花=16:32:15:1
(1)由实验结果推测,控制花色的三对基因位于________上,理由是________。
(2)亲本白色、紫花杜鹃花的基因型是分别是________、________;实验二F2 中不能稳定遗传的红花占________。
(3)实验三F2 粉红花的基因型有________种,这些粉红花相互传粉产生的子代中红花所占的比例为________。
(4)杜鹃的叶形卵形和椭圆形由基因 E/e控制,叶片颜色深绿色和绿色由基因 F/f控制。某科研人员用椭圆形绿色植株测交,子代的表型和比例为卵形深绿色叶:椭圆形深绿色叶:卵形绿色叶:椭圆形绿色叶=43:7:7:43。不考虑突变,亲本椭圆形绿色植株产生的配子的种类及比例为________,配子出现该比例的原因是该植物________%的性母细胞减数分裂时________发生互换。
【答案】(1) ①. 三对同源染色体上 ②. 实验三F2比例符合三对等位基因自由组合比例的变式
(2) ①. AABBCC ②. aabbcc ③. 1/2
(3) ①. 9 ②. 15/64
(4) ①. EF∶eF∶Ef∶ef=43∶7∶7∶43 ②. 28 ③. 同源染色体的非姐妹染色单体之间
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
据表可知,实验三F2中白花∶粉红花∶红花∶紫花=16∶32∶15∶1,比例之和为64,由此推测控制花色的基因至少由三对独立遗传的基因控制即实验三F2比例符合三对等位基因自由组合比例的变式
【小问2详解】
假设用A/a、B/b、C/c表示控制花色的三对等位基因,根据实验一和实验三可知白花基因型可为AA_ _ _ _,紫花基因型为aabbcc,粉红花基因型为Aa_ _ _ _,红花的基因型为aaB_ _ _、aabbC_,实验三F2中白花∶粉红花∶红花∶紫花=16∶32∶15∶1,比例之和为64,因此F1粉红花的基因型为AaBbCc,因此亲本白色、紫花杜鹃花的基因型是分别AABBCC和aabbcc。实验二中F2的性状分离比为红花:紫花=15:1,说明实验二F1红花的基因型有两对为杂合子,一对为纯合隐性,假设实验二F1红花基因型为aaBbCc,F2红花基因型为aaB_C_、aaB_cc、aabbC_,即8种基因型,其中不能稳定遗传的基因型为2aabbCc、2aaBbcc、4aaBbCc,实验二F2红花一共为15份,即实验二F2红花中不能稳定遗传的红花占8/15。 F2中不能稳定遗传的红花占比为8/16=1/2。
【小问3详解】
实验三F1粉红花的基因型为AaBbCc,其自交产生的F2 粉红花(Aa_ _ _ _)的基因型有9种,这些粉红花群体(1AaBBCC、2AaBbCC、2AaBBCc、4AaBbCc、3AabbC_、3AaB_cc、1Aabbcc)中含有的8种配子(ABC、ABc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC、abc)比例是均等的,相当于基因型为AaBbCc的粉花个体自交产生的子代情况(白花∶粉红花∶红花∶紫花=16∶32∶15∶1),因此相互传粉产生的子代中红花所占的比例为15/64。
【小问4详解】
杜鹃的叶形卵形和椭圆形由基因 E/e控制,叶片颜色深绿色和绿色由基因 F/f控制。某科研人员用椭圆形绿色植株测交,子代的表型和比例为卵形深绿色叶∶椭圆形深绿色叶∶卵形绿色叶∶椭圆形绿色叶=43∶7∶7∶43,该比例代表了椭圆形绿色植株产生的配子种类和比例,由于产生的四种配子比例表现为两多两少,说明相关的两对等位基因的遗传不符合基因自由组合定律。亲本椭圆形绿色叶杜鹃植株的基因型为EeFf,所以椭圆形和绿色为显性性状,亲本产生的配子的类型和比例为EF:eF:Ef:ef=43∶7∶7∶43,形成该结果的原因在于E/e、F/f两对基因位于一对同源染色体上,其中基因E、F位于一条染色体上,基因e、f位于另一条染色体上,并且在形成配子的过程中发生了染色体互换,导致产生了少量的eF、Ef配子,出现上述比例的原因是该植物(7+7+7+7)/(43+7+7+43)=28%的性母细胞减数分裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换。
24. 甘蓝型油菜是我国种植面积最大的油料作物。生长素浓度梯度的时空变化对调控其生长发育至关重要。研究人员通过转基因技术构建生长素含量报告系统,将生长素响应序列DR5(接受生长素调控的一段序列,调控下游基因表达)与报告基因GUS(β-葡萄糖醛酸酶)结合,利用GUS催化β-葡萄糖醛酸反应生成蓝色产物的特性,通过染色结果评估生长素分布。具体步骤如下:
(1)转化甘蓝油菜细胞
实验目的
简要操作步骤
①获取GUS基因
在数据库中查阅大肠杆菌GUS基因序列,培养大肠杆菌并提取________,运用PCR技术扩增该序列。
②构建增强报告基因表达的重组质粒
依次选择表2中的________-E-________元件置于图1质粒中的a~d。
③________
将农杆菌从-80℃冰箱中取出置于________缓慢融化,诱导制成感受态细胞后,加入质粒转化,再将菌液涂布于添加________的平板上培养。
④转化甘蓝油菜细胞
将黑暗处理的甘蓝油菜下胚轴浸入筛选后的农杆菌菌液中一段时间。
A
GUS基因
B
翻译增强序列TMVΩ
C
RNA聚合酶基因RNApol
D
生长素响应序列DR5
E
启动子(方向和图1的一致)
注:KanR:卡拉霉素抗性基因;DR5: 生长素响应序列; GenR:庆大霉素抗性基因;TMVΩ:翻译增强序列,促进核糖体与RNA结合
(2)鉴定转基因甘蓝油菜细胞
已知相关元件长度以及两端序列信息如下表:
元件
两端序列(方向5’→ 3’)
GUS基因
AGGATGGCCATGCATGCATGG ------TGAACAACGAACTGAACTGGCAGA
DR5
GGATCCAAGCCTCCGACACCGAC------CCGACACCGACAAGACACCGACA
TMVΩ
AGAAAGAAAGAAAGAAAGAAAG------TTACTTACTTACTTCTTACCTGCAG
根据上表,结合上述步骤,以如图启动子方向为正向,分别选取以下引物________作为正向和反向引物,对转基因甘蓝油菜组培幼苗中的核DNA为模板进行PCR扩增,电泳并观察到出现理想长度片段后,再依次通过________、________以准确确定是否成功将生长素响应报告基因表达载体导入了甘蓝油菜。
A.5’-CTGCAGGTAAGAAGTAAGTAAGTAA-3’
B.5’-TGTCGGTGTCTTGTCGGTGTCGG-3’
C.5’-TCTGCCAGTTCAGTTCGTTGTTCA -3’
D.5’-GGATCCAAGCTTCCGACACCGAC-3’
E.5’-AGGATGGCCATGCATGCATGG-3’
F.5’-AGAAAGAAAGAAAGAAAGAAAG-3’
(3)转基因甘蓝油菜的染色鉴定
对转基因检测阳性的甘蓝油菜用NAA诱导后,取叶片放入90%丙酮进行________处理,再用GUS染色液染色,然后用70%乙醇以________,确定GUS基因能正常表达的转基因阳性植株,转移到温室培养。
【答案】(1) ①. 基因组DNA ②. D ③. B-A ④. 将重组质粒导入农杆菌 ⑤. 冰上 ⑥. 卡那霉素
(2) ①. D、C ②. 割胶回收 ③. 测序
(3) ①. 脱色 ②. 洗去浮色
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:个体水平上的鉴定。
【小问1详解】
①要获取GUS基因,在培养大肠杆菌并提取时,应提取“基因组DNA”,因为GUS基因位于基因组DNA上,通过PCR从基因组DNA扩增目的基因;
②要构建增强报告基因表达的重组质粒,根据题意,生长素响应序列DR5(D)调控下游基因表达,RNA聚合酶结合启动转录,启动子(E,方向和图一致)启动转录,翻译增强序列(B)促进核糖体与RNA结合,所以依次选择D、B-A ;
③将农杆菌从 - 80℃冰箱取出置于冰上缓慢融化,制成感受态细胞后加入质粒转化,再将菌液涂布于添加卡那霉素(因为重组质粒有KanR) 的平板上培养,用于筛选含重组质粒的农杆菌;实验目的是将重组质粒导入甘蓝型油菜细胞,所以③这一步实验目的是将重组质粒导入农杆菌(便于后续转化甘蓝型油菜细胞 );
【小问2详解】
要扩增生长素响应报告基因表达载体相关序列,根据启动子方向(5'→3'),正向引物选与元件一端匹配的,反向引物选与另一端匹配的,结合表格,应选 D(正向,对应DR5 一端序列)和C(反向,对应 DR5 另一端互补序列);经 PCR 扩增后,为确定是否成功将载体导入,需通过 DNA 测序 ,与已知序列比对验证以准确确定是否成功将生长素响应报告基因表达载体导入了甘蓝油菜。
【小问3详解】
90%丙酮处理叶片是为了脱色 ,去除叶绿素等干扰,便于后续GUS染色观察。70%乙醇作用是洗去多余染色液 ,使染色结果更清晰,便于观察GUS基因表达情况。确定GUS基因能正常表达的转基因阳性植株,转移到温室培养。
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