内容正文:
成都市2023级高中毕业班摸底测试
生物学
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 约1亿年前固氮蓝细菌 UCYN-A 与贝氏布拉藻(真核生物)形成稳定共生体,UCYN-A逐渐失去独立生存能力,最终演化为贝氏布拉藻的特化细胞器——硝化质体。固氮蓝细菌UCYN-A和贝氏布拉藻具有的共同点是( )
A. DNA的主要载体都是染色体 B. 核糖体的形成均与核仁有关
C. 都能通过有氧呼吸产生 ATP D. 光合作用均在叶绿体中进行
2. 氨酰-tRNA 合成酶复合物(由tRNA 与相应酶组成)在基因表达过程中起关键作用,其功能是催化特定氨基酸与对应的tRNA 结合,形成氨酰—tRNA。下列关于氨酰—tRNA 合成酶复合物的叙述,正确的是( )
A. 由21种氨基酸和8种核苷酸构成 B. 能特异性识别特定氨基酸的R 基团
C. 其特异性由氨基酸的排列顺序决定 D. 含有的鸟嘌呤数量等于胞嘧啶数量
3. 在提出细胞膜的流动镶嵌模型后,科学家又提出了脂筏模型(见下图)。该模型认为胆固醇、鞘磷脂等富集在一个区域形成脂筏,漂浮在磷脂双分子层上的脂筏载着多种膜蛋白。下列关于细胞膜的流动镶嵌模型和脂筏模型的叙述,错误的是( )
A. 两种模型均认为膜的基本支架是磷脂双分子层
B. 两种模型均认为膜上蛋白质的分布具有不对称性
C. 糖脂和糖蛋白中的糖类分子可参与细胞表面的识别
D. 细胞膜脂筏模型中的脂筏和蛋白质都不具有流动性
4. 细胞自噬是在一定条件下“吃掉”自身结构和物质的过程,通过该过程,细胞内受损或功能退化的细胞结构等可以被降解,其局部过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 自噬体也具有生物膜,该膜结构起源于内质网
B. 内质网、高尔基体、溶酶体等参与了自噬过程
C. 水解衰老线粒体水解酶是在溶酶体中合成的
D. 衰老线粒体被降解后的产物可以被细胞再利用
5. CFTR 是一种具有 ATP水解酶活性的转运蛋白,常位于肺、汗腺、胰腺等上皮细胞的细胞膜上,负责Cl⁻向细胞膜外的转运。当CFTR基因突变时,细胞Cl⁻转运功能发生异常,会导致肺部黏稠分泌物堵塞支气管而患病。下列叙述正确的是( )
A. CFTR 具有运输Cl⁻和降低 ATP 水解反应活化能的作用
B. CFTR 将Cl⁻转运到细胞膜外的过程不需要与CFTR结合
C. CFTR 向细胞外运输Cl⁻的速率完全由CFTR 的数量决定
D. CFTR 基因突变患者细胞内液的渗透压可能会明显下降
6. 萤火虫发光的原理如图所示。在荧光素酶的作用下,荧光素分子经过一系列变化后转变成激发态的氧化荧光素,氧化荧光素衰变回荧光素时,以光子的形式释放能量,产生可见光。图中PPi(焦磷酸:P~P)由两个磷酸基团连接构成,AMP是腺苷一磷酸。下列叙述正确的是( )
A. ATP需要断裂两个特殊化学键后才能生成PPi
B. AMP可用于合成萤火虫细胞中的脱氧核糖核酸
C. PPi挟能量与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸
D. 萤火虫的发光既涉及吸能反应又包含放能反应
7. 呼吸链由蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等组成,它们可以传递电子,使氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程,内膜与外膜间隙中的H+浓度高于线粒体基质。下列叙述正确的是( )
A. 线粒体内膜和外膜均分布着大量与呼吸作用有关的酶
B. 丙酮酸从细胞质基质进入线粒体内需要 ATP 水解供能
C. 线粒体内膜上催化 ATP 合成的酶也是运输H⁺的转运蛋白
D. 线粒体内膜两侧H⁺的浓度差对ATP 的产生速率没有影响
8. 肿瘤干细胞理论认为,某些肿瘤细胞能像干细胞一样无限增殖并分化成异质性子细胞。研究发现某人的白血病肿瘤细胞系中,CD133⁺细胞可通过分裂同时产生(CD133+具有干细胞特性)和CD133⁻(具有分化倾向)两种子细胞。下列叙述错误的是( )
A. CD133⁺细胞在分裂时会发生染色体与染色质的相互转化
B. CD133⁺细胞在分裂中期时染色体着丝粒排列在赤道板上
C. CD133⁺细胞与正常造血干细胞的遗传物质可能存在差异
D. CD133⁺细胞与CD133⁻细胞内遗传信息表达情况完全相同
9. 在某乡村文化旅游节中,当地特意设置了传统美食体验区。游客们品尝到香醇草莓酒、清爽的草莓醋和风味十足的农家泡菜。下列关于制作这些发酵食品的叙述,正确的是( )
A. 草莓酒发酵初期应进行密封,后期通气能提高酒精生成量
B. 草莓醋发酵比草莓酒发酵时温度更低,醋酸菌为好氧细菌
C. 腌制泡菜加白酒可抑杂菌,盐水没过菜料能减少空气接触
D. 三种发酵都需要严格无菌操作,制作中都要定期释放气体
10. 多环芳烃(PAHs(是一类有致癌性的持久性有机污染物。某研究小组从受污染的土壤中筛选可降解多环芳烃的细菌,其流程是:土壤采样→摇床培养→梯度稀释→涂布平板→挑取菌落→扩大培养→测定 PAHs降解率。下列叙述错误的是( )
A. 培养之前需要对培养基、培养皿和接种用具等进行灭菌处理
B. 摇床培养可提高培养液的溶氧量,使菌体与PAHs充分接触
C. 在挑取菌落的时候,菌落直径最大的其降解 PAHs能力最强
D. 为检验 PAHs是否存在自然降解,可用未接种的培养基对照
11. 我国科学家在植物体细胞杂交方面取得了很多成果。科研人员尝试将水稻和芦苇的体细胞进行杂交,培育出一种兼具水稻和芦苇性状的新植株。下列与该培育过程有关的叙述,错误的是( )
A. 进行体细胞杂交前可以使用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体
B. 常用PEG 融合法、灭活病毒诱导法等方法诱导植物原生质体融合
C. 诱导细胞脱分化和再分化时常需要添加适量生长素和细胞分裂素
D. 新植株含两物种的遗传物质,但二者的优良性状不一定都能表现
12. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下图为猪输卵管上皮细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,B点时刻研究人员进行了筛选和分装,然后在培养瓶中继续培养。下列关于该曲线的分析,错误的是( )
A. OE段需要给细胞提供充足营养、稳定的环境等条件
B. AB段增殖减缓的原因可能是贴壁生长时发生接触抑制
C. CD段增殖加快是因为分装更换培养液进行了原代培养
D. DE 段的细胞可用胰蛋白酶处理后再用离心法收集培养
13. 科研人员敲除小鼠囊胚中部分内细胞团细胞中的Pdx1 基因,使其失去分化形成胰腺的能力,然后移入多能干细胞,多能干细胞可以定向增殖分化为胰腺,该过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 内细胞团会发育为胎儿,滋养层细胞会发育为胎膜和胎盘
B. 可通过基因编辑敲除小鼠囊胚中特定器官发育的关键基因
C. 将嵌合胚胎培养至原肠胚阶段后向代孕母体进行胚胎移植
D. 利用此技术有望在动物体内培育出由人体细胞构成的器官
14. 遗传性视网膜病变是一类由RPE65 基因突变导致的视网膜退化性疾病,通过视网膜下注射技术,利用腺相关病毒(AAV(递送功能正常的RPE65 基因是治疗遗传性视网膜病变的最新疗法(如图),已使大量患者的视力得到改善。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①通过构建基因文库获取目的基因,此过程需RNA 聚合酶催化
B. 构建AAV 表达载体时应在RPE65 基因前连接视网膜特异性启动子
C. 在视网膜下注射转入可让AAV 载体更准确、高效地导入视网膜细胞
D. 检测患者在低光照下的导航能力是否增强属于个体生物学水平的鉴定
15. 反向PCR是一种用已知DNA序列扩增外侧未知区域的技术,通过环化DNA 模板,将引物设计在已知序列内部,指向未知的外侧区域扩增,从而研究外侧未知序列。如图为利用反向 PCR 研究转基因抗虫玉米中抗虫基因 Bt插入位点的示意图。下列叙述错误的是( )
A. 切割未知序列 A端和B端的限制酶可以相同也可不同
B. 环化时可以选用E. coli DNA 连接酶或 T4 DNA 连接酶
C. 研究 Bt 基因插入位点时可选择引物R₁ 和F₂ 进行扩增
D. 反向 PCR 产物是包含 Bt 基因和未知序列的环状DNA
16. 生物技术是一把“双刃剑”,在生物安全层面,基因编辑工具的滥用可能导致不可逆的生态风险;在伦理维度,技术的越界挑战了人类对生命本质的认知。面对这些挑战,唯有将科学探索置于伦理与安全的共同基石之上,生物技术才能真正成为推动人类文明进步的可持续力量。下列叙述错误的是( )
A. 将α-淀粉酶基因与目的基因一同转入植物可防止基因污染
B. 我国对转基因技术的方针是研究上要大胆创新、推广要慎重
C. 彻底禁止和销毁生物武器是全世界爱好和平人民的共同期望
D. 生殖性克隆人与治疗性克隆研究所面临的伦理问题完全相同
二、非选择题:本题共5个小题,共52分。
17. 细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的,绝大多数酶是蛋白质,其活性受到温度、pH等多种因素的影响。下表是某兴趣小组探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验步骤。回答下列问题:
实验步骤
试 管 编号
A
B
C
a
b
c
①加入3%的可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
②加入2%唾液淀粉酶溶液
1 mL
1mL
1mL
③分别水浴保温5min
0℃
37℃
100°C
0°C
37°C
100°C
④混合后摇匀
将a、b、c试管中的液体分别倒入A、B、C试管中
⑤水浴保温5min
0℃
37°C
100°C
⑥加入稀碘液
2 滴
2 滴
2 滴
⑦观察现象
(1)酶活性是指______,可用单位时间内_____来表示。
(2)表中实验步骤③的作用是______。按照表中实验步骤进行实验,预期观察到的实验现象是______。
(3)为了进一步探究唾液淀粉酶活性与温度变化之间的关系,该兴趣小组又设置了多组温度条件进行实验,检测试管中淀粉剩余量的相对值如图所示。
分析图中数据后,大多数同学认为0℃和100℃时的实验结果与预期不符,他们做出这种判断的理由是______。还有部分同学分析50℃以上温度条件下的实验数据后,提出“高温也有可能促进淀粉分解”的假设,若要设计实验判断这个假设是否成立,请简要写出实验思路:______。
18. 在半干旱地区,栽培模式会影响玉米产量。为研究不同栽培模式对玉米生长的影响,科研人员设置了对照(CK)、农户习惯模式(T1)和优化栽培模式(T2)进行大田试验,测定灌浆期玉米光合作用的相关参数,结果如下表。回答下列问题:
模式
灌溉方式
施肥量/(kg⋅hm⁻²)
光合相关参数 /(μmol⋅m⁻²⋯⁻¹)
N肥
P肥
K肥
光补偿点
光饱和点
净光合速率
CK
无
0
0
0
30.2
1440.2
21.22
T1
沟灌
300
120
120
44.8
1717.3
29.77
T2
滴灌
240
90
90
50.9
1899.5
34.32
(1)玉米叶片进行光合作用时,光反应的场所是______;暗反应中为C3还原供能的物质是______。
(2)大田试验结果表明,与CK 相比,T1 和 T2 处理均能提高玉米产量,判断的依据是______。与T1模式相比,T2模式的优势体现在______(答出两点(等方面。
(3)若该地区遇到连续多日的阴天,三种栽培模式下的玉米生长受影响程度最大的是______,理由是______。
(4)进一步研究发现,若灌溉措施不合理,玉米根系长时间浸泡在水中,很多根细胞会出现细胞器的降解,推测出现这种现象的原因可能是______。
19. 成都市“碳惠天府”碳减排项目利用厌氧消化等方法资源化利用厨余垃圾,每年预计碳减排量将达1.9万吨二氧化碳当量。厌氧消化是一种利用厌氧微生物在缺氧条件下分解厨余垃圾中的有机物,产生沼气和肥料的生物化学过程。 下图为厨余垃圾处理及利用的示意图。回答下列问题:
(1)筛选能用于厌氧消化并能高效降解厨余垃圾中有机物的微生物时,所用选择培养基与普通培养基在成分上的最大区别是______,选择培养这种微生物时需要提供适宜温度、pH和______等条件。在进行纯培养的过程中,下表所列物体的消毒和灭菌方法错误的是_____(填表中编号)。
编号
①
②
③
④
⑤
物体
培养基
培养皿
接种环
涂布器
实验员的双手
消毒或灭菌方法
干热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
灼烧灭菌
紫外线消毒
(2)厨余垃圾干组分可燃烧发电,湿组分可为微生物提供水、无机盐和______等营养物质。厌氧发酵时需连续搅拌,其目的是______。
(3)发酵过程中,需定期检查发酵液中的______和产物浓度,以了解发酵进程。产甲烷古菌往往以乙酸为代谢底物,在产甲烷之前,先对湿组分进行水解和酸化的目的分别是______。
20. 荷斯坦奶牛具有体型高大、产奶量高等特点,在现代畜牧业中,常采用多种生物技术手段快速获得大量具有优良性状的荷斯坦奶牛。下图是通过3种途径生产荷斯坦犊牛的过程,回答下列问题:
(1)图中供体1用外源促性腺激素进行______处理,目的是诱导卵巢排出比自然情况更多的卵子。该过程采集到的卵子和良种公牛采集到的精子要分别在体外进行______和获能处理,才能用于体外受精。体外受精时,能防止多精入卵的生理反应有______。
(2)图中细胞B为卵母细胞,细胞A为供体1某一部位的体细胞,由细胞A和细胞B获得重构胚的操作步骤是______。
(3)图中3种途径产生的荷斯坦犊牛,属于无性生殖的途径是______。通过途径2获得的多头犊牛性状几乎相同,原因是______。
21. 为响应国家“藏粮于地、藏粮于技”战略,中国农科院利用野生耐盐水稻中的耐盐基因 T、盐生植物碱蓬中的耐盐基因X,培育出的“海稻86”可在6‰甚至8‰的盐度下生长,远超普通水稻3‰的耐盐极限。回答下列问题:
(1)科学家常常利用PCR 技术快速获取耐盐基因。PCR 反应体系配方中需要加入扩增缓冲液、4种脱氧核苷酸、水、模板DNA、______和______。PCR通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合,该过程利用的原理是______。
(2)将耐盐基因X转入已连接基因T 的 Ti质粒p1300-T(如图甲(上,构建表达载体p1300-TX,该表达载体中的启动子1位于基因T的上游,启动子是______识别和结合的部位。为使基因 X(如图乙,箭头所指为相关限制酶的切割位点(正确、高效插入质粒 p1300-T的适宜位点,可选择限制酶______同时处理基因X 和p1300-T。
(3)将基因表达载体p1300—TX导入农杆菌,选出携带重组质粒的农杆菌转化水稻愈伤组织。农杆菌侵染水稻细胞时,外源基因可以进入水稻细胞内并维持稳定,原因是______。
(4)目的基因进入受体细胞后,可通过______技术,检测基因是否成功翻译出对应蛋白。若要通过对照实验在个体生物学水平鉴定转基因耐盐水稻是否培育成功,实验思路是______。
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成都市2023级高中毕业班摸底测试
生物学
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
一、选择题:本题共16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 约1亿年前固氮蓝细菌 UCYN-A 与贝氏布拉藻(真核生物)形成稳定共生体,UCYN-A逐渐失去独立生存能力,最终演化为贝氏布拉藻的特化细胞器——硝化质体。固氮蓝细菌UCYN-A和贝氏布拉藻具有的共同点是( )
A. DNA的主要载体都是染色体 B. 核糖体的形成均与核仁有关
C. 都能通过有氧呼吸产生 ATP D. 光合作用均在叶绿体中进行
【答案】C
【解析】
【分析】原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色质;没有复杂的细胞器(只有核糖体一种细胞器);只能进行二分裂生殖,属于无性生殖,不遵循孟德尔的遗传定律;含有细胞膜、细胞质,遗传物质是DNA。真核生物有被核膜包被的成形的细胞核,有核膜、核仁和染色质;有复杂的细胞器(包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体等);能进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂;含有细胞膜、细胞质,遗传物质是DNA。
【详解】A、蓝细菌(原核生物)无染色体,其DNA位于拟核区,而贝氏布拉藻(真核生物)的DNA主要载体是染色体,A错误;
B、蓝细菌无核仁,其核糖体形成与核仁无关;贝氏布拉藻的核糖体形成与核仁有关,B错误;
C、蓝细菌通过细胞膜进行有氧呼吸,贝氏布拉藻通过线粒体进行有氧呼吸,两者均能产生ATP,C正确;
D、蓝细菌无叶绿体,光合作用依赖细胞膜上的光合结构;贝氏布拉藻的光合作用在叶绿体中进行,D错误。
故选C。
2. 氨酰-tRNA 合成酶复合物(由tRNA 与相应酶组成)在基因表达过程中起关键作用,其功能是催化特定氨基酸与对应的tRNA 结合,形成氨酰—tRNA。下列关于氨酰—tRNA 合成酶复合物的叙述,正确的是( )
A. 由21种氨基酸和8种核苷酸构成 B. 能特异性识别特定氨基酸的R 基团
C. 其特异性由氨基酸的排列顺序决定 D. 含有的鸟嘌呤数量等于胞嘧啶数量
【答案】B
【解析】
【详解】A、氨酰-tRNA 合成酶复合物(由tRNA 与相应酶组成),其中酶的本质为蛋白质,但不一定是由21种氨基酸构成,而tRNA由4种核糖核苷酸构成,A错误;
B、氨酰-tRNA合成酶能特异性识别特定氨基酸的R基团,因为不同氨基酸的R基团决定了其种类,这是酶与氨基酸结合的关键,B正确;
C、复合物的特异性由合成酶的氨基酸序列或空间结构(决定酶结构)和tRNA的碱基序列共同决定,而非仅由氨基酸排列顺序决定,C错误;
D、tRNA为单链结构,其局部双链区中G与C的配对数量可能不等,且合成酶不含核苷酸,故复合物中G与C数量不一定相等,D错误。
故选B
3. 在提出细胞膜的流动镶嵌模型后,科学家又提出了脂筏模型(见下图)。该模型认为胆固醇、鞘磷脂等富集在一个区域形成脂筏,漂浮在磷脂双分子层上的脂筏载着多种膜蛋白。下列关于细胞膜的流动镶嵌模型和脂筏模型的叙述,错误的是( )
A. 两种模型均认为膜的基本支架是磷脂双分子层
B. 两种模型均认为膜上蛋白质的分布具有不对称性
C. 糖脂和糖蛋白中的糖类分子可参与细胞表面的识别
D. 细胞膜脂筏模型中的脂筏和蛋白质都不具有流动性
【答案】D
【解析】
【分析】流动镶嵌模型:(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的;(2)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层.大多数蛋白质也是可以流动的;(3)在细胞膜的外表,少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白.除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【详解】A、流动镶嵌模型和脂筏模型都认同细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,这是细胞膜结构的基本特征,A正确;
B、两种模型都认为膜上蛋白质在磷脂双分子层中的分布是不均匀、不对称的,B正确;
C、 糖脂和糖蛋白中的糖类分子位于细胞膜外表面,可作为识别信号,参与细胞表面的识别,C 正确;
D、细胞膜具有流动性,流动镶嵌模型强调了膜的流动性,脂筏模型中的脂筏和蛋白质同样具有流动性,D错误。
故选D。
4. 细胞自噬是在一定条件下“吃掉”自身结构和物质的过程,通过该过程,细胞内受损或功能退化的细胞结构等可以被降解,其局部过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 自噬体也具有生物膜,该膜结构起源于内质网
B. 内质网、高尔基体、溶酶体等参与了自噬过程
C. 水解衰老线粒体的水解酶是在溶酶体中合成的
D. 衰老线粒体被降解后的产物可以被细胞再利用
【答案】C
【解析】
【分析】细胞自噬通俗地说, 细胞自噬就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、据图可知,自噬体也具有生物膜,自噬体的生物膜最初来源于内质网,A正确;
B、自噬过程中参与的细胞器有溶酶体,溶酶体含有大量的水解酶,水解酶的加工与高尔基体和内质网有关,因此内质网、高尔基体、溶酶体参与了自噬过程,B正确;
C、水解酶的本质是蛋白质,在核糖体中合成,C错误;
D、从图中可以看出,衰老线粒体在自噬溶酶体中水解后产生的物质一部分被细胞再利用,一部分排出细胞外,D正确。
故选C。
5. CFTR 是一种具有 ATP水解酶活性的转运蛋白,常位于肺、汗腺、胰腺等上皮细胞的细胞膜上,负责Cl⁻向细胞膜外的转运。当CFTR基因突变时,细胞Cl⁻转运功能发生异常,会导致肺部黏稠分泌物堵塞支气管而患病。下列叙述正确的是( )
A. CFTR 具有运输Cl⁻和降低 ATP 水解反应活化能的作用
B. CFTR 将Cl⁻转运到细胞膜外的过程不需要与CFTR结合
C. CFTR 向细胞外运输Cl⁻的速率完全由CFTR 的数量决定
D. CFTR 基因突变患者细胞内液的渗透压可能会明显下降
【答案】A
【解析】
【分析】囊性纤维病患者CFTR蛋白结构异常,使CFTR转运氯离子的功能异常,导致患者支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量生长繁殖,最终使肺功能严重受损。
【详解】A、CFTR作为ATP水解酶,能降低ATP水解反应的活化能,同时作为转运蛋白负责Cl⁻的运输,A正确;
B、Cl⁻的转运需通过CFTR蛋白,必须与其结合才能完成跨膜运输,B错误;
C、Cl⁻的运输速率受CFTR数量、ATP浓度、Cl⁻浓度梯度等多种因素影响,并非仅由CFTR数量决定,C错误;
D、CFTR基因突变导致Cl⁻无法运出细胞,细胞内Cl⁻积累,细胞内液渗透压应升高而非下降,D错误。
故选A。
6. 萤火虫发光的原理如图所示。在荧光素酶的作用下,荧光素分子经过一系列变化后转变成激发态的氧化荧光素,氧化荧光素衰变回荧光素时,以光子的形式释放能量,产生可见光。图中PPi(焦磷酸:P~P)由两个磷酸基团连接构成,AMP是腺苷一磷酸。下列叙述正确的是( )
A. ATP需要断裂两个特殊化学键后才能生成PPi
B. AMP可用于合成萤火虫细胞中的脱氧核糖核酸
C. PPi挟能量与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸
D. 萤火虫的发光既涉及吸能反应又包含放能反应
【答案】D
【解析】
【分析】ATP 水解释放能量属于放能反应,荧光素转化为激发态氧化荧光素吸收能量属于吸能反应。
【详解】A、观察可知,ATP 生成 PPi 时,只断裂了一个特殊化学键,A 错误;
B、AMP 是腺苷一磷酸,它是合成核糖核酸(RNA)的原料,而不是脱氧核糖核酸(DNA)的原料,B 错误;
C、从图中可以看出,是 ATP 与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸,同时产生 PPi,而不是 PPi 挟能量与荧光素结合,C 错误;
D、萤火虫发光过程中,ATP 水解释放能量(放能反应),用于荧光素转化为激发态的氧化荧光素(吸能反应),激发态的氧化荧光素衰变回荧光素时以光子形式释放能量产生可见光,所以既涉及吸能反应又包含放能反应,D 正确。
故选D。
7. 呼吸链由蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等组成,它们可以传递电子,使氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程,内膜与外膜间隙中的H+浓度高于线粒体基质。下列叙述正确的是( )
A. 线粒体内膜和外膜均分布着大量与呼吸作用有关的酶
B 丙酮酸从细胞质基质进入线粒体内需要 ATP 水解供能
C. 线粒体内膜上催化 ATP 合成的酶也是运输H⁺的转运蛋白
D. 线粒体内膜两侧H⁺的浓度差对ATP 的产生速率没有影响
【答案】C
【解析】
【分析】据题意可知:电子传递链或呼吸链主要分布于线粒体内膜上,由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成,参与有氧呼吸的第三阶段。
【详解】A、线粒体内膜分布着大量与呼吸作用有关的酶,因为有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行;而外膜没有与呼吸作用有关的酶分布,A错误;
B、有氧呼吸第一阶段葡萄糖氧化分解为丙酮酸,由图可知丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质所需的能量由H+浓度差提供,不需要ATP,B错误;
C、从图中可以看到,H+通过线粒体内膜上的载体蛋白顺浓度梯度运输,同时在 ATP 合成酶的作用下合成 ATP,说明线粒体内膜上催化 ATP 合成的酶也是运输H+的转运蛋白,C正确;
D、线粒体内膜两侧H+的浓度差是推动 ATP 合成的动力,浓度差越大,ATP 产生速率越快,D 错误。
故选C。
8. 肿瘤干细胞理论认为,某些肿瘤细胞能像干细胞一样无限增殖并分化成异质性子细胞。研究发现某人的白血病肿瘤细胞系中,CD133⁺细胞可通过分裂同时产生(CD133+具有干细胞特性)和CD133⁻(具有分化倾向)两种子细胞。下列叙述错误的是( )
A. CD133⁺细胞在分裂时会发生染色体与染色质的相互转化
B. CD133⁺细胞在分裂中期时染色体着丝粒排列在赤道板上
C. CD133⁺细胞与正常造血干细胞的遗传物质可能存在差异
D. CD133⁺细胞与CD133⁻细胞内遗传信息表达情况完全相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、在有丝分裂过程中,染色质在分裂间期呈丝状,分裂期螺旋化为染色体,末期解螺旋恢复为染色质,因此CD133⁺细胞分裂时会发生染色体与染色质的转化,A正确;
B、有丝分裂中期,所有染色体的着丝粒排列在赤道板上,B正确;
C、肿瘤干细胞是原癌基因和抑癌基因突变导致的,其遗传物质与正常造血干细胞存在差异,C正确;
D、CD133⁻细胞具有分化倾向,分化是基因选择性表达的结果,因此两者遗传信息表达情况不同,D错误。
故选D。
9. 在某乡村文化旅游节中,当地特意设置了传统美食体验区。游客们品尝到香醇的草莓酒、清爽的草莓醋和风味十足的农家泡菜。下列关于制作这些发酵食品的叙述,正确的是( )
A. 草莓酒发酵初期应进行密封,后期通气能提高酒精生成量
B. 草莓醋发酵比草莓酒发酵时温度更低,醋酸菌为好氧细菌
C. 腌制泡菜加白酒可抑杂菌,盐水没过菜料能减少空气接触
D. 三种发酵都需要严格无菌操作,制作中都要定期释放气体
【答案】C
【解析】
【分析】草莓酒(酵母菌,无氧)、草莓醋(醋酸菌,有氧)、泡菜(乳酸菌,无氧)的制作条件不同,需结合各微生物代谢特点及操作要求分析选项。
【详解】A、草莓酒发酵初期需密封创造无氧环境,促进酵母菌无氧呼吸产酒精;后期通入氧气会促使酵母菌进行有氧呼吸,抑制酒精生成,甚至导致醋酸菌繁殖(若有),A错误;
B、醋酸菌的最适生长温度为30~35℃,高于酵母菌酒精发酵的20℃左右,草莓醋发酵温度应更高,B错误;
C、泡菜制作中,添加白酒可抑制杂菌生长,盐水淹没菜料可隔绝空气,为乳酸菌提供无氧环境,C正确;
D、传统发酵利用天然菌种,无需严格无菌操作;仅果酒发酵初期需定期排气(CO₂积累),泡菜全程密封无需排气,D错误。
故选C。
10. 多环芳烃(PAHs(是一类有致癌性的持久性有机污染物。某研究小组从受污染的土壤中筛选可降解多环芳烃的细菌,其流程是:土壤采样→摇床培养→梯度稀释→涂布平板→挑取菌落→扩大培养→测定 PAHs降解率。下列叙述错误的是( )
A. 培养之前需要对培养基、培养皿和接种用具等进行灭菌处理
B. 摇床培养可提高培养液的溶氧量,使菌体与PAHs充分接触
C. 在挑取菌落的时候,菌落直径最大的其降解 PAHs能力最强
D. 为检验 PAHs是否存在自然降解,可用未接种的培养基对照
【答案】C
【解析】
【分析】稀释涂布平板计数是根据微生物在固体培养基上所形成的单个菌落,即是由一个单细胞繁殖而成这一培养特征设计的计数方法,即一个菌落代表一个单细胞。 计数时,首先将待测样品制成均匀的系列稀释液,尽量使样品中的微生物细胞分散开,使成单个细胞存在(否则一个菌落就不只是代表 一个细胞),再取一定稀释度、一定量的稀释液接种到平板中,使其均匀分布于平板中的培养基内。经培养后,由单个细胞生长繁殖形成菌落,统计菌落数目,即可计算出样品中的含菌数。
【详解】A、培养基和培养皿需高压蒸汽灭菌,接种用具如涂布器需灼烧灭菌,均属于灭菌处理,A正确;
B、摇床培养通过振荡增加溶氧量,促进菌体与PAHs接触,B正确;
C、菌落直径大仅反映生长速度快,与PAHs降解能力无直接关联,C错误;
D、未接种的培养基作为空白对照,可检测PAHs是否自然降解,D正确。
故选C。
11. 我国科学家在植物体细胞杂交方面取得了很多成果。科研人员尝试将水稻和芦苇的体细胞进行杂交,培育出一种兼具水稻和芦苇性状的新植株。下列与该培育过程有关的叙述,错误的是( )
A. 进行体细胞杂交前可以使用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体
B. 常用PEG 融合法、灭活病毒诱导法等方法诱导植物原生质体融合
C. 诱导细胞脱分化和再分化时常需要添加适量生长素和细胞分裂素
D. 新植株含两物种的遗传物质,但二者的优良性状不一定都能表现
【答案】B
【解析】
【分析】诱导原生质体融合的化学试剂是聚乙二醇;原生质体融合的理论基础是细胞膜的流动性;植物组织培养包括脱分化和再分化,其原理是植物细胞具有全能性,涉及的细胞分裂方式是有丝分裂;植物体细胞杂交的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,使用纤维素酶和果胶酶可去除细胞壁获得原生质体,A正确;
B、PEG融合法是诱导植物原生质体融合的常用方法,但灭活病毒诱导法(如灭活仙台病毒)仅用于动物细胞融合,不适用于植物细胞,B错误;
C、植物细胞脱分化和再分化过程中,需调整生长素与细胞分裂素的浓度比例以调控细胞分化方向,C正确;
D、杂种细胞含有双亲遗传物质,但基因表达可能受相互干扰或存在隐性性状,导致优良性状不一定全部表现,D正确。
故选B。
12. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下图为猪输卵管上皮细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,B点时刻研究人员进行了筛选和分装,然后在培养瓶中继续培养。下列关于该曲线的分析,错误的是( )
A. OE段需要给细胞提供充足的营养、稳定的环境等条件
B. AB段增殖减缓的原因可能是贴壁生长时发生接触抑制
C. CD段增殖加快是因为分装更换培养液进行了原代培养
D. DE 段的细胞可用胰蛋白酶处理后再用离心法收集培养
【答案】C
【解析】
【分析】人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养,分瓶后的培养称为传代培养;当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,即会发生接触抑制现象。
【详解】A、OE 段是细胞培养的过程,在整个细胞培养阶段都需要给细胞提供充足的营养、稳定的环境等条件,以保证细胞的正常生长和增殖,A 正确;
B、AB 段细胞增殖减缓,因为细胞贴壁生长,当细胞表面相互接触时,会发生接触抑制,导致细胞分裂增殖变慢,B 正确;
C、CD 段增殖加快是因为 B 点进行了筛选和分装,更换了培养液,去除了代谢废物,补充了营养物质,此时进行的是传代培养,而不是原代培养,原代培养是从机体取出后立即进行的培养,C 错误;
D、DE 段的细胞贴壁生长,可用胰蛋白酶处理,使细胞分散成单个细胞,然后再用离心法收集培养,D 正确。
故选C。
13. 科研人员敲除小鼠囊胚中部分内细胞团细胞中的Pdx1 基因,使其失去分化形成胰腺的能力,然后移入多能干细胞,多能干细胞可以定向增殖分化为胰腺,该过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 内细胞团会发育为胎儿,滋养层细胞会发育为胎膜和胎盘
B. 可通过基因编辑敲除小鼠囊胚中特定器官发育的关键基因
C. 将嵌合胚胎培养至原肠胚阶段后向代孕母体进行胚胎移植
D. 利用此技术有望在动物体内培育出由人体细胞构成的器官
【答案】C
【解析】
【分析】1、胚胎移植:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。一般选择桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植,就像题目中嵌合胚胎培养至桑椹胚或囊胚阶段后向代孕母体移植 ,而不是原肠胚阶段,原肠胚细胞分化明显,不利于胚胎移植。
2、胚胎分割:是指采用机械方法将早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技
【详解】A、在胚胎发育过程中,内细胞团会发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞会发育为胎膜和胎盘,这是胚胎发育的基本常识,A 正确;
B、从题干 “科研人员敲除小鼠囊胚中部分内细胞团细胞中的 Pdx1 基因” 可知,可通过基因编辑敲除小鼠囊胚中特定器官发育的关键基因,B 正确;
C、通常将嵌合胚胎培养至桑椹胚或囊胚阶段后向代孕母体进行胚胎移植,而不是原肠胚阶段,原肠胚阶段细胞已经发生了较明显的分化,不适合进行胚胎移植,C 错误;
D、根据题干中在小鼠体内进行细胞操作和定向分化的过程,利用此技术有望在动物体内培育出由人体细胞构成的器官,D正确。
故选C。
14. 遗传性视网膜病变是一类由RPE65 基因突变导致的视网膜退化性疾病,通过视网膜下注射技术,利用腺相关病毒(AAV(递送功能正常的RPE65 基因是治疗遗传性视网膜病变的最新疗法(如图),已使大量患者的视力得到改善。下列叙述错误的是( )
A. 步骤①通过构建基因文库获取目的基因,此过程需RNA 聚合酶催化
B. 构建AAV 表达载体时应在RPE65 基因前连接视网膜特异性启动子
C. 在视网膜下注射转入可让AAV 载体更准确、高效地导入视网膜细胞
D. 检测患者在低光照下的导航能力是否增强属于个体生物学水平的鉴定
【答案】A
【解析】
【分析】基因工程中作为载体的条件:(1)携带目的基因能够在宿主细胞内进行自我复制;(2)有一个至多个限制酶的切割位点,便于目的基因的插入;(3)具有标记基因,便于重组DNA分子的筛选。
【详解】A 、步骤①通过逆转录法获取目的基因,此过程需要逆转录酶催化,而不是 RNA 聚合酶,RNA 聚合酶用于转录过程,A 错误;
B、构建 AAV 表达载体时,在 RPE65 基因前连接视网膜特异性启动子,这样可以使 RPE65 基因在视网膜细胞中特异性表达,B 正确;
C、通过视网膜下注射转入,能够让 AAV 载体更准确、高效地导入视网膜细胞,从而实现对病变细胞的治疗,C 正确;
D、检测患者在低光照下的导航能力是否增强,是从个体生物学水平对治疗效果进行鉴定,D正确。
故选A。
15. 反向PCR是一种用已知DNA序列扩增外侧未知区域的技术,通过环化DNA 模板,将引物设计在已知序列内部,指向未知的外侧区域扩增,从而研究外侧未知序列。如图为利用反向 PCR 研究转基因抗虫玉米中抗虫基因 Bt插入位点的示意图。下列叙述错误的是( )
A. 切割未知序列 A端和B端的限制酶可以相同也可不同
B. 环化时可以选用E. coli DNA 连接酶或 T4 DNA 连接酶
C. 研究 Bt 基因插入位点时可选择引物R₁ 和F₂ 进行扩增
D. 反向 PCR 产物是包含 Bt 基因和未知序列的环状DNA
【答案】D
【解析】
【分析】1、PCR只能扩增两端序列已知的基因片段,反向PCR可扩增一段已知序列的两端未知序列。反向PCR的目的在于扩增一段已知序列旁侧的DNA,也就是说这一反应体系不是在一对引物之间而是在引物外侧合成DNA。2、如图所示,DNA分子被限制酶切割,然后环化并加入已知序列合成的引物,再通过PCR扩增得到中间是未知序列两侧是已知序列的DNA分子。
【详解】A、切割未知序列 A端和B端的限制酶可以相同也可不同,利用同尾酶可以产生相同的黏性末端,A正确;
B、黏性末端可以选用E. coli DNA 连接酶或 T4 DNA 连接酶,B正确;
C、研究 Bt 基因插入位点时选用的两种引物分别与模板链的3’互补配对,故选引物R₁ 和F₂ 进行扩增,C正确;
D、第一次反向 PCR 产物是包含 Bt 基因和未知序列的链状DNA,经过多次PCR后,最终只获得含有未知序列的链状DNA,D错误。
故选D。
16. 生物技术是一把“双刃剑”,在生物安全层面,基因编辑工具的滥用可能导致不可逆的生态风险;在伦理维度,技术的越界挑战了人类对生命本质的认知。面对这些挑战,唯有将科学探索置于伦理与安全的共同基石之上,生物技术才能真正成为推动人类文明进步的可持续力量。下列叙述错误的是( )
A. 将α-淀粉酶基因与目的基因一同转入植物可防止基因污染
B. 我国对转基因技术的方针是研究上要大胆创新、推广要慎重
C. 彻底禁止和销毁生物武器是全世界爱好和平人民的共同期望
D. 生殖性克隆人与治疗性克隆研究所面临的伦理问题完全相同
【答案】D
【解析】
【分析】1、转基因技术给人类带来了琳琅满目的产品,也引发了社会对转基因产品安全性的关注和争论。2、生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体,它面临很多伦理问题。我国不赞成、不允许、不支持、不接.受任何生殖性克隆人实验。3、生物武器的种类包括致病菌、病毒和生化毒剂等,它曾对人类造成严重的伤害。我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
【详解】A、将α-淀粉酶基因与目的基因一同转入植物,可能通过该基因在花粉中的表达破坏花粉活性,阻止转基因植物通过花粉传播基因,从而减少基因污染,A正确;
B、我国对转基因技术的方针是“研究上大胆创新,推广上慎重”,强调科学研究与安全应用并重,B正确;
C、《禁止生物武器公约》明确要求禁止生物武器的研发、生产及储存,彻底销毁生物武器是全球共识,C正确;
D、生殖性克隆涉及创造完整人类个体的伦理争议(如人权、身份问题),而治疗性克隆以获取干细胞为目的,主要争议在于胚胎的使用,两者伦理问题性质不同,D错误。
故选D。
二、非选择题:本题共5个小题,共52分。
17. 细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的,绝大多数酶是蛋白质,其活性受到温度、pH等多种因素的影响。下表是某兴趣小组探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验步骤。回答下列问题:
实验步骤
试 管 编号
A
B
C
a
b
c
①加入3%的可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
②加入2%的唾液淀粉酶溶液
1 mL
1mL
1mL
③分别水浴保温5min
0℃
37℃
100°C
0°C
37°C
100°C
④混合后摇匀
将a、b、c试管中的液体分别倒入A、B、C试管中
⑤水浴保温5min
0℃
37°C
100°C
⑥加入稀碘液
2 滴
2 滴
2 滴
⑦观察现象
(1)酶活性是指______,可用单位时间内_____来表示。
(2)表中实验步骤③的作用是______。按照表中实验步骤进行实验,预期观察到的实验现象是______。
(3)为了进一步探究唾液淀粉酶活性与温度变化之间的关系,该兴趣小组又设置了多组温度条件进行实验,检测试管中淀粉剩余量的相对值如图所示。
分析图中数据后,大多数同学认为0℃和100℃时的实验结果与预期不符,他们做出这种判断的理由是______。还有部分同学分析50℃以上温度条件下的实验数据后,提出“高温也有可能促进淀粉分解”的假设,若要设计实验判断这个假设是否成立,请简要写出实验思路:______。
【答案】(1) ①. 酶催化一定化学反应的能力 ②. 产物的生成量或者反应物的减少量
(2) ①. 使酶和淀粉分别达到预设温度,确保反应在目标温度下进行,排除温度干扰 ②. B试管加入碘液后无明显蓝色(或蓝色最浅)。A试管(0℃)和C试管(100°C)加入碘液后呈深蓝色
(3) ①. 0℃酶活性被抑制,淀粉几乎不分解,剩余量应接近100%,100℃时酶变性失活,淀粉剩余量也应接近100% ②. 实验组在高温(如50~100℃)处理淀粉溶液,不加入酶,观察淀粉是否自发分解,对照组在相同温度下淀粉溶液加入灭活的唾液淀粉酶(煮沸后冷却),用碘液检测淀粉剩余量。若实验组淀粉分解量显著高于对照组,则支持高温直接促进淀粉分解的假设,若两者无差异,则高温下的分解作用仍源于酶的残留活性
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;酶的催化具有高效性、专一性、需要适宜的温度和pH值。
【小问1详解】
酶活性是指酶催化一定化学反应的能力;其大小可用单位时间内产物的生成量或者反应物的减少量来表示。
【小问2详解】
步骤③的作用是使酶和淀粉分别达到预设温度,确保反应在目标温度下进行,排除温度干扰。预期现象:B试管(37°C)中淀粉被充分水解,加入碘液后无明显蓝色(或蓝色最浅)。A试管(0℃)和C试管(100°C)的酶活性受抑制,淀粉未被水解,加 入碘液后呈深蓝色。
【小问3详解】
0℃酶活性被抑制,淀粉几乎不分解,剩余量应接近100%,100℃时酶变性失活,淀粉剩余量也应接近100%。为了验证高温也有可能促进淀粉分解的实验思路为设置对照组与实验组:实验组在高温(如50~100℃)处理淀粉溶液,不加入酶,观察淀粉是否自发分解,对照组在相同温度下淀粉溶液加入灭活的唾液淀粉酶(煮沸后冷却),用碘液检测淀粉剩余量。若实验组淀粉分解量显著高于对照组,则支持高温直接促进淀粉分解的假设,若两者无差异,则高温下的分解作用仍源于酶的残留活性。
18. 在半干旱地区,栽培模式会影响玉米的产量。为研究不同栽培模式对玉米生长的影响,科研人员设置了对照(CK)、农户习惯模式(T1)和优化栽培模式(T2)进行大田试验,测定灌浆期玉米光合作用的相关参数,结果如下表。回答下列问题:
模式
灌溉方式
施肥量/(kg⋅hm⁻²)
光合相关参数 /(μmol⋅m⁻²⋯⁻¹)
N肥
P肥
K肥
光补偿点
光饱和点
净光合速率
CK
无
0
0
0
30.2
1440.2
21.22
T1
沟灌
300
120
120
44.8
1717.3
2977
T2
滴灌
240
90
90
50.9
1899.5
34.32
(1)玉米叶片进行光合作用时,光反应的场所是______;暗反应中为C3还原供能的物质是______。
(2)大田试验结果表明,与CK 相比,T1 和 T2 处理均能提高玉米产量,判断的依据是______。与T1模式相比,T2模式的优势体现在______(答出两点(等方面。
(3)若该地区遇到连续多日的阴天,三种栽培模式下的玉米生长受影响程度最大的是______,理由是______。
(4)进一步研究发现,若灌溉措施不合理,玉米根系长时间浸泡在水中,很多根细胞会出现细胞器的降解,推测出现这种现象的原因可能是______。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. ATP和NADPH
(2) ①. T1 和 T2 组净光合速率较大 ②. T2组施肥量更少,可以节约成本;滴灌与沟灌相比,更节约水;净光合速率更高,有机物积累量更多,产量更高
(3) ①. T2组 ②. T2组光补偿点和光饱和点均较高
(4)根细胞缺氧,发生无氧呼吸产生酒精,酒精毒害细胞,引起细胞器的降解
【解析】
【分析】根据表格信息可知,自变量是不同的灌溉方式和不同是施肥量,因变量是光补偿点、光饱和点和净光合速率,滴灌的净光合速率最大,CK组的净光合速率最小。
【小问1详解】
光反应的场所是类囊体薄膜,光反应可以为暗反应中C3的还原提供 能量的物质是ATP和NADPH,NADPH还可以作为还原剂。
【小问2详解】
根据表格信息可知,T1和T2组,净光合速率均大于CK组,净光合速率越大,有机物积累越多,产量越高,故与CK 相比,T1 和 T2 处理均能提高玉米产量。与T1相比,T2组施肥量更少,可以节约成本;滴灌与沟灌相比,更节约水;净光合速率更高,有机物积累量更多,产量更高。
小问3详解】
三种栽培模式中,T2组的光补偿点和光饱和点更高,连续多日阴天,光照较弱,不易满足其生长需求。
【小问4详解】
玉米根系长期浸泡在水中,会导致根细胞缺氧,发生无氧呼吸产生酒精,酒精对根细胞有毒害作用,可能造成根细胞多种细胞器的降解。
19. 成都市“碳惠天府”碳减排项目利用厌氧消化等方法资源化利用厨余垃圾,每年预计碳减排量将达1.9万吨二氧化碳当量。厌氧消化是一种利用厌氧微生物在缺氧条件下分解厨余垃圾中的有机物,产生沼气和肥料的生物化学过程。 下图为厨余垃圾处理及利用的示意图。回答下列问题:
(1)筛选能用于厌氧消化并能高效降解厨余垃圾中有机物的微生物时,所用选择培养基与普通培养基在成分上的最大区别是______,选择培养这种微生物时需要提供适宜温度、pH和______等条件。在进行纯培养的过程中,下表所列物体的消毒和灭菌方法错误的是_____(填表中编号)。
编号
①
②
③
④
⑤
物体
培养基
培养皿
接种环
涂布器
实验员的双手
消毒或灭菌方法
干热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
灼烧灭菌
紫外线消毒
(2)厨余垃圾干组分可燃烧发电,湿组分可为微生物提供水、无机盐和______等营养物质。厌氧发酵时需连续搅拌,其目的是______。
(3)发酵过程中,需定期检查发酵液中的______和产物浓度,以了解发酵进程。产甲烷古菌往往以乙酸为代谢底物,在产甲烷之前,先对湿组分进行水解和酸化的目的分别是______。
【答案】(1) ①. 含有厨余垃圾湿组分中的有机物 ②. 无氧 ③. ①⑤
(2) ①. 碳源、氮源 ②. 使微生物与厨余垃圾中的有机物充分接触,提高发酵效率
(3) ①. 微生物数量 ②. 将厨余垃圾中的大分子有机物分解为小分子物质,为产乙酸细 菌提供代谢底物;将某些小分子物质转化为乙酸,为产甲烷古菌提供代谢底物
【解析】
【分析】1、无菌技术的主要内容:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒;
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌
③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行;
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
2、实验室常用的消毒方法
煮沸消毒;化学药物消毒;紫外线消毒。
3.实验室常用的灭菌方法
①灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌;
②干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌;
③高压蒸汽灭菌:如培养基的灭菌。
【小问1详解】
选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。本实验的目的是筛选能用于厌氧消化并能高效降解厨余垃圾中有机物的微生物,所以选择培养基中应含有厨余垃圾湿组分中的有机物,以筛选出能降解这些物质的微生物。由于高效降解厨余垃圾中有机物的微生物属于厌氧生物,所以选择培养这种微生物时需要提供适宜温度、pH和无氧等条件。微生物实验室培养微生物过程中,液体培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法,培养皿可采用干热灭菌,接种环、接种针或其他金属工具及涂布器一般采用灼烧灭菌法,而实验员的双手一般用化学药物消毒,如酒精,不能用紫外线消毒,否则会伤害皮肤。
故选①⑤。
【小问2详解】
微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。厨余垃圾干组分可燃烧发电,湿组分可为微生物提供水、无机盐和碳源、氮源等营养物质。厌氧发酵时需连续搅拌,其目的是使微生物与厨余垃圾中的有机物充分接触,提高发酵效率。
【小问3详解】
在发酵过程中,需定期检测发酵罐中微生物的数量以监控发酵进程。产甲烷古菌往往以乙酸为代谢底物,在产甲烷之前,先对湿组分进行水解的目的是将厨余垃圾中的大分子有机物分解为小分子物质,为产乙酸细 菌提供代谢底物,而酸化的目的是将某些小分子物质转化为乙酸,为产甲烷古菌提供代谢底物。
20. 荷斯坦奶牛具有体型高大、产奶量高等特点,在现代畜牧业中,常采用多种生物技术手段快速获得大量具有优良性状的荷斯坦奶牛。下图是通过3种途径生产荷斯坦犊牛的过程,回答下列问题:
(1)图中供体1用外源促性腺激素进行______处理,目的是诱导卵巢排出比自然情况更多的卵子。该过程采集到的卵子和良种公牛采集到的精子要分别在体外进行______和获能处理,才能用于体外受精。体外受精时,能防止多精入卵的生理反应有______。
(2)图中细胞B为卵母细胞,细胞A为供体1某一部位的体细胞,由细胞A和细胞B获得重构胚的操作步骤是______。
(3)图中3种途径产生的荷斯坦犊牛,属于无性生殖的途径是______。通过途径2获得的多头犊牛性状几乎相同,原因是______。
【答案】(1) ①. 超数排卵 ②. 成熟培养 ③. 透明带反应和卵细胞膜反应
(2)将细胞B(卵母细胞)的细胞核去除,保留细胞质;提取细胞A(供体体细胞)的细胞核;将细胞A的核植入去核的卵母细胞B中,形成重构胚;最后通过电刺激或化学方法激活重构胚,启动其发育
(3) ①. 2、3 ②. 由同一个受精卵发育而来
【解析】
【分析】对于体外受精过程,通常对提取的精子进行获能处理,对卵母细胞进行培养达到受精状态,再采用培养法或化学处理法在获能液或专用的受精溶液中进行受精过程防止多精入卵的反应有两个,一是透明带反应,二是卵细胞膜反应。
【小问1详解】
用促性腺激素对良种母牛(供体1)进行超数排卵处理,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。采集到的卵母细胞和精子要分别在体外进行成熟培养和获能处理,才能用于体外受精。在受精作用过程中,透明带反应和卵细胞膜反应可以防止多精入卵。
【小问2详解】
由细胞A和细胞B获得重构胚的操作步骤是将细胞B(卵母细胞)的细胞核去除,保留细胞质;提取细胞A(供体体细胞)的细胞核;将细胞A的核植入去核的卵母细胞B中,形成重构胚;最后通过电刺激或化学方法激活重构胚,启动其发育。
【小问3详解】
途径1采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,形成的是试管动物,属于有性生殖;途径2采用了胚胎分割技术,属于无性生殖;途径3采用了核移植技术,形成克隆动物,属于无性生殖;图中3种途径产生的荷斯坦犊牛,属于无性生殖的途径是2、3。途径2采用了胚胎分割技术,用胚胎分割移植技术获得多头犊牛性状几乎相同,是因为都由同一个受精卵发育而来。
21. 为响应国家“藏粮于地、藏粮于技”战略,中国农科院利用野生耐盐水稻中的耐盐基因 T、盐生植物碱蓬中的耐盐基因X,培育出的“海稻86”可在6‰甚至8‰的盐度下生长,远超普通水稻3‰的耐盐极限。回答下列问题:
(1)科学家常常利用PCR 技术快速获取耐盐基因。PCR 反应体系配方中需要加入扩增缓冲液、4种脱氧核苷酸、水、模板DNA、______和______。PCR通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合,该过程利用的原理是______。
(2)将耐盐基因X转入已连接基因T 的 Ti质粒p1300-T(如图甲(上,构建表达载体p1300-TX,该表达载体中的启动子1位于基因T的上游,启动子是______识别和结合的部位。为使基因 X(如图乙,箭头所指为相关限制酶的切割位点(正确、高效插入质粒 p1300-T的适宜位点,可选择限制酶______同时处理基因X 和p1300-T。
(3)将基因表达载体p1300—TX导入农杆菌,选出携带重组质粒的农杆菌转化水稻愈伤组织。农杆菌侵染水稻细胞时,外源基因可以进入水稻细胞内并维持稳定,原因是______。
(4)目的基因进入受体细胞后,可通过______技术,检测基因是否成功翻译出对应蛋白。若要通过对照实验在个体生物学水平鉴定转基因耐盐水稻是否培育成功,实验思路是______。
【答案】(1) ①. Taq 酶(热稳定 DNA 聚合酶 ) ②. 引物 ③. DNA 的热变性(高温解旋,低温复性 )
(2) ①. RNA 聚合酶 ②. Hind Ⅲ 和 BamH Ⅰ
(3)农杆菌的 Ti 质粒上的 T - DNA 可转移至受体细胞,并整合到受体细胞染色体的 DNA 上
(4) ①. 抗原 — 抗体杂交: ②. 将转基因水稻和普通水稻分别种植在高盐环境(6‰ - 8‰盐度 )中,观察生长状况
【解析】
【分析】制酶的选择方法:(1)应选择切点位于目的基因两端的限制酶。(2)切割质粒时,一般所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致,以确保具有相同的黏性末端。质粒作为载体必须具备标记基因、启动子和终止子等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构。(3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,可使用两种不同的限制酶切割目的基因和质粒。
【小问1详解】
PCR 反应体系配方中需要加入扩增缓冲液、4种脱氧核苷酸、水、模板DNA、耐高温的DNA聚合酶和引物。耐高温的 DNA 聚合酶(Taq 酶 )可催化子链延伸。引物与模板 DNA 结合,启动子链合成,需两种引物分别结合双链 DNA。PCR 通过温度循环(90 - 95℃ 解旋,55 - 60℃ 复性,70 - 75℃ 延伸 ),利用 DNA 热变性(高温解旋、低温复性 )原理控制双链解聚与结合。
【小问2详解】
启动子是RNA 聚合酶 识别和结合的部位,驱动基因转录起始。观察图甲(载体 p1300 - T )和图乙(基因 X )的酶切位点,需选择不破坏载体关键序列、能高效连接的酶。载体中可插入位点需匹配基因 X 的酶切端,Hind Ⅲ和 BamH Ⅰ切割后产生不同黏性末端,可避免自身环化,实现基因 X 正确插入,故选这两种酶。
【小问3详解】
农杆菌转化法的原理是 Ti 质粒的 T - DNA 具有可转移特性,能携带外源基因(耐盐基因 X )进入水稻细胞并整合到基因组,使外源基因稳定遗传。
【小问4详解】
检测目的基因是否翻译出蛋白质,利用抗原与抗体的特异性结合,是蛋白质水平检测的常用方法。个体生物学水平鉴定需模拟目标环境(高盐 ),对比转基因水稻与普通水稻的生长差异,判断耐盐性是否提升。
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