内容正文:
湖南师大附中2024——2025学年度高二第二学期期末考试
生物学
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 某同学绘制了四种细胞模式图,Ⅰ~Ⅳ表示细胞类型,①~⑥表示细胞器结构。据图中结构判断,下列叙述正确的是( )
A. ③和细胞的有丝分裂有关,Ⅱ中没有该结构,因此不能进行有丝分裂
B. ④内部的结构只能在电子显微镜下看到
C. Ⅲ中没有②,因此不能进行有氧呼吸
D. ①向内连接核膜、向外连接细胞膜,在细胞的囊泡运输中起着交通枢纽的作用
【答案】B
【解析】
【分析】图I:据图1可知,①表示内质网,②表示线粒体,③表示中心体;图Ⅱ:④表示叶绿体,⑤表示液泡;图Ⅳ:⑥表示高尔基体。
【详解】A、据图I可知,③是中心体,动物和低等植物中含有,与细胞的有丝分裂有关,Ⅱ是高等植物,细胞中不含有该结构,但能进行有丝分裂,A错误;
B、④是叶绿体,其内部结构是亚显微结构,只能在电子显微镜下看到,B正确;
C、Ⅲ是原核细胞结构,除了核糖体,没有其他细胞器,因此没有②,但有跟有氧呼吸相关的酶,因此可以进行有氧呼吸,C错误;
D、①表示内质网,向内连接核膜、向外连接细胞膜,可以形成囊泡,将蛋白质等物质运输到高尔基体,高尔基体在细胞的囊泡运输中起着交通枢纽的作用,D错误。
故选B。
2. 生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,图中序号代表细胞中几类化合物。面积不同代表含量不同,其中I和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是( )
A. 组成I的元素,在无机自然界不一定能找到
B. I以碳链作为基本骨架,均属于生物大分子
C. Ⅲ的主要存在形式与细胞代谢旺盛程度有关
D. V在细胞中含量很少,所含元素为微量元素
【答案】C
【解析】
【分析】题意分析,此图表示组成细胞的化合物,据图示含量可知,细胞中含量最多的是水,故Ⅲ为水,Ⅰ为无机物,Ⅴ为无机盐,Ⅱ为有机物,有机物中蛋白质含量最多,故Ⅳ为蛋白质。
【详解】A、由于水是细胞中含量最多的化合物,因此可确定Ⅲ为水,Ⅰ为无机物,组成I无机物的元素,在无机自然界中都能找到,体现了生物与非生物的统一性,A错误;
B、Ⅰ是无机物,不是生物大分子,B错误;
C、Ⅲ是水,水的主要存在形式是自由水,与细胞代谢旺盛程度有关,代谢越旺盛的细胞自由水含量越高,C正确;
D、Ⅴ是无机盐,所含元素包括大量元素和为微量元素,D错误。
故选C。
3. 图为核苷酸连接而成的部分长链。下列叙述正确的是( )
A. 图中d和e皆可表示一分子核苷酸
B. 若a为尿嘧啶,则该图可能是大肠杆菌的遗传物质的一部分
C. 图中的a共有5种可能
D. b和c交替排列构成了核酸的基本骨架
【答案】D
【解析】
【分析】核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。
【详解】A、核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成,e可表示一分子核苷酸,而d的磷酸连接部位不对,不能代表一分子核苷酸,A 错误;
B、若a为尿嘧啶,尿嘧啶是 RNA 特有碱基,所以该图可表示 RNA 链的一部分,而大肠杆菌的遗传物质是 DNA,B错误;
C、若该片段为 DNA片段,则a碱基有 A、T、C、G四种可能,若该片段为RNA片段,则 a碱基有 A、U、C、G四种可能,C错误;
D、核酸由b五碳糖和c磷酸基团交替排列构成基本骨架,D正确。
故选D。
4. 最新研究表明,由光驱动的分子转子能识别特定的细胞,并在细胞膜上钻孔,通过钻的孔将某些药物运送到这些细胞中,其他物质不能随意进入。如图为钻孔过程的示意图,下列有关说法错误的是( )
A. Ⅰ中磷脂分子的排列与其头部的亲水性和尾部的疏水性有关
B. 分子转子与特定细胞识别主要取决于细胞膜上的通道蛋白
C. 这些药物通过钻的孔进入细胞,体现了细胞膜具有选择透过性
D. 分子转子为癌症的靶向治疗开辟了新思路
【答案】B
【解析】
【分析】细胞膜的功能:1、细胞膜将细胞与外界环境分隔开(细胞的界膜);2.控制物质进出细胞。行使控制物质进出功能的物质主要是细胞膜上的蛋白质;3.进行细胞间的信息交流。实行细胞间的信息交流的物质是细胞膜上的糖蛋白。
【详解】A、细胞膜中磷脂分子头部亲水、尾部疏水,所以在形成膜结构时,头部朝向膜两侧与水接触,尾部相对排在内侧,A正确;
B、分子转子能识别特定细胞,主要取决于细胞膜上的糖蛋白,而非通道蛋白。糖蛋白具有识别、信息交流等功能,B错误;
C、药物通过钻的孔进入细胞,其他物质不能随意进入,体现了细胞膜对物质进出的选择性,即具有选择透过性,C正确;
D、分子转子能识别特定细胞并运送药物,可实现药物精准作用于目标细胞,为癌症靶向治疗开辟新思路,D正确。
故选B。
5. 胰岛素是一种蛋白质类激素。首先在核糖体上合成的前胰岛素原通过其自身前端的“信号肽”(由氨基酸序列构成)进入内质网腔中,将“信号肽”切除得到含A链、B链与连接A、B链的C肽的胰岛素原;接着胰岛素原转移至下一个细胞结构,将C肽切除后,A链与B链连接构成成熟胰岛素;随后胰岛素同C肽一起被释放到细胞外液中,C肽无生物活性且很稳定。下列相关叙述错误的是( )
A. 前胰岛素原的合成起始于附着在内质网上的核糖体
B. 胰岛素原中C肽的切除在高尔基体中完成
C. 成熟的胰岛素可在胰岛B细胞与脂肪细胞之间传递信息
D. 测定血浆中C肽的含量可以间接反映胰岛素的分泌情况
【答案】A
【解析】
【分析】分泌蛋白是在细胞内合成后分泌到细胞外起作用的蛋白质,其合成、加工和运输过程是:最初是在游离的核糖体上由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡运至细胞膜,经细胞膜分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。
【详解】A、前胰岛素原首先在细胞中游离的核糖体上合成一部分,然后进入粗面内质网继续合成肽链,A错误;
B、由题意可知,在内质网中形成的胰岛素原进入下一个细胞结构,将C肽切除,此过程在高尔基体中完成,B正确;
C、成熟的胰岛素作为信息分子,可在胰岛B细胞与脂肪细胞之间传递信息,C正确;
D、胰岛素同C肽一起被释放到细胞外液中,C肽无生物活性且很稳定,据此推测,测定血浆中C肽的含量可以间接反映胰岛素的分泌情况,D正确。
故选A。
6. 取洋葱鳞片叶外表皮细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. t0~t1时段细胞的吸水能力逐渐降低
B. t1~t2时段细胞膜与细胞壁发生了脱离
C. t2~t3时段溶质分子开始被该细胞吸收
D. t3时刻与t0时刻相比细胞液的浓度相同
【答案】B
【解析】
【分析】1、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,既发生了质壁分离。
2、当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,既发生了质壁分离复原。
【详解】A、t0~t1时段原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,说明细胞在失水,细胞液的浓度逐渐增加,细胞的吸水能力逐渐增强,A错误;
B、t1~t2时段原生质层对细胞壁的压力为0,可知细胞膜与细胞壁发生了脱离,B正确;
C、t2~t3时段原生质层对细胞壁的压力逐渐增加,说明在发生质壁分离的复原,细胞可吸收溶质分子,但溶质分子在t0时开始被该细胞吸收,C错误;
D、由于细胞可吸收溶质分子,t3时刻细胞液的浓度高于t0时刻,D错误。
故选B。
7. 叶绿体的类囊体膜上存在F型质子泵。F型质子泵不仅可以利用H+浓度梯度将ADP转化成ATP(如图中虚线箭头所示),也可以利用水解ATP释放的能量转移质子(如图中实线箭头所示)。下列叙述错误的是( )
A. F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能
B. F型质子泵转运H+的方式为主动转运
C. F型质子泵既有亲水性部分也有亲脂性部分
D. Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧
【答案】B
【解析】
【分析】1、能合成ATP的场所:细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、类囊体膜。
2、生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜。
3、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等。
4、协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖。
5、主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、由题中信息可知,F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能,A正确;
B、图中转运H+的方式有主动转运和易化扩散两种,B错误;
C、F型质子泵是一种膜蛋白,因此既有亲水性部分也有亲脂性部分,C正确;
D、由图中虚线箭头可知,H+由Ⅱ侧运至Ⅰ侧,同时生成ATP,Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧,D正确。
故选B。
8. 将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误是( )
A. 图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后,D~E段CO2浓度下降不明显,原因是气孔关闭,植物的光合作用减弱
B. B~C段较A~B段CO2浓度增加减慢,原因是低温使植物呼吸作用减弱,到达图乙中的d点时,玻璃罩内CO2的浓度最高
C. 图甲中的F点对应图乙中的g点,影响光合作用的外界因素主要有光照强度和CO2浓度
D. 经过这一昼夜之后, G点较A点CO2浓度低,说明一昼夜该植物植物体的有机物含量会增加
【答案】C
【解析】
【分析】1、图甲中,二氧化碳浓度上升表示呼吸作用大于光合作用或光合作用为0,二氧化碳浓度下降时,表示光合作用大于呼吸作用;C点时玻璃钟罩内CO2浓度最高,此时净光合速率为0;F点玻璃钟罩内CO2浓度最低,此时净光合速率为0。
2、图乙中,纵坐标表示植物吸收或释放CO2的速率,d、h两点植物净光合速率为0;f点时可能由于光照过强导致气孔关闭,二氧化碳吸收减少,导致光合作用强度下降。
【详解】A、根据题意和图甲分析可知:C、F点表示光合速率等于呼吸速率,故光合作用开始于C点之前,结束于F点之后;D~E段CO2浓度下降不明显,此时植株在进行光合午休,由于光照过强,温度过高,植株蒸腾作用过强,导致部分气孔关闭,植物的光合作用减弱,A正确;
B、图甲中B~C段气温较低,呼吸作用减弱,二氧化碳释放减慢,故较AB段CO2浓度增加减慢;图乙中d点表示光合作用速率等于呼吸作用速率,d点后光合作用速率大于呼吸作用速率,使二氧化碳的浓度减少,故d点时密闭容器的二氧化碳浓度最高,B正确;
C、图甲中的C、F点表明光合作用速率等于呼吸作用速率,根据相应的时间可知,与图乙中的d、h点相符,即C点对应d,F点对应h,C错误;
D、由于G点二氧化碳浓度低于A点,表明经过这一昼夜之后,二氧化碳的含量减少,进行光合作用积累有机物,所以植物体的有机物含量会增加,D正确。
故选C。
9. 井冈霉素是我国科学家发现的一种抗生素,井冈霉素是糖类衍生物,由链霉菌井冈变种(JGs)发酵而来,广泛应用于水稻病害防治。下列相关叙述错误的是( )
A. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,有利于提高井冈霉素产量
B. 提高发酵培养基中营养物质的浓度,可能会影响JGs存活率
C. 对JGs发酵过程中活细胞数量进行实时监测最适宜用稀释涂布平板法
D. JGs不含直接编码井冈霉素的基因
【答案】C
【解析】
【详解】A、扩大培养可增加菌种数量,使其快速进入对数生长期,提高发酵效率,A正确;
B、培养基浓度过高会导致渗透压升高,使细胞失水,影响JGs存活率,B正确;
C、稀释涂布平板法需培养24~48小时形成菌落,无法实时监测活细胞数量,最适方法应为显微镜直接计数或间接检测(如pH、代谢产物),C错误;
D、井冈霉素是糖类衍生物,其合成需多种酶催化,基因通过控制酶合成间接控制井冈霉素合成,而非直接编码该物质,D正确。
故选C。
10. 不同种植物体细胞杂交会出现较严重的染色体间排斥现象。不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色体,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇,为了培育产生紫杉醇的柴胡,科研人员将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了不对称体细胞杂交,诱导融合后,只统计了6组细胞,如下表所示。下列叙述正确的是( )
材料
融合细胞组号
1
2
3
4
5
6
染色体数(条)
9-11
12
12-14
12-16
13
14
A. 需用一定剂量的紫外线照射柴胡原生质体与未经紫外线照射的红豆杉原生质体融合
B. 表中有4组细胞为杂交细胞,这些细胞经植物组织培养获得的植株可能产生紫杉醇
C. 在能够高效合成紫杉醇杂交细胞中,应选择红豆杉的核基因含量较高的进行培养
D. 将红豆杉和柴胡的愈伤组织分别用胰蛋白酶处理,能够各自获得有活力的原生质体
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交技术就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术;
植物体细胞杂交的过程:①诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等,化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂;②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成;③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束;④杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
【详解】A、红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12),据表格所示的细胞中染色体数目(均小于24)可知,为了培育产生紫杉醇的柴胡,需用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体与未经紫外线照射的柴胡原生质体融合,A错误;
B、因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞中染色体数目为24条,因此科研人员筛选的目标细胞中的染色体数目为大于12小于24条的细胞。柴胡细胞染色体数为12条,多余的染色体是其他细胞融合参与进去的。可判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞。这些细胞经植物组织培养获得的植株均可能产生紫杉醇,B正确;
C、红豆杉和柴胡有远缘杂交不亲和障碍,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显,柴胡细胞是作为受体细胞,所以应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养,C错误;
D、将红豆杉和柴胡的愈伤组织分别用纤维素酶和果胶酶处理,能够各自获得有活力的原生质体,D错误。
故选B。
11. 被称为“沙漠之舟”的单峰骆驼在野外几乎灭绝,科研人员为拯救濒危野化单峰骆驼,利用现代生物技术尝试进行人工培育,流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①通常对B驯养单峰骆驼注射性腺激素使其超数排卵
B. 野化单峰骆驼C可以选择雌性个体,也可以选择雄性个体
C. 可用蛋白酶合成促进剂激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
D. 过程④为胚胎移植,需对受体注射免疫抑制剂使胚胎顺利植入
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析:图中①为卵母细胞采集,该过程常用促性腺激素处理B诱导其超数排卵;②为受精作用;③为体细胞和去核的卵母细胞形成重构胚;④为胚胎移植。
【详解】A、过程①通常对 B 驯养单峰骆驼注射外源促性腺激素使其超数排卵,A 错误;
B、野化单峰骆驼 C 为提供细胞核的个体,可以选择雌性个体,也可以选择雄性个体,B 正确;
C、可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C 错误;
D、过程④为胚胎移植,无须对受体注射免疫抑制剂,D 错误。
故选B。
12. PCR技术可实现基因的定点突变。研究人员设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物B和C中都替换了一个碱基)如图1所示。研究人员按照如图2所示的方式进行4次PCR扩增,以获得定点突变的新的蛋白A基因。下列相关叙述错误的是( )
A. PCR1体系和PCR2体系必须分开进行
B PCR3体系中应该加入引物B和C
C. PCR4体系中应该加入引物A和D
D. DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
【答案】B
【解析】
【分析】PCR技术的PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,其原理为DNA复制,该过程的进行首先要有一段已知核苷酸序列的目的基因以便合成一对引物,其过程为: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);低温复性:引物结合到互补链DNA上;中温延伸:合成子链。
【详解】A、PCR1和PCR2分别以不同的引物对蛋白A基因的不同片段进行扩增,如果不分开进行,引物会相互干扰,无法准确地扩增出所需的特定片段,所以PCR1体系和PCR2体系必须分开进行,A正确;
B、从图2可以看出,PCR3是对PCR1和PCR2产物混合复性后的产物进行扩增,其目的是将两个带有部分突变序列的片段连接起来,此时不需要引物B和C,因为引物B和C是用于PCR1和PCR2中引入突变碱基的,在PCR3中应利用PCR1和PCR2产物的互补配对来进行延伸,B错误;
C、PCR4是最终获得完整的新的蛋白A基因的步骤,此时需要扩增出完整的基因,引物A和D可以分别结合在基因两端,从而扩增出完整的含有定点突变的新的蛋白A基因,所以PCR4体系中应该加入引物A和D,C正确;
D、DNA聚合酶具有特定的作用特点,它能够从引物的3'端开始,按照模板链的碱基序列,连接脱氧核苷酸,合成新的DNA链,这是PCR技术能够实现DNA扩增的基础原理之一,D正确。
故选B。
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题备选答案中有一个或一个以上符合题意的正确答案。每小题全部选对得4分,少选得2分,多选、错选、不选得0分。)
13. 下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是
A. 蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B. 单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C. ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D. 蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
【答案】BCD
【解析】
【详解】蔗糖分子通过胞间连丝进行运输,水解后形成单糖,通过单糖转运载体顺浓度梯度运输,速度加快,A项正确;图示单糖通过单糖转运载体顺浓度梯度转运至薄壁细胞,B项错误;图中蔗糖运输不消耗能量,单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量,故ATP生成抑制剂不会直接抑制图中蔗糖的运输,C项错误;蔗糖属于二糖,不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,D项错误。
点睛】
本题主要考查物质运输的知识,解题的关键是要结合图示判断物质运输的方向,理解载体的特异性。
14. 为了研究2个新育品种P1、P2 幼苗的光合 作用特性,研究人员分别测定了新育品种 与原种叶片的净光合速率,结果如图所 示。下列表述合理的是
A. 该实验的自变量是温度和植物的品种
B. 15℃时P1、P2单位时间制造的葡萄糖 相等
C. P1参与光合作用的酶的最适温度不一定为25℃
D. 在25~40℃范围内,P1净光合速率受温度影响比P2大
【答案】ACD
【解析】
【分析】图分析:随着温度的升高品种1和2的净光合速率都先上升后下降,且最适宜温度都是25度;品种1高于品种2,且两者都高于对照组,但是品种1下降的更快。
【详解】A、据图分析可知,该实验的自变量是温度和不同品种的幼苗,A正确;
B、15℃时P1、P2净光合作用强度相等,由于两者的呼吸强度不一定相等,所以总光合强度不一定相等,B错误;
C、总光合强度=呼吸强度+净光合强度,由于不知道P1的呼吸强度,故P1参与光合作用的酶的最适温度不一定为25℃,C正确;
D、图中25~40℃范围内,最适净光合强度品种1高于品种2,且两者都高于对照组,但是品种1下降的更快,故P1净光合速率受温度影响比P2大,D正确。
故选ACD。
15. 瘤胃纤毛虫是一种能分泌纤维素酶的原生动物,生活在牛羊等反刍动物的瘤胃中。研究人员将纯化的瘤胃纤毛虫接种到含5mL改良培养液(由、、、NaCl等组成)的试管中,每天投喂100μL底物悬液(由淀粉和草粉组成),每3-4天换液一次,投喂和换液结束后均需充入某种气体再盖上盖子继续培养。每天进行计数,结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A. 计数前应将瘤胃纤毛虫与培养液充分混匀
B. 和共同作用能维持培养液的pH值
C. 投喂和换液结束后充入的是,其目的是提供有氧环境
D. 将等量瘤胃纤毛虫接种到含10mL改良培养液的试管中,其生长曲线将左移
【答案】AB
【解析】
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、计数前应将瘤胃纤毛虫与培养液充分混匀避免瘤胃纤毛虫沉积影响计数,A正确;
B、K2HPO4和KH2PO4是缓冲物质能维持培养液的pH值,B正确;
C、瘤胃纤毛虫生活在胃内,为无氧环境,投喂和换液结束后充入的是CO2,其目的是提供生存的无氧环境,C错误;
D、瘤胃纤毛虫在早期呈“J”型曲线增长,提高环境容纳量并不能提高增长率,将等量瘤胃纤毛虫接种到含10mL改良培养液的试管中前期的曲线基本相同,但环境容纳量将提高,D错误。
故选AB。
16. 免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图:首先将抗体1固定在微板上,冲洗后加入待检的牛乳,再加入DNA标记的抗体2,进行PCR扩增,最后进行电泳检测,相关叙述错误的是( )
A. 图示抗原检测过程发生两次抗原与抗体的结合
B. 图中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段
C. 图示过程中三次冲洗的目的均不同
D. 免疫PCR技术间接放大了微量抗生素,以达到可检测水平
【答案】B
【解析】
【分析】免疫PCR是一种抗原检测系统,将一段已知序列的DNA片段标记到抗体2上,通过抗原抗体的特异性识别并结合,抗体2会和固定抗体1、抗生素形成复合物“固定抗体1—抗生素—抗体2”,再用PCR方法将这段DNA进行扩增,通过检测PCR产物的量,即可推知固定抗体1上吸附的抗生素的量。
【详解】A、首先将抗体1固定在微板上,冲洗后加入待检的牛乳,此处发生第一次抗原与抗体的结合(牛乳与抗体1的结合),再加入DNA标记的抗体2,抗体2与牛乳进行第二次抗原与抗体的结合,A正确;
B、抗生素主要是由微生物产生的,图中标记抗体2的DNA一般是微生物中与抗生素相关的DNA片段,B错误;
C、第一次冲洗是洗去未结合的抗体1,第二次冲洗是洗去未结合的牛乳,第三次冲洗是洗去未结合的抗体2,C正确;
D、微量抗原抗体反应,是通过PCR技术扩增抗体2上连接的DNA,最后通过检测扩增产物—DNA的量来确定抗生素的量的方法,因此抗原、抗体的数量可通过PCR技术间接扩增放大,D正确。
故选B。
三、非选择题(共5大题,共60分。)
17. 水稻是重要的粮食作物,我国稻作区大多会遭遇不同程度的冷害。研究者利用水稻相关突变体开展研究。
(1)将突变体水稻ospus1置于低温下种植,出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。白化苗中位于_______膜上的光合色素缺少,直接影响了光合作用的________反应。
(2)研究者发现,活性氧(ROS)的积累是引起突变体ospus1低温白化表型的原因,在突变体中导入ROS清除酶的基因。实验结果为_____________时,支持上述结论。
(3)研究者欲寻找突变体ospusl的抑制因子,进一步研究水稻耐冷的机理。请选取合适选项,以呈现科学家获得抑制因子的研究思路______________。
a.建立针对突变体ospusl的诱变库
b.建立针对野生型的诱变库
c.筛选低温下表型为绿色的幼苗
d.筛选低温下表型为白色的幼苗
e.筛选正常温度下表型为绿色的幼苗
f.获取抑制因子对应的基因并进行克隆
(4)后续实验发现该抑制因子编码一种定位在线粒体的SOP10蛋白,此蛋白可以影响线粒体内膜的电子传递链复合物Ⅰ的合成。
①有氧呼吸第三阶段中,NADH经电子传递链复合物释放电子和H⁺,最终与______结合生成水并合成ATP。与此同时,该过程也是细胞内ROS的主要来源。
②nad基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分。为进一步研究SOP10的作用机理,研究者在低温条件下开展进一步实验,结果如图1、2所示。结果表明_________。
注:内参蛋白:一般是指管家基因编码表达的蛋白,它们在各个组织和细胞中的表达相对恒定,在检测蛋白的表达水平变化时常用它来做参照。
③请综合以上研究,解释突变体ospusl sop10耐冷的机制是__________。
【答案】(1) ①. 叶绿体类囊体薄膜 ②. 光
(2)导入ROS清除酶基因的突变体在低温下表现为绿叶 (3)acf
(4) ①. 氧气 ②. sop10通过促进nad基因的转录,进而促进nad蛋白的合成 ③. 突变体ospus1的ROS含量增加,而在ospus1sop10突变体中,SOP10基因突变后,电子传递链复合物I的合成减少,使细胞中的ROS水平降低,低温下表型正常
【解析】
【分析】1、有氧呼吸可分为三个阶段:有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖初步分解为丙酮酸与NADH,释放少量能量,产生少量ATP,该过程在细胞质基质中完成;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH,释放少量能量,产生少量ATP,该过程在线粒体基质中完成,有氧呼吸的第三阶段是前两个阶段的NADH与氧气结合生成水,释放大量能量,产生大量ATP,该过程在在线粒体内膜上完成。
2、光合作用根据是否需要光,分为光反应阶段和暗反应阶段:光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上) :水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成;光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中) :CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成葡萄糖。
【小问1详解】
真核细胞中光合色素分布于叶绿体类囊体薄膜,白化苗因叶绿体中缺乏光合色素而表现为叶片白化的现象,导致其缺乏吸收、传递和转化光能的能力,直接影响了光合作用的光反应阶段。
【小问2详解】
突变体中导入ROS清除酶的基因,表达产物ROS清除酶能分解ROS,突变体ospus1低温白化表型消失,表现为绿叶。
【小问3详解】
欲寻找突变体ospus1的抑制因子,则应先建立针对突变体ospus1的诱变库,从中获取具有不同诱变结果的突变体ospus1,从中筛选低温下表型为绿色的幼苗,再从具有耐冷性状的植株体内获取抑制因子对应的基因并进行克隆,acf正确,bde错误。
故选acf。
【小问4详解】
①真核生物有氧呼吸第三阶段发生于线粒体内膜,有氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第二阶段产生的NADH与氧气发生反应,生成水,释放大量能量,其中大部分能量以热能的形式散失,少部分能量参与合成ATP。
②由实验结果可知,ospus1 sop10突变体植株内nad基因的相对表达量明显降低,导致nad蛋白含量明显减少,故sop10通过促进nad基因的转录,进而促进nad蛋白的合成,突变体ospusl sop10植株体内nad蛋白含量明显减少,而nad基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分,会导致线粒体内膜的电子传递链复合物Ⅰ的合成量减少,细胞内ROS的来源减少,使细胞中的ROS水平降低,低温下表型正常。
18. 玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。
(1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与_______相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。
(2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为_______________。
(3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如下表:
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ(♀)× RRqq(♂)
表达
2
RRqq(♀)× RRQQ(♂)
不表达
3
rrQQ(♀)× RRqq(♂)
不表达
4
RRqq(♀)× rrQQ(♂)
不表达
综合已有研究和上表结果可知,R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制是母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低_______(填“母本”或“父本”)的Q基因的甲基化水平,使其在胚乳中表达,对________(填“母本”或“父本”)的Q基因不起激活作用;父本R基因对Q基因不起激活作用。
(4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如下表所示。
组别
杂交组合
正常籽粒:小籽粒
5
F1(♂)× 甲(♀)
3:1
6
F1(♀)× 甲(♂)
1:1
已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。
根据这些信息,推测突变性状至少受_______(填“同源”或“非同源”)染色体上_____对基因控制,这些基因同时无活性才表现为______粒,其中一对来自母本的等位基因在子代中不表达,来自父本的表达。若F1自交,所结籽粒的表型及比例为_________,则支持上述推测。
【答案】(1)野生型 (2)野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于突变株
(3) ①. 母本 ②. 父本
(4) ①. 非同源 ②. 两 ③. 小籽 ④. 正常籽粒:小籽粒=7:1
【解析】
【分析】判断显隐性的方式有:①表型相同的个体杂交,后代新出现的表型为隐性;②表型不同的纯合个体杂交,后代出现的表型为显性。
【小问1详解】
若矮秆是隐性性状,其基因型为rr,矮秆玉米突变株(rr)与野生型(RR)杂交,子代表型(Rr)与野生型相同。
【小问2详解】
野生型R基因正常,能编码DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,所以野生型及突变株分别自交,野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低。
【小问3详解】
由组别2、4可知,母本中的R基因编码的DNA去甲基化酶无法为父本提供的Q基因去甲基化,由组别3可知父本中R基因编码的DNA去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的Q基因发挥功能。结合前面的研究成果:亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用,可得母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表达,对父本的Q基因不起激活作用,父本R基因对Q基因不起激活作用。
【小问4详解】
甲与野生型杂交得到的子代为正常个体,说明小籽粒为隐性性状。F1与甲杂交属于测交,F1作父本时,结果出现正常籽粒:小籽粒=3:1,推测该性状受到非同源染色体上两对等位基因的控制,且只有不含显性基因的个体表现为小籽粒。F1作母本时,与甲杂交,后代正常籽粒:小籽粒=1:1,结合题目中“已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能”推测,母本产生配子时有一对等位基因是不发挥功能的。F1产生的精子中含显性基因正常发挥功能的配子:不含显性基因的配子=3:1,F1产生的卵细胞中含显性基因正常发挥功能的配子:不含显性基因的配子和含显性基因不发挥功能的配子=1:1,所以F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒:小籽粒=(1-1/4×1/2):(1/4×1/2)=7:1。
19. 去甲肾上腺素能显著地增强心肌收缩力,使心跳加快,心输出量增多;糖皮质激素是机体内极为重要的一类调节分子,它对机体的生长、发育、代谢以及免疫功能等起着重要的调节作用,是机体应激反应最重要的调节激素,也是临床上使用最为广泛而有效的抗炎和免疫抑制剂。结合图示回答下列问题:
(1)途径①中的传出神经是________(填“交感神经”或“副交感神经”)。途径②通过调节使肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素属于_____________(填“神经调节”或“神经——体液调节”),与途径①分泌的去甲肾上腺素进行的调节方式相比,肾上腺髓质分泌的去甲肾上腺素进行的调节方式的不同特点有____________________(至少答出两点)。
(2)某患者糖皮质激素多次检测结果均低于正常水平,为判断病变原因,临床上可通过抽血检测相关激素的含量来诊断,若检测出的结果是_______________,则可以初步判断是下丘脑病变。为进一步排除垂体和肾上腺皮质病变的可能,实验方案为____________________;若检测结果是______________,则可排除垂体和肾上腺皮质病变的可能。
【答案】(1) ①. 交感神经 ②. 神经调节 ③. 作用时间较长、作用范围较广泛、反应速度较缓慢
(2) ①. 促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)含量低于正常水平 ②. 注射一定量的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),一段时间后检测血液中促肾上腺皮质激素(ACTH)和糖皮质激素的含量 ③. 促肾上腺皮质激素(ACTH)和糖皮质激素的含量含量恢复正常
【解析】
【分析】血糖的来源:食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化;去向:血糖的氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原 (肌糖原只能合成不能水解)、血糖转化为脂肪、某些氨基酸等。
【小问1详解】
根据所学知识,去甲肾上腺素能显著地增强心肌收缩力,使心跳加快等,这种能使心跳加快等作用的传出神经是交感神经。途径②通过调节使肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素,该过程不涉及激素的运输及作用,属于神经调节。与途径①分泌的去甲肾上腺素进行的调节方式(神经调节)相比,肾上腺髓质分泌的去甲肾上腺素进行的调节方式(体液调节)的不同特点有作用时间较长、作用范围较广泛、反应速度较缓慢等。
【小问2详解】
若检测出的结果是促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)含量低于正常水平,可初步判断病变原因是下丘脑病变。 为进一步排除垂体和肾上腺皮质病变的可能,实验方案为注射一定量的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),一段时间后检测血液中促肾上腺皮质激素(ACTH)和糖皮质激素的含量。 若检测结果是促肾上腺皮质激素(ACTH)和糖皮质激素的含量含量恢复正常,则说明之前糖皮质激素含量低不是垂体和肾上腺皮质本身的病变,可排除垂体和肾上腺皮质病变的可能。
20. 湖泊中氮、磷含量上升引发水体富营养化,导致蓝细菌(如铜绿微囊藻)等藻类大量繁殖。科研人员利用沉水植物对富营养化湖泊的修复机制进行研究。
(1)选取苦草、黑藻和狐尾藻三种常见的沉水植物为研究对象,它们属于生态系统营养结构中的______________,可吸收水体中的氮用于合成______________(写出两种)等生物大分子,降低富营养化程度。
(2)研究人员取滤除蓝细菌的富营养化湖水,测定初始-N浓度后,均分至相同容器中,分别种植不同组合的沉水植物,120天后再测定-N浓度,-N去除率如图1所示。请据图1分析,降低富营养化的最优种植方案及依据是________。
(3)含狐尾藻相关物质的浸提液可破坏铜绿微囊藻的细胞壁等结构,同时狐尾藻上常附着假单胞菌等多种微生物。分别检测三种提取液对铜绿微囊藻的抑藻效果,结果如图2所示。
综合上述研究及教材知识,推测狐尾藻修复富营养化湖泊的可能机制是_______________(答两点)。
(4)水体富营养化等环境治理引进生物时要遵循生态工程_______原理,实现生物与生物、生物与环境的适应;同时遵循_______原理,实现生态效益和经济效益双丰收。
【答案】(1) ①. 第一营养级 ②. 蛋白质、核酸(DNA或RNA)
(2)种植狐尾藻,依据是狐尾藻的NH4+-N去除率高于对照组和其它组合种植
(3)狐尾藻可吸收NH4+-N,减少湖泊中N含量,竞争性抑制铜绿微囊藻繁殖;狐尾藻可产生化学物质,并与假单胞菌联合作用,通过破坏铜绿微囊藻细胞结构,达到抑藻作用;狐尾藻可与铜绿微囊藻竞争光照抑制铜绿微囊藻光合作用
(4) ①. 协调 ②. 整体
【解析】
【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【小问1详解】
沉水植物在生态系统中属于生产者,能够通过光合作用将无机物转化为有机物,故它们属于生态系统营养结构中的第一营养级,它们吸收水体中的氮元素主要用于合成蛋白质和核酸(DNA或RNA)等生物大分子,这些物质是细胞结构和功能的重要组成部分,通过吸收氮元素,沉水植物有助于减少水体中的营养物质,从而缓解富营养化现象。
【小问2详解】
据图1分析,狐尾藻的NH4+-N去除率高于对照组和其它组合种植,故降低富营养化的最优种植方案是种植狐尾藻。
【小问3详解】
分析图2结合教材知识可知,狐尾藻可吸收NH4+-N,减少湖泊中N含量,竞争性抑制铜绿微囊藻繁殖;狐尾藻可产生化学物质,并与假单胞菌联合作用,通过破坏铜绿微囊藻细胞结构,达到抑藻作用;狐尾藻可与铜绿微囊藻竞争光照抑制铜绿微囊藻光合作用。
【小问4详解】
水体富营养化等环境治理引进生物时要遵循生态工程的协调原理,处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡;同时遵循整体原理,实现生态效益和经济效益双丰收。
21. 为了高效纯化超氧化物歧化酶(SOD),科研人员将ELP50片段插入pET-SOD构建重组质粒pET-SOD-ELP50,以融合表达SOD-ELP50蛋白,过程如图1.其中,ELP50是由人工合成的DNA片段,序列为:限制酶a识别序列-GTTCCTGGTGTTGGC(50-限制酶b识别序列,50为重复次数)。请回答下列问题:
(1)步骤①双酶切时,需使用的限制酶是_____。
(2)步骤②转化时,科研人员一般先用_____处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态;转化后的大肠杆菌采用含有_____的培养基进行筛选。用PCR技术筛选成功导入pET-SOD-ELP50的大肠杆菌,应选用的一对引物是_____。
(3)步骤③大肠杆菌中RNA聚合酶与_____结合,驱动转录,翻译(SOD-ELP50蛋白。已知蛋白质中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11 kDa,将表达的蛋白先进行凝胶电泳,然后用SOD抗体进行杂交,显示的条带应是_____(从图2的“A~D”中选填)。
【答案】(1)EcoR I、Hind Ⅲ
(2) ①. Ca2+ ②. 卡那霉素 ③. S-F和P-R
(3) ①. 启动子 ②. C
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序:
1、目的基因的获取:①从基因文库中获取;②人工合成(反转录法和化学合成法);③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
3、将目的基因导入受体细胞:常用的转化方法:常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。
4、目的基因的检测和表达:(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。(4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
【小问1详解】
目的基因应插入启动子和终止子之间,结合题意可知,ELP50应插入pET-SOD之后,由图可知,限制酶a和限制酶b分别是EcoR I、Hind Ⅲ。
【小问2详解】
步骤②转化时,科研人员常用Ca2+处理大肠杆菌,使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态;由图可知,重组DNA含有标记基因卡那霉素抗性基因,所以转化后的大肠杆菌采用含有卡那霉素的培养基进行筛选。成功导入pET-SOD-ELP50同时含有pET-SOD和ELP50,结合图示可知,引物S-F和P-R对应序列包含SOD和ELP50的相应序列,可特异性对pET-SOD-ELP50进行扩增,根据扩增产物相对的分子质量的大小判断大肠杆菌中是否导入pET-SOD-ELP50。由于ELP50中含有重复序列,使用E-F或E-R对导入普通质粒和重组质粒的大肠杆菌进行PCR扩增,得到的产物可能无法区分。
【小问3详解】
RNA聚合酶与启动子结合后,启动转录。由图可知,决定SOD-ELP50融合蛋白的基因长度为462+750=1212bp,编码1212÷3=404个氨基酸,已知蛋白质中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11kDa,融合蛋白的相对分子质量约为404×0.11kDa=44.44kDa,电泳后应该为条带C。
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湖南师大附中2024——2025学年度高二第二学期期末考试
生物学
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 某同学绘制了四种细胞模式图,Ⅰ~Ⅳ表示细胞类型,①~⑥表示细胞器结构。据图中结构判断,下列叙述正确的是( )
A. ③和细胞的有丝分裂有关,Ⅱ中没有该结构,因此不能进行有丝分裂
B. ④内部的结构只能在电子显微镜下看到
C. Ⅲ中没有②,因此不能进行有氧呼吸
D. ①向内连接核膜、向外连接细胞膜,在细胞的囊泡运输中起着交通枢纽的作用
2. 生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,图中序号代表细胞中几类化合物。面积不同代表含量不同,其中I和Ⅱ代表两大类化合物。下列叙述正确的是( )
A. 组成I的元素,在无机自然界不一定能找到
B. I以碳链作为基本骨架,均属于生物大分子
C. Ⅲ的主要存在形式与细胞代谢旺盛程度有关
D. V在细胞中含量很少,所含元素微量元素
3. 图为核苷酸连接而成的部分长链。下列叙述正确的是( )
A. 图中d和e皆可表示一分子核苷酸
B. 若a为尿嘧啶,则该图可能是大肠杆菌的遗传物质的一部分
C. 图中的a共有5种可能
D. b和c交替排列构成了核酸的基本骨架
4. 最新研究表明,由光驱动的分子转子能识别特定的细胞,并在细胞膜上钻孔,通过钻的孔将某些药物运送到这些细胞中,其他物质不能随意进入。如图为钻孔过程的示意图,下列有关说法错误的是( )
A. Ⅰ中磷脂分子的排列与其头部的亲水性和尾部的疏水性有关
B. 分子转子与特定细胞识别主要取决于细胞膜上的通道蛋白
C. 这些药物通过钻的孔进入细胞,体现了细胞膜具有选择透过性
D. 分子转子为癌症的靶向治疗开辟了新思路
5. 胰岛素是一种蛋白质类激素。首先在核糖体上合成前胰岛素原通过其自身前端的“信号肽”(由氨基酸序列构成)进入内质网腔中,将“信号肽”切除得到含A链、B链与连接A、B链的C肽的胰岛素原;接着胰岛素原转移至下一个细胞结构,将C肽切除后,A链与B链连接构成成熟胰岛素;随后胰岛素同C肽一起被释放到细胞外液中,C肽无生物活性且很稳定。下列相关叙述错误的是( )
A. 前胰岛素原的合成起始于附着在内质网上的核糖体
B. 胰岛素原中C肽的切除在高尔基体中完成
C. 成熟的胰岛素可在胰岛B细胞与脂肪细胞之间传递信息
D. 测定血浆中C肽的含量可以间接反映胰岛素的分泌情况
6. 取洋葱鳞片叶外表皮细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A. t0~t1时段细胞的吸水能力逐渐降低
B. t1~t2时段细胞膜与细胞壁发生了脱离
C. t2~t3时段溶质分子开始被该细胞吸收
D. t3时刻与t0时刻相比细胞液的浓度相同
7. 叶绿体的类囊体膜上存在F型质子泵。F型质子泵不仅可以利用H+浓度梯度将ADP转化成ATP(如图中虚线箭头所示),也可以利用水解ATP释放的能量转移质子(如图中实线箭头所示)。下列叙述错误的是( )
A. F型质子泵具有催化ATP合成与水解及转运H+的功能
B. F型质子泵转运H+的方式为主动转运
C. F型质子泵既有亲水性部分也有亲脂性部分
D. Ⅱ侧H+浓度高于Ⅰ侧
8. 将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是( )
A. 图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后,D~E段CO2浓度下降不明显,原因是气孔关闭,植物的光合作用减弱
B. B~C段较A~B段CO2浓度增加减慢,原因是低温使植物呼吸作用减弱,到达图乙中的d点时,玻璃罩内CO2的浓度最高
C. 图甲中的F点对应图乙中的g点,影响光合作用的外界因素主要有光照强度和CO2浓度
D. 经过这一昼夜之后, G点较A点CO2浓度低,说明一昼夜该植物植物体的有机物含量会增加
9. 井冈霉素是我国科学家发现的一种抗生素,井冈霉素是糖类衍生物,由链霉菌井冈变种(JGs)发酵而来,广泛应用于水稻病害防治。下列相关叙述错误的是( )
A. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,有利于提高井冈霉素产量
B. 提高发酵培养基中营养物质的浓度,可能会影响JGs存活率
C. 对JGs发酵过程中活细胞数量进行实时监测最适宜用稀释涂布平板法
D. JGs不含直接编码井冈霉素的基因
10. 不同种植物体细胞杂交会出现较严重的染色体间排斥现象。不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色体,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇,为了培育产生紫杉醇的柴胡,科研人员将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了不对称体细胞杂交,诱导融合后,只统计了6组细胞,如下表所示。下列叙述正确的是( )
材料
融合细胞组号
1
2
3
4
5
6
染色体数(条)
9-11
12
12-14
12-16
13
14
A. 需用一定剂量的紫外线照射柴胡原生质体与未经紫外线照射的红豆杉原生质体融合
B. 表中有4组细胞为杂交细胞,这些细胞经植物组织培养获得的植株可能产生紫杉醇
C. 在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中,应选择红豆杉的核基因含量较高的进行培养
D. 将红豆杉和柴胡的愈伤组织分别用胰蛋白酶处理,能够各自获得有活力的原生质体
11. 被称为“沙漠之舟”的单峰骆驼在野外几乎灭绝,科研人员为拯救濒危野化单峰骆驼,利用现代生物技术尝试进行人工培育,流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程①通常对B驯养单峰骆驼注射性腺激素使其超数排卵
B. 野化单峰骆驼C可以选择雌性个体,也可以选择雄性个体
C. 可用蛋白酶合成促进剂激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程
D. 过程④为胚胎移植,需对受体注射免疫抑制剂使胚胎顺利植入
12. PCR技术可实现基因的定点突变。研究人员设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物B和C中都替换了一个碱基)如图1所示。研究人员按照如图2所示的方式进行4次PCR扩增,以获得定点突变的新的蛋白A基因。下列相关叙述错误的是( )
A. PCR1体系和PCR2体系必须分开进行
B. PCR3体系中应该加入引物B和C
C. PCR4体系中应该加入引物A和D
D. DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题备选答案中有一个或一个以上符合题意的正确答案。每小题全部选对得4分,少选得2分,多选、错选、不选得0分。)
13. 下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是
A. 蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B. 单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C. ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D. 蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
14. 为了研究2个新育品种P1、P2 幼苗的光合 作用特性,研究人员分别测定了新育品种 与原种叶片的净光合速率,结果如图所 示。下列表述合理的是
A. 该实验的自变量是温度和植物的品种
B. 15℃时P1、P2单位时间制造的葡萄糖 相等
C. P1参与光合作用的酶的最适温度不一定为25℃
D. 在25~40℃范围内,P1净光合速率受温度影响比P2大
15. 瘤胃纤毛虫是一种能分泌纤维素酶的原生动物,生活在牛羊等反刍动物的瘤胃中。研究人员将纯化的瘤胃纤毛虫接种到含5mL改良培养液(由、、、NaCl等组成)的试管中,每天投喂100μL底物悬液(由淀粉和草粉组成),每3-4天换液一次,投喂和换液结束后均需充入某种气体再盖上盖子继续培养。每天进行计数,结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A. 计数前应将瘤胃纤毛虫与培养液充分混匀
B. 和共同作用能维持培养液的pH值
C. 投喂和换液结束后充入的是,其目的是提供有氧环境
D. 将等量瘤胃纤毛虫接种到含10mL改良培养液的试管中,其生长曲线将左移
16. 免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图:首先将抗体1固定在微板上,冲洗后加入待检的牛乳,再加入DNA标记的抗体2,进行PCR扩增,最后进行电泳检测,相关叙述错误的是( )
A. 图示抗原检测过程发生两次抗原与抗体结合
B. 图中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段
C. 图示过程中三次冲洗的目的均不同
D. 免疫PCR技术间接放大了微量抗生素,以达到可检测水平
三、非选择题(共5大题,共60分。)
17. 水稻是重要的粮食作物,我国稻作区大多会遭遇不同程度的冷害。研究者利用水稻相关突变体开展研究。
(1)将突变体水稻ospus1置于低温下种植,出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。白化苗中位于_______膜上的光合色素缺少,直接影响了光合作用的________反应。
(2)研究者发现,活性氧(ROS)的积累是引起突变体ospus1低温白化表型的原因,在突变体中导入ROS清除酶的基因。实验结果为_____________时,支持上述结论。
(3)研究者欲寻找突变体ospusl的抑制因子,进一步研究水稻耐冷的机理。请选取合适选项,以呈现科学家获得抑制因子的研究思路______________。
a.建立针对突变体ospusl的诱变库
b.建立针对野生型的诱变库
c.筛选低温下表型为绿色的幼苗
d.筛选低温下表型为白色的幼苗
e.筛选正常温度下表型为绿色的幼苗
f.获取抑制因子对应的基因并进行克隆
(4)后续实验发现该抑制因子编码一种定位在线粒体的SOP10蛋白,此蛋白可以影响线粒体内膜的电子传递链复合物Ⅰ的合成。
①有氧呼吸第三阶段中,NADH经电子传递链复合物释放电子和H⁺,最终与______结合生成水并合成ATP。与此同时,该过程也是细胞内ROS主要来源。
②nad基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分。为进一步研究SOP10的作用机理,研究者在低温条件下开展进一步实验,结果如图1、2所示。结果表明_________。
注:内参蛋白:一般是指管家基因编码表达蛋白,它们在各个组织和细胞中的表达相对恒定,在检测蛋白的表达水平变化时常用它来做参照。
③请综合以上研究,解释突变体ospusl sop10耐冷的机制是__________。
18. 玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。
(1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与_______相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。
(2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为_______________。
(3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如下表:
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ(♀)× RRqq(♂)
表达
2
RRqq(♀)× RRQQ(♂)
不表达
3
rrQQ(♀)× RRqq(♂)
不表达
4
RRqq(♀)× rrQQ(♂)
不表达
综合已有研究和上表结果可知,R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制是母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低_______(填“母本”或“父本”)的Q基因的甲基化水平,使其在胚乳中表达,对________(填“母本”或“父本”)的Q基因不起激活作用;父本R基因对Q基因不起激活作用。
(4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如下表所示。
组别
杂交组合
正常籽粒:小籽粒
5
F1(♂)× 甲(♀)
3:1
6
F1(♀)× 甲(♂)
1:1
已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。
根据这些信息,推测突变性状至少受_______(填“同源”或“非同源”)染色体上_____对基因控制,这些基因同时无活性才表现为______粒,其中一对来自母本的等位基因在子代中不表达,来自父本的表达。若F1自交,所结籽粒的表型及比例为_________,则支持上述推测。
19. 去甲肾上腺素能显著地增强心肌收缩力,使心跳加快,心输出量增多;糖皮质激素是机体内极为重要的一类调节分子,它对机体的生长、发育、代谢以及免疫功能等起着重要的调节作用,是机体应激反应最重要的调节激素,也是临床上使用最为广泛而有效的抗炎和免疫抑制剂。结合图示回答下列问题:
(1)途径①中的传出神经是________(填“交感神经”或“副交感神经”)。途径②通过调节使肾上腺髓质分泌去甲肾上腺素属于_____________(填“神经调节”或“神经——体液调节”),与途径①分泌的去甲肾上腺素进行的调节方式相比,肾上腺髓质分泌的去甲肾上腺素进行的调节方式的不同特点有____________________(至少答出两点)。
(2)某患者糖皮质激素多次检测结果均低于正常水平,为判断病变原因,临床上可通过抽血检测相关激素的含量来诊断,若检测出的结果是_______________,则可以初步判断是下丘脑病变。为进一步排除垂体和肾上腺皮质病变的可能,实验方案为____________________;若检测结果是______________,则可排除垂体和肾上腺皮质病变的可能。
20. 湖泊中氮、磷含量上升引发水体富营养化,导致蓝细菌(如铜绿微囊藻)等藻类大量繁殖。科研人员利用沉水植物对富营养化湖泊的修复机制进行研究。
(1)选取苦草、黑藻和狐尾藻三种常见的沉水植物为研究对象,它们属于生态系统营养结构中的______________,可吸收水体中的氮用于合成______________(写出两种)等生物大分子,降低富营养化程度。
(2)研究人员取滤除蓝细菌的富营养化湖水,测定初始-N浓度后,均分至相同容器中,分别种植不同组合的沉水植物,120天后再测定-N浓度,-N去除率如图1所示。请据图1分析,降低富营养化的最优种植方案及依据是________。
(3)含狐尾藻相关物质的浸提液可破坏铜绿微囊藻的细胞壁等结构,同时狐尾藻上常附着假单胞菌等多种微生物。分别检测三种提取液对铜绿微囊藻的抑藻效果,结果如图2所示。
综合上述研究及教材知识,推测狐尾藻修复富营养化湖泊的可能机制是_______________(答两点)。
(4)水体富营养化等环境治理引进生物时要遵循生态工程_______原理,实现生物与生物、生物与环境的适应;同时遵循_______原理,实现生态效益和经济效益双丰收。
21. 为了高效纯化超氧化物歧化酶(SOD),科研人员将ELP50片段插入pET-SOD构建重组质粒pET-SOD-ELP50,以融合表达SOD-ELP50蛋白,过程如图1.其中,ELP50是由人工合成的DNA片段,序列为:限制酶a识别序列-GTTCCTGGTGTTGGC(50-限制酶b识别序列,50为重复次数)。请回答下列问题:
(1)步骤①双酶切时,需使用的限制酶是_____。
(2)步骤②转化时,科研人员一般先用_____处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态;转化后的大肠杆菌采用含有_____的培养基进行筛选。用PCR技术筛选成功导入pET-SOD-ELP50的大肠杆菌,应选用的一对引物是_____。
(3)步骤③大肠杆菌中RNA聚合酶与_____结合,驱动转录,翻译(SOD-ELP50蛋白。已知蛋白质中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11 kDa,将表达的蛋白先进行凝胶电泳,然后用SOD抗体进行杂交,显示的条带应是_____(从图2的“A~D”中选填)。
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