内容正文:
2024~2025学年度第二学期高二年级期末考试试卷
生物
注意事项:
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1. 答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号分别填写在试卷和答题卡规定的位置上。
2. 答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂其它答案。非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应的区域内,写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列关于下丘脑功能的叙述,不正确的是( )
A. 大量出汗后,下丘脑合成、分泌的抗利尿激素增加
B. 下丘脑是体温调节的高级中枢,在大脑皮层可产生冷觉和热觉
C. 血糖低时,下丘脑通过副交感神经促进肾上腺髓质和胰岛A细胞的分泌活动
D. 内环境渗透压的增高,使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉
【答案】C
【解析】
【分析】下丘脑是体温调节中枢、血糖调节中枢、水盐调节中枢。
【详解】A、抗利尿激素由下丘脑合成分泌,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,A正确;
B、下丘脑是体温调节的中枢,冷觉和热觉的产生在大脑皮层,B正确;
C、低血糖时,交感神经(而非副交感神经)被激活,促进肾上腺髓质分泌肾上腺素和胰岛A细胞分泌胰高血糖素,C错误;
D、下丘脑的渗透压感受器感知内环境渗透压升高后,将信号传至大脑皮层产生渴觉,D正确。
故选C。
2. 利用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A. 常用能切出相同黏性末端的限制酶处理目的基因两端
B. 用Ca²⁺处理大肠杆菌有利于目的基因与载体的结合
C. 在表达载体中需添加复制原点以驱动目的基因的转录
D. 若使用含有内含子的目的基因则不一定能在大肠杆菌内成功表达
【答案】D
【解析】
【详解】A、常用同一种限制酶切割目的基因和载体,产生相同黏性末端以便连接。但若处理目的基因两端时使用相同酶,可能导致反向插入,实际中常用两种不同酶确保定向连接,A错误;
B、Ca2⁺处理大肠杆菌是使其处于感受态,便于吸收重组质粒,而非促进目的基因与载体的结合(结合在体外完成),B错误;
C、复制原点的作用是保证载体在宿主细胞中自主复制,而驱动转录的是启动子,C错误;
D、大肠杆菌为原核生物,缺乏真核生物剪切内含子的RNA加工系统,含有内含子的目的基因无法正确转录为成熟mRNA,导致表达失败,D正确。
故选D。
3. 研究发现,骆驼蓬体内有多种具有抗肿瘤作用的生物碱。科研人员为了快速繁殖骆驼蓬及获取生物碱,进行了如图所示的操作流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 使用茎尖作为外植体通过③培育出的骆驼蓬可以抵抗病毒感染
B. 外植体需要浸泡在体积分数70%酒精内30min,以免杂菌污染
C. 进行①和③过程的外界培养条件和激素比例均不相同
D. 流程④利用植物细胞全能性获取生物碱可减少人类对自然资源的破坏
【答案】C
【解析】
【详解】A、植物茎尖分生区细胞分裂旺盛,通常不含病毒,通过组织培养可培育出无病毒个体,但这并不意味着该植株能抵抗病毒感染,A错误;
B、外植体消毒时,体积分数 70% 酒精的处理时间通常为30~60秒,B错误;
C、①脱分化需生长素和细胞分裂素比例适中,③再分化需调整二者比例(如生长素多诱导根分化,细胞分裂素多诱导芽分化)。再分化阶段需要光照,但脱分化通常避光,C正确;
D、流程④不需要利用植物细胞全能性获取生物碱,D错误。
故选C。
4. 荔枝椿象(臭屁虫)是荔枝常见害虫之一,主要啃食嫩叶、花穗和幼果,导致荔枝产量降低,通过采取多种绿色防控技术,有效地提高了荔枝产量和品质。下列相关叙述正确的是( )
A. 年龄结构和性别比例是直接影响荔枝椿象种群密度的数量特征
B. 荔枝与荔枝椿象之间的关系属于种群水平研究的问题
C. 荔枝在生态系统中属于生产者,荔枝椿象属于次级消费者
D. 引入荔枝椿象的天敌可通过降低荔枝椿象 K值以控制其数量
【答案】D
【解析】
【详解】A、年龄结构通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度,性别比例通过影响出生率间接影响种群密度,直接影响种群密度的因素是出生率、死亡率、迁入率和迁出率,A错误;
B、荔枝与荔枝椿象的种间关系(捕食)属于群落水平的研究范畴,而非种群水平,种群水平研究的是同种生物的数量特征或空间分布等,B错误;
C、荔枝是生产者,荔枝椿象直接以生产者为食,属于初级消费者,而非次级消费者,C错误;
D、引入天敌后,环境阻力增大,导致荔枝椿象的环境容纳量(K值)降低,从而有效控制其数量,D正确。
故选D。
5. 下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述,错误的是( )
A. 动物细胞培养前,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使组织分散成单个细胞
B. 需定期更换培养基以清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
C. 胚胎工程中常对桑葚胚或囊胚进行二分割,以获得基因型完全相同的两个胚胎
D. 为了刺激动物细胞呼吸,在细胞培养时应在恒温培养箱中充以5%的CO₂
【答案】D
【解析】
【详解】A、动物细胞培养前,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解细胞间的蛋白质,使组织分散成单个细胞,A正确;
B、定期更换培养基可清除代谢产物,避免其积累抑制细胞生长,B正确;
C、胚胎分割通常在桑葚胚或囊胚阶段进行,分割后的胚胎遗传物质相同,C正确;
D、动物细胞培养中5%的CO₂用于维持培养液的pH,而非刺激细胞呼吸,D错误。
故选D。
6. 当突触前膜兴奋时,释放兴奋性递质谷氨酸,一部分作用于突触后膜上的NMDA 受体,另一部分作用于星形胶质细胞上的另一种受体,使其释放D-丝氨酸,与谷氨酸共同激活 NMDA 受体,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. NMDA 受体的激活引起突触后神经元兴奋或抑制
B. 突触前神经元以胞吐释放谷氨酸的过程需要消耗能量
C. 受体②可被谷氨酸激活,引起星形胶质细胞Na⁺内流产生动作电位
D. 谷氨酸也可作用于突触前神经元的特异性受体使突触前神经元兴奋
【答案】B
【解析】
【详解】A、由于谷氨酸是兴奋性的递质,故谷氨酸与NMDA受体结合引起突触后神经元兴奋,A错误;
B、突触前神经元释放谷氨酸的过程是通过胞吐过程实现的,该过程需要消耗能量,B正确;
C、结合图示可知,受体②是谷氨酸的另一种受体,受体②可被谷氨酸激活,使星形胶质细胞释放D-丝氨酸,与谷氨酸共同激活 NMDA受体,C错误;
D、谷氨酸是由突触前神经元释放的神经递质,兴奋在神经元之间的传递是单向的,所以谷氨酸不能作用于突触前神经元的特异性受体,D错误。
故选B。
7. 下列关于果酒、果醋和泡菜制作的叙述,正确的是( )
A. 制作果酒和泡菜所需的菌种都是原核生物、厌氧型微生物
B. 若采用酸性重铬酸钾检测果酒发酵产物,则发酵时间越长灰绿色越深
C. 若采用斐林试剂检测果酒发酵产物,则发酵时间越长砖红色越深
D. 制作泡菜的时间长短会影响亚硝酸盐的含量,但温度高低不会影响
【答案】B
【解析】
【详解】A、果酒制作菌种为酵母菌(真核生物,兼性厌氧型),泡菜制作菌种为乳酸菌(原核生物,厌氧型),A错误;
B、果酒发酵产物为酒精,酸性重铬酸钾检测酒精时,在发酵过程中,随着时间延长,酒精浓度逐渐增加,灰绿色逐渐加深,B正确;
C、斐林试剂需沸水浴条件检测可溶性还原糖,原料葡萄糖被逐渐分解,生成的砖红色沉淀颜色会随发酵时间的延长而变浅,C错误;
D、泡菜中亚硝酸盐含量随时间先增后减,温度影响微生物代谢(如高温促进杂菌产亚硝酸盐,低温抑制分解),故温度也会影响其含量,D错误。
故选B。
8. 通常情况下,种群密度的变化是由出生率与死亡率决定的,同时出生率与死亡率也会随着种群密度的变化而发生改变。秦岭地区某大型鸟类的种群密度及其出生率、死亡率的关系如图所示。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 自然状态下,种群密度小于n1时,该生物濒临灭绝
B. 通常情况下,若种群密度大于n1,种群数量将呈S形增长
C. 在种群密度由n2增至n3的过程中,种内竞争将逐渐减小
D. 种群密度在n3前后时,出生率与死亡率的变化使种群数量趋于稳定
【答案】C
【解析】
【分析】生物种群的出生率、死亡率与种群数量的变化密切相关,一方面种群数量会随种群出生率与死亡率的变化而变化,一方面种群数量的增大或减小会改变种群个体间的生存竞争,从而影响种群的出生率与死亡率。
【详解】A、种群密度小于n1时,其死亡率将随着种群密度的减小而增大,出生率则减小,因此在自然状态下该生物容易灭绝,A正确;
BD、通常情况下,种群密度大于n1后,种群数量逐渐增大,出生率与死亡率的变化使种群维持在n3(环境容纳量)前后,即种群数量趋于稳定,该过程中种群数量将呈现S形增长,BD正确;
C、当种群密度大于n2后,种群数量增多,种内竞争随着种群密度增大而加剧,C错误。
故选C。
9. 神经调节和体液调节的过程中,会有各种形式的信息传递。下列有关信息传递的说法,正确的是( )
A. 神经调节和体液调节的信息分子都依靠与细胞膜上受体结合来传递信息
B. 神经调节反应时间长但作用时间短;体液调节反应时间短但作用时间长
C. 下丘脑兴奋通过交感神经促进肾上腺分泌肾上腺素的过程属于神经调节
D. 血糖含量过高刺激下丘脑某区域兴奋从而促进胰岛素分泌属于体液调节
【答案】C
【解析】
【分析】神经调节是通过反射弧进行的调节,其信息分子主要是神经递质;体液调节是通过体液运输化学物质进行的调节,常见的信息分子有激素等。 神经递质可以与突触后膜上的受体结合传递信息,激素有的与细胞膜上受体结合,有的与细胞内受体结合。 神经调节反应迅速、准确,作用时间短暂;体液调节反应较缓慢,作用范围较广泛,作用时间较长。
【详解】A、神经调节的信息分子神经递质依靠与突触后膜上受体结合来传递信息,而体液调节中的一些激素,如甲状腺激素的受体在细胞内,并非都依靠与细胞膜上受体结合,A错误;
B、神经调节反应时间短、作用时间短;体液调节反应时间长、作用时间长,B错误;
C、下丘脑兴奋通过交感神经促进肾上腺分泌肾上腺素,该过程中通过反射弧完成,属于神经调节,C正确;
D、血糖含量过高刺激下丘脑某区域兴奋从而促进胰岛素分泌,该过程既有神经调节(下丘脑的调节),又有体液调节(胰岛素调节血糖),D错误。
故选C。
10. 种养结合是种植业和养殖业紧密衔接的生态农业模式,江苏某地通过探索实践,解决了苏北地区畜禽养殖集中和农业生态环境问题。下列说法错误的是( )
A. 在种植废弃物的处理技术中,尿素可作为微生物生长的氮源
B. 建设蚯蚓养殖厂处理沼渣,蚯蚓在此生态系统中是分解者
C. 粪污处理技术充分利用了饲料中的能量,能量传递效率增大
D. 种养结合模式实现了物质的循环利用和能量的多级利用,提高了经济效益
【答案】C
【解析】
【详解】A、尿素是含氮有机物,可被微生物分解利用,作为微生物生长繁殖所需的氮源,A正确;
B、建设蚯蚓养殖厂处理沼渣,蚯蚓可以将沼渣中的有机物分解为无机物,故在此生态系统中是分解者,B正确;
C、粪污处理技术充分利用了饲料中的能量,增大了能量利用率,但不改变能量传递效率,C错误;
D、种养结合模式实现了物质的循环利用和能量的多级利用,提高了经济效益,使能量流向对人类有益的地方,D正确。
故选C。
11. 研究人员用刚果红培养基从蔗渣堆肥中筛选、分离出4株具有降解纤维素能力的真菌(图示①~④)。下列说法正确的是( )
、
A. 图中培养基应在调节pH 后灭菌
B. ①号真菌降解纤维素的能力最强
C. 实验中应将接种后的平板直接静置培养
D. 可使用平板划线法对4种菌株进行培养和计数
【答案】A
【解析】
【分析】配制培养基的步骤:计算和称量、溶解、调节pH、定容、分装和灭菌。纯化的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,后者还可以用来计数。
【详解】A、在配制培养基的过程中,调节pH应在灭菌之前进行。若在灭菌后调节pH,会引入新的杂菌污染,A正确;
B、 在刚果红培养基上筛选降解纤维素的真菌时,透明圈与菌落直径的比值大小可反映真菌降解纤维素能力的强弱。从中可以看到,④号真菌形成的透明圈与菌落直径的比值最大,这表明④号真菌降解纤维素的能力最强,B错误;
C、 接种后的平板不能直接静置培养。如果是涂布接种,要等涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置于恒温培养箱中培养。倒放平板是为了避免培养过程中产生的冷凝水倒流到培养基表面,污染培养基以及影响菌落的生长,C错误;
D、平板划线法主要用于菌种的分离和纯化,由于在划线过程中,细菌的数量难以准确控制和计数,所以不能用于微生物的计数。常用稀释涂布平板法来对微生物进行计数,D错误。
故选A。
12. 研究人员利用逆转录病毒将Oct-3/4等四个关键基因导入皮肤纤维母细胞并表达,获得了与胚胎干细胞(ES细胞)极为相似的诱导多能干细胞(iPS细胞),其在体外可分化成神经细胞、心血管细胞等组织细胞。相关叙述错误的是( )
A. 携带关键基因的逆转录病毒以胞吞的方式进入皮肤纤维母细胞
B. iPS细胞与ES细胞一样具有细胞周期和组织特异性
C. 利用iPS细胞对自身受损器官进行修复,可以避免免疫排斥反应
D. 获得iPS细胞过程无须破坏胚胎,可以避免获取ES细胞涉及的伦理问题
【答案】B
【解析】
【分析】利用逆转录病毒将Oct-3/4等四个关键基因导入皮肤纤维母细胞并表达,获得了与胚胎干细胞(ES细胞)极为相似的诱导多能干细胞(iPS细胞),其在体外可分化成神经细胞、心血管细胞等组织细胞。用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,属于自体移植,不发生免疫排斥反应,这可以大大提高器官移植成功率。
【详解】A、有些逆转录病毒是存在包膜的,如HIV,其侵入细胞的方式是膜的融合,A正确;
B、iPS细胞与ES细胞一样具有细胞周期,不具有组织特异性,B错误;
C、用该技术得到的新生器官替换供体病变器官,属于自体移植,不发生免疫排斥反应,这可以大大提高器官移植成功率,C正确;
D、ES细胞需从胚胎中获得,而获得iPS细胞过程无须破坏胚胎,可以避免获取ES细胞涉及的伦理问题,D正确。
故选B。
13. 碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na⁺浓度梯度,钠-碘同向转运体借助 Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是( )
A. 长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B. 如果钠-钾泵结构或功能异常则会影响碘的转运
C. 抑制甲状腺过氧化物酶的活性,可使甲状腺激素合成增加
D. 使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
【答案】B
【解析】
【详解】A、长期缺碘会导致甲状腺激素合成减少,通过负反馈调节,下丘脑和垂体的分泌活动增强,促甲状腺激素(TSH)分泌增加,A错误;
B、钠-钾泵维持细胞内外Na⁺浓度梯度,钠-碘同向转运体依赖此梯度逆浓度转运碘,若钠-钾泵异常,Na⁺梯度无法维持,碘转运受阻,B正确;
C、甲状腺过氧化物酶活化碘并参与甲状腺激素合成,抑制其活性会减少甲状腺激素合成,C错误;
D、促甲状腺激素受体阻断剂会阻止促甲状腺激素与受体结合,导致甲状腺激素分泌减少,D错误。
故选B。
14. 某同学利用洋葱为实验材料,进行DNA 粗提取和鉴定实验。下列有关叙述错误的是( )
A. 该同学也可选择鸡血、猪肝等动物细胞为实验材料提取DNA,但方法可能有所不同
B. 将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后,滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后,DNA 存在于上清液中
C. 向含有DNA 的粗提取液中加入体积分数为95%的冷酒精后,出现的白色丝状物为DNA
D. 鉴定DNA时,将白色丝状物加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热,冷却后显蓝色
【答案】D
【解析】
【详解】A、不同类型的生物材料(如植物细胞、动物细胞、微生物)中DNA的提取过程虽有相似之处,但也存在差异,例如使用动物血液作为实验材料时,通常利用红细胞破裂释放出的DNA进行提取,而不需要研磨和去除细胞壁的过程,A正确;
B、在DNA粗提取实验中,通常首先通过研磨和加入适量的洗涤剂与食盐溶液来释放细胞中的DNA,并破坏细胞膜和其他细胞结构,然后在此混合液中DNA会溶解在溶液中,并随同蛋白质、多糖等其他物质一起存在,DNA在一定浓度的NaCl溶液中溶解度较高,所以初步处理后的滤液经过离心或静置后,DNA不会形成沉淀,而是在上清液中,B正确;
C、在DNA提取过程中,当加入高浓度酒精后,DNA会因不溶于酒精而析出,形成白色的絮状或丝状沉淀,这就是粗提取得到的DNA,C正确;
D、鉴定DNA时,需要将DNA样品溶解在适当的NaCl溶液中,然后加入二苯胺试剂,在沸水中加热后,若存在DNA,则反应液会变为蓝色,D错误。
故选D。
15. B细胞与Th细胞相互作用之后被活化的过程如图所示。CD80/86是B细胞识别抗原后表达的蛋白质,CD40L是Th细胞活化后表达的蛋白质,BCR和TCR分别是B细胞和T细胞表面的受体,CD40、MHCⅡ、CD28均为细胞表面蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 活化B细胞的两个信号分别是抗原刺激和CD40L
B. 体液免疫过程中,B细胞与Th细胞可相互提供信息
C. 图示过程中,B细胞活化时间早于Th细胞活化时间
D. 图中B细胞与Th细胞采取不同的方式识别同一抗原
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:B细胞活化过程为:Th细胞受活化信号①(接受抗原的MHCⅡ)和活化信号②(CD80/86)共同刺激后活化,产生CD40L,然后B细胞活化受活化受活化信号①(抗原)和活化信号②(CD40L)共同刺激活化。
【详解】A、由图知:活化B细胞的第一信号是抗原的刺激,活化B细胞的第二信号是CD40L,A正确;
B、抗原在B细胞中加工形成的抗原肽,与MHCⅡ形成复合物,提呈给T细胞表面的TCR,从而形成活化Th细胞的第一信号,活化的Th细胞表达出的多种细胞因子的作用是促进B细胞和细胞毒性T细胞的活化、增殖和分化,所以体液免疫过程中,B细胞与Th细胞可相互提供信息,B正确;
C、由图可知,B细胞的活化活化离不开活化信号①和②,CD40L是Th细胞活化后表达的蛋白质,活化B细胞的信号②是CD40L,故图示过程中B细胞活化时间晚于Th细胞活化时间,C错误;
D、分析题图,B细胞表面的受体和Th细胞表面的受体不同,采取不同的方式识别同一抗原,D正确。
故选C。
二、选择题:本大题共4小题,每小题3分,共12分。漏选得1分,错选、不选得0分。
16. 新疆天山的植被随着海拔的升高呈现出明显的分带,如图所示。下列叙述错误的有( )
A. 天山不同海拔地段分布着不同的优势种,主要原因是光照的差异
B. 调查山地草原植被的丰富度时,需随机选取多个样方求平均值
C. 云杉林森林群落中有乔木、灌木和草本,体现了群落的垂直结构
D. 调查天山高寒地带濒危动物伊犁鼠兔的种群密度常用标记重捕法
【答案】ABD
【解析】
【分析】生物群落在垂直方向上具有分层现象为群落的垂直结构,水平方向上呈现镶嵌分布的为水平结构。 种群的空间分布特征有均匀分布、集群分布和随机分布。
【详解】A、天山不同海拔地段分布着不同的优势种,主要原因是温度的差异,因为海拔是影响气温变化的重要因素,A错误;
B、调查山地草原植被的丰富度时,需随机选取多个样方,统计植物种类数,而不是求平均值,B错误;
C、云杉林森林群落中有乔木、灌木和草本,体现了群落的垂直结构,这有利于群落中的生物充分利用空间、资源,C正确;
D、调查天山高寒地带濒危动物伊犁鼠兔的种群密度常用逐个计数法,濒危动物数量少,不适合用标记重捕法,D错误。
故选ABD。
17. 用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时,得到以下电泳图谱,其中1号为DNA标准样液(Marker),10号为蒸馏水。PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析不合理的是( )
A. PCR产物的分子大小在250至500bp之间
B. 3号样品为不含目的基因的载体DNA
C. 9号样品对应植株是所需的转基因植株
D. 10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
【答案】BC
【解析】
【分析】据题图分析:PCR过程中,可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。4~9号是转基因植株,理论上应包含目的基因。9号PCR结果不包含250~500bp片段,所以不是所需转基因植株。
【详解】A、PCR过程中,可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。4~9号是转基因植株,理论上应包含目的基因,结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果,推测包含目的基因的片段大小应为250~500bp,A正确;
B、3号PCR结果包含250~500bp片段,应包含目的基因,B错误;
C、9号PCR结果不包含250~500bp片段,所以不是所需转基因植株,C错误;
D、10号放入蒸馏水,可排除反应体系等对结果的干扰,由图可知,10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰,D正确。
故选BC。
18. 经常受到接触性刺激的植物常表现为叶色深绿、茎秆粗壮、对病虫害抗性增强、生长发育迟缓等现象,称为接触性形态建成。接触性形态建成与激素X含量降低有关,具体调节机制如下图。下列说法正确的是( )
A. 茉莉酸由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
B. 激素X是有活性的赤霉素,茉莉酸激活GAox7的转录,使激素X含量降低
C. 未触碰的植物体内GA20x8转录较为活跃,激素X含量维持较高水平
D. 稻田养鸭模式下的水稻生长发育迟缓,不利于水稻产量的提高
【答案】BC
【解析】
【分析】植物无特定的腺体。
由图可知,触碰条件下,GA20x8转录受到抑制,GA20x8可促进激素X的形成。
【详解】A、茉莉酸是一种植物激素,无特定的腺体产生,A错误;
B、接触性形态建成与激素X含量降低有关,若激素X是有活性的赤霉素,则在触碰条件下,其含量较低,茉莉酸激活GAox7的转录,使激素X含量降低,从而是促进植株接触性形态建成,B正确;
C、由图可知,触碰条件下,GA20x8转录受到抑制,GA20x8可促进激素X的形成,所以未触碰的植物体内GA20x8转录较为活跃,激素X含量维持较高水平,C正确;
D、稻田养鸭模式有利于水稻形成接触性形态,叶色深绿、发育迟缓、对病虫害抗性增强、光合作用更强,从而提高了水稻产量,D错误。
故选BC。
19. 研究表明80%的结直肠癌患者的A基因(肿瘤抑制基因)突变产生A-基因,A-表达的错误蛋白不行使正常功能且会干扰正常A蛋白发挥作用。Cre-loxP系统可通过删除DNA特定位点的Stop序列,调控目标基因的表达,原理如下图。科研人员利用该系统构建A基因杂合突变的结直肠癌模型鼠,且只允许突变基因A-在该鼠肠上皮细胞表达。具体操作中,研究人员需对两只野生型鼠分别转基因,然后从它们的杂交后代中筛选目标个体。下列相关叙述正确的是( )
A. 启动子和目标基因间插入loxP-Stop-loxP序列后,目标基因不表达
B. Cre酶可通过识别loxP位点敲除Stop序列,实现目标基因的表达
C. 导入一只野生型鼠的基因及调控序列为
D. 导入另一只野生型鼠的基因及调控序列为
【答案】ABC
【解析】
【分析】在启动子和目标基因间插入loxP-Stop-loxP序列,目标基因不转录,敲除Stop(和一个loxP)序列,目标基因转录,利用Cre-lexP系统构建易患结直肠癌的A基因杂合突变模型鼠,且只允许突变基因A-在该鼠的肠上皮细胞表达,需要在使基因只在肠上皮细胞表达的启动子和A-基因之间加上loxP-Stop-loxP,这样A-基因不能表达,当Cre酶基因表达出Cre酶时,即A/A-基因启动子与Cre酶基因结合,能切除Stop(和一个loxP)序列,这样A-基因转录。
【详解】A、由题意可知,Cre-loxP系统可通过删除DNA特定位点的Stop序列,调控目标基因的表达,说明在启动子和目标基因间插入loxP-Stop-loxP序列后,目标基因不表,A正确;
B、由图可知,Cre酶可通过识别loxP位点敲除Stop序列,实现目标基因的表达,B正确;
CD、由题意可知,欲从两只鼠杂交后代中选出A基因杂合突变的结直肠癌模型鼠,且只允许突变基因A-在该鼠肠上皮细胞表达,可导入一只野生型鼠的基因及调控序列为A/A-基因的启动子-loxP-Stop-loxP-A-基因,此时A-不能表达, 导入另一只野生型鼠的基因及调控序列为使基因只在肠上皮细胞表达的启动子-Cre酶基因,Cre酶基因可正常表达,杂交后代中,当Cre酶基因表达出Cre酶时,即A/A-基因启动子与Cre酶基因结合,能切除Stop(和一个loxP)序列,这样A-基因转录,符合该条件的小鼠为目标小鼠,C正确,D错误。
故选ABC。
三、非选择题:共5题,满分58分。除特殊说明外,每空1分。
20. 2型糖尿病(T2DM)是现代社会高发的慢性代谢疾病之一,胰岛素抵抗是T2DM的主要病理环节,在胰岛素抵抗状态下骨骼肌是葡萄糖代谢异常发生的主要组织。下图表示胰岛素的作用机制,图中GLUT4是对胰岛素敏感的葡萄糖转运蛋白。
(1)据图分析,正常情况下,胰岛素与骨骼肌细胞膜的_______结合,激活并磷酸化_______,经过一系列信号转导,促进了相关基因表达和_______,从而促进葡萄糖以_______方式进入骨骼肌细胞,在细胞内_______。
(2)为了探究中药参七糖络方(SQ)对2型糖尿病大鼠骨骼肌胰岛素抵抗的影响,研究人员进行了如下实验,请完成下表。(已知计算公式:胰岛素抵抗指数HOMA-IR=(空腹血糖水平×空腹胰岛素水平)/22.5;二甲双胍是治疗2型糖尿病的常用药物)
实验目的
实验操作步骤
①_______
取大鼠若干,用高糖高脂饲料喂养联合链脲佐菌素(STZ)诱导,以获得2型糖尿病模型鼠。
动物分组
取12只正常大鼠编为CK组,将模型鼠②_______为5组,每组12只,分别编为模型组(M)、二甲双胍组(MET)、参七糖络方高剂量组(SQ-H)、参七糖络方中剂量组(SQ-M)、参七糖络方低剂量组(SQ-L)。
实验处理
CK组每天用生理盐水灌胃,M组③_______,MET组给予盐酸二甲双胍片0.18g/kg灌胃,SQ-H、SQ-M、SQ-L组分别给予53.6g/kg、26.8g/kg、13.4g/kg的参七糖络方药液灌胃,所有药物用生理盐水配成所需的质量分数,1次/d,连续给药干预4周。
相关指标测定、计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)
末次给药后检测④_______、大鼠空腹胰岛素水平,检测大鼠骨骼肌胰岛素受体(IR)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)表达量。
(3)实验结果如下表所示:
各组大鼠HOMA-IR、IR、GLUT4水平比较表
组别
HOMA-IR
IR
GLUT4
CK
1.47
1.00
1.00
M
16.45
0.12
0.40
MET
6.57
0.84
0.72
SQ-H
9.00
0.64
0.67
SQ-M
11.04
0.42
0.54
SQ-L
13.47
0.40
0.50
据表可知,参七糖络方可以_______IR、GLUT4等蛋白的合成,_______(填“提高”或“降低”)胰岛素敏感性,从而改善T2DM大鼠骨骼肌的胰岛素抵抗,有效降低血糖,其中_______(填“高”、“中”或“低”)剂量的参七糖络方疗效最好。
【答案】(1) ①. 胰岛素受体(IR) ②. 胰岛素受体底物(IRS) ③. 含葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的囊泡向细胞膜移动并与细胞膜融合 ④. 协助扩散 ⑤. 氧化分解、合成肌糖原
(2) ①. 制备2型糖尿病模型鼠 ②. 随机均分 ③. 每天用等量的生理盐水灌胃 ④. 大鼠空腹血糖水平
(3) ①. 促进 ②. 提高 ③. 高
【解析】
【分析】胰岛素的作用是促进葡萄糖进入组织细胞氧化分解、进入肝脏和肌肉合成糖原、转变为非糖物质,同时抑制肝糖原分解和非糖类物质转变为葡萄糖。升血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素等,降血糖的激素有胰岛素。
【小问1详解】
据图可知,正常情况下,胰岛素与骨骼肌细胞膜的胰岛素受体结合,激活并磷酸化胰岛素受体底物(IRS),经过一系列信号转导,促进了相关基因表达和含葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的囊泡向细胞膜移动并与细胞膜融合,增加了细胞膜上运输葡萄糖的转运蛋白数量,从而促进葡萄糖从细胞膜外的高浓度向细胞膜内的低浓度运输,即促进了细胞对葡萄糖的吸收,该过程需要转运蛋白,但不消耗能量,为协助扩散。进入骨骼肌的葡萄糖会氧化分解消耗或合成肌糖原储存起来,从而降低了血糖浓度。
【小问2详解】
实验目的是探究中药参七糖络方(SQ)对2型糖尿病大鼠骨骼肌胰岛素抵抗的影响,因此需要2型糖尿病大鼠作为实验材料,故实验中需要先制备2型糖尿病模型鼠,即取大鼠若干,用高糖高脂饲料喂养联合链脲佐菌素(STZ)诱导,以获得2型糖尿病模型鼠。实验的自变量为有无中药参七糖络方(SQ)以及浓度差异,还需要设置正常小鼠的空白对照组,模型鼠的实验对照组,以及二甲双胍组(MET)灌胃的实验对照组,其余在设置三组不同浓度的中药参七糖络方(SQ)灌胃处理的实验组,因变量为各组大鼠的血糖浓度、大鼠空腹胰岛素水平等,其余无关变量各组应相同,故取12只正常大鼠编为CK组,将模型鼠随机均分为5组,每组12只,分别编为模型组(M)、二甲双胍组(MET)、参七糖络方高剂量组(SQ-H)、参七糖络方中剂量组(SQ-M)、参七糖络方低剂量组(SQ-L)。CK组每天用生理盐水灌胃,M组每天用等量的生理盐水灌胃,MET组给予盐酸二甲双胍片0.18g/kg灌胃,SQ-H、SQ-M、SQ-L组分别给予53.6g/kg、26.8g/kg、13.4g/kg的参七糖络方药液灌胃,所有药物用生理盐水配成所需的质量分数,1次/d,连续给药干预4周。末次给药后检测大鼠空腹血糖水平,大鼠空腹胰岛素水平,检测大鼠骨骼肌胰岛素受体(IR)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)表达量。
【小问3详解】
根据表中数据可知,与M组相比,灌胃参七糖络方的组IR、GLUT4等蛋白的量均升高,因此可说明参七糖络方可以提高IR、GLUT4等蛋白的合成,从而促进了胰岛素与受体的结合和葡萄糖的吸收,因此提高了胰岛素敏感性,从而改善T2DM大鼠骨骼肌的胰岛素抵抗,有效降低血糖,其中高剂量(SQ-H组)的各项检测指标更接近CK组数据,因此高剂量的参七糖络方疗效最好。
21. 互花米草作为一种生态工程植物被引入国内,但因互花米草对本地物种具有极强的竞争力,挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。下图1是某科研团队黄河入海口南侧潮间带的研究区域。下图2是互花米草生境中部分食物网关系。
注:A、B、C、D、E分别表示桎柳、芦苇、盐地碱蓬、光滩、海草
(1)植被带按图1顺序从海洋向陆地发展,这体现了该群落______结构。若研究该湿地中芦苇的生态位,通常需要研究它的______。(至少2个)
(2)图2中泥螺在该生态系统中的成分是______。若斑嘴鸭摄食泥螺和克氏原鳌虾的比例为3:1,则斑嘴鸭每增加10KJ的生物量,按10%的能量传递效率计算,通过食物网需要消耗生产者______(填“=”或“>”或“<”)1000KJ的生物量。
(3)在繁殖季节,该区域雄性丹顶鹤会通过一系列的舞蹈和声音来吸引雌性,该过程中传递的有______信息,体现了信息传递的作用是______。用样方法调查丹顶鹤卵的密度时,若地块较为狭长,则需用______法取样。
(4)由于芦苇和互花米草对碱蓬的双向挤压,特别是互花米草入侵改变了本地种间竞争格局,致使碱蓬群落面临消失的危险,据图4分析,最可能代表碱蓬种群的是曲线______(填“甲”或“乙”),它在______年数量最少。
(5)芦苇是本土植物,由于与互花米草具有相似的生态位,二者竞争激烈。研究人员对该地区10块湿地进行调查,每块湿地随机选取5个样方,采集植物和土壤样本,测定相关数据,结果如图3。据图分析,互花米草成功入侵的原因是______。
【答案】(1) ①. 水平 ②. 区域出现频率、种群密度、植株高度、与其它物种的关系
(2) ①. 消费者和分解者 ②. <
(3) ①. 物理、行为信息 ②. 生物种群的繁衍离不开信息传递 ③. 等距取样
(4) ①. 乙 ②. t4(t5)
(5)随土壤盐度增加和含水量下降,互花米草比芦苇叶面积下降幅度小,使得互花米草在滨海湿地这样的环境中更具有竞争力
【解析】
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构,垂直结构会表现出分层现象,对于植物其影响因素为光照强度,对于动物其影响因素为栖息空间和食物;水平结构会表现为镶嵌分布,影响因素有地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点及人和动物的影响。
【小问1详解】
植被由于地形的变化和土壤含水量的差异而呈不同分布,属于水平结构。研究植物的生态位通常需要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其它物种的关系等。
【小问2详解】
分析图2可知,泥螺以有机腐殖质和互花米草、盐蒿、微体藻类为食,故螺在该生态系统中的成分是消费者和分解者;斑嘴鸭增加10kJ生物量,传递效率为10%,摄取泥螺和克氏螯虾比例为3:1,则需要摄取生物量泥螺=10×3/4÷10%=75kJ、生物量克氏螯虾=10×1/4÷10%=25kJ,75kJ生物量泥螺和25kJ生物量克氏螯虾需要消耗生产者=75÷10%+25÷10%=1000kJ生物量。但由于泥螺和克氏原鳌虾还可从有机腐殖质中获取能量,因此需要消耗生产者的量小于1000kJ。
【小问3详解】
丹顶鹤通过舞蹈和声音来吸引雌性分别属于行为信息和物理信息,体现了生物种群的繁衍离不开信息传递;调查丹顶鹤卵的密度时,若地块较为狭长,则需要用等距取样法。
【小问4详解】
根据题意可知,蓬群落面临消失的危险,其种群数量应该明显减少,分析图4,乙种群从t2-t4λ小于1,种群数量一直下降,t4-t5的λ等于1(种群数量不变)维持不变,故乙曲线最可能代表碱蓬种群,且在t4(t5)年数量最少。
【小问5详解】
分析图3,依据实验结果可以看出,随土壤盐度增加和含水量下降,互花米草比芦苇叶面积下降幅度小,使得互花米草在滨海湿地这样的环境中更具有竞争力,从而成功入侵。
22. 园艺工作者在栽培开黄花的兰花品种时,偶然发现了一株开白花的兰花。以这株白花兰花作为实验材料,利用离体的组织或细胞培育出完整的植株。据图回答下列问题:
(1)培养材料选自白花植株的不同部位,下列细胞中不适合进行植物组织培养的是 。
A. 表皮细胞 B. 叶肉细胞 C. 成熟筛管细胞 D. 茎尖分生区细胞
(2)图中生理过程 _______(填写图中字母和名称)是对细胞分化不可逆的否定。经过程b产生的胚状体中出现形态结构不同的细胞,其根本原因是_______。
(3)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养到_______阶段即可。
(4)若想获得人工种子,通常将_______包埋在人工胚乳和人工种皮中;用人工种子的繁殖方式属于_______繁殖。
(5)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下:
在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如下图所示,请回答下列问题:
选用新生营养芽为外植体的原因是_______。据图分析,与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在生长起始较快、快速生长时间较长、_______等。
(6)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题:
①ABA的浓度梯度设置和添加方式:设3个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基______后按比例加入。
②实验进程和取样:实验60天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为_______。
③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的 _______时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适应培养时间。
【答案】(1)C (2) ①. a脱分化 ②. 基因的选择性表达
(3)愈伤组织 (4) ①. 胚状体 ②. 无性
(5) ①. 新生营养芽细胞分化程度低,分裂能力强,容易诱导形成PLBs ②. PLBs产量较高
(6) ①. 灭菌冷却 ②. 72 ③. 生物碱含量平均值最大(或PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大)
【解析】
【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。狭义是指用植物各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
【小问1详解】
嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,所以外外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高,表皮细胞、叶肉细胞和茎尖分生区细胞均符合要求,而成熟筛管细胞的细胞器和细胞核都退化了,不能分裂分化,不适合进行植物组织培养,ABD正确,C错误。
故选C。
【小问2详解】
一般而言,细胞分化是一个不可逆的过程,但图示a脱分化是对其的否定;经过程b产生的胚状体中出现形态结构不同的细胞,是细胞再分化的结果,细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
【小问3详解】
柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,因此,将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可。
【小问4详解】
胚状体类似于种子中的胚,若想获得人工种子,通常将胚状体包埋在人工胚乳和人工种皮中;人工种子,没有经过两性细胞的结合,属于无性繁殖。
【小问5详解】
新生营养芽细胞分化程度低,分裂能力强,容易诱导形成PLBs,常用新生营养芽为外植体;结合图示可知,与黑暗条件下相比(图中虚线),PLBs在光照条件(黑色实线)下PLBs产量较高、生长起始较快、快速生长时间较长。
【小问6详解】
因ABA受热易分解,不适合用高压蒸汽灭菌,需进行过滤灭菌,且等高压蒸汽灭菌过的培养基冷却后再加入;
如初始(第0天)数据已知,每10天取样,实验60天完成,设3个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复,即每10天需测定的样品数为12个,因此待第60天完成,一共有6次样品测定,一共需要测定的样品数量为12×6=72;
铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一,因此当某3个样品(重复样)的生物碱含量平均值最大时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适应培养时间。
23. 胰岛素对调节机体的血糖平衡具有重要作用,其合成、分泌和作用过程受多种因素的影响。请回答下列问题:
(1)正常情况下,血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌胰岛素明显增加。胰岛素经__________运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取、利用及__________,从而使血糖浓度恢复到正常水平。
(2)研究发现,进食可刺激小肠K细胞分泌多肽GIP,其作用机理如图1所示。进食还能刺激小肠L细胞分泌GLP-1,GLP-1也可降低血糖。为探究GLP-1的作用机理,研究者为糖尿病患者注射了一定量的GLP-1,测得的相关指标如图2。
①图1中,GIP的靶细胞有__________。在达到同等血糖浓度的情况下,__________(从“口服”或“静脉注射”选填)葡萄糖时胰岛素的分泌量更多。
②分析图2可知,GLP-1可通过__________降低血糖。当患者的血糖恢复至正常范围后仍继续注射GLP-1,发现其胰岛素水平不再增加,说明__________,故使用GLP-1治疗糖尿病可避免低血糖的发生。
(3)研究发现,人和小鼠的胰岛B细胞膜上都表达一种促性腺激素(FSH)受体,推测FSH也能调控胰岛素的分泌。研究人员利用野生型(WT)与FSH受体基因敲除小鼠(KO)开展相关实验,部分结果如图3。
①FSH由__________分泌,可作用于卵巢,促进雌激素(E2)的分泌。
②设置组的目的是__________。图3结果表明__________。
③将野生型小鼠的胰腺细胞培养在含不同浓度葡萄糖的培养液中,实验结果如图4。结果显示,FSH刺激并不直接影响胰岛素的分泌,而是对高浓度葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌具有协调作用,这种协调作用表现为__________。
④部分老年女性由于雌激素水平的降低导致FSH分泌异常,从而患糖尿病,补充雌激素后治疗效果不佳。请结合上述研究,提出此类糖尿病的治疗思路__________。
【答案】(1) ①. 体液 ②. 储存(和转化)
(2) ①. 胰岛B细胞和脂肪细胞 ②. 口服 ③. 促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌 ④. GLP-1的降糖作用依赖于血糖浓度
(3) ①. 垂体 ②. 排除E2含量减少对实验结果的影响 ③. FSH能通过促进胰岛素的分泌而降血糖 ④. 随着FSH浓度的升高,对高浓度葡萄糖引起的胰岛素分泌的促进作用增强;浓度高 于10IU/L后,促进作用减弱,甚至产生抑制作用 ⑤.
开发能够与FSH竞争受体的药物(抑制FSH的分泌等)
【解析】
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
【小问1详解】
正常情况下,血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌胰岛素明显增加。经体液运输到全身各处,作用于靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取、利用及储存和转化,进而降低血糖,从而使血糖浓度恢复到正常水平。
【小问2详解】
①从图1可以看出,GIP可作用于胰岛B细胞和脂肪细胞,所以GIP得靶细胞有胰岛B细胞和脂肪细胞。一般情况下,GIP到达靶细胞途径的内环境依次为GIP是由小肠K细胞分泌(一种组织细胞,生活在组织液中),所以先经过组织液,然后依次为血浆→组织液。由图1知,血糖浓度升高和GIP均能促进胰岛B细胞分泌胰岛素,口服葡萄糖与静脉注射葡萄糖相比,口服后胰岛素水平更高,其原因是口服葡萄糖刺激小肠K细胞分泌的GIP,能促进胰岛素分泌。
②据图2可知,注射一定量的GLP-1后,0~180min内,血糖浓度逐渐降低,胰岛素浓度逐渐升高,胰高血糖素浓度逐渐下降,所以可推知,GLP-1可通过促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌来降低血糖。当患者的血糖恢复至正常范围后仍继续注射GLP-1,发现其胰岛素水平不再增加,胰岛素的分泌依赖血糖浓度的变化,故可推知,说明了GLP-1的降血糖作用的发挥也依赖于血糖浓度的变化,故使用GLP-1治疗糖尿病可避免低血糖的发生。
【小问3详解】
①FSH为促性腺激素,是由垂体分泌的。
②KO是FSH受体基因敲除小鼠,该小鼠无法表达促性腺激素(FSH)受体,FSH无法发挥作用,其雌激素E2的分泌量也会减少,设置KO+E2组,与KO组相比,两者没有明显差异,可以排除E2含量减少对实验结果的影响。图3结果表明,无论是KO组,还是KO+E2组,其血糖的浓度均高于WT组,而胰岛素的浓度却低于WT组,说明FSH能通过促进胰岛素的分泌而降血糖。
③与葡萄糖浓度为2.8mmol/L相比,当葡萄糖浓度为16.7mmol/L时,一定浓度的FSH会影响胰岛素的分泌活动,随着FSH浓度的升高,对高浓度葡萄糖引起的胰岛素分泌的促进作用增强;浓度高于10 IU/L后,促进作用减弱,甚至产生抑制作用。
④依据题干信息,胰岛B细胞的表面分布有促性腺激素FSH的受体,所以当因雌激素水平的降低导致FSH分泌异常,从而患糖尿病,进而推测可能这部分女性体内的FSH含量升高,可能表现为对胰岛素分泌的抑制作用,因而极易造成糖尿病。据此可设法减少胰岛B细胞表明的FSH受体(或者减少FSH分泌、开发竞争FSH受体的药物等)或研制抑制FSH活性的药物等。
24. 最早的双脱氧测序法是PCR 反应体系中,分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR产物变性后电泳检测。科研人员拟将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因导入籼稻恢复系(C₃植物)中,从而显著提升水稻光合效率。
(1)科研人员拟对PEPC 基因进行大量扩增,通过双脱氧测序法对PEPC基因上游部分未知碱基序列进行测序以设计引物。如图所示,通过限制酶____对·PEPC基因进行酶切后,获得两条DNA 片段。筛选含有未知序列的、较短的其中一条DNA片段,解旋后选取PEPC基因转录模板链对应序列加入四个离心管,每个离心管中分别含有一种ddNTP,并将其扩增产物进行电泳分析,四个体系的扩增产物分别加入四个不同的点样孔(顺序未知),结果如上。则应设计的上游引物的前10个碱基序列为 5’-____-3’。
(2)科研人员对PEPC基因进行大量扩增。为使PEPC基因在叶肉细胞中高效表达,科研人员拟使用某种C₃植物(M)中RbcS基因的启动子。RbcS基因编码光合作用关键酶 Rubisco 的小亚基,负责CO₂固定。但籼稻中的BCL11A蛋白可以结合RbcS基因启动子前的调控序列,抑制RbcS基因启动子的功能。科研人员拟确定RbcS基因启动子在基因上的具体位置,进行如图所示操作。
①构建目的基因时,在 RbcS基因后插入GFP 基因的目的是____。
②设计引物、扩增过程中,以F₂~F₁₀、R₁为引物进行扩增时,至少扩增____轮才能得到目的基因。导入受体细胞时,需要先用____处理农杆菌,使其处于感受态。
③农杆菌转化植株M、籼稻后,测定其叶肉细胞发光情况。结果如表(“+”表示发光,“一”表示不发光)。根据RbcS基因编码的物质判断发光部位具体为___。若引物序列在目的基因上所对应的位置不含有调控序列和启动子,则应选取引物___、____对目的基因进行扩增,扩增产物作为PEPC 基因的启动子。使用引物F₁+R₁、F₂+R₁扩增的产物仅在植株M中发光的原因是_____。
扩增时使用的引物
植株M
籼稻
F₁+R₁
+
—
F₂+R₁
+
—
F₃+R₁
+
+
F₄+R₁
+
+
F₅+R₁
—
—
F₆+R₁
—
—
F₇+R₁
—
—
F₈+R₁
—
—
F₉+R₁
—
—
F₁₀+R₁
—
—
(3)将RbcS基因启动子与PEPC基因结合,在结合时可能出现了 PEPC基因与启动子反向连接的情况。构建如图所示重组质粒后使用花粉管通道法将DNA 溶液直接注入籼稻子房中。关于后续操作, 错误的是 。
A. 使用 Xho I、Mun I限制酶切割重组质粒后进行电泳检测可以筛选出正向连接的质粒
B. 可以使用氯霉素筛选成功导入重组质粒的花序
C. 选取该籼稻种子,利用植物细胞的全能性将种子培育成高光合效率的转基因籼稻
D. 在转基因籼稻细胞中提取mRNA,逆转录后进行PCR 扩增可以检测 PEPC基因在转基因籼稻细胞中是否成功表达
【答案】(1) ①. NruI ②. ACGTATCCAT
(2) ①. 便于检测 RbcS 基因启动子的功能 ②. 2 ③. Ca²⁺(或CaCl₂) ④. 叶绿体基质 ⑤. F4(或F3) ⑥. R3 ⑦. 籼稻中的 BCL11A 蛋白可以结合 RbcS 基因启动子前的调控序列,抑制 RbcS 基因启动子的功能,而植株 M 中无 BCL11A 蛋白 (3)ACD
【解析】
【分析】基因工程的操作步骤:获取目的基因(基因文库、PCR、人工合成);构建基因表达载体(含标记基因、启动子、终止子、目的基因、复制原点等);把目的基因导入受体细胞(显微注射法、农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、钙离子处理法);目的基因的检测和鉴定(分子水平和个体水平检测,前者包括DNA分子杂交、分子杂交和抗原抗体杂交;后者如抗虫抗病接种实验)。
【小问1详解】
根据题意PEPC基因进行酶切后,获得两条DNA 片段,且较短的其中一条DNA片段含有未知序列,应选择限制酶NruI。依据分析中双脱氧测序法的原理,可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3'终端的碱基,PEPC基因3'终端三个碱基为5' -TCG-3',根据电泳结果图可知从点样孔上到下加入的ddNTP分别为ddGTP、ddATP、ddTTP、ddCTP。则应设计的上游引物的前10个碱基序列为 5' -ACGTATCCAT-3'。
【小问2详解】
①GFP 基因为绿色荧光蛋白基因,在 RbcS基因后插入GFP 基因便于观察RbS基因是香正常表达,检测启动子功能是否正常。
②第1轮扩增出含引物结合位点的全长片段,第2轮通过引物延伸获得两端均含完整引物序列的目的基因。用低温CaCl₂溶液处理农杆菌,增加其细胞壁通透性,使其处于感受态,便于外源DNA导入。
③RbcS基因编码Rubisco小亚基,该酶参与光合作用暗反应,定位于叶绿体基质,因此GFP 也在叶绿体中表达。根据测定结果可知,调控序列位于引物F2和F3之间的目的基因上的对应位置,因此使用引物F1或F2扩增会扩增出完整的调控序列,F₃+R₁、F4+R₁扩增产物在植株 M 和籼稻中均发光,说明该片段包含完整启动子且不受籼稻中 BCL11A 蛋白抑制(不含 BCL11A 结合的调控序列),应选取引物F4(或F3)、R3对目的基因进行扩增。而BCL11A蛋白能结合调控序 列,抑制RNA聚合酶与启动子结合,从而抑制RbcS基因和GFP基因的转录,而植株M中不存在BCL11A蛋白,因此其产物仅在植株M中发光。
【小问3详解】
A、启动子与 PEPC 基因无论正向连接还是反向连接,Xho I 和 Mun I 双酶切均产生一样长度的 DNA 片段,A错误;
B、重组质粒含氯霉素抗性基因且位于T-DNA片段上,因此可以使用氯霉素筛选成功导入重组质粒的花序,B正确;
C、重组质粒最终注入籼稻子房中,利用籼稻种子没办法培育成高光合效率的转基因籼稻,C错误;
D、提取 mRNA 逆转录为 cDNA 后 PCR 扩增,若能检测到 PEPC 基因的 cDNA,只能说明该基因已转录,不能确定是否成功表达,还需在蛋白质水平上进一步检测,D错误。
故选ACD。
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2024~2025学年度第二学期高二年级期末考试试卷
生物
注意事项:
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1. 答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号分别填写在试卷和答题卡规定的位置上。
2. 答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂其它答案。非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应的区域内,写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列关于下丘脑功能的叙述,不正确的是( )
A. 大量出汗后,下丘脑合成、分泌的抗利尿激素增加
B. 下丘脑是体温调节的高级中枢,在大脑皮层可产生冷觉和热觉
C. 血糖低时,下丘脑通过副交感神经促进肾上腺髓质和胰岛A细胞的分泌活动
D. 内环境渗透压的增高,使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉
2. 利用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A. 常用能切出相同黏性末端的限制酶处理目的基因两端
B. 用Ca²⁺处理大肠杆菌有利于目的基因与载体的结合
C. 在表达载体中需添加复制原点以驱动目的基因的转录
D. 若使用含有内含子的目的基因则不一定能在大肠杆菌内成功表达
3. 研究发现,骆驼蓬体内有多种具有抗肿瘤作用的生物碱。科研人员为了快速繁殖骆驼蓬及获取生物碱,进行了如图所示的操作流程。下列相关叙述正确的是( )
A. 使用茎尖作为外植体通过③培育出的骆驼蓬可以抵抗病毒感染
B. 外植体需要浸泡在体积分数70%酒精内30min,以免杂菌污染
C. 进行①和③过程的外界培养条件和激素比例均不相同
D. 流程④利用植物细胞全能性获取生物碱可减少人类对自然资源的破坏
4. 荔枝椿象(臭屁虫)是荔枝常见害虫之一,主要啃食嫩叶、花穗和幼果,导致荔枝产量降低,通过采取多种绿色防控技术,有效地提高了荔枝产量和品质。下列相关叙述正确的是( )
A. 年龄结构和性别比例是直接影响荔枝椿象种群密度的数量特征
B. 荔枝与荔枝椿象之间的关系属于种群水平研究的问题
C. 荔枝在生态系统中属于生产者,荔枝椿象属于次级消费者
D. 引入荔枝椿象的天敌可通过降低荔枝椿象 K值以控制其数量
5. 下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述,错误的是( )
A. 动物细胞培养前,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使组织分散成单个细胞
B. 需定期更换培养基以清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
C. 胚胎工程中常对桑葚胚或囊胚进行二分割,以获得基因型完全相同的两个胚胎
D. 为了刺激动物细胞呼吸,在细胞培养时应在恒温培养箱中充以5%的CO₂
6. 当突触前膜兴奋时,释放兴奋性递质谷氨酸,一部分作用于突触后膜上的NMDA 受体,另一部分作用于星形胶质细胞上的另一种受体,使其释放D-丝氨酸,与谷氨酸共同激活 NMDA 受体,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. NMDA 受体的激活引起突触后神经元兴奋或抑制
B. 突触前神经元以胞吐释放谷氨酸的过程需要消耗能量
C. 受体②可被谷氨酸激活,引起星形胶质细胞Na⁺内流产生动作电位
D. 谷氨酸也可作用于突触前神经元的特异性受体使突触前神经元兴奋
7. 下列关于果酒、果醋和泡菜制作的叙述,正确的是( )
A. 制作果酒和泡菜所需的菌种都是原核生物、厌氧型微生物
B. 若采用酸性重铬酸钾检测果酒发酵产物,则发酵时间越长灰绿色越深
C. 若采用斐林试剂检测果酒发酵产物,则发酵时间越长砖红色越深
D. 制作泡菜的时间长短会影响亚硝酸盐的含量,但温度高低不会影响
8. 通常情况下,种群密度的变化是由出生率与死亡率决定的,同时出生率与死亡率也会随着种群密度的变化而发生改变。秦岭地区某大型鸟类的种群密度及其出生率、死亡率的关系如图所示。据图分析,下列说法错误的是( )
A. 自然状态下,种群密度小于n1时,该生物濒临灭绝
B. 通常情况下,若种群密度大于n1,种群数量将呈S形增长
C. 在种群密度由n2增至n3的过程中,种内竞争将逐渐减小
D. 种群密度在n3前后时,出生率与死亡率的变化使种群数量趋于稳定
9. 神经调节和体液调节的过程中,会有各种形式的信息传递。下列有关信息传递的说法,正确的是( )
A. 神经调节和体液调节的信息分子都依靠与细胞膜上受体结合来传递信息
B. 神经调节反应时间长但作用时间短;体液调节反应时间短但作用时间长
C. 下丘脑兴奋通过交感神经促进肾上腺分泌肾上腺素的过程属于神经调节
D. 血糖含量过高刺激下丘脑某区域兴奋从而促进胰岛素分泌属于体液调节
10. 种养结合是种植业和养殖业紧密衔接的生态农业模式,江苏某地通过探索实践,解决了苏北地区畜禽养殖集中和农业生态环境问题。下列说法错误的是( )
A. 在种植废弃物的处理技术中,尿素可作为微生物生长的氮源
B. 建设蚯蚓养殖厂处理沼渣,蚯蚓在此生态系统中是分解者
C. 粪污处理技术充分利用了饲料中的能量,能量传递效率增大
D. 种养结合模式实现了物质的循环利用和能量的多级利用,提高了经济效益
11. 研究人员用刚果红培养基从蔗渣堆肥中筛选、分离出4株具有降解纤维素能力的真菌(图示①~④)。下列说法正确的是( )
、
A. 图中培养基应在调节pH 后灭菌
B. ①号真菌降解纤维素的能力最强
C. 实验中应将接种后的平板直接静置培养
D. 可使用平板划线法对4种菌株进行培养和计数
12. 研究人员利用逆转录病毒将Oct-3/4等四个关键基因导入皮肤纤维母细胞并表达,获得了与胚胎干细胞(ES细胞)极为相似的诱导多能干细胞(iPS细胞),其在体外可分化成神经细胞、心血管细胞等组织细胞。相关叙述错误的是( )
A. 携带关键基因的逆转录病毒以胞吞的方式进入皮肤纤维母细胞
B. iPS细胞与ES细胞一样具有细胞周期和组织特异性
C. 利用iPS细胞对自身受损器官进行修复,可以避免免疫排斥反应
D. 获得iPS细胞过程无须破坏胚胎,可以避免获取ES细胞涉及的伦理问题
13. 碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na⁺浓度梯度,钠-碘同向转运体借助 Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是( )
A. 长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B. 如果钠-钾泵结构或功能异常则会影响碘的转运
C. 抑制甲状腺过氧化物酶的活性,可使甲状腺激素合成增加
D. 使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
14. 某同学利用洋葱为实验材料,进行DNA 粗提取和鉴定实验。下列有关叙述错误的是( )
A. 该同学也可选择鸡血、猪肝等动物细胞为实验材料提取DNA,但方法可能有所不同
B. 将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后,滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后,DNA 存在于上清液中
C. 向含有DNA 的粗提取液中加入体积分数为95%的冷酒精后,出现的白色丝状物为DNA
D. 鉴定DNA时,将白色丝状物加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热,冷却后显蓝色
15. B细胞与Th细胞相互作用之后被活化的过程如图所示。CD80/86是B细胞识别抗原后表达的蛋白质,CD40L是Th细胞活化后表达的蛋白质,BCR和TCR分别是B细胞和T细胞表面的受体,CD40、MHCⅡ、CD28均为细胞表面蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 活化B细胞的两个信号分别是抗原刺激和CD40L
B. 体液免疫过程中,B细胞与Th细胞可相互提供信息
C. 图示过程中,B细胞活化时间早于Th细胞活化时间
D. 图中B细胞与Th细胞采取不同的方式识别同一抗原
二、选择题:本大题共4小题,每小题3分,共12分。漏选得1分,错选、不选得0分。
16. 新疆天山的植被随着海拔的升高呈现出明显的分带,如图所示。下列叙述错误的有( )
A. 天山不同海拔地段分布着不同的优势种,主要原因是光照的差异
B. 调查山地草原植被的丰富度时,需随机选取多个样方求平均值
C. 云杉林森林群落中有乔木、灌木和草本,体现了群落的垂直结构
D. 调查天山高寒地带濒危动物伊犁鼠兔的种群密度常用标记重捕法
17. 用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时,得到以下电泳图谱,其中1号为DNA标准样液(Marker),10号为蒸馏水。PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析不合理的是( )
A. PCR产物的分子大小在250至500bp之间
B. 3号样品为不含目的基因的载体DNA
C. 9号样品对应植株是所需的转基因植株
D. 10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
18. 经常受到接触性刺激的植物常表现为叶色深绿、茎秆粗壮、对病虫害抗性增强、生长发育迟缓等现象,称为接触性形态建成。接触性形态建成与激素X含量降低有关,具体调节机制如下图。下列说法正确的是( )
A. 茉莉酸由植物体内特定腺体分泌,作用于特定靶器官或靶细胞
B. 激素X是有活性的赤霉素,茉莉酸激活GAox7的转录,使激素X含量降低
C. 未触碰的植物体内GA20x8转录较为活跃,激素X含量维持较高水平
D. 稻田养鸭模式下的水稻生长发育迟缓,不利于水稻产量的提高
19. 研究表明80%的结直肠癌患者的A基因(肿瘤抑制基因)突变产生A-基因,A-表达的错误蛋白不行使正常功能且会干扰正常A蛋白发挥作用。Cre-loxP系统可通过删除DNA特定位点的Stop序列,调控目标基因的表达,原理如下图。科研人员利用该系统构建A基因杂合突变的结直肠癌模型鼠,且只允许突变基因A-在该鼠肠上皮细胞表达。具体操作中,研究人员需对两只野生型鼠分别转基因,然后从它们的杂交后代中筛选目标个体。下列相关叙述正确的是( )
A. 启动子和目标基因间插入loxP-Stop-loxP序列后,目标基因不表达
B. Cre酶可通过识别loxP位点敲除Stop序列,实现目标基因的表达
C. 导入一只野生型鼠的基因及调控序列为
D. 导入另一只野生型鼠的基因及调控序列为
三、非选择题:共5题,满分58分。除特殊说明外,每空1分。
20. 2型糖尿病(T2DM)是现代社会高发的慢性代谢疾病之一,胰岛素抵抗是T2DM的主要病理环节,在胰岛素抵抗状态下骨骼肌是葡萄糖代谢异常发生的主要组织。下图表示胰岛素的作用机制,图中GLUT4是对胰岛素敏感的葡萄糖转运蛋白。
(1)据图分析,正常情况下,胰岛素与骨骼肌细胞膜的_______结合,激活并磷酸化_______,经过一系列信号转导,促进了相关基因表达和_______,从而促进葡萄糖以_______方式进入骨骼肌细胞,在细胞内_______。
(2)为了探究中药参七糖络方(SQ)对2型糖尿病大鼠骨骼肌胰岛素抵抗的影响,研究人员进行了如下实验,请完成下表。(已知计算公式:胰岛素抵抗指数HOMA-IR=(空腹血糖水平×空腹胰岛素水平)/22.5;二甲双胍是治疗2型糖尿病的常用药物)
实验目的
实验操作步骤
①_______
取大鼠若干,用高糖高脂饲料喂养联合链脲佐菌素(STZ)诱导,以获得2型糖尿病模型鼠。
动物分组
取12只正常大鼠编为CK组,将模型鼠②_______为5组,每组12只,分别编为模型组(M)、二甲双胍组(MET)、参七糖络方高剂量组(SQ-H)、参七糖络方中剂量组(SQ-M)、参七糖络方低剂量组(SQ-L)。
实验处理
CK组每天用生理盐水灌胃,M组③_______,MET组给予盐酸二甲双胍片0.18g/kg灌胃,SQ-H、SQ-M、SQ-L组分别给予53.6g/kg、26.8g/kg、13.4g/kg的参七糖络方药液灌胃,所有药物用生理盐水配成所需的质量分数,1次/d,连续给药干预4周。
相关指标测定、计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)
末次给药后检测④_______、大鼠空腹胰岛素水平,检测大鼠骨骼肌胰岛素受体(IR)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)表达量。
(3)实验结果如下表所示:
各组大鼠HOMA-IR、IR、GLUT4水平比较表
组别
HOMA-IR
IR
GLUT4
CK
1.47
1.00
1.00
M
16.45
0.12
0.40
MET
6.57
0.84
0.72
SQ-H
9.00
0.64
0.67
SQ-M
11.04
0.42
0.54
SQ-L
13.47
0.40
0.50
据表可知,参七糖络方可以_______IR、GLUT4等蛋白的合成,_______(填“提高”或“降低”)胰岛素敏感性,从而改善T2DM大鼠骨骼肌的胰岛素抵抗,有效降低血糖,其中_______(填“高”、“中”或“低”)剂量的参七糖络方疗效最好。
21. 互花米草作为一种生态工程植物被引入国内,但因互花米草对本地物种具有极强的竞争力,挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。下图1是某科研团队黄河入海口南侧潮间带的研究区域。下图2是互花米草生境中部分食物网关系。
注:A、B、C、D、E分别表示桎柳、芦苇、盐地碱蓬、光滩、海草
(1)植被带按图1顺序从海洋向陆地发展,这体现了该群落______结构。若研究该湿地中芦苇的生态位,通常需要研究它的______。(至少2个)
(2)图2中泥螺在该生态系统中的成分是______。若斑嘴鸭摄食泥螺和克氏原鳌虾的比例为3:1,则斑嘴鸭每增加10KJ的生物量,按10%的能量传递效率计算,通过食物网需要消耗生产者______(填“=”或“>”或“<”)1000KJ的生物量。
(3)在繁殖季节,该区域雄性丹顶鹤会通过一系列的舞蹈和声音来吸引雌性,该过程中传递的有______信息,体现了信息传递的作用是______。用样方法调查丹顶鹤卵的密度时,若地块较为狭长,则需用______法取样。
(4)由于芦苇和互花米草对碱蓬的双向挤压,特别是互花米草入侵改变了本地种间竞争格局,致使碱蓬群落面临消失的危险,据图4分析,最可能代表碱蓬种群的是曲线______(填“甲”或“乙”),它在______年数量最少。
(5)芦苇是本土植物,由于与互花米草具有相似的生态位,二者竞争激烈。研究人员对该地区10块湿地进行调查,每块湿地随机选取5个样方,采集植物和土壤样本,测定相关数据,结果如图3。据图分析,互花米草成功入侵的原因是______。
22. 园艺工作者在栽培开黄花的兰花品种时,偶然发现了一株开白花的兰花。以这株白花兰花作为实验材料,利用离体的组织或细胞培育出完整的植株。据图回答下列问题:
(1)培养材料选自白花植株的不同部位,下列细胞中不适合进行植物组织培养的是 。
A. 表皮细胞 B. 叶肉细胞 C. 成熟筛管细胞 D. 茎尖分生区细胞
(2)图中生理过程 _______(填写图中字母和名称)是对细胞分化不可逆的否定。经过程b产生的胚状体中出现形态结构不同的细胞,其根本原因是_______。
(3)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养到_______阶段即可。
(4)若想获得人工种子,通常将_______包埋在人工胚乳和人工种皮中;用人工种子的繁殖方式属于_______繁殖。
(5)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下:
在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如下图所示,请回答下列问题:
选用新生营养芽为外植体的原因是_______。据图分析,与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在生长起始较快、快速生长时间较长、_______等。
(6)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题:
①ABA的浓度梯度设置和添加方式:设3个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基______后按比例加入。
②实验进程和取样:实验60天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为_______。
③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的 _______时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适应培养时间。
23. 胰岛素对调节机体的血糖平衡具有重要作用,其合成、分泌和作用过程受多种因素的影响。请回答下列问题:
(1)正常情况下,血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌胰岛素明显增加。胰岛素经__________运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取、利用及__________,从而使血糖浓度恢复到正常水平。
(2)研究发现,进食可刺激小肠K细胞分泌多肽GIP,其作用机理如图1所示。进食还能刺激小肠L细胞分泌GLP-1,GLP-1也可降低血糖。为探究GLP-1的作用机理,研究者为糖尿病患者注射了一定量的GLP-1,测得的相关指标如图2。
①图1中,GIP的靶细胞有__________。在达到同等血糖浓度的情况下,__________(从“口服”或“静脉注射”选填)葡萄糖时胰岛素的分泌量更多。
②分析图2可知,GLP-1可通过__________降低血糖。当患者的血糖恢复至正常范围后仍继续注射GLP-1,发现其胰岛素水平不再增加,说明__________,故使用GLP-1治疗糖尿病可避免低血糖的发生。
(3)研究发现,人和小鼠的胰岛B细胞膜上都表达一种促性腺激素(FSH)受体,推测FSH也能调控胰岛素的分泌。研究人员利用野生型(WT)与FSH受体基因敲除小鼠(KO)开展相关实验,部分结果如图3。
①FSH由__________分泌,可作用于卵巢,促进雌激素(E2)的分泌。
②设置组的目的是__________。图3结果表明__________。
③将野生型小鼠的胰腺细胞培养在含不同浓度葡萄糖的培养液中,实验结果如图4。结果显示,FSH刺激并不直接影响胰岛素的分泌,而是对高浓度葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌具有协调作用,这种协调作用表现为__________。
④部分老年女性由于雌激素水平的降低导致FSH分泌异常,从而患糖尿病,补充雌激素后治疗效果不佳。请结合上述研究,提出此类糖尿病的治疗思路__________。
24. 最早的双脱氧测序法是PCR 反应体系中,分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR产物变性后电泳检测。科研人员拟将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因导入籼稻恢复系(C₃植物)中,从而显著提升水稻光合效率。
(1)科研人员拟对PEPC 基因进行大量扩增,通过双脱氧测序法对PEPC基因上游部分未知碱基序列进行测序以设计引物。如图所示,通过限制酶____对·PEPC基因进行酶切后,获得两条DNA 片段。筛选含有未知序列的、较短的其中一条DNA片段,解旋后选取PEPC基因转录模板链对应序列加入四个离心管,每个离心管中分别含有一种ddNTP,并将其扩增产物进行电泳分析,四个体系的扩增产物分别加入四个不同的点样孔(顺序未知),结果如上。则应设计的上游引物的前10个碱基序列为 5’-____-3’。
(2)科研人员对PEPC基因进行大量扩增。为使PEPC基因在叶肉细胞中高效表达,科研人员拟使用某种C₃植物(M)中RbcS基因的启动子。RbcS基因编码光合作用关键酶 Rubisco 的小亚基,负责CO₂固定。但籼稻中的BCL11A蛋白可以结合RbcS基因启动子前的调控序列,抑制RbcS基因启动子的功能。科研人员拟确定RbcS基因启动子在基因上的具体位置,进行如图所示操作。
①构建目的基因时,在 RbcS基因后插入GFP 基因的目的是____。
②设计引物、扩增过程中,以F₂~F₁₀、R₁为引物进行扩增时,至少扩增____轮才能得到目的基因。导入受体细胞时,需要先用____处理农杆菌,使其处于感受态。
③农杆菌转化植株M、籼稻后,测定其叶肉细胞发光情况。结果如表(“+”表示发光,“一”表示不发光)。根据RbcS基因编码的物质判断发光部位具体为___。若引物序列在目的基因上所对应的位置不含有调控序列和启动子,则应选取引物___、____对目的基因进行扩增,扩增产物作为PEPC 基因的启动子。使用引物F₁+R₁、F₂+R₁扩增的产物仅在植株M中发光的原因是_____。
扩增时使用的引物
植株M
籼稻
F₁+R₁
+
—
F₂+R₁
+
—
F₃+R₁
+
+
F₄+R₁
+
+
F₅+R₁
—
—
F₆+R₁
—
—
F₇+R₁
—
—
F₈+R₁
—
—
F₉+R₁
—
—
F₁₀+R₁
—
—
(3)将RbcS基因启动子与PEPC基因结合,在结合时可能出现了 PEPC基因与启动子反向连接的情况。构建如图所示重组质粒后使用花粉管通道法将DNA 溶液直接注入籼稻子房中。关于后续操作, 错误的是 。
A. 使用 Xho I、Mun I限制酶切割重组质粒后进行电泳检测可以筛选出正向连接的质粒
B. 可以使用氯霉素筛选成功导入重组质粒的花序
C. 选取该籼稻种子,利用植物细胞的全能性将种子培育成高光合效率的转基因籼稻
D. 在转基因籼稻细胞中提取mRNA,逆转录后进行PCR 扩增可以检测 PEPC基因在转基因籼稻细胞中是否成功表达
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