内容正文:
衡南县高二期末考试试卷
生物
时量:75分钟 总分:100分
注意事项:请考生把答案写在答题卡上。答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 细胞内不具备运输功能的物质或结构是( )
A 结合水 B. 囊泡 C. 细胞骨架 D. tRNA
2. 科研人员通过制备脂质体,将治疗癌症的药物甲和乙定向运输到癌细胞处,起到杀伤癌细胞的功能。脂质体结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 药物甲是脂溶性的,药物乙是水溶性的
B. 脂质体中加入胆固醇可降低其通透性,从而减少药物渗漏
C. 脂质体与癌细胞的融合依赖于细胞膜的流动性
D. 若将脂质体表面插入特异性抗体可实现靶向药物治疗
3. 科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中,造成红细胞破裂出现溶血现象,再将溶出细胞外的物质冲洗掉,剩下的结构在生物学上称为“血影”。“血影”的主要成分是( )
A. 血红蛋白、水 B. 脂质、蛋白质
C. 蛋白质、糖类 D. 糖类、脂质
4. 酶在生产生活中有着广泛的应用,但自然界中存在的酶并不完全适用于生产生活,科学家利用酶工程技术对酶进行改造,使之更加符合人们的需要,下列说法错误的是( )
A. 加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力,其中的酶应具有较强的耐碱性
B. 多酶片中含有多种消化酶,人在消化不良时可以嚼服
C. 真核细胞和细菌中的DNA聚合酶都需要Mg2+激活
D. 并不是所有的酶都能够被蛋白酶水解
5. 图Ⅰ表示某家系中甲、乙两种单基因遗传病的系谱图,甲病基因用A、a表示,乙病基因用B、b表示,两对等位基因均不位于Y染色体上。将家族中1、2、3、4号个体中与乙病基因有关的DNA片段用限制酶切割,然后进行DNA电泳分析,所得相关图谱如图Ⅱ所示。下列说法错误的是( )
A. A/a与B/b基因的遗传满足自由组合定律
B. 结合电泳图谱可以确定4号个体乙病基因型为XbY
C. 1号个体与5号个体基因型相同的概率是1/4
D. 酶切后的DNA片段点样后,待指示剂前沿迁移至凝胶边缘时,停止电泳
6. 下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A. DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B. 复制时,解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C. 复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D. DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
7. 某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A. 乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B. 影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C. 为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D. 植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果
8. 某同学足球比赛时汗流浃背,赛后适量饮水并充分休息。下列相关叙述错误的是( )
A. 适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动
B. 运动所致体温升高恢复与皮肤血流量、汗液分泌量增多相关
C. 大量出汗后适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压相对稳定
D 足球比赛中支气管扩张,消化液分泌增加
9. 水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A. AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B. 分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C. 在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D. 同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
10. 紫杉醇是从红豆杉属植物细胞中提取的一种药物,具有高抗癌活性。紫杉醇是胃癌化疗的常用药物,其作用机制主要被认为是可以诱导肿瘤细胞凋亡。研究发现,有些激烈的细胞自噬,可能会导致细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A. 紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,可利用植物细胞培养获得
B. 紫杉醇可能会诱导肿瘤细胞发生激烈的细胞自噬
C. 细胞自噬可以使处于营养缺乏条件下的细胞获得维持生存所需要的物质和能量
D. 细胞自噬与溶酶体密切相关,只能清除细胞自身受损或衰老的成分
11. 某研究小组计划从土壤中分离能分解尿素的细菌。已知此类细菌能合成脲酶,将尿素分解为氨和CO2。根据下列配方配制的培养基中,可用于该实验的是( )
A. 葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、琼脂、水
B. 尿素、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、酚红指示剂、琼脂、水
C. 尿素、硝酸铵、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、琼脂、水
D. 尿素、葡萄糖、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、琼脂、水
12. 我国科学家经过努力,攻克了用核移植方法克隆猴的各项难关,比如在10s内完成对次级卵母细胞的去核操作;将组蛋白去甲基化酶的mRNA和组蛋白去乙酰化酶抑制剂(TSA)注入重构胚促进重构胚的相关基因表达,提高胚胎的发育率等。下列相关叙述错误的是( )
A. 可采用梯度离心、紫外线短时间照射等方法,在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性
B. 染色体中组蛋白发生甲基化和去乙酰化分子修饰后将有利于重构胚相关基因的表达
C. 重构胚一般需要在无菌、无毒的环境条件下培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行移植
D. 利用胚胎分割技术获得胚胎和利用核移植技术获得重构胚,都属于无性繁殖
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. 镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,由正常血红蛋白基因(HbA)突变为异常血红蛋白基因(Hbs)引起,它们的某片段如图甲。现对一胎儿进行基因检测,主要原理为:MstⅡ限制酶处理扩增后的DNA,加热使酶切片段解旋后用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交,最后电泳分离。图乙为电泳后荧光出现的三种可能性。下列叙述正确的有( )
A. 提取胎儿DNA样品后,扩增DNA需要添加特定的引物
B. 若该胎儿检测结果为图乙-b,则其为镰状细胞贫血患者
C. 荧光标记序列越长,图乙-c中两个DNA条带间的距离越大
D. 用MstⅡ限制酶处理DNA不充分,可能把正常人误判为携带者
14. 如图所示为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径—交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶(AOX)的参与下完成的,该过程不发生H+跨膜运输(“泵”出质子)过程,故不能形成驱动ATP的合成的膜质子(H+)势差。下列分析正确的是( )
A. 图中生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关,与磷脂分子无关
B. 合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输
C. AOX主要分布于线粒体内膜,可催化水的生成
D. AOX可使有氧呼吸释放的能量更多的以热能形式散失
15. 某亚热带地区青冈栎林被采伐后的演替过程如图。
下列有关叙述正确的是( )
A. 采伐迹地保留了原有青冈栎林的土壤条件和繁殖体,该演替属于次生演替
B. 与马尾松林群落相比,灌丛对阳光的利用更充分
C. 与灌丛相比,马尾松林的动物分层现象更明显
D. 与马尾松林相比,马尾松、青冈栎混交林乔木层的植物种间竞争减弱
16. 某二倍体植物的紫茎和绿茎受一对等位基因M/m控制,其所在染色体未知。SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR,常用于染色体特异性标记。让该植物的纯种紫茎植株和纯种绿茎植株杂交,F1自交后选取F2中全部绿茎植株并提取其细胞核DNA,利用该植物4号染色体上的特异SSR进行PCR扩增,电泳结果如下图所示。下列判断错误的是( )
A. 由电泳结果可判断绿茎为隐性性状
B. 该电泳结果说明M/m基因位于4号染色体上
C. 若少数绿茎植株扩增后出现两个条带,则F1形成配子时可能发生了基因重组
D. 不考虑其他变异,若选F2中全部紫茎植株进行检测,电泳结果有两种类型且比例1:1
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
17. 辣椒是重要的经济作物,因其独特的辣味而深受人们的喜爱。辣椒光合作用受内外多种因素的影响,为提高产量,科学家们用辣椒苗做了相关实验,结果如图所示,请回答下列问题:
(1)本实验探究的是温度对辣椒苗光合作用的影响,实验中需控制的无关变量有_________(至少写2个)。
(2)据图可知,光照条件下,辣椒苗约在_________(填“25℃”“35℃”或“45℃”)时生长速率最快。
(3)在辣椒地中施加农家肥,可以提高辣椒产量,原因是农家肥中的有机物通过分解者的分解作用,能为辣椒苗提供_________等,有利于辣椒的生长。在辣椒地中耕也可以提高辣椒产量,中耕是指在作物生产期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用是_______。
(4)辣椒果实中的有机物主要来自于辣椒叶片的光合作用,科学家发现,如果辣椒叶片中的有机物不能及时输送出去,其光合作用速率将会降低。请以该种已经结果的辣椒苗为材料,在原有实验的基础上设计简便的实验来验证这一结论。要求写出实验思路和预期结果。
实验思路:________。
预期结果:________。
18. 我国科学家以经典的视网膜—视顶盖突触为模型,运用在体双光子长时程成像,发现了发育早期突触生成速率存在昼夜节律性。请回答下列问题:
(1)昼夜节律通常受到外界光照环境影响并以24小时为周期进行变化,人脑中的_______可控制生物节律。突触的结构包括_______。
(2)研究表明突触数量的增长速率存在白天快、夜晚慢的昼夜变化。这一变化现象在亮、暗光照处理一段时间后转入持续亮或持续暗的条件,或者经过反向的暗、亮光照条件处理后都能保持,这说明突触生成率与_______无关。
(3)食欲素是下丘脑神经细胞分泌的一种激素,因可以促进进食而得名,进一步研究发现突触生长速率的节律性在下丘脑食欲素神经系统功能阻断后消失,这说明_______。下丘脑合成的激素还有_______(至少答出两点)。
19. 草原生态系统在调节气候、防止土地被风沙侵蚀方面起着重要作用。由于过度放牧与过度开垦,青藏高原草地不断退化,草畜矛盾日趋严重,限制了高原畜牧业的可持续发展。请回答下列问题:
(1)草地在受到牲畜轻度采食后,再生能力会增强,尽可能减缓其种群数量的下降,这体现了生态系统具有_______稳定性。重度放牧会导致草地退化,因此在放牧时,应_______,以实现草地的可持续发展。
(2)草原生态系统在调节气候、防止土地被风沙侵蚀方面起着重要作用,此外,大草原的美景还吸引了众多文人墨客,写出了“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊”等语句,这体现了生物多样性的_______价值。
(3)过度放牧会导致草原沙漠化,促使草原的优势物种由草本植物转变为灌木。灌木丛产生的枯枝落叶较多,但土壤中的腐殖质却比周围草地的少,从生物因素角度分析,出现该现象的原因是_______。
(4)春季牧草返青期是植被生长较为脆弱的时期,通常采用_______(填“春季休牧”或“春季放牧”)的措施保护草原生态系统,原因是_______。
20. 某种细菌感染植物后可导致植物死亡,甲植物的细胞核基因具有抗该种细菌感染的效应,乙植物的细胞质基因具有高产效应。为获得具备优良特性的杂种植株,某研究人员进行了如下实验,①~④表示相关过程或操作。回答下列问题:
(1)过程①可用_______酶去除细胞壁获得原生质体。从细胞结构的角度分析,对甲原生质体A1和乙原生质体B1进行“失活处理”的部分分别是_______。
(2)过程②可代表人工诱导原生质体融合,常用的化学方法是_______。
(3)过程③称为_______,过程③诱导形成愈伤组织一般_______(填“需要”或“不需要”)光照。如下表表示不同浓度的2,4-D和6-BA组合对杂种细胞形成愈伤组织的影响(诱导率),据表分析诱导杂种细胞形成愈伤组织的最佳激素配比浓度为_______。
处理
激素浓度(mg/L)
诱导率/%
2,4-D
6-BA
1
3.0
0
52.1±2.2
2
5.0
0
55.2±2.1
3
3.0
0.1
42.4±1.9
4
5.0
0.1
46.9±2.0
5
7.0
0.1
38.6±1.4
6
3.0
0.34
43.7±2.8
21. 某真菌的W基因可编码一种高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向为从左往右。为了使细菌产生该酶,以图甲中质粒为载体,进行转基因。不同限制酶的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题:
限制酶
BamH I
EcoR I
Mfe I
Kpn I
Hind Ⅲ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
G↓AATTC
C↓AATTG
GCTAC↓C
A↓AGCTT
(1)限制酶主要是从_______中分离纯化出来。应使用限制酶____切割图甲中质粒,使用限制酶____切割图乙中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(2)质粒中启动子的作用是______________________________,若将正确构建的基因表达载体用MfeⅠ切割,将产生__________种不同长度的DNA片段。
(3)W基因转录的模板链是_______(填“甲链”或“乙链”),利用PCR技术对W基因进行扩增的原理是____________,子链的延伸方向是______。
(4)研究人员欲对W基因的mRNA进行RT-PCR,已知其mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…(中间序列)…GUCGACUCG-3'。为了便于将扩增后的基因与酶切后的载体正确拼接成功构建成重组质粒,用于PCR扩增的引物应为_______。
A. 5'-TGAACGCTA… B. 5'-CGAGTCGAC…
C. 5'-GAATTCTGA… D. 5'-AAGCTTCGA…
(5)研究人员在以上基础上,欲通过改造W基因的结构来提高该酶的热稳定性,这项工作属于_________工程的范畴,该工程常用到______________技术来进行碱基的替换。
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衡南县高二期末考试试卷
生物
时量:75分钟 总分:100分
注意事项:请考生把答案写在答题卡上。答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 细胞内不具备运输功能的物质或结构是( )
A. 结合水 B. 囊泡 C. 细胞骨架 D. tRNA
【答案】A
【解析】
【分析】细胞中的水以自由水和结合水的形式存在,结合水是细胞结构的主要组成成分,自由水是细胞内良好的溶剂,是许多化学反应的介质,还参与细胞内的化学反应和物质运输。
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、结合水是细胞结构的重要成分,不具备运输功能,A正确;
B、囊泡可运输分泌蛋白等,B错误;
C、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关,C错误;
D、tRNA可运输氨基酸,D错误。
故选A。
2. 科研人员通过制备脂质体,将治疗癌症药物甲和乙定向运输到癌细胞处,起到杀伤癌细胞的功能。脂质体结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 药物甲是脂溶性的,药物乙是水溶性的
B. 脂质体中加入胆固醇可降低其通透性,从而减少药物渗漏
C. 脂质体与癌细胞的融合依赖于细胞膜的流动性
D. 若将脂质体表面插入特异性抗体可实现靶向药物治疗
【答案】A
【解析】
【分析】磷脂分子的特点是一个亲水基团的头和两个疏水基团的尾,所以磷脂的双分子层在水中的分布是亲水基团和水接触,疏水基团远离水。
【详解】A、由于药物甲处于脂质体的中央,和亲水性的磷脂接触,说明药物甲是水溶性药物,药物乙存在于磷脂分子的疏水性的两条尾上,说明是脂溶性药物,A错误;
B、胆固醇分子一方面与磷脂分子相结合限制细胞膜的流动性,另一方面又将磷脂分子隔离以保持细胞膜的柔韧性,故脂质体中加入胆固醇可降低其通透性,从而降低某些药物对人体的毒副作用,B正确;
C、脂质体能与细胞膜融合,这依赖于细胞膜的流动性,C正确;
D、抗体具有特异性,在包裹有正常药物的脂质体表面插入单克隆抗体可用于体内药物靶向治疗,D正确。
故选A。
3. 科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中,造成红细胞破裂出现溶血现象,再将溶出细胞外的物质冲洗掉,剩下的结构在生物学上称为“血影”。“血影”的主要成分是( )
A. 血红蛋白、水 B. 脂质、蛋白质
C. 蛋白质、糖类 D. 糖类、脂质
【答案】B
【解析】
【详解】将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中,造成红细胞破裂出现溶血现象,再将溶出细胞外的物质(血红蛋白等)冲洗掉,剩下的结构“血影”为细胞膜,其膜主要成分是脂质、蛋白质,B符合题意。
故选B。
4. 酶在生产生活中有着广泛的应用,但自然界中存在的酶并不完全适用于生产生活,科学家利用酶工程技术对酶进行改造,使之更加符合人们的需要,下列说法错误的是( )
A. 加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力,其中的酶应具有较强的耐碱性
B. 多酶片中含有多种消化酶,人在消化不良时可以嚼服
C. 真核细胞和细菌中的DNA聚合酶都需要Mg2+激活
D. 并不是所有的酶都能够被蛋白酶水解
【答案】B
【解析】
【详解】A、加酶洗衣粉中的酶需适应碱性环境(洗衣粉溶液通常呈碱性),因此耐碱性强,A正确;
B、多酶片通常包裹肠溶衣,防止胃酸破坏酶活性。若嚼服,酶会在胃中被胃蛋白酶分解失效,故应整片吞服,B错误;
C、DNA聚合酶的活性需Mg²⁺作为激活剂,真核细胞和细菌中的DNA聚合酶都需要Mg2+激活,C正确;
D、酶的化学本质是蛋白质或RNA,若该酶为RNA,则不能被蛋白酶水解;若该酶为蛋白质,则能被蛋白酶水解,D正确。
故选B。
5. 图Ⅰ表示某家系中甲、乙两种单基因遗传病的系谱图,甲病基因用A、a表示,乙病基因用B、b表示,两对等位基因均不位于Y染色体上。将家族中1、2、3、4号个体中与乙病基因有关的DNA片段用限制酶切割,然后进行DNA电泳分析,所得相关图谱如图Ⅱ所示。下列说法错误的是( )
A. A/a与B/b基因的遗传满足自由组合定律
B. 结合电泳图谱可以确定4号个体乙病基因型为XbY
C. 1号个体与5号个体基因型相同的概率是1/4
D. 酶切后DNA片段点样后,待指示剂前沿迁移至凝胶边缘时,停止电泳
【答案】C
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、由图Ⅰ可知,1号和2号正常,生有患甲病的3号女儿,说明甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传;由图Ⅰ中个体表型和图Ⅱ条带分析可知:条带2代表乙病致病基因,条带1代表正常基因。图Ⅰ中1号个体的表型为正常,但携带乙病致病基因和正常基因,因此乙病由隐性基因控制;若控制乙病的致病基因位于常染色体上,由图Ⅱ条带和图Ⅰ中2号个体的表型为正常可知:2号的基因型为显性纯合子(BB),因此2号个体的子代均不患乙病,与事实不符,因此乙病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传,控制两种遗传病的基因独立遗传,故A/a与B/b基因的遗传满足自由组合定律,A正确;
B、乙病为伴X染色体隐性遗传病,故4号个体乙病的基因型为XbY,B正确;
C、1号个体的基因型为AaXBXb,5号个体的基因型为(AA:Aa=1:2)(XBXB:XBXb=1:1),因此1号个体与5号个体基因型相同的概率是2/3×1/2=1/3,C错误;
D、电泳时,将酶切后DNA片段点样后,待指示剂前沿迁移至凝胶边缘时,停止电泳,D正确。
故选C。
6. 下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A. DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B. 复制时,解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C. 复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D. DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制,且合成两条子链的方向是相反的;DNA在复制过程中,边解旋边进行半保留复制。由图可知,DNA解旋酶能使双链DNA解开,且需要消耗ATP;
【详解】A、DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A错误;
B、复制时,解旋酶使得DNA双链从复制起点开始,以双向进行的方式解旋,这并不是从5′端到3′端的单向解旋,B错误;
C、转录时不需要解旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋,C错误;
D、DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端,D正确;
故选D。
7. 某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A. 乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B. 影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C. 为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D. 植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、由于基因突变等变异,乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素可将降解能力强的个体选择并保存下来,故乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果,A正确;
B、基因突变是不定向的,选择是定向的,B正确;
C、分析题意可知,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强,织叶蛾能将叶片卷起可减少紫外线引起的香豆素含量增加,该行为是香豆素对其进行选择的结果,而非织叶蛾采主动适应环境的结果,C错误;
D、共同进化是指 不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,由于任何一个物种都不是单独进化的,因此植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果,D正确。
故选C。
8. 某同学足球比赛时汗流浃背,赛后适量饮水并充分休息。下列相关叙述错误的是( )
A. 适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动
B. 运动所致体温升高恢复与皮肤血流量、汗液分泌量增多相关
C. 大量出汗后适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压的相对稳定
D. 足球比赛中支气管扩张,消化液分泌增加
【答案】D
【解析】
【详解】A、情绪是大脑的高级功能之一,消极情绪到一定程度就患有抑郁症,建立良好的人际关系、适量运动有助于减少和更好地应对情绪波动,A正确;
B、正常机体产热量=散热量,运动时产热增加,体温升高,通过增加皮肤血流量(散热)和汗液蒸发(带走热量)来恢复体温,B正确;
C、大量出汗不仅丢失了大量的水分,同时也丢失了无机盐,通过适量饮用淡盐水,有助于维持血浆渗透压的相对稳定,C正确;
D、足球比赛时交感神经兴奋,支气管扩张以增加通气量,但会抑制胃肠蠕动和消化液分泌(副交感神经促进消化),D错误。
故选D。
9. 水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A. AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B. 分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C. 在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D. 同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
【答案】B
【解析】
【分析】生长素:
1、产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。
2、运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
3.分布:各器官均有分布,但相对集中地分布于新陈代谢旺盛的部分;老根(叶)>幼根(叶);分生区>伸长区;顶芽>侧芽。
【详解】A、AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多,A正确;
B、分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误;
C、在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,C正确;
D、根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
故选B。
10. 紫杉醇是从红豆杉属植物细胞中提取的一种药物,具有高抗癌活性。紫杉醇是胃癌化疗的常用药物,其作用机制主要被认为是可以诱导肿瘤细胞凋亡。研究发现,有些激烈的细胞自噬,可能会导致细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A. 紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,可利用植物细胞培养获得
B. 紫杉醇可能会诱导肿瘤细胞发生激烈的细胞自噬
C. 细胞自噬可以使处于营养缺乏条件下的细胞获得维持生存所需要的物质和能量
D. 细胞自噬与溶酶体密切相关,只能清除细胞自身受损或衰老的成分
【答案】D
【解析】
【详解】A、紫杉醇属于次生代谢产物,可利用植物细胞培养获得,A正确;
B、紫杉醇是胃癌化疗的常用药物,其作用机制主要被认为是可以诱导肿瘤细胞凋亡。有些激烈的细胞自噬,可能会导致细胞死亡,故紫杉醇可能会诱导肿瘤细胞发生激烈的细胞自噬而发生凋亡,B正确;
C、细胞自噬可通过分解自身部分结构,为细胞提供营养和能量以应对不良环境,故细胞自噬可以使处于营养缺乏条件下的细胞获得维持生存所需要的物质和能量,C正确;
D、溶酶体参与细胞自噬,但细胞自噬不仅清除细胞自身受损或衰老的成分,还可清除入侵的病原体,D错误。
故选D。
11. 某研究小组计划从土壤中分离能分解尿素的细菌。已知此类细菌能合成脲酶,将尿素分解为氨和CO2。根据下列配方配制的培养基中,可用于该实验的是( )
A. 葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、琼脂、水
B. 尿素、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、酚红指示剂、琼脂、水
C. 尿素、硝酸铵、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、琼脂、水
D. 尿素、葡萄糖、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、琼脂、水
【答案】D
【解析】
【分析】1、培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质,虽然各种培养基的配方不同,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)和无机盐等营养物质。
2、 选择培养基:只允许特定的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物生长;筛选出能够分解尿素的细菌,就必须是在以尿素为唯一氮源的培养基上。
【详解】从土壤中分离能分解尿素的细菌,已知此类细菌能合成脲酶,将尿素分解为氨和CO2。分解尿素的细菌是异养微生物,因此培养基中应该加入有机碳源,如葡萄糖;分离分解尿素的菌的培养基从功能上分属于选择培养基,应该以尿素为唯一氮源;从物理性质上分属于固体培养基,因此应加入凝固剂琼脂,同时,培养基中还要加入水和无机盐(KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O),综上所述,D正确,ABC错误。
故选D。
12. 我国科学家经过努力,攻克了用核移植方法克隆猴的各项难关,比如在10s内完成对次级卵母细胞的去核操作;将组蛋白去甲基化酶的mRNA和组蛋白去乙酰化酶抑制剂(TSA)注入重构胚促进重构胚的相关基因表达,提高胚胎的发育率等。下列相关叙述错误的是( )
A. 可采用梯度离心、紫外线短时间照射等方法,在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性
B. 染色体中组蛋白发生甲基化和去乙酰化分子修饰后将有利于重构胚相关基因的表达
C. 重构胚一般需要在无菌、无毒的环境条件下培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行移植
D. 利用胚胎分割技术获得胚胎和利用核移植技术获得重构胚,都属于无性繁殖
【答案】B
【解析】
【分析】1、克隆动物概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物;
2、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
【详解】A、可采用梯度离心、紫外线短时间照射等方法,在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性,从而达到去核的目的,A正确;
B、组蛋白发生甲基化和去乙酰化分子修饰后将不利于重构胚相关基因的表达,B错误;
C、用于移植的胚胎一般需发育至桑葚胚或囊胚阶段再进行移植,C正确;
D、利用胚胎分割和核移植技术获得胚胎都属于无性繁殖,D正确。
故选B。
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
13. 镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,由正常血红蛋白基因(HbA)突变为异常血红蛋白基因(Hbs)引起,它们的某片段如图甲。现对一胎儿进行基因检测,主要原理为:MstⅡ限制酶处理扩增后的DNA,加热使酶切片段解旋后用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交,最后电泳分离。图乙为电泳后荧光出现的三种可能性。下列叙述正确的有( )
A. 提取胎儿DNA样品后,扩增DNA需要添加特定的引物
B. 若该胎儿检测结果为图乙-b,则其为镰状细胞贫血患者
C. 荧光标记序列越长,图乙-c中两个DNA条带间的距离越大
D. 用MstⅡ限制酶处理DNA不充分,可能把正常人误判为携带者
【答案】ABD
【解析】
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
【详解】A、引物的作用是作为DNA复制开始时DNA聚合酶的结合位点,在细胞外的条件下,只有通过引物,DNA才可以开始进行复制,因此提取胎儿DNA 样品后,扩增DNA需要添加特定的引物,A正确;
B、据图可知,出现图乙-aDNA条带表示含有正常血红蛋白基因 (HbA) ,出现图乙-bDNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) ,出现图乙-cDNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) 和正常血红蛋白基因 (HbA) ,因此若某胎儿检测结果为图乙-b, 则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者,B正确;
C、凝胶电泳中,DNA分子量越大跑得越慢,因此图乙-c 中两个DNA 条带间的距离与切割后DNA分子量的大小有关,与荧光标记序列长短无关,C错误;
D、据图可知,正常血红蛋白基因 (HbA) 中含有MstⅡI限制酶的酶切位点,而贫血症基因 (Hbs) 中没有,用 MstⅡI限制酶处理DNA 不充分,正常血红蛋白基因 (HbA) 中中间位置可能没有被切割,结果可能与贫血症基因 (Hbs) 结果一样,因此可能把正常人误判为携带者,D正确。
故选ABD。
14. 如图所示为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径—交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶(AOX)的参与下完成的,该过程不发生H+跨膜运输(“泵”出质子)过程,故不能形成驱动ATP的合成的膜质子(H+)势差。下列分析正确的是( )
A. 图中生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关,与磷脂分子无关
B. 合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输
C. AOX主要分布于线粒体内膜,可催化水的生成
D. AOX可使有氧呼吸释放的能量更多的以热能形式散失
【答案】CD
【解析】
【详解】A、生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关,功能越复杂,蛋白质的种类和数量越多,所有生物膜的均以磷脂双分子层为基本支架,A错误;
B、H+逆浓度跨膜运输消耗能量,不能为ATP的合成提供能量,合成ATP的能量直接来源于H+顺浓度梯度运输产生的势能,B错误;
C、在线粒体内膜上发生的反应有NADH+O2→H2O,ADP+Pi+能量→ATP,故推测AOX主要分布于线粒体内膜,可催化水的生成,C正确;
D、交替呼吸途径不发生H+跨膜运输,故不能形成驱动ATP合成,因此推测AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失,D正确。
故选CD。
15. 某亚热带地区青冈栎林被采伐后的演替过程如图。
下列有关叙述正确的是( )
A. 采伐迹地保留了原有青冈栎林的土壤条件和繁殖体,该演替属于次生演替
B. 与马尾松林群落相比,灌丛对阳光的利用更充分
C. 与灌丛相比,马尾松林的动物分层现象更明显
D. 与马尾松林相比,马尾松、青冈栎混交林乔木层的植物种间竞争减弱
【答案】AC
【解析】
【详解】A、采伐迹地保留了原有青冈栎林的土壤条件和繁殖体,符合次生演替条件,是次生演替,A正确;
B、与马尾松林群落相比,灌丛群落结构简单,对阳光的吸收利用较少,B错误;
C、马尾松林的植物群落分层现象比灌丛更明显,动物要以植物为食或作为栖息场所,所以马尾松林的动物分层现象更明显,C正确;
D、马尾松林只有马尾松一种乔木,没有乔木层的植物种间竞争,马尾松、青冈栎混交林乔木层的植物是马尾松和青冈栎,二者之间存在种间竞争,所以种间竞争增强了,D错误。
故选AC。
16. 某二倍体植物的紫茎和绿茎受一对等位基因M/m控制,其所在染色体未知。SSR是分布于各染色体上的DNA序列,不同染色体具有各自的特异SSR,常用于染色体特异性标记。让该植物的纯种紫茎植株和纯种绿茎植株杂交,F1自交后选取F2中全部绿茎植株并提取其细胞核DNA,利用该植物4号染色体上的特异SSR进行PCR扩增,电泳结果如下图所示。下列判断错误的是( )
A. 由电泳结果可判断绿茎为隐性性状
B. 该电泳结果说明M/m基因位于4号染色体上
C 若少数绿茎植株扩增后出现两个条带,则F1形成配子时可能发生了基因重组
D. 不考虑其他变异,若选F2中全部紫茎植株进行检测,电泳结果有两种类型且比例为1:1
【答案】D
【解析】
【分析】基因的分离定律的实质:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、依据杂交过程和电泳条带可知,绿茎植株只具有一个条带,说明绿茎为纯合子,为隐性性状,A正确;
B、利用4号染色体上特异SSR进行PCR扩增,然后进行电泳,依据电泳结果可知,F2中绿茎电泳结果和亲本绿茎一致,说明绿茎基因M/m位于4号染色体,B正确;
C、若少数绿茎植株扩增后出现两个条带,则说明F1在形成配子的过程中,茎的颜色基因与SSR标记之间发生了交叉互换,形成了同时含绿茎基因和紫茎亲本SSR标记的配子,即可能发生了基因重组,C正确;
D、不考虑其他变异,若选F2中全部紫茎植株进行检测,电泳结果有两种类型(MM对应紫茎亲本的电泳条带、Mm对应F1的电泳条带)且比例为1:2,D错误。
故选D。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
17. 辣椒是重要的经济作物,因其独特的辣味而深受人们的喜爱。辣椒光合作用受内外多种因素的影响,为提高产量,科学家们用辣椒苗做了相关实验,结果如图所示,请回答下列问题:
(1)本实验探究的是温度对辣椒苗光合作用的影响,实验中需控制的无关变量有_________(至少写2个)。
(2)据图可知,光照条件下,辣椒苗约在_________(填“25℃”“35℃”或“45℃”)时生长速率最快。
(3)在辣椒地中施加农家肥,可以提高辣椒产量,原因是农家肥中的有机物通过分解者的分解作用,能为辣椒苗提供_________等,有利于辣椒的生长。在辣椒地中耕也可以提高辣椒产量,中耕是指在作物生产期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用是_______。
(4)辣椒果实中的有机物主要来自于辣椒叶片的光合作用,科学家发现,如果辣椒叶片中的有机物不能及时输送出去,其光合作用速率将会降低。请以该种已经结果的辣椒苗为材料,在原有实验的基础上设计简便的实验来验证这一结论。要求写出实验思路和预期结果。
实验思路:________。
预期结果:________。
【答案】(1)光照强度、二氧化碳浓度、空气湿度、辣椒植株大小等
(2)25℃ (3) ①. 二氧化碳 、无机盐 ②. 减少杂草对资源的竞争,促进根细胞的有氧呼吸,有利于根对矿质元素的吸收
(4) ①. 将生长状况相似且已经结果的辣椒植株随机分成两组,对照组在适宜条件下培养,实验组摘除辣椒果实,在相同条件下培养,检测两组叶片的氧气释放速率 ②. 实验组叶片的氧气释放速率低于对照组
【解析】
【分析】影响光合作用的主要外界因素有光照强度、CO2浓度和温度等,光合作用过程分为光反应和暗反应,光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi,所以光反应和暗反应是紧密联系、缺一不可的整体。
【小问1详解】
本实验研究的是温度对呼吸速率和净光合速率的影响,即自变量是温度,因变量是呼吸速率和净光合速率,其它均为无关变量,那么本实验的无关变量有环境中二氧化碳的浓度、光照强度、空气湿度、辣椒植株大小等。
【小问2详解】
生长速率应该看净光合速率,也就是光下氧气的释放速率,从图中可看出25℃时最大。
【小问3详解】
在辣椒地中使用农家肥能有效提高辣椒产量,农家肥中的有机物被微生物分解成无机物,其中无机盐能被植物吸收利用,二氧化碳能被植物用于光合作用,因而有利于植物生长,进而提高了产量。中耕包括去除杂草和松土两项措施,杂草与辣椒苗竞争阳光、水分、无机盐和二氧化碳等资源,去除杂草可以减少杂草对资源的竞争,使辣椒苗获得更多的资源,从而有利于辣椒苗的生长。松土可以增加土壤中的氧气含量,促进根细胞的有氧呼吸,为根吸收矿质元素等生命活动提供更多的能量,有利于根对矿质元素的吸收,进而促进辣椒的生长,故中耕对作物的作用是减少杂草对资源的竞争,促进根细胞的有氧呼吸,有利于根对矿质元素的吸收。
【小问4详解】
实验的关键是控制自变量,根据题意,该实验的自变量是摘除辣椒果实和不摘除辣椒果实,因变量是光合速率,可以通过检测氧气的释放速率表示光合速率,其它无关变量保持相同且适宜。那么设计实验如下:将生长状况相似且已经结了辣椒果实的辣椒植株随机分成两组,对照组在适宜条件下培养,实验组摘除辣椒果实,在相同条件下培养,检测两组叶片的氧气释放速率。根据题意,辣椒果实中的有机物主要来自于辣椒叶片的光合作用,科学家发现,如果辣椒叶片中的有机物不能及时输送出去,其光合作用速率将会降低。因此预期实验结果:实验组叶片的氧气释放速率低于对照组。
18. 我国科学家以经典的视网膜—视顶盖突触为模型,运用在体双光子长时程成像,发现了发育早期突触生成速率存在昼夜节律性。请回答下列问题:
(1)昼夜节律通常受到外界光照环境影响并以24小时为周期进行变化,人脑中_______可控制生物节律。突触的结构包括_______。
(2)研究表明突触数量的增长速率存在白天快、夜晚慢的昼夜变化。这一变化现象在亮、暗光照处理一段时间后转入持续亮或持续暗的条件,或者经过反向的暗、亮光照条件处理后都能保持,这说明突触生成率与_______无关。
(3)食欲素是下丘脑神经细胞分泌的一种激素,因可以促进进食而得名,进一步研究发现突触生长速率的节律性在下丘脑食欲素神经系统功能阻断后消失,这说明_______。下丘脑合成的激素还有_______(至少答出两点)。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 突触前膜、突触间隙和突触后膜
(2)昼夜变化(外界环境变化、光照周期性变化)
(3) ①. 突触生长速率的节律性受下丘脑食欲素神经系统的调节 ②. 抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素等
【解析】
【分析】1、生物节律调节:下丘脑是控制生物节律的关键脑区,体现神经系统对生物节律的调控作用。
2、突触由突触前膜、突触间隙、突触后膜构成,是神经元间信息传递的结构基础。
【小问1详解】
人脑中的下丘脑可控制生物节律。突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
【小问2详解】
根据题意可知,突触数量的增长速率存在白天快、夜晚慢的昼夜变化。这一变化现象在亮暗光照处理一段时间后转入持续亮或持续暗的光照条件,或者经过反向的暗亮光照条件处理后都能保持,说明突触生成率与昼夜变化(外界环境变化、光照周期性变化)无关。
【小问3详解】
因为突触生长速率的节律性在下丘脑食欲素神经系统功能阻断后消失,所以说明突触生长速率的节律性受下丘脑食欲素神经系统的调节。下丘脑合成的激素还有抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素等。
19. 草原生态系统在调节气候、防止土地被风沙侵蚀方面起着重要作用。由于过度放牧与过度开垦,青藏高原草地不断退化,草畜矛盾日趋严重,限制了高原畜牧业的可持续发展。请回答下列问题:
(1)草地在受到牲畜轻度采食后,再生能力会增强,尽可能减缓其种群数量的下降,这体现了生态系统具有_______稳定性。重度放牧会导致草地退化,因此在放牧时,应_______,以实现草地的可持续发展。
(2)草原生态系统在调节气候、防止土地被风沙侵蚀方面起着重要作用,此外,大草原的美景还吸引了众多文人墨客,写出了“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊”等语句,这体现了生物多样性的_______价值。
(3)过度放牧会导致草原沙漠化,促使草原的优势物种由草本植物转变为灌木。灌木丛产生的枯枝落叶较多,但土壤中的腐殖质却比周围草地的少,从生物因素角度分析,出现该现象的原因是_______。
(4)春季牧草返青期是植被生长较为脆弱的时期,通常采用_______(填“春季休牧”或“春季放牧”)的措施保护草原生态系统,原因是_______。
【答案】(1) ①. 抵抗力 ②. 合理确定载畜量 (2)间接价值和直接
(3)灌木使草本植物大量减少,土壤中分解者(微生物)数量减少,分解作用减弱
(4) ①. 春季休牧 ②. 减少牲畜对牧草的采食,有利于牧草的生长和恢复
【解析】
【分析】生物多样性的价值是多方面的,直接价值为人类提供了物质和精神需求,间接价值维持了生态系统的稳定和平衡,潜在价值则为人类未来的发展提供了无限可能。保护生物多样性,就是保护人类自身的生存和发展基础。
【小问1详解】
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力,叫做抵抗力稳定性。草地在受到牲畜轻度采食后,能通过增强再生能力减缓种群数量下降,这体现了生态系统抵抗外界干扰的能力,即抵抗力稳定性。为实现草地的可持续发展,在放牧时应合理确定载畜量,避免过度放牧。
【小问2详解】
草原生态系统调节气候、防止土地风沙侵蚀,这体现了生物多样性的间接价值;大草原美景吸引文人墨客,这体现了生物多样性的直接价值。所以这里体现了生物多样性的间接价值和直接价值。
【小问3详解】
过度放牧导致草原沙漠化,优势物种转变为灌木后,土壤中腐殖质比周围草地少。从生物因素角度看,是因为灌木使草本植物大量减少,土壤中分解者(微生物)数量减少,分解作用减弱,所以腐殖质减少。
【小问4详解】
春季牧草返青期植被生长脆弱,通常采用春季休牧的措施。因为春季休牧可以减少牲畜对牧草的采食,有利于牧草的生长和恢复,从而保护草原生态系统。
20. 某种细菌感染植物后可导致植物死亡,甲植物的细胞核基因具有抗该种细菌感染的效应,乙植物的细胞质基因具有高产效应。为获得具备优良特性的杂种植株,某研究人员进行了如下实验,①~④表示相关过程或操作。回答下列问题:
(1)过程①可用_______酶去除细胞壁获得原生质体。从细胞结构的角度分析,对甲原生质体A1和乙原生质体B1进行“失活处理”的部分分别是_______。
(2)过程②可代表人工诱导原生质体融合,常用的化学方法是_______。
(3)过程③称为_______,过程③诱导形成愈伤组织一般_______(填“需要”或“不需要”)光照。如下表表示不同浓度的2,4-D和6-BA组合对杂种细胞形成愈伤组织的影响(诱导率),据表分析诱导杂种细胞形成愈伤组织的最佳激素配比浓度为_______。
处理
激素浓度(mg/L)
诱导率/%
2,4-D
6-BA
1
3.0
0
52.1±2.2
2
5.0
0
55.2±2.1
3
3.0
0.1
42.4±1.9
4
5.0
0.1
46.9±2.0
5
7.0
0.1
38.6±1.4
6
3.0
0.34
43.7±2.8
【答案】(1) ①. 纤维素酶和果胶 ②. 细胞质、细胞核
(2)用聚乙二醇(PEG)处理
(3) ①. 脱分化 ②. 不需要 ③. 2,4-D浓度5.0mg/L、6-BA浓度0
【解析】
【分析】1、去除细胞壁:植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成,利用纤维素酶和果胶酶可去除细胞壁获得原生质体,这是植物体细胞杂交的第一步,依据的是酶的专一性;
2、原生质体融合:人工诱导原生质体融合常用化学方法聚乙二醇(PEG)融合法,此外还有物理方法如离心、振动、电激等。融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。
【小问1详解】
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。甲植物的细胞核基因具有抗该种细菌感染的效应,乙植物的细胞质基因具有高产效应,为了使杂种细胞具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因,对甲原生质体A1进行“失活处理”的部分是细胞质,对乙原生质体B1进行“失活处理”的部分是细胞核。
【小问2详解】
人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用聚乙二醇(PEG)处理。
【小问3详解】
过程③称为脱分化,在脱分化形成愈伤组织的过程中一般不需要光照,因为光照可能会诱导细胞分化,不利于愈伤组织的形成。从表格数据可以看出,当2,4-D浓度为5.0mg/L、6-BA浓度为0时,诱导率最高55.2±2.1,所以诱导杂种细胞形成愈伤组织的最佳激素配比浓度为2,4-D浓度5.0mg/L、6-BA浓度0。
21. 某真菌的W基因可编码一种高效降解纤维素的酶,已知图中W基因转录方向为从左往右。为了使细菌产生该酶,以图甲中质粒为载体,进行转基因。不同限制酶的识别序列及切割位点如下表所示。请回答下列问题:
限制酶
BamH I
EcoR I
Mfe I
Kpn I
Hind Ⅲ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
G↓AATTC
C↓AATTG
GCTAC↓C
A↓AGCTT
(1)限制酶主要是从_______中分离纯化出来的。应使用限制酶____切割图甲中质粒,使用限制酶____切割图乙中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(2)质粒中启动子的作用是______________________________,若将正确构建的基因表达载体用MfeⅠ切割,将产生__________种不同长度的DNA片段。
(3)W基因转录的模板链是_______(填“甲链”或“乙链”),利用PCR技术对W基因进行扩增的原理是____________,子链的延伸方向是______。
(4)研究人员欲对W基因的mRNA进行RT-PCR,已知其mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…(中间序列)…GUCGACUCG-3'。为了便于将扩增后的基因与酶切后的载体正确拼接成功构建成重组质粒,用于PCR扩增的引物应为_______。
A. 5'-TGAACGCTA… B. 5'-CGAGTCGAC…
C. 5'-GAATTCTGA… D. 5'-AAGCTTCGA…
(5)研究人员在以上基础上,欲通过改造W基因的结构来提高该酶的热稳定性,这项工作属于_________工程的范畴,该工程常用到______________技术来进行碱基的替换。
【答案】(1) ①. 原核生物(细菌) ②. Mfe I、Hind Ⅲ ③. EcoR I、Hind Ⅲ
(2) ①. RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA ②. 1
(3) ①. 乙链 ②. DNA半保留复制(DNA的热变性) ③. 5'→3' (4)CD
(5) ①. 蛋白质 ②. 基因的定点突变
【解析】
【分析】一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。
【小问1详解】
限制酶主要是从原核生物分离纯化出来的。根据题图信息“图中W基因转录方向是从左往右”、“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在W基因左侧,终止子应在W基因右侧,W基因右侧只能用HindⅢ切割,W基因左侧有BamHI、KpnI、EcoRI三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶MfeI、HindⅢ切割图中质粒,使用限制酶EcoRI(切割出的黏性末端与MfeI相同)、HindⅢ切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒,因为限制酶MfeI和限制酶EcoRI切割露出相同的粘性末端。
【小问2详解】
质粒中启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA。若将正确构建的基因表达载体用MfeⅠ切割,MfeⅠ仅能识别W基因中的MfeⅠ限制酶识别位点,故将产生1种不同长度的DNA片段。
【小问3详解】
W基因转录方向是从左向右,mRNA链的合成方向为5'→3',与乙链从左向右3'→5'互补,故W基因转录的模板链是乙链。利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA半保留复制,子链延伸方向为5'→3'。
【小问4详解】
已知其mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…(中间序列)…GUCGACUCG-3'。则模板链序列为3'-ACTTGCGAT…(中间序列)…CAGCTGAGC-5',非模板链序列为5'-TGAACGCTA…(中间序列)…GUCGACUCG-3',引物与模板链的3'端结合,同时为保证扩增后的基因与酶切后的载体正确拼接,引物的5'端应添加相应限制酶识别序列,所以引物序列为5'-GAATTCTGA…、5'-AAGCTTCGA…,CD正确,AB错误。
故选CD。
【小问5详解】
研究人员在以上基础上,欲通过改造W基因的结构来提高该酶的热稳定性,这项工作属于蛋白质工程的范畴,该工程常用到基因的定点突变技术来进行碱基的替换。
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