精品解析:2025届湖南省长沙市雅礼中学高三下学期一模生物试题
2025-08-11
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 长沙市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.36 MB |
| 发布时间 | 2025-08-11 |
| 更新时间 | 2026-03-05 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53423649.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
雅礼中学2025届模拟试卷(一)
生物学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 科学家通过蛋白质工程改造绿色荧光蛋白(GFP)的氨基酸序列,成功开发出能发出不同颜色的荧光蛋白。荧光蛋白的荧光颜色主要由其核心生色团决定,非生色团区域的改变一般不改变光谱特性。下列叙述中正确的是( )
A. 改变GFP的氨基酸种类或数目必然会导致荧光颜色发生变化
B. 荧光蛋白的荧光颜色差异的直接原因是控制其合成的基因碱基序列不同
C. 若在GFP氨基酸序列的中间插入一个氨基酸,肽键数目会增加1个
D. 改造GFP的过程需破坏氨基酸之间的肽键以替换特定氨基酸
2. 细胞核基因控制合成的蛋白质以非折叠状态进入线粒体,其具体过程如下图所示。下列叙述中错误的是( )
A. 前体蛋白质由游离型核糖体合成后通过蛋白转运体穿过线粒体内、外膜
B. 非折叠状态的蛋白质进入线粒体的过程需要利用膜的流动性这一特性
C. 信号序列引导前体蛋白与受体蛋白结合与受体蛋白的特异性识别有关
D. 线粒体的生长除了需要新合成的蛋白质,还需高尔基体合成的脂质
3. 小分子溶质或者离子通过载体蛋白或通道蛋白进行跨膜运输的过程如下图所示。下列叙述中错误的是( )
A. 载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白,在细胞膜、核膜和细胞器膜中广泛分布
B. 载体蛋白介导的物质运输方式是主动运输或协助扩散,而通道蛋白介导的是协助扩散
C. 有些载体蛋白空间结构和活性的变化与其磷酸化和去磷酸化有关
D. 载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,分子或离子通过时不需与其结合
4. 科研人员得到4科浅红眼的果蝇突变体甲、乙、丙和丁,将它们分别与野生型红眼果蝇进行杂交实验,结果如下表所示。
组别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
亲本果蝇
雌性
甲
乙
丙
丁
甲
雄性
野生型
野生型
野生型
野生型
乙
以下对实验结果与结论的讨论,对应正确的是( )
A. 若Ⅰ、Ⅱ组的F1果蝇均为红眼,说明甲、乙突变基因均为常染色体上的显性基因
B. 若Ⅲ、Ⅳ组仅F1所有雄果蝇与母体性状一致,说明丙、丁突变基因均为于X染色体上
C. 若Ⅴ组的F1果蝇均表现为浅红眼,说明甲、乙突变基因一定是非等位基因
D. 若Ⅴ组的F1果蝇均表现为红眼,说明甲、乙突变基因是位于两对常染色体上的非等位基因
5. 下图所示的变异导致某病的发生(字母表示染色体片段),下列叙述中正确的是( )
A. 染色体中发生的片段互换使D、F位置发生交换,该变异属于基因重组
B. 该变异导致基因的数目和排列顺序改变,故该病属于多基因遗传病
C. 该变异涉及非同源染色体片段的重接,可用光学显微镜观察确认
D. 患者染色体仅发生了碱基对的缺失,导致基因结构发生改变
6. 巴斯德将感染了狂犬病毒的兔神经组织制成匀浆,每天取一部分给健康家兔注射。开始几天被注射的家兔都会发病,但随着匀浆放置时间的延长,家兔发病的反应越来越弱,放置10~14天的匀浆失去使家兔患病的作用。如果再给这些被注射过期匀浆、没有发病的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆,家兔也不会发病。后来巴斯德通过将过期匀浆注射给一个被疯狗咬伤的男孩,连续注射十几天后,小男孩活了下来。下列叙述正确的是( )
A. 过期匀浆中含有灭活或减毒的狂犬病毒
B. 多次给男孩注射过期匀浆相当于注射大量抗体
C. 注射过期匀浆的男孩存活是因记忆T细胞将病毒清除
D. 过期和新鲜病兔神经组织匀浆的区别是抗原的种类不同
7. 某种病原体能分泌细胞分裂素类调节剂,钻天杨由于受到该种病原体的侵袭,侧芽生长失控,导致形成大量侧枝,影响其成“材”。下列叙述错误的是( )
A. 该现象说明细胞分裂素类调节剂能解除植物的顶端优势
B. “侧芽生长失控”是因为该部位生长素与细胞分裂素类调节剂的比值增大
C. 正常生长的钻天杨侧芽生长受抑制是因为侧芽处生长素含量过高
D. 该细胞分裂素类调节剂不是能调节植物生长发育的植物激素
8. 群落结构形成的非平衡说认为:组成群落的物种始终处在不断变化之中,自然界中的群落不存在全局稳定性。下图表示两个互相竞争的种群的种群密度在不同环境因素下的变化。根据非平衡说,分析下列叙述错误的是( )
A. 若环境条件稳定且持续足够长时间,可能会使某种生物由于种间竞争被淘汰
B. 若环境条件改变但相隔时间较长,则群落的物种组成会发生改变
C. 若环境变化比较频繁,一种生物不足以淘汰另一种生物,则二者可共存
D. 与变化频繁的环境相比,稳定环境中生态系统的稳定性更高
9. 褐飞虱是危害水稻的害虫,其天敌是稻虱缨小蜂。为研究抗虫水稻的挥发物是否会影响褐飞虱对非抗虫水稻的危害,研究人员利用图1所示的装置开展了实验。实验组:A侧放置褐飞虱,几天后,将B侧水稻取出,以其作为气味源进行实验,得到图2所示结果。下列说法正确的是( )
A. 实验中对照组的A、B两侧应分别放置非抗虫水稻和抗虫水稻
B. 稻虱缨小蜂的存在有利于稻田进行物质循环,但是会危害水稻
C. 实验结果说明抗虫水稻的挥发物会吸引稻虱缨小蜂,驱赶褐飞虱
D. 可利用抗虫水稻的挥发物对非抗虫水稻田中的褐飞虱进行化学防治
10. 科研人员先在12个固体培养基上各涂以数目相等(约5×104个)的对T1噬菌体敏感的大肠杆菌,经5h培养后,平板上长出大量的微菌落(约5100个细胞/菌落)。取其中6个(A组)直接喷上T1噬菌体,另6个(B组)则先用灭菌后的涂布器把平板上的微菌落重新均匀涂布一遍,然后喷上等量T1噬菌体。培养后计算这两组平板上形成的抗T1噬菌体的菌落数。结果发现,A组长出28个菌落,B组长出353个菌落。下列说法正确的是( )
A. 该实验通过等比稀释的操作对微菌落进行计数
B. B组中所使用的培养基为选择培养基
C. B组的涂布使单个抗T1噬菌体自发突变大肠杆菌形成一个菌落的概率增加
D. 该实验证明重新涂布后再喷T1噬菌体导致了抗性突变大量发生
11. 科学家从糖尿病患者体内提取单核细胞,通过转入特定基因重编程为iPS细胞,并将其在体外诱导分化成胰岛组织,移植回患者体内,成功治愈该患者。TRPC/Ca2+通道开放可提高细胞内Ca2+水平,进而调节iPS细胞的分化。另有研究报道,细胞内的蛋白激酶C(PKC)可促进iPS细胞的分化。为进一步探究其作用机制,研究人员采用PKC激活剂(PMA)和PKC抑制剂(Bis-1)处理iPS细胞,检测细胞内的Ca2+水平,结果如下表所示。综上分析,下列相关叙述错误的是( )
组别
处理方式
实验结果
第一组
PMA处理iPS细胞
Ca2+水平未增加
第二组
Bis-1处理iPS细胞
Ca2+水平增加
A. 该项技术对1型糖尿病的治疗具有良好的应用前景
B. 利用单核细胞制备iPS细胞涉及动物细胞培养和基因工程技术
C. PKC可能是通过抑制TRPC/Ca2+通道的开放进而诱导iPS细胞分化
D. 糖尿病患者往往呈现多尿症状,血液中抗利尿激素水平较低
12. 双脱氧测序法是第一代DNA测序方法。在4支试管中分别加入4种dNTP和少量的1种ddNTP进行PCR,再把PCR产物变性,利用电泳进行分离,根据结果确定特定碱基的位置。通过该方法测定并比较某疾病患者与对照个体DNA模板链的一段碱基序列,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
注:dNTP是PCR的四种原料;双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)有ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTP四种;在DNA聚合酶作用下,ddNTP与dNTP竞争核苷酸链延长位点,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为dATP,继续延伸。
A. 上述PCR反应体系中模板链需要足够多 B. 患者该段序列中某位点的碱基C突变为T
C. 5'-TAGTGCCCATC-3'为对照个体的一段序列 D. 沿电泳方向,核苷酸链长度逐渐减小
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或多个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全得2分,选错0分。)
13. 线粒体分裂主要发生在进行分裂的细胞中,需要动力相关蛋白Drpl酶的参与(核基因编码,发挥作用时会从细胞质基质转移到线粒体表面)。蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1蛋白发生磷酸化,进而抑制其活性,使得线粒体处于功能更强的长杆状。而RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的磷酸化,增强其活性,使线粒体过度分裂,体积减小呈球形(如下图),进而抑制其氧化功能。研究还发现肥胖个体的脂肪细胞中更容易出现体积减小的碎片化线粒体。结合相关信息,下列相关叙述错误的有( )
A. Drp1蛋白的合成起始于游离的核糖体,需要经过内质网和高尔基体的修饰加工才能发挥功能
B. 碎片化的线粒体可以进一步通过溶酶体参与的自噬作用清除,降解产物均能被细胞重新利用
C. 与未分裂的细胞相比,进行分裂的细胞中蛋白磷酸化酶PP2Aa活性降低
D. 可开发RalA酶的激活剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者的代谢问题
14. 酶X是合成乙烯的关键酶,由X基因控制合成。将人工合成的X基因反向接在DNA启动子之后,构成反义X基因。若将反义X基因和抗冻基因1次或2次插入并整合到番茄细胞染色体上,培育获得的转基因植株单株N1、N2和N3自交后代的表型及比例如表所示(注:寒冷环境中不抗冻个体无法生存,假定每个植株繁殖力一致)。下列叙述正确的是( )
转基因植株
自交后代(F1)的表现型及比例
耐贮存抗冻
耐贮存不抗冻
不耐贮存抗冻
不耐贮存不抗冻
N1
99
7
7
0
N2
106
0
0
7
N3
109
53
53
0
A. 田间观察,当同期栽植的正常番茄果实仍为黄绿色时,转基因果实已经成熟变红
B. 在植株N1中,反义X基因和抗冻基因各有2个,能够产生4种类型的配子
C. 若取植株N2自交后代F1中不同性状植株相互交配,则F2中不耐贮存不抗冻占1/5
D. 将转基因植株种植在寒冷环境下,若植株N3连续自交2代,则F2中耐贮存抗冻占1/3
15. 下图为某地区2015~2022年相关统计数据及确定的水资源生态足迹模型,绘制出了2015~2022年的农业、工业和生态用水的水资源生态足迹,如图所示,下列有关说法错误的是( )
A. 绿色出行、节水节能、多食蛋白含量高的牛肉等生活方式会缩小生态足迹
B. 相比2015年,2022年的生态足迹更高,其生态赤字更大
C. 2018年该区域的水资源生态承载力虽然最低,但也有可能出现了生态盈余
D. 一般来说,生态系统维持生态平衡能力越强,生态承载力越大
16. 赤霉素能够在植物的不同组织之间运输,形成浓度梯度,对快速生长的器官至关重要。NRT1/PTR家族(NPF)蛋白和SWEET家族蛋白参与赤霉素的运输和摄取。赤霉素通过与受体(GID1)结合进而促进DELLA蛋白的降解来激活赤霉素信号,DELLA蛋白在无赤霉素时会抑制赤霉素信号。下列说法正确的是( )
A. NRT1/PTR家族(NPF)蛋白和SWEET家族蛋白介导的赤霉素的运输是主动运输
B. 赤霉素一旦与受体(GID1)结合就会被立即灭活以防其持续发挥作用
C. 与正常植株相比,赤霉素合成缺陷株胞内DELLA蛋白含量低,表现为矮化
D. 敲除芦苇的DELLA基因,有望提高其纤维长度,为造纸厂提供优质原料
三、非选择题(共5大题,共60分。)
17. 盐碱地种植水稻是一项实现盐碱地资源高效利用的有力措施。水稻是一种盐敏感型作物,盐碱胁迫会抑制水稻的生长。科研人员探究了盐碱胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应,结果如下表所示。
处理
叶绿素含量/(mg/g)
净光合速率/
[μmol/(m2·s)]
气孔导度/
[μmol/(m2·s)]
胞间CO2浓度/
(μL/L)
叶绿素a
叶绿素b
对照
2.52
024
36.11
1495.16
303.55
盐碱处理
1.48
0.12
18.94
1025.03
317.62
请分析相关信息,回答下列问题:
(1)为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量,在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有_______。若用纸层析法对色素进行分离,滤纸条上_______(填颜色)的色素带最宽。
(2)逆境条件下,植物净光合速率下降的原因有气孔限制因素和非气孔限制因素,由气孔导度下降影响了CO2的固定速率导致的净光合速率下降称为气孔限制因素,否则为非气孔限制。据表格分析,盐碱处理条件下,导致水稻净光合速率降低的因素属于_______(填“气孔”或“非气孔”)限制因素,并分析净光合速率下降的主要原因是________。
(3)已知植物体内的一种激酶(TOR)的活性受光合作用的影响,TOR可进一步促进蛋白质的合成,加快代谢和植物的生长。为确定光合作用与TOR活性的关系,研究者对正常光照条件下的某植物进行黑暗处理12小时后,再次进行光照处理,实验结果如图1所示,据图可推测出_______。
注:RPS6与P-RPS6分别为去磷酸化和磷酸化的某蛋白质;P-RPS6/RPS6值越大,表明TOR活性越强;GLA是一种暗反应抑制剂。
(4)近期,科研团队开发出耐盐碱的海水稻,能在土壤盐分为3%~12%、pH为8以上的中重度盐碱地生长。据所学知识,结合图2中海水稻耐盐碱性相关的生理过程,下列相关叙述正确的选项有_______。
A. 海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分
B. 海水稻根细胞分泌抗菌蛋白需要转运蛋白协助,体现了细胞膜具有一定的流动性
C. 海水稻根细胞可以通过SOS1和NHX两种通道蛋白将细胞质基质中积累的Na+进行转移
D. 海水稻根尖细胞可以通过主动运输的方式将H⁺跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱
18. 研究者利用一种紫色籽粒玉米品系与无色籽粒玉米品系进行杂交实验,实验过程及结果如图1所示。为研究花斑性状出现的原因,研究者进行了系列实验。
(1)利用F2代花斑籽粒玉米进行测交实验,发现后代中超过10%的玉米籽粒颜色为紫色,该现象不可能是由于发生了基因突变,原因是________。
(2)针对花斑性状的这种“不稳定性”,有学者提出决定玉米籽粒颜色的基因(A/a)中存在一种移动因子,可以插入到基因中,也可以从基因中切离,该因子的移动受到另一对等位基因(B/b)控制。因此花斑性状产生的原因是玉米发育过程中进行_______分裂时,B基因的存在使得a基因中的移动因子随机切离,恢复为A基因,这一事件在发育过程越早的时期,紫斑越大。类似地,测交实验后代中出现紫色性状的原因是________。
(3)研究者发现上述测交实验中恢复为紫色籽粒的玉米中,又出现了一些籽粒无色、凹陷、非蜡质的新表型(图2a)。经研究,决定籽粒颜色、性状、蜡质的基因均位于9号染色体上(图2b)。由此,研究者提出切离的移动因子可能会插入其他位置,并从其他位置切离导致染色体断裂。根据该推测,请在图2b中画出移动因子插入、切离的位置________。
(4)科学家发现的移动因子可以导致频繁的_______(变异类型),从而为育种提供丰富的材料。根据以上信息,可以设计基于移动因子的育种基本思路:①选择的_______品种进行杂交;②将_______的植株留种。
19. 腺苷作为一种内源性嘌呤核苷,主要通过结合G蛋白耦联的ARs并激活而起作用。ARs主要位于肝脏细胞。由G蛋白耦联受体介导的环化—磷酸腺苷—蛋白激酶A(cAMP-PKA)信号通路,可以通过调节细胞内的生物活性反应达到平衡状态。相关过程如图,请回答下列问题:
(1)健康人空腹血糖浓度为_______mmol/L。
(2)据图分析,在饥饿状况下,机体维持血糖平衡的调节方式是_______,此状态下,图中C处肾上腺素量比B处_______(填“高”或“低”),理由是________。
(3)图中ATP对酶P的活化起的具体作用是________。
(4)糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与图中信号分子X具有_______(填“协同”或“相抗衡”)作用。
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_______。
A. 长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B. 立即停药可致体内糖皮质激素不足
C. 停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D. 逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
20. 长江流域是我国重要的生态廊道,20世纪50年代以来,捕鱼及水利工程等人类活动对长江生态系统产生了显著影响。长江流域的江豚种群数量与鱼类资源变化密切相关,下图为长江鱼类数据和江豚数量的历史变化及预期变化。江豚是一种哺乳动物,食物包括青鳞鱼、鳗鱼、鲈鱼等多种鱼类。请结合图回答以下问题。
(1)影响长江江豚种群密度的因素有( )
A. 迁入率和迁出率 B. 出生率和死亡率
C. 食物资源量 D. 栖息环境质量
(2)长江生态系统的结构包括_______。为不影响该流域江豚的生活,科研人员调查其种群密度时,可采用截线抽样法、声学监测法、照片识别法等调查方法调查。在1960年至1980年的“江湖阻隔”时期,调查发现,江豚种群数量显著下降。请结合生态学知识分析可能的原因是________(答一点即可)。
(3)2021年启动的“十年禁渔”政策实施后,预测在2021—2050年间,江豚的种群数量变化曲线为?请在下图画出________。
(4)若要在“禁渔期后”(2031—2050年)维持江豚种群的稳定增长,除禁渔措施外还可采取哪些合理的措施?_________(答一点即可)。
(5)下图为“十年禁渔”期间调查到该流域的能量流动模式图[数据代表能量值,部分数据未标注,单位kJ/生物(m2·a)],请计算能量在第二营养级和第三营养级间的传递效率约为_______%(保留1位小数)。
21. 抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽,与传统抗生素相比具有无药残、不易产生耐药性等特点,是抗生素理想的替代品,具有广谱抗细菌活性,在医学和饲料企业中具有重要应用价值。研究人员根据抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列,人工设计并合成了抗菌肽AD基因,然后利用酵母菌发酵生产抗菌肽AD。请回答下列问题。
注:K为赖氨酸,A为丙氨酸,M为甲硫氨酸(5'-AUG-3'),起始密码子为5'-AUG-3',终止密码子为5'-UAA-3'。Leu+为控制亮氨酸合成的基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因,氨苄青霉素通过干扰细菌细胞壁的合成发挥作用;0为复制原点。
(1)由抗菌肽AD的氨基酸序列可推得多种不同序列的AD基因,原因是_______________。
(2)研究人员在人工合成AD基因后,为了使AD基因与pC穿梭质粒正确连接,设计了引物P1(由12个脱氧核苷酸组成的正向引物,结合在AD基因的上游)和P2(由18个脱氧核苷酸组成的反向引物,结合在AD基因的下游),通过PCR扩增AD基因,然后与pC穿梭质粒连接形成重组质粒。据图推测引物P1的碱基序列为5'-___________-3'。在P2引物中,除了构建相应限制酶的识别序列外,还构建了2个终止密码子的编码序列,以保证翻译过程的顺利进行,推测引物P2的碱基序列为5'-___________-3'。
(3)将构建的重组质粒导入酵母菌后,需要用选择培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析,与普通培养基相比,该选择培养基应不添加___________。
(4)通过上述筛选仍不能确定导入受体菌的是pC穿梭质粒还是AD基因的重组质粒,可采用________________方法(填一种方法)做进一步鉴定。
(5)为提高抗菌肽活性,研究人员拟对其氨基酸序列进行一定的修饰和改造,该项技术需要通过___________工程来实现,直接操作的对象是___________。
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雅礼中学2025届模拟试卷(一)
生物学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 科学家通过蛋白质工程改造绿色荧光蛋白(GFP)的氨基酸序列,成功开发出能发出不同颜色的荧光蛋白。荧光蛋白的荧光颜色主要由其核心生色团决定,非生色团区域的改变一般不改变光谱特性。下列叙述中正确的是( )
A. 改变GFP的氨基酸种类或数目必然会导致荧光颜色发生变化
B. 荧光蛋白的荧光颜色差异的直接原因是控制其合成的基因碱基序列不同
C. 若在GFP氨基酸序列的中间插入一个氨基酸,肽键数目会增加1个
D. 改造GFP的过程需破坏氨基酸之间的肽键以替换特定氨基酸
【答案】C
【解析】
【详解】A、改变氨基酸种类或数目若发生在非生色团区域,可能不会影响荧光颜色,A错误;
B、荧光颜色差异的直接原因是荧光蛋白结构不同,而基因碱基序列不同是根本原因,B错误;
C、插入一个氨基酸会增加1个肽键,原肽链有n个氨基酸时含n-1个肽键,插入后变为n+1个氨基酸,肽键数为n,增加1个,C正确;
D、蛋白质工程通过修改基因指导新蛋白质合成,而非直接破坏肽键,D错误。
故选C。
2. 细胞核基因控制合成的蛋白质以非折叠状态进入线粒体,其具体过程如下图所示。下列叙述中错误的是( )
A. 前体蛋白质由游离型核糖体合成后通过蛋白转运体穿过线粒体内、外膜
B. 非折叠状态的蛋白质进入线粒体的过程需要利用膜的流动性这一特性
C. 信号序列引导前体蛋白与受体蛋白结合与受体蛋白的特异性识别有关
D. 线粒体的生长除了需要新合成的蛋白质,还需高尔基体合成的脂质
【答案】D
【解析】
【详解】A、核基因编码的线粒体蛋白,合成场所是细胞质游离核糖体,前体蛋白需通过线粒体外膜和内膜的转运体通道,跨越两层膜进入线粒体基质,A正确;
B、蛋白质是大分子,通过转运体时,转运体蛋白的构象变化(如通道开放或关闭)依赖膜的流动性(生物膜的基本特性),非折叠蛋白穿过膜的过程,本质是膜蛋白动态协作,需利用膜流动性,B正确;
C、前体蛋白的信号序列(如线粒体靶向序列)是 “身份标签”,线粒体外膜的受体蛋白可特异性识别该序列,介导前体蛋白与转运体结合。 这一过程依赖受体与信号序列的特异性识别(类似 “钥匙-锁” 机制),C正确;
D、线粒体膜的脂质主要由内质网合成(内质网是细胞脂质合成的 “车间” ),线粒体自身也可合成部分脂质(依赖自身基因和酶),但高尔基体不参与脂质合成(高尔基体主要加工分泌蛋白、合成植物细胞壁的纤维素等)。 因此,线粒体生长所需脂质与高尔基体无关,D错误。
故选D。
3. 小分子溶质或者离子通过载体蛋白或通道蛋白进行跨膜运输的过程如下图所示。下列叙述中错误的是( )
A. 载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白,在细胞膜、核膜和细胞器膜中广泛分布
B. 载体蛋白介导的物质运输方式是主动运输或协助扩散,而通道蛋白介导的是协助扩散
C. 有些载体蛋白空间结构和活性的变化与其磷酸化和去磷酸化有关
D. 载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,分子或离子通过时不需与其结合
【答案】D
【解析】
【详解】A、转运蛋白包含载体蛋白和通道蛋白,在细胞膜、核膜、细胞器膜(如线粒体膜、叶绿体膜)广泛分布,A正确;
B、载体蛋白可介导主动运输或协助扩散,而通道蛋白介导的是协助扩散,B正确;
C、像钠-钾泵这类载体蛋白,磷酸化和去磷酸化会改变其空间构象,实现离子转运,C正确;
D、载体蛋白转运时需要与被转运的分子、离子结合,结合后构象改变完成运输,D错误。
故选D。
4. 科研人员得到4科浅红眼的果蝇突变体甲、乙、丙和丁,将它们分别与野生型红眼果蝇进行杂交实验,结果如下表所示。
组别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
亲本果蝇
雌性
甲
乙
丙
丁
甲
雄性
野生型
野生型
野生型
野生型
乙
以下对实验结果与结论的讨论,对应正确的是( )
A. 若Ⅰ、Ⅱ组的F1果蝇均为红眼,说明甲、乙突变基因均为常染色体上的显性基因
B. 若Ⅲ、Ⅳ组仅F1所有雄果蝇与母体性状一致,说明丙、丁突变基因均为于X染色体上
C. 若Ⅴ组的F1果蝇均表现为浅红眼,说明甲、乙突变基因一定是非等位基因
D. 若Ⅴ组的F1果蝇均表现为红眼,说明甲、乙突变基因是位于两对常染色体上的非等位基因
【答案】B
【解析】
【分析】1、分离定律的实质:杂合子体内等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离,进入两个不同的配子,独立的随配子遗传给后代;
2、自由组合规律:当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。
【详解】A、若Ⅰ、Ⅱ组的F1果蝇均为红眼,说明甲、乙突变体与野生型杂交,显性性状为红眼,那么甲、乙突变基因均为隐性基因,而不是显性基因,A错误;
B、若Ⅲ、Ⅳ组仅F1所有雄果蝇与母体性状一致,即子代雄性的性状取决于母本,这是伴X染色体遗传的特点,说明丙、丁突变基因均位于X染色体上,B正确;
C、若Ⅴ组的F1果蝇均表现为浅红眼,说明甲、乙突变基因可能是等位基因,也可能是非等位基因,C错误;
D、若Ⅴ组的F1果蝇均表现为红眼,说明甲、乙突变基因是位于两对同源染色体(可以是两对常染色体,也可以是一对常染色体和一对性染色体等)上的非等位基因,因为只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律,才会出现这种结果,仅说两对常染色体不准确,D错误。
故选B。
5. 下图所示的变异导致某病的发生(字母表示染色体片段),下列叙述中正确的是( )
A. 染色体中发生的片段互换使D、F位置发生交换,该变异属于基因重组
B. 该变异导致基因的数目和排列顺序改变,故该病属于多基因遗传病
C. 该变异涉及非同源染色体片段的重接,可用光学显微镜观察确认
D. 患者的染色体仅发生了碱基对的缺失,导致基因结构发生改变
【答案】C
【解析】
【分析】1、染色体结构变异包括染色体的某一片段缺失引起变异、染色体中增加某一片段引起变异、染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异及染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,导致性状的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
2、据图可知,该病的发生是由于B片段缺失和D片段与F片段交换引起的。
【详解】A、观察可知,1号染色体中发生的片段互换是与非同源染色体(3号染色体)之间的互换,属于染色体结构变异中的易位,而基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换或非同源染色体上非等位基因的自由组合,所以该变异不属于基因重组,A错误;
B、该变异属于染色体结构变异,会导致基因数目和排列顺序改变,多基因遗传病是由两对以上等位基因控制的人类遗传病,该变异不属于多基因遗传病,B错误;
C、由图可知,该变异涉及非同源染色体(1号和3号染色体)片段的重接(易位),染色体变异在光学显微镜下可观察到,所以可用光学显微镜观察确认,C正确;
D、患者的染色体发生的是染色体结构变异(易位),不是碱基对的缺失,碱基对的缺失属于基因突变,D错误。
故选C。
6. 巴斯德将感染了狂犬病毒的兔神经组织制成匀浆,每天取一部分给健康家兔注射。开始几天被注射的家兔都会发病,但随着匀浆放置时间的延长,家兔发病的反应越来越弱,放置10~14天的匀浆失去使家兔患病的作用。如果再给这些被注射过期匀浆、没有发病的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆,家兔也不会发病。后来巴斯德通过将过期匀浆注射给一个被疯狗咬伤的男孩,连续注射十几天后,小男孩活了下来。下列叙述正确的是( )
A. 过期匀浆中含有灭活或减毒的狂犬病毒
B. 多次给男孩注射过期匀浆相当于注射大量抗体
C. 注射过期匀浆的男孩存活是因记忆T细胞将病毒清除
D. 过期和新鲜病兔神经组织匀浆的区别是抗原的种类不同
【答案】A
【解析】
【分析】病原体表面含有多种抗原,当病原体灭活或减毒后进入机体可引起免疫反应。
【详解】A、感染了狂犬病毒的兔神经组织制成匀浆,则匀浆中含有狂犬病病毒,过期后病毒全部或部分死亡,故过期匀浆中含有灭活或减毒的狂犬病毒,A正确;
B、多次给男孩注射过期匀浆相当于多次注射抗原,B错误;
C、注射过期匀浆的男孩存活是抗体将病毒清除,C错误;
D、过期和新鲜病兔神经组织匀浆抗原的种类相同,一个毒性强,一个毒性弱,D错误。
故选A。
7. 某种病原体能分泌细胞分裂素类调节剂,钻天杨由于受到该种病原体的侵袭,侧芽生长失控,导致形成大量侧枝,影响其成“材”。下列叙述错误的是( )
A. 该现象说明细胞分裂素类调节剂能解除植物的顶端优势
B. “侧芽生长失控”是因为该部位生长素与细胞分裂素类调节剂的比值增大
C. 正常生长的钻天杨侧芽生长受抑制是因为侧芽处生长素含量过高
D. 该细胞分裂素类调节剂不是能调节植物生长发育的植物激素
【答案】B
【解析】
【详解】A、病原体分泌的细胞分裂素类调节剂促进侧芽生长,解除顶端优势,A正确;
B、侧芽生长失控是由于细胞分裂素类物质促进生长,此时侧芽处生长素与细胞分裂素类调节剂的比值应减小而非增大,B错误;
C、正常钻天杨的侧芽因顶芽运输来的生长素积累导致浓度过高,抑制生长,C正确;
D、该调节剂由病原体分泌,并非植物自身产生的激素,属于植物生长调节剂,D正确。
故选B。
8. 群落结构形成的非平衡说认为:组成群落的物种始终处在不断变化之中,自然界中的群落不存在全局稳定性。下图表示两个互相竞争的种群的种群密度在不同环境因素下的变化。根据非平衡说,分析下列叙述错误的是( )
A. 若环境条件稳定且持续足够长时间,可能会使某种生物由于种间竞争被淘汰
B. 若环境条件改变但相隔时间较长,则群落的物种组成会发生改变
C. 若环境变化比较频繁,一种生物不足以淘汰另一种生物,则二者可共存
D. 与变化频繁的环境相比,稳定环境中生态系统的稳定性更高
【答案】D
【解析】
【分析】由左图可知,如果环境条件稳定且持续时间较长,可以使一种生物排斥另一种生物。由中图可知,在竞争中是否处于优势,主要取决于环境条件。由右图可知,由于环境的变化,具有竞争关系的两种生物能在同一环境中共存。
【详解】A、据左图可知,当环境条件稳定且持续足够长时间时,两种生物间会因种间竞争而淘汰在竞争中处于劣势的生物,A正确;
B、环境改变后,不同物种对新环境的适应能力、竞争优势不同。 若环境改变的 “间隔时间长”,物种有足够时间响应环境变化(如适应、淘汰、新物种入侵),群落物种组成会发生改变,B正确;
C、若环境变化比较频繁,一种生物无法在竞争中长时间处于优势,故不足以淘汰另一种生物,则二者可共存,C正确;
D、生物多样性与稳定性正相关,稳定环境中,种间竞争可能导致物种淘汰,生物多样性降低;而变化频繁的环境中,物种因竞争被 “打断” 而共存,生物多样性更高。 因此,变化频繁环境的生态系统(多样性高)抵抗力稳定性更强,稳定环境的生态系统(多样性低)稳定性反而更低,D错误。
故选D。
9. 褐飞虱是危害水稻的害虫,其天敌是稻虱缨小蜂。为研究抗虫水稻的挥发物是否会影响褐飞虱对非抗虫水稻的危害,研究人员利用图1所示的装置开展了实验。实验组:A侧放置褐飞虱,几天后,将B侧水稻取出,以其作为气味源进行实验,得到图2所示结果。下列说法正确的是( )
A. 实验中对照组的A、B两侧应分别放置非抗虫水稻和抗虫水稻
B. 稻虱缨小蜂的存在有利于稻田进行物质循环,但是会危害水稻
C. 实验结果说明抗虫水稻的挥发物会吸引稻虱缨小蜂,驱赶褐飞虱
D. 可利用抗虫水稻的挥发物对非抗虫水稻田中的褐飞虱进行化学防治
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息,利用生态系统信息传递的功能防治害虫的方法属于生物防治法。
【详解】A、该实验的自变量为是否有抗虫水稻的挥发物,结合图1实验组的操作可知,该实验的实验组中A、B两侧分别放置抗虫水稻和非抗虫水稻,则对照组的A、B两侧均放置非抗虫水稻,其他处理相同,体现实验遵循单一变量原则,A错误;
B、稻虱缨小蜂是水稻害虫褐飞虱的天敌,并不会危害水稻,B错误;
C、将B侧水稻取出,以其作为气味源,分别进行褐飞虱、稻虱缨小蜂的选择性实验,根据图2中的数量展示结果可说明抗虫水稻的挥发物会选择性地吸引稻虱缨小蜂,驱赶褐飞虱,C正确;
D、可利用抗虫水稻的挥发物对非抗虫水稻田中的褐飞虱进行生物防治,D错误。
故选C。
10. 科研人员先在12个固体培养基上各涂以数目相等(约5×104个)的对T1噬菌体敏感的大肠杆菌,经5h培养后,平板上长出大量的微菌落(约5100个细胞/菌落)。取其中6个(A组)直接喷上T1噬菌体,另6个(B组)则先用灭菌后的涂布器把平板上的微菌落重新均匀涂布一遍,然后喷上等量T1噬菌体。培养后计算这两组平板上形成的抗T1噬菌体的菌落数。结果发现,A组长出28个菌落,B组长出353个菌落。下列说法正确的是( )
A. 该实验通过等比稀释的操作对微菌落进行计数
B. B组中所使用的培养基为选择培养基
C. B组的涂布使单个抗T1噬菌体自发突变大肠杆菌形成一个菌落的概率增加
D. 该实验证明重新涂布后再喷T1噬菌体导致了抗性突变的大量发生
【答案】C
【解析】
【详解】A、题目中未提及等比稀释操作,仅描述涂布菌液后培养,直接喷噬菌体或重新涂布后喷噬菌体,A错误;
B、B组培养基未添加特殊成分,仅通过喷T1噬菌体筛选抗性菌落,培养基不是选择培养基,B错误;
C、A组中微菌落是聚集的,若一个微菌落内存在多个抗性突变体,它们会因位置重叠仅形成1个菌落,B组重新涂布后,抗性突变体被分散,每个均可独立形成1个菌落,因此,B组的涂布操作提高了单个抗性突变体形成菌落的概率,导致菌落数更多,C正确;
D、抗性突变是自发产生且发生概率极低,噬菌体仅起选择作用,不会诱导突变,B组菌落数增加是因分散后抗性菌独立成菌落,而非突变率提高,D错误。
故选C。
11. 科学家从糖尿病患者体内提取单核细胞,通过转入特定基因重编程为iPS细胞,并将其在体外诱导分化成胰岛组织,移植回患者体内,成功治愈该患者。TRPC/Ca2+通道开放可提高细胞内Ca2+水平,进而调节iPS细胞的分化。另有研究报道,细胞内的蛋白激酶C(PKC)可促进iPS细胞的分化。为进一步探究其作用机制,研究人员采用PKC激活剂(PMA)和PKC抑制剂(Bis-1)处理iPS细胞,检测细胞内的Ca2+水平,结果如下表所示。综上分析,下列相关叙述错误的是( )
组别
处理方式
实验结果
第一组
PMA处理iPS细胞
Ca2+水平未增加
第二组
Bis-1处理iPS细胞
Ca2+水平增加
A. 该项技术对1型糖尿病的治疗具有良好的应用前景
B. 利用单核细胞制备iPS细胞涉及动物细胞培养和基因工程技术
C. PKC可能是通过抑制TRPC/Ca2+通道的开放进而诱导iPS细胞分化
D. 糖尿病患者往往呈现多尿症状,血液中抗利尿激素水平较低
【答案】D
【解析】
【分析】分析题意,本实验目的是探究细胞内的蛋白激酶C(PKC)促进IPS细胞分化的机制,结合图表可知,实验的自变量是处理方式,因变量是Ca2+水平,据此分析作答。
【详解】A、胰岛素是机体中唯一降低血糖的激素,1型糖尿病因胰岛B细胞受损导致胰岛素缺乏,利用患者自身细胞重编程为iPS细胞并分化为胰岛组织移植,可避免免疫排斥,具有应用前景,A正确;
B、制备iPS细胞需将特定基因转入单核细胞(基因工程),并在体外培养(动物细胞培养),B正确;
C、分析表格可知,激活PKC(PMA处理)时Ca²⁺未增加,而抑制PKC(Bis-1处理)时Ca²⁺增加,说明PKC可能通过抑制TRPC/Ca²⁺通道开放(减少Ca²⁺内流)来促进iPS细胞分化,C正确;
D、糖尿病患者多尿是因高血糖导致尿液渗透压升高,肾小管重吸收水减少。此时血浆渗透压升高会促进抗利尿激素分泌以缓解脱水,故抗利尿激素水平应较高,而非较低,D错误。
故选D。
12. 双脱氧测序法是第一代DNA测序方法。在4支试管中分别加入4种dNTP和少量的1种ddNTP进行PCR,再把PCR产物变性,利用电泳进行分离,根据结果确定特定碱基的位置。通过该方法测定并比较某疾病患者与对照个体DNA模板链的一段碱基序列,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
注:dNTP是PCR的四种原料;双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)有ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTP四种;在DNA聚合酶作用下,ddNTP与dNTP竞争核苷酸链延长位点,以加入ddATP的体系为例:若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为dATP,继续延伸。
A. 上述PCR反应体系中模板链需要足够多 B. 患者该段序列中某位点碱基C突变为T
C. 5'-TAGTGCCCATC-3'为对照个体的一段序列 D. 沿电泳方向,核苷酸链长度逐渐减小
【答案】C
【解析】
分析】PCR技术:
(1)概念: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;
(2)原理:DNA复制;
(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)
(5)过程:
①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);②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、在进行序列时,模板量的数量需要足够多,以确保测序的准确性和可测性。如果模板DNA量不足,可能会导致测序结果不准确或无法进行,A正确;
B、患者的测序结果为5'-CTACCTGTGAT-3',对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3',对比患者和对照个体的测序结果可知,患者该段序列中某位点的碱基C突变为T,B正确;
C、依据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,如+ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3'终端碱基就是A。另外由于每个片段的起始点相同,但终止点不同,因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基;图示电泳方向为从上→下,即对应的DNA片段为长→短,则对应的DNA测序结果为3'→5',如对照个体的电泳结果最短的条带为+ddCTP泳道组的条带,则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C;因此对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3',C错误;
D、电泳时,产物的片段越大,迁移速率越慢,故据图可知沿电泳方向,核苷酸链长度逐渐减小,D正确。
故选C。
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或多个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全得2分,选错0分。)
13. 线粒体的分裂主要发生在进行分裂的细胞中,需要动力相关蛋白Drpl酶的参与(核基因编码,发挥作用时会从细胞质基质转移到线粒体表面)。蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drp1蛋白发生磷酸化,进而抑制其活性,使得线粒体处于功能更强的长杆状。而RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drp1的磷酸化,增强其活性,使线粒体过度分裂,体积减小呈球形(如下图),进而抑制其氧化功能。研究还发现肥胖个体的脂肪细胞中更容易出现体积减小的碎片化线粒体。结合相关信息,下列相关叙述错误的有( )
A. Drp1蛋白的合成起始于游离的核糖体,需要经过内质网和高尔基体的修饰加工才能发挥功能
B. 碎片化的线粒体可以进一步通过溶酶体参与的自噬作用清除,降解产物均能被细胞重新利用
C. 与未分裂的细胞相比,进行分裂的细胞中蛋白磷酸化酶PP2Aa活性降低
D. 可开发RalA酶的激活剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者的代谢问题
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生命体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。含少量的DNA、RNA。
2、溶酶体内含有多种水解酶,能分解衰老损伤的细胞器和吞噬杀死侵入细胞的细菌或病毒,与细胞自噬密切相关的细胞器是溶酶体。
【详解】A、分泌蛋白、膜蛋白和溶酶体中的蛋白需要经过内质网和高尔基体的加工,Drpl是由核基因编码的胞内蛋白,不需要经过内质网和高尔基体的加工,A错误;
B、自噬作用的降解产物一部分以代谢废物排出体外,一部分被细胞重新利用,B错误;
CD、蛋白磷酸化酶PP2Aa可使Drpl磷酸化,抑制其活性,RalA酶可与PP2Aa相互作用,解除Drpl的磷酸化,增强其活性,从而导致线粒体过度分裂和破碎,抑制其氧化功能。与未分裂的细胞相比,进行分裂的细胞代谢更加旺盛,线粒体更加活跃,其中蛋白磷酸化酶PP2Aa活性降低,抑制RalA酶活性可保护线粒体不被破坏,可开发RalA酶抑制剂作为保护线粒体的药物,解决肥胖症患者代谢问题,C正确,D错误。
故选ABD。
14. 酶X是合成乙烯的关键酶,由X基因控制合成。将人工合成的X基因反向接在DNA启动子之后,构成反义X基因。若将反义X基因和抗冻基因1次或2次插入并整合到番茄细胞染色体上,培育获得的转基因植株单株N1、N2和N3自交后代的表型及比例如表所示(注:寒冷环境中不抗冻个体无法生存,假定每个植株繁殖力一致)。下列叙述正确的是( )
转基因植株
自交后代(F1)的表现型及比例
耐贮存抗冻
耐贮存不抗冻
不耐贮存抗冻
不耐贮存不抗冻
N1
99
7
7
0
N2
106
0
0
7
N3
109
53
53
0
A. 田间观察,当同期栽植的正常番茄果实仍为黄绿色时,转基因果实已经成熟变红
B. 在植株N1中,反义X基因和抗冻基因各有2个,能够产生4种类型的配子
C. 若取植株N2自交后代F1中不同性状植株相互交配,则F2中不耐贮存不抗冻占1/5
D. 将转基因植株种植在寒冷环境下,若植株N3连续自交2代,则F2中耐贮存抗冻占1/3
【答案】BC
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】A、由于转基因番茄含有反义酶X基因,导致乙烯合成减少,故比同期栽植的正常番茄果实成熟的晚,A错误;
B、由题意可知,抗冻性状和耐储存性状均为显性性状,设耐储存基因为A、B,抗冻基因的C、D。N1自交后代中:耐储存:不耐储存=(99+7):7=15:1,抗冻:不抗冻=15:1,耐储存抗冻:耐储存不抗冻:不耐储存抗冻=99:7:7=14:1:1,可以推知N1含有2个抗冻基因和2个耐储存基因,基因的位置如图所示:,含有反义酶X基因和抗冻基因各2个,能够产生4种类型的配子,B正确;
C、根据N2自交后代耐储存:不耐储存=(99+7):7=15:1,抗冻:不抗冻=15:1,耐储存抗冻:不耐储存不抗冻=15:1可知,N2的基因型为:,抗冻基因和耐储存基因连锁,故只需要单独考虑耐储存基因,N2自交后代中耐储存植株的基因型为:1/15AABB、2/15AABb、2/15AaBB、4/15AaBb、1/15AAbb、2/15Aabb、1/15aaBB、2/15aaBb,产生的ab的配子为:4/15×1/4+2/15×1/2+2/15×1/2=1/5,故N2自交后代F1中不同性状植株相互交配的后代中不耐储存植株aabb占1/5,由于不耐储存基因与不抗冻基因连锁,故子二代植株中不耐贮存不抗冻占1/5,C正确;
D、根据N3自交后代中:耐储存:不耐储存=3:1,抗冻:不抗冻=3:1,耐储存抗冻:耐储存不抗冻:不耐储存抗冻=2:1:1可知,N3含有1个抗冻基因和1个耐储存基因,且基因的位置如图所示:。自交后代中:2BbDd耐储存抗冻:1BBdd耐储存不抗冻:1bbDD不耐储存抗冻,将转基因植株种植在较寒冷的环境下,DDdd不能存活,可以存活的个体有:2/3BbDd、1/3bbDD,继续自交,只有BbDd自交后代会出现耐储存抗冻植株,故F2中耐贮存抗冻B-D-占2/3×2/4÷(1-2/3×1/4)=2/5,D错误。
故选BC。
15. 下图为某地区2015~2022年相关统计数据及确定的水资源生态足迹模型,绘制出了2015~2022年的农业、工业和生态用水的水资源生态足迹,如图所示,下列有关说法错误的是( )
A. 绿色出行、节水节能、多食蛋白含量高牛肉等生活方式会缩小生态足迹
B. 相比2015年,2022年的生态足迹更高,其生态赤字更大
C. 2018年该区域的水资源生态承载力虽然最低,但也有可能出现了生态盈余
D. 一般来说,生态系统维持生态平衡的能力越强,生态承载力越大
【答案】AB
【解析】
【详解】A、多食蛋白含量高的牛肉,需要的水域面积、草地面积等会更多,生态足迹越大,A错误;
B、相比2015年,2022年的用水生态足迹更高,但总生态足迹未知,且2022年的生态承载力也更大,B错误;
C、2018年水资源生态承载力相对最低,但是否出现生态盈余,要比较总生态足迹和总承载力,C正确;
D、生态承载力与生态系统自我调节能力有关,生态承载力越大,则生态系统维持生态平衡的能力越强,D正确。
故选AB。
16. 赤霉素能够在植物的不同组织之间运输,形成浓度梯度,对快速生长的器官至关重要。NRT1/PTR家族(NPF)蛋白和SWEET家族蛋白参与赤霉素的运输和摄取。赤霉素通过与受体(GID1)结合进而促进DELLA蛋白的降解来激活赤霉素信号,DELLA蛋白在无赤霉素时会抑制赤霉素信号。下列说法正确的是( )
A. NRT1/PTR家族(NPF)蛋白和SWEET家族蛋白介导的赤霉素的运输是主动运输
B. 赤霉素一旦与受体(GID1)结合就会被立即灭活以防其持续发挥作用
C. 与正常植株相比,赤霉素合成缺陷株胞内DELLA蛋白含量低,表现为矮化
D. 敲除芦苇的DELLA基因,有望提高其纤维长度,为造纸厂提供优质原料
【答案】AD
【解析】
【详解】A、赤霉素能够在植物的不同组织之间运输,形成浓度梯度,NRTl/PTR家族(NPF)蛋白和SWEET家族蛋白参与赤霉素的运输和摄取。由此可推出:NRT1/PTR家族(NPF)蛋白和SWEET家族蛋白介导的赤霉素的运输是主动运输,A正确;
B、植物激素跟动物激素一样与受体(GID1)结合并发挥作用后才会被灭活,B错误;
C、赤霉素通过与受体(GID1)结合进而促进DELLA蛋白的降解来激活赤霉素信号,与正常植株相比,赤霉素合成缺陷株胞内DELLA蛋白含量高,表现为矮化,C错误;
D、DELLA蛋白在无赤霉素时会抑制赤霉素信号,敲除芦苇的DELLA基因,对赤霉素信号的抑制解除,有望提高其纤维长度,为造纸厂提供优质原料,D正确。
故选AD。
三、非选择题(共5大题,共60分。)
17. 盐碱地种植水稻是一项实现盐碱地资源高效利用的有力措施。水稻是一种盐敏感型作物,盐碱胁迫会抑制水稻的生长。科研人员探究了盐碱胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应,结果如下表所示。
处理
叶绿素含量/(mg/g)
净光合速率/
[μmol/(m2·s)]
气孔导度/
[μmol/(m2·s)]
胞间CO2浓度/
(μL/L)
叶绿素a
叶绿素b
对照
2.52
0.24
36.11
1495.16
303.55
盐碱处理
1.48
0.12
18.94
1025.03
317.62
请分析相关信息,回答下列问题:
(1)为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量,在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有_______。若用纸层析法对色素进行分离,滤纸条上_______(填颜色)的色素带最宽。
(2)逆境条件下,植物净光合速率下降的原因有气孔限制因素和非气孔限制因素,由气孔导度下降影响了CO2的固定速率导致的净光合速率下降称为气孔限制因素,否则为非气孔限制。据表格分析,盐碱处理条件下,导致水稻净光合速率降低的因素属于_______(填“气孔”或“非气孔”)限制因素,并分析净光合速率下降的主要原因是________。
(3)已知植物体内的一种激酶(TOR)的活性受光合作用的影响,TOR可进一步促进蛋白质的合成,加快代谢和植物的生长。为确定光合作用与TOR活性的关系,研究者对正常光照条件下的某植物进行黑暗处理12小时后,再次进行光照处理,实验结果如图1所示,据图可推测出_______。
注:RPS6与P-RPS6分别为去磷酸化和磷酸化的某蛋白质;P-RPS6/RPS6值越大,表明TOR活性越强;GLA是一种暗反应抑制剂。
(4)近期,科研团队开发出耐盐碱海水稻,能在土壤盐分为3%~12%、pH为8以上的中重度盐碱地生长。据所学知识,结合图2中海水稻耐盐碱性相关的生理过程,下列相关叙述正确的选项有_______。
A. 海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分
B. 海水稻根细胞分泌抗菌蛋白需要转运蛋白协助,体现了细胞膜具有一定的流动性
C. 海水稻根细胞可以通过SOS1和NHX两种通道蛋白将细胞质基质中积累的Na+进行转移
D. 海水稻根尖细胞可以通过主动运输的方式将H⁺跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱
【答案】(1) ①. 无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅 ②. 蓝绿色
(2) ①. 非气孔 ②. 盐胁迫下,叶绿素a和叶绿素b的含量下降,光反应受到抑制,为暗反应提供的ATP和NADPH不足,限制了暗反应,从而使得光合速率下降
(3)光合作用可增强TOR活性,并且是通过暗反应起直接作用(答案合理即可) (4)AD
【解析】
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用:(1)无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素。(2)层析液用于分离色素。(3)二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
小问1详解】
无水乙醇作为提取液,可溶解绿叶中的色素;二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分;碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏,因此为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量,在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅。各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素,色素带的宽窄与色素含量相关,叶绿素a含量最高,叶绿素a的颜色是蓝绿色,因此蓝绿色最宽。
【小问2详解】
据表格可知,盐碱处理后,气孔导度虽然减小,但胞间二氧化碳浓度反而增大,说明净光合速率下降不是由于气孔因素导致的 。表格中显示,盐碱处理后,叶绿素a和叶绿素b的含量下降,光反应受到抑制,为暗反应提供的ATP和NADPH不足,限制了暗反应,从而使得光合速率下降。
【小问3详解】
由图可知,黑暗条件下P-RPS6/RPS6值比光照条件下小,即黑暗条件下TOR活性比光照条件下弱,说明光合作用可增强 TOR活性;对比再次光照处理下的-GLA组和+GLA组可知,+GLA组的P-RPS6/RPS6值低于-GLA组,结合GLA是一种暗反应抑制剂,说明光合作用可增强TOR活性是暗反应起直接作用。由于暗反应需要光反应提供ATP与NADPH,则停止光照后的短时间内,暗反应无法进行,而暗反应对增强TOR活性起直接作用,从而导致TOR活性降低。
【小问4详解】
A、后来的研究表明,水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的,因此海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分,A正确;
B、抗菌蛋白属于大分子,海水稻根细胞分泌抗菌蛋白属于胞吐,胞吐过程体现了细胞膜具有一定的流动性,但不需要转运蛋白的协助,B错误;
C、SOS1蛋白位于细胞膜上,利用H⁺梯度提供的能量,通过主动运输将细胞质中的Na⁺逆浓度排出细胞外,降低胞内Na⁺浓度;NHX蛋白位于液泡膜上,通过主动运输将Na⁺储存于液泡内,既避免细胞质Na⁺毒害,又提高液泡渗透压促进吸水,因此SOS1和NHX都是载体蛋白,不是通道蛋白,C错误;
D、据图可知,海水稻根尖细胞将H⁺跨膜运输到细胞膜外需要消耗ATP水解产生的能量,方式为主动运输,将H⁺跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱,D正确。
故选AD。
18. 研究者利用一种紫色籽粒玉米品系与无色籽粒玉米品系进行杂交实验,实验过程及结果如图1所示。为研究花斑性状出现的原因,研究者进行了系列实验。
(1)利用F2代花斑籽粒玉米进行测交实验,发现后代中超过10%的玉米籽粒颜色为紫色,该现象不可能是由于发生了基因突变,原因是________。
(2)针对花斑性状的这种“不稳定性”,有学者提出决定玉米籽粒颜色的基因(A/a)中存在一种移动因子,可以插入到基因中,也可以从基因中切离,该因子的移动受到另一对等位基因(B/b)控制。因此花斑性状产生的原因是玉米发育过程中进行_______分裂时,B基因的存在使得a基因中的移动因子随机切离,恢复为A基因,这一事件在发育过程越早的时期,紫斑越大。类似地,测交实验后代中出现紫色性状的原因是________。
(3)研究者发现上述测交实验中恢复为紫色籽粒的玉米中,又出现了一些籽粒无色、凹陷、非蜡质的新表型(图2a)。经研究,决定籽粒颜色、性状、蜡质的基因均位于9号染色体上(图2b)。由此,研究者提出切离的移动因子可能会插入其他位置,并从其他位置切离导致染色体断裂。根据该推测,请在图2b中画出移动因子插入、切离的位置________。
(4)科学家发现的移动因子可以导致频繁的_______(变异类型),从而为育种提供丰富的材料。根据以上信息,可以设计基于移动因子的育种基本思路:①选择的_______品种进行杂交;②将_______的植株留种。
【答案】(1)基因突变具有低频性
(2) ①. 有丝 ②. 花斑玉米产生的aB配子中,B基因的存在使a基因恢复为A,获得该配子的子代玉米表现为紫色籽粒
(3) (4) ①. 基因突变和染色体结构变异 ②. 具有移动因子和B基因 ③. 出现符合需要的突变性状且bb纯合
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【小问1详解】
基因突变具有低频性,而题中变异率高达10%,故不可能是基因突变。
【小问2详解】
籽粒颜色是由体细胞中基因表达的结果,体细胞是由受精卵有丝分裂而成,因此花斑性状产生的原因是玉米发育过程中进行有丝分裂时。切离事件发生时间越早,更原始的体细胞表达出A基因决定的紫色性状,紫色斑越大。测交时,花斑玉米(aaB)产生的aB配子中,B基因的存在使a基因恢复为A,获得该配子的子代玉米表现为紫色籽粒。
【小问3详解】
测交后代中,恢复为紫色籽粒的玉米基因型为ABb,其中B基因能够让已存在的移动因子使A、S、W基因由于染色体断裂而消失,那么移动因子插入并切离的位置需要在着丝粒和A+S+W基因之间,让三个基因一起断裂消失,具体如图:
【小问4详解】
由上述题目分析可见,移动因子能够破坏基因和染色体的结构,引起基因突变和染色体结构变异。在育种时,为了保持突变体(由于移动因子插入野生型基因产生)的性状,选择具有移动因子和B基因的品种进行杂交,选取后代出现符合需要的突变性状且bb纯合的植株留种。
19. 腺苷作为一种内源性嘌呤核苷,主要通过结合G蛋白耦联的ARs并激活而起作用。ARs主要位于肝脏细胞。由G蛋白耦联受体介导的环化—磷酸腺苷—蛋白激酶A(cAMP-PKA)信号通路,可以通过调节细胞内的生物活性反应达到平衡状态。相关过程如图,请回答下列问题:
(1)健康人空腹血糖浓度为_______mmol/L。
(2)据图分析,在饥饿状况下,机体维持血糖平衡的调节方式是_______,此状态下,图中C处肾上腺素量比B处_______(填“高”或“低”),理由是________。
(3)图中ATP对酶P的活化起的具体作用是________。
(4)糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖、抑制组织细胞利用葡萄糖等作用,在血糖浓度调节方面与图中信号分子X具有_______(填“协同”或“相抗衡”)作用。
(5)长期较大剂量使用糖皮质激素,停药前应逐渐减量。下列分析合理的有哪几项?_______。
A. 长期较大剂量用药可引起肾上腺皮质萎缩
B. 立即停药可致体内糖皮质激素不足
C. 停药前可适量使用促肾上腺皮质激素
D. 逐渐减量用药有利于肾上腺皮质功能恢复
【答案】(1)3.9~6.1
(2) ①. 神经—体液调节(神经—激素调节) ②. 低 ③. 激素一经靶细胞接受并发挥作用后就失活了,因此下游比上游低
(3)水解后生成cAMP,为酶P的活化提供信号
(4)相抗衡 (5)ABCD
【解析】
【分析】当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
【小问1详解】
一般情况下,健康人空腹血糖浓度为3.9~6.1mmol/L。
【小问2详解】
据图可知,在饥饿情况下,下丘脑通过传出神经促使肾上腺髓质分泌肾上腺素,从而促进肝脏细胞中的肝糖原分解成葡萄糖进入血液从而升高血糖,说明机体维持血糖平衡的调节方式是神经—体液调节(神经—激素调节)。激素一经靶细胞接受并发挥作用后就失活了,图中肾上腺素从B流向C过程中作用到肝脏细胞,因此图中C处肾上腺素量比B处低。
【小问3详解】
据图可知,ATP水解后生成cAMP,cAMP使酶P与R分开,进而酶P处于活化状态,即cAMP为酶P的活化提供信号。
【小问4详解】
据图可知,信号分子X能与G2蛋白结合,抑制cAMP-PKA信号通路,从而抑制了肝糖原的分解形成葡萄糖,糖皮质激素具有促进非糖物质转化为葡萄糖,因此在血糖浓度调节方面与图中信号分子X具有相抗衡作用。
【小问5详解】
A、长期较大剂量用药,体内糖皮质激素的浓度很高,可通过负反馈调节导致自身激素合成减少,如促肾上腺皮质激素减少,进而引起肾上腺皮质萎缩,A正确;
B、长期较大剂量使用糖皮质激素,自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素减少,肾上腺皮质功能较弱,自身分泌糖皮质激素不足,立即停药会导致体内糖皮质激素不足,B正确;
C、由于体内促肾上腺皮质激素水平较低,停药前可适量使用促肾上腺皮质激素,C正确;
D、为了避免血中糖皮质激素水平的突然降低,逐渐减量用药以促使自身肾上腺皮质功能的恢复,D 正确。
故选ABCD。
20. 长江流域是我国重要的生态廊道,20世纪50年代以来,捕鱼及水利工程等人类活动对长江生态系统产生了显著影响。长江流域的江豚种群数量与鱼类资源变化密切相关,下图为长江鱼类数据和江豚数量的历史变化及预期变化。江豚是一种哺乳动物,食物包括青鳞鱼、鳗鱼、鲈鱼等多种鱼类。请结合图回答以下问题。
(1)影响长江江豚种群密度的因素有( )
A. 迁入率和迁出率 B. 出生率和死亡率
C. 食物资源量 D. 栖息环境质量
(2)长江生态系统的结构包括_______。为不影响该流域江豚的生活,科研人员调查其种群密度时,可采用截线抽样法、声学监测法、照片识别法等调查方法调查。在1960年至1980年的“江湖阻隔”时期,调查发现,江豚种群数量显著下降。请结合生态学知识分析可能的原因是________(答一点即可)。
(3)2021年启动的“十年禁渔”政策实施后,预测在2021—2050年间,江豚的种群数量变化曲线为?请在下图画出________。
(4)若要在“禁渔期后”(2031—2050年)维持江豚种群的稳定增长,除禁渔措施外还可采取哪些合理的措施?_________(答一点即可)。
(5)下图为“十年禁渔”期间调查到该流域的能量流动模式图[数据代表能量值,部分数据未标注,单位kJ/生物(m2·a)],请计算能量在第二营养级和第三营养级间的传递效率约为_______%(保留1位小数)。
【答案】(1)ABCD
(2) ①. 组成成分及营养结构(组成成分及食物链和食物网) ②. ①江湖阻隔导致江豚栖息地碎片化,活动范围和繁殖场所减少;②阻隔阻碍鱼类洄游,鱼类资源减少,江豚食物来源不足;③水体连通性下降,水质可能恶化,影响江豚生存环境(答案合理即可,答出1点即可)
(3) (4)①在鱼类繁殖期加强江湖连通;②加强长江水质监测与治理;③管控渔网网眼的尺寸标准(任答一点,合理即可)
(5)10.7%或10.8%
【解析】
【分析】种群的数量特征包括种群密度、生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构(年龄组成)和性别比例,其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小,性别比例直接影响种群的出生率,年龄结构预测种群密度变化。
【小问1详解】
种群密度直接受出生率、死亡率、迁入率和迁出率的影响,同时食物多少与栖息环境质量也会通过影响上述速率而影响种群密度。
故选ABCD。
【小问2详解】
生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,其中营养结构是指食物链和食物网。为不影响该流域江豚的生活,科研人员调查其种群密度时,可采用截线抽样法、声学监测法、照片识别法等调查方法调查。在1960年至1980年的“江湖阻隔”时期,调查发现,江豚种群数量显著下降。引起种群数量下降的决定因素是出生率下降、死亡率上升,凡是直接或间接影响出生率和死亡率的因素均会影响种群数量变化,结合图示信息推测,导致江豚种群数量下降的因素有①江湖阻隔导致江豚栖息地碎片化(出生率下降),活动范围和繁殖场所减少;②阻隔阻碍鱼类洄游,鱼类资源减少,江豚食物来源不足(食物供应不足,影响出生率和死亡率);③水体连通性下降,水质可能恶化,影响江豚生存环境等。
【小问3详解】
随着“十年禁渔”和后续保护措施的实施,江豚种群初期恢复速度较快,后期由于环境容纳量的限制,增长速率放缓,大致呈“S”形增长曲线。可用下图表示:
【小问4详解】
禁渔期后,在鱼类繁殖期加强江湖连通、治理并监测水质、对渔具网眼大小加以管控,均可提高出生率,降低死亡率因而有利于鱼类种群的恢复和维持。
【小问5详解】
根据图示信息可知,第三营养级的同化量为378+129+385=892kJ/m2·a,第二营养级的同化量为2620+5670=8290kJ/m2·a,则第二营养级和第三营养级间的传递效率约为892/8290×100%=10.8%。
21. 抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽,与传统抗生素相比具有无药残、不易产生耐药性等特点,是抗生素理想的替代品,具有广谱抗细菌活性,在医学和饲料企业中具有重要应用价值。研究人员根据抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列,人工设计并合成了抗菌肽AD基因,然后利用酵母菌发酵生产抗菌肽AD。请回答下列问题。
注:K为赖氨酸,A为丙氨酸,M为甲硫氨酸(5'-AUG-3'),起始密码子为5'-AUG-3',终止密码子为5'-UAA-3'。Leu+为控制亮氨酸合成的基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因,氨苄青霉素通过干扰细菌细胞壁的合成发挥作用;0为复制原点。
(1)由抗菌肽AD的氨基酸序列可推得多种不同序列的AD基因,原因是_______________。
(2)研究人员在人工合成AD基因后,为了使AD基因与pC穿梭质粒正确连接,设计了引物P1(由12个脱氧核苷酸组成的正向引物,结合在AD基因的上游)和P2(由18个脱氧核苷酸组成的反向引物,结合在AD基因的下游),通过PCR扩增AD基因,然后与pC穿梭质粒连接形成重组质粒。据图推测引物P1的碱基序列为5'-___________-3'。在P2引物中,除了构建相应限制酶的识别序列外,还构建了2个终止密码子的编码序列,以保证翻译过程的顺利进行,推测引物P2的碱基序列为5'-___________-3'。
(3)将构建的重组质粒导入酵母菌后,需要用选择培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析,与普通培养基相比,该选择培养基应不添加___________。
(4)通过上述筛选仍不能确定导入受体菌的是pC穿梭质粒还是AD基因的重组质粒,可采用________________方法(填一种方法)做进一步鉴定。
(5)为提高抗菌肽活性,研究人员拟对其氨基酸序列进行一定的修饰和改造,该项技术需要通过___________工程来实现,直接操作的对象是___________。
【答案】(1)密码子具有简并性(一种氨基酸可能由一种或多种密码子决定)
(2) ①. GGATCCATGAAA ②. GTCGACTTATTACTTAGC
(3)亮氨酸 (4)PCR扩增AD基因(抗菌肽AD抗菌活性测定、基因测序、抗菌肽AD的抗体检测等)
(5) ①. 蛋白质 ②. 基因
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
由于密码子具有简并性,即一种氨基酸可能由一种或多种密码子决定,故由抗菌肽AD的氨基酸序列可推得多种不同序列的AD基因的mRNA,进而推得多种不同序列的AD基因。
【小问2详解】
基因表达载体构建时,为避免反向连接和自身环化等现象,应选择两种限制酶进行切割,据图分析,由于限制酶HindⅢ在质粒上有两个酶切位点,故不能选择HindⅢ,而应该选择限制酶BamHⅠ和SalⅠ,PCR时,在DNA聚合酶的作用下子链由5'→3'延伸,因此限制酶的识别序列(不与模板链配对)应构建在引物的5'端,要使AD基因与pC穿梭质粒正确连接,引物P1应选择限制酶BamHⅠ,引物P2应选择限制酶SalⅠ,P1应为5'-GGATCCATGAAA-3',原理如下图,
由于终止密码子为UAA,由P2引物中的5'-TTATTA-3'编码,故P2应为5'-GTCGACTTATTACTTAGC-3'。
【小问3详解】
用选择培养基筛选并培养含AD基因表达载体的酵母菌时,因为pC穿梭质粒上有Ampr,因此要加入氨苄青霉素;由于Leu+能自主合成亮氨酸,因此培养基应不含亮氨酸。
【小问4详解】
用不含亮氨酸的选择培养基筛选出的菌落有两类:导入pC穿梭质粒的受体菌,导入含AD基因的重组质粒的受体菌,可采用PCR扩增AD基因(抗菌肽AD抗菌活性测定、基因测序、抗菌肽AD的抗体检测等)方法做进一步鉴定。
【小问5详解】
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,研究人员拟对其氨基酸序列进行一定的修饰和改造,该项技术需要通过蛋白质工程来实现,直接操作的对象是基因。
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