精品解析:天津市红桥区天津市耀华中学红桥学校2025-2026学年高三上学期开学生物试题
2025-09-10
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2份
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27页
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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 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 红桥区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.17 MB |
| 发布时间 | 2025-09-10 |
| 更新时间 | 2025-09-29 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53846980.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
耀华中学红桥学校26届高三暑期开学验收学情调研试卷
生物学科
考试时间:60分钟
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,用黑色水笔或签字笔将答案写在答题卡规定位置上,写在答题卡其他位置或试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共12小题,共48分。
1. 关于蛋白质、磷脂和淀粉,下列叙述正确的是( )
A. 三者组成元素都有C、H、O、N
B. 蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C. 蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D. 磷脂和淀粉都是生物大分子
2. 耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是( )
A. 细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B. 低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C. 蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D. 水通道蛋白介导跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
3. VHL基因的一个碱基发生突变,使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸),导致合成的mRNA变短,引发VHL综合征。该突变( )
A. 改变了DNA序列中嘧啶的数目
B. 没有体现密码子的简并性
C. 影响了VHL基因的转录起始
D. 改变了VHL基因表达的蛋白序列
4. 某动物初级精母细胞中,一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换,产生了4种精细胞,如图所示。若该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是( )
A. 2% B. 4% C. 8% D. 16%
5. 某科创小组将叶绿素合成相关基因转入小麦愈伤组织,获得再生植株,并进行相关检测。下列实验操作错误的是( )
A. 将种子消毒后,取种胚接种到适当固体培养基诱导愈伤组织
B. 在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴后观察颜色以鉴定DNA
C. 将小麦色素提取液滴加到滤纸条,然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析
D. 对叶片抽气处理后,转到富含CO2的清水中,探究不同光照下的光合作用强度
6. 系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据,构建了绿色植物的系统进化关系,示意简图如下。下列推断正确的是( )
A. 植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果
B. 基因重组增强了生物变异的多样性,但不影响进化的速度和方向
C. 绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄
D. 裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远
7. 某樱桃品种由北方引种到南方后,栽培于平地和同一地区高山的相比,花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
栽培地点
海拔(m)
年均温度(℃)
激素含量(ng·g-1)
每100个花芽的质量(g)
细胞分裂素
赤霉素
脱落酸
生长素
平地
10
18.7
17.2
4.1
102.8
43.1
6.6
高山
1058
13.4
20.9
4.9
95.9
41.9
7.3
A. 樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控
B. 平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C. 樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反
D. 生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
8. 根据子代病毒释放时宿主细胞是否裂解,病毒可分为裂解型和非裂解型。下列叙述错误的是( )
A. 与裂解型相比,非裂解型病毒被清除过程中细胞免疫发挥更关键的作用
B. 裂解型病毒引起的体液免疫不需要抗原呈递细胞的参与
C. 病毒的感染可引起辅助性T细胞分泌细胞因子,促进B细胞的分裂和分化
D. 病毒感染后,浆细胞产生抗体可特异性结合胞外游离的病毒
9. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞
B. 卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行
C. 培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液
D. 可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛
10. 某岛屿上分布一种特有的爬行动物,以多种候鸟为食,候鸟主要栖息在灌丛和稀树草地。图示该爬行动物在不同生境下的年龄组成,下列相关叙述错误的有( )
A. 该爬行动物种群在乔木生境中的年龄结构呈稳定型
B. 岛屿上植被和该爬行动物的分布均具有明显的垂直结构
C. 岛屿生态系统的部分能量随候鸟的迁徙等途径流出
D. 栖息在不同生境中的候鸟存在生态位分化
胰腺是人体内重要的消化腺,有两种组织,一种是腺泡组织,分泌消化酶;一种是胰岛组织,分泌有关激素。血糖浓度的相对稳定与神经调节及体液调节都有密切关系。胰岛素原是一条很长的多肽链,胰岛素是含有51个氨基酸的两条肽链。糖尿病有两种类型,即1型糖尿病和⒉型糖尿病,l型糖尿病也称胰岛素依赖型糖尿病;2型糖尿病患者有正常水平甚至高于正常水平的胰岛素,但靶细胞对胰岛素的敏感性降低了。可通过食疗或锻炼缓解症状。糖尿病的典型病症是“三多一少”即多食、多饮、多尿、体重减少。阅读材料完成下列小题:
11. 下列有关人体内分泌系统及分泌功能的叙述,正确的是( )
A. 具有内分泌功能的细胞全部聚集在一起形成内分泌腺
B. 消化酶在细胞外起作用,所以腺泡组织分泌消化酶的过程属于外分泌
C. 除了内分泌腺以外,人体许多器官或组织的细胞也能合成或分泌激素
D. 内分泌过程中都存在神经调节、体液调节、分级调节及反馈调节
12. 下列有关血糖平衡调节及糖尿病相关叙述,错误的是( )
A. 血糖浓度的变化可作用于胰岛组织中的神经末梢或血管内的感受器
B. 副交感神经促进胰岛素的分泌,交感神经抑制胰岛素的分泌
C. 2型糖尿病患者体重减少可能是胰岛素过多导致葡萄糖氧化分解过快
D. 治疗1型糖尿病的有效措施是定时适量的注射胰岛素以补充自身分泌不足
第Ⅱ卷(非选择题)
二、解答题:本大题共5小题,共52分。
13. 高寒草甸在维持生物多样性、稳定大气二氧化碳平衡、涵养水源等方面有重要的作用。放牧过度时,草甸上一些牲畜喜食的植物会被大量啃食,而一些杂草如黄帚橐吾(含毒汁)获得更多生长空间,滋生蔓延,造成草原退化。为了探寻草原退化的防治对策,某研究小组调查了不同生境下黄帚橐吾的生长和繁殖情况,结果如下表。回答下列问题。
生境类型
植物群落特征
黄帚橐吾
盖度(%)
物种数(种)
种群密度(株/m2)
结实率(%)
种子数量(粒/株)
沙地
坡地
滩地
35
90
60
8
19
21
75
26
24
100
65
93
125
17
74
(1)从表中可知,黄帚橐吾滋生主要影响了群落的___________,使群落演替向___________自然演替的方向进行。
(2)上表中,影响黄帚橐吾结实率的生物因素是___________。
(3)从上述结果分析,在___________生境中黄帚橐吾种群数量最有可能出现衰退,判断依据是___________。
(4)有研究表明,一种双翅目蝇类幼虫会导致黄帚橐吾结实率大幅度下降,甚至不能形成种子,这两者的种间关系可能是___________、___________。
(5)根据以上材料,防治黄帚橐吾滋生的生物措施有___________(写出两条)。
14. 科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X,发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。
(1)为分析X对植物光能利用的影响,科研人员用添加X的培养液培养水绵,再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片,观察并统计不同光质下需氧细菌数量,结果见下表。
光质
处理
蓝光
绿光
黄光
橙光
红光
培养液(对照)
150
12
10
14
89
培养液+X
139
28
7
13
88
结果表明,X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中,X呈现出随机分布的特点,当X分布在叶绿体的________时,水绵光能利用效率最佳。
(2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响,开展了下列实验。
①用离体叶绿体、X和Y(可与NADPH发生反应的化合物)进行实验,在相同光照条件下,实时测定并计算Y的变化量。由图可知,X能________(填“促进”或“抑制”)叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性,需增设1个处理,即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________(填“甲”或“乙”或“丙”)。
②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片,抽气后,再置于1%的碳酸氢钠溶液中,给予相同的光照,发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面,其原因是________。
(3)研究还发现处理植物的X浓度过高,会出现植物叶片气孔开放度下降的现象,推测与之相关的植物激素及其含量变化是_________。
15. 经皮电刺激(TENS)是一种安全的电刺激镇痛技术(神经传递过程如图),其依据是“闸门控制学说”,“闸门”位于脊髓背角,传导兴奋的神经纤维包括并行的粗纤维(传导触觉信号)和细纤维(传导痛觉信号),这两类纤维分别以120m·s-1和2.3m·-1s的速度传导电信号,粗纤维传导的信号能短暂关闭“闸门”,阻断细纤维向大脑传递信号。
回答下列问题:
(1)TENS作用于皮肤,产生的兴奋沿着神经纤维向大脑皮层传递,兴奋时细胞膜的膜电位表现为__________________,膜电位发生变化的机理是___________________________。
(2)兴奋由大脑向肌肉传递的过程中,需通过突触传递信号,电信号传导到轴突末梢,突触小体内的__________________与突触前膜融合后释放__________________进入突触间隙,经扩散与突触后膜上的__________________结合后引起下一个神经元兴奋。
(3)能产生动作电位的细胞称为可兴奋细胞,包括神经细胞、肌肉细胞和__________________等类型。
(4)TENS镇痛原理是___________________________。若动物手术中运用TENS镇痛,具体措施是___________________________。
16. 科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的________定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象________(填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是________。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型
顶生表型
基因型
FF
Ff
ff
基因型
FF
Ff
ff
DD
+
+
-
DD
-
-
+
Dd
+
+
-
Dd
-
-
+
dd
+
+
+
dd
-
-
-
结果证实了上述假设,则F2中腋生:顶生的理论比例为________,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是________。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y-1和y-2,基因结构示意图如下。Y突变为y-1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y-2导致________。y-1和y-2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象?________(填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生________个具有正常功能Y基因的子细胞。
17. 种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造,利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中,筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比,突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。
(1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_____。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切,再选择SmaI和_____对Ti质粒进行完全酶切,将产生的黏性末端补平,补平时使用的酶是_____。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌;经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为_____bp,则一定为正向重组质粒。
(2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的,提取基因组DNA,经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段(图乙)。在此酶切过程中,限于后续PCR难以扩增大片段DNA,最好使用识别序列为_____(填“4”“6”或“8”)个碱基对的限制酶,且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段_____,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后,进行了一系列操作,其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_____(填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。
(3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株,如果检测到野生型基因,_____(填“能”或“不能”)确定该植株的表型为野生型。
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耀华中学红桥学校26届高三暑期开学验收学情调研试卷
生物学科
考试时间:60分钟
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,用黑色水笔或签字笔将答案写在答题卡规定位置上,写在答题卡其他位置或试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共12小题,共48分。
1. 关于蛋白质、磷脂和淀粉,下列叙述正确的是( )
A. 三者组成元素都有C、H、O、N
B. 蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分
C. 蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质
D. 磷脂和淀粉都是生物大分子
【答案】B
【解析】
【详解】蛋白质的基本单位是氨基酸,磷脂属于脂质,淀粉属于多糖。
【分析】A、蛋白质的组成元素为C、H、O、N(可能含S),磷脂含C、H、O、P,淀粉仅含C、H、O,淀粉不含N元素,A错误;
B、生物膜的主要成分是磷脂(构成基本支架)和蛋白质(承担膜功能),B正确;
C、植物的储能物质为淀粉和脂肪,动物的储能物质为糖原和脂肪,蛋白质不是主要储能物质,C错误;
D、淀粉是多糖,属于生物大分子;磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成,属于小分子,D错误;
故选B。
2. 耐寒黄花苜蓿基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是( )
A. 细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B. 低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C. 蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D. 水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
【答案】B
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括自由扩散、协助扩散和主动运输,其中协助扩散和主动运输需要转运蛋白的协助,主动运输需要消耗能量。根据题干信息分析,已知水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输,且该过程不需要消耗能量,说明其跨膜运输方式为被动运输中的协助扩散,还可以自由扩散进出细胞。
【详解】A、结合水是与细胞内的其他物质相结合的水,是细胞结构的重要组成成分,细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力,A正确;
B、水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时,不与通道蛋白相结合,B错误;
C、蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白,增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,水的运输方向为水的顺浓度梯度,C正确;
D、水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散,D正确。
故选B。
3. VHL基因的一个碱基发生突变,使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸),导致合成的mRNA变短,引发VHL综合征。该突变( )
A. 改变了DNA序列中嘧啶的数目
B. 没有体现密码子的简并性
C. 影响了VHL基因的转录起始
D. 改变了VHL基因表达的蛋白序列
【答案】D
【解析】
【分析】基因表达指基因指导蛋白质合成的过程,包括转录和翻译两个阶段。 转录:以 DNA 的一条链为模板合成 RNA。在细胞核中,RNA 聚合酶与 DNA 结合,解开双链,以其中一条链为模板,按碱基互补配对原则(A - U、T - A、C - G、G - C),利用游离的核糖核苷酸合成 mRNA。mRNA 合成后从核孔进入细胞质。 翻译:以 mRNA 为模板合成蛋白质。在细胞质的核糖体上,mRNA 与核糖体结合,tRNA 携带氨基酸按 mRNA 上密码子顺序依次连接。tRNA 一端的反密码子与 mRNA 上密码子互补配对,另一端携带对应氨基酸。多个氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链盘曲折叠形成有特定空间结构和功能的蛋白质。
【详解】A、该突变将DNA中的CCA变为CCG,原互补链GGT变为GGC,嘧啶数目(T→C)未改变,仅种类变化,A错误;
B、突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸),不同密码子编码同一氨基酸,体现密码子简并性,B错误;
C、转录起始由启动子调控,突变发生在编码区(外显子),不影响转录起始,C错误;
D、突变虽未改变脯氨酸,但导致mRNA变短,使翻译提前终止,蛋白序列缩短,D正确。
故选D。
4. 某动物初级精母细胞中,一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换,产生了4种精细胞,如图所示。若该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是( )
A. 2% B. 4% C. 8% D. 16%
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂Ⅰ开始不久,初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并两两配对。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段。
【详解】从图示可以看出,一个初级精母细胞含有4条染色单体。对于单个细胞来说,当其中两条非姐妹染色单体发生一次交换后,这4条染色单体最终会分离到4个精细胞中。对于任何一个发生了互换的初级精母细胞而言,它产生的后代精细胞中,重组型的比例是 2/4 = 50%。不发生交换的细胞,其后代中重组型配子的比例是 0%。题中给出的“精细胞2占4%,精细胞3占4%”是在所有产生的精细胞(包括由发生交换的细胞产生的和由未发生交换的细胞产生的)中的总比例。因此,重组型配子(精细胞2 + 精细胞3)在总配子中所占的总比例为: 总重组比例 = 4% + 4% = 8%。设发生互换的初级精母细胞的比例为X。于是我们可以建立等式: (发生交换的细胞比例) × (这些细胞产生重组配子的比例) = (总的重组配子比例) ,即:X * 50% = 8%。解得X=16%。所以在减数分裂过程中,初级精母细胞发生交换的比例是16%,D正确。
故选D。
5. 某科创小组将叶绿素合成相关基因转入小麦愈伤组织,获得再生植株,并进行相关检测。下列实验操作错误的是( )
A. 将种子消毒后,取种胚接种到适当的固体培养基诱导愈伤组织
B. 在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴后观察颜色以鉴定DNA
C. 将小麦色素提取液滴加到滤纸条,然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析
D. 对叶片抽气处理后,转到富含CO2的清水中,探究不同光照下的光合作用强度
【答案】C
【解析】
【分析】色素提取的原理:叶绿体中的色素溶解于有机溶剂,如无水乙醇;色素分离的原理:四种色素在层析液中的溶解度不同,因而随层析液在滤纸上扩散的速度不同,溶解度越高,扩散速度越快,溶解度越低,扩散速度越慢。
【详解】A、将种子消毒后,取种胚接种到适当的固体培养基可以诱导愈伤组织,这是植物组织培养中常用的获取愈伤组织的方法,A正确;
B、在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴后会出现蓝色反应,以此来鉴定DNA,B正确;
C、在进行色素层析时,色素滴加部位不能浸入层析液,否则色素会溶解在层析液中,无法在滤纸条上进行层析分离,C错误;
D、对叶片抽气处理后,转到富含CO2的清水中,通过观察不同光照下叶片上浮的情况等可以探究不同光照下的光合作用强度,D正确。
故选C。
6. 系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据,构建了绿色植物的系统进化关系,示意简图如下。下列推断正确的是( )
A. 植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果
B. 基因重组增强了生物变异的多样性,但不影响进化的速度和方向
C. 绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄
D. 裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远
【答案】A
【解析】
【分析】生物有共同祖先的证据:
(1)化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。
(2)解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。
(3)胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
(4)细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;②细胞有共同的物质基础和结构基础。
(5)分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
【详解】A、系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图,而且自然选择决定进化的方向,故植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果,A正确;
B、基因重组增强了生物变异的多样性,能为进化提供更多的原材料,会影响进化的速度和方向,B错误;
C、绿藻的出现早于苔藓,故绿藻化石首次出现地层的年龄大于苔藓植物化石首次出现地层的年龄,C错误;
D、据图分析可知,裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系近,D错误。
故选A。
7. 某樱桃品种由北方引种到南方后,栽培于平地和同一地区高山的相比,花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量,结果如下表。下列叙述错误的是( )
栽培地点
海拔(m)
年均温度(℃)
激素含量(ng·g-1)
每100个花芽的质量(g)
细胞分裂素
赤霉素
脱落酸
生长素
平地
10
18.7
17.2
4.1
102.8
43.1
6.6
高山
1058
13.4
20.9
4.9
95.9
41.9
7.3
A. 樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控
B. 平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C. 樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反
D. 生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
【答案】D
【解析】
【分析】植物的生长发育不仅受环境影响,也受植物体内多种激素的共同调节。
【详解】A、樱桃花芽的发育涉及细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和生长素等多种激素,说明其受多种激素共同调控,A正确;
B、平地和高山的温度存在较大的差异,表中激素含量差异可推断可能由温度变化引起,B正确;
C、赤霉素促进细胞伸长和生长,脱落酸抑制生长,两者在花芽发育中起拮抗作用,C正确;
D、平地的生长素/细胞分裂素比值为43.1/17.2≈2.5,高山为41.9/20.9≈2.0,而高山花芽质量更高,说明比值低时更有利于花芽膨大,D错误。
故选D。
8. 根据子代病毒释放时宿主细胞是否裂解,病毒可分为裂解型和非裂解型。下列叙述错误的是( )
A. 与裂解型相比,非裂解型病毒被清除过程中细胞免疫发挥更关键的作用
B. 裂解型病毒引起的体液免疫不需要抗原呈递细胞的参与
C. 病毒的感染可引起辅助性T细胞分泌细胞因子,促进B细胞的分裂和分化
D. 病毒感染后,浆细胞产生的抗体可特异性结合胞外游离的病毒
【答案】B
【解析】
【分析】细胞免疫过程:①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号;②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程;③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞;④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
【详解】A、非裂解型病毒潜伏在宿主细胞内,需通过细胞免疫裂解被感染的细胞,释放病毒再由体液免疫清除,因此细胞免疫更关键,A正确;
B、体液免疫中,大多数病原体(包括裂解型病毒)需要抗原呈递细胞摄取、处理和呈递抗原给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进B细胞的分裂和分化,所以裂解型病毒引起的体液免疫需要抗原呈递细胞的参与,B错误;
C、病毒感染机体后,会引起机体免疫反应,辅助性T细胞会分泌细胞因子,细胞因子能促进B细胞的分裂和分化,形成浆细胞和记忆B细胞,C正确;
D、病毒感染后,浆细胞产生的抗体具有特异性,可特异性结合胞外游离的病毒,形成沉淀或细胞集团,进而被吞噬细胞吞噬消化,D正确。
故选B。
9. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞
B. 卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行
C. 培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液
D. 可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养的条件(1)营养条件。(2)无菌、无毒的环境:培养液和培养用具灭菌处理、无菌环境下操作、定期更换培养液。(3)适宜的温度、pH和渗透压。(4)气体环境:95%空气和5%CO2。
【详解】A、对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵,目的是收集更多数量的卵母细胞,以便后续进行核移植操作,A正确;
B、卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行,B错误;
C、在培养动物体细胞时,需要定期更换培养液,防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害,C正确;
D、PCR技术可以扩增特定的DNA片段,通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段,就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛,D正确。
故选B
10. 某岛屿上分布一种特有的爬行动物,以多种候鸟为食,候鸟主要栖息在灌丛和稀树草地。图示该爬行动物在不同生境下的年龄组成,下列相关叙述错误的有( )
A. 该爬行动物种群在乔木生境中的年龄结构呈稳定型
B. 岛屿上植被和该爬行动物的分布均具有明显的垂直结构
C. 岛屿生态系统的部分能量随候鸟的迁徙等途径流出
D. 栖息在不同生境中的候鸟存在生态位分化
【答案】B
【解析】
【详解】A、观察可知,该爬行动物种群在乔木生境中各年龄段比例符合“钟形”,属于稳定型,A正确;
B、垂直结构是指在垂直方向上,群落具有明显的分层现象。岛屿上植被具有明显的垂直结构,而该爬行动物是一个种群,不存在垂直结构,群落才有垂直结构,B错误;
C、候鸟会迁徙离开岛屿,候鸟在该生态系统中属于消费者,其体内的能量会随迁徙等途径流出该岛屿生态系统,C正确;
D、生态位分化是指由于竞争等原因,不同物种在资源利用等方面出现差异。栖息在不同生境中的候鸟,它们在食物获取、栖息场所等方面可能存在差异,即存在生态位分化,D正确。
故选B。
胰腺是人体内重要的消化腺,有两种组织,一种是腺泡组织,分泌消化酶;一种是胰岛组织,分泌有关激素。血糖浓度的相对稳定与神经调节及体液调节都有密切关系。胰岛素原是一条很长的多肽链,胰岛素是含有51个氨基酸的两条肽链。糖尿病有两种类型,即1型糖尿病和⒉型糖尿病,l型糖尿病也称胰岛素依赖型糖尿病;2型糖尿病患者有正常水平甚至高于正常水平的胰岛素,但靶细胞对胰岛素的敏感性降低了。可通过食疗或锻炼缓解症状。糖尿病的典型病症是“三多一少”即多食、多饮、多尿、体重减少。阅读材料完成下列小题:
11. 下列有关人体内分泌系统及分泌功能的叙述,正确的是( )
A. 具有内分泌功能的细胞全部聚集在一起形成内分泌腺
B. 消化酶在细胞外起作用,所以腺泡组织分泌消化酶的过程属于外分泌
C. 除了内分泌腺以外,人体许多器官或组织的细胞也能合成或分泌激素
D. 内分泌过程中都存在神经调节、体液调节、分级调节及反馈调节
12. 下列有关血糖平衡调节及糖尿病相关的叙述,错误的是( )
A. 血糖浓度的变化可作用于胰岛组织中的神经末梢或血管内的感受器
B. 副交感神经促进胰岛素的分泌,交感神经抑制胰岛素的分泌
C. 2型糖尿病患者体重减少可能是胰岛素过多导致葡萄糖氧化分解过快
D. 治疗1型糖尿病的有效措施是定时适量的注射胰岛素以补充自身分泌不足
【答案】11 C 12. C
【解析】
【分析】血糖平衡的调节是 生命活动 调节的一部分,是保持 内环境稳态 的重要条件,血糖平衡的调节途径有 激素调节 和神经-----体液( 激素 )调节,当人体的血糖调节失衡后会引起多种疾病,其中 糖尿病 在生活中发病率较高,对人体危害比较严重。为此我们应当养成良好的生活习惯,更加珍爱自己的生命。
【11题详解】
A、有的内分泌细胞聚集在一起成为内分泌腺体,A错误;
B、消化酶在细胞外起作用,但外分泌和内分泌的区别主要在于外分泌一般具有腺导管,其分泌的物质可以通过腺导管,被输送到相应的身体组织和器官,从而发挥重要的作用,B错误;
C、除了内分泌腺以外,人体许多器官或组织的细胞也能合成或分泌激素,如胰腺内的胰岛,睾丸内的间质细胞等,C正确;
D、内分泌过程中不一定都存在神经调节、体液调节、分级调节及反馈调节,D错误。
故选C。
【12题详解】
A、血糖浓度的变化一方面可以直接作用于胰岛以调节胰岛素的分泌,另一方面也可作用于胰岛组织中的神经末梢或血管内的感受器,反射性地引起胰岛素分泌,A正确;
B、血糖浓度低时,副交感神经促进胰岛素的分泌,血糖浓度高时,交感神经抑制胰岛素的分泌,B正确;
C、2型糖尿病患者有正常水平甚至高于正常水平的胰岛素,但靶细胞对胰岛素的敏感性降低了,无法有效的促进葡萄糖氧化分解,C错误;
D、1型糖尿病是胰岛素缺乏,治疗1型糖尿病的有效措施是定时适量的注射胰岛素以补充自身分泌不足,D正确。
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、解答题:本大题共5小题,共52分。
13. 高寒草甸在维持生物多样性、稳定大气二氧化碳平衡、涵养水源等方面有重要的作用。放牧过度时,草甸上一些牲畜喜食的植物会被大量啃食,而一些杂草如黄帚橐吾(含毒汁)获得更多生长空间,滋生蔓延,造成草原退化。为了探寻草原退化的防治对策,某研究小组调查了不同生境下黄帚橐吾的生长和繁殖情况,结果如下表。回答下列问题。
生境类型
植物群落特征
黄帚橐吾
盖度(%)
物种数(种)
种群密度(株/m2)
结实率(%)
种子数量(粒/株)
沙地
坡地
滩地
35
90
60
8
19
21
75
26
24
100
65
93
125
17
74
(1)从表中可知,黄帚橐吾滋生主要影响了群落的___________,使群落演替向___________自然演替的方向进行。
(2)上表中,影响黄帚橐吾结实率的生物因素是___________。
(3)从上述结果分析,在___________生境中黄帚橐吾种群数量最有可能出现衰退,判断依据是___________。
(4)有研究表明,一种双翅目蝇类幼虫会导致黄帚橐吾结实率大幅度下降,甚至不能形成种子,这两者的种间关系可能是___________、___________。
(5)根据以上材料,防治黄帚橐吾滋生的生物措施有___________(写出两条)。
【答案】(1) ①. 物种组成 ②. 逆行 (2)种间竞争
(3) ①. 坡地 ②. 坡地生境中的黄帚橐吾种子数量最少,繁殖率最低
(4) ①. 寄生 ②. 捕食
(5)增加牲畜喜食植物的种植;引入黄帚橐吾的天敌(如双翅目蝇类幼虫 )
【解析】
【分析】由表可知,黄帚橐吾滋生的沙地生境中,物种数仅为8种,显著低于坡地和滩地,这表明黄帚橐吾滋生减少了群落中的物种数量,即影响群落的物种组成。据题意,可通过引如黄帚橐吾的竞争者或天敌抑制其滋生繁殖。
【小问1详解】
表格中 “盖度、物种数” 是衡量群落物种组成的关键指标,不同生境物种数差异显著,体现群落物种组成变化 ,即黄帚橐吾滋生主要影响了群落的物种组成。黄帚橐吾滋生时,牲畜喜食植物被啃食,杂草抢占资源,导致群落物种数减少、结构简化, 符合逆行演替。
【小问2详解】
对比沙地、坡地、滩地的物种数和黄帚橐吾结实率,坡地植物盖度最大,结实率最低,推测黄帚橐吾与其他植物竞争阳光、水分、养分,竞争抑制了黄帚橐吾的繁殖,使其结实率降低。所以,影响结实率的生物因素是种间竞争 。
【小问3详解】
种群数量衰退的核心依据是繁殖潜力低。坡地中,黄帚橐吾种子数量最少,种子是种群更新的基础,种子少意味着后续种群补充个体不足,种群数量最可能衰退。
【小问4详解】
双翅目蝇类幼虫导致黄帚橐吾结实率下降,可能与以下因素有关:寄生:幼虫寄生于黄帚橐吾,摄取营养,影响繁殖。捕食:幼虫取食花、果实等,导致无法结实。
【小问5详解】
依据生态原理设计措施:增加牲畜喜食植物:通过竞争关系,抢占黄帚橐吾的生存空间、资源(阳光、养分 ),抑制其生长,利用种间竞争原理 。引入天敌:如释放双翅目蝇类幼虫(若其专一性寄生 / 捕食黄帚橐吾 ),降低其结实率,控制种群数量,利用捕食 / 寄生关系 。
14. 科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X,发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。
(1)为分析X对植物光能利用的影响,科研人员用添加X的培养液培养水绵,再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片,观察并统计不同光质下需氧细菌数量,结果见下表。
光质
处理
蓝光
绿光
黄光
橙光
红光
培养液(对照)
150
12
10
14
89
培养液+X
139
28
7
13
88
结果表明,X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中,X呈现出随机分布的特点,当X分布在叶绿体的________时,水绵光能利用效率最佳。
(2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响,开展了下列实验。
①用离体叶绿体、X和Y(可与NADPH发生反应的化合物)进行实验,在相同光照条件下,实时测定并计算Y的变化量。由图可知,X能________(填“促进”或“抑制”)叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性,需增设1个处理,即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________(填“甲”或“乙”或“丙”)。
②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片,抽气后,再置于1%的碳酸氢钠溶液中,给予相同的光照,发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面,其原因是________。
(3)研究还发现处理植物的X浓度过高,会出现植物叶片气孔开放度下降的现象,推测与之相关的植物激素及其含量变化是_________。
【答案】(1) ①. 绿 ②. 类囊体/基粒
(2) ①. 促进 ②. 丙 ③. x溶液处理叶圆片能提高光能利用率,促进光反应速率,产生氧气速率加快
(3)脱落酸含量增加
【解析】
【分析】1、光反应的场所是类囊体薄膜,包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质,包括CO2的固定和C3的还原。
2、脱落酸的作用:抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠。
【小问1详解】
分析表格数据可知,与对照组相比,添加X的培养液中,绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位,而氧气是光合作用光反应的产物,所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所,能吸收、传递和转化光能,当X分布在叶绿体的类囊体(基粒)时,能更好地促进光能的吸收和利用,使水绵光能利用效率最佳。
【小问2详解】
由图可知,与没有添加X的组相比,添加X的组中Y的变化量更大,说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性,不能进行光合作用,也就不能合成NADPH,Y的量基本不变,所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。
将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片,抽气后,再置于1%的碳酸氢钠溶液中,给予相同的光照,发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面,其原因是x溶液处理叶圆片能提高光能利用率,促进光反应速率,产生氧气速率加快。
【小问3详解】
脱落酸能促进气孔关闭,当处理植物的X浓度过高时,植物叶片气孔开放度下降,推测与之相关的植物激素是脱落酸,且其含量增加。
15. 经皮电刺激(TENS)是一种安全的电刺激镇痛技术(神经传递过程如图),其依据是“闸门控制学说”,“闸门”位于脊髓背角,传导兴奋的神经纤维包括并行的粗纤维(传导触觉信号)和细纤维(传导痛觉信号),这两类纤维分别以120m·s-1和2.3m·-1s的速度传导电信号,粗纤维传导的信号能短暂关闭“闸门”,阻断细纤维向大脑传递信号。
回答下列问题:
(1)TENS作用于皮肤,产生的兴奋沿着神经纤维向大脑皮层传递,兴奋时细胞膜的膜电位表现为__________________,膜电位发生变化的机理是___________________________。
(2)兴奋由大脑向肌肉传递的过程中,需通过突触传递信号,电信号传导到轴突末梢,突触小体内的__________________与突触前膜融合后释放__________________进入突触间隙,经扩散与突触后膜上的__________________结合后引起下一个神经元兴奋。
(3)能产生动作电位的细胞称为可兴奋细胞,包括神经细胞、肌肉细胞和__________________等类型。
(4)TENS镇痛的原理是___________________________。若动物手术中运用TENS镇痛,具体措施是___________________________。
【答案】(1) ①. 外负内正 ②. 细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流
(2) ①. 突触小泡 ②. 神经递质 ③. 特异性受体 (3)某些腺细胞
(4) ①. 电刺激皮肤,使粗纤维兴奋,粗纤维传导的信号关闭“闸门”,阻断细纤维向大脑传递痛觉信号 ②. 在动物皮肤相关部位施加适宜强度的电刺激
【解析】
【分析】兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导,在神经元之间通过突触结构传递。
【小问1详解】
在静息状态下,细胞膜的膜电位是外正内负;当兴奋时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,使膜电位变为外负内正。
【小问2详解】
当电信号传导到轴突末梢时,突触小体内的突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质进入突触间隙,神经递质经扩散与突触后膜上的特异性受体结合,从而引起下一个神经元兴奋。
【小问3详解】
能产生动作电位的可兴奋细胞除了神经细胞、肌肉细胞外,还有某些腺细胞等。
【小问4详解】
TENS 镇痛的原理是电刺激皮肤,使粗纤维兴奋,粗纤维传导的信号关闭“闸门”,阻断细纤维向大脑传递痛觉信号。若动物手术中运用 TENS 镇痛,具体措施是在动物皮肤相关部位施加适宜强度的电刺激。
16. 科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的________定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象________(填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是________。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型
顶生表型
基因型
FF
Ff
ff
基因型
FF
Ff
ff
DD
+
+
-
DD
-
-
+
Dd
+
+
-
Dd
-
-
+
dd
+
+
+
dd
-
-
-
结果证实了上述假设,则F2中腋生:顶生的理论比例为________,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是________。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y-1和y-2,基因结构示意图如下。Y突变为y-1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y-2导致________。y-1和y-2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象?________(填“①”或“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生________个具有正常功能Y基因的子细胞。
【答案】(1)分离 (2) ①. 不能 ②. 基因突变的频率很低
(3) ①. 13:3 ②. ffDd
(4) ①. 基因无法正常表达 ②. ② ③. 20##二十
【解析】
【分析】分离定律: 在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【小问1详解】
豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状,其由一对等位基因F/f控制,即一对等位基因控制的一对相对性状;大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生:顶生约为3:1,符合孟德尔的分离定律。
【小问2详解】
基因突变具有低频性,即频率很低,若发生基因突变,某顶生个体自交,不可能出现子代个体中20%以上表现为腋生。即某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象不能用基因突变来解释,原因是基因突变出现的频率很低。
【小问3详解】
分析题表可知,F2中F_D_+F_dd+ffdd为腋生,ffD_为顶生,可见F2属于9:3:3:1变式,即F2中腋生(F_D_+F_dd+ffdd=9+3+1=13):顶生(ffD_=3)=13:3,可见(2)中顶生亲本的基因型为ffDd。
小问4详解】
分析题图可知,Y基因非编码区启动子区缺失了部分序列使得Y基因突变为y-2,导致RNA聚合酶无法识别并结合启动子,基因无法正常表达。
根据题意可知,Y控制黄色子叶,y-1因为编码区插入了一段DNA序列导致其表达的蛋白功能丧失,而y-2因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达;在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。分析题图可知,图中y-1与y-2②位点发生断裂并交换,能产生正常Y基因,可解释上述现象。在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F1基因型为y-1y-2,1个基因型为y-1y-2的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次②位点的交换,产生4个精细胞,其中只有1个具有正常功能Y基因,则F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生20个具有正常功能Y基因的子细胞。
17. 种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造,利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中,筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比,突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。
(1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_____。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切,再选择SmaI和_____对Ti质粒进行完全酶切,将产生的黏性末端补平,补平时使用的酶是_____。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌;经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为_____bp,则一定为正向重组质粒。
(2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的,提取基因组DNA,经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段(图乙)。在此酶切过程中,限于后续PCR难以扩增大片段DNA,最好使用识别序列为_____(填“4”“6”或“8”)个碱基对的限制酶,且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段_____,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后,进行了一系列操作,其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_____(填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。
(3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株,如果检测到野生型基因,_____(填“能”或“不能”)确定该植株的表型为野生型。
【答案】(1) ①. 复制原点 ②. XbaI ③. DNA聚合酶 ④. SmaI和SpeI ⑤. 550bp
(2) ①. 4 ②. 环化 ③. 测序和序列比对
(3)不能
【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;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
DNA复制的起点是复制原点,因此Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据SmaI限制酶识别序列可知,酶切形成的是平末端,若质粒仅用SmaI酶切,抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入,且无法区分,为了确定是否是正向重组质粒,因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶,抗除草剂因需要插入到启动子和终止子之间,因此不能选择BamHI,因为该限制酶会破坏终止子,因此可选择XbaI和SmaI进行酶切,XbaI酶切会形成黏性末端,需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平(可使重组质粒最小,同时PstI酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶抹平,因为DNA聚合酶只能从3'延伸子链)。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌。重组的T-DNA片段上含有一个SmaI酶切位点和一个SpeI酶切位点,可以选择用SmaI和SpeI进行酶切,转录的方向是从模板的3'→5',和质粒对应的方向相同,经过两种酶的酶切后并电泳呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为550bp,若反向接,较短的条带长度近似为200bp。
【小问2详解】
由于后续PCR难以扩增大片段DNA,所以最好选择识别序列为4个碱基的限制酶,原因是识别序列越短,酶切位点越多,切割产生的片段可能越小,更有利于后续的PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的,但此时需要扩增未知序列,因此可以将图乙的片段环化,这样就可以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是否是同一基因,需要准确比对其上的碱基序列,因此对同一个基因的操作为测序和序列比对。
【小问3详解】
突变植株成功导入野生型基因,但野生型基因未必可以正常表达,因此不能确定该植株的表型为野生型。
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