内容正文:
绵阳南山中学高2023级高三第二次教学质量检测
生物学试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分, 其中试题卷共8页; 答题卡共2页。满分100分, 考试时间75分钟。
注意事项:
1. 答题前, 考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚, 同时用2B铅笔将考号准确填涂在"准考证号"栏目内。
2. 选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上, 如需改动, 用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案; 非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内, 超出答题区域书写的答案无效; 在草稿纸、试题卷上答题无效。
3. 考试结束后将答题卡收回。
一、选择题(本题共15小题, 每小题3分, 共45分, 每小题给出的四个选项中, 只有一个选项是符合题目要求的)
1. 2025年1月,国际顶尖学术期刊《Cell》重磅发布了我国科学家主导的科研成果,研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命,揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能,拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测,错误的是( )
A. 深渊生物生活在黑暗环境中,不能进行光合作用,因此不能合成有机物
B. 深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA
C. 深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于低温环境中维持细胞膜流动性
D. 深渊生物中蛋白质可能通过增加分子结构稳定性以适应高压环境
【答案】A
【解析】
【详解】A、虽然深潜生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用,但细胞内可以通过其他途径合成有机物。 比如细胞呼吸的过程中会产生一些中间产物,这些中间产物可以作为合成其他有机物的原料,细胞还可以从周围环境中摄取一些小分子物质来合成自身需要的有机物等,A错误;
B、原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)均为细胞生物,其遗传物质均为DNA,B正确;
C、在低温环境下,不饱和脂肪酸的存在有利于维持细胞膜的流动性。 因为不饱和脂肪酸具有双键,会使分子链发生弯曲,不易排列紧密,从而使细胞膜在低温下也能保持一定的流动性,这对于深潜生物适应低温环境是很重要的,C正确;
D、深潜环境具有高压的特点,深潜生物中的蛋白质通过增加分子结构稳定性,可以更好地抵抗高压对其结构和功能的影响,以适应高压环境,D正确。
故选A。
2. 蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种, 外切酶专门作用于肽链末端的肽键, 内切酶则作用于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸()两侧的肽键, 某四十九肽经该内切酶作用后的情况如下图, 下列叙述错误的是( )
A. 形成短肽A、B、C共消耗2分子水
B. 短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个
C. 内切酶作用于肽链的特定区域与其自身结构相关
D. 若用蛋白外切酶处理该多肽, 最终会得到49个氨基酸
【答案】A
【解析】
【详解】A、短肽A、B、C的形成过程中共去掉3个苯丙氨酸(C9H11NO2),这需要断裂5个肽键,消耗5个水分子,A错误;
B、由以上分析知,短肽A、B、C的形成过程中共去掉第17、31和32位苯丙氨酸3个,此过程共需要断裂5个肽键(分别位于16和17号、17和18号、30和31号、31位和32号、32位和33号)、消耗5个水分子,每个苯丙氨酸含有2个氧原子、每个水分子含有1个氧原子,所以短肽A、B、C比该四十九肽的氧原子数少2×3 - 5 = 1个,B正确;
C、题意显示,内切酶分子表面存在特定的“功能区域”,是实现底物识别切割特定肽键的核心,C正确;
D、外切酶专门作用于肽链末端的肽键,若该四十九肽用蛋白外切酶处理,可得到49个氨基酸,D正确。
故选A。
3. 科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是( )
A. 微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分
B. 细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C. SP合成缺陷的浆细胞中,抗体会在内质网腔中聚集
D. 内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
【答案】D
【解析】
【分析】分泌蛋白先在游离的核糖体合成,形成一段多肽链后,信号识别颗粒(SRP)识别信号,再与内质网上信号识别受体DP结合,将核糖体-新生肽引导至内质网,SRP脱离,信号引导肽链进入内质网,形成折叠的蛋白质,随后,核糖体脱落。
【详解】A、分析题意,微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分,A错误;
B、基因是有遗传效应的核酸片段,信号肽(SP)是由控制“信号肽”(SP)合成的脱氧核苷酸序列合成的,所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,如配子或减数第二次分裂的细胞等,B错误;
C、SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中,不会合成SP,因此不会进入内质网中,C错误;
D、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含“信号肽”,说明在内质网腔内“信号肽”被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),D正确。
故选D。
4. 下图是油菜种子在形成和萌发过程中,糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A. 种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,可溶性糖是种子萌发的直接能源物质
B. 种子萌发初期,大量脂肪水解转变为可溶性糖,种子的干重增加
C. 甘油和脂肪酸组成的脂肪中氧的含量比糖类高,所以单位质量所含能量也比糖类多
D. 油菜种子在播种时应进行深播,以满足其对水分和氧气的需求
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞中的直接能源物质是ATP,A错误;
B、脂肪水解后形成蔗糖的过程中消耗水,氧含量会明显升高,氧参与到有机物的组成,导致种子的干重增加,B正确;
C、由于脂肪中的碳、氢比例高,所以单位质量的糖类和脂肪中,所含有的能量脂肪多于糖类,C错误;
D、油菜种子富含脂肪,脂肪氧化分解会消耗大量的氧气,因此,油菜种子播种时应浅播,以满足对氧气的需求,D错误。
故选B。
5. 硝基质体(Nitroplast)的发现被《科学》杂志评为2024年度十大科学突破之一,这表明其在科学界的重要性和影响力,其首次被发现于真核生物布拉鲁德磷藻(Braarudosphaera bigelowii)中。硝基质体是双层膜结构的细胞器,具有固氮功能。科学家推测硝基质体是由藻类内吞的固氮蓝细菌(UCYN-A)演化而来。下列叙述错误的是( )
A. 布拉鲁德磷藻的遗传物质主要存在于细胞核中
B. 布拉鲁德磷藻的细胞核也具有双层膜结构
C. UCYN-A的固氮基因可能位于其染色体DNA上
D. 硝基质体的外膜可能来自布拉鲁德磷藻的细胞膜
【答案】C
【解析】
【分析】真核生物具有细胞核和众多细胞器,核糖体是合成蛋白质的场所。线粒体和叶绿体都具有一定的自主性,其起源与内共生学说有关。原核生物没有以核膜为界限的细胞核,细胞器只有一种核糖体。
【详解】AB、布拉鲁德磷藻是真核生物,其遗传物质DNA主要存在于细胞核中,细胞质中(线粒体、叶绿体)也有少量的分布,细胞核具有双层膜结构,AB正确;
C、UCYN-A为固氮蓝细菌,是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,也不具有染色体,所以UCYN-A的固氮基因不可能位于其染色体DNA上,C错误;
D、根据题意,科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来,那么内吞过程中细胞膜形成囊泡包裹固氮蓝细菌UCYN-A,因此推测硝基质体的外膜可能来自布拉鲁德磷藻的细胞膜,D正确。
故选C。
6. 水势(Ψ。)可用于表示单位体积溶液中水的能量状态,与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψ。=-0.7Mpa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A. t0时刻前,该细胞内外不发生水分子的交换
B. t0时刻后,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
C. 随水势增加,细胞内外溶液的浓度差在减小
D. 水势不再增加时,细胞液的渗透压降低到0
【答案】C
【解析】
【分析】当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层对细胞壁的压力减小;当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水,原生质层对细胞壁的压力逐渐增大。
【详解】A、细胞时刻与外界发生水分子的交换,A错误;
B、水势与溶液的吸水能力呈负相关,t0时刻后,水势增强,说明该细胞的吸水能力减弱,因此该细胞质壁分离的程度逐渐减小,B错误;
C、随水势增加,细胞的吸水能力下降,说明细胞内外溶液的浓度差在减小,C正确;
D、水势不再增加时,细胞液对水的吸引力与细胞壁对细胞的膨压相等,细胞液的渗透压不会降低到0,D错误。
故选C。
7. 盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐,会威胁海水稻的生存,同时一些病原菌也会感染水稻植株,影响其正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞
B. 海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染
C. 液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境
D. H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞
【答案】D
【解析】
【详解】A、结合图示可知,水进出细胞的方式有自由扩散(不需要载体和能量)和协助扩散(需要转运蛋白、不需要能量),A正确;
B、抗菌蛋白是大分子物质,图中海水稻细胞可形成囊泡运输抗菌蛋白,通过胞吐方式分泌,B正确;
C、图中液泡吸收Na+是逆浓度梯度进行的,即从低浓度向高浓度的运输,增大细胞液的浓度以适应高浓度环境,防止其在高浓度的环境下失水,C正确;
D、图中液泡内和细胞膜外的pH≈5.5,细胞质基质pH≈7.5,因此H+从细胞质基质运入液泡和运出细胞是逆浓度梯度,需要消耗能量,方式为主动运输,D错误。
故选D。
8. 下列有关遗传学基本概念的叙述中,正确的有( )
①孟德尔通过“假说—演绎法”发现了等位基因和非等位基因及其遗传规律
②棉花的粗纤维和细纤维,狗的长毛和卷毛都是相对性状
③孟德尔的豌豆杂交实验中,测交能用于推测F₁基因型及其产生配子的种类及比例
④非等位基因就是指非同源染色体上的基因
⑤豌豆和玉米进行自交实验时均需进行套袋处理
A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项
【答案】A
【解析】
【详解】①孟德尔提出“假说—演绎法”用于验证分离定律,但“等位基因”概念由约翰逊提出,且孟德尔未直接研究非等位基因的规律,①错误;
②相对性状需为同种生物同一性状的不同表现形式,棉花粗纤维与细纤维是相对性状,但狗的长毛与卷毛属于不同性状,②错误;
③测交可通过子代表型及比例反推F1的基因型及配子种类与比例,如测交结果1:1:1:1,表明F1产生四种等比例的配子,③正确;
④非等位基因可位于同源染色体不同位置或非同源染色体上,④错误;
⑤豌豆为自花传粉植物,自交无需套袋;玉米为雌雄异花,自交需人工授粉并套袋隔离,⑤错误。
综上所述,只有③正确,即A正确。
故选A。
9. 雌性小鼠在胚胎发育至4~6天时(此时细胞在进行旺盛的分裂),细胞中两条X染色体会有一条随机失活,经细胞分裂形成的子细胞中,此条染色体仍失活。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因(R和G)的小鼠,甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY),乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲、乙交配产生F1,F1雌雄个体随机交配,产生F2、若不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A. F1雌鼠中有一半可同时发出红色和绿色荧光
B. F1中最多有一半的小鼠能够发出红色的荧光
C. F2中雌鼠都能发出荧光,有部分雄鼠不能发出荧光
D. 基因R与基因G的遗传遵循基因的自由组合定律
【答案】B
【解析】
【分析】雌性小鼠发育过程中一条X染色体随机失活,雄性小鼠不存在这种现象,甲乙杂交产生的F1的基因型是XRX、XY、XRXG、XGY,F1随机交配,雌配子产生的种类及比例是XR:XG:X=2:1:1,雄配子产生的种类及比例为X:XG:Y=1:1:2。
【详解】AB、由于雄性小鼠在胚胎发育至4~6天时,细胞中两条X染色体会有一条随机失活,经细胞分裂形成的子细胞中,此条染色体仍失活,因此F1雌性小鼠中,基因型为XRXG的小鼠可能发出两种颜色的荧光,也可能只发出一种颜色的荧光,A错误,B正确;
C、F2中基因型为XX(占总数的1/16)的雌鼠不能发出荧光,基因型为XRX、XGX的雌鼠也可能不发出荧光,C错误;
D、基因R与基因G都位于X染色体上,二者的遗传不遵循基因的自由组合定律,D错误。
故选B。
10. NER是一种能够纠正紫外线(UV)诱导的染色体DNA改变的修复机制,着色性干皮病A组蛋白(XPA)直接决定了NER去除DNA病变的能力。如图为NER修复机制,下列说法错误的是( )
A. XPA切除受损部位时需断裂2个磷酸二酯键
B. DNA损伤修复过程中DNA聚合酶沿图左到右的方向合成缺失的DNA片段
C. 该修复过程的场所是在细胞核中
D. DNA有损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、XPA 切除时需要将受损部位 DNA 一条链的左右两边切开,因此需断裂 2 个磷酸二酯键,A 正确;
B、DNA 聚合酶在复制新链合成是以 5'到 3'的方向进行,图中下方单链修复 5'到 3'方向为从左到右,B 正确;
C、染色体位于细胞核中,因此修复染色体 DNA 损伤的过程发生在细胞核中,C 正确;
D、DNA有害损伤发生后,最好在细胞增殖前进行修复,对细胞最有利,D 错误。
故选D。
11. 下列关于基因表达及其调控的叙述正确的是( )
A. 转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式相同
B. 转录时通过解旋酶破坏碱基对之间的氢键打开 DNA 双链
C. 某些 DNA 甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D. 核糖体与 mRNA 的结合部位形成 1 个 tRNA 结合位点
【答案】C
【解析】
【详解】A、转录时配对方式为T-A、A-U、C-G、G-C,翻译时配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C,两者不完全相同,A错误;
B、转录时RNA聚合酶兼具解旋功能,无需解旋酶,B错误;
C、DNA甲基化可阻碍RNA聚合酶与启动子结合,进而抑制转录,影响基因的表达和表型,C正确;
D、核糖体与mRNA结合部位有两个tRNA结合位点,D错误。
故选C。
12. COL5A1 蛋白能促进胃中的上皮细胞间质化(EMT),其在胃癌的形成与癌细胞转移中发挥着重要的作用。COL5A1 蛋白表达的调控过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. EMT 使胃中的上皮细胞形态发生变化
B. 基因需表达出蛋白质后才能发挥调控生命活动的作用
C. 组蛋白和 mRNA 发生乙酰化修饰均会影响基因表达
D. 靶向干扰 NAT10 蛋白的合成可为治疗胃癌提供思路
【答案】B
【解析】
【详解】A、COL5A1 蛋白能促进胃中的上皮细胞间质化,结合图示可知,上皮细胞间质化表现为形态发生显著变化,即从多边形上皮形态变为梭形间质形态,A正确;
B、基因需表达出的蛋白质能发挥调控生命活动的作用,此外基因转录出的RNA也可发挥多种调控功能,如tRNA、rRNA、miRNA等,B错误;
C、组蛋白乙酰化会使染色质结构松散,促进DNA与转录因子结合,从而激活转录过程,此外,mRNA发生乙酰化修饰也会影响基因表达,C正确;
D、由图可知,COL5A1基因转录形成的mRNA在NAT10蛋白介导下进行乙酰化修饰,乙酰化修饰后的mRNA可以通过翻译形成COL5A1蛋白,该蛋白合成后分泌出细胞,促进了胃癌细胞的转移,因此靶向干预NAT10蛋白的合成可抑制癌细胞转移,D正确。
故选B。
13. 科研小组用双层平板法测定某污水样本中噬菌体的数量,操作流程是:①先铺 2%琼脂于培养皿底层,形成底层琼脂培养基;②将敏感指示菌和待测污水样本混合液,加入已熔化并降温至 45~48℃的 1%琼脂培养基中,迅速倾注于底层培养基上,形成上层培养基;③倒置培养一段时间后,计数噬菌斑。双层平板如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 与下层培养基相比,上层培养基中琼脂浓度低,形成的噬菌斑较大便于计数
B. 可用酵母菌作为敏感指示菌对 T2 噬菌体进行计数
C. 上层培养基冷却至 45~48℃,主要目的是防止底层培养基液化
D. 倒平板前需对培养基和培养皿进行干热灭菌
【答案】A
【解析】
【详解】A、由图注可知琼脂浓度越低越有利于噬菌体扩散,上层培养基中琼脂浓度较低,形成的噬菌斑较大便于计数,A正确;
B、T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内,酵母菌不是T2噬菌体的宿主,不能用酵母菌作为敏感指示菌对T2噬菌体进行计数,B错误;
C、上层培养基冷却至45-48℃,主要目的是防止高温杀死敏感指示菌和噬菌体,C错误;
D、对培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,而培养皿常用干热灭菌法,D错误。
故选A。
14. 某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是( )
A. 叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B. 图示①过程采用酶解法获取原生质体时,可用聚乙二醇调节渗透压
C. 植物体细胞杂交过程体现了细胞膜的结构特点和植物细胞的全能性
D. 经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组织培养,即可获得继承双亲优良性状的杂种植株
【答案】C
【解析】
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用,A错误;
B、聚乙二醇是诱导细胞融合的物质,不是调节渗透压的物质,B错误;
C、在植物体细胞杂交技术中,植物细胞融合体现了细胞膜的结构特点即流动性,植物组织培养则体现了植物细胞的全能性,C正确;
D、植物组织培养可以获得杂种植株,但是基因的表达是相互影响,相互干预,未必能成功获得我们所需要的继承双亲优良性状的目标杂种植株,D错误。
故选C。
15. 图1表示我国科学家利用胚胎干细胞建立体外胚胎和研究胚胎发育潜能的流程。人胚胎干细胞存在两种不同状态,即原始态和始发态。原始态干细胞具有最高的发育潜能,始发态干细胞的全能性相对较低。图2是OGT、OGA以及细胞骨架蛋白在胚胎干细胞中表达情况的电泳图谱,OGT是负责在蛋白质上加糖基的酶,OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶。下列叙述正确的是( )
A. 过程①类似于愈伤组织再分化过程,即将始发态干细胞转化为原始态干细胞
B. 过程③取用的细胞应来自猴子芽体的滋养层部分
C. 过程④将猴子芽体移入受体母猴时,无须对受体母猴进行同期发情处理
D. 根据图2推测,原始态干细胞发育潜能高的原因是细胞中的糖基化程度低
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①将始发态干细胞转化为原始态干细胞,提高了胚胎干细胞的全能性,不是再分化过程,A错误;
B、内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层发育为胎盘,过程③所取细胞能分化为其他种类的细胞,应来自内细胞团,B错误;
C、图 1 中的猴子芽体是囊胚,将其导入受体母猴时,为提供相同的生理环境,需要对受体母猴进行同期发情处理,C错误;
D、根据图 2 结果推测,与始发态干细胞相比,原始态干细胞中 OGA 的含量较高,而 OGA 是负责将糖基从蛋白质上去除的酶,因此推测原始态干细胞发育潜能高的原因是细胞中的糖基化程度低,D正确。
故选D。
二、非选择题(共5个小题,共55分)
16. 某种昆虫病毒的遗传物质为双链环状DNA.该病毒具有包膜结构,包膜上的蛋白A与宿主细胞膜上的受体结合后,两者的膜发生融合,从而使病毒DNA进入细胞内进行自我复制。回答下列问题:
(1)要清楚观察病毒的形态结构需要使用的显微镜类型是_________。
(2)体外培养的梭形昆虫细胞,被上述病毒感染后会转变为圆球形,原因是病毒感染引起了昆虫细胞内_________(填细胞结构名称)的改变。
(3)这类病毒的基因组中通常含有抗细胞凋亡的基因,这类基因对病毒的生物学意义是: _________。
(4)该病毒DNA能在宿主细胞中自我复制,却无法在大肠杆菌中复制。为解决这一问题,可在该病毒的DNA中插入_________序列,以实现利用大肠杆菌扩增该病毒DNA的目的。
(5)用该病毒感染哺乳动物细胞,可以在细胞内检测到该病毒完整的基因组DNA,但无对应的转录产物。推测其无法转录的原因是:_________。
(6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒可使病毒失去对宿主细胞的感染性,其原因是:_______。
【答案】(1)电子显微镜
(2)细胞骨架 (3)防止细胞凋亡,有利于病毒的繁殖
(4)大肠杆菌复制原点 DNA
(5)哺乳动物细胞的 RNA 聚合酶无法识别该病毒基因的启动子
(6)溶解该病毒的包膜,使病毒无法与宿主细胞膜上的受体结合
【解析】
【分析】病毒的结构较为简单,无细胞结构,主要由核酸(DNA 或 RNA)和蛋白质外壳组成。有些病毒在核衣壳之外还有包膜结构。核酸是病毒的遗传物质,储存着病毒的遗传信息,控制着病毒的繁殖、变异等生命活动。蛋白质外壳则起到保护核酸的作用,同时还能介导病毒与宿主细胞的识别与结合。具有包膜的病毒,其包膜一般来源于宿主细胞膜或核膜,包膜上镶嵌着一些糖蛋白刺突,这些刺突有助于病毒吸附和侵入宿主细胞。
【小问1详解】
病毒个体极其微小,普通光学显微镜无法清晰观察其形态结构,需要使用电子显微镜才能清楚观察病毒的形态结构。
【小问2详解】
细胞骨架对于维持细胞的形态具有重要作用,体外培养的梭形昆虫细胞被病毒感染后转变为圆球形,很可能是病毒感染引起了昆虫细胞内细胞骨架的改变。
【小问3详解】
病毒需要在宿主细胞内进行生存和繁殖,细胞凋亡会导致宿主细胞死亡,不利于病毒的生存和繁殖。病毒基因组中含有的抗细胞凋亡基因可以抑制宿主细胞的凋亡,为病毒的复制和繁殖提供更多的时间和场所 。
【小问4详解】
要使病毒 DNA 能在大肠杆菌中复制,需要在病毒 DNA 中插入大肠杆菌复制原点序列,这样才能利用大肠杆菌细胞内的复制系统进行复制。
【小问5详解】
转录需要特定的酶等条件,该病毒 DNA 能进入哺乳动物细胞,但无对应的转录产物,可能是因为病毒基因组没有在哺乳动物细胞中表达的启动子。
【小问6详解】
该病毒具有包膜结构,包膜的主要成分是脂质等,脂溶剂可以溶解病毒的包膜,蛋白镶嵌或贯穿于膜上,脂溶剂处理该病毒颗粒使得包膜溶解,包膜上的蛋白A游离,蛋白A与细胞膜受体结合不能使病毒DNA进入细胞内。
17. 砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性,为探究其机制,研究者进行了相关实验。回答下列问题:
(1)砷通过转运蛋白 F 进入根细胞时需消耗能量,该运输方式属于________。与该运输方式有关的细胞器主要有________________(写出两种)。
(2)针对砷吸收相关基因 C 缺失和过量表达的拟南芥,研究者检测了其根细胞中砷的含量,结果如图。由此推测,蛋白 C 可________(填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明,砷激活的蛋白 C 可使 F 磷酸化,磷酸化的 F 诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白 F 的囊泡。由此判断,激活的蛋白 C 可使细胞膜上转运蛋白 F 的数量_______,造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有___________的特点。
(3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白 F 进入细胞。推测在砷胁迫下植物对磷的吸收量_______(填“增加”或“减少”),结合(2)和(3)的信息,分析其原因:________________(答出两点即可)。
【答案】(1) ①. 主动运输 ②. 线粒体、核糖体
(2) ①. 减弱 ②. 减少 ③. 流动性
(3) ①. 减少 ②. 砷胁迫下,细胞膜上转运蛋白 F 数量减少,砷竞争性结合转运蛋白 F,导致可与磷结合的转运蛋白 F 数量减少,植物对磷的吸收减少
【解析】
【分析】主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。
【小问1详解】
物质跨膜运输时,需要载体蛋白且消耗能量的运输方式为主动运输,砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量,所以该运输方式属于主动运输,转运蛋白的合成需要核糖体,消耗的能量来自线粒体,因此,与主动运输方式有关的细胞器是核糖体和线粒体。
【小问2详解】
从图中可以看出,与野生型相比,C缺失突变体根细胞中砷浓度相对值较高,C过量表达植株根细胞中砷浓度相对值较低,由此推测,蛋白C可减弱根对砷的吸收。砷激活的蛋白C可使F磷酸化,磷酸化的F诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白F的囊泡,这会使细胞膜上转运蛋白F的数量减少,从而造成根对砷吸收量的改变。囊泡是由细胞膜内陷形成的,这体现了细胞膜在结构上具有一定的流动性的特点。
【小问3详解】
由于砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,在砷胁迫下,砷会与磷竞争转运蛋白F,所以推测植物对磷的吸收量减少。 这是因为砷激活蛋白C,使细胞膜上转运蛋白F数量减少,而磷也是通过转运蛋白F进入细胞,所以磷的吸收量减少;此外砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,砷胁迫下,更多的转运蛋白F用于转运砷,导致磷的吸收量减少。
18. 下图甲到丙是某二倍体动物(2n=4)生殖器官内细胞分裂时的部分示意图:图戊是该器官内减数分裂过程中各时期染色体、染色单体和核 DNA 的数量变化。回答下列问题。
(1)减数分裂过程中,染色体数目减半发生的时期是_________。同源染色体是指形态大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,减数分裂时可以______的两条染色体。
(2)从可遗传变异的角度考虑,图乙细胞发生的变异类型是______。图丙中染色单体的数量是______条,其分裂形成的四个细胞的基因型是______。
(3)该动物体内细胞最多含有______个染色体组。B时期细胞的名称是______,由C时期进入D时期相关数据变化的原因是______。
【答案】(1) ①. 减数第一次分裂(减数分裂Ⅰ) ②. 联会(配对)
(2) ①. 基因突变 ②. 8 ③. Ab、ab、AB、aB
(3) ①. 4 ②. 初级精母细胞 ③. 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色单体消失,染色体数目暂时加倍
【解析】
【分析】题图分析,乙处于有丝分裂的后期,丙处于减数第一次分裂的后期,该细胞均等分裂,说明该个体为雄性。戊中A表示分裂间期,B表示减数第一次分裂,C表示减数第二次分裂的前期和中期,D表示减数第二次分裂的后期和末期,E表示配子。
【小问1详解】
减数分裂过程中,染色体数目减半发生的时期是减数第一次分裂后期,随着同源染色体分开分别进入到两个子细胞中实现了染色体数目减半。同源染色体是指形态大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,减数分裂时可以联会配对的两条染色体,即联会是同源染色体的基本特征。
【小问2详解】
从可遗传变异的角度考虑,图乙细胞发生的变异类型是基因突变,基因突变的结果是产生新的基因。图丙中染色单体的数量是8条,即每条染色体含有两个染色单体,图中丙细胞产生的两个次级精母细胞的基因型为Aabb和AaBB,因而甲细胞分裂形成的四个细胞的基因型是Ab、ab、AB、aB。
【小问3详解】
该动物体内细胞最多含有4个染色体组,即处于有丝分裂后期的细胞中含有4个染色体组。B时期细胞中染色体数目为体细胞中染色体数目,且每条染色体含有2个染色单体,此时细胞的名称是初级精母细胞,由C时期进入D时期细胞中染色体数目暂时加倍,此时处于减数第二次分裂后期,即发生相关数据变化的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色单体消失,染色体数目暂时加倍。
19. 在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中,其皮毛性状常表现为粗毛鼠和细毛鼠,某研究小组偶然发现该小鼠种群中出现了几只无毛的雌雄鼠(裸鼠),为研究小鼠皮毛的遗传特点,该研究小组开展了相关杂交实验,实验结果如下:
亲本组合
F₁
F₂
实验一
细毛雄鼠×无毛雌鼠
雌雄全为粗毛鼠
6粗毛雌鼠:2无毛雌鼠:3粗毛雄鼠:3细毛雄鼠:2无毛雄鼠
实验二
无毛雄鼠×细毛雌鼠
细毛雄鼠、粗毛雌鼠
3粗毛雌鼠:3细毛雌鼠:2无毛雌鼠:3粗毛雄鼠:3细毛雄鼠:2无毛雄鼠
(1)假设小鼠皮毛的有无由A/a控制,毛的粗细由B/b控制。有毛、无毛这对相对性状的显性性状是______,从实验结果推断A/a基因位于______染色体上;基因B/b位于______染色体上。
(2)写出两实验亲本雌鼠的基因型,实验一:______、实验二:______。
(3)选取实验一的F₂中的粗毛雌鼠与无毛雄鼠随机交配,则所繁殖的后代中,雌鼠的表型及比例是______。
(4)杂交实验中还发现,无毛雌鼠的产仔率明显低于有毛雌鼠,对此该研究小组进行了进一步的研究。研究发现无毛基因是由有毛基因突变而来的,无毛基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于有毛基因表达的蛋白质,推测出现此现象的原因最可能是______。
【答案】(1) ①. 有毛 ②. 常 ③. X
(2) ①. aaXBXB ②. AAXbXb
(3)粗毛:细毛:无毛=7:1:4
(4)无毛基因转录的 mRNA 中控制氨基酸的密码子变为终止密码子(或终止密码子提前出现),导致翻译提前终止。
【解析】
【分析】基因的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。
【小问1详解】
据题干信息可知,实验一和实验二中,有毛个体杂交后代出现了无毛个体,根据“无中生有为隐性”可知,有毛为显性性状,无毛为隐性性状。又因为实验一和实验二的F2中,有毛和无毛个体在雌雄中均出现,与性别无关,所以可推断A/a基因位于常染色体上。实验一和实验二的F2中,粗毛和细毛的表型在雌雄中不同,说明毛的粗细这一性状的遗传与性别相关联,所以基因B/b位于X染色体上。且无毛雄鼠×细毛雌鼠,F1为细毛雄鼠、粗毛雌鼠,说明细毛是隐性性状,粗毛是显性性状。
【小问2详解】
结合(1)的分析和题干信息可知,实验一中亲本为有毛(A_)和无毛(aa),且F1全为有毛(Aa),又因为F2中有毛雌性全为粗毛(XBX-),有毛雄性有粗毛(XBY)和细毛(XbY),所以亲本细毛雄鼠的基因型为AAXbY,无毛雌鼠的基因型为aaXBXB。同理,实验二中亲本为无毛(aa)和有毛(A_),F1中有细毛雄鼠(A_XbY)和粗毛雌鼠(A_XBX−),所以亲本无毛雄鼠的基因型为aaXBY,细毛雌鼠的基因型为AAXbXb。
【小问3详解】
实验一中细毛雄鼠基因型为AAXbY,无毛雌鼠基因型为 aaXBXB,F1雌雄全为粗毛鼠基因型为AaXBXb、AaXBY,F1随机交配,F2的基因型有1/16AAXBXB、1/16AAXBXb、2/16AaXBXB、2/16AaXBXb、1/16aaXBXB、1/16aaXBXb、1/16AAXBY、1/16AAXbY、2/16AaXBY、2/16AaXbY、1/16aaXBY、1/16aaXbY,实验结果F2的表型为6粗毛雌鼠:2无毛雌鼠:3粗毛雄鼠:3细毛雄鼠:2无毛雄鼠,故F2中的粗毛雌鼠的基因型为1/16AAXBXB、1/16AAXBXb、2/16AaXBXB、2/16AaXBXb,无毛雌鼠基因型有1/16aaXBXB、1/16aaXBXb,粗毛雄鼠基因型有1/16AAXBY、2/16AaXBY,细毛雄鼠基因型有1/16AAXbY、2/16AaXbY,无毛雄鼠的基因型有1/2aaXBY、1/2aaXbY,F2中的粗毛雌鼠(A_XBX−)与无毛雄鼠(aaXBY、 aaXbY) 随机交配,单独分析每对基因的遗传:A_(1/3AA、2/3Aa)×aa,子代aa为2/3×1/2=1/3,A_为1-1/3=2/3;XBX−(1/2XBXB、1/2XBXb)产生的配子及概率为3/4XB、1/4Xb,X-Y(1/2XBY、1/2XbY)产生的配子及概率为1/2XB、1/2Xb,则后代雌性基因型及概率为XbXb=1/4×1/2=1/8,XBX-=1-1/8=7/8,综合计算可知,F2中的粗毛雌鼠与无毛雄鼠随机交配,则所繁殖的后代中,雌鼠的基因型和表型及比例是粗毛A-XBX-=2/3×7/8=14/24:细毛A-XbXb=2/3×1/8=2/24:无毛aa=1/3=8/24,即粗毛:细毛:无毛=14:2:8=7:1:4。
【小问4详解】
根据题意已知无毛基因是由有毛基因突变而来的,无毛基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于有毛基因表达的蛋白质,说明无毛基因转录的mRNA中控制氨基酸的密码子突变为终止密码或终止密码子(或终止密码子提前出现),导致在核糖体进行的翻译提前终止。
20. 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。
Ti质粒部分序列及限制酶酶切位点
(1)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 SmaI 和______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 T-DNA 插入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. XbaI ②. DNA 聚合酶 ③. SpeI ④. 550
(2) ①. 4 ②. 环化(或首尾相连) 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,抗除草剂基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,这是不选择该酶切的原因)。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因的片段与补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌。重组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,较短的条带长度接近似为550bp,若反向连接,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,这是因为识别序列越短,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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生物学试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分, 其中试题卷共8页; 答题卡共2页。满分100分, 考试时间75分钟。
注意事项:
1. 答题前, 考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚, 同时用2B铅笔将考号准确填涂在"准考证号"栏目内。
2. 选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上, 如需改动, 用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案; 非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内, 超出答题区域书写的答案无效; 在草稿纸、试题卷上答题无效。
3. 考试结束后将答题卡收回。
一、选择题(本题共15小题, 每小题3分, 共45分, 每小题给出的四个选项中, 只有一个选项是符合题目要求的)
1. 2025年1月,国际顶尖学术期刊《Cell》重磅发布了我国科学家主导的科研成果,研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物(钩虾)和脊椎动物(鱼类)。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命,揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能,拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测,错误的是( )
A. 深渊生物生活在黑暗环境中,不能进行光合作用,因此不能合成有机物
B. 深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA
C. 深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于低温环境中维持细胞膜流动性
D. 深渊生物中蛋白质可能通过增加分子结构稳定性以适应高压环境
2. 蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种, 外切酶专门作用于肽链末端的肽键, 内切酶则作用于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸()两侧的肽键, 某四十九肽经该内切酶作用后的情况如下图, 下列叙述错误的是( )
A. 形成短肽A、B、C共消耗2分子水
B. 短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个
C. 内切酶作用于肽链的特定区域与其自身结构相关
D. 若用蛋白外切酶处理该多肽, 最终会得到49个氨基酸
3. 科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是( )
A. 微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分
B. 细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C. SP合成缺陷的浆细胞中,抗体会在内质网腔中聚集
D. 内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
4. 下图是油菜种子在形成和萌发过程中,糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A. 种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,可溶性糖是种子萌发的直接能源物质
B. 种子萌发初期,大量脂肪水解转变为可溶性糖,种子的干重增加
C. 甘油和脂肪酸组成的脂肪中氧的含量比糖类高,所以单位质量所含能量也比糖类多
D. 油菜种子在播种时应进行深播,以满足其对水分和氧气的需求
5. 硝基质体(Nitroplast)的发现被《科学》杂志评为2024年度十大科学突破之一,这表明其在科学界的重要性和影响力,其首次被发现于真核生物布拉鲁德磷藻(Braarudosphaera bigelowii)中。硝基质体是双层膜结构的细胞器,具有固氮功能。科学家推测硝基质体是由藻类内吞的固氮蓝细菌(UCYN-A)演化而来。下列叙述错误的是( )
A. 布拉鲁德磷藻的遗传物质主要存在于细胞核中
B. 布拉鲁德磷藻的细胞核也具有双层膜结构
C. UCYN-A的固氮基因可能位于其染色体DNA上
D. 硝基质体的外膜可能来自布拉鲁德磷藻的细胞膜
6. 水势(Ψ。)可用于表示单位体积溶液中水的能量状态,与溶液的吸水能力呈负相关,主要受溶液浓度、压力等影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψ。=-0.7Mpa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A. t0时刻前,该细胞内外不发生水分子的交换
B. t0时刻后,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
C. 随水势增加,细胞内外溶液的浓度差在减小
D. 水势不再增加时,细胞液的渗透压降低到0
7. 盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐,会威胁海水稻的生存,同时一些病原菌也会感染水稻植株,影响其正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图。下列叙述错误的是( )
A. H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞
B. 海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染
C. 液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境
D. H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞
8. 下列有关遗传学基本概念的叙述中,正确的有( )
①孟德尔通过“假说—演绎法”发现了等位基因和非等位基因及其遗传规律
②棉花的粗纤维和细纤维,狗的长毛和卷毛都是相对性状
③孟德尔的豌豆杂交实验中,测交能用于推测F₁基因型及其产生配子的种类及比例
④非等位基因就是指非同源染色体上的基因
⑤豌豆和玉米进行自交实验时均需进行套袋处理
A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项
9. 雌性小鼠在胚胎发育至4~6天时(此时细胞在进行旺盛的分裂),细胞中两条X染色体会有一条随机失活,经细胞分裂形成的子细胞中,此条染色体仍失活。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因(R和G)的小鼠,甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY),乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲、乙交配产生F1,F1雌雄个体随机交配,产生F2、若不考虑突变,下列叙述正确的是( )
A. F1雌鼠中有一半可同时发出红色和绿色荧光
B. F1中最多有一半的小鼠能够发出红色的荧光
C. F2中雌鼠都能发出荧光,有部分雄鼠不能发出荧光
D. 基因R与基因G的遗传遵循基因的自由组合定律
10. NER是一种能够纠正紫外线(UV)诱导的染色体DNA改变的修复机制,着色性干皮病A组蛋白(XPA)直接决定了NER去除DNA病变的能力。如图为NER修复机制,下列说法错误的是( )
A. XPA切除受损部位时需断裂2个磷酸二酯键
B. DNA损伤修复过程中DNA聚合酶沿图左到右的方向合成缺失的DNA片段
C. 该修复过程的场所是在细胞核中
D. DNA有损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
11. 下列关于基因表达及其调控的叙述正确的是( )
A. 转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式相同
B. 转录时通过解旋酶破坏碱基对之间的氢键打开 DNA 双链
C. 某些 DNA 甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D. 核糖体与 mRNA 的结合部位形成 1 个 tRNA 结合位点
12. COL5A1 蛋白能促进胃中的上皮细胞间质化(EMT),其在胃癌的形成与癌细胞转移中发挥着重要的作用。COL5A1 蛋白表达的调控过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A. EMT 使胃中的上皮细胞形态发生变化
B. 基因需表达出蛋白质后才能发挥调控生命活动的作用
C. 组蛋白和 mRNA 发生乙酰化修饰均会影响基因表达
D. 靶向干扰 NAT10 蛋白的合成可为治疗胃癌提供思路
13. 科研小组用双层平板法测定某污水样本中噬菌体的数量,操作流程是:①先铺 2%琼脂于培养皿底层,形成底层琼脂培养基;②将敏感指示菌和待测污水样本混合液,加入已熔化并降温至 45~48℃的 1%琼脂培养基中,迅速倾注于底层培养基上,形成上层培养基;③倒置培养一段时间后,计数噬菌斑。双层平板如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 与下层培养基相比,上层培养基中琼脂浓度低,形成的噬菌斑较大便于计数
B. 可用酵母菌作为敏感指示菌对 T2 噬菌体进行计数
C. 上层培养基冷却至 45~48℃,主要目的是防止底层培养基液化
D. 倒平板前需对培养基和培养皿进行干热灭菌
14. 某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是( )
A. 叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B. 图示①过程采用酶解法获取原生质体时,可用聚乙二醇调节渗透压
C. 植物体细胞杂交过程体现了细胞膜的结构特点和植物细胞的全能性
D. 经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组织培养,即可获得继承双亲优良性状的杂种植株
15. 图1表示我国科学家利用胚胎干细胞建立体外胚胎和研究胚胎发育潜能的流程。人胚胎干细胞存在两种不同状态,即原始态和始发态。原始态干细胞具有最高的发育潜能,始发态干细胞的全能性相对较低。图2是OGT、OGA以及细胞骨架蛋白在胚胎干细胞中表达情况的电泳图谱,OGT是负责在蛋白质上加糖基的酶,OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶。下列叙述正确的是( )
A. 过程①类似于愈伤组织再分化过程,即将始发态干细胞转化为原始态干细胞
B. 过程③取用的细胞应来自猴子芽体的滋养层部分
C. 过程④将猴子芽体移入受体母猴时,无须对受体母猴进行同期发情处理
D. 根据图2推测,原始态干细胞发育潜能高的原因是细胞中的糖基化程度低
二、非选择题(共5个小题,共55分)
16. 某种昆虫病毒的遗传物质为双链环状DNA.该病毒具有包膜结构,包膜上的蛋白A与宿主细胞膜上的受体结合后,两者的膜发生融合,从而使病毒DNA进入细胞内进行自我复制。回答下列问题:
(1)要清楚观察病毒的形态结构需要使用的显微镜类型是_________。
(2)体外培养的梭形昆虫细胞,被上述病毒感染后会转变为圆球形,原因是病毒感染引起了昆虫细胞内_________(填细胞结构名称)的改变。
(3)这类病毒的基因组中通常含有抗细胞凋亡的基因,这类基因对病毒的生物学意义是: _________。
(4)该病毒DNA能在宿主细胞中自我复制,却无法在大肠杆菌中复制。为解决这一问题,可在该病毒的DNA中插入_________序列,以实现利用大肠杆菌扩增该病毒DNA的目的。
(5)用该病毒感染哺乳动物细胞,可以在细胞内检测到该病毒完整的基因组DNA,但无对应的转录产物。推测其无法转录的原因是:_________。
(6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒可使病毒失去对宿主细胞的感染性,其原因是:_______。
17. 砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性,为探究其机制,研究者进行了相关实验。回答下列问题:
(1)砷通过转运蛋白 F 进入根细胞时需消耗能量,该运输方式属于________。与该运输方式有关的细胞器主要有________________(写出两种)。
(2)针对砷吸收相关基因 C 缺失和过量表达的拟南芥,研究者检测了其根细胞中砷的含量,结果如图。由此推测,蛋白 C 可________(填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明,砷激活的蛋白 C 可使 F 磷酸化,磷酸化的 F 诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白 F 的囊泡。由此判断,激活的蛋白 C 可使细胞膜上转运蛋白 F 的数量_______,造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有___________的特点。
(3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白 F 进入细胞。推测在砷胁迫下植物对磷的吸收量_______(填“增加”或“减少”),结合(2)和(3)的信息,分析其原因:________________(答出两点即可)。
18. 下图甲到丙是某二倍体动物(2n=4)生殖器官内细胞分裂时的部分示意图:图戊是该器官内减数分裂过程中各时期染色体、染色单体和核 DNA 的数量变化。回答下列问题。
(1)减数分裂过程中,染色体数目减半发生的时期是_________。同源染色体是指形态大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,减数分裂时可以______的两条染色体。
(2)从可遗传变异的角度考虑,图乙细胞发生的变异类型是______。图丙中染色单体的数量是______条,其分裂形成的四个细胞的基因型是______。
(3)该动物体内细胞最多含有______个染色体组。B时期细胞的名称是______,由C时期进入D时期相关数据变化的原因是______。
19. 在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中,其皮毛性状常表现为粗毛鼠和细毛鼠,某研究小组偶然发现该小鼠种群中出现了几只无毛的雌雄鼠(裸鼠),为研究小鼠皮毛的遗传特点,该研究小组开展了相关杂交实验,实验结果如下:
亲本组合
F₁
F₂
实验一
细毛雄鼠×无毛雌鼠
雌雄全为粗毛鼠
6粗毛雌鼠:2无毛雌鼠:3粗毛雄鼠:3细毛雄鼠:2无毛雄鼠
实验二
无毛雄鼠×细毛雌鼠
细毛雄鼠、粗毛雌鼠
3粗毛雌鼠:3细毛雌鼠:2无毛雌鼠:3粗毛雄鼠:3细毛雄鼠:2无毛雄鼠
(1)假设小鼠皮毛的有无由A/a控制,毛的粗细由B/b控制。有毛、无毛这对相对性状的显性性状是______,从实验结果推断A/a基因位于______染色体上;基因B/b位于______染色体上。
(2)写出两实验亲本雌鼠的基因型,实验一:______、实验二:______。
(3)选取实验一的F₂中的粗毛雌鼠与无毛雄鼠随机交配,则所繁殖的后代中,雌鼠的表型及比例是______。
(4)杂交实验中还发现,无毛雌鼠的产仔率明显低于有毛雌鼠,对此该研究小组进行了进一步的研究。研究发现无毛基因是由有毛基因突变而来的,无毛基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于有毛基因表达的蛋白质,推测出现此现象的原因最可能是______。
20. 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。
Ti质粒部分序列及限制酶酶切位点
(1)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 SmaI 和______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 T-DNA 插入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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