精品解析:2025年北京市等级性考试科目指标定量检测高二生物试卷
2025-10-18
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内容正文:
2025年北京市等级性考试科目指标定量检测
生物试卷
本试卷共12页,100分,考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1. 流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。以下关于两种病原体的说法正确的是( )
A. 流感病毒在呼吸道细胞内通过分裂增殖
B. 治疗支原体的抗生素也能治疗流感病毒
C. 二者都含有蛋白质和核酸
D. 二者都是独立的生命系统
【答案】C
【解析】
【详解】A、病毒无细胞结构,不能通过分裂增殖,A错误;
B、抗生素只能用于治疗细菌感染,不能治疗病毒引发的感染,B错误;
C、肺炎支原体属于原核生物,细胞中含有核酸和蛋白质,病毒一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质组成,故二者都含有蛋白质和核酸,C正确;
D、病毒没有细胞结构,不能独立生活,只能寄生在活细胞中,D错误。
故选C。
2. 姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白,其活性受核基因编码的两种蛋白调控:SCR蛋白与SEP结合抑制其活性,而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是( )
A. SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达
B. SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
C. APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D. SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题意可知,分离酶(SEP)可水解粘连蛋白,其活性受核基因编码的SCR蛋白和APC蛋白调控,间期进行染色体复制,形成姐妹染色单体,因此SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达,A正确;
B、SCR蛋白基因和APC蛋白基因是与姐妹染色单体形成和分离相关的基因,二者表达说明细胞发生了增殖,B错误;
C、APC蛋白可催化SCR蛋白水解,而SCR蛋白与SEP结合抑制其活性,APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离,C正确;
D、SEP的功能异常,导致粘连蛋白不能正常水解,可能导致子细胞染色体数目异常,D正确。
故选B。
3. 现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,在含15N的培养基中繁殖三代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是( )
A. 14N15N和14N14N、3:1
B. 15N15N和14N14N、1:3
C. 14N15N和15N15N、3:1
D. 14N15N和15N15N、1:3
【答案】D
【解析】
【详解】DNA的复制是半保留复制的过程,在复制时,两条链解开形成母链,所以14N14N在15N的培养基中繁殖三代后,共有23=8 个DNA分子,由于只有2条链为14N,所以其中有2个是14N15N,其余6个是15N15N,所以比例为1:3,D正确,ABC错误。
故选D。
4. ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一,而合成ATP需要ATP合成酶的参与,该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,下列说法错误的是( )
A. ATP中两个相邻磷酸基团的化学键由于带正电荷相互排斥而不稳定
B. H+的跨膜运输需要ATP合成酶的参与,运输方式是协助扩散
C. 细胞中ATP和ADP的相互转化时刻进行并处于动态平衡中
D. ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,有利于与膜结合部位的稳定
【答案】A
【解析】
【分析】ATP是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,ATP合成酶广泛分布于细胞质基质、线粒体基质和内膜、叶绿体类囊体膜上,该酶能促使ADP与Pi形成ATP。
【详解】A、ATP中两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因,使得该特殊化学键不稳定,A错误;
B、H+顺浓度梯度穿过ATP合成酶,释放出化学势能用于ATP的合成,H+以协助扩散的方式进行跨膜运输,需要载体协助,B正确;
C、ATP在细胞中含量很少,但通过与ADP的快速转化为细胞供能,ATP的合成与ATP的水解处于动态平衡,C正确;
D、磷脂双分子层内部为疏水性质,ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,有利于与膜结合部位的稳定,D正确。
故选A。
5. Vander Woude 综合征是一种常见的唇腭裂综合征,一对表型健康的夫妇生育了一位该病患儿。为帮助该夫妇生育健康的孩子,医生通过试管婴儿技术得到 4 枚发育正常的胚胎,并检测相应细胞的基因,结果如下表。
胚胎编号
极体类型
突变基因检测结果
胚胎编号
极体类型
突变基因检测结果
2 号
第一极体
突变型
5 号
第一极体
野生型
第二极体
野生型
第二极体
突变型
4 号
第一极体
野生型
6 号
第一极体
突变型
第二极体
突变型
第二极体
突变型
下列叙述不正确的是( )
A. 人工授精前需对精子进行获能处理
B. 需对妻子注射促性腺激素以促进排卵
C. 可将受精卵细胞直接移植入母体子宫
D. 移植 2 号胚胎得到健康孩子的可能性最高
【答案】C
【解析】
【详解】A、人工授精前需对获取的精子进行获能处理,才能与培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞进行受精作用,A正确;
B、为获得较多的卵母细胞,可对妻子注射促性腺激素以促进排卵,B正确;
C、受精卵需要进行早期胚胎培养,一般发育到16细胞时,才能移植入母体子宫,C错误;
D、第二极体是和卵细胞一起产生的,2号胚胎第二极体是野生型,因此移植2号胚胎得到健康孩子的可能性最高,D正确。
故选C。
6. 用“麦汁酸化”法酿造的酸啤酒既有麦芽清香,又酸甜适口。它是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为醋酸和乳酸,再结合酒精发酵制作而成。下列说法错误的是( )
A. 前期利用醋酸菌和乳酸菌在同一容器中同时进行醋酸和乳酸发酵
B. 达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种抗酸性高的酵母菌
C. 后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内
D. 酒精发酵时发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕
【答案】A
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃。培养乳酸菌时,所用培养基还需要额外添加维生素。
【详解】A、醋酸菌是好氧菌,在无氧条件下不能存活,而乳酸菌是厌氧菌,在有氧条件下不能存活,所以醋酸菌与乳酸菌在同一容器中发酵时,不能同时产生醋酸和乳酸,A错误;
B、抗酸性高的酵母菌适应于酸性环境,所以达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种,B正确;
C、酒精发酵需要酵母菌,酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18~30℃,所以后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内,C正确;
D、发酵一定时间后,观察到发酵罐内液面不再有气泡产生,说明酒精发酵停止,即发酵基本完毕,D正确。
故选A。
7. AAT 是血浆中重要的蛋白酶抑制剂,能保护机体免受蛋白酶的损伤。AAT 基因缺陷将引发一系列病症,其中pM正常的AAT基因,绝大多数正常人的基因型是pMpM,pZpZ个体血浆中的 AAT 重度缺乏,pSpS个体血浆中的 AAT 轻度缺乏,但均出现 AAT 缺乏症。图1是AAT缺乏症患者的遗传系谱图。对图中部分个体进行了pM、pZ和pS基因检测,结果如图2所示。下列分析正确的是( )
A. 从基因型分析,Ⅰ4、Ⅱ3、Ⅲ2的血浆中 AAT 浓度依次降低
B. 若Ⅲ3与基因型相同的女性结婚,所生的正常孩子中含有pZ基因的概率是 2/3
C. 临床上通过检测Ⅱ5的血浆中 AAT 浓度就能确定其基因型
D. 由家族系谱图可知,AAT 缺乏症的遗传方式为常染色体显性遗传
【答案】B
【解析】
【详解】A、PM、PZ和PS基因控制合成的AAT含量分别是PM>PS>PZ,Ⅰ4的基因型为PSPS、Ⅱ3的基因型为PZPZ、Ⅲ2的基因型为PZPS,因不清楚PZPS的显隐性关系,所以不能判断Ⅲ2与Ⅱ3以及Ⅰ4与Ⅲ2的AAT含量,A错误;
B、Ⅲ3的基因型为PMPZ,与基因型相同的人婚配,所生的正常孩子基因型包括1/3PMPM、2/3PMPZ,含有PZ基因的概率是2/3, B正确;
C、即使基因型相同的个体,血清的AAT浓度也会存在个体差异(AAT基因的变异类型有多种,根据AAT浓度无法确定相关的基因型),所以检测Ⅱ5血清的AAT浓度不能确定其基因型,C错误;
D、Ⅰ1和Ⅰ2均正常,生出患病女儿,说明该病为常染色体隐性遗传,D错误。
故选B。
8. 腺病毒双链 DNA 分子的复制方式是链置换复制。在复制过程中,一次仅复制一条链并释放出单链 DNA,然后再将释放出的单链 DNA 复制为双链 DNA。复制是由末端蛋白(pTP)引发的,pTP 与 DNA 聚合酶(DNA pol)结合启动复制,进行复制的过程中需要单链 DNA 结合蛋白(ssDBP)的参与,过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. pTP 与 DNA 聚合酶的复合物会与启动子结合启动 DNA 复制
B. ssDBP 与单链 DNA 结合可能有利于单链 DNA 的稳定
C. 腺病毒的双链 DNA 在进行复制时,两条链均作为模板
D. 由该复制方式产生的子代 DNA 的两条链中,有一条来自亲代 DNA
【答案】A
【解析】
【详解】A、启动子是RNA聚合酶的结合位点,启动基因的转录,A错误;
B、单链DNA结构相对不稳定,与单链DNA结合蛋白(ssDBP)参与可以形成蛋白DNA的复合物,可能有利于单链DNA的稳定,B正确;
C、在复制过程中,一次仅复制一条链并释放出单链DNA ,然后再将释放出的单链DNA复制为双链DNA,腺病毒的双链DNA在进行复制时,两条链均作为模板,只是作为模板的时间有先后,C正确;
D、在复制过程中,一次仅复制一条链并释放出单链 DNA ,然后再将释放出的单链 DNA 复制为双链 DNA,腺病毒的双链 DNA在进行复制时,一条链作为模板,所以由该复制方式产生的子代DNA的两条链中,有一条来自亲代 DNA,D正确。
故选A。
9. 生长于热带干旱地区的景天类植物白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式,如图所示,下列说法不正确的是( )
A. 景天类植物白天气孔开放程度小,防止过度蒸腾作用
B. 景天类植物夜间CO2净吸收速率可能大于0
C. 景天类植物在暗期不能将CO2转化为糖类等光合产物
D. 景天类植物光期pH小于暗期,利于暗反应进行
【答案】D
【解析】
【详解】A、分析图解可知,采用苹果酸代谢途径,景天类植物白天气孔开放程度小,可减少水分的流失,防止景天类植物在白天过度蒸腾作用,大量散失水分,A正确;
B、景天类植物白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,吸收的二氧化碳可以合成苹果酸,故景天类植物夜间CO2净吸收速率可能大于0,B正确;
C、由于暗期没有光反应提供的ATP和NADPH,所以不能将CO2转化为糖类等光合产物,C正确;
D、景天类植物CO2固定后能够在暗期转化为酸性物质储存起来,而光期苹果酸分解形成二氧化碳用于暗反应,故景天类植物光期pH大于暗期,D错误。
故选D。
10. 研究者从土壤中分离得到多株细菌,筛选出对草莓灰霉病病原体(G菌)有显著抑制作用的菌株Z,Z菌株的发酵液对G菌的抑制效果如下。
下列相关说法错误的是( )
A. 从土壤中分离获得Z菌单菌落时可使用平板划线法
B. 使用平板培养Z菌株后提取该菌株的发酵液
C. 对照组应加入等量培养Z菌株的无菌培养基
D. 实验组、对照组G菌接触发酵液前菌落直径应相同
【答案】B
【解析】
【分析】微生物分离和纯化的方法:平板划线法和稀释涂布平板法。
【详解】A、分离菌落时既可以选用平板划线法,也可以使用稀释涂布平板法,A正确;
B、使用平板培养Z菌株后应挑取菌落,而不是提取该菌株的发酵液,B错误;
C、为排除培养基成分对实验的影响,对照组应加入等量培养Z菌株的无菌培养基,C正确;
D、实验组、对照组G菌接触发酵液前菌落直径应相同,以排除菌落直径不同带来的影响,D正确。
故选B。
11. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体流程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 常用显微操作法去除由核膜包被的卵母细胞的细胞核
B. 灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,利于融合
C. 组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育
D. 为得到遗传背景相同的克隆猴,可将早期胚胎均等分割后再进行胚胎移植
【答案】A
【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、常用显微操作法去除由卵母细胞纺锤体—染色体复合物,A错误;
B、灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,B正确;
C、研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它,即将组蛋白去甲基化和增加乙酰化,有利于重构胚的分裂和发育,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植,该技术属于无性生殖,D正确。
故选A。
12. 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中 TetR 表示四环素抗性基因,AmpR 表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线箭头所示为三种限制酶的酶切位点。下列相关叙述错误的是( )
A. 要将人乳铁蛋白基因插入载体,需用 HindⅢ 和 BamHⅠ 限制酶同时酶切载体和目的基因
B. 图中能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是复制原点
C. 为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用抗原-抗体杂交技术
D. 该过程中的早期胚胎一般需要培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植
【答案】B
【解析】
【详解】A、将人乳铁蛋白基因插入载体,一方面不能破坏目的基因,另一方面酶切的载体和目的基因两端露出的黏性末端碱基序列应相同,结合前面的分析可知,应选用二者共有的限制酶Hind Ⅲ和BamHⅠ 切割,A正确;
B、能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是启动子、终止子等,B错误;
C、为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用抗原-抗体杂交技术检测,C正确;
D、胚胎移植时,早期胚胎一般需要培养至桑椹胚或囊胚阶段再进行移植,D正确。
故选B。
13. 塑化剂 (DEHP, 化学式为(C24H38O4)可提高塑料制品的性能,在生产上被广泛使用。但残留于土壤、水源里的 DEHP 不易被降解,属于2B类致癌物。我国科研工作者已从土壤中成功筛选出可降解 DEHP 的降解菌,如铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌等,筛选实验的主要步骤如图。下列相关叙述错误的是( )
A. 接种前固体培养基和摇瓶内的培养基需高温灭菌以防杂菌污染,但土壤样品不能灭菌处理
B. 图中虚线框培养瓶中的培养基属于液体选择培养基,DEHP 应为唯一碳源
C. 培养若干天后,应选择DEHP 含量高的培养液进行接种以进一步扩增目的菌
D. 若筛选出的目的菌为枯草芽孢杆菌,对其扩大培养易选用液体培养基,温度宜控制在30~37℃范围
【答案】C
【解析】
【分析】选择培养基在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,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。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】A、接种前固体培养基和摇瓶内的培养基需高温灭菌以防杂菌污染,土壤不能灭菌以免杀死微生物,A正确;
B、在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基,要筛选降解DEHP的微生物,DEHP应为唯一碳源,培养基为选择培养基, B正确;
C、培养若干天后,应选择培养瓶中DEHP含量低(说明被分解的多)的培养液接入新培养液中以扩增目的菌,C错误;
D、枯草芽孢杆菌为细菌,其培养温度为30~37C范围,故若筛选出的目的菌为枯草芽孢秆菌,对其扩大培养易选用液体培养基,温度宜控制在30~37℃范围,D正确。
故选C。
14. 为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量,研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因(Bapt)的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞,具体流程如下图所示。下列相关说法错误的是( )
A. 工厂化生产紫杉醇需将改造后的红豆杉细胞培养至愈伤组织
B. 超表达载体中应含有潮霉素抗性基因作为标记基因
C. p1301 载体上应含有增强 Bapt 基因表达的序列
D. 可使用 Bapt 基因制成的探针检测过程⑤是否成功
【答案】D
【解析】
【详解】A、工厂化生产紫杉醇属于细胞产物的获得,只需要培养到愈伤组织阶段即可,A正确;
B、超表达载体中应含有潮霉素抗性基因作为标记基因,在含有潮霉素的培养基上,超表达载体能够存活,从而起到筛选作用,B正确;
C、根据题干信息“研究人员构建紫杉醇合成关键酶(Bapt)基因的超表达载体来提高紫杉醇产量”可知,p1301载体上可能含有增强子序列,作用是促进Bapt基因的表达,C正确;
D、由于红豆杉细胞中本身存在Bapt基因,无论超表达载体是否成功导入,都能与Bapt基因探针形成杂交分子,因此不能通过Bapt基因探针来检测步骤⑤是否成功,D错误。
故选D。
15. 下图是大肠杆菌控制乳糖代谢的相关 DNA ,结构 J 调节基因编码的阻遏蛋白能与操纵基因结合,从而阻碍 RNA 聚合酶与启动子的结合,而该阻遏蛋白会与乳糖分子结合而失去活性。CAP 结合区能与被 cAMP 激活后的 CAP 蛋白结合,从而促进/RNA 聚合酶与启动子的结合,但葡萄糖能显著抑制 cAMP 的合成。启动子、操纵基因、结构基因 Z、结构基因 Y、结构基因 A 依次紧密相连。结构基因 Z、结构基因 Y、结构基因 A 共用启动子,分别编码与乳糖分解有关的酶。下列叙述不正确的是( )
A. 结构基因 Z、结构基因 Y、结构基因 A 表达时分别转录形成三条 mRNA,有各自的起始密码子和终止密码子
B. 若想大量获得结构基因 Y 的表达产物,可将大肠杆菌培养在以乳糖为唯一碳源的培养基中
C. 在葡萄糖、乳糖均大量存在时,人为增加细胞内 cAMP 含量也能促使结构基因 Z 正常表达
D. 若调节基因发生甲基化,可能会增强大肠杆菌对乳糖的利用能力
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据题意,结构基因Z、结构基因Y、结构基因A虽然共用启动子,三个基因分别编码与乳糖分解有关的酶,因此三个基因表达时转录形成一条mRNA,但有各自的起始密码子和终止密码子,A错误;
B、根据题意,阻遏蛋白与乳糖分子结合失去活性,阻遏蛋白不能与操纵基因结合,从而无法阻碍RNA聚合酶与启动子的结合,使得结构基因Y的表达产物增多,B正确;
C、根据题意,乳糖可以促进RNA聚合酶与启动子的结合,促进基因的表达,而葡萄糖能显著抑制cAMP的合成,进而CAP结合区无法与被cAMP激活后的CAP蛋白结合,无法促进 RNA聚合酶与启动子的结合,因此人为增加细胞内cAMP含量也能促使结构基因Z正常表达,C正确;
D、若调节基因中的碱基发生甲基化,可能会影响基因的转录,增强大肠杆菌对乳糖的利用能力,D正确。
故选A。
第二部分
本部分共 6 题,共 70 分。
16. 奥森主湖具有水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链等特点导致水体容易富营养化,爆发水华。为评估奥森主湖的水体生态系统现状,提出水质净化的有效措施,进行了相关研究。
(1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园,展现了生物群落的___________过程。通过生态工程,对人工生态系统进行分析、设计和调控,可实现生态系统的___________、功能平衡和收支平衡。
(2)研究人员利用软件对公园主湖生态系统进行模拟研究。依据自然水域数据设计模型1。模拟期限为5个植物生长期,部分实验结果如图所示。
比较图1和图2可知,2017年沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长,支持上述结论的依据是__________。
(3)为彻底解决持续性净水的问题,研究人员以模型1为基础,分别在进水口增加人工湿地、加入底栖动物田螺、将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花,构建模型2、3、4,重复(2)模拟实验。结果显示,各模型沉水植物中仅水藓长势的差异显著,如图3。其它植物干重均呈规律性周期变化。
注:田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。
①根据实验结果推测,以下净水措施的可持续性排序依次为:__________>__________>__________B
A.现有人工湿地净化系统 B.无人工湿地净化系统
C.优化群落的垂直结构 D.增加多条完整的食物链
②请从生态系统营养结构的角度分析,增加底栖动物有效提升主湖自净能力的原因_____。
【答案】(1) ①. 次生演替 ②. 结构平衡
(2)叶绿素a浓度在春秋两季到达低谷,分别对应苦草和菹草生物量最大的时期。(叶绿素a浓度在6~9月间达到峰值,此时苦草和菹草生物量最小)
(3) ①. D ②. C ③. A ④. 田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。加入底栖动物使主湖食物网更加完善,营养结构更加复杂,抵抗力稳定性增强/具有更强的自我调节能力,因而可以提升自净能力
【解析】
【分析】1、初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替,如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
2、次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体( 如能发芽的地下 )的地方发生的演替,如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
【小问1详解】
从村落和农田到如今北京最大的森林公园,展现了生物群落的次生演替过程。通过生态工程,对人工生态系统进行分析、设计和调控,可实现生态系统的结构平衡、功能平衡和收支平衡。
【小问2详解】
由题干信息可知,苦草、菹草、水藓等沉水植物长势作为判断生态系统稳定性的指标,各沉水植物种群数量越稳定代表该净水措施的可持续性越强。叶绿素a浓度和浮游植物总浓度直接相关。比较图1和图2可知,2017年叶绿素a浓度在6~9月间达到峰值,此时苦草和菹草生物量最小,两者变化刚好呈错峰趋势,因此可推测沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长。
【小问3详解】
①模型2为进水口增加人工湿地、模型3为加入底栖动物田螺、模型4为将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花,根据图3的结果可知,水藓在模型2的干重最大,模型4中次之,模型3中水藓的干重最少。现有人工湿地净化系统对应的是模型2,优化群落的垂直结构对应的是模型4,增加多条完整的食物链对应模型3,因此可持续性排序依次为D>C>A>B。
②田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。加入底栖动物使主湖食物网更加完善,营养结构更加复杂,自我调节能力增强,抵抗力稳定性增强,因而可以提升自净能力。
17. 已有研究发现,免疫疗法可能改善人体自身的衰老细胞或衰老疾病,科研人员对此进行相关实验
(1)据图1所示,肿瘤细胞膜表面表达某些抗原分子信号,___________细胞识别分子信号,分裂并分化,一部分新形成的细胞可以在体液中循环,它们可以识别、接触并___________所识别的肿瘤细胞。但是某些肿瘤细胞通过表达___________蛋白,从而“伪装”自己,导致机体免疫很难清除这些肿瘤细胞。基于以上原理,研发了免疫疗法,主要用于治疗肿瘤。
(2)研究者检测衰老小鼠模型中表达PD-L1蛋白的衰老细胞比例,结果如图2,根据所学知识和实验结果推测:衰老细胞可能通过___________方式,“迷惑”免疫细胞,逃脱免疫监视。
(3)欲为上述推测提供证据证明,合理的实验方案包括
A. 衰老小鼠模型注入PD-1抗体或无关抗体,检测表达PD-L1蛋白的细胞数量
B. 衰老小鼠注入PD-1抗体或无关抗体,检测表达PD-L1蛋白的衰老细胞比例
C. 衰老小鼠注射PD-1抑制剂,检测与衰老有关的表型
D. 体外细胞实验,检测表达PD-L1的衰老细胞对免疫监视的抵抗
(4)进一步研究衰老细胞中PD-L1含量的变化机制,科研人员在PD-L1蛋白含量低的衰老细胞中分别加入相关蛋白酶抑制剂E或B后,检测PD-L1的蛋白含量及PD-L1+衰老细胞群比例,结果如图所示,结果表明:___________。
(5)根据实验信息和所学知识,评价研发PD-1抗体或PD-L1抗体作为潜在治疗衰老疾病的优势和不足___________。
【答案】(1) ①. 细胞毒性T细胞/T ②. 裂解 ③. PD-L1
(2)表达PD-L1蛋白,与细胞毒性T细胞的PD-1结合 (3)BCD
(4)衰老细胞的PD-L1含量高是由于蛋白酶活性低,PD-L1分解少,因此积累量多
(5)优势:衰老细胞通过表达PD-L1蛋白,与毒性T细胞的PD-1结合,“迷惑”免疫细胞,逃脱免疫监视,PD-1或PD-L1抗体阻断两者结合,使免疫细胞识别衰老细胞,清除。
不足:过度阻断PD-1、PD-L1信号通路,可能引起过强的免疫反应,长期使用导致自身免疫性疾病
【解析】
【分析】细胞免疫的过程:被病毒感染的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,开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,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。
【小问1详解】
肿瘤细胞膜表面表达某些抗原分子信号,细胞毒性T细胞识别变化的信号,开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞,一部分新形成的细胞可以在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,由图可知,某些肿瘤细胞通过表达PD-L1蛋白,与T细胞的PD-1蛋白相结合,从而“伪装”自己,导致机体免疫很难清除这些肿瘤细胞。
【小问2详解】
衰老小鼠中衰老的细胞比年轻小鼠中衰老的细胞多,由图可知,衰老小鼠表达PD-L1蛋白的衰老细胞比例高于年轻小鼠,结合(1)可推测,衰老细胞可能通过表达PD-L1蛋白,与细胞毒性T细胞的PD-1结合,从而“迷惑”免疫细胞,逃脱免疫监视。
【小问3详解】
A、PD-L1蛋白能与PD-L1抗体相结合,PD-1蛋白能与PD-1抗体相结合,向衰老小鼠模型注入PD-1抗体或无关抗体,检测表达PD-L1蛋白的细胞数量不能用于证明上述推测,A错误;
B、PD-1蛋白能与PD-1抗体相结合,若上述推测成立,向衰老小鼠中注入PD-1抗体或无关抗体后,注入PD-1抗体组,衰老细胞表达的PD-L1蛋白无法与T细胞的PD-1蛋白相结合,衰老细胞无法逃脱免疫监视,因此注入PD-1抗体组表达PD-L1蛋白的衰老细胞数目比无关抗体组小,B正确;
C、衰老小鼠注射PD-1抑制剂,若上述推测成立,衰老细胞表达的PD-L1蛋白无法与T细胞的PD-1蛋白相结合,衰老细胞无法逃脱免疫监视,衰老细胞的数目将变少,可以通过检测与衰老有关的表型来证明,C正确;
D、免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生。衰老细胞表达PD-L1蛋白与T细胞的PD-1蛋白相结合,使衰老细胞逃脱免疫监视,因此可以通过体外细胞实验,检测表达PD-L1的衰老细胞对免疫监视的抵抗,D正确。
故选BCD。
【小问4详解】
由图3可知,与对照组相比,加入相关蛋白酶抑制剂E或B后,PD-L1蛋白含量升高,且PD-L1衰老细胞群比例也上升,这说明衰老细胞的PD-L1含量高是由于蛋白酶活性低,PD-L1分解少,因此积累量多。
【小问5详解】
由题干信息可知衰老细胞通过表达PD-L1蛋白,与T细胞的PD-1蛋白相结合,从而“伪装”自己,导致机体免疫很难清除这些衰老细胞,以此为出发点探究PD-1抗体或PD-L1抗体作为潜在治疗衰老疾病的优势和不足如下:
优势:衰老细胞通过表达PD-L1蛋白,与毒性T细胞的PD-1结合,“迷惑”免疫细胞,逃脱免疫监视,PD-1或PD-L1抗体阻断两者结合,使免疫细胞识别衰老细胞,清除。
不足:过度阻断PD-1、PD-L1信号通路,可能引起过强的免疫反应,长期使用导致自身免疫性疾病(自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病)。
18. 儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物,有一定的抗菌作用,但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰,形成配合物Yb3+-C,并探究其抗菌效果和机理。
(1)细菌的细胞膜以_____________为基本支架,儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强,可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性,也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质_______。但稀土离子与细胞的亲和力较弱,难以到达作用靶点,影响了其抗菌活性。
(2)为了确定配合物中Yb3+:C的最佳摩尔比,研究人员利用_________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上,培养基的成分应包括_________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后,用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片,将其置于培养基中(见下图)一段时间后,比较滤纸片周围___________的直径,结果显示Yb3+:C的最佳摩尔比为________。
编号
Yb3+:C的摩尔比
1
1:1
2
1:2
3
1:3
4
1:4
5
1:5
(3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液,分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C,测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大,细菌数量越多),结果见下表。
时间
组别 A600
0h
2h
4h
8h
16h
24h
对照组
0.40
0.40
0.38
0.35
0.35
0.35
C处理
0.40
0.12
0.13
0.07
0.02
0.01
Yb3+处理
0.40
0.14
0.11
0.04
0.02
0.01
Yb3+-C处理
0.40
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
由此得出的结论是________________________。
(4)为探究配合物Yb3+-C 的抗菌机理,研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构,结果如下图。
结果显示:
(a)未加抗菌剂:细菌菌体较小,其细胞质分布均匀;
(b)C处理:细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙;
(c)Yb3+ 处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象;
(d)Yb3+-C 处理:细胞壁及细胞膜等结构发生破裂,细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。
由此可见,儿茶素(C)和Yb3+作用的主要位点分别是_______、_______,推测Yb3+ -C具有更强抗菌作用的机理是_____________。
【答案】 ①. 脂双层(磷脂双分子层) ②. DNA ③. 稀释涂布平板 ④. 碳源、氮源 ⑤. 抑菌圈(或透明圈) ⑥. 1:4 ⑦. 与C、Yb3+相比, Yb3+-C能有效缩短杀菌时间 ⑧. 细胞壁和细胞膜(或细胞膜/细胞表面) ⑨. 细胞质 ⑩. 儿茶素作用于细胞表面,使Yb3+ 更容易进入细胞内,破坏细胞结构,导致细胞死亡
【解析】
【分析】1、微生物常见的接种的方法
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
2、实验设计中需要找到实验的自变量、因变量、从而得出结论。
【详解】(1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,细菌的遗传物质是DNA。
(2)微生物的培养基的基本成分包括碳源、氮源、水和无机盐,图中菌落分布均匀,应是用用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上,由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用,所以在含Yb3+-C的滤纸片周围不会有细菌生长,所以会形成透明圈,测定透明圈的直径可以比较抗菌效果,透明圈直径越大,抗菌效果越好,所以效果最好的是第4组Yb3+:C的摩尔比为1:4。
(3)分析表格中的数据,在相同的时间内,单独用C和Yb3+处理其A600值都比用Yb3+-C处理的值大,说明细菌数目多,特别是在2h时更加明显,由此得出结论与C、Yb3+相比,Yb3+-C能有效缩短杀菌时间。
(4)根据b信息用C处理细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙,说明C作用于细胞壁和细胞膜,根据c信息Yb3+ 处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象,说明其作用于细胞质,用Yb3+ -C处理,由于C改变了膜的通透性,所以Yb3+能够更快的进入细胞,破坏细胞结构,导致细胞死亡。
【点睛】本题重点是考查分析实验结果得出实验结论,信息量大,需要考生能够很快的分析表格中的数据,从而得出相应的实验结论。
19. 东方果蝇会对水果造成严重影响,田间雌蝇数量与经济损失直接相关。
(1)研究发现,东方果蝇中dsx基因______出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制。利用这一特性研发雌性特异性致死基因系统。
(2)蓖麻毒素A(RTA)可通过破坏核糖体导致细胞死亡。研究者获得如图1所示的融合基因1,进而得到转基因果蝇。
①根据图1,扩增dsx内含子应选择的引物是______(选填字母)。
②由于存在性别选择性剪接机制,雌雄转基因果蝇dsx基因前体RNA保留或剪切内含子和剪切识别序列情况不同,产生了不同版本的成熟mRNA,导致雌蝇特异性致死。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为______(填字母序号)。转基因的雄性个体不会致死的原因是______。
(3)研究发现,RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应(cs),即当温度由29℃变为18℃时,可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白,推测对应的基因碱基序列,经定点突变获得融合基因2(如图2所示)。请在方框中画出可继续延伸的复性结果,要求标明每条链的端和端_____
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作:
ⅰ:在29℃收集雄性果蝇(G0),
ⅱ:G0与野生型果蝇杂交,筛选出转基因受精卵(G1)。
ⅲ:将每对亲本的受精卵(G1)均分为两组,分别在18℃和29℃孵化培养,统计两组中雄性个体所占比例,若______,则说明G1具有cs效应。
ⅳ:在______℃继续培养具有cs效应的G1果蝇,使之连续多代自交,得到转基因纯合子。
【答案】(1)转录 (2) ①. ad ②. C ③. 在雄性个体中,融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列,无法表达完整的RTA蛋白,不会导致细胞死亡
(3) ①. ②. 18℃组雄性个体所占比例小于29℃组 ③. 18
【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】
转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,东方果蝇中dsx基因(DNA)通过转录形成前体RNA,故前体RNA是由dsx基因转录出的。
【小问2详解】
①用于PCR扩增的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的,这一对引物位于基因上游和下游,根据图1,扩增dsx内含子应选择的引物是ad。
②RTA基因表达出的蓖麻毒素A(RTA)可通过破坏核糖体导致细胞死亡,由此可知,雌蝇特异性致死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因,能成功表达出蓖麻毒素A(RTA),由此判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为C。而在雄性个体中,融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列,无法表达完整的RTA蛋白,不会导致细胞死亡,因此雄性个体不会致死。
【小问3详解】
①图2虚线方框中的两条链在延伸过程中,既可作为模板又可以起到相当于引物的作用,使耐高温的DNA聚合酶能够从两条链的3’端开始连接脱氧核苷酸,继续延伸的复性结果如下:
。
②由题意可知:RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应(cs),即当温度由29℃变为18℃时,可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。对转入融合基因2的果蝇进行以下操作:
ⅰ:在29℃收集雄性果蝇(G0)(全为转基因雄性果蝇)。
ⅱ:G0与野生型果蝇杂交,筛选出转基因受精卵(G1)。
ⅲ:将每对亲本的受精卵(G1)均分为两组,分别在18℃和29℃孵化培养,统计两组中雄性个体所占比例,若G1具有cs效应,则18℃组雄性个体所占比例小于29℃组。
ⅳ:在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用,为通过多代自交得到转基因纯合子,应在18℃继续培养具有cs效应的G1果蝇。
20. 学习以下资料,回答(1)-(4)问题。
细胞感知氧气的分子机制
人类和大多数动物主要进行有氧呼吸,其体内细胞感知、适应不同氧气环境的基本原理2019年被科学家揭示、即人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送—这就是细胞的缺氧保护机制。
科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”(HIF)。HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-1α和ARNT) 组成。其中对氧气敏感的是HIF-1α,而ARNT稳定表达且不受氧调节,即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。当细胞处于正常氧条件时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1α能与VHL蛋白结合,致使HIF-1α被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下,HIF-1α羟基化不能发生,导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别。从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达。促进氧气的供给与传输。上述过程如下图所示。
HIF控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应,生物体细胞氧气感知通路的揭示,不仅在基础科学上有其价值,还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。如干扰HIF-1α的降解能促进红细胞的生成治疗贫血,同时还可能促进新血管生成,治疗循环不良等。
(1)下列人体细胞生命活动中,受氧气含量直接影响的是___(多选)。
A. 细胞吸水 B. 细胞分裂
C. 葡萄糖分解成丙酮酸 D. 兴奋的传导
(2)HIF的基本组成单位是___。人体剧烈运动时,骨骼肌细胞中 HIF的含量上升,这是因为___。
(3)图中A、C分别代表的是___。
(4)VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测,多发性肿瘤患者体内HIF-1α的含量比正常人___。抑制VHL基因突变患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有___。
【答案】(1)BD (2) ①. 氨基酸 ②. 人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内缺氧,HIF-1a羟基化不能发生,导致HIF-1a无法被VHL蛋白识别。HIF不被降解而在细胞内积聚
(3)HIF-1a和VHL 蛋白分子
(4) ①. 高 ②. 加速HIF-1a降解; 阻断 HIF-1a进细胞核; 抑制 HIF-1a与ARNT 结合等
【解析】
【分析】1、人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送--这就是细胞的缺氧保护机制。
2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-1ɑ和ARNT)组成,其中对氧气敏感的部分是HIF-1ɑ;而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以,HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
【小问1详解】
A、细胞吸水是被动运输,不消耗能量,与氧气含量无关,A错误;
B、细胞分裂,消耗能量,受氧气含量的影响,B正确;
C、葡萄糖分解成丙酮酸不受氧气含量的影响,C错误;
D、兴奋的传导,消耗能量,受氧气含量的影响,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
据题干信息可知,HIF是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸。人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内缺氧,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,HIF不被降解而在细胞内积聚,导致骨骼肌细胞中HIF的含量上升。
【小问3详解】
根据题干信息和图示氧气感知机制的分子通路,正常氧时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合,最终被蛋白酶体降解;缺氧时,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因,故图示中的A是HIF-1ɑ,B是O2,C是VHL蛋白,D是ARNT。
【小问4详解】
VHL蛋白是氧气感知机制的分子通路中一个重要分子,VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管,可推测与正常人相比,患者体内HIF-1ɑ的含量高,因为肿瘤细胞代谢旺盛,耗氧较多,因此对氧气敏感的部分的HIF-1ɑ就高。
要抑制此类患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有:加速HIF-1ɑ降解、阻断HIF-1ɑ进核、抑制HIF-1ɑ作为转录因子的活性等。
21. 太谷核不育小麦是完全的雄性不育突变体,是国宝级的种质资源。它的花药的退化在减数分裂早期阶段开始,导致所有花药败育。
(1)小麦的太谷核不育和矮变一号均为单基因突变体,太谷核不育为高秆核不育,矮变一号为矮秆可育,株高基因用A、a表示,育性基因用R、r表示。为了获得矮秆核不育重组类型,进行以下实验:
i. 太谷核不育为母本与矮变一号杂交,得到F1一半为矮秆核不育,一半为矮秆可育;
ii. F1矮秆核不育为母本与野生型测交,得到矮秆可育152株和高秆核不育169株。
根据以上结果可知,太谷核不育和矮变一号的基因型分别为______,两对等位基因的遗传______(符合/不符合)自由组合定律。
(2)重复上述实验并扩大数量,在得到的8374株测交子代中分离出14株矮秆不育株。进行细胞学检查发现,仅有1株为正常二倍体。请设计杂交实验验证该正常二倍体的矮秆不育株为所需类型,并预期子代的表现型及比例______。
(3)推测P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因。以下支持该推测的是______。
A. 显性的P基因一直处于杂合状态
B. P基因缺失或突变后小麦育性恢复
C. P基因的表达会引起转基因细胞的死亡
D. 与核不育基因紧密连锁的分子标记与P基因也紧密连锁
E. P基因只在不育植株的花中表达,在可育植株中不表达
(4)为验证上述推测,研究人员在野生型小麦中获得了P等位基因的启动子,并发现所有的雄性不育植株都特异性地携带了TRIM序列。然后利用Ti质粒构建表达载体,部分结构如下图所示,GFP表达后会发出绿色荧光。
将载体转入小麦幼胚,获得转基因植株,对植株表型和P基因表达情况进行鉴定。从a~i中选择。
a. Ubi(通用的强启动子) b. P等位基因启动子 c. 插入TRIM序列的P等位基因启动子 d. P编码区 e. P基因 f. 无关基因 g. 仅在花药发育S2期表达 h. 在花药发育各时期均不表达 i. 在根、茎、叶、雌蕊中均不表达
Ⅰ______;Ⅱ______。
(5)矮秆核不育小麦是便利的遗传改良工具,请说明雄性不育在育种中优势______。
【答案】(1) ①. aaRr、AArr ②. 不符合
(2)用矮秆核不育(作为母本)与野生型杂交,子代矮秆核不育:高秆可育=1:1 (3)ABCDE
(4) ①. c ②. d
(5)杂交作母本省去人工去雄的麻烦,保留子代的杂种优势
【解析】
【分析】1、自由组合定律的实质:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【小问1详解】
太谷核不育为母本与矮变一号杂交,得到F1一半为矮秆核不育,一半为矮秆可育,说明在株高方面,高秆为隐性,矮秆为显性,则关于株高性状,太谷核不育基因型为aa,矮变一号基因型为AA,核不育:可育=1:1,说明亲本太谷核不育基因型为Rr,矮变一号rr,综上所述,太谷核不育的基因型是aaRr,矮变一号的基因型AArr,F1矮秆核不育基因型为AaRr,其为母本与野生型测交,得到矮秆可育:高秆核不育≈1:1,不符合1:1:1:1的变式,因此两对等位基因的遗传不符合自由组合定律。
【小问2详解】
该正常二倍体的矮秆不育株为所需类型则其基因型为AaRr,且两对基因不遵循基因的自由组合定律,因此该矮秆核不育作为母本与野生型杂交,子代矮秆核不育:高秆可育=1:1。
【小问3详解】
A、P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因,不育形状为显性性状,存在P基因使小麦不育只能作母本,不含有P基因时小麦可育,可作父本,因此显性的P基因一直处于杂合状态,A正确;
B、P基因存在时小麦败育,P基因缺失或突变后小麦育性恢复,B正确;
C、P基因的表达会引起转基因细胞的死亡,进而导致小麦败育,C正确;
D、若P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因,则与核不育基因紧密连锁的分子标记与P基因也紧密连锁,都在同一条染色体上,D正确;
E、可育植株中不存在P基因,因此P基因只在不育植株的花中表达,在可育植株中不表达,E正确。
故选ABCDE。
【小问4详解】
由表中数据可知,核不育小麦中,P基因的表达情况为g仅在花药发育S2期表达,i在根、茎、叶、雌蕊中均不表达;野生型小麦中,P基因表达情况为h在花药发育各时期均不表达,i在根、茎、叶、雌蕊中均不表达;野生型小麦中,转入载体中存在Ubi和P编码区,小麦死亡,由题干信息可知,所有的雄性不育植株都特异性地携带了TRIM序列,因此若在野生型小麦中,P基因的表达情况与核不育小麦相同,则Ⅰ应选择的启动子为c即插入TRIM序列的P等位基因启动子 ,且需要与荧光蛋白基因连接,Ⅱ处应为P编码区,综上所述,野生型小麦转入载体组成Ⅰ为c,Ⅱ为d。
【小问5详解】
雄性不育在育种中优势为杂交作母本省去人工去雄的麻烦,保留子代的杂种优势。
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生物试卷
本试卷共12页,100分,考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1. 流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。以下关于两种病原体的说法正确的是( )
A. 流感病毒在呼吸道细胞内通过分裂增殖
B. 治疗支原体的抗生素也能治疗流感病毒
C. 二者都含有蛋白质和核酸
D. 二者都是独立的生命系统
2. 姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白,其活性受核基因编码的两种蛋白调控:SCR蛋白与SEP结合抑制其活性,而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是( )
A. SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达
B. SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
C. APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D. SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
3. 现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,在含15N的培养基中繁殖三代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是( )
A. 14N15N和14N14N、3:1
B. 15N15N和14N14N、1:3
C. 14N15N和15N15N、3:1
D. 14N15N和15N15N、1:3
4. ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一,而合成ATP需要ATP合成酶的参与,该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子(H+)动力势能的推动下合成ATP,下列说法错误的是( )
A. ATP中两个相邻磷酸基团的化学键由于带正电荷相互排斥而不稳定
B. H+的跨膜运输需要ATP合成酶的参与,运输方式是协助扩散
C. 细胞中ATP和ADP的相互转化时刻进行并处于动态平衡中
D. ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,有利于与膜结合部位的稳定
5. Vander Woude 综合征是一种常见的唇腭裂综合征,一对表型健康的夫妇生育了一位该病患儿。为帮助该夫妇生育健康的孩子,医生通过试管婴儿技术得到 4 枚发育正常的胚胎,并检测相应细胞的基因,结果如下表。
胚胎编号
极体类型
突变基因检测结果
胚胎编号
极体类型
突变基因检测结果
2 号
第一极体
突变型
5 号
第一极体
野生型
第二极体
野生型
第二极体
突变型
4 号
第一极体
野生型
6 号
第一极体
突变型
第二极体
突变型
第二极体
突变型
下列叙述不正确的是( )
A. 人工授精前需对精子进行获能处理
B. 需对妻子注射促性腺激素以促进排卵
C. 可将受精卵细胞直接移植入母体子宫
D. 移植 2 号胚胎得到健康孩子的可能性最高
6. 用“麦汁酸化”法酿造的酸啤酒既有麦芽清香,又酸甜适口。它是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为醋酸和乳酸,再结合酒精发酵制作而成。下列说法错误的是( )
A. 前期利用醋酸菌和乳酸菌在同一容器中同时进行醋酸和乳酸发酵
B. 达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种抗酸性高的酵母菌
C. 后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30℃范围内
D. 酒精发酵时发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕
7. AAT 是血浆中重要的蛋白酶抑制剂,能保护机体免受蛋白酶的损伤。AAT 基因缺陷将引发一系列病症,其中pM正常的AAT基因,绝大多数正常人的基因型是pMpM,pZpZ个体血浆中的 AAT 重度缺乏,pSpS个体血浆中的 AAT 轻度缺乏,但均出现 AAT 缺乏症。图1是AAT缺乏症患者的遗传系谱图。对图中部分个体进行了pM、pZ和pS基因检测,结果如图2所示。下列分析正确的是( )
A. 从基因型分析,Ⅰ4、Ⅱ3、Ⅲ2的血浆中 AAT 浓度依次降低
B. 若Ⅲ3与基因型相同的女性结婚,所生的正常孩子中含有pZ基因的概率是 2/3
C. 临床上通过检测Ⅱ5的血浆中 AAT 浓度就能确定其基因型
D. 由家族系谱图可知,AAT 缺乏症的遗传方式为常染色体显性遗传
8. 腺病毒双链 DNA 分子的复制方式是链置换复制。在复制过程中,一次仅复制一条链并释放出单链 DNA,然后再将释放出的单链 DNA 复制为双链 DNA。复制是由末端蛋白(pTP)引发的,pTP 与 DNA 聚合酶(DNA pol)结合启动复制,进行复制的过程中需要单链 DNA 结合蛋白(ssDBP)的参与,过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. pTP 与 DNA 聚合酶的复合物会与启动子结合启动 DNA 复制
B. ssDBP 与单链 DNA 结合可能有利于单链 DNA 的稳定
C. 腺病毒的双链 DNA 在进行复制时,两条链均作为模板
D. 由该复制方式产生的子代 DNA 的两条链中,有一条来自亲代 DNA
9. 生长于热带干旱地区的景天类植物白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式,如图所示,下列说法不正确的是( )
A. 景天类植物白天气孔开放程度小,防止过度蒸腾作用
B. 景天类植物夜间CO2净吸收速率可能大于0
C. 景天类植物在暗期不能将CO2转化为糖类等光合产物
D. 景天类植物光期pH小于暗期,利于暗反应进行
10. 研究者从土壤中分离得到多株细菌,筛选出对草莓灰霉病病原体(G菌)有显著抑制作用的菌株Z,Z菌株的发酵液对G菌的抑制效果如下。
下列相关说法错误的是( )
A. 从土壤中分离获得Z菌单菌落时可使用平板划线法
B. 使用平板培养Z菌株后提取该菌株的发酵液
C. 对照组应加入等量培养Z菌株的无菌培养基
D. 实验组、对照组G菌接触发酵液前菌落直径应相同
11. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体流程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 常用显微操作法去除由核膜包被的卵母细胞的细胞核
B. 灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,利于融合
C. 组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育
D. 为得到遗传背景相同的克隆猴,可将早期胚胎均等分割后再进行胚胎移植
12. 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中 TetR 表示四环素抗性基因,AmpR 表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线箭头所示为三种限制酶的酶切位点。下列相关叙述错误的是( )
A. 要将人乳铁蛋白基因插入载体,需用 HindⅢ 和 BamHⅠ 限制酶同时酶切载体和目的基因
B. 图中能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是复制原点
C. 为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用抗原-抗体杂交技术
D. 该过程中的早期胚胎一般需要培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植
13. 塑化剂 (DEHP, 化学式为(C24H38O4)可提高塑料制品的性能,在生产上被广泛使用。但残留于土壤、水源里的 DEHP 不易被降解,属于2B类致癌物。我国科研工作者已从土壤中成功筛选出可降解 DEHP 的降解菌,如铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌等,筛选实验的主要步骤如图。下列相关叙述错误的是( )
A. 接种前固体培养基和摇瓶内的培养基需高温灭菌以防杂菌污染,但土壤样品不能灭菌处理
B. 图中虚线框培养瓶中的培养基属于液体选择培养基,DEHP 应为唯一碳源
C. 培养若干天后,应选择DEHP 含量高的培养液进行接种以进一步扩增目的菌
D. 若筛选出的目的菌为枯草芽孢杆菌,对其扩大培养易选用液体培养基,温度宜控制在30~37℃范围
14. 为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量,研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因(Bapt)的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞,具体流程如下图所示。下列相关说法错误的是( )
A. 工厂化生产紫杉醇需将改造后的红豆杉细胞培养至愈伤组织
B. 超表达载体中应含有潮霉素抗性基因作为标记基因
C. p1301 载体上应含有增强 Bapt 基因表达的序列
D. 可使用 Bapt 基因制成的探针检测过程⑤是否成功
15. 下图是大肠杆菌控制乳糖代谢的相关 DNA ,结构 J 调节基因编码的阻遏蛋白能与操纵基因结合,从而阻碍 RNA 聚合酶与启动子的结合,而该阻遏蛋白会与乳糖分子结合而失去活性。CAP 结合区能与被 cAMP 激活后的 CAP 蛋白结合,从而促进/RNA 聚合酶与启动子的结合,但葡萄糖能显著抑制 cAMP 的合成。启动子、操纵基因、结构基因 Z、结构基因 Y、结构基因 A 依次紧密相连。结构基因 Z、结构基因 Y、结构基因 A 共用启动子,分别编码与乳糖分解有关的酶。下列叙述不正确的是( )
A. 结构基因 Z、结构基因 Y、结构基因 A 表达时分别转录形成三条 mRNA,有各自的起始密码子和终止密码子
B. 若想大量获得结构基因 Y 的表达产物,可将大肠杆菌培养在以乳糖为唯一碳源的培养基中
C. 在葡萄糖、乳糖均大量存在时,人为增加细胞内 cAMP 含量也能促使结构基因 Z 正常表达
D. 若调节基因发生甲基化,可能会增强大肠杆菌对乳糖的利用能力
第二部分
本部分共 6 题,共 70 分。
16. 奥森主湖具有水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链等特点导致水体容易富营养化,爆发水华。为评估奥森主湖的水体生态系统现状,提出水质净化的有效措施,进行了相关研究。
(1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园,展现了生物群落的___________过程。通过生态工程,对人工生态系统进行分析、设计和调控,可实现生态系统的___________、功能平衡和收支平衡。
(2)研究人员利用软件对公园主湖生态系统进行模拟研究。依据自然水域数据设计模型1。模拟期限为5个植物生长期,部分实验结果如图所示。
比较图1和图2可知,2017年沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长,支持上述结论的依据是__________。
(3)为彻底解决持续性净水的问题,研究人员以模型1为基础,分别在进水口增加人工湿地、加入底栖动物田螺、将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花,构建模型2、3、4,重复(2)模拟实验。结果显示,各模型沉水植物中仅水藓长势的差异显著,如图3。其它植物干重均呈规律性周期变化。
注:田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。
①根据实验结果推测,以下净水措施的可持续性排序依次为:__________>__________>__________B
A.现有人工湿地净化系统 B.无人工湿地净化系统
C.优化群落的垂直结构 D.增加多条完整的食物链
②请从生态系统营养结构的角度分析,增加底栖动物有效提升主湖自净能力的原因_____。
17. 已有研究发现,免疫疗法可能改善人体自身的衰老细胞或衰老疾病,科研人员对此进行相关实验
(1)据图1所示,肿瘤细胞膜表面表达某些抗原分子信号,___________细胞识别分子信号,分裂并分化,一部分新形成的细胞可以在体液中循环,它们可以识别、接触并___________所识别的肿瘤细胞。但是某些肿瘤细胞通过表达___________蛋白,从而“伪装”自己,导致机体免疫很难清除这些肿瘤细胞。基于以上原理,研发了免疫疗法,主要用于治疗肿瘤。
(2)研究者检测衰老小鼠模型中表达PD-L1蛋白的衰老细胞比例,结果如图2,根据所学知识和实验结果推测:衰老细胞可能通过___________方式,“迷惑”免疫细胞,逃脱免疫监视。
(3)欲为上述推测提供证据证明,合理的实验方案包括
A. 衰老小鼠模型注入PD-1抗体或无关抗体,检测表达PD-L1蛋白的细胞数量
B. 衰老小鼠注入PD-1抗体或无关抗体,检测表达PD-L1蛋白的衰老细胞比例
C. 衰老小鼠注射PD-1抑制剂,检测与衰老有关的表型
D. 体外细胞实验,检测表达PD-L1的衰老细胞对免疫监视的抵抗
(4)进一步研究衰老细胞中PD-L1含量的变化机制,科研人员在PD-L1蛋白含量低的衰老细胞中分别加入相关蛋白酶抑制剂E或B后,检测PD-L1的蛋白含量及PD-L1+衰老细胞群比例,结果如图所示,结果表明:___________。
(5)根据实验信息和所学知识,评价研发PD-1抗体或PD-L1抗体作为潜在治疗衰老疾病的优势和不足___________。
18. 儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物,有一定的抗菌作用,但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰,形成配合物Yb3+-C,并探究其抗菌效果和机理。
(1)细菌的细胞膜以_____________为基本支架,儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强,可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性,也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质_______。但稀土离子与细胞的亲和力较弱,难以到达作用靶点,影响了其抗菌活性。
(2)为了确定配合物中Yb3+:C的最佳摩尔比,研究人员利用_________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上,培养基的成分应包括_________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后,用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片,将其置于培养基中(见下图)一段时间后,比较滤纸片周围___________的直径,结果显示Yb3+:C的最佳摩尔比为________。
编号
Yb3+:C的摩尔比
1
1:1
2
1:2
3
1:3
4
1:4
5
1:5
(3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液,分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C,测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大,细菌数量越多),结果见下表。
时间
组别 A600
0h
2h
4h
8h
16h
24h
对照组
0.40
0.40
0.38
0.35
0.35
0.35
C处理
0.40
0.12
0.13
0.07
0.02
0.01
Yb3+处理
0.40
0.14
0.11
0.04
0.02
0.01
Yb3+-C处理
0.40
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
由此得出的结论是________________________。
(4)为探究配合物Yb3+-C 的抗菌机理,研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构,结果如下图。
结果显示:
(a)未加抗菌剂:细菌菌体较小,其细胞质分布均匀;
(b)C处理:细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙;
(c)Yb3+ 处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象;
(d)Yb3+-C 处理:细胞壁及细胞膜等结构发生破裂,细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。
由此可见,儿茶素(C)和Yb3+作用的主要位点分别是_______、_______,推测Yb3+ -C具有更强抗菌作用的机理是_____________。
19. 东方果蝇会对水果造成严重影响,田间雌蝇数量与经济损失直接相关。
(1)研究发现,东方果蝇中dsx基因______出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制。利用这一特性研发雌性特异性致死基因系统。
(2)蓖麻毒素A(RTA)可通过破坏核糖体导致细胞死亡。研究者获得如图1所示的融合基因1,进而得到转基因果蝇。
①根据图1,扩增dsx内含子应选择的引物是______(选填字母)。
②由于存在性别选择性剪接机制,雌雄转基因果蝇dsx基因前体RNA保留或剪切内含子和剪切识别序列情况不同,产生了不同版本的成熟mRNA,导致雌蝇特异性致死。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为______(填字母序号)。转基因的雄性个体不会致死的原因是______。
(3)研究发现,RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应(cs),即当温度由29℃变为18℃时,可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白,推测对应的基因碱基序列,经定点突变获得融合基因2(如图2所示)。请在方框中画出可继续延伸的复性结果,要求标明每条链的端和端_____
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作:
ⅰ:在29℃收集雄性果蝇(G0),
ⅱ:G0与野生型果蝇杂交,筛选出转基因受精卵(G1)。
ⅲ:将每对亲本的受精卵(G1)均分为两组,分别在18℃和29℃孵化培养,统计两组中雄性个体所占比例,若______,则说明G1具有cs效应。
ⅳ:在______℃继续培养具有cs效应的G1果蝇,使之连续多代自交,得到转基因纯合子。
20. 学习以下资料,回答(1)-(4)问题。
细胞感知氧气的分子机制
人类和大多数动物主要进行有氧呼吸,其体内细胞感知、适应不同氧气环境的基本原理2019年被科学家揭示、即人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送—这就是细胞的缺氧保护机制。
科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”(HIF)。HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-1α和ARNT) 组成。其中对氧气敏感的是HIF-1α,而ARNT稳定表达且不受氧调节,即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。当细胞处于正常氧条件时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1α能与VHL蛋白结合,致使HIF-1α被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下,HIF-1α羟基化不能发生,导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别。从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达。促进氧气的供给与传输。上述过程如下图所示。
HIF控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应,生物体细胞氧气感知通路的揭示,不仅在基础科学上有其价值,还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。如干扰HIF-1α的降解能促进红细胞的生成治疗贫血,同时还可能促进新血管生成,治疗循环不良等。
(1)下列人体细胞生命活动中,受氧气含量直接影响的是___(多选)。
A. 细胞吸水 B. 细胞分裂
C. 葡萄糖分解成丙酮酸 D. 兴奋的传导
(2)HIF的基本组成单位是___。人体剧烈运动时,骨骼肌细胞中 HIF的含量上升,这是因为___。
(3)图中A、C分别代表的是___。
(4)VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测,多发性肿瘤患者体内HIF-1α的含量比正常人___。抑制VHL基因突变患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有___。
21. 太谷核不育小麦是完全的雄性不育突变体,是国宝级的种质资源。它的花药的退化在减数分裂早期阶段开始,导致所有花药败育。
(1)小麦的太谷核不育和矮变一号均为单基因突变体,太谷核不育为高秆核不育,矮变一号为矮秆可育,株高基因用A、a表示,育性基因用R、r表示。为了获得矮秆核不育重组类型,进行以下实验:
i. 太谷核不育为母本与矮变一号杂交,得到F1一半为矮秆核不育,一半为矮秆可育;
ii. F1矮秆核不育为母本与野生型测交,得到矮秆可育152株和高秆核不育169株。
根据以上结果可知,太谷核不育和矮变一号的基因型分别为______,两对等位基因的遗传______(符合/不符合)自由组合定律。
(2)重复上述实验并扩大数量,在得到的8374株测交子代中分离出14株矮秆不育株。进行细胞学检查发现,仅有1株为正常二倍体。请设计杂交实验验证该正常二倍体的矮秆不育株为所需类型,并预期子代的表现型及比例______。
(3)推测P基因就是使太谷核不育小麦败育的基因。以下支持该推测的是______。
A. 显性的P基因一直处于杂合状态
B. P基因缺失或突变后小麦育性恢复
C. P基因的表达会引起转基因细胞的死亡
D. 与核不育基因紧密连锁的分子标记与P基因也紧密连锁
E. P基因只在不育植株的花中表达,在可育植株中不表达
(4)为验证上述推测,研究人员在野生型小麦中获得了P等位基因的启动子,并发现所有的雄性不育植株都特异性地携带了TRIM序列。然后利用Ti质粒构建表达载体,部分结构如下图所示,GFP表达后会发出绿色荧光。
将载体转入小麦幼胚,获得转基因植株,对植株表型和P基因表达情况进行鉴定。从a~i中选择。
a. Ubi(通用的强启动子) b. P等位基因启动子 c. 插入TRIM序列的P等位基因启动子 d. P编码区 e. P基因 f. 无关基因 g. 仅在花药发育S2期表达 h. 在花药发育各时期均不表达 i. 在根、茎、叶、雌蕊中均不表达
Ⅰ______;Ⅱ______。
(5)矮秆核不育小麦是便利的遗传改良工具,请说明雄性不育在育种中优势______。
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