内容正文:
射洪中学高2023级高三上期期中考试
生物试题
(考试时间:75分钟;满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(每小题3分,共45分)
1. 伤寒是由伤寒杆菌引起的急性传染病,症状包括高烧、腹痛、严重腹泻、头痛、身体出现玫瑰色斑等;A16型肠道病毒是一种RNA病毒,多发生于婴幼儿,可引起手、足、口腔等部位的疱疹,个别患者可引起心肌炎等并发症。下列关于相关病原体的叙述,正确的是( )
A. A16型肠道病毒属于生命系统层次中的最小层次
B. 伤寒杆菌的遗传物质彻底水解后的产物有8种
C. 上述病原体中蛋白质合成所需的核糖体、氨基酸等都由宿主细胞提供
D. A16型肠道病毒不可以在灭菌后的培养基中独立生存和繁殖
2. 甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品,其果肉呈黄绿色,子叶呈乳白色,均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是( )
A. 不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态
B. 苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C. 油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D. 脂肪在人体消化道内水解脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
3. 研究发现,生物膜融合存在以下机制:不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔,最后实现生物膜的相互融合,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质是生物膜的基本支架
B. 膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化
C. 抑制浆细胞融合孔的形成,不影响抗体的分泌过程
D. 生物膜融合的过程能体现生物膜的功能特性
4. 将肝脏组织匀浆用差速离心等方法获得不同的细胞结构和组分。下列叙述错误的是( )
A. 若离心沉淀物中含细胞核,则其中具有可被甲紫溶液染色的物质
B. 某细胞结构是“生产蛋白质的机器”,则其形成与核仁有关
C. 对分离到的线粒体进行检测,发现其基质中有能分解葡萄糖的酶
D. 某具膜细胞结构中检测到多种水解酶,其应是细胞的“消化车间”
5. 某实验小组利用相同萝卜条在不同浓度的同一种溶液中的变化来研究细胞的渗透作用,实验前后萝卜条质量差平均值(M)如表所示。下列相关叙述正确的是( )
组别
清水组
5%盐水组
10%盐水组
15%盐水组
20%盐水组
30%盐水组
M值
0.17
-0.12
-0.13
-0.16
-0.17
-0.23
A. 清水组中萝卜条细胞的体积会不断增大直至破裂
B. 30%盐水组中M值小于0,说明此时无水分子进入细胞
C. 与15%盐水组相比,20%盐水组中的萝卜条失水量更大
D. 由表可知,随着实验处理时间的延长,M值会不断降低
6. 研究发现,当硝酸盐转运蛋白(NET1.1)磷酸化后,可以通过图1的方式吸收低浓度的硝酸盐,当NET1.1去磷酸化后,可以通过图2的方式吸收高浓度的硝酸盐,下列相关叙述错误的是( )
A. NET1.1的磷酸化过程属于吸能反应
B. 图1中蛋白1转运H+过程中需要与H+结合
C. 若细胞膜对H+通透性发生改变可能会影响硝酸盐转运
D. 图2中NET1.1转运的速率与浓度成正比
7. 科学家为研究真核细胞中酶M能催化前体RNA→成熟RNA的这一作用,进行了如下实验:
实验一:酶M由蛋白质和RNA两种物质构成,去除RNA后,该酶失去催化功能
实验二:实验组的前体RNA中加入核液(细胞核内的液体成分),对照组前体RNA不做处理,结果两组前体RNA都转变为成熟RNA
以下分析正确的是( )
A. 实验一说明酶M的功能与组成蛋白质无关
B. 实验二说明加工RNA酶存在于核液中
C. 实验一和实验二均用到了减法原理
D. 合成RNA的原料也能用于合成酶M
8. 实验发现丙酮酸脱羧产生CO2需要酶X的催化,当ATP浓度较高时,酶X被磷酸化而失活;当丙酮酸浓度较高时,会降低酶X磷酸化程度从而保证此酶活性。如图为某动物体中与丙酮酸有关的部分化学反应,图中①~④表示不同过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中①②过程为吸能反应,此过程伴随着NADPH与ATP的产生
B. 图中②过程可发生线粒体,线粒体中ATP增多会降低CO2产生速率
C. 图中②过程产生的水和二氧化碳中的氧均来自丙酮酸
D. 经过①④过程葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
9. 自然界包括壁虎、海星、蜥蜴在内的许多生物有部分肢体可以完全再生,这就给人类肢体再生提供了研究方向。研究发现,壁虎尾部横隔处的细胞依然保留着干细胞功能,可以在断尾后发育成尾巴。下列叙述正确的是( )
A. 断尾后尾部横隔处的细胞呼吸酶基因处于关闭状态
B. 断尾后新形成的尾巴细胞内核酸与其他部位细胞内的核酸相同
C. 断尾后尾部横隔处的细胞继续发育成尾巴体现了动物细胞的全能性
D. 壁虎断尾后可以再长出尾巴,是因为其横隔处的细胞进行了增殖和分化
10. 对下列中学生物实验中的实验材料、试剂和操作过程的描述错误的是( )
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②探究植物细胞的吸水和失水
③绿叶中色素的提取和分离
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
A. 会用到酒精的有③⑥④
B. 会用到斐林试剂判断实验结果是①⑥
C. 可使用洋葱作为实验材料的是②④
D. ②⑤实验过程中需要在高倍镜下才能观察
11. 细胞自噬是保障细胞生命活动正常进行的重要机制,根据自噬过程中包裹物质和运送方式可以分为如图所示的三种类型:①巨细胞自噬,通过膜结构包裹被降解的物质形成自吞小泡再与溶酶体融合;②微细胞自噬,通过溶酶体膜的变形直接吞噬胞内物质;③分子伴侣介导的细胞自噬,胞内蛋白在分子伴侣的帮助下通过溶酶体膜上的转运体转运进溶酶体。下列说法错误的是( )
A. 甲和乙途径分别是微细胞自噬和巨细胞自噬,均能体现生物膜的流动性
B. 细胞自噬与溶酶体密切相关,是因为在溶酶体中合成了大量酸性水解酶
C. 细胞自噬既能降解细胞内的物质,对于外来的微生物也可通过细胞自噬降解
D. 推测与分子伴侣结合的蛋白质可能带有某些特殊标记,识别具有特异性
12. 如图是某生物进行有性生殖的过程,下列有关叙述正确的是( )
A. 新个体细胞中,线粒体中的遗传物质主要来自精子
B. 人类的次级精母细胞中,只可能含有0或1条Y染色体
C. 精子在雌性生殖道或获能液中获得能量后才具有受精能力
D. 精子的头部进入卵细胞时,卵细胞的细胞膜将会发生复杂的变化
13. 果蝇(体细胞含4对染色体)的精原细胞既可进行有丝分裂,也可进行减数分裂。如图表示果蝇的精原细胞进行分裂时处于a~e不同时期核DNA与染色体的对应关系。不考虑变异,下列相关叙述错误的是( )
A. 图中n=4,精原细胞进行有丝分裂时经历的过程是c→d→e→c
B. 基因的自由组合定律可能发生在处于d时期的细胞中
C. 处于e时期的细胞一定是在进行有丝分裂
D. 处于b、d、e时期的细胞一定含有同源染色体
14. 某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致,某家系中一男性患者与一正常女性婚配后,生育了一个患该病的男孩。究其原因,不可能的是( )
A. 父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期,X和Y染色体片段交换
B. 父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期,性染色体未分离
C. 母亲的卵细胞形成过程中,SHOX基因发生了突变
D. 该男孩在胚胎发育早期,有丝分裂时SHOX基因发生了突变
15. 下图是某种单基因遗传病(A和a控制)相关的遗传系谱图和某些个体基因带谱(只显示基因种类)。下列说法错误的是( )
A. 该遗传病的致病基因为隐性基因
B. 3号个体与5号个体基因型相同的概率为5/9
C. 若5号个体与某致病基因携带者结婚,后代患病概率为1/4
D. 基因带谱中左侧条带表示正常基因,右侧条带表示致病基因
第II卷(非选择题)
二、解答题(除标注外,每空2分,共55分)
16. 苹果是人们经常食用的水果之一,其富含矿物质和维生素。如图表示上午10时记录的苹果树某枝条上不同位置叶片的净光合速率。请回答下列问题:
(1)图中限制第5片叶、第15片叶光合速率的主要环境因素分别可能是_______、_______。
(2)图中第10片叶净积累在叶片中的有机物量少于叶片实际制造的有机物量的原因是:①_______;②_______。
(3)科研工作者为探究干旱对苹果幼苗代谢活动的影响进行了相关实验,发现苹果叶肉细胞中的P蛋白是一种水通道蛋白,由P基因编码,在干旱条件下其表达量可能会影响叶肉细胞对CO2的吸收。据此请设计实验探究上述推测(写出反应因变量变化的具体指标):
实验思路:_______。
17. 有丝分裂间期可分为G1、S、G2期,G1期主要是合成RNA和有关蛋白质,为DNA复制作准备,S期进行DNA复制,G2期DNA合成终止,但合成少量RNA和蛋白质。据此请回答下列相关问题:
(1)干细胞是指_______。用显微镜观察干细胞临时装片,下图分裂图像中不可能出现是_______(选填序号),理由是_______。
(2)科研人员做了如下实验:取胚胎干细胞随机均分成两组,分别在普通培养液和含CDK抑制剂的培养液中培养24h,最终测定这些细胞一个细胞周期的核DNA含量,结果如图甲、图乙所示。
①图中A所代表的时期是_______,该时期合成的有关蛋白质可能是_______(写2种)。据图分析CDK抑制剂可能抑制的时期是_______。
②随着时间推移,图甲培养液中所有的细胞最终是否都会进入A时期,并说明理由_______。
18. “肠微生物—肠—脑轴”是肠道与中枢神经系统之间的双向调节系统,主要由神经系统、内分泌系统、免疫系统以及肠道菌群等共同组成。短链脂肪酸(SCFA)是肠道益生菌的代谢产物,可以参与机体稳态调节,部分途径如图所示。回答下列问题:
(1)“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”(HPA轴)是神经—内分泌系统的重要组成部分,参与控制应激反应。下丘脑、垂体和靶腺之间存在的分层调控称为_______调节。
(2)压力或紧张情绪会使HPA轴活动增强,肾上腺通过分泌皮质醇抑制_______活动,引起肠道功能紊乱和免疫力下降。
(3)肠道益生菌产生的SCFA可通过多条途径“滋养”脑神经,同时大脑通过神经和内分泌途径调节肠道菌群的活性,提高免疫力。
①肠道上皮细胞吸收SCFA的方式是_______。SCFA经血管直接进入脑部发挥作用,通过_______(填“增强”或“减弱”)HPA轴的响应,从而改善肠胃功能。
②迷走神经受到SCFA刺激,将信息传到中枢进行整合,再由中枢向肠道发出相应的指令,使肠道蠕动加强,该过程属于_______(填“神经”“体液”或“神经一体液”)调节。上述过程涉及兴奋在神经纤维上的传导及其在神经元之间的传递,二者的不同之处表现在_______(答出2点即可)。
19. 水稻是重要的粮食作物,穗粒数量和籽粒重量是决定其产量的两个关键性状,二者的量一般呈负相关,簇生稻(有三个籽粒簇生在一起)可在一定程度上实现上述两个性状的平衡优化。
(1)利用簇生稻和非簇生稻做亲本杂交得到F1,F1自交得到F2,结果如图所示。根据图示结果______(填“能”或“不能”)作出“水稻这一性状遗传不属于融合遗传”的判断,理由是_____。
(2)研究发现,水稻的簇生与非簇生分别由等位基因A和a控制,某种病抗性(BB和Bb都表现为抗病)与非抗由等位基因B和b控制,上述2对等位基因的分离与组合互不干扰、独立遗传。育种工作者利用簇生非抗植株(AAbb)与非簇生抗病植株(aaBB)杂交得F1,让F1自交得F2,问F1的表型是______,F2中簇生抗病(双优)水稻所占比例为______。
(3)将F2中所有簇生抗病水稻自交得到F3,然后筛选F3中簇生抗病水稻并淘汰其他类型后得F3,则F3中能稳定遗传的簇生抗病水稻所占比例为______。
(4)从F3中任取一植株与非簇生非抗植株测交,如果测交子代表型及比例为______,则可知该植株基因型为AABb。
20. 幽门螺杆菌(Hp)可能会导致慢性胃炎等疾病,该菌的A基因编码其特有的A蛋白,研究者欲利用基因工程制备Hp疫苗。4种常见的限制酶识别序列如图1所示,A基因的部分序列如图2所示,该实验所用的质粒结构如图3所示,基本操作流程如图4所示。回答下列问题:
(1)一般情况下,需要设计引物来进行A基因扩增,为保证A基因能与载体正确连接,需要在引物上添加相应的限制酶识别序列,该过程选择的限制酶是_______。
(2)实验进行PCR过程时,反应体系中要加入Mg2+,加入Mg2+的目的是_______。每轮循环中温度最低的一步是_______,如果该步骤温度过低,会出现的后果可能有_______。
(3)在选择基因工程的受体细胞时,通常会使用大肠杆菌等微生物,这是因为微生物具有_______(填序号)的优点。
①生理结构和遗传物质简单
②生长繁殖快
③对环境因素敏感
④容易进行遗传物质操作
(4)一般用_______处理大肠杆菌,然后再将基因表达载体导入其中。为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,实验可以采用影印法:用无菌毡布压在培养基A的菌落上,带出菌种,平移并压在培养基B上,培养一段时间后的结果如图4所示,数字表示不同的菌落。据题意分析,培养基B中应添加的抗生素是_______。图4中符合要求的菌落是_______(填数字)。
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射洪中学高2023级高三上期期中考试
生物试题
(考试时间:75分钟;满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(每小题3分,共45分)
1. 伤寒是由伤寒杆菌引起的急性传染病,症状包括高烧、腹痛、严重腹泻、头痛、身体出现玫瑰色斑等;A16型肠道病毒是一种RNA病毒,多发生于婴幼儿,可引起手、足、口腔等部位的疱疹,个别患者可引起心肌炎等并发症。下列关于相关病原体的叙述,正确的是( )
A. A16型肠道病毒属于生命系统层次中的最小层次
B. 伤寒杆菌的遗传物质彻底水解后的产物有8种
C. 上述病原体中蛋白质合成所需的核糖体、氨基酸等都由宿主细胞提供
D. A16型肠道病毒不可以在灭菌后的培养基中独立生存和繁殖
【答案】D
【解析】
【详解】A、生命系统的最小层次是细胞,病毒不属于生命系统层次,A错误;
B、伤寒杆菌(细菌)的遗传物质是DNA,彻底水解产物为脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G,共6种,B错误;
C、伤寒杆菌原核生物,自身含核糖体,可独立合成蛋白质,无需宿主细胞提供核糖体,C错误;
D、病毒必须依赖活细胞才能繁殖,灭菌后的培养基无宿主细胞,A16型肠道病毒无法生存和繁殖,D正确。
故选D。
2. 甘肃陇南“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品,其果肉呈黄绿色,子叶呈乳白色,均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是( )
A. 不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态
B. 苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C. 油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D. 脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
【答案】C
【解析】
【分析】脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,即三酰甘油(又称甘油三酯)。其中甘油的分子比较简单,而脂肪酸的种类和分子长短却不相同。脂肪酸可以是饱和的,也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态;大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温时呈固态。
【详解】A、植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,在室温下通常呈液态,A正确;
B、油橄榄子叶富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,因此在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒,B正确;
C、油橄榄种子萌发过程中由于细胞呼吸的消耗,有机物的总量减少,但由于发生了有机物的转化,故有机物的种类增多,C错误;
D、脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收,D正确。
故选C。
3. 研究发现,生物膜融合存在以下机制:不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔,最后实现生物膜的相互融合,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 蛋白质是生物膜的基本支架
B. 膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化
C. 抑制浆细胞融合孔的形成,不影响抗体的分泌过程
D. 生物膜融合的过程能体现生物膜的功能特性
【答案】B
【解析】
【分析】细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜,膜厚7~8nm,对于动物细胞来说,其膜外侧与外界环境相接触。其主要功能是选择性地交换物质,吸收营养物质,排出代谢废物,分泌与运输蛋白质。
【详解】A、磷脂双分子层是生物膜的基本支架,A错误;
B、据图可知,膜蛋白1和膜蛋白2形成螺旋结构涉及自身构象的变化,B正确;
C、抗体分泌过程中发生生物膜的融合,若抑制浆细胞融合孔的形成,可能会抑制抗体的分泌,C错误;
D、生物膜融合的过程能体现生物膜具有流动性的结构特性,D错误。
故选B。
4. 将肝脏组织匀浆用差速离心等方法获得不同的细胞结构和组分。下列叙述错误的是( )
A. 若离心沉淀物中含细胞核,则其中具有可被甲紫溶液染色的物质
B. 某细胞结构是“生产蛋白质的机器”,则其形成与核仁有关
C. 对分离到的线粒体进行检测,发现其基质中有能分解葡萄糖的酶
D. 某具膜细胞结构中检测到多种水解酶,其应是细胞的“消化车间”
【答案】C
【解析】
【分析】1、差速离心法是将细胞膜破坏后,形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管,用高速离心机在不同的转速下进行离心,利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开;
2、溶酶体是由单层脂蛋白膜包绕的内含一系列酸性水解酶的小体.溶酶体内含有许多种水解酶类,能够分解很多种物质,溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”,溶酶体内的酶都是水解酶,而且一般最适pH为5,所以都是酸性水解酶.溶酶体内的酶如果释放会把整个细胞消化掉,一般不释放到内环境,主要进行细胞内消化。
【详解】A、若离心沉淀物中含细胞核,则其中具有可被甲紫溶液染色物质--染色体,染色体可被碱性染料染色,A正确;
B、某细胞结构是“生产蛋白质的机器”,即为核糖体,核糖体的形成与核仁有关,B正确;
C、线粒体是有氧呼吸的主要场所,线粒体基质中没有能分解葡萄糖的酶,C错误;
D、某具膜细胞结构中可检测到多种水解酶,其应是溶酶体,是细胞的“消化车间”,D正确。
故选C。
5. 某实验小组利用相同萝卜条在不同浓度的同一种溶液中的变化来研究细胞的渗透作用,实验前后萝卜条质量差平均值(M)如表所示。下列相关叙述正确的是( )
组别
清水组
5%盐水组
10%盐水组
15%盐水组
20%盐水组
30%盐水组
M值
0.17
-0.12
-0.13
-0.16
-0.17
-0.23
A. 清水组中萝卜条细胞的体积会不断增大直至破裂
B. 30%盐水组中M值小于0,说明此时无水分子进入细胞
C. 与15%盐水组相比,20%盐水组中的萝卜条失水量更大
D. 由表可知,随着实验处理时间的延长,M值会不断降低
【答案】C
【解析】
【分析】当细胞液浓度大于外界环境时,细胞吸水,当细胞液浓度小于外界环境时,细胞失水。
【详解】A、清水组中萝卜因具有细胞壁,细胞体积不会一直增大并破裂,A错误;
B、30%盐水组中M值小于0,说明30%盐水组中萝卜条细胞发生了失水,且失水量较大,水可通过自由扩散和协助扩散(水通道蛋白)进出细胞,此时进入细胞的水明显少于出细胞的水,B错误;
C、与15%盐水组相比,20%盐水组浓度差大,20%盐水组中萝卜条失水量更大,C正确;
D、表中结果反映的是萝卜条在不同浓度溶液中实验前后质量差的平均值,无法得知随着处理时间的延长,实验前后萝卜条质量差平均值的变化,D错误。
故选C。
6. 研究发现,当硝酸盐转运蛋白(NET1.1)磷酸化后,可以通过图1的方式吸收低浓度的硝酸盐,当NET1.1去磷酸化后,可以通过图2的方式吸收高浓度的硝酸盐,下列相关叙述错误的是( )
A. NET1.1的磷酸化过程属于吸能反应
B. 图1中蛋白1转运H+过程中需要与H+结合
C. 若细胞膜对H+通透性发生改变可能会影响硝酸盐转运
D. 图2中NET1.1转运的速率与浓度成正比
【答案】D
【解析】
【分析】1、物质进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散特点:高浓度到低浓度,不需要载体和能量;协助扩散特点:高浓度到低浓度,需要载体不需要能量;主动运输特点:低浓度到高浓度,需要载体需要能量。
2、题图分析:由图1可知,硝酸盐进入细胞由H+浓度梯度驱动,因此硝酸盐经图1进入细胞的方式为主动运输;由图2可知,硝酸盐经图2 进入细胞的方式为协助扩散。
【详解】A、NET1.1的磷酸化过程消耗ATP,属于吸能反应, A正确;
B、蛋白1转运H*的过程属于主动运输,蛋白1为载体蛋白,载体蛋白转运物质的过程中需要与相应物质结合,B正确;
C、细胞膜对H+通透性发生改变将影响图1所示低浓度的硝酸盐运输,但不影响图2所示高浓度的硝酸盐运输,C正确;
D、图2中NET1.1转运NO3-的方式属于被动运输,转运速率受膜两侧NO3-浓度差及载体数量的影响,不成正比,D错误。
故选D。
7. 科学家为研究真核细胞中酶M能催化前体RNA→成熟RNA的这一作用,进行了如下实验:
实验一:酶M由蛋白质和RNA两种物质构成,去除RNA后,该酶失去催化功能
实验二:实验组的前体RNA中加入核液(细胞核内的液体成分),对照组前体RNA不做处理,结果两组前体RNA都转变为成熟RNA
以下分析正确的是( )
A. 实验一说明酶M的功能与组成蛋白质无关
B. 实验二说明加工RNA的酶存在于核液中
C. 实验一和实验二均用到了减法原理
D. 合成RNA的原料也能用于合成酶M
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。
2、转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在DNA解旋酶、RNA聚 合酶的作用下,消耗能量合成RNA。
【详解】A、实验—去除RNA后,该酶失去催化功能,说明酶M的功能与其组成成分RNA相关,但不能说明与蛋白质无关,A错误;
B、实验组的前体RNA中加入核液,对照组前体RNA不做处理,结果两组前体RNA都转变为成熟RNA,说明加工RNA的酶不存在于核液中,B错误;
C、与常态相比,人为的去除某种影响因素称为减法原理,实验一用到了减法原理,实验二用了加法原理,C错误;
D、合成RNA的原料是核糖核苷酸,酶M的成分是蛋白质和RNA,也需要核糖核苷酸为原料,D正确。
故选D。
8. 实验发现丙酮酸脱羧产生CO2需要酶X的催化,当ATP浓度较高时,酶X被磷酸化而失活;当丙酮酸浓度较高时,会降低酶X磷酸化程度从而保证此酶活性。如图为某动物体中与丙酮酸有关的部分化学反应,图中①~④表示不同过程。下列相关叙述正确的是( )
A. 图中①②过程为吸能反应,此过程伴随着NADPH与ATP的产生
B. 图中②过程可发生在线粒体,线粒体中ATP增多会降低CO2产生速率
C. 图中②过程产生的水和二氧化碳中的氧均来自丙酮酸
D. 经过①④过程葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
【答案】B
【解析】
【详解】A、据图可知,图中①表示呼吸作用第一阶段,②表示有氧呼吸第二、三阶段,即①②过程表示有氧呼吸过程。有氧呼吸过程为放能反应,且呼吸过程中产生的是NADH,不产生NADPH,A错误;
B、图中②过程为有氧呼吸的第二、第三阶段,可分别发生在线粒体基质、线粒体内膜上。根据题目信息可知,线粒体中ATP增多会使酶X被磷酸化而失活,从而导致CO2产生速率降低,B正确;
C、有氧呼吸第一、二阶段产生的氢会在第三阶段与O2反应生成水,故有氧呼吸过程产生的水中的O来自O2,C错误;
D、图中①④过程为产生乳酸的无氧呼吸,无氧呼吸为不彻底的氧化分解,葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸中,D错误。
故选B。
9. 自然界包括壁虎、海星、蜥蜴在内的许多生物有部分肢体可以完全再生,这就给人类肢体再生提供了研究方向。研究发现,壁虎尾部横隔处的细胞依然保留着干细胞功能,可以在断尾后发育成尾巴。下列叙述正确的是( )
A. 断尾后尾部横隔处的细胞呼吸酶基因处于关闭状态
B. 断尾后新形成的尾巴细胞内核酸与其他部位细胞内的核酸相同
C. 断尾后尾部横隔处的细胞继续发育成尾巴体现了动物细胞的全能性
D. 壁虎断尾后可以再长出尾巴,是因为其横隔处的细胞进行了增殖和分化
【答案】D
【解析】
【分析】细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质为基因的选择性表达。
【详解】A、呼吸酶基因在所有活细胞中均表达,否则细胞无法进行呼吸作用,A错误;
B、新形成的尾巴细胞与其他部位细胞因基因选择性表达,导致RNA存在差异,但DNA相同,因此核酸不完全相同,B错误;
C、细胞全能性需发育为完整个体,而尾巴仅是器官层次,未体现全能性,C错误;
D、横隔处的干细胞通过分裂(增殖)和分化形成新尾巴的各类细胞,D正确。
故选D。
10. 对下列中学生物实验中的实验材料、试剂和操作过程的描述错误的是( )
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②探究植物细胞的吸水和失水
③绿叶中色素的提取和分离
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质流动
⑥检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
A. 会用到酒精的有③⑥④
B. 会用到斐林试剂判断实验结果是①⑥
C. 可使用洋葱作为实验材料的是②④
D. ②⑤实验过程中需要在高倍镜下才能观察
【答案】D
【解析】
【详解】A、③绿叶中色素的提取和分离实验中,用无水乙醇提取色素;④观察植物细胞的有丝分裂实验中,用酒精和盐酸组成的解离液解离;⑥检测生物组织中的脂肪实验中,用酒精洗去浮色,故会用到酒精的有③⑥④,A正确;
B、①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,可用斐林试剂判断是否有还原糖产生;⑥检测生物组织中的还原糖时,可用斐林试剂,B正确;
C、②探究植物细胞的吸水和失水可用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞;④观察植物细胞的有丝分裂可用洋葱根尖分生区细胞,C正确;
D、②探究植物细胞的吸水和失水在低倍镜下观察即可,⑤观察叶绿体和细胞质的流动需要在高倍镜下观察,D错误。
故选D。
11. 细胞自噬是保障细胞生命活动正常进行的重要机制,根据自噬过程中包裹物质和运送方式可以分为如图所示的三种类型:①巨细胞自噬,通过膜结构包裹被降解的物质形成自吞小泡再与溶酶体融合;②微细胞自噬,通过溶酶体膜的变形直接吞噬胞内物质;③分子伴侣介导的细胞自噬,胞内蛋白在分子伴侣的帮助下通过溶酶体膜上的转运体转运进溶酶体。下列说法错误的是( )
A. 甲和乙途径分别是微细胞自噬和巨细胞自噬,均能体现生物膜的流动性
B. 细胞自噬与溶酶体密切相关,是因为在溶酶体中合成了大量酸性水解酶
C. 细胞自噬既能降解细胞内的物质,对于外来的微生物也可通过细胞自噬降解
D. 推测与分子伴侣结合的蛋白质可能带有某些特殊标记,识别具有特异性
【答案】B
【解析】
【详解】A、甲途径:溶酶体膜直接变形吞噬物质,属于微细胞自噬;乙途径:膜结构包裹物质后与溶酶体融合,属于巨细胞自噬。两者均涉及膜的变形、融合,体现了生物膜的流动性(细胞膜是生物膜的一种,此表述合理),A正确;
B、溶酶体中的酸性水解酶是在核糖体上合成的(核糖体是蛋白质合成场所),随后通过内质网、高尔基体的加工,最终运输到溶酶体中,并非在溶酶体内部合成, B错误;
C、细胞自噬主要降解细胞内衰老、损伤的物质,但外来微生物(如侵入细胞的病原体)进入细胞后,也可通过类似 “包裹 + 融合” 的细胞自噬方式被溶酶体降解,C正确;
D、“分子伴侣介导的细胞自噬” 中,蛋白质需与分子伴侣结合,再通过溶酶体膜上的转运体进入溶酶体。推测这些蛋白质带有特殊标记,分子伴侣能特异性识别这些标记,从而保证特定蛋白质被转运降解,体现了识别的特异性,D正确。
故选B。
12. 如图是某生物进行有性生殖的过程,下列有关叙述正确的是( )
A. 新个体细胞中,线粒体中的遗传物质主要来自精子
B. 人类的次级精母细胞中,只可能含有0或1条Y染色体
C. 精子在雌性生殖道或获能液中获得能量后才具有受精能力
D. 精子的头部进入卵细胞时,卵细胞的细胞膜将会发生复杂的变化
【答案】D
【解析】
【分析】1、受精作用:(1)过程:精子的头部进入卵细胞。尾部留在外面。紧接着,在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜,以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久,里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇,使彼此的染色体会合在一起。(2)结果:受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,其中有一半的染色体来自精子(父亲),一半的染色体来自卵细胞(母亲)。细胞质主要来自卵细胞。
【详解】A、受精卵中的细胞核遗传物质由精子和卵细胞各提供一半,而细胞质遗传物质几乎都是由卵细胞提供的,故新个体细胞中,线粒体中的遗传物质主要来自卵细胞,A错误;
B、人类的次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ前期和中期时,含有0或1条Y染色体,处于减数分裂Ⅱ后期时,含有0或2条Y染色体,B错误;
C、精子在雌性生殖道或获能液中获得受精的能力,而不是获得受精的能量,C错误;
D、受精时,精子的头部进入卵细胞时,卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子进入,D正确。
故选D。
13. 果蝇(体细胞含4对染色体)的精原细胞既可进行有丝分裂,也可进行减数分裂。如图表示果蝇的精原细胞进行分裂时处于a~e不同时期核DNA与染色体的对应关系。不考虑变异,下列相关叙述错误的是( )
A. 图中n=4,精原细胞进行有丝分裂时经历的过程是c→d→e→c
B. 基因的自由组合定律可能发生在处于d时期的细胞中
C. 处于e时期的细胞一定是在进行有丝分裂
D. 处于b、d、e时期的细胞一定含有同源染色体
【答案】D
【解析】
【详解】A、图中n=4,2n=8,4n=16,果蝇体细胞中染色体数目和核DNA数目都是8,a时期染色体数目和核DNA数目都为4,是体细胞的一半,表示减数分裂形成的子细胞;b时期染色体数目为4,核DNA数目为8,表示减数第二次分裂的前期和中期;c时期染色体数目和核DNA数目都是8,表示体细胞或者减数第二次分裂的后期和末期;d时期染色体数目为8,核DNA数目为16,表示有丝分裂的前期和中期、减数第一次分裂;e时期染色体数目和核DNA数目都为16,表示有丝分裂的后期,因此精原细胞进行有丝分裂时经历的过程是c→d→e→c,A正确;
B、基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期,此时细胞中染色体数为2n,核DNA数为4n,处于d时期,B正确;
C、e时期染色体数目和核DNA数目都为16,表示有丝分裂的后期,一定是在进行有丝分裂,C正确;
D、处于d、e时期的细胞一定含有同源染色体,但处于b时期的细胞没有同源染色体,D错误。
故选D。
14. 某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致,某家系中一男性患者与一正常女性婚配后,生育了一个患该病的男孩。究其原因,不可能的是( )
A. 父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期,X和Y染色体片段交换
B. 父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期,性染色体未分离
C. 母亲的卵细胞形成过程中,SHOX基因发生了突变
D. 该男孩在胚胎发育早期,有丝分裂时SHOX基因发生了突变
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱的排布与细胞内;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、假设X染色体上的显性致病基因为A,非致病基因为a,若父亲的初级精母细胞在减数分裂I四分体时期,X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段互换,导致Y染色体上有显性致病基因,从而生出基因型为XaYA的患病男孩,A不符合题意;
B、若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体未分离,则会形成基因型为XAXA或YY的精子,从而生出基因型为XaYY的不患病男孩,B符合题意;
C、因为基因突变是不定向的,母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因,从而生出基因型为XAY的患病男孩,C不符合题意;
D、若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期,也可能导致致该男孩出现XAY的基因型,D不符合题意。
故选B。
15. 下图是某种单基因遗传病(A和a控制)相关的遗传系谱图和某些个体基因带谱(只显示基因种类)。下列说法错误的是( )
A. 该遗传病的致病基因为隐性基因
B. 3号个体与5号个体基因型相同的概率为5/9
C. 若5号个体与某致病基因携带者结婚,后代患病概率为1/4
D. 基因带谱中的左侧条带表示正常基因,右侧条带表示致病基因
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:1和2均表现正常,但4号患病,说明该病是隐性遗传病;1号的基因带谱有两条,表明控制该病的致病基因在常染色体上,由基因带谱可知,5号个体基因型为Aa。
【详解】A、1和2均表现正常,但4号患病,说明该病是隐性遗传病,该遗传病的致病基因为隐性基因,A正确;
B、分析该家庭成员的基因带谱可知,1号为男性,基因带谱有两条,表明控制该病的致病基因在常染色体上,则5号个体基因型为Aa,3号个体基因型为AA,故3号个体与5号个体基因型相同的概率为0,B错误;
C、若5号(Aa)个体与某致病基因携带者(Aa)结婚,后代患病(aa)概率为1/4,C正确;
D、1和2均表现正常,但4号患病,说明该病是隐性遗传病,而4号的基因带谱有1条右侧条带,故基因带谱中的左侧条带表示正常基因,右侧条带表示致病基因,D正确。
故选B。
第II卷(非选择题)
二、解答题(除标注外,每空2分,共55分)
16. 苹果是人们经常食用的水果之一,其富含矿物质和维生素。如图表示上午10时记录的苹果树某枝条上不同位置叶片的净光合速率。请回答下列问题:
(1)图中限制第5片叶、第15片叶光合速率的主要环境因素分别可能是_______、_______。
(2)图中第10片叶净积累在叶片中的有机物量少于叶片实际制造的有机物量的原因是:①_______;②_______。
(3)科研工作者为探究干旱对苹果幼苗代谢活动的影响进行了相关实验,发现苹果叶肉细胞中的P蛋白是一种水通道蛋白,由P基因编码,在干旱条件下其表达量可能会影响叶肉细胞对CO2的吸收。据此请设计实验探究上述推测(写出反应因变量变化的具体指标):
实验思路:_______。
【答案】(1) ①. 光照强度 ②. CO2的浓度
(2) ①. 叶片自身的呼吸作用消耗一部分有机物 ②. 一部分有机物输出到其他部位
(3)选择若干生长健壮的、长势一致的突变株系M和野生型苹果植株,在相同且适宜的条件下种植一定时间,检测两种类型植株的胞间CO2浓度,并比较分析
【解析】
【分析】分析题图呈现的信息可知:叶片1~15,接受的光照强度越来越强。叶片1~9的光合速率逐渐增大,说明限制第1~9片叶光合速率的主要环境因素是光照强度;叶片11~15的光合速率逐渐减小,说明限制第11~15片叶光合速率的主要环境因素是CO2的浓度(光照较强,叶片的气孔关闭,导致CO2吸收减少)。
【小问1详解】
由图可知,第5片叶位于枝条的下端,光照强度不足,导致其光合速率较低。第15片叶位于枝条的上端,接受的光照较强,可能该叶片的气孔关闭导致CO2吸收减少,进而导致叶光合速率较低。可见,图中限制第5片、第15片叶光合速率的主要环境因素可能分别是光照强度和CO2的浓度。
【小问2详解】
叶肉细胞内光合作用制造的有机物,一部分用于自身呼吸消耗,一部分转移到不进行光合作用的部位,其余积累在细胞内,因此净积累在叶片中的有机物量少于叶片实际制造的有机物量的原因是:①叶片自身的呼吸作用消耗一部分有机物;②一部分有机物输出到其他部位。
【小问3详解】
由题意可知,正常种植条件下,野生型苹果和突变株系M气孔开放程度基本相同,但突变株系M具有较高的光合效率,究其原因可能是突变株系M的叶绿体膜上超量表达的P蛋白能促进CO2的吸收,为了设计实验来验证上述推测,其实验的自变量是苹果植株的类型不同;因变量是光合效率的高低,可以通过检测胞间CO2浓度来加以体现。可见,实验思路是:选择若干生长健壮的、长势一致的突变株系M和野生型苹果植株,在相同且适宜的条件下种植一定时间,检测两种类型植株的胞间CO2浓度,并比较分析。
17. 有丝分裂间期可分为G1、S、G2期,G1期主要是合成RNA和有关蛋白质,为DNA复制作准备,S期进行DNA复制,G2期DNA合成终止,但合成少量RNA和蛋白质。据此请回答下列相关问题:
(1)干细胞是指_______。用显微镜观察干细胞临时装片,下图分裂图像中不可能出现的是_______(选填序号),理由是_______。
(2)科研人员做了如下实验:取胚胎干细胞随机均分成两组,分别在普通培养液和含CDK抑制剂的培养液中培养24h,最终测定这些细胞一个细胞周期的核DNA含量,结果如图甲、图乙所示。
①图中A所代表的时期是_______,该时期合成的有关蛋白质可能是_______(写2种)。据图分析CDK抑制剂可能抑制的时期是_______。
②随着时间推移,图甲培养液中所有的细胞最终是否都会进入A时期,并说明理由_______。
【答案】(1) ①. 体内保留的少数具有分裂、分化能力的细胞 ②. ②③④ ③. ②③④为减数分裂过程图,干细胞不能进行减数分裂
(2) ①. G1 ②. DNA聚合酶、解旋酶 ③. G1或S期 ④. 否,因为会有一部分细胞衰老、凋亡,不再进入细胞周期
【解析】
【分析】有丝分裂不同时期的特点:
(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【小问1详解】
干细胞是指体内保留的少数具有分裂、分化能力的细胞。用显微镜观察干细胞临时装片,不可能出现的分裂图像是下图中的②③④,因为干细胞只能进行有丝分裂(不能进行减数分裂),②③④为减数分裂过程图,分别属于减数第一次分裂后期、减数第二次分裂中期、减数第二次分裂后期。
【小问2详解】
①图中A所代表的时期DNA含量为2N,处于间期DNA还未复制时期,即G1期;G1期合成的有关蛋白质主要是为DNA复制作准备,DNA复制需要解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,在DNA聚合酶作用下合成新的DNA,所以G1期合成的有关蛋白质最可能为DNA聚合酶、解旋酶;据图分析CDK抑制剂处理后,2N的细胞数明显增多,可能抑制DNA的复制,可能抑制间期中的G1或S期。
②随着时间推移,培养液中所有的细胞最终不都会进入A时期,因为会有一部分细胞衰老、凋亡,不再分裂,不再进入细胞周期。
18. “肠微生物—肠—脑轴”是肠道与中枢神经系统之间的双向调节系统,主要由神经系统、内分泌系统、免疫系统以及肠道菌群等共同组成。短链脂肪酸(SCFA)是肠道益生菌的代谢产物,可以参与机体稳态调节,部分途径如图所示。回答下列问题:
(1)“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”(HPA轴)是神经—内分泌系统的重要组成部分,参与控制应激反应。下丘脑、垂体和靶腺之间存在的分层调控称为_______调节。
(2)压力或紧张情绪会使HPA轴活动增强,肾上腺通过分泌皮质醇抑制_______活动,引起肠道功能紊乱和免疫力下降。
(3)肠道益生菌产生的SCFA可通过多条途径“滋养”脑神经,同时大脑通过神经和内分泌途径调节肠道菌群的活性,提高免疫力。
①肠道上皮细胞吸收SCFA的方式是_______。SCFA经血管直接进入脑部发挥作用,通过_______(填“增强”或“减弱”)HPA轴的响应,从而改善肠胃功能。
②迷走神经受到SCFA刺激,将信息传到中枢进行整合,再由中枢向肠道发出相应的指令,使肠道蠕动加强,该过程属于_______(填“神经”“体液”或“神经一体液”)调节。上述过程涉及兴奋在神经纤维上的传导及其在神经元之间的传递,二者的不同之处表现在_______(答出2点即可)。
【答案】(1)分级 (2)肠道上皮细胞、肠肌和免疫细胞
(3) ①. 主动运输 ②. 减弱 ③. 神经 ④. 信号形式不同、信息传导(或传递)速度不同
【解析】
【分析】“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”(HPA轴)是神经—内分泌系统的重要组成部分,参与控制应激反应。下丘脑、垂体和靶腺之间存在的分层调控称为分级调节,它可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
【小问1详解】
下丘脑、垂体和靶腺之间的分层调控称为分级调节。
【小问2详解】
据图分析,压力或紧张情绪会使HPA轴活动增强,即肾上腺分泌皮质醇抑制免疫细胞、肠肌及肠道上皮细胞活动,从而引起肠道功能紊乱和免疫力下降。
【小问3详解】
①由图可知,短链脂肪酸(SCFA)借助载体蛋白和另一种物质顺浓度梯度运输产生的化学势能进行逆浓度梯度运输,为主动运输;短链脂肪酸(SCFA)可以改善肠胃功能,说明其使HPA轴的响应减弱。
②迷走神经受到短链脂肪酸(SCFA)刺激,将信息传到中枢进行整合,再由中枢向肠道发出相应的指令,使肠道蠕动加强,属于反射过程,该过程属于神经调节。兴奋在神经纤维上的传导及其在神经元之间的传递,二者的不同之处表现在信号形式不同、信息传导(或传递)速度不同等。
19. 水稻是重要的粮食作物,穗粒数量和籽粒重量是决定其产量的两个关键性状,二者的量一般呈负相关,簇生稻(有三个籽粒簇生在一起)可在一定程度上实现上述两个性状的平衡优化。
(1)利用簇生稻和非簇生稻做亲本杂交得到F1,F1自交得到F2,结果如图所示。根据图示结果______(填“能”或“不能”)作出“水稻这一性状遗传不属于融合遗传”的判断,理由是_____。
(2)研究发现,水稻的簇生与非簇生分别由等位基因A和a控制,某种病抗性(BB和Bb都表现为抗病)与非抗由等位基因B和b控制,上述2对等位基因的分离与组合互不干扰、独立遗传。育种工作者利用簇生非抗植株(AAbb)与非簇生抗病植株(aaBB)杂交得F1,让F1自交得F2,问F1的表型是______,F2中簇生抗病(双优)水稻所占比例为______。
(3)将F2中所有簇生抗病水稻自交得到F3,然后筛选F3中簇生抗病水稻并淘汰其他类型后得F3,则F3中能稳定遗传的簇生抗病水稻所占比例为______。
(4)从F3中任取一植株与非簇生非抗植株测交,如果测交子代表型及比例为______,则可知该植株基因型为AABb。
【答案】(1) ①. 能 ②. F2出现了亲本的性状
(2) ①. 弱簇生抗病 ②. 3/16
(3)3/5 (4)弱簇生抗病:弱簇生非抗=1:1
【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】
F2出现了亲本的性状,所以根据图示结果能作出“水稻这一性状遗传不属于融合遗传”的判断。
【小问2详解】
图示遗传图解可知,AA表型为簇生,Aa表型为弱簇生,aa表型为非簇生。利用簇生非抗植株(AAbb)与非簇生抗病植株(aaBB)杂交得F1(AaBb)表型是弱簇生抗病;让F1自交得F2,F2中簇生抗病(双优)水稻(AAB-)1/4×3/4=3/16。
【小问3详解】
F2中所有簇生抗病水稻(1/3AABB、2/3AABb)自交,1/3AABB自交出现1/3AABB,2/3AABb自交出现1/6AAbb、1/6AABB、1/3AABb,则F3中能稳定遗传的簇生抗病水稻所占比例为(1/3+2/3×1/4)/(1-1/6)=3/5。
【小问4详解】
F3中基因型有AABB、AAbb、AABb,与aabb测交。
AABB×aabb子代全是簇生抗病;
AAbb×aabb子代全是弱簇生非抗病;
AABb×aabb子代弱簇生抗病:弱簇生非抗=1:1;
故从F3中任取一植株与非簇生非抗植株测交,如果测交子代表型及比例为弱簇生抗病:弱簇生非抗=1:1,则可知该植株基因型为AABb。
20. 幽门螺杆菌(Hp)可能会导致慢性胃炎等疾病,该菌的A基因编码其特有的A蛋白,研究者欲利用基因工程制备Hp疫苗。4种常见的限制酶识别序列如图1所示,A基因的部分序列如图2所示,该实验所用的质粒结构如图3所示,基本操作流程如图4所示。回答下列问题:
(1)一般情况下,需要设计引物来进行A基因扩增,为保证A基因能与载体正确连接,需要在引物上添加相应的限制酶识别序列,该过程选择的限制酶是_______。
(2)实验进行PCR过程时,反应体系中要加入Mg2+,加入Mg2+的目的是_______。每轮循环中温度最低的一步是_______,如果该步骤温度过低,会出现的后果可能有_______。
(3)在选择基因工程的受体细胞时,通常会使用大肠杆菌等微生物,这是因为微生物具有_______(填序号)的优点。
①生理结构和遗传物质简单
②生长繁殖快
③对环境因素敏感
④容易进行遗传物质操作
(4)一般用_______处理大肠杆菌,然后再将基因表达载体导入其中。为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,实验可以采用影印法:用无菌毡布压在培养基A的菌落上,带出菌种,平移并压在培养基B上,培养一段时间后的结果如图4所示,数字表示不同的菌落。据题意分析,培养基B中应添加的抗生素是_______。图4中符合要求的菌落是_______(填数字)。
【答案】(1)Sal I、Xba I
(2) ①. 作为耐高温DNA聚合酶的激活剂##激活DNA聚合酶 ②. 复性 ③. 非特异性扩增产物增加 (3)①②③④
(4) ①. CaCl2##Ca2+##钙离子##氯化钙 ②. 氯霉素 ③. 3、5
【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】
通过对基因A的分析,发现该基因的模板链部分序列为(下游)5'-AACTATGCGCTCATGA——GCAATGCGTAGCCTCT-3'(上游),所以为保证A基因能与载体正确连接,切割载体的两种限制酶应为XhoI(靠近启动子一端)和XbaI(靠近终止子一端),又由于A基因内部有XhoI的酶切位点,所以A基因上游应该添加的序列为XhoI的同尾酶SalI的酶切序列,A基因下游应该添加的序列为XbaI的酶切序列。
【小问2详解】
PCR为体外合成DNA,需要Mg2+作为TaqDNA聚合酶(耐高温的DNA聚合酶)的激活剂。PCR的过程包括变性(超过90℃)、复性(50℃左右)、延伸(72℃左右)三步,其中温度最低的一步是复性。复性是指引物结合到互补DNA链的过程,如果复性温度过低,会导致引物与模板错配,导致非特异性产物增加。
【小问3详解】
在选择基因工程的受体细胞时,通常会使用大肠杆菌等微生物,这是因为微生物具有①生理结构和遗传物质简单、②生长繁殖快、③对环境因素敏感和④容易进行遗传物质操作等优点。
【小问4详解】
用Ca2+处理大肠杆菌,可使大肠杆菌处于容易吸收周围环境DNA分子的状态,然后再将基因表达载体导入其中。为筛选出含有目的基因的大肠杆菌,因其含有潮霉素抗性基因,而氯霉素抗性基因丢失,故培养基A、B中应分别添加潮霉素、氯霉素,符合要求的菌落,应该能在含潮霉素的培养基上生长,但不能在含有氯霉素的培养基上生长,故菌落3、5符合要求。
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