内容正文:
绵阳南山中学高2023级高三第五次教学质量检测
生物学试题
(本试卷满分100分,考试时间75分钟。)
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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国科学家利用基因工程成功研制出的双价抗虫棉既打破了国外公司的技术垄断,又保障了我国棉花产业的可持续发展。下列关于抗虫棉叶肉细胞和棉铃虫肠上皮细胞的共同点,表述错误的是( )
A. 都有细胞膜、细胞质和细胞核
B. 细胞中都含有糖类和脂质等有机物
C. 有氧呼吸的全过程都在线粒体中进行
D. 细胞中都含有核糖体、内质网等细胞器
2. 生物学研究离不开科学的实验研究方法和技术更新。下列关于生物学实验的叙述错误的是( )
A. 在“模拟生物体维持pH的稳定”实验中,绘制的曲线属于数学模型
B. 班廷和贝斯特给糖尿病狗注射萎缩的胰腺提取液,运用了“加法原理”
C. 科学家利用同位素标记技术,成功证明了DNA的复制方式为半保留复制
D. 设计预实验的目的是减小偶然误差,排除其他干扰因素对实验结果的影响
3. 削皮的苹果在空气中放置一段时间后,表面会逐渐变成褐色。因为苹果细胞中的多酚氧化酶(PPO)可催化酚类物质氧化变色。下列关于酶的说法正确的是( )
A. 温度升高会提高反应物分子的动能,反应物具有的能量增加,酶活性增强
B. 探究温度对PPO活性影响实验,酶与底物混合后再置于不同温度水浴处理
C. 探究提取的PPO中是否混有还原糖,可加入斐林试剂直接观察颜色鉴别
D. 未削皮的苹果不变色,是因为果皮阻隔了果肉中的PPO及酚类底物与氧气的接触
4. 科研人员发现,小肠上皮细胞吸收葡萄糖依赖“钠-葡萄糖协同转运系统”:细胞膜上的钠钾泵消耗ATP,将胞内Na+泵出细胞,维持胞外Na+的高浓度;钠驱动的葡萄糖载体蛋白则借助胞外Na+的浓度梯度,将Na+和葡萄糖运入胞内(如图)。某患者因基因突变导致钠钾泵结构异常,活性显著降低。下列分析错误的是( )
A. 患者小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率会明显下降
B. 该系统中,钠钾泵兼具信号分子识别与物质跨膜运输的功能
C. 钠驱动的葡萄糖载体蛋白转运葡萄糖的方式属于主动运输
D. 图中细胞吸收和排出Na+的方式依次是协助扩散和主动运输
5. 真核生物基因转录产生的mRNA前体(pre-mRNA)需经“可变剪接”加工为成熟mRNA,过程如图(图中①-⑥为基因的不同片段,内含子序列无编码功能,外显子序列可编码蛋白质)。下列相关叙述正确的是( )
A. 若图中b过程模板以⑥片段对应的序列为末端,则终止子应位于RNA序列的⑥片段中
B. 该基因某外显子对应序列发生碱基对替换,必然会导致其编码的多肽链氨基酸序列改变
C. 图中不同成熟mRNA的长度差异,由外显子数量不同和单个外显子的长度差异共同导致
D. 若tRNA上的反密码子序列为3'-GUC-5',则对应基因模板链上的碱基为5'-GTC-3'
6. 海洋杜氏藻是一种单细胞绿藻,能在高盐环境中生长;紫球藻是一种单细胞红藻,对青霉素有抗性,且可合成重要医药原料花生四烯酸。科研人员拟通过植物细胞工程技术,培育能在高盐海水中稳定生长且高产花生四烯酸的杂种藻株,并实现细胞产物工厂化生产。下列相关叙述正确的是( )
A. 用酶解法获取原生质体的过程需要在低渗溶液中进行
B. 筛选杂种细胞的选择培养基应设为低盐条件并添加适量青霉素
C. 人工诱导植物原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、高Ca²+-高pH融合法等
D. 细胞产物工厂化生产通过提供有利的营养条件,促进单个细胞合成更多花生四烯酸
7. 已知人类部分遗传病与染色体变异相关,且不同变异类型对表型影响差异显著。下列关于染色体变异与人类遗传病的叙述,正确的是( )
A. 调查某种遗传病的发病率,应在患者家系中随机抽样调查
B. 唐氏综合征患者的体细胞中有3个染色体组,因而无法产生可育配子
C. 猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失导致,患者表型异常仅由基因数量减少引起
D. 某女性性染色体组成为XO,可能是其父亲减数分裂I后期X染色体与Y染色体未分离
8. 表观遗传和基因突变都可影响生物的性状表现,对二者的深入研究可为育种、医疗、生物工程等领域提供理论依据。下列相关叙述正确的是( )
A. 原癌基因的去甲基化和抑癌基因的超甲基化,可导致细胞癌变
B. 碱基类似物通过损伤细胞内的DNA诱导基因突变
C. 航天育种利用太空特殊环境诱导定向突变,且变异类型丰富
D. 突变后的癌基因只能传递给子细胞,无法遗传给后代
9. 下图为人体肝脏组织结构示意图,①②③④分别表示人体不同的体液,据图判断下列说法正确的是( )
A. 饭后半小时左右,②中葡萄糖含量左端比右端多
B. ②与③成分上的差异主要体现在③中的蛋白质含量比②多
C. 肝细胞中的CO2从产生场所扩散到②至少需要穿过5层生物膜
D. 内环境稳态是指①②③中的化学成分和理化性质保持恒定的状态
10. 炎症反应是机体的防御性反应,但过度炎症会损伤组织。研究发现,针灸可通过调控特定通路发挥抗炎作用:对感染脂多糖(LPS)而引发炎症的小鼠,施加适宜强度电针刺激后肢足三里(ST36),能激活Prokr2感觉神经元,促使肾上腺分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,从而抑制炎症;若将电针刺激部位改为腹部天枢穴,即使保持刺激强度不变,也无法达到抗炎效果。相关信号传导如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 电针刺激足三里引发的抗炎反应,涉及神经调节和体液调节的共同作用
B. 肾上腺素与肠巨噬细胞的N受体结合后,会抑制TNF-α的释放以减轻炎症
C. 迷走神经参与该抗炎通路的调节,其传出神经末梢可作用于肾上腺
D. 刺激天枢穴无抗炎作用,说明天枢穴处的神经无法传递电针的刺激信号
11. 成纤维细胞生长因子1(FGF1)具有抗糖尿病作用。FGF1与受体结合后,一方面促进新脂肪细胞的形成和抑制肝细胞的糖异生(将非糖物质转变成糖类)作用;另一方面,还能促进携带葡萄糖转运蛋白的囊泡向细胞膜移动,加强骨骼肌细胞摄取葡萄糖的能力。下列叙述错误的是( )
A. 糖尿病患者长期注射FGF1,可能导致患者肥胖
B. 对胰岛素抵抗患者而言,注射FGF1的效果会更好
C. 在抑制脂肪分解方面,FGF1与胰高血糖素作用相同
D. 囊泡向细胞膜移动的过程与细胞骨架有关
12. 某科研团队针对羊口疮病毒(ORFV)的免疫致病机制展开研究,发现ORFV可感染人和羊的上皮细胞,且宿主易被反复感染。下列关于该研究中免疫调节相关叙述,错误的是( )
A. 给健康羊注射ORFV灭活疫苗,可诱导机体产生记忆细胞和抗体,降低感染风险
B. ORFV感染宿主后,体液免疫通过抗体发挥作用,细胞免疫通过裂解靶细胞发挥作用
C. 宿主对ORFV的免疫过程,体现了免疫系统的防御、监视和自稳三大功能
D. 宿主被ORFV反复感染,可能与病毒变异导致原有抗体和记忆细胞无法发挥作用
13. 植物生命活动受多种植物激素的调节,其中生长素可通过一系列过程发挥生物学效应。根据下图分析,相关叙述错误的是( )
A. 用蛋白酶处理生长素,不会使其失去活性
B. 转录因子A与蛋白B的结合有利于靶基因的转录
C. 当植物细胞中的生长素浓度升高时,有利于转录因子A形成二聚体
D. 若受体复合物C结合生长素功能丧失,则靶基因转录无法被激活
14. 泰番3号是通过CRISPR/Cas9技术精准编辑番茄新品种,果实的产量和品质显著提升,部分培育过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该实验的目的基因Spr9只能从番茄果实中获取
B. sgRNA与靶DNA特定碱基序列结合,结合区域最多含8种核苷酸
C. 步骤④中Cas9蛋白的功能类似于限制酶,步骤⑤连接DNA片段使用DNA聚合酶
D. 诱导生根的植物组织培养基中细胞分裂素/生长素的比例较高
15. 紫茉莉叶色遗传是由其叶肉细胞中的质体决定的,其叶肉细胞中可有两种质体(叶绿体和由叶绿体经基因突变形成的白色质体),质体在细胞分裂时随机分配到两个子细胞中。其叶色有绿色、白色和花斑色(花斑色叶片的叶肉细胞有的含有叶绿体,有的只含有白色质体,从而使叶片表现为绿色和白色相间的斑块)。其花色红色(A)对白色(a)为显性,由细胞核中的一对等位基因控制。现用花斑色红花纯合植株(♀)与绿色白花植株(♂)杂交,F1随机传粉得F2,下列叙述正确的是( )
A. F1叶色仅有花斑色,花色全为红花
B. F1叶色有三种可能,花色基因型均为Aa
C. F2叶色取决于父本质基因,花色红:白=3:1
D. F2叶色随母本类型变化,花色中红花纯合子占1/3
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 磺胺甲恶唑(SMZ)是农业生产中广泛使用的磺胺类农药,其残留会对作物生长造成胁迫。科研人员以小白菜为实验材料,探究不同浓度SMZ对其光合作用和呼吸作用的影响,获得图1所示结果。研究人员进一步观察了对照组(蒸馏水处理)和SMZ处理组的叶肉细胞叶绿体的超微结构(图2),发现SMZ处理组中淀粉粒(S)缩小,基粒片层(Gt)解体且嗜锇颗粒(OG)体积变大。请结合实验结果,回答下列问题:
(1)请根据上图分析SMZ处理组中淀粉粒(S)缩小的原因是:______。
(2)对比图2中叶绿体超微结构可发现,SMZ处理组中基粒片层(Gt)结构模糊、嗜锇颗粒(OG)体积增大,这直接影响了光反应中_______的合成,进而导致暗反应中_______过程受阻。
(3)研究色素吸收光谱时发现,叶绿素a在430nm、662nm波长处有较大吸收峰,叶绿素b在453nm、642nm波长处有较大吸收峰,类胡萝卜素在400~500nm和380~450nm波长处有较大吸收峰,用比色法测定叶绿素a含量时,通常应选用_______波长测定,其的原因是________。
17. 神经纤维上静息电位与动作电位的形成依赖离子跨膜运输,兴奋传导过程可通过电表指针偏转直观体现。某科研小组以枪乌贼离体神经纤维为实验材料开展如下探究实验,请据图回答相关问题。
(图1:神经纤维中段接电表甲,A、B两电极均贴于膜外;图2:神经纤维与突触后神经元连接,突触前神经元中段接电表乙,C、D两电极均贴于膜外,突触后神经元贴有电极E。图3为某电极处膜电位变化曲线)。
(1)仅刺激图1中电极A、B之间的神经纤维(中点左侧),电表甲指针偏转情况为_______(选填“先左偏后右偏”“先右偏后左偏”或“随机偏转2次”)。若降低培养液中Na+浓度,再进行相同刺激,电表甲指针偏转幅度会________。
(2)若刺激图2突触后神经元E处,电表乙指针________(选填“会”或“不会”)偏转。用河豚毒素处理突触前神经元后,刺激电极C左侧,电表乙无偏转、电极E处无电位变化,推测河豚毒素阻断兴奋传导的关键是抑制了突触前神经元________的形成,导致无法释放________进而阻断兴奋传递。
(3)图3中,cd段膜电位快速变化的原因是________。阈下刺激指强度低于阈强度,无法引发动作电位的刺激,实验中发现,连续给予神经纤维3次阈下刺激(强度相同、间隔极短),可检测到一次动作电位,该现象说明________。
18. 科研团队以小鼠为实验材料,探究间歇性禁食(IF)对机体代谢和毛囊再生的调节机制,其调控路径如图所示:高脂饮食处理的小鼠经间歇性禁食后,通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”轴释放皮质醇,皮质醇作用于脂肪细胞引发脂解,产生的游离脂肪酸会诱导毛囊干细胞凋亡,最终导致毛发减少变细。请结合图示和所学知识回答下列问题:
(1)“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”的分级调节可以放大皮质醇的调节效应,其生理意义是_______;皮质醇触发脂解使体重下降的过程属于_______(选填“神经”“体液”或“神经-体液”)调节。
(2)间歇性禁食期间,小鼠血糖浓度降低时,胰岛A细胞分泌的_______会增加,该激素通过________,使血糖浓度回升,保障机体能量供应;此外,还有________(至少填出2种)等激素在升高血糖方面与该激素具有协同作用。
(3)据图可知,间歇性禁食对肥胖小鼠毛囊再生具有抑制作用,利用生长状况相同的肥胖小鼠设计实验验证此结论,请写出实验思路:_______。
19. 食醋是生活中常用调味品,其酸度是衡量醋酸菌发酵能力和食醋品质的重要指标。为获得高产醋酸菌并提高生产效率,研究人员从传统工艺和现代生物技术两个角度开展研究,回答下列问题:
(1)醋酸菌的新陈代谢类型为______,传统酿醋工艺中,常在发酵初期加入适量陈醋,目的是______。
(2)为探究发酵液中醋酸菌的数量,研究小组采用稀释涂布平板法进行计数,测得的结果通常比实际值偏_______,原因是______。
(3)巴氏醋酸菌产醋酸能力强,但醋酸积累过多会导致发酵液pH下降,抑制该菌生长。研究表明,在醋酸菌中表达氨基酸解氨酶,能有效缓解pH的变化。为此,科研小组计划通过基因工程将目的基因X导入巴氏醋酸菌,以维持其在产酸过程中pH的相对稳定。请回答下列问题:
①目的基因的筛选和获取:利用PCR技术扩增X基因时,需要在反应体系中添加模板、原料、引物、_______、缓冲液等。
②构建基因表达载体:为使X基因正向插入载体,扩增X基因时应分别在引物1和引物2的5'端添加_______限制酶的识别序列。
③目的基因导入受体细胞:为检测重组质粒是否成功导入巴氏醋酸菌,需要进行筛选,筛选时应在培养基中添加_______。
20. 某昆虫(ZW型)具有三种体色(白色、黑色、黑红色斑纹),无黑色素合成时虫体均呈白色。除了本身决定颜色的基因以外,虫体内还有修饰基因会影响体色表型。请分析下列显色模型,回答相关问题:
(1)该昆虫为雌雄异体生物,体细胞中含有n对同源染色体,对该生物进行基因组测序时需要检测_______条染色体。
(2)若图中涉及的四对基因均位于常染色体上,请写出基因型为AABBCCDD的昆虫体色为_______,理由是_______。
(3)进一步研究发现,A/a、B/b、D/d三对基因位于不同对常染色体上,C/c位于Z染色体上,则白色雌性昆虫的基因型共有_______种。让基因型为AABBDDZCW的雌虫与基因型为aabbddZcZc的雄虫杂交得F1,F1自由交配得F2,F2的体色及其分离比为_______。
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绵阳南山中学高2023级高三第五次教学质量检测
生物学试题
(本试卷满分100分,考试时间75分钟。)
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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国科学家利用基因工程成功研制出的双价抗虫棉既打破了国外公司的技术垄断,又保障了我国棉花产业的可持续发展。下列关于抗虫棉叶肉细胞和棉铃虫肠上皮细胞的共同点,表述错误的是( )
A. 都有细胞膜、细胞质和细胞核
B. 细胞中都含有糖类和脂质等有机物
C. 有氧呼吸的全过程都在线粒体中进行
D. 细胞中都含有核糖体、内质网等细胞器
【答案】C
【解析】
【详解】A、两种细胞均为真核细胞,均具有细胞膜、细胞质和细胞核等基本结构,A正确;
B、糖类(如葡萄糖、核糖)和脂质(如磷脂)是构成细胞的重要有机物,两类细胞均含有,B正确;
C、有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质基质,第二、三阶段在线粒体。两类细胞的有氧呼吸均需细胞质基质和线粒体共同完成,并非全过程在线粒体,C错误;
D、核糖体(合成蛋白质)和内质网(加工蛋白质)是两类真核细胞共有的细胞器,D正确。
故选C。
2. 生物学研究离不开科学的实验研究方法和技术更新。下列关于生物学实验的叙述错误的是( )
A. 在“模拟生物体维持pH的稳定”实验中,绘制的曲线属于数学模型
B. 班廷和贝斯特给糖尿病狗注射萎缩的胰腺提取液,运用了“加法原理”
C. 科学家利用同位素标记技术,成功证明了DNA的复制方式为半保留复制
D. 设计预实验的目的是减小偶然误差,排除其他干扰因素对实验结果的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A、在“模拟生物体维持pH的稳定”实验中,通过绘制pH变化曲线描述缓冲液对酸碱物质的缓冲能力,该曲线以数学形式呈现变量关系,属于数学模型,A正确;
B、班廷和贝斯特将胰脏提取液注射给狗,是 “加法原理”(人为增加某种影响因素,观察其作用),B正确;
C、梅塞尔森和斯塔尔利用同位素标记技术追踪DNA复制过程,通过密度梯度离心证明子代DNA含亲代链和新链,证明DNA半保留复制,C正确;
D、预实验的目的是为正式实验摸索条件、检验实验设计的科学性 / 可行性,减少实验浪费;而 “减小偶然误差、排除干扰” 是重复实验或控制变量的作用,不是预实验的目的,D错误。
故选D。
3. 削皮的苹果在空气中放置一段时间后,表面会逐渐变成褐色。因为苹果细胞中的多酚氧化酶(PPO)可催化酚类物质氧化变色。下列关于酶的说法正确的是( )
A. 温度升高会提高反应物分子的动能,反应物具有的能量增加,酶活性增强
B. 探究温度对PPO活性影响实验,酶与底物混合后再置于不同温度水浴处理
C. 探究提取的PPO中是否混有还原糖,可加入斐林试剂直接观察颜色鉴别
D. 未削皮的苹果不变色,是因为果皮阻隔了果肉中的PPO及酚类底物与氧气的接触
【答案】D
【解析】
【详解】A、温度升高可提高反应物分子动能,但酶多数情况下是蛋白质,温度超过最适温度后,其空间结构可能会被破坏进而造成酶活性降低,A错误;
B、探究温度对酶活性影响的实验中,需先将酶和底物分别保温至目标温度后再混合,以避免混合瞬间发生反应导致数据偏差。若先混合再水浴,反应已在初始温度下进行,无法准确反映目标温度下的活性,B错误;
C、斐林试剂检测还原糖需水浴加热(50-65℃)才能产生砖红色沉淀,直接观察无法显色。若PPO提取物含还原糖,未加热时斐林试剂仅呈蓝色,无法鉴别,C错误;
D、苹果褐变需PPO、酚类底物和氧气三者共存。果皮作为物理屏障,阻止氧气进入果肉,使反应无法进行;削皮后氧气接触果肉,酶促反应发生导致褐变,D正确。
故选D。
4. 科研人员发现,小肠上皮细胞吸收葡萄糖依赖“钠-葡萄糖协同转运系统”:细胞膜上的钠钾泵消耗ATP,将胞内Na+泵出细胞,维持胞外Na+的高浓度;钠驱动的葡萄糖载体蛋白则借助胞外Na+的浓度梯度,将Na+和葡萄糖运入胞内(如图)。某患者因基因突变导致钠钾泵结构异常,活性显著降低。下列分析错误的是( )
A. 患者小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率会明显下降
B. 该系统中,钠钾泵兼具信号分子识别与物质跨膜运输的功能
C. 钠驱动的葡萄糖载体蛋白转运葡萄糖的方式属于主动运输
D. 图中细胞吸收和排出Na+的方式依次是协助扩散和主动运输
【答案】B
【解析】
【详解】A、患者钠钾泵活性降低,无法有效维持胞外Na+高浓度梯度,而葡萄糖吸收依赖该梯度,因此葡萄糖吸收速率会明显下降,A正确;
B、题干所述的“钠-葡萄糖协同转运系统”中,钠钾泵仅体现物质跨膜运输(转运Na+、K+)的功能,未涉及信号分子识别的过程,B错误;
C、钠驱动的葡萄糖载体蛋白转运葡萄糖时,需借助胞外Na+的浓度梯度提供能量,因此该过程属于主动运输,C正确;
D、图中细胞吸收和排出Na+分别为顺浓度梯度和逆浓度梯度,所以运输方式依次是协助扩散和主动运输,D正确。
故选B。
5. 真核生物基因转录产生的mRNA前体(pre-mRNA)需经“可变剪接”加工为成熟mRNA,过程如图(图中①-⑥为基因的不同片段,内含子序列无编码功能,外显子序列可编码蛋白质)。下列相关叙述正确的是( )
A. 若图中b过程的模板以⑥片段对应的序列为末端,则终止子应位于RNA序列的⑥片段中
B. 该基因某外显子对应序列发生碱基对替换,必然会导致其编码多肽链氨基酸序列改变
C. 图中不同成熟mRNA的长度差异,由外显子数量不同和单个外显子的长度差异共同导致
D. 若tRNA上的反密码子序列为3'-GUC-5',则对应基因模板链上的碱基为5'-GTC-3'
【答案】C
【解析】
【详解】A、终止子是DNA上的序列(转录终止的信号),并非⑥片段(mRNA序列)内的结构,A错误;
B、外显子的碱基对替换,可能因密码子的简并性(多个密码子可编码同一种氨基酸),不改变对应的氨基酸,B错误;
C、从图中可见,不同成熟mRNA包含的外显子数量不同(如有的含①②④⑤⑥,有的含①③⑤⑥),且单个外显子的长度本身存在差异,因此成熟mRNA的长度差异由这两个因素共同导致,C正确;
D、tRNA反密码子(3'-GUC-5')与mRNA密码子碱基互补配对,因此密码子为5'-CAG-3';基因模板链转录生成密码子,模板链与密码子碱基互补,故模板链对应的碱基序列应为3'-GTC-5',D错误。
故选C。
6. 海洋杜氏藻是一种单细胞绿藻,能在高盐环境中生长;紫球藻是一种单细胞红藻,对青霉素有抗性,且可合成重要医药原料花生四烯酸。科研人员拟通过植物细胞工程技术,培育能在高盐海水中稳定生长且高产花生四烯酸的杂种藻株,并实现细胞产物工厂化生产。下列相关叙述正确的是( )
A. 用酶解法获取原生质体的过程需要在低渗溶液中进行
B. 筛选杂种细胞的选择培养基应设为低盐条件并添加适量青霉素
C. 人工诱导植物原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、高Ca²+-高pH融合法等
D. 细胞产物工厂化生产通过提供有利的营养条件,促进单个细胞合成更多花生四烯酸
【答案】C
【解析】
【详解】A、酶解法获取原生质体需在等渗溶液中进行,以维持细胞形态,防止低渗溶液导致细胞吸水胀破,A错误;
B、杂种细胞需兼具双亲特性(耐高盐、抗青霉素),故选择培养基应设为高盐条件(筛选耐盐杂种细胞)并添加青霉素(筛选抗性杂种细胞),B错误;
C、人工诱导植物原生质体融合的常用方法包括物理法(电融合法、离心法)和化学法(高Ca²⁺-高pH融合法),C正确;
D、细胞产物工厂化生产通过大规模细胞培养(而非促进单个细胞合成)实现高产,需优化营养、温度等条件以提高群体产量,D错误。
故选C。
7. 已知人类部分遗传病与染色体变异相关,且不同变异类型对表型影响差异显著。下列关于染色体变异与人类遗传病的叙述,正确的是( )
A. 调查某种遗传病的发病率,应在患者家系中随机抽样调查
B. 唐氏综合征患者的体细胞中有3个染色体组,因而无法产生可育配子
C. 猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失导致,患者表型异常仅由基因数量减少引起
D. 某女性性染色体组成为XO,可能是其父亲减数分裂I后期X染色体与Y染色体未分离
【答案】D
【解析】
【详解】A、调查遗传病发病率应在人群中随机抽样,而调查遗传方式需在患者家系中进行,A错误;
B、唐氏综合征(21三体综合征)患者体细胞中21号染色体多1条(共47条),但染色体组仍为2个(2n+1),并非3个染色体组,B错误;
C、猫叫综合征由5号染色体部分缺失(缺失变异)引起,其表型异常不仅因基因数量减少,还涉及基因排列改变等影响,C错误;
D、女性性染色体组成为XO,成因可能是父方减数分裂Ⅰ后期同源染色体(X与Y)未分离,导致精子缺失性染色体(含22条常染色体),与正常卵细胞(含X)结合后形成44+XO个体,D正确。
故选D。
8. 表观遗传和基因突变都可影响生物的性状表现,对二者的深入研究可为育种、医疗、生物工程等领域提供理论依据。下列相关叙述正确的是( )
A. 原癌基因的去甲基化和抑癌基因的超甲基化,可导致细胞癌变
B. 碱基类似物通过损伤细胞内的DNA诱导基因突变
C. 航天育种利用太空特殊环境诱导定向突变,且变异类型丰富
D. 突变后的癌基因只能传递给子细胞,无法遗传给后代
【答案】A
【解析】
【详解】A、DNA甲基化会抑制基因表达,原癌基因去甲基化后会被激活、过度表达,抑癌基因超甲基化后会表达受抑制,二者共同作用会导致细胞癌变,A正确;
B、碱基类似物的作用机制是替代正常碱基参与DNA复制,进而引发碱基配对错误,并非直接损伤DNA,B错误;
C、航天育种利用太空辐射、微重力等诱导基因突变,但突变具有不定向性,并非“定向突变”,C错误;
D、若突变发生在生殖细胞中,癌基因可随生殖细胞遗传给后代;仅发生在体细胞中的突变才只能传递给子细胞,D错误。
故选A。
9. 下图为人体肝脏组织结构示意图,①②③④分别表示人体不同的体液,据图判断下列说法正确的是( )
A. 饭后半小时左右,②中葡萄糖含量左端比右端多
B. ②与③成分上的差异主要体现在③中的蛋白质含量比②多
C. 肝细胞中的CO2从产生场所扩散到②至少需要穿过5层生物膜
D. 内环境稳态是指①②③中的化学成分和理化性质保持恒定的状态
【答案】C
【解析】
【详解】A、饭后半小时左右,人体血糖含量升高,血浆流经肝脏组织时,葡萄糖会进入肝脏细胞被利用以及合成肝糖原,因此②中葡萄糖含量左端比右端少,A错误;
B、②表示血浆,③表示组织液,血浆和组织液在成分上的差异主要体现为血浆中蛋白质含量较多,B错误;
C、肝细胞中产生CO2的场所是线粒体基质,CO2从线粒体基质扩散到血浆中,依次穿过线粒体的2层膜、肝细胞的细胞膜以及毛细血管壁细胞的2层细胞膜,共穿过5层生物膜,C正确;
D、内环境稳态是指内环境的化学成分和理化性质保持动态平衡的状态,D错误。
故选C。
10. 炎症反应是机体的防御性反应,但过度炎症会损伤组织。研究发现,针灸可通过调控特定通路发挥抗炎作用:对感染脂多糖(LPS)而引发炎症的小鼠,施加适宜强度电针刺激后肢足三里(ST36),能激活Prokr2感觉神经元,促使肾上腺分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,从而抑制炎症;若将电针刺激部位改为腹部天枢穴,即使保持刺激强度不变,也无法达到抗炎效果。相关信号传导如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 电针刺激足三里引发的抗炎反应,涉及神经调节和体液调节的共同作用
B. 肾上腺素与肠巨噬细胞的N受体结合后,会抑制TNF-α的释放以减轻炎症
C. 迷走神经参与该抗炎通路的调节,其传出神经末梢可作用于肾上腺
D. 刺激天枢穴无抗炎作用,说明天枢穴处的神经无法传递电针的刺激信号
【答案】D
【解析】
【详解】A、电针刺激激活Prokr2感觉神经元使肾上腺分泌肾上腺素和去甲肾上腺素属于神经调节,肾上腺素、去甲肾上腺素是肾上腺分泌的激素,作用于靶细胞属于体液调节,该过程是神经-体液调节的结合,A正确;
B、由图可知,肾上腺素与肠巨噬细胞的N受体结合后,会抑制TNF-α的释放,而TNF-α是促炎因子,因此能减轻炎症,B正确;
C、图示显示迷走神经可将信号传递至肾上腺,说明其传出神经末梢可作用于肾上腺,调控肾上腺素的分泌,C正确;
D、刺激天枢穴无抗炎作用,并非该部位神经无法传递刺激信号,而是天枢穴处无法激活Prokr2感觉神经元,无法启动后续的迷走神经-肾上腺抗炎通路,D错误。
故选D。
11. 成纤维细胞生长因子1(FGF1)具有抗糖尿病作用。FGF1与受体结合后,一方面促进新脂肪细胞的形成和抑制肝细胞的糖异生(将非糖物质转变成糖类)作用;另一方面,还能促进携带葡萄糖转运蛋白的囊泡向细胞膜移动,加强骨骼肌细胞摄取葡萄糖的能力。下列叙述错误的是( )
A. 糖尿病患者长期注射FGF1,可能导致患者肥胖
B. 对胰岛素抵抗患者而言,注射FGF1效果会更好
C. 在抑制脂肪分解方面,FGF1与胰高血糖素作用相同
D. 囊泡向细胞膜移动的过程与细胞骨架有关
【答案】C
【解析】
【详解】A、FGF1能促进新脂肪细胞的形成,抑制脂肪细胞的脂肪分解,长期注射可能导致患者肥胖,A正确;
B、FGF1具有抗糖尿病作用,胰岛素抵抗患者对胰岛素不敏感,可以通过注射FGF1降低血糖,其效果会更好,B正确;
C、胰高血糖素促进糖异生和脂肪分解(升高血糖),而FGF1抑制糖异生且促进脂肪储存(降低血糖),二者在脂肪分解方面作用相反,C错误;
D、囊泡向细胞膜移动的过程需要细胞骨架的引导和支撑,以确保物质能够准确地被运输到目标位置,D正确。
故选C。
12. 某科研团队针对羊口疮病毒(ORFV)的免疫致病机制展开研究,发现ORFV可感染人和羊的上皮细胞,且宿主易被反复感染。下列关于该研究中免疫调节相关叙述,错误的是( )
A. 给健康羊注射ORFV灭活疫苗,可诱导机体产生记忆细胞和抗体,降低感染风险
B. ORFV感染宿主后,体液免疫通过抗体发挥作用,细胞免疫通过裂解靶细胞发挥作用
C. 宿主对ORFV的免疫过程,体现了免疫系统的防御、监视和自稳三大功能
D. 宿主被ORFV反复感染,可能与病毒变异导致原有抗体和记忆细胞无法发挥作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、灭活疫苗含有失去活性的病原体,注入健康羊体内可作为抗原,刺激B细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生抗体,从而降低感染风险,A正确。
B、体液免疫中,抗体可与病毒结合,阻止其侵入宿主细胞;细胞免疫中,细胞毒性T细胞可识别并裂解被病毒感染的靶细胞,二者共同发挥作用清除病毒,B正确。
C、免疫系统三大功能中:防御功能:针对外来病原体(如ORFV)的清除,是本题所述免疫过程的主要体现;监视功能:针对体内癌变细胞的清除;自稳功能:针对衰老、损伤细胞的清除,题干中宿主对ORFV的免疫仅涉及防御功能,未体现监视和自稳功能,C错误;
D、病毒变异可能导致其表面抗原结构改变,使原有特异性抗体和记忆细胞无法识别新变异株,从而导致反复感染,D正确。
故选C。
13. 植物生命活动受多种植物激素的调节,其中生长素可通过一系列过程发挥生物学效应。根据下图分析,相关叙述错误的是( )
A. 用蛋白酶处理生长素,不会使其失去活性
B. 转录因子A与蛋白B的结合有利于靶基因的转录
C. 当植物细胞中的生长素浓度升高时,有利于转录因子A形成二聚体
D. 若受体复合物C结合生长素的功能丧失,则靶基因转录无法被激活
【答案】B
【解析】
【详解】A、生长素是一类有机小分子,其化学本质不是蛋白质,不能被蛋白酶分解而失去活性,A正确;
BCD、由图中信息可知,当植物细胞中的生长素浓度升高时,生长素与受体复合物C结合,使得转录因子A与蛋白B分离,从而有利于转录因子A形成二聚体,进而激活靶基因的转录,B错误,CD正确。
故选B。
14. 泰番3号是通过CRISPR/Cas9技术精准编辑的番茄新品种,果实的产量和品质显著提升,部分培育过程如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该实验的目的基因Spr9只能从番茄果实中获取
B. sgRNA与靶DNA特定碱基序列结合,结合区域最多含8种核苷酸
C. 步骤④中Cas9蛋白的功能类似于限制酶,步骤⑤连接DNA片段使用DNA聚合酶
D. 诱导生根的植物组织培养基中细胞分裂素/生长素的比例较高
【答案】B
【解析】
【详解】A、番茄植株由受精卵发育而来,体细胞中含有的基因相同,故目的基因可以从多种细胞中获取,A错误;
B、sgRNA与靶DNA特定碱基序列结合,结合区域中sgRNA为RNA(含A、U、G、C四种核糖核苷酸),靶DNA为DNA(含A、T、G、C四种脱氧核糖核苷酸),共涉及8种核苷酸,B正确;
C、步骤④中Cas9蛋白通过催化磷酸二酯键水解将DNA切断,功能类似于基因工程中的限制性内切核酸酶,步骤⑤修复过程是将两个DNA片段连接在一起,应该使用DNA连接酶,C错误;
D、生长素可诱导侧根和不定根的形成,因此诱导生根的植物组织培养基中细胞分裂素/生长素的比例较低,D错误。
故选B。
15. 紫茉莉的叶色遗传是由其叶肉细胞中的质体决定的,其叶肉细胞中可有两种质体(叶绿体和由叶绿体经基因突变形成的白色质体),质体在细胞分裂时随机分配到两个子细胞中。其叶色有绿色、白色和花斑色(花斑色叶片的叶肉细胞有的含有叶绿体,有的只含有白色质体,从而使叶片表现为绿色和白色相间的斑块)。其花色红色(A)对白色(a)为显性,由细胞核中的一对等位基因控制。现用花斑色红花纯合植株(♀)与绿色白花植株(♂)杂交,F1随机传粉得F2,下列叙述正确的是( )
A. F1叶色仅有花斑色,花色全为红花
B. F1叶色有三种可能,花色基因型均为Aa
C. F2叶色取决于父本质基因,花色红:白=3:1
D. F2叶色随母本类型变化,花色中红花纯合子占1/3
【答案】B
【解析】
【详解】AB、F₁叶色因质体随机分配,有绿色、白色、花斑色三种可能;花色基因型为Aa(红花显性),故花色全为红花,A错误、B正确;
C、F₂叶色由F₁母本(花斑色)的质体决定,与父本无关;花色遵循分离定律,F₁(Aa)随机交配,F₂中红花:白花=3:1,C错误;
D、F₂叶色由各自母本(F₁)的质体决定,但 F₁叶色有三种可能,因此 F₂叶色是随各自母本(F₁个体)的质体随机分配,并非 “随母本类型变化”;“花色中红花纯合子占 1/3”:F₂红花(AA+Aa)中,纯合子 AA 占 1/(1+2)=1/3,D错误。
故选B。
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 磺胺甲恶唑(SMZ)是农业生产中广泛使用的磺胺类农药,其残留会对作物生长造成胁迫。科研人员以小白菜为实验材料,探究不同浓度SMZ对其光合作用和呼吸作用的影响,获得图1所示结果。研究人员进一步观察了对照组(蒸馏水处理)和SMZ处理组的叶肉细胞叶绿体的超微结构(图2),发现SMZ处理组中淀粉粒(S)缩小,基粒片层(Gt)解体且嗜锇颗粒(OG)体积变大。请结合实验结果,回答下列问题:
(1)请根据上图分析SMZ处理组中淀粉粒(S)缩小的原因是:______。
(2)对比图2中叶绿体超微结构可发现,SMZ处理组中基粒片层(Gt)结构模糊、嗜锇颗粒(OG)体积增大,这直接影响了光反应中_______的合成,进而导致暗反应中_______过程受阻。
(3)研究色素吸收光谱时发现,叶绿素a在430nm、662nm波长处有较大吸收峰,叶绿素b在453nm、642nm波长处有较大吸收峰,类胡萝卜素在400~500nm和380~450nm波长处有较大吸收峰,用比色法测定叶绿素a含量时,通常应选用_______波长测定,其的原因是________。
【答案】(1)SMZ处理后植物的Gt解体,净光合作用减小,淀粉等有机物的积累减少,所以S缩小
(2) ①. ATP和NADPH ②. C3的还原
(3) ①. 662nm ②. 叶绿素a在662nm波长处有较大吸收峰,且其他色素对该波长光的吸收相对较少,干扰相对较小
【解析】
【分析】由图1可知,随着磺胺甲恶唑的浓度升高,小白菜叶片呼吸速率增加,但净光合速率降低。
【小问1详解】
据图1和图2可知,SMZ处理组植物Gt解体,净光合作用减小,淀粉等有机物积累减少,所以S缩小。
【小问2详解】
叶绿体结构对光合过程的影响基粒片层(Gt)是光反应的场所,光反应的产物是ATP和NADPH;基粒片层结构模糊会直接影响光反应中ATP和NADPH的合成。暗反应中,C3还原需要ATP、NADPH参与,因此光反应产物不足会导致暗反应中的还原过程受阻。
【小问3详解】
选662nm波长的原因:叶绿素a在662nm处有较大吸收峰,而叶绿素b、类胡萝卜素在该波长的吸收较弱,可减少其他色素对测定的干扰。用色素提取液作对照的原因:排除提取液中其他成分(如其他色素、溶剂等)对光吸收的干扰,提高测定结果的准确性。
17. 神经纤维上静息电位与动作电位的形成依赖离子跨膜运输,兴奋传导过程可通过电表指针偏转直观体现。某科研小组以枪乌贼离体神经纤维为实验材料开展如下探究实验,请据图回答相关问题。
(图1:神经纤维中段接电表甲,A、B两电极均贴于膜外;图2:神经纤维与突触后神经元连接,突触前神经元中段接电表乙,C、D两电极均贴于膜外,突触后神经元贴有电极E。图3为某电极处膜电位变化曲线)。
(1)仅刺激图1中电极A、B之间的神经纤维(中点左侧),电表甲指针偏转情况为_______(选填“先左偏后右偏”“先右偏后左偏”或“随机偏转2次”)。若降低培养液中Na+浓度,再进行相同刺激,电表甲指针偏转幅度会________。
(2)若刺激图2突触后神经元E处,电表乙指针________(选填“会”或“不会”)偏转。用河豚毒素处理突触前神经元后,刺激电极C左侧,电表乙无偏转、电极E处无电位变化,推测河豚毒素阻断兴奋传导的关键是抑制了突触前神经元________的形成,导致无法释放________进而阻断兴奋传递。
(3)图3中,cd段膜电位快速变化的原因是________。阈下刺激指强度低于阈强度,无法引发动作电位的刺激,实验中发现,连续给予神经纤维3次阈下刺激(强度相同、间隔极短),可检测到一次动作电位,该现象说明________。
【答案】(1) ①. 先左偏后右偏 ②. 减小
(2) ①. 不会 ②. 动作电位 ③. 神经递质
(3) ①. K+通道大量开放,K+快速外流 ②. 阈下刺激可叠加达到阈电位,引发动作电位
【解析】
【分析】未受到刺激时,神经纤维上表现为静息电位,外正内负,形成的原因是钾离子外流;受到刺激后,由于钠离子内流而产生动作电位,外负内正,兴奋区和未兴奋区形成电位差,进而形成局部电流,产生兴奋,从而引起电表指针的偏转。
【小问1详解】
兴奋在神经纤维上传导特点是双向传导,刺激图1中电极A、B之间的神经纤维中点左侧,兴奋先传导到电极A处神经纤维,此时电表指针左偏,兴奋后传导到电极B处神经纤维,此时电表指针右偏,所以电表指针发生2次方向相反的偏转,先左偏后右偏。若降低培养液中Na+浓度,再进行相同刺激,导致兴奋处Na+内流减少,动作电位峰值降低,当兴奋传到其中一个电极处时,两电极之间的电位差比正常情况低,产生的电流小,所以电表指针偏转幅度会减小。
【小问2详解】
由于在突触结构处兴奋只能由突触前膜传递给突触后膜,进行单向传递,所以若改为刺激突触后神经元,兴奋将不能传到电表乙的任何一个电极处,所以指针不会偏转。用河豚毒素处理突触前神经元后,相同刺激下,电表乙无偏转,说明突触前神经元并未产生兴奋,电极E无电位变化,说明突触处也没有神经递质的释放。所以河豚毒素的作用是抑制了突触前神经元动作电位的形成,导致无法释放神经递质,进而阻断兴奋传递。
【小问3详解】
cd段是动作电位恢复为静息电位,原因是K+通道大量开放,K+快速外流。连续给予神经纤维3次阈下刺激(强度相同、间隔极短),可检测到一次动作电位,说明连续阈下刺激的效应可以叠加,叠加到一定程度,可以达到阈电位,从而引发动作电位。
18. 科研团队以小鼠为实验材料,探究间歇性禁食(IF)对机体代谢和毛囊再生的调节机制,其调控路径如图所示:高脂饮食处理的小鼠经间歇性禁食后,通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”轴释放皮质醇,皮质醇作用于脂肪细胞引发脂解,产生的游离脂肪酸会诱导毛囊干细胞凋亡,最终导致毛发减少变细。请结合图示和所学知识回答下列问题:
(1)“下丘脑—垂体—肾上腺皮质”的分级调节可以放大皮质醇的调节效应,其生理意义是_______;皮质醇触发脂解使体重下降的过程属于_______(选填“神经”“体液”或“神经-体液”)调节。
(2)间歇性禁食期间,小鼠血糖浓度降低时,胰岛A细胞分泌的_______会增加,该激素通过________,使血糖浓度回升,保障机体能量供应;此外,还有________(至少填出2种)等激素在升高血糖方面与该激素具有协同作用。
(3)据图可知,间歇性禁食对肥胖小鼠毛囊再生具有抑制作用,利用生长状况相同的肥胖小鼠设计实验验证此结论,请写出实验思路:_______。
【答案】(1) ①. 形成多级反馈调节,实现对皮质醇分泌的精细调控 ②. 体液
(2) ①. 胰高血糖素 ②. 促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 ③. 肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素(任答2点)
(3)将肥胖小鼠随机均分成两组,分别进行正常饮食和间歇性禁食处理,一段时间后测定两组小鼠毛发变化情况/毛囊干细胞数量,进行比较
【解析】
【分析】人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。分级调节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】
分级调节通过下丘脑→垂体→肾上腺皮质的信号逐级传递,能将初始的微量调控信号放大,形成多级反馈调节,实现对皮质醇分泌的精细调控,同时结合反馈调节,让皮质醇的分泌量更贴合机体的生理需求。该过程仅依靠皮质醇通过体液运输作用于脂肪细胞,未涉及神经信号的直接参与,属于体液调节。
【小问2详解】
血糖降低时,胰岛A细胞分泌胰高血糖素,是升高血糖的关键激素。胰高血糖素的主要靶器官是肝脏,通过促进肝糖原分解、非糖物质(如脂肪、氨基酸)转化为葡萄糖,提升血糖浓度。
【小问3详解】
欲通过实验验证“间歇性禁食对毛囊再生具有抑制作用”,自变量是饮食方式不同,因变量是毛发的生长状况。依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则可知该实验思路为:将肥胖模型小鼠随机均分成两组,分别进行正常饮食和间歇性禁食处理,一段时间后测定两组小鼠毛发变化情况/毛囊干细胞数量(游离脂肪酸的变化量),进行比较。若对照组小鼠的毛发恢复如初,而实验组小鼠仅有部分区域的毛发恢复,且毛发稀疏,即可证明“间歇性禁食对毛囊再生具有抑制作用”。
19. 食醋是生活中常用的调味品,其酸度是衡量醋酸菌发酵能力和食醋品质的重要指标。为获得高产醋酸菌并提高生产效率,研究人员从传统工艺和现代生物技术两个角度开展研究,回答下列问题:
(1)醋酸菌的新陈代谢类型为______,传统酿醋工艺中,常在发酵初期加入适量陈醋,目的是______。
(2)为探究发酵液中醋酸菌的数量,研究小组采用稀释涂布平板法进行计数,测得的结果通常比实际值偏_______,原因是______。
(3)巴氏醋酸菌产醋酸能力强,但醋酸积累过多会导致发酵液pH下降,抑制该菌生长。研究表明,在醋酸菌中表达氨基酸解氨酶,能有效缓解pH的变化。为此,科研小组计划通过基因工程将目的基因X导入巴氏醋酸菌,以维持其在产酸过程中pH的相对稳定。请回答下列问题:
①目的基因的筛选和获取:利用PCR技术扩增X基因时,需要在反应体系中添加模板、原料、引物、_______、缓冲液等。
②构建基因表达载体:为使X基因正向插入载体,扩增X基因时应分别在引物1和引物2的5'端添加_______限制酶的识别序列。
③目的基因导入受体细胞:为检测重组质粒是否成功导入巴氏醋酸菌,需要进行筛选,筛选时应在培养基中添加_______。
【答案】(1) ①. 异养需氧型 ②. 为发酵过程提供醋酸菌菌种,加速发酵过程
(2) ①. 小 ②. 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(3) ①. 耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶) ②. XbaI和SalI(不能交换顺序) ③. 卡那霉素
【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】
醋酸菌不能自己制造有机物,其新陈代谢类型为异养需氧型;传统发酵技术中常利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵。酿醋时加入适量陈醋,可以增大发酵液中醋酸菌的浓度,加快发酵速度。
【小问2详解】
稀释涂布平板法是微生物培养常用的计数方法,由于当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故研究小组采用稀释涂布平板法进行计数,测得的结果通常比实际值偏小。
【小问3详解】
①PCR是一项体外扩增DNA的技术,在进行扩增时需要在反应体系中添加模板、原料、引物、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、缓冲液等。
②为使X基因正向插入载体并正常表达,需用双酶切法分别处理质粒和目的基因。处理质粒时,选用的限制酶不能破坏标记基因,所以排除BamHI,即用Xhol和Xbal切割质粒。处理目的基因时,若使用Xhol会破坏目的基因,所以只能选择Xhol的同尾酶Sall。目的基因表达时以a链作为模板链,为了使转录方向正确,需要a链的3’端靠近启动子,5’端靠近终止子,观察引物和目的基因的配对情况可以发现,a链的左侧为5’端,右侧为3’端。所以引物1应该添加Xbal酶切序列,使得重组后目的基因a链5’端靠近终止子,引物2应该添加SalI酶切序列,使得重组后a链3’端靠近启动子。
③据图可知,重组质粒有卡那霉素抗性基因,可用作标记基因,故为检测重组质粒是否成功导入巴氏醋酸菌,需要进行筛选,筛选时应在培养基中添加卡那霉素。
20. 某昆虫(ZW型)具有三种体色(白色、黑色、黑红色斑纹),无黑色素合成时虫体均呈白色。除了本身决定颜色的基因以外,虫体内还有修饰基因会影响体色表型。请分析下列显色模型,回答相关问题:
(1)该昆虫为雌雄异体生物,体细胞中含有n对同源染色体,对该生物进行基因组测序时需要检测_______条染色体。
(2)若图中涉及的四对基因均位于常染色体上,请写出基因型为AABBCCDD的昆虫体色为_______,理由是_______。
(3)进一步研究发现,A/a、B/b、D/d三对基因位于不同对常染色体上,C/c位于Z染色体上,则白色雌性昆虫的基因型共有_______种。让基因型为AABBDDZCW的雌虫与基因型为aabbddZcZc的雄虫杂交得F1,F1自由交配得F2,F2的体色及其分离比为_______。
【答案】(1)n+1 (2) ①. 黑红色斑纹 ②. 个体含有基因A时会产生黑色素;当同时存在基因D时,会解除miRNA对基因B的抑制,使B蛋白正常合成,从而激活基因C,合成红色素;黑色素和红色素并存则呈现黑红色斑纹
(3) ①. 18种 ②. 雌雄中均为黑红色斑纹:黑色:白色=27:69:32
【解析】
【分析】体色的表型有三种,白色(只要无黑色素即可),基因型中只要含aa,即基因型为aa_ _ _;黑红色斑纹(两种色素同时存在),需要含A基因合成黑色素,需要B基因激活C基因合成红色素,同时需要D基因解除miRNA抑制,即基因型中需要同时含A、B、C、D基因;黑色(有黑色素且不含红色素),剩下的基因型均对应黑色。
【小问1详解】
n对染色体包括n-1对常染色体和1对性染色体,基因组测序时测每对常染色体中的1条和1对性染色体中的2条,所以是n-1+2=n+1。
【小问2详解】
AABBCCDD为黑红色斑纹,原因是个体含有基因A时会产生黑色素;当同时存在基因D时,会解除miRNA对基因B的抑制,使B蛋白正常合成,从而激活基因C,合成红色素;黑色素和红色素并存则呈现黑红色斑纹。
【小问3详解】
无黑色素合成时虫体均呈白色,只要含aa,即基因型为aa_ _ _为白色,后面三对基因分别是BB/Bb/bb(3种)、DD/Dd/dd(3种)、ZCW/ZcW(2种),所以共有3×3×2=18种;由基因型为AABBDDZCW的雌虫与基因型为aabbddZcZc的雄虫亲本杂交可得F1,基因型为AaBbDdZcW和AaBbDdZCZc,F1自由交配得F2,因为四对基因位于四对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,故可使用拆分法解决后代表型及比例问题,ZcW和ZCZc杂交的后代中含ZC基因雌雄均为1/2,黑红色斑纹个体(基因型为A_B_D_ZCW和A_B_D_ZCZ-)的概率为3/4×3/4×3/4×1/2=27/128,白色个体的概率为1/4×1×1×1=32/128,黑色个体的概率为1-27/128-32/128=69/128,故F2雌雄个体中表型及比例均为黑红色斑纹:黑色:白色=27:69:32。
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