内容正文:
高三
生物学
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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上;写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:共15题,每题2分,共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于水稻幼苗中叶绿素和赤霉素的叙述,正确的是( )
A. 二者都是由大量元素和微量元素组成的有机小分子
B. 二者在正常水稻幼苗植株中存在的类型都不止一种
C. 二者的生物合成对光照条件的需求基本一致
D. 二者对植物生命活动正常进行都起到相应的调节作用
2. 下列关于细胞的结构和功能的叙述,正确的是( )
A. 支原体中无DNA—蛋白质复合物
B. 线粒体是人体肌细胞产CO2的唯一场所
C. 破坏植物的中心体必能使染色体加倍
D. ATP的合成过程必须依赖生物膜系统
3. 下列关于酶的叙述,错误的是( )
A. 新采摘的玉米经热烫后淀粉酶失活,可保持甜味
B. 果汁制作时加果胶酶,能提高出汁率和果汁产量
C. 多酶片助力消化,外层含胃蛋白酶、内层含胰酶
D. 含酶牙膏能抑制细菌繁殖,降低牙菌斑形成速率
4. 图示为显微镜下观察到的韭菜(2n=32)花药细胞减数分裂图像。下列叙述正确的是( )
A. 优先选取成熟的花药,以便观察减数分裂各时期特征
B. 甲中可能为花药壁细胞,细胞中已无核膜、核仁结构
C. 乙中的细胞处于MⅡ期,每个细胞中有8对同源染色体
D. 比较图中单个细胞内核DNA数,丙与乙相等,且是甲的一半
5. 葡萄胎是一种异常妊娠情况,胎儿因畸形无法存活。为诊断某葡萄胎的成因,医生分别对正常胎儿组织、葡萄胎组织及双亲进行STR分析,结果如表所示(“-”表示未检出)。下列叙述错误的是( )
STR位点
父亲
母亲
正常胎儿
葡萄胎
D1
18/18
18/19
18/19
18/18
D2
25/29
25/23
29/25
25/29
D3
36/24
28/36
36/28
36/36
D4
28
17/21
21
-
D5
30
-
30
30/30
注:STR为染色体DNA上以2~6个核苷酸为单元的重复序列。根据单元的重复次数,成对染色体的同一STR位点简记为n/m(一条染色体中重复n次,另一条染色体中重复m次)
A. 若妻子再次怀孕,则下一胎与本例葡萄胎具有相同STR位点D1的概率为1/2
B. 分析STR位点D4,该序列与红绿色觉基因位于相同染色体上
C. 分析STR位点D2,本例葡萄胎形成的原因不可能是两个精子同时进入同一空卵
D. 分析STR位点D5,推测细胞中含有2条Y染色体可能导致胚胎不能正常发育
6. 氨酰—tRNA合成酶(AARS)是一类催化氨基酸与其对应tRNA分子连接的酶。在体外实验中,向反应体系加入某种氨基酸、对应的tRNA、ATP和Mg2+,同时加入纯化的特定AARS后,能检测到负载氨基酸的tRNA(氨酰—tRNA)、AMP(腺苷单磷酸)和PPi(焦磷酸)的生成,机理如图所示(Ala为丙氨酸)。下列叙述正确的是( )
A. AARS可以催化氨基酸与tRNA分子的随机结合
B. AARS先活化氨基酸,再将其连接至对应tRNA的3'端
C. AARS催化ATP水解,将自身磷酸化后,行使相应功能
D. 推测AARS属于核糖体的组成成分,参与翻译过程
7. 科学家对比了人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的同源DNA序列,构建的进化树如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 大猩猩、黑猩猩、猩猩三者的亲缘关系远近程度相同
B. 人类和黑猩猩不可能存在氨基酸序列完全相同的蛋白质
C. 也可用RNA和蛋白质研究生物之间的亲缘关系
D. 灵长类动物的胚胎在发育过程中依赖鳃裂呼吸
8. 为探究冬季滑雪运动对人体生理的影响,研究者随机挑选20~25岁的若干名志愿者,检测志愿者滑雪运动前及运动刚结束时的生理指标,部分结果如表所示。下列叙述正确的是( )
心率(次/分)
体温(℃)
滑雪运动前
59
35.9
滑雪运动后
167
37.1
A. 滑雪过程中,肾上腺素和甲状腺激素含量升高,代谢加快,属于神经调节
B. 心率增加是交感神经活动占优势的结果,有利于机体与外界进行气体交换
C. 滑雪过程中,胰高血糖素升高,随后胰岛素降低,维持血糖平衡
D. 滑雪速度最快时,因冷风刺激,排汗减少,散热减少,导致体温升高
9. 醛固酮在人体水盐平衡中发挥重要作用,其部分作用机理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 醛固酮不易降解,与受体结合后能长期发挥作用
B. 醛固酮仅促进编码钠通道和钠钾泵的基因的表达
C. 醛固酮分泌增加能促进Na+的重吸收,需消耗能量
D. 长期高盐饮食使醛固酮分泌增加,易引发高血压
10. 在某种哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后,机体内抗体水平的变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 第一次注射m抗原后,B细胞增殖分化需要辅助性T细胞呈递抗原
B. 同时注射m、n抗原后,同一浆细胞既分泌抗m抗体又分泌抗n抗体
C. 抗体与抗原的特异性结合可以抑制抗原的增殖或对人体细胞的黏附
D. 若在第56天第二次注射n抗原,记忆细胞会快速产生大量抗n抗体
11. 人类的活动对于生态系统有着各方面的影响,下列叙述错误的是( )
A. 对苏州园林的建设和保护,体现了生态工程的整体原理
B. 保护江豚等濒危动物最有效的措施是建立自然保护区
C. 物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的
D. 生态足迹可用于定量衡量人类对生态环境的压力与影响
12. 江苏近年来积极推广“稻—鸭—蜣螂”的生态农业,在稻田中放养鸭子,利用蜣螂分解鸭粪与动植物残骸,蜣螂还捕食一些小型无脊椎动物。如图表示该生态系统的部分能量流动关系,序号表示相关组分中能量的流动过程。下列叙述正确的是( )
A. 图中所有生物及非生物的物质和能量共同构成一个人工生态系统
B. 从生态系统的营养结构角度分析,图中共有3条食物链
C. 害虫尸体残骸和鸭通过⑧过程摄入的能量都属于害虫的同化量
D. 第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为⑧/③×100%
13. PCR与琼脂糖凝胶电泳是分子生物学中非常重要的实验,下列叙述错误的是( )
A. 利用PCR技术扩增目的基因时,通常需要进行预实验来确定合适的退火温度
B. 待分离的DNA片段较小时,配制的琼脂糖溶液的浓度应该适当提高
C. 琼脂糖在沸水浴中加热至熔化,待溶液稍冷却后,加入适量的核酸染料
D. 基因工程的基本操作程序中,琼脂糖凝胶电泳只能对PCR产物进行分离、鉴定和纯化
14. 随着年龄的增长,人体的免疫功能不可避免地走向衰退,主要表现为胸腺退化,导致T细胞数量和多样性下降。传统改善方法有:一是直接向血液中注射T细胞生长因子;二是尝试移植干细胞以重建胸腺组织。美国华裔科学家张锋团队开发出一种利用肝脏细胞“代偿”免疫功能的创新疗法:将图中的纳米颗粒静脉注射进入人体内,被肝细胞富集、摄取后发挥作用。下列叙述错误的是( )
A. 胸腺退化不仅让人体更易受到病毒的侵袭,也削弱了机体对抗癌症的能力
B. 传统改善方法既可能引发过敏反应,也存在生物技术的伦理、安全性问题
C. 纳米颗粒中的3种mRNA进入肝细胞后,通常相继与多个核糖体结合进行翻译
D. FLT-3增强人体体液免疫和细胞免疫强度,DLL1和IL-7只增强细胞免疫强度
15. 关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作和现象,下列叙述错误的是( )
A. 需将研磨液迅速倒入基部放有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤
B. 分离光合色素的过程中,应将层析装置置于相对密闭的环境中
C. 采用不同的植物材料进行实验,色素带的类型不完全相同
D. 采用不同类型的层析液进行实验,可能会出现不同的层析现象
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 如图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制,L为运输蔗糖分子和H+的转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 向筛管细胞外运输H+时,L的空间结构会发生可逆性改变
B. L与M结构具有差异的根本原因是基因的选择性表达
C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗ATP,属于被动运输
D. 筛管细胞通过自由扩散的方式将蔗糖分子输送到库细胞
17. 棉花是我国重要的经济作物。不同二倍体棉种的染色体组共有7类,用A~G表示,已知棉花植株的花为两性花,培育三交种异源四倍体的过程如图。下列叙述正确的是( )
A. 野生棉植株的细胞中可能含有的染色体组数为1、2和4
B. 亚洲棉和野生棉杂交流程与豌豆杂交实验流程相同
C. 三交种异源四倍体具有育性较高,植株茎秆粗壮等优点
D. 通过秋水仙素处理异源二倍体的幼苗可得到异源四倍体
18. 科研人员研究了不同浓度的吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和α-萘乙酸(NAA)对大豆根系生长的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. IAA、IBA和NAA都是植物体内细胞代谢产生的微量有机物
B. 0.05μmol·L-1的IAA和IBA都能够促进大豆根系的伸长生长
C. 低浓度IAA促进大豆根系生长,高浓度IAA抑制大豆根系生长
D. 浓度为5μmol·L-1时,NAA对大豆根系生长的抑制作用比IBA更显著
19. 培养基在生物学研究中有着重要的作用,下列叙述错误的是( )
A. 可以用添加了伊红-亚甲蓝的培养基鉴别大肠杆菌的菌落
B. 植物组织培养过程中可以通过同一种MS培养基同时诱导生根和生芽
C. 动物细胞培养时为了保证“无菌无毒”,需要在培养基中添加抗生素和干扰素
D. 单克隆抗体制备过程中需先用选择培养基筛选出杂交瘤细胞
三、非选择题:共5题,共58分。
20. 为研究外源褪黑素对盐胁迫下番茄幼苗光合作用的影响,研究人员用75mmol/L复合盐碱溶液(NaCl:Na2SO4:NaHCO3:Na2CO3=1:9:9:1,pH=8.6)处理番茄幼苗,并设置褪黑素(MT)浓度梯度:T0(0μmol/L)、T1(50μmol/L)、T2(100μmol/L)、T3(150μmol/L)、T4(200μmol/L)叶面喷施,以无胁迫组(CK)为对照。部分结果如下:
组别序号
净光合速率(Pn)(μmol·m-2·s-1)
PSII光化学效率(Fv/Fm)
叶绿素含量(SPAD值)
过氧化氢(H2O2)(nmol·g-1)
CK
15.2
0.83
45.3
75.1
T0
4.8
0.58
26.7
228.4
T1
8.1
0.69
34.6
178.2
T2
11.6
0.79
41.2
108.9
T3
9.4
0.73
37.8
142.5
T4
5.9
0.62
29.3
201.7
注:高浓度H2O2会突破植物细胞的抗氧化防御系统,导致活性氧(ROS)积累。
请根据实验结果,回答下列问题:
(1)在植物细胞中,褪黑素和生长素都是由________经过一系列酶促反应合成的小分子物质。本实验使用外源褪黑素时,选择叶面喷施而非根施的原因是________。
(2)Fv/Fm是叶绿素荧光参数,反映PS Ⅱ(光系统Ⅱ)光化学效率,PS Ⅱ受损将导致电子传递受阻,________的生成减少,暗反应速率下降。盐胁迫组(T0)Pn下降是因为高渗环境下________(填膜结构)被破坏导致Fv/Fm降低。有研究者提出“盐胁迫下番茄Pn下降的主导因素是气孔限制”,要论证此推测,还需测量________。
(3)结合H2O2的作用和数据,推测MT缓解盐胁迫的核心机制是________。
(4)为进一步探究外施褪黑素的最适浓度,应在________组别(填序号)之间增设4个实验组,其浓度由低到高依次是________μmol/L。
(5)除喷施适宜浓度的褪黑素外,农业生产上还通过改良品种提高植物的耐盐能力,可采取的育种方法有________。(至少写出2种)
21. 猫(2n=38)性别决定方式为XY型。当猫体细胞中存在两条X染色体时,其中一条X染色体会高度螺旋化失活成为巴氏小体。不同体细胞中,X染色体的失活是随机的。不考虑突变及XY同源区段,请回答下列问题:
(1)猫次级卵母细胞中的染色单体数目为________。借助显微镜在细胞水平上判断猫的性别,除可依据猫体细胞中X和Y染色体形态上的差异外,还可以依据________。
(2)猫的毛色黑色和黄色分别由一对等位基因D和d控制,现取雌性黑猫和黄色雄猫多对,进行杂交实验得F1,F1随机交配得F2,相关数据如下表。则F1中雌性猫毛色表现为黑黄相间的原因是________,理论上表中a处为________。
性别
亲代表型
F1表型
F2表型及比例
雌性猫
黑色
黑黄相间色
a
雄性猫
黄色
黑色
黑色:黄色=1:1
(3)等位基因A和a位于常染色体上,控制猫的毛色出现白色块状区域的面积,基因型为aa时无白色斑块,基因型为Aa时白色斑块面积小于50%,基因型为AA时白色斑块面积大于50%。另有等位基因B和b位于另一对常染色体上,当基因型为bb时,会使猫的毛色出现淡化,如黑色可以淡化为蓝色,黄色可以淡化为奶油色。当猫的毛色同时出现黑黄白,称为三花猫。
①现有一只纯合雌性蓝白猫与某雄性猫交配,产下一只白色斑块面积小于50%的三花猫,则该亲本雄性猫的基因型可能为________。
②若①中的两只猫又产下一只雄性蓝白猫,则它们再次产下一只三花猫的概率为________。
③基因型为aabbXDY和AABbXDXd的亲本杂交,F1相互交配产生F2.F2中黑白雌猫个体的概率为________,雄性个体中纯合子的概率为________。
22. “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。脑与肠道的双向调节系统如图所示。请回答下列问题:
(1)肠道与大脑双向联系的通路中,________调节网络是维持机体稳态的主要调节机制。
(2)迷走神经是从延髓发出的________(填“躯体运动”或“内脏运动”)神经,其中________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋会使肠道蠕动加强,从而改善肠道营养供应情况,对肠道菌群产生影响。
(3)在压力状态下,下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)被激活,垂体分泌的________(填激素名称)作用于肾上腺,导致皮质醇水平升高。下丘脑、垂体和靶腺之间存在的分层调控称为________调节,它可以________,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。这种调节方式与迷走神经通路的区别有________(至少写出2点)。与此同时,皮质醇等糖皮质激素可以作为________,防止情绪过激导致免疫系统过度激活。
(4)短链脂肪酸(SCFAs)是肠道微生物发酵膳食纤维(难以消化的碳水化合物)产生的主要代谢产物,为验证“SCFAs能缓解小鼠的抑郁样行为”,请补充完整实验方案思路及预期结果:
实验目的
简要操作步骤
实验准备
取90只①________的雄性小鼠随机均分为3组。
实验分组
对照组喂食普通淀粉饲料;通过慢性温和刺激建立抑郁样模型小鼠,模型组喂食普通淀粉饲料,干预组喂食②________饲料。
指标测定
检测③________等分子水平的高低,还可以进行旷场实验,记录小鼠在中央区域的活动情况,如在中央区停留时间长短、进入中央区次数等。
预期结果
旷场实验中,在中央区停留时间由长到短组别排序:④________。
注:旷场分为中央区和角落区,小鼠在新环境中会本能的紧贴角落,抑郁样小鼠会更多的待在外周区而不进入中央区。
23. 抗PD-L1的单克隆抗体可用于癌症的免疫治疗。某研究者利用PiggyBac转座系统将抗PD—L1抗体的基因重组到CHO细胞(源于中国仓鼠的卵巢)中,最终筛选出稳定高效表达外源基因的细胞株。请回答相关问题:
注:NdeI、HindⅢ、NotI为限制酶;EGFP是增强型绿色荧光蛋白基因;Amp是氨苄青霉素抗性基因;Neo是新霉素抗性基因;TR是末端重复序列
(1)PiggyBac转座系统的核心组分是转座子质粒(图1)和辅助质粒(携带转座酶基因)。转座酶可识别转座子质粒中两个TR序列,并将两者间的转座片段切割下来,而后将其插入受体细胞基因组中。由此推测,转座片段的功能和农杆菌Ti质粒上________的功能类似。
(2)转座子质粒中EGFP基因(约750bp)会干扰抗体基因的表达,故研究者应选用限制酶________处理该质粒,并对处理后和未处理的质粒分别进行电泳,结果如图2所示。电泳后应回收图2中条带________位置的DNA作为后续使用,影响条带①③电泳时迁移速率不同的原因是________。
(3)当目的基因末端和载体末端有相同的同源臂序列时,同源重组酶可识别该序列,并从DNA的5'端开始去掉部分核苷酸形成“黏性末端”,进一步处理形成重组DNA.研究者欲利用该原理构建重组质粒,经PCR获取抗PD-L1抗体的基因(图3),应添加的上游和下游引物分别是________(填序号),前者5′端的序列是5′________3′,后者5′端的序列是5′—________3'。(只写出前9个碱基的序列)。
(4)利用PiggyBac转座系统转化时,用脂质体包裹重组质粒和________,将其添加到含CHO细胞的培养基中进行培养,获取转化成功的CHO细胞。该培养基含有G418(小分子有机物),不含新霉素,推测可能的原因是________(填序号)。
①重组质粒中没有Neor基因
②新霉素对真核细胞不起作用,G418对真核细胞有毒性
③Neor基因表达后能使细胞对G418产生抗性
④转化成功的CHO细胞对G418的抗性强
⑤新霉素会抑制PiggyBac转座系统中转座酶的活性
(5)目前近80%的重组蛋白均由CHO细胞株生产。但基因随机整合的CHO细胞株在培养过程中往往表现出转基因拷贝数丢失和表观遗传沉默等不利特性,最终降低转基因转录和相应的重组蛋白产量。中国科学家利用CRISPR/Cas9技术首次实现抗PD—L1抗体基因在C12、f35位点的精准靶向整合,检测细胞株中抗PD—L1抗体基因的相对mRNA水平及蛋白质表达情况,结果如图4、图5所示:
注:RA-1、RA-2随机整合细胞株,SA-3、SA-5靶向整合细胞株。β-actin为内参蛋白。
分析结果,培育靶向整合株生产重组蛋白更高效,依据是________。
24. 雪豹是全世界最濒危的脊椎动物之一。为更好地保护雪豹,研究者对其展开一系列调查。请回答下列问题:
(1)雪豹生活在海拔3000m以上的高原山地,具有耳朵短小、鼻腔宽阔、毛发厚实等适应________环境的特征。雪豹的捕猎行为依赖于________类型信息的传递。
(2)在雪豹的栖息地布设若干台红外触发相机,雪豹一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频。运用计算机处理这些照片或视频,可以了解到雪豹的________。
a.种群数量 b.偏好生境
c.遗传多样性 d.夜间活动强度
(3)为分析雪豹摄食种类,研究者在野外采集疑似雪豹粪便样品若干份,进行如下实验:
①提取样本中的DNA,进行PCR扩增。PCR扩增体系应包括粪便DNA、针对________设计的一对高度特异性的引物、________,以及含Mg2+的缓冲液。待加入所有组分后,进行________操作,使反应液集中在底部。对PCR产物进行鉴定,选出来自雪豹的粪便样本。
②在扩增雪豹的不同粪便样品时,根据现有脊椎动物完整线粒体基因组数据设计通用引物,在引物的________端再增加由7个核苷酸组合而成的不同引物标签,扩增同一样品的一对引物使用________(填“相同”或“不同”)标签,以区分最终________(填“电泳”或“测序”)结果中的序列来源。由于残留在粪便样本中的食物DNA相对较少,扩增同一粪便样品时,设计一对通用引物F和R,以及雪豹DNA特异性阻断引物UnciB,UnciB的使用浓度为通用引物的20倍,推测其作用机制是________。
③图示为食性分析结果,据此提出保护雪豹的措施之一是关注当地人兽冲突问题,依据是________。
④研究过程中发现雪豹粪便样品中偶尔存在极少量的植物成分如嫩枝,推测可能的原因有________。
a.雪豹在捕食猎物过程中意外吞食
b.食物短缺时,雪豹主要以植物嫩枝为食
c.雪豹为获取植物中的纤维素清理肠道而取食
d.雪豹为获取动物性食物中无法获得的维生素而取食
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高三
生物学
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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上;写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:共15题,每题2分,共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于水稻幼苗中叶绿素和赤霉素的叙述,正确的是( )
A. 二者都是由大量元素和微量元素组成的有机小分子
B. 二者在正常水稻幼苗植株中存在的类型都不止一种
C. 二者的生物合成对光照条件的需求基本一致
D. 二者对植物生命活动正常进行都起到相应的调节作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg,赤霉素的组成元素为C、H、O,所含元素均属于大量元素,没有微量元素参与组成,A错误;
B、正常水稻幼苗中的叶绿素包含叶绿素a、叶绿素b两种类型,赤霉素在植物体内也存在GA₁、GA₃等多种不同类型,二者存在的类型都不止一种,B正确;
C、叶绿素的合成必须依赖光照,黑暗环境中无法合成叶绿素,而赤霉素的合成不需要光照,二者对光照条件的需求差异明显,C错误;
D、赤霉素属于植物激素,对植物生命活动起调节作用,叶绿素是光合色素,功能是吸收、传递和转化光能,不具有调节作用,D错误。
故选B。
2. 下列关于细胞的结构和功能的叙述,正确的是( )
A. 支原体中无DNA—蛋白质复合物
B. 线粒体是人体肌细胞产CO2的唯一场所
C. 破坏植物的中心体必能使染色体加倍
D. ATP的合成过程必须依赖生物膜系统
【答案】B
【解析】
【详解】A、支原体为原核生物,虽然没有染色体,但DNA复制时DNA会与DNA聚合酶(蛋白质)结合、转录时DNA会与RNA聚合酶(蛋白质)结合,均能形成DNA—蛋白质复合物,A错误;
B、人体肌细胞有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2,而人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,因此线粒体是人体肌细胞产生CO2的唯一场所,B正确;
C、中心体仅存在于动物细胞和低等植物细胞中,高等植物细胞没有中心体,且破坏中心体未必一定能使染色体数目加倍,C错误;
D、有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中合成ATP,因此ATP的合成过程不一定依赖生物膜系统,D错误。
故选B。
3. 下列关于酶的叙述,错误的是( )
A. 新采摘的玉米经热烫后淀粉酶失活,可保持甜味
B. 果汁制作时加果胶酶,能提高出汁率和果汁产量
C. 多酶片助力消化,外层含胃蛋白酶、内层含胰酶
D. 含酶牙膏能抑制细菌繁殖,降低牙菌斑形成速率
【答案】A
【解析】
【详解】A、淀粉酶的功能是催化淀粉水解为可溶性糖,新采摘玉米的甜味来自自身储存的可溶性糖,采摘后甜味消退是因为可溶性糖在淀粉合成酶等的作用下转化为无甜味的淀粉,热烫的原理是使淀粉合成酶等失活,阻断可溶性糖向淀粉转化,与淀粉酶失活无关,A错误;
B、果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一,果胶酶可分解果胶,瓦解植物细胞的细胞壁,使细胞内容物更易释放,因此果汁制作时添加果胶酶能提高出汁率和果汁产量,B正确;
C、多酶片有助于消化,其内层为肠溶衣包有胰酶,外层为糖衣包有胃蛋白酶,C正确;
D、含酶牙膏多添加溶菌酶等成分,可破坏细菌的细胞壁,抑制细菌繁殖,减少细菌在牙齿表面的附着,从而降低牙菌斑的形成速率,D正确。
故选A。
4. 图示为显微镜下观察到的韭菜(2n=32)花药细胞减数分裂图像。下列叙述正确的是( )
A. 优先选取成熟的花药,以便观察减数分裂各时期特征
B. 甲中可能为花药壁细胞,细胞中已无核膜、核仁结构
C. 乙中的细胞处于MⅡ期,每个细胞中有8对同源染色体
D. 比较图中单个细胞内核DNA数,丙与乙相等,且是甲的一半
【答案】D
【解析】
【详解】A、成熟花药中的花粉已完成减数分裂,无法观察到减数分裂各时期特征,应选取幼嫩(未成熟)的花药,A错误;
B、图示为显微镜下观察到的韭菜花药细胞减数分裂图像,而花药壁细胞不会进行减数分裂,B错误;
C、MⅡ期(减数第二次分裂中期)的细胞中,无同源染色体,不存在“8对同源染色体”,C错误;
D、甲:减数第一次分裂前期,DNA已复制,单个细胞核DNA数为64;乙:减数第二次分裂中期,减数第一次分裂后DNA减半,单个细胞核DNA数为32;丙:减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分离,DNA数不变,单个细胞核DNA数为32。 因此,丙与乙的单个细胞核DNA数相等(均为32),且是甲(64)的一半,D正确。
故选D。
5. 葡萄胎是一种异常妊娠情况,胎儿因畸形无法存活。为诊断某葡萄胎的成因,医生分别对正常胎儿组织、葡萄胎组织及双亲进行STR分析,结果如表所示(“-”表示未检出)。下列叙述错误的是( )
STR位点
父亲
母亲
正常胎儿
葡萄胎
D1
18/18
18/19
18/19
18/18
D2
25/29
25/23
29/25
25/29
D3
36/24
28/36
36/28
36/36
D4
28
17/21
21
-
D5
30
-
30
30/30
注:STR为染色体DNA上以2~6个核苷酸为单元的重复序列。根据单元的重复次数,成对染色体的同一STR位点简记为n/m(一条染色体中重复n次,另一条染色体中重复m次)
A. 若妻子再次怀孕,则下一胎与本例葡萄胎具有相同STR位点D1的概率为1/2
B. 分析STR位点D4,该序列与红绿色觉基因位于相同染色体上
C. 分析STR位点D2,本例葡萄胎形成的原因不可能是两个精子同时进入同一空卵
D. 分析STR位点D5,推测细胞中含有2条Y染色体可能导致胚胎不能正常发育
【答案】C
【解析】
【详解】A、STR位点D1中父亲为18/18纯合,只能产生含18的精子,母亲为18/19杂合,产生含18的卵细胞的概率为1/2,因此下一胎D1为18/18的概率为1×1/2=1/2,A正确;
B、STR位点D4中父亲仅检出1种序列、母亲检出2种,正常男性胎儿仅检出来自母亲的序列,说明D4位于X染色体上(Y染色体无该位点),红绿色觉基因也位于X染色体上,因此二者位于相同染色体,B正确;
C、STR位点D2中父亲为25/29,葡萄胎为25/29,若两个分别携带25、29的精子同时进入无核的空卵中,可得到核基因型为25/29的葡萄胎,因此该成因是可能的,C错误;
D、STR位点D5仅父亲和男性胎儿检出,说明其位于Y染色体上,正常男性胎儿仅1个D5序列(1条Y染色体),葡萄胎有2个相同的D5序列(2条Y染色体),结合葡萄胎胚胎无法存活,可推测2条Y染色体可能导致胚胎发育异常,D正确。
故选C。
6. 氨酰—tRNA合成酶(AARS)是一类催化氨基酸与其对应tRNA分子连接的酶。在体外实验中,向反应体系加入某种氨基酸、对应的tRNA、ATP和Mg2+,同时加入纯化的特定AARS后,能检测到负载氨基酸的tRNA(氨酰—tRNA)、AMP(腺苷单磷酸)和PPi(焦磷酸)的生成,机理如图所示(Ala为丙氨酸)。下列叙述正确的是( )
A. AARS可以催化氨基酸与tRNA分子的随机结合
B. AARS先活化氨基酸,再将其连接至对应tRNA的3'端
C. AARS催化ATP水解,将自身磷酸化后,行使相应功能
D. 推测AARS属于核糖体的组成成分,参与翻译过程
【答案】B
【解析】
【详解】A、题干明确说明AARS是催化氨基酸与其对应tRNA连接的酶,该过程具有特异性,不是随机结合,A错误;
B、从图示过程可知,AARS先结合氨基酸和ATP,ATP水解脱去焦磷酸(PPi),活化氨基酸;之后对应tRNA结合到AARS上,氨基酸再被转移连接到tRNA的3'端,符合过程特点,B正确;
C、图示过程中,ATP水解产生的AMP最终脱离AARS,AARS自身没有发生磷酸化,C错误;
D、核糖体的组成成分为rRNA和蛋白质,AARS是细胞质中游离的催化酶,不属于核糖体的组成成分,D错误。
故选B。
7. 科学家对比了人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的同源DNA序列,构建的进化树如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 大猩猩、黑猩猩、猩猩三者的亲缘关系远近程度相同
B. 人类和黑猩猩不可能存在氨基酸序列完全相同的蛋白质
C. 也可用RNA和蛋白质研究生物之间的亲缘关系
D. 灵长类动物的胚胎在发育过程中依赖鳃裂呼吸
【答案】C
【解析】
【详解】A、从进化树和DNA相似度可知,黑猩猩与人类的亲缘关系最近(98.2%相同),大猩猩次之(97.7%),猩猩最远(96.3%),因此三者亲缘关系远近程度不同,A错误;
B、人类与黑猩猩的DNA有98.2%相同,且密码子具有简并性(不同DNA序列可编码相同氨基酸),因此二者可能存在氨基酸序列完全相同的蛋白质,B错误;
C、RNA(如rRNA)和蛋白质(如细胞色素c)的序列差异,同样能反映生物间的亲缘关系,是进化研究的常用分子证据,C正确;
D、灵长类胚胎发育过程中会出现鳃裂结构,但这是进化重演现象,鳃裂并不执行呼吸功能,后续会退化消失,D错误。
故选C。
8. 为探究冬季滑雪运动对人体生理的影响,研究者随机挑选20~25岁的若干名志愿者,检测志愿者滑雪运动前及运动刚结束时的生理指标,部分结果如表所示。下列叙述正确的是( )
心率(次/分)
体温(℃)
滑雪运动前
59
35.9
滑雪运动后
167
37.1
A. 滑雪过程中,肾上腺素和甲状腺激素含量升高,代谢加快,属于神经调节
B. 心率增加是交感神经活动占优势的结果,有利于机体与外界进行气体交换
C. 滑雪过程中,胰高血糖素升高,随后胰岛素降低,维持血糖平衡
D. 滑雪速度最快时,因冷风刺激,排汗减少,散热减少,导致体温升高
【答案】B
【解析】
【详解】A、滑雪过程中肾上腺素和甲状腺激素含量升高、代谢加快的过程,既有神经系统的调控,也有激素参与的体液调节,属于神经-体液调节,并非仅神经调节,A错误;
B、人处于运动状态时交感神经活动占优势,可使心率加快、呼吸频率升高,能加快血液循环、提升气体交换效率,满足运动时机体对氧气的需求,B正确;
C、滑雪过程中消耗大量葡萄糖,胰高血糖素分泌升高以升高血糖,血糖回升后会促进胰岛素分泌增加,二者相互抗衡共同维持血糖平衡,并非胰岛素降低,C错误;
D、滑雪时机体代谢旺盛产热大幅增加,虽然冷风刺激使排汗减少,但机体仍会通过皮肤血管舒张等方式增加散热,体温升高是因为产热量大于散热量,并非散热减少导致,D错误。
故选B。
9. 醛固酮在人体水盐平衡中发挥重要作用,其部分作用机理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 醛固酮不易降解,与受体结合后能长期发挥作用
B. 醛固酮仅促进编码钠通道和钠钾泵的基因的表达
C. 醛固酮分泌增加能促进Na+的重吸收,需消耗能量
D. 长期高盐饮食使醛固酮分泌增加,易引发高血压
【答案】C
【解析】
【详解】A、激素在体内会被持续降解,作用时间较短,醛固酮与受体结合后不能长期发挥作用,A错误;
B、从图中可知,醛固酮不仅促进编码钠通道和钠钾泵的基因表达,还促进线粒体酶的基因表达(线粒体酶参与ATP合成,为钠钾泵供能),并非“仅”促进这两类基因,B错误;
C、醛固酮分泌增加时,会促进钠通道、钠钾泵和线粒体酶的表达,使集合管主细胞对Na⁺的重吸收增强;钠钾泵介导的Na⁺转运属于主动运输,需要消耗ATP,C正确;
D、长期高盐饮食会使细胞外液Na⁺浓度升高、渗透压上升,此时醛固酮分泌会减少(机体无需进一步保钠),而非增加;高血压主要由血容量增加等因素引发,D错误。
故选C。
10. 在某种哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后,机体内抗体水平的变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 第一次注射m抗原后,B细胞增殖分化需要辅助性T细胞呈递抗原
B. 同时注射m、n抗原后,同一浆细胞既分泌抗m抗体又分泌抗n抗体
C. 抗体与抗原的特异性结合可以抑制抗原的增殖或对人体细胞的黏附
D. 若在第56天第二次注射n抗原,记忆细胞会快速产生大量抗n抗体
【答案】C
【解析】
【详解】A、体液免疫中,抗原由抗原呈递细胞摄取处理后呈递给辅助性T细胞;B细胞增殖分化的过程中,辅助性T细胞的作用是提供活化信号、分泌细胞因子促进B细胞增殖分化,并不负责向B细胞呈递抗原,A错误;
B、浆细胞具有特异性,一个浆细胞只能合成分泌一种特异性抗体,不可能同时分泌抗m、抗n两种不同抗体,B错误;
C、抗体与抗原特异性结合后,可抑制抗原(病原体)的增殖,或抑制抗原对人体细胞的黏附,最终抗原抗体复合物会被吞噬细胞吞噬消化,这是抗体的正常功能,C正确;
D、二次免疫中,记忆细胞不能直接产生抗体,记忆细胞接受相同抗原刺激后,会快速增殖分化为浆细胞,再由浆细胞产生大量抗体,D错误。
故选C。
11. 人类的活动对于生态系统有着各方面的影响,下列叙述错误的是( )
A. 对苏州园林的建设和保护,体现了生态工程的整体原理
B. 保护江豚等濒危动物最有效的措施是建立自然保护区
C. 物质循环往复意味着任何生态系统在物质上都是自给自足的
D. 生态足迹可用于定量衡量人类对生态环境的压力与影响
【答案】C
【解析】
【详解】A、生态工程的整体性原理要求统筹考虑自然、经济、社会的整体效益,苏州园林的建设和保护兼顾生态效益、文化价值与社会效益,符合生态工程的整体原理,A正确;
B、保护生物多样性最有效的措施是就地保护,建立自然保护区是就地保护的主要形式,因此保护江豚等濒危动物最有效的措施是建立自然保护区,B正确;
C、物质循环具有全球性,只有生物圈层面可实现物质循环自给,农田等小型生态系统需要从外界输入肥料等物质,还会向外输出农产品,并非任何生态系统在物质上都能自给自足,C错误;
D、生态足迹指维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积,可定量衡量人类对生态环境的压力与影响,D正确。
故选C。
12. 江苏近年来积极推广“稻—鸭—蜣螂”的生态农业,在稻田中放养鸭子,利用蜣螂分解鸭粪与动植物残骸,蜣螂还捕食一些小型无脊椎动物。如图表示该生态系统的部分能量流动关系,序号表示相关组分中能量的流动过程。下列叙述正确的是( )
A. 图中所有生物及非生物的物质和能量共同构成一个人工生态系统
B. 从生态系统的营养结构角度分析,图中共有3条食物链
C. 害虫尸体残骸和鸭通过⑧过程摄入的能量都属于害虫的同化量
D. 第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为⑧/③×100%
【答案】C
【解析】
【详解】A、题干明确说明图只是该生态系统的部分能量流动关系,图中的生物不是该区域的全部生物,因此图中所有生物+非生物的物质和能量不能构成完整的人工生态系统,A错误;
B、生态系统的营养结构(捕食食物链)仅由生产者和消费者组成,分解者不进入捕食链。图中符合的食物链为:①水稻杂草→害虫→鸭,②水稻杂草→鸭,共2条,不是3条,B错误;
C、害虫的同化量是害虫同化得到的总能量,害虫尸体残骸的能量、鸭捕食害虫摄入(⑧过程)的能量,都来自害虫的同化量,C正确;
D、能量传递效率是相邻营养级同化量的比值:①第二营养级包括害虫和直接取食生产者的鸭,第二营养级的总同化量是,不是只有③;⑧是鸭的摄入量,不是同化量,D错误。
故选C。
13. PCR与琼脂糖凝胶电泳是分子生物学中非常重要的实验,下列叙述错误的是( )
A. 利用PCR技术扩增目的基因时,通常需要进行预实验来确定合适的退火温度
B. 待分离的DNA片段较小时,配制的琼脂糖溶液的浓度应该适当提高
C. 琼脂糖在沸水浴中加热至熔化,待溶液稍冷却后,加入适量的核酸染料
D. 基因工程的基本操作程序中,琼脂糖凝胶电泳只能对PCR产物进行分离、鉴定和纯化
【答案】D
【解析】
【详解】A、退火温度会影响PCR扩增的特异性和效率,不同引物对应的适宜退火温度存在差异,通常需要通过预实验确定合适的退火温度,A正确;
B、琼脂糖浓度越高,凝胶孔径越小,分离较小的DNA片段时,提高琼脂糖浓度可缩小孔径,更利于小片段的分离,B正确;
C、核酸染料在高温下易分解失效,因此需待熔化的琼脂糖溶液稍冷却后再加入核酸染料,避免染料结构被破坏,C正确;
D、琼脂糖凝胶电泳的应用范围广泛,除PCR产物外,还可对酶切后的DNA片段、重组质粒等各类核酸样品进行分离、鉴定和纯化,并非只能处理PCR产物,D错误。
故选D。
14. 随着年龄的增长,人体的免疫功能不可避免地走向衰退,主要表现为胸腺退化,导致T细胞数量和多样性下降。传统改善方法有:一是直接向血液中注射T细胞生长因子;二是尝试移植干细胞以重建胸腺组织。美国华裔科学家张锋团队开发出一种利用肝脏细胞“代偿”免疫功能的创新疗法:将图中的纳米颗粒静脉注射进入人体内,被肝细胞富集、摄取后发挥作用。下列叙述错误的是( )
A. 胸腺退化不仅让人体更易受到病毒的侵袭,也削弱了机体对抗癌症的能力
B. 传统改善方法既可能引发过敏反应,也存在生物技术的伦理、安全性问题
C. 纳米颗粒中的3种mRNA进入肝细胞后,通常相继与多个核糖体结合进行翻译
D. FLT-3增强人体体液免疫和细胞免疫强度,DLL1和IL-7只增强细胞免疫强度
【答案】D
【解析】
【详解】A、胸腺是T细胞发育成熟的关键器官,胸腺退化会导致T细胞数量减少。T细胞在细胞免疫中直接参与对病毒感染细胞和癌细胞的清除,同时在体液免疫中辅助B细胞活化,因此胸腺退化既增加病毒感染风险,也削弱机体抗癌能力,A正确;
B、注射T细胞生长因子可能因外源蛋白引发过敏反应;移植干细胞存在免疫排斥、细胞来源的伦理争议等安全性与伦理问题,B正确;
C、mRNA进入肝细胞后,可与多个核糖体结合形成多聚核糖体,同时进行翻译,提高蛋白质合成效率,C正确;
D、FLT-3、DLL1和IL-7均参与免疫调控,DLL1和IL-7不仅能促进T细胞发育(增强细胞免疫),还可通过T细胞辅助作用间接促进B细胞活化(增强体液免疫),并非仅增强细胞免疫强度,D错误。
故选D。
15. 关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作和现象,下列叙述错误的是( )
A. 需将研磨液迅速倒入基部放有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤
B. 分离光合色素的过程中,应将层析装置置于相对密闭的环境中
C. 采用不同的植物材料进行实验,色素带的类型不完全相同
D. 采用不同类型的层析液进行实验,可能会出现不同的层析现象
【答案】B
【解析】
【详解】A、研磨使用的无水乙醇易挥发,因此需迅速转移研磨液;滤纸会吸附光合色素导致滤液中色素含量降低,因此选用单层尼龙布过滤,A正确;
B、层析液的成分多为易挥发的有毒有机物,且具有挥发性,因此,在分离光合色素的过程中,应将层析装置置于通风的环境中,B错误;
C、采用不同的植物材料进行实验,色素带的类型不完全相同,一般绿色叶片均含有叶绿素(a、b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素),但含量应该有差别,C正确;
D、色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,扩散速度存在差异,使用不同类型层析液时,色素的溶解度会发生改变,因此可能出现不同的层析现象,D正确。
故选B。
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
16. 如图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制,L为运输蔗糖分子和H+的转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 向筛管细胞外运输H+时,L的空间结构会发生可逆性改变
B. L与M结构具有差异的根本原因是基因的选择性表达
C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗ATP,属于被动运输
D. 筛管细胞通过自由扩散的方式将蔗糖分子输送到库细胞
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、向筛管细胞外运输H+时,消耗ATP,属于主动运输,需要转运蛋白L的参与,转运蛋白L的空间构象会发生可逆性改变,A正确;
B、L与M是筛管细胞中两种不同的转运蛋白,都是由筛管细胞内的基因表达生成,L与M结构具有差异的根本原因是两个蛋白质的基因不同,B错误;
C、蔗糖分子进入筛管细胞消耗H+浓度差形成的势能,属于主动运输,C错误;
D、筛管细胞与库细胞之间通过胞间连丝传递蔗糖分子,胞间连丝是细胞间的通道,蔗糖通过胞间连丝的运输属于胞间运输,并非自由扩散(自由扩散是物质直接穿过磷脂双分子层的跨膜运输),D错误。
故选BCD。
17. 棉花是我国重要的经济作物。不同二倍体棉种的染色体组共有7类,用A~G表示,已知棉花植株的花为两性花,培育三交种异源四倍体的过程如图。下列叙述正确的是( )
A. 野生棉植株的细胞中可能含有的染色体组数为1、2和4
B. 亚洲棉和野生棉杂交流程与豌豆杂交实验流程相同
C. 三交种异源四倍体具有育性较高,植株茎秆粗壮等优点
D. 通过秋水仙素处理异源二倍体的幼苗可得到异源四倍体
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、野生棉是二倍体(GG,2n=26): 配子细胞中含1 个染色体组(G); 正常体细胞中含2 个染色体组(GG); 有丝分裂后期染色体加倍,细胞中含4 个染色体组(GGGG),A正确;
B、棉花和豌豆均为两性花,自花传粉: 杂交流程均为:去雄→套袋→人工授粉→套袋,流程完全一致,B正确;
C、三交种异源四倍体(AAGD)的染色体组为 A、A、G、D: G 和 D 染色体组来源不同,减数分裂时联会紊乱,难以产生可育配子,育性较低,C错误;
D、异源二倍体(AG)幼苗经秋水仙素处理: 秋水仙素抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向两极,细胞不能分裂,最终染色体数目加倍; 可得到染色体组为 AAGG 的异源四倍体,D正确。
故选ABD。
18. 科研人员研究了不同浓度的吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和α-萘乙酸(NAA)对大豆根系生长的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. IAA、IBA和NAA都是植物体内细胞代谢产生的微量有机物
B. 0.05μmol·L-1的IAA和IBA都能够促进大豆根系的伸长生长
C. 低浓度IAA促进大豆根系生长,高浓度IAA抑制大豆根系生长
D. 浓度为5μmol·L-1时,NAA对大豆根系生长的抑制作用比IBA更显著
【答案】CD
【解析】
【详解】A、NAA是植物生长调节剂,是人工合成的,,不是植物体自身产生的,A错误;
B、据图可知,与对照组相比较,0.05μmol·L-1的IBA对大豆根系的生长,是抑制作用,而非促进作用,B错误;
C、据图可知,与对照组相比较,低浓度的IAA(0.05μmol·L-1、0.5μmol·L-1)的总根长大于对照组,而高浓度IAA(1μmol·L-1、5μmol·L-1)的总根长小于对照组,说明低浓度IAA促进大豆根系生长,高浓度IAA抑制大豆根系生长,C正确;
D、浓度为5μmol·L-1时,NAA的总根长小于IBA,且二者的总根长均小于对照组,说明NAA对大豆根系生长的抑制作用比IBA更显著,D正确。
故选CD。
19. 培养基在生物学研究中有着重要的作用,下列叙述错误的是( )
A. 可以用添加了伊红-亚甲蓝的培养基鉴别大肠杆菌的菌落
B. 植物组织培养过程中可以通过同一种MS培养基同时诱导生根和生芽
C. 动物细胞培养时为了保证“无菌无毒”,需要在培养基中添加抗生素和干扰素
D. 单克隆抗体制备过程中需先用选择培养基筛选出杂交瘤细胞
【答案】BC
【解析】
【详解】A、伊红-亚甲蓝(伊红美蓝)培养基可鉴别大肠杆菌,大肠杆菌发酵乳糖产酸后会与伊红、亚甲蓝结合,形成深紫色且带有金属光泽的菌落,A正确;
B、植物组织培养中,生芽和生根需要不同的植物激素比例(生芽时生长素/细胞分裂素比例低,生根时比例高),无法通过同一种MS培养基同时诱导,B错误;
C、动物细胞培养时,添加抗生素是为了防止细菌污染有利于“无菌”;干扰素主要用于抗病毒,但“无毒”是指通过定期更换培养液清除代谢废物,C错误;
D、单克隆抗体制备中,需用HAT选择培养基筛选杂交瘤细胞(未融合的亲本细胞和融合的同种核细胞无法存活,只有杂交瘤细胞能增殖),D正确。
故选BC。
三、非选择题:共5题,共58分。
20. 为研究外源褪黑素对盐胁迫下番茄幼苗光合作用的影响,研究人员用75mmol/L复合盐碱溶液(NaCl:Na2SO4:NaHCO3:Na2CO3=1:9:9:1,pH=8.6)处理番茄幼苗,并设置褪黑素(MT)浓度梯度:T0(0μmol/L)、T1(50μmol/L)、T2(100μmol/L)、T3(150μmol/L)、T4(200μmol/L)叶面喷施,以无胁迫组(CK)为对照。部分结果如下:
组别序号
净光合速率(Pn)(μmol·m-2·s-1)
PSII光化学效率(Fv/Fm)
叶绿素含量(SPAD值)
过氧化氢(H2O2)(nmol·g-1)
CK
15.2
0.83
45.3
75.1
T0
4.8
0.58
26.7
228.4
T1
8.1
0.69
34.6
178.2
T2
11.6
0.79
41.2
108.9
T3
9.4
0.73
37.8
142.5
T4
5.9
0.62
29.3
201.7
注:高浓度H2O2会突破植物细胞的抗氧化防御系统,导致活性氧(ROS)积累。
请根据实验结果,回答下列问题:
(1)在植物细胞中,褪黑素和生长素都是由________经过一系列酶促反应合成的小分子物质。本实验使用外源褪黑素时,选择叶面喷施而非根施的原因是________。
(2)Fv/Fm是叶绿素荧光参数,反映PS Ⅱ(光系统Ⅱ)光化学效率,PS Ⅱ受损将导致电子传递受阻,________的生成减少,暗反应速率下降。盐胁迫组(T0)Pn下降是因为高渗环境下________(填膜结构)被破坏导致Fv/Fm降低。有研究者提出“盐胁迫下番茄Pn下降的主导因素是气孔限制”,要论证此推测,还需测量________。
(3)结合H2O2的作用和数据,推测MT缓解盐胁迫的核心机制是________。
(4)为进一步探究外施褪黑素的最适浓度,应在________组别(填序号)之间增设4个实验组,其浓度由低到高依次是________μmol/L。
(5)除喷施适宜浓度的褪黑素外,农业生产上还通过改良品种提高植物的耐盐能力,可采取的育种方法有________。(至少写出2种)
【答案】(1) ①. 色氨酸 ②. 叶片直接吸收效率更高效、精准调控
(2) ①. ATP、NADPH ②. 类囊体膜 ③. 气孔开放程度(或气孔导度、气孔大小)、胞间二氧化碳浓度
(3)增强抗氧化能力,保护光系统完整性(或缓解活性氧对叶绿素、类囊体膜损伤)
(4) ①. T1、T3 ②. 70、90、110、130
(5)杂交育种、诱变育种、单倍体育种、基因工程育种、植物细胞工程育种等
【解析】
【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行,叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素,在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和碳(暗)反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上,将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能;暗反应阶段发生在叶绿体基质中,将ATP和NADPH中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
【小问1详解】
在植物细胞中,褪黑素和生长素都是由色氨酸经过一系列酶促反应合成的小分子物质。本实验使用外源褪黑素时,选择叶面喷洒而非根施的原因是叶片能更直接吸收外源褪黑素,作用更高效,可避免土壤吸附、微生物分解等因素对褪黑素效果的干扰。
【小问2详解】
Fv/Fm是叶绿素荧光参数,反映PS Ⅱ(光系统Ⅱ)光化学效率,PS Ⅱ受损将导致电子传递受阻,ATP和NADPH的生成减少,暗反应速率下降。盐胁迫组(T0)Pn下降是因为高盐环境下类囊体薄膜被破坏。有研究者提出“盐胁迫下番茄Pn下降的主导因素是气孔限制”,要论证此推测,还需测量对照组和实验组的气孔开放程度(或气孔导度、气孔大小)、胞间二氧化碳浓度。
【小问3详解】
由题意可知,高浓度H2O2会突破植物细胞的抗氧化防御系统,导致活性氧(ROS)积累。因此MT缓解盐胁迫的核心机制是增强抗氧化能力,保护光系统完整性(或缓解活性氧对叶绿素、类囊体膜损伤),维持 PS Ⅱ光化学效率,提高叶绿素含量,从而提升净光合速率,缓解盐胁迫对光合作用的抑制。
【小问4详解】
数据显示T2组的净光合速率、Fv/Fm、叶绿素含量均最高,H2O2含量最低,说明最适浓度在T1~T3之间,因此为进一步探究外施褪黑素的最适浓度,应在T1~T3之间增设4个实验组,其浓度由低到高依次是70、90、110、130μmol/L。
【小问5详解】
除喷施适宜浓度的褪黑素外,农业生产上还通过改良品种提高植物的耐盐能力,可采取的育种方法有杂交育种(将耐盐性状整合到栽培品种)、诱变育种(物理 / 化学诱变筛选耐盐突变体)、单倍体育种(快速纯合耐盐基因型)、基因工程育种(导入耐盐相关基因,如抗逆调控基因、离子转运蛋白基因)、植物细胞工程育种等。
21. 猫(2n=38)性别决定方式为XY型。当猫体细胞中存在两条X染色体时,其中一条X染色体会高度螺旋化失活成为巴氏小体。不同体细胞中,X染色体的失活是随机的。不考虑突变及XY同源区段,请回答下列问题:
(1)猫次级卵母细胞中的染色单体数目为________。借助显微镜在细胞水平上判断猫的性别,除可依据猫体细胞中X和Y染色体形态上的差异外,还可以依据________。
(2)猫的毛色黑色和黄色分别由一对等位基因D和d控制,现取雌性黑猫和黄色雄猫多对,进行杂交实验得F1,F1随机交配得F2,相关数据如下表。则F1中雌性猫毛色表现为黑黄相间的原因是________,理论上表中a处为________。
性别
亲代表型
F1表型
F2表型及比例
雌性猫
黑色
黑黄相间色
a
雄性猫
黄色
黑色
黑色:黄色=1:1
(3)等位基因A和a位于常染色体上,控制猫的毛色出现白色块状区域的面积,基因型为aa时无白色斑块,基因型为Aa时白色斑块面积小于50%,基因型为AA时白色斑块面积大于50%。另有等位基因B和b位于另一对常染色体上,当基因型为bb时,会使猫的毛色出现淡化,如黑色可以淡化为蓝色,黄色可以淡化为奶油色。当猫的毛色同时出现黑黄白,称为三花猫。
①现有一只纯合雌性蓝白猫与某雄性猫交配,产下一只白色斑块面积小于50%的三花猫,则该亲本雄性猫的基因型可能为________。
②若①中的两只猫又产下一只雄性蓝白猫,则它们再次产下一只三花猫的概率为________。
③基因型为aabbXDY和AABbXDXd的亲本杂交,F1相互交配产生F2.F2中黑白雌猫个体的概率为________,雄性个体中纯合子的概率为________。
【答案】(1) ①. 38或0 ②. 巴氏小体的数量(有无巴氏小体)
(2) ①. 该雌猫基因型为XDXd(D、d基因位于X染色体上);在不同体细胞中,X染色体的失活是随机的(或有些体细胞中D所在的X染色体失活,有些体细胞中d所在的X染色体失活) ②. 黑色:黑黄相间色=1:1
(3) ①. aaBBXdY;aaBbXdY;AaBBXdY;AaBbXdY ②. 1/4 ③. 63/1024 ④. 5/16
【解析】
【分析】由表可知,毛色在F1中,雌雄表现型不相同,说明控制毛色的基因位于X染色体上。
【小问1详解】
猫的体细胞染色体数为2n=38,次级卵母细胞在减数第二次分裂前期和中期染色单体数为38条,后期着丝粒分裂后染色单体数为0。由题意可知,存在两条X染色体时,只有一条X染色体上的基因能够表达,另一条X染色体会高度螺旋化失活成为巴氏小体,因而可以依据是否存在巴氏小体来判断性别,因为雄猫体细胞中没有巴氏小体,雌猫体细胞中有巴氏小体。
【小问2详解】
由于F1和F2中雌性和雄性的表现型不同,可以判断控制猫毛色的基因位于X染色体上。F1中雌性猫的毛色表现为黑黄相间的原因是F1雌性猫的基因型为XDXd,由于X染色体随机失活,胚胎时期不同细胞分别表达了含基因D或基因d的X染色体上的基因,这些细胞产生的子细胞也进行同样的表达。F1雄性为XDY,雌性为XDXd,所以F2雌性为XDXD(黑色):XDXd(黑黄相间色)=1:1。
【小问3详解】
①一只纯合雌性蓝白猫(基因型为AAbbXDXD)与一只雄性猫交配.产下一只三花猫.且白色面积小于50%,该三花猫的基因型为AaBbXDXd,则与该蓝白猫交配的雄性猫的基因型可能为aaBBXdY、aaBbXdY、AaBBXdY或AaBbXdY。
②若①中的两只猫又产下一只雄性蓝白猫(A_bbXDY),说明亲本雄性猫基因型为aaBbXdY或AaBbXdY。所以它们再次产下一只三花猫(A_B_XDXd)的概率为1×1/2×1/2=1/4。
③基因型为aabbXDY和AABbXDXd的亲本杂交,F1为AaBbXDXD(1×1/2×1/4=1/8)、AaBbXDXd(1×1/2×1/4=1/8)、AabbXDXD(1×1/2×1/4=1/8)、AabbXDXd(1×1/2×1/4=1/8)、AaBbXDY(1×1/2×1/4=1/8)、AaBbXdY(1×1/2×1/4=1/8)、AabbXDY(1×1/2×1/4=1/8)、AabbXdY(1×1/2×1/4=1/8),将三对基因分开看,F1雌性中有Aa,Bb:bb=1:1,XDXD:XDXd=1:1,所以雌配子中A=1/2,a=1/2;B=1/4,b=3/4;XD=3/4,Xd=1/4;F1雄性中有Aa,Bb:bb=1:1,XDY:XdY=1:1,所以雌配子中A=1/2、a=1/2;B=1/4、b=3/4;XD=1/4、Xd=1/4、Y=1/2。F1相互交配产生F2,F2中黑白雌猫个体(A_B_XDXD)的概率为(1-1/4)×(1-9/16)×(3/4×1/4)=63/1024,雄性个体中纯合子仅考虑Aa和Bb两对基因有AABB=1/2×1/2×1/4×1/4=1/64,AAbb=1/2×1/2×3/4×3/4=9/64,aaBB=1/2×1/2×1/4×1/4=1/64,aabb=1/2×1/2×3/4×3/4=1/64,所以纯合子的概率为1/64+9/64+1/64+9/64=5/16。
22. “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。脑与肠道的双向调节系统如图所示。请回答下列问题:
(1)肠道与大脑双向联系的通路中,________调节网络是维持机体稳态的主要调节机制。
(2)迷走神经是从延髓发出的________(填“躯体运动”或“内脏运动”)神经,其中________(填“交感”或“副交感”)神经兴奋会使肠道蠕动加强,从而改善肠道营养供应情况,对肠道菌群产生影响。
(3)在压力状态下,下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)被激活,垂体分泌的________(填激素名称)作用于肾上腺,导致皮质醇水平升高。下丘脑、垂体和靶腺之间存在的分层调控称为________调节,它可以________,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。这种调节方式与迷走神经通路的区别有________(至少写出2点)。与此同时,皮质醇等糖皮质激素可以作为________,防止情绪过激导致免疫系统过度激活。
(4)短链脂肪酸(SCFAs)是肠道微生物发酵膳食纤维(难以消化的碳水化合物)产生的主要代谢产物,为验证“SCFAs能缓解小鼠的抑郁样行为”,请补充完整实验方案思路及预期结果:
实验目的
简要操作步骤
实验准备
取90只①________的雄性小鼠随机均分为3组。
实验分组
对照组喂食普通淀粉饲料;通过慢性温和刺激建立抑郁样模型小鼠,模型组喂食普通淀粉饲料,干预组喂食②________饲料。
指标测定
检测③________等分子水平的高低,还可以进行旷场实验,记录小鼠在中央区域的活动情况,如在中央区停留时间长短、进入中央区次数等。
预期结果
旷场实验中,在中央区停留时间由长到短组别排序:④________。
注:旷场分为中央区和角落区,小鼠在新环境中会本能的紧贴角落,抑郁样小鼠会更多的待在外周区而不进入中央区。
【答案】(1)神经—体液—免疫
(2) ①. 内脏运动 ②. 副交感
(3) ①. 促肾上腺皮质激素 ②. 分级 ③. 放大激素的调节效应 ④. 反应速度较慢、作用范围较广泛、作用时间较长、通过体液运输 ⑤. 免疫抑制剂
(4) ①. 生理状态相同、健康 ②. 普通淀粉饲料和短链脂肪酸(SCFAs)(或普通淀粉饲料和膳食纤维) ③. 皮质醇、细胞因子、神经递质(与其神经活性代谢物)、色氨酸代谢产物 ④. 对照组、干预组、模型组
【解析】
【分析】人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控, 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】
肠道与大脑双向联系的通路中,神经—体液—免疫调节网络是维持机体稳态的主要调节机制。
【小问2详解】
迷走神经是从延髓发出的内脏运动神经,特点是不受意识支配。副交感神经兴奋时可以促进肠道蠕动。
【小问3详解】
在压力状态下,下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)被激活,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,使垂体分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,导致皮质醇水平升高。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。这种调节方式是包含体液调节,迷走神经通路是神经调节,这种调节方式与迷走神经通路的区别有:反应速度较慢、作用范围较广泛、作用时间较长、通过体液运输。与此同时,皮质醇等糖皮质激素可以作为免疫抑制剂,防止情绪过激导致免疫系统过度激活。
【小问4详解】
本实验是验证SCFAs能缓解小鼠的抑郁样行为,自变量为是否有SCFAs,因变量是抑郁样行为是否缓解(可用皮质醇等分子水平的变化作为检测指标,也可小鼠在中央区停留时间作为观察指标),无关变量应保持一致。实验思路为:取90只生理状态相同、健康的雄性小鼠随机均分为3组;对照组喂食普通淀粉饲料,通过慢性温和刺激建立抑郁样模型小鼠,模型组喂食普通淀粉饲料,干预组喂食普通淀粉饲料和短链脂肪酸(SCFAs)饲料;检测皮质醇、细胞因子、神经递质等分子水平的高低,还可以进行旷场实验,记录小鼠在中央区域的活动情况,如在中央区停留时间长短、进入中央区次数等。预期结果:旷场实验中,在中央区停留时间由长到短组别排序为对照组、干预组、模型组。
23. 抗PD-L1的单克隆抗体可用于癌症的免疫治疗。某研究者利用PiggyBac转座系统将抗PD—L1抗体的基因重组到CHO细胞(源于中国仓鼠的卵巢)中,最终筛选出稳定高效表达外源基因的细胞株。请回答相关问题:
注:NdeI、HindⅢ、NotI为限制酶;EGFP是增强型绿色荧光蛋白基因;Amp是氨苄青霉素抗性基因;Neo是新霉素抗性基因;TR是末端重复序列
(1)PiggyBac转座系统的核心组分是转座子质粒(图1)和辅助质粒(携带转座酶基因)。转座酶可识别转座子质粒中两个TR序列,并将两者间的转座片段切割下来,而后将其插入受体细胞基因组中。由此推测,转座片段的功能和农杆菌Ti质粒上________的功能类似。
(2)转座子质粒中EGFP基因(约750bp)会干扰抗体基因的表达,故研究者应选用限制酶________处理该质粒,并对处理后和未处理的质粒分别进行电泳,结果如图2所示。电泳后应回收图2中条带________位置的DNA作为后续使用,影响条带①③电泳时迁移速率不同的原因是________。
(3)当目的基因末端和载体末端有相同的同源臂序列时,同源重组酶可识别该序列,并从DNA的5'端开始去掉部分核苷酸形成“黏性末端”,进一步处理形成重组DNA.研究者欲利用该原理构建重组质粒,经PCR获取抗PD-L1抗体的基因(图3),应添加的上游和下游引物分别是________(填序号),前者5′端的序列是5′________3′,后者5′端的序列是5′—________3'。(只写出前9个碱基的序列)。
(4)利用PiggyBac转座系统转化时,用脂质体包裹重组质粒和________,将其添加到含CHO细胞的培养基中进行培养,获取转化成功的CHO细胞。该培养基含有G418(小分子有机物),不含新霉素,推测可能的原因是________(填序号)。
①重组质粒中没有Neor基因
②新霉素对真核细胞不起作用,G418对真核细胞有毒性
③Neor基因表达后能使细胞对G418产生抗性
④转化成功的CHO细胞对G418的抗性强
⑤新霉素会抑制PiggyBac转座系统中转座酶的活性
(5)目前近80%的重组蛋白均由CHO细胞株生产。但基因随机整合的CHO细胞株在培养过程中往往表现出转基因拷贝数丢失和表观遗传沉默等不利特性,最终降低转基因转录和相应的重组蛋白产量。中国科学家利用CRISPR/Cas9技术首次实现抗PD—L1抗体基因在C12、f35位点的精准靶向整合,检测细胞株中抗PD—L1抗体基因的相对mRNA水平及蛋白质表达情况,结果如图4、图5所示:
注:RA-1、RA-2随机整合细胞株,SA-3、SA-5靶向整合细胞株。β-actin为内参蛋白。
分析结果,培育靶向整合株生产重组蛋白更高效,依据是________。
【答案】(1)T-DNA
(2) ①. HindIII和NotI ②. ① ③. DNA分子的大小和构象
(3) ①. ③② ②. GACTCACTA ③. GAATAGGGC
(4) ①. 辅助质粒 ②. ②③④
(5)靶向整合的细胞株中抗PD-L1抗体基因的转录水平(相对mRNA表达量)、蛋白质合成量均高于随机整合细胞株
【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】
转座酶可识别转座子质粒中两个末端重复序列(TR),并将两者间的转座片段切割下来插入受体细胞基因组,转座片段的功能和农杆菌Ti质粒上T-DNA的功能类似。
【小问2详解】
为去除影响抗体基因表达的EGFP基因,需用切割EGFP基因的限制酶。图1显示EGFP基因两侧有同源a、同源b序列,分别含有HindⅢ和NotⅠ的酶切位点,因此选用HindⅢ和NotⅠ处理质粒。未处理的质粒长度为7077bp,经限制酶处理后会线性化,长度不变,从图2来看,条带①位置的DNA是处理后的质粒DNA,所以电泳后应回收图2中条带①位置的DNA作为后续使用。电泳时未处理的质粒条带相对分子质量大,迁移距离短,处理后的质粒条带相对分子质量小,迁移距离长,即DNA分子的大小和构象导致条带①③电泳时迁移速率不同。
【小问3详解】
使目的基因末端和载体末端有相同的同源序列,PCR 引物需添加与载体末端互补的序列。且引物是沿5'向3'延伸的,由题意可知,图 1 中转座子质粒的多克隆位点两端序列的编码链上游为5'-GACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTT-3'(同源序列a) 下游为5'-GCGGCCGCGACTCTAGAGGGGCCCTATTC-3'(同源序列b),结合转录方向可知,选用②和③进行扩增目的基因,且引物②应该靠近终止子,引物③(与同源序列a的5'相同)应该靠近启动子区域,因此应在引物③的5'端添加序列GACTCACTA; 对引物②(与同源序列b的3'端互补配对)的5'端添加序列GAATAGGGC。
【小问4详解】
PiggyBac转座系统需要转座子质粒(含目的基因)和辅助质粒(携带转座酶基因)共同作用,因此需将重组质粒和辅助质粒用脂质体包裹。转座子质粒携带新霉素抗性基因(Neo⁺),该基因表达使细胞对G418有抗性,新霉素对真核细胞不起作用,G418对真核细胞有毒性,转化成功的CHO细胞对G418的抗性强,因此培养基中应含有G418,便于筛选成功转化的CHO细胞。
故选②③④。
【小问5详解】
分析图4和图5可知,靶向整合的细胞株中抗PD-L1抗体基因的转录水平(相对mRNA表达量)、蛋白质合成量均高于随机整合细胞株,故培育靶向整合株生产重组蛋白更高效。
24. 雪豹是全世界最濒危的脊椎动物之一。为更好地保护雪豹,研究者对其展开一系列调查。请回答下列问题:
(1)雪豹生活在海拔3000m以上的高原山地,具有耳朵短小、鼻腔宽阔、毛发厚实等适应________环境的特征。雪豹的捕猎行为依赖于________类型信息的传递。
(2)在雪豹的栖息地布设若干台红外触发相机,雪豹一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频。运用计算机处理这些照片或视频,可以了解到雪豹的________。
a.种群数量 b.偏好生境
c.遗传多样性 d.夜间活动强度
(3)为分析雪豹摄食种类,研究者在野外采集疑似雪豹粪便样品若干份,进行如下实验:
①提取样本中的DNA,进行PCR扩增。PCR扩增体系应包括粪便DNA、针对________设计的一对高度特异性的引物、________,以及含Mg2+的缓冲液。待加入所有组分后,进行________操作,使反应液集中在底部。对PCR产物进行鉴定,选出来自雪豹的粪便样本。
②在扩增雪豹的不同粪便样品时,根据现有脊椎动物完整线粒体基因组数据设计通用引物,在引物的________端再增加由7个核苷酸组合而成的不同引物标签,扩增同一样品的一对引物使用________(填“相同”或“不同”)标签,以区分最终________(填“电泳”或“测序”)结果中的序列来源。由于残留在粪便样本中的食物DNA相对较少,扩增同一粪便样品时,设计一对通用引物F和R,以及雪豹DNA特异性阻断引物UnciB,UnciB的使用浓度为通用引物的20倍,推测其作用机制是________。
③图示为食性分析结果,据此提出保护雪豹的措施之一是关注当地人兽冲突问题,依据是________。
④研究过程中发现雪豹粪便样品中偶尔存在极少量的植物成分如嫩枝,推测可能的原因有________。
a.雪豹在捕食猎物过程中意外吞食
b.食物短缺时,雪豹主要以植物嫩枝为食
c.雪豹为获取植物中的纤维素清理肠道而取食
d.雪豹为获取动物性食物中无法获得的维生素而取食
【答案】(1) ①. 寒冷(高寒) ②. 物理信息、化学信息、行为信息(营养信息)
(2)abd (3) ①. 雪豹DNA ②. Taq(DNA聚合)酶、dNTPs(或4种脱氧核苷酸) ③. 离心 ④. 5' ⑤. 相同 ⑥. 测序 ⑦. 减少雪豹DNA竞争性扩增对食物DNA扩增效率的影响 ⑧. 牦牛是家畜,它也是雪豹的重要食物来源之一 ⑨. acd
【解析】
【分析】PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性主要依赖于和靶序列两端互补的寡核苷酸引物,它由变性——复性——延伸三个基本反应步骤构成。 所需材料:模板DNA、 正二价镁离子、引物、反应缓冲液、TaqDNA聚合酶。
【小问1详解】
3000m以上的高原山地所处环境属于高寒环境,所以雪豹生活所具有的耳朵短小、鼻腔宽阔、毛发厚实等特征能适应高寒环境。雪豹的捕猎行为信息的传递依赖物理信息、化学信息和行为信息进行。
【小问2详解】
利用红外触发相机自动拍摄雪豹的照片和视频,然后利用计算机处理后,可以了解一段时间内雪豹的种群数量、偏好生境和夜间活动强度,但是该方法并不能了解其遗传多样性,abd正确,c错误。
故选abd。
【小问3详解】
①提取样本中的DNA,进行PCR扩增。PCR扩增体系应包括粪便DNA、针对雪豹DNA设计的一对高度特异性的引物、Taq酶、dNTPs,以及含Mg2+的缓冲液。待加入所有组分后,进行离心操作,使反应液集中在底部。对PCR产物进行鉴定,选出来自雪豹的粪便样本。
②DNA复制时,其复制方向是从子链的5'端到3'端,引物的主要作用是作为DNA复制的起点,为DNA聚合酶提供3'-OH末端,使其能够结合并合成新的DNA链,所以在扩增雪豹的不同粪便样品时,根据现有脊椎动物完整线粒体基因组数据设计通用引物,在引物的5'端再增加由7个核苷酸组合而成的不同引物标签,且扩增同一样品的一对引物应使用相同的标签,以区分最终测序结果中的序列来源。由于残留在粪便样本中的食物DNA相对较少,扩增同一粪便样品时,设计一对通用引物F和R,以及雪豹DNA特异性阻断引物UnciB,UnciB的使用浓度为通用引物的20倍,其主要目的是为了减少雪豹DNA竞争性扩增对食物DNA扩增效率的影响。
③从图中可知,雪豹食物中家畜(牦牛)的出现频率很高(约30%以上),说明雪豹捕食家畜的情况比较常见,会造成牧民的损失,因此需要关注人兽冲突问题。
④依据题干信息可知,雪豹粪便样品中偶尔存在极少量的植物成分如嫩枝,说明植物嫩枝并不是雪豹的主要食物来源,而极少量的植物成分可能是由于雪豹在捕食猎物过程中意外吞食、或雪豹为获取植物中的纤维素清理肠道而取食、或雪豹为获取动物性食物中无法获得的维生素而取食,b错误,acd正确。
故选acd。
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