内容正文:
2026届合肥八中高三下学期生物阶段检测(三)
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 自由水是很多生化反应的介质,不能直接参与生化反应
B. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
C. 乳糖存在于动物细胞中,不能进一步水解为更简单的化合物
D. 脂肪是细胞中良好的储能物质,不是细胞膜的主要组成组分
2. 人的胰蛋白酶能识别和专一性地切割肽链内赖氨酸、精氨酸形成的肽键,所以早期常用酪蛋白来测定其酶活性,后来发现胰蛋白酶还能识别和切割它们的R基部位形成的酰胺键(如图1)和酯键(如图2),便用下图所示的物质BAPNA、BAEE作底物来测量其酶活性。下列说法错误的是( )
A. 酪蛋白内含有较多的赖氨酸和精氨酸
B. 该蛋白酶能将酪蛋白水解成氨基酸和肽
C. BAPNA、BAEE与双缩脲试剂反应成紫色
D. BAPNA、BAEE作测量酶活性的底物具有测定快捷、灵敏度高特点
3. 农业生产需铵态氮肥(或NH3)、硝态氮肥()促进植物生长,相关转运机制如图所示,根细胞膜上有A、N、S三种转运蛋白。过量施铵态氮肥会导致土壤酸化,从而抑制植物生长,该现象被称为铵毒。下列相关叙述错误的是( )
A. 转运蛋白A运输不需要消耗能量
B. 转运蛋白N运输方式是协助扩散
C. 铵毒发生后,外源施加可以缓解植物的铵毒症状
D. 一次性施肥过多,会导致植物萎蔫,失水严重甚至死亡
4. 人体成熟红细胞能够运输O₂和CO₂,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述正确的是( )
A. 成熟红细胞膜上的糖蛋白分布于外表面且不能更新
B. 血液流经肺泡细胞时,气体A和B分别是CO₂和O₂
C. ①②④⑤为被动运输,⑤过程中 H₂O 需与转运蛋白结合
D. ③过程中Na+和K⁺运输所需要的ATP 主要来自[H]的氧化
5. 在葡萄糖代谢过程中,受到缺氧限制时,NADH将丙酮酸还原为乳酸,随后释放NAD+(NAD+是一种辅酶,不仅参与能量代谢,还能阻止自由基的产生),这一过程由乳酸脱氢酶催化。当丙酮酸积累时,过量的丙酮酸又会通过特定途径可逆性抑制乳酸脱氢酶活性。下列叙述正确的是( )
A. 在线粒体基质中,乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原为乳酸的反应
B. 过量的丙酮酸会导致乳酸脱氢酶的空间结构发生改变而失活
C. NAD+会攻击生物膜的组成成分磷脂分子,引发雪崩式的反应
D. 丙酮酸浓度的变化对乳酸脱氢酶活性的调节属于负反馈调节机制
6. 气调包装是把多种气体高精度置换到盒子(或袋子)中进行保鲜包装,可达到延长产品保鲜期的方法。为研究复合气调包装对大蒜鳞茎细胞呼吸及相关生理过程的影响,某研究团队固定O2体积分数为3.5%,研究CO2体积分数5%、8%、11%、14%对大蒜鳞茎在4℃贮藏过程中呼吸作用强度、乙烯释放速率的影响,结果如图1、图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量为CO2浓度和贮藏时间,贮藏温度为无关变量
B. 当CO2体积分数为5%时,包装内乙烯增加可能导致细胞呼吸强度增加
C. 在90~120天范围内,随着贮藏时间的延长,包装袋内大蒜鳞茎呼吸作用强度逐渐增大
D. 3.5%O2、4℃条件下,CO2体积分数为14%是长时间贮藏大蒜鳞茎的适宜条件
7. 泛素-蛋白酶体是细胞内一种重要的蛋白质降解系统,该过程需要E1(泛素活化酶)、E2(泛素偶连酶)、E3(泛素-蛋白连接酶)协作完成对待降解的蛋白质(如周期蛋白)标记上泛素,这些被标记的蛋白质进入蛋白酶体降解成短肽。下列叙述错误的是( )
A. 泛素和三种酶均可降低化学反应的活化能
B. 三种酶分工协作的有序性体现了酶的专一性
C. 泛素-蛋白酶体途径有助于维持细胞内蛋白质的正常水平
D. 该途径的蛋白质降解功能对细胞周期的调控至关重要
8. 研究发现,家蚕(性别决定为ZW型)的某些性状表现为延迟遗传,在这种遗传方式中子代的表型由母体核基因型决定;细胞质遗传表现为子代的性状和母本性状相同。为探究蚕茧形状的遗传方式,科学家利用稳定遗传的亲本做了正反交实验。下列说法错误的是( )
A. 上述正反交的实验结果无法证明蚕茧形状表现为延迟遗传
B. 若为细胞质遗传,则F1自由交配后的子代结果不同
C. 若为延迟遗传,用上述实验中的F1分别自由交配所得F2均表现为椭圆,则证明椭圆性状为常染色显性遗传
D. 若为延迟遗传且椭圆性状为常染色显性遗传,则上述实验中的F1分别自由交配所得F2与任一父本交配,后代表型比例均为3:1
9. 核酸和蛋白质作为生物大分子蕴含着丰富的生物进化信息。在很多不同种的生物体中,都存在同源基因(共同的进化起源、序列结构和功能相似的基因)和同源蛋白质(功能相似、氨基酸序列也相似的蛋白质),对这些大分子进行比较研究可以为生物进化顺序提供证据。下列有关叙述错误的是( )
A. 同源基因是由突变产生的,在整个进化过程中随机发生
B. 不同种生物同源蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
C. 不同种生物的同源蛋白的氨基酸序列差异越大,亲缘关系越远
D. 亲缘关系较近时,应选择进化速度慢的蛋白质进行比较研究
10. 红细胞在维持血浆pH稳定中发挥着重要作用,其调节机制如图(●为带3蛋白,负责氯转移,即一对一转运Cl⁻和HCO3-)。下列叙述错误的是( )
A. CO2从血浆进入红细胞后主要以HCO3-的形式运出细胞
B. 带3蛋白在维持红细胞稳定性和内环境稳态中起重要作用
C. 血红蛋白不仅能运输CO2,还能直接参与调节内环境的pH
D. 碳酸酐酶和氯转移保证了CO2在红细胞内大量形成HCO3-
11. 生长素促进细胞伸长的机理过程如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 生长素促进生长主要表现为促进细胞伸长和促进细胞质的分裂
B. 生长素可直接与基因结合激活相应基因的表达而发挥作用
C. 生长素促进细胞伸长与原生质体生长及细胞壁合成速度加快有关
D. 细胞壁处H+浓度下降,细胞壁变疏松,有利于细胞伸长
12. 生物量是指生物群落在单位面积某一时刻现存的有机物总量(一般用干重代表)。森林群落的生物量是森林生态系统结构优劣和功能高低最直接的表现。下列相关叙述错误的是( )
A. 群落向森林演替的过程中生物量通常会逐渐增加
B. 在不同的森林群落中,生物适应环境的方式相同
C. 森林生态系统的生物量会随季节变化而波动
D. 森林生态系统的生物量金字塔通常上窄下宽
13. 江西有很多由传统发酵技术制作出的美食,比如南酸枣果醋、婺源酸菜、李渡烧酒、吉安霉鱼等。下列关于传统发酵技术的叙述,正确的是( )
A. 醋酸菌的最适生长温度在30 ~35 ℃,9—10月南酸枣开始收获,此时正是酿南酸枣果醋的好时候
B. 婺源酸菜是将蔬菜揉搓、晾晒后配以佐料密封存储约60天后制成的,其酸味主要源于醋酸
C. 李渡烧酒以大米和高粱为原料,经发酵、蒸馏等步骤制成,其制作全过程应严格隔绝空气,保证无氧
D. 已知霉鱼的制作工艺和腐乳相同,可推测其中起发酵作用的菌种就是毛霉
14. 科学家为解决马铃薯因感染茄科霍尔氏菌导致产量下降问题,利用植物体细胞杂交技术成功获得了茄子融合亲本的青枯病抗性杂种植株。下列相关说法错误的是( )
A. 混合酶液处理过程需要用纤维素酶和果胶酶混合去除细胞壁
B. 过程①可利用聚乙二醇、Ca2+载体等方法诱导原生质体融合
C. 过程②成功的标志是融合的原生质体长出新的细胞壁
D. 过程③需对获得的杂种植株进行筛选
15. 下列对四种鉴定实验的分析,正确的是( )
A. 花生切片经染色后用50%酒精洗去浮色,镜检出现橘黄色说明其中含有脂肪
B. 在马铃薯匀浆中滴加适量斐林试剂,摇匀后溶液未变色,说明其中不含还原糖
C. 将萌发的小麦种子制成匀浆,加入双缩脲试剂后呈紫色说明有新蛋白质的合成
D. 对洋葱进行DNA粗提取后,要用琼脂糖凝胶电泳鉴定是否得到了DNA
二、非选择题:本大题包括5小题,共55分。
16. 过敏性气道炎症患者常表现为咳嗽、胸闷、呼吸困难。研究发现一些细菌能引起动物肺部免疫反应,激发A20基因的表达,降低过敏性气道炎发病率。研究人员为研究A20蛋白作用效果及其机制,进行了相关实验,结果如图。回答下列问题:
(1)鸡卵白蛋白(OVA)是·种常见的过敏原,制成OVA致敏液后可用于制备幼鼠模型组。模型组和治疗组水鼠需要_____________(填“饲喂”或“注射”)一定量的OVA致敏液,同时对治疗组小鼠分别持续使用低剂量和高剂量蛋白。
(2)模型组和治疗组需要再次使用一定剂量的OVA致敏液激发机体免疫反应。其原因是_____________。
(3)一段时间后,测定各组小鼠血清中IgG1的含量。分析图甲可得到的结论是_____________。
(4)测定各组小鼠脾细胞培养上清液中细胞因子IL-10、IL-4的含量,结果如图乙。IL-4具有促进炎症的作用,IL-10能抑制T淋巴细胞合成细胞因子IL-4。结合图乙推测A20蛋白发挥作用机制是_____________。
(5)若要用A20蛋白广泛用于治疗,请提出制备大量的A20蛋白的实验思路_____________。
17. 下图是苹果叶肉细胞中淀粉、蔗糖合成及转运示意图。
(1)研究表明缺磷会抑制苹果的光合作用,据图分析其原因有__________(答出两点)。白天叶绿体中合成过渡型淀粉,一方面可以保障光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)蔗糖的合成速率,另一方面可为夜间细胞生命活动提供__________。
(2)葡萄糖具有还原性,能与蛋白质的氨基结合。据此分析,光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输,其原因是__________。灌浆期缺水会明显影响果实产量,其主要原因是__________。果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高最后下降的呼吸跃变现象,在此过程中,苹果果实细胞内的自由水/结合水的比值变化情况最可能是__________。
(3)某地苹果10月底统一采摘,但发现采摘的苹果中有一部分出现水心现象(糖分过度积累,内部组织的细胞间隙充满液体而呈水渍状),不耐贮藏,有人认为是果实未及时采摘所致。请设计实验验证,写出实验的基本思路__________。
18. 某种植物M常采用扦插繁殖。研究小组为探究不同浓度的植物生长调节剂三十烷醇对植物M插条生根的影响,完成了一组预实验,结果如图1所示。
(1)设计预实验的目的是为进一步实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性。该实验的对照有两大类:一是用蒸馏水处理插条,作为空白对照;二是用_____处理插条作为相互对照。
(2)用三十烷醇处理植物M插条比较简便的方法有沾蘸法和______法。两种方法在_____两方面存在差异。
(3)若要探究三十烷醇促进植物M插条生根的最适浓度,还需在______范围内设置更小浓度梯度的三十烷醇溶液进行实验。
(4)根系是植物M良好发育的基础,而侧根是植物M根系吸收矿质营养和水分的主体。侧根在离主根根尖一定距离处才发生,且受主根生长的抑制,这种现象称为根系的顶端优势。研究人员根据实验数据绘制了外施1BA(生长素类植物生长调节剂)对植物M主根长度及侧根数影响的曲线(如图2)。
①由图2可知,外施IBA在一定程度上能_____根系顶端优势,但根据图2中的曲线不能得出“IBA对侧根发生的影响具有低浓度促进,高浓度抑制的作用”的结论,是因为与不外施IBA相比,外施不同浓度的IBA______。
②农业生产上,移栽幼苗时常常需对根尖进行适度切断主根的处理,这样处理的意义是______,促进侧根生长,有利于矿质营养和水分的吸收。
19. 基因编辑技术在胚胎工程中得到广泛的应用。如图1表示利用基因编辑技术培养小鼠B的过程,图2表示使用CRISPR/dCas9技术进行基因编辑的过程,其中dCas9不具有内切核酸酶活性,它能与不同作用的酶(A)结合,对基因进行定点修饰。回答下列问题。
(1)图1中,从卵泡中取出卵母细胞进行体外培养,需要的气体环境是______,培养基中通常需要加入血清等一些天然成分的原因是______。
(2)图1中,将极体注入次级卵母细胞常采用的方法是______,该过程的作用相当于______。对卵母细胞进行H19和Gt12基因甲基化,lgf2r、Snrpn等多个基因去甲基化处理的目的是______。
(3)图1中将囊胚移植到代孕母鼠之前,需要对代孕母鼠进行______处理。
(4)图2中,使用CRISPR/dCas9技术对基因编辑时,sgRNA的作用是______,设计sgRNA时应保证______。目标序列的甲基化和去甲基化的遗传效应属于______。
20. 不同的启动子活性不同,可引起基因表达强度的差异。MCS是一段含多种限制酶切割位点的DNA序列,广泛用于插入不同外源启动子,但MCS自身序列也可能会启动下游基因的表达,对外源启动子活性检测造成干扰。为了构建能灵敏检测外源启动子活性的质粒,科研人员利用无启动子的lacZ基因和质粒p构建出质粒p-lacZ(如图甲),并以此进行进一步研究。回答下列问题。
(1)为构建更为灵敏的外源启动子活性检测质粒,最好选择限制酶_____________切割质粒p-lacZ,然后将MCS与p-lacZ连接构建成质粒p01。在此基础上对MCS序列进行不同改造分别得到质粒p02、p03、p04、p05、p06。
(2)将质粒p01~p06分别与lacZ基因缺失菌株混合后接种至含__________ 的液体培养基中培养并筛选出成功转入质粒的菌株,然后分别于28℃和37℃条件下培养后进行β-半乳糖苷酶活性测定,结果(如图乙)表明,应选择质粒_____________并在_____________的温度下用于插入外源启动子进行活性检测最灵敏,理由是_____________。
(3)β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色。请利用(2)筛选得到的质粒(记为pR)为工具,用固体培养基初步比较外源启动子A和B的活性,试写出简要的实验思路_____________。
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2026届合肥八中高三下学期生物阶段检测(三)
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 下列关于细胞中化合物的叙述,正确的是( )
A. 自由水是很多生化反应的介质,不能直接参与生化反应
B. 无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
C. 乳糖存在于动物细胞中,不能进一步水解为更简单的化合物
D. 脂肪是细胞中良好的储能物质,不是细胞膜的主要组成组分
【答案】D
【解析】
【分析】无机盐主要以离子的形式存在,其生理作用有:(1)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分,如Mg2+是叶绿素的必要成分。(2)维持细胞的生命活动,如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。(3)维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。
【详解】A、自由水不仅是生化反应的介质,也可直接参与反应,如光反应中水的分解,A错误;
B、无机盐(如Mg²⁺)参与叶绿素(有机物)的合成,B错误;
C、乳糖是二糖,可水解为葡萄糖和半乳糖,C错误;
D、脂肪是良好储能物质,而细胞膜主要由磷脂、蛋白质等构成,不含脂肪,D正确。
故选D。
2. 人的胰蛋白酶能识别和专一性地切割肽链内赖氨酸、精氨酸形成的肽键,所以早期常用酪蛋白来测定其酶活性,后来发现胰蛋白酶还能识别和切割它们的R基部位形成的酰胺键(如图1)和酯键(如图2),便用下图所示的物质BAPNA、BAEE作底物来测量其酶活性。下列说法错误的是( )
A. 酪蛋白内含有较多的赖氨酸和精氨酸
B. 该蛋白酶能将酪蛋白水解成氨基酸和肽
C. BAPNA、BAEE与双缩脲试剂反应成紫色
D. BAPNA、BAEE作测量酶活性的底物具有测定快捷、灵敏度高特点
【答案】C
【解析】
【分析】1、蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的蛋白质的空间结构有关。
2、组成蛋白质的氨基酸分子结合的方式是由一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)结合连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的是叫作肽键的化学键。
3、有关酶的特性:高效性、专一性、需要温和的条件。
【详解】A、人的胰蛋白酶能识别和专一性地切割肽链内赖氨酸、精氨酸形成的肽键,所以早期常用酪蛋白来测定其酶活性,说明酪蛋白内含有较多的赖氨酸和精氨酸,A正确;
B、胰蛋白酶还能识别和切割它们的R基部位形成的酰胺键(如图1)和酯键(如图2),能将酪蛋白水解成氨基酸和肽,B正确;
C、BAPNA有两个肽键,与双缩脲试剂反应成紫色,BAEE只有一个肽键,不能与双缩脲试剂反应成紫色,C错误;
D、胰蛋白酶还能识别和切割它们的R基部位形成的酰胺键(如图1)和酯键(如图2),便用下图所示的物质BAPNA、BAEE作底物来测量其酶活性,具有测定快捷、灵敏度高特点,D正确。
故选C。
3. 农业生产需铵态氮肥(或NH3)、硝态氮肥()促进植物生长,相关转运机制如图所示,根细胞膜上有A、N、S三种转运蛋白。过量施铵态氮肥会导致土壤酸化,从而抑制植物生长,该现象被称为铵毒。下列相关叙述错误的是( )
A. 转运蛋白A运输不需要消耗能量
B. 转运蛋白N运输方式是协助扩散
C. 铵毒发生后,外源施加可以缓解植物的铵毒症状
D. 一次性施肥过多,会导致植物萎蔫,失水严重甚至死亡
【答案】B
【解析】
【分析】主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
【详解】A、结合图示可知,转运蛋白A运输 NH4+是顺浓度梯度进行的,该过程不需要消耗能量,为协助扩散,A正确;
B、据图可知,H+进入细胞的方式借助转运蛋白N进行的顺浓度梯度的运输,属于协助扩散,而NO3-进入根细胞细胞是需要借助转运蛋白N并消耗能量(H+浓度差为其提供能量),是逆浓度梯度进行的,属于主动运输,B错误;
C、过量施铵态氮肥会导致土壤酸化,从而抑制植物生长,该现象被称为铵毒。NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动,增加细胞外的NO3-会减少细胞外的H+,所以会缓解铵毒,C正确;
D、一次性施肥过多,会使土壤溶液中浓度上升,使得土壤溶液浓度高于根细胞液浓度,导致根部细胞失水,引起植物萎蔫,失水严重甚至死亡,D正确。
故选B。
4. 人体成熟红细胞能够运输O₂和CO₂,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述正确的是( )
A. 成熟红细胞膜上的糖蛋白分布于外表面且不能更新
B. 血液流经肺泡细胞时,气体A和B分别是CO₂和O₂
C. ①②④⑤为被动运输,⑤过程中 H₂O 需与转运蛋白结合
D. ③过程中Na+和K⁺运输所需要的ATP 主要来自[H]的氧化
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图可知,①和②表示气体进出红细胞,一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散,③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,为主动运输,④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞,为协助扩散,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞,为协助扩散。
【详解】A、人体成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器,不能进行蛋白质的合成,所以其细胞膜上的糖蛋白分布于外表面且不能更新,A正确;
B、血液流经肺泡细胞时,氧气进入红细胞,二氧化碳排出,所以气体A是O2 ,气体B是CO2,B错误;
C、①②④过程中物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要载体蛋白和能量,为自由扩散;⑤过程中H2O通过水通道蛋白运输,为协助扩散,属于被动运输,但H2O是通过水通道蛋白运输,不是与转运蛋白结合,C错误;
D、人体成熟红细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸,无氧呼吸产生ATP,③过程中Na+和K+运输所需要的ATP主要来自无氧呼吸,而不是[H]的氧化(有氧呼吸过程中[H]的氧化),D错误。
故选A。
5. 在葡萄糖代谢过程中,受到缺氧限制时,NADH将丙酮酸还原为乳酸,随后释放NAD+(NAD+是一种辅酶,不仅参与能量代谢,还能阻止自由基的产生),这一过程由乳酸脱氢酶催化。当丙酮酸积累时,过量的丙酮酸又会通过特定途径可逆性抑制乳酸脱氢酶活性。下列叙述正确的是( )
A. 在线粒体基质中,乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原为乳酸的反应
B. 过量的丙酮酸会导致乳酸脱氢酶的空间结构发生改变而失活
C. NAD+会攻击生物膜的组成成分磷脂分子,引发雪崩式的反应
D. 丙酮酸浓度的变化对乳酸脱氢酶活性的调节属于负反馈调节机制
【答案】D
【解析】
【分析】无氧呼吸是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
【详解】A、在细胞质基质中,乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原为乳酸的反应,A错误;
B、当丙酮酸积累时,过量的丙酮酸会通过特定途径可逆性抑制乳酸脱氢酶活性,可见过量的丙酮酸会导致乳酸脱氢酶的空间结构发生可逆性改变但不会失活,B错误;
C、NAD+是一种辅酶,不仅参与能量代谢,还能阻止自由基的产生;NAD+不会攻击生物膜的组成成分磷脂分子,引发雪崩式的反应,C错误;
D、题干信息可知,丙酮酸浓度的变化对乳酸脱氢酶活性的调节属于负反馈调节机制,D正确。
故选D。
6. 气调包装是把多种气体高精度置换到盒子(或袋子)中进行保鲜包装,可达到延长产品保鲜期的方法。为研究复合气调包装对大蒜鳞茎细胞呼吸及相关生理过程的影响,某研究团队固定O2体积分数为3.5%,研究CO2体积分数5%、8%、11%、14%对大蒜鳞茎在4℃贮藏过程中呼吸作用强度、乙烯释放速率的影响,结果如图1、图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 该实验的自变量为CO2浓度和贮藏时间,贮藏温度为无关变量
B. 当CO2体积分数为5%时,包装内乙烯增加可能导致细胞呼吸强度增加
C. 在90~120天范围内,随着贮藏时间的延长,包装袋内大蒜鳞茎呼吸作用强度逐渐增大
D. 3.5%O2、4℃条件下,CO2体积分数为14%是长时间贮藏大蒜鳞茎的适宜条件
【答案】D
【解析】
【分析】本实验的目的是研究复合气调包装对大蒜鳞茎细胞呼吸及相关生理活动的影响,据题图可知,实验中的自变量是CO2浓度和贮藏时间,并通过不同二氧化碳处理组之间的结果分析得出相应的结论,据此分析作答。
【详解】A、该实验的自变量为CO2浓度和贮藏时间,无关变量包括贮藏温度、O2体积分数等, 贮藏温度为无关变量,A正确;
B、当CO2体积分数为5%时,乙烯释放速率升高的峰值在90d, 而细胞呼吸作用强度在120d出现峰值,乙烯含量的增加发生于呼吸速率激增之前,可能是乙 烯增加导致细胞呼吸强度增加,B正确;
C、在90~120d范围内,随着贮藏时间的延长,包装袋 内大蒜鳞茎呼吸作用强度逐渐增大,C正确;
D、由实验结果推测,长时间贮藏大蒜鳞茎的适宜浓度条件应为4℃低温,3.5%O2,8%CO2,因为在该条件下,呼吸强度较低,且上升较少,D错误。
故选D。
7. 泛素-蛋白酶体是细胞内一种重要的蛋白质降解系统,该过程需要E1(泛素活化酶)、E2(泛素偶连酶)、E3(泛素-蛋白连接酶)协作完成对待降解的蛋白质(如周期蛋白)标记上泛素,这些被标记的蛋白质进入蛋白酶体降解成短肽。下列叙述错误的是( )
A. 泛素和三种酶均可降低化学反应的活化能
B. 三种酶分工协作的有序性体现了酶的专一性
C. 泛素-蛋白酶体途径有助于维持细胞内蛋白质的正常水平
D. 该途径的蛋白质降解功能对细胞周期的调控至关重要
【答案】B
【解析】
【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,泛素和三种酶均可降低化学反应的活化能,A正确;
B、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类底物反应,三种酶(E1、E2、E3)的分工协作体现了酶的协同作用,B错误;
C、泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质降解的重要机制,能够清除错误折叠或受损的蛋白质,维持细胞内蛋白质的正常水平,C正确;
D、该途径可以降解周期蛋白,从而调控细胞周期进程,对细胞周期的正常进行至关重要,D正确。
故选B。
8. 研究发现,家蚕(性别决定为ZW型)的某些性状表现为延迟遗传,在这种遗传方式中子代的表型由母体核基因型决定;细胞质遗传表现为子代的性状和母本性状相同。为探究蚕茧形状的遗传方式,科学家利用稳定遗传的亲本做了正反交实验。下列说法错误的是( )
A. 上述正反交的实验结果无法证明蚕茧形状表现为延迟遗传
B. 若为细胞质遗传,则F1自由交配后的子代结果不同
C. 若为延迟遗传,用上述实验中的F1分别自由交配所得F2均表现为椭圆,则证明椭圆性状为常染色显性遗传
D. 若为延迟遗传且椭圆性状为常染色显性遗传,则上述实验中的F1分别自由交配所得F2与任一父本交配,后代表型比例均为3:1
【答案】C
【解析】
【分析】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。
【详解】A、延迟遗传中,子代的表型由母核基因型决定。仅从正、反交实验结果来看,无法明确子代的表型是由母核基因型决定的,也可能是细胞质遗传,所以不能证明蚕茧形状表现为延迟遗传,A正确;
B、细胞质遗传的特点是子代的性状和母本性状相同。 若为细胞质遗传,F1自交后,子代的性状取决于母本,由于正、反交得到的F1不同,所以子代结果不同,B正确;
C、若为延迟遗传,用上述实验中的 F1分别自由交配所得F2表现为椭圆。 因为延迟遗传中子代表型由母核基因型决定, F2 表现为椭圆,推测椭圆性状为显性,相关基因位于常染色体或性染色体同源区段,C错误;
D、若为延迟遗传且椭圆性状为常染色显性遗传,设相关基因为 A、 a。 正交: P为AA(椭圆)×aa(圆形),F1为Aa(椭圆);反交: P为 aa(圆形)×AA(椭圆), F1为Aa(圆形)。F1分别自由交配所得F2 的基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1。 当F2与任一父本交配时,由于延迟遗传子代的表型由母核基因型决定,所以后代表型比例都为3:1,D正确。
故选C。
9. 核酸和蛋白质作为生物大分子蕴含着丰富的生物进化信息。在很多不同种的生物体中,都存在同源基因(共同的进化起源、序列结构和功能相似的基因)和同源蛋白质(功能相似、氨基酸序列也相似的蛋白质),对这些大分子进行比较研究可以为生物进化顺序提供证据。下列有关叙述错误的是( )
A. 同源基因是由突变产生的,在整个进化过程中随机发生
B. 不同种生物同源蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
C. 不同种生物的同源蛋白的氨基酸序列差异越大,亲缘关系越远
D. 亲缘关系较近时,应选择进化速度慢的蛋白质进行比较研究
【答案】D
【解析】
【分析】基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期。
【详解】A、基因突变具有普遍性,任何时候都能发生,A正确;
B、由于密码子的简并性,不同的密码子可能对应相同的氨基酸,因此不同种生物同源蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大,B正确;
C、两种生物的共同祖先生活的年代距今越远,这两种生物的蛋白质和DNA产生差异的时间也越长,差异性可能就越大,因此不同种生物的同源蛋白的氨基酸序列差异越大,亲缘关系越远,C正确;
D、亲缘关系较近时,蛋白质的差异较小,应选择进化速度快的蛋白质进行比较研究,才能比较出它们的不同,D错误。
故选D。
10. 红细胞在维持血浆pH稳定中发挥着重要作用,其调节机制如图(●为带3蛋白,负责氯转移,即一对一转运Cl⁻和HCO3-)。下列叙述错误的是( )
A. CO2从血浆进入红细胞后主要以HCO3-的形式运出细胞
B. 带3蛋白在维持红细胞稳定性和内环境稳态中起重要作用
C. 血红蛋白不仅能运输CO2,还能直接参与调节内环境的pH
D. 碳酸酐酶和氯转移保证了CO2在红细胞内大量形成HCO3-
【答案】C
【解析】
【分析】内环境稳态是指正常机体通过调节作用,使各个器官,系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。内环境稳态是机体进行生命活动的必要条件,其稳态的调节机制是靠神经—体液—免疫调节网络。
【详解】A、分析图可知,组织液中的CO2通过血浆进入红细胞后,在红细胞内大部分CO2与水反应,在碳酸酐酶的作用下生成H2CO3,最后主要以HCO3-的形式运出细胞,A正确;
B、带3蛋白,负责氯转移,即一对一转运Cl⁻和HCO3-,因此带3蛋白在维持红细胞稳定性和内环境稳态中起重要作用,B正确;
C、由图可知,血红蛋白能运输CO2,又能与H+结合,在血浆pH维持相对稳定的过程中发挥着重要的作用,C错误;
D、分析图可知,碳酸酐酶和氯转移保证了CO2在红细胞内大量形成HCO3- ,D正确。
故选C。
11. 生长素促进细胞伸长的机理过程如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A. 生长素促进生长主要表现为促进细胞伸长和促进细胞质的分裂
B. 生长素可直接与基因结合激活相应基因的表达而发挥作用
C. 生长素促进细胞伸长与原生质体生长及细胞壁合成速度加快有关
D. 细胞壁处H+浓度下降,细胞壁变疏松,有利于细胞伸长
【答案】C
【解析】
【分析】“酸生长理论”和“基因活化学说”提出IAA对细胞伸长的作用机理。“酸生长理论”是指生长素与细胞膜受体结合,引发H+以主动运输的方式向外运输,酸性条件下细胞壁的纤维素微丝伸长,使细胞壁松弛,对细胞的压力减小,引起细胞纵向伸长生长;“基因活化学说”是指活化因子与生长素结合使相关基因在细胞核内表达。
【详解】A、生长素促进生长主要表现为促进细胞伸长和促进细胞核的分裂,A错误;
B、生长素需要通过受体和信号传导间接调控基因表达,不能直接与基因结合,B错误;
C、结合图示可知,生长素促进细胞伸长与原生质体生长及细胞壁合成速度加快有关,C正确;
D、细胞壁处H+浓度升高,细胞壁变疏松,进而有利于细胞伸长,D错误。
故选C。
12. 生物量是指生物群落在单位面积某一时刻现存的有机物总量(一般用干重代表)。森林群落的生物量是森林生态系统结构优劣和功能高低最直接的表现。下列相关叙述错误的是( )
A. 群落向森林演替的过程中生物量通常会逐渐增加
B. 在不同的森林群落中,生物适应环境的方式相同
C. 森林生态系统的生物量会随季节变化而波动
D. 森林生态系统的生物量金字塔通常上窄下宽
【答案】B
【解析】
【分析】生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系,可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位。采用这些单位所构成的生态金字塔就可以分别称为生物量金字塔,能量金字塔和数量金字塔
【详解】A、群落向森林演替是一个群落逐渐发展、结构逐渐复杂、功能逐渐完善的过程。在这个过程中,随着群落的演替,植物种类增多,植被更加茂盛,生产者固定的太阳能增多,合成的有机物也增多,所以生物量通常会逐渐增加,A正确;
B、不同的森林群落所处的环境条件不同,比如有的森林群落可能位于干旱地区,水分相对较少;有的森林群落可能位于湿润地区,水分充足。不同的环境条件下,生物面临的生存压力和可利用的资源不同,生物适应环境的方式也会有所不同,B错误;
C、森林生态系统中,生物的生长、发育和繁殖等活动都受到季节变化的影响。在适宜生长的季节,植物生长旺盛,光合作用强,生物量增加;而在一些不利季节,如冬季,植物生长缓慢甚至停止,部分生物可能会死亡分解,生物量减少。所以森林生态系统的生物量会随季节变化而波动,C正确;
D、生物量金字塔是根据各营养级生物的生物量绘制的金字塔图形。在森林生态系统中,生产者(主要是绿色植物)通过光合作用固定太阳能,将无机物转化为有机物,积累大量的生物量。而消费者和分解者直接或间接依赖于生产者提供的有机物,它们的生物量相对较少。所以森林生态系统的生物量金字塔通常上窄下宽,D正确。
故选B。
13. 江西有很多由传统发酵技术制作出的美食,比如南酸枣果醋、婺源酸菜、李渡烧酒、吉安霉鱼等。下列关于传统发酵技术的叙述,正确的是( )
A. 醋酸菌的最适生长温度在30 ~35 ℃,9—10月南酸枣开始收获,此时正是酿南酸枣果醋的好时候
B. 婺源酸菜是将蔬菜揉搓、晾晒后配以佐料密封存储约60天后制成的,其酸味主要源于醋酸
C. 李渡烧酒以大米和高粱为原料,经发酵、蒸馏等步骤制成,其制作全过程应严格隔绝空气,保证无氧
D. 已知霉鱼的制作工艺和腐乳相同,可推测其中起发酵作用的菌种就是毛霉
【答案】A
【解析】
【分析】醋酸菌为异养好氧菌,其呼吸产物为醋酸,在进行醋酸的生成时,适宜温度为30℃~35℃。
【详解】A、醋酸菌的最适生长温度为30 - 35℃ ,9 - 10月南酸枣开始收获,此时温度适宜醋酸菌生长,正是酿制南酸枣果醋的时候,A正确;
B、婺源酸菜的酸味主要源于乳酸菌发酵产生的乳酸,而不是醋酸,B错误;
C、李渡烧酒制作时,前期糖化阶段需要有一定氧气,让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,后期酒精发酵阶段需要严格无氧条件,所以不是全过程都要严格隔绝空气、保证无氧,C错误;
D、霉鱼的制作可能有多种微生物参与,不能仅因为制作工艺和腐乳相同就确定其中起发酵作用的菌种就是毛霉,D错误。
故选A。
14. 科学家为解决马铃薯因感染茄科霍尔氏菌导致产量下降问题,利用植物体细胞杂交技术成功获得了茄子融合亲本的青枯病抗性杂种植株。下列相关说法错误的是( )
A. 混合酶液处理过程需要用纤维素酶和果胶酶混合去除细胞壁
B. 过程①可利用聚乙二醇、Ca2+载体等方法诱导原生质体融合
C. 过程②成功的标志是融合的原生质体长出新的细胞壁
D. 过程③需对获得的杂种植株进行筛选
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞,并将杂种细胞培育成新的植物体技术。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在进行植物体细胞杂交时,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,以获得原生质体,所以混合酶液处理过程需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,A正确;
B、过程①是诱导原生质体融合,常用的方法有物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇),而Ca2+载体一般用于将目的基因导入微生物细胞(如大肠杆菌)时,使细胞处于感受态,不是诱导原生质体融合的方法,B错误;
C、过程②中融合的原生质体成功的标志是长出新的细胞壁,这意味着杂种细胞已经形成了完整的细胞结构,C正确;
D、过程③是从愈伤组织培育成杂种植株,由于融合过程可能存在多种情况,所以需对获得的杂种植株进行筛选,以得到具有青枯病抗性的杂种植株,D正确。
故选B。
15. 下列对四种鉴定实验的分析,正确的是( )
A. 花生切片经染色后用50%酒精洗去浮色,镜检出现橘黄色说明其中含有脂肪
B. 在马铃薯匀浆中滴加适量斐林试剂,摇匀后溶液未变色,说明其中不含还原糖
C. 将萌发的小麦种子制成匀浆,加入双缩脲试剂后呈紫色说明有新蛋白质的合成
D. 对洋葱进行DNA粗提取后,要用琼脂糖凝胶电泳鉴定是否得到了DNA
【答案】A
【解析】
【分析】还原糖与斐林试剂共热可产生砖红色沉淀;脂肪可被苏丹Ⅲ染为橘黄色,蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。
【详解】A、花生切片经染色后用50%酒精洗去浮色, 镜检出现橘黄色说明其中含有脂肪,A正确;
B、用斐林 试剂鉴定马铃薯匀浆中是否含有还原糖需要50~65℃ 水浴加热,B错误;
C、双缩脲试剂只能鉴定小麦种子中 是否含蛋白质,不能鉴定是否有新蛋白质合成,C错 误;
D、用洋葱作为材料对DNA进行粗提取后,可用二苯胺 试剂鉴定是否提取到了DNA,琼脂糖凝胶电泳是对 DNA片段进行分离、提纯、鉴定的方法,D错误。
故选A。
二、非选择题:本大题包括5小题,共55分。
16. 过敏性气道炎症患者常表现为咳嗽、胸闷、呼吸困难。研究发现一些细菌能引起动物肺部免疫反应,激发A20基因的表达,降低过敏性气道炎发病率。研究人员为研究A20蛋白作用效果及其机制,进行了相关实验,结果如图。回答下列问题:
(1)鸡卵白蛋白(OVA)是·种常见的过敏原,制成OVA致敏液后可用于制备幼鼠模型组。模型组和治疗组水鼠需要_____________(填“饲喂”或“注射”)一定量的OVA致敏液,同时对治疗组小鼠分别持续使用低剂量和高剂量蛋白。
(2)模型组和治疗组需要再次使用一定剂量的OVA致敏液激发机体免疫反应。其原因是_____________。
(3)一段时间后,测定各组小鼠血清中IgG1的含量。分析图甲可得到的结论是_____________。
(4)测定各组小鼠脾细胞培养上清液中细胞因子IL-10、IL-4的含量,结果如图乙。IL-4具有促进炎症的作用,IL-10能抑制T淋巴细胞合成细胞因子IL-4。结合图乙推测A20蛋白发挥作用机制是_____________。
(5)若要用A20蛋白广泛用于治疗,请提出制备大量的A20蛋白的实验思路_____________。
【答案】(1)注射 (2)一定剂量的OVA刺激记忆细胞,实现快速增殖分化,引发更强的免疫反应,这样便于观察A20蛋白在过敏性气道炎中的作用效果及机制
(3)A20蛋白能够降低小鼠血清中OVA特异性抗体IgG1的含量,且在一定范围内,剂量越高,降低效果越明显
(4)A20蛋白可能通过促进细胞因子IL-10的合成,抑制T淋巴细胞合成细胞因子IL-4,从而降低过敏性气道炎的炎症反应
(5)获取A20蛋白的基因,通过构建A20基因的表达载体,将其导入受体细胞,筛选后进行培养,最终分离纯化获得A20蛋白
【解析】
【分析】本实验的目的是研究A20蛋白作用效果及其机制,实验自变量是不同剂量的A20蛋白,实验的检测指标是血清中IgG1的含量、小鼠脾细胞培养上清液中细胞因子IL-10、IL-4的含量。
【小问1详解】
鸡卵白蛋白(OVA)是一种大分子物质,口服会被消化道内的酶水解从而失去功能,因此模型组和治疗组水鼠需要注射一定量的OVA致敏液,同时对治疗组小鼠分别持续使用低剂量和高剂量蛋白。
【小问2详解】
初次注射OVA致敏液会使小鼠产生免疫反应,体内产生记忆细胞,再次使用一定剂量的OVA致敏液,是为了让记忆细胞能够识别抗原,实现快速增殖分化,引发更强的免疫反应,这样便于观察A20蛋白在过敏性气道炎中的作用效果及机制。
【小问3详解】
相比模型组,低剂量治疗组和高剂量治疗组的血清中IgG1的含量较低,相比正常组,IgG1的含量较高,说明A20蛋白能够降低小鼠血清中OVA特异性抗体IgG1的含量,且在一定范围内,剂量越高,降低效果越明显。
【小问4详解】
和对照组相比,治疗组的IL-4的含量较低,细胞因子IL-10的含量较高,已知IL-4具有促进炎症的作用,IL-10能抑制T淋巴细胞合成细胞因子IL-4,因此推测A20蛋白发挥作用机制是A20蛋白可能通过促进细胞因子IL-10的合成,抑制T淋巴细胞合成细胞因子IL-4,从而降低过敏性气道炎的炎症反应。
【小问5详解】
为了制备大量的A20蛋白,实验思路是获取A20蛋白的基因,通过构建A20基因的表达载体,将其导入受体细胞,筛选后进行培养,最终分离纯化获得A20蛋白。
17. 下图是苹果叶肉细胞中淀粉、蔗糖合成及转运示意图。
(1)研究表明缺磷会抑制苹果的光合作用,据图分析其原因有__________(答出两点)。白天叶绿体中合成过渡型淀粉,一方面可以保障光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)蔗糖的合成速率,另一方面可为夜间细胞生命活动提供__________。
(2)葡萄糖具有还原性,能与蛋白质的氨基结合。据此分析,光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输,其原因是__________。灌浆期缺水会明显影响果实产量,其主要原因是__________。果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高最后下降的呼吸跃变现象,在此过程中,苹果果实细胞内的自由水/结合水的比值变化情况最可能是__________。
(3)某地苹果10月底统一采摘,但发现采摘的苹果中有一部分出现水心现象(糖分过度积累,内部组织的细胞间隙充满液体而呈水渍状),不耐贮藏,有人认为是果实未及时采摘所致。请设计实验验证,写出实验的基本思路__________。
【答案】(1) ①. 缺磷会影响丙糖磷酸转运出叶绿体,还会影响类囊体薄膜的结构以及ATP、NADPH的合成 ②. 大于 ③. 物质和能量
(2) ①. 蔗糖是非还原性糖,不与蛋白质结合 ②. 蔗糖随水运输受阻 ③. 先上升后下降
(3)选取多株果树,将每株果树上的果实均分成两部分,一部分10月底以前(如10月20日)采摘,另一部分10月底(如10月30日)采摘,统计两部分苹果的水心果率
【解析】
【分析】植物在光照条件下进行光合作用,光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,产生ATP和NADPH,同时释放氧气,ATP和NADPH用于暗反应阶段三碳化合物的还原。
【小问1详解】
磷元素是ATP、NADPH等化合物的组成元素,其还参与类囊体薄膜等膜结构的形成,因此缺磷会影响ATP的合成、进而影响光合作用的光反应过程,由图可知,缺磷还会影响丙糖磷酸转运出叶绿体,导致丙糖磷酸滞留在叶绿体中,进而影响光合速率。结合图示可知,白天叶绿体中合成过渡型淀粉,到了晚上,过渡性淀粉会在叶绿体中被分解成麦芽糖和葡萄糖,然后运出叶绿体后再在细胞质基质合成蔗糖,转运到果实中储存或其他部位转化或储存,可见过渡性淀粉的合成,一方面可以保障光合作用速率大于蔗糖的合成速率,另一方面可为夜间细胞生命活动提供物质和能量。
【小问2详解】
葡萄糖中的醛基具有还原性,能与蛋白质的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输,因为蔗糖是非还原性糖,分子结构中没有醛基,避免了与蛋白质的结合,从而能长距离运输到需要的位置,满足植物其他细胞对物质和能量的需求以及储存。灌浆期缺水会明显影响产量,是因为蔗糖需要溶解到水中实现长距离运输,从而提高产量,缺水会导致蔗糖运输过程受阻,影响产量。自由水含量高时,新陈代谢旺盛,结合题意可知,果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高最后下降的呼吸跃变现象,则苹果果实细胞内的自由水/结合水的比值变化情况为先上升后下降。
【小问3详解】
该实验的自变量是采摘时间,因变量是是否出现水心,所以可选取多株果树,将每株果树上的果实均分成两部分,一部分10月底以前(如10月20日)采摘,另一部分10月底(如10月30日)采摘,统计两部分苹果的水心果率。
18. 某种植物M常采用扦插繁殖。研究小组为探究不同浓度的植物生长调节剂三十烷醇对植物M插条生根的影响,完成了一组预实验,结果如图1所示。
(1)设计预实验的目的是为进一步实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性。该实验的对照有两大类:一是用蒸馏水处理插条,作为空白对照;二是用_____处理插条作为相互对照。
(2)用三十烷醇处理植物M插条比较简便的方法有沾蘸法和______法。两种方法在_____两方面存在差异。
(3)若要探究三十烷醇促进植物M插条生根的最适浓度,还需在______范围内设置更小浓度梯度的三十烷醇溶液进行实验。
(4)根系是植物M良好发育的基础,而侧根是植物M根系吸收矿质营养和水分的主体。侧根在离主根根尖一定距离处才发生,且受主根生长的抑制,这种现象称为根系的顶端优势。研究人员根据实验数据绘制了外施1BA(生长素类植物生长调节剂)对植物M主根长度及侧根数影响的曲线(如图2)。
①由图2可知,外施IBA在一定程度上能_____根系顶端优势,但根据图2中的曲线不能得出“IBA对侧根发生的影响具有低浓度促进,高浓度抑制的作用”的结论,是因为与不外施IBA相比,外施不同浓度的IBA______。
②农业生产上,移栽幼苗时常常需对根尖进行适度切断主根的处理,这样处理的意义是______,促进侧根生长,有利于矿质营养和水分的吸收。
【答案】(1)不同浓度的三十烷醇溶液
(2) ①. 浸泡 ②. 浓度和处理时间
(3)8~15ppm (4) ①. 解除(抑制或减弱) ②. 都促进了侧根的发生,并没有体现其抑制作用 ③. 消除主根对侧根的抑制作用
【解析】
【分析】该实验的目的是探究不同浓度三十烷醇(植物生长调节剂)对植物M插条生根的影响,实验的自变量是三十烷醇的浓度,该实验的对照有空白对照和不同浓度的三十烷醇溶液之间的相互对照,根据对照原则分析实验结果、获取实验结论。
【小问1详解】
设计预实验的目的是为进一步实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性;实验目的是探究不同浓度的植物生长调节剂三十烷醇对植物M插条生根的影响,因此用蒸馏水处理插条,不施加任何因素,作为空白对照,二是不同浓度的三十烷醇溶液处理插条作为相互对照。
【小问2详解】
用三十烷醇处理植物M插条比较简便的方法有沾蘸法和浸泡法,沾蘸法将枝条的形态学下端在高浓度的植物生长调节剂溶液中浸泡5秒钟,浸泡法将枝条的形态学下端在低浓度的植物生长调节剂中浸泡几小时甚至一天,因此两种方法在浓度和处理时间等方面存在差异。
【小问3详解】
实验目的探究三十烷醇促进植物M插条生根的最适浓度,因此自变量是三十烷醇的浓度,因变量为插条长根的数量,由于预实验的结果显示促进生根的最适浓度在8~15ppm范围内,因此进一步实验应为在8~15ppm范围内设置更小浓度梯度的三十烷醇溶液进行实验,一段时间后检测各浓度下的生根数。
【小问4详解】
①由图2可知,外施IBA后,随着IBA浓度的上升,主根的相对长度逐渐减小,因此外施IBA在一定程度上能解除(抑制或减弱)根系顶端优势;根据图2中的曲线不能得出“IBA对侧根发生的影响具有低浓度促进,高浓度抑制的作用”的结论,因为根据图2曲线可知,与不外施IBA相比,外施不同浓度的IBA都促进了侧根的发生,并没有体现其抑制作用。
②顶端优势是由于顶芽产生的生长素向侧芽运输,积累在侧芽的生长素抑制了侧芽的生长。农业生产上,移栽幼苗时常常需对根尖进行适度切断主根的处理,这样处理的意义是消除主根对侧根的抑制作用,促进侧根生长,有利于矿质营养和水分的吸收。
19. 基因编辑技术在胚胎工程中得到广泛的应用。如图1表示利用基因编辑技术培养小鼠B的过程,图2表示使用CRISPR/dCas9技术进行基因编辑的过程,其中dCas9不具有内切核酸酶活性,它能与不同作用的酶(A)结合,对基因进行定点修饰。回答下列问题。
(1)图1中,从卵泡中取出卵母细胞进行体外培养,需要的气体环境是______,培养基中通常需要加入血清等一些天然成分的原因是______。
(2)图1中,将极体注入次级卵母细胞常采用的方法是______,该过程的作用相当于______。对卵母细胞进行H19和Gt12基因甲基化,lgf2r、Snrpn等多个基因去甲基化处理的目的是______。
(3)图1中将囊胚移植到代孕母鼠之前,需要对代孕母鼠进行______处理。
(4)图2中,使用CRISPR/dCas9技术对基因编辑时,sgRNA的作用是______,设计sgRNA时应保证______。目标序列的甲基化和去甲基化的遗传效应属于______。
【答案】(1) ①. 95%空气+5% CO2 ②. 人们对动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚
(2) ①. 显微注射法 ②. 受精作用 ③. 调节相关基因表达,提高胚胎的发育率和妊娠率
(3)同期发情 (4) ①. 引导酶(A)至目标序列处 ②. sgRNA的碱基序列与靶基因的识别序列互补配对 ③. 表观遗传
【解析】
【分析】动物细胞培养需要95%空气+5% CO2的气体环境。由于人们对动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此培养基中通常需要加入血清等一些天然成分。血清中含有多种生长因子、激素、维生素、无机盐等物质,这些物质在细胞的生长、增殖和分化等过程中起着重要的调节作用。由于动物细胞培养所需要的营养物质在培养液中不能完全满足细胞生长的需求,所以培养基中通常需要加入血清等一些天然成分
【小问1详解】
动物细胞培养需要95%空气+5% CO2的气体环境。由于人们对动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此培养基中通常需要加入血清等一些天然成分。血清中含有多种生长因子、激素、维生素、无机盐等物质,这些物质在细胞的生长、增殖和分化等过程中起着重要的调节作用。由于动物细胞培养所需要的营养物质在培养液中不能完全满足细胞生长的需求,所以培养基中通常需要加入血清等一些天然成分。
【小问2详解】
图1中,将极体注入次级卵母细胞常采用的方法是显微注射法,该过程的作用相当于受精作用。基因的甲基化和去甲基化会影响基因的表达,对卵母细胞进行H19和Gt12基因甲基化,lgf2r、Snrpn等多个基因去甲基化处理的目的是调节相关基因表达,提高胚胎的发育率和妊娠率。
【小问3详解】
为了使代孕母鼠能够接受外来胚胎并为其提供适宜的生理环境,需要将代孕母鼠用孕激素等进行同期发情处理,图1中将囊胚移植到代孕母鼠之前,需要对代孕母鼠进行同期发情处理。
【小问4详解】
使用CRISPR/dCas9技术进行基因编辑时,sgRNA的作用是引导酶(A)至目标序列处,设计sgRNA时应保证其碱基序列与靶基因的识别序列互补配对。目标序列的甲基化和去甲基化会影响基因的表达,而基因表达的改变会导致生物体的性状发生变化,所以目标序列的甲基化和去甲基化的遗传效应属于表观遗传,表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变
20. 不同的启动子活性不同,可引起基因表达强度的差异。MCS是一段含多种限制酶切割位点的DNA序列,广泛用于插入不同外源启动子,但MCS自身序列也可能会启动下游基因的表达,对外源启动子活性检测造成干扰。为了构建能灵敏检测外源启动子活性的质粒,科研人员利用无启动子的lacZ基因和质粒p构建出质粒p-lacZ(如图甲),并以此进行进一步研究。回答下列问题。
(1)为构建更为灵敏的外源启动子活性检测质粒,最好选择限制酶_____________切割质粒p-lacZ,然后将MCS与p-lacZ连接构建成质粒p01。在此基础上对MCS序列进行不同改造分别得到质粒p02、p03、p04、p05、p06。
(2)将质粒p01~p06分别与lacZ基因缺失菌株混合后接种至含__________ 的液体培养基中培养并筛选出成功转入质粒的菌株,然后分别于28℃和37℃条件下培养后进行β-半乳糖苷酶活性测定,结果(如图乙)表明,应选择质粒_____________并在_____________的温度下用于插入外源启动子进行活性检测最灵敏,理由是_____________。
(3)β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色。请利用(2)筛选得到的质粒(记为pR)为工具,用固体培养基初步比较外源启动子A和B的活性,试写出简要的实验思路_____________。
【答案】(1)SacⅡ、BglⅡ
(2) ①. 氯霉素 ②. P06 ③. 28℃ ④. 28℃条件下,β-半乳糖苷酶活性最低,对外源性启动子活性检测干扰最小
(3)将PR空质粒、PR-A、PR-B分别导入LacZ基因缺失菌种中,并接种到含有X-gal平板上,在适宜条件下培养,检测不同组平板上菌落菌落蓝色深浅
【解析】
【分析】1.工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
2.基因工程技术的基本步骤:1、提取目的基因;2、目的基因与运载体结合;3、将目的基因导入受体细胞;4、目的基因的检测和表达。
【小问1详解】
切割质粒p-lacZ时,不能破坏复制原点和标记基因,所以不能选择限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ,依据基因转录方向,且MCS自身序列也可能会启动下游基因的表达,酶切位点应位于转录的上游,且应实行双酶切法,所以应选择限制酶SacⅡ、BglⅡ切割质粒p-lacZ,然后将MCS与p-lacZ连接构建成质粒p01。在此基础上对MCS列进行不同改造分别得到质粒p02、p03、p04、p05、p06。
【小问2详解】
构建的重组质粒中含有氯霉素抗性基因,所以将质粒p01~p06分别与lacZ基因缺失菌株混合后接种至含氯霉素的液体培养基中培养并筛选出成功转入质粒的菌株,然后分别于28℃和37℃条件下培养后进行β-半乳糖苷酶活性测定。LacZ基因编码产物为β-半乳糖苷酶,若β-半乳糖苷酶活性较低,说明其对外源性启动子活性检测干扰较小,则用于插入外源启动子进行活性检测较为灵敏,反之较大,据图,质粒p06在28℃的温度条件下,β-半乳糖苷酶活性最低,对外源性启动子活性检测干扰最小,说明用于插入外源启动子进行活性检测最灵敏。
【小问3详解】
依据题干信息可知,实验的自变量为外源启动子的不同,实验应分为三组,分别将不含外源启动子的pR空质粒、pR-A、pR-B导入LacZ基因缺失菌种中,并接种到含有X-gal平板上,在适宜条件下培养,检测不同组平板上菌落菌落蓝色深浅,蓝色越深,说明其活性越强。
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