精品解析:四川省字节精准教育联盟2026年春季学期高三期中教学质量调查评估 生物学
2026-04-22
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2份
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34页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.83 MB |
| 发布时间 | 2026-04-22 |
| 更新时间 | 2026-04-22 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57486818.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
市2026年春季学期高2026届期中教学质量调查评估(2026年四川省普通高中学业水平选择性考试适应性考试)生物学
考生注意:
1.试卷分为试题卷和答题卡两部分,试题卷和答题卡各1张。
2.试题卷共8页,答题卡共2面,满分100分,测试时间75分钟。
3.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将试题卷和答题卡内项目填写清楚。
4.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
5.考试结束后,请将试题卷、答题卡和草稿纸一并交回。
◈预祝你们考试成功◈
郑重提醒
考生须在考试开始前检查试题卷和答题卡,若存在缺页、漏印、字迹模糊等情况,应于开考前向监考员报告;开考后报告的,延误的考试时间不予补足。对试题内容有疑问,不得向监考员询问。
考试结束前,严禁拍照、传播、上传试题卷及答题卡至任何网络平台,违者依规严肃处理。
请严格遵守考试纪律,违纪舞弊行为将按相关规定严肃处理。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 胶原蛋白具有由三条肽链相互缠绕而成的三螺旋稳定结构。下列叙述错误的是( )
A. 胶原蛋白中至少含有三个游离的羧基
B. 胶原蛋白的空间结构与核糖核酸不同
C. 长期食用胶原蛋白可以有效延缓皮肤的衰老
D. 用胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞
2. 如图表示高等动物细胞和植物细胞避免渗透膨胀的三种不同的机制。下列有关叙述正确的是( )
A. 这两种细胞均以原生质层充当发生渗透吸水时所需要的半透膜
B. 动物细胞将离子排出细胞来降低细胞质的浓度,以避免过度吸水
C. 液泡能调节植物细胞内的环境,细胞壁作为系统的边界有选择透过性
D. 细胞膜上的载体蛋白具有特异性,通道蛋白无特异性可平衡细胞内外浓度
3. 血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的生物大分子。下列有关叙述错误的是( )
A. 人体缺铁会造成血红蛋白含量降低
B. 肽链上的氨基酸之间能形成氢键等,使肽链能盘曲、折叠
C. 血红蛋白的合成需要核糖体和线粒体参与
D. mRNA链中碱基的改变一定会导致血红蛋白空间结构改变
4. 研究表明陈皮具有调节肝脏脂肪代谢的作用。科研人员通过高脂饮食建立非酒精性脂肪肝炎大鼠模型,分别灌胃不同剂量的川陈皮素(陈皮的有效成分之一)。在脂质自噬过程中,细胞质中的LC-3I蛋白会转变为膜上的LC-3II蛋白参与自噬。一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3I、LC-3II的含量。实验结果如下,下列说法错误的是( )
组别
谷丙转氨酶(ⅠU/L)
LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值
正常大鼠
44.13
3.15
模型大鼠
112.26
0.42
模型大鼠+低剂量川陈皮素
97.37
0.66
模型大鼠+中剂量川陈皮素
72.34
1.93
模型大鼠+高剂量川陈皮素
55.2
2.96
A. 本实验因变量是血清中谷丙转氨酶的含量及肝组织中LC-3Ⅰ、LC-3Ⅱ的含量
B. 由实验结果可知,川陈皮素对非酒精性脂肪肝病有治疗效果
C. 通过实验结果可知,川陈皮素的剂量越高,对非酒精性脂肪肝病的治疗效果越好
D. 据此推测川陈皮素的作用机理可能是促进LC-3Ⅰ蛋白转变为LC-3Ⅱ蛋白
5. 下图细胞I、和物质E、F的关系可能是( )
细胞Ⅰ
细胞Ⅱ
物质E
物质F
A
下丘脑细胞
垂体细胞
促甲状腺激素
受体
B
胰岛B细胞
肌细胞
胰岛素
受体
C
细胞毒性T细胞
病原体
抗体
抗原
D
T细胞
浆细胞
细胞因子
受体
A. A B. B C. C D. D
6. 冬季校园甲流高发,患者常出现高热、咳嗽等症状。病毒侵入人体呼吸道时,部分病毒可突破黏膜进入内环境,机体通过多种免疫途径清除病毒。下列关于该过程的叙述,正确的是( )
A. 呼吸道黏膜阻挡病毒进入内环境的作用属于特异性免疫
B. 活化的细胞毒性T细胞可直接清除内环境中繁殖的病毒
C. 免疫过程中产生的抗体是浆细胞识别病毒后分泌的免疫活性物质
D. 淋巴细胞主要由T细胞和B细胞组成,分别在胸腺和骨髓中成熟
7. Davis等科学家研究互花米草入侵某地的生长状况时提出了“阿利效应”,该效应指出群聚有利于种群的增长和存活,每种生物都有自己的最适密度,但密度过低或过高都可阻止生长,并对生殖发生负作用。下列对该效应的解释不合理的是( )
A. 种群数量达K/2值时为其存活的最适密度,种内竞争强度最小
B. 种群数量过少时,种群由于繁殖效率低而影响出生率导致衰退
C. 种群数量过少时,由于近亲繁殖的子代适应能力低而导致衰退
D. 种群数量达到K值时,种内竞争加剧,导致种群的死亡率升高
8. 下图1示太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系,下图2为科研团队对太湖蓝藻水华的发生规律进行研究得到的结果。据图分析,相关说法错误的是( )
A. 图1中食浮游生物鱼类处于第二、三营养级
B. 结合图2分析,可在12-2月清除底泥、3-4月在上覆水位置打捞蓝藻以防治水华
C. 夏季蓝藻水华最易发生,影响太湖藻类数量变化的非生物因素主要有光照、温度、土壤条件等
D. 若食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,要收获100kJ的食浮游生物鱼类,至少需要1700kJ的浮游藻类
9. 某地区内,适宜生存于某群落生态环境的所有物种构成该群落的物种库,物种库大小指物种的总数目。存在于该群落物种库中,但未在该群落出现的物种称为缺失物种。群落完整性可用群落物种丰富度与物种库大小的比值表示。下列说法不合理的是( )
A. 用于调查植物种群密度的样方法也可用于调查群落的物种丰富度
B. 若两群落的物种丰富度和缺失物种数均相同,两群落的物种库不一定相同
C. 群落完整性比值越大表明受到破坏的群落生态恢复成功程度越高
D. 某群落建立自然保护区后,缺失物种自然扩散到该群落,其恢复力稳定性提高
10. 甘蓝型油菜引入我国历史较短,其遗传基础狭隘。菘蓝(别名“板蓝根”)是传统中药材,具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜(染色体数为38)与菘蓝(染色体数为14)进行体细胞杂交,培育抗病毒的甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系,过程如图。下列叙述错误的是( )
A. 两种植物的体细胞经纤维素酶和果胶酶处理后获得原生质体
B. 原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁
C. BC1染色体组成为PPQQRR
D. BC2植株群体的染色体数目范围是38~45
11. 来自科学网报道:牛津大学团队在《自然》杂志发表的“量子驱动蛋白质”,这是一种生物分子磁敏感荧光蛋白(MFP)。该蛋白质在一定强度电磁场的作用下可以发荧光。下列相关叙述正确的是( )
A. 蛋白质空间结构的形成与二硫键有关,而与氢键无关
B. 若MFP基因发生碱基对替换,将会导致荧光特性丧失
C. 电磁场强度越强,MFP发出的荧光强度将会不断增强
D. 电磁场可能通过影响MFP的空间构象来调节其荧光特性
12. 器官移植的供体严重短缺是全球性问题。在异种动物体内培育人源器官.或是解决途径之一。中国科学院研究员先对人类成体细胞进行编辑,形成诱导多能干细胞(iPSCs)。之后将一定数量的iPSCs注射到缺失肾脏发育关键基因的猪胚胎中,构建出嵌合胚胎。24小时后,这些猪胚胎被移植入选定的代孕母猪体内。28天后,这些胚胎中的一些会发育成为未成熟的人类肾脏。从动物体内“收获”人体器官不再是纸上谈兵。实验思路如下图所示。关于该实验的叙述,正确的是( )
A. 过程③需要将胚胎细胞放在充满CO2的培养箱中培养
B. 过程④需要利用灭活的仙台病毒诱导细胞发生融合
C. 过程⑤需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理
D. 过程6所得个体不同组织细胞中的基因组成存在着差异
13. 基于伦理规定及国际惯例,代孕猪在胎龄3-4周时终止妊娠,但该做法依然引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是( )
A. 嵌合体的出现会导致人类和其他动物之间的界限模糊
B. 接受该种肾脏移植的患者,其后代可能携带有部分猪的染色体
C. 实验获得的人类肾脏,其人类细胞占比、器官功能等指标都是未知数
D. 器官使用者很可能不希望使用被编辑过的细胞长成的器官
14. 上海生物医药研究院利用单克隆抗体技术研发靶向治疗肺癌的新型药物,同时结合核移植技术制备人源化动物模型,下列相关叙述正确的是( )
A. 单克隆抗体由骨髓瘤细胞直接增殖产生,具有特异性强、灵敏度高的特点
B. 制备单克隆抗体的核心步骤是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,且融合率为100%
C. 体细胞核移植的受体细胞为去核的MII期卵母细胞,胚胎细胞核移植成功率更高
D. 单克隆抗体可用于疾病诊断,但无法作为药物载体实现对肿瘤细胞的定向杀伤
15. 下图为甲种遗传病(基因为A、a)和乙种遗传病(基因为B、b)的家系图。其中一种遗传病基因位于常染色体上,另一种位于X染色体上。正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为1/1000和1/100,下列叙述错误的是( )
A. 甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传,乙病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传
B. Ⅲ-2的基因型及其概率为AAXBY,1/3或AaXBY,2/3
C. H如果是男孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是1/6000和0
D. 对Ⅲ-1和Ⅲ-2的遗传咨询建议是优先选择生育女孩
二、非选择题:共5小题,共55分。
16. RCA是一种核基因(rca)编码的叶绿体蛋白。为研究RCA对光合作用的影响及机理,科研人员构建反义rca基因表达载体(rca 基因反向插入表达载体),利用农杆菌转化法导入大豆细胞,成功获得rca基因沉默的转基因品种(如图1),①~⑥表示相关过程。
(1)参与过程①的酶有________________(答两种即可)。已知①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补,请依据图1中给出的引物1设计区的碱基序列及限制酶的信息,写出引物1的碱基序列:5'-_____________-3'(只写出前8个碱基)。
(2)过程②用C4pdK启动子替换 Ti 质粒上原有启动子的目的是__________,⑤过程后可用含______________抗生素的培养基筛选出转化成功的大豆细胞。
(3)科研人员将野生型大豆和转基因大豆在适宜的光照条件下进行培养,一段时间后分别测定相关指标,结果如图2(Rubisco 是光合作用暗反应中的一种关键酶)。据图分析,RCA对光合作用的影响及机理是___________。
17. 荠菜蒴果有三角形和卵形两种表型,让纯种的结三角形蒴果的植株与结卵形蒴果的植株杂交得F1,F1均表现为三角形蒴果,从F1中随机选取部分植株自交得到F2,F2中表型及比例为三角形:卵形=15:1.研究人员对此提出了三种观点。
观点一:荠菜蒴果的形状受两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,aa与bb同时存在时表现为卵形,其余情况均表现为三角形。
观点二:荠菜蒴果的形状受一对等位基因A/a控制,但含某种基因的部分花粉不育,导致F2的性状分离比偏离3:1.
观点三:荠菜蒴果的形状受一对等位基因A/a控制,但基因型为aa的部分受精卵不能发育,导致F2的性状分离比偏离2:1.
回答下列问题:
(1)依据观点一,可推测F2结三角形蒴果植株中纯合子所占比例为______。若F2结三角形蒴果植株自交,收获每一植株所结的种子后,将每株所结种子单独种植在一起可得到一个株系,观察多个这样的株系,则理论上,在所有株系中有4/15的株系所结果实的表型及比例相同,其表型和比例为______。
(2)依据观点二,则可推测F1产生的含______(填“A”或“a”)基因的花粉部分不育。
(3)为探讨三种观点的合理性,以F2中结卵形蒴果植株和保留的F1为实验材料进行测交,F1植株应为______(填“父本”或“母本”)。若子代的表型及比例为______,则观点一成立;若子代的表型及比例为______,则观点二成立;若子代的表型及比例为______,则观点三成立。
18. 玉米植株有多对稳定易于区分的相对性状,例如高秆与矮秆、宽叶与窄叶、种子的甜与非甜……已知宽叶与窄叶是由一对等位基因控制的一对相对性状。将数量相等的宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植(玉米间受粉机会均等)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株宽叶和窄叶均有。回答下列问题:
(1)根据题意可判断玉米植株叶型的显隐关系是_____。玉米植株为雌雄同株异花,做杂交实验时常采用的操作步骤是_____。
(2)F1玉米植株中宽叶所占比例为_____。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中宽叶∶窄叶=5∶3,若将F1中选取的这部分宽叶植株在自然条件下种植,则后代玉米植株的表现型及比例是_____。
(3)科研人员在高秆玉米自交系中发现一株矮秆的突变体,且矮秆突变体通过自交保种,后代均表现为矮秆,说明矮秆相对于高秆为_____(显性/隐性)性状。将矮秆的突变体与高秆植株杂交,所有杂交F1均表现为高秆,且正反交F1株高无明差异,欲探究此相对性状的遗传是否由一对等位基因控制(不考虑两对或多对位于一对同源染色体上的情况),请补充完善下列实验方案(写出实验思路并预期实验结果)。
实验思路:_____。
预期实验结果:若_____,则该性状的遗传受一对等位基因控制,否则由两对或多对基因控制。
19. 水稻OsPEL蛋白是影响叶绿体发育的关键物质。为培育高光合效率的水稻,研究人员构建了OsPEL基因敲除突变体(KO)和OsPEL基因过量表达株(OE),测定了不同株系叶片的部分生理指标,结果如下表。
株系
叶绿素含量(mg·g-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
维管束鞘细胞叶绿体数量(相对于WT的倍数)
野生型(WT)
3.2
20.5
1.0×
KO
4.8
28.6
3.6×
OE
1.6
16.3
0.4×
回答下列问题:
(1)据表推测,OsPEL蛋白对叶绿体发育起_______(填“促进”或“抑制”)作用。
(2)OsPEL蛋白调控叶绿体发育的作用机制见图。GLKs是一种调节光合相关基因转录的蛋白质,PSA2、PhANGs是光系统I(PSI)组装相关蛋白。
据图分析,OsPEL过表达能影响PSI组装进而改变光合速率,其具体的途径为:
途径①:OsPEL与GLKs结合抑制其进入细胞核,导致核内GLKs含量降低;
途径②:_____;
途径③:_____。
(3)为验证存在上述途径①,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记OsPEL和GLKs,显微镜下观察叶片细胞中荧光分布,请在表格中的a和b处完善实验结果。(“+”表示有荧光,“++”表示荧光较强,“-”表示几乎无荧光)
组别
细胞质
细胞核
红色荧光
绿色荧光
红色荧光
绿色荧光
WT
+
+
-
++
OE
++
a_____
+
b_____
(4)与水稻相比,玉米光合效率高的关键在于其特有的C4途径,即通过相关酶与转运蛋白的协同作用,在叶肉细胞中高效固定CO2并形成C4化合物,随后运输至维管束鞘细胞中被利用。结合上述信息和研究结论,提出培育高产水稻的育种策略_____。
20. 强光照能够显著提高花青素的积累量,使苹果快速着色。鉴定发现,强光照时MdLNC610基因(只转录,但不编码蛋白质)、花青素合成的关键基因和乙烯合成的关键基因(MdACO1等)表达水平均显著提高。为了解释上述现象,某研究者进行了一系列实验。回答下列问题。
(1)将未着色的近成熟苹果若干,随机分为两组,在强光照后,检测相关指标,结果如下图所示。
实验结果说明:_____________。
(2)关于基因MdLNC610与MdACO1的花青素积累中的作用关系,研究者提出了两种假说并进行了相关实验:
假说一:MdACO1表达水平↑→MdLNC610表达水平↑→花青素积累↑;
假说二:MdLNC610表达水平↑→MdACO1表达水平↑→花青素积累↑;
实验处理及结果如下表:
实验处理
MdLNC610表达水平
实验处理
MdACO1表达水平
WT
+++
WT
+++
OE-MdACO1
+++
OE-MdLNC610
①________
RNAi-MdACO1
+++
RNAi-MdLNC610
②________
说明:“WT”表示野生型;“OE”表示该基因超量表达;“RNAi”表示该基因沉默(不表达);“+”的多少表示相对强度或含量。
结果支持假说二。请在表中①②处补充对应的实验结果:①______,②______。
(3)研究发现,MdLNC610的启动子中有响应强光照(对强光照作出反应)的调控元件,而MdACO1的启动子中没有。为证明该结论,研究者构建了甲、乙两种基因表达载体,如下图所示,经农杆菌分别导入苹果愈伤组织细胞,在设定条件下培养,检测启动子活性(荧光强度),请完善实验内容。
注35S:组成型强启动子;Nos-T:终止子;RLUC:内参考报告基因(稳定表达)
FLUC:主报告基因(用两种荧光强度比值FLUC/RLUC报告启动子的活性)
MdACO1promoter:MdACO1基因的启动子
①基因表达载体乙中“?”是__________(选填字母)。
a.MdACO1 b.MdLNC610 c.MdLNC610promoter(MdLNC610的启动子)
②实验结果:荧光强度显著增强的是__________(选填字母)。
a.强光照下导入了甲的愈伤组织
b.弱光照下导入了甲的愈伤组织
c.强光照下导入了乙的愈伤组织
d.弱光照下导入了乙的愈伤组织
(4)为了探究MdLNC610对MdACO1基因的调控机制,研究者构建了三种基因表达载体:
①—35S—RLUC—Nos-T—MdACO1promoter—FLUC—Nos-T—;
②—35S—Nos-T—;
③—35S—MdLNC610—Nos-T—。
组合后导入愈伤组织,实验组:同时导入①③;对照组:同时导入①②。在弱光下培养后检查荧光强度,实验结果:实验组荧光强度显著强于对照组。
推测该实验的假说是________________。
(5)综上,试用箭头和文字解释强光下苹果着色的调节通路:___________。
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市2026年春季学期高2026届期中教学质量调查评估(2026年四川省普通高中学业水平选择性考试适应性考试)生物学
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1.试卷分为试题卷和答题卡两部分,试题卷和答题卡各1张。
2.试题卷共8页,答题卡共2面,满分100分,测试时间75分钟。
3.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将试题卷和答题卡内项目填写清楚。
4.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
5.考试结束后,请将试题卷、答题卡和草稿纸一并交回。
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考生须在考试开始前检查试题卷和答题卡,若存在缺页、漏印、字迹模糊等情况,应于开考前向监考员报告;开考后报告的,延误的考试时间不予补足。对试题内容有疑问,不得向监考员询问。
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一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 胶原蛋白具有由三条肽链相互缠绕而成的三螺旋稳定结构。下列叙述错误的是( )
A. 胶原蛋白中至少含有三个游离的羧基
B. 胶原蛋白的空间结构与核糖核酸不同
C. 长期食用胶原蛋白可以有效延缓皮肤的衰老
D. 用胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞
【答案】C
【解析】
【详解】A、不考虑R基的情况下,每条肽链的末端至少有1个游离的羧基,胶原蛋白由3条肽链构成,因此至少含有3个游离的羧基,A正确;
B、胶原蛋白本质是蛋白质,核糖核酸(RNA)本质是核酸,二者化学本质不同,空间结构也存在明显差异,B正确;
C、胶原蛋白是生物大分子,食用后会在消化道中被蛋白酶、肽酶分解为氨基酸才能被人体吸收,无法直接以胶原蛋白的形式作用于皮肤,不能有效延缓皮肤衰老,C错误;
D、动物组织细胞间的间质主要成分为胶原蛋白,胶原蛋白酶可分解细胞间的胶原蛋白,因此能将动物组织分散成单个细胞,是动物细胞培养的常用操作,D正确。
2. 如图表示高等动物细胞和植物细胞避免渗透膨胀的三种不同的机制。下列有关叙述正确的是( )
A. 这两种细胞均以原生质层充当发生渗透吸水时所需要的半透膜
B. 动物细胞将离子排出细胞来降低细胞质的浓度,以避免过度吸水
C. 液泡能调节植物细胞内的环境,细胞壁作为系统的边界有选择透过性
D. 细胞膜上的载体蛋白具有特异性,通道蛋白无特异性可平衡细胞内外浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A、原生质层是植物细胞的细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质构成,动物细胞和原生生物都是以细胞膜为半透膜完成渗透作用的,A错误;
B、动物细胞避免膨胀,需要将离子转运到细胞外,来降低细胞质的浓度,以减小细胞内液的渗透压,避免过度吸水涨破,B正确;
C、液泡通过吸水和失水,进而调节植物细胞的渗透压,调节植物细胞内的环境;但细胞壁是全透性结构,不能作为细胞的边界,细胞膜才是细胞的边界,C错误;
D、通道蛋白也具有特异性,D错误。
3. 血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的生物大分子。下列有关叙述错误的是( )
A. 人体缺铁会造成血红蛋白含量降低
B. 肽链上的氨基酸之间能形成氢键等,使肽链能盘曲、折叠
C. 血红蛋白的合成需要核糖体和线粒体参与
D. mRNA链中碱基的改变一定会导致血红蛋白空间结构改变
【答案】D
【解析】
【详解】A、Fe是构成血红蛋白的必需元素,人体缺铁会导致血红蛋白无法正常合成,造成血红蛋白含量降低,A正确;
B、肽链中氨基酸之间可通过氢键、二硫键等相互作用,使肽链发生盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质,B正确;
C、血红蛋白属于蛋白质,其合成场所是核糖体,且合成过程需要消耗能量,能量主要由线粒体提供,因此其合成需要核糖体和线粒体参与,C正确;
D、密码子具有简并性,即多种密码子可对应同一种氨基酸,若mRNA链中碱基改变后对应的密码子仍编码同种氨基酸,则血红蛋白的氨基酸序列不变,其空间结构也不会发生改变,D错误。
4. 研究表明陈皮具有调节肝脏脂肪代谢的作用。科研人员通过高脂饮食建立非酒精性脂肪肝炎大鼠模型,分别灌胃不同剂量的川陈皮素(陈皮的有效成分之一)。在脂质自噬过程中,细胞质中的LC-3I蛋白会转变为膜上的LC-3II蛋白参与自噬。一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3I、LC-3II的含量。实验结果如下,下列说法错误的是( )
组别
谷丙转氨酶(ⅠU/L)
LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值
正常大鼠
44.13
3.15
模型大鼠
112.26
0.42
模型大鼠+低剂量川陈皮素
97.37
0.66
模型大鼠+中剂量川陈皮素
72.34
1.93
模型大鼠+高剂量川陈皮素
55.2
2.96
A. 本实验因变量是血清中谷丙转氨酶的含量及肝组织中LC-3Ⅰ、LC-3Ⅱ的含量
B. 由实验结果可知,川陈皮素对非酒精性脂肪肝病有治疗效果
C. 通过实验结果可知,川陈皮素的剂量越高,对非酒精性脂肪肝病的治疗效果越好
D. 据此推测川陈皮素的作用机理可能是促进LC-3Ⅰ蛋白转变为LC-3Ⅱ蛋白
【答案】C
【解析】
【详解】A、实验中随自变量变化而被检测的指标为血清谷丙转氨酶含量、肝组织LC-3I和LC-3II的含量,二者均属于因变量,A正确;
B、与模型组相比,添加不同剂量川陈皮素的实验组谷丙转氨酶(含量越高代表肝损伤越严重)含量均下降、LC-3II/LC-3I比值(比值越高代表脂质自噬活性越强,可反映肝脏脂肪代谢的恢复程度)均上升,指标向正常组趋近,说明川陈皮素对非酒精性脂肪肝病有治疗效果,B正确;
C、本实验仅设置了低、中、高三个剂量梯度,仅能说明在该实验的剂量范围内剂量越高治疗效果越好,无法证明任意剂量下均是剂量越高效果越好,C错误;
D、随川陈皮素剂量升高,LC-3II/LC-3I的比值升高,结合题干“脂质自噬过程中LC-3I会转变为LC-3II”的信息,可推测川陈皮素的作用机理可能是促进该转化过程,D正确。
5. 下图细胞I、和物质E、F的关系可能是( )
细胞Ⅰ
细胞Ⅱ
物质E
物质F
A
下丘脑细胞
垂体细胞
促甲状腺激素
受体
B
胰岛B细胞
肌细胞
胰岛素
受体
C
细胞毒性T细胞
病原体
抗体
抗原
D
T细胞
浆细胞
细胞因子
受体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、下丘脑细胞分泌的是促甲状腺激素释放激素,而不是促甲状腺激素,促甲状腺激素由垂体细胞分泌,A错误;
B、胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素可以作用于肌细胞表面的胰岛素受体,促进肌细胞摄取、利用和储存葡萄糖,符合图中细胞Ⅰ分泌物质E,作用于细胞Ⅱ表面物质F(受体)的关系,B正确;
C、抗体是由浆细胞分泌的,不是细胞毒性T细胞,细胞毒性T细胞不分泌抗体,C错误;
D、T细胞分泌细胞因子,细胞因子主要作用于B细胞,促进B细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞,而不是直接作用于浆细胞,D错误。
6. 冬季校园甲流高发,患者常出现高热、咳嗽等症状。病毒侵入人体呼吸道时,部分病毒可突破黏膜进入内环境,机体通过多种免疫途径清除病毒。下列关于该过程的叙述,正确的是( )
A. 呼吸道黏膜阻挡病毒进入内环境的作用属于特异性免疫
B. 活化的细胞毒性T细胞可直接清除内环境中繁殖的病毒
C. 免疫过程中产生的抗体是浆细胞识别病毒后分泌的免疫活性物质
D. 淋巴细胞主要由T细胞和B细胞组成,分别在胸腺和骨髓中成熟
【答案】D
【解析】
【详解】A、呼吸道黏膜阻挡病毒进入内环境的作用属于非特异性免疫,是人体免疫的第一道防线,A错误;
B、活化的细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触,使靶细胞裂解死亡,将靶细胞内的病毒释放到内环境中,而不能直接清除内环境中的病毒;病毒寄生在活细胞中才可生存和繁殖,不能直接在内环境中繁殖,B错误;
C、浆细胞不能识别病毒,免疫过程中产生的抗体是浆细胞分泌的免疫活性物质,C错误;
D、淋巴细胞主要由T细胞和B细胞组成,T细胞在胸腺中成熟,B细胞在骨髓中成熟,D正确。
故选D。
7. Davis等科学家研究互花米草入侵某地的生长状况时提出了“阿利效应”,该效应指出群聚有利于种群的增长和存活,每种生物都有自己的最适密度,但密度过低或过高都可阻止生长,并对生殖发生负作用。下列对该效应的解释不合理的是( )
A. 种群数量达K/2值时为其存活的最适密度,种内竞争强度最小
B. 种群数量过少时,种群由于繁殖效率低而影响出生率导致衰退
C. 种群数量过少时,由于近亲繁殖的子代适应能力低而导致衰退
D. 种群数量达到K值时,种内竞争加剧,导致种群的死亡率升高
【答案】A
【解析】
【详解】A、种群种内竞争强度随种群密度升高而增大,种群密度极低时种内竞争强度最小;K/2是种群增长速率最大的点,并非阿利效应中种群存活的最适密度,A错误;
B、种群数量过少时,雌雄个体交配繁殖的概率降低,繁殖效率下降会导致出生率降低,最终使种群衰退,符合阿利效应中密度过低阻止生长的特点,B正确;
C、种群数量过少时,近亲繁殖概率大幅升高,子代隐性有害基因纯合概率增加,适应环境能力降低,会导致种群衰退,C正确;
D、种群数量达到K值时,种群密度达到环境所能容纳的最大值,种内竞争加剧,种群死亡率升高,此时出生率与死亡率大致相等,D正确。
8. 下图1示太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系,下图2为科研团队对太湖蓝藻水华的发生规律进行研究得到的结果。据图分析,相关说法错误的是( )
A. 图1中食浮游生物鱼类处于第二、三营养级
B. 结合图2分析,可在12-2月清除底泥、3-4月在上覆水位置打捞蓝藻以防治水华
C. 夏季蓝藻水华最易发生,影响太湖藻类数量变化的非生物因素主要有光照、温度、土壤条件等
D. 若食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,要收获100kJ的食浮游生物鱼类,至少需要1700kJ的浮游藻类
【答案】C
【解析】
【分析】题图分析:据图1可知,图示为太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系。其中蓝藻等浮游藻类为生产者,处于第一营养级,为整个太湖的生物提供有机物。图2为太湖蓝藻水华的发生规律,据图可知,太湖中蓝藻大量生长集中在4-9月。
【详解】A、据图1可知,食浮游生物鱼类可以直接捕食蓝藻等浮游藻类,为第二营养级;食浮游生物鱼类也会以浮游动物为食,为第三营养级,故食浮游生物鱼类占第二、三营养级,A正确;
B、据图2所示,蓝藻在12-2月时下沉在底泥中,如果在此时清除底泥,可有效控制蓝藻数量;蓝藻在3-4月会上浮至上覆水,如果此时在上覆水位置打捞蓝藻,也可以减少蓝藻的数量,经过以上的措施处理,至其大量繁殖的4-9月时,蓝藻的数量就可以控制在较少的范围,B正确;
C、光照给藻类繁殖提供能量,影响其繁殖;温度为藻类光合作用和呼吸作用提供条件,影响其繁殖;由图2可知,当藻类下沉在底泥中时,处于休眠状态,上浮至上覆水才复苏,因此土壤条件不是影响太湖藻类数量变化的非生物因素,C错误;
D、据题意可知,食浮游生物鱼类的食物由60%浮游动物、40%浮游藻类组成,则其从浮游动物和藻类两条途径获得的能量比为3:2,至少需要的能量应按照传递效率20%计算,则所获得的浮游藻类至少需要:3/5×100÷20%÷20%+2/5×100÷20%=1700kJ的浮游藻类,D正确。
故选C。
9. 某地区内,适宜生存于某群落生态环境的所有物种构成该群落的物种库,物种库大小指物种的总数目。存在于该群落物种库中,但未在该群落出现的物种称为缺失物种。群落完整性可用群落物种丰富度与物种库大小的比值表示。下列说法不合理的是( )
A. 用于调查植物种群密度的样方法也可用于调查群落的物种丰富度
B. 若两群落的物种丰富度和缺失物种数均相同,两群落的物种库不一定相同
C. 群落完整性比值越大表明受到破坏的群落生态恢复成功程度越高
D. 某群落建立自然保护区后,缺失物种自然扩散到该群落,其恢复力稳定性提高
【答案】D
【解析】
【详解】A、使用样方法调查植物种群密度时,可同步统计样方内的物种种类,因此样方法也可用于调查群落的物种丰富度,A不符合题意;
B、物种库是适宜对应群落生态环境的所有物种的集合,两群落的生存环境可能存在差异,即便二者物种丰富度、缺失物种数均相同(即物种库的数值大小相等),二者物种库的物种组成也可能不同,因此两群落的物种库不一定相同,B不符合题意;
C、群落完整性为群落物种丰富度与物种库大小的比值,比值越大说明群落现有物种越接近该环境可容纳的全部适宜物种,代表受到破坏的群落生态恢复成功程度越高,C不符合题意;
D、缺失物种扩散到该群落后,群落物种丰富度升高,营养结构更复杂,生态系统的抵抗力稳定性提高,恢复力稳定性降低,D符合题意。
10. 甘蓝型油菜引入我国历史较短,其遗传基础狭隘。菘蓝(别名“板蓝根”)是传统中药材,具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜(染色体数为38)与菘蓝(染色体数为14)进行体细胞杂交,培育抗病毒的甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系,过程如图。下列叙述错误的是( )
A. 两种植物的体细胞经纤维素酶和果胶酶处理后获得原生质体
B. 原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁
C. BC1染色体组成为PPQQRR
D. BC2植株群体的染色体数目范围是38~45
【答案】C
【解析】
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以两种植物的体细胞经纤维素酶和果胶酶处理后可去除细胞壁获得原生质体,A正确;
B、原生质体是去除细胞壁的细胞,融合成功的标志是杂种细胞重新再生出细胞壁,这是判断融合完成的核心标准,后续才能进行植物组织培养获得杂种植株,B正确;
C、甘蓝型油菜染色体组成为 PPQQ,菘蓝染色体组成为 RR,二者原生质体融合形成的F1染色体组成为 PPQQRR,F1(PPQQRR)与甘蓝型油菜(PPQQ)杂交,得到的BC1染色体组成为 PPQQR,而不是 PPQQRR,C错误;
D、BC1(PPQQR)与甘蓝型油菜(PPQQ)再一次杂交,BC1在产生配子时,菘蓝的染色体(R 中的染色体)可能全部丢失,也可能有 1 - 7 条进入配子(菘蓝有 7 对染色体),甘蓝型油菜产生的配子染色体组成为 PQ,含有 19 条染色体。当菘蓝染色体全部丢失时,BC2染色体数为 38(19 + 19),当菘蓝的 7 条染色体都进入配子时,BC2染色体数为 45(19+19 + 7),所以BC2植株群体的染色体数目范围是 38 - 45,D正确。
11. 来自科学网报道:牛津大学团队在《自然》杂志发表的“量子驱动蛋白质”,这是一种生物分子磁敏感荧光蛋白(MFP)。该蛋白质在一定强度电磁场的作用下可以发荧光。下列相关叙述正确的是( )
A. 蛋白质空间结构的形成与二硫键有关,而与氢键无关
B. 若MFP基因发生碱基对替换,将会导致荧光特性丧失
C. 电磁场强度越强,MFP发出的荧光强度将会不断增强
D. 电磁场可能通过影响MFP的空间构象来调节其荧光特性
【答案】D
【解析】
【详解】A、蛋白质的空间结构(高级结构)的形成与氢键、二硫键、疏水作用、离子键等均有关,A错误;
B、密码子具有简并性,MFP基因发生碱基对替换后,对应转录出的密码子可能仍编码同种氨基酸,蛋白质结构未发生改变,因此不一定会导致荧光特性丧失,B错误;
C、题干明确MFP仅在“一定强度”的电磁场作用下可发荧光,若电磁场强度过高,会破坏MFP的空间结构使其失活,荧光强度不会不断增强,C错误;
D、蛋白质的功能由其结构决定,电磁场可调节MFP的荧光特性,推测可能是通过影响MFP的空间构象(空间结构)实现的,D正确。
12. 器官移植的供体严重短缺是全球性问题。在异种动物体内培育人源器官.或是解决途径之一。中国科学院研究员先对人类成体细胞进行编辑,形成诱导多能干细胞(iPSCs)。之后将一定数量的iPSCs注射到缺失肾脏发育关键基因的猪胚胎中,构建出嵌合胚胎。24小时后,这些猪胚胎被移植入选定的代孕母猪体内。28天后,这些胚胎中的一些会发育成为未成熟的人类肾脏。从动物体内“收获”人体器官不再是纸上谈兵。实验思路如下图所示。关于该实验的叙述,正确的是( )
A. 过程③需要将胚胎细胞放在充满CO2的培养箱中培养
B. 过程④需要利用灭活的仙台病毒诱导细胞发生融合
C. 过程⑤需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理
D. 过程6所得个体不同组织细胞中的基因组成存在着差异
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2是细胞代谢所必需, CO2主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、过程③需要将胚胎细胞放在95%空气和5%CO2的培养箱中培养,A错误;
B、过程④除了可以利用灭活的仙台病毒诱导细胞发生融合外,还可以用物理或化学方法来诱导融合,B错误;
C、过程⑤需要对代孕母猪进行同期发情处理,不需要进行超数排卵处理,C错误;
D、由于嵌合体含有人和猪的基因,因此过程⑥所得个体不同组织细胞中的基因组成存在着差异,D正确。
故选D。
13. 基于伦理规定及国际惯例,代孕猪在胎龄3-4周时终止妊娠,但该做法依然引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是( )
A. 嵌合体的出现会导致人类和其他动物之间的界限模糊
B. 接受该种肾脏移植的患者,其后代可能携带有部分猪的染色体
C. 实验获得的人类肾脏,其人类细胞占比、器官功能等指标都是未知数
D. 器官使用者很可能不希望使用被编辑过的细胞长成的器官
【答案】B
【解析】
【详解】ACD、基于伦理规定及国际惯例,代孕猪在胎龄3-4周时终止妊娠,但该做法依然引起了民众普遍的担忧。原因是嵌合体的出现会导致人类和其他动物之间的界限模糊、实验获得的人类肾脏,其人类细胞占比、器官功能等指标都是未知数、器官使用者很可能不希望使用被编辑过的细胞长成的器官,ACD不符合题意;
B、但接受该种肾脏移植的患者,其后代不可能携带部分猪的染色体,因为患者生殖细胞的遗传物质没有改变,B符合题意。
14. 上海生物医药研究院利用单克隆抗体技术研发靶向治疗肺癌的新型药物,同时结合核移植技术制备人源化动物模型,下列相关叙述正确的是( )
A. 单克隆抗体由骨髓瘤细胞直接增殖产生,具有特异性强、灵敏度高的特点
B. 制备单克隆抗体的核心步骤是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,且融合率为100%
C. 体细胞核移植的受体细胞为去核的MII期卵母细胞,胚胎细胞核移植成功率更高
D. 单克隆抗体可用于疾病诊断,但无法作为药物载体实现对肿瘤细胞的定向杀伤
【答案】C
【解析】
【详解】A、单克隆抗体是由特定B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞分泌的,骨髓瘤细胞自身无法产生特异性抗体,不能通过直接增殖产生单克隆抗体,A错误;
B、单克隆抗体制备的核心步骤是筛选能稳定分泌特异性抗体的杂交瘤细胞;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的融合率远达不到100%,融合操作后还会存在大量未融合细胞、同种细胞融合产物,B错误;
C、体细胞核移植常用的受体细胞是去核的MII期卵母细胞,这类细胞营养丰富,且含有促进细胞核全能性表达的物质;胚胎细胞的分化程度低于体细胞,全能性更强,因此胚胎细胞核移植的成功率更高,C正确;
D、单克隆抗体特异性强,不仅可用于疾病诊断,还能和抗肿瘤药物偶联作为药物载体,借助单克隆抗体的靶向性实现对肿瘤细胞的定向杀伤(即“生物导弹”技术),D错误。
15. 下图为甲种遗传病(基因为A、a)和乙种遗传病(基因为B、b)的家系图。其中一种遗传病基因位于常染色体上,另一种位于X染色体上。正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为1/1000和1/100,下列叙述错误的是( )
A. 甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传,乙病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传
B. Ⅲ-2的基因型及其概率为AAXBY,1/3或AaXBY,2/3
C. H如果是男孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是1/6000和0
D. 对Ⅲ-1和Ⅲ-2的遗传咨询建议是优先选择生育女孩
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据遗传系谱图推测,“无中生有”为隐性,“无”指的是父母均不患病,“有”指的是子代中有患病个体;隐性遗传看女病,后代女儿患病父亲正常为常染色体遗传。故甲病为常染色体隐性遗传病。根据题意,其中一种遗传病基因位于常染色体上,另一种位于X染色体上,则乙病为伴X染色体隐性遗传病,A正确;
B、根据Ⅲ-3同时患甲、乙两种遗传病,推出Ⅲ-3的基因型为aaXbY,Ⅱ-2、Ⅱ-3均表现正常,则Ⅱ-2的基因型是AaXBY,Ⅱ-3的基因型是AaXBXb,Ⅲ-2表现型正常,所以Ⅲ-2的基因型及概率是1/3AAXBY或2/3AaXBY,B正确;
C、Ⅲ-2的基因型及其概率为1/3AAXBY或2/3AaXBY,正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为1/1000和1/100,H如果是男孩则表现甲病(aa)的概率是2/3×1/1000×1/4=1/6000,乙病的概率(XbY)是1/100×1/2=1/200,C错误;
D、Ⅲ-1和Ⅲ-2生的H如果是女孩,则表现甲病(aa)的概率是2/3×1/1000×1/4=1/6000,乙病(XbXb)的概率是0(因为其父亲Ⅲ-2一定给其提供XB),优先选择生育女孩,D正确。
二、非选择题:共5小题,共55分。
16. RCA是一种核基因(rca)编码的叶绿体蛋白。为研究RCA对光合作用的影响及机理,科研人员构建反义rca基因表达载体(rca 基因反向插入表达载体),利用农杆菌转化法导入大豆细胞,成功获得rca基因沉默的转基因品种(如图1),①~⑥表示相关过程。
(1)参与过程①的酶有________________(答两种即可)。已知①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补,请依据图1中给出的引物1设计区的碱基序列及限制酶的信息,写出引物1的碱基序列:5'-_____________-3'(只写出前8个碱基)。
(2)过程②用C4pdK启动子替换 Ti 质粒上原有启动子的目的是__________,⑤过程后可用含______________抗生素的培养基筛选出转化成功的大豆细胞。
(3)科研人员将野生型大豆和转基因大豆在适宜的光照条件下进行培养,一段时间后分别测定相关指标,结果如图2(Rubisco 是光合作用暗反应中的一种关键酶)。据图分析,RCA对光合作用的影响及机理是___________。
【答案】(1) ①. 逆转录酶、耐高温的DNA聚合酶 ②. CTCGAGGT
(2) ①. 使目的基因在大豆叶肉细胞中特异性表达 ②. 潮霉素
(3)RCA可提高 Rubisco活力,促进暗反应,进而促进光合作用
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:可利用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(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测;①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因;②检测目的基因是否转录出了mRNA;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
过程①为反转录PCR,因此需要的酶有逆转录酶、耐高温的DNA聚合酶。①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补,则b链是模板链,质粒上用BamH Ⅰ和Sal Ⅰ切割,rca基因用Bgl Ⅱ(与BamH Ⅰ属于同尾酶)和Xho Ⅰ切割,由于目的基因是反向接入,所以目的基因左侧连接Bgl II识别序列,右侧连接Xho Ⅰ识别序列。引物1的碱基序列应该是5'-CTCGAGGT-3'。这样,质粒上用BamH Ⅰ和Sal Ⅰ切割,rca基因用Bgl Ⅱ(与BamH Ⅰ属于同尾酶)和Xho Ⅰ切割。
【小问2详解】
启动子是一段DNA序列,因此启动子的基本单位是脱氧核苷酸,C4pdk启动子是受光诱导的强启动子,在光诱导下,驱动目的基因在叶肉细胞中特异性表达,经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是可使目的基因在大豆叶肉细胞中特异性表达。由图可知T-DNA内部含有潮霉素抗性基因,因此⑤过程后可用含潮霉素的培养基筛选出转化成功的大豆细胞。
【小问3详解】
与野生型大豆相比,转基因大豆的rca基因沉默,无RCA蛋白,光合速率降低,则可知RCA对大豆的光合作用具有促进作用。由图可知,rca基因沉默时Rubisco活力下降,因此可推测RCA对大豆的光合作用的作用机理为RCA可提高Rubisco活力,促进暗反应,进而促进光合作用。
17. 荠菜蒴果有三角形和卵形两种表型,让纯种的结三角形蒴果的植株与结卵形蒴果的植株杂交得F1,F1均表现为三角形蒴果,从F1中随机选取部分植株自交得到F2,F2中表型及比例为三角形:卵形=15:1.研究人员对此提出了三种观点。
观点一:荠菜蒴果的形状受两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,aa与bb同时存在时表现为卵形,其余情况均表现为三角形。
观点二:荠菜蒴果的形状受一对等位基因A/a控制,但含某种基因的部分花粉不育,导致F2的性状分离比偏离3:1.
观点三:荠菜蒴果的形状受一对等位基因A/a控制,但基因型为aa的部分受精卵不能发育,导致F2的性状分离比偏离2:1.
回答下列问题:
(1)依据观点一,可推测F2结三角形蒴果植株中纯合子所占比例为______。若F2结三角形蒴果植株自交,收获每一植株所结的种子后,将每株所结种子单独种植在一起可得到一个株系,观察多个这样的株系,则理论上,在所有株系中有4/15的株系所结果实的表型及比例相同,其表型和比例为______。
(2)依据观点二,则可推测F1产生的含______(填“A”或“a”)基因的花粉部分不育。
(3)为探讨三种观点的合理性,以F2中结卵形蒴果植株和保留的F1为实验材料进行测交,F1植株应为______(填“父本”或“母本”)。若子代的表型及比例为______,则观点一成立;若子代的表型及比例为______,则观点二成立;若子代的表型及比例为______,则观点三成立。
【答案】(1) ①. 1/5##20% ②. 三角形:卵形=15:1或三角形:卵形=3:1
(2)a (3) ①. 父本 ②. 三角形:卵形=3:1 ③. 三角形:卵形=7:1 ④. 三角形:卵形=5:1
【解析】
【小问1详解】
依据观点一,亲本的基因型为AABB、aabb,F1基因型为AaBb,F2中结三角形蒴果植株的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,共8种,分别占比1/16、2/16、2/16、4/16、1/16、2/16、1/16、2/16,F2三角形蒴果植株中纯合子所占比例为3/15,即1/5;4/15AaBb植株自交,F3蒴果的表型及比例为三角形∶卵形=15∶1;2/15Aabb植株和2/15aaBb植株自交,F3蒴果的表型及比例均为三角形∶卵形=3∶1。
【小问2详解】
观点二为一对等位基因控制,F1基因型为Aa,自交F2aa(卵形)仅占1/16,说明含a的花粉部分不育,导致雄配子中a的比例远低于1/2,因此是含a基因的花粉部分不育。
【小问3详解】
测交的目的是检测F1产生配子的种类和比例,因此需要将F1作为父本(提供花粉),卵形蒴果(隐性纯合)作为母本:若观点一成立,母本基因型为aabb,父本基因型为AaBb,测交后代基因型为AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1,仅aabb为卵形,因此子代表型及比例为三角形∶卵形=3∶1;若观点二成立,母本基因型为aa,父本基因型为Aa,含基因a的花粉有6/7不育,故子代表型及比例为三角形∶卵形=7∶1;若观点三成立,母本基因型为aa,父本基因型为Aa,仅aa受精卵部分不育,配子正常,由F2 15:1可推得,aa受精卵存活率为1/5,测交本来后代Aa:aa=1:1,存活后Aa(三角):aa(卵形)=1:(1×1/5)=5:1,因此三角形:卵形=5:1。
18. 玉米植株有多对稳定易于区分的相对性状,例如高秆与矮秆、宽叶与窄叶、种子的甜与非甜……已知宽叶与窄叶是由一对等位基因控制的一对相对性状。将数量相等的宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植(玉米间受粉机会均等)得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株宽叶和窄叶均有。回答下列问题:
(1)根据题意可判断玉米植株叶型的显隐关系是_____。玉米植株为雌雄同株异花,做杂交实验时常采用的操作步骤是_____。
(2)F1玉米植株中宽叶所占比例为_____。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中宽叶∶窄叶=5∶3,若将F1中选取的这部分宽叶植株在自然条件下种植,则后代玉米植株的表现型及比例是_____。
(3)科研人员在高秆玉米自交系中发现一株矮秆的突变体,且矮秆突变体通过自交保种,后代均表现为矮秆,说明矮秆相对于高秆为_____(显性/隐性)性状。将矮秆的突变体与高秆植株杂交,所有杂交F1均表现为高秆,且正反交F1株高无明差异,欲探究此相对性状的遗传是否由一对等位基因控制(不考虑两对或多对位于一对同源染色体上的情况),请补充完善下列实验方案(写出实验思路并预期实验结果)。
实验思路:_____。
预期实验结果:若_____,则该性状的遗传受一对等位基因控制,否则由两对或多对基因控制。
【答案】(1) ①. 宽叶对窄叶为显性 ②. 套袋→授粉→套袋
(2) ①. 3/4 ②. 宽叶∶窄叶=55∶9
(3) ①. 隐性 ②. 实验思路:让F1植株自交,收获所结种子,并种植成F2植株,统计F2植株株高(或让F1植株测交,收获所结种子,并种植成F2植株,统计F2植株株高) ③. 预期结果:高秆∶矮秆=3∶1(或高秆∶矮秆=1∶1)
【解析】
【小问1详解】
将数量相等的宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植得F1,其中窄叶亲本所结籽粒发育成的植株宽叶和窄叶均有,由此可推知:宽叶对窄叶为显性。玉米为雌雄同株异花植物,做杂交实验时无需去雄,常采用的操作是套袋→授粉→套袋
【小问2详解】
假设控制玉米宽叶与窄叶的一对等位基因为A/a,则纯合宽叶玉米的基因型为AA,窄叶玉米的基因型为aa。将数量相等的宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植,玉米植株间自由交配,亲本产生的配子种类及比例为A∶a=1∶1,F1的基因型及比例AA∶ Aa∶ aa=(1/2×1/2) ∶ (2×1/2×1/2) ∶ (1/2×1/2) =1∶2∶1,所以F1玉米植株中宽叶所占比例为3/4。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交,所得F2中宽叶∶窄叶=5∶3,设选取的该部分宽叶植株中基因型为AA的占x,则基因型为Aa的占1-x,与窄叶植株(aa)杂交,则F2中的窄叶植株所占比例为( 1-x) ×1/2 =3/8,解得x=1/4。取该部分宽叶植株在自然条件下种植,这些植株自由交配,产生的A配子占1/4+( 1-1/4) ×1/2=5/8,产生的a配子占1-5/8=3/8,故后代玉米植株的表现型及比例是宽叶∶窄叶=(1-3/8×3/8) ∶(3/8×3/8) =55∶9。
【小问3详解】
科研人员在高秆玉米自交系中发现一株矮秆的突变体,且矮秆突变体通过自交保种,后代均表现为矮秆,说明此矮秆为纯合子,高秆自交出现矮秆,说明矮秆相对于高秆为隐性性状。将矮秆的突变体与高秆植株杂交,所有杂交F1均表现为高秆,且正反交F1株高无明显差异,欲探究此相对性状的遗传是否由一对等位基因控制,可让F1植株自交,收获所结种子,并种植成F2植株,统计F2植株株高,若F2植株高秆∶矮秆=3∶1,则该性状的遗传受一对等位基因控制,否则由两对或多对基因控制(或让F1植株测交,收获所结种子,并种植成F2植株,统计F2植株株高,若F2植株高秆∶矮秆=1∶1,则说明该性状的遗传受一对等位基因控制,否则由两对或多对基因控制)。
19. 水稻OsPEL蛋白是影响叶绿体发育的关键物质。为培育高光合效率的水稻,研究人员构建了OsPEL基因敲除突变体(KO)和OsPEL基因过量表达株(OE),测定了不同株系叶片的部分生理指标,结果如下表。
株系
叶绿素含量(mg·g-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
维管束鞘细胞叶绿体数量(相对于WT的倍数)
野生型(WT)
3.2
20.5
1.0×
KO
4.8
28.6
3.6×
OE
1.6
16.3
0.4×
回答下列问题:
(1)据表推测,OsPEL蛋白对叶绿体发育起_______(填“促进”或“抑制”)作用。
(2)OsPEL蛋白调控叶绿体发育的作用机制见图。GLKs是一种调节光合相关基因转录的蛋白质,PSA2、PhANGs是光系统I(PSI)组装相关蛋白。
据图分析,OsPEL过表达能影响PSI组装进而改变光合速率,其具体的途径为:
途径①:OsPEL与GLKs结合抑制其进入细胞核,导致核内GLKs含量降低;
途径②:_____;
途径③:_____。
(3)为验证存在上述途径①,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记OsPEL和GLKs,显微镜下观察叶片细胞中荧光分布,请在表格中的a和b处完善实验结果。(“+”表示有荧光,“++”表示荧光较强,“-”表示几乎无荧光)
组别
细胞质
细胞核
红色荧光
绿色荧光
红色荧光
绿色荧光
WT
+
+
-
++
OE
++
a_____
+
b_____
(4)与水稻相比,玉米光合效率高的关键在于其特有的C4途径,即通过相关酶与转运蛋白的协同作用,在叶肉细胞中高效固定CO2并形成C4化合物,随后运输至维管束鞘细胞中被利用。结合上述信息和研究结论,提出培育高产水稻的育种策略_____。
【答案】(1)抑制 (2) ①. OsPEL与细胞核内GLKs结合,抑制PhANGs基因表达 ②. OsPEL与PSA2结合,抑制其进入叶绿体
(3) ①. ++ ②. +
(4)敲除OsPEL基因,并导入C4途径的相关酶基因
【解析】
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上,将光能转化为储存在ATP中的化学能;暗反应阶段发生在叶绿体基质中,将ATP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】
敲除突变体(KO)维管束鞘细胞叶绿体数量是野生型(WT)的 3.6 倍,叶绿素含量和净光合速率均显著升高,过量表达株(OE)维管束鞘细胞叶绿体数量仅为野生型的 0.4 倍,叶绿素含量和净光合速率均显著降低。 这说明 OsPEL 蛋白表达量越高,叶绿体数量越少,因此其对叶绿体发育起抑制作用。
【小问2详解】
结合机制图和已知途径①,可推导出另外两条途径,途径②:OsPEL 与细胞核内的 GLKs 结合,抑制 GLKs 对PhANGs基因的转录激活作用,导致PhANGs基因表达量下降,进而影响光系统 I(PSI)的组装;途径③:OsPEL 在细胞质中与 PSA2 结合,阻止 PSA2 进入叶绿体参与 PSI 的组装,从而抑制 PSI 的形成。
【小问3详解】
实验目的是验证 OsPEL 与 GLKs 结合抑制其进入细胞核,OE 组(OsPEL 过量表达)细胞质中OsPEL 大量表达(红色荧光 ++),会与 GLKs 大量结合在细胞质,因此细胞质中绿色荧光(标记 GLKs)为 ++;细胞核中由于 GLKs 被大量滞留在细胞质,进入细胞核的 GLKs 减少,因此细胞核中绿色荧光为+。
【小问4详解】
结合研究结论和玉米的 C4 途径优势,培育高产水稻的策略为敲除 OsPEL 基因,解除其对叶绿体发育的抑制,增加维管束鞘细胞叶绿体数量,提升水稻本身的光合效率,并导入 C4途径相关酶基因,使水稻获得玉米特有的高效 CO₂固定能力,进一步增强光合作用,最终实现高产。
20. 强光照能够显著提高花青素的积累量,使苹果快速着色。鉴定发现,强光照时MdLNC610基因(只转录,但不编码蛋白质)、花青素合成的关键基因和乙烯合成的关键基因(MdACO1等)表达水平均显著提高。为了解释上述现象,某研究者进行了一系列实验。回答下列问题。
(1)将未着色的近成熟苹果若干,随机分为两组,在强光照后,检测相关指标,结果如下图所示。
实验结果说明:_____________。
(2)关于基因MdLNC610与MdACO1的花青素积累中的作用关系,研究者提出了两种假说并进行了相关实验:
假说一:MdACO1表达水平↑→MdLNC610表达水平↑→花青素积累↑;
假说二:MdLNC610表达水平↑→MdACO1表达水平↑→花青素积累↑;
实验处理及结果如下表:
实验处理
MdLNC610表达水平
实验处理
MdACO1表达水平
WT
+++
WT
+++
OE-MdACO1
+++
OE-MdLNC610
①________
RNAi-MdACO1
+++
RNAi-MdLNC610
②________
说明:“WT”表示野生型;“OE”表示该基因超量表达;“RNAi”表示该基因沉默(不表达);“+”的多少表示相对强度或含量。
结果支持假说二。请在表中①②处补充对应的实验结果:①______,②______。
(3)研究发现,MdLNC610的启动子中有响应强光照(对强光照作出反应)的调控元件,而MdACO1的启动子中没有。为证明该结论,研究者构建了甲、乙两种基因表达载体,如下图所示,经农杆菌分别导入苹果愈伤组织细胞,在设定条件下培养,检测启动子活性(荧光强度),请完善实验内容。
注35S:组成型强启动子;Nos-T:终止子;RLUC:内参考报告基因(稳定表达)
FLUC:主报告基因(用两种荧光强度比值FLUC/RLUC报告启动子的活性)
MdACO1promoter:MdACO1基因的启动子
①基因表达载体乙中“?”是__________(选填字母)。
a.MdACO1 b.MdLNC610 c.MdLNC610promoter(MdLNC610的启动子)
②实验结果:荧光强度显著增强的是__________(选填字母)。
a.强光照下导入了甲的愈伤组织
b.弱光照下导入了甲的愈伤组织
c.强光照下导入了乙的愈伤组织
d.弱光照下导入了乙的愈伤组织
(4)为了探究MdLNC610对MdACO1基因的调控机制,研究者构建了三种基因表达载体:
①—35S—RLUC—Nos-T—MdACO1promoter—FLUC—Nos-T—;
②—35S—Nos-T—;
③—35S—MdLNC610—Nos-T—。
组合后导入愈伤组织,实验组:同时导入①③;对照组:同时导入①②。在弱光下培养后检查荧光强度,实验结果:实验组荧光强度显著强于对照组。
推测该实验的假说是________________。
(5)综上,试用箭头和文字解释强光下苹果着色的调节通路:___________。
【答案】(1)强光通过乙烯的作用来诱导花青素积累(强光通过调控乙烯合成促进花青素积累;强光照不能直接导致花青素积累)
(2) ①. ++++++ ②. +
(3) ①. c ②. c
(4)MdLNC610的表达产物RNA激活了MdACO1的启动子,使MdACO1基因高表达
(5)强光照→MdLNC610转录产物LNCRNA↑→激活MdACO1的启动子→MdACO1表达水平↑→乙烯生成量显著增加→花青素积累↑→苹果着色
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取。
(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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
分析题图,与空气组相比,1-MCP组的花青素含量和乙烯生成量均降低。因为1-MCP能牢固地与乙烯受体结合,会抑制乙烯的作用,所以实验结果说明强光通过乙烯的作用来诱导花青素积累(强光通过调控乙烯合成促进花青素积累;强光照不能直接导致花青素积累)。
【小问2详解】
假说二为MdLNC610表达水平↑→MdACO1表达水平↑→花青素积累↑,对于OE-MdLNC610组(该基因会超量表达),按照假说二,MdLNC610表达水平升高,会使MdACO1表达水平继续升高,所以①处结果为++++++,对于RNAi-MdLNC610组(该基因沉默(不表达)),MdLNC610表达水平降低,会导致MdACO1表达水平继续降低,所以②处结果为+。
【小问3详解】
①要证明MdLNC610的启动子中有响应强光照的调控元件,而MdACO1的启动子中没有,基因表达载体乙中“?”应是MdLNC610promoter(MdLNC610的启动子),这样才能与甲中的MdACO1promoter形成对照,c正确,ab错误。
故选c。
②甲中是MdACO1promoter,其启动子无响应强光照的调控元件,所以强光照和弱光照下导入甲的愈伤组织荧光强度无明显差异,乙中是MdLNC610promoter,强光照下其启动子有响应,荧光强度会显著增强,即强光照下导入了乙的愈伤组织荧光强度显著增强,c正确,abd错误。
故选c。
【小问4详解】
实验组同时导入①③,对照组同时导入①②,实验组荧光强度显著强于对照组,说明MdLNC610能够增强MdACO1基因的启动子活性,所以推测该实验的假说是MdLNC610的表达产物RNA激活了MdACO1的启动子,使MdACO1基因高表达。
【小问5详解】
综合以上实验,强光下苹果着色的调节通路为:强光照→MdLNC610转录产物LNCRNA↑→激活MdACO1的启动子→MdACO1表达水平↑→乙烯生成量显著增加→花青素积累↑→苹果着色。
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