精品解析:山东滨州市2026届高三下学期二模生物 试题
2026-05-14
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2份
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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 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 滨州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.07 MB |
| 发布时间 | 2026-05-14 |
| 更新时间 | 2026-05-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57864633.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
试卷类型:A
高三生物试题
2026.5
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、选择题:本题共15小题,每题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 在细胞的生命活动中,下列细胞器或结构不会出现tRNA的是( )
A. 核糖体 B. 叶绿体 C. 核膜 D. 核仁
2. SPR1蛋白是拟南芥的微管结合蛋白,参与连接微管,形成细胞骨架系统。CHX是蛋白质合成抑制剂,MG132是蛋白酶体抑制剂(蛋白酶体负责把不需要的、错误折叠的、受损的蛋白质降解)。使用CHX和MG132处理拟南芥幼苗一段时间后,提取SPR1蛋白进行相关电泳分析,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. CHX破坏了SPR1结构的稳定性
B. MG132使细胞骨架系统稳定性减弱
C. ①④组拟南芥细胞骨架稳定性相同
D. 蛋白酶体与拟南芥的溶酶体有相似功能
3. 某同学用刚性全透金属外壳和半透膜制成渗透装置,将该渗透装置放入烧杯至渗透平衡,其中甲为0.1 mol/L的蔗糖溶液,乙为0.2 mol/L的葡萄糖溶液,半透膜仅允许单糖和水通过。下列说法正确的是( )
A. 外壳和半透膜一直处于紧密贴合状态
B. 外壳对半透膜的压力先增加后不变
C. 半透膜内溶液的吸水能力先下降后上升
D. 烧杯中溶液浓度先下降且最终低于初始值
4. 先向A、B瓶中加入等量不含碳源的培养液,再将等量的丧失繁殖能力的酵母菌分别加入A、B瓶中,其他处理如表。横管中部放入有色液滴(横管部分足够长),当液滴不再移动时停止实验。下列说法正确的是( )
A(mmol)
B(mmol)
氧气
60
0
氮气
0
60
葡萄糖
10
10
注:无氧呼吸分解葡萄糖的速度更快
A. 液滴先向左移动再向右移动
B. 可在B中添加重铬酸钾实时检测酒精
C. A侧呼吸作用产生的[H]中能量全部转化为ATP中的能量和热能
D. 将实验中的酵母菌替换为乳酸菌可得到相似的实验结果
5. 密码子偏好是指在不同生物中,编码同一氨基酸的密码子使用频率存在显著差异的现象。密码子偏好可影响翻译速率和准确率进而影响生物性状。中性学说认为基因突变对生物适应性的影响并不是非利即害的,大量的基因突变是中性的,自然选择对这些突变不起作用。下列说法正确的是( )
A. 密码子偏好理论为中性学说提供了有力理论支持
B. 若基因突变导致mRNA上密码子改变但未改变对应氨基酸,则生物性状不受影响
C. 同种tRNA在不同物种中出现频率的差异可导致同一基因在不同细胞中翻译速率不同
D. 将外源基因的偏好密码子替换为宿主的非偏好密码子可显著提高异源蛋白表达效率
6. 儿童脑细胞中UBE3A蛋白含量减少可导致天使综合征(AS),UBE3A蛋白由15号染色体上的UBE3A基因控制,正常人细胞内该基因的表达途径如图1,某AS患者家族的遗传系谱图如图2。AS存在如下患病机制:①配子形成过程减数分裂异常,导致受精卵中含有3条正常的15号染色体,但在发育过程中其中一条丢失;②UBE3A基因发生突变;③受精卵一条15号染色体UBE3A基因所在片段缺失。下列说法正确的是( )
注:SNRPN基因转录出的反义RNA只对来自父方的UBE3A基因起作用
A. 若图2所示家族中Ⅲ-3的患病机制为①,则异常配子来源于母方
B. 若该家族的患病机制为②,则Ⅲ-3的致病基因一定来自于Ⅰ-1、Ⅱ-3
C. 若该家族的患病机制为③,则Ⅱ-1与Ⅱ-5所生孩子患病的概率为1/4
D. SNRPN基因影响UBE3A基因的表达是表观遗传的一种,发生了不可遗传的性状改变
7. 水平基因转移(HGT)是指不同物种间通过非生殖方式传递遗传物质的过程,包括以下两种方式:Ⅰ.受体细胞直接获取环境中游离的DNA片段,并整合到自身基因组;Ⅱ.以噬菌体等为媒介,将供体菌DNA转移至受体菌。下列说法正确的是( )
A. 农杆菌转化法利用了HGT原理的第Ⅱ种方式
B. 肺炎链球菌的S型菌相对于R型菌更容易发生HGT
C. HGT可使生物快速获得新功能,但未改变进化的方向
D. HGT过程中受体必须与供体直接接触才能获得外源基因
8. 营养物质往往让动物感觉到甜味.有毒物质往往让动物感觉到苦味,某动物感知甜味和苦味的机制如图所示,其中TRC是味蕾细胞,CeA或GCbt区域为产生相应味觉的中枢。下列说法正确的是( )
(注:浅色TRC感应苦味分子:深色TRC感应甜味分子;“+”代表增强,“-”代表减弱)
A. CeA或GCbt位于下丘脑,分别产生甜觉和苦觉
B. 该动物在摄入苦味和甜味混合食物时通常只能感受到苦而不是甜
C. 动物进化出这种“甜不压苦”的机制不利于其野外生存
D. 该机制使动物对甜味物质更敏感而促进其摄食营养物质
9. 水稻种子萌发时淀粉会被α-淀粉酶等水解为葡萄糖。水稻种子中脱落酸和赤霉素调节α-淀粉酶基因表达的部分过程如图所示。下列说法正确的是( )
注:+表示促进,-表示抑制
A. 脱落酸能促进α-淀粉酶的合成,赤霉素能抑制α-淀粉酶的合成
B. 脱落酸主要由根冠、未成熟的种子合成,具有促进气孔关闭等功能
C. α-淀粉酶合成过程中,脱落酸和赤霉素的作用相抗衡,共同调节种子萌发
D. 提供适宜的温度、上调VPI基因的表达、下调GAMYB基因的表达均可促进种子萌发
10. 科研人员利用遮荫实验模拟了某地区林下光环境对草本群落生物量的影响。下图显示不同遮荫强度下草本群落生物量变化以及生物量分配比例变化,其中S1、S2、S3表示相对光照强度为对照组(CK,全光照)的70%,50%,30%。S4的处理是光照强度与S3组相同,土壤温度与CK组相同,实验结果暂未测定。下列说法正确的是( )
A. 可使用样方法测定该实验结果,相同面积下,样方数量越多,测定数据误差越大
B. 一定范围内随光照强度增加,该群落根部生物量/地上部分生物量比例不变
C. 弱光下,植物通过减小根系生物量分配来保障叶片的扩张,以获取更多光能
D. 若S4根部生物量与CK无差异,说明遮荫可能是通过土壤温度降低来影响根系生物量
11. 生境碎片化极大的影响了生物多样性。源-汇种群动态理论认为,源种群指出生率大于死亡率且迁出率大于迁入率的生境碎片,汇种群指出生率小于死亡率且迁入率大于迁出率的生境碎片。某研究团队对某山区林麝种群进行长期监测,相关数据如下表。下列说法正确的是( )
种群
种群数量
(只)
年出生量
(只)
年死亡量
(只)
年迁入量
(只)
年迁出量
(只)
甲
120
48
24
6
25
乙
80
32
24
8
20
丙
50
10
15
15
5
A. 源种群的种群数量均会增加,而汇种群数量均会下降
B. 若切断种群甲、乙、丙之间的迁移通道,种群丙的年迁入量下降为0
C. 种群乙属于源种群,其种群数量维持主要依赖内部繁殖而非外部迁入
D. 种群甲向种群丙持续输出个体,这种“源-汇补偿”属于种群间的反馈调节
12. 为探究某种珍稀哺乳动物的成纤维细胞作为核供体克隆动物的可行性,科研人员利用该珍稀哺乳动物甲及其近亲乙和丙(繁殖能力强)进行了如图所示的研究。下列说法正确的是( )
A. 可通过电刺激法、蛋白质合成促进剂激活重构胚
B. B部位细胞将来发育为胎儿的胎盘和胚层
C. 对乙的卵母细胞去核时应将第二极体一并去除
D. 可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法去除核
13. 下图为甲、乙两种DNA样品及其酶切产物的琼脂糖凝胶电泳结果,已知甲、乙都只含有1个限制酶R的酶切位点,加样孔1和2加入的DNA分子分别是甲和乙,加样孔3和4加入的是甲或乙的酶切产物。下列说法正确的是( )
A. 电泳时核酸分子所带电荷性质与缓冲液pH无关
B. 加样孔4对应的条带是甲被酶R完全酶切后电泳的结果
C. 甲与乙分子中所含碱基对数近似相等
D. 增加琼脂糖凝胶的浓度,甲、乙条带距离将变大
14. 某陈醋酿制过程中,微生物的主要来源是大曲和火醅。高粱除杂粉碎、加水调浆,加入辅料使其糖化后拌大曲进行酒精发酵;发酵结束后加麸皮、谷糠等拌火醅继续发酵,最终制得陈醋。下列说法正确的是( )
A. 拌曲前加入的辅料中含有淀粉酶
B. 大曲发酵和火醅发酵均应先通入无菌空气后密封
C. 火醅发酵时应降低温度以抑制酵母菌生长
D. 大曲发酵和火醅发酵均需线粒体内相关呼吸酶参与
15. 离心技术有着广泛应用,不同离心操作的目的因实验场景不同而有差异。下列说法错误的是( )
A. DNA粗提取实验中,将酒精加入DNA提取液后离心以获取沉淀并进一步提纯
B. PCR实验中,将各组分加入离心管后离心以保证反应液集中在底部
C. 动物细胞培养实验中,将悬浮细胞培养液进行离心以分离并收集悬浮细胞
D. 在植物体细胞杂交实验中,对植物细胞进行消毒处理后离心以获得融合细胞
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 探究苹果幼苗在低温条件下喷洒AMF4(一种植物激素的类似物)对其光合作用的影响,实验数据如表所示。下列说法错误的是( )
组别
不同处理
净光合速率
μmol·m-2·s-1
胞间CO2浓度
μmol·L-1
气孔导度
μmol·m-2·s-1
叶绿素相对含量
温度
AMF4处理
1组
低温
叶面喷洒适宜浓度AMF4
10.28
251
0.43
25.57
2组
低温
等量清水
7.06
249
0.35
20.29
3组
常温
等量清水
12.62
329
0.62
29.11
A. 三组的光合作用速率大小为:3组>1组>2组
B. AMF4可以提高低温条件下苹果幼苗的气孔导度
C. 2组与3组胞间CO2浓度不同的原因为气孔导度不同
D. 低温条件下AMF4通过促进叶绿素合成来促进光合作用
17. 某昆虫性别决定方式为XY型,其灰身与黑身、红眼与白眼分别受独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。从该昆虫种群中选取若干相应性状的个体杂交,F1个体都能正常存活且雌雄个体数量相当,结果如表所示(相关基因不在Y染色体上)。下列说法正确的是( )
母本
多只黑身红眼雌性
父本
多只灰身雄性,眼色有的为红眼,有的为白眼
F1雌
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=2∶10∶1∶5
F1雄
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=1∶5∶1∶5
A. 只考虑体色性状,黑身为显性,母本中杂合子占比为1/3
B. 父本产生的配子同时携带a和b基因的概率为1/3
C. 只考虑眼色遗传,F1中雄性的表型比等于母本的配子比
D. F1所有雌雄个体相互交配,若仅考虑眼色,则F2红眼雌性个体中纯合子占比为12/17
18. 某病毒进入人体后,引起辅助性T细胞(Th细胞)和B细胞相互活化的过程如图所示。下列说法正确的是( )
注:CD80/86是B细胞识别抗原后表达的蛋白质,CD40L是活化后的Th细胞表达的蛋白质,BCR和TCR分别是B细胞和T细胞表面的受体,CD40、MHCII、CD28均为细胞表面的蛋白质。
A. 图中BCR、TCR等蛋白质的成熟需内质网和高尔基体的加工
B. 图中的B细胞属于APC细胞,B细胞和Th细胞均需双信号活化
C. 由B细胞发育成的浆细胞需要Th细胞的信号刺激才能活化
D. 图中B细胞和Th细胞之间的信息交流仅通过直接接触实现
19. 微生物环是指异养细菌同化水体中溶解有机物(DOM)中的能量、经原生动物传递给浮游动物的过程。某海域浮游植物生长发育繁殖量为1000 kJ·m-2·a-1,其中60%被浮游动物摄食,40%以DOM的形式释放到水体中,异养细菌能将吸收的DOM能量约25%用于生长发育繁殖。原生动物能将摄食到的异养细菌中能量的60%同化,其同化量有30%用于生长发育繁殖。异养细菌→原生动物→浮游动物间能量传递效率均为10%。若能量流动仅限上述途径,下列说法正确的是( )
A. 不考虑其他形式的能量输入,流经该生态系统的总能量为1000 kJ·m-2·a-1
B. 通过“微生物环”途径,异养细菌用于生长发育繁殖的能量为100 kJ·m-2·a-1
C. 若浮游动物从微生物环中获得能量为3 kJ·m-2·a-1,则原生动物摄食量占异养细菌同化量的1/6
D. 微生物环的能量传递效率虽然较低,但一定程度上促进了碳循环
20. 为筛选可高效抑制水稻稻瘟病菌(一类真菌)的土壤放线菌,研究人员从土壤中采集、分离、筛选放线菌作为待测菌,并采用平板对峙法比较待测菌的抑菌能力。研究过程如下图所示.不考虑待测菌之间的相互作用,下列说法错误的是( )
注:平板对峙法可通过比较抑菌带(待测菌生长过程中分泌扩散性抑菌物质,而使其与病原菌之间出现无菌生长的透明区域)大小评估待测菌抑制病原菌的能力。
A. 过程①是用稀释涂布平板法分离放线菌,过程②可根据菌落的大小、颜色等挑选菌落
B. 抑菌带大小不同与不同放线菌产生的抑菌物质种类、浓度、扩散速度等有关
C. 该PDA培养基上稻瘟病菌生长受抑制,待测菌生长正常;故PDA培养基为选择培养基
D. 四种待测放线菌的抑菌效果可进行相互对照,但仍需增设空白对照
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,则过剩的光能会导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。铁氰化钾作为电子受体,能缓解光抑制。叶肉细胞中O2与CO2可竞争性结合C3,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。下图为强光下叶肉细胞部分代谢过程。
(1)图中PSI上完成的能量转换为:光能转换为_____;PSII上完成的物质转换为:水分解为_____。
(2)据图分析,除有氧呼吸外,消耗O2的途径还有_____(答出两点)。NADPH通过叶绿体外膜的运输方式为_____。
(3)据图分析,植物缓解光抑制的途径:一是铁氰化钾途径,在该途径中NADPH氧化酶的作用有_____(答出两种作用);二是光呼吸途径产生CO2,加速暗反应对_____的消耗,最终缓解光抑制。
(4)在强光下,下列因素能减轻光抑制的有_____。
A. 低温 B. 干旱 C. 通风 D. 灌溉
22. 某种植物由于配子结合异常导致它能为其它类型的该种植物授粉,却不能接受其它类型该种植物的花粉,这种现象称为单向杂交不亲和。该种植物同时还存在自交不亲和现象。
(1)研究发现单向杂交不亲和现象与5号染色体上的一对等位基因有关,相关杂交结果如下。
组别
杂交及结果
组别
杂交及结果
一
aa(♂)×AA(♀)→不结实
二
AA(♂)×aa(♀)→结实
三
AA(♂)×Aa(♀)→结实
四
Aa(♂)×AA(♀)→结实
①由一组和二组可知,基因型为_____的植株表现为单向杂交不亲和。结合表格分析单向杂交不亲和的原因是_____。
②三组和四组中,_____组结实率更高,若Aa自交,后代基因型及比例为_____。
(2)经研究发现,该种植物自交不亲和现象与2号染色体上的B系列(B0、B1、B2)基因有关。当花粉所含有的B基因与母本拥有的等位基因之一相同时,花粉管就不能伸长。已知B系列基因同时控制花色:B0—浅红、B1—红色、B2—深红色且B2对B1、B0完全显性,Bl对B0完全显性。
①将一个外源增强序列(其存在时,B表达量增加,颜色深度增加一级且最深为深红色)导入某受精卵的3号染色体(不影响其他基因功能),其发育成的植株开深红花,将其花粉传给B2B1植株,若子代表型及比例为_____,则该深红花植株的基因型为B1B0或B2B0;若无子代产生,则该深红花植株的基因型为_____。
②自然状态下该种群中没有开浅红花的植株,若将上述增强序列插入A基因中(记为A′),增强序列的增强功能不能表现、且增强序列插入A基因中可抑制B基因的自交不亲和性,而不影响B系列基因对颜色的控制也不影响A基因的功能。科研人员培育了A′aB1B0的植株,其自交后代中开浅红花植株所占的比例是_____。
23. 在小鼠进食后,肠道菌群的代谢产物刺激肠分泌细胞分泌GLP-1等激素进而作用于下丘脑弓状核(ARC脑区)的POMC(兴奋时抑制食欲)与AgRp(兴奋时促进食欲)神经元而调节进食。瘦素是脂肪组织分泌的蛋白类激素,可作用于POMC与AgRp而抑制食欲。在进食后,小鼠体内瘦素水平提高,小鼠的POMC与AgRp神经元会通过途径三提高十二指肠组织的肾上腺素水平,进而调节肠道菌群为小鼠下一餐的进食做好准备。该过程的部分机制如图所示。
(1)进食后,胰岛细胞分泌_____(激素)升高,该激素刺激瘦素的分泌。瘦素作用于POMC和AgRp引起的效应不同,是因为_____的不同。瘦素作用于POMC会引起_____(填序号),而作用于AgRp引起_____(填序号)进而调节动物的进食。
①Na+内流②Cl-内流③K+内流④K+外流
(2)进食后,脑用于调节腺体A的神经属于_____(填“躯体运动神经”或“交感神经”或“副交感神经”);脑对肠道菌群的调节属于_____(填“神经调节”或“体液调节”或“神经-体液调节”)。
(3)研究发现,肥胖会引起小鼠的瘦素抵抗,阻断POMC和AgRp对腺体A的调节。请设计实验验证这一结论。
①肥胖模型鼠的制备:生理状态相同的小鼠,部分小鼠高脂饮食12周,与对照组相比,若_____(答出两个检测指标及其变化即可),则肥胖模型鼠制备成功。
②实验思路:未进食的正常小鼠和未进食的模型鼠_____(填选项),一段时间后,分别检测_____(填选项)。
A.ARC脑区注射瘦素
B.肠腔注射瘦素
C.肠道菌群注射前后是否有显著变化
D.血液中GLP-1的水平是否有显著变化
E.腺体A的代谢活动
③若出现_____现象,则可验证该结论。
24. 功能多样性是指群落中物种在功能性状(如摄食方式、运动能力、体型大小等)上的区别,反映物种间功能性状的差异程度。质量比假说认为群落的生产力(单位时间内群落生物量的净增加量)主要由优势物种(生物量占比高的物种)的功能性状决定,而不取决于功能多样性。研究团队分析了某底层鱼类的群落生产力与多种因素的关系,结果如下。
影响因素
与群落生产力的相关系数(r)
群落加权运动性状(CWM)
+0.63
物种丰富度(SR)
+0.52
功能多样性(FD)
-0.42
注:群落加权运动性状(CWM)反映优势物种的功能特征,优势种的运动能力越强,该值越高;r为正值表示正相关,值越高表示相关性越高,r为负值表示负相关,绝对值越大表示负相关性越高。
(1)认识该鱼类群落,首先要分析该群落的_____,这一指标的数目多少称为_____。生态系统的稳定性是指生态系统所具有的_____处于相对平衡状态的能力。
(2)该调查结果_____(填“支持”或“不支持”)质量比假说,原因是_____(答出两点)。
(3)功能多样性与群落生产力呈负相关,其原因可能是功能多样性高的群落中_____差异大,导致_____占比降低,质量比效应减弱。
(4)若某年过度捕捞导致该群落运动能力强的大型鱼类生物量锐减,小型底栖鱼类成为优势种,预测群落生产力将_____,原因是小型底栖鱼类的_____较弱,成为优势种后会导致_____(填表中影响因素)下降。
25. 利用基因工程技术可定向编辑目标基因:将含有核酸酶基因和一段目标基因序列(该序列可转录,通常可将该序列设计到引物中)的载体导入受体细胞,该段目标基因序列的转录产物(一种起引导作用的RNA)可引导核酸酶基因表达的核酸酶特异性结合到目标基因序列并进行切割,使目标基因断裂,修复时可出现连接错误,形成突变体。向二倍体番茄细胞中导入终载体,对其紫胚轴基因G和雄性可育基因M进行同步编辑以培育绿胚轴雄性不育双突变体。终载体构建过程及引物、限制酶相关信息如图所示。
(1)PCR过程中引物的功能是_____,引物F、R会结合到模板链的_____(填“3′”或“5′”)端。
(2)中间载体是小型DNA,可携带相应功能片段整合到原载体上形成终载体。构建终载体时需将PCR扩增后的中间载体插入到原载体的两个限制酶BsaI切点之间,如图甲所示。
①F、R引物序列如图乙所示,原载体经BsaI酶切后保留的黏性末端为5′-_____-3′和5′-_____-3′,用终载体转化农杆菌,经卡那霉素筛选并提取相关DNA后只能选用限制酶EcoRI或BamHI酶切鉴定导入成功的终载体,据此可知,图甲所示A处a链上的BsaI的识别序列为5′-_____-3′。
②扩增中间载体时F引物序列中应含有BsaI的识别序列、_____和中间载体的一段序列。为实现对同一细胞中基因G和M的独立编辑,在扩增后的中间载体上还应含有的结构为_____(填“终止子”或“终止密码子的编码序列”)。
(3)终载体通过农杆菌导入番茄细胞,经PCR和电泳筛选得到突变体A和B,据图丙可知,突变体A和B的变异类型分别是染色体结构变异中的_____和_____。经检测突变体A确定为绿胚轴雄性不育系。
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试卷类型:A
高三生物试题
2026.5
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、选择题:本题共15小题,每题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 在细胞的生命活动中,下列细胞器或结构不会出现tRNA的是( )
A. 核糖体 B. 叶绿体 C. 核膜 D. 核仁
【答案】D
【解析】
【详解】A、核糖体是翻译的场所,翻译过程中tRNA会携带氨基酸进入核糖体,与mRNA上的密码子互补配对,因此核糖体会出现tRNA,A不符合题意;
B、叶绿体是半自主性细胞器,内部含有DNA和核糖体,可以独立进行转录和翻译过程,会合成自身翻译所需的tRNA,因此叶绿体会出现tRNA,B不符合题意;
C、真核生物的tRNA主要在细胞核内转录生成,之后需要通过核膜上的核孔进入细胞质基质参与翻译,因此核膜处会出现tRNA,C不符合题意;
D、核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关,tRNA不在核仁合成,也不会进入核仁发挥功能,因此核仁不会出现tRNA,D符合题意。
2. SPR1蛋白是拟南芥的微管结合蛋白,参与连接微管,形成细胞骨架系统。CHX是蛋白质合成抑制剂,MG132是蛋白酶体抑制剂(蛋白酶体负责把不需要的、错误折叠的、受损的蛋白质降解)。使用CHX和MG132处理拟南芥幼苗一段时间后,提取SPR1蛋白进行相关电泳分析,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A. CHX破坏了SPR1结构的稳定性
B. MG132使细胞骨架系统稳定性减弱
C. ①④组拟南芥细胞骨架稳定性相同
D. 蛋白酶体与拟南芥的溶酶体有相似功能
【答案】B
【解析】
【详解】A、题图显示,经CHX处理的拟南芥幼苗所含SPR1蛋白明显少于对照组,而CHX是蛋白质合成抑制剂,说明CHX可能抑制了SPR1蛋白的合成,而非破坏了SPR1结构的稳定性,A错误;
B、由题干信息可知,MG132可能会造成拟南芥幼苗细胞内无用的、错误折叠的以及受损的蛋白质因无法被及时降解而发生堆积,从而导致细胞骨架的稳定性减弱,B正确;
C、SPR1蛋白是参与形成细胞骨架系统的蛋白质,①④两组所含SPR1蛋白的含量虽然相同,但处理方式不同,因此仅凭题目给出的SPR1蛋白含量这一信息无法比较二者细胞骨架的稳定性,C错误;
D、拟南芥是植物细胞,不含溶酶体,D错误。
3. 某同学用刚性全透金属外壳和半透膜制成渗透装置,将该渗透装置放入烧杯至渗透平衡,其中甲为0.1 mol/L的蔗糖溶液,乙为0.2 mol/L的葡萄糖溶液,半透膜仅允许单糖和水通过。下列说法正确的是( )
A. 外壳和半透膜一直处于紧密贴合状态
B. 外壳对半透膜的压力先增加后不变
C. 半透膜内溶液的吸水能力先下降后上升
D. 烧杯中溶液浓度先下降且最终低于初始值
【答案】D
【解析】
【详解】A、初始状态下,甲总溶质浓度(0.1mol/L)低于乙(0.2mol/L),水从甲流向乙,半透膜向内收缩,与外壳分离,因此不是一直紧密贴合,A错误;
B、半透膜允许单糖(如葡萄糖)和水分子通过,初始状态下,甲总溶质浓度低于乙,水从甲通过半透膜流向乙,半透膜收缩,此时外壳对半透膜的压力较小,与此同时,乙中的葡萄糖通过半透膜流向甲,当甲中的溶质浓度大于乙时,水从乙通过半透膜流向甲,半透膜扩张,此时外壳对半透膜的压力增大,B错误;
C、半透膜内溶液的吸水能力和溶液浓度正相关,初始状态下,甲总溶质浓度低于乙,水从甲通过半透膜流向乙,甲内总溶质浓度先升高,因此吸水能力先升高,C错误;
D、结合B项可知,初始状态下,甲总溶质浓度低于乙,水从甲通过半透膜流向乙,所以烧杯中溶液浓度先下降,同时葡萄糖通过半透膜从乙流向甲,当甲中总溶质浓度大于乙时,水分会从乙通过半透膜流向甲,但由于刚性全透金属外壳的存在,最终烧杯中溶液浓度低于初始值,D正确。
4. 先向A、B瓶中加入等量不含碳源的培养液,再将等量的丧失繁殖能力的酵母菌分别加入A、B瓶中,其他处理如表。横管中部放入有色液滴(横管部分足够长),当液滴不再移动时停止实验。下列说法正确的是( )
A(mmol)
B(mmol)
氧气
60
0
氮气
0
60
葡萄糖
10
10
注:无氧呼吸分解葡萄糖的速度更快
A. 液滴先向左移动再向右移动
B. 可在B中添加重铬酸钾实时检测酒精
C. A侧呼吸作用产生的[H]中能量全部转化为ATP中的能量和热能
D. 将实验中的酵母菌替换为乳酸菌可得到相似的实验结果
【答案】A
【解析】
【详解】A、实验开始时A瓶中氧气充足酵母菌进行有氧呼吸,消耗氧气的同时产生等量的二氧化碳,此时瓶内气压不变,B瓶中没有氧气存在,酵母菌进行无氧呼吸,不消耗氧气但产生二氧化碳,此时瓶内气压升高,因此液滴向左移动;无氧呼吸分解葡萄糖的速度更快,B瓶中的葡萄糖先被耗尽,呼吸作用停止,瓶内气压不再发生变化,而A瓶中葡萄糖并没有耗尽,氧气不充足时,酵母菌也会进行无氧呼吸,此时瓶内气压升高,液滴向右移动。故实验过程中液滴先向左移动再向右移动,A正确;
B、实验中B瓶是密闭体系,无法在B中“实时”检测,否则会破坏实验装置的气密性,且重铬酸钾检测酒精需要酸性条件(如加入浓硫酸),加酸会杀死酵母菌,影响实验结果,而在B中添加酸性重铬酸钾时,葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,一般实验中需要耗尽溶液中的葡萄糖后才能检测酒精,B错误;
C、实验过程中,A侧进行无氧呼吸时,产生的[H]中能量一部分存在于酒精中,C错误;
D、乳酸菌是厌氧菌,只能在无氧条件下进行无氧呼吸,且不产生二氧化碳(乳酸菌无氧呼吸产生乳酸),因此液滴不会移动,与酵母菌的实验结果不同,D错误。
5. 密码子偏好是指在不同生物中,编码同一氨基酸的密码子使用频率存在显著差异的现象。密码子偏好可影响翻译速率和准确率进而影响生物性状。中性学说认为基因突变对生物适应性的影响并不是非利即害的,大量的基因突变是中性的,自然选择对这些突变不起作用。下列说法正确的是( )
A. 密码子偏好理论为中性学说提供了有力理论支持
B. 若基因突变导致mRNA上密码子改变但未改变对应氨基酸,则生物性状不受影响
C. 同种tRNA在不同物种中出现频率的差异可导致同一基因在不同细胞中翻译速率不同
D. 将外源基因的偏好密码子替换为宿主的非偏好密码子可显著提高异源蛋白表达效率
【答案】C
【解析】
【详解】A、密码子偏好可影响翻译速率和准确率进而影响生物性状,说明密码子的使用会受自然选择的作用,不符合中性学说“大量基因突变是中性、自然选择对其不起作用”的观点,无法为中性学说提供支持,A错误;
B、即使密码子改变后对应的氨基酸不变,密码子偏好的存在会使翻译的速率和准确率发生改变,仍可能对生物性状造成影响,B错误;
C、翻译过程中tRNA负责转运氨基酸与mRNA上的密码子配对,若同种tRNA在不同物种中出现频率存在差异,同一基因的mRNA翻译时,对应tRNA含量更高的物种翻译速率更快,因此可导致同一基因在不同细胞中翻译速率不同,C正确;
D、宿主的非偏好密码子对应的tRNA在宿主细胞中含量低,将外源基因的偏好密码子替换为宿主的非偏好密码子会降低翻译速率,反而会降低异源蛋白的表达效率,D错误。
6. 儿童脑细胞中UBE3A蛋白含量减少可导致天使综合征(AS),UBE3A蛋白由15号染色体上的UBE3A基因控制,正常人细胞内该基因的表达途径如图1,某AS患者家族的遗传系谱图如图2。AS存在如下患病机制:①配子形成过程减数分裂异常,导致受精卵中含有3条正常的15号染色体,但在发育过程中其中一条丢失;②UBE3A基因发生突变;③受精卵一条15号染色体UBE3A基因所在片段缺失。下列说法正确的是( )
注:SNRPN基因转录出的反义RNA只对来自父方的UBE3A基因起作用
A. 若图2所示家族中Ⅲ-3的患病机制为①,则异常配子来源于母方
B. 若该家族的患病机制为②,则Ⅲ-3的致病基因一定来自于Ⅰ-1、Ⅱ-3
C. 若该家族的患病机制为③,则Ⅱ-1与Ⅱ-5所生孩子患病的概率为1/4
D. SNRPN基因影响UBE3A基因的表达是表观遗传的一种,发生了不可遗传的性状改变
【答案】B
【解析】
【详解】A、机制①为受精卵中含3条正常的15号染色体,发育丢失1条后患病。由于只有母源UBE3A能表达,患病说明最终个体丢失了母源正常15号,剩余两条均为父源15号(父源UBE3A均被抑制,无法合成蛋白),因此受精卵最初的组成是父方减数分裂异常提供了2条15号,母方提供1条,之后母方那条丢失,异常配子来源于父方,而非母方,A错误;
B、机制②为UBE3A基因突变致病,只有母源染色体携带的致病突变会导致患病,Ⅲ-3患病,说明致病突变位于来自母亲Ⅱ-3的染色体上,因此致病一定来自Ⅱ-3;Ⅱ-3表型正常,说明致病突变位于Ⅱ-3的父源染色体(若致病在母源染色体,Ⅱ-3会患病),Ⅱ-3的父源染色体来自Ⅰ-1,因此致病突变来自Ⅰ-1,故Ⅲ-3的致病基因一定来自Ⅰ-1、Ⅱ-3,B正确;
C、机制③为UBE3A片段缺失,II-1与II -5都是一条染色体存在缺失(设正常为B,缺失为B') ,则其子女的染色体组成可能为BB 、BB' 、B'B、B'B'(前一个字母表示父方染色体,后一个表示母方),其中 B'B'死亡,仅BB '患病,概率为1/3,即他们所生孩子患病的概率为1/3,C错误;
D、表观遗传是指DNA序列不改变,仅表达发生可遗传的改变,题干中SNRPN对UBE3A的抑制属于表观遗传,是可遗传的性状改变,D错误。
7. 水平基因转移(HGT)是指不同物种间通过非生殖方式传递遗传物质的过程,包括以下两种方式:Ⅰ.受体细胞直接获取环境中游离的DNA片段,并整合到自身基因组;Ⅱ.以噬菌体等为媒介,将供体菌DNA转移至受体菌。下列说法正确的是( )
A. 农杆菌转化法利用了HGT原理的第Ⅱ种方式
B. 肺炎链球菌的S型菌相对于R型菌更容易发生HGT
C. HGT可使生物快速获得新功能,但未改变进化的方向
D. HGT过程中受体必须与供体直接接触才能获得外源基因
【答案】C
【解析】
【详解】A、HGT第Ⅱ种方式的媒介是噬菌体等病毒,农杆菌转化法的媒介是农杆菌(细菌),不符合第Ⅱ种方式的定义,A错误;
B、肺炎链球菌R型菌无荚膜,更易吸收外源DNA,S型菌有荚膜会阻碍外源DNA进入,因此R型菌比S型菌更易发生HGT,B错误;
C、HGT能让受体快速获得外源基因控制的新功能,属于可遗传变异,仅为进化提供原材料,自然选择才决定进化方向,因此HGT不会改变进化方向,C正确;
D、HGT的第Ⅰ种方式是受体直接吸收环境中游离的DNA,无需和供体直接接触,第Ⅱ种噬菌体介导的方式也不需要供体和受体直接接触,D错误。
8. 营养物质往往让动物感觉到甜味.有毒物质往往让动物感觉到苦味,某动物感知甜味和苦味的机制如图所示,其中TRC是味蕾细胞,CeA或GCbt区域为产生相应味觉的中枢。下列说法正确的是( )
(注:浅色TRC感应苦味分子:深色TRC感应甜味分子;“+”代表增强,“-”代表减弱)
A. CeA或GCbt位于下丘脑,分别产生甜觉和苦觉
B. 该动物在摄入苦味和甜味混合食物时通常只能感受到苦而不是甜
C. 动物进化出这种“甜不压苦”的机制不利于其野外生存
D. 该机制使动物对甜味物质更敏感而促进其摄食营养物质
【答案】B
【解析】
【详解】A、感觉中枢(CeA、GCbt)位于大脑皮层,不是下丘脑;由于浅色TRC感应苦味分子,深色TRC感应甜味分子,结合图示可知,CeA和GCbt分别产生甜觉和苦觉,A错误;
B、从图中注记和机制可知,苦味信号会抑制甜味信号,甜味信号不会抑制苦味信号,因此当摄入苦甜混合食物时,苦味会掩盖甜味,动物通常只能感受到苦,B正确;
C、“甜不压苦”的机制能让动物优先感知到有毒的苦味物质,避免中毒,有利于野外生存,C错误;
D、该机制是苦味抑制甜味,不是让动物对甜味更敏感,D错误。
9. 水稻种子萌发时淀粉会被α-淀粉酶等水解为葡萄糖。水稻种子中脱落酸和赤霉素调节α-淀粉酶基因表达的部分过程如图所示。下列说法正确的是( )
注:+表示促进,-表示抑制
A. 脱落酸能促进α-淀粉酶的合成,赤霉素能抑制α-淀粉酶的合成
B. 脱落酸主要由根冠、未成熟的种子合成,具有促进气孔关闭等功能
C. α-淀粉酶合成过程中,脱落酸和赤霉素的作用相抗衡,共同调节种子萌发
D. 提供适宜的温度、上调VPI基因的表达、下调GAMYB基因的表达均可促进种子萌发
【答案】C
【解析】
【详解】A、脱落酸抑制GAMYB基因表达,进而抑制α-淀粉酶的合成;赤霉素促进GAMYB基因表达,进而促进α-淀粉酶的合成, A错误;
B、脱落酸主要由根冠、萎蔫的叶片合成,脱落酸的功能包括促进气孔关闭、抑制细胞分裂、促进休眠等,B错误;
C、赤霉素促进α-淀粉酶合成(促进种子萌发),脱落酸抑制α-淀粉酶合成(抑制种子萌发),二者作用相抗衡,共同调节种子萌发,C正确;
D、适宜温度:可促进种子萌发;上调VPI基因表达:会抑制赤霉素合成,进而抑制α-淀粉酶合成,抑制种子萌发; 下调GAMYB基因表达:会减少α-淀粉酶合成,抑制种子萌发,D错误。
10. 科研人员利用遮荫实验模拟了某地区林下光环境对草本群落生物量的影响。下图显示不同遮荫强度下草本群落生物量变化以及生物量分配比例变化,其中S1、S2、S3表示相对光照强度为对照组(CK,全光照)的70%,50%,30%。S4的处理是光照强度与S3组相同,土壤温度与CK组相同,实验结果暂未测定。下列说法正确的是( )
A. 可使用样方法测定该实验结果,相同面积下,样方数量越多,测定数据误差越大
B. 一定范围内随光照强度增加,该群落根部生物量/地上部分生物量比例不变
C. 弱光下,植物通过减小根系生物量分配来保障叶片的扩张,以获取更多光能
D. 若S4根部生物量与CK无差异,说明遮荫可能是通过土壤温度降低来影响根系生物量
【答案】D
【解析】
【详解】A、样方法中,相同面积下,样方数量越多,测定的误差会越小,而不是越大。A错误;
B、从右图可以看出,CK(全光照)到S3(30%光照),随着光照强度降低,根部生物量/地上部分生物量比例是上升的,不是不变,B错误;
C、弱光下,植物会增加根部生物量的分配来获取更多养分,而不是减小;同时地上部分(叶片)的生物量比例也会调整来获取更多光能,C错误;
D、S4的光照强度和S3相同,但土壤温度与CK相同,若S4根部生物量与CK无差异,说明遮荫可能是通过土壤温度降低来影响根系生物量(S3温度低、根生物量低;S4温度和CK一致,根生物量和CK无差异)。D正确。
11. 生境碎片化极大的影响了生物多样性。源-汇种群动态理论认为,源种群指出生率大于死亡率且迁出率大于迁入率的生境碎片,汇种群指出生率小于死亡率且迁入率大于迁出率的生境碎片。某研究团队对某山区林麝种群进行长期监测,相关数据如下表。下列说法正确的是( )
种群
种群数量
(只)
年出生量
(只)
年死亡量
(只)
年迁入量
(只)
年迁出量
(只)
甲
120
48
24
6
25
乙
80
32
24
8
20
丙
50
10
15
15
5
A. 源种群的种群数量均会增加,而汇种群数量均会下降
B. 若切断种群甲、乙、丙之间的迁移通道,种群丙的年迁入量下降为0
C. 种群乙属于源种群,其种群数量维持主要依赖内部繁殖而非外部迁入
D. 种群甲向种群丙持续输出个体,这种“源-汇补偿”属于种群间的反馈调节
【答案】C
【解析】
【详解】A、种群数量的变化由自然增减(出生数-死亡数)和迁移增减(迁入数-迁出数)共同决定,计算可知源种群乙的年数量变化为(32-24)+(8-20)=-4,数量呈下降趋势;汇种群丙的年数量变化为(10-15)+(15-5)=5,数量呈上升趋势,因此源种群数量不一定均增加、汇种群数量不一定均下降,A错误;
B、题干仅说明研究团队监测了甲、乙、丙三个林麝种群,不代表该山区仅存在这三个林麝种群,切断三者的迁移通道后,种群丙仍可能接收其他未监测区域林麝的迁入,迁入量不一定下降为0,B错误;
C、种群乙年出生量32大于年死亡量24(出生率>死亡率),年迁出量20大于年迁入量8(迁出率>迁入率),符合源种群的定义;其年出生量远大于年迁入量,种群的新增个体主要来自内部繁殖而非外部迁入,C正确;
D、甲、乙、丙均为林麝,属于同一物种的不同种群,不存在种间关系,且“源-汇补偿”是高适合度种群向低适合度种群的个体输出过程,未体现反馈调节的作用机制,不属于种群间的反馈调节,D错误。
12. 为探究某种珍稀哺乳动物的成纤维细胞作为核供体克隆动物的可行性,科研人员利用该珍稀哺乳动物甲及其近亲乙和丙(繁殖能力强)进行了如图所示的研究。下列说法正确的是( )
A. 可通过电刺激法、蛋白质合成促进剂激活重构胚
B. B部位细胞将来发育为胎儿的胎盘和胚层
C. 对乙的卵母细胞去核时应将第二极体一并去除
D. 可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法去除核
【答案】D
【解析】
【详解】A、重构胚激活的常用方法包括电刺激法、钙离子载体(或蛋白质合成抑制剂,乙醇)等,不是蛋白质合成促进剂,A错误;
B、图中A是内细胞团,将来发育为胎儿的各种组织、器官;B是滋养层细胞,将来发育为胎膜和胎盘,B错误;
C、对乙的卵母细胞去核时,需要将细胞核和第一极体一并去除(用于核移植的卵母细胞是减数第二次分裂中期的细胞,此时第二极体尚未排出),C错误;
D、去除卵母细胞核的常用方法有梯度离心、紫外线短时间照射、显微操作去核法等,D正确。
13. 下图为甲、乙两种DNA样品及其酶切产物的琼脂糖凝胶电泳结果,已知甲、乙都只含有1个限制酶R的酶切位点,加样孔1和2加入的DNA分子分别是甲和乙,加样孔3和4加入的是甲或乙的酶切产物。下列说法正确的是( )
A. 电泳时核酸分子所带电荷性质与缓冲液pH无关
B. 加样孔4对应的条带是甲被酶R完全酶切后电泳的结果
C. 甲与乙分子中所含碱基对数近似相等
D. 增加琼脂糖凝胶的浓度,甲、乙条带距离将变大
【答案】C
【解析】
【详解】A、电泳时核酸分子所带电荷性质与缓冲液pH有关,A错误;
B、已知甲、乙都只含有1个限制酶R的酶切位点,甲或乙酶切后会形成两个DNA片段,因此加样孔4对应的条带是甲或乙被酶R完全酶切后电泳的结果,B错误;
C、甲、乙电泳显示的条带位置基本相同,说明甲与乙分子中所含碱基对数近似相等,C正确;
D、增加琼脂糖凝胶的浓度,DNA迁移速度变慢,因此甲、乙条带距离将变小,D错误。
14. 某陈醋酿制过程中,微生物的主要来源是大曲和火醅。高粱除杂粉碎、加水调浆,加入辅料使其糖化后拌大曲进行酒精发酵;发酵结束后加麸皮、谷糠等拌火醅继续发酵,最终制得陈醋。下列说法正确的是( )
A. 拌曲前加入的辅料中含有淀粉酶
B. 大曲发酵和火醅发酵均应先通入无菌空气后密封
C. 火醅发酵时应降低温度以抑制酵母菌生长
D. 大曲发酵和火醅发酵均需线粒体内相关呼吸酶参与
【答案】A
【解析】
【详解】A、糖化过程的本质是将高粱中的淀粉水解为可发酵的糖类,淀粉水解需要淀粉酶催化,因此拌曲前加入的辅料中含有淀粉酶,A正确;
B、大曲发酵为酒精发酵,前期通无菌空气促进酵母菌增殖,后期密封进行无氧呼吸产酒精;火醅发酵为醋酸发酵,醋酸菌是好氧菌,发酵全过程都需要通入无菌空气,不能密封,B错误;
C、火醅发酵的优势菌种是醋酸菌,其最适生长温度为30~35℃,高于酵母菌的最适生长温度18~25℃,因此发酵时需要升高温度而非降低温度,C错误;
D、大曲发酵的菌种酵母菌是真核生物,有线粒体;火醅发酵的菌种醋酸菌是原核生物,没有线粒体,不需要线粒体内的呼吸酶参与,D错误。
15. 离心技术有着广泛应用,不同离心操作的目的因实验场景不同而有差异。下列说法错误的是( )
A. DNA粗提取实验中,将酒精加入DNA提取液后离心以获取沉淀并进一步提纯
B. PCR实验中,将各组分加入离心管后离心以保证反应液集中在底部
C. 动物细胞培养实验中,将悬浮细胞培养液进行离心以分离并收集悬浮细胞
D. 在植物体细胞杂交实验中,对植物细胞进行消毒处理后离心以获得融合细胞
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA不溶于酒精,DNA粗提取实验中加入酒精后DNA会析出,离心可使析出的DNA聚集在沉淀中,便于进一步提纯,A正确;
B、PCR反应的体系体积较小,加样后组分易附着在离心管管壁、管盖上,离心可使所有反应液集中在管底,保证反应正常进行,B正确;
C、动物悬浮细胞培养液中,细胞密度大于培养液,离心可使悬浮细胞沉降到管底,进而分离收集细胞,C正确;
D、植物体细胞杂交实验中,需先使用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体,再诱导原生质体融合才能得到融合细胞;仅对细胞消毒后离心,植物细胞存在细胞壁无法融合,不能获得融合细胞,D错误。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 探究苹果幼苗在低温条件下喷洒AMF4(一种植物激素的类似物)对其光合作用的影响,实验数据如表所示。下列说法错误的是( )
组别
不同处理
净光合速率
μmol·m-2·s-1
胞间CO2浓度
μmol·L-1
气孔导度
μmol·m-2·s-1
叶绿素相对含量
温度
AMF4处理
1组
低温
叶面喷洒适宜浓度AMF4
10.28
251
0.43
25.57
2组
低温
等量清水
7.06
249
0.35
20.29
3组
常温
等量清水
12.62
329
0.62
29.11
A. 三组的光合作用速率大小为:3组>1组>2组
B. AMF4可以提高低温条件下苹果幼苗的气孔导度
C. 2组与3组胞间CO2浓度不同的原因为气孔导度不同
D. 低温条件下AMF4通过促进叶绿素合成来促进光合作用
【答案】CD
【解析】
【详解】A、表格数据可知净光合速率大小为:3组>1组>2组,相比低温组,3组常温组呼吸速率较快,1组和2组均为低温组,呼吸速率基本相同,因此三组的光合作用速率大小为:3组>1组>2组,A正确;
B、1组和2组对比,1组的气孔导度大于2组,说明AMF4可以提高低温条件下苹果幼苗的气孔导度,B正确;
C、2组的净光合速率远小于3组,光合作用消耗的二氧化碳少,3组的气孔导度大于2组,2组与3组胞间CO2浓度不同的原因为气孔导度不同和净光合速率不同,C错误;
D、1组和2组对比,1组的气孔导度和叶绿素相对含量都大于2组,说明低温条件下AMF4通过促进叶绿素合成以及提高气孔导度来促进光合作用,D错误。
17. 某昆虫性别决定方式为XY型,其灰身与黑身、红眼与白眼分别受独立遗传的等位基因A/a、B/b控制。从该昆虫种群中选取若干相应性状的个体杂交,F1个体都能正常存活且雌雄个体数量相当,结果如表所示(相关基因不在Y染色体上)。下列说法正确的是( )
母本
多只黑身红眼雌性
父本
多只灰身雄性,眼色有的为红眼,有的为白眼
F1雌
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=2∶10∶1∶5
F1雄
灰身红眼∶黑身红眼∶灰身白眼∶黑身白眼=1∶5∶1∶5
A. 只考虑体色性状,黑身为显性,母本中杂合子占比为1/3
B. 父本产生的配子同时携带a和b基因的概率为1/3
C. 只考虑眼色遗传,F1中雄性的表型比等于母本的配子比
D. F1所有雌雄个体相互交配,若仅考虑眼色,则F2红眼雌性个体中纯合子占比为12/17
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、依据表格信息可知,多只黑身雌性与多只灰身雄性杂交,F1中无论雌雄,黑:灰=5:1,说明黑身对灰身为显性,则亲本中黑身雌性的基因型为A-,灰身雄性的基因型为aa,后者只能产生a的雄配子,所以雌性个体产生的雌配子A:a=5:1,故可推知母本中AA:Aa=2:1,即母本中杂合子占比为1/3,A正确;
B、F1中,雌性个体中红眼:白眼=2:1,雄性个体中红眼:白眼=1:1,雌雄性别有差异,说明控制昆虫眼色的基因型位于X染色体上,由雄性个体中红眼:白眼=1:1可知,母本红眼的基因型为XBXb,父本的基因型为XBY、XbY,由雌性个体中红眼:白眼=2:1可推知,白眼1/3(XbXb)=1/2Xb(雌配子)×雄配子Xb的比例,可求得雄配子Xb的比例为2/3,即父本XBY:XbY=1:2,由于父本均为隐性灰身,故(aaXBY):(aaXbY)=1:2,所以父本产生的配子同时携带a和b基因的概率为2/3×1/2=1/3,B正确;
C、结合B项可知,眼色的遗传位于X染色体上,雄性(XY)的表型取决于母本所产生的配子比例,C正确;
D、结合B项可知,母本红眼的基因型为XBXb,父本XBY:XbY=1:2,F1中雌性个体中XBXB:XBXb:XbXb=1:3:2,雌性个体所产生的雌配子种类及比例为XB:Xb=5:7,雄性个体中XBY:XbY=1:1,雄性个体所产生的雄配子种类及比例为XB:Xb:Y=1:1:2,然后构建棋盘可求得雌性个体中XBXB:XBXb:XbXb=5:12:7,其中XBXB、XBXb表现为红眼,所以F2红眼雌性个体中纯合子占比为5/17,D错误。
18. 某病毒进入人体后,引起辅助性T细胞(Th细胞)和B细胞相互活化的过程如图所示。下列说法正确的是( )
注:CD80/86是B细胞识别抗原后表达的蛋白质,CD40L是活化后的Th细胞表达的蛋白质,BCR和TCR分别是B细胞和T细胞表面的受体,CD40、MHCII、CD28均为细胞表面的蛋白质。
A. 图中BCR、TCR等蛋白质的成熟需内质网和高尔基体的加工
B. 图中的B细胞属于APC细胞,B细胞和Th细胞均需双信号活化
C. 由B细胞发育成的浆细胞需要Th细胞的信号刺激才能活化
D. 图中B细胞和Th细胞之间的信息交流仅通过直接接触实现
【答案】AB
【解析】
【详解】A、BCR、TCR都属于膜蛋白,这类蛋白质的合成、加工需要内质网和高尔基体的参与,才能成熟并运输到细胞膜上,A正确;
B、APC(抗原呈递细胞)包括树突状细胞、巨噬细胞、B细胞等,图中B细胞可以加工、提呈抗原,属于APC细胞;从图中可以看到,B细胞的活化需要抗原(BCR结合的信号)+Th细胞的活化信号②+细胞因子,Th细胞的活化需要MHCⅡ-TCR结合的信号①+CD80/86-CD28结合的信号②,二者都需要双信号活化,B正确;
C、浆细胞是高度分化的细胞,不需要再接受Th细胞的信号刺激,它的功能是分泌抗体,C错误;
D、图中B细胞和Th细胞的信息交流,除了通过细胞膜直接接触(如CD40-CD40L、MHCⅡ-TCR等结合),还通过细胞因子这种化学物质进行间接交流,D错误。
19. 微生物环是指异养细菌同化水体中溶解有机物(DOM)中的能量、经原生动物传递给浮游动物的过程。某海域浮游植物生长发育繁殖量为1000 kJ·m-2·a-1,其中60%被浮游动物摄食,40%以DOM的形式释放到水体中,异养细菌能将吸收的DOM能量约25%用于生长发育繁殖。原生动物能将摄食到的异养细菌中能量的60%同化,其同化量有30%用于生长发育繁殖。异养细菌→原生动物→浮游动物间能量传递效率均为10%。若能量流动仅限上述途径,下列说法正确的是( )
A. 不考虑其他形式的能量输入,流经该生态系统的总能量为1000 kJ·m-2·a-1
B. 通过“微生物环”途径,异养细菌用于生长发育繁殖的能量为100 kJ·m-2·a-1
C. 若浮游动物从微生物环中获得能量为3 kJ·m-2·a-1,则原生动物摄食量占异养细菌同化量的1/6
D. 微生物环的能量传递效率虽然较低,但一定程度上促进了碳循环
【答案】CD
【解析】
【详解】A、流经该生态系统的总能量是浮游植物固定的太阳能,题目中给出浮游植物生长发育繁殖量为1000kJ·m⁻²·a⁻¹,但这只是净同化量,总同化量(流经生态系统的总能量)=净同化量+呼吸消耗量,所以总能量远大于1000kJ·m⁻²·a⁻¹,A错误;
B、异养细菌吸收全部DOM(能量为400kJ),其中25%用于生长发育繁殖,因此异养细菌吸收的DOM中能量用于生长发育繁殖的能量为400×25%=100kJ·m⁻²·a⁻¹,但是异养细菌除了从DOM获取能量,还有其他方式,故用于生长发育繁殖的能量应该大于100kJ·m-2·a-1,B错误;
C、浮游动物从微生物环获得3kJ(同化量),异养细菌→原生动物→浮游动物能量传递效率为10%,因此原生动物同化量=3÷10%=30kJ;异养细菌同化量=30÷10%=300kJ;原生动物同化量占摄食量的60%,因此原生动物摄食量=30÷60%=50kJ;因此原生动物摄食量占异养细菌同化量的比例为50÷300=1/6,C正确;
D、“微生物环”模型认为浮游植物分泌的有机物(DOM)可通过“微生物环”进入食物链,物质在“微生物环”中的更新速度快,促进了物质循环,有利于维持海洋的生态平衡,D正确。
20. 为筛选可高效抑制水稻稻瘟病菌(一类真菌)的土壤放线菌,研究人员从土壤中采集、分离、筛选放线菌作为待测菌,并采用平板对峙法比较待测菌的抑菌能力。研究过程如下图所示.不考虑待测菌之间的相互作用,下列说法错误的是( )
注:平板对峙法可通过比较抑菌带(待测菌生长过程中分泌扩散性抑菌物质,而使其与病原菌之间出现无菌生长的透明区域)大小评估待测菌抑制病原菌的能力。
A. 过程①是用稀释涂布平板法分离放线菌,过程②可根据菌落的大小、颜色等挑选菌落
B. 抑菌带大小不同与不同放线菌产生的抑菌物质种类、浓度、扩散速度等有关
C. 该PDA培养基上稻瘟病菌生长受抑制,待测菌生长正常;故PDA培养基为选择培养基
D. 四种待测放线菌的抑菌效果可进行相互对照,但仍需增设空白对照
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程①将梯度稀释的菌液接种到培养基上分离,所使用的方法为稀释涂布平板法,不同的菌落大小、颜色不同,因此可以依据菌落的大小、颜色等特征挑选菌落,A正确;
B、待测菌生长过程中分泌扩散性抑菌物质,而使其与病原菌之间出现无菌生长的透明区域,因此抑菌带大小不同与不同放线菌产生的抑菌物质种类、浓度、扩散速度等有关,B正确;
C、该PDA培养基上不含有特定的物质抑制水稻稻瘟病菌的生长,而是待测菌产生的物质抑制其生长,故PDA培养基不是选择培养基,C错误;
D、四种待测放线菌的抑菌效果可进行相互对照,但仍需增设空白对照,增设一侧不放置待测菌,D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,则过剩的光能会导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。铁氰化钾作为电子受体,能缓解光抑制。叶肉细胞中O2与CO2可竞争性结合C3,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。下图为强光下叶肉细胞部分代谢过程。
(1)图中PSI上完成的能量转换为:光能转换为_____;PSII上完成的物质转换为:水分解为_____。
(2)据图分析,除有氧呼吸外,消耗O2的途径还有_____(答出两点)。NADPH通过叶绿体外膜的运输方式为_____。
(3)据图分析,植物缓解光抑制的途径:一是铁氰化钾途径,在该途径中NADPH氧化酶的作用有_____(答出两种作用);二是光呼吸途径产生CO2,加速暗反应对_____的消耗,最终缓解光抑制。
(4)在强光下,下列因素能减轻光抑制的有_____。
A. 低温 B. 干旱 C. 通风 D. 灌溉
【答案】(1) ①. 电能 ②. O2、H+(和e-)
(2) ①. 光呼吸(与C5结合生成乙醇酸)、生成活性氧 ②. 自由扩散
(3) ①. 催化NADPH的分解、将电子传递给铁氰化钾 ②. NADPH(ATP) (4)CD
【解析】
【小问1详解】
PSI是光系统Ⅰ,在光反应中,它可以将接收的光能转换为电能,后续电能会进一步转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中。 PSII是光系统Ⅱ,它可以催化水的光解,水分解后会生成O₂、H⁺(和e⁻),其中氧气释放到细胞外,氢离子和电子参与后续的电子传递过程。
【小问2详解】
从图中可以看到,除了有氧呼吸消耗O₂外,O₂可以和C₅结合进行光呼吸(与C₅结合生成乙醇酸),另外在PSII的过程中,光能还会促使生成活性氧,这个过程也会消耗O₂。 NADPH是小分子物质,它通过叶绿体外膜是顺浓度梯度进行的,不需要载体和能量,运输方式为自由扩散。
【小问3详解】
从图里的铁氰化钾途径能看到,NADPH氧化酶可以催化NADPH的分解,同时还能将电子传递给铁氰化钾,这样就能消耗掉过剩的光能,避免光抑制。 光呼吸途径产生CO₂,CO₂可以进入卡尔文循环,加速暗反应,从而消耗掉光反应产生的过剩的NADPH(ATP),减少过剩光能对光合系统的损伤,缓解光抑制。
【小问4详解】
A、低温会降低光合作用相关酶的活性,会让光合作用强度下降,过剩的光能更多,会加重光抑制,A不符合;
B、干旱会导致气孔关闭,CO₂吸收减少,暗反应减弱,光反应产生的ATP和NADPH无法被及时消耗,过剩光能增多,会加重光抑制,B不符合;
C、通风可以增加环境中的CO₂浓度,促进暗反应的进行,能消耗更多光反应产生的ATP和NADPH,减少过剩光能,减轻光抑制,C符合;
D、灌溉可以缓解植物的缺水状态,保证气孔正常开放,利于CO₂吸收,促进暗反应,消耗过剩的光能产物,减轻光抑制,D符合。
22. 某种植物由于配子结合异常导致它能为其它类型的该种植物授粉,却不能接受其它类型该种植物的花粉,这种现象称为单向杂交不亲和。该种植物同时还存在自交不亲和现象。
(1)研究发现单向杂交不亲和现象与5号染色体上的一对等位基因有关,相关杂交结果如下。
组别
杂交及结果
组别
杂交及结果
一
aa(♂)×AA(♀)→不结实
二
AA(♂)×aa(♀)→结实
三
AA(♂)×Aa(♀)→结实
四
Aa(♂)×AA(♀)→结实
①由一组和二组可知,基因型为_____的植株表现为单向杂交不亲和。结合表格分析单向杂交不亲和的原因是_____。
②三组和四组中,_____组结实率更高,若Aa自交,后代基因型及比例为_____。
(2)经研究发现,该种植物自交不亲和现象与2号染色体上的B系列(B0、B1、B2)基因有关。当花粉所含有的B基因与母本拥有的等位基因之一相同时,花粉管就不能伸长。已知B系列基因同时控制花色:B0—浅红、B1—红色、B2—深红色且B2对B1、B0完全显性,Bl对B0完全显性。
①将一个外源增强序列(其存在时,B表达量增加,颜色深度增加一级且最深为深红色)导入某受精卵的3号染色体(不影响其他基因功能),其发育成的植株开深红花,将其花粉传给B2B1植株,若子代表型及比例为_____,则该深红花植株的基因型为B1B0或B2B0;若无子代产生,则该深红花植株的基因型为_____。
②自然状态下该种群中没有开浅红花的植株,若将上述增强序列插入A基因中(记为A′),增强序列的增强功能不能表现、且增强序列插入A基因中可抑制B基因的自交不亲和性,而不影响B系列基因对颜色的控制也不影响A基因的功能。科研人员培育了A′aB1B0的植株,其自交后代中开浅红花植株所占的比例是_____。
【答案】(1) ①. AA ②. A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合 ③. 三 ④. AA∶Aa∶aa=1∶1∶1
(2) ①. 深红∶红=3∶1 ②. B2B1 ③. 1/4
【解析】
【小问1详解】
① 根据题意可知单向杂交不亲和是能给其他类型授粉,不能接受其他类型花粉。一组aa(♂)×AA(♀)不结实,说明AA不能接受aa的花粉;二组AA(♂)×aa(♀)结实,说明AA能给aa授粉,因此基因型为AA的植株表现为单向杂交不亲和。 结合实验结果:Aa(♂)×AA(♀)可以结实,说明只有含a的花粉无法在AA雌蕊完成受精,含A的花粉可正常受精,因此单向杂交不亲和的原因是A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合。
② 三组是AA(♂)×Aa(♀):父本花粉全为A,母本为Aa,所有花粉都可正常受精,全部花粉都能完成结实;四组是Aa(♂)×AA(♀):只有含A的花粉能受精,含a的花粉不能受精,仅一半花粉可完成结实,因此三组结实率更高。Aa自交时,母本为Aa,不限制a花粉受精,雌雄配子都为A:a=1:1,因此后代基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1。由于单向杂交不亲和的原因,即A基因型的雌配子(卵细胞)不能与a基因型的雄配子(精子)结合,所以Aa自交时,后代基因型及比例为AA:Aa:aa=1:1:1。
【小问2详解】
自交不亲和规则:花粉的B基因与母本任一B基因相同时,花粉不能受精。显隐性规则:B2>B1>B0,表现型:B0—浅红、B1—红色、B2—深红色;假设外源增强序列为E,E存在时颜色加深一级,最深仍为深红色,E独立遗传。
① 若深红花植株为B1B0或B2B0,做父本时:B1B0产生花粉B1:B0=1:1,母本为B2B1,B1花粉与母本B1相同,不能受精,仅B0可育;B2B0产生花粉B2:B0=1:1,B2花粉与母本B2相同,不能受精,仅B0可育; 两种情况后代B基因型都为B2B0:B1B0=1:1。B2B0本身为深红色,无论是否带E都表现深红;B1B0一半带E(加深为深红)一半不带E(表现红色),因此总子代表现型比例为深红色:红色=3:1。 若该植株为B2B1,产生花粉B2、B1,都与母本B2B1的B基因相同,全部花粉都不能受精,因此无子代,故该植株基因型为B2B1。
② 该植株基因型为A′aB1B0,A′可抑制B的自交不亲和性,因此自交时所有花粉都可正常受精。浅红花只能是B0B0(B1对B0显性,只要含B1就不是浅红),亲本B1B0自交,雌雄配子B1:B0=1:1,后代B0B0占比为1/4,因此浅红花植株比例为1/4。
23. 在小鼠进食后,肠道菌群的代谢产物刺激肠分泌细胞分泌GLP-1等激素进而作用于下丘脑弓状核(ARC脑区)的POMC(兴奋时抑制食欲)与AgRp(兴奋时促进食欲)神经元而调节进食。瘦素是脂肪组织分泌的蛋白类激素,可作用于POMC与AgRp而抑制食欲。在进食后,小鼠体内瘦素水平提高,小鼠的POMC与AgRp神经元会通过途径三提高十二指肠组织的肾上腺素水平,进而调节肠道菌群为小鼠下一餐的进食做好准备。该过程的部分机制如图所示。
(1)进食后,胰岛细胞分泌_____(激素)升高,该激素刺激瘦素的分泌。瘦素作用于POMC和AgRp引起的效应不同,是因为_____的不同。瘦素作用于POMC会引起_____(填序号),而作用于AgRp引起_____(填序号)进而调节动物的进食。
①Na+内流②Cl-内流③K+内流④K+外流
(2)进食后,脑用于调节腺体A的神经属于_____(填“躯体运动神经”或“交感神经”或“副交感神经”);脑对肠道菌群的调节属于_____(填“神经调节”或“体液调节”或“神经-体液调节”)。
(3)研究发现,肥胖会引起小鼠的瘦素抵抗,阻断POMC和AgRp对腺体A的调节。请设计实验验证这一结论。
①肥胖模型鼠的制备:生理状态相同的小鼠,部分小鼠高脂饮食12周,与对照组相比,若_____(答出两个检测指标及其变化即可),则肥胖模型鼠制备成功。
②实验思路:未进食的正常小鼠和未进食的模型鼠_____(填选项),一段时间后,分别检测_____(填选项)。
A.ARC脑区注射瘦素
B.肠腔注射瘦素
C.肠道菌群注射前后是否有显著变化
D.血液中GLP-1的水平是否有显著变化
E.腺体A的代谢活动
③若出现_____现象,则可验证该结论。
【答案】(1) ①. 胰岛素 ②. 瘦素受体 ③. ① ④. ②
(2) ①. 交感神经 ②. 神经—体液调节
(3) ①. 体重显著上升、瘦素水平显著升高 ②. A ③. C ④. 模型鼠肠道菌群注射前后无显著变化,对照组肠道菌群注射前后有显著变化
【解析】
【小问1详解】
进食后小鼠血糖升高,胰岛B细胞分泌的胰岛素升高,胰岛素可刺激瘦素分泌。同一种激素作用于不同靶细胞产生效应不同,原因是不同靶细胞膜上的受体种类不同。 瘦素的作用是抑制食欲:POMC兴奋会抑制食欲,因此瘦素会激活POMC,神经元兴奋的离子基础是Na+内流(即①);AgRp兴奋会促进食欲,因此瘦素会抑制AgRp的兴奋,抑制神经元兴奋时会发生Cl−内流(即②),使膜电位更难达到动作电位。
【小问2详解】
肾上腺素的分泌受交感神经支配,支配内脏腺体的自主神经中,交感神经兴奋会促进肾上腺素分泌,因此此处为交感神经。 脑对肠道菌群的调节路径为:神经中枢(ARC脑区)→传出神经→腺体A分泌肾上腺素→调节肠道菌群,该过程同时存在神经调节和体液调节,属于神经-体液调节。
【小问3详解】
① 制备肥胖模型鼠,高脂饲养后,若小鼠体重明显增加、血液中瘦素含量明显升高,说明肥胖模型制备成功。
② 实验目的是验证肥胖引发的瘦素抵抗会阻断ARC脑区神经元对腺体A的调节,瘦素的作用位点是ARC脑区的POMC和AgRp神经元,因此实验处理为给两组小鼠在ARC脑区注射瘦素;因变量是腺体A的调节效应,因此需要检测腺体A的代谢活动。 故选AE。
③ 若结论成立,则正常小鼠对瘦素起反应,注射瘦素后腺体A代谢发生明显变化;肥胖模型鼠存在瘦素抵抗,调节被阻断,注射瘦素后腺体A的代谢活动无明显变化。
24. 功能多样性是指群落中物种在功能性状(如摄食方式、运动能力、体型大小等)上的区别,反映物种间功能性状的差异程度。质量比假说认为群落的生产力(单位时间内群落生物量的净增加量)主要由优势物种(生物量占比高的物种)的功能性状决定,而不取决于功能多样性。研究团队分析了某底层鱼类的群落生产力与多种因素的关系,结果如下。
影响因素
与群落生产力的相关系数(r)
群落加权运动性状(CWM)
+0.63
物种丰富度(SR)
+0.52
功能多样性(FD)
-0.42
注:群落加权运动性状(CWM)反映优势物种的功能特征,优势种的运动能力越强,该值越高;r为正值表示正相关,值越高表示相关性越高,r为负值表示负相关,绝对值越大表示负相关性越高。
(1)认识该鱼类群落,首先要分析该群落的_____,这一指标的数目多少称为_____。生态系统的稳定性是指生态系统所具有的_____处于相对平衡状态的能力。
(2)该调查结果_____(填“支持”或“不支持”)质量比假说,原因是_____(答出两点)。
(3)功能多样性与群落生产力呈负相关,其原因可能是功能多样性高的群落中_____差异大,导致_____占比降低,质量比效应减弱。
(4)若某年过度捕捞导致该群落运动能力强的大型鱼类生物量锐减,小型底栖鱼类成为优势种,预测群落生产力将_____,原因是小型底栖鱼类的_____较弱,成为优势种后会导致_____(填表中影响因素)下降。
【答案】(1) ①. 物种组成 ②. 物种丰富度(SR) ③. 保持或恢复自身结构和功能
(2) ①. 支持 ②. 该群落的生产力与群落加权运动性状(CWM)呈强正相关,而和功能多样性呈强负相关
(3) ①. 物种间功能性状 ②. 优势物种生物量
(4) ①. 下降 ②. 运动能力 ③. CWM
【解析】
【小问1详解】
群落最基本的特征是物种组成,所以分析群落,需要首先分析群落的物种组成,衡量物种组成的指标是物种丰富度,生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。
【小问2详解】
质量比假说认为群落的生产力(单位时间内群落生物量的净增加量)主要由优势物种(生物量占比高的物种)的功能性状决定,而不取决于功能多样性,分析表格,该群落的生产力与群落加权运动性状(CWM)呈强正相关,而和功能多样性呈强负相关,所以支持该假说。
【小问3详解】
由于群落的生产力主要由优势物种)的功能性状决定,而不取决于功能多样性,而功能多样性与群落生产力呈负相关,原因可能是功能多样性高的群落中物种间功能性状差异大,导致优势物种生物量占比降低,质量比效应减弱。
【小问4详解】
过度捕捞导致该群落运动能力强的大型鱼类生物量锐减,小型底栖鱼类成为优势种,大型鱼类运动能力强,小型底栖鱼类运动能力弱,成为优势种后,导致群落加权运动性状(CWM)下降,而群落的生产力与群落加权运动性状(CWM)呈强正相关,所以预测群落生产力将降低。
25. 利用基因工程技术可定向编辑目标基因:将含有核酸酶基因和一段目标基因序列(该序列可转录,通常可将该序列设计到引物中)的载体导入受体细胞,该段目标基因序列的转录产物(一种起引导作用的RNA)可引导核酸酶基因表达的核酸酶特异性结合到目标基因序列并进行切割,使目标基因断裂,修复时可出现连接错误,形成突变体。向二倍体番茄细胞中导入终载体,对其紫胚轴基因G和雄性可育基因M进行同步编辑以培育绿胚轴雄性不育双突变体。终载体构建过程及引物、限制酶相关信息如图所示。
(1)PCR过程中引物的功能是_____,引物F、R会结合到模板链的_____(填“3′”或“5′”)端。
(2)中间载体是小型DNA,可携带相应功能片段整合到原载体上形成终载体。构建终载体时需将PCR扩增后的中间载体插入到原载体的两个限制酶BsaI切点之间,如图甲所示。
①F、R引物序列如图乙所示,原载体经BsaI酶切后保留的黏性末端为5′-_____-3′和5′-_____-3′,用终载体转化农杆菌,经卡那霉素筛选并提取相关DNA后只能选用限制酶EcoRI或BamHI酶切鉴定导入成功的终载体,据此可知,图甲所示A处a链上的BsaI的识别序列为5′-_____-3′。
②扩增中间载体时F引物序列中应含有BsaI的识别序列、_____和中间载体的一段序列。为实现对同一细胞中基因G和M的独立编辑,在扩增后的中间载体上还应含有的结构为_____(填“终止子”或“终止密码子的编码序列”)。
(3)终载体通过农杆菌导入番茄细胞,经PCR和电泳筛选得到突变体A和B,据图丙可知,突变体A和B的变异类型分别是染色体结构变异中的_____和_____。经检测突变体A确定为绿胚轴雄性不育系。
【答案】(1) ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 ②. 3′
(2) ①. CAAA ②. GTTT(顺序可颠倒) ③. GAGACC ④. 基因G或基因M的一段序列 ⑤. 终止子
(3) ①. 倒位 ②. 缺失
【解析】
【小问1详解】
PCR过程中引物的功能是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。DNA复制时,从模板链的3'端开始,因此引物F、R会结合到模板链的3′端。
【小问2详解】
①以引物R进行PCR扩增形成的双链DNA序列为(5'-GGTCTCGAAAC-3'/3'-CCAGAGCTTTG-5'),BsaI识别序列为(5'-GGTCTCG-3'/3'-CCAGAGCTTTG-5'),切割后形成的黏性末端是5'GTTT3',同理,以引物F进行PCR扩增后,再经过酶切形成的黏性末端是5'CAAA3'。经卡那霉素筛选并提取相关DNA后只能选用限制酶EcoRI或BamHI酶切鉴定导入成功的终载体,因此BsaI的识别序列的两侧有限制酶EcoRI和BamHI酶的部分识别序列,再结合BsaI识别序列可知图甲所示A处a链上的BsaI的识别序列为5′-GAGACC-3′。
②我们的目的是对番茄紫胚轴基因G和雄性可育基因M进行同步编辑以培育绿胚轴雄性不育双突变体,因此扩增中间载体时F引物序列中应含有基因G或基因M的一段序列。在扩增后的中间载体上还应含有的结构为终止子,这样可以实现基因G和M的独立编辑,互不干扰,而终止密码子的编码序列并不能终止基因的转录。
【小问3详解】
结合2染色体片段及引物分析,突变体A利用引物P1+P3、P2+P4可以扩增出产物,原因可能是M基因所在的染色体片段或G基因所在的染色体片段发生了倒位;突变体B利用P1+P4能扩增出产物,而利用P1+P2和P3+P4不能扩增出产物,可能是M基因和G基因之间的染色体片段发生了缺失。
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