内容正文:
生物试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1. 在细胞的生命活动中,下列细胞器不会发生氨基酸脱水缩合的是( )
A. 核糖体 B. 叶绿体 C. 线粒体 D. 溶酶体
2. 《中国居民膳食指南》提出“减盐、减油、减糖”。控糖:摄入添加糖(加工中加入的单糖、二糖等各种糖类甜味剂,不含天然糖)每日≤50g,最好<25g。下图为咸蛋黄苏打饼干配料及营养成分表。下列叙述正确的是( )
A. 每100克该食物中含57克添加糖,不建议大量食用
B. 脂肪水解产生的甘油和脂肪酸,是人体细胞合成磷脂的原料
C. 该食物能补充人体所需的21 种必需氨基酸
D. 减盐可降低细胞内液Na⁺浓度,从而维持细胞正常的形态与功能
3. 绿色植物叶肉细胞合成的蔗糖主要通过图中①②途径转移,最终进入筛管进行长距离运输。下列叙述错误的是( )
A. 蔗糖适合长距离运输可能与其水溶性好有关
B. 蔗糖借助胞间连丝转移至维管束鞘细胞的过程依赖于蔗糖的浓度差
C. H+运出伴胞细胞的过程中转运蛋白会发生磷酸化导致空间结构改变
D. 适度升高薄壁细胞与伴胞细胞间隙的pH会使蔗糖转运速率加快
4. 随着餐饮业发展和垃圾分类推进,厨余垃圾产生量激增,资源化、无害化处理尤为迫切,如图为厨余垃圾干式厌氧发酵技术流程示意图,下列叙述正确的是( )
A. 利用干式厌氧发酵技术处理厨余垃圾制备沼气,会加剧大气中的温室效应
B. 发酵前将高效降解厨余垃圾的微生物进行扩大培养是该发酵技术的中心环节
C. 发酵时连续搅拌的目的是增加溶解氧含量和增大厨余垃圾与微生物的接触面积
D. 从设备中分离出的沼渣可作为有机肥还田,促进了物质循环,提高了能量利用率
5. 为防治鼠害,某地分别在第1~7年和第8~15年分两个阶段对田鼠种群采取不同方式的干预,期间田鼠种群数量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 第1~7年田鼠种群的年龄结构为衰退型,因为种群数量在不断下降
B. 第1~7年的干预措施可能是引入了田鼠天敌,导致环境容纳量下降
C. 第8~15年田鼠种群的出生率大于死亡率,所以种群数量在波动变化
D. 第8~15年田鼠种群数量稳定在较高水平,说明此时不存在种内竞争
6. 下图展示了猪体细胞核移植技术的操作过程。下列叙述正确的是( )
A. ①中的卵母细胞需在体外培养到 MI期
B. ②使用的血清需高压蒸汽灭菌以防止污染
C. ③操作前进行胚胎分割获得双胞胎猪属于有性生殖
D. 蛋白酶合成抑制剂可激活重构胚
7. 下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. a过程表示细胞生长,人体内器官大小主要取决于a过程所形成的细胞大小
B. c过程的细胞内存在基因的选择性表达,而b过程的细胞内不存在
C. 老年人的皮肤上出现“老年斑”,主要是衰老细胞中黑色素积累的结果
D. 人体内细胞毒性T细胞裂解被病原体感染的靶细胞,属于细胞凋亡
8. 磁场刺激是一种调节神经系统生理状态的有效方法,为研究其对神经系统钝化的改善和电生理机制,现进行以下实验:将小鼠随机均分为3组,对照组、神经系统钝化模型(HU)组和磁场刺激(CFS)组,每组8只。检测上述3组小鼠的认知功能水平,结果如图1。检测上述3组小鼠海马区神经元的静息电位,结果如图2。有关叙述错误的是( )
A. CFS组应在 HU 组处理的基础上,对小鼠进行适当的磁场刺激
B. 据图1 推测,甲组或丙组可能为对照组
C. 若3组小鼠动作电位峰值无差异,则HU组流入神经元的Na⁺数量最少
D. 实验结果说明,CFS可改善神经系统钝化时神经元兴奋性下降的问题
9. 脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。如图为 BDNF 基因的表达及调控过程。下列叙述正确的是( )
A. 根据BDNF的氨基酸排列顺序可推测BDNF基因的碱基排列顺序
B. 过程②中的mRNA左侧为3'端右侧为5'端
C. miRNA和BDNF基因的mRNA结合抑制其翻译
D. X基因仅转录出miRNA而未指导蛋白质合成表明其不具有遗传效应
10. 某生物小组利用下图a~f所示装置(a和b、c和f装置中酵母菌培养液等量,其他条件适宜)进行实验。下列相关分析错误的是( )
A. 将f封口放置一段时间后排气,再连接f→d,d中澄清石灰水变浑浊,可证明酵母菌无氧呼吸产生了CO2
B. 连接e→c→d,并从e左侧通气,d中石灰水变浑浊,说明酵母菌有氧呼吸的产物中有CO2
C. 可将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液,根据溶液是否由蓝变绿再变黄,判断酵母菌的细胞呼吸方式
D. a、b装置初始氧浓度相等,若a液滴左移、b液滴右移,说明该氧浓度下酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
11. 下图为猕猴桃果实发育和成熟过程中植物激素的动态变化图。下列相关说法错误的是 ( )
A. 猕猴桃果实发育过程中,生长素的含量比细胞分裂素的含量高
B. 脱落酸的第一个峰值有利于花瓣脱落,第二个峰值有利于果实脱落
C. 开花后77~91天,生长素浓度上升可能会促进乙烯的合成从而促进果实的成熟
D. 若天气原因影响传粉,为使果实发育可在开花期施用一定浓度的生长素类调节剂
12. 胎儿绒毛是胚胎植入子宫后,由滋养层细胞在胚胎表层形成的。胎儿绒毛检查是孕早期产前诊断的重要手段,可以判断胎儿是否存在染色体异常,对优生优育有重要的指导作用。下表是对536例停止发育的胚胎进行绒毛染色体检查的结果。
染色体数目异常(例)
染色体结构异常(例)|
染色体核型正常 (例)
三倍体
三体
单体 (45, X)
缺失
其他
236
35
223
30
8
4
下列叙述错误的是( )
A. 三倍体的产生可能是由多精入卵导致的
B. 三体或单体的形成可能是亲本减数分裂异常引起的
C. 染色体结构异常可能发生在早期胚胎细胞有丝分裂过程中
D. 236例胚胎未检出染色体异常的原因可能是绒毛细胞已发生分化
13. 长期高糖高脂环境会损伤胰岛B细胞,降低其对葡萄糖的敏感度。这种损伤在恢复正常饮食后仍会持续进展一段时间。研究人员构建模型鼠后,将其分为两组,两组均恢复正常饮食。以服用定量葡萄糖后的胰岛素水平变化为观测指标,探究巴瑞替尼(口服药物)对胰岛B细胞的修复效果,结果见图,下列推测错误的是( )
A. 应持续给予高糖高脂饮食以获得模型鼠
B. 对照组处理是模型鼠灌胃不含药物的溶剂
C. ①②对照说明巴瑞替尼有一定修复作用
D. 4周后对照组因病程进展胰岛B细胞损伤加重
14. 家蚕(2N=56)的性别决定方式为 ZW型,茧形和体色分别由等位基因A/a和B/b控制,且两对基因均不在W染色体上。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交,F1中雌雄数量相等,雌雄中表型及比例如表所示。下列叙述错误的是( )
雌蚕
有斑纹纺锤形茧:无斑纹纺锤形茧:有斑纹椭圆形茧:无斑纹椭圆形茧=1: 4: 1: 4
雄蚕
有斑纹纺锤形茧:无斑纹纺锤形茧:有斑纹椭圆形茧:无斑纹椭圆形茧=2: 8: 1: 4
A. 雌家蚕的次级卵母细胞中,可能有0、1、2条W染色体
B. A/a位于Z染色体,且 A基因决定纺锤形性状
C. 关于茧形,父本的基因型为 ZAZa,母本的基因型为ZAW:ZaW,比例为1:2
D. B/b位于常染色体,则亲本中雄性无斑纹个体的基因型及比例是 BB: Bb=2:3
15. 为探究猪流行性腹泻病毒蛋白Nsp15是否与宿主蛋白SLC25a3结合,研究人员构建两种重组质粒分别表达融合蛋白Flag-Nsp15和Myc-SLC25a3,转化后获得三组细胞(①、②、③)。利用抗Flag抗体分别收集各组中能与之结合的蛋白,再分别用抗Flag、抗Myc的单克隆抗体检测,同时取各组细胞总蛋白进行相同检测,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A. 制备抗Flag单克隆抗体时需在已免疫动物体内分离得到记忆B细胞作为材料
B. 若使用抗Myc抗体收集蛋白,则①组中同样会出现Flag条带
C. ②组IP产物中无Myc条带,说明细胞内不表达SLC25a3蛋白
D. ③组IP产物中有Myc条带,表明Nsp15能与SLC25a3结合
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。
(1)绿色植物光合作用的光反应阶段,相关酶与光合色素均分布于叶绿体____________薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构,以此构建光驱动能量再生模块(TEM)。
(2)向TEM中加入基础反应液,测量产能效果,结果如图1。
图1a表明,NADPH的生成依赖____________。图1b中,黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP,原因是____________。
(3)为进一步测试TEM的供能效果,将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶(Ghr)等封装进液滴,作为实验组,只含NADPH的液滴作为对照组1,含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2,检测3组NADPH的浓度,部分结果如图2。
①图2b中,对照组1的作用是____________。
②实验结果表明,TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果___________。
(4)研究者将TEM结合人工固碳循环,构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度,提出该系统可能的应用前景___________。
17. 辅助性T细胞(Th)由Th0分化而来,包括Th1、Th2等类型。Th1与细胞免疫有关,主要分泌IFN-等细胞因子;Th2与体液免疫有关,主要分泌IL-13等细胞因子。回答下列问题:
(1)T细胞在_________中发育成熟,能分泌各种细胞因子,此外人体内的免疫活性物质还包括_________(写出2类)等。
(2)机体感染病毒时,神经细胞分泌的神经肽对Th0的分化有调控作用,研究人员用体外培养的Th0进行研究,测定了分泌不同细胞因子的细胞比例,结果如下图。
据此推断,神经肽可促使Th0向着_________细胞的方向分化。
(3)为研究RAMP3对Th0分化的影响,研究人员用病毒分别感染野生型小鼠和RAMP3基因敲除小鼠,以被病毒感染的细胞数量反映机体细胞免疫水平,得出了“RAMP3是Th0分化为Th1的必备因子”。其实验结果应为_________。
(4)为进一步验证神经肽对Th0的作用依赖于RAMP3,有人将Th缺陷小鼠分为2组,进行了以下实验
分组
转入细胞
神经肽
病毒感染
A
野生型Th0
-
+
B
敲除RAMP3基因的Th0
+
+
注:“+”表示施加,“-”表示不施加
上述设计并不严谨,还应设置C组,其处理方式为__________,对3组小鼠体内IFN进行含量检测和比较,结果应是_________。
(5)研究证实,调控Th0分化的神经肽中,CGRP是诱发偏头痛的关键因子,目前已有CGRP抗体类药物用于偏头痛治疗。结合上述机制分析,长期使用CGRP抗体类药物可能带来的风险是_________。
18. 麋鹿是我国一级保护动物,喜食外来入侵种互花米草。某滩涂湿地互花米草泛滥成灾,导致当地草本植物基本消失。为保护麋鹿和治理互花米草,该地设置围栏区放养麋鹿。上述物种种群数量在互花米草入侵后变化如图。回答下列问题:
注:A、B、C和D分别表示不同的物种。
(1)物种D属于该生态系统组成成分的_____。
(2)若将同等条件的麋鹿在阶段Ⅱ引入围栏区,_____(填“会”或“不会”)影响围栏区内麋鹿的环境容纳量,理由是_____。
(3)由图可知,存在两个发生植物种群衰退的阶段,土壤肥力增加较多的是阶段_____。该阶段C种群生态位_____(填“会”或“不会”)发生改变,原因是_____。
19. 人乳铁蛋白(hLF)是一种具有抗菌、抗病毒功能的珍贵药用蛋白,天然存在于人乳汁中,但提取困难且成本高昂。科学家计划利用乳腺生物反应器技术,将人乳铁蛋白基因导入山羊基因组中,使其在乳腺细胞中高效表达,从而通过收集羊奶来工业化生产该蛋白。已知只有将过程①获得的hLF基因置于 BLG 基因调控区下游,才能使其在动物乳腺组织中特异性表达。下图是科研人员构建基因表达载体及培育转基因山羊的部分流程示意图。
请回答下列问题。
(1)图1中,为确保过程①获取的hLF 基因能正确插入BLG 基因调控区下游,还需要在 hLF基因上、下游引物的5'端分别插入__________酶的识别序列。图2中C的发育阶段通常为___________。
(2)为了检测转基因山羊是否培育成功,科研人员进行了多层面的检测:
①分子水平检测:提取转基因山羊乳腺细胞的DNA,除PCR 外,还可利用______________技术检测 hLF基因是否整合到染色体DNA 上;提取___________,利用抗原—抗体杂交技术检测是否产生了人乳铁蛋白。
②个体水平鉴定:若检测到乳汁中含有活性的人乳铁蛋白,说明转基因动物制备成功。与传统的大肠杆菌发酵工程生产相比,利用乳腺生物反应器生产的优势在于____________(答两点)。
(3)在实际操作中,科研人员发现部分转基因克隆羊虽然基因组中整合了hLF基因,但其乳汁中并未检测到目标蛋白,或者蛋白产量极低。请结合表观遗传学或基因表达调控的知识,分析造成这种现象的可能原因有___________(答两点)。
20. 某昆虫的触角长度由常染色体上A/a和B/b控制,已知四种纯合子AABB,AAbb, aaBB, aabb的触角长度分别为2cm, 4cm, 0cm, 0cm。为研究两对基因的作用和位置关系,研究人员选择触角长度为4cm和0cm(无触角)的两个纯合亲本进行杂交得F₁,触角长度均为1cm,F₁雌雄个体交配得F₂,统计F₂中触角长度及对应个体数量,结果如下表。
触角长度 (cm)
0
1
2
3
4
个体数量(个)
60
40
30
20
10
(1)基因 A 和B对昆虫触角发育的作用分别是__________、__________(填“促进”或“抑制”)。F₂中触角长度为3cm的基因型为________。
(2)将AABB和 aabb杂交得到群体(甲),取杂交时得到的部分受精卵进行诱变处理,经培养得到一个触角有分叉的雌性个体乙。通过 PCR 扩增控制分叉性状的相关基因(D/d)并用同种限制酶完全切割后进行电泳,结果如图,说明分叉性状是由__________(填“D”或“d”)基因控制。
(3)为了判断D/d和A/a、B/b的位置关系,将题(2)中的乙与甲群体雄性个体杂交,观察并统计子代表型和比例,不考虑其它基因突变和染色体互换:
①若D/d和A/a位于同源染色体上,则子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=3:7:6或7: 3: 6;
②若D/d和B/b位于同源染色体上,则子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=__________;
③若D/d和 A/a、B/b位于非同源染色体,则子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=_________。
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生物试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1. 在细胞的生命活动中,下列细胞器不会发生氨基酸脱水缩合的是( )
A. 核糖体 B. 叶绿体 C. 线粒体 D. 溶酶体
【答案】D
【解析】
【详解】A、核糖体是氨基酸脱水缩合反应的场所,A不符合题意;
BC、叶绿体和线粒体均属于半自主性细胞器,均含有核糖体,均可合成部分自身所需的蛋白质,均能发生氨基酸脱水缩合,BC不符合题意;
D、溶酶体不含有核糖体,无法进行蛋白质合成过程,不会发生氨基酸脱水缩合,D符合题意。
2. 《中国居民膳食指南》提出“减盐、减油、减糖”。控糖:摄入添加糖(加工中加入的单糖、二糖等各种糖类甜味剂,不含天然糖)每日≤50g,最好<25g。下图为咸蛋黄苏打饼干配料及营养成分表。下列叙述正确的是( )
A. 每100克该食物中含57克添加糖,不建议大量食用
B. 脂肪水解产生的甘油和脂肪酸,是人体细胞合成磷脂的原料
C. 该食物能补充人体所需的21 种必需氨基酸
D. 减盐可降低细胞内液Na⁺浓度,从而维持细胞正常的形态与功能
【答案】B
【解析】
【详解】A、营养成分表中每100克食物的57.0g是总碳水化合物含量,包含小麦粉中的淀粉等成分,添加糖仅为配料中的白砂糖,含量远低于57g,A错误;
B、脂肪水解的产物是甘油和脂肪酸,磷脂的合成需要甘油、脂肪酸作为原料,因此脂肪水解产物可作为人体细胞合成磷脂的原料,B正确;
C、人体必需氨基酸仅有8种(婴儿为9种),21种是组成人体蛋白质的氨基酸总数量,且该食物中的蛋白质不一定包含全部必需氨基酸,C错误;
D、Na+主要存在于细胞外液,减盐是降低细胞外液的Na+浓度,从而维持细胞正常的形态与功能,并非降低细胞内液Na+浓度,D错误。
3. 绿色植物叶肉细胞合成的蔗糖主要通过图中①②途径转移,最终进入筛管进行长距离运输。下列叙述错误的是( )
A. 蔗糖适合长距离运输可能与其水溶性好有关
B. 蔗糖借助胞间连丝转移至维管束鞘细胞的过程依赖于蔗糖的浓度差
C. H+运出伴胞细胞的过程中转运蛋白会发生磷酸化导致空间结构改变
D. 适度升高薄壁细胞与伴胞细胞间隙的pH会使蔗糖转运速率加快
【答案】D
【解析】
【详解】A、蔗糖是水溶性二糖,性质稳定,适合在植物汁液中长距离运输,A正确;
B、蔗糖通过胞间连丝在细胞间转移是顺浓度梯度的扩散,依赖蔗糖的浓度差,B正确;
C、H+运出伴胞为主动运输,H+−ATP酶(转运蛋白)催化ATP水解时,自身会发生磷酸化,空间结构改变从而完成H+转运,C正确;
D、分析题图可知,H+−ATP酶消耗ATP,将伴胞细胞内的H+主动运输到细胞间隙,使细胞间隙H+浓度高于伴胞细胞内,蔗糖-H+同向转运体依靠H+的浓度梯度势能,将蔗糖和H+一同转运进入伴胞,适度升高细胞间隙pH,会使细胞间隙H+浓度降低,H+的浓度差减小,蔗糖转运的动力下降,蔗糖转运速率会减慢,D错误。
4. 随着餐饮业发展和垃圾分类推进,厨余垃圾产生量激增,资源化、无害化处理尤为迫切,如图为厨余垃圾干式厌氧发酵技术流程示意图,下列叙述正确的是( )
A. 利用干式厌氧发酵技术处理厨余垃圾制备沼气,会加剧大气中的温室效应
B. 发酵前将高效降解厨余垃圾的微生物进行扩大培养是该发酵技术的中心环节
C. 发酵时连续搅拌的目的是增加溶解氧含量和增大厨余垃圾与微生物的接触面积
D. 从设备中分离出的沼渣可作为有机肥还田,促进了物质循环,提高了能量利用率
【答案】D
【解析】
【详解】A、沼气作为能源替代化石燃料,其碳排放强度更低,可减少温室气体排放,降低大气中的温室效应,A错误;
B、发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,B错误;
C、该过程为厌氧发酵,连续搅拌的目的是增大厨余垃圾与微生物的接触面积,而非增加溶解氧,C错误;
D、沼渣作为有机肥还田,其中的有机物可被分解者分解为无机盐供植物利用,促进了物质循环;同时厨余垃圾的能量通过产沼气、沼渣还田等途径实现多级利用,提高了能量利用率,D正确。
5. 为防治鼠害,某地分别在第1~7年和第8~15年分两个阶段对田鼠种群采取不同方式的干预,期间田鼠种群数量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 第1~7年田鼠种群的年龄结构为衰退型,因为种群数量在不断下降
B. 第1~7年的干预措施可能是引入了田鼠天敌,导致环境容纳量下降
C. 第8~15年田鼠种群的出生率大于死亡率,所以种群数量在波动变化
D. 第8~15年田鼠种群数量稳定在较高水平,说明此时不存在种内竞争
【答案】B
【解析】
【详解】A、第1~7年田鼠种群数量下降后,在低水平保持相对稳定,后期种群年龄结构为稳定型,且该阶段并非全程种群数量持续下降,A错误;
B、引入田鼠天敌会增大田鼠的环境阻力,使田鼠的环境容纳量(K值)下降,最终种群数量降低后稳定在较低水平,和图中第1~7年的变化特征吻合,B正确;
C、第8~15年田鼠种群在较高水平波动,整体出生率大致等于死亡率;仅种群数量上升时出生率大于死亡率,下降时出生率小于死亡率,C错误;
D、只要资源、空间有限,种群内部就存在种内竞争,第8~15年田鼠种群数量较高,资源相对有限,始终存在种内竞争,D错误。
6. 下图展示了猪体细胞核移植技术的操作过程。下列叙述正确的是( )
A. ①中的卵母细胞需在体外培养到 MI期
B. ②使用的血清需高压蒸汽灭菌以防止污染
C. ③操作前进行胚胎分割获得双胞胎猪属于有性生殖
D. 蛋白酶合成抑制剂可激活重构胚
【答案】D
【解析】
【详解】A、体细胞核移植操作中,①中的卵母细胞需要体外培养到减数第二次分裂中期(MⅡ期),该时期卵母细胞的细胞质才具备诱导细胞核全能性表达的能力,并非MI期,A错误;
B、血清中含有多种不耐高温的生物活性成分,高压蒸汽灭菌会使这些活性成分变性失活,因此血清不能采用高压蒸汽灭菌,通常用过滤法除菌,B错误;
C、胚胎分割获得的双胞胎来源于同一个重构胚,没有经过两性生殖细胞的结合,属于无性生殖,C错误;
D、蛋白酶合成抑制剂是激活重构胚的常用化学试剂之一,能够处理重构胚使其启动细胞分裂和发育进程,D正确。
7. 下图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图,图中①~⑥为各个时期的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列叙述正确的是( )
A. a过程表示细胞生长,人体内器官大小主要取决于a过程所形成的细胞大小
B. c过程的细胞内存在基因的选择性表达,而b过程的细胞内不存在
C. 老年人的皮肤上出现“老年斑”,主要是衰老细胞中黑色素积累的结果
D. 人体内细胞毒性T细胞裂解被病原体感染的靶细胞,属于细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【详解】A、人体内器官大小主要取决于细胞数量的多少,也就是b细胞分裂过程的结果,并非a细胞生长形成的细胞大小,A错误;
B、c细胞分化过程存在基因的选择性表达,b细胞分裂过程也存在基因的选择性表达,比如分裂相关的基因会特异性表达,并非不存在基因选择性表达,B错误;
C、老年人的“老年斑”是衰老细胞中脂褐素(代谢废物类色素)积累的结果,衰老细胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,不是黑色素积累导致的,C错误;
D、细胞毒性T细胞裂解被病原体感染的靶细胞,是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,属于细胞凋亡,D正确。
8. 磁场刺激是一种调节神经系统生理状态的有效方法,为研究其对神经系统钝化的改善和电生理机制,现进行以下实验:将小鼠随机均分为3组,对照组、神经系统钝化模型(HU)组和磁场刺激(CFS)组,每组8只。检测上述3组小鼠的认知功能水平,结果如图1。检测上述3组小鼠海马区神经元的静息电位,结果如图2。有关叙述错误的是( )
A. CFS组应在 HU 组处理的基础上,对小鼠进行适当的磁场刺激
B. 据图1 推测,甲组或丙组可能为对照组
C. 若3组小鼠动作电位峰值无差异,则HU组流入神经元的Na⁺数量最少
D. 实验结果说明,CFS可改善神经系统钝化时神经元兴奋性下降的问题
【答案】C
【解析】
【详解】A、本实验探究磁场刺激对神经系统钝化的改善作用,CFS组为实验组,需遵循单一变量原则,在HU组构建神经系统钝化模型的处理基础上施加磁场刺激,A正确;
B、神经系统钝化模型(HU)组认知功能低于正常对照组,磁场刺激(CFS)组认知功能高于HU组,图1中乙组认知功能最低,为HU组,因此甲组或丙组均有可能为对照组,B正确;
C、动作电位的峰值由Na+内流的总量决定,若三组动作电位峰值无差异,说明三组神经元流入的Na+数量基本相同,C错误;
D、静息电位绝对值越大,神经元兴奋性越低,图2中HU组静息电位绝对值最大,兴奋性最低,CFS组静息电位绝对值接近对照组,且结合图1可知CFS组认知功能远高于HU组,说明CFS可改善神经系统钝化时神经元兴奋性下降的问题,D正确。
9. 脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。如图为 BDNF 基因的表达及调控过程。下列叙述正确的是( )
A. 根据BDNF的氨基酸排列顺序可推测BDNF基因的碱基排列顺序
B. 过程②中的mRNA左侧为3'端右侧为5'端
C. miRNA和BDNF基因的mRNA结合抑制其翻译
D. X基因仅转录出miRNA而未指导蛋白质合成表明其不具有遗传效应
【答案】C
【解析】
【详解】A、密码子具有简并性,即同一种氨基酸可对应多种密码子,因此根据BDNF的氨基酸排列顺序只能推测出多种可能的碱基序列,无法确定BDNF基因的准确碱基排列顺序,A错误;
B、过程②为翻译,翻译时核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动,且肽链越长说明核糖体在mRNA上移动的距离越远,图中右侧核糖体合成的肽链更长,说明mRNA左侧为5'端、右侧为3'端,B错误;
C、由图可知,miRNA和BDNF基因的mRNA结合后,该mRNA无法与核糖体结合,核糖体是翻译的场所,因此该过程会抑制翻译,C正确;
D、基因是有遗传效应的DNA片段,X基因转录出的miRNA可调控BDNF基因的翻译过程,能控制生物的相关性状,因此X基因具有遗传效应,D错误。
10. 某生物小组利用下图a~f所示装置(a和b、c和f装置中酵母菌培养液等量,其他条件适宜)进行实验。下列相关分析错误的是( )
A. 将f封口放置一段时间后排气,再连接f→d,d中澄清石灰水变浑浊,可证明酵母菌无氧呼吸产生了CO2
B. 连接e→c→d,并从e左侧通气,d中石灰水变浑浊,说明酵母菌有氧呼吸的产物中有CO2
C. 可将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液,根据溶液是否由蓝变绿再变黄,判断酵母菌的细胞呼吸方式
D. a、b装置初始氧浓度相等,若a液滴左移、b液滴右移,说明该氧浓度下酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
【答案】C
【解析】
【详解】A、将f封口放置一段时间,可将装置内原有氧气消耗完,排除有氧呼吸的干扰,再连接f→d,d中澄清石灰水变浑浊,可证明酵母菌无氧呼吸产生了CO2,A正确;
B、e中10%NaOH溶液可吸收通入空气中的CO2,避免空气中的CO2对实验结果造成干扰,连接e→c→d并通气后d中石灰水变浑浊,说明酵母菌有氧呼吸的产物中有CO2,B正确;
C、溴麝香草酚蓝溶液是CO2的检测试剂,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,均可以使该溶液由蓝变绿再变黄,因此无法根据该溶液的颜色变化判断酵母菌的细胞呼吸方式,C错误;
D、a装置中的NaOH溶液可吸收细胞呼吸产生的CO2,液滴左移说明酵母菌消耗了氧气,存在有氧呼吸;b装置中的清水不吸收气体,液滴右移说明CO2释放量大于O2消耗量,存在无氧呼吸,因此该氧浓度下酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,D正确。
11. 下图为猕猴桃果实发育和成熟过程中植物激素的动态变化图。下列相关说法错误的是 ( )
A. 猕猴桃果实发育过程中,生长素的含量比细胞分裂素的含量高
B. 脱落酸的第一个峰值有利于花瓣脱落,第二个峰值有利于果实脱落
C. 开花后77~91天,生长素浓度上升可能会促进乙烯的合成从而促进果实的成熟
D. 若天气原因影响传粉,为使果实发育可在开花期施用一定浓度的生长素类调节剂
【答案】A
【解析】
【详解】A、由图可知,生长素含量对应右侧纵轴,细胞分裂素含量对应左侧纵轴,二者单位相同,整个发育过程中生长素最高含量仅约25ng·g-1,细胞分裂素峰值可达约90ng·g-1,生长素含量低于细胞分裂素,A错误;
B、脱落酸的功能是促进器官衰老和脱落,第一个峰值出现在开花后早期,可促进花瓣脱落,第二个峰值出现在果实成熟后期,可促进果实脱落,B正确;
C、高浓度生长素会促进乙烯的合成,乙烯具有促进果实成熟的作用,因此77~91天生长素浓度上升可能通过促进乙烯合成促进果实成熟,C正确;
D、生长素能够促进子房发育为果实,若传粉受影响,无法形成种子产生生长素,在开花期施用一定浓度的生长素类调节剂可促进果实发育,获得无子果实,D正确。
12. 胎儿绒毛是胚胎植入子宫后,由滋养层细胞在胚胎表层形成的。胎儿绒毛检查是孕早期产前诊断的重要手段,可以判断胎儿是否存在染色体异常,对优生优育有重要的指导作用。下表是对536例停止发育的胚胎进行绒毛染色体检查的结果。
染色体数目异常(例)
染色体结构异常(例)|
染色体核型正常 (例)
三倍体
三体
单体 (45, X)
缺失
其他
236
35
223
30
8
4
下列叙述错误的是( )
A. 三倍体的产生可能是由多精入卵导致的
B. 三体或单体的形成可能是亲本减数分裂异常引起的
C. 染色体结构异常可能发生在早期胚胎细胞有丝分裂过程中
D. 236例胚胎未检出染色体异常的原因可能是绒毛细胞已发生分化
【答案】D
【解析】
【分析】染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异。染色体结构变异包括缺失、重复、易位、倒位。
【详解】A、三倍体的产生可能是由2个精与1个卵细胞结合发育成的,即多精入卵导致的,A正确;
B、三体是某一亲本减数分裂同源染色体未分开形成含有同源染色体的生殖细胞与1个正常生殖细胞结合发育成的,单体是某一亲本减数分裂同源染色体未分开或姐妹染色单体分开移向一极后形成的不含某条染色体的生殖细胞与1个正常生殖细胞结合发育成的异常,B正确;
C、染色体结构异常可能发生在早期胚胎细胞有丝分裂过程中,C正确。
D、题干明确告知所检测的536例均为停止发育的胚胎,但其中236例未检出染色体异常,可能是绒毛细胞分化后,某些细胞染色体正常,某些异常,但取样时恰好取到了正常细胞,D错误。
故选D。
13. 长期高糖高脂环境会损伤胰岛B细胞,降低其对葡萄糖的敏感度。这种损伤在恢复正常饮食后仍会持续进展一段时间。研究人员构建模型鼠后,将其分为两组,两组均恢复正常饮食。以服用定量葡萄糖后的胰岛素水平变化为观测指标,探究巴瑞替尼(口服药物)对胰岛B细胞的修复效果,结果见图,下列推测错误的是( )
A. 应持续给予高糖高脂饮食以获得模型鼠
B. 对照组处理是模型鼠灌胃不含药物的溶剂
C. ①②对照说明巴瑞替尼有一定修复作用
D. 4周后对照组因病程进展胰岛B细胞损伤加重
【答案】C
【解析】
【详解】A、本实验的目的是探究巴瑞替尼对B细胞的修复效果,实验的前提是构建B细胞损伤的模型鼠。已知长期高糖高脂环境会损伤胰岛B细胞,所以可通过持续给予高糖高脂饮食以获得模型鼠,A正确;
B、实验设计需要遵循对照原则,探究药物的作用时,对照组通常使用不含药物的溶剂处理,所以对照组处理是模型鼠灌胃不含药物的溶剂,B正确;
C、图示①是实验前(未给药处理)的胰岛素水平,②是给药4周后的实验组结果,①②对照只能说明给药后实验组胰岛素水平仍低于实验前,无法说明巴瑞替尼的修复作用;要证明巴瑞替尼有修复效果,需要②(实验组)和③(对照组)对照,②胰岛素含量显著高于③,才能说明巴瑞替尼的修复作用,C错误;
D、据题意可知,“高糖高脂造成的B细胞损伤,在恢复正常饮食后仍会持续进展”,对照组不用药,因此4周后对照组B细胞损伤随病程进展加重,胰岛素分泌进一步减少,符合图中③对照组的结果,D正确。
14. 家蚕(2N=56)的性别决定方式为 ZW型,茧形和体色分别由等位基因A/a和B/b控制,且两对基因均不在W染色体上。现有一群有斑纹雌蚕和一群无斑纹纺锤形茧雄蚕杂交,F1中雌雄数量相等,雌雄中表型及比例如表所示。下列叙述错误的是( )
雌蚕
有斑纹纺锤形茧:无斑纹纺锤形茧:有斑纹椭圆形茧:无斑纹椭圆形茧=1: 4: 1: 4
雄蚕
有斑纹纺锤形茧:无斑纹纺锤形茧:有斑纹椭圆形茧:无斑纹椭圆形茧=2: 8: 1: 4
A. 雌家蚕的次级卵母细胞中,可能有0、1、2条W染色体
B. A/a位于Z染色体,且 A基因决定纺锤形性状
C. 关于茧形,父本的基因型为 ZAZa,母本的基因型为ZAW:ZaW,比例为1:2
D. B/b位于常染色体,则亲本中雄性无斑纹个体的基因型及比例是 BB: Bb=2:3
【答案】D
【解析】
【详解】A、雌家蚕性染色体组成为ZW,减数第一次分裂时Z、W同源染色体分离,次级卵母细胞可能获得Z或W染色体:若获得Z则W染色体数为0,若获得W,减二前、中期W染色体数为1,减二后期着丝粒分裂,W染色体数为2,因此可能有0、1、2条W染色体,A正确;
B、由表可知,在雌雄个体中,有斑纹:无斑纹均为1:4,说明基因B/b位于常染色体上,而在雌雄个体中,纺锤形:椭圆形比例不一致,说明基因A/a位于Z染色体上。父本为纺锤形雄蚕,F1雌蚕出现纺锤形、椭圆形性状,说明父本为杂合子,纺锤形为显性性状,由A基因控制,椭圆形为隐性性状,由a基因控制,B正确;
C、雌蚕的Z染色体仅来自父本,F1雌蚕纺锤形:椭圆形=1:1,说明父本产生的Z配子为ZA:Za=1:1,因此父本(纺锤形)的基因型只能是ZA Za;雄蚕的Z染色体一条来自父本、一条来自母本,F1雄蚕纺锤形:椭圆形=2:1,其中椭圆形(ZaZa)占1/3。父本提供Za的概率为1/2,可推出母本提供Za的概率为2/3、ZA的概率为1/3,因此母本群体的基因型为ZA W和ZaW,比例为1:2,C正确;
D、F1雌雄个体中,体色(有斑纹:无斑纹)的比例完全相同(均为1:4),说明控制体色的基因位于常染色体上,F1有斑纹(bb):无斑纹(Bb)=1:4,说明父本产生的配子中b占1/5、B占4/5。父本均为无斑纹(B_),设父本中BB占比为x,Bb占比为1-x,则B配子比例为x + (1-x)/2 = 4/5,解得x=3/5,1-x=2/5,即父本基因型及比例为BB:Bb=3:2,D错误。
15. 为探究猪流行性腹泻病毒蛋白Nsp15是否与宿主蛋白SLC25a3结合,研究人员构建两种重组质粒分别表达融合蛋白Flag-Nsp15和Myc-SLC25a3,转化后获得三组细胞(①、②、③)。利用抗Flag抗体分别收集各组中能与之结合的蛋白,再分别用抗Flag、抗Myc的单克隆抗体检测,同时取各组细胞总蛋白进行相同检测,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A. 制备抗Flag单克隆抗体时需在已免疫动物体内分离得到记忆B细胞作为材料
B. 若使用抗Myc抗体收集蛋白,则①组中同样会出现Flag条带
C. ②组IP产物中无Myc条带,说明细胞内不表达SLC25a3蛋白
D. ③组IP产物中有Myc条带,表明Nsp15能与SLC25a3结合
【答案】D
【解析】
【详解】A、制备单克隆抗体时,需要从已免疫动物体内分离得到能产生抗体的浆细胞(效应B细胞),不是记忆B细胞,A错误;
B、①组仅表达Flag-Nsp15,不表达Myc-SLC25a3,若用抗Myc抗体收集蛋白,无法捕获到Flag-Nsp15,不会出现Flag条带,B错误;
C、从Input(总蛋白)结果可以看出,②组总蛋白有Myc条带,说明细胞内正常表达SLC25a3蛋白;IP产物无Myc条带是因为②组本身不表达Flag-Nsp15,无法被抗Flag抗体捕获,C错误;
D、③组用抗Flag抗体收集蛋白时,沉淀中检测到Myc条带,说明Flag-Nsp15被捕获时,Myc-SLC25a3也一同被拉下来,证明Nsp15能与SLC25a3结合,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。
(1)绿色植物光合作用的光反应阶段,相关酶与光合色素均分布于叶绿体____________薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构,以此构建光驱动能量再生模块(TEM)。
(2)向TEM中加入基础反应液,测量产能效果,结果如图1。
图1a表明,NADPH的生成依赖____________。图1b中,黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP,原因是____________。
(3)为进一步测试TEM的供能效果,将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶(Ghr)等封装进液滴,作为实验组,只含NADPH的液滴作为对照组1,含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2,检测3组NADPH的浓度,部分结果如图2。
①图2b中,对照组1的作用是____________。
②实验结果表明,TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果___________。
(4)研究者将TEM结合人工固碳循环,构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度,提出该系统可能的应用前景___________。
【答案】(1)类囊体 (2) ①. 光和电子受体Fdx ②. TEM上的腺苷酸激酶,可在黑暗中催化ATP的生成
(3) ①. 排除NADPH自身分解对实验结果的影响 ②. 实验组的曲线整体在对照组2之下,实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大,相关补充图示如下:
。 (4)制造有机物,解决粮食危机;摆脱土地种植限制,充分利用二氧化碳,缓解温室效应
【解析】
【小问1详解】
绿色植物光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上,因此,与光反应相关的酶和光合色素均分布于叶绿体类囊体薄膜上。
【小问2详解】
图1a实验结果显示,光照条件下,添加高浓度Fdx时NADPH生成量远大于无Fdx组,说明NADPH生成依赖光和电子受体Fdx。腺苷酸激酶可催化ATP+AMP⇌2ADP,TEM上的腺苷酸激酶,黑暗条件下可催化逆反应生成少量ATP,因此黑暗下仍能检测到少量ATP。
【小问3详解】
①对照组1只含NADPH,无TEM和Ghr,作为空白对照,用来检测乙醛酸还原酶(Ghr)催化反应过程中NADPH的消耗速率,排除NADPH自身分解对实验结果的影响。
② 已知TEM可高效供能,Ghr催化反应消耗NADPH,光照下TEM合成NADPH补充消耗,黑暗下TEM停止合成NADPH,反应继续消耗,因此实验组的曲线整体在对照组2之下,实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大,相应的图示补充如下:
。
【小问4详解】
从从资源利用角度,制造有机物,解决粮食危机,摆脱土地种植限制;从环境保护角度看,人工光合系统可充分利用二氧化碳,缓解温室效应
17. 辅助性T细胞(Th)由Th0分化而来,包括Th1、Th2等类型。Th1与细胞免疫有关,主要分泌IFN-等细胞因子;Th2与体液免疫有关,主要分泌IL-13等细胞因子。回答下列问题:
(1)T细胞在_________中发育成熟,能分泌各种细胞因子,此外人体内的免疫活性物质还包括_________(写出2类)等。
(2)机体感染病毒时,神经细胞分泌的神经肽对Th0的分化有调控作用,研究人员用体外培养的Th0进行研究,测定了分泌不同细胞因子的细胞比例,结果如下图。
据此推断,神经肽可促使Th0向着_________细胞的方向分化。
(3)为研究RAMP3对Th0分化的影响,研究人员用病毒分别感染野生型小鼠和RAMP3基因敲除小鼠,以被病毒感染的细胞数量反映机体细胞免疫水平,得出了“RAMP3是Th0分化为Th1的必备因子”。其实验结果应为_________。
(4)为进一步验证神经肽对Th0的作用依赖于RAMP3,有人将Th缺陷小鼠分为2组,进行了以下实验
分组
转入细胞
神经肽
病毒感染
A
野生型Th0
-
+
B
敲除RAMP3基因的Th0
+
+
注:“+”表示施加,“-”表示不施加
上述设计并不严谨,还应设置C组,其处理方式为__________,对3组小鼠体内IFN进行含量检测和比较,结果应是_________。
(5)研究证实,调控Th0分化的神经肽中,CGRP是诱发偏头痛的关键因子,目前已有CGRP抗体类药物用于偏头痛治疗。结合上述机制分析,长期使用CGRP抗体类药物可能带来的风险是_________。
【答案】(1) ①. 胸腺 ②. 抗体、溶菌酶(合理即可) (2)Th1
(3)RAMP3基因敲除小鼠体内被病毒感染的细胞数量显著多于野生型小鼠
(4)C 组处理:转入野生型 Th0、施加神经肽、病毒感染;结果:C组>A组>B组
(5)长期使用会抑制 Th0 向 Th1 分化,导致细胞免疫功能缺陷,机体抗病毒感染能力下降,易发生感染、肿瘤发生风险升高等
【解析】
【小问1详解】
T 细胞起源于骨髓造血干细胞,迁移到胸腺中发育成熟。免疫活性物质包括:细胞因子、抗体、溶菌酶。题目要求写出 2 类,除题干细胞因子外,可填抗体、溶菌酶。
【小问2详解】
黑色柱 = IFN-γ(Th1 细胞标志),白色柱 = IL-13(Th2 细胞标志)。 对照组:IFN-γ 比例低,IL-13 比例高;神经肽处理组:IFN-γ(Th1)比例显著升高,IL-13(Th2)比例显著下降,说明神经肽促进 Th0 向Th1细胞方向分化。
【小问3详解】
结论为“RAMP3是Th0分化为Th1的必备因子”,Th1 细胞负责细胞免疫,被病毒感染的细胞数量越少,说明细胞免疫(Th1 分化)越强、清除病毒能力越强。 实验分组:野生型小鼠(有正常 RAMP3)、RAMP3 基因敲除小鼠(无 RAMP3),均病毒感染。 实验结果应为: RAMP3 基因敲除小鼠体内被病毒感染的细胞数量显著多于野生型小鼠。
【小问4详解】
本实验目的:验证神经肽对 Th0 的作用依赖于 RAMP3(神经肽必须通过 RAMP3 才能促进 Th1 分化)。现有分组:A 组:野生型 Th0、不加神经肽、病毒感染,B 组:敲除 RAMP3 的 Th0、加神经肽、病毒感染,缺少空白对照 / 神经肽直接处理野生型 Th0 的对照组,无法证明神经肽本身的作用,因此需要设置 C 组:转入野生型 Th0、施加神经肽、病毒感染(和 A 组唯一变量:是否加神经肽;和 B 组唯一变量:Th0 是否有 RAMP3)。预测 3 组 IFN-γ(Th1 标志)含量结果:根据结论:神经肽促 Th1 分化必须依赖 RAMP3 C 组(野生型 Th0 + 神经肽):有 RAMP3 + 神经肽→Th1 分化最强→IFN-γ 含量最高,A 组(野生型 Th0、无神经肽):基础水平分化→IFN-γ 含量次之(低于 C),B 组(敲除 RAMP3 + 神经肽):无 RAMP3,神经肽无法起作用→Th1 分化几乎不能进行→IFN-γ 含量最低。最终结果:C组>A组>B组。
【小问5详解】
CGRP 是调控 Th0 分化的神经肽,是诱发偏头痛的关键因子;CGRP 抗体药物会结合并抑制 CGRP 神经肽的作用。 结合前面结论:CGRP(神经肽)促进 Th0 分化为 Th1(细胞免疫)。 抑制 CGRP→Th0 向 Th1 分化受阻→细胞免疫功能减弱→机体抵抗病毒、胞内病原体感染的能力下降,易发生病毒感染、免疫力低下、肿瘤监视能力下降等。
18. 麋鹿是我国一级保护动物,喜食外来入侵种互花米草。某滩涂湿地互花米草泛滥成灾,导致当地草本植物基本消失。为保护麋鹿和治理互花米草,该地设置围栏区放养麋鹿。上述物种种群数量在互花米草入侵后变化如图。回答下列问题:
注:A、B、C和D分别表示不同的物种。
(1)物种D属于该生态系统组成成分的_____。
(2)若将同等条件的麋鹿在阶段Ⅱ引入围栏区,_____(填“会”或“不会”)影响围栏区内麋鹿的环境容纳量,理由是_____。
(3)由图可知,存在两个发生植物种群衰退的阶段,土壤肥力增加较多的是阶段_____。该阶段C种群生态位_____(填“会”或“不会”)发生改变,原因是_____。
【答案】(1)消费者 (2) ①. 不会 ②. 在阶段Ⅱ和Ⅲ,互花米草最大种群数量和围栏空间不变
(3) ①. Ⅲ ②. 会 ③. 受麋鹿捕食,互花米草种群密度下降
【解析】
【分析】1、种群数量增长的”J“型曲线:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下种群数量的增长类型;种群增长的“S”型曲线:自然界的资源和空间是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的捕食者数量也会增加。
2、环境容纳量(K值):指在环境条件不被破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。
3、在食物充足,无限空间,无天敌等理想条件下生物具有无限增长的潜能。
【小问1详解】
生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。物种D是麋鹿,喜食互花米草(生产者),属于直接以生产者为食的生物,因此属于消费者。
【小问2详解】
环境容纳量(K值)是指环境条件不受破坏时,一定空间所能维持的种群最大数量,其大小由环境资源(食物、空间等)和生物制约因素决定。在阶段Ⅱ引入同等条件的麋鹿时,互花米草的最大种群数量和围栏空间均未改变(即麋鹿的食物资源和生存空间未发生变化),因此不会影响围栏内麋鹿的环境容纳量。
【小问3详解】
植物种群衰退的阶段为阶段Ⅰ和阶段Ⅲ。在阶段Ⅲ,由于麋鹿捕食互花米草,互花米草种群密度下降,其原本占据的土壤养分等资源被释放,因此土壤肥力增加较多的是阶段Ⅲ。 生态位是指物种在群落中的地位或作用,包括空间位置、资源占用、与其他物种的关系等。阶段Ⅲ中,C种群(互花米草)受麋鹿捕食,种群密度下降,其资源占用情况和与其他物种的相互关系发生改变,因此C种群生态位会发生改变。
19. 人乳铁蛋白(hLF)是一种具有抗菌、抗病毒功能的珍贵药用蛋白,天然存在于人乳汁中,但提取困难且成本高昂。科学家计划利用乳腺生物反应器技术,将人乳铁蛋白基因导入山羊基因组中,使其在乳腺细胞中高效表达,从而通过收集羊奶来工业化生产该蛋白。已知只有将过程①获得的hLF基因置于 BLG 基因调控区下游,才能使其在动物乳腺组织中特异性表达。下图是科研人员构建基因表达载体及培育转基因山羊的部分流程示意图。
请回答下列问题。
(1)图1中,为确保过程①获取的hLF 基因能正确插入BLG 基因调控区下游,还需要在 hLF基因上、下游引物的5'端分别插入__________酶的识别序列。图2中C的发育阶段通常为___________。
(2)为了检测转基因山羊是否培育成功,科研人员进行了多层面的检测:
①分子水平检测:提取转基因山羊乳腺细胞的DNA,除PCR 外,还可利用______________技术检测 hLF基因是否整合到染色体DNA 上;提取___________,利用抗原—抗体杂交技术检测是否产生了人乳铁蛋白。
②个体水平鉴定:若检测到乳汁中含有活性的人乳铁蛋白,说明转基因动物制备成功。与传统的大肠杆菌发酵工程生产相比,利用乳腺生物反应器生产的优势在于____________(答两点)。
(3)在实际操作中,科研人员发现部分转基因克隆羊虽然基因组中整合了hLF基因,但其乳汁中并未检测到目标蛋白,或者蛋白产量极低。请结合表观遗传学或基因表达调控的知识,分析造成这种现象的可能原因有___________(答两点)。
【答案】(1) ①. NheⅠ和SalⅠ(或BamHⅠ) ②. 桑葚胚或囊胚期
(2) ①. DNA分子杂交 ②. 山羊乳腺细胞中的蛋白质 ③. 产物具有生物活性、提取方便
(3)乳腺特异性启动子被甲基化修饰,无法启动转录,表达受阻;hLF 基因发生甲基化修饰,转录被抑制;mRNA稳定性差、翻译效率低;或蛋白无法正常分泌,导致乳汁中检测不到
【解析】
【小问1详解】
图1中,为确保过程①获取的hLF 基因能正确插入BLG 基因调控区下游,需要让 PCR 扩增出的 hLF 基因两端带有与质粒上 BLG 调控区下游相同的限制酶识别序列。从图 1 看,BLG 基因下游的酶切位点是Nhe I和Sal I(或 BamH I,以保证定向插入),因此,引物 5' 端应插入 Nhe I 和 Sal I(或 BamH I) 限制酶的识别序列;图2中,C 是核移植后体外培养的重组胚胎,胚胎移植时通常选择桑葚胚或囊胚阶段。
【小问2详解】
①分子水平检测:提取转基因山羊乳腺细胞的DNA,除PCR 外,还可利用DNA分子杂交技术检测 hLF基因是否整合到染色体DNA 上,该方法的原理是核酸单链之间的碱基互补配对原则;提取山羊乳腺细胞中的蛋白质,利用抗原—抗体杂交技术检测是否产生了人乳铁蛋白。
②个体水平鉴定:若检测到乳汁中含有活性的人乳铁蛋白,说明转基因动物制备成功。与传统的大肠杆菌发酵工程生产相比,利用乳腺生物反应器生产的优势在于获得的产物具有生物活性(乳腺细胞可对表达的蛋白质进行正确的折叠、糖基化等加工,保证蛋白质有天然活性),通过收集乳汁即可获得大量目的蛋白,成本低,大肠杆菌细胞中没有内质网和高尔基体,不能对人乳铁蛋白进行加工。
【小问3详解】
根据题意,转基因细胞中已经整合了hLF基因,但未检测出目标蛋白,或产量极低,根据表观遗传的概念,分析可能的原因如下:乳腺特异性启动子被甲基化修饰,无法启动转录,表达受阻;hLF 基因发生甲基化修饰,转录被抑制;mRNA稳定性差、翻译效率低;或蛋白无法正常分泌,导致乳汁中检测不到。
20. 某昆虫的触角长度由常染色体上A/a和B/b控制,已知四种纯合子AABB,AAbb, aaBB, aabb的触角长度分别为2cm, 4cm, 0cm, 0cm。为研究两对基因的作用和位置关系,研究人员选择触角长度为4cm和0cm(无触角)的两个纯合亲本进行杂交得F₁,触角长度均为1cm,F₁雌雄个体交配得F₂,统计F₂中触角长度及对应个体数量,结果如下表。
触角长度 (cm)
0
1
2
3
4
个体数量(个)
60
40
30
20
10
(1)基因 A 和B对昆虫触角发育的作用分别是__________、__________(填“促进”或“抑制”)。F₂中触角长度为3cm的基因型为________。
(2)将AABB和 aabb杂交得到群体(甲),取杂交时得到的部分受精卵进行诱变处理,经培养得到一个触角有分叉的雌性个体乙。通过 PCR 扩增控制分叉性状的相关基因(D/d)并用同种限制酶完全切割后进行电泳,结果如图,说明分叉性状是由__________(填“D”或“d”)基因控制。
(3)为了判断D/d和A/a、B/b的位置关系,将题(2)中的乙与甲群体雄性个体杂交,观察并统计子代表型和比例,不考虑其它基因突变和染色体互换:
①若D/d和A/a位于同源染色体上,则子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=3:7:6或7: 3: 6;
②若D/d和B/b位于同源染色体上,则子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=__________;
③若D/d和 A/a、B/b位于非同源染色体,则子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=_________。
【答案】(1) ①. 促进 ②. 抑制 ③. AABb
(2)D (3) ①. 3:2:3或2: 3: 3 ②. 15:5:12
【解析】
【小问1详解】
aaBB, aabb的触角长度为0cm,而AABB,AAbb的触角长度分别为2cm, 4cm,说明基因A对昆虫触角发育的作用是促进;AAbb的触角长度为 4cm,而AABB的触角长度为2cm,说明基因B对昆虫触角发育的作用是抑制。F2表型及比例为9:3:3:1的变式,说明亲本基因型为AaBb,根据子代五种表型及比例推断,一个A基因可以让触角增加2cm,一个B基因可以让触角减少1cm,F₂中触角长度为3cm的基因型为AABb。
【小问2详解】
甲相关基因的酶切产物电泳出现3.3和2.1kb两个条带,而触角有分叉的雌性个体乙相关基因的酶切产物电泳出现3.3和2.1kb以及5.4kb三个条带,说明个体乙同时含有D和d基因,表现为分叉性状,说明分叉性状是由D基因控制。
【小问3详解】
将AABB和 aabb杂交得到群体(甲),结合小问2的相关分析可知甲的基因型为AaBbdd,乙的基因型为AaBbDd,若D/d和B/b位于同源染色体上,单独考虑A、a基因,子代基因型种类及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,再考虑B、b和D、d基因,甲产生的配子种类及比例为Bd:bd=1:1,乙产生的配子种类及比例为bd:BD=1:1或Bd:bD=1:1,子代基因型种类及比例为Bbdd:bbdd:BBDd:BbDd=1:1:1:1或BBdd:BbDd:Bbdd:bbDd=1:1:1:1,第一种情况下,aa存在时表现为无触角,AaBB也表现为无触角,无触角的比例为1/4+2/4×1/4=6/16,其余为有触角,有触角分叉的基因型为AABBDd、AABbDd、AaBbDd,占比为1/4×1/4+1/4×1/4+2/4×1/4=4/16,有触角无分叉占比为1-4/16-6/16=6/16,子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=2:3:3;第二种情况,aa存在时表现为无触角,AaBB也表现为无触角,无触角的比例为1/4+2/4×1/4=6/16,其余为有触角,有触角分叉的基因型为AABbDd、AAbbDd、AaBbDd,AabbDd占比为1/4×1/4+1/4×1/4+2/4×1/4+2/4×1/4=6/16,有触角无分叉占比为1-6/16-6/16=4/16,子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=3: 2: 3。若D/d和 A/a、B/b位于非同源染色体,无触角为aa----、AaBB--,比例为1/4+2/4×1/4=6/16,有触角的比例为1-6/16=10/16,有触角分为有分叉和无分叉,D-为有分叉,dd为无分叉,因此有分叉:无分叉=3:1,触角有分叉占比为10/16×3/4=15/32,触角无分叉占比为10/16×1/4=5/32,综合分析,子代中触角有分叉:触角无分叉:无触角=15:5:12。
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