精品解析:福建省漳州立人学校2024-2025学年高三下学期生物最后一卷
2026-09-13
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内容正文:
漳州立人学校2025届高考适应性考试
生物学科试卷
一、选择题:本题共15小题,第1--10题,每小题2分,第11--15题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于NADH和NADPH的叙述,错误的是( )
A. 两者组成元素均有C、H、O等
B. 两者均可在植物的叶肉细胞中生成
C. 两者均可作为还原剂参与细胞代谢
D. 两者均可作为辅酶降低反应活化能
2. 人体在接种流脑灭活疫苗后,血清中出现特异性抗体,发挥免疫保护作用。下列细胞中,不参与此过程的是( )
A. 树突状细胞 B. 辅助性T细胞
C. B淋巴细胞 D. 细胞毒性T细胞
3. 关于细胞骨架的叙述,正确的是( )
A. 细胞骨架是由蛋白质和纤维素构成的网架结构
B. 细胞骨架为哺乳动物成熟红细胞形态的维持提供支撑
C. 细胞骨架参与有丝分裂中同源染色体分离和细胞质分裂
D. 核糖体合成的分泌蛋白以囊泡的形式沿细胞骨架运至内质网
4. 下列有关人体内相关物质或结构的“专一性”叙述,错误的是( )
A. 细胞膜上的一种载体蛋白只能运载一种离子或分子
B. 一种酶只能催化一种或一类物质的反应
C. 一种tRNA只能运载一种氨基酸
D. 垂体细胞膜上与性激素结合的受体,不能与促性腺激素释放激素结合
5. 在生物学实验中需要合理控制实验处理的时间,否则会影响实验结果。下列说法错误的是( )
A. 制作洋葱根尖有丝分裂装片时,解离时间过短会导致细胞之间无法分离
B. 用32P标记的噬菌体侵染细菌时,保温时间过长会导致上清液中放射性降低
C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞长时间处于蔗糖溶液中,再滴加清水可能会无法复原
D. 分离绿叶中的色素时,层析时间过长会导致滤纸条上无法呈现四条色素条带
6. 植物细胞膜上的H+-ATP酶是一类重要的质子泵,可利用ATP水解产生的能量将H+排出细胞。在H+浓度梯度驱动之下,根细胞膜上的H+/K+载体蛋白可将K+运入细胞内。下列相关叙述错误的是( )
A. H+通过H+-ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B. H+转运过程中H+-ATP酶自身构象会发生改变
C. 根细胞吸收土壤中K+的同时伴随着H+排出细胞
D. H+-ATP酶活性降低会影响植物细胞内pH稳定
7. 下图表示人体某细胞中一个基因的一条脱氧核苷酸链片段D,在酶X的作用下进行的某生理过程的部分示意图,下列说法正确的是( )
A. 若酶X为RNA聚合酶,该过程可表示转录,则酶X应向左移动
B. 若酶X为RNA聚合酶,则其与DNA一条链上起始密码子结合
C. 若酶X为解旋酶且向右移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向左
D. 若酶X为解旋酶且向左移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右
8. 我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B. 在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C. 胰岛B细胞获得的实验过程中使用的培养基含有糖类
D. 胰岛B细胞获得的实验过程中利用了细胞培养技术、核移植技术
9. 科研人员对不同种果鸠的平均体重以及它们所食果实大小和比例进行调查,结果如图示。下列相关叙述正确的是( )
A. 利用果鸠的鸣叫信号可对其种群数量进行有效的监测
B. 不同体重果鸠取食果实大小的差异是种内竞争的结果
C. 野外发现濒危鸟类最有效的保护是在原地建立保护区
D. 果鸠粪便中的能量大部分来自摄食果实所同化的能量
10. 与减数分裂相关的某些基因发生突变,会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应,判断它们影响减数分裂的先后顺序是( )
基因
突变效应
M
影响联会配对
O
影响姐妹染色单体分离
P
影响着丝粒与纺锤丝结合
W
影响同源染色体分离
A. M-P-O-W B. M-P-W-O C. P-M-O-W D. P-M-W-O
11. 细胞呼吸第一阶段(糖酵解过程)比较复杂,受PFKL、LDHA、GAPDH 和PKM2 等多种酶的活性影响。M 酶也是细胞呼吸过程中的关键酶,研究人员为探究其磷酸化在癌症小鼠糖酵解过程中的作用,进行了相关实验,结果如下图。下列相关叙述正确的是( )
A. 用未磷酸化的M 酶处理正常小鼠作为对照组
B. PFKL等多种酶可提供活化能以促进反应进行
C. M酶的磷酸化能促进癌细胞中丙酮酸的生成
D. 促进M 酶磷酸化可作为癌症治疗的一种思路
12. CO是响应日照长度调控植物开花的重要基因;AP2是种子发育的调控基因。为探究CO和AP2在光周期调控种子大小中的作用,研究人员以野生型拟南芥、CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥开展相关实验,实验结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 长日照时种子相对较大,所以拟南芥是长日照植物
B. 缺少CO或AP2基因,日照长短对种子发育基本无影响
C. CO可能通过抑制AP2的表达而解除其对种子发育的抑制作用
D. 光敏色素吸收红光和蓝紫光后结构改变,影响CO和AP2的表达
13. 某科研单位将野生型的大白菜经过诱变育种得到了早抽苔突变体,为探究早抽苔的原因,对野生型基因与突变体基因进行相关检测和比较,结果如图1。野生型基因的表达产物是一种甲基转移酶,通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响基因F的表达,进而影响抽苔,野生型与突变体F基因的相对表达水平如图2(野生型与突变体的F基因均正常)。下列叙述错误的是( )
A. 突变体发生碱基对G—C缺失,导致终止密码UGA提前出现
B. 突变体基因通过控制酶的合成进而控制大白菜抽苔早晚这对性状
C. 基因突变导致突变体中染色体组蛋白甲基化水平升高
D. 突变体中F基因表达水平下降,解除对大白菜抽苔的抑制
14. 某实验团队利用血细胞计数板检测奶牛冷冻精子解冻后的存活率,所使用的血细胞计数板规格如下图所示(25×16型)。精子存活率的统计可采用台盼蓝染色法,用100μL待测精子加10μL台盼蓝溶液,自然干燥后在显微镜下观察。下列相关叙述正确的是( )
A. 3处为计数室所在区域,培养液应滴在2边缘的凹槽以便自行渗入
B. 实验应统计四个顶角方格中的精子数并求平均值,以减小实验误差
C. 显微镜检时只需要统计不着色的活精子,被染色的死精子无需统计
D. 若每个中方格中平均含有80个精子,则精子的密度为2.2×107个/mL
15. T1是小鼠胚胎存活的关键基因,T1基因被切割后会导致功能丧失。研究者构建如表中的3种转基因小鼠。下列相关叙述不合理的是( )
雌鼠甲(转基因纯合子)
雄鼠乙
雄鼠丙
转入基因的位置
常染色体
X染色体
Y染色体
转入的基因及功能
基因A:转录出的RNA特异性结合T1基因,引导C蛋白切割T1基因
基因C:表达C蛋白,在A基因RNA的引导下,切割T1基因
A. 可利用显微注射将目的基因导入受精卵,获得转基因小鼠
B. 将甲与乙杂交,子代雌鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活
C. 将甲与丙杂交,获得F1与野生型交配,F2只有雌鼠存活
D. 该技术可实现精准控制性别,节省养殖资源和人力成本
二、填空题
16. 首乌块根可入药,具有极高的药用价值。如图为何首乌叶肉细胞进行光合作用和有氧呼吸的过程,图中A代表细胞结构,3—磷酸丙糖(PGAL)是一种重要的三碳化合物,既参与光合作用,又参与呼吸作用,何首乌合成的淀粉主要运输到块根储存。研究发现,保卫细胞中淀粉积累会导致气孔开放程度降低。回答下列问题:
(1)结构A是_________,水释放的高能电子经过一系列的传递,最后在A的表面与电子受体________以及H+结合,使高能电子的能量转移并储存在NADPH中。
(2)图1中⑥过程产生CO2的场所是___________。卡尔文循环过程中,每产生6个PGAL就会有1个PGAL离开卡尔文循环,若离开卡尔文循环的PGAL为2个,则需要_________次卡尔文循环。
(3)暗反应生成的PGAL部分在叶绿体中合成淀粉,部分被磷酸转运器(与磷酸1:1反向转运)运出叶绿体后合成蔗糖,可推测催化合成蔗糖的酶位于__________________________。若将离体的叶绿体悬浮于介质中,并给与适宜条件,10分钟后人为降低介质中Pi的浓度,则叶绿体中淀粉的合成会______________(增加、减少、无明显变化)。
(4)科研人员通过实验研究了去留何首乌块根对何首乌植株光合作用的影响。设计了去块根组与不去块根组的对照,其中对照组是_________;结果是去除块根组何首乌保卫细胞(含叶绿体)光合速率降低,请分析导致这一结果的可能原因是__________________。
17. 小龙虾,学名克氏原螯虾,因肉味鲜美广受人们欢迎。小龙虾有挖洞筑巢的习性,且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长。农业技术人员建立稻虾共作的田间工程(如图),通过挖掘环形沟环绕稻田,为小龙虾提供繁殖和栖息环境。回答下列问题:
(1)小龙虾是入侵物种,入侵我国后的最初一段时间种群数量会迅速上升。从种群特征角度分析,导致小龙虾数量上升的直接原因是____;从小龙虾生存环境条件分析,导致小龙虾数量上升的原因是____(答出2点即可)。小龙虾与本地物种间的相互选择可能会改变本地群落演替的____。
(2)小龙虾是杂食性动物,在自然条件下可摄食水草、藻类、水生昆虫和动物尸体等,因此属于生态系统成分中的____。捕捉的小龙虾成为餐桌上的美味佳肴,体现了生物多样性的____价值。
(3)稻虾共作模式中,小龙虾的主要食物是稻田中的杂草,但也食用水稻幼苗,因此在投放小龙虾时应尤其注意________________。
(4)为研究稻虾共作模式对水稻产量及农田生态的影响,科研人员进行了水稻单作模式和稻虾共作模式的比较试验,统计结果如下表:
杂草存量
(kg/亩)
化肥使用量
(kg/亩)
水稻产量
(kg/亩)
利润
(元/亩)
水稻单作模式
250
62.9
477.8
1386.2
稻虾共作模式
5
32.4
540.8
6058.3
①稻虾共作模式下,小龙虾的引入增加了该生态系统的复杂性,从而使该生态系统__________稳定性提高。
②从能量流动的角度分析,小龙虾的引入对于水稻生态系统的意义是___________。
③据表可知,与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增收的原因有:水稻产量高:__________(答出2点即可)。
18. 某XY型雌雄异体二倍体植物的花色由两对等位基因(A/a,B/b)控制,其中基因A和B分别控制红色和蓝色色素合成;两种色素同时出现时表现为紫色花,两种色素均不出现时表现为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,不考虑突变及染色体交换。为确定两对基因是否为伴性遗传,现用两株植物做亲本进行杂交实验,并将F1进行随机授粉,实验结果如下表所示。
P
♂红
♀蓝
F1的表现型及比例
♂紫
♂红
♀紫
♀红
1
1
1
1
F2的表现型及比例
♂紫
♂红
♂蓝
♂白
♀紫
♀红
♀蓝
♀白
6
18
2
6
15
9
5
3
(1)上述实验过程中不需对植株进行去雄处理,原因是____________。根据实验结果可推知A/a位于常染色体上,判断依据是____________________。
(2)请写出红色亲本的基因型 ____________。F2红花植株中纯合子所占比例为____________。
(3)已知b基因是B基因中的一个C-G碱基对被A-T碱基对替换形成的。利用四种引物(W1、W2、N1、N2)扩增技术可对B/b基因进行检测,其原理是将四种引物同时加入DNA样品中进行PCR扩增,当引物3'末端碱基与模板链不能配对时,PCR的延伸过程难以发生。下图是该技术中B/b基因与四种引物位置关系的模式图(图中仅标出了与突变位点相关的碱基)。F1中红色雄性个体的DNA样本经四种引物扩增后可得______种长度不同的大量DNA片段;若F2中紫色雄性个体的DNA样本经四种引物扩增后可得______种长度不同的大量DNA片段,则说明B/b基因位于XY同源区段上。
19. 阐明早期触觉感受调控动物行为的机制,可为孤独症的治疗提供新思路。
(1)爱抚和拥抱是亲子沟通的重要方式。研究者通过给予幼鼠轻柔温和的抚触刺激,引起感觉神经元产生____________,通过神经传导至___________产生愉悦感,以模拟母鼠对幼崽的爱抚行为。
(2)选择发育早期的小鼠随机分组,开展为期3天、每天4次、每次5分钟的实验。将小鼠放置在棉絮上,爱抚组使用棉球以3cm/s的速度来回抚摸小鼠背部,对照组则不给予爱抚。跟踪小鼠成年后图1所示的社会交往行为。图2实验结果显示_________,表明早期接受过爱抚的小鼠,成年后会表现出更多的社会交往行为。在此基础上同时开展一组用棉球以10cm/s的速度来回抚摸实验,其他操作与上述两组相同,若实验结果与未爱抚组无显著性差异,则该组实验进行的意义是________。
(3)催产素被称为“爱的荷尔蒙”,由位于下丘脑的催产素神经元合成,随后运输至垂体释放。研究者进行了多项实验,结果如图3所示。希望验证的假说是_______________________。
(4)转H基因小鼠可在催产素神经元特异性表达受体H,接受药物C刺激后,催产素神经元即被激活。请补充实验方案为(3)中的假说提供一个新证据,从下列选项中选择合适字母填入下表完成实验设计。
实验动物
操作
预期实验结果
实验组
______
______
实验组小鼠成年后的社交接近和社交探究时长均大于对照组
对照组
a
______
a.转空质粒小鼠
b.转H基因小鼠
c.敲除催产素基因的小鼠
d.注射药物C
e.注射药物C的溶剂
f.幼年期给予爱抚
g.幼年期不给予爱抚
20. β-1,3葡聚糖酶可降解许多病原真菌的细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员通过逆转录获得β-1,3葡聚糖酶基因(BG2基因)并将其下游终止密码子对应序列剔除,然后与载体上荧光素酶Luc基因进行拼接获得融合基因,通过农杆菌转化法导入苹果中,成功培育出了抗真菌苹果植株。回答下列问题:
(1)研究中要对逆转录获得的BG2基因进行PCR扩增,常采用__________技术来鉴定PCR的产物。PCR每次循环都包括变性、_____和延伸三步,在循环前常要进行一次94°C、5min预变性,其目的是_____。
(2)培育抗真菌苹果植株过程中,控制表达载体大量扩增的组成元件__________,该结构发挥作用时通常需要的酶是______。
(3)图甲所示BG2基因的b链为转录的__________(填“模板链”或“非模板链”)。为使融合基因正确接入载体并成功表达出BG2-Luc融合蛋白,BG2基因下游扩增引物应设计为5'-__________-3'(包括添加的限制酶识别序列,共写12个碱基)。
(4)为了使BG2基因转录频率明显增加,提高苹果植株抗真菌的能力,研究人员设计了4个BG2基因增强子片段(E1~E4)并采用PCR技术扩增,然后将E1~E4分别定向连接到PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)载体中荧光素酶报告基因(luc+)的启动子1的上游和下游,以探究其发挥作用的位置是启动子1的上游还是下游。通过相关技术检测荧光素酶的活性,从而对增强子的功能进行判断,luc+的表达强度越强,荧光素酶的活性越高。
为了扩增以上4个BG2基因增强子片段,需要人为设计合适的引物,在上述实验中共需要设计____种引物用于PCR反应体系。利用相关技术检测荧光素酶的活性结果如图,该结果表明__________。
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生物学科试卷
一、选择题:本题共15小题,第1--10题,每小题2分,第11--15题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于NADH和NADPH的叙述,错误的是( )
A. 两者组成元素均有C、H、O等
B. 两者均可在植物的叶肉细胞中生成
C. 两者均可作为还原剂参与细胞代谢
D. 两者均可作为辅酶降低反应活化能
【答案】D
【解析】
【详解】A、NADH(还原型辅酶Ⅰ)和NADPH(还原型辅酶Ⅱ)的组成元素包含C、H、O、N、P,A正确;
B、植物叶肉细胞中,有氧呼吸的第一、二阶段可生成NADH,光合作用的光反应阶段可生成NADPH,因此二者均可在叶肉细胞中生成,B正确;
C、NADH可作为还原剂参与有氧呼吸第三阶段、无氧呼吸第二阶段的反应,NADPH可作为还原剂参与光合作用暗反应中C₃的还原,二者均属于还原剂,可参与细胞代谢,C正确;
D、只有酶具有催化功能,能降低化学反应的活化能,NADH和NADPH不属于酶,无法降低反应活化能,D错误。
2. 人体在接种流脑灭活疫苗后,血清中出现特异性抗体,发挥免疫保护作用。下列细胞中,不参与此过程的是( )
A. 树突状细胞 B. 辅助性T细胞
C. B淋巴细胞 D. 细胞毒性T细胞
【答案】D
【解析】
【分析】当病原体进入细胞内部,就要靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”,这种方式称为细胞免疫;在细胞免疫过程中,靶细胞、辅助性T细胞等参与细胞毒性T细胞的活化过程。当细胞毒性T细胞活化以后,可以识别并裂解被同样病原体感染的靶细胞。靶细胞裂解后,病原体失去了寄生的基础,因而可被抗体结合或直接被其他免疫细胞吞噬、消灭;此后,活化的免疫细胞的功能受到抑制,机体将逐渐恢复到正常状态。
【详解】流脑灭活疫苗属于抗原,会通过树突状细胞摄取呈递给 辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与 B淋巴细胞结合,同时抗原和B淋巴细胞接触,然后大部分B淋巴细胞会增殖分化为浆细胞,浆细胞产生并分泌抗体,细胞毒性T细胞没有参与此过程,其参与细胞免疫过程,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. 关于细胞骨架的叙述,正确的是( )
A. 细胞骨架是由蛋白质和纤维素构成的网架结构
B. 细胞骨架为哺乳动物成熟红细胞形态的维持提供支撑
C. 细胞骨架参与有丝分裂中同源染色体分离和细胞质分裂
D. 核糖体合成的分泌蛋白以囊泡的形式沿细胞骨架运至内质网
【答案】B
【解析】
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维构成的网架结构,A错误;
B、细胞骨架由蛋白质纤维组成,可维持细胞的形态,因此细胞骨架为哺乳动物成熟红细胞形态的维持提供支撑,B正确;
C、有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离,C错误;
D、核糖体没有生物膜,不能形成囊泡,D错误。
故选B。
4. 下列有关人体内相关物质或结构的“专一性”叙述,错误的是( )
A. 细胞膜上的一种载体蛋白只能运载一种离子或分子
B. 一种酶只能催化一种或一类物质的反应
C. 一种tRNA只能运载一种氨基酸
D. 垂体细胞膜上与性激素结合的受体,不能与促性腺激素释放激素结合
【答案】A
【解析】
【详解】A、载体蛋白具有专一性,但一种载体蛋白可运载一种或一类物质,例如钠钾泵可同时转运钠离子和钾离子两种离子,A错误;
B、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应,B正确;
C、tRNA具有专一性,一种tRNA上只含有一种反密码子,只能与对应的密码子互补配对,因此只能运载一种氨基酸,C正确;
D、性激素为脂溶性固醇类物质,其受体位于垂体细胞内,且垂体细胞膜上存在促性腺激素释放激素的受体,能与促性腺激素释放激素结合,D正确。
5. 在生物学实验中需要合理控制实验处理的时间,否则会影响实验结果。下列说法错误的是( )
A. 制作洋葱根尖有丝分裂装片时,解离时间过短会导致细胞之间无法分离
B. 用32P标记的噬菌体侵染细菌时,保温时间过长会导致上清液中放射性降低
C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞长时间处于蔗糖溶液中,再滴加清水可能会无法复原
D. 分离绿叶中的色素时,层析时间过长会导致滤纸条上无法呈现四条色素条带
【答案】B
【解析】
【分析】1、提取绿叶中色素时,收集到的提取液呈淡绿色,其原因可能有以下几种:一是选取的叶片含色素少;二是研磨不充分,色素未能充分提取出来;三是提取液太多,使色素提取液浓度降低;四是未加碳酸钙,造成研磨过程中叶绿素分子被破坏;
2、观察有丝分裂装片时:
先低倍镜:据细胞特点找到分生区(细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂),后高倍镜:先找中期细胞,后找前、后、末期细胞(绝在多数细胞处于间期,少数处于分裂期,因为间期时长远大于分裂期。
【详解】A、在制作洋葱根尖有丝分裂装片时,解离的目的是使细胞相互分离开来,如果解离时间过短,细胞之间的果胶层未被充分分解,确实会导致细胞之间无法分离,A正确;
B、用32P标记的噬菌体侵染细菌时,保温时间过长会使噬菌体在细菌内增殖后释放子代噬菌体到上清液中,从而导致上清液中放射性升高,而不是降低,B错误;
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞长时间处于蔗糖溶液中,可能会因为过度失水而死亡,再滴加清水时就可能无法复原,C正确;
D、分离绿叶中的色素时,层析时间过长可能会使色素都扩散到滤纸条边缘,从而不会呈现出四条色素带,但是色素不会超出滤纸条,D正确。
故选B。
6. 植物细胞膜上的H+-ATP酶是一类重要的质子泵,可利用ATP水解产生的能量将H+排出细胞。在H+浓度梯度驱动之下,根细胞膜上的H+/K+载体蛋白可将K+运入细胞内。下列相关叙述错误的是( )
A. H+通过H+-ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B. H+转运过程中H+-ATP酶自身构象会发生改变
C. 根细胞吸收土壤中K+的同时伴随着H+排出细胞
D. H+-ATP酶活性降低会影响植物细胞内pH稳定
【答案】C
【解析】
【分析】H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,并利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,H+运出细胞的方式为主动运输。
【详解】A、H+通过H+-ATP酶运出细胞的过程需要消耗ATP,因此运输方式为主动运输,A正确;
B、H+转运过程中需要与H+-ATP酶结合,同时H+-ATP酶会发生磷酸化,其自身构象会发生改变,B正确;
C、根据题意可知,H+排出细胞需要消耗ATP,说明细胞外的H+浓度高于细胞内,则H+进入细胞为协助扩散,其在膜两侧产生的化学势能可为根细胞吸收土壤中K+提供能量,即根细胞吸收土壤中K+的同时伴随着H+进入细胞,C错误;
D、H+-ATP酶能逆浓度向外运输H+,以维持细胞膜两侧的H+浓度差,若H+-ATP酶活性降低会影响H+排出细胞,进而影响植物细胞内pH稳定,D正确。
故选C。
7. 下图表示人体某细胞中一个基因的一条脱氧核苷酸链片段D,在酶X的作用下进行的某生理过程的部分示意图,下列说法正确的是( )
A. 若酶X为RNA聚合酶,该过程可表示转录,则酶X应向左移动
B. 若酶X为RNA聚合酶,则其与DNA一条链上起始密码子结合
C. 若酶X为解旋酶且向右移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向左
D. 若酶X为解旋酶且向左移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右
【答案】D
【解析】
【分析】1、转录:(1)概念:RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。(2)酶:RNA聚合酶;(3)RNA的合成方向:5'→3';(4)原料:游离的4种核糖核苷酸2、翻译:(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。(2)原料:氨基酸;(3)核糖体沿mRNA移动的方向:5'→3';(4)特点:一个mRNA 分子上可以结合多个核糖体,同时合成多条肽链。因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质。
【详解】A、图示的D表示人体某细胞中一个基因的一条脱氧核苷酸链片段,若酶X为RNA聚合酶,该过程可表示转录,RNA聚合酶与模板链的3,端结合,催化子链的合成,则酶X应向右移动,A错误;
B、若酶X为RNA聚合酶,则其与DNA一条链上启动部位结合,B错误;
C、若酶X为解旋酶且向右移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右,即子链合成的方向为5,→3,,C错误;
D、引物与模板链的3,端结合,若酶X为解旋酶且向左移动,则以D链为模板合成的DNA子链延伸方向向右,D正确。
故选D。
8. 我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛B细胞。下列相关叙述错误的是( )
A. 基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B. 在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C. 胰岛B细胞获得的实验过程中使用的培养基含有糖类
D. 胰岛B细胞获得的实验过程中利用了细胞培养技术、核移植技术
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,体细胞去分化形成多能干细胞是分化的逆过程,需要诱导改变基因的选择性表达模式,A正确;
B、多能干细胞由人体细胞制备而来,同一个体的有核细胞都含有全套遗传物质,本身就存在胰岛素基因,TH34诱导多能干细胞分化为胰岛B细胞的实质是基因的选择性表达,该过程遗传物质不发生改变,不会通过基因突变获得胰岛素基因,B错误;
C、动物细胞培养的培养基需要添加糖类作为碳源和能源物质,因此该实验使用的培养基含有糖类,C正确;
D、该过程可通过体细胞核移植技术将体细胞核移入去核卵母细胞,经细胞培养得到多能干细胞,再诱导分化为胰岛B细胞,整个过程需要用到细胞培养技术、核移植技术,D正确。
9. 科研人员对不同种果鸠的平均体重以及它们所食果实大小和比例进行调查,结果如图示。下列相关叙述正确的是( )
A. 利用果鸠的鸣叫信号可对其种群数量进行有效的监测
B. 不同体重果鸠取食果实大小的差异是种内竞争的结果
C. 野外发现濒危鸟类最有效的保护是在原地建立保护区
D. 果鸠粪便中的能量大部分来自摄食果实所同化的能量
【答案】C
【解析】
【分析】图中这些食果鸠的食物部分相同,它们之间存在着竞争关系,果鸠个体大小影响取食果实大小是自然选择的结果。
【详解】A、果鸠的鸣叫信号属于物理信息,但是仅利用鸣叫信号很难准确地对其种群数量进行有效的监测,因为果鸠可能在不同时间、不同环境下鸣叫情况不同,且难以通过鸣叫信号统计所有个体数量等,A错误;
B、不同体重果鸠取食果实大小的差异,是自然选择的结果,使得不同体重的果鸠对不同大小果实资源进行了一定程度的利用分化,而不是种内竞争的结果,种内竞争主要是同种个体间对资源等的争夺,而这种取食果实大小的差异更倾向于一种适应性的分化,B错误;
C、就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等,这是对生物多样性最有效的保护措施。因此,野外发现濒危鸟类最有效的保护是在原地建立保护区,C正确;
D、果鸠粪便中的能量是其未同化的能量,属于上一营养级(果实)的能量,而不是来自摄食果实所同化的能量,D错误。
故选C。
10. 与减数分裂相关的某些基因发生突变,会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应,判断它们影响减数分裂的先后顺序是( )
基因
突变效应
M
影响联会配对
O
影响姐妹染色单体分离
P
影响着丝粒与纺锤丝结合
W
影响同源染色体分离
A. M-P-O-W B. M-P-W-O C. P-M-O-W D. P-M-W-O
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂的过程:减数第一次分裂前期同源染色体联会配对;减数第一次分裂中期同源染色体配列在赤道面上;减数第一次分裂后期同源染色体分离;减数第一次分裂末期,细胞一分为二;减数第二次分裂前期,染色体散乱排布在细胞中;减数第二次分裂中期,所有染色体的着丝粒排列在赤道面上;减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离;减数第二次分裂末期,细胞一分为二。
【详解】联会配对发生在减数第一次分裂前期,姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期,着丝粒与纺锤丝结合发生在减数第一次分裂前期和减数第二次分裂前期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。联会时(减数分裂I前期的细线期和偶线期)核膜尚未消失,妨碍着丝粒与纺锤丝相遇。所以联会时不可能已存在着丝粒与纺锤丝的结合,即它们影响减数分裂的先后顺序是M-P-W-O。
故选B。
11. 细胞呼吸第一阶段(糖酵解过程)比较复杂,受PFKL、LDHA、GAPDH 和PKM2 等多种酶的活性影响。M 酶也是细胞呼吸过程中的关键酶,研究人员为探究其磷酸化在癌症小鼠糖酵解过程中的作用,进行了相关实验,结果如下图。下列相关叙述正确的是( )
A. 用未磷酸化的M 酶处理正常小鼠作为对照组
B. PFKL等多种酶可提供活化能以促进反应进行
C. M酶的磷酸化能促进癌细胞中丙酮酸的生成
D. 促进M 酶磷酸化可作为癌症治疗的一种思路
【答案】C
【解析】
【详解】A、本实验的研究对象是癌症小鼠,目的是探究M酶磷酸化在癌症小鼠糖酵解过程中的作用,对照组应为使用未磷酸化M酶处理的癌症小鼠,使用正常小鼠作为对照组不符合实验设计的单一变量原则,A错误;
B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,不能为反应提供活化能,B错误;
C、由柱状图可知,实验组(M酶磷酸化组)的糖酵解相关酶活性均高于对照组,糖酵解反应速率加快,糖酵解的产物是丙酮酸,因此丙酮酸的生成量增加,说明M酶的磷酸化能促进癌细胞中丙酮酸的生成,C正确;
D、促进M酶磷酸化会增强癌细胞的细胞呼吸,为癌细胞增殖提供更多能量,会促进癌细胞生长,因此促进M 酶磷酸化不能作为癌症治疗的思路,抑制M酶磷酸化才可能起到治疗癌症的作用,D错误。
12. CO是响应日照长度调控植物开花的重要基因;AP2是种子发育的调控基因。为探究CO和AP2在光周期调控种子大小中的作用,研究人员以野生型拟南芥、CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥开展相关实验,实验结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 长日照时种子相对较大,所以拟南芥是长日照植物
B. 缺少CO或AP2基因,日照长短对种子发育基本无影响
C. CO可能通过抑制AP2的表达而解除其对种子发育的抑制作用
D. 光敏色素吸收红光和蓝紫光后结构改变,影响CO和AP2的表达
【答案】D
【解析】
【分析】由左图可知,CO缺失突变型拟南芥、AP2缺失突变型拟南芥在长日照、短日照时,种子大小没有变化,故研究结果表明,光周期调控种子大小与CO、AP2均有关。
根据右图结果可知,CO缺失突变体中AP2相对表达量较高。
【详解】A、由图可知,长日照时野生型拟南芥种子相对较大,短日照时野生型拟南芥种子相对较小,推测拟南芥是长日照植物,A正确;
B、对比野生型、CO缺失突变体和AP2缺失突变体在长日照和短日照下种子相对大小,发现缺少CO或AP2基因后,种子相对大小在长日照和短日照下差异不大,说明日照长短对种子发育基本无影响,B正确;
C、从图中可以看出,CO缺失突变体中AP2相对表达量较高,而AP2缺失突变体种子相对较大,推测CO可能通过抑制AP2的表达而解除其对种子发育的抑制作用,C正确;
D、光敏色素吸收红光和远红光后结构改变,会影响植物的生理过程,包括可能影响CO和AP2的表达,D正错误。
故选D。
13. 某科研单位将野生型的大白菜经过诱变育种得到了早抽苔突变体,为探究早抽苔的原因,对野生型基因与突变体基因进行相关检测和比较,结果如图1。野生型基因的表达产物是一种甲基转移酶,通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响基因F的表达,进而影响抽苔,野生型与突变体F基因的相对表达水平如图2(野生型与突变体的F基因均正常)。下列叙述错误的是( )
A. 突变体发生碱基对G—C缺失,导致终止密码UGA提前出现
B. 突变体基因通过控制酶的合成进而控制大白菜抽苔早晚这对性状
C. 基因突变导致突变体中染色体组蛋白甲基化水平升高
D. 突变体中F基因表达水平下降,解除对大白菜抽苔的抑制
【答案】C
【解析】
【分析】图1中野生型基因中W位置的其中一个G/C碱基对被A/T替换,W位置非模板链DNA变成了TGA,mRNA上相应的密码子变成UGA,即终止密码子,终止密码子的提前出现导致翻译提前终止,最终导致蛋白质的空间结构改变,功能异常。
【详解】A、由图1可知,相对于野生型来说,突变体W位置的其中一个碱基对G-C缺失,导致终止密码UGA提前出现,A正确;
B、由题意可知,突变体由于基因突变导致合成的甲基转移酶结构和功能异常,影响了基因F的表达进而影响抽苔,即突变体基因通过控制酶的合成进而控制大白菜抽苔早晚这对性状,B正确;
C、据题干信息分析,甲基转移酶催化染色体中组蛋白的甲基化,则该酶对应基因发生突变会导致组蛋白甲基化水平下降,C错误;
D、由图2可知,与野生型相比,突变体中F基因表达水平下降,解除对大白菜抽苔的抑制,D正确。
故选C。
14. 某实验团队利用血细胞计数板检测奶牛冷冻精子解冻后的存活率,所使用的血细胞计数板规格如下图所示(25×16型)。精子存活率的统计可采用台盼蓝染色法,用100μL待测精子加10μL台盼蓝溶液,自然干燥后在显微镜下观察。下列相关叙述正确的是( )
A. 3处为计数室所在区域,培养液应滴在2边缘的凹槽以便自行渗入
B. 实验应统计四个顶角方格中的精子数并求平均值,以减小实验误差
C. 显微镜检时只需要统计不着色的活精子,被染色的死精子无需统计
D. 若每个中方格中平均含有80个精子,则精子的密度为2.2×107个/mL
【答案】D
【解析】
【详解】A、3为计数室区域,但培养液应滴在盖玻片(A)的边缘,依靠毛细作用自行渗入计数室,并非滴在2边缘的凹槽中,A错误;
B、25×16型血细胞计数板需统计四个顶角加中心共5个中方格的精子数求平均值减小误差,仅16×25型计数板统计四个顶角的中方格,B错误;
C、本实验目的是检测精子存活率,存活率=活精子数/总精子数×100%,因此不着色的活精子和被染色的死精子都需要统计,C错误;
D、计数室总体积为0.1mm3=1×10-4mL,25个中方格共含精子80×25=2000个,样本稀释倍数为(100+10)/100=1.1,因此精子密度为2000÷(1×10-4)×1.1=2.2×107个/mL,D正确。
15. T1是小鼠胚胎存活的关键基因,T1基因被切割后会导致功能丧失。研究者构建如表中的3种转基因小鼠。下列相关叙述不合理的是( )
雌鼠甲(转基因纯合子)
雄鼠乙
雄鼠丙
转入基因的位置
常染色体
X染色体
Y染色体
转入的基因及功能
基因A:转录出的RNA特异性结合T1基因,引导C蛋白切割T1基因
基因C:表达C蛋白,在A基因RNA的引导下,切割T1基因
A. 可利用显微注射将目的基因导入受精卵,获得转基因小鼠
B. 将甲与乙杂交,子代雌鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活
C. 将甲与丙杂交,获得F1与野生型交配,F2只有雌鼠存活
D. 该技术可实现精准控制性别,节省养殖资源和人力成本
【答案】C
【解析】
【分析】T1是小鼠胚胎存活的关键基因,T1基因被切割后会导致功能丧失。基因A:转录出的RNA特异性结合T1基因,引导C蛋白切割T1基因。基因C:表达C蛋白,在A基因RNA的引导下,切割T1基因。则当基因A与基因C同时存在于转基因小鼠中时,小鼠会在胚胎时期死亡。
【详解】A、可利用显微注射将目的基因导入受精卵,获得转基因小鼠,A正确;
B、设插入基因A的雌鼠甲(转基因纯合子)基因型是AAXOXO(O代表无相应基因),雄鼠乙的基因型为OOXCYO,雄鼠丙的基因型为OOXOYC, 将甲与乙杂交,子代为AOXCXO,AOXOYO。AOXCXO因为基因A与基因C同时存在,基因A转录出的RNA特异性结合T1基因,引导C蛋白切割T1基因,导致AOXCXO(子代雌鼠)胚胎因T1功能缺失而未能存活,B正确;
C、将甲(AAXOXO)与丙(OOXOYC)杂交,获得F1为AOXOXO,AOXOYC,AOXOYC胚胎时期死亡,剩下AOXOXO,其与野生型(OOXOYO)交配后代雌鼠(AOXOXO)和雄鼠(AOXOYO)都能存活,C错误;
D、甲与乙杂交,子代雌鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活,甲与丙杂交,子代雄鼠胚胎因T1功能缺失而未能存活,所以该技术可实现精准控制性别,节省养殖资源和人力成本,D正确。
故选C。
二、填空题
16. 首乌块根可入药,具有极高的药用价值。如图为何首乌叶肉细胞进行光合作用和有氧呼吸的过程,图中A代表细胞结构,3—磷酸丙糖(PGAL)是一种重要的三碳化合物,既参与光合作用,又参与呼吸作用,何首乌合成的淀粉主要运输到块根储存。研究发现,保卫细胞中淀粉积累会导致气孔开放程度降低。回答下列问题:
(1)结构A是_________,水释放的高能电子经过一系列的传递,最后在A的表面与电子受体________以及H+结合,使高能电子的能量转移并储存在NADPH中。
(2)图1中⑥过程产生CO2的场所是___________。卡尔文循环过程中,每产生6个PGAL就会有1个PGAL离开卡尔文循环,若离开卡尔文循环的PGAL为2个,则需要_________次卡尔文循环。
(3)暗反应生成的PGAL部分在叶绿体中合成淀粉,部分被磷酸转运器(与磷酸1:1反向转运)运出叶绿体后合成蔗糖,可推测催化合成蔗糖的酶位于__________________________。若将离体的叶绿体悬浮于介质中,并给与适宜条件,10分钟后人为降低介质中Pi的浓度,则叶绿体中淀粉的合成会______________(增加、减少、无明显变化)。
(4)科研人员通过实验研究了去留何首乌块根对何首乌植株光合作用的影响。设计了去块根组与不去块根组的对照,其中对照组是_________;结果是去除块根组何首乌保卫细胞(含叶绿体)光合速率降低,请分析导致这一结果的可能原因是__________________。
【答案】(1) ①. 叶绿体类囊体(薄膜) ②. NADP+/氧化型辅酶Ⅱ
(2) ①. 线粒体基质 ②. 6##六
(3) ①. 细胞质基质 ②. 增多
(4) ①. 不去块根组 ②. 去除块根组保卫细胞中淀粉积累,导致气孔导度下降,CO2供应减少,使得暗反应原料不足,光合速率降低
【解析】
【小问1详解】
据图分析,A可以进行ATP的合成以及NADPH的合成,因此结构A为叶绿体类囊体薄膜,水作为电子供体,释放的高能电子经过一系列的传递,最后在 A 的表面与电子受体NADP+以及H+结合使高能电子的能量转移并储存在NADPH中。
【小问2详解】
⑥过程为有氧呼吸第二阶段,产生CO2的场所是线粒体基质。每产生6个PGAL就会有1个PGAL离开卡尔文循环,PGAL为三碳化合物,1次卡尔文循环中,1个CO2经过固定形成2个三碳化合物(PGAL),因此若离开卡尔文循环的PGAL 为2个,则需要6次卡尔文循环。
【小问3详解】
PGAL被运出叶绿体后才合成蔗糖,因此催化蔗糖合成的酶位于叶绿体外的细胞质基质;介质中Pi浓度降低时,叶绿体中的PGAL运出叶绿体的过程受抑制(磷酸转运器1:1反向转运PGAL和Pi),更多PGAL留在叶绿体内用于合成淀粉,因此淀粉合成会增多。
【小问4详解】
对照实验中,实验组为人为改变的结果未知,对照组结果已知,因此不去块根组为对照组,去块根组为实验组;去除块根组保卫细胞中淀粉积累,导致气孔导度下降,CO2供应减少,使得暗反应原料不足,光合速率降低。
17. 小龙虾,学名克氏原螯虾,因肉味鲜美广受人们欢迎。小龙虾有挖洞筑巢的习性,且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长。农业技术人员建立稻虾共作的田间工程(如图),通过挖掘环形沟环绕稻田,为小龙虾提供繁殖和栖息环境。回答下列问题:
(1)小龙虾是入侵物种,入侵我国后的最初一段时间种群数量会迅速上升。从种群特征角度分析,导致小龙虾数量上升的直接原因是____;从小龙虾生存环境条件分析,导致小龙虾数量上升的原因是____(答出2点即可)。小龙虾与本地物种间的相互选择可能会改变本地群落演替的____。
(2)小龙虾是杂食性动物,在自然条件下可摄食水草、藻类、水生昆虫和动物尸体等,因此属于生态系统成分中的____。捕捉的小龙虾成为餐桌上的美味佳肴,体现了生物多样性的____价值。
(3)稻虾共作模式中,小龙虾的主要食物是稻田中的杂草,但也食用水稻幼苗,因此在投放小龙虾时应尤其注意________________。
(4)为研究稻虾共作模式对水稻产量及农田生态的影响,科研人员进行了水稻单作模式和稻虾共作模式的比较试验,统计结果如下表:
杂草存量
(kg/亩)
化肥使用量
(kg/亩)
水稻产量
(kg/亩)
利润
(元/亩)
水稻单作模式
250
62.9
477.8
1386.2
稻虾共作模式
5
32.4
540.8
6058.3
①稻虾共作模式下,小龙虾的引入增加了该生态系统的复杂性,从而使该生态系统__________稳定性提高。
②从能量流动的角度分析,小龙虾的引入对于水稻生态系统的意义是___________。
③据表可知,与水稻单作模式相比,稻虾共作模式使农民增收的原因有:水稻产量高:__________(答出2点即可)。
【答案】(1) ①. 出生率大于死亡率 ②. 食物充足、空间充足、缺少敌害 ③. 方向和速度
(2) ①. 消费者和分解者 ②. 直接
(3)小龙虾的投放时机(应在水稻过了幼苗期后再行投放小龙虾)
(4) ①. 抵抗力 ②. 调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 ③. 化肥使用量减少,降低成本;利用小龙虾创收
【解析】
【小问1详解】
种群数量变化的直接决定因素:出生率、死亡率、迁入率、迁出率。入侵初期小龙虾迁入后,出生率>死亡率,种群数量快速上升。作为外来入侵物种,进入新环境,资源充足,本地缺少捕食它的天敌,环境阻力小。群落中生物之间的相互选择(种间关系),会改变群落演替的方向和速度。外来物种入侵可以加快、或者改变演替最终形成的群落类型。
【小问2详解】
摄食水草、藻类、水生昆虫(活体生物)→消费者;摄食动物尸体(动植物遗体残骸)→分解者。食用价值(美食)属于直接价值(直接价值包含食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究等)。
【小问3详解】
小龙虾会啃食水稻幼苗,如果水稻还在幼苗阶段投放,会大量破坏水稻;水稻长成后,小龙虾主要取食杂草,减少对水稻的危害。
【小问4详解】
①生态系统组分越多、营养结构越复杂,抵抗力稳定性越高(抵抗外界干扰,保持自身结构功能稳定)。
②小龙虾捕食杂草,减少杂草和水稻竞争;小龙虾本身可以收获,人类同时收获水稻+小龙虾,合理调整能量分配,提高人类获得的能量。
③对照表格:稻虾共作杂草存量大幅下降、化肥用量减少;除水稻外,小龙虾可以售卖创收,两方面共同提高利润。
18. 某XY型雌雄异体二倍体植物的花色由两对等位基因(A/a,B/b)控制,其中基因A和B分别控制红色和蓝色色素合成;两种色素同时出现时表现为紫色花,两种色素均不出现时表现为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,不考虑突变及染色体交换。为确定两对基因是否为伴性遗传,现用两株植物做亲本进行杂交实验,并将F1进行随机授粉,实验结果如下表所示。
P
♂红
♀蓝
F1的表现型及比例
♂紫
♂红
♀紫
♀红
1
1
1
1
F2的表现型及比例
♂紫
♂红
♂蓝
♂白
♀紫
♀红
♀蓝
♀白
6
18
2
6
15
9
5
3
(1)上述实验过程中不需对植株进行去雄处理,原因是____________。根据实验结果可推知A/a位于常染色体上,判断依据是____________________。
(2)请写出红色亲本的基因型 ____________。F2红花植株中纯合子所占比例为____________。
(3)已知b基因是B基因中的一个C-G碱基对被A-T碱基对替换形成的。利用四种引物(W1、W2、N1、N2)扩增技术可对B/b基因进行检测,其原理是将四种引物同时加入DNA样品中进行PCR扩增,当引物3'末端碱基与模板链不能配对时,PCR的延伸过程难以发生。下图是该技术中B/b基因与四种引物位置关系的模式图(图中仅标出了与突变位点相关的碱基)。F1中红色雄性个体的DNA样本经四种引物扩增后可得______种长度不同的大量DNA片段;若F2中紫色雄性个体的DNA样本经四种引物扩增后可得______种长度不同的大量DNA片段,则说明B/b基因位于XY同源区段上。
【答案】(1) ①. 该植物雌雄异体为单性花,不会发生自花授粉 ②. F2的雌雄个体中能合成红色色素和不能合成红色色素的比例均为3:1(或F2的雌雄个体中,(紫+红):(蓝+白)的比例均为3:1)
(2) ①. AAXbY或AAXbYb ②. 1/3
(3) ①. 2 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
该植物雌雄异体为单性花,不会发生自花授粉,因此实验过程中不需对植株进行去雄处理。据题意可知,基因A和B分别控制红色和蓝色色素合成;两种色素同时出现时表现为紫色花,两种色素均不出现时表现为白色花,F2中雌雄的表现型比例并不相等,因此至少一对等位基因位于性染色体上,F2的雌雄个体中能合成红色色素和不能合成红色色素的比例均为3:1(或F2的雌雄个体中,(紫+红):(蓝+白)的比例均为3:1),可推知A/a位于常染色体上。
【小问2详解】
假定A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,亲代基因型为AAXbY(红花)、aaXBXb(蓝花),F1基因型为AaXBXb(紫花)、AaXbXb(红花)、AaXBY(紫花)、AaXbY(红花),可拆分为Aa×Aa、(XBXb、XbXb)×(XBY、XbY),F2的雌性个体的表现型及比例(3:1)(5:3)=15:5:9:3,雄性个体的表现型及比例(3:1)(2:6)=6:2:18:6,符合题意,F2中红花植株基因型及比例为A_XbXb(其中AA:Aa=1:2)和A_XbY(其中AA:Aa=1:2),纯合子占1/3。
【小问3详解】
假定Y上有b基因,亲代基因型为AAXbYb(红花)、aaXBXb(蓝花),F1基因型为AaXBXb(紫花)、AaXbXb(红花)、AaXBYb(紫花)、AaXbYb(红花),可拆分为Aa×Aa、(XBXb、XbXb)×(XBYb、XbYb),F2的雌性个体的表现型及比例(3:1)(5:3)=15:5:9:3,雄性个体的表现型及比例(3:1)(2:6)=6:2:18:6,与Y上无b基因结果一样,因此难以判断Y染色体上是否存在B/b基因。只杂交一次判断Y染色体上是否存在B/b基因,即判断B/b位于XY同源区段,还是只位于X染色体上,常用雌隐雄显,即选取红花雌株(AAXbXb)与蓝花雄株(aaXBY或者aaXBYB)进行杂交,观察子代雄株表型,假定Y染色体上存在B/b基因,即亲代基因型为AAXbXb×aaXBYB,后代雄株均为紫花(AaXbYB);假定Y染色体上不存在B/b基因,即亲代基因型为AAXbXb×aaXBY,后代雄株均为红花(AaXbY)。F1中红色雄性个体基因型为AaXbY,只含有b基因,当引物3'末端碱基与模板链不能配对时,PCR的延伸过程难以发生,b基因有发生碱基对替换,因此N1做引物时不能扩增,只有N2、W1和W2做引物时才能扩增,W1和W2做引物时形成的DNA分子是一样的,因此可以形成2种长度不同的大量DNA片段,即 。若B/b基因位于XY同源区段上,F2中紫色雄性个体基因型为AaXBYb,既有B基因又有b基因,B基因扩增时N2做引物不能扩增,b基因扩增时N1做引物不能扩增,W1和W2做引物时形成的DNA分子是一样的,因此可得3种长度不同的大量DNA片段,即
若B/b基因位于XY同源区段上,F2中紫色雄性个体基因型为AaXBYb,既有B基因又有b基因,B基因扩增时N2做引物不能扩增,b基因扩增时N1做引物不能扩增,W1和W2做引物时形成的DNA分子是一样的,因此可得3种长度不同的大量DNA片段,即
19. 阐明早期触觉感受调控动物行为的机制,可为孤独症的治疗提供新思路。
(1)爱抚和拥抱是亲子沟通的重要方式。研究者通过给予幼鼠轻柔温和的抚触刺激,引起感觉神经元产生____________,通过神经传导至___________产生愉悦感,以模拟母鼠对幼崽的爱抚行为。
(2)选择发育早期的小鼠随机分组,开展为期3天、每天4次、每次5分钟的实验。将小鼠放置在棉絮上,爱抚组使用棉球以3cm/s的速度来回抚摸小鼠背部,对照组则不给予爱抚。跟踪小鼠成年后图1所示的社会交往行为。图2实验结果显示_________,表明早期接受过爱抚的小鼠,成年后会表现出更多的社会交往行为。在此基础上同时开展一组用棉球以10cm/s的速度来回抚摸实验,其他操作与上述两组相同,若实验结果与未爱抚组无显著性差异,则该组实验进行的意义是________。
(3)催产素被称为“爱的荷尔蒙”,由位于下丘脑的催产素神经元合成,随后运输至垂体释放。研究者进行了多项实验,结果如图3所示。希望验证的假说是_______________________。
(4)转H基因小鼠可在催产素神经元特异性表达受体H,接受药物C刺激后,催产素神经元即被激活。请补充实验方案为(3)中的假说提供一个新证据,从下列选项中选择合适字母填入下表完成实验设计。
实验动物
操作
预期实验结果
实验组
______
______
实验组小鼠成年后的社交接近和社交探究时长均大于对照组
对照组
a
______
a.转空质粒小鼠
b.转H基因小鼠
c.敲除催产素基因的小鼠
d.注射药物C
e.注射药物C的溶剂
f.幼年期给予爱抚
g.幼年期不给予爱抚
【答案】(1) ①. 兴奋 ②. 大脑皮层
(2) ①. 爱抚组小鼠社交接近和社交探究时长均大于未爱抚组 ②. 确定3cm/s的来回抚摸属于激发小鼠社会交往行为变化的爱抚
(3)早期爱抚通过提高催产素神经元的兴奋程度,促进催产素合成,进而促进小鼠成年后的社会交往
(4) ①. b ②. d、g ③. d、g
【解析】
【小问1详解】
抚触刺激作为外界信号作用于感觉神经元,使其产生兴奋,这是神经元对刺激的基本反应形式,兴奋通过传入神经传导至中枢神经系统,而产生愉悦感等感觉的部位是大脑皮层(躯体感觉中枢所在)。
【小问2详解】
图2实验结果通过对比爱抚组和未爱抚组的“社交接近”“社交探究”时长,直接得出“爱抚组时长大于未爱抚组”的结论,表明早期爱抚促进成年后的社交行为。新增的10cm/s速度组作为对照实验,若结果与未爱抚组无差异,说明只有特定速度(3cm/s)的抚摸有效,而更快的速度无效,从而验证了“3cm/s是触发行为变化的关键速度”,排除速度无关的干扰,明确有效刺激的条件。
【小问3详解】
图3中,野生型鼠(有催产素基因)在爱抚后,催产素神经元放电率(兴奋程度)和催产素mRNA(合成水平)均升高,且社交行为时长增加;而催产素基因敲除鼠(无法合成催产素)在爱抚后无上述变化。由此可推断,研究者希望验证的假说是早期爱抚通过激活催产素神经元的兴奋程度,促进催产素合成,进而促进小鼠成年后的社会交往。
【小问4详解】
实验组要验证假说,选择转H基因小鼠(b),操作上幼年不给予爱抚(g),注射药物C(d),这样能激活催产素神经元,若实验组小鼠成年后的社交接近和社交探究时长均大于对照组,就为假说提供了新证据。对照组选择不转H基因小鼠(a),同样幼年不给予爱抚(g),注射药物C(d),以排除其他因素干扰。
20. β-1,3葡聚糖酶可降解许多病原真菌的细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员通过逆转录获得β-1,3葡聚糖酶基因(BG2基因)并将其下游终止密码子对应序列剔除,然后与载体上荧光素酶Luc基因进行拼接获得融合基因,通过农杆菌转化法导入苹果中,成功培育出了抗真菌苹果植株。回答下列问题:
(1)研究中要对逆转录获得的BG2基因进行PCR扩增,常采用__________技术来鉴定PCR的产物。PCR每次循环都包括变性、_____和延伸三步,在循环前常要进行一次94°C、5min预变性,其目的是_____。
(2)培育抗真菌苹果植株过程中,控制表达载体大量扩增的组成元件__________,该结构发挥作用时通常需要的酶是______。
(3)图甲所示BG2基因的b链为转录的__________(填“模板链”或“非模板链”)。为使融合基因正确接入载体并成功表达出BG2-Luc融合蛋白,BG2基因下游扩增引物应设计为5'-__________-3'(包括添加的限制酶识别序列,共写12个碱基)。
(4)为了使BG2基因转录频率明显增加,提高苹果植株抗真菌的能力,研究人员设计了4个BG2基因增强子片段(E1~E4)并采用PCR技术扩增,然后将E1~E4分别定向连接到PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)载体中荧光素酶报告基因(luc+)的启动子1的上游和下游,以探究其发挥作用的位置是启动子1的上游还是下游。通过相关技术检测荧光素酶的活性,从而对增强子的功能进行判断,luc+的表达强度越强,荧光素酶的活性越高。
为了扩增以上4个BG2基因增强子片段,需要人为设计合适的引物,在上述实验中共需要设计____种引物用于PCR反应体系。利用相关技术检测荧光素酶的活性结果如图,该结果表明__________。
【答案】(1) ①. 琼脂糖凝胶电泳技术 ②. 复性 ③. 增加模板DNA彻底变性的概率(使模板DNA充分变性)
(2) ①. 复制原点 ②. 解旋酶和DNA聚合酶
(3) ①. 模板链 ②. 5'-CTCGAGATGTCT-3'
(4) ①. 16 ②. 与对照组相比,增强子E1、E2、E3和E4在启动子的上游都能增强基因表达,其中E2的作用最为显著,E4在启动子的上游和下游都能增强基因表达
【解析】
【小问1详解】
PCR产物是DNA片段,琼脂糖凝胶电泳可以根据片段大小分离DNA,用来鉴定PCR产物是否成功扩增。PCR三步循环:变性→复性(退火)→延伸。变性:高温解开双链;复性:降温,引物和模板DNA结合;延伸:Taq酶合成子链。预变性94℃长时间处理,保证模板DNA双链充分解开,防止模板残留双链,提高PCR扩增效率。
【小问2详解】
复制原点是质粒载体上控制载体DNA在宿主细胞内大量复制的元件。DNA复制时,解旋酶解开DNA双链;DNA聚合酶催化脱氧核苷酸连接,合成新DNA链。
【小问3详解】
起始密码子是AUG,在DNA非模板链上对应的是ATG;起始密码子是UAA、UAG和UGA,在DNA非模板链上对应的是TAA、TAG和TGA。图甲中a链上有ATG和TAG,说明a链是非模板链,那么b链就是模板链。构建BG2-Luc融合蛋白,必须剔除BG2基因末尾的终止密码子对应的序列TAG,否则翻译提前终止,无法合成融合蛋白。BG2基因a链下游AGACATTAG,去掉TAG,保留AGACAT;引物按5'→3'书写,对应序列为ATGTCT;载体上Luc基因上游是SalⅠ 位点,Sal Ⅰ与Xho Ⅰ为同尾酶,切割后产生相同黏性末端,可互相连接;BG2基因内部自带Sal Ⅰ酶切位点,若引物加Sal Ⅰ序列,酶切时目的基因会被切断,因此引物5'端添加Xho Ⅰ识别序列CTCGAG;6个碱基酶切序列+6个基因序列,总共12个碱基,引物序列为5'-CTCGAGATGTCT-3'。
【小问4详解】
一共有4个增强子E1~E4;每个增强子有两种插入位置(启动子上游、下游),每个插入方向需要一对(2条)引物。 计算:4个增强子×2个位置×2条引物=16种引物。对照组PATC940荧光活性最低;E1、E2、E3 放在启动子上游时,荧光素酶活性显著升高,E2效果最强;放在下游基本无增强效果;E4无论放在启动子上游、下游,荧光素酶活性都高于对照组,上下游均可增强基因表达。
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