内容正文:
哈尔滨德强高级中学2026—2027学年度上学期9月检测Ⅰ卷
高三年级生物学
时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(本题共20小题,每小题2分,共40分)\
1. 哈尔滨太阳岛湿地公园风景优美,生物种类丰富。几位同学游览公园后进行了讨论,说法合理的是( )
A. 同学甲:根据细胞学说可推断湿地公园中的生物具有多样性和统一性
B. 同学乙:从生命系统结构层次看,公园中柳树的种子属于个体层次
C. 同学丙:公园中所有生物属于生命系统中的群落层次
D. 同学丁:柳树与燕子所具有的生命系统结构层次是完全相同的
2. 下列关于“细胞是生命活动的基本单位”的叙述,错误的是( )
A. 细胞代谢是包括生长、发育等各项生命活动的基础
B. 单细胞生物的一个细胞就可以完成该生物的各种生命活动
C. 阳光、空气和土壤等非生物成分可参与生命系统的组成
D. 多细胞生物体内,每一项生命活动都需要多个细胞密切合作才能完成
3. 水是生命的介质。科学家在土卫六上收集到液态氨,这让土卫六成为太阳系中最有可能存在非水基生命的候选星球。下列支持液态氨能代替水作为生命介质的理由中正确的是( )
A. 液态氨之间可形成氢键,氢键易断裂易形成,所以液态氨是良好的溶剂
B. 液态氨的比热容比水分子大,因此有利于维持生命系统的稳定性
C. 液态氨分子一端带正电荷一端带负电荷,因此它的温度相对不容易改变
D. 液态氨有极性,带电荷的分子都容易与它结合,所以它具有流动性
4. 在日常训练与比赛中,运动员依靠体内糖类、脂肪供能,同时依靠水、无机盐维持细胞正常生命活动。下列相关叙述正确的是( )
A. 葡萄糖、糖原、几丁质均可在人体肌肉细胞中储存能量
B. 运动员剧烈运动会导致血钙含量偏低,容易出现腿部肌肉酸痛无力的现象
C. 运动员在比赛中会消耗大量能量,等质量的脂肪比糖类含更多H,因此彻底氧化分解释放能量更多
D. 训练时运动员伴随汗液流失大量的水因此需要大量补充淡水
5. 2026年央视“3•15”晚会曝光部分水产企业在虾仁加工过程中,违规超量添加“复合磷酸盐”保水剂。这种做法是利用磷酸盐改变肌肉蛋白的电荷分布,使蛋白质分子间斥力增加,空间结构变得疏松,从而吸收并保持大量水分,导致虾仁增重超过20%。下列相关叙述正确的是( )
A. 水分子与蛋白质分子结合后,失去流动性获得溶解性成为结合水
B. 磷酸盐能保持虾仁水分,说明无机盐对于维持细胞的水盐平衡具有重要作用
C. 经过磷酸盐处理的虾仁,蛋白质中的肽键被破坏
D. 磷酸盐是合成ATP、蛋白质的必需原料,可以大量食用“保水虾仁”
6. 血影是哺乳动物和人的成熟红细胞经低渗处理溶血破裂后残留的细胞膜空壳结构。下列关于血影的叙述,错误的是( )
A. 组成血影的成分包括磷脂、蛋白质、糖类和胆固醇
B. 在组成红细胞膜的成分中,蛋白质的种类和含量最丰富
C. 糖被位于红细胞膜的外表面,与细胞间信息传递有关
D. 红细胞膜的基本支架主要由一层磷脂双分子层构成,磷脂分子可侧向自由移动
7. 恶性肿瘤细胞增殖失控,内部常处于缺氧、营养匮乏及低pH的微环境中,导致错误折叠的蛋白质在内质网中大量积累,进而诱发内质网应激(ERS)。ERS可诱导细胞合成CRT蛋白,相关作用机制如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 只有正确折叠的蛋白质才能进入囊泡,运往高尔基体
B. 内质网加工蛋白质的速率过快是导致蛋白质错误折叠的直接原因
C. CRT蛋白可能提高了高尔基体对蛋白质的加工与修饰能力
D. 科学家研究分泌蛋白的合成与运输过程的方法是差速离心法
8. 某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖,逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 肿瘤细胞核内储存着遗传信息,是遗传和代谢的控制中心
B. 推测药物分子进入细胞有2种途径,均依赖细胞膜的特性
C. 增加药物在细胞质中的停留时间,有利于发挥该药物的作用效果
D. 该药物分子可通过核孔进入细胞核,体现核孔控制物质进出具有选择性
9. 现有洋葱鳞片叶内表皮和外表皮以及三种试剂:①质量浓度为2mol/L的蔗糖溶液,②伊红染料(红色物质不能进入活细胞),③质量浓度为2mol/L的乙二醇溶液。某同学作出如下分析和判断,不正确的是( )
A. 用①处理洋葱鳞片叶外表皮可观察到质壁分离现象,质壁分离过程中细胞液浓度不断增大
B. 若用③处理洋葱鳞片叶外表皮,可能观察到液泡的体积先变小后变大
C. 若同时用①②的混合物处理洋葱鳞片叶内表皮,可见细胞膜内为无色,细胞膜外为红色
D. 若同时用②③的混合物处理洋葱鳞片叶内表皮,可观察到质壁分离且自动复原现象,表明细胞膜具有流动性
10. 盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运(PIP2s蛋白质磷酸化可为物质转运提供能量),如图所示。下列叙述错误的是( )
A. Gβ与AT1蛋白结合,能抑制PIP2s蛋白的磷酸化
B. 细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化是提高H2O2外排能力所必需的
C. 增强AT1基因表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D. 从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
11. 研究发现,某动物胚胎发育过程中,成纤维细胞生长因子(FGF)通过酶联受体通路诱导干细胞定向分化为神经细胞,机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 酶联受体在结合FGF前,其激酶区域具有高效催化活性
B. 酶联受体是细胞膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C. 调控蛋白的活化依赖于去磷酸化,进而调控神经相关基因的表达
D. 该过程体现了细胞外信号分子可通过调控基因表达影响细胞分化
12. H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,具有维持细胞内外K+浓度梯度和调节细胞内pH的作用,其作用机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 上述过程体现了H+-K+-ATP酶催化和运输物质的作用
B. 该酶通过转运H+来缩小胃壁细胞与胃腔H+的浓度差
C. M1-R、H2-R、G-R可能是位于胃壁细胞膜上的特异性受体
D. ATP水解生成ADP的过程,需要断裂一种特殊的化学键
13. 蓝细菌具有CO2浓缩机制(如图),其羧化体具有蛋白质外壳,可限制气体扩散。为提高某植物的光合速率,向其体内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。下列说法正确的是( )
A. 蓝细菌的羧化体膜上具有藻蓝素和叶绿素
B. CO2以自由扩散方式依次通过细胞膜和光合片层膜
C. 在转基因植物细胞的叶绿体中可能存在羧化体
D. 蓝细菌光反应产生的ATP和NADPH分别为暗反应提供能量和作为还原剂
14. 某兴趣小组开展观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂实验,全组汇总统计了1000个细胞的实验结果,如表所示,已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12 h。下列相关叙述正确的是( )
细胞周期
间期
分裂期
前期
中期
后期和末期
计数细胞个数/个
880
67
18
35
占比/%
88
6.7
1.8
3.5
A. 选用洋葱根尖作为实验材料是因为其处于分裂间期的细胞占比高
B. 制作洋葱根尖有丝分裂装片时,剪取的根尖的长度为2~3 cm
C. 在观察有丝分裂的过程中,须始终保持根尖分生区细胞的活性
D. 据表推测,洋葱根尖分生区细胞分裂期持续时间为1.44 h
15. 以下两条途径可导致酵母细胞趋向衰老:①S蛋白不足会导致核仁碎裂;②H蛋白不足会导致线粒体衰退。这两条途径相互对抗,细胞会以其中一种途径走向死亡。科研人员对酵母细胞进行重编程(如图),成功延长酵母细胞的寿命。关于重编程酵母细胞的推测不合理的是( )
A. 重编程前,酵母细胞S蛋白含量不足会抑制H蛋白数量的下降
B. PCYCi是DNA分子上的特殊序列,能被H蛋白和RNA聚合酶结合
C. 重编程后,H蛋白增多时S基因表达增强,而S蛋白减少时H基因表达增强
D. 重编程使酵母细胞在S蛋白和H蛋白之间通过正反馈通路延缓细胞衰老
16. 如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是( )
A. 格里菲斯实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类
B. 肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质
C. 赫尔希和蔡斯实验中用³²P标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌,保温时间延长会使上清液中放射性的比例上升
D. 烟草花叶病毒(TMV)侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
17. 新发现一种病毒,科研人员设计两种方法探究该病毒的遗传物质:方法1,将该病毒核酸提取物分为两组,a组用适量DNA酶处理,b组用等量RNA酶处理,分别侵染宿主细胞,检测是否有子代病毒产生;方法2,分别用病毒侵染c组含放射性的尿嘧啶核糖核苷酸、d组含放射性的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的两种宿主细胞,检测子代病毒有无放射性。下列叙述错误的是( )
A. 方法1采用了“减法原理”,方法2的c、d组是对比实验
B. 若方法1中a组无病毒产生,b组有病毒产生,说明遗传物质是DNA
C. 若遗传物质是RNA,d组病毒繁殖不可能利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D. 若遗传物质是RNA,c组子代病毒含放射性,d组子代病毒无放射性
18. 甲、乙、丙、丁是某动物的一个精原细胞形成精细胞过程中的四个时期,其核DNA相对含量和染色体数目如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲时期和乙时期细胞中均含有同源染色体
B. 甲→乙过程中DNA复制前需合成蛋白质
C. 乙→丙过程中可发生非同源染色体的自由组合
D. 丙→丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离
19. 水稻的育性由基因M、m控制,MM和Mm个体育性正常,mm个体雄性不育。科研团队研发出新的智能品系,将基因M、雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D形成基因连锁群一起导入基因型为mm个体中获得转基因个体,如图所示。基因M可恢复育性,基因D控制种子胚为蓝色,无D基因的种子胚为白色,利用转基因个体可以培育大量mm个体,下列叙述错误的是( )
A. 基因型为ADMmm与mm的个体杂交后代均为雄性不育个体
B. 转基因个体自交所结的种子蓝色:白色=1∶1,白色种子发育为雄性不育个体
C. 转基因个体自交产生F1, F1随机授粉所结的种子中蓝色:白色=3∶1
D. 转基因个体无论自交还是其后代逐代自由交配均可快速挑选出雄性不育种子
20. 如图Ⅰ,甲病和乙病分别由两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,研究人员利用荧光探针结合实时荧光定量PCR技术,分别对该家族中6、7、11、12号个体的B/b基因检测。具体方法为:用红色荧光探针标记正常基因,绿色荧光探针标记突变基因后进行PCR,随着PCR循环数的增加,相应的荧光信号得到积累。检测结果如图Ⅱ.下列叙述正确的是( )
A. 由图Ⅰ可知,甲病和乙病分别为常染色体隐性遗传病和常染色体显性遗传病
B. 6、7、11、12号个体的B/b基因检测结果分别对应图Ⅱ的a、b、c、c
C. 若3号和4号再生育一个男孩,则男孩同时患甲、乙两病的概率为1/16
D. 若7号减数分裂正常且第一极体有2个基因B,则所生男孩一定不患乙病
二、不定项选择(本题共5小题,每小题3分,漏选得1分,选错不得分,共15分)
21. 脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充:脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,其中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特意吸收或排除某些蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等),形成一些特异蛋白聚集的区域,经研究证明部分病毒(如流感病毒、HIV等包膜病毒)可在脂筏部位排出细胞,下列叙述错误的是( )
A. 图中脂筏跨膜蛋白可能代表运输物质的蛋白质,其跨膜区段的氨基酸具有较强的亲水性
B. 脂筏区域较非脂筏区域膜的厚度增加,如果去掉胆固醇,可能使脂筏被破坏
C. 脂筏模型里蛋白质和脂质均可以运动,但膜的流动能力可能下降
D. 部分病毒可以在脂筏区域利用脂筏的结构特点高效释放而不立即杀死细胞
22. 氧化磷酸化是生物氧化过程中伴随ATP生成的核心机制,通过电子传递链与ATP合成的偶联,将有机物氧化释放的能量高效转化为细胞可直接利用的ATP能量(如图)。丙酮酸从细胞质基质进入线粒体基质,可自由通过线粒体外膜,但经过线粒体内膜需要丙酮酸转运体的协助,同时消耗氢离子顺浓度梯度转运时释放的能量。下列叙述正确的是( )
A. 在线粒体内膜上,存在多种形式能量的转化现象
B. 由和构成的膜蛋白具有运输和催化功能
C. 有氧呼吸第三阶段也可以为丙酮酸进入线粒体提供能量
D. ADP和Pi合成ATP的过程可以为放能反应直接供能
23. 科研人员以诱导大鼠心肌细胞氧化应激模拟心肌损伤,探究活血补肾安神方对心肌细胞损伤的修复作用,明确其通过改善线粒体功能和能量代谢治疗心血管疾病的机制,实验分组及结果如图。已知糖酵解表示细胞呼吸第一阶段。下列叙述错误的是( )
注:正常组为心肌细胞正常的大鼠;模型组为心肌细胞损伤的大鼠;活血补肾安神方组为用活血补肾安神方处理的心肌细胞损伤大鼠。
A. 诱导心肌细胞的线粒体损伤,可导致有氧呼吸第二、第三阶段受影响
B. 模型组线粒体ATP生成量比正常组少,一定会造成丙酮酸的积累
C. 活血补肾安神方可改善心肌细胞线粒体的功能,增强其氧化葡萄糖的能力
D. 与模型组相比,活血补肾安神方组线粒体产生以及消耗NADH的能力均增强
24. 铜死亡是新型调节性细胞死亡,由细胞内铜离子过量积累触发,导致线粒体崩溃,最终使细胞死亡(过程简图如下)。特异性Cu2+结合剂可螯合游离的铜离子,阻断其进入细胞。下列叙述正确的是( )
注:FDX1为铁氧化还原蛋白1;Cu+是介导铜死亡的关键因子
A. FDX1基因表达异常会影响Cu2+转运蛋白活性,降低Cu2+进入细胞的速率
B. 特异性Cu2+结合剂可降低细胞内铜离子浓度,有效减少铜死亡发生
C. Cu+诱导活性氧增加,会加速细胞内DNA和磷脂等生物大分子的损伤
D. Cu+与硫辛酰化蛋白结合,导致有氧呼吸NADH的产生和消耗均减少
25. 图1为某种遗传病的家族系谱图,控制该遗传病的相关基因用D/d表示。对部分家庭成员进行了基因检测,结果如图2所示,其中“+”表示出现杂交带,“-”表示未出现杂交带。不考虑突变和X、Y染色体同源区段,下列叙述正确的是( )
A. 该遗传病属于常染色体隐性遗传病,男女患者人数相当
B. 若Ⅲ8检测结果出现两条杂交带,则其为女性携带者
C. Ⅰ4、Ⅱ6和Ⅲ7基因型相同,Ⅰ1可能不携带致病基因
D. 若Ⅲ7与正常男性婚配,生出患病男孩的概率为1/8
三、非选择题(本题共4小题,共45分)
26. 水稻是我国重要的粮食作物,水和无机盐等因素对水稻生长能产生重要影响,科学家为探究其影响机制进行了一系列实验。
I、为探究Mg2+对水稻光合作用的影响,科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给(+Mg2+)、缺乏(-Mg2+)条件,测定了水稻光合作用中叶绿体中Mg2+的相对含量、最大CO2固定速率等指标。
II、水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量。科研人员利用激光照射水稻种子,获得了水稻突变体。将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下,检测二者叶肉细胞的各项指标,所得结果如图1、图2、图3所示。回答下列问题:
(1)该实验中+Mg2+组为____________(填“实验组”或“对照组”)。
(2)根据测定结果表明,叶肉细胞叶绿体中的Mg2+相对含量和CO2固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动;进一步测定上述过程中酶R的活性(RuBP羧化酶,催化C5与CO2的反应),发现在Mg2+正常供给(+Mg2+)时活性远高于缺乏(-Mg2+)条件,请你结合测定结果及已学知识,阐明Mg2+对水稻光合作用影响的机理:_________;________。(答出两点)
(3)图1中,当光照强度为100μmol·m-2·s-1时,野生型水稻植株的干重变化是_________(填“增加”或“减小”),理由是_________。
(4)根据图2、图3分析,在干旱条件下,突变型叶肉细胞的光合作用速率_____(填“大于”或“小于”)野生型叶肉细胞的光合作用速率,判断理由是________(答出两点)。
27. 水稻的茎粗(粗茎、细茎)是一对相对性状,由两对等位基因(A/a、B/b)控制;其籽粒颜色(紫粒、粉粒和白粒)由两对等位基因(B/b、C/c)控制(注:基因B/b同时影响茎粗和粒色,粒色表型与基因型关系为:B_C_和bbC_为紫粒,B_cc为粉粒,bbcc为白粒)。为研究水稻茎粗和粒色的遗传规律,研究人员用纯合的水稻植株进行了杂交实验,结果见下表。回答下列问题:
实验
亲本
表型
表型及比例
实验1(茎粗)
纯合粗茎×纯合细茎
全为粗茎
粗茎∶细茎=9∶7
实验2(粒色)
纯合紫粒×纯合白粒
全为紫粒
紫粒∶粉粒∶白粒=12∶3∶1
(1)实验2的中,粉粒植株的基因型共有_________种,若三对基因独立遗传,将实验2的紫粒植株与纯合白粒植株杂交,子代的表型及比例为_________。
(2)实验1的中,杂合细茎植株所占的比例为_________;实验1的中,自交后代不发生性状分离的植株所占比例为_________。
(3)后续研究发现,A/a和C/c均位于水稻的7号染色体上,植株M(AaCcBB)中基因A与C连锁、基因a与c连锁,若该植株减数分裂时部分细胞发生互换,产生的四种配子中,AcB配子比例为8%,则aCB配子比例为_________%;将该植株与纯合细茎白粒水稻(aabbcc)杂交,子代中粗茎紫粒植株所占的比例为_________%。
28. 果蝇(2n=8)眼色有红眼和白眼,体色有灰身和黑身,翅型有长翅和残翅。研究人员用纯合亲本进行如下图杂交实验,F2中统计的每种表型都有雌、雄个体。
问答下列问题:
(1)对果蝇进行基因组测序应测_______条染色体DNA的碱基序列。
(2)根据实验现象推测控制眼色的基因位于_______(填“常染色体”或“X染色体”或“X和Y染色体”)上,依据是_______。
(3)若要验证上述推测应选择F1中的_______和P中的_______杂交,观察子代表型,若______,则推测正确。
(4)在上图所示杂交实验中,选择F1灰身长翅雌、雄果蝇分别进行测交,结果截然不同,最可能的原因是_______。
29. 粘质沙雷氏菌ChiA基因编码的几丁质酶可降解真菌细胞壁。科研人员拟将ChiA基因和Ti质粒构建成重组质粒,导入水稻细胞获得抗稻瘟病的水稻新品种。ChiA基因和Ti质粒的部分结构以及限制酶的识别序列和酶切位点如图所示。
(1)构建重组质粒时,用限制酶SmaI对图1中含ChiA基因的DNA片段进行完全酶切,选择限制酶_________对质粒进行完全酶切,再使用_________酶将产生的黏性末端补平。连接成重组质粒后用XbaI和SmaI进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现_________个条带,且长度约为_________bp,则该质粒为正向重组质粒。
(2)将正向重组质粒成功导入农杆菌后与水稻细胞共培养,再用含有_________的培养基进行筛选。农杆菌侵染水稻细胞时,ChiA基因可以进入水稻细胞内并维持稳定的原因是_____________________________________________。筛选出的细胞,经植物组织培养得到幼苗,经稻瘟病菌侵染测试,筛选得到甲、乙、丙3株抗稻瘟病水稻。
(3)单一位点插入和多位点插入分别是指将外源基因整合到染色体的一个位置和两个及以上不同位置的现象。为确定ChiA基因的插入位点的类型,科研人员提取甲、乙、丙株系及非转基因对照(NT)植株的基因组DNA,用限制酶XbaI完全酶切获得不同大小的片段,再以标记的ChiA基因特异性单链为探针(仅结合在ChiA基因XbaI酶切位点的一侧)进行杂交检测,结果如图2所示。据此判断,3株抗稻瘟病水稻中可能属于单一位点插入的是__________________。
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哈尔滨德强高级中学2026—2027学年度上学期9月检测Ⅰ卷
高三年级生物学
时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(本题共20小题,每小题2分,共40分)\
1. 哈尔滨太阳岛湿地公园风景优美,生物种类丰富。几位同学游览公园后进行了讨论,说法合理的是( )
A. 同学甲:根据细胞学说可推断湿地公园中的生物具有多样性和统一性
B. 同学乙:从生命系统结构层次看,公园中柳树的种子属于个体层次
C. 同学丙:公园中所有生物属于生命系统中的群落层次
D. 同学丁:柳树与燕子所具有的生命系统结构层次是完全相同的
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,并未涉及生物多样性的内容,无法据此推断生物具有多样性,A错误;
B、柳树的种子属于植物的生殖器官,对应生命系统的器官层次,不属于个体层次,B错误;
C、群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,即该区域内的所有生物,因此公园中所有生物属于群落层次,C正确;
D、柳树是植物,生命系统结构层次中没有“系统”层次,燕子是动物,具有“系统”层次,二者的生命系统结构层次不完全相同,D错误。
2. 下列关于“细胞是生命活动的基本单位”的叙述,错误的是( )
A. 细胞代谢是包括生长、发育等各项生命活动的基础
B. 单细胞生物的一个细胞就可以完成该生物的各种生命活动
C. 阳光、空气和土壤等非生物成分可参与生命系统的组成
D. 多细胞生物体内,每一项生命活动都需要多个细胞密切合作才能完成
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞代谢是生物与环境之间物质和能量交换的基础,细胞增殖分化是生长发育的基础,细胞内基因的传递和变化是遗传与变异的基础,因此细胞代谢是各项生命活动的基础,A正确;
B、单细胞生物仅由单个细胞构成,一个细胞就能完成摄食、运动、繁殖等该生物的全部生命活动,B正确;
C、生命系统的结构层次包含生态系统,生态系统由生物群落和非生物的物质与能量共同组成,阳光、空气等非生物成分属于无机环境,可参与生命系统的组成,C正确;
D、多细胞生物体内单个细胞可以独立完成细胞呼吸、蛋白质合成等自身的生命活动,并非每一项生命活动都需要多个细胞密切合作,表述过于绝对,D错误。
3. 水是生命的介质。科学家在土卫六上收集到液态氨,这让土卫六成为太阳系中最有可能存在非水基生命的候选星球。下列支持液态氨能代替水作为生命介质的理由中正确的是( )
A. 液态氨之间可形成氢键,氢键易断裂易形成,所以液态氨是良好的溶剂
B. 液态氨的比热容比水分子大,因此有利于维持生命系统的稳定性
C. 液态氨分子一端带正电荷一端带负电荷,因此它的温度相对不容易改变
D. 液态氨有极性,带电荷的分子都容易与它结合,所以它具有流动性
【答案】B
【解析】
【详解】A、液态氨是良好溶剂的原因是其为极性分子,易与带正电荷或负电荷的分子结合,A错误;
B、比热容大的物质吸收或释放相同热量时温度变化幅度更小,有利于维持生命系统温度的相对稳定,符合生命介质的要求,B正确;
C、液态氨分子一端带正电一端带负电说明其为极性分子,这是其作为良好溶剂的原因,温度不易改变是比热容大的特点,二者无因果关系,C错误;
D、液态氨有极性、易结合带电荷分子是其作为良好溶剂的原因,流动性与分子间氢键易断裂、可重新形成,分子能相对移动有关,二者无因果关系,D错误。
4. 在日常训练与比赛中,运动员依靠体内糖类、脂肪供能,同时依靠水、无机盐维持细胞正常生命活动。下列相关叙述正确的是( )
A. 葡萄糖、糖原、几丁质均可在人体肌肉细胞中储存能量
B. 运动员剧烈运动会导致血钙含量偏低,容易出现腿部肌肉酸痛无力的现象
C. 运动员在比赛中会消耗大量能量,等质量的脂肪比糖类含更多H,因此彻底氧化分解释放能量更多
D. 训练时运动员伴随汗液流失大量的水因此需要大量补充淡水
【答案】C
【解析】
【详解】A、几丁质是甲壳类动物外骨骼、真菌细胞壁的组成成分,人体肌肉细胞中不存在几丁质,且几丁质属于结构物质不是储能物质,葡萄糖是细胞主要的能源物质,也不会在细胞内储存能量,A错误;
B、血钙含量偏低会导致肌肉抽搐,剧烈运动后肌肉酸痛是无氧呼吸产生的乳酸大量积累导致的,血钙含量过高才会引发肌无力,B错误;
C、与糖类相比,等质量的脂肪中H元素占比更高、O元素占比更低,彻底氧化分解时消耗的氧气更多,释放的能量也更多,脂肪是细胞内良好的储能物质,C正确;
D、运动员排汗时不仅流失水分,还会同时丢失大量无机盐,仅补充淡水会破坏细胞渗透压稳态,需要补充适量淡盐水,D错误。
5. 2026年央视“3•15”晚会曝光部分水产企业在虾仁加工过程中,违规超量添加“复合磷酸盐”保水剂。这种做法是利用磷酸盐改变肌肉蛋白的电荷分布,使蛋白质分子间斥力增加,空间结构变得疏松,从而吸收并保持大量水分,导致虾仁增重超过20%。下列相关叙述正确的是( )
A. 水分子与蛋白质分子结合后,失去流动性获得溶解性成为结合水
B. 磷酸盐能保持虾仁水分,说明无机盐对于维持细胞的水盐平衡具有重要作用
C. 经过磷酸盐处理的虾仁,蛋白质中的肽键被破坏
D. 磷酸盐是合成ATP、蛋白质的必需原料,可以大量食用“保水虾仁”
【答案】B
【解析】
【详解】A、水分子与蛋白质等亲水性物质结合后成为结合水,结合水失去流动性和溶解性,是细胞结构的重要组成成分,A错误;
B、磷酸盐能保持虾仁水分,也能保持细胞的水分,说明无机盐对于维持细胞的水盐平衡具有重要作用,B正确;
C、磷酸盐处理仅使蛋白质的空间结构改变,肽键不会被破坏,C错误;
D、蛋白质的组成元素主要是C、H、O、N,一般不含P,磷酸盐不是合成蛋白质的必需原料,且超量添加的复合磷酸盐对人体有害,不能大量食用此类“保水虾仁”,D错误。
6. 血影是哺乳动物和人的成熟红细胞经低渗处理溶血破裂后残留的细胞膜空壳结构。下列关于血影的叙述,错误的是( )
A. 组成血影的成分包括磷脂、蛋白质、糖类和胆固醇
B. 在组成红细胞膜的成分中,蛋白质的种类和含量最丰富
C. 糖被位于红细胞膜的外表面,与细胞间信息传递有关
D. 红细胞膜的基本支架主要由一层磷脂双分子层构成,磷脂分子可侧向自由移动
【答案】B
【解析】
【详解】A、血影是哺乳动物成熟红细胞溶血后残留的细胞膜,动物细胞膜的组成成分包括磷脂、蛋白质、少量糖类和胆固醇,A正确;
B、细胞膜的组成成分中,含量最丰富的是脂质(约占50%),蛋白质含量次之(约占40%),因此“蛋白质的含量最丰富”表述错误,B错误;
C、糖被(糖蛋白)位于细胞膜的外表面,与细胞识别、细胞间信息传递的功能有关,C正确;
D、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,磷脂分子具有流动性,可侧向自由移动,D正确。
7. 恶性肿瘤细胞增殖失控,内部常处于缺氧、营养匮乏及低pH的微环境中,导致错误折叠的蛋白质在内质网中大量积累,进而诱发内质网应激(ERS)。ERS可诱导细胞合成CRT蛋白,相关作用机制如下图所示,下列说法正确的是( )
A. 只有正确折叠的蛋白质才能进入囊泡,运往高尔基体
B. 内质网加工蛋白质的速率过快是导致蛋白质错误折叠的直接原因
C. CRT蛋白可能提高了高尔基体对蛋白质的加工与修饰能力
D. 科学家研究分泌蛋白的合成与运输过程的方法是差速离心法
【答案】A
【解析】
【详解】A、结合图示可知,错误折叠的蛋白质会被滞留在内质网中修复,只有正确折叠的蛋白质才能进入囊泡,运往高尔基体进行下一步加工,A正确;
B、题干明确说明恶性肿瘤细胞内缺氧、营养匮乏及低pH的微环境是导致蛋白质错误折叠积累的原因,并非内质网加工蛋白质速率过快,B错误;
C、由图可知CRT蛋白的作用是修复内质网中错误折叠的蛋白质,恢复内质网功能,其作用场所是内质网,不会提高高尔基体的加工与修饰能力,C错误;
D、研究分泌蛋白的合成与运输过程使用的方法是同位素标记法(同位素示踪法),差速离心法是分离不同细胞器的常用方法,D错误。
8. 某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖,逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 肿瘤细胞核内储存着遗传信息,是遗传和代谢的控制中心
B. 推测药物分子进入细胞有2种途径,均依赖细胞膜的特性
C. 增加药物在细胞质中的停留时间,有利于发挥该药物的作用效果
D. 该药物分子可通过核孔进入细胞核,体现核孔控制物质进出具有选择性
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞核是遗传信息库,是细胞遗传和代谢的控制中心,肿瘤细胞的细胞核同样具备该功能,A正确;
B、由图可知药物进入细胞有2种途径:①与膜上受体结合后通过胞吞进入细胞,依赖细胞膜的流动性;②直接跨膜进入细胞,依赖细胞膜的选择透过性,二者均依赖细胞膜的特性,B正确;
C、该药物的作用靶点是核内DNA,需要进入细胞核才能发挥作用,且细胞质中的药物存在降解途径,增加药物在细胞质的停留时间会使更多药物被降解,进入细胞核的药物量减少,不利于药效发挥,C错误;
D、核孔对进出细胞核的物质具有选择性,该药物可特异性通过核孔进入细胞核,体现了核孔控制物质进出的选择性,D正确。
9. 现有洋葱鳞片叶内表皮和外表皮以及三种试剂:①质量浓度为2mol/L的蔗糖溶液,②伊红染料(红色物质不能进入活细胞),③质量浓度为2mol/L的乙二醇溶液。某同学作出如下分析和判断,不正确的是( )
A. 用①处理洋葱鳞片叶外表皮可观察到质壁分离现象,质壁分离过程中细胞液浓度不断增大
B. 若用③处理洋葱鳞片叶外表皮,可能观察到液泡的体积先变小后变大
C. 若同时用①②的混合物处理洋葱鳞片叶内表皮,可见细胞膜内为无色,细胞膜外为红色
D. 若同时用②③的混合物处理洋葱鳞片叶内表皮,可观察到质壁分离且自动复原现象,表明细胞膜具有流动性
【答案】D
【解析】
【详解】A、洋葱鳞片叶外表皮有紫色大液泡,2mol/L蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,且蔗糖无法进入活细胞,细胞渗透失水发生质壁分离,质壁分离过程中细胞失水、细胞液溶剂减少,浓度不断增大,A正确;
B、乙二醇可通过自由扩散进入细胞,用2mol/L乙二醇处理外表皮时,初始外界溶液浓度更高,细胞失水、液泡体积变小;后续乙二醇进入细胞使细胞液浓度升高,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时细胞吸水,液泡体积变大,可观察到质壁分离自动复原,B正确;
C、洋葱鳞片叶内表皮细胞无色,伊红不能进入活细胞,细胞壁为全透性,用①②混合物处理时细胞发生质壁分离,细胞膜(原生质层)具有选择透过性,伊红无法进入细胞内,因此细胞膜内为无色的细胞液,细胞膜外(细胞壁与原生质层的间隙)为含伊红的红色溶液,C正确;
D、用②③混合物处理内表皮可观察到质壁分离及自动复原,该现象表明细胞膜具有选择透过性(乙二醇可通过、伊红不能通过)以及原生质层的伸缩性大于细胞壁,不能直接表明细胞膜具有流动性,证明细胞膜流动性的典型实验为荧光标记的细胞融合实验等,D错误。
10. 盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运(PIP2s蛋白质磷酸化可为物质转运提供能量),如图所示。下列叙述错误的是( )
A. Gβ与AT1蛋白结合,能抑制PIP2s蛋白的磷酸化
B. 细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化是提高H2O2外排能力所必需的
C. 增强AT1基因表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D. 从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:AT1蛋白通过抑制PIP2s蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,从而导致植物抗氧化胁迫能力减弱,进而引起细胞死亡。AT1蛋白缺陷,可以提高PIP2s蛋白的磷酸化水平,促进细胞内的H2O2排到细胞外,从而提高植物抗氧化的胁迫能力,进而提高细胞的成活率。
【详解】A、Gβ与AT1蛋白结合,能抑制PIP2s蛋白的磷酸化,从而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,A正确;
B、由题图右侧的信息可知,AT1蛋白缺陷,可以促进PIP2s蛋白的磷酸化,进而促进H2O2排出膜外,B正确;
C、敲除AT1基因或降低其表达,可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力,进而提高其成活率,C错误;
D、从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因,可通过基因工程技术改良农作物抗逆性,D正确。
故选C。
11. 研究发现,某动物胚胎发育过程中,成纤维细胞生长因子(FGF)通过酶联受体通路诱导干细胞定向分化为神经细胞,机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 酶联受体在结合FGF前,其激酶区域具有高效催化活性
B. 酶联受体是细胞膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C. 调控蛋白的活化依赖于去磷酸化,进而调控神经相关基因的表达
D. 该过程体现了细胞外信号分子可通过调控基因表达影响细胞分化
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图可知,结合FGF前,酶联受体的激酶区域是无活性的,A错误;
B、酶联受体可识别FGF,活化后具有激酶的催化活性,但它没有运输物质的功能,B错误;
C、调控蛋白活化是获得了磷酸基团,属于磷酸化,C错误;
D、FGF是细胞外信号分子,该过程中FGF通过一系列调控,最终通过影响核内基因表达诱导干细胞定向分化,体现了“细胞外信号分子可通过调控基因表达影响细胞分化”,D正确。
12. H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,具有维持细胞内外K+浓度梯度和调节细胞内pH的作用,其作用机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 上述过程体现了H+-K+-ATP酶催化和运输物质的作用
B. 该酶通过转运H+来缩小胃壁细胞与胃腔H+的浓度差
C. M1-R、H2-R、G-R可能是位于胃壁细胞膜上的特异性受体
D. ATP水解生成ADP的过程,需要断裂一种特殊的化学键
【答案】B
【解析】
【详解】A、从图中可以看到,H⁺-K⁺-ATP酶既可以催化ATP水解(体现催化作用),还能转运H⁺和K⁺(体现运输物质的作用),A正确;
B、该酶将胃壁细胞内的H⁺转运到胃腔,会使得胃腔中H⁺浓度升高,胃壁细胞内H⁺浓度降低,是增大胃壁细胞与胃腔H⁺的浓度差,B错误;
C、信号分子a、b、c可以分别与M1-R、H2-R、G-R结合,根据受体的特异性,M1-R、H2-R、G-R可能是位于胃壁细胞膜上的特异性受体,C正确;
D、ATP水解生成ADP的过程,需要断裂ATP分子中特殊的化学键,并释放能量,D正确。
13. 蓝细菌具有CO2浓缩机制(如图),其羧化体具有蛋白质外壳,可限制气体扩散。为提高某植物的光合速率,向其体内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。下列说法正确的是( )
A. 蓝细菌的羧化体膜上具有藻蓝素和叶绿素
B. CO2以自由扩散方式依次通过细胞膜和光合片层膜
C. 在转基因植物细胞的叶绿体中可能存在羧化体
D. 蓝细菌光反应产生的ATP和NADPH分别为暗反应提供能量和作为还原剂
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,蓝细菌的羧化体进行CO2的固定,不进行光反应,不含藻蓝素和叶绿素,A错误;
B、光合片层膜内二氧化碳浓度经过浓缩后高于光合片层外,故CO2以主动运输的方式通过蓝细菌的光合片层膜,B错误;
C、由题意可知,为提高某植物的光合速率,向其体内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因,在转基因植物细胞的叶绿体中可能存在羧化体,C正确;
D、蓝细菌光反应产生的ATP为暗反应提供能量,NADPH为暗反应提供能量和作为还原剂,D错误。
故选C。
14. 某兴趣小组开展观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂实验,全组汇总统计了1000个细胞的实验结果,如表所示,已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12 h。下列相关叙述正确的是( )
细胞周期
间期
分裂期
前期
中期
后期和末期
计数细胞个数/个
880
67
18
35
占比/%
88
6.7
1.8
3.5
A. 选用洋葱根尖作为实验材料是因为其处于分裂间期的细胞占比高
B. 制作洋葱根尖有丝分裂装片时,剪取的根尖的长度为2~3 cm
C. 在观察有丝分裂的过程中,须始终保持根尖分生区细胞的活性
D. 据表推测,洋葱根尖分生区细胞分裂期持续时间为1.44 h
【答案】D
【解析】
【详解】A、观察有丝分裂最好选择间期细胞占比低的实验材料,A错误;
B、制作洋葱根尖有丝分裂装片时,剪取的根尖的长度为2~3mm,B错误;
C、在观察有丝分裂的过程中,经过解离的细胞已死亡,不具有活性,C错误;
D、据表可知,分裂期占比为6.7%+1.8%+3.5%=12%,洋葱根尖分生区细胞分裂期持续时间约为12×12%=1.44h,D正确。
15. 以下两条途径可导致酵母细胞趋向衰老:①S蛋白不足会导致核仁碎裂;②H蛋白不足会导致线粒体衰退。这两条途径相互对抗,细胞会以其中一种途径走向死亡。科研人员对酵母细胞进行重编程(如图),成功延长酵母细胞的寿命。关于重编程酵母细胞的推测不合理的是( )
A. 重编程前,酵母细胞S蛋白含量不足会抑制H蛋白数量的下降
B. PCYCi是DNA分子上的特殊序列,能被H蛋白和RNA聚合酶结合
C. 重编程后,H蛋白增多时S基因表达增强,而S蛋白减少时H基因表达增强
D. 重编程使酵母细胞在S蛋白和H蛋白之间通过正反馈通路延缓细胞衰老
【答案】D
【解析】
【详解】A、重编程前,S 蛋白会抑制 H 基因的表达。因此,当 S 蛋白含量不足时,对 H 基因表达的抑制作用减弱,会导致 H 蛋白数量增加,而非抑制其下降,A不符合题意;
B、PCYCi是启动子,启动子是DNA分子上的特殊序列,能被RNA聚合酶结合启动转录,从图中可知H蛋白也能与PCYCi结合,B不符合题意;
C、从图中可看出,H蛋白增多促进S基因表达,S蛋白可抑制H基因表达,所以S蛋白减少时H基因表达增强,C不符合题意;
D、据图分析,当S蛋白减少时,对H基因表达的抑制作用解除,导致H蛋白的表达升高,随之激活S蛋白基因的表达;而当S蛋白一旦增长到一定程度,则会抑制H基因的表达,导致S蛋白的自身合成也随之减少,该调节方式不属于正反馈调节,D符合题意。
故选D。
16. 如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是( )
A. 格里菲斯实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类
B. 肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质
C. 赫尔希和蔡斯实验中用³²P标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌,保温时间延长会使上清液中放射性的比例上升
D. 烟草花叶病毒(TMV)侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】C
【解析】
【详解】A、格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验是在小鼠体内进行的,检测指标是小鼠的存活情况以及从小鼠体内分离得到的肺炎链球菌类型,观察培养基菌落种类是肺炎链球菌体外转化实验的检测指标,A错误;
B、肺炎链球菌体内转化实验仅能证明加热杀死的S型菌中存在“转化因子”,可以使R型菌转化为S型菌,不能证明DNA是遗传物质,B错误;
C、³²P标记的是噬菌体的DNA,侵染大肠杆菌时DNA进入大肠杆菌细胞内,若保温时间延长,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放到上清液中,会使上清液放射性比例上升,C正确;
D、烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明RNA是TMV的遗传物质,“DNA是主要的遗传物质”是针对整个生物界的结论,TMV的遗传物质只有RNA,不存在“主要”一说,D错误。
17. 新发现一种病毒,科研人员设计两种方法探究该病毒的遗传物质:方法1,将该病毒核酸提取物分为两组,a组用适量DNA酶处理,b组用等量RNA酶处理,分别侵染宿主细胞,检测是否有子代病毒产生;方法2,分别用病毒侵染c组含放射性的尿嘧啶核糖核苷酸、d组含放射性的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的两种宿主细胞,检测子代病毒有无放射性。下列叙述错误的是( )
A. 方法1采用了“减法原理”,方法2的c、d组是对比实验
B. 若方法1中a组无病毒产生,b组有病毒产生,说明遗传物质是DNA
C. 若遗传物质是RNA,d组病毒繁殖不可能利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D. 若遗传物质是RNA,c组子代病毒含放射性,d组子代病毒无放射性
【答案】C
【解析】
【详解】A、方法1中用DNA酶、RNA酶分别特异性去除核酸提取物中的DNA和RNA,通过排除某一物质的作用判断遗传物质类型,采用了减法原理;方法2的c、d组均为实验组,未设置空白对照组,属于对比实验,A正确;
B、方法1中a组DNA被DNA酶水解后无子代病毒产生,b组RNA被RNA酶水解后仍有子代病毒产生,说明DNA是病毒增殖必需的遗传物质,B正确;
C、若该RNA病毒为逆转录病毒,其增殖过程中会发生逆转录过程,需要利用宿主细胞的胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成DNA,因此并非不可能利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸,C错误;
D、若遗传物质是RNA,子代病毒的核酸为RNA,其组成含尿嘧啶核糖核苷酸、不含胸腺嘧啶脱氧核苷酸,因此c组子代病毒含放射性,d组子代病毒无放射性,D正确。
18. 甲、乙、丙、丁是某动物的一个精原细胞形成精细胞过程中的四个时期,其核DNA相对含量和染色体数目如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 甲时期和乙时期细胞中均含有同源染色体
B. 甲→乙过程中DNA复制前需合成蛋白质
C. 乙→丙过程中可发生非同源染色体的自由组合
D. 丙→丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲中DNA:染色体=2a:2n,为精原细胞,处于减数第一次分裂前的间期且DNA未复制;乙中DNA:染色体=4a:2n,处于减数第一次分裂,为初级精母细胞,都具有同源染色体,A正确;
B、甲→乙过程涉及 DNA 复制(从精原细胞到初级精母细胞的间期),DNA 复制前需合成蛋白质(如 DNA 聚合酶、组蛋白等),B正确;
C、丙中DNA:染色体=2a:2n,处于减数第二次分裂后期,为次级精母细胞,乙→丙过程表示减数第一次分裂到减数第二次分裂后期,可发生基因重组,C正确;
D、丁中DNA:染色体=a:n,处于减数第二次分裂末期,为精细胞或精子,丙图表示着丝粒已分裂、姐妹染色单体已分离,所以丙→丁过程中发生细胞质分裂,D错误。
故选D。
19. 水稻的育性由基因M、m控制,MM和Mm个体育性正常,mm个体雄性不育。科研团队研发出新的智能品系,将基因M、雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D形成基因连锁群一起导入基因型为mm个体中获得转基因个体,如图所示。基因M可恢复育性,基因D控制种子胚为蓝色,无D基因的种子胚为白色,利用转基因个体可以培育大量mm个体,下列叙述错误的是( )
A. 基因型为ADMmm与mm的个体杂交后代均为雄性不育个体
B. 转基因个体自交所结的种子蓝色:白色=1∶1,白色种子发育为雄性不育个体
C. 转基因个体自交产生F1, F1随机授粉所结的种子中蓝色:白色=3∶1
D. 转基因个体无论自交还是其后代逐代自由交配均可快速挑选出雄性不育种子
【答案】C
【解析】
【详解】A、mm个体只能做母本,产生的雌配子为m,ADMmm做父本,产生的雄配子为m(ADMm致死),后代均为雄性不育个体(mm),A正确;
B、转基因个体做母本时产生的雌配子为ADMm和m,ADMmm做父本,产生的雄配子为m(ADMm致死),后代基因型为ADMmm:mm=1:1,即蓝色:白色=1:1,白色种子发育为雄性不育个体,B正确;
C、F1的基因型为1/2ADMmm和1/2mm,母本产生的雌配子为1/4ADMm和3/4m,做父本时只产生m一种雄配子, F1随机授粉所结的种子中蓝色(ADMmm):白色(mm)=1∶3,C错误;
D、无论是自交还是其后代逐代自由交配,每代白色种子即为雄性不育个体,D正确。
20. 如图Ⅰ,甲病和乙病分别由两对独立遗传的等位基因A/a、B/b控制,研究人员利用荧光探针结合实时荧光定量PCR技术,分别对该家族中6、7、11、12号个体的B/b基因检测。具体方法为:用红色荧光探针标记正常基因,绿色荧光探针标记突变基因后进行PCR,随着PCR循环数的增加,相应的荧光信号得到积累。检测结果如图Ⅱ.下列叙述正确的是( )
A. 由图Ⅰ可知,甲病和乙病分别为常染色体隐性遗传病和常染色体显性遗传病
B. 6、7、11、12号个体的B/b基因检测结果分别对应图Ⅱ的a、b、c、c
C. 若3号和4号再生育一个男孩,则男孩同时患甲、乙两病的概率为1/16
D. 若7号减数分裂正常且第一极体有2个基因B,则所生男孩一定不患乙病
【答案】D
【解析】
【详解】A、图Ⅰ显示,1和2均不患甲病,生出患甲病女儿5号,可判断出甲病为常染色体隐性遗传病,6和7均患乙病,生出不患乙病儿子11号,可判断出乙病为显性遗传病,又知6、7、11、12的荧光强度依次对应图2的检测结果为图Ⅱ的a、b、c三种类型,且红色为正常基因,结合性状表现可判断6号只含乙病的突变基因,不含正常基因,对应的是a,其他三个依次对应的是c、b、b,据此判断乙病为伴X染色体显性遗传,A错误;
B、结合图示结果可知,Ⅱ6、Ⅱ7、Ⅲ11、Ⅲ12的基因型依次为XBY、XBXb、XbY、XbY,荧光强度依次对应图Ⅱ的a、c、b、b,B错误;
C、3号和4号均不患甲病,生下8号患甲病,因此3和4号的基因型均为Aa,且生下男孩患甲病的概率为1/4,关于乙病,3号的基因型为XbY,9号正常,4号的基因型为XBXb,再生育一个男孩,男孩的基因型为1/2XBY、1/2XbY,患乙病的概率为1/2,因此男孩同时患甲乙两病的概率为1/4×1/2=1/8,C错误;
D、7号基因型为XBXb,若7号减数分裂正常且第一极体有2个基因B,则卵细胞为Xb,所生男孩(XbY)一定不患乙病,D正确。
二、不定项选择(本题共5小题,每小题3分,漏选得1分,选错不得分,共15分)
21. 脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充:脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,其中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特意吸收或排除某些蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等),形成一些特异蛋白聚集的区域,经研究证明部分病毒(如流感病毒、HIV等包膜病毒)可在脂筏部位排出细胞,下列叙述错误的是( )
A. 图中脂筏跨膜蛋白可能代表运输物质的蛋白质,其跨膜区段的氨基酸具有较强的亲水性
B. 脂筏区域较非脂筏区域膜的厚度增加,如果去掉胆固醇,可能使脂筏被破坏
C. 脂筏模型里蛋白质和脂质均可以运动,但膜的流动能力可能下降
D. 部分病毒可以在脂筏区域利用脂筏的结构特点高效释放而不立即杀死细胞
【答案】AC
【解析】
【详解】A、细胞膜磷脂双分子层的内部是疏水区域,跨膜蛋白的跨膜区段需要与磷脂的疏水尾部结合,因此该区域的氨基酸具有较强的疏水性,而非亲水性,A错误;
B、脂筏区域富含鞘磷脂,其脂肪酸链更长,因此膜厚度比非脂筏区域更高;题干说明胆固醇像胶水一样对鞘磷脂亲和力高,可维持脂筏结构,去掉胆固醇后脂筏可能被破坏,B正确;
C、脂筏模型是对流动镶嵌模型的补充,仍然符合细胞膜具有流动性的特点,其中的脂质和大部分蛋白质均可以运动,但胆固醇的“黏合”作用会降低膜的流动能力,C错误;
D、题干所述包膜病毒通过出芽方式在脂筏区域释放,不会立刻裂解细胞,因此可高效释放且不立即杀死细胞,D正确。
22. 氧化磷酸化是生物氧化过程中伴随ATP生成的核心机制,通过电子传递链与ATP合成的偶联,将有机物氧化释放的能量高效转化为细胞可直接利用的ATP能量(如图)。丙酮酸从细胞质基质进入线粒体基质,可自由通过线粒体外膜,但经过线粒体内膜需要丙酮酸转运体的协助,同时消耗氢离子顺浓度梯度转运时释放的能量。下列叙述正确的是( )
A. 在线粒体内膜上,存在多种形式能量的转化现象
B. 由和构成的膜蛋白具有运输和催化功能
C. 有氧呼吸第三阶段也可以为丙酮酸进入线粒体提供能量
D. ADP和Pi合成ATP的过程可以为放能反应直接供能
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、线粒体内膜上,有氧呼吸第三阶段中,NADH中储存的化学能先转化为H⁺的电化学势能,H⁺顺浓度梯度转运释放的势能又可转化为ATP中的活跃化学能,存在多种能量形式的转化,A正确;
B、是H⁺的跨膜运输通道,具有运输功能;可催化ADP和Pi合成ATP,具有催化功能,因此该膜蛋白同时具有运输和催化功能,B正确;
C、有氧呼吸第三阶段的电子传递过程会将H⁺从线粒体基质泵到内外膜间隙,维持H⁺外高内低的浓度梯度,丙酮酸进入线粒体消耗的就是H⁺顺梯度转运释放的能量,因此有氧呼吸第三阶段可为丙酮酸进入线粒体提供能量,C正确;
D、ADP和Pi合成ATP的过程是吸能反应,需要消耗能量,无法为其他反应供能;且只有ATP水解才能为吸能反应直接供能,放能反应自身释放能量,不需要其他反应供能,D错误。
23. 科研人员以诱导大鼠心肌细胞氧化应激模拟心肌损伤,探究活血补肾安神方对心肌细胞损伤的修复作用,明确其通过改善线粒体功能和能量代谢治疗心血管疾病的机制,实验分组及结果如图。已知糖酵解表示细胞呼吸第一阶段。下列叙述错误的是( )
注:正常组为心肌细胞正常的大鼠;模型组为心肌细胞损伤的大鼠;活血补肾安神方组为用活血补肾安神方处理的心肌细胞损伤大鼠。
A. 诱导心肌细胞的线粒体损伤,可导致有氧呼吸第二、第三阶段受影响
B. 模型组线粒体ATP生成量比正常组少,一定会造成丙酮酸的积累
C. 活血补肾安神方可改善心肌细胞线粒体的功能,增强其氧化葡萄糖的能力
D. 与模型组相比,活血补肾安神方组线粒体产生以及消耗NADH的能力均增强
【答案】BC
【解析】
【详解】A、有氧呼吸的第二、三阶段都发生在线粒体中,线粒体损伤会导致这两个阶段受影响,A正确;
B、线粒体有氧呼吸受抑制后,心肌细胞可以通过无氧呼吸继续分解丙酮酸,人体无氧呼吸会将丙酮酸转化为乳酸,因此丙酮酸不一定会积累,B错误;
C、实验结果显示,和模型组相比,活血补肾安神方组线粒体ATP生成量更高,说明该药物可以改善线粒体功能,增强其氧化丙酮酸的能力,C错误;
D、线粒体有氧呼吸第二阶段产生NADH,第三阶段消耗NADH,该药物改善线粒体功能后,线粒体有氧呼吸强度比模型组更高,因此产生和消耗NADH的能力均增强,D正确。
24. 铜死亡是新型调节性细胞死亡,由细胞内铜离子过量积累触发,导致线粒体崩溃,最终使细胞死亡(过程简图如下)。特异性Cu2+结合剂可螯合游离的铜离子,阻断其进入细胞。下列叙述正确的是( )
注:FDX1为铁氧化还原蛋白1;Cu+是介导铜死亡的关键因子
A. FDX1基因表达异常会影响Cu2+转运蛋白活性,降低Cu2+进入细胞的速率
B. 特异性Cu2+结合剂可降低细胞内铜离子浓度,有效减少铜死亡发生
C. Cu+诱导活性氧增加,会加速细胞内DNA和磷脂等生物大分子的损伤
D. Cu+与硫辛酰化蛋白结合,导致有氧呼吸NADH的产生和消耗均减少
【答案】BD
【解析】
【详解】A、由过程图可知,FDX1的作用是还原已经进入细胞的Cu2+为Cu+,并不影响细胞膜上Cu2+转运蛋白的活性,不会改变Cu2+进入细胞的速率,A错误;
B、题干明确说明“特异性Cu2+结合剂可螯合游离的铜离子,阻断其进入细胞”,因此该结合剂可以降低细胞内铜离子浓度,减少铜离子触发的铜死亡过程,B正确;
C、生物大分子是由单体聚合形成、相对分子质量大的有机物(如蛋白质、核酸、多糖),磷脂属于小分子有机物,C错误;
D、硫辛酰化蛋白功能异常后,有氧呼吸第二阶段受阻,有氧呼吸产生NADH减少;后续线粒体崩溃,有氧呼吸第三阶段也无法正常进行,有氧呼吸对NADH的消耗也会减少,D正确。
25. 图1为某种遗传病的家族系谱图,控制该遗传病的相关基因用D/d表示。对部分家庭成员进行了基因检测,结果如图2所示,其中“+”表示出现杂交带,“-”表示未出现杂交带。不考虑突变和X、Y染色体同源区段,下列叙述正确的是( )
A. 该遗传病属于常染色体隐性遗传病,男女患者人数相当
B. 若Ⅲ8检测结果出现两条杂交带,则其为女性携带者
C. Ⅰ4、Ⅱ6和Ⅲ7基因型相同,Ⅰ1可能不携带致病基因
D. 若Ⅲ7与正常男性婚配,生出患病男孩的概率为1/8
【答案】BD
【解析】
【详解】A、图1中5号和6号个体正常,9号患病,说明该病是隐性遗传病,图2中III9只含有d基因,II5只有D基因,不考虑突变和X、Y染色体同源区段,说明该病是伴X染色体隐性遗传病,在男性中的患病率高于女性,A错误;
B、该病是伴X染色体隐性遗传病,在Y染色体没有等位基因,故若III8检测结果出现两条杂交带,含有基因D和d,则其为女性携带者,B正确;
C、图2中II6基因型是XDXd,其Xd基因只能来自I4,故I4基因型也是XDXd,II5基因型是XDY,III7基因型可能是XDXD或XDXd,基因型不一定与I4、II6相同,C错误;
D、III7基因型是1/2XDXD、1/2XDXd,与正常男性XDY婚配,生出患病男孩XdY的概率为1/4×1/2=1/8,D正确。
三、非选择题(本题共4小题,共45分)
26. 水稻是我国重要的粮食作物,水和无机盐等因素对水稻生长能产生重要影响,科学家为探究其影响机制进行了一系列实验。
I、为探究Mg2+对水稻光合作用的影响,科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给(+Mg2+)、缺乏(-Mg2+)条件,测定了水稻光合作用中叶绿体中Mg2+的相对含量、最大CO2固定速率等指标。
II、水资源短缺限制水稻的生长发育,严重影响水稻的产量。科研人员利用激光照射水稻种子,获得了水稻突变体。将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下,检测二者叶肉细胞的各项指标,所得结果如图1、图2、图3所示。回答下列问题:
(1)该实验中+Mg2+组为____________(填“实验组”或“对照组”)。
(2)根据测定结果表明,叶肉细胞叶绿体中的Mg2+相对含量和CO2固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动;进一步测定上述过程中酶R的活性(RuBP羧化酶,催化C5与CO2的反应),发现在Mg2+正常供给(+Mg2+)时活性远高于缺乏(-Mg2+)条件,请你结合测定结果及已学知识,阐明Mg2+对水稻光合作用影响的机理:_________;________。(答出两点)
(3)图1中,当光照强度为100μmol·m-2·s-1时,野生型水稻植株的干重变化是_________(填“增加”或“减小”),理由是_________。
(4)根据图2、图3分析,在干旱条件下,突变型叶肉细胞的光合作用速率_____(填“大于”或“小于”)野生型叶肉细胞的光合作用速率,判断理由是________(答出两点)。
【答案】(1)对照组 (2) ①. Mg2+参与叶绿素的合成,促进光反应 ②. Mg2+可通过提高酶R的活性,从而提高CO2的固定速率,促进暗反应
(3) ①. 减小 ②. 光照强度为100μmol·m-2·s-1时,叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率,但由于存在只进行呼吸作用的细胞,野生型水稻植株的光合作用速率小于呼吸作用速率
(4) ①. 大于 ②. 与野生型叶肉细胞相比,突变型叶肉细胞的叶绿素含量高,光反应速率快;RuBP羧化酶含量高,气孔导度大,胞间CO2浓度低,说明CO2固定的多,暗反应速率快
【解析】
【小问1详解】
本实验的目的是探究Mg2+对光合作用的影响,实验的自变量为Mg2+的有无,因变量为光合作用速率的变化,自然条件Mg2+正常供给(+Mg2+)作为对照组,缺乏(-Mg2+)条件作为实验组。
【小问2详解】
Mg2+是叶绿素的组成成分:Mg2+充足时,叶绿体中叶绿素相对含量更高,光反应能力增强,可产生更多ATP和NADPH;而ATP和NADPH是暗反应中C3还原的关键能量和还原剂,最终提高CO2固定速率;Mg2+可提高RuBP羧化酶(酶R)的活性:酶R是催化暗反应中CO2固定的关键酶;题干显示+Mg2+条件下酶R活性远高于-Mg2+组,酶活性升高可直接加速CO2固定过程,提升CO2固定速率,即Mg2+对水稻光合作用影响的机理,一方面通过提高叶绿素含量促进光反应过程,另一方面通过提高RuBP羧化酶的活性来提高暗反应速率,进而提高光合作用强度。
【小问3详解】
图1中,光照强度为100μmol·m-2·s-1时,叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率,但由于植物体中存在只进行呼吸作用的细胞和光合作用较弱的细胞,此时野生型水稻植株的光合作用速率小于呼吸作用速率,所以野生型水稻植株的干重减少。
【小问4详解】
分析图2、图3可知,与野生型水稻叶肉细胞相比,突变型水稻叶肉细胞的叶绿素含量高,光反应速率快;RuBP羧化酶含量高,气孔导度大,胞间CO2浓度低,说明CO2固定的多,暗反应速率也快,因此突变型叶肉细胞的光合作用速率大于野生型叶肉细胞的光合作用速率。
27. 水稻的茎粗(粗茎、细茎)是一对相对性状,由两对等位基因(A/a、B/b)控制;其籽粒颜色(紫粒、粉粒和白粒)由两对等位基因(B/b、C/c)控制(注:基因B/b同时影响茎粗和粒色,粒色表型与基因型关系为:B_C_和bbC_为紫粒,B_cc为粉粒,bbcc为白粒)。为研究水稻茎粗和粒色的遗传规律,研究人员用纯合的水稻植株进行了杂交实验,结果见下表。回答下列问题:
实验
亲本
表型
表型及比例
实验1(茎粗)
纯合粗茎×纯合细茎
全为粗茎
粗茎∶细茎=9∶7
实验2(粒色)
纯合紫粒×纯合白粒
全为紫粒
紫粒∶粉粒∶白粒=12∶3∶1
(1)实验2的中,粉粒植株的基因型共有_________种,若三对基因独立遗传,将实验2的紫粒植株与纯合白粒植株杂交,子代的表型及比例为_________。
(2)实验1的中,杂合细茎植株所占的比例为_________;实验1的中,自交后代不发生性状分离的植株所占比例为_________。
(3)后续研究发现,A/a和C/c均位于水稻的7号染色体上,植株M(AaCcBB)中基因A与C连锁、基因a与c连锁,若该植株减数分裂时部分细胞发生互换,产生的四种配子中,AcB配子比例为8%,则aCB配子比例为_________%;将该植株与纯合细茎白粒水稻(aabbcc)杂交,子代中粗茎紫粒植株所占的比例为_________%。
【答案】(1) ①. 2 ②. 紫粒∶粉粒∶白粒=2∶1∶1
(2) ①. 1/4 ②. 1/2
(3) ①. 8 ②. 42
【解析】
【小问1详解】
亲本纯合紫粒×纯合白粒杂交,自交,表型及比例为紫粒∶粉粒∶白粒=12∶3∶1,可知B/b、C/c遵循自由组合定律,结合题干可知粉粒植株的基因型共有BBcc、Bbcc两种。实验2的F1紫粒基因型为BbCc,与纯合白粒(bbcc)测交:BbCc×bbcc→BbCc(紫)∶Bbcc(粉)∶bbCc(紫)∶bbcc(白)=1∶1∶1∶1,表型比例为紫粒∶粉粒∶白粒=2∶1∶1。
【小问2详解】
实验1中,根据子二代粗茎:细茎=9:7可知,该性状至少受两对等位基因控制,且符合基因的自由组合定律。粗茎的基因型为A-B-,其余均为细茎。亲本的基因型为AABB和aabb,F1的基因型为AaBb,F2中细茎杂合子基因型为Aabb和aaBb,占4份,占F2的4/16=1/4。F2中自交后代不发生性状分离的有AABB、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb,占8/16=1/2。
【小问3详解】
植株M(AaCcBB)中A与C连锁、a与c连锁:不发生互换时,产生亲本型配子ACB和acB;发生互换时,产生了重组型配子AcB和aCB。已知AcB=8%,根据互换对称性,aCB=8%,重组率=8%+8%=16%,亲本型配子比例=100%-16%=84%,ACB=acB=84%/2=42%。与aabbcc测交,子代粗茎紫粒(A_B_C_)需满足:A基因:需M提供A基因(ACB配子)。B基因:M为BB,必提供B基因。C基因:需M提供C基因(ACB配子)。因此只有ACB配子能产生粗茎紫粒,比例为42%。
28. 果蝇(2n=8)眼色有红眼和白眼,体色有灰身和黑身,翅型有长翅和残翅。研究人员用纯合亲本进行如下图杂交实验,F2中统计的每种表型都有雌、雄个体。
问答下列问题:
(1)对果蝇进行基因组测序应测_______条染色体DNA的碱基序列。
(2)根据实验现象推测控制眼色的基因位于_______(填“常染色体”或“X染色体”或“X和Y染色体”)上,依据是_______。
(3)若要验证上述推测应选择F1中的_______和P中的_______杂交,观察子代表型,若______,则推测正确。
(4)在上图所示杂交实验中,选择F1灰身长翅雌、雄果蝇分别进行测交,结果截然不同,最可能的原因是_______。
【答案】(1)5##五
(2) ①. X染色体 ②. 白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代雄蝇全为白眼,雌蝇全为红眼
(3) ①. 红眼雌蝇(或红眼灰身长翅雌蝇) ②. 红眼雄蝇(或红眼黑身残翅雄蝇) ③. 红眼雌蝇:红眼雄蝇:白眼雄蝇=2:1:1(或雌性全部红眼、雄性红眼白眼各占一半或仅雄蝇出现白眼)
(4)体色和翅形基因位于一对同源染色体上,且雄蝇不会发生非等位基因重组,雌蝇同源染色体上的非等位基因会重组
【解析】
【分析】孟德尔两大遗传定律:
(1)基因分离定律的实质:在杂合的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给子代。适用范围:①一对相对性状的遗传;②细胞核内染色体上的基因;③进行有性生殖的真核生物。
(2)基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。由此可见,同源染色体上的等位基因、非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循孟德尔的遗传定律。适用范围:①有性生殖的真核生物;②细胞核内染色体上的基因;③两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
【小问1详解】
对果蝇进行基因组测序应测3条常染色体+X+Y=5条染色体DNA的碱基序列。
【小问2详解】
根据亲本白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,F1中雄蝇全为白眼,雌蝇全为红眼可得,该性状为伴性遗传,雌性果蝇的性染色体组成为XX,两个X染色体一个来自父亲,一个来自母亲,结合亲本杂交性状可得,红眼为显性性状,白眼为隐性性状,即亲本白眼雌蝇为隐性纯合子,因此若控制眼色的基因位于X和Y染色体上,子代表型应全为红眼,与题目情况不符,综上所述,控制眼色的基因位于X染色体上。
【小问3详解】
根据(2)分析可得,F1中红眼雌蝇为杂合子,白眼果蝇不论雌性均为隐性纯合子,设控制果蝇眼色的基因为A/a,因此应选择F1中的红眼雌蝇(XAXa)与亲本的红眼雄蝇(XAY)杂交,所得子代基因型及比例为XAXA:XAXa:XAY:XaY=1:1:1:1,对应表型为红眼雌蝇:红眼雄蝇:白眼雄蝇=2:1:1。
【小问4详解】
根据亲本灰身长翅雌蝇与黑身残翅雄蝇杂交,F1中均为灰身长翅可得,灰身对黑身为显性性状,长翅对残翅为显性性状,结合F2中表型与性别无关,可确认控制两对性状的基因位于常染色体上;根据F1中灰身长翅雄蝇测交结果可得,体色与翅形遗传不遵循自由组合定律,即控制体色和翅形基因位于一对同源染色体上,两组基因连锁遗传,而F1中灰身长翅雌蝇测交结果与雄蝇测交结果不同,出现了灰身残翅和黑身长翅两种新的性状组合,且F2性状分离比不遵循自由组合定律,可判断雌蝇在形成配子时发生了同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,导致同源染色体上的非等位基因发生重组。综上所述:选择F1灰身长翅雌、雄果蝇分别进行测交,结果截然不同,最可能的原因是控制体色和翅形的基因位于一对同源染色体上,且雄蝇不会发生非等位基因重组,雌蝇同源染色体上的非等位基因会重组。
29. 粘质沙雷氏菌ChiA基因编码的几丁质酶可降解真菌细胞壁。科研人员拟将ChiA基因和Ti质粒构建成重组质粒,导入水稻细胞获得抗稻瘟病的水稻新品种。ChiA基因和Ti质粒的部分结构以及限制酶的识别序列和酶切位点如图所示。
(1)构建重组质粒时,用限制酶SmaI对图1中含ChiA基因的DNA片段进行完全酶切,选择限制酶_________对质粒进行完全酶切,再使用_________酶将产生的黏性末端补平。连接成重组质粒后用XbaI和SmaI进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现_________个条带,且长度约为_________bp,则该质粒为正向重组质粒。
(2)将正向重组质粒成功导入农杆菌后与水稻细胞共培养,再用含有_________的培养基进行筛选。农杆菌侵染水稻细胞时,ChiA基因可以进入水稻细胞内并维持稳定的原因是_____________________________________________。筛选出的细胞,经植物组织培养得到幼苗,经稻瘟病菌侵染测试,筛选得到甲、乙、丙3株抗稻瘟病水稻。
(3)单一位点插入和多位点插入分别是指将外源基因整合到染色体的一个位置和两个及以上不同位置的现象。为确定ChiA基因的插入位点的类型,科研人员提取甲、乙、丙株系及非转基因对照(NT)植株的基因组DNA,用限制酶XbaI完全酶切获得不同大小的片段,再以标记的ChiA基因特异性单链为探针(仅结合在ChiA基因XbaI酶切位点的一侧)进行杂交检测,结果如图2所示。据此判断,3株抗稻瘟病水稻中可能属于单一位点插入的是__________________。
【答案】(1) ①. SpeⅠ和SmaⅠ ②. DNA聚合酶##T4DNA聚合酶 ③. 2##两 ④. 8600和410
(2) ①. 卡那霉素 ②. T-DNA可将ChiA基因转移并整合到水稻细胞的染色体DNA上
(3)乙、丙
【解析】
【小问1详解】
根据Sma I限制酶识别序列可知,酶切形成的是平末端,若质粒仅用Sma I酶切,抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入,且无法区分,为了确定是否是正向重组质粒,因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶,由于抗除草剂基因需要插入启动子和终止子之间,由图可知,BamH I会破坏终止子,所以不能选择该酶对质粒进行酶切,而Pst I酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶将其补为平末端,因为DNA聚合酶只能从3'端延伸子链,因此可选择Spe Ⅰ和Sma I进行酶切,Spe Ⅰ酶切会形成黏性末端,再用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平,将两者连接成重组质粒后用Xba Ⅰ和Sma Ⅰ进行完全酶切并电泳检测,由图可知,重组质粒上有Xba Ⅰ和Sma Ⅰ的酶切位点,且补平的末端距离Xba Ⅰ位点长度为720bp,若是正向连接,电泳呈现一长一短2条带,较长的条带长度近似为8000-120+720=8600bp,较短的条带长度为410bp;若反向连接,较长的条带长度为8000-120+410=8290bp,较短的条带长度近似为720bp。
【小问2详解】
T-DNA区域携带卡那霉素抗性基因KanR,导入水稻细胞后可作为筛选标记,因此用添加卡那霉素的培养基筛选成功整合T-DNA的水稻细胞; Ti质粒的T-DNA片段的功能就是将携带的目的基因转移并整合到宿主水稻细胞的染色体DNA上,因此ChiA基因可以在水稻细胞内稳定维持。
【小问3详解】
该探针仅结合ChiA基因上XbaⅠ酶切位点的一侧:单一位点插入的植株,酶切后仅能产生1条可与探针结合的特异性条带;多位点插入(两个及以上不同插入位置)会产生2条及以上不同长度的杂交条带,比如一条上插入2个位点就会有2个条带,插入三个就会产生3个条带,电泳结果中乙、丙均只有1条杂交带,因此可能属于单一位点插入。
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