精品解析:福建福州高级中学2026-2027学年高三10月适应性考试生物学科试卷
2026-10-11
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内容正文:
福州高级中学2026-2027学年高三10月适应性考试
生物学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(每题仅有一个正确选项,第1-10题每题2分,第11-15题每题4分,共40分)
1. 黏菌是一群类似霉菌的生物,在分类学上介于动物和真菌之间,多营腐生生活,少数寄生在经济作物上,危害寄主,与颤蓝细菌一样没有叶绿体。下列对黏菌和颤蓝细菌细胞结构的比较,正确的是( )
A. 两者完成生命活动所需的能量都主要由线粒体提供,遗传物质均为DNA
B. 黏菌具有生物膜系统,而颤蓝细菌不具有生物膜系统
C. 颤蓝细菌和黏菌在结构上最大的区别为是否有细胞壁
D. 二者虽然都没有叶绿体,但是均能进行光合作用
2. 自由基学说和端粒学说都是关于细胞衰老机制的假说。下列相关叙述正确的是( )
A. 端粒是染色体两端的特殊DNA,端粒变短会导致端粒内侧基因的序列损伤
B. 代谢产生的自由基会攻击细胞膜上的磷脂分子,引发雪崩式的反应,对细胞膜损伤较大
C. 自由基会使细胞中蛋白质活性升高,导致细胞衰老
D. 所有细胞中的DNA分子都有端粒结构,端粒受损会导致细胞衰老
3. 下列是关于生物学实验操作、实验结果或实验现象的描述,其中正确的是( )
A. 用酒精与盐酸等量混合的解离液处理洋葱根尖,主要目的是使组织中的细胞相互分离开来
B. 韭菜叶含丰富的还原糖,可选其作为实验材料做还原糖的鉴定实验
C. 探究酵母菌的呼吸方式可以用是否产生CO2来确定
D. 鉴定蛋白质需要的试剂是NaOH和CuSO4溶液,并加热至沸腾
4. 某生物小组以向日葵根尖为实验材料,观察根尖细胞的有丝分裂。下列叙述正确的是( )
A. 制作临时装片的步骤为:解离染色漂洗制片
B. 高倍镜视野中多数细胞内无法观察到染色体
C. 持续观察图②可以看到核膜逐渐消失的过程
D. 细胞有丝分裂阶段的顺序依次是②①③④
5. 图1表示水稻种子的细胞呼吸过程,A~E表示物质,①~④表示过程。某小组为探究水稻种子的细胞呼吸,设计实验装置如图2所示,忽略外界环境因素影响。下列相关叙述错误的是( )
A. 酸性重铬酸钾试剂可以与E发生反应,变成灰绿色
B. 如果一段时间后有色液滴不移动,说明水稻种子已经死亡
C. 图1中①③的场所分别是细胞质基质、线粒体基质
D. 若有色液滴向左移动,则证明细胞一定存在有氧呼吸
6. 下图曲线表示大豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在Y点时改变了某条件,形成曲线所示的变化。下列分析不正确的是( )
A. X→Y,光合作用速率受光照强度制约
B. Y点改变可能是二氧化碳浓度导致曲线由I变为II
C. 在Y点时,适当升高温度可导致曲线由I变为II
D. P点类囊体膜上生成ATP的速率高于Q点
7. 与豌豆不同,玉米同一植株既有雌花又有雄花。将显性纯合紫花豌豆和白花豌豆间行种植,另将显性纯合高茎玉米和矮茎玉米间行种植。具有隐性性状的一行植株上产生的F1具有的特点是( )
A. 豌豆和玉米都严格自交,只有隐性个体
B. 豌豆和玉米显性和隐性个体的比例都是3∶1
C. 玉米都为隐性个体,豌豆既有显性个体又有隐性个体
D. 豌豆都为隐性个体,玉米既有显性个体又有隐性个体
8. 减压反射是人体通过调节心血管活动来维持血压稳定的一种负反馈调节机制,其部分反射通路如图所示。β受体阻滞剂是一种降压药。下列说法正确的是( )
A. 减压反射发生过程中,兴奋在神经纤维上进行单向传导
B. 图中传入神经和心迷走神经均属于自主神经系统,其中后者为交感神经
C. 减压反射可降低机体应对复杂环境变化的能力
D. β受体阻滞剂可能通过减弱高血压患者压力感受器的敏感性来降低血压
9. 体外动物细胞培养制造出的细胞培养肉是一种人造肉,具有营养可控、结构仿真、口感真实的特点。其主要生产流程如下图,图中的微载体是一种固体的细胞生长基质,其表面能使细胞贴附。下列叙述正确的是( )
A. ①过程可用机械的方法或用胰蛋白酶、胃蛋白酶等处理的方法获得细胞悬液
B. ③过程中加入微载体为细胞提供更大附着面积,使细胞间不出现接触抑制,产量增加
C. ③④过程需使用经灭菌处理的培养液,培养细胞时既要提供O2也要提供CO2
D. 肌肉干细胞属于成体干细胞,能够分化成特定的细胞和组织,具有全能性
10. 在我国青海的塔拉滩,一场始于“无心插柳”的生态实验,意外造就了全球瞩目的“光伏羊”模式。光伏板遮阴保湿,让播下的草籽疯狂生长,却成了电站的“甜蜜负担”。引入羊群后,问题迎刃而解,实现了清洁能源、生态修复与民生增收的完美融合。如图表示利用无人机洒水的“光伏羊”模式图。下列叙述正确的是( )
A. 该“光伏羊”模式中,羊的数量越多,获得的经济效益越大
B. 杂草可防风固沙、提供食物,均体现了生物多样性的直接价值
C. 杂草能为羊提供食物来源,羊也能为杂草直接提供有机养料
D. “光伏羊”模式创造多方面价值,体现了生态工程的整体原理
11. 将目的基因导入空载体(载体中含启动子和终止子),构建重组表达载体并导入受体细胞,载体中的插入序列随机整合至植物基因组。利用PCR技术进行检测时,可以采用不同的引物设计策略,如下图。下列叙述错误的是( )
A. 引物对中的两个引物分别与不同的模板链结合
B. 引物对a可区分目的基因插入位置不同的转基因植株
C. 引物对b可用于检测插入序列是否成功导入植物细胞
D. 引物对c可用于检测植物细胞中是否含有空载体
12. 冠小海雀能分泌一种橘子味的气体,该气体能够吸引异性来交配。为验证该气体具有信息素的作用,研究学者利用下图的T形通道进行实验,记录冠小海雀在左右两侧停留时间的相对长短,结果如图所示。下列推测错误的是( )
A. 冠小海雀分泌的橘子味气体属于化学信息,该种群的繁衍离不开生态系统信息传递
B. 若T形通道左侧放置异性冠小海雀的羽毛,右侧放置等量不含该信息素的相同材料
C. 据实验结果推测,顺-4-癸烯醛和辛醛可能是冠小海雀信息素的组成成分
D. 据实验结果推测,生态系统中冠小海雀和哺乳动物间存在互利共生关系
13. 线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程。MEx常作为线粒体受损的重要指标。为研究K基因在MEx中的作用,用红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作,操作及结果如图所示。下列叙述错误的是( )
注:用药物C处理细胞使线粒体受损;“+”“-”分别代表进行和未进行操作。
A. MEx过程体现了生物膜具有一定的流动性
B. 可使用差速离心法将迁移体从细胞培养液中分离出来
C. 迁移体清除受损线粒体与溶酶体清除受损线粒体的机理相同
D. K基因或其表达产物可在线粒体受损时促进“线粒体胞吐”
14. 减数分裂过程中,存在SDR和MIME两种突变途径,如图所示。下列说法正确的是( )
A. SDR和MIME都属于减数分裂异常现象,产生的配子基因组成是相同的
B. 基因型AaBb的生物经MIME突变,可能产生AB、Ab、aB和ab的配子
C. 若二倍体生物经SDR突变,产生的配子中可能含有两个相同的染色体组
D. MIME会严重降低配子多样性,对生物进化和农业育种实践都是不利的
15. 研究发现蓝光会诱导棉花幼苗下胚轴产生向光性。以棉花幼苗为材料进行两组实验:实验一置于黑暗条件下,在下胚轴的一侧分别添加等量的清水、赤霉素(GA)、生长素(IAA);实验二置于单侧蓝光下,在下胚轴向光一侧分别添加等量的清水、GA、IAA,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 生长素、赤霉素发挥作用时需要与特异性受体结合
B. 实验一说明棉花幼苗下胚轴弯曲生长是生长素分布不均匀导致的
C. 实验二说明赤霉素会加剧蓝光引起的下胚轴弯曲程度
D. 该实验结果说明蓝光抑制了生长素由向光侧向背光侧的移动
二、非选择题(共40分)
16. 大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下,____________。
(2)ATP水解酶的主要功能是____________。ATP水解酶活性可通过测定____________表示。
(3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞____________增强,导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能____________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是____________。
17. 研究人员对马桑(具药用价值的多年生乔木)的光合作用进行研究,结果如图1所示。马桑对铅(Pb)胁迫有一定的适应能力,研究发现ABC转运蛋白(PcABC)在马桑适应铅(Pb)胁迫中发挥重要作用。如图2为PcABC对Pb2+的转运途径之一。
回答下列问题:
(1)马桑绿叶中的色素经层析液分离,扩散最快的色素为_________。当光照强度为400 μmol·m−2·s−1时,马桑植株的真正光合速率为_________μmol·m−2·s−1。
(2)光照强度大于1100 μmol·m−2·s−1后,胞间CO2浓度增加的原因:________(写出两点)。
(3)土壤中的镉(Cd)也会对马桑产生不良影响。某生物兴趣小组猜想PcABC蛋白也能转运Cd2+,于是他们设计了如下实验:
备选材料用具:
A.生理状况相同的马桑细胞若干;
B.普通培养液;
C.不含Pb2+、Cd2+的完全培养液;
D.不含Pb2+、含Cd2+完全培养液;
E.一定量能抑制PcABC活性的药物。
实验步骤:
①将生理状况相同的马桑细胞随机均分为甲、乙两组;
②甲组用不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液培养马桑细胞;乙组作为实验组,处理是:________;(填写字母编号)
③一段时间后,检测并比较两组培养液中________。
预期结果及结论:
若________,则说明PcABC能转运Cd2+;
若________,则说明PcABC不能转运Cd2+。
18. 谷氨酸是中枢神经系统中的主要兴奋性神经递质,突触中的离子型谷氨酸受体有NMDA和AMPA两种。在神经系统发育早期,中枢神经系统中的大部分兴奋性突触只有NMDA受体,其离子通道被Mg2+阻塞,使突触后膜不能产生兴奋(称为静寂突触)。随着神经系统不断发育,静寂突触上出现AMPA受体,从而转变为能够传递信息的功能性突触。
(1)在静寂突触中,谷氨酸与NMDA结合后,突触后膜的膜内外电位是_______。NMDA受到Mg2+阻塞的原因与膜内外的电位有关,功能性突触出现AMPA受体后,谷氨酸激活AMPA受体的同时也解除了Mg2+对NMDA受体的阻塞,原因是谷氨酸与AMPA受体结合后,使_______通道打开,膜内外电位变为_______,这种电位变化促使Mg2+从NMDA受体的离子通道中脱离。
(2)阿片类药品能够抑制突触小泡的转移,是重要的镇痛药物,但会影响某些人脑干的功能引发严重的副作用。阿片类药物作用于突触_______膜,使兴奋性递质的释放量_______,从而起到镇痛效果。
(3)临床上常用阿片受体拮抗剂缓解阿片类药物的副作用,但也会抵消阿片类药物的镇痛效果。药物LCX的作用位点是AMPA受体(与阿片类药物不同)。TH可以模拟阿片类药物的作用,用大鼠开展实验,探究LCX对抗阿片类药物副作用的效果,结果如下图(箭头指示给予不同药物处理的时间)。
据图分析:
①对某些人,阿片类药物会_______(“促进”或“抑制”)脑干中调节_______功能的中枢,从而危及患者生命。
②有人从实验结果中得出结论,LCX能够促进突触中谷氨酸的释放来对抗TH的副作用。你是否认同这个观点,说明理由:_______。
③本研究在临床上的意义在于_______。
19. 生长素对植物生长发育起重要调节作用,研究者对其极性运输的机制进行了探索。
(1)生长素能从__________部位运输到作用部位,是一类对生长发育有显著影响的微量有机物,因此生长素是一类植物__________。
(2)极性运输过程中,生长素需要跨膜运出细胞,再跨膜进入下一个细胞。研究表明,用呼吸抑制剂处理,生长素的极性运输过程受到显著抑制,因此推测生长素的极性运输过程中有__________这种跨膜运输方式,细胞膜上存在能运输生长素的载体蛋白。
(3)用生长素极性运输抑制剂处理野生型拟南芥,产生了异常花序,这种表型和PN基因突变体pn类似,据此推测PN蛋白是生长素极性运输所必需的组分。研究者切取野生型和突变体pn的茎段,利用-IAA开展了如图1所示的实验,结果(图2)证明了该推测,并发现pn是功能减弱突变体。
实验中需要将切取茎段的上端或下端插入培养基中。图2中组1使用的茎段来源及插入培养基的部位应为__________,组3应为__________。(选填相应字母)
A.野生型,下端 B.野生型,上端
C.突变体pn,下端 D.突变体pn,上端
(4)根据上述研究,若要确定PN是运输生长素的载体蛋白,还需补充一系列证据。请提出一个需要补充的证据:______________________________。
20. 研究者用改造过的巨噬细胞膜包裹药物治疗患乳腺癌的小鼠,实验设计如图甲所示。
(1)过程①获得的巨噬细胞来源于小鼠骨髓中的___________。
(2)据下表所示,最适合被M蛋白识别的膜蛋白是___________。
细胞类型
高表达的细胞膜蛋白
乳腺癌细胞
H蛋白
T蛋白
上皮细胞
R蛋白
E蛋白
成纤维细胞
F蛋白
T蛋白
(3)图乙是限制酶酶切后的M基因序列、载体部分结构及酶切位点(不考虑未标明序列)。要构建正确的重组载体,用于切割载体的限制酶应是___________。载体与M基因片段连接时需使用的酶是___________。
(4)研究者将上述重组载体转入巨噬细胞后,能检测到M基因但没有M蛋白。因此研究者更换了载体的启动子,成功获得了表达M蛋白的巨噬细胞。更换启动子可使M基因表达的原因是______________________________________。
(5)研究者用含有M蛋白的巨噬细胞膜包裹药物治疗乳腺癌小鼠,结果显示:同样的药物,用含M蛋白的巨噬细胞膜包裹的治疗效果优于未改造的巨噬细胞膜包裹的治疗效果,前者的优点是____________(多选)。
A. 保护药物不被降解 B. 可靶向乳腺癌细胞
C. 降低药物对健康细胞的毒性 D. 可吞噬乳腺癌细胞
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福州高级中学2026-2027学年高三10月适应性考试
生物学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(每题仅有一个正确选项,第1-10题每题2分,第11-15题每题4分,共40分)
1. 黏菌是一群类似霉菌的生物,在分类学上介于动物和真菌之间,多营腐生生活,少数寄生在经济作物上,危害寄主,与颤蓝细菌一样没有叶绿体。下列对黏菌和颤蓝细菌细胞结构的比较,正确的是( )
A. 两者完成生命活动所需的能量都主要由线粒体提供,遗传物质均为DNA
B. 黏菌具有生物膜系统,而颤蓝细菌不具有生物膜系统
C. 颤蓝细菌和黏菌在结构上最大的区别为是否有细胞壁
D. 二者虽然都没有叶绿体,但是均能进行光合作用
【答案】B
【解析】
【详解】A、颤蓝细菌为原核生物,无线粒体;黏菌为真核生物,能量主要由线粒体提供。两者遗传物质均为DNA,A错误;
B、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜。颤蓝细菌为原核生物,仅有细胞膜,无生物膜系统;黏菌为真核生物,具有生物膜系统,B正确;
C、原核生物与真核生物的最大区别是是否具有以核膜为界限的细胞核,而非细胞壁,C错误;
D、颤蓝细菌含光合色素,可进行光合作用;黏菌营腐生或寄生,无叶绿体且不进行光合作用,D错误。
故选B。
2. 自由基学说和端粒学说都是关于细胞衰老机制的假说。下列相关叙述正确的是( )
A. 端粒是染色体两端的特殊DNA,端粒变短会导致端粒内侧基因的序列损伤
B. 代谢产生的自由基会攻击细胞膜上的磷脂分子,引发雪崩式的反应,对细胞膜损伤较大
C. 自由基会使细胞中蛋白质活性升高,导致细胞衰老
D. 所有细胞中的DNA分子都有端粒结构,端粒受损会导致细胞衰老
【答案】B
【解析】
【详解】A、端粒是染色体末端的DNA—蛋白质复合体,A错误;
B、在生命活动中,细胞会产生自由基,自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,当自由基攻击细胞膜上的磷脂时,引发雪崩式的反应,对生物膜损伤比较大,B正确;
C、自由基攻击蛋白质通常使其活性降低,C错误;
D、原核细胞无端粒结构,D错误。
故选B。
3. 下列是关于生物学实验操作、实验结果或实验现象的描述,其中正确的是( )
A. 用酒精与盐酸等量混合的解离液处理洋葱根尖,主要目的是使组织中的细胞相互分离开来
B. 韭菜叶含丰富的还原糖,可选其作为实验材料做还原糖的鉴定实验
C. 探究酵母菌的呼吸方式可以用是否产生CO2来确定
D. 鉴定蛋白质需要的试剂是NaOH和CuSO4溶液,并加热至沸腾
【答案】A
【解析】
【详解】A、解离液(盐酸和酒精混合液)的作用是使细胞分离开,便于观察,A正确;
B、韭菜叶含叶绿体,颜色深会干扰颜色反应,不适合还原糖鉴定,B错误;
C、酵母菌有氧和无氧呼吸均产生CO2,无法仅凭CO2判断呼吸方式,C错误;
D、双缩脲试剂鉴定蛋白质不需加热,且需先加NaOH后加CuSO4,D错误。
故选A。
4. 某生物小组以向日葵根尖为实验材料,观察根尖细胞的有丝分裂。下列叙述正确的是( )
A. 制作临时装片的步骤为:解离染色漂洗制片
B. 高倍镜视野中多数细胞内无法观察到染色体
C. 持续观察图②可以看到核膜逐渐消失的过程
D. 细胞有丝分裂阶段的顺序依次是②①③④
【答案】B
【解析】
【详解】A、根尖有丝分裂装片的正确步骤为:解离→漂洗→染色→制片,漂洗必须放在染色之前,以洗去解离液(盐酸/酒精)防止影响染色效果,A错误;
B、根尖分生区细胞中大部分处于分裂间期(染色体为染色质状态,光镜下看不到染色体),能看到明显染色体的分裂期细胞很少,B正确;
C、制作的是临时装片,细胞在解离时已被杀死固定,不能再看到动态变化过程,C错误;
D、①染色体排列在赤道板,是中期;②染色体可见、核膜未完全消失,是前期;③细胞已经分成两个子细胞,中间出现细胞板,是末期;④姐妹染色单体分开移向两极,可能是后期,顺序应是:②(前期)→①(中期)→④(后期)→③(末期),D错误。
故选B。
5. 图1表示水稻种子的细胞呼吸过程,A~E表示物质,①~④表示过程。某小组为探究水稻种子的细胞呼吸,设计实验装置如图2所示,忽略外界环境因素影响。下列相关叙述错误的是( )
A. 酸性重铬酸钾试剂可以与E发生反应,变成灰绿色
B. 如果一段时间后有色液滴不移动,说明水稻种子已经死亡
C. 图1中①③的场所分别是细胞质基质、线粒体基质
D. 若有色液滴向左移动,则证明细胞一定存在有氧呼吸
【答案】B
【解析】
【详解】A、分析图1,①过程是有氧呼吸(或无氧呼吸)的第一阶段,②过程是无氧呼吸的第二阶段,③过程是有氧呼吸的第二阶段,④过程是有氧呼吸的第三阶段,A是水,B是二氧化碳,C是NADH,D是氧气,E是酒精,橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可以与酒精发生化学反应,呈现灰绿色,A正确;
B、有色液滴不移动,说明种子不再消耗氧气,此时种子不进行有氧呼吸,种子可能只进行无氧呼吸(不消耗O2,产生的CO2被NaOH吸收),B错误;
C、①过程是有氧呼吸(或无氧呼吸)的第一阶段,③过程是有氧呼吸的第二阶段,两阶段场所分别是细胞质基质和线粒体基质,C正确;
D、液滴左移说明消耗了O2,而只有有氧呼吸消耗O2(无氧呼吸不消耗O2),因此可证明细胞存在有氧呼吸,D正确。
故选B。
6. 下图曲线表示大豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在Y点时改变了某条件,形成曲线所示的变化。下列分析不正确的是( )
A. X→Y,光合作用速率受光照强度制约
B. Y点改变可能是二氧化碳浓度导致曲线由I变为II
C. 在Y点时,适当升高温度可导致曲线由I变为II
D. P点类囊体膜上生成ATP的速率高于Q点
【答案】C
【解析】
【详解】A、X→Y段,随光照强度升高光合作用速率持续上升,说明此时制约光合作用速率的主要因素是光照强度,A正确;
B、题干中环境CO₂浓度为0.03%,是光合作用的限制因素之一,Y点时提高CO₂浓度,暗反应速率提升,可使整体光合速率升高,曲线由I变为II,B正确;
C、题干明确说明实验是在适宜温度下进行的,若升高温度,光合作用相关酶活性会下降,光合速率降低,无法使曲线由I变为II,C错误;
D、P点光合速率高于Q点,光反应在类囊体膜上进行,光合速率更高说明光反应更强,生成ATP的速率更高,D正确。
7. 与豌豆不同,玉米同一植株既有雌花又有雄花。将显性纯合紫花豌豆和白花豌豆间行种植,另将显性纯合高茎玉米和矮茎玉米间行种植。具有隐性性状的一行植株上产生的F1具有的特点是( )
A. 豌豆和玉米都严格自交,只有隐性个体
B. 豌豆和玉米显性和隐性个体的比例都是3∶1
C. 玉米都为隐性个体,豌豆既有显性个体又有隐性个体
D. 豌豆都为隐性个体,玉米既有显性个体又有隐性个体
【答案】D
【解析】
【详解】A、豌豆是严格自交植物,但玉米可进行异株杂交,不是严格自交,玉米隐性植株上能产生显性后代,A错误;
B、豌豆隐性植株自交后代全为隐性,无3:1的性状分离比;玉米隐性植株接受的花粉包括自身隐性花粉和显性纯合植株的显性花粉,后代显隐性比例也不是3:1,B错误;
C、玉米隐性植株自交产生隐性后代,接受显性纯合植株花粉杂交产生显性后代,因此玉米既有显性又有隐性;豌豆严格自交,隐性植株后代全为隐性,C错误;
D、豌豆严格自交,隐性植株自交后代都为隐性个体;玉米隐性植株自交产生隐性个体,和显性纯合植株杂交产生显性个体,因此既有显性个体又有隐性个体,D正确。
8. 减压反射是人体通过调节心血管活动来维持血压稳定的一种负反馈调节机制,其部分反射通路如图所示。β受体阻滞剂是一种降压药。下列说法正确的是( )
A. 减压反射发生过程中,兴奋在神经纤维上进行单向传导
B. 图中传入神经和心迷走神经均属于自主神经系统,其中后者为交感神经
C. 减压反射可降低机体应对复杂环境变化的能力
D. β受体阻滞剂可能通过减弱高血压患者压力感受器的敏感性来降低血压
【答案】A
【解析】
【详解】A、在反射发生过程中,由于兴奋是从感受器开始,经过传入神经、神经中枢、传出神经到效应器,在反射弧中存在突触结构,兴奋在突触处只能单向传递,所以兴奋在神经纤维上也是单向传导的,A正确;
B、自主神经系统包括交感神经和副交感神经,心迷走神经属于副交感神经,而不是交感神经,B错误;
C、 减压反射是一种负反馈调节机制,能在血压发生变化时及时进行调节,提高机体应对复杂环境变化的能力,C错误;
D、β-受体阻滞剂主要是通过阻滞β-受体,使心率减慢、心肌收缩力减弱等来降低血压,若减弱高血压患者压力感受器的敏感性,则不能很好地完成降压过程,D错误。
故选A。
9. 体外动物细胞培养制造出的细胞培养肉是一种人造肉,具有营养可控、结构仿真、口感真实的特点。其主要生产流程如下图,图中的微载体是一种固体的细胞生长基质,其表面能使细胞贴附。下列叙述正确的是( )
A. ①过程可用机械的方法或用胰蛋白酶、胃蛋白酶等处理的方法获得细胞悬液
B. ③过程中加入微载体为细胞提供更大附着面积,使细胞间不出现接触抑制,产量增加
C. ③④过程需使用经灭菌处理的培养液,培养细胞时既要提供O2也要提供CO2
D. 肌肉干细胞属于成体干细胞,能够分化成特定的细胞和组织,具有全能性
【答案】C
【解析】
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件:①无菌、无毒的环境。②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度:适宜温度。④气体环境:95%空气+5%CO2,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、①过程为制备细胞悬液的过程,可用机械的方法或用胰蛋白酶处理的方法获得细胞悬液,胃蛋白酶催化的酸性环境对细胞有害,A错误;
B、③过程中加入微载体为细胞提供了更大的附着面积,但细胞间会出现接触抑制,B错误;
C、③④过程需使用经灭菌处理的培养液,培养细胞时提供95%空气+5%CO2,C正确;
D、肌肉干细胞属于成体干细胞,能够分化成特定的细胞和组织,但不具有发育成完整个体的能力,不具有全能性,D错误。
故选C。
10. 在我国青海的塔拉滩,一场始于“无心插柳”的生态实验,意外造就了全球瞩目的“光伏羊”模式。光伏板遮阴保湿,让播下的草籽疯狂生长,却成了电站的“甜蜜负担”。引入羊群后,问题迎刃而解,实现了清洁能源、生态修复与民生增收的完美融合。如图表示利用无人机洒水的“光伏羊”模式图。下列叙述正确的是( )
A. 该“光伏羊”模式中,羊的数量越多,获得的经济效益越大
B. 杂草可防风固沙、提供食物,均体现了生物多样性的直接价值
C. 杂草能为羊提供食物来源,羊也能为杂草直接提供有机养料
D. “光伏羊”模式创造多方面价值,体现了生态工程的整体原理
【答案】D
【解析】
【详解】A、生态系统中种群数量受环境容纳量(K 值)限制。若羊的数量过多,会导致杂草被过度啃食,破坏植被,造成草场退化,反而会影响后续的生态效益和经济效益,A错误;
B、生物多样性的直接价值:食用、药用、工业原料、科学研究、美学价值等; 间接价值:生态功能,如防风固沙、涵养水源、调节气候等。 杂草 “防风固沙” 属于生态功能,体现的是间接价值;“提供食物” 给羊属于直接价值,B错误;
C、杂草是生产者,羊啃食杂草,杂草为羊提供食物来源; 羊的粪便需要经过分解者的分解作用,将有机物分解为无机物(如无机盐、CO₂等),才能被杂草吸收利用,羊无法直接为杂草提供可利用的有机养料,C错误;
D、生态工程的整体原理强调要兼顾社会 - 经济 - 自然整体系统的统一,统筹考虑自然、经济和社会效益。 “光伏羊” 模式兼顾了清洁能源发电(经济)、生态修复(自然)、民生增收(社会),实现了多方面价值的统一,符合整体原理,D正确。
11. 将目的基因导入空载体(载体中含启动子和终止子),构建重组表达载体并导入受体细胞,载体中的插入序列随机整合至植物基因组。利用PCR技术进行检测时,可以采用不同的引物设计策略,如下图。下列叙述错误的是( )
A. 引物对中的两个引物分别与不同的模板链结合
B. 引物对a可区分目的基因插入位置不同的转基因植株
C. 引物对b可用于检测插入序列是否成功导入植物细胞
D. 引物对c可用于检测植物细胞中是否含有空载体
【答案】D
【解析】
【详解】A、引物对中的两个引物分别与不同的模板链结合,为DNA聚合酶提供3'端起点,从而沿5'→3'方向分别延伸,A正确;
B、 引物对a的一条引物位于植物基因组,另一条位于插入序列的启动子区。不同植株中插入序列的位置不同,扩增出的片段长度也会不同,因此可以区分插入位置,B正确;
C、引物对b位于插入序列内部(启动子和目的基因之间),只要插入序列成功导入,就能扩增出对应的片段,因此可以检测导入是否成功,C正确;
D、引物对c位于目的基因内部,空载体不含目的基因,因此无法用引物对c扩增出片段,不能检测空载体,D错误。
12. 冠小海雀能分泌一种橘子味的气体,该气体能够吸引异性来交配。为验证该气体具有信息素的作用,研究学者利用下图的T形通道进行实验,记录冠小海雀在左右两侧停留时间的相对长短,结果如图所示。下列推测错误的是( )
A. 冠小海雀分泌的橘子味气体属于化学信息,该种群的繁衍离不开生态系统信息传递
B. 若T形通道左侧放置异性冠小海雀的羽毛,右侧放置等量不含该信息素的相同材料
C. 据实验结果推测,顺-4-癸烯醛和辛醛可能是冠小海雀信息素的组成成分
D. 据实验结果推测,生态系统中冠小海雀和哺乳动物间存在互利共生关系
【答案】D
【解析】
【详解】A、冠小海雀分泌的橘子味气体属于化学物质,是生态系统中的化学信息;该气体可吸引异性交配,说明种群的繁衍离不开生态系统的信息传递,A正确;
B、由实验结果可知,冠小海雀在放置其羽毛的实验组停留时间更长,因此若T形通道左侧放置含该信息素的异性冠小海雀羽毛,右侧放置等量不含该信息素的相同材料,冠小海雀在左侧停留时间会更长,该推测成立,B正确;
C、实验结果显示,放置顺-4-癸烯醛和辛醛的实验组,冠小海雀停留时间显著长于对照组,和羽毛组的实验趋势一致,因此可推测二者可能是冠小海雀信息素的组成成分,C正确;
D、实验结果显示:放置哺乳动物信息素后,冠小海雀的相对停留时间明显短于对照组,说明冠小海雀会躲避哺乳动物信息素,可推测二者之间可能存在捕食(冠小海雀躲避天敌)或种间竞争关系,无证据表明二者存在相互依存、彼此有利的互利共生关系,D错误。
13. 线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程。MEx常作为线粒体受损的重要指标。为研究K基因在MEx中的作用,用红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作,操作及结果如图所示。下列叙述错误的是( )
注:用药物C处理细胞使线粒体受损;“+”“-”分别代表进行和未进行操作。
A. MEx过程体现了生物膜具有一定的流动性
B. 可使用差速离心法将迁移体从细胞培养液中分离出来
C. 迁移体清除受损线粒体与溶酶体清除受损线粒体的机理相同
D. K基因或其表达产物可在线粒体受损时促进“线粒体胞吐”
【答案】C
【解析】
【详解】A、线粒体胞吐(MEx)是指线粒体通过进入迁移体(一种囊泡结构)被释放到细胞外的过程,体现了生物膜具有一定的流动性的特点,A正确;
B、差速离心法可用于分离细胞内不同大小的结构,可使用差速离心法将迁移体从细胞培养液中分离出来,B正确;
C、迁移体清除受损线粒体的机理是把受损的线粒体迁移至细胞外面,而细胞内的溶酶体通过释放水解酶直接降解受损线粒体,它们的机理不同,C错误;
D、分析图可知,未敲除K基因并用药物C处理时,荧光相对值大,而敲除该基因并用药物C处理时,相对值小,说明K基因或其表达产物可在线粒体受损时促进“线粒体胞吐”,D正确。
故选C。
14. 减数分裂过程中,存在SDR和MIME两种突变途径,如图所示。下列说法正确的是( )
A. SDR和MIME都属于减数分裂异常现象,产生的配子基因组成是相同的
B. 基因型AaBb的生物经MIME突变,可能产生AB、Ab、aB和ab的配子
C. 若二倍体生物经SDR突变,产生的配子中可能含有两个相同的染色体组
D. MIME会严重降低配子多样性,对生物进化和农业育种实践都是不利的
【答案】C
【解析】
【详解】A、SDR和MIME都属于减数分裂异常现象,产生的配子基因组成应该是不同的,因为前者异常发生在减数第二次分裂过程,而后者的异常现象发生在减数第一次分裂过程中,A错误;
B、基因型AaBb的生物经MIME突变,该过程导致同源染色体不能正常分离,而着丝粒提前分裂,因而可能产生AaBb的配子,B错误;
C、若二倍体生物经SDR突变,即减数第二次分裂过程中纺锤体无法形成,因而会导致着丝粒分裂后产生的两条相同的染色体不能进入到两个子细胞中,因而产生的配子中可能含有两个相同的染色体组,C正确;
D、MIME会降低配子多样性,从而减少子代基因型种类,对农业育种实践是有利的,如可以快速选出纯合子、固定杂种优势,D错误。
15. 研究发现蓝光会诱导棉花幼苗下胚轴产生向光性。以棉花幼苗为材料进行两组实验:实验一置于黑暗条件下,在下胚轴的一侧分别添加等量的清水、赤霉素(GA)、生长素(IAA);实验二置于单侧蓝光下,在下胚轴向光一侧分别添加等量的清水、GA、IAA,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 生长素、赤霉素发挥作用时需要与特异性受体结合
B. 实验一说明棉花幼苗下胚轴弯曲生长是生长素分布不均匀导致的
C. 实验二说明赤霉素会加剧蓝光引起的下胚轴弯曲程度
D. 该实验结果说明蓝光抑制了生长素由向光侧向背光侧的移动
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物激素作为信号分子发挥作用均需与特异性受体结合,A正确;
B、由实验一可知,棉花下胚轴弯曲是生长素分布不均导致的,而不是赤霉素分布不均导致的,B正确;
C、由实验二可知,赤霉素可加剧蓝光引起的下胚轴弯曲程度,C正确;
D、由③⑥两组可知,单侧蓝光下,生长素处理组幼苗下胚轴直立生长,说明蓝光促进了生长素由向光侧向背光侧的移动,D错误。
故选D。
二、非选择题(共40分)
16. 大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化,影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类,生长速度快,一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度(大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验,结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下,____________。
(2)ATP水解酶的主要功能是____________。ATP水解酶活性可通过测定____________表示。
(3)由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,因而细胞____________增强,导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知,大气CO2条件下,高磷浓度能____________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化,有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是____________。
【答案】(1)不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响
(2) ①. 催化ATP水解 ②. 单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量
(3)呼吸作用 (4) ①. 提高 ②. 龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态
【解析】
【分析】根据题意,本实验研究CO2浓度和磷浓度对龙须菜生长的影响,故自变量是CO2浓度和磷浓度,因变量为海洋藻类龙须菜的生长状况。据图1可知,相同CO2浓度条件下,高磷浓度比低磷浓度的ATP水解酶活性高,且在相同磷浓度下,高浓度二氧化碳ATP水解酶活性高。
【小问1详解】
结合分析可知,本实验目的是探究在一定光照强度下,不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。
【小问2详解】
酶具有专一性,ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解;酶活性可通过产物的生成量或底物的消耗量进行测定,由于ATP的水解产物是ADP和Pi,故ATP水解酶活性可通过测定单位时间磷酸的生成量或单位时间ADP的生成量或单位时间ATP的消耗量。
【小问3详解】
净光合速率=总光合速率-呼吸速率,由图1、2可知,在较强的光照强度下,HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低,推测原因是在酸化环境中,龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素,矿质元素的吸收需要能量,因而细胞呼吸增强,导致有机物消耗增加。
【小问4详解】
由图2可知,大气CO2条件(LC组)下,HP组(高磷浓度)的净光合速率>LP组(低磷浓度),故推测高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率;结合以上研究结果,从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是龙须菜在高磷条件下能快速生长,收获经济效益的同时,能降低海水中的磷等矿质元素的浓度,保护海洋生态。
【点睛】掌握实验设计的原则,明确本实验的目的、自变量、因变量和无关变量等,进而分析龙须菜光合作用的因素是解答本题的关键。
17. 研究人员对马桑(具药用价值的多年生乔木)的光合作用进行研究,结果如图1所示。马桑对铅(Pb)胁迫有一定的适应能力,研究发现ABC转运蛋白(PcABC)在马桑适应铅(Pb)胁迫中发挥重要作用。如图2为PcABC对Pb2+的转运途径之一。
回答下列问题:
(1)马桑绿叶中的色素经层析液分离,扩散最快的色素为_________。当光照强度为400 μmol·m−2·s−1时,马桑植株的真正光合速率为_________μmol·m−2·s−1。
(2)光照强度大于1100 μmol·m−2·s−1后,胞间CO2浓度增加的原因:________(写出两点)。
(3)土壤中的镉(Cd)也会对马桑产生不良影响。某生物兴趣小组猜想PcABC蛋白也能转运Cd2+,于是他们设计了如下实验:
备选材料用具:
A.生理状况相同的马桑细胞若干;
B.普通培养液;
C.不含Pb2+、Cd2+的完全培养液;
D.不含Pb2+、含Cd2+完全培养液;
E.一定量能抑制PcABC活性的药物。
实验步骤:
①将生理状况相同的马桑细胞随机均分为甲、乙两组;
②甲组用不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液培养马桑细胞;乙组作为实验组,处理是:________;(填写字母编号)
③一段时间后,检测并比较两组培养液中________。
预期结果及结论:
若________,则说明PcABC能转运Cd2+;
若________,则说明PcABC不能转运Cd2+。
【答案】(1) ①. 胡萝卜素 ②. 9.5
(2)净光合速率下降,消耗的CO2减少;且气孔导度增加,从外界环境进入的CO2增多
(3) ①. D+E ②. Cd2+的剩余量 ③. 甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组 ④. 甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同(无显著差异)
【解析】
【小问1详解】
马桑绿叶中的色素经层析液分离,扩散最快的色素为胡萝卜素,因为胡萝卜素在层析液中的溶解度最高。真正光合速率等于呼吸速率与净光合速率之和,由图1可知,当光照强度为400 μmol·m−2·s−1时,马桑植株的真正光合速率为1.5+8=9.5μmol·m−2·s−1。
【小问2详解】
由图1可知:光照强度大于1100 μmol·m−2·s−1后,净光合速率下降,消耗的CO2减少,气孔导度增加,从外界环境进入的CO2增多,导致胞间CO2浓度增加。
【小问3详解】
由题意可知:本实验的目的是探究PcABC蛋白是否也能转运Cd2+,实验的自变量为PcABC蛋白是否发挥作用,因变量为Cd2+的运输速率(检测指标为培养液中Cd2+的剩余量),其它无关变量各组应相同且适宜,因此实验步骤为:①将生理状况相同的马桑细胞随机均分为甲、乙两组;②甲组作为对照组,用不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液培养马桑细胞;乙组作为实验组,用不含Pb2+、含Cd2+完全培养液并在该培养液中加入一定量能抑制PcABC活性的药物来培养马桑细胞,即乙组的处理是:D+E。③一段时间后,检测并比较两组培养液中Cd2+的剩余量。
若PcABC蛋白能转运Cd2+,则甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组。若PcABC不能转运Cd2+,则甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同(无显著差异)。
18. 谷氨酸是中枢神经系统中的主要兴奋性神经递质,突触中的离子型谷氨酸受体有NMDA和AMPA两种。在神经系统发育早期,中枢神经系统中的大部分兴奋性突触只有NMDA受体,其离子通道被Mg2+阻塞,使突触后膜不能产生兴奋(称为静寂突触)。随着神经系统不断发育,静寂突触上出现AMPA受体,从而转变为能够传递信息的功能性突触。
(1)在静寂突触中,谷氨酸与NMDA结合后,突触后膜的膜内外电位是_______。NMDA受到Mg2+阻塞的原因与膜内外的电位有关,功能性突触出现AMPA受体后,谷氨酸激活AMPA受体的同时也解除了Mg2+对NMDA受体的阻塞,原因是谷氨酸与AMPA受体结合后,使_______通道打开,膜内外电位变为_______,这种电位变化促使Mg2+从NMDA受体的离子通道中脱离。
(2)阿片类药品能够抑制突触小泡的转移,是重要的镇痛药物,但会影响某些人脑干的功能引发严重的副作用。阿片类药物作用于突触_______膜,使兴奋性递质的释放量_______,从而起到镇痛效果。
(3)临床上常用阿片受体拮抗剂缓解阿片类药物的副作用,但也会抵消阿片类药物的镇痛效果。药物LCX的作用位点是AMPA受体(与阿片类药物不同)。TH可以模拟阿片类药物的作用,用大鼠开展实验,探究LCX对抗阿片类药物副作用的效果,结果如下图(箭头指示给予不同药物处理的时间)。
据图分析:
①对某些人,阿片类药物会_______(“促进”或“抑制”)脑干中调节_______功能的中枢,从而危及患者生命。
②有人从实验结果中得出结论,LCX能够促进突触中谷氨酸的释放来对抗TH的副作用。你是否认同这个观点,说明理由:_______。
③本研究在临床上的意义在于_______。
【答案】(1) ①. 内负外正 ②. Na+ ③. 内正外负
(2) ①. 前 ②. 降低
(3) ①. 抑制 ②. 呼吸 ③. 不认同,在单独给予LCX前后,大鼠脑脊液中的谷氨酸含量并未提高 ④. 寻找一种药物(如LCX)在不影响阿片类药物镇痛作用的同时又能对抗阿片类药物导致的呼吸抑制的副作用
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式(电信号)传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质(化学信号),神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号) ,从而将兴奋传递到下一个神经元。
【小问1详解】
中枢神经系统中的大部分兴奋性突触只有NMDA受体,其离子通道被Mg2+阻塞,使突触后膜不能产生兴奋,称为静寂突触,故在静寂突触中,谷氨酸与NMDA结合后,突触后膜仍表现为静息电位,膜内外电位仍然是内负外正。功能性突触出现AMPA受体后,谷氨酸与AMPA受体结合,使得Na+通道打开,Na+内流,产生动作电位,膜内外电位变为内正外负。
【小问2详解】
由题意可知,阿片类药品能够抑制突触小泡的转移,突触小泡位于突触前膜中,内含神经递质,可见阿片类药物作用于突触前膜,减少兴奋性递质的释放,从而起到镇痛效果。
【小问3详解】
①阿片类药品能够抑制突触小泡的转移,减少兴奋性递质的释放,是重要的镇痛药物,会影响某些人脑干的功能引发严重的副作用,如对某些人,阿片类药物会抑制脑干中调节呼吸功能的中枢,从而危及患者生命。
②由实验结果可知,在单独给予LCX前后,大鼠脑脊液中的谷氨酸含量并未提高,故不能认为LCX能够促进突触中谷氨酸的释放来对抗TH的副作用。
③临床上常用阿片受体拮抗剂缓解阿片类药物的副作用,但也会抵消阿片类药物的镇痛效果,该实验的目的是探究LCX对抗阿片类药物副作用的效果,本研究旨在寻找一种药物(如LCX)在不影响阿片类药物镇痛作用的同时又能对抗阿片类药物导致的呼吸抑制的副作用,具有一定的临床意义。
19. 生长素对植物生长发育起重要调节作用,研究者对其极性运输的机制进行了探索。
(1)生长素能从__________部位运输到作用部位,是一类对生长发育有显著影响的微量有机物,因此生长素是一类植物__________。
(2)极性运输过程中,生长素需要跨膜运出细胞,再跨膜进入下一个细胞。研究表明,用呼吸抑制剂处理,生长素的极性运输过程受到显著抑制,因此推测生长素的极性运输过程中有__________这种跨膜运输方式,细胞膜上存在能运输生长素的载体蛋白。
(3)用生长素极性运输抑制剂处理野生型拟南芥,产生了异常花序,这种表型和PN基因突变体pn类似,据此推测PN蛋白是生长素极性运输所必需的组分。研究者切取野生型和突变体pn的茎段,利用-IAA开展了如图1所示的实验,结果(图2)证明了该推测,并发现pn是功能减弱突变体。
实验中需要将切取茎段的上端或下端插入培养基中。图2中组1使用的茎段来源及插入培养基的部位应为__________,组3应为__________。(选填相应字母)
A.野生型,下端 B.野生型,上端
C.突变体pn,下端 D.突变体pn,上端
(4)根据上述研究,若要确定PN是运输生长素的载体蛋白,还需补充一系列证据。请提出一个需要补充的证据:______________________________。
【答案】(1) ①. 产生 ②. 激素
(2) 主动运输 (3) ①. B ②. D
(4)PN 能直接将生长素跨膜运输 / PN 能与生长素直接结合
【解析】
【小问1详解】
生长素属于植物激素,只能由植物体内产生(合成)部位,运输到作用部位发挥调节作用。植物激素定义:植物体内产生、能从产生部位运送到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物,生长素符合该定义。
【小问2详解】
呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,减少ATP合成;生长素极性运输被显著抑制,说明该过程消耗能量,且依赖载体蛋白,符合主动运输的两大特征(载体 + 耗能)。
【小问3详解】
生长素运输方式为极性运输,只能从形态学上端运到形态学下端。将茎段一端插入含14C-IAA培养基,检测另一端放射性,放射性越高代表向下运输的生长素越多。野生型PN蛋白正常,极性运输能力最强,放射性最高;pn突变体PN蛋白功能减弱,运输能力下降,放射性低;若茎段下端插入培养基无极性运输,上端无放射性。由此得出,组1应为B,组3应为D。
【小问4详解】
题干仅证明PN蛋白是极性运输必需组分,要直接证明PN是生长素载体蛋白,还需补充直接证据,任选一条作答:①证明PN蛋白定位在细胞膜上;②体外实验证明PN蛋白可转运生长素;③PN蛋白能与生长素特异性结合;④回补PN基因后pn突变体运输能力恢复。
20. 研究者用改造过的巨噬细胞膜包裹药物治疗患乳腺癌的小鼠,实验设计如图甲所示。
(1)过程①获得的巨噬细胞来源于小鼠骨髓中的___________。
(2)据下表所示,最适合被M蛋白识别的膜蛋白是___________。
细胞类型
高表达的细胞膜蛋白
乳腺癌细胞
H蛋白
T蛋白
上皮细胞
R蛋白
E蛋白
成纤维细胞
F蛋白
T蛋白
(3)图乙是限制酶酶切后的M基因序列、载体部分结构及酶切位点(不考虑未标明序列)。要构建正确的重组载体,用于切割载体的限制酶应是___________。载体与M基因片段连接时需使用的酶是___________。
(4)研究者将上述重组载体转入巨噬细胞后,能检测到M基因但没有M蛋白。因此研究者更换了载体的启动子,成功获得了表达M蛋白的巨噬细胞。更换启动子可使M基因表达的原因是______________________________________。
(5)研究者用含有M蛋白的巨噬细胞膜包裹药物治疗乳腺癌小鼠,结果显示:同样的药物,用含M蛋白的巨噬细胞膜包裹的治疗效果优于未改造的巨噬细胞膜包裹的治疗效果,前者的优点是____________(多选)。
A. 保护药物不被降解 B. 可靶向乳腺癌细胞
C. 降低药物对健康细胞的毒性 D. 可吞噬乳腺癌细胞
【答案】(1)造血干细胞
(2)H蛋白 (3) ①. Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ ②. DNA连接酶
(4)更换后的启动子可以被巨噬细胞内的RNA聚合酶识别并结合,启动M基因的转录,进而翻译产生M蛋白 (5)BC
【解析】
【小问1详解】
巨噬细胞属于免疫细胞,由骨髓中的造血干细胞增殖分化而来,因此过程①获得的巨噬细胞来源于小鼠骨髓中的造血干细胞。
【小问2详解】
M蛋白的作用是特异性识别乳腺癌细胞膜上的膜蛋白,该膜蛋白需要仅在乳腺癌细胞高表达,在上皮细胞、成纤维细胞等正常细胞不表达,才能保证药物精准靶向乳腺癌细胞,避免损伤正常细胞。由表格可知,H蛋白仅在乳腺癌细胞高表达,正常细胞不表达;T蛋白在乳腺癌细胞和成纤维细胞中均有高表达,R蛋白、E蛋白仅在上皮细胞高表达,F蛋白仅在成纤维细胞高表达,因此最适合被M蛋白识别的膜蛋白是H蛋白。
【小问3详解】
分析酶切后的M基因序列两端的黏性末端可知,M基因模板链右端(即3'端)需要与载体启动子部位连接,M基因模板链右端的黏性末端为5'-GATC-3',故切割载体的限制酶需选Bcl Ⅰ。M基因模板链左端需要与载体终止子部位连接,M基因模板链左端的黏性末端为5'-AGCT-3',非模板链5'端突出的黏性末端为5'-GATC-3',故切割载体的限制酶需选Hind Ⅲ。载体与M基因片段连接时,需要用DNA连接酶催化两个DNA片段的黏性末端之间形成磷酸二酯键,完成连接。
【小问4详解】
启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,原载体上的启动子无法被巨噬细胞内的RNA聚合酶识别结合,导致M基因不能转录,无法合成M蛋白,更换为巨噬细胞可以识别的启动子后,RNA聚合酶可结合到新的启动子上,启动M基因的转录,进而翻译产生M蛋白。
【小问5详解】
A、细胞膜包裹药物可以起到保护药物不被降解的作用,不是含M蛋白的巨噬细胞膜的优点,A错误;
B、M蛋白可以特异性识别乳腺癌细胞,实现药物的靶向运输,B正确;
C、药物靶向作用于乳腺癌细胞,可减少药物对正常健康细胞的作用,降低药物对健康细胞的毒性,C正确;
D、吞噬功能是完整活的巨噬细胞才具备的功能,本实验仅使用巨噬细胞膜包裹药物,无论是否改造膜结构都不具备吞噬乳腺癌细胞的能力,D错误。
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