内容正文:
高2024级生物周练
一、选择题
1.(2026安徽卷)下列关于蛋白质及其功能的叙述,错误的是( )
A. 红细胞内的血红蛋白可以运输血液中的氧
B. 胰岛素可以降低血液中葡萄糖的浓度
C. 体液中的抗体可以与抗原特异性结合
D. Na⁺通道可以维持神经细胞内外Na⁺浓度差
2.(2026北京卷)MT是工业化生产海藻糖必需的酶,但天然MT热稳定性差。研究者将MT第216位的丙氨酸变为苏氨酸,获得热稳定性高的MT,提高了海藻糖生产效率。下列叙述错误的是( )
A. 温度和pH会影响MT的催化活性
B. 第216位的丙氨酸对MT的专一性至关重要
C. 为筛选热稳定性高的MT,应在较高温度下测定酶活性
D. 对MT结构的改造属于蛋白质工程
3.(2026广东卷)被子植物花粉发育过程中,小孢子会发生一次有丝分裂,形成一个营养细胞(未来发育成花粉管)和一个生殖细胞(未来发育成精子),这两个细胞( )
A. 基因组序列不同 B. 来源不同
C. 染色体数目相同 D. 表达的基因相同
4. (2026广东卷)鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时,葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2,乙醛进入细胞质基质转化为乙醇,最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比,两者( )
A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同
C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同
5.关于细胞中的和,下列说法正确的是( )
A.给植物提供,一段时间后会发现含的氧气
B.若给动物提供不会出现在中
C.给植物提供后,一段时间后会出现在葡萄糖等有机物中
D.用标记葡萄糖,培养动物细胞,每隔一段时间检测含的化合物,可探究有氧呼吸的过程
6.为保证细胞周期正常运转,细胞存在多重监控检验点。下列叙述正确的是( )
A.检验点4若发现细胞质分裂异常,会直接导致细胞停留在G₁期
B.检验点2可监控DNA复制是否完成,若未完成则细胞无法进入G2期
C.检验点1若检测到DNA损伤,会阻止细胞进入S期,该过程无需消耗ATP
D.检验点3能检测着丝粒是否附着在纺锤丝上,异常时可抑制细胞进入分裂后期
7.光敏色素在调节作物生长发育中具有重要作用。为研究拟南芥中光敏色素基因A(含大约256个碱基对)在小麦种质资源创制中的利用价值,科研人员将A基因转入到小麦中,对小麦受体细胞进行检测,并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图甲、乙所示,电泳检测结果如图丙。下列说法正确的是( )
A.构建基因表达载体时应选用BamHⅠ和HindⅢ这两种限制酶
B.PCR反应过程中每次循环都要经历目的各不相同的两次升温和一次降温
C.表达载体导入受体细胞后,可用含卡那霉素的培养基进行初步筛选
D.由图丙电泳结果可知,1、2、3、4号转基因小麦均培育成功
8.[2024·河北石家庄期中] 孔雀鱼原产于南美洲,现作为观赏鱼引入世界各国,在人工培育下,孔雀鱼产生了许多品系,其中蓝尾总系包括浅蓝尾、深蓝尾和紫尾三个品系。科研人员选用深蓝尾和紫尾品系个体做杂交实验(相关遗传因子用B、b表示),结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.F2出现不同尾色鱼说明该性状的遗传不遵循分离定律
B.F2中雌雄鱼自由交配,其子代中深蓝尾鱼所占的比例为1/2
C.浅蓝尾鱼测交实验后代性状表现及比例是浅蓝尾∶紫尾=1∶1
D.F2中深蓝尾个体与浅蓝尾个体杂交,F3中不会出现紫尾个体
9.[2024·山东泰安二中月考] 镰状细胞贫血是由隐性遗传因子控制的一种遗传病,高原地区空气稀薄,生活在高原地区的镰状细胞贫血的幼年患者由于缺氧而导致50%的个体不能发育到成年。现有一个生活在某高原地区遗传因子组成及比例为AA∶Aa∶aa=1∶1∶2的幼年群体,待他们成年之后,这一群体作为亲本随机婚配后,子一代成年群体中携带者所占的比例为 ( )
A.12/23 B.12/25 C.1/4 D.4/7
10.[2024连云港赣榆高中检测]遗传性出血性毛细血管扩张症(HHT)是一种单基因显性遗传病,发病与年龄相关,含有HHT致病基因的个体16岁后约50%出现症状,大概40岁完全发病。下图是HHT的某家系图,绘制图谱时,Ⅱ代个体的年龄都已经超过40岁,Ⅲ代个体的年龄都未到16岁。下列正确的是( )
A.HHT在家系中为连续遗传,父亲的 致病基因一定会遗传给女儿
B.若Ⅲ5携带HHT致病基因,则其该病致病基因可能来自Ⅰ1或Ⅰ2
C.Ⅲ1与Ⅲ3都可能携带该病致病基因, 二者基因型相同的概率为1/4
D.若Ⅲ2成年后与一个不携带该病致病基因的男性婚配,则生出患该病儿子的概率是1/8
交配
亲代性状表现
子代性状表现
黑
银
乳白
白化
1
黑×黑
22
0
0
7
2
黑×白化
10
9
0
0
3
乳白×乳白
0
0
30
11
4
银×乳白
0
23
11
12
11.研究发现,豚鼠毛色由以下遗传因子决定:Cb—黑色、Cc—乳白色、Cs—银色、Cz—白化。为确定这组遗传因子间的显隐性关系,进行了部分杂交实验,结果如下,下列叙述正确的是( )
A.两只豚鼠杂交的后代最多会出现3种毛色
B.该豚鼠群体中与毛色有关的遗传因子组成共有6种
C.无法确定这组遗传因子间的显隐性关系
D.两只白化的豚鼠杂交,后代会出现银色个体
12. 某一年生植物开两性花,花极小,杂交育种时去雄困难,而利用花粉不育育种则无需去雄。已知该植物花粉的育性是由细胞核基因A/a(仅在花粉中表达)和线粒体基因N/S(每植株只含有其中的一种)共同控制,基因型可表示为“线粒体基因(核基因型)”,如植株N(aa)、花粉N(a),导致花粉不育的机理如下图所示。下列有关叙述正确的有( )
A.N、S基因的遗传遵循基因的分离定律
B.基因型为N(Aa)的父本可通过精子将其N 基因传递给子代
C.若要获得基因型为S(Aa)的植株,应优先选择S(aa)为母本
D.若基因型为S(Aa)的植株自交,则子代的基因型最多有3种
13.[2025四川模拟]某遗传病是由2号染色体上的正常基因A突变成A1或A2基因引起的,A1基因对A和A2基因是显性,A对A2为显性。为确定图甲家系中部分个体的基因型,分别根据A1和A2两种基因的序列,利用PCR技术对他们的A1基因、A2基因进行了扩增,并通过电泳进行比较,结果如图乙所示。在不考虑染色体变异和其他突变的情况下,下列分析正确的是( )
甲 乙
A.若两人的电泳结果相同,则他们的基因型和表现型都相同
B.若Ⅲ1的电泳结果只有一条电泳带,则Ⅱ1的基因型为A2A2
C.若Ⅲ3的电泳结果与Ⅰ2相同,则Ⅱ1的基因型只有一种可能
D.Ⅲ2的电泳结果有两种可能,与Ⅰ1或者I4相同
14. [2024河北承德阶段考]已知某自花传粉植株的花色由基因A/a控制,且A对a为不完全显性。该红花植株自交,F1中紫花∶红花∶白花=9∶10∶1。若白花基因型为aa,则下列说法错误的有( )
A.红花的基因型为Aa B.含a的雄配子可能部分致死
C.F1中纯合子的比例为9/20
D.该红花植株作为父本进行测交,子代中可能出现红花∶白花=9∶1
15.(2026·山西太原检测)“母性效应”是指子代某一性状的表型由母本的核基因型决定,而不受本身基因型的支配。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物,一般通过异体受精繁殖,但若单独饲养,也可以进行自体受精,其螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分,旋转方向符合“母性效应”,遗传过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.控制螺壳旋转方向的基因不遵循基因的分离定律
B.若螺壳表现为左旋,说明其个体的基因型有两种
C.若螺壳表现为右旋,说明其母本的基因型为DD
D.F2个体自交得F3,F3个体中右旋螺∶左旋螺=1∶1
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二、综合题
16.小球藻由于光合效率高、油脂含量高等特点被视为新型生物柴油的首选原料之一。图1为小球藻叶绿体内的光反应机制,其中PSI和PSII表示光系统,图2表示小球藻细胞合成生物柴油等代谢的过程。
(1)ATP合成酶分布于图1和图2中的 膜上,作用是 ;水光解产生的电子经一系列的传递,与①共同形成了② ,PSI和PSII吸收的光能储存于 中,参与暗反应。
(2)图2中,物质X是 ,可跨膜转运至线粒体内,
转变为 参与三羧酸循环;此外,物质X还能在相关酶的作用下生成 。
(3)科研人员将小球藻在不同条件进行培养,发现在缺氮条件下,小球藻会降低蛋白质、淀粉的合成,转而合成更多的油脂,请从元素组成和能量角度分析小球藻调整物质合成的意义 。
17. (2026广东卷)Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体基因(L)编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑,获得了单基因突变体植株,以研究Rubisco对光合作用的影响。回答下列问题:
(1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体,肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。
(2)研究发现,突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变,但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低,可能的原因是_____________________________________________。
(3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致,推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比,突变体的光饱和点___________(填“升高”“不变”或“降低”);在达到光饱和点之前,突变体净光合速率的限制因素是_____________;在C区提高________________时,野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。
注:a点为光饱和点(光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度)
(4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合,重合部分一定会在__________区出现,推测曲线重合的原因是__________________________________________________________________。
18.肿瘤细胞表面有受体EGFR,CD3是T细胞表面的标志性抗原。科研人员制备双特异性抗体EGFR/CD3,可招募T细胞定向移至肿瘤细胞,增强其对肿瘤细胞的杀伤力,过程如下图所示。
(1)动物细胞培养:动物细胞培养应提供的气体条件是_______,其中CO2的作用是_______。注射EGFR进入小鼠体内后,可从小鼠_________中获取能产生特异性抗体的细胞B,并用________酶进行处理分离制备成细胞悬液。细胞B与细胞A融合前,______(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞B数量。
(2)诱导融合:细胞融合过程中可添加脂溶性物质________促进细胞融合。
(3)第一次筛选:常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对未融合的细胞和________细胞生长具有抑制作用。为了提高异种细胞筛选的成功率,也可以通过红、绿颜色荧光分别标记A、B细胞膜蛋白,再用荧光显微镜观察融合细胞表面的________现象进行筛选。
(4)第二次筛选:筛选出杂交瘤细胞后,先进行_______培养,再利用_______方法,来获得能产生特定抗体的单克隆杂交瘤细胞。
(5)克隆培养:在体外进行杂交瘤细胞培养时需要在合成培养基的基础上添加________等天然成分。据图分析,抗体是由两条H链和两条L链组成的4条肽链的对称结构,双杂交瘤细胞在理论上会产生多种抗体,原因是______。
(6)双特异性抗体治疗肿瘤的效果往往优于EGFR抗体和CD3抗体的联合使用,原因是___ ___。
19.科研人员将一种水稻DNA病毒增殖的关键基因——P基因的部分反义片段构建表达载体转入水稻细胞,表达出的RNA与病毒转录的RNA互补,抑制病毒基因的表达,从而获得抗病毒的水稻植株。下图为病毒P基因结构、质粒及酶切位点示意图。
(1)利用双酶切法将P基因的反义片段插入质粒,若在片段上游加入SpeⅠ的酶切位点,下游应加入限制酶切位点为________。扩增P基因的反义片段所需的引物应选择________,两个引物的末端序列分别为________(对应前一空的顺序填写序号)。
①5'—AAGCTT—3' ②5'—CTTAAG—3'
③5'—GAATTC—3' ④5'—TCTAGA—3'
⑤5'—ACTAGT—3' ⑥5'—TGATCA—3'
(2)构建重组质粒时,P基因的反义片段和质粒分别用限制酶切割后,还需用到的酶是________。利用重组质粒将反义片段导入植物细胞后,筛选时需在培养基中添加________。
(3)筛选得到的转基因植物细胞通过________获得完整抗病毒水稻。为了验证水稻是否具有抗病毒特性,需对转基因水稻接种该DNA病毒,并检测感染细胞中是否含有P基因DNA、mRNA和P蛋白,若________,则证明转基因水稻具有抗病毒能力。
参考答案
1. 选D。A.红细胞内的血红蛋白属于具有运输功能的蛋白质,可运输血液中的氧,部分还可运输二氧化碳,正确
B.胰岛素的化学本质是蛋白质,是人体唯一可以降低血糖的激素,可通过促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖,降低血液中葡萄糖浓度,正确
C.抗体的化学本质为免疫球蛋白,属于具有免疫功能的蛋白质,能够与抗原发生特异性结合,正确
D.Na⁺通道属于通道蛋白,介导Na⁺顺浓度梯度的协助扩散,无法维持Na⁺浓度差;神经细胞内外Na⁺浓度差依靠钠-钾泵的主动运输过程维持,错误
2.结论:选B。
A.MT本质是酶→温度和pH是影响酶活性的基本因素,正确
B.突变后MT仍催化海藻糖合成(功能未变),仅热稳定性改变→说明216位丙氨酸与热稳定性有关,题干信息不足以推断其对专一性“至关重要”,错误
C.筛选热稳定性高的酶→应在高温条件下测定活性→不耐热的酶在高温下失活被淘汰→筛选逻辑正确,正确
D.通过设计氨基酸序列改造蛋白质结构以获得所需功能→属于蛋白质工程(从蛋白质功能→结构→基因的逆向设计),正确
3. 选C。A.营养细胞和生殖细胞是同一个小孢子经有丝分裂产生的,有丝分裂会将亲代细胞的核遗传物质精确复制后平均分配到子细胞中,因此二者核基因组序列完全相同,A错误;
B.两个细胞均来源于同一个小孢子的有丝分裂,来源相同,B错误;
C.有丝分裂的特征是子细胞的染色体数目与亲代细胞完全一致,因此两个细胞的染色体数目都和小孢子相同,二者染色体数目一致,C正确;
D.两个细胞的功能不同,分别发育为花粉管和精子,这是细胞分化的结果,实质是基因的选择性表达,因此二者表达的基因存在明显差异,D错误。
4. 选A。A.两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H],同时释放少量能量,反应过程完全相同,A正确;
B.人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行,而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂的过程发生在线粒体,二者反应场所不完全相同,B错误;
C.鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂,人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸,二者最终产物不同,C错误;
D.酶具有专一性,二者后续的反应过程不同,因此催化反应的酶存在差异,D错误。
5【答案】C
【详解】A、给植物提供C18O2,C18O2参与光合作用第二阶段的反应,会合成含18O的糖类等有机物,18O不会出现在氧气中,A错误;
B、动物吸入18O2后,参与有氧呼吸第三阶段,因此含有18O的水,含有18O的水再参与有氧呼吸第二阶段,产生含有18O的二氧化碳,B错误;
C、给植物提供H218O后,发生水的光解,进入氧气,氧气参与有氧呼吸的第三阶段,合成H218O,参与有氧呼吸的第二阶段,出现在含有18O的二氧化碳中,18O的二氧化碳再参与光合作用的暗反应的反应就会生成含18O的葡萄糖等有机物,C正确;
D、葡萄糖是有氧呼吸的底物,其碳骨架会逐步分解为丙酮酸等,但丙酮酸等有机物参与有氧呼吸第二阶段的反应,不参与第三阶段的反应,因此通过追踪14C的去向(如丙酮酸、CO2、中间产物)不能探究有氧呼吸过程的过程,D错误。
故选C。
6【答案】B
【详解】A、检验点4主要负责检查细胞质是否均等分裂,若发现细胞质分裂异常,会直接导致细胞停留在M期,而不是G1期,A错误;
B、检验点2主要监控DNA复制是否完成,若未完成则细胞无法进入G2期,B正确;
C、检验点1若检测到DNA损伤,会阻止细胞进入S期,该过程需要抑制相关酶的活性等,是需要消耗ATP的,C错误;
D、纺锤体组装完成是在有丝分裂的前期,因此可检测检验点4来检查着丝粒是否附着在纺锤丝上,D错误。
故选B。
7【答案】B
【详解】A、限制酶的选择要确保目的基因和质粒相应结构的完整性,BamHⅠ会将质粒的四环素抗性基因和卡那霉素抗性基因全部破坏,基因表达载体将没有标记基因,后续无法进行筛选,A错误;
B、PCR的过程包括(90℃~95℃)变性、(50℃~65℃)退火、(72℃)延伸等三个过程,B正确;
C、目的基因正确插入会导致卡那霉素抗性基因被破坏,而四环素抗性基因完整,所以初步筛选使用含四环素的培养基,C错误;
D、如图丙所示结果只能说明转基因小麦中含有光敏色素基因A,但不能说明基因A是否表达,无法确定转基因小麦是否培育成功,D错误。
8.D [解析] 浅蓝尾相互交配,F2出现了1∶2∶1的性状分离比,为3∶1的变式,所以该性状的遗传遵循分离定律,A错误;如果F2相互交配,则产生的配子B∶b=1∶1,F3中依然是深蓝尾∶浅蓝尾∶紫尾=1∶2∶1,深蓝尾的比例为1/4,B错误;浅蓝尾个体的遗传因子组成是Bb,进行测交,后代的遗传因子组成及比例是Bb∶bb=1∶1,由于无法确定深蓝尾和紫尾个体的遗传因子组成,所以测交后代性状表现无法确定,C错误;F2的深蓝尾遗传因子组成是bb或BB,和浅蓝尾Bb杂交,子代遗传因子组成是Bb和bb或BB和Bb,不会出现紫尾个体,D正确。
9.D [解析] 由题意可知:遗传因子组成为aa的个体有50%在发育至成年之前致死,则该群体中能作为亲本繁殖后代的个体的遗传因子组成及比例为AA∶Aa∶aa=1∶1∶1,该成年群体中产生的A配子所占的比例为1×1/3+1/2×1/3=1/2,a配子所占的比例为1/2,则子一代幼年群体中AA个体所占比例为1/2×1/2=1/4,Aa个体所占比例为2×1/2×1/2= 1/2,aa个体所占比例为1/2×1/2=1/4,因此子一代成年群体中遗传因子组成及比例为AA∶Aa∶aa=2∶4∶1,所以Aa个体所占比例为4/7,A、B、C错误,D正确。
10. B
11.A [解析] 亲代黑×黑→子代出现黑和白化,说明黑(Cb)对白化(Cz)为显性;亲代乳白×乳白→子代出现乳白和白化,说明乳白(Cc)对白化(Cz)为显性;亲代黑×白化→子代出现黑和银,说明黑(Cb)对银(Cs)为显性,银(Cs)对白化(Cz)为显性;亲代银×乳白→子代银∶乳白∶白化≈2∶1∶1,说明银(Cs)对乳白(Cc)为显性,进而可推知这组遗传因子间的显隐性关系为Cb(黑色)>Cs(银色)>Cc(乳白色)>Cz(白化)。该豚鼠群体中与毛色有关的遗传因子组成中纯合的有4种,杂合的有6种,共有10种遗传因子组成,两只豚鼠杂交的后代最多会出现4种遗传因子组成,根据遗传因子的显隐性关系判断,最多会出现3种毛色,A正确,B、C错误;白化豚鼠的遗传因子组成为CzCz,白化豚鼠杂交后代的表现类型只有白化,不会出现银色个体,D错误。
12. C
13. D 若两人的电泳结果相同,仅代表条带一致,比如A2A2(患病,1条带)和AA2(正常,1条带),条带相同,但表型和基因型均不同,A错误。根据题意可知,A1>A>A2,根据电泳图和表型可知Ⅰ1的基因型为AA2,Ⅰ2的基因型为A1A2,所以Ⅱ1的基因型可以为A1A、A1A2、A2A2,Ⅱ2的基因型A1A1或A1A,根据Ⅰ4的基因型是AA,确定Ⅱ2的基因型为A1A,Ⅱ1任意一个基因型个体与Ⅱ2交配,都有可能形成一条电泳带且患病个体,所以若Ⅲ1的电泳结果只有一条电泳带,则Ⅱ1的基因型不一定是A2A2,B错误。若Ⅲ3的电泳结果与Ⅰ2相同,基因型是A1A2,Ⅱ2的基因型为A1A,若Ⅱ1为A1A2、A2A2都可以得到A1A2,C错误。若Ⅱ1的基因型为A1A,Ⅱ2的基因型为A1A,根据表型可以确定Ⅲ2的基因型是AA;若Ⅱ1的基因型为A1A2,则根据表型可以确定Ⅲ2的基因型是AA2;若Ⅱ1的基因型为A2A2,则根据表型可以确定Ⅲ2的基因型是AA2;所以Ⅲ2的基因型为AA或AA2,与Ⅰ1或者Ⅰ4相同,D正确。
14C 根据题意可知,自花传粉植株的花色由基因A/a控制,基因A对基因a为不完全显性,其中白花植株基因型为aa。该红花植株自交,F1中紫花∶红花∶白花=9∶10∶1,发生了性状分离的现象,说明红花植株基因型为Aa,紫花植株的基因型为AA,A正确;红花植株自交后,子代中的分离比不是1∶2∶1,说明配子可能存在致死现象,因aa占1/20,配子不死亡的个体提供A和a的概率都为1/2,配子死亡的个体提供a的概率为1/10,提供A的概率为9/10,故含a的配子(雌配子或雄配子)有8/9致死,B正确;根据A、B选项分析可知,F1中紫花与白花为纯合子,因此F1中纯合子的比例为1/2,C错误;根据B选项分析可知,含a的配子(雌配子或雄配子)有8/9致死,该红花植株作为父本进行测交,即与aa白花植株进行杂交,因此子代中可能出现红花∶白花=9∶1或1∶1,D正确。
15.答案:B解析:据图分析,左旋螺(基因型为dd)作为母本,与右旋螺(基因型为DD)作为父本杂交,F1基因型为Dd,表型为左旋螺(与母本相同),F1自交,F2全部为右旋螺,且后代DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,说明基因D/d的遗传遵循基因的分离定律,即“母性效应”现象是符合孟德尔分离定律的;根据题意和题图分析,螺壳表现为左旋,说明母本的基因型为dd,故表现为螺壳左旋的子代基因型为dd或Dd,一共2种;若螺壳表现为右旋,说明其母本的基因型为DD或Dd;让图中F2个体进行自交,1/4DD和1/2Dd自交后代均为右旋螺,1/4dd自交后代均为左旋螺,故其后代螺壳表型及其比例为右旋螺∶左旋螺=3∶1。
16【答案】(1)类囊体薄膜和线粒体内 催化和运输 NADPH ATP 和 NADPH
(2)丙酮酸 乙酰 CoA 甘油三酯、乙醇(和 CO2 )
(3)油脂不含氮元素,且储存能量高,有利于小球藻的代谢和生长
【详解】(1)ATP合成酶的作用是催化ADP和Pi生成ATP,从图1看出,ATP合酶分布在叶绿体类囊体薄膜上,同时在图2中,ATP合酶分布在线粒体内膜上(有氧呼吸第三阶段)。图1还可知ATP合成酶可以运输H+。
水光解产生的电子经一系列的传递,与①NADP+共同形成了②NADPH,PSI和PSII吸收的光能储存在ATP和NADPH中,参与暗反应。
(2)有氧呼吸第一阶段的物质X是丙酮酸,丙酮酸跨膜转运至线粒体基质参与有氧呼吸第二阶段,结合图示可知,丙酮酸在线粒体基质中转变为乙酰CoA参与三羧酸循环,该阶段不需要氧气的参与。此外,丙酮酸还可以在细胞质基质中在相关酶的作用下生成酒精和二氧化碳(参与无氧呼吸)或生成甘油三酯。
(3)缺氮条件下,小球藻会降低蛋白质、淀粉的合成,转而合成更多的油脂,因为油脂不含氮元素,且储存能量高,有利于小球藻的代谢和生长。
17【参考答案】
【答案】(1) ①. 细胞核 ②. L基因编码的大亚基
(2)突变体中Rubisco酶合成量减少,酶总浓度降低,酶总催化活性显著下降
(3) ①. 降低 ②. 光照强度 ③. CO2浓度(二氧化碳浓度)
(4) ①. A ②. 低光照强度下,光反应产生的ATP和NADPH不足,是光合速率的主要限制因素,A区光照强度较低,Rubisco活性差异不影响暗反应速率
1.S是核基因,真核生物的核基因转录发生在细胞核中;Rubisco由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体基因(L)编码的大亚基组成,S编码的小亚基进入叶绿体后,需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完整的Rubisco。
2.突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变,说明单个Rubisco的催化能力不变;突变是S基因被编辑,S负责编码小亚基,因此S基因突变后,小亚基合成量减少,能组装得到的完整Rubisco总数量减少、总浓度降低,最终导致总催化活性显著下降。
3.突变体Rubisco总活性更低,暗反应固定CO₂的能力更弱,较低光照强度下,光反应产生的ATP和NADPH就能满足减弱的暗反应需求,光合速率就会达到饱和,因此和野生型相比,突变体的光饱和点降低;达到光饱和点之前,净光合速率随光照强度升高而升高,说明此时光照强度是净光合速率的主要限制因素;C区是光照强度超过野生型光饱和点的区域,此时光照已经不再是限制因素,大气CO₂浓度条件下,暗反应的限制因素主要是CO₂浓度,因此提高CO₂浓度(二氧化碳浓度)后,暗反应速率提升,净光合速率先升高,CO₂饱和后趋于稳定。
4.结合题意及题图信息可知,A区光照强度极低,此时限制光合作用的关键因素是光照强度:低光照强度下,光反应产生的ATP和NADPH不足,是光合速率的主要限制因素,A区光照强度较低,Rubisco活性差异不影响暗反应速率,因此突变体和野生型净光合速率没有明显差异,曲线重合。
结论:作答时必须把题干限定、图中组别差异和教材原理连成完整因果链。
18【答案】(1) 95%空气和5%CO2 维持培养液的pH 脾脏 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 不需要
(2)PEG
(3) 融合的具有同种核/同种融合 荧光的颜色/红绿相间
(4) 克隆化/细胞克隆/克隆 抗体检测呈阳性/抗原—抗体杂交法/抗体阳性检测
(5) 动物血清 双杂交瘤细胞会表达产生两种H链和两种L链,H链和L链的结合又是随机的,因而产生多种抗体
(6)招募T细胞定向移至肿瘤细胞,增强其对肿瘤细胞的杀伤力
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】(1)动物细胞培养需95%空气和5%CO2的混合气体。95%空气提供细胞呼吸所需的O2,5%CO2能维持培养液的pH稳定。EGFR作为抗原注射小鼠后,小鼠免疫系统会产生特异性抗体,能产生该抗体的B淋巴细胞主要存在于脾脏中,因此从脾脏中获取细胞B。脾脏组织中的细胞相互黏连,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解细胞间的蛋白质,使细胞分散形成细胞悬液。细胞B是已免疫的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞(细胞A)融合前无需原代培养扩大数量,直接融合即可满足实验需求。
(2)诱导动物细胞融合的脂溶性物质是PEG(聚乙二醇)。PEG能改变细胞膜的通透性,使两个细胞的细胞膜融合,进而实现细胞质和细胞核的融合。
(3)HAT培养基是筛选杂交瘤细胞的常用选择培养基,它能抑制未融合的亲本细胞(细胞A、细胞B)和同种融合细胞(如细胞A与细胞A融合、细胞B与细胞B融合)的生长,仅允许异种融合的杂交瘤细胞存活。若用红、绿荧光分别标记细胞A和细胞B的膜蛋白,异种融合的杂交瘤细胞表面会同时出现红色和绿色荧光(红绿相间),可通过荧光显微镜观察该现象快速筛选出目标融合细胞。
(4)第一次筛选得到的杂交瘤细胞可能存在多种,需先进行克隆化培养,获得单一细胞来源的克隆群,保证细胞的纯度。通过抗原—抗体杂交法等抗体阳性检测方法,筛选出能产生特定抗体(抗EGFR抗体或抗CD3抗体)的单克隆杂交瘤细胞,排除产生无关抗体的细胞。
(5)体外培养杂交瘤细胞时,合成培养基需添加动物血清等天然成分,血清中含多种未知营养物质,能满足细胞生长和增殖的需求。双杂交瘤细胞由单克隆杂交瘤细胞与细胞C融合形成,会表达两种不同的H链和两种不同的L链。由于H链和L链的结合是随机的,会形成多种组合,因此理论上会产生多种抗体。
(6)双特异性抗体同时具备与肿瘤细胞表面EGFR、T细胞表面CD3结合的能力,能直接将T细胞定向招募至肿瘤细胞周围,使T细胞与肿瘤细胞紧密接触,从而增强T细胞对肿瘤细胞的特异性杀伤力。 相比EGFR抗体和CD3抗体联合使用,双特异性抗体的“桥梁作用”更直接、高效,避免了两种抗体单独作用时的靶向性不足问题。
19【答案】(1) EcoR I F2和R1 ⑤和③
(2) DNA连接酶 潮霉素
(3) 植物组织培养技术 满足P基因DNA存在,但mRNA和P蛋白含量显著降低(或无P蛋白)
【详解】(1)已知上游加入SpeⅠ(5'-ACTAGT-3'),其切割后产生5'-A和CTAGT-3'的黏性末端。为了使P基因反义片段能够反向插入质粒,观察质粒图谱,SpeⅠ和XbaⅠ的切割位点位于T-DNA区域内,且XbaⅠ的识别序列为5'-TCTAGA-3',切割后产生5'-T和CTAGA-3'的黏性末端,为了防止目的基因与运载体随意拼接和自身环化,不能选择Xba Ⅰ酶进行切割,应选择EcoR I酶进行切割。
根据转录方向可知,P基因以下面一条链作为转录的模板链,故P基因的反义片段,应该以P基因的上面一条链为转录的模板链,本质上扩增P基因的反义片段实际就是扩增P基因,故所需的引物应选择F2和R1(引物与目的基因的3'结合,从5'→3'进行延伸子链)。
确保扩增出来的P基因的部分反义片段与运载体拼接,故需要在扩增出来的片段5'添加限制酶,由于P基因的反义片段,应该以P基因的上面一条链为转录的模板链,故其启动子应该在右边,即P基因的右边片段需要靠近运载体上的启动子区域,即添加SpeⅠ酶切位点,即序列⑤;P基因的左侧序列需要添加EcoRI的酶切位点,即序列③。
(2)限制酶切割后,需用 DNA连接酶将目的片段与质粒连接。 目的基因插入的位置为T-DNA(T-DNA可以转移到受体细胞的染色体DNA上)该片段具有潮霉素抗性基因,故利用重组质粒将反义片段导入植物细胞后,筛选时需在培养基中添加潮霉素,将含有重组质粒将反义片段的植物细胞筛选出来。
(3)转基因细胞需通过植物组织培养(脱分化→愈伤组织→再分化→完整植株)获得完整抗病毒水稻。为了验证水稻是否具有抗病毒特性,需对转基因水稻接种该DNA病毒,并检测感染细胞中是否含有P基因DNA、mRNA和P蛋白,若满足P基因DNA存在,但mRNA和P蛋白含量显著降低(或无P蛋白),则证明转基因水稻具有抗病毒能力。
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