精品解析:湖南省岳阳市汨罗市第一中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测生物试题
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内容正文:
2026年10月高三生物月考模拟练习试题
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒,该成果属于单克隆抗体在临床上的应用。下列叙述错误的是( )
A. 该试剂盒的研制过程应用了动物细胞融合技术
B. 该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合
C. 该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤
D. 该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测
2. 我国科学家完成人类历史上第一次人工合成胰岛素的创举用了6年的时间,对于胰岛B细胞来说,这却是一件平常的事。下列关于胰岛B细胞说法错误的是( )
A. 胰岛B细胞获取原料和输出产物的过程都是主动运输
B. 细胞核控制胰岛素合成、加工和运输的过程
C. 胰岛素的合成最先是在游离的核糖体上进行
D. 胰岛B细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快
3. 植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列相关叙述错误的是( )
A. 生长素、细胞分裂素在促进细胞分裂方面表现为协同作用
B. 年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节
C. 植物体内接收可见光中各种光信号的受体统称为光敏色素
D. 持续干热又遇大雨,种子易在穗上发芽是由于脱落酸减少,解除了种子的休眠
4. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出( )
A. 低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
5. 干扰素(INF)是一种抗病毒感染最重要的细胞因子,它的产生和作用过程见下图。下列叙述正确的是( )
A. 人体只有免疫细胞才含有INF基因,且在病毒诱导下才会表达
B. INF可由感染细胞合成和释放,通过干扰病毒的繁殖实现免疫防御
C. INF能进入人体细胞并促进AVP基因的表达
D. AVP蛋白能与病毒核糖体结合并抑制病毒的翻译过程
6. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图 Ⅰ 所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100 mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109(个·L-1),此数值可能低于实际的活菌数
C. 可用干热灭菌法对培养皿、培养基进行灭菌,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图 Ⅱ 可知,丙瓶出现的原因可能是灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
7. 中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是( )
A. 用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B. 利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C. 选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
D. 通过基因工程技术引入外源基因改变花色
8. 宋代《北山酒经》提到“卧浆”在酿酒中的重要性。“卧浆”重酸味,可避免酿酒过程中出现“浆臭”现象。其具体制备工艺为“六月三伏时,用小麦一斗,煮粥为脚,日间悬胎盖,夜间实盖之”。下列叙述错误的是( )
A. “六月三伏”为“卧浆”微生物繁殖提供适宜温度,缩短“卧浆”成熟时间
B. “煮粥为脚”利用高温杀灭小麦中的杂菌,确保后续酿酒过程为纯种发酵
C. “悬胎盖”和“实盖”交替进行,旨在为特定微生物发酵提供适宜氧气条件
D. “卧浆”的重酸味可抑制多数杂菌生长,避免酿酒过程中出现“浆臭”现象
9. 如图为人进食后体内血糖平衡调节的部分过程,GIP是进食刺激小肠K细胞分泌的一种多肽。相关叙述错误的是( )
A. 图中M是下丘脑,通过自主神经系统使胰岛B细胞分泌胰岛素
B. 据图可知,胰岛B细胞分泌胰岛素的过程至少受4种物质影响
C. 胰岛素可促进脂肪细胞中葡萄糖转化为肝糖原和甘油三酯
D. 胰岛素是体内唯一能降血糖的激素,升血糖的激素有多种
10. 人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为( )
A. 5'-TTG-3' B. 5'-ATT-3' C. 5'-GTT-3' D. 5'-TTA-3'
11. 某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中,构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组先在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段;再经限制酶切割获得含N基因的片段甲,片段甲两端分别为M1与M2;最后将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2。酶切位点(Ⅰ~Ⅳ)、引物(P1~P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 片段甲构建过程中需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶
B. 构建片段甲时,可将M1片段插入质粒的Ⅰ和Ⅱ酶切位点之间
C. 选用P1和P4引物对B2的DNA进行PCR和电泳检测N基因是否插入成功
D. 利用菌株B2处理秸秆的优点包括减少环境污染、增加土壤养分等
12. 下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图及成员相关基因扩增酶切电泳结果(数字表示酶切片段的碱基对数目),其中,甲病在人群中的发病率为1/10000.下列分析正确的是( )
A. 甲病可能是因为正常基因发生碱基对的替换所导致的
B. Ⅱ3与人群中某正常男子婚配,生患病孩子的概率为1/100
C. 乙病基因若位于XY染色体的同源区段,则Ⅱ8为男性
D. Ⅱ4、Ⅱ8均携带致病基因,但两者均不患待测遗传病
二、多选题(每题4分,共16分)
13. 某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有( )
A. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B. 发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C. 醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D. 啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
14. 为研究IAA调控植物根生长的机制,研究人员以拟南芥GA合成缺陷型突变体为材料,测定初生根长度(图1);同时将绿色荧光蛋白GFP基因与RGA基因融合转入该突变体,观察根尖GFP-RGA融合蛋白的表达情况(图2)。已知IAA与GA协同促进细胞伸长,RGA是抑制生长的蛋白质,其降解受GA调控。下列叙述正确的是( )
A. IAA可以促进拟南芥初生根的生长,去除顶芽后突变体对GA的反应减弱
B. 实验选用拟南芥GA合成缺陷型突变体,是为了排除自身GA对实验的干扰
C. 无GA处理时根尖均有绿色荧光,说明IAA可直接诱导RGA蛋白发生降解
D. 实验证实IAA通过GA介导RGA蛋白降解,从而实现对植物根生长的调控
15. 为探究某地区鸟类长期稳定共存的机制,研究人员调查了青冠雀与棕头鸦雀的部分生态位特征:①青冠雀偏好乔木中层筑巢,棕头鸦雀偏好乔木下层筑巢;②二者日孵卵高峰时段不同;③青冠雀摄食果实、种子、嫩芽及昆虫,棕头鸦雀仅摄食昆虫。下列叙述正确的是( )
A. 两种鸟类的筑巢位置差异体现了生态位的分化,是物种间及生物与环境协同进化的结果
B. 可通过定向布设红外触发相机收集二者孵卵相关数据,孵卵时间的分化能降低种间竞争强度
C. 从食性分析,青冠雀的生态位更宽,与棕头鸦雀在食物资源利用上可能存在部分重叠
D. 该区域的果实、种子、嫩芽及昆虫的量是影响青冠雀和棕头鸦雀种群数量的非密度制约因素
16. 下图为某单基因遗传病的家系图,据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 该遗传病可能存在多种遗传方式
B. 若Ⅰ-2为纯合子,则Ⅲ-3是杂合子
C. 若Ⅲ-2为纯合子,可推测Ⅱ-5为杂合子
D. 若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生一个孩子,其患病的概率为1/2
三、实验题(共28分)
17. 电子烟常被误解为传统香烟的“无害替代品”。最新研究发现:电子烟的气溶胶中的NNK(尼古丁的衍生物亚硝胺酮)会破坏免疫系统,诱发肺癌等疾病。图1为NNK影响细胞毒性T细胞的部分机制示意图,图2为肿瘤细胞免疫逃逸的机制图。请回答下列问题:
(1)据图分析,NNK诱导肿瘤细胞免疫逃逸的机制是:①NNK与细胞膜上的分子X结合,激活转录因子,促进IDOI基因表达,合成IDO1酶,催化色氨酸转化为犬尿氨酸,一方面直接_____(填“促进”或“抑制”)细胞毒性T细胞的增殖分化;另一方面_____。
②NNK还诱导了肿瘤细胞_____(填“过量表达”或“不表达”)PD-L1,来逃避免疫系统识别和清除。
(2)研究发现,NNK会通过抑制肺腺癌细胞和肺细胞的凋亡,增加患肺癌的风险。请利用小鼠肺上皮细胞、小鼠肺腺癌细胞、生理盐水、浓度为10μmol/L的NNK溶液、显微镜等材料用具,完善实验验证过程。
①取小鼠肺上皮细胞和小鼠肺腺癌细胞的原代培养物,用_____处理,使细胞分散成单个细胞,制备成细胞悬液,进而进行_____。
②分别取培养至第3代、生长状态一致的两种细胞,各自随机分为2组,分别接种到相同规格的培养瓶中,加入等量的对应细胞培养液,置于相同且适宜的条件下培养24h。
③两组细胞的对照组均加入_____,两组细胞的实验组分别加入_____,继续在CO2培养箱中培养48h。
④培养结束后,用细胞凋亡检测试剂盒检测细胞凋亡率,记录并统计各组凋亡率。
(3)请综上分析电子烟诱发肺癌的机制_____。
18. 簇生稻具有多稻粒着生成簇的特点。为确定调控簇生表型的基因,我国科研人员用叠氮化钠(NaN3)处理簇生稻(三粒一簇)种子,获得大量诱变株(M1),并从M1自交后代M2中筛选出2个非簇生稻突变体株系开展相关研究,最终确定BRD3基因参与调控簇生表型,部分流程如图所示。
回答下列问题:
(1)用NaN3处理簇生稻种子的目的是______。M2的突变株中仅筛选出2个非簇生稻突变体株系,说明基因突变具有______特点。
(2)将筛选出的非簇生稻和簇生稻杂交,获得F1均为弱簇生稻(两粒一簇),F1自交获得F2。若将F1弱簇生稻与非簇生稻杂交,后代的表型及比例是______。
(3)已知花梗中的油菜素甾醇含量调控稻粒着生性状的形成。非簇生稻突变株中,BRD3蛋白失活。在稻穗发育阶段,非簇生稻突变株花梗中的油菜素甾醇含量显著高于簇生稻。推测BRD3蛋白在水稻簇生表型形成中的作用机制是______。结合该机制分析F2性状分离比是1∶2∶1,而不是3∶1的原因是______。
(4)一般情况下水稻穗粒数和粒重之间呈负相关。本研究发现簇生稻穗粒数增多,但粒重与非簇生稻基本相同。综合上述信息,提出一种利用该簇生稻提高其他品系水稻产量的思路______。
四、解答题(共32分)
19. 碘是合成甲状腺激素的主要原料,甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度远高于细胞外液。下图是一组将含131I的碘剂注入实验动物体内后,检测甲状腺区域131I放射性强度的实验结果,图A是碘剂注入后的检测结果,图B~D是进行相应处理的检测结果。
回答下列问题。
(1)图A中,曲线上升表明甲状腺滤泡上皮细胞摄入131I-,I-的跨膜运输方式为______;导致曲线下降的原因是______。
(2)注射甲状腺激素后的一定时间内曲线下降极为缓慢(图B),原因是注射后,体内甲状腺激素浓度高于生理浓度,通过负反馈调节,抑制了______的分泌,进而甲状腺激素分泌减少;随后曲线再次下降,原因是______。
(3)垂体切除后曲线下降明显变缓(图D),若将垂体切除后的实验动物置于低温环境中,能出现类似图C的结果,原因是______。
(4)某患者由于感染外源性抗原,机体产生大量促甲状腺激素受体的刺激性抗体,导致滤泡上皮细胞持续分泌过量的甲状腺激素,出现甲亢症状。该疾病属于免疫失调中的______病。外源性抗原引起机体分泌抗体,属于特异性免疫中的______免疫。
20. 4-α糖基转移酶(4αGT)在工业生产中发挥重要作用。为实现产业化生产,研究人员利用双酶切法,从重组克隆载体(仅用于目的基因的复制和保存)中获取目的基因,连入表达载体,构建了高效表达4αGT的工程菌,流程如图1所示。回答下列问题:
(1)为确保目的基因正常复制,重组克隆载体和重组表达载体均应含有的元件为________。为确保目的基因正常表达,相较于重组克隆载体,重组表达载体目的基因两端的元件除启动子外,还有________,作用为________。
(2)根据限制酶识别序列和切割位点,以及目的基因片段的黏性末端(图1),判断所使用的限制酶1是________,限制酶2是________。
(3)琼脂糖凝胶电泳中,DNA分子大小与迁移速率成反比。为检验重组表达载体是否构建成功,用限制酶1和限制酶2切割后,进行电泳鉴定。构建成功的重组表达载体酶切产物的电泳结果如图2所示,条带________(填“a”或“b”)对应目的基因片段,理由是________。
(4)将重组表达载体导入受体细胞,获得的工程菌接入液体培养基中培养。定时检测培养液中4αGT的含量,结果如图3所示。阶段2中4αGT含量迅速升高的原因可能是________(答出一点即可)。
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2026年10月高三生物月考模拟练习试题
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒,该成果属于单克隆抗体在临床上的应用。下列叙述错误的是( )
A. 该试剂盒的研制过程应用了动物细胞融合技术
B. 该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合
C. 该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤
D. 该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测
【答案】D
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备利用了动物细胞培养、动物细胞融合等技术。
【详解】A、依据题干信息,戊肝诊断试剂盒属于单克隆抗体的研究成果,单克隆抗体制备过程需要已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合,所以动物细胞融合技术,A正确;
B、该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合,B正确;
C、依据题干信息,该试剂盒以尿液中的抗原为靶标,所以该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤,C正确;
D、抗体具有特异性,所以戊肝诊断试剂盒只能用于戊肝的检测,不能用于其他类型病毒性肝炎的检测,D错误。
故选D。
2. 我国科学家完成人类历史上第一次人工合成胰岛素的创举用了6年的时间,对于胰岛B细胞来说,这却是一件平常的事。下列关于胰岛B细胞说法错误的是( )
A. 胰岛B细胞获取原料和输出产物的过程都是主动运输
B. 细胞核控制胰岛素合成、加工和运输的过程
C. 胰岛素的合成最先是在游离的核糖体上进行
D. 胰岛B细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快
【答案】A
【解析】
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。
【详解】A、胰岛B细胞获取氨基酸等原料一般是主动运输,但是输出胰岛素(属于分泌蛋白)的方式是胞吐,不是主动运输,A错误;
B、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,胰岛素的合成、加工和运输等过程都受细胞核控制,B正确;
C、胰岛素是分泌蛋白,其合成最先是在游离的核糖体上合成一段肽链后,这段肽链会引导核糖体附着到内质网上继续合成,C正确;
D、胰岛B细胞能合成和分泌胰岛素,在分泌蛋白的合成与分泌过程中高尔基体参与加工和分泌,会发生膜成分的更新;心肌细胞主要功能是收缩,分泌功能较弱,所以胰岛B细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快,D正确。
故选A。
3. 植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列相关叙述错误的是( )
A. 生长素、细胞分裂素在促进细胞分裂方面表现为协同作用
B. 年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节
C. 植物体内接收可见光中各种光信号的受体统称为光敏色素
D. 持续干热又遇大雨,种子易在穗上发芽是由于脱落酸减少,解除了种子的休眠
【答案】C
【解析】
【详解】A、生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者在促进细胞分裂方面表现为协同作用,A正确;
B、年轮的形成和不同季节的温度差异导致植物细胞分裂、生长速率不同有关,春化作用是经历低温诱导促使植物开花的过程,二者均可说明温度参与植物生长发育的调节,B正确;
C、光敏色素是植物体内主要接收红光和远红光信号的受体,并不能接收可见光中各种光信号,C错误;
D、脱落酸可维持种子休眠、抑制种子萌发。脱落酸在高温下易分解,持续干热会使种子中的脱落酸降解,脱落酸含量减少,解除了种子休眠,大雨为种子萌发提供了充足水分,因此种子易在穗上发芽,D正确。
4. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出( )
A. 低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
【答案】D
【解析】
【分析】由题图分析可得:
(1)图中所展现有两个影响光合速率的因素:一个是CO2的浓度,另一个是温度。
(2)当温度相同时,光合速率会随着CO2的浓度升高而增大;当CO2的浓度相同时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小。
(3)当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知,当CO2浓度一定时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小,A正确;
B、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃,可以表明在一定范围内,CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高,B正确;
C、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,光合速率随温度的升高而改变程度不大,光合速率在温度的升高下,持续在数值为10处波动,而CO2浓度为其他数值时,光合速率随着温度的升高变化程度较大,曲线有较大的变化趋势,所以表明CO2浓度为200μL·L-1时,温度对光合速率影响小,C正确;
D、分析题图可知,10℃条件下,CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时,光合速率有显著提高,而370μL·L-1至1000μL·L-1时,光合速率无明显的提高趋势,而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时,两者光合速率数值接近同一数值,所以不能表明10℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高,D错误。
故选D。
5. 干扰素(INF)是一种抗病毒感染最重要的细胞因子,它的产生和作用过程见下图。下列叙述正确的是( )
A. 人体只有免疫细胞才含有INF基因,且在病毒诱导下才会表达
B. INF可由感染细胞合成和释放,通过干扰病毒的繁殖实现免疫防御
C. INF能进入人体细胞并促进AVP基因的表达
D. AVP蛋白能与病毒核糖体结合并抑制病毒的翻译过程
【答案】B
【解析】
【详解】A、人体所有体细胞都由受精卵分裂分化而来,几乎都含有全套的人体基因,并非只有免疫细胞含有干扰素基因,只是干扰素基因只在特定细胞中诱导表达,A错误;
B、由图可知,病毒侵入感染细胞后,病毒核酸诱导感染细胞合成干扰素并释放,干扰素作用于靶细胞后,最终通过AVP抑制病毒蛋白质合成,干扰病毒繁殖,实现免疫防御,B正确;
C、图中显示干扰素仅与靶细胞膜上的特异性受体结合,不进入靶细胞内部,是通过信号传递诱导AVP基因表达,并非干扰素直接进入细胞促进表达,C错误;
D、病毒没有自身的核糖体,病毒的蛋白质翻译利用宿主细胞的核糖体完成,AVP是结合宿主核糖体抑制病毒翻译,不是与病毒核糖体结合,D错误。
6. 酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量,研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图 Ⅰ 所示实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100 mL完全培养基,下列说法错误的是( )
A. 葡萄酒发酵过程中,缺氧酸性环境、酵母菌产生的次生代谢产物酒精等可抑制杂菌的繁殖
B. 用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×109(个·L-1),此数值可能低于实际的活菌数
C. 可用干热灭菌法对培养皿、培养基进行灭菌,菌种接种过程中的试管口、瓶口等需灼烧灭菌
D. 由图 Ⅱ 可知,丙瓶出现的原因可能是灭菌不彻底,丁组酵母菌产酒精能力比乙强
【答案】C
【解析】
【分析】果酒制作过程中的相关实验操作:材料的选择和处理→灭菌→榨汁→发酵。利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘10算每升发酵液的微生物数。
【详解】A、利用葡萄皮表面野生型酵母菌在缺氧的环境下发酵产酒精。次生代谢不是生物生长所必需的,在一定的环境和时间条件下进行,产生的酒精不是酵母菌生长所必需的物质,所以是次生代谢物。大多数杂菌在缺氧、有酒精的环境下无法繁殖,A正确;
B、若对菌液计数,需选取菌落数处于30~300的培养皿计数。平均菌落数除以涂布体积乘上稀释倍数求的是每毫升发酵液的微生物数量,还应该再乘103算每升发酵液的微生物数,计数过程中两个或两个以上细胞连在一起,平板上观察到的只是一个菌落,所以数目偏小,B正确;
C、培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌,接种过程中,试管口、瓶口等容易被污染的部位,可以通过火焰灼烧灭菌,C错误;
D、丙瓶中活菌数量不为0,而酒精浓度为0,说明培养基可能被杂菌污染,丁瓶的活菌数少于乙瓶,但丁瓶中酒精浓度与乙瓶一致,说明丁组酵母菌产酒精能力比乙强,D错误。
故选C。
7. 中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是( )
A. 用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B. 利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C. 选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
D. 通过基因工程技术引入外源基因改变花色
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可知,中国水仙是一种三倍体观赏花卉,其在形成配子是联会紊乱,不能形成正常的配子,不能进行单倍体育种。
【详解】A、用水仙鳞片进行植物组织培养可以在短期内得到大量植株,可以提高产率,A正确;
B、中国水仙是一种三倍体观赏花卉,其在形成配子是联会紊乱,不能形成正常的配子,不能进行单倍体育种,B错误;
C、幼嫩组织几乎不含病毒,可选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗,C正确;
D、生物的性状受基因的控制,可通过基因工程技术引入外源基因改变花色,D正确。
故选B。
8. 宋代《北山酒经》提到“卧浆”在酿酒中的重要性。“卧浆”重酸味,可避免酿酒过程中出现“浆臭”现象。其具体制备工艺为“六月三伏时,用小麦一斗,煮粥为脚,日间悬胎盖,夜间实盖之”。下列叙述错误的是( )
A. “六月三伏”为“卧浆”微生物繁殖提供适宜温度,缩短“卧浆”成熟时间
B. “煮粥为脚”利用高温杀灭小麦中的杂菌,确保后续酿酒过程为纯种发酵
C. “悬胎盖”和“实盖”交替进行,旨在为特定微生物发酵提供适宜氧气条件
D. “卧浆”的重酸味可抑制多数杂菌生长,避免酿酒过程中出现“浆臭”现象
【答案】B
【解析】
【详解】A、微生物的生长繁殖需要适宜温度,六月三伏时温度较高,有利于“卧浆”相关微生物的代谢和繁殖,可缩短“卧浆”成熟时间,A正确;
B、“煮粥为脚”的高温可杀灭小麦中的大部分杂菌,但传统发酵工艺没有严格的无菌操作流程,后续发酵过程仍会有空气、环境中的杂菌参与,不属于纯种发酵,B错误;
C、“悬胎盖”即不密封容器,可提供有氧环境,利于好氧微生物增殖,“实盖”即密封容器,营造无氧环境,利于厌氧微生物发酵,二者交替可为特定微生物提供适宜的氧气条件,C正确;
D、“卧浆”的重酸味说明发酵产生了大量酸性物质,酸性条件可抑制多数不耐酸杂菌的生长繁殖,避免杂菌代谢产生异味导致“浆臭”,D正确。
9. 如图为人进食后体内血糖平衡调节的部分过程,GIP是进食刺激小肠K细胞分泌的一种多肽。相关叙述错误的是( )
A. 图中M是下丘脑,通过自主神经系统使胰岛B细胞分泌胰岛素
B. 据图可知,胰岛B细胞分泌胰岛素的过程至少受4种物质影响
C. 胰岛素可促进脂肪细胞中葡萄糖转化为肝糖原和甘油三酯
D. 胰岛素是体内唯一能降血糖的激素,升血糖的激素有多种
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:进食可刺激小肠K细胞分泌多肽GIP,GIP可作用于胰岛细胞和脂肪细胞,GIP可作用于胰岛B细胞使该细胞分泌胰岛素增多;另外血糖升高还会刺激下丘脑M的某一区域,下丘脑通过传出神经分泌调节胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞活动增强,胰岛素分泌增多,GIP和胰岛素通过脂肪细胞膜上的特异性信息分子受体作用于脂肪细胞,促进葡萄糖进入细胞并转化为脂肪,从而降低血糖水平。
【详解】A、图中的M可以感知血糖变化,还可以通过神经递质调节胰岛B细胞的活动,所以M是血糖调节中枢下丘脑,通过自主神经系统使胰岛B细胞分泌胰岛素,A正确;
B、据图可知,胰岛B细胞分泌胰岛素的过程至少受4种物质影响,即葡萄糖、GIP、神经递质和胰高血糖素,B正确;
C、胰岛素会促进脂肪细胞中葡萄糖加速转变为甘油三酯,促进肝细胞中的葡萄糖转化为肝糖原,从而降低血糖,C错误;
D、胰岛素是体内唯一能降血糖的激素,升血糖的激素有多种,如胰高血糖素、肾上腺素等,D正确。
故选C。
10. 人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为( )
A. 5'-TTG-3' B. 5'-ATT-3' C. 5'-GTT-3' D. 5'-TTA-3'
【答案】A
【解析】
【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸即为一个密码子。
【详解】分析题意:人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,说明该终止密码子这里原来是5'-CAA3',那么其对应的DNA模板链序列为5'-TTG-3',BCD错误,A正确。
故选A。
11. 某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中,构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组先在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段;再经限制酶切割获得含N基因的片段甲,片段甲两端分别为M1与M2;最后将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2。酶切位点(Ⅰ~Ⅳ)、引物(P1~P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 片段甲构建过程中需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶
B. 构建片段甲时,可将M1片段插入质粒的Ⅰ和Ⅱ酶切位点之间
C. 选用P1和P4引物对B2的DNA进行PCR和电泳检测N基因是否插入成功
D. 利用菌株B2处理秸秆的优点包括减少环境污染、增加土壤养分等
【答案】C
【解析】
【详解】A、构建重组DNA分子(片段甲)时,需要用限制酶切割含有N基因的质粒和含有M1、M2片段的DNA,以获得相同的末端,再用DNA连接酶将它们连接起来,所以需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶,A正确;
B、Ⅰ和Ⅱ酶切位点位于启动子的上游,将M1片段插入Ⅰ和Ⅱ之间,不会破坏启动子、N基因等关键结构,是可行的,B正确;
C、将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2时,不含引物P4片段,引物P1和P2进行PCR可扩增N基因,所以应选用P1和P2引物对B2的DNA进行PCR和电泳检测N基因是否插入成功,C错误;
D、菌株B2能高效降解纤维素(秸秆的主要成分),处理秸秆可以减少焚烧带来的环境污染,同时降解产物能增加土壤养分,D正确。
12. 下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图及成员相关基因扩增酶切电泳结果(数字表示酶切片段的碱基对数目),其中,甲病在人群中的发病率为1/10000.下列分析正确的是( )
A. 甲病可能是因为正常基因发生碱基对的替换所导致的
B. Ⅱ3与人群中某正常男子婚配,生患病孩子的概率为1/100
C. 乙病基因若位于XY染色体的同源区段,则Ⅱ8为男性
D. Ⅱ4、Ⅱ8均携带致病基因,但两者均不患待测遗传病
【答案】A
【解析】
【详解】A、分析图可知,“无中生有为隐性,隐性患病看女病,父子患病为伴性”,甲病为常染色体隐性遗传病(假设该病由A/a基因控制),结合电泳图谱可知,II3的电泳条带为隐性致病基因所在的条带,也就是a基因的条带为1350bp,A基因的条带(1150bp和200bp),说明a基因是正常基因A发生碱基对的替换所导致的,导致出现了限制酶MstII的酶切位点,从而产生了两个条带,A正确;
B、分析可知,II3基因型为aa,由甲病在人群中的发病率为1/10000,可知a=1/100,A=99/100,则根据遗传平衡公式,可求出人群中某正常男子基因型为Aa的概率为:2Aa/A2+2Aa=2a/A+2a=2/101,Ⅱ3与人群中某正常男子婚配,生患病孩子的概率为2/101×1/2=1/101,B错误;
C、根据电泳图谱和乙病家系图谱可知,I5杂合子不患病(两条带),I6、II7纯合子患病(一条带),说明该致病基因为隐性遗传病,若位于XY染色体的同源区段(假设控制该病的基因为A/a),则1.0×104条带为a基因,1.4×104为A基因,故II7基因型为XaYa、I6基因型为XaXa、I5基因型为XAYa、II8根据电泳图谱可知,含有2条带,只能是女性(XAXa),C错误;
D、根据A选项分析可知,II4基因型为AA,不携带致病基因,根据C选项分析可知,II8基因型为XAXa,为携带者,D错误。
二、多选题(每题4分,共16分)
13. 某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有( )
A. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B. 发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C. 醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D. 啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
【答案】ACD
【解析】
【分析】1.果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件,20℃左右,酒精发酵时,一般将温度控制在18~30℃,在葡萄酒自然发酵过程当中,其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
2.醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。
【详解】A、糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程,A正确;
B、图中制酒用到了酒曲,酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌,霉菌属于真菌,其为需氧型,该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解,其中的乳酸菌进行的是无氧呼吸,酵母菌主要进行无氧呼吸过程完成酿酒的过程,醋酸发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵,B错误;
C、醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸,在发酵过程中经常翻动发酵物,有利于散热,可控制发酵温度和改善通气状况,C正确;
D、啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程,若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要,因而可缩短发酵时间,D正确。
故选ACD。
14. 为研究IAA调控植物根生长的机制,研究人员以拟南芥GA合成缺陷型突变体为材料,测定初生根长度(图1);同时将绿色荧光蛋白GFP基因与RGA基因融合转入该突变体,观察根尖GFP-RGA融合蛋白的表达情况(图2)。已知IAA与GA协同促进细胞伸长,RGA是抑制生长的蛋白质,其降解受GA调控。下列叙述正确的是( )
A. IAA可以促进拟南芥初生根的生长,去除顶芽后突变体对GA的反应减弱
B. 实验选用拟南芥GA合成缺陷型突变体,是为了排除自身GA对实验的干扰
C. 无GA处理时根尖均有绿色荧光,说明IAA可直接诱导RGA蛋白发生降解
D. 实验证实IAA通过GA介导RGA蛋白降解,从而实现对植物根生长的调控
【答案】ABD
【解析】
【详解】 A、从图 1 可以看到,完整植株、去顶芽、去顶芽 IAA 三组中,赤霉素处理后,去顶芽组的根长增长幅度明显小于完整植株组,说明去除顶芽后突变体对 GA 的反应减弱;同时去顶芽 + IAA 组的根长恢复到了接近完整植株的水平,说明 IAA 可以促进根生长,A 正确;
B、实验选用 GA 合成缺陷型突变体,是为了让植株自身不能合成 GA,从而排除内源 GA 对实验中施加的外源 GA 的干扰,确保实验结果是由外源 GA 和 IAA 引起的,B 正确;
C、图 2 中无 GA 处理(0 小时)时,根尖均有绿色荧光,说明 RGA 蛋白没有被降解;只有在 GA 处理后,去顶芽 + IAA 组的荧光才消失,说明 IAA 不能直接诱导 RGA 降解,而是需要 GA 的介导,C 错误;
D、结合图 1 和图 2:去顶芽后,施加 GA,根长增加但幅度不如完整植株;而去顶芽 + IAA 组施加 GA 后,RGA 蛋白降解(荧光消失),根长显著增加,说明 IAA 通过 GA 介导 RGA 蛋白降解,解除 RGA 对生长的抑制,从而调控根生长,D 正确。
15. 为探究某地区鸟类长期稳定共存的机制,研究人员调查了青冠雀与棕头鸦雀的部分生态位特征:①青冠雀偏好乔木中层筑巢,棕头鸦雀偏好乔木下层筑巢;②二者日孵卵高峰时段不同;③青冠雀摄食果实、种子、嫩芽及昆虫,棕头鸦雀仅摄食昆虫。下列叙述正确的是( )
A. 两种鸟类的筑巢位置差异体现了生态位的分化,是物种间及生物与环境协同进化的结果
B. 可通过定向布设红外触发相机收集二者孵卵相关数据,孵卵时间的分化能降低种间竞争强度
C. 从食性分析,青冠雀的生态位更宽,与棕头鸦雀在食物资源利用上可能存在部分重叠
D. 该区域的果实、种子、嫩芽及昆虫的量是影响青冠雀和棕头鸦雀种群数量的非密度制约因素
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、两种鸟类筑巢位置差异体现了生态位分化(空间资源利用的分化),是物种间及生物与环境协同进化的结果,A正确;
B、红外触发相机可定向记录鸟类行为数据,孵卵时间分化减少对同一时段资源的竞争,降低种间竞争强度,B正确;
C、青冠雀摄食范围更广(果实、种子、嫩芽、昆虫),生态位宽度大于仅食昆虫的棕头鸦雀;二者均摄食昆虫,存在食物资源利用的重叠,C正确;
D、食物资源(果实、种子、嫩芽、昆虫)属于密度制约因素(其影响程度随种群密度增大而增强),D错误。
16. 下图为某单基因遗传病的家系图,据图分析,下列叙述正确的是( )
A. 该遗传病可能存在多种遗传方式
B. 若Ⅰ-2为纯合子,则Ⅲ-3是杂合子
C. 若Ⅲ-2为纯合子,可推测Ⅱ-5为杂合子
D. 若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生一个孩子,其患病的概率为1/2
【答案】ABD
【解析】
【分析】基因分离定律:在杂合子细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、可能为常染色体隐性遗传病或常染色体显性遗传病,A正确;
B、若Ⅰ-2为纯合子,则为常染色体显性遗传病,则Ⅲ-3是杂合子,B正确;
C、若Ⅲ-2为纯合子,则为常染色体隐性遗传病,无法推测Ⅱ-5为杂合子,C错误;
D、假设该病由Aa基因控制,若为常染色体显性遗传病,Ⅱ-2为aa,Ⅱ-3为Aa,再生一个孩子,其患病的概率为1/2;若为常染色体隐性遗传病,Ⅱ-2为Aa和Ⅱ-3为aa,再生一个孩子,其患病的概率为1/2,D正确。
故选ABD。
三、实验题(共28分)
17. 电子烟常被误解为传统香烟的“无害替代品”。最新研究发现:电子烟的气溶胶中的NNK(尼古丁的衍生物亚硝胺酮)会破坏免疫系统,诱发肺癌等疾病。图1为NNK影响细胞毒性T细胞的部分机制示意图,图2为肿瘤细胞免疫逃逸的机制图。请回答下列问题:
(1)据图分析,NNK诱导肿瘤细胞免疫逃逸的机制是:①NNK与细胞膜上的分子X结合,激活转录因子,促进IDOI基因表达,合成IDO1酶,催化色氨酸转化为犬尿氨酸,一方面直接_____(填“促进”或“抑制”)细胞毒性T细胞的增殖分化;另一方面_____。
②NNK还诱导了肿瘤细胞_____(填“过量表达”或“不表达”)PD-L1,来逃避免疫系统识别和清除。
(2)研究发现,NNK会通过抑制肺腺癌细胞和肺细胞的凋亡,增加患肺癌的风险。请利用小鼠肺上皮细胞、小鼠肺腺癌细胞、生理盐水、浓度为10μmol/L的NNK溶液、显微镜等材料用具,完善实验验证过程。
①取小鼠肺上皮细胞和小鼠肺腺癌细胞的原代培养物,用_____处理,使细胞分散成单个细胞,制备成细胞悬液,进而进行_____。
②分别取培养至第3代、生长状态一致的两种细胞,各自随机分为2组,分别接种到相同规格的培养瓶中,加入等量的对应细胞培养液,置于相同且适宜的条件下培养24h。
③两组细胞的对照组均加入_____,两组细胞的实验组分别加入_____,继续在CO2培养箱中培养48h。
④培养结束后,用细胞凋亡检测试剂盒检测细胞凋亡率,记录并统计各组凋亡率。
(3)请综上分析电子烟诱发肺癌的机制_____。
【答案】(1) ①. 抑制 ②. 促进初始T细胞分化为调节性T细胞,间接抑制细胞毒性T细胞的增殖分化 ③. 过量表达
(2) ①. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②. 传代培养 ③. 适量生理盐水 ④. 等量的10μmol/LNNK溶液
(3)电子烟中的NNK可抑制细胞凋亡,未凋亡的细胞更易发生细胞癌变,NNK又能诱导癌变后的细胞免疫逃逸,逃逸后的细胞增殖形成肿瘤导致癌症
【解析】
【小问1详解】
①NNK 促进IDO1基因表达,合成IDO酶,催化色氨酸转化为犬尿氨酸:色氨酸是细胞毒性T细胞增殖分化必需的氨基酸,转化为犬尿氨酸后,会直接抑制细胞毒性T细胞的增殖分化。犬尿氨酸会促进初始T细胞分化为调节性T细胞,间接抑制细胞毒性T细胞的增殖分化,进一步削弱免疫杀伤能力。
②NNK还诱导了肿瘤细胞过量表达PD-L1,PD-L1与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,使细胞毒性T细胞停止攻击肿瘤细胞,实现免疫逃逸。
【小问2详解】
①取原代培养物,用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使细胞分散成单个细胞,制备成细胞悬液,然后进行传代培养。
③ 对照组均加入等量的生理盐水; 实验组分别加入等量的浓度为10μmol/L的NNK溶液。
【小问3详解】
综合来看,电子烟诱发肺癌的机制是电子烟中的NNK可抑制细胞凋亡,未凋亡的细胞更易发生细胞癌变,NNK又能诱导癌变后的细胞免疫逃逸,逃逸后的细胞增殖形成肿瘤导致癌症。
18. 簇生稻具有多稻粒着生成簇的特点。为确定调控簇生表型的基因,我国科研人员用叠氮化钠(NaN3)处理簇生稻(三粒一簇)种子,获得大量诱变株(M1),并从M1自交后代M2中筛选出2个非簇生稻突变体株系开展相关研究,最终确定BRD3基因参与调控簇生表型,部分流程如图所示。
回答下列问题:
(1)用NaN3处理簇生稻种子的目的是______。M2的突变株中仅筛选出2个非簇生稻突变体株系,说明基因突变具有______特点。
(2)将筛选出的非簇生稻和簇生稻杂交,获得F1均为弱簇生稻(两粒一簇),F1自交获得F2。若将F1弱簇生稻与非簇生稻杂交,后代的表型及比例是______。
(3)已知花梗中的油菜素甾醇含量调控稻粒着生性状的形成。非簇生稻突变株中,BRD3蛋白失活。在稻穗发育阶段,非簇生稻突变株花梗中的油菜素甾醇含量显著高于簇生稻。推测BRD3蛋白在水稻簇生表型形成中的作用机制是______。结合该机制分析F2性状分离比是1∶2∶1,而不是3∶1的原因是______。
(4)一般情况下水稻穗粒数和粒重之间呈负相关。本研究发现簇生稻穗粒数增多,但粒重与非簇生稻基本相同。综合上述信息,提出一种利用该簇生稻提高其他品系水稻产量的思路______。
【答案】(1) ①. 提高突变率 ②. 低频性、不定向性
(2)弱簇生稻∶非簇生稻=1∶1
(3) ①. 在稻穗发育阶段,BRD3蛋白使花梗中油菜素甾醇含量降低,导致簇生表型形成 ②. 杂合子具有部分正常的BRD3蛋白,使其花梗中的油菜素甾醇含量介于簇生稻和非簇生稻之间,导致弱簇生表型出现
(4)用该簇生稻与其他水稻品系进行杂交育种,将簇生表型引入其他品系
【解析】
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
诱导基因突变因素及基因突变特点
诱导基因发生突变的因素有化学因素、物理因素和生物因素。基因突变有随机性、不定向性、低频率性及普遍性等
NaN3处理簇生稻种子获得大量诱变株
一对基因控制的性状的遗传
等位基因和相同基因位于同源染色体上,同源染色体上的基因的遗传遵循基因的分离定律
非簇生稻和簇生稻杂交,获得F1均为弱簇生稻,说明等位基因间是不完全显性关系
基因、蛋白质和性状的关系
基因通过控制蛋白质的合成直接控制性状,或基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物的性状
簇生稻突变株中,BRD3蛋白失活。在稻穗发育阶段,非簇生稻突变株花梗中的油菜素甾醇含量显著高于簇生稻。
提高水稻产量措施
杂交育种能集中不同品系的优良基因
簇生稻具有优良性状,与其它品系水稻属同一物种
(2)逻辑推理与论证:
【小问1详解】
用NaN3处理簇生稻种子的目的是提高突变率,M2的突变株中仅筛选出2个非簇生稻突变体株系,说明基因突变具有低频性、不定向性。
【小问2详解】
设控制簇生性状的基因用B、b表示,F1自交获得F2,F2中弱簇生稻:非簇生稻:簇生稻=2:1:1,说明弱簇生稻的基因型为Bb,非簇生稻的基因型为bb,簇生稻的基因型为BB,若将F1弱簇生稻与非簇生稻杂交,即Bb×bb,后代的表型及比例是弱簇生稻∶非簇生稻=1∶1。
【小问3详解】
在稻穗发育阶段,非簇生稻突变株花梗中的油菜素甾醇含量显著高于簇生稻,则BRD3蛋白在水稻簇生表型形成中的作用机制是在稻穗发育阶段,BRD3蛋白使花梗中油菜素甾醇含量降低,导致簇生表型形成。杂合子具有部分正常的BRD3蛋白,使其花梗中的油菜素甾醇含量介于簇生稻和非簇生稻之间,导致弱簇生表型出现,因此F2性状分离比是1∶2∶1,而不是3∶1。
【小问4详解】
簇生稻穗粒数增多,但粒重与非簇生稻基本相同,利用该簇生稻提高其他品系水稻产量的思路为:用该簇生稻与其他水稻品系进行杂交育种,将簇生表型引入其他品系。
四、解答题(共32分)
19. 碘是合成甲状腺激素的主要原料,甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度远高于细胞外液。下图是一组将含131I的碘剂注入实验动物体内后,检测甲状腺区域131I放射性强度的实验结果,图A是碘剂注入后的检测结果,图B~D是进行相应处理的检测结果。
回答下列问题。
(1)图A中,曲线上升表明甲状腺滤泡上皮细胞摄入131I-,I-的跨膜运输方式为______;导致曲线下降的原因是______。
(2)注射甲状腺激素后的一定时间内曲线下降极为缓慢(图B),原因是注射后,体内甲状腺激素浓度高于生理浓度,通过负反馈调节,抑制了______的分泌,进而甲状腺激素分泌减少;随后曲线再次下降,原因是______。
(3)垂体切除后曲线下降明显变缓(图D),若将垂体切除后的实验动物置于低温环境中,能出现类似图C的结果,原因是______。
(4)某患者由于感染外源性抗原,机体产生大量促甲状腺激素受体的刺激性抗体,导致滤泡上皮细胞持续分泌过量的甲状腺激素,出现甲亢症状。该疾病属于免疫失调中的______病。外源性抗原引起机体分泌抗体,属于特异性免疫中的______免疫。
【答案】(1) ①. 主动运输 ②. 甲状腺滤泡上皮细胞利用摄取的131I合成甲状腺激素,并将甲状腺激素分泌释放到血液中,甲状腺内放射性131I含量减少
(2) ①. 促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素 ②. 注射的外源甲状腺激素在体内逐渐被分解,血液中甲状腺激素浓度降低,负反馈抑制作用减弱,TSH分泌量增加,甲状腺加速合成、释放131I的甲状腺激素,甲状腺放射性强度下降
(3)低温可通过其他途径(如直接刺激甲状腺或通过神经调节)促进甲状腺激素的合成与分泌,使甲状腺区域的131I放射性强度下降速度加快,出现类似图C的结果
(4) ①. 自身免疫 ②. 体液
【解析】
【小问1详解】
因为甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度远高于细胞外液,所以I⁻的跨膜运输是从低浓度向高浓度运输,这种跨膜运输方式为主动运输;碘是合成甲状腺激素的主要原料,甲状腺利用摄取的131I合成甲状腺激素,并将甲状腺激素分泌释放到血液中,甲状腺内放射性131I含量减少,导致曲线下降。
【小问2详解】
甲状腺激素存在负反馈调节,注射甲状腺激素后,体内甲状腺激素浓度高于生理浓度,通过负反馈调节,会抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素、垂体分泌促甲状腺激素,进而使甲状腺激素分泌减少,所以一定时间内曲线下降极为缓慢。注射的外源甲状腺激素在体内逐渐被分解,血液中甲状腺激素浓度降低,负反馈抑制作用减弱,TSH分泌量增加,甲状腺加速合成、释放131I的甲状腺激素,甲状腺放射性强度下降。
【小问3详解】
低温环境会刺激机体分泌促甲状腺激素(TSH),垂体切除后无法分泌TSH,但低温可通过其他途径(如直接刺激甲状腺或通过神经调节)促进甲状腺激素的合成与分泌,使甲状腺区域的131I放射性强度下降速度加快,出现类似图C的结果。
【小问4详解】
某患者由于感染外源性抗原,机体产生大量促甲状腺激素受体的刺激性抗体,导致滤泡上皮细胞持续分泌过量的甲状腺激素,出现甲亢症状,该疾病属于免疫失调中的自身免疫病。外源性抗原引起机体分泌抗体,抗体参与的免疫属于特异性免疫中的体液免疫。
20. 4-α糖基转移酶(4αGT)在工业生产中发挥重要作用。为实现产业化生产,研究人员利用双酶切法,从重组克隆载体(仅用于目的基因的复制和保存)中获取目的基因,连入表达载体,构建了高效表达4αGT的工程菌,流程如图1所示。回答下列问题:
(1)为确保目的基因正常复制,重组克隆载体和重组表达载体均应含有的元件为________。为确保目的基因正常表达,相较于重组克隆载体,重组表达载体目的基因两端的元件除启动子外,还有________,作用为________。
(2)根据限制酶识别序列和切割位点,以及目的基因片段的黏性末端(图1),判断所使用的限制酶1是________,限制酶2是________。
(3)琼脂糖凝胶电泳中,DNA分子大小与迁移速率成反比。为检验重组表达载体是否构建成功,用限制酶1和限制酶2切割后,进行电泳鉴定。构建成功的重组表达载体酶切产物的电泳结果如图2所示,条带________(填“a”或“b”)对应目的基因片段,理由是________。
(4)将重组表达载体导入受体细胞,获得的工程菌接入液体培养基中培养。定时检测培养液中4αGT的含量,结果如图3所示。阶段2中4αGT含量迅速升高的原因可能是________(答出一点即可)。
【答案】(1) ①. 复制原点 ②. 终止子 ③. 终止目的基因的转录
(2) ①. XhoⅠ ②. NcoⅠ
(3) ①. b ②. 重组表达载体总长度为5129bp,双酶切后得到3617bp的载体片段和1512bp的目的基因片段;DNA分子越小电泳迁移速率越快,目的基因更小,迁移更远,因此条带b对应目的基因
(4)工程菌适应环境后进入快速增殖阶段,菌体数量大量增加,合成的4αGT总量升高
【解析】
【小问1详解】
载体要保证目的基因正常复制,必须含有复制原点(DNA复制的起始位点)。基因表达过程中,启动子启动转录,终止子终止转录,重组克隆载体仅用于保存目的基因,不需要目的基因表达,因此重组表达载体比克隆载体多了启动子和终止子。
【小问2详解】
结合目的基因两端黏性末端和限制酶切割序列分析:目的基因一端黏性末端为5’-TCGAG,与XhoⅠ切割产生的黏性末端匹配,因此限制酶1为XhoⅠ;另一端黏性末端为5’-CATGG,与NcoⅠ切割产生的黏性末端匹配,因此限制酶2为NcoⅠ。
【小问3详解】
根据题意,DNA分子大小和迁移速率成反比,分子越小,迁移速率越快,距离点样孔越远。重组表达载体总长度为5129bp,双酶切后得到3617bp的载体片段和1512bp的目的基因片段;目的基因长度小于载体长度,因此迁移更远,更靠下的条带b对应目的基因。
【小问4详解】
工程菌液体培养过程中,阶段1为调整期,菌体适应环境,增殖缓慢;阶段2菌体完成适应后进入对数快速增殖期,菌体数量大量增加,因此4αGT含量迅速升高。
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