2024届山东省聊城市高三下学期二模生物学试题(原卷版+解析版)

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2024届山东省聊城市高三下学期二模生物学试题(原卷版+解析版)

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2024届山东省聊城市高三下学期二模
生物试题
1.答卷前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 真核细胞内质网和线粒体外膜之间有四种关键蛋白构成衔接点,去除该结构中的任何一种蛋白质都将导致衔接点分解,并引发内质网和线粒体之间磷脂、Ca2+等物质的交换速率下降。下列叙述正确的是( )
A. 用高倍镜才能清楚观察到内质网和线粒体之间的衔接点
B. 衔接点可能与线粒体膜生成及生物膜之间的信息交流有关
C. 衔接点可正确引导内质网中的葡萄糖进入线粒体氧化分解
D. 高尔基体与内质网之间也是以衔接点建立结构与功能的联系
2. 核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上,核质间通过核孔复合体参与的物质运输方式主要有如图所示的三种,其中只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量。下列叙述错误的是( )
A. 细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性
B. 某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体可看作是被动运输
C. 以丙方式进入细胞核的物质的运输速度,会受相应受体的浓度制约
D. DNA聚合酶、ATP、mRNA、核DNA等均可经核孔复合体进出细胞核
3. AnnexinV/PI双染法是常用的细胞凋亡检测方法,其原理是凋亡早期的细胞细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻,与绿色荧光素标记的AnnexinV特异性结合;凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂,红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与 DNA结合使之染色。下列叙述正确的是( )
A. 正常细胞中观察不到红色荧光的原因是PI被细胞分解
B. PS外翻后细胞内酶的活性都会降低以致细胞代谢减弱
C. 哺乳动物成熟红细胞在凋亡晚期时也会出现双染现象
D. 该双染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞
4. 淀粉酶有多种类型,α-淀粉酶是一种内切酶,可使淀粉内部随机水解,β-淀粉酶是一种外切酶,可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图1和图2所示,下列叙述错误的是( )
A. α-淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖,β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖
B. 对照组β-淀粉酶在50℃条件下处理1h后.其空间结构完全遭到破坏
C. β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶,在人体胃内β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶
D. Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
5. 杂交水稻的无融合生殖指的是不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖方式。无融合生殖过程主要由A/a和D/d两对等位基因控制,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因D的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、D的影响。下列叙述错误的是( )
A. 基因型为AaDd的水稻自交,子代基因型与亲代相同
B. 基因型为Aadd的水稻自交,子代染色体数与亲代相同
C. 利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株
D. 利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势
6. 减数分裂时某些同源染色体可发生不等位互换.下图为一个基因型为AABBCCDD 的植物细胞在减数分裂时的不等位互换。下列说法错误的是( )
A. 同源染色体联会发生异常是不等位互换的前提 B. 染色体的互换过程需要 DNA 连接酶的催化
C. C1D2、DIC2 可能分别成为C、D基因的等位基因 D. 该细胞减数分裂能产生4 种不同基因型的配子
7. 人喜食或厌食香椿是由基因A/a决定的,基因是位于11号染色体上的OR6A2嗅觉受体基因发生的不定位点的单核苷酸(SNP)变异,基因型aa的人群对香椿所散发出来的挥发性物质厌恶。据调查某地区人群中a基因频率为30%。下列叙述正确的是( )
A. 人群中全部A和a基因构成了一个基因库
B. a基因频率较低是因为SNP基因突变具有低频性
C. 一个地区的饮食习惯可使a基因发生定向变异
D. 人口流动可能导致该区域的a基因频率改变,种群发生进化
8. 抗原呈递细胞(APC)表面的CD155分子可以与T细胞、NK细胞笏淋巴细胞表面的分子CD226或TIGIT结合,从而分别活化和抑制相关淋巴细胞,CD155与TIGIT的亲和力远远高于CD226。研究表明,多种增殖较快的肿瘤细胞的CD155基因都存在过量表达现象,相反,若肿瘤细胞上的CD155分子丢失。则肿瘤很难生长。下列叙述错误的是( )
A. APC在识别、摄取并加工处理抗原后,通过与辅助性T细胞接触完成抗原信息传递
B. 正常情况下,CD155与淋巴细胞表面的T1GIT结合有利于防止自身免疫病的发生
C. 肿瘤细胞过量表达的CD155分子与淋巴细胞表面的TIGIT结合可逃脱免疫防御作用
D. 增强CD226的表达及研发使用TIGIT单克隆抗体,均可为肿瘤治疗提供新的思路
9. 高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A. 适当提高过氧化氢溶液的温度更容易证明过氧化氢酶较Fe3+催化过氧化分解的高效性
B. 蒜不定根长约1cm时放入冰箱冷藏室培养诱导使大多数细胞染色体数目加倍
C. 将PCR产物和温热的琼脂糖溶液混合后倒入电泳槽,待凝固后接通电源
D. 制备微生物培养基时,待培养基完全冷却后在酒精灯火焰附近倒平板
10. 拟南芥种子中含有的隐花色素CRY1是一种能够感受光的受体,可调控种子萌发。为了研究CRY1调控拟南芥种子萌发的机制,研究人员将野生型拟南芥、CRY1缺失突变体的种子进行4℃低温处理2~3d,先打破休眠,分别放在MS培养基(能满足植物细胞的营养和生长需要的基本培养基)和含有不同浓度脱落酸(ABA)的MS培养基中,置于适宜光照条件下培养,一段时间后测得种子的发芽率如图所示。下列叙述正确的是(  )
A. ABA的合成部位主要是茎尖和萎蔫的叶片ABA
B. ABA通过抑制细胞分化实现对植物生长发育的调控
C. 推测CRY1对种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的
D. 推测CRY1通过增加拟南芥种子内源ABA的含量来影响种子萌发
11. 自疏现象是一种同种植物或固着性动物因种群密度过大而引起种群个体死亡,进而密度减少的现象。下图表示废弃茶园中某种茶树数目和单株株高的关系,这与生态学描述的自疏现象高度吻合。下列关于种群密度及种群数量变化的叙述,正确的是( )
A. 废弃后由茶树的高度变化推测茶园的垂直结构更加复杂
B. 宜采用标记重捕法调查茶园中某土壤小动物的种群密度
C. 茶树种群出现自疏现象的原因主要是光照、无机盐等资源有限
D. 废弃后该茶园中茶树种群数量变化表现为典型的“S”形增长
12. 鳄雀鳝是鱼类中的活化石,它和恐龙同一时代,鳞片坚硬、肉质粗糙,是肉食性鱼类,缺乏天敌,被称为“顶级淡水鱼杀手”,内脏和鱼卵都有剧毒,其内脏污染物富集程度很高,不具备经济价值。下列叙述错误的是( )
A. 鳄雀鳝进入天然水域会直接导致该地水生生物的多样性降低
B. 鳄雀鳝同化能量的绝大部分以粪便的形式进人分解者的体内
C. 鳄雀鳝至少处于第三营养级,在所属食物链中富集的污染物最多
D. 鳄雀鳟的内脏和鱼卵有剧毒对其发展成为入侵物种有利
13. 传统发酵过程中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是( )
A. 葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
B. 泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需定期开盖放气
C. 制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
D. 果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~25℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35℃
14. 灌流式培养是在细胞培养管内,一边不断注入新鲜培养基,一边将培养液的上清液不断移出。区别传统的悬浮培养,灌流式培养可避免因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而使细胞分裂受阻的现象出现。下列叙述正确的是( )
A. 灌流式培养的细胞会贴壁生长,但不会出现接触抑制现象
B. 灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行
C. 灌流速率越高,菅养物质利用越充分
D. 向培养管注入的新鲜培养基中补充动物血清是为了防止杂菌污染
15. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体流程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 常用显微操作法去除由核膜包被的卵母细胞的细胞核
B. 灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,利于融合
C. 组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育
D. 为得到遗传背景相同的克隆猴,可将早期胚胎均等分割后再进行胚胎移植
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 植物普遍存在乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH),丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同(如图1)。科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 酒精发酵和乳酸发酵都需要消耗细胞呼吸第一阶段产生的NADH
B. 酒精发酵和乳酸发酵时丙酮酸中的能量大部分以热能的形式散失
C. 淹水胁迫时,该植物根细胞以乳酸发酵途径为主
D. 该植物根细胞呼吸方式的变化是植物对水淹环境的积极性适应
17. 女娄菜为XY型性别决定的雌雄异体植物,其常染色体上A/a基因会影响性别。当A基因不存在时,XX个体发育为雄性不育株。为研究女娄菜高茎(B)和矮茎(b)的遗传特点,某小组用矮茎雌株与高茎雄株杂交,F1中矮茎雄株:高茎雌株:高茎雄株=4:3:1。若不考虑XY同源区段,下列叙述正确的是( )
A. 亲本雌、雄个体基因型分别为AaXbXb、AaXBY
B. F1雄性个体基因型共有4种,其中雄性不育株占1/5
C. F1自由交配产生的F2雌株中,杂合子的比例为4/5
D. F1自由交配产生的F2中,高茎雄株所占比例为5/24
18. 长期精神压力可引起炎症性肠病.炎症性肠病患者会出现消化不良、腹痛等症状。相关机制如下图所示,图中实线筋头表示促进,虚线箭头表示部分细胞的变化。下列叙述错误的是( )
注:GRH:促肾上腺皮质激素释放激素 ACTH:促肾上腺皮质激素 TGFβ2:转化因子β2 Ach:乙酰胆碱 CSF1:集落刺激因子 TNF:肿瘤坏死因子
A. 长期精神压力导致的炎症或消化不良属于神经一体液调节
B. 单核细胞释放的TNF可能刺激下丘脑的体温调节中枢,导致炎症伴随着发热
C. 长期精神压力下人的食欲降低,与TGFβ2含量降低抑制肠神经元发育有关
D. 针对长期精神压力引起的炎症性肠病,可行的治疗方案有促进 CSF1分泌等
19. 研究小组采用预加菌液法探究氨苄青霉素(Amp)和卡那霉素(Kan)对大肠杆菌的选择作用,即将菌液直接加入培养基中,摇匀倒平板,冷却后在相应区域放置含有相应抗生素的圆形滤纸片(如图1),一段时间后测量抑菌圈直径并从抑菌圈周边挑取菌落继续实验,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 为防止培养基凝固,加入菌液时培养基温度不得低于65℃
B. 滤纸片③形成的抑菌圈内有两个菌落,可能是具有抗药性的大肠杆菌或其他杂菌形成的
C. Kan较Amp对大肠杆菌的抑菌效果强,且随培养代数增多两者抑菌效果均减弱
D. 一定浓度的抗生素会提高细菌耐药性的基因频率,故使用抗生素时需适量
20. 中国传统文化中有很多农牧业生产的现象描述和规律总结,下列叙述错误的是( )
A. “地虽瘠薄,常加粪沃,皆可化为良田”描述的是通过施肥改良农田的做法,农作物通过吸收有机肥中的有机物实现物质的循环再生和能量的多级利用
B. “无田甫田,维莠骄骄”描述的是农田中狗尾草的生长现象,狗尾覃等杂辈与农作物之间是种间竞争关系
C. “毋覆巢,毋杀胎夭飞鸟,毋麝卵”描述了对动物资源利用时,应避免捕杀幼年个体,这样有利于维持种群正常的出生率,防止种群衰退,实现可持续发展
D. “去其螟螣,及其蟊贼、无害我田稚”描述了农业生产应避免虫害,体现了合理调整能最流动关系,使能量持续流向对人最有益的部分
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”(如图)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题:
(1)叶绿体利用分布在___上的色素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存的意义是___。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的___中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的___中含有的还原能,最终在___(场所)转化为ATP中的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(cATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用一定最适宜浓度的eATP溶液处理豌豆叶片,结果如图所示。
该实验自变量为___,推测eATP调节植物光合速率的机制:___。
22. 某昆虫(XY型)的长翅(A)对残翅(a)为显性、卷翅(B)对正常翅(b)为显性、刚毛(D)对截毛(d)为显性。以一只雄性昆虫的若干精子为材料研究A/a、B/b、D/d三对等位基因在染色体上的相对位置关系,以单个精子的DNA为模板用以上三对等位基因的引物进行PCR扩增,得到了8种不同基因型的精子电泳图谱及比例关系如图所示。回答下列问题:
(1)图中等位基因遗传遵循自由组合定律的有___,依据是___。
(2)若仅考虑A/a和B/b这两对等位基因,PCR检测结果显示该雄性昆虫产生了4种比例不等的精子,其原因是___。发生这种变异的初级精母细胞的比例是___。
(3)让该雄性昆虫与残翅截毛雌性昆虫杂交,F1中雌、雄均表现为长翅:残翅=1:1,但雌性全表现为截毛,雄性全表现为刚毛,则该雄性昆虫关于该三对等位基因的分布是(在圆圈内用黑点代表基因、线条代表染色体,标注相关基因的同时要注明染色体具体名称)___。
(4)科研人员构建了一个棒眼雌性昆虫品系XeMXm,其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因e,且该基因与棒眼基因M始终连在一起(基因型为XeMXeM、XeMY时胚胎致死)。若该棒眼雌昆虫与野生正常眼雄昆虫(XmY)杂交,F1中M基因的基因频率为___,若F1雌雄昆虫随机交配,测产生的F2中雌雄比例为___。
23. 睡眠是一种减少运动和感觉反应的体内平衡调节的状态。人体的生物钟调节中枢位于下丘脑视交叉上核(SCN),它对调节激素水平、睡眠需求等具有重要作用。血清素(5-HT)是褪黑素的前体物质,褪黑素具有夜晚分泌量多,而白天分泌量少的特点,它能使人入睡时间明显缩短,睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌机制如图所示。回答下列问题:
(1)当人感到疲倦时,通过睡眠精力可以得到快速的恢复。但是,有人常常在疲劳状态下听着轻音乐而睡着,长此以往,轻音乐响起时自然犯困,形成了___反射,该反 射的神经中枢位于___。
(2)由图中信息可知,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是___。熬夜打游戏会使生物钟紊乱,严重影响睡眠质量,原因是___。长期睡眠不足还会导致体液NO含量增加,进而影响树突状细胞和辅助性T细胞分泌免疫活性物质,使机体___(填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)能力下降。
(3)非眼球快速运动睡眠(NREM)中因有深睡期,可使人的呼吸变缓、心率变慢、全身肌肉放松,大脑皮层得到充分休息。科学家经研究推测:5-HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM。请根据所给实验材料设计实验验证上述推测。
实验材料:健康状况相同的小鼠若干、直流电探针(可损毁神经细胞)、5-HT注射液。
实验思路:___。
预期结果:___。
24. 受农田施肥和生活污水的影响,内流河水体容易出现“富营养化”现象。底栖动物河蚬以水中藻类等微小生物和有机碎屑为食可使水质变清,降低污染度。科研人员设计了不同河蚬密度的实验以研究河蚬对富营养化水体的改善效果,结果如表所示(注:TN、TP分别表示水体总氮量和总磷量)。回答下列问题:
TN/mg/L TP/ug/L
对照组 1.55 69.1
低密度 140 55.4
中密度 1.36 416
高密度 1.28 32.2
(1)生态平衡是指___。农田施肥和生活污水使该河流生态失衡的原因是___(从生态系统的稳定性角度分析)。
(2)水体出现富营养化后,蓝细菌和藻类等生物大量繁殖形成水华现象,调查蓝细菌的种群密度可以采用___的方法。河蚬受水源影响很大,水源条件直接作为___(填“密度”或“非密度”)制约因素影响其种群数量。河蚬吞食藻类用来生长发育繁殖的能量的去路有___。
(3)河蚬在生态系统成分中属于___,据表数据分析,可以得出的结论是___。河流治理后水质得以恢复,水清鱼肥,空气清新,还给河流两岸带来了可观的经济收入,这体现了生态系统的___价值。
25. 人绒毛膜促性腺激素(hCGβ)是胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,近年研究发现,结肠癌等多种恶性肿瘤细胞的hCGβ基因也有表达,hCGβ与肿瘤的发生、发展及转移有一定关系。研发抗hCGβ疫苗已成为近年来肿瘤生物治疗新的热点,下图为其制备的基本方案。回答下列问题:
注:甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔;AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达;各种限制酶对应的线条所指为其识别序列。
(1)图示hCGβ基因是人工合成的目的基因,在设计引物对其扩增时,为防止目的基因与质粒的自身环化并保证连接的方向性,可在其两端添加___限制酶的识别序列。经实验得知该基因扩增引物长度为10个核苷酸时特异性强、效率高,已知目的基因①处的碱基序列为CCTTTCAGCTCA—,则设计该端对应引物的序列是5'___-3'。
(2)图示 hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是___。从生产控制的角度分析,选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点是___。
(3)阶段Ⅱ大肠杆菌作为受体菌是利用了大肠杆菌___的特点,从而实现重组DNA的扩增,然后在含有___的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进一步进行扩增。
(4)阶段Ⅳ需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养,该培养基不需要添加以下哪些成分___(a.氨苄青霉紫b.组氨酸c.无机盐d.琼脂),可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。将此菌株扩大培养后,离心取上清液,依据___原理进行检测。若上清液中能检测到hCGβ蛋白,则说明hCGβ基因得以表达。2024届山东省聊城市高三下学期二模
生物试题
1.答卷前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 真核细胞内质网和线粒体外膜之间有四种关键蛋白构成的衔接点,去除该结构中的任何一种蛋白质都将导致衔接点分解,并引发内质网和线粒体之间磷脂、Ca2+等物质的交换速率下降。下列叙述正确的是( )
A. 用高倍镜才能清楚观察到内质网和线粒体之间的衔接点
B. 衔接点可能与线粒体膜生成及生物膜之间的信息交流有关
C. 衔接点可正确引导内质网中的葡萄糖进入线粒体氧化分解
D. 高尔基体与内质网之间也是以衔接点建立结构与功能的联系
【答案】B
【解析】
【分析】 细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
【详解】A、用电子显微镜才能清楚观察到内质网和线粒体之间的衔接点,A错误;
B、依题意可知,衔接点能使线粒体和内质网在功能上相互影响,因此衔接点可能与线粒体膜生成及生物膜之间的信息交流有关,B正确;
C、葡萄糖不会进入线粒体氧化分解,因为线粒体内无分解葡萄糖的酶,C错误;
D、 内质网和高尔基体之间的联系依赖于囊泡,D错误。
故选B。
2. 核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上,核质间通过核孔复合体参与的物质运输方式主要有如图所示的三种,其中只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量。下列叙述错误的是( )
A. 细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性
B. 某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体可看作是被动运输
C. 以丙方式进入细胞核的物质的运输速度,会受相应受体的浓度制约
D. DNA聚合酶、ATP、mRNA、核DNA等均可经核孔复合体进出细胞核
【答案】D
【解析】
【分析】细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,细胞核的核膜为双层膜,把核内物质与细胞质分开;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;染色质由DNA和蛋白质组成;核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
【详解】A、图丙中,物质进入核孔还需要与受体结合,说明细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性,A正确;
B、分析题意,只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量,即某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体是不需要能量的,但由于需要蛋白质协助,故可看作是被动运输,B正确;
C、丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量,方式可视作主动运输,主动运输的运输速度受相应的受体浓度的制约,C正确;
D、染色质的主要成分是DNA和蛋白质,DNA无法通过核孔进出,D错误。
故选D。
3. AnnexinV/PI双染法是常用的细胞凋亡检测方法,其原理是凋亡早期的细胞细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻,与绿色荧光素标记的AnnexinV特异性结合;凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂,红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与 DNA结合使之染色。下列叙述正确的是( )
A. 正常细胞中观察不到红色荧光的原因是PI被细胞分解
B. PS外翻后细胞内酶的活性都会降低以致细胞代谢减弱
C. 哺乳动物成熟红细胞在凋亡晚期时也会出现双染现象
D. 该双染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞
【答案】D
【解析】
【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础,能维持组织细胞数目的相对稳定,是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
2、细胞凋亡与细胞坏死的区别:细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,属于正常的生命现象,对生物体有利;细胞坏死是由外界环境因素引起的,属于不正常的细胞死亡,对生物体有害。
【详解】A、凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂,红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与 DNA结合使之染色。正常细胞中观察不到红色荧光的原因是核酸染料无法进入细胞与DNA结合,A错误;
B、由题干信息可知,凋亡早期的细胞细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻,所以PS外翻后细胞内与凋亡有关酶的活性会升高,B错误;
C、由题干信息可知,凋亡早期的细胞细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻,与绿色荧光素标记的AnnexinV特异性结合;凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂,红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与 DNA结合使之染色,而哺乳动物成熟红细胞无细胞核,在凋亡晚期时不会出现双染现象,C错误;
D、凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞均会发生细胞膜破裂而检测到荧光,故该双染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞,D正确。
故选D。
4. 淀粉酶有多种类型,α-淀粉酶是一种内切酶,可使淀粉内部随机水解,β-淀粉酶是一种外切酶,可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图1和图2所示,下列叙述错误的是( )
A. α-淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖,β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖
B. 对照组β-淀粉酶在50℃条件下处理1h后.其空间结构完全遭到破坏
C. β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶,在人体胃内β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶
D. Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,不同的淀粉酶的最适pH不同;在不同的处理下β-淀粉酶在50℃条件下处理一段时间后酶活性有所不同。
【详解】A、α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解,水解淀粉的最终产物中有葡萄糖,β-淀粉酶从末端以两个单糖为单位进行水解淀粉,故其水解淀粉的主要产物为麦芽糖,A正确;
B、β-淀粉酶在 50℃条件下处理 1h 后,酶活性变为0,很可能是酶的空间结构遭到破坏,B正确;
C、由图2可知,β-淀粉酶的最适pH值低于α-淀粉酶,两种淀粉酶在胃液(pH为1.5左右)中会失活,C错误;
D、由图1可知,Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,β-淀粉酶的热稳定性维持的时间更长,说明Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性,D正确。
故选C。
5. 杂交水稻的无融合生殖指的是不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖方式。无融合生殖过程主要由A/a和D/d两对等位基因控制,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因D的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、D的影响。下列叙述错误的是( )
A. 基因型为AaDd的水稻自交,子代基因型与亲代相同
B. 基因型为Aadd的水稻自交,子代染色体数与亲代相同
C. 利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株
D. 利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势
【答案】B
【解析】
【分析】依据题干信息“含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂时染色体均移向同一极,导致雌配子染色体数目加倍;含基因D的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、D的影响”进行作答即可。
【详解】A、基因型为AaDd的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,形成AaDd的配子,含基因D的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体,因此,子代基因型仍为AaDd,A正确;
B、基因型为Aadd的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,形成AaDd的配子,作父本时产生的雄配子是AD和ad,则自交后代产生最多产生AAaDdd和AaaDdd两种基因型,子代染色体数与亲代不同,B错误;
C、含基因D的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体,如基因型为aaDD的母本,可产生aD的配子,aD可直接发育成个体,因此利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株,C正确;
D、利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势,如基因型为AaDd的母本,其产生后代的基因型不变,D正确。
故选B。
6. 减数分裂时某些同源染色体可发生不等位的互换.下图为一个基因型为AABBCCDD 的植物细胞在减数分裂时的不等位互换。下列说法错误的是( )
A. 同源染色体联会发生异常是不等位互换的前提 B. 染色体的互换过程需要 DNA 连接酶的催化
C. C1D2、DIC2 可能分别成为C、D基因的等位基因 D. 该细胞减数分裂能产生4 种不同基因型的配子
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂的交叉互换发生于减数第一次分裂的前期,发生的对象是同源染色体的非姐妹染色单体之间。
【详解】A、在不等位互换中,联会的同源染色体发生异常,导致非姐妹染色单体之间的交叉互换,所以,同源染色体联会发生异常是不等位交换的前提,A正确;
B、在不等位互换过程中,DNA连接酶催化交叉互换的DNA片段的连接,所以染色体的互换过程需要 DNA 连接酶的催化,B正确;
C、由于发生了不等位互换,产生了新的基因C1D2和DIC2,这两个新的基因有可能替代了原有的C基因和D基因,成为它们的等位基因,C正确;
D、原始细胞的基因型为AABBCCDD,经过减数分裂和交叉互换后,产生的配子可能有多种组合,但不会超过4种,具体取决于交叉互换的频率和位置,由于此题目没有提供具体的配子组合和数量,所以无法计算产生不同基因型的配子数量,D错误。
故选D。
7. 人喜食或厌食香椿是由基因A/a决定的,基因是位于11号染色体上的OR6A2嗅觉受体基因发生的不定位点的单核苷酸(SNP)变异,基因型aa的人群对香椿所散发出来的挥发性物质厌恶。据调查某地区人群中a基因频率为30%。下列叙述正确的是( )
A. 人群中全部A和a基因构成了一个基因库
B. a基因频率较低是因为SNP基因突变具有低频性
C. 一个地区的饮食习惯可使a基因发生定向变异
D. 人口流动可能导致该区域的a基因频率改变,种群发生进化
【答案】D
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是:①进化是以种群为基本单位,进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、基因库是一个群体中所有个体的全部基因的总和,A错误;
B、基因型频率是指某种基因型个体占该群体个体总数的比率,基因频率的高低与自然选择有关,a基因频率较低是因为在自然选择过程中,a基因所在的某种基因型不能适应环境被逐渐淘汰所导致的,B错误;
C、基因突变的特点是不定向的,C错误;
D、生物进化的实质是种群基因频率的改变,人口流动可能导致该区域的a基因频率改变,种群发生进化,D正确。
故选D。
8. 抗原呈递细胞(APC)表面的CD155分子可以与T细胞、NK细胞笏淋巴细胞表面的分子CD226或TIGIT结合,从而分别活化和抑制相关淋巴细胞,CD155与TIGIT的亲和力远远高于CD226。研究表明,多种增殖较快的肿瘤细胞的CD155基因都存在过量表达现象,相反,若肿瘤细胞上的CD155分子丢失。则肿瘤很难生长。下列叙述错误的是( )
A. APC在识别、摄取并加工处理抗原后,通过与辅助性T细胞接触完成抗原信息传递
B. 正常情况下,CD155与淋巴细胞表面的T1GIT结合有利于防止自身免疫病的发生
C. 肿瘤细胞过量表达的CD155分子与淋巴细胞表面的TIGIT结合可逃脱免疫防御作用
D. 增强CD226的表达及研发使用TIGIT单克隆抗体,均可为肿瘤治疗提供新的思路
【答案】C
【解析】
【分析】体液免疫:病原体侵入机体后,一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,这为激活B细胞提供了第一个信号,抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这为激活B细胞提供了第二个信号,辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞,细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程,浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合,抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】A、APC在识别、摄取并加工处理抗原后,通过与辅助性T细胞接触完成抗原信息传递,A正确;
B、TIGIT可与抗原呈递细胞表面的CD155分子结合,能抑制相关淋巴细胞,从而抑制自身免疫病的发生,TIGIT发挥作用有利于防止机体自身免疫病的发生,B正确;
C、CD155分子在肿瘤细胞中的过量表达有促进肿瘤生长的作用,同时帮助肿瘤细胞逃避免疫监视的作用,而不是免疫防御作用,C错误;
D、增强CD226的表达,则TIGIT不能与CD155特异性结合,以及研发使用TIGIT单克隆抗体,均可为肿瘤治疗提供新的思路,D正确。
故选C。
9. 高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A. 适当提高过氧化氢溶液的温度更容易证明过氧化氢酶较Fe3+催化过氧化分解的高效性
B. 蒜不定根长约1cm时放入冰箱冷藏室培养诱导使大多数细胞染色体数目加倍
C. 将PCR产物和温热的琼脂糖溶液混合后倒入电泳槽,待凝固后接通电源
D. 制备微生物培养基时,待培养基完全冷却后在酒精灯火焰附近倒平板
【答案】A
【解析】
【分析】①用低温处理植物的分生组织细胞,主要作用于有丝分裂前期,抑制纺锤体的形成,使染色体不能被拉向细胞两极,从而导致细胞染色体数目加倍;
②DNA分子具有可解离的基团,在一定的PH下,这些基团可带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳,PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
【详解】A、适当升高温度达过氧化氢酶的最适温度,酶活性高催化效果也更明显,A正确;
B、将蒜在冰箱冷藏室内(4℃)放置一周,诱导生根。取出后,将蒜放在装满清水的容器上方,让蒜的底部接触水面,于室温(约25℃)进行培养。待蒜长出约1cm长的不定根时,将整个装置放入冰箱冷藏室内,诱导培养48~72h,但生物变异具有低频性的特点,该处理可以提高发生染色体变异的概率,但无法保证大多数细胞都发生染色体数目加倍,B错误;
C、根据带分离DNA片段的大小,用电泳缓冲液配置琼脂糖溶液,加热至琼脂糖融化,稍冷却后,加入适量的核酸染料混匀;将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具,并插入合适大小的梳子,以形成加样孔。待凝胶溶液完全凝固后,小心拔出梳子,取出凝胶放入电泳槽内。将电泳缓冲液加入电泳槽中,电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混合,在用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内,留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物。接通电源,待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳,取出凝胶。置于紫外灯下观察和照相,C错误;
D、制备微生物培养基时,需待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板,待培养基完全冷却后,培养基已凝固而无法倒出,D错误。
故选A。
10. 拟南芥种子中含有的隐花色素CRY1是一种能够感受光的受体,可调控种子萌发。为了研究CRY1调控拟南芥种子萌发的机制,研究人员将野生型拟南芥、CRY1缺失突变体的种子进行4℃低温处理2~3d,先打破休眠,分别放在MS培养基(能满足植物细胞的营养和生长需要的基本培养基)和含有不同浓度脱落酸(ABA)的MS培养基中,置于适宜光照条件下培养,一段时间后测得种子的发芽率如图所示。下列叙述正确的是(  )
A. ABA的合成部位主要是茎尖和萎蔫的叶片ABA
B. ABA通过抑制细胞分化实现对植物生长发育的调控
C. 推测CRY1对种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的
D. 推测CRY1通过增加拟南芥种子内源ABA的含量来影响种子萌发
【答案】C
【解析】
【分析】图中显示两个自变量分别是添加不同浓度ABA的培养基和拟南芥种子的种类。从图中可以看出,添加不同浓度ABA的MS培养基与不添加ABA的MS培养基中种子的萌发率相比,野生型拟南芥种子与突变型拟南芥种子的萌发率都有降低,说明ABA能够抑制种子的萌发率。
【详解】A、ABA的合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片,A错误;
B、ABA可通过抑制细胞分裂等实现对植物生长发育的调控,B错误;
C、ABA具有抑制种子萌发的作用,分析实验结果可知,在相同浓度ABA的影响下,野生型拟南芥种子中含有CRY1,其发芽率比突变型的更高,推测CRY1对种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的,C正确;
D、由图不能推测CRY1通过增加拟南芥种子内源ABA的含量来影响种子萌发,D错误。
故选C。
11. 自疏现象是一种同种植物或固着性动物因种群密度过大而引起种群个体死亡,进而密度减少的现象。下图表示废弃茶园中某种茶树数目和单株株高的关系,这与生态学描述的自疏现象高度吻合。下列关于种群密度及种群数量变化的叙述,正确的是( )
A. 废弃后由茶树的高度变化推测茶园的垂直结构更加复杂
B. 宜采用标记重捕法调查茶园中某土壤小动物的种群密度
C. 茶树种群出现自疏现象的原因主要是光照、无机盐等资源有限
D. 废弃后该茶园中茶树种群数量变化表现为典型的“S”形增长
【答案】C
【解析】
【分析】种群密度的调查方法有:样方法和标记重捕法;对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标记重捕法;而一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法。研究土壤中小动物类群丰富度常用取样器取样法。
【详解】A、废弃后茶树数量减少,株高增加,但缺乏人为投入的肥料,茶园的垂直结构不一定会更加复杂,A错误;
B、宜采用取样器取样法调查茶园中某土壤小动物的种群密度,B错误;
C、茶树种群出现自疏现象的原因主要是光照、无机盐等资源有限,从而造成种内竞争加剧,C正确;
D、“S”形增长曲线的种群增长速率先增加,后降低,该图表示废弃茶园中某种茶树数目和单株株高的关系,因此不能判断废弃后该茶园中茶树种群数量变化表现为典型的“S”形增长,D错误。
故选C。
12. 鳄雀鳝是鱼类中的活化石,它和恐龙同一时代,鳞片坚硬、肉质粗糙,是肉食性鱼类,缺乏天敌,被称为“顶级淡水鱼杀手”,内脏和鱼卵都有剧毒,其内脏污染物富集程度很高,不具备经济价值。下列叙述错误的是( )
A. 鳄雀鳝进入天然水域会直接导致该地水生生物的多样性降低
B. 鳄雀鳝同化能量的绝大部分以粪便的形式进人分解者的体内
C. 鳄雀鳝至少处于第三营养级,在所属食物链中富集的污染物最多
D. 鳄雀鳟的内脏和鱼卵有剧毒对其发展成为入侵物种有利
【答案】B
【解析】
【分析】1、生物入侵是指某物种由它的原产地经自然或人为途径迁移到另一个新的环境,并对当地生物多样性造成危害的过程。
2、物种入侵会破坏原有生态系统的稳定性和生态平衡,是生态系统的生物多样性受到严重威胁,引发生态危机。
3、能量流动过程中能量关系:摄入量=同化量+粪便量;同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量;生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量。
【详解】A、鳄雀鳝食性广泛,缺乏天敌,进入天然水域会直接导致该地水生生物的多样性下降,A正确;
B、鳄雀鳝的粪便中的能量不属于它的同化量的一部分,B错误;
C、鳄雀鳝是一种肉食性鱼类,至少处于第三营养级,因缺乏天敌,属于最高营养级,在所属食物链中富集的污染物最多,C正确;
D、鳄雀鳟的内脏和鱼卵有剧毒,鳄雀鳝会用毒素来保护自己的鱼卵不被吃掉,对其发展成为入侵物种有利,D正确。
故选B
13. 传统发酵过程中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是( )
A. 葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
B. 泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需定期开盖放气
C. 制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
D. 果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~25℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35℃
【答案】C
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精。
【详解】A、虽然葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,但在制作好葡萄酒后,也不能直接通入无菌空气制作葡萄醋,这是因为酵母菌和醋酸菌的最适生长温度不同,要制作果醋还需要升高温度,A错误;
B、制作泡菜利用的是乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,在制作过程中必须提供无氧环境,不需要开盖放气,B错误;
C、制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,这样既能够在发酵初期给酵母菌提供氧气,又能防止发酵液溢出,而制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,这是因为制作泡菜利用的是乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,用盐水淹没全部菜料能够提供无氧环境,C正确;
D、果酒和果醋制作所需温度不同,其中果酒发酵时温度宜控制在18-30℃,果醋发酵时温度宜控制在30-35℃,泡菜的制作温度要低于30℃,D错误。
故选C。
14. 灌流式培养是在细胞培养管内,一边不断注入新鲜培养基,一边将培养液的上清液不断移出。区别传统的悬浮培养,灌流式培养可避免因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而使细胞分裂受阻的现象出现。下列叙述正确的是( )
A. 灌流式培养的细胞会贴壁生长,但不会出现接触抑制现象
B. 灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行
C. 灌流速率越高,菅养物质利用越充分
D. 向培养管注入的新鲜培养基中补充动物血清是为了防止杂菌污染
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞培养:(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。(2)原理:细胞增殖。(3)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、灌流式培养的动物细胞不出现贴壁生长现象,A错误;
B、悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻,而灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行,B正确;
C、过高的灌流速率,都会导致培养的细胞没有及时利用营养物质,而使营养物质不能得到充分利用,C错误;
D、生物反应器中加入血清是为了提供动物细胞培养所需要的营养物质和某种生长因子,D错误。
故选B。
15. 在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,具体流程如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 常用显微操作法去除由核膜包被的卵母细胞的细胞核
B. 灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,利于融合
C. 组蛋白去甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育
D. 为得到遗传背景相同的克隆猴,可将早期胚胎均等分割后再进行胚胎移植
【答案】A
【解析】
【分析】1、克隆动物概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
【详解】A、常用显微操作法去除由卵母细胞纺锤体—染色体复合物,A错误;
B、灭活的仙台病毒可使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,B正确;
C、研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它,即将组蛋白去甲基化和增加乙酰化,有利于重构胚的分裂和发育,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;
D、为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植,该技术属于无性生殖,D正确。
故选A
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. 植物普遍存在乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH),丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同(如图1)。科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响,结果如图2所示。下列叙述错误的是( )
A. 酒精发酵和乳酸发酵都需要消耗细胞呼吸第一阶段产生的NADH
B. 酒精发酵和乳酸发酵时丙酮酸中的能量大部分以热能的形式散失
C. 淹水胁迫时,该植物根细胞以乳酸发酵途径为主
D. 该植物根细胞呼吸方式的变化是植物对水淹环境的积极性适应
【答案】BC
【解析】
【分析】有氧呼吸消耗有机物、氧气、水,生成二氧化碳、水,释放大量能量;无氧呼吸消耗有机物,生成酒精和二氧化碳或者乳酸,释放少量能量。
【详解】A、由图可知,乙醛和NADH在ADH的催化下可以生成乙醇和NAD+,丙酮酸和NADH在LDH的催化下可以生成乳酸和NAD+,都需要消耗细胞呼吸第一阶段产生的NADH,A正确;
B、酒精发酵和乳酸发酵时丙酮酸中的能量大部分留在酒精或乳酸中,B错误;
C、由图可知,水淹组和对照组相比,水淹组ADH和LDH的活性均高于对照组,但ADH活性的增加量要远远大于LDH,所以淹水胁迫时,该植物根细胞以酒精发酵途径为主,C错误;
D、淹水胁迫时,该植物根细胞转化以酒精发酵途径为主,利于避免单一有害代谢产物积累,该植物根细胞呼吸方式的变化是植物对水淹环境的积极性适应,D正确。
故选BC。
17. 女娄菜为XY型性别决定的雌雄异体植物,其常染色体上A/a基因会影响性别。当A基因不存在时,XX个体发育为雄性不育株。为研究女娄菜高茎(B)和矮茎(b)的遗传特点,某小组用矮茎雌株与高茎雄株杂交,F1中矮茎雄株:高茎雌株:高茎雄株=4:3:1。若不考虑XY同源区段,下列叙述正确的是( )
A. 亲本雌、雄个体基因型分别为AaXbXb、AaXBY
B. F1雄性个体基因型共有4种,其中雄性不育株占1/5
C. F1自由交配产生的F2雌株中,杂合子的比例为4/5
D. F1自由交配产生的F2中,高茎雄株所占比例为5/24
【答案】ABC
【解析】
【分析】题意分析:某小组用矮茎雌株与高茎雄株杂交,F1中矮茎雄株∶高茎雌株∶高茎雄株=4∶3∶1,其和为8=2×4,说明一对等位基因相当于测交,另一对相当于自交,由于A基因不存在时,XX个体发育为雄性不育株,且位于A/a位于常染色体上,则亲本基因型为AaXbXb、AaXBY。
【详解】A、由题意可知,矮茎雌株与高茎雄株杂交,F1中矮茎雄株∶高茎雌株∶高茎雄株=4∶3∶1,其和为8=2×4,说明一对等位基因相当于测交,另一对相当于自交,说明A/a、B/b基因的遗传遵循自由组合定律,由于A基因不存在时,XX个体发育为雄性不育株,且位于A/a位于常染色体上,则亲本基因型为AaXbXb、AaXBY,A正确;
B、F1雄性个体基因型(3A_XbY、1aaXBXb、1aaXbY)共有4种,其中aaXBXb为雄性不育株,占1/5,B正确;
CD、亲本基因型为AaXbXb、AaXBY,F1中雌性个体基因型有A_XBXb,雄性个体基因型为3A_XbY、1aaXBXb(雄性不育)、1aaXbY,F1自由交配[可拆解为A_×(A_+aa)、XBXb×XbY],aaXX为雄性不育株,F2雌株为5/6×1/4A_XBXb、5/6×1/4A_XbXb,其中AAXbXb是纯合子,比例为2/6×1/4,因此F2雌株中纯合子比例为2/10=1/5,杂合子为1-1/5=4/5;F2中高茎雄株为A_XBY、aaXBXb,比例为5/6×1/4+1/6×1/4=1/4,C正确,D错误。
故选ABC。
18. 长期精神压力可引起炎症性肠病.炎症性肠病患者会出现消化不良、腹痛等症状。相关机制如下图所示,图中实线筋头表示促进,虚线箭头表示部分细胞的变化。下列叙述错误的是( )
注:GRH:促肾上腺皮质激素释放激素 ACTH:促肾上腺皮质激素 TGFβ2:转化因子β2 Ach:乙酰胆碱 CSF1:集落刺激因子 TNF:肿瘤坏死因子
A. 长期精神压力导致的炎症或消化不良属于神经一体液调节
B. 单核细胞释放的TNF可能刺激下丘脑的体温调节中枢,导致炎症伴随着发热
C. 长期精神压力下人的食欲降低,与TGFβ2含量降低抑制肠神经元发育有关
D. 针对长期精神压力引起的炎症性肠病,可行的治疗方案有促进 CSF1分泌等
【答案】CD
【解析】
【分析】当局部体温低于正常体温时,冷觉感受器受到刺激并产生兴奋,兴奋传递到下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,再使有关神经兴奋,进而引起皮肤血管收缩,皮肤的血流量减少,散热量也相应减少。同时,汗腺的分泌量减少,蒸发散热也随之减少。同时,机体还会主动增加产热。寒冷刺激使下丘脑的体温调节中枢兴奋后,可引起骨骼肌战栗,使产热增加。与此同时,相关神经兴奋后可促进甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放,使肝和其他组织细胞的代谢活动增强,增加产热。
【详解】A、下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,垂体释放促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,促进肾上腺分泌糖皮质激素,这属于体液调节,肠神经元释放乙酰胆碱作用于未成熟肠神经元非正常发育,属于神经调节,A正确;
B、据图可知,单核细胞释放的TNF可导致炎症,体温调节中枢位于下丘脑,TNF可能还刺激下丘脑的体温调节中枢,导致炎症伴随着发热,B正确;
C、长期精神压力下,TGFβ2含量升高,抑制肠神经元的发育,导致消化不良,C错误;
D、长期精神压力导致的糖皮质激素含量上升,会促进压力相关肠神经胶质细胞释放CSF1,引起肠道炎症反应加剧,引起发热、腹痛等症状,给人体带来不适,若能抑制CSF1分泌,则会减弱肠道炎症反应,有一定的疗效,D错误。
故选CD。
19. 研究小组采用预加菌液法探究氨苄青霉素(Amp)和卡那霉素(Kan)对大肠杆菌的选择作用,即将菌液直接加入培养基中,摇匀倒平板,冷却后在相应区域放置含有相应抗生素的圆形滤纸片(如图1),一段时间后测量抑菌圈直径并从抑菌圈周边挑取菌落继续实验,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代筛选实验结果如图2所示。下列叙述正确的是( )
A. 为防止培养基凝固,加入菌液时培养基温度不得低于65℃
B. 滤纸片③形成的抑菌圈内有两个菌落,可能是具有抗药性的大肠杆菌或其他杂菌形成的
C. Kan较Amp对大肠杆菌的抑菌效果强,且随培养代数增多两者抑菌效果均减弱
D. 一定浓度的抗生素会提高细菌耐药性的基因频率,故使用抗生素时需适量
【答案】BCD
【解析】
【分析】细菌抗药性是由基因突变产生的,抗生素起到了选择作用。抑菌圈的直径越小,说明细菌对抗生素的抗性逐渐增强,抗生素的抑菌效果越差。
【详解】A、温度超过65℃会影响菌种的生存,甚至高温能杀死菌种,因此加入菌液时培养基温度不能太高,A错误;
B、抑菌圈源于抗生素或其他抑菌物质对细菌生长的抑制作用,滤纸片③抑菌圈内有两个菌落,可能是具有抗药性的大肠杆菌或其他杂菌形成的,B正确;
C、据柱状图可知,Kan较Amp组抑菌圈的直径更大,说明其对大肠杆菌的抑菌效果强,且随培养代数增多,两者菌圈的直径都减小,抑菌效果都减弱,C正确;
D、细菌繁殖过程中会发生基因突变,产生抗药性变异和不抗药性变异,一定浓度的抗生素会杀死不抗药性变异,抗药性变异保留下来,因此一定浓度的抗生素会提高细菌耐药性的基因频率,滥用抗生素会不断淘汰不耐药的细菌,导致细菌的基因频率增大,从而使得细菌抗药性增强,故使用抗生素时需适量,D正确。
故选BCD。
20. 中国传统文化中有很多农牧业生产的现象描述和规律总结,下列叙述错误的是( )
A. “地虽瘠薄,常加粪沃,皆可化为良田”描述的是通过施肥改良农田的做法,农作物通过吸收有机肥中的有机物实现物质的循环再生和能量的多级利用
B. “无田甫田,维莠骄骄”描述的是农田中狗尾草的生长现象,狗尾覃等杂辈与农作物之间是种间竞争关系
C. “毋覆巢,毋杀胎夭飞鸟,毋麝卵”描述了对动物资源利用时,应避免捕杀幼年个体,这样有利于维持种群正常的出生率,防止种群衰退,实现可持续发展
D. “去其螟螣,及其蟊贼、无害我田稚”描述了农业生产应避免虫害,体现了合理调整能最流动关系,使能量持续流向对人最有益的部分
【答案】A
【解析】
【分析】种间关系:①捕食:一种生物以另外一种为食的现象;②寄生:一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象;③竞争:两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象;④原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都彼此受益,但分开后,各自也能独立生活;⑤互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
【详解】A、“地虽瘠薄,常加粪沃,皆可化为良田。”描述通过施肥改良农田的做法,农作物无法直接吸收有机物,A错误;
B、狗尾草等杂草与农作物之间是种间竞争关系,竞争阳光等自然资源,B正确;
C、对野生动物资源利用时,应避免捕杀幼年个体,这样有利于维持种群正常的年龄结构,有利于维持种群正常的出生率,防止种群衰退,实现可持续发展,C正确;
D、“去其螟螣,及其蟊贼,无害我田稚”描述的是农业生产应去除虫害,实现增产,体现的是合理调整能量流动关系,使能量持续流向对人最有益的部分,D正确。
故选A。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”(如图)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题:
(1)叶绿体利用分布在___上的色素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存的意义是___。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的___中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的___中含有的还原能,最终在___(场所)转化为ATP中的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(cATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用一定最适宜浓度的eATP溶液处理豌豆叶片,结果如图所示。
该实验自变量为___,推测eATP调节植物光合速率的机制:___。
【答案】(1) ①. 类囊体薄膜 ②. 减少丙糖磷酸等在叶绿体内的积累,避免对光合作用的抑制;维持叶绿体内的渗透压等
(2) ①. NADPH ②. NADH ③. 线粒体内膜
(3) ①. eATP的有无、豌豆幼苗的种类 ②. eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成来促进气孔的开放,从而提高光合速率
【解析】
【分析】光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成两个过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。
【小问1详解】
叶绿体利用类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存以减少丙糖磷酸等积累,避免对光合作用的抑制,维持叶绿体内的渗透压。
【小问2详解】
由图可知,强光条件下,草酸乙酸/苹果酸穿梭能将NADPH中的H+运出叶绿体,与NAD+结合生成NADH,该过程将光反应产生的NADPH中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的NADH中含有的还原能,最终在线粒体内膜用于ATP的合成。
【小问3详解】
由题意可知,该实验的自变量为eATP的有无、豌豆幼苗的种类。活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放,NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶,据图可知,cATP可通过调节气孔导度来调节植物光合速率,而活性氧(ROS)也能促进植物叶肉细胞气孔的开放,活性氧(ROS)的合成需要NADPH氧化酶的催化,当NADPH氧化酶缺失,则活性氧(ROS)无法合成,植物叶肉细胞气孔的开放无法增加,科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体,发现净光合速率与对照组基本一致。综合分析可知: eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成,进而促进植物叶肉细胞气孔的开放,提升了叶肉细胞的气孔导度,进而实现了对光合速率的提高。
22. 某昆虫(XY型)的长翅(A)对残翅(a)为显性、卷翅(B)对正常翅(b)为显性、刚毛(D)对截毛(d)为显性。以一只雄性昆虫的若干精子为材料研究A/a、B/b、D/d三对等位基因在染色体上的相对位置关系,以单个精子的DNA为模板用以上三对等位基因的引物进行PCR扩增,得到了8种不同基因型的精子电泳图谱及比例关系如图所示。回答下列问题:
(1)图中等位基因的遗传遵循自由组合定律的有___,依据是___。
(2)若仅考虑A/a和B/b这两对等位基因,PCR检测结果显示该雄性昆虫产生了4种比例不等的精子,其原因是___。发生这种变异的初级精母细胞的比例是___。
(3)让该雄性昆虫与残翅截毛雌性昆虫杂交,F1中雌、雄均表现为长翅:残翅=1:1,但雌性全表现为截毛,雄性全表现为刚毛,则该雄性昆虫关于该三对等位基因的分布是(在圆圈内用黑点代表基因、线条代表染色体,标注相关基因的同时要注明染色体具体名称)___。
(4)科研人员构建了一个棒眼雌性昆虫品系XeMXm,其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因e,且该基因与棒眼基因M始终连在一起(基因型为XeMXeM、XeMY时胚胎致死)。若该棒眼雌昆虫与野生正常眼雄昆虫(XmY)杂交,F1中M基因的基因频率为___,若F1雌雄昆虫随机交配,测产生的F2中雌雄比例为___。
【答案】(1) ①. 基因A/a与基因D/d;基因B/b与基因D/d ②. 图中AD:aD:Ad:ad=1:1:1:1,BD:Bd:bD:bd=1:1:1:1,说明悲因A/a与基因D/d和逃因B/b与基因D/d都位于非同源染色体上,其遗传都遵循自由组合定律
(2) ①. 在减数分裂Ⅰ时,雄性昆虫的基因A/a和基因B/b所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换 ②. 40%
(3) (4) ①. 1/5 ②. 4:3
【解析】
【分析】分析电泳图谱可得,AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1,AD:Ad:aD:ad=1:1:1:1,BD:Bd:bD:bd=1:1:1:1,可知该雄性昆虫的基因型为AaBbDd,形成配子时,A/a与B/b、A/a与D/d遵循自由组合定律,A/a与B/b不遵循自由组合定律,结合Ab与aB配子占比较高,推测A与b在同一条染色体上,a与B在同一条染色体上。
【小问1详解】
分析电泳图谱可得,AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1,AD:Ad:aD:ad=1:1:1:1,BD:Bd:bD:bd=1:1:1:1,可知该雄性昆虫基因型为AaBbDd,形成配子时,A/a与B/b、A/a与D/d遵循自由组合定律。
【小问2详解】
①若仅考虑A/a和B/b这两对等位基因,分析PCR检测结果发现AB:Ab:aB:ab=1:4:4:1,A/a与B/b不遵循自由组合定律,结合Ab与aB配子占比较高,推测A与b在同一条染色体上,a与B在同一条染色体上,出现AB和ab配子是因为该雄性个体在减数分裂Ⅰ时,雄性昆虫的基因A/a和基因B/b所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换;
②设发生交叉互换的初级精母细胞为x个,则其产生的配子种类及个数为AB=Ab=aB=ab=x个,设未发生交叉互换的初级精母细胞为y个,则其产生的配子种类及个数为Ab=aB=2y个,此时满足AB:Ab:aB:ab=x:(x+2y):(x+2y):x=1:4:4:1,经计算可得y=3/2x,发生交叉互换的初级精母细胞所占比例为x/(x+y),带入计算可求发生这种变异的初级精母细胞的比例为40%。
【小问3详解】
分析该雄性昆虫产生的精子电泳图谱可知,该雄性昆虫的基因型为AaBbDd,让其与残翅截毛(基因型为aadd)雌性个体杂交,F1中雌雄均表现为长翅:残翅=1:1,由此可判断控制长翅(A)和残翅(a)的等位基因位于常染色体上;F1中雌性全表现为截毛,雄性全表现为刚毛,雌雄性状分离不同,由此可判断控制刚毛(D)和截毛(d)的等位基因位于性染色体上,且D基因位于Y染色体上,d基因位于X染色体上;结合(1)(2)分析即可获得雄性昆虫关于该三对等位基因的分布为
【小问4详解】
①该棒眼雌昆虫(XeMXm)与野生正常眼雄昆虫(XmY)杂交,F1中基因型及比例为XeMXm:XmXm:XmY=1:1:1,XeMY个体死亡,F1中XeM:Xm=1:4,由此可得F1中M基因的基因频率为1/5;
②F1中雌性个体基因型及比例为为XeMXm:XmXm=1:1,产生雌配子种类及比例为XeM:Xm=1:3,雄性个体基因型为XmY,产生配子种类及比例为Xm:Y=1:1,F1雌雄昆虫随机交配,产生的F2中基因型及比例为XeMXm:XmXm:XeMY:XmY=1:3:1:3,其中XeMY个体死亡,因此雌雄性状分离比为4:3。
23. 睡眠是一种减少运动和感觉反应的体内平衡调节的状态。人体的生物钟调节中枢位于下丘脑视交叉上核(SCN),它对调节激素水平、睡眠需求等具有重要作用。血清素(5-HT)是褪黑素的前体物质,褪黑素具有夜晚分泌量多,而白天分泌量少的特点,它能使人入睡时间明显缩短,睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌机制如图所示。回答下列问题:
(1)当人感到疲倦时,通过睡眠精力可以得到快速的恢复。但是,有人常常在疲劳状态下听着轻音乐而睡着,长此以往,轻音乐响起时自然犯困,形成了___反射,该反 射的神经中枢位于___。
(2)由图中信息可知,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是___。熬夜打游戏会使生物钟紊乱,严重影响睡眠质量,原因是___。长期睡眠不足还会导致体液NO含量增加,进而影响树突状细胞和辅助性T细胞分泌免疫活性物质,使机体___(填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)能力下降。
(3)非眼球快速运动睡眠(NREM)中因有深睡期,可使人的呼吸变缓、心率变慢、全身肌肉放松,大脑皮层得到充分休息。科学家经研究推测:5-HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM。请根据所给实验材料设计实验验证上述推测。
实验材料:健康状况相同的小鼠若干、直流电探针(可损毁神经细胞)、5-HT注射液。
实验思路:___。
预期结果:___。
【答案】(1) ①. 条件 ②. 大脑皮层
(2) ①. 传出神经末梢及其支配的松果体 ②. 手机发出的光线使夜间褪黑素分泌减少,人睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短,睡眠质量下降甚至失眠 ③. 体液免疫和细胞免疫
(3) ①. 将健康状况相同的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神经细胞,一段时间后。向小鼠脑中注射5-HT;乙组用直流电探针损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,向小风脑中注射5-HT;丙组不做处理。监测三组小鼠各项处理后的睡眠状况 ②. 甲组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5-HT后,NREM可以完全恢复。乙组小鼠损毁处理后不产生NREM;注射5-HT后无变化。丙组小鼠正常睡眠
【解析】
【分析】出生后无须训练就具有的反射,叫做非条件反射;出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射叫做条件反射。
【小问1详解】
轻音乐响起时自然犯困是后天形成的,属于条件反射,条件反射的神经中枢位于大脑皮层。
【小问2详解】
效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体组成,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是传出神经末梢及其支配的松果体。熬夜打游戏会使生物钟紊乱,手机发出的光线使夜间褪黑素分泌减少,入睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短,睡眠质量下降甚至失眠。树突状细胞和辅助性T细胞参与体液免疫和细胞免疫,因此长期睡眠不足会导致体液NO含量增加,影响体液免疫和细胞免疫。
【小问3详解】
要证明5-HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM,可将健康状况相同的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神经细胞,一段时间后,向小鼠脑中注射5-HT;乙组用直流电探针损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,向小鼠脑中注射5-HT;丙组不做处理。监测三组小鼠各项处理后的睡眠状况。甲组小鼠损毁处理后不产生NREM, 注射5-HT后, NREM可以完全恢复。乙组小鼠损毁处理后不产生NREM, 注射5-HT后无变化。丙组小鼠正常睡眠。
24. 受农田施肥和生活污水的影响,内流河水体容易出现“富营养化”现象。底栖动物河蚬以水中藻类等微小生物和有机碎屑为食可使水质变清,降低污染度。科研人员设计了不同河蚬密度的实验以研究河蚬对富营养化水体的改善效果,结果如表所示(注:TN、TP分别表示水体总氮量和总磷量)。回答下列问题:
TN/mg/L TP/ug/L
对照组 1.55 69.1
低密度 1.40 55.4
中密度 1.36 41.6
高密度 1.28 32.2
(1)生态平衡是指___。农田施肥和生活污水使该河流生态失衡的原因是___(从生态系统的稳定性角度分析)。
(2)水体出现富营养化后,蓝细菌和藻类等生物大量繁殖形成水华现象,调查蓝细菌的种群密度可以采用___的方法。河蚬受水源影响很大,水源条件直接作为___(填“密度”或“非密度”)制约因素影响其种群数量。河蚬吞食藻类用来生长发育繁殖的能量的去路有___。
(3)河蚬在生态系统成分中属于___,据表数据分析,可以得出的结论是___。河流治理后水质得以恢复,水清鱼肥,空气清新,还给河流两岸带来了可观的经济收入,这体现了生态系统的___价值。
【答案】(1) ①. 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态 ②. 生态系统的自我调节能力有限,当外界干扰因素强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重破坏
(2) ①. 抽样检测法 ②. 非密度 ③. 流向分解者、下一营养级
(3) ①. 消费者和分解者 ②. 河蚬可以降低水体富营养化,且改善效果与河蚬的密度呈正相关 ③. 直接价值和间接
【解析】
【分析】生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,处于生态平衡的生态系统应具有结构平衡、功能平衡和收支平衡等特征。
【小问1详解】
生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态;生态失衡的原因是因为生态系统的自我调节能力有限,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重的破坏。
【小问2详解】
蓝细菌体积微小,调查种群密度需采用抽样检测法。水源条件直接作为非密度制约因素影响其种群数量。河蚬吞食藻类用来生长发育繁殖的能量的去路有流向分解者、下一营养级。
【小问3详解】
分析题意可知,河蚬以水中微小生物和有机碎屑为食,因此属于消费者和分解者;由图分析可知,与对照组相比,河蚬组的TN和TP含量均降低,且河蚬密度越高,TN和TP越低,据此可以得出:河蚬可以抑制藻类的生长繁殖,且抑制效果与河蚬的密度成正相关。水质得以恢复体现了生态系统的间接价值,带来了可观的经济收入体现了生态系统的直接价值。
25. 人绒毛膜促性腺激素(hCGβ)是胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,近年研究发现,结肠癌等多种恶性肿瘤细胞的hCGβ基因也有表达,hCGβ与肿瘤的发生、发展及转移有一定关系。研发抗hCGβ疫苗已成为近年来肿瘤生物治疗新的热点,下图为其制备的基本方案。回答下列问题:
注:甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔;AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达;各种限制酶对应的线条所指为其识别序列。
(1)图示hCGβ基因是人工合成的目的基因,在设计引物对其扩增时,为防止目的基因与质粒的自身环化并保证连接的方向性,可在其两端添加___限制酶的识别序列。经实验得知该基因扩增引物长度为10个核苷酸时特异性强、效率高,已知目的基因①处的碱基序列为CCTTTCAGCTCA—,则设计该端对应引物的序列是5'___-3'。
(2)图示 hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是___。从生产控制的角度分析,选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点是___。
(3)阶段Ⅱ大肠杆菌作为受体菌是利用了大肠杆菌___的特点,从而实现重组DNA的扩增,然后在含有___的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进一步进行扩增。
(4)阶段Ⅳ需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养,该培养基不需要添加以下哪些成分___(a.氨苄青霉紫b.组氨酸c.无机盐d.琼脂),可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。将此菌株扩大培养后,离心取上清液,依据___原理进行检测。若上清液中能检测到hCGβ蛋白,则说明hCGβ基因得以表达。
【答案】(1) ①. XhoⅠ、Mum Ⅰ ②. CTCGAGCCTTTCAGCT
(2) ①. 有利于hCGβ进入内质网加工 ②. 可以通过控制培养液中甲醇作为唯一碳源,来控制hCGβ基因表达
(3) ①. 繁殖快,易培养、遗传物质少 ②. 氨苄青霉素
(4) ①. a、b ②. 抗原和抗体特异性结合
【解析】
【分析】图中Ⅰ为基因表达载体的构建过程,Ⅱ是将重组DNA导入大肠杆菌,Ⅲ是提取并鉴定所需要的重组质粒,Ⅵ是将选择的重组质粒导入酵母菌内,Ⅴ是筛选符合要求的酵母菌,Ⅵ是提取目的基因的产物。
【小问1详解】
hCGβ基因是人工合成的目的基因,在设计引物对其扩增时,为防止目的基因与质粒的自身环化并保证连接的方向性,可在其两端添加限制酶识别序列,Sma Ⅰ会破坏目的基因,不能添加Sma Ⅰ识别序列;EcoR Ⅰ会破坏质粒上的氨苄青霉素抗性基因(标记基因),不能添加EcoR Ⅰ识别序列;Sal Ⅰ会破坏质粒上的组氨酸合成酶基因,不能添加Sal Ⅰ识别序列;Xho Ⅰ识别序列与Sma Ⅰ识别序列相似,会破坏目的基因,不能添加Sal Ⅰ识别序列。因此,在hCGβ基因两端应添加XhoⅠ、Mum Ⅰ限制酶识别序列。根据转录方向和质粒AOX1启动子位置确定,在①处插入了Xho Ⅰ的识别序列CTCGAG,则①处的碱基序列为5'-CTCGAGCCTTTCAGCTCA-3',互补链中,碱基序列为3'-GAGCTCGGAAAGTCGAGT -5',对其设计引物序列为5'-CTCGAGCCTTTCAGCTCA-3',由于经实验得知该基因扩增引物长度为10个核苷酸时特异性强、效率高,加上Xho Ⅰ的识别序列CTCGAG,总共16个碱基,因此设计该端对应引物的序列是5'-CTCGAGCCTTTCAGCT-3'。
【小问2详解】
甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔,因此hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是有利于hCGβ进入内质网中加工,并分泌到细胞外。AOXⅠ为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达,因此选用AOX1作为hCGβ基因启动子,可以通过控制培养液中甲醇的有无,来控制hCGβ基因的表达hCGβ蛋白的合成。
【小问3详解】
由于线性质粒上含有氨苄青霉素基因,因此导入环化质粒的大肠杆菌具有氨苄青霉素抗性,因此应在含有氨苄青霉素的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进行扩增。
【小问4详解】
由于环状质粒中含有组氨酸合成酶基因和氨苄青霉素抗性基因,且筛选重组质粒时大肠杆菌是在含有氨苄青霉素的培养基上培养的,因此为筛选导入重组质粒的酵母菌,培养基中不需要再加入组氨酸和氨苄青霉素(即a和b),但需要加入无机盐和琼脂,形成固体培养基,以筛选目的菌体。 hCGβ是一种分泌蛋白,可被分泌到细胞外,将培养物离心后分出细胞和培养液两部分,细胞经破碎处理后,再次离心取上清液,可获得较多的hCGβ,用抗hCGβ单克隆抗体分别进行检测,即抗原—抗体杂交法,原理为抗原与抗体特异性结合。若培养液及上清液中均能检测到hCGβ蛋白,则说明hCGβ基因在酵母菌细胞中得到表达,并能分泌到细胞外。

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