【精品解析】浙江省台州市2023-2024学年高二下学期6月期末生物试题

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浙江省台州市2023-2024学年高二下学期6月期末生物试题
1.(2024高二下·台州期末)生物技术是一把双刃剑,下列生物技术一定存在伦理道德问题的是(  )
A.转基因技术 B.植物组织培养
C.生殖性克隆人 D.酿造技术
2.(2024高二下·台州期末)肌动蛋白参与肌肉收缩和细胞运动等生理过程,据此推测肌动蛋白参与构成(  )
A.核糖体 B.高尔基体 C.溶酶体 D.细胞骨架
3.(2024高二下·台州期末)乙酰胆碱在细胞溶胶中合成后逆浓度梯度跨膜运进突触小泡,其合成及转运过程不需要(  )
A.NADPH B.转运蛋白 C.酶 D.ATP
4.(2024高二下·台州期末)水体中的污泥富含无机盐,可用于栽培植物。植物从中吸收的氮盐可用于合成(  )
A.三碳糖 B.核苷酸 C.油脂 D.纤维素
5.(2024高二下·台州期末)转座子是一段可移动的DNA序列,它可以从染色体的一个位点跳到另一个位点,插入某基因的内部或邻近位点。下列叙述错误的是(  )
A.转座子的基本单位是脱氧核苷酸
B.转座子的移动可引起基因突变
C.转座子可引起细菌发生染色体变异
D.转座子的移动伴随着染色体的断裂
6.(2024高二下·台州期末)遇到敌害时斑鸫鹏发出警报声提醒同伴,戴胜鸟通过窃听其报警声来减少警戒时间,提高觅食效率。下列叙述错误的是(  )
A.斑鸫鹏的警报声属于行为信息 B.斑鸫鹏提醒同伴体现种内互助
C.戴胜鸟通过窃听扩展其生态位 D.信息传递与个体生存密切相关
7.(2024高二下·台州期末)有些种子光照下才能萌发,下图表示黑暗和光照条件下细胞中光敏色素调控种子萌发的机理,据图分析正确的是(  )
A.光敏色素是一种调节种子萌发的植物激素
B.光照和黑暗条件下光敏色素的结构不相同
C.光敏色素和转录因子的结合发生在细胞溶胶
D.转录因子通过促进转录过程来促进种子萌发
8.(2024高二下·台州期末)愈伤组织中的细胞全能性强,在植物细胞工程中应用广泛。愈伤组织可用于(  )
A.在NAA/6-BA比值高的培养基中诱导形成芽
B.利用离体诱变技术定向获得所需优良植株
C.通过酶解法去除细胞壁获得球形的原生质体
D.悬浮振荡培养获得细胞系后直接投入发酵生产
(2024高二下·台州期末)阅读下面材料,完成下面小题。
人肺炎支原体是一类没有细胞壁的原核生物,人在感染初期的症状与普通感冒相似,因而常被误诊。通过制备抗人肺炎支原体单克隆抗体能达到准确检测的目的。
9.依据上述材料,推测支原体(  )
A.通过有丝分裂繁殖 B.遗传物质是RNA
C.有生物膜系统 D.可在培养基中培养
10.下图是抗人肺炎支原体单克隆抗体的制备流程图。其中①~④表示相关过程。下列叙述错误的是(  )
A.图中的B淋巴细胞需要通过原代培养扩大细胞数量
B.过程①多次注射人肺炎支原体的目的是加强免疫
C.过程②可用灭活的仙台病毒或PEG等融合因子进行诱导
D.过程④可用带标记的抗原作探针筛选出特定的杂交瘤细胞
11.(2024高二下·台州期末)研究表明阿尔茨海默症的发病原因可能是某些促凋亡因子的过度表达,导致神经元大量减少,且神经元之间集聚了大量的蛋白斑块。下列分析错误的是(  )
A.与正常人相比患者神经元凋亡加速
B.蛋白斑块可能会影响突触间兴奋的传递
C.神经元的凋亡过程受到基因的控制
D.神经元对促凋亡因子的敏感性大大下降
12.(2024高二下·台州期末)科学家发现金丝桃素可以激活信号分子AMPK,增加脂肪细胞产热相关基因的表达水平和线粒体数量。下列叙述正确的是(  )
A.金丝桃素处理后的脂肪细胞核酸含量增加
B.金丝桃素可抑制脂肪细胞的需氧呼吸
C.AMPK促进DNA聚合酶与产热相关基因结合
D.AMPK含量增多易导致个体肥胖的发生
13.(2024高二下·台州期末)蚊虫叮咬后机体细胞释放组胺引起叮咬部位皮肤红肿,同时痒觉信号通过一系列中间神经元传递到中枢神经系统,产生痒觉并表现出抓挠,抓挠会形成痛觉并有一定的止痒效果。有时为了拍死蚊子人也会有意识地暂时不去抓挠。下列叙述正确的是(  )
A.组胺引起蚊虫叮咬部位出现皮肤红肿属于神经调节
B.痒觉形成的过程中局部电流在神经纤维上双向传导
C.蚊虫叮咬引起抓挠反射中的传出神经应为自主神经
D.抓挠有止痒效果可能与抑制性神经递质的释放有关
14.(2024高二下·台州期末)适应性是指生物体与环境表现相适合的现象。下列不符合适应性现象的是(  )
A.水母等水生生物依靠躯体透明隐身于水中
B.树懒等树栖动物利用钩爪攀附栖息于树上
C.热带雨林的灌木叶大有利于获得更多光照
D.草原豆科植物气孔下陷以增加水分的蒸发
15.(2024高二下·台州期末)肝细胞在受到损伤的条件下可进行有丝分裂,下图为肝细胞增殖过程中核DNA含量随时间变化的曲线图。据图分析错误的是(  )
A.肝细胞一个细胞周期的时长约为20h
B.AB段DNA的复制伴随着染色单体的形成
C.BC段染色体/DNA的比值保持1/2不变
D.DE段细胞的核膜核仁重新形成
16.(2024高二下·台州期末)某动物(2n=8)基因型为AAXBY,图中数字表示某个细胞的部分染色体,字母表示所带基因,分裂过程只发生一次变异。据图分析正确的是(  )
A.1和3、2和4分别构成一个四分体
B.1号染色体出现a的原因是基因突变
C.该细胞处于减数第二次分裂前期
D.A和a的分离只发生在减数第二次分裂后期
17.(2024高二下·台州期末)二倍体玉米植株的性别受两对基因B/b、T/t控制,有雌雄同株、雌株和雄株三种类型。一对纯合玉米亲本杂交所得F1全为雌雄同株,F1自交所得F2的表型及比例为雌雄同株:雌株:雄株=106:32:33.若F2严格自交,F3中雌性个体的比例最接近(  )
A.1/8 B.15/64 C.3/4 D.3/25
(2024高二下·台州期末)阅读以下材料,完成下面小题。
普氏原羚是我国特有的濒危动物,人类建设的道路及围栏将它们隔离在多个分布区。采集普氏原羚的粪便样本,利用样本中的微卫星DNA标记可完成个体识别实现种群数量的统计。微卫星DNA分子是指分布于真核生物基因组中的简单重复序列,序列重复次数在个体间差异很大,而其两侧的序列在同一物种中具有高度相似性。
18.根据上述材料分析,下列叙述正确的是(  )
A.每个分布区内的普氏原羚构成一个物种
B.隔离在分布区的普氏原羚容易发生遗传漂变
C.将普氏原羚转移到动物园是最有效的保护措施
D.隔离在多个分布区有利于提高普氏原羚的遗传多样性
19.科学家在某一分布区采集普氏原羚的粪便100份,检测出这些粪便来自20个个体。一定时间后再次采集普氏原羚的粪便共47份,检测出这些粪便来自19个个体,其中4个个体是第一次采集中出现过的。据以上信息判断,下列叙述正确的是(  )
A.利用微卫星DNA标记调查种群数量易惊扰到普氏原羚
B.分析粪便可估算出该分布区普氏原羚的种群数量为588个
C.为保证调查数据的准确性,两次采样的样本数应保持一致
D.微卫星DNA分子具有个体差异性是该调查统计依据的原理之一
20.微卫星DNA标记在科学研究中应用广泛,如利用PCR扩增普氏原羚粪便中微卫星DNA分子,对普氏原羚进行亲子鉴定,结果如图。下列叙述错误的是(  )
A.子代2结果说明其微卫星DNA分子中可能发生了碱基对的插入
B.DNA相对含量的差异可能与所取粪便中的细胞数目有关
C.PCR扩增微卫星DNA分子时根据内部重复序列设计引物
D.微卫星DNA分子能从上一代传给下一代,其遗传遵循分离定律
21.(2024高二下·台州期末)科学家研究发现mRNA发生甲基化会使mRNA提前降解。线虫在营养丰富时,S—腺苷甲硫氨酸(SAM)合成酶的mRNA甲基化明显增加;营养缺乏时,细胞中SAM含量增多,保证了基因组DNA甲基化的进行。下列叙述错误的是(  )
A.SAM合成酶的mRNA甲基化水平与其基因的表达水平呈负相关
B.SAM合成酶含量减少有利于线虫基因组DNA甲基化的进行
C.营养丰富时线虫基因组表达水平会升高
D.营养缺乏时线虫染色体螺旋化程度提高
22.(2024高二下·台州期末)马铃薯是重要的粮食作物,其块茎可供食用。块茎中的干物质主要来源于光合作用的积累,因此光合作用对马铃薯的产量具有决定性作用。马铃薯四倍体栽培种相较于二倍体产量更高,某课题组为探究四倍体、二倍体马铃薯产量差异的原因,在马铃薯生育期的现蕾期(P1)、花期(P2)、花后15d(P3)测定相关光合指标,结果如下表。
品种 测定时期 叶绿素总量mg/g 气孔导度mmol/(m2·s) 胞间CO2浓度μmol/mol 净光合速率μmol/(m2·s)
二倍体 P1 2.87 0.27 280 13.5
P2 3.11 0.3 248 15.4
P3 2.57 0.28 200 13.9
四倍体 P1 3.28 0.36 280 17.2
P2 3.54 0.38 230 19.1
P3 3.02 0.37 213 17.5
回答下列问题:
(1)叶绿素存在于叶绿体的   上,将马铃薯叶片剪碎后加入研钵,用95%乙醇   色素,再利用分光光度计测定叶绿素含量。
(2)据表分析,整个生育期中二倍体和四倍体马铃薯的净光合速率在   期达到峰值后下降。P1期四倍体马铃薯的气孔导度大于二倍体,但它们的胞间CO2浓度却相同,可能的原因是   。
(3)利用凝胶电泳技术分析二倍体和四倍体马铃薯叶片蛋白质的   和   ,发现四倍体相较于二倍体含有更多与光合作用相关的蛋白质,光合作用相关蛋白质分布在叶绿体的   (写出2点),其含量更多的根本原因是细胞中   数目的增加。
(4)干物质在各器官的积累和   对马铃薯的产量极为重要,研究发现二倍体马铃薯相较于四倍体拥有更低的根部干重占比,影响了马铃薯的根长和根   比值,从而影响根的吸收效率。
23.(2024高二下·台州期末)某富营养化水体从“草型水体”退化为浮游植物占优势的“藻型水体”,科研小组通过引入鱼类和水生动物等对其进行干预。回答下列问题:
(1)由“草型水体”退化为“藻型水体”是否为群落演替?   (填“是”或“否”)。这个过程中某种沉水植物灭绝,从生物多样性的角度分析,丧失的是   。
(2)科研人员引入鱼类和水生动物一段时间后,每隔一段时间统计其中赤麻鸭和鳑鲏鱼种群数量的变化关系如图1所示:
①科研人员利用图1相关数据在图2中画出鳑鲏鱼种群数量随时间的变化曲线,请补充T1~T5时间段赤麻鸭种群数量随时间的波动曲线   。
②由图1、图2可知,鳑鲏鱼种群数量波动属于   波动类型,赤麻鸭数量高峰的出现   (填“提前”或“滞后”)于鳑鲏鱼。图1中da段赤麻鸭种群的年龄结构为   ,引入赤麻鸭后鳑鲏鱼种群的K值为   。赤麻鸭和鳑鲏鱼种群数量的变化关系反映了该生态系统存在着   调节机制。
(3)引入鱼类和水生动物后富营养化治理效果显著,水体中的N、P含量大幅下降的原因是   。
24.(2024高二下·台州期末)“卵子死亡”是一种单基因遗传病,由常染色体上的等位基因A、a控制。将女性患者的卵子取出体外放置一段时间或受精后,卵子均出现发黑、萎缩等现象。下面是“卵子死亡”遗传病的系谱图,已知Ⅰ-1含有致病基因,Ⅰ-2不含有致病基因。
回答下列问题:
(1)“卵子死亡”性状的遗传方式是   ,判断理由是   。
(2)Ⅰ-1的基因型是   ,Ⅱ-5的基因型是   。
(3)Ⅱ-5和Ⅱ-6生一个患病孩子的概率是   。检测胎儿是否有致病基因,常用的产前诊断技术有   。
25.(2024高二下·台州期末)玉米栽培种是由野生种进化而来,具有穗大、籽粒饱满的优点。但栽培种籽粒蛋白含量较野生种低。研究发现玉米籽粒蛋白质含量与T基因有关,T基因控制T酶的合成。野生种的T基因中发生一个碱基对替换突变为栽培种的t基因,由于碱基对的替换导致t基因产生了一个限制酶X的酶切位点。回答下列问题:
(1)基因T和t的根本区别是   。测序结果表明,基因T和t转录产物mRNA的部分碱基序列如图1所示。据图分析,导致栽培种籽粒蛋白质含量下降的直接原因是相关蛋白质的第   位氨基酸种类发生改变(AUG为起始密码子,且不考虑蛋白质的剪切)。
(2)为提高栽培种籽粒的蛋白质含量,向栽培种转入基因T,完善下述操作。
①第一步,用PCR技术扩增T基因。PCR扩增体系中需要加入   酶、引物等,PCR产物可用凝胶电泳技术来鉴定。结果显示除T基因目标条带外,还出现了非目标条带。推测非目标条带产生的原因可能是   (多选)。
A.引物太短
B.引物之间碱基互补配对
C.退火温度太低
D.模板出现差错
②第二步,构建重组DNA分子。为确保T基因在转基因植物中正常表达,其上下游序列需具备   。
③第三步,将重组DNA分子导入受体细胞。
④第四步,检测目的基因及其表达产物。经检测,转基因栽培种体内T酶的合成量远超未转基因栽培种。据此分析转基因栽培种籽粒蛋白质含量将   ,可推知基因与性状的关系是   。
(3)转基因栽培种自交后代部分植株籽粒蛋白质的含量与未转基因相比没有变化,可能的原因是导入一个T基因成为杂合子,其自交后代出现   现象。为筛选出转基因纯合子,科学工作者扩增自交后代体细胞中的T、t基因,用限制酶X处理后进行电泳,结果如图2所示。其中转基因栽培种纯合子的电泳结果对应图中   (填“1”或“2”或“3”)。
26.(2024高二下·台州期末)“睡眠—觉醒”与神经递质的分泌改变有关。脑干神经细胞分泌的5-羟色胺(5-HT)能促进下丘脑积累有催眠效应的肽类物质,脑干功能遭到破坏时可引发完全性失眠。已知西药酒石酸唑吡坦片通过促进脑干中的神经细胞分泌5-HT来改善睡眠,欲探究中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响,并比较中西药的疗效。请根据以下提供的实验材料,完善实验思路,并进行分析与讨论。
材料与用具:健康、生理状况相同的雄性小鼠若干只、生理盐水、柴胡加龙骨牡蛎汤、酒石酸唑吡坦片溶液、对氯苯丙氨酸、注射器、灌胃器等。(说明:对氯苯丙氨酸可降低5-HT含量,引起失眠;不考虑给药方法、药量对实验结果的影响)。
(1)完善实验思路:
①分组编号:给实验小鼠自然昼夜节律及光照、自由饮水、摄食,适应性饲养3天。3天后   为4组,并编号为甲、乙、丙、丁。
②模型建立:甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次,作为空白对照组;其余各组每天腹腔注射   1次,持续一段时间后获得失眠模型小鼠。
③给药处理:甲组灌胃生理盐水;乙组作为阳性对照组,灌胃酒石酸唑吡坦片溶液;丙组作为实验组,灌胃   ;丁组作为阴性对照组,灌胃   。
④取材检测:连续给药7天,末次给药12h后将全部小鼠处死。分离各组小鼠   进行研磨和反复冻融,待   完全破坏后将组织匀浆离心,取   测定各组5-HT含量并记录。
⑤统计并分析所得数据。
(2)分析与讨论:
①结果分析发现乙组与丙组的5-HT含量相当,推测甲组、丙组与丁组的5-HT含量的大小关系为:   ,根据上述实验结果写出实验结论:   。
②进一步研究发现抑郁症的发生与突触间隙的5-HT含量过少有关,因此抑郁症患者常伴有   症状。临床上可用药物来提高抑郁症患者突触间隙中5-HT含量,以缓解抑郁症状。下图表示5-HT的释放和重摄取,根据提供的信息,分析上述药物的作用机理可能是   (多选)。
A.促进突触前膜释放5-HT
B.抑制5-HT重摄取
C.抑制单胺氧化酶活性
D.减少突触后膜5-HT受体的数量
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、转基因在技术上是中性的,所以其存在伦理道德问题,A错误;
B、植物组织培养是一项无性生殖技术,主要用于植物的工厂化生产等,这些合理使用不会引起伦理道德问题,B错误;
C、生殖性克隆指将克隆技术用于生育目的,这项生物技术的目的产生人类个体,所以一定会引发伦理问题,C正确;
D、酿造技术可以造福人类,一般情况下不会引发伦理道德问题,D错误。
故答案为:C。
【分析】转基因生物的安全问题是一个复杂且备受关注的话题,涉及多个方面,包括生态安全、人类健康安全和生物技术等。以下是对转基因生物安全问题的一些详细分析:
一、生态安全
1.基因漂移:转基因生物可能会通过花粉传播等方式向周围环境释放基因,这可能导致基因污染和遗传多样性的降低。
2.生态入侵:转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”,威胁生态系统中其他生物的生存。
3.生态平衡影响:转基因生物可能会破坏生物多样性,改变生态系统的结构和功能。
二、人类健康安全
1.食品安全:虽然一些研究表明转基因食品本身是安全的,但仍有人担心其可能带来的长期健康风险,如过敏反应、毒性等。此外,还有关于转基因食品可能影响人体营养成分吸收和代谢的担忧。
2.遗传健康:有观点认为,转基因技术可能引发人体遗传特性的变化,但目前尚无确凿证据表明这一点。
三、生物技术和伦理
1.技术风险:转基因技术本身存在风险,如基因重组可能产生新的、未知的病原体或有害物质。
2.伦理问题:转基因生物的研发和应用也涉及伦理问题,如是否侵犯了其他生物的权益、是否违反了自然规律等。
四、监管和评估
1.严格监管:为确保转基因生物的安全性,各国都制定了相应的政策和法规进行监管。这些法规通常包括转基因生物的安全评估、标识和追溯等要求。
2.科学评估:转基因生物的安全评估是一个长期和动态的过程,需要不断更新和完善评估方法和标准。评估通常包括实验室检测、长期监测和风险评估模型等方法。
2.【答案】D
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能
【解析】【解答】A、核糖体是由rRNA和蛋白质组成,A错误;
B、高尔基体含有生物膜,并且其膜上含磷脂分子,B错误;
C、溶酶体含有生物膜,溶酶体的膜上含磷脂分子,C错误;
D、细胞骨架化学成分就是蛋白质,所以肌动蛋白参与构成细胞骨架,D正确。
故答案为:D。
【分析】
蛋白质的功能非常广泛,包括催化功能(如酶)、结构功能(如胶原蛋白和肌动蛋白等纤维状蛋白质是构成骨骼、肌肉、肌腱等组织的主要成分)、运输功能(如血红蛋白和运铁蛋白等负责运输氧气和铁离子等)、存储功能(如植物种子中的谷蛋白、油料作物种子中的油脂和动物体内的糖原等)、运动功能(如肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白等)、防御和保护功能(如免疫球蛋白和酶抑制剂等)以及调节功能(如胰岛素、生长激素等)。
3.【答案】A
【知识点】主动运输
【解析】【解答】由题,乙酰胆碱在细胞溶胶中合成需要相应酶的催化,合成后逆浓度梯度跨膜运进突触小泡是一个消耗能量的过程(需要消耗ATP),并且这个过程中需要转运蛋白来协助,但1不需要NADPH参与,分析得知:A错误、BCD正确。
故答案为:A。
【分析】物质跨膜运输的方式主要包括以下几种:1.被动运输:
自由扩散:这种方式不需要载体蛋白的协助,也不消耗能量。物质会沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域移动。典型的例子包括氧气、二氧化碳、氮气以及某些脂溶性物质如甘油、脂肪酸、维生素D等。
协助扩散:这种方式需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量。物质同样会沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域移动。典型的例子包括氨基酸、核苷酸以及葡萄糖进出红细胞等。
2.主动运输:
这种方式需要载体蛋白的协助,并且需要消耗能量(通常是ATP)。物质会逆浓度梯度从低浓度区域向高浓度区域移动。典型的例子包括矿物质离子、葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞等。
3.胞吞和胞吐:
这种方式主要用于大分子物质(如蛋白质、核酸、多糖等)的跨膜运输。它需要消耗能量,但不需要载体蛋白的协助。胞吞是细胞将大分子物质或颗粒摄入细胞内的过程,而胞吐则是细胞将大分子物质或颗粒从细胞内排出到细胞外的过程。
需要注意的是,虽然胞吞和胞吐在生物学上也被视为物质跨膜运输的一种方式,但严格来说,它们并不属于跨膜运输的传统分类(即被动运输和主动运输)。胞吞和胞吐更多地是通过膜泡的形成和融合来实现物质的跨膜转运。
4.【答案】B
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】ACD、三碳糖、油脂和纤维素的元素组成为C、H、O,组成成分中并不含N,所以植物从水体污泥中吸收的氮盐不能合成三碳糖、油脂和纤维素,ACD错误;
B、核苷酸的元素组成为C、H、O、N、P,植物从水体污泥中吸收的氮盐可以合成核苷酸,B正确。
故答案为:B。
【分析】组成细胞的化合物主要包括无机化合物和有机化合物。其中,无机化合物包括水和无机盐,而有机化合物则包括蛋白质、核酸、糖类和脂质。
1.水:水是细胞中含量最多的化合物,占细胞总重量的60-90%。水不仅是细胞代谢活动的介质,还参与维持细胞的结构和功能。
2.无机盐:无机盐主要以离子形式存在,如钠离子、钾离子、钙离子等。它们对维持细胞内外的水分平衡、调节酸碱平衡以及维持神经肌肉的正常兴奋性等具有重要作用。
3.蛋白质:蛋白质是生命活动的主要承担者,约占细胞干重的50%。它们不仅参与构成细胞的结构,如细胞膜、细胞骨架等,还作为酶参与催化生物化学反应,作为激素调节生物体的生理过程等。
4.核酸:核酸包括DNA和RNA,它们是遗传信息的携带者和传递者。DNA主要存在于细胞核中,负责存储遗传信息;RNA主要存在于细胞质中,负责转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的合成。
5.糖类:糖类包括单糖、二糖和多糖等。单糖如葡萄糖是细胞的主要能源物质;多糖如淀粉和糖原分别储存于植物和动物体内,作为能量的储存形式。
6.脂质:脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是细胞内主要的储能物质;磷脂是构成生物膜的主要成分;固醇则参与维持生物膜的稳定性和流动性,以及影响某些激素的合成与分泌。
5.【答案】C
【知识点】核酸的基本组成单位;基因突变的类型;染色体结构的变异
【解析】【解答】A、转座子是一段DNA序列,所以转座子的基本单位是脱氧核苷酸,A正确;
B、转座子可以从染色体的一个位点跳到另一个位点,插入某基因的内部,这可以造成该基因内部碱基增添,从而引起基因突变,B正确;
C、细菌是原核生物,它无染色体,C错误;
D、转座子可以从染色体的一个位点跳到另一个位点,这个过程伴随着染色体的断裂,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。这种改变是遗传信息发生变化的一种形式,它可以导致遗传特征的改变,并可能影响到后代。基因突变可以发生在任何时候,但在孩子出生后不久出现基因突变可能是由于多种因素引起,如环境因素、遗传因素等。具体原因可能因人而异,需要进行详细的医学检查来确定。
基因突变可以分为多种类型,根据碱基变化的情况,一般可分为移码突变和碱基置换突变两大类。移码突变是指插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变;碱基置换突变则是指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变,也称为点突变。
基因突变可以发生在发育的任何时期,但通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。基因突变会影响蛋白质和酶的生物功能,使机体功能表现出异常。此外,基因突变还与脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老等过程有关,是生物进化的重要因素之一。
基因突变的原因可以包括自然错误、化学物质、辐射、病毒、生物因素、遗传因素、环境因素以及生活方式等。例如,在DNA复制过程中偶尔会发生错误,导致新的DNA分子与原始DNA分子不完全相同;某些化学物质和辐射可以损伤DNA并导致突变;某些病毒可以插入宿主的基因组导致突变;不良的生活习惯如吸烟、饮酒和不健康的饮食也可能增加基因突变的风险。
需要注意的是,基因突变通常被认为是有害的,因为它可能导致遗传疾病、异常表型、癌症等后果。然而,也有极少数的基因突变是有益的,能够增加物种的适应能力。
对于基因突变的研究具有重要的理论意义和生物学意义,它不仅有助于我们理解生命的本质和进化过程,还为遗传病的治疗和药物研发提供了重要的依据。然而,由于基因突变的复杂性和不可控性,我们需要谨慎对待并采取相应的措施来预防和治疗相关疾病。
6.【答案】A
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统中的信息传递
【解析】【解答】A、斑鸫鹏的警报声是通过物理过程(声音)来传递信息的,所以属于物理信息,而不是行为信息,A错误;
B、斑鸫鹏提醒同伴是一种种内互助的现象,B正确;
C、戴胜通过窃听斑鸫鹛种群内的报警声,改变其行为,这样可以极大减少自己的警戒时间,显著增加觅食时间,以此来扩展其生态位,C正确;
D、生物生命活动的正常进行,离不开信息的作用,所以信息传递与个体生存密切相关,D正确。
故答案为:A。
【分析】生态系统的信息种类和信息传递是生态学中的重要研究内容。生态系统的信息种类主要包括物理信息、化学信息、行为信息和营养信息等。
1.物理信息:包括光、温度、湿度、风力、水流等物理因素。这些因素对生物的生存和繁衍具有重要影响,例如,植物通过光合作用利用阳光进行生长,动物则通过感受温度和湿度等环境变化来调节自身的生理和行为。
2.化学信息:包括生物体内外产生的各种化学物质,如激素、神经递质、酶、毒素等。这些化学物质在生物体的生长、发育、代谢、繁殖以及适应环境等方面发挥着重要作用。此外,生物体还可以通过释放化学物质(如信息素)来与其他生物进行交流和互动。
3.行为信息:包括生物的行为模式、动作、声音、颜色等。这些行为信息在生物的求偶、捕食、逃避敌害、社群互动等方面具有重要意义。例如,一些动物通过特定的行为模式来吸引异性或警告同类;一些动物则通过改变体色来融入环境或进行伪装。
4.营养信息:包括生物体对食物的选择、消化、吸收和利用等方面的信息。生物体通过摄取食物来获取能量和营养物质,以维持正常的生理功能和生命活动。
生态系统的信息传递主要包括以下几个过程:
1.信息感知:生物体通过特定的感受器官(如眼睛、耳朵、鼻子、皮肤等)来感知环境中的各种信息。
2.信息处理:生物体将感知到的信息进行加工和处理,以产生相应的生理和行为反应。
3.信息传递:生物体通过特定的方式(如神经、激素、化学物质等)将信息传递给其他生物或自身内部的其他部位。
4.信息反馈:生物体根据接收到的信息反馈来调整自身的生理和行为,以适应环境的变化。
7.【答案】B
【知识点】光合作用综合
【解析】【解答】A、光敏色素是一种可接受光信号的受体分子,它是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),并不是植物激素,A错误;
B、由题图,光照和黑暗条件下,光敏色素的结构并不相同,B正确;
CD、由题,在光照条件下,光激活光敏色素,使光敏色素的结构发生变化,进入细胞核中与转录因子结合,进而导致转录因子降解,引起转录过程发生,最后促进种子萌发,CD错误。
故答案为:B。
【分析】光敏色素是植物细胞中的一种光受体蛋白,它们能够感知光线的方向和强度,并引发一系列生理变化。以下是光敏色素引起的生理变化过程:
1.光敏色素的激活:当植物细胞受到光线的照射时,光敏色素会吸收光能并发生构象变化,从而被激活。
2.信号传导:激活后的光敏色素会引发一系列信号传导过程,包括磷酸化作用、钙离子信号等,这些信号会传递到细胞的不同部位。
3.基因表达调控:光敏色素通过信号传导过程,可以影响基因的表达,从而调控植物的生长发育。例如,光敏色素可以调控植物的向光性、开花时间、叶片形态等。
4.生理变化:在基因表达调控的基础上,植物会产生一系列的生理变化,如叶片的展开、茎的伸长、根的生长等。这些生理变化有助于植物适应环境中的光线条件,提高其生存和繁殖能力。
8.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、较高浓度的6-BA和较低浓度的NAA会有利于芽的诱导,所以在在NAA/6-BA比值低的培养基中会诱导形成芽,A错误;
B、离体诱变技术的原理是基因突变,并且基因突变的过程中具有不定向性的特点,B错误;
C、愈伤组织细胞通过酶解法去除细胞壁,这样可获得球形的原生质体,C正确;
D、悬浮振荡培养获得细胞系后不能直接投入发酵生产,D错误。
故答案为:C。
【分析】植物组织培养的过程是一个复杂但有序的生物技术过程,主要涉及无菌条件下对植物器官、组织或细胞的培养和再生。以下是植物组织培养过程的详细步骤:
1.准备外植体:首先,选择适合的植物器官、组织或细胞作为外植体,如芽、茎尖、根尖、花药等。这些外植体需要在无菌条件下进行剪接和处理,以去除污染并准备好进行培养。
2.消毒杀菌处理:在将外植体放置在培养基上之前,需要进行彻底的消毒和杀菌处理,以防止细菌、真菌等微生物的污染。
3.脱分化(去分化):将处理好的外植体放置在含有适当营养物质和植物激素的人工培养基上。在适宜的光照、温度和营养条件下,外植体会开始进行细胞分裂,形成一团未分化的薄壁细胞,这个过程称为脱分化或去分化,形成的细胞团被称为愈伤组织。
4.再分化:在适当的条件下,愈伤组织会开始分化,形成植物的各种器官和组织,如根、芽等。这个过程称为再分化。
5.培养发育:经过再分化形成的器官和组织会在培养基上继续生长和发育,最终形成一棵完整的植株。
6.移植和栽培:当植株长到一定大小时,可以将其从培养基中取出,移植到土壤中或其他适当的栽培介质中进行后续的生长和发育。
【答案】9.D
10.A
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)通过题目“制备人肺炎支原体单克隆抗体能达到准确检测的目的”可知人肺炎支原体可在培养基中培养,并且支原体是原核生物不进行有丝分裂,遗传物质是DNA,它也没有生物膜系统,D符合题意。分析得知:ABC错误,D正确。
故答案为:D。
(2)A、单克隆抗体过程中,并不需要单独对已免疫的B淋巴细胞进行原代培养扩大其细胞数量,A错误;
B、过程①表示用特定的抗原对小鼠进行免疫,多次注射可加强免疫,B正确;
C、诱导动物细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等等,C正确;
D、过程④表示克隆化培养和抗体检测,可用带标记的抗原作探针筛选出特定的杂交瘤细胞,并且需要选择抗体检测为阳性的杂交瘤细胞在体内(注射到小鼠腹腔内)或体外(培养液)进行大规模培养,D正确。
故答案为:A。
【分析】单克隆抗体制备流程是一个复杂但有序的过程,主要包括以下几个步骤:1.免疫动物:首先,用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生致敏B淋巴细胞。一般选用6-8周龄雌性BALB/c小鼠,按照预先制定的免疫方案进行免疫注射。抗原通过血液循环或淋巴循环进入外周免疫器官,刺激相应B淋巴细胞克隆,使其活化、增殖,并分化成为致敏B淋巴细胞。
2.细胞融合:在免疫过程结束后,处死小鼠并取出脾脏进行研磨,制备脾细胞的悬液。然后,将准备好的同系骨髓瘤细胞和小鼠脾细胞按照一定比例混合,并在聚乙二醇(PEG)等促融合剂的作用下,诱导它们发生融合,形成杂交瘤细胞。
3.选择性培养:将融合后的细胞进行选择性培养,目的是筛选出融合的杂交瘤细胞。常用的选择培养基为HAT培养基,未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶而死亡,未融合的淋巴细胞虽具有该酶但不能在体外长期存活,只有融合的杂交瘤细胞能够存活并增殖。
4.杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化:筛选出能够产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞,并进行克隆扩增。这一步骤是确保杂交瘤所分泌的抗体具有单克隆性以及从细胞群中筛选出具有稳定表型的关键。
5.单克隆抗体的大量制备:经过筛选和克隆化后,将阳性杂交瘤细胞进行扩大培养,以制备大量的单克隆抗体。这可以通过体外培养或体内培养(如注入小鼠腹腔)的方式来实现。
6.单克隆抗体的鉴定和检测:获得产生单抗的细胞株和大量制备的单克隆抗体后,进行系统的鉴定和检测是十分必要的,以确保其质量和特异性。
9.通过题目“制备人肺炎支原体单克隆抗体能达到准确检测的目的”可知人肺炎支原体可在培养基中培养,支原体是原核生物不进行有丝分裂,遗传物质是DNA,没有生物膜系统,D符合题意。
故选D。
10.A、单克隆抗体过程中,不需要单独对已免疫的B淋巴细胞进行原代培养扩大其细胞数量,A错误;
B、过程①表示用特定的抗原对小鼠进行免疫,多次注射可加强免疫,B正确;
C、诱导动物细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等,C正确;
D、过程④表示克隆化培养和抗体检测,可用带标记的抗原作探针筛选出特定的杂交瘤细胞,应选择抗体检测为阳性的杂交瘤细胞在体内(注射到小鼠腹腔内)或体外(培养液)进行大规模培养,D正确。
故选A。
11.【答案】D
【知识点】细胞的凋亡
【解析】【解答】A、由题,阿尔茨海默症患者某些促凋亡因子的过度表达,引起神经元凋亡加速,导致神经元大量减少,A正确;
B、由题,阿尔茨海默症患者某些神经元之间集聚了大量的蛋白斑块,也许会影响突触间兴奋的传递,B正确;
C、由题,某些促凋亡因子的过度表达会引起神经元凋亡,所以神经元的凋亡过程受到基因的控制,C正确;
D、由题,某些促凋亡因子的过度表达从而引起神经元凋亡,所以神经元对促凋亡因子的敏感性大大升高了,D错误。
故答案为:D。
【分析】细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。这是一种细胞的基本生物学现象,在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。
细胞凋亡的特点
1.主动性:细胞凋亡是一个主动的过程,涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,而不是被动的过程。
2.程序性:细胞凋亡是受到严格程序控制的正常组成部分,如生物体在发育过程中出现的细胞程序性死亡。
3.非炎症性:细胞凋亡不会引起周围的炎症反应,凋亡小体很快被邻近的间质细胞或吞噬细胞所吞噬。
细胞凋亡的过程
细胞凋亡的过程包括凝缩、碎裂以及吞噬三个主要阶段:
1.凝缩:细胞体积缩小,细胞质浓缩,细胞器如内质网、线粒体等扩张,染色质沿核膜集聚成块。
2.碎裂:扩张的内质网和细胞膜融合,细胞膜开始卷曲,并分别包绕各细胞器和细胞核,导致细胞碎裂,形成凋亡小体。
3.吞噬:凋亡小体很快被邻近的间质细胞或吞噬细胞所吞噬,这是一个清除死亡细胞的过程。
细胞凋亡的意义
细胞凋亡在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。它是细胞自然更新的重要方式,能够去除老化和损伤的细胞,从而保持机体的健康。此外,细胞凋亡还与许多疾病的发生和发展密切相关,如肿瘤、自身免疫性疾病等。
12.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、金丝桃素可以激活信号分子AMPK,从而增加脂肪细胞产热相关基因的表达水平,所以金丝桃素处理后的脂肪细胞核酸含量增加,A正确;
B、金丝桃素激活的信号分子可以增加线粒体数量,并且有氧呼吸的主要场所在线粒体中,所以金丝桃素可促进脂肪细胞的需氧呼吸,B错误;
C、AMPK增加脂肪细胞产热相关基因的表达水平,但是这并不能促进DNA聚合酶与产热相关基因结合,C错误;
D、据题,小鼠体内的AMPK可以增加小鼠脂肪细胞的产热相关基因的表达水平和线粒体数量,增强细胞呼吸,进而刺激小鼠脂肪细胞产热,最后成功阻止小鼠肥胖的发生,D错误;
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸的过程可以分为三个阶段,具体如下:
1. 糖酵解阶段(糖酵解途径,EMP)
发生地点:细胞质基质中。
过程:在无氧条件下(但此阶段实际不需要氧的参与),经过一系列的酶促反应将葡萄糖降解成丙酮酸,并产生少量ATP和NADH(活化氢)。
反应式:C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H](NADH)+少量能量(2ATP)。
特点:糖酵解是所有生物分解能量的共有途径,不需要消耗氧气,且分为耗能阶段和产能阶段。
2. 三羧酸循环阶段(柠檬酸循环,Krebs循环)
发生地点:线粒体基质中。
过程:丙酮酸进入线粒体后,在有氧条件下经过一系列的反应,分解成二氧化碳和氢(NADH和FADH2),并产生少量的ATP。
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H](NADH和FADH2)+6CO2+少量能量(2ATP)。
特点:此阶段也不需要氧气的直接参与,但释放的氢(NADH和FADH2)将在后续阶段与氧结合。
3. 氧化磷酸化阶段(呼吸电子传递链)
发生地点:线粒体内膜上。
过程:前两个阶段产生的氢(NADH和FADH2),经过一系列的电子传递反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能量,并用于合成大量的ATP。
反应式:24[H] + 6O2→ 12H2O + 大量能量(34ATP)。
特点:此阶段需要氧气的参与,是释放能量最多的阶段,也是合成ATP的主要阶段。
13.【答案】D
【知识点】神经冲动的产生和传导;神经系统的分级调节
【解析】【解答】A、组胺属于体液中的化学物质,所以组胺能通过体液运输进行调节,故组胺引起被蚊虫叮咬部位出现皮肤红肿的现象属于体液调节,并不是神经调节,A错误;
B、痒觉形成的过程中,在体内兴奋在神经纤维上是单向传导的,B错误;
C、蚊虫叮咬引起抓挠反射中的传出神经不是自主神经,因为自主神经支配的是内脏器官的活动,C错误;
D、据题,抓挠会形成痛觉,也许会使某些神经元兴奋并释放抑制性神经递质,最后达到止痒的效果,D正确。
故答案为:D。
【分析】兴奋的传导主要涉及两个层面:神经纤维上的传导和神经元之间的传递。
1. 兴奋在神经纤维上的传导
方向:兴奋在神经纤维上的传导是双向的。这意味着当神经纤维的某一点受到刺激后,兴奋会沿着神经纤维同时向两端传播。
形式:兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也被称为神经冲动。在静息状态下,神经纤维的细胞膜电位是外正内负;当受到刺激时,细胞膜电位变为外负内正,从而在兴奋部位与未兴奋部位之间形成电位差,产生局部电流,使兴奋向未兴奋部位传导。
特点:兴奋在神经纤维上的传导具有高速性、相对不疲劳性、不衰减性、绝缘性以及双向性等特点。
2. 兴奋在神经元之间的传递
方向:与神经纤维上的传导不同,兴奋在神经元之间的传递是单向的。这是通过突触结构实现的,突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。神经递质只存在于突触小泡内,当兴奋到达突触前膜时,会引起神经递质的释放,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜,并与后膜上的受体结合,从而引发下一个神经元的兴奋或抑制。因此,兴奋在神经元之间的传递方向是固定的,即突触前膜→突触间隙→突触后膜。
形式:在突触前膜处,电信号会转变为化学信号(神经递质);在突触后膜处,化学信号再转变为电信号,从而完成兴奋的传递。
14.【答案】D
【知识点】自然选择与适应
【解析】【解答】A、水母等水生生物的躯体近乎透明,能巧妙地隐身于水域中,这是一种适应性的表现,A正确;
B、树懒是生活方式是树栖,平时倒挂在树枝上,毛发蓬松而拟向生长,毛上附着藻类而呈绿色,在森林中很难发现,这是一种适应性的表现,B正确;
C、热带雨林的灌木生长比较茂密,下部的光照不足,较大的叶片面积可以获取更多的光照,同时有利于蒸发水分,降低植株的温度,这是一种适应性的表现,C正确;
D、草原豆科植物气孔下陷以减少水分的蒸发,这不符合适应性现象,D错误。
故答案为:D。
【分析】生物的适应性是指生物为了在特定环境中生存和繁衍后代,通过自然选择和遗传变异,逐渐形成与环境相适应的特征和行为。这是一个生态学术语,它决定了物种在自然选择压力下的性能。生物适应性的意义非常重大,涵盖了物种对其生活环境的适应机制,如生理和行为的变化,让我们更好地了解物种的生存策略。同时,生物适应性与进化密切相关,深入研究物种的适应性还能够揭示物种进化的规律。
生物适应环境的例子有很多,如:
1.保护色:如水母、海鞘等水生生物的躯体近乎透明,能巧妙地隐身于水域中;北极熊白色的皮毛和冰天雪地的背景十分协调;许多鱼类背部颜色深,腹部色浅,这种分割色也是保护色的一种形式。
2.警戒色:如毒蛾的幼虫多具有鲜艳的色彩和斑纹,误食这种幼虫的小鸟常被毒毛损伤口腔粘膜,以后这种易于识别的色彩和斑纹就成为小鸟的警戒色。
3.拟态:如一些无毒的假珊瑚蛇也具有与剧毒的真珊瑚蛇相似的红、黑、黄相间的横纹,以迷惑捕食者。
4.行为适应:如变色龙随环境改变体色,以躲避天敌或捕食猎物。
5.生理结构适应:如骆驼为了适应沙漠的沙地,进化出了软而宽大的脚掌,不至于陷进沙里。
生物对环境的适应既有普遍性,又有相对性。每种生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响,生物只有适应环境才能生存繁衍。但每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用。
15.【答案】C
【知识点】细胞周期;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、细胞周期是连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止,据图可知:AE段为一个细胞周期,由此可知细胞周期时长约为 20小时,A正确;
B、AB段表示DNA的复制,并且在此过程中,会染色单体的形成,B正确;
C、BC段可能发生着丝粒的分裂,这会导致染色体数目加倍,所以BC段染色体/DNA的比值不能保持1/2不变,C错误;
D、DE段表示有丝分裂的末期,细胞的核膜核仁重新形成,子细胞形成,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。这个过程可以分为间期与分裂期两个阶段。
间期:
间期是细胞进行DNA复制和相关蛋白质合成的重要阶段,为细胞分裂做好物质准备。间期又可以细分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)。
G1期:主要合成RNA和核糖体,为S期的DNA复制作好物质和能量的准备。
S期:即DNA合成期,同时合成组蛋白和DNA复制所需的酶。
G2期:DNA合成终止,大量合成RNA及蛋白质,为有丝分裂做好准备。
分裂期:
分裂期即M期,是有丝分裂的过程,包括前期、中期、后期和末期。
前期:染色质丝高度螺旋化形成染色体,中心体向相反方向移动,形成纺锤体。
中期:染色体移到细胞赤道平面,纺锤体微管附着于染色体着丝点。
后期:纺锤体微管活动导致着丝点纵裂,染色体分开并向相反方向移动。
末期:染色单体解螺旋,核仁重新出现,细胞分裂为两个子细胞。
细胞周期的特点:
周期性:细胞周期是一个周而复始的过程,细胞不断重复着从分裂到再分裂的循环。
阶段性:细胞周期分为间期和分裂期,每个阶段都有特定的生化变化和形态特征。
调控性:细胞周期的进程受到严格的调控,包括细胞周期调节因子、细胞分裂周期基因(CDC基因)等的参与。
细胞周期的分类:
根据细胞的分裂能力,可以将细胞分为周期性细胞、终端分化细胞和暂不增殖细胞群(G0期细胞)。
周期性细胞:如造血干细胞、表皮与胃肠粘膜上皮的干细胞,始终保持活跃的分裂能力。
终端分化细胞:如哺乳动物成熟的红细胞、神经细胞等,丧失了分裂能力。
暂不增殖细胞群(G0期细胞):如肝细胞、肾小管上皮细胞等,在特定刺激下可以重新进入细胞周期。
16.【答案】B
【知识点】减数分裂概述与基本过程;基因突变的特点及意义
【解析】【解答】AC、减数分裂中,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,这就是·四分体。题图是有丝分裂前期,AC错误;
B、1号染色体同时含有Aa基因,其同源染色体(3号)含有两个A基因,所以1号染色体a基因的出现为基因突变,B正确;
D、在减数分裂中,A和a的分离可发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期,D错误。
故答案为:B。
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。这种改变是遗传信息发生变化的一种形式,可以导致遗传特征的改变,并可能影响到后代。基因突变是生物进化、物种多样性的重要来源,同时也是一些遗传疾病和癌症等发生的重要原因。
基因突变的原因:
基因突变可以由多种因素引起,包括物理因素、化学因素和生物因素:
1.物理因素:如X射线、激光、紫外线、伽马射线等辐射射线的直接照射。
2.化学因素:如身体过多接触并吸收亚硝酸、黄曲霉素、碱基类似物等化学物质。
3.生物因素:如体内的一些细胞受到某些病毒和细菌等生物的影响。
此外,DNA在自我复制的过程中,基因内部的脱氧核苷酸的数量、顺序、种类发生局部改变,也可能导致基因突变。
基因突变的类型:
根据碱基变化的情况,基因突变可以分为移码突变和碱基置换突变两大类:
1.移码突变:指插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变。
2.碱基置换突变:指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变。
基因突变的影响:
基因突变可能导致多种后果,包括遗传疾病、异常表型、癌症等:
1.遗传疾病:一些基因突变会导致遗传疾病的发生,如囊性纤维化、血友病等单基因遗传病,以及糖尿病、心血管疾病等复杂遗传病。
2.异常表型:某些基因突变可能导致个体的表型出现异常变化,如面部畸形、身高异常等外观特征的改变,以及免疫系统功能异常、神经系统功能障碍等生理功能的改变。
3.癌症:基因突变是肿瘤形成和发展的重要因素,突变可以导致细胞的正常调控机制失控,导致细胞无限增殖和分化,最终形成肿瘤。
4.药物反应性:个体的基因突变可能影响药物的代谢和响应,从而影响药物的疗效。
基因突变的治疗与预防:
由于基因突变是遗传信息的变化,因此无法通过药物治疗来纠正。然而,对于某些由基因突变引起的疾病,如某些类型的癌症,可以通过靶向基因检测来发现患者的基因突变位点,并选择相应的靶向药物进行治疗。
17.【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】因为亲本纯合雌株×纯合雄株,F1均雌雄同株,F1自交得到F2,雌雄同株:雄株:雌株≈10:3:3,是9∶3∶3∶1的变形,二倍体玉米植株的性别受两对基因B/b、T/t控制,据此可判断F1基因型为BbTt,F2雌雄同株基因型为(B_T_、bbtt),令雄株基因型为(B-tt),则雌株基因型为(bbT_),若F2(9B_T_、3B_tt、3bbT_、1bbtt )严格自交,其中2BbTT、4BbTt、1bbTT、2bbTt自交后能出现雌株,则F3中雌性(bbT_)的个体比例最接近2/16×1/4+4/16×1/4×3/4+1/16+2/16×3/4=15/64,分析得知:ACD错误,B正确。
故答案为:B。
【分析】自由组合定律,也被称为独立分配定律或孟德尔第二定律,是现代生物遗传学三大基本定律之一。该定律由遗传学说奠基人格里哥·孟德尔于1865年提出。自由组合定律主要描述的是,当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交时,在子一代产生配子的过程中,等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因会表现为自由组合。其实质是非等位基因的自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。
自由组合定律的要点包括:
1.非同源染色体上的非等位基因自由组合:在减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因会随着染色体的自由组合而自由组合。
2.独立分配:每一对相对性状的遗传都遵循基因的分离定律,而各对相对性状之间的遗传则是彼此独立的。
3.适用条件:自由组合定律适用于有性生殖生物的性状遗传、真核生物的性状遗传、细胞核遗传、两对或多对性状遗传,以及控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上的情况。
自由组合定律的实验证据:
孟德尔通过豌豆杂交实验观察到了自由组合现象。他以黄色圆粒豌豆(YYRR)和绿色皱粒豌豆(yyrr)为亲本进行杂交,得到的F1代全部是黄色圆粒(YyRr)。让F1代自交后,在F2代中出现了四种表现型:黄色圆形、绿色圆形、黄色褶皱、绿色皱粒,且它们的比例接近9:3:3:1。
自由组合定律的意义:
1.理论意义:自由组合定律能够解释为什么自然界的生物种类是多种多样的,为什么世界上没有完全相同的两个个体。生物变异的原因之一就是在有性生殖中,基因的重新组合产生了多种多样的后代。
2.实践意义:在杂交育种工作中有很大的指导作用,通过杂交和基因重组能产生不同于亲本的新类型,有利于人工选育新品种。此外,在医学实践中,人们可以根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发生的情况,并推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
【答案】18.B
19.D
20.C
【知识点】生物多样性的保护措施;种群综合
【解析】【分析】生物多样性的保护是一个复杂而重要的任务,它涉及到多个方面和层次。以下是一些关于生物多样性保护的主要内容和措施: 一、生物多样性的定义与重要性
生物多样性是指地球上各种生物物种的丰富程度和多样性,包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层次。生物多样性是人类赖以生存的条件,是经济社会可持续发展的基础,也是生态安全和粮食安全的保障。
二、生物多样性保护的重要性
1.生态平衡:生物多样性维持着生态系统的平衡和稳定。不同物种之间相互依赖和相互作用,形成复杂的食物链和生态网络。当某个物种受到威胁或灭绝时,整个生态系统可能会受到影响,导致连锁反应的生态灾难。
2.资源供给:生物多样性为我们提供了各种生态系统服务,如水源保护、土壤保持、气候调节、食物供应等。保护生物多样性可以确保这些生态系统服务的持续供应。
3.经济价值:生物多样性对于经济发展也具有重要意义。许多产业和经济部门依赖于野生动植物资源,如农业、渔业、旅游业、药物开发等。保护生物多样性有助于维持这些产业的可持续发展,并创造就业机会。
4.科学研究:生物多样性是科学研究的宝贵资源。通过研究各种生物物种,我们可以了解它们的进化历史、生态功能和适应性特征,为人类解决各种问题提供重要的参考和启示。
三、生物多样性保护的方法
1.保护自然环境:自然环境是生物多样性的基础,保护自然环境是保护生物多样性的关键。我们需要采取措施来减少对自然环境的破坏,如减少污染、限制开发、推广生态旅游等。
2.保护物种多样性:物种多样性是生物多样性的重要组成部分。我们需要采取措施来保护各种物种,如保护濒危物种、控制外来物种入侵、保护生态系统等。
3.加强法律法规建设:法律法规是保护生物多样性的重要保障。我们需要制定相关法律法规,明确保护生物多样性的要求和措施,并加强执法力度,提高公众意识。
4.推动科学研究和技术创新:科学研究和技术创新是保护生物多样性的重要支撑。通过推动相关技术的创新,如生态修复技术、物种保护技术等,我们可以为保护生物多样性提供更加有效的手段。
18.A、生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群,因此每个分布区内的普氏原羚构成一个种群,A错误;
B、遗传漂变一般发生在小种群中,普氏原羚是我国特有的濒危动物,人类活动将其隔离在多个分布区,使得每个分布区的种群数量较少,容易因为偶然事件的发生引起种群基因频率发生较大的变化,即容易发生基因漂变,B正确;
C、对生物多样性最有效的保护措施是就地保护,建立自然保护区,C错误;
D、隔离在多个分布区阻碍了种群间的基因交流,不利于提高普氏原羚的遗传多样性,D错误。
故选B。
19.A、微卫星DNA标记调查是以普氏原羚的粪便为样本,不会伤害到普氏原羚,不易惊扰到普氏原羚,A错误;
B、依据题意可知,第一次收集到的动物粪便个体数是20个,第二次收集到的动物粪便个体数是19个,其中4个个体是第一次采集中出现过的,由此估算该分布区普氏原羚的种群数量为20×19÷4=95个,B错误;
C、该方法是根据粪便来源比例来估算该种群的数量,类似于标记重捕法,不要求两次采样的样本数保持一致,C错误;
D、微卫星DNA分子序列重复次数在个体间差异很大,具有个体差异性,可以此作为调查统计的依据,D正确。
故选D。
20.A、分析图可知,子代2出现了大小为230bp和254bp的DNA片段,230bp应该来自母本,254bp应该来自父本,而父本最大的DNA片段为250bp,由此推测子代2微卫星DNA分子中可能发生了碱基对的插入,A正确;
B、父本、母本、子代1、子代2DNA相对含量的不同,其差异可能与所取粪便中的细胞数目有关,B正确;
C、PCR扩增应根据微卫星DNA分子两端的脱氧核苷酸序列来设计引物,C错误;
D、分析图可知,如子代1的DNA片段一个来自父方,一个来自母方,其遗传遵循分离定律,D正确。
故选C。
21.【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;表观遗传
【解析】【解答】A、由题,mRNA发生甲基化会使mRNA提前降解,SAM合成酶的mRNA甲基化水平越高,mRNA降解越早,并且基因表达水平越低,故SAM合成酶的mRNA甲基化水平与其基因的表达水平呈负相关,A正确;
B、由题意可知:营养缺乏时,细胞中SAM含量增多,保证了基因组DNA甲基化的进行,说明SAM合成酶含量减少不利于线虫基因组DNA甲基化的进行,B错误;
C、营养丰富时,SAM合成酶的mRNA甲基化升高,导致细胞中SAM合成酶含量减少,有利于降低细胞DNA甲基化水平,线虫基因组表达水平升高,C正确;
D、营养缺乏时,细胞中SAM含量增多,有利于基因组DNA甲基化的进行,可能会导致线虫染色体螺旋化程度提高,这不利于基因的转录,D正确。
故答案为:B。
【分析】表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型(即生物体可以观察到的性状或特征)的变化。表观遗传现象具有以下几个特点:
1.可遗传性:这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
2.可逆性:表观遗传变化在某些条件下是可逆的,即基因表达可以被重新激活或抑制。
3.不涉及DNA序列的改变:表观遗传变化不能用DNA序列变化来解释,而是通过DNA和蛋白质的相互作用,如DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等方式来调控基因表达。
表观遗传的主要机制包括:
1.DNA甲基化:这是目前研究最充分的表观遗传修饰形式,主要是DNA上的胞嘧啶和甲基共价结合,在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合,一般与基因沉默相关联。
2.组蛋白修饰:真核生物DNA被组蛋白组成的核小体紧密包绕,组蛋白上的许多位点都可以被修饰,尤其是赖氨酸。组蛋白修饰可影响组蛋白与DNA双链的亲和性,从而改变染色质的疏松和凝集状态,进而影响转录因子等调节蛋白与染色质的结合,影响基因表达。
3.基因组印记:指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵细胞传递给子代时发生了修饰,使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性。
4.非编码RNA:包括microRNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环状RNA(circRNA)等,在调控基因表达过程中发挥着很大的作用。
5.染色质重塑:由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小体变化为基本特征的生物学过程,是一个重要的表观遗传学机制。
22.【答案】(1)类囊体;提取
(2)花期;P1时四倍体气孔导度大,吸收的CO2浓度多,同时净光合速率大,消耗的CO2也多
(3)种类;含量;类囊体膜和基质;染色体
(4)分配;表面积/体积
【知识点】染色体数目的变异
【解析】【解答】(1)叶绿素存在于叶绿体的类囊体上,将马铃薯叶片剪碎后加入研钵,由于色素易溶于有机溶剂,因此可用95%乙醇来提取色素,再利用分光光度计测定叶绿素含量;
(2)由表格信息可知,整个生育期中二倍体和四倍体马铃薯的净光合速率在P2期(花期)达到峰值后下降;P1期四倍体马铃薯的气孔导度大于二倍体,但它们的胞间CO2浓度却相同,可能的原因是P1时四倍体气孔导度大,吸收的CO2浓度多,同时净光合速率大,消耗的CO2也多;
(3)利用凝胶电泳技术分析二倍体和四倍体马铃薯叶片蛋白质的种类和含量,发现四倍体相较于二倍体含有更多与光合作用相关的蛋白质,光合作用相关蛋白质分布在叶绿体的类囊体膜和基质,其含量更多的根本原因是细胞中染色体数目的增加;
(4)干物质在各器官的积累和分配对马铃薯的产量极为重要,研究发现二倍体马铃薯相较于四倍体拥有更低的根部干重占比,影响了马铃薯的根长和根表面积与体积的比值,从而影响根的吸收效率。
【分析】光合作用过程是一个复杂的生物化学过程,主要涉及绿色植物(包括藻类)通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用大致可以分为光反应阶段和暗反应阶段,两个阶段紧密相连,缺一不可。光反应阶段
光反应阶段必须有光能才能进行,化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。该阶段主要包括两个步骤:
1.水的光解:水在光下被分解成氢离子([H])和氧气(O2),其中氧气被释放到大气中,而氢离子则用于后续的暗反应阶段。反应式:2H2O → 4[H] + O2
2.ATP的形成:光能在此阶段被转化为活跃的化学能,储存在ATP(腺苷三磷酸)中,同样为暗反应阶段提供能量。反应式:ADP + Pi + 光能 → ATP
暗反应阶段
暗反应阶段不需要光能也能进行,化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。该阶段主要包括两个步骤:
1.CO2的固定:二氧化碳(CO2)与五碳化合物(C5)结合,形成两个三碳化合物(C3)。反应式:CO2 + C5 → 2C3
2.C3的还原:三碳化合物在氢离子([H])和ATP的参与下,被还原成有机物(如葡萄糖),并重新生成五碳化合物(C5),完成循环。反应式:2C3 + [H] + ATP → (CH2O) + C5
光合作用的重要意义
光合作用不仅为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源,还是地球碳氧循环的重要媒介。它维持了大气中的碳-氧平衡,对实现自然界的能量转换具有重要意义。
注意事项
光合作用释放的氧气全部来自水,而非二氧化碳。
光合作用的产物不仅是糖类,还包括氨基酸(无蛋白质)和脂肪等有机物。
光合作用过程需要叶绿体、光能、二氧化碳和水等条件,缺一不可。
23.【答案】(1)是;遗传多样性、物种多样性
(2);周期性;滞后;衰退型;N2;负反馈
(3)水体中N、P经食物链传递给鱼类和水生动物体,最终形成产品输出该水体
【知识点】种群的特征;种群的数量变动及其原因;群落的演替
【解析】【解答】(1)群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中会发生优势种的取代,由“草型水体”退化为“藻型水体”发生了优势取代,故属于演替生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,这个过程中某种沉水植物灭绝,从生物多样性的角度分析,丧失的是遗传多样性、物种多样性。
(2)①分析图1可知,赤麻鸭和鳑鲏鱼之间存在捕食关系,T1~T5时间段内鳑鲏鱼数量先增加后减少,则赤麻鸭种群数量应是先减少后增加,且整体上变化与鳑鲏鱼数量波峰相对,故可绘制图形如下:。
②由图1、图2可知,鳑鲏鱼种群数量波动属于周期性波动,而赤麻鸭属于捕食者,赤麻鸭数量高峰的出现滞后于鳑鲏鱼;图1中da段赤麻鸭种群数量减少,年龄结构为衰退型;K值是一定环境条件下所能维持的种群,引入赤麻鸭后鳑鲏鱼种群的K值为N2;赤麻鸭和鳑鲏鱼种群数量的变化关系反映了该生态系统存在着负反馈调节机制,可使环境保持相对稳定。
(3)由于水体中N、P经食物链传递给鱼类和水生动物体,最终形成产品输出该水体,故引入鱼类和水生动物后富营养化治理效果显著。
【分析】种群的结构和功能是多方面的,以下是对其结构和功能的详细解释:种群的结构
1.空间特征:种群具有一定的分布区域,这是其空间特征的主要表现。种群中的个体在空间中的位置状态或布局,称为种群空间格局,包括随机分布、均匀分布和集群分布三种类型。
2.数量特征:种群在单位面积或体积中的个体数量,即种群密度,是种群最基本的数量特征。此外,种群还具有出生率、死亡率、迁入率、迁出率等动态特征,这些特征共同决定了种群的数量变化。
3.遗传特征:种群内的个体共用一个基因库,即种群具有一定的基因组成。这种遗传的多样性增强了种群对环境条件的适应力。
4.年龄结构:种群中各个年龄段的个体数目占种群个体总数的比例,称为年龄结构。通过分析年龄结构,可以间接判定出种群的发展趋势。
种群的功能
1.繁殖与基因传递:种群中的个体通过繁殖将各自的基因传给后代,从而维持种群的遗传多样性。种群是进化的基本单位,通过自然选择和遗传漂变等机制,种群能够适应环境并发生进化。
2.生态功能:种群在生态系统中扮演着重要的角色。它们通过与其他物种的相互作用(如竞争、捕食、共生等),维持着生态系统的平衡和稳定。同时,种群也为其他生物提供食物、栖息地和生存空间等生态服务。
3.对环境的适应:种群通过遗传变异和自然选择等机制,逐渐适应环境的变化。这种适应性使得种群能够在不同的环境条件下生存和繁衍。
24.【答案】(1)常染色体显性遗传;Ⅰ-2不含有致病基因,因此Ⅱ-1、Ⅱ-3是带有正常基因的患者,说明致病基因为显性
(2)Aa;Aa或aa
(3)1/8;绒毛细胞检查
【知识点】人类遗传病的类型及危害;调查人类遗传病
【解析】【解答】(1)分析题意,若该病为伴X染色体遗传病,则1-1的致病基因可以传给II-5,则II-5含有致病基因,与题意不符,若为常染色体隐性遗传病,则II-3的致病基因来自I-1和I-2,则I-2应含有致病基因,与题意不符;由于Ⅰ-1含有致病基因,Ⅰ-2不含有致病基因,则该病为常染色体显性遗传病。
(2)根据题意可知,Ⅰ-1含有致病基因,则基因型为Aa;Ⅰ-2不患病,基因型为aa,II-5是正常男性,由于男性携带致病基因也不患病,故基因型是Aa或aa。
(3)根据题意可知:Ⅰ-1基因型为Aa,Ⅰ-2基因型为aa,则Ⅱ-5男性基因型为1/2Aa、1/2aa,Ⅱ-6女性不患病,基因型为aa,由于只有女性患病,所以两者再生一个患病后代(Aa)的概率为1/2×1/2×1/2(女性)=1/8;检测胎儿是否有致病基因,常用的产前诊断技术有绒毛细胞检查。
【分析】单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,这类疾病已经对人类健康构成了较大的威胁。以下是关于单基因遗传病的详细解释:定义与分类
单基因遗传病是由一对等位基因突变导致的疾病,分别由显性基因和隐性基因突变所致。根据致病基因在染色体上的位置和遗传方式的不同,单基因遗传病可以分为多种类型,如常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、性连锁遗传病等。
常见疾病
单基因遗传病种类繁多,已有8000多种,并且每年在以10-50种的速度递增。较常见的单基因遗传病包括红绿色盲、血友病、白化病、家族性高胆固醇血症、葡萄糖-6-磷酸酶缺乏症(俗称蚕豆病)、苯丙酮尿症、视网膜母细胞瘤等。
遗传方式
1.常染色体显性遗传病:致病基因为显性并且位于常染色体上,等位基因之一突变,杂合状态下即可发病。致病基因可以是生殖细胞发生突变而新产生,也可以是由双亲任何一方遗传而来。患者的子女发病的概率相同,均为1/2。
2.常染色体隐性遗传病:致病基因为隐性并且位于常染色体上,只有当一对等位基因同时发生了突变才会导致疾病。患者多为纯合子,其父母往往是表型正常的个体。
3.性连锁遗传病:多为隐性致病基因,位于X染色体上,男女发病率有显著差异。致病基因一般是父传女,母传子,即所谓交叉遗传。患者中男性患者远较女性患者为多。
治疗方法
单基因遗传病可采取基因疗法、靶向基因调节、基因敲除、基因修复、干细胞移植等方法进行治疗。这些方法通过引入正常功能的基因替代异常基因、抑制异常基因表达或增强正常基因表达、去除或破坏引起疾病的异常基因、直接修复受损或缺失的基因序列、替换患者体内异常增殖或功能障碍的干细胞等方式,以期达到治疗疾病的目的。
预防措施
预防措施包括新生儿筛查、环境保护、携带者的检出和遗传咨询等方面。通过婚前健康检查、孕前遗传咨询和产前筛查等措施,可以减少单基因遗传病患儿的出生。
注意事项
单基因遗传病的治疗和预防需要综合考虑多种因素,包括致病基因的具体类型、患者的具体病情、家族遗传史等。在实施治疗前,应进行全面的基因检测,以确定具体的致病基因和变异类型,制定个性化方案。同时,需密切监测可能出现的副作用及长期安全性,确保治疗的有效性和安全性。
25.【答案】(1)碱基对的排列顺序;222
(2)TaqDNA聚合;ABCD;启动子和终止子;提高;基因通过控制酶的合成来控制生物体内的化学反应从而控制生物的性状
(3)性状分离;1
【知识点】基因工程的基本操作程序;基因工程综合
【解析】【解答】(1)基因T和t是一对等位基因,根本区别是碱基对的排列顺序不同;由图可知,mRNA分子中第664位碱基发生改变,每3个相邻碱基决定一个搭配,因此导致栽培种籽粒蛋白质含量下降的直接原因是相关蛋白质的第222位氨基酸种类发生改变;
(2)①PCR扩增体系中需要加入TaqDNA聚合酶(耐高温的DNA聚合酶)、引物等,PCR产物可用凝胶电泳技术来鉴定;非目标条带产生的原因可能是引物太短、引物之间碱基互补配对、退火温度太低、模板出现差错等引起,故选ABCD;②第二步,构建重组DNA分子。为确保T基因在转基因植物中正常表达,其上下游序列需具备启动子和终止子;
④转基因栽培种籽粒蛋白质含量将提高,可推知基因与性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制生物体内的化学反应从而控制生物的性状;
(3)转基因栽培种自交后代部分植株籽粒蛋白质的含量与未转基因相比没有变化,可能的原因是导入一个T基因成为杂合子,其自交后代出现性状分离现象;由图2可知,转基因栽培种纯合子的电泳结果对应图中1。
【分析】基因工程,又称DNA重组技术或遗传工程,是现代生物技术的核心内容。它主要通过体外DNA重组技术,将不同生物的基因在体外进行剪切、拼接和重组,然后转入到受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。基因工程的主要原理是基因重组。这意味着科学家们可以在实验室条件下,精确地切割、连接和修改DNA分子,从而创造出自然界中不存在的基因组合,赋予生物体新的特性或功能。基因工程的过程通常包括以下几个步骤:
1. 目标基因的获取:从供体生物中分离出所需的基因片段。
2. 基因载体的选择:选择合适的载体(如质粒、病毒等)来携带目标基因。
3. 目的基因与载体的连接:将目标基因与载体在体外进行连接,形成重组DNA分子。
4. 将目的基因导入受体细胞:通过适当的方法(如转染、电穿孔等)将重组DNA分子导入受体细胞。
5. 目的基因的检测与表达:检测目的基因是否已成功导入受体细胞,并观察其在受体细胞内的表达情况。
26.【答案】(1)①随机均分;对氯苯丙氨酸;柴胡加龙骨牡蛎汤;生理盐水;脑干;细胞;上清液
(2)甲≥丙>丁;柴胡加龙骨牡蛎汤能促进神经细胞分泌5-HT,其疗效与酒石酸唑吡坦片相当;失眠;ABC
【知识点】神经元各部分的结构和功能;神经、体液调节在维持稳态中的作用
【解析】【解答】(1)实验目的探究中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响,并比较中西药的疗效。完善实验思路:
①分组编号:给实验小鼠自然昼夜节律及光照、自由饮水、摄食,适应性饲养3天。3天后均分为4组,并编号为甲、乙、丙、丁。
②模型建立:甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次,作为空白对照组,实验室数据更具说服力;对氯苯丙氨酸可降低5-HT含量,引起失眠,因此其余各组每天腹腔注射对氯苯丙氨酸1次,持续一段时间后获得失眠模型小鼠,遵循等量原则。
③给药处理:已知西药酒石酸唑吡坦片通过促进脑干中的神经细胞分泌5-HT来改善睡眠,甲组灌胃生理盐水做正常现象;乙组作为阳性对照组,灌胃酒石酸唑吡坦片溶液,作为通过灌胃酒石酸唑吡坦片溶液改善失眠对照;丙组作为实验组,灌胃柴胡加龙骨牡蛎汤,以探究中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响;丁组作为阴性对照组,灌胃生理盐水。
④取材检测:连续给药7天,末次给药12h后将全部小鼠处死。因为脑干神经细胞分泌的5-羟色胺(5-HT)能促进下丘脑积累有催眠效应的肽类物质,脑干功能遭到破坏时可引发完全性失眠。因此分离各组小鼠脑干进行研磨和反复冻融,待细胞完全破坏后将组织匀浆离心,上清液富含蛋白质,因此取上清液测定各组5-HT含量并记录。
⑤统计并分析所得数据。
(2)分析与讨论:①结果分析发现乙组添加对氯苯丙氨酸与丙组添加柴胡加龙骨牡蛎汤的5-HT含量相当,推测甲组正常小鼠、丙组添加柴胡加龙骨牡蛎汤与丁组阴性对照组的5-HT含量的大小关系为:甲≥丙>丁,根据上述实验结果写出实验结论:柴胡加龙骨牡蛎汤能促进神经细胞分泌5-HT,其疗效与酒石酸唑吡坦片相当。
②进一步研究发现抑郁症的发生与突触间隙的5-HT含量过少有关,根据题意脑干神经细胞分泌的5-羟色胺(5-HT)能促进下丘脑积累有催眠效应的肽类物质,脑干功能遭到破坏时可引发完全性失眠。因此抑郁症患者常伴有失眠症状。临床上可用药物来提高抑郁症患者突触间隙中5-HT含量,以缓解抑郁症状。下图表示5-HT的释放和重摄取,根据提供的信息,分析上述药物的作用机理可能是促进突触前膜释放5-HT、抑制5-HT重摄取、抑制单胺氧化酶活性,故选ABC。
【分析】神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞(如肌肉细胞、腺体细胞等)之间传递信息的化学物质。它们在神经系统的信息传递中起着至关重要的作用。以下是对神经递质的详细解释:定义与功能:神经递质通过神经元之间的化学信号传递来调节神经系统的功能。它们的主要作用包括传递神经冲动、调节神经元的兴奋性和抑制性,以及调节情绪等。当神经冲动到达神经元的末端时,神经递质被释放到突触间隙中,随后结合目标神经元的受体,将信号传递给下一个神经元。
分类:根据神经递质的化学组成特点,它们可以分为多种类型,包括胆碱类(如乙酰胆碱)、单胺类(如多巴胺、去甲肾上腺素)、氨基酸类(如谷氨酸、γ-氨基丁酸)、神经肽类等。此外,按照神经递质的生理功能,还可以将其分为兴奋性递质和抑制性递质。
合成与释放:神经递质在神经元内合成,并储存在突触前囊泡内。当神经元受到来自环境或其他神经元的信号刺激时,储存在囊泡内的递质会向突触间隙释放,作用于突触后膜上的相应受体。
终止与再利用:递质信号的终止主要依赖于两种机制:一是通过突触间隙或后膜上的水解酶分解破坏递质;二是被突触前膜特异性递质转运体重摄取并重新利用。
重要性:神经递质在神经系统的正常功能中起着至关重要的作用。它们的异常可能导致一系列神经系统疾病,如情绪障碍、行为失常等。因此,对于神经递质的研究和调节对于神经系统疾病的预防和治疗具有重要意义。
1 / 1浙江省台州市2023-2024学年高二下学期6月期末生物试题
1.(2024高二下·台州期末)生物技术是一把双刃剑,下列生物技术一定存在伦理道德问题的是(  )
A.转基因技术 B.植物组织培养
C.生殖性克隆人 D.酿造技术
【答案】C
【知识点】生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、转基因在技术上是中性的,所以其存在伦理道德问题,A错误;
B、植物组织培养是一项无性生殖技术,主要用于植物的工厂化生产等,这些合理使用不会引起伦理道德问题,B错误;
C、生殖性克隆指将克隆技术用于生育目的,这项生物技术的目的产生人类个体,所以一定会引发伦理问题,C正确;
D、酿造技术可以造福人类,一般情况下不会引发伦理道德问题,D错误。
故答案为:C。
【分析】转基因生物的安全问题是一个复杂且备受关注的话题,涉及多个方面,包括生态安全、人类健康安全和生物技术等。以下是对转基因生物安全问题的一些详细分析:
一、生态安全
1.基因漂移:转基因生物可能会通过花粉传播等方式向周围环境释放基因,这可能导致基因污染和遗传多样性的降低。
2.生态入侵:转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”,威胁生态系统中其他生物的生存。
3.生态平衡影响:转基因生物可能会破坏生物多样性,改变生态系统的结构和功能。
二、人类健康安全
1.食品安全:虽然一些研究表明转基因食品本身是安全的,但仍有人担心其可能带来的长期健康风险,如过敏反应、毒性等。此外,还有关于转基因食品可能影响人体营养成分吸收和代谢的担忧。
2.遗传健康:有观点认为,转基因技术可能引发人体遗传特性的变化,但目前尚无确凿证据表明这一点。
三、生物技术和伦理
1.技术风险:转基因技术本身存在风险,如基因重组可能产生新的、未知的病原体或有害物质。
2.伦理问题:转基因生物的研发和应用也涉及伦理问题,如是否侵犯了其他生物的权益、是否违反了自然规律等。
四、监管和评估
1.严格监管:为确保转基因生物的安全性,各国都制定了相应的政策和法规进行监管。这些法规通常包括转基因生物的安全评估、标识和追溯等要求。
2.科学评估:转基因生物的安全评估是一个长期和动态的过程,需要不断更新和完善评估方法和标准。评估通常包括实验室检测、长期监测和风险评估模型等方法。
2.(2024高二下·台州期末)肌动蛋白参与肌肉收缩和细胞运动等生理过程,据此推测肌动蛋白参与构成(  )
A.核糖体 B.高尔基体 C.溶酶体 D.细胞骨架
【答案】D
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能
【解析】【解答】A、核糖体是由rRNA和蛋白质组成,A错误;
B、高尔基体含有生物膜,并且其膜上含磷脂分子,B错误;
C、溶酶体含有生物膜,溶酶体的膜上含磷脂分子,C错误;
D、细胞骨架化学成分就是蛋白质,所以肌动蛋白参与构成细胞骨架,D正确。
故答案为:D。
【分析】
蛋白质的功能非常广泛,包括催化功能(如酶)、结构功能(如胶原蛋白和肌动蛋白等纤维状蛋白质是构成骨骼、肌肉、肌腱等组织的主要成分)、运输功能(如血红蛋白和运铁蛋白等负责运输氧气和铁离子等)、存储功能(如植物种子中的谷蛋白、油料作物种子中的油脂和动物体内的糖原等)、运动功能(如肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白等)、防御和保护功能(如免疫球蛋白和酶抑制剂等)以及调节功能(如胰岛素、生长激素等)。
3.(2024高二下·台州期末)乙酰胆碱在细胞溶胶中合成后逆浓度梯度跨膜运进突触小泡,其合成及转运过程不需要(  )
A.NADPH B.转运蛋白 C.酶 D.ATP
【答案】A
【知识点】主动运输
【解析】【解答】由题,乙酰胆碱在细胞溶胶中合成需要相应酶的催化,合成后逆浓度梯度跨膜运进突触小泡是一个消耗能量的过程(需要消耗ATP),并且这个过程中需要转运蛋白来协助,但1不需要NADPH参与,分析得知:A错误、BCD正确。
故答案为:A。
【分析】物质跨膜运输的方式主要包括以下几种:1.被动运输:
自由扩散:这种方式不需要载体蛋白的协助,也不消耗能量。物质会沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域移动。典型的例子包括氧气、二氧化碳、氮气以及某些脂溶性物质如甘油、脂肪酸、维生素D等。
协助扩散:这种方式需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量。物质同样会沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域移动。典型的例子包括氨基酸、核苷酸以及葡萄糖进出红细胞等。
2.主动运输:
这种方式需要载体蛋白的协助,并且需要消耗能量(通常是ATP)。物质会逆浓度梯度从低浓度区域向高浓度区域移动。典型的例子包括矿物质离子、葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞等。
3.胞吞和胞吐:
这种方式主要用于大分子物质(如蛋白质、核酸、多糖等)的跨膜运输。它需要消耗能量,但不需要载体蛋白的协助。胞吞是细胞将大分子物质或颗粒摄入细胞内的过程,而胞吐则是细胞将大分子物质或颗粒从细胞内排出到细胞外的过程。
需要注意的是,虽然胞吞和胞吐在生物学上也被视为物质跨膜运输的一种方式,但严格来说,它们并不属于跨膜运输的传统分类(即被动运输和主动运输)。胞吞和胞吐更多地是通过膜泡的形成和融合来实现物质的跨膜转运。
4.(2024高二下·台州期末)水体中的污泥富含无机盐,可用于栽培植物。植物从中吸收的氮盐可用于合成(  )
A.三碳糖 B.核苷酸 C.油脂 D.纤维素
【答案】B
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用;组成细胞的元素和化合物
【解析】【解答】ACD、三碳糖、油脂和纤维素的元素组成为C、H、O,组成成分中并不含N,所以植物从水体污泥中吸收的氮盐不能合成三碳糖、油脂和纤维素,ACD错误;
B、核苷酸的元素组成为C、H、O、N、P,植物从水体污泥中吸收的氮盐可以合成核苷酸,B正确。
故答案为:B。
【分析】组成细胞的化合物主要包括无机化合物和有机化合物。其中,无机化合物包括水和无机盐,而有机化合物则包括蛋白质、核酸、糖类和脂质。
1.水:水是细胞中含量最多的化合物,占细胞总重量的60-90%。水不仅是细胞代谢活动的介质,还参与维持细胞的结构和功能。
2.无机盐:无机盐主要以离子形式存在,如钠离子、钾离子、钙离子等。它们对维持细胞内外的水分平衡、调节酸碱平衡以及维持神经肌肉的正常兴奋性等具有重要作用。
3.蛋白质:蛋白质是生命活动的主要承担者,约占细胞干重的50%。它们不仅参与构成细胞的结构,如细胞膜、细胞骨架等,还作为酶参与催化生物化学反应,作为激素调节生物体的生理过程等。
4.核酸:核酸包括DNA和RNA,它们是遗传信息的携带者和传递者。DNA主要存在于细胞核中,负责存储遗传信息;RNA主要存在于细胞质中,负责转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的合成。
5.糖类:糖类包括单糖、二糖和多糖等。单糖如葡萄糖是细胞的主要能源物质;多糖如淀粉和糖原分别储存于植物和动物体内,作为能量的储存形式。
6.脂质:脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是细胞内主要的储能物质;磷脂是构成生物膜的主要成分;固醇则参与维持生物膜的稳定性和流动性,以及影响某些激素的合成与分泌。
5.(2024高二下·台州期末)转座子是一段可移动的DNA序列,它可以从染色体的一个位点跳到另一个位点,插入某基因的内部或邻近位点。下列叙述错误的是(  )
A.转座子的基本单位是脱氧核苷酸
B.转座子的移动可引起基因突变
C.转座子可引起细菌发生染色体变异
D.转座子的移动伴随着染色体的断裂
【答案】C
【知识点】核酸的基本组成单位;基因突变的类型;染色体结构的变异
【解析】【解答】A、转座子是一段DNA序列,所以转座子的基本单位是脱氧核苷酸,A正确;
B、转座子可以从染色体的一个位点跳到另一个位点,插入某基因的内部,这可以造成该基因内部碱基增添,从而引起基因突变,B正确;
C、细菌是原核生物,它无染色体,C错误;
D、转座子可以从染色体的一个位点跳到另一个位点,这个过程伴随着染色体的断裂,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。这种改变是遗传信息发生变化的一种形式,它可以导致遗传特征的改变,并可能影响到后代。基因突变可以发生在任何时候,但在孩子出生后不久出现基因突变可能是由于多种因素引起,如环境因素、遗传因素等。具体原因可能因人而异,需要进行详细的医学检查来确定。
基因突变可以分为多种类型,根据碱基变化的情况,一般可分为移码突变和碱基置换突变两大类。移码突变是指插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变;碱基置换突变则是指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变,也称为点突变。
基因突变可以发生在发育的任何时期,但通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。基因突变会影响蛋白质和酶的生物功能,使机体功能表现出异常。此外,基因突变还与脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老等过程有关,是生物进化的重要因素之一。
基因突变的原因可以包括自然错误、化学物质、辐射、病毒、生物因素、遗传因素、环境因素以及生活方式等。例如,在DNA复制过程中偶尔会发生错误,导致新的DNA分子与原始DNA分子不完全相同;某些化学物质和辐射可以损伤DNA并导致突变;某些病毒可以插入宿主的基因组导致突变;不良的生活习惯如吸烟、饮酒和不健康的饮食也可能增加基因突变的风险。
需要注意的是,基因突变通常被认为是有害的,因为它可能导致遗传疾病、异常表型、癌症等后果。然而,也有极少数的基因突变是有益的,能够增加物种的适应能力。
对于基因突变的研究具有重要的理论意义和生物学意义,它不仅有助于我们理解生命的本质和进化过程,还为遗传病的治疗和药物研发提供了重要的依据。然而,由于基因突变的复杂性和不可控性,我们需要谨慎对待并采取相应的措施来预防和治疗相关疾病。
6.(2024高二下·台州期末)遇到敌害时斑鸫鹏发出警报声提醒同伴,戴胜鸟通过窃听其报警声来减少警戒时间,提高觅食效率。下列叙述错误的是(  )
A.斑鸫鹏的警报声属于行为信息 B.斑鸫鹏提醒同伴体现种内互助
C.戴胜鸟通过窃听扩展其生态位 D.信息传递与个体生存密切相关
【答案】A
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位;生态系统中的信息传递
【解析】【解答】A、斑鸫鹏的警报声是通过物理过程(声音)来传递信息的,所以属于物理信息,而不是行为信息,A错误;
B、斑鸫鹏提醒同伴是一种种内互助的现象,B正确;
C、戴胜通过窃听斑鸫鹛种群内的报警声,改变其行为,这样可以极大减少自己的警戒时间,显著增加觅食时间,以此来扩展其生态位,C正确;
D、生物生命活动的正常进行,离不开信息的作用,所以信息传递与个体生存密切相关,D正确。
故答案为:A。
【分析】生态系统的信息种类和信息传递是生态学中的重要研究内容。生态系统的信息种类主要包括物理信息、化学信息、行为信息和营养信息等。
1.物理信息:包括光、温度、湿度、风力、水流等物理因素。这些因素对生物的生存和繁衍具有重要影响,例如,植物通过光合作用利用阳光进行生长,动物则通过感受温度和湿度等环境变化来调节自身的生理和行为。
2.化学信息:包括生物体内外产生的各种化学物质,如激素、神经递质、酶、毒素等。这些化学物质在生物体的生长、发育、代谢、繁殖以及适应环境等方面发挥着重要作用。此外,生物体还可以通过释放化学物质(如信息素)来与其他生物进行交流和互动。
3.行为信息:包括生物的行为模式、动作、声音、颜色等。这些行为信息在生物的求偶、捕食、逃避敌害、社群互动等方面具有重要意义。例如,一些动物通过特定的行为模式来吸引异性或警告同类;一些动物则通过改变体色来融入环境或进行伪装。
4.营养信息:包括生物体对食物的选择、消化、吸收和利用等方面的信息。生物体通过摄取食物来获取能量和营养物质,以维持正常的生理功能和生命活动。
生态系统的信息传递主要包括以下几个过程:
1.信息感知:生物体通过特定的感受器官(如眼睛、耳朵、鼻子、皮肤等)来感知环境中的各种信息。
2.信息处理:生物体将感知到的信息进行加工和处理,以产生相应的生理和行为反应。
3.信息传递:生物体通过特定的方式(如神经、激素、化学物质等)将信息传递给其他生物或自身内部的其他部位。
4.信息反馈:生物体根据接收到的信息反馈来调整自身的生理和行为,以适应环境的变化。
7.(2024高二下·台州期末)有些种子光照下才能萌发,下图表示黑暗和光照条件下细胞中光敏色素调控种子萌发的机理,据图分析正确的是(  )
A.光敏色素是一种调节种子萌发的植物激素
B.光照和黑暗条件下光敏色素的结构不相同
C.光敏色素和转录因子的结合发生在细胞溶胶
D.转录因子通过促进转录过程来促进种子萌发
【答案】B
【知识点】光合作用综合
【解析】【解答】A、光敏色素是一种可接受光信号的受体分子,它是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),并不是植物激素,A错误;
B、由题图,光照和黑暗条件下,光敏色素的结构并不相同,B正确;
CD、由题,在光照条件下,光激活光敏色素,使光敏色素的结构发生变化,进入细胞核中与转录因子结合,进而导致转录因子降解,引起转录过程发生,最后促进种子萌发,CD错误。
故答案为:B。
【分析】光敏色素是植物细胞中的一种光受体蛋白,它们能够感知光线的方向和强度,并引发一系列生理变化。以下是光敏色素引起的生理变化过程:
1.光敏色素的激活:当植物细胞受到光线的照射时,光敏色素会吸收光能并发生构象变化,从而被激活。
2.信号传导:激活后的光敏色素会引发一系列信号传导过程,包括磷酸化作用、钙离子信号等,这些信号会传递到细胞的不同部位。
3.基因表达调控:光敏色素通过信号传导过程,可以影响基因的表达,从而调控植物的生长发育。例如,光敏色素可以调控植物的向光性、开花时间、叶片形态等。
4.生理变化:在基因表达调控的基础上,植物会产生一系列的生理变化,如叶片的展开、茎的伸长、根的生长等。这些生理变化有助于植物适应环境中的光线条件,提高其生存和繁殖能力。
8.(2024高二下·台州期末)愈伤组织中的细胞全能性强,在植物细胞工程中应用广泛。愈伤组织可用于(  )
A.在NAA/6-BA比值高的培养基中诱导形成芽
B.利用离体诱变技术定向获得所需优良植株
C.通过酶解法去除细胞壁获得球形的原生质体
D.悬浮振荡培养获得细胞系后直接投入发酵生产
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物组织培养的影响因素
【解析】【解答】A、较高浓度的6-BA和较低浓度的NAA会有利于芽的诱导,所以在在NAA/6-BA比值低的培养基中会诱导形成芽,A错误;
B、离体诱变技术的原理是基因突变,并且基因突变的过程中具有不定向性的特点,B错误;
C、愈伤组织细胞通过酶解法去除细胞壁,这样可获得球形的原生质体,C正确;
D、悬浮振荡培养获得细胞系后不能直接投入发酵生产,D错误。
故答案为:C。
【分析】植物组织培养的过程是一个复杂但有序的生物技术过程,主要涉及无菌条件下对植物器官、组织或细胞的培养和再生。以下是植物组织培养过程的详细步骤:
1.准备外植体:首先,选择适合的植物器官、组织或细胞作为外植体,如芽、茎尖、根尖、花药等。这些外植体需要在无菌条件下进行剪接和处理,以去除污染并准备好进行培养。
2.消毒杀菌处理:在将外植体放置在培养基上之前,需要进行彻底的消毒和杀菌处理,以防止细菌、真菌等微生物的污染。
3.脱分化(去分化):将处理好的外植体放置在含有适当营养物质和植物激素的人工培养基上。在适宜的光照、温度和营养条件下,外植体会开始进行细胞分裂,形成一团未分化的薄壁细胞,这个过程称为脱分化或去分化,形成的细胞团被称为愈伤组织。
4.再分化:在适当的条件下,愈伤组织会开始分化,形成植物的各种器官和组织,如根、芽等。这个过程称为再分化。
5.培养发育:经过再分化形成的器官和组织会在培养基上继续生长和发育,最终形成一棵完整的植株。
6.移植和栽培:当植株长到一定大小时,可以将其从培养基中取出,移植到土壤中或其他适当的栽培介质中进行后续的生长和发育。
(2024高二下·台州期末)阅读下面材料,完成下面小题。
人肺炎支原体是一类没有细胞壁的原核生物,人在感染初期的症状与普通感冒相似,因而常被误诊。通过制备抗人肺炎支原体单克隆抗体能达到准确检测的目的。
9.依据上述材料,推测支原体(  )
A.通过有丝分裂繁殖 B.遗传物质是RNA
C.有生物膜系统 D.可在培养基中培养
10.下图是抗人肺炎支原体单克隆抗体的制备流程图。其中①~④表示相关过程。下列叙述错误的是(  )
A.图中的B淋巴细胞需要通过原代培养扩大细胞数量
B.过程①多次注射人肺炎支原体的目的是加强免疫
C.过程②可用灭活的仙台病毒或PEG等融合因子进行诱导
D.过程④可用带标记的抗原作探针筛选出特定的杂交瘤细胞
【答案】9.D
10.A
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)通过题目“制备人肺炎支原体单克隆抗体能达到准确检测的目的”可知人肺炎支原体可在培养基中培养,并且支原体是原核生物不进行有丝分裂,遗传物质是DNA,它也没有生物膜系统,D符合题意。分析得知:ABC错误,D正确。
故答案为:D。
(2)A、单克隆抗体过程中,并不需要单独对已免疫的B淋巴细胞进行原代培养扩大其细胞数量,A错误;
B、过程①表示用特定的抗原对小鼠进行免疫,多次注射可加强免疫,B正确;
C、诱导动物细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等等,C正确;
D、过程④表示克隆化培养和抗体检测,可用带标记的抗原作探针筛选出特定的杂交瘤细胞,并且需要选择抗体检测为阳性的杂交瘤细胞在体内(注射到小鼠腹腔内)或体外(培养液)进行大规模培养,D正确。
故答案为:A。
【分析】单克隆抗体制备流程是一个复杂但有序的过程,主要包括以下几个步骤:1.免疫动物:首先,用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生致敏B淋巴细胞。一般选用6-8周龄雌性BALB/c小鼠,按照预先制定的免疫方案进行免疫注射。抗原通过血液循环或淋巴循环进入外周免疫器官,刺激相应B淋巴细胞克隆,使其活化、增殖,并分化成为致敏B淋巴细胞。
2.细胞融合:在免疫过程结束后,处死小鼠并取出脾脏进行研磨,制备脾细胞的悬液。然后,将准备好的同系骨髓瘤细胞和小鼠脾细胞按照一定比例混合,并在聚乙二醇(PEG)等促融合剂的作用下,诱导它们发生融合,形成杂交瘤细胞。
3.选择性培养:将融合后的细胞进行选择性培养,目的是筛选出融合的杂交瘤细胞。常用的选择培养基为HAT培养基,未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶而死亡,未融合的淋巴细胞虽具有该酶但不能在体外长期存活,只有融合的杂交瘤细胞能够存活并增殖。
4.杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化:筛选出能够产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞,并进行克隆扩增。这一步骤是确保杂交瘤所分泌的抗体具有单克隆性以及从细胞群中筛选出具有稳定表型的关键。
5.单克隆抗体的大量制备:经过筛选和克隆化后,将阳性杂交瘤细胞进行扩大培养,以制备大量的单克隆抗体。这可以通过体外培养或体内培养(如注入小鼠腹腔)的方式来实现。
6.单克隆抗体的鉴定和检测:获得产生单抗的细胞株和大量制备的单克隆抗体后,进行系统的鉴定和检测是十分必要的,以确保其质量和特异性。
9.通过题目“制备人肺炎支原体单克隆抗体能达到准确检测的目的”可知人肺炎支原体可在培养基中培养,支原体是原核生物不进行有丝分裂,遗传物质是DNA,没有生物膜系统,D符合题意。
故选D。
10.A、单克隆抗体过程中,不需要单独对已免疫的B淋巴细胞进行原代培养扩大其细胞数量,A错误;
B、过程①表示用特定的抗原对小鼠进行免疫,多次注射可加强免疫,B正确;
C、诱导动物细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等,C正确;
D、过程④表示克隆化培养和抗体检测,可用带标记的抗原作探针筛选出特定的杂交瘤细胞,应选择抗体检测为阳性的杂交瘤细胞在体内(注射到小鼠腹腔内)或体外(培养液)进行大规模培养,D正确。
故选A。
11.(2024高二下·台州期末)研究表明阿尔茨海默症的发病原因可能是某些促凋亡因子的过度表达,导致神经元大量减少,且神经元之间集聚了大量的蛋白斑块。下列分析错误的是(  )
A.与正常人相比患者神经元凋亡加速
B.蛋白斑块可能会影响突触间兴奋的传递
C.神经元的凋亡过程受到基因的控制
D.神经元对促凋亡因子的敏感性大大下降
【答案】D
【知识点】细胞的凋亡
【解析】【解答】A、由题,阿尔茨海默症患者某些促凋亡因子的过度表达,引起神经元凋亡加速,导致神经元大量减少,A正确;
B、由题,阿尔茨海默症患者某些神经元之间集聚了大量的蛋白斑块,也许会影响突触间兴奋的传递,B正确;
C、由题,某些促凋亡因子的过度表达会引起神经元凋亡,所以神经元的凋亡过程受到基因的控制,C正确;
D、由题,某些促凋亡因子的过度表达从而引起神经元凋亡,所以神经元对促凋亡因子的敏感性大大升高了,D错误。
故答案为:D。
【分析】细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。这是一种细胞的基本生物学现象,在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。
细胞凋亡的特点
1.主动性:细胞凋亡是一个主动的过程,涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,而不是被动的过程。
2.程序性:细胞凋亡是受到严格程序控制的正常组成部分,如生物体在发育过程中出现的细胞程序性死亡。
3.非炎症性:细胞凋亡不会引起周围的炎症反应,凋亡小体很快被邻近的间质细胞或吞噬细胞所吞噬。
细胞凋亡的过程
细胞凋亡的过程包括凝缩、碎裂以及吞噬三个主要阶段:
1.凝缩:细胞体积缩小,细胞质浓缩,细胞器如内质网、线粒体等扩张,染色质沿核膜集聚成块。
2.碎裂:扩张的内质网和细胞膜融合,细胞膜开始卷曲,并分别包绕各细胞器和细胞核,导致细胞碎裂,形成凋亡小体。
3.吞噬:凋亡小体很快被邻近的间质细胞或吞噬细胞所吞噬,这是一个清除死亡细胞的过程。
细胞凋亡的意义
细胞凋亡在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。它是细胞自然更新的重要方式,能够去除老化和损伤的细胞,从而保持机体的健康。此外,细胞凋亡还与许多疾病的发生和发展密切相关,如肿瘤、自身免疫性疾病等。
12.(2024高二下·台州期末)科学家发现金丝桃素可以激活信号分子AMPK,增加脂肪细胞产热相关基因的表达水平和线粒体数量。下列叙述正确的是(  )
A.金丝桃素处理后的脂肪细胞核酸含量增加
B.金丝桃素可抑制脂肪细胞的需氧呼吸
C.AMPK促进DNA聚合酶与产热相关基因结合
D.AMPK含量增多易导致个体肥胖的发生
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、金丝桃素可以激活信号分子AMPK,从而增加脂肪细胞产热相关基因的表达水平,所以金丝桃素处理后的脂肪细胞核酸含量增加,A正确;
B、金丝桃素激活的信号分子可以增加线粒体数量,并且有氧呼吸的主要场所在线粒体中,所以金丝桃素可促进脂肪细胞的需氧呼吸,B错误;
C、AMPK增加脂肪细胞产热相关基因的表达水平,但是这并不能促进DNA聚合酶与产热相关基因结合,C错误;
D、据题,小鼠体内的AMPK可以增加小鼠脂肪细胞的产热相关基因的表达水平和线粒体数量,增强细胞呼吸,进而刺激小鼠脂肪细胞产热,最后成功阻止小鼠肥胖的发生,D错误;
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸的过程可以分为三个阶段,具体如下:
1. 糖酵解阶段(糖酵解途径,EMP)
发生地点:细胞质基质中。
过程:在无氧条件下(但此阶段实际不需要氧的参与),经过一系列的酶促反应将葡萄糖降解成丙酮酸,并产生少量ATP和NADH(活化氢)。
反应式:C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H](NADH)+少量能量(2ATP)。
特点:糖酵解是所有生物分解能量的共有途径,不需要消耗氧气,且分为耗能阶段和产能阶段。
2. 三羧酸循环阶段(柠檬酸循环,Krebs循环)
发生地点:线粒体基质中。
过程:丙酮酸进入线粒体后,在有氧条件下经过一系列的反应,分解成二氧化碳和氢(NADH和FADH2),并产生少量的ATP。
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H](NADH和FADH2)+6CO2+少量能量(2ATP)。
特点:此阶段也不需要氧气的直接参与,但释放的氢(NADH和FADH2)将在后续阶段与氧结合。
3. 氧化磷酸化阶段(呼吸电子传递链)
发生地点:线粒体内膜上。
过程:前两个阶段产生的氢(NADH和FADH2),经过一系列的电子传递反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能量,并用于合成大量的ATP。
反应式:24[H] + 6O2→ 12H2O + 大量能量(34ATP)。
特点:此阶段需要氧气的参与,是释放能量最多的阶段,也是合成ATP的主要阶段。
13.(2024高二下·台州期末)蚊虫叮咬后机体细胞释放组胺引起叮咬部位皮肤红肿,同时痒觉信号通过一系列中间神经元传递到中枢神经系统,产生痒觉并表现出抓挠,抓挠会形成痛觉并有一定的止痒效果。有时为了拍死蚊子人也会有意识地暂时不去抓挠。下列叙述正确的是(  )
A.组胺引起蚊虫叮咬部位出现皮肤红肿属于神经调节
B.痒觉形成的过程中局部电流在神经纤维上双向传导
C.蚊虫叮咬引起抓挠反射中的传出神经应为自主神经
D.抓挠有止痒效果可能与抑制性神经递质的释放有关
【答案】D
【知识点】神经冲动的产生和传导;神经系统的分级调节
【解析】【解答】A、组胺属于体液中的化学物质,所以组胺能通过体液运输进行调节,故组胺引起被蚊虫叮咬部位出现皮肤红肿的现象属于体液调节,并不是神经调节,A错误;
B、痒觉形成的过程中,在体内兴奋在神经纤维上是单向传导的,B错误;
C、蚊虫叮咬引起抓挠反射中的传出神经不是自主神经,因为自主神经支配的是内脏器官的活动,C错误;
D、据题,抓挠会形成痛觉,也许会使某些神经元兴奋并释放抑制性神经递质,最后达到止痒的效果,D正确。
故答案为:D。
【分析】兴奋的传导主要涉及两个层面:神经纤维上的传导和神经元之间的传递。
1. 兴奋在神经纤维上的传导
方向:兴奋在神经纤维上的传导是双向的。这意味着当神经纤维的某一点受到刺激后,兴奋会沿着神经纤维同时向两端传播。
形式:兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也被称为神经冲动。在静息状态下,神经纤维的细胞膜电位是外正内负;当受到刺激时,细胞膜电位变为外负内正,从而在兴奋部位与未兴奋部位之间形成电位差,产生局部电流,使兴奋向未兴奋部位传导。
特点:兴奋在神经纤维上的传导具有高速性、相对不疲劳性、不衰减性、绝缘性以及双向性等特点。
2. 兴奋在神经元之间的传递
方向:与神经纤维上的传导不同,兴奋在神经元之间的传递是单向的。这是通过突触结构实现的,突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。神经递质只存在于突触小泡内,当兴奋到达突触前膜时,会引起神经递质的释放,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜,并与后膜上的受体结合,从而引发下一个神经元的兴奋或抑制。因此,兴奋在神经元之间的传递方向是固定的,即突触前膜→突触间隙→突触后膜。
形式:在突触前膜处,电信号会转变为化学信号(神经递质);在突触后膜处,化学信号再转变为电信号,从而完成兴奋的传递。
14.(2024高二下·台州期末)适应性是指生物体与环境表现相适合的现象。下列不符合适应性现象的是(  )
A.水母等水生生物依靠躯体透明隐身于水中
B.树懒等树栖动物利用钩爪攀附栖息于树上
C.热带雨林的灌木叶大有利于获得更多光照
D.草原豆科植物气孔下陷以增加水分的蒸发
【答案】D
【知识点】自然选择与适应
【解析】【解答】A、水母等水生生物的躯体近乎透明,能巧妙地隐身于水域中,这是一种适应性的表现,A正确;
B、树懒是生活方式是树栖,平时倒挂在树枝上,毛发蓬松而拟向生长,毛上附着藻类而呈绿色,在森林中很难发现,这是一种适应性的表现,B正确;
C、热带雨林的灌木生长比较茂密,下部的光照不足,较大的叶片面积可以获取更多的光照,同时有利于蒸发水分,降低植株的温度,这是一种适应性的表现,C正确;
D、草原豆科植物气孔下陷以减少水分的蒸发,这不符合适应性现象,D错误。
故答案为:D。
【分析】生物的适应性是指生物为了在特定环境中生存和繁衍后代,通过自然选择和遗传变异,逐渐形成与环境相适应的特征和行为。这是一个生态学术语,它决定了物种在自然选择压力下的性能。生物适应性的意义非常重大,涵盖了物种对其生活环境的适应机制,如生理和行为的变化,让我们更好地了解物种的生存策略。同时,生物适应性与进化密切相关,深入研究物种的适应性还能够揭示物种进化的规律。
生物适应环境的例子有很多,如:
1.保护色:如水母、海鞘等水生生物的躯体近乎透明,能巧妙地隐身于水域中;北极熊白色的皮毛和冰天雪地的背景十分协调;许多鱼类背部颜色深,腹部色浅,这种分割色也是保护色的一种形式。
2.警戒色:如毒蛾的幼虫多具有鲜艳的色彩和斑纹,误食这种幼虫的小鸟常被毒毛损伤口腔粘膜,以后这种易于识别的色彩和斑纹就成为小鸟的警戒色。
3.拟态:如一些无毒的假珊瑚蛇也具有与剧毒的真珊瑚蛇相似的红、黑、黄相间的横纹,以迷惑捕食者。
4.行为适应:如变色龙随环境改变体色,以躲避天敌或捕食猎物。
5.生理结构适应:如骆驼为了适应沙漠的沙地,进化出了软而宽大的脚掌,不至于陷进沙里。
生物对环境的适应既有普遍性,又有相对性。每种生物都生活在非常复杂的环境中,时刻受到环境中各种生态因素的影响,生物只有适应环境才能生存繁衍。但每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应,只是一定程度上的适应,环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用。
15.(2024高二下·台州期末)肝细胞在受到损伤的条件下可进行有丝分裂,下图为肝细胞增殖过程中核DNA含量随时间变化的曲线图。据图分析错误的是(  )
A.肝细胞一个细胞周期的时长约为20h
B.AB段DNA的复制伴随着染色单体的形成
C.BC段染色体/DNA的比值保持1/2不变
D.DE段细胞的核膜核仁重新形成
【答案】C
【知识点】细胞周期;有丝分裂的过程、变化规律及其意义;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、细胞周期是连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止,据图可知:AE段为一个细胞周期,由此可知细胞周期时长约为 20小时,A正确;
B、AB段表示DNA的复制,并且在此过程中,会染色单体的形成,B正确;
C、BC段可能发生着丝粒的分裂,这会导致染色体数目加倍,所以BC段染色体/DNA的比值不能保持1/2不变,C错误;
D、DE段表示有丝分裂的末期,细胞的核膜核仁重新形成,子细胞形成,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。这个过程可以分为间期与分裂期两个阶段。
间期:
间期是细胞进行DNA复制和相关蛋白质合成的重要阶段,为细胞分裂做好物质准备。间期又可以细分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)。
G1期:主要合成RNA和核糖体,为S期的DNA复制作好物质和能量的准备。
S期:即DNA合成期,同时合成组蛋白和DNA复制所需的酶。
G2期:DNA合成终止,大量合成RNA及蛋白质,为有丝分裂做好准备。
分裂期:
分裂期即M期,是有丝分裂的过程,包括前期、中期、后期和末期。
前期:染色质丝高度螺旋化形成染色体,中心体向相反方向移动,形成纺锤体。
中期:染色体移到细胞赤道平面,纺锤体微管附着于染色体着丝点。
后期:纺锤体微管活动导致着丝点纵裂,染色体分开并向相反方向移动。
末期:染色单体解螺旋,核仁重新出现,细胞分裂为两个子细胞。
细胞周期的特点:
周期性:细胞周期是一个周而复始的过程,细胞不断重复着从分裂到再分裂的循环。
阶段性:细胞周期分为间期和分裂期,每个阶段都有特定的生化变化和形态特征。
调控性:细胞周期的进程受到严格的调控,包括细胞周期调节因子、细胞分裂周期基因(CDC基因)等的参与。
细胞周期的分类:
根据细胞的分裂能力,可以将细胞分为周期性细胞、终端分化细胞和暂不增殖细胞群(G0期细胞)。
周期性细胞:如造血干细胞、表皮与胃肠粘膜上皮的干细胞,始终保持活跃的分裂能力。
终端分化细胞:如哺乳动物成熟的红细胞、神经细胞等,丧失了分裂能力。
暂不增殖细胞群(G0期细胞):如肝细胞、肾小管上皮细胞等,在特定刺激下可以重新进入细胞周期。
16.(2024高二下·台州期末)某动物(2n=8)基因型为AAXBY,图中数字表示某个细胞的部分染色体,字母表示所带基因,分裂过程只发生一次变异。据图分析正确的是(  )
A.1和3、2和4分别构成一个四分体
B.1号染色体出现a的原因是基因突变
C.该细胞处于减数第二次分裂前期
D.A和a的分离只发生在减数第二次分裂后期
【答案】B
【知识点】减数分裂概述与基本过程;基因突变的特点及意义
【解析】【解答】AC、减数分裂中,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,这就是·四分体。题图是有丝分裂前期,AC错误;
B、1号染色体同时含有Aa基因,其同源染色体(3号)含有两个A基因,所以1号染色体a基因的出现为基因突变,B正确;
D、在减数分裂中,A和a的分离可发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期,D错误。
故答案为:B。
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。这种改变是遗传信息发生变化的一种形式,可以导致遗传特征的改变,并可能影响到后代。基因突变是生物进化、物种多样性的重要来源,同时也是一些遗传疾病和癌症等发生的重要原因。
基因突变的原因:
基因突变可以由多种因素引起,包括物理因素、化学因素和生物因素:
1.物理因素:如X射线、激光、紫外线、伽马射线等辐射射线的直接照射。
2.化学因素:如身体过多接触并吸收亚硝酸、黄曲霉素、碱基类似物等化学物质。
3.生物因素:如体内的一些细胞受到某些病毒和细菌等生物的影响。
此外,DNA在自我复制的过程中,基因内部的脱氧核苷酸的数量、顺序、种类发生局部改变,也可能导致基因突变。
基因突变的类型:
根据碱基变化的情况,基因突变可以分为移码突变和碱基置换突变两大类:
1.移码突变:指插入或丢失位点以后的一系列编码顺序发生错位的一种突变。
2.碱基置换突变:指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变。
基因突变的影响:
基因突变可能导致多种后果,包括遗传疾病、异常表型、癌症等:
1.遗传疾病:一些基因突变会导致遗传疾病的发生,如囊性纤维化、血友病等单基因遗传病,以及糖尿病、心血管疾病等复杂遗传病。
2.异常表型:某些基因突变可能导致个体的表型出现异常变化,如面部畸形、身高异常等外观特征的改变,以及免疫系统功能异常、神经系统功能障碍等生理功能的改变。
3.癌症:基因突变是肿瘤形成和发展的重要因素,突变可以导致细胞的正常调控机制失控,导致细胞无限增殖和分化,最终形成肿瘤。
4.药物反应性:个体的基因突变可能影响药物的代谢和响应,从而影响药物的疗效。
基因突变的治疗与预防:
由于基因突变是遗传信息的变化,因此无法通过药物治疗来纠正。然而,对于某些由基因突变引起的疾病,如某些类型的癌症,可以通过靶向基因检测来发现患者的基因突变位点,并选择相应的靶向药物进行治疗。
17.(2024高二下·台州期末)二倍体玉米植株的性别受两对基因B/b、T/t控制,有雌雄同株、雌株和雄株三种类型。一对纯合玉米亲本杂交所得F1全为雌雄同株,F1自交所得F2的表型及比例为雌雄同株:雌株:雄株=106:32:33.若F2严格自交,F3中雌性个体的比例最接近(  )
A.1/8 B.15/64 C.3/4 D.3/25
【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】因为亲本纯合雌株×纯合雄株,F1均雌雄同株,F1自交得到F2,雌雄同株:雄株:雌株≈10:3:3,是9∶3∶3∶1的变形,二倍体玉米植株的性别受两对基因B/b、T/t控制,据此可判断F1基因型为BbTt,F2雌雄同株基因型为(B_T_、bbtt),令雄株基因型为(B-tt),则雌株基因型为(bbT_),若F2(9B_T_、3B_tt、3bbT_、1bbtt )严格自交,其中2BbTT、4BbTt、1bbTT、2bbTt自交后能出现雌株,则F3中雌性(bbT_)的个体比例最接近2/16×1/4+4/16×1/4×3/4+1/16+2/16×3/4=15/64,分析得知:ACD错误,B正确。
故答案为:B。
【分析】自由组合定律,也被称为独立分配定律或孟德尔第二定律,是现代生物遗传学三大基本定律之一。该定律由遗传学说奠基人格里哥·孟德尔于1865年提出。自由组合定律主要描述的是,当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交时,在子一代产生配子的过程中,等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因会表现为自由组合。其实质是非等位基因的自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。
自由组合定律的要点包括:
1.非同源染色体上的非等位基因自由组合:在减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因会随着染色体的自由组合而自由组合。
2.独立分配:每一对相对性状的遗传都遵循基因的分离定律,而各对相对性状之间的遗传则是彼此独立的。
3.适用条件:自由组合定律适用于有性生殖生物的性状遗传、真核生物的性状遗传、细胞核遗传、两对或多对性状遗传,以及控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上的情况。
自由组合定律的实验证据:
孟德尔通过豌豆杂交实验观察到了自由组合现象。他以黄色圆粒豌豆(YYRR)和绿色皱粒豌豆(yyrr)为亲本进行杂交,得到的F1代全部是黄色圆粒(YyRr)。让F1代自交后,在F2代中出现了四种表现型:黄色圆形、绿色圆形、黄色褶皱、绿色皱粒,且它们的比例接近9:3:3:1。
自由组合定律的意义:
1.理论意义:自由组合定律能够解释为什么自然界的生物种类是多种多样的,为什么世界上没有完全相同的两个个体。生物变异的原因之一就是在有性生殖中,基因的重新组合产生了多种多样的后代。
2.实践意义:在杂交育种工作中有很大的指导作用,通过杂交和基因重组能产生不同于亲本的新类型,有利于人工选育新品种。此外,在医学实践中,人们可以根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发生的情况,并推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论依据。
(2024高二下·台州期末)阅读以下材料,完成下面小题。
普氏原羚是我国特有的濒危动物,人类建设的道路及围栏将它们隔离在多个分布区。采集普氏原羚的粪便样本,利用样本中的微卫星DNA标记可完成个体识别实现种群数量的统计。微卫星DNA分子是指分布于真核生物基因组中的简单重复序列,序列重复次数在个体间差异很大,而其两侧的序列在同一物种中具有高度相似性。
18.根据上述材料分析,下列叙述正确的是(  )
A.每个分布区内的普氏原羚构成一个物种
B.隔离在分布区的普氏原羚容易发生遗传漂变
C.将普氏原羚转移到动物园是最有效的保护措施
D.隔离在多个分布区有利于提高普氏原羚的遗传多样性
19.科学家在某一分布区采集普氏原羚的粪便100份,检测出这些粪便来自20个个体。一定时间后再次采集普氏原羚的粪便共47份,检测出这些粪便来自19个个体,其中4个个体是第一次采集中出现过的。据以上信息判断,下列叙述正确的是(  )
A.利用微卫星DNA标记调查种群数量易惊扰到普氏原羚
B.分析粪便可估算出该分布区普氏原羚的种群数量为588个
C.为保证调查数据的准确性,两次采样的样本数应保持一致
D.微卫星DNA分子具有个体差异性是该调查统计依据的原理之一
20.微卫星DNA标记在科学研究中应用广泛,如利用PCR扩增普氏原羚粪便中微卫星DNA分子,对普氏原羚进行亲子鉴定,结果如图。下列叙述错误的是(  )
A.子代2结果说明其微卫星DNA分子中可能发生了碱基对的插入
B.DNA相对含量的差异可能与所取粪便中的细胞数目有关
C.PCR扩增微卫星DNA分子时根据内部重复序列设计引物
D.微卫星DNA分子能从上一代传给下一代,其遗传遵循分离定律
【答案】18.B
19.D
20.C
【知识点】生物多样性的保护措施;种群综合
【解析】【分析】生物多样性的保护是一个复杂而重要的任务,它涉及到多个方面和层次。以下是一些关于生物多样性保护的主要内容和措施: 一、生物多样性的定义与重要性
生物多样性是指地球上各种生物物种的丰富程度和多样性,包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层次。生物多样性是人类赖以生存的条件,是经济社会可持续发展的基础,也是生态安全和粮食安全的保障。
二、生物多样性保护的重要性
1.生态平衡:生物多样性维持着生态系统的平衡和稳定。不同物种之间相互依赖和相互作用,形成复杂的食物链和生态网络。当某个物种受到威胁或灭绝时,整个生态系统可能会受到影响,导致连锁反应的生态灾难。
2.资源供给:生物多样性为我们提供了各种生态系统服务,如水源保护、土壤保持、气候调节、食物供应等。保护生物多样性可以确保这些生态系统服务的持续供应。
3.经济价值:生物多样性对于经济发展也具有重要意义。许多产业和经济部门依赖于野生动植物资源,如农业、渔业、旅游业、药物开发等。保护生物多样性有助于维持这些产业的可持续发展,并创造就业机会。
4.科学研究:生物多样性是科学研究的宝贵资源。通过研究各种生物物种,我们可以了解它们的进化历史、生态功能和适应性特征,为人类解决各种问题提供重要的参考和启示。
三、生物多样性保护的方法
1.保护自然环境:自然环境是生物多样性的基础,保护自然环境是保护生物多样性的关键。我们需要采取措施来减少对自然环境的破坏,如减少污染、限制开发、推广生态旅游等。
2.保护物种多样性:物种多样性是生物多样性的重要组成部分。我们需要采取措施来保护各种物种,如保护濒危物种、控制外来物种入侵、保护生态系统等。
3.加强法律法规建设:法律法规是保护生物多样性的重要保障。我们需要制定相关法律法规,明确保护生物多样性的要求和措施,并加强执法力度,提高公众意识。
4.推动科学研究和技术创新:科学研究和技术创新是保护生物多样性的重要支撑。通过推动相关技术的创新,如生态修复技术、物种保护技术等,我们可以为保护生物多样性提供更加有效的手段。
18.A、生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群,因此每个分布区内的普氏原羚构成一个种群,A错误;
B、遗传漂变一般发生在小种群中,普氏原羚是我国特有的濒危动物,人类活动将其隔离在多个分布区,使得每个分布区的种群数量较少,容易因为偶然事件的发生引起种群基因频率发生较大的变化,即容易发生基因漂变,B正确;
C、对生物多样性最有效的保护措施是就地保护,建立自然保护区,C错误;
D、隔离在多个分布区阻碍了种群间的基因交流,不利于提高普氏原羚的遗传多样性,D错误。
故选B。
19.A、微卫星DNA标记调查是以普氏原羚的粪便为样本,不会伤害到普氏原羚,不易惊扰到普氏原羚,A错误;
B、依据题意可知,第一次收集到的动物粪便个体数是20个,第二次收集到的动物粪便个体数是19个,其中4个个体是第一次采集中出现过的,由此估算该分布区普氏原羚的种群数量为20×19÷4=95个,B错误;
C、该方法是根据粪便来源比例来估算该种群的数量,类似于标记重捕法,不要求两次采样的样本数保持一致,C错误;
D、微卫星DNA分子序列重复次数在个体间差异很大,具有个体差异性,可以此作为调查统计的依据,D正确。
故选D。
20.A、分析图可知,子代2出现了大小为230bp和254bp的DNA片段,230bp应该来自母本,254bp应该来自父本,而父本最大的DNA片段为250bp,由此推测子代2微卫星DNA分子中可能发生了碱基对的插入,A正确;
B、父本、母本、子代1、子代2DNA相对含量的不同,其差异可能与所取粪便中的细胞数目有关,B正确;
C、PCR扩增应根据微卫星DNA分子两端的脱氧核苷酸序列来设计引物,C错误;
D、分析图可知,如子代1的DNA片段一个来自父方,一个来自母方,其遗传遵循分离定律,D正确。
故选C。
21.(2024高二下·台州期末)科学家研究发现mRNA发生甲基化会使mRNA提前降解。线虫在营养丰富时,S—腺苷甲硫氨酸(SAM)合成酶的mRNA甲基化明显增加;营养缺乏时,细胞中SAM含量增多,保证了基因组DNA甲基化的进行。下列叙述错误的是(  )
A.SAM合成酶的mRNA甲基化水平与其基因的表达水平呈负相关
B.SAM合成酶含量减少有利于线虫基因组DNA甲基化的进行
C.营养丰富时线虫基因组表达水平会升高
D.营养缺乏时线虫染色体螺旋化程度提高
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;表观遗传
【解析】【解答】A、由题,mRNA发生甲基化会使mRNA提前降解,SAM合成酶的mRNA甲基化水平越高,mRNA降解越早,并且基因表达水平越低,故SAM合成酶的mRNA甲基化水平与其基因的表达水平呈负相关,A正确;
B、由题意可知:营养缺乏时,细胞中SAM含量增多,保证了基因组DNA甲基化的进行,说明SAM合成酶含量减少不利于线虫基因组DNA甲基化的进行,B错误;
C、营养丰富时,SAM合成酶的mRNA甲基化升高,导致细胞中SAM合成酶含量减少,有利于降低细胞DNA甲基化水平,线虫基因组表达水平升高,C正确;
D、营养缺乏时,细胞中SAM含量增多,有利于基因组DNA甲基化的进行,可能会导致线虫染色体螺旋化程度提高,这不利于基因的转录,D正确。
故答案为:B。
【分析】表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型(即生物体可以观察到的性状或特征)的变化。表观遗传现象具有以下几个特点:
1.可遗传性:这类改变通过有丝分裂或减数分裂,能在细胞或个体世代间遗传。
2.可逆性:表观遗传变化在某些条件下是可逆的,即基因表达可以被重新激活或抑制。
3.不涉及DNA序列的改变:表观遗传变化不能用DNA序列变化来解释,而是通过DNA和蛋白质的相互作用,如DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等方式来调控基因表达。
表观遗传的主要机制包括:
1.DNA甲基化:这是目前研究最充分的表观遗传修饰形式,主要是DNA上的胞嘧啶和甲基共价结合,在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合,一般与基因沉默相关联。
2.组蛋白修饰:真核生物DNA被组蛋白组成的核小体紧密包绕,组蛋白上的许多位点都可以被修饰,尤其是赖氨酸。组蛋白修饰可影响组蛋白与DNA双链的亲和性,从而改变染色质的疏松和凝集状态,进而影响转录因子等调节蛋白与染色质的结合,影响基因表达。
3.基因组印记:指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵细胞传递给子代时发生了修饰,使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性。
4.非编码RNA:包括microRNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环状RNA(circRNA)等,在调控基因表达过程中发挥着很大的作用。
5.染色质重塑:由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小体变化为基本特征的生物学过程,是一个重要的表观遗传学机制。
22.(2024高二下·台州期末)马铃薯是重要的粮食作物,其块茎可供食用。块茎中的干物质主要来源于光合作用的积累,因此光合作用对马铃薯的产量具有决定性作用。马铃薯四倍体栽培种相较于二倍体产量更高,某课题组为探究四倍体、二倍体马铃薯产量差异的原因,在马铃薯生育期的现蕾期(P1)、花期(P2)、花后15d(P3)测定相关光合指标,结果如下表。
品种 测定时期 叶绿素总量mg/g 气孔导度mmol/(m2·s) 胞间CO2浓度μmol/mol 净光合速率μmol/(m2·s)
二倍体 P1 2.87 0.27 280 13.5
P2 3.11 0.3 248 15.4
P3 2.57 0.28 200 13.9
四倍体 P1 3.28 0.36 280 17.2
P2 3.54 0.38 230 19.1
P3 3.02 0.37 213 17.5
回答下列问题:
(1)叶绿素存在于叶绿体的   上,将马铃薯叶片剪碎后加入研钵,用95%乙醇   色素,再利用分光光度计测定叶绿素含量。
(2)据表分析,整个生育期中二倍体和四倍体马铃薯的净光合速率在   期达到峰值后下降。P1期四倍体马铃薯的气孔导度大于二倍体,但它们的胞间CO2浓度却相同,可能的原因是   。
(3)利用凝胶电泳技术分析二倍体和四倍体马铃薯叶片蛋白质的   和   ,发现四倍体相较于二倍体含有更多与光合作用相关的蛋白质,光合作用相关蛋白质分布在叶绿体的   (写出2点),其含量更多的根本原因是细胞中   数目的增加。
(4)干物质在各器官的积累和   对马铃薯的产量极为重要,研究发现二倍体马铃薯相较于四倍体拥有更低的根部干重占比,影响了马铃薯的根长和根   比值,从而影响根的吸收效率。
【答案】(1)类囊体;提取
(2)花期;P1时四倍体气孔导度大,吸收的CO2浓度多,同时净光合速率大,消耗的CO2也多
(3)种类;含量;类囊体膜和基质;染色体
(4)分配;表面积/体积
【知识点】染色体数目的变异
【解析】【解答】(1)叶绿素存在于叶绿体的类囊体上,将马铃薯叶片剪碎后加入研钵,由于色素易溶于有机溶剂,因此可用95%乙醇来提取色素,再利用分光光度计测定叶绿素含量;
(2)由表格信息可知,整个生育期中二倍体和四倍体马铃薯的净光合速率在P2期(花期)达到峰值后下降;P1期四倍体马铃薯的气孔导度大于二倍体,但它们的胞间CO2浓度却相同,可能的原因是P1时四倍体气孔导度大,吸收的CO2浓度多,同时净光合速率大,消耗的CO2也多;
(3)利用凝胶电泳技术分析二倍体和四倍体马铃薯叶片蛋白质的种类和含量,发现四倍体相较于二倍体含有更多与光合作用相关的蛋白质,光合作用相关蛋白质分布在叶绿体的类囊体膜和基质,其含量更多的根本原因是细胞中染色体数目的增加;
(4)干物质在各器官的积累和分配对马铃薯的产量极为重要,研究发现二倍体马铃薯相较于四倍体拥有更低的根部干重占比,影响了马铃薯的根长和根表面积与体积的比值,从而影响根的吸收效率。
【分析】光合作用过程是一个复杂的生物化学过程,主要涉及绿色植物(包括藻类)通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用大致可以分为光反应阶段和暗反应阶段,两个阶段紧密相连,缺一不可。光反应阶段
光反应阶段必须有光能才能进行,化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。该阶段主要包括两个步骤:
1.水的光解:水在光下被分解成氢离子([H])和氧气(O2),其中氧气被释放到大气中,而氢离子则用于后续的暗反应阶段。反应式:2H2O → 4[H] + O2
2.ATP的形成:光能在此阶段被转化为活跃的化学能,储存在ATP(腺苷三磷酸)中,同样为暗反应阶段提供能量。反应式:ADP + Pi + 光能 → ATP
暗反应阶段
暗反应阶段不需要光能也能进行,化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。该阶段主要包括两个步骤:
1.CO2的固定:二氧化碳(CO2)与五碳化合物(C5)结合,形成两个三碳化合物(C3)。反应式:CO2 + C5 → 2C3
2.C3的还原:三碳化合物在氢离子([H])和ATP的参与下,被还原成有机物(如葡萄糖),并重新生成五碳化合物(C5),完成循环。反应式:2C3 + [H] + ATP → (CH2O) + C5
光合作用的重要意义
光合作用不仅为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源,还是地球碳氧循环的重要媒介。它维持了大气中的碳-氧平衡,对实现自然界的能量转换具有重要意义。
注意事项
光合作用释放的氧气全部来自水,而非二氧化碳。
光合作用的产物不仅是糖类,还包括氨基酸(无蛋白质)和脂肪等有机物。
光合作用过程需要叶绿体、光能、二氧化碳和水等条件,缺一不可。
23.(2024高二下·台州期末)某富营养化水体从“草型水体”退化为浮游植物占优势的“藻型水体”,科研小组通过引入鱼类和水生动物等对其进行干预。回答下列问题:
(1)由“草型水体”退化为“藻型水体”是否为群落演替?   (填“是”或“否”)。这个过程中某种沉水植物灭绝,从生物多样性的角度分析,丧失的是   。
(2)科研人员引入鱼类和水生动物一段时间后,每隔一段时间统计其中赤麻鸭和鳑鲏鱼种群数量的变化关系如图1所示:
①科研人员利用图1相关数据在图2中画出鳑鲏鱼种群数量随时间的变化曲线,请补充T1~T5时间段赤麻鸭种群数量随时间的波动曲线   。
②由图1、图2可知,鳑鲏鱼种群数量波动属于   波动类型,赤麻鸭数量高峰的出现   (填“提前”或“滞后”)于鳑鲏鱼。图1中da段赤麻鸭种群的年龄结构为   ,引入赤麻鸭后鳑鲏鱼种群的K值为   。赤麻鸭和鳑鲏鱼种群数量的变化关系反映了该生态系统存在着   调节机制。
(3)引入鱼类和水生动物后富营养化治理效果显著,水体中的N、P含量大幅下降的原因是   。
【答案】(1)是;遗传多样性、物种多样性
(2);周期性;滞后;衰退型;N2;负反馈
(3)水体中N、P经食物链传递给鱼类和水生动物体,最终形成产品输出该水体
【知识点】种群的特征;种群的数量变动及其原因;群落的演替
【解析】【解答】(1)群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中会发生优势种的取代,由“草型水体”退化为“藻型水体”发生了优势取代,故属于演替生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,这个过程中某种沉水植物灭绝,从生物多样性的角度分析,丧失的是遗传多样性、物种多样性。
(2)①分析图1可知,赤麻鸭和鳑鲏鱼之间存在捕食关系,T1~T5时间段内鳑鲏鱼数量先增加后减少,则赤麻鸭种群数量应是先减少后增加,且整体上变化与鳑鲏鱼数量波峰相对,故可绘制图形如下:。
②由图1、图2可知,鳑鲏鱼种群数量波动属于周期性波动,而赤麻鸭属于捕食者,赤麻鸭数量高峰的出现滞后于鳑鲏鱼;图1中da段赤麻鸭种群数量减少,年龄结构为衰退型;K值是一定环境条件下所能维持的种群,引入赤麻鸭后鳑鲏鱼种群的K值为N2;赤麻鸭和鳑鲏鱼种群数量的变化关系反映了该生态系统存在着负反馈调节机制,可使环境保持相对稳定。
(3)由于水体中N、P经食物链传递给鱼类和水生动物体,最终形成产品输出该水体,故引入鱼类和水生动物后富营养化治理效果显著。
【分析】种群的结构和功能是多方面的,以下是对其结构和功能的详细解释:种群的结构
1.空间特征:种群具有一定的分布区域,这是其空间特征的主要表现。种群中的个体在空间中的位置状态或布局,称为种群空间格局,包括随机分布、均匀分布和集群分布三种类型。
2.数量特征:种群在单位面积或体积中的个体数量,即种群密度,是种群最基本的数量特征。此外,种群还具有出生率、死亡率、迁入率、迁出率等动态特征,这些特征共同决定了种群的数量变化。
3.遗传特征:种群内的个体共用一个基因库,即种群具有一定的基因组成。这种遗传的多样性增强了种群对环境条件的适应力。
4.年龄结构:种群中各个年龄段的个体数目占种群个体总数的比例,称为年龄结构。通过分析年龄结构,可以间接判定出种群的发展趋势。
种群的功能
1.繁殖与基因传递:种群中的个体通过繁殖将各自的基因传给后代,从而维持种群的遗传多样性。种群是进化的基本单位,通过自然选择和遗传漂变等机制,种群能够适应环境并发生进化。
2.生态功能:种群在生态系统中扮演着重要的角色。它们通过与其他物种的相互作用(如竞争、捕食、共生等),维持着生态系统的平衡和稳定。同时,种群也为其他生物提供食物、栖息地和生存空间等生态服务。
3.对环境的适应:种群通过遗传变异和自然选择等机制,逐渐适应环境的变化。这种适应性使得种群能够在不同的环境条件下生存和繁衍。
24.(2024高二下·台州期末)“卵子死亡”是一种单基因遗传病,由常染色体上的等位基因A、a控制。将女性患者的卵子取出体外放置一段时间或受精后,卵子均出现发黑、萎缩等现象。下面是“卵子死亡”遗传病的系谱图,已知Ⅰ-1含有致病基因,Ⅰ-2不含有致病基因。
回答下列问题:
(1)“卵子死亡”性状的遗传方式是   ,判断理由是   。
(2)Ⅰ-1的基因型是   ,Ⅱ-5的基因型是   。
(3)Ⅱ-5和Ⅱ-6生一个患病孩子的概率是   。检测胎儿是否有致病基因,常用的产前诊断技术有   。
【答案】(1)常染色体显性遗传;Ⅰ-2不含有致病基因,因此Ⅱ-1、Ⅱ-3是带有正常基因的患者,说明致病基因为显性
(2)Aa;Aa或aa
(3)1/8;绒毛细胞检查
【知识点】人类遗传病的类型及危害;调查人类遗传病
【解析】【解答】(1)分析题意,若该病为伴X染色体遗传病,则1-1的致病基因可以传给II-5,则II-5含有致病基因,与题意不符,若为常染色体隐性遗传病,则II-3的致病基因来自I-1和I-2,则I-2应含有致病基因,与题意不符;由于Ⅰ-1含有致病基因,Ⅰ-2不含有致病基因,则该病为常染色体显性遗传病。
(2)根据题意可知,Ⅰ-1含有致病基因,则基因型为Aa;Ⅰ-2不患病,基因型为aa,II-5是正常男性,由于男性携带致病基因也不患病,故基因型是Aa或aa。
(3)根据题意可知:Ⅰ-1基因型为Aa,Ⅰ-2基因型为aa,则Ⅱ-5男性基因型为1/2Aa、1/2aa,Ⅱ-6女性不患病,基因型为aa,由于只有女性患病,所以两者再生一个患病后代(Aa)的概率为1/2×1/2×1/2(女性)=1/8;检测胎儿是否有致病基因,常用的产前诊断技术有绒毛细胞检查。
【分析】单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,这类疾病已经对人类健康构成了较大的威胁。以下是关于单基因遗传病的详细解释:定义与分类
单基因遗传病是由一对等位基因突变导致的疾病,分别由显性基因和隐性基因突变所致。根据致病基因在染色体上的位置和遗传方式的不同,单基因遗传病可以分为多种类型,如常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、性连锁遗传病等。
常见疾病
单基因遗传病种类繁多,已有8000多种,并且每年在以10-50种的速度递增。较常见的单基因遗传病包括红绿色盲、血友病、白化病、家族性高胆固醇血症、葡萄糖-6-磷酸酶缺乏症(俗称蚕豆病)、苯丙酮尿症、视网膜母细胞瘤等。
遗传方式
1.常染色体显性遗传病:致病基因为显性并且位于常染色体上,等位基因之一突变,杂合状态下即可发病。致病基因可以是生殖细胞发生突变而新产生,也可以是由双亲任何一方遗传而来。患者的子女发病的概率相同,均为1/2。
2.常染色体隐性遗传病:致病基因为隐性并且位于常染色体上,只有当一对等位基因同时发生了突变才会导致疾病。患者多为纯合子,其父母往往是表型正常的个体。
3.性连锁遗传病:多为隐性致病基因,位于X染色体上,男女发病率有显著差异。致病基因一般是父传女,母传子,即所谓交叉遗传。患者中男性患者远较女性患者为多。
治疗方法
单基因遗传病可采取基因疗法、靶向基因调节、基因敲除、基因修复、干细胞移植等方法进行治疗。这些方法通过引入正常功能的基因替代异常基因、抑制异常基因表达或增强正常基因表达、去除或破坏引起疾病的异常基因、直接修复受损或缺失的基因序列、替换患者体内异常增殖或功能障碍的干细胞等方式,以期达到治疗疾病的目的。
预防措施
预防措施包括新生儿筛查、环境保护、携带者的检出和遗传咨询等方面。通过婚前健康检查、孕前遗传咨询和产前筛查等措施,可以减少单基因遗传病患儿的出生。
注意事项
单基因遗传病的治疗和预防需要综合考虑多种因素,包括致病基因的具体类型、患者的具体病情、家族遗传史等。在实施治疗前,应进行全面的基因检测,以确定具体的致病基因和变异类型,制定个性化方案。同时,需密切监测可能出现的副作用及长期安全性,确保治疗的有效性和安全性。
25.(2024高二下·台州期末)玉米栽培种是由野生种进化而来,具有穗大、籽粒饱满的优点。但栽培种籽粒蛋白含量较野生种低。研究发现玉米籽粒蛋白质含量与T基因有关,T基因控制T酶的合成。野生种的T基因中发生一个碱基对替换突变为栽培种的t基因,由于碱基对的替换导致t基因产生了一个限制酶X的酶切位点。回答下列问题:
(1)基因T和t的根本区别是   。测序结果表明,基因T和t转录产物mRNA的部分碱基序列如图1所示。据图分析,导致栽培种籽粒蛋白质含量下降的直接原因是相关蛋白质的第   位氨基酸种类发生改变(AUG为起始密码子,且不考虑蛋白质的剪切)。
(2)为提高栽培种籽粒的蛋白质含量,向栽培种转入基因T,完善下述操作。
①第一步,用PCR技术扩增T基因。PCR扩增体系中需要加入   酶、引物等,PCR产物可用凝胶电泳技术来鉴定。结果显示除T基因目标条带外,还出现了非目标条带。推测非目标条带产生的原因可能是   (多选)。
A.引物太短
B.引物之间碱基互补配对
C.退火温度太低
D.模板出现差错
②第二步,构建重组DNA分子。为确保T基因在转基因植物中正常表达,其上下游序列需具备   。
③第三步,将重组DNA分子导入受体细胞。
④第四步,检测目的基因及其表达产物。经检测,转基因栽培种体内T酶的合成量远超未转基因栽培种。据此分析转基因栽培种籽粒蛋白质含量将   ,可推知基因与性状的关系是   。
(3)转基因栽培种自交后代部分植株籽粒蛋白质的含量与未转基因相比没有变化,可能的原因是导入一个T基因成为杂合子,其自交后代出现   现象。为筛选出转基因纯合子,科学工作者扩增自交后代体细胞中的T、t基因,用限制酶X处理后进行电泳,结果如图2所示。其中转基因栽培种纯合子的电泳结果对应图中   (填“1”或“2”或“3”)。
【答案】(1)碱基对的排列顺序;222
(2)TaqDNA聚合;ABCD;启动子和终止子;提高;基因通过控制酶的合成来控制生物体内的化学反应从而控制生物的性状
(3)性状分离;1
【知识点】基因工程的基本操作程序;基因工程综合
【解析】【解答】(1)基因T和t是一对等位基因,根本区别是碱基对的排列顺序不同;由图可知,mRNA分子中第664位碱基发生改变,每3个相邻碱基决定一个搭配,因此导致栽培种籽粒蛋白质含量下降的直接原因是相关蛋白质的第222位氨基酸种类发生改变;
(2)①PCR扩增体系中需要加入TaqDNA聚合酶(耐高温的DNA聚合酶)、引物等,PCR产物可用凝胶电泳技术来鉴定;非目标条带产生的原因可能是引物太短、引物之间碱基互补配对、退火温度太低、模板出现差错等引起,故选ABCD;②第二步,构建重组DNA分子。为确保T基因在转基因植物中正常表达,其上下游序列需具备启动子和终止子;
④转基因栽培种籽粒蛋白质含量将提高,可推知基因与性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制生物体内的化学反应从而控制生物的性状;
(3)转基因栽培种自交后代部分植株籽粒蛋白质的含量与未转基因相比没有变化,可能的原因是导入一个T基因成为杂合子,其自交后代出现性状分离现象;由图2可知,转基因栽培种纯合子的电泳结果对应图中1。
【分析】基因工程,又称DNA重组技术或遗传工程,是现代生物技术的核心内容。它主要通过体外DNA重组技术,将不同生物的基因在体外进行剪切、拼接和重组,然后转入到受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。基因工程的主要原理是基因重组。这意味着科学家们可以在实验室条件下,精确地切割、连接和修改DNA分子,从而创造出自然界中不存在的基因组合,赋予生物体新的特性或功能。基因工程的过程通常包括以下几个步骤:
1. 目标基因的获取:从供体生物中分离出所需的基因片段。
2. 基因载体的选择:选择合适的载体(如质粒、病毒等)来携带目标基因。
3. 目的基因与载体的连接:将目标基因与载体在体外进行连接,形成重组DNA分子。
4. 将目的基因导入受体细胞:通过适当的方法(如转染、电穿孔等)将重组DNA分子导入受体细胞。
5. 目的基因的检测与表达:检测目的基因是否已成功导入受体细胞,并观察其在受体细胞内的表达情况。
26.(2024高二下·台州期末)“睡眠—觉醒”与神经递质的分泌改变有关。脑干神经细胞分泌的5-羟色胺(5-HT)能促进下丘脑积累有催眠效应的肽类物质,脑干功能遭到破坏时可引发完全性失眠。已知西药酒石酸唑吡坦片通过促进脑干中的神经细胞分泌5-HT来改善睡眠,欲探究中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响,并比较中西药的疗效。请根据以下提供的实验材料,完善实验思路,并进行分析与讨论。
材料与用具:健康、生理状况相同的雄性小鼠若干只、生理盐水、柴胡加龙骨牡蛎汤、酒石酸唑吡坦片溶液、对氯苯丙氨酸、注射器、灌胃器等。(说明:对氯苯丙氨酸可降低5-HT含量,引起失眠;不考虑给药方法、药量对实验结果的影响)。
(1)完善实验思路:
①分组编号:给实验小鼠自然昼夜节律及光照、自由饮水、摄食,适应性饲养3天。3天后   为4组,并编号为甲、乙、丙、丁。
②模型建立:甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次,作为空白对照组;其余各组每天腹腔注射   1次,持续一段时间后获得失眠模型小鼠。
③给药处理:甲组灌胃生理盐水;乙组作为阳性对照组,灌胃酒石酸唑吡坦片溶液;丙组作为实验组,灌胃   ;丁组作为阴性对照组,灌胃   。
④取材检测:连续给药7天,末次给药12h后将全部小鼠处死。分离各组小鼠   进行研磨和反复冻融,待   完全破坏后将组织匀浆离心,取   测定各组5-HT含量并记录。
⑤统计并分析所得数据。
(2)分析与讨论:
①结果分析发现乙组与丙组的5-HT含量相当,推测甲组、丙组与丁组的5-HT含量的大小关系为:   ,根据上述实验结果写出实验结论:   。
②进一步研究发现抑郁症的发生与突触间隙的5-HT含量过少有关,因此抑郁症患者常伴有   症状。临床上可用药物来提高抑郁症患者突触间隙中5-HT含量,以缓解抑郁症状。下图表示5-HT的释放和重摄取,根据提供的信息,分析上述药物的作用机理可能是   (多选)。
A.促进突触前膜释放5-HT
B.抑制5-HT重摄取
C.抑制单胺氧化酶活性
D.减少突触后膜5-HT受体的数量
【答案】(1)①随机均分;对氯苯丙氨酸;柴胡加龙骨牡蛎汤;生理盐水;脑干;细胞;上清液
(2)甲≥丙>丁;柴胡加龙骨牡蛎汤能促进神经细胞分泌5-HT,其疗效与酒石酸唑吡坦片相当;失眠;ABC
【知识点】神经元各部分的结构和功能;神经、体液调节在维持稳态中的作用
【解析】【解答】(1)实验目的探究中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响,并比较中西药的疗效。完善实验思路:
①分组编号:给实验小鼠自然昼夜节律及光照、自由饮水、摄食,适应性饲养3天。3天后均分为4组,并编号为甲、乙、丙、丁。
②模型建立:甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次,作为空白对照组,实验室数据更具说服力;对氯苯丙氨酸可降低5-HT含量,引起失眠,因此其余各组每天腹腔注射对氯苯丙氨酸1次,持续一段时间后获得失眠模型小鼠,遵循等量原则。
③给药处理:已知西药酒石酸唑吡坦片通过促进脑干中的神经细胞分泌5-HT来改善睡眠,甲组灌胃生理盐水做正常现象;乙组作为阳性对照组,灌胃酒石酸唑吡坦片溶液,作为通过灌胃酒石酸唑吡坦片溶液改善失眠对照;丙组作为实验组,灌胃柴胡加龙骨牡蛎汤,以探究中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响;丁组作为阴性对照组,灌胃生理盐水。
④取材检测:连续给药7天,末次给药12h后将全部小鼠处死。因为脑干神经细胞分泌的5-羟色胺(5-HT)能促进下丘脑积累有催眠效应的肽类物质,脑干功能遭到破坏时可引发完全性失眠。因此分离各组小鼠脑干进行研磨和反复冻融,待细胞完全破坏后将组织匀浆离心,上清液富含蛋白质,因此取上清液测定各组5-HT含量并记录。
⑤统计并分析所得数据。
(2)分析与讨论:①结果分析发现乙组添加对氯苯丙氨酸与丙组添加柴胡加龙骨牡蛎汤的5-HT含量相当,推测甲组正常小鼠、丙组添加柴胡加龙骨牡蛎汤与丁组阴性对照组的5-HT含量的大小关系为:甲≥丙>丁,根据上述实验结果写出实验结论:柴胡加龙骨牡蛎汤能促进神经细胞分泌5-HT,其疗效与酒石酸唑吡坦片相当。
②进一步研究发现抑郁症的发生与突触间隙的5-HT含量过少有关,根据题意脑干神经细胞分泌的5-羟色胺(5-HT)能促进下丘脑积累有催眠效应的肽类物质,脑干功能遭到破坏时可引发完全性失眠。因此抑郁症患者常伴有失眠症状。临床上可用药物来提高抑郁症患者突触间隙中5-HT含量,以缓解抑郁症状。下图表示5-HT的释放和重摄取,根据提供的信息,分析上述药物的作用机理可能是促进突触前膜释放5-HT、抑制5-HT重摄取、抑制单胺氧化酶活性,故选ABC。
【分析】神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞(如肌肉细胞、腺体细胞等)之间传递信息的化学物质。它们在神经系统的信息传递中起着至关重要的作用。以下是对神经递质的详细解释:定义与功能:神经递质通过神经元之间的化学信号传递来调节神经系统的功能。它们的主要作用包括传递神经冲动、调节神经元的兴奋性和抑制性,以及调节情绪等。当神经冲动到达神经元的末端时,神经递质被释放到突触间隙中,随后结合目标神经元的受体,将信号传递给下一个神经元。
分类:根据神经递质的化学组成特点,它们可以分为多种类型,包括胆碱类(如乙酰胆碱)、单胺类(如多巴胺、去甲肾上腺素)、氨基酸类(如谷氨酸、γ-氨基丁酸)、神经肽类等。此外,按照神经递质的生理功能,还可以将其分为兴奋性递质和抑制性递质。
合成与释放:神经递质在神经元内合成,并储存在突触前囊泡内。当神经元受到来自环境或其他神经元的信号刺激时,储存在囊泡内的递质会向突触间隙释放,作用于突触后膜上的相应受体。
终止与再利用:递质信号的终止主要依赖于两种机制:一是通过突触间隙或后膜上的水解酶分解破坏递质;二是被突触前膜特异性递质转运体重摄取并重新利用。
重要性:神经递质在神经系统的正常功能中起着至关重要的作用。它们的异常可能导致一系列神经系统疾病,如情绪障碍、行为失常等。因此,对于神经递质的研究和调节对于神经系统疾病的预防和治疗具有重要意义。
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