【精品解析】2025届江苏省苏北七市(宿迁、连云港、淮安、扬州、泰州、盐城、徐州)高三第三次调研生物试题

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2025届江苏省苏北七市(宿迁、连云港、淮安、扬州、泰州、盐城、徐州)高三第三次调研生物试题
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1.鳕鱼富含多种必需氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素D等营养素。相关叙述正确的是(  )
A.必需氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素D都含C、H、O、N
B.人体细胞不能合成必需氨基酸,可能与缺乏相关的酶有关
C.不饱和脂肪酸含碳碳双键,熔点高,可降低血黏稠度
D.维生素D属于胆固醇,能促进人肠道对钙和磷的吸收
【答案】B
【知识点】氨基酸的种类;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、必需氨基酸含有C、H、O、N,不饱和脂肪酸和维生素D的组成元素只有C、H、O,三者并非都含N,A错误;
B、人体细胞不能合成必需氨基酸,原因是缺乏合成必需氨基酸的相关酶,只能从食物中获取,B正确;
C、不饱和脂肪酸含有碳碳双键,分子间作用力小,熔点低,并非熔点高,C错误;
D、维生素D属于固醇类物质,不属于胆固醇,维生素D能促进人体肠道对钙和磷的吸收,D错误。
故答案为:B。
【分析】必需氨基酸的组成元素含C、H、O、N,人体因缺乏合成必需氨基酸的相关酶而无法自身合成,需从食物中获取;不饱和脂肪酸组成元素为C、H、O,含碳碳双键,熔点较低;脂质中的固醇包括胆固醇、维生素D等,二者属于不同的固醇类物质,其中维生素D能促进人体肠道对钙和磷的吸收。
2.下图为动物细胞的结构模式图,相关叙述正确的是(  )
A.①②③的锚定与支撑、细胞运动均与细胞骨架有关
B.①为中心体,无膜结构,在间期复制并移向两极
C.②③为单层膜细胞器,与性激素的合成、加工有关
D.酶可通过④进入细胞核参与核基因的转录和翻译
【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法;动、植物细胞的亚显微结构;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,能够锚定并支撑①中心体、②内质网、③高尔基体等细胞器,还与细胞运动等生命活动密切相关,A正确;
B、①为中心体,无膜结构,会在细胞分裂间期完成复制,在前期移向细胞两极,并非间期移向两极,B错误;
C、②内质网是单层膜细胞器,参与性激素等脂质的合成,③高尔基体是单层膜细胞器,主要对蛋白质进行加工、分类和包装,与性激素合成无关,C错误;
D、④为核孔,酶可通过核孔进入细胞核参与核基因的转录,而翻译过程发生在细胞质的核糖体上,D错误。
故答案为:A。
【分析】细胞骨架由蛋白质纤维组成,具有锚定支撑细胞器及参与细胞运动等功能,中心体属于无膜结构,在细胞分裂间期复制、前期移向两极,内质网参与脂质合成,高尔基体对蛋白质进行加工,核孔可实现核质间的物质交换,转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质中的核糖体上。
3.普通小麦为异源六倍体,染色体组成为AABBDD(2n=6x=42)。下图为利用小麦胚珠观察到减数分裂过程中的两个图像,相关叙述正确的是(  )
A.需用无水乙醇和冰醋酸混合液进行解离,用甲紫进行染色
B.图甲细胞处于减数第二次分裂、每个细胞中含42条染色体
C.图乙两个细胞中的染色体数不同,DNA数、染色单体数相同
D.图乙两细胞的染色体行为不同步,与小麦为异源多倍体育性低有关
【答案】B
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;观察细胞的减数分裂实验;染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、观察减数分裂的解离液为95%乙醇和15%盐酸的混合液,并非无水乙醇和冰醋酸混合液,甲紫可对染色体进行染色,A错误;
B、图甲细胞处于减数第二次分裂后期,普通小麦体细胞含42条染色体,该时期着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍为42条,B正确;
C、图乙中一个细胞处于减数第二次分裂中期,另一个处于减数第二次分裂后期,二者染色体数不同,核DNA数相同,染色单体数不同,C错误;
D、图乙两细胞的染色体行为不同步,普通小麦是异源六倍体但育性正常,该现象与异源多倍体育性低无关,D错误。
故答案为:B。
【分析】观察细胞减数分裂的实验中解离液的组成成分,减数第二次分裂后期着丝粒分裂会使染色体数目暂时加倍,减数第二次分裂不同时期细胞中染色体、核DNA和染色单体的数量变化规律,异源六倍体普通小麦的育性特点。
4.XY型哺乳动物雌性个体的一条X染色体失活(形成巴氏小体)对于维持基因表达平衡至关重要。细胞分化时一条X染色体上的Xist基因转录增强,产生较多的XistRNA,XistRNA与该X染色体结合导致其失活。相关叙述错误的是(  )
A.细胞分化前雌性个体中Xist基因表达量较低
B.XistRNA阻止RNA聚合酶与起始密码结合,抑制基因转录
C.Xist基因在X染色体失活前表达,导致该染色体形成巴氏小体
D.正常雌性个体中,同时存在父源和母源X染色体上的Xist基因表达
【答案】B
【知识点】伴性遗传;表观遗传;基因表达的调控过程
【解析】【解答】A、细胞分化时Xist基因转录增强,说明细胞分化前雌性个体中该基因表达量较低,A正确;
B、RNA聚合酶与基因的启动子结合启动转录,起始密码位于mRNA上与翻译有关,XistRNA不会阻止RNA聚合酶与起始密码结合,B错误;
C、Xist基因在X染色体失活前表达增强,产生的XistRNA结合该染色体使其失活并形成巴氏小体,C正确;
D、正常雌性个体中父源和母源的X染色体上均存在Xist基因表达,只是两条染色体的该基因表达量不同,D正确。
故答案为:B。
【分析】雌性哺乳动物需通过一条X染色体失活形成巴氏小体来维持基因表达平衡,Xist基因的表达水平直接影响X染色体的失活过程,转录过程中RNA聚合酶与基因的启动子结合,起始密码子位于mRNA上参与翻译过程,Xist基因转录出的XistRNA可结合X染色体并使其失活,雌性个体的父源和母源X染色体上均会发生Xist基因的表达。
5.缓步动物又称水熊虫,以其隐生现象而闻名,这是因为它能在极端环境(如极度干旱、低温、缺氧、高辐射)下几乎停止所有新陈代谢而生存下来。相关叙述错误的是(  )
A.比较生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于细胞水平的证据
B.水熊虫独特的隐生现象,使其成为太空生命和医学研究的理想材料
C.隐生现象是水熊虫与其他物种、环境之间协同进化的结果
D.隐生现象是自然选择使水熊虫有利变异定向积累的结果
【答案】A
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;基因频率的概念与变化;自然选择与适应
【解析】【解答】A、细胞色素C属于生物大分子,比较不同生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于分子水平的证据,并非细胞水平的证据,A错误;
B、水熊虫能在极端环境下通过隐生现象几乎停止新陈代谢而存活,该特性使其成为太空生命和医学研究的理想材料,B正确;
C、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响不断进化,隐生现象是水熊虫与其他物种、环境协同进化的结果,C正确;
D、自然选择能定向改变种群基因频率,使有利变异定向积累,隐生现象是自然选择的结果,D正确。
故答案为:A。
【分析】生物进化的分子水平证据的判断依据,水熊虫隐生特性的科研应用价值,协同进化的概念内涵,自然选择对生物变异的定向选择作用。
6.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,为避免葡萄糖对酒精检测的干扰,南通某中学老师对实验进行了改进:将培养结束后的培养液吸入注射器,并密封注射器头,置于95℃的恒温水浴中(酒精的沸点为78℃),一段时间后将注射器头与软管相连,将气体缓缓推入装有酸性重铬酸钾的试管,观察试管液体的颜色变化。相关叙述正确的是(  )
A.酵母菌是探究细胞呼吸方式的适宜材料,因其既能有氧呼吸也能无氧呼吸
B.由于葡萄糖具有较强的氧化性,能将酸性重铬酸钾氧化发生颜色变化
C.95℃水浴后若注射器的活塞发生明显移动,主要是酒精气化的结果
D.注射器中的气体缓缓推入试管后,试管中的液体由灰绿色变为橙色
【答案】C
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、 酵母菌是兼性厌氧菌,虽然可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,适合探究细胞呼吸方式,但结合本题题意与实验设定, 该选项不符合题意,A错误;
B、葡萄糖具有较强的还原性,能将酸性重铬酸钾还原而发生颜色变化,并非具有氧化性,B错误;
C、酒精的沸点为78℃,95℃水浴时酒精会气化,使注射器内压强增大,活塞出现明显移动,C正确;
D、酸性条件下重铬酸钾与酒精反应,试管中的液体由橙色变为灰绿色,D错误。
故答案为:C。
【分析】酵母菌作为兼性厌氧菌是探究细胞呼吸方式的常用实验材料,葡萄糖具有还原性会干扰酒精的检测,酒精沸点低于95℃水浴温度会发生气化现象,酸性重铬酸钾与酒精发生反应会呈现出由橙色变为灰绿色的显色变化。
7.登山者在极寒环境中长时间攀登会出现寒颤、口渴等,相关叙述正确的是(  )
A.寒冷刺激冷觉感受器产生兴奋并传至脑干体温调节中枢,交感神经兴奋引起骨骼肌战栗
B.渗透压升高刺激渗透压感受器产生兴奋并传至下丘脑产生渴觉,增加饮水
C.大量饮水导致血钠降低刺激肾上腺皮质分泌醛固酮,促进肾小管对Na+的重吸收
D.机体主要通过体液调节使各系统、器官协调活动,维持内环境的相对稳定
【答案】C
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;体温平衡调节;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、寒冷刺激冷觉感受器产生的兴奋传至下丘脑体温调节中枢,而非脑干,进而引起骨骼肌战栗,A错误;
B、渗透压升高使渗透压感受器兴奋,兴奋传至大脑皮层产生渴觉,下丘脑不能产生渴觉,B错误;
C、大量饮水造成血钠降低,会刺激肾上腺皮质分泌醛固酮,进而促进肾小管对Na+的重吸收,C正确;
D、机体维持内环境稳态主要通过神经调节协调各系统、器官活动,并非主要依靠体液调节,D错误。
故答案为:C。
【分析】体温调节中枢位于下丘脑,渴觉的产生部位是大脑皮层,血钠含量降低会促进肾上腺皮质分泌醛固酮,醛固酮能够促进肾小管对钠离子的重吸收,内环境稳态的调节以神经调节为主导,辅以体液调节共同完成。
8.三角褐指藻是一种单细胞真核微藻,富含岩藻黄素(叶黄素类),是用来生产岩藻黄素的良好材料。研究人员探究了不同激素组合对三角褐指藻生物量产率和岩藻黄素产率的影响,结果如下表。相关叙述错误的是(  )
  不同植物激素组合(IAA:吲哚乙酸 ICA:吲哚甲醛 SA:水杨酸)
对照组 IAA+ICA ICA+SA IAA+SA IAA+ICA+SA
生物量产率/mg·L-1·d-1 241.76 267.09 262.90 275.40 262.60
岩藻黄素产率/mg·L-1·d-1 3.81 4.13 4.31 4.53 4.30
A.岩藻黄素能吸收蓝光,参与光合作用的光反应
B.实验前先进行预实验,确定IAA、ICA和SA的适宜浓度
C.三角褐指藻的岩藻黄素产率与生物量产率呈正相关
D.生产中IAA和SA的组合有利于提高岩藻黄素的产量
【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素间的相互关系
【解析】【解答】A、岩藻黄素属于叶黄素类光合色素,能够吸收蓝紫光,参与光合作用的光反应过程,A正确;
B、实验前开展预实验可以确定IAA、ICA和SA的适宜浓度范围,为正式实验奠定基础,B正确;
C、分析表格数据,三角褐指藻的生物量产率与岩藻黄素产率并非同步增减,二者不呈正相关,C错误;
D、表格中IAA+SA组的岩藻黄素产率最高,生产中该激素组合有利于提高岩藻黄素的产量,D正确。
故答案为:C。
【分析】叶黄素类光合色素可吸收蓝紫光并参与光反应,预实验能够为正式实验摸索激素的适宜浓度,可根据实验数据判断生物量产率与岩藻黄素产率的相关关系,不同植物激素组合会对微藻的生物量和目标产物产率产生不同影响。
9.草地贪夜蛾入侵我国,已成为水稻等农作物的重大害虫。科研人员通过植物精油(有驱避产卵、拒食作用)以及莱氏绿僵菌(昆虫病原真菌)进行防治研究,效果明显。相关叙述错误的是(  )
A.繁殖力强、适应能力强、缺少天敌等是物种入侵的主要原因
B.有机物和能量可沿着农作物→草地贪夜蛾→莱氏绿僵菌流动
C.农作物与草地贪夜蛾、莱氏绿僵菌的关系分别为捕食和寄生
D.利用植物精油、莱氏绿僵菌防治草地贪夜蛾均属于生物防治
【答案】C
【知识点】种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、外来物种入侵的主要原因包括繁殖力强、适应能力强、缺少天敌等,A正确;
B、有机物和能量可沿着农作物→草地贪夜蛾→莱氏绿僵菌的方向流动,B正确;
C、农作物与草地贪夜蛾为捕食关系,莱氏绿僵菌与草地贪夜蛾为寄生关系,C错误;
D、利用植物精油、莱氏绿僵菌防治草地贪夜蛾都属于生物防治,D正确。
故答案为:C。
【分析】外来物种入侵的主要原因,生态系统中物质和能量的流动路径,捕食和寄生两种种间关系的判断,生物防治的概念及具体应用。
10.碳足迹是用来衡量个人、组织、产品、国家在一定时间内直接或间接导致的二氧化碳排放量的指标,用以衡量人类活动对环境的影响。下列措施不能减少“碳足迹”的是(  )
A.从个人生活层面,倡导光盘行动、坚持绿色出行
B.从城市规划层面,做好环境绿化、加强公共交通
C.从产品生产层面,优化生产工艺、利用绿色能源
D.从国家战略层面,加大产品进口、发展第三产业
【答案】D
【知识点】人口增长对生态环境的影响
【解析】【解答】A、光盘行动能减少食物浪费,绿色出行可降低交通碳排放,均能减少碳足迹,A正确;
B、环境绿化可吸收CO2,加强公共交通能减少私家车尾气排放,均能减少碳足迹,B正确;
C、优化生产工艺可提高能源利用率,使用绿色能源能减少化石燃料消耗,均能减少碳足迹,C正确;
D、加大产品进口会增加运输等环节的碳排放,无法减少碳足迹,D错误。
故答案为:D。
【分析】碳足迹用于衡量人类活动直接或间接产生的二氧化碳排放量,减少碳足迹需要降低碳排放、增加二氧化碳吸收,个人绿色生活、城市绿化与公共交通建设、生产工艺优化和绿色能源应用都能实现减排,加大产品进口会带来额外的碳排放,不能减少碳足迹。
11.酸笋具有独特的酸味和香气,是乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多种微生物发酵而成的传统食品,主要流程如下图。相关叙述错误的是(  )
A.竹笋杀青、漂烫既能使酶失活保持竹笋天然色泽,又能有效杀灭竹笋表面的微生物
B.乳酸菌是酸笋发酵的主要菌群,其产酸既能抑制腐败菌生长,又能形成独特的酸香
C.酵母菌是酸笋发酵的次要菌群,其产酒精既能增加醇香,又能为醋酸菌发酵提供底物
D.发酵过程监控好条件使微生物同时发酵,既能缩短发酵时长,又能提高酸度
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用;果酒果醋的制作;发酵工程的基本环节
【解析】【解答】A、竹笋杀青、漂烫通过高温使酶失活,能保持竹笋天然色泽,还可杀灭竹笋表面微生物,减少杂菌污染,A正确;
B、乳酸菌是酸笋发酵的主要菌群,产生的酸性物质能抑制腐败菌生长,还能形成酸笋独特的酸香,B正确;
C、酵母菌是酸笋发酵的次要菌群,其无氧呼吸产生的酒精可增加醇香,也能为醋酸菌发酵提供底物,C正确;
D、乳酸菌属于厌氧菌,醋酸菌属于好氧菌,二者对氧气的需求相互矛盾,无法同时高效发酵,不能缩短发酵时长、提高酸度,D错误。
故答案为:D。
【分析】高温杀青漂烫可使酶失活、杀灭微生物,乳酸菌在厌氧发酵中起主要产酸抑菌作用,酵母菌无氧呼吸产酒精可作为醋酸菌的发酵底物,不同微生物对氧气的需求存在差异,无法同时进行高效发酵。
12.发菜既能光合自养又能异养,其分泌的胞外多糖具有增强免疫抗癌等功效。为了给生产发菜多糖提供理论基础,研究人员发明了两阶段摇瓶培养法能快速生产发菜多糖,第一阶段采用光合自养培养获得足量的发菜细胞,第二阶段采用混合营养培养(光合自养+异养培养)合成发菜多糖。相关叙述错误的是(  )
A.采用摇瓶培养的目的是增加培养液中的溶氧量与营养物质的利用
B.与第二阶段培养相比,第一阶段培养不易被杂菌污染,有利于发菜细胞增殖
C.第二阶段培养中,光合作用和葡萄糖氧化代谢可相互影响促进多糖的合成
D.发菜分泌的胞外多糖属于发菜的次级代谢产物,可通过工厂化生产获得
【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、摇瓶培养的主要目的是使发菜细胞悬浮,充分接触光照和营养物质,并非主要为增加培养液中的溶氧量,A错误;
B、第一阶段为光合自养培养,培养基以无机物为主,杂菌难以繁殖,因此不易被杂菌污染,有利于发菜细胞增殖,B正确;
C、第二阶段混合营养培养中,光合作用与葡萄糖氧化代谢可相互促进,进而利于多糖的合成,C正确;
D、发菜分泌的胞外多糖属于次级代谢产物,可通过工厂化大规模培养发菜来获得,D正确。
故答案为:A。
【分析】摇瓶培养可使微生物细胞悬浮并充分利用营养与光照,光合自养培养的培养基无机物含量高杂菌污染风险低,混合营养培养时光合作用和异养代谢能协同促进代谢产物合成,次级代谢产物的特点以及发菜胞外多糖的工业化生产方式。
13.琼脂糖凝胶电泳通常用于PCR产物的鉴定,相关叙述正确的是(  )
A.DNA分子所带电荷越多,在凝胶中的迁移速率越快
B.用微量移液器将PCR产物与核酸染料的混合物缓慢注入凝胶的加样孔内
C.电场强度增大,DNA在凝胶中的迁移速率加快,电泳时的电压一般为1~5V
D.PCR非特异性扩增产物电泳、样品上样量过多电泳均会导致电泳条带模糊
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、琼脂糖凝胶电泳中,DNA分子的迁移速率主要与分子大小、构象有关,并非所带电荷越多迁移速率越快,A错误;
B、核酸染料通常在制胶时加入琼脂糖凝胶中,不与PCR产物混合后再加入加样孔,B错误;
C、电场强度增大,DNA迁移速率会加快,但电泳常用电压为5~15V,而非1~5V,C错误;
D、PCR非特异性扩增会产生多种片段,样品上样量过多会降低分辨率,二者均会导致电泳条带模糊,D正确。
故答案为:D。
【分析】琼脂糖凝胶电泳中DNA迁移速率的主要影响因素,核酸染料在电泳实验中的正确使用方式,琼脂糖凝胶电泳的适宜电压范围,造成电泳条带模糊的常见原因。
14.紫花苜蓿(2n=32)是利用最广泛的豆科牧草,但青饲易造成家畜臌胀病。百脉根(2n=24)富含缩合单宁,能防止反刍动物臌胀病的发生。为了改良苜蓿饲用品质,研究人员采用植物体细胞杂交技术培育抗臌胀病型苜蓿,过程如下图。相关叙述正确的是(  )
A.过程①需选择合适的酶并控制酶的浓度,可调控渗透压防止原生质体吸水涨破
B.过程②降低了紫花苜蓿和百脉根原生质体的活性,其目的是降低杂种愈伤组织细胞的活力
C.与单一PEG诱导融合相比,过程③使用PEG-高Ca2+-高pH法可提高原生质体融合的特异性
D.过程⑤获得的杂种植物功效有差异的可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、过程①去除细胞壁获得原生质体,需用甘露醇等调控渗透压防止原生质体吸水涨破,酶浓度不能调控渗透压,A错误;
B、过程②仅降低紫花苜蓿和百脉根原生质体的活性,不会降低杂种愈伤组织细胞的活力,B错误;
C、过程③的PEG-高Ca2+-高pH法可提高原生质体融合率,无法提高融合的特异性,C错误;
D、过程⑤获得的杂种植物功效存在差异,可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交去除细胞壁需用纤维素酶和果胶酶,原生质体需在适宜渗透压环境中保持稳定,原生质体融合的化学诱导方法可提高融合率,杂种植株性状差异与染色体组成和基因表达水平有关。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15.交感神经兴奋促进脂肪细胞加快脂肪分解增加产热,机制如下图。相关叙述正确的是(  )
A.去甲肾上腺素与细胞膜上的受体结合,体现了细胞膜的信息交流功能
B.脂肪初步分解产物在线粒体内膜参与TCA循环
C.磷酸化的AIDA与UCP-1结合改变其空间结构,增加对H+的通透性
D.H+通过UCP-1进入线粒体基质加快产热,脂肪分解加快
【答案】A,C,D
【知识点】细胞膜的功能;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、去甲肾上腺素属于神经递质,作为信号分子与脂肪细胞膜上的特异性受体相结合,传递交感神经兴奋的调节信号,完成细胞间的信息传递,该过程体现了细胞膜的信息交流功能,A正确;
B、脂肪初步分解的产物进入线粒体后,三羧酸循环(TCA循环)的发生场所是线粒体基质,并非线粒体内膜,因此脂肪初步分解产物在线粒体基质参与TCA循环,B错误;
C、线粒体外膜上磷酸化的AIDA与线粒体内膜的UCP-1结合,会改变UCP-1的空间结构,进而增加线粒体内膜对氢离子的通透性,C正确;
D、氢离子通过UCP-1顺浓度梯度进入线粒体基质,该过程释放的能量不用于合成ATP,而是全部转化为热能,加快机体产热,进而反馈促进脂肪细胞加快脂肪分解,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】神经递质与细胞膜受体结合可体现细胞膜的信息交流功能,三羧酸循环的场所为线粒体基质,蛋白质的空间结构改变会影响其物质运输功能,氢离子顺浓度梯度跨线粒体内膜运输可将能量转化为热能,进而加快脂肪分解。
16.下图为某家族中两种单基因遗传病的遗传系谱图,其中一种致病基因位于性染色体上。已知I2不含乙病致病基因,II4为纯合子。相关叙述正确的是(  )
A.甲、乙病的遗传方式分别为常染色体隐性遗传、伴X染色体显性遗传
B.II6有两种基因型,人群中只患乙病的个体存在10种基因型
C.甲病的遗传与性别无关,乙病的遗传与性别相关联
D.II5与III4关于甲病基因型相同的概率为2/3
【答案】B,C
【知识点】伴性遗传;遗传系谱图
【解析】【解答】A、根据无中生有为隐性,I1和I2不患甲病却生育患甲病的女儿II3,可判断甲病为常染色体隐性遗传;I2不含乙病致病基因,结合遗传病的遗传特点及题干中一种致病基因位于性染色体上的条件,可判断乙病为伴X、Y染色体同源区段显性遗传,并非伴X染色体显性遗传,A错误;
B、II6关于甲病的基因型有Aa、aa两种,关于乙病的基因型为X Y ,因此II6共有两种基因型;人群中只患乙病的个体,不患甲病的基因型有AA、Aa两种,患乙病的基因型有X X 、X X 、X Y 、X Y 、X Y 五种,二者组合共有2×5=10种基因型,B正确;
C、甲病为常染色体隐性遗传病,其遗传与性别无关,乙病的致病基因位于性染色体的同源区段,属于伴性遗传,遗传与性别相关联,C正确;
D、II5关于甲病的基因型为Aa,而III4关于甲病的基因型无法确定,因此二者关于甲病基因型相同的概率无法计算,并非2/3,D错误。
故答案为:BC。
【分析】无中生有为隐性,生女患病为常隐的遗传判断规律,伴性遗传与常染色体遗传的特点区别,位于XY同源区段的遗传病的基因型种类分析,两种单基因遗传病的基因型组合计算方法,系谱图中个体基因型的推导与概率计算。
17.癌细胞高表达细胞因子CCL4,它招募单核细胞并诱导其分化成肿瘤相关巨噬细胞(TAM)。TAM在呈递抗原时与细胞毒性T细胞形成持久的“突触”联系,最终导致细胞毒性T细胞耗竭(失去效应功能),如图所示。相关叙述正确的是(  )
A.单核细胞由骨髓中的造血干细胞分裂、分化而来
B.癌细胞高表达CCL4导致其细胞膜上的糖蛋白减少
C.TAM通过释放神经递质导致细胞毒性T细胞耗竭
D.耗竭的细胞毒性T细胞会发生凋亡并被其他细胞吞噬
【答案】A,D
【知识点】癌症的预防与治疗;细胞免疫
【解析】【解答】A、单核细胞属于白细胞,由骨髓中的造血干细胞经过分裂、分化形成,A正确;
B、癌细胞细胞膜上糖蛋白减少是癌细胞自身的特征,与高表达细胞因子CCL4无直接关联,CCL4的作用是招募单核细胞并诱导其分化为肿瘤相关巨噬细胞,B错误;
C、TAM是肿瘤相关巨噬细胞,不属于神经细胞,无法释放神经递质,其通过与细胞毒性T细胞形成持久的突触联系导致细胞毒性T细胞耗竭,C错误;
D、耗竭的细胞毒性T细胞会发生细胞凋亡,凋亡的细胞会被其他细胞吞噬、清除,D正确。
故答案为:AD。
【分析】骨髓中的造血干细胞可以分裂分化形成单核细胞等多种血细胞,癌细胞膜上糖蛋白减少是其发生癌变的固有特征,神经递质仅由神经细胞释放,巨噬细胞不具备释放神经递质的能力,细胞凋亡是细胞的程序性死亡,功能耗竭的免疫细胞会通过凋亡被机体清除。
18.科学探究是生物学核心素养之一,实验是科学探究的核心方法。下列关于高中生物学实验的叙述错误的是(  )
A.植物细胞的质壁分离与复原实验证明了紫色洋葱表皮细胞膜是半透膜
B.低温诱导染色体数目的变化实验中,将蒜的底部接触水面,在低温(4℃)下诱导生根
C.细菌计数板比血细胞计数板薄,有利于使用更高倍数的物镜进行观察计数
D.DNA的粗提取与鉴定实验研磨液中的SDS瓦解细胞壁有助于提高DNA的提取率
【答案】A,B,D
【知识点】质壁分离和复原;低温诱导染色体加倍实验;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、植物细胞质壁分离与复原实验证明的是紫色洋葱表皮细胞的原生质层相当于半透膜,原生质层包含细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质,并非仅证明细胞膜是半透膜,A错误;
B、低温诱导染色体数目变化实验中,需先在常温下让蒜生根,再对生长出的根尖进行低温(4℃)诱导处理,低温处理的作用是抑制纺锤体形成,而非在生根阶段进行低温诱导,B错误;
C、细菌体积微小,细菌计数板比血细胞计数板更薄,可使用更高倍数的物镜观察计数,C正确;
D、DNA粗提取与鉴定实验中,研磨液里的SDS作用是瓦解细胞膜,而非瓦解细胞壁,细胞壁的破坏需依靠研磨等物理方式,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】植物细胞质壁分离与复原的实验原理是原生质层为半透膜,低温诱导染色体数目加倍实验需先常温生根再低温处理根尖,细菌计数板的厚度特点适配高倍镜观察,DNA粗提取实验中SDS的作用是瓦解细胞膜,不同生物学实验的原理、操作步骤和试剂作用存在差异。
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。
19.图1是高温胁迫下黄瓜幼苗叶肉细胞代谢的部分示意图,①~④代表过程,A、B代表物质。Fd是还原态铁氧还蛋白,可将电子转移至NADPH中,也可参与光呼吸(图中虚线过程)。R酶是双功能酶,高温下R酶对CO2的亲和力下降而对O2的亲和力增强,请回答下列问题。
(1)物质A和B分别是   、   。过程④发生的场所是   。
(2)卡尔文循环消耗的CO2除从外界吸收外,还来源于   (过程,2分)。研究发现C2循环对卡尔文循环具有依赖性,其原因是   。
(3)光反应中电子传递过快或受阻,会产生过多的活性氧,引发光抑制。高温胁迫下,光反应产生的NADPH无法及时被消耗,能否通过抑制Fd活性解除光抑制,请说明理由。   。
(4)为进一步研究黄瓜幼苗对高温胁迫的响应机制,研究人员选择生长一致的幼苗随机均分为3组:高温组(昼/夜温度为42℃/32℃)、亚高温组(昼/夜温度为35℃/25℃)和对照组(昼/夜温度为28℃/18℃),在其他条件适宜时培养并测定相关数据,结果如图2。
①0~3天亚高温组和高温组气孔导度升高,其主要意义是   。1~3天亚高温组和高温组气孔导度仍然较大,但净光合速率却降低,其主要原因可能是   。
②有同学认为胁迫3~5天高温组光呼吸速率下降,说明黄瓜已适应高温环境。你认为该观点是否正确,简要说明理由。   。
【答案】(1)H+、O2;C3(3-磷酸甘油酸);叶绿体基质
(2)细胞呼吸、甘氨酸分解为丝氨酸(光呼吸);C2循环需要卡尔文循环提供C5
(3)不能,抑制Fd活性会阻碍电子传递,进一步导致活性氧积累,加剧光抑制
(4)增强蒸腾作用以降低叶片温度;失水过多(、酶活性降低),影响植物光合作用;不正确,净光合速率和气孔导度都在下降,说明高温造成黄瓜结构损伤、酶活性下降、生理性缺水
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1) 过程①为光反应中水的光解,该过程将水分解为H+、O2,因此物质A是H+、O2;过程②为卡尔文循环中CO2的固定,CO2与C5结合生成C3(3-磷酸甘油酸),因此物质B是C3(3-磷酸甘油酸);过程④是高温下R酶催化O2参与的光呼吸起始阶段,该过程发生的场所是叶绿体基质。
(2) 卡尔文循环消耗的CO2除从外界吸收外,还来源于细胞呼吸、甘氨酸分解为丝氨酸(光呼吸);C2循环(光呼吸)的反应需要卡尔文循环为其提供C5作为反应底物,因此C2循环对卡尔文循环具有依赖性。
(3) 不能。Fd是还原态铁氧还蛋白,可参与光反应的电子传递并将电子转移至NADPH中,抑制Fd活性会直接阻碍电子传递,导致电子过度积累产生更多活性氧,进而加剧光抑制,无法解除光抑制。
(4) ① 0~3天亚高温组和高温组气孔导度升高,主要意义是增强蒸腾作用,通过水分散失降低叶片温度,减轻高温对叶肉细胞的损伤;1~3天净光合速率降低,主要原因是高温使光合作用相关酶的活性降低,同时植物失水过多,抑制了光合作用的正常进行。
② 该观点不正确。胁迫3~5天高温组的净光合速率和气孔导度均持续下降,说明高温仍造成黄瓜细胞结构损伤、光合酶活性下降、生理性缺水,植株并未适应高温环境。
【分析】光合作用光反应发生在叶绿体类囊体薄膜,水的光解产生H+、O2;暗反应即卡尔文循环与光呼吸的起始过程均发生在叶绿体基质中,CO2与C5结合生成C3。卡尔文循环所需的CO2来源包括外界环境吸收、细胞呼吸以及光呼吸过程中甘氨酸分解为丝氨酸的过程,C2循环的正常进行依赖卡尔文循环提供的C5。Fd参与光反应中的电子传递过程,可将电子转移至NADPH中,电子传递过快或受阻都会产生过多活性氧引发光抑制,抑制Fd活性会加剧电子传递异常和活性氧积累。高温环境下气孔导度升高可通过增强蒸腾作用降低叶片温度,高温会降低光合作用相关酶的活性,还会导致植物失水过多,进而使净光合速率下降,判断植物是否适应高温环境,需要结合净光合速率、气孔导度等多项生理指标综合判断。
(1)在光反应中,水的光解产生物质 为A :H+和氧气。C5和CO2反应生成C3(3-磷酸甘油酸)。过程④为光呼吸的起始阶段,发生的场所为叶绿体基质。
(2)从图中可知,光呼吸(C2循环)会产生CO2,可作为卡尔文循环的原料;除此之外呼吸作用产生的二氧化碳也可用于卡尔文循环。C2循环中一些反应步骤需要卡尔文循环产生的 NADPH 和 ATP 来推动反应进行,故C2循环对卡尔文循环具有依赖性。
(3)Fd 可将电子转移至 NADPH 中,若抑制其活性,电子无法正常转移,NADPH 不能被消耗反而会积累,过多的 NADPH 会进一步加重活性氧产生,加剧光抑制,所以不能通过抑制 Fd 活性解除光抑制。
(4)①气孔导度升高利于植物进行蒸腾作用以降低叶片温度。1 - 3 天气孔导度大但净光合速率降低,可能是高温使光合作用相关酶的活性下降或植物失水过多,影响了光合作用进行。
②虽然光呼吸速率下降,但从图中看高温组净光合速率持续降低,气孔导度也在下降,说明植物整体光合作用受高温抑制或黄瓜结构损伤、酶活性下降、生理性缺水,故植物没有适应高温环境,所以该观点不正确。
20.植被盖度是指植被覆盖地面的面积比例,生态系统中不同类型植被盖度会影响动物栖息地的选择。某地区雉鹑体色为灰褐色,是我国特有的物种,对环境较敏感,主要食物关系如图1.科研人员对该地区雉鹑繁殖季(春夏季)和非繁殖季(秋冬季,有较长的雪期)的生存环境中各种植被的盖度进行调查,结果如图2。请回答下列问题。
(1)调查雉鹑种群密度时常采用红外线相机陷阱法,即通过红外传感器触发相机自动拍摄或录像记录动物。与标记重捕法相比,该方法的主要优势有对生物伤害少、   。
(2)图1中雉鹑同化的能量除呼吸消耗外,去向还有   。雉鹑繁殖地生境的群落外貌和结构因春、夏、秋、冬的变化而发生规律性的变化,这称之为   。
(3)雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等体现了群落的   结构。乔木盖度与草本盖度一般呈   (关系),主要原因是   。
(4)当雉鹑发现捕食者时,可通过短促尖锐的警戒声,头部摆动、颈部伸直等动作来提醒同伴,这些属于生态系统中的   信息。
(5)据图2分析,雉鹑在繁殖季更多选择生活在   盖度较大的环境中,这有利于   ;非繁殖季雉鹑更多选择生活在   环境中,这有利于   。
【答案】(1)不受调查区域天气地形影响、可长期连续监测
(2)流向分解者、流向金雕和红隼;群落的季节性(季相)
(3)垂直;负相关;乔木盖度大导致林下光照不足、乔木的深根系对水分和养分的竞争力更强
(4)物理和行为
(5)草本;获得足够的食物哺育后代;乔木和落叶盖度大、草本盖度小;隐蔽躲避天敌、获得食物
【知识点】估算种群密度的方法;群落的结构
【解析】【解答】(1) 调查雉鹑种群密度采用红外线相机陷阱法,与标记重捕法相比,该方法的主要优势有对生物伤害少、不受调查区域天气和地形的限制、可以进行长期连续的监测。
(2) 雉鹑同化的能量除呼吸消耗外,去向还有流向分解者、流向金雕和红隼;群落的外貌和结构因春、夏、秋、冬的变化而发生规律性的变化,这称之为群落的季节性。
(3) 雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等体现了群落的垂直结构;乔木盖度与草本盖度一般呈负相关,主要原因是乔木盖度大时会遮挡林下光照,导致草本植物获得的光照不足,同时乔木的深根系对水分和养分的竞争能力更强,会抑制草本植物的生长。
(4) 雉鹑发出的短促尖锐的警戒声属于物理信息,头部摆动、颈部伸直等动作属于行为信息,这些属于生态系统中的物理和行为信息。
(5) 据图2分析,雉鹑在繁殖季更多选择生活在草本盖度较大的环境中,草本植物以及植食性昆虫是雉鹑的食物,这有利于雉鹑获得足够的食物哺育后代;非繁殖季有较长雪期,雉鹑更多选择生活在乔木和落叶盖度大、草本盖度小的环境中,这有利于雉鹑隐蔽躲避天敌,同时便于获取落叶中的果实和种子等食物。
【分析】红外线相机陷阱法调查种群密度,对动物干扰小、适用复杂环境且可长期监测;消费者同化量的去向包括呼吸消耗、流向分解者和流向下一营养级,群落季节性是群落外貌结构随季节的规律性变化;群落垂直结构表现为植被的分层分布,乔木与草本盖度负相关是光照、养分竞争的结果;生态系统中声音属于物理信息,动物动作属于行为信息;雉鹑在繁殖季和非繁殖季选择不同植被盖度的生境,是对食物获取、躲避天敌等生存需求的适应,体现了生物与环境的协同适应。
(1)红外相机无需人工频繁进入调查区域,适用于复杂地形或恶劣天气,且可持续记录数据,减少人为干扰。
(2)同化能量去向包括呼吸消耗(已排除)、分解者(遗体残骸)和流向捕食者(金雕、红隼为天敌)。群落结构和外貌随季节周期性变化的现象称为群落的季节性(季相)。
(3)雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等,分层现象体现群落的垂直结构。由图2分析,乔木盖度与草本盖度一般呈负相关,乔木盖度大时,林下光照弱、根系资源竞争加剧,抑制草本植物生长。
(4)短促尖锐的 声音 属于物理信息, 头部摆动、颈部伸直 属于行为信息。
(5)据图2分析,繁殖季选择草本盖度大 。原因 是草本植物嫩叶和植食性昆虫是雉鹑繁殖期的主要食物(图1),高草本盖度为育雏提供充足食物。非繁殖季(秋冬季,有较长的雪期)选择乔木和落叶盖度大、草本盖度小 。乔木和落叶层提供隐蔽性(隐蔽躲避天敌),同时易于获取落叶中的果实和种子(获取食物)。
21.为了培育蚕丝更有韧性的家蚕,科研人员利用转基因技术经筛选获得含有A基因(位于5号染色体)的雄蚕以及含有B基因(染色体位置未知)的雌蚕进行相关杂交实验,过程如图1,同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝。孤雌生殖是自然界中动植物的一种单性生殖方式,图2为一种诱导家蚕孤雌生殖的示意图。请回答下列问题。
(1)图1中,F1雄蚕可产生   种配子,F2中韧性雌蚕纯合子的概率为   。
(2)图2孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,下列解释合理的有__________。
A.高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,同源染色体分离受阻,常温下恢复分裂
B.高温破坏减数分裂Ⅱ时的纺锤体,子染色体分离受阻,常温下恢复分裂
C.高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂
D.高温下减数分裂Ⅰ形成的次级卵母细胞停止分裂,常温下继续进行有丝分裂
(3)与有性生殖相比,图2孤雌生殖技术的优点是   。
(4)雌蚕食桑多,产丝少。为了培育食桑少、产丝多且品质高的雄蚕,研究人员对野生型雌、雄蚕进行人工诱变筛选出三个品系(如图3),并尝试构建平衡致死体系雄蚕(如图4)进行育种。已知l1、l2为两种隐性纯合致死基因。
①品系A、B、C中发生的变异类型有   。品系A与野生雌蚕杂交后代雄蚕的比例为   ,品系B与品系C杂交后代的雌雄比例为   。
②研究人员利用图3品系   作亲本进行杂交,从子代中选择合适的个体再与图3品系   杂交,可培育出图4平衡致死系雄蚕。最后利用图4雄蚕与基因型为   的雌蚕杂交即可获得所需产丝多且有韧性的雄蚕。
【答案】(1)4;1/36
(2)A;C
(3)不会发生性状分离,能持续保持优良性状
(4)基因突变和易位(染色体结构变异);2/3;2:1;B、C(或A、C);A(或B);AAZBW
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1)图1中F1中雌雄性别表现不一致,则说明与性别有关,由于A基因位于5号常染色体上,则B基因位于Z染色体上,亲本雄蚕基因型为AAZbZb和AaZbZb,雌蚕基因型为aaZBW,F1雄蚕的基因型为AaZBZb和aaZBZb,可产生AZB、AZb、aZB、aZb共4种配子。F1雌雄个体随机交配,常染色体上A基因相关配子及比例为A:a=1:2,Z染色体上雄配子为ZB:Zb=1:1,雌配子为ZB:W=1:1,F2中韧性雌蚕纯合子AAZBW的概率为1/3×1/3×1/4=1/36。
(2) 高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,同源染色体分离受阻,常温下恢复分裂,可使子代与亲本遗传组成相同;高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂,也可使子代遗传组成与亲本一致。高温破坏减数分裂Ⅱ纺锤体或次级卵母细胞直接有丝分裂,均无法保证子代与亲本遗传组成相同,AC符合题意,BD不符合题意。
故答案为:AC。
(3) 与有性生殖相比,孤雌生殖没有精卵结合过程,不会发生基因重组导致的性状分离,能持续保持优良性状。
(4) ①野生雄蚕的基因型是Z++Z++,经过人工诱变后,产生的品系A的基因型是ZI1+Z++,品系B的基因型是Z++ZI2+,可见是基因发生了变化,属于基因突变的变异类型;野生雌蚕的基因型是Z++W,经过人工诱变后,产生的品系C的基因型是ZW++,Z和W染色体的长度也发生变化,可见是染色体上发生了变化,属于染色体结构变异中易位的变异类型。品系A(ZI1+Z++)产生的配子的比例是ZI1+:Z++=1:1,野生雌蚕(Z++W)产生的配子的比例是Z++:W=1:1,则品系A(ZI1+Z++)与野生雌蚕(Z++W)杂交后子代的基因型及其比例为ZI1+Z++:ZI1+W:Z++Z++:Z++W=1:1:1:1,其中由于l1为隐性纯合致死基因,则ZI1+W的个体死亡,因此品系A(ZI1+Z++)与野生雌蚕(Z++W)杂交后子代的基因型及其比例为ZI1+Z++:Z++Z++:Z++W=1:1:1,即雌(ZW):雄(ZZ)=1:2,故品系A与野生雌蚕杂交后代雄蚕的比例为2/3。品系B (Z++ZI2+)产生的配子的比例是Z++:ZI2+=1:1,品系C(ZW++)产生的配子的比例是Z:W++=1:1,则品系B(Z++ZI2+)与品系C(ZW++)杂交杂交后子代的基因型及其比例为Z++Z:Z++W++:ZI2+Z:ZI2+W++=1:1:1:1,其中由于l2为隐性纯合致死基因,则ZI2+Z和的个体死亡,因此品系B(Z++ZI2+)与品系C(ZW++)杂交杂交后子代的基因型及其比例为Z++Z:Z++W++:ZI2+W++=1:1:1,即雌(ZW):雄(ZZ)=2:1。
② 平衡致死体系雄蚕的基因型为ZI1+ZI2+,品系A含有I1,品系B含有I2,两个品系都为雄蚕,因此需要雌蚕参与杂交,才能后代出现l1、l2在一起可能性,由于l1、l2为两种隐性纯合致死基因,因此雌蚕应选择品系C才能使后代含l1或l2的雌蚕存活。综上所述,有两种方案,方案一:品系A(ZI1+Z++)和C(ZW++)杂交,产生基因型为ZI1+W++的后代,该个体与品系B(Z++ZI2+)杂交,则能产生基因型为ZI1+ZI2+的平衡致死系雄蚕;方案二:品系B(Z++ZI2+)和C(ZW++)杂交,产生基因型为ZI2+W++的后代,该个体与品系A(ZI1+Z++)杂交,则能产生基因型为ZI1+ZI2+的平衡致死系雄蚕。同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝,A基因为常染色体上,B位于Z染色体上,要后代是产丝多且有韧性的雄蚕(A-ZBZ-),由于亲代之一的基因型为则ZI1+ZI2+的雄性,则需要另一个亲代是雌性且含有A和B的基因纯合个体,故基因型为AAZBW。
【分析】根据杂交后代性状与性别关联,可判断B基因位于Z染色体,A基因位于常染色体,通过配子法计算F1配子种类和F2基因型概率。孤雌生殖通过抑制减数分裂同源染色体分离或极体与卵核融合,保持子代遗传组成稳定。孤雌生殖无基因重组,可稳定保留优良性状。家蚕诱变育种涉及基因突变和染色体易位,隐性纯合致死基因会改变后代雌雄比例,通过多品系杂交可构建平衡致死系,实现目标雄蚕的培育。
(1)依据图1,F1中雌雄性别表现不一致,且A基因位于5号染色体上,则B基因位于Z染色体上,同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝,雄蚕含有A基因,雌蚕含有B基因,则亲本的基因型雄蚕的基因型为A-ZbZb、aaZBW,F1中,韧性雄蚕:非韧性雄蚕=2:1,即AaZBZb:aaZBZb=2:1,可推知,亲本雄蚕可以产生AZb:aZb=2:1,即亲本雄蚕的基因型AAZbZb:AaZbZb=2:1,所以:①F1雄蚕可以产生4种配子,②F1的基因型及比例为:AaZBZb:aaZBZb:AaZbW:aaZbW=2:1:2:1,当F1雌雄蚕随机交配时,按照配子法和拆分法,可推知,F2中韧性雌蚕纯合子(AAZBW)的概率为(1/31/3)(1/4)=1/36。
(2)AB、依据图2,孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,所以可推知,应为高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,进而导致减数第一次分裂后期,同源染色体没有正常分离,而在常温下,恢复分裂和分化能力,A正确,B错误;
CD、孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,可能是高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂,而并非高温下减数分裂Ⅰ形成的次级卵母细胞停止分裂,C正确,D错误。
故选AC。
(3)孤雌生殖与有性生殖相比较,没有经过精子和卵细胞的结合,所以不会发生性状分离,能持续保持亲本的优良性状。
(4)①品系A和品系B是野生雄蚕经过人工诱变形成的,所以依据的原理是基因突变,品系C的形成,发生在Z、W染色体之间,发生易位,属于染色体结构的变异。品系A(ZⅠ1Z+)与野生雌蚕(Z+W)杂交可以产生,ZⅠ1Z+、Z+Z+、ZⅠ1W、Z+W四种基因型,其中,ZⅠ1W致死,所以后代中雄蚕占2/3;品系B(Z+ZⅠ2)与品系C(ZOW++)杂交,可以产生Z+ZO、Z+W++、ZⅠ2ZO、ZⅠ2W++,其中ZⅠ2ZO不能存活,所以雌:雄=2:1.
②若要培育图4所示的Z+Ⅰ1ZⅠ2+的雄蚕,可以利用品系B(Z++Z+Ⅰ2)与品系C(ZOW++)杂交,获得ZⅠ2+W++的雌蚕,然后与A品系(Z+Ⅰ1Z++)杂交,进而选择Z+Ⅰ1ZⅠ2+的雄蚕,即平衡致死系雄蚕。最后利用此雄蚕与基因型为AAZBW的韧性雌蚕杂交,即可获得所需产丝多且有韧性的雄蚕(ZBZ-)。
22.糖尿病患者代谢紊乱易导致痛觉神经元敏化(容易兴奋),诱发糖尿病神经痛(PDN)。痛觉神经元敏化主要原因有:一方面痛觉神经元代谢紊乱导致钠--钾泵、TRPAI等功能异常;另一方面神经髓鞘细胞代谢紊乱产生内生抗原激活免疫反应使髓鞘脱落,相关机制如图1,①~③表示过程,肌醇是钠-钾泵的重要组成部分。请回答下列问题。
(1)长期高糖高脂饮食,导致胰岛素受体   、细胞内信号通路传导受阻等,从而产生胰岛素抵抗;持续的胰岛素抵抗会导致胰岛B细胞功能衰退,组织细胞   葡萄糖的能力降低,从而导致糖尿病。
(2)图中痛觉神经元的突起属于   (“树突”或“轴突”),痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱从而积累较多的山梨醇,导致渗透压   而失衡,促进细胞排出肌醇。据过程①分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是   。
(3)据过程②分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是:痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱会产生较多的   激活TRPA1,当痛觉神经元受到刺激时,   增多,更易达到阈电位使痛觉神经元兴奋。
(4)过程③中B细胞的功能是   ,抗体介导脱髓鞘过程中巨噬细胞的作用是   。据过程③分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是   。
(5)临床上,电针(针灸与电疗结合治疗)是一种缓解PDN的手段。为验证电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN,研究人员进行实验研究,相关结果如图2、3(图中荧光强度强弱代表TRPA1含量多少)。当图3中甲、乙、丙的结果分别对应于图2   组,证明电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN。
【答案】(1)数量减少或结构异常;摄取、利用、储存
(2)树突;升高;钠-钾泵功能异常导致静息电位的绝对值降低
(3)DAG、MG(二酰基甘油、甲基乙二醛);Ca2+、Na+内流
(4)为C细胞的增殖分化提供第二信号并产生细胞因子;吞噬、消化髓鞘;髓鞘脱落导致原本被保护的神经纤维暴露
(5)B、A、C
【知识点】神经冲动的产生和传导;血糖平衡调节
【解析】【解答】(1) 长期高糖高脂饮食会导致细胞膜上的胰岛素受体数量减少或结构异常,胰岛素无法有效与受体结合,细胞内信号通路传导受阻,进而产生胰岛素抵抗;胰岛素的作用是促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,持续的胰岛素抵抗会使胰岛B细胞功能衰退,胰岛素分泌不足,组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖的能力显著降低,血糖浓度持续升高,最终引发糖尿病。
(2) 痛觉神经元的该突起负责接收外界刺激信号并将兴奋传向细胞体,属于树突;葡萄糖代谢紊乱会使细胞内山梨醇大量积累,细胞内溶质微粒增多,导致细胞内渗透压升高,细胞渗透压失衡进而促进肌醇排出;肌醇是钠-钾泵的重要组成部分,肌醇大量排出会使钠-钾泵结构和功能异常,钠-钾泵参与维持静息电位,其功能异常会导致静息电位的绝对值降低,痛觉神经元受到微弱刺激就更容易达到阈电位产生兴奋,即出现神经元敏化。
(3) 痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱会产生较多的DAG、MG(二酰基甘油、甲基乙二醛),这些代谢产物会激活细胞膜上的TRPA1;TRPA1被激活后会改变细胞膜对离子的通透性,当痛觉神经元受到刺激时,Ca2+、Na+内流的量显著增多,膜电位快速变化,更容易达到阈电位引发动作电位,使痛觉神经元异常兴奋,表现为神经元敏化。
(4) 过程③中B细胞的功能是识别并呈递抗原,为T细胞的增殖分化提供第二信号,同时分泌细胞因子促进T细胞的增殖和分化;抗体与髓鞘细胞的内生抗原结合后,巨噬细胞会识别并吞噬、消化脱落的髓鞘结构;髓鞘对神经纤维具有保护和绝缘作用,髓鞘脱落后原本被包裹保护的神经纤维直接暴露,易受到外界各种刺激的影响而频繁兴奋,最终导致痛觉神经元敏化。
(5) 该实验的自变量为是否患糖尿病神经痛、是否进行电针治疗,实验分组为正常组、糖尿病神经痛模型组、电针治疗组,其中正常组神经元TRPA1含量最少,糖尿病神经痛模型组TRPA1含量最多,电针治疗组TRPA1含量介于两组之间;图2中A为正常组、B为模型组、C为电针组,图3中荧光强度代表TRPA1含量,甲荧光最强对应模型组B,乙荧光最弱对应正常组A,丙荧光中等对应电针组C,该结果可证明电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN。
【分析】胰岛素受体异常会引发胰岛素抵抗,组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖的能力下降是糖尿病的核心成因;痛觉神经元的树突负责接收信号,葡萄糖代谢紊乱可通过三条途径引发神经元敏化,分别是肌醇流失导致钠-钾泵功能异常、代谢产物激活TRPA1使阳离子内流增多、免疫反应介导髓鞘脱落使神经纤维暴露;B细胞在体液免疫中承担抗原呈递和分泌细胞因子的作用,巨噬细胞负责吞噬清除脱落的髓鞘;通过正常组、糖尿病模型组、电针治疗组的对照实验,可验证电针通过降低TRPA1含量缓解糖尿病神经痛的机制。
(1)长期高糖高脂饮食,导致胰岛素受体数量减少或结构异常、细胞内信号通路传导受阻等,从而产生胰岛素抵抗;持续的胰岛素抵抗会导致胰岛B细胞功能衰退,组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖的能力降低,从而导致糖尿病。
(2)图中兴奋由神经节传向中枢,故痛觉神经元的突起属于树突,痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱从而积累较多的山梨醇,导致渗透压升高而失衡,促进细胞排出肌醇。据过程①分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是钠-钾泵功能异常导致静息电位的绝对值降低。
(3)据过程②分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是:痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱会产生较多的DAG、MG(二酰基甘油、甲基乙二醛)激活TRPA1,当痛觉神经元受到刺激时,Ca2+、Na+内流增多,更易达到阈电位使痛觉神经元兴奋。
(4)分析题图可知,过程③中B细胞的功能是为C细胞的增殖分化提供第二信号并产生细胞因子,抗体介导脱髓鞘过程中巨噬细胞的作用是吞噬、消化髓鞘。据过程③分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是髓鞘脱落导致原本被保护的神经纤维暴露。
(5)临床上,电针(针灸与电疗结合治疗)是一种缓解PDN的手段。为验证电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN,研究人员进行实验研究,相关结果如图2、3(图中荧光强度强弱代表TRPA1含量多少)。当图3中甲的TRPA1表达量最高,乙的TRPA1表达量最高较少,丙的TRPA1表达量最少,结果分别对应于图2B、A、C组,证明电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN。
23.病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)是利用病毒载体携带目的基因侵染植物细胞,在植物细胞中复制产生dsRNA(双链RNA),激活植物自身的基因沉默机制,降解植物目标mRNA的技术。叶用莴苣生长到一定时期极易抽薹(茎迅速生长),从而导致莴苣减质减产。研究表明LsMET1基因(甲基转移酶1基因)促进叶用莴苣抽薹,研究人员利用VIGS尝试使LsMET1基因沉默来验证该观点,主要操作如图。请回答下列问题。
(1)过程①反应体系中加入的物质除引物、原料、模板外,还有   ,下列四种引物中用于过程①的是   。
A.5'GAATTCATGA………………………3' B.5'CTTAAGTTAC………………………3'
C.5'CTGCAGTAGA………………………3' D.5'GACGTCATCT………………………3'
(2)过程②将环状DNA扩增为线性DNA的目的是   。
(3)在TRV1、TRV2质粒中插入双启动子目的是   。过程④将TRV1质粒和重组质粒导入农杆菌后,在培养基中应加入   进行筛选。
(4)导入植物细胞的CP-LsMET1-RZ基因转录后在   催化下,被剪切为CPRNA、LsMET1 RNA、RZRNA。LsMET1 RNA诱导内源LsMET1基因沉默的机制如图2,AGO1蛋白选择性降解3'端稳定性较低的一条链。据图分析,向农杆菌中导入TRV1质粒的目的是   ,激活的RISC有的能诱导LsMET1 mRNA降解,有的不能诱导LsMET1 mRNA降解,其原因是   。
(5)研究人员测定了LsMET1表达量和抽墓(茎生长)状况,结果如图3。该实验结果与预期是否一致,并说明理由。   。
【答案】(1)逆转录酶、TaqDNA聚合酶(Mg2+缓冲液);A、C
(2)有利于目的基因与载体连接
(3)提高目的基因的表达水平;氨苄青霉素和卡那霉素
(4)CP-LsMET1-RZRNA中的RZRNA片段(自切割核糖核酸酶);在植物细胞中合成RNA聚合酶,催化合成dsRNA;AGO1蛋白水解siRNA的链不同
(5)一致,实验组LsMET1基因表达量明显下降,茎生长受抑制。
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) 过程①先以RNA为模板通过逆转录合成cDNA,再对目的基因进行PCR扩增,反应体系中除引物、原料、模板外,还需要逆转录酶、热稳定的TaqDNA聚合酶,以及含Mg2+的缓冲液。PCR过程中子链沿5'→3'方向延伸,结合目的基因的序列和酶切位点要求,用于过程①扩增的引物为A、C。
(2) 过程②将环状DNA扩增为线性DNA,可以使目的基因两端的酶切位点充分暴露,降低目的基因与载体连接的空间位阻,更有利于目的基因与载体完成连接。
(3) 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,插入双启动子可以结合更多的RNA聚合酶,大幅提高目的基因的转录效率,进而提高目的基因的表达水平。TRV1质粒含氨苄青霉素抗性基因,重组TRV2质粒含卡那霉素抗性基因,因此培养基中需加入氨苄青霉素和卡那霉素,筛选出同时导入两种质粒的农杆菌。
(4) RZ为自切割核糖核酸酶基因,CP-LsMET1-RZ基因转录形成的RNA中,RZRNA片段作为自切割核糖核酸酶,可催化该RNA剪切为CPRNA、LsMET1 RNA、RZRNA。TRV1质粒携带RdRp基因,导入植物细胞后可表达RNA聚合酶,催化以单链RNA为模板合成dsRNA,为基因沉默提供底物。AGO1蛋白会选择性降解siRNA中3'端稳定性较低的链,若水解后剩余的siRNA链能与LsMET1 mRNA互补配对,对应的RISC可降解mRNA,若不能互补配对则无法降解,因此激活的RISC功能存在差异。
(5) 实验结果与预期一致。实验组通过VIGS技术使LsMET1基因沉默,LsMET1基因的表达量较对照组显著下降,叶用莴苣的茎生长受到明显抑制,与LsMET1基因促进抽薹的预期结论相符。
【分析】过程①包含逆转录和PCR扩增,需要逆转录酶和Taq酶等关键酶,线性化目的基因可提升与载体的连接效率,双启动子能增强目的基因转录,双抗生素筛选可获得含两种质粒的农杆菌。RZRNA可实现转录产物的自剪切,TRV1表达的RNA聚合酶负责合成dsRNA,siRNA链的选择性降解决定了基因沉默的效率。实验组基因表达量降低且抽薹受抑制,验证了LsMET1基因对叶用莴苣抽薹的促进作用。
(1)图中过程①是由RNA获得目的基因的过程,该过程首先应经逆转录获得DNA,随后进行PCR扩增,所以反应体系中加入的物质除引物、原料、模板外,还有逆转录酶、TaqDNA聚合酶(Mg2+缓冲液,用于激活TaqDNA聚合酶)。
扩增过程中子链延伸的方向为5'端→3'端,结合图中序列可知,应选择引物A和C进行扩增。
(2)过程②将环状DNA扩增为线性DNA有利于目的基因与载体连接。
(3)启动子的作用是与RNA聚合酶结合,启动转录,在TRV1、TRV2质粒中插入双启动子可有效提高目的基因的转录水平。由于导入的TRV1质粒含有氨苄青霉素抗性基因、重组质粒含有卡那霉素抗性基因,所以在培养基中应加入氨苄青霉素和卡那霉素进行筛选。
(4)由图1注可知,RZ为自切割核糖核酸酶基因,所以导入植物细胞的CP-LsMET1-RZ基因转录后在CP-LsMET1-RZRNA中的RZRNA片段(自切割核糖核酸酶)催化下,被剪切为CPRNA、LsMET1 RNA、RZRNA。由图1可知,RdRp为病毒的RNA聚合酶基因,向农杆菌中导入TRV1质粒的目的是在植物细胞中合成RNA聚合酶,催化合成dsRNA,由于AGO1蛋白选择性降解3'端稳定性较低的一条链,而不同LsMET1链的稳定性,即AGO1蛋白水解siRNA的链不同,所以激活的RISC有的能诱导LsMET1 mRNA降解,有的不能诱导LsMET1 mRNA降解。
(5)由图3可知,实验组较对照组LsMET1基因表达量明显下降,茎生长受抑制,说明实验结果与预期一致。
1 / 12025届江苏省苏北七市(宿迁、连云港、淮安、扬州、泰州、盐城、徐州)高三第三次调研生物试题
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。
1.鳕鱼富含多种必需氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素D等营养素。相关叙述正确的是(  )
A.必需氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素D都含C、H、O、N
B.人体细胞不能合成必需氨基酸,可能与缺乏相关的酶有关
C.不饱和脂肪酸含碳碳双键,熔点高,可降低血黏稠度
D.维生素D属于胆固醇,能促进人肠道对钙和磷的吸收
2.下图为动物细胞的结构模式图,相关叙述正确的是(  )
A.①②③的锚定与支撑、细胞运动均与细胞骨架有关
B.①为中心体,无膜结构,在间期复制并移向两极
C.②③为单层膜细胞器,与性激素的合成、加工有关
D.酶可通过④进入细胞核参与核基因的转录和翻译
3.普通小麦为异源六倍体,染色体组成为AABBDD(2n=6x=42)。下图为利用小麦胚珠观察到减数分裂过程中的两个图像,相关叙述正确的是(  )
A.需用无水乙醇和冰醋酸混合液进行解离,用甲紫进行染色
B.图甲细胞处于减数第二次分裂、每个细胞中含42条染色体
C.图乙两个细胞中的染色体数不同,DNA数、染色单体数相同
D.图乙两细胞的染色体行为不同步,与小麦为异源多倍体育性低有关
4.XY型哺乳动物雌性个体的一条X染色体失活(形成巴氏小体)对于维持基因表达平衡至关重要。细胞分化时一条X染色体上的Xist基因转录增强,产生较多的XistRNA,XistRNA与该X染色体结合导致其失活。相关叙述错误的是(  )
A.细胞分化前雌性个体中Xist基因表达量较低
B.XistRNA阻止RNA聚合酶与起始密码结合,抑制基因转录
C.Xist基因在X染色体失活前表达,导致该染色体形成巴氏小体
D.正常雌性个体中,同时存在父源和母源X染色体上的Xist基因表达
5.缓步动物又称水熊虫,以其隐生现象而闻名,这是因为它能在极端环境(如极度干旱、低温、缺氧、高辐射)下几乎停止所有新陈代谢而生存下来。相关叙述错误的是(  )
A.比较生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于细胞水平的证据
B.水熊虫独特的隐生现象,使其成为太空生命和医学研究的理想材料
C.隐生现象是水熊虫与其他物种、环境之间协同进化的结果
D.隐生现象是自然选择使水熊虫有利变异定向积累的结果
6.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,为避免葡萄糖对酒精检测的干扰,南通某中学老师对实验进行了改进:将培养结束后的培养液吸入注射器,并密封注射器头,置于95℃的恒温水浴中(酒精的沸点为78℃),一段时间后将注射器头与软管相连,将气体缓缓推入装有酸性重铬酸钾的试管,观察试管液体的颜色变化。相关叙述正确的是(  )
A.酵母菌是探究细胞呼吸方式的适宜材料,因其既能有氧呼吸也能无氧呼吸
B.由于葡萄糖具有较强的氧化性,能将酸性重铬酸钾氧化发生颜色变化
C.95℃水浴后若注射器的活塞发生明显移动,主要是酒精气化的结果
D.注射器中的气体缓缓推入试管后,试管中的液体由灰绿色变为橙色
7.登山者在极寒环境中长时间攀登会出现寒颤、口渴等,相关叙述正确的是(  )
A.寒冷刺激冷觉感受器产生兴奋并传至脑干体温调节中枢,交感神经兴奋引起骨骼肌战栗
B.渗透压升高刺激渗透压感受器产生兴奋并传至下丘脑产生渴觉,增加饮水
C.大量饮水导致血钠降低刺激肾上腺皮质分泌醛固酮,促进肾小管对Na+的重吸收
D.机体主要通过体液调节使各系统、器官协调活动,维持内环境的相对稳定
8.三角褐指藻是一种单细胞真核微藻,富含岩藻黄素(叶黄素类),是用来生产岩藻黄素的良好材料。研究人员探究了不同激素组合对三角褐指藻生物量产率和岩藻黄素产率的影响,结果如下表。相关叙述错误的是(  )
  不同植物激素组合(IAA:吲哚乙酸 ICA:吲哚甲醛 SA:水杨酸)
对照组 IAA+ICA ICA+SA IAA+SA IAA+ICA+SA
生物量产率/mg·L-1·d-1 241.76 267.09 262.90 275.40 262.60
岩藻黄素产率/mg·L-1·d-1 3.81 4.13 4.31 4.53 4.30
A.岩藻黄素能吸收蓝光,参与光合作用的光反应
B.实验前先进行预实验,确定IAA、ICA和SA的适宜浓度
C.三角褐指藻的岩藻黄素产率与生物量产率呈正相关
D.生产中IAA和SA的组合有利于提高岩藻黄素的产量
9.草地贪夜蛾入侵我国,已成为水稻等农作物的重大害虫。科研人员通过植物精油(有驱避产卵、拒食作用)以及莱氏绿僵菌(昆虫病原真菌)进行防治研究,效果明显。相关叙述错误的是(  )
A.繁殖力强、适应能力强、缺少天敌等是物种入侵的主要原因
B.有机物和能量可沿着农作物→草地贪夜蛾→莱氏绿僵菌流动
C.农作物与草地贪夜蛾、莱氏绿僵菌的关系分别为捕食和寄生
D.利用植物精油、莱氏绿僵菌防治草地贪夜蛾均属于生物防治
10.碳足迹是用来衡量个人、组织、产品、国家在一定时间内直接或间接导致的二氧化碳排放量的指标,用以衡量人类活动对环境的影响。下列措施不能减少“碳足迹”的是(  )
A.从个人生活层面,倡导光盘行动、坚持绿色出行
B.从城市规划层面,做好环境绿化、加强公共交通
C.从产品生产层面,优化生产工艺、利用绿色能源
D.从国家战略层面,加大产品进口、发展第三产业
11.酸笋具有独特的酸味和香气,是乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多种微生物发酵而成的传统食品,主要流程如下图。相关叙述错误的是(  )
A.竹笋杀青、漂烫既能使酶失活保持竹笋天然色泽,又能有效杀灭竹笋表面的微生物
B.乳酸菌是酸笋发酵的主要菌群,其产酸既能抑制腐败菌生长,又能形成独特的酸香
C.酵母菌是酸笋发酵的次要菌群,其产酒精既能增加醇香,又能为醋酸菌发酵提供底物
D.发酵过程监控好条件使微生物同时发酵,既能缩短发酵时长,又能提高酸度
12.发菜既能光合自养又能异养,其分泌的胞外多糖具有增强免疫抗癌等功效。为了给生产发菜多糖提供理论基础,研究人员发明了两阶段摇瓶培养法能快速生产发菜多糖,第一阶段采用光合自养培养获得足量的发菜细胞,第二阶段采用混合营养培养(光合自养+异养培养)合成发菜多糖。相关叙述错误的是(  )
A.采用摇瓶培养的目的是增加培养液中的溶氧量与营养物质的利用
B.与第二阶段培养相比,第一阶段培养不易被杂菌污染,有利于发菜细胞增殖
C.第二阶段培养中,光合作用和葡萄糖氧化代谢可相互影响促进多糖的合成
D.发菜分泌的胞外多糖属于发菜的次级代谢产物,可通过工厂化生产获得
13.琼脂糖凝胶电泳通常用于PCR产物的鉴定,相关叙述正确的是(  )
A.DNA分子所带电荷越多,在凝胶中的迁移速率越快
B.用微量移液器将PCR产物与核酸染料的混合物缓慢注入凝胶的加样孔内
C.电场强度增大,DNA在凝胶中的迁移速率加快,电泳时的电压一般为1~5V
D.PCR非特异性扩增产物电泳、样品上样量过多电泳均会导致电泳条带模糊
14.紫花苜蓿(2n=32)是利用最广泛的豆科牧草,但青饲易造成家畜臌胀病。百脉根(2n=24)富含缩合单宁,能防止反刍动物臌胀病的发生。为了改良苜蓿饲用品质,研究人员采用植物体细胞杂交技术培育抗臌胀病型苜蓿,过程如下图。相关叙述正确的是(  )
A.过程①需选择合适的酶并控制酶的浓度,可调控渗透压防止原生质体吸水涨破
B.过程②降低了紫花苜蓿和百脉根原生质体的活性,其目的是降低杂种愈伤组织细胞的活力
C.与单一PEG诱导融合相比,过程③使用PEG-高Ca2+-高pH法可提高原生质体融合的特异性
D.过程⑤获得的杂种植物功效有差异的可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15.交感神经兴奋促进脂肪细胞加快脂肪分解增加产热,机制如下图。相关叙述正确的是(  )
A.去甲肾上腺素与细胞膜上的受体结合,体现了细胞膜的信息交流功能
B.脂肪初步分解产物在线粒体内膜参与TCA循环
C.磷酸化的AIDA与UCP-1结合改变其空间结构,增加对H+的通透性
D.H+通过UCP-1进入线粒体基质加快产热,脂肪分解加快
16.下图为某家族中两种单基因遗传病的遗传系谱图,其中一种致病基因位于性染色体上。已知I2不含乙病致病基因,II4为纯合子。相关叙述正确的是(  )
A.甲、乙病的遗传方式分别为常染色体隐性遗传、伴X染色体显性遗传
B.II6有两种基因型,人群中只患乙病的个体存在10种基因型
C.甲病的遗传与性别无关,乙病的遗传与性别相关联
D.II5与III4关于甲病基因型相同的概率为2/3
17.癌细胞高表达细胞因子CCL4,它招募单核细胞并诱导其分化成肿瘤相关巨噬细胞(TAM)。TAM在呈递抗原时与细胞毒性T细胞形成持久的“突触”联系,最终导致细胞毒性T细胞耗竭(失去效应功能),如图所示。相关叙述正确的是(  )
A.单核细胞由骨髓中的造血干细胞分裂、分化而来
B.癌细胞高表达CCL4导致其细胞膜上的糖蛋白减少
C.TAM通过释放神经递质导致细胞毒性T细胞耗竭
D.耗竭的细胞毒性T细胞会发生凋亡并被其他细胞吞噬
18.科学探究是生物学核心素养之一,实验是科学探究的核心方法。下列关于高中生物学实验的叙述错误的是(  )
A.植物细胞的质壁分离与复原实验证明了紫色洋葱表皮细胞膜是半透膜
B.低温诱导染色体数目的变化实验中,将蒜的底部接触水面,在低温(4℃)下诱导生根
C.细菌计数板比血细胞计数板薄,有利于使用更高倍数的物镜进行观察计数
D.DNA的粗提取与鉴定实验研磨液中的SDS瓦解细胞壁有助于提高DNA的提取率
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。
19.图1是高温胁迫下黄瓜幼苗叶肉细胞代谢的部分示意图,①~④代表过程,A、B代表物质。Fd是还原态铁氧还蛋白,可将电子转移至NADPH中,也可参与光呼吸(图中虚线过程)。R酶是双功能酶,高温下R酶对CO2的亲和力下降而对O2的亲和力增强,请回答下列问题。
(1)物质A和B分别是   、   。过程④发生的场所是   。
(2)卡尔文循环消耗的CO2除从外界吸收外,还来源于   (过程,2分)。研究发现C2循环对卡尔文循环具有依赖性,其原因是   。
(3)光反应中电子传递过快或受阻,会产生过多的活性氧,引发光抑制。高温胁迫下,光反应产生的NADPH无法及时被消耗,能否通过抑制Fd活性解除光抑制,请说明理由。   。
(4)为进一步研究黄瓜幼苗对高温胁迫的响应机制,研究人员选择生长一致的幼苗随机均分为3组:高温组(昼/夜温度为42℃/32℃)、亚高温组(昼/夜温度为35℃/25℃)和对照组(昼/夜温度为28℃/18℃),在其他条件适宜时培养并测定相关数据,结果如图2。
①0~3天亚高温组和高温组气孔导度升高,其主要意义是   。1~3天亚高温组和高温组气孔导度仍然较大,但净光合速率却降低,其主要原因可能是   。
②有同学认为胁迫3~5天高温组光呼吸速率下降,说明黄瓜已适应高温环境。你认为该观点是否正确,简要说明理由。   。
20.植被盖度是指植被覆盖地面的面积比例,生态系统中不同类型植被盖度会影响动物栖息地的选择。某地区雉鹑体色为灰褐色,是我国特有的物种,对环境较敏感,主要食物关系如图1.科研人员对该地区雉鹑繁殖季(春夏季)和非繁殖季(秋冬季,有较长的雪期)的生存环境中各种植被的盖度进行调查,结果如图2。请回答下列问题。
(1)调查雉鹑种群密度时常采用红外线相机陷阱法,即通过红外传感器触发相机自动拍摄或录像记录动物。与标记重捕法相比,该方法的主要优势有对生物伤害少、   。
(2)图1中雉鹑同化的能量除呼吸消耗外,去向还有   。雉鹑繁殖地生境的群落外貌和结构因春、夏、秋、冬的变化而发生规律性的变化,这称之为   。
(3)雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等体现了群落的   结构。乔木盖度与草本盖度一般呈   (关系),主要原因是   。
(4)当雉鹑发现捕食者时,可通过短促尖锐的警戒声,头部摆动、颈部伸直等动作来提醒同伴,这些属于生态系统中的   信息。
(5)据图2分析,雉鹑在繁殖季更多选择生活在   盖度较大的环境中,这有利于   ;非繁殖季雉鹑更多选择生活在   环境中,这有利于   。
21.为了培育蚕丝更有韧性的家蚕,科研人员利用转基因技术经筛选获得含有A基因(位于5号染色体)的雄蚕以及含有B基因(染色体位置未知)的雌蚕进行相关杂交实验,过程如图1,同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝。孤雌生殖是自然界中动植物的一种单性生殖方式,图2为一种诱导家蚕孤雌生殖的示意图。请回答下列问题。
(1)图1中,F1雄蚕可产生   种配子,F2中韧性雌蚕纯合子的概率为   。
(2)图2孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,下列解释合理的有__________。
A.高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,同源染色体分离受阻,常温下恢复分裂
B.高温破坏减数分裂Ⅱ时的纺锤体,子染色体分离受阻,常温下恢复分裂
C.高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂
D.高温下减数分裂Ⅰ形成的次级卵母细胞停止分裂,常温下继续进行有丝分裂
(3)与有性生殖相比,图2孤雌生殖技术的优点是   。
(4)雌蚕食桑多,产丝少。为了培育食桑少、产丝多且品质高的雄蚕,研究人员对野生型雌、雄蚕进行人工诱变筛选出三个品系(如图3),并尝试构建平衡致死体系雄蚕(如图4)进行育种。已知l1、l2为两种隐性纯合致死基因。
①品系A、B、C中发生的变异类型有   。品系A与野生雌蚕杂交后代雄蚕的比例为   ,品系B与品系C杂交后代的雌雄比例为   。
②研究人员利用图3品系   作亲本进行杂交,从子代中选择合适的个体再与图3品系   杂交,可培育出图4平衡致死系雄蚕。最后利用图4雄蚕与基因型为   的雌蚕杂交即可获得所需产丝多且有韧性的雄蚕。
22.糖尿病患者代谢紊乱易导致痛觉神经元敏化(容易兴奋),诱发糖尿病神经痛(PDN)。痛觉神经元敏化主要原因有:一方面痛觉神经元代谢紊乱导致钠--钾泵、TRPAI等功能异常;另一方面神经髓鞘细胞代谢紊乱产生内生抗原激活免疫反应使髓鞘脱落,相关机制如图1,①~③表示过程,肌醇是钠-钾泵的重要组成部分。请回答下列问题。
(1)长期高糖高脂饮食,导致胰岛素受体   、细胞内信号通路传导受阻等,从而产生胰岛素抵抗;持续的胰岛素抵抗会导致胰岛B细胞功能衰退,组织细胞   葡萄糖的能力降低,从而导致糖尿病。
(2)图中痛觉神经元的突起属于   (“树突”或“轴突”),痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱从而积累较多的山梨醇,导致渗透压   而失衡,促进细胞排出肌醇。据过程①分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是   。
(3)据过程②分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是:痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱会产生较多的   激活TRPA1,当痛觉神经元受到刺激时,   增多,更易达到阈电位使痛觉神经元兴奋。
(4)过程③中B细胞的功能是   ,抗体介导脱髓鞘过程中巨噬细胞的作用是   。据过程③分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是   。
(5)临床上,电针(针灸与电疗结合治疗)是一种缓解PDN的手段。为验证电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN,研究人员进行实验研究,相关结果如图2、3(图中荧光强度强弱代表TRPA1含量多少)。当图3中甲、乙、丙的结果分别对应于图2   组,证明电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN。
23.病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)是利用病毒载体携带目的基因侵染植物细胞,在植物细胞中复制产生dsRNA(双链RNA),激活植物自身的基因沉默机制,降解植物目标mRNA的技术。叶用莴苣生长到一定时期极易抽薹(茎迅速生长),从而导致莴苣减质减产。研究表明LsMET1基因(甲基转移酶1基因)促进叶用莴苣抽薹,研究人员利用VIGS尝试使LsMET1基因沉默来验证该观点,主要操作如图。请回答下列问题。
(1)过程①反应体系中加入的物质除引物、原料、模板外,还有   ,下列四种引物中用于过程①的是   。
A.5'GAATTCATGA………………………3' B.5'CTTAAGTTAC………………………3'
C.5'CTGCAGTAGA………………………3' D.5'GACGTCATCT………………………3'
(2)过程②将环状DNA扩增为线性DNA的目的是   。
(3)在TRV1、TRV2质粒中插入双启动子目的是   。过程④将TRV1质粒和重组质粒导入农杆菌后,在培养基中应加入   进行筛选。
(4)导入植物细胞的CP-LsMET1-RZ基因转录后在   催化下,被剪切为CPRNA、LsMET1 RNA、RZRNA。LsMET1 RNA诱导内源LsMET1基因沉默的机制如图2,AGO1蛋白选择性降解3'端稳定性较低的一条链。据图分析,向农杆菌中导入TRV1质粒的目的是   ,激活的RISC有的能诱导LsMET1 mRNA降解,有的不能诱导LsMET1 mRNA降解,其原因是   。
(5)研究人员测定了LsMET1表达量和抽墓(茎生长)状况,结果如图3。该实验结果与预期是否一致,并说明理由。   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】氨基酸的种类;脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、必需氨基酸含有C、H、O、N,不饱和脂肪酸和维生素D的组成元素只有C、H、O,三者并非都含N,A错误;
B、人体细胞不能合成必需氨基酸,原因是缺乏合成必需氨基酸的相关酶,只能从食物中获取,B正确;
C、不饱和脂肪酸含有碳碳双键,分子间作用力小,熔点低,并非熔点高,C错误;
D、维生素D属于固醇类物质,不属于胆固醇,维生素D能促进人体肠道对钙和磷的吸收,D错误。
故答案为:B。
【分析】必需氨基酸的组成元素含C、H、O、N,人体因缺乏合成必需氨基酸的相关酶而无法自身合成,需从食物中获取;不饱和脂肪酸组成元素为C、H、O,含碳碳双键,熔点较低;脂质中的固醇包括胆固醇、维生素D等,二者属于不同的固醇类物质,其中维生素D能促进人体肠道对钙和磷的吸收。
2.【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法;动、植物细胞的亚显微结构;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,能够锚定并支撑①中心体、②内质网、③高尔基体等细胞器,还与细胞运动等生命活动密切相关,A正确;
B、①为中心体,无膜结构,会在细胞分裂间期完成复制,在前期移向细胞两极,并非间期移向两极,B错误;
C、②内质网是单层膜细胞器,参与性激素等脂质的合成,③高尔基体是单层膜细胞器,主要对蛋白质进行加工、分类和包装,与性激素合成无关,C错误;
D、④为核孔,酶可通过核孔进入细胞核参与核基因的转录,而翻译过程发生在细胞质的核糖体上,D错误。
故答案为:A。
【分析】细胞骨架由蛋白质纤维组成,具有锚定支撑细胞器及参与细胞运动等功能,中心体属于无膜结构,在细胞分裂间期复制、前期移向两极,内质网参与脂质合成,高尔基体对蛋白质进行加工,核孔可实现核质间的物质交换,转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质中的核糖体上。
3.【答案】B
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;观察细胞的减数分裂实验;染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、观察减数分裂的解离液为95%乙醇和15%盐酸的混合液,并非无水乙醇和冰醋酸混合液,甲紫可对染色体进行染色,A错误;
B、图甲细胞处于减数第二次分裂后期,普通小麦体细胞含42条染色体,该时期着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍为42条,B正确;
C、图乙中一个细胞处于减数第二次分裂中期,另一个处于减数第二次分裂后期,二者染色体数不同,核DNA数相同,染色单体数不同,C错误;
D、图乙两细胞的染色体行为不同步,普通小麦是异源六倍体但育性正常,该现象与异源多倍体育性低无关,D错误。
故答案为:B。
【分析】观察细胞减数分裂的实验中解离液的组成成分,减数第二次分裂后期着丝粒分裂会使染色体数目暂时加倍,减数第二次分裂不同时期细胞中染色体、核DNA和染色单体的数量变化规律,异源六倍体普通小麦的育性特点。
4.【答案】B
【知识点】伴性遗传;表观遗传;基因表达的调控过程
【解析】【解答】A、细胞分化时Xist基因转录增强,说明细胞分化前雌性个体中该基因表达量较低,A正确;
B、RNA聚合酶与基因的启动子结合启动转录,起始密码位于mRNA上与翻译有关,XistRNA不会阻止RNA聚合酶与起始密码结合,B错误;
C、Xist基因在X染色体失活前表达增强,产生的XistRNA结合该染色体使其失活并形成巴氏小体,C正确;
D、正常雌性个体中父源和母源的X染色体上均存在Xist基因表达,只是两条染色体的该基因表达量不同,D正确。
故答案为:B。
【分析】雌性哺乳动物需通过一条X染色体失活形成巴氏小体来维持基因表达平衡,Xist基因的表达水平直接影响X染色体的失活过程,转录过程中RNA聚合酶与基因的启动子结合,起始密码子位于mRNA上参与翻译过程,Xist基因转录出的XistRNA可结合X染色体并使其失活,雌性个体的父源和母源X染色体上均会发生Xist基因的表达。
5.【答案】A
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;基因频率的概念与变化;自然选择与适应
【解析】【解答】A、细胞色素C属于生物大分子,比较不同生物间细胞色素C的差异来研究进化关系,属于分子水平的证据,并非细胞水平的证据,A错误;
B、水熊虫能在极端环境下通过隐生现象几乎停止新陈代谢而存活,该特性使其成为太空生命和医学研究的理想材料,B正确;
C、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响不断进化,隐生现象是水熊虫与其他物种、环境协同进化的结果,C正确;
D、自然选择能定向改变种群基因频率,使有利变异定向积累,隐生现象是自然选择的结果,D正确。
故答案为:A。
【分析】生物进化的分子水平证据的判断依据,水熊虫隐生特性的科研应用价值,协同进化的概念内涵,自然选择对生物变异的定向选择作用。
6.【答案】C
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、 酵母菌是兼性厌氧菌,虽然可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,适合探究细胞呼吸方式,但结合本题题意与实验设定, 该选项不符合题意,A错误;
B、葡萄糖具有较强的还原性,能将酸性重铬酸钾还原而发生颜色变化,并非具有氧化性,B错误;
C、酒精的沸点为78℃,95℃水浴时酒精会气化,使注射器内压强增大,活塞出现明显移动,C正确;
D、酸性条件下重铬酸钾与酒精反应,试管中的液体由橙色变为灰绿色,D错误。
故答案为:C。
【分析】酵母菌作为兼性厌氧菌是探究细胞呼吸方式的常用实验材料,葡萄糖具有还原性会干扰酒精的检测,酒精沸点低于95℃水浴温度会发生气化现象,酸性重铬酸钾与酒精发生反应会呈现出由橙色变为灰绿色的显色变化。
7.【答案】C
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;体温平衡调节;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、寒冷刺激冷觉感受器产生的兴奋传至下丘脑体温调节中枢,而非脑干,进而引起骨骼肌战栗,A错误;
B、渗透压升高使渗透压感受器兴奋,兴奋传至大脑皮层产生渴觉,下丘脑不能产生渴觉,B错误;
C、大量饮水造成血钠降低,会刺激肾上腺皮质分泌醛固酮,进而促进肾小管对Na+的重吸收,C正确;
D、机体维持内环境稳态主要通过神经调节协调各系统、器官活动,并非主要依靠体液调节,D错误。
故答案为:C。
【分析】体温调节中枢位于下丘脑,渴觉的产生部位是大脑皮层,血钠含量降低会促进肾上腺皮质分泌醛固酮,醛固酮能够促进肾小管对钠离子的重吸收,内环境稳态的调节以神经调节为主导,辅以体液调节共同完成。
8.【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素间的相互关系
【解析】【解答】A、岩藻黄素属于叶黄素类光合色素,能够吸收蓝紫光,参与光合作用的光反应过程,A正确;
B、实验前开展预实验可以确定IAA、ICA和SA的适宜浓度范围,为正式实验奠定基础,B正确;
C、分析表格数据,三角褐指藻的生物量产率与岩藻黄素产率并非同步增减,二者不呈正相关,C错误;
D、表格中IAA+SA组的岩藻黄素产率最高,生产中该激素组合有利于提高岩藻黄素的产量,D正确。
故答案为:C。
【分析】叶黄素类光合色素可吸收蓝紫光并参与光反应,预实验能够为正式实验摸索激素的适宜浓度,可根据实验数据判断生物量产率与岩藻黄素产率的相关关系,不同植物激素组合会对微藻的生物量和目标产物产率产生不同影响。
9.【答案】C
【知识点】种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、外来物种入侵的主要原因包括繁殖力强、适应能力强、缺少天敌等,A正确;
B、有机物和能量可沿着农作物→草地贪夜蛾→莱氏绿僵菌的方向流动,B正确;
C、农作物与草地贪夜蛾为捕食关系,莱氏绿僵菌与草地贪夜蛾为寄生关系,C错误;
D、利用植物精油、莱氏绿僵菌防治草地贪夜蛾都属于生物防治,D正确。
故答案为:C。
【分析】外来物种入侵的主要原因,生态系统中物质和能量的流动路径,捕食和寄生两种种间关系的判断,生物防治的概念及具体应用。
10.【答案】D
【知识点】人口增长对生态环境的影响
【解析】【解答】A、光盘行动能减少食物浪费,绿色出行可降低交通碳排放,均能减少碳足迹,A正确;
B、环境绿化可吸收CO2,加强公共交通能减少私家车尾气排放,均能减少碳足迹,B正确;
C、优化生产工艺可提高能源利用率,使用绿色能源能减少化石燃料消耗,均能减少碳足迹,C正确;
D、加大产品进口会增加运输等环节的碳排放,无法减少碳足迹,D错误。
故答案为:D。
【分析】碳足迹用于衡量人类活动直接或间接产生的二氧化碳排放量,减少碳足迹需要降低碳排放、增加二氧化碳吸收,个人绿色生活、城市绿化与公共交通建设、生产工艺优化和绿色能源应用都能实现减排,加大产品进口会带来额外的碳排放,不能减少碳足迹。
11.【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用;果酒果醋的制作;发酵工程的基本环节
【解析】【解答】A、竹笋杀青、漂烫通过高温使酶失活,能保持竹笋天然色泽,还可杀灭竹笋表面微生物,减少杂菌污染,A正确;
B、乳酸菌是酸笋发酵的主要菌群,产生的酸性物质能抑制腐败菌生长,还能形成酸笋独特的酸香,B正确;
C、酵母菌是酸笋发酵的次要菌群,其无氧呼吸产生的酒精可增加醇香,也能为醋酸菌发酵提供底物,C正确;
D、乳酸菌属于厌氧菌,醋酸菌属于好氧菌,二者对氧气的需求相互矛盾,无法同时高效发酵,不能缩短发酵时长、提高酸度,D错误。
故答案为:D。
【分析】高温杀青漂烫可使酶失活、杀灭微生物,乳酸菌在厌氧发酵中起主要产酸抑菌作用,酵母菌无氧呼吸产酒精可作为醋酸菌的发酵底物,不同微生物对氧气的需求存在差异,无法同时进行高效发酵。
12.【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、摇瓶培养的主要目的是使发菜细胞悬浮,充分接触光照和营养物质,并非主要为增加培养液中的溶氧量,A错误;
B、第一阶段为光合自养培养,培养基以无机物为主,杂菌难以繁殖,因此不易被杂菌污染,有利于发菜细胞增殖,B正确;
C、第二阶段混合营养培养中,光合作用与葡萄糖氧化代谢可相互促进,进而利于多糖的合成,C正确;
D、发菜分泌的胞外多糖属于次级代谢产物,可通过工厂化大规模培养发菜来获得,D正确。
故答案为:A。
【分析】摇瓶培养可使微生物细胞悬浮并充分利用营养与光照,光合自养培养的培养基无机物含量高杂菌污染风险低,混合营养培养时光合作用和异养代谢能协同促进代谢产物合成,次级代谢产物的特点以及发菜胞外多糖的工业化生产方式。
13.【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、琼脂糖凝胶电泳中,DNA分子的迁移速率主要与分子大小、构象有关,并非所带电荷越多迁移速率越快,A错误;
B、核酸染料通常在制胶时加入琼脂糖凝胶中,不与PCR产物混合后再加入加样孔,B错误;
C、电场强度增大,DNA迁移速率会加快,但电泳常用电压为5~15V,而非1~5V,C错误;
D、PCR非特异性扩增会产生多种片段,样品上样量过多会降低分辨率,二者均会导致电泳条带模糊,D正确。
故答案为:D。
【分析】琼脂糖凝胶电泳中DNA迁移速率的主要影响因素,核酸染料在电泳实验中的正确使用方式,琼脂糖凝胶电泳的适宜电压范围,造成电泳条带模糊的常见原因。
14.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、过程①去除细胞壁获得原生质体,需用甘露醇等调控渗透压防止原生质体吸水涨破,酶浓度不能调控渗透压,A错误;
B、过程②仅降低紫花苜蓿和百脉根原生质体的活性,不会降低杂种愈伤组织细胞的活力,B错误;
C、过程③的PEG-高Ca2+-高pH法可提高原生质体融合率,无法提高融合的特异性,C错误;
D、过程⑤获得的杂种植物功效存在差异,可能原因有染色体组成不同、遗传物质表达差异等,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交去除细胞壁需用纤维素酶和果胶酶,原生质体需在适宜渗透压环境中保持稳定,原生质体融合的化学诱导方法可提高融合率,杂种植株性状差异与染色体组成和基因表达水平有关。
15.【答案】A,C,D
【知识点】细胞膜的功能;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、去甲肾上腺素属于神经递质,作为信号分子与脂肪细胞膜上的特异性受体相结合,传递交感神经兴奋的调节信号,完成细胞间的信息传递,该过程体现了细胞膜的信息交流功能,A正确;
B、脂肪初步分解的产物进入线粒体后,三羧酸循环(TCA循环)的发生场所是线粒体基质,并非线粒体内膜,因此脂肪初步分解产物在线粒体基质参与TCA循环,B错误;
C、线粒体外膜上磷酸化的AIDA与线粒体内膜的UCP-1结合,会改变UCP-1的空间结构,进而增加线粒体内膜对氢离子的通透性,C正确;
D、氢离子通过UCP-1顺浓度梯度进入线粒体基质,该过程释放的能量不用于合成ATP,而是全部转化为热能,加快机体产热,进而反馈促进脂肪细胞加快脂肪分解,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】神经递质与细胞膜受体结合可体现细胞膜的信息交流功能,三羧酸循环的场所为线粒体基质,蛋白质的空间结构改变会影响其物质运输功能,氢离子顺浓度梯度跨线粒体内膜运输可将能量转化为热能,进而加快脂肪分解。
16.【答案】B,C
【知识点】伴性遗传;遗传系谱图
【解析】【解答】A、根据无中生有为隐性,I1和I2不患甲病却生育患甲病的女儿II3,可判断甲病为常染色体隐性遗传;I2不含乙病致病基因,结合遗传病的遗传特点及题干中一种致病基因位于性染色体上的条件,可判断乙病为伴X、Y染色体同源区段显性遗传,并非伴X染色体显性遗传,A错误;
B、II6关于甲病的基因型有Aa、aa两种,关于乙病的基因型为X Y ,因此II6共有两种基因型;人群中只患乙病的个体,不患甲病的基因型有AA、Aa两种,患乙病的基因型有X X 、X X 、X Y 、X Y 、X Y 五种,二者组合共有2×5=10种基因型,B正确;
C、甲病为常染色体隐性遗传病,其遗传与性别无关,乙病的致病基因位于性染色体的同源区段,属于伴性遗传,遗传与性别相关联,C正确;
D、II5关于甲病的基因型为Aa,而III4关于甲病的基因型无法确定,因此二者关于甲病基因型相同的概率无法计算,并非2/3,D错误。
故答案为:BC。
【分析】无中生有为隐性,生女患病为常隐的遗传判断规律,伴性遗传与常染色体遗传的特点区别,位于XY同源区段的遗传病的基因型种类分析,两种单基因遗传病的基因型组合计算方法,系谱图中个体基因型的推导与概率计算。
17.【答案】A,D
【知识点】癌症的预防与治疗;细胞免疫
【解析】【解答】A、单核细胞属于白细胞,由骨髓中的造血干细胞经过分裂、分化形成,A正确;
B、癌细胞细胞膜上糖蛋白减少是癌细胞自身的特征,与高表达细胞因子CCL4无直接关联,CCL4的作用是招募单核细胞并诱导其分化为肿瘤相关巨噬细胞,B错误;
C、TAM是肿瘤相关巨噬细胞,不属于神经细胞,无法释放神经递质,其通过与细胞毒性T细胞形成持久的突触联系导致细胞毒性T细胞耗竭,C错误;
D、耗竭的细胞毒性T细胞会发生细胞凋亡,凋亡的细胞会被其他细胞吞噬、清除,D正确。
故答案为:AD。
【分析】骨髓中的造血干细胞可以分裂分化形成单核细胞等多种血细胞,癌细胞膜上糖蛋白减少是其发生癌变的固有特征,神经递质仅由神经细胞释放,巨噬细胞不具备释放神经递质的能力,细胞凋亡是细胞的程序性死亡,功能耗竭的免疫细胞会通过凋亡被机体清除。
18.【答案】A,B,D
【知识点】质壁分离和复原;低温诱导染色体加倍实验;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化;DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、植物细胞质壁分离与复原实验证明的是紫色洋葱表皮细胞的原生质层相当于半透膜,原生质层包含细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质,并非仅证明细胞膜是半透膜,A错误;
B、低温诱导染色体数目变化实验中,需先在常温下让蒜生根,再对生长出的根尖进行低温(4℃)诱导处理,低温处理的作用是抑制纺锤体形成,而非在生根阶段进行低温诱导,B错误;
C、细菌体积微小,细菌计数板比血细胞计数板更薄,可使用更高倍数的物镜观察计数,C正确;
D、DNA粗提取与鉴定实验中,研磨液里的SDS作用是瓦解细胞膜,而非瓦解细胞壁,细胞壁的破坏需依靠研磨等物理方式,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】植物细胞质壁分离与复原的实验原理是原生质层为半透膜,低温诱导染色体数目加倍实验需先常温生根再低温处理根尖,细菌计数板的厚度特点适配高倍镜观察,DNA粗提取实验中SDS的作用是瓦解细胞膜,不同生物学实验的原理、操作步骤和试剂作用存在差异。
19.【答案】(1)H+、O2;C3(3-磷酸甘油酸);叶绿体基质
(2)细胞呼吸、甘氨酸分解为丝氨酸(光呼吸);C2循环需要卡尔文循环提供C5
(3)不能,抑制Fd活性会阻碍电子传递,进一步导致活性氧积累,加剧光抑制
(4)增强蒸腾作用以降低叶片温度;失水过多(、酶活性降低),影响植物光合作用;不正确,净光合速率和气孔导度都在下降,说明高温造成黄瓜结构损伤、酶活性下降、生理性缺水
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1) 过程①为光反应中水的光解,该过程将水分解为H+、O2,因此物质A是H+、O2;过程②为卡尔文循环中CO2的固定,CO2与C5结合生成C3(3-磷酸甘油酸),因此物质B是C3(3-磷酸甘油酸);过程④是高温下R酶催化O2参与的光呼吸起始阶段,该过程发生的场所是叶绿体基质。
(2) 卡尔文循环消耗的CO2除从外界吸收外,还来源于细胞呼吸、甘氨酸分解为丝氨酸(光呼吸);C2循环(光呼吸)的反应需要卡尔文循环为其提供C5作为反应底物,因此C2循环对卡尔文循环具有依赖性。
(3) 不能。Fd是还原态铁氧还蛋白,可参与光反应的电子传递并将电子转移至NADPH中,抑制Fd活性会直接阻碍电子传递,导致电子过度积累产生更多活性氧,进而加剧光抑制,无法解除光抑制。
(4) ① 0~3天亚高温组和高温组气孔导度升高,主要意义是增强蒸腾作用,通过水分散失降低叶片温度,减轻高温对叶肉细胞的损伤;1~3天净光合速率降低,主要原因是高温使光合作用相关酶的活性降低,同时植物失水过多,抑制了光合作用的正常进行。
② 该观点不正确。胁迫3~5天高温组的净光合速率和气孔导度均持续下降,说明高温仍造成黄瓜细胞结构损伤、光合酶活性下降、生理性缺水,植株并未适应高温环境。
【分析】光合作用光反应发生在叶绿体类囊体薄膜,水的光解产生H+、O2;暗反应即卡尔文循环与光呼吸的起始过程均发生在叶绿体基质中,CO2与C5结合生成C3。卡尔文循环所需的CO2来源包括外界环境吸收、细胞呼吸以及光呼吸过程中甘氨酸分解为丝氨酸的过程,C2循环的正常进行依赖卡尔文循环提供的C5。Fd参与光反应中的电子传递过程,可将电子转移至NADPH中,电子传递过快或受阻都会产生过多活性氧引发光抑制,抑制Fd活性会加剧电子传递异常和活性氧积累。高温环境下气孔导度升高可通过增强蒸腾作用降低叶片温度,高温会降低光合作用相关酶的活性,还会导致植物失水过多,进而使净光合速率下降,判断植物是否适应高温环境,需要结合净光合速率、气孔导度等多项生理指标综合判断。
(1)在光反应中,水的光解产生物质 为A :H+和氧气。C5和CO2反应生成C3(3-磷酸甘油酸)。过程④为光呼吸的起始阶段,发生的场所为叶绿体基质。
(2)从图中可知,光呼吸(C2循环)会产生CO2,可作为卡尔文循环的原料;除此之外呼吸作用产生的二氧化碳也可用于卡尔文循环。C2循环中一些反应步骤需要卡尔文循环产生的 NADPH 和 ATP 来推动反应进行,故C2循环对卡尔文循环具有依赖性。
(3)Fd 可将电子转移至 NADPH 中,若抑制其活性,电子无法正常转移,NADPH 不能被消耗反而会积累,过多的 NADPH 会进一步加重活性氧产生,加剧光抑制,所以不能通过抑制 Fd 活性解除光抑制。
(4)①气孔导度升高利于植物进行蒸腾作用以降低叶片温度。1 - 3 天气孔导度大但净光合速率降低,可能是高温使光合作用相关酶的活性下降或植物失水过多,影响了光合作用进行。
②虽然光呼吸速率下降,但从图中看高温组净光合速率持续降低,气孔导度也在下降,说明植物整体光合作用受高温抑制或黄瓜结构损伤、酶活性下降、生理性缺水,故植物没有适应高温环境,所以该观点不正确。
20.【答案】(1)不受调查区域天气地形影响、可长期连续监测
(2)流向分解者、流向金雕和红隼;群落的季节性(季相)
(3)垂直;负相关;乔木盖度大导致林下光照不足、乔木的深根系对水分和养分的竞争力更强
(4)物理和行为
(5)草本;获得足够的食物哺育后代;乔木和落叶盖度大、草本盖度小;隐蔽躲避天敌、获得食物
【知识点】估算种群密度的方法;群落的结构
【解析】【解答】(1) 调查雉鹑种群密度采用红外线相机陷阱法,与标记重捕法相比,该方法的主要优势有对生物伤害少、不受调查区域天气和地形的限制、可以进行长期连续的监测。
(2) 雉鹑同化的能量除呼吸消耗外,去向还有流向分解者、流向金雕和红隼;群落的外貌和结构因春、夏、秋、冬的变化而发生规律性的变化,这称之为群落的季节性。
(3) 雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等体现了群落的垂直结构;乔木盖度与草本盖度一般呈负相关,主要原因是乔木盖度大时会遮挡林下光照,导致草本植物获得的光照不足,同时乔木的深根系对水分和养分的竞争能力更强,会抑制草本植物的生长。
(4) 雉鹑发出的短促尖锐的警戒声属于物理信息,头部摆动、颈部伸直等动作属于行为信息,这些属于生态系统中的物理和行为信息。
(5) 据图2分析,雉鹑在繁殖季更多选择生活在草本盖度较大的环境中,草本植物以及植食性昆虫是雉鹑的食物,这有利于雉鹑获得足够的食物哺育后代;非繁殖季有较长雪期,雉鹑更多选择生活在乔木和落叶盖度大、草本盖度小的环境中,这有利于雉鹑隐蔽躲避天敌,同时便于获取落叶中的果实和种子等食物。
【分析】红外线相机陷阱法调查种群密度,对动物干扰小、适用复杂环境且可长期监测;消费者同化量的去向包括呼吸消耗、流向分解者和流向下一营养级,群落季节性是群落外貌结构随季节的规律性变化;群落垂直结构表现为植被的分层分布,乔木与草本盖度负相关是光照、养分竞争的结果;生态系统中声音属于物理信息,动物动作属于行为信息;雉鹑在繁殖季和非繁殖季选择不同植被盖度的生境,是对食物获取、躲避天敌等生存需求的适应,体现了生物与环境的协同适应。
(1)红外相机无需人工频繁进入调查区域,适用于复杂地形或恶劣天气,且可持续记录数据,减少人为干扰。
(2)同化能量去向包括呼吸消耗(已排除)、分解者(遗体残骸)和流向捕食者(金雕、红隼为天敌)。群落结构和外貌随季节周期性变化的现象称为群落的季节性(季相)。
(3)雉鹑繁殖地生境中自上而下分布乔木、灌木、草本等,分层现象体现群落的垂直结构。由图2分析,乔木盖度与草本盖度一般呈负相关,乔木盖度大时,林下光照弱、根系资源竞争加剧,抑制草本植物生长。
(4)短促尖锐的 声音 属于物理信息, 头部摆动、颈部伸直 属于行为信息。
(5)据图2分析,繁殖季选择草本盖度大 。原因 是草本植物嫩叶和植食性昆虫是雉鹑繁殖期的主要食物(图1),高草本盖度为育雏提供充足食物。非繁殖季(秋冬季,有较长的雪期)选择乔木和落叶盖度大、草本盖度小 。乔木和落叶层提供隐蔽性(隐蔽躲避天敌),同时易于获取落叶中的果实和种子(获取食物)。
21.【答案】(1)4;1/36
(2)A;C
(3)不会发生性状分离,能持续保持优良性状
(4)基因突变和易位(染色体结构变异);2/3;2:1;B、C(或A、C);A(或B);AAZBW
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1)图1中F1中雌雄性别表现不一致,则说明与性别有关,由于A基因位于5号常染色体上,则B基因位于Z染色体上,亲本雄蚕基因型为AAZbZb和AaZbZb,雌蚕基因型为aaZBW,F1雄蚕的基因型为AaZBZb和aaZBZb,可产生AZB、AZb、aZB、aZb共4种配子。F1雌雄个体随机交配,常染色体上A基因相关配子及比例为A:a=1:2,Z染色体上雄配子为ZB:Zb=1:1,雌配子为ZB:W=1:1,F2中韧性雌蚕纯合子AAZBW的概率为1/3×1/3×1/4=1/36。
(2) 高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,同源染色体分离受阻,常温下恢复分裂,可使子代与亲本遗传组成相同;高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂,也可使子代遗传组成与亲本一致。高温破坏减数分裂Ⅱ纺锤体或次级卵母细胞直接有丝分裂,均无法保证子代与亲本遗传组成相同,AC符合题意,BD不符合题意。
故答案为:AC。
(3) 与有性生殖相比,孤雌生殖没有精卵结合过程,不会发生基因重组导致的性状分离,能持续保持优良性状。
(4) ①野生雄蚕的基因型是Z++Z++,经过人工诱变后,产生的品系A的基因型是ZI1+Z++,品系B的基因型是Z++ZI2+,可见是基因发生了变化,属于基因突变的变异类型;野生雌蚕的基因型是Z++W,经过人工诱变后,产生的品系C的基因型是ZW++,Z和W染色体的长度也发生变化,可见是染色体上发生了变化,属于染色体结构变异中易位的变异类型。品系A(ZI1+Z++)产生的配子的比例是ZI1+:Z++=1:1,野生雌蚕(Z++W)产生的配子的比例是Z++:W=1:1,则品系A(ZI1+Z++)与野生雌蚕(Z++W)杂交后子代的基因型及其比例为ZI1+Z++:ZI1+W:Z++Z++:Z++W=1:1:1:1,其中由于l1为隐性纯合致死基因,则ZI1+W的个体死亡,因此品系A(ZI1+Z++)与野生雌蚕(Z++W)杂交后子代的基因型及其比例为ZI1+Z++:Z++Z++:Z++W=1:1:1,即雌(ZW):雄(ZZ)=1:2,故品系A与野生雌蚕杂交后代雄蚕的比例为2/3。品系B (Z++ZI2+)产生的配子的比例是Z++:ZI2+=1:1,品系C(ZW++)产生的配子的比例是Z:W++=1:1,则品系B(Z++ZI2+)与品系C(ZW++)杂交杂交后子代的基因型及其比例为Z++Z:Z++W++:ZI2+Z:ZI2+W++=1:1:1:1,其中由于l2为隐性纯合致死基因,则ZI2+Z和的个体死亡,因此品系B(Z++ZI2+)与品系C(ZW++)杂交杂交后子代的基因型及其比例为Z++Z:Z++W++:ZI2+W++=1:1:1,即雌(ZW):雄(ZZ)=2:1。
② 平衡致死体系雄蚕的基因型为ZI1+ZI2+,品系A含有I1,品系B含有I2,两个品系都为雄蚕,因此需要雌蚕参与杂交,才能后代出现l1、l2在一起可能性,由于l1、l2为两种隐性纯合致死基因,因此雌蚕应选择品系C才能使后代含l1或l2的雌蚕存活。综上所述,有两种方案,方案一:品系A(ZI1+Z++)和C(ZW++)杂交,产生基因型为ZI1+W++的后代,该个体与品系B(Z++ZI2+)杂交,则能产生基因型为ZI1+ZI2+的平衡致死系雄蚕;方案二:品系B(Z++ZI2+)和C(ZW++)杂交,产生基因型为ZI2+W++的后代,该个体与品系A(ZI1+Z++)杂交,则能产生基因型为ZI1+ZI2+的平衡致死系雄蚕。同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝,A基因为常染色体上,B位于Z染色体上,要后代是产丝多且有韧性的雄蚕(A-ZBZ-),由于亲代之一的基因型为则ZI1+ZI2+的雄性,则需要另一个亲代是雌性且含有A和B的基因纯合个体,故基因型为AAZBW。
【分析】根据杂交后代性状与性别关联,可判断B基因位于Z染色体,A基因位于常染色体,通过配子法计算F1配子种类和F2基因型概率。孤雌生殖通过抑制减数分裂同源染色体分离或极体与卵核融合,保持子代遗传组成稳定。孤雌生殖无基因重组,可稳定保留优良性状。家蚕诱变育种涉及基因突变和染色体易位,隐性纯合致死基因会改变后代雌雄比例,通过多品系杂交可构建平衡致死系,实现目标雄蚕的培育。
(1)依据图1,F1中雌雄性别表现不一致,且A基因位于5号染色体上,则B基因位于Z染色体上,同时含有A、B基因时表现为韧性蚕丝,雄蚕含有A基因,雌蚕含有B基因,则亲本的基因型雄蚕的基因型为A-ZbZb、aaZBW,F1中,韧性雄蚕:非韧性雄蚕=2:1,即AaZBZb:aaZBZb=2:1,可推知,亲本雄蚕可以产生AZb:aZb=2:1,即亲本雄蚕的基因型AAZbZb:AaZbZb=2:1,所以:①F1雄蚕可以产生4种配子,②F1的基因型及比例为:AaZBZb:aaZBZb:AaZbW:aaZbW=2:1:2:1,当F1雌雄蚕随机交配时,按照配子法和拆分法,可推知,F2中韧性雌蚕纯合子(AAZBW)的概率为(1/31/3)(1/4)=1/36。
(2)AB、依据图2,孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,所以可推知,应为高温破坏减数分裂Ⅰ时的纺锤体,进而导致减数第一次分裂后期,同源染色体没有正常分离,而在常温下,恢复分裂和分化能力,A正确,B错误;
CD、孤雌生殖产生的子代与亲本遗传组成相同,可能是高温下减数分裂Ⅰ未排出的极体与卵核融合后,常温下进行有丝分裂,而并非高温下减数分裂Ⅰ形成的次级卵母细胞停止分裂,C正确,D错误。
故选AC。
(3)孤雌生殖与有性生殖相比较,没有经过精子和卵细胞的结合,所以不会发生性状分离,能持续保持亲本的优良性状。
(4)①品系A和品系B是野生雄蚕经过人工诱变形成的,所以依据的原理是基因突变,品系C的形成,发生在Z、W染色体之间,发生易位,属于染色体结构的变异。品系A(ZⅠ1Z+)与野生雌蚕(Z+W)杂交可以产生,ZⅠ1Z+、Z+Z+、ZⅠ1W、Z+W四种基因型,其中,ZⅠ1W致死,所以后代中雄蚕占2/3;品系B(Z+ZⅠ2)与品系C(ZOW++)杂交,可以产生Z+ZO、Z+W++、ZⅠ2ZO、ZⅠ2W++,其中ZⅠ2ZO不能存活,所以雌:雄=2:1.
②若要培育图4所示的Z+Ⅰ1ZⅠ2+的雄蚕,可以利用品系B(Z++Z+Ⅰ2)与品系C(ZOW++)杂交,获得ZⅠ2+W++的雌蚕,然后与A品系(Z+Ⅰ1Z++)杂交,进而选择Z+Ⅰ1ZⅠ2+的雄蚕,即平衡致死系雄蚕。最后利用此雄蚕与基因型为AAZBW的韧性雌蚕杂交,即可获得所需产丝多且有韧性的雄蚕(ZBZ-)。
22.【答案】(1)数量减少或结构异常;摄取、利用、储存
(2)树突;升高;钠-钾泵功能异常导致静息电位的绝对值降低
(3)DAG、MG(二酰基甘油、甲基乙二醛);Ca2+、Na+内流
(4)为C细胞的增殖分化提供第二信号并产生细胞因子;吞噬、消化髓鞘;髓鞘脱落导致原本被保护的神经纤维暴露
(5)B、A、C
【知识点】神经冲动的产生和传导;血糖平衡调节
【解析】【解答】(1) 长期高糖高脂饮食会导致细胞膜上的胰岛素受体数量减少或结构异常,胰岛素无法有效与受体结合,细胞内信号通路传导受阻,进而产生胰岛素抵抗;胰岛素的作用是促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,持续的胰岛素抵抗会使胰岛B细胞功能衰退,胰岛素分泌不足,组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖的能力显著降低,血糖浓度持续升高,最终引发糖尿病。
(2) 痛觉神经元的该突起负责接收外界刺激信号并将兴奋传向细胞体,属于树突;葡萄糖代谢紊乱会使细胞内山梨醇大量积累,细胞内溶质微粒增多,导致细胞内渗透压升高,细胞渗透压失衡进而促进肌醇排出;肌醇是钠-钾泵的重要组成部分,肌醇大量排出会使钠-钾泵结构和功能异常,钠-钾泵参与维持静息电位,其功能异常会导致静息电位的绝对值降低,痛觉神经元受到微弱刺激就更容易达到阈电位产生兴奋,即出现神经元敏化。
(3) 痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱会产生较多的DAG、MG(二酰基甘油、甲基乙二醛),这些代谢产物会激活细胞膜上的TRPA1;TRPA1被激活后会改变细胞膜对离子的通透性,当痛觉神经元受到刺激时,Ca2+、Na+内流的量显著增多,膜电位快速变化,更容易达到阈电位引发动作电位,使痛觉神经元异常兴奋,表现为神经元敏化。
(4) 过程③中B细胞的功能是识别并呈递抗原,为T细胞的增殖分化提供第二信号,同时分泌细胞因子促进T细胞的增殖和分化;抗体与髓鞘细胞的内生抗原结合后,巨噬细胞会识别并吞噬、消化脱落的髓鞘结构;髓鞘对神经纤维具有保护和绝缘作用,髓鞘脱落后原本被包裹保护的神经纤维直接暴露,易受到外界各种刺激的影响而频繁兴奋,最终导致痛觉神经元敏化。
(5) 该实验的自变量为是否患糖尿病神经痛、是否进行电针治疗,实验分组为正常组、糖尿病神经痛模型组、电针治疗组,其中正常组神经元TRPA1含量最少,糖尿病神经痛模型组TRPA1含量最多,电针治疗组TRPA1含量介于两组之间;图2中A为正常组、B为模型组、C为电针组,图3中荧光强度代表TRPA1含量,甲荧光最强对应模型组B,乙荧光最弱对应正常组A,丙荧光中等对应电针组C,该结果可证明电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN。
【分析】胰岛素受体异常会引发胰岛素抵抗,组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖的能力下降是糖尿病的核心成因;痛觉神经元的树突负责接收信号,葡萄糖代谢紊乱可通过三条途径引发神经元敏化,分别是肌醇流失导致钠-钾泵功能异常、代谢产物激活TRPA1使阳离子内流增多、免疫反应介导髓鞘脱落使神经纤维暴露;B细胞在体液免疫中承担抗原呈递和分泌细胞因子的作用,巨噬细胞负责吞噬清除脱落的髓鞘;通过正常组、糖尿病模型组、电针治疗组的对照实验,可验证电针通过降低TRPA1含量缓解糖尿病神经痛的机制。
(1)长期高糖高脂饮食,导致胰岛素受体数量减少或结构异常、细胞内信号通路传导受阻等,从而产生胰岛素抵抗;持续的胰岛素抵抗会导致胰岛B细胞功能衰退,组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖的能力降低,从而导致糖尿病。
(2)图中兴奋由神经节传向中枢,故痛觉神经元的突起属于树突,痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱从而积累较多的山梨醇,导致渗透压升高而失衡,促进细胞排出肌醇。据过程①分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是钠-钾泵功能异常导致静息电位的绝对值降低。
(3)据过程②分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是:痛觉神经元内葡萄糖代谢紊乱会产生较多的DAG、MG(二酰基甘油、甲基乙二醛)激活TRPA1,当痛觉神经元受到刺激时,Ca2+、Na+内流增多,更易达到阈电位使痛觉神经元兴奋。
(4)分析题图可知,过程③中B细胞的功能是为C细胞的增殖分化提供第二信号并产生细胞因子,抗体介导脱髓鞘过程中巨噬细胞的作用是吞噬、消化髓鞘。据过程③分析,葡萄糖代谢紊乱导致神经元敏化的原因是髓鞘脱落导致原本被保护的神经纤维暴露。
(5)临床上,电针(针灸与电疗结合治疗)是一种缓解PDN的手段。为验证电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN,研究人员进行实验研究,相关结果如图2、3(图中荧光强度强弱代表TRPA1含量多少)。当图3中甲的TRPA1表达量最高,乙的TRPA1表达量最高较少,丙的TRPA1表达量最少,结果分别对应于图2B、A、C组,证明电针通过抑制神经元表达TRPA1缓解PDN。
23.【答案】(1)逆转录酶、TaqDNA聚合酶(Mg2+缓冲液);A、C
(2)有利于目的基因与载体连接
(3)提高目的基因的表达水平;氨苄青霉素和卡那霉素
(4)CP-LsMET1-RZRNA中的RZRNA片段(自切割核糖核酸酶);在植物细胞中合成RNA聚合酶,催化合成dsRNA;AGO1蛋白水解siRNA的链不同
(5)一致,实验组LsMET1基因表达量明显下降,茎生长受抑制。
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) 过程①先以RNA为模板通过逆转录合成cDNA,再对目的基因进行PCR扩增,反应体系中除引物、原料、模板外,还需要逆转录酶、热稳定的TaqDNA聚合酶,以及含Mg2+的缓冲液。PCR过程中子链沿5'→3'方向延伸,结合目的基因的序列和酶切位点要求,用于过程①扩增的引物为A、C。
(2) 过程②将环状DNA扩增为线性DNA,可以使目的基因两端的酶切位点充分暴露,降低目的基因与载体连接的空间位阻,更有利于目的基因与载体完成连接。
(3) 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,插入双启动子可以结合更多的RNA聚合酶,大幅提高目的基因的转录效率,进而提高目的基因的表达水平。TRV1质粒含氨苄青霉素抗性基因,重组TRV2质粒含卡那霉素抗性基因,因此培养基中需加入氨苄青霉素和卡那霉素,筛选出同时导入两种质粒的农杆菌。
(4) RZ为自切割核糖核酸酶基因,CP-LsMET1-RZ基因转录形成的RNA中,RZRNA片段作为自切割核糖核酸酶,可催化该RNA剪切为CPRNA、LsMET1 RNA、RZRNA。TRV1质粒携带RdRp基因,导入植物细胞后可表达RNA聚合酶,催化以单链RNA为模板合成dsRNA,为基因沉默提供底物。AGO1蛋白会选择性降解siRNA中3'端稳定性较低的链,若水解后剩余的siRNA链能与LsMET1 mRNA互补配对,对应的RISC可降解mRNA,若不能互补配对则无法降解,因此激活的RISC功能存在差异。
(5) 实验结果与预期一致。实验组通过VIGS技术使LsMET1基因沉默,LsMET1基因的表达量较对照组显著下降,叶用莴苣的茎生长受到明显抑制,与LsMET1基因促进抽薹的预期结论相符。
【分析】过程①包含逆转录和PCR扩增,需要逆转录酶和Taq酶等关键酶,线性化目的基因可提升与载体的连接效率,双启动子能增强目的基因转录,双抗生素筛选可获得含两种质粒的农杆菌。RZRNA可实现转录产物的自剪切,TRV1表达的RNA聚合酶负责合成dsRNA,siRNA链的选择性降解决定了基因沉默的效率。实验组基因表达量降低且抽薹受抑制,验证了LsMET1基因对叶用莴苣抽薹的促进作用。
(1)图中过程①是由RNA获得目的基因的过程,该过程首先应经逆转录获得DNA,随后进行PCR扩增,所以反应体系中加入的物质除引物、原料、模板外,还有逆转录酶、TaqDNA聚合酶(Mg2+缓冲液,用于激活TaqDNA聚合酶)。
扩增过程中子链延伸的方向为5'端→3'端,结合图中序列可知,应选择引物A和C进行扩增。
(2)过程②将环状DNA扩增为线性DNA有利于目的基因与载体连接。
(3)启动子的作用是与RNA聚合酶结合,启动转录,在TRV1、TRV2质粒中插入双启动子可有效提高目的基因的转录水平。由于导入的TRV1质粒含有氨苄青霉素抗性基因、重组质粒含有卡那霉素抗性基因,所以在培养基中应加入氨苄青霉素和卡那霉素进行筛选。
(4)由图1注可知,RZ为自切割核糖核酸酶基因,所以导入植物细胞的CP-LsMET1-RZ基因转录后在CP-LsMET1-RZRNA中的RZRNA片段(自切割核糖核酸酶)催化下,被剪切为CPRNA、LsMET1 RNA、RZRNA。由图1可知,RdRp为病毒的RNA聚合酶基因,向农杆菌中导入TRV1质粒的目的是在植物细胞中合成RNA聚合酶,催化合成dsRNA,由于AGO1蛋白选择性降解3'端稳定性较低的一条链,而不同LsMET1链的稳定性,即AGO1蛋白水解siRNA的链不同,所以激活的RISC有的能诱导LsMET1 mRNA降解,有的不能诱导LsMET1 mRNA降解。
(5)由图3可知,实验组较对照组LsMET1基因表达量明显下降,茎生长受抑制,说明实验结果与预期一致。
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