【精品解析】2025届江苏省高品质高中高三下学期5月调研测试生物试卷

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【精品解析】2025届江苏省高品质高中高三下学期5月调研测试生物试卷

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2025届江苏省高品质高中高三下学期5月调研测试生物试卷
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1.蛋白质由多种元素组成,是生命活动的主要承担者。相关叙述正确的是(  )
A.胰岛素含C、H、O、N、S,可促进肌糖原的分解
B.血红蛋白含C、H、O、N、Fe,可携带并运输氧气
C.唾液淀粉酶含C、H、O、N、Ca,可催化淀粉的氧化分解
D.细胞色素C含C、H、O、N、Zn,可参与葡萄糖的分解
2.肿瘤细胞膜上的ABC转运蛋白介导化疗药物的外排,是肿瘤细胞的一种重要耐药机制。ABC转运蛋白包含跨膜结构域(TMD)和核苷酸结合结构域(NBD),当药物、ATP分别与TMD、NBD结合后,ATP水解,将药物排出细胞膜外,主要机理如图。相关叙述错误的是(  )
A.TMD含有多个亲水性氨基酸
B.NBD具有两个ATP结合位点,且能水解ATP
C.ATP的水解导致TMD的空间构象发生改变
D.化疗时联合使用ABC转运蛋白抑制剂可增强化疗效果
3.科研人员向脐带细胞中导入某些转录因子,成功获得重编程的诱导滋养干细胞(iTSCs)。相关叙述正确的是(  )
A.脐带细胞重编程为iTSCs的过程中发生了基因的选择性表达
B.iTSCs增殖分化过程中基因种类发生改变,细胞分裂能力下降
C.iTSCs可增殖分化形成胎盘、胎膜,体现了细胞的全能性
D.利用iTSCs在体外构建胎盘,研究桑葚胚分化为囊胚的机制
4.生物实验中选择合适的实验材料是实验成功的关键。相关叙述错误的是(  )
A.“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料
B.“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中,选择黑藻小叶做实验材料
C.“观察植物分生区组织细胞有丝分裂”实验中,选择菠菜叶肉细胞做实验材料
D.“DNA的粗提取与鉴定”实验中,选择哺乳动物的肝脏做实验材料
5.下图是某生物兴趣小组以大葱花序为材料观察到的减数分裂图像。相关叙述正确的是(  )
A.应选择盛花期的花粉进行上述实验
B.图2细胞正发生姐妹染色单体的分离
C.图3每个细胞中DNA数是图1细胞的一半
D.图1、图2、图3每个细胞中的染色体数相同
6.研究发现DNA甲基化、组蛋白乙酰化(使染色质松散)等修饰对畜禽肌肉生长发育均有影响。相关叙述正确的是(  )
A.DNA甲基化、组蛋白乙酰化修饰均能改变基因的碱基序列
B.肌肉发育相关基因启动子甲基化程度与基因表达呈负相关
C.肌肉发育相关染色质区的组蛋白乙酰化与基因表达呈负相关
D.DNA甲基化、组蛋白乙酰化均属于表观遗传,其遵循孟德尔遗传定律
7.下图是研究人员利用埃塞俄比亚芥(BBCC)、甘蓝型油菜(AACC)和芥菜型油菜(AABB)培育新品种(AABBCC)的主要流程,其中A、B、C表示3个不同的染色体组,分别含有10、8、9条染色体。F1可因减数分裂Ⅰ失败而产生不减数配子。相关叙述正确的是(  )
A.该育种的原理是染色体结构变异
B.两亲本减数第一次分裂都会形成17个四分体
C.F1产生的配子最多可含36条染色体
D.筛选获得的新品种属于六倍体、可育性低
8.自主神经系统通过影响交感-副交感神经平衡对内脏、血管和腺体的调节。相关叙述错误的是(  )
A.自主神经系统属于外周神经系统
B.自主神经系统对胃肠蠕动的调节不受意识支配
C.副交感神经兴奋可使心跳减慢、心输出量降低
D.交感神经和副交感神经对同一器官的作用都截然相反
9.抑制性中性粒细胞能抑制淋巴细胞的增殖分化。为了研究抑制性中性粒细胞与肿瘤细胞免疫逃逸的关系,研究人员检测了正常组织及肿瘤组织中抑制性中性粒细胞S基因的表达情况,结果如图所示。相关叙述正确的是(  )
A.免疫自稳功能低下或失调,人体容易有肿瘤的发生
B.巨噬细胞、细胞毒性T细胞等淋巴细胞能特异性识别肿瘤细胞
C.抑制性中性粒细胞通过分泌细胞因子、抗体等物质抑制淋巴细胞的增殖分化
D.S基因表达量增加,可增强抑制性中性粒细胞对淋巴细胞增殖分化的抑制强度
10.植物生长调节剂具有调节植物生长发育的作用。相关叙述正确的是(  )
A.植物生长调节剂与植物激素分子结构相似,决定了其生理效应相似
B.喷施矮壮素能抑制植物细胞的伸长生长,防止植物倒伏
C.喷施青鲜素可使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶
D.喷施α-萘乙酸(NAA)可提高座果率并促进果实成熟
11.“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的时间跨度大、计数耗时长,为克服以上困难,研究人员每隔2h从酵母菌培养液中取样,采用三种方法固定酵母菌,在培养结束后统一用血细胞计数板进行计数,并设置对照组(CK组),研究不同固定方法对实验结果的影响,实验结果如图。相关叙述错误的是(  )
A.固定酵母菌的目的是抑制酵母菌的无氧呼吸,降低增殖速率
B.使用血细胞计数板计数时,需先盖上盖玻片再滴加样液
C.CK组酵母菌种群数量在16h内基本呈现S形增长
D.结果表明用无水乙醇固定酵母菌计数能较准确反映酵母菌种群数量变化规律
12.白洋淀湿地自然保护区主要保护内陆淡水湿地生态系统及珍稀濒危野生动植物,在涵养水源、调节区域间小气候等方面也起着重要作用。相关叙述正确的是(  )
A.白洋淀湿地中各种绿色植物、动物和细菌共同组成生物群落
B.白洋淀湿地生态系统物种丰富、资源充足,在物质上能自给自足
C.白洋淀湿地能涵养水源、调节气候,体现了生物多样性的间接价值
D.建立白洋淀湿地自然保护区属于易地保护,是对生物多样性最有效的保护
13.蚕豆酱是我国传统发酵食品之一,其发酵工艺主要包括制曲(主要是曲霉)和发酵两个阶段,简要流程如下图。相关叙述错误的是(  )
A.传统发酵以混合菌种的固体、半固体发酵为主
B.将蚕豆浸泡去皮后高压蒸煮有利于灭菌和发酵
C.蒸煮后添加面粉有利于曲霉生长,加快发酵进程
D.将成曲的蚕豆捣碎,浸泡在盐水中并密封发酵
14.玉叶金花是我国传统中药。研究人员选取适量玉叶金花愈伤组织,夹碎后转移到培养基中,在适宜条件下进行悬浮振荡培养。每隔3d测其鲜重和细胞活力结果如图(吸光值与细胞活力呈正相关),以确定悬浮细胞培养的适宜时长,为玉叶金花的快速繁殖提供理论基础。相关叙述错误的是(  )
A.取玉叶金花幼嫩的茎尖经脱分化和再分化可获得其愈伤组织
B.培养愈伤组织的培养基为液体培养基,振荡培养有利于增加溶氧量
C.培养期间愈伤组织细胞生长速率先增加后降低
D.结果表明玉叶金花愈伤组织细胞最适培养时长为6~9天
15.超数排卵需要用到促卵泡素(FSH)。为了生产足量的促卵泡素,研究人员利用DNA重组技术向宿主细胞导入促卵泡素基因,生产重组人促卵泡素(rFSH)。经鉴定rFSH与内源FSH具有相似的活性,且稳定性更高。相关叙述正确的是(  )
A.人体的内源FSH由下丘脑分泌,作用于卵巢促进排卵
B.常采用显微注射法直接将促卵泡素基因注入宿主细胞
C.与使用内源FSH相比,使用rFSH超数排卵的效果更好
D.先口服rFSH进行超数排卵,再在体外进行人工授精
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。
16.下图是人体细胞中脂肪酸和氨基酸分解为丙酰辅酶A后,在线粒体中氧化分解的部分过程,研究表明3-HP和D-2HG积累会损伤线粒体结构。相关叙述正确的是(  )
A.脂肪酸和氨基酸彻底氧化分解的终产物均为CO2和水
B.丙酰辅酶A分解产生的[H]在线粒体基质中与O2反应生成H2O
C.D酶缺失或H酶缺失都会导致3-HP积累
D.D酶缺失或H酶缺失都会影响丙酮酸的氧化分解
17.某二倍体植株的花色由两对等位基因(A、a和B、b)控制,A基因控制红色素的合成,B基因控制蓝色素的合成,含A、B基因的植株开紫花,不含A和B基因的植株开白花。研究人员用两个纯合亲本进行下图杂交实验,不考虑基因突变和致死。相关叙述正确的是(  )
A.两对等位基因位于两对同源染色体上
B.亲本紫花和F1基因型分别为AABB、AaBb
C.F1产生AB和ab配子的概率均为3/4
D.F2红花和蓝花中的纯合子都占1/7
18.蓝光通过视网膜-下丘脑-棕色脂肪组织轴影响脂肪细胞对葡萄糖的摄取,相关过程如下图,长时间蓝光照射会显著增加患糖尿病的风险。相关叙述正确的是(  )
A.视网膜感光细胞可接受蓝光刺激产生兴奋
B.神经元a上兴奋传导方向与细胞膜外电流方向一致
C.神经元a将兴奋传给下丘脑的过程中发生电信号→化学信号→电信号的转换
D.长时间蓝光照射,棕色脂肪细胞摄取葡萄糖的能力被抑制,导致血糖升高
19.人鼠嵌合抗体是鼠源抗体的可变区(V区)与人源抗体的恒定区(C区)结合而成的抗体。下图1是抗体的示意图(H代表重链,L代表轻链),图2是制备抗肿瘤的人鼠嵌合抗体的部分过程。相关叙述正确的是(  )
A.过程①从经免疫处理的小鼠脾中获取的B淋巴细胞都能产生特定抗体
B.过程③获得的VL、VH基因碱基序列与B淋巴细胞中的VL、VH基因碱基序列不同
C.过程④构建人鼠重组基因,其表达产物在人体内的免疫原性比鼠源性抗体低
D.过程⑥常采用农杆菌转化法将基因嵌合表达载体转入受体细胞
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20.研究人员以4种管理梯度下的森林为研究对象,探究森林管理对植被碳密度的影响。4种管理梯度下形成的森林分别是20世纪50年代森林被皆伐后自然更新形成的白桦次生林(WB);20世纪60年代初,在部分WB林冠层下人工栽植红松形成的混交林(MA);20世纪70年代将部分MA中白桦等先锋树种进行择伐,保留全部红松形成的择伐林(SK);20世纪80年代对部分SK中的红松进行选择性疏伐,形成的疏伐林(KT)。2022年测定了森林群落乔木层特征、不同演替阶段植被碳密度,结果如下表、图。请回答下列问题。
林分密度/棵·hm-2 横截面面积总和/m2·hm-2 平均胸径/cm
WB 2667 27.5 8.74
MA 2183 28.6 10.67
SK 4178 43.4 9.64
KT 1811 44.7 16.73
(1)WB形成过程属于群落的   演替,其中所有的白桦组成一个   。SK、KT管理模式均有利于红松的生长,其原因分别是   。
(2)表中,调查林分密度时常采用的取样方法是   。与KT相比,SK乔木层的横截面面积总和相似,而平均胸径较小的原因可能是   
(3)森林群落中,乔木胸径级别是决定森林植被碳密度的重要因素。图中不同管理模式下总植被碳密度的差异均主要取决于   的碳密度,KT管理模式碳密度最大的原因可能是   。
(4)研究表明,KT是针阔混交林,有白桦等落叶阔叶乔木和红松等常绿针叶乔木。这种“栽针保阔”的管理方式增强了生态系统的稳定性,提高了森林的碳汇功能,促进森林可持续发展。与WB相比,KT生物多样性   ,抵御病虫害和自然灾害的能力强,生态系统的稳定性高。与WB相比,秋冬季KT碳汇功能更强,其原因可能是   。
21.卒中是由于脑部血管破裂或堵塞导致脑组织损伤的疾病,卒中焦虑是患者卒中后表现出焦虑的情绪障碍。卒中以后,一方面颅压升高异常激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴、神经递质(如GAGA、5-HT)紊乱导致糖皮质激素(GC)升高,另一方面产多巴胺神经元的CRH受体表达降低等共同导致焦虑。请回答下列问题。
(1)卒中后,患者颅压升高异常激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,导致下丘脑分泌的   (填激素名称)增多,作用于垂体细胞   (填结构)上的受体促进垂体分泌ACTH,最终导致糖皮质激素升高,糖皮质激素经体液运输作用于   导致焦虑。
(2)GABA作用于下丘脑细胞,   (促进、抑制)Cl-内流,卒中后,GABA含量降低,易导致焦虑。
(3)卒中焦虑者多巴胺含量降低,据图分析主要原因是   。卒中焦虑者常出现糖皮质激素抵抗,糖皮质激素抵抗会加重焦虑症状,其主要原因是   ,进一步导致糖皮质激素升高。
(4)下列药物可以用于治疗或缓解卒中焦虑症状的有   。
①羟丁酸钠(GABA受体激动剂) ②Antalarmin(CRH受体拮抗剂)
③泰舒达克(多巴胺受体激动剂) ④氟西汀(5-HT再摄取抑制剂)
(5)卒中导致大脑组织因缺血受到损害,使得受损脑神经元所支配的肢体器官功能遭到影响,常见的后遗症有偏瘫、口眼歪斜、半侧肢体障碍等。目前骨髓干细胞移植的治疗效果明显优于药物治疗,其主要原因有:一方面骨髓干细胞的旁分泌作用改善组织微环境,有利于   功能的修复;一方面骨髓干细胞可能分化为新的神经元、   细胞,重建神经通路从而减轻卒中后期的后遗症。
22.蛋用鹌鹑(ZW型,2n=78)的羽色由三对等位基因(B和b、Y和y、D和d)控制。B控制有色,b控制白色;Y控制栗色,y控制黄色;D控制雄性鹌鹑羽毛黑色斑点、雌性鹌鹑羽毛灰色斑点,d控制羽毛没有斑点。研究人员用4种品系鹌鹑进行杂交实验,结果如下图,请回答下列问题。
(1)据图分析,位于Z染色体上的基因是   ,遵循自由组合定律的基因是   。
(2)实验一亲本的基因型是   、   。
(3)实验一F1白色灰斑羽中纯合子占   ,实验一F1栗色黑斑羽雄性与实验二F1栗色黑斑羽雄性基因型相同的概率是   。
(4)研究人员将实验二F1栗色羽(♂)与亲本白色羽(♀)进行杂交(回交),其后代结果如下表:
栗色羽 黄色羽 白色羽
♂ ♀ ♂ ♀ ♂ ♀
135 27 0 108 135 135
①后代出现栗色羽(♀)的原因是   。
②若实验二F1栗色黑斑羽(♂)与黄色无斑羽(♀)杂交,结合表中信息推测后代中出现白色灰斑羽鹌鹑的概率约为   。
③现要培育纯合栗色羽雄性鹌鹑,简述培育过程:   。
23.雨生红球藻正常状态下呈绿色,在强光、缺氮等胁迫条件下能合成虾青素而呈红色。虾青素能与光系统I(PS I)、光系统Ⅱ(PSⅡ)结合,提高光系统的稳定性,增强雨生红球藻抵抗胁迫的能力。下图是雨生红球藻中虾青素合成的相关过程,请回答下列问题。
(1)卡尔文循环和三羧酸循环发生的场所分别是   (结构),图中三羧酸循环未表示的反应物和生成物分别是   、   。
(2)强光下,光反应比暗反应快,NADPH的积累导致光反应产生的电子不能及时还原   ,而与O2结合产生活性氧;活性氧   (促进、抑制)虾青素的合成。虾青素的合成,通过消耗   、提高   增强对强光的抵抗力。
(3)研究发现虾青素具有强大的抗氧化能力,三羧酸循环在虾青素合成过程中有重要的调控作用。研究人员研究了正常供氮和缺氮条件下,添加不同浓度的延胡索酸对虾青素产量的影响,结果如下图。
①适宜浓度的延胡索酸可提高虾青素含量,其主要原因是添加延胡索酸,    。
②缺氮条件下,与添加10mM延胡索酸组相比,添加20mM延胡索酸组的虾青素含量较低,其可能原因是添加较多的延胡索酸,促进了叶绿体中脂肪酸的合成,进而   ,不利于虾青素的积累。
③缺氮条件下添加10mM延胡索酸组的虾青素含量   正常供氮条件,其主要原因是缺氮加快糖酵解速度,有利于协调   比例,使之平衡。
24.限制性内切酶Bbs Ⅰ具有偏移剪切特性,能实现目的基因和载体的无缝连接,其作用机理及识别序列如图1,N代表A、T、G、C中的任何一种碱基。运动发酵单胞菌的乙醇发酵率高、乙醇耐受性好,其发酵产量高低与启动子和终止子密切相关。科研人员利用Bbs I等构建基因表达载体,导入运动发酵单胞菌,以评估启动子和终止子的效能,主要过程如图2。LacZ基因表达产物可将无色化合物X-gal水解成蓝色产物。请回答下列问题。
(1)由图1可知,Bbs Ⅰ对切割位点序列   (“有”或“无”)特异性,Bbs Ⅰ切割形成的黏性末端的碱基序列有   种。
(2)图1中,若a处上链的序列为5'-GATCGTGTCTTC-3',则PCR扩增目的基因过程中,设计引物甲时添加Bbs Ⅰ识别序列A为5'-   -3'。序列A的3端序列CTTCTG(Bbs Ⅰ识别序列)与序列B的3'端序列CTTCTG(Bbs Ⅰ识别序列)应设计在   (“一”或“两”)条核苷酸链上。
(3)图2中,Padh2的功能是   。过程①需要   酶的参与。过程②将质粒2导入处于   的运动发酵单胞菌中,并接种到含有   的培养基上进行筛选,   (“白色”或“蓝色”)菌落是目的菌落。
(4)为了进一步确认两种颜色菌落导入的质粒不同,研究人员提取两种颜色菌落中的质粒,利用特异引物扩增LacZ片段(远小于1300bp)和Padh2-ZmGFP-Tpdc片段(1300bp),并进行琼脂糖凝胶电泳,结果如图,成功导入质粒2的菌落对应的泳道有   。
(5)还需通过观察   评估启动子和终止子的效能。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、胰岛素属于蛋白质,含有C、H、O、N、S,胰岛素的作用是促进血糖合成糖原,而不是促进肌糖原分解,A错误。
B、血红蛋白是含铁的蛋白质,含有C、H、O、N、Fe,能够在体内携带并运输氧气,B正确。
C、唾液淀粉酶属于蛋白质,含有C、H、O、N,不含Ca,唾液淀粉酶可催化淀粉水解,而不是催化淀粉的氧化分解,C错误。
D、细胞色素C含有C、H、O、N、Fe,参与有氧呼吸第三阶段,不参与葡萄糖的分解过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】胰岛素可以降低血糖,促进肝糖原和肌糖原的合成;血红蛋白含有铁元素,负责运输氧气;唾液淀粉酶只含有C、H、O、N,催化淀粉水解;细胞色素C含有铁元素,参与有氧呼吸第三阶段的电子传递。
2.【答案】A
【知识点】ATP的作用与意义;主动运输
【解析】【解答】A、TMD是跨膜结构域,需要与磷脂双分子层的疏水区域结合,因此含有多个疏水性氨基酸,而不是亲水性氨基酸,A错误。
B、NBD具有两个ATP结合位点,能够结合ATP并催化ATP水解,B正确。
C、ATP水解会使ABC转运蛋白的空间构象发生改变,TMD作为其结构域,构象也会随之改变,从而将药物排出细胞,C正确。
D、ABC转运蛋白会将化疗药物外排,使肿瘤细胞产生耐药性,联合使用ABC转运蛋白抑制剂可以减少药物外排,增强化疗效果,D正确。
故答案为:A。
【分析】跨膜结构域的氨基酸多为疏水性,便于镶嵌在磷脂双分子层内部;ABC转运蛋白可结合并水解ATP,利用能量改变构象实现主动运输;抑制ABC转运蛋白能减少化疗药物外排,提高对肿瘤细胞的杀伤作用。
3.【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、脐带细胞重编程为iTSCs的过程中,细胞的功能和形态发生改变,其实质是基因的选择性表达,A正确。
B、iTSCs增殖分化过程中,基因的种类不发生改变,只是基因进行选择性表达,B错误。
C、细胞全能性是指细胞发育成完整个体的潜能,iTSCs只分化形成胎盘、胎膜,没有发育成完整个体,不能体现全能性,C错误。
D、桑葚胚分化为囊胚的过程不涉及胎盘形成,因此不能利用iTSCs体外构建胎盘来研究该机制,D错误。
故答案为:A。
【分析】细胞分化的本质是基因的选择性表达,分化过程中遗传物质不变;全能性的体现必须发育为完整个体;桑葚胚到囊胚的阶段不形成胎盘结构。
4.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原;观察细胞的有丝分裂;DNA的粗提取和鉴定;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡,便于观察质壁分离与复原,适合作为探究植物细胞吸水和失水的材料,A正确。
B、黑藻小叶薄且叶绿体大而清晰,适合用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动,B正确。
C、菠菜叶肉细胞是高度分化的成熟细胞,不再进行有丝分裂,不能用于观察植物细胞有丝分裂,应选用根尖分生区细胞,C错误。
D、哺乳动物肝脏细胞含有细胞核,DNA含量丰富,适合用于DNA的粗提取与鉴定实验,D正确。
故答案为:C。
【分析】质壁分离实验选用有大液泡的成熟植物细胞;观察叶绿体选用含叶绿体且易制片的材料;观察有丝分裂必须选分裂旺盛的分生区细胞;DNA提取选用DNA含量高的动物组织。
5.【答案】D
【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
【解析】【解答】A、观察减数分裂应选择花蕾期的花药,盛花期的花粉已完成减数分裂,不能观察到分裂过程,A错误。
B、图2细胞处于减数第一次分裂后期,发生的是同源染色体分离,不是姐妹染色单体分离,B错误。
C、图3细胞处于减数第二次分裂后期,核DNA数是图1细胞的一半,但细胞中还含有细胞质DNA,因此细胞总DNA数不一定是图1的一半,C错误。
D、图1减数第一次分裂中期、图2减数第一次分裂后期的染色体数均为2n,图3减数第二次分裂后期着丝粒分裂,染色体数目暂时恢复为2n,三个时期细胞的染色体数相同,D正确。
故答案为:D。
【分析】观察减数分裂需选未成熟的花药;减数第一次分裂后期是同源染色体分离;减数第二次分裂后期染色体数暂时加倍,与减Ⅰ中期、后期数目相同。
6.【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、DNA甲基化和组蛋白乙酰化都属于表观遗传,不会改变基因的碱基序列,A错误。
B、基因启动子甲基化程度越高,越不利于基因转录,因此肌肉发育相关基因启动子甲基化程度与基因表达呈负相关,B正确。
C、组蛋白乙酰化会使染色质松散,有利于基因的转录和表达,二者呈正相关,C错误。
D、DNA甲基化、组蛋白乙酰化都属于表观遗传,不改变基因序列,不遵循孟德尔遗传定律,D错误。
故答案为:B。
【分析】表观遗传只影响基因表达,不改变DNA碱基序列;启动子甲基化抑制基因表达;组蛋白乙酰化促进基因表达;表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
7.【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;染色体数目的变异;多倍体育种
【解析】【解答】A、该育种过程依靠的是染色体数目以染色体组的形式成倍增加,原理是染色体数目变异,不是染色体结构变异,A错误。
B、埃塞俄比亚芥(BBCC)减数第一次分裂形成的四分体数为 8+9=17 个,甘蓝型油菜(AACC)减数第一次分裂形成的四分体数为 10+9=19 个,两亲本四分体数不同,B错误。
C、F1染色体组成为ABCC,共10+8+9+9=36条染色体,F1可产生不减数配子,因此配子最多可含36条染色体,C正确。
D、新品种AABBCC含有三个染色体组的同源染色体,减数分裂时联会正常,可育性高,D错误。
故答案为:C。
【分析】多倍体育种的原理是染色体数目变异;四分体数量由同源染色体对数决定;不减数配子可携带全部染色体;同源染色体数量充足的多倍体通常可育性高。
8.【答案】D
【知识点】神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、自主神经系统属于外周神经系统中的传出神经部分,A正确。
B、自主神经系统支配内脏、血管和腺体,其活动不受意识直接支配,B正确。
C、副交感神经兴奋时,可使心跳减慢、心输出量降低,以维持机体安静状态的生理需求,C正确。
D、交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常相反,但并非都截然相反,如两者都可促进唾液分泌,只是分泌的唾液性质不同,此外部分器官只受单一神经支配,D错误。
故答案为:D。
【分析】自主神经系统属于外周神经系统,功能不受意识控制;副交感神经主要维持安静状态下的生理活动;交感与副交感神经对同一器官的作用多数相反,但并非全部。
9.【答案】D
【知识点】免疫系统的结构与功能;细胞免疫;体液免疫
【解析】【解答】A、免疫系统的免疫监视功能低下或失调时,人体容易发生肿瘤,而不是免疫自稳,A错误。
B、巨噬细胞属于免疫细胞,但不属于淋巴细胞,细胞毒性T细胞能特异性识别肿瘤细胞,B错误。
C、抗体只能由浆细胞产生,抑制性中性粒细胞不能分泌抗体,C错误。
D、由图可知,肿瘤组织中S基因表达量更高,S基因表达量增加,可增强抑制性中性粒细胞对淋巴细胞增殖分化的抑制强度,D正确。
故答案为:D。
【分析】免疫监视负责识别和清除癌变细胞;巨噬细胞不是淋巴细胞;抗体唯一来源是浆细胞;S基因高表达会增强中性粒细胞的免疫抑制作用,帮助肿瘤免疫逃逸。
10.【答案】B
【知识点】植物激素及其植物生长调节剂的应用价值
【解析】【解答】A、植物生长调节剂是人工合成的调节植物生长发育的物质,有的与植物激素结构相似,有的结构差异很大,但生理效应可以相似。因此生理效应相似不是由分子结构相似决定的,A错误。
B、矮壮素属于生长延缓剂,能够抑制植物细胞的伸长生长,使植株长得更矮、更粗壮,从而有效防止植物倒伏,B正确。
C、使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶的是赤霉素,而青鲜素的作用主要是抑制发芽、延长储存期,C错误。
D、α-萘乙酸是生长素类似物,可以提高座果率、防止落花落果,但不能促进果实成熟,促进果实成熟的是乙烯类调节剂,D错误。
故答案为:B。
【分析】植物生长调节剂的生理作用与结构不一定相关,矮壮素通过抑制细胞伸长达到壮苗防倒效果,赤霉素可诱导大麦产生α-淀粉酶,生长素类调节剂不负责促进果实成熟。
11.【答案】A
【知识点】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、固定酵母菌的目的是使酵母菌立即停止代谢和增殖,保持取样时的数量状态,便于培养结束后统一计数,而不是为了抑制无氧呼吸、降低增殖速率,A错误。
B、使用血细胞计数板计数时,需先盖上盖玻片,再在边缘滴加样液,让菌液自行渗入计数室,B正确。
C、CK组酵母菌在有限的培养液中培养,资源和空间有限,种群数量在16h内基本呈现S形增长,C正确。
D、实验结果显示,无水乙醇固定组的数量变化曲线与CK组最接近,说明无水乙醇固定酵母菌计数能较准确反映种群数量变化规律,D正确。
故答案为:A。
【分析】固定酵母菌是为了即时停止其生命活动,保证计数结果准确;血细胞计数板需先盖片再滴液;有限环境下酵母菌呈S形增长;无水乙醇固定对计数结果影响最小。
12.【答案】C
【知识点】群落的结构;生物多样性的价值;生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中的所有生物种群的集合,包含植物、动物和全部微生物,白洋淀湿地中各种绿色植物、动物和细菌,遗漏了真菌等其他微生物,不能共同组成生物群落,A错误。
B、生态系统的物质循环具有全球性,白洋淀湿地生态系统并非封闭的独立系统,需要与外界进行物质交换,在物质上不能自给自足,B错误。
C、白洋淀湿地能涵养水源、调节气候,属于对生态系统起到重要调节作用的生态功能,体现了生物多样性的间接价值,C正确。
D、建立白洋淀湿地自然保护区是在生物的原生环境中进行保护,属于就地保护,就地保护是对生物多样性最有效的保护,D错误。
故答案为:C。
【分析】生物群落应包含区域内所有生物;自然生态系统依赖全球物质循环,无法单独自给自足;涵养水源、调节气候等生态功能属于生物多样性的间接价值;建立自然保护区是就地保护的主要形式。
13.【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用;发酵工程的应用
【解析】【解答】A、传统发酵食品一般直接利用原材料中天然存在的微生物,以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主,蚕豆酱的发酵工艺也遵循这一特点,A正确。
B、将蚕豆浸泡去皮后高压蒸煮,既能杀灭原料中的杂菌,又能使蚕豆结构软化,便于后续微生物分解利用,有利于发酵过程顺利进行,B正确。
C、面粉中含有淀粉等营养物质,可以为曲霉的生长繁殖提供碳源,促进曲霉大量增殖,进而加快蚕豆酱的发酵进程,C正确。
D、蚕豆酱发酵阶段需要有氧环境,曲霉等微生物的生长和代谢离不开氧气,密封会形成无氧环境,抑制微生物的生命活动,影响发酵效果和风味形成,因此发酵过程不能密封,D错误。
故答案为:D。
【分析】传统发酵以混合菌种的固体、半固体发酵为主,高压蒸煮可灭菌并软化原料,面粉能为微生物提供营养,蚕豆酱发酵需要有氧条件,不可密封进行。
14.【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、玉叶金花幼嫩的茎尖经过脱分化即可获得愈伤组织,愈伤组织是脱分化的产物,不需要经过再分化过程,A错误。
B、愈伤组织进行悬浮振荡培养,所用的培养基为液体培养基,振荡培养能够增大培养液与空气的接触面积,有利于增加溶氧量,B正确。
C、培养前期营养物质充足、培养空间充裕,愈伤组织细胞生长速率逐渐增加,后期营养物质消耗、空间有限,细胞生长速率降低,C正确。
D、实验结果显示,6~9天时愈伤组织鲜重和细胞活力均保持较高水平,说明此时间段为玉叶金花愈伤组织细胞的最适培养时长,D正确。
故答案为:A。
【分析】愈伤组织由离体植物组织经脱分化形成,液体培养基振荡可提升溶氧量,愈伤组织生长速率先升后降,6~9天是其悬浮培养的适宜时长。
15.【答案】C
【知识点】基因工程的应用;激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、人体的内源促卵泡素由垂体分泌,并非下丘脑分泌,能够作用于卵巢促进排卵,A错误。
B、基因工程中需要先构建基因表达载体,再采用显微注射法将重组载体导入宿主细胞,不能直接将促卵泡素基因注入宿主细胞,B错误。
C、重组人促卵泡素与内源促卵泡素具有相似的活性,且稳定性更高,因此使用重组人促卵泡素超数排卵的效果更好,C正确。
D、重组人促卵泡素的化学本质是蛋白质,口服会被消化道内的酶分解而失去作用,不能口服使用,D错误。
故答案为:C。
【分析】促卵泡素由垂体分泌,基因工程需先构建表达载体再导入细胞,重组促卵泡素因稳定性更高效果更优,蛋白质类激素不可口服只能注射。
16.【答案】C,D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、脂肪酸的组成元素只有碳、氢、氧,彻底氧化分解的终产物是二氧化碳和水,氨基酸含有氮元素,彻底氧化分解的终产物除二氧化碳和水外,还有含氮废物,二者终产物不相同,A错误。
B、丙酰辅酶A分解产生的[H]在线粒体内膜上与氧气结合生成水,并非在线粒体基质中,B错误。
C、由图可知,3-HP需要在D酶和H酶的依次催化下完成转化,D酶缺失或H酶缺失都会使3-HP的转化过程受阻,从而导致3-HP积累,C正确。
D、3-HP积累会损伤线粒体结构,丙酮酸的氧化分解发生在线粒体基质,因此D酶缺失或H酶缺失都会影响丙酮酸的氧化分解,D正确。
故答案为:CD。
【分析】氨基酸因含氮元素,彻底氧化产物包含含氮废物,[H]与氧气结合的场所是线粒体内膜,D酶和H酶缺失会阻断3-HP的代谢途径,线粒体结构受损会进一步影响丙酮酸的氧化分解。
17.【答案】B,D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因连锁和互换定律
【解析】【解答】A、F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的比例,说明两对等位基因不遵循自由组合定律,位于一对同源染色体上,并非两对同源染色体,A错误。
B、根据题意,纯合紫花植株基因型为AABB,纯合白花植株基因型为aabb,二者杂交得到的F1基因型为AaBb,B正确。
C、F1产生的配子类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶1∶1∶3,其中AB和ab配子的概率均为3/8,并非3/4,C错误。
D、F2中红花植株基因型及比例为AAbb∶Aabb=1∶6,蓝花植株基因型及比例为aaBB∶aaBb=1∶6,因此红花和蓝花中的纯合子所占比例均为1/7,D正确。
故答案为:BD。
【分析】F2性状分离比不符合自由组合定律的比例,说明两对基因连锁在一对同源染色体上;纯合紫花与白花杂交,F1为双杂合子;根据F2比例可推出F1配子比例,进而计算出红花、蓝花中纯合子的比例均为1/7。
18.【答案】A,C,D
【知识点】神经冲动的产生和传导;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、视网膜感光细胞可以接受蓝光的刺激,并产生相应的兴奋,A正确。
B、神经元a上兴奋的传导方向与细胞膜内的电流方向一致,与细胞膜外的电流方向相反,B错误。
C、神经元a将兴奋传给下丘脑的过程需要经过突触结构,突触处会发生电信号→化学信号→电信号的转换,C正确。
D、长时间蓝光照射,会抑制棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取,葡萄糖摄取和利用减少,从而导致血糖升高,增加患糖尿病的风险,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】视网膜感光细胞能感受光刺激并产生兴奋,兴奋传导方向与膜内电流方向一致,突触处存在电信号与化学信号的转换,长时间蓝光照射会通过相关通路抑制葡萄糖摄取,使血糖水平上升。
19.【答案】B,C
【知识点】单克隆抗体的制备过程;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、经免疫处理的小鼠脾中含有多种B淋巴细胞,只有特定的B淋巴细胞才能产生对应的特定抗体,并非所有B淋巴细胞都能产生特定抗体,A错误。
B、过程③通过逆转录获得VL、VH基因,逆转录形成的基因不含内含子等序列,与B淋巴细胞中VL、VH基因的碱基序列不同,B正确。
C、过程④构建的人鼠重组基因表达出嵌合抗体,该抗体含有人源的恒定区,在人体内的免疫原性比鼠源性抗体更低,C正确。
D、过程⑥将基因表达载体转入动物细胞常采用显微注射法,农杆菌转化法适用于将目的基因导入植物细胞,D错误。
故答案为:BC。
【分析】免疫小鼠的脾细胞包含多种B淋巴细胞,逆转录得到的目的基因与原基因序列存在差异,人鼠嵌合抗体可降低人体的免疫排斥反应,动物细胞常用显微注射法导入目的基因。
20.【答案】(1)次生;种群;SK管理措施,使林冠层下的红松获得充足的光照,KT管理措施,降低了红松之间的种内竞争强度
(2)五点取样法;SK模式下红松数量较多,种内竞争压力大,生长相对较慢
(3)地上生物量;KT模式下,优势种红松胸径大,碳储量大
(4)高;红松是常绿乔木,秋冬季KT仍然能吸收CO2(白桦等树种的落叶分解后增加土壤有机质含量,有利于红松等针叶树的生长
【知识点】种群的数量变动及其原因;估算种群密度的方法;群落的演替;群落综合
【解析】【解答】(1)WB是森林皆伐后自然更新形成的次生林,原有土壤条件保留且存在植物繁殖体,其形成过程属于群落的次生演替。一定区域内所有的白桦是同种生物的全部个体,共同组成一个种群。SK通过择伐白桦等先锋树种,使林冠层下的红松获得充足的光照,KT通过对红松选择性疏伐,降低了红松之间的种内竞争强度,因此SK、KT管理模式均有利于红松的生长。
(2)调查森林植物的林分密度采用样方法,常使用的取样方法是五点取样法。与KT相比,SK乔木层横截面面积总和相似,但平均胸径较小,原因是SK模式下红松数量更多,种内竞争压力大,植株生长速度较慢,平均胸径更小。
(3)森林植被碳密度主要由地上生物量决定,因此不同管理模式下总植被碳密度的差异均主要取决于地上生物量的碳密度。KT模式下对红松选择性疏伐,减少了红松的种内竞争,优势种红松胸径更大,植株碳储量更高,因此碳密度最大。
(4)与WB相比,KT为针阔混交林,生物种类更丰富,生物多样性更高。秋冬季WB以落叶阔叶树为主,叶片脱落导致光合作用停止,而KT中有红松等常绿针叶乔木,秋冬季仍能光合作用吸收CO2,且白桦落叶分解后增加土壤有机质,为红松生长提供无机盐,进一步提升碳汇能力,因此秋冬季KT碳汇功能更强。
【分析】次生演替发生在保留原有土壤和繁殖体的环境中,种群是同种生物的全部个体,合理采伐可改善光照、降低种内竞争以促进优势树种生长。调查植物种群密度常用五点取样法,种内竞争强度会影响植株生长速度。植被碳密度主要取决于地上生物量,胸径越大碳储量越高。针阔混交林生物多样性更高,常绿针叶树可在秋冬季持续固定CO2,让森林碳汇功能更强。
(1)WB是20世纪50年代森林被皆伐后自然更新形成的白桦次生林,其形成过程属于群落的次生演替,其中所有的白桦是同种生物的聚集体,属于种群。SK管理措施,使林冠层下的红松获得充足的光照,KT管理措施,降低了红松之间的种内竞争强度,且调查数据显示,SK、KT管理模式均表现为有利于红松的生长。
(2)表中,调查林分密度时常采用的取样方法是五点取样法。与KT相比,SK乔木层的横截面面积总和相似,而平均胸径较小,这是因为SK模式下将部分MA中白桦等先锋树种进行择伐,红松数量较多,种内竞争压力大,生长相对较慢,因而胸径低于KT模式,因为该模式下对红松进行选择性疏伐,降低了红松之间的竞争,因而有利于红松的生长。
(3)森林群落中,乔木胸径级别是决定森林植被碳密度的重要因素。图中不同管理模式下总植被碳密度的差异均主要取决于地上生物量的碳密度,KT管理模式碳密度最大的原因应该是KT模式下,对红松进行选择性疏伐,降低了红松之间的竞争,因而优势种红松胸径大,碳储量大。
(4)研究表明,KT是针阔混交林,有白桦等落叶阔叶乔木和红松等常绿针叶乔木。这种“栽针保阔”的管理方式增强了生态系统的稳定性,提高了森林的碳汇功能,促进森林可持续发展。与WB相比,KT生物多样性更高,因而自我调节能力更强,抵御病虫害和自然灾害的能力强,生态系统的稳定性高。与WB相比,秋冬季KT碳汇功能更强,这是因为KT模式下,红松是常绿乔木,秋冬季KT仍然能吸收CO2(白桦等树种的落叶分解后增加土壤有机质含量,通过微生物的分解作用为红松提供丰富的无机盐,因而有利于红松等针叶树的生长)。
21.【答案】(1)促肾上腺皮质激素释放激素;细胞膜;(半卵圆中心、肼胝体、)前额叶皮质
(2)促进
(3)产多巴胺的神经元的CRH受体减少;糖皮质激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱
(4)①②③
(5)受损神经元;神经胶质
【知识点】神经元各部分的结构和功能;神经冲动的产生和传导;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)卒中后,患者颅压升高异常激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,导致下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素增多,该激素作用于垂体细胞细胞膜上的特异性受体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,使糖皮质激素含量升高。糖皮质激素通过体液运输,作用于前额叶皮质等相关脑区,进而引起焦虑情绪。
(2)GABA是抑制性神经递质,作用于下丘脑细胞时,会促进Cl-内流,使突触后膜电位更稳定、更难产生兴奋。卒中后GABA含量降低,抑制作用减弱,神经元更易兴奋,相关激素分泌增多,从而容易引发焦虑。
(3)卒中焦虑者多巴胺含量降低,据图分析主要原因是产多巴胺的神经元上CRH受体减少,对多巴胺合成与释放的促进作用减弱。卒中焦虑者常出现糖皮质激素抵抗,糖皮质激素抵抗会加重焦虑,主要原因是糖皮质激素对下丘脑和垂体的负反馈抑制作用减弱,使下丘脑和垂体持续分泌相关激素,进一步导致糖皮质激素升高,形成恶性循环。
(4)①羟丁酸钠(GABA受体激动剂)可增强GABA的抑制作用,缓解焦虑;②Antalarmin(CRH受体拮抗剂)可阻断CRH的作用,抑制下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的过度激活;③泰舒达克(多巴胺受体激动剂)可弥补多巴胺不足,增强多巴胺的作用,缓解焦虑;④氟西汀(5-HT再摄取抑制剂)会使5-HT增多,促进CRH分泌,加重焦虑。因此可用于治疗或缓解卒中焦虑的是①②③。
(5)骨髓干细胞移植效果优于药物治疗,主要原因:一方面骨髓干细胞的旁分泌作用改善组织微环境,有利于受损神经元功能的修复;另一方面骨髓干细胞可分化为新的神经元和神经胶质细胞,重建神经通路,从而减轻卒中后期的偏瘫、肢体障碍等后遗症。
【分析】下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴通过分级调节使糖皮质激素升高,作用于大脑相关区域引发焦虑;GABA通过促进Cl-内流发挥抑制作用,多巴胺减少会加重焦虑;糖皮质激素抵抗会削弱负反馈调节,使激素持续升高;增强抑制作用、阻断兴奋作用、补充多巴胺的药物可缓解焦虑;骨髓干细胞能修复受损神经元并分化形成神经细胞,重建神经通路。
(1)分析题图可知,在下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴中,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,与垂体细胞细胞膜上的受体特异性结合,促进垂体分泌ACTH,最终导致糖皮质激素升高,糖皮质激素经体液运输作用于半卵圆中心、肼胝体、前额叶皮质,导致焦虑。
(2)分析题图可知,GABA作用于下丘脑细胞,会抑制下丘脑细胞分泌CRH,即GABA属于抑制性神经递质,其能促进Cl-内流,卒中后,GABA含量降低,易导致焦虑。
(3)分析题图可知,卒中后产多巴胺的神经元的CRH受体表达降低,导致多巴胺合成或释放减少。
正常情况下,糖皮质激素会通过负反馈抑制下丘脑和垂体分泌CRH和ACTH。卒中焦虑者常出现糖皮质激素抵抗,糖皮质激素抵抗会加重焦虑症状,其主要原因是糖皮质激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,进一步导致糖皮质激素升高。
(4)分析题图可知,①羟丁酸钠(GABA受体激动剂)能激活GABA受体,增强GABA的作用,从而抑制CRH的含量,进而治疗或缓解卒中焦虑;②Antalarmin(CRH受体拮抗剂)能阻断CRH与受体结合,从而阻断下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的活动,有利于缓解焦虑;③分析题图可知,多巴胺减少会产生焦虑,泰舒达克(多巴胺受体激动剂)能模拟内源性多巴胺的作用,通过与多巴胺受体结合,增强多巴胺在体内的信号传递,减缓焦虑;④氟西汀(5-HT再摄取抑制剂)会抑制5-HT的回收,使5-HT维持在较高水平,从而促进CRH的分泌,会加重焦虑。因此可以用于治疗或缓解卒中焦虑症状的有①②③。
(5)骨髓干细胞移植的治疗效果明显优于药物治疗,其主要原因有:一方面骨髓干细胞的旁分泌作用改善组织微环境,有利于受损神经元功能的修复;一方面骨髓干细胞可能分化为新的神经元、神经胶质细胞,重建神经通路从而减轻卒中后期的后遗症。
22.【答案】(1)B、b和Y、y;B、b与D、d及Y、y与D、d
(2)DdZbYZbY;DdZByW
(3)0;1
(4)实验二栗色羽(雄)减数分裂过程中,Z染色体的姐妹染色单体发生互换,产生了ZBY的精子;1/8;选择将表中栗色羽雌、雄性鹌鹑进行杂交,然后再筛选
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1)蛋用鹌鹑的性别决定为ZW型,根据实验一和实验二的正反交结果,羽色相关性状的遗传与性别相关联,由此判断B、b和Y、y位于Z染色体上。D、d控制羽毛斑点有无,其遗传与性别无关,位于常染色体上。非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律,因此B、b与D、d、Y、y与D、d均遵循自由组合定律。
(2)实验一中亲本为白色黑斑羽雄性和黄色灰斑羽雌性,子代雄性全为栗色、雌性全为白色,且斑点性状出现黑斑、灰斑和无斑,比例为2:1,说明DD纯合致死。结合基因对性状的控制,可推知亲本雄性基因型为DdZbYZbY,亲本雌性基因型为DdZByW。
(3)实验一F1中白色灰斑羽的基因型为DdZbYW,该基因型不存在纯合子,因此纯合子所占比例为0。实验一F1栗色黑斑羽雄性的基因型为DdZByZbY,实验二F1栗色黑斑羽雄性的基因型也为DdZByZbY,二者基因型相同的概率为1。
用棋盘法表示实验一亲代杂交结果:
1ZbYW 1ZByZbY
1DD 死亡 死亡
2Dd 2雌性灰色斑点白色 2雄性黑色斑点栗色
1dd 1雌性没有斑点白色 1雄性没有斑点栗色
(4)①正常情况下实验二F1栗色羽雄性的基因型为ZByZbY,只能产生ZBy和ZbY两种精子,与雌性的W卵细胞结合不会出现栗色羽雌性,后代出现栗色羽雌性,原因是实验二栗色羽雄性在减数分裂形成精子时,Z染色体上的B、b和Y、y所在片段发生交叉互换,产生了基因型为ZBY的精子,该精子与含W的卵细胞结合形成ZBYW的个体,表现为栗色羽雌性。
②实验二F1栗色黑斑羽雄性基因型为DdZByZbY,黄色无斑羽雌性基因型为ddZByW。Dd与dd杂交,子代出现Dd(灰斑)的概率为1/2;ZByZbY与ZByW杂交,子代出现白色羽雌性ZbYW的概率为1/4,二者相乘,后代出现白色灰斑羽鹌鹑的概率为1/2×1/4=1/8。
③要培育纯合栗色羽雄性鹌鹑,选择回交后代中栗色羽雌性鹌鹑和栗色羽雄性鹌鹑进行杂交,子代中会出现基因型为ZBYZBY的纯合栗色羽雄性,再从子代雄性中筛选出栗色羽个体,即为目标纯合个体。
【分析】鹌鹑为ZW型性别决定,正反交结果可判断基因位于性染色体,B、b和Y、y在Z染色体,D、d在常染色体,常染色体基因与性染色体基因遵循自由组合定律。杂交后代斑点性状比例为2:1,说明DD纯合致死。Z染色体上的基因可发生交叉互换产生重组型配子,进而出现新表型。计算性状概率时,可将常染色体遗传与伴性遗传分开计算再相乘,纯合鹌鹑的培育可通过表型相同个体杂交后筛选获得。
(1)根据题干信息“B控制有色,b控制白色;Y控制栗色,y控制黄色”,所以B_Y_是栗色,B_yy是黄色,bb_ _是白色,D控制雄性鹌鹑羽毛黑色斑点、雌性鹌鹑羽毛灰色斑点,d控制羽毛没有斑点;根据实验一中,亲代白色黑斑羽雄性和黄色灰斑羽雌性杂交,子代中雄性全为栗色,雌性全为白色,实验二中,白色灰斑羽雌性和雄性黄色黑斑羽杂交,子代雄性全为栗色,雌性全为黑色,正反交结果不同,所以控制颜色的基因Bb和Yy在Z染色体上,Dd的杂交与题干信息一致,两组杂家实验结果一致,所以Dd位于常染色体上,因此B、b与D、d及Y、y与D、d遵循自由组合定律。
(2)小问1可知,B/b与D/d连锁,且位于Z染色体上,D/d位于常染色体上;实验一中,亲代白色黑斑羽雄性和黄色灰斑羽雌性杂交,子代中雄性全为栗色,雌性全为白色可知,栗色雄性基因型为(ZBYZbY),白色雌性基因型为(ZbYW),所以亲代雌性基因型是ZByW,雄性是ZbYZbY,亲代黑斑雄性(D_)和灰斑雌性(D_)杂交,子代出现了无斑,且栗色:白色=2:1,说明亲代基因型是Dd和Dd,且DD致死;所以亲代基因型是DdZbYZbY和DdZByW。
(3)由于子代中雄性中黑色斑点:无斑羽=2:1,雌性中灰色斑点:无斑羽=2:1,所以推测DD致死,用棋盘法表示实验一亲代杂交结果:
1ZbYW 1ZByZbY
1DD 死亡 死亡
2Dd 2雌性灰色斑点白色 2雄性黑色斑点栗色
1dd 1雌性没有斑点白色 1雄性没有斑点栗色
所以实验一F1白色灰斑羽中基因型都是DdZbYW,纯合子比例为0;
实验二中,白色灰斑羽雌性和雄性黄色黑斑羽杂交,子代雄性全为栗色,雄性有黑斑羽和无斑羽,雌性全为黑色,有灰斑羽和无斑羽,说明亲代基因型为DdZbYW和DdZByZBy,F1栗色黑斑羽雄性基因型为DdZByZbY,与实验一栗色黑斑羽雄性基因型完全相同。
(4)由小问3可知,实验二F1栗色黑斑羽(♂)基因型为DdZByZbY,亲代白色灰斑羽雌性基因型为DdZbYW,只看羽色,子代中基因型为ZByZbY(栗色雄性),ZbYZbY(白色雄性),ZByW(黄色雌性),ZbYW(白色雌性),后代出现了栗色雌性(ZBYW),可能得原因是实验二栗色羽(雄)减数分裂过程中,Z染色体的姐妹染色单体发生互换,产生了ZBY的精子。
实验二F1栗色黑斑羽(♂基因型为DdZByZbY)与黄色无斑羽(♀ddZByW)杂交,子代中出现灰斑Dd的概率为1/2,白色基因型只有ZbYW,比例为1/4,所以后代中出现白色灰斑羽鹌鹑的概率约为1/8。
现要培育纯合栗色羽雄性鹌鹑ZBYZBY,选择表中栗色羽雌(ZBYW)、雄性鹌鹑(ZbYZBy)进行杂交,由于雄性会发生基因重组,后代可能会出现ZBYZBY,然后再筛选。
23.【答案】(1)叶绿体基质、线粒体基质;H2O;CO2
(2)NADP+;促进;NADPH;光系统的稳定性
(3)促进线粒体合成并运出苹果酸,有利于丙酮酸的合成并运进叶绿体;加速虾青素酯化过程;高于;碳、氮
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用综合
【解析】【解答】(1)卡尔文循环是光合作用暗反应阶段,发生在叶绿体基质中,三羧酸循环是有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中。三羧酸循环的完整过程需要水作为反应物,同时会产生二氧化碳,图中未表示出的反应物是水,未表示出的生成物是二氧化碳。
(2)强光下光反应速率快于暗反应,NADPH积累,使得光反应产生的电子不能及时还原NADP+,电子与氧气结合产生活性氧。活性氧作为胁迫信号,会促进虾青素的合成。虾青素合成过程可以消耗NADPH,同时能与光系统Ⅰ、光系统Ⅱ结合,提高光系统的稳定性,从而增强雨生红球藻对强光的抵抗力。
(3)①适宜浓度的延胡索酸可以促进线粒体合成并运出苹果酸,苹果酸有利于丙酮酸的合成,丙酮酸能够运进叶绿体,为虾青素合成提供原料,从而提高虾青素含量。
②缺氮条件下,添加过多的延胡索酸会促进叶绿体中脂肪酸的合成,进而加速虾青素酯化过程,使得游离的虾青素减少,不利于虾青素积累,因此添加20mM延胡索酸组的虾青素含量低于添加10mM组。
③缺氮条件下添加10mM延胡索酸组的虾青素含量高于正常供氮条件,主要原因是缺氮加快糖酵解速度,有利于协调碳、氮比例并使之平衡,更多的碳源流向虾青素合成途径。
【分析】光合作用暗反应发生在叶绿体基质,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,三羧酸循环消耗水产生二氧化碳。强光造成的电子积累会产生活性氧,活性氧促进虾青素合成,虾青素可消耗NADPH并稳定光系统。延胡索酸通过线粒体代谢为叶绿体提供前体物质促进虾青素合成,浓度过高会促进虾青素酯化降低积累量,缺氮环境通过协调碳氮比例更有利于虾青素生成。
(1)卡尔文循环(暗反应)发生在叶绿体基质中,固定CO2合成有机物。 三羧酸循环(TCA循环)发生在线粒体基质中,是细胞有氧呼吸的关键步骤。 三羧酸循环(TCA循环)中发生在有氧生物体内(真核细胞的线粒体基质,原核细胞的细胞质基质) 是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代谢途径,糖酵解产生的丙酮酸(实际上是乙酰-CoA)被降解成CO2产生一些ATP,产生更多的NADH,NADH进入呼吸链,通过氧化磷酸化产生更多的ATP。因此图中三羧酸循环未表示的反应物是H2O、ADP、Pi,未表示的生成物是CO2、ATP。
(2)强光下光反应速率超过暗反应,导致NADPH积累,光反应产生的电子无法及时还原NADP+(电子受体),电子漏出与O2结合产生活性氧(ROS)。活性氧作为胁迫信号,促进虾青素合成以增强抗氧化防御。虾青素合成过程消耗NADPH(提供还原力),并通过与PSⅠ和PSⅡ结合,提高光系统的稳定性,减少光损伤。
(3)①据题图分析,延胡索酸是三羧酸循环中间产物,添加后促进循环运行,增加苹果酸合成;苹果酸从线粒体输出到细胞质,可转化为丙酮酸,丙酮酸进入叶绿体提供乙酰辅酶A(虾青素合成前体),从而提升虾青素产量。因此适宜浓度的延胡索酸可提高虾青素含量,其主要原因是添加延胡索酸,促进线粒体合成并运出苹果酸,有利于丙酮酸的合成并运进叶绿体。
②高浓度延胡索酸提供过量碳源,促进叶绿体中脂肪酸合成;脂肪酸与虾青素结合形成酯化产物,加速虾青素酯化,导致游离虾青素减少,积累量下降。因此缺氮条件下,与添加10mM延胡索酸组相比,添加20mM延胡索酸组的虾青素含量较低,其可能原因是添加较多的延胡索酸,促进了叶绿体中脂肪酸的合成,进而加速虾青素酯化过程,不利于虾青素的积累。
③缺氮胁迫加速糖酵解,提供更多碳骨架用于虾青素合成;同时,延胡索酸补充碳源,协调碳氮代谢平衡(氮缺乏时碳流向次生代谢物如虾青素),使虾青素产量高于正常供氮条件。因此缺氮条件下添加10mM延胡索酸组的虾青素含量高于正常供氮条件,其主要原因是缺氮加快糖酵解速度,有利于协调碳、氮比例,使之平衡。
24.【答案】(1)无;256
(2)GAAGACNNGATC;两
(3)RNA聚合酶识别并结合的位点,驱动基因的转录;Bbs I酶和DNA连接酶;感受态;X-gal、壮观霉素;白色
(4)5、6、7
(5)绿色荧光强度
【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)由图1可知,Bbs Ⅰ识别序列中N代表A、T、G、C中的任意一种碱基,对切割位点的序列无特异性。Bbs Ⅰ切割后形成的黏性末端包含4个独立碱基,每个位置有4种可能,因此切割形成的黏性末端的碱基序列有256种。
(2)根据Bbs Ⅰ的识别序列和切割位点,以及a处上链的序列为5'-GATCGTGTCTTC-3',在PCR扩增目的基因时,引物甲需要添加的Bbs Ⅰ识别序列A为5'-GAAGACNNGATC-3'。为了保证目的基因能够定向插入载体,序列A与序列B的3'端相同序列应设计在两条核苷酸链上。
(3)Padh2是启动子,其功能是作为RNA聚合酶识别并结合的位点,驱动下游基因进行转录。过程①是构建基因表达载体,需要Bbs Ⅰ酶和DNA连接酶的参与。过程②将质粒导入运动发酵单胞菌时,需要先用钙离子处理,使细胞处于感受态。筛选时需将受体细胞接种到含有X-gal和壮观霉素的培养基上,目的基因插入会破坏LacZ基因,无法水解X-gal产生蓝色,因此白色菌落是目的菌落。
(4)成功导入质粒2的菌落可以扩增出长度为1300bp的Padh2-ZmGFP-Tpdc片段,对应电泳结果中的泳道5、6、7。
(5)目的基因是绿色荧光蛋白基因,启动子和终止子的效能越强,绿色荧光蛋白表达量越高,因此可通过观察绿色荧光强度评估启动子和终止子的效能。
【分析】Bbs Ⅰ对切割位点无特异性,可产生多种黏性末端,实现无缝连接。启动子是RNA聚合酶结合位点,驱动基因转录。基因表达载体构建需要限制酶和DNA连接酶,受体细胞需制备为感受态,利用蓝白斑和抗生素进行筛选。绿色荧光强度可直接反映启动子与终止子的表达效能。
(1)Bbs Ⅰ识别序列中N代表A、T、G、C中任何一种碱基,对切割位点序列无特异性。切割形成的黏性末端碱基序列有44=256种。
(2)根据Bbs Ⅰ识别序列及切割位点为GAAGACNN NNNN,且在从第二个N和第三个N之间切开,为了避免Bbs Ⅰ进行切割时破坏目的基因,设计引物甲时添加Bbs Ⅰ识别序列A为5'-GAAGACNN GATC-3',用Bbs Ⅰ进行切割时,切割位点位于N、G之间。根据质粒上两个Bbs Ⅰ识别序列可知,为了方便目的基因的正确插入,目的基因两端的序列A和B的3'端相同序列应在两条核苷酸链上。
(3)Pdah2是启动子,是RNA聚合酶识别并结合的位点,驱动基因的转录。过程①表示构建重组质粒,需限制酶Bbs Ⅰ切割产生黏性末端,DNA连接酶连接磷酸二酯键。过程②将质粒导入受体细胞,发酵单胞菌是微生物,需要用Ca2+处理,使其处于感受态。在形成重组质粒的过程中,会破坏质粒上的LacZ基因,而LacZ基因表达产物可将无色化合物X-gal水解成蓝色产物,重组质粒上含有壮观霉素的抗性基因,故可以将运动发酵单胞菌接种到含有X-gal和壮观霉素的培养基上进行筛选,目的菌落含有壮观霉素的抗性基因,故对壮观霉素有抗性,不含LacZ基因,故呈白色。
(4)根据电泳结果可知,1、2、3中扩增的产物长度远小于1300bp,5、6、7中扩散的产物大约1300bp,故成功导入质粒2的菌落能扩增出Padh2 - ZmGFP - Tpdc片段(1300bp),对应5、6、7。
(5)启动子和终止子之间的基因是绿色荧光蛋白基因,要评估启动子和终止子效能,还需要观察绿色荧光的强度。
1 / 12025届江苏省高品质高中高三下学期5月调研测试生物试卷
一、单项选择题:本部分包括15题,每题2分,共计30分。每题只有一个选项最符合题意。
1.蛋白质由多种元素组成,是生命活动的主要承担者。相关叙述正确的是(  )
A.胰岛素含C、H、O、N、S,可促进肌糖原的分解
B.血红蛋白含C、H、O、N、Fe,可携带并运输氧气
C.唾液淀粉酶含C、H、O、N、Ca,可催化淀粉的氧化分解
D.细胞色素C含C、H、O、N、Zn,可参与葡萄糖的分解
【答案】B
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能;蛋白质的元素组成
【解析】【解答】A、胰岛素属于蛋白质,含有C、H、O、N、S,胰岛素的作用是促进血糖合成糖原,而不是促进肌糖原分解,A错误。
B、血红蛋白是含铁的蛋白质,含有C、H、O、N、Fe,能够在体内携带并运输氧气,B正确。
C、唾液淀粉酶属于蛋白质,含有C、H、O、N,不含Ca,唾液淀粉酶可催化淀粉水解,而不是催化淀粉的氧化分解,C错误。
D、细胞色素C含有C、H、O、N、Fe,参与有氧呼吸第三阶段,不参与葡萄糖的分解过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】胰岛素可以降低血糖,促进肝糖原和肌糖原的合成;血红蛋白含有铁元素,负责运输氧气;唾液淀粉酶只含有C、H、O、N,催化淀粉水解;细胞色素C含有铁元素,参与有氧呼吸第三阶段的电子传递。
2.肿瘤细胞膜上的ABC转运蛋白介导化疗药物的外排,是肿瘤细胞的一种重要耐药机制。ABC转运蛋白包含跨膜结构域(TMD)和核苷酸结合结构域(NBD),当药物、ATP分别与TMD、NBD结合后,ATP水解,将药物排出细胞膜外,主要机理如图。相关叙述错误的是(  )
A.TMD含有多个亲水性氨基酸
B.NBD具有两个ATP结合位点,且能水解ATP
C.ATP的水解导致TMD的空间构象发生改变
D.化疗时联合使用ABC转运蛋白抑制剂可增强化疗效果
【答案】A
【知识点】ATP的作用与意义;主动运输
【解析】【解答】A、TMD是跨膜结构域,需要与磷脂双分子层的疏水区域结合,因此含有多个疏水性氨基酸,而不是亲水性氨基酸,A错误。
B、NBD具有两个ATP结合位点,能够结合ATP并催化ATP水解,B正确。
C、ATP水解会使ABC转运蛋白的空间构象发生改变,TMD作为其结构域,构象也会随之改变,从而将药物排出细胞,C正确。
D、ABC转运蛋白会将化疗药物外排,使肿瘤细胞产生耐药性,联合使用ABC转运蛋白抑制剂可以减少药物外排,增强化疗效果,D正确。
故答案为:A。
【分析】跨膜结构域的氨基酸多为疏水性,便于镶嵌在磷脂双分子层内部;ABC转运蛋白可结合并水解ATP,利用能量改变构象实现主动运输;抑制ABC转运蛋白能减少化疗药物外排,提高对肿瘤细胞的杀伤作用。
3.科研人员向脐带细胞中导入某些转录因子,成功获得重编程的诱导滋养干细胞(iTSCs)。相关叙述正确的是(  )
A.脐带细胞重编程为iTSCs的过程中发生了基因的选择性表达
B.iTSCs增殖分化过程中基因种类发生改变,细胞分裂能力下降
C.iTSCs可增殖分化形成胎盘、胎膜,体现了细胞的全能性
D.利用iTSCs在体外构建胎盘,研究桑葚胚分化为囊胚的机制
【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、脐带细胞重编程为iTSCs的过程中,细胞的功能和形态发生改变,其实质是基因的选择性表达,A正确。
B、iTSCs增殖分化过程中,基因的种类不发生改变,只是基因进行选择性表达,B错误。
C、细胞全能性是指细胞发育成完整个体的潜能,iTSCs只分化形成胎盘、胎膜,没有发育成完整个体,不能体现全能性,C错误。
D、桑葚胚分化为囊胚的过程不涉及胎盘形成,因此不能利用iTSCs体外构建胎盘来研究该机制,D错误。
故答案为:A。
【分析】细胞分化的本质是基因的选择性表达,分化过程中遗传物质不变;全能性的体现必须发育为完整个体;桑葚胚到囊胚的阶段不形成胎盘结构。
4.生物实验中选择合适的实验材料是实验成功的关键。相关叙述错误的是(  )
A.“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料
B.“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中,选择黑藻小叶做实验材料
C.“观察植物分生区组织细胞有丝分裂”实验中,选择菠菜叶肉细胞做实验材料
D.“DNA的粗提取与鉴定”实验中,选择哺乳动物的肝脏做实验材料
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原;观察细胞的有丝分裂;DNA的粗提取和鉴定;观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡,便于观察质壁分离与复原,适合作为探究植物细胞吸水和失水的材料,A正确。
B、黑藻小叶薄且叶绿体大而清晰,适合用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动,B正确。
C、菠菜叶肉细胞是高度分化的成熟细胞,不再进行有丝分裂,不能用于观察植物细胞有丝分裂,应选用根尖分生区细胞,C错误。
D、哺乳动物肝脏细胞含有细胞核,DNA含量丰富,适合用于DNA的粗提取与鉴定实验,D正确。
故答案为:C。
【分析】质壁分离实验选用有大液泡的成熟植物细胞;观察叶绿体选用含叶绿体且易制片的材料;观察有丝分裂必须选分裂旺盛的分生区细胞;DNA提取选用DNA含量高的动物组织。
5.下图是某生物兴趣小组以大葱花序为材料观察到的减数分裂图像。相关叙述正确的是(  )
A.应选择盛花期的花粉进行上述实验
B.图2细胞正发生姐妹染色单体的分离
C.图3每个细胞中DNA数是图1细胞的一半
D.图1、图2、图3每个细胞中的染色体数相同
【答案】D
【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
【解析】【解答】A、观察减数分裂应选择花蕾期的花药,盛花期的花粉已完成减数分裂,不能观察到分裂过程,A错误。
B、图2细胞处于减数第一次分裂后期,发生的是同源染色体分离,不是姐妹染色单体分离,B错误。
C、图3细胞处于减数第二次分裂后期,核DNA数是图1细胞的一半,但细胞中还含有细胞质DNA,因此细胞总DNA数不一定是图1的一半,C错误。
D、图1减数第一次分裂中期、图2减数第一次分裂后期的染色体数均为2n,图3减数第二次分裂后期着丝粒分裂,染色体数目暂时恢复为2n,三个时期细胞的染色体数相同,D正确。
故答案为:D。
【分析】观察减数分裂需选未成熟的花药;减数第一次分裂后期是同源染色体分离;减数第二次分裂后期染色体数暂时加倍,与减Ⅰ中期、后期数目相同。
6.研究发现DNA甲基化、组蛋白乙酰化(使染色质松散)等修饰对畜禽肌肉生长发育均有影响。相关叙述正确的是(  )
A.DNA甲基化、组蛋白乙酰化修饰均能改变基因的碱基序列
B.肌肉发育相关基因启动子甲基化程度与基因表达呈负相关
C.肌肉发育相关染色质区的组蛋白乙酰化与基因表达呈负相关
D.DNA甲基化、组蛋白乙酰化均属于表观遗传,其遵循孟德尔遗传定律
【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、DNA甲基化和组蛋白乙酰化都属于表观遗传,不会改变基因的碱基序列,A错误。
B、基因启动子甲基化程度越高,越不利于基因转录,因此肌肉发育相关基因启动子甲基化程度与基因表达呈负相关,B正确。
C、组蛋白乙酰化会使染色质松散,有利于基因的转录和表达,二者呈正相关,C错误。
D、DNA甲基化、组蛋白乙酰化都属于表观遗传,不改变基因序列,不遵循孟德尔遗传定律,D错误。
故答案为:B。
【分析】表观遗传只影响基因表达,不改变DNA碱基序列;启动子甲基化抑制基因表达;组蛋白乙酰化促进基因表达;表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
7.下图是研究人员利用埃塞俄比亚芥(BBCC)、甘蓝型油菜(AACC)和芥菜型油菜(AABB)培育新品种(AABBCC)的主要流程,其中A、B、C表示3个不同的染色体组,分别含有10、8、9条染色体。F1可因减数分裂Ⅰ失败而产生不减数配子。相关叙述正确的是(  )
A.该育种的原理是染色体结构变异
B.两亲本减数第一次分裂都会形成17个四分体
C.F1产生的配子最多可含36条染色体
D.筛选获得的新品种属于六倍体、可育性低
【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;染色体数目的变异;多倍体育种
【解析】【解答】A、该育种过程依靠的是染色体数目以染色体组的形式成倍增加,原理是染色体数目变异,不是染色体结构变异,A错误。
B、埃塞俄比亚芥(BBCC)减数第一次分裂形成的四分体数为 8+9=17 个,甘蓝型油菜(AACC)减数第一次分裂形成的四分体数为 10+9=19 个,两亲本四分体数不同,B错误。
C、F1染色体组成为ABCC,共10+8+9+9=36条染色体,F1可产生不减数配子,因此配子最多可含36条染色体,C正确。
D、新品种AABBCC含有三个染色体组的同源染色体,减数分裂时联会正常,可育性高,D错误。
故答案为:C。
【分析】多倍体育种的原理是染色体数目变异;四分体数量由同源染色体对数决定;不减数配子可携带全部染色体;同源染色体数量充足的多倍体通常可育性高。
8.自主神经系统通过影响交感-副交感神经平衡对内脏、血管和腺体的调节。相关叙述错误的是(  )
A.自主神经系统属于外周神经系统
B.自主神经系统对胃肠蠕动的调节不受意识支配
C.副交感神经兴奋可使心跳减慢、心输出量降低
D.交感神经和副交感神经对同一器官的作用都截然相反
【答案】D
【知识点】神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、自主神经系统属于外周神经系统中的传出神经部分,A正确。
B、自主神经系统支配内脏、血管和腺体,其活动不受意识直接支配,B正确。
C、副交感神经兴奋时,可使心跳减慢、心输出量降低,以维持机体安静状态的生理需求,C正确。
D、交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常相反,但并非都截然相反,如两者都可促进唾液分泌,只是分泌的唾液性质不同,此外部分器官只受单一神经支配,D错误。
故答案为:D。
【分析】自主神经系统属于外周神经系统,功能不受意识控制;副交感神经主要维持安静状态下的生理活动;交感与副交感神经对同一器官的作用多数相反,但并非全部。
9.抑制性中性粒细胞能抑制淋巴细胞的增殖分化。为了研究抑制性中性粒细胞与肿瘤细胞免疫逃逸的关系,研究人员检测了正常组织及肿瘤组织中抑制性中性粒细胞S基因的表达情况,结果如图所示。相关叙述正确的是(  )
A.免疫自稳功能低下或失调,人体容易有肿瘤的发生
B.巨噬细胞、细胞毒性T细胞等淋巴细胞能特异性识别肿瘤细胞
C.抑制性中性粒细胞通过分泌细胞因子、抗体等物质抑制淋巴细胞的增殖分化
D.S基因表达量增加,可增强抑制性中性粒细胞对淋巴细胞增殖分化的抑制强度
【答案】D
【知识点】免疫系统的结构与功能;细胞免疫;体液免疫
【解析】【解答】A、免疫系统的免疫监视功能低下或失调时,人体容易发生肿瘤,而不是免疫自稳,A错误。
B、巨噬细胞属于免疫细胞,但不属于淋巴细胞,细胞毒性T细胞能特异性识别肿瘤细胞,B错误。
C、抗体只能由浆细胞产生,抑制性中性粒细胞不能分泌抗体,C错误。
D、由图可知,肿瘤组织中S基因表达量更高,S基因表达量增加,可增强抑制性中性粒细胞对淋巴细胞增殖分化的抑制强度,D正确。
故答案为:D。
【分析】免疫监视负责识别和清除癌变细胞;巨噬细胞不是淋巴细胞;抗体唯一来源是浆细胞;S基因高表达会增强中性粒细胞的免疫抑制作用,帮助肿瘤免疫逃逸。
10.植物生长调节剂具有调节植物生长发育的作用。相关叙述正确的是(  )
A.植物生长调节剂与植物激素分子结构相似,决定了其生理效应相似
B.喷施矮壮素能抑制植物细胞的伸长生长,防止植物倒伏
C.喷施青鲜素可使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶
D.喷施α-萘乙酸(NAA)可提高座果率并促进果实成熟
【答案】B
【知识点】植物激素及其植物生长调节剂的应用价值
【解析】【解答】A、植物生长调节剂是人工合成的调节植物生长发育的物质,有的与植物激素结构相似,有的结构差异很大,但生理效应可以相似。因此生理效应相似不是由分子结构相似决定的,A错误。
B、矮壮素属于生长延缓剂,能够抑制植物细胞的伸长生长,使植株长得更矮、更粗壮,从而有效防止植物倒伏,B正确。
C、使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶的是赤霉素,而青鲜素的作用主要是抑制发芽、延长储存期,C错误。
D、α-萘乙酸是生长素类似物,可以提高座果率、防止落花落果,但不能促进果实成熟,促进果实成熟的是乙烯类调节剂,D错误。
故答案为:B。
【分析】植物生长调节剂的生理作用与结构不一定相关,矮壮素通过抑制细胞伸长达到壮苗防倒效果,赤霉素可诱导大麦产生α-淀粉酶,生长素类调节剂不负责促进果实成熟。
11.“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的时间跨度大、计数耗时长,为克服以上困难,研究人员每隔2h从酵母菌培养液中取样,采用三种方法固定酵母菌,在培养结束后统一用血细胞计数板进行计数,并设置对照组(CK组),研究不同固定方法对实验结果的影响,实验结果如图。相关叙述错误的是(  )
A.固定酵母菌的目的是抑制酵母菌的无氧呼吸,降低增殖速率
B.使用血细胞计数板计数时,需先盖上盖玻片再滴加样液
C.CK组酵母菌种群数量在16h内基本呈现S形增长
D.结果表明用无水乙醇固定酵母菌计数能较准确反映酵母菌种群数量变化规律
【答案】A
【知识点】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、固定酵母菌的目的是使酵母菌立即停止代谢和增殖,保持取样时的数量状态,便于培养结束后统一计数,而不是为了抑制无氧呼吸、降低增殖速率,A错误。
B、使用血细胞计数板计数时,需先盖上盖玻片,再在边缘滴加样液,让菌液自行渗入计数室,B正确。
C、CK组酵母菌在有限的培养液中培养,资源和空间有限,种群数量在16h内基本呈现S形增长,C正确。
D、实验结果显示,无水乙醇固定组的数量变化曲线与CK组最接近,说明无水乙醇固定酵母菌计数能较准确反映种群数量变化规律,D正确。
故答案为:A。
【分析】固定酵母菌是为了即时停止其生命活动,保证计数结果准确;血细胞计数板需先盖片再滴液;有限环境下酵母菌呈S形增长;无水乙醇固定对计数结果影响最小。
12.白洋淀湿地自然保护区主要保护内陆淡水湿地生态系统及珍稀濒危野生动植物,在涵养水源、调节区域间小气候等方面也起着重要作用。相关叙述正确的是(  )
A.白洋淀湿地中各种绿色植物、动物和细菌共同组成生物群落
B.白洋淀湿地生态系统物种丰富、资源充足,在物质上能自给自足
C.白洋淀湿地能涵养水源、调节气候,体现了生物多样性的间接价值
D.建立白洋淀湿地自然保护区属于易地保护,是对生物多样性最有效的保护
【答案】C
【知识点】群落的结构;生物多样性的价值;生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、生物群落是指同一时间内聚集在一定区域中的所有生物种群的集合,包含植物、动物和全部微生物,白洋淀湿地中各种绿色植物、动物和细菌,遗漏了真菌等其他微生物,不能共同组成生物群落,A错误。
B、生态系统的物质循环具有全球性,白洋淀湿地生态系统并非封闭的独立系统,需要与外界进行物质交换,在物质上不能自给自足,B错误。
C、白洋淀湿地能涵养水源、调节气候,属于对生态系统起到重要调节作用的生态功能,体现了生物多样性的间接价值,C正确。
D、建立白洋淀湿地自然保护区是在生物的原生环境中进行保护,属于就地保护,就地保护是对生物多样性最有效的保护,D错误。
故答案为:C。
【分析】生物群落应包含区域内所有生物;自然生态系统依赖全球物质循环,无法单独自给自足;涵养水源、调节气候等生态功能属于生物多样性的间接价值;建立自然保护区是就地保护的主要形式。
13.蚕豆酱是我国传统发酵食品之一,其发酵工艺主要包括制曲(主要是曲霉)和发酵两个阶段,简要流程如下图。相关叙述错误的是(  )
A.传统发酵以混合菌种的固体、半固体发酵为主
B.将蚕豆浸泡去皮后高压蒸煮有利于灭菌和发酵
C.蒸煮后添加面粉有利于曲霉生长,加快发酵进程
D.将成曲的蚕豆捣碎,浸泡在盐水中并密封发酵
【答案】D
【知识点】微生物发酵及其应用;发酵工程的应用
【解析】【解答】A、传统发酵食品一般直接利用原材料中天然存在的微生物,以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主,蚕豆酱的发酵工艺也遵循这一特点,A正确。
B、将蚕豆浸泡去皮后高压蒸煮,既能杀灭原料中的杂菌,又能使蚕豆结构软化,便于后续微生物分解利用,有利于发酵过程顺利进行,B正确。
C、面粉中含有淀粉等营养物质,可以为曲霉的生长繁殖提供碳源,促进曲霉大量增殖,进而加快蚕豆酱的发酵进程,C正确。
D、蚕豆酱发酵阶段需要有氧环境,曲霉等微生物的生长和代谢离不开氧气,密封会形成无氧环境,抑制微生物的生命活动,影响发酵效果和风味形成,因此发酵过程不能密封,D错误。
故答案为:D。
【分析】传统发酵以混合菌种的固体、半固体发酵为主,高压蒸煮可灭菌并软化原料,面粉能为微生物提供营养,蚕豆酱发酵需要有氧条件,不可密封进行。
14.玉叶金花是我国传统中药。研究人员选取适量玉叶金花愈伤组织,夹碎后转移到培养基中,在适宜条件下进行悬浮振荡培养。每隔3d测其鲜重和细胞活力结果如图(吸光值与细胞活力呈正相关),以确定悬浮细胞培养的适宜时长,为玉叶金花的快速繁殖提供理论基础。相关叙述错误的是(  )
A.取玉叶金花幼嫩的茎尖经脱分化和再分化可获得其愈伤组织
B.培养愈伤组织的培养基为液体培养基,振荡培养有利于增加溶氧量
C.培养期间愈伤组织细胞生长速率先增加后降低
D.结果表明玉叶金花愈伤组织细胞最适培养时长为6~9天
【答案】A
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、玉叶金花幼嫩的茎尖经过脱分化即可获得愈伤组织,愈伤组织是脱分化的产物,不需要经过再分化过程,A错误。
B、愈伤组织进行悬浮振荡培养,所用的培养基为液体培养基,振荡培养能够增大培养液与空气的接触面积,有利于增加溶氧量,B正确。
C、培养前期营养物质充足、培养空间充裕,愈伤组织细胞生长速率逐渐增加,后期营养物质消耗、空间有限,细胞生长速率降低,C正确。
D、实验结果显示,6~9天时愈伤组织鲜重和细胞活力均保持较高水平,说明此时间段为玉叶金花愈伤组织细胞的最适培养时长,D正确。
故答案为:A。
【分析】愈伤组织由离体植物组织经脱分化形成,液体培养基振荡可提升溶氧量,愈伤组织生长速率先升后降,6~9天是其悬浮培养的适宜时长。
15.超数排卵需要用到促卵泡素(FSH)。为了生产足量的促卵泡素,研究人员利用DNA重组技术向宿主细胞导入促卵泡素基因,生产重组人促卵泡素(rFSH)。经鉴定rFSH与内源FSH具有相似的活性,且稳定性更高。相关叙述正确的是(  )
A.人体的内源FSH由下丘脑分泌,作用于卵巢促进排卵
B.常采用显微注射法直接将促卵泡素基因注入宿主细胞
C.与使用内源FSH相比,使用rFSH超数排卵的效果更好
D.先口服rFSH进行超数排卵,再在体外进行人工授精
【答案】C
【知识点】基因工程的应用;激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、人体的内源促卵泡素由垂体分泌,并非下丘脑分泌,能够作用于卵巢促进排卵,A错误。
B、基因工程中需要先构建基因表达载体,再采用显微注射法将重组载体导入宿主细胞,不能直接将促卵泡素基因注入宿主细胞,B错误。
C、重组人促卵泡素与内源促卵泡素具有相似的活性,且稳定性更高,因此使用重组人促卵泡素超数排卵的效果更好,C正确。
D、重组人促卵泡素的化学本质是蛋白质,口服会被消化道内的酶分解而失去作用,不能口服使用,D错误。
故答案为:C。
【分析】促卵泡素由垂体分泌,基因工程需先构建表达载体再导入细胞,重组促卵泡素因稳定性更高效果更优,蛋白质类激素不可口服只能注射。
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。
16.下图是人体细胞中脂肪酸和氨基酸分解为丙酰辅酶A后,在线粒体中氧化分解的部分过程,研究表明3-HP和D-2HG积累会损伤线粒体结构。相关叙述正确的是(  )
A.脂肪酸和氨基酸彻底氧化分解的终产物均为CO2和水
B.丙酰辅酶A分解产生的[H]在线粒体基质中与O2反应生成H2O
C.D酶缺失或H酶缺失都会导致3-HP积累
D.D酶缺失或H酶缺失都会影响丙酮酸的氧化分解
【答案】C,D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、脂肪酸的组成元素只有碳、氢、氧,彻底氧化分解的终产物是二氧化碳和水,氨基酸含有氮元素,彻底氧化分解的终产物除二氧化碳和水外,还有含氮废物,二者终产物不相同,A错误。
B、丙酰辅酶A分解产生的[H]在线粒体内膜上与氧气结合生成水,并非在线粒体基质中,B错误。
C、由图可知,3-HP需要在D酶和H酶的依次催化下完成转化,D酶缺失或H酶缺失都会使3-HP的转化过程受阻,从而导致3-HP积累,C正确。
D、3-HP积累会损伤线粒体结构,丙酮酸的氧化分解发生在线粒体基质,因此D酶缺失或H酶缺失都会影响丙酮酸的氧化分解,D正确。
故答案为:CD。
【分析】氨基酸因含氮元素,彻底氧化产物包含含氮废物,[H]与氧气结合的场所是线粒体内膜,D酶和H酶缺失会阻断3-HP的代谢途径,线粒体结构受损会进一步影响丙酮酸的氧化分解。
17.某二倍体植株的花色由两对等位基因(A、a和B、b)控制,A基因控制红色素的合成,B基因控制蓝色素的合成,含A、B基因的植株开紫花,不含A和B基因的植株开白花。研究人员用两个纯合亲本进行下图杂交实验,不考虑基因突变和致死。相关叙述正确的是(  )
A.两对等位基因位于两对同源染色体上
B.亲本紫花和F1基因型分别为AABB、AaBb
C.F1产生AB和ab配子的概率均为3/4
D.F2红花和蓝花中的纯合子都占1/7
【答案】B,D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因连锁和互换定律
【解析】【解答】A、F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的比例,说明两对等位基因不遵循自由组合定律,位于一对同源染色体上,并非两对同源染色体,A错误。
B、根据题意,纯合紫花植株基因型为AABB,纯合白花植株基因型为aabb,二者杂交得到的F1基因型为AaBb,B正确。
C、F1产生的配子类型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=3∶1∶1∶3,其中AB和ab配子的概率均为3/8,并非3/4,C错误。
D、F2中红花植株基因型及比例为AAbb∶Aabb=1∶6,蓝花植株基因型及比例为aaBB∶aaBb=1∶6,因此红花和蓝花中的纯合子所占比例均为1/7,D正确。
故答案为:BD。
【分析】F2性状分离比不符合自由组合定律的比例,说明两对基因连锁在一对同源染色体上;纯合紫花与白花杂交,F1为双杂合子;根据F2比例可推出F1配子比例,进而计算出红花、蓝花中纯合子的比例均为1/7。
18.蓝光通过视网膜-下丘脑-棕色脂肪组织轴影响脂肪细胞对葡萄糖的摄取,相关过程如下图,长时间蓝光照射会显著增加患糖尿病的风险。相关叙述正确的是(  )
A.视网膜感光细胞可接受蓝光刺激产生兴奋
B.神经元a上兴奋传导方向与细胞膜外电流方向一致
C.神经元a将兴奋传给下丘脑的过程中发生电信号→化学信号→电信号的转换
D.长时间蓝光照射,棕色脂肪细胞摄取葡萄糖的能力被抑制,导致血糖升高
【答案】A,C,D
【知识点】神经冲动的产生和传导;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、视网膜感光细胞可以接受蓝光的刺激,并产生相应的兴奋,A正确。
B、神经元a上兴奋的传导方向与细胞膜内的电流方向一致,与细胞膜外的电流方向相反,B错误。
C、神经元a将兴奋传给下丘脑的过程需要经过突触结构,突触处会发生电信号→化学信号→电信号的转换,C正确。
D、长时间蓝光照射,会抑制棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取,葡萄糖摄取和利用减少,从而导致血糖升高,增加患糖尿病的风险,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】视网膜感光细胞能感受光刺激并产生兴奋,兴奋传导方向与膜内电流方向一致,突触处存在电信号与化学信号的转换,长时间蓝光照射会通过相关通路抑制葡萄糖摄取,使血糖水平上升。
19.人鼠嵌合抗体是鼠源抗体的可变区(V区)与人源抗体的恒定区(C区)结合而成的抗体。下图1是抗体的示意图(H代表重链,L代表轻链),图2是制备抗肿瘤的人鼠嵌合抗体的部分过程。相关叙述正确的是(  )
A.过程①从经免疫处理的小鼠脾中获取的B淋巴细胞都能产生特定抗体
B.过程③获得的VL、VH基因碱基序列与B淋巴细胞中的VL、VH基因碱基序列不同
C.过程④构建人鼠重组基因,其表达产物在人体内的免疫原性比鼠源性抗体低
D.过程⑥常采用农杆菌转化法将基因嵌合表达载体转入受体细胞
【答案】B,C
【知识点】单克隆抗体的制备过程;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、经免疫处理的小鼠脾中含有多种B淋巴细胞,只有特定的B淋巴细胞才能产生对应的特定抗体,并非所有B淋巴细胞都能产生特定抗体,A错误。
B、过程③通过逆转录获得VL、VH基因,逆转录形成的基因不含内含子等序列,与B淋巴细胞中VL、VH基因的碱基序列不同,B正确。
C、过程④构建的人鼠重组基因表达出嵌合抗体,该抗体含有人源的恒定区,在人体内的免疫原性比鼠源性抗体更低,C正确。
D、过程⑥将基因表达载体转入动物细胞常采用显微注射法,农杆菌转化法适用于将目的基因导入植物细胞,D错误。
故答案为:BC。
【分析】免疫小鼠的脾细胞包含多种B淋巴细胞,逆转录得到的目的基因与原基因序列存在差异,人鼠嵌合抗体可降低人体的免疫排斥反应,动物细胞常用显微注射法导入目的基因。
三、非选择题:本部分包括5题,共计58分。
20.研究人员以4种管理梯度下的森林为研究对象,探究森林管理对植被碳密度的影响。4种管理梯度下形成的森林分别是20世纪50年代森林被皆伐后自然更新形成的白桦次生林(WB);20世纪60年代初,在部分WB林冠层下人工栽植红松形成的混交林(MA);20世纪70年代将部分MA中白桦等先锋树种进行择伐,保留全部红松形成的择伐林(SK);20世纪80年代对部分SK中的红松进行选择性疏伐,形成的疏伐林(KT)。2022年测定了森林群落乔木层特征、不同演替阶段植被碳密度,结果如下表、图。请回答下列问题。
林分密度/棵·hm-2 横截面面积总和/m2·hm-2 平均胸径/cm
WB 2667 27.5 8.74
MA 2183 28.6 10.67
SK 4178 43.4 9.64
KT 1811 44.7 16.73
(1)WB形成过程属于群落的   演替,其中所有的白桦组成一个   。SK、KT管理模式均有利于红松的生长,其原因分别是   。
(2)表中,调查林分密度时常采用的取样方法是   。与KT相比,SK乔木层的横截面面积总和相似,而平均胸径较小的原因可能是   
(3)森林群落中,乔木胸径级别是决定森林植被碳密度的重要因素。图中不同管理模式下总植被碳密度的差异均主要取决于   的碳密度,KT管理模式碳密度最大的原因可能是   。
(4)研究表明,KT是针阔混交林,有白桦等落叶阔叶乔木和红松等常绿针叶乔木。这种“栽针保阔”的管理方式增强了生态系统的稳定性,提高了森林的碳汇功能,促进森林可持续发展。与WB相比,KT生物多样性   ,抵御病虫害和自然灾害的能力强,生态系统的稳定性高。与WB相比,秋冬季KT碳汇功能更强,其原因可能是   。
【答案】(1)次生;种群;SK管理措施,使林冠层下的红松获得充足的光照,KT管理措施,降低了红松之间的种内竞争强度
(2)五点取样法;SK模式下红松数量较多,种内竞争压力大,生长相对较慢
(3)地上生物量;KT模式下,优势种红松胸径大,碳储量大
(4)高;红松是常绿乔木,秋冬季KT仍然能吸收CO2(白桦等树种的落叶分解后增加土壤有机质含量,有利于红松等针叶树的生长
【知识点】种群的数量变动及其原因;估算种群密度的方法;群落的演替;群落综合
【解析】【解答】(1)WB是森林皆伐后自然更新形成的次生林,原有土壤条件保留且存在植物繁殖体,其形成过程属于群落的次生演替。一定区域内所有的白桦是同种生物的全部个体,共同组成一个种群。SK通过择伐白桦等先锋树种,使林冠层下的红松获得充足的光照,KT通过对红松选择性疏伐,降低了红松之间的种内竞争强度,因此SK、KT管理模式均有利于红松的生长。
(2)调查森林植物的林分密度采用样方法,常使用的取样方法是五点取样法。与KT相比,SK乔木层横截面面积总和相似,但平均胸径较小,原因是SK模式下红松数量更多,种内竞争压力大,植株生长速度较慢,平均胸径更小。
(3)森林植被碳密度主要由地上生物量决定,因此不同管理模式下总植被碳密度的差异均主要取决于地上生物量的碳密度。KT模式下对红松选择性疏伐,减少了红松的种内竞争,优势种红松胸径更大,植株碳储量更高,因此碳密度最大。
(4)与WB相比,KT为针阔混交林,生物种类更丰富,生物多样性更高。秋冬季WB以落叶阔叶树为主,叶片脱落导致光合作用停止,而KT中有红松等常绿针叶乔木,秋冬季仍能光合作用吸收CO2,且白桦落叶分解后增加土壤有机质,为红松生长提供无机盐,进一步提升碳汇能力,因此秋冬季KT碳汇功能更强。
【分析】次生演替发生在保留原有土壤和繁殖体的环境中,种群是同种生物的全部个体,合理采伐可改善光照、降低种内竞争以促进优势树种生长。调查植物种群密度常用五点取样法,种内竞争强度会影响植株生长速度。植被碳密度主要取决于地上生物量,胸径越大碳储量越高。针阔混交林生物多样性更高,常绿针叶树可在秋冬季持续固定CO2,让森林碳汇功能更强。
(1)WB是20世纪50年代森林被皆伐后自然更新形成的白桦次生林,其形成过程属于群落的次生演替,其中所有的白桦是同种生物的聚集体,属于种群。SK管理措施,使林冠层下的红松获得充足的光照,KT管理措施,降低了红松之间的种内竞争强度,且调查数据显示,SK、KT管理模式均表现为有利于红松的生长。
(2)表中,调查林分密度时常采用的取样方法是五点取样法。与KT相比,SK乔木层的横截面面积总和相似,而平均胸径较小,这是因为SK模式下将部分MA中白桦等先锋树种进行择伐,红松数量较多,种内竞争压力大,生长相对较慢,因而胸径低于KT模式,因为该模式下对红松进行选择性疏伐,降低了红松之间的竞争,因而有利于红松的生长。
(3)森林群落中,乔木胸径级别是决定森林植被碳密度的重要因素。图中不同管理模式下总植被碳密度的差异均主要取决于地上生物量的碳密度,KT管理模式碳密度最大的原因应该是KT模式下,对红松进行选择性疏伐,降低了红松之间的竞争,因而优势种红松胸径大,碳储量大。
(4)研究表明,KT是针阔混交林,有白桦等落叶阔叶乔木和红松等常绿针叶乔木。这种“栽针保阔”的管理方式增强了生态系统的稳定性,提高了森林的碳汇功能,促进森林可持续发展。与WB相比,KT生物多样性更高,因而自我调节能力更强,抵御病虫害和自然灾害的能力强,生态系统的稳定性高。与WB相比,秋冬季KT碳汇功能更强,这是因为KT模式下,红松是常绿乔木,秋冬季KT仍然能吸收CO2(白桦等树种的落叶分解后增加土壤有机质含量,通过微生物的分解作用为红松提供丰富的无机盐,因而有利于红松等针叶树的生长)。
21.卒中是由于脑部血管破裂或堵塞导致脑组织损伤的疾病,卒中焦虑是患者卒中后表现出焦虑的情绪障碍。卒中以后,一方面颅压升高异常激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴、神经递质(如GAGA、5-HT)紊乱导致糖皮质激素(GC)升高,另一方面产多巴胺神经元的CRH受体表达降低等共同导致焦虑。请回答下列问题。
(1)卒中后,患者颅压升高异常激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,导致下丘脑分泌的   (填激素名称)增多,作用于垂体细胞   (填结构)上的受体促进垂体分泌ACTH,最终导致糖皮质激素升高,糖皮质激素经体液运输作用于   导致焦虑。
(2)GABA作用于下丘脑细胞,   (促进、抑制)Cl-内流,卒中后,GABA含量降低,易导致焦虑。
(3)卒中焦虑者多巴胺含量降低,据图分析主要原因是   。卒中焦虑者常出现糖皮质激素抵抗,糖皮质激素抵抗会加重焦虑症状,其主要原因是   ,进一步导致糖皮质激素升高。
(4)下列药物可以用于治疗或缓解卒中焦虑症状的有   。
①羟丁酸钠(GABA受体激动剂) ②Antalarmin(CRH受体拮抗剂)
③泰舒达克(多巴胺受体激动剂) ④氟西汀(5-HT再摄取抑制剂)
(5)卒中导致大脑组织因缺血受到损害,使得受损脑神经元所支配的肢体器官功能遭到影响,常见的后遗症有偏瘫、口眼歪斜、半侧肢体障碍等。目前骨髓干细胞移植的治疗效果明显优于药物治疗,其主要原因有:一方面骨髓干细胞的旁分泌作用改善组织微环境,有利于   功能的修复;一方面骨髓干细胞可能分化为新的神经元、   细胞,重建神经通路从而减轻卒中后期的后遗症。
【答案】(1)促肾上腺皮质激素释放激素;细胞膜;(半卵圆中心、肼胝体、)前额叶皮质
(2)促进
(3)产多巴胺的神经元的CRH受体减少;糖皮质激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱
(4)①②③
(5)受损神经元;神经胶质
【知识点】神经元各部分的结构和功能;神经冲动的产生和传导;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)卒中后,患者颅压升高异常激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,导致下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素增多,该激素作用于垂体细胞细胞膜上的特异性受体,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,使糖皮质激素含量升高。糖皮质激素通过体液运输,作用于前额叶皮质等相关脑区,进而引起焦虑情绪。
(2)GABA是抑制性神经递质,作用于下丘脑细胞时,会促进Cl-内流,使突触后膜电位更稳定、更难产生兴奋。卒中后GABA含量降低,抑制作用减弱,神经元更易兴奋,相关激素分泌增多,从而容易引发焦虑。
(3)卒中焦虑者多巴胺含量降低,据图分析主要原因是产多巴胺的神经元上CRH受体减少,对多巴胺合成与释放的促进作用减弱。卒中焦虑者常出现糖皮质激素抵抗,糖皮质激素抵抗会加重焦虑,主要原因是糖皮质激素对下丘脑和垂体的负反馈抑制作用减弱,使下丘脑和垂体持续分泌相关激素,进一步导致糖皮质激素升高,形成恶性循环。
(4)①羟丁酸钠(GABA受体激动剂)可增强GABA的抑制作用,缓解焦虑;②Antalarmin(CRH受体拮抗剂)可阻断CRH的作用,抑制下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的过度激活;③泰舒达克(多巴胺受体激动剂)可弥补多巴胺不足,增强多巴胺的作用,缓解焦虑;④氟西汀(5-HT再摄取抑制剂)会使5-HT增多,促进CRH分泌,加重焦虑。因此可用于治疗或缓解卒中焦虑的是①②③。
(5)骨髓干细胞移植效果优于药物治疗,主要原因:一方面骨髓干细胞的旁分泌作用改善组织微环境,有利于受损神经元功能的修复;另一方面骨髓干细胞可分化为新的神经元和神经胶质细胞,重建神经通路,从而减轻卒中后期的偏瘫、肢体障碍等后遗症。
【分析】下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴通过分级调节使糖皮质激素升高,作用于大脑相关区域引发焦虑;GABA通过促进Cl-内流发挥抑制作用,多巴胺减少会加重焦虑;糖皮质激素抵抗会削弱负反馈调节,使激素持续升高;增强抑制作用、阻断兴奋作用、补充多巴胺的药物可缓解焦虑;骨髓干细胞能修复受损神经元并分化形成神经细胞,重建神经通路。
(1)分析题图可知,在下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴中,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,与垂体细胞细胞膜上的受体特异性结合,促进垂体分泌ACTH,最终导致糖皮质激素升高,糖皮质激素经体液运输作用于半卵圆中心、肼胝体、前额叶皮质,导致焦虑。
(2)分析题图可知,GABA作用于下丘脑细胞,会抑制下丘脑细胞分泌CRH,即GABA属于抑制性神经递质,其能促进Cl-内流,卒中后,GABA含量降低,易导致焦虑。
(3)分析题图可知,卒中后产多巴胺的神经元的CRH受体表达降低,导致多巴胺合成或释放减少。
正常情况下,糖皮质激素会通过负反馈抑制下丘脑和垂体分泌CRH和ACTH。卒中焦虑者常出现糖皮质激素抵抗,糖皮质激素抵抗会加重焦虑症状,其主要原因是糖皮质激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,进一步导致糖皮质激素升高。
(4)分析题图可知,①羟丁酸钠(GABA受体激动剂)能激活GABA受体,增强GABA的作用,从而抑制CRH的含量,进而治疗或缓解卒中焦虑;②Antalarmin(CRH受体拮抗剂)能阻断CRH与受体结合,从而阻断下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的活动,有利于缓解焦虑;③分析题图可知,多巴胺减少会产生焦虑,泰舒达克(多巴胺受体激动剂)能模拟内源性多巴胺的作用,通过与多巴胺受体结合,增强多巴胺在体内的信号传递,减缓焦虑;④氟西汀(5-HT再摄取抑制剂)会抑制5-HT的回收,使5-HT维持在较高水平,从而促进CRH的分泌,会加重焦虑。因此可以用于治疗或缓解卒中焦虑症状的有①②③。
(5)骨髓干细胞移植的治疗效果明显优于药物治疗,其主要原因有:一方面骨髓干细胞的旁分泌作用改善组织微环境,有利于受损神经元功能的修复;一方面骨髓干细胞可能分化为新的神经元、神经胶质细胞,重建神经通路从而减轻卒中后期的后遗症。
22.蛋用鹌鹑(ZW型,2n=78)的羽色由三对等位基因(B和b、Y和y、D和d)控制。B控制有色,b控制白色;Y控制栗色,y控制黄色;D控制雄性鹌鹑羽毛黑色斑点、雌性鹌鹑羽毛灰色斑点,d控制羽毛没有斑点。研究人员用4种品系鹌鹑进行杂交实验,结果如下图,请回答下列问题。
(1)据图分析,位于Z染色体上的基因是   ,遵循自由组合定律的基因是   。
(2)实验一亲本的基因型是   、   。
(3)实验一F1白色灰斑羽中纯合子占   ,实验一F1栗色黑斑羽雄性与实验二F1栗色黑斑羽雄性基因型相同的概率是   。
(4)研究人员将实验二F1栗色羽(♂)与亲本白色羽(♀)进行杂交(回交),其后代结果如下表:
栗色羽 黄色羽 白色羽
♂ ♀ ♂ ♀ ♂ ♀
135 27 0 108 135 135
①后代出现栗色羽(♀)的原因是   。
②若实验二F1栗色黑斑羽(♂)与黄色无斑羽(♀)杂交,结合表中信息推测后代中出现白色灰斑羽鹌鹑的概率约为   。
③现要培育纯合栗色羽雄性鹌鹑,简述培育过程:   。
【答案】(1)B、b和Y、y;B、b与D、d及Y、y与D、d
(2)DdZbYZbY;DdZByW
(3)0;1
(4)实验二栗色羽(雄)减数分裂过程中,Z染色体的姐妹染色单体发生互换,产生了ZBY的精子;1/8;选择将表中栗色羽雌、雄性鹌鹑进行杂交,然后再筛选
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1)蛋用鹌鹑的性别决定为ZW型,根据实验一和实验二的正反交结果,羽色相关性状的遗传与性别相关联,由此判断B、b和Y、y位于Z染色体上。D、d控制羽毛斑点有无,其遗传与性别无关,位于常染色体上。非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律,因此B、b与D、d、Y、y与D、d均遵循自由组合定律。
(2)实验一中亲本为白色黑斑羽雄性和黄色灰斑羽雌性,子代雄性全为栗色、雌性全为白色,且斑点性状出现黑斑、灰斑和无斑,比例为2:1,说明DD纯合致死。结合基因对性状的控制,可推知亲本雄性基因型为DdZbYZbY,亲本雌性基因型为DdZByW。
(3)实验一F1中白色灰斑羽的基因型为DdZbYW,该基因型不存在纯合子,因此纯合子所占比例为0。实验一F1栗色黑斑羽雄性的基因型为DdZByZbY,实验二F1栗色黑斑羽雄性的基因型也为DdZByZbY,二者基因型相同的概率为1。
用棋盘法表示实验一亲代杂交结果:
1ZbYW 1ZByZbY
1DD 死亡 死亡
2Dd 2雌性灰色斑点白色 2雄性黑色斑点栗色
1dd 1雌性没有斑点白色 1雄性没有斑点栗色
(4)①正常情况下实验二F1栗色羽雄性的基因型为ZByZbY,只能产生ZBy和ZbY两种精子,与雌性的W卵细胞结合不会出现栗色羽雌性,后代出现栗色羽雌性,原因是实验二栗色羽雄性在减数分裂形成精子时,Z染色体上的B、b和Y、y所在片段发生交叉互换,产生了基因型为ZBY的精子,该精子与含W的卵细胞结合形成ZBYW的个体,表现为栗色羽雌性。
②实验二F1栗色黑斑羽雄性基因型为DdZByZbY,黄色无斑羽雌性基因型为ddZByW。Dd与dd杂交,子代出现Dd(灰斑)的概率为1/2;ZByZbY与ZByW杂交,子代出现白色羽雌性ZbYW的概率为1/4,二者相乘,后代出现白色灰斑羽鹌鹑的概率为1/2×1/4=1/8。
③要培育纯合栗色羽雄性鹌鹑,选择回交后代中栗色羽雌性鹌鹑和栗色羽雄性鹌鹑进行杂交,子代中会出现基因型为ZBYZBY的纯合栗色羽雄性,再从子代雄性中筛选出栗色羽个体,即为目标纯合个体。
【分析】鹌鹑为ZW型性别决定,正反交结果可判断基因位于性染色体,B、b和Y、y在Z染色体,D、d在常染色体,常染色体基因与性染色体基因遵循自由组合定律。杂交后代斑点性状比例为2:1,说明DD纯合致死。Z染色体上的基因可发生交叉互换产生重组型配子,进而出现新表型。计算性状概率时,可将常染色体遗传与伴性遗传分开计算再相乘,纯合鹌鹑的培育可通过表型相同个体杂交后筛选获得。
(1)根据题干信息“B控制有色,b控制白色;Y控制栗色,y控制黄色”,所以B_Y_是栗色,B_yy是黄色,bb_ _是白色,D控制雄性鹌鹑羽毛黑色斑点、雌性鹌鹑羽毛灰色斑点,d控制羽毛没有斑点;根据实验一中,亲代白色黑斑羽雄性和黄色灰斑羽雌性杂交,子代中雄性全为栗色,雌性全为白色,实验二中,白色灰斑羽雌性和雄性黄色黑斑羽杂交,子代雄性全为栗色,雌性全为黑色,正反交结果不同,所以控制颜色的基因Bb和Yy在Z染色体上,Dd的杂交与题干信息一致,两组杂家实验结果一致,所以Dd位于常染色体上,因此B、b与D、d及Y、y与D、d遵循自由组合定律。
(2)小问1可知,B/b与D/d连锁,且位于Z染色体上,D/d位于常染色体上;实验一中,亲代白色黑斑羽雄性和黄色灰斑羽雌性杂交,子代中雄性全为栗色,雌性全为白色可知,栗色雄性基因型为(ZBYZbY),白色雌性基因型为(ZbYW),所以亲代雌性基因型是ZByW,雄性是ZbYZbY,亲代黑斑雄性(D_)和灰斑雌性(D_)杂交,子代出现了无斑,且栗色:白色=2:1,说明亲代基因型是Dd和Dd,且DD致死;所以亲代基因型是DdZbYZbY和DdZByW。
(3)由于子代中雄性中黑色斑点:无斑羽=2:1,雌性中灰色斑点:无斑羽=2:1,所以推测DD致死,用棋盘法表示实验一亲代杂交结果:
1ZbYW 1ZByZbY
1DD 死亡 死亡
2Dd 2雌性灰色斑点白色 2雄性黑色斑点栗色
1dd 1雌性没有斑点白色 1雄性没有斑点栗色
所以实验一F1白色灰斑羽中基因型都是DdZbYW,纯合子比例为0;
实验二中,白色灰斑羽雌性和雄性黄色黑斑羽杂交,子代雄性全为栗色,雄性有黑斑羽和无斑羽,雌性全为黑色,有灰斑羽和无斑羽,说明亲代基因型为DdZbYW和DdZByZBy,F1栗色黑斑羽雄性基因型为DdZByZbY,与实验一栗色黑斑羽雄性基因型完全相同。
(4)由小问3可知,实验二F1栗色黑斑羽(♂)基因型为DdZByZbY,亲代白色灰斑羽雌性基因型为DdZbYW,只看羽色,子代中基因型为ZByZbY(栗色雄性),ZbYZbY(白色雄性),ZByW(黄色雌性),ZbYW(白色雌性),后代出现了栗色雌性(ZBYW),可能得原因是实验二栗色羽(雄)减数分裂过程中,Z染色体的姐妹染色单体发生互换,产生了ZBY的精子。
实验二F1栗色黑斑羽(♂基因型为DdZByZbY)与黄色无斑羽(♀ddZByW)杂交,子代中出现灰斑Dd的概率为1/2,白色基因型只有ZbYW,比例为1/4,所以后代中出现白色灰斑羽鹌鹑的概率约为1/8。
现要培育纯合栗色羽雄性鹌鹑ZBYZBY,选择表中栗色羽雌(ZBYW)、雄性鹌鹑(ZbYZBy)进行杂交,由于雄性会发生基因重组,后代可能会出现ZBYZBY,然后再筛选。
23.雨生红球藻正常状态下呈绿色,在强光、缺氮等胁迫条件下能合成虾青素而呈红色。虾青素能与光系统I(PS I)、光系统Ⅱ(PSⅡ)结合,提高光系统的稳定性,增强雨生红球藻抵抗胁迫的能力。下图是雨生红球藻中虾青素合成的相关过程,请回答下列问题。
(1)卡尔文循环和三羧酸循环发生的场所分别是   (结构),图中三羧酸循环未表示的反应物和生成物分别是   、   。
(2)强光下,光反应比暗反应快,NADPH的积累导致光反应产生的电子不能及时还原   ,而与O2结合产生活性氧;活性氧   (促进、抑制)虾青素的合成。虾青素的合成,通过消耗   、提高   增强对强光的抵抗力。
(3)研究发现虾青素具有强大的抗氧化能力,三羧酸循环在虾青素合成过程中有重要的调控作用。研究人员研究了正常供氮和缺氮条件下,添加不同浓度的延胡索酸对虾青素产量的影响,结果如下图。
①适宜浓度的延胡索酸可提高虾青素含量,其主要原因是添加延胡索酸,    。
②缺氮条件下,与添加10mM延胡索酸组相比,添加20mM延胡索酸组的虾青素含量较低,其可能原因是添加较多的延胡索酸,促进了叶绿体中脂肪酸的合成,进而   ,不利于虾青素的积累。
③缺氮条件下添加10mM延胡索酸组的虾青素含量   正常供氮条件,其主要原因是缺氮加快糖酵解速度,有利于协调   比例,使之平衡。
【答案】(1)叶绿体基质、线粒体基质;H2O;CO2
(2)NADP+;促进;NADPH;光系统的稳定性
(3)促进线粒体合成并运出苹果酸,有利于丙酮酸的合成并运进叶绿体;加速虾青素酯化过程;高于;碳、氮
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用综合
【解析】【解答】(1)卡尔文循环是光合作用暗反应阶段,发生在叶绿体基质中,三羧酸循环是有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中。三羧酸循环的完整过程需要水作为反应物,同时会产生二氧化碳,图中未表示出的反应物是水,未表示出的生成物是二氧化碳。
(2)强光下光反应速率快于暗反应,NADPH积累,使得光反应产生的电子不能及时还原NADP+,电子与氧气结合产生活性氧。活性氧作为胁迫信号,会促进虾青素的合成。虾青素合成过程可以消耗NADPH,同时能与光系统Ⅰ、光系统Ⅱ结合,提高光系统的稳定性,从而增强雨生红球藻对强光的抵抗力。
(3)①适宜浓度的延胡索酸可以促进线粒体合成并运出苹果酸,苹果酸有利于丙酮酸的合成,丙酮酸能够运进叶绿体,为虾青素合成提供原料,从而提高虾青素含量。
②缺氮条件下,添加过多的延胡索酸会促进叶绿体中脂肪酸的合成,进而加速虾青素酯化过程,使得游离的虾青素减少,不利于虾青素积累,因此添加20mM延胡索酸组的虾青素含量低于添加10mM组。
③缺氮条件下添加10mM延胡索酸组的虾青素含量高于正常供氮条件,主要原因是缺氮加快糖酵解速度,有利于协调碳、氮比例并使之平衡,更多的碳源流向虾青素合成途径。
【分析】光合作用暗反应发生在叶绿体基质,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,三羧酸循环消耗水产生二氧化碳。强光造成的电子积累会产生活性氧,活性氧促进虾青素合成,虾青素可消耗NADPH并稳定光系统。延胡索酸通过线粒体代谢为叶绿体提供前体物质促进虾青素合成,浓度过高会促进虾青素酯化降低积累量,缺氮环境通过协调碳氮比例更有利于虾青素生成。
(1)卡尔文循环(暗反应)发生在叶绿体基质中,固定CO2合成有机物。 三羧酸循环(TCA循环)发生在线粒体基质中,是细胞有氧呼吸的关键步骤。 三羧酸循环(TCA循环)中发生在有氧生物体内(真核细胞的线粒体基质,原核细胞的细胞质基质) 是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代谢途径,糖酵解产生的丙酮酸(实际上是乙酰-CoA)被降解成CO2产生一些ATP,产生更多的NADH,NADH进入呼吸链,通过氧化磷酸化产生更多的ATP。因此图中三羧酸循环未表示的反应物是H2O、ADP、Pi,未表示的生成物是CO2、ATP。
(2)强光下光反应速率超过暗反应,导致NADPH积累,光反应产生的电子无法及时还原NADP+(电子受体),电子漏出与O2结合产生活性氧(ROS)。活性氧作为胁迫信号,促进虾青素合成以增强抗氧化防御。虾青素合成过程消耗NADPH(提供还原力),并通过与PSⅠ和PSⅡ结合,提高光系统的稳定性,减少光损伤。
(3)①据题图分析,延胡索酸是三羧酸循环中间产物,添加后促进循环运行,增加苹果酸合成;苹果酸从线粒体输出到细胞质,可转化为丙酮酸,丙酮酸进入叶绿体提供乙酰辅酶A(虾青素合成前体),从而提升虾青素产量。因此适宜浓度的延胡索酸可提高虾青素含量,其主要原因是添加延胡索酸,促进线粒体合成并运出苹果酸,有利于丙酮酸的合成并运进叶绿体。
②高浓度延胡索酸提供过量碳源,促进叶绿体中脂肪酸合成;脂肪酸与虾青素结合形成酯化产物,加速虾青素酯化,导致游离虾青素减少,积累量下降。因此缺氮条件下,与添加10mM延胡索酸组相比,添加20mM延胡索酸组的虾青素含量较低,其可能原因是添加较多的延胡索酸,促进了叶绿体中脂肪酸的合成,进而加速虾青素酯化过程,不利于虾青素的积累。
③缺氮胁迫加速糖酵解,提供更多碳骨架用于虾青素合成;同时,延胡索酸补充碳源,协调碳氮代谢平衡(氮缺乏时碳流向次生代谢物如虾青素),使虾青素产量高于正常供氮条件。因此缺氮条件下添加10mM延胡索酸组的虾青素含量高于正常供氮条件,其主要原因是缺氮加快糖酵解速度,有利于协调碳、氮比例,使之平衡。
24.限制性内切酶Bbs Ⅰ具有偏移剪切特性,能实现目的基因和载体的无缝连接,其作用机理及识别序列如图1,N代表A、T、G、C中的任何一种碱基。运动发酵单胞菌的乙醇发酵率高、乙醇耐受性好,其发酵产量高低与启动子和终止子密切相关。科研人员利用Bbs I等构建基因表达载体,导入运动发酵单胞菌,以评估启动子和终止子的效能,主要过程如图2。LacZ基因表达产物可将无色化合物X-gal水解成蓝色产物。请回答下列问题。
(1)由图1可知,Bbs Ⅰ对切割位点序列   (“有”或“无”)特异性,Bbs Ⅰ切割形成的黏性末端的碱基序列有   种。
(2)图1中,若a处上链的序列为5'-GATCGTGTCTTC-3',则PCR扩增目的基因过程中,设计引物甲时添加Bbs Ⅰ识别序列A为5'-   -3'。序列A的3端序列CTTCTG(Bbs Ⅰ识别序列)与序列B的3'端序列CTTCTG(Bbs Ⅰ识别序列)应设计在   (“一”或“两”)条核苷酸链上。
(3)图2中,Padh2的功能是   。过程①需要   酶的参与。过程②将质粒2导入处于   的运动发酵单胞菌中,并接种到含有   的培养基上进行筛选,   (“白色”或“蓝色”)菌落是目的菌落。
(4)为了进一步确认两种颜色菌落导入的质粒不同,研究人员提取两种颜色菌落中的质粒,利用特异引物扩增LacZ片段(远小于1300bp)和Padh2-ZmGFP-Tpdc片段(1300bp),并进行琼脂糖凝胶电泳,结果如图,成功导入质粒2的菌落对应的泳道有   。
(5)还需通过观察   评估启动子和终止子的效能。
【答案】(1)无;256
(2)GAAGACNNGATC;两
(3)RNA聚合酶识别并结合的位点,驱动基因的转录;Bbs I酶和DNA连接酶;感受态;X-gal、壮观霉素;白色
(4)5、6、7
(5)绿色荧光强度
【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)由图1可知,Bbs Ⅰ识别序列中N代表A、T、G、C中的任意一种碱基,对切割位点的序列无特异性。Bbs Ⅰ切割后形成的黏性末端包含4个独立碱基,每个位置有4种可能,因此切割形成的黏性末端的碱基序列有256种。
(2)根据Bbs Ⅰ的识别序列和切割位点,以及a处上链的序列为5'-GATCGTGTCTTC-3',在PCR扩增目的基因时,引物甲需要添加的Bbs Ⅰ识别序列A为5'-GAAGACNNGATC-3'。为了保证目的基因能够定向插入载体,序列A与序列B的3'端相同序列应设计在两条核苷酸链上。
(3)Padh2是启动子,其功能是作为RNA聚合酶识别并结合的位点,驱动下游基因进行转录。过程①是构建基因表达载体,需要Bbs Ⅰ酶和DNA连接酶的参与。过程②将质粒导入运动发酵单胞菌时,需要先用钙离子处理,使细胞处于感受态。筛选时需将受体细胞接种到含有X-gal和壮观霉素的培养基上,目的基因插入会破坏LacZ基因,无法水解X-gal产生蓝色,因此白色菌落是目的菌落。
(4)成功导入质粒2的菌落可以扩增出长度为1300bp的Padh2-ZmGFP-Tpdc片段,对应电泳结果中的泳道5、6、7。
(5)目的基因是绿色荧光蛋白基因,启动子和终止子的效能越强,绿色荧光蛋白表达量越高,因此可通过观察绿色荧光强度评估启动子和终止子的效能。
【分析】Bbs Ⅰ对切割位点无特异性,可产生多种黏性末端,实现无缝连接。启动子是RNA聚合酶结合位点,驱动基因转录。基因表达载体构建需要限制酶和DNA连接酶,受体细胞需制备为感受态,利用蓝白斑和抗生素进行筛选。绿色荧光强度可直接反映启动子与终止子的表达效能。
(1)Bbs Ⅰ识别序列中N代表A、T、G、C中任何一种碱基,对切割位点序列无特异性。切割形成的黏性末端碱基序列有44=256种。
(2)根据Bbs Ⅰ识别序列及切割位点为GAAGACNN NNNN,且在从第二个N和第三个N之间切开,为了避免Bbs Ⅰ进行切割时破坏目的基因,设计引物甲时添加Bbs Ⅰ识别序列A为5'-GAAGACNN GATC-3',用Bbs Ⅰ进行切割时,切割位点位于N、G之间。根据质粒上两个Bbs Ⅰ识别序列可知,为了方便目的基因的正确插入,目的基因两端的序列A和B的3'端相同序列应在两条核苷酸链上。
(3)Pdah2是启动子,是RNA聚合酶识别并结合的位点,驱动基因的转录。过程①表示构建重组质粒,需限制酶Bbs Ⅰ切割产生黏性末端,DNA连接酶连接磷酸二酯键。过程②将质粒导入受体细胞,发酵单胞菌是微生物,需要用Ca2+处理,使其处于感受态。在形成重组质粒的过程中,会破坏质粒上的LacZ基因,而LacZ基因表达产物可将无色化合物X-gal水解成蓝色产物,重组质粒上含有壮观霉素的抗性基因,故可以将运动发酵单胞菌接种到含有X-gal和壮观霉素的培养基上进行筛选,目的菌落含有壮观霉素的抗性基因,故对壮观霉素有抗性,不含LacZ基因,故呈白色。
(4)根据电泳结果可知,1、2、3中扩增的产物长度远小于1300bp,5、6、7中扩散的产物大约1300bp,故成功导入质粒2的菌落能扩增出Padh2 - ZmGFP - Tpdc片段(1300bp),对应5、6、7。
(5)启动子和终止子之间的基因是绿色荧光蛋白基因,要评估启动子和终止子效能,还需要观察绿色荧光的强度。
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