【高考真题】2022年新高考生物真题试卷(河北卷)
一、单项选择题:本题共13小题,每题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2022·河北)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
【答案】C
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】A、细胞膜可以通过囊泡与高尔基体进行脂质、蛋白质的交流,A正确;
B、细胞膜上的载体蛋白可以协助离子进行跨膜运输,B正确;
C、细胞膜上的蛋白质是不均匀分布的,C错误;
D、细胞膜上的受体蛋白参与细胞间的信息交流,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞膜的结构:
(1)脂质:构成细胞膜的主要成分是磷脂,磷脂双分子层构成膜的基本骨架。
(2)蛋白质:膜的功能主要由蛋白质承担,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的含量越高,种类越多。①蛋白质的位置:有三种:镶在磷脂双分子层表面;嵌入磷脂双分子层;贯穿于磷脂双分子层。②种类:a、有的与糖类结合,形成糖被,有识别、保护、润滑等作用。b、有的起载体作用,参与主动运输过程,控制物质进出细胞。c、有的是酶,起催化化学反应的作用。
(3)特殊结构——糖被:①位置:细胞膜的外表。②本质:细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。③作用:与细胞表面的识别有关;在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。
(4)动物细胞的细胞膜中还含有一定量的胆固醇,对细胞膜的流动性有调节作用。
2.(2022·河北)关于细胞器的叙述,错误的是( )
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、溶酶体可以分解衰老、损伤的细胞器,降解其中的蛋白质、核酸,A正确;
B、线粒体是双层膜结构细胞器,生物膜上含有多种与物质运输的载体蛋白,B正确;
C、生长激素是分泌蛋白,分泌蛋白的合成需要经过高尔基体的加工、包装和分类后分泌到细胞外,C正确;
D、附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体都是由RNA和蛋白质组成,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”.
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体 动植物细胞 无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所
“生产蛋白质的机器”
溶酶体 动植物细胞 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌.
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等) 调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
2、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
3.(2022·河北)某兴趣小组的实验设计中,存在错误的是( )
A.采用样方法调查土壤中蚯蚓、鼠妇的种群数量
B.利用醋酸洋红对蝗虫精巢染色,观察减数分裂特征
C.利用斐林试剂检测麦芽、雪梨榨汁中的还原糖
D.利用健那绿染色观察衰老细胞中的线粒体
【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;观察线粒体和叶绿体;观察细胞的减数分裂实验;估算种群密度的方法
【解析】【解答】A、个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,调查土壤中蚯蚓、鼠妇的种群数量可以采用样方法,A正确;
B、观察减数分裂特征,利用醋酸洋红对蝗虫精巢细胞染色,而非对卵巢染色,B错误;
C、雪梨榨汁中存在果糖和葡萄糖,果糖、葡萄糖和麦芽糖都是还原糖,可以与斐林试剂发生反应,生成砖红色沉淀,C正确;
D、健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,能使活细胞中线粒体呈现蓝绿色可用来观察衰老细胞中的线粒体,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。
2、观察细胞减数分裂实验材料的选择宜选用雄性个体生殖器官,其原因为:①雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞数;②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,次级卵母细胞只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才继续完成减数第二次分裂。精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以观察到的染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
3、还原糖的检测和观察
(1)原理:糖类中的还液原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。斐林试剂:甲液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液。
(2)过程:①向试管内注入2mL待测组织样液。
②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。
③将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯中加热约2min。
④观察试管中出现的颜色变化。
4、线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,形态多样,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等,健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,能使活细胞中线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,植物细胞内部有绿色的叶绿体,颜色与染色后蓝绿色的线粒体相近,不能用其作实验材料,以免干扰观察。
4.(2022·河北)关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B.种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C.有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D.通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,A错误;
B、种子萌发时进行有氧呼吸消耗有机物,为新器官的发育提供原料和能量,B正确;
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,C错误;
D、通气培养的酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,菌液过滤后滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中:(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(2)检测酒精的产生:橙色的重铭酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。
5.(2022·河北)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载,麻为雌雄异株、黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株,其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物,雄麻纤维产量远高于雌麻,故“凡种麻,用白麻子”。依据上述信息推断,下列叙述错误的是( )
A.可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产
B.对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量
C.因为雌麻纤维产量低,所以在生产中无需播种黑色种子
D.与雌雄同花植物相比,麻更便于杂交选育新品种
【答案】C
【知识点】杂交育种;其他植物激素的种类和作用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞具有全能型,可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产,A正确;
B、赤霉素可以促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高,对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量,C正确;
C、雌麻纤维产量低,但在生产中如果不播种黑种子,则没有雌株不能授粉产生下一代种子,C错误;
D、麻是雌雄异株的植物,与雌雄同花植物相比,更便于杂交选育新品种,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高。此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长、种子萌发、开花和果实发育,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠,促进萌发等作用。
2、植物组织培养技术已经得到广泛应用,包括:植物繁殖的新途径(如微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(如单倍体育种、突变体的应用)、细胞产物的工厂化生产(如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇)。
6.(2022·河北)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A.乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B.影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C.为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D.植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果
【答案】C
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】A、由题意可知,乌凤蝶可以将香豆素降解,乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素的选择作用可将降解能力强的个体选择并保存下来,所以乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果,A正确;
B、基因突变具有不定向性,B正确;
C、由题意可知,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强,织叶蛾能将叶片卷起可防止紫外线引起香豆素含量增加,该行为是香豆素对其进行选择的结果,而不是适应环境的结果,C错误;
D、植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、协同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
2、现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位①种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;②同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;③生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;②基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;③突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;⑤突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向①变异是不定向的,自然选择是定向的;②自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;③自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;④自然选择的方向:适应自然环境;⑤变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
(4)隔离导致物种的形成①物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;②一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
7.(2022·河北)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、由题意可知,红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,子一代为红眼,子二代出现性状分离且比例为8:4:3:1,是9:3:3:1的变形,故奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;
B、分析题意可知,F1互交所得F2中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄-8:4:3:1,则奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,且与性别相关,若两对基因控制,一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上,F2中红眼雌蝇8/16,红眼雄蝇占4/16,伊红眼雄蝇占3/16,奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A-XBX-、aaXBX-,红眼雄蝇的基因型为A-XBY、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A-XbY,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,即常染色体中Aa基因型有3种AA、Aa、aa,性染色体上的Bb基因型有两种XBXB和XBXb,故F2红眼雌蝇的基因型共有2×3=6种,B正确;
C、分析题意可知,F1红眼雌蝇基因型为AaXBXb,F2伊红眼雄蝇基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY,二者杂交后代出现红眼雌果蝇A-XbXb的概率为1/3×1/4+2/3×3/4×1/4=5/24,C正确;
D、分析题意可知,F2中红眼雌蝇的基因型为A-XBX-、aaXBX-,若基因型为AaXBXB,则与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇aaXbXb,D错误。
故答案为:D。
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。分析题意可知,果蝇的野生型表现为红眼,奶油色为突变雄蝇,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,子一代全为红眼,说明红眼为显性性状,子一代之间相互交配,子二代雌雄个体间存在性状差异,说明控制该性状的基因与性别相关联;且子二代中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄为8:4:3:1,和为16,说明眼色至少受两对独立遗传的基因控制,设相关基因为A/a、B/b。
8.(2022·河北)关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是( )
A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
【答案】A
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次证明出基因位于染色体上,A错误;
B、孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质都是DNA,B正确;
C、肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验的设计思路都是把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能,C正确;
D、DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原侧,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
2、格里菲斯肺炎链球菌体内转化实验:
R型细菌一小鼠→存活;
S型细菌一小鼠→死亡;
加热杀死的S型细菌一小鼠→存活;
加热杀死的S型细菌+R型细菌一小鼠→死亡。
证明了已经被加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”,能使R型细菌转化成S型细菌。
3、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎链球菌体外转化实验):
(1)研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
(2)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、细菌培养基等。
(3)实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
(4)实验过程:①将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,其后代有R型细菌和S型细菌;②将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养,其后代都为R型细菌,没有发生转化现象;③DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养,培养一段时间以后,只有R型菌。
(5)结论:加热杀死的S型细菌体内的DNA,促使R型细菌转化为S型细菌。
4、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
9.(2022·河北)关于中心法则相关酶的叙述,错误的是( )
A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、RNA聚合酶催化转录过程,逆转录酶催化逆转录过程,二者都遵循碱基互补配对原则,且在DNA-RNA之间形成氢键,A正确;
B、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质都是蛋白质,均由核酸编码并在核糖体上合成,B正确;
C、转录过程不需要解旋酶,RNA聚合酶本身具有解旋的作用,C错误;
D、在适宜的环境条件下,酶可以在体外环境下发挥催化作用,D正确。
故答案为:C。
【分析】中心法则:
(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;
(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
DNA复制是以亲代DNA分子为模板,在DNA聚合酶的作用下合成子代DNA的过程。
转录是在细胞核中以DNA的一条链为模板在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。
翻译指游离在细胞质内的各种氨基酸,以mRNA为模板在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
逆转录是在逆转录酶的作用下,以RNA为模板合成DNA的过程。
10.(2022·河北)关于甲状腺激素(TH)及其受体(TR)的叙述,错误的是( )
A.机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡
B.TH分泌后通过体液运输,其分泌导管堵塞会导致机体代谢和耗氧下降
C.若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,会导致甲状腺机能亢进
D.缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,以降低新生儿呆小症的发病率
【答案】B
【知识点】激素调节的特点;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、激素在人体发挥作用后即被灭活,所以机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡,A正确;
B、甲状腺激素是内分泌腺分泌的,内分泌腺没有导管,B错误;
C、若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,则负反馈调节失去作用,机体持续分泌较多甲状腺激素,导致甲状腺机能亢进,C正确;
D、碘是合成甲状腺激素的原料,婴儿时缺乏甲状腺激素会患呆小症,缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,以降低新生儿呆小症的发病率,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、甲状腺激素的分级调节:如果外界条件寒冷等因素的刺激下,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素,这种激素作用于垂体后,使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素分泌增多;甲状腺激素的调节属于反馈调节:当甲状腺激素增多后,反过来又会抑制下丘脑和垂体的激素分泌,使得机体得到甲状腺激素的调节,同时又保证甲状腺激素分泌不致过多。
2、激素调节的特点:(1)微量和高效:激素在血液中含量很低,但能产生显著的生理效应,这是由于激素的作用被逐级放大的结果。(2)通过体液运输:分泌腺产生的激素扩散到体液中,由血液来运输,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。(3)作用于靶器官、靶细胞:激素与靶细胞上的特异性受体结合,引发细胞内的代谢速率发生改变,从而起调节作用。(4)作为信使传递信息:激素将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化,激素一经靶细胞接受并起作用后就失活,因此体内要不断产生激素,从而维持激素含量的动态平衡。
11.(2022·河北)气管黏膜由黏膜上皮和固有层组成。在抗原刺激下,分泌型抗体IgA(sIgA)穿过黏膜上皮细胞到达黏膜表面,可与相应病原体结合形成复合物,随气管黏膜分泌物排出体外(如下图)。下列叙述错误的是( )
A.图中甲为浆细胞,内质网发达,不具备识别抗原的能力
B.sIgA通过阻断相应病原体对黏膜上皮细胞的黏附发挥抗感染作用
C.黏膜及其分泌物参与组成保卫人体的第一道防线
D.sIgA分泌及参与清除病原体的过程实现了免疫系统的防卫、监控和清除功能
【答案】D
【知识点】免疫系统的结构与功能;非特异性免疫;体液免疫
【解析】【解答】A、由图可知,甲细胞可以分泌抗体是浆细胞,浆细胞没有识别抗原的能力,只能分泌抗体,内质网发达,A正确
B、由题意可知,分泌型抗体IgA(sIgA)穿过黏膜上皮细胞到达黏膜表面,可与相应病原体结合形成复合物,通过阻断相应病原体对黏膜上皮细胞的黏附发挥抗感染作用,B正确;
C、第一道防线由皮肤和黏膜组成,能够阻挡和杀死病原体,阻挡和清除异物,C正确;
D、sIgA分泌及参与清除病原体的过程实现了免疫系统的防卫和清除功能,并没有体现监控作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、免疫系统的组成:
(1)免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。
(2)免疫细胞:①淋巴细胞:位于淋巴液、血液和淋巴结中;包括T细胞(在骨髓迁移到胸腺中成熟)、B细胞(在骨髓中成熟);②吞噬细胞等。
(3)免疫活性物质:指的是免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,如抗体、淋巴因子(白细胞介素、干扰素、肿瘤怀子因子)、溶菌酶等。
2、免疫系统的功能:
(1)免疫防御:保护机体不受损害,帮助机体消灭外来的细菌、病毒以及避免发生疾病。
(2)免疫自稳:不断清除衰老死亡的细胞,保持体内的净化更新。
(3)免疫监控:及时识别和清除染色体畸变或基因突变的细胞,防止癌瘤的发生。
3、保护人体健康的三道防线是:第一道防线由皮肤和黏膜组成,能够阻挡和杀死病原体,阻挡和清除异物;第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成,能够溶解杀死病原体;第三道防线包括免疫器官和免疫细胞,能够产生抗体来抵抗抗原。第三道防线是后天获得的,只针对某特定的病原体或异物起作用,具有特异性,因此叫做特异性免疫,前两道防线属于非特异性免疫。非特异性免疫是人生来就有的,不针对某一种特定病原体,而是对多种病原体都有防御作用;特异性免疫是后天逐渐形成的,只针对一种抗原发挥免疫作用。
4、体液免疫过程为:(1)感应阶段:除少数抗原可以直接刺激B细胞外,大多数抗原被抗原呈递细胞摄取和处理,并暴露出其抗原决定簇;抗原呈递细胞将抗原呈递给辅助性T细胞,再由辅助性T细胞产生淋巴因子作用于B细胞;(2)反应阶段:B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞;(3)效应阶段:浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合,发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体,记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞,产生大量的抗体,称为二次免疫(再次免疫)。
12.(2022·河北)关于生态学中的稳定与平衡,叙述错误的是( )
A.稳定的种群具有稳定型年龄组成,性别比例为1∶1,个体数就达到K值
B.演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构
C.相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征
D.资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志
【答案】A
【知识点】种群数量的变化曲线;群落的演替;生态系统的功能
【解析】【解答】A、K值与环境有关,与种群的年龄组成和性别比例无关,A错误;
B、群落演替到稳定阶段,物种组成和结构动态平衡相对不变,B正确;
C、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征,C正确;
D、资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)。有的种群在数量快速增长到K值后能保持相对稳定,使种群增长呈“S”形曲线。
2、群落演替的特点可描述为:(1)群落发展有顺序、有规律地向一个方向发展,因而是能预见的。(2)演替是由群落引起物理环境改变的结果,即演替是由群落控制的。(3)演替以稳定的生态系统为发展顶点,即形成顶极群落。
3、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态;信息传递是双向的,能量流动是单向的,物质循环具有全球性。
13.(2022·河北)20世纪70年代褐家鼠由外地进入新疆,对当地生态系统造成危害。研究发现,新疆某地褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t+1年与t年种群数量的比值),种群年龄组成如下图。下列叙述正确的是( )
A.该种群老年个体占比较低,属于衰退型种群
B.依据其年龄组成和周限增长率推测,该种群很难被去除
C.该种群扩大过程中,当地生态系统物种丰富度提高,食物网更复杂
D.作为近缘物种,褐家鼠与当地的鼠类具有相同的种群增长能力
【答案】B
【知识点】种群的特征
【解析】【解答】A、分析图表可知,幼年组占比最高,中年组占比次之,老年组占比最低,属于增长型,A错误;
B、由图可知,该种群年龄组成为增长型,新疆某地褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t+1年与t年种群数量的比值),该种群很难被去除,B正确;
C、群落中物种数目的多少称为丰富度,一个种群的扩大不能提高生态系统的物种丰富度和食物网的复杂程度,C错误;
D、由题意可知,褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t+1年与t年种群数量的比值),高于当地的鼠类的平均值,种群增长率高于当地鼠类,D错误。
故答案为:B。
【分析】种群的数量特征包括:
①种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度,种群密度是种群最基本的数量特征;
②出生率和死亡率:在单位时间内新产生(死亡)的个体数占该种群个体总数的比值即出生率(死亡率),出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度;
③迁入率和迁出率:在单位时间_内迁入(迁出)的个体数占该种群个体总数的比值即迁入率(迁出率),迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度;
④年龄组成:指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,有增长型、稳定型和衰退型,年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据
;⑤性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。
二、多项选择题:每题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14.(2022·河北)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述正确的是( )
A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力
B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中
C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备
D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型
【答案】A,C,D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、由题意可知,骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞被激活,增殖、分化为新的肌细胞,即卫星细胞具有自我更新和分化的能力,A正确;
B、肌动蛋白在肌细胞中特异性表达是细胞分化过程,由于同一个体的不同细胞都是由受精卵分裂分化而来,故编码肌动蛋白的基因在其他类细胞中也存在,只是没有在其他类型的细胞中表达,B错误;
C、由题意可知,卫星细胞被激活后,进行增殖、分化,细胞增殖分化的过程中有多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备,C正确;
D、由题意可知,骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤,故适当进行抗阻性有氧运动时骨骼肌受牵拉,卫星细胞被激活,最终形成的肌细胞使肌肉增粗或修复损伤,有助于塑造健美体型,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、参与细胞分裂的细胞器:核糖体、线粒体、中心体、内质网、高尔基体。
15.(2022·河北)囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,其中约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失。研究者设计了两种杂交探针(能和特异的核酸序列杂交的DNA片段):探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断
B.乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失
C.丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因
D.如果丙家系Ⅱ-2表型正常,用这两种探针检测出两条带的概率为1/3
【答案】A,B
【知识点】人类遗传病的类型及危害;人类遗传病的监测和预防
【解析】【解答】A、基因探针是能和特异的核酸序列杂交的DNA片段,探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合,利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断,A正确;
B、由图可知,乙家系成员的基因组杂交结果显示没有Phe508缺失的CFTR基因,故乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失,B正确;
C、由图可知,丙家系的Ⅱ-1体内的基因能与探针1和2结合,则其携带一个Phe508正常的CFTR基因,一个Phe508缺失的CFTR基因,C错误;
D、由题意可知,囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,假设A/a为相关基因,丙家系的患病原因不是因为CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失,根据其父亲基因型为Aa,母亲基因型为AA,Ⅱ-2可能的基因型为AA:Aa=1:1,用这两种探针检测出两条带(基因型为Aa)的概率为1/2,D错误。
故答案为:AB。
【分析】1、常见的单基因遗传病及其特点:
(1)伴x染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等,其发病特点:男患者多于女患者;隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
(2)伴x染色体显性遗传病:如抗维生素D性佝偻病,其发病特点:女患者多于男患者;世代相传。
(3)常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等,其发病特点:患者多,多代连续得病。
(4)常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等,其发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。
(5)伴Y染色体遗传:如人类外耳道多毛症,其特点是:传男不传女。
2、遗传病的监测和预防:(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。(3)禁止近亲婚配:降低隐性遗传病的发病率。(4)提倡适龄生育。
16.(2022·河北)人染色体DNA中存在串联重复序列,对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是( )
A.DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础
B.串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C.指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D.串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
【答案】B,C
【知识点】DNA分子的多样性和特异性;PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础,A正确;
B、由题意可知,串联重复序列存在于人染色体DNA中,染色体DNA遵循孟德尔遗传定律,故串联重复序列在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律,B错误;
C、指纹图谱是对人体染色体中的串联重复序列进行扩增后获得,这些重复序列在细胞内不指导蛋白质合成,属于非编码序列,C错误;
D、串联重复序列扩增后得到的DNA指纹图谱,可用于亲子鉴定和法医学分析,若串联重复序列发生突变,则可能会造成亲子鉴定结论出现错误,D正确。
故答案为:BC。
【分析】1、PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位,指导蛋白质的合成。DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4种)。DNA分子的特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
17.(2022·河北)交感神经兴奋引起血管收缩,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应。运动时交感神经兴奋性增强,肌细胞的代谢产物增多,这种调控机制可使肌肉运动状态时的血流量增加到静息状态时的15~20倍。下列叙述正确的是( )
A.肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节
B.肌肉处于运动状态时,体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节
C.肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多利于维持肌细胞直接生活环境的稳定
D.运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放减少
【答案】A,C
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;内环境的理化特性;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、由题意可知,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应,肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节,A正确;
B、由肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节可知,肌肉处于运动状态时,神经调节对肌肉血流量的影响大于体液调节,B错误;
C、血浆和组织液之间可以穿过毛细血管壁相互渗透,肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多有利于维持组织液的稳定,C正确;
D、运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放增多,促进水分重吸收,降低渗透压,D错误。
故答案为:AC。
【分析】1、血浆、淋巴和组织液的联系:血浆和组织液之间可以穿过毛细血管壁相互渗透,组织液可以穿过毛细淋巴管壁进入淋巴,淋巴通过淋巴循环进入血浆。
2、人体内水盐平衡的调节过程是∶下丘脑是水盐平衡调节的中枢,水盐平衡的调节是神经调节和激素调节共同作用完成的。内环境中的无机盐含量决定了机体渗透压的大小:(1)当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少,同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。(2)体内水过多时→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水分的重吸收减少→尿量增加。当血钾含量上升或血钠含量下降时,醛固酮的分泌量会增加,以促进肾小管和集合管吸钠泌钾。
3、 神经调节与体液调节的关系:
(1)内分泌腺受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做神经调节的一个环节。
(2)激素也可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。
(3)神经调节对体液调节起调控和主导作用;体液调节也能影响神经调节,二者是相辅相成,共同调节的。
18.(2022·河北)某林场对林下无植被空地进行开发,采用了“上层林木+中层藤本药材+下层草本药材+地表药用真菌”的立体复合种植模式。下列叙述正确的是( )
A.林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入该生态系统的总能量
B.该模式改变了生态系统物质循环的渠道
C.该模式提高了生态系统的抵抗力稳定性
D.该模式利用群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力
【答案】C,D
【知识点】群落的结构;生态系统的稳定性;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、生产者固定的太阳能总量是流入该生态系统的总能量,真菌是消费者,A错误;
B、生态系统的物质循环在生物界和无机环境之间进行,在生物界沿着食物链食物网的方向流动,立体复合种植模式也不会改变物质循环的渠道,B错误;
C、立体复合种植模式增加了生物群落中的物种丰富度,物种数目越多营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高,C正确;
D、该立体复合种植模式充分利用了空间资源,群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力,D正确。
故答案为:CD。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构:(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者,因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动,逐级递减。
3、生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;而恢复力稳定性则是生态系统被破坏后恢复原状的能力,恢复力稳定性的大小和抵抗力稳定性的大小往往存在着相反的关系。生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩渍。
三、必考题:共44分
19.(2022·河北)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题:
(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。
(2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是 (写出两点即可)。
(3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少 。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的基因编码,通过特定的机制完成跨膜运输:其余蛋白质由存在于 中的基因编码。
【答案】(1)差速离心
(2)叶绿体内部结构解体;光合色素减少
(3)水分的散失
(4)细胞核;叶绿体
【知识点】其它细胞器及分离方法;光合作用的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】(1)细胞器的分离采用差速离心法,故从叶片中分离叶绿体采用差速离心法。
故答案为:差速离心。
(2)由题意可知,阶段性白化,是绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,光合作用的光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行,需要色素的参与,白化过程中叶绿体中光合作用光反应阶段合成ATP和NADPH的数量显著降低,可能是由于白化期叶绿体内部结构解体或者光合色素减少造成的。
故答案为:叶绿体内部结构解体;光合色素减少。
(3)由图可知,白化过程中气孔导度下降,气孔导度和气孔开放程度呈正相关,气孔开放程度下降可以减少水分的丧失,同时控制CO2的进出,即白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少水分的散失。
故答案为:水分的散失。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质,相关基因指导蛋白质的合成,植物细胞中与光合作用有关的基因存在与细胞核和叶绿体中。细胞核中的基因编码合成的与光合作用有关的蛋白质,需要通过特定机制完成由细胞核到叶绿体的跨膜转运,叶绿体中相关基因控制合成的蛋白质则直接在叶绿体中起作用。
故答案为:细胞核;叶绿体。
【分析】1、 分离细胞器的方法:差速离心法
2、光合作用的反应阶段:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜
a.水的光解:2H2O4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质
a.CO2的固定:CO2+C5 2C3
b.C3的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
3、叶绿体是两层膜的细胞器,形状是扁平的椭球形或球形,主要分布在植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的表皮细胞内,内膜光滑无折叠,基粒是由类囊体堆叠而成,基质中含有大量与光合作用有关的酶,含有少量的DNA和RNA,是半自主细胞器。
20.(2022·河北)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题:
(1)亲本不育小麦的基因型是 ,F1中可育株和不育株的比例是 。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是 。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成 个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生 种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是 。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有 条染色体,属于染色体变异中的 变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明: ;
②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明 。符合育种要求的是 (填“①”或“②”)。
【答案】(1)TtHH;1:1
(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦
(3)20;4;1/16
(4)43;数目
(5)F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上;F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上;②
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;染色体数目的变异
【解析】【解答】(1)由图及题意可知,雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,故其基因型为TtHH,亲本可育小麦(hh)的基因型为tthh,则F1中不育株基因型为TtHh,可育株基因型为ttHh,比例为1:1。
故答案为:TtHH;1:1。
(2)由题意可知,蓝粒小麦一对4号染色体均带有蓝色素基因E,小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。由图可知,F1与蓝粒小麦(EEHH)杂交,F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦关键金草的4号染色体,而h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。
故答案为:获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦。
(3)由题意可知,蓝粒小麦的染色体条数是42,F2蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦,为同源染色体,则减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因,若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子;F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。
故答案为:20;4;1/16。
(4)由F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,F3蓝粒不育株体细胞中基因型为TEtHh或者TEtHH,则F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有3条4号染色体,小麦染色体组成为24,故F3蓝粒不育株体细胞中多了一条4号染色体,有43条染色体,属于染色体数目变异。
故答案为:43;数目。
(5)分析题意可知,F3蓝粒不育株体细胞中基因型为TEtHh或者TEtHH,含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞,F3蓝粒不育株与小麦(ttHH)杂交,F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh,若T基因和E基因位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上,与小麦(HH)杂交时,后代表现型及比例为蓝粒不育:非蓝粒可育=1:1,即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上;若T基因和E基因位于不同染色体上时,F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体,分别携带T基因、E基因及基因,与小麦(ttHH)杂交时,母本在减数第一次分裂前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极,产生的配子基因型及比例为T:TE:t:tE=1:1:1:1,与小麦(HH)杂交,子代表现型及比例为蓝粒可育:蓝粒不育:非蓝粒可育:非蓝粒不育=1:1:1:1,即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上;实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,②符合育种要求。
故答案为:F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上;F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上;②。
【分析】1、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。每对等位基因分离产生两种配子,n对等位基因产生配子数为2n,该个体自交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的基因型种类数为2n,该个体自交后代的基因型种类数为3n。
2、染色体变异
(1)染色体结构变异:缺失(缺失某一片段)、重复(增加某一片段)、倒位(某一片段位置颠倒)、易位(某一片段移接到另一条非同源染色体上)。
(2)染色体数目变异:个别染色体的增添或缺失,或以染色体组数成倍的增添或缺失。
21.(2022·河北)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。回答下列问题:
(1)机体在 产生痒觉的过程 (填“属于”或“不属于”)反射。兴奋在神经纤维上以 的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是 。
(2)抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器 ,有效 痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
(3)用组胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。据图推测PTEN蛋白的作用是 机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后,小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠,据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是 。
【答案】(1)大脑皮层;不属于;电信号(神经冲动);神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2)兴奋;抑制
(3)减弱;促进痒觉的产生
【知识点】反射弧各部分组成及功能;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)机体的感觉中枢在大脑皮层,反射活动需要经过完整的反射弧,故机体产生痒觉的中枢在大脑皮层,产生痒觉的过程没有经过完整的反射弧,不属于反射。兴奋在神经纤维上以电信号的形式双向传导。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
故答案为:大脑皮层;不属于;电信号(神经冲动);神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
(2)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,故抓挠会抑制痒觉,抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器兴奋,从而抑制痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
故答案为:兴奋;抑制。
(3)分析图表可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的30分钟内抓挠次数明显增加,说明PTEN基因的缺失增加了小鼠对痒觉的敏感性,即PTEN基因控制合成的PTEN蛋白是减弱小鼠对外源致痒剂的敏感性,抑制痒觉的产生;PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠差异不大,说明TRPV1基因缺失减弱了PTEN缺失基因的效果,PTEN基因控制合成的PTEN蛋白是抑制小鼠痒觉的产生,即TRPV1a基因控制合成的TRPV13蛋白可促进痒觉的产生。
故答案为:减弱;促进痒觉的产生。
【分析】1、兴奋的传导和传递:(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流(协助扩撒),形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流(协助扩撒),形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式在神经纤维上传递下去,且为双向传递。(2)兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡(胞吐)释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
2、神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答;完成反射的结构基础是反射弧。反射弧是反射活动的结构基础,包括五个部位︰感受器(感觉神经组织末梢的特殊结构)、传入神经(感觉神经元)、神经中枢(调节某一特定的生理功能的神经元素)、传出神经(运动神经元)、效应器(传出的神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)。
3、各级中枢的分布与功能:
(1)大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。
(2)小脑:有维持身体平衡的中枢。
(3)脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等。
(4)下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽。
(5)脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
22.(2022·河北)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区。人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示,苏北地区丹顶鹤越冬种群数量1991~1999年均值为873只,2000~2015年均值为642只;丹顶鹤主要越冬栖息地中的沼泽地和盐田相关指标的变化见下表。回答下列问题:
栖息地类型 栖息地面积(km2) 斑块数(个) 斑块平均面积(km2)
1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年
沼泽地 1502 916 752 427 426 389 3.51 2.15 1.93
盐田 1155 1105 1026 98 214 287 11.79 5.17 3.57
(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,沼泽地生境破碎化是 导致的,而盐田生境破碎化则是 导致的。
(2)在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是 。
(3)生态系统的自我调节能力以 机制为基础,该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持 。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,生态系统自我调节能力 。
(4)丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题,可供科研工作者研究。丹顶鹤的这种价值属于 。
【答案】(1)人类活动;盐田的开采
(2)出生率、死亡率、迁入率
(3)负反馈调节;相对稳定;下降
(4)直接价值
【知识点】种群的特征;生态系统的稳定性;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)由题意可知,人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,从1995-2015年,沼泽地栖息面积逐渐减小,斑块数量下降,斑块平均面积下降,沼泽地生境破碎化是人类活动导致的,盐田栖息地面积先下降后上升,斑块数上升,斑块平均面积下降,盐田生境破碎化可能是盐田的开采导致的。
故答案为:人类的活动;盐田的开采。
(2)由题意可知,中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区,则在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是出生率、死亡率、迁入率。
故答案为:出生率、死亡率、迁入率。
(3)生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,生态系统自我调节能力下降。
故答案为:负反馈调节;相对稳定;下降。
(4)丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题,可供科研工作者研究,即具有科学研究的价值,属于直接价值。
故答案为:直接价值。
【分析】1、种群的数量特征包括①种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度,种群密度是种群最基本的数量特征;②出生率和死亡率:在单位时间内新产生(死亡)的个体数占该种群个体总数的比值即出生率(死亡率),出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度;③迁入率和迁出率:在单位时间_内迁入(迁出)的个体数占该种群个体总数的比值即迁入率(迁出率),迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度;④年龄组成:指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,有增长型(幼年个体数较多、中年个体数适中、老年个体数较少)、稳定型(幼年个体数、中年个体数以及老年个体数比例适中)和衰退型( 幼年个体数较少、中年个体数适中、老年个体数较多 ),年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据;⑤性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。
2、生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩渍。
3、生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
四、选考题:共15分。
23.(2022·河北)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治,研究者设计了相关实验。回答下列问题:
(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,取适量 菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片(直径5mm)在 菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量 大小以判定抑菌效果。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用 (填“静置”或“摇床震荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用 (填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是 。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是 。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白分子量时,SDS的作用是 。
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其 作为保藏对象。
【答案】(1)番茄灰霉病菌;枯草芽孢杆菌;透明圈
(2)摇床震荡;稀释涂布平板法;用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内
(3)利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离;SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关
(4)菌液
【知识点】微生物的分离和培养;测定某种微生物的数量
【解析】【解答】(1)由题意可知,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质,检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用,先把适量的番茄灰霉病菌菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,若对番茄灰霉病菌有抑制作用,则被覆盖的位置的番茄灰霉病菌就会被杀死,培养皿倒置培养后会出现透明圈,可通过测量透明圈大小以判定抑菌效果强弱。
故答案为:番茄灰霉病菌;枯草芽孢杆菌;透明圈。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用摇床震荡培养,以增加培养液中的氧含量。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用活菌计数法,利用稀释涂布平板法,当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
故答案为:摇床震荡;稀释涂布平板法;用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
故答案为:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离;SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
(4)对于需要长期保存的菌种,先将菌液转入灭菌后的甘油中,充分混匀后放在-20℃的冷冻箱中保存。
故答案为:菌液。
【分析】1、统计菌落数目的方法∶(1)显微镜直接计数法①原理∶利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量;②方法∶用计数板计数;③缺点∶不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)①原理∶当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作∶a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数= ( c+V )×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL ) ,M代表稀释倍数。
2、微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落
3、电泳分离蛋白质混合样品的原理是:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
4、菌种的保藏方法:①临时保藏法:对于频繁使用的菌种,先将菌种接种到试管的固体斜面培养基上培养,然后将试管放入4℃的冰箱中保藏。②甘油管藏法:对于需要长期保存的菌种,先将菌液转入灭菌后的甘油中,充分混匀后放在-20℃的冷冻箱中保存。
24.(2022·河北)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花,获得了转基因植株。回答下列问题:
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是 。
(2) 是实施基因工程的核心。
(3)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入到质粒的 上,此方法的不足之处是 。
(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有 (写出两点即可)。
(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后,还需进一步做抗虫的 以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果,据结果分析 (填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳,其原因是 。
(6)基因突变可产生新的等位基因,在自然选择的作用下,昆虫种群的基因频率会发生 。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测,胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后,某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力,其分子机制可能是 (写出两点即可)。
【答案】(1)调节害虫胰蛋白酶活性,从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的
(2)基因表达载体的构建
(3)T-DNA;该方法不适用与单子叶植物
(4)基因--DNA分子杂交技术、mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术
(5)效果;NaPI+StPinlA;饲喂NaPI+StPinlA转基因的虫体质量较对照组差,且每株棉铃数最多
(6)定向改变;由于害虫发生基因突变后,在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐增高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力,或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)蛋白酶抑制剂可以降低害虫蛋白酶的活性,使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质, 从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的 。
故答案为:调节害虫胰蛋白酶活性,从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的。
(2)基因工程的基核心步骤为基因表达载体的构建。
故答案为:基因表达载体的构建。
(3)农杆菌在自然条件下能感染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有感染力,农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可以转移至受体细胞染色体的DNA上。
故答案为:T-DNA;该方法不适用与单子叶植物。
(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有三种:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
故答案为:基因--DNA分子杂交技术、mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术。
(5)基因工程的成功,除了确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达,转基因作物还应表现出相应的形状,故还需要进行抗虫效果的鉴定。由图分析可知,NaPI转基因棉花和NaPI+StPinlA转基因棉花的虫体质量与对照和StPinlA转基因面的低,每株棉铃数NaPI+StPinlA转基因棉花最多,综上所述,NaPI+StPinlA转基因棉花的抗虫效果最佳。
故答案为:效果;NaPI+StPinlA;饲喂NaPI+StPinlA转基因的虫体质量较对照组差,且每株棉铃数最多。
(6)在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝一定方向不断进化。害虫发生基因突变后,在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐增高,从而提升了害虫的抗胰蛋白酶抑制剂的能力,或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂。
故答案为:由于害虫发生基因突变后,在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐增高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力,或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂。
【分析】1、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:cDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;b、终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法(Ca2+处理法)。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变或者显性突变和隐性突变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
3、蛋白酶抑制剂基因广泛存在与植物中,它产生的抑制剂可与害虫消化道中的酶结合形成复合物,从而阻断或降低蛋白酶的活性,使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质。这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶,引起虫害的厌食反应。
1 / 1【高考真题】2022年新高考生物真题试卷(河北卷)
一、单项选择题:本题共13小题,每题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2022·河北)关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
2.(2022·河北)关于细胞器的叙述,错误的是( )
A.受损细胞器的蛋白质、核酸可被溶酶体降解
B.线粒体内、外膜上都有与物质运输相关的多种蛋白质
C.生长激素经高尔基体加工、包装后分泌到细胞外
D.附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体具有不同的分子组成
3.(2022·河北)某兴趣小组的实验设计中,存在错误的是( )
A.采用样方法调查土壤中蚯蚓、鼠妇的种群数量
B.利用醋酸洋红对蝗虫精巢染色,观察减数分裂特征
C.利用斐林试剂检测麦芽、雪梨榨汁中的还原糖
D.利用健那绿染色观察衰老细胞中的线粒体
4.(2022·河北)关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B.种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C.有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D.通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
5.(2022·河北)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载,麻为雌雄异株、黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株,其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物,雄麻纤维产量远高于雌麻,故“凡种麻,用白麻子”。依据上述信息推断,下列叙述错误的是( )
A.可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产
B.对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量
C.因为雌麻纤维产量低,所以在生产中无需播种黑色种子
D.与雌雄同花植物相比,麻更便于杂交选育新品种
6.(2022·河北)某植物叶片含有对昆虫有毒的香豆素,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强。乌凤蝶可以将香豆素降解,消除其毒性。织叶蛾能将叶片卷起,取食内部叶片,不会受到毒害。下列叙述错误的是( )
A.乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果
B.影响乌凤蝶对香豆素降解能力的基因突变具有不定向性
C.为防止取食含有强毒素的部分,织叶蛾采用卷起叶片再摄食的策略
D.植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果
7.(2022·河北)研究者在培养野生型红眼果蝇时,发现一只眼色突变为奶油色的雄蝇。为研究该眼色遗传规律,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制
B.F2红眼雌蝇的基因型共有6种
C.F1红眼雌蝇和F2伊红眼雄蝇杂交,得到伊红眼雌蝇的概率为5/24
D.F2雌蝇分别与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇
8.(2022·河北)关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是( )
A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
9.(2022·河北)关于中心法则相关酶的叙述,错误的是( )
A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
10.(2022·河北)关于甲状腺激素(TH)及其受体(TR)的叙述,错误的是( )
A.机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡
B.TH分泌后通过体液运输,其分泌导管堵塞会导致机体代谢和耗氧下降
C.若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,会导致甲状腺机能亢进
D.缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,以降低新生儿呆小症的发病率
11.(2022·河北)气管黏膜由黏膜上皮和固有层组成。在抗原刺激下,分泌型抗体IgA(sIgA)穿过黏膜上皮细胞到达黏膜表面,可与相应病原体结合形成复合物,随气管黏膜分泌物排出体外(如下图)。下列叙述错误的是( )
A.图中甲为浆细胞,内质网发达,不具备识别抗原的能力
B.sIgA通过阻断相应病原体对黏膜上皮细胞的黏附发挥抗感染作用
C.黏膜及其分泌物参与组成保卫人体的第一道防线
D.sIgA分泌及参与清除病原体的过程实现了免疫系统的防卫、监控和清除功能
12.(2022·河北)关于生态学中的稳定与平衡,叙述错误的是( )
A.稳定的种群具有稳定型年龄组成,性别比例为1∶1,个体数就达到K值
B.演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构
C.相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征
D.资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志
13.(2022·河北)20世纪70年代褐家鼠由外地进入新疆,对当地生态系统造成危害。研究发现,新疆某地褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t+1年与t年种群数量的比值),种群年龄组成如下图。下列叙述正确的是( )
A.该种群老年个体占比较低,属于衰退型种群
B.依据其年龄组成和周限增长率推测,该种群很难被去除
C.该种群扩大过程中,当地生态系统物种丰富度提高,食物网更复杂
D.作为近缘物种,褐家鼠与当地的鼠类具有相同的种群增长能力
二、多项选择题:每题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14.(2022·河北)骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述正确的是( )
A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力
B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中
C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备
D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型
15.(2022·河北)囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,其中约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失。研究者设计了两种杂交探针(能和特异的核酸序列杂交的DNA片段):探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断
B.乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失
C.丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因
D.如果丙家系Ⅱ-2表型正常,用这两种探针检测出两条带的概率为1/3
16.(2022·河北)人染色体DNA中存在串联重复序列,对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是( )
A.DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础
B.串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C.指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D.串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
17.(2022·河北)交感神经兴奋引起血管收缩,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应。运动时交感神经兴奋性增强,肌细胞的代谢产物增多,这种调控机制可使肌肉运动状态时的血流量增加到静息状态时的15~20倍。下列叙述正确的是( )
A.肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节
B.肌肉处于运动状态时,体液调节对肌肉血流量的影响大于神经调节
C.肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多利于维持肌细胞直接生活环境的稳定
D.运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放减少
18.(2022·河北)某林场对林下无植被空地进行开发,采用了“上层林木+中层藤本药材+下层草本药材+地表药用真菌”的立体复合种植模式。下列叙述正确的是( )
A.林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入该生态系统的总能量
B.该模式改变了生态系统物质循环的渠道
C.该模式提高了生态系统的抵抗力稳定性
D.该模式利用群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力
三、必考题:共44分
19.(2022·河北)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题:
(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。
(2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是 (写出两点即可)。
(3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少 。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的基因编码,通过特定的机制完成跨膜运输:其余蛋白质由存在于 中的基因编码。
20.(2022·河北)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题:
(1)亲本不育小麦的基因型是 ,F1中可育株和不育株的比例是 。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是 。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成 个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生 种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是 。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有 条染色体,属于染色体变异中的 变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明: ;
②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明 。符合育种要求的是 (填“①”或“②”)。
21.(2022·河北)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。回答下列问题:
(1)机体在 产生痒觉的过程 (填“属于”或“不属于”)反射。兴奋在神经纤维上以 的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是 。
(2)抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器 ,有效 痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
(3)用组胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。据图推测PTEN蛋白的作用是 机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后,小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠,据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是 。
22.(2022·河北)中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区。人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示,苏北地区丹顶鹤越冬种群数量1991~1999年均值为873只,2000~2015年均值为642只;丹顶鹤主要越冬栖息地中的沼泽地和盐田相关指标的变化见下表。回答下列问题:
栖息地类型 栖息地面积(km2) 斑块数(个) 斑块平均面积(km2)
1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年 1995年 2005年 2015年
沼泽地 1502 916 752 427 426 389 3.51 2.15 1.93
盐田 1155 1105 1026 98 214 287 11.79 5.17 3.57
(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,沼泽地生境破碎化是 导致的,而盐田生境破碎化则是 导致的。
(2)在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是 。
(3)生态系统的自我调节能力以 机制为基础,该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持 。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,生态系统自我调节能力 。
(4)丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题,可供科研工作者研究。丹顶鹤的这种价值属于 。
四、选考题:共15分。
23.(2022·河北)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治,研究者设计了相关实验。回答下列问题:
(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,取适量 菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片(直径5mm)在 菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量 大小以判定抑菌效果。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用 (填“静置”或“摇床震荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用 (填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是 。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是 。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白分子量时,SDS的作用是 。
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其 作为保藏对象。
24.(2022·河北)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花,获得了转基因植株。回答下列问题:
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是 。
(2) 是实施基因工程的核心。
(3)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入到质粒的 上,此方法的不足之处是 。
(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有 (写出两点即可)。
(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后,还需进一步做抗虫的 以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果,据结果分析 (填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳,其原因是 。
(6)基因突变可产生新的等位基因,在自然选择的作用下,昆虫种群的基因频率会发生 。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测,胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后,某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力,其分子机制可能是 (写出两点即可)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】A、细胞膜可以通过囊泡与高尔基体进行脂质、蛋白质的交流,A正确;
B、细胞膜上的载体蛋白可以协助离子进行跨膜运输,B正确;
C、细胞膜上的蛋白质是不均匀分布的,C错误;
D、细胞膜上的受体蛋白参与细胞间的信息交流,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞膜的结构:
(1)脂质:构成细胞膜的主要成分是磷脂,磷脂双分子层构成膜的基本骨架。
(2)蛋白质:膜的功能主要由蛋白质承担,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的含量越高,种类越多。①蛋白质的位置:有三种:镶在磷脂双分子层表面;嵌入磷脂双分子层;贯穿于磷脂双分子层。②种类:a、有的与糖类结合,形成糖被,有识别、保护、润滑等作用。b、有的起载体作用,参与主动运输过程,控制物质进出细胞。c、有的是酶,起催化化学反应的作用。
(3)特殊结构——糖被:①位置:细胞膜的外表。②本质:细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。③作用:与细胞表面的识别有关;在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。
(4)动物细胞的细胞膜中还含有一定量的胆固醇,对细胞膜的流动性有调节作用。
2.【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、溶酶体可以分解衰老、损伤的细胞器,降解其中的蛋白质、核酸,A正确;
B、线粒体是双层膜结构细胞器,生物膜上含有多种与物质运输的载体蛋白,B正确;
C、生长激素是分泌蛋白,分泌蛋白的合成需要经过高尔基体的加工、包装和分类后分泌到细胞外,C正确;
D、附着在内质网上的和游离在细胞质基质中的核糖体都是由RNA和蛋白质组成,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”.
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体 动植物细胞 无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所
“生产蛋白质的机器”
溶酶体 动植物细胞 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌.
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等) 调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
2、分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
3.【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;观察线粒体和叶绿体;观察细胞的减数分裂实验;估算种群密度的方法
【解析】【解答】A、个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,调查土壤中蚯蚓、鼠妇的种群数量可以采用样方法,A正确;
B、观察减数分裂特征,利用醋酸洋红对蝗虫精巢细胞染色,而非对卵巢染色,B错误;
C、雪梨榨汁中存在果糖和葡萄糖,果糖、葡萄糖和麦芽糖都是还原糖,可以与斐林试剂发生反应,生成砖红色沉淀,C正确;
D、健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,能使活细胞中线粒体呈现蓝绿色可用来观察衰老细胞中的线粒体,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。
2、观察细胞减数分裂实验材料的选择宜选用雄性个体生殖器官,其原因为:①雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞数;②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,次级卵母细胞只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才继续完成减数第二次分裂。精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以观察到的染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
3、还原糖的检测和观察
(1)原理:糖类中的还液原糖,如葡萄糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。斐林试剂:甲液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液。
(2)过程:①向试管内注入2mL待测组织样液。
②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。
③将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯中加热约2min。
④观察试管中出现的颜色变化。
4、线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,形态多样,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等,健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,能使活细胞中线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,植物细胞内部有绿色的叶绿体,颜色与染色后蓝绿色的线粒体相近,不能用其作实验材料,以免干扰观察。
4.【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;无氧呼吸的过程和意义;探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,A错误;
B、种子萌发时进行有氧呼吸消耗有机物,为新器官的发育提供原料和能量,B正确;
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,C错误;
D、通气培养的酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,菌液过滤后滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H](NADH)和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H] (NADH)和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H] (NADH)和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质的基质中,与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸,过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段:在细胞质的基质中,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中:(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(2)检测酒精的产生:橙色的重铭酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。
5.【答案】C
【知识点】杂交育种;其他植物激素的种类和作用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞具有全能型,可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产,A正确;
B、赤霉素可以促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高,对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量,C正确;
C、雌麻纤维产量低,但在生产中如果不播种黑种子,则没有雌株不能授粉产生下一代种子,C错误;
D、麻是雌雄异株的植物,与雌雄同花植物相比,更便于杂交选育新品种,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高。此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长、种子萌发、开花和果实发育,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠,促进萌发等作用。
2、植物组织培养技术已经得到广泛应用,包括:植物繁殖的新途径(如微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(如单倍体育种、突变体的应用)、细胞产物的工厂化生产(如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇)。
6.【答案】C
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】A、由题意可知,乌凤蝶可以将香豆素降解,乌凤蝶中存在对香豆素降解能力强和降解能力弱的个体,香豆素的选择作用可将降解能力强的个体选择并保存下来,所以乌凤蝶进化形成香豆素降解体系,是香豆素对其定向选择的结果,A正确;
B、基因突变具有不定向性,B正确;
C、由题意可知,经紫外线照射后香豆素毒性显著增强,织叶蛾能将叶片卷起可防止紫外线引起香豆素含量增加,该行为是香豆素对其进行选择的结果,而不是适应环境的结果,C错误;
D、植物的香豆素防御体系和昆虫的避免被毒杀策略是共同进化的结果,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、协同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
2、现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位①种群既是生物进化的基本单位,也是生物繁殖的基本单位;②同一种群生活在同一区域,没有生殖隔离;③生物进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;②基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;③突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;④生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;⑤突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
(3)自然选择决定生物进化的方向①变异是不定向的,自然选择是定向的;②自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;③自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;④自然选择的方向:适应自然环境;⑤变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
(4)隔离导致物种的形成①物种的判断标准主要是具有一定的形态结构和生理功能以及能否在自然条件下相互交配并产生可育后代;②一般先经过长期的地理隔离,然后形成生殖隔离;有时不经过地理隔离直接形成生殖隔离,例如多倍体的产生。
7.【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传
【解析】【解答】A、由题意可知,红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,子一代为红眼,子二代出现性状分离且比例为8:4:3:1,是9:3:3:1的变形,故奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,A正确;
B、分析题意可知,F1互交所得F2中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄-8:4:3:1,则奶油眼色至少受两对独立遗传的基因控制,且与性别相关,若两对基因控制,一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上,F2中红眼雌蝇8/16,红眼雄蝇占4/16,伊红眼雄蝇占3/16,奶油眼雄蝇占1/16,可知F2中红眼雌蝇的基因型为A-XBX-、aaXBX-,红眼雄蝇的基因型为A-XBY、aaXBY,伊红眼雄蝇的基因型为A-XbY,奶油眼雄蝇的基因型为aaXbY,即常染色体中Aa基因型有3种AA、Aa、aa,性染色体上的Bb基因型有两种XBXB和XBXb,故F2红眼雌蝇的基因型共有2×3=6种,B正确;
C、分析题意可知,F1红眼雌蝇基因型为AaXBXb,F2伊红眼雄蝇基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY,二者杂交后代出现红眼雌果蝇A-XbXb的概率为1/3×1/4+2/3×3/4×1/4=5/24,C正确;
D、分析题意可知,F2中红眼雌蝇的基因型为A-XBX-、aaXBX-,若基因型为AaXBXB,则与F2的三种眼色雄蝇杂交,均能得到奶油眼雌蝇aaXbXb,D错误。
故答案为:D。
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。分析题意可知,果蝇的野生型表现为红眼,奶油色为突变雄蝇,将红眼雌蝇和奶油眼雄蝇杂交,子一代全为红眼,说明红眼为显性性状,子一代之间相互交配,子二代雌雄个体间存在性状差异,说明控制该性状的基因与性别相关联;且子二代中红眼雌:红眼雄:伊红眼雄:奶油眼雄为8:4:3:1,和为16,说明眼色至少受两对独立遗传的基因控制,设相关基因为A/a、B/b。
8.【答案】A
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次证明出基因位于染色体上,A错误;
B、孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质都是DNA,B正确;
C、肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验的设计思路都是把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能,C正确;
D、DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原侧,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
2、格里菲斯肺炎链球菌体内转化实验:
R型细菌一小鼠→存活;
S型细菌一小鼠→死亡;
加热杀死的S型细菌一小鼠→存活;
加热杀死的S型细菌+R型细菌一小鼠→死亡。
证明了已经被加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”,能使R型细菌转化成S型细菌。
3、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎链球菌体外转化实验):
(1)研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
(2)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、细菌培养基等。
(3)实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
(4)实验过程:①将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,其后代有R型细菌和S型细菌;②将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养,其后代都为R型细菌,没有发生转化现象;③DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养,培养一段时间以后,只有R型菌。
(5)结论:加热杀死的S型细菌体内的DNA,促使R型细菌转化为S型细菌。
4、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
9.【答案】C
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、RNA聚合酶催化转录过程,逆转录酶催化逆转录过程,二者都遵循碱基互补配对原则,且在DNA-RNA之间形成氢键,A正确;
B、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质都是蛋白质,均由核酸编码并在核糖体上合成,B正确;
C、转录过程不需要解旋酶,RNA聚合酶本身具有解旋的作用,C错误;
D、在适宜的环境条件下,酶可以在体外环境下发挥催化作用,D正确。
故答案为:C。
【分析】中心法则:
(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;
(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
DNA复制是以亲代DNA分子为模板,在DNA聚合酶的作用下合成子代DNA的过程。
转录是在细胞核中以DNA的一条链为模板在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。
翻译指游离在细胞质内的各种氨基酸,以mRNA为模板在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
逆转录是在逆转录酶的作用下,以RNA为模板合成DNA的过程。
10.【答案】B
【知识点】激素调节的特点;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、激素在人体发挥作用后即被灭活,所以机体需不断产生TH才能使其含量维持动态平衡,A正确;
B、甲状腺激素是内分泌腺分泌的,内分泌腺没有导管,B错误;
C、若下丘脑和垂体中的TR不能识别TH,则负反馈调节失去作用,机体持续分泌较多甲状腺激素,导致甲状腺机能亢进,C正确;
D、碘是合成甲状腺激素的原料,婴儿时缺乏甲状腺激素会患呆小症,缺碘地区的孕妇需要适量补充碘,以降低新生儿呆小症的发病率,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、甲状腺激素的分级调节:如果外界条件寒冷等因素的刺激下,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素,这种激素作用于垂体后,使垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素分泌增多;甲状腺激素的调节属于反馈调节:当甲状腺激素增多后,反过来又会抑制下丘脑和垂体的激素分泌,使得机体得到甲状腺激素的调节,同时又保证甲状腺激素分泌不致过多。
2、激素调节的特点:(1)微量和高效:激素在血液中含量很低,但能产生显著的生理效应,这是由于激素的作用被逐级放大的结果。(2)通过体液运输:分泌腺产生的激素扩散到体液中,由血液来运输,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。(3)作用于靶器官、靶细胞:激素与靶细胞上的特异性受体结合,引发细胞内的代谢速率发生改变,从而起调节作用。(4)作为信使传递信息:激素将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化,激素一经靶细胞接受并起作用后就失活,因此体内要不断产生激素,从而维持激素含量的动态平衡。
11.【答案】D
【知识点】免疫系统的结构与功能;非特异性免疫;体液免疫
【解析】【解答】A、由图可知,甲细胞可以分泌抗体是浆细胞,浆细胞没有识别抗原的能力,只能分泌抗体,内质网发达,A正确
B、由题意可知,分泌型抗体IgA(sIgA)穿过黏膜上皮细胞到达黏膜表面,可与相应病原体结合形成复合物,通过阻断相应病原体对黏膜上皮细胞的黏附发挥抗感染作用,B正确;
C、第一道防线由皮肤和黏膜组成,能够阻挡和杀死病原体,阻挡和清除异物,C正确;
D、sIgA分泌及参与清除病原体的过程实现了免疫系统的防卫和清除功能,并没有体现监控作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、免疫系统的组成:
(1)免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。
(2)免疫细胞:①淋巴细胞:位于淋巴液、血液和淋巴结中;包括T细胞(在骨髓迁移到胸腺中成熟)、B细胞(在骨髓中成熟);②吞噬细胞等。
(3)免疫活性物质:指的是免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质,如抗体、淋巴因子(白细胞介素、干扰素、肿瘤怀子因子)、溶菌酶等。
2、免疫系统的功能:
(1)免疫防御:保护机体不受损害,帮助机体消灭外来的细菌、病毒以及避免发生疾病。
(2)免疫自稳:不断清除衰老死亡的细胞,保持体内的净化更新。
(3)免疫监控:及时识别和清除染色体畸变或基因突变的细胞,防止癌瘤的发生。
3、保护人体健康的三道防线是:第一道防线由皮肤和黏膜组成,能够阻挡和杀死病原体,阻挡和清除异物;第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成,能够溶解杀死病原体;第三道防线包括免疫器官和免疫细胞,能够产生抗体来抵抗抗原。第三道防线是后天获得的,只针对某特定的病原体或异物起作用,具有特异性,因此叫做特异性免疫,前两道防线属于非特异性免疫。非特异性免疫是人生来就有的,不针对某一种特定病原体,而是对多种病原体都有防御作用;特异性免疫是后天逐渐形成的,只针对一种抗原发挥免疫作用。
4、体液免疫过程为:(1)感应阶段:除少数抗原可以直接刺激B细胞外,大多数抗原被抗原呈递细胞摄取和处理,并暴露出其抗原决定簇;抗原呈递细胞将抗原呈递给辅助性T细胞,再由辅助性T细胞产生淋巴因子作用于B细胞;(2)反应阶段:B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞;(3)效应阶段:浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合,发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体,记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞,产生大量的抗体,称为二次免疫(再次免疫)。
12.【答案】A
【知识点】种群数量的变化曲线;群落的演替;生态系统的功能
【解析】【解答】A、K值与环境有关,与种群的年龄组成和性别比例无关,A错误;
B、群落演替到稳定阶段,物种组成和结构动态平衡相对不变,B正确;
C、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征,C正确;
D、资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)。有的种群在数量快速增长到K值后能保持相对稳定,使种群增长呈“S”形曲线。
2、群落演替的特点可描述为:(1)群落发展有顺序、有规律地向一个方向发展,因而是能预见的。(2)演替是由群落引起物理环境改变的结果,即演替是由群落控制的。(3)演替以稳定的生态系统为发展顶点,即形成顶极群落。
3、生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态;信息传递是双向的,能量流动是单向的,物质循环具有全球性。
13.【答案】B
【知识点】种群的特征
【解析】【解答】A、分析图表可知,幼年组占比最高,中年组占比次之,老年组占比最低,属于增长型,A错误;
B、由图可知,该种群年龄组成为增长型,新疆某地褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t+1年与t年种群数量的比值),该种群很难被去除,B正确;
C、群落中物种数目的多少称为丰富度,一个种群的扩大不能提高生态系统的物种丰富度和食物网的复杂程度,C错误;
D、由题意可知,褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t+1年与t年种群数量的比值),高于当地的鼠类的平均值,种群增长率高于当地鼠类,D错误。
故答案为:B。
【分析】种群的数量特征包括:
①种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度,种群密度是种群最基本的数量特征;
②出生率和死亡率:在单位时间内新产生(死亡)的个体数占该种群个体总数的比值即出生率(死亡率),出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度;
③迁入率和迁出率:在单位时间_内迁入(迁出)的个体数占该种群个体总数的比值即迁入率(迁出率),迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度;
④年龄组成:指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,有增长型、稳定型和衰退型,年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据
;⑤性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。
14.【答案】A,C,D
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、由题意可知,骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞被激活,增殖、分化为新的肌细胞,即卫星细胞具有自我更新和分化的能力,A正确;
B、肌动蛋白在肌细胞中特异性表达是细胞分化过程,由于同一个体的不同细胞都是由受精卵分裂分化而来,故编码肌动蛋白的基因在其他类细胞中也存在,只是没有在其他类型的细胞中表达,B错误;
C、由题意可知,卫星细胞被激活后,进行增殖、分化,细胞增殖分化的过程中有多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备,C正确;
D、由题意可知,骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤,故适当进行抗阻性有氧运动时骨骼肌受牵拉,卫星细胞被激活,最终形成的肌细胞使肌肉增粗或修复损伤,有助于塑造健美体型,D正确。
故答案为:ACD。
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中,细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
2、参与细胞分裂的细胞器:核糖体、线粒体、中心体、内质网、高尔基体。
15.【答案】A,B
【知识点】人类遗传病的类型及危害;人类遗传病的监测和预防
【解析】【解答】A、基因探针是能和特异的核酸序列杂交的DNA片段,探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合,利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断,A正确;
B、由图可知,乙家系成员的基因组杂交结果显示没有Phe508缺失的CFTR基因,故乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失,B正确;
C、由图可知,丙家系的Ⅱ-1体内的基因能与探针1和2结合,则其携带一个Phe508正常的CFTR基因,一个Phe508缺失的CFTR基因,C错误;
D、由题意可知,囊性纤维病是由CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病,假设A/a为相关基因,丙家系的患病原因不是因为CFTR蛋白508位苯丙氨酸(Phe508)缺失,根据其父亲基因型为Aa,母亲基因型为AA,Ⅱ-2可能的基因型为AA:Aa=1:1,用这两种探针检测出两条带(基因型为Aa)的概率为1/2,D错误。
故答案为:AB。
【分析】1、常见的单基因遗传病及其特点:
(1)伴x染色体隐性遗传病:如红绿色盲、血友病等,其发病特点:男患者多于女患者;隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
(2)伴x染色体显性遗传病:如抗维生素D性佝偻病,其发病特点:女患者多于男患者;世代相传。
(3)常染色体显性遗传病:如多指、并指、软骨发育不全等,其发病特点:患者多,多代连续得病。
(4)常染色体隐性遗传病:如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等,其发病特点:患者少,个别代有患者,一般不连续。
(5)伴Y染色体遗传:如人类外耳道多毛症,其特点是:传男不传女。
2、遗传病的监测和预防:(1)产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率。(2)遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。(3)禁止近亲婚配:降低隐性遗传病的发病率。(4)提倡适龄生育。
16.【答案】B,C
【知识点】DNA分子的多样性和特异性;PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础,A正确;
B、由题意可知,串联重复序列存在于人染色体DNA中,染色体DNA遵循孟德尔遗传定律,故串联重复序列在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律,B错误;
C、指纹图谱是对人体染色体中的串联重复序列进行扩增后获得,这些重复序列在细胞内不指导蛋白质合成,属于非编码序列,C错误;
D、串联重复序列扩增后得到的DNA指纹图谱,可用于亲子鉴定和法医学分析,若串联重复序列发生突变,则可能会造成亲子鉴定结论出现错误,D正确。
故答案为:BC。
【分析】1、PCR技术
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
2、基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位,指导蛋白质的合成。DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4种)。DNA分子的特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
17.【答案】A,C
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;内环境的理化特性;水盐平衡调节
【解析】【解答】A、由题意可知,肌细胞的代谢产物具有舒血管效应,肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节,A正确;
B、由肌细胞的代谢产物进入内环境,参与体液调节可知,肌肉处于运动状态时,神经调节对肌肉血流量的影响大于体液调节,B错误;
C、血浆和组织液之间可以穿过毛细血管壁相互渗透,肌细胞的代谢产物经组织液大部分进入血液,血流量增多有利于维持组织液的稳定,C正确;
D、运动时肌细胞的代谢产物使组织液渗透压升高,机体抗利尿激素释放增多,促进水分重吸收,降低渗透压,D错误。
故答案为:AC。
【分析】1、血浆、淋巴和组织液的联系:血浆和组织液之间可以穿过毛细血管壁相互渗透,组织液可以穿过毛细淋巴管壁进入淋巴,淋巴通过淋巴循环进入血浆。
2、人体内水盐平衡的调节过程是∶下丘脑是水盐平衡调节的中枢,水盐平衡的调节是神经调节和激素调节共同作用完成的。内环境中的无机盐含量决定了机体渗透压的大小:(1)当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少,同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。(2)体内水过多时→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水分的重吸收减少→尿量增加。当血钾含量上升或血钠含量下降时,醛固酮的分泌量会增加,以促进肾小管和集合管吸钠泌钾。
3、 神经调节与体液调节的关系:
(1)内分泌腺受中枢神经系统的调节,体液调节可以看做神经调节的一个环节。
(2)激素也可以影响神经系统的发育和功能,两者常常同时调节生命活动。
(3)神经调节对体液调节起调控和主导作用;体液调节也能影响神经调节,二者是相辅相成,共同调节的。
18.【答案】C,D
【知识点】群落的结构;生态系统的稳定性;生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、生产者固定的太阳能总量是流入该生态系统的总能量,真菌是消费者,A错误;
B、生态系统的物质循环在生物界和无机环境之间进行,在生物界沿着食物链食物网的方向流动,立体复合种植模式也不会改变物质循环的渠道,B错误;
C、立体复合种植模式增加了生物群落中的物种丰富度,物种数目越多营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高,C正确;
D、该立体复合种植模式充分利用了空间资源,群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力,D正确。
故答案为:CD。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构:(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。原因:①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为:猫头鹰(森林上层),大山雀(灌木层),鹿、野猪(地面活动),蚯及部分微生物(落叶层和土壤)。(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争,导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者,因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动,逐级递减。
3、生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;而恢复力稳定性则是生态系统被破坏后恢复原状的能力,恢复力稳定性的大小和抵抗力稳定性的大小往往存在着相反的关系。生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩渍。
19.【答案】(1)差速离心
(2)叶绿体内部结构解体;光合色素减少
(3)水分的散失
(4)细胞核;叶绿体
【知识点】其它细胞器及分离方法;光合作用的过程和意义;叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】(1)细胞器的分离采用差速离心法,故从叶片中分离叶绿体采用差速离心法。
故答案为:差速离心。
(2)由题意可知,阶段性白化,是绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,光合作用的光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行,需要色素的参与,白化过程中叶绿体中光合作用光反应阶段合成ATP和NADPH的数量显著降低,可能是由于白化期叶绿体内部结构解体或者光合色素减少造成的。
故答案为:叶绿体内部结构解体;光合色素减少。
(3)由图可知,白化过程中气孔导度下降,气孔导度和气孔开放程度呈正相关,气孔开放程度下降可以减少水分的丧失,同时控制CO2的进出,即白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少水分的散失。
故答案为:水分的散失。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质,相关基因指导蛋白质的合成,植物细胞中与光合作用有关的基因存在与细胞核和叶绿体中。细胞核中的基因编码合成的与光合作用有关的蛋白质,需要通过特定机制完成由细胞核到叶绿体的跨膜转运,叶绿体中相关基因控制合成的蛋白质则直接在叶绿体中起作用。
故答案为:细胞核;叶绿体。
【分析】1、 分离细胞器的方法:差速离心法
2、光合作用的反应阶段:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜
a.水的光解:2H2O4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质
a.CO2的固定:CO2+C5 2C3
b.C3的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
3、叶绿体是两层膜的细胞器,形状是扁平的椭球形或球形,主要分布在植物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆的表皮细胞内,内膜光滑无折叠,基粒是由类囊体堆叠而成,基质中含有大量与光合作用有关的酶,含有少量的DNA和RNA,是半自主细胞器。
20.【答案】(1)TtHH;1:1
(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦
(3)20;4;1/16
(4)43;数目
(5)F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上;F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上;②
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;染色体数目的变异
【解析】【解答】(1)由图及题意可知,雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,故其基因型为TtHH,亲本可育小麦(hh)的基因型为tthh,则F1中不育株基因型为TtHh,可育株基因型为ttHh,比例为1:1。
故答案为:TtHH;1:1。
(2)由题意可知,蓝粒小麦一对4号染色体均带有蓝色素基因E,小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。由图可知,F1与蓝粒小麦(EEHH)杂交,F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦关键金草的4号染色体,而h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。
故答案为:获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦。
(3)由题意可知,蓝粒小麦的染色体条数是42,F2蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦,为同源染色体,则减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因,若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子;F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。
故答案为:20;4;1/16。
(4)由F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,F3蓝粒不育株体细胞中基因型为TEtHh或者TEtHH,则F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有3条4号染色体,小麦染色体组成为24,故F3蓝粒不育株体细胞中多了一条4号染色体,有43条染色体,属于染色体数目变异。
故答案为:43;数目。
(5)分析题意可知,F3蓝粒不育株体细胞中基因型为TEtHh或者TEtHH,含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞,F3蓝粒不育株与小麦(ttHH)杂交,F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh,若T基因和E基因位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上,与小麦(HH)杂交时,后代表现型及比例为蓝粒不育:非蓝粒可育=1:1,即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上;若T基因和E基因位于不同染色体上时,F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体,分别携带T基因、E基因及基因,与小麦(ttHH)杂交时,母本在减数第一次分裂前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极,产生的配子基因型及比例为T:TE:t:tE=1:1:1:1,与小麦(HH)杂交,子代表现型及比例为蓝粒可育:蓝粒不育:非蓝粒可育:非蓝粒不育=1:1:1:1,即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上;实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,②符合育种要求。
故答案为:F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上;F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上;②。
【分析】1、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律,因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。每对等位基因分离产生两种配子,n对等位基因产生配子数为2n,该个体自交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的表现型种类数为2n,对该个体测交后代的基因型种类数为2n,该个体自交后代的基因型种类数为3n。
2、染色体变异
(1)染色体结构变异:缺失(缺失某一片段)、重复(增加某一片段)、倒位(某一片段位置颠倒)、易位(某一片段移接到另一条非同源染色体上)。
(2)染色体数目变异:个别染色体的增添或缺失,或以染色体组数成倍的增添或缺失。
21.【答案】(1)大脑皮层;不属于;电信号(神经冲动);神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
(2)兴奋;抑制
(3)减弱;促进痒觉的产生
【知识点】反射弧各部分组成及功能;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)机体的感觉中枢在大脑皮层,反射活动需要经过完整的反射弧,故机体产生痒觉的中枢在大脑皮层,产生痒觉的过程没有经过完整的反射弧,不属于反射。兴奋在神经纤维上以电信号的形式双向传导。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
故答案为:大脑皮层;不属于;电信号(神经冲动);神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
(2)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,故抓挠会抑制痒觉,抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器兴奋,从而抑制痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。
故答案为:兴奋;抑制。
(3)分析图表可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的30分钟内抓挠次数明显增加,说明PTEN基因的缺失增加了小鼠对痒觉的敏感性,即PTEN基因控制合成的PTEN蛋白是减弱小鼠对外源致痒剂的敏感性,抑制痒觉的产生;PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠差异不大,说明TRPV1基因缺失减弱了PTEN缺失基因的效果,PTEN基因控制合成的PTEN蛋白是抑制小鼠痒觉的产生,即TRPV1a基因控制合成的TRPV13蛋白可促进痒觉的产生。
故答案为:减弱;促进痒觉的产生。
【分析】1、兴奋的传导和传递:(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流(协助扩撒),形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流(协助扩撒),形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式在神经纤维上传递下去,且为双向传递。(2)兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡(胞吐)释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
2、神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答;完成反射的结构基础是反射弧。反射弧是反射活动的结构基础,包括五个部位︰感受器(感觉神经组织末梢的特殊结构)、传入神经(感觉神经元)、神经中枢(调节某一特定的生理功能的神经元素)、传出神经(运动神经元)、效应器(传出的神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)。
3、各级中枢的分布与功能:
(1)大脑:大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。
(2)小脑:有维持身体平衡的中枢。
(3)脑干:有许多重要的生命活动中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等。
(4)下丘脑:有体温调节中枢、渗透压感受器(水平衡中枢)、血糖平衡调节中枢,是调节内分泌活动的总枢纽。
(5)脊髓:调节躯体运动的低级中枢。
22.【答案】(1)人类活动;盐田的开采
(2)出生率、死亡率、迁入率
(3)负反馈调节;相对稳定;下降
(4)直接价值
【知识点】种群的特征;生态系统的稳定性;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)由题意可知,人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析,从1995-2015年,沼泽地栖息面积逐渐减小,斑块数量下降,斑块平均面积下降,沼泽地生境破碎化是人类活动导致的,盐田栖息地面积先下降后上升,斑块数上升,斑块平均面积下降,盐田生境破碎化可能是盐田的开采导致的。
故答案为:人类的活动;盐田的开采。
(2)由题意可知,中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区,其主要越冬栖息地为苏北地区,则在苏北地区,决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是出生率、死亡率、迁入率。
故答案为:出生率、死亡率、迁入率。
(3)生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少,生态系统自我调节能力下降。
故答案为:负反馈调节;相对稳定;下降。
(4)丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题,可供科研工作者研究,即具有科学研究的价值,属于直接价值。
故答案为:直接价值。
【分析】1、种群的数量特征包括①种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度,种群密度是种群最基本的数量特征;②出生率和死亡率:在单位时间内新产生(死亡)的个体数占该种群个体总数的比值即出生率(死亡率),出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度;③迁入率和迁出率:在单位时间_内迁入(迁出)的个体数占该种群个体总数的比值即迁入率(迁出率),迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度;④年龄组成:指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,有增长型(幼年个体数较多、中年个体数适中、老年个体数较少)、稳定型(幼年个体数、中年个体数以及老年个体数比例适中)和衰退型( 幼年个体数较少、中年个体数适中、老年个体数较多 ),年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据;⑤性别比例:指种群中雌雄个体数目的比例。
2、生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩渍。
3、生物多样性的价值:(1)直接价值:对人类有食用、药用和工业原料等使用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
23.【答案】(1)番茄灰霉病菌;枯草芽孢杆菌;透明圈
(2)摇床震荡;稀释涂布平板法;用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内
(3)利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离;SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关
(4)菌液
【知识点】微生物的分离和培养;测定某种微生物的数量
【解析】【解答】(1)由题意可知,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质,检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用,先把适量的番茄灰霉病菌菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,若对番茄灰霉病菌有抑制作用,则被覆盖的位置的番茄灰霉病菌就会被杀死,培养皿倒置培养后会出现透明圈,可通过测量透明圈大小以判定抑菌效果强弱。
故答案为:番茄灰霉病菌;枯草芽孢杆菌;透明圈。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用摇床震荡培养,以增加培养液中的氧含量。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用活菌计数法,利用稀释涂布平板法,当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
故答案为:摇床震荡;稀释涂布平板法;用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内。
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
故答案为:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离;SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
(4)对于需要长期保存的菌种,先将菌液转入灭菌后的甘油中,充分混匀后放在-20℃的冷冻箱中保存。
故答案为:菌液。
【分析】1、统计菌落数目的方法∶(1)显微镜直接计数法①原理∶利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量;②方法∶用计数板计数;③缺点∶不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)①原理∶当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作∶a、设置重复组,增强实验的说服力与准确性;b、为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。③计算公式:每克样品中的菌株数= ( c+V )×M,其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL ) ,M代表稀释倍数。
2、微生物常见的接种的方法①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落
3、电泳分离蛋白质混合样品的原理是:利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷,且能使蛋白质变性成为肽链,使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关,而与所带电荷性质无关。
4、菌种的保藏方法:①临时保藏法:对于频繁使用的菌种,先将菌种接种到试管的固体斜面培养基上培养,然后将试管放入4℃的冰箱中保藏。②甘油管藏法:对于需要长期保存的菌种,先将菌液转入灭菌后的甘油中,充分混匀后放在-20℃的冷冻箱中保存。
24.【答案】(1)调节害虫胰蛋白酶活性,从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的
(2)基因表达载体的构建
(3)T-DNA;该方法不适用与单子叶植物
(4)基因--DNA分子杂交技术、mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术
(5)效果;NaPI+StPinlA;饲喂NaPI+StPinlA转基因的虫体质量较对照组差,且每株棉铃数最多
(6)定向改变;由于害虫发生基因突变后,在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐增高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力,或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂
【知识点】现代生物进化理论的主要内容;基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)蛋白酶抑制剂可以降低害虫蛋白酶的活性,使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质, 从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的 。
故答案为:调节害虫胰蛋白酶活性,从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的。
(2)基因工程的基核心步骤为基因表达载体的构建。
故答案为:基因表达载体的构建。
(3)农杆菌在自然条件下能感染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有感染力,农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可以转移至受体细胞染色体的DNA上。
故答案为:T-DNA;该方法不适用与单子叶植物。
(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有三种:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
故答案为:基因--DNA分子杂交技术、mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术。
(5)基因工程的成功,除了确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达,转基因作物还应表现出相应的形状,故还需要进行抗虫效果的鉴定。由图分析可知,NaPI转基因棉花和NaPI+StPinlA转基因棉花的虫体质量与对照和StPinlA转基因面的低,每株棉铃数NaPI+StPinlA转基因棉花最多,综上所述,NaPI+StPinlA转基因棉花的抗虫效果最佳。
故答案为:效果;NaPI+StPinlA;饲喂NaPI+StPinlA转基因的虫体质量较对照组差,且每株棉铃数最多。
(6)在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝一定方向不断进化。害虫发生基因突变后,在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐增高,从而提升了害虫的抗胰蛋白酶抑制剂的能力,或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂。
故答案为:由于害虫发生基因突变后,在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐增高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力,或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂。
【分析】1、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:cDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;b、终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法(Ca2+处理法)。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变或者显性突变和隐性突变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
3、蛋白酶抑制剂基因广泛存在与植物中,它产生的抑制剂可与害虫消化道中的酶结合形成复合物,从而阻断或降低蛋白酶的活性,使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质。这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶,引起虫害的厌食反应。
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