必杀03(强化基础)大题30题-备战2023年高考生物临考必杀题(有解析)

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名称 必杀03(强化基础)大题30题-备战2023年高考生物临考必杀题(有解析)
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资源类型 教案
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科目 生物学
更新时间 2023-05-25 07:42:52

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必杀03(大题强化基础30题)
1.某种突变体水稻的叶绿素含量仅为普通水稻的一半,但在强光下其光合作用速率却比普通水稻高。某科研小组研究了在不同的施氮量下突变体水稻和普通水稻的RuBP羧化酶(固定CO2的酶)含量变化,结果如图所示。请回答下列有关问题。
(1)测定叶绿素含量时,可使用______________作为溶剂提取色素,得到色素提取液后可通过测定叶绿素的吸光度来比较叶绿素含量的多少。为了排除类胡萝卜素的干扰,实验时应选择_______________光进行照射以测定叶绿素的吸光度。
(2)RuBP羧化酶存在于叶绿体________, 其催化的反应产物主要是_________________,该过程_____________(填“需要”或“不需要”) ATP和NADPH。
(3)该实验的结论是在一定施氮量的范围内,______________________________________
____________________________________________________________。该突 变体水稻在强光下光合作用速率更高,说明强光下制约普通水稻光合作用速率的因素不是叶绿素含量,而是_________________________________________________(答两点)等其它因素。
2.人体通过各种内分泌腺分泌的激素调节机体的生命活动。回答下列问题。
(1)下丘脑和垂体的病变都会导致甲状腺功能减退,说明甲状腺激素的分泌存在_______调节。甲状腺激素分泌后,通过__________运输到垂体和下丘脑,抑制其分泌,从而使甲状腺激素不至于分泌过多。
(2)与神经调节相比,激素调节作用范围_______,激素使靶细胞原有的生理活动发生变化,对靶细胞的代谢起______________作用。
(3)马拉松比赛中运动员大量出汗会造成血浆渗透压升高,请用文字和箭头表示此时运动员机体通过减少排水量来维持内环境水平衡的调节过程:__________________________
___________________________________________________________________________。
(4)人在剧烈运动时,交感神经的作用加强,使心跳和血液循环加快,以适应人体对物质和能量的需求。在此过程中,交感神经末梢释放去甲肾上腺素,与________________的细胞膜上受体特异性结合,促进其分泌胰高血糖素。去甲肾上腺素属于_____________ (填“神经递质”或“激素”)。
3.俗话说“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴”。科研工作者据此设计了两个能维持多年相对稳定的池塘生态系统A和B。回答下列问题:
(1)A池塘中生物群落区别于B池塘中生物群落的重要特征为______________________;A、B池塘生态系统的结构均由________________和________________两部分组成。
(2)已知A池塘中的食物网如图所示,其中鲫鱼和鲢鱼生活在不同的水层。食物网中同时存在两种种间关系的生物是____________________________。若消耗等量的藻类时,鳜鱼的生长量__________(填“大于”或“小于”)鲢鱼,判断的依据是________________
__________________________________________________________________________。
4.某两性花植物的花色受A/a和B/b两对等位基因控制,具体作用机理如图所示。已知a基因存在时会抑制B基因的表达,请回答下列问题:
(1)该植物种群中白花、粉花植株的基因型分别有______种。该植物花色的遗传现象表明,基因对性状的控制途径为_____________________________________________________。
(2)让纯合红花植株与基因型为aabb的植株杂交得F1,F1的表型为____________。为探究A/a和B/b基因是位于两对同源染色体上,还是位于一对同源染色体上,某生物兴趣小组以F1为实验材料进行了相关实验。请将下列实验内容补充完整(不考虑交叉互换)。
实验设计思路:让F1植株自交,观察并统计F2植株的花色及比例。
预测实验结果及结论:若F2植株中__________________________________________,则A/a和B/b基因位于两对同源染色体上;若F2植株中_________________________,则A/a和B/b基因位于一对同源染色体上。
(3)若A/a和B/b基因位于两对同源染色体上,则(2)中F1测交后代的表型及比例为______
__________________。
5.泡菜是许多亚洲国家的传统食品,在发酵液中发现的微生物通常有乳酸菌、酵母菌和丝状真菌。我国民间泡菜制作历史悠久,早在《齐名要术》中就有记载。回答下列问题:
(1)小强同学第一次尝试做泡菜时将煮沸的泡菜盐水还未放凉就倒进已装好干净蔬菜的坛中,此举不当之处在于__________________________________________________,请你根据泡菜的发酵原理给小强提出简单有效的补救措施___________________________
____________________。
(2)正常发酵的初期、小强时常听到泡菜坛发出“叮当”的声响,并看到气泡从坛沿的水槽中冒出,可用呼吸作用反应式__________________________________________________来解释该现象,除乳酸菌外,其他微生物在密封发酵2天后均大幅度减少的主要原因是___________________________________________________________________________。为了验证泡菜发酵过程中乳酸菌的数量变化,可用________________________法对泡菜发酵液进行活菌计数。
(3)小强的邻居几乎天天用泡菜佐餐,如果你是小强,请你向邻居简要说明泡菜不宜多吃的科学道理_________________________________________________________________。
6.神经生长因子(NGF)对神经细胞的生长、分化和再生都有重要作用,临床上常用来治疗一些神经性疾病,例如青光眼和阿尔茨海默病等,有良好的治疗效果。
(1)利用大肠杆菌来合成人神经生长因子(hNGF)时,先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种_____________________________________________________的生理状态,然后再将含目的基因的表达载体导入其中。与人体自身合成的hNCF蛋白相比,大肠杆菌表达的hNCF蛋白往往生物活性较低,可能的原因是____________________________。
(2)动物的唾液腺天然表达高活性的NGF蛋白,这意味着唾液腺是表达hNGF蛋白的一个理想组织。科学家尝试利用转基因克隆猪作为生物反应器,在其唾液腺高效合成人神经生长因子(hNGF),过程如下图:
①基因工程的核心工作是___________________________________,该过程用到的工具酶有_____________________________。构建重组质粒时,需要将hNCF基因与特定的启动子(pmPSP)重组在一起,目的是_________________________________________。
②图中步骤C和步骤D中均用到了直流脉冲电刺激,其目的分别是_______________、_____________________________;E步骤之前需要对代孕母畜进行____________处理。
③与传统的乳腺生物反应器相比,唾液腺生物反应器的优点有:__________________
____________________________________________________________(答出两点即可)。
7.某研究小组通过一定的方法研究了北方冬季日光温室内LED冠层补光和电热线根区加温对甜椒生长和产量的影响。该试验处理方式为不加温不补光对照(CK)、根区加温15℃处理(T15)、根区加温18℃处理(T18)、仅补光处理(L)、根区加温15℃+补光处理(T15+L)。甜椒冠层LED补光时间和根区加温时间保持一致,都为4:00—8:00,测得下列数据,回答下列问题:
(1)甲组的处理方式为_____________________,甜椒冠层LED补光时间和根区加温时间保持一致的原因是__________________________________________________________。
(2)LED补光能被位于甜椒叶肉细胞____________________上的物质所捕获,该结构上发生的能量变化是__________________________________________________________。
(3)实验结果表明,适当根区加温能够促进根系呼吸,从而提高_____________________
________________________________________________________。实现甜椒的增产,此过程中产生CO2的场所可能有_____________________________________。
8.随着社会的发展,人们生活水平不断提高,生活节奏不断加快,饮食不规律、无节制、缺乏运动锻炼,导致高血糖、高血脂、高血压等疾病的发病率升高。健康饮食至关重要。回答下列问题:
(1)血糖是指人体的血液中的葡萄糖,在人体中主要来源有_________________________
________________________________________________________________(至少答两点),健康人在饥饿时,血液流经肝脏后的血糖浓度会_____________。
(2)糖尿病的发病率越来越高,糖尿病患者主要的症状特点有_______________________
_______________________________________________________________(至少答两点)。部分糖尿病患者是由于各种原因导致胰岛B细胞受损,胰岛素合成不足,胰岛素的生理功能是_____________________________________________________________________。
(3)为了预防“三高”,在日常饮食上请你提出合理的建议:__________________________。
9.苹果富含丰富的维生素,深受人们喜爱,是北方的特色农产品。科研小组在两块面积相近的苹果园里进行实验,果园甲通过使用化肥、喷洒农药等进行常规管理,林下几乎无植被,苹果产量高;果园乙不进行人工管理,林下植被丰富,苹果产量低。研究者调查了这两个苹果园中的小动物种类、数量及其中害虫、害虫天敌的比例,结果见下表。回答下列问题:
苹果园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 害虫天敌比例/%
甲 622 123278 31.8 15.26
乙 654 125018 40.2 21.51
(1)土壤小动物具有______________________________________________的特点,常采用____________________________法调查其丰富度。
(2)与果园甲相比,果园乙的害虫和天敌的数量_________,根据其管理方式分析,主要原因可能是________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)生态系统的自我调节能力以__________机制为基础,与果园甲相比,果园乙具有较高的自我调节能力,原因是______________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)北方的苹果不适合在南方生长,南方的柑橘在北方生长较差,所以在进行生态工程建设时,需遵循______________________原理。
10.果蝇是遗传实验中常用的实验材料,果蝇的灰体和黑体受等位基因B、b控制,截毛和刚毛受等位基因D、d控制,两对基因独立遗传。为研究体色与刚毛性状的遗传,进行了如下实验。请回答下列问题:
杂交组合 子代性别 子代表型及数量(/个)
灰体刚毛 黑体刚毛 灰体截毛 黑体截毛
灰体刚毛雌性×灰体刚毛雄性 雌性 60 20 60 20
雄性 120 40 0 0
(1)刚毛相对截毛为_____性状,控制该性状的基因位于_____________________________。
(2)自然种群中,灰体刚毛雄果蝇可能有_____种基因型,一个精原细胞最多可产生_____种配子,原因是______________________________________________________________。
(3)亲本的雄果蝇基因型为_____________________。请利用所给果蝇设计一组实验并预测结果加以验证。___________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)子一代中的灰体刚毛果蝇随机交配,子二代雌果蝇中黑体刚毛的比例为____________。
11.利用秸秆等废弃物生产酒精是农业废弃物无害化处理的重要措施,其工艺流程如图所示,回答下列问题:
(1)植物秸秆可在微生物A分泌的__________酶的作用下分解为纤维二糖和葡萄糖等小分子物质,区别微生物A、B的重要标志是菌落特征,主要表现为菌落________________
____________________________________(答两点)等的不同。
(2)分离和纯化高效工程菌是图示工艺流程实现的重要保障。土壤微生物数量繁多,种类庞杂,要想从其中分离出并不占优势的微生物A,需在选择培养基中将土样中的微生物先培养一段时间。这里的选择培养基是指________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)为纯化微生物A菌种,在鉴别培养基上接种上述选择培养后的土壤样品,培养结果如图所示,则该培养过程中所用的接种方法是__________________________________,应从__________区挑选目的菌单菌落,不从其他区域挑选单菌落的原因是__________
___________________________________________________________________________。
(4)若需要对实验室中批量培养的微生物B进行计数,则需要采用稀释涂布平板法,该方法的原理是______________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
12.科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图),请结合图示回答下列问题:
(1)转基因技术的核心步骤是___________________________________的构建,此过程通常需要___________________________________和DNA连接酶等工具酶。
(2)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞,这个过程中需要利用_______________________酶处理。在进行原代培养时,细胞增殖还表现出________________________和接触抑制等特点。
(3)若要一次获得双胎或多胎,可将重组胚胎培养到桑椹胚时期并均等分割,或培养到___________时期,然后将其_______________________均等分割。
(4)转基因奶牛是与供体奶牛遗传物质相同的犊牛,但也不是100%的复制,原因最可能是①_______________________________________________________________________;②_________________________________________________________________________。
13.轮作是指在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同的种植方式。首蓿(豆科植物)一小麦轮作能够显著提高小麦的光合作用速率,减少小麦种植时对化学氮肥的依赖。但首蓿根系发达,会引起土壤水分匮乏,对小麦生长有一定的抑制作用。回答下列问题:
(1)光合作用过程中,N是光反应产物_________和NADPH的组成元素。水分可通过影响气孔的开闭间接影响胞间_________________浓度。
(2)有实验结果表明,增水对轮作中小麦光合作用速率的提高比例大于施氨肥,结合信息对该结果进行解释:一、豆科植物根部共生的根瘤菌具有固氮作用,降低了小麦对外源氮肥的需求;二、苜蓿具有发达的根系,_________________________________________
__________________________________________________________________________。
(3)农业生产中,可采用同时增水和施氮肥显著提高首蓿一小麦轮作中小麦的光合作用速率,请设计实验验证以上结论(简要写出实验思路及预期结果,其他实验条件适宜。光合作用速率测量方法不做要求。)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
14.有研究发现,黑暗环境被视网膜感知后,将信息传递到大脑,会引起松果体细胞分泌激素-褪黑素,一定量的褪黑素有助于改善人体的睡眠。回答下列问题:
(1)褪黑素分泌的调节属于____________调节,与褪黑素分泌有关的信息分子包括____________________________,分泌褪黑素的松果体细胞属于____________细胞。
(2)研究发现,电子产品在给我们生活带来便利的同时,也会影响到人的睡眠。睡前只要使用2小时带有光显示屏的电子产品,就会引发入睡困难且易被打断等睡眠质量变差的问题,尤其是青少年最容易受影响。依据题干信息分析原因是__________________
___________________________________________________________________________。
(3)根据褪黑素的功能,若利用褪黑素对失眠患者进行治疗,能否利用口服的方式补充褪黑素?____________(填“能”“不能”或“不能确定”),原因是____________________
___________________________________________________________________________。正常人只要有0.03毫克的褪黑素就能安然入睡,由此可知褪黑素具有的特点是______
________________________________。
15.如图是某温带草原生态系统的食物网。请据图分析回答下列问题:
(1)该食物网中猫头鹰属于第_______________________营养级,若要调查该地区鼠的种群密度,应采用______________法。
(2)在一定时间内,该生态系统中绿色植物固定的能量为a,全部消费者和分解者获得的能量为b,则a>b的原因是____________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)该草原适当放牧能_______(填“增大”或“减小”)草对光能的利用率。草的绿色对食草虫来说是______________________。
(4)该生态系统的蛇有许多种类,体现的是_______________多样性。
16.某雌雄异株植物中,基因型FF、Ff、ff分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣;基因型RR和Rr控制红色花瓣,基因型rr控制白色花瓣;这两对等位基因独立遗传。基因型不同的两个纯种作亲本杂交得F1,F1全部为红色小花瓣植株;F1随机交配得F2.F2的表现型及比例如下表:
表现型 比例 大红花瓣 大白花瓣 小红花瓣 小白花瓣 无花瓣
雌株 1/8 0 1/4 0 1/8
雄株 1/16 1/16 1/8 1/8 1/8
据表回答下列问题:
(1)植株有无花瓣这一性状位于________染色体上,两对性状________(填“是”或“否”)遵循自由组合定律。理由是:___________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)F2植株的基因型有________种,雌株表现型有________种,其中雌株中大红花瓣的基因型为________________________________。
(3)若对F1雌性小红花瓣植株测交,则其后代的表现型及比例是____________________
________________________________________________(不考虑性别)。
17.杜仲是一种名贵的中药,某科研人员以杜仲茎尖为材料,通过组织培养快速繁殖脱毒杜伸,并进一步研究了MS培养基中不同琼脂浓度对杜仲茎尖诱导的影响,获得了如下实验结果:
琼脂浓度/(g·L-1) 接种数 杜仲的茎尖诱导率/%
6 20 40
7 20 70
8 20 50
请回答下列问题:
(1)科研人员先将采来的茎尖用清水冲洗表面,然后用体积分数为70%的酒精消毒30s,体积分数为70%的酒精能够消毒的原理是______________________________________
________________________________;利用茎尖细胞培养得到的植株病毒含量低的原因是____________________________________________。
(2)MS培养基的成分一般含有水分、无机盐、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等,其中琼脂和蔗糖的作用依次是_____________________________________________________、_________________________________________________________。
(3)依表格信息,琼脂浓度在___________g·L-1时,茎尖诱导率最高。经植物组织培养可再生出新的植株,在此过程中需要换瓶培养,换瓶的主要原因是____________________
___________________________________________________________________________。
(4)目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体,用动物体细胞克隆的动物,实际是通过___________来实现的。进行动物细胞培养时,所需气体主要有CO2和O2,其中CO2的主要作用是______________________________。
18.新冠病毒主要通过其表面棘突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。截止2021年4月12号,中国成为全球首个能提供三种生产新冠疫苗技术路线(灭活疫苗、重组蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗)的国家。三种新冠疫苗研发途径的技术原理如下:灭活病毒疫苗是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物,再通过纯化等步骤制备出相应疫苗;重组蛋白疫苗是将病毒的目标抗原基因整合到表达载体中,然后将表达载体转化到中国仓鼠卵巢细胞中,经诱导表达出大量的抗原蛋白,再通过纯化而得到的疫苗;腺病毒载体疫苗以腺病毒作为载体,将目标抗原基因重组到载体病毒基因组中得到的疫苗。回答下列问题:
(1)上述灭活病毒疫苗中的“灭活”使新冠病毒失去_______________,但并不破坏该病毒的__________________。
(2)制备基因蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗均需要获取S蛋白基因,获取过程是提取新冠病毒总RNA,在__________酶的作用下合成DNA,再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。PCR技术的前提是要有一段__________________________________________
________________________________________,以便根据这一序列设计出特异性的引物。
(3)腺病毒载体疫苗是将S蛋白基因重组到改造后无害的腺病毒内,导入人体,在体内产生S蛋白,刺激人体产生相应抗体。改造后的腺病毒载体应具备的条件是_______________________________________________(答出2条)。与重组蛋白疫苗相比,腺病毒载体疫苗的优点体现在____________________________________________。
(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,其发挥作用的机理是___________________________
___________________________________________________________________________。
19.科学家经过研究提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。请分析回答下列问题:
(1)在“流动镶嵌模型”中,构成生物膜基本骨架的是__________________,由于_________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。
(2)用荧光抗体标记的人-鼠细胞融合的实验过程及结果如上图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的_______________________________,由此能较好地解释细胞膜结构上的__________________性。
(3)通过其他方法,测得多种细胞膜的化学成分,如表:
物质种膜的类别 蛋白质% 脂质(主要是磷脂)% 糖类%
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
依据表数据,分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是__________________
________________________,主要区别是________________________________________。
20.下丘脑与垂体的功能联系方式主要有两种:一种是经垂体门脉系统与腺垂体(垂体的内分泌腺部分)联系,构成下丘脑—腺垂体系统。一种是通过神经联系,构成下丘脑—神经垂体系统。神经垂体部分不含腺细胞,不能合成激素,只是储存与释放激素的场所。
(1)下丘脑在维持机体内环境相对稳定和内分泌调节方面,具有突出的作用。例如下丘脑有调节_____________________________________________的中枢(至少答出两种),可以将中枢神经系统传递来的神经信息转变为激素信息,将神经调节与体液调节联系起来。
(2)当人体缺水时,由___________合成的______________激素会沿轴突运输到联系神经垂体的轴突末梢,经____________方式释放到神经垂体中,通过细胞间____________ (内环境组分)进入血液,最终作用于___________________ 细胞,促进 _____________。
(3)下丘脑释放的TRH通过垂体门脉到达腺垂体,可促进垂体合成与释放TSH,TSH的功能之一是促进甲状腺激素的合成与分泌,二是促进 _____________________________。因而当食物中碘含量不足时,会引起代偿性甲状腺肿大。
21.位于河北省承德市的塞罕坝,平均海拔1500米,年均气温-1.5℃,极端最低气温-43.3℃,年均无霜期仅72天,属于半湿润半干旱区,植树造林困难相当大。塞罕坝人经过半个多世纪的努力,创造了荒原变林海的绿色奇迹,用实际行动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念,森林覆盖率由建场前的11.4%提高到2014年的75.5%,今天的塞罕坝,被赞誉为“河的源头、云的故乡、花的世界、林的海洋、珍奇异兽的天堂”。
(1)塞罕坝属于森林生态系统,生态系统的结构包括________________________________。
(2)从塞罕坝林场的建设,我们看到了中国采取了一系列措施,使整体的生态环境得到了明显的改善,特别是在保护生物多样性上有着积极的意义。生物多样性主要包括_______
________________________________________________。从建场初期到现在,随着生物多样性的增加,林场自我调节能力越强,生态系统的自我调节能力的基础是___________。
(3)在建场过程中对于森林害虫的防治上,塞罕坝通过放养天敌,实现了经济和生态效益的双丰收,在该过程中,对森林害虫的防治方法主要是_______________________,从能量流动的角度分析,治虫的目的是____________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)在鸟类的繁殖季节,一些鸟类通过特殊叫声这种_____________信息求偶。天鹅会把卵产在苇草丛中,科研人员可采用___________方法调查天鹅卵的密度。
22.野生香蕉的原始种有小果野蕉和野蕉两种,小果野蕉味甜但多籽,野蕉软糯但酸涩。科研人员改良培育野生香蕉的部分过程如图所示(图中A、B分别代表一个不同的染色体组,每个染色体组均含11条染色体)。回答下列问题:
(1)图中培育粉蕉的过程称为多倍体育种,多倍体指的是____________________________
________________________________________________________________。该育种方法依据的遗传学原理是_________________________。
(2)大蕉果实软糯无籽,大蕉没有种子的原因是____________________________________
________________________________________________。
(3)过程③表示将一定浓度的秋水仙素滴在大蕉幼苗的牙尖上,其作用原理是_________
___________________________________________________________________________。FHIA-03蕉的体细胞中最多可含有_________条染色体。
(4)麦克蕉(AAA)是一种三倍体芭蕉,无籽软糯且味甜。请以小果野蕉为实验材料,写出培育麦克蕉的实验方案:__________________________________________________
___________________________________________________________________________。
23.果酒生产的一般工艺流程为:
原料—压榨—发酵—分离—贮存—澄清处理—调配—除菌—罐装—成品。
(1)在进行发酵前,先要对酵母菌进行扩大培养,即将酵母菌接种到装有2/3果汁的发酵瓶中培养,留出一定空间的作用是______________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)在澄清处理时,常采用的方法有:①超滤法:即在压力驱动下,将发酵液通过一定浓度的凝胶,把溶液中的微粒、高分子等物质与溶剂和小分子溶质分开。凝胶实际上是一些微小的____________________。该方法分离物质的原理是______________________
__________________________________________________________________________。②酶解法:果胶是导致浑浊的重要因素,在发酵液中加入适量果胶酶能够 __________
________________________________________________,使发酵液变得澄清。果胶酶包括_________________________________________________。为降低酶解法的生产成本,可用______________________________的方法将果胶酶进行固定化。
(3)在“除菌”步骤时,如果酒精度超过16%可以不用专门灭菌,这是因为①___________
________________________________________ ;②_______________________________
___________________________________________________________________________。
24.习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,“农业强国是社会主义现代化强国的根基,推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。目前,资源要素投入对粮食产量提升的驱动力明显减弱,亟须转基因等前沿技术新突破为保障粮食安全注入新动能。2023年,我国转基因大豆、转基因玉米的产业化试点已进一步扩大。如图所示是转抗草甘膦基因——cp4-epsps大豆培育时利用的质粒和目的基因。回答下列问题:
(1)用PCR获取抗除草剂基因时,连续扩增循环5次,需要的引物数为______个,在引物中加入限制酶识别的碱基序列时,应加在引物的______端。
(2)已知限制性内切核酸酶BamHI、BclI、Sau3AI、HindII识别的碱基序列分别为G↓GATCC、T↓GATCA、↓GATC、A↓AGCTT,质粒与含抗除草剂基因的DNA片段中限制酶的切割位点如图所示,处理质粒和目的基因时选用的限制酶为________________。若质粒中无位于左侧的HindIII切割位点,则对限制酶的最佳选择为_________________。
(3)若转化方法为农杆菌转化法,所用载体与图1最大的不同是质粒中一定含有______片段,并且用于切割质粒的限制酶其识别序列与该片段的位置关系为________________。
(4)可以将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌__________________,筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时,在不同时期使用的培养基存在差异,不同培养基最大的区别是____________________________________。
25.氮、磷、钾都是植物生长不可缺少的元素,农业上常使用化肥来增加土壤中氮磷钾的含量。在施肥的同时需要适当灌水,实现水肥一体化管理。请结合所学知识回答下列问题:
(1)旱田施用无机肥后适当灌水的目的是_________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)适当遮阴灌水,能有效缓解“光合午休”现象,原因是_____________________________
___________________________________________________________________________。
(3)探究某植物生长的必需元素时,常选择人工配制的培养液培养植株。实验时不选择土壤培养的原因是_____________________________________________________________。此外还可以选择砂培法。砂培法先将植物放入石英砂中,后加入各种培养液培养。与水培相比,砂培的好处有_______________________________________________________(至少写2点)。
(4)植物体内有些元素可以重复利用,而有些元素参与合成稳定的化合物而被固定。当土壤供应氮元素的能力下降时,缺氮症状首先出现在老叶。由此得出的推测是__________
________________________________________________。
26.人和高等动物在物理、化学、生物等因素的强烈刺激下会引起GC的分泌量增加,其分泌的调节过程如图所示。回答下列问题:
(注:CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素;ACTH表示促肾上腺皮质激素;GC表示糖皮质激素。)
(1)感受器在接受物理、化学和生物等因素刺激后能产生兴奋。兴奋是指__________
___________________________________________________________________________。
(2)激素和神经递质均参与了上述过程,它们在发挥作用时所具有的共同特点是______
_________________________________________________________。(答出一个特点即可)
(3)G分泌的调节过程存在___________________(填“分级”、“反馈”或“分级和反馈”)调节。若给正常动物个体静脉注射一定剂量的ACTH,随后其血液中CRH水平会______(填“升高”、“降低”或“不变”),原因是___________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)GC分泌量增加能促进蛋白质和脂肪的分解,并能抑制肌肉组织对葡萄糖的摄取和利用,从而使血糖浓度__________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
27.科研工作者将甲、乙两种鱼类分别进行单独饲养和混合饲养,并统计了不同食物在两种鱼的食物来源中所占比例,结果如表所示。据表分析,回答下列问题:
种类 养殖模式 植丛中的生物 底栖动物 浮游动物 其他生物
甲 单独饲养 0.41 0.12 0.01 0.46
混合饲养 0.05 0.54 0.36 0.05
乙 单独饲养 0.43 0.24 0.00 0.33
混合饲养 0.40 0.12 0.04 0.44
(1)水域中的甲、乙两种鱼类属于生态系统组成成分中的______________,调查甲的种群密度的方法是____________________。
(2)在单独饲养时,甲、乙两种鱼类的主要食物来源比较接近,说明两者的种间关系很可能是____________________。研究两者的生态位时,除了食物,还可以研究____________
________________________ (答出2种)。
(3)将两种鱼类放入同一水库中进行混合饲养时,甲乙的主要食物分别是______________、____________________________________________,与单独饲养相比,发生这种变化的意义是_____________________________________________________________________。
28.遗传性先天性耳聋既有常染色体遗传,又有伴X染色体遗传。目前发现的致病基因已有100多种,其中任何一对隐性致病基因纯合,均可导致该病发生;具有任何一个显性致病基因,也会导致该病发生。下图所示的家庭甲、乙都有遗传性先天性耳聋病史,两家庭先天性耳聋都只涉及一对等位基因,且不含其他致病基因。家庭甲Ⅱ4和家庭乙Ⅱ1婚后生有一表型正常男孩(Ⅲ3)。请回答下列问题:
(1)家庭甲先天性耳聋的遗传方式为___________________________,Ⅱ2、Ⅱ3基因型相同的概率为___________,Ⅲ2不具有来自Ⅰ1和Ⅰ2的致病基因的概率为___________。
(2)家庭乙和家庭甲的先天性耳聋致病基因___________(“是”或“不是”)同一致病基因,判断依据是________________________________________________________________。
(3)Ⅲ3成年后与一表型正常女性结婚,二人在进行基因检测时发现,他们携带相同的两种先天性耳聋致病基因。据此推断,家庭乙先天性耳聋的遗传方式为________________
________________,若两对基因独立遗传,则Ⅲ3与妻子所生孩子患有遗传性先天性耳聋的概率为___________。
29.请回答下列有关酶应用的问题:
(1)在果汁生产中,果胶酶能提高出汁率并使果汁澄清,其原因是____________________
________________________________________________。将果胶酶与果泥混合后,进行充分搅拌的目的是_________________________________________。
(2)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的,如果将酶直接添加到洗衣粉中,酶很快会_____________________________。为了比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,需要控制的无关变量有_______________________________________________________(答出两点)。
(3)某小组用纯化后的酵母细胞与海藻酸钠溶液混合,制备了固定化酵母。在相同条件下分别接种固定化酵母与游离酵母进行酒精发酵,测定发酵液中的酒精度如图所示:
①固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在____________
________________________的技术,一般来说,酶更适合采用_____________法固定化,而细胞多采用_____________________________法固定化。
②上述实验结果表明,在发酵初期用_____________________________发酵更具优越性,判断依据是_________________________________________________________________。
30.基因表达载体的构建是基因工程的核心。如图为构建基因表达载体所用的质粒示意图。回答下列问题:
(1)质粒是一种___________________________________________(答出两点)DNA分子。在基因工程中使用的载体除质粒外,还有___________________________________(答出两点)。
(2)已知EcoRⅠ的识别和切割位点为,BamHⅠ的识别和切割位点为,SmaⅠ的识别和切割位点为。这三种限制酶中,切割DNA后能产生黏性末端的是_______________________________________。
(3)若使用上述三种限制酶中的两种切割的目的基因能够与图示质粒成功构建基因表达载体,则其中的标记基因是___________________________________________________。与用一种限制酶切割相比,用两种限制酶同时切割目的基因和质粒的优点是_________
___________________________________________________________________________。
(4)在构建基因表达载体过程中,目的基因与质粒在DNA连接酶的作用下通过_________
________________________________键连接起来。构建的基因表达载体上需要含有启动子和终止子等,其中终止子的作用是____________________________________________。必杀03(大题强化基础30题)
1.某种突变体水稻的叶绿素含量仅为普通水稻的一半,但在强光下其光合作用速率却比普通水稻高。某科研小组研究了在不同的施氮量下突变体水稻和普通水稻的RuBP羧化酶(固定CO2的酶)含量变化,结果如图所示。请回答下列有关问题。
(1)测定叶绿素含量时,可使用______________作为溶剂提取色素,得到色素提取液后可通过测定叶绿素的吸光度来比较叶绿素含量的多少。为了排除类胡萝卜素的干扰,实验时应选择_______________光进行照射以测定叶绿素的吸光度。
(2)RuBP羧化酶存在于叶绿体________, 其催化的反应产物主要是_________________,该过程_____________(填“需要”或“不需要”) ATP和NADPH。
(3)该实验的结论是在一定施氮量的范围内,______________________________________
____________________________________________________________。该突 变体水稻在强光下光合作用速率更高,说明强光下制约普通水稻光合作用速率的因素不是叶绿素含量,而是_________________________________________________(答两点)等其它因素。
【答案】(1) 无水乙醇 红 (2)基质 C3#三碳化合物#3—磷酸甘油酸 不需要 (3)突变体水稻和普通水稻体内RuBP羧化酶含量随施氮量增加而增多,且突变体水稻的增加量大于普通水稻 CO2浓度和各种酶的含量与活性
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,不吸收红光。分析题图可知,随着氮肥量增加,两种水稻的RuBP羧化酶含量都增加,但突变体的RuBP羧化酶含量增加较多。(1)由分析可知,测定叶绿素含量时,使用无水乙醇作为溶剂提取色素;通过吸光度来比较叶绿素含量时,由于类胡萝卜素不吸收红光,实验时应选择红光进行照射以测定叶绿素的吸光度。(2)
分析题意可知,RuBP羧化酶是固定二氧化碳的酶,应该存在于叶绿体基质中,该酶能催化二氧化碳与C5(五碳化合物)反应生成C3(三碳化合物或3-磷酸甘油酸)。上述过程不消耗ATP和NADPH。(3)分析题图可知,该实验的结果表明,在一定施氮量的范围内,突变体水稻和普通水稻体内RuBP羧化酶含量随施氮量增加而增多,且突变体水稻的增加量大于普通水稻。由题意可知,突变体水稻的叶绿素含量仅为普通水稻的一半,但在强光下其光合作用速率却比普通水稻高,结合图示可知,强光下制约普通水稻光合作用速率的因素不是叶绿素含量,而是二氧化碳浓度和各种酶的含量和活性。
2.人体通过各种内分泌腺分泌的激素调节机体的生命活动。回答下列问题。
(1)下丘脑和垂体的病变都会导致甲状腺功能减退,说明甲状腺激素的分泌存在_______调节。甲状腺激素分泌后,通过__________运输到垂体和下丘脑,抑制其分泌,从而使甲状腺激素不至于分泌过多。
(2)与神经调节相比,激素调节作用范围_______,激素使靶细胞原有的生理活动发生变化,对靶细胞的代谢起______________作用。
(3)马拉松比赛中运动员大量出汗会造成血浆渗透压升高,请用文字和箭头表示此时运动员机体通过减少排水量来维持内环境水平衡的调节过程:__________________________
___________________________________________________________________________。
(4)人在剧烈运动时,交感神经的作用加强,使心跳和血液循环加快,以适应人体对物质和能量的需求。在此过程中,交感神经末梢释放去甲肾上腺素,与________________的细胞膜上受体特异性结合,促进其分泌胰高血糖素。去甲肾上腺素属于_____________ (填“神经递质”或“激素”)。
【答案】(1)分级 体液(2) 广泛 调节(3)出汗增加,血量减少→细胞外液渗透压升高→刺激渗透压感受器→下丘脑分泌并经垂体释放抗利尿激素增加→促进肾小管和集合管对水分的重吸收→尿量减少(4) 胰岛A细胞 神经递质
【分析】(1)下丘脑和垂体的病变都会导致甲状腺功能减退,说明甲状腺激素的分泌受到下丘脑和垂体的调控,因此甲状腺激素的分泌存在分级调节。当甲状腺激素分泌后,会通过体液(或血液循环)运输到垂体和下丘脑,抑制下丘脑和垂体的分泌活动,从而使甲状腺激素不至于分泌过多。(2)与神经调节相比,激素调节作用范围较广泛,激素使靶细胞原有的生理活动发生变化,对靶细胞的代谢起调节作用。(3)人体内通过减少失水量来维持水平衡的调节过程:运动过程中由于出汗增加,血量减少,细胞外液渗透压升高,刺激位于下丘脑的渗透压感受器,使下丘脑分泌的抗利尿激素增加,并经垂体释放促进肾小管和集合管对水的的重吸收加强,使尿量减少。(4)人在剧烈运动时,交感神经的作用加强,使心跳和血液循环加快,以适应人体对物质和能量的需求。在此过程中,交感神经末梢释放去甲肾上腺素,去甲肾上腺素属于神经递质,神经递质与胰岛 A细胞膜上的受体结合,促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素。
3.俗话说“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴”。科研工作者据此设计了两个能维持多年相对稳定的池塘生态系统A和B。回答下列问题:
(1)A池塘中生物群落区别于B池塘中生物群落的重要特征为______________________;A、B池塘生态系统的结构均由________________和________________两部分组成。
(2)已知A池塘中的食物网如图所示,其中鲫鱼和鲢鱼生活在不同的水层。食物网中同时存在两种种间关系的生物是____________________________。若消耗等量的藻类时,鳜鱼的生长量__________(填“大于”或“小于”)鲢鱼,判断的依据是________________
__________________________________________________________________________。
【答案】(1)群落的物种组成 组成成分 营养结构 (2)水蚤、鲫鱼、鲢鱼 小于 鳜鱼处于第三、四营养级,鲢鱼处于第二、三营养级,能量流动的特点是单向流动、逐级递减,鳜鱼的营养级高于鲢鱼,所以消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼
【详解】(1)要认识一个群落,首先要分析该群落的物种组成,群落的物种组成是区别不同群落的重要特征,A池塘中生物群落区别于B池塘中生物群落的重要特征为群落的物种组成。生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,组成成分又包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,营养结构就是指食物链和食物网。(2)水蚤和鲫鱼之间既有捕食关系,还有种间竞争关系;水蚤和鲢鱼之间既有捕食关系,还有种间竞争关系;食物网中同时存在两种种间关系的生物是水蚤、鲫鱼、鲢鱼。图中食物网共有4条食物链,分别是藻类→鲫鱼→鳜鱼、藻类→水蚤→鲫鱼→鳜鱼、藻类→鲢鱼、藻类→水蚤→鲢鱼。鳜鱼处于第三、四营养级,鲢鱼处于第二、三营养级,能量流动的特点是单向流动、逐级递减,鳜鱼的营养级高于鲢鱼,所以消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼。
4.某两性花植物的花色受A/a和B/b两对等位基因控制,具体作用机理如图所示。已知a基因存在时会抑制B基因的表达,请回答下列问题:
(1)该植物种群中白花、粉花植株的基因型分别有______种。该植物花色的遗传现象表明,基因对性状的控制途径为_____________________________________________________。
(2)让纯合红花植株与基因型为aabb的植株杂交得F1,F1的表型为____________。为探究A/a和B/b基因是位于两对同源染色体上,还是位于一对同源染色体上,某生物兴趣小组以F1为实验材料进行了相关实验。请将下列实验内容补充完整(不考虑交叉互换)。
实验设计思路:让F1植株自交,观察并统计F2植株的花色及比例。
预测实验结果及结论:若F2植株中__________________________________________,则A/a和B/b基因位于两对同源染色体上;若F2植株中_________________________,则A/a和B/b基因位于一对同源染色体上。
(3)若A/a和B/b基因位于两对同源染色体上,则(2)中F1测交后代的表型及比例为______
__________________。
【答案】(1) 3、4 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状(2)粉花 红花:粉花:白花=3:9:4 红花:粉花:白花=1:2:1 (3)粉花:白花=1:1
【详解】(1)题意显示,a基因存在时会抑制B基因的表达,因此,该植物种群中红花植株的基因型为AABB、AABb;粉花植株的基因型为AAbb、Aabb、AaBB、AaBb;白花植株的基因型为aaBB、aaBb、aabb,即该植物种群中白花、粉花植株的基因型分别有3种和4种。结合图示的代谢过程可以看出,该植物花色的遗传现象表明,基因对性状的控制是通过控制酶的合成来控制代谢进而实现了对性状的间接控制。(2)让纯合红花植株AABB与基因型为aabb的植株杂交得F1,F1的基因型为AaBb,表型为粉花。为探究A/a和B/b基因是位于两对同源染色体上,还是位于一对同源染色体上,某生物兴趣小组以F1为实验材料进行了相关实验。若两对等位基因位于一对同源染色体上,根据亲本的基因型可知,F1中A和B连锁,a和b连锁,则该植株会产生两种比例均等的配子,则F2的基因型和表型为1AABB(红花)、2AaBb(粉花)、1aabb(白花),即红花∶粉花∶白花=1∶2∶1,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则F2的基因型和表型为1AABB(红花)、2AABb(红花)、1AAbb(粉花)、2Aabb(粉花)、2AaBB(粉花)、4AaBb(粉花)、1aaBB(白花)、2aaBb(白花)、1aabb(白花),即红花∶粉花∶白花=3∶9∶4。(3)若A/a和B/b基因位于两对同源染色体上,则(2)中F1(AaBb)测交后代的基因型和表型为1AaBb(粉花)、1Aabb(粉花)、1aaBb(白花)、1aabb(白花),即粉花∶白花=1∶1。
5.泡菜是许多亚洲国家的传统食品,在发酵液中发现的微生物通常有乳酸菌、酵母菌和丝状真菌。我国民间泡菜制作历史悠久,早在《齐名要术》中就有记载。回答下列问题:
(1)小强同学第一次尝试做泡菜时将煮沸的泡菜盐水还未放凉就倒进已装好干净蔬菜的坛中,此举不当之处在于__________________________________________________,请你根据泡菜的发酵原理给小强提出简单有效的补救措施___________________________
____________________。
(2)正常发酵的初期、小强时常听到泡菜坛发出“叮当”的声响,并看到气泡从坛沿的水槽中冒出,可用呼吸作用反应式__________________________________________________来解释该现象,除乳酸菌外,其他微生物在密封发酵2天后均大幅度减少的主要原因是___________________________________________________________________________。为了验证泡菜发酵过程中乳酸菌的数量变化,可用________________________法对泡菜发酵液进行活菌计数。
(3)小强的邻居几乎天天用泡菜佐餐,如果你是小强,请你向邻居简要说明泡菜不宜多吃的科学道理_________________________________________________________________。
【答案】(1)高温会杀死蔬菜表面的乳酸菌 等泡菜水放凉后添加陈泡菜水(或乳酸菌) (2)C6H12O62CH3CH2OH(酒精)+2CO2+能量 乳酸菌等发酵使酸性物质积累,且酵母菌等有氧呼吸消耗了氧气,只有乳酸菌能耐受酸性且缺氧的发酵环境 稀释涂布平板法 (3)泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐的产生,如果摄入过量可能会引发中毒,甚至诱发癌症
【详解】(1)小强同学第一次尝试做泡菜时将煮沸的泡菜盐水还未放凉就倒进已装好干净蔬菜的坛中,该过程会导致高温杀死蔬菜表面的乳酸菌,可能无法达到制作泡菜的目的,为避免小强操作过程导致的乳酸菌含量减少,因此需要等泡菜水放凉后添加陈泡菜水(或乳酸菌),相当于接种乳酸菌对操作失误的弥补。(2)正常发酵的初期、小强时常听到泡菜坛发出“叮当”的声响,并看到气泡从坛沿的水槽中冒出,说明此时有气体产生,应该是酵母菌进行无氧呼吸释放出来的,其相关反应式可表示为:C6H12O62CH3CH2OH(酒精)+2CO2+能量 ,除乳酸菌外,其他微生物不适应乳酸菌无氧呼吸产生的酸性环境和无氧条件,而在密封发酵2天后均大幅度减少,而乳酸菌为厌氧菌,且耐受酸性环境,因而能大量繁殖成为优势种。为了验证泡菜发酵过程中乳酸菌的数量变化,可用稀释涂布平板法对泡菜发酵液进行活菌计数,进而可获得乳酸菌种群数量变化的数据。(3)小强的邻居几乎天天用泡菜佐餐,这是不适宜的,因为,泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐的产生,亚硝酸盐在特定条件下可变成亚硝胺,而亚硝胺是致癌物,且亚硝酸盐摄入过量可能会引发中毒。
6.神经生长因子(NGF)对神经细胞的生长、分化和再生都有重要作用,临床上常用来治疗一些神经性疾病,例如青光眼和阿尔茨海默病等,有良好的治疗效果。
(1)利用大肠杆菌来合成人神经生长因子(hNGF)时,先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种_____________________________________________________的生理状态,然后再将含目的基因的表达载体导入其中。与人体自身合成的hNCF蛋白相比,大肠杆菌表达的hNCF蛋白往往生物活性较低,可能的原因是____________________________。
(2)动物的唾液腺天然表达高活性的NGF蛋白,这意味着唾液腺是表达hNGF蛋白的一个理想组织。科学家尝试利用转基因克隆猪作为生物反应器,在其唾液腺高效合成人神经生长因子(hNGF),过程如下图:
①基因工程的核心工作是___________________________________,该过程用到的工具酶有_____________________________。构建重组质粒时,需要将hNCF基因与特定的启动子(pmPSP)重组在一起,目的是_________________________________________。
②图中步骤C和步骤D中均用到了直流脉冲电刺激,其目的分别是_______________、_____________________________;E步骤之前需要对代孕母畜进行____________处理。
③与传统的乳腺生物反应器相比,唾液腺生物反应器的优点有:__________________
____________________________________________________________(答出两点即可)。
【答案】(1)能吸收周围环境中DNA分子 缺乏某些重要的加工过程(其他合理答案也可) (2)构建基因表达载体 限制酶、DNA连接酶 使目的基因在猪唾液腺细胞中特异性表达 诱导细胞融合 激活重构胚(使其完成细胞分裂和发育进程) 发情/同期发情 在整个生命周期中均表达并分泌药物蛋白;雄性和雌性的转基因家畜都能用作唾液腺生物反应器来生产药用蛋白。
【详解】(1)肠杆菌细胞最常用的转化方法是:首先用Ca2+处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞;大肠杆菌为原核生物,只有核糖体这一种细胞器,将人的相关基因导入大肠杆菌后,目的基因表达产生的蛋白质在核糖体上合成后缺乏内质网和高尔基的加工,导致与人体自身合成的hNCF蛋白相比,大肠杆菌表达的hNCF蛋白往往生物活性较低。(2)①基因工程基本操作步骤,需要经历四步:目的基因获取→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因检测与鉴定,其中基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤;基因工程中用到的酶有限制酶(识别特定的序列,从特定的位点切割核苷酸序列)、DNA连接酶(连接DNA片段,形成磷酸二酯键);启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质,即需要将hNCF基因与特定的启动子(pmPSP)重组在一起,目的是:使目的基因在猪唾液腺细胞中特异性表达。②C表示的是动物细胞的融合过程,该过程用直流脉冲电刺激是为了诱导细胞融合;D过程表示早期胚胎的发育,该过程用直流脉冲电刺激是为了激活重构胚(使其完成细胞分裂和发育进程);E步骤为胚胎移植,其能正常进行的关键是在移植之前对代孕母畜进行同期发情处理,使得同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。③乳腺生物反应器的局限:性别限制,必须为雌性;且要等进入泌乳期后才能得到相应产物;故与传统的乳腺生物反应器相比,唾液腺生物反应器的优点有:在整个生命周期中均表达并分泌药物蛋白;雄性和雌性的转基因家畜都能用作唾液腺生物反应器来生产药用蛋白。
7.某研究小组通过一定的方法研究了北方冬季日光温室内LED冠层补光和电热线根区加温对甜椒生长和产量的影响。该试验处理方式为不加温不补光对照(CK)、根区加温15℃处理(T15)、根区加温18℃处理(T18)、仅补光处理(L)、根区加温15℃+补光处理(T15+L)。甜椒冠层LED补光时间和根区加温时间保持一致,都为4:00—8:00,测得下列数据,回答下列问题:
(1)甲组的处理方式为_____________________,甜椒冠层LED补光时间和根区加温时间保持一致的原因是__________________________________________________________。
(2)LED补光能被位于甜椒叶肉细胞____________________上的物质所捕获,该结构上发生的能量变化是__________________________________________________________。
(3)实验结果表明,适当根区加温能够促进根系呼吸,从而提高_____________________
________________________________________________________。实现甜椒的增产,此过程中产生CO2的场所可能有_____________________________________。
【答案】(1) T18+L(或根区加温18℃+补光处理) 排除无关变量对实验结果的干扰 (2) 类囊体薄膜 光能转变成ATP中活跃的化学能 (3) 根系代谢活力及其对水分和养分的吸收 细胞质基质、线粒体基质
【分析】(1)根据实验的单一变量原则和对照实验原则,甲组的处理方式为T18+L(或根区加温18℃+补光处理);甜椒冠层LED补光时间和根区加温时间保持一致的原因是排除无关变量对实验结果的干扰。(2)甜椒叶肉细胞捕获光能的结构是叶绿体中的类囊体薄膜;类囊体薄膜上发生的能量变化是光能转变成ATP中活跃的化学能。(3)实验结果表明,适当根区加温能够促进根系呼吸,从而提高根系代谢活力及其对水分和养分的吸收,实现甜椒的增产;在植物细胞呼吸过程中产生的CO2可以来自无氧呼吸,也可以是来自有氧呼吸,故产生CO2场是细胞质基质、线粒体基质。
8.随着社会的发展,人们生活水平不断提高,生活节奏不断加快,饮食不规律、无节制、缺乏运动锻炼,导致高血糖、高血脂、高血压等疾病的发病率升高。健康饮食至关重要。回答下列问题:
(1)血糖是指人体的血液中的葡萄糖,在人体中主要来源有_________________________
________________________________________________________________(至少答两点),健康人在饥饿时,血液流经肝脏后的血糖浓度会_____________。
(2)糖尿病的发病率越来越高,糖尿病患者主要的症状特点有_______________________
_______________________________________________________________(至少答两点)。部分糖尿病患者是由于各种原因导致胰岛B细胞受损,胰岛素合成不足,胰岛素的生理功能是_____________________________________________________________________。
(3)为了预防“三高”,在日常饮食上请你提出合理的建议:__________________________。
【答案】(1) 食物中的糖类消化吸收、肝糖原的分解、非糖物质的转化 升高
(2) 多饮、多食、多尿、体重减轻 促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低 (3)饮食上低糖、低脂肪
【分析】饥饿状态下,胰高血糖素分泌增多,作用于肝细胞,使肝糖原分解为葡萄糖,提升血糖浓度。(1)血糖在人体中主要来源有食物中糖类的消化吸收、肝糖原的分解、非糖物质的转化;健康人在饥饿时,肝糖原会分解,故血液流经肝脏后血糖浓度会升高。(2)糖尿病患者主要的症状特点有多饮、多食、多尿、体重减轻;胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。(3)预防“三高”可以在日常饮食上食用低糖、低脂肪的食物进而减少糖和脂肪的摄取。
9.苹果富含丰富的维生素,深受人们喜爱,是北方的特色农产品。科研小组在两块面积相近的苹果园里进行实验,果园甲通过使用化肥、喷洒农药等进行常规管理,林下几乎无植被,苹果产量高;果园乙不进行人工管理,林下植被丰富,苹果产量低。研究者调查了这两个苹果园中的小动物种类、数量及其中害虫、害虫天敌的比例,结果见下表。回答下列问题:
苹果园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 害虫天敌比例/%
甲 622 123278 31.8 15.26
乙 654 125018 40.2 21.51
(1)土壤小动物具有______________________________________________的特点,常采用____________________________法调查其丰富度。
(2)与果园甲相比,果园乙的害虫和天敌的数量_________,根据其管理方式分析,主要原因可能是________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)生态系统的自我调节能力以__________机制为基础,与果园甲相比,果园乙具有较高的自我调节能力,原因是______________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)北方的苹果不适合在南方生长,南方的柑橘在北方生长较差,所以在进行生态工程建设时,需遵循______________________原理。
【答案】(1)身体较小,具有较强的活动能力 取样器取样法 (2)多 乙果园不进行人工管理,林下植被丰富,为害虫和天敌提供了食物和栖息空间,有利于其生存;甲果园使用化肥、喷洒农药等进行常规管理,降低了害虫的数量,同时因食物来源少,导致害天敌数量也低。 (3)负反馈调节 乙果园生态系统生物种类多,营养结构复杂。 (4)协调与平衡
【详解】(1)土壤中小动物身体较小,具有较强的活动能力,所以不适合应用样方法或标志重捕法调查,一般选用取样器取样的方法调查其丰富度。(2)乙果园不进行人工管理,林下植被丰富,为害虫和天敌提供了食物和栖息空间,有利于其生存,甲果园使用化肥、喷洒农药等进行常规管理,降低了害虫的数量,同时因食物来源少,导致害天敌数量也低, 因此与果园甲相比,果园乙的害虫和天敌的数量多。(3)生态系统具有一定的自我调节能力,负反馈调节是该调节能力的基础。乙果园生态系统生物种类多,营养结构复杂,所以乙果园的自我调节能力较强。 (4)北方的苹果不适合在南方生长,南方的柑橘在北方生长较差,所以在进行生态工程建设时,需遵循协调与平衡原理。
10.果蝇是遗传实验中常用的实验材料,果蝇的灰体和黑体受等位基因B、b控制,截毛和刚毛受等位基因D、d控制,两对基因独立遗传。为研究体色与刚毛性状的遗传,进行了如下实验。请回答下列问题:
杂交组合 子代性别 子代表型及数量(/个)
灰体刚毛 黑体刚毛 灰体截毛 黑体截毛
灰体刚毛雌性×灰体刚毛雄性 雌性 60 20 60 20
雄性 120 40 0 0
(1)刚毛相对截毛为_____性状,控制该性状的基因位于_____________________________。
(2)自然种群中,灰体刚毛雄果蝇可能有_____种基因型,一个精原细胞最多可产生_____种配子,原因是______________________________________________________________。
(3)亲本的雄果蝇基因型为_____________________。请利用所给果蝇设计一组实验并预测结果加以验证。___________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)子一代中的灰体刚毛果蝇随机交配,子二代雌果蝇中黑体刚毛的比例为____________。
【答案】(1) 显性 X、Y染色体的同源区段 (2) 6 4 减数分裂Ⅰ前期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生染色体互换 (3) BbXdYD 让亲代雄果蝇与子代黑体截毛雌果蝇杂交,统计子代的表型及比例,子代中灰体截毛雌果蝇∶黑体截毛雌果蝇∶灰体刚毛雄果蝇∶黑体刚毛雄果蝇=1∶1∶1∶1 (4)1/12
【分析】分析题意,灰体果蝇杂交,子代中出现黑体,说明黑体是隐性性状;刚毛果蝇杂交,子代中中出现截毛,说明截毛是隐性性状。(1)刚毛果蝇杂交,子代中中出现截毛,说明截毛是隐性性状,刚毛对截毛为显性性状,且该性状在雌雄个体间有差异,说明相关基因位于X、Y染色体同源区段。(2)灰体对黑体和刚毛对截毛均为显性性状,故灰体刚毛雄果蝇的基因型可能为BBXDYD、BBXDYd、BBXdYD、BbXDYD、BbXDYd、BbXdYD,共6种;一个精原细胞正常情况最多只能形成两两相同的四个配子,但是在减数分裂Ⅰ前期时,如果同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生染色体互换,基因型为BbXDYd的精原细胞则可以产生四种不同类型的配子。(3)根据以上分析,亲本雄果蝇基因型为BbXdYD;验证未知个体的基因型一般选用测交,因此可以将该雄果蝇与子代黑体截毛雌果蝇(bbXdXd)杂交,预期结果为,子代中表型及比例为灰体截毛雌果蝇∶黑体截毛雌果蝇∶灰体刚毛雄果蝇∶黑体刚毛雄果蝇=1∶1∶1∶1。(4)子一代灰体刚毛个体相关基因型中灰体基因型及比例为BB∶Bb=1∶2,雄果蝇关于刚毛性状的基因型及比例为XdYD:XDYD=1∶1,雌果蝇关于刚毛性状的基因型都为XDXd,子二代中黑体的比例为2/3×2/3×1/4=1/9,雌果蝇中刚毛的比例为1-1/2×1/2=3/4,所以子二代雄果蝇中黑体刚毛的比例为1/9×3/4=1/12。
11.利用秸秆等废弃物生产酒精是农业废弃物无害化处理的重要措施,其工艺流程如图所示,回答下列问题:
(1)植物秸秆可在微生物A分泌的__________酶的作用下分解为纤维二糖和葡萄糖等小分子物质,区别微生物A、B的重要标志是菌落特征,主要表现为菌落________________
____________________________________(答两点)等的不同。
(2)分离和纯化高效工程菌是图示工艺流程实现的重要保障。土壤微生物数量繁多,种类庞杂,要想从其中分离出并不占优势的微生物A,需在选择培养基中将土样中的微生物先培养一段时间。这里的选择培养基是指________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)为纯化微生物A菌种,在鉴别培养基上接种上述选择培养后的土壤样品,培养结果如图所示,则该培养过程中所用的接种方法是__________________________________,应从__________区挑选目的菌单菌落,不从其他区域挑选单菌落的原因是__________
___________________________________________________________________________。
(4)若需要对实验室中批量培养的微生物B进行计数,则需要采用稀释涂布平板法,该方法的原理是______________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
【答案】(1)纤维素 大小,形态、颜色等 (2)允许土壤中微生物A生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基 (3) 平板划线法 Ⅲ 其他区域细菌密度太高,没有形成单菌落 (4)当样品稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落、来源于样品稀释液中的一个活菌
【详解】(1)植物秸秆可在微生物A分泌的纤维素酶的作用下分解为纤维二糖和葡萄糖等小分子物质,菌落特征具有种的特异性,因而区别微生物A、B的重要标志是菌落特征,菌落主要表现在大小,形态、颜色等等方面的不同。(2)土壤微生物数量繁多,种类庞杂,要想从其中分离出并不占优势的微生物A,需在选择培养基中将土样中的微生物先培养一段时间,这里的选择培养基是指允许土壤中微生物A生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,本实验中需要用纤维素作为唯一碳源制成的培养基进行选择培养。 (3)为纯化微生物A菌种,在鉴别培养基上接种上述选择培养后的土壤样品,根据培养基中菌落的分布可知,该培养过程中所用的接种方法是平板划线法,图中Ⅲ获得了单菌落,因而应从该区挑选目的菌单菌落,因为单菌落是由单个细胞长成的菌落,而不能从其他区域挑选,是由于其他区域细菌密度太高,没有形成单菌落。(4)若需要对实验室中批量培养的微生物B进行计数,则需要采用稀释涂布平板法,该方法的原理是当样品稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落、来源于样品稀释液中的一个活菌,而后通过计数单菌落的数目计算出菌液中含有的菌体数。
12.科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图),请结合图示回答下列问题:
(1)转基因技术的核心步骤是___________________________________的构建,此过程通常需要___________________________________和DNA连接酶等工具酶。
(2)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞,这个过程中需要利用_______________________酶处理。在进行原代培养时,细胞增殖还表现出________________________和接触抑制等特点。
(3)若要一次获得双胎或多胎,可将重组胚胎培养到桑椹胚时期并均等分割,或培养到___________时期,然后将其_______________________均等分割。
(4)转基因奶牛是与供体奶牛遗传物质相同的犊牛,但也不是100%的复制,原因最可能是①_______________________________________________________________________;②_________________________________________________________________________。
【答案】(1) 基因表达载体(或重组质粒) 限制性核酸内切酶(限制酶)
(2) 胰蛋白酶 贴壁生长 (3) 囊胚 内细胞团 (4) 生物性状受细胞核基因和质基因的共同控制 生物的性状还受环境因素的影响
【详解】(1)转基因技术的核心步骤是基因表达载体的构建,需要限制性核酸内切酶(简称限制酶)和DNA连接酶,切割和连接目的基因与运载体。(2)动物细胞培养过程中,需要用胰蛋白酶处理动物组织以获得单个细胞。动物细胞培养过程中,细胞增殖的方式是有丝分裂;此外,细胞增殖还表现出贴壁生长和接触抑制等特点。(3)若要获得同卵双胎或多胎,需要用胚胎分割技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎,对囊胚进行处理时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)由于生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制,且生物的性状还受环境因素的影响,所以重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的转基因犊牛,但也不是100%的复制。
13.轮作是指在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同的种植方式。首蓿(豆科植物)一小麦轮作能够显著提高小麦的光合作用速率,减少小麦种植时对化学氮肥的依赖。但首蓿根系发达,会引起土壤水分匮乏,对小麦生长有一定的抑制作用。回答下列问题:
(1)光合作用过程中,N是光反应产物_________和NADPH的组成元素。水分可通过影响气孔的开闭间接影响胞间_________________浓度。
(2)有实验结果表明,增水对轮作中小麦光合作用速率的提高比例大于施氨肥,结合信息对该结果进行解释:一、豆科植物根部共生的根瘤菌具有固氮作用,降低了小麦对外源氮肥的需求;二、苜蓿具有发达的根系,_________________________________________
__________________________________________________________________________。
(3)农业生产中,可采用同时增水和施氮肥显著提高首蓿一小麦轮作中小麦的光合作用速率,请设计实验验证以上结论(简要写出实验思路及预期结果,其他实验条件适宜。光合作用速率测量方法不做要求。)
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)ATP 二氧化碳 (2)会引起土壤水分匮乏,抑制小麦生长,增水可缓解该抑制作用;(答出“竞争减弱”也可) (3)实验思路:在苜蓿-小麦轮作系统中,取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为甲、乙、丙、丁四组,分别进行如下处理。甲组为对照组,不做处理;乙组增水,丙组施氮肥,丁组增水+施氮肥。适宜条件下种植,测量并记录各组小麦的光合作用速率。
预期结果:小麦光合作用速率提高比例的大小顺序为:丁组>乙组>丙组>甲组。(分组与预期结果对应即可给分)
【详解】(1)光合作用过程中,N元素可参与构成ATP和NADPH(元素组成均为C、H、O、N、P),且两者均是光合作用的光反应产物;二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散,水分可通过影响气孔的开闭间接影响胞间二氧化碳浓度。(2)增水对轮作中小麦光合作用速率的提高比例大于施氮肥,原因可能是:豆科植物根部共生的根瘤菌具有固氮作用,降低了小麦对外源氮肥的需求;苜蓿具有发达的根系,会引起土壤水分匮乏,抑制小麦生长,增水可缓解该抑制作用。(3)分析题意,本实验目的是验证同时增水和施氮肥显著提高首蓿一小麦轮作中小麦的光合作用速率,则实验的自变量是水、氮肥的使用情况,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:实验思路:在苜蓿-小麦轮作系统中,取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为甲、乙、丙、丁四组,分别进行如下处理:甲组为对照组,不做处理;乙组增水,丙组施氮肥,丁组增水+施氮肥。适宜条件下种植,测量并记录各组小麦的光合作用速率。
由于水和氮肥均可提高光合速率,且同时增水和施氮肥显著提高光合速率,故预期结果为:小麦光合作用速率提高比例的大小顺序为:丁组>乙组>丙组>甲组。
14.有研究发现,黑暗环境被视网膜感知后,将信息传递到大脑,会引起松果体细胞分泌激素-褪黑素,一定量的褪黑素有助于改善人体的睡眠。回答下列问题:
(1)褪黑素分泌的调节属于____________调节,与褪黑素分泌有关的信息分子包括____________________________,分泌褪黑素的松果体细胞属于____________细胞。
(2)研究发现,电子产品在给我们生活带来便利的同时,也会影响到人的睡眠。睡前只要使用2小时带有光显示屏的电子产品,就会引发入睡困难且易被打断等睡眠质量变差的问题,尤其是青少年最容易受影响。依据题干信息分析原因是__________________
___________________________________________________________________________。
(3)根据褪黑素的功能,若利用褪黑素对失眠患者进行治疗,能否利用口服的方式补充褪黑素?____________(填“能”“不能”或“不能确定”),原因是____________________
___________________________________________________________________________。正常人只要有0.03毫克的褪黑素就能安然入睡,由此可知褪黑素具有的特点是______
________________________________。
【答案】 神经 黑暗(无光等合理即可)、神经递质 内分泌 褪黑素有助于改善睡眠,电子产品的光可抑制松果体细胞分泌褪黑素,从而使睡眠质量变差 不能确定 蛋白质类的激素口服会被消化,从而失去药效。由于无法确定褪黑素的化学成分,因此无法确定是否能够口服 微量和高效
【详解】(1)黑暗环境被视网膜感知,将信息传递到大脑,会引起松果体细胞分泌褪黑素,显然褪黑素分泌的调节过程属于神经调节,该过程中与褪黑素分泌有关的信息分子包括黑暗(或无光)、神经递质,能分泌激素的细胞为内分泌细胞,因此这里能分泌褪黑素的细胞为内分泌腺细胞。(2)褪黑素有助于改善睡眠,根据褪黑素的分泌机制可知,电子产品的光可抑制松果体细胞分泌褪黑素,从而使睡眠质量变差。(3)蛋白质类的激素口服会被消化,从而失去药效。但题目中并没有显示褪黑素的化学成分,因此无法确定是否能够口服。题中信息显示,少量的褪黑素即可起到作用,因此褪黑素具有微量和高效的特点。
15.如图是某温带草原生态系统的食物网。请据图分析回答下列问题:
(1)该食物网中猫头鹰属于第_______________________营养级,若要调查该地区鼠的种群密度,应采用______________法。
(2)在一定时间内,该生态系统中绿色植物固定的能量为a,全部消费者和分解者获得的能量为b,则a>b的原因是____________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)该草原适当放牧能_______(填“增大”或“减小”)草对光能的利用率。草的绿色对食草虫来说是______________________。
(4)该生态系统的蛇有许多种类,体现的是_______________多样性。
【答案】(1) 三、四、五 标志重捕 (2)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量,生产者固定的能量包括三个去路:自身呼吸、流入消费者、流入分解者
(3) 增大 物理信息 (4)物种
【分析】1、食物链反映的是生产者与消费者之间吃与被吃的关系,所以食物链中不应该出现分解者和非生物部分。食物链的正确写法是:生产者→初级消费者→次级消费者。注意起始点是生产者。多条食物链相互交织构成食物网。2、图示分析:图中食物链有:绿色植物→鼠→猫头鹰;绿色植物→食草籽鸟→猫头鹰;绿色植物→食草昆虫→食虫鸟→猫头鹰;绿色植物→食草昆虫→蟾蜍→蛇→猫头鹰。(1)通过分析可知,该图有4条食物链,其中猫头鹰属于第三、四、五营养级。猫头鹰活动范围大,活动力强,故调查该生态系统中鼠的种群密度,应采用的方法是标志重捕法。(2)在一定时间内,该生态系统中绿色植物固定的能量为a,全部消费者和分解者获得的能量为b。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量,生产者固定的能量包括三个去路:自身呼吸、流入消费者、流入分解者,故a、b之间的关系是a>b。(3)该系统为草原生态系统,适当放牧能增大草对光能的利用率。草的绿色对食草虫来说是物理信息。(4)生物多样性通常有生物种类的多样性、基因(遗传)的多样性和生态系统的多样性,该生态系统的蛇有许多种类,体现的是物种多样性。
16.某雌雄异株植物中,基因型FF、Ff、ff分别控制大花瓣、小花瓣、无花瓣;基因型RR和Rr控制红色花瓣,基因型rr控制白色花瓣;这两对等位基因独立遗传。基因型不同的两个纯种作亲本杂交得F1,F1全部为红色小花瓣植株;F1随机交配得F2.F2的表现型及比例如下表:
表现型 比例 大红花瓣 大白花瓣 小红花瓣 小白花瓣 无花瓣
雌株 1/8 0 1/4 0 1/8
雄株 1/16 1/16 1/8 1/8 1/8
据表回答下列问题:
(1)植株有无花瓣这一性状位于________染色体上,两对性状________(填“是”或“否”)遵循自由组合定律。理由是:___________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)F2植株的基因型有________种,雌株表现型有________种,其中雌株中大红花瓣的基因型为________________________________。
(3)若对F1雌性小红花瓣植株测交,则其后代的表现型及比例是____________________
________________________________________________(不考虑性别)。
【答案】 常 是 有无花瓣在常染色体上、红白花瓣在X染色体上,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体、非同源染色体的非等位基因自由组合 12 3 FFXRXR、FFXRXr 小红色花瓣∶小白色花瓣∶无花瓣=1∶1∶2
【详解】(1)分析表格数据可知,子代中无论雌株还是雄株,有花瓣与无花瓣的比都为3∶1,说明植株有无花瓣这一性状的遗传与性别无关,基因应位于常染色体上,表格中雌株没有白花瓣,而雄株有白花瓣,说明花瓣颜色的遗传与性别有关,基因应位于X染色体上,由于有无花瓣在常染色体上、红、白花瓣在X染色体上,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体、非同源染色体的非等位基因自由组合,所以两对性状的遗传遵循自由组合定律。(2)根据表格数据结合(1)分析可推知,F1基因型为FfXRY、FfXRXr,故F2的基因型有3×4=12种,雌株的基因型为FFXRXR(大红花瓣)、FFXRXr(大红花瓣)、FfXRXR(小红花瓣)、FfXRXr(小红花瓣)、ffXRXR(无花瓣)、ffXRXr(无花瓣),即雌株的表现型有3种。(3)F1雌性小花瓣植株的基因型为FfXRXr,对其测交,即让其与ffXrY杂交,后代基因型及比例为:FfXRXr∶FfXrXr∶ffXRXr∶ffXrXr∶FfXRY∶ffXRY∶FfXrY∶ffXrY=1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1,表现型及比例为:小红色花瓣∶小白色花瓣∶无花瓣=1∶1∶2。
17.杜仲是一种名贵的中药,某科研人员以杜仲茎尖为材料,通过组织培养快速繁殖脱毒杜伸,并进一步研究了MS培养基中不同琼脂浓度对杜仲茎尖诱导的影响,获得了如下实验结果:
琼脂浓度/(g·L-1) 接种数 杜仲的茎尖诱导率/%
6 20 40
7 20 70
8 20 50
请回答下列问题:
(1)科研人员先将采来的茎尖用清水冲洗表面,然后用体积分数为70%的酒精消毒30s,体积分数为70%的酒精能够消毒的原理是______________________________________
________________________________;利用茎尖细胞培养得到的植株病毒含量低的原因是____________________________________________。
(2)MS培养基的成分一般含有水分、无机盐、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等,其中琼脂和蔗糖的作用依次是_____________________________________________________、_________________________________________________________。
(3)依表格信息,琼脂浓度在___________g·L-1时,茎尖诱导率最高。经植物组织培养可再生出新的植株,在此过程中需要换瓶培养,换瓶的主要原因是____________________
___________________________________________________________________________。
(4)目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体,用动物体细胞克隆的动物,实际是通过___________来实现的。进行动物细胞培养时,所需气体主要有CO2和O2,其中CO2的主要作用是______________________________。
【答案】(1) 体积分数为70%的酒精可使细菌细胞内的蛋白质变性 茎尖含病毒极少,甚至不含病毒 (2) 使培养基呈固体状态,有利于外植体的生长 提供碳源(和能源)、调节培养基的渗透压 (3) 7 更换营养物质,改变激素的浓度比例 (4) 核移植 维持培养液的pH
【分析】MS培养基是Murashige和Skoog于1962年为烟草细胞培养设计的,特点是无机盐和离子浓度较高,是较稳定的离子平衡溶液,它的硝酸盐含量高。其养分的数量和比例合适,能满足植物细胞的营养和生理需要,因而适用范围比较广,多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养基。(1)体积分数为70%的酒精可使细菌细胞内的蛋白质变性,使细菌死亡,达到消毒的目的;茎尖含病毒极少,甚至不含病毒,常利用茎尖细胞培养得到的植株病毒含量低,称为脱毒苗。(2)琼脂是凝固剂,使培养基呈固体状态,有利于外植体的生长;蔗糖为含碳有机物,提供碳源(和能源)、调节培养基的渗透压。(3)结合表格可知,琼脂浓度在7g·L-1时,茎尖诱导率为70%最高;培养的过程中原有营养物质消耗,产物积累,因此需要换瓶培养,来更换营养物质,改变激素的浓度比例。(4)由于动物体细胞很难体现出全能性,一般进行核移植才能进行动物克隆,原理是动物细胞核具有全能性;CO2具有维持培养液的pH稳定的作用,因此动物培养常用动物培养箱,其中CO2浓度为5%。
18.新冠病毒主要通过其表面棘突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。截止2021年4月12号,中国成为全球首个能提供三种生产新冠疫苗技术路线(灭活疫苗、重组蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗)的国家。三种新冠疫苗研发途径的技术原理如下:灭活病毒疫苗是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物,再通过纯化等步骤制备出相应疫苗;重组蛋白疫苗是将病毒的目标抗原基因整合到表达载体中,然后将表达载体转化到中国仓鼠卵巢细胞中,经诱导表达出大量的抗原蛋白,再通过纯化而得到的疫苗;腺病毒载体疫苗以腺病毒作为载体,将目标抗原基因重组到载体病毒基因组中得到的疫苗。回答下列问题:
(1)上述灭活病毒疫苗中的“灭活”使新冠病毒失去_______________,但并不破坏该病毒的__________________。
(2)制备基因蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗均需要获取S蛋白基因,获取过程是提取新冠病毒总RNA,在__________酶的作用下合成DNA,再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。PCR技术的前提是要有一段__________________________________________
________________________________________,以便根据这一序列设计出特异性的引物。
(3)腺病毒载体疫苗是将S蛋白基因重组到改造后无害的腺病毒内,导入人体,在体内产生S蛋白,刺激人体产生相应抗体。改造后的腺病毒载体应具备的条件是_______________________________________________(答出2条)。与重组蛋白疫苗相比,腺病毒载体疫苗的优点体现在____________________________________________。
(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,其发挥作用的机理是___________________________
___________________________________________________________________________。
【答案】 感染性 抗原结构 逆转录 已知S基因的一段核苷酸序列 具有1个或多个限制酶切位点、能自我复制(或具有标记基因) 持续表达抗原,免疫应答持久 腺病毒能够将S蛋白基因转化到受体细胞中,并在受体细胞中表达出S蛋白,作为抗原引起人体的免疫应答
【详解】(1)由材料信息可知,灭活病毒疫苗是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物,使其逐渐丧失感染性。作为疫苗,要保留有抗原性,能激发体内的特异性免疫,所以并不破坏该病毒的抗原结构。(2)遗传信息从RNA传递到DNA的过程称为逆转录,需要逆转录酶的催化。PCR技术的前提条件是要有一段已知目的基因(S蛋白基因)的核苷酸序,以便根据这一序列设计出特异性的引物。(3)基因工程中载体应具备的条件有:能自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;具有标记基因;能在受体细胞中稳定存在;不影响宿主细胞的生命活动等。与重组蛋白疫苗相比,腺病毒载体疫苗的优点体现在由于抗原基因在宿主细胞内能持续表达出抗原(即S蛋白),腺病毒载体疫苗一次接种即可获得长期免疫力,免疫应答更持久。(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,其发挥作用的机理是重组腺病毒能够将S蛋白基因转化到受体细胞中,并在受体细胞中通过转录、翻译过程表达出S蛋白,作为抗原引起人体的免疫应答。
19.科学家经过研究提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。请分析回答下列问题:
(1)在“流动镶嵌模型”中,构成生物膜基本骨架的是__________________,由于_________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。
(2)用荧光抗体标记的人-鼠细胞融合的实验过程及结果如上图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的_______________________________,由此能较好地解释细胞膜结构上的__________________性。
(3)通过其他方法,测得多种细胞膜的化学成分,如表:
物质种膜的类别 蛋白质% 脂质(主要是磷脂)% 糖类%
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
人红细胞膜 49 43 8
依据表数据,分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是__________________
________________________,主要区别是________________________________________。
【答案】(1) 磷脂双分子层 蛋白质 (2)蛋白质分子可以运动 流动
(3)组成不同细胞膜的物质种类相同 组成不同细胞膜的物质含量有差别
【详解】(1)在“流动镶嵌模型”中,构成生物膜基本骨架的是磷脂双分子层,由于蛋白质的分布使生物膜的结构表现出不对称性。(2)用荧光抗体标记的人-鼠细胞融合的实验过程及结果直接证明了细胞膜中的蛋白质分子是可以运动的,较好的解释细胞膜具有流动性。(3)依据表数据,各种膜中均含有蛋白质、脂质和糖类,其中蛋白质和脂质含量较多,糖类含量较少,构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是组成不同细胞膜的物质种类相同,主要区别是组成不同细胞膜的物质含量有差别。B、细胞凋亡是由基因调控的细胞自动结束生命的过程,也有新蛋白质的合成,B错误;C、由表分析,随着SW浓度的增加,癌变的细胞减少,凋亡的细胞增多,对细胞生长的抑制作用越强,C正确;D、从表中信息可知,随着SW浓度的增加,凋亡蛋白Bax基因的表达增加,SW可能是通过诱导癌细胞中凋亡蛋白Bax基因的表达,来诱导细胞凋亡,来抑制肿瘤生长,D正确。故选B。
20.下丘脑与垂体的功能联系方式主要有两种:一种是经垂体门脉系统与腺垂体(垂体的内分泌腺部分)联系,构成下丘脑—腺垂体系统。一种是通过神经联系,构成下丘脑—神经垂体系统。神经垂体部分不含腺细胞,不能合成激素,只是储存与释放激素的场所。
(1)下丘脑在维持机体内环境相对稳定和内分泌调节方面,具有突出的作用。例如下丘脑有调节_____________________________________________的中枢(至少答出两种),可以将中枢神经系统传递来的神经信息转变为激素信息,将神经调节与体液调节联系起来。
(2)当人体缺水时,由___________合成的______________激素会沿轴突运输到联系神经垂体的轴突末梢,经____________方式释放到神经垂体中,通过细胞间____________ (内环境组分)进入血液,最终作用于___________________ 细胞,促进 _____________。
(3)下丘脑释放的TRH通过垂体门脉到达腺垂体,可促进垂体合成与释放TSH,TSH的功能之一是促进甲状腺激素的合成与分泌,二是促进 _____________________________。因而当食物中碘含量不足时,会引起代偿性甲状腺肿大。
【答案】(1)血糖、体温、水平衡(水盐平衡)、生物节律 (2) 下丘脑 抗利尿 胞吐 组织液 肾小管、集合管 对水的重吸收 (3)甲状腺生长、发育(甲状腺细胞增生)
【分析】(1)下丘脑有调节血糖、水盐、体温和控制生物节律的中枢。(2)当人体缺水时,下丘脑合成的抗利尿激素(本质是多肽)通过胞吐作用释放至垂体,在通过细胞间的组织液,进入血液,由血液运输,作用于肾小管和集合管细胞,促进对水的重吸收。(3)
TSH可以促进甲状腺生长、发育(甲状腺细胞增生)。
21.位于河北省承德市的塞罕坝,平均海拔1500米,年均气温-1.5℃,极端最低气温-43.3℃,年均无霜期仅72天,属于半湿润半干旱区,植树造林困难相当大。塞罕坝人经过半个多世纪的努力,创造了荒原变林海的绿色奇迹,用实际行动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念,森林覆盖率由建场前的11.4%提高到2014年的75.5%,今天的塞罕坝,被赞誉为“河的源头、云的故乡、花的世界、林的海洋、珍奇异兽的天堂”。
(1)塞罕坝属于森林生态系统,生态系统的结构包括________________________________。
(2)从塞罕坝林场的建设,我们看到了中国采取了一系列措施,使整体的生态环境得到了明显的改善,特别是在保护生物多样性上有着积极的意义。生物多样性主要包括_______
________________________________________________。从建场初期到现在,随着生物多样性的增加,林场自我调节能力越强,生态系统的自我调节能力的基础是___________。
(3)在建场过程中对于森林害虫的防治上,塞罕坝通过放养天敌,实现了经济和生态效益的双丰收,在该过程中,对森林害虫的防治方法主要是_______________________,从能量流动的角度分析,治虫的目的是____________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)在鸟类的繁殖季节,一些鸟类通过特殊叫声这种_____________信息求偶。天鹅会把卵产在苇草丛中,科研人员可采用___________方法调查天鹅卵的密度。
【答案】(1)生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网);(2) 遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性 负反馈调节(3) 生物防治 调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(4) 物理 样
【详解】(1)塞罕坝属于森林生态系统,生态系统的结构包括组成成分和营养结构。(2)生物多样性包括基因(遗传)多样性、物种多样性和生态系统多样性;生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。(3)放养天敌属于生物防治;从能量流动的角度分析,治虫是为了调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(4)一些鸟类的叫声等声音属于物理信息;调查天鹅卵的密度使用样方法。
22.野生香蕉的原始种有小果野蕉和野蕉两种,小果野蕉味甜但多籽,野蕉软糯但酸涩。科研人员改良培育野生香蕉的部分过程如图所示(图中A、B分别代表一个不同的染色体组,每个染色体组均含11条染色体)。回答下列问题:
(1)图中培育粉蕉的过程称为多倍体育种,多倍体指的是____________________________
________________________________________________________________。该育种方法依据的遗传学原理是_________________________。
(2)大蕉果实软糯无籽,大蕉没有种子的原因是____________________________________
________________________________________________。
(3)过程③表示将一定浓度的秋水仙素滴在大蕉幼苗的牙尖上,其作用原理是_________
___________________________________________________________________________。FHIA-03蕉的体细胞中最多可含有_________条染色体。
(4)麦克蕉(AAA)是一种三倍体芭蕉,无籽软糯且味甜。请以小果野蕉为实验材料,写出培育麦克蕉的实验方案:__________________________________________________
___________________________________________________________________________。
【答案】(1) 由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组 染色体数目变异 (2)大蕉细胞中无同源染色体,不能正常进行减数分裂产生配子
(3) 芽尖有丝分裂旺盛,秋水仙素作用于正在分裂的细胞时能抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而使染色体数目加倍 88 (4)用秋水仙素处理小果野蕉的幼苗(或萌发的种子)获得粉蕉(四倍体植株)。将粉蕉(四倍体植株)与小果野蕉杂交,收获子代植株
【详解】(1)多倍体指的是由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组。多倍体育种依据的遗传学原理是染色体数目变异。(2)小果野蕉(AA)和野蕉(BB)杂交获得大蕉(AB)。根据染色体组成可知,大蕉(AB)细胞中不含同源染色体,不能正常进行减数分裂产生配子,因此大蕉无法完成受精作用产生种子。(3)大蕉植株的芽尖有丝分裂旺盛,秋水仙素作用于正在分裂的细胞时能抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而使染色体数目加倍,获得FHIA 03蕉。FHIA 03蕉染色体组成为AABB,体细胞中含有4个染色体组,每个染色体组含11条染色体,因此FHIA 03蕉的体细胞中含有44条染色体。但是在有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,因此FHIA 03蕉的体细胞中最多含有88条染色体。(4)利用二倍体植株培育三倍体植株的常用方法是先用秋水仙素处理二倍体植株的幼苗或萌发的种子,获得四倍体植株。再将四倍体植株与原有的二倍体植株杂交,收获的子代植株即为三倍体植株。
23.果酒生产的一般工艺流程为:
原料—压榨—发酵—分离—贮存—澄清处理—调配—除菌—罐装—成品。
(1)在进行发酵前,先要对酵母菌进行扩大培养,即将酵母菌接种到装有2/3果汁的发酵瓶中培养,留出一定空间的作用是______________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)在澄清处理时,常采用的方法有:①超滤法:即在压力驱动下,将发酵液通过一定浓度的凝胶,把溶液中的微粒、高分子等物质与溶剂和小分子溶质分开。凝胶实际上是一些微小的____________________。该方法分离物质的原理是______________________
__________________________________________________________________________。②酶解法:果胶是导致浑浊的重要因素,在发酵液中加入适量果胶酶能够 __________
________________________________________________,使发酵液变得澄清。果胶酶包括_________________________________________________。为降低酶解法的生产成本,可用______________________________的方法将果胶酶进行固定化。
(3)在“除菌”步骤时,如果酒精度超过16%可以不用专门灭菌,这是因为①___________
________________________________________ ;②_______________________________
___________________________________________________________________________。
【答案】(1)酵母菌在有氧条件下繁殖,留出空间可以提供有氧呼吸所需要的氧气
(2) 多孔球体 相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动速度慢,而相对分子质量较大的蛋白质只能在凝胶外部移动,路程短,移动速度快 将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等 化学结合法或物理吸附法 (3)酒精可抑制微生物的生长 在缺氧、呈酸性的发酵液中,大多数微生物都无法适应这一环境而被抑制。
【分析】果酒发酵中常用菌种是酵母菌,酵母菌营兼性厌氧生活,在有氧条件下进行有氧呼吸、大量繁殖;在无氧条件下进行无氧呼吸(酒精发酵)产生酒精和二氧化碳。(1)
在发酵时预留空间目的有二,一是使酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,以利于后期发酵的进行;二是防治发酵液溢出导致污染。(2)超滤法原理是让大小不等的分子经过凝胶色谱柱,其中的凝胶是一种多孔球体,制作色谱柱时将凝胶球装入柱内,较大的分子由于不能穿过凝胶的孔而从凝胶球间的空隙流下,相对较快;较小的分子从凝胶球内部通过,路径较长,较后流下,从而达到分离的目的。果胶酶的作用是将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,瓦解细胞壁,以利于发酵进行,使得发酵液澄清。果胶酶是复合酶,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。常用包埋法固定化细胞,用物理吸附法和化学结合法固定酶。(3)当酒精度超过16%时,说明此时已经进行酒精发酵,在缺氧、呈酸性的发酵液中,大多数微生物都无法适应这一环境而被抑制,同时酒精可抑制微生物的生长,所以不用专门灭菌。
24.习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,“农业强国是社会主义现代化强国的根基,推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。目前,资源要素投入对粮食产量提升的驱动力明显减弱,亟须转基因等前沿技术新突破为保障粮食安全注入新动能。2023年,我国转基因大豆、转基因玉米的产业化试点已进一步扩大。如图所示是转抗草甘膦基因——cp4-epsps大豆培育时利用的质粒和目的基因。回答下列问题:
(1)用PCR获取抗除草剂基因时,连续扩增循环5次,需要的引物数为______个,在引物中加入限制酶识别的碱基序列时,应加在引物的______端。
(2)已知限制性内切核酸酶BamHI、BclI、Sau3AI、HindII识别的碱基序列分别为G↓GATCC、T↓GATCA、↓GATC、A↓AGCTT,质粒与含抗除草剂基因的DNA片段中限制酶的切割位点如图所示,处理质粒和目的基因时选用的限制酶为________________。若质粒中无位于左侧的HindIII切割位点,则对限制酶的最佳选择为_________________。
(3)若转化方法为农杆菌转化法,所用载体与图1最大的不同是质粒中一定含有______片段,并且用于切割质粒的限制酶其识别序列与该片段的位置关系为________________。
(4)可以将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌__________________,筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时,在不同时期使用的培养基存在差异,不同培养基最大的区别是____________________________________。
【答案】(1) 62 5' (2) BamH I、Sau3A I BamH I、Hind Ⅲ
(3) T-DNA 位于该片段内部 (4) 共培养 激素的比例和浓度
【详解】(1)引物参与子链DNA的合成,即新合成的DNA单链数等于所需引物数量,扩增n次,新合成 DNA单链为2n+1-2,即所需引物数为2n+1-2,连续扩增循环5次,需要的引物数为26-2=62个。限制酶的识别序列应位于目的基因的两端,DNA聚合酶只能在子链的3'端开始延伸,即DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸,因此,限制酶的识别序列应在引物的5'端。(2)BamH I、Bcl I的酶切位点位于抗除草剂基因(目的基因)的一侧,Sau3A I、Hind Ⅲ的酶切位点位于基因的另一侧,必须选用每侧的各一种酶对目的基因进行切割,如果用Hind Ⅲ切割质粒,会缺少启动子或终止子,若用Bcl I和Sau3A I一起切割,一是会破坏两个标记基因,二是抗除草剂基因可能插至两个 Bcl I切出的切口中,根据图中启动子的转录方向,目的基因将不能被转录,故只能选BamH I、 Sau3A I进行切割,但由于这两种酶切出的黏性末端相同,容易发生自身环化现象,故若质粒中无左侧的Hind Ⅲ切割位点,应选 BamH I 、Hind Ⅲ进行切割。(3)若转化方法为农杆菌转化法,所用载体与图1最大的不同是质粒中一定含有T-DNA,同时,用于切割质粒的限制酶的识别序列应位于该片段的内部,这样抗除草剂基因才能随着T-DNA转移至植物细胞中。(4)将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养,可以使除草剂基因进入受体细胞,筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时,脱分化和再分化阶段使用的培养基存在差异,不同培养基最大的区别是使用激素的比例和浓度,脱分化时生长素和细胞分裂素的比例适中,再分化时生长素和细胞分裂素偏高,利于根的形成,生长素和细胞分裂素偏低,利于芽的形成。
25.氮、磷、钾都是植物生长不可缺少的元素,农业上常使用化肥来增加土壤中氮磷钾的含量。在施肥的同时需要适当灌水,实现水肥一体化管理。请结合所学知识回答下列问题:
(1)旱田施用无机肥后适当灌水的目的是_________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)适当遮阴灌水,能有效缓解“光合午休”现象,原因是_____________________________
___________________________________________________________________________。
(3)探究某植物生长的必需元素时,常选择人工配制的培养液培养植株。实验时不选择土壤培养的原因是_____________________________________________________________。此外还可以选择砂培法。砂培法先将植物放入石英砂中,后加入各种培养液培养。与水培相比,砂培的好处有_______________________________________________________(至少写2点)。
(4)植物体内有些元素可以重复利用,而有些元素参与合成稳定的化合物而被固定。当土壤供应氮元素的能力下降时,缺氮症状首先出现在老叶。由此得出的推测是__________
________________________________________________。
【答案】(1)无机肥中的物质需要溶解在水中,才能以离子的形式被植物根系吸收(或避免土壤浓度过高出现“烧苗”现象) (2)遮阴灌水能避免植物因蒸腾作用失水过多造成气孔关闭,CO2供应不足,光合速率下降 (3) 土壤中营养成分(元素种类)不明确,无法控制单一变量 砂培通气状态较水培好、砂培为根系生长提供了附着物)
(4)植物体内的氮元素可以重复利用
【详解】(1)无机盐以离子形式存在才能被植物根系吸收,因此旱田施肥后适当灌水可以使肥料中的物质溶解在水中,以离子的形式被吸收,而且也可以避免土壤浓度过高出现“烧苗”现象。(2)植物因蒸腾作用失水过多造成气孔关闭,CO2供应不足,光合速率下降,因此适当遮阴灌水,遮阴灌水能避免植物因蒸腾作用失水过多造成气孔关闭,CO2供应不足,光合速率下降,能有效缓解“光合午休”现象。(3)探究某植物生长的必需元素时,对照组使用完全培养液,实验组使用缺素培养液,实验设计需要遵循单一变量原则,与土壤相比,人工配制的培养液元素种类明确,便于控制单一变量,即土壤中营养成分(元素种类)不明确,无法控制单一变量。水培和砂培是实验室培养植物的常用方法,与水培相比,砂培通气状态更好,还能为根系生长提供附着物。(4)当土壤供应氮元素的能力下降时,老叶中含氮的化合物可以被分解,氮元素转移至新叶被重新利用,因此缺氮症状首先出现在老叶,这说明植物体内的氮元素可以重复利用。
26.人和高等动物在物理、化学、生物等因素的强烈刺激下会引起GC的分泌量增加,其分泌的调节过程如图所示。回答下列问题:
(注:CRH表示促肾上腺皮质激素释放激素;ACTH表示促肾上腺皮质激素;GC表示糖皮质激素。)
(1)感受器在接受物理、化学和生物等因素刺激后能产生兴奋。兴奋是指__________
___________________________________________________________________________。
(2)激素和神经递质均参与了上述过程,它们在发挥作用时所具有的共同特点是______
_________________________________________________________。(答出一个特点即可)
(3)G分泌的调节过程存在___________________(填“分级”、“反馈”或“分级和反馈”)调节。若给正常动物个体静脉注射一定剂量的ACTH,随后其血液中CRH水平会______(填“升高”、“降低”或“不变”),原因是___________________________________________
___________________________________________________________________________。
(4)GC分泌量增加能促进蛋白质和脂肪的分解,并能抑制肌肉组织对葡萄糖的摄取和利用,从而使血糖浓度__________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 动物体或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程 都需要与相应的受体结合后才能发挥作用 分级和反馈 降低 ACTH能促进GC的分泌,GC的含量增加到一定程度时会反过来抑制下丘脑分泌CRH 升高
【详解】(1)兴奋是指动物体或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。(2)神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,与突触后膜上的受体特异性结合;激素通过体液运输到全身各处,作用于靶细胞或靶器官,并与膜上的受体特异性结合,故它们在发挥作用时所具有的共同特点是都需要与相应的受体结合后才能发挥作用。(3)由图可知,下丘脑→垂体→肾上腺皮质调节过程体现了分级调节,而图中GC会抑制下丘脑、垂体的分泌,则体现了反馈调节。由图中调节过程可知,给动物注射ACTH可促进GC的分泌,GC含量变多后又会抑制下丘脑分泌CRH,故CRH水平会降低。(4)由题可知,GC分泌量增加能促进蛋白质和脂肪的分解,并能抑制肌肉组织对葡萄糖的摄取和利用,这是在减少葡萄糖的去路,则血糖浓度会升高。
27.科研工作者将甲、乙两种鱼类分别进行单独饲养和混合饲养,并统计了不同食物在两种鱼的食物来源中所占比例,结果如表所示。据表分析,回答下列问题:
种类 养殖模式 植丛中的生物 底栖动物 浮游动物 其他生物
甲 单独饲养 0.41 0.12 0.01 0.46
混合饲养 0.05 0.54 0.36 0.05
乙 单独饲养 0.43 0.24 0.00 0.33
混合饲养 0.40 0.12 0.04 0.44
(1)水域中的甲、乙两种鱼类属于生态系统组成成分中的______________,调查甲的种群密度的方法是____________________。
(2)在单独饲养时,甲、乙两种鱼类的主要食物来源比较接近,说明两者的种间关系很可能是____________________。研究两者的生态位时,除了食物,还可以研究____________
________________________ (答出2种)。
(3)将两种鱼类放入同一水库中进行混合饲养时,甲乙的主要食物分别是______________、____________________________________________,与单独饲养相比,发生这种变化的意义是_____________________________________________________________________。
【答案】(1)消费者 标记重捕法 (2)种间竞争 栖息地、天敌、与其他物种的种间关系 (3)底栖动物和浮游动物 植丛中的生物和其他生物 有利于甲和乙充分利用环境资源,实现各自的生长繁殖
【详解】(1)甲、乙鱼类捕食其他食物生存,是异养生物,是消费者。鱼的活动能力强,活动范围大,需用标记重捕法调查种群密度。(2)单独饲养时,甲、乙两种鱼类主要食物来源接近,需要争夺共同的食物,属于种间竞争关系。研究动物的生态位,除了食物,还可以研究栖息地、天敌、与其他物种的种间关系。(3)根据表格,混合饲养时,甲鱼的主要食物是底栖动物、浮游动物,乙鱼的主要食物是植丛中的生物和其他生物,与单独饲养相比,发生这种变化有利于甲和乙减少竞争,充分利用环境资源,实现各自的生长繁殖。
28.遗传性先天性耳聋既有常染色体遗传,又有伴X染色体遗传。目前发现的致病基因已有100多种,其中任何一对隐性致病基因纯合,均可导致该病发生;具有任何一个显性致病基因,也会导致该病发生。下图所示的家庭甲、乙都有遗传性先天性耳聋病史,两家庭先天性耳聋都只涉及一对等位基因,且不含其他致病基因。家庭甲Ⅱ4和家庭乙Ⅱ1婚后生有一表型正常男孩(Ⅲ3)。请回答下列问题:
(1)家庭甲先天性耳聋的遗传方式为___________________________,Ⅱ2、Ⅱ3基因型相同的概率为___________,Ⅲ2不具有来自Ⅰ1和Ⅰ2的致病基因的概率为___________。
(2)家庭乙和家庭甲的先天性耳聋致病基因___________(“是”或“不是”)同一致病基因,判断依据是________________________________________________________________。
(3)Ⅲ3成年后与一表型正常女性结婚,二人在进行基因检测时发现,他们携带相同的两种先天性耳聋致病基因。据此推断,家庭乙先天性耳聋的遗传方式为________________
________________,若两对基因独立遗传,则Ⅲ3与妻子所生孩子患有遗传性先天性耳聋的概率为___________。
【答案】(1) 常染色体隐性遗传 2/3 2/3 (2) 不是 家庭甲为常染色体隐性遗传,若两个家庭为同一致病基因,则Ⅲ3一定为患者,而Ⅲ3为正常人。
(3) 常染色体隐性遗传 7/16
【详解】(1)II1和II2号个体生出患病女孩III1,说明II1男性携带致病基因,说明该病为常染体隐性遗传病,假设家庭甲致病基因a,由于II4号个体患病,则I1和I2的基因型为Aa,II3男性基因型为2/3Aa和1/3AA,II2个体的基因型为Aa,所以II2和II3基因型相同的概率为2/3。III2号的基因为2/3Aa和1/3AA,2/3Aa中致病基因a来自I1和I2各占1/2,所以Ⅲ2不具有来自Ⅰ1和Ⅰ2的致病基因的概率为1-2/3×1/2=2/3。(2)家庭乙和家庭甲的先天性耳聋致病基因不是同一致病基因,若是同一致病基因,那么家庭甲的II4和家庭乙的II1都是aa,后代都是aa,根据题意,家庭甲Ⅱ4和家庭乙Ⅱ1婚后生有一表型正常男孩Ⅲ3,与题意相矛盾。(3)Ⅲ3男孩与女性均表现正常,说明这两种病的致病基因均为隐性基因,假设家庭乙的致病基因为b,若家庭乙是伴X隐性遗传,那么II1的基因型为XbXb,与家庭甲II4个体所生的男孩一定是患病,与题意不符,说明乙病遗传方式为常染色隐性遗传,若两对基因独立遗传,Ⅲ3与妻子的基因型均为AaBb,所生孩子不患病A-B-的概率为3/4×3/4=9/16,则患病概率为1-9/16=7/16。
29.请回答下列有关酶应用的问题:
(1)在果汁生产中,果胶酶能提高出汁率并使果汁澄清,其原因是____________________
________________________________________________。将果胶酶与果泥混合后,进行充分搅拌的目的是_________________________________________。
(2)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的,如果将酶直接添加到洗衣粉中,酶很快会_____________________________。为了比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,需要控制的无关变量有_______________________________________________________(答出两点)。
(3)某小组用纯化后的酵母细胞与海藻酸钠溶液混合,制备了固定化酵母。在相同条件下分别接种固定化酵母与游离酵母进行酒精发酵,测定发酵液中的酒精度如图所示:
①固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在____________
________________________的技术,一般来说,酶更适合采用_____________法固定化,而细胞多采用_____________________________法固定化。
②上述实验结果表明,在发酵初期用_____________________________发酵更具优越性,判断依据是_________________________________________________________________。
【答案】(1) 果胶酶能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层 使反应物与果胶酶充分接触 (2) 失去活性/失活 洗衣粉的用量、被洗涤的衣物量和衣物质地、污染物的性质和量、洗涤时间、洗涤方式等 (3) 一定空间内 化学结合法和物理吸附 包埋 固定化酵母 固定化酵母在发酵初期产生酒精速率快
【分析】1、有题图分析可知:在时间的增长下,固定化酵母所产生的酒精度数一直比游离的酵母要高。2、酶和细胞的固定化方法:一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定,而细胞多采用包埋法固定;原因是细胞个大,酶分子很小;个大的细胞难以被吸附或结合,个小的酶容易从包埋材料中漏出。(1)果胶酶能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得更容易,而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,也使得浑浊的果汁变得澄清。在用果胶酶处理果泥时,可进行搅拌处理,使反应物与果胶酶充分接触。(2)很多因素会影响酶的活性,如果将酶直接添加到洗衣粉中,过不了多久,酶就会失活。在比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果实验中,洗衣粉的用量、被洗涤的衣物量和衣物质地、污染物的性质和量、洗涤时间、洗涤方式等均属于无关变量,需要保持相同且适宜。(3)①固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化,而细胞多采用包埋法固定化;原因是细胞个大,酶分子很小;个大的细胞难以被吸附或结合,个小的酶容易从包埋材料中漏出。②据图分析,固定化酵母在发酵初期产生酒精速率快,产量高,因此在发酵初期用固定化酵母发酵更具优越性。
30.基因表达载体的构建是基因工程的核心。如图为构建基因表达载体所用的质粒示意图。回答下列问题:
(1)质粒是一种___________________________________________(答出两点)DNA分子。在基因工程中使用的载体除质粒外,还有___________________________________(答出两点)。
(2)已知EcoRⅠ的识别和切割位点为,BamHⅠ的识别和切割位点为,SmaⅠ的识别和切割位点为。这三种限制酶中,切割DNA后能产生黏性末端的是_______________________________________。
(3)若使用上述三种限制酶中的两种切割的目的基因能够与图示质粒成功构建基因表达载体,则其中的标记基因是___________________________________________________。与用一种限制酶切割相比,用两种限制酶同时切割目的基因和质粒的优点是_________
___________________________________________________________________________。
(4)在构建基因表达载体过程中,目的基因与质粒在DNA连接酶的作用下通过_________
________________________________键连接起来。构建的基因表达载体上需要含有启动子和终止子等,其中终止子的作用是____________________________________________。
【答案】(1) 裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外、能够自我复制的、双链环状 λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等 (2)EcoRⅠ和BamHⅠ (3) 氨苄青霉素抗性基因 能够避免目的基因和质粒酶切后产生的片段发生自身环化或任意连接 (4) 磷酸二酯 使转录在所需要的地方停止下来
【分析】构建基因表达载体是基因工程的核心步骤,该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需要DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子;基因表达载体的组成包括复制原点、启动子、目的基因、标记基因和终止子。(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。在基因工程中使用的载体除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(2)当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,在中心轴线处切开时,产生的是平末端。DNA分子经EcoRⅠ和BamHⅠ切割产生的DNA片段末端均为黏性末端,经SmaⅠ切割产生的DNA片段末端为平末端。(3)构建基因表达载体时,目的基因需要插入到启动子和终止子之间,所以切割目的基因的两种限制酶是EcoRⅠ和BamHⅠ。据图可知,目的基因插入的位置会破坏四环素抗性基因,故构建的基因表达载体中的标记基因是氨苄青霉素抗性基因。与用一种限制酶切割相比,用两种限制酶同时切割质粒和目的基因的优点是能避免目的基因和质粒酶切后产生的片段发生自身环化或任意连接。(4)DNA连接酶可将DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,所以目的基因与质粒在DNA连接酶的作用下通过磷酸二酯键相连。基因表达载体中的终止子使转录在所需要的地方停止下来。
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