2023-2024学年度高三上学期期末模拟试卷
生物试卷
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将本人的学校、班级、考试号填写在答题卡上。
2.将每题的答案或解答写在答题卡上,在试卷上答题无效。
3.考试结束,只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项符合题意。
1. 糖类、脂肪、蛋白质、核酸是生物体内的四大类有机物,这些有机物的相关信息如下表。根据表中信息,下列叙述错误的是( )
物质 主要元素构成 功能 是否是生物大分子 检测试剂或染色剂
糖类 C、H、O 主要的能源物质 是(多糖) 斐林试剂、碘液等
脂肪 C、H、O 细胞内良好的储能物质 ④ ⑤
蛋白质 ① ③ 是 双缩脲试剂
DNA ② 细胞内携带遗传信息的物质 是 ⑥
A. ①②中都含有C、H、O、N四种元素
B. ③可以概括为生命活动的主要承担者
C. 脂肪又称甘油三酯,是生物大分子
D. ⑤⑥可以根据特定的颜色反应进行检测
2. 植物细胞中含有色素,下列关于植物细胞内色素的说法,错误的是( )
A. 光敏色素主要吸收蓝光,其结构变化的信息会影响特定基因的表达
B. 叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,液泡中的色素溶解在细胞液中
C. 绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布,与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关
D. 花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关,可以向传粉昆虫提供物理信息
3. 2,4-二硝基苯酚(DNP)是一种有毒的化学物质,在酸性环境中,它能结合并携带质子顺浓度梯度跨过线粒体内膜,从而破坏膜内外质子的浓度梯度,使能量以热能形式散失。DNP曾被不良商家作为减肥药售卖,下列说法错误的是( )
A. 推测DNP可能是一种脂溶性物质
B. ATP的生成依赖于线粒体内膜两侧的H+浓度差
C. 服用DNP后,细胞主要通过消耗更多的葡萄糖以维持ATP的浓度
D. 服用DNP后,机体的汗腺分泌可能会增加
4. 钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT2)利用钠离子浓度梯度运输葡萄糖,卡格列净是一种SGLT2抑制剂,可抑制肾小管细胞对葡萄糖的重吸收,降低血糖,下列说法错误的是( )
A. 肾小管对葡萄糖的重吸收属于主动运输
B. SGLT2是运输葡萄糖的载体蛋白
C. 服用卡格列净会使患者尿量减少
D. SGLT2运输物质具有特异性和饱和性
5. 某相对封闭的小岛上生活着一种以坚果为食的地雀,地雀喙的长度与取食坚果的大小有关,喙较长的地雀更易取食大坚果。该岛几年内一直未下雨,持续干旱造成坚果减少,喙较小的地雀因缺乏食物而大量死亡。下列说法错误的是( )
A. 迁入和迁出几乎不影响该岛地雀的种群密度
B. 持续干旱不影响该岛上小坚果数量
C. 坚果大小选择地雀的表型进而影响种群基因频率
D. 地雀喙长度对环境的适应是坚果定向选择的结果
6. ATP合酶抑制因子1(IF1)是线粒体基质中一种可逆的非竞争性的ATP合酶的抑制蛋白,通过抑制ATP合酶,减少ATP的合成,调节线粒体的能量代谢,下列叙述错误的是( )
A. 短时间内IF1可增加细胞内ADP的含量
B. IF1改变了ATP合酶的空间结构
C. IF1一定在细胞质基质中合成
D. 由IF1引起的炎症反应可通过补充ATP加以缓解
7. 皮肤细胞分裂后仍是皮肤细胞,其分裂过程中需要一套精密机制来保留细胞的“身份记忆”,SWI/SNF染色质重塑复合物在其中起关键作用,该复合物上有两个部件会在有丝分裂中与DNA结合,像书签一样标记分裂后需要激活的基因,下列说法正确的是( )
A. 动物的体细胞都是通过有丝分裂的方式进行增殖
B. SWI/SNF复合物影响了基因的表达
C. 一个皮肤细胞开始分裂为两个皮肤细胞所用的时间为细胞周期
D. SWI/SNF复合物在不同的细胞类型中与DNA的结合部位完全不同
8. 一个雌性个体的基因型为Aabb,其基因位置关系如图甲所示,在减数分裂过程中形成了如图乙的细胞分裂图,最后产生了含ABb的卵细胞,试分析下列可能导致该现象的原因中,不合理的是( )
A. 减数分裂前的间期,4号染色体上的b基因发生了基因突变(b→B)
B. 减数第一分裂时1和4号两条非同源染色体组合形成了次级卵母细胞
C. 次级卵母细胞中4号染色体的姐妹染色单体没有分开形成了卵细胞
D. 1、3、和4号三条染色体不可能在一个细胞中出现
9. 在重症监护病房(ICU)机械通气是最常见的治疗措施之一,其目的是维持或恢复人体的通气和换气功能。一种基于膈肌电活动(EAdi)辅助通气系统——神经调节辅助通气(NAVA),通过在食管中放置信号采集器的导管,能够动态实时采集到稳定的EAdi信号;导管通过传感器模块与呼吸机相连,呼吸机接收导管所采集的信号并由内部程序处理,当处理后的信号强度达到一定电压阈值后,呼吸机将予以辅助通气。下列有关说法错误的是( )
A. 呼吸机只是充当反射弧中的神经中枢
B. 信号采集器类似于反射弧中的感受器和传入神经
C. 辅助通气需要添加一定浓度的CO2
D. 呼吸运动是神经-体液调节的结果
10. 人类的一对等位基因D和d编码红细胞表面的RhD蛋白,DD或Dd为Rh阳性(Rh+),dd为Rh阴性(Rh—)。一般情况下,人的血清中不存在抗RhD的天然抗体,但当Rh—的母亲怀有Rh+的胎儿时,胎儿的少量红细胞或RhD蛋白可以在妊娠末期或分娩时进入母体,使母体产生抗体。此抗体可透过胎盘进入胎儿的循环系统使其红细胞发生溶血,造成新生儿溶血。下列叙述错误的是( )
A. 轻度的新生儿溶血可通过新生儿血浆置换来治疗
B. 母体产生RhD抗体的抗原是来源于自身红细胞表面的RhD蛋白
C. 血型为Rh—的妻子与血型为Rh+的丈夫(Dd)生育Rh+孩子后,生二胎时应做基因诊断避免新生儿溶血
D. Rh阳性者可以输入Rh阴性者血浆
11. 为了研究种群密度效应对蚜虫生长的影响,研究人员选择红色蚜种群和绿色蚜种群进行实验,混合蚜种群为红色蚜和绿色蚜等数量混合后形成的种群,检测不同密度下蚜虫的存活率。实验结果如下。下列说法错误的是( )
蚜虫密度/(只·株-1) 存活率/% 蚜虫种类 8 16 32
红色蚜种群 93 90 71
绿色蚜种群 87 76 71
混合蚜种群 90 82 70
A. 对蚜虫进行计数采用的是样方法
B. 随着密度的增加,蚜虫的存活率均逐渐下降
C. 推测混合培养时,绿色蚜种群的存活率高于红色蚜种群
D. 实验的自变量有三个,分别是蚜虫密度、颜色和养殖方式
12. 下图是某生态系统能量在食物链Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ中的流动及其传递效率的部分数据(单位是J·cm-2·a-1),方框表示同化量。下列说法正确的是( )
A. 营养级Ⅰ用于呼吸消耗的能量A是166.988J·cm-2·a-1
B. 营养级Ⅱ流向分解者的能量被包含在25.13%中
C. 营养级Ⅱ的粪便量包含在其获得的23.40%中
D. 营养级Ⅲ用于生长、发育、繁殖的能量包含在12.82J·cm-2·a-1中
13. 关于“DNA片段扩增及电泳鉴定”实验,下列说法正确的是( )
A. PCR中DNA双链的解聚与结合利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA复制
B. PCR反应体系中需要加入大肠杆菌中的DNA聚合酶
C. 在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小有关
D. DNA分子在一定的pH下带电,在电场的作用下会向着与它所带电荷相同的电极移动
14. 牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。空军军医大学口腔医院金岩教授率领团队经历多年潜心努力,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是( )
A. 此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B. 此技术需要适宜的温度(36.5℃)和pH(6.8—7.8)
C. 牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D. 对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 某兴趣小组的同学们按如图所示的过程对某人喝剩的5mL酸奶进行细菌检测,若3个计数的培养基中的菌落数目分别为210个、160个、230个。下列说法正确的是( )
A. 为了使1号试管稀释倍数为100倍,锥形瓶中应加入45mL无菌水
B. 除了培养涂布的3个培养皿外,还需要培养未涂布菌落的培养基作为对照
C. 为了计数准确需要用接种环连续划线,并且每次划线前需要灼烧灭菌
D. 利用该方法可估算酸奶中细菌含量为2.0×107个/mL,此值比实际活菌数少
16. 配子致死可影响后代性状分离比。某植物叶的性状有锯齿叶和圆形叶,由一对等位基因(A、a)控制,叶的颜色有黄色和绿色,由另一对等位基因(B、b)控制,两对等位基因独立遗传,现有AaBb、aabb、Aabb、aaBb四种基因型的个体,且Ab配子有1/3死亡,不考虑其他变异与环境因素,下列叙述不正确的是( )
A. 若AaBb的个体自交,则后代基因型及比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=69:16:27:9
B. 若AaBb的个体与aabb的个体进行正反交,则结果不一致
C. 若Aabb的个体与aaBb的个体进行杂交,则后代基因型及比例AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1
D. 一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂可产生4种子,配子种类及比例为AB:Ab:aB:ab=3:2:3:1
17. 如图是工厂用液态法酿造黄酒的工艺流程图,下列叙述错误的是( )
A. 温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应
B. 发酵时间是无关变量,不会影响发酵产量
C. 酿酒酵母和植物乳杆菌可以直接利用糯米中的淀粉
D. 多种微生物联合发酵有利于黄酒风味的形成
18. 为研制抗病毒A的单克隆抗体,某课题组以小鼠甲为实验对象设计了以下实验流程。下列叙述错误的是( )
A. 实验处理前需给小鼠甲注射单细胞悬液
B. 从功能的角度来看,筛选1使用的培养基属于鉴别培养基
C. 筛选2依据的原理是抗原一抗体特异性结合
D. 只有体外配制培养液才能使杂交瘤细胞大量增殖
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分
19. “植物工厂”作为一种全新的生产方式正在我国快速发展。工厂中常用人工光源代替太阳光,在同一光照强度下,对生菜使用不同红蓝光质比连续照射一段时间,记录生菜各项生理特性和光合特性如表所示。
处理 叶绿素含量/SPAD 可溶性糖含量/(mg.g-1) 植株干重/g 维生素C/(mg.g-1)
红光:蓝光=1:4 24.83 18.97 1.63 3.85
红光:蓝光=1:2 23.92 17.38 1.62 3.58
红光:蓝光=1:1 23.47 19.31 1.64 2.94
红光:蓝光=2:1 27.64 19.22 1.60 3.12
红光:蓝光=4:1 31.47 25.21 1.65 2.70
(1)据表分析,在一定范围光质比处理内(以红光:蓝光=1:1作为起始点),随着红光比例增大,_____也增加,此类物质参与光反应,把光能转化为__________中活跃的化学能,并用于暗反应合成有机物。
(2)若想要提高生菜的口感和产量,可选择__________的光质比,理由是_________。
(3)当光质比为红光:蓝光=1:4时,植株的净光合作用最大,据图推测蓝光提高净光合作用的机制是_________。
(4)有研究小组继续补充实验,取红光:蓝光=1:1培养下生菜并随机分为三组,分别置于光照强度为200klx、300klx和400klx环境下连续培养7天,随后测定并记录每组植株光合作用强度。
①本实验的研究目的是探究同一光质比条件下______。
②若在光强为200klx下测得植株净光合作用速率达到最大值,能否说明此光照是生菜生长的最适宜光照强度?__________理由是____________。
20. 某二倍体植物(2n=22)的性别决定方式是XY型,其花粉具有颗粒粗细及稀疏程度(B基因控制粗而稀疏,b基因控制细而密,下同)、萌发孔的直径大(D)与直径小(d)、萌发孔中内容物外凸(E)与不凸(e)、萌发孔膜清晰(A)与不清晰(a)等相对性状。为确定上述4对等位基因的位置,研究人员待某雄株(基因型为AaBbDdEe)成熟开花后,取其中的10粒花粉进行表型的统计,其结果如表所示。已知该植物花粉所有染色体均正常且活力相当,不存在致死现象且没有发生基因突变。
相对 性状 颗粒粗细及稀疏程度(B/b) 萌发孔直径(D/d) 萌发孔内容物(E/e) 萌发孔膜是否清晰(A/a)
粗而稀疏 细而密 大 小 外凸 不凸 是 否
单 个 花 粉 粒 编 号 1 +
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2 +
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3 +
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4 +
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5 +
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6
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7
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8
+ +
+
+
9
+ +
+ +
10
+ +
+
+
注:“+”表示具有该表现型,空白无该表现型
(1)表中控制花粉顺粒粗细程度的基因(B/b)和控制花粉萌发孔直径大小(D/d)的基因位于位于__________(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是____________________。
(2)据表推测,__________(填“能”或“不能”)排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上。
(3)已知在减数分裂过程中,同源染色体非姐妹染色单体可发生互换而产生比例较少的重组型配子。据表分析,若该雄株与具有相同基因型的雌株杂交,结果发现子代中ddee的个体占1/50,则子代中花粉萌发孔直径大(D)且孔中,内容物不凸(e)的纯合个体,理论上占__________。
(4)研究人员又取该雄株的一个精原细胞(花粉母细胞)置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂,再将其转移至普通培养液中激发其进行减数分裂,获得8个精细胞(花粉粒),这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目(仅考虑表中的染色体)不可能是__________(从“0、2、4、6”中选择)个。
(5)研究人员以上述10个花粉的DNA为模板进行PCR后,检测每个花粉粒的相关基因,结果发现编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段(设为F),而其他花粉粒没有,据此推测F位于__________染色体上,如何从该植物群体中选择材料,利用PCR技术进行实验证明你的推断?请完善下面的填空:
①应选择__________植株的配子;
②利用F的引物进行PCR扩增;
③预期结果及结论:____________________。
21. 青少年抑郁症发病率呈逐年上升趋势,患者常常表现出精神压力大、情绪低落等症状。最新研究进展表明,抑郁症的主要发病机制如图所示。回答下列问题。
(1)图中ACTH的中文全称是__________研究表明,高达80%的抑郁症患者存在不同程度的睡眠障碍。控制睡眠、觉醒等生物节律的司令部位于__________。
(2)结合上图,从激素水平的角度分析。处于应激状态下的抑郁症患者常出现睡眠障碍的原因可能是其HPA轴功能亢进,并且失去__________调节,使得__________从而出现睡眠障碍。
(3)图中可知神经调节、体液调节和免疫的实现都离不开信号分子,它们作用方式的共同点是__________。(答出一点即可)
(4)目前帕罗西汀是治疗抑郁症的常用药物,其选择性地结合突触__________上的__________,减少__________,从而使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定水平,有利于神经系统活动的正常进行。
(5)研究发现经典中医方剂柴胡疏肝散对抑郁症可能有缓解作用,为评价其作用效果,研究人员利用正常实验大鼠进行了相关实验,完成表格。
操作目的 简要操作过程
______ 用剥夺睡眠等应急方法处理正常实验大鼠
设置对照组 对_____大鼠均给予适量的生理盐水进行灌胃
设置实验组 对应激处理成功的大鼠给予同等剂量的柴胡疏肝散灌胃
______ 对应激处理成功的大鼠给予同等剂量帕罗西汀灌胃
控制无关变量 将各组置于相同且适宜条件下
检测因变量 检测各组大鼠血浆中ACTH、肾上腺皮质激素等激素的含量
实验结果:柴胡疏肝散灌胃组大鼠血浆中ACTH及肾上腺皮质激素含量都比抑郁症模型鼠组______;与帕罗西汀灌胃组大鼠结果相近。
22. 水体富营养化会导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。生态浮床对富营养化湖泊表现出良好的治理效果。传统生态浮床(CFI)是将经过筛选的水生高等植物(主要是挺水植物)栽植于浮床上,利用植物根系大量吸收水体中的N、P等元素(如图1)。现有研究者设计了一种新型生态浮床(IEFI),将水生高等植物栽种在空心竹排上,弹性立体填料作为生物膜载体(可以附着微生物)悬挂在竹排下方(如图2)。请回答下列问题:
(1)从生态系统的组成成分看,蓝细菌属于__________
(2)工业污水中的重金属进入生态浮床后会在水生植物体内积累、浓缩,这种现象称为__________。生态浮床常选种黄菖蒲、水芹等水生高等植物。选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性和经济价值,这体现了生态工程的__________原理。
(3)从种间关系的角度分析,浮床上的水生高等植物能防治水华的原因有:__________
(4)生态浮床中水生高等植物还能通过以下两种途径净化水体:①通过阻挡、吸附等使污染物沉降;②通过增加水中__________,使根系富集的微生物分解增强。同时新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样设计的优点是____________________。
(5)研究人员在江苏某地进行了新型生态浮床(IEFI)和传统生态浮床(CFI)的水质净化效果对比,其中对总氮(TN)的去除情况如图3所示。
①根据实验结果,对TN的作用效果是____________________。
②在12月,两系统去除率均有一定程度的下降,主要原因是____________________。
23. 某研究小组利用转基因技术,将红色荧光蛋白基因(RFP)插入含Gata3基因的载体中,载体和目的基因所在DNA上的限制酶识别位点及PCR扩增使用的相关引物如图甲所示。实验获得能正常表达两种蛋白质的杂合子雌、雄小鼠各一只,利用荧光蛋白活体成像系统进行检测,发现两者均为阳性RFP转基因小鼠。回答下列问题:
(1)为了使RFP基因能正确插入载体中,在PCR扩增RFP编码区序列的过程中,需要设计引物F和R,在两个引物的(填“3”或“5”)______端需分别插入______、______的限制酶识别序列。
(2)引物的另一端将会进行的过程是在__________酶的催化下,以__________为模板将__________。
(3)在RFP基因的扩增及重组载体的构建过程中,共需要__________种酶的参与。
(4)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠(P)进行杂交获得若干F1,利用荧光蛋白活体成像系统检测后,随机取阳性小鼠并随机进行交配获得8只F2小鼠,其表型及比例为阳性:阴性=5:3,为从F2阳性小鼠中获得Gata3-RFP基因纯合子小鼠,研究人员从这些阳性小鼠中提取Gata3基因相关DNA片段,设计了引物A和C用于PCR扩增,扩增产物如图乙所示,则__________号小鼠是Gata3-RFP基因纯合子小鼠。若用引物A和引物B进行PCR,__________(填‘能”或“不能”)更好地区分杂合子和纯合子。
12023-2024学年度高三上学期期末模拟试卷
生物答案
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将本人的学校、班级、考试号填写在答题卡上。
2.将每题的答案或解答写在答题卡上,在试卷上答题无效。
3.考试结束,只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、单项选择题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项符合题意。
1. 糖类、脂肪、蛋白质、核酸是生物体内的四大类有机物,这些有机物的相关信息如下表。根据表中信息,下列叙述错误的是()
物质 主要元素构成 功能 是否是生物大分子 检测试剂或染色剂
糖类 C、H、O 主要的能源物质 是(多糖) 斐林试剂、碘液等
脂肪 C、H、O 细胞内良好的储能物质 ④ ⑤
蛋白质 ① ③ 是 双缩脲试剂
DNA ② 细胞内携带遗传信息的物质 是 ⑥
A. ①②中都含有C、H、O、N四种元素
B. ③可以概括为生命活动的主要承担者
C. 脂肪又称甘油三酯,是生物大分子
D. ⑤⑥可以根据特定的颜色反应进行检测
【答案】C
【解析】
【分析】生物组织中化合物的鉴定:(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,产生砖红色沉淀。(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。(4)淀粉遇碘液变蓝。
【详解】A、①蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N,②DNA的组成元素有C、H、O、N、P,A正确;
B、③蛋白质的功能可以概括为生命活动的主要承担者,B正确;
C、脂肪又称甘油三酯,不属于生物大分子,C错误;
D、⑤检测脂肪可用苏丹III染液,⑥DNA可用二苯胺试剂进行检测,故⑤⑥可以根据特定的颜色反应进行检测,D正确。
故选C。
2. 植物细胞中含有色素,下列关于植物细胞内色素的说法,错误的是()
A. 光敏色素主要吸收蓝光,其结构变化的信息会影响特定基因的表达
B. 叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,液泡中的色素溶解在细胞液中
C. 绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布,与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关
D. 花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关,可以向传粉昆虫提供物理信息
【答案】A
【解析】
【分析】1、叶绿体中的色素有4种,即胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b;类胡萝卜素 (包括胡萝卜素和叶黄素) 吸收蓝紫光,叶绿素 (包括叶绿素a和叶绿素b) 可以吸收红光和蓝紫光。
2、液泡中可能含有色素,这些色素是水溶性的,不参与光合作用。
【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光,其结构变化的信息会影响特定基因的表达,A错误;
B、叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,液泡中的色素溶解在细胞液中,B正确;
C、绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布,与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关,C正确;
D、花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关,可以向传粉昆虫提供可采食的信息,D正确。
故选A。
3. 2,4-二硝基苯酚(DNP)是一种有毒的化学物质,在酸性环境中,它能结合并携带质子顺浓度梯度跨过线粒体内膜,从而破坏膜内外质子的浓度梯度,使能量以热能形式散失。DNP曾被不良商家作为减肥药售卖,下列说法错误的是()
A. 推测DNP可能是一种脂溶性物质
B. ATP的生成依赖于线粒体内膜两侧的H+浓度差
C. 服用DNP后,细胞主要通过消耗更多的葡萄糖以维持ATP的浓度
D. 服用DNP后,机体汗腺分泌可能会增加
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸过程中有机物中的能量全部释放出来,释放出的能量大多以热能散失,少部分储存在ATP中。
【详解】A、DNP全称是2,4-二硝基苯酚,是一种有毒的化学物质,携带质子跨过线粒体内膜,根据名称判断可能是一种脂溶性物质,A正确;
B、根据题干信息:DNP破坏膜内外质子的浓度梯度,使能量以热能形式散失,ATP合成减少,由此判断:ATP的生成依赖于线粒体内膜两侧的H+浓度差,氢离子顺浓度梯度产生的电化学势能,用于合成ATP,B正确;
C、ATP的合成和水解速率是相同的,处于动态平衡中,服用DNP后,ATP合成减少,ATP水解速率也会下降,细胞中ATP水平降低,不足以供应细胞内的生命活动的正常进行,C错误;
D、服用DNP后,有机物氧化分解释放出的能量以热能形式散失的比例增加,产热增多,使得机体的汗腺分泌可能会增加,增加散热,从而维持机体体温相对稳定,D正确。
故选C。
4. 钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT2)利用钠离子浓度梯度运输葡萄糖,卡格列净是一种SGLT2抑制剂,可抑制肾小管细胞对葡萄糖的重吸收,降低血糖,下列说法错误的是()
A. 肾小管对葡萄糖的重吸收属于主动运输
B. SGLT2是运输葡萄糖的载体蛋白
C. 服用卡格列净会使患者尿量减少
D. SGLT2运输物质具有特异性和饱和性
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意可知,SGLT2抑制剂作用于SGLT2转运蛋白后,抑制了肾小管对原尿中葡萄糖的重吸收,由于原尿中葡萄糖的浓度较大,渗透压较高,故影响了肾小管对水分的重吸收,使服药者尿量增加,过量的葡萄糖从尿中排出,从而达到降血糖的目的。
【详解】AB、肾小管对葡萄糖逆浓度的重吸收主要依靠肾小管细胞中的钠一葡萄糖协同转运蛋白(SGLT2),说明葡萄糖以主动运输的方式进入肾小管上皮细胞,且SGLT2是运输葡萄糖的载体蛋白,AB正确;
C、SGLT-2抑制剂作用于SGLT2转运蛋白后,抑制了肾小管对原尿中葡萄糖的重吸收,由于原尿中葡萄糖的浓度较大,渗透压较高,故影响了肾小管对水分的重吸收,使服药者尿量增加,过量的葡萄糖从尿中排出,C错误;
D、SGLT2是运输葡萄糖的载体蛋白,载体蛋白只跟与自身结合部位相适应的分子或离子结合,具有特异性,且载体蛋白具有饱和性,D正确。
故选C。
5. 某相对封闭的小岛上生活着一种以坚果为食的地雀,地雀喙的长度与取食坚果的大小有关,喙较长的地雀更易取食大坚果。该岛几年内一直未下雨,持续干旱造成坚果减少,喙较小的地雀因缺乏食物而大量死亡。下列说法错误的是()
A. 迁入和迁出几乎不影响该岛地雀的种群密度
B. 持续干旱不影响该岛上小坚果数量
C. 坚果大小选择地雀的表型进而影响种群基因频率
D. 地雀喙长度对环境的适应是坚果定向选择的结果
【答案】B
【解析】
【分析】达尔文认为,自然选择过程是一个长期的、缓慢的、连续的过程.由于生存斗争不断地进行,因而自然选择也是不断地进行,通过一代代的生存环境的选择作用,物种变异被定向地向着一个方向积累,于是性状逐渐和原来的祖先不同了,这样,新的物种就形成了,由于生物所在的环境是多种多样的,因此,生物适应环境的方式也是多种多样的,所以,经过自然选择也就形成了生物界的多样性。
【详解】A、该小岛相对封闭,迁入和迁出几乎不影响该岛地雀的种群密度,A正确;
B、持续干旱造成坚果减少,喙较小的地雀因缺乏小坚果食物而大量死亡,由此说明持续干旱会使该岛上小坚果数量减少,B错误;
C、喙较长的地雀更易取食大坚果,长期干旱下,喙较小的地雀因缺乏食物而大量死亡,而喙较长的地雀存活下来,因此可见坚果大小选择地雀的表型进而影响种群基因频率,C正确;
D、大而坚硬的坚果选择了适宜该环境的鸟喙,是定向选择,D正确。
故选B。
6. ATP合酶抑制因子1(IF1)是线粒体基质中一种可逆的非竞争性的ATP合酶的抑制蛋白,通过抑制ATP合酶,减少ATP的合成,调节线粒体的能量代谢,下列叙述错误的是()
A. 短时间内IF1可增加细胞内ADP的含量
B. IF1改变了ATP合酶的空间结构
C. IF1一定在细胞质基质中合成
D. 由IF1引起的炎症反应可通过补充ATP加以缓解
【答案】C
【解析】
【分析】1、ATP的结构简式是A-P~P~P,其中A代表腺苷(腺嘌呤+核糖),T 是三的意思,P 代表磷酸基团;
2、线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,产生丙酮酸,在氧气充足的条件下,丙酮酸进入线粒体继续反应产生二氧化碳和水,有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP。
【详解】A、IF1是线粒体基质中一种可逆的非竞争性的ATP合酶的抑制蛋白,通过抑制ATP合酶,减少ATP的合成,因此短时间内IF1可增加细胞内ADP的含量,A正确;
B、IF1是线粒体基质中一种可逆的非竞争性的ATP合酶的抑制蛋白,因此IF1改变了ATP合酶的空间结构,B正确;
C、IF1是线粒体基质中一种可逆的非竞争性的ATP合酶的抑制蛋白,因此可能在线粒体的核糖体上合成,C错误;
D、由IF1引起的炎症反应可通过补充ATP加以缓解,因为IF1通过抑制ATP合酶,减少ATP的合成,D正确。
故选C。
7. 皮肤细胞分裂后仍是皮肤细胞,其分裂过程中需要一套精密机制来保留细胞的“身份记忆”,SWI/SNF染色质重塑复合物在其中起关键作用,该复合物上有两个部件会在有丝分裂中与DNA结合,像书签一样标记分裂后需要激活的基因,下列说法正确的是()
A. 动物的体细胞都是通过有丝分裂的方式进行增殖
B. SWI/SNF复合物影响了基因的表达
C. 一个皮肤细胞开始分裂为两个皮肤细胞所用的时间为细胞周期
D. SWI/SNF复合物在不同的细胞类型中与DNA的结合部位完全不同
【答案】B
【解析】
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。真核生物连续分裂的体细胞才具有细胞周期。
【详解】A、动物的体细胞不都是通过有丝分裂的方式进行增殖,如蛙的红细胞进行无丝分裂,A错误;
B、SWI/SNF复合物上有两个部件会在有丝分裂中与DNA结合,像书签一样标记分裂后需要激活的基因,说明SWI/SNF复合物影响了基因的表达,B正确;
C、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程,一个皮肤细胞开始分裂为两个皮肤细胞所用的时间不是细胞周期,C错误;
D、SWI/SNF复合物在不同的细胞类型中与DNA的结合部位不完全相同,D错误。
故选B。
8. 一个雌性个体的基因型为Aabb,其基因位置关系如图甲所示,在减数分裂过程中形成了如图乙的细胞分裂图,最后产生了含ABb的卵细胞,试分析下列可能导致该现象的原因中,不合理的是()
A. 减数分裂前的间期,4号染色体上的b基因发生了基因突变(b→B)
B. 减数第一分裂时1和4号两条非同源染色体组合形成了次级卵母细胞
C. 次级卵母细胞中4号染色体的姐妹染色单体没有分开形成了卵细胞
D. 1、3、和4号三条染色体不可能在一个细胞中出现
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂过程如下:在减数第一次分裂前的间期时,染色体进行复制;减数第一次分裂前期时,同源染色体发生两两配对,即联会现象;在四分体时期会发生同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换;减数第一次分裂后期发生同源染色体的分离;减数第一次分裂末期,细胞质分裂,形成两个子细胞;减数第一次分裂完成后,进入减数第二次分裂;减数第二次分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成染色体;减数第二次分裂末期,细胞质分裂,形成两个子细胞;整个分裂过程共形成四个子细胞。
【详解】A、题图乙表示初级卵母细胞,由题图甲可推知卵原细胞的基因型为Aabb,题图乙与题图甲相比较可知减数分裂前的间期该雌性动物的卵原细胞在进行染色体复制,形成初级卵母细胞时,4号染色体上的b基因发生了基因突变(b→B),A正确;
B、在减数第一分裂的后期,同源染色体分离非同源染色体自由组合,1和4号两条非同源染色体组合形成了次级卵母细胞,B正确;
C、在减数第二次分裂时次级卵母细胞中的4号染色体中的姐妹染色单体没有分开并移向了卵细胞的一极,从而产生了ABb的卵细胞,C正确;
D、在减数第二次分裂时,次级卵母细胞中姐妹染色单体分开后含A、 B和b的染色体移向了同一极形成了卵细胞,1、3、和4号三条染色体可能在一个细胞中出现,D正确。
故选D。
9. 在重症监护病房(ICU)机械通气是最常见的治疗措施之一,其目的是维持或恢复人体的通气和换气功能。一种基于膈肌电活动(EAdi)辅助通气系统——神经调节辅助通气(NAVA),通过在食管中放置信号采集器的导管,能够动态实时采集到稳定的EAdi信号;导管通过传感器模块与呼吸机相连,呼吸机接收导管所采集的信号并由内部程序处理,当处理后的信号强度达到一定电压阈值后,呼吸机将予以辅助通气。下列有关说法错误的是()
A. 呼吸机只是充当反射弧中的神经中枢
B. 信号采集器类似于反射弧中的感受器和传入神经
C. 辅助通气需要添加一定浓度的CO2
D. 呼吸运动是神经-体液调节的结果
【答案】A
【解析】
【分析】反射弧的组成、感受器、传入神经、神经中枢,传出神经、效应器。由题干信息可知,信号采集器能够动态实时采集到稳定的EAdi信号,信号采集器的导管通过传感器模块与呼吸机相连,呼吸机接收导管所采集的信号并由内部程序处理,当处理后的信号强度达到一定电压阈值后,呼吸机将予以辅助通气,因此信号采集器相当于感受器和传入神经,呼吸机相当于神经中枢、传出神经和效应器。
【详解】A、由题干信息可知,呼吸机接收导管所采集的信号并由内部程序处理,当处理后的信号强度达到一定电压阈值后,呼吸机将予以辅助通气,呼吸机相当于神经中枢、传出神经和效应器,A错误;
B、信号采集器能够动态实时采集到稳定的EAdi信号,信号采集器的导管通过传感器模块与呼吸机相连,因此信号采集器相当于感受器和传入神经,B正确;
C、CO2具有刺激呼吸的作用,因此辅助通气需要添加一定浓度的CO2,C正确;
D、CO2是体液中的一种调节因子,可以通过体液运输,同时CO2又可以刺激感受器通过反射弧将体内的CO2排出体外,因此呼吸运动是神经-体液调节的结果,D正确。
故选A。
10. 人类的一对等位基因D和d编码红细胞表面的RhD蛋白,DD或Dd为Rh阳性(Rh+),dd为Rh阴性(Rh—)。一般情况下,人的血清中不存在抗RhD的天然抗体,但当Rh—的母亲怀有Rh+的胎儿时,胎儿的少量红细胞或RhD蛋白可以在妊娠末期或分娩时进入母体,使母体产生抗体。此抗体可透过胎盘进入胎儿的循环系统使其红细胞发生溶血,造成新生儿溶血。下列叙述错误的是()
A. 轻度的新生儿溶血可通过新生儿血浆置换来治疗
B. 母体产生RhD抗体的抗原是来源于自身红细胞表面的RhD蛋白
C. 血型为Rh—的妻子与血型为Rh+的丈夫(Dd)生育Rh+孩子后,生二胎时应做基因诊断避免新生儿溶血
D. Rh阳性者可以输入Rh阴性者的血浆
【答案】B
【解析】
【分析】依据题意可知,RhD蛋白由基因D控制合成,所以其等位基因d不编码蛋白质;Rh﹣的人接受Rh+人的血液后会产生抗体,也就是说第一胎一般无临床症状,但当这位母亲第二次怀孕时,胎儿的红细胞或RhD蛋白再次进入母体,引起二次免疫,母体会产生更多的RhD抗体,此时的抗体也更容易进入胎儿的循环系统,也就更容易导致新生儿溶血。
【详解】A、轻度的新生儿溶血症状相对较轻,可通过新生儿血浆置换来治疗,A正确;
B、分析题意可知,人的血清中不存在抗RhD的天然抗体,母体产生RhD抗体是由于胎儿的少量红细胞或RhD蛋白可以在妊娠末期或分娩时进入母体导致的,B错误;
C、型为Rh—的妻子(dd)与血型为Rh+的丈夫(Dd)生育Rh+孩子后,胎儿的红细胞或RhD蛋白再次进入母体,引起二次免疫,母体会产生更多的RhD抗体,生二胎时应做基因诊断避免新生儿溶血,C正确;
D、Rh阳性者可以输入Rh阴性者的血浆,不会发生血液凝集现象,D正确。
故选B。
11. 为了研究种群密度效应对蚜虫生长的影响,研究人员选择红色蚜种群和绿色蚜种群进行实验,混合蚜种群为红色蚜和绿色蚜等数量混合后形成的种群,检测不同密度下蚜虫的存活率。实验结果如下。下列说法错误的是()
蚜虫密度/(只·株-1) 存活率/% 蚜虫种类 8 16 32
红色蚜种群 93 90 71
绿色蚜种群 87 76 71
混合蚜种群 90 82 70
A. 对蚜虫进行计数采用的是样方法
B. 随着密度的增加,蚜虫的存活率均逐渐下降
C. 推测混合培养时,绿色蚜种群的存活率高于红色蚜种群
D. 实验的自变量有三个,分别是蚜虫密度、颜色和养殖方式
【答案】C
【解析】
【分析】对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标志重捕法,而一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法。
【详解】A、蚜虫的活动能力弱,统计蚜虫的数量时应采用样方法,A正确;
B、通过题表数据可以看出,不管是单独养殖还是混合养殖,随着密度的增加,蚜虫种群存活率均下降,B正确;
C、单独养殖时,红色蚜种群的存活率在密度较低的时候高于绿色蚜种群,但是不能推测出混合培养时二者的存活率谁高,C错误;
D、本实验的自变量有三个,分别是蚜虫密度、颜色和养殖方式(混养还是单养),D正确。
故选C。
12. 下图是某生态系统能量在食物链Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ中的流动及其传递效率的部分数据(单位是J·cm-2·a-1),方框表示同化量。下列说法正确的是()
A. 营养级Ⅰ用于呼吸消耗的能量A是166.988J·cm-2·a-1
B. 营养级Ⅱ流向分解者的能量被包含在25.13%中
C. 营养级Ⅱ的粪便量包含在其获得的23.40%中
D. 营养级Ⅲ用于生长、发育、繁殖的能量包含在12.82J·cm-2·a-1中
【答案】D
【解析】
【分析】一个营养级(非最高营养级)生物所同化的能量其去向有:
①通过呼吸作用以热能形式散失;②被下一营养级生物同化;③被分解者分解;
④部分未被利用。
【详解】A、从图中看出营养级Ⅰ同化的能量包括传递至下一个营养级中,流向分解者和呼吸消耗,所以呼吸消耗的能量小于218×(1-23.4%)=166.988J·cm-2·a-1,A正确;
B、营养级Ⅱ流向分解者的能量包括在同化量Ⅱ中,即包括在51.012J·cm-2·a-1中,B错误;
C、营养级Ⅱ的粪便量是营养级Ⅰ同化的能量,即在218J·cm-2·a-1,C错误;
D、营养级Ⅲ用于生长、发育、繁殖的能量属于同化量Ⅲ中,所以包括在12.82J·cm-2·a-1中,D正确。
故选D。
13. 关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列说法正确的是()
A. PCR中DNA双链的解聚与结合利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA复制
B. PCR反应体系中需要加入大肠杆菌中的DNA聚合酶
C. 在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小有关
D. DNA分子在一定的pH下带电,在电场的作用下会向着与它所带电荷相同的电极移动
【答案】A
【解析】
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。
【详解】A、在PCR技术的过程中包括:高温变性(解链)→低温复性→中温延伸三个步骤,因此DNA两条链的解旋过程不需要解旋酶的催化,而是利用了DNA在高温下变性的原理,通过控制温度来控制双链的解聚与结合,A正确;
B、PCR反应体系中需要加入耐高温的DNA聚合酶,B错误;
C、DNA分子在凝胶中的迁移速率除了与DNA分子大小有关外、还与DNA分子构象、凝胶的浓度等有关,C错误;
D、根据电荷同性相斥、异性相吸引可知,DNA分子进行电泳时,会向着与其所带电荷相反的电极移动,D错误。
故选A。
14. 牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。空军军医大学口腔医院金岩教授率领团队经历多年潜心努力,从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞,经过体外培养,将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里,使得牙齿神经、血管再生,完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术,下列叙述正确的是()
A. 此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B. 此技术需要适宜的温度(36.5℃)和pH(6.8—7.8)
C. 牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞,甚至产生个体
D. 对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养,用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:哺乳动物多以36.5℃为宜,最适pH为7.2-7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH。)
【详解】A、该技术属于动物细胞培养,原理是细胞增殖,而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,两者不同,A错误;
B、此技术即动物细胞培养需要适宜的温度(36.5±0.5℃)和pH(7.2-7.4),B错误;
C、由于技术条件等的制约,目前不能将动物体细胞培养为完整个体,且牙髓干细胞属于分化程度较高的细胞,不能分为任何一种类型的细胞,C错误;
D、对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养(分瓶前的培养过程),用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 某兴趣小组的同学们按如图所示的过程对某人喝剩的5mL酸奶进行细菌检测,若3个计数的培养基中的菌落数目分别为210个、160个、230个。下列说法正确的是()
A. 为了使1号试管稀释倍数为100倍,锥形瓶中应加入45mL无菌水
B. 除了培养涂布的3个培养皿外,还需要培养未涂布菌落的培养基作为对照
C. 为了计数准确需要用接种环连续划线,并且每次划线前需要灼烧灭菌
D. 利用该方法可估算酸奶中细菌含量为2.0×107个/mL,此值比实际活菌数少
【答案】AB
【解析】
【分析】1、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。通常采用各种无菌技术防止杂菌污染,无菌技术主要包括消毒和灭菌。消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
2、培养纯净物时通常接种单一菌种,常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。
【详解】A、锥形瓶5mL酸奶加入45mL无菌水中,稀释倍数为:,酸奶被稀释10倍。再从锥形瓶中取1mL菌液至9mL无菌水中,稀释倍数为:,又稀释了10倍,共稀释100倍,A正确;
B、在进行微生物培养时,通常要同时培养未涂布菌落的培养基作为对照,以便监测培养过程中是否出现污染,B正确;
C、如果要对培养的微生物进行计数,接种方法要用稀释涂布平板法,不能用平板划线法,C错误;
D、1号试管稀释了100倍,后面的试管再稀释了103倍,共稀释了105倍。3个计数的培养基中的菌落数目分别为210个、160个、230个,则酸奶中细菌含量为,D错误。
故选AB。
16. 配子致死可影响后代性状分离比。某植物叶的性状有锯齿叶和圆形叶,由一对等位基因(A、a)控制,叶的颜色有黄色和绿色,由另一对等位基因(B、b)控制,两对等位基因独立遗传,现有AaBb、aabb、Aabb、aaBb四种基因型的个体,且Ab配子有1/3死亡,不考虑其他变异与环境因素,下列叙述不正确的是()
A. 若AaBb的个体自交,则后代基因型及比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=69:16:27:9
B. 若AaBb的个体与aabb的个体进行正反交,则结果不一致
C. 若Aabb的个体与aaBb的个体进行杂交,则后代基因型及比例AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1
D. 一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂可产生4种子,配子种类及比例为AB:Ab:aB:ab=3:2:3:1
【答案】BCD
【解析】
【分析】自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在减数分裂产生配子时,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。根据自由组合定律,基因型为AaBb的个体产生的配子类型及比例为AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1,雌雄配子随机结合后,后代的基因型及比例为A_B_:A_bb:aaB_:aabb=9:3:3:1。
【详解】A、由题意可知,Ab配子有1/3致死,则有2/3Ab 配子存活,则基因型为AaBb的个体自交,雌、雄配子及比例均为AB: Ab:aB:ab=1:2/3:1:1(即3:2:3:3),故后代基因型及比例为A_B_: A_bb :aaB_:aabb=69:16:27:9,A正确;
B、若基因型为AaBb的个体与基因型为 aabb 的个体进行正反交,基因型为AaBb的个体产生的配子及比例为AB:Ab:aB:ab=3:2:3:3,与基因型为aabb的个体产生的配子ab进行正反交,后代基因型及比例均为AaBb:Aabb:aaBb: aabb=3:2:3:3,B错误;
C、若基因型为Aabb的个体与基因型为 aaBb 的个体进行杂交,基因型为Aabb的个体产生的配子及比例为 Ab:ab=2:3,基因型为aaBb 的个体产生的配子及比例为aB:ab=1:1,后代基因型及比例为AaBb : Aabb:aaBb:aabb=2:2:3:3,C错误;
D、一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂只能产生两种配子,D错误。
故选BCD。
17. 如图是工厂用液态法酿造黄酒的工艺流程图,下列叙述错误的是()
A. 温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应
B. 发酵时间是无关变量,不会影响发酵产量
C. 酿酒酵母和植物乳杆菌可以直接利用糯米中的淀粉
D. 多种微生物联合发酵有利于黄酒风味的形成
【答案】BC
【解析】
【分析】1、酵母菌是真核细胞,代谢类型是异养兼性厌氧型;乳酸菌是原核生物,代谢类型是异养厌氧型。
2、酶的作用条件较温和,如需要适宜的温度和pH值。在最适条件下,酶的催化活性最高,低温可以降低酶的活性,随着温度升高,酶的活性逐渐增强;高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变而永久性的失活。
【详解】A、酶的活性受温度、pH的影响,因此温度、pH、酶浓度等会影响过程①②的酶促反应,A正确;
B、发酵时间会影响发酵产量,B错误;
C、据图分析可知,糯米中的淀粉需要糖化后才能被酿酒酵母和植物乳杆菌利用,C错误;
D、黄酒风味受原料、发酵条件、菌种等多种因素影响,多种微生物联合发酵有利于黄酒风味的形成,D正确。
故选BC。
18. 为研制抗病毒A的单克隆抗体,某课题组以小鼠甲为实验对象设计了以下实验流程。下列叙述错误的是()
A. 实验处理前需给小鼠甲注射单细胞悬液
B. 从功能的角度来看,筛选1使用的培养基属于鉴别培养基
C. 筛选2依据的原理是抗原一抗体特异性结合
D. 只有体外配制培养液才能使杂交瘤细胞大量增殖
【答案】ABD
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,再用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【详解】A、实验处理前需给小鼠甲注射病毒A,获得以免疫的B淋巴细胞,再以小鼠甲的脾脏制备单细胞悬液单细胞悬液,A错误;
B、为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体杂交瘤细胞,需要使用特定的选择培养基进行筛选,因此筛选1使用的培养基属于选择培养基,B错误;
C、筛选2进行克隆化培养和抗体检测,依据原理是杂交瘤细胞能产生抗病毒A的抗体,抗原和抗体特异性结合,C正确;
D、杂交瘤细胞的大量增殖可以在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖,D错误。
故选ABD。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题:本部分包括5题,共计60分
19. “植物工厂”作为一种全新的生产方式正在我国快速发展。工厂中常用人工光源代替太阳光,在同一光照强度下,对生菜使用不同红蓝光质比连续照射一段时间,记录生菜各项生理特性和光合特性如表所示。
处理 叶绿素含量/SPAD 可溶性糖含量/(mg.g-1) 植株干重/g 维生素C/(mg.g-1)
红光:蓝光=1:4 24.83 18.97 1.63 3.85
红光:蓝光=1:2 23.92 17.38 1.62 3.58
红光:蓝光=1:1 23.47 19.31 1.64 2.94
红光:蓝光=2:1 27.64 19.22 1.60 3.12
红光:蓝光=4:1 31.47 25.21 1.65 2.70
(1)据表分析,在一定范围光质比处理内(以红光:蓝光=1:1作为起始点),随着红光比例增大,_____也增加,此类物质参与光反应,把光能转化为__________中活跃的化学能,并用于暗反应合成有机物。
(2)若想要提高生菜的口感和产量,可选择__________的光质比,理由是_________。
(3)当光质比为红光:蓝光=1:4时,植株的净光合作用最大,据图推测蓝光提高净光合作用的机制是_________。
(4)有研究小组继续补充实验,取红光:蓝光=1:1培养下生菜并随机分为三组,分别置于光照强度为200klx、300klx和400klx环境下连续培养7天,随后测定并记录每组植株光合作用强度。
①本实验的研究目的是探究同一光质比条件下______。
②若在光强为200klx下测得植株净光合作用速率达到最大值,能否说明此光照是生菜生长的最适宜光照强度?__________理由是____________。
【答案】(1) ①. 叶绿素含量 ②. ATP、NADPH
(2) ①. 红光:蓝光=4:1 ②. 此光质比下,生菜的可溶性糖含量和植株干重均达到最大值
(3)蓝光能增大叶片气孔导度,使胞间二氧化碳含量增加,提高暗反应速率
(4) ①. 不同光照强度对生菜光合作用强度的影响 ②. 不能 ③. 实验分组太少还需设置多个梯度的光照强度
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。
【小问1详解】
依据题表数据可知在以红光:蓝光=1 :1 作为起始点,随着红光比例增大,叶绿素含量也增加。叶绿素参与光反应把光能转化为 ATP和NADPH中的化学能并用于暗反应合成有机物。
【小问2详解】
从提高生菜口感和产量角度考虑,红光:蓝光=4:1 时,生菜的可溶性糖含量和植株干重均达到最大值。
【小问3详解】
由题图可知,当光质比为红光:蓝光=1:4 时,植株的净光合作用最高,结合题表数据,可推测蓝光能增大叶片的气孔导度,使得胞间二氧化碳含量增加,提高暗反应速率。
【小问4详解】
①题中光照强度为自变量,因此该实验的研究目的是探究同一光质比条件下,不同光照强度对生菜光合作用强度的影响。②由于实验只有 3个分组,不能说明此光照是生菜生长的最适光照强度,还需设置多个梯度的光照强度。
20. 某二倍体植物(2n=22)的性别决定方式是XY型,其花粉具有颗粒粗细及稀疏程度(B基因控制粗而稀疏,b基因控制细而密,下同)、萌发孔的直径大(D)与直径小(d)、萌发孔中内容物外凸(E)与不凸(e)、萌发孔膜清晰(A)与不清晰(a)等相对性状。为确定上述4对等位基因的位置,研究人员待某雄株(基因型为AaBbDdEe)成熟开花后,取其中的10粒花粉进行表型的统计,其结果如表所示。已知该植物花粉所有染色体均正常且活力相当,不存在致死现象且没有发生基因突变。
相对 性状 颗粒粗细及稀疏程度(B/b) 萌发孔直径(D/d) 萌发孔内容物(E/e) 萌发孔膜是否清晰(A/a)
粗而稀疏 细而密 大 小 外凸 不凸 是 否
单 个 花 粉 粒 编 号 1 +
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+ +
2 +
+ +
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3 +
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4 +
+ +
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5 +
+ +
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6
+ +
+
+
7
+ +
+ +
8
+ +
+
+
9
+ +
+ +
10
+ +
+
+
注:“+”表示具有该表现型,空白无该表现型
(1)表中控制花粉顺粒粗细程度的基因(B/b)和控制花粉萌发孔直径大小(D/d)的基因位于位于__________(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是____________________。
(2)据表推测,__________(填“能”或“不能”)排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上。
(3)已知在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体可发生互换而产生比例较少的重组型配子。据表分析,若该雄株与具有相同基因型的雌株杂交,结果发现子代中ddee的个体占1/50,则子代中花粉萌发孔直径大(D)且孔中,内容物不凸(e)的纯合个体,理论上占__________。
(4)研究人员又取该雄株的一个精原细胞(花粉母细胞)置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂,再将其转移至普通培养液中激发其进行减数分裂,获得8个精细胞(花粉粒),这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目(仅考虑表中的染色体)不可能是__________(从“0、2、4、6”中选择)个。
(5)研究人员以上述10个花粉的DNA为模板进行PCR后,检测每个花粉粒的相关基因,结果发现编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段(设为F),而其他花粉粒没有,据此推测F位于__________染色体上,如何从该植物群体中选择材料,利用PCR技术进行实验证明你的推断?请完善下面的填空:
①应选择__________植株的配子;
②利用F的引物进行PCR扩增;
③预期结果及结论:____________________。
【答案】(1) ①. 一对 ②. 花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小:颗粒细而密且萌发孔直径大=1:1
(2)不能 22. 3/25
(3)6 24. ①. X或Y ②. 雌性 ③. 若雌配子中扩增并检测出F片段,则说明F位于X染色体上;若雌配子中没有扩增和检测出F片段,则说明F位于Y染色体上
【解析】
【分析】基因自由组合定律实质是进行有性生殖的生物在产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离的同时,位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定律。
【小问1详解】
题表中该雄株10个花粉粒的表型及比例为颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小:颗粒细而密且萌发孔直径大=1:1,因而可推测,等位基因B/b和 D/d位于一对同源染色体上。
【小问2详解】
位于X、Y染色体同源区段上与位于常染色体上的等位基因,在形成配子时均遵循分离定律,无法区分两者,所以不能排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上。
【小问3详解】
分析题表信息可知,该雄株关于基因 D/d和基因 E/e的花粉的种类及比例为dE:de:DE:De=4:1:1:4,若基因D/d和基因E/e位于两对同源染色体上,则此四种配子的比例应为1:1:1:1,与题表中信息不符,这表明de和DE这两种配子是重组而来的,即基因D/d和基因E/e这两对等位基因位于一对同源染色体上,其中dE在一条染色体上,De在另一条染色体上,而de和DE的配子是染色体互换的结果。该个体与相同基因型的雌株杂交,其子代中基因型为 ddee 的个体占1/50,即(雄配子)1/10de×(雌配子)de=1/50,计算得出雌配子de占1/5(即2/10),推测另一配子DE也占1/5(即2/10),这两种配子的比例比(dE+De)的概率小,说明也是重组配子,其余两种配子(dE+De)占1-1/5-1/5=3/5,两者的概率相等,各占3/10,因此雌配子的种类及比例为dE:de:DE: De=3:2:2:3,因此两植株产生的子代中花粉萌发孔直径大(D)且孔中内容物不凸(e)的纯合个体(DDee)所占的概率为4/10De×3/10De=3/25。
小问4详解】
据题表分析,题表中只含2对同源染色体,其中等位基因B/b、 D/d和E/e在一对染色体上,基因A/a在另一对染色体上。仅考虑题表中的染色体,即仅考虑2对染色体。将该雄株的一个精原细胞(花粉母细胞)置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂,得到2个精原细胞,每个细胞中的染色体DNA分子均有1条链带有放射性标记,再将这两个精原细胞转移至普通培养液中激发其进行减数分裂,这两个精原细胞进行减数分裂I得到的4个次级精母细胞的2条染色体都含有放射性标记(每条染色体均有1条染色单体被标记),经减数分裂Ⅱ后,姐妹染色单体分开,带标记和不带标记的染色单体随机组合,导致8个精细胞(花粉)中含有放射性标记的细胞数目可能为4、5、6、7、8个,不含放射性同位素32P标记的细胞数目为0、1、2、3、4个。
【小问5详解】
编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段(设为F),而其他花粉粒没有,说明F可能位于X或Y染色体上。
①由于要用本研究的实验方法,且选用雄株的花粉无法确定F位于 X染色体还是Y染色体,因此应该选择雌株的配子进行实验。用F的一段序列作为引物,以雌配子的 DNA 为模板进行PCR后,检测产物中是否有F片段。
③若检测的雌配子中有F片段,则F位于X染色体上;若检测的雌配子中没有F片段,则F位于Y染色体上。
21. 青少年抑郁症发病率呈逐年上升趋势,患者常常表现出精神压力大、情绪低落等症状。最新研究进展表明,抑郁症的主要发病机制如图所示。回答下列问题。
(1)图中ACTH的中文全称是__________研究表明,高达80%的抑郁症患者存在不同程度的睡眠障碍。控制睡眠、觉醒等生物节律的司令部位于__________。
(2)结合上图,从激素水平的角度分析。处于应激状态下的抑郁症患者常出现睡眠障碍的原因可能是其HPA轴功能亢进,并且失去__________调节,使得__________从而出现睡眠障碍。
(3)图中可知神经调节、体液调节和免疫的实现都离不开信号分子,它们作用方式的共同点是__________。(答出一点即可)
(4)目前帕罗西汀是治疗抑郁症的常用药物,其选择性地结合突触__________上的__________,减少__________,从而使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定水平,有利于神经系统活动的正常进行。
(5)研究发现经典中医方剂柴胡疏肝散对抑郁症可能有缓解作用,为评价其作用效果,研究人员利用正常实验大鼠进行了相关实验,完成表格。
操作目的 简要操作过程
______ 用剥夺睡眠等应急方法处理正常实验大鼠
设置对照组 对_____大鼠均给予适量的生理盐水进行灌胃
设置实验组 对应激处理成功的大鼠给予同等剂量的柴胡疏肝散灌胃
______ 对应激处理成功的大鼠给予同等剂量帕罗西汀灌胃
控制无关变量 将各组置于相同且适宜条件下
检测因变量 检测各组大鼠血浆中ACTH、肾上腺皮质激素等激素的含量
实验结果:柴胡疏肝散灌胃组大鼠血浆中ACTH及肾上腺皮质激素含量都比抑郁症模型鼠组______;与帕罗西汀灌胃组大鼠结果相近。
【答案】(1) ①. 促肾上腺皮质激素 ②. 下丘脑
(2) ①. 负反馈 ②. 肾上腺皮质激素水平进一步增加(或肾上腺皮质激素水平过高)
(3)都要与受体相结合、都作用于特定的靶细胞等
(4) ①. 前膜 ②. 5-羟色胺转运体 ③. 5-羟色胺的回收
(5) ①. 构建抑郁症模型鼠 ②. 正常大鼠及应激处理成功的 ③. 与柴胡疏肝散灌胃组做对比,以便评价柴胡疏肝散的疗效 ④. 低
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间的传递:(1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。突触:包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。(2)兴奋的传递方向:由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是:突触前膜→突触间隙→突触后膜(上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突)。(3)传递形式:电信号→化学信号→电信号。
【小问1详解】
肾上腺皮质释放的激素为糖皮质激素,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。下丘脑中有渗透压感受器,是体温调节、水平衡调节、血糖调节的中枢,还与生物节律等的控制有关,因此控制睡眠、觉醒等生物节律的司令部位于下丘脑。
【小问2详解】
由图可知,在正常情形下,激素水平对HPA轴具有负反馈调节,即当激素水平过高时,会对HPA轴起抑制作用,而处于应激状态下的抑郁症患者常出现睡眠障碍的原因可能是其HPA轴功能亢进,并且失去负反馈调节,肾上腺皮质激素水平进一步增加,从而出现睡眠障碍。
【小问3详解】
神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子,这些物质的作用方式都是直接与受体接触、都作用于特定的靶细胞等。
【小问4详解】
5-羟色胺是一种兴奋性的神经递质,抑郁症患者突触间隙中5-羟色胺的浓度低于正常水平,容易使人产生消极情绪。抑郁症治疗药物(帕罗西汀)可选择性地抑制突触前膜上的5-羟色胺转运体,减少对5-羟色胺的回收,使得突触间隙中5-羟色胺的浓度维持在一定的水平。
【小问5详解】
该实验的目的是探究柴胡疏肝散对抑郁症是否有缓解作用,自变量为柴胡疏肝散的有无,因变量为大鼠血浆中ACTH、肾上腺皮质激素等激素的含量,该实验步骤为:
第一步:构建抑郁症模型鼠,即用剥夺睡眠等应急方法处理正常实验大鼠;
第二步:设置对照组,对正常大鼠及应激处理成功的大鼠均给予适量的生理盐水进行灌胃;设置实验组,对应激处理成功的大鼠给予同等剂量的柴胡疏肝散灌胃;与柴胡疏肝散灌胃组做对比,以便评价柴胡疏肝散的疗效,对应激处理成功的大鼠给予同等剂量帕罗西汀灌胃,将各组置于相同且适宜条件下进行培养;
第三步:检测各组大鼠血浆中ACTH、肾上腺皮质激素等激素的含量。
由图可知,当激素水平升高时,5-羟色胺转运体对5-羟色胺的转运速率加快,导致5-羟色胺含量降低,从而导致抑郁。柴胡疏肝散对抑郁症有缓解作用,柴胡疏肝散灌胃组大鼠血浆中ACTH及肾上腺皮质激素含量都比抑郁症模型鼠组低,与帕罗西汀灌胃组大鼠结果相近。
22. 水体富营养化会导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。生态浮床对富营养化湖泊表现出良好的治理效果。传统生态浮床(CFI)是将经过筛选的水生高等植物(主要是挺水植物)栽植于浮床上,利用植物根系大量吸收水体中的N、P等元素(如图1)。现有研究者设计了一种新型生态浮床(IEFI),将水生高等植物栽种在空心竹排上,弹性立体填料作为生物膜载体(可以附着微生物)悬挂在竹排下方(如图2)。请回答下列问题:
(1)从生态系统的组成成分看,蓝细菌属于__________
(2)工业污水中的重金属进入生态浮床后会在水生植物体内积累、浓缩,这种现象称为__________。生态浮床常选种黄菖蒲、水芹等水生高等植物。选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性和经济价值,这体现了生态工程的__________原理。
(3)从种间关系的角度分析,浮床上的水生高等植物能防治水华的原因有:__________
(4)生态浮床中的水生高等植物还能通过以下两种途径净化水体:①通过阻挡、吸附等使污染物沉降;②通过增加水中__________,使根系富集的微生物分解增强。同时新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样设计的优点是____________________。
(5)研究人员在江苏某地进行了新型生态浮床(IEFI)和传统生态浮床(CFI)的水质净化效果对比,其中对总氮(TN)的去除情况如图3所示。
①根据实验结果,对TN的作用效果是____________________。
②在12月,两系统去除率均有一定程度的下降,主要原因是____________________。
【答案】(1)生产者 (2) ①. 生物富集 ②. 整体
(3)与蓝细菌、绿藻等生物竞争水体中的N、P降低水体中N、P含量;通过与蓝细菌、绿藻竞争光照,抑制水体中藻类的繁殖
(4) ①. 溶氧量 ②. 为微生物提供更大的附着面积
(5) ①. IEFI对TN的去除效果明显优于CFI,且在5月去除率最高 ②. 低温使得微生物的活性下降,影响了对TN测定去除率
【解析】
【分析】1、生态浮床是指将植物种植于浮于水面的床体上,体现了群落的空间结构,可以为鸟类及鱼类提供栖息环境和食物。其处理污水具有简单有效、花费少、耗能低和无二次污染等优势。同时浮床还可以美化环境。2、水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性,从而导致水生态系统物种分布失衡,单一物种疯长,破坏了系统的物质与能量的流动,使整个水生态系统逐渐走向灭亡。
【小问1详解】
在生态系统组成成分中,蓝细菌细胞中有叶绿素和藻蓝素,因而能进行光合作用,属于生产者,是生态系统中主要成分。
【小问2详解】
生物从周围环境中吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象称为生物富集现象。选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性或经济价值,体现了生态工程的整体性原理。
【小问3详解】
浮床上的水生高等植物与蓝细菌、绿藻等生物争夺阳光、生存空间和养料等,形成种间竞争的关系,与蓝细菌、绿藻等生物竞争水体中的N、P等,降低水体中的N、P含量;通过减弱水体中的光照(或与蓝细菌和绿藻等生物竞争光照),抑制水体中藻类繁殖,从而防治水华。
【小问4详解】
生态浮床能够有效净化水体是因为:通过阻挡、吸附等使污染物沉降;通过增加水中溶氧量,使根系富集的微生物分解增强。新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样设计的优点是:为微生物提供更大的附着面积。
【小问5详解】
①由图3可知,IEFI系统比CFI系统水质净化效果更佳,且在5月对TN去除率最高。②在12月,两系统去除率均有一定程度下降,主要是因为低温使得微生物活性降低,影响了对TN去除效果。
23. 某研究小组利用转基因技术,将红色荧光蛋白基因(RFP)插入含Gata3基因的载体中,载体和目的基因所在DNA上的限制酶识别位点及PCR扩增使用的相关引物如图甲所示。实验获得能正常表达两种蛋白质的杂合子雌、雄小鼠各一只,利用荧光蛋白活体成像系统进行检测,发现两者均为阳性RFP转基因小鼠。回答下列问题:
(1)为了使RFP基因能正确插入载体中,在PCR扩增RFP编码区序列的过程中,需要设计引物F和R,在两个引物的(填“3”或“5”)______端需分别插入______、______的限制酶识别序列。
(2)引物的另一端将会进行的过程是在__________酶的催化下,以__________为模板将__________。
(3)在RFP基因的扩增及重组载体的构建过程中,共需要__________种酶的参与。
(4)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠(P)进行杂交获得若干F1,利用荧光蛋白活体成像系统检测后,随机取阳性小鼠并随机进行交配获得8只F2小鼠,其表型及比例为阳性:阴性=5:3,为从F2阳性小鼠中获得Gata3-RFP基因纯合子小鼠,研究人员从这些阳性小鼠中提取Gata3基因相关DNA片段,设计了引物A和C用于PCR扩增,扩增产物如图乙所示,则__________号小鼠是Gata3-RFP基因纯合子小鼠。若用引物A和引物B进行PCR,__________(填‘能”或“不能”)更好地区分杂合子和纯合子。
【答案】(1) ①. 5’ ②. SalI ③. EcRI
(2) ①. Taq ②. RFP 编码序列 ③. 单个脱氧核苷酸连接处子链
(3)6 (4) ①. 1和5号 ②. 不能
【解析】
【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写,是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则:①不能破坏目的基因②不能破坏所有的抗性基因(至少保留一个)③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因,防止目的基因和质粒反向连接,同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。DNA重组技术的基本工具包括 “分子手术刀”——限制酶、“分子缝合针”——DNA连接酶、“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体。
【小问1详解】
若要对RFP基因进行扩增,需在引物的5’端添加限制酶识别序列,因为引物对应区段也属于调控序列,若在3’端添加限制酶识别序列,会导致限制酶的切割位点位于调控序列内部,进行相应酶切实,调控序列会被破坏。RFP基因的终止子在右侧(即转录方向为从左到右),故插入的调控序列应颠倒进行插入,即设计的时候:R引物末端插入对应下方载体的XhoⅠ酶切位点,F引物末端插入对应下方载体的MunⅠ酶切位点,又因为RFP基因中含有的XhoⅠ位点,因此不能用XhoⅠ酶来切,否则会破坏基因序列。结合题干当中所给的5种限制酶的识别序列,XhoⅠ和SalⅠ互为同尾酶;MunⅠ和EcorRⅠ互为同尾酶(即切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切酶)。因此,可通过使用同尾酶进行替代,即剪切扩增产物时,F末端添加的序列所对应的限制酶应选择SalⅠ,这样可以与下方载体中XhoⅠ的酶切位点结合;同理R末端应选用与MunⅠ同尾的EcorRⅠ剪切。这样利用产生相同黏性末端的同尾酶对扩增产物和载体进行酶切,可以保证既能得到有效片段,又能使之正确转录。
【小问2详解】
引物的另一端将会进行的过程是在TaqDNA聚合酶的催化下以RFP编码序列为模板,将单个脱氧核苷酸连接处子链。
【小问3详解】
从产物扩增到载体构建完成需要SalⅠ、EcorRⅠ(这两个酶用于切RFP基因)、MunⅠ、XhoⅠ(这两个对应的用于切下方载体的结合位点),载体构建过程中用到DNA扩增技术,所以还需要Taq DNA聚合酶,而载体构建完成还需要DNA连接酶将DNA片段连接起来,所以一共需要限制酶SalⅠ、限制酶EcorRⅠ、限制酶MunⅠ、限制酶XhoⅠ、TaqDNA聚合酶、DNA连接酶这6种酶。
【小问4详解】
2号和4号为杂合子同时含有两种基因,又因为Gata3-RFP基因为大片段,因此1、5号小鼠是Gata3-RFP基因纯合子小鼠,若用引物A和引物B进行PCR扩增只含有RFP基因的小鼠与Gata3-RFP基因小鼠无法区分。
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