【精品解析】2024届浙江省宁波市奉化中学高考考前最后一卷生物试题

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名称 【精品解析】2024届浙江省宁波市奉化中学高考考前最后一卷生物试题
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科目 生物学
更新时间 2024-12-20 18:08:21

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2024届浙江省宁波市奉化中学高考考前最后一卷生物试题
1.(2024高三下·宁波模拟)绿萝是一种常见的室内观叶植物,几乎不开花。研究发现绿萝细胞中与赤霉素合成有关的基因发生突变,无法合成赤霉素,致使其开花受阻。下列分析错误的是(  )
A.赤霉素可在植物的幼根、幼芽和未成熟的种子及某些微生物中合成
B.基因控制赤霉素合成,赤霉素作为信息分子影响基因的选择性表达
C.该研究体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D.绿萝无法开花产生种子,但其种群的基因频率依然可以发生变化
2.(2024高三下·宁波模拟)一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,经过连续n次自交,获得的子代中,Aa的频率为(1/2)n,AA和aa的频率均为(1/2)[1-(1/2)n]。根据现代生物进化理论,可以肯定该种群在这些年中(  )
①发生了生殖隔离②发生了基因突变③发生了自然选择④发生了基因型频率的改变⑤没有发生生物进化
A.①②③④ B.②③④ C.②③⑤ D.④⑤
3.(2024高三下·宁波模拟)植物细胞质膜外有细胞壁,它的存在使植物细胞以致整个植物体与动物有许多不同,如形态发生、渗透调节、物质运输、细胞间通讯、防御机制等。细胞壁中最重要的化学成分是多糖和蛋白质,还有木质素等酚类化合物、脂类化合物和矿物质。各类物质对植物体有十分重要的作用。下列哪些物质存在于细胞壁且与植物体防御直接相关(  )
A.酚类化合物、脂类化合物、胼胝质、凝集素
B.几丁质、木质素、角质、栓质
C.干扰素、生物碱、类黄酮、氢氰酸
D.纤维素、果胶多糖、蛋白质、草酸钙结晶
(2024高三下·宁波模拟)阅读下列材料,完成下面小题。
材料:2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者威廉·凯林等三位科学家在研究地中海贫血症的过程中发现“缺氧诱导因子”(HIF),并揭示了细胞感知氧气的分子机制。HIF由两种不同的结合蛋白(HIF-1α和ARNT)组成,其中对氧气敏感的是HIF-1α,而ARNT基因不受氧调节且稳定表达,即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
当细胞处于正常氧条件时,HIF-1α会逐步被降解;在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子(如图),使多种基因被激活,这些基因产物可以促进促红细胞生成素(EPO)的合成,或者促进血管增生,从而加快氧气输送以适应低氧环境。
4.下列关于HIF-1α的叙述,错误的是(  )
A.细胞内合成HIF-1α的细胞器成分与HIV病毒相似
B.HIF-1α进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
C.HIF-1α被蛋白酶彻底水解的产物能够在细胞内重复利用
D.人体细胞核内HIF-1α的含量可能在高原地区较平原地区高
5.下列对材料的分析叙述,不合理的是(  )
A.氧气浓度升高,细胞核内的ARNT含量相对稳定
B.EPO能促进造血干细胞增殖分化生成红细胞
C.缺氧条件下HIF-1α会使EPO基因的表达水平降低
D.干扰HIF-1α的降解可能为治疗贫血提供创新疗法
6.(2024高三下·宁波模拟)某种螺可以捕食多种藻类,但捕食喜好不同。L、M 两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻,L 中不放螺,M 中放入 100 只螺。一段时间后,将 M 中的螺全部移入 L 中,并开始统计 L、M 中的藻类数量,结果如图所示。实验期间螺数量不变,下列说法正确的是(  )
A.螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻
B.三种藻的竞争能力为乙藻>甲藻>丙藻
C.图示 L 中使乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是竞争
D.甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统
7.(2024高三下·宁波模拟)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述,错误的是
A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害
B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞
C.出芽是细胞再分化的的结果,受基因选择性表达的调控
D.生根时,培养基通常应含α-萘乙酸等生长素类调节剂
8.(2024高三下·宁波模拟)lacZ、lacY、lacA是大肠杆菌体内与乳糖代谢有关的三个结构基因(lacY编码β-半乳糖苷透性酶,可将乳糖运入细胞)。上游的操纵基因(O)对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达。图1表示环境中无乳糖时,结构基因的表达被“关闭”的调节机制;图2表示环境中有乳糖时,结构基因的表达被“打开”的调节机制。下列叙述正确的是(  )
A.①②过程发生的碱基配对方式完全相同,③④过程先后发生于不同部位
B.β-半乳糖苷透性酶可能位于细胞膜上,合成后需要经过内质网和高尔基体的加工
C.P为启动子,RNA聚合酶以碱基互补配对的方式与其结合
D.lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,转录产生的mRNA上有多个起始密码子
9.(2024高三下·宁波模拟)如图表示某概念模型,下列相关叙述与该模型所示相符的是(  )
A.若该模型表示体液免疫,F代表人体B淋巴细胞,则G、H可分别代表浆细胞和细胞毒性T细胞
B.若该模型表示血糖调节,F代表垂体,则G、H可分别代表胰岛和甲状腺
C.若该模型表示体温调节,且E代表皮肤冷觉感受器兴奋,则F可表示下丘脑体温调节中枢,G可代表汗腺分泌减少,H可代表肾上腺素分泌减少
D.若该模型表示水盐调节,且E表示细胞外液渗透压升高,则F可代表下丘脑渗透压感受器兴奋性增强,G、H可分别代表垂体和大脑皮层的生理活动
10.(2024高三下·宁波模拟)对两种不同营养缺陷型大肠杆菌进行如下图所示的培养:
在基本培养基中涂布A和B的混合物,出现少数菌落,这些菌落的菌株属于以下哪一项(  )
A.Met ,bio ,thr ,leu B.Met+,bio+,thr ,leu
C.Met ,bio ,thr+,leu+ D.Met+,bio+,thr+,leu+
11.(2024高三下·宁波模拟)从小尾寒羊提取肌联蛋白,研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白,小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白,实验结果如图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化,碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸。实验结果说明:钙离子会促进肌联蛋白的降解,相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与A图比较,B图只做了一个改变。B组实验提高了(  )
A.反应体系的反应温度 B.肌联蛋白的浓度
C.反应体系钙离子浓度 D.碱性磷酸酶浓度
12.(2024高三下·宁波模拟)斑马鱼雌雄异体,无性染色体。Ⅰ基因决定胰岛素的合成,i个体因血糖调节紊乱在幼年期便会死亡;N基因与雌性的生殖有关,雌性nn个体产生的卵细胞因缺乏某种物质,导致受精后在胚胎发育早期死亡。此外,科学家还获得了含单个G基因的转基因斑马鱼品系。G基因表达产物为绿色荧光蛋白,含有G基因的斑马鱼个体可呈现出绿色荧光。若上述基因均独立遗传,则下列叙述错误的是(  )
A.研究表明斑马鱼受精卵中的mRNA均来自雌配子细胞质,斑马鱼胚胎发育至3h前合成的蛋白质均来自这些mRNA,3h后胚胎自身的基因才开始转录。据此推测基因型为Nn的雌鱼与nnG的雄鱼交配,一半子代最早能在3h后检测到绿色荧光,一半子代始终检测不到绿色荧光
B.基因型为IiNn的雌鱼与基因型为Iinn的雄鱼交配,子一代继续自由交配,子二代成体雌鱼中能产生正常卵细胞的占5/8
C.基因型为NnG的斑马鱼自由交配,子一代继续自由交配,子二代成体中基因型为nn的比例是1/6
D.基因型为IiNn的斑马鱼自由交配,子一代继续自由交配,子二代受精卵中一定无法正常发育为成体的比例为1/3
13.(2024高三下·宁波模拟)科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合速率的影响(图 1),以及番茄品种甲的叶片气孔导度、胞间 CO2 浓度与土壤含水量的关系(图 2)。(注:光补偿点指植物在一定的温度下,光合作用固定的 CO2 和呼吸作用数量达到平衡状态时的光强度)
下列叙述错误的是
A.土壤含水量对甲、乙两种番茄光合速率的影响基本相同
B.气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同
C.番茄在土壤含水量为 90%的条件下,比含水量在 50%条件下的光补偿点高
D.土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间 CO2 浓度逐渐升高,可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏
14.(2024高三下·宁波模拟)为了发展生态农业,某地农民分别建立了庭院生态系统和以鱼食昆虫杂草—鱼粪肥田为基础设计的稻鱼共生系统,其中图为庭院生态系统结构图。表为稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量(表中单位:kgCO2·eq/hm2)。下列说法正确的是(  )
生产方式 化肥 农药 饲料 合计
氮肥 复合肥 小麦 玉米
水稻单作 459.0 1578.5 51.5 0 0 2089
稻鱼共生 278.2 1116.2 43.2 222.6 265.5 1925.7
A.相比稻鱼共生系统,水稻单作系统是没有消费者的,所以自我调节能力差
B.稻鱼共生系统增强了土壤肥力,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理
C.流入该庭院生态系统的能量是生产者固定的太阳能
D.该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质与能量
15.(2024高三下·宁波模拟)将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞,检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(  )
A.若只进行有丝分裂,则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B.若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,则含32P染色体的子细胞比例至少占1/2
C.若子细胞中的染色体都含32P,则一定进行有丝分裂
D.若子细胞中的染色体都不含32P,则一定进行减数分裂
16.(2024高三下·宁波模拟)在哺乳动物胚胎发育的过程中,受精卵快速地分裂成多个细胞,形成球状的胚泡。紧接着下一个发育阶段主要发生:
A.胚泡扩张,通过细胞分裂体积加倍
B.神经沟在脊索上方开始形成,此过程称为神经胚形成
C.背腹轴形成,器官发生开始
D.胚胎细胞重组成三个胚层
17.(2024高三下·宁波模拟)人类Y基因启动子上游的调控序列中含有BC111A蛋白结合位点,该位点结合BCL11A蛋白后,r基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列,解除对基因表达的抑制,可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了r基因上游不同长度的片段(Fn与R),将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测,以确定BCL11A蛋结合位点的具体位置。相关信息如图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.为将扩增后的产物定向插入载体,指导荧光蛋白基因表达,需用Munl和Xhol处理载体
B.从产物扩增到载体构建完成的整个过程需构建7种载体
C.将构建的载体导入去除BCL11A基因的受细胞,可能出现含F1与R扩增产物的受体细胞无荧光,而含F2-F7与R扩增产物的受体细胞有荧光
D.向培养液中添加适量的雌激素,可导致部分受体细胞不再有荧光
18.(2024高三下·宁波模拟)依托咪酯是一种麻醉诱导剂。为研究其作用机理,科研人员以大鼠的离体神经组织为材料,检测依托咪酯对谷氨酸(兴奋性神经递质)和γ-氨基丁酸(抑制性神经递质)释放速率的影响,结果如下表。其中甲组仅进行非钙依赖型神经递质释放,乙组同时进行钙依赖型和非钙依赖型神经递质释放(谷氨酸和γ-氨基丁酸均存在钙依赖型和非钙依赖型两种释放途径)。下列相关叙述正确的是(  )
组别 甲组 乙组
A1 A2 A3 B1 B2 B3
依托咪酯浓度(μmol/L) 0 0.4 4 0 0.4 4
神经递质释放速率(nmol/mg·min) 谷氨酸 0.26 0.28 0.29 1.31 1.22 1.12
γ-氨基丁酸 0.23 0.24 0.24 0.63 0.63 0.6
A.谷氨酸、γ-氨基丁酸的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器参与
B.γ-氨基丁酸与突触后膜上受体结合后引起Na+内流,并将化学信号转化为电信号
C.依托咪酯能抑制非钙依赖型神经递质释放,对钙依赖型神经递质释放几乎无影响
D.在钙依赖型的递质释放途径中,依托咪酯对谷氨酸释放的抑制强于对γ-氨基丁酸
19.(2024高三下·宁波模拟)某自花传粉植物,有紫花和白花性状,受细胞核基因控制。选择某紫色植株自交,所得子代数量足够多,统计发现F1中开白花植株的比例为7/16,其余均开紫花(不考虑基因突变和互换)。相关分析错误的是(  )
A.若受两对等位基因控制,对亲本植株进行测交,则子代中白花植株的比例为3/4
B.若受两对等位基因控制,F1的紫花植株进行自交,后代中有11/36的植株开白花
C.若受一对等位基因控制,可能是杂合子植株产生的某种配子中有6/7不参与受精
D.若受一对等位基因控制,F1的紫花植株进行自交,后代中有2/9的植株开白花
20.(2024高三下·宁波模拟)下图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传家系图,其中I-2只携带一种致病基因。人群中甲病基因频率为1/15,乙病基因频率为1/10。下列叙述正确的是(  )
A.甲病为伴性遗传,乙病为常染色体遗传
B.II-3体细胞内最多含有6个致病基因
C.III-1与一正常女性结婚,生下患病小孩的概率为6/11
D.III-7与一甲病男性结婚,生下正常小孩的概率为49/116
21.(2024高三下·宁波模拟)材料一:某班学生进行新鲜番茄植株叶片色素的提取和分离实验,研磨时未加入CaCO3,实验结果如图甲所示。图乙是番茄植株进行光合作用的示意图,其中PSII和PSI是吸收、传递、转化光能的光系统。
材料二:某研究者测得番茄植株在CK条件(适宜温度和适宜光照)和HH条件(高温高光)下,培养5天后的相关指标数据如下表。
组别 温度/℃ 光照强度/(μmol·m-2·s-1) 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 气孔导度/(mmol·m-2·s-1) 胞间CO2浓度/ppm Rubisco活性/(U·mL-1)
CK 25 500 12.1 114.2 308 189
HH 35 1000 1.8 31.2 448 61
注:两组实验,除温度和光照有差异外,其余条件相同且适宜。
(1)分析图甲所示实验结果可知,含量最多的色素为   ,可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,发现其与正确操作下获得的色素提取液的吸收光谱差异最大在于   光。
(2)PSII中的色素吸收光能后,将H2O分解为H+和   。图乙中   为过程③供能,其中H+在   积累,从而推动ATP的合成。
(3)由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率的下降的原因   。此条件下的短时间内光反应产物NADPH和ATP在叶绿体中的含量   (选填“增加”、“减少”或“不变”)。
(4)D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,且过剩的光能可使D1蛋白失活。已知药物SM可抑制D1蛋白的合成。为研究植物应对高温高光逆境时D1蛋白的变化机制,研究者利用番茄植株进行如下三组实验:①组在适宜温度、适宜光照下培养;③组在高温高光下培养并施加适量Sm(抑制D1蛋白合成的药物)。②组的处理方式是   。其他条件相同且适宜,连续5天每天定期测定各组番茄植株的净光合速率(Pn),结果如丙图,预测结果为三组D1蛋白含量从高到低依次是:   。
22.(2024高三下·宁波模拟)非编码RNA是近几年的研究热点。DavidP.Bartel实验室的BenjaminKleaveland等4人研究了小鼠脑中四种非编码RNA:Cyrano、miR-671、miR-7、Cdr1as的相互作用关系,过程如下。请回答下列问题:
(1)在非编码RNA合成时,ATP水解产生腺苷一磷酸(AMP)和焦磷酸(PPi)。该反应为非编码RNA的合成提供了   。
(2)miR-7有3个亚型:miR-7a-1,miR-7a-2和miR-7b。敲除miR-7a-2的小鼠表现为不育,且睾丸、卵巢发育不良,检测发现原因是垂体分泌的   激素减少。还表现为葡萄糖刺激的胰岛素分泌升高。在胰岛中过量表达miR-7a导致小鼠的糖尿病,原因是:   。Cyrano有一个非常保守的miR-7结合位点。研究人员敲除了Cyrano(记作KO)后检测到miR-7含量如图1所示,该结果说明Cyrano介导   过程。图1中miR-16的作用是:   。
(3)为研究miR-7升高导致的后果,研究人员测量并筛选出了Cdr1as的降低。将miR-7a-1和miR-7b敲除小鼠与KO小鼠杂交,子代Cdr1as没有明显的降低,说明Cdr1as的降低不是   导致的,而是完全由miR-7升高导致的。通过免疫荧光原位杂交技术(FISH)得到的野生型(WT)小鼠和KO小鼠的细胞图像如图2。其中,有颜色部位为细胞核,图中的小黑点为Cdr1as。据图2可得出   的结论。
(4)之前有研究称miR-671通过与Cdr1as上的互补位点结合介导Cdr1as的剪切与降解(机制A)。研究人员通过构建miR-671在Cdr1as上互补位点的突变体(记作Δ)对Cdr1as降解的机制进行了研究,结果如图3.根据实验数据,请评价机制A:   。
(5)转座子又称“跳跃基因”,可以插入到真核细胞基因组的任一位置(此过程称“转座”),造成基因组紊乱。piRNA是沉默转座子的一种重要的非编码RNA,由lncRNA剪切加工形成。观察发现piRNA合成前lncRNA总是位于线粒体边缘停靠,说明   。piRNA与Piwi蛋白形成复合物后招募H3K9me3甲基化酶对转座子组蛋白进行表观遗传修饰,加剧转座子DNA螺旋化。该过程抑制的是转座子的   过程。
23.(2024高三下·宁波模拟)红树植物健康生长需要适宜的淹水环境和盐度。随着底泥的淤升,华侨城湿地红树林生境陆化严重,红树植物长势变差。
(1)华侨城湿地红树林优势种为秋茄,平均树高约7米,林下有零星分布的桐花树。该湿地所有生物构成一个   。秋茄与桐花树高低错落,说明具有   结构,有利于   。
(2)通过周期性补水,模拟秋茄林的淹水生境,在研究区域的秋茄林内设置3个补水组样方和3个对照组样方,对照组的处理是   。处理相应时间后,采用   取样,每个样方内取3个30cm深的沉积柱样土壤底泥,每个沉积柱以5cm间隔进行分样,将3个沉积柱同一水平的分样混匀,获得沉积物样品。测量底泥的理化性质如下表所示:
  含水率/% 盐度/‰
对照组平均值 40.20±4.10 1.89±0.37
补水组平均值 42.46±3.20 2.12±0.45
补水对秋茄成林具有修复作用,推测该区红树植物秋茄长势变差的主要原因是   。
(3)选取补水组和对照组中秋茄成熟叶片,测定叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量(单位:mg/g)如下图。
叶绿素a具有吸收和转化光能的作用,叶绿素b和类胡萝卜素具有吸收和传递光能的作用,图示说明生境陆化对红树植物秋茄叶绿素a的损害程度   叶绿素b,而补水增强秋茄叶片对光能的   能力。
(4)在晴天9:00-11:00光照充足时,选择补水组和对照组的秋茄成熟叶片,进一步测定了光合作用各项指标,如下表所示:
  净光合速率 μmol/m2·s 胞间CO2浓度 μmol/m2·s 气孔导度 mol/m2·s
对照组 2.13 387.27 0.086
补水组 5.47 356.8 0.085
说明补水处理有效改善了陆化秋茄林的光合作用,并且   (填“是”或“不是”)由于气孔开闭导致秋茄林光合速率下降而退化。
(5)秋茄林补水修复研究的意义是   。
24.(2024高三下·宁波模拟)某植物有全雌株(只有雌花)、全雄株(只有雄花)和正常株(雌花、雄花均有)等不同性别类型的植株,假设控制该植物性别的基因中第一对等位基因以A、a表示,第二对等位基因以B、b表示,第三对等位基因以C、c表示,…以此类推。研究人员做了如图所示的实验。回答下列问题:
实验 P F1 F2(由F1中的正常株自交获得)
一 纯合全雌株×纯合全雄株 正常株126 全雌株:正常株:全雄株=27:90:28
二 纯合全雌株×正常株 全雌株:正常株=63:61 全雌株:正常株=32:95
(1)根据实验一推测该植物的性别类型由   对等位基因控制,其遗传符合   定律。
(2)实验一中F2正常株中纯合子所占的比例为   ,实验二中亲本正常株的基因型为:   ,实验二F1正常株测交后代中正常株所占比例为   .
(3)实验一F2中的正常株自交获得F3,则F3的表现型及比例为   。
(4)若实验二F1的某一正常株自交获得F2,F2均为正常株,可能的原因是   (选填“P中的全雌株”、“P中的正常株”)在产生配子过程中发生了基因突变。
25.(2024高三下·宁波模拟)Ⅰ、裸鼠几乎不得癌症,其寿命可超过30年,同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因,科研人员做了以下研究。
Ⅱ、Period2(Per2)基因是一种抑癌基因,干扰Per2基因表达有利于肿瘤细胞存活和促进肿瘤发生。p53肿瘤抑制因子是一个关键的转录因子,调节DNA修复、细胞周期、衰老凋亡等相关细胞途径,是抵抗癌症发病和进展的重要防御因子,并且是通过与癌蛋白MDM2负调控作用调节其功能。为探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制,科研人员做了如下实验:
(1)裸鼠胶质瘤模型构建:将裸鼠皮肤成纤维细胞置于   培养箱进行体外培养,经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸(HA),可抑制细胞过度增殖。
(2)研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶(HAS)的含量,结果如图1.另外,发现裸鼠组织的HA降解酶(HAase)的活性远低于人和小鼠。结合图文信息,分析裸鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是   。
结果显示,裸鼠胚胎期HA合成酶低表达,推测其意义是   。
(3)为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命,研究人员进行了下列实验(图2)。
NeoR:新霉素抗性基因;nmrHas2:裸鼠 HA 合成酶 2 基因;CE:cre 重组酶-雌激素受体融合基因
注:启动子仅启动相邻基因的表达
①通过转基因技术获得转基因小鼠A:为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2,原因是   。
②B鼠为导入表达CE的纯合子,CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠,请画出C鼠的基因组成情况   。
③利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。请写出对照组的选材   (“C”或“D”)及实验处理。
(4)请简述本研究的应用前景   。
(5)培养U343细胞常在培养基中加入   ,一段时间后用   消化,制成细胞悬液。
(6)人工合成低表达Per2基因,以某种病毒作为运载体,构建重组DNA,导入到培养好的U343胶质瘤细胞中(实验组),同时还需要设置2组对照组,分别为:   (对照组1)、空白对照组(U343)(对照组2)。
(7)每组等量同龄健康裸鼠,皮下相同部位分别对应注入上述组别的U343细胞,适宜条件下培养,定期记录瘤体体积,记录到成瘤(体积达1000mm3)的时间,处死小鼠,取出瘤体,提RNA和蛋白质。
实验结果:实验组小鼠成瘤时间短于两对照组,且相同时间内实验组瘤体体积大于两对照组。检测各组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量(各组mRNA含量关系同Per2蛋白含量关系),如图3所示。
注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2.
由图3结果可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,作用是   。该实验结果说明实验组Per2基因低表达体系构建成功。
(8)已知当DNA损伤后,DNA检测点基因ATM被激活,随后诱发p53激活,而c-myc是原癌基因,p53可与c-myc的启动子相结合发生乙酰化反应,已知c-myc的转录,相关基因表达后蛋白检测如图4(各组mRNA含量关系同蛋白含量关系)
注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2.
由图4可推测,Per2基因的作用为   。下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中p53的可能调控机制
(9)综上,Per2基因低表达可明显促进胶质瘤的发生发展,请你提出一种可能的调控机制   ,导致胶质瘤的发生和发展。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、制霉素具有促进植物细胞伸长等作用,赤霉菌可以合成分泌赤霉素,在植物的幼根、幼芽和未成熟的种子也可以合成赤霉素,A正确;
B、基因通过控制相关酶的合成来调控赤霉素的合成。而赤霉素作为一种信息分子,在植物体内发挥着重要的调节作用,它可以影响基因的选择性表达,即影响哪些基因在特定条件下会被激活或抑制,故B正确;
C、赤霉素的本质不是蛋白质,不能由基因直接控制合成。根据题干描述,绿萝细胞中与赤霉素合成有关的基因发生突变,导致无法合成赤霉素,进而影响了其开花,这体现的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体的性状。而不是直接控制蛋白质的结构来影响性状。直接控制蛋白质结构通常指的是基因通过编码蛋白质来影响性状,比如血红蛋白基因编码血红蛋白蛋白,故C错误;
D、绿萝虽然无法开花产生种子,但它的种群基因频率仍然可以发生变化。基因频率的变化可以由多种因素引起,包括基因突变、染色体变异、基因重组以及自然选择等。即使绿萝不能通过种子进行繁殖,它的种群仍然可能通过无性繁殖(如扦插)或基因突变等方式发生基因频率的变化,故D正确。
故选C。
【分析】1、赤霉素:
合成都位:幼芽、幼根和未成熟的种子。
主要作用:促进细胞伸长,从而植株增高;促进细胞分裂与外化;促进种子萌发、开花和果实发育。
2、基因控制生物性状的两种方式:一是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;而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
3、依据题意可知,绿萝的赤霉素合成基因突变,导致其无法合成赤霉素;赤霉素的缺乏,致使其开花受阻,说明赤霉素与绿萝的开花有关。
2.【答案】D
【知识点】基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】①豌豆为自花传粉植物,该种群能够连续自交产生可育后代,没有产生隔离现象,①错误;
②该种群经过连续n次自交,获得的子代中只有A、a基因,没有出现新基因,所以没有发生基因突变,②错误;
③⑤自然选择决定生物进化的方向,生物进化的实质是种群基因频率的改变。该种群的初始状态豌豆的基因型全部为Aa,因此该种群的基因频率为:A=a=50%,经过n代自交后,Aa=(1/2)n,AA=aa=(1/2)[1-(1/2)n],因此自交n代后,A的基因频率与a的基因频率相等,即为:A=a=(1/2)[1-(1/2)n]+1/2×(1/2)n=50%,由此可以看出,种群在这些年中种群的基因频率并没有改变,因此没有发生自然选择,生物没有进化,③错误;⑤正确;
④由题意知,经过连续自交,种群基因型频率发生了改变,④正确。
综上所述④⑤正确,即D正确。
故选D。
【分析】1、现代生物进化理论认为,种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
2、基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。对于基因频率的计算方法
(1)通过基因型个数计算基因频率:
方法:某种基因的基因频率=此种基因的个数/(此种基因的个数+其等位基因的个数)
(2)通过基因型频率计算基因频率:
方法:某种基因的基因频率=某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率。
3、根据遗传平衡定律计算基因频率:p代表一个等位基因如A的频率,q代表另一个等位基因如a的频率,AA的频率为p2,aa的频率为q2,Aa的频率为2pq。运用此规律,已知基因型频率可求基因频率;反之,已知基因频率可求基因型频率。
3.【答案】A
【知识点】细胞壁
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,酚类化合物中的类黄酮、木质素等,脂类化合物中的角质、栓质等,以及胼胝质、凝集素等蛋白质,都与植物体的防御直接相关,A正确;
B、几丁质是真菌细胞壁的主要成分,B错误;
C、干扰素不是细胞壁的组成成分,C错误;
D、 草酸钙结晶不是细胞壁的组成成分,D错误。
故选A。
【分析】1、细胞壁是细胞外的一层透明的薄壁,起保护和支持细胞的作用。
2、含有细胞壁的生物:
(1)植物,其细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。 纤维素是由葡萄糖聚合形成的多糖,果胶是由半乳糖醛酸聚合形成的多糖,它们与植物体的结构支持有关;细胞壁中还有少量的蛋白质,与物质的运输、信息识别、信息传递等功能有关;细胞壁中还有木质素等酚类化合物,与植物体的防御有关;细胞壁中还有脂类化合物和矿物质,与植物体的渗透调节有关。
(2)真菌,其细胞壁的主要成分是几丁质。
(3)大多数原核生物,细胞壁的主要成分是肽聚糖。
【答案】4.B
5.C
【知识点】遗传信息的翻译;细胞是生物体的结构和功能单位
【解析】【分析】1、细胞核包括核膜、染色质、核仁、核孔。核膜具有双层膜,可以将细胞核内物质与细胞质分开,染色质主要由DNA和蛋白质组成,核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,核孔是细胞质和细胞核之间大分子物质运输的通道,核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的 DNA 结合蛋白(HIF-1α和 ARNT)组成,其中对氧气敏感的部分是HIF-1α;而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以,HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
3、题干信息“当细胞处于正常氧条件时,HIF-1α会逐步被降解;在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,使多种基因被激活,这些基因产物可以促进促红细胞生成素(EPO)的合成,或者促进血管增生,从而加快氧气输送以适应低氧环境”。
4.A、HIV是RNA病毒,由蛋白质和RNA组成;HIF-1α的化学本质是蛋白质,在核糖体中合成,核糖体由蛋白质和RNA组成,二者成分类似,A正确;
B、HIF-1α是蛋白质,属于大分子物质,通过核孔进入细胞核,葡萄糖通过协助扩散的方式进入红细胞,方式不同,B错误;
C、HIF-1α的化学本质是蛋白质,被蛋白酶彻底水解的产物是氨基酸,能够在细胞内重复利用,C正确;
D、根据题干信息“当细胞处于正常氧条件时,HIF-1α会逐步被降解,在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚”,与平原地区比较,高原地区含氧量较低,所以可以推测人体细胞核内HIF-1α的含量可能在高原地区高,D正确。
故选B。
5.A、根据题干信息“而ARNT基因不受氧调节且稳定表达”,所以, 氧气浓度升高,细胞核内的ARNT含量相对稳定,A正确;
B、 在缺氧的条件下, EPO促红细胞生成素大量合成,可以促进造血干细胞分化形成红细胞,携带更多的氧气, 从而加快氧气输送以适应低氧环境 ,B正确;
C、依据题意,在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚,最终可以促进促红细胞生成素(EPO)的合成,即在缺氧条件下HIF-1α会使EPO基因的表达水平升高,C错误;
D、依据题意,干扰HIF-1α的降解,可以使HIF-1α在细胞内积聚,最终促进促红细胞生成素(EPO)的合成或者促进血管增生,携带更多的氧气,治疗贫血,D正确。
故选C。
6.【答案】A
【知识点】种间关系
【解析】【解答】A、由L可知,在放入螺之前,甲藻数量多,乙藻数量其次,丙藻数量较少,放入螺之后,甲藻的数量减少明显,乙藻其次,丙藻数量增加,说明螺螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻,A正确:
B、由M可知,螺移除后,甲藻数量上升明显,乙藻数量总体下降,但不及丙下降严重,说明三者的竞多力为甲藻>乙藻>丙藻,B正确:
C、由题图可知,刚引入螺时,因为螺偏好吃甲藻,甲藻数量下降,乙藻竞争压力减少导致其数量上升。乙藻数量在峰值后下降,很可能是甲藻数量太少无法满足螺的食物需求,螺开始大量捕食乙藻而导致乙藻在峰值之后下降,即乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是捕食,C正确:
D、生态系统是由该区域所有生物和生物所处的无机环境构成,甲、乙、丙藻只是该区域的部分生物,D错误。
故选A。
【分析】1、种间关系:
(1)原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
(2)互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
(3)捕食:一种生物以另一种生物为食。
(4)寄生:一种生从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并对宿主产生危害。
(5)种间竞争:两种或更多种生物共同利用有限的资源和空间而产生的相互排斥的现象。
2、题干分析,L玻璃缸不放螺,做空白对照,M中放入100只螺,则M中藻类数量变化如图所示为甲藻数量增加,乙藻和丙藻数量减少,甲藻成为优势物种。将M中的螺全部移入L中,随着时间的变化,甲藻数量减少,乙藻数量先升后降,丙藻数量慢慢上升,据此答题。
7.【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、植物组织培养中要求无菌操作,以防止细菌感染,消毒时既要杀死材料表面的微生物,又要尽量减少消毒剂对细胞的伤害,A正确;
B、植物细胞有细胞壁不能直接融合,植物细胞的融合必须先用酶解法去除细胞壁的到原生质体,再利用细胞膜的流动性加以融合,如果在愈伤组织培养中直接加入细胞融合的诱导剂,不能导致细胞融合,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,由愈伤组织培养出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控,C正确;
D、在诱导生根的过程中,需要生长素和细胞分裂素的共同作用,生长素与细胞分裂素比值高时,有利于根的分化,因此生根时,培养基中会含有α-萘乙酸等生长素类似物等调节剂,D正确;
故选B。
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
3、植物组织培养的应用:(1)优良品种的快速繁殖;(2)茎尖脱毒培育无毒苗;(3)组织培养培育新品种;(4)次生代谢产物的生产;(5)种质资源的保存和交换。
8.【答案】D
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、① ③ 过程以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,是转录过程,此过程中发生的碱基配对方式为A-U、C-G、T-A、G-C;② ④ 过程mRNA为模板合成蛋白质的过程,是翻译过程,配对方式为A-U、C-G、U-A、G-C,原核生物转录和翻译同时进行,发生于细胞质,A错误;
B、大肠杆菌是原核生物,细胞中只有核糖体一种细胞器,没有内质网和高尔基体,B错误;
C、启动子是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,但是RNA聚合酶的化学本质为蛋白质不能以碱基互补配对的方式与P结合,C错误;
D、在转录过程中,mRNA总是从5'向 3'方向延伸,与模板链反向平行,模板链的方向是从3'端向5'端, lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,产生的mRNA合成了酶a、b、c多种蛋白质,因此,mRNA上有多个起始密码子 ,D正确。
故选D。
【分析】1、真核细胞中DNA复制、转录、翻译的比较:
  复制 转录 翻译
时间
细胞分裂间期(有丝分裂和减数第一次分裂)
个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 20种游离的氨基酸
条件 酶(解旋酶,DNA聚合酶等)、ATP 酶(RNA聚合酶等)、ATP 酶、ATP、tRNA
产物 2个双链DNA 一个单链RNA 多肽链
特点 半保留,边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA上结合多个核糖体,顺次合成多条肽链
碱基配对 A-T T-A C-G G-C A-U T-A C-G G-C A-U U-A C-G G-C
遗传信息传递 DNA----DNA DNA------mRNA mRNA-------蛋白质
意义
使遗传信息从亲代传递给子代 表达遗传信息,使生物表现出各种性状
2、原核生物的转录、翻译同时同地进行,边转录边翻译;真核生物的转录在细胞核中,翻译在细胞质中,先转录后翻译。
9.【答案】D
【知识点】体温平衡调节;水盐平衡调节;血糖平衡调节;体液免疫
【解析】【解答】A、细胞毒性T细胞参与的是细胞免疫,若该模型表示体液免疫,E可表示T淋巴细胞呈递抗原或抗原直接刺激的过程,F代表人体B淋巴细胞,则G、H可分别代表浆细胞和记忆B细胞,即图中可表示体液免疫中B淋巴细胞接受抗原刺激后增殖分化为记忆细胞和浆细胞的过程,A错误;
B、血糖调节的方式是神经-体液调节,当血糖升高时,下丘脑可以通过传出神经作用于胰岛和肾上腺,使胰岛A细胞分泌胰高血糖素、肾上腺分泌肾上腺素,共同调节血糖,若该模型表示血糖调节,F代表下丘脑,则G、H可分别代表胰岛和肾上腺,胰岛细胞不受垂体调控,B错误;
C、若该模型表示体温调节,且E代表皮肤冷觉感受器兴奋,则F可表示下丘脑体温调节中枢,G可代表汗腺分泌减少,H可代表肾上腺素分泌增加,促进代谢过程,使产热增加,C错误;
D、若该模型表示水平衡调节,若E表示细胞外液渗透压升高,则F可代表下丘脑渗透压感受器兴奋性增强,G、H可分别代表垂体和大脑皮层的生理活动,D正确。
故选D。
【分析】1、机体内血糖平衡调节过程如下:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
2、人体体温维持正常,需要依靠神经—体液的调节。当人处于寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定;当人处于炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热(毛细血管舒张、汗腺分泌增加)→体温维持相对恒定。
3、人体的水平衡调节过程:
(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),使细胞外液渗透压维持平衡。
(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,使细胞外液渗透压维持平衡。
10.【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;培养基概述及其分类
【解析】【解答】据图可知,菌株A不能合成甲硫氨酸和生物素,能合成苏氨酸和亮氨酸;菌株B不能合成苏氨酸和亮氨酸,能合成甲硫氨酸和生物素;菌株A与B都不能单独在基本培养基上生长,而在基本培养基中混合涂布A和B培养,培养基上出现了少量菌落,其中A菌株可以合成苏氨酸和亮氨酸,B菌株可以合成甲硫氨酸和生物素,故基本培养基中出现的菌落的菌株属于Met+,bio+,thr+,leu+。D正确;ABC错误。
故选D。
【分析】1、微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始菌株,称为野生型菌株。营养缺陷性菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力,只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。
11.【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】由题意可知, A组实验设置了一个对照和两个实验组其中蛋白激酶A组是可以达到促进磷酸化的作用,而碱性磷酸酶组可以将本身肌联蛋白T1中磷酸化的物质去磷酸化,三组实验对比图我们可以看出蛋白激酶A组磷酸化之后促进了肌联蛋白降解,而碱性磷酸酶组则抑制了肌联蛋白T1的降解。题目中又给出一个实验结果:钙离子会促进剂量蛋白的降解,同时相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白T1的降解,这与B实验中的实验结果图对应了起来,碱性的磷酸酶组比起上一组A组中的来说,它比对照组还要高,因此可以判定 B图中实验提高了反应体系钙离子的浓度。C选项正确。ABD选项错误。
故选C。
【分析】1、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:需要适宜的温度和pH值,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
2、由题意可知,蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化,碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸;钙离子会促进肌联蛋白的降解,相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白的降解;与A组相比,B组肌联蛋白的碱性磷酸酶组蛋白条带增多,说明肌联蛋白T1被降解。
12.【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、基因型为Nn的雌鱼与nnG的雄鱼交配,子代的基因型为1NnG:1nnG:1Nn:1nn, 即一半的后代可以获得亲代雄鱼的G基因;由于“ 研究表明斑马鱼受精卵中的mRNA均来自雌配子细胞质,斑马鱼胚胎发育至3h前合成的蛋白质均来自这些mRNA,3h后胚胎自身的基因才开始转录”,因此,一半子代最早能在3h后检测到绿色荧光,一半子代始终检测不到绿色荧光 ,A正确;
B、由题意可知,基因型为ii的个体幼年期死亡,基因型为nn的雌性个体在胚胎期死亡,因此,基因型为IiNn的雌鱼与基因型为Iinn的雄鱼交配,子一代雌性成年个体基因型及比例为1/3IINn、2/3IiNn,子一代雄性成年个体基因型及比例为1/6IINn、1/6IInn、1/3IiNn、1/3Iinn,子一代继续自由交配, 子二代成体雌鱼中能产生正常卵细胞的个体N_的比例为1/2×3/4+1/2×1/2=5/8,B正确;
C、基因型为NnG的斑马鱼自由交配,子一代能产生正常卵细胞的雌性个体基因型为1/3NN、2/3Nn,雄性个体基因型为1/4NN、1/2Nn、1/4nn,则产生的雌配子种类及其比例为2/3N、1/3n,产生的雄配子种类及其比例为1/2N、1/2n,子一代继续自由交配,子二代成体中基因型为nn的比例为1/2×1/3=1/6,C正确;
D、基因型为IiNn的斑马鱼自由交配,子一代雄性个体基因型为9I_N_、3I_nn,子一代继续自由交配,子二代受精卵中一定无法正常发育为成体的基因型为ii,其比例为1/9,D错误。
故选D。
【分析】1、基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、根据题干信息可知,ii个体因血糖调节紊乱在幼年期便会死亡,雌性nn可以存活,但是其产生的卵细胞因缺乏某种物质,导致受精后在胚胎发育早期死亡。
13.【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、题图1为土壤含水量对番茄品种甲和乙光合速率的影响的两条曲线,在一定范围内,随着土壤含水量的增加甲、乙两种番茄光合作用速率增大,超过一定含量,光合速率不再增加, 影响基本相同 ,A正确;
B、图2的曲线变化趋势显示, 气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同 正确;
C、含水量既影响光合作用,也影响呼吸作用,无法判断番茄在土壤含水量为 90%的条件下与含水量在 50%条件下的光补偿点的高低,C错误;
D、土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2浓度逐渐升高,可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏,不能进行光反应,无法还原C3化合物导致,D正确。
故选C。
【分析】1、影响光合作用的环境因素主要包括:
(1)光照强度:在一定范围内,光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强,但光照增强到一定程度时,光合作用强度就不再增加。
(2)CO2:CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2达到一定浓度时,植物才能进行光合作用。
(3)温度 :温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用,在一定范围内随温度的提高,光合作用加强,温度过高时也会影响酶的活性,使光合作用强度减弱。
(4)水分: 既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质.水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内,如夏季的“午休”现象。
(5)矿质元素 :如Mg是叶绿素的组成成分,N是光合酶的组成成分,P是ATP分子的组成成分等等。
2、光饱和点:在一定的光照强度范围内,光合作用随光照强度的增加而增加,但超过一定的光照强度以后,光合作用便保持一定的水平而不再增加了,这个光照强度的临界点称为光饱和点。
3、光补偿点:在光饱和点以下,当光照强度降低时,光合作用也随之降低,当植物通过光合作用制造的有机物质与呼吸作用消耗的物质相平衡时的光照强度称为光补偿点。
4、分析图解:图1中,在土壤含水量在大于70%时,土壤含水量的变化不会引起植物光合速率的变化,即此时含水量不是光合作用的限制因素;但是当含水量低于70%并逐渐下降时,甲乙植物的光合速率均逐渐下降。
图2中,随着土壤含水量的下降,胞间CO2浓度成逐渐上升的趋势,二氧化碳时光合作用的原料,积累说明光合作用利用减少;而图中气孔导度首先具有一定程度的增加,然后呈下降的趋势,气孔导度降低,二氧化碳不能进入叶片,光合作用原料减少,从而抑制光合作用速率。
14.【答案】B
【知识点】生态系统的结构;生态系统的稳定性;生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动
【解析】【解答】AD、生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网,生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,水稻单作系统也存在生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,AD错误;
B、稻鱼共生系统有较为复杂的食物链,物质能在生态系统中循环往复,稻鱼共生系统增强了土壤肥力,每种生物的种群数量在环境承载力以内,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理,B正确;
C、 庭院生态系统中有饲料的输入,因此, 流入该庭院生态系统的能量除了生产者固定的太阳能,还有饲料中的化学能,C错误;
故选B。
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构。生态系统的组成成分包括:(1)非生物的物质和能量(无机环境);(2)生产者:主要是绿色植物,还有少数化能合成型生物,如硝化细菌;(3)消费者:主要是动物,还有少数营寄生生活的微生物;(4)分解者:主要是指营腐生生活细菌和真菌,还有少数动物,如蚯蚓、蜣螂等。营养结构指食物链和食物网。
2、生态工程基本原理的判断方法:①强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。②体现物种多,营养关系复杂;涉及结构、功能、系统组分的比例关系→自生原理。③强调生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力→协调原理。④涉及自然、经济和社会,如林业生态工程建设→整体原理
15.【答案】B
【知识点】DNA分子的复制;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、若进行有丝分裂,第一次有丝分裂产生的2个子细A、胞都含有标记;当细胞处于第二次分裂后期时,染色单体随机分开,具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞,所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中,含32P染色体的子细胞2个或3个或4个,以此类推,第3次有丝分裂产生的子细胞中,含32P的子细胞比例不一定为1/2,A错误;
B、若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,则有丝分裂产生的2个子细胞都含有标记;减数第一次分裂间期又进行一次半保留复制,减数第二次分裂后期,着丝点分裂后,姐妹染色单体随机移向两极,因此含32P染色体的子细胞比例至少占1/2,B正确;
C、8个子细胞中的所有染色体不会都含32P,C错误;
D、所有子细胞中的染色体有4N条含32P,若一个子细胞中的染色体都不含32P,可能进行的都是有丝分裂,也有可能进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,D错误。
故选B。
【分析】1、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和连接酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);复制过程:边解旋边复制;复制特点:半保留复制。
2、细胞进行有丝分裂DNA复制一次,细胞分裂一次;细胞进行减数分裂时DNA复制一次,细胞分裂两次。在细胞分裂成两个子细胞时,细胞中的染色体是随机分配的。
16.【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】A、胚泡扩张,通过细胞分裂体积加倍属于桑椹胚时期,球状的胚泡的下一个发育阶段属于原肠胚时期,A错误;
B、神经沟在脊索上方开始形成,不属于原肠胚时期,属于原肠胚后的时期,B错误;
C、原肠胚后才开始出现背腹轴的形成、器官发生,C错误;
D、胚胎的原肠胚时期出现三个胚层,D正确。
【分析】动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高),聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;中间的空腔称为囊胚腔;而滋养层将发育为胚胎的胎盘和胎膜。[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化]。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔,内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔[细胞分化在胚胎期达到最大限度]。
17.【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、目的基因需要插入载体的启动子与终止子之间,荧光蛋白基因的左侧为终止子、右侧有三个限制酶切点,分别是Mun I、EcoR I和Xho I限制酶的切点,因为用EcoR I会破坏荧光蛋白基因,所以, 为将扩增后的产物定向插入载体,指导荧光蛋白基因表达, 只能用Mun I和Xho I限制酶切割载体,A正确;
B、据图可知,限制酶Mun I与EcoR I切割后的黏性末端相同,故R末端添加的序列为EcoR I的识别序列,在F1~F7末端添加的序列为SalI的识别序列,从产物扩增到载体构建完成的整个过程需 F1~F7与R的相关载体,即构建7种载体,B正确;
C、据图可知,F1与R的序列要长于F2-F7与R序列,故 将构建的载体导入去除BCL11A基因的受细胞, 不可能出现含F1与R扩增产物的受体细胞无荧光,而含F2-F7与R扩增产物的受体细胞有荧光的现象,C错误;
D、分析题意可知,P是在雌激素诱导下发挥作用的启动子,向培养液中添加适量的雌激素,雌激素能诱导启动子发挥作用,构建的载体含有 BCL11A 基因,导入构建载体的受体细胞能合成 BCL11A 蛋白,r基因的表达被抑制,故向培养液中添加适量的雌激素,可导致部分受体细胞不再有荧光,D正确。
故选C。
【分析】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、利用PCR技术扩增和人工合成。其中人工合成方法中包括反转录法,即可先提取人体细胞中的mRNA,以其作为模板在逆转录酶的作用下合成cDNA(或DNA)。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(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。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;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:用PCR技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA;用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
18.【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器参与, 谷氨酸、γ-氨基丁酸不属于分泌蛋白A错误;
B、γ-氨基丁酸是抑制性递质, 与突触后膜上受体结合后不会引起Na+内流,B错误;
C、 依托咪酯处理后,无钙组(A1、A2与A3)的神经递质释放速率无显著差异,钙依赖的神经递质释放速率(B1-A1)>(B2-A2)或(B1-A1)>(B3-A3),所以依托咪酯能抑制钙依赖的神经递质释放,而对非钙依赖的神经递质释放几乎没有影响,C错误;
D、在钙依赖型的递质释放途径中,谷氨酸释放的速率下降明显,而γ-氨基丁酸的释放速率下降不明显,故依托咪酯对谷氨酸释放的抑制强于对γ-氨基丁酸,D正确。
故选D。
【分析】1、静息电位与动作电位:
(1)静息电位:静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,产生原因:K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。
(2)动作电位:受到刺激后,细胞两侧的电位表现为外负内正,产生原因:Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧。
(3)兴奋部位与为兴奋部位之间由于电位差的存在,形成了局部电流,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位。
2、兴奋在神经元之间只能单向传递,因为神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,引起下一个神经元兴奋或抑制。
19.【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、据分析可知,若受两对基因控制,基因型为A-B-时开紫花,其余基因型的植物开白花,亲本为基因型为AaBb,测交后子代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,表现为紫花:白花=1:3,A正确;
B、若受两对等位基因控制,F1的紫花植株的基因型为1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb,AABB的自交后代全部开紫花,AaBB、AABb、AaBb的自交后代出现性状分离,所以F1的紫花植株自交后代中有白花植株为 2/9×1/4 + 2/9×1/4 + 4/9×7/16 =2/36+2/36+7/36=11/36,B正确;
C、若受一对等位基因控制,即紫花亲本为杂合子Aa,若所有配子正常受精、受精卵正常发育成植株,则紫花:白花=3:1;而该实验中 F1中开白花植株的比例为7/16=1/2×7/8 ,因此,可能是雄配子或雌配子中的A配子有6/7不参与受精,即A:a=1:7,雌配子或雄配子的A:a=1:1,C正确;
D、若受一对等位基因控制,则可能是某一种配子不参与受精,即A:a=1:7,另外一种配子A:a=1:1,产生的后代符合开白花植株的比例为7/16,则F1为AA:Aa:aa=1:8:7,F1的紫花植株进行自交,则只有Aa个体自交后代会出现白花植株,其比例为8/9×7/16=7/18,D错误。
故选D。
【分析】1、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、适用条件:
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
3、某紫色植株自交,统计发现F1中开白花植株的比例为7/16,其余均开紫花。若受两对基因控制,则紫花AaBb自交后代紫花A-B-:(A-bb+aaBb+aabb)=9:7,说明两对基因都是显性才表现紫花。
20.【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;人类遗传病的类型及危害;遗传系谱图
【解析】【解答】设甲病的相关基因用A、a表示,乙病的相关基因用B、b表示。
A、图中II-4、II-5患甲病,但是生出了正常的女儿,说明甲病为常染色体显性遗传病;II-4、II-5不患乙病,但是生出了有乙病的儿子,说明乙病为隐性遗传病,又因为I-2只携带一种致病基因(甲病),但是生出了有乙病的儿子,说明乙病为伴X隐性遗传病,A错误;
B、II-3两病兼患,基因型为AaXbY,体细胞内最多含有4个致病基因,B错误;
C、就甲病,III-1的基因型为Aa,与一正常女性结婚后,孩子患甲病的概率为1/2;就乙病,III-1的基因型为XBY,由于人群中乙病基因频率为1/10,则正常女性是乙病致病基因携带者的概率=(2×1/10×9/10)÷(2×1/10×9/10+9/10×9/10)=2/11,因此III-1与一正常女性结婚,生下患乙病小孩的概率为2/11×1/4=1/22,因此,生下患病小孩的概率为=1-正常=1-1/2×(1-1/22)=23/44,C错误;
D、III-7基因型为1/2aaXBXB或1/2aaXBXb,甲病男性基因型为AAXBY或AaXBY,由于人群中甲病基因频率为1/15,则甲病患者是杂合子的概率=(2×1/15×14/15)÷(2×1/15×14/15+1/15×1/15)=28/29,因此III-7与一甲病男性结婚,后代正常的概率=(28/29×1/2)×(1-1/2×1/4)= 49/116,D正确。
故选D。
【分析】遗传病的判断方法:无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子患病为伴性。有中生无为显性,显性遗传看男病,母女患病为伴性。
21.【答案】(1)叶黄素;红光
(2)氧气或O2;ATP和NADPH;类囊体腔
(3)由于Rubisco活性下降影响了CO2固定过程,进而引起光合效率降低;增加
(4)将番茄植株在HH条件下培养(或高温高光强);①组>②组>③组
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)色素带的宽度代表色素的含量,图甲中含量最多的为从左往后第三个条带,为叶黄素。材料一中的色素提取液由于研磨时未加入CaCO3,叶绿素被破坏而含量减少,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,由于类胡萝卜素的含量不受影响,因此吸收的红光会明显减少,即与正确操作下获得的色素提取液的吸收光谱差异最大在于红光。
(2)PSⅡ中的色素吸收光能后,进行水的光解,将 HO分解为H+和 O2。图乙中过程③为 C3的还原,需要光反应产生的 ATP和NADPH供能。据图可知,H+从类囊体腔向外运输时促进了AIP合成,说明类囊体腔H+浓度高于叶绿体基质,即H在类囊体腔积累,从而推动ATP的合成。
(3)由表中数据可知,与CK组比较,虽然 HH 条件下番茄气孔导度降低,但胞间CO2浓度反而升高,因此其净光合速率降低并不是因为气孔关闭,而是Rubisco活性下降会影响②CO2的固定,进而引起光合效率降低。由于光照强度较强,光反应速率升高,而暗反应速率降低,NADPH和ATP含量会因此增加。
(4)已知过剩的光能可使D1蛋白失活,该实验是探究H条件下净光合速率降低是否与此有关。因此应设置组实验,三组实验分别是正常条件,HH条件、HH条件并添加SM,由图丙可知,净光合速率(Pn)①﹥②﹥③,由题意可知过剩的光能可使D1蛋白失活,物SM可抑制D1蛋白的合成。①组在适宜温度、适宜光照下培养,③组在高温高光下培养并施加适量SM,②组净光合速率在①③之间,故推测②的处理方式是在HH条件下培养或高温高光强。③组施加适量Sm(抑制D1蛋白合成的药物),净光合作用最低,故D1蛋白可提高净光合作用,由此可预测三组D1蛋白含量从高到低依次是①﹥②﹥③。
【分析】1、光合作用的过程:
(1)光反应阶段:
①场所:叶绿体的类囊体上。
②条件:光照、色素、酶等。
③物质变化:叶绿体利用吸收的光能,将水分解成NADPH和O2,同时促成ADP和Pi发生化学反应,形成ATP。
④能量变化:光能转变为ATP、NADPH中的活跃的化学能。
(2)暗反应阶段:
①场所:叶绿体内的基质中。
②条件:多种酶参加催化。
③物质变化:①CO2的固定:CO2与植物体内的C5结合,形成C3。②C3的还原:在有关酶的催化作用下,C3接受ATP、NADPH释放的能量并且被NADPH还原,经过一系列的变化,形成葡萄糖和C5。
④能量变化:ATP、NADPH 中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。
2、图甲中从左往右色素带分别是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。
3、据图乙可知:
①PSⅠ和PSⅡ在光反应中发挥作用,位于叶绿体的类嚢体薄膜上。
②PSⅡ吸收光能后,一方面将H2O分解为O2和H+,同时将产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+顺浓度梯度转运,为ADP和Pi合成ATP提供能量。
③光反应过程实现了能量由光能转换为活跃化学能的过程。
(1)由于胡萝卜素在层析液中溶解度最大,扩散最快,距离点样处距离最远。图甲从点样处依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素,故含量最多的色素为叶黄素。由于叶绿体中叶绿素明显减少,叶绿素b、叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光,叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,会发现其对红光的吸收明显减少。
(2)据图乙可知,PSⅡ中的色素吸收光能后,进行水的光解,将H2O分解为H+和氧气(或O2)。图乙中过程③为C3的还原,需要光反应产生的ATP和NADPH供能。H+从类囊体腔向外运输时促进了ATP合成,说明类囊体腔H+浓度高于叶绿体基质,即H+在类囊体腔积累,从而推动ATP的合成。
(3)根据表格数据可知,HH组的胞间CO2的浓度高于CK组,而Rubisco活性低于CK组,所以HH条件下番茄净光合速率的下降并不是由于气孔关闭导致光合作用缺乏原料CO2造成的,而是由于Rubisco活性下降影响了②过程(二氧化碳的固定)的速率,进而引起光能的转化效率降低。由于HH组的Rubisco活性降低,二氧化碳固定形成C3的速率降低,C3还原消耗的NADPH和ATP减少,所以此条件下的光反应产物NADPH和ATP在叶绿体中的含量将增加。
(4)由图丙可知,净光合速率(Pn)①﹥②﹥③,由题意可知过剩的光能可使D1蛋白失活,物SM可抑制D1蛋白的合成。①组在适宜温度、适宜光照下培养,③组在高温高光下培养并施加适量SM,②组净光合速率在①③之间,故推测②的处理方式是在HH条件下培养或高温高光强。③组施加适量Sm(抑制D1蛋白合成的药物),净光合作用最低,故D1蛋白可提高净光合作用,由此可预测三组D1蛋白含量从高到低依次是①﹥②﹥③。
22.【答案】(1)原料和能量
(2)促性腺激素;胰岛B细胞对葡萄糖升高刺激的敏感度降低;miR-7a的降解;作为对照排除实验其他因素(无关变量)的干扰
(3)Cyrano被敲除;KO导致的Cdr1as降解主要发生在细胞质中
(4)机制A是Cdr1as降解的主要方式但不是唯一方式
(5)线粒体外膜上有剪切lncRNA的酶;转录
【知识点】遗传信息的转录;血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)ATP水解能产生的腺苷一磷酸(AMP)是合成RNA的原料,同时, ATP水解的释放能量供合成RNA利用。
(2)垂体分泌的促性腺激素不足会使性腺发育不良。敲除miR-7a-2的小鼠表现为葡萄糖刺激的胰岛素分泌升高。胰岛素是人体中唯一降低血糖的激素,在胰岛中过量表达miR-7a导致小鼠患糖尿病,有可能是胰岛B细胞对葡萄糖升高刺激的敏感度降低,使胰岛素分泌不足。由图1可知,与对照组比较,敲除了Cyrano即KO的miR-7含量增加,因此说明Cyrano介导miR-7a的降解,由图1可知,两组miR-16的表达无差异,说明其作为对照排除实验其他因素(无关变量)的干扰。
(3)本实验的目的是为了研究miR-7升高导致的后果,实验结果是:子代Cdr1as没有明显的降低,因此,Cdr1as的降低不是Cyrano被敲除导致的,而是完全由miR-7升高导致的。图2可知,有颜色部位为细胞核,图中的小黑点为Cdr1as,因此说明KO导致的Cdr1as降解主要发生在细胞质中。
(4) 由miR-671在Cdr1as上互补位点的突变体(记作Δ)对Cdr1as降解的机制进行的研究结果可知,突变体中Cdr1as仍有一定的表达量,推测机制A是Cdr1as降解的主要方式但不是唯一方式。
(5)piRNA是沉默转座子的一种重要的非编码RNA,由lncRNA剪切加工形成。观察发现piRNA合成前lncRNA总是位于线粒体边缘停靠,说明线粒体外膜上有剪切lncRNA的酶。piRNA与Piwi蛋白形成复合物后招募H3K9me3甲基化酶对转座子组蛋白进行表观遗传修饰,加剧转座子DNA螺旋化,推测该过程抑制转座子的转录过程。
【分析】1、ATP中文名叫腺苷三磷酸,结构式简写A-P~P~P,其中A表示腺嘌呤核苷,T表示三个,P表示磷酸基团,“-”代表普通化学键,“~”代表特殊的化学键。几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解,由ADP合成ATP所需能量,动物来自呼吸作用,植物来自光合作用和呼吸作用,ATP可在线粒体、叶绿体、细胞质基质中合成。
2、基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
(1)ATP水解能产生腺苷一磷酸(AMP)和焦磷酸(PPi),并且能够释放能量,因此该反应为非编码RNA的合成提供能量和原料。
(2)性腺发育不良可能是垂体分泌的促性腺激素不足,敲除miR-7a-2的小鼠表现为葡萄糖刺激的胰岛素分泌升高,在胰岛中过量表达miR-7a导致小鼠的糖尿病,有可能是胰岛B细胞对葡萄糖升高刺激的敏感度降低,由图1可知,敲除了Cyrano即KO的miR-7含量增加了,因此说明Cyrano介导miR-7a的降解,由图1可知,两组miR-16的表达无差异,说明其作为对照排除实验其他因素(无关变量)的干扰。
(3)实验是为了研究miR-7升高导致的后果,由于将miR-7a-1和miR-7b敲除小鼠与KO小鼠杂交,子代Cdr1as没有明显的降低,说明Cdr1as的降低不是Cyrano被敲除导致的,而是完全由miR-7升高导致的。图2可知,有颜色部位为细胞核,图中的小黑点为Cdr1as,因此说明KO导致的Cdr1as降解主要发生在细胞质中。
(4)miR-671通过与Cdr1as上的互补位点结合介导Cdr1as的剪切与降解(机制A),据图可知,突变体中Cdr1as仍有一定的表达量,推测机制A是Cdr1as降解的主要方式但不是唯一方式。
(5)piRNA是沉默转座子的一种重要的非编码RNA,由lncRNA剪切加工形成。观察发现piRNA合成前lncRNA总是位于线粒体边缘停靠,说明线粒体外膜上有剪切lncRNA的酶。piRNA与Piwi蛋白形成复合物后招募H3K9me3甲基化酶对转座子组蛋白进行表观遗传修饰,加剧转座子DNA螺旋化,推测该过程抑制转座子的转录过程。
23.【答案】(1)(生物)群落;垂直;提高利用阳光等环境资源的能力
(2)无周期性补水(不补水);取样器;淹水条件改变和盐度降低
(3)大于;吸收和转化
(4)不是
(5)为陆化(退化)红树林的生态修复提供了依据
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;群落的结构
【解析】【解答】(1)生物群落是由同一地点所有的生物构成的;不同植物之间高低错落,说明群落具有垂直结构,有利于提高利用阳光等环境资源的能力。
(2)本实验的目的是探究周期性补水对植物生长的影响,所以实验的自变量是是否周期性补水,对照组的处理是无周期性补水或不补水,实验组的处理是进行周期性补水;处理相同的时间后,用取样器取样;补水后秋茄成林,表格中的数据表明在没有补水的条件下,含水量和盐度降低,所以该区红树植物秋茄长势变差的主要原因是淹水条件改变和盐度降低。
(3)从图表中看出补水组的叶绿素a含量远远大于对照组,而叶绿素b和类胡萝卜素差异不大,所以生境陆化对红树植物秋茄叶绿素a的损害程度大于叶绿素b;叶绿素a可以吸收和转化光能,所以补水增强了秋茄叶片对光能的吸收和转化能力。
(4)从表格中看出补水组和对照组的气孔导度基本相同,所以不是由于气孔开闭导致秋茄林光合速率下降而退化。
(5)根据以上的信息,补水修复的意义是为陆化(退化)红树林的生态修复提供了依据。
【分析】1、群落是指同一时间内聚集在同一片区域的所有生物的集合,包括这片区域的所有植物、动物和微生物。
2、群落的结构:
(1)群落的垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象;植物主要受阳光的影响,动物主要受食物和栖息空间的影响。
(2)群落的水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,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。
3、恢复生态学主要是利用生物群落演替的理论,强调生态系统的自我调节能力和生物的适应性,充分依靠生态系统自身的能力,辅以有效的人为手段,使生态系统从受损的退化状态恢复到正常的健康状态。
(1)同一地点所有的生物构成一个生物群落;植物之间高低错落,构成了群落的垂直结构,有利于提高利用阳光等环境资源的能力。
(2)本实验自变量是探究周期性补水对植物生长的影响,所以实验组的处理是进行周期性补水,而对照组的处理是无周期性补水或不补水;处理相同的时间后,用取样器取样;补水后秋茄成林,表格中的数据表明在没有补水的条件下,含水量和盐度降低,所以该区红树植物秋茄长势变差的主要原因是淹水条件改变和盐度降低。
(3)从图表中看出补水组的叶绿素含量比对照组高,而叶绿素b和类胡萝卜素基本不变,所以生境陆化对红树植物秋茄叶绿素a的损害程度大于叶绿素b;叶绿素a可以吸收和转化光能,所以补水增强了秋茄叶片对光能的吸收和转化能力。
(4)从表格中看出补水组和对照组的气孔导度基本相同,所以不是由于气孔开闭导致秋茄林光合速率下降而退化。
(5)根据以上的信息,补水修复的意义是为陆化(退化)红树林的生态修复提供了依据。
24.【答案】两;自由组合;1/5;AABb或AaBB;1/2;全雌株:正常株:全雄株=1:6:1;P中的全雌株
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因突变的特点及意义;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】(1)根据上述分析可知,实验一F2代的分离比接近3:10:3,是9:3:3:1的变式,可见该植物的性别决定是由两对独立遗传的等位基因控制,遵循基因的自由组合定律。
(2)由题意分析已知该植物的性别决定是由两对基因控制的,遵循基因的自由组合定律,且实验一的F1是双杂合子,则正常株的基因型是AaBb。由F1代的性状分离比3:10:3可知正常株是双显性(9)和双隐性(1),全雌株、全雄株为单显性(3),所以实验一杂交两亲本的基因型分别为AAbb、aaBB,正常株的基因型有:A-B-、aabb,其中纯合子AABB、aabb占两份,故实验一中F2正常株中纯合子所占的比例为。实验二中亲本为纯合全雌株(AAbb或aaBB)与正常株杂交,后代性状分离比为1:1,故亲本正常株有一对基因纯合,一对基因杂合,即亲本正常株的基因型为AABb或AaBB。实验二F1正常株AABb或AaBB与基因型为aabb的植株测交,子代为AaBb:Aabb=1:1或AaBb:aaBb=1:1,即正常植株占1/2。
(3)根据题意分析,实验一F2代正常株是双显性(9)和双隐性(1),正常株基因型为AABB、AABb、AaBB、AaBb、aabb,AABB自交后代为AABB(正常株);AABb自交后代为正常株、AAbb;AaBB自交后代为正常株、aaBB;AaBb自交后代为正常株、A-bb、aaB-;aabb自交后代为正常株,所以正常株比例为++++=,全雌株比例为,全雄株比例为 ,故F3的表现型及比例为全雌株:正常株 :全雄株 =1:6:1。
(4)若实验二F1的某一正常株自交获得F2,F2均为正常株,说明F1的某一正常株为纯合子,由于实验二亲代纯合全雌株的基因型是AAbb(或aaBB),正常株的基因型是AABb(或AaBB),所以可能的原因是P中的全雌株产生配子过程中发生了基因突变,产生了AB的配子。
【分析】1、基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
25.【答案】(1)CO2
(2)裸鼠体内HA合成酶2表达量(含量)高,促进HA合成;而HA降解酶活性低,减少分解;避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用,保障正常生长发育
(3)启动子未直接与HA合成酶2的基因相连;;选材:D鼠,处理:注射外源雌激素
(4)高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况,治疗癌症和提升人类寿命等
(5)血清;胰蛋白酶
(6)转入同种病毒到U343胶质瘤细胞中
(7)排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响
(8)Per2高表达促进p53、ATM表达,抑制c-myc和MDM2表达
(9)Per2基因低表达时,抑制p53和ATM的表达,促进了MDM2和c-myc的表达,MDM2负调控P53,使p53表达量更低
【知识点】动物细胞培养技术;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) 成纤维细胞培养需要置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养。
(2)根据图文信息可知,裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量(含量)高,能够促进HA合成;而且HA降解酶活性低,减少分解,因此裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA。根据题干信息可知,高分子量透明质酸(HA)可抑制细胞过度增殖。由此推测,裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达,是为了避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用,保障正常生长发育。
(3)①通过将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组,由此获得的转基因小鼠A,由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连,因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2。
②根据图示可知小鼠A、B的基因组成,将A、B鼠交配获得C、D鼠,C鼠基因组成如图所示:。
③根据题意信息可知,外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。因为D鼠没有loxP位点,因此C鼠为实验组,D鼠则是作为对照组,通过注射外源雌激素能够诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。
(4)根据题意可知,高分子量透明质酸可抑制细胞过度增殖,由此推测高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况,治疗癌症和提升人类寿命等。
(5)培养动物细胞常在培养基中加入血清或血浆,为动物细胞提供生长因子。培养一段时间后,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化,使细胞分散开制成细胞悬液。
【(6)题详解】对照组1:为了排除病毒对实验结果的影响,将同种病毒转入到培养好的U343胶质瘤细胞中;对照组2:作为空白对照,培养好的U343胶质瘤细胞。
【(7)题详解】由图1可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。实验组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量比对照组1和对照组2U343胶质瘤细胞的低,说明Per2基因在实验组U343胶质瘤细胞中成功表达,即Per2基因低表达体系构建成功。
【(8)题详解】由图4可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。Per2蛋白含量与p53、ATM的含量成正比,说明Per2高表达促进p53、ATM的表达。Per2蛋白含量与c-myc和MDM2的含量成反比,说明Per2高表达抑制c-myc和MDM2的表达。
【(9)题详解】由(8)的结果可知,Per2基因低表达时,抑制p53、ATM的表达,促进c-myc和MDM2的表达,而MDM2的表达可负调控P53,使p53的表达量更低,导致胶质瘤的发生和发展。
【分析】1、动物细胞培养的条件:(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:36.5℃±0.5℃;适宜的pH: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)。
2、由于生物实验研究对象存在差异性,大多采用对照实验法,即确定实验组后,根据等量原则和单一变量原则设计相应对照组。
(1)动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳,氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH值。进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,将他们置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养,将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于CO2培养箱进行体外培养。
(2) 根据图文信息可知,裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量(含量)高,能够促进HA合成;而且HA降解酶活性低,减少分解,因此裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA。根据题干信息可知,高分子量透明质酸(HA)可抑制细胞过度增殖。由此推测,裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达,是为了避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用,保障正常生长发育。
(3)①通过将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组,由此获得的转基因小鼠A,由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连,因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2。
②根据图示可知小鼠A、B的基因组成,将A、B鼠交配获得C、D鼠,C鼠基因组成如图所示:。
③根据题意信息可知,外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。因为D鼠没有loxP位点,因此C鼠为实验组,D鼠则是作为对照组,通过注射外源雌激素能够诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。
(4)根据题意可知,高分子量透明质酸可抑制细胞过度增殖,由此推测高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况,治疗癌症和提升人类寿命等。
(5)动物细胞的生长除了需要碳源、氮源、无机盐和水分之外,还需要各种生长因子。因此,培养U343细胞常在培养基中加入血清,为动物细胞提供生长因子。培养一段时间后,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化,使细胞分散开制成细胞悬液。
(6)对照组1:为了排除病毒对实验结果的影响,将同种病毒转入到培养好的U343胶质瘤细胞中;对照组2:作为空白对照,培养好的U343胶质瘤细胞。
(7)由图1可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。实验组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量比对照组1和对照组2U343胶质瘤细胞的低,说明Per2基因在实验组U343胶质瘤细胞中成功表达,即Per2基因低表达体系构建成功。
(8)由图4可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。Per2蛋白含量与p53、ATM的含量成正比,说明Per2高表达促进p53、ATM的表达。Per2蛋白含量与c-myc和MDM2的含量成反比,说明Per2高表达抑制c-myc和MDM2的表达。
(9)由(8)的结果可知,Per2基因低表达时,抑制p53、ATM的表达,促进c-myc和MDM2的表达,而MDM2的表达可负调控P53,使p53的表达量更低,导致胶质瘤的发生和发展。
1 / 12024届浙江省宁波市奉化中学高考考前最后一卷生物试题
1.(2024高三下·宁波模拟)绿萝是一种常见的室内观叶植物,几乎不开花。研究发现绿萝细胞中与赤霉素合成有关的基因发生突变,无法合成赤霉素,致使其开花受阻。下列分析错误的是(  )
A.赤霉素可在植物的幼根、幼芽和未成熟的种子及某些微生物中合成
B.基因控制赤霉素合成,赤霉素作为信息分子影响基因的选择性表达
C.该研究体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D.绿萝无法开花产生种子,但其种群的基因频率依然可以发生变化
【答案】C
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系;基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、制霉素具有促进植物细胞伸长等作用,赤霉菌可以合成分泌赤霉素,在植物的幼根、幼芽和未成熟的种子也可以合成赤霉素,A正确;
B、基因通过控制相关酶的合成来调控赤霉素的合成。而赤霉素作为一种信息分子,在植物体内发挥着重要的调节作用,它可以影响基因的选择性表达,即影响哪些基因在特定条件下会被激活或抑制,故B正确;
C、赤霉素的本质不是蛋白质,不能由基因直接控制合成。根据题干描述,绿萝细胞中与赤霉素合成有关的基因发生突变,导致无法合成赤霉素,进而影响了其开花,这体现的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体的性状。而不是直接控制蛋白质的结构来影响性状。直接控制蛋白质结构通常指的是基因通过编码蛋白质来影响性状,比如血红蛋白基因编码血红蛋白蛋白,故C错误;
D、绿萝虽然无法开花产生种子,但它的种群基因频率仍然可以发生变化。基因频率的变化可以由多种因素引起,包括基因突变、染色体变异、基因重组以及自然选择等。即使绿萝不能通过种子进行繁殖,它的种群仍然可能通过无性繁殖(如扦插)或基因突变等方式发生基因频率的变化,故D正确。
故选C。
【分析】1、赤霉素:
合成都位:幼芽、幼根和未成熟的种子。
主要作用:促进细胞伸长,从而植株增高;促进细胞分裂与外化;促进种子萌发、开花和果实发育。
2、基因控制生物性状的两种方式:一是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;而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
3、依据题意可知,绿萝的赤霉素合成基因突变,导致其无法合成赤霉素;赤霉素的缺乏,致使其开花受阻,说明赤霉素与绿萝的开花有关。
2.(2024高三下·宁波模拟)一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,经过连续n次自交,获得的子代中,Aa的频率为(1/2)n,AA和aa的频率均为(1/2)[1-(1/2)n]。根据现代生物进化理论,可以肯定该种群在这些年中(  )
①发生了生殖隔离②发生了基因突变③发生了自然选择④发生了基因型频率的改变⑤没有发生生物进化
A.①②③④ B.②③④ C.②③⑤ D.④⑤
【答案】D
【知识点】基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】①豌豆为自花传粉植物,该种群能够连续自交产生可育后代,没有产生隔离现象,①错误;
②该种群经过连续n次自交,获得的子代中只有A、a基因,没有出现新基因,所以没有发生基因突变,②错误;
③⑤自然选择决定生物进化的方向,生物进化的实质是种群基因频率的改变。该种群的初始状态豌豆的基因型全部为Aa,因此该种群的基因频率为:A=a=50%,经过n代自交后,Aa=(1/2)n,AA=aa=(1/2)[1-(1/2)n],因此自交n代后,A的基因频率与a的基因频率相等,即为:A=a=(1/2)[1-(1/2)n]+1/2×(1/2)n=50%,由此可以看出,种群在这些年中种群的基因频率并没有改变,因此没有发生自然选择,生物没有进化,③错误;⑤正确;
④由题意知,经过连续自交,种群基因型频率发生了改变,④正确。
综上所述④⑤正确,即D正确。
故选D。
【分析】1、现代生物进化理论认为,种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
2、基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。对于基因频率的计算方法
(1)通过基因型个数计算基因频率:
方法:某种基因的基因频率=此种基因的个数/(此种基因的个数+其等位基因的个数)
(2)通过基因型频率计算基因频率:
方法:某种基因的基因频率=某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率。
3、根据遗传平衡定律计算基因频率:p代表一个等位基因如A的频率,q代表另一个等位基因如a的频率,AA的频率为p2,aa的频率为q2,Aa的频率为2pq。运用此规律,已知基因型频率可求基因频率;反之,已知基因频率可求基因型频率。
3.(2024高三下·宁波模拟)植物细胞质膜外有细胞壁,它的存在使植物细胞以致整个植物体与动物有许多不同,如形态发生、渗透调节、物质运输、细胞间通讯、防御机制等。细胞壁中最重要的化学成分是多糖和蛋白质,还有木质素等酚类化合物、脂类化合物和矿物质。各类物质对植物体有十分重要的作用。下列哪些物质存在于细胞壁且与植物体防御直接相关(  )
A.酚类化合物、脂类化合物、胼胝质、凝集素
B.几丁质、木质素、角质、栓质
C.干扰素、生物碱、类黄酮、氢氰酸
D.纤维素、果胶多糖、蛋白质、草酸钙结晶
【答案】A
【知识点】细胞壁
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,酚类化合物中的类黄酮、木质素等,脂类化合物中的角质、栓质等,以及胼胝质、凝集素等蛋白质,都与植物体的防御直接相关,A正确;
B、几丁质是真菌细胞壁的主要成分,B错误;
C、干扰素不是细胞壁的组成成分,C错误;
D、 草酸钙结晶不是细胞壁的组成成分,D错误。
故选A。
【分析】1、细胞壁是细胞外的一层透明的薄壁,起保护和支持细胞的作用。
2、含有细胞壁的生物:
(1)植物,其细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。 纤维素是由葡萄糖聚合形成的多糖,果胶是由半乳糖醛酸聚合形成的多糖,它们与植物体的结构支持有关;细胞壁中还有少量的蛋白质,与物质的运输、信息识别、信息传递等功能有关;细胞壁中还有木质素等酚类化合物,与植物体的防御有关;细胞壁中还有脂类化合物和矿物质,与植物体的渗透调节有关。
(2)真菌,其细胞壁的主要成分是几丁质。
(3)大多数原核生物,细胞壁的主要成分是肽聚糖。
(2024高三下·宁波模拟)阅读下列材料,完成下面小题。
材料:2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者威廉·凯林等三位科学家在研究地中海贫血症的过程中发现“缺氧诱导因子”(HIF),并揭示了细胞感知氧气的分子机制。HIF由两种不同的结合蛋白(HIF-1α和ARNT)组成,其中对氧气敏感的是HIF-1α,而ARNT基因不受氧调节且稳定表达,即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
当细胞处于正常氧条件时,HIF-1α会逐步被降解;在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子(如图),使多种基因被激活,这些基因产物可以促进促红细胞生成素(EPO)的合成,或者促进血管增生,从而加快氧气输送以适应低氧环境。
4.下列关于HIF-1α的叙述,错误的是(  )
A.细胞内合成HIF-1α的细胞器成分与HIV病毒相似
B.HIF-1α进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
C.HIF-1α被蛋白酶彻底水解的产物能够在细胞内重复利用
D.人体细胞核内HIF-1α的含量可能在高原地区较平原地区高
5.下列对材料的分析叙述,不合理的是(  )
A.氧气浓度升高,细胞核内的ARNT含量相对稳定
B.EPO能促进造血干细胞增殖分化生成红细胞
C.缺氧条件下HIF-1α会使EPO基因的表达水平降低
D.干扰HIF-1α的降解可能为治疗贫血提供创新疗法
【答案】4.B
5.C
【知识点】遗传信息的翻译;细胞是生物体的结构和功能单位
【解析】【分析】1、细胞核包括核膜、染色质、核仁、核孔。核膜具有双层膜,可以将细胞核内物质与细胞质分开,染色质主要由DNA和蛋白质组成,核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,核孔是细胞质和细胞核之间大分子物质运输的通道,核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的 DNA 结合蛋白(HIF-1α和 ARNT)组成,其中对氧气敏感的部分是HIF-1α;而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以,HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
3、题干信息“当细胞处于正常氧条件时,HIF-1α会逐步被降解;在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,使多种基因被激活,这些基因产物可以促进促红细胞生成素(EPO)的合成,或者促进血管增生,从而加快氧气输送以适应低氧环境”。
4.A、HIV是RNA病毒,由蛋白质和RNA组成;HIF-1α的化学本质是蛋白质,在核糖体中合成,核糖体由蛋白质和RNA组成,二者成分类似,A正确;
B、HIF-1α是蛋白质,属于大分子物质,通过核孔进入细胞核,葡萄糖通过协助扩散的方式进入红细胞,方式不同,B错误;
C、HIF-1α的化学本质是蛋白质,被蛋白酶彻底水解的产物是氨基酸,能够在细胞内重复利用,C正确;
D、根据题干信息“当细胞处于正常氧条件时,HIF-1α会逐步被降解,在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚”,与平原地区比较,高原地区含氧量较低,所以可以推测人体细胞核内HIF-1α的含量可能在高原地区高,D正确。
故选B。
5.A、根据题干信息“而ARNT基因不受氧调节且稳定表达”,所以, 氧气浓度升高,细胞核内的ARNT含量相对稳定,A正确;
B、 在缺氧的条件下, EPO促红细胞生成素大量合成,可以促进造血干细胞分化形成红细胞,携带更多的氧气, 从而加快氧气输送以适应低氧环境 ,B正确;
C、依据题意,在缺氧的条件下,HIF-1α不被降解而在细胞内积聚,最终可以促进促红细胞生成素(EPO)的合成,即在缺氧条件下HIF-1α会使EPO基因的表达水平升高,C错误;
D、依据题意,干扰HIF-1α的降解,可以使HIF-1α在细胞内积聚,最终促进促红细胞生成素(EPO)的合成或者促进血管增生,携带更多的氧气,治疗贫血,D正确。
故选C。
6.(2024高三下·宁波模拟)某种螺可以捕食多种藻类,但捕食喜好不同。L、M 两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻,L 中不放螺,M 中放入 100 只螺。一段时间后,将 M 中的螺全部移入 L 中,并开始统计 L、M 中的藻类数量,结果如图所示。实验期间螺数量不变,下列说法正确的是(  )
A.螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻
B.三种藻的竞争能力为乙藻>甲藻>丙藻
C.图示 L 中使乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是竞争
D.甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统
【答案】A
【知识点】种间关系
【解析】【解答】A、由L可知,在放入螺之前,甲藻数量多,乙藻数量其次,丙藻数量较少,放入螺之后,甲藻的数量减少明显,乙藻其次,丙藻数量增加,说明螺螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻,A正确:
B、由M可知,螺移除后,甲藻数量上升明显,乙藻数量总体下降,但不及丙下降严重,说明三者的竞多力为甲藻>乙藻>丙藻,B正确:
C、由题图可知,刚引入螺时,因为螺偏好吃甲藻,甲藻数量下降,乙藻竞争压力减少导致其数量上升。乙藻数量在峰值后下降,很可能是甲藻数量太少无法满足螺的食物需求,螺开始大量捕食乙藻而导致乙藻在峰值之后下降,即乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是捕食,C正确:
D、生态系统是由该区域所有生物和生物所处的无机环境构成,甲、乙、丙藻只是该区域的部分生物,D错误。
故选A。
【分析】1、种间关系:
(1)原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
(2)互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
(3)捕食:一种生物以另一种生物为食。
(4)寄生:一种生从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并对宿主产生危害。
(5)种间竞争:两种或更多种生物共同利用有限的资源和空间而产生的相互排斥的现象。
2、题干分析,L玻璃缸不放螺,做空白对照,M中放入100只螺,则M中藻类数量变化如图所示为甲藻数量增加,乙藻和丙藻数量减少,甲藻成为优势物种。将M中的螺全部移入L中,随着时间的变化,甲藻数量减少,乙藻数量先升后降,丙藻数量慢慢上升,据此答题。
7.(2024高三下·宁波模拟)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述,错误的是
A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害
B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞
C.出芽是细胞再分化的的结果,受基因选择性表达的调控
D.生根时,培养基通常应含α-萘乙酸等生长素类调节剂
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、植物组织培养中要求无菌操作,以防止细菌感染,消毒时既要杀死材料表面的微生物,又要尽量减少消毒剂对细胞的伤害,A正确;
B、植物细胞有细胞壁不能直接融合,植物细胞的融合必须先用酶解法去除细胞壁的到原生质体,再利用细胞膜的流动性加以融合,如果在愈伤组织培养中直接加入细胞融合的诱导剂,不能导致细胞融合,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,由愈伤组织培养出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控,C正确;
D、在诱导生根的过程中,需要生长素和细胞分裂素的共同作用,生长素与细胞分裂素比值高时,有利于根的分化,因此生根时,培养基中会含有α-萘乙酸等生长素类似物等调节剂,D正确;
故选B。
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
3、植物组织培养的应用:(1)优良品种的快速繁殖;(2)茎尖脱毒培育无毒苗;(3)组织培养培育新品种;(4)次生代谢产物的生产;(5)种质资源的保存和交换。
8.(2024高三下·宁波模拟)lacZ、lacY、lacA是大肠杆菌体内与乳糖代谢有关的三个结构基因(lacY编码β-半乳糖苷透性酶,可将乳糖运入细胞)。上游的操纵基因(O)对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达。图1表示环境中无乳糖时,结构基因的表达被“关闭”的调节机制;图2表示环境中有乳糖时,结构基因的表达被“打开”的调节机制。下列叙述正确的是(  )
A.①②过程发生的碱基配对方式完全相同,③④过程先后发生于不同部位
B.β-半乳糖苷透性酶可能位于细胞膜上,合成后需要经过内质网和高尔基体的加工
C.P为启动子,RNA聚合酶以碱基互补配对的方式与其结合
D.lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,转录产生的mRNA上有多个起始密码子
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、① ③ 过程以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,是转录过程,此过程中发生的碱基配对方式为A-U、C-G、T-A、G-C;② ④ 过程mRNA为模板合成蛋白质的过程,是翻译过程,配对方式为A-U、C-G、U-A、G-C,原核生物转录和翻译同时进行,发生于细胞质,A错误;
B、大肠杆菌是原核生物,细胞中只有核糖体一种细胞器,没有内质网和高尔基体,B错误;
C、启动子是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,但是RNA聚合酶的化学本质为蛋白质不能以碱基互补配对的方式与P结合,C错误;
D、在转录过程中,mRNA总是从5'向 3'方向延伸,与模板链反向平行,模板链的方向是从3'端向5'端, lacZ、lacY、lacA转录的模板链为β链,产生的mRNA合成了酶a、b、c多种蛋白质,因此,mRNA上有多个起始密码子 ,D正确。
故选D。
【分析】1、真核细胞中DNA复制、转录、翻译的比较:
  复制 转录 翻译
时间
细胞分裂间期(有丝分裂和减数第一次分裂)
个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 20种游离的氨基酸
条件 酶(解旋酶,DNA聚合酶等)、ATP 酶(RNA聚合酶等)、ATP 酶、ATP、tRNA
产物 2个双链DNA 一个单链RNA 多肽链
特点 半保留,边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA上结合多个核糖体,顺次合成多条肽链
碱基配对 A-T T-A C-G G-C A-U T-A C-G G-C A-U U-A C-G G-C
遗传信息传递 DNA----DNA DNA------mRNA mRNA-------蛋白质
意义
使遗传信息从亲代传递给子代 表达遗传信息,使生物表现出各种性状
2、原核生物的转录、翻译同时同地进行,边转录边翻译;真核生物的转录在细胞核中,翻译在细胞质中,先转录后翻译。
9.(2024高三下·宁波模拟)如图表示某概念模型,下列相关叙述与该模型所示相符的是(  )
A.若该模型表示体液免疫,F代表人体B淋巴细胞,则G、H可分别代表浆细胞和细胞毒性T细胞
B.若该模型表示血糖调节,F代表垂体,则G、H可分别代表胰岛和甲状腺
C.若该模型表示体温调节,且E代表皮肤冷觉感受器兴奋,则F可表示下丘脑体温调节中枢,G可代表汗腺分泌减少,H可代表肾上腺素分泌减少
D.若该模型表示水盐调节,且E表示细胞外液渗透压升高,则F可代表下丘脑渗透压感受器兴奋性增强,G、H可分别代表垂体和大脑皮层的生理活动
【答案】D
【知识点】体温平衡调节;水盐平衡调节;血糖平衡调节;体液免疫
【解析】【解答】A、细胞毒性T细胞参与的是细胞免疫,若该模型表示体液免疫,E可表示T淋巴细胞呈递抗原或抗原直接刺激的过程,F代表人体B淋巴细胞,则G、H可分别代表浆细胞和记忆B细胞,即图中可表示体液免疫中B淋巴细胞接受抗原刺激后增殖分化为记忆细胞和浆细胞的过程,A错误;
B、血糖调节的方式是神经-体液调节,当血糖升高时,下丘脑可以通过传出神经作用于胰岛和肾上腺,使胰岛A细胞分泌胰高血糖素、肾上腺分泌肾上腺素,共同调节血糖,若该模型表示血糖调节,F代表下丘脑,则G、H可分别代表胰岛和肾上腺,胰岛细胞不受垂体调控,B错误;
C、若该模型表示体温调节,且E代表皮肤冷觉感受器兴奋,则F可表示下丘脑体温调节中枢,G可代表汗腺分泌减少,H可代表肾上腺素分泌增加,促进代谢过程,使产热增加,C错误;
D、若该模型表示水平衡调节,若E表示细胞外液渗透压升高,则F可代表下丘脑渗透压感受器兴奋性增强,G、H可分别代表垂体和大脑皮层的生理活动,D正确。
故选D。
【分析】1、机体内血糖平衡调节过程如下:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
2、人体体温维持正常,需要依靠神经—体液的调节。当人处于寒冷环境→皮肤冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加产热(骨骼肌战栗、立毛肌收缩、甲状腺激素分泌增加),减少散热(毛细血管收缩、汗腺分泌减少)→体温维持相对恒定;当人处于炎热环境→皮肤温觉感受器→下丘脑体温调节中枢→增加散热(毛细血管舒张、汗腺分泌增加)→体温维持相对恒定。
3、人体的水平衡调节过程:
(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),使细胞外液渗透压维持平衡。
(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,使细胞外液渗透压维持平衡。
10.(2024高三下·宁波模拟)对两种不同营养缺陷型大肠杆菌进行如下图所示的培养:
在基本培养基中涂布A和B的混合物,出现少数菌落,这些菌落的菌株属于以下哪一项(  )
A.Met ,bio ,thr ,leu B.Met+,bio+,thr ,leu
C.Met ,bio ,thr+,leu+ D.Met+,bio+,thr+,leu+
【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;培养基概述及其分类
【解析】【解答】据图可知,菌株A不能合成甲硫氨酸和生物素,能合成苏氨酸和亮氨酸;菌株B不能合成苏氨酸和亮氨酸,能合成甲硫氨酸和生物素;菌株A与B都不能单独在基本培养基上生长,而在基本培养基中混合涂布A和B培养,培养基上出现了少量菌落,其中A菌株可以合成苏氨酸和亮氨酸,B菌株可以合成甲硫氨酸和生物素,故基本培养基中出现的菌落的菌株属于Met+,bio+,thr+,leu+。D正确;ABC错误。
故选D。
【分析】1、微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始菌株,称为野生型菌株。营养缺陷性菌株是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力,只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。
11.(2024高三下·宁波模拟)从小尾寒羊提取肌联蛋白,研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度是否影响肌联蛋白的降解。肌联蛋白T1是未降解的蛋白,小于该分子量的蛋白条带是降解后的蛋白,实验结果如图。已知蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化,碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸。实验结果说明:钙离子会促进肌联蛋白的降解,相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白的降解。与A图比较,B图只做了一个改变。B组实验提高了(  )
A.反应体系的反应温度 B.肌联蛋白的浓度
C.反应体系钙离子浓度 D.碱性磷酸酶浓度
【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】由题意可知, A组实验设置了一个对照和两个实验组其中蛋白激酶A组是可以达到促进磷酸化的作用,而碱性磷酸酶组可以将本身肌联蛋白T1中磷酸化的物质去磷酸化,三组实验对比图我们可以看出蛋白激酶A组磷酸化之后促进了肌联蛋白降解,而碱性磷酸酶组则抑制了肌联蛋白T1的降解。题目中又给出一个实验结果:钙离子会促进剂量蛋白的降解,同时相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白T1的降解,这与B实验中的实验结果图对应了起来,碱性的磷酸酶组比起上一组A组中的来说,它比对照组还要高,因此可以判定 B图中实验提高了反应体系钙离子的浓度。C选项正确。ABD选项错误。
故选C。
【分析】1、酶的特性:
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:需要适宜的温度和pH值,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
2、由题意可知,蛋白激酶A促进肌联蛋白发生磷酸化,碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白发生去磷酸;钙离子会促进肌联蛋白的降解,相同钙离子浓度下,去磷酸化促进肌联蛋白的降解;与A组相比,B组肌联蛋白的碱性磷酸酶组蛋白条带增多,说明肌联蛋白T1被降解。
12.(2024高三下·宁波模拟)斑马鱼雌雄异体,无性染色体。Ⅰ基因决定胰岛素的合成,i个体因血糖调节紊乱在幼年期便会死亡;N基因与雌性的生殖有关,雌性nn个体产生的卵细胞因缺乏某种物质,导致受精后在胚胎发育早期死亡。此外,科学家还获得了含单个G基因的转基因斑马鱼品系。G基因表达产物为绿色荧光蛋白,含有G基因的斑马鱼个体可呈现出绿色荧光。若上述基因均独立遗传,则下列叙述错误的是(  )
A.研究表明斑马鱼受精卵中的mRNA均来自雌配子细胞质,斑马鱼胚胎发育至3h前合成的蛋白质均来自这些mRNA,3h后胚胎自身的基因才开始转录。据此推测基因型为Nn的雌鱼与nnG的雄鱼交配,一半子代最早能在3h后检测到绿色荧光,一半子代始终检测不到绿色荧光
B.基因型为IiNn的雌鱼与基因型为Iinn的雄鱼交配,子一代继续自由交配,子二代成体雌鱼中能产生正常卵细胞的占5/8
C.基因型为NnG的斑马鱼自由交配,子一代继续自由交配,子二代成体中基因型为nn的比例是1/6
D.基因型为IiNn的斑马鱼自由交配,子一代继续自由交配,子二代受精卵中一定无法正常发育为成体的比例为1/3
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、基因型为Nn的雌鱼与nnG的雄鱼交配,子代的基因型为1NnG:1nnG:1Nn:1nn, 即一半的后代可以获得亲代雄鱼的G基因;由于“ 研究表明斑马鱼受精卵中的mRNA均来自雌配子细胞质,斑马鱼胚胎发育至3h前合成的蛋白质均来自这些mRNA,3h后胚胎自身的基因才开始转录”,因此,一半子代最早能在3h后检测到绿色荧光,一半子代始终检测不到绿色荧光 ,A正确;
B、由题意可知,基因型为ii的个体幼年期死亡,基因型为nn的雌性个体在胚胎期死亡,因此,基因型为IiNn的雌鱼与基因型为Iinn的雄鱼交配,子一代雌性成年个体基因型及比例为1/3IINn、2/3IiNn,子一代雄性成年个体基因型及比例为1/6IINn、1/6IInn、1/3IiNn、1/3Iinn,子一代继续自由交配, 子二代成体雌鱼中能产生正常卵细胞的个体N_的比例为1/2×3/4+1/2×1/2=5/8,B正确;
C、基因型为NnG的斑马鱼自由交配,子一代能产生正常卵细胞的雌性个体基因型为1/3NN、2/3Nn,雄性个体基因型为1/4NN、1/2Nn、1/4nn,则产生的雌配子种类及其比例为2/3N、1/3n,产生的雄配子种类及其比例为1/2N、1/2n,子一代继续自由交配,子二代成体中基因型为nn的比例为1/2×1/3=1/6,C正确;
D、基因型为IiNn的斑马鱼自由交配,子一代雄性个体基因型为9I_N_、3I_nn,子一代继续自由交配,子二代受精卵中一定无法正常发育为成体的基因型为ii,其比例为1/9,D错误。
故选D。
【分析】1、基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、根据题干信息可知,ii个体因血糖调节紊乱在幼年期便会死亡,雌性nn可以存活,但是其产生的卵细胞因缺乏某种物质,导致受精后在胚胎发育早期死亡。
13.(2024高三下·宁波模拟)科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合速率的影响(图 1),以及番茄品种甲的叶片气孔导度、胞间 CO2 浓度与土壤含水量的关系(图 2)。(注:光补偿点指植物在一定的温度下,光合作用固定的 CO2 和呼吸作用数量达到平衡状态时的光强度)
下列叙述错误的是
A.土壤含水量对甲、乙两种番茄光合速率的影响基本相同
B.气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同
C.番茄在土壤含水量为 90%的条件下,比含水量在 50%条件下的光补偿点高
D.土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间 CO2 浓度逐渐升高,可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏
【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、题图1为土壤含水量对番茄品种甲和乙光合速率的影响的两条曲线,在一定范围内,随着土壤含水量的增加甲、乙两种番茄光合作用速率增大,超过一定含量,光合速率不再增加, 影响基本相同 ,A正确;
B、图2的曲线变化趋势显示, 气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同 正确;
C、含水量既影响光合作用,也影响呼吸作用,无法判断番茄在土壤含水量为 90%的条件下与含水量在 50%条件下的光补偿点的高低,C错误;
D、土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2浓度逐渐升高,可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏,不能进行光反应,无法还原C3化合物导致,D正确。
故选C。
【分析】1、影响光合作用的环境因素主要包括:
(1)光照强度:在一定范围内,光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强,但光照增强到一定程度时,光合作用强度就不再增加。
(2)CO2:CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2达到一定浓度时,植物才能进行光合作用。
(3)温度 :温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用,在一定范围内随温度的提高,光合作用加强,温度过高时也会影响酶的活性,使光合作用强度减弱。
(4)水分: 既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质.水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内,如夏季的“午休”现象。
(5)矿质元素 :如Mg是叶绿素的组成成分,N是光合酶的组成成分,P是ATP分子的组成成分等等。
2、光饱和点:在一定的光照强度范围内,光合作用随光照强度的增加而增加,但超过一定的光照强度以后,光合作用便保持一定的水平而不再增加了,这个光照强度的临界点称为光饱和点。
3、光补偿点:在光饱和点以下,当光照强度降低时,光合作用也随之降低,当植物通过光合作用制造的有机物质与呼吸作用消耗的物质相平衡时的光照强度称为光补偿点。
4、分析图解:图1中,在土壤含水量在大于70%时,土壤含水量的变化不会引起植物光合速率的变化,即此时含水量不是光合作用的限制因素;但是当含水量低于70%并逐渐下降时,甲乙植物的光合速率均逐渐下降。
图2中,随着土壤含水量的下降,胞间CO2浓度成逐渐上升的趋势,二氧化碳时光合作用的原料,积累说明光合作用利用减少;而图中气孔导度首先具有一定程度的增加,然后呈下降的趋势,气孔导度降低,二氧化碳不能进入叶片,光合作用原料减少,从而抑制光合作用速率。
14.(2024高三下·宁波模拟)为了发展生态农业,某地农民分别建立了庭院生态系统和以鱼食昆虫杂草—鱼粪肥田为基础设计的稻鱼共生系统,其中图为庭院生态系统结构图。表为稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量(表中单位:kgCO2·eq/hm2)。下列说法正确的是(  )
生产方式 化肥 农药 饲料 合计
氮肥 复合肥 小麦 玉米
水稻单作 459.0 1578.5 51.5 0 0 2089
稻鱼共生 278.2 1116.2 43.2 222.6 265.5 1925.7
A.相比稻鱼共生系统,水稻单作系统是没有消费者的,所以自我调节能力差
B.稻鱼共生系统增强了土壤肥力,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理
C.流入该庭院生态系统的能量是生产者固定的太阳能
D.该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质与能量
【答案】B
【知识点】生态系统的结构;生态系统的稳定性;生态工程依据的生态学原理;生态系统的能量流动
【解析】【解答】AD、生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网,生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,水稻单作系统也存在生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,AD错误;
B、稻鱼共生系统有较为复杂的食物链,物质能在生态系统中循环往复,稻鱼共生系统增强了土壤肥力,每种生物的种群数量在环境承载力以内,其设计体现了循环、协调等生态学基本原理,B正确;
C、 庭院生态系统中有饲料的输入,因此, 流入该庭院生态系统的能量除了生产者固定的太阳能,还有饲料中的化学能,C错误;
故选B。
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构。生态系统的组成成分包括:(1)非生物的物质和能量(无机环境);(2)生产者:主要是绿色植物,还有少数化能合成型生物,如硝化细菌;(3)消费者:主要是动物,还有少数营寄生生活的微生物;(4)分解者:主要是指营腐生生活细菌和真菌,还有少数动物,如蚯蚓、蜣螂等。营养结构指食物链和食物网。
2、生态工程基本原理的判断方法:①强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。②体现物种多,营养关系复杂;涉及结构、功能、系统组分的比例关系→自生原理。③强调生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力→协调原理。④涉及自然、经济和社会,如林业生态工程建设→整体原理
15.(2024高三下·宁波模拟)将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞,检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(  )
A.若只进行有丝分裂,则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B.若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,则含32P染色体的子细胞比例至少占1/2
C.若子细胞中的染色体都含32P,则一定进行有丝分裂
D.若子细胞中的染色体都不含32P,则一定进行减数分裂
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制;减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、若进行有丝分裂,第一次有丝分裂产生的2个子细A、胞都含有标记;当细胞处于第二次分裂后期时,染色单体随机分开,具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞,所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中,含32P染色体的子细胞2个或3个或4个,以此类推,第3次有丝分裂产生的子细胞中,含32P的子细胞比例不一定为1/2,A错误;
B、若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,则有丝分裂产生的2个子细胞都含有标记;减数第一次分裂间期又进行一次半保留复制,减数第二次分裂后期,着丝点分裂后,姐妹染色单体随机移向两极,因此含32P染色体的子细胞比例至少占1/2,B正确;
C、8个子细胞中的所有染色体不会都含32P,C错误;
D、所有子细胞中的染色体有4N条含32P,若一个子细胞中的染色体都不含32P,可能进行的都是有丝分裂,也有可能进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,D错误。
故选B。
【分析】1、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和连接酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);复制过程:边解旋边复制;复制特点:半保留复制。
2、细胞进行有丝分裂DNA复制一次,细胞分裂一次;细胞进行减数分裂时DNA复制一次,细胞分裂两次。在细胞分裂成两个子细胞时,细胞中的染色体是随机分配的。
16.(2024高三下·宁波模拟)在哺乳动物胚胎发育的过程中,受精卵快速地分裂成多个细胞,形成球状的胚泡。紧接着下一个发育阶段主要发生:
A.胚泡扩张,通过细胞分裂体积加倍
B.神经沟在脊索上方开始形成,此过程称为神经胚形成
C.背腹轴形成,器官发生开始
D.胚胎细胞重组成三个胚层
【答案】D
【知识点】动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】A、胚泡扩张,通过细胞分裂体积加倍属于桑椹胚时期,球状的胚泡的下一个发育阶段属于原肠胚时期,A错误;
B、神经沟在脊索上方开始形成,不属于原肠胚时期,属于原肠胚后的时期,B错误;
C、原肠胚后才开始出现背腹轴的形成、器官发生,C错误;
D、胚胎的原肠胚时期出现三个胚层,D正确。
【分析】动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高),聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;中间的空腔称为囊胚腔;而滋养层将发育为胚胎的胎盘和胎膜。[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化]。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔,内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔[细胞分化在胚胎期达到最大限度]。
17.(2024高三下·宁波模拟)人类Y基因启动子上游的调控序列中含有BC111A蛋白结合位点,该位点结合BCL11A蛋白后,r基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列,解除对基因表达的抑制,可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了r基因上游不同长度的片段(Fn与R),将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测,以确定BCL11A蛋结合位点的具体位置。相关信息如图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.为将扩增后的产物定向插入载体,指导荧光蛋白基因表达,需用Munl和Xhol处理载体
B.从产物扩增到载体构建完成的整个过程需构建7种载体
C.将构建的载体导入去除BCL11A基因的受细胞,可能出现含F1与R扩增产物的受体细胞无荧光,而含F2-F7与R扩增产物的受体细胞有荧光
D.向培养液中添加适量的雌激素,可导致部分受体细胞不再有荧光
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、目的基因需要插入载体的启动子与终止子之间,荧光蛋白基因的左侧为终止子、右侧有三个限制酶切点,分别是Mun I、EcoR I和Xho I限制酶的切点,因为用EcoR I会破坏荧光蛋白基因,所以, 为将扩增后的产物定向插入载体,指导荧光蛋白基因表达, 只能用Mun I和Xho I限制酶切割载体,A正确;
B、据图可知,限制酶Mun I与EcoR I切割后的黏性末端相同,故R末端添加的序列为EcoR I的识别序列,在F1~F7末端添加的序列为SalI的识别序列,从产物扩增到载体构建完成的整个过程需 F1~F7与R的相关载体,即构建7种载体,B正确;
C、据图可知,F1与R的序列要长于F2-F7与R序列,故 将构建的载体导入去除BCL11A基因的受细胞, 不可能出现含F1与R扩增产物的受体细胞无荧光,而含F2-F7与R扩增产物的受体细胞有荧光的现象,C错误;
D、分析题意可知,P是在雌激素诱导下发挥作用的启动子,向培养液中添加适量的雌激素,雌激素能诱导启动子发挥作用,构建的载体含有 BCL11A 基因,导入构建载体的受体细胞能合成 BCL11A 蛋白,r基因的表达被抑制,故向培养液中添加适量的雌激素,可导致部分受体细胞不再有荧光,D正确。
故选C。
【分析】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、利用PCR技术扩增和人工合成。其中人工合成方法中包括反转录法,即可先提取人体细胞中的mRNA,以其作为模板在逆转录酶的作用下合成cDNA(或DNA)。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(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。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;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:用PCR技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA;用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
18.(2024高三下·宁波模拟)依托咪酯是一种麻醉诱导剂。为研究其作用机理,科研人员以大鼠的离体神经组织为材料,检测依托咪酯对谷氨酸(兴奋性神经递质)和γ-氨基丁酸(抑制性神经递质)释放速率的影响,结果如下表。其中甲组仅进行非钙依赖型神经递质释放,乙组同时进行钙依赖型和非钙依赖型神经递质释放(谷氨酸和γ-氨基丁酸均存在钙依赖型和非钙依赖型两种释放途径)。下列相关叙述正确的是(  )
组别 甲组 乙组
A1 A2 A3 B1 B2 B3
依托咪酯浓度(μmol/L) 0 0.4 4 0 0.4 4
神经递质释放速率(nmol/mg·min) 谷氨酸 0.26 0.28 0.29 1.31 1.22 1.12
γ-氨基丁酸 0.23 0.24 0.24 0.63 0.63 0.6
A.谷氨酸、γ-氨基丁酸的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器参与
B.γ-氨基丁酸与突触后膜上受体结合后引起Na+内流,并将化学信号转化为电信号
C.依托咪酯能抑制非钙依赖型神经递质释放,对钙依赖型神经递质释放几乎无影响
D.在钙依赖型的递质释放途径中,依托咪酯对谷氨酸释放的抑制强于对γ-氨基丁酸
【答案】D
【知识点】细胞器之间的协调配合;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器参与, 谷氨酸、γ-氨基丁酸不属于分泌蛋白A错误;
B、γ-氨基丁酸是抑制性递质, 与突触后膜上受体结合后不会引起Na+内流,B错误;
C、 依托咪酯处理后,无钙组(A1、A2与A3)的神经递质释放速率无显著差异,钙依赖的神经递质释放速率(B1-A1)>(B2-A2)或(B1-A1)>(B3-A3),所以依托咪酯能抑制钙依赖的神经递质释放,而对非钙依赖的神经递质释放几乎没有影响,C错误;
D、在钙依赖型的递质释放途径中,谷氨酸释放的速率下降明显,而γ-氨基丁酸的释放速率下降不明显,故依托咪酯对谷氨酸释放的抑制强于对γ-氨基丁酸,D正确。
故选D。
【分析】1、静息电位与动作电位:
(1)静息电位:静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,产生原因:K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。
(2)动作电位:受到刺激后,细胞两侧的电位表现为外负内正,产生原因:Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧。
(3)兴奋部位与为兴奋部位之间由于电位差的存在,形成了局部电流,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位。
2、兴奋在神经元之间只能单向传递,因为神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,引起下一个神经元兴奋或抑制。
19.(2024高三下·宁波模拟)某自花传粉植物,有紫花和白花性状,受细胞核基因控制。选择某紫色植株自交,所得子代数量足够多,统计发现F1中开白花植株的比例为7/16,其余均开紫花(不考虑基因突变和互换)。相关分析错误的是(  )
A.若受两对等位基因控制,对亲本植株进行测交,则子代中白花植株的比例为3/4
B.若受两对等位基因控制,F1的紫花植株进行自交,后代中有11/36的植株开白花
C.若受一对等位基因控制,可能是杂合子植株产生的某种配子中有6/7不参与受精
D.若受一对等位基因控制,F1的紫花植株进行自交,后代中有2/9的植株开白花
【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用;基因的自由组合规律的实质及应用;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、据分析可知,若受两对基因控制,基因型为A-B-时开紫花,其余基因型的植物开白花,亲本为基因型为AaBb,测交后子代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,表现为紫花:白花=1:3,A正确;
B、若受两对等位基因控制,F1的紫花植株的基因型为1/9AABB、2/9AaBB、2/9AABb、4/9AaBb,AABB的自交后代全部开紫花,AaBB、AABb、AaBb的自交后代出现性状分离,所以F1的紫花植株自交后代中有白花植株为 2/9×1/4 + 2/9×1/4 + 4/9×7/16 =2/36+2/36+7/36=11/36,B正确;
C、若受一对等位基因控制,即紫花亲本为杂合子Aa,若所有配子正常受精、受精卵正常发育成植株,则紫花:白花=3:1;而该实验中 F1中开白花植株的比例为7/16=1/2×7/8 ,因此,可能是雄配子或雌配子中的A配子有6/7不参与受精,即A:a=1:7,雌配子或雄配子的A:a=1:1,C正确;
D、若受一对等位基因控制,则可能是某一种配子不参与受精,即A:a=1:7,另外一种配子A:a=1:1,产生的后代符合开白花植株的比例为7/16,则F1为AA:Aa:aa=1:8:7,F1的紫花植株进行自交,则只有Aa个体自交后代会出现白花植株,其比例为8/9×7/16=7/18,D错误。
故选D。
【分析】1、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、适用条件:
(1)有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内染色体上的基因。
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。
3、某紫色植株自交,统计发现F1中开白花植株的比例为7/16,其余均开紫花。若受两对基因控制,则紫花AaBb自交后代紫花A-B-:(A-bb+aaBb+aabb)=9:7,说明两对基因都是显性才表现紫花。
20.(2024高三下·宁波模拟)下图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传家系图,其中I-2只携带一种致病基因。人群中甲病基因频率为1/15,乙病基因频率为1/10。下列叙述正确的是(  )
A.甲病为伴性遗传,乙病为常染色体遗传
B.II-3体细胞内最多含有6个致病基因
C.III-1与一正常女性结婚,生下患病小孩的概率为6/11
D.III-7与一甲病男性结婚,生下正常小孩的概率为49/116
【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;人类遗传病的类型及危害;遗传系谱图
【解析】【解答】设甲病的相关基因用A、a表示,乙病的相关基因用B、b表示。
A、图中II-4、II-5患甲病,但是生出了正常的女儿,说明甲病为常染色体显性遗传病;II-4、II-5不患乙病,但是生出了有乙病的儿子,说明乙病为隐性遗传病,又因为I-2只携带一种致病基因(甲病),但是生出了有乙病的儿子,说明乙病为伴X隐性遗传病,A错误;
B、II-3两病兼患,基因型为AaXbY,体细胞内最多含有4个致病基因,B错误;
C、就甲病,III-1的基因型为Aa,与一正常女性结婚后,孩子患甲病的概率为1/2;就乙病,III-1的基因型为XBY,由于人群中乙病基因频率为1/10,则正常女性是乙病致病基因携带者的概率=(2×1/10×9/10)÷(2×1/10×9/10+9/10×9/10)=2/11,因此III-1与一正常女性结婚,生下患乙病小孩的概率为2/11×1/4=1/22,因此,生下患病小孩的概率为=1-正常=1-1/2×(1-1/22)=23/44,C错误;
D、III-7基因型为1/2aaXBXB或1/2aaXBXb,甲病男性基因型为AAXBY或AaXBY,由于人群中甲病基因频率为1/15,则甲病患者是杂合子的概率=(2×1/15×14/15)÷(2×1/15×14/15+1/15×1/15)=28/29,因此III-7与一甲病男性结婚,后代正常的概率=(28/29×1/2)×(1-1/2×1/4)= 49/116,D正确。
故选D。
【分析】遗传病的判断方法:无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子患病为伴性。有中生无为显性,显性遗传看男病,母女患病为伴性。
21.(2024高三下·宁波模拟)材料一:某班学生进行新鲜番茄植株叶片色素的提取和分离实验,研磨时未加入CaCO3,实验结果如图甲所示。图乙是番茄植株进行光合作用的示意图,其中PSII和PSI是吸收、传递、转化光能的光系统。
材料二:某研究者测得番茄植株在CK条件(适宜温度和适宜光照)和HH条件(高温高光)下,培养5天后的相关指标数据如下表。
组别 温度/℃ 光照强度/(μmol·m-2·s-1) 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) 气孔导度/(mmol·m-2·s-1) 胞间CO2浓度/ppm Rubisco活性/(U·mL-1)
CK 25 500 12.1 114.2 308 189
HH 35 1000 1.8 31.2 448 61
注:两组实验,除温度和光照有差异外,其余条件相同且适宜。
(1)分析图甲所示实验结果可知,含量最多的色素为   ,可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,发现其与正确操作下获得的色素提取液的吸收光谱差异最大在于   光。
(2)PSII中的色素吸收光能后,将H2O分解为H+和   。图乙中   为过程③供能,其中H+在   积累,从而推动ATP的合成。
(3)由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率的下降的原因   。此条件下的短时间内光反应产物NADPH和ATP在叶绿体中的含量   (选填“增加”、“减少”或“不变”)。
(4)D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,且过剩的光能可使D1蛋白失活。已知药物SM可抑制D1蛋白的合成。为研究植物应对高温高光逆境时D1蛋白的变化机制,研究者利用番茄植株进行如下三组实验:①组在适宜温度、适宜光照下培养;③组在高温高光下培养并施加适量Sm(抑制D1蛋白合成的药物)。②组的处理方式是   。其他条件相同且适宜,连续5天每天定期测定各组番茄植株的净光合速率(Pn),结果如丙图,预测结果为三组D1蛋白含量从高到低依次是:   。
【答案】(1)叶黄素;红光
(2)氧气或O2;ATP和NADPH;类囊体腔
(3)由于Rubisco活性下降影响了CO2固定过程,进而引起光合效率降低;增加
(4)将番茄植株在HH条件下培养(或高温高光强);①组>②组>③组
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验;光合作用和呼吸作用的区别与联系;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)色素带的宽度代表色素的含量,图甲中含量最多的为从左往后第三个条带,为叶黄素。材料一中的色素提取液由于研磨时未加入CaCO3,叶绿素被破坏而含量减少,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,由于类胡萝卜素的含量不受影响,因此吸收的红光会明显减少,即与正确操作下获得的色素提取液的吸收光谱差异最大在于红光。
(2)PSⅡ中的色素吸收光能后,进行水的光解,将 HO分解为H+和 O2。图乙中过程③为 C3的还原,需要光反应产生的 ATP和NADPH供能。据图可知,H+从类囊体腔向外运输时促进了AIP合成,说明类囊体腔H+浓度高于叶绿体基质,即H在类囊体腔积累,从而推动ATP的合成。
(3)由表中数据可知,与CK组比较,虽然 HH 条件下番茄气孔导度降低,但胞间CO2浓度反而升高,因此其净光合速率降低并不是因为气孔关闭,而是Rubisco活性下降会影响②CO2的固定,进而引起光合效率降低。由于光照强度较强,光反应速率升高,而暗反应速率降低,NADPH和ATP含量会因此增加。
(4)已知过剩的光能可使D1蛋白失活,该实验是探究H条件下净光合速率降低是否与此有关。因此应设置组实验,三组实验分别是正常条件,HH条件、HH条件并添加SM,由图丙可知,净光合速率(Pn)①﹥②﹥③,由题意可知过剩的光能可使D1蛋白失活,物SM可抑制D1蛋白的合成。①组在适宜温度、适宜光照下培养,③组在高温高光下培养并施加适量SM,②组净光合速率在①③之间,故推测②的处理方式是在HH条件下培养或高温高光强。③组施加适量Sm(抑制D1蛋白合成的药物),净光合作用最低,故D1蛋白可提高净光合作用,由此可预测三组D1蛋白含量从高到低依次是①﹥②﹥③。
【分析】1、光合作用的过程:
(1)光反应阶段:
①场所:叶绿体的类囊体上。
②条件:光照、色素、酶等。
③物质变化:叶绿体利用吸收的光能,将水分解成NADPH和O2,同时促成ADP和Pi发生化学反应,形成ATP。
④能量变化:光能转变为ATP、NADPH中的活跃的化学能。
(2)暗反应阶段:
①场所:叶绿体内的基质中。
②条件:多种酶参加催化。
③物质变化:①CO2的固定:CO2与植物体内的C5结合,形成C3。②C3的还原:在有关酶的催化作用下,C3接受ATP、NADPH释放的能量并且被NADPH还原,经过一系列的变化,形成葡萄糖和C5。
④能量变化:ATP、NADPH 中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。
2、图甲中从左往右色素带分别是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。
3、据图乙可知:
①PSⅠ和PSⅡ在光反应中发挥作用,位于叶绿体的类嚢体薄膜上。
②PSⅡ吸收光能后,一方面将H2O分解为O2和H+,同时将产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+顺浓度梯度转运,为ADP和Pi合成ATP提供能量。
③光反应过程实现了能量由光能转换为活跃化学能的过程。
(1)由于胡萝卜素在层析液中溶解度最大,扩散最快,距离点样处距离最远。图甲从点样处依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素,故含量最多的色素为叶黄素。由于叶绿体中叶绿素明显减少,叶绿素b、叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光,叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,会发现其对红光的吸收明显减少。
(2)据图乙可知,PSⅡ中的色素吸收光能后,进行水的光解,将H2O分解为H+和氧气(或O2)。图乙中过程③为C3的还原,需要光反应产生的ATP和NADPH供能。H+从类囊体腔向外运输时促进了ATP合成,说明类囊体腔H+浓度高于叶绿体基质,即H+在类囊体腔积累,从而推动ATP的合成。
(3)根据表格数据可知,HH组的胞间CO2的浓度高于CK组,而Rubisco活性低于CK组,所以HH条件下番茄净光合速率的下降并不是由于气孔关闭导致光合作用缺乏原料CO2造成的,而是由于Rubisco活性下降影响了②过程(二氧化碳的固定)的速率,进而引起光能的转化效率降低。由于HH组的Rubisco活性降低,二氧化碳固定形成C3的速率降低,C3还原消耗的NADPH和ATP减少,所以此条件下的光反应产物NADPH和ATP在叶绿体中的含量将增加。
(4)由图丙可知,净光合速率(Pn)①﹥②﹥③,由题意可知过剩的光能可使D1蛋白失活,物SM可抑制D1蛋白的合成。①组在适宜温度、适宜光照下培养,③组在高温高光下培养并施加适量SM,②组净光合速率在①③之间,故推测②的处理方式是在HH条件下培养或高温高光强。③组施加适量Sm(抑制D1蛋白合成的药物),净光合作用最低,故D1蛋白可提高净光合作用,由此可预测三组D1蛋白含量从高到低依次是①﹥②﹥③。
22.(2024高三下·宁波模拟)非编码RNA是近几年的研究热点。DavidP.Bartel实验室的BenjaminKleaveland等4人研究了小鼠脑中四种非编码RNA:Cyrano、miR-671、miR-7、Cdr1as的相互作用关系,过程如下。请回答下列问题:
(1)在非编码RNA合成时,ATP水解产生腺苷一磷酸(AMP)和焦磷酸(PPi)。该反应为非编码RNA的合成提供了   。
(2)miR-7有3个亚型:miR-7a-1,miR-7a-2和miR-7b。敲除miR-7a-2的小鼠表现为不育,且睾丸、卵巢发育不良,检测发现原因是垂体分泌的   激素减少。还表现为葡萄糖刺激的胰岛素分泌升高。在胰岛中过量表达miR-7a导致小鼠的糖尿病,原因是:   。Cyrano有一个非常保守的miR-7结合位点。研究人员敲除了Cyrano(记作KO)后检测到miR-7含量如图1所示,该结果说明Cyrano介导   过程。图1中miR-16的作用是:   。
(3)为研究miR-7升高导致的后果,研究人员测量并筛选出了Cdr1as的降低。将miR-7a-1和miR-7b敲除小鼠与KO小鼠杂交,子代Cdr1as没有明显的降低,说明Cdr1as的降低不是   导致的,而是完全由miR-7升高导致的。通过免疫荧光原位杂交技术(FISH)得到的野生型(WT)小鼠和KO小鼠的细胞图像如图2。其中,有颜色部位为细胞核,图中的小黑点为Cdr1as。据图2可得出   的结论。
(4)之前有研究称miR-671通过与Cdr1as上的互补位点结合介导Cdr1as的剪切与降解(机制A)。研究人员通过构建miR-671在Cdr1as上互补位点的突变体(记作Δ)对Cdr1as降解的机制进行了研究,结果如图3.根据实验数据,请评价机制A:   。
(5)转座子又称“跳跃基因”,可以插入到真核细胞基因组的任一位置(此过程称“转座”),造成基因组紊乱。piRNA是沉默转座子的一种重要的非编码RNA,由lncRNA剪切加工形成。观察发现piRNA合成前lncRNA总是位于线粒体边缘停靠,说明   。piRNA与Piwi蛋白形成复合物后招募H3K9me3甲基化酶对转座子组蛋白进行表观遗传修饰,加剧转座子DNA螺旋化。该过程抑制的是转座子的   过程。
【答案】(1)原料和能量
(2)促性腺激素;胰岛B细胞对葡萄糖升高刺激的敏感度降低;miR-7a的降解;作为对照排除实验其他因素(无关变量)的干扰
(3)Cyrano被敲除;KO导致的Cdr1as降解主要发生在细胞质中
(4)机制A是Cdr1as降解的主要方式但不是唯一方式
(5)线粒体外膜上有剪切lncRNA的酶;转录
【知识点】遗传信息的转录;血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)ATP水解能产生的腺苷一磷酸(AMP)是合成RNA的原料,同时, ATP水解的释放能量供合成RNA利用。
(2)垂体分泌的促性腺激素不足会使性腺发育不良。敲除miR-7a-2的小鼠表现为葡萄糖刺激的胰岛素分泌升高。胰岛素是人体中唯一降低血糖的激素,在胰岛中过量表达miR-7a导致小鼠患糖尿病,有可能是胰岛B细胞对葡萄糖升高刺激的敏感度降低,使胰岛素分泌不足。由图1可知,与对照组比较,敲除了Cyrano即KO的miR-7含量增加,因此说明Cyrano介导miR-7a的降解,由图1可知,两组miR-16的表达无差异,说明其作为对照排除实验其他因素(无关变量)的干扰。
(3)本实验的目的是为了研究miR-7升高导致的后果,实验结果是:子代Cdr1as没有明显的降低,因此,Cdr1as的降低不是Cyrano被敲除导致的,而是完全由miR-7升高导致的。图2可知,有颜色部位为细胞核,图中的小黑点为Cdr1as,因此说明KO导致的Cdr1as降解主要发生在细胞质中。
(4) 由miR-671在Cdr1as上互补位点的突变体(记作Δ)对Cdr1as降解的机制进行的研究结果可知,突变体中Cdr1as仍有一定的表达量,推测机制A是Cdr1as降解的主要方式但不是唯一方式。
(5)piRNA是沉默转座子的一种重要的非编码RNA,由lncRNA剪切加工形成。观察发现piRNA合成前lncRNA总是位于线粒体边缘停靠,说明线粒体外膜上有剪切lncRNA的酶。piRNA与Piwi蛋白形成复合物后招募H3K9me3甲基化酶对转座子组蛋白进行表观遗传修饰,加剧转座子DNA螺旋化,推测该过程抑制转座子的转录过程。
【分析】1、ATP中文名叫腺苷三磷酸,结构式简写A-P~P~P,其中A表示腺嘌呤核苷,T表示三个,P表示磷酸基团,“-”代表普通化学键,“~”代表特殊的化学键。几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解,由ADP合成ATP所需能量,动物来自呼吸作用,植物来自光合作用和呼吸作用,ATP可在线粒体、叶绿体、细胞质基质中合成。
2、基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
(1)ATP水解能产生腺苷一磷酸(AMP)和焦磷酸(PPi),并且能够释放能量,因此该反应为非编码RNA的合成提供能量和原料。
(2)性腺发育不良可能是垂体分泌的促性腺激素不足,敲除miR-7a-2的小鼠表现为葡萄糖刺激的胰岛素分泌升高,在胰岛中过量表达miR-7a导致小鼠的糖尿病,有可能是胰岛B细胞对葡萄糖升高刺激的敏感度降低,由图1可知,敲除了Cyrano即KO的miR-7含量增加了,因此说明Cyrano介导miR-7a的降解,由图1可知,两组miR-16的表达无差异,说明其作为对照排除实验其他因素(无关变量)的干扰。
(3)实验是为了研究miR-7升高导致的后果,由于将miR-7a-1和miR-7b敲除小鼠与KO小鼠杂交,子代Cdr1as没有明显的降低,说明Cdr1as的降低不是Cyrano被敲除导致的,而是完全由miR-7升高导致的。图2可知,有颜色部位为细胞核,图中的小黑点为Cdr1as,因此说明KO导致的Cdr1as降解主要发生在细胞质中。
(4)miR-671通过与Cdr1as上的互补位点结合介导Cdr1as的剪切与降解(机制A),据图可知,突变体中Cdr1as仍有一定的表达量,推测机制A是Cdr1as降解的主要方式但不是唯一方式。
(5)piRNA是沉默转座子的一种重要的非编码RNA,由lncRNA剪切加工形成。观察发现piRNA合成前lncRNA总是位于线粒体边缘停靠,说明线粒体外膜上有剪切lncRNA的酶。piRNA与Piwi蛋白形成复合物后招募H3K9me3甲基化酶对转座子组蛋白进行表观遗传修饰,加剧转座子DNA螺旋化,推测该过程抑制转座子的转录过程。
23.(2024高三下·宁波模拟)红树植物健康生长需要适宜的淹水环境和盐度。随着底泥的淤升,华侨城湿地红树林生境陆化严重,红树植物长势变差。
(1)华侨城湿地红树林优势种为秋茄,平均树高约7米,林下有零星分布的桐花树。该湿地所有生物构成一个   。秋茄与桐花树高低错落,说明具有   结构,有利于   。
(2)通过周期性补水,模拟秋茄林的淹水生境,在研究区域的秋茄林内设置3个补水组样方和3个对照组样方,对照组的处理是   。处理相应时间后,采用   取样,每个样方内取3个30cm深的沉积柱样土壤底泥,每个沉积柱以5cm间隔进行分样,将3个沉积柱同一水平的分样混匀,获得沉积物样品。测量底泥的理化性质如下表所示:
  含水率/% 盐度/‰
对照组平均值 40.20±4.10 1.89±0.37
补水组平均值 42.46±3.20 2.12±0.45
补水对秋茄成林具有修复作用,推测该区红树植物秋茄长势变差的主要原因是   。
(3)选取补水组和对照组中秋茄成熟叶片,测定叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量(单位:mg/g)如下图。
叶绿素a具有吸收和转化光能的作用,叶绿素b和类胡萝卜素具有吸收和传递光能的作用,图示说明生境陆化对红树植物秋茄叶绿素a的损害程度   叶绿素b,而补水增强秋茄叶片对光能的   能力。
(4)在晴天9:00-11:00光照充足时,选择补水组和对照组的秋茄成熟叶片,进一步测定了光合作用各项指标,如下表所示:
  净光合速率 μmol/m2·s 胞间CO2浓度 μmol/m2·s 气孔导度 mol/m2·s
对照组 2.13 387.27 0.086
补水组 5.47 356.8 0.085
说明补水处理有效改善了陆化秋茄林的光合作用,并且   (填“是”或“不是”)由于气孔开闭导致秋茄林光合速率下降而退化。
(5)秋茄林补水修复研究的意义是   。
【答案】(1)(生物)群落;垂直;提高利用阳光等环境资源的能力
(2)无周期性补水(不补水);取样器;淹水条件改变和盐度降低
(3)大于;吸收和转化
(4)不是
(5)为陆化(退化)红树林的生态修复提供了依据
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;影响光合作用的环境因素;群落的结构
【解析】【解答】(1)生物群落是由同一地点所有的生物构成的;不同植物之间高低错落,说明群落具有垂直结构,有利于提高利用阳光等环境资源的能力。
(2)本实验的目的是探究周期性补水对植物生长的影响,所以实验的自变量是是否周期性补水,对照组的处理是无周期性补水或不补水,实验组的处理是进行周期性补水;处理相同的时间后,用取样器取样;补水后秋茄成林,表格中的数据表明在没有补水的条件下,含水量和盐度降低,所以该区红树植物秋茄长势变差的主要原因是淹水条件改变和盐度降低。
(3)从图表中看出补水组的叶绿素a含量远远大于对照组,而叶绿素b和类胡萝卜素差异不大,所以生境陆化对红树植物秋茄叶绿素a的损害程度大于叶绿素b;叶绿素a可以吸收和转化光能,所以补水增强了秋茄叶片对光能的吸收和转化能力。
(4)从表格中看出补水组和对照组的气孔导度基本相同,所以不是由于气孔开闭导致秋茄林光合速率下降而退化。
(5)根据以上的信息,补水修复的意义是为陆化(退化)红树林的生态修复提供了依据。
【分析】1、群落是指同一时间内聚集在同一片区域的所有生物的集合,包括这片区域的所有植物、动物和微生物。
2、群落的结构:
(1)群落的垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象;植物主要受阳光的影响,动物主要受食物和栖息空间的影响。
(2)群落的水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,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。
3、恢复生态学主要是利用生物群落演替的理论,强调生态系统的自我调节能力和生物的适应性,充分依靠生态系统自身的能力,辅以有效的人为手段,使生态系统从受损的退化状态恢复到正常的健康状态。
(1)同一地点所有的生物构成一个生物群落;植物之间高低错落,构成了群落的垂直结构,有利于提高利用阳光等环境资源的能力。
(2)本实验自变量是探究周期性补水对植物生长的影响,所以实验组的处理是进行周期性补水,而对照组的处理是无周期性补水或不补水;处理相同的时间后,用取样器取样;补水后秋茄成林,表格中的数据表明在没有补水的条件下,含水量和盐度降低,所以该区红树植物秋茄长势变差的主要原因是淹水条件改变和盐度降低。
(3)从图表中看出补水组的叶绿素含量比对照组高,而叶绿素b和类胡萝卜素基本不变,所以生境陆化对红树植物秋茄叶绿素a的损害程度大于叶绿素b;叶绿素a可以吸收和转化光能,所以补水增强了秋茄叶片对光能的吸收和转化能力。
(4)从表格中看出补水组和对照组的气孔导度基本相同,所以不是由于气孔开闭导致秋茄林光合速率下降而退化。
(5)根据以上的信息,补水修复的意义是为陆化(退化)红树林的生态修复提供了依据。
24.(2024高三下·宁波模拟)某植物有全雌株(只有雌花)、全雄株(只有雄花)和正常株(雌花、雄花均有)等不同性别类型的植株,假设控制该植物性别的基因中第一对等位基因以A、a表示,第二对等位基因以B、b表示,第三对等位基因以C、c表示,…以此类推。研究人员做了如图所示的实验。回答下列问题:
实验 P F1 F2(由F1中的正常株自交获得)
一 纯合全雌株×纯合全雄株 正常株126 全雌株:正常株:全雄株=27:90:28
二 纯合全雌株×正常株 全雌株:正常株=63:61 全雌株:正常株=32:95
(1)根据实验一推测该植物的性别类型由   对等位基因控制,其遗传符合   定律。
(2)实验一中F2正常株中纯合子所占的比例为   ,实验二中亲本正常株的基因型为:   ,实验二F1正常株测交后代中正常株所占比例为   .
(3)实验一F2中的正常株自交获得F3,则F3的表现型及比例为   。
(4)若实验二F1的某一正常株自交获得F2,F2均为正常株,可能的原因是   (选填“P中的全雌株”、“P中的正常株”)在产生配子过程中发生了基因突变。
【答案】两;自由组合;1/5;AABb或AaBB;1/2;全雌株:正常株:全雄株=1:6:1;P中的全雌株
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因突变的特点及意义;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】(1)根据上述分析可知,实验一F2代的分离比接近3:10:3,是9:3:3:1的变式,可见该植物的性别决定是由两对独立遗传的等位基因控制,遵循基因的自由组合定律。
(2)由题意分析已知该植物的性别决定是由两对基因控制的,遵循基因的自由组合定律,且实验一的F1是双杂合子,则正常株的基因型是AaBb。由F1代的性状分离比3:10:3可知正常株是双显性(9)和双隐性(1),全雌株、全雄株为单显性(3),所以实验一杂交两亲本的基因型分别为AAbb、aaBB,正常株的基因型有:A-B-、aabb,其中纯合子AABB、aabb占两份,故实验一中F2正常株中纯合子所占的比例为。实验二中亲本为纯合全雌株(AAbb或aaBB)与正常株杂交,后代性状分离比为1:1,故亲本正常株有一对基因纯合,一对基因杂合,即亲本正常株的基因型为AABb或AaBB。实验二F1正常株AABb或AaBB与基因型为aabb的植株测交,子代为AaBb:Aabb=1:1或AaBb:aaBb=1:1,即正常植株占1/2。
(3)根据题意分析,实验一F2代正常株是双显性(9)和双隐性(1),正常株基因型为AABB、AABb、AaBB、AaBb、aabb,AABB自交后代为AABB(正常株);AABb自交后代为正常株、AAbb;AaBB自交后代为正常株、aaBB;AaBb自交后代为正常株、A-bb、aaB-;aabb自交后代为正常株,所以正常株比例为++++=,全雌株比例为,全雄株比例为 ,故F3的表现型及比例为全雌株:正常株 :全雄株 =1:6:1。
(4)若实验二F1的某一正常株自交获得F2,F2均为正常株,说明F1的某一正常株为纯合子,由于实验二亲代纯合全雌株的基因型是AAbb(或aaBB),正常株的基因型是AABb(或AaBB),所以可能的原因是P中的全雌株产生配子过程中发生了基因突变,产生了AB的配子。
【分析】1、基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
25.(2024高三下·宁波模拟)Ⅰ、裸鼠几乎不得癌症,其寿命可超过30年,同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因,科研人员做了以下研究。
Ⅱ、Period2(Per2)基因是一种抑癌基因,干扰Per2基因表达有利于肿瘤细胞存活和促进肿瘤发生。p53肿瘤抑制因子是一个关键的转录因子,调节DNA修复、细胞周期、衰老凋亡等相关细胞途径,是抵抗癌症发病和进展的重要防御因子,并且是通过与癌蛋白MDM2负调控作用调节其功能。为探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制,科研人员做了如下实验:
(1)裸鼠胶质瘤模型构建:将裸鼠皮肤成纤维细胞置于   培养箱进行体外培养,经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸(HA),可抑制细胞过度增殖。
(2)研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶(HAS)的含量,结果如图1.另外,发现裸鼠组织的HA降解酶(HAase)的活性远低于人和小鼠。结合图文信息,分析裸鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是   。
结果显示,裸鼠胚胎期HA合成酶低表达,推测其意义是   。
(3)为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命,研究人员进行了下列实验(图2)。
NeoR:新霉素抗性基因;nmrHas2:裸鼠 HA 合成酶 2 基因;CE:cre 重组酶-雌激素受体融合基因
注:启动子仅启动相邻基因的表达
①通过转基因技术获得转基因小鼠A:为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2,原因是   。
②B鼠为导入表达CE的纯合子,CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠,请画出C鼠的基因组成情况   。
③利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。请写出对照组的选材   (“C”或“D”)及实验处理。
(4)请简述本研究的应用前景   。
(5)培养U343细胞常在培养基中加入   ,一段时间后用   消化,制成细胞悬液。
(6)人工合成低表达Per2基因,以某种病毒作为运载体,构建重组DNA,导入到培养好的U343胶质瘤细胞中(实验组),同时还需要设置2组对照组,分别为:   (对照组1)、空白对照组(U343)(对照组2)。
(7)每组等量同龄健康裸鼠,皮下相同部位分别对应注入上述组别的U343细胞,适宜条件下培养,定期记录瘤体体积,记录到成瘤(体积达1000mm3)的时间,处死小鼠,取出瘤体,提RNA和蛋白质。
实验结果:实验组小鼠成瘤时间短于两对照组,且相同时间内实验组瘤体体积大于两对照组。检测各组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量(各组mRNA含量关系同Per2蛋白含量关系),如图3所示。
注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2.
由图3结果可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,作用是   。该实验结果说明实验组Per2基因低表达体系构建成功。
(8)已知当DNA损伤后,DNA检测点基因ATM被激活,随后诱发p53激活,而c-myc是原癌基因,p53可与c-myc的启动子相结合发生乙酰化反应,已知c-myc的转录,相关基因表达后蛋白检测如图4(各组mRNA含量关系同蛋白含量关系)
注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2.
由图4可推测,Per2基因的作用为   。下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中p53的可能调控机制
(9)综上,Per2基因低表达可明显促进胶质瘤的发生发展,请你提出一种可能的调控机制   ,导致胶质瘤的发生和发展。
【答案】(1)CO2
(2)裸鼠体内HA合成酶2表达量(含量)高,促进HA合成;而HA降解酶活性低,减少分解;避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用,保障正常生长发育
(3)启动子未直接与HA合成酶2的基因相连;;选材:D鼠,处理:注射外源雌激素
(4)高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况,治疗癌症和提升人类寿命等
(5)血清;胰蛋白酶
(6)转入同种病毒到U343胶质瘤细胞中
(7)排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响
(8)Per2高表达促进p53、ATM表达,抑制c-myc和MDM2表达
(9)Per2基因低表达时,抑制p53和ATM的表达,促进了MDM2和c-myc的表达,MDM2负调控P53,使p53表达量更低
【知识点】动物细胞培养技术;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1) 成纤维细胞培养需要置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养。
(2)根据图文信息可知,裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量(含量)高,能够促进HA合成;而且HA降解酶活性低,减少分解,因此裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA。根据题干信息可知,高分子量透明质酸(HA)可抑制细胞过度增殖。由此推测,裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达,是为了避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用,保障正常生长发育。
(3)①通过将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组,由此获得的转基因小鼠A,由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连,因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2。
②根据图示可知小鼠A、B的基因组成,将A、B鼠交配获得C、D鼠,C鼠基因组成如图所示:。
③根据题意信息可知,外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。因为D鼠没有loxP位点,因此C鼠为实验组,D鼠则是作为对照组,通过注射外源雌激素能够诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。
(4)根据题意可知,高分子量透明质酸可抑制细胞过度增殖,由此推测高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况,治疗癌症和提升人类寿命等。
(5)培养动物细胞常在培养基中加入血清或血浆,为动物细胞提供生长因子。培养一段时间后,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化,使细胞分散开制成细胞悬液。
【(6)题详解】对照组1:为了排除病毒对实验结果的影响,将同种病毒转入到培养好的U343胶质瘤细胞中;对照组2:作为空白对照,培养好的U343胶质瘤细胞。
【(7)题详解】由图1可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。实验组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量比对照组1和对照组2U343胶质瘤细胞的低,说明Per2基因在实验组U343胶质瘤细胞中成功表达,即Per2基因低表达体系构建成功。
【(8)题详解】由图4可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。Per2蛋白含量与p53、ATM的含量成正比,说明Per2高表达促进p53、ATM的表达。Per2蛋白含量与c-myc和MDM2的含量成反比,说明Per2高表达抑制c-myc和MDM2的表达。
【(9)题详解】由(8)的结果可知,Per2基因低表达时,抑制p53、ATM的表达,促进c-myc和MDM2的表达,而MDM2的表达可负调控P53,使p53的表达量更低,导致胶质瘤的发生和发展。
【分析】1、动物细胞培养的条件:(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:36.5℃±0.5℃;适宜的pH: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)。
2、由于生物实验研究对象存在差异性,大多采用对照实验法,即确定实验组后,根据等量原则和单一变量原则设计相应对照组。
(1)动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳,氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH值。进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,将他们置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养,将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于CO2培养箱进行体外培养。
(2) 根据图文信息可知,裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量(含量)高,能够促进HA合成;而且HA降解酶活性低,减少分解,因此裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA。根据题干信息可知,高分子量透明质酸(HA)可抑制细胞过度增殖。由此推测,裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达,是为了避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用,保障正常生长发育。
(3)①通过将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组,由此获得的转基因小鼠A,由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连,因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2。
②根据图示可知小鼠A、B的基因组成,将A、B鼠交配获得C、D鼠,C鼠基因组成如图所示:。
③根据题意信息可知,外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。因为D鼠没有loxP位点,因此C鼠为实验组,D鼠则是作为对照组,通过注射外源雌激素能够诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。
(4)根据题意可知,高分子量透明质酸可抑制细胞过度增殖,由此推测高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况,治疗癌症和提升人类寿命等。
(5)动物细胞的生长除了需要碳源、氮源、无机盐和水分之外,还需要各种生长因子。因此,培养U343细胞常在培养基中加入血清,为动物细胞提供生长因子。培养一段时间后,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化,使细胞分散开制成细胞悬液。
(6)对照组1:为了排除病毒对实验结果的影响,将同种病毒转入到培养好的U343胶质瘤细胞中;对照组2:作为空白对照,培养好的U343胶质瘤细胞。
(7)由图1可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。实验组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量比对照组1和对照组2U343胶质瘤细胞的低,说明Per2基因在实验组U343胶质瘤细胞中成功表达,即Per2基因低表达体系构建成功。
(8)由图4可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,可排除细胞培养操作、点样量、检测方法等对实验结果的影响。Per2蛋白含量与p53、ATM的含量成正比,说明Per2高表达促进p53、ATM的表达。Per2蛋白含量与c-myc和MDM2的含量成反比,说明Per2高表达抑制c-myc和MDM2的表达。
(9)由(8)的结果可知,Per2基因低表达时,抑制p53、ATM的表达,促进c-myc和MDM2的表达,而MDM2的表达可负调控P53,使p53的表达量更低,导致胶质瘤的发生和发展。
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